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

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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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JP
Japan
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layer
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optical waveguide
current confinement
semiconductor laser
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JP7667885A
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Toshiaki Fukunaga
敏明 福永
Hisao Nakajima
尚男 中島
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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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。

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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP7667885A 1985-04-12 1985-04-12 半導体レ−ザ素子の製造方法 Granted JPS61236185A (ja)

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JPH0138390B2 JPH0138390B2 (ja) 1989-08-14

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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

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