JPS6276691A - 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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- JPS6276691A JPS6276691A JP21487985A JP21487985A JPS6276691A JP S6276691 A JPS6276691 A JP S6276691A JP 21487985 A JP21487985 A JP 21487985A JP 21487985 A JP21487985 A JP 21487985A JP S6276691 A JPS6276691 A JP S6276691A
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- layer
- type gaas
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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、各種電子機器、光学機器の光源として、近年
急速に用途が拡大し、需要が高まっている、半導体レー
ザ装置の製造方法に関するものである。
急速に用途が拡大し、需要が高まっている、半導体レー
ザ装置の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
近年、電子機器、光学機器のコヒーレント光源として需
要の高まっている半導体レーザ装置に要求される重要な
性能は、低′工流動作と基本横モード発振である。これ
らの性能を実現するためには、レーザ光が伝播する活性
領域付近に、レーザ素子中を流れる電流が集中するよう
に、電流の広がりを抑制し、かつ５光を閉じ込める必要
がある。このような構造を有する半導体レーザ装置は、
通常ストライプ型半導体レーザ装置と呼ばれており、代
表的なストライプ型半導体レーザ装置の一つとしては、
内部ストライプ型半導体レーザ装置があげられる。
要の高まっている半導体レーザ装置に要求される重要な
性能は、低′工流動作と基本横モード発振である。これ
らの性能を実現するためには、レーザ光が伝播する活性
領域付近に、レーザ素子中を流れる電流が集中するよう
に、電流の広がりを抑制し、かつ５光を閉じ込める必要
がある。このような構造を有する半導体レーザ装置は、
通常ストライプ型半導体レーザ装置と呼ばれており、代
表的なストライプ型半導体レーザ装置の一つとしては、
内部ストライプ型半導体レーザ装置があげられる。
以下、従来の内部ストライプ型半導体レーザ装置の一例
として、ベリード・ツイン・リッジ・サブストレート・
ストラフチャー（Ｂｕｒｉｅｄ Ｔ讐ｉｎＲｉｄｇｅ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）（以下ＢＴ
Ｉ’ｌＳと省略する）型レーザ装置の製造方法を、第３
図に示す従来のＢＴＲ３型レーザ装置の断面図を参照し
て説明する。
として、ベリード・ツイン・リッジ・サブストレート・
ストラフチャー（Ｂｕｒｉｅｄ Ｔ讐ｉｎＲｉｄｇｅ
５ｕｂｓｔｒａｔｅ ５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）（以下ＢＴ
Ｉ’ｌＳと省略する）型レーザ装置の製造方法を、第３
図に示す従来のＢＴＲ３型レーザ装置の断面図を参照し
て説明する。
第３図に示すように、従来のＢＴＲ５型レーザ装置は、
Ｐ型ＧａＡｓ基板１、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２、Ｐ型
Ｇａ、−ＸＡＱｘＡｓクラッド層３，０≦ｙ （ｘを条
件とするＧａ１−、Ａｌ、Ａｓ活性層４、Ｎ型Ｇａ１−
ｘＡＱｘＡＳクラッド層５、Ｎ型ＧａＡｓキャップ層６
からなる多層薄膜層の上下側にＰ側オーミック電極７お
よびＮ側オーミック電極８を形成して構成されている。
Ｐ型ＧａＡｓ基板１、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２、Ｐ型
Ｇａ、−ＸＡＱｘＡｓクラッド層３，０≦ｙ （ｘを条
件とするＧａ１−、Ａｌ、Ａｓ活性層４、Ｎ型Ｇａ１−
ｘＡＱｘＡＳクラッド層５、Ｎ型ＧａＡｓキャップ層６
からなる多層薄膜層の上下側にＰ側オーミック電極７お
よびＮ側オーミック電極８を形成して構成されている。
前記構成のＢＴＲ３型レーザは、 ＬＰＥ法による２回
のエピタキシャル結晶成長工程で形成されている。
のエピタキシャル結晶成長工程で形成されている。
第１回目のエピタキシャル結晶成長工程では、Ｐ型Ｇａ
Ａｓ基板１の上にＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２を形成し、
次にフォトリソグラフィにより、内部ストライプ幅Ｗの
７字溝を形成し、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２の上に、Ｇ
ａ１−アｉ、Ａｓ活性層４を含む二重ヘテロ構造を形成
し、上下側にＰ側オーミック電極７とＮ側オーミック電
極８を形成する。前記構成において、Ｐ側オーミック電
極７に正、Ｎ側オーミック電極８に負の電圧をかけると
、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２とＰ型Ｇａ、−ＸｉＸＡｓ
クラッド層３のＰＮ接合部に逆方向の電圧が印加され、
注入電流は内部ストライプだけから流れて、その直上の Ｇａニー、ＡＩ、Ａｓ活性層４に電流が集中することに
なり、低電流動作と基本横モード発振が実現される。
Ａｓ基板１の上にＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２を形成し、
次にフォトリソグラフィにより、内部ストライプ幅Ｗの
７字溝を形成し、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２の上に、Ｇ
ａ１−アｉ、Ａｓ活性層４を含む二重ヘテロ構造を形成
し、上下側にＰ側オーミック電極７とＮ側オーミック電
極８を形成する。前記構成において、Ｐ側オーミック電
極７に正、Ｎ側オーミック電極８に負の電圧をかけると
、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２とＰ型Ｇａ、−ＸｉＸＡｓ
クラッド層３のＰＮ接合部に逆方向の電圧が印加され、
注入電流は内部ストライプだけから流れて、その直上の Ｇａニー、ＡＩ、Ａｓ活性層４に電流が集中することに
なり、低電流動作と基本横モード発振が実現される。
なお、前記のように、従来の内部ストライプ型レーザ装
置は、２回のエピタキシャル結晶成長方法ノウち、第１
回目のエピタキシャル結晶成長をＬＰＥ法で行なってい
るため、同一ウェハ面内のＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２の
厚みが、第３図においてｔ工とｔ２により示すように、
大きく異なっている。
置は、２回のエピタキシャル結晶成長方法ノウち、第１
回目のエピタキシャル結晶成長をＬＰＥ法で行なってい
るため、同一ウェハ面内のＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２の
厚みが、第３図においてｔ工とｔ２により示すように、
大きく異なっている。
そのため、ツインリッジの両端で高さが、第３図におい
てｈ８とｈ２により示すように、大きく異なり、その結
果、Ｐ型Ｇａ１−、ＡρＸＡｓクラッド層３の厚みもリ
ッジの両端で大きく異なり、活性領域付近でも、第３図
においてｔ３とも４により示すように、膜厚に比較的大
きな不均一を生じている。
てｈ８とｈ２により示すように、大きく異なり、その結
果、Ｐ型Ｇａ１−、ＡρＸＡｓクラッド層３の厚みもリ
ッジの両端で大きく異なり、活性領域付近でも、第３図
においてｔ３とも４により示すように、膜厚に比較的大
きな不均一を生じている。
（発明が解決しようとする問題点）
前記のように、従来の内部ストライプ型レーザ装置の製
造方法には、ウェハ面内での非対称性のため、レーザの
発振モードが多モード化したり、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止
層の膜厚の不均一性により、素子特性のばらつきが多く
なる、という問題点があった・ （問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、本発明は、凹部または凸
部を有する導電性基板の表面に、前記基板とは逆の導電
性を示す薄膜層を、有機金属気相エピタキシャル成長法
（以下ＭＯＣＶＤ法と省略する）またはＭＢＥ法により
形成し、前記薄膜層の一部を、エツチングにより除去し
たのち、活性層を含む二重ヘテロ構造を有する多層薄膜
を、エピタキシャル成長法により、前記薄膜層に形成す
る半導体レーザ装置の製造方法を提供するものである。
造方法には、ウェハ面内での非対称性のため、レーザの
発振モードが多モード化したり、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止
層の膜厚の不均一性により、素子特性のばらつきが多く
なる、という問題点があった・ （問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、本発明は、凹部または凸
部を有する導電性基板の表面に、前記基板とは逆の導電
性を示す薄膜層を、有機金属気相エピタキシャル成長法
（以下ＭＯＣＶＤ法と省略する）またはＭＢＥ法により
形成し、前記薄膜層の一部を、エツチングにより除去し
たのち、活性層を含む二重ヘテロ構造を有する多層薄膜
を、エピタキシャル成長法により、前記薄膜層に形成す
る半導体レーザ装置の製造方法を提供するものである。
（作 用）
本発明によれば、ＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法により薄
膜層を形成しているので、ウェハ面内の特性にばらつき
が少なく、均一性の良好な半導体レーザ装置が製造され
る。
膜層を形成しているので、ウェハ面内の特性にばらつき
が少なく、均一性の良好な半導体レーザ装置が製造され
る。
（実施例）
本発明の半導体レーザ装置の製造方法の一実施例を、第
１図および第２図を参照して説明する。
１図および第２図を参照して説明する。
第１図は、Ｐ型ＧａＡｓ基板を用いた本発明による半導
体レーザ装置の一実施例の断面図を示し、本発明の半導
体レーザ装置は、Ｐ型ＧａＡｓ基板１、Ｎ型ＧａＡｓ電
流阻止層２、Ｐ型Ｇａ、−ｘｉＸＡｓクラッド層３、Ｇ
ａ、、ｌ、Ａｓ活性層４．Ｎ型Ｇａ、、−ｘＡＲｘＡｓ
クラッド層５、Ｎ型ＧａＡｓキャップ層６からなる多層
薄膜層の上下側に、Ｐ側オーミック電極７およびＮ側オ
ーミック電極８を形成して構成されている。
体レーザ装置の一実施例の断面図を示し、本発明の半導
体レーザ装置は、Ｐ型ＧａＡｓ基板１、Ｎ型ＧａＡｓ電
流阻止層２、Ｐ型Ｇａ、−ｘｉＸＡｓクラッド層３、Ｇ
ａ、、ｌ、Ａｓ活性層４．Ｎ型Ｇａ、、−ｘＡＲｘＡｓ
クラッド層５、Ｎ型ＧａＡｓキャップ層６からなる多層
薄膜層の上下側に、Ｐ側オーミック電極７およびＮ側オ
ーミック電極８を形成して構成されている。
まず、キャリア濃度ｔｏ”ａｎ−３以上のＰ型ＧａＡｓ
基板の（１００）面上に＜０１１＞方向に平行に、２５
０μｍピッチで幅５０μｍのストライプをフォトレジス
ト膜により形成し、化学エツチングにより、高さ１．５
μｍのリッジを作る。表面洗浄をして、前記フォトレジ
スト膜を取り除いた後、前記リッジの付いたＰ型ＧａＡ
ｓ基板１の上に、ＭＯＣＶＤ法により、キャリア濃度５
Ｘ １０” ｃｍ−’のＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２を
平坦部厚さ０．７μｍに成長させる。なお、前記結晶成
長の条件は、−例として、成長温度が７５０℃、成長速
度が３μｍ１時、総ガス流量が５Ｎ／分、■族元素のＩ
ＩＩ族元素に対する供給モル比が２０である。
基板の（１００）面上に＜０１１＞方向に平行に、２５
０μｍピッチで幅５０μｍのストライプをフォトレジス
ト膜により形成し、化学エツチングにより、高さ１．５
μｍのリッジを作る。表面洗浄をして、前記フォトレジ
スト膜を取り除いた後、前記リッジの付いたＰ型ＧａＡ
ｓ基板１の上に、ＭＯＣＶＤ法により、キャリア濃度５
Ｘ １０” ｃｍ−’のＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２を
平坦部厚さ０．７μｍに成長させる。なお、前記結晶成
長の条件は、−例として、成長温度が７５０℃、成長速
度が３μｍ１時、総ガス流量が５Ｎ／分、■族元素のＩ
ＩＩ族元素に対する供給モル比が２０である。
次に、第２図に示す１本発明の半導体レーザ装置の製造
方法の一実施例の作製過程を示す断面図のように、フォ
トレジスト膜９を、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２の上に塗
布し、リッジ中央部の一部を幅５μｍのストライプ状に
除去した後、フォトレイシスト膜９をマスクとして、化
学エツチングを行なう。前記化学エツチングは、Ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層２の一部が、第１図に示す、溝の深さ
方向に完全除去されるまで、すなわち、Ｐ型ＧａＡｓ基
扱１が露出するまで行なう。なお、前記溝の深さは１．
２μｍとした。
方法の一実施例の作製過程を示す断面図のように、フォ
トレジスト膜９を、Ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２の上に塗
布し、リッジ中央部の一部を幅５μｍのストライプ状に
除去した後、フォトレイシスト膜９をマスクとして、化
学エツチングを行なう。前記化学エツチングは、Ｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層２の一部が、第１図に示す、溝の深さ
方向に完全除去されるまで、すなわち、Ｐ型ＧａＡｓ基
扱１が露出するまで行なう。なお、前記溝の深さは１．
２μｍとした。
次に、フォトレジスト膜９を除去し、基板表面を清浄化
した後、エピタキシャル成長法により、結晶成長を行な
う。前記エピタキシャル成長法の一例として、液相エピ
タキシャル成長法について説明する。成長温度８５０℃
、過飽和温度７℃、冷却速度０．５℃／分の結晶成長条
件で、Ｐ型ＧａＡｓ基板１の直上にあるＮ型ＧａＡｓ電
流阻止層２の上に。
した後、エピタキシャル成長法により、結晶成長を行な
う。前記エピタキシャル成長法の一例として、液相エピ
タキシャル成長法について説明する。成長温度８５０℃
、過飽和温度７℃、冷却速度０．５℃／分の結晶成長条
件で、Ｐ型ＧａＡｓ基板１の直上にあるＮ型ＧａＡｓ電
流阻止層２の上に。
Ｐ型Ｇａ□−、ＡＮｘＡＳクラクド層３を平均部０．３
μｍ、Ｇａ□−、Ａｊ、Ａｓ活性層４を０．０８μｎ
＋、 Ｎ型Ｇａ１−ｘ１ｘＡｓクラッド層５を２μｍ、
Ｎ型ＧａＡｓキャップ層６を１．５μｍの厚さまで順次
成長させた。その後、Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１にＡｕ
ＺｎでＰ側オーミック電極７を、Ｎ型ＧａＡｓキャップ
層６上にＡｕＧｅＮｉでＮ側オーミック電極８を形成す
る。
μｍ、Ｇａ□−、Ａｊ、Ａｓ活性層４を０．０８μｎ
＋、 Ｎ型Ｇａ１−ｘ１ｘＡｓクラッド層５を２μｍ、
Ｎ型ＧａＡｓキャップ層６を１．５μｍの厚さまで順次
成長させた。その後、Ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板１にＡｕ
ＺｎでＰ側オーミック電極７を、Ｎ型ＧａＡｓキャップ
層６上にＡｕＧｅＮｉでＮ側オーミック電極８を形成す
る。
前記のように構成された半導体レーザ装置を、マウント
して電流を流すと、第１図においてＷで示すストライプ
幅に電流が狭さくされる。すなわち、ストライプ幅Ｗが
２μｍの時、低しきい値４０ｍＡで、安定した基本様モ
ート発振をする半導体レーザが得られた。また、ウェハ
の面内均一性も良く、３０素子でのしきい電流値の分散
は、液相エピタキシャル法でＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２
を形成したウェハに比べて１７３以下という結果であっ
た。
して電流を流すと、第１図においてＷで示すストライプ
幅に電流が狭さくされる。すなわち、ストライプ幅Ｗが
２μｍの時、低しきい値４０ｍＡで、安定した基本様モ
ート発振をする半導体レーザが得られた。また、ウェハ
の面内均一性も良く、３０素子でのしきい電流値の分散
は、液相エピタキシャル法でＮ型ＧａＡｓ電流阻止層２
を形成したウェハに比べて１７３以下という結果であっ
た。
なお、本実施例ではＧａＡｓ系、Ｇａ１Ａｓ系半導体レ
ーザ装置について説明したが、ＩｎＰ系や他の多元混晶
系を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザ装置に
ついても、本発明と同様な結果が得られる。さらに、Ｎ
型ＧａＡｓ電流阻止層２の形成にＭ［３Ｅ法を、二重ヘ
テロ構造の形成に、液相エピタキシャル成長法以外の、
気相エピタキシャル成長法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法を
用いてもよい。
ーザ装置について説明したが、ＩｎＰ系や他の多元混晶
系を含む化合物半導体を材料とする半導体レーザ装置に
ついても、本発明と同様な結果が得られる。さらに、Ｎ
型ＧａＡｓ電流阻止層２の形成にＭ［３Ｅ法を、二重ヘ
テロ構造の形成に、液相エピタキシャル成長法以外の、
気相エピタキシャル成長法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法を
用いてもよい。
（発明の効果）
本発明によれば、ウェハ面内での均一性が良く。
低しきい電流値で基本様モート発振をする半導体１ノー
ザ装置が得られるので、その実用的効果は著しいものが
ある。
ザ装置が得られるので、その実用的効果は著しいものが
ある。
第１図は、本発明による半導体レーザ装置の一実施例の
断面図、第２図は、本発明の半導体レーザ装置の製造方
法の一実施例の作製過程を示す断面図、第３図は、従来
のｎＴＲ５型レーザ装置の断面図を示す。 １ ・ Ｐ型ＧａＡｓ基板、 ２ − Ｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層、 ３ ・−Ｐ型Ｇａ１−ｘＡ１’ＸＡ
ｓクラッド層、４ − Ｇａ□−、Ａｆ、Ａｓ活性層、
５−Ｎ型Ｇａ、−ｘＡＱｘＡｓクラッド層、 ６−Ｎ
型ＧａＡｓキャップ層、 ７ ・・ Ｐ側片−ミック電
極、 ８ ・Ｎ側オーミック電極、 ９ ・・・ フォ
トレジスト膜。 特許出願人 松下電器産業株式会社 リヲ 第１図 ８ Ｎ脣・１オーミ、フ１εル酬 Ｗ憫紳ｆ、ヤ悩フ゛鴇
断面図、第２図は、本発明の半導体レーザ装置の製造方
法の一実施例の作製過程を示す断面図、第３図は、従来
のｎＴＲ５型レーザ装置の断面図を示す。 １ ・ Ｐ型ＧａＡｓ基板、 ２ − Ｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層、 ３ ・−Ｐ型Ｇａ１−ｘＡ１’ＸＡ
ｓクラッド層、４ − Ｇａ□−、Ａｆ、Ａｓ活性層、
５−Ｎ型Ｇａ、−ｘＡＱｘＡｓクラッド層、 ６−Ｎ
型ＧａＡｓキャップ層、 ７ ・・ Ｐ側片−ミック電
極、 ８ ・Ｎ側オーミック電極、 ９ ・・・ フォ
トレジスト膜。 特許出願人 松下電器産業株式会社 リヲ 第１図 ８ Ｎ脣・１オーミ、フ１εル酬 Ｗ憫紳ｆ、ヤ悩フ゛鴇
Claims (1)
- 凹部または凸部を有する導電性基板の表面に、前記基板
とは逆の導電型を示す薄膜層を、ＭＯＣＶＤ法またはＭ
ＢＥ法により形成し、前記薄膜層の一部をエッチングに
より除去したのち、活性層を含む二重ヘテロ構造を有す
る多層薄膜を、エピタキシャル成長法により、前記薄膜
層上に形成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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21487985A JPS6276691A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21487985A JPS6276691A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6276691A true JPS6276691A (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=16663079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21487985A Pending JPS6276691A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6276691A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926432A (en) * | 1988-08-18 | 1990-05-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21487985A patent/JPS6276691A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4926432A (en) * | 1988-08-18 | 1990-05-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device |
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