JPS6129190A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、半導体レーザの製造方法に係り、特に、Ｍ
ＢＥ装置でもって製造されるＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザの製造方法に関する。

（ロ）従来技術 近年において横モードおよび縦モードの制御性や量産性
を考慮した構造の半導体レーザの製造方法が種々提案さ
れている。

ここでは、ＭＢＥ装置でもって製造される半導体レーザ
の従来の製造方法について簡単に説明すると共に、その
問題点を指摘する。

■　ＭＢＢ装置の成長室内のモリブデン台に半導体基板
を装着し、この半導体基板の温度を精密に制御しながら
、それぞれ独立した蒸発源に入れられた原料物質や不純
物を分子線の形で注入して半導体基板の表面に単結晶状
態の成長層を積層させる。

■　前記積層された半導体基板を成長室から取り出して
、ホトエツチング工程を行うことにより半導体基板の表
面にストライプ溝を形成する。

■　前記ストライプ溝が形成された半導体基板をＭＢＥ
装置の準備室内に導入し、この準備室内に配設されたＡ
ｒスパッタ装置によって前記半導体基板の表面に付着し
た不純物を除去させるいわゆるＡｒスパッタクリーニン
グを行う。

■　前記Ａｒスパッタクリーニングが行われた半導体基
板を準備室から成長室へと移動させて、再度■の工程と
同様に半導体基板に成長層を積層する。そして半導体基
板に電極が形成される。

上述した半導体レーザでは、Ａｒスパッタクリーニング
を行った後の半導体基板の表面の結晶がみだれて、表面
が高抵抗となってしまう。従って、横モードおよび縦モ
ードの制御性のよい半導体レーザを製造するのが困難で
ある。さらに、準備室内にＡｒスパッタ装置を配設しな
ければならない上に、ここでＡｒスパッタクリーニング
して、再度成長室に半導体基板を移動させる必要がある
。

そのため、非常に煩わしいと共に、作業に手間がかかる
。その結果、量産性という点において不向きである。

（ハ）目的 この発明は、簡便な製造工程にすることができ、量産性
において最適とすると共に、横モードおよび縦モードの
制御性を良好とする半導体レーザの製造方法を提供する
ことを目的としている。

（ニ）構成 この発明に係る半導体レーザの製造方法は、ＭＢＥ装置
の成長室内に導入された半導体基板の表面に、保護層ま
で連続して積層する第一の成長工程と、前記積層された
半導体基板を成長室から取り出して、ストライプ溝を形
成するホトエツチング工程と、前記ストライプ溝が形成
された半導体基板を再度成長室内に導入し、前記半導体
基板を　　４加熱しながら、前記半導体基板を砒素でも
って衝　　　　　　　□撃しつつ、半導体基板の表面に
付着した不純物を蒸発させるサーマルクリーニング工程
と、前記不純物が蒸発された半導体基板に第二の上部ク
ラッド層およびキャンプ層を積層する第二の成長工程と
を具備している。

°　　（ボ）実施例 第１図はＭＢＥ装置を簡単に略示した説明図である。

ＭＢＥ装置は、例えばｌＯ〜”ｔｏｒｒに設定された超
高真空の成長室１と、１０”ｔｏｒｒに設定された準備
室２と、１０＝　ｔｏｒｒに設定された導入室３とから
構成されている。半導体基板に積層する成長層は成長室
１にて行われる。

しかして、この発明の実施例に係る半導体レーザの製造
方法を以下第２図に従って説明する。第２図は、この発
明に係る製造方法の一実施例を示す説明図である。

ｆａ１ＭＢＥ装置の成長室１に配設された図示しないモ
リブデン台に、Ｎ型のＧａＡｓからなる半導体基板１０
を装着して所定の方法で加熱する。図示しない蒸発源に
それぞれ入れられた原料物質や不純物を分子線の形で蒸
発させる。この原料等を図示しない質量分析針でモニタ
ーし、図示しないコンピータで蒸発源の温度やシャンク
を制御することにより、Ｎ型ＡＩ　Ｘ　Ｇａ１−ｘＡｓ
からなる下部クラッド層２０と、Ａ　１　ｘ　Ｇａ　１
−ＸＡＳからなる活性層２１と、Ｐ型Ａ］×Ｇａ１−Ｘ
ＡＳからなる第一の上部クラッド層２２と、Ｎ型Ｇａへ
Ｓからなる光吸収層２３と、Ｎ型Ａ　Ｉ　ｘ　Ｇａ　１
−ｘＡｓからなる保護層２４とを前記半導体基板１０に
積層させる（第一の成長工程）。尚、この場合の＾１組
成×を０゜３５（但し、活性層２１のみ０．１２）にし
ている。

（ｂｌ　　前記積層された半導体基板１０を成長室１か
ら外部に取り出した後、半導体基板１０の裏面をラッピ
ングする。次に、ストライプ溝が形成されるべき部分以
外の保護層２４の表面をホトレジスト５０で覆う。この
ホトレジスト５０をマスクとして保護層２４と、光吸収
Ｎ２３とをそれぞれ選択エツチングすることにより、ス
トライプ溝３０を形成する。

ｆｅ）　　前記ホトレジスト５０を除去した半導体基板
１０を有機洗浄した後、前記選択エツチングした半導体
基板１０を硫酸系エツチング液で例えば１０００人程度
エンチングする。

（ｄｉ　　前記半導体基板１０を再度ＭＢＥ装置の成長
室１のモリブデン台に装着する。ここで、半導体基板１
０を約７４０°Ｃで加熱しながら、砒素にて半導体基板
の表面を衝撃する。これを、約１５分位行うことにより
、半導体基板１０の表面に付着しているＡＩやＧａおよ
び酸化物等の不純物を蒸発させる（いわゆるサーマルク
リーニング工程）。

（ｅ）　　（ｄｉの工程の状態で半導体基板１０の温度
を約６００°Ｃにし、（ａｌと同様の方法でＰ型＾Ｉ　
Ｙ　Ｇａ１−ｖＡｓからなる第二の上部クラッド層２５
と、Ｐ中型ＧａＡｓからなるキヤ・７プ層２６とを前記
保護層２４の表面に積層する（第二の成長工程）。尚、
この場合のＡｔ組成Ｙを０，３５にしている。以下、通
常の半導体レーザの製造方法と同様に電極４０．４１が
形成される。

上述したように製造された半導体レーザは、共振器長が
２００μｍ、しきい値電流密度（Ｊ　ｔｈ）が５０ｍＡ
、波長λが７８０ｎｍとなる。

そして、この半導体レーザの順方向電流（ＩＦ）と順方
向電圧（ＶＦ）との関係を表す特性図を第３図に示して
いる。

尚、上述の実施例では、半導体レーザを製造する方法を
説明しているが、ＭＢＢ装置で製造される半導体レーザ
以外の半導体素子にもサーマルクリーニングを適用する
ことができる。

また、上述した実施例のＡ１組組成点Ｙを０．３５とし
ているが、所望の半導体レーザに合わせて適宜に設定す
るのが望ましい。但し、第一の成長工程で積層した各層
のＡ１組成をｘ＜０．４にした場合、第二の成長工程で
前記各層に＾’　Ｙ　Ｇａ１−ＹＡＳを良好に被着させ
ることができる。

（へ）効果 この発明によれば、半導体基板の移動回数を削減するこ
とができるから、従来のような煩わしさをなくし、作業
の能率を向上させることができる。

即ち、量産性において最適な製造方法を提供することが
できる。

また、サーマルクリーニングを行うための特別な装置を
設ける必要もなく、半導体基板表面に付着している不純
物を除去しても、表面の結晶のみだれをなくすことがで
きる。即ち、その平坦度を精度よくできることに基づい
て、横モードおよび縦モードの制御性を良好とする半導
体レーザを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＭＢＥ装置を簡単に略示した説明図、第２図は
、この発明に係る製造方法の一実施例を示す説明図、第
３図は順方向電流と順方向電圧との関係を示す特性図で
ある。 ■・・−成長室、２・・・準備室、１０・・・半導体基
板、２０・・・下部クラッド層、２１・・・活性層、２
２・・・第一の上部クラッド層、２３・・・光吸収層、
２４・・・保護層、２５・・・第二の上部クラッド層、
２６・・・キャップ層。 特許出願人　　　　　ローム株式会社 代理人　　弁理士　　大　西　孝　治 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＭＢＥ装置でもって製造されるＡｌＧａＡｓ系半
   導体レーザの製造方法において、 ＭＢＥ装置の成長室内に導入された半導体基板の表面に
   、下部クラッド層と、活性層と、第一の上部クラッド層
   と、ＧａＡｓよりなる光吸収層と、この光吸収層を保護
   する保護層とを積層する第一の成長工程と、 前記積層された半導体基板を成長室から取り出して、前
   記第一の上部クラッド層まで達する深さおよび所望の幅
   のストライプ溝を形成するホトエッチング工程と、 前記ストライプ溝が形成された半導体基板を再度成長室
   内に導入し、前記半導体基板を加熱しながら、前記半導
   体基板を砒素でもって衝撃しつつ、半導体基板の表面に
   付着した不純物を蒸発させるサーマルクリーニング工程
   と、 前記不純物が蒸発された半導体基板に第二の上部クラッ
   ド層およびキャップ層を積層する第二の成長工程とを具
   備したことを特徴とする半導体レーザの製造方法。