JPS6381888A - 半導体レ−ザの作製方法 - Google Patents
半導体レ−ザの作製方法Info
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- JPS6381888A JPS6381888A JP22872986A JP22872986A JPS6381888A JP S6381888 A JPS6381888 A JP S6381888A JP 22872986 A JP22872986 A JP 22872986A JP 22872986 A JP22872986 A JP 22872986A JP S6381888 A JPS6381888 A JP S6381888A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体レーザ、特に分布帰還形レーザの作製方
法に関するものである。
法に関するものである。
第５図は例えばＡｐｐｔ、Ｐｂｙｓ 、Ｌｅｔｔ 、Ｖ
ｏｔ、２７ 。
ｏｔ、２７ 。
Ｐ、４０３ （１９７５）に示された従来の分布帰還形
レーザの模式図であυ、同図において、１はそれぞれの
電極、２は基板、３はバッファ層である。
レーザの模式図であυ、同図において、１はそれぞれの
電極、２は基板、３はバッファ層である。
また、４，８はクラッド層、５は活性層、６はバリヤ居
、７は光ガイド層、９はキャップ層としてのコンタクト
暦であシ、光ガイド層７上には発振波長に対応する回折
格子が形成されている。
、７は光ガイド層、９はキャップ層としてのコンタクト
暦であシ、光ガイド層７上には発振波長に対応する回折
格子が形成されている。
ここで、前記光ガイド層７の上に形成される回折格子の
周期をＡとすると、この周期Ａが伝搬定数βの光に対し
て なるブラッグ回折条件を満たすとき、この光導波路を伝
搬定数βの光が伝搬する場合、−βの伝搬定数のモード
にモード変換が起こる。すなわち、光ガイド層７を左か
ら右に伝搬する光はその伝搬中に右から左へ伝搬する光
に変換されることになるので、回折格子は一種の反射鏡
としての作用をもつことになる。従って、結晶の劈開面
を利用する通常のファブリベロー共振器型レーザの端面
反射効果と同様な効果を、この回折格子で得ることがで
きる。このような回折格子を用いる分布帰還形レーザは
、発振波長が上記（１）式で与えられるブラッグ回折条
件を満たすことにより、通常のファブリベロー形半導体
レーザに比べ、温度に対する波長の変化も少なく、安定
なレーザ発振光源として有望である。
周期をＡとすると、この周期Ａが伝搬定数βの光に対し
て なるブラッグ回折条件を満たすとき、この光導波路を伝
搬定数βの光が伝搬する場合、−βの伝搬定数のモード
にモード変換が起こる。すなわち、光ガイド層７を左か
ら右に伝搬する光はその伝搬中に右から左へ伝搬する光
に変換されることになるので、回折格子は一種の反射鏡
としての作用をもつことになる。従って、結晶の劈開面
を利用する通常のファブリベロー共振器型レーザの端面
反射効果と同様な効果を、この回折格子で得ることがで
きる。このような回折格子を用いる分布帰還形レーザは
、発振波長が上記（１）式で与えられるブラッグ回折条
件を満たすことにより、通常のファブリベロー形半導体
レーザに比べ、温度に対する波長の変化も少なく、安定
なレーザ発振光源として有望である。
ところで、従来の分布帰還形レーザにおいて回折格子は
、通常、レーザビームの干渉によるホログラフィックな
方法により作成されている。しかし、この方法による回
折格子の最短周期は、用いるレーザビーム波長とフォト
レジストを用いるリソグラフィー技術により制限を受け
、現状では最短周期〜１５００Ｘが技術的限界である。
、通常、レーザビームの干渉によるホログラフィックな
方法により作成されている。しかし、この方法による回
折格子の最短周期は、用いるレーザビーム波長とフォト
レジストを用いるリソグラフィー技術により制限を受け
、現状では最短周期〜１５００Ｘが技術的限界である。
よって。
光通信用の長波長レーザに対してはこのホログラフィッ
クな方法により発振波長の１次の回折格子の作製が可能
であるが、短波長レーザでは２次以上の回折格子ピッチ
を用いており、その素子の作製が困難であるという問題
点があった。
クな方法により発振波長の１次の回折格子の作製が可能
であるが、短波長レーザでは２次以上の回折格子ピッチ
を用いており、その素子の作製が困難であるという問題
点があった。
本発明はこのような事情に鑑み、上記した従来の問題点
全解消した半導体レーザの作製方法全提供することを目
的とする。
全解消した半導体レーザの作製方法全提供することを目
的とする。
本発明に係る半導体レーザの作製方法は、半導体基板上
にエピタキシャル成長により組成の異なるエピタキシャ
ル層を交互に一定周期で積み重ねて超格子を形成し１次
いでこの基板全劈開した後、当該超格子を帰還用回折格
子としてその劈開面にエピタキシャル成長にて組成の異
なるエピタキシャル層を順次積層してレーザ素子／；ｌ
ｊを形成することを特徴とするものである。
にエピタキシャル成長により組成の異なるエピタキシャ
ル層を交互に一定周期で積み重ねて超格子を形成し１次
いでこの基板全劈開した後、当該超格子を帰還用回折格
子としてその劈開面にエピタキシャル成長にて組成の異
なるエピタキシャル層を順次積層してレーザ素子／；ｌ
ｊを形成することを特徴とするものである。
本発明においては、分子線エビタギシ−（ＭＢＥ）。
有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）ちるいは液イーエピ
タキシー（ＬＰＥ）などのエピタキシャル成長にょυ半
導体基板上へ超格子を形成したうえ、この基板全労間抜
、その超格子を分布帰還形レーザの回折格子として用い
ることにより、この超格子は数１０Ｘ程度の做細な周期
ピッチも容易に得られることとなり、短波長（近紫外）
のレーザに対しても分布帰還（ＤＦＢ ： ｄｆｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄ ｂａｃｋ）構造が可能となる
。
タキシー（ＬＰＥ）などのエピタキシャル成長にょυ半
導体基板上へ超格子を形成したうえ、この基板全労間抜
、その超格子を分布帰還形レーザの回折格子として用い
ることにより、この超格子は数１０Ｘ程度の做細な周期
ピッチも容易に得られることとなり、短波長（近紫外）
のレーザに対しても分布帰還（ＤＦＢ ： ｄｆｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ ｆｅｅｄ ｂａｃｋ）構造が可能となる
。
以下１本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図（、）ないしくｄ）は本発明による分布帰還形レ
ーザの作製方法の一実施例を示す概略工程断面図である
。まず、第」図（、）において、ＧａＡ３基板１０上に
１分子線エピタキシー（ＭＢＥ）あるいは有機金属気相
成長法（ＭＯＣＶＤ）などのエピタキシャル成長により
組成の異なる二種のｎ型Ａｔｘ＋ Ｇ＆＋ −ｘ＋Ａｓ
層１１とｎ型ＡｔＸ２Ｇａｌ −Ｘ２ Ａ３層１２を
交互に一定の周期でもって多数回（数十〜数百回）くり
返して、多層の周期構造つまり超格子１３からなるウェ
ハ金形成する。このとき、このウェハ上の超格子１３の
周期ｊｉは、レーザ発掘波長λ（βる。さらに、十分な
帰還効率を得るためには、積層周期を数十〜数百にする
必要がある。
ーザの作製方法の一実施例を示す概略工程断面図である
。まず、第」図（、）において、ＧａＡ３基板１０上に
１分子線エピタキシー（ＭＢＥ）あるいは有機金属気相
成長法（ＭＯＣＶＤ）などのエピタキシャル成長により
組成の異なる二種のｎ型Ａｔｘ＋ Ｇ＆＋ −ｘ＋Ａｓ
層１１とｎ型ＡｔＸ２Ｇａｌ −Ｘ２ Ａ３層１２を
交互に一定の周期でもって多数回（数十〜数百回）くり
返して、多層の周期構造つまり超格子１３からなるウェ
ハ金形成する。このとき、このウェハ上の超格子１３の
周期ｊｉは、レーザ発掘波長λ（βる。さらに、十分な
帰還効率を得るためには、積層周期を数十〜数百にする
必要がある。
次に、この第１回目のエピタキシャル成長を終えたウェ
ハをその（１１０）面で切断線２１に沿って劈開する（
第１図（ｂ））。次いで、このウエノ１の劈開後、上記
ＭＢＦあるいはＭＯＣＶＤ装置に再びマウントせしめそ
の超格子１３の劈開面上に第２回目のエピタキシャル成
長を行なう。すなわち、このエピタキシャル成長は、第
１図（ｅ）に示すように１通常のレーザ素子の作製と同
様のプロセスにてバリヤ層６．活性層５．クラッド層４
およびキャンプ層９を順に積層形成して行なう。次いで
、上記ＧａＡｓ基板１０まで研摩した後、その両面にそ
れぞれ電極１を被着形成することにより、第１図（ｄ）
に示すように、組成の異なる二種のＡｔＧａＡｓ層から
なる超格子１３？帰還用回折格子として用いた分布帰還
形１／−ザを作製することができろ。
ハをその（１１０）面で切断線２１に沿って劈開する（
第１図（ｂ））。次いで、このウエノ１の劈開後、上記
ＭＢＦあるいはＭＯＣＶＤ装置に再びマウントせしめそ
の超格子１３の劈開面上に第２回目のエピタキシャル成
長を行なう。すなわち、このエピタキシャル成長は、第
１図（ｅ）に示すように１通常のレーザ素子の作製と同
様のプロセスにてバリヤ層６．活性層５．クラッド層４
およびキャンプ層９を順に積層形成して行なう。次いで
、上記ＧａＡｓ基板１０まで研摩した後、その両面にそ
れぞれ電極１を被着形成することにより、第１図（ｄ）
に示すように、組成の異なる二種のＡｔＧａＡｓ層から
なる超格子１３？帰還用回折格子として用いた分布帰還
形１／−ザを作製することができろ。
このように上記実施例によると、エピタキシャル成長に
より微細かつ正確な超格子１３を形成してこれを光帰還
のだめの回折格子として用いることにより、この超格子
１３の周期は数１０Ｘ程度の極短ピッチが得られる。こ
れによって、従来のように、光干渉パターンやフォトレ
ジストプロセスによる制限もなく、容易に短波長用の分
布帰還形レーザを作製することが可能となる。
より微細かつ正確な超格子１３を形成してこれを光帰還
のだめの回折格子として用いることにより、この超格子
１３の周期は数１０Ｘ程度の極短ピッチが得られる。こ
れによって、従来のように、光干渉パターンやフォトレ
ジストプロセスによる制限もなく、容易に短波長用の分
布帰還形レーザを作製することが可能となる。
第２図は本発明の他の実施例を示す分布帰還形レーザの
構造図であシ、この実施例が第１図のものと異なる点は
、 ＧａＡｓ基板としてＣｒ ドープあるいはノンドー
プの半絶縁性ＧＩＬＡＳ基板１４を用いたことである。
構造図であシ、この実施例が第１図のものと異なる点は
、 ＧａＡｓ基板としてＣｒ ドープあるいはノンドー
プの半絶縁性ＧＩＬＡＳ基板１４を用いたことである。
この実施例によるときは、前記半絶縁性Ｑ＆Ａ８基板１
４を用いることにより、第１図の実施例のように、Ｇａ
Ａｓ基板１０を研摩してこれを取り除く研摩プロセスを
省くことができる。なお、この場合は、半絶縁性ＧａＡ
ｓ基板１４を含むレーザ素子全面にわたって上、下の電
極１を形成してもよい。これは、半絶縁性ＧａＡＩＩ基
板１４の部分の電極は電流注入に寄与しないためである
。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示して
いる。
４を用いることにより、第１図の実施例のように、Ｇａ
Ａｓ基板１０を研摩してこれを取り除く研摩プロセスを
省くことができる。なお、この場合は、半絶縁性ＧａＡ
ｓ基板１４を含むレーザ素子全面にわたって上、下の電
極１を形成してもよい。これは、半絶縁性ＧａＡＩＩ基
板１４の部分の電極は電流注入に寄与しないためである
。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示して
いる。
第３図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、この
実施例では、ＧａＡｌ５基板１０上にエピタキシャル成
長によυ組成の異なるＡ１．ｘ ｒ Ｑａ Ｉ −ｘｔ
Ａｓ層１１とＡｔＸ２ Ｇｍ＋ −Ｘ２ Ａｓ層１２か
らなる超格子１３を形成し、このウェハを第１図の実施
例と同様に劈開した後、その面を選択エツチング液つ″
１シ上記ｋｔＧ ａ Ａ ｓ層の組成によりエツチング
速度が異なるエツチング液でエツチングする。すると、
この選択エツチングによｌ） ＡＬｘｓ ＱａＩ−ｘ＋
Ａｓ層１１とｌ’ｄ、Ｘ ２ Ｇａ １−ｚ２ Ａｓ
層１２の一方の面には、それと対応する周期的な凹凸部
１５が形成される。
実施例では、ＧａＡｌ５基板１０上にエピタキシャル成
長によυ組成の異なるＡ１．ｘ ｒ Ｑａ Ｉ −ｘｔ
Ａｓ層１１とＡｔＸ２ Ｇｍ＋ −Ｘ２ Ａｓ層１２か
らなる超格子１３を形成し、このウェハを第１図の実施
例と同様に劈開した後、その面を選択エツチング液つ″
１シ上記ｋｔＧ ａ Ａ ｓ層の組成によりエツチング
速度が異なるエツチング液でエツチングする。すると、
この選択エツチングによｌ） ＡＬｘｓ ＱａＩ−ｘ＋
Ａｓ層１１とｌ’ｄ、Ｘ ２ Ｇａ １−ｚ２ Ａｓ
層１２の一方の面には、それと対応する周期的な凹凸部
１５が形成される。
次いで、その面上に第２回目のエピタキシャル成長によ
りクラッド層８．バリヤ層６．活性層５゜クラッド層４
およびキャップ層９を順次積層してレーザ素子層を形成
した後、さらに第１の実施例と同様にＧａＡｓ基板１０
まで研摩するとともに、その両面に電極１を形成するこ
とによシ、第３図に示す構造の分布帰還形レーザを作製
することができる。
りクラッド層８．バリヤ層６．活性層５゜クラッド層４
およびキャップ層９を順次積層してレーザ素子層を形成
した後、さらに第１の実施例と同様にＧａＡｓ基板１０
まで研摩するとともに、その両面に電極１を形成するこ
とによシ、第３図に示す構造の分布帰還形レーザを作製
することができる。
第４図は本発明のさらに別の実施例を示すもので、この
実施例が第１図の実施例のものと異なる点は、ＱａＡ８
基板１０上にエピタキシャル成長によＦ） ＡｔＸＩ
Ｇｍ １−ｚＩ Ａｓ層１１とＡｔＸ２Ｇａ １−Ｘ２
Ａｓ層１２からなる超格子１３を形成する際にそれら
各層にそれぞれｐ 、ｎｕ不純物をドーピングすること
により、注入電流密度■をそのｐａｎ構造に対応して空
間的に変調できるようにしたことである。この実施例の
構造では、利得も周期的となシ。
実施例が第１図の実施例のものと異なる点は、ＱａＡ８
基板１０上にエピタキシャル成長によＦ） ＡｔＸＩ
Ｇｍ １−ｚＩ Ａｓ層１１とＡｔＸ２Ｇａ １−Ｘ２
Ａｓ層１２からなる超格子１３を形成する際にそれら
各層にそれぞれｐ 、ｎｕ不純物をドーピングすること
により、注入電流密度■をそのｐａｎ構造に対応して空
間的に変調できるようにしたことである。この実施例の
構造では、利得も周期的となシ。
帰還効率の増加がはかれる利点を奏する。
以上のように本発明によるときは１分子線エピタキシー
などのエピタキシャル成長によシ形成した正確かつ微細
な超格子を分布帰還形レーザの回折格子として用いるの
で、短波長レーザに対しても１次の回折格子が得られ、
高効率で低閾値電流の分布帰還形レーザが得られる効果
がある。
などのエピタキシャル成長によシ形成した正確かつ微細
な超格子を分布帰還形レーザの回折格子として用いるの
で、短波長レーザに対しても１次の回折格子が得られ、
高効率で低閾値電流の分布帰還形レーザが得られる効果
がある。
第１図（−）ないしくｄ）は本発明による分布帰還形レ
ーザの作製方法の一実施例を示す工程断面図、第２図な
いし第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す分布帰
還形レーザの概略構造図、第５図は従来例による分布帰
還形レーザの概略構造図である。 １・・・・電極、２・・・・基板、３・・・・バッファ
層、４．８・・・Φクラッド層、５・・・・活性層、６
・・・・バリヤ層、７・・・・光ガイド層、９・・・・
キャップ層、１０φ・・・ＧａＡｓ基板、１１・・拳・
ＡｔｘｌＧａＩ−エ、Ａａ層。 １２１ＩＩＩ１１１１Ｍｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａ８層、１３
＋＋ ＩＩ ＠ ６超格子、１４・・・・半絶縁性Ｇ
ａＡａ基板、１５・・・・凹凸部。
ーザの作製方法の一実施例を示す工程断面図、第２図な
いし第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す分布帰
還形レーザの概略構造図、第５図は従来例による分布帰
還形レーザの概略構造図である。 １・・・・電極、２・・・・基板、３・・・・バッファ
層、４．８・・・Φクラッド層、５・・・・活性層、６
・・・・バリヤ層、７・・・・光ガイド層、９・・・・
キャップ層、１０φ・・・ＧａＡｓ基板、１１・・拳・
ＡｔｘｌＧａＩ−エ、Ａａ層。 １２１ＩＩＩ１１１１Ｍｘ２Ｇａ１−ｘ２Ａ８層、１３
＋＋ ＩＩ ＠ ６超格子、１４・・・・半絶縁性Ｇ
ａＡａ基板、１５・・・・凹凸部。
Claims (2)
- （１）半導体基板上にエピタキシャル成長により組成の
異なるエピタキシャル層を交互に一定周期で積み重ねて
超格子を形成し、次いでこの基板を劈開した後、当該超
格子を帰還用回折格子としてその劈開面にエピタキシャ
ル成長にて組成の異なるエピタキシャル層を順次積層し
てレーザ素子層を形成することを特徴とする半導体レー
ザの作製方法。 - （２）半導体基板劈開後の劈開面に、選択エッチングに
より、組成の異なるエピタキシャル層の周期構造に対応
する凹凸構造を形成することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の半導体レーザの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22872986A JPS6381888A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体レ−ザの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22872986A JPS6381888A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体レ−ザの作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6381888A true JPS6381888A (ja) | 1988-04-12 |
Family
ID=16880895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22872986A Pending JPS6381888A (ja) | 1986-09-25 | 1986-09-25 | 半導体レ−ザの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6381888A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7966955B2 (en) | 2007-10-30 | 2011-06-28 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Boring device and multi-needle embroidery sewing machine equipped with the same |
| US8096248B2 (en) | 2007-03-23 | 2012-01-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Embroidery data processing apparatus, embroidery sewing machine and computer-readable recording medium with recorded embroidery data processing program |
-
1986
- 1986-09-25 JP JP22872986A patent/JPS6381888A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8096248B2 (en) | 2007-03-23 | 2012-01-17 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Embroidery data processing apparatus, embroidery sewing machine and computer-readable recording medium with recorded embroidery data processing program |
| US7966955B2 (en) | 2007-10-30 | 2011-06-28 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Boring device and multi-needle embroidery sewing machine equipped with the same |
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