JPS59103393A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザの製造方法Info
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- JPS59103393A JPS59103393A JP57212769A JP21276982A JPS59103393A JP S59103393 A JPS59103393 A JP S59103393A JP 57212769 A JP57212769 A JP 57212769A JP 21276982 A JP21276982 A JP 21276982A JP S59103393 A JPS59103393 A JP S59103393A
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- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は１分布帰還型半導体レーデの製造方法に関する
。
。
近時、 ｉ−ｖ族半導体からなるダブルへテロ接合構造
（以下ＤＨ槽構造略記する）を用い、室温連続発振を可
能とした各種の半導体レーザが開発されている。Ｉ）Ｈ
構造を有する実用的な半導体レーザは、その構造におい
てストライプ状の活性領域と導波路（共振器）とを必要
とする。このような構造を実現する１つの方法として、
半導体基板にＶ字状断面を有する溝を形成したのち、結
晶成長によって溝中に活性層全分離形成する方法が採用
されている。
（以下ＤＨ槽構造略記する）を用い、室温連続発振を可
能とした各種の半導体レーザが開発されている。Ｉ）Ｈ
構造を有する実用的な半導体レーザは、その構造におい
てストライプ状の活性領域と導波路（共振器）とを必要
とする。このような構造を実現する１つの方法として、
半導体基板にＶ字状断面を有する溝を形成したのち、結
晶成長によって溝中に活性層全分離形成する方法が採用
されている。
第１図は上記方法によって形成した半導体レーザの一例
を示す断面図である。ｎ型Ｃ１００）ＩｎＰ基板１にＶ
溝部を形成したのち、この上にクラッド層としてのｎ型
ＩｎＰ層３．活性層としてのアンドープＩ ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ Ｐ層４（バンドギャップ１．３μｍ帯）、ク
ラッド層としてのＰ型ＩｎＰ層５及びオーミックコンタ
クト層とし。
を示す断面図である。ｎ型Ｃ１００）ＩｎＰ基板１にＶ
溝部を形成したのち、この上にクラッド層としてのｎ型
ＩｎＰ層３．活性層としてのアンドープＩ ｎ Ｇ ａ
Ａ ｓ Ｐ層４（バンドギャップ１．３μｍ帯）、ク
ラッド層としてのＰ型ＩｎＰ層５及びオーミックコンタ
クト層とし。
てのＰ＋型ＩｎＧａＡｓＰ層６が上記順に成長形成され
ている。活性層４はＶ溝部中に分離形成されて導波構造
を有している。このＶ溝構造を有する半導体レーザは、
比較的製作が容易で信頼（ｆｆｌＥも高く、最近特に注
目されている。
ている。活性層４はＶ溝部中に分離形成されて導波構造
を有している。このＶ溝構造を有する半導体レーザは、
比較的製作が容易で信頼（ｆｆｌＥも高く、最近特に注
目されている。
しかしながら、上述した■溝構造を用いる方法にあって
は次のような問題があった。すなわち、■溝構造は両璧
界面を共振器としたファン）ペロー（Ｆ、Ｐ）共振器に
よる帰還を利用するレーザにおいて有効であるが、導波
路に周期構造を設けその回折光による帰還を利用して発
振を起こす、所謂分布帰還型レーデ（以下１）ＦＢレー
ザと略記する）にあってはその適用が極めて困難である
。Ｉ）ＦＢレーザの場合、半導体基板上に一定周期の凹
凸（回折格子）を設け、屈折率の異なる導波路構造をこ
の周期構造と近接して設けなければならない。このため
、半導体基板にＶ溝を設ける構造では、Ｖ７Ｈ＜、成の
ためのエツチングｌ二より導波路構造中の回折格子が除
去されてしまう。また、現在の技術では、■溝の底部若
しくは側面に回折格子を刻むことば述したＶ溝構造を適
用できないと云う問題があった。
は次のような問題があった。すなわち、■溝構造は両璧
界面を共振器としたファン）ペロー（Ｆ、Ｐ）共振器に
よる帰還を利用するレーザにおいて有効であるが、導波
路に周期構造を設けその回折光による帰還を利用して発
振を起こす、所謂分布帰還型レーデ（以下１）ＦＢレー
ザと略記する）にあってはその適用が極めて困難である
。Ｉ）ＦＢレーザの場合、半導体基板上に一定周期の凹
凸（回折格子）を設け、屈折率の異なる導波路構造をこ
の周期構造と近接して設けなければならない。このため
、半導体基板にＶ溝を設ける構造では、Ｖ７Ｈ＜、成の
ためのエツチングｌ二より導波路構造中の回折格子が除
去されてしまう。また、現在の技術では、■溝の底部若
しくは側面に回折格子を刻むことば述したＶ溝構造を適
用できないと云う問題があった。
本発明の目的は、ストライプ状の導波路構造を要するＤ
ＦＢレーザに■溝環波路構造を適用することができ、製
作の容易化及び信頼性向上等に寄与し得る半４体レーザ
の製造方法を提供することにある。
ＦＢレーザに■溝環波路構造を適用することができ、製
作の容易化及び信頼性向上等に寄与し得る半４体レーザ
の製造方法を提供することにある。
本発明の骨子は、回折格子を刻んだ半導体基板自体では
なく、この基板上に成長形成した半心体結晶層にＶ溝（
完全なＶ字状に限るものではない）を形成することにあ
る。
なく、この基板上に成長形成した半心体結晶層にＶ溝（
完全なＶ字状に限るものではない）を形成することにあ
る。
すなわち本発明は、ＤＦＢレーデヲ製造するに際し、所
定周期の回折格子が設けられた半導体基板上に結晶成長
を阻害するストライプ状のマスク膜を形成したのち、上
記半導体基板上に該基板と逆導電型若しくは半絶縁性の
半心体結晶層を形成し、次いで上記マスク膜を除去して
溝部を形成し、しかるのちこの溝部に活性層及びクラッ
ド層からなるＤＨ構造を成長形成するようにした方法で
ある。
定周期の回折格子が設けられた半導体基板上に結晶成長
を阻害するストライプ状のマスク膜を形成したのち、上
記半導体基板上に該基板と逆導電型若しくは半絶縁性の
半心体結晶層を形成し、次いで上記マスク膜を除去して
溝部を形成し、しかるのちこの溝部に活性層及びクラッ
ド層からなるＤＨ構造を成長形成するようにした方法で
ある。
本発明によれば、半導体基板に回折格子を設けたのち結
晶成長によって凹部（溝部）全形成しているので、溝部
形成のために回折格子が除去される等の不都合はなく、
溝部での導波路構造の構成を行うことができる。したが
って、溝導波型のＤＦＢレーデの製作が容易に可能とな
り、安定な縦モード発振と無響開化とにより半導体レー
ザの特性向上をはかり得る。
晶成長によって凹部（溝部）全形成しているので、溝部
形成のために回折格子が除去される等の不都合はなく、
溝部での導波路構造の構成を行うことができる。したが
って、溝導波型のＤＦＢレーデの製作が容易に可能とな
り、安定な縦モード発振と無響開化とにより半導体レー
ザの特性向上をはかり得る。
第２図（ａ）〜（ｆ）は本発明の一実施例に係わる１）
ＦＩ３レーザ製造工程を示す斜視図及び断面図である。
ＦＩ３レーザ製造工程を示す斜視図及び断面図である。
まず、第２図（ａ）に示す如く表面に周期２ｏ００［Ｘ
、１．深さ１０００（Ｘ）０）回折格子１１を刻んだｎ
型（１００）ＩｎＰ基板（半４体基板）１２上にＣＶＤ
−８ｉ０．膜（マスク膜）１３を回折格子１１の溝方同
と直交する方向に約２〔μｍ〕幅でストライプ状に形成
した。なお、このマスク膜形成工程は上記ＣＶＤ−８ｉ
０．膜１３全基板１２上の全面に被着したのち１通常の
ウェットエツチング若□しくは反応性イオンエツチング
技術等を用いてその不要部分を選択エツチングすればよ
い。また、第２図（ｂ）は同図（ａ）の矢視Ａ−Ａ断面
を示すものであり、（： Ｖ Ｄ −８ｉ０゜膜１３は
所望する導波路形成領域上に形成されている。
、１．深さ１０００（Ｘ）０）回折格子１１を刻んだｎ
型（１００）ＩｎＰ基板（半４体基板）１２上にＣＶＤ
−８ｉ０．膜（マスク膜）１３を回折格子１１の溝方同
と直交する方向に約２〔μｍ〕幅でストライプ状に形成
した。なお、このマスク膜形成工程は上記ＣＶＤ−８ｉ
０．膜１３全基板１２上の全面に被着したのち１通常の
ウェットエツチング若□しくは反応性イオンエツチング
技術等を用いてその不要部分を選択エツチングすればよ
い。また、第２図（ｂ）は同図（ａ）の矢視Ａ−Ａ断面
を示すものであり、（： Ｖ Ｄ −８ｉ０゜膜１３は
所望する導波路形成領域上に形成されている。
次に、エピタキシャル成長法を用い第２図（０に示す如
く基板１２上にＰ型Ｉ Ｂ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層１４
（バンドギャップ１．０μｍ帯）を約１〔μｍ〕厚さに
結晶成長させた。このとき、前記ＣＶＤ−８１０２膜１
３が存在する部分では結晶成長が阻害されるので、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層１４はＣＶＤ−８ｉ０．膜１３の両側に形
成されることになる。
く基板１２上にＰ型Ｉ Ｂ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層１４
（バンドギャップ１．０μｍ帯）を約１〔μｍ〕厚さに
結晶成長させた。このとき、前記ＣＶＤ−８１０２膜１
３が存在する部分では結晶成長が阻害されるので、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層１４はＣＶＤ−８ｉ０．膜１３の両側に形
成されることになる。
次いで、ＣＶＤ−８ｉｎ、膜１３を弗化アンモニウム溶
液等で除去し、その底部に回折格子１１が設けられてい
る溝部１５を形成した。続いて、第２図（ｄ）に示す如
くバンドギャップ１．１５［μｍ］のｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（クラッド層）１６及びパンドキャツ７６１．３
Ｃμｍ）のアンＹ−ｂ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓｒ層（
活性層）１７を順次成長形成した。このとき、上記クラ
ッド層１６及び活性層１７しま前言己溝部１５内に分ｊ
ｉ４１Ｆ形成され、これ（二よｌ）ストライプ状の匈”
）波路措造が形成されることになる。
液等で除去し、その底部に回折格子１１が設けられてい
る溝部１５を形成した。続いて、第２図（ｄ）に示す如
くバンドギャップ１．１５［μｍ］のｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（クラッド層）１６及びパンドキャツ７６１．３
Ｃμｍ）のアンＹ−ｂ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓｒ層（
活性層）１７を順次成長形成した。このとき、上記クラ
ッド層１６及び活性層１７しま前言己溝部１５内に分ｊ
ｉ４１Ｆ形成され、これ（二よｌ）ストライプ状の匈”
）波路措造が形成されることになる。
続いて、第２図（ｅ）１７−示す如（Ｐ Ｊａ Ｉ ｎ
Ｐ層（クラッドｌ（イ））Ｉ８及びノ々ンドギャップ
１．１５Ｃμｍ〕のＰ４−型Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
Ｐ層（オーミックコンタクト１ｉ”ｉ ） １９を順次
成長形成した。ｔ「お、第２図（ｆ）は同図（ｅ）の矢
？Ｑ Ｂ −Ｂ ＩＪＪｉ而を示すものでＡ”＞ ’Ｊ
。
Ｐ層（クラッドｌ（イ））Ｉ８及びノ々ンドギャップ
１．１５Ｃμｍ〕のＰ４−型Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
Ｐ層（オーミックコンタクト１ｉ”ｉ ） １９を順次
成長形成した。ｔ「お、第２図（ｆ）は同図（ｅ）の矢
？Ｑ Ｂ −Ｂ ＩＪＪｉ而を示すものでＡ”＞ ’Ｊ
。
活性層１７の下方に回折格子１１カ１存在゛Ｊ−ること
になる。これ以降は通常の′屯イペイ・１（す等の一１
１７層１７とからなる逆・ぐイアス接合（＝より、７ｔ
ｌ） ｊ”＋１’７１Ｆ（ｉｉ）能でよ・る。さしも二
、活性層１７のストライプ形状により単−横モード発振
が可能であり、横にしみ出した光も回折格子１１に影響
されＤ Ｆ Ｂ ％”％構をより効果的に発揮させるこ
とができる。
になる。これ以降は通常の′屯イペイ・１（す等の一１
１７層１７とからなる逆・ぐイアス接合（＝より、７ｔ
ｌ） ｊ”＋１’７１Ｆ（ｉｉ）能でよ・る。さしも二
、活性層１７のストライプ形状により単−横モード発振
が可能であり、横にしみ出した光も回折格子１１に影響
されＤ Ｆ Ｂ ％”％構をより効果的に発揮させるこ
とができる。
つまり、低閾値、横モード：１７１Ｊ御が完全になされ
、かつ回折格子１１による帰還、すなわちＤＦＢ動作が
効果的に行われる。したがって、無檗開、安定な単−縦
モード発振と云う特性上での向上もはかり得る。また、
特殊な１程を必要とすることなく、現在実用化されてい
る技術のみで容易に実施し得る等の効果を奏する。
、かつ回折格子１１による帰還、すなわちＤＦＢ動作が
効果的に行われる。したがって、無檗開、安定な単−縦
モード発振と云う特性上での向上もはかり得る。また、
特殊な１程を必要とすることなく、現在実用化されてい
る技術のみで容易に実施し得る等の効果を奏する。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記マスク膜のストライプ幅は２〔μｍ〕
に限定されるものではなく、さらにその構成材料として
はＣＶＤ−８ｉ０．膜以外に結晶成灸ヲ阻害するもので
あればよい。また、半導体月料としてはＩｎＰ／ＩｎＧ
ａＡｓＰ系に限るものではなく、ＧａＡｓ／ＧａＡ、ｄ
Ａｓ系、その他各種のｌ−Ｖ族系上？１゛ス体を用いる
ことが可能である。さらに、前記半セ瓜（体結晶層は必
ずしるだめのもので（１１）は斜視図、（ｂ）〜（ｆ）
は断面図である。
い。例えば、前記マスク膜のストライプ幅は２〔μｍ〕
に限定されるものではなく、さらにその構成材料として
はＣＶＤ−８ｉ０．膜以外に結晶成灸ヲ阻害するもので
あればよい。また、半導体月料としてはＩｎＰ／ＩｎＧ
ａＡｓＰ系に限るものではなく、ＧａＡｓ／ＧａＡ、ｄ
Ａｓ系、その他各種のｌ−Ｖ族系上？１゛ス体を用いる
ことが可能である。さらに、前記半セ瓜（体結晶層は必
ずしるだめのもので（１１）は斜視図、（ｂ）〜（ｆ）
は断面図である。
１１・・・回折格子、１２・・・ｎ型ＩｎＰ基板（半導
体基板）、１３・・・ＣＶＤ−８ｉｎ、膜〔マスク膜〕
、１４ ・Ｐ型Ｌ ｎ Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｐ層（半埠体
結晶層）、Ｉ ５−・・溝部、１６−１１型Ｉ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ Ｐ層（クラッド層）、１７・・・アンド
ープ１ｎＧａＡｓＰ層（活性層）、：ｔ ｇ−Ｐ型Ｉｎ
Ｐ層（クラニア）’ｆＶＪ）１９ ・” Ｐ をＩ
ｎＧａＡｓ Ｆｉｌ （オーミックコアタクト層）。
体基板）、１３・・・ＣＶＤ−８ｉｎ、膜〔マスク膜〕
、１４ ・Ｐ型Ｌ ｎ Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｐ層（半埠体
結晶層）、Ｉ ５−・・溝部、１６−１１型Ｉ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ Ｐ層（クラッド層）、１７・・・アンド
ープ１ｎＧａＡｓＰ層（活性層）、：ｔ ｇ−Ｐ型Ｉｎ
Ｐ層（クラニア）’ｆＶＪ）１９ ・” Ｐ をＩ
ｎＧａＡｓ Ｆｉｌ （オーミックコアタクト層）。
出願人工業技術院長石板誠−
第１図
第２図
第２図
Ｂ
Claims (1)
- 分布帰還型の半導体レーザを製造する方法において、所
定周期の回折格子が設けられた半導体基板上に結晶成長
を阻害するストライプ状のマスク膜を形成する工程と１
次いで上記半導体基板上に該基板と逆導電型若しくは半
絶縁性の半導体結晶層を成長形成する工程と１次いで前
記マスク膜を除去して溝部を形成する工程と、上記溝部
に活性層及びクラッド層からなるダブルへテロ接合構造
を成長形成する工程とを具備した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 |
|---|---|---|---|
| JP57212769A JPS59103393A (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212769A JPS59103393A (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103393A true JPS59103393A (ja) | 1984-06-14 |
| JPS6260838B2 JPS6260838B2 (ja) | 1987-12-18 |
Family
ID=16628089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57212769A Granted JPS59103393A (ja) | 1982-12-06 | 1982-12-06 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103393A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4777148A (en) * | 1985-01-30 | 1988-10-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Process for making a mesa GaInAsP/InP distributed feedback laser |
| US5079185A (en) * | 1989-04-06 | 1992-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser |
| US5292685A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing a distributed feedback semiconductor laser device |
| US5642371A (en) * | 1993-03-12 | 1997-06-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical transmission apparatus |
| US5656539A (en) * | 1994-07-25 | 1997-08-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating a semiconductor laser |
| GB2581251A (en) * | 2018-12-12 | 2020-08-12 | Oz Optics Ltd | A broadband THz receiver using thick patterned semiconductor crystals |
-
1982
- 1982-12-06 JP JP57212769A patent/JPS59103393A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4777148A (en) * | 1985-01-30 | 1988-10-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Process for making a mesa GaInAsP/InP distributed feedback laser |
| US5079185A (en) * | 1989-04-06 | 1992-01-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser |
| US5292685A (en) * | 1991-07-24 | 1994-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing a distributed feedback semiconductor laser device |
| US5642371A (en) * | 1993-03-12 | 1997-06-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical transmission apparatus |
| US5656539A (en) * | 1994-07-25 | 1997-08-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating a semiconductor laser |
| GB2581251A (en) * | 2018-12-12 | 2020-08-12 | Oz Optics Ltd | A broadband THz receiver using thick patterned semiconductor crystals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6260838B2 (ja) | 1987-12-18 |
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