JPH11195837A - 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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- JPH11195837A JPH11195837A JP92198A JP92198A JPH11195837A JP H11195837 A JPH11195837 A JP H11195837A JP 92198 A JP92198 A JP 92198A JP 92198 A JP92198 A JP 92198A JP H11195837 A JPH11195837 A JP H11195837A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 素子の信頼性を低下させることなく、簡単な
プロセスで、窓構造を有し、しかも実屈折率導波型の半
導体レーザを製造する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上にバッファ層２、
３を介してｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、活性層
５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６、ｐ型ＧａＩｎＰ
中間層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８を順次成長さ
せる。ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上にストライプ形状に
形成した絶縁膜９をマスクとしてｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層６の厚さ方向の途中の深さまでエッチングし、
形成した溝の内部にｎ型ＡｌＧａＡｓ層１１を選択成長
させて埋め込む。次に、ｐ側電極およびｎ側電極を形成
した後、レーザ構造が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を
劈開してチップ化する。
プロセスで、窓構造を有し、しかも実屈折率導波型の半
導体レーザを製造する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上にバッファ層２、
３を介してｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、活性層
５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６、ｐ型ＧａＩｎＰ
中間層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８を順次成長さ
せる。ｐ型ＧａＡｓキャップ層８上にストライプ形状に
形成した絶縁膜９をマスクとしてｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層６の厚さ方向の途中の深さまでエッチングし、
形成した溝の内部にｎ型ＡｌＧａＡｓ層１１を選択成長
させて埋め込む。次に、ｐ側電極およびｎ側電極を形成
した後、レーザ構造が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を
劈開してチップ化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザの
製造方法に関し、特に、いわゆる窓構造を有する半導体
レーザの製造に適用して好適なものである。
製造方法に関し、特に、いわゆる窓構造を有する半導体
レーザの製造に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザは、Ａｌ
ＧａＡｓ系半導体レーザに比べて発光波長が短いため、
従来より様々な分野に応用されてきた。このＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザは、近年では、高密度記録が可能な
ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）の記録／再生用の
光ディスク装置（ＤＶＤ装置）のレーザ光源として注目
されている。
ＧａＡｓ系半導体レーザに比べて発光波長が短いため、
従来より様々な分野に応用されてきた。このＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザは、近年では、高密度記録が可能な
ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）の記録／再生用の
光ディスク装置（ＤＶＤ装置）のレーザ光源として注目
されている。
【０００３】現在、ＤＶＤ装置用のＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザは、再生（読み出し）用として出力５ｍＷク
ラスのものが主であるが、今後は、記録（書き込み）用
として３０〜５０ｍＷクラスの高出力のものが求められ
ている。
導体レーザは、再生（読み出し）用として出力５ｍＷク
ラスのものが主であるが、今後は、記録（書き込み）用
として３０〜５０ｍＷクラスの高出力のものが求められ
ている。
【０００４】しかしながら、従来のＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザ、特に、波長６３０〜６５０ｎｍ帯のもので
は、出力を増大させると、端面破壊が進むため、思うよ
うに高出力化を図ることができない。そこで、レーザ共
振器の端面をいわゆる窓構造として端面劣化を防ぐこと
が重要となる。
導体レーザ、特に、波長６３０〜６５０ｎｍ帯のもので
は、出力を増大させると、端面破壊が進むため、思うよ
うに高出力化を図ることができない。そこで、レーザ共
振器の端面をいわゆる窓構造として端面劣化を防ぐこと
が重要となる。
【０００５】従来、この窓構造の形成に最もよく用いら
れている方法として、劈開によって端面を形成する前に
基板（ウェーハ）上面より、後に劈開によって端面を形
成する領域にＺｎを拡散させて、その領域内における量
子井戸構造を破壊するか、あるいは、活性層における自
然超格子を破壊することで、端面におけるバンドギャッ
プを局所的に増加させ、端面近傍での光学的損失を低下
させる方法がある。
れている方法として、劈開によって端面を形成する前に
基板（ウェーハ）上面より、後に劈開によって端面を形
成する領域にＺｎを拡散させて、その領域内における量
子井戸構造を破壊するか、あるいは、活性層における自
然超格子を破壊することで、端面におけるバンドギャッ
プを局所的に増加させ、端面近傍での光学的損失を低下
させる方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の窓構造の形成方法は、Ｚｎ拡散の制御が難
しいことから、Ｚｎがレーザ共振器の端面から１００μ
ｍ前後にわたって拡散してしまうため、素子の信頼性を
低下させることがあった。また、窓構造を形成するため
に、通常のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造プロセ
スに加えてＺｎ拡散のプロセスが必要であることから、
製造プロセスが煩雑であった。さらに、従来のＡｌＧａ
ＩｎＰ系半導体レーザは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層の上部をストライプ形状にパターニングし、その両側
の部分にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層を埋め込んだ電流狭窄
構造を有し、いわゆる損失導波型であるため、駆動電流
が大きく、端面以外の部分でも劣化が生じやすかった。
ような従来の窓構造の形成方法は、Ｚｎ拡散の制御が難
しいことから、Ｚｎがレーザ共振器の端面から１００μ
ｍ前後にわたって拡散してしまうため、素子の信頼性を
低下させることがあった。また、窓構造を形成するため
に、通常のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造プロセ
スに加えてＺｎ拡散のプロセスが必要であることから、
製造プロセスが煩雑であった。さらに、従来のＡｌＧａ
ＩｎＰ系半導体レーザは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層の上部をストライプ形状にパターニングし、その両側
の部分にｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層を埋め込んだ電流狭窄
構造を有し、いわゆる損失導波型であるため、駆動電流
が大きく、端面以外の部分でも劣化が生じやすかった。
【０００７】したがって、この発明の目的は、素子の信
頼性を低下させることなく、簡単なプロセスで、窓構造
を有し、しかも実屈折率導波型の半導体レーザを製造す
ることができる半導体レーザの製造方法を提供すること
にある。
頼性を低下させることなく、簡単なプロセスで、窓構造
を有し、しかも実屈折率導波型の半導体レーザを製造す
ることができる半導体レーザの製造方法を提供すること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明による半導体レーザの製造方
法は、基板上に、第１導電型の第１のクラッド層、活性
層および第２導電型の第２のクラッド層を含む、レーザ
構造を形成する半導体層を成長させる工程と、ストライ
プ部となる領域の周囲における半導体層をエッチングす
ることにより溝を形成し、この際、溝のうちの共振器長
方向に延びる部分の深さは活性層に達しない深さとな
り、溝のうちの共振器長方向と直交する方向に延びる部
分の深さは活性層を超える深さとなるようにする工程
と、溝の内部に活性層よりもバンドギャップが大きい半
導体層を成長させて埋め込む工程とを有することを特徴
とするものである。
に、この発明の第１の発明による半導体レーザの製造方
法は、基板上に、第１導電型の第１のクラッド層、活性
層および第２導電型の第２のクラッド層を含む、レーザ
構造を形成する半導体層を成長させる工程と、ストライ
プ部となる領域の周囲における半導体層をエッチングす
ることにより溝を形成し、この際、溝のうちの共振器長
方向に延びる部分の深さは活性層に達しない深さとな
り、溝のうちの共振器長方向と直交する方向に延びる部
分の深さは活性層を超える深さとなるようにする工程
と、溝の内部に活性層よりもバンドギャップが大きい半
導体層を成長させて埋め込む工程とを有することを特徴
とするものである。
【０００９】この発明の第２の発明による半導体レーザ
の製造方法は、基板上に、第１導電型の第１のクラッド
層、活性層および第２導電型の第２のクラッド層を含
む、レーザ構造を形成する半導体層を成長させる工程
と、半導体層上に、共振器長方向と直交する方向に延
び、かつ、共振器長に対応した幅を有するストライプ形
状の第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜をマ
スクとして半導体層を活性層に達しない深さまでエッチ
ングする工程と、第１の絶縁膜をパターニングすること
により、共振器長方向に延び、かつ、形成すべきストラ
イプ部の幅に対応した幅を有するストライプ形状の第２
の絶縁膜を形成する工程と、第２の絶縁膜をマスクとし
て上記半導体層をエッチングすることにより溝を形成
し、この際、溝のうちの共振器長方向に延びる部分の深
さは活性層に達しない深さとなり、溝のうちの共振器長
方向と直交する方向に延びる部分の深さは活性層を超え
る深さとなるようにする工程と、第２の絶縁膜をマスク
として溝の内部に活性層よりもバンドギャップが大きい
半導体層を成長させて埋め込む工程とを有することを特
徴とするものである。
の製造方法は、基板上に、第１導電型の第１のクラッド
層、活性層および第２導電型の第２のクラッド層を含
む、レーザ構造を形成する半導体層を成長させる工程
と、半導体層上に、共振器長方向と直交する方向に延
び、かつ、共振器長に対応した幅を有するストライプ形
状の第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜をマ
スクとして半導体層を活性層に達しない深さまでエッチ
ングする工程と、第１の絶縁膜をパターニングすること
により、共振器長方向に延び、かつ、形成すべきストラ
イプ部の幅に対応した幅を有するストライプ形状の第２
の絶縁膜を形成する工程と、第２の絶縁膜をマスクとし
て上記半導体層をエッチングすることにより溝を形成
し、この際、溝のうちの共振器長方向に延びる部分の深
さは活性層に達しない深さとなり、溝のうちの共振器長
方向と直交する方向に延びる部分の深さは活性層を超え
る深さとなるようにする工程と、第２の絶縁膜をマスク
として溝の内部に活性層よりもバンドギャップが大きい
半導体層を成長させて埋め込む工程とを有することを特
徴とするものである。
【００１０】この発明において、典型的には、溝のうち
の共振器長方向に延びる部分の深さは第２のクラッド層
の厚さ方向の途中の深さとなり、溝のうちの共振器長方
向と直交する方向に延びる部分の深さは第１のクラッド
層の厚さ方向の途中の深さとなるようにする。
の共振器長方向に延びる部分の深さは第２のクラッド層
の厚さ方向の途中の深さとなり、溝のうちの共振器長方
向と直交する方向に延びる部分の深さは第１のクラッド
層の厚さ方向の途中の深さとなるようにする。
【００１１】この発明が適用される半導体レーザの具体
例を挙げると、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザである。
この場合、活性層よりもバンドギャップが大きい半導体
層としては、例えばＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎＰ
層、ＺｎＳｅ層、ＧａＮ層などを用いることができる。
選択成長のしやすさの点では、これらのうちＡｌＧａＡ
ｓ層が優れている。
例を挙げると、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザである。
この場合、活性層よりもバンドギャップが大きい半導体
層としては、例えばＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎＰ
層、ＺｎＳｅ層、ＧａＮ層などを用いることができる。
選択成長のしやすさの点では、これらのうちＡｌＧａＡ
ｓ層が優れている。
【００１２】上述のように構成されたこの発明による半
導体レーザの製造方法によれば、レーザ構造を形成する
半導体層の成長と、活性層よりもバンドギャップが大き
い半導体層の成長との２回の結晶成長で窓構造を有する
半導体レーザを製造することができることにより、製造
プロセスが簡単である。また、窓構造の形成に拡散プロ
セスが不要であるため、素子の信頼性の低下の問題が生
じない。さらに、活性層よりもバンドギャップが大きい
半導体層を電流狭窄層に用いることができるため、実屈
折率導波型の半導体レーザを製造することができる。
導体レーザの製造方法によれば、レーザ構造を形成する
半導体層の成長と、活性層よりもバンドギャップが大き
い半導体層の成長との２回の結晶成長で窓構造を有する
半導体レーザを製造することができることにより、製造
プロセスが簡単である。また、窓構造の形成に拡散プロ
セスが不要であるため、素子の信頼性の低下の問題が生
じない。さらに、活性層よりもバンドギャップが大きい
半導体層を電流狭窄層に用いることができるため、実屈
折率導波型の半導体レーザを製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
【００１４】図１〜図１５はこの発明の第１の実施形態
によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造方法を示
す。ここで、図１、図２、図４、図７、図９、図１１お
よび図１４は共振器長方向の断面図、図５、図８、図１
０、図１２および図１５は共振器長方向に垂直な断面
図、図３および図６は平面図、図１３は斜視図である。
によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造方法を示
す。ここで、図１、図２、図４、図７、図９、図１１お
よび図１４は共振器長方向の断面図、図５、図８、図１
０、図１２および図１５は共振器長方向に垂直な断面
図、図３および図６は平面図、図１３は斜視図である。
【００１５】この第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザの製造方法においては、まず、図１に示
すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えば有機金属化
学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、例えば６００℃程
度の成長温度で、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型Ｇａ
ＩｎＰバッファ層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４、活性層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６、ｐ型
ＧａＩｎＰ中間層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８を
順次成長させる。ここで、活性層５は、単一量子井戸
（ＳＱＷ）構造、例えばＧａＩｎＰ層を井戸層とし、Ａ
ｌＧａＩｎＰ層を障壁層とする多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造、歪みＭＱＷ構造のいずれであってもよい。また、
ｎ型ＧａＡｓ基板１としては、例えば、（１００）面方
位を有するものや、（１００）面から例えば５〜１５°
オフした面を主面とするものが用いられる。ここで、各
半導体層の厚さの例を挙げると、ｎ型ＧａＡｓバッファ
層２は０．３μｍ、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３は０．
３μｍ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４は１μｍ、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６は１μｍ、ｐ型ＧａＩｎ
Ｐ中間層７は０．１μｍ、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８は
０．３μｍである。
系半導体レーザの製造方法においては、まず、図１に示
すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えば有機金属化
学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、例えば６００℃程
度の成長温度で、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型Ｇａ
ＩｎＰバッファ層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４、活性層５、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６、ｐ型
ＧａＩｎＰ中間層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８を
順次成長させる。ここで、活性層５は、単一量子井戸
（ＳＱＷ）構造、例えばＧａＩｎＰ層を井戸層とし、Ａ
ｌＧａＩｎＰ層を障壁層とする多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造、歪みＭＱＷ構造のいずれであってもよい。また、
ｎ型ＧａＡｓ基板１としては、例えば、（１００）面方
位を有するものや、（１００）面から例えば５〜１５°
オフした面を主面とするものが用いられる。ここで、各
半導体層の厚さの例を挙げると、ｎ型ＧａＡｓバッファ
層２は０．３μｍ、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３は０．
３μｍ、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４は１μｍ、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６は１μｍ、ｐ型ＧａＩｎ
Ｐ中間層７は０．１μｍ、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８は
０．３μｍである。
【００１６】次に、図２に示すように、例えばＣＶＤ法
により例えばＳｉＯ2 膜やＳｉＮx膜のような絶縁膜９
を形成した後、この絶縁膜９上に、リソグラフィーによ
り、共振器長方向と直交する方向に延び、かつ、共振器
長に対応した所定幅のストライプ形状のレジストパター
ン（図示せず）を共振器長Ｌと等しいピッチで形成し、
このレジストパターンをマスクとして絶縁膜９を例えば
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法のようなドライエ
ッチング法またはウエットエッチング法によりエッチン
グする。この後、レジストパターンを除去する。このよ
うにして、共振器長方向と直交する方向に延び、かつ、
共振器長Ｌよりも２ａ小さい幅を有するストライプ形状
の絶縁膜９がピッチＬで形成される。このストライプ形
状の絶縁膜９の平面形状を図３に示す。ここで、ａは、
この絶縁膜９をマスクとして行われる次のエッチング時
のパターン変換差に応じて決められる。
により例えばＳｉＯ2 膜やＳｉＮx膜のような絶縁膜９
を形成した後、この絶縁膜９上に、リソグラフィーによ
り、共振器長方向と直交する方向に延び、かつ、共振器
長に対応した所定幅のストライプ形状のレジストパター
ン（図示せず）を共振器長Ｌと等しいピッチで形成し、
このレジストパターンをマスクとして絶縁膜９を例えば
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法のようなドライエ
ッチング法またはウエットエッチング法によりエッチン
グする。この後、レジストパターンを除去する。このよ
うにして、共振器長方向と直交する方向に延び、かつ、
共振器長Ｌよりも２ａ小さい幅を有するストライプ形状
の絶縁膜９がピッチＬで形成される。このストライプ形
状の絶縁膜９の平面形状を図３に示す。ここで、ａは、
この絶縁膜９をマスクとして行われる次のエッチング時
のパターン変換差に応じて決められる。
【００１７】次に、図４に示すように、上述のようにし
て形成されたストライプ形状の絶縁膜９をマスクとして
例えばウエットエッチング法によりｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層６の厚さ方向の途中の深さまでエッチングす
る。
て形成されたストライプ形状の絶縁膜９をマスクとして
例えばウエットエッチング法によりｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層６の厚さ方向の途中の深さまでエッチングす
る。
【００１８】次に、ストライプ形状の絶縁膜９上に、リ
ソグラフィーにより、共振器長方向に延び、かつ、最終
的に形成すべきストライプ部の幅に対応した所定幅のレ
ジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジス
トパターンをマスクとして絶縁膜９を例えばＲＩＥ法の
ようなドライエッチング法またはウエットエッチング法
によりエッチングする。この後、レジストパターンを除
去する。このようにして、図５に示すように、共振器長
方向に延び、かつ、最終的に形成すべきストライプ部の
幅よりも２ｂ大きい幅を有するストライプ形状の絶縁膜
９が、最終的に得られるレーザチップの幅と等しいピッ
チで形成される。このストライプ形状の絶縁膜９の平面
形状を図６に示す。ここで、ｂは、この絶縁膜９をマス
クとして行われる次のエッチング時のパターン変換差に
応じて決められる。
ソグラフィーにより、共振器長方向に延び、かつ、最終
的に形成すべきストライプ部の幅に対応した所定幅のレ
ジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジス
トパターンをマスクとして絶縁膜９を例えばＲＩＥ法の
ようなドライエッチング法またはウエットエッチング法
によりエッチングする。この後、レジストパターンを除
去する。このようにして、図５に示すように、共振器長
方向に延び、かつ、最終的に形成すべきストライプ部の
幅よりも２ｂ大きい幅を有するストライプ形状の絶縁膜
９が、最終的に得られるレーザチップの幅と等しいピッ
チで形成される。このストライプ形状の絶縁膜９の平面
形状を図６に示す。ここで、ｂは、この絶縁膜９をマス
クとして行われる次のエッチング時のパターン変換差に
応じて決められる。
【００１９】次に、図７および図８に示すように、上述
のようにして形成されたストライプ形状の絶縁膜９をマ
スクとして例えばウエットエッチング法によりエッチン
グすることにより、絶縁膜９の周囲に溝１０を形成す
る。このエッチングの際には、この溝１０のうち、絶縁
膜９の長手方向、すなわち共振器長方向に延びる部分の
深さはｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４に達する深さと
なり（図７）、絶縁膜９の幅方向、すなわち共振器長方
向と直交する方向に延びる部分の深さはｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層６の厚さ方向の途中の深さとなるように
する（図８）。
のようにして形成されたストライプ形状の絶縁膜９をマ
スクとして例えばウエットエッチング法によりエッチン
グすることにより、絶縁膜９の周囲に溝１０を形成す
る。このエッチングの際には、この溝１０のうち、絶縁
膜９の長手方向、すなわち共振器長方向に延びる部分の
深さはｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４に達する深さと
なり（図７）、絶縁膜９の幅方向、すなわち共振器長方
向と直交する方向に延びる部分の深さはｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層６の厚さ方向の途中の深さとなるように
する（図８）。
【００２０】次に、図９および図１０に示すように、絶
縁膜９をマスクとして、例えばＭＯＣＶＤ法により、溝
１０の内部に活性層５よりもバンドギャップが大きいｎ
型ＡｌＧａＡｓ層１１を選択成長させて埋め込む。この
ｎ型ＡｌＧａＡｓ層１１は電流狭窄層および窓材料とし
て用いられる。
縁膜９をマスクとして、例えばＭＯＣＶＤ法により、溝
１０の内部に活性層５よりもバンドギャップが大きいｎ
型ＡｌＧａＡｓ層１１を選択成長させて埋め込む。この
ｎ型ＡｌＧａＡｓ層１１は電流狭窄層および窓材料とし
て用いられる。
【００２１】次に、絶縁膜９をエッチング除去した後、
図１１および図１２に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層８およびｎ型ＡｌＧａＡｓ層１１の全面に例えば真
空蒸着法により例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順
次形成してｐ側電極１２を形成するとともに、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面に同様にして例えばＡｕＧｅ膜および
Ｎｉ膜を順次形成してｎ側電極１３を形成する。
図１１および図１２に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層８およびｎ型ＡｌＧａＡｓ層１１の全面に例えば真
空蒸着法により例えばＴｉ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順
次形成してｐ側電極１２を形成するとともに、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面に同様にして例えばＡｕＧｅ膜および
Ｎｉ膜を順次形成してｎ側電極１３を形成する。
【００２２】次に、上述のようにしてレーザ構造が形成
されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振器
端面を形成し、さらにこれらの共振器端面に端面コーテ
ィング（図示せず）を施した後、このバーを劈開してチ
ップ化する。図１３はこのようにして得られたレーザチ
ップを示す。図１４および図１５はそれぞれこのレーザ
チップのＸＩＶ−ＸＩＶ線およびＸＶ−ＸＶ線に沿って
の断面図である。この後、このようにして得られたレー
ザチップをパッケージングする。
されたｎ型ＧａＡｓ基板１をバー状に劈開して両共振器
端面を形成し、さらにこれらの共振器端面に端面コーテ
ィング（図示せず）を施した後、このバーを劈開してチ
ップ化する。図１３はこのようにして得られたレーザチ
ップを示す。図１４および図１５はそれぞれこのレーザ
チップのＸＩＶ−ＸＩＶ線およびＸＶ−ＸＶ線に沿って
の断面図である。この後、このようにして得られたレー
ザチップをパッケージングする。
【００２３】このようにして製造されたＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザは、電流狭窄層となるｎ型ＡｌＧａＡｓ
層１１は活性層５よりもバンドギャップが大きいことか
ら、実屈折率導波型となる。
系半導体レーザは、電流狭窄層となるｎ型ＡｌＧａＡｓ
層１１は活性層５よりもバンドギャップが大きいことか
ら、実屈折率導波型となる。
【００２４】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、レーザ構造を形成するための半導体層の成長とｎ型
ＡｌＧａＡｓ層１１の成長との２回の結晶成長で窓構造
を有する実屈折率導波型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザを製造することができるので、Ｚｎ拡散により窓構造
を形成する従来のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造
方法に比べて製造プロセスが簡単であるとともに、Ｚｎ
拡散に伴う信頼性の低下の問題がない。また、実屈折率
導波型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを製造すること
ができることから、従来の損失導波型のＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザに比べて駆動電流を少なくすることがで
き、したがって端面以外の部分での劣化を抑えることが
できる。
ば、レーザ構造を形成するための半導体層の成長とｎ型
ＡｌＧａＡｓ層１１の成長との２回の結晶成長で窓構造
を有する実屈折率導波型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザを製造することができるので、Ｚｎ拡散により窓構造
を形成する従来のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造
方法に比べて製造プロセスが簡単であるとともに、Ｚｎ
拡散に伴う信頼性の低下の問題がない。また、実屈折率
導波型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを製造すること
ができることから、従来の損失導波型のＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザに比べて駆動電流を少なくすることがで
き、したがって端面以外の部分での劣化を抑えることが
できる。
【００２５】以上により、例えば３０〜５０ｍＷクラス
の高出力でしかも高信頼性かつ長寿命のＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザを実現することができる。
の高出力でしかも高信頼性かつ長寿命のＡｌＧａＩｎＰ
系半導体レーザを実現することができる。
【００２６】図１６はこの発明の第２の実施形態による
半導体レーザの製造方法を示す。
半導体レーザの製造方法を示す。
【００２７】図１６に示すように、この第２の実施形態
によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造方法におい
ては、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４の成長の途中で
ｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１４を成長させる
とともに、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６の成長の途
中でｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１５を成長さ
せる。そして、図４に示す工程で絶縁膜９をマスクとし
て行われるエッチングの際にｐ型ＧａＩｎＰエッチング
ストップ層１５を用いるとともに、図７および図８に示
す工程で絶縁膜９をマスクとして行われるエッチングの
際にｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１４およびｐ
型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１５を用いる。その
他のことは第１の実施形態と同様であるので、説明を省
略する。
によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの製造方法におい
ては、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４の成長の途中で
ｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１４を成長させる
とともに、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６の成長の途
中でｐ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１５を成長さ
せる。そして、図４に示す工程で絶縁膜９をマスクとし
て行われるエッチングの際にｐ型ＧａＩｎＰエッチング
ストップ層１５を用いるとともに、図７および図８に示
す工程で絶縁膜９をマスクとして行われるエッチングの
際にｎ型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１４およびｐ
型ＧａＩｎＰエッチングストップ層１５を用いる。その
他のことは第１の実施形態と同様であるので、説明を省
略する。
【００２８】この第２の実施形態によれば、第１の実施
形態と同様な利点を得ることができるほか、絶縁膜９を
マスクとして行われるエッチングの制御性が高くなるこ
とから製造がより容易になるという利点を有する。
形態と同様な利点を得ることができるほか、絶縁膜９を
マスクとして行われるエッチングの制御性が高くなるこ
とから製造がより容易になるという利点を有する。
【００２９】次に、上述の第１または第２の実施形態に
より製造されるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを発光素
子として用いた光ディスク再生装置について説明する。
図１７にこの光ディスク再生装置の構成を示す。
より製造されるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを発光素
子として用いた光ディスク再生装置について説明する。
図１７にこの光ディスク再生装置の構成を示す。
【００３０】図１７に示すように、この光ディスク再生
装置は、発光素子として半導体レーザ１０１を備えてい
る。この半導体レーザ１０１としては、上述の第１また
は第２の実施形態によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
が用いられる。この光ディスク再生装置はまた、半導体
レーザ１０１の出射光を光ディスクＤに導くとともに、
この光ディスクＤによる反射光（信号光）を再生するた
めの公知の光学系、すなわち、コリメートレンズ１０
２、ビームスプリッタ１０３、１／４波長板１０４、対
物レンズ１０５、検出レンズ１０６、信号光検出用受光
素子１０７および信号光再生回路１０８を備えている。
装置は、発光素子として半導体レーザ１０１を備えてい
る。この半導体レーザ１０１としては、上述の第１また
は第２の実施形態によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
が用いられる。この光ディスク再生装置はまた、半導体
レーザ１０１の出射光を光ディスクＤに導くとともに、
この光ディスクＤによる反射光（信号光）を再生するた
めの公知の光学系、すなわち、コリメートレンズ１０
２、ビームスプリッタ１０３、１／４波長板１０４、対
物レンズ１０５、検出レンズ１０６、信号光検出用受光
素子１０７および信号光再生回路１０８を備えている。
【００３１】この光ディスク再生装置においては、半導
体レーザ１０１の出射光Ｌはコリメートレンズ１０２に
よって平行光にされ、さらにビームスプリッタ１０３を
経て１／４波長板１０４により偏光の具合が調整された
後、対物レンズ１０５により集光されて光ディスクＤに
入射される。そして、この光ディスクＤで反射された信
号光Ｌ´が対物レンズ１０５および１／４波長板１０４
を経てビームスプリッタ１０３で反射された後、検出レ
ンズ１０６を経て信号光検出用受光素子１０７に入射
し、ここで電気信号に変換された後、信号光再生回路１
０８において、光ディスクＤに書き込まれた情報が再生
される。
体レーザ１０１の出射光Ｌはコリメートレンズ１０２に
よって平行光にされ、さらにビームスプリッタ１０３を
経て１／４波長板１０４により偏光の具合が調整された
後、対物レンズ１０５により集光されて光ディスクＤに
入射される。そして、この光ディスクＤで反射された信
号光Ｌ´が対物レンズ１０５および１／４波長板１０４
を経てビームスプリッタ１０３で反射された後、検出レ
ンズ１０６を経て信号光検出用受光素子１０７に入射
し、ここで電気信号に変換された後、信号光再生回路１
０８において、光ディスクＤに書き込まれた情報が再生
される。
【００３２】なお、ここでは、上述の第１または第２の
実施形態によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを光ディ
スク再生装置の発光素子に適用した場合について説明し
たが、光ディスク記録再生装置や光ディスク記録装置の
発光素子に適用することも可能であることは勿論、光通
信装置などの光装置の発光素子や、高温で動作させる必
要のある車載用機器などの発光素子に適用することも可
能である。
実施形態によるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを光ディ
スク再生装置の発光素子に適用した場合について説明し
たが、光ディスク記録再生装置や光ディスク記録装置の
発光素子に適用することも可能であることは勿論、光通
信装置などの光装置の発光素子や、高温で動作させる必
要のある車載用機器などの発光素子に適用することも可
能である。
【００３３】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【００３４】例えば、上述の第１および第２の実施形態
において挙げた数値、構造、プロセスなどはあくまでも
例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構
造、プロセスなどを用いてもよい。
において挙げた数値、構造、プロセスなどはあくまでも
例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構
造、プロセスなどを用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による半
導体レーザの製造方法によれば、素子の信頼性を低下さ
せることなく、簡単なプロセスで、窓構造を有し、しか
も実屈折率導波型の半導体レーザを製造することができ
る。
導体レーザの製造方法によれば、素子の信頼性を低下さ
せることなく、簡単なプロセスで、窓構造を有し、しか
も実屈折率導波型の半導体レーザを製造することができ
る。
【図１】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
【図３】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図で
ある。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図で
ある。
【図４】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向に垂直な断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向に垂直な断面図である。
【図６】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図で
ある。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための平面図で
ある。
【図７】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向に垂直な断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向に垂直な断面図である。
【図９】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
Ｐ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器長
方向の断面図である。
【図１０】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向に垂直な断面図である。
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向に垂直な断面図である。
【図１１】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向の断面図である。
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向の断面図である。
【図１２】この発明の第１の実施形態によるＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向に垂直な断面図である。
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向に垂直な断面図である。
【図１３】この発明の第１の実施形態により製造された
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを示す斜視図である。
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿っての断面図である。
のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿っての断面図である。
【図１５】図１３に示すＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
のＸＶ−ＸＶ線に沿っての断面図である。
のＸＶ−ＸＶ線に沿っての断面図である。
【図１６】この発明の第２の実施形態によるＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向の断面図である。
ｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための共振器
長方向の断面図である。
【図１７】この発明の第１または第２の実施形態により
製造されたＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを発光素子と
して用いた光ディスク再生装置を示す略線図である。
製造されたＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを発光素子と
して用いた光ディスク再生装置を示す略線図である。
１・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、４・・・ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、５・・・活性層、６・・・ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層、７・・・ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、８
・・・ｐ型ＧａＡｓキャップ層、９・・・絶縁膜、１０
・・・溝、１１・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、１２・・・
ｐ側電極、１３・・・ｎ側電極、１４・・・ｎ型ＧａＩ
ｎＰエッチングストップ層、１５・・・ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰエッチングストップ層
Ｐクラッド層、５・・・活性層、６・・・ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層、７・・・ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、８
・・・ｐ型ＧａＡｓキャップ層、９・・・絶縁膜、１０
・・・溝、１１・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、１２・・・
ｐ側電極、１３・・・ｎ側電極、１４・・・ｎ型ＧａＩ
ｎＰエッチングストップ層、１５・・・ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰエッチングストップ層
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に、第１導電型の第１のクラッド
層、活性層および第２導電型の第２のクラッド層を含
む、レーザ構造を形成する半導体層を成長させる工程
と、 ストライプ部となる領域の周囲における上記半導体層を
エッチングすることにより溝を形成し、この際、上記溝
のうちの共振器長方向に延びる部分の深さは上記活性層
に達しない深さとなり、上記溝のうちの共振器長方向と
直交する方向に延びる部分の深さは上記活性層を超える
深さとなるようにする工程と、 上記溝の内部に上記活性層よりもバンドギャップが大き
い半導体層を成長させて埋め込む工程とを有することを
特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 上記溝のうちの共振器長方向に延びる部
分の深さは上記第２のクラッド層の厚さ方向の途中の深
さとなり、上記溝のうちの共振器長方向と直交する方向
に延びる部分の深さは上記第１のクラッド層の厚さ方向
の途中の深さとなるようにすることを特徴とする請求項
１記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 上記半導体レーザはＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 上記活性層よりもバンドギャップが大き
い半導体層はＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎＰ層、Ｚｎ
Ｓｅ層またはＧａＮ層であることを特徴とする請求項３
記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項５】 基板上に、第１導電型の第１のクラッド
層、活性層および第２導電型の第２のクラッド層を含
む、レーザ構造を形成する半導体層を成長させる工程
と、 上記半導体層上に、共振器長方向と直交する方向に延
び、かつ、共振器長に対応した幅を有するストライプ形
状の第１の絶縁膜を形成する工程と、 上記第１の絶縁膜をマスクとして上記半導体層を上記活
性層に達しない深さまでエッチングする工程と、 上記第１の絶縁膜をパターニングすることにより、共振
器長方向に延び、かつ、形成すべきストライプ部の幅に
対応した幅を有するストライプ形状の第２の絶縁膜を形
成する工程と、 上記第２の絶縁膜をマスクとして上記半導体層をエッチ
ングすることにより溝を形成し、この際、上記溝のうち
の共振器長方向に延びる部分の深さは上記活性層に達し
ない深さとなり、上記溝のうちの共振器長方向と直交す
る方向に延びる部分の深さは上記活性層を超える深さと
なるようにする工程と、 上記第２の絶縁膜をマスクとして上記溝の内部に上記活
性層よりもバンドギャップが大きい半導体層を成長させ
て埋め込む工程とを有することを特徴とする半導体レー
ザの製造方法。 - 【請求項６】 上記溝のうちの共振器長方向に延びる部
分の深さは上記第２のクラッド層の厚さ方向の途中の深
さとなり、上記溝のうちの共振器長方向と直交する方向
に延びる部分の深さは上記第１のクラッド層の厚さ方向
の途中の深さとなるようにすることを特徴とする請求項
５記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項７】 上記半導体レーザはＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザであることを特徴とする請求項５記載の半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項８】 上記活性層よりもバンドギャップが大き
い半導体層はＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＧａＩｎＰ層、Ｚｎ
Ｓｅ層またはＧａＮ層であることを特徴とする請求項７
記載の半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00092198A JP4123554B2 (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00092198A JP4123554B2 (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11195837A true JPH11195837A (ja) | 1999-07-21 |
| JP4123554B2 JP4123554B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=11487161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00092198A Expired - Fee Related JP4123554B2 (ja) | 1998-01-06 | 1998-01-06 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4123554B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813290B1 (en) | 1999-11-25 | 2004-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| JP2009004602A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザ素子、および光ディスク装置 |
| JP2015079830A (ja) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、光半導体装置の製造方法、及び光モジュールの製造方法 |
-
1998
- 1998-01-06 JP JP00092198A patent/JP4123554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813290B1 (en) | 1999-11-25 | 2004-11-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| JP2009004602A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の製造方法、半導体レーザ素子、および光ディスク装置 |
| JP2015079830A (ja) * | 2013-10-16 | 2015-04-23 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置、光半導体装置の製造方法、及び光モジュールの製造方法 |
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|---|---|
| JP4123554B2 (ja) | 2008-07-23 |
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