JPS6155982A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS6155982A JPS6155982A JP17685584A JP17685584A JPS6155982A JP S6155982 A JPS6155982 A JP S6155982A JP 17685584 A JP17685584 A JP 17685584A JP 17685584 A JP17685584 A JP 17685584A JP S6155982 A JPS6155982 A JP S6155982A
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- semiconductor layer
- semiconductor
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は良好な電気的、光学的特性を、高歩留りで実現
できる半導体レーザ装置に関するものである。
できる半導体レーザ装置に関するものである。
ダブルへテロ接合を有する半導体レーザ装置は、レーザ
ビームプリンタ、あるいは光フアイバ通信システムの光
源として有望視されている。この種の半導体レーザ装置
は、従来、液相エピタキシャル成長法を用いて一般につ
ぎのように作られていた。すなわちｎ形半導体基板上に
、該ｎ形半導体基板より大きなバンドギャップを有する
第１のｎ形半導体層（クラッド層）と、上記ｎ形半導体
基板より大きく、上記第１のｎ形半導体層より小さなバ
ンドギャップを有する第２のｎ形またはＰ形半導体層（
活性層）と、上記第１のｎ形半導体層と同一のバンドギ
ャップを有する第３のｐ形半導体層（クラッド層）と、
前記ｎ形半導体基板と同一のバンドギャップを有する第
４のｎ形半導体層（キャップ層）とを連続的に成長させ
たのち、該第４のｎ形半導体層を貫き、かつ上記第３の
ｎ形半導体層の一部に達するまでの、所定の幅を有する
電極容易層を良く知られた選択熱拡散法を用いて形成し
、上記ｎ形半導体基板の裏面と第４のｎ形半導体層との
表面に電極を設けて出来上がる（例えば特開昭５３−１
１０４８９号、特公昭５８−３８９５３号）、しかしな
がら上記の従来技術において、選択拡散法によって形成
される電極容易層の深さは、ウェーハの端を切出して実
測される第３のｎ形半導体層と第４のｎ形半導体層との
成長層厚さと、各々の熱拡散係数とから割出された時間
で制御されているが、ウェーハ面内の成長層厚さのばら
つき。
ビームプリンタ、あるいは光フアイバ通信システムの光
源として有望視されている。この種の半導体レーザ装置
は、従来、液相エピタキシャル成長法を用いて一般につ
ぎのように作られていた。すなわちｎ形半導体基板上に
、該ｎ形半導体基板より大きなバンドギャップを有する
第１のｎ形半導体層（クラッド層）と、上記ｎ形半導体
基板より大きく、上記第１のｎ形半導体層より小さなバ
ンドギャップを有する第２のｎ形またはＰ形半導体層（
活性層）と、上記第１のｎ形半導体層と同一のバンドギ
ャップを有する第３のｐ形半導体層（クラッド層）と、
前記ｎ形半導体基板と同一のバンドギャップを有する第
４のｎ形半導体層（キャップ層）とを連続的に成長させ
たのち、該第４のｎ形半導体層を貫き、かつ上記第３の
ｎ形半導体層の一部に達するまでの、所定の幅を有する
電極容易層を良く知られた選択熱拡散法を用いて形成し
、上記ｎ形半導体基板の裏面と第４のｎ形半導体層との
表面に電極を設けて出来上がる（例えば特開昭５３−１
１０４８９号、特公昭５８−３８９５３号）、しかしな
がら上記の従来技術において、選択拡散法によって形成
される電極容易層の深さは、ウェーハの端を切出して実
測される第３のｎ形半導体層と第４のｎ形半導体層との
成長層厚さと、各々の熱拡散係数とから割出された時間
で制御されているが、ウェーハ面内の成長層厚さのばら
つき。
第３のｎ形半導体層の組成のばらつき、拡散炉温度の変
動などが原因で生じる電極容易層の厚さのばらつきを十
分考慮した構造の半導体レーザ装置ではなかった。従っ
て従来技術では、電極容易層が第４のｎ形半導体層を貫
通し約２ＩＩＩａのｆｇ３のｎ形半導体層の中程まで形
成され、電気的、光学的特性が良好な半導体レーザ装置
を歩留り良く製造することは容易ではないという大きな
問題を有していた。
動などが原因で生じる電極容易層の厚さのばらつきを十
分考慮した構造の半導体レーザ装置ではなかった。従っ
て従来技術では、電極容易層が第４のｎ形半導体層を貫
通し約２ＩＩＩａのｆｇ３のｎ形半導体層の中程まで形
成され、電気的、光学的特性が良好な半導体レーザ装置
を歩留り良く製造することは容易ではないという大きな
問題を有していた。
本発明は良好な電気的、光学的特性を発揮し、しかも製
造容易で歩留りがよく高品質を有する構成の半導体装置
を得ることを目的とする。
造容易で歩留りがよく高品質を有する構成の半導体装置
を得ることを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明による半導体レーザ
装置は、平坦な、または所定の幅の溝を有する半導体基
板上に、該半導体基板のバンドギャップより大きなバン
ドギャップを有する第１の半導体層と、上記半導体基板
よりは大きくかつ上記第１の半導体層のバンドギャップ
より小さなバンドギャップを有する第２の半導体層と、
上記第１の半導体層のバンドギャップから上記半導体基
板のバンドギャップまで漸減するバンドギャップを有す
る第３の半導体層と、上記半導体基板と同一のバンドギ
ャップを有する第４の半導体層と、該第４の半導体層を
貫き上記第３の半導体層の一部に達する深さで、かつ所
定の幅を有する電極容易層とを設け、上記半導体基板裏
面と第４の半導体表面とにそれぞれ電極を形成して半導
体レーザ装置としたものである。
装置は、平坦な、または所定の幅の溝を有する半導体基
板上に、該半導体基板のバンドギャップより大きなバン
ドギャップを有する第１の半導体層と、上記半導体基板
よりは大きくかつ上記第１の半導体層のバンドギャップ
より小さなバンドギャップを有する第２の半導体層と、
上記第１の半導体層のバンドギャップから上記半導体基
板のバンドギャップまで漸減するバンドギャップを有す
る第３の半導体層と、上記半導体基板と同一のバンドギ
ャップを有する第４の半導体層と、該第４の半導体層を
貫き上記第３の半導体層の一部に達する深さで、かつ所
定の幅を有する電極容易層とを設け、上記半導体基板裏
面と第４の半導体表面とにそれぞれ電極を形成して半導
体レーザ装置としたものである。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による半導体レーザ装置の一実施例を示
す断面図、第２図は上記実施例における電極容易層の深
さと拡散時間との関係を示す図である。第１図に示す実
施例は、所定の幅（約５ｘ）のストライブ状エツチング
溝を有するｎ形ＧａＡｓ基板１上に、第１の半導体層で
あるｎ形Ｇａｓ−ｘＭｘＡｓ層２（０＜Ｘ＜１）と、第
２の半導体層であるｎ形またはＰ ＪＩＳ Ｇ ａｉ−
ｙ Ａｌｌ ｙ Ａ ｓ層３（０≦ｙ ＜ ｘ ）と、
第３の半導体層であるｐ形Ｇａｘ−ｚＡＩＬｚＡｓ層４
（０≦２≦Ｘ）と、第４の半導体層であるｎ形ＧａＡｓ
層５とを、一般によく知られた液相エピタキシャル成長
法を用いて連続的に順次積層する。このとき、第３の半
導体層であるｐ形Ｇａニー、 Ａｉ 、 Ａ ｓ層４の
態組成２は第２の半導体層であるｎ形またはｐ形Ｇａｔ
−ｙＡｊｌｙＡｓ層３との界面においてそのＡｎ組組成
上り大きく、かつ第４の半導体層であるｎ形ＧａＡｓ層
５との界面において零もしくは限りなく零に近づけ、第
３の半導体層であるＰ形Ｇａ、−ｚＡＪＬｚＡｓ層４の
成長層の厚さ方向に漸減するＭ組成勾配を形成する。こ
の勾配はボートに複数個設けた溶液槽に順次Ｍ組成を減
少させた溶液を満たしておくことで得られる。その後、
第４の半導体層であるｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層５を貫き、
第３の半導体層であるｐ形Ｇａ、−、Ａａ、Ａ、層４の
一部に達する深さで、所定の幅を有する電極容易層６を
一般によく知られた熱拡散法を用いて１例えば亜鉛を拡
散して形成する。その後ｎ形ＧａＡｓ基板１の裏面と第
４の半導体層であるｎ形ＧａＡｓ層５の表面に金糸電極
７を真空蒸着法を用いて形成し、半導体レーザ装置を作
製した。
す断面図、第２図は上記実施例における電極容易層の深
さと拡散時間との関係を示す図である。第１図に示す実
施例は、所定の幅（約５ｘ）のストライブ状エツチング
溝を有するｎ形ＧａＡｓ基板１上に、第１の半導体層で
あるｎ形Ｇａｓ−ｘＭｘＡｓ層２（０＜Ｘ＜１）と、第
２の半導体層であるｎ形またはＰ ＪＩＳ Ｇ ａｉ−
ｙ Ａｌｌ ｙ Ａ ｓ層３（０≦ｙ ＜ ｘ ）と、
第３の半導体層であるｐ形Ｇａｘ−ｚＡＩＬｚＡｓ層４
（０≦２≦Ｘ）と、第４の半導体層であるｎ形ＧａＡｓ
層５とを、一般によく知られた液相エピタキシャル成長
法を用いて連続的に順次積層する。このとき、第３の半
導体層であるｐ形Ｇａニー、 Ａｉ 、 Ａ ｓ層４の
態組成２は第２の半導体層であるｎ形またはｐ形Ｇａｔ
−ｙＡｊｌｙＡｓ層３との界面においてそのＡｎ組組成
上り大きく、かつ第４の半導体層であるｎ形ＧａＡｓ層
５との界面において零もしくは限りなく零に近づけ、第
３の半導体層であるＰ形Ｇａ、−ｚＡＪＬｚＡｓ層４の
成長層の厚さ方向に漸減するＭ組成勾配を形成する。こ
の勾配はボートに複数個設けた溶液槽に順次Ｍ組成を減
少させた溶液を満たしておくことで得られる。その後、
第４の半導体層であるｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層５を貫き、
第３の半導体層であるｐ形Ｇａ、−、Ａａ、Ａ、層４の
一部に達する深さで、所定の幅を有する電極容易層６を
一般によく知られた熱拡散法を用いて１例えば亜鉛を拡
散して形成する。その後ｎ形ＧａＡｓ基板１の裏面と第
４の半導体層であるｎ形ＧａＡｓ層５の表面に金糸電極
７を真空蒸着法を用いて形成し、半導体レーザ装置を作
製した。
第２図に本発明の半導体レーザ装置における第４の半導
体層であるｎ形ＧａＡｓ層５を貫き、第３の半導体層で
あるｐ形ＧａニーｚＡ１１ｚＡｓ層４に達する電極容易
層６の深さと、拡散時間との関係を示す。
体層であるｎ形ＧａＡｓ層５を貫き、第３の半導体層で
あるｐ形ＧａニーｚＡ１１ｚＡｓ層４に達する電極容易
層６の深さと、拡散時間との関係を示す。
図における破線は従来技術の拡散関係式であり。
第３半導体層であるｐ形Ｇａ、−ｚＡｉｚＡｓＮ４の拡
散係数は第４半導体層であるｎ形ＧａＡｓＷ５のそれよ
りも大きいので、折直線として表わされる。第４半導体
層であるｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層５の成長層厚さｄ４のば
らつきをσ′とすれば、折直線ＬＬ、 Ｌ、。
散係数は第４半導体層であるｎ形ＧａＡｓＷ５のそれよ
りも大きいので、折直線として表わされる。第４半導体
層であるｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層５の成長層厚さｄ４のば
らつきをσ′とすれば、折直線ＬＬ、 Ｌ、。
Ｌ、はそれぞれ成長層の厚さｄ４−σ′、ｄ４．ｄ４＋
σ′の場合に対応する。また斜線部は、第４半導体層で
あるｎ形ＧａＡｓ層５と第３半導体層であるｐ形Ｇａ、
−よＡＩＬ Ｚ Ａ ８層４とを合わせた成長層の厚さ
ｄ、＋ｄ４のばらつきσによって、その取り得る範囲を
表わしている。いま、電極容易Ｍ６の終端が第４半導体
層であるｎ形ＧａＡｓ層５を貫き、かつ第３半導体層で
あるＰ形Ｇａ１−ｚＡｌ、Ａｓ層４のほぼ中央で止まる
、すなわち電極容易層６の拡散深さが（ｄａ／２）＋ｄ
、となるように拡散時間ｔを選択したとき、成長層ｄ、
およびｄ４の厚さのばらつきにより。
σ′の場合に対応する。また斜線部は、第４半導体層で
あるｎ形ＧａＡｓ層５と第３半導体層であるｐ形Ｇａ、
−よＡＩＬ Ｚ Ａ ８層４とを合わせた成長層の厚さ
ｄ、＋ｄ４のばらつきσによって、その取り得る範囲を
表わしている。いま、電極容易Ｍ６の終端が第４半導体
層であるｎ形ＧａＡｓ層５を貫き、かつ第３半導体層で
あるＰ形Ｇａ１−ｚＡｌ、Ａｓ層４のほぼ中央で止まる
、すなわち電極容易層６の拡散深さが（ｄａ／２）＋ｄ
、となるように拡散時間ｔを選択したとき、成長層ｄ、
およびｄ４の厚さのばらつきにより。
第３半導体層であるｐ形Ｇ ８ｌ−ｚＡｊＬｚ Ａ ６
層４をも完全に突抜けてしまう場合が多発する。しかし
ながら本実施例によるときは、第３の半導体層であるｐ
形Ｇａ、−ｚＡＪＬ、Ａｓ層層内内Ｍ組成２が成長層の
厚さの方向に漸減しているので、上記電極容易層６の拡
散深さは実線で示しｈｒ！！Ｊ係弐Ｍ８、Ｍ２、Ｍ。
層４をも完全に突抜けてしまう場合が多発する。しかし
ながら本実施例によるときは、第３の半導体層であるｐ
形Ｇａ、−ｚＡＪＬ、Ａｓ層層内内Ｍ組成２が成長層の
厚さの方向に漸減しているので、上記電極容易層６の拡
散深さは実線で示しｈｒ！！Ｊ係弐Ｍ８、Ｍ２、Ｍ。
となり、成長層ｄ、およびｄ、のばらつきが存在しても
、電極容易層６の終端は必ず第３の半導体層であるｐ形
Ｇａ、−２Ａｌｌ 、 Ａ ｓ層４内に留まることにな
る。
、電極容易層６の終端は必ず第３の半導体層であるｐ形
Ｇａ、−２Ａｌｌ 、 Ａ ｓ層４内に留まることにな
る。
上記に説明したように、従来技術においては第３半導体
層であるｐ形Ｇ ａ Ｌ −Ｚ Ａｌ ｚ Ａ ｓ層４
と第４半導体層であるｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層５との成長
層厚さのばらつきに起因して、ｆｌ！極容易層６が上記
２つの成長層を貫き第２の半導体層であるｎ形またはｐ
形Ｇａ１−２ＡｌｌアＡｓ層（活性層）３に到達するこ
とによって、半導体レーザ装置の電気的、光学的特性が
損われることがあったのを、本発明では第３半導体層で
あるｐ形Ｇａ、−ｚＡＡｚＡ８層４のＭ組成２を成長層
の厚さ方向に漸減させることによって、第４半導体層で
あるｎ形ＧａＡｓ層５を貫き第３半導体層であるｐ形Ｇ
ａ、−ｚＡＩｌｚＡｇ層４内に電極容易、ｌｌ！！６の
終端を必ず設けることができ、電気的、光学的特性が良
好な半導体レーザ装置を、高い歩留りで実現することが
できる。
層であるｐ形Ｇ ａ Ｌ −Ｚ Ａｌ ｚ Ａ ｓ層４
と第４半導体層であるｎ形Ｇ ａ Ａ ｓ層５との成長
層厚さのばらつきに起因して、ｆｌ！極容易層６が上記
２つの成長層を貫き第２の半導体層であるｎ形またはｐ
形Ｇａ１−２ＡｌｌアＡｓ層（活性層）３に到達するこ
とによって、半導体レーザ装置の電気的、光学的特性が
損われることがあったのを、本発明では第３半導体層で
あるｐ形Ｇａ、−ｚＡＡｚＡ８層４のＭ組成２を成長層
の厚さ方向に漸減させることによって、第４半導体層で
あるｎ形ＧａＡｓ層５を貫き第３半導体層であるｐ形Ｇ
ａ、−ｚＡＩｌｚＡｇ層４内に電極容易、ｌｌ！！６の
終端を必ず設けることができ、電気的、光学的特性が良
好な半導体レーザ装置を、高い歩留りで実現することが
できる。
また本発明によれば、第３半導体層であるＰ形Ｇａ５−
ｚＡＡｚＡｓ層４内の拡散係数は深さ方向に対して徐々
に大きくなっているので、電極容易層６を設ける工程で
の拡散炉温度変動が生じても上記と同様の効果を得るこ
とができる。さらに本実施例では第３半導体層であるｐ
形Ｇａｘ−ｚＡＩＬｚＡｓ層４の形成に液相工、ピタキ
シャル成長法を用いたが、気相エピタキシャル成長法あ
るいは分子線エピタキシャル成長法の場合でも同様であ
り、上記のいずれかの方法で作られた極めて薄い成長層
に対しても、従来困難であった熱拡散領域を形成するこ
とができる。
ｚＡＡｚＡｓ層４内の拡散係数は深さ方向に対して徐々
に大きくなっているので、電極容易層６を設ける工程で
の拡散炉温度変動が生じても上記と同様の効果を得るこ
とができる。さらに本実施例では第３半導体層であるｐ
形Ｇａｘ−ｚＡＩＬｚＡｓ層４の形成に液相工、ピタキ
シャル成長法を用いたが、気相エピタキシャル成長法あ
るいは分子線エピタキシャル成長法の場合でも同様であ
り、上記のいずれかの方法で作られた極めて薄い成長層
に対しても、従来困難であった熱拡散領域を形成するこ
とができる。
上記のように本発明による半導体レーザ装置は。
平坦な、または所定の幅の溝を有する半導体基板上に、
該半導体基板のバンドギャップより大きなバンドギャッ
プを有する第１の半導体層と、上記半導体基板より大き
くかつ上記第１の半導体層のバンドギャップより小さな
バンドギャップを有する第２の半導体層と、上記第１の
半導体層のバンドギャップから上記半導体基板のバンド
ギャップまで漸減するバンドギャップを有する第３の半
導体層と、上記半導体基板と同一のバンドギャップを有
する第４の半導体層と、該第４の半導体層を貫き上記第
３の半導体層の一部に達する深さで。
該半導体基板のバンドギャップより大きなバンドギャッ
プを有する第１の半導体層と、上記半導体基板より大き
くかつ上記第１の半導体層のバンドギャップより小さな
バンドギャップを有する第２の半導体層と、上記第１の
半導体層のバンドギャップから上記半導体基板のバンド
ギャップまで漸減するバンドギャップを有する第３の半
導体層と、上記半導体基板と同一のバンドギャップを有
する第４の半導体層と、該第４の半導体層を貫き上記第
３の半導体層の一部に達する深さで。
かつ所定の幅を有する電極容易層とを設け、上記半導体
基板裏面と第４の半導体層表面とにそれぞれ電極を形成
したことにより、上記第３の半導体層のＭ組成を成長層
の厚さの方向に漸減させ、第４の半導体層を貫通する上
記電極容易層の終端が必ず第３の半導体層内にあるよう
にしたので、ｒ！１気的、光学的特性が良好で歩留りが
高い高品質の半導体レーザ装置を得ることができる。
基板裏面と第４の半導体層表面とにそれぞれ電極を形成
したことにより、上記第３の半導体層のＭ組成を成長層
の厚さの方向に漸減させ、第４の半導体層を貫通する上
記電極容易層の終端が必ず第３の半導体層内にあるよう
にしたので、ｒ！１気的、光学的特性が良好で歩留りが
高い高品質の半導体レーザ装置を得ることができる。
第１図は本発明による半導体レーザ装置の一実施例を示
す断面図、第２図は上記実施例における電極容易層の深
さと拡散時間との関係を示す図である。 １・・・半導体基板 ２・・・第１の半導体層３
・・・第２の半導体Ｎ ４・・・第３の半導体層５・
・・第４の半導体層 ６・・・電極容易層７・・・電
極
す断面図、第２図は上記実施例における電極容易層の深
さと拡散時間との関係を示す図である。 １・・・半導体基板 ２・・・第１の半導体層３
・・・第２の半導体Ｎ ４・・・第３の半導体層５・
・・第４の半導体層 ６・・・電極容易層７・・・電
極
Claims (1)
- 平坦な、または所定の幅の溝を有する半導体基板上に、
該半導体基板のバンドギャップより大きなバンドギャッ
プを有する第１の半導体層と、上記半導体基板より大き
くかつ上記第１の半導体層のバンドギャップより小さな
バンドギャップを有する第２の半導体層と、上記第１の
半導体層のバンドギャップから上記半導体基板のバンド
ギャップまで漸減するバンドギャップを有する第３の半
導体層と、上記半導体基板と同一のバンドギャップを有
する第４の半導体層と、該第４の半導体層を貫き上記第
３の半導体層の一部に達する深さで、かつ所定の幅を有
する電極容易層とを設け、上記半導体基板裏面と第４の
半導体層表面とにそれぞれ電極を形成した半導体レーザ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17685584A JPS6155982A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17685584A JPS6155982A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6155982A true JPS6155982A (ja) | 1986-03-20 |
Family
ID=16021003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17685584A Pending JPS6155982A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6155982A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0537854U (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-21 | オーチス エレベータ カンパニー | リニアモータ式エレベーターのかご吊り構造 |
-
1984
- 1984-08-27 JP JP17685584A patent/JPS6155982A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0537854U (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-21 | オーチス エレベータ カンパニー | リニアモータ式エレベーターのかご吊り構造 |
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