JPS61214593A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザの製造方法Info
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- JPS61214593A JPS61214593A JP5464785A JP5464785A JPS61214593A JP S61214593 A JPS61214593 A JP S61214593A JP 5464785 A JP5464785 A JP 5464785A JP 5464785 A JP5464785 A JP 5464785A JP S61214593 A JPS61214593 A JP S61214593A
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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、光通信、情報処理、民生オーディオ分野にお
ける光ピツクアップ光源、特に半導体レーザの製造方法
に関するものである。
ける光ピツクアップ光源、特に半導体レーザの製造方法
に関するものである。
Ｑ、７〜０．９ｕｍ帯のＡ １ ｘ Ｇ’ａ Ｉ−ＸＡ
Ｓ ／ ＧａＡｓ半導体レーザは、光多重通信システ
ムの光源や、光情報処理、民生オーディオの分野で積極
的に開発が進められている。特にＤＡＤ （ディジタル
・オーディオディスク）やＶＤ（ビデオディスク）の分
野では、大量の需要が見込まれており、信頼性が高く、
かつ安価な半導体レーザが求められ、現在までに数々の
構造のものが提案されている。その一つに、トランスバ
ース・ジャンクション・ストライプ・レーザ（以下ＴＪ
Ｓレーザと略す）がある、ＴＪＳレーザは、たとえば、
アプライド・フィジックス・レターズ誌（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） 、 ３３
（１）巻、ＩＪｕｌｙ（１９７８）号３８〜３９頁に
隅部（Ｋｕ＋ｍａｂｅ）らによって発表されている。
Ｓ ／ ＧａＡｓ半導体レーザは、光多重通信システ
ムの光源や、光情報処理、民生オーディオの分野で積極
的に開発が進められている。特にＤＡＤ （ディジタル
・オーディオディスク）やＶＤ（ビデオディスク）の分
野では、大量の需要が見込まれており、信頼性が高く、
かつ安価な半導体レーザが求められ、現在までに数々の
構造のものが提案されている。その一つに、トランスバ
ース・ジャンクション・ストライプ・レーザ（以下ＴＪ
Ｓレーザと略す）がある、ＴＪＳレーザは、たとえば、
アプライド・フィジックス・レターズ誌（Ａｐｐｌｉｅ
ｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ ） 、 ３３
（１）巻、ＩＪｕｌｙ（１９７８）号３８〜３９頁に
隅部（Ｋｕ＋ｍａｂｅ）らによって発表されている。
第３図は、ＴＪＳレーザの概略断面図である。
ＴＪＳレーザは例えば、まず、（００１）面を有する半
絶縁性ＧａＡｓ基板５１上に、ｎ型Ａ１１Ｏ，３Ｇａ０
．７Ａ！第１クラッド層５２を層厚２．０μｍ、ｎ型Ｇ
ａＡｓ活性層５３を層厚０．１５μｍ。
絶縁性ＧａＡｓ基板５１上に、ｎ型Ａ１１Ｏ，３Ｇａ０
．７Ａ！第１クラッド層５２を層厚２．０μｍ、ｎ型Ｇ
ａＡｓ活性層５３を層厚０．１５μｍ。
ｎ型Ａ ｌ ｏ、３Ｇ ａ ｇ、７ Ａ ｓ第２クラッ
ド層５４を層厚１．５ｕｍ、ｎ型ＧａＡｓキー？７プ層
５５を層厚０．７μｍそれぞれ液相エピタキシャル成長
させて結晶ウェハを作る。このとき、活性層５３のキャ
リア濃度は２ Ｘ １０ ｌ８ｃｍ’程度であることが
必要である。次に、Ｓ ｉ ０２ Ｉ！！あるいはＳｉ
Ｎｘ膜をマスクとして、表面からＺｎを６５０℃で選択
的に基板５１に達するまで拡散する。さらに、９５０℃
で２時間熱処理を行う。この結果、最初の拡散で形成さ
れたＩ Ｘ １０２０ｃ＋ａ−３の拡散フロント５６が
熱処理によっておよそ２μｍ程度移動し、Ｉ Ｘ １０
”ｃｍ−’の拡散フロント５７を形成する。
ド層５４を層厚１．５ｕｍ、ｎ型ＧａＡｓキー？７プ層
５５を層厚０．７μｍそれぞれ液相エピタキシャル成長
させて結晶ウェハを作る。このとき、活性層５３のキャ
リア濃度は２ Ｘ １０ ｌ８ｃｍ’程度であることが
必要である。次に、Ｓ ｉ ０２ Ｉ！！あるいはＳｉ
Ｎｘ膜をマスクとして、表面からＺｎを６５０℃で選択
的に基板５１に達するまで拡散する。さらに、９５０℃
で２時間熱処理を行う。この結果、最初の拡散で形成さ
れたＩ Ｘ １０２０ｃ＋ａ−３の拡散フロント５６が
熱処理によっておよそ２μｍ程度移動し、Ｉ Ｘ １０
”ｃｍ−’の拡散フロント５７を形成する。
結局、活性層５３中にｐ”−ｐ−ｎの領域が形成される
ことになる。この熱処理の後、ｎ型ＧａＡＳキャップ層
５５のｐｎ接合部をストライプ状に選択的に除去する。
ことになる。この熱処理の後、ｎ型ＧａＡＳキャップ層
５５のｐｎ接合部をストライプ状に選択的に除去する。
最後に表面のＺｎ拡散部に正電極５８．未拡散部に負電
極５９を形成し、結晶のへき開面を利用して共振器を形
成して、ＴＪＳレーザは完成する。
極５９を形成し、結晶のへき開面を利用して共振器を形
成して、ＴＪＳレーザは完成する。
ＴＪＳレーザの動作原理を簡単に説明する。
正電極５８に正、負電極５９に負の電圧を印加すると層
厚方向に形成されたｐｎ接合を通して、最も拡散電位の
低いＧａＡｓ活性層５３にキャリアは集中し、発光領域
６０が形成される。先の工程でｎｙＪ：！ｃ ａ Ａ
Ｓキャップ層５５をストライプ状に除去したのは、拡散
電位の低いＧａＡｓキャップ層５５を通してキャリアが
漏れ出るのを防ぐためである。
厚方向に形成されたｐｎ接合を通して、最も拡散電位の
低いＧａＡｓ活性層５３にキャリアは集中し、発光領域
６０が形成される。先の工程でｎｙＪ：！ｃ ａ Ａ
Ｓキャップ層５５をストライプ状に除去したのは、拡散
電位の低いＧａＡｓキャップ層５５を通してキャリアが
漏れ出るのを防ぐためである。
また、活性領域６０の近傍では、水平方向にｐ＋ ｐ
＋＋ ｎの不純物濃度差がついているので、水平方向
に対しても屈折率導波路が形成され、安定な基本モード
発振が得られる。
＋＋ ｎの不純物濃度差がついているので、水平方向
に対しても屈折率導波路が形成され、安定な基本モード
発振が得られる。
以上のようなＴＪＳレーザはいくつかの欠点を有してい
る。
る。
その１つは、表面からのＺｎ拡散によってｐｎ接合及び
導波路を形成しているため、拡散フロントの位置及びそ
のホール濃度の不均一が直接素子特性に反映し、素子特
性の均一性、再現性を悪化させることである。
導波路を形成しているため、拡散フロントの位置及びそ
のホール濃度の不均一が直接素子特性に反映し、素子特
性の均一性、再現性を悪化させることである。
拡散フロントの位置及びそのホール濃度を不均一にする
原因は、 ｉ）結晶ウェハの層厚のバラつき ｉｉ ）組成のバラつき ｉｉｉ ）表面状態の良否 ｉｖ）拡散条件のバラつき などがあるが、最も影響を与える要因は、結晶ウェハの
層厚のバラつきである。つまり、現状の液相成長技術で
は、２μｍ程度成長する場合、〜０゜１μｍの層厚のバ
ラきは制御し難い、多層結晶の場合、活性層までの層厚
のバラつきは大きなものとなり、活性層中の拡散フロン
トのホール濃度は、１０１９〜１０２０ｃｌｌ′Ｉにバ
ラつき得る。この結果、活性層の屈折率差は最適な値か
らはずれ、横モード制御が困難となる。また、発光領域
６０のホール濃度のバラつきは発振波長のバラつきにつ
ながる。つまり、Ｚｎ拡散によって補償された価電子帯
はすそを引き、実効的なバンドギャップは縮小する。た
とえば、発光領域６０のホール濃度がｌＸ１０１８〜ｌ
Ｘｌ０Ｉ”にバラついたとすると、バンドギャップは約
’ｌ Ｑ ｍ ｅ Ｖ変化し、波長に換算するとおよそ
１２０人となる。半導体レーザに、パワーだけでなく、
所望の波長が求められる場合、例えば、波長多重通信用
光源などには、これは重大な欠点となる。
原因は、 ｉ）結晶ウェハの層厚のバラつき ｉｉ ）組成のバラつき ｉｉｉ ）表面状態の良否 ｉｖ）拡散条件のバラつき などがあるが、最も影響を与える要因は、結晶ウェハの
層厚のバラつきである。つまり、現状の液相成長技術で
は、２μｍ程度成長する場合、〜０゜１μｍの層厚のバ
ラきは制御し難い、多層結晶の場合、活性層までの層厚
のバラつきは大きなものとなり、活性層中の拡散フロン
トのホール濃度は、１０１９〜１０２０ｃｌｌ′Ｉにバ
ラつき得る。この結果、活性層の屈折率差は最適な値か
らはずれ、横モード制御が困難となる。また、発光領域
６０のホール濃度のバラつきは発振波長のバラつきにつ
ながる。つまり、Ｚｎ拡散によって補償された価電子帯
はすそを引き、実効的なバンドギャップは縮小する。た
とえば、発光領域６０のホール濃度がｌＸ１０１８〜ｌ
Ｘｌ０Ｉ”にバラついたとすると、バンドギャップは約
’ｌ Ｑ ｍ ｅ Ｖ変化し、波長に換算するとおよそ
１２０人となる。半導体レーザに、パワーだけでなく、
所望の波長が求められる場合、例えば、波長多重通信用
光源などには、これは重大な欠点となる。
また、ＴＪＳレーザは、発光領域が〜２μｍ×２μｍと
小さいため、そのしきい値電流は３０ｍＡ程度と小さく
、かつモード安定性に優れているが、反面、発光領域が
小さいことはＴＪＳレーザの欠点にもつながっている。
小さいため、そのしきい値電流は３０ｍＡ程度と小さく
、かつモード安定性に優れているが、反面、発光領域が
小さいことはＴＪＳレーザの欠点にもつながっている。
つまり、発光面積が小さいために、光出力を増していく
と、端面での光強度密度は、大きくなり、一般のレーザ
より、端面破壊レベルは低くなる。これを除去するには
、共振器端面に発振波長に対するウィンドウ効果を有す
る領域を設けることが有効である。しかしながら、この
方法によっても、熱、その他で１００ｍＷ以上の高出力
化は困難である。しかしＴＪＳレーザは、その構造上、
活性層を多重化して、多ビーム化、あるいは多波長ビー
ム化することが可能である。各ビームを位相同期発振さ
せれば、単一ビームで高出力動作した血のと同様な効果
が得られる。このアイデアは公知であり、たとえば山口
らにより、特許出願されている（特開昭５９−１６７０
８４号公報）。
と、端面での光強度密度は、大きくなり、一般のレーザ
より、端面破壊レベルは低くなる。これを除去するには
、共振器端面に発振波長に対するウィンドウ効果を有す
る領域を設けることが有効である。しかしながら、この
方法によっても、熱、その他で１００ｍＷ以上の高出力
化は困難である。しかしＴＪＳレーザは、その構造上、
活性層を多重化して、多ビーム化、あるいは多波長ビー
ム化することが可能である。各ビームを位相同期発振さ
せれば、単一ビームで高出力動作した血のと同様な効果
が得られる。このアイデアは公知であり、たとえば山口
らにより、特許出願されている（特開昭５９−１６７０
８４号公報）。
多ビーム化された公知のＴＪＳレーザの一例を第４図に
基づいて説明する。第４図は、単一波長。
基づいて説明する。第４図は、単一波長。
３ビーム、位相同期型ＴＪＳレーザの概略断面図を示し
た。その構造を簡単に説明する。半絶縁性ＧａＡｓ基板
６１上に、ｎ型Ａ ＩＩ ｏ、３Ｇ ａ ｇ、７Ａ ｓ
第１クラフト層６２．ｎ型ＧａＡｓ第１活性層６３゜ｎ
型Ａ ｌ ｏ、３ Ｇ ａ Ｏ，？ Ａ ！第２クラフ
ト層６４．ｎ型ＧａＡｓ第２活性層６５．ｎ型Ａ ｌ
ｇ、３Ｇ ａ Ｏ，？Ａ ｓ第３クラッド層６６、ｎ型
Ｇａｐｓ第３活性層６７、 ｎ型Ａ ｌ （１，３Ｇ
ａ ｇ、７ Ａ ！第４クラッド層６８゜ｎ型Ｇａｐｓ
キャ□ツブ層６９を順次積層した結晶ウェハに対し、第
３図において、述べた製造方法と同様なプロセスを行っ
て、ｐｎ接合を形成し、正電極７０．負電極７１を設け
る。このようにして製造された半導体レーザにおいては
、それぞれの活性層６３．６５．６７内に発光領域７２
．７３．７４が形成される。
た。その構造を簡単に説明する。半絶縁性ＧａＡｓ基板
６１上に、ｎ型Ａ ＩＩ ｏ、３Ｇ ａ ｇ、７Ａ ｓ
第１クラフト層６２．ｎ型ＧａＡｓ第１活性層６３゜ｎ
型Ａ ｌ ｏ、３ Ｇ ａ Ｏ，？ Ａ ！第２クラフ
ト層６４．ｎ型ＧａＡｓ第２活性層６５．ｎ型Ａ ｌ
ｇ、３Ｇ ａ Ｏ，？Ａ ｓ第３クラッド層６６、ｎ型
Ｇａｐｓ第３活性層６７、 ｎ型Ａ ｌ （１，３Ｇ
ａ ｇ、７ Ａ ！第４クラッド層６８゜ｎ型Ｇａｐｓ
キャ□ツブ層６９を順次積層した結晶ウェハに対し、第
３図において、述べた製造方法と同様なプロセスを行っ
て、ｐｎ接合を形成し、正電極７０．負電極７１を設け
る。このようにして製造された半導体レーザにおいては
、それぞれの活性層６３．６５．６７内に発光領域７２
．７３．７４が形成される。
このような半導体レーザでは、活性層厚、クラッド層厚
を適切に設定すれば、発光領域７２．７３．７４は光学
的に位相同期が可能で、大出力ＬＤを得ることができる
。しかし、この従来の製造方法では、第３図について説
明したように、表面からのＺｎ拡散によってｐｎ接合を
形成しているため、発光領域？２，７３．７４において
ホール濃度が異なることにより、利得スペクトル、発振
波長が微妙に異なり、位相同期することは困難で、同時
発振したとしても微小スポットに絞ることはできない。
を適切に設定すれば、発光領域７２．７３．７４は光学
的に位相同期が可能で、大出力ＬＤを得ることができる
。しかし、この従来の製造方法では、第３図について説
明したように、表面からのＺｎ拡散によってｐｎ接合を
形成しているため、発光領域？２，７３．７４において
ホール濃度が異なることにより、利得スペクトル、発振
波長が微妙に異なり、位相同期することは困難で、同時
発振したとしても微小スポットに絞ることはできない。
このような半導体レーザはたとえ高出力であっても実用
的ではない、また従来の製造方法では、あまり深くｐ領
域を形成することは、結晶性を損なう恐れがあるため限
度があり、その結果、多ビーム化することにより単に高
出力にすることさえ困難になる場合がある。
的ではない、また従来の製造方法では、あまり深くｐ領
域を形成することは、結晶性を損なう恐れがあるため限
度があり、その結果、多ビーム化することにより単に高
出力にすることさえ困難になる場合がある。
本発明の目的は、従来のＴＪＳレーザよりも素子特性が
優れ、かつ再現°性の優れた半導体レーザの製造方法を
提供することにある。
優れ、かつ再現°性の優れた半導体レーザの製造方法を
提供することにある。
本発明の他の目的は、ＴＪＳレーザでは困難である位相
同期型大出力レーザを比較的容易に製作することのでき
る半導体レーザの製造方法を提供することにある。
同期型大出力レーザを比較的容易に製作することのでき
る半導体レーザの製造方法を提供することにある。
本発明の半導体レーザの製造方法は、（００１）面を有
する半絶縁性化合物半導体基板上に、同一伝導型の第１
クラフト層、活性層、第２クラッド層及びキャンプ層を
順次積層した半導体レーザ結晶に対し、＜１１０＞ある
いは＜１１０＞方向に平行にストライブ状の溝を前記基
板に達するまで垂直に形成し、溝側面から不純物拡散す
ることにより、前記結晶の一部の伝導型を反転せしめて
ｐｎ接合を形成し、このｐｎ接合上部の前記キャップ層
をストライブ状に除去したあと、前記結晶表面に一対の
電極を形成することを特徴としている。
する半絶縁性化合物半導体基板上に、同一伝導型の第１
クラフト層、活性層、第２クラッド層及びキャンプ層を
順次積層した半導体レーザ結晶に対し、＜１１０＞ある
いは＜１１０＞方向に平行にストライブ状の溝を前記基
板に達するまで垂直に形成し、溝側面から不純物拡散す
ることにより、前記結晶の一部の伝導型を反転せしめて
ｐｎ接合を形成し、このｐｎ接合上部の前記キャップ層
をストライブ状に除去したあと、前記結晶表面に一対の
電極を形成することを特徴としている。
他の本発明の半導体レーザの製造方法は、（００１）面
を有する半絶縁性化合物半導体基板上に、第１伝導型の
クラッド層及び活性層の複数の対を順次積層し、さらに
第１伝導型のクラッド層、キャップ層を積層した半導体
レーザ結晶に対し、（１１０〉あるいは＜１１０）方向
に平行にストライブ状の溝を前記基板に達するまで垂直
に形成し、溝側面から不純物拡散することにより、前記
結晶の一部の伝導型を反転せしめｐｎ接合を形成し、こ
のｐｎ接合上部の前記キャップ層をストライプ状に除去
したあと、前記結晶表面に一対の電極を形成することを
特徴としている。
を有する半絶縁性化合物半導体基板上に、第１伝導型の
クラッド層及び活性層の複数の対を順次積層し、さらに
第１伝導型のクラッド層、キャップ層を積層した半導体
レーザ結晶に対し、（１１０〉あるいは＜１１０）方向
に平行にストライブ状の溝を前記基板に達するまで垂直
に形成し、溝側面から不純物拡散することにより、前記
結晶の一部の伝導型を反転せしめｐｎ接合を形成し、こ
のｐｎ接合上部の前記キャップ層をストライプ状に除去
したあと、前記結晶表面に一対の電極を形成することを
特徴としている。
本発明の基本的原理は、従来結晶表面から行われていた
不純物拡散を、結晶の積層方向と平行に行うことにある
。
不純物拡散を、結晶の積層方向と平行に行うことにある
。
この横方向の拡散を、ＴＪＳ型の半導体レーザに適用す
ることにより、ＴＪＳレーザが有していた様々な欠点を
解決することが可能となった。
ることにより、ＴＪＳレーザが有していた様々な欠点を
解決することが可能となった。
本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例を説明するための各製造工程
における断面および上面を示す模式図である。
における断面および上面を示す模式図である。
まず、（００１）面を有する半絶縁性ＧａＡｓ基板１１
上に、それぞれ同一伝導型のｎ型Ａｌｌｌ０ＪＧａｌ）
、７Ａｓ第１クラッド層１２を層厚２．０．ｕｍ。
上に、それぞれ同一伝導型のｎ型Ａｌｌｌ０ＪＧａｌ）
、７Ａｓ第１クラッド層１２を層厚２．０．ｕｍ。
ｎ型ＧａＡｓ活性層１３を層厚Ｑ、 １５．ｕｎ、ｎ
型Ａｊ１０ｊＧａＯ，？Ａ！第２クラフト層１４を層厚
１゜５μｍ、ｎ型ＧａＡｓキャップ層１５を層厚０゜７
μｍそれぞれ液相エピタキシャル成長させて、半導体レ
ーザ結晶を作る〔第１図（ａ））。
型Ａｊ１０ｊＧａＯ，？Ａ！第２クラフト層１４を層厚
１゜５μｍ、ｎ型ＧａＡｓキャップ層１５を層厚０゜７
μｍそれぞれ液相エピタキシャル成長させて、半導体レ
ーザ結晶を作る〔第１図（ａ））。
この層構造を有するレーザ結晶に対し、ＳｉＯ２あるい
はＳｉＮｘ膜１６をマスクとして＜１１０〉あるいは＜
１１０＞方向に平行に幅２０μｍ。
はＳｉＮｘ膜１６をマスクとして＜１１０〉あるいは＜
１１０＞方向に平行に幅２０μｍ。
深さは基板に達するまで垂直な溝１７を形成する。
この垂直な溝は、リアクティブ・イオンエツチングを用
いれは、１０μｍ程度は容易に製作可能である。次に、
マスク１６はそのままにして、ＺｎＡ ｓ ２を拡散源
として、６５０℃で３時間不純物゛ 拡散を行い、さら
に８００℃で３時間熱処理を施す、この結果、最初の拡
散で形成された拡散フロント１８が拡散フロント１９に
移動し、活性層１３中にｐ”−ｐ−ｎの領域が形成され
る。その後、溝１７にはポリイミド樹脂２０を充てんす
る〔第１図（ｂ）〕。
いれは、１０μｍ程度は容易に製作可能である。次に、
マスク１６はそのままにして、ＺｎＡ ｓ ２を拡散源
として、６５０℃で３時間不純物゛ 拡散を行い、さら
に８００℃で３時間熱処理を施す、この結果、最初の拡
散で形成された拡散フロント１８が拡散フロント１９に
移動し、活性層１３中にｐ”−ｐ−ｎの領域が形成され
る。その後、溝１７にはポリイミド樹脂２０を充てんす
る〔第１図（ｂ）〕。
次に、マスク１６を除去した後、ｐｎ接合上部のキャッ
プ層１５をストライブ状に選択的に除去する。除去する
理由は、拡散電位の低いＧａＡｓキャップ層１５を通し
てキャリアが漏れ出るのを防ぐためである。最後に表面
のＺｎ拡散部に正電極２１．未拡散部に負電極２２を形
成し、結晶のへき開面を利用して共振器を形成して、Ｔ
ＪＳ型のレーザを完成する。なお、図中２３は発光領域
である〔第１図（Ｃ）〕。
プ層１５をストライブ状に選択的に除去する。除去する
理由は、拡散電位の低いＧａＡｓキャップ層１５を通し
てキャリアが漏れ出るのを防ぐためである。最後に表面
のＺｎ拡散部に正電極２１．未拡散部に負電極２２を形
成し、結晶のへき開面を利用して共振器を形成して、Ｔ
ＪＳ型のレーザを完成する。なお、図中２３は発光領域
である〔第１図（Ｃ）〕。
以上の実施例によれば、垂直な溝側面から所望の位置に
所望のホール濃度の拡散フロントを形成できるので、横
モード及び発振波長のバラつきのないＴＪＳ型の半導体
レーザを再現性良く製作することができる。なお、本実
施例では簡単のために、活性層をＧａＡｓとしたが、所
望発振波長に応じてＡｊ２ｘＧａｌ−）（Ａｓを活性層
に選ぶことができる。
所望のホール濃度の拡散フロントを形成できるので、横
モード及び発振波長のバラつきのないＴＪＳ型の半導体
レーザを再現性良く製作することができる。なお、本実
施例では簡単のために、活性層をＧａＡｓとしたが、所
望発振波長に応じてＡｊ２ｘＧａｌ−）（Ａｓを活性層
に選ぶことができる。
次に、多ビーム化した位相同期型大出力ＴＪＳ型半導体
レーザの製造方法の実施例について説明する。
レーザの製造方法の実施例について説明する。
第２図は、本実施例を説明するための各製造工程におけ
る断面を示す模式図である。
る断面を示す模式図である。
まず、（００１）面を有する半絶縁性ＧａＡｓ基板３１
上に同一伝導型のクラッド層及び活性層の３つの対を積
層する。すなわち、ｎ型Ａ Ｉ Ｏ，、Ｇａ Ｏ，？
Ａ ！第１クラッド層３２．ｎ型ＧａＡｓ第１活性層３
３．ｎ型Ａ、 ｌ （１，３Ｇ ａ Ｏ，？ Ａ ｓ第
２クラッド層３４．ｎ型ＧａＡｓ第２活性層３５．ｎ型
ＡｌＯ，３Ｇ ａ Ｏ，？Ａ ｓ第３クラッド層３６．
ｎ型ＧａＡｓ第３活性層３７を順次積層する。さらに、
これらクラッド層及び活性層と同一の伝導型のｎ型Ａｌ
Ｏ，３Ｇ ａ ｇ、７ Ａ Ｓ第４クラッド層３８及び
ｎ型ＧａＡＳキャンプ層３９を積層して半導体レーザ結
晶（結晶ウェハ）を作成する〔第２図（ａ）〕。
上に同一伝導型のクラッド層及び活性層の３つの対を積
層する。すなわち、ｎ型Ａ Ｉ Ｏ，、Ｇａ Ｏ，？
Ａ ！第１クラッド層３２．ｎ型ＧａＡｓ第１活性層３
３．ｎ型Ａ、 ｌ （１，３Ｇ ａ Ｏ，？ Ａ ｓ第
２クラッド層３４．ｎ型ＧａＡｓ第２活性層３５．ｎ型
ＡｌＯ，３Ｇ ａ Ｏ，？Ａ ｓ第３クラッド層３６．
ｎ型ＧａＡｓ第３活性層３７を順次積層する。さらに、
これらクラッド層及び活性層と同一の伝導型のｎ型Ａｌ
Ｏ，３Ｇ ａ ｇ、７ Ａ Ｓ第４クラッド層３８及び
ｎ型ＧａＡＳキャンプ層３９を積層して半導体レーザ結
晶（結晶ウェハ）を作成する〔第２図（ａ）〕。
この構造を有するレーザ結晶に対し、５ｉ０２あるいは
ＳｉＮｘ膜４０をマスクとしてく１１０〉あるいはＨ１
０＞方向に平行に幅２０μｍ。
ＳｉＮｘ膜４０をマスクとしてく１１０〉あるいはＨ１
０＞方向に平行に幅２０μｍ。
深さは基板に達するまで垂直な溝４１を形成する。
この垂直な溝は、リアクティブ・イオンエツチングを用
いれば、１０μｍ程度は容易に製作可能である。次に、
マスク４０はそのままにして、ＺｎＡ Ｓ ２を拡散源
として、６５０℃で３時間不純物拡散を行い、さらに８
００℃で３時間熱処理を施す。この結果、最初の拡散で
形成された拡散フロント４２が拡散フロント４３に移動
し、活性層３３．３５．３７中にｐ”−ｐ−ｎの領域が
形成される。その後、溝４１にはポリイミド樹脂４４を
充てんする〔第２図（ｂ））。
いれば、１０μｍ程度は容易に製作可能である。次に、
マスク４０はそのままにして、ＺｎＡ Ｓ ２を拡散源
として、６５０℃で３時間不純物拡散を行い、さらに８
００℃で３時間熱処理を施す。この結果、最初の拡散で
形成された拡散フロント４２が拡散フロント４３に移動
し、活性層３３．３５．３７中にｐ”−ｐ−ｎの領域が
形成される。その後、溝４１にはポリイミド樹脂４４を
充てんする〔第２図（ｂ））。
次に、マスク４０を除去した後、ｐｎ接合上部のキャン
プ層３９をストライプ状に選択的に除去する。除去する
理由は、第１図の実施例においても述べたように拡散電
位の低いＧａＡｓキャップ層３９を通してキャリアが漏
れ出るのを防ぐためである。最後に表面のＺｎ拡散部に
正電極４５゜未拡散部に負電極４６を形成し、結晶のへ
き開面を利用して共振器を形成して、ＴＪＳ型のレーザ
を完成する。なお、図中４７．４８．４９はそれぞれ第
１．第２．第３活性層３３．３５．３７中の発光領域で
ある〔第２図（Ｃ））。
プ層３９をストライプ状に選択的に除去する。除去する
理由は、第１図の実施例においても述べたように拡散電
位の低いＧａＡｓキャップ層３９を通してキャリアが漏
れ出るのを防ぐためである。最後に表面のＺｎ拡散部に
正電極４５゜未拡散部に負電極４６を形成し、結晶のへ
き開面を利用して共振器を形成して、ＴＪＳ型のレーザ
を完成する。なお、図中４７．４８．４９はそれぞれ第
１．第２．第３活性層３３．３５．３７中の発光領域で
ある〔第２図（Ｃ））。
以上の実施例によれば、垂直な溝の側面からＺｎ拡散す
ることにより、発光領域４７，４８．４９に、同時に同
等の拡散プロファイルが形成されるので、活性層厚、ク
ラッド層を適当に設定すれば、発光領域は位相同期し、
高出力かつ微小スポットに絞り込むことが可能な半導体
レーザを得ることができる。なお、本実施例では簡単に
するために活性層をＧａＡｓとしたが、所望発振波長に
応じてＡｌｘＧａ１−ｘＡｓを活性層に選ぶことができ
る。
ることにより、発光領域４７，４８．４９に、同時に同
等の拡散プロファイルが形成されるので、活性層厚、ク
ラッド層を適当に設定すれば、発光領域は位相同期し、
高出力かつ微小スポットに絞り込むことが可能な半導体
レーザを得ることができる。なお、本実施例では簡単に
するために活性層をＧａＡｓとしたが、所望発振波長に
応じてＡｌｘＧａ１−ｘＡｓを活性層に選ぶことができ
る。
以上の実施例は、３ビ一ム化半導体レーザについて説明
したが、垂直な面が形成できるかぎり、何層でも活性層
を積層し、多ビーム化が可能であることは明らかである
。
したが、垂直な面が形成できるかぎり、何層でも活性層
を積層し、多ビーム化が可能であることは明らかである
。
以上のように、本発明によれば、ＴＪＳレーザ並みの特
性を有し、かつ素子の再現性により優れ、また、ＴＪＳ
レーザでは困難である位相同期型大出力レーザを比較的
容易に製作することが可能となった。
性を有し、かつ素子の再現性により優れ、また、ＴＪＳ
レーザでは困難である位相同期型大出力レーザを比較的
容易に製作することが可能となった。
第１図は、本発明の半導体レーザの製造方法の一実施例
を説明するための各製造工程における断面および上面の
模式図、 第２図は、他の本発明の半導体レーザの製造方法の一実
施例を説明するための各製造工程における断面の模式図
、 第３図及び第４図は、従来の半導体レーザの製造方法を
説明するための断面の模式図である。 １１．３１・・・・基板 １２．１４，３２．３４，３６．３８ ・・・クラッド層 １３．３３．３５．３７・・活性層 １５．３９・・・・キャップ層 １６．４０・・・・マスク １７．４１・・・・溝 １８．１９，４２．４３・・拡散フロント２０．４４・
・・・ポリイミド樹脂 ２１．４５・・・・正電極 ２２．４６・・・・負電極
を説明するための各製造工程における断面および上面の
模式図、 第２図は、他の本発明の半導体レーザの製造方法の一実
施例を説明するための各製造工程における断面の模式図
、 第３図及び第４図は、従来の半導体レーザの製造方法を
説明するための断面の模式図である。 １１．３１・・・・基板 １２．１４，３２．３４，３６．３８ ・・・クラッド層 １３．３３．３５．３７・・活性層 １５．３９・・・・キャップ層 １６．４０・・・・マスク １７．４１・・・・溝 １８．１９，４２．４３・・拡散フロント２０．４４・
・・・ポリイミド樹脂 ２１．４５・・・・正電極 ２２．４６・・・・負電極
Claims (2)
- （１）（００１）面を有する半絶縁性化合物半導体基板
上に、同一伝導型の第１クラッド層、活性層、第２クラ
ッド層及びキャップ層を順次積層した半導体レーザ結晶
に対し、〈１１０〉あるいは〈１＠１＠０〉方向に平行
にストライプ状の溝を前記基板に達するまで垂直に形成
し、溝側面から不純物拡散することにより、前記結晶の
一部の伝導型を反転せしめてｐｎ接合を形成し、このｐ
ｎ接合上部の前記キャップ層をストライプ状に除去した
あと、前記結晶表面に一対の電極を形成することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。 - （２）（００１）面を有する半絶縁性化合物半導体基板
上に、第１伝導型のクラッド層及び活性層の複数の対を
順次積層し、さらに第１伝導型のクラッド層、キャップ
層を積層した半導体レーザ結晶に対し、〈１１０〉ある
いは〈１＠１＠０〉方向に平行にストライプ状の溝を前
記基板に達するまで垂直に形成し、溝側面から不純物拡
散することにより、前記結晶の一部の伝導型を反転せし
めｐｎ接合を形成し、このｐｎ接合上部の前記キャップ
層をストライプ状に除去したあと、前記結晶表面に一対
の電極を形成する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 |
|---|---|---|---|
| JP5464785A JPS61214593A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5464785A JPS61214593A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214593A true JPS61214593A (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=12976570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5464785A Pending JPS61214593A (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214593A (ja) |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP5464785A patent/JPS61214593A/ja active Pending
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