JPH0137866B2 - - Google Patents
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- JPH0137866B2 JPH0137866B2 JP12435584A JP12435584A JPH0137866B2 JP H0137866 B2 JPH0137866 B2 JP H0137866B2 JP 12435584 A JP12435584 A JP 12435584A JP 12435584 A JP12435584 A JP 12435584A JP H0137866 B2 JPH0137866 B2 JP H0137866B2
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- 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
- H01S5/2232—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode
- H01S5/2234—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface
- H01S5/2235—Buried stripe structure with inner confining structure between the active layer and the lower electrode having a structured substrate surface with a protrusion
-
- 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
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- 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
- H01S5/2237—Buried stripe structure with a non-planar active layer
-
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- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、レーザダイオードおよびその製造方
法に関する。
法に関する。
(ロ) 従来技術
一般に、ダブルヘテロ接合構造のレーザダイオ
ードは、種々提案されている。ここでは第３図を
例に説明し、その問題点を指摘する。
ードは、種々提案されている。ここでは第３図を
例に説明し、その問題点を指摘する。
第３図は従来例のレーザダイオードを略示した
説明図である。
説明図である。
同図において、１は半導体基板であり、この表
面には下部クラツド層２、活性層３、上部クラツ
ド層４からなるダブルヘテロ接合構造が形成され
ている。この上部クラツド層４の表面の中央部に
はストライプ状の単結晶からなる光閉じ込め層６
を形成している。この光閉じ込め層６の上部には
オーミツクコンタクトをとるためのコンタクト層
７が被着されている。この光閉じ込め層６を除く
前記上部クラツド層４の表面には、シリコン酸化
膜５が被着されていて、この上部に多結晶絶縁層
６′が形成されている。前記光閉じ込め層６の表
面に表電極８が蒸着されている。
面には下部クラツド層２、活性層３、上部クラツ
ド層４からなるダブルヘテロ接合構造が形成され
ている。この上部クラツド層４の表面の中央部に
はストライプ状の単結晶からなる光閉じ込め層６
を形成している。この光閉じ込め層６の上部には
オーミツクコンタクトをとるためのコンタクト層
７が被着されている。この光閉じ込め層６を除く
前記上部クラツド層４の表面には、シリコン酸化
膜５が被着されていて、この上部に多結晶絶縁層
６′が形成されている。前記光閉じ込め層６の表
面に表電極８が蒸着されている。
上述したような構造のレーザダイオード１の製
造方法を以下簡単に説明する。
造方法を以下簡単に説明する。
基板１の表面に、下部クラツド層２、活性層
３、上部クラツド層４を一回目の分子線エピタ
キシヤル成長法（以下MBEと呼ぶ）でもつて
連続して成長させる。
３、上部クラツド層４を一回目の分子線エピタ
キシヤル成長法（以下MBEと呼ぶ）でもつて
連続して成長させる。
前記上部クラツド層４の表面にシリコン酸化
膜５を形成する。次にホトレジストを塗布した
後、光閉じ込め層６を形成する部分に相当する
前記ホトレジストを除去する。これをマスクと
して前記シリコン酸化膜５をパターニングす
る。
膜５を形成する。次にホトレジストを塗布した
後、光閉じ込め層６を形成する部分に相当する
前記ホトレジストを除去する。これをマスクと
して前記シリコン酸化膜５をパターニングす
る。
Ｐ型ドーパントとして例えばBe、Ｎ型ドー
パントとして例えばSnを使用して、二回目の
MBEを行う。このとき、前記シリコン酸化膜
５の表面には、多結晶絶縁層６′が、シリコン
酸化膜５のない部分の表面には、単結晶の光閉
じ込め層６がそれぞれ形成されることとなる。
尚、コンタクト層７も光閉じ込め層６の表面に
成長される。
パントとして例えばSnを使用して、二回目の
MBEを行う。このとき、前記シリコン酸化膜
５の表面には、多結晶絶縁層６′が、シリコン
酸化膜５のない部分の表面には、単結晶の光閉
じ込め層６がそれぞれ形成されることとなる。
尚、コンタクト層７も光閉じ込め層６の表面に
成長される。
電極材料を蒸着することにより表電極８を形
成する。次に図示しない裏電極が形成される。
成する。次に図示しない裏電極が形成される。
しかして、上述したような従来方法によれば、
各層の成長はMBEを二回に分けて行う必要があ
り、しかもこの一回目と二回目のMBEが行われ
る間にシリコン酸化膜５の形成を行う必要があ
る。そのため、工程作業が非常に煩わしいと共
に、その製造時間に手間がかかるという問題を生
じる。
各層の成長はMBEを二回に分けて行う必要があ
り、しかもこの一回目と二回目のMBEが行われ
る間にシリコン酸化膜５の形成を行う必要があ
る。そのため、工程作業が非常に煩わしいと共
に、その製造時間に手間がかかるという問題を生
じる。
(ハ) 目的
第一の発明は、低電流で発振させると共に、発
光能率の向上を図るレーザダイオードを提供する
ことを目的としている。
光能率の向上を図るレーザダイオードを提供する
ことを目的としている。
第二の発明は、製造工程の簡略化および製造時
間の短縮を可能とするレーザダイオードの製造方
法を提供することを目的としている。
間の短縮を可能とするレーザダイオードの製造方
法を提供することを目的としている。
(ニ) 構成
第一の発明に係るレーザダイオードは、断面が
台形状の突脈を形成した半導体基板と、前記突脈
を除いた基板の表面に被着された遮蔽層と、前記
突脈の平坦面の上部に積層された単結晶からなる
第一の下部クラツド層と活性層と上部クラツド層
と、前記遮蔽層の上部に形成される絶縁性の多結
晶層と、前記突脈の傾斜面の上部に形成される高
抵抗の第二の下部クラツド層とを具備したことを
特徴としている。
台形状の突脈を形成した半導体基板と、前記突脈
を除いた基板の表面に被着された遮蔽層と、前記
突脈の平坦面の上部に積層された単結晶からなる
第一の下部クラツド層と活性層と上部クラツド層
と、前記遮蔽層の上部に形成される絶縁性の多結
晶層と、前記突脈の傾斜面の上部に形成される高
抵抗の第二の下部クラツド層とを具備したことを
特徴としている。
第二の発明に係るレーザダイオードの製造方法
は、半導体基板の表面に形成されたストライプ状
のホトレジストをマスクとして前記基板をエツチ
ングすることにより、断面が台形状の突脈を形成
する工程と、前記ホトレジストを残したままの基
板に遮蔽層を形成して、しかる後、前記ホトレジ
ストおよびこのホトレジスト表面の遮蔽層をリフ
トオフすることにより、前記突脈を除く基板の表
面に遮蔽層を形成する工程と、この基板の表面に
分子線エピタキシヤル成長法（MBE）でもつて
各層を連続して成長させることにより、前記突脈
の平坦面上部には単結晶からなる第一の下部クラ
ツド層と活性層と上部クラツド層を、また前記突
脈の傾斜面上部には高抵抗の第二の下部クラツド
層を、さらに前記遮蔽層の上部には絶縁性の多結
晶層をそれぞれ形成させる工程とを具備したこと
を特徴としている。
は、半導体基板の表面に形成されたストライプ状
のホトレジストをマスクとして前記基板をエツチ
ングすることにより、断面が台形状の突脈を形成
する工程と、前記ホトレジストを残したままの基
板に遮蔽層を形成して、しかる後、前記ホトレジ
ストおよびこのホトレジスト表面の遮蔽層をリフ
トオフすることにより、前記突脈を除く基板の表
面に遮蔽層を形成する工程と、この基板の表面に
分子線エピタキシヤル成長法（MBE）でもつて
各層を連続して成長させることにより、前記突脈
の平坦面上部には単結晶からなる第一の下部クラ
ツド層と活性層と上部クラツド層を、また前記突
脈の傾斜面上部には高抵抗の第二の下部クラツド
層を、さらに前記遮蔽層の上部には絶縁性の多結
晶層をそれぞれ形成させる工程とを具備したこと
を特徴としている。
(ホ) 実施例
第一の発明
第１図は第一の発明に係るレーザダイオードの
一実施例を示した説明図である。
一実施例を示した説明図である。
１はストライプ構造のダブルヘテロ接合からな
るレーザダイオードである。
るレーザダイオードである。
１０は、断面が台形状の突脈１１を形成したＮ
型GaAsからなる半導体基板である。
型GaAsからなる半導体基板である。
２０は、例えばSi、SiO2、SiN4等からなる遮
蔽層であり、前記突脈１１を除く基板１０の表面
に形成されている。
蔽層であり、前記突脈１１を除く基板１０の表面
に形成されている。
しかして、前記突脈１１の平坦面上部には、例
えばＮ型AlGaAsからなる第一の下部クラツド層
３０と、Ｐ型AlGaAsからなる活性層３１と、Ｐ
型AlGaAsからなる上部クラツド層３２とが
MBE装置でもつて積層されている。第一のクラ
ツド層３０の下には遮蔽層２０がなく、その直下
は基板１０であるから、その結晶構造は単結晶構
造であり、３０ａの部分（傾斜面の部分）はその
下に遮蔽層２０が存在しているため、単結晶でな
く多結晶層となる。また、第二の下部クラツド層
３０ｂは斜面部に形成されるため平坦部とは結晶
方向が異なり不純物の濃度異常が発生し、そのた
め第二の下部クラツド層３０ｂは高抵抗の層とな
る。
えばＮ型AlGaAsからなる第一の下部クラツド層
３０と、Ｐ型AlGaAsからなる活性層３１と、Ｐ
型AlGaAsからなる上部クラツド層３２とが
MBE装置でもつて積層されている。第一のクラ
ツド層３０の下には遮蔽層２０がなく、その直下
は基板１０であるから、その結晶構造は単結晶構
造であり、３０ａの部分（傾斜面の部分）はその
下に遮蔽層２０が存在しているため、単結晶でな
く多結晶層となる。また、第二の下部クラツド層
３０ｂは斜面部に形成されるため平坦部とは結晶
方向が異なり不純物の濃度異常が発生し、そのた
め第二の下部クラツド層３０ｂは高抵抗の層とな
る。
４０，４１は例えばTiおよびAu、Au−Ge等
からなるＰ型電極、Ｎ型電極である。
からなるＰ型電極、Ｎ型電極である。
しかして、上述したレーザダイオード１に順方
向電圧を印加すると、電流はトラツプの少ない上
部クラツド層３２から基板１０に向かつて流れ
る。このとき、前記多結晶層３０ａと第二の下部
クラツド層３０ｂはともにその抵抗が高いので、
電極４０からの電流は多結晶層３０ａと第二の下
部クラツド層３０ｂに阻まれてしまい、平坦部の
真上にある活性層３１のみを通して電極４１に向
かつて流れる。すなわち、第二の下部クラツド層
３０ｂと図示Ａの範囲以外の活性層には電流は流
れないため、上部クラツド層３２からの電流は図
示Ａの範囲内の活性層３１を通り、第一の下部ク
ラツド層３０へと流れる。従つて、第１図に示す
Ａの範囲内の活性層３１および第一の下部クラツ
ド層３０のみを電流が通過する。従つて、活性層
３１（図示Ａの範囲内）にのみ電子および正孔が
注入されるため、この狭い活性層３１で効率よく
再結合する。
向電圧を印加すると、電流はトラツプの少ない上
部クラツド層３２から基板１０に向かつて流れ
る。このとき、前記多結晶層３０ａと第二の下部
クラツド層３０ｂはともにその抵抗が高いので、
電極４０からの電流は多結晶層３０ａと第二の下
部クラツド層３０ｂに阻まれてしまい、平坦部の
真上にある活性層３１のみを通して電極４１に向
かつて流れる。すなわち、第二の下部クラツド層
３０ｂと図示Ａの範囲以外の活性層には電流は流
れないため、上部クラツド層３２からの電流は図
示Ａの範囲内の活性層３１を通り、第一の下部ク
ラツド層３０へと流れる。従つて、第１図に示す
Ａの範囲内の活性層３１および第一の下部クラツ
ド層３０のみを電流が通過する。従つて、活性層
３１（図示Ａの範囲内）にのみ電子および正孔が
注入されるため、この狭い活性層３１で効率よく
再結合する。
第二の発明
第２図は第二の発明に係るレーザダイオードの
製造方法の一実施例を示す説明図である。尚、第
１図と同一部分は同一符号で示している。
製造方法の一実施例を示す説明図である。尚、第
１図と同一部分は同一符号で示している。
(a) Ｎ型GaAs基板１０（方位100）の表面にホ
トレジスト５０を塗布して、基板１０の中央部
にストライプパターンを残すように前記ホトレ
ジスト５０をパターニングする。しかる後、前
記ホトレジスト５０をマスクとして基板１０を
メサエツチングすることにより、断面が台形状
の突脈１１を形成する。尚、前記ホトレジスト
５０を残したままにしておく。
トレジスト５０を塗布して、基板１０の中央部
にストライプパターンを残すように前記ホトレ
ジスト５０をパターニングする。しかる後、前
記ホトレジスト５０をマスクとして基板１０を
メサエツチングすることにより、断面が台形状
の突脈１１を形成する。尚、前記ホトレジスト
５０を残したままにしておく。
(b) 前記基板１０に例えばSi、SiO2、SiN4等の
被着材料を蒸着させる。次に前記残余のホトレ
ジスト５０およびこの上部に形成された被着材
料をリフトオフして除去することにより、突脈
１１を除く基板１０の表面に遮蔽層２０が形成
される。
被着材料を蒸着させる。次に前記残余のホトレ
ジスト５０およびこの上部に形成された被着材
料をリフトオフして除去することにより、突脈
１１を除く基板１０の表面に遮蔽層２０が形成
される。
(c) 前記基板１０にＮ型ドーパントとして例えば
Siを、Ｐ型ドーパントとして例えばBeをそれ
ぞれ使用してMBE装置でもつてＮ型AlXGa1-X
As（Al組成比Ｘは0.3〜0.7程度）、Ｐ型AlY
Ga1-YAs（Al組成比ＹはＸ−0.3程度）、Ｐ型AlY
Ga1-YAs（Al組成比Ｙは0.3〜0.7程度）を連続し
て成長してそれぞれ積層させる。但し、前記遮
蔽層２０の上部に積層された各層は絶縁性の多
結晶層３０ａになるという特性を備えている。
さらに前記突脈１１の平坦面上部は、活性領域
（第一の下部クラツド層３０、活性層３１、上
部クラツド層３２）が形成される。しかし、前
記突脈１１の傾斜面上部に成長されたＮ型
GaAlAsは、単結晶であるが比較的高抵抗の第
二の下部クラツド層３０ｂが形成されるという
特性を備えている。
Siを、Ｐ型ドーパントとして例えばBeをそれ
ぞれ使用してMBE装置でもつてＮ型AlXGa1-X
As（Al組成比Ｘは0.3〜0.7程度）、Ｐ型AlY
Ga1-YAs（Al組成比ＹはＸ−0.3程度）、Ｐ型AlY
Ga1-YAs（Al組成比Ｙは0.3〜0.7程度）を連続し
て成長してそれぞれ積層させる。但し、前記遮
蔽層２０の上部に積層された各層は絶縁性の多
結晶層３０ａになるという特性を備えている。
さらに前記突脈１１の平坦面上部は、活性領域
（第一の下部クラツド層３０、活性層３１、上
部クラツド層３２）が形成される。しかし、前
記突脈１１の傾斜面上部に成長されたＮ型
GaAlAsは、単結晶であるが比較的高抵抗の第
二の下部クラツド層３０ｂが形成されるという
特性を備えている。
(d) 前記基板１０の表面にTiおよびAuを蒸着さ
せてＰ型電極４０を形成する。次にAu−Geを
蒸着させてＮ型電極４１を形成する。
せてＰ型電極４０を形成する。次にAu−Geを
蒸着させてＮ型電極４１を形成する。
尚、上述した第一および第二の発明の実施例に
おいて、活性領域の表面にオーミツクコンタクト
をとるためのキヤツプ層を形成させるほうが望ま
しい。
おいて、活性領域の表面にオーミツクコンタクト
をとるためのキヤツプ層を形成させるほうが望ま
しい。
(ヘ) 効果
第一の発明によれば、基板に形成された突脈の
平坦面上部に積層された各層（活性領域）に電流
を集中させることができるので、この部分のみに
電流を流せばよい。その結果、低電流でもつて発
振動作をさせることができる。さらに、活性領域
と絶縁性の多結晶層との間に高抵抗の第二の下部
クラツド層を介在させることで、前記活性領域と
絶縁性の多結晶層とが直接接することを防止して
いる。その結果、発光能率を向上させることがで
きる。
平坦面上部に積層された各層（活性領域）に電流
を集中させることができるので、この部分のみに
電流を流せばよい。その結果、低電流でもつて発
振動作をさせることができる。さらに、活性領域
と絶縁性の多結晶層との間に高抵抗の第二の下部
クラツド層を介在させることで、前記活性領域と
絶縁性の多結晶層とが直接接することを防止して
いる。その結果、発光能率を向上させることがで
きる。
第二の発明によれば、一回のマスクプロセス
と、遮蔽層の形成プロセスと、一回のMBEプロ
セスとによつてレーザダイオードを製造すること
ができる。その結果、従来方法に比べて製造工程
を簡略することができ、しかもその製造時間を短
縮することができる。
と、遮蔽層の形成プロセスと、一回のMBEプロ
セスとによつてレーザダイオードを製造すること
ができる。その結果、従来方法に比べて製造工程
を簡略することができ、しかもその製造時間を短
縮することができる。
第１図は第一の発明に係るレーザダイオードの
一実施例を示した説明図、第２図は第二の発明に
係るレーザダイオードの製造方法の一実施例を示
す説明図、第３図は従来例のレーザダイオードを
略示した説明図である。 １……レーザダイオード、１０……半導体基
板、１１……突脈、２０……遮蔽層、３０……第
一の下部クラツド層、３０ａ……多結晶層、３０
ｂ……第二の下部クラツド層、３１……活性層、
３２……上部クラツド層。
一実施例を示した説明図、第２図は第二の発明に
係るレーザダイオードの製造方法の一実施例を示
す説明図、第３図は従来例のレーザダイオードを
略示した説明図である。 １……レーザダイオード、１０……半導体基
板、１１……突脈、２０……遮蔽層、３０……第
一の下部クラツド層、３０ａ……多結晶層、３０
ｂ……第二の下部クラツド層、３１……活性層、
３２……上部クラツド層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 断面が台形状の突脈を形成した半導体基板
と、 前記突脈を除いた基板の表面に被着された遮蔽
層と、 前記突脈の平坦面の上部に積層された単結晶か
らなる第一の下部クラツド層と活性層と上部クラ
ツド層と、 前記遮蔽層の上部に形成される絶縁性の多結晶
層と、 前記突脈の傾斜面の上部に形成される高抵抗の
第二の下部クラツド層とを具備したことを特徴と
するレーザダイオード。 ２ 半導体基板の表面に形成されたストライプ状
のホトレジストをマスクとして前記基板をエツチ
ングすることにより、断面が台形状の突脈を形成
する工程と、 前記ホトレジストを残したままの基板に遮蔽層
を形成して、しかる後、前記ホトレジストおよび
このホトレジスト表面の遮蔽層をリフトオフする
ことにより、前記突脈を除く基板の表面に遮蔽層
を形成する工程と、 この基板の表面に分子線エピタキシヤル成長法
（MBE）でもつて各層を連続して成長させること
により、前記突脈の平坦面上部には単結晶からな
る第一の下部クラツド層と活性層と上部クラツド
層を、また前記突脈の傾斜面上部には高抵抗の第
二の下部クラツド層を、さらに前記遮蔽層の上部
には絶縁性の多結晶層をそれぞれ形成させる工程
とを具備したことを特徴とするレーザダイオード
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12435584A JPS613491A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | レ−ザダイオ−ドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12435584A JPS613491A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | レ−ザダイオ−ドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS613491A JPS613491A (ja) | 1986-01-09 |
| JPH0137866B2 true JPH0137866B2 (ja) | 1989-08-09 |
Family
ID=14883335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12435584A Granted JPS613491A (ja) | 1984-06-16 | 1984-06-16 | レ−ザダイオ−ドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS613491A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100446615B1 (ko) | 2001-10-09 | 2004-09-04 | 삼성전자주식회사 | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법 |
-
1984
- 1984-06-16 JP JP12435584A patent/JPS613491A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS613491A (ja) | 1986-01-09 |
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