JP2822195B2 - 半導体レーザーの製造方法 - Google Patents
半導体レーザーの製造方法Info
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- JP2822195B2 JP2822195B2 JP1010290A JP1029089A JP2822195B2 JP 2822195 B2 JP2822195 B2 JP 2822195B2 JP 1010290 A JP1010290 A JP 1010290A JP 1029089 A JP1029089 A JP 1029089A JP 2822195 B2 JP2822195 B2 JP 2822195B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザー、特にその共振器の反射面
及びレーザー光の出射面が活性層の劈開面によって構成
された端面構造によらず、活性層端面に他の半導体層に
よって覆われたいわゆる窓構造をとる半導体レーザーの
製造方法に係わる。
及びレーザー光の出射面が活性層の劈開面によって構成
された端面構造によらず、活性層端面に他の半導体層に
よって覆われたいわゆる窓構造をとる半導体レーザーの
製造方法に係わる。
本発明は、半導体レーザーの製造方法に係わり、活性
層を有する半導体基板に、その活性層を横切り相対向す
る少くとも一対の両端側面が特定結晶面による逆メサ型
側面とされたリッジ部を設ける工程と、その逆メサ型側
面を有するメサ溝内にクラッド層をエピタキシャル成長
させて逆メサ型側面を埋め込む垂直側面を形成する工程
とを有し、その垂直側面を活性層によるレーザー共振器
の反射面とし、かつレーザー光出射面とするものであ
り、特に光学損傷いわゆるCOD（Catastrophic Opticall
y Damage）レベルの改善を目的とする。
層を有する半導体基板に、その活性層を横切り相対向す
る少くとも一対の両端側面が特定結晶面による逆メサ型
側面とされたリッジ部を設ける工程と、その逆メサ型側
面を有するメサ溝内にクラッド層をエピタキシャル成長
させて逆メサ型側面を埋め込む垂直側面を形成する工程
とを有し、その垂直側面を活性層によるレーザー共振器
の反射面とし、かつレーザー光出射面とするものであ
り、特に光学損傷いわゆるCOD（Catastrophic Opticall
y Damage）レベルの改善を目的とする。
高出力半導体レーザーを実現させるにはCODレベルの
改善が必要となる。
改善が必要となる。
通常の半導体レーザー例えば埋め込みヘテロ接合（B
H）型半導体レーザーにおいては、そのレーザー共振器
を構成する活性層の面に対して直交する面を、結晶の劈
開面によって形成しこのようにして形成された端面を共
振器の反射面及びレーザー光の出射面とする。ところ
が、このような劈開面をレーザー光の出射面とする半導
体レーザーは、CODに問題があり、高出力半導体レーザ
ーを得る上の隘路となっている。
H）型半導体レーザーにおいては、そのレーザー共振器
を構成する活性層の面に対して直交する面を、結晶の劈
開面によって形成しこのようにして形成された端面を共
振器の反射面及びレーザー光の出射面とする。ところ
が、このような劈開面をレーザー光の出射面とする半導
体レーザーは、CODに問題があり、高出力半導体レーザ
ーを得る上の隘路となっている。
また、劈開面による出射面を形成する半導体レーザー
構造では駆動回路等の電子回路を組合せて光集積回路化
を行うようにしたいわゆるOEIC（Optoelectronics Inte
grated Circuit）への適応には不適当で、このOEICの実
用化には劈開によることなくいわゆる窓構造の半導体レ
ーザーの開発が望まれる。
構造では駆動回路等の電子回路を組合せて光集積回路化
を行うようにしたいわゆるOEIC（Optoelectronics Inte
grated Circuit）への適応には不適当で、このOEICの実
用化には劈開によることなくいわゆる窓構造の半導体レ
ーザーの開発が望まれる。
ところが、従前の窓構造による半導体レーザーにおい
て再現性よく特性に優れた共振器を構成することに課題
がある。
て再現性よく特性に優れた共振器を構成することに課題
がある。
本発明はこの課題を解決して再現性よく確実に特性に
優れてCOD小さい、また光集積回路化を容易にすること
ができる窓構造による半導体レーザーを得ることを目的
とする。
優れてCOD小さい、また光集積回路化を容易にすること
ができる窓構造による半導体レーザーを得ることを目的
とする。
本発明は、例えば第１図Ａに示すような活性層（１）
を有する半導体基板（２）に、第１図Ｂに示すように、
活性層（１）を横切り、相対向する少くとも一対の両端
側面が特定結晶面による逆メサ型側面（3A）及び（3B）
とされたリッジ部（４）を設ける工程と、その逆メサ型
側面（3A）及び（3B）を有するメサ溝（５）内を含んで
クラッド層（６）を全面的にエピタキシャル成長して逆
メサ型側面（3A）及び（3B）を埋め込んで活性層（１）
の面方向とほぼ直交する垂直側面（7A）及び（7B）を形
成する工程とを有し、その垂直側面（7A）及び（7B）を
活性層（１）によるレーザー共振器の反射面としかつレ
ーザー光出射面とする。
を有する半導体基板（２）に、第１図Ｂに示すように、
活性層（１）を横切り、相対向する少くとも一対の両端
側面が特定結晶面による逆メサ型側面（3A）及び（3B）
とされたリッジ部（４）を設ける工程と、その逆メサ型
側面（3A）及び（3B）を有するメサ溝（５）内を含んで
クラッド層（６）を全面的にエピタキシャル成長して逆
メサ型側面（3A）及び（3B）を埋め込んで活性層（１）
の面方向とほぼ直交する垂直側面（7A）及び（7B）を形
成する工程とを有し、その垂直側面（7A）及び（7B）を
活性層（１）によるレーザー共振器の反射面としかつレ
ーザー光出射面とする。
上述の本発明方法によれば、活性層（１）による共振
器の実質的反射面及びレーザー光の出射面が劈開面によ
らず、クラッド層（６）によって形成した窓構造をとる
ようにしたことによって、光学損傷を小さくすることが
でき、CODレベルの改善がはかられこれによって高出力
化，連続発光化がはかられるものであり、また特に本発
明においてはこの側面（7A）及び（7B）を特定の結晶面
によって形成された逆メサ型側面（3A）及び（3B）への
エピタキシャル成長によるすなわち結晶面によって成長
速度が相違することによる特定された結晶面の現出によ
って構成することができるようにしたので再現性よく確
実にこの垂直側面（7A）及び（7B）の形成を行うことが
できる。
器の実質的反射面及びレーザー光の出射面が劈開面によ
らず、クラッド層（６）によって形成した窓構造をとる
ようにしたことによって、光学損傷を小さくすることが
でき、CODレベルの改善がはかられこれによって高出力
化，連続発光化がはかられるものであり、また特に本発
明においてはこの側面（7A）及び（7B）を特定の結晶面
によって形成された逆メサ型側面（3A）及び（3B）への
エピタキシャル成長によるすなわち結晶面によって成長
速度が相違することによる特定された結晶面の現出によ
って構成することができるようにしたので再現性よく確
実にこの垂直側面（7A）及び（7B）の形成を行うことが
できる。
図面を参照して本発明による半導体レーザーの製造方
法の一例を説明する。
法の一例を説明する。
この場合AlGaAs系のIII−Ｖ族化合物半導体レーザー
を得る場合で、まず第１図Ａに示すように、１の導電型
例えばｎ型のGaAsよりなるIII−Ｖ族化合物半導体サブ
ストレイト（11）を設ける。このサブストレイト（11）
はその主面（11a）が（100）結晶面を有してなる。そし
て、この主面（11a）上に必要に応じて図示しないがバ
ッファ層を介して第１導電型例えばｎ型のAlGaAsよりな
る下層のクラッド層（16）をエピタキシャル成長し、続
いてこれよりエネルギーギャップが小で屈折率の高い例
えばGaAs化合物半導体よりなる活性層（１）と、さらに
これの上に他の導電型例えばｐ型で活性層（１）に比し
エネルギーバンドギャップの大きいすなわち屈折率の小
さい上層のクラッド層（６）を構成する第１のクラッド
層（6A）を順次エピタキシャル成長して半導体基板
（２）を構成する。
を得る場合で、まず第１図Ａに示すように、１の導電型
例えばｎ型のGaAsよりなるIII−Ｖ族化合物半導体サブ
ストレイト（11）を設ける。このサブストレイト（11）
はその主面（11a）が（100）結晶面を有してなる。そし
て、この主面（11a）上に必要に応じて図示しないがバ
ッファ層を介して第１導電型例えばｎ型のAlGaAsよりな
る下層のクラッド層（16）をエピタキシャル成長し、続
いてこれよりエネルギーギャップが小で屈折率の高い例
えばGaAs化合物半導体よりなる活性層（１）と、さらに
これの上に他の導電型例えばｐ型で活性層（１）に比し
エネルギーバンドギャップの大きいすなわち屈折率の小
さい上層のクラッド層（６）を構成する第１のクラッド
層（6A）を順次エピタキシャル成長して半導体基板
（２）を構成する。
第１図Ｂに示すように、上層の第１のクラッド層（6
A）上にストライプ状のエッチングマスク（８）を選択
的に形成する。このマスク（８）は周知の技術、例えば
フォトレジスト膜の塗布，パターン露光，現像の各処理
によって形成し得る。この場合、紙面に沿う面が（01
1）結晶面に選ばれ、マスク（８）のストライプの延長
方向がこの紙面に沿う方向に選ばれ両端縁がこれと直交
するようにする。
A）上にストライプ状のエッチングマスク（８）を選択
的に形成する。このマスク（８）は周知の技術、例えば
フォトレジスト膜の塗布，パターン露光，現像の各処理
によって形成し得る。この場合、紙面に沿う面が（01
1）結晶面に選ばれ、マスク（８）のストライプの延長
方向がこの紙面に沿う方向に選ばれ両端縁がこれと直交
するようにする。
次に、上層のクラッド層（6A）上から、活性層（１）
を横切る深さに結晶学的異方性エッチングを行う。すな
わち、例えば硫酸系エッチング液例えばH2SO4とH2O2とH
2Oとが3:1:1の割合によって混合されたエッチング液を
用いてクラッド層（6A）上よりエッチングを行う。この
ようにしてマスク（８）によって覆われていない部分を
エッチングしてメサ溝（５）を形成し、これによって第
１図Ｂに示すように両端に（111）Ａ結晶面による逆メ
サ型側面（3A）及び（3B）が形成されたストライプ状の
メサすなわちリッジ部（４）を形成する。
を横切る深さに結晶学的異方性エッチングを行う。すな
わち、例えば硫酸系エッチング液例えばH2SO4とH2O2とH
2Oとが3:1:1の割合によって混合されたエッチング液を
用いてクラッド層（6A）上よりエッチングを行う。この
ようにしてマスク（８）によって覆われていない部分を
エッチングしてメサ溝（５）を形成し、これによって第
１図Ｂに示すように両端に（111）Ａ結晶面による逆メ
サ型側面（3A）及び（3B）が形成されたストライプ状の
メサすなわちリッジ部（４）を形成する。
次に、第１図Ｃに示すように、上層のクラッド層（6
A）と同導電型で同一材料のAlGaAsよりなり第２のクラ
ッド層（6B）をメサ溝（５）内を含んでエピタキシャル
成長して行く。このようにすると逆メサ型側面（3A）及
び（3B）に（110）結晶面が生じた時点でこの〈110〉軸
方向の結晶成長速度が遅いことによって見かけ上一旦こ
の時点でエピタキシャルが停止するのでこの時点でクラ
ッド層（6B）のエピタキシャル成長を止めれば基板
（２）の主面すなわち活性層（１）の面と垂直な側面
（7A）及び（7B）が生ずる。
A）と同導電型で同一材料のAlGaAsよりなり第２のクラ
ッド層（6B）をメサ溝（５）内を含んでエピタキシャル
成長して行く。このようにすると逆メサ型側面（3A）及
び（3B）に（110）結晶面が生じた時点でこの〈110〉軸
方向の結晶成長速度が遅いことによって見かけ上一旦こ
の時点でエピタキシャルが停止するのでこの時点でクラ
ッド層（6B）のエピタキシャル成長を止めれば基板
（２）の主面すなわち活性層（１）の面と垂直な側面
（7A）及び（7B）が生ずる。
その後、第１図Ｄに示すように、続いて例えばｐ型の
低比抵抗のGaAs化合物半導体層より成るキャップ層（1
2）をエピタキシャル成長する。
低比抵抗のGaAs化合物半導体層より成るキャップ層（1
2）をエピタキシャル成長する。
次に第１図Ｅに示すように、キャップ層（12）上にオ
ーミックにコンタクトして第１の電極（21）を被着す
る。また、基板（２）の裏面すなわちサブストレイト
（11）の裏面には、第２の電極（22）をオーミックに被
着して目的とする半導体レーザー（23）を得る。
ーミックにコンタクトして第１の電極（21）を被着す
る。また、基板（２）の裏面すなわちサブストレイト
（11）の裏面には、第２の電極（22）をオーミックに被
着して目的とする半導体レーザー（23）を得る。
このようにして得た半導体レーザー（23）は、そのス
トライプ状のメサすなわちリッジ部（４）内の活性層
（１）が動作領域すなわち共振器として作用し、その共
振器のストライプ方向の延長方向の両端面には逆メサ型
側面（3A）及び（3B）上に形成されたクラッド層（６）
（（6B））による垂直側面（7A）及び（7B）が形成され
た窓構造の半導体レーザーとなる。この場合活性層
（１）の逆メサ型側面（3A）及び（3B）では活性層
（１）とクラッド層（6B）との各屈折率ｎは例えば活性
層がｎ＝3.3であるのに比し、クラッド層（6B）がｎ＝
3.2程度の小差であり、またこの側面（3A）及び（3B）
が活性層面に対して斜めであるに比し、これら側面（3
A）及び（3B）に形成されたクラッド層（6B）と外気と
は屈折率差が大であること、またクラッド層（6B）の外
面は活性層（１）の面に対して垂直面（7A）及び（7B）
であることからこの面（7A）及び（7B）が共振器の反射
面として作用することになり、かつこの面（7A）及び
（7B）がレーザー射出面となる。
トライプ状のメサすなわちリッジ部（４）内の活性層
（１）が動作領域すなわち共振器として作用し、その共
振器のストライプ方向の延長方向の両端面には逆メサ型
側面（3A）及び（3B）上に形成されたクラッド層（６）
（（6B））による垂直側面（7A）及び（7B）が形成され
た窓構造の半導体レーザーとなる。この場合活性層
（１）の逆メサ型側面（3A）及び（3B）では活性層
（１）とクラッド層（6B）との各屈折率ｎは例えば活性
層がｎ＝3.3であるのに比し、クラッド層（6B）がｎ＝
3.2程度の小差であり、またこの側面（3A）及び（3B）
が活性層面に対して斜めであるに比し、これら側面（3
A）及び（3B）に形成されたクラッド層（6B）と外気と
は屈折率差が大であること、またクラッド層（6B）の外
面は活性層（１）の面に対して垂直面（7A）及び（7B）
であることからこの面（7A）及び（7B）が共振器の反射
面として作用することになり、かつこの面（7A）及び
（7B）がレーザー射出面となる。
そして、この場合活性層（１）のストライプ状リッジ
部（メサ）（４）の延長方向と直交する側面に関して
は、第２図に第１図Ｅの断面とは直交する方向の断面図
を示すように順メサすなわち基部に向って幅広となる形
状をとることができる。
部（メサ）（４）の延長方向と直交する側面に関して
は、第２図に第１図Ｅの断面とは直交する方向の断面図
を示すように順メサすなわち基部に向って幅広となる形
状をとることができる。
尚、上述した各層が図示の導電型とは逆の導電型に選
定することができるなど上述の例に限らず種々の構成を
とり得る。
定することができるなど上述の例に限らず種々の構成を
とり得る。
上述の本発明方法によれば、活性層（１）による共振
器の実質的反射面及びレーザー光の出射面が活性層の端
面自体の露出による劈開面によらず、クラッド層（６）
の垂直側面（7A）及び（7B）によって形成した窓構造を
とるようにしたことによって、光学損傷を小さくするこ
とができ、CODの改善がはかられこれによって高出力
化，連続発光がはかられるものであり、また特に本発明
においてはこの側面（7A）及び（7B）を特定の結晶面に
よって形成された逆メサ型側面（3A）及び（3B）へのエ
ピタキシャル成長によるすなわち結晶面によって成長速
度が相違することによる特定された結晶面の現出によっ
て構成するようにしたので再現性よく確実にこの垂直側
面（7A）及び（7B）の形成ができ、安定してすぐれた特
性の半導体レーザーを製造できる。
器の実質的反射面及びレーザー光の出射面が活性層の端
面自体の露出による劈開面によらず、クラッド層（６）
の垂直側面（7A）及び（7B）によって形成した窓構造を
とるようにしたことによって、光学損傷を小さくするこ
とができ、CODの改善がはかられこれによって高出力
化，連続発光がはかられるものであり、また特に本発明
においてはこの側面（7A）及び（7B）を特定の結晶面に
よって形成された逆メサ型側面（3A）及び（3B）へのエ
ピタキシャル成長によるすなわち結晶面によって成長速
度が相違することによる特定された結晶面の現出によっ
て構成するようにしたので再現性よく確実にこの垂直側
面（7A）及び（7B）の形成ができ、安定してすぐれた特
性の半導体レーザーを製造できる。
第１図は本発明方法の各工程における略線的断面図、第
２図は本発明方法によって得た半導体レーザーの横断面
図である。 （２）は基板、（１）は活性層、（６），（6A）及び
（6B）はクラッド層、（12）はキャップ層、（４）はリ
ッジ部（メサ）、（3A）及び（3B）は逆メサ型側面、
（7A）及び（7B）は垂直側面である。
２図は本発明方法によって得た半導体レーザーの横断面
図である。 （２）は基板、（１）は活性層、（６），（6A）及び
（6B）はクラッド層、（12）はキャップ層、（４）はリ
ッジ部（メサ）、（3A）及び（3B）は逆メサ型側面、
（7A）及び（7B）は垂直側面である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−143082（ＪＰ，Ａ) Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈ ｅ ４ｔｈ Ｓｏｎｙ Ｒｅｓｅａｒｃ ｈ Ｆｏｒｕｍ，ｐｐ．270−274 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- 【請求項１】サブストレイト上に、少なくとも第１導電
型のクラッド層と、活性層と、第２導電型の第１クラッ
ド層とを順次エピタキシャル成長する第１のエピタキシ
ャル成長工程と、 上記第２導電型の第１クラッド層上から上記活性層を横
切り、相対向する少なくとも一対の両端側面が特定結晶
面により逆メサ型側面とされたリッジ部を形成する工程
と、 上記逆メサ型側面を有するメサ溝内を含んで全面的に上
記第２導電型の第１クラッド層と同導電型の同一材料よ
りなる半導体層をエピタキシャル成長させて上記逆メサ
型側面を埋込んで垂直側面を形成する第２のエピタキシ
ャル成長工程とを有し、 上記垂直側面を、上記活性層によるレーザー共振器の反
射面とし、かつレーザー光の出射面としたことを特徴と
する半導体レーザーの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1010290A JP2822195B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 半導体レーザーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1010290A JP2822195B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 半導体レーザーの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02191388A JPH02191388A (ja) | 1990-07-27 |
| JP2822195B2 true JP2822195B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=11746167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1010290A Expired - Fee Related JP2822195B2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 半導体レーザーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822195B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02199892A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-08 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL7903197A (nl) * | 1979-04-24 | 1980-10-28 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een elektrolumines- cerende halfgeleiderinrichting en elektroluminescerende halfgeleiderinrichting vervaardigd volgens de werkwijze |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1010290A patent/JP2822195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ４ｔｈ Ｓｏｎｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｏｒｕｍ，ｐｐ．２７０−２７４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02191388A (ja) | 1990-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |