JPS63281487A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
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- JPS63281487A JPS63281487A JP11462287A JP11462287A JPS63281487A JP S63281487 A JPS63281487 A JP S63281487A JP 11462287 A JP11462287 A JP 11462287A JP 11462287 A JP11462287 A JP 11462287A JP S63281487 A JPS63281487 A JP S63281487A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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、横モード安定な発振を行うことのできる半導
体レーザに係り、特に半導体レーザの発光領域以外での
もれ電流が少なく、且つ発光領域内に結晶欠陥が導入さ
れにくくすることにより信頼性も向上した半導体レーザ
に関する。
体レーザに係り、特に半導体レーザの発光領域以外での
もれ電流が少なく、且つ発光領域内に結晶欠陥が導入さ
れにくくすることにより信頼性も向上した半導体レーザ
に関する。
従来の光吸収層選択成長構造半導体レーザは、文献（ジ
ャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジッ
クス（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、） ２ Ｓ
（６）Ｌ４９８ （１９８６））に示された、以下のよ
うな構造である。すなわち、第５図に示すようにｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板１上にｎ−（ＧａＡＱ） Ａｓクラッ
ド層２、アンドープ（ＧａＡ ｎ ）Ａｓ活性層３、ｐ
−（ＧａＡ Ｑ ）Ａｓクラッド層４＊ Ｐ −Ｇ
ａ Ａ ｓキャップ層９を形成し、ｐクラッド層４をス
トライプ状の領域を残して取り除きｎ −（ＧａＡ Ｑ
）Ａｓ、６で埋込んだもので、光吸収層により電流狭
搾と導波路の形成を同時に行ったものである。ここで、
７はエツチング停止層、８は選択エツチング層である。
ャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジッ
クス（Ｊｐｎ、Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、） ２ Ｓ
（６）Ｌ４９８ （１９８６））に示された、以下のよ
うな構造である。すなわち、第５図に示すようにｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板１上にｎ−（ＧａＡＱ） Ａｓクラッ
ド層２、アンドープ（ＧａＡ ｎ ）Ａｓ活性層３、ｐ
−（ＧａＡ Ｑ ）Ａｓクラッド層４＊ Ｐ −Ｇ
ａ Ａ ｓキャップ層９を形成し、ｐクラッド層４をス
トライプ状の領域を残して取り除きｎ −（ＧａＡ Ｑ
）Ａｓ、６で埋込んだもので、光吸収層により電流狭
搾と導波路の形成を同時に行ったものである。ここで、
７はエツチング停止層、８は選択エツチング層である。
この構造をＭ○ＣＶＤやＭＢＥなどの熱非平衡状態での
結晶成長を用いて形成する場合、段差上への結晶成長に
伴う結晶欠陥や、再成長界面の電気的劣化が素子の信頼
性を低下させていた。
結晶成長を用いて形成する場合、段差上への結晶成長に
伴う結晶欠陥や、再成長界面の電気的劣化が素子の信頼
性を低下させていた。
本発明は、従来の光吸収層選択成長構造半導体レーザに
おいて問題であった。段差のある基板上への結晶成長に
伴う結晶欠陥と、再成長界面の電気的劣化による素子寿
命の低下を防止した半導体レーザを提供することにある
。
おいて問題であった。段差のある基板上への結晶成長に
伴う結晶欠陥と、再成長界面の電気的劣化による素子寿
命の低下を防止した半導体レーザを提供することにある
。
上記問題を解決するため本発明では、従来構造の埋込成
長の成長界面の欠陥による素子寿命の低下を防止するた
め埋込成長前の結晶の表面にｎ型反転領域を設ける。
長の成長界面の欠陥による素子寿命の低下を防止するた
め埋込成長前の結晶の表面にｎ型反転領域を設ける。
本発明によれば、半導体レーザの電流挟挿を行うための
ｐ−ｎ接合が埋込成長界面から分離されるため、電流挟
挿効果の劣化に起因する素子不良が起きなくなる。さら
に、光吸収層中で発生した少数キャリアが光吸収層より
も禁制帯幅の大きな反転層を妨げられｐ −ｎ接合に到
達しないため光起因の漏れ電流を少なくできるという効
果もある。
ｐ−ｎ接合が埋込成長界面から分離されるため、電流挟
挿効果の劣化に起因する素子不良が起きなくなる。さら
に、光吸収層中で発生した少数キャリアが光吸収層より
も禁制帯幅の大きな反転層を妨げられｐ −ｎ接合に到
達しないため光起因の漏れ電流を少なくできるという効
果もある。
以下図に従い本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図に、本実施例による半導体レーザの断面構造を示
す。この構造の作製工程は以下のとおりである。ｎ −
Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上にＭＯＣＶＤ法によりｎ −Ｇ
ａ ｏ、ｒ＋Ａ Ｑ ｏ、ａＡ ｓクラッド層２．ア
ンドープＧ ａ Ｏ，１１８Ａ Ｄ、 ０．１４Ａ ｓ
活性層３＋Ｐ−Ｇ ａ ０．５Ａ Ｑ ｏ、５Ａ ｓク
ラッド層４．ｐ−Ｇ ａ ０．７Ａ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓ
エツチング停止層７．ｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ Ｏ，
！ＩＡ Ｓ選択エツチング層８．ｐ−Ｇ ａ Ａ ｓキ
ャップ層９を順次結晶成長した後、通電のフォトリソグ
ラフ技術を用いて５ｉＯｚマスクを設け、リン酸系のエ
ツチング液を用いてストライプ外部のｐ型選択エツチン
グ層８を０．１〜０．３ μｍ残してエツチングし、さ
らに加熱した塩酸により残りの選択エツチング層を取り
除いた。
す。この構造の作製工程は以下のとおりである。ｎ −
Ｇ ａ Ａ ｓ基板１上にＭＯＣＶＤ法によりｎ −Ｇ
ａ ｏ、ｒ＋Ａ Ｑ ｏ、ａＡ ｓクラッド層２．ア
ンドープＧ ａ Ｏ，１１８Ａ Ｄ、 ０．１４Ａ ｓ
活性層３＋Ｐ−Ｇ ａ ０．５Ａ Ｑ ｏ、５Ａ ｓク
ラッド層４．ｐ−Ｇ ａ ０．７Ａ Ｑ ｏ、ｓＡ ｓ
エツチング停止層７．ｐ−Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ Ｏ，
！ＩＡ Ｓ選択エツチング層８．ｐ−Ｇ ａ Ａ ｓキ
ャップ層９を順次結晶成長した後、通電のフォトリソグ
ラフ技術を用いて５ｉＯｚマスクを設け、リン酸系のエ
ツチング液を用いてストライプ外部のｐ型選択エツチン
グ層８を０．１〜０．３ μｍ残してエツチングし、さ
らに加熱した塩酸により残りの選択エツチング層を取り
除いた。
加熱塩酸はｐ −Ｇ ａ ０．５Ａ Ｑ ｏ、１１Ａ
ｓ選択エツチング層８のみをエツチングｐ −Ｇ ａ
０．７Ａ Ｑ ｏ、ｇＡ ｓエツチング停止層７をエツ
チングしないため、正確にエツチング停止層の表面でエ
ツチングを停止することができる。さらに、塩酸の濃度
を１２〜１４モル％に保てば液面上でのＨＣｆｌと水蒸
気の分圧比が液中のＨＣΩと水のモル比に一致するため
液の濃度変化がなく安定したエツチング速度が得られた
。
ｓ選択エツチング層８のみをエツチングｐ −Ｇ ａ
０．７Ａ Ｑ ｏ、ｇＡ ｓエツチング停止層７をエツ
チングしないため、正確にエツチング停止層の表面でエ
ツチングを停止することができる。さらに、塩酸の濃度
を１２〜１４モル％に保てば液面上でのＨＣｆｌと水蒸
気の分圧比が液中のＨＣΩと水のモル比に一致するため
液の濃度変化がなく安定したエツチング速度が得られた
。
第２図は、この段階での素子の断面構造を示す。
このようにして作製した構造を、表面状態向上のための
シャローエッチを行った後再びＭＯＣＶＤ法によりｎ
−Ｇ ａ Ａ ｓ ６に埋込んだ。この場合５ｉＯｚ膜
１２の上に結晶成長がおこらないＭＯＣＶＤ法の特性の
ためＳｉＯｘ膜１２は露出したままとなり、埋込み成長
後にフッ酸系エツチング液により取り除くことが出来た
。このとき、埋込界面のクラッド層側をｎ型に反転する
ため、埋込成長に先立ちウェハの温度を７００〜９００
度に保ちながらＡ ｓ Ｈ８と、Ｈ２，Ｓｅ や５ｉＨ
４ＳｉｚＨｅなどのｎ型ドーパント原料を供給すること
により、浅いｎ型不純物拡散を行った。不純物拡散の結
果、従来は成長界面と同一の面が電流狭搾のためのｐ−
ｎ接合となっていたのにたいし、本発明の場合は一回目
の成長層の中に接合が形成され接合の特性が安定し信頼
性が向上する。しかも、この反転層が光吸収層６中で発
生した少数キャリアが接合に到達してリーク電流を引き
起こすことを防止する作用も有している。この構造にＰ
電極としてＣｒ ／ Ａ ｕゴーＯをｎ電極としてＡｕ
ＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕ１ｌを蒸着し３００μｍ角にへき
かいしてレーザチップとした。
シャローエッチを行った後再びＭＯＣＶＤ法によりｎ
−Ｇ ａ Ａ ｓ ６に埋込んだ。この場合５ｉＯｚ膜
１２の上に結晶成長がおこらないＭＯＣＶＤ法の特性の
ためＳｉＯｘ膜１２は露出したままとなり、埋込み成長
後にフッ酸系エツチング液により取り除くことが出来た
。このとき、埋込界面のクラッド層側をｎ型に反転する
ため、埋込成長に先立ちウェハの温度を７００〜９００
度に保ちながらＡ ｓ Ｈ８と、Ｈ２，Ｓｅ や５ｉＨ
４ＳｉｚＨｅなどのｎ型ドーパント原料を供給すること
により、浅いｎ型不純物拡散を行った。不純物拡散の結
果、従来は成長界面と同一の面が電流狭搾のためのｐ−
ｎ接合となっていたのにたいし、本発明の場合は一回目
の成長層の中に接合が形成され接合の特性が安定し信頼
性が向上する。しかも、この反転層が光吸収層６中で発
生した少数キャリアが接合に到達してリーク電流を引き
起こすことを防止する作用も有している。この構造にＰ
電極としてＣｒ ／ Ａ ｕゴーＯをｎ電極としてＡｕ
ＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕ１ｌを蒸着し３００μｍ角にへき
かいしてレーザチップとした。
実施例２
第２の実施例として、ｐ −Ｔ１反転層の形成にイオン
打ち込みを用いた第３図のような構造の場合にらき述べ
る。本実施例においては、ｐ−ｎ反転以外のプロセスは
全て第１の実施例と同じとした。
打ち込みを用いた第３図のような構造の場合にらき述べ
る。本実施例においては、ｐ−ｎ反転以外のプロセスは
全て第１の実施例と同じとした。
ストライプ状リッチの形成が終った時点で、リッチ形成
のために用いたホトレジスト膜を利用して約０．１μｍ
の深さの８１打ち込み、Ｓｉ打ち込み層１３を形成した
。次に、イオン打ち込みのアニールを兼ねて埋込成長を
おこないレーザ構造とした。
のために用いたホトレジスト膜を利用して約０．１μｍ
の深さの８１打ち込み、Ｓｉ打ち込み層１３を形成した
。次に、イオン打ち込みのアニールを兼ねて埋込成長を
おこないレーザ構造とした。
実施例３
第３の実施例として、ｐ−ｎ反転層の形成にＳｉの熱拡
散を用いた第４図のような構造の場合につき述べる。本
実施例においては、ｐ −ｎ反転以外のプロセスは全て
第１の実施例と同じとした。
散を用いた第４図のような構造の場合につき述べる。本
実施例においては、ｐ −ｎ反転以外のプロセスは全て
第１の実施例と同じとした。
ストライプ状リッヂの形成が終わった時点で、ＥＢ蒸着
法によりＳｉを蒸着するかスパッタ法によりａ−８ｉ膜
を形成した後、保護膜としてＳｉＯ２膜を設けて９００
度において２時間のＳｉ拡散により、Ｓｉ拡散層１４を
形成した。次にＡｒイオンミリングにより拡散原料を取
り除き、実施例１と同様の埋込成長をおこないレーザ構
造とした。
法によりＳｉを蒸着するかスパッタ法によりａ−８ｉ膜
を形成した後、保護膜としてＳｉＯ２膜を設けて９００
度において２時間のＳｉ拡散により、Ｓｉ拡散層１４を
形成した。次にＡｒイオンミリングにより拡散原料を取
り除き、実施例１と同様の埋込成長をおこないレーザ構
造とした。
第１図は本発明の実施例１の半導体レーザの断面構造図
、第２図は実施例１の埋込成長前の半導体レーザの断面
構造図、第３図は実施例２の半導体レーザの断面構造図
、第４図は実施例３の半導体レーザの断面構造図、第５
図は従来の自己整合形半導体レーザの断面構造図である
。 １− ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２ ・・・ｎ −Ｇ
ａｏ、５Ａ Ｑ ｏ、５Ａｓクラッド層、３・・・アン
ドープＧａｏ、ｓｅＡ ｎ Ｏ，１４Ａ８活性層、４−
ｐ −Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ Ｏ，ＲＡ Ｓクラッド
層、５− ｎ −Ｇａｏ、５Ａ ｆｌ Ｏ，ＦＩＡＳＰ
−ｎ反転層、６− ｎ −ＧａＡｓ光吸収層、７− ｐ
−Ｇ ａ Ｏ，７’Ａ ｆｌ ｏ、ｓＡ ｓエツチン
グ停止層、８− ｐ −Ｇ ａ Ｏ，ＦＩＡ １ｉ ｏ
、５Ａ ｓ選択エツチング層、９・・・ｐ −Ｇ ａ
Ａ ｓキャップ層、１０− Ｃｒ ／ Ａ ｕ、１１−
ＡｕＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕ、１２−８ｉＯ２膜、１３−
ｎ −Ｇ ａ ｏ、５Ａ １１ ｏ、ＦＩＡ ｓイオ
ン打ち込み層、１４・・・ｎ−Ｇａｏ、５ＡＱｏ、５Ａ
ｓＳｉ拡散層。
、第２図は実施例１の埋込成長前の半導体レーザの断面
構造図、第３図は実施例２の半導体レーザの断面構造図
、第４図は実施例３の半導体レーザの断面構造図、第５
図は従来の自己整合形半導体レーザの断面構造図である
。 １− ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、２ ・・・ｎ −Ｇ
ａｏ、５Ａ Ｑ ｏ、５Ａｓクラッド層、３・・・アン
ドープＧａｏ、ｓｅＡ ｎ Ｏ，１４Ａ８活性層、４−
ｐ −Ｇ ａ ｏ、ｓＡ Ｑ Ｏ，ＲＡ Ｓクラッド
層、５− ｎ −Ｇａｏ、５Ａ ｆｌ Ｏ，ＦＩＡＳＰ
−ｎ反転層、６− ｎ −ＧａＡｓ光吸収層、７− ｐ
−Ｇ ａ Ｏ，７’Ａ ｆｌ ｏ、ｓＡ ｓエツチン
グ停止層、８− ｐ −Ｇ ａ Ｏ，ＦＩＡ １ｉ ｏ
、５Ａ ｓ選択エツチング層、９・・・ｐ −Ｇ ａ
Ａ ｓキャップ層、１０− Ｃｒ ／ Ａ ｕ、１１−
ＡｕＧｅＮｉ／Ｃｒ／Ａｕ、１２−８ｉＯ２膜、１３−
ｎ −Ｇ ａ ｏ、５Ａ １１ ｏ、ＦＩＡ ｓイオ
ン打ち込み層、１４・・・ｎ−Ｇａｏ、５ＡＱｏ、５Ａ
ｓＳｉ拡散層。
Claims (1)
- １、少なくとも第１の半導体層と、該第１の半導体層を
はさむように設けた、該半導体層より広い禁制帯幅で導
電型の互いに異なる第２、及び第３の半導体層を有し、
第３の半導体層のストライプ状の部分を除いて第３の半
導体層を、活性層で発生した光がしみだすに十分な深さ
まで光吸収のある第４の半導体層により置きかえた半導
体層レーザ構造において、第３の半導体層と第４の半導
体層の界面に、第４の半導体層よりも大きな禁制帯幅で
第４の半導体層と同一導電型の第５の半導体層を設けた
ことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114622A JP2528877B2 (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 半導体レ−ザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62114622A JP2528877B2 (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 半導体レ−ザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281487A true JPS63281487A (ja) | 1988-11-17 |
| JP2528877B2 JP2528877B2 (ja) | 1996-08-28 |
Family
ID=14642464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62114622A Expired - Lifetime JP2528877B2 (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2528877B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02202086A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| KR100304658B1 (ko) * | 1994-03-16 | 2001-11-30 | 윤종용 | 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법 |
-
1987
- 1987-05-13 JP JP62114622A patent/JP2528877B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02202086A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| KR100304658B1 (ko) * | 1994-03-16 | 2001-11-30 | 윤종용 | 반도체 레이저 소자 및 그 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2528877B2 (ja) | 1996-08-28 |
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Legal Events
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