JPS6348438B2 - - Google Patents
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- JPS6348438B2 JPS6348438B2 JP57200513A JP20051382A JPS6348438B2 JP S6348438 B2 JPS6348438 B2 JP S6348438B2 JP 57200513 A JP57200513 A JP 57200513A JP 20051382 A JP20051382 A JP 20051382A JP S6348438 B2 JPS6348438 B2 JP S6348438B2
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- semiconductor
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
- H01S5/0281—Coatings made of semiconductor materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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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Description
【発明の詳細な説明】
本発明の分野
本発明は、入力電流がコヒーレントな光出力に
変換される半導体注入レーザに係る。注入レーザ
は通常周期率表の第族及び第族からの元素の
二元的又は混合された化合物の半導体結晶を用い
ている。これらの構造体に於ては、半導体結晶の
劈開面が、レーザのキヤビテイの両端部に於て部
分反射鏡として用いられている。使用に於て、そ
の劈開鏡面は、レーザが高い電流値で動作される
とき急激に劣化し、より低い電流値で動作される
とき漸次劣化する傾向がある。この劣化は、上記
構造体の有用性に限界を与えている。
変換される半導体注入レーザに係る。注入レーザ
は通常周期率表の第族及び第族からの元素の
二元的又は混合された化合物の半導体結晶を用い
ている。これらの構造体に於ては、半導体結晶の
劈開面が、レーザのキヤビテイの両端部に於て部
分反射鏡として用いられている。使用に於て、そ
の劈開鏡面は、レーザが高い電流値で動作される
とき急激に劣化し、より低い電流値で動作される
とき漸次劣化する傾向がある。この劣化は、上記
構造体の有用性に限界を与えている。
先行技術
この劣化の問題は当技術分野に於て既に認識さ
れている。高電力密度に於ける急激な劣化につい
ては、Journal of Applied Physics50(8)、1979
年８月、第5150頁及びApplied Physics
Letters34(10)、1979年５月15日、第637頁に於て論
じられている。それらの論文に於て提案されてい
る解決方法は、劈開光出力面の近傍に拡散領域を
形成することである。漸次的劣化については、
Japanese Journal of Applied Physics17、５、
1978年５月、第865頁に於て論じられている。そ
の論文に於て提案されている解決方法は、装置の
本体と劈開光出力面との間に結晶格子が整合され
た領域をエピタキシヤル成長させることである。
れている。高電力密度に於ける急激な劣化につい
ては、Journal of Applied Physics50(8)、1979
年８月、第5150頁及びApplied Physics
Letters34(10)、1979年５月15日、第637頁に於て論
じられている。それらの論文に於て提案されてい
る解決方法は、劈開光出力面の近傍に拡散領域を
形成することである。漸次的劣化については、
Japanese Journal of Applied Physics17、５、
1978年５月、第865頁に於て論じられている。そ
の論文に於て提案されている解決方法は、装置の
本体と劈開光出力面との間に結晶格子が整合され
た領域をエピタキシヤル成長させることである。
本発明の要旨
本発明に於て、注入レーザの劈開光出力面に於
ける劣化は、半導体の劈開面に於けるエネルギ帯
の曲がりによるキヤリアの表面再結合から生じる
表面の局部的加熱によるものであり、例えば
GaAs、GaAlAs又はGaInAsPを含む注入レーザ
半導体結晶に於ては、より大きい禁止帯の幅を有
する光学的に透明な化合物の簡単なアニールされ
た被膜が、上記劣化を減少させるだけでなく、劣
化の生じる光学的パワー密度を増加させることが
解つた。
ける劣化は、半導体の劈開面に於けるエネルギ帯
の曲がりによるキヤリアの表面再結合から生じる
表面の局部的加熱によるものであり、例えば
GaAs、GaAlAs又はGaInAsPを含む注入レーザ
半導体結晶に於ては、より大きい禁止帯の幅を有
する光学的に透明な化合物の簡単なアニールされ
た被膜が、上記劣化を減少させるだけでなく、劣
化の生じる光学的パワー密度を増加させることが
解つた。
アニール処理に於て、上記被膜材料の少くとも
１つの成分が移動して、少くともエネルギ帯の曲
がりの原因となつているレーザ結晶材料の元素と
相互作用する。
１つの成分が移動して、少くともエネルギ帯の曲
がりの原因となつているレーザ結晶材料の元素と
相互作用する。
アニーリングは、すべての酸化物を被膜とレー
ザ結晶との間に浸透させるに充分であるが、レー
ザ結晶の損傷又は被膜の蒸発を生ぜしめる程高く
ない温度で行われる。アニール時間は、長距離の
拡散を生ぜしめる程長くされるべきではない。
100ないし1000分間に400乃至800〓の温度範囲を
用いることが望ましい。
ザ結晶との間に浸透させるに充分であるが、レー
ザ結晶の損傷又は被膜の蒸発を生ぜしめる程高く
ない温度で行われる。アニール時間は、長距離の
拡散を生ぜしめる程長くされるべきではない。
100ないし1000分間に400乃至800〓の温度範囲を
用いることが望ましい。
第１図は、劈開光出力面に於ける条件によつて
生じる問題を示している。劈開結晶面は、該表面
に近づくにつれてエネルギ帯に曲がりを生じ、従
つてキヤリアの再結合を誘起させるという特性を
有する。再結合が生じたときに放出されるエネル
ギが、その局部的領域に於て熱に変換されて、半
導体を損傷させる。
生じる問題を示している。劈開結晶面は、該表面
に近づくにつれてエネルギ帯に曲がりを生じ、従
つてキヤリアの再結合を誘起させるという特性を
有する。再結合が生じたときに放出されるエネル
ギが、その局部的領域に於て熱に変換されて、半
導体を損傷させる。
本発明は、劈開光出力面上に簡単なアニールさ
れた被膜を設けることによつて、劣化を制御す
る。
れた被膜を設けることによつて、劣化を制御す
る。
アニールされた被膜材料は、光学的に透明であ
る厚さを有し、レーザ半導体結晶の禁止帯の幅よ
りも大きい禁止帯の幅を有する少くとも１つの元
素を含むという特性を有している。
る厚さを有し、レーザ半導体結晶の禁止帯の幅よ
りも大きい禁止帯の幅を有する少くとも１つの元
素を含むという特性を有している。
本発明によるアニールされた被膜材料は再結合
を妨げ、拡散領域及びエピタキシヤル成長により
達成される従来技術とは対照的であり、その様な
領域は劣化を減少させるが、拡散に於ける高温又
はエピタキシヤル成長に於ける格子整合の問題を
生じ、従つて他の処理及び構造的配置の妨げにな
ることが多い。その様な従来技術による構造体に
於ては、レーザ閾値電流が通常増大し、そして劈
開光出力面に隣接する領域の厚さが厳密さを要す
るパラメータとなつて更に制御すべきパラメータ
が増すので、装置の再現性がより難しくなる。格
子整合を考慮せずに済むことは大きな利点であ
る。
を妨げ、拡散領域及びエピタキシヤル成長により
達成される従来技術とは対照的であり、その様な
領域は劣化を減少させるが、拡散に於ける高温又
はエピタキシヤル成長に於ける格子整合の問題を
生じ、従つて他の処理及び構造的配置の妨げにな
ることが多い。その様な従来技術による構造体に
於ては、レーザ閾値電流が通常増大し、そして劈
開光出力面に隣接する領域の厚さが厳密さを要す
るパラメータとなつて更に制御すべきパラメータ
が増すので、装置の再現性がより難しくなる。格
子整合を考慮せずに済むことは大きな利点であ
る。
これに対して、本発明による被膜は、簡単であ
り、劈開面上に配置されて、他の処理条件を妨げ
ない。
り、劈開面上に配置されて、他の処理条件を妨げ
ない。
本発明の好実施例
本発明の好実施例に於ては、レーザ半導体結晶
の禁止帯の幅よりも大きい禁止帯の幅を有する少
くとも１つの元素を含む光学的に透明な化合物の
アニールされた被膜が用いられる。それらの条件
は、GaAs注入レーザの劈開光出力面上のZnSの
被膜によつて充たされる。
の禁止帯の幅よりも大きい禁止帯の幅を有する少
くとも１つの元素を含む光学的に透明な化合物の
アニールされた被膜が用いられる。それらの条件
は、GaAs注入レーザの劈開光出力面上のZnSの
被膜によつて充たされる。
第２．１図乃至第２．６図は、本発明によるレ
ーザを製造するための一連の工程に於ける構造体
を示している。一般的には、アニールされたZnS
の被膜がレーザの能動領域の両端部に設けられ
る。その被膜は、スパツタリングによつて設けら
れ得る。その被膜は、0.02乃至2μｍのオーダーの
光学的に透明な厚さを有する。アニーリングは、
劈開光出力面上にZnSの被膜を有するGaAsレー
ザを600乃至800〓に於て100乃至1000分間加熱す
ることによつて行われる。
ーザを製造するための一連の工程に於ける構造体
を示している。一般的には、アニールされたZnS
の被膜がレーザの能動領域の両端部に設けられ
る。その被膜は、スパツタリングによつて設けら
れ得る。その被膜は、0.02乃至2μｍのオーダーの
光学的に透明な厚さを有する。アニーリングは、
劈開光出力面上にZnSの被膜を有するGaAsレー
ザを600乃至800〓に於て100乃至1000分間加熱す
ることによつて行われる。
本発明の説明に必要な程度に示されている第
２．１図乃至第２．６図のレーザの能動領域は
又、当技術分野に於て通常用いられているヘテロ
接合により包囲されたキヤビテイを有し得る。
２．１図乃至第２．６図のレーザの能動領域は
又、当技術分野に於て通常用いられているヘテロ
接合により包囲されたキヤビテイを有し得る。
アニーリングは接点を劣化させない様に注意深
く行われねばならないので、第２．６図の構造体
を設けるために第２．１図乃至第２．６図に示さ
れている方法に於て、劈開面上の被覆及びその後
のアニーリングは接点を設ける前に行われること
も可能である。
く行われねばならないので、第２．６図の構造体
を設けるために第２．１図乃至第２．６図に示さ
れている方法に於て、劈開面上の被覆及びその後
のアニーリングは接点を設ける前に行われること
も可能である。
第２．１図に於て、１つの劈開レーザ又は１列
の劈開レーザである基体１が設けられている。ポ
ジテイブ型フオトレジストの如きマスク２が、領
域５及び６に於て各々劈開光出力面３及び４から
引込んで設けられている。マスク２は通常、劈開
光出力面３及び４を形成する前に設けられる。ク
ロルベンゼン浸漬方法等によりマスク２に張出し
部分を設けることにより、領域５及び６から材料
が離隔されていなければならない後の工程が容易
になる。
の劈開レーザである基体１が設けられている。ポ
ジテイブ型フオトレジストの如きマスク２が、領
域５及び６に於て各々劈開光出力面３及び４から
引込んで設けられている。マスク２は通常、劈開
光出力面３及び４を形成する前に設けられる。ク
ロルベンゼン浸漬方法等によりマスク２に張出し
部分を設けることにより、領域５及び６から材料
が離隔されていなければならない後の工程が容易
になる。
第２．２図に於て、ZnSの材料の被膜７が、領
域５及び６の被覆を妨げる方向性の付着により平
均に設けられる。室温でのスパツタリング方法が
この目的のために効果的に用いられる。その被覆
は、劈開光出力面３及び４並びにマスク２だけを
覆つて、マスク２の側面並びに領域５及び６を覆
つていないと有利である。マスク上の張出し部分
はこれを容易にする。
域５及び６の被覆を妨げる方向性の付着により平
均に設けられる。室温でのスパツタリング方法が
この目的のために効果的に用いられる。その被覆
は、劈開光出力面３及び４並びにマスク２だけを
覆つて、マスク２の側面並びに領域５及び６を覆
つていないと有利である。マスク上の張出し部分
はこれを容易にする。
第２．３図に於て、SiO2、Si3N4又はガラスの
如き保護材料の厚い被膜８がマスク２及び被膜７
に設けられる。被膜８の機能は、後に設けられる
べきオーム接点領域を画成することである。
如き保護材料の厚い被膜８がマスク２及び被膜７
に設けられる。被膜８の機能は、後に設けられる
べきオーム接点領域を画成することである。
第２．４図に於て、マスク２が除去されて、レ
ーザの上面９が露出される。処理のこの時点に於
て、その特性の材料の被膜７に望ましい任意の熱
的アニール工程が施される。この時点に於ては、
オーム接点が未だ設けられていないので、それら
がアニール温度によつて影響又は劣化されること
がない。
ーザの上面９が露出される。処理のこの時点に於
て、その特性の材料の被膜７に望ましい任意の熱
的アニール工程が施される。この時点に於ては、
オーム接点が未だ設けられていないので、それら
がアニール温度によつて影響又は劣化されること
がない。
第２．５図に於て、装置の電気的オーム接点が
設けられる。この処理に於て、金属の被膜１０が
真空蒸着の如き方法によつて設けられる。この金
属化処理は、厚い被膜８を覆い且つ表面９に接触
する被膜１０を設ける。又、別個のオーム接点１
１が、同一の又は別個の金属化処理に於て表面９
の反対側の表面に形成される。
設けられる。この処理に於て、金属の被膜１０が
真空蒸着の如き方法によつて設けられる。この金
属化処理は、厚い被膜８を覆い且つ表面９に接触
する被膜１０を設ける。又、別個のオーム接点１
１が、同一の又は別個の金属化処理に於て表面９
の反対側の表面に形成される。
第２．６図に於て、最終的装置が示されてお
り、当技術分野に於て標準的な“リフト・オフ”
技術が用いられている。“リフト・オフ”技術は、
被膜が所望の地点で破断される様に、該被膜から
その支持体を除去することに基づいている。第
２．６図に於て、被膜８は、該被膜８上の金属の
被覆１０が表面９との交点で破断される様に、弗
化水素酸の如き食刻剤中で溶解される。各劈開光
出力面上に於ける被膜８及びその上の金属の被膜
１０がリフト・オフさて、第2.６図に示されてい
る構造体が得られる。第２．６の構造体に於て、
表面９と接触している残されている金属の被膜１
０より成る装置の一方のオーム接点と他方のオー
ム接点１１とが示されている。各劈開光出力面上
のアニール用被膜７は、それらの劈開光出力面３
及び４上の表面再結合を制御する窓として働く。
り、当技術分野に於て標準的な“リフト・オフ”
技術が用いられている。“リフト・オフ”技術は、
被膜が所望の地点で破断される様に、該被膜から
その支持体を除去することに基づいている。第
２．６図に於て、被膜８は、該被膜８上の金属の
被覆１０が表面９との交点で破断される様に、弗
化水素酸の如き食刻剤中で溶解される。各劈開光
出力面上に於ける被膜８及びその上の金属の被膜
１０がリフト・オフさて、第2.６図に示されてい
る構造体が得られる。第２．６の構造体に於て、
表面９と接触している残されている金属の被膜１
０より成る装置の一方のオーム接点と他方のオー
ム接点１１とが示されている。各劈開光出力面上
のアニール用被膜７は、それらの劈開光出力面３
及び４上の表面再結合を制御する窓として働く。
以上に於て、レーザ面（facet）の近傍の空乏
領域に於けるレーザ光の吸収によるレーザ面の局
部的加熱によつて生じる、半導体レーザの劈開面
からのパワー出力に限界を与える表面再結合を制
御し、半導体レーザ結晶の禁止帯の幅よりも大き
い禁止帯の幅を有する光学的に透明な化合物のア
ニールされた被膜の窓を設けることによつて上記
表面再結合を克服する本発明による技術について
述べた。
領域に於けるレーザ光の吸収によるレーザ面の局
部的加熱によつて生じる、半導体レーザの劈開面
からのパワー出力に限界を与える表面再結合を制
御し、半導体レーザ結晶の禁止帯の幅よりも大き
い禁止帯の幅を有する光学的に透明な化合物のア
ニールされた被膜の窓を設けることによつて上記
表面再結合を克服する本発明による技術について
述べた。
第１図は劈開面に於て曲がりを有するエネルギ
帯を示しているエネルギ・レベル図、第２．１図
乃至第２．６図は本発明によるレーザを製造する
ための個々の処理工程に於ける構造体を示してい
る図である。 １……基体、２……マスク、３，４……劈開光
出力面、５，６……領域、７……ZnSの被膜、８
……保護材料の被膜、９……レーザの上面、１０
……金属の被膜、１１……オーム接点。
帯を示しているエネルギ・レベル図、第２．１図
乃至第２．６図は本発明によるレーザを製造する
ための個々の処理工程に於ける構造体を示してい
る図である。 １……基体、２……マスク、３，４……劈開光
出力面、５，６……領域、７……ZnSの被膜、８
……保護材料の被膜、９……レーザの上面、１０
……金属の被膜、１１……オーム接点。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (a) 劈開光出力面に実質的に垂直な能動レー
ザ領域を有する半導体結晶基体を形成し、 (b) 上記能動レーザ領域の禁止帯の幅よりも大き
い禁止帯の幅を有する光学的に透明な化合物の
被膜をスパツタリングにより上記劈開光出力面
に付着し、 (c) 上記被膜材料の少なくとも１つの元素が移動
して、少なくともエネルギ帯の曲りの原因とな
つている上記能動レーザ領域の元素と相互作用
し、よつて上記劈開光出力面におけるキヤリア
の再結合を抑えるようにするに十分な時間と温
度でアニールする段階を有する、 半導体結晶レーザの製造方法。 ２ 上記半導体がGaAs、GaAlAs及びGaInAsP
からなる群から選択された半導体である特許請求
の範囲第１項記載の半導体結晶レーザの製造方
法。 ３ 上記被膜がZnS、CdS、CdTe及びCdSeから
なる群から選択された被膜である特許請求の範囲
第１項記載の半導体結晶レーザの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/363,193 US4751708A (en) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | Semiconductor injection lasers |
| US363193 | 1994-12-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58171881A JPS58171881A (ja) | 1983-10-08 |
| JPS6348438B2 true JPS6348438B2 (ja) | 1988-09-29 |
Family
ID=23429216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57200513A Granted JPS58171881A (ja) | 1982-03-29 | 1982-11-17 | 半導体結晶レーザの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4751708A (ja) |
| EP (1) | EP0090135B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58171881A (ja) |
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