JPH0511677B2 - - Google Patents
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- JPH0511677B2 JPH0511677B2 JP62008833A JP883387A JPH0511677B2 JP H0511677 B2 JPH0511677 B2 JP H0511677B2 JP 62008833 A JP62008833 A JP 62008833A JP 883387 A JP883387 A JP 883387A JP H0511677 B2 JPH0511677 B2 JP H0511677B2
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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素子に関し、特に発振波
長660nm〜890nmでレーザ発振する内部ストラ
イプ構造の半導体レーザ素子に関するものであ
る。
長660nm〜890nmでレーザ発振する内部ストラ
イプ構造の半導体レーザ素子に関するものであ
る。
<従来の技術>
近年、半導体レーザ素子特にGaAlAs系の半導
体レーザ素子の成長法として、分子線エピタキシ
ー法(以下、MBE法と称す)や有機金属気相成
長法(以下、MO−CVD法と称す)が活用され
ている。これらの成長法においては従来の液相成
長法と異なり、電流狭搾のために基板に印刻され
たストライプ状の溝を結晶成長過程で埋めること
ができず溝形状に即して均一な厚さに成長層が形
成されるので、半導体レーザ素子の電流及び光閉
じ込め構造としては活性層をクラツド層で挾設す
る二重ヘテロ接合構造を積層した後、電流と光を
閉じ込めるための構造を作り込んでいる。第2図
はその作製法を示す工程説明図である。第2図A
に示す如くn−GaAs基板1上にn型クラツド層
2とP型クラツド層4でn型活性層3を挾設して
成る二重ヘテロ接合構造が形成され、さらにP型
クラツド層4上に逆極性のn−GaAs電流阻止層
5が積層される。次に電流阻止層5にストライプ
状の溝を印刻して第2図Bの如くとする。このと
き溝底部がp−Al0.5Ga0.5Asクラツド層4にまで
達しないようにエツチングする。この理由は溝が
P型クラツド層4に達してP型クラツド層4が露
呈するとP−AlGaAsの表面が直ちに酸化され、
以後この上にエピタキシヤル成長させることが不
可能になるためである。
体レーザ素子の成長法として、分子線エピタキシ
ー法(以下、MBE法と称す)や有機金属気相成
長法(以下、MO−CVD法と称す)が活用され
ている。これらの成長法においては従来の液相成
長法と異なり、電流狭搾のために基板に印刻され
たストライプ状の溝を結晶成長過程で埋めること
ができず溝形状に即して均一な厚さに成長層が形
成されるので、半導体レーザ素子の電流及び光閉
じ込め構造としては活性層をクラツド層で挾設す
る二重ヘテロ接合構造を積層した後、電流と光を
閉じ込めるための構造を作り込んでいる。第2図
はその作製法を示す工程説明図である。第2図A
に示す如くn−GaAs基板1上にn型クラツド層
2とP型クラツド層4でn型活性層3を挾設して
成る二重ヘテロ接合構造が形成され、さらにP型
クラツド層4上に逆極性のn−GaAs電流阻止層
5が積層される。次に電流阻止層5にストライプ
状の溝を印刻して第2図Bの如くとする。このと
き溝底部がp−Al0.5Ga0.5Asクラツド層4にまで
達しないようにエツチングする。この理由は溝が
P型クラツド層4に達してP型クラツド層4が露
呈するとP−AlGaAsの表面が直ちに酸化され、
以後この上にエピタキシヤル成長させることが不
可能になるためである。
次に溝を印刻したウエハーをMBE又はMO・
CVD装置の成長室に搬入する。第2図Cの工程
では、成長室内でMBE法にあつてはAs分子ビー
ム、MO−CVD法にあつてはAsH3ガスをウエハ
ー面に照射しながら、800℃まで昇温する。この
加熱によつて、溝底部の電流阻止層5が熱エツチ
され、P型クラツド層が露出される。この後、第
2図Dに示す如くウエハー上にP−Al0.5Ga0.5As
層6、P−AlGaAsキヤツプ層7を順次成長させ
る。以上によつてn−GaAs電流阻止層5が電流
閉じ込め及び光閉じ込め機能を有する半導体レー
ザ素子が作製される。
CVD装置の成長室に搬入する。第2図Cの工程
では、成長室内でMBE法にあつてはAs分子ビー
ム、MO−CVD法にあつてはAsH3ガスをウエハ
ー面に照射しながら、800℃まで昇温する。この
加熱によつて、溝底部の電流阻止層5が熱エツチ
され、P型クラツド層が露出される。この後、第
2図Dに示す如くウエハー上にP−Al0.5Ga0.5As
層6、P−AlGaAsキヤツプ層7を順次成長させ
る。以上によつてn−GaAs電流阻止層5が電流
閉じ込め及び光閉じ込め機能を有する半導体レー
ザ素子が作製される。
ところで上述のプロセスでは少なくとも2つの
大きな問題点があつた。第1の問題は第2図Bに
おいて、n−GaAs電流阻止層5の底部をわずか
に残して印刻を再現性よく停止することが非常に
困難なことである。
大きな問題点があつた。第1の問題は第2図Bに
おいて、n−GaAs電流阻止層5の底部をわずか
に残して印刻を再現性よく停止することが非常に
困難なことである。
第2の問題は第2図Cにおいて、溝底部のn−
GaAs電流阻止層5の熱エツチを行なう場合、溝
内で再現性よく電流阻止層5を完全に除去しかつ
P−AlGaAsクラツド層4に熱的ダメージを与え
ないようにすることが非常に困難なことである。
GaAs電流阻止層5の熱エツチを行なう場合、溝
内で再現性よく電流阻止層5を完全に除去しかつ
P−AlGaAsクラツド層4に熱的ダメージを与え
ないようにすることが非常に困難なことである。
<発明の目的>
本発明は、従来クラツド層として用いられてき
たAlGaAsに代えてGaAsに格子整合したP−
In1-SGaSAs1-tPt(0.51s1、0t1、S
=2.04t−1.04)を利用することにより、混晶成分
からAlを取り除き、酸化防止のための複雑困難
なプロセスを必要とすることなく均一な特性で安
定なレーザ発振を得ることのできる半導体レーザ
素子を提供することを目的とする。
たAlGaAsに代えてGaAsに格子整合したP−
In1-SGaSAs1-tPt(0.51s1、0t1、S
=2.04t−1.04)を利用することにより、混晶成分
からAlを取り除き、酸化防止のための複雑困難
なプロセスを必要とすることなく均一な特性で安
定なレーザ発振を得ることのできる半導体レーザ
素子を提供することを目的とする。
<実施例>
第1図は、本発明の1実施例である半導体レー
ザ素子を製作工程に従つて説明する工程図であ
る。
ザ素子を製作工程に従つて説明する工程図であ
る。
まず、第1図Aに示す如く、n−GaAs基板1
上に、光とキヤリアを閉じ込めるn−A0.5
Ga0.5Asクラツド層2、及びレーザ発振領域とな
るP−Al0.15Ga0.85As活性層3を順次成長させた
後、Al成分を含まないP−In0.45Ga0.55P0.92As0.08
クラツド層8を積層して二重ヘテロ接合構造とす
る。次にこの上にn−GaAs電流阻止層5を積層
する。
上に、光とキヤリアを閉じ込めるn−A0.5
Ga0.5Asクラツド層2、及びレーザ発振領域とな
るP−Al0.15Ga0.85As活性層3を順次成長させた
後、Al成分を含まないP−In0.45Ga0.55P0.92As0.08
クラツド層8を積層して二重ヘテロ接合構造とす
る。次にこの上にn−GaAs電流阻止層5を積層
する。
第1図Bの工程では、電流阻止層5にストライ
プ状の溝を印刻してその底面がP−クラツド層8
に達し、P−クラツド層8が溝内で露出する電流
狭搾用ストライプ構造を形成する。
プ状の溝を印刻してその底面がP−クラツド層8
に達し、P−クラツド層8が溝内で露出する電流
狭搾用ストライプ構造を形成する。
本実施例では、この溝の印刻にH2SO4:
H2O2:H2O=4:2:100(液温10℃)のエツチ
ヤントを使用した。この硫酸のエツチヤントは、
GaAsを腐食することができるが、In0.45Ga0.55
P0.92As0.08をほとんど腐食できないという性質を
有する。このため、n−GaAs電流阻止層5内で
p−In0.45Ga0.55P0.92As0.08クラツド層8に達する
溝を従来に比較して簡易なプロセスで再現性よく
印刻することができる。
H2O2:H2O=4:2:100(液温10℃)のエツチ
ヤントを使用した。この硫酸のエツチヤントは、
GaAsを腐食することができるが、In0.45Ga0.55
P0.92As0.08をほとんど腐食できないという性質を
有する。このため、n−GaAs電流阻止層5内で
p−In0.45Ga0.55P0.92As0.08クラツド層8に達する
溝を従来に比較して簡易なプロセスで再現性よく
印刻することができる。
次に第1図Cにおいて、溝を印刻したウエハー
にp−Al0.5Ga0.5As層6、p−AlGaAsキヤツプ
層7を順次積層する。この場合、溝の側面及び底
面ともにAlGaAsは全く存在しないので、酸化に
よるエピタキシヤル不良の問題は全くなく、従つ
て成長室内での熱エツチも必要ない。
にp−Al0.5Ga0.5As層6、p−AlGaAsキヤツプ
層7を順次積層する。この場合、溝の側面及び底
面ともにAlGaAsは全く存在しないので、酸化に
よるエピタキシヤル不良の問題は全くなく、従つ
て成長室内での熱エツチも必要ない。
以上によりn−GaAs基板1上にn−AlGaAs
クラツド層とp−InGaPAsクラツド層8でp−
AlGaAs活性層3を挾設した二重ヘテロ接合構造
を形成しかつこの上に電流挾搾用ストライプ構造
を重畳した発振波長660nm〜890nmでレーザ発
振する本実施例の半導体レーザ素子が作製され
る。電流阻止層5と接するp−InGaPAsクラツ
ド層8の組成はGaAs、GaAlAsと格子整合性を
とるためIn1-SGaSAs1-tPt(0.51≦s≦1、0≦t
≦1、S=2.04t−1.04)に条件設定する。このp
−クラツド層8は空気中に露呈されても直ちに酸
化されることなくまたAlGaAs活性層に対して
AlGaAsクラツド層と同様にキヤリアと光を閉じ
込める機能を有する。尚、活性層3とクラツド層
2,8の間に適宜キヤリアバリア層や光ガイド層
を挿入した構造としても良い。
クラツド層とp−InGaPAsクラツド層8でp−
AlGaAs活性層3を挾設した二重ヘテロ接合構造
を形成しかつこの上に電流挾搾用ストライプ構造
を重畳した発振波長660nm〜890nmでレーザ発
振する本実施例の半導体レーザ素子が作製され
る。電流阻止層5と接するp−InGaPAsクラツ
ド層8の組成はGaAs、GaAlAsと格子整合性を
とるためIn1-SGaSAs1-tPt(0.51≦s≦1、0≦t
≦1、S=2.04t−1.04)に条件設定する。このp
−クラツド層8は空気中に露呈されても直ちに酸
化されることなくまたAlGaAs活性層に対して
AlGaAsクラツド層と同様にキヤリアと光を閉じ
込める機能を有する。尚、活性層3とクラツド層
2,8の間に適宜キヤリアバリア層や光ガイド層
を挿入した構造としても良い。
<発明の効果>
以上詳述した如く、本発明の半導体レーザ素子
では、電流閉じ込めのためのストライプ構造を酸
化性成分の含まれない材料の上に堆積するので、
従来プロセスにおける複雑で再現栄に乏しいとい
う問題が完全に解決される。
では、電流閉じ込めのためのストライプ構造を酸
化性成分の含まれない材料の上に堆積するので、
従来プロセスにおける複雑で再現栄に乏しいとい
う問題が完全に解決される。
第1図A,B,Cは、本発明の1実施例の説明
に供する半導体レーザ素子の作製プロセスを示す
工程図である。第2図A,B,C,Dは従来の半
導体レーザ素子の作製プロセスを示す工程図であ
る。 1……n−GaAs基板、2……n−Al0.5Ga0.5
Asクラツド層、3……n−Al0.15Ga0.85As活性
層、4……p−Al0.5Ga0.5Asクラツド層、5……
n−GaAs電流阻止層、6……p−Al0.5Ga0.5As
層、7……p−GaAsキヤツプ層、8……p−
In0.45Ga0.55P0.92As0.08クラツド層。
に供する半導体レーザ素子の作製プロセスを示す
工程図である。第2図A,B,C,Dは従来の半
導体レーザ素子の作製プロセスを示す工程図であ
る。 1……n−GaAs基板、2……n−Al0.5Ga0.5
Asクラツド層、3……n−Al0.15Ga0.85As活性
層、4……p−Al0.5Ga0.5Asクラツド層、5……
n−GaAs電流阻止層、6……p−Al0.5Ga0.5As
層、7……p−GaAsキヤツプ層、8……p−
In0.45Ga0.55P0.92As0.08クラツド層。
Claims (1)
- 1 一対のクラツド層の間にAlGaAsからなる活
性層を挿入した二重ヘテロ接合構造に逆極性の電
流阻止層が重畳され、該電流阻止層を貫通するス
トライプ状の溝内に電流通路を限定するストライ
プ構造が形成されて成る、GaAsを基板として
GaAlAs系の成長層を有する半導体レーザ素子に
おいて、前記電流阻止層に接する前記二重ヘテロ
接合構造のクラツド層成長層はIn1-sGasp1-tAst
(0.51≦s<1、0≦t≦1、s=2.04t−1.04)
層で構成されてなることを特徴とする半導体レー
ザ素子。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62008833A JPS63177495A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 半導体レ−ザ素子 |
US07/143,730 US4862472A (en) | 1987-01-16 | 1988-01-14 | Semiconductor laser device |
EP88300330A EP0275209B1 (en) | 1987-01-16 | 1988-01-15 | A semi conductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62008833A JPS63177495A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 半導体レ−ザ素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63177495A JPS63177495A (ja) | 1988-07-21 |
JPH0511677B2 true JPH0511677B2 (ja) | 1993-02-16 |
Family
ID=11703784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62008833A Granted JPS63177495A (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | 半導体レ−ザ素子 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4862472A (ja) |
EP (1) | EP0275209B1 (ja) |
JP (1) | JPS63177495A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03131083A (ja) * | 1989-10-17 | 1991-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置の製造方法 |
JP2010062400A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光半導体素子 |
CN111164393A (zh) | 2017-09-29 | 2020-05-15 | 苹果公司 | 连接的外延光学感测*** |
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