JPS6174388A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JPS6174388A JPS6174388A JP59198121A JP19812184A JPS6174388A JP S6174388 A JPS6174388 A JP S6174388A JP 59198121 A JP59198121 A JP 59198121A JP 19812184 A JP19812184 A JP 19812184A JP S6174388 A JPS6174388 A JP S6174388A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- H—ELECTRICITY
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/24—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S5/223—Buried stripe structure
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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〕
本発明は半導体レーザ装置、とくに高温動作・長寿命7
9半導体レーザ装置を作るための方法に関するものであ
る。
9半導体レーザ装置を作るための方法に関するものであ
る。
この種の装置の従来の製造方法を第2図を用いて説明す
る。この装置の構造は、B C(BurriedCre
scent)構造と呼ばれ、三日月状の断面を有する活
性領域12とこれに集中して電流を流す電流制限機構と
から成っている。
る。この装置の構造は、B C(BurriedCre
scent)構造と呼ばれ、三日月状の断面を有する活
性領域12とこれに集中して電流を流す電流制限機構と
から成っている。
まず、n−InP基板1上にp−InF2.n−InF
3を液相エピタキシャル法(L P E)によって成長
させる。次に幅2μm程度の?I60を写真製版とエツ
チングによってn−InP基板1に到達するよう形成す
る。次に第2回目の液相エピタキシャル成長により、n
−1nP11.p−InGaAsPまたはn−1nGa
AsPの活性領域12. p−1nP13.p−1n
GaAsPコンタクト層14を成長させる。活性領域1
2の両端はp−InF3に接するように位置を制御する
。さいごに、n−電極21.p−電極22を形成する。
3を液相エピタキシャル法(L P E)によって成長
させる。次に幅2μm程度の?I60を写真製版とエツ
チングによってn−InP基板1に到達するよう形成す
る。次に第2回目の液相エピタキシャル成長により、n
−1nP11.p−InGaAsPまたはn−1nGa
AsPの活性領域12. p−1nP13.p−1n
GaAsPコンタクト層14を成長させる。活性領域1
2の両端はp−InF3に接するように位置を制御する
。さいごに、n−電極21.p−電極22を形成する。
このように製造された装置においては、電流の流れるp
−n接合は、活性領域12に接しレーザ発振に寄与する
電流の流れるp−n接合とその両側にのびるInPのp
−n接合50とから成る。
−n接合は、活性領域12に接しレーザ発振に寄与する
電流の流れるp−n接合とその両側にのびるInPのp
−n接合50とから成る。
p−n接合50に流れる電流はレーザ発振に寄与しない
無効電流となるので少ない程よい。p−InP13の半
導体層中に埋め込まれたn −1n P ’3は、ポテ
ンシャル障壁を作りキャリヤの通過を阻むので、活性領
域12へ電流を集中させるスリ。
無効電流となるので少ない程よい。p−InP13の半
導体層中に埋め込まれたn −1n P ’3は、ポテ
ンシャル障壁を作りキャリヤの通過を阻むので、活性領
域12へ電流を集中させるスリ。
トの役割を果たす。
効率よくレーザ発振させるためには流す電流を有効に活
性領域12に集中させる必要があり、スリットは有効で
あるが、スリットを通った後に電流が広がるため完全で
はない。活性領域12のp−n接合は、InP−1nG
aAsPのへテロ接合、または、活性領域12中にp−
n接合のある場合はInGaAsPのホモ接合であり、
その両側のp−n接合50はInPのホモ接合である。
性領域12に集中させる必要があり、スリットは有効で
あるが、スリットを通った後に電流が広がるため完全で
はない。活性領域12のp−n接合は、InP−1nG
aAsPのへテロ接合、または、活性領域12中にp−
n接合のある場合はInGaAsPのホモ接合であり、
その両側のp−n接合50はInPのホモ接合である。
活性領域12のp−n接合とp−n接合50との接合電
位に差があり、また、電流は、接合電位をVi、電子電
荷をq、ボルツマン定数をに、絶対温度をTとしたとき
、e x p(qV i /kT)に従って流れるので
、接合電位の低い活性領域12のp −n接合に電流が
流れ易く、接合電位がそれよりも高い両側のrnPのp
−n接合50には電流が流れに(い。BC構造の半導体
レーザ装置は、この2つの機構で活性領域に電流の大部
分を集中させて流すことによって効率のよいレーザ発振
を得ている。しかしながら、p−n接合が材料やドーピ
ングで定まる所定の接合電位をもてば活性領域12のp
−n接合とp−n接合50との接合電位の差は約0.3
Vとなり充分集中効果が得られるが、結晶の不完全性な
ど何らかの影響で接合電位が下がると無効電流が増大し
レーザ特性を劣化させる。この現象は電子のエネルギー
分布が広がる高温程著しく、とくに高温でのレーザ発振
特性を悪化させる。
位に差があり、また、電流は、接合電位をVi、電子電
荷をq、ボルツマン定数をに、絶対温度をTとしたとき
、e x p(qV i /kT)に従って流れるので
、接合電位の低い活性領域12のp −n接合に電流が
流れ易く、接合電位がそれよりも高い両側のrnPのp
−n接合50には電流が流れに(い。BC構造の半導体
レーザ装置は、この2つの機構で活性領域に電流の大部
分を集中させて流すことによって効率のよいレーザ発振
を得ている。しかしながら、p−n接合が材料やドーピ
ングで定まる所定の接合電位をもてば活性領域12のp
−n接合とp−n接合50との接合電位の差は約0.3
Vとなり充分集中効果が得られるが、結晶の不完全性な
ど何らかの影響で接合電位が下がると無効電流が増大し
レーザ特性を劣化させる。この現象は電子のエネルギー
分布が広がる高温程著しく、とくに高温でのレーザ発振
特性を悪化させる。
InPのp−n接合50のうち、特に溝60の側壁面に
形成されるp−n接合は、第2回目の結晶成長時に高温
の雰囲気に晒された面上に形成されるために、結晶欠陥
が多く発生し、このため接合電位が下がり易い。また、
レーザを長時間通電するとこの部分が劣化し、さらに接
合電位が低下し、レーザしきい値の増大、高温での発振
停止などの特性劣化をもたらすことが、発明者等の実験
で確認されている(八pplied Physics
Letters+vo1.43、 pp、 187−1
89.1983)。
形成されるp−n接合は、第2回目の結晶成長時に高温
の雰囲気に晒された面上に形成されるために、結晶欠陥
が多く発生し、このため接合電位が下がり易い。また、
レーザを長時間通電するとこの部分が劣化し、さらに接
合電位が低下し、レーザしきい値の増大、高温での発振
停止などの特性劣化をもたらすことが、発明者等の実験
で確認されている(八pplied Physics
Letters+vo1.43、 pp、 187−1
89.1983)。
上記レーザ特性の劣化は、熱処理によって不純物を拡散
させてp−n接合位置を上記高温の雰囲気に晒された界
面から若干移動させることによってかなりの程度防ぐこ
とができる。この例を第3図に示し、その製造方法を説
明する。p−InP基板5上にn−1nP6.p−1n
P7を成長させ、溝60をあけ、第2回目の成長でp−
1nP15、InGaAsP活性領域16.n−1nP
17、n−[nGaAs P 18を形成する。活性領
域16の位置はこの場合p−InP7に接する位置とな
っている。第2回目の成長中あるいは別途熱処理を施す
ことによって活性領域16のp−n接合を除<p−n接
合の位置を移動させ、p−n接合50を形成する。30
はこれに伴ってできるp−InP領域である。このよう
にすると洩れ電流の流れるp−n接合が高温の雰囲気に
晒された界面から離れ良好な接合特性となる。
させてp−n接合位置を上記高温の雰囲気に晒された界
面から若干移動させることによってかなりの程度防ぐこ
とができる。この例を第3図に示し、その製造方法を説
明する。p−InP基板5上にn−1nP6.p−1n
P7を成長させ、溝60をあけ、第2回目の成長でp−
1nP15、InGaAsP活性領域16.n−1nP
17、n−[nGaAs P 18を形成する。活性領
域16の位置はこの場合p−InP7に接する位置とな
っている。第2回目の成長中あるいは別途熱処理を施す
ことによって活性領域16のp−n接合を除<p−n接
合の位置を移動させ、p−n接合50を形成する。30
はこれに伴ってできるp−InP領域である。このよう
にすると洩れ電流の流れるp−n接合が高温の雰囲気に
晒された界面から離れ良好な接合特性となる。
しかしながらこの従来例においては、p、nいずれか一
方(通常は移動し易いp型の方)の不純物濃度を101
11/cc以上の高濃度にする必要があり、電流の広が
りを抑えるスリットの効果を減する。また、近傍に結晶
欠陥の多い領域を含むため注入キャリヤの再結合速度が
速まり、この効果はみかけ上接合電位を下げる働きをす
る。
方(通常は移動し易いp型の方)の不純物濃度を101
11/cc以上の高濃度にする必要があり、電流の広が
りを抑えるスリットの効果を減する。また、近傍に結晶
欠陥の多い領域を含むため注入キャリヤの再結合速度が
速まり、この効果はみかけ上接合電位を下げる働きをす
る。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、高温においても安定なレーザ発
振動作をする高信頼の半導体レーザ装置の製造方法を提
供することにある。
の目的とするところは、高温においても安定なレーザ発
振動作をする高信頼の半導体レーザ装置の製造方法を提
供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、少なくとも
溝の近傍の基体表面と溝上部の側壁面とを高温の雰囲気
に晒された後液相エピタキシャル成長前に融液で一部エ
ッチングするものである。
溝の近傍の基体表面と溝上部の側壁面とを高温の雰囲気
に晒された後液相エピタキシャル成長前に融液で一部エ
ッチングするものである。
本発明により製造された半導体レーザ装置は、このよう
な手段によって活性領域外p−n接合の結晶欠陥が少な
く接合電位の低下がなくなる。
な手段によって活性領域外p−n接合の結晶欠陥が少な
く接合電位の低下がなくなる。
本発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法の一実施例
を第1図を用いて説明する。第1図において、100は
第1回目の液相エピタキシャル成長時に形成された結晶
表面を示す結晶表面表示線である。第1図において第3
図と同一部分又は相当部分には同一符号が付しである。
を第1図を用いて説明する。第1図において、100は
第1回目の液相エピタキシャル成長時に形成された結晶
表面を示す結晶表面表示線である。第1図において第3
図と同一部分又は相当部分には同一符号が付しである。
まず第1導電形の半導体基板としてのp−1nP基板5
上に電流閉じ込め層を構成する第2導電形の層としての
n−InP6の層、p−1nP7の層を液相エピタキシ
ャル成長させた後、幅約2μmでp−InP基板5に届
く深さの溝60をエツチングにより形成する。これらの
p−1nP基板5 + n I n P 6 + p
−I n P 7 *溝60は基体を構成する。この
時の基体の結晶表面は結晶表面表示線100で示されて
いる。これらの結晶を基板として第2回目の液相エピタ
キシャル成長を行なう。この液相エピタキシャル成長は
、成長すべき各層に対応してIn金属にInP、GaA
s、InAs、 ドーパント等を溶かした複数の融液
を、順次、基体表面に接触させて徐冷することによって
基体上に所定の組織の結晶を析出させる。
上に電流閉じ込め層を構成する第2導電形の層としての
n−InP6の層、p−1nP7の層を液相エピタキシ
ャル成長させた後、幅約2μmでp−InP基板5に届
く深さの溝60をエツチングにより形成する。これらの
p−1nP基板5 + n I n P 6 + p
−I n P 7 *溝60は基体を構成する。この
時の基体の結晶表面は結晶表面表示線100で示されて
いる。これらの結晶を基板として第2回目の液相エピタ
キシャル成長を行なう。この液相エピタキシャル成長は
、成長すべき各層に対応してIn金属にInP、GaA
s、InAs、 ドーパント等を溶かした複数の融液
を、順次、基体表面に接触させて徐冷することによって
基体上に所定の組織の結晶を析出させる。
上記金属を溶かす段階で基体は高温の雰囲気ガスに晒さ
れる。第2回目の液相エピタキシャル成長の直前に第1
層目の融液または別の融液によって基体表面のエツチン
グを行ない、結晶表面表示線100で囲まれた領域を除
去する。エツチングに用いる融液としては、接触時の温
度において熱平衡よりも溶質の少ない不飽和溶液を用い
てもよいが、若干過飽和であっても凸部はエツチングさ
れ易く凹部は析出しやすい性質があるため溝60の上部
および溝60の近傍の表面はエツチングされる。このよ
うなエツチングにより、初めは結晶表面表示線100で
示される位置まで伸びていたp−InP7の表面は後退
し、p−n接合50が形成される。なお、第1層のp
−1、n P 15および活性領域16は、溝60中に
析出しやすい液相エピタキシャル成長の性質を利用し、
表面平坦部にはほとんど成長しないようにしているが、
薄く成長した場合でもp−n接合50の位置が多少変動
するのみで本質的な差はない。
れる。第2回目の液相エピタキシャル成長の直前に第1
層目の融液または別の融液によって基体表面のエツチン
グを行ない、結晶表面表示線100で囲まれた領域を除
去する。エツチングに用いる融液としては、接触時の温
度において熱平衡よりも溶質の少ない不飽和溶液を用い
てもよいが、若干過飽和であっても凸部はエツチングさ
れ易く凹部は析出しやすい性質があるため溝60の上部
および溝60の近傍の表面はエツチングされる。このよ
うなエツチングにより、初めは結晶表面表示線100で
示される位置まで伸びていたp−InP7の表面は後退
し、p−n接合50が形成される。なお、第1層のp
−1、n P 15および活性領域16は、溝60中に
析出しやすい液相エピタキシャル成長の性質を利用し、
表面平坦部にはほとんど成長しないようにしているが、
薄く成長した場合でもp−n接合50の位置が多少変動
するのみで本質的な差はない。
このように製造された装置においては、漏洩電流が流れ
るp−n接合50は結晶欠陥のきわめて少ない良質の接
合となり、接合電位も材料で決まる本来の高い値となる
。従って活性領域16のp−n接合の接合電位とp−n
接合50の接合電位とは0・3v程度の差が得られるの
で、〔従来の技術〕の項記載の式、exp (qVi
/kT)から明らかなように活性領域16の電流に比較
してほとんど無視できる程度め洩れ電流しか流れない。
るp−n接合50は結晶欠陥のきわめて少ない良質の接
合となり、接合電位も材料で決まる本来の高い値となる
。従って活性領域16のp−n接合の接合電位とp−n
接合50の接合電位とは0・3v程度の差が得られるの
で、〔従来の技術〕の項記載の式、exp (qVi
/kT)から明らかなように活性領域16の電流に比較
してほとんど無視できる程度め洩れ電流しか流れない。
このため100℃を超える高温まで安定なレーザ発振を
する。また、結晶欠陥が少ないので、漏洩電流特性の劣
化がほとんどない。これは、そもそも結晶欠陥が少ない
ため劣化しにくい効果と漏洩電流として流れる電流が少
ないため劣化を促進する作用が弱いという効果との相乗
効果による。
する。また、結晶欠陥が少ないので、漏洩電流特性の劣
化がほとんどない。これは、そもそも結晶欠陥が少ない
ため劣化しにくい効果と漏洩電流として流れる電流が少
ないため劣化を促進する作用が弱いという効果との相乗
効果による。
本実施例においては、便宜上基体の結晶表面全域をエツ
チングするとしたが、溝60から遠(離れた所は必ずし
もエツチングされる必要はない。
チングするとしたが、溝60から遠(離れた所は必ずし
もエツチングされる必要はない。
これは、溝60からおよそ10μm以上離れた所では、
スリット効果により、もともと電流があまり流れないた
めである。また、半導体材料としてInP/InGaA
sPを材料とするものについて示したが、本発明はこれ
に限られるものでなく、別の材料でも当然同様の効果が
得られる。またエツチング溝やスリットの形状はとくに
本実施例のものに限らない。
スリット効果により、もともと電流があまり流れないた
めである。また、半導体材料としてInP/InGaA
sPを材料とするものについて示したが、本発明はこれ
に限られるものでなく、別の材料でも当然同様の効果が
得られる。またエツチング溝やスリットの形状はとくに
本実施例のものに限らない。
以上述べたように本発明は、少なくとも溝の近傍の基体
表面と溝上部の側壁面とを高温の雰囲気に晒された後液
相エピタキシャル成長前に融液で一部エッチングし、活
性領域外p−n接合を結晶欠陥の少ないものとして接合
電位の低下をなくすることにより、洩れ電流が少なく経
時変化に対して安定で効率のよいレーザ発振を生じ、ま
た、高温においても同様に接合電位の低下がな(安定な
レーザ発振を生じる。また、そのことにより装置を長寿
命・高信頼性のものとする効果がある。
表面と溝上部の側壁面とを高温の雰囲気に晒された後液
相エピタキシャル成長前に融液で一部エッチングし、活
性領域外p−n接合を結晶欠陥の少ないものとして接合
電位の低下をなくすることにより、洩れ電流が少なく経
時変化に対して安定で効率のよいレーザ発振を生じ、ま
た、高温においても同様に接合電位の低下がな(安定な
レーザ発振を生じる。また、そのことにより装置を長寿
命・高信頼性のものとする効果がある。
第1図は本発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法の
一実施例を説明するための断面図、第2図は半導体レー
ザ装置の従来の製造方ン去を8見明するための断面図、
第3図は他の従来の製造方法を説明するための断面図で
ある。 5、、、−p−InP基板、6.15.L7・−−・n
−1nP、?・・=p−1nP、16−−・・InGa
AsP、1B−−=n−EnGaASP、21・・・・
n電極、22・・・・p電極、50・・・・p−n接合
、60・・・・溝、100・・・・結晶表面表示線。
一実施例を説明するための断面図、第2図は半導体レー
ザ装置の従来の製造方ン去を8見明するための断面図、
第3図は他の従来の製造方法を説明するための断面図で
ある。 5、、、−p−InP基板、6.15.L7・−−・n
−1nP、?・・=p−1nP、16−−・・InGa
AsP、1B−−=n−EnGaASP、21・・・・
n電極、22・・・・p電極、50・・・・p−n接合
、60・・・・溝、100・・・・結晶表面表示線。
Claims (1)
- 第1導電形の半導体基板と、第2導電形の層を少なく
とも1層含む電流閉じ込め層と、少なくとも前記第2導
電形の層を貫通する溝とを有する基体上に前記溝中に形
成される活性領域を含む多層の半導体結晶を液相エピタ
キシャル成長法によって形成する半導体レーザ装置の製
造方法において、少なくとも前記溝の近傍の前記基体表
面および前記溝上部の側壁面を液相エピタキシャル成長
前に融液で一部エッチングすることを特徴とする半導体
レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59198121A JPS6174388A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
US06/777,808 US4728625A (en) | 1984-09-19 | 1985-09-19 | Method of fabricating buried crescent semiconductor laser device by removing a surface portion of substrate around a groove therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59198121A JPS6174388A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6174388A true JPS6174388A (ja) | 1986-04-16 |
Family
ID=16385800
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59198121A Pending JPS6174388A (ja) | 1984-09-19 | 1984-09-19 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4728625A (ja) |
JP (1) | JPS6174388A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US20080029152A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Erel Milshtein | Laser scribing apparatus, systems, and methods |
CN108133999B (zh) * | 2017-12-22 | 2019-09-27 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种led芯片结构及其制备方法 |
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JPS59197183A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-08 | Nec Corp | 分布帰還型半導体レ−ザ |
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-
1984
- 1984-09-19 JP JP59198121A patent/JPS6174388A/ja active Pending
-
1985
- 1985-09-19 US US06/777,808 patent/US4728625A/en not_active Expired - Fee Related
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US5837093A (en) * | 1992-01-17 | 1998-11-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for performing plain etching treatment |
Also Published As
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---|---|
US4728625A (en) | 1988-03-01 |
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