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JPS622719B2 - - Google Patents
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JPS622719B2 - - Google Patents

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JPS622719B2
JPS622719B2 JP18309181A JP18309181A JPS622719B2 JP S622719 B2 JPS622719 B2 JP S622719B2 JP 18309181 A JP18309181 A JP 18309181A JP 18309181 A JP18309181 A JP 18309181A JP S622719 B2 JPS622719 B2 JP S622719B2
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JP
Japan
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layer
semiconductor
high resistivity
laser
ion implantation
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JP18309181A
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Japanese (ja)
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JPS5885583A (en
Inventor
Tadashi Fukuzawa
Nobutoshi Matsunaga
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザ装置の製造方法に関し、
さらに詳述すれば、発光領域を流れる電流を変調
するための機能回路素子を集積化した素子及び集
積回路を具えた半導体レーザ装置の製造方法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser device,
More specifically, the present invention relates to an element in which functional circuit elements for modulating the current flowing through a light emitting region are integrated, and a method for manufacturing a semiconductor laser device including an integrated circuit.

最近、半導体レーザー素子を回路と併用させて
機能的デバイスとして動作させる要望が出てき
た。例えば、変調回路と半導体レーザー素子とを
組合わせて、回路の出力が一定の値のときレーザ
ー光を放出させ、それをグラスフアイバーなどに
導入させて光通信に応用する提案等がなされてい
る。
Recently, there has been a demand for using semiconductor laser elements in combination with circuits to operate them as functional devices. For example, proposals have been made to combine a modulation circuit and a semiconductor laser element to emit laser light when the output of the circuit is a constant value, and to introduce it into a glass fiber or the like for application to optical communications.

従来この種の装置は、高比抵抗、或いは導電型
半導体層を、液相成長法、又は、熱拡散法等によ
り形成されていた。しかし、上述の液相成長法な
どは、ドープ量の正確な制御が困難であり、安定
した高比抵抗層を形成することは難かしかつた。
また、選択的に液相成長させると、他の半導体層
との間に互いに歪などの影響を与えたまま半導体
層を形成することとなり出来上つた素子を極めて
電気的に劣化させる欠点が存した。
Conventionally, in this type of device, a high resistivity or conductive semiconductor layer has been formed by a liquid phase growth method, a thermal diffusion method, or the like. However, in the liquid phase growth method described above, it is difficult to accurately control the doping amount, and it is difficult to form a stable high resistivity layer.
In addition, selective liquid phase growth has the disadvantage that the semiconductor layer is formed with mutual effects such as strain on other semiconductor layers, resulting in extremely electrical deterioration of the finished device. .

本発明の目的は、上記欠点の無い、簡単な構成
で半導体レーザ素子を機能デバイス回路等に使用
するに適した新規な半導体レーザ装置の製造方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel method for manufacturing a semiconductor laser device that is free from the above-mentioned drawbacks, has a simple structure, and is suitable for using a semiconductor laser element in a functional device circuit or the like.

上記目的を達成するための本発明の構成は、半
導体基板上に設けられた活性層上に、更に、半導
体層を単層もしくは複層形成する工程と、該層中
に酸素又はAl元素を選択的にイオン打込みを行
なう工程と、上記イオン打込みにより形成された
高比抵抗層又は該層上に回路素子形成領域を設け
る工程とを有することにある。
The structure of the present invention to achieve the above object includes a step of further forming a single layer or a multilayer semiconductor layer on an active layer provided on a semiconductor substrate, and selecting oxygen or Al element in the layer. and a step of providing a high resistivity layer formed by the ion implantation or a circuit element formation region on the layer.

本発明は、上述のように半導体層をイオン打込
みにより高比抵抗層に転化させることにより、界
面および表面状態が良好で電気的特性の良好な高
比抵抗層が形成される。すなわち、液相成長法な
ど新規の層を逐次積上げて形成するものと異な
り、既存の半導体層を逐一徐々に高比抵抗層に転
化せしめていくので無理なく安定した層が得られ
るわけである。引き続いて、後の工程で素子形成
領域が形成される。この工程は800〜1000℃の高
温雰囲気中で行なわれるので、実質的なイオン打
込み後の熱処理工程と併用され、工程の簡素化に
利点がある。打込みエネルギーは800〜1500KeV
で1013〜1015cm-2打込まれる。この打込みエネル
ギーは通常の導電型不純物をドープする場合よ
り、数倍高い。800KeVに満たない場合は充分高
比抵抗層が得られず、また、1500KeVを越える場
合は、却つて半導体層に欠陥を発生せしめ好まし
くない。打込み深さは、所望の素子の大きさで異
なるが普通1〜5μmで活性層に到達しない深さ
で、かつキヤツプ層より深く形成することが肝要
である。
In the present invention, by converting a semiconductor layer into a high resistivity layer by ion implantation as described above, a high resistivity layer with good interface and surface conditions and good electrical characteristics is formed. That is, unlike liquid phase growth methods, which are formed by successively stacking new layers, existing semiconductor layers are gradually converted into high resistivity layers one by one, so stable layers can be obtained without difficulty. Subsequently, an element formation region is formed in a later step. Since this step is carried out in a high temperature atmosphere of 800 to 1000° C., it is used in conjunction with a heat treatment step after substantial ion implantation, and has the advantage of simplifying the process. Implant energy is 800-1500KeV
It is driven at 10 13 to 10 15 cm -2 . This implantation energy is several times higher than when doping with normal conductivity type impurities. If it is less than 800 KeV, a sufficiently high resistivity layer cannot be obtained, and if it exceeds 1,500 KeV, it may even cause defects in the semiconductor layer, which is not preferable. Although the implantation depth varies depending on the desired size of the device, it is generally 1 to 5 μm, and it is important that the implantation depth is such that it does not reach the active layer and is deeper than the cap layer.

また、打込みは予じめ所定のマスクを介して選
択的に行なつてレーザの発光領域を回避させてお
くことが必要である。前述したように、高エネル
ギーで打込むので深い深さまで容易に高比抵抗層
化ができる。また、表面から、0.5〜0.6μmの処
に打込んだ原子の濃度のピーク値を有する。これ
は、所定の半導体層内部に一層絶縁効果の高い領
域を保有し、高比抵抗層を一層効あるものとする
と共に、表面、及びさらに深い半導体層内の領域
を多量のドープによる結晶的破損から未然に阻止
し得る効も併用している。これらの、打込み技術
は、通常のシリコン半導体装置等を形成する場合
と、基体的に同じものが使用され新らたに特別な
付属装置などを必要としないので極めて、容易な
方法で電気的特性の良好な半導体レーザが提供で
きる。
Further, it is necessary to perform the implantation selectively in advance through a predetermined mask to avoid the laser emission region. As mentioned above, since it is implanted with high energy, it is possible to easily form a high resistivity layer to a deep depth. Furthermore, the concentration of implanted atoms has a peak value at a distance of 0.5 to 0.6 μm from the surface. This has a region with a higher insulating effect inside a given semiconductor layer, making the high resistivity layer even more effective, and also causes crystalline damage due to large amounts of doping at the surface and deeper regions within the semiconductor layer. It is also used in combination with effects that can prevent this from occurring. These implantation techniques are extremely easy to use when forming regular silicon semiconductor devices because the same substrate is used and no new special accessory equipment is required. A semiconductor laser with good quality can be provided.

このように、イオン打込みは、打込まれた半導
体層を破壊することなく極めて結晶的に安定に保
持させたまま高比抵抗層を形成するので、この打
込み層内に他の半導体元素を打込んで素子形成領
域の形成を可能ならしめる。また、この打込み層
は表面も安定した状態で得られるので結晶の整合
性がよく、該層上に他の半導体層を形成してもこ
の半導体層は完全な結晶性が得られ、この半導体
層を素子形成領域としての使用を可能ならしめ
る。
In this way, ion implantation forms a high resistivity layer while keeping the implanted semiconductor layer extremely crystalline and stable without destroying it, so it is possible to implant other semiconductor elements into this implanted layer. This makes it possible to form an element formation region. In addition, since this implanted layer is obtained with a stable surface, the crystal consistency is good, and even if another semiconductor layer is formed on the implanted layer, this semiconductor layer will have perfect crystallinity. This makes it possible to use the area as an element forming area.

上述のように、極めて絶縁体に近い高比抵抗層
が上記半導体層中に形成させることによりレーザ
などの発光素子部分と、回路部分とが分離され、
配線層により結続されている。このため、上記高
比抵抗層は選択的に設けられているので電極から
の電流は特定の領域に集中しレーザ素子における
電流閉じ込め効果を有し、動作電流の効率化を促
すとともに、レーザ素子と能動回路とを絶縁分離
する。この絶縁分離は導電型不純物とは異なる元
素がイオン打込みにより半導体層中に打込まれて
高比抵抗層が形成されて得られるものであり、従
来のたとえばPN接合による分離に比較して、寄
生容量分が極めて小さいので高周波特性が良好で
ある。この、高比抵抗層は、GaAs、GaAlAsな
どの化合物半導体層などに、酸素イオンなどをイ
オン打込みにより打込んで形成される。イオン源
としては上記酸素、Alなどの他にも打込み後に
変化しないものであれば適宜目的により用いられ
るが打込み後の熱処理により低比抵抗にならない
ことが肝要である。この意味で酸素、Al等が好
ましい。上記高比抵抗層は、前述のようにレーザ
素子部分と回路素子部分とが分離されればよい
が、レーザの活性層の深さよりは浅く、クラツド
層よりは深いことが望ましい。この方が動作電流
が活性層に到達するまでに拡がらずに有効活用が
でき、かつ、打込による結晶性の低下が活性層に
及ぶことなく電流狭搾の効果がより高められる。
また、半導体材料としては、In、Ga、Al、
AsP、およびSbからなる群のうち少く共3種類
を構成元素とすることが肝要である。これらはヘ
テロ接合を有する半導体レーザに極めて有効であ
るからである。以下実施例を用いて詳述する。
As mentioned above, by forming a high resistivity layer that is very close to an insulator in the semiconductor layer, the light emitting element portion such as a laser and the circuit portion are separated.
They are connected by a wiring layer. For this reason, since the high resistivity layer is selectively provided, the current from the electrode is concentrated in a specific region, which has a current confinement effect in the laser element, promoting efficiency of the operating current, and improving the efficiency of the laser element. Insulate and separate from active circuits. This insulation isolation is achieved by ion implantation of an element different from conductivity type impurities into the semiconductor layer to form a high resistivity layer. Since the capacitance is extremely small, high frequency characteristics are good. This high resistivity layer is formed by implanting oxygen ions or the like into a compound semiconductor layer such as GaAs or GaAlAs by ion implantation. In addition to the above-mentioned oxygen and Al, other ion sources may be used depending on the purpose as long as they do not change after implantation, but it is important that the resistivity does not become low due to heat treatment after implantation. In this sense, oxygen, Al, etc. are preferable. The high resistivity layer may have a depth that is shallower than the active layer of the laser and deeper than the cladding layer, although it is sufficient that the laser element portion and the circuit element portion are separated as described above. In this way, the operating current can be used more effectively without spreading before it reaches the active layer, and the effect of current narrowing can be further enhanced without deterioration of crystallinity due to implantation affecting the active layer.
In addition, semiconductor materials include In, Ga, Al,
It is important that the constituent elements be at least three of the group consisting of AsP and Sb. This is because these are extremely effective for semiconductor lasers having a heterojunction. This will be explained in detail below using examples.

実施例 1 第1図は本発明の半導体レーザ装置の概略断面
図である。レーザ光の進行方向に垂直な面での断
面図を示している。
Example 1 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser device of the present invention. A cross-sectional view taken in a plane perpendicular to the traveling direction of laser light is shown.

n―GaAs基板1上に、公知の液相成長技術
で、厚さ1〜3μmのn―Ga1-xAlxAs(0.2≦x
≦0.7)なる第1クラツド層2と、該層2上に形
成された厚さ0.05〜1.5μmのn型又はp型もし
くはアンドープのGa1-yAlyAs(0≦y≦0.3)な
る活性層3と、該層3上に厚さ1〜3μmのp―
Ga1-zAlzAs(0.2≦z≦0.7)なる第2クラツド層
4と、該層4上に厚さ0.1〜0.7μmのp―GaAs
なるキヤツプ層5とが形成される。このキヤツプ
層5の囲りに高比抵抗層6がたとえば酸素のイオ
ン打込みにより形成される。上記キヤツプ層5の
幅は1.5〜2.5μm程度である。このようにして動
作電流の狭搾型のレーザ素子が構成される。な
お、破線で示した領域15はレーザの既その発光
領域を示す。レーザの横モード制御のために、図
のように上記基板1に予じめ断面が逆台形状の窪
味(溝)が設けられてあつてもよい。上記レーザ
素子領域に並置して上記高比抵抗層6上に後述す
る方法により形成された回路素子形成領域を形成
するn―GaAs層7が設けられている。該領域7
上もしくは領域7内に、公知の製造手段により回
路機能素子が形成される。例えば、図の如く、ソ
ース電極8、ゲート電極9、ドレイン電極10、
絶縁膜14、そして金属電極12および13を設
けて電界効果型のトランジスタが構成されてい
る。第2図は上記第1図の概略上面図である。上
記金属配線12は、上記レーザの電極部11と接
続されている。一方、上記FETのソース電極8
に接続されている。上記ゲート電極9は上記ドレ
イン電極10に接続している電極13を割つて中
間をゲート用ボンデイングパツド16と接続され
ている。これら、電極12,13および16の形
態、形状は回路素子や使用目的により適宜変化が
可能である。次いで本発明の製造方法について述
べる。
On the n-GaAs substrate 1, a layer of n-Ga 1-x Al x As (0.2≦x
≦0.7), and an active layer 2 formed on the layer 2 of n-type or p-type or undoped Ga 1-y Al y As (0≦y≦0.3) with a thickness of 0.05 to 1.5 μm. layer 3 and a p- layer with a thickness of 1 to 3 μm on the layer 3;
A second cladding layer 4 made of Ga 1-z Al z As (0.2≦z≦0.7), and a p-GaAs layer 4 with a thickness of 0.1 to 0.7 μm on the second cladding layer 4.
A cap layer 5 is formed. A high resistivity layer 6 is formed around this cap layer 5 by, for example, oxygen ion implantation. The width of the cap layer 5 is approximately 1.5 to 2.5 μm. In this way, a laser element with a narrow operating current is constructed. Note that a region 15 indicated by a broken line indicates an existing light emitting region of the laser. In order to control the transverse mode of the laser, a recess (groove) having an inverted trapezoidal cross section may be provided in advance in the substrate 1 as shown in the figure. An n-GaAs layer 7 forming a circuit element formation region is provided on the high resistivity layer 6 by a method described later, juxtaposed to the laser element region. The area 7
Circuit functional elements are formed on or in the region 7 by known manufacturing means. For example, as shown in the figure, a source electrode 8, a gate electrode 9, a drain electrode 10,
A field effect transistor is constructed by providing an insulating film 14 and metal electrodes 12 and 13. FIG. 2 is a schematic top view of FIG. 1 above. The metal wiring 12 is connected to the electrode section 11 of the laser. On the other hand, the source electrode 8 of the FET
It is connected to the. The gate electrode 9 is connected to a gate bonding pad 16 in the middle by dividing the electrode 13 connected to the drain electrode 10. The form and shape of these electrodes 12, 13, and 16 can be changed as appropriate depending on the circuit element and purpose of use. Next, the manufacturing method of the present invention will be described.

半導体レーザの各半導体層2,3,4および5
は従来のスライド法を使用した液相成長法により
所定の半導体基板上に容易に形成される。例え
ば、半導体層2は、結晶溶液の組成は、Gaを
6g、GaAsを400mg、Alを10mg、そしてTeを0.5mg
に調整することにより得られる。また、活性層3
は、Gaを6g、GaAsを400mg、そしてAlを2mg
に、クラツド層4はGaを6g、GaAsを400mg,
Alを10mg、そしてZnを30mgに、さらにまた、キ
ヤツプ層5は、Gaを6g、GaAsを400mg、そし
てZnを30mgに調整することにより得られる。
Each semiconductor layer 2, 3, 4 and 5 of the semiconductor laser
is easily formed on a predetermined semiconductor substrate by a liquid phase growth method using a conventional sliding method. For example, in the semiconductor layer 2, the composition of the crystal solution is Ga.
6g, 400mg GaAs, 10mg Al, and 0.5mg Te.
It can be obtained by adjusting. In addition, active layer 3
is 6g of Ga, 400mg of GaAs, and 2mg of Al.
In addition, cladding layer 4 contains 6 g of Ga, 400 mg of GaAs,
The cap layer 5 is obtained by adjusting Al to 10 mg and Zn to 30 mg. Furthermore, the cap layer 5 is obtained by adjusting Ga to 6 g, GaAs to 400 mg, and Zn to 30 mg.

第3図に示す如く、ストライプ状の溝(深さ
0.5〜5μm)18を有するn型GaAs半導体基板
上に説明した如き半導体層2〜5を成長せしめ
る。各層の厚みは前に述べた通りである。
As shown in Figure 3, striped grooves (depth
Semiconductor layers 2 to 5 as described above are grown on an n-type GaAs semiconductor substrate having a thickness of 0.5 to 5 μm) 18. The thickness of each layer is as described above.

レーザ発振せしめる領域の上部(これは上述の
溝の部分に対応している)にフオトレジスト等で
イオン打込み用マスク17を帯状に形成する。
An ion implantation mask 17 is formed in a band shape using photoresist or the like above the region where laser oscillation is to be performed (this corresponds to the above-mentioned groove portion).

第4図に示す如くイオン打込用マスク17を介
し、800KeV、深さ0.5〜2μmで酸素イオン21
を打込み、高比抵抗層6を形成する。次いで、第
5図に示したように、マスク17を除去後、n―
GaAs層7を厚さ0.2〜5μm液相成長法で作製す
る。通常の化学食刻法を用いてFETを形成する
部分のみn―GaAs層7を残す。レーザ素子部に
対応する領域上は、p―GaAs層5が露出する
(第6図)。こうして準備された半導体基体表面全
面に厚さ0.5μmのSiO2膜14をCVD法で形成
し、更にソースおよびドレインに対応する箇所の
SiO2膜を選択的に除去する。第7図がこの状態
である。この除去された箇所にAu―Ge―Niを蒸
着し、所定形状にパターニングののち、アロイ化
し電極8,10を形成する。次いで、前記第1図
に示した如く、レーザ電極部に対応するSiO2
を開口し、レーザ電極部、及びゲート電極部分に
Ti、Gr、Auを積層して蒸着し所定の金属パター
ンを形成する。基板結晶の裏面を研磨し、100μ
m程度まで薄くした後、n側電極18としてAu
―Snを蒸着後、素子を分離し、ボンデイングを
行なう。このようにして、能動回路を具なえた半
導体レーザ装置が形成される。第1図がこの完成
図である。
As shown in FIG. 4, oxygen ions 21 are implanted at 800 KeV and at a depth of 0.5 to 2 μm through an ion implantation mask 17.
is implanted to form a high resistivity layer 6. Next, as shown in FIG. 5, after removing the mask 17, the n-
A GaAs layer 7 having a thickness of 0.2 to 5 μm is formed by liquid phase growth. By using a normal chemical etching method, the n-GaAs layer 7 is left only in the part where the FET will be formed. The p-GaAs layer 5 is exposed on the region corresponding to the laser element portion (FIG. 6). A SiO 2 film 14 with a thickness of 0.5 μm is formed on the entire surface of the semiconductor substrate prepared in this way by the CVD method, and then a SiO 2 film 14 is formed at the locations corresponding to the source and drain.
Selectively remove the SiO 2 film. FIG. 7 shows this state. Au--Ge--Ni is deposited on the removed portions, patterned into a predetermined shape, and then alloyed to form the electrodes 8, 10. Next, as shown in FIG. 1, the SiO 2 film corresponding to the laser electrode part is opened, and the laser electrode part and the gate electrode part are opened.
A predetermined metal pattern is formed by depositing a layer of Ti, Gr, and Au. Polish the back side of the substrate crystal to 100μ
After thinning to about m, Au is used as the n-side electrode 18.
- After depositing Sn, separate the elements and perform bonding. In this way, a semiconductor laser device equipped with an active circuit is formed. Figure 1 shows this completed drawing.

レーザの発振しきい電流値は60mA、最大出力
10mwで、3GHzで変調することができた。
Laser oscillation threshold current value is 60mA, maximum output
It was possible to modulate at 3GHz with 10mW.

本発明の製造方法は改良が可能である。この例
を第8〜9図を用いて説明する。第8図ではレー
ザ構造作成後、酸素イオン打込みの時800〜
1500KeVの高エネルギーで打込み同図右に示すよ
うに表面では酸素濃度は比較的低く、表面から
0.5〜0.6μmのところにピークを持つプロフアイ
ルを形成する。この時ピーク付近の酸素濃度は十
分高くレーザとFETの分離は完全に行なわれ、
かつ表面付近の酸素濃度は十分に低くここに作ら
れるFETの特性は損なわれない。さらにこの上
に第9図に示す如くSiあるいはSeをSiならば75〜
100KeV、5×1011〜5×1012cm-2Seは250〜
300KeV5×1011〜5×1012cm-2打込みFETなどの
素子形成用の活性層19を形成する。この時Siあ
るいはSeはホトレジストマスク20を通した選
択イオン打込みにより打込まれFETとレーザ、
あるいは他のFETとの間は電気的に絶縁分離さ
れる。その後のゲートおよび電極は前述の第7図
と全く同じ方法により形成されるので説明を省略
する。
The manufacturing method of the present invention can be improved. This example will be explained using FIGS. 8 and 9. In Figure 8, after laser structure creation, when oxygen ions are implanted, 800~
As shown on the right side of the figure, the oxygen concentration at the surface is relatively low, and the
A profile with a peak at 0.5-0.6 μm is formed. At this time, the oxygen concentration near the peak is sufficiently high that the laser and FET are completely separated.
In addition, the oxygen concentration near the surface is sufficiently low that the characteristics of the FET manufactured here are not impaired. Furthermore, as shown in Figure 9, if Si or Se is Si, then 75~
100KeV, 5×10 11 ~ 5×10 12 cm -2 Se is 250 ~
300KeV5×10 11 to 5×10 12 cm −2 An active layer 19 for forming an element such as an implanted FET is formed. At this time, Si or Se is implanted by selective ion implantation through a photoresist mask 20, and the FET and laser are implanted.
Alternatively, it is electrically isolated from other FETs. The subsequent gates and electrodes are formed by the same method as in FIG. 7 described above, so their explanation will be omitted.

実施例 2 本発明は、前述の実施例の説明で述べたGaAs
―GaAlAs系の半導体以外にも適用でき、高速変
調特性の優れた半導体レーザを得ることができ
る。以下説明するが、便宜的に前記実施例におけ
る第1図を用いることとする。構成組材が異なる
だけで作用、効果等は全く同様であるためであ
る。
Example 2 The present invention is based on the GaAs
-It can be applied to semiconductors other than GaAlAs-based semiconductors, and a semiconductor laser with excellent high-speed modulation characteristics can be obtained. In the following explanation, for convenience, FIG. 1 in the above embodiment will be used. This is because the functions, effects, etc. are exactly the same, only the constituent materials are different.

n型InP基板1上に、n型InP層2(厚さ1μ
m)、アンドープIn0.73Ga0.27As0.63P0.37レーザ活
性層3(厚さ0.1μm)、p型InP4(厚さ1.5μ
m)を液相成長法で作成し、1000KeVで酸素イオ
ンを打込んで、前記実施例1と同様の方法で素子
を作成した。この場合は、第2クラツド層4とキ
ヤツプ層5を同一物としている。7として、n型
InP層を用いた。波長1.6μmでレーザ発振し、
2.5GHzで変調することができた。
An n-type InP layer 2 (thickness 1 μm) is formed on the n-type InP substrate 1.
m ), undoped In0.73Ga0.27As0.63P0.37 laser active layer 3 ( thickness 0.1μm ) , p- type InP4 (thickness 1.5μm)
m) was prepared by a liquid phase growth method, oxygen ions were implanted at 1000 KeV, and a device was prepared in the same manner as in Example 1 above. In this case, the second cladding layer 4 and the cap layer 5 are the same. 7, n-type
An InP layer was used. Laser oscillates at a wavelength of 1.6μm,
It was possible to modulate at 2.5GHz.

実施例 3 n型InP基板1上に、n型In0.52Al0.48As層2
(厚さ1.0μm)、n型In0.53Ga0.47As層3(厚さ
0.12μm)、p型In0.52Al0.48As層4(厚さ1.0μ
m)を高真空中で、分子線エピタキシヤル法で成
長せしめる。次いで、ウエーハーを真空中から取
り出すことなく、酸素イオンのビームで選択的に
パターンを描き、実施例1で示した高比抵抗領域
6を形成した。この方式はフオトレジストを用い
ることなく、直接イオン打込によりパターン形成
が可能である。
Example 3 On n-type InP substrate 1, n-type In 0 . 52 Al 0 . 48 As layer 2
(thickness 1.0 μm), n-type In 0.53 Ga 0.47 As layer 3 (thickness
0.12 μm), p -type In 0.52 Al 0.48 As layer 4 (thickness 1.0 μm)
m) is grown by molecular beam epitaxial method in a high vacuum. Next, without taking the wafer out of vacuum, a pattern was selectively drawn with an oxygen ion beam to form the high resistivity region 6 shown in Example 1. This method allows pattern formation by direct ion implantation without using photoresist.

イオン打込後、さらに分子線エピタキシヤル法
により、n型In0.53Ga0.47As層0.2μmを成長さ
せ、7で示したFETの能動層とする。以下は、
実施例1と同じ方法で作製できるので説明を省略
する。
After the ion implantation, an n-type In 0 . 53 Ga 0 . The following is
Since it can be manufactured by the same method as in Example 1, the explanation will be omitted.

以上詳述したように、本発明はレーザ素子の傍
の高比抵抗層を高エネルギーのイオン打込みによ
り形成して、該素子を回路素子から電気的に分離
すると共に電流狭搾を行なわしめた点電気的特性
の良好なコンパクトな集積回路を具えた半導体レ
ーザ装置を提供でき、工業的利益大なるものであ
る。
As detailed above, the present invention is characterized in that a high resistivity layer near the laser element is formed by high-energy ion implantation to electrically isolate the element from the circuit elements and to narrow the current. It is possible to provide a semiconductor laser device equipped with a compact integrated circuit with good electrical characteristics, which is of great industrial benefit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を使用して形成した半導体レー
ザ装置の概略断面図、第2図は第1図の上面図、
第3図〜第7図は本発明の一実施例としての概略
部分工程図、第8図および第9図は本発明の例と
しての概略部分工程図である。 1……基板、2……第1クラツド層、3……活
性層、4……第2クラツド層、5……キヤツプ
層、6……高比抵抗層、7……n型FET活性
層、8……ソース、9……ゲート、10……ドレ
イン、12および13……導電配線層、14……
絶縁膜、15……発光領域。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser device formed using the present invention, FIG. 2 is a top view of FIG. 1,
3 to 7 are schematic partial process diagrams as an example of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are schematic partial process diagrams as an example of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2... First cladding layer, 3... Active layer, 4... Second cladding layer, 5... Cap layer, 6... High specific resistance layer, 7... N-type FET active layer, 8... Source, 9... Gate, 10... Drain, 12 and 13... Conductive wiring layer, 14...
Insulating film, 15... light emitting region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板上にレーザ発光せしめるための活
性層を含む複数の半導体層を形成する工程と、前
記複数の半導体層中の所定個所にイオン打込み法
によつて高比抵抗領域を形成する工程と、少なく
とも前記高比抵抗領域上に半導体層を設ける工程
と、この半導体層中に少なくとも回路素子を形成
することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記イオン
打込み法によつて形成する高比抵抗領域中の不純
物濃度は少なくともその表面側で低濃度であり、
該高比抵抗領域内に濃度のピークを有する如き不
純物濃度分布を有せしめることを特徴とする半導
体レーザ装置の製造方法。
[Scope of Claims] 1. A step of forming a plurality of semiconductor layers including an active layer for emitting laser light on a semiconductor substrate, and forming high resistivity regions at predetermined locations in the plurality of semiconductor layers by an ion implantation method. A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising the steps of: forming a semiconductor layer at least on the high resistivity region; and forming at least a circuit element in the semiconductor layer. 2. In claim 1, the impurity concentration in the high resistivity region formed by the ion implantation method is low at least on the surface side thereof;
A method for manufacturing a semiconductor laser device, characterized in that the impurity concentration distribution has an impurity concentration peak within the high resistivity region.
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