JPS61236185A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPS61236185A JPS61236185A JP7667885A JP7667885A JPS61236185A JP S61236185 A JPS61236185 A JP S61236185A JP 7667885 A JP7667885 A JP 7667885A JP 7667885 A JP7667885 A JP 7667885A JP S61236185 A JPS61236185 A JP S61236185A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、ＡｌＧａＡｓ系材料を用いた横モード制御
半導体レーザ素子の製造法に関する。
半導体レーザ素子の製造法に関する。
（従来の技術）
従来の横モード制御半導体レーザ素子の一例は、第４図
に示すようにｎ型Ｇａ１ｇ基板／上にｎ型Ａｌ ｇＧｃ
ｌ−ｇＡａクラッド層コ、ｐ型Ａ １ｗＧａ １−＠Ａ
Ｊｌ活性層３、ｐ型Ａ１ｇＧｃＬ１−ｇＡＪｌ光導波層
ダ、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層Ｓ％ ｐ塁ＡＪｙＧａ＋−
ｙｋＢクラッド層嶋７２ 匿ＧａＡｓコンタクト層りを
積層して構成される。
に示すようにｎ型Ｇａ１ｇ基板／上にｎ型Ａｌ ｇＧｃ
ｌ−ｇＡａクラッド層コ、ｐ型Ａ １ｗＧａ １−＠Ａ
Ｊｌ活性層３、ｐ型Ａ１ｇＧｃＬ１−ｇＡＪｌ光導波層
ダ、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層Ｓ％ ｐ塁ＡＪｙＧａ＋−
ｙｋＢクラッド層嶋７２ 匿ＧａＡｓコンタクト層りを
積層して構成される。
（発明が解決しようとする問題点）
以上の横モード制御半導体レーザ素子を有機金属気相エ
ピタキシャル（ＯＭＶＰＥ ）成長法により製造する場
合にはｎＮＧａＡｓ基板ｌ上にｎ型Ａｌ、Ｇａ４−ｓＡ
＆クラッド層２、ｐ型ＡらＧａ４−ｓｏＡＪＩ活性層３
、ｐ型ＡＬｚＧａ１−ＨＡｓ光導波層ダ、ｎ型ＧａＡｓ
電流狭窄層３を積層し、次に電流狭窄層５を選択的にエ
ツチングしてｐ型ＡＪｇＧα１−、Ａｓ光導波層亭を露
出させた後、電流狭窄層！及びエツチングによシ露出し
た光導波層弘上にｐ型ＡｊｙＧｃＬ１−ｙＡＪｌクラッ
ド層６、ｐ型（ｇＡｓコンタクト層りを積層する方法が
採用されている。
ピタキシャル（ＯＭＶＰＥ ）成長法により製造する場
合にはｎＮＧａＡｓ基板ｌ上にｎ型Ａｌ、Ｇａ４−ｓＡ
＆クラッド層２、ｐ型ＡらＧａ４−ｓｏＡＪＩ活性層３
、ｐ型ＡＬｚＧａ１−ＨＡｓ光導波層ダ、ｎ型ＧａＡｓ
電流狭窄層３を積層し、次に電流狭窄層５を選択的にエ
ツチングしてｐ型ＡＪｇＧα１−、Ａｓ光導波層亭を露
出させた後、電流狭窄層！及びエツチングによシ露出し
た光導波層弘上にｐ型ＡｊｙＧｃＬ１−ｙＡＪｌクラッ
ド層６、ｐ型（ｇＡｓコンタクト層りを積層する方法が
採用されている。
即ち、所謂２回のＯＭＶＰＥ成長による製造法が採用さ
れているが、この場合光導波層ダをエツチングにより部
分的に大気中に晒らした後、この上にｐ型Ａ １ｙＧｃ
Ｌ１−シＡ８クラッド層６を積層するため、光導波層亭
とクラッド層６との界面に酸化によυ高抵抗な部分が出
来易いという欠点がある。
れているが、この場合光導波層ダをエツチングにより部
分的に大気中に晒らした後、この上にｐ型Ａ １ｙＧｃ
Ｌ１−シＡ８クラッド層６を積層するため、光導波層亭
とクラッド層６との界面に酸化によυ高抵抗な部分が出
来易いという欠点がある。
また第４図に示すような横モード制御半導体レーザ素子
を分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）成長法によシ製造す
る場合にはｐ型ＡｌヨＧα１−、Ａ８光導波層ダ上にＧ
ａＡｓの薄膜を形成してからｎ型−Ｍ電流狭窄層５を積
層し、その後上記Ｇａ）＝ｓの薄膜を残して電流狭窄層
ｊをエツチングして、次の成長時に高温にしてＡｓ圧下
でＧａＡｓの薄膜を蒸発させてｐ型Ａ４．Ｇａ１−ｙＡ
８クラッド層６を積層する方法が採用されているー この方法は２回のエピタキシャル成長によシ横モード制
御半導体レーザ素子を製造することにおいては上記ＯＭ
ＶＰＥ成長法と変わシがないが、光導波層ダは次の成長
時までＧａＡｓの薄膜で被覆されているため、光導波層
ダとクラッド層６との界面に高抵抗な部分が残ることは
少ない。
を分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）成長法によシ製造す
る場合にはｐ型ＡｌヨＧα１−、Ａ８光導波層ダ上にＧ
ａＡｓの薄膜を形成してからｎ型−Ｍ電流狭窄層５を積
層し、その後上記Ｇａ）＝ｓの薄膜を残して電流狭窄層
ｊをエツチングして、次の成長時に高温にしてＡｓ圧下
でＧａＡｓの薄膜を蒸発させてｐ型Ａ４．Ｇａ１−ｙＡ
８クラッド層６を積層する方法が採用されているー この方法は２回のエピタキシャル成長によシ横モード制
御半導体レーザ素子を製造することにおいては上記ＯＭ
ＶＰＥ成長法と変わシがないが、光導波層ダは次の成長
時までＧａＡｓの薄膜で被覆されているため、光導波層
ダとクラッド層６との界面に高抵抗な部分が残ることは
少ない。
しかし、この方法では、ＧａＡｓの薄膜を高温（７５０
℃）短時間（〜１０分）で蒸発させるので、基板温度の
精密な温度コントロール及びこの薄膜の厚み制御が必要
となる。また、下地のＡｌｚＧａｌ−２Ａｓの２が０．
４ ヨりも大キイ時ニハ、下地の酸化による高抵抗層が
できるという欠点が生じるので、発振波長の短波長化（
７４０？Ｚｆｉ以下）が困難となる。
℃）短時間（〜１０分）で蒸発させるので、基板温度の
精密な温度コントロール及びこの薄膜の厚み制御が必要
となる。また、下地のＡｌｚＧａｌ−２Ａｓの２が０．
４ ヨりも大キイ時ニハ、下地の酸化による高抵抗層が
できるという欠点が生じるので、発振波長の短波長化（
７４０？Ｚｆｉ以下）が困難となる。
この発明の目的は、ｋｌＧａ）−ｓ糸材料を用い、２回
のエピタキシャル成長により例えば横モード制御内部ス
トライプ半導体レーザ素子を製造するに際して生ずる以
上のような問題点を解決することにある。
のエピタキシャル成長により例えば横モード制御内部ス
トライプ半導体レーザ素子を製造するに際して生ずる以
上のような問題点を解決することにある。
（問題点を解決するための手段）
この目的のために、この発明では以上のように内部に光
導波層、電流狭窄層、クラッド層の積層を有するＡｌＧ
ａＡｓ系材料を用いた半導体レーザにおいて、上記光導
波層上に被覆層を形成して該被覆層上に電流狭窄層を成
長させ、更に該電流狭窄層を選択的にエツチングし、次
にエツチング部分の被覆層を通常の成長温度で蒸発させ
てからクラッド層を成長させるようにして上記半導体レ
ーザを製造する方法を提案するものである。
導波層、電流狭窄層、クラッド層の積層を有するＡｌＧ
ａＡｓ系材料を用いた半導体レーザにおいて、上記光導
波層上に被覆層を形成して該被覆層上に電流狭窄層を成
長させ、更に該電流狭窄層を選択的にエツチングし、次
にエツチング部分の被覆層を通常の成長温度で蒸発させ
てからクラッド層を成長させるようにして上記半導体レ
ーザを製造する方法を提案するものである。
ここで、被覆層に適する物質としてはＧ５Ａｌ１が成長
できる最低温度（４５０℃）以上で光導波層上に約１０
０Ｘ程度の厚みの被覆層を成長させることができ、且つ
通常の成長温度（約６５０℃）で蒸発させることができ
ることが好ましく、具体的にはＩ？ＬＡ１１ 、 Ｉ？
ＬＰ、 Ｉｎｃｈ等のＩ％系化合物の１種又は２種以上
を使用する。
できる最低温度（４５０℃）以上で光導波層上に約１０
０Ｘ程度の厚みの被覆層を成長させることができ、且つ
通常の成長温度（約６５０℃）で蒸発させることができ
ることが好ましく、具体的にはＩ？ＬＡ１１ 、 Ｉ？
ＬＰ、 Ｉｎｃｈ等のＩ％系化合物の１種又は２種以上
を使用する。
（発明の効果）
以上要するに、この発明によれば光導波層上に形成した
被覆層を残して電流狭窄層をエツチングし、次にエツチ
ング部分の被覆層を通常の成長温度で蒸発させてからク
ラッド層を成長させるため、光導波層を次のクラッド層
成長までの量大気中に晒らさないで済み、したがって光
導波層とクラッド層との界面に高抵抗部分が生成するこ
とがない。
被覆層を残して電流狭窄層をエツチングし、次にエツチ
ング部分の被覆層を通常の成長温度で蒸発させてからク
ラッド層を成長させるため、光導波層を次のクラッド層
成長までの量大気中に晒らさないで済み、したがって光
導波層とクラッド層との界面に高抵抗部分が生成するこ
とがない。
また、被覆層は通常の成長温度で蒸発させてからクラッ
ド層を成長させているため、高温によって活性層の量子
井戸構造が破壊されることなく、シたがってこの発明に
より得られる半導体レーザ素子は低動作電流、高出力ま
での横基本モード発振ができ、しかも雑音特性が良好で
−あるため、ディシイタルオーディオディスク、光デイ
スクメモリ、レーザービームプリンター等の光源として
最適である。
ド層を成長させているため、高温によって活性層の量子
井戸構造が破壊されることなく、シたがってこの発明に
より得られる半導体レーザ素子は低動作電流、高出力ま
での横基本モード発振ができ、しかも雑音特性が良好で
−あるため、ディシイタルオーディオディスク、光デイ
スクメモリ、レーザービームプリンター等の光源として
最適である。
第１図は、この発明の製造工程の一例を示すもので、ｎ
型ＧａＡ３基板／の（００１）面の上には、・・ 第１
図（α）に示すようにＭＢＥ或いはＯＭＶＰＥ成長法等
によってｎｆＪ、−〜バラフッ層ｇ、ｎ型ＡｌｚＧα１
−、Ａａ ／Ｇａｐｓ多重量子井戸バッファ層９、ｎ型
Ａ！ｚＧｃＬ１−２Ａ８クラッド層ｉｏ、 ｐ型Ａｌ、
Ｇａ１−ｙｋｓ活性層／／、ｐ型Ａｔ、Ｇａ１−、Ａ８
光導波層／２、被覆層／３、ｎ型ＧｃＬＡ８電流狭窄層
／ダを積層する。
型ＧａＡ３基板／の（００１）面の上には、・・ 第１
図（α）に示すようにＭＢＥ或いはＯＭＶＰＥ成長法等
によってｎｆＪ、−〜バラフッ層ｇ、ｎ型ＡｌｚＧα１
−、Ａａ ／Ｇａｐｓ多重量子井戸バッファ層９、ｎ型
Ａ！ｚＧｃＬ１−２Ａ８クラッド層ｉｏ、 ｐ型Ａｌ、
Ｇａ１−ｙｋｓ活性層／／、ｐ型Ａｔ、Ｇａ１−、Ａ８
光導波層／２、被覆層／３、ｎ型ＧｃＬＡ８電流狭窄層
／ダを積層する。
なお、Ａｊの組成は用途によって異なるが、Ｘ＞ｚ＞ｙ
のように定める。
のように定める。
多重量子井戸バッファ層９はＯＭＶＰＥ成長法では省略
してもよく、活性層ｌ／はアンドープの多重量子井戸（
ＭＱＷ）、単一量子井戸（ＳＱＷ）いずれでもよい。
してもよく、活性層ｌ／はアンドープの多重量子井戸（
ＭＱＷ）、単一量子井戸（ＳＱＷ）いずれでもよい。
被覆層１３はＩ？ＬＡＪを用いて光導波層／２上に温度
４５０℃程度で約１００Ｘ成長させて形成する。
４５０℃程度で約１００Ｘ成長させて形成する。
またｎ １７１ ＧａＡｓ電流狭窄層／４！は、発振光
によって励起される少数キャリアの拡散を防ぐために、
キャリア濃度を５ Ｘ １０”ｃｍ−”以上、厚みを約
１μ慣とするとともに、横モード制御のためにｐ型Ａｌ
。
によって励起される少数キャリアの拡散を防ぐために、
キャリア濃度を５ Ｘ １０”ｃｍ−”以上、厚みを約
１μ慣とするとともに、横モード制御のためにｐ型Ａｌ
。
なお、被覆層／３上にエツチングストップ層としてＧｇ
、Ｓｊ等を薄く積層してもよい。
、Ｓｊ等を薄く積層してもよい。
次に、第１図（６） Ｋ示すように電流狭窄層／ｌＩの
（１１０）方向に選択エツチングによシ溝／３を形成す
る。
（１１０）方向に選択エツチングによシ溝／３を形成す
る。
なお溝／Ｓはその幅を横モード制御に必要な広さく〜６
μｍ）とし、被覆層／３を露出させる。
μｍ）とし、被覆層／３を露出させる。
最後に第１図（Ｃ）に示すように、成長前にＡ８圧を加
えながら温度６００℃で被覆層／３を蒸発させてからｐ
型ＡＪｇＧαｌ−ｇＡＩＩクラッド層／６、ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層／りを成長させ、次にｐ側電極／ざ、ｎ
側電極／ｑを蒸着によって形成する。
えながら温度６００℃で被覆層／３を蒸発させてからｐ
型ＡＪｇＧαｌ−ｇＡＩＩクラッド層／６、ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層／りを成長させ、次にｐ側電極／ざ、ｎ
側電極／ｑを蒸着によって形成する。
このようにして製造された半導体レーザ素子はｐ側電極
／ｌを接地してｎ側電極／９に負電圧を加えることによ
って電流はｎ型Ｇａｋｓ電流狭窄層／４’によって狭窄
され、活性層／／に注入される。
／ｌを接地してｎ側電極／９に負電圧を加えることによ
って電流はｎ型Ｇａｋｓ電流狭窄層／４’によって狭窄
され、活性層／／に注入される。
溝／Ｓの直下で発振した光はｎ型Ｇａｐｓ電流狭窄層／
グに吸収され、接合面に平行方向に屈折率差がつき、高
出力までの横基本モード発振が確保できる。
グに吸収され、接合面に平行方向に屈折率差がつき、高
出力までの横基本モード発振が確保できる。
実施例２゜
第２図は、この発明によυ製造された他の半導体レーザ
素子を示すもので、ｎ型−Ｍ基板ｌの（００１）面上に
ＭＢＥ或いはω■ＰＥ成長法等によってｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層ｒ、ｎ型Ａ１ｇＧｃ１−、ｅＡｓ ／［有］Ａ
８多重量子井戸バッファ層？、３型Ａ １ａｅＧα１−
１Ａ８クラッド層１０％ｎ型光導波層／２α（厚み０．
６μｔｒＬ）、アンドープ単一量子井戸或いはアンドー
プ多重量子井戸活性層／／ＣＬ、ｐ型光導波層／２ｂ（
厚み０．３μｒｒＬ）、被覆層ｔ、ｙ （厚み〜１００
Ｘ）、ｎ型Ｇａｋｓ電流狭窄層ｌダを積層する。
素子を示すもので、ｎ型−Ｍ基板ｌの（００１）面上に
ＭＢＥ或いはω■ＰＥ成長法等によってｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層ｒ、ｎ型Ａ１ｇＧｃ１−、ｅＡｓ ／［有］Ａ
８多重量子井戸バッファ層？、３型Ａ １ａｅＧα１−
１Ａ８クラッド層１０％ｎ型光導波層／２α（厚み０．
６μｔｒＬ）、アンドープ単一量子井戸或いはアンドー
プ多重量子井戸活性層／／ＣＬ、ｐ型光導波層／２ｂ（
厚み０．３μｒｒＬ）、被覆層ｔ、ｙ （厚み〜１００
Ｘ）、ｎ型Ｇａｋｓ電流狭窄層ｌダを積層する。
この場合、ｎ型乃至ｐ型光導波層／２ａ、／：ｌｂは第
５図に示すように光及び電流の閉じ込めを良好に行なわ
せるために、Ａｔの組成を活性層／／αに向けて徐々に
減少させる構造としである。
５図に示すように光及び電流の閉じ込めを良好に行なわ
せるために、Ａｔの組成を活性層／／αに向けて徐々に
減少させる構造としである。
なお、ｎ型乃至ｐ型光導波層／コα、／２ｂにおける最
低のＡｊ組組成、及び活性層／／８における多重量子井
戸の数、バリヤーのＡ１組成や厚み、井戸の厚み及びＡ
ｌの組成等は用途によって最低の閾値電流で発振するよ
うに設定しである。また被覆層／３は実施例１と同様に
Ｉｎ化合物を使用して形成する。
低のＡｊ組組成、及び活性層／／８における多重量子井
戸の数、バリヤーのＡ１組成や厚み、井戸の厚み及びＡ
ｌの組成等は用途によって最低の閾値電流で発振するよ
うに設定しである。また被覆層／３は実施例１と同様に
Ｉｎ化合物を使用して形成する。
次にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層／ｑに選択エツチングによ
って溝／３を形成し、被覆層／３を露出させる。
って溝／３を形成し、被覆層／３を露出させる。
最後に成長前にＭ圧を加えながら温度６５０℃で被覆層
１３を蒸発させてからｐ型ＡｌヨＧα１−ｇＡＪｌクラ
ッド層／６、ｐ型［有］Ｍコンタクト層／７を成長させ
、次にｐ側電極／ざ、ｎ側電極／９を蒸着によって形成
する。
１３を蒸発させてからｐ型ＡｌヨＧα１−ｇＡＪｌクラ
ッド層／６、ｐ型［有］Ｍコンタクト層／７を成長させ
、次にｐ側電極／ざ、ｎ側電極／９を蒸着によって形成
する。
このようにして製造された半導体レーザ素子は実施例１
と同様にして動作させることができる。
と同様にして動作させることができる。
第１図は、この発明の製造工程の一例を示すもので、第
１図＠）は第１回目のエピタキシャル成長工程を示す図
、第１図（ｂ）は電流狭窄層に選択エツチングにより溝
を作成する工程を示す図、第１図（Ｃ）は第２回目のエ
ピタキシャル成長と電極付けの工程を示す図、第２図は
この発明によシ製造された他の半導体レーザ素子の斜視
図、第５図は同上の半導体レーザ素子の内層におけるｋ
ｌ含有量の関係を示す図、第４図は従来の方法により製
造された半導体レーザ素子の一例を示す斜視図である。 図中、／ユ、／λα、／コｂは光導波層、／３は被覆層
、／’Ｉは電流狭窄層、／Ｓは溝、／６はクラッド層。
１図＠）は第１回目のエピタキシャル成長工程を示す図
、第１図（ｂ）は電流狭窄層に選択エツチングにより溝
を作成する工程を示す図、第１図（Ｃ）は第２回目のエ
ピタキシャル成長と電極付けの工程を示す図、第２図は
この発明によシ製造された他の半導体レーザ素子の斜視
図、第５図は同上の半導体レーザ素子の内層におけるｋ
ｌ含有量の関係を示す図、第４図は従来の方法により製
造された半導体レーザ素子の一例を示す斜視図である。 図中、／ユ、／λα、／コｂは光導波層、／３は被覆層
、／’Ｉは電流狭窄層、／Ｓは溝、／６はクラッド層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 内部に光導波層、電流狭窄層、クラッド層の積層を有す
るＡｌＧａＡｓ系材料を用いた半導体レーザの製造法に
おいて、 上記光導波層上に被覆層を形成して該被覆層上に電流狭
窄層を成長させ、更に該電流狭窄層を選択的にエッチン
グし、次にエッチング部分の被覆層を通常の成長温度で
蒸発させてからクラッド層を成長させるようにしたこと
を特徴とする半導体レーザの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7667885A JPS61236185A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7667885A JPS61236185A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61236185A true JPS61236185A (ja) | 1986-10-21 |
| JPH0138390B2 JPH0138390B2 (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=13612088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7667885A Granted JPS61236185A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61236185A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04234185A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-21 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH04245417A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Sharp Corp | 化合物半導体層の形成方法 |
| US5146295A (en) * | 1988-03-29 | 1992-09-08 | Omron Tateisi Electronic Co. | Semiconductor light emitting device having a superlattice buffer layer |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP7667885A patent/JPS61236185A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5146295A (en) * | 1988-03-29 | 1992-09-08 | Omron Tateisi Electronic Co. | Semiconductor light emitting device having a superlattice buffer layer |
| JPH04234185A (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-21 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH04245417A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-02 | Sharp Corp | 化合物半導体層の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0138390B2 (ja) | 1989-08-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |