JPH0243351B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0243351B2 JPH0243351B2 JP60270509A JP27050985A JPH0243351B2 JP H0243351 B2 JPH0243351 B2 JP H0243351B2 JP 60270509 A JP60270509 A JP 60270509A JP 27050985 A JP27050985 A JP 27050985A JP H0243351 B2 JPH0243351 B2 JP H0243351B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- active layer
- cladding layer
- semiconductor laser
- bandgap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 34
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 30
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 29
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
- H01S5/0424—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer lateral current injection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は半導体レーザの製造方法に関し、特に
量子井戸構造で集積化に適した構造を有する半導
体レーザの製造方法を提供することを目的とし、
基板上に第1のバンドギヤツプを有する第1の高
抵抗クラツド層を形成する第1の工程と、該第1
のクラツド層上に前記第1バンドギヤツプより狭
い第2のバンドギヤツプを有する半導体層構造の
量子井戸からなる多重量子井戸構造の活性層を形
成する第2工程と、該活性層上に前記第2のバン
ドギヤツプより広い第3のバンドギヤツプを有
し、且つ前記活性層側から表面に向かつて不純物
の拡散係数が減少する性質を有する第2の高抵抗
クラツド層を形成する第3工程と、前記活性層の
第1の領域に第1の不純物を前記第2のクラツド
層および前記活性層を介して前記第1のクラツド
層まで選択的に熱拡散して一導電型の第1の導電
領域を形成する第4の工程と、該活性層の第1の
領域から所望の距離を隔てた該活性層の第2の領
域に第2の不純物を前記第2のクラツド層および
前記活性層を介して前記第1のクラツド層まで選
択的に熱拡散して反対導電型の第2の導電領域を
形成する第5の工程とから構成する。
量子井戸構造で集積化に適した構造を有する半導
体レーザの製造方法を提供することを目的とし、
基板上に第1のバンドギヤツプを有する第1の高
抵抗クラツド層を形成する第1の工程と、該第1
のクラツド層上に前記第1バンドギヤツプより狭
い第2のバンドギヤツプを有する半導体層構造の
量子井戸からなる多重量子井戸構造の活性層を形
成する第2工程と、該活性層上に前記第2のバン
ドギヤツプより広い第3のバンドギヤツプを有
し、且つ前記活性層側から表面に向かつて不純物
の拡散係数が減少する性質を有する第2の高抵抗
クラツド層を形成する第3工程と、前記活性層の
第1の領域に第1の不純物を前記第2のクラツド
層および前記活性層を介して前記第1のクラツド
層まで選択的に熱拡散して一導電型の第1の導電
領域を形成する第4の工程と、該活性層の第1の
領域から所望の距離を隔てた該活性層の第2の領
域に第2の不純物を前記第2のクラツド層および
前記活性層を介して前記第1のクラツド層まで選
択的に熱拡散して反対導電型の第2の導電領域を
形成する第5の工程とから構成する。
本発明は量子井戸構造を使用した半導体レーザ
の製造方法に関し、さらに具体的には活性層に量
子井戸構造を使用し、それを挟むクラツド層に絶
縁半導体層を用い、クラツド層を通して活性層に
p、n電極を形成し電流を横方向に流す、集積化
構造に適した半導体レーザの製造方法に関する。
の製造方法に関し、さらに具体的には活性層に量
子井戸構造を使用し、それを挟むクラツド層に絶
縁半導体層を用い、クラツド層を通して活性層に
p、n電極を形成し電流を横方向に流す、集積化
構造に適した半導体レーザの製造方法に関する。
半導体レーザ、特に、光・電子集積回路
(OEIC)への応用を考えた場合、如何に完全にプ
レーナ化し、如何に容易に電極が取出せるかが重
要であり、さらに特性(数GHzの変調ができる)
をより向上させることが要請されている。
(OEIC)への応用を考えた場合、如何に完全にプ
レーナ化し、如何に容易に電極が取出せるかが重
要であり、さらに特性(数GHzの変調ができる)
をより向上させることが要請されている。
従来の半導体レーザの大半はレーザ・エピタキ
シヤル面に垂直に電流を流している。第5図に従
来例の半導体レーザの概要を示しており、例え
ば、基板上に順にクラツド層53、活性層52、
クラツド層51をエピタキシヤル成長し、エツチ
ングにより活性層52の幅を狭窄し、絶縁層5
4,55で埋め込んでいる。そして、基板側(図
示せず)とレーザ表面とに電極56を形成してい
る。このようなレーザ・エピタキシヤル面に垂直
に電流を流す構造では同一面上で電極を取出すこ
とが困難であり、従つて、集積化が難しい。
シヤル面に垂直に電流を流している。第5図に従
来例の半導体レーザの概要を示しており、例え
ば、基板上に順にクラツド層53、活性層52、
クラツド層51をエピタキシヤル成長し、エツチ
ングにより活性層52の幅を狭窄し、絶縁層5
4,55で埋め込んでいる。そして、基板側(図
示せず)とレーザ表面とに電極56を形成してい
る。このようなレーザ・エピタキシヤル面に垂直
に電流を流す構造では同一面上で電極を取出すこ
とが困難であり、従つて、集積化が難しい。
又、最近になつて、活性層に平行に電流を流す
半導体レーザが提案されている。
半導体レーザが提案されている。
第6図にその構造の概要を表してある。第6図
において、半導体基板61上に下側クラツド層と
なるn型AlGaAs層62、活性層のn型GaAs層
63、上側クラツド層となるn型AlGaAs層64
が順にエピタキシヤル成長で形成され、p型拡散
層65及びn型拡散層66が設けられ、これら拡
散層に電極68,69が形成されている。その構
成では、電流はp型拡散層65から活性層63を
横方向に流れ、n型拡散層66に達する。この構
成で、発光は図示67のP−n接合近傍で生じ
る。
において、半導体基板61上に下側クラツド層と
なるn型AlGaAs層62、活性層のn型GaAs層
63、上側クラツド層となるn型AlGaAs層64
が順にエピタキシヤル成長で形成され、p型拡散
層65及びn型拡散層66が設けられ、これら拡
散層に電極68,69が形成されている。その構
成では、電流はp型拡散層65から活性層63を
横方向に流れ、n型拡散層66に達する。この構
成で、発光は図示67のP−n接合近傍で生じ
る。
この構造は、電流を横方向に流し、電極を同一
面に取出すことができるので集積化に適する。し
かし、上下方向ではクラツド層の64,62と活
性層63との屈折率差をつけることができるので
光の閉じ込めができるが、横方向では拡散層の形
成による濃度勾配による微妙な屈折率差を利用す
るので、光の閉じ込めが弱い。また、ストライプ
幅lは、拡散層65,66の横方向拡がりのた
め、実際上微小化するのが困難である。
面に取出すことができるので集積化に適する。し
かし、上下方向ではクラツド層の64,62と活
性層63との屈折率差をつけることができるので
光の閉じ込めができるが、横方向では拡散層の形
成による濃度勾配による微妙な屈折率差を利用す
るので、光の閉じ込めが弱い。また、ストライプ
幅lは、拡散層65,66の横方向拡がりのた
め、実際上微小化するのが困難である。
本発明は量子井戸構造で集積化に適した構造を
有する半導体レーザの製造方法を提供するもので
あり、特に、活性層に横方向に電流を流すレーザ
構造において、上記従来の半導体レーザ及びその
製造が持つ特性上の欠点及び製造上の困難性を解
説しようとするものである。
有する半導体レーザの製造方法を提供するもので
あり、特に、活性層に横方向に電流を流すレーザ
構造において、上記従来の半導体レーザ及びその
製造が持つ特性上の欠点及び製造上の困難性を解
説しようとするものである。
本発明においては、基板上に第1のバンドギヤ
ツプを有する第1の高抵抗クラツド層を形成する
第1の工程と、該第1のクラツド層上に前記第1
のバンドギヤツプより狭い第2のバンドギヤツプ
を有する半導体層構造の量子井戸からなる多重量
子井戸構造の活性層を形成する第2の工程と、該
活性層上に前記第2のバンドギヤツプより広い第
3のバンドギヤツプを有し、且つ前記活性層側か
ら表面に向かつて不純物の拡散係数が減少する性
質を有する第2の高抵抗クラツド層を形成する第
3の工程と、前記活性層の第1の領域に第1の不
純物を前記第2のクラツド層および前記活性層を
介して前記第1のクラツド層まで選択的に熱拡散
して一導電型の第1の導電領域を形成する第4の
工程と、該活性層の第1の領域から所望の距離を
隔てた該活性層の第2の領域に第2の不純物を前
記第2のクラツド層および前記活性層を介して前
記第1のクラツド層まで選択的に熱拡散して反対
導電型の第2の導電領域を形成する第5の工程と
の工程の組み合わせによつて形成されることを特
徴とする半導体レーザの製造方法により、上記の
問題点を解決するものである。
ツプを有する第1の高抵抗クラツド層を形成する
第1の工程と、該第1のクラツド層上に前記第1
のバンドギヤツプより狭い第2のバンドギヤツプ
を有する半導体層構造の量子井戸からなる多重量
子井戸構造の活性層を形成する第2の工程と、該
活性層上に前記第2のバンドギヤツプより広い第
3のバンドギヤツプを有し、且つ前記活性層側か
ら表面に向かつて不純物の拡散係数が減少する性
質を有する第2の高抵抗クラツド層を形成する第
3の工程と、前記活性層の第1の領域に第1の不
純物を前記第2のクラツド層および前記活性層を
介して前記第1のクラツド層まで選択的に熱拡散
して一導電型の第1の導電領域を形成する第4の
工程と、該活性層の第1の領域から所望の距離を
隔てた該活性層の第2の領域に第2の不純物を前
記第2のクラツド層および前記活性層を介して前
記第1のクラツド層まで選択的に熱拡散して反対
導電型の第2の導電領域を形成する第5の工程と
の工程の組み合わせによつて形成されることを特
徴とする半導体レーザの製造方法により、上記の
問題点を解決するものである。
上記構成によれば、活性層に平行に電流を流
し、半導体レーザ表面側から両極の電極を取出す
ことが出来プレーナ構造が得られるので、集積化
に適している。また、その構造によれば、上下の
みでなく、横方向にもはつきりした屈折率分布を
つけることができるので、光のとじこめ効果が向
上し、レーザの発振しきい値を低下することがで
きる。また、第2の高抵抗クラツド層の不純物拡
散係数が、活性層側から表面に向かつて減少する
ような性質を有しているため、後に拡散される不
純物の分布がほぼ垂直な形状となる。したがつ
て、所望の狭い活性層幅を精度良く得ることがで
きる。
し、半導体レーザ表面側から両極の電極を取出す
ことが出来プレーナ構造が得られるので、集積化
に適している。また、その構造によれば、上下の
みでなく、横方向にもはつきりした屈折率分布を
つけることができるので、光のとじこめ効果が向
上し、レーザの発振しきい値を低下することがで
きる。また、第2の高抵抗クラツド層の不純物拡
散係数が、活性層側から表面に向かつて減少する
ような性質を有しているため、後に拡散される不
純物の分布がほぼ垂直な形状となる。したがつ
て、所望の狭い活性層幅を精度良く得ることがで
きる。
第1図に本発明が基本とした半導体レーザの構
造を示している。先ず、第1図において、半絶縁
性(SI)−GaAs基板10上にバツフア層3、高
抵抗(HR)−AlGaAs層(AlxGa1-xAsのx値:
AlAsのモル比x=0.45)1′、MQW(多重量子井
戸)活性層2、NR−AlGaAs層(AlAsのモル比
x=0.45)1、キヤツプ層のn−GaAs4が順に
エピタキシヤル成長で形成されている。さらに、
表面側から適当なマスク(図示せず)を用いてp
型不純物、例えば亜鉛(Zn)を拡散しp型拡散
領域5pを形成し、またn型不純物、例えば硫黄
(S)等を拡散しn型拡散領域5nを形成する。
多重量子井戸MQW2は、GaAs層(厚味30Å)
とAlGaAs層(AlAsモル比x=0.4、厚味120Å)
を交互に積層して形成しており、この例では
GaAsを5層に形成している。第1図の下方に各
層のAlAsのモル比xの分布に対応するエネルギ
バンド図を表している。
造を示している。先ず、第1図において、半絶縁
性(SI)−GaAs基板10上にバツフア層3、高
抵抗(HR)−AlGaAs層(AlxGa1-xAsのx値:
AlAsのモル比x=0.45)1′、MQW(多重量子井
戸)活性層2、NR−AlGaAs層(AlAsのモル比
x=0.45)1、キヤツプ層のn−GaAs4が順に
エピタキシヤル成長で形成されている。さらに、
表面側から適当なマスク(図示せず)を用いてp
型不純物、例えば亜鉛(Zn)を拡散しp型拡散
領域5pを形成し、またn型不純物、例えば硫黄
(S)等を拡散しn型拡散領域5nを形成する。
多重量子井戸MQW2は、GaAs層(厚味30Å)
とAlGaAs層(AlAsモル比x=0.4、厚味120Å)
を交互に積層して形成しており、この例では
GaAsを5層に形成している。第1図の下方に各
層のAlAsのモル比xの分布に対応するエネルギ
バンド図を表している。
第1図の構成において、活性層を横方向に挟む
多重量子井戸MQWの拡散領域5p,5nの部分
は不純物拡散にともない無秩序化し、その半導体
組成は平均化された組成となつている。その結
果、活性層の横方向(電流が流れる方向)にダブ
ルヘテロ構造が形成されることになる。この無秩
序化した多重量子井戸構造の屈折率は多重量子井
戸MQWの平均的屈折率よりも低下している。そ
のため、拡散層5p,5nとこれに挟まれた活性
層ストライプ8(幅Lは1〜2μm)には(a)のよ
うな横方向屈折率分布が生じ、一方、HR−
AlGaAs層1,1′とこれに挟まれた活性層には
縦方向に(b)のような屈折率分布が生じている。そ
れにより、光は活性層のストライプ8内に閉じ込
められ、従来の先に第5図に関して説明した横方
向に電流を流す半導体レーザより光の閉じ込め効
果が勝れている。また、本実施例では活性層に多
重量子井戸MQWを用いているので、活性層スト
ライプ8全体を発光領域とすることができる。こ
れに対して、第5図のレーザでは前記のようにp
−n接合の近くでしか発光が生じない。
多重量子井戸MQWの拡散領域5p,5nの部分
は不純物拡散にともない無秩序化し、その半導体
組成は平均化された組成となつている。その結
果、活性層の横方向(電流が流れる方向)にダブ
ルヘテロ構造が形成されることになる。この無秩
序化した多重量子井戸構造の屈折率は多重量子井
戸MQWの平均的屈折率よりも低下している。そ
のため、拡散層5p,5nとこれに挟まれた活性
層ストライプ8(幅Lは1〜2μm)には(a)のよ
うな横方向屈折率分布が生じ、一方、HR−
AlGaAs層1,1′とこれに挟まれた活性層には
縦方向に(b)のような屈折率分布が生じている。そ
れにより、光は活性層のストライプ8内に閉じ込
められ、従来の先に第5図に関して説明した横方
向に電流を流す半導体レーザより光の閉じ込め効
果が勝れている。また、本実施例では活性層に多
重量子井戸MQWを用いているので、活性層スト
ライプ8全体を発光領域とすることができる。こ
れに対して、第5図のレーザでは前記のようにp
−n接合の近くでしか発光が生じない。
ここで、この半導体レーザの動作を考えてみ
る。活性層の多重量子井戸MQW2の全体の厚
味、即ち活性層ストライプの厚味dはエピタキシ
ヤル成長において極めて薄く形成でき、例えば
0.1μmオーダーに容易に形成可能である。そし
て、この多重量子井戸MQWの活性層は高抵抗
HR−AlGaAs層1,1′で挟まれているので、p
型拡散領域5pから注入される電流はこの極めて
薄い活性層に閉じ込められる。これに対して、先
に示した第5図の縦に電流を流す通常の半導体レ
ーザでは、活性層の幅がエツチングで規定される
ので3〜4μm程度にしか狭窄できない。
る。活性層の多重量子井戸MQW2の全体の厚
味、即ち活性層ストライプの厚味dはエピタキシ
ヤル成長において極めて薄く形成でき、例えば
0.1μmオーダーに容易に形成可能である。そし
て、この多重量子井戸MQWの活性層は高抵抗
HR−AlGaAs層1,1′で挟まれているので、p
型拡散領域5pから注入される電流はこの極めて
薄い活性層に閉じ込められる。これに対して、先
に示した第5図の縦に電流を流す通常の半導体レ
ーザでは、活性層の幅がエツチングで規定される
ので3〜4μm程度にしか狭窄できない。
このように、この構成のレーザでは、従来の半
導体レーザより電流の狭窄を極めて狭く行なうこ
とができるのが特長である。そのため、活性層に
おける電流密度が極めて高くなり、多重量子井戸
MQWを活性層に用いた効果と相俟つてレーザの
発振しきい値を大幅に低下するたとができ、また
単一モード発振が容易に行なえる利点がある。
導体レーザより電流の狭窄を極めて狭く行なうこ
とができるのが特長である。そのため、活性層に
おける電流密度が極めて高くなり、多重量子井戸
MQWを活性層に用いた効果と相俟つてレーザの
発振しきい値を大幅に低下するたとができ、また
単一モード発振が容易に行なえる利点がある。
以下に上記各層を具体的に例示する。
1及び1′:クラツド層、HR−AlxGa1-xAsのx
値=0.45、厚さ約1μm 2:多重量子井戸MQW層GaAs/AlxGa1-xAsの
x値は0.4、厚味30Å/120Å、GaAs5層、 キヤリア濃度はAlxGa1-xAs層のみn型とし
てキヤリア濃度n=1×1017cm-3程度、GaAs
は非ドープ(アンドープ)とする。
値=0.45、厚さ約1μm 2:多重量子井戸MQW層GaAs/AlxGa1-xAsの
x値は0.4、厚味30Å/120Å、GaAs5層、 キヤリア濃度はAlxGa1-xAs層のみn型とし
てキヤリア濃度n=1×1017cm-3程度、GaAs
は非ドープ(アンドープ)とする。
3:バツフア層、厚味1μm
4:p拡散、不純物Zn等キヤリア濃度2×1018cm
−3以上 5n:n拡散、不純物S等キヤリア濃度2×1018
cm-3以上 5p:注入イオンZn(亜鉛)、又はMg(マグネシ
ウム)キヤリア濃度1018cm-3〜1019cm-3 7:注入イオン、Si(シリコン)キヤリア濃度
1018cm-3〜1019cm-3 8:活性層ストライプ:レーザ発振領域、幅L=
1〜2μm ところで、第1図の構成において、上部のクラ
ツド層のHR−AlGaAs層1は厚味を1μm〜1.5μ
m程度に形成するので、その表面側から拡散層5
p,5nを形成すると、先に、第5図に関して説
明したのと同様に、拡散の横方向拡がりにより活
性層のストライプ幅Lを精度よく形成することに
製造上の困難性が伴う。この活性層のストライプ
幅は、長過ぎると注入されたキヤリアが発光に関
与する前に再結合するため1〜2μmに形成する
必要がある。
−3以上 5n:n拡散、不純物S等キヤリア濃度2×1018
cm-3以上 5p:注入イオンZn(亜鉛)、又はMg(マグネシ
ウム)キヤリア濃度1018cm-3〜1019cm-3 7:注入イオン、Si(シリコン)キヤリア濃度
1018cm-3〜1019cm-3 8:活性層ストライプ:レーザ発振領域、幅L=
1〜2μm ところで、第1図の構成において、上部のクラ
ツド層のHR−AlGaAs層1は厚味を1μm〜1.5μ
m程度に形成するので、その表面側から拡散層5
p,5nを形成すると、先に、第5図に関して説
明したのと同様に、拡散の横方向拡がりにより活
性層のストライプ幅Lを精度よく形成することに
製造上の困難性が伴う。この活性層のストライプ
幅は、長過ぎると注入されたキヤリアが発光に関
与する前に再結合するため1〜2μmに形成する
必要がある。
そこで、本発明では、この問題を解決するため
に、第2図に示す構造のレーザを提供するもので
ある。
に、第2図に示す構造のレーザを提供するもので
ある。
本発明では、第1図に示すレーザに対して、
GRIN−MQW構造(傾斜組成領域を有する多重
量子井戸構造)を用いるものである。第2図にお
いて、例えば1のクラツド層のHR−AlGaAs層
1のx値は0.45としてその幅を0.5μm、その傾斜
組成領域の幅l2を1μmとする。また、GRIN−
MQWの傾斜組成領域l1は0.2μm程度となる。そ
の他は前記と同様にGaAs/AlxGa1-xAsのx値は
0.4、厚味30Å/120Å、GaAs5層とする。この
幅l2のAlのx値を、例えばx2分布で変化させる利
点は、第1図の製作工程のような拡散によつて、
p、n電極をつくる時、クラツド層1の不純物拡
散係数が表面で低く、活性層に近づくにしたがつ
て高くなつていることから、拡散フロントを垂直
にたたせることができるようになり、幅Lをより
狭くできることにある。この拡散フロント(DF
と指示)の様子を第4図Aに示してあり、一方比
較のために、第4図Bに通常のMQWの場合の拡
散フロント(DF)を示している。
GRIN−MQW構造(傾斜組成領域を有する多重
量子井戸構造)を用いるものである。第2図にお
いて、例えば1のクラツド層のHR−AlGaAs層
1のx値は0.45としてその幅を0.5μm、その傾斜
組成領域の幅l2を1μmとする。また、GRIN−
MQWの傾斜組成領域l1は0.2μm程度となる。そ
の他は前記と同様にGaAs/AlxGa1-xAsのx値は
0.4、厚味30Å/120Å、GaAs5層とする。この
幅l2のAlのx値を、例えばx2分布で変化させる利
点は、第1図の製作工程のような拡散によつて、
p、n電極をつくる時、クラツド層1の不純物拡
散係数が表面で低く、活性層に近づくにしたがつ
て高くなつていることから、拡散フロントを垂直
にたたせることができるようになり、幅Lをより
狭くできることにある。この拡散フロント(DF
と指示)の様子を第4図Aに示してあり、一方比
較のために、第4図Bに通常のMQWの場合の拡
散フロント(DF)を示している。
次にこの構造を作製する場合の利点を説明する
ために第3図に工程図を示している。
ために第3図に工程図を示している。
第3図Aにおいて、イオン注入はマスク12を
用い行なう。この場合、マスク12の間隔は正確
に前記活性層のストライプ幅のLとする。それに
より、イオン注入の特性から8の活性層領域は1
〜2μmで精度良く形成される。次に、B図のよ
うに、HR−AlGaAs層1を成長し、拡散マスク
11を形成する。この拡散マスク11の開口の間
隔LDは第3図Bのように、前記8の活性層スト
ライプ領域8の幅Lより大きく形成することがで
き、マスク合せや電極形成が容易である。
用い行なう。この場合、マスク12の間隔は正確
に前記活性層のストライプ幅のLとする。それに
より、イオン注入の特性から8の活性層領域は1
〜2μmで精度良く形成される。次に、B図のよ
うに、HR−AlGaAs層1を成長し、拡散マスク
11を形成する。この拡散マスク11の開口の間
隔LDは第3図Bのように、前記8の活性層スト
ライプ領域8の幅Lより大きく形成することがで
き、マスク合せや電極形成が容易である。
以上本発明について、実施例を示したが、本発
明はこれに限らず種々の変更が可能であり、例え
ば、実施例のGaAs系に限ることなく多重量子井
戸MQW構造が形成可能な他の半導体系、例え
ば、InP系等においても適用可能である。
明はこれに限らず種々の変更が可能であり、例え
ば、実施例のGaAs系に限ることなく多重量子井
戸MQW構造が形成可能な他の半導体系、例え
ば、InP系等においても適用可能である。
以上のように、本発明の半導体レーザによれ
ば、活性層に平行に電流を流し、半導体レーザ表
面側から両極の電極を取出すことが出来プレーナ
構造が得られるので、集積化に適したレーザ構造
が提供される。また、その構造によれば、上下の
みでなく、横方向にもはつきりした屈折率分布を
つけることが出来るので、光のとじこめ効果が向
上し、レーザの発振しきい値を低下することがで
きる。また、レーザの発振領域である活性層のス
トライプ幅を精度良く形成できる利点がある。
ば、活性層に平行に電流を流し、半導体レーザ表
面側から両極の電極を取出すことが出来プレーナ
構造が得られるので、集積化に適したレーザ構造
が提供される。また、その構造によれば、上下の
みでなく、横方向にもはつきりした屈折率分布を
つけることが出来るので、光のとじこめ効果が向
上し、レーザの発振しきい値を低下することがで
きる。また、レーザの発振領域である活性層のス
トライプ幅を精度良く形成できる利点がある。
第1図は本発明が基本としたレーザの構成図、
第2図は本発明の実施例の構成図、第3図A,B
は実施例の工程断面図、第4図A,Bはそれぞれ
GRIN−MQWと通常のMQWの比較説明図、第
5図及び第6図は従来例1、2の断面図である。 1及び1′:クラツド層、HR−AlGaAs、2:
多重量子井戸MQW層、GaAs/AlxGa1-xAs、
3:バツフア層、4:p型拡散層、5:n型拡散
層、6:p型イオン注入領域、7:n型イオン注
入領域、8:活性層ストライプ:レーザ発振領
域、10:半絶縁性(SI)GaAs基板。
第2図は本発明の実施例の構成図、第3図A,B
は実施例の工程断面図、第4図A,Bはそれぞれ
GRIN−MQWと通常のMQWの比較説明図、第
5図及び第6図は従来例1、2の断面図である。 1及び1′:クラツド層、HR−AlGaAs、2:
多重量子井戸MQW層、GaAs/AlxGa1-xAs、
3:バツフア層、4:p型拡散層、5:n型拡散
層、6:p型イオン注入領域、7:n型イオン注
入領域、8:活性層ストライプ:レーザ発振領
域、10:半絶縁性(SI)GaAs基板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 基板上に第1のバンドギヤツプを有する第1
の高抵抗クラツド層を形成する第1の工程と、 該第1のクラツド層上に前記第1のバンドギヤ
ツプより狭い第2のバンドギヤツプを有する半導
体層構造の量子井戸からなる多重量子井戸構造の
活性層を形成する第2の工程と、 該活性層上に前記第2のバンドギヤツプより広
い第3のバンドギヤツプを有し、且つ前記活性層
側から表面に向かつて不純物の拡散係数が減少す
る性質を有する第2の高抵抗クラツド層を形成す
る第3の工程と、 前記活性層の第1の領域に第1の不純物を前記
第2のクラツド層及び前記活性層を介して前記第
1のクラツド層まで選択的に熱拡散して一導電型
の第1の導電領域を形成する第4の工程と、 該活性層の第1の領域から所望の距離を隔てた
該活性層の第2の領域に第2の不純物を前記第2
のクラツド層および前記活性層を介して前記第1
のクラツド層まで選択的に熱拡散して反対導電型
の第2の導電領域を形成する第5の工程との工程
の組み合わせによつて形成されることを特徴とす
る半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60270509A JPS62130581A (ja) | 1985-11-30 | 1985-11-30 | 半導体レーザの製造方法 |
US06/935,323 US4716125A (en) | 1985-11-30 | 1986-11-26 | Method of producing semiconductor laser |
EP86309317A EP0225772B1 (en) | 1985-11-30 | 1986-11-28 | Method of producing semiconductor laser |
DE8686309317T DE3680190D1 (de) | 1985-11-30 | 1986-11-28 | Verfahren zur herstellung von halbleiterlasern. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60270509A JPS62130581A (ja) | 1985-11-30 | 1985-11-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62130581A JPS62130581A (ja) | 1987-06-12 |
JPH0243351B2 true JPH0243351B2 (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=17487233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60270509A Granted JPS62130581A (ja) | 1985-11-30 | 1985-11-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4716125A (ja) |
EP (1) | EP0225772B1 (ja) |
JP (1) | JPS62130581A (ja) |
DE (1) | DE3680190D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04127363U (ja) * | 1991-02-12 | 1992-11-19 | セブン工業株式会社 | ドリフトピン |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4871690A (en) * | 1986-01-21 | 1989-10-03 | Xerox Corporation | Semiconductor structures utilizing semiconductor support means selectively pretreated with migratory defects |
JPH07112091B2 (ja) * | 1986-03-06 | 1995-11-29 | 株式会社東芝 | 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 |
JP2909586B2 (ja) * | 1987-06-17 | 1999-06-23 | 富士通株式会社 | 半導体発光装置 |
JPH0727873B2 (ja) * | 1987-11-04 | 1995-03-29 | 三菱電機株式会社 | 化合物半導体へのSi拡散方法 |
JPH02132415A (ja) * | 1988-11-14 | 1990-05-21 | Fujitsu Ltd | 光変調器 |
JPH0777278B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1995-08-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
US4933301A (en) * | 1989-01-27 | 1990-06-12 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Method of forming a semiconductor laser |
US5193098A (en) * | 1989-01-27 | 1993-03-09 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Method of forming current barriers in semiconductor lasers |
US5219785A (en) * | 1989-01-27 | 1993-06-15 | Spectra Diode Laboratories, Inc. | Method of forming current barriers in semiconductor lasers |
JPH03151684A (ja) * | 1989-11-08 | 1991-06-27 | Mitsubishi Electric Corp | 多波長集積化半導体レーザの製造方法 |
US5003359A (en) * | 1989-12-29 | 1991-03-26 | David Sarnoff Research Center, Inc. | Optoelectronic integrated circuit |
US5102825A (en) * | 1990-01-25 | 1992-04-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of making an ion-implanted planar-buried-heterostructure diode laser |
JP2553731B2 (ja) * | 1990-04-13 | 1996-11-13 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子 |
JP3286920B2 (ja) * | 1992-07-10 | 2002-05-27 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60235491A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4261771A (en) * | 1979-10-31 | 1981-04-14 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method of fabricating periodic monolayer semiconductor structures by molecular beam epitaxy |
WO1982003946A1 (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-11 | Illinois Univ | Method of forming wide bandgap region within a multilayer iii-v semiconductors |
US4378255A (en) * | 1981-05-06 | 1983-03-29 | University Of Illinois Foundation | Method for producing integrated semiconductor light emitter |
US4511408A (en) * | 1982-04-22 | 1985-04-16 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor device fabrication with disordering elements introduced into active region |
NL8104068A (nl) * | 1981-09-02 | 1983-04-05 | Philips Nv | Halfgeleiderlaser. |
JPS5929484A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-16 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
JPS59129486A (ja) * | 1983-01-14 | 1984-07-25 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
US4602370A (en) * | 1983-05-12 | 1986-07-22 | At&T Bell Laboratories | Large optical cavity laser having a plurality of active layers |
JPS60134489A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-17 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
US4671830A (en) * | 1984-01-03 | 1987-06-09 | Xerox Corporation | Method of controlling the modeling of the well energy band profile by interdiffusion |
-
1985
- 1985-11-30 JP JP60270509A patent/JPS62130581A/ja active Granted
-
1986
- 1986-11-26 US US06/935,323 patent/US4716125A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-11-28 EP EP86309317A patent/EP0225772B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-11-28 DE DE8686309317T patent/DE3680190D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60235491A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04127363U (ja) * | 1991-02-12 | 1992-11-19 | セブン工業株式会社 | ドリフトピン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0225772A3 (en) | 1988-09-07 |
EP0225772B1 (en) | 1991-07-10 |
US4716125A (en) | 1987-12-29 |
JPS62130581A (ja) | 1987-06-12 |
DE3680190D1 (de) | 1991-08-14 |
EP0225772A2 (en) | 1987-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1152623A (en) | Semiconductor laser device | |
US4630083A (en) | Light-emitting semiconductor device | |
JPH0243351B2 (ja) | ||
JPH0834330B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JPH06302908A (ja) | 半導体レーザ | |
JPS62282482A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
JPH0645698A (ja) | 半導体発光素子 | |
JPS59145590A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
JPH0567836A (ja) | AlGaInP系半導体レーザ素子 | |
JP3285079B2 (ja) | 半導体レーザ | |
JPS6356977A (ja) | 半導体レ−ザ | |
JP3648357B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
JPH03104292A (ja) | 半導体レーザ | |
JPH0682886B2 (ja) | 半導体レーザ装置の製造方法 | |
JP2550711B2 (ja) | 半導体レーザ | |
JP2973215B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP3189900B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
JPH065969A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP2855887B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
JPS63306684A (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
JPS6190489A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
JP2001077475A (ja) | 半導体レーザ | |
JPH0828553B2 (ja) | 半導体レーザ | |
JPS63104494A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
JPS6129183A (ja) | 半導体レ−ザ |