JPH02191388A - 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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- JPH02191388A JPH02191388A JP1029089A JP1029089A JPH02191388A JP H02191388 A JPH02191388 A JP H02191388A JP 1029089 A JP1029089 A JP 1029089A JP 1029089 A JP1029089 A JP 1029089A JP H02191388 A JPH02191388 A JP H02191388A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- -1 GaAs compound Chemical class 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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臂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。
びレーザー光の出射面が活性層の臂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Ｃ ＯＤ （Ｃａｔａｓｔｒｏｐ
ｈｉｃＯｐｔｉｃａｌｌｙ Ｄａｓａｇｅ）レベルの改
善を目的とする。
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Ｃ ＯＤ （Ｃａｔａｓｔｒｏｐ
ｈｉｃＯｐｔｉｃａｌｌｙ Ｄａｓａｇｅ）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へテロ接合（ＢＨ
）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、結晶の臂開
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、
このような襞間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。
）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、結晶の臂開
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、
このような襞間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、襞間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０ＢＩＣ（Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔ
ｒｏｒ＋ｉｃｓ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃ３ｒｃｕｉ
ｔ）への適用には不適当で、この０ＥＩＣの実用化には
襞間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。
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０ＢＩＣ（Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔ
ｒｏｒ＋ｉｃｓ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃ３ｒｃｕｉ
ｔ）への適用には不適当で、この０ＥＩＣの実用化には
襞間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。
（発明が解決しようとする課題〕
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。
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。
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。
［課題を解決するための手段］・
本発明は、例えば第１図Ａに示すように活性層（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（７＾）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。
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（７＾）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。
（作用〕
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襞間面によら
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（３
Ｂ）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。
の実質的反射面及びレーザー光の出射面が襞間面によら
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（３
Ｂ）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。
の一例を説明する。
この場合Ａ Ｉ ＧａＡｓ系の■〜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、ｌの
導電型例えばｎ型のＧａＡｓよりなる■−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（Ｉｌａ）が（１００）結晶面
を有してなる。そして、この主面（ｌｌａ）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Ａ Ｉ！、 ＧａＡｓ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−ト
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。
ーザーを得る場合で、まず第１図Ａに示すように、ｌの
導電型例えばｎ型のＧａＡｓよりなる■−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（Ｉｌａ）が（１００）結晶面
を有してなる。そして、この主面（ｌｌａ）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Ａ Ｉ！、 ＧａＡｓ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−ト
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（６Ａ
）上にストライブ状のエツチングマスク（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。
）上にストライブ状のエツチングマスク（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（０１１）結晶面に選ばれ、マスク（８）のスト
ライブ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。
う面が（０１１）結晶面に選ばれ、マスク（８）のスト
ライブ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ツチングを行う。
を横切る深さに結晶学的異方性エツチングを行う。
すなわち、例えば硫酸系エツチング液例えば）１．ｓｏ
４とＨｔＯ＊とＨ２Ｏとが３：１：１の割合によって混
合されたエツチング液を用いてクラッド層（６Ａ）上よ
りエツチングを行う。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ツチングしてメサ溝（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（３
Ｂ）が形成されたストライブ状のメサすなわちリッジ部
（４）を形成する。
４とＨｔＯ＊とＨ２Ｏとが３：１：１の割合によって混
合されたエツチング液を用いてクラッド層（６Ａ）上よ
りエツチングを行う。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ツチングしてメサ溝（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（３
Ｂ）が形成されたストライブ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（６Ａ
）と同導電型で同一材料のＧａＡｓＡ ｌよりなり第２
のクラフトＪｉ （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−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。
）と同導電型で同一材料のＧａＡｓＡ ｌよりなり第２
のクラフトＪｉ （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−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図りに示すように、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Ｎ（
１２）をエピタキシャル成長する。
比抵抗のＧａＡｓ化合物半導体層より成るキャップＮ（
１２）をエピタキシャル成長する。
次に第１図已に示すように、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
器のストライブ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（３Ａ）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
器のストライブ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（３Ａ）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。
（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。
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
目体の露出による襞間面によらず、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（７八）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（３
Ｂ）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。
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
目体の露出による襞間面によらず、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（７八）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（３
Ｂ）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路線的断面図、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。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 活性層を有する半導体基板に、上記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り逆メ
サ型側面とされたリッジ部を設ける工程と、 該メサ型側面を有するメサ溝内を含んでクラッド層をエ
ピタキシャル成長させ、上記逆メサ型側面を埋め込んで
垂直側面を形成する工程とを有し、該垂直側面を上記活
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 true JPH02191388A (ja) | 1990-07-27 |
| JP2822195B2 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) |
Cited By (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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55143082A (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-08 | Philips Nv | Method of fabricating electroluminescent semiconductor device |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1010290A patent/JP2822195B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55143082A (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-08 | Philips Nv | Method of fabricating electroluminescent semiconductor device |
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2822195B2 (ja) | 1998-11-11 |
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