JPS6237838B2 - - Google Patents
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- JPS6237838B2 JPS6237838B2 JP1420280A JP1420280A JPS6237838B2 JP S6237838 B2 JPS6237838 B2 JP S6237838B2 JP 1420280 A JP1420280 A JP 1420280A JP 1420280 A JP1420280 A JP 1420280A JP S6237838 B2 JPS6237838 B2 JP S6237838B2
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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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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- 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の製造方法に関するもの
である。半導体レーザの構造は電流注入が、Ｐ，
ｎ両電極全面にわたつて行われるブロードコンタ
クト型が最も基本的であるが、実際には発振しき
い電流値を下げ、活性層で生じる発熱量を低くす
るため、及び、発振横モードを制御するため、
種々のストライプ構造が具現されている。最も典
型的なストライプ構造のものとしてSiO2ストラ
イプ型構造がある。その例を（InGa）（AsP）／
InPダブルヘテロレーザについて第１図に示す。
この図で１は（InGa）（AsP）活性層、２はＰ―
InP層、４はＰ電極、５はｎ電極、６はSiO2膜で
ある。
である。半導体レーザの構造は電流注入が、Ｐ，
ｎ両電極全面にわたつて行われるブロードコンタ
クト型が最も基本的であるが、実際には発振しき
い電流値を下げ、活性層で生じる発熱量を低くす
るため、及び、発振横モードを制御するため、
種々のストライプ構造が具現されている。最も典
型的なストライプ構造のものとしてSiO2ストラ
イプ型構造がある。その例を（InGa）（AsP）／
InPダブルヘテロレーザについて第１図に示す。
この図で１は（InGa）（AsP）活性層、２はＰ―
InP層、４はＰ電極、５はｎ電極、６はSiO2膜で
ある。
電流はSiO2の無いストライプ部分７を通して
流れ、活性層部１でキヤリア再結合による発光が
生じ、鏡面８，９で往復反射される。注入電流値
がある値を越えると、レーザ発振が生じ、レーザ
光が外部に放射される。鏡面は通学へき開により
作られており、へき開は（110）面について容易
に行いえるために成長は（110）面と直交する
（100）面上に行われる。従つて、図１の鏡面８，
９は（100）面になる。しかしながら、へき開に
よつて鏡面を作製する場合には、複数個の半導体
レーザが一体化されたものを得る場合には、共通
のへき開鏡面を持つ複数個の並置された半導体レ
ーザしかできずに共振器が縦に並んだ、あるいは
縦横に並んだ多数の半導体レーザを一つのウエハ
ー上に作ることはできない。
流れ、活性層部１でキヤリア再結合による発光が
生じ、鏡面８，９で往復反射される。注入電流値
がある値を越えると、レーザ発振が生じ、レーザ
光が外部に放射される。鏡面は通学へき開により
作られており、へき開は（110）面について容易
に行いえるために成長は（110）面と直交する
（100）面上に行われる。従つて、図１の鏡面８，
９は（100）面になる。しかしながら、へき開に
よつて鏡面を作製する場合には、複数個の半導体
レーザが一体化されたものを得る場合には、共通
のへき開鏡面を持つ複数個の並置された半導体レ
ーザしかできずに共振器が縦に並んだ、あるいは
縦横に並んだ多数の半導体レーザを一つのウエハ
ー上に作ることはできない。
また、InGaAsP／InP半導体レーザはInGaAsP
に転位が発生し難いという理由があつて
（AlGa）As半導体レーザで見られたような活性
層を貫く転位に原因する活性層内中での通電時の
転位の伸長により出力が減少する劣化は生じにく
いが、鏡面が動作中に酸化されて劣化してくるた
めに光出力が減少してくる傾向があり、特に出力
が高い場合には、この傾向は著しくなる。この劣
化原因を除去するためには鏡面を外気より保護す
る必要がある。この鏡面保護の具体的手段として
は例えば、SiO2，Al2O3のように半導体レーザの
発振波長に対して透明な絶縁膜を鏡面に付ける方
法があるが、この方法は外気の侵入は防ぐことは
できても、バンドが結晶表面で曲ることによる光
の吸収に基く、鏡面劣化を抑制することはできな
いので、鏡面保護法としては完全ではない。完全
な鏡面保護を行うためには、（InGa）（AsP）活
性層よりもバンド間隔の大きい物質で（InGa）
（AsP）活性層表面を覆つて、鏡面のバンドの曲
りをなくしてレーザ光自身による鏡面でのキヤリ
アの励起をなくすことが必要である。こうした
InP，（InGa）（AsP）による鏡面保護を行う場
合、へき開による方法では電極まで形成したウエ
ハアーをバー状にへき開したものについて行わな
ければならないので生産的ではない。これに対し
て化学エツチングによつて鏡面を形成したもの
は、ウエハー処理が可能であるので、大量生産に
向いている。
に転位が発生し難いという理由があつて
（AlGa）As半導体レーザで見られたような活性
層を貫く転位に原因する活性層内中での通電時の
転位の伸長により出力が減少する劣化は生じにく
いが、鏡面が動作中に酸化されて劣化してくるた
めに光出力が減少してくる傾向があり、特に出力
が高い場合には、この傾向は著しくなる。この劣
化原因を除去するためには鏡面を外気より保護す
る必要がある。この鏡面保護の具体的手段として
は例えば、SiO2，Al2O3のように半導体レーザの
発振波長に対して透明な絶縁膜を鏡面に付ける方
法があるが、この方法は外気の侵入は防ぐことは
できても、バンドが結晶表面で曲ることによる光
の吸収に基く、鏡面劣化を抑制することはできな
いので、鏡面保護法としては完全ではない。完全
な鏡面保護を行うためには、（InGa）（AsP）活
性層よりもバンド間隔の大きい物質で（InGa）
（AsP）活性層表面を覆つて、鏡面のバンドの曲
りをなくしてレーザ光自身による鏡面でのキヤリ
アの励起をなくすことが必要である。こうした
InP，（InGa）（AsP）による鏡面保護を行う場
合、へき開による方法では電極まで形成したウエ
ハアーをバー状にへき開したものについて行わな
ければならないので生産的ではない。これに対し
て化学エツチングによつて鏡面を形成したもの
は、ウエハー処理が可能であるので、大量生産に
向いている。
しかしながら、前記鏡面保護層は鏡面保護層自
身の機械的損傷、動作中の劣化を考慮すると、あ
る程度厚くする必要がある。また、結晶成長時の
被成長面の熱劣化を抑えるため結晶成長温度は極
力低くする必要がある。結晶成長温度を下げると
厚膜成長が困難になるため、従来、知られた方法
によつては、効果のある鏡面保護膜を形成するこ
とは困難である。本発明は上述した如き欠点のな
い鏡面保護膜を鏡面につけた半導体レーザを作製
する方法を提供するものである。本発明の特徴は
InP（100）面基板上に活性層を導波路層で挾み
こんだ多層構造の半導体層を形成し、この半導体
層を化学エツチして鏡面を形成する際にエツチン
グ速度がInPに比べて（InGa）（AsP）の方が速
いエツチング液を用いて（InGa）（AsP）活性層
鏡面とInP鏡面との間に段差をつけ、狭い溝での
（InGa）（AsP）の結晶成長速度が平担な面上で
の成長速度に比べて格段に速いことを利用して厚
い（InGa）（AsP）鏡面保護膜を低温で前記鏡面
上に形成することにある。
身の機械的損傷、動作中の劣化を考慮すると、あ
る程度厚くする必要がある。また、結晶成長時の
被成長面の熱劣化を抑えるため結晶成長温度は極
力低くする必要がある。結晶成長温度を下げると
厚膜成長が困難になるため、従来、知られた方法
によつては、効果のある鏡面保護膜を形成するこ
とは困難である。本発明は上述した如き欠点のな
い鏡面保護膜を鏡面につけた半導体レーザを作製
する方法を提供するものである。本発明の特徴は
InP（100）面基板上に活性層を導波路層で挾み
こんだ多層構造の半導体層を形成し、この半導体
層を化学エツチして鏡面を形成する際にエツチン
グ速度がInPに比べて（InGa）（AsP）の方が速
いエツチング液を用いて（InGa）（AsP）活性層
鏡面とInP鏡面との間に段差をつけ、狭い溝での
（InGa）（AsP）の結晶成長速度が平担な面上で
の成長速度に比べて格段に速いことを利用して厚
い（InGa）（AsP）鏡面保護膜を低温で前記鏡面
上に形成することにある。
以下、本発明を実施例に基ずいて具体的に説明
する。第２図は本発明の一つの実施例の一工程を
示す図である。InP（100）面基板１０上にｎ―
LnP１１、（InGa）（AsP）活性層１２、Ｐ―InP
層１３を順次成長させた結晶上にSiO2１４をス
トライプの一辺が〔100〕方向にくるようにマス
キングする。
する。第２図は本発明の一つの実施例の一工程を
示す図である。InP（100）面基板１０上にｎ―
LnP１１、（InGa）（AsP）活性層１２、Ｐ―InP
層１３を順次成長させた結晶上にSiO2１４をス
トライプの一辺が〔100〕方向にくるようにマス
キングする。
次にその開口部１５から半導体層のエツチング
を行なう。エツチング液としてはH2SO4，
H2O2，H2Oの混合液を使用する。この場合は結
晶方位によつてエツチング速度が異なるためマス
クの方向によつてエツチング断面と（100）面と
のなす角度が異なつてくる。第２図の如くマスク
の方向を〔100〕方向にした場合にはエツチング
面は（010）面となり、従つて、エツチング面は
（100）面と直交することになる。従つてエツチン
グを第３図に示したように（InGa）（AsP）活性
層１２の下まで行えば、エツチング面１６（第３
図参照）はレーザ鏡面として使用できることにな
る。
を行なう。エツチング液としてはH2SO4，
H2O2，H2Oの混合液を使用する。この場合は結
晶方位によつてエツチング速度が異なるためマス
クの方向によつてエツチング断面と（100）面と
のなす角度が異なつてくる。第２図の如くマスク
の方向を〔100〕方向にした場合にはエツチング
面は（010）面となり、従つて、エツチング面は
（100）面と直交することになる。従つてエツチン
グを第３図に示したように（InGa）（AsP）活性
層１２の下まで行えば、エツチング面１６（第３
図参照）はレーザ鏡面として使用できることにな
る。
第３図は第２図のＡ−Ｂ線（〔001〕方向）に沿
つての結晶の断面を示すものである。第３図はエ
ツチングをInP基板１０に致るまで行つた場合の
例である。この場合（InGa）（AsP）はInPに比
べて５〜６倍速い速度でエツチングされるため、
（InGa）（AsP）活性層表面１６はInP層表面１７
よりも奥に引つ込んだ形になり、鏡面には段差が
つく。エツチング面１６はｐ―ｎ接合面とは直交
しており、レーザ共振器を構成する。
つての結晶の断面を示すものである。第３図はエ
ツチングをInP基板１０に致るまで行つた場合の
例である。この場合（InGa）（AsP）はInPに比
べて５〜６倍速い速度でエツチングされるため、
（InGa）（AsP）活性層表面１６はInP層表面１７
よりも奥に引つ込んだ形になり、鏡面には段差が
つく。エツチング面１６はｐ―ｎ接合面とは直交
しており、レーザ共振器を構成する。
次にレーザ鏡面１６を保護するために第４図の
ように活性層よりバンド間隔の大きい（InGa）
（AsP）層１８を鏡面１６上に結晶成長させる。
ように活性層よりバンド間隔の大きい（InGa）
（AsP）層１８を鏡面１６上に結晶成長させる。
この場合、Ｐ―InP層１３上には、SiO2マスク
１４があり、エツチングによつて結晶面が、マス
ク面より後退するためにSiO2１４のひさしがＰ
―InP１３上にかかつている形になつている。従
つて、鏡面保護用結晶膜１８がSiO2膜１４上に
成長することはないため、結晶膜１８は鏡面上の
みに付くことになる。（InGa）（AsP）の成長は
凹凸部を埋める形で行われるので、溝部１９を埋
め込んだ（InGa）（AsP）層１８の表面は平担に
なる。かつ、溝部１９での（InGa）（AsP）層の
成長速度は極めて速いため、鏡面１６を熱劣化さ
せることのない低温で十分溝を埋めることが可能
である。
１４があり、エツチングによつて結晶面が、マス
ク面より後退するためにSiO2１４のひさしがＰ
―InP１３上にかかつている形になつている。従
つて、鏡面保護用結晶膜１８がSiO2膜１４上に
成長することはないため、結晶膜１８は鏡面上の
みに付くことになる。（InGa）（AsP）の成長は
凹凸部を埋める形で行われるので、溝部１９を埋
め込んだ（InGa）（AsP）層１８の表面は平担に
なる。かつ、溝部１９での（InGa）（AsP）層の
成長速度は極めて速いため、鏡面１６を熱劣化さ
せることのない低温で十分溝を埋めることが可能
である。
次に、かくして作製された結晶に電流注入のた
めの不純物拡散及び電極をつける。第２図のＡ―
Ｂ線で示したような〔001〕方向に沿つた電流注
入領域を通常のマスキング方法によつて、Zm、
あるいはCdの不純物拡散によつて設ける。次に
Ｐ側電極、ｎ側電極を形成することによつて、半
導体レーザは完成する。
めの不純物拡散及び電極をつける。第２図のＡ―
Ｂ線で示したような〔001〕方向に沿つた電流注
入領域を通常のマスキング方法によつて、Zm、
あるいはCdの不純物拡散によつて設ける。次に
Ｐ側電極、ｎ側電極を形成することによつて、半
導体レーザは完成する。
かくして形成された半導体レーザ２０，２１
は、活性層１２よりも、バンド間隔の大きい
（InGa）（AsP）層１８が、鏡面１６に厚くつい
ているため、高出力動作時においても劣化するこ
とがない。
は、活性層１２よりも、バンド間隔の大きい
（InGa）（AsP）層１８が、鏡面１６に厚くつい
ているため、高出力動作時においても劣化するこ
とがない。
また、半導体レーザ２０，２１は溝２２によつ
て互いに独立になつているので、それぞれに電極
を設けて電流を流せば、単独または同時に発振さ
せることができる。勿論、一つのチツプを用いて
多数個の半導体レーザを作ることもできる。
て互いに独立になつているので、それぞれに電極
を設けて電流を流せば、単独または同時に発振さ
せることができる。勿論、一つのチツプを用いて
多数個の半導体レーザを作ることもできる。
上述した実施例は鏡面のみを（InGa）（AsP）
で覆つた例について述べたが、エツチングを共振
器の横方向についても同時に行ない、反射面を
（InGa）（AsP）層１８で覆う際に、同時に共振
器の横方向２３も覆えば、第５図に示したような
埋め込み型（InGa）（AsP）／InPレーザが出
来、横モード制御も行なうことができる。
で覆つた例について述べたが、エツチングを共振
器の横方向についても同時に行ない、反射面を
（InGa）（AsP）層１８で覆う際に、同時に共振
器の横方向２３も覆えば、第５図に示したような
埋め込み型（InGa）（AsP）／InPレーザが出
来、横モード制御も行なうことができる。
以上、説明したように本発明によれば、半導体
レーザ鏡面に低温で充分厚く機械的強度の大きい
鏡面保護膜が形成することができ、その結果、信
頼性の大なる半導体レーザが得られる。
レーザ鏡面に低温で充分厚く機械的強度の大きい
鏡面保護膜が形成することができ、その結果、信
頼性の大なる半導体レーザが得られる。
第１図は典型的な半導体レーザの斜視図。第２
〜５図は本発明の実施例で一工程を示す概略図で
ある。１，１２は（InGa）（AsP）活性層、３，
１１はｎ―InP層、２，１３はＰ―InP層、１０
はｎ―InP基板４，５は電極、６はSiO2膜、７は
電流注入領域、８，９は鏡面、１４はSiO2マス
ク、１５はエツチング部分、１６，１７はエツチ
ング面、１８は（InGa）（AsP）埋め込み層、１
９はエツチングによる溝、２０，２１はレーザ素
子、２２は溝部、２３は共振器の横方向を示す。
〜５図は本発明の実施例で一工程を示す概略図で
ある。１，１２は（InGa）（AsP）活性層、３，
１１はｎ―InP層、２，１３はＰ―InP層、１０
はｎ―InP基板４，５は電極、６はSiO2膜、７は
電流注入領域、８，９は鏡面、１４はSiO2マス
ク、１５はエツチング部分、１６，１７はエツチ
ング面、１８は（InGa）（AsP）埋め込み層、１
９はエツチングによる溝、２０，２１はレーザ素
子、２２は溝部、２３は共振器の横方向を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ InP（100）面基板上に、活性層となる
（InGa）（AsP）層を導波路層となるInP層で挾み
込んで成る（InGa）（AsP）／InPヘテロ接合多
層構造の半導体層を形成する工程と、前記多層構
造で成る半導体層をエツチングして共振器方向が
〔100〕方向と一致し、かつ、前記活性層と導波路
層との間に段差が生じるように鏡面を形成する工
程と、各層間で段差が生じている前記鏡面に前記
活性層よりもバンド間隔の大きい（InGa）
（AsP）層を表面が平担で、かつ、InP基板の
（100）面に直交するように形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1420280A JPS56111284A (en) | 1980-02-07 | 1980-02-07 | Manufacture of semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1420280A JPS56111284A (en) | 1980-02-07 | 1980-02-07 | Manufacture of semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56111284A JPS56111284A (en) | 1981-09-02 |
| JPS6237838B2 true JPS6237838B2 (ja) | 1987-08-14 |
Family
ID=11854519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1420280A Granted JPS56111284A (en) | 1980-02-07 | 1980-02-07 | Manufacture of semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56111284A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6461081A (en) * | 1987-09-01 | 1989-03-08 | Japan Res Dev Corp | Distributed-feedback type semiconductor laser and manufacture thereof |
| US5082799A (en) * | 1990-09-14 | 1992-01-21 | Gte Laboratories Incorporated | Method for fabricating indium phosphide/indium gallium arsenide phosphide buried heterostructure semiconductor lasers |
| US5222091A (en) * | 1990-09-14 | 1993-06-22 | Gte Laboratories Incorporated | Structure for indium phosphide/indium gallium arsenide phosphide buried heterostructure semiconductor |
-
1980
- 1980-02-07 JP JP1420280A patent/JPS56111284A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56111284A (en) | 1981-09-02 |
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