JPS63220588A - 半導体レ−ザ - 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】 発明の要約 メサ型半導体レーザにおいて、メサにした活性領域両側
の低地部を活性領域の熱膨張係数と非常に近い耐熱性高
抵抗樹脂で埋込むことにより、工程の簡略化と、高歩留
りを達成する。

発明の背景 技術分野 この発明は、たとえば光情報処理、光通信等に用いられ
る埋込みメサ型半導体レーザに関する。

従来技術とその問題点 半導体レーザの横モードを制御する代表的な構造として
埋込みへテロ・ストライプ構造がある。

第４図はこの構造のレーザの一例を示すものである。

この半導体レーザは次のようにしてつくられる。

まずｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｊ２Ａｓクラ
ッド層２．ＧａＡｓ活性層３．ｐ−ＧａＡｊ２Ａｓクラ
ッド層４＋　　Ｔ”　　Ｇ　ａ　Ａ　ｓキャップ層５よ
りなる２重異種接合構造を結晶成長させる。次に幅５μ
ｍ程度の活性領域を残してメサエッチングし、メサ型に
残された部分の両側を埋込むようにｎ−ＧａＡ、ｊＡｓ
埋込み層１０を結晶成長させる。この後上面にｐ側電極
１４を、下面にｎ側電極１３を形成する。

この半導体レーザの特徴は、埋込み層１０にｎｐ逆バイ
アス接合を形成し２幅のせまい活性領域にだけ電流を流
す電流狭搾が可能なこと、接合面に平行な方向に実際に
屈折率差をつけであることである。したがって横モード
が制御された低閾値の半導体レーザが実現する。

しかしながら、このような従来の埋込みへテロ・ストラ
イプ構造では、母体となる２重異種接合の結晶成長と、
メサ状に加工された活性領域を形成後に行なうＧａＡｊ
！Ａｓで活性領域を埋込む結晶成長との２回の結晶成長
を必要とするため、製作工程が複雑となる。再成長界面
の結晶欠陥からの漏れ電流などにより歩留りが悪い等の
問題があった。

発明の概要 発明の目的 この発明は従来のこのような問題点に着目してなされた
もので、製造工程を簡略化できるとともに、高い歩留り
で製造することのできる半導体レーザを提供することを
目的とする。

発明の構成と効果 この発明は、メサ型半導体レーザにおいて、メサ部の両
側の低地部にメサ部」二面とほぼ同一高さまで、耐熱性
高抵抗樹脂が設けられ、メサ部上面および耐熱性高抵抗
樹脂」二面に電極か形成されており、　−１−記耐熱性
高抵抗樹脂はその熱膨張係数か半導体レーザを構成する
半導体４イ料の熱膨張係数と同程度の低熱膨張性樹脂で
あることを特徴とする。

この発明によれば、メサ型半導体レーザにおいて、メサ
状に加圧された活性領域の両側の低地部にメザ上面とほ
ぼ同一高さまで活性領域の熱膨張係数と非常に近い熱膨
張係数をもつ低熱膨張性の耐熱性高抵抗樹脂が設けられ
た構成であるから。

結晶成長は２重異種接合の結晶成長の１回たけでよく製
造工程の簡略化が図られる。また、上記耐熱性高抵抗樹
脂と半導体の熱膨張係数が近いために活性領域の接合の
耐圧が劣化することがないので高い歩留りを達成できる
。

実施例の説明 第１図はこの発明の実施例における埋込みメサ型半導体
レーザの断面図であり、第３図にその製造工程の一例が
示されている。

第１図において、第４図に示した従来例におけるものと
同一物には同一符号が付けられている。

第４図との比較から分るように、この発明では埋込み層
として、半導体材料と熱膨張係数がほぼ同程度の低熱膨
張性の耐熱性高抵抗樹脂７が用いられている。

第１図に示す半導体レーザの構造は、その製造工程を説
明することによって明らかになるので。

第３図を参照してこの半導体レーザの製造方法について
説明する。

第３図（Ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、
ｎ−ＧａＡ、、ｊＡｓクラッド層２．ＧａＡｓ活性層３
．ｐ−ＧａＡ　ｊ７Ａｓクラッド層４゜ｐ”　−ＧａＡ
ｓキャップ層５を順次結晶成長させて２重異種接合を形
成する。このウェハーにに幅５μｍ前後のストライプ状
エツチング・マスク６をたとえばフォトレジストにより
形成する。

次に第３図（Ｂ）において、マスク６て覆われていない
部分を少なくともｎ−ＧａＡ、ｆ：Ａｓクラッド層２の
途中までメサエッチングする。エツチングは化学エツチ
ングでもドライエツチングでもよい。

さらに第３図（Ｃ）において、エツチング・マスク６を
除去した後、ウェハ全面に上面が平坦になる程厚く、低
熱膨張性の耐熱性高抵抗樹脂７を塗布し、硬化させる。

この樹脂の例としてＰＩＱ−Ｌ１００シリーズ（日立化
成）があげられる。この樹脂の熱膨張係数はＧａＡｓと
同一の５　Ｘ　１０””６／　Ｋである。耐熱性とは、
シンタ一温度、半田付は温度に耐えられる程度であれば
よい。

この後、第３図（Ｄ）において、樹脂７をメサ状に加工
した活性領域の項」二に達するまで上部から酸素プラズ
マによるアッシングで除去する。

次に第３図（Ｅ）に示すようにウェハ裏面および表面に
それぞれｎ側電極１３．ｐ側電極１４を蒸着し、シンタ
ーして工程を終える。

ｐ＋キャップ層５と樹脂７の上面は面一となり平坦であ
り、これらの全面にわたって電極１４が形成されている
。メサ部の両側の低地部が樹脂７で埋込まれた形となっ
ている。

最後に、従来の方法と同様に個別素子化１組立を行なっ
て半導体レーザ素子となる。

このようにして得られた半導体レーザ素子に電極１４か
ら電極１３に向って電流を流すと、活性領域両側の低地
部には樹脂７があるために電流が流れず、活性領域に電
流が集中して電流狭搾が可能となる。また活性領域の両
側の樹脂７の屈折率は活性領域のＪｎ１折率よりも低い
ので横モード制御されたレーザ発振か可能となる。

第２図に試作された素子の光出力特性と、水平方向の遠
視野像か示されている。このグラフから光出力の直線性
がよく、遠視野像においても高い光出力まで基本横モー
ドが保存されていることがわかる。

上記実施例においてはＧ　ａ　Ａ　ｆｊ　Ａ　ｓ　／　
Ｇ　ａ　Ａ　ｓ系で説明したが、他の材料を用いてもよ
いのはいうまでもない。また活性層は通常の２重異種接
合構造でも量子井戸構造でもよい。分布帰還型としても
よい。ｐ、ｎの導電型はすべて反転させてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すもので、半導体レーザ
の断面図、第２図はその光出力特性と水平方向の遠視野
像を示すグラフ、第３図（Ａ）〜（Ｅ）は製造工程を示
す断面図である。 第４図は従来例を示す断面図である。 ７・・・耐熱性高抵抗樹脂。 以　　上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メサ型半導体レーザにおいて、メサ部の両側の低
   地部にメサ部上面とほぼ同一高さまで、耐熱性高抵抗樹
   脂が設けられ、メサ部上面および耐熱性高抵抗樹脂上面
   に電極が形成されており、上記耐熱性高抵抗樹脂はその
   熱膨張係数が半導体レーザを構成する半導体材料の熱膨
   張係数と同程度の低熱膨張性樹脂であることを特徴とす
   る半導体レーザ。
2. （２）半導体ウェハに上記メサ部を形成後、メサ部を平
   坦に埋込むように、上記耐熱性高抵抗樹脂を塗布し、さ
   らにその後メサ部上部が露出するまで樹脂を除去し、そ
   の上から電極を形成することにより製造された特許請求
   の範囲第（１）項に記載の半導体レーザ。