KR960027091A - 반도체 레이저 장치 및 반도체 레이저 장치의 제조방법 - Google Patents

반도체 레이저 장치 및 반도체 레이저 장치의 제조방법 Download PDF

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히로타크타 키즈키
야수아키 요시다
유타카 미하시
야스토모 카지카와
쇼우이치 카라키다
유지 오쿠라
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기다오까 다까시
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Abstract

반도체 레이저 장치를 제조하는 방법은 활성층(3)과 제1도전형 반도체를 구비한 하크래드층상에 제1도전형의 역의 제2도전형 반도체를 구비하는 상크래드층(4,6)을 연속해서 형성하고, 상기 상크래드층(4,6)의 나머지 영역을 구비하는 스트라이프형 리지 부를 형성하는 소정의 깊이로 전류가 흐르는 상크래드층(4,6)의 영역을 제외한 부분을 에칭해 버리며, 상기 에칭에 의해 노출된 상크래드층(4,6)의 표면상에 성장되는 0~0.3의 Al 조성비 (x)를 가지는 AlxGa1-xAs를 구비하는 버퍼층(8)을 형성하며, 상기 에칭에 의해 제거된 상크래드층(4,6)의 일부를 매립하는 버퍼층(8)을 성장하는 0.5 이상의 Al조성비(y)를 가지는 제1도전형 AlyGa1-yAs를 구비하는 전류 블록층(9)을 형성하는 공정을 포함한다.
그러므로, 리지부를 형성하기 위한 상기 에칭에 의해 노출된 상기 상크래드층(4,6)의 표면상의 먼저 성장된 층이 낮은 Al 조성비(0~0.3)를 가지는 AlGaAs과 GaAs에서 선택된 하나를 구비하므로서, 버퍼층(8)의 성장면에서 3차원 성장이 억제되어서, 결정흠집이 감소되는 버퍼층(8)이 형성된다. 따라서, 또 그 다음에 성장되는 AlGaAs전류 블록층(9)은 약간의 결정흠집이 감소되는 버퍼층(8)이 형성된다. 따라서, 또 그 다음에 성장되는 AlGaAs전류 블록층(9)은 약간의 결정흠집과 양품의 결정질을 가진 결정층이 된다. 따라서, 전류 누설이 억제되어서, 저 트레쉬홀드 전류와 고효율성을 가진 반도체 레이저 장치가 안정된 수율로 제조된다.

Description

반도체 레이저 장치 및 반도체 레이저 장치의 제조방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 리지매립형 반도체 레이저 장치를 나타낸 단면도.

Claims (19)

  1. 제1도전형 반도체를 구비한 하크래드층(2)을 준비하는 스텝과, 하크래드층(2)상에 전류가 흐르는 영역을 가지고, 제1도전형에 대향하는 제2도전형을 포함하는 활성층(3)과 상크래드층(4,6)을 순차 형성하는 공정과, 상크래드층(4,6)의 나머지 영역을 구비하는 스트라이프형 리지 부를 형성하는 소정 깊이에 의해 상크래드층(4,6)의 상기 영역이외의 부분을 에칭하는 공정과, 상기 에칭에 의해 노출된 상크래드층(4,6)의 표면에 성장되는 0~0.3의 Al 조성비(x)를 가지는 AlxGa1-xAs를 구비하는 버퍼층(8)과 상기 에칭에 의해 제거되는 상크래층(4,6)부를 매립하는 상기 버퍼층(8)상에 성장되는 0.5 이상의 Al 조성비(y)를 가지는 제1도전형 AlyGa1-yAs를 구비하는 전류차단층(9)을 형성하는 공정을 구비하는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상크래드층은 제1상크래드층(4)과, 0.6 이상의 Al 조성비(z)를 가지는 AlzGa1-zAs을 구비하는 에칭스톱퍼층(5)을 구비하고, 제2상크래드층(6)은 0.6이하의 Al 조성비(w)를 가지고, 순차 적층된 상기 활성층(3)에 전류가 흐르는 영역을 가지는 AlwGa1-wAs을 포함하며, 상기 스트라이프형 리지부는 에칭 스톱퍼층(5)의 표면이 제2상크래드층(6)의 나머지 영역을 구비하는 스트라이프 형 리지부를 형성하게 노출될 때 정지된 에칭에 의해 제2상크래드층(6)의 상기 영역이외의 일부를 제거함으로서 형성되는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  3. 제1 내지 제2항의 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼층(8)은 상기 리지부 및 리지부 아래서 상기 하크래드층(2), 상기 활성층(3), 상기 상크래드층(4,6), 에칭스톱퍼층(5)의 상기 활성층(3)에서 방사된 광이 분포하는 영역의 굴절률이 상기 하크래드층(2), 상기 활성층(3), 상기 상크래드층(4,6), 상기 버퍼층(8) 및 상기 전류블록층(9)의 방사광이 분포하는 영역의 양측영역의 굴절률보다 0.007 이상 크게 되는 최대의 두께이하의 두께로 형성되는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  4. 제1 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼층(8)은 300~500℃ 이하의 성장온도에서 성장되는 0~0.3의 Al 조성비(x)를 가지는 AlxGa1-xAs를 구비하는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  5. 제1도전형 반도체를 구성하는 하크래드층(2)을 준비하는 공정과, 활성층(3), 상기 제1도전형과 역의 제2도전형의 AlGaAs으로 되는 제1상크래드층(4), 그 Al 조성비(x)가 0보다 크고 0.3 이하의 상기 제2도전형의 AlxGa1-xAs로 되는 제1에칭스톱퍼층(14), 그 Al 조성비(y)가 0.6 이상의 상기 제2도전층의 AlyGa1-yAs로 되는 제2에칭스톱퍼층(15), 그 Al 조성비(z)가 0.6 이하의 상기 제2도전형의 AlzGa1-zAs로 되는 제2상크래드층(6) 및 상기 하크래드층(2)상에 상기 제2도전형의 반도체로 되는 캡층(7)을 순차 형성하는 공정과, 상기 제2크래드층(6)의 상기 영역을 이외의 일부를 상기 제2에칭스톱퍼층(15)의 표면이 노출해서 정지하는 에칭에 의해 제거된 후, 상기 제2에칭스톱퍼층(15)의 그 표면이 노출한 부분을 상기 제1에칭스톱퍼층(14)의 표면이 노출해서 정지하는 에칭에 의해 제거해서, 남겨진 제2상크래드층(6) 및 제2에칭스톱퍼층(15)에서 스트라이프형의 리지부를 형성하는 공정과, 상기 제2상크래드층(6) 및 상기 제2에칭스톱퍼층(15)의 상기 에칭에 의해 제거된 부분을 매립하는 전류블록층(9)을 형성하는 공정을 구비한 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1에칭스톱퍼층(14)은 상기 활성층(3)에서 방사된 광의 흡수가 일어나는 최소두께 보다 적은 두께를 가지게 형성되는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  7. 제1도전형 반도체를 구성하는 하크래드층(2)을 준비하는 것과, 하크래드층(2)상에 전류가 흐르는 영역을 가지고, 제1도전형에 대향하는 제2도전형을 포함하는 활성층(3)과 상크래드층(4,6)을 순차형성하는 것과, 상크래드층(4,6)의 나머지 영역을 포함하는 스트라이프형 리지 부를 형성하는 소정 깊이에 의해 상크래드층(4,6)의 상기 영역을 제외한 부분을 에칭하는 것과, 상기 에칭에 의해 노출된 상크래드층(4,6)의 표면에 성장되는 0~0.3의 Al 조성비(x)를 가지는 AlxGa1-xAs를 구비하는 버퍼층(8)과 상기 에칭에 의해 제거되는 상크래드층(4,6)부를 매립하는 상기 버퍼층(8)상에 성장되는 0.5 이상의 Al 조성비(y)를 가지는 제1도전형 AlyGa1-yAs를 구비하는 전류블록층(9)을 형성하는 것을 구비하는 반도체 레이저 장치.
  8. 제7항에 있어서, 제1상크래드층(4), 0.6 이상의 Al 조성비(z)를 가지는 AlzGa1-zAs를 구비하는 에칭스톱퍼층(5), 0.6 이하의 Al 조성비(w)를 가지는 AlwGa1-wAs를 구비한 제2상크래드층(6)을 상기 활성층(3)에 순차 적층되어 전류가 흐르는 영역을 가지고, 상기 스트라이프형의 리지부는 에칭스톱퍼층(5)의 표면이 상기 제2상크래드층(6)의 나머지 영역을 구비하는 상기 스트라이프형 리지부를 형성하도록 노출될때 정지되는 에칭에 의해 상기 제2상크래드층(6)의 상영역을 제외한 일부를 제거함에 의해 형성되는 반도체 레이저 장치.
  9. 제7항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼층(8)은 상기 리지부 및 리지부 아래서 상기 하크래드층(2), 상기 활성층(3), 상기 상크래드층(4,6), 에칭스톱퍼층(5)의 상기 활성층(3)에서 방사된 광이 분포하는 영역의 굴절률이 상기 하크래드층(2), 상기 활성층(3), 상기 상크래드층(4,6), 상기 버퍼층(8) 및 상기 전류블록층(9)의 방사광이 분포하는 영역의 양측영역의 굴절률보다 0.007 이상 크게 되는 최대의 두께이하의 두께로 형성되는 반도체 레이저 장치.
  10. 제1도전형 반도체를 구성하는 하크래드층(2)을 준비하는 것과, 활성층(3), 상기 제1도전형과 역의 제2도전형의 AlGaAs으로 되는 제1상크래드층(4), 그 Al 조성비(x)가 0보다 크고 0.3 이하의 상기 제2도전형의 AlxGa1-xAs로 되는 제1에칭스톱퍼층(14), 그 Al 조성비(y)가 0.6 이상의 상기 제2도전형의 AlyGa1-yAs로 되는 제2에칭스톱퍼층(15), 그 Al 조성비(z)가 0.6 이하의 상기 제2도전형의 AlzGa1-zAs로 되는 제2상크래드층(6) 및 상기 하크래드층(2)상에 상기 제2도전형의 반도체로 되는 캡층(7)을 순차 형성하는 것과, 상기 제2크래드층(6)의 상기 영역을 이외의 일부를 상기 제2에칭스톱퍼층(15)의 표면이 노출해서 정지하는 에칭에 의해 제거된 후, 상기 제2에칭스톱퍼층(15)의 그 표면이 노출한 부분을 상기 제1에칭스톱퍼층(14)의 표면이 노출해서 정지하는 에칭에 의해 제거해서, 남겨진 제2상크래드층(6) 및 제2에칭스톱퍼층(15)에서 스트라이프형의 리지부를 형성하는 것과, 상기 제2상크래드층(6) 및 상 제2에칭스톱퍼층(15)의 상기 에칭에 의해 제거된 부분을 매립하는 전류블록층(9)을 형성하는 것을 구비한 반도체 레이저 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1에칭스톱퍼층(14)은 상기 활성층(3)에서 방사된 광의 흡수가 일어나는 최소두께보다 적은 두께를 가지는 반도체 레이저 장치.
  12. 이중의 이형부를 가지는 자기 정합부형 반도체 레이저 장치를 제조하는 방법에 있어서, 제1도전형 GaAs기판(1)과, 제1도전형 AlGaAs을 구비한 하크래드층(22), AlGaAs를 구비하고 밴드 갭 에너지를 가지는 활성층(23), 상기 제1도전형의 역의 제2도전체형 AlGaAs을 구비하고 Al 조성비를 가지는 제1상크래드층(24), 상기 제1상크래드층(24)보다 적은 0〈x〈0.3의 Al 조성비(x)를 가지고 제2도전형 AlxGa1-xAs를 구비하고 양자효과에 의해 활성층(23)보다 같거나 큰 밴드 갭 에너지인 두께를 가지는 보호막(25), 보호막(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제1도전형 AlGaAs를 구비하는 전류 블록층(26), 상기 제1도전형 GaAs기판(1)상에 제2도전형 GaAs를 구비하는 캡층(27)을 연속적으로 형성하고, 상기 GaAs 캡층(27)상에 스트라이프형 개구부를 가지는 도포막(30)을 퇴적하며, 마스크로서 도포막(30)을 사용해서, AlxGa1-xAs 보호막의 표면이 노출될 때까지 도포막(30)의 개구부 아래에 AlGaAs전류 블록층(26)과 GaAs캡층(27)을 선택적으로 에칭해서, 스트라이프홈(40)을 형성하고, 도포막(30)을 제거하며, 보호막(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제2도전형 AlGaAs을 구비하는 제2상크래드층(28)과 스트라이프형 홈(40)의 내면을 포함하는 전면위에 제2도전형 GaAs을 구비하는 접촉층(29)을 연속적으로 형성하는 공정을 구비하는 자기 정합형 반도체 레이저 장치를 제조하는 방법.
  13. 이중의 이형부를 가지는 자기 정합부형 반도체 레이저 장치를 제조하는 방법에 있어서, 제1도전형 GaAs기판(1)과, 제1도전형 AlGaAs을 구비한 하크래드층(22), AlGaAs를 구비하고 밴드 갭 에너지를 가지는 활성층(23), 상기 제1도전형의 역의 제2도전체형 AlGaAs을 구비하고 Al 조성비를 가지는 제1상크래드층(24), 상기 제1상크래드층(24)보다 적은 0〈x〈0.3의 Al조성비(x)를 가지고 제2도전형 AlxGa1-xAs를 구비하고 양자효과에 의해 활성층(23)보다 같거나 큰 밴드 갭 에너지인 두께를 가지는 보호막(25), 보호막(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제1도전형 AlGaAs를 구비하는 전류 블록층(26), 상기 제1도전형 GaAs기판(1)상에 제2도전형 GaAs를 구비하는 캡층(27)을 순차 형성하고, 상기 GaAs 캡층(27)상에 스트라이프형 개구부를 가지는 도포막(30)을 퇴적하며, 마스크로서 도포막(30)을 사용해서, AlxGa1-xAs 보호막이 표면이 노출될 때까지 도포막(30)의 개구부 아래에 AlGaAs 전류 블록층(26)과 GaAs캡층(27)을 선택적으로 에칭해서, 스트라이프홈(40)을 형성하고, 도포막(30)을 제거하며, 보호막(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제2도전형 AlGaAs을 구비하는 제2상크래드층(28)과 스트라이프형 홈(40)의 내면을 포함하는 전면위에 제2도전형 GaAs을 구비하는 접촉층(29)을 순차 형성하는 공정을 구비하는 자기 정합형 반도체 레이저 장치를 제조하는 방법.
  14. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트라이프형 홈(40)의 형성후 버퍼층(34)는 상기 AlGaAs 제2상크래드층(28)과 상기 GaAs접촉층이 연속적으로 형성되기 전에 스트라이프 홈(40)의 내면을 포함하는 전면상에 형성된 AlGaAs 제2상크래드층(28)보다 적은 Al 조성비를 가진 제2도전형 AlGaAs을 구비하는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  15. 제11항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트라이프형 홈(40)의 형성후 상기 Al1-xGaxAs보호층의 표면이 상기 AlGaAs 제2상크래드층(28)과 상기 GaAs접촉층(29)이 연속적으로 그 위에 형성되기 전에 기상으로 청정되는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 스트라이프형 홈(40)의 형성후 상기 Al1-xGaxAs보호층의 표면이 상기 AlGaAs버퍼층(34)이 그 위에 형성되기 전에 기상으로 청정되는 반도체 레이저 장치의 제조방법.
  17. 제1도전형 GaAs 기판(1)과, 제1도전형 AlGaAs을 구비한 하크래드층(22), AlGaAs를 구비하고 밴드 갭 에너지를 가지는 활성층(23), 상기 제1도전형의 역의 제2도전체형 AlGaAs을 구비하고 Al 조성비를 가지는 제1상크래드층(24), 상기 제1상크래드층(24)보다 적은 0〈x〈0.3의 Al 조성비(x)를 가지고 제2도전형 AlxGa1-xAs를 구비하고 양자효과에 의해 활성층(23)보다 같거나 큰 밴드 갭 에너지인 두께를 가지는 보호막(25), 보호막(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제1도전형 AlGaAs를 구비하는 전류 블록층(26), 상기 제1도전형 GaAs기판(1)상에 제2도전형 GaAs를 구비하는 캡층(27)을 순차 형성하고, AlxGa1-xAs보호층(25)의 표면이 노출될 때까지 스트라이프형 영역에서 AsGa캡층(27)과 AlGaAs 전류블록층(26)을 선택 에칭해서 스트라이프형 홈을 형성하며, 보호층(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제2도전형 AlGaAs를 구비하는 제2상크래드층(28)과 스트라이프형 홈(40)의 내면을 포함하는 전면상에 제2도전형 GaAs를 구비하는 접촉층(29)을 순차 형성하는 공정을 구비하는 이중의 이형구조를 가지는 자기 정합구조형 반도체 레이저 장치를 제조하는 방법.
  18. 제1도전형 GaAs 기판(1)과, 제1도전형 AlGaAs을 구비한 하크래드층(22), AlGaAs를 구비하고 밴드갭 에너지를 가지는 활성층(23), 상기 제1도전형의 역의 제2도전체 형 AlGaAa을 구비하고 Al 조성비를 가지는 제1상크래드층(24), 상기 제1상 크래드층(24)보다 적은 0〈x〈0.3의 Al 조성비(x)를 가지고 제2도전형 AlxGa1-xAs를 구비하고 양자효과에 의해 활성층(23)보다 같거나 큰 밴드 갭 에너지인 두께를 가지는 보호막(25), 보호막(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제1도전형 AlGaAs를 구비하는 전류 블록층(26), 상기 제1도전형 GaAs기판(1)상에 제2도전형 GaAs를 구비하는 캡층(27)을 연속적으로 형성하고, AlGaAs에칭스톱퍼층(32)의 표면이 노출될 때까지 스트라이프형 영역에서 AsGa캡층(27)과 GaAs 전류블록층(33)을 선택 에칭하고, 스트라이프형 홈을 형성하며, AlxGa1-xAs 보호층(25)의 표면이 노출될 때까지 AlGaAs에칭스톱층(32)을 선택 에칭해서 스트라이프 홈(40)을 형성하고, 보호층(25)보다 큰 Al 조성비를 가지는 제2도전형 AlGaAs를 구비하는 제2상크래드층(28)과 스트라이프형 홈(40)의 내면을 포함하는 전면상에 제2도전형 GaAs를 구비하는 접촉층(29)을 영속으로 형성하는 공정을 구비하는 이중의 이형구조를 가지는 자기 정합구조형 반도체 레이저 장치를 제조하는 방법.
  19. 제16항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트라이프형 홈(40)의 형성후 버퍼층(34)은 AlGaAs 제2상크래드층(28)이 형성되기 전에 전면상에 형성되는 상기 AlGaAs 제2상크래드층(28)보다 적은 Al 조성비를 가지는 제2도전형 AlGaAs를 구비하는 이중의 이형구조를 가지는 자기 정합구조형 반도체 레이저 장치의 제조 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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