JPS6214116B2 - - Google Patents
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- JPS6214116B2 JPS6214116B2 JP55062486A JP6248680A JPS6214116B2 JP S6214116 B2 JPS6214116 B2 JP S6214116B2 JP 55062486 A JP55062486 A JP 55062486A JP 6248680 A JP6248680 A JP 6248680A JP S6214116 B2 JPS6214116 B2 JP S6214116B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
- H01S5/22—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 ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
Landscapes
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、注入形レーザの製法に関する。
注入形レーザの構造として、チヤンネル・サブ
ストレート形（以下CS形と略す）がある。この
構造は第１図に示すように、例えば、GaAs基板
１にＶ溝を形成し、この上に、液相エピタキシヤ
ル法によつてｎ―AlGaAs２、ｐ―GaAs３、ｐ
―AlGaAs４の２重ヘテロ構造、さらに、オーミ
ツク接触のためのｐ―GaAs５を順次成長させて
作られる。この製作工程において、ｎ―AlGaAs
２とｐ―AlGaAs４で囲まれる薄いｐ―GaAs３
はＶ溝の中央で下に凸になるよう脹み、Ｖ溝の端
の部分では、ほとんど成長せず、Ｖ溝から十分離
れた位置では一定の厚さの成長が生ずる。活性領
域は、Ｖ溝上に形成される、中央が下に凸の三日
月状のｐ―GaAs領域である。
ストレート形（以下CS形と略す）がある。この
構造は第１図に示すように、例えば、GaAs基板
１にＶ溝を形成し、この上に、液相エピタキシヤ
ル法によつてｎ―AlGaAs２、ｐ―GaAs３、ｐ
―AlGaAs４の２重ヘテロ構造、さらに、オーミ
ツク接触のためのｐ―GaAs５を順次成長させて
作られる。この製作工程において、ｎ―AlGaAs
２とｐ―AlGaAs４で囲まれる薄いｐ―GaAs３
はＶ溝の中央で下に凸になるよう脹み、Ｖ溝の端
の部分では、ほとんど成長せず、Ｖ溝から十分離
れた位置では一定の厚さの成長が生ずる。活性領
域は、Ｖ溝上に形成される、中央が下に凸の三日
月状のｐ―GaAs領域である。
ところで上記の方法はInGaAsP―InPによる２
重ヘテロ接合レーザの形成に適用した場合には、
しばしば、次の様な問題点が生ずる。すなわち、
Ｖ溝を形成する２つの側面１０１，１０２は族
原子で構成される、いわゆるＡ面であるため、ほ
とんどエピタキシヤル成長が生ぜず、成長は、第
２図に示すようになる。第２図に於いて、１ａは
ｎ―InP基板、２ａ〜５ａは液相エピタキシヤル
成長層であり、２ａはｎ―InP、３ａはｐ―
InGaAsP、４ａはｐ―InP、５ａはＰ―InGaAsP
である。第２図に示すように成長層がＶ溝を囲む
ように、Ｖ溝以外の面に生ずるのは次の様な理由
からと考えられる。注入形レーザ用の液相エピタ
キシヤル成長には、基板として（001）面のウエ
ハが使われる。この（001）面に対して（１１
０）劈開面に垂直な方向に巾の細いストライプ状
の窓を通して面方向のエツチング速度の違いを利
用する選択エツチングにより、Ｖ溝を形成する
が、Ｖ溝を形成する２つの側面は（111）面と
（１１１）面で、いわゆるＡ面であり、この二つ
の面は等価な面で、エツチング速度が最も遅い面
である。この面に結晶成長が生じにくいのは、結
晶成長は、エツチングの“逆過程”の関係にあ
り、エツチングが生じない面方位に対しては、他
の面方位に比べ結晶成長も生じないが、この結晶
成長は他の面方位には成長するという“選択的”
成長が生じているためである。
重ヘテロ接合レーザの形成に適用した場合には、
しばしば、次の様な問題点が生ずる。すなわち、
Ｖ溝を形成する２つの側面１０１，１０２は族
原子で構成される、いわゆるＡ面であるため、ほ
とんどエピタキシヤル成長が生ぜず、成長は、第
２図に示すようになる。第２図に於いて、１ａは
ｎ―InP基板、２ａ〜５ａは液相エピタキシヤル
成長層であり、２ａはｎ―InP、３ａはｐ―
InGaAsP、４ａはｐ―InP、５ａはＰ―InGaAsP
である。第２図に示すように成長層がＶ溝を囲む
ように、Ｖ溝以外の面に生ずるのは次の様な理由
からと考えられる。注入形レーザ用の液相エピタ
キシヤル成長には、基板として（001）面のウエ
ハが使われる。この（001）面に対して（１１
０）劈開面に垂直な方向に巾の細いストライプ状
の窓を通して面方向のエツチング速度の違いを利
用する選択エツチングにより、Ｖ溝を形成する
が、Ｖ溝を形成する２つの側面は（111）面と
（１１１）面で、いわゆるＡ面であり、この二つ
の面は等価な面で、エツチング速度が最も遅い面
である。この面に結晶成長が生じにくいのは、結
晶成長は、エツチングの“逆過程”の関係にあ
り、エツチングが生じない面方位に対しては、他
の面方位に比べ結晶成長も生じないが、この結晶
成長は他の面方位には成長するという“選択的”
成長が生じているためである。
本発明は上記のような従来のものの欠点をなく
し、三日月状の活性領域を埋め込み形成できる
CS形注入形レーザの製法を提供するものであ
る。
し、三日月状の活性領域を埋め込み形成できる
CS形注入形レーザの製法を提供するものであ
る。
以下、図面を用いて本発明を説明する。
第３図は、本発明の一実施例の構造を示す。以
下の説明においてはInPを基板とするInGaAsP2
重ヘテロ結合によるCS形の注入形レーザについ
て説明するが、本発明は他にGaAsを基板とする
AlGaAs2重ヘテロ接合、GaSbを基板とする
AlGaAsSb2重ヘテロ接合など、―族半導体
による注入形レーザに適用できる。
下の説明においてはInPを基板とするInGaAsP2
重ヘテロ結合によるCS形の注入形レーザについ
て説明するが、本発明は他にGaAsを基板とする
AlGaAs2重ヘテロ接合、GaSbを基板とする
AlGaAsSb2重ヘテロ接合など、―族半導体
による注入形レーザに適用できる。
第３図に於いて、１は（001）面１０５を有す
るｎ―InP基板、１００はｎ―InGaAsP、２００
はＰ―InP、２はｎ―InP、３はＰ―InGaAsP、
４はｐ―InP、５はｐ―InGaAsPを示す。従来の
CS形と異なる点は、従来の構造の第１図でチヤ
ンネルが１０１と１０２の２つのＡ面でＶ溝が形
成されているのに対し、本発明では従来の構造に
対してチヤンネルを（001）面上で方向を90度変
えて〔１１０〕方向又は〔110〕方向に“dove―
tail”（鳩の尾）形、即ち、逆メサ形の溝を形成し
ている、即ち、２つの面１０３，１０４と
（001）面１０５の３つの面で溝を形成しているこ
とである。そしてこれによりその後のエピタキシ
ヤル成長において該２つの面１０３，１０４及び
（001）面１０５からエピタキシヤル成長を行なわ
せ、この溝を十分に埋めることができるようにな
つている。また本発明ではさらに、dove―tail”
形溝以外の部分においてｎ―InP２とｎ―
InGaAsP１００の間にｐ―InPの層２００があ
り、npn構造を形成しているため、電流は“dove
―tail”形溝の上に形成された三日月形の活性領
域にのみ集中し、レーザ発振のしきい値電流を低
減できる。
るｎ―InP基板、１００はｎ―InGaAsP、２００
はＰ―InP、２はｎ―InP、３はＰ―InGaAsP、
４はｐ―InP、５はｐ―InGaAsPを示す。従来の
CS形と異なる点は、従来の構造の第１図でチヤ
ンネルが１０１と１０２の２つのＡ面でＶ溝が形
成されているのに対し、本発明では従来の構造に
対してチヤンネルを（001）面上で方向を90度変
えて〔１１０〕方向又は〔110〕方向に“dove―
tail”（鳩の尾）形、即ち、逆メサ形の溝を形成し
ている、即ち、２つの面１０３，１０４と
（001）面１０５の３つの面で溝を形成しているこ
とである。そしてこれによりその後のエピタキシ
ヤル成長において該２つの面１０３，１０４及び
（001）面１０５からエピタキシヤル成長を行なわ
せ、この溝を十分に埋めることができるようにな
つている。また本発明ではさらに、dove―tail”
形溝以外の部分においてｎ―InP２とｎ―
InGaAsP１００の間にｐ―InPの層２００があ
り、npn構造を形成しているため、電流は“dove
―tail”形溝の上に形成された三日月形の活性領
域にのみ集中し、レーザ発振のしきい値電流を低
減できる。
第３図に示す本発明の新しいCS形レーザは次
のようにして作られる。第４図は本発明のCSレ
ーザに用いる。“基板”である。その作成は、通
常の液相エピタキシヤル法により、ｎ―InP基板
１の上にｎ―InGaAsP１００、ｐ―InP２００、
ｎ―InGaAsP３００を順次形成し、ｎ―
InGaAsP３００の表面に、通常の写真製版技術
と選択エツチング技術を適用して、同図に示す
“dove―tail”形の溝を形成する。その際溝の底
面である（001）面はｎ―InGaAsP１００が残る
ように選択エツチングされている。“dove―
tail”以外の表面と“dove―tail”の底面がｎ―
InGaAsPになつているのは、InGaAsPはInPに比
べ結晶成長中のＰ蒸発による結晶表面分解が少な
く、結晶成長し易いためである。本発明は、上記
の第４図に示した“基板”を作成する工程にひき
つづき、当該“基板”を用い、その上に通常の液
相エピタキシヤル法で第３図に示すｎ―InP２、
ｐ―InGaAsP３、Ｐ―InP４、ｐ―InGaAsP５を
成長させている。この結晶成長においては、ｎ―
InP２を成長させる際には、当該ｎ―InPを成長
させる溶液に対してInPは飽和状態かやや過飽和
の状態に保たれているが、InGaAsPに対しては
当該溶液は未飽和であるため、第４図の基板上に
当該溶液を被せると“dove―tail”の底面の露出
したｎ―InGaAsP１００と“dove―tail”形溝以
外の結晶表面を覆うｎ―InGaAsP３００は当該
溶液に溶けこむ。このため、本発明の第３図の構
造ができあがる。
のようにして作られる。第４図は本発明のCSレ
ーザに用いる。“基板”である。その作成は、通
常の液相エピタキシヤル法により、ｎ―InP基板
１の上にｎ―InGaAsP１００、ｐ―InP２００、
ｎ―InGaAsP３００を順次形成し、ｎ―
InGaAsP３００の表面に、通常の写真製版技術
と選択エツチング技術を適用して、同図に示す
“dove―tail”形の溝を形成する。その際溝の底
面である（001）面はｎ―InGaAsP１００が残る
ように選択エツチングされている。“dove―
tail”以外の表面と“dove―tail”の底面がｎ―
InGaAsPになつているのは、InGaAsPはInPに比
べ結晶成長中のＰ蒸発による結晶表面分解が少な
く、結晶成長し易いためである。本発明は、上記
の第４図に示した“基板”を作成する工程にひき
つづき、当該“基板”を用い、その上に通常の液
相エピタキシヤル法で第３図に示すｎ―InP２、
ｐ―InGaAsP３、Ｐ―InP４、ｐ―InGaAsP５を
成長させている。この結晶成長においては、ｎ―
InP２を成長させる際には、当該ｎ―InPを成長
させる溶液に対してInPは飽和状態かやや過飽和
の状態に保たれているが、InGaAsPに対しては
当該溶液は未飽和であるため、第４図の基板上に
当該溶液を被せると“dove―tail”の底面の露出
したｎ―InGaAsP１００と“dove―tail”形溝以
外の結晶表面を覆うｎ―InGaAsP３００は当該
溶液に溶けこむ。このため、本発明の第３図の構
造ができあがる。
以上のように本発明の“dove―tail”形溝を使
うInGaAsP―InP2重ヘテロ接合によるCS形レー
ザの製作の再現性は非常に高い。これに対して、
Ｖ溝を用いる場合は、すでに述べたように、第２
図のような成長が生じ、CS形レーザを作ること
はできない。
うInGaAsP―InP2重ヘテロ接合によるCS形レー
ザの製作の再現性は非常に高い。これに対して、
Ｖ溝を用いる場合は、すでに述べたように、第２
図のような成長が生じ、CS形レーザを作ること
はできない。
なお上記実施例では半導体結晶面を（001）
面、ストライプ状溝の方向を〔１１０〕方向又は
〔110〕方向としたが、これは一般に半導体結晶面
を｛100｝面、ストライプ状溝の方向を｛110｝劈
開面に垂直な方向とすればよいものである。
面、ストライプ状溝の方向を〔１１０〕方向又は
〔110〕方向としたが、これは一般に半導体結晶面
を｛100｝面、ストライプ状溝の方向を｛110｝劈
開面に垂直な方向とすればよいものである。
また第３図の実施例では層１００をｎ―
InGaAsP、層２００をｐ―InPとして説明した
が、両者ともＰ形にしても、電流阻止の作用は同
じである。また層１００をｐ―InGaAsP、層２
００をｎ―InPとしても電流阻止の作用は同じで
あり、しきい値電流の低減に有効である。
InGaAsP、層２００をｐ―InPとして説明した
が、両者ともＰ形にしても、電流阻止の作用は同
じである。また層１００をｐ―InGaAsP、層２
００をｎ―InPとしても電流阻止の作用は同じで
あり、しきい値電流の低減に有効である。
尚、InP２，４とInGaAsP３とは前者が後者に
対して禁制帯巾が広いという条件を満足すれば、
他の材料を使用してもよい。
対して禁制帯巾が広いという条件を満足すれば、
他の材料を使用してもよい。
以上のようにこの発明によれば、基板の結晶面
｛110｝面に対し、｛110｝劈開面に垂直な方向に溝
の形成を行なうようにしたので、溝の形状を断面
逆メサ形にでき、この断面逆メサ形にすることに
より基板及び第２半導体層からの成長により逆メ
サ形溝の鋭角部を埋めながらエピタキシヤル成長
を十分に行なうことができる効果がある。
｛110｝面に対し、｛110｝劈開面に垂直な方向に溝
の形成を行なうようにしたので、溝の形状を断面
逆メサ形にでき、この断面逆メサ形にすることに
より基板及び第２半導体層からの成長により逆メ
サ形溝の鋭角部を埋めながらエピタキシヤル成長
を十分に行なうことができる効果がある。
第１図は、従来のAlGaAs―GaAs2重ヘテロ接
合によるCS形レーザの断面図、第２図は、InPの
Ｖ溝へInGaAsP―InP2重ヘテロ接合を成長させ
たときの断面図、第３図は、本発明の一実施例を
示すレーザの断面図、第４図は第３図実施例の製
作に用いる“基板”の断面図である。 １はｎ―InP基板、１００はｎ―InGaAsP、２
００はＰ―InP、２はｎ―InP、３はｐ―
InGaAsP、４はｐ―InP、５はｐ―InGaAsPを示
す。
合によるCS形レーザの断面図、第２図は、InPの
Ｖ溝へInGaAsP―InP2重ヘテロ接合を成長させ
たときの断面図、第３図は、本発明の一実施例を
示すレーザの断面図、第４図は第３図実施例の製
作に用いる“基板”の断面図である。 １はｎ―InP基板、１００はｎ―InGaAsP、２
００はＰ―InP、２はｎ―InP、３はｐ―
InGaAsP、４はｐ―InP、５はｐ―InGaAsPを示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の導電形を有する―族半導体結晶の
｛100｝面に、第１の半導体層、第２の半導体層、
第３の半導体層を順次エピタキシヤル成長させる
工程、 上記第２及び第３半導体層の所要部分を除去し
て第１半導体層上に｛100｝劈開面に垂直な方向
に断面逆メサ形のストライプ状溝を形成する工
程、 当該逆メサ形の溝を形成した結晶上に、液相エ
ピタキシヤル法にて、上記第１の半導体層と第３
の半導体層に対しては未飽和、第２の半導体層に
対しては過飽和な第１の融液を用いて、溝底面に
存在する第１の半導体層及び第２の半導体層上に
存在する第３の半導体層を溶融して上記半導体結
晶上及び第２の半導体層上に第１の導電形の第４
の半導体層を形成し、その上に第２の融液により
第４の半導体層より禁制帯エネルギー幅の狭い第
５の半導体層を形成し、さらに第３の融液を用い
て第５の半導体層に比べ禁制帯エネルギー幅の広
い第２の導電形を有する第６の半導体層を形成す
る工程を含むことを特徴とする注入形レーザの製
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248680A JPS56158496A (en) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | Manufacture of injection type laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6248680A JPS56158496A (en) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | Manufacture of injection type laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56158496A JPS56158496A (en) | 1981-12-07 |
| JPS6214116B2 true JPS6214116B2 (ja) | 1987-03-31 |
Family
ID=13201549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6248680A Granted JPS56158496A (en) | 1980-05-09 | 1980-05-09 | Manufacture of injection type laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56158496A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57162484A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-06 | Fujitsu Ltd | Semiconductor luminous device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121693A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-18 | Tokyo Inst Of Technol | Manufacture of band-like semiconductor laser by selective melt-back process |
-
1980
- 1980-05-09 JP JP6248680A patent/JPS56158496A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121693A (en) * | 1979-03-15 | 1980-09-18 | Tokyo Inst Of Technol | Manufacture of band-like semiconductor laser by selective melt-back process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56158496A (en) | 1981-12-07 |
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