JPH084181B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH084181B2 JPH084181B2 JP22460287A JP22460287A JPH084181B2 JP H084181 B2 JPH084181 B2 JP H084181B2 JP 22460287 A JP22460287 A JP 22460287A JP 22460287 A JP22460287 A JP 22460287A JP H084181 B2 JPH084181 B2 JP H084181B2
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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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
-
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- 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
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
-
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- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4087—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は半導体レーザの製造方法に関する。
（ロ） 従来の技術 現在、文書ファイルシステム等の記録媒体として、レ
ーザ光により記録及び読出しが行なえるレーザ記録媒体
（以下、光ディスクと称する）が広く用いられている。
ーザ光により記録及び読出しが行なえるレーザ記録媒体
（以下、光ディスクと称する）が広く用いられている。
斯る光ディスクへの情報の記録は基板上に積層された
記録層の光反射率あるいは光透過率をレーザ光照射によ
り変化させることにより行ない、また、斯る情報の読出
しは上記記録層上をレーザ光で走査した際の斯るレーザ
光の反射量あるいは透過量の変化に基づいて行なってい
る。
記録層の光反射率あるいは光透過率をレーザ光照射によ
り変化させることにより行ない、また、斯る情報の読出
しは上記記録層上をレーザ光で走査した際の斯るレーザ
光の反射量あるいは透過量の変化に基づいて行なってい
る。
一方、斯る光ディスクの記録密度を向上させるため
に、異なる吸収波長を有する複数の記録層を多層化する
ことが特開昭59−210543号公報等で提案されている。
に、異なる吸収波長を有する複数の記録層を多層化する
ことが特開昭59−210543号公報等で提案されている。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 ところで、このように光ディスクの記録層を多層化し
た場合、光ディスクに対する記録及び読出し用光源とし
ての半導体レーザとして夫々異なる波長のレーザ光を発
振可能な複数の発振領域をモノリシック化したものが必
要となってくる。
た場合、光ディスクに対する記録及び読出し用光源とし
ての半導体レーザとして夫々異なる波長のレーザ光を発
振可能な複数の発振領域をモノリシック化したものが必
要となってくる。
このような、モノリシック型半導体レーザの一例とし
ては特開昭59−165487号公報に開示されている。
ては特開昭59−165487号公報に開示されている。
第２図は斯る半導体レーザを示す。斯る半導体レーザ
の製造は、まずＰ型GaAs基板（１）表面に0.6μｍ厚の
ｎ型GaAs電流阻止層（２）を液相エピタキシャル成長し
た後、夫々幅W1,W2（W1＞W2）を有し、かつ基板（１）
に達する深さを有するストライプ溝（３）（４）を周知
のホトリソグラフィ技術により電流阻止層（２）に形成
する。その後再度液相エピタキシャル成長法で、ｐ型Ga
1-yAlyAsからなる第１クラッド層（５）、ｎ型Ga1-xAlx
As（０＜ｘ＜ｙ＜１）からなる活性層（６）、ｎ型Ga
1-yAlyAsからなる第２クラッド層（７）及びｎ型GaAsか
らなるキャップ層（８）を順次積層し、発振層を形成す
る。次いで、基板（１）裏面にｐ側電極（９）及びキャ
ップ層（８）表面にｎ側電極（10）を形成すると共にｎ
側電極（10）より基板（１）に達する深さの溝（11）を
ストライプ溝（３）（４）と平行に刻設し、上記ストラ
イプ溝（３）（４）毎に発振層を分離する。
の製造は、まずＰ型GaAs基板（１）表面に0.6μｍ厚の
ｎ型GaAs電流阻止層（２）を液相エピタキシャル成長し
た後、夫々幅W1,W2（W1＞W2）を有し、かつ基板（１）
に達する深さを有するストライプ溝（３）（４）を周知
のホトリソグラフィ技術により電流阻止層（２）に形成
する。その後再度液相エピタキシャル成長法で、ｐ型Ga
1-yAlyAsからなる第１クラッド層（５）、ｎ型Ga1-xAlx
As（０＜ｘ＜ｙ＜１）からなる活性層（６）、ｎ型Ga
1-yAlyAsからなる第２クラッド層（７）及びｎ型GaAsか
らなるキャップ層（８）を順次積層し、発振層を形成す
る。次いで、基板（１）裏面にｐ側電極（９）及びキャ
ップ層（８）表面にｎ側電極（10）を形成すると共にｎ
側電極（10）より基板（１）に達する深さの溝（11）を
ストライプ溝（３）（４）と平行に刻設し、上記ストラ
イプ溝（３）（４）毎に発振層を分離する。
このように形成された半導体レーザでは、ストライプ
溝（３）（４）の溝幅W1,W2が夫々異なりかつW1＞W2と
なっているため、ストライプ溝（３）直上の第１クラッ
ド層（５）の表面形状は凹状となり、またストライプ溝
（４）直上の第１クラッド層（５）の表面形状は平坦と
なる。このため、活性層（６）が液相エピタキシャル成
長する際の成長速度は溝幅W1のストライプ溝（３）直上
の方が溝幅W2のストライプ溝（４）直上に較べて大とな
る。また、三元系あるいは四元系の結晶は成長速度によ
り組成が変化し、結果的にバンドギャップエネルギが変
化する。従って溝幅W1のストライプ溝（３）直上の活性
層（６）と溝幅W2のストライプ溝（４）直上の活性層
（６）とではバンドギャップエネルギが異なり、その結
果発振波長も異なることとなる。
溝（３）（４）の溝幅W1,W2が夫々異なりかつW1＞W2と
なっているため、ストライプ溝（３）直上の第１クラッ
ド層（５）の表面形状は凹状となり、またストライプ溝
（４）直上の第１クラッド層（５）の表面形状は平坦と
なる。このため、活性層（６）が液相エピタキシャル成
長する際の成長速度は溝幅W1のストライプ溝（３）直上
の方が溝幅W2のストライプ溝（４）直上に較べて大とな
る。また、三元系あるいは四元系の結晶は成長速度によ
り組成が変化し、結果的にバンドギャップエネルギが変
化する。従って溝幅W1のストライプ溝（３）直上の活性
層（６）と溝幅W2のストライプ溝（４）直上の活性層
（６）とではバンドギャップエネルギが異なり、その結
果発振波長も異なることとなる。
然るに、このように活性層（６）のバンドギャップエ
ネルギをその成長速度の変化により異ならせる方法では
各ストライプ溝（３）（４）直上の活性層（６）より夫
々発振されるレーザ光の波長差は高々数10nmしか変化し
ない。このため、斯る半導体レーザを光源として使用す
る場合には光ディスクの各記録層の吸収特性を急峻なも
のとしなければならず、光ディスク自身がコスト高とな
る惧れがあった。
ネルギをその成長速度の変化により異ならせる方法では
各ストライプ溝（３）（４）直上の活性層（６）より夫
々発振されるレーザ光の波長差は高々数10nmしか変化し
ない。このため、斯る半導体レーザを光源として使用す
る場合には光ディスクの各記録層の吸収特性を急峻なも
のとしなければならず、光ディスク自身がコスト高とな
る惧れがあった。
（ニ） 問題点を解決するための手段 本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、その構成的
特徴は基板の一主面上にGaAlAs系材料からなるストライ
プ状の第１の発振層を形成する第１の工程、上記第１の
発振層の表面及び側面に非晶質材料を被覆する第２の工
程、上記基板の一主面上にMOCVD法により上記第１の発
振層と平行に延在し、かつAlGaInP系材料からなる第２
の発振層を形成する第３の工程を備えたことにある。
特徴は基板の一主面上にGaAlAs系材料からなるストライ
プ状の第１の発振層を形成する第１の工程、上記第１の
発振層の表面及び側面に非晶質材料を被覆する第２の工
程、上記基板の一主面上にMOCVD法により上記第１の発
振層と平行に延在し、かつAlGaInP系材料からなる第２
の発振層を形成する第３の工程を備えたことにある。
（ホ） 作用 斯る方法によれば、夫々の発振レーザ光の波長差が10
0nm以上異なる発振層をモノリシックに形成できる。
0nm以上異なる発振層をモノリシックに形成できる。
（ヘ） 実施例 第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例を示す工程別
断面図である。
断面図である。
第１図は（ａ）は第１工程を示し、ｎ型GaAs基板（2
1）の一主面上にｎ型Ga0.55Al0.45Asからなる層厚1.5μ
ｍの第１クラッド層（22）、ノンドープGa0.95Al0.05As
からなる層厚0.07μｍの活性層（23）、ｐ型Ga0.55Al
0.45As5からなる層厚1.5μｍの第２クラッド層（24）及
びｐ型GaAsからなるキャップ層（25）を順次積層し、第
１の発振層（26）を形成する。斯る各層（22）〜（25）
は例えばTMG（トリメチルガリウム）ガス、TMAl（トリ
メチルアルミ）ガス、H2ベースの100ppm H2Se（水素化
セレン）ガス、DEZn（ジエチル亜鉛）ガス、AsH3（アル
シン）ガス等を用いた有機金属気相成長（MOCVD）法に
より形成できる。具体的には基板（21）温度を780℃に
保持すると共に反応系内の圧力を760Torrに保持した状
態で、表１に示す如き流量の各ガスを反応系内に導入す
ることにより各層（22）〜（25）が夫々成長する。
1）の一主面上にｎ型Ga0.55Al0.45Asからなる層厚1.5μ
ｍの第１クラッド層（22）、ノンドープGa0.95Al0.05As
からなる層厚0.07μｍの活性層（23）、ｐ型Ga0.55Al
0.45As5からなる層厚1.5μｍの第２クラッド層（24）及
びｐ型GaAsからなるキャップ層（25）を順次積層し、第
１の発振層（26）を形成する。斯る各層（22）〜（25）
は例えばTMG（トリメチルガリウム）ガス、TMAl（トリ
メチルアルミ）ガス、H2ベースの100ppm H2Se（水素化
セレン）ガス、DEZn（ジエチル亜鉛）ガス、AsH3（アル
シン）ガス等を用いた有機金属気相成長（MOCVD）法に
より形成できる。具体的には基板（21）温度を780℃に
保持すると共に反応系内の圧力を760Torrに保持した状
態で、表１に示す如き流量の各ガスを反応系内に導入す
ることにより各層（22）〜（25）が夫々成長する。
第１図（ｂ）は第２工程を示し、第１の発振層（26）
を周知のウェットエッチング技術を用いて部分的に除去
し、第１の発振層（26）を紙面垂直方向に延在するスト
ライプ状とすると共に基板（21）の一主面の一部を露出
する。
を周知のウェットエッチング技術を用いて部分的に除去
し、第１の発振層（26）を紙面垂直方向に延在するスト
ライプ状とすると共に基板（21）の一主面の一部を露出
する。
第１図（ｃ）は第３工程を示し、第１の発振層（26）
上面及び露出した基板（21）の一主面と直交する第１の
発振層（26）側面にスパッタ法等により例えばSiO2から
なる非晶質膜（27）を選択的に積層する。
上面及び露出した基板（21）の一主面と直交する第１の
発振層（26）側面にスパッタ法等により例えばSiO2から
なる非晶質膜（27）を選択的に積層する。
第１図（ｄ）は第４工程を示し、露出した基板（21）
の一主面上にｎ型（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5Ｐからなる層
厚1.5μｍの第３クラッド層（28）、ノンドープGa0.5In
0.5Ｐからなる層厚0.07μｍの第２活性層（29）、ｐ型
（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5Ｐからなる層厚1.5μｍの第４
クラッド層（30）及びｐ型GaAsからなる第２キャップ層
（31）を順次積層し、紙面垂直方向に延在する第２の発
振層（32）を形成する。斯る各層（28）〜（31）は反応
系内の圧力を70Torr、基板（21）温度を650℃に保持し
た状態で、斯る反応系にTMGガス、TMAlガス、H2ベース
の100ppm H2Seガス、DEZnガス、AsH3ガス、TMIn（トリ
メチルインジウム）ガス、PH3（フォスフィン）ガスを
選択的に導入することにより成長させる。表２に上記各
層（28）〜（31）の夫々の成長時に反応系内に導入され
るガスの種類及びその流量を示す。
の一主面上にｎ型（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5Ｐからなる層
厚1.5μｍの第３クラッド層（28）、ノンドープGa0.5In
0.5Ｐからなる層厚0.07μｍの第２活性層（29）、ｐ型
（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5Ｐからなる層厚1.5μｍの第４
クラッド層（30）及びｐ型GaAsからなる第２キャップ層
（31）を順次積層し、紙面垂直方向に延在する第２の発
振層（32）を形成する。斯る各層（28）〜（31）は反応
系内の圧力を70Torr、基板（21）温度を650℃に保持し
た状態で、斯る反応系にTMGガス、TMAlガス、H2ベース
の100ppm H2Seガス、DEZnガス、AsH3ガス、TMIn（トリ
メチルインジウム）ガス、PH3（フォスフィン）ガスを
選択的に導入することにより成長させる。表２に上記各
層（28）〜（31）の夫々の成長時に反応系内に導入され
るガスの種類及びその流量を示す。
このような減圧下で成長を行なうと非晶質膜（27）上
には結晶は成長せず、露出した基板（21）の一主面上に
選択的に第２の発振層（32）が成長する。
には結晶は成長せず、露出した基板（21）の一主面上に
選択的に第２の発振層（32）が成長する。
第１図（ｅ）は最終工程を示し、非晶質膜（27）を除
去すると共に、第１の発振層（26）のキャップ層（25）
と第２クラッド層（24）及び第２の発振層（32）の第２
キャップ層（31）と第４クラッド層（30）を夫々部分的
にエッチングし、各発振層（26）（32）を夫々リッジ構
造とする。尚、斯るエッチングにより第２、第４クラッ
ド層（24）（30）の被エッチング部分の層厚は0.2μｍ
となる。その後、キャップ層（25）及び第２キャップ層
（31）上にオーミック性の第１、第2p型電極（33）（3
4）を形成すると共に基板（21）の他主面にｎ型電極（3
5）を形成し、素子を完成する。
去すると共に、第１の発振層（26）のキャップ層（25）
と第２クラッド層（24）及び第２の発振層（32）の第２
キャップ層（31）と第４クラッド層（30）を夫々部分的
にエッチングし、各発振層（26）（32）を夫々リッジ構
造とする。尚、斯るエッチングにより第２、第４クラッ
ド層（24）（30）の被エッチング部分の層厚は0.2μｍ
となる。その後、キャップ層（25）及び第２キャップ層
（31）上にオーミック性の第１、第2p型電極（33）（3
4）を形成すると共に基板（21）の他主面にｎ型電極（3
5）を形成し、素子を完成する。
斯る半導体レーザではｎ型電極（35）と第1p型電極
（33）との間に順方向バイアスを印加することにより第
１の発振層（26）が駆動され、活性層（23）より830nm
のレーザ光が発振される。またｎ型電極（35）と第2p型
電極（34）との間に順方向バイアスを印加することによ
り第２の発振層（32）が駆動され、第２の活性層（29）
より680nmのレーザ光が発振される。
（33）との間に順方向バイアスを印加することにより第
１の発振層（26）が駆動され、活性層（23）より830nm
のレーザ光が発振される。またｎ型電極（35）と第2p型
電極（34）との間に順方向バイアスを印加することによ
り第２の発振層（32）が駆動され、第２の活性層（29）
より680nmのレーザ光が発振される。
（ト） 発明の効果 本発明によれば、発振レーザ光の波長が100nm以上異
なる２つの発振層をモノリシック的に製造できる。ま
た、本発明方法によればGaAlAs系材料からなる第１の発
振層形成後、AlGaInP系材料からなる第２の発振層を形
成する際の基板温度が第１の発振層形成時のそれに比し
て低くでき、その結果第２の発振層形成時に第１の発振
層に熱的ダメージを与える危惧はない。
なる２つの発振層をモノリシック的に製造できる。ま
た、本発明方法によればGaAlAs系材料からなる第１の発
振層形成後、AlGaInP系材料からなる第２の発振層を形
成する際の基板温度が第１の発振層形成時のそれに比し
て低くでき、その結果第２の発振層形成時に第１の発振
層に熱的ダメージを与える危惧はない。
第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例を示す工程別断
面図、第２図は従来例を示す断面図である。 （21）……基板、（26）……第１の発振層、（27）……
非晶質膜（非晶質材料）、（32）……第２の発振層
面図、第２図は従来例を示す断面図である。 （21）……基板、（26）……第１の発振層、（27）……
非晶質膜（非晶質材料）、（32）……第２の発振層
Claims (1)
- 【請求項１】基板の一主面上にGaAlAs系材料からなるス
トライプ状の第１の発振層を形成する第１の工程、上記
第１の発振層の表面及び側面に非晶質材料を被覆する第
２の工程、上記基板の一主面上にMOCVD法により上記第
１の発振層と平行に延在するAlGaInP系材料からなる第
２の発振層を形成する第３の工程を備えたことを特徴と
する半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22460287A JPH084181B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22460287A JPH084181B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6467992A JPS6467992A (en) | 1989-03-14 |
| JPH084181B2 true JPH084181B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=16816295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22460287A Expired - Lifetime JPH084181B2 (ja) | 1987-09-08 | 1987-09-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH084181B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6136623A (en) * | 1998-05-06 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Multiple wavelength laser arrays by flip-chip bonding |
| JP4466503B2 (ja) | 2005-08-08 | 2010-05-26 | ソニー株式会社 | 半導体レーザ |
-
1987
- 1987-09-08 JP JP22460287A patent/JPH084181B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6467992A (en) | 1989-03-14 |
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