TW405286B - Method of fabricating semiconductor laser - Google Patents

Method of fabricating semiconductor laser Download PDF

Info

Publication number
TW405286B
TW405286B TW087115499A TW87115499A TW405286B TW 405286 B TW405286 B TW 405286B TW 087115499 A TW087115499 A TW 087115499A TW 87115499 A TW87115499 A TW 87115499A TW 405286 B TW405286 B TW 405286B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
light guide
active layer
current blocking
blocking layer
Prior art date
Application number
TW087115499A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuyoshi Fujimoto
Yumi Naito
Atsushi Okubo
Yoshikazu Yamada
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Application granted granted Critical
Publication of TW405286B publication Critical patent/TW405286B/zh

Links

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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/3409—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers special GRINSCH structures
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223—Buried stripe structure
    • H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • H01L33/02—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 characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—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 characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H01L33/145—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 characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/3013—AIIIBV compounds
    • 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
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2077—Methods of obtaining the confinement using lateral bandgap control during growth, e.g. selective growth, mask induced
    • 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
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2206—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
    • 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
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
    • H01S5/3432—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs the whole junction comprising only (AI)GaAs

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Description

經濟部中央橾準局員工消费合作社印裝 405286 五、發明説明（1 ) 發明背景 1 .發明領域 本發明係關於製造半導體雷射之方法，該雷射可操作 於高輸出功率下，最好使用於通訊、雷射醫學處理、雷射 光束加工、雷射印表機以及諸如此類之領域中。 2 .相關技藝之說明： 圖6係顯示具有分離限制異質結構之自對準結構半導 體雷射的形態（下文中，此雷射係以SCH — SASLD 來代表）。該雷射報告於IEEE量子電子期刊（Journal Quantum. Electronics. )Vol.29,No.6,( 1993) pi 889-1993 中。 參照圖6，n—AlGaAs包殻層2，GaAs/ A 1 GaAs量子井活性層5，p — A 1 GaAs包殻層 9，以及p — GaAs接觸層10係依次地形成於n — GaAs基底1上。n_A 1 GaAs電流阻擋層7係嵌 入包殻層9中。 在圖6之自對準結構半導體雷射中，所嵌入之電流阻 擋層7具有條狀視窗並且其帶隙較包殼層9之帶隙寬，亦 即其折射率較包殻層之折射率低。因此之故，折射率差也 形成於平行量子井活性層5之方向（橫側方向），使得雷 射光亦可限制於條狀體之橫側方向。因此實現二維實數率 結構。 曰本未審查專利公開實JP — A 62-73687 ( ------ο.--II--裝-- (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公势） -4- 405286______H7_____________________ 五、4明説明（2 ) (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) 1 9 8 7 )揭露自對準結構半導體雷射，其中上和下包殻 層分別形成於活性層之兩表面上，電流阻擋層形成於上包 殻層上，隨後消除電流阻擋層之中央剖分以形成條狀槽， 並且嵌入性地成長第三包殼層。 曰本未審查專利公報JP — A4 - 370993 ( 1 9 9 2_)揭露自校準結構半導體雷射，其中藉由電流阻 擋層之折射率低於包殻層之折射率使折射率差也形成於條 狀體之橫側方向，並且爲了使電流阻擋層之條狀視窗易於 再成長，光導層係配置於活性層與電流阻擋層間。 論文（Applied Physics Letters., V ο 1 . 3 7， Νς>.3，（198()) ，P262 — 263)報告自校 準結構半導體雷射，其中電流阻擋層係由帶隙較活性層之 帶隙窄的材料所製成，並且藉由電流阻擋層之光吸收而橫 向堆限制雷射光。 經濟部中央標準局員工消t合作社印策 圖7係顯示具有完全S CH之自校準結構半導體雷射 之形態（下文中，此雷射係以PSCH—SAS LD來表 示）。此雷射以本發明之受讓人名義揭露於國際專利公報 W Ο 96/12328 中。 參照圖7，n — AlGaAs包殻層2，η — A 1 GaAs光導層3，n — A 1 GaAs載子阻擋層4 ，GaAs/AlGaAs量子井活性層5，p_ AlGaAs載子阻擋層6，P 一 AlGaAs光導層8 ，p — AlGaAs 包殻層 9，以及 P — A1GaAs 接 觸層10係依次地形成於n — AlGaAs基底1上。η -5- 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公> 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Λ7 405286 b7 五、發明説明（3 ) —A 1 G a A s電流阻擋層7係嵌入光導層8中。 同樣地在此PSCH-SAS LD中，藉由電流阻擋 層7之存在使折射率差也形成於橫側方向上，並且因此實 現二維實數率結構。 圖8A，8B與8C闡明製造SCH—SAS LD之 習知方法。首先，如圖8A中所顯示的，η —
AlGaAs 包殼層 2，GaAs/AlGaAs 量子井 活性層5，以及p— AlGaAs包殻層9之部分係依次 地晶體成長於n—A1GaAs基底1上。隨後晶體成長 將成爲電流阻擋層7之n — AlGaAs層7a。 ,接下來，如圖8 B中示，光罩形成於將製成中央條狀 視窗之區域的側邊上，並且利用不損害晶體之濕蝕刻在η —A 1 G a A s層7 a中打開條狀視窗，藉由形成電流阻 擋層7。隨後，移走光罩。 再來，如圖8 C所示，晶體成長包殼層9之剩餘部分 ，然後並且晶體成長p—A 1 GaAs接觸層1 〇。 圖9A，9B與9C係顯示製造PSCH—SAS LD之習知方法。首先，如圖9A所示，η —
AlGaAs 包殼層 2，n — AlGaAs 光導層 3，η —A 1 GaAs 載子阻擋層 4，GaAs/A 1 GaAs 量子井活性層5，p - A 1 GaAs載子阻擋層6，p — A 1 G a A s光導層8之部分係依次地晶體成長於η-G a A s基底1上。隨後均勻地晶體成長將成爲電流阻擋 層 7 之 n— AlGaAs 層 7a。 ------Ί.I-Ί.--裝----^--訂------f * - (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公势） -6 - 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 Λ7 --405 2^6____^ L_-_________ 五、發明説明（4 ) 接下來，如圖9 B所示，光罩形成於將製成中央條狀 窗之區域的側邊上，並且利用不損害晶體之濕蝕刻在η — A 1 GaAs層7a中打開條狀窗，藉由形成電流阻擋層 7。隨後，移走光罩。 再來，如圖9 C所示，晶體成長光導層之剩餘部分， 然後依次地晶體成長P - A 1 G a A s包殼層9與p — G a A s接觸層1 0。 在此 SCH— SAS LD 與 PSCH— SAS LD 中，爲了實現橫向光限制與電流擴散之壓縮以便得到極佳 的單一橫向模式振動，電流阻擋層必須儘可能地接近活性 層，並且電流所通過-寬度必須精確地吻合設計値。 在|知的製造方法中，在電流阻擋層形成條狀窗之蝕 刻步驟中，時常發生過度蝕刻甚至蝕刻至活性層，因而產 生無法獲擾高良率之問題。 控制蝕刻至所定深度的技術防止過度蝕刻發生，習知 的方法是在電流阻擋層下形成蝕刻停止層以便自動化學地 停止蝕刻。無論如何，在此方法中，只有深度方向之蝕刻 控制性改善了而橫側方向之控制性，即電流阻擋層之窗寬 度控制性並未改善。既然電流阻擋層之窗寬度影響橫向模 式之振動臨限値與穩定度，因此使用蝕刻停止層之方法不 足以解決問題。 發明槪述： 本發明之目的係提供製造半導體雷射之方法’其中自 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2I0X297公t ) ------Ί — --裝----^--訂------t (請先閱讀背面之注意事項再填转本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印焚 405286____M7_______________ 五、發明説明（5 ) 校準結構半導體雷射中電流阻擋層之窗可精確地形成並且 當其它層之破壞效應避语時製造良率與可靠度皆可增加。 本發明提供製造自校準結構半導體雷射之方法，包括 一對包殻層分別形成於活性層之兩表面上，包殻層之 帶隙較活性層之帶隙寬；以及 嵌入具有條狀窗之電流阻擋層於至少一個包殻層中， 其中阻擋層係利用選擇性成長而形成。 根據此發明，利用選擇性成長來形成電流阻擋層可以 排除低製程精確度之蝕刻步驟。因此之故，可確實消除其 它層例如活性層之過度蝕刻，並且條狀視窗在高度和寬度 方向上之尺寸可用高重製性精確地控制。因此，可高良率 地製造具有極佳橫向模式之振動臨限値與穩定度之半導體 雷射。 本發明更進一步地提供製造自校準結構半導體雷射之 方法，包含： 提供一個光導層形成於一個表面上或一對光導層分別 形成於活性層之兩表面上，該光導層之帶隙較活性層之帶 隙見* 提供一對包殻層以便夾住活性層與光導層，該包殻層 之帶隙較光導層之帶隙寬：以及 嵌入具有條狀視窗之電流阻擋層於至少一個包殻層與 光導層之間， 其中電流阻擋層係利用選擇性成長而形成。 -----Ί.Ι1.--裝-------•訂------f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公t ) -8- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 405286_______ 五、發明説明（6 ) 根據本發明，利用選擇性成長來形成電流阻擋層可以 排除低製程精確度之蝕刻步驟。因此之故，可確實消除其 它層例如活性層之過度蝕刻，並且條狀視窗在高度和寬度 方向上之尺寸可用高重製性精確地控制。因此，可高良率 地製造具有極佳橫向模式之振動臨限値與穩定度之半導體 雷射。 本發明更進一步地提供製造自校準結構半導體雷射之 方法，包含： 提供光導層於活性層之一面或兩面上，該光導層之帶 隙較活性層之帶隙寬； ,提供一對包殻層以便夾住活性層與光導層，該包殻層 之帶隙較光導層之帶隙寬；以及 嵌入具有條狀窗之電流阻擋層於至少一個光導層中， 其中電流阻擋層係利用選擇性成長而形成。 根據本發明，利用選擇性成長來形成電流阻擋層可以 排除低製程精確度之蝕刻步驟。因此之故，可確實消除其 它層例如活性層之過度蝕刻，並且條狀窗在高度度方向上 尺寸可用高重製性精確地控制。因此，可高良率地製造具 有極性橫向模式之振動臨限與穩定度之半導體雷射。 本發明更進一步地提供製造具有完全分離限制異質結 構之自校準結構半導體雷射之方法，包括： 提供一對光導層分別位於活性層之兩表面上，該光導 層之帶隙較活性層玄帶隙寬； 提供一對包殻層以便夾住活性層與光導層，該包殻層 --^--.111.--裝----r--.IT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210><297公f ) -9 - 修正 第87115499號專利^案 49.皮务說明書修正頁B尽國89年3月 五、發明說明（7 ) 之帶隙較光導層之帶隙寬； 提供載子阻擋層分別介於活性層與光導層間，該載子 阻擋層之帶隙較活性層與光導層之帶隙寬；以及 嵌入具有條狀視窗之電流阻擋層於至少一個光導層中 其中電流阻擋層係利用選擇性成長而形成。 根據本發明，利用選擇性成長來形成電流阻擋層可以 排除低製程精確度之蝕刻步驟。因此之故，可確實消除其 它層例如活性層、光導層或載子阻擋層之過度蝕刻，並且 條狀視窗在高度和寬度方向上之尺寸可用高重製性精確地 控制。因此，可高良率地製造具有極佳橫向模式之振動門 檻與穩定度之半導體雷射。 在本發明中，電流阻擋層最好係由A 1成份X爲0 S XSO.35之AlxGa^xAs或不含鋁之半導體材料 所形成。. 在選擇性成長中，控制A 1成份使之儘可能地低是非 常重要的。在高A 1成份之例子中，既然a 1係化學活性 ，則在選擇性成長光罩上也發生成長，使得難以發生選擇 性成長。尤其’在A 1 X G a i X A s之選擇性成長中， A 1成份X超過0 . 3 5會造成選擇性成長光罩上之成長 ，而因此無法發生選擇性成長。 根據本發明，既然電流阻擋層係由A 1成份X爲◦ S XSO · 35之AlxGai-xAs，或不含鋁之半導體材 料所形成，因此容易發生電流阻擋之選擇性成長。因此， 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-1〇- ------,-----I I ------.--訂- ----— — — II ' 1 (請先閱讀背面之注意事項再墳寫本頁) - - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 405286 A7 . Η 7 ..................... < I ·.···.···_，·..., 丨 __ « 丨_ .警-, ------ 五、發明説明（8 ) 利用此一簡單的選擇性成長來形成電流阻擋層，並且可容 易高良率地製造具有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之 半導體雷射。 附帶說明地，有鑑於選擇性成長之簡易，不含鋁之半 導體材料最好係GaAs，InGaP，InGaAsP 或諸如此類等等。 在本發明中，光導層最好係由A 1成份X爲〇 <XS 0.3之AlxGai-xAs所形成。 實數折射率波導型自校準結構半導體雷射要求折射率 差介於條狀體內與外邊之間平行於活性層之方向上。在從 容易發生晶體成長之A 1 xG a i-xA s中製造自校準結構 半導體雷射的例子中，因爲自動與G a A s基底晶格匹配 ，所以可利用使電流阻擋層之A 1成份高於光導層之A 1 成份而形成實數折射率結構。附帶說明地，在 A 1 * G a i - X A s中，A 1成份愈高，則折射率愈低。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 相反地，在光導層係由低A 1成份之 A 1 X G a i - X A s所形成的例子中，可以控制由 A 1 x G a ! - x A s所形成之電流阻擋層之A 1成份爲低。 電流阻擋層中A 1成份之降低在電流阻擋層之選擇性成長 中是非常重要的。在高A 1成份之例子中，既然鋁係化學 活性的，用於選擇性成長之光罩上也發生成長而因此使選 擇性成長難以發生。舉例而言，在A lxGai-xAs之選 擇性成長中，既然當A1成份X超過0 . 3 5時成長也會. 發生在光罩上，因此選擇性成長難以發生。 -11 - (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公t ) 405286 ；；____ 五、發明説明（9 ) 根據本發明，光導層之A 1成份X最好係Ο < X S 0 . 3，藉此電流阻擋層之鋁成份可以減低。因此，利用 此簡單的選擇性成長來形成電流阻擋層，並且可高良率地 製造具有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之半導體雷射 〇 在完全分離限制異質結構中，提供載子阻擋層使光導 層之設計更有彈性，因此各種不同半導體材料皆可使用。 在使用A 1 XG a i-χΑ s之例子中，既然載子阻擋層有效 率地限制載子於活性層中，所以可形成具有低A 1成份之 光導層或電流阻擋層。 再者，在完全分-限制異質結構之光導層係具有A 1 成份X爲0<XS0 . 3的例子中，足夠的折射率差能產 生於橫側方向上，甚至於具有A 1成份X爲XSO . 3 5 之電流阻擋層中，其中選擇性成長係容易發生。據此，可 利用此簡單的選擇性成長來形成電流阻擋層，並且可高良 率地製造具有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之半導體 雷射。 經濟部中央標隼局員工消費合作社印敢 更進一步地在本發明中，光導層最好係由不含鋁之半 導體材料所形成。 在自校準結構半導體雷射中，假如晶體成長於光導層 與形成於其上之接續層上之電流阻擋層的晶體特性減低， 則因此製成的半導體雷射元件之可靠度會受損害。再者， 必須壓制後來在電流注入條狀視窗處成長之每一層的晶體 特性之降低並且防止障壁在成長接面處形成以便使電流容 -12 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X29?公处） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 _ 40528(3 五、發明説明（10) 易注入。 根據本發明’既然半導體係由不含鋁之半導體材料所 形成’所以在製造程序中因氧化而使光導層表面變壞之情 況可以壓低。因此之故，也可以改善電流阻擋層與接續形 成的每一層之晶體特性。再者，避免在電流注入條狀視窗 處形成障壁。因此，可高良率地製造具有容易晶體成長、 極佳可靠度、與橫向模式之振動門檻和穩定度之半導體雷 射。 更進一步地在本發明中形成光導層之不含鋁之半導體 材料最好係GaAs。 根據本發明，既聲光導層係由G a A s所形成，所以 在製造程序中因氧化而使光導層表面變壞之情況可以壓低 。因此之故，也可以改善電流阻擋層與接續形成的每一層 之晶體特性。再者，避免在電流注入條狀視窗處形成障壁 °此外，如前所述，使電流阻擋層之選擇性成長容易。因 此’可高良率地製造具有容易晶體成長、極佳可靠度、與 橫向模式之振動門檻和穩定度之半導體雷射。 更進一步地在本發明中最好此方法更包括提供 G a A s基底，並且用以形成光導層之不含鋁之半導體材 料最好係可以晶格匹配於G a A s之I n G a P或 I n G a A s P。 根據本發明，既然光導層係由InGaP或 I nGaAsP所形成，因此如同在GaAs之例子中可 以避免在製程中因氧化而變壞之情況。因而，可以避免在 ---„---— ,------裝----^--_訂------I I J * · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0'〆297公处〉 -13- 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 405286_„；____ 五、發明説明（11 ) 條狀視窗之重成長接面處形成破壞電流注入之障壁。再者 ，改善了層之晶體特性例如成長於光導層上之電流阻擋層 。此外，意料中地光導層係晶格匹配於G a A s基底，並 且改善了整個元件之晶體穩定度。因此，可高良率地製造 具有極佳可靠度、與橫向模式之振動門檻和穩定度之半導 體雷射。 更進一步地在本發明中，此方法最好係更包含在光導 層與電流阻擋層間形成不含鋁之半導體材料之保護層。 根據本發明，既然在光導層與電流阻擋層間形成不含 鋁之半導體層之保護層，因此可避免在製程中因氧化而變 壞。所以，可以避免g條狀視窗之重成長接面處形成破壞 電流注入之障壁。再者，改善了成長於光導層上之層例如 電流阻擋層之晶體特性。因此，可高良率地製造具有極佳 可靠度、與橫向模式之振動門檻和穩定度之半導體雷射。 更進一步地在本發明中，用以形成保護層之不含鋁之 半導體材料最好係G a A s。 根據本發明，既然由G a A s所形成之保護層係形成 於光導層與電流阻擋層間，除了得到G a A s極佳的成長 特性之外，可確實地避免前文所指之在製程中因氧化而變 壞以及在條狀視窗處形成障壁之問題。再者，改善了成長 於光導層上之層例如電流阻擋層之晶體特性。因此，可高 良率地製造具有極佳可靠度、與橫向模式之振動門檻和穩 定度之半導體雷射。 更進一步地，在本發明中，此方法最好係更包含提供 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝. 訂 本紙張尺度述用中國國家標準（〇奶）六4規格（210父297公犮） -14 - 405286 Λ7 ___in _ 五、發明説明（12 ) G a A s基底，並且用以形成保護層之不含鋁之半導體材 料最好係晶格匹配於GaAs之I nGa P或 I n G a A s P。 根據本發明，既然保護層係由與G a A s晶格匹配之 I nGa P或I nGaAs P所形成，因此可避免在製程 中因氧化而變壞。所以，可以避免在條狀視窗之重成長接 面處形成破壞電流注入之障壁。再者，改善了成長於光導 層上之層例如電流阻擋層之晶體特性。再者，意料中地光 導層晶格對準G a A s基底，並且改善了整個元件之晶體 穩定度。因此，可高良率地製造具有極佳可靠度、與橫向 模式之振動門檻和穩定度之半導體雷射。 . · 在本發明中，活性層最好係由G a A s量子井所形成 〇 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 根據本發明，可形成高效率量子井，其振動波長係位 於光導層不發生光吸收之處，該光導層係由A 1成份介於 0至0.3間之AlxGa^xAs所形成。因此，可高良 率地製造具有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之半導體 雷射。 更進一步地在本發明中，活性層最好係由 I n G a A s量子井所形成。 根據本發明，可以形成高效率量子井，該量子井之振 動波長不會造成G a A s光導層中之光吸收。因此，可以 高良率地製造具有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之半 導體雷射。 -15- (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公f ) Λ7 Λ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 五、發明説明（13 ) 更進一步地在本發明中，最好使用MOCVD (金屬 有機化學氣相沈積法），MOMBE (金屬有機分子束晶 晶法），以及MB E (分子束磊晶法）其中之一作爲選擇 性蝕刻。 根據本發明，在所採用之技術中，光罩先形成於將製 成條狀視窗之區域上，利用MOCVD、MOMBE、或 MB E形成電流阻擋層，並且隨後移走光罩。因爲此技術 ，所以可高重製性地精確控制條狀視窗在高度與寬度方向 上尺寸。 更進一步地在本發明中，選擇性成長最好係包含下列 步驟：在電流阻擋層將形成於其上之層上形成用以選擇性 成長之光罩；除了條狀視窗將形成之部分外移走用以選擇 性成長之光罩；除了條狀視窗之部分外在整層上透過晶體 成長形成電流阻擋層：並且條狀視窗部分上用以選擇性成 長之光罩。 根據本發明，可忽略蝕刻步驟，並且可高重製性地精 確控制條狀視窗之尺寸。 圖示簡單說明： 從參照圖示的下列詳細說明中，本發明之其他和更進 一步的目的、特徵、與優點將更明顯，其中圖示包含： 圖1A，1 B與1 C係顯示本發明第一實施例之製造 步驟之剖面圖； 圖2 A、2 B與2 C係顯示本發明第二實施例之製造 r--,— ,If ---裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 參 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公浼） -16- 405286 Λ7 Η 7 五、發明説明（14 ) 步驟之剖面圖； 圖3 A、3 B與3 C係顯示本發明第三實施例之製造 步驟之剖面圖； 圖4 A，4B與4 C係顯示本發明第四與第五實施例 之製造步驟之剖面圖； 圖5 A、5 B與5 C係顯示本發明第六實施例之製造 步驟之剖面圖， 圖6係顯示SCH-SAS LD例子之形態： 圖7係顯示PSCH— SAS LD例子之形態； 圖8A、8B與8C係闡明製造SCH— SAS L D 之習知方法的例子：以及 圖9A、 9B與9C係閬明製造PSCH—SAS L D之習知方法的例子。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 主 要元件對照表 2 3 光導層 2 8 光導層 2 5 活性層 2 2 包殻層 2 9 包殻層 2 4 載子阻擋層 2 6 載子阻擋層 2 7 電流阻擋層 2 包殻層 ----Ί!----裝----1---.訂------嗥 (請先閱讀背面之注意事項再填』??本頁) _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公痠} -17- 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 Λ7 --405286_____l-7 _______________ 五、發明説明（15 ) 5 量子井活性層 9 包殻層 10 接觸層 1 基底 7 電流阻擋層 4 載子阻擋層 6 載子阻擋層 8 光導層 3 光導層 2 1 基底 3 1 光罩 3 0 接觸層 3 2 保護層 較佳實施例之詳細說明： 現在參照圖示，本發明之較佳實施例說明如下。 圖ΙΑ、1B與1C係顯示本發明第一實施例之製造 步驟。如圖1 A所示，首先，利用MOCVD或諸如此類 使 n — A 1 〇.55G a〇.45A s 包殻層 2 2 (摩度. 1 · 5#m)、GaAs/Al〇.45Ga〇.5SAs 量子 井活性層25(振動波長：780nm)，以及p_ AlQ.55GaQ.45包殼層29之部分（厚度：〇 2〇 gm)依次地晶體成長於n — G a A s基底2 1上。 在A 1 GaAs材料中，當A 1成份愈高時，帶隙會 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公处) _ 、 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ’裝- -訂 4 Ο δ 名------------------------------------- 五、發明説明（16 ) 變得愈寬。在本實施例中，包殼層2 2與2 9之帶隙較量 子井活性層2 5之帶隙寬。 自晶體成長儀器中取出業已執行如前所述之晶體成長 之基底並且隨後安置於電子束蒸氣儀或諸如此類中使得如 圖1 B所示，例如厚度〇 . 1 /zm之S i 〇2光罩3 1形成 於整個表面上。然後，除了將形成條狀視窗之中央部分外 利用光石版印刷術移走光罩，藉以使光罩3 1形成條狀形 。既然光罩3 1非常薄，所以可高重製性地精確形成條狀 光罩，即使係利用習知的光石版印刷術亦然。 接下來，將其上形成光罩31之基底安置回晶體成長 儀器中，並且n_GaAs電流阻擋層27 (厚度： 0.8vm)係選擇性地成長於包殻層29上。因此，如 圖1 B所示，得到在光罩3 1形成區域上無晶體成長之層 狀結構。 經濟部中央標準局員工消费合作社印繁 隨後，利用氫氟酸水溶液或諸如此類移走光罩3 1。 如圖1 C所示，然後，依次地晶體成長包殻層2 9之剩餘 部分（厚度：1 . 5/zm)以及p_GaAs接觸層30 (厚度：2 . 0 /z m )。 依據此法，藉由使用技術中包含有使光罩3 1形成於 將形成條狀視窗的部份上，隨後利用選擇性成長形成電流 阻擋層2 7，接著移走光罩3 1，可高重製性地精確控制 電流阻擋層2 7之條狀視在高度與寬度方向上之尺寸同時 壓制例如活性層2 5中之破壞效應。因電流阻擋層2 7之 選擇性成長之故，可高良率地製造具有極性橫向模式之振 -19- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X297公释） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 405286____________ 五、發明説明（17 ) 動門檻與穩定度之自校準結構半導體雷射。 光罩3 1之材料並不限於S i 〇2。只要能夠選擇性地 成長，任何材料例如S i N皆得以使用。 圖2A、 2B與2C係顯示本發明第二實施例之製造 步驟之剖面圖。如圖2 A所示，首先，利用Μ 0 C V D或 諸如此類使η - Al〇.45Ga〇.55As包殻層22 (厚 度· 1 · 5jwm)、GaAs/Al〇.2〇Ga〇.8〇As 量子井活性層25(振動波長：86〇nm)，以及p_ Al〇.3〇Ga〇.7〇As 光導層 28 (厚度：0 . 10 #m)依次地晶體成長於n — G a A s基底2 1上。 ，在AlGaAs材料中，當A1成份愈高時，帶隙會 變得愈寬。在本實施例中，包殼層2 2與2 9之帶隙較量 子井活性層2 5帶隙寬。 自晶體成長儀器中取出業已執行如前所述之晶體成長 之基底並且隨後安置於電子束蒸氣儀或諸如此類中使得如 圖2B所示，例如厚度〇 . 1/zm之Si〇2光罩31形成 於整個表面上。然後，除了將形成條狀視窗之中央部分外 利用光石版印刷術移走光罩，藉以使光罩3 1形成條狀形 。既然光罩3 1非常薄，所以可高重製性地精確形成條狀 光罩，即使係利用習知的光石版印刷術亦然。 接下來，將其上形成光罩3 1之基底安置回晶體成長 儀器中，並且n — GaAs電流阻擋層27 (厚度： 0 . 80ym)係選擇性地成長於包殻層29上。因此， 如圖2 B所示，得到在光罩3 1形成區域上無晶體成長之 ---_--^---；---裝----.--'訂------像 (請先閱讀背面之注意事項再4·寫本頁) ' - 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Λ4規格（210X 297公#_ ) -20- 經濟部中央橾準局貝工消费合作杜印繁 Λ7 ---4〇 5 娜-----'?--------- 五、發明説明（18 ) 層狀結構。 隨後，利用氫氟酸水溶液或諸如此類移走光罩3 1。 如圖2 C所示，然後，依次地晶體成長包殻層2 9之剩餘 部分（厚度：1 . 5#m)以及p — GaAs接觸層30 (厚度：2 . 0 v m )。 依據此法，藉由使用技術中包含有使光罩3 1形成於 將形成條狀視窗的部分上，隨後利用選擇性成長形成電流 阻擋層2 7，接著移走光罩3 1，可高重製性地精確控制 電流阻擋層2 7之條狀視窗在高度與寬度方向上之尺寸同 時壓制例如活性層2 5中之破壞效應。因1電流阻擋層 2 7之選擇性成長之故，可高良率地製造具有極佳橫向模 式之振動門檻與穩定度之自校準結構半導體雷射。 光罩3 1之材料並不限於S i 〇2。只要能夠選擇性地 成長，任何材料例如S i N皆得以使用。 圖3A、 3B與3C係顯示本發明第三實施例之製造 步驟之剖面圖。如圖3A所示，首先，利用MOCVD或 諸如此類使11一厶1。.24〇3。.76六3包殻層22(厚 度：1 . l//m)、n-Al〇.2〇Ga〇.〇8〇As 光導 層 23(厚度：0 . 88"m)、 I n〇.2〇Ga〇.8〇As /GaAs量子井活性層25 (振動波長：9 8〇nm) 、以及P — A 1 q.2qG a q_8〇A s光導層之部分依次地 晶體成長於n _G a A s基底2 1上。 在A 1 GaAs材料中，當A 1成份愈高時，帶隙會 變愈寬。在本實施例中，光導層23,28之帶隙較量子 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公f ) -21 經濟部中央標準局員工消费合作社印策 ___ 405286__；；,___ 五、發明説明（19) 井活性層2 5之帶隙寬，並且包殻層2 2與下文將提及的 包殻層29之帶隙較光導層23，28之帶隙寬。 在本實施例中，所形成之光導層2 3較習知S CH -S A S半導體雷射中之光導層厚。再者，使光導層2 3之 帶隙足夠寬於量子井活性層2 5之帶隙，藉以防止載子從 活性層25內溢出至光導層23，28中。 自晶體成長儀器中取出業已執行如前所述之晶體成長 之基底並且隨後安置於電子束蒸氣儀或諸如此類中使得如 圖3B所示，例如厚度0 · lym之S i〇2光罩31形成 於整個表面上。然後，除了將形成條狀視窗之中央部份外 利用光石版印刷術移考光罩，藉以使光罩3 1形成條狀形 。既然光罩3 1非常薄，所以可高重製性地精確形成條狀 光罩，即使係利用習知的光石版印刷術亦然。 接下來，將其上形成光罩3 1之基底安置回晶體成長 儀器中，並且n — A 1 〇.33G a 0.67A s電流阻擋層 27 (厚度：0 . l#m)係選擇性地成長於光導層28 上。因此，如圖3B所示，得到在光罩3 1形成區域上無 晶體成長之層狀結構。 隨後，利用氫氧酸水溶液或諸如此類移走光罩3 1。 如圖3 C所示，然後，晶體成長光導層2 8之剩餘部分（ 厚度：0 . 78#m)、並且更進一步地依次地晶體成長 p — Al〇.24Ga〇.76As 包殼層 2 9 (厚度：1 . 1 ym)與 p — GaAs 接觸層 30 (厚度：2 . 0#m) 。在條狀視窗處之光導層厚度最好係〇.2或更多， ----II .---^------------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 本紙張尺度適Λ中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨OX 297公赴） -22 - 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 405286 五、發明説明（20 ) 該厚度較習知的SCH—SAS LD之光導層厚度厚。 依據此法，藉由使用技術中包含有使光罩3 1形成於 將形成條狀視窗的部分上，隨後利用選擇性成長形成電流 阻擋層2 7，接著移走光罩3 1，可高重製性地精確控制 電流阻擋層2 7之條狀視窗在高度與寬度方向上之尺寸同 時壓制例如活性層2 5中之破壞效應。因電流阻擋層2 7 之選擇性成長之故，可高良率地製造具有極佳橫向模式之 振動門檻與穩定度之SCH—SAS LD。 光罩3 1之材料並不限於S i 〇2。只要能夠選擇性地 成長，任何材料例如S i N皆得以使用。 ，圖4A、 4B與4C係顯示本發明第四實施例之製造 步驟之剖面圖。如圖4 A所示，首先，利用Μ Ο C V D或 諸如此類使n — A 1 〇.24G a〇.76A s包殻層2 2 (厚 度：1 . 1/zm)、n — Al〇.2〇Ga〇.8〇As 光導層 23(厚度：〇.88#m)、η — △1。.5。〇3。.5。八5載子阻擋層24(厚度： 0 · 0 2 5 // m )、GaAs/Al〇.2〇Ga〇.8〇As 量子井活性層25 (振動波長：860nm) p — AlQ.c5oGao.5QAs載子阻擋層26 (厚度： 0 . 〇25vm)以及 p — Al〇.2〇Ga〇.8〇As 光導 層28之部分（厚度：〇.l〇#m)依次地晶體成長於 n—GaAs基底21上。 在A 1 GaAs材料中，當A 1成份愈高時，帶隙愈 變得愈寬。在本實施例中，光導層23，28之帶隙較量 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·
*1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（210X 297^#.) -23- 40528.6____.1 ____________________ 五、發明説明（21 ) 子井活性層2 5之帶隙寬，並且包殻層2 2，2 9與載子 阻擋層24，26之帶隙較光導層23，28之帶隙寬。 自晶體成長儀器中取出業已執行如前所述之晶體成長 之基底並且隨後安置於電子束蒸氣儀或諸如此類中使得如 圖4B所示，例如厚度0 . lym之S i〇2光罩31形成 於整個表面上。然後，除了將形成條狀視窗之中央部分外 利用光石版印刷術移走光罩，藉以使光罩3 1形成條狀形 。既然光罩3 1非常薄，所以可高重製性地精確形成條狀 光罩，即使係利用習知的光石版印刷術亦然。 接下來，將其上形成光罩31之基底安置回晶體成長 儀器中，並且n—A l〇.33Ga〇.67A s電流阻擋層 27 (厚度：0 . lvm)係選擇性地成長於光導層28 上。因此，如圖4 B所示，得到在光罩3 1形成區域上無 晶體成長之層狀結構。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 隨後，利用氫氟酸水溶液或諸如此類移走光罩3 1。 如圖4 C所示，然後，晶體成長光導層2 8之剩餘部分（ 厚度：0.7 8//m)，並且更進一步地依次地晶體成長 p— Al〇.24Ga〇.76As 包殼層 29 (厚度：1 . 1 ym)與 p — GaAs 接觸層 30 (厚度：2 . Oym) 〇 依據此法，藉由使用技術中包含有使光罩3 1形成於 將形成條狀視窗的部分上，隨後利用選擇性成長形成電流 阻擋層2 7，接著移走光罩3 1，可高重製性地精確控制 電流阻擋層2 7之條狀視窗在高度與寬度方向上之尺寸同 -24- (請先閱讀背面之注意事項再填艿本页) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4^格（210x297公龄） 4Π5286 五、發明説明（22 ) 時壓制例如活性層2 5或載子阻擋層2 6中之破壞效應。 因電流阻擋層2 7之選擇性成長之故，可高良率地製造具 有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之S CH - SAS L D。 光罩3 1之材料並不限於S i 〇2。只要能夠選擇性地 成長，任何材料例如S i N皆得以使用。 圖5A、 5B與5C係顯示本發明第五實施例之製造 步驟之剖面圖。在本實施例中，也會參照圖4A、 4B、 4 C來說明。如圖4 A所示，首先，利用M〇 C VD或諸 如此類使η — AlQ.iTGao.'uAs包殼層22 (厚度 :1 . 7//m)、nrGaAs 光導層 23 (厚度： 0 . 5 5 // m ) , n — Al〇.3〇Ga〇.7〇〇As 載子阻 擋層24(厚度：0. 030〆m)、 1 n〇.2GaQ.8As/GaAs量子井活性層25 (振 動波長：98〇nm)、p —八1。.3。〇3。.7。八3載 子阻擋層26 (厚度：0 . 030μιη)以及p_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印笨
GaAs光導層28之部分（厚度：0.10#m)依次 地晶體成長於n-GaAs基底21上。 在A 1 GaAs材料中，當A 1成份愈高時，帶隙會 變得愈寬。在本實施例中，光導層23，28之帶隙較量 子井活性層2 5之帶隙寬，並且包殼層2 2，2 9與載子 阻擋層24，26之帶隙較光導層23，28之帶隙寬。 自晶體成長儀器中取出業已執行如前所述之晶體成長 之基底並且隨後安置於電子束蒸氣儀或諸如此類中使得如 -25- (請先閱讀背而之注意事項再填寫本I) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4规格（2丨0'/297公处） 405^66---， ------ 五、發明説明（23 ) 圖4B所示，例如厚度〇 . l"m之S i 〇2光罩31形成 於整個表面上。然後，除了將形成條狀視窗之中央部分外 利用光石版印刷術移走光罩，藉以使光罩3 1形成條狀形 。既然光罩3 1非常薄，所以可高重製性地精確形成條狀 光罩，即使係利用習知的光石版印刷術亦然。 接下來，將其上形成光罩3 1之基底安置回晶體成長 儀器中，並且n — A 1 d.q8G a〇.92A s電流阻擋層2 7(厚度：0.15vm)係選擇性地成長於光導層28 上。因此，如圖4 B所示，得到在光罩3 1形成區域上無 晶體成長之層狀結構。 ，隨後，利用氫氟g水溶液或諸如此類移走光罩3 1。 如圖4 C所示，然後，晶體成長光導層2 8之剩餘部分（ 厚度：0 . 45//m)，並且更進一步地依次地晶體成長 P — Alo.17Gao.83As 包殼層 29 (厚度：1 . 7 //m)與 p — GaAs 接觸層 30 (厚度：2 . 0#m) 〇 經濟部中央標準局貝工消费合作社印聚 依據此法，藉由使用技術中包含有使光罩3 1形成於 將形成條狀視窗的部分上，隨後利用選擇性成長形成電流 阻擋層2 7，接著移走光罩3 1，可高重製性地精確控制 電流阻擋層2 7之條狀視窗在高度與寬度方向上之尺寸同 時壓制例如活性層2 5或載子阻擋層2 6中之破壞效應。 因電流阻擋層2 7之選擇性成長之故，可高良率地製造具 有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之S C H - S A S LD。除此之外，由於GaA s導引層，可以避免因氧化 -26- (請先閲讀背而之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規枋（210X 297公# ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 405286____η；____ 五、發明説明（24 ) 而變壞之效應。因此，可製造並實現不形成障壁之高可靠 度的半導體雷射。 光罩3 1之材料並不限於S i 〇2。只要能夠選擇性地 成長，任何材料例如S i N皆得以使用。 圖5A、 5B與5C係顯示本發明第六實施例之製造 步驟之剖面圖。如圖5 A所示，首先，利用MOCVD或 諸如此類使n — Al〇.24Ga〇.76As包殻層22 (厚 度·’ 1 . l#m)、n— Al〇.2〇Ga〇.8〇As 光導層 23(厚度：0.88vm)、η -八1。.5。〇3〇.5。厶3載子阻擋層24(厚度： 0,·025"πί)、GaAs/Al〇.2〇Ga〇.e〇As 量子井活性層25 (振動波長：860nm)、p_ AlD.5QGa〇.5QAs載子阻擋層26 (厚度： 0.25 从 m)、p-Al〇.2〇Ga〇.8〇As 光導層 28 (厚度：0 . 10ym)，以及 p — I n〇.49Ga〇.5iP 保護層 3 2 (厚度·· 0 . 0 2#m )依次地成長於n — GaA s基底2 1上。 在A 1 GaAs材料中，當A i成份愈高時，帶隙會 變得愈寬。在本實施例中，光導層2 3，2 8之帶隙較量 子井活性層2 5之帶隙寬，並且包殼層2 2 ’ 2 9與載子 阻擋層24，26之帶隙較光導層23，28之帶隙寬。 既然保護層3 2係由不含鋁之材料所形成’因此可以 壓制因氧化而變壞之情況。 自晶體成長儀器中取出業已執行如前所述之晶體成長 (請先閱讀背面之注+f項再填寫本頁) •裝. -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4現格（210X29·?公兌） -27- 經濟部中央標準局員工消费合作社印策 405286___ip____ 五、發明説明（25 ) 之基底並且隨後安置於電子束蒸氣儀或諸如此類中使得如 圖5B所示，例如厚度0 . l#m之S i 〇2光罩3 1形成 於整個表面上。然後，除了將形成條狀視窗之中央部分外 利用光石版印刷術移走光罩，藉以使光罩3 1形成條狀形 。既然光罩3 1非常薄，所以可高重製性地精確形成條狀 光罩，即使係利用習知的光石版印刷術亦然。 接下來，將其上形成光罩3 1之基底安置回晶體成長 儀器中，並且n — A 1 Q.33G a〇.67A s電流阻擋層 27 (厚度：0 . 1/zm)係選擇性地成長於光導層28 上。因此，如圖5 B所示，得到在光罩3 1形成區域上無 晶體成長之層狀結構。 隨後，利用氫氟酸水溶液或諸如此類移走光罩3 1。 如圖5 C所示，然後，晶體成長光導層2 8之剩餘部分（ 厚度（0.78em)，並且更進一步地依次地晶體成長 p — Al〇.24Ga〇.T6As 包殻層 29 (厚度：1 . 1 μιη)與 p — GaAs 接觸層 3〇 (厚度：2 . O/zm) 〇
依據此法，藉由使用技術中包含有使光罩3 1形成於 將形成條狀視窗的部分上，隨後利用選擇性成長形成電流 阻擋層2 7，接著移走光罩31，可高重製性地龙mp制 電流阻擋層2 7之條狀視窗在高度與寬度方向上之尺寸同 時壓制例如活性層2 5或載子阻擋層2 6中之破壞效應。 因電流阻擋層2 7之選擇性成長之故，可高良率地製造具 有極佳橫向模式之振動門檻與穩定度之S C H - S A S (請先閱讀背而之注意事項再填艿本頁) •裝· 』訂 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（2丨0X297公妓） -28- 經濟部中央標準局負工消費合作社印 405286 一 __ Η ? 五、發明説明（26 ) L D。 除此之外，藉由提供由I n〇.49G a q.51P所形成 之保護層3 2 ’可以避免因氧化而變壞之效應。因此，可 製造並實現不形成障壁之高可靠度的半導體雷射。 光罩3 1之材料並不限於S i 〇2。只要能夠選擇性地 成長，任何材料例如S i N皆得以使用。 本發明在不偏離其精神或基本特徵下得以其它特定形 式來實現。因此本實施例在所有方面皆係闌示性的而非限 制性的，本發明之範圍係由所附之申請專利範圍來表示而 非由前文說明來表示，並且在與申請專利範圍同等之意義 和範圍內之所有修改胃因而包含於申請專利範圍之中。 --K--1Γ1Ι--裝-------:訂------'t'--η--* (請先閱讀背而之注意事項再續寫本页} 本紙張尺度適用中國國家椋準（CNS ) Λ4说格（2丨0X2W公犮） -29 -

Claims (1)

  1. 40528^ 87115499號專利 文申請專利範圍修 :營案 民國89年3月3 六、申請專利範圍 1 · 一種製造自校準結構半導體雷射之方法，包含： 提供分別位於活性層之雨表面上之一對包殼層，包殼 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 層之帶隙較活性層之帶隙寬；以及 嵌入具有條狀視窗之電流阻擋層於至少一個包殻層中 其中電流阻擋層係由選擇性成長所形成。 2 . —種製造自校準結構半導體雷射之方法，包含： 提供位於活性層之一表面上之一光導層或分別位於活 性層兩表面上之一對光導層，光導層之帶隙較活性層之帶 隙寬； . 提供一對包殼層以便夾住活性層與光導層，包殼層之 帶隙較光導層之帶隙寬；以及 嵌入具有條狀視窗之電流阻擋層於至少一個包殼層和 光導層之間， 其中電流阻擋層係由選擇性成長所形成。 3 . —種製造自校準結構半導體雷射之方法，包含： 提供位於活性層（2 5 )之一表面或兩表面上之光導 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 層（2 3，2 8 )，光導層之帶隙較活性層之帶隙寬； 提供一對包殼層（2 2 ’ 2 9 )以便夾住活性層和光 導層，包殼層之帶隙較光導層之帶隙寬；以及 嵌入具有條狀視窗之電流阻擋層（2 7 )於至少一個 光導層中， 其中電流阻擋層係由選擇性成長所形成。 _ 4 . 一種製造自校準結構半導體雷射之方法’包含： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A8 B8 C8 D8 405286 六、申請專利範圍 提供分別位於活性層（2 5 )兩表面上之一對光導層 (23’28)，光導層之帶隙較活性層之帶隙寬； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 提供一對包殼層（2 2，2 9 )以便夾住活性層和光 導層，包殼層之帶隙較光導層之帶隙寬； 提供分別介於活性層和光導層間之載子阻擋層（2 4 ’26)，載子阻擋層之帶隙較活性層和光導層之帶隙寬 ;以及 嵌入具有條狀視窗之電流阻擋層（2 7 )於至少一個 光導層中， 其中電流阻擋層係由選擇性成長所形成。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法，其 中電流阻擋層（2 7)係由A 1成份X爲. 3 5之A 1 xG a h xA s或不含鋁之半導體材料所形成。 6 .如申請專利範圍第2至4項中任一項之方法，其 中光導層（23 ’ 28)係由A1成份X爲〇<χ芸〇 . 3之A 1 xG a 1— xA s所形成。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 7 ·如申請專利範圍第5項之方法，其中光導層（2 3 ’ 28)係由 A1 成份X 爲 〇<xs〇 . 3 2A1xG: 1…X A s所形成。 8 ·如申請專利範圍第2至4項中任一項之方法，其 中光導層（2 3 ’ 2 8 )係由不含鋁之半導體材料所形成 0 · 9 .如申請專利範圍第5項之方法，其中光導層（2 3 ’ 2 8 )係由不含鋁之半導體材料所形成。 2 本纸張又度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A8 B8 __405286_g__ 六、申請專利範圍 1 〇 .如申請專利範圍第8項之方法，其中用以形成 光導層（23，28)的不含鋁之半導體材料係GaAs 〇 1 1 ·如申請專利範圍第8項之方法，更進一步地包 含： 提供由GaAs所形成之基底（21) ’ 其中用以形成光導層（2 3，2 8 )的不含鋁之半導 體材料係與GaAs晶格匹配之I nGa P或 I n G a A s P。 1 2 .如申請專利範圔第2至4項中任一項之方法’ 更進一步地包含： 形成介於光導層和電流阻擋層間的不含鋁之半導體材 料之保護層（3 2 )。 1 3 .如申請專利範圍第5項之方法’更進一步地包 含“ 形成介於光導層和電流阻擋層間的不含鋁之半導體材 料之保護層（3 2 )。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之方法’其中用以形 成保護層（32)的不含鋁之半導體材料係GaAs ° 1 5 ·如申請專利範圍第1 3項之方法’更進一步地 包含： 提供GaAs基底（21)， 其中用以形成保護層（3 2 )的不含纟呂之半導體材料 係與G a A s晶格匹配之I n G a P或1 n G a A s p。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I ------ I I 訂· I-----I · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -3 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 po _405286_§_ 六、申請專利範圍 1 6 .如申請專利範圍箄6項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由G a A s所形成。 1 7 .如申請專利範圍第7項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由G a A s所形成。 1 8 .如申請專利範圍第8項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由G a A s所形成。 1 9 .如申請專利範圍第9項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由G a A s所形成。 2 0 .如申請專利範圍第1 2項之方法，其中活性層 (2 5 )係由G a A s所形成。 2 1 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中活性層 (2 5 )係由G a A s所形成。 2 2 .如申請專利範圍第6項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由I n G a A s所形成。 2 3 ..如申請專利範圍第7項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由I n G a A s所形成。 2 4 .如申請專利範圍第8項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由I n G a A s所形成。 2 5 .如申請專利範圍第9項之方法，其中活性層（ 2 5 )係由I n G a A s所形成。 2 6 .如申請專利範圍第1 2項之方法，其中活性層 (2 5 )係由I n G a A s所形成。 2 7 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中活性層 (2 5 )係由I n G a A s所形成。 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — —ΊΓΤ—Ί — —— ------ II * — — — — — — I ί I I J. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) β 0C9- I A8B8C8D8 六、申請專利範圍 2 8 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法， 其中使用Μ 0 C V D (金屬有機化學氣相沈積法）、 ΜΟΜΒΕ (金屬有機分子磊晶法）、以及ΜΒΕ (分子 束磊晶法）作爲選擇性成長。 2 9 ·如申請專利範圍第1至4項中任一項之方法， 其中選擇性成長所包含之步驟有： 在將形成電流阻擋層之層上，形成用以選擇性成長之 光罩； 除了將形成條狀視窗之部分外，移走層上所形成之用 以選擇性成長之光罩； 除了條狀視窗之部分外，透過晶體成長在整層上形成 電流阻擋層；以及 移走在條狀視窗之部分上之用以選擇性成長之光罩。 --I I I —fc— I I---- I I--- i , I # (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*1农 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5-
TW087115499A 1997-09-18 1998-09-17 Method of fabricating semiconductor laser TW405286B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25388497 1997-09-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW405286B true TW405286B (en) 2000-09-11

Family

ID=17257471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW087115499A TW405286B (en) 1997-09-18 1998-09-17 Method of fabricating semiconductor laser

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6171878B1 (zh)
EP (1) EP0903821B1 (zh)
KR (1) KR100309958B1 (zh)
CN (1) CN1114979C (zh)
CA (1) CA2246975A1 (zh)
DE (1) DE69823762T2 (zh)
SG (1) SG83687A1 (zh)
TW (1) TW405286B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1259760C (zh) * 2001-08-31 2006-06-14 三井化学株式会社 半导体激光元件
JP4615179B2 (ja) * 2002-06-27 2011-01-19 古河電気工業株式会社 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュールおよび光ファイバ増幅器
US8451874B2 (en) * 2009-12-02 2013-05-28 Massachusetts Institute Of Technology Very large mode slab-coupled optical waveguide laser and amplifier

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6014482A (ja) * 1983-07-04 1985-01-25 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置
JPS6273687A (ja) * 1985-09-26 1987-04-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体レ−ザ装置
JPH04144185A (ja) * 1990-10-04 1992-05-18 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP2842457B2 (ja) 1991-06-19 1999-01-06 松下電子工業株式会社 半導体レーザ装置
US5369658A (en) * 1992-06-26 1994-11-29 Rohm Co., Ltd. Semiconductor laser
KR100309952B1 (ko) 1994-10-18 2001-12-17 나까니시 히로유끼 반도체레이저소자

Also Published As

Publication number Publication date
EP0903821B1 (en) 2004-05-12
CN1213199A (zh) 1999-04-07
KR100309958B1 (ko) 2001-12-17
US6171878B1 (en) 2001-01-09
DE69823762D1 (de) 2004-06-17
CA2246975A1 (en) 1999-03-18
DE69823762T2 (de) 2005-04-21
KR19990029937A (ko) 1999-04-26
CN1114979C (zh) 2003-07-16
SG83687A1 (en) 2001-10-16
EP0903821A3 (en) 2000-09-27
EP0903821A2 (en) 1999-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5292685A (en) Method for producing a distributed feedback semiconductor laser device
EP0177221B1 (en) Semiconductor laser
US6677618B1 (en) Compound semiconductor light emitting device
JPH07235722A (ja) 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ
EP0209387B1 (en) Semiconductor laser device
TW405286B (en) Method of fabricating semiconductor laser
JPH09186396A (ja) 半導体レーザ素子の製造方法
KR910004168B1 (ko) 반도체 레이저소자 및 그 제조방법
JP4443674B2 (ja) ＩｎＰ系半導体レーザ素子及びその作製方法
JPH1187764A (ja) 半導体発光装置とその製造方法
US6670211B2 (en) Semiconductor laser device
JPH0511677B2 (zh)
JP4062501B2 (ja) 半導体レーザ素子
JPH01115191A (ja) 半導体レーザ及びその製造方法
US6717186B2 (en) Semiconductor laser device
JPH11154775A (ja) 半導体レーザの製造方法
JP3022351B2 (ja) 光半導体装置及びその製造方法
JP2736173B2 (ja) 半導体レーザ素子の製造方法
JP3328933B2 (ja) 半導体レーザ素子及びその製造方法
JPH0537070A (ja) 分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法
JPS63263787A (ja) 半導体レ−ザ
JPS60164383A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPH0923039A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH11126945A (ja) 歪み半導体結晶の製造方法、これを用いた半導体レーザの製造方法
JPH10308550A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
GD4A Issue of patent certificate for granted invention patent
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees