JPH02199892A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH02199892A
JPH02199892A JP1914289A JP1914289A JPH02199892A JP H02199892 A JPH02199892 A JP H02199892A JP 1914289 A JP1914289 A JP 1914289A JP 1914289 A JP1914289 A JP 1914289A JP H02199892 A JPH02199892 A JP H02199892A
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JP
Japan
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layer
type
window
cladding layer
groove
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Application number
JP1914289A
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English (en)
Inventor
Yuichi Ide
雄一 井手
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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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。

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の製造方法に関し、特にレーザ光
出射端面を透明媒質で埋め込んだウィンドウ構造の半導
体レーザの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
半導体レーザの出射端面の劣化を防ぎ、高出力を得るた
めに、共振器端面部を活性層より禁制帯幅の大きい透明
媒質で埋め込み、光の非吸収領域としたウィンドウ型半
導体レーザが提案されている(例えば、特開昭56−8
889号公報参照)。
第3図A、Bはそれぞれ概略を示す斜視図及び断面図で
ある。第4図はその製造工程を示す図である。まず、第
4図Aに示すn型GaAsで成る半導体基板1上に第1
の液相エピタキシャル成長工程によって順次n型A1.
)、3GaO,7Asクラッド層2、p型GaAs活性
層3、p型Al(1,3Gag、7Asクラッド層4、
p型GaAs層5を成長させる〈第4図B)。ここで、
−旦成長をやめ、p型Gtks層5の表面より選択エツ
チング処理によりn型GaAs基板1に達するストライ
ブ状のメサ形状を形成する(第4図C)、しかる後、第
2の液相エピタキシャル成長工程によってn聖人10.
3Gao−7^S窓層6、n型GaAs活性層7を順次
成長せしめる(第4図D)。次にn型GaAsキャップ
層7の表面にストライブ状の窓を開けた5i02マスク
8を窓のストライブ方向が前記エツチング処理により形
成されたメサ形状のストライブ方向に垂直になるように
取り付けて、この窓を通してZaをp型A1.)、3G
aO,フAsクラッド層4に達するように拡散してから
5i02マスク8の上から電極9を取る付け、n型Ga
As基板1の側にも電極10を取り付ける。最後に、5
i02マスクの窓のない部分で第4図Cに示されたメサ
のストライブに平行に襞開し、ファブリ・ベロ共振器と
して働くレーザ反射面を得て、従来型のウィンドウ型半
導体レーザ(第3図A、B)が製作される。
この従来型の半導体レーザでは、共振器端面がp型Ga
As活性層3より禁制帯幅の大きいn型AtO,3Ga
、)、7AS窓層6で構成されている。その結果、端面
でのレーザ光の吸収が少なく、窓層を用いない半導体レ
ーザに比べて、共振器端面の劣化が生じにくい。また、
端面の光学損傷も生じにくいので高出力のレーザ光を取
り出すことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上に説明した従来のウィンドウ型半導体レーザの製法は
以下に述べるように素子の集積化に対処できないという
欠点がある。即ち、単一のGaAs基板上に複数のウィ
ンドウ型半導体レーザを集積しようとすると最早ファブ
リ・ペロ共振器端面を形成するなめに襞間という手段を
用いることができない、襞間によらないで共振器端面を
形成する手段としては、塩素のような反応性ガスを用い
た反応性イオンエツチング法(Reactive Io
n BeamEfching、RI B E )が良く
用いられている。RIBE法による場合には、上述の従
来例に即して述べれば、結晶を襞開する替りに、第4図
Cに示されたメサのストライブに平行にフォトレジスト
のエツチングマスクをストライブ状に形成し、その上か
らエツチングを行なうことになる。従ってフォトレジス
トによりエツチングマスクを形成する工程と実際にエツ
チングを行なう工程が余分に必要となる。これは、工程
が増えるだけでなく素子の歩留りにも影響し、量産コス
トが高くなってしまう問題がある。更に、RIBE法で
光学的に平滑な共振器端面を得るのは技術的に難しく、
現状では必ずしも工業的に確立されているわけではない
このように、従来のウィンドウ型半導体レーザの製法で
は集積化に対処できず、またRIBE法により共振器端
面を形成するのも良い方法とは言えないのである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、(100)面を主表面とする半導体基板上に
ウィンドウ型半導体レーザを集積化するのに適し、上述
の問題点を解消した製造方法を提供するものである。
本発明は、(100)面を主表面とする第1の導電型の
半導体基板上に少くとも第1導電型の第1クラッド層と
該第1クラッド層より禁制帯幅の小さい活性層と該活性
層より禁制帯幅の大きい第2導電型の第2クラッド層と
該第2クラッド層より禁制帯幅の小さいキャップ層とを
順次成長する第1のエピタキシャル成長工程と、前記第
1クラッド層まで達する深さまで前記キャップ層と前記
第2クラッド層と前記活性層と前記第1クラッド層を除
去して側面が(133)または(133)面である溝を
形成するエツチング工程と、前記溝内に(110)面を
表面とし禁制帯幅が前記活性層よりも小さいウィンドウ
層を成長して前記(133)またはく1丁3)側面を覆
う第2のエピタキシャル成長工程とを含むことを要件と
するものである。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第1図は、本発明の製造方法により製造されるウィ
ンドウ型半導体レーザの斜視図である。第2図は、本発
明の製造方法を説明するために、その主要な工程を示し
た工程図であり、各段階での結晶ウェハーの断面を示し
ている。
本実施例では、(100)面を主面とするn型GaAs
基板1の上にレーザ構造を形成する。まず、通常行なわ
れるようにこのGaAs基板1を有機溶剤で洗浄した後
、化学的にエツチングし、表面を清浄にする(第2図A
)。次に第1のエピタキシャル成長工程に入り有機金属
気相成長(MOCVD)法によりn型^1O−3GaO
,7AS (第1)クラッド層2.アンドープのGaA
s活性層3.p聖人10.3cao、7^S第2クラッ
ド層4.p型GaAsキーy ’yブ層5を順次成長す
る(第2図B)、ここで各層の不純物濃度は、キャリア
濃度にしてそれぞれクラッド層2.4が3×1017C
Il+−’、キャップ層5が1 X 1018cm−3
とするのが適当であろう。次いで、エツチング工程に入
り、まずp型[1aAsキヤツプNJ5の表面にフォト
レジストを塗布し、これにフォトリソグラフィーにより
(011)方向に延伸したストライブ状の窓を設けてエ
ツチングマスク11を得る。しかる後、N1(40H:
H20□:H20=1:1:5なる体積比のエツチング
液によって深さがn型クラッド層2に達する溝を形成す
る(第2図C)、このエツチング工程により形成される
溝の側面は、(13百)または(13B)となる。
次に、第2のエピタキシャル成長工程に移り、まず、エ
ツチングマスクを除去し、基板結晶を洗浄して清浄な表
面を得る。そして、常圧MOCVD法によりn型Al(
、,15Ga(、、g5As窓N6.n型GaAsコン
タクト層7を成長する。それぞれの層のキャリア濃度は
3 X 1017cta−’、  I X 1018c
m−’が適当であろう。このMOCVD成長の条件とし
て基板温度630℃、V/I比を200とすると第2図
りに示すように、n型Al(1,15Ga045As窓
層6とn型GaAsコンタクト層7は溝内では(011
)または(011)面を形成する。n型^1O−15G
a0.85^S窓層6は、GaAs活性層3を共振器方
向に伸したとき窓層6の(011)又は(OTI)面と
交錯するのに充分な量成長する。こうして溝側面に得ら
れた窓層6の成長面(端面)は襞開によって得られる面
(110)と同一の結晶面方位を有しておりそのまま共
振器端面として用いることができるのである。次に、C
VD法により(100)面上に成長されたn型GaAs
コンタクト層7に5i02膜8を付着させ、フォトリソ
グラフィーにより共振器長方向に延伸したストライブ状
の窓を形成する。この上からInを拡散し、この窓を通
してZnをp型^1(1,3Ga(1,7Asクラッド
層(第2クラッド層)に達する深さまでストライブ状に
導入する。最後にこの上から人uZn等のp型電極9を
蒸着してオーミック性接触を得る。n型GaAs基板1
の裏面にもAu (ie等のn型電極10を蒸着し、オ
ーミック性接触を得る(第2図E)、この後、溝の部分
及びストライブ状のZn拡散領域の両側で個々に分離し
て第1図の如き半導体レーザを得る。
以上の工程により、第1図に示した共振器端面に光吸収
のない、窓層を有したウィンドウ型半導体レーザが得ら
れる。p型電極9とn型電極10に順方向に通電して電
流を流すことによりこのレーザは発振する。
〔発明の効果〕
上の実施例で説明したように、本発明によれば、レーザ
共振器の端面を活性層3より禁制帯幅の大きい、換言す
ればレーザ光に対し透明な物質としたウィンドウ型半導
体レーザが従来より簡単な工程により得られる。即ち、
従来からの襞間により共振器端面を得る方法では不可能
だった。レーザの集積化を技術的に問題のあるRIBE
法によらないで行なうことができる。RIBE法によら
ない結果、工程が減るだけでなく、高い歩留りで高信頼
性のウィンドウ型半導体レーザを得ることができる。
尚、実施例では、n型GaAs基板1上にレーザ構造を
設ける場合を述べたが、p型GaAs基板上にしても、
実施例中の各層のp型とn型を入れ替え、オーミック接
触を得るためのZn拡散をSi拡散に替えれば良い。ま
た、半絶縁性のGaAs基板を用い、第1クラッド層へ
の電極を上方から取る構造としても本発明の要件は満す
ことができる。更に、Ga^SとAlGaAsではなく
他の化合物半導体材料、例えばIoGaAsとrnPや
Ga1nPと^lGa1nPのような組み合せでも本発
明を実施できるということは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の製造方法により得られる半導体レーザ
の斜視図、第2図は本発明の一実施例の主要な工程を説
明した断面図、第3図A、Bは従来の半導体レーザの斜
視図及び断面図、第4図は従来の製造方法を示す図であ
る。 1・・・GaAs基板、2・・・第1導電型クラッド層
、3・・・活性層、4・・・第2導電型クラッド層、5
・・・キャップ層、6・・・窓層、7・・・コンタクト
層、8・・・5i02マスク、9・・・p型電極、10
・・・n型電極。 図中矢印はレーザ光の出射方向を示している。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の(100)面を主表面とする半導体基板上
    に少くとも第1導電型の第1クラッド層と該第1クラッ
    ド層より禁制帯幅の小さい活性層と該活性層より禁制帯
    幅の大きい第2導電型の第2クラッド層と該第2クラッ
    ド層より禁制帯幅の小さいキャップ層とを順次成長する
    第1のエピタキシャル成長工程と、前記第1クラッド層
    まで達する深さまで前記キャップ層と前記第2クラッド
    層と前記活性層と前記第1クラッド層を除去して側面が
    (13@3@)または(1@3@3)面である溝を形成
    するエッチング工程と、前記溝内に(110)面を表面
    とし禁制帯幅が前記活性層よりも小さいウィンドウ層を
    成長して前記(13@3@)または(1@3@3)側面
    を覆う第2のエピタキシャル成長工程とを含む半導体レ
    ーザの製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55143082A (en) * 1979-04-24 1980-11-08 Philips Nv Method of fabricating electroluminescent semiconductor device
JPH02191388A (ja) * 1989-01-19 1990-07-27 Sony Corp 半導体レーザーの製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS55143082A (en) * 1979-04-24 1980-11-08 Philips Nv Method of fabricating electroluminescent semiconductor device
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