JP2736173B2 - Method for manufacturing semiconductor laser device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor laser deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高出力半導体レーザの製
造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high-power semiconductor laser.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスク装置、レーザプリンタ装置等
の光源として半導体レーザが幅広く利用されている。そ
の場合、光ディスク装置、レーザプリンタ装置の高性能
化のためには、半導体レーザの高出力化、高信頼性が要
求される。AlGaAs系材料を用いた半導体レーザ
は、30mWから40mWの高出力が得られるため、現
在各装置に利用されている。しかし、半導体レーザを更
に高出力で動作させると、共振器端面で劣化が生じる。
それは、光出射端面で表面準位を介した非発光再結合が
起こり、局部的に発熱が生じることに起因する。端面温
度が上昇すると、その発熱により端面部の禁制帯幅が縮
小して、光吸収が増し、その光吸収により発生したキャ
リアが表面準位を介して非発光再結合するため、端面温
度はさらに上昇する。この過程が繰り返されると、端面
が溶融して劣化が生じる。これを改善する方法として、
出射端面にレーザの活性層よりも大きな禁制帯幅を有す
る半導体結晶を成長する構造が種々の機関から提案され
ている。その一例として端面成長窓型レーザを示す。内
部の半導体レーザは、GaAs基板上に液相成長法また
は気相成長法などの公知の成長法を用いてGaAs活性
層またはAlGaAs活性層を含む積層構造を形成した
もので、ここでは、活性層を含む積層構造内にダブルヘ
テロ構造を有するVSISレーザ(V-channeledSubstra
te Inner Stripe Laser:Appl.Phys.Lett.,40,
372(1982))を示した(図14)。窓層再成長方法と
して、半導体レーザウエハに共振器端面を形成し、MO
CVD装置のサセプタ上に、積層構造成長面側を上向き
にして、基板側を下向きにしてセットし、共振器端面上
に、活性層(AlxGa1-xAs層)よりも禁制帯幅の大
きいノンドープAlzGa1-zAs層(z>x)を再成長
し、端面再成長窓型レーザを作製する。2. Description of the Related Art Semiconductor lasers are widely used as light sources for optical disk devices, laser printers and the like. In this case, in order to improve the performance of the optical disk device and the laser printer device, a high output and high reliability of the semiconductor laser are required. A semiconductor laser using an AlGaAs-based material can provide a high output of 30 mW to 40 mW, and is currently used in various devices. However, when the semiconductor laser is operated at a higher output, the end face of the resonator is deteriorated.
This is because non-radiative recombination occurs at the light emitting end face via a surface level, and heat is locally generated. When the end face temperature rises, the heat generated reduces the forbidden band width of the end face part, increases light absorption, and non-emission recombination occurs due to carriers generated by the light absorption through the surface state. Rise. When this process is repeated, the end surfaces are melted and deteriorated. As a way to improve this,
Various organizations have proposed a structure for growing a semiconductor crystal having a larger band gap than the active layer of the laser on the emission end face. An example is an edge growth window type laser. The internal semiconductor laser has a laminated structure including a GaAs active layer or an AlGaAs active layer formed on a GaAs substrate by a known growth method such as a liquid phase growth method or a vapor phase growth method. VSIS laser (V-channeled Substra
te Inner Stripe Laser: Appl. Phys. Lett. , 40,
372 (1982)) (FIG. 14). As a window layer regrowth method, a cavity facet is formed on a semiconductor laser wafer, and an MO
On the susceptor of a CVD apparatus, a laminated structure growth surface side up, and set to the substrate side downward, the resonator on the end face, the active layer (Al x Ga 1-x As layer) of forbidden band width than A large non-doped Al z Ga 1 -z As layer (z> x) is regrown to produce an end face regrowth window laser.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図15に示すように、
再成長ウエハの基板側を下向きに積層構造成長面側を上
向きにしてサセプタ上にセットし、MOCVD法によっ
て、共振器端面(110)面107上に窓層(AlzG
a1−zAs層)120を再成長する時、目的とする共
振器端面(110)面107上への成長と共に、積層構
造成長面(001)面108上への窓層(積層構造成長
面上成長)122の成長が行われるため、2つの窓層1
20と122との成長が重なり合う共振器端面と積層構
造成長面との角部で欠陥を多く含む異常成長123が起
こる。このため、図15、16に示すように共振器端面
の活性層位置が、窓層の異常成長領域123にあたる端
面再成長窓型レーザが出来る。このような半導体レーザ
では、出射光に対して、散乱ロスや横モードの乱れ等
が、発生することとなる。また、これの素子化において
は、積層構造成長面(001)面上にもノンドーブAl
zGa1−zAs層が成長しているので、これを電極付
け前に取り去る必要があるが、共振器端面(110)面
上に成長しているAlzGa1−zAs層を取らずに、
積層構造成長面108上に成長しているAlzGa
1−zAs層を取り去るには、複雑な工程を要する。As shown in FIG.
Set on the susceptor in the upward stacked structure growth surface side of the substrate side of the regrown wafer downwards, by the MOCVD method, the window layer on the cavity end face (110) plane 107 (Al z G
When the a 1 -z As layer) 120 is regrown, a window layer (laminated structure growth ) on the laminated structure growth surface (001) surface 108 is grown together with the intended growth on the cavity facet (110) surface 107.
Since the growth of 122 is performed, the two window layers 1 are formed.
Abnormal growth 123 containing many defects occurs at the corner between the cavity facet where the growth of 20 and 122 overlap and the growth surface of the laminated structure. Therefore, as shown in FIGS. 15 and 16, an end face regrowth window laser in which the active layer position on the resonator facet corresponds to the abnormal growth region 123 of the window layer can be obtained. In such a semiconductor laser, scattering loss, disturbance of the transverse mode, and the like occur with respect to the emitted light. In addition, in the device fabrication, a non-dove Al is also provided on the (001) plane of the laminated structure growth surface.
Since z Ga 1-z As layer is grown, it is necessary to remove this before electrode attachment, without taking Al z Ga 1-z As layer growing on the cavity end face (110) surface To
Al z Ga growing on the stacked growth surface 108
A complicated process is required to remove the 1-z As layer.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
半導体レーザ素子の製造方法は、基板上に活性層を含む
積層構造を形成した半導体レーザを内部構造とし、その
共振器端面に、活性層より禁制帯幅の大きな半導体層を
気相成長法によって窓層として形成する構造の半導体レ
ーザ素子の製造方法であって、前記積層構造成長表面を
前記気相成長装置のサセプタまたはレーザバー固定用治
具と密着させて、窓層となる半導体層を成長する工程
と、気相成長装置から取り出し後に前記積層構造成長表
面の反対側の表面と前記共板器端面との角部に発生する
異常成長部を除去する工程、とを含むことを特徴とする
ものである。 上記の本発明の半導体レーザの製造方法
は、共振器端面に活性層より禁制帯幅の大きなAlGa
As半導体層を成長し窓層とする端面成長窓型レーザで
あり、前記積層構造成長表面を前記気相成長装置のサセ
プタまたはレーザバー固定用治具と密着させて窓層を成
長させることにより、積層構造成長面上はサセプタと密
着しており窓層122が成長することはなく、共振器端
面上に成長する窓層120と基板表面に成長する窓層1
21の両層のみの成長となる。これら両層が重なり合う
基板角部では、ごく僅かの異常成長123が起こるが、
活性層のある共振器端面はこの位置より離れているので
異常成長の影響を受けず、さらに、この異常成長部12
3を除去する工程を含むことにより、活性層のある共振
器端面上に成長する窓層のモホロジーを良好なものとす
ることができる。また、サセプタ上に、積層構造成長面
側を下向きに、基板側を上向きにして、サセプタと積層
構造成長面を密着させ、サセプタを成長抑制体として窓
層に成長を行う場合、従来例とは逆に基板側表面ではA
lzGa1−zAs層が成長することになるが、活性層
を含む積層構造に比べて、基板は非常に厚いので、基板
表面と端面との角部で発生するAlzGa1−zAsの
異常成長領域は、活性層の位置まで達することはない。
また、基板表面に成長したAlzGa1−zAs層除去
は研磨等によって簡単に行うことができる(図2、
3)。According to a first aspect of the present invention, there is provided:
Method for manufacturing semiconductor laser device includes active layer on substrate
A semiconductor laser with a laminated structure is used as the internal structure.
A semiconductor layer with a larger forbidden band width than the active layer
A semiconductor laser with a structure formed as a window layer by vapor phase epitaxy.
A method of manufacturing a laser element,
Fixation for fixing susceptor or laser bar of the vapor phase growth apparatus
Of growing the semiconductor layer to be the window layer by bringing it into close contact with the tool
And after taking out from the vapor phase growth apparatus, the laminated structure growth table
Occurs at the corner between the opposite surface and the end surface of the co-plate
Removing the abnormally grown portion.
Things. Manufacturing method of the semiconductor laser of the present invention described above.
Indicates that AlGa having a larger forbidden band width than the active layer is formed on the end face of the resonator.
An edge-grown window-type laser that grows an As semiconductor layer and uses it as a window layer
The growth surface of the multilayer structure is
The window layer is formed in close contact with the
By extending the length, the susceptor is closely
And the window layer 122 does not grow.
Window layer 120 growing on the surface and window layer 1 growing on the substrate surface
21 only grows in both layers. These two layers overlap
At the corner of the substrate, very little abnormal growth 123 occurs,
Since the cavity facet with the active layer is farther from this position,
It is not affected by the abnormal growth,
3 including the step of removing
The morphology of the window layer growing on the end face of the vessel
Can be Further, when the susceptor is grown on the window layer using the susceptor as a growth suppressor, the susceptor is brought into close contact with the laminated structure growth surface, with the laminated structure growth surface side facing downward and the substrate side facing upward, and the susceptor is used as a growth suppressor. Conversely, A on the substrate side surface
Although l z Ga 1-z As layer is to grow, as compared to the multilayer structure including an active layer, since the substrate is very thick, Al z Ga 1-z which occurs at the corners of the substrate surface and the end face The abnormal growth region of As does not reach the position of the active layer.
Also, Al z Ga 1-z As layer removal grown on the substrate surface can be easily carried out by polishing or the like (Fig. 2,
3).
【0005】[0005]
【実施例】次に、本発明の第1の実施例について述べ
る。Next, a first embodiment of the present invention will be described.
【0006】図1は本発明の製造方法により得られる半
導体レーザ素子の実施例を示す。本実施例ではVSIS
レーザを内部構造とし、その共振器端面上に窓層を再成
長する工程を述べる。VSISレーザを内部構造とする
点は、従来例で示したものと同じであり、そのVSIS
レーザの構造は図14に示す。 まず、内部ストライプ
型レーザであるVSISレーザの形成について簡単に説
明し、その後、本発明の窓層再成長に関する製造方法に
ついて述べる。p−GaAs基板100上に、LPE
(Liquid Phase Epitaxy)法で、n−GaAs電流阻
止層101を成長し、基板100に達するストライプ状
のV溝102をホトリソグラフィ法と化学エッチングに
よって形成する。次にLPE法でp−Al0・45Ga0・55
Asクラッド層103とV溝102を平坦に埋めるよう
に成長し、p−Al0・15Ga0・85As活性層104、n
−Al0・45Ga0・55Asクラッド層105、n−GaA
sコンタクト層106を順次成長する。以上により内部
構造となるVSISレーザを作製する(図14)。FIG. 1 shows an embodiment of a semiconductor laser device obtained by the manufacturing method of the present invention. In this embodiment, VSIS
The step of regrowing the window layer on the cavity facet using the laser as the internal structure will be described. The point that the VSIS laser has an internal structure is the same as that shown in the conventional example.
FIG. 14 shows the structure of the laser. First, the formation of a VSIS laser, which is an internal stripe laser, will be briefly described, and then a manufacturing method relating to window layer regrowth of the present invention will be described. LPE on p-GaAs substrate 100
An n-GaAs current blocking layer 101 is grown by a (Liquid Phase Epitaxy) method, and a striped V-shaped groove 102 reaching the substrate 100 is formed by photolithography and chemical etching. Next, p-Al 0 .45 Ga 0 .55 by the LPE method
The p-Al 0 .15 Ga 0 .85 As active layer 104 is grown so as to fill the As cladding layer 103 and the V groove 102 flat.
-Al 0 · 45 Ga 0 · 55 As cladding layer 105, n-GaA
The s-contact layer 106 is sequentially grown. Thus, a VSIS laser having an internal structure is manufactured (FIG. 14).
【0007】次に、本発明の窓層の再成長方法について
述べる。内部構造となるVSISレーザウエハに、へき
開法により共振器端面107を形成し、その端面上に有
機金属気相成長法(MOCVD法)により、キャリア濃
度1017cm-3以下の高抵抗Al0・5Ga0・5As層12
0を成長する。この時、本発明では図2に示すように、
MOCVD装置のサセプタ上に、積層構造成長面側を下
向きにしサセプタと密着させてセットし、窓層の再成長
を行う。積層構造成長面上は、サセプタと密着しており
窓層が成長することはなく、共振器端面上に成長する1
20と基板表面に成長する121の両層のみの成長とな
る。これら両層が重なり合う基板角部では、欠陥が多数
発生するような異常成長123が起こるが、活性層のあ
る共振器端面はこの位置より離れているので異常成長の
影響を受けず、この活性層上の共振器端面上の再成長窓
層の表面モホロジーは良好なものとなる。MOCVD法
による窓層再成長後、基板上に成長した窓層Al0・5G
a0・5Asの除去を行う。その方法としては研磨もしく
は化学エッチングにより行う(図3)。ダブルヘテロ層
成長面側の表面は、サセプタと密着していたため窓層は
成長していないので除去の工程は不要である。(もしく
は、極微少のため硫酸系エッチャント(H2SO4:H2
O2:H2O=5:10:100)等で簡単に除去でき
る。) その後、p− GaAs基板100側とn−G
aAsコンタクト層106側の表面にp型電極140と
n型電極141を形成する。共振器端面上に成長した窓
層(Al0・5Ga0・5As層)の上にAl2O3等の端面保
護膜142,142’を形成し端面反射率 を制御する
(図4)。Next, a method for regrowing a window layer according to the present invention will be described. The VSIS laser wafer as an internal structure, to form a resonator facet 107 by cleavage method, by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) on its end face, the carrier concentration 10 17 cm -3 or less of a high-resistance Al 0 · 5 Ga 0 · 5 As layer 12
Grow 0. At this time, in the present invention, as shown in FIG.
On the susceptor of the MOCVD device, the laminated structure growth surface side is set downward and in close contact with the susceptor, and the window layer is regrown. On the growth surface of the laminated structure, the window layer does not grow because it is in close contact with the susceptor.
Only the layer 20 and the layer 121 growing on the substrate surface are grown. At the corner of the substrate where these two layers overlap, abnormal growth 123 in which many defects occur occurs. However, since the end face of the cavity where the active layer is located is away from this position, it is not affected by the abnormal growth and this active layer is not affected. The surface morphology of the regrown window layer on the upper cavity facet is better. After the window layer is regrown by the MOCVD method, the window layer Al 0 .5 G grown on the substrate
the removal of a 0 · 5 As. This is performed by polishing or chemical etching (FIG. 3). Since the surface on the side of the growth surface of the double hetero layer was in close contact with the susceptor, the window layer did not grow, so that the removal step was unnecessary. (Or sulfuric acid-based etchant (H 2 SO 4 : H 2
O 2 : H 2 O = 5: 10: 100). Then, the p-GaAs substrate 100 side and n-G
A p-type electrode 140 and an n-type electrode 141 are formed on the surface on the side of the aAs contact layer 106. On the window layer (Al 0 .5 Ga 0 .5 As layer) grown on the end face of the resonator, end face protective films 142 and 142 ′ such as Al 2 O 3 are formed to control the end face reflectivity (FIG. 4). .
【0008】以上のように窓層成長法を改善することに
よって、発振領域のある出射端面での窓層の結晶性が向
上し、鏡面となったため、従来、活性層の窓層に発生す
る欠陥によって生じていた横モードの乱れを無くすこと
ができた。従来の窓層成長法によるFFP(far-field
pattern)の水平モードと本実施例窓層成長法でのFF
P水平モードを図5,6に示す。By improving the window layer growth method as described above, the crystallinity of the window layer at the emission end face having the oscillation region is improved and the mirror surface becomes mirror-like. The disturbance of the transverse mode caused by the above was eliminated. FFP (far-field) by the conventional window layer growth method
pattern) horizontal mode and FF in the window layer growth method of this embodiment
The P horizontal mode is shown in FIGS.
【0009】図7に、本発明の第2の実施例を示す。積
層構造成長面上への窓層となる半導体層の成長を抑制す
るために成長防止治具131を積層構造成長面上に乗せ
ることによって、活性層のある共振器端面上に成長する
窓層120の表面モホロジーを良好なものとする。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. The window layer 120 growing on the resonator end face with the active layer is provided by placing the growth preventing jig 131 on the stacked structure growth surface to suppress the growth of the semiconductor layer serving as the window layer on the stacked structure growth surface. Has good surface morphology.
【0010】図8〜10に第3の実施例を示す。へき開
面を出した共振器長幅のバー状ウエハ(レーザーバー)
109を固定用治具132で固定し窓層の成長を行う。
積層構造成長面は固定用治具と密着させる、もしくは、
成長防止治具131と密着させて、積層構造成長面上へ
の窓層成長を抑える。固定用治具及び先の成長防止治具
の材料としては、カーボン,PBN,石英,GaAs,
Si,InPのいずれでもよく、また、そのいくつかの
組み合わせを使用すれば良い。FIGS. 8 to 10 show a third embodiment. Bar-shaped wafer (laser bar) with cleaved surface and long cavity length
109 is fixed by a fixing jig 132 to grow a window layer.
The growth surface of the laminated structure is in close contact with the fixing jig, or
The window layer is prevented from growing on the growth surface of the laminated structure by being in close contact with the growth preventing jig 131. The materials for the fixing jig and the growth preventing jig are carbon, PBN, quartz, GaAs,
Any of Si and InP may be used, and some combination thereof may be used.
【0011】図11に第4の実施例を示す。レーザーバ
ー109を複数個重ね合わせることによって、積層構造
成長面上の窓層の成長を抑える。図11では、サセプタ
130上に、レーザーバー109を直接置く方法を示し
たが、固定用治具に取り付けても良い。FIG. 11 shows a fourth embodiment. By overlapping a plurality of laser bars 109, the growth of the window layer on the growth surface of the laminated structure is suppressed. FIG. 11 shows a method in which the laser bar 109 is directly placed on the susceptor 130, but may be attached to a fixing jig.
【0012】図12に第5の実施例を示す。今までの実
施例では、成長防止治具や固定用治具,サセプタを積層
構造成長面に密着させる方法を示したが、図12に示す
ように、積層構造成長面108と成長防止治具131と
が密着していなくとも、十分近接していれば、MOCV
D法では積層構造成長面上に原料ガスが流れにくくな
る。そのため積層構造成長面上の窓層122の成長が、
共振器端面上の窓層120の成長と比較して十分小さく
なり、角部の異常成長123は少なくなる。よって異常
成長は活性層上に達することなく、活性層のある共振器
端面上のモホロジーは良好なものとなる。FIG. 12 shows a fifth embodiment. In the above-described embodiments, the growth preventing jig, the fixing jig, and the susceptor are brought into close contact with the laminated structure growth surface. However, as shown in FIG. Even if they are not in close contact, if they are close enough, MOCV
In the method D, it becomes difficult for the source gas to flow on the growth surface of the laminated structure. Therefore, the growth of the window layer 122 on the growth surface of the laminated structure
As compared with the growth of the window layer 120 on the end face of the resonator, the growth is sufficiently small, and the abnormal growth 123 at the corners is reduced. Therefore, the abnormal growth does not reach the active layer, and the morphology on the end face of the resonator having the active layer becomes good.
【0013】図13に第6の実施例を示す。積層構造成
長面上にSiO2133もしくはAl2O3,SiN等の
成長防止膜を形成し、積層構造成長面上への窓層となる
半導体層の成長を無くし、共振器端面上の窓層のモホロ
ジーを良好なものとする。窓層成長後、成長防止膜を選
択的に除去し、その後電極形成,素子化を行えば、FF
Pの乱れのない高出力半導体レーザが得られる。FIG. 13 shows a sixth embodiment. A growth preventing film such as SiO 2 133, Al 2 O 3 , or SiN is formed on the growth surface of the laminated structure, so that the growth of the semiconductor layer serving as the window layer on the growth surface of the laminated structure is eliminated. Good morphology. After the growth of the window layer, the growth-preventing film is selectively removed.
A high-power semiconductor laser without P disturbance can be obtained.
【0014】以上の実施例では、内部構造としてVSI
Sレーザについて述べたが、それ以外の共振器型のレー
ザにおいても同様の効果が得られる。また、活性層がダ
ブルヘテロ構造の場合について述べたが量子井戸構造等
他の構造でも良い。共振器端面の形成方法としてへき開
法以外のドライエッチング法及び化学エッチング法でも
良い。本実施例における半導体レーザはGaAsあるい
は、AlGaAs活性層を含む積層構造の共振器端面上
へ活性層よりも禁制帯幅の大きなAlGaAs半導体層
を成長する場合を示したが、半導体レーザはInGaA
lP系、InGaAsP系などの他の材料であっても良
く、また共振器端面上の成長する半導体層も活性層より
も禁制帯幅が大きい材料であれば、InGaAlP系、
InGaAsP系などの他の材料であっても良い。さら
に共振器端面上の再成長法として、MOCVD法以外の
気相成長法であるMBE法、ALE法、MOMBE法等
の他の方法を使用してもよい。In the above embodiment, VSI is used as the internal structure.
Although the S laser has been described, similar effects can be obtained with other resonator type lasers. Although the case where the active layer has a double hetero structure has been described, other structures such as a quantum well structure may be used. A dry etching method other than the cleavage method and a chemical etching method may be used as a method for forming the cavity end face. The semiconductor laser according to the present embodiment shows a case in which an AlGaAs semiconductor layer having a larger forbidden band width than the active layer is grown on the cavity end face of the laminated structure including the GaAs or AlGaAs active layer.
Other materials such as 1P-based and InGaAsP-based materials may be used. In addition, if the semiconductor layer grown on the cavity facet is also a material having a larger forbidden band width than the active layer, an InGaAlP-based material may be used.
Another material such as InGaAsP may be used. Further, as the regrowth method on the cavity end face, other methods such as a vapor growth method other than the MOCVD method, such as the MBE method, the ALE method, and the MOMBE method may be used.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1記載の
半導体レーザ素子の製造方法によれば、基板上に活性層
を含む積層構造を形成した半導体レーザを内部構造と
し、その共振器端面に、活性層より禁制帯幅の大きな半
導体層を気相成長法によって窓層として形成する構造の
半導体レーザ素子の製造方法であって、前記積層構造成
長表面を前記気相成長装置のサセプタまたはレーザバー
固定用治具と密着させて、窓層となる半導体層を成長す
る工程と、気相成長装置から取り出し後に前記積層構造
成長表面の反対側の表面と前記共板器端面との角部に発
生する異常成長部を除去する工程、とを含むことを特徴
とするものである。従って、本発明の半導体レーザ素子
の製造方法は、共振器端面に活性層より禁制帯幅の大き
なAlGaAs半導体層を成長し窓層とする端面成長窓
型レーザであり、前記積層構造成長表面を前記気相成長
装置のサセプタまたはレーザバー固定用治具と密着させ
て窓層を成長させることにより、積層構造成長面上はサ
セプタと密着しており窓層122が成長することはな
く、共振器端面上に成長する窓層120と基板表面に成
長する窓層121の両層のみの成長となる。これら両層
が重なり合う基板角部では、ごく僅かの異常成長123
が起こるが、活性層のある共振器端面はこの位置より離
れているので異常成長の影響を受けず、さらに、この異
常成長部123を除去する工程を含むことにより、活性
層のある共振器端面上に成長する窓層のモホロジーを良
好なものとすることができる。このことから、窓層を通
る出射光に対する散乱ロスや横モードの乱れ等を無くす
ことができ、ビーム形状の整った発振効率の高い高出力
半導体レーザが得られる。As described above, according to the first aspect of the present invention,
According to the method of manufacturing a semiconductor laser device, an active layer is formed on a substrate.
Semiconductor laser with a laminated structure containing
The end face of the resonator has a half band with a larger forbidden band width than the active layer.
A structure in which a conductor layer is formed as a window layer by vapor deposition
A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
A susceptor or a laser bar of the vapor phase growth apparatus
Growing the semiconductor layer to be the window layer by closely adhering to the fixing jig
And removing the laminated structure from the vapor-phase growth apparatus.
Developed at the corner between the surface opposite to the growth surface and the end face of the co-plate.
Removing the abnormally growing portion that occurs.
It is assumed that. Therefore, the semiconductor laser device of the present invention
The manufacturing method of the method has a larger forbidden band width than the active layer on the cavity end face.
Face growth window using a new AlGaAs semiconductor layer as a window layer
Type laser, wherein the growth surface of the laminated structure is formed by the vapor phase growth.
Closely contact the susceptor of the device or the jig for fixing the laser bar.
By growing the window layer by sputtering,
The window layer 122 does not grow due to the close contact with the septa.
The window layer 120 grown on the cavity end face and the substrate surface.
Only the long layer of the window layer 121 is grown. These two layers
Are slightly abnormal growth 123 at the corner of the substrate where
Occurs, but the cavity facet with the active layer is separated from this position.
Is not affected by abnormal growth.
By including the step of removing the normal growth portion 123, the morphology of the window layer grown on the resonator end face having the active layer can be improved. From this, it is possible to eliminate scattering loss, transverse mode disturbance, and the like with respect to light emitted through the window layer, and obtain a high-output semiconductor laser having a well-shaped beam and high oscillation efficiency.
【図1】本発明の端面窓型半導体レーザ素子の実施例の
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an edge window type semiconductor laser device of the present invention.
【図2】本第1実施例の窓層成長時のV溝内共振器方向
断面図である。FIG. 2 is a sectional view in the direction of a resonator in a V-groove when a window layer is grown according to the first embodiment.
【図3】本第1実施例の素子化工程のV溝内共振器方向
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the direction of a resonator in a V-groove in an element forming step of the first embodiment.
【図4】本第1実施例によって作成した素子のV溝内共
振器方向断面図である。FIG. 4 is a sectional view in the direction of the resonator in the V-groove of the device manufactured according to the first embodiment.
【図5】従来窓層成長層によるレーザのFFP水平モー
ド図である。FIG. 5 is an FFP horizontal mode diagram of a laser using a conventional window layer growth layer.
【図6】本実施例成長層によるレーザのFFP水平モー
ド図である。FIG. 6 is an FFP horizontal mode diagram of a laser using a growth layer according to the present embodiment.
【図7】本第2実施例による窓層再成長ウエハのV溝内
共振器方向断面図である。FIG. 7 is a sectional view of the window layer regrown wafer according to the second embodiment, taken in the direction of the resonator in the V-groove.
【図8】本第3実施例によるレーザーバー固定用治具の
斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a jig for fixing a laser bar according to a third embodiment.
【図9】本第3実施例による窓層再成長ウエハのV溝内
共振器方向断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the window layer regrown wafer according to the third embodiment, taken in the direction of the resonator in the V-groove.
【図10】レーザーバー固定用治具全体図である。FIG. 10 is an overall view of a jig for fixing a laser bar.
【図11】本第4実施例による窓層再成長時のV溝内共
振器方向断面図である。FIG. 11 is a sectional view in the V-groove resonator direction at the time of window layer regrowth according to the fourth embodiment.
【図12】本第5実施例による窓層再成長時のV溝内共
振器方向断面図である。FIG. 12 is a sectional view in the direction of the resonator in the V-groove at the time of window layer regrowth according to the fifth embodiment.
【図13】本第6実施例による窓層再成長時のV溝内共
振器方向断面図である。FIG. 13 is a sectional view in the direction of the resonator in the V-groove at the time of window layer regrowth according to the sixth embodiment.
【図14】VSISレーザウエハ斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of a VSIS laser wafer.
【図15】従来例の窓層成長時のV溝内共振器方向断面
図である。FIG. 15 is a cross-sectional view in the direction of a resonator in a V-groove when a window layer is grown in a conventional example.
【図16】従来成長方法での端面窓型半導体レーザ素子
の斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of an end face window type semiconductor laser device by a conventional growth method.
100 p−GaAs基板 101 電流阻止層 n−GaAs 102 V溝 103 クラッド層 p−AlyGa1-yAs(y=
0.45) 104 活性層 p−AlxGa1-xAs(x=
0.15) 105 クラッド層 p−AlyGa1-yAs(y=
0.45) 106 コンタクト層 n−GaAs 107 共振器端面 108 積層構造成長面 109 レーザーバー 110 積層構造部 120 窓層(共振器端面上成長) AlzGa1-zA
s(z=0.50) 121 窓層(基板上成長) AlzGa1-zA
s(z=0.50) 122 窓層(積層構造成長面上成長)AlzGa1-zA
s(z=0.50) 123 窓層(角部成長異常領域) AlzGa1-zA
s(z=0.50) 130 サセプタ 131 成長防止治具 132 レーザーバー固定用治具 133 SiO2膜 140 p型電極 141 n型電極 142,142’ 端面保護膜100 p-GaAs substrate 101 current blocking layer n-GaAs 102 V groove 103 cladding layer p-Al y Ga 1-y As (y =
0.45) 104 active layer p-Al x Ga 1 -x As (x =
0.15) 105 clad layer p-Al y Ga 1-y As (y =
0.45) 106 contact layer n-GaAs 107 resonator end face 108 stacked structure growth face 109 laser bar 110 stacked structure section 120 window layer (grown on resonator end face) Al z Ga 1-z A
s (z = 0.50) 121 Window layer (grown on substrate) Al z Ga 1 -z A
s (z = 0.50) 122 Window layer (grown on the growth surface of the laminated structure) Al z Ga 1 -z A
s (z = 0.50) 123 Window layer (corner growth abnormal region) Al z Ga 1 -z A
s (z = 0.50) 130 susceptor 131 growth preventing jig 132 laser bar fixing jig 133 S i O 2 film 140 p-type electrode 141 n-type electrode 142 and 142 'the end face protective film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹岡 忠士 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (72)発明者 山本 三郎 大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャー プ株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−227485(JP,A) 特開 昭54−126488(JP,A) 特開 昭55−115386(JP,A) 特開 昭60−140779(JP,A) 特開 昭61−154088(JP,A) 実開 昭57−6267(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tadayoshi Takeoka 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City Inside Sharpe Corporation (72) Inventor Saburo Yamamoto 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City Inside Sharpe Corporation ( 56) References JP-A-1-227485 (JP, A) JP-A-54-126488 (JP, A) JP-A-55-115386 (JP, A) JP-A-60-140779 (JP, A) Showa 61-154088 (JP, A) Actually open Showa 57-6267 (JP, U)
Claims (1)
た半導体レーザを内部構造とし、その共振器端面に、活
性層より禁制帯幅の大きな半導体層を気相成長法によっ
て窓層として形成する構造の半導体レーザ素子の製造方
法において、前記積層構造成長表面を前記気相成長装置
のサセプタまたはレーザバー固定用治具と密着させて、
窓層となる半導体層を成長する工程と、気相成長装置か
ら取り出し後に前記積層構造成長表面の反対側の表面と
前記共板器端面との角部に発生する異常成長部を除去す
る工程、とを含むことを特徴とする半導体レーザ素子の
製造方法。1. A semiconductor laser having a laminated structure including an active layer formed on a substrate as an internal structure, and a semiconductor layer having a larger forbidden band width than an active layer is formed as a window layer on a cavity end face by a vapor phase growth method. In the method for manufacturing a semiconductor laser device having a structure to be formed, the stacked structure growth surface is brought into close contact with a susceptor or a laser bar fixing jig of the vapor phase growth apparatus,
A step of growing a semiconductor layer serving as a window layer, and a step of removing an abnormally grown portion generated at a corner between the opposite surface of the laminated structure growth surface and the end face of the co-plate after removal from the vapor phase growth apparatus, And a method for manufacturing a semiconductor laser device.
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