JPH05327112A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH05327112A JPH05327112A JP12730592A JP12730592A JPH05327112A JP H05327112 A JPH05327112 A JP H05327112A JP 12730592 A JP12730592 A JP 12730592A JP 12730592 A JP12730592 A JP 12730592A JP H05327112 A JPH05327112 A JP H05327112A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＯＣＶＤ法を用いて、活性層の膜厚が共振
器長方向に変化する高出力構造の半導体レーザを製造す
る。 【構成】 InP基板１上に、ＭＯＣＶＤ法によって、光
導波路となるリッジ状の多層結晶膜を形成する際、InP
基板１上には、前記多層結晶膜が形成されるべき領域を
挟んで両側に、選択成長のための一対のマスク２、２を
形成する。該マスク２の幅は共振器長方向に変化し、共
振器端面の近傍部には細幅部22、共振器中央部には太幅
部21を具えている。これによって、前記細幅部22上は薄
く、太幅部21上は厚い活性層が成長する。
器長方向に変化する高出力構造の半導体レーザを製造す
る。 【構成】 InP基板１上に、ＭＯＣＶＤ法によって、光
導波路となるリッジ状の多層結晶膜を形成する際、InP
基板１上には、前記多層結晶膜が形成されるべき領域を
挟んで両側に、選択成長のための一対のマスク２、２を
形成する。該マスク２の幅は共振器長方向に変化し、共
振器端面の近傍部には細幅部22、共振器中央部には太幅
部21を具えている。これによって、前記細幅部22上は薄
く、太幅部21上は厚い活性層が成長する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＯＣＶＤ(有機金属
気相成長)法を用いた半導体レーザの製造方法に関する
ものである。
気相成長)法を用いた半導体レーザの製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、レーザディスクプレーヤ等の光情
報処理装置の小形化、高性能化のために、光源となる半
導体レーザの高出力化が要求されている。
報処理装置の小形化、高性能化のために、光源となる半
導体レーザの高出力化が要求されている。
【０００３】半導体レーザの高出力化を図るには、共振
器端面がレーザ光によって熱的に破壊される光出力レベ
ル、即ち瞬時光学的損傷(ＣＯＤ；Catastrophic Optica
l Damage)の向上が必要である。ＣＯＤレベルの向上に
は、共振器端面における発光面積の拡大による光密度の
低減が有効である。
器端面がレーザ光によって熱的に破壊される光出力レベ
ル、即ち瞬時光学的損傷(ＣＯＤ；Catastrophic Optica
l Damage)の向上が必要である。ＣＯＤレベルの向上に
は、共振器端面における発光面積の拡大による光密度の
低減が有効である。
【０００４】そこで、発光面積の拡大のために、活性層
を薄膜化することが行なわれる。即ち、活性層の薄膜化
によって光のしみだしを増大させて、光のスポット径を
拡大し、光密度を低減せしめるのである。
を薄膜化することが行なわれる。即ち、活性層の薄膜化
によって光のしみだしを増大させて、光のスポット径を
拡大し、光密度を低減せしめるのである。
【０００５】しかしながら、共振器長全体に亘って活性
層を薄く形成すると、閾値電流の上昇を招くため、図８
に示す如く、多層結晶膜を構成する活性層(93)を、端面
近傍部(95)でのみ薄膜化した半導体レーザが提案されて
いる(IEEE OF JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE
-23,No.6,JUNE 1987)。
層を薄く形成すると、閾値電流の上昇を招くため、図８
に示す如く、多層結晶膜を構成する活性層(93)を、端面
近傍部(95)でのみ薄膜化した半導体レーザが提案されて
いる(IEEE OF JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE
-23,No.6,JUNE 1987)。
【０００６】該半導体レーザは、図示の如くp-GaAs基板
(９)上に、ＬＰＥ(液相成長)法を用いて、n-GaAs電流阻
止層(91)、p-AlGaAsクラッド層(92)、p-AlGaAs活性層(9
3)、n-AlGaAsクラッド層(96)、及びn-GaAsキャップ層(9
7)を成長せしめて作製される。
(９)上に、ＬＰＥ(液相成長)法を用いて、n-GaAs電流阻
止層(91)、p-AlGaAsクラッド層(92)、p-AlGaAs活性層(9
3)、n-AlGaAsクラッド層(96)、及びn-GaAsキャップ層(9
7)を成長せしめて作製される。
【０００７】ここでは、ＬＰＥ法の特徴の一つである異
方成長を利用するために、図９に示す如くp-GaAs基板
(９)の表面には、端面近傍の細幅部(99)(99)及び共振器
中央部の太幅部(98)からなる凸条(90)を加工して、該凹
凸面に対して通常のＬＰＥ成長を行なう。
方成長を利用するために、図９に示す如くp-GaAs基板
(９)の表面には、端面近傍の細幅部(99)(99)及び共振器
中央部の太幅部(98)からなる凸条(90)を加工して、該凹
凸面に対して通常のＬＰＥ成長を行なう。
【０００８】この場合、結晶の成長速度は、凸条(90)上
部で遅く、凸条(90)以外の平坦部で速くなると共に、凸
条(90)上の細幅部(99)では遅く、太幅部(98)上では速く
なる。従って、成長後のp-AlGaAs活性層(93)の膜厚は、
光導波路において、端面近傍部(95)では薄く、共振器中
央部(94)では厚くなる。
部で遅く、凸条(90)以外の平坦部で速くなると共に、凸
条(90)上の細幅部(99)では遅く、太幅部(98)上では速く
なる。従って、成長後のp-AlGaAs活性層(93)の膜厚は、
光導波路において、端面近傍部(95)では薄く、共振器中
央部(94)では厚くなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＭＯＣＶＤ
法は、薄膜成長の制御性、均一性に優れるため、半導体
レーザ素子の製造への応用が期待されている。ところ
が、これまでのＭＯＣＶＤ法による結晶成長では、前述
の如く共振器長方向に厚さが変化する活性層を形成する
ことが出来ず、半導体レーザの高出力化が困難である問
題があった。
法は、薄膜成長の制御性、均一性に優れるため、半導体
レーザ素子の製造への応用が期待されている。ところ
が、これまでのＭＯＣＶＤ法による結晶成長では、前述
の如く共振器長方向に厚さが変化する活性層を形成する
ことが出来ず、半導体レーザの高出力化が困難である問
題があった。
【００１０】本発明の目的は、ＭＯＣＶＤ法を用いて前
述の如き高出力構造が得られる半導体レーザの製造方法
を提供することである。
述の如き高出力構造が得られる半導体レーザの製造方法
を提供することである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る半導体レーザ
の製造方法においては、半導体基板上に、ＭＯＣＶＤ法
によって、光導波路となるリッジ状の多層結晶膜を形成
する際、半導体基板上には、図１に示す如く、前記多層
結晶膜が形成されるべき領域を挟んで両側に、選択成長
のための一対のマスク(２)(２)を設ける。ここで、各マ
スク(２)の幅は、共振器長方向に変化して、共振器端面
の近傍部では細幅に、共振器中央部では太幅に形成す
る。
の製造方法においては、半導体基板上に、ＭＯＣＶＤ法
によって、光導波路となるリッジ状の多層結晶膜を形成
する際、半導体基板上には、図１に示す如く、前記多層
結晶膜が形成されるべき領域を挟んで両側に、選択成長
のための一対のマスク(２)(２)を設ける。ここで、各マ
スク(２)の幅は、共振器長方向に変化して、共振器端面
の近傍部では細幅に、共振器中央部では太幅に形成す
る。
【００１２】尚、マスク(２)の材質としては一般的には
ＳiＯ2が用いられ、その他にはＳi3Ｎ4等が使用可能で
ある。
ＳiＯ2が用いられ、その他にはＳi3Ｎ4等が使用可能で
ある。
【００１３】
【作用】図１の如く結晶器長方向に幅が変化する一対の
マスク(２)(２)を有する基板上に、ＭＯＣＶＤ法による
結晶成長を行なった場合、マスク(２)で覆われた領域に
結晶は成長せず、基板が露出した領域のみに結晶が成長
する、所謂選択成長が行なわれる。
マスク(２)(２)を有する基板上に、ＭＯＣＶＤ法による
結晶成長を行なった場合、マスク(２)で覆われた領域に
結晶は成長せず、基板が露出した領域のみに結晶が成長
する、所謂選択成長が行なわれる。
【００１４】又、濃度勾配によってマスク上の気相中か
ら拡散してくる原料種の量が、マスク幅に応じて変化す
るため、図７に示す様に、マスクの幅によって成長膜の
厚さが変化し、マスク幅が広い程、両マスクに挟まれた
選択成長領域の膜厚が増大する(1991年電子情報通信学
会秋期大会予稿Ｃ−１３１参照)。尚、図７の縦軸は、
マスクを形成しない場合の成長膜の厚さを基準とする膜
厚の比である。
ら拡散してくる原料種の量が、マスク幅に応じて変化す
るため、図７に示す様に、マスクの幅によって成長膜の
厚さが変化し、マスク幅が広い程、両マスクに挟まれた
選択成長領域の膜厚が増大する(1991年電子情報通信学
会秋期大会予稿Ｃ−１３１参照)。尚、図７の縦軸は、
マスクを形成しない場合の成長膜の厚さを基準とする膜
厚の比である。
【００１５】従って、図１に示す基板上にＭＯＣＶＤ法
による結晶成長を行なった場合、両マスク(２)(２)間に
おける選択成長後の結晶膜(活性層)の厚さは、共振器端
面の近傍部で小さく、共振器中央部で大きくなる。
による結晶成長を行なった場合、両マスク(２)(２)間に
おける選択成長後の結晶膜(活性層)の厚さは、共振器端
面の近傍部で小さく、共振器中央部で大きくなる。
【００１６】
【発明の効果】本発明に係る半導体レーザの製造方法に
よれば、共振器端面の近傍部のみにおいて活性層の薄膜
化が可能であるので、閾値電流を上げることなく、共振
器端面でのスポット径の拡大によって高出力化が実現さ
れる。
よれば、共振器端面の近傍部のみにおいて活性層の薄膜
化が可能であるので、閾値電流を上げることなく、共振
器端面でのスポット径の拡大によって高出力化が実現さ
れる。
【００１７】
【実施例】図６は、本発明の製造方法によって作製した
半導体レーザを示している。InP基板(１)上には、n-InP
クラッド層(３)、InGaAsP活性層(４)及びp-InPクラッド
層(５)からなる多層結晶膜(30)が形成されており、該多
層結晶膜(30)を挟んで上下に電極(８)(81)が配置されて
いる。
半導体レーザを示している。InP基板(１)上には、n-InP
クラッド層(３)、InGaAsP活性層(４)及びp-InPクラッド
層(５)からなる多層結晶膜(30)が形成されており、該多
層結晶膜(30)を挟んで上下に電極(８)(81)が配置されて
いる。
【００１８】以下、上記半導体レーザの製造方法につ
き、図面に沿って具体的に説明する。先ず、図１に示す
InP基板(１)の全面に、ＣＶＤ法或いは電子ビーム蒸着
法等によって、ＳiＯ2膜を一定厚さ(例えば２０００オ
ングストローム)に成長させた後、フォトリソグラフィ
によるパターニングを施して、共振器長方向に幅が変化
する左右一対のマスク(２)(２)に整形する。
き、図面に沿って具体的に説明する。先ず、図１に示す
InP基板(１)の全面に、ＣＶＤ法或いは電子ビーム蒸着
法等によって、ＳiＯ2膜を一定厚さ(例えば２０００オ
ングストローム)に成長させた後、フォトリソグラフィ
によるパターニングを施して、共振器長方向に幅が変化
する左右一対のマスク(２)(２)に整形する。
【００１９】各マスク(２)は、共振器の端面近傍部に細
幅部(22)(22)、共振器中央部に太幅部(21)を形成したも
ので、両マスク(２)(２)の間隔ａは一定値(例えば４μ
m)に設定されている。又、SiO2マスク(２)の各細幅部(2
2)の幅ｂは４μm、共振器長方向の長さｅは３０μmに形
成されると共に、太幅部(21)の幅ｃは８μm、共振器長
方向の長さｄは４４０μmに形成される。
幅部(22)(22)、共振器中央部に太幅部(21)を形成したも
ので、両マスク(２)(２)の間隔ａは一定値(例えば４μ
m)に設定されている。又、SiO2マスク(２)の各細幅部(2
2)の幅ｂは４μm、共振器長方向の長さｅは３０μmに形
成されると共に、太幅部(21)の幅ｃは８μm、共振器長
方向の長さｄは４４０μmに形成される。
【００２０】次に、図２(ａ)(ｂ)に示す如くＭＯＣＶＤ
法によってリッジ状光導波路となる多層結晶膜（30）を
成長せしめる。この際、SiO2マスク(２)によって覆われ
た領域では結晶は成長せず、InP基板(１)が露出した領
域のみに選択成長が行なわれる。
法によってリッジ状光導波路となる多層結晶膜（30）を
成長せしめる。この際、SiO2マスク(２)によって覆われ
た領域では結晶は成長せず、InP基板(１)が露出した領
域のみに選択成長が行なわれる。
【００２１】尚、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長に際して
は、成長温度が600℃、圧力が40torrに設定され、原料
としてＡsＨ3、ＰＨ3、ＴＥＩn、ＴＥＧaが用いられ
る。
は、成長温度が600℃、圧力が40torrに設定され、原料
としてＡsＨ3、ＰＨ3、ＴＥＩn、ＴＥＧaが用いられ
る。
【００２２】この結果、図３に示す如くInP基板(１)上
には前記多層結晶膜(30)として、n-InPクラッド層
(３)、InGaAsP活性層(４)、p-InPクラッド層(５)及びp-
InGaAsPコンタクト層(６)が形成される。
には前記多層結晶膜(30)として、n-InPクラッド層
(３)、InGaAsP活性層(４)、p-InPクラッド層(５)及びp-
InGaAsPコンタクト層(６)が形成される。
【００２３】前述の如く各結晶層の成長速度は、共振器
端面の近傍部では遅く、共振器中央部では速いから、図
５に示す如く、成長後の端面近傍部におけるn-InPクラ
ッド層(３)の膜厚ｊは０.７２μm、InGaAsP活性層(４)
の膜厚ｋは０.０９μm、p-InPクラッド層(５)の膜厚ｌ
は０.９μm、p-InGaAsPコンタクト層(６)の膜厚ｍは０.
９μmとなる。
端面の近傍部では遅く、共振器中央部では速いから、図
５に示す如く、成長後の端面近傍部におけるn-InPクラ
ッド層(３)の膜厚ｊは０.７２μm、InGaAsP活性層(４)
の膜厚ｋは０.０９μm、p-InPクラッド層(５)の膜厚ｌ
は０.９μm、p-InGaAsPコンタクト層(６)の膜厚ｍは０.
９μmとなる。
【００２４】一方、共振器中央部では、図４に示す如く
n-InPクラッド層(３)の膜厚ｆは０.８μm、InGaAsP活性
層(４)の膜厚ｇは０.１μm、p-InPクラッド層(５)の膜
厚ｈは１μm、p-InGaAsPコンタクト層(６)の膜厚ｉは１
μmとなる。
n-InPクラッド層(３)の膜厚ｆは０.８μm、InGaAsP活性
層(４)の膜厚ｇは０.１μm、p-InPクラッド層(５)の膜
厚ｈは１μm、p-InGaAsPコンタクト層(６)の膜厚ｉは１
μmとなる。
【００２５】最後に、図６の如く多層結晶膜(30)の上面
を除く表面領域に絶縁層(７)を形成すると共に、多層結
晶膜(30)を挟んで上下両面に、電極(８)(81)を形成し
て、高出力構造の半導体レーザを完成する。
を除く表面領域に絶縁層(７)を形成すると共に、多層結
晶膜(30)を挟んで上下両面に、電極(８)(81)を形成し
て、高出力構造の半導体レーザを完成する。
【００２６】上記半導体レーザの製造方法によれば、結
晶成長にＭＯＣＶＤ法を用いる場合にも、活性層の膜厚
を共振器長方向に変化させた高出力構造を容易に形成す
ることが出来る。
晶成長にＭＯＣＶＤ法を用いる場合にも、活性層の膜厚
を共振器長方向に変化させた高出力構造を容易に形成す
ることが出来る。
【００２７】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【図１】本発明に係る半導体レーザの製造方法における
マスク形成工程を示す斜視図である。
マスク形成工程を示す斜視図である。
【図２】ＭＯＣＶＤ法による多層結晶膜の成長工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】基板上の多層結晶膜を示す斜視図である。
【図４】図３Ａ−Ａ線に沿う拡大断面図である。
【図５】図３Ｂ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。
【図６】絶縁層及び電極形成工程を示す斜視図である。
【図７】マスクの幅と膜厚の関係を示すグラフである。
【図８】従来の半導体レーザの共振器長方向に沿う断面
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図９】従来のＬＰＥ法による半導体レーザの製造方法
に用いる基板の平面及び断面形状を示す図である。
に用いる基板の平面及び断面形状を示す図である。
(１) InP基板 (２) SiO2マスク (21) 太幅部 (22) 細幅部 (30) 多層結晶膜 (３) n-InPクラッド層 (４) InGaAsP活性層 (５) p-InPクラッド層 (６) p-InGaAsPコンタクト層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に、有機金属気相成長法に
よって、光導波路となるリッジ状の多層結晶膜を形成す
る半導体レーザの製造方法において、有機金属気相成長
法による結晶成長に際して、半導体基板上には、前記多
層結晶膜が形成されるべき領域を挟んで両側に、選択成
長のための一対のマスク(２)(２)を設け、各マスク(２)
の幅は、共振器長方向に変化して、共振器端面の近傍部
では細幅に、共振器中央部では太幅に形成することを特
徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12730592A JPH05327112A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12730592A JPH05327112A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05327112A true JPH05327112A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14956667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12730592A Pending JPH05327112A (ja) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05327112A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2010267871A (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Sony Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1992
- 1992-05-20 JP JP12730592A patent/JPH05327112A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001024 |