JPS61166192A - 半導体レ−ザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPS61166192A JPS61166192A JP688785A JP688785A JPS61166192A JP S61166192 A JPS61166192 A JP S61166192A JP 688785 A JP688785 A JP 688785A JP 688785 A JP688785 A JP 688785A JP S61166192 A JPS61166192 A JP S61166192A
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- Japan
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- conductivity type
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は埋め込み形の化合物単導体レーザおよびその製
造方法に関する。
造方法に関する。
従来の技術
ＧａＡｓ 、 ＩｎＰ などの基板上に形成された半導
体レーザは光通信、光ディスク、光応用計測など幅広い
分野でその応用が期待されている。第２図に現在主流と
して用いられている埋め込みヘテロ接合形レーザ（ＢＨ
レーザ）の構造を示す。第２図において２１はｎ増Ｉｎ
Ｐ基板２２はｎ型ＩｎＰバッファ層、２３はＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層（発振波長λ ＝１．３ｐｍ）、２４はｐ型
ＩｎＰクラッド層、２５はｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層、２６はｐ型ＩｎＰ埋込層、２７はｎ型ＩｎＰ埋込層
、２８はｐ型ＩｎＧａＡｓＰ コンタクト層、２９はＡ
ｕ ／ Ｃｒ電極、３０ （ｌ−１−、Ａｕ −Ｓｎ３
ベーパ 電極である。
体レーザは光通信、光ディスク、光応用計測など幅広い
分野でその応用が期待されている。第２図に現在主流と
して用いられている埋め込みヘテロ接合形レーザ（ＢＨ
レーザ）の構造を示す。第２図において２１はｎ増Ｉｎ
Ｐ基板２２はｎ型ＩｎＰバッファ層、２３はＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層（発振波長λ ＝１．３ｐｍ）、２４はｐ型
ＩｎＰクラッド層、２５はｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層、２６はｐ型ＩｎＰ埋込層、２７はｎ型ＩｎＰ埋込層
、２８はｐ型ＩｎＧａＡｓＰ コンタクト層、２９はＡ
ｕ ／ Ｃｒ電極、３０ （ｌ−１−、Ａｕ −Ｓｎ３
ベーパ 電極である。
このＢＨｖ−ザば、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２３がその周
囲を取り巻く層よりも屈折率が高いだめ光の閉じ込めが
可能であり、しかも、ｐ型ＩｎＰ埋込層２６によってＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層２３以外の領域に流れ込もうとする
電流を阻止することによってＩｎＧａＡｓＰ活性層２３
に電流を集中することが可能であるだめ、低しきい値電
流の発振、たとえば室温における発振しきい値２０ｍＡ
が実現されていた。
囲を取り巻く層よりも屈折率が高いだめ光の閉じ込めが
可能であり、しかも、ｐ型ＩｎＰ埋込層２６によってＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層２３以外の領域に流れ込もうとする
電流を阻止することによってＩｎＧａＡｓＰ活性層２３
に電流を集中することが可能であるだめ、低しきい値電
流の発振、たとえば室温における発振しきい値２０ｍＡ
が実現されていた。
発明が解決しようとする問題点
しかしながらとのＢＨレーザにおいてはｐ型埋込層２６
を液相エピタキシャル成長によって形成する際に、基板
表面の汚れ々どの影響で部分的に結晶成長しない領域Ａ
が存在してｎ型ＩｎＰバッファ層２２とｎ型ＩｎＰ埋込
層２７との短絡の原因となり、素子の歩留を低下させて
いた。
を液相エピタキシャル成長によって形成する際に、基板
表面の汚れ々どの影響で部分的に結晶成長しない領域Ａ
が存在してｎ型ＩｎＰバッファ層２２とｎ型ＩｎＰ埋込
層２７との短絡の原因となり、素子の歩留を低下させて
いた。
問題点を解決するだめの手段
本発明はこのような従来のＢＨレーザにおける問題点を
解決するためになされたものであり、電流阻止層として
拡散層を用い、その上に埋込層をエピタキシャル成長す
るものである。
解決するためになされたものであり、電流阻止層として
拡散層を用い、その上に埋込層をエピタキシャル成長す
るものである。
作 用
本発明は上記の構成により従来発生していたような電流
阻止層の不良による短絡を防止するものであり、さらに
電流阻止層と活性層とをセルノアライメントにより配置
する方法を提供するものである。
阻止層の不良による短絡を防止するものであり、さらに
電流阻止層と活性層とをセルノアライメントにより配置
する方法を提供するものである。
実施例
以下本発明をＩｎＧａＡｓＰのＢＨレーザに応用した場
合の一実施例について説明する。第３図にその製造工程
を示す。寸ずｎ＋型ＩｎＰ基板１［（１００）而〕の表
面にｎ型ＩｎＰバッファ層２ （Ｔｅドープ、キャリア
密度５Ｘ１０ Ｃ）ｎ 、厚さ２’ ７４ ｍ ）
、 ＩｎＧａＡｓＰ活性層３（ノンドープ、厚さ０．１
μｍ９発光波長λ９＝ １．３μｍ ） 、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド４４ （Ｚｎ ドープ。
合の一実施例について説明する。第３図にその製造工程
を示す。寸ずｎ＋型ＩｎＰ基板１［（１００）而〕の表
面にｎ型ＩｎＰバッファ層２ （Ｔｅドープ、キャリア
密度５Ｘ１０ Ｃ）ｎ 、厚さ２’ ７４ ｍ ）
、 ＩｎＧａＡｓＰ活性層３（ノンドープ、厚さ０．１
μｍ９発光波長λ９＝ １．３μｍ ） 、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド４４ （Ｚｎ ドープ。
ギヤリア密度５Ｘ１０ Ｃｍ 、２ｐｍ）、ｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰキャップ層５ （Ｚｎドープ、キャリア密
度１×１０ ｏｎ 、 ０．５ ｐｍ 、λｑ＝１．
１μｍ）を順次液相エピタキシャル成長法により形成す
る。さらにその表面にホトレジストでストライプ状（た
とえ５ ペ−） ば幅３１１ｍ、ストライプ方向くｏｌｌ〉）に形成し、
たとえばＣＣｌ４を用いたりアクティブイオンエツチン
グ法によりｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５を除去した
のちホトレジストをたとえば０２プラズマエツチング法
により除去する。
ｎＧａＡｓＰキャップ層５ （Ｚｎドープ、キャリア密
度１×１０ ｏｎ 、 ０．５ ｐｍ 、λｑ＝１．
１μｍ）を順次液相エピタキシャル成長法により形成す
る。さらにその表面にホトレジストでストライプ状（た
とえ５ ペ−） ば幅３１１ｍ、ストライプ方向くｏｌｌ〉）に形成し、
たとえばＣＣｌ４を用いたりアクティブイオンエツチン
グ法によりｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５を除去した
のちホトレジストをたとえば０２プラズマエツチング法
により除去する。
次に、ストライプ状にパターニングしたＰ型ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層５をエツチングのマスクとして、たとえ
ばＨＣｌ ： Ｈ３Ｐ○４＝１：４のエツチング液でｐ
型ＩｎＰクラッド層４を選択エツチングする（第３図（
ａ））。次にたとえば封管法によりＺｎを拡散してｐ型
Ｉ ｎＧ ａＡｓ Ｐ拡散層６′およびｐ型ＩｎＰ拡散
層６を形成する（第３図（ｂ））０たとえば５Ｑ○°Ｃ
８分の拡散で１．１μｍの拡散深さが得られる。次に、
ＩｎＧａＡｓＰ活性層３とｐ型ＩｎＧａＡｓＰギャップ
層５とを選択エツチングのマスクとしてｐ型ＩｎＰクラ
ッド層４をたとえばＨＣβ：Ｈ３ＰＯ４−１：４の混合
液で横方向に０．５μｍずつエツチングする。さらに今
エツチングしたｐ型ＩｎＰクラッド層４を選択エツチン
グのマスクとしてｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散層６′をエツ
チングする。このようにすると、第３図６ ・＼− （Ｃ）に示すように電流阻止層となるｐ型ＩｎＰ拡散層
６をｎ型ＩｎＰバンファ層２の内部に形成することがで
きる。
ｓＰキャップ層５をエツチングのマスクとして、たとえ
ばＨＣｌ ： Ｈ３Ｐ○４＝１：４のエツチング液でｐ
型ＩｎＰクラッド層４を選択エツチングする（第３図（
ａ））。次にたとえば封管法によりＺｎを拡散してｐ型
Ｉ ｎＧ ａＡｓ Ｐ拡散層６′およびｐ型ＩｎＰ拡散
層６を形成する（第３図（ｂ））０たとえば５Ｑ○°Ｃ
８分の拡散で１．１μｍの拡散深さが得られる。次に、
ＩｎＧａＡｓＰ活性層３とｐ型ＩｎＧａＡｓＰギャップ
層５とを選択エツチングのマスクとしてｐ型ＩｎＰクラ
ッド層４をたとえばＨＣβ：Ｈ３ＰＯ４−１：４の混合
液で横方向に０．５μｍずつエツチングする。さらに今
エツチングしたｐ型ＩｎＰクラッド層４を選択エツチン
グのマスクとしてｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散層６′をエツ
チングする。このようにすると、第３図６ ・＼− （Ｃ）に示すように電流阻止層となるｐ型ＩｎＰ拡散層
６をｎ型ＩｎＰバンファ層２の内部に形成することがで
きる。
さらにこの上に液相エピタキシャル成長法によりｎ型Ｉ
ｎＰ層７（ノンドープ、厚さ２．５μｍ）およびｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ ニア ンタクト層８ （Ｚｎドープ、キ
ャリア密度ｌＸ１００７１．厚さ０．５７ｚ ｍ 、λ
＝１．１μｍ）を順次形成し、Ａｕ ／ Ｃｒ電極９
および裏面研磨したのちＡｕ−８ｎ電極１ｏをそれぞれ
形成すると第１図に示すような本発明の一実施例のレー
ザ素子が完成する。以上の製作工程における本発明の特
徴は以下に述べるとおりである。すなわち、一般に高濃
度に不純物（たとえばＺｎ）を熱拡散した結晶の表面に
は良質のエピタキシャル結晶成長層を形成することが困
難であった。そこで本発明では上記の実施例で説明した
ようにＺｎ 拡散はＩ ｎＧａＡｓ Ｐ活性層３を通し
て行ない、このｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散層６′をエツチ
ングすることによってこの中に含まれる高濃度に不純物
が拡散された領域を除くことによってｐ型ＩｎＰ拡敢層
６の表面の不γ ・＼ 純物濃度を、良質なエピタキシャル結晶成長層の形成が
可能な濃度にすることにより良ηなｎ型ＩｎＰ埋込層７
の成長を可能にするものである。３寸だ、本発明の構成
上の他の特徴は、もし仮にｎ型ＩｎＰ埋込層７の結晶成
長において従来のＢＨレーザの埋込層に部分的に結晶成
長しない領域ができたとしてもｎ型ＩｎＰバッファ層２
とｐ型ＩｎＰ拡散層６とのｐ−ｎ接合が必ず存在するの
で帰路にはつながることはない。
ｎＰ層７（ノンドープ、厚さ２．５μｍ）およびｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰ ニア ンタクト層８ （Ｚｎドープ、キ
ャリア密度ｌＸ１００７１．厚さ０．５７ｚ ｍ 、λ
＝１．１μｍ）を順次形成し、Ａｕ ／ Ｃｒ電極９
および裏面研磨したのちＡｕ−８ｎ電極１ｏをそれぞれ
形成すると第１図に示すような本発明の一実施例のレー
ザ素子が完成する。以上の製作工程における本発明の特
徴は以下に述べるとおりである。すなわち、一般に高濃
度に不純物（たとえばＺｎ）を熱拡散した結晶の表面に
は良質のエピタキシャル結晶成長層を形成することが困
難であった。そこで本発明では上記の実施例で説明した
ようにＺｎ 拡散はＩ ｎＧａＡｓ Ｐ活性層３を通し
て行ない、このｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散層６′をエツチ
ングすることによってこの中に含まれる高濃度に不純物
が拡散された領域を除くことによってｐ型ＩｎＰ拡敢層
６の表面の不γ ・＼ 純物濃度を、良質なエピタキシャル結晶成長層の形成が
可能な濃度にすることにより良ηなｎ型ＩｎＰ埋込層７
の成長を可能にするものである。３寸だ、本発明の構成
上の他の特徴は、もし仮にｎ型ＩｎＰ埋込層７の結晶成
長において従来のＢＨレーザの埋込層に部分的に結晶成
長しない領域ができたとしてもｎ型ＩｎＰバッファ層２
とｐ型ＩｎＰ拡散層６とのｐ−ｎ接合が必ず存在するの
で帰路にはつながることはない。
丑だ、−］二起工発明の一実施例においてストライプ幅
幅が３μｍ以下の場合は第１図のようにｎ型ＩｎＰ埋込
層７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５の上にはほとん
ど堆積せず結晶成長が終了した後の表面は平坦になる。
幅が３μｍ以下の場合は第１図のようにｎ型ＩｎＰ埋込
層７はｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５の上にはほとん
ど堆積せず結晶成長が終了した後の表面は平坦になる。
しかし、ストライプ幅が３μｍ以上になると第４図（−
）に示すようにｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５の上に
もｎ型ＩｎＰ埋込層７が結晶成長してしまうことがある
。この場合、第４図（ａ）に示すようにたとえばシリカ
ガラス１１を回転塗布するとシリカガラスの粘性と表面
張力との関係によって表面は平坦になる。そこで、シリ
カガラス１１とｐ型Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ コンタクト層
８．ｎ型ＩｎＰ埋込層７、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層５とのエツチング速度の差が少ない工、チング方法た
とえばイオンエツチングによりエツチングを行なうと、
ストライプ」二の突起はなくなり平坦になる。次に、さ
らにＺｎ拡散において、ストライプ近傍はＩｎＧａＡｓ
Ｐよりも拡散速度が速いＩｎＰのみであり、ストライプ
の両側にｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８が残るので
ストライプ近傍だけが拡散が深くなる。この上にＰ側の
電極たとえばＡｕ ／ Ｃｒを形成すると電気的に低抵
抗のオーミック接触はストライプの両側のｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層８との間に形成され、電流はｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層８からＺｎ の拡散深さが深
く低抵抗のｐ型コンタクト拡散層１２を通ってｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層４を通りＩｎＧａＡｓＰ活性層３に注入さ
れる。さらに、第４図（ｂ）の構造ではＩ ｎＧａＡｓ
Ｐ活性層３．の上部には熱抵抗の高いＩ ｎＧａＡｓ
Ｐ Ｊ＠は形成されておらず熱抵抗の低いＩｎＰ９
ベージ のみであるので熱放散も良い。このように、本発明はス
トライプ幅の広いレーザに対して、第４図に示した工程
を行なうことにより、熱抵抗が低くかつ電気的なコンタ
クト抵抗も低いレーザが得られるという特徴もあわせて
備えている。
）に示すようにｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層５の上に
もｎ型ＩｎＰ埋込層７が結晶成長してしまうことがある
。この場合、第４図（ａ）に示すようにたとえばシリカ
ガラス１１を回転塗布するとシリカガラスの粘性と表面
張力との関係によって表面は平坦になる。そこで、シリ
カガラス１１とｐ型Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ コンタクト層
８．ｎ型ＩｎＰ埋込層７、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層５とのエツチング速度の差が少ない工、チング方法た
とえばイオンエツチングによりエツチングを行なうと、
ストライプ」二の突起はなくなり平坦になる。次に、さ
らにＺｎ拡散において、ストライプ近傍はＩｎＧａＡｓ
Ｐよりも拡散速度が速いＩｎＰのみであり、ストライプ
の両側にｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層８が残るので
ストライプ近傍だけが拡散が深くなる。この上にＰ側の
電極たとえばＡｕ ／ Ｃｒを形成すると電気的に低抵
抗のオーミック接触はストライプの両側のｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層８との間に形成され、電流はｐ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層８からＺｎ の拡散深さが深
く低抵抗のｐ型コンタクト拡散層１２を通ってｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層４を通りＩｎＧａＡｓＰ活性層３に注入さ
れる。さらに、第４図（ｂ）の構造ではＩ ｎＧａＡｓ
Ｐ活性層３．の上部には熱抵抗の高いＩ ｎＧａＡｓ
Ｐ Ｊ＠は形成されておらず熱抵抗の低いＩｎＰ９
ベージ のみであるので熱放散も良い。このように、本発明はス
トライプ幅の広いレーザに対して、第４図に示した工程
を行なうことにより、熱抵抗が低くかつ電気的なコンタ
クト抵抗も低いレーザが得られるという特徴もあわせて
備えている。
なお上記第４図の説明では表面平坦化のだめにシリカガ
ラスを用いだが、樹脂等の有機材料であっても良いこと
はもちろんである。
ラスを用いだが、樹脂等の有機材料であっても良いこと
はもちろんである。
なお上記実施例においては本発明をＩ ｎＧａＡｓ Ｐ
のＢＨレーザに応用した場合について述べたがＡｌＧａ
Ａｓなどの他の利料のＢＨレーザに応用してもよいこと
はもちろんである。ｔだ導電型に関してもｐ−ｎ入れか
わっても問題がないことはいう壕でもない。
のＢＨレーザに応用した場合について述べたがＡｌＧａ
Ａｓなどの他の利料のＢＨレーザに応用してもよいこと
はもちろんである。ｔだ導電型に関してもｐ−ｎ入れか
わっても問題がないことはいう壕でもない。
発明の詳細
な説明したように、本発明は従来のＢＨレーザの埋込成
長の不良によシ発生していたよう外短絡の問題が発生し
ないようにする効果を有するもので、素子の製作におけ
る歩留の向上などを図ることができ工業的価値は極めて
高い。、１０ べ− のＢＨレーザに応用した一実施例の構造および製作工程
を示す断面図、第２図は従来のＩ ｎＧａＡｓ ＰのＢ
Ｈレーザの断面構泰搦寺→→図である。
長の不良によシ発生していたよう外短絡の問題が発生し
ないようにする効果を有するもので、素子の製作におけ
る歩留の向上などを図ることができ工業的価値は極めて
高い。、１０ べ− のＢＨレーザに応用した一実施例の構造および製作工程
を示す断面図、第２図は従来のＩ ｎＧａＡｓ ＰのＢ
Ｈレーザの断面構泰搦寺→→図である。
１・・・・・・ｎ＋型ＩｎＰ基板、２・・・・・・ｎ型
ＩｎＰバッファ層、３・・・・・Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ活
性層、４・・・・・ｐ型ＩｎＰクラッド層、５・・・・
・ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６・・・・・ｐ型Ｉ
ｎＰ拡故層、７・・・・・・ｎ型ＩｎＰ埋込層、８・・
・ｐ型ＩｎＰコンタクト層。、 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｅ
Ｅ
ＩＭ
ｅ４ｊｙ
忙シ 岬 ） へ− 。
ＩｎＰバッファ層、３・・・・・Ｉ ｎＧａＡｓ Ｐ活
性層、４・・・・・ｐ型ＩｎＰクラッド層、５・・・・
・ｐ型ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、６・・・・・ｐ型Ｉ
ｎＰ拡故層、７・・・・・・ｎ型ＩｎＰ埋込層、８・・
・ｐ型ＩｎＰコンタクト層。、 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｅ
Ｅ
ＩＭ
ｅ４ｊｙ
忙シ 岬 ） へ− 。
〜
Claims (1)
- （１）第１導電形の半導体層の表面に発光領域となる活
性層と第２導電形のクラッド層とを積層して成る埋め込
みヘテロ接合形レーザにおいて、上記第１導電形の半導
体層に部分的に形成された電流阻止のための第２導電形
の拡散層と上記第２導電形の拡散層の上に形成された第
１導電形の埋込層とを有することを特徴とする半導体レ
ーザ。（２）第１導電形の半導体層の表面に発光領域と
なる活性層と第２導電形のクラッド層とを積層する工程
と、上記第２導電形のクラッド層をストライプ状にエッ
チングする工程と、上記活性層の表面から第２導電形の
不純物を上記第２導電形のクラッド層をマスクとして選
択的に拡散して上記第１導電形の半導体層に第２導電形
の拡散層を形成する工程と、上記第２導電形のクラッド
層をマスクとして上記第２導電形の不純物が拡散された
活性層をエッチングする工程と、上記第２導電形の拡散
層の表面に第１導電形の埋込層を形成する工程とを備え
たことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP688785A JPS61166192A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP688785A JPS61166192A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61166192A true JPS61166192A (ja) | 1986-07-26 |
Family
ID=11650740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP688785A Pending JPS61166192A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61166192A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7684459B2 (en) * | 2005-08-18 | 2010-03-23 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and fabrication method of the same |
-
1985
- 1985-01-18 JP JP688785A patent/JPS61166192A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7684459B2 (en) * | 2005-08-18 | 2010-03-23 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus and fabrication method of the same |
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