JPS59110186A - 半導体レ−ザの製法 - Google Patents
半導体レ−ザの製法Info
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- JPS59110186A JPS59110186A JP57219542A JP21954282A JPS59110186A JP S59110186 A JPS59110186 A JP S59110186A JP 57219542 A JP57219542 A JP 57219542A JP 21954282 A JP21954282 A JP 21954282A JP S59110186 A JPS59110186 A JP S59110186A
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- H01S5/24—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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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】
本発明は、半導体レーザ、特に■−■族化合物半導体に
よる半導体レーザの製法に係る。
よる半導体レーザの製法に係る。
従来一般の半導体レーザーは、そのキャリア及び光の閉
じ込め機構によって屈折率ガイド(インデックスガイド
)型と利得ガイド(ゲインガイド)型とに大別される。
じ込め機構によって屈折率ガイド(インデックスガイド
)型と利得ガイド(ゲインガイド)型とに大別される。
第1図はC2S型(チャネルド・サブストレート・ゾレ
ナー型)のインデックスガイド型の半導体レーザの一例
を示す。この場合、例えばn型のGaAa基板(1)の
1主面にストライプ状の凹部(2)が設けられ、これの
上にこの凹部(2)を埋め込むようにn型のA7GaA
s半導体のクラッド層(2)が液相エピタキシャル成長
によって形成され、これの上に順次夫々AtGa As
半導体のn型またはp型の活性層(3)、p型のクラッ
ド層(4)が液相エピタキシャル成長され、更にこれの
上にn型のGaAsキャップ層(5)がエピタキシャル
成長される。そして、このキャップ層(5)を横切って
、凹部(2)と対向するようにストライプ状のp型の例
えばZn拡散領域(6)が形成される。
ナー型)のインデックスガイド型の半導体レーザの一例
を示す。この場合、例えばn型のGaAa基板(1)の
1主面にストライプ状の凹部(2)が設けられ、これの
上にこの凹部(2)を埋め込むようにn型のA7GaA
s半導体のクラッド層(2)が液相エピタキシャル成長
によって形成され、これの上に順次夫々AtGa As
半導体のn型またはp型の活性層(3)、p型のクラッ
ド層(4)が液相エピタキシャル成長され、更にこれの
上にn型のGaAsキャップ層(5)がエピタキシャル
成長される。そして、このキャップ層(5)を横切って
、凹部(2)と対向するようにストライプ状のp型の例
えばZn拡散領域(6)が形成される。
(7)はキャンプ層(5)の表面にこれを覆って被着形
成した絶縁層で、これに穿設したストライプ状の窓(8
)を通じて一方の電極(9)が領域(6)上にオーミッ
クに被着される。αOは基板(1)の裏面に設けられた
他方の電極である。
成した絶縁層で、これに穿設したストライプ状の窓(8
)を通じて一方の電極(9)が領域(6)上にオーミッ
クに被着される。αOは基板(1)の裏面に設けられた
他方の電極である。
この構成による半導体レーザは、凹部(2)の両側にお
ける活性層(3)と、基板(1)との距離hiが凹部(
2)におけるそれh2よシ充分小に選ばれていて、活性
層(3)からの光が凹部(2)の両側における距離り、
を有する部分において基板(1)が光吸収層として作用
することによって活性層(2)の中央部とその両側とで
はその光の吸収差による実効的屈折率差が生じインデッ
クス導波機能が生じるようになされている一方、従来の
ゲインガイド型の半導体レーザの一例としては、第2図
に示すように、同様にしuえはn型のGaAs基板(1
)上に、n型のAtGaAs化合物半導体のクラッド層
(2)、n型またはp型の活性層(3)、p型のクラッ
ド層(4)が液相エピタキシャル成長され、更にこれの
上にn型のGaAsキャップ層(5)がエピタキシャル
成長される。そして、このキャップ層(5)を横切って
ストライプ状のp型の例えばZn拡散領域(6)による
電流制限領域が設けられて成る。
ける活性層(3)と、基板(1)との距離hiが凹部(
2)におけるそれh2よシ充分小に選ばれていて、活性
層(3)からの光が凹部(2)の両側における距離り、
を有する部分において基板(1)が光吸収層として作用
することによって活性層(2)の中央部とその両側とで
はその光の吸収差による実効的屈折率差が生じインデッ
クス導波機能が生じるようになされている一方、従来の
ゲインガイド型の半導体レーザの一例としては、第2図
に示すように、同様にしuえはn型のGaAs基板(1
)上に、n型のAtGaAs化合物半導体のクラッド層
(2)、n型またはp型の活性層(3)、p型のクラッ
ド層(4)が液相エピタキシャル成長され、更にこれの
上にn型のGaAsキャップ層(5)がエピタキシャル
成長される。そして、このキャップ層(5)を横切って
ストライプ状のp型の例えばZn拡散領域(6)による
電流制限領域が設けられて成る。
この場合においても、キャップ層(5)上にはこれを覆
って絶縁層(7)が形成され、これに穿設されたストン
づプ状の窓(8)を通じて電極(9)が領域(6)上に
オーミックに被着され、基板(1)の裏面に他方の電極
αQ1がオーミックに被着される。
って絶縁層(7)が形成され、これに穿設されたストン
づプ状の窓(8)を通じて電極(9)が領域(6)上に
オーミックに被着され、基板(1)の裏面に他方の電極
αQ1がオーミックに被着される。
この構成では領域(6)に電流通路が制限されることに
よって実質的発振領域の幅を狭めるものである。この場
合、横方向に関しては、注入キャリアによって生じる誘
導放出利得によってのみキャリアと光の閉じ込めを行っ
ている。すなわち、この場合、接合に垂直な方向と水平
方向とで光の閉じ込め機構′が異るため発振ビームスポ
ットの非点収差が太きい。
よって実質的発振領域の幅を狭めるものである。この場
合、横方向に関しては、注入キャリアによって生じる誘
導放出利得によってのみキャリアと光の閉じ込めを行っ
ている。すなわち、この場合、接合に垂直な方向と水平
方向とで光の閉じ込め機構′が異るため発振ビームスポ
ットの非点収差が太きい。
これに比し、前述したインデックス型半導体レーザは、
非点収差は小さいが縦モードが単一モードであるために
、例えば光学式ビデオディスク等におけるその書き込み
、読み出し用元源として用いた場合に戻シ光によるノイ
ズやモードポンピングノイズの影響が太きいという欠点
がある。
非点収差は小さいが縦モードが単一モードであるために
、例えば光学式ビデオディスク等におけるその書き込み
、読み出し用元源として用いた場合に戻シ光によるノイ
ズやモードポンピングノイズの影響が太きいという欠点
がある。
本発明は、インデックスガイド型或いはゲインガイド型
の夫々の■−v族化合物半導体レーザを得る場合に、或
いは前述したインデックスガイド型及びケ゛インガイド
型の双方の導波機構を併せ持ち、両者の欠点を相補うよ
うにした特殊の構成による半導体レーザを得ることので
きる半導体レーザの製法を提供するものである。
の夫々の■−v族化合物半導体レーザを得る場合に、或
いは前述したインデックスガイド型及びケ゛インガイド
型の双方の導波機構を併せ持ち、両者の欠点を相補うよ
うにした特殊の構成による半導体レーザを得ることので
きる半導体レーザの製法を提供するものである。
すなわち、本発明においては、m−v族化合物半導体の
MOCVD (Metal Organic Chem
ical VaporDeposit )による成長、
すなわち熱分解気相成長による成長が、凹凸を有する半
導体基板への成長の場合、特異な性状を示し、特に、そ
の成長のための供給反応ガスの組成によって気相成長半
導体層表面に現出する結晶面が異ってくることを究明し
、この究明に基いて、各種半導体レーザーを容易、確実
に製造することができるようにするものである。
MOCVD (Metal Organic Chem
ical VaporDeposit )による成長、
すなわち熱分解気相成長による成長が、凹凸を有する半
導体基板への成長の場合、特異な性状を示し、特に、そ
の成長のための供給反応ガスの組成によって気相成長半
導体層表面に現出する結晶面が異ってくることを究明し
、この究明に基いて、各種半導体レーザーを容易、確実
に製造することができるようにするものである。
すなわち、第3図に示すように、その板面が(100)
結晶面方向とされたm−■族化合物半導体基板Q℃の一
主面(21a)に、(111)A結晶面に沿う内側面を
有する断面V字状の溝e■をストライプ状に形成した場
合において、この溝(イ)内を含んで基板(2心の主面
(21a)上に(At、Ga)As化合物、すなわち■
−■族化族化合物半導体層熱分解気相成長のMOCVD
法によって成長させるとき、そのV族元素A8成分Cv
の、■族元素)L及びGaの成分CI[lに対する供給
比R−CV/Cll1が比較的小さいときと、比較的大
きいときとで基板e◇上に堆積成長する半導体層(ハ)
の表面に現出する結晶面が異る。例えば、R〈10のと
き、第3図中、実線al + azt lL3 で示す
ように、基板(ハ)上に順次al−+a2→a3 へ
と成長して行く半導体層に)が溝(イ)上において(1
13)A結晶面を現出し、半導体層(ハ)の成長に伴っ
て溝(ハ)内に表出していた(111)結晶面を埋込ん
でこれを表面よシ消失させる。ところが、ASO供牝R
を大とするときは、第1図中破線al’ + !L2’
* a3′で示すように、基板(ロ)上に順次a1′
→a2′→a3′ へと成長して行く半導体層(ハ)の
表面には、(113) A結晶面の表出はなぐ、断面V
字状の溝(財)の内側面に表出した(111) A結晶
面がそのまま受は継がれて(111) A結晶面を内側
面に表出し、溝(イ)に対応する溝を形成するがこの層
(ハ)の厚さを犬とすればこの溝は、両側の(111)
A面からの結晶の成長で、これが埋め込まれて平坦化
する。
結晶面方向とされたm−■族化合物半導体基板Q℃の一
主面(21a)に、(111)A結晶面に沿う内側面を
有する断面V字状の溝e■をストライプ状に形成した場
合において、この溝(イ)内を含んで基板(2心の主面
(21a)上に(At、Ga)As化合物、すなわち■
−■族化族化合物半導体層熱分解気相成長のMOCVD
法によって成長させるとき、そのV族元素A8成分Cv
の、■族元素)L及びGaの成分CI[lに対する供給
比R−CV/Cll1が比較的小さいときと、比較的大
きいときとで基板e◇上に堆積成長する半導体層(ハ)
の表面に現出する結晶面が異る。例えば、R〈10のと
き、第3図中、実線al + azt lL3 で示す
ように、基板(ハ)上に順次al−+a2→a3 へ
と成長して行く半導体層に)が溝(イ)上において(1
13)A結晶面を現出し、半導体層(ハ)の成長に伴っ
て溝(ハ)内に表出していた(111)結晶面を埋込ん
でこれを表面よシ消失させる。ところが、ASO供牝R
を大とするときは、第1図中破線al’ + !L2’
* a3′で示すように、基板(ロ)上に順次a1′
→a2′→a3′ へと成長して行く半導体層(ハ)の
表面には、(113) A結晶面の表出はなぐ、断面V
字状の溝(財)の内側面に表出した(111) A結晶
面がそのまま受は継がれて(111) A結晶面を内側
面に表出し、溝(イ)に対応する溝を形成するがこの層
(ハ)の厚さを犬とすればこの溝は、両側の(111)
A面からの結晶の成長で、これが埋め込まれて平坦化
する。
このMOCVD時における成長結晶面の供給ガス組成に
よる依存性は、第3図で説明した断面V字状の溝による
凹溝表面において顕著に生じた。すなわち、第3図で説
明した気相成長において、その気相成長のための供給ガ
ス、例えばトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウ
ム、アルシン5混合ガスにおいてアルシンAs Hsの
分圧PA8Hを低圧とするとき、その過程において(’
111)A面の表出がみられるものの終局的には(31
1) A面が表出する。この場合の、その成長比R1す
なわちこのgr (311) A面の成長速度gr(31,1)A と
、(100)面の成長速度のgr(100)との比、 アルシンの分圧PAsHを大とするときは、(111)
A面が表出し、このときの成長比Rは、このgr (111)A面の成長速度gr(111)Aの、Rgr
≧1となる。
よる依存性は、第3図で説明した断面V字状の溝による
凹溝表面において顕著に生じた。すなわち、第3図で説
明した気相成長において、その気相成長のための供給ガ
ス、例えばトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウ
ム、アルシン5混合ガスにおいてアルシンAs Hsの
分圧PA8Hを低圧とするとき、その過程において(’
111)A面の表出がみられるものの終局的には(31
1) A面が表出する。この場合の、その成長比R1す
なわちこのgr (311) A面の成長速度gr(31,1)A と
、(100)面の成長速度のgr(100)との比、 アルシンの分圧PAsHを大とするときは、(111)
A面が表出し、このときの成長比Rは、このgr (111)A面の成長速度gr(111)Aの、Rgr
≧1となる。
このように断面V字状の溝を形成することによって凹凸
表面を形成したものに対する気相成長は、AsO量によ
って(111)面が生じるか(311)面が生じるとい
う顕著に異る性状を示すが、第4図に示すように、基板
al)の表面に断面台形状の溝を形成して表面凹凸を形
成する場合、或いは、第5図に示すように断面台形状の
凸条を設けて表面凹凸を形成する場合、または、第6図
に示すように、断面逆台形の凸条を設けて表面に凹凸を
形成する場合は、夫々また異る性状を示す。
表面を形成したものに対する気相成長は、AsO量によ
って(111)面が生じるか(311)面が生じるとい
う顕著に異る性状を示すが、第4図に示すように、基板
al)の表面に断面台形状の溝を形成して表面凹凸を形
成する場合、或いは、第5図に示すように断面台形状の
凸条を設けて表面凹凸を形成する場合、または、第6図
に示すように、断面逆台形の凸条を設けて表面に凹凸を
形成する場合は、夫々また異る性状を示す。
すなわち、第4図の形状とする場合は、アルシンの分圧
P の大小に係わらず、その成長過程 sH3 において(111) B面の表出がみられるが、終局的
には、(311)A面の表出がみられる。そしてその成
長比1 〉1であシ・1人M H3が犬なるときはRg
r〉1gr 〜 となった。
P の大小に係わらず、その成長過程 sH3 において(111) B面の表出がみられるが、終局的
には、(311)A面の表出がみられる。そしてその成
長比1 〉1であシ・1人M H3が犬なるときはRg
r〉1gr 〜 となった。
また第5図の形状とする場合は、アルシンの分圧PA、
Hの大小に係わらす″、その成長過程において(111
)A面の表出がみられるが、終局的には(311)A面
の表出がみられる。そしてその成長比小なるときはRg
r≦1でオシ、PA、H3が太なるときはRgr〉1と
なった。
Hの大小に係わらす″、その成長過程において(111
)A面の表出がみられるが、終局的には(311)A面
の表出がみられる。そしてその成長比小なるときはRg
r≦1でオシ、PA、H3が太なるときはRgr〉1と
なった。
更に、また第6図の形状とする場合は、アルシンの分圧
PAsHの大小に係わらず、(311)B面の表出がみ
られる。そしてその成長比 Rgr > lであシ、PAIIH75’犬”lxルト
@uR=23 grと
kつだ。
PAsHの大小に係わらず、(311)B面の表出がみ
られる。そしてその成長比 Rgr > lであシ、PAIIH75’犬”lxルト
@uR=23 grと
kつだ。
尚、第7図は、第3図で説明した内側面が(nt)結晶
面の断面V字溝(2)による凹凸表面を有する(100
)面の基板(1〉上にアルシンの分圧P を大A++
H3 にした状態で、すなわち第3図における破線a1゜a2
・・・・・・・・・に示すような成長を行うときの溝(
イ)の深さと 示したものである。
面の断面V字溝(2)による凹凸表面を有する(100
)面の基板(1〉上にアルシンの分圧P を大A++
H3 にした状態で、すなわち第3図における破線a1゜a2
・・・・・・・・・に示すような成長を行うときの溝(
イ)の深さと 示したものである。
尚、上述したV字状溝や、逆台形の凹凸の形成は結晶学
的異方性エツチングによって形成し得る。
的異方性エツチングによって形成し得る。
すなわち[oO)結晶面を有する基板上に、フォトレジ
スト等のエツチングマスクを被着し、これに<1.10
)軸([110] 、或いは〔110〕)に沿う窓を形
成し、この窓を通じて基板に対するエツチングを例えば
H3PO4,H2O2゜H2Oの1 : 10 : 1
0 の混合液によってエツチングすることによって形成
し得る。尚、その窓を選定すればd述の7字溝を断面台
形状溝として形成することができる。
スト等のエツチングマスクを被着し、これに<1.10
)軸([110] 、或いは〔110〕)に沿う窓を形
成し、この窓を通じて基板に対するエツチングを例えば
H3PO4,H2O2゜H2Oの1 : 10 : 1
0 の混合液によってエツチングすることによって形成
し得る。尚、その窓を選定すればd述の7字溝を断面台
形状溝として形成することができる。
本発明においては、上述したような凹凸表面に対する■
−v族化合物半導体の気相成長の特異性を利用する。
−v族化合物半導体の気相成長の特異性を利用する。
すなわち、本発明においては、■−V族半導体基板の凹
凸を有する面上に熱分解気相成長により連続して複数の
成長層を形成し、その際気相反応栄件を制御して成長層
の面方位を選定し、成長段階によって成長層の屈曲形状
が連続的に変化することを用いて活性層またはその近く
の層に所定の屈曲部を形成することによって、インデッ
クスガイドないしはダインガイド型の導波機構を形成す
る。
凸を有する面上に熱分解気相成長により連続して複数の
成長層を形成し、その際気相反応栄件を制御して成長層
の面方位を選定し、成長段階によって成長層の屈曲形状
が連続的に変化することを用いて活性層またはその近く
の層に所定の屈曲部を形成することによって、インデッ
クスガイドないしはダインガイド型の導波機構を形成す
る。
第8図ないし第10図を参照してまず本発明によってダ
ブルへテロ接合型のインデックスガイド型半導体レーザ
を得る場合の一例を説明する。
ブルへテロ接合型のインデックスガイド型半導体レーザ
を得る場合の一例を説明する。
この場合、先ず第8図に示すように(100)結晶面を
有する1の導電型、例えばp型のGaAs化合物半導体
基板(3])を用意し、これの1主面上に、基板Q】)
と異る導電型、この例ではn型のGaAs半導体層◇ネ
を例えばトリメチルガリウムとアルシンの混合ガスによ
るMOCVD法によってエピタキシャル成長する。
有する1の導電型、例えばp型のGaAs化合物半導体
基板(3])を用意し、これの1主面上に、基板Q】)
と異る導電型、この例ではn型のGaAs半導体層◇ネ
を例えばトリメチルガリウムとアルシンの混合ガスによ
るMOCVD法によってエピタキシャル成長する。
次に第9図に示すように、半導体層0うの全厚みを横切
る深さの断面台形状の凹部■をストライプ状に形成する
。この凹部(イ)の形成は前述した結晶学的異方性エツ
チングによって形成し得る。
る深さの断面台形状の凹部■をストライプ状に形成する
。この凹部(イ)の形成は前述した結晶学的異方性エツ
チングによって形成し得る。
そして、この凹部(支))内を含んで第10図に示すよ
うに基板0])及び半導体層(3[F]上に、基板01
)と同導電型、この例ではp型のAAo、3Gg o、
7As化合物半導体層による第1のクラッド層0埠と、
p型もしくはn型GaAs化合物半導体層による活性層
(ロ)と、基板0めと異る導電型のn型のALo、3G
a p、7As化合物半導体層による第2のクラッド層
0→と、これと同導電型のn型のGaAs化合物半導体
層によるキャップ層0→とを順次連続的にMOCVD法
によって気相エピタキシャル成長して形成する。この場
合のMOCVDは、基板温度を720℃とし、供給ガス
は、トリメチルガリウムとアルシンの混合ガス、更にク
ラッド層(ロ)及び(ハ)の形成に当っては、これらに
トリメチルアルミニウムを混入したガスによって形成し
た。そして、この場合、A8の供給量は、R)70とし
た。
うに基板0])及び半導体層(3[F]上に、基板01
)と同導電型、この例ではp型のAAo、3Gg o、
7As化合物半導体層による第1のクラッド層0埠と、
p型もしくはn型GaAs化合物半導体層による活性層
(ロ)と、基板0めと異る導電型のn型のALo、3G
a p、7As化合物半導体層による第2のクラッド層
0→と、これと同導電型のn型のGaAs化合物半導体
層によるキャップ層0→とを順次連続的にMOCVD法
によって気相エピタキシャル成長して形成する。この場
合のMOCVDは、基板温度を720℃とし、供給ガス
は、トリメチルガリウムとアルシンの混合ガス、更にク
ラッド層(ロ)及び(ハ)の形成に当っては、これらに
トリメチルアルミニウムを混入したガスによって形成し
た。そして、この場合、A8の供給量は、R)70とし
た。
そして、この例では四部(イ)の深さ、クラッド層幹の
厚さを適当に選定することによって、このクラッド層0
′3に凹部が残存し、これの上に形成する活性層04に
ストライプ状の断面コ字状の屈曲部(34a)が形成さ
れるようにする。す々わち、この場合、第1クラッド層
0→の厚さは、その半導体層0■上の成長厚りが比較的
小であって(1,13)による面が生じることがない範
囲に選ばれる。尚、このように形成された半導体レーザ
0乃は、その活性層(ロ)の厚さが屈曲部(34a)に
おけるそのコ字状の両側壁部(34a 1 )及び(3
4a2)間で、言い換えれば、屈折率の異るクラッド層
(ハ)によって挾まれることによってインデックスガイ
ド構成を採る半導体レーデが構成される。
厚さを適当に選定することによって、このクラッド層0
′3に凹部が残存し、これの上に形成する活性層04に
ストライプ状の断面コ字状の屈曲部(34a)が形成さ
れるようにする。す々わち、この場合、第1クラッド層
0→の厚さは、その半導体層0■上の成長厚りが比較的
小であって(1,13)による面が生じることがない範
囲に選ばれる。尚、このように形成された半導体レーザ
0乃は、その活性層(ロ)の厚さが屈曲部(34a)に
おけるそのコ字状の両側壁部(34a 1 )及び(3
4a2)間で、言い換えれば、屈折率の異るクラッド層
(ハ)によって挾まれることによってインデックスガイ
ド構成を採る半導体レーデが構成される。
上述した例では、第1クラッド層0[有]の、凹部−環
外における厚さhが比較的小さく選ばれるようにし、た
場合であるが、第11図に示すように、クラッド層0埠
の厚さhを比較的大きい厚さとするが完全には(113
)面が生じてしまうことがない程度にその表面、したが
って活性層(ロ)がなだらかに屈曲する形状とするとき
はダインガイド型と、インデックスガイド型の両者の導
波機構を併せ持つ構成となる。尚、第11図において第
10図と対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略するが、この場合、凹部(イ)の幅Wは例えばW(
5μmに選ばれ、この時、グランド層0埠と厚さhは0
3μm≦h≦1μmとする。
外における厚さhが比較的小さく選ばれるようにし、た
場合であるが、第11図に示すように、クラッド層0埠
の厚さhを比較的大きい厚さとするが完全には(113
)面が生じてしまうことがない程度にその表面、したが
って活性層(ロ)がなだらかに屈曲する形状とするとき
はダインガイド型と、インデックスガイド型の両者の導
波機構を併せ持つ構成となる。尚、第11図において第
10図と対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略するが、この場合、凹部(イ)の幅Wは例えばW(
5μmに選ばれ、この時、グランド層0埠と厚さhは0
3μm≦h≦1μmとする。
このように第11図で示された構造による本発明によっ
て得た半導体レーザ0乃は、内部に形成された半導体層
0■によって、ストライプ部の幅方向に関する電流狭窄
がなされ、ゲインガイドの機能が生じると共に活性層0
→のなだらかな屈曲によるインデックス機能も成る程度
生じ、このインデックスガイドとゲインガイドとが併せ
生じ、これによって非点収差が小さく、しかも戻シビー
ムによるノイズ等の小さいレーザが得られることになる
。
て得た半導体レーザ0乃は、内部に形成された半導体層
0■によって、ストライプ部の幅方向に関する電流狭窄
がなされ、ゲインガイドの機能が生じると共に活性層0
→のなだらかな屈曲によるインデックス機能も成る程度
生じ、このインデックスガイドとゲインガイドとが併せ
生じ、これによって非点収差が小さく、しかも戻シビー
ムによるノイズ等の小さいレーザが得られることになる
。
更にまた第1クラッド層03の厚さhを大にして第′1
2図に示すようにその表面、したがって活性層(ロ)が
殆んど平坦化するようにすれば、内部半導体層0うによ
る電流狭窄のみの効果によるゲインガイド型の半導体レ
ーザ0力が得られる。
2図に示すようにその表面、したがって活性層(ロ)が
殆んど平坦化するようにすれば、内部半導体層0うによ
る電流狭窄のみの効果によるゲインガイド型の半導体レ
ーザ0力が得られる。
そして、第12図におけるその第1のクラッド層0)に
、これのMOCVT)によるエピタキシャル成長過程で
(311)面が凹部(ト)上において生じた時点で第1
3図に示す・ように一部の厚さtにおいて、At成分の
高い例えばAto、4Gao、6Asによる中間層(3
3’)を、挾み込むことによって、この層(33’)に
おける屈曲部(3充)において、この層(3:¥)とそ
の上下の例えば前述したAt、3Ga o、7As部と
の間の屈折率差を横方向に形成し、インデックスガイド
とゲインガイドの効果を併せ持つ半導体レーザを製造す
ることもできる。
、これのMOCVT)によるエピタキシャル成長過程で
(311)面が凹部(ト)上において生じた時点で第1
3図に示す・ように一部の厚さtにおいて、At成分の
高い例えばAto、4Gao、6Asによる中間層(3
3’)を、挾み込むことによって、この層(33’)に
おける屈曲部(3充)において、この層(3:¥)とそ
の上下の例えば前述したAt、3Ga o、7As部と
の間の屈折率差を横方向に形成し、インデックスガイド
とゲインガイドの効果を併せ持つ半導体レーザを製造す
ることもできる。
尚、この例においては、クラッド層0→中に中間層(3
3’)のみにおいてAt分の高い組成とした場合、すな
わち、この層(33’)を挾む上下には同一組成を有す
る層によって形成した場合であるが、クラッド層0′3
において、例えば中間層(3J)においてAA、4Ga
o、6AI+の組成とし、これの下のクラッド層部分
ではAto、3Ga o、、Asとし、中間層(33’
)よシ上方の、活性層(ロ)側ではこれよp htが少
い組成の例えばAto、1Ga 、、A=としてその組
成、したがって屈折率が各部で異る構成とすることもで
きる。
3’)のみにおいてAt分の高い組成とした場合、すな
わち、この層(33’)を挾む上下には同一組成を有す
る層によって形成した場合であるが、クラッド層0′3
において、例えば中間層(3J)においてAA、4Ga
o、6AI+の組成とし、これの下のクラッド層部分
ではAto、3Ga o、、Asとし、中間層(33’
)よシ上方の、活性層(ロ)側ではこれよp htが少
い組成の例えばAto、1Ga 、、A=としてその組
成、したがって屈折率が各部で異る構成とすることもで
きる。
史に或いは、第14図に示すように、いわば第11図と
第12図とで説明した場合の中間的構造として活性層(
ロ)における屈曲部(34a)の屈曲幅Wを例えば1μ
m以下とすることによって光場の中心が活性層からずれ
るようにして高出力化動作をはかるようにすることもで
きる。
第12図とで説明した場合の中間的構造として活性層(
ロ)における屈曲部(34a)の屈曲幅Wを例えば1μ
m以下とすることによって光場の中心が活性層からずれ
るようにして高出力化動作をはかるようにすることもで
きる。
上述した例では凹部(イ)が断面台形状とした場合であ
るが、例えば第15図に示すように、凹部(ト)を逆台
形状とし、高砒素圧、すなわち例えばR〉70で第1の
クラッド層03のMOCVDを行い凹部(1)の埋込み
を行うようにすることもできる。この第15図の第14
図と対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略す
る。尚、この場合、中間層(33’)の屈曲面は(11
1)面となシ易い。
るが、例えば第15図に示すように、凹部(ト)を逆台
形状とし、高砒素圧、すなわち例えばR〉70で第1の
クラッド層03のMOCVDを行い凹部(1)の埋込み
を行うようにすることもできる。この第15図の第14
図と対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略す
る。尚、この場合、中間層(33’)の屈曲面は(11
1)面となシ易い。
また四部■は逆台形状に限られず断面V字状とすること
もできる。
もできる。
尚、上述した各側で゛け、埋込まれた半導体層02によ
って電流通路の制限、すなわち電流の狭窄を行った場合
であるが、このような構造に限られず、従来一般のスト
ライプ構造における電流路の制限を行う各種の態様、す
なわち例えば逆折的Zn拡散による電流通路の領域の形
成、或いは、プロトンの打ち込みによる高抵抗部或いは
、絶縁体層による電流制限部をストライプを挾んで表面
或いは内部に埋込み形成する態様を採ることもできる。
って電流通路の制限、すなわち電流の狭窄を行った場合
であるが、このような構造に限られず、従来一般のスト
ライプ構造における電流路の制限を行う各種の態様、す
なわち例えば逆折的Zn拡散による電流通路の領域の形
成、或いは、プロトンの打ち込みによる高抵抗部或いは
、絶縁体層による電流制限部をストライプを挾んで表面
或いは内部に埋込み形成する態様を採ることもできる。
また上述した例では凹部(イ)の形成を行った場合であ
るが、第16図に示すように例えばn型のGaAl1基
板0ηに凸部−を設けて、これの上に前述した各側にお
ける電流制限部として効果を有する半導体層0→を形成
することなく、第1のクラッド層0埠、活性層(ロ)、
第2のクラッド層(ハ)、キャップ層OQを順次前述し
たMOCVDによって形成し、活性層(ロ)に凸部(8
)に対応する屈曲部(34a)を形成し、これの上の両
側にしlえはプロトンの打ち込み筺よる高抵抗層(/4
1)を形成してこれら間にストライプ状の電流集中が生
じるようになすこともできる。
るが、第16図に示すように例えばn型のGaAl1基
板0ηに凸部−を設けて、これの上に前述した各側にお
ける電流制限部として効果を有する半導体層0→を形成
することなく、第1のクラッド層0埠、活性層(ロ)、
第2のクラッド層(ハ)、キャップ層OQを順次前述し
たMOCVDによって形成し、活性層(ロ)に凸部(8
)に対応する屈曲部(34a)を形成し、これの上の両
側にしlえはプロトンの打ち込み筺よる高抵抗層(/4
1)を形成してこれら間にストライプ状の電流集中が生
じるようになすこともできる。
上述したように本発明製法によれば、各種の半導体レー
ザを目的に応じて種々作製することができるものである
。
ザを目的に応じて種々作製することができるものである
。
尚、本発明は図示した各部の導電型を逆導電型とする場
合を始めとして上述した例に限らず種々の変形変更を採
り得るものである。
合を始めとして上述した例に限らず種々の変形変更を採
り得るものである。
第1図及び第2図は従来の半導体レーザの各側の路線的
拡大断面図、第3図は本発明製法の説明に供する熱分解
気相成長の成長態様を示す路線的拡大断面図、第4図な
いし第6図は、その基板表面の凹凸の各側を示す路線的
拡大断面図、第7図は本発明製法の説明に供するAs供
給を犬としたときの溝の深さと成長比との関係の測定曲
線図、第8図ないし第10図は本発明製法の一例の製造
工程図、第11図ないし第16図は夫々本発明製法によ
って得た半導体レーザの各側の路線的拡大断面図である
。 0■は基板、0→及び0→は第1及び第2のクラッド層
、(ロ)は活性層、(ハ)はキャップ層、□□□及びO
Qは凹部及び凸部である。 第1図 10 第2図 第3図 第5図 第6図 第7図 第8図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14因
拡大断面図、第3図は本発明製法の説明に供する熱分解
気相成長の成長態様を示す路線的拡大断面図、第4図な
いし第6図は、その基板表面の凹凸の各側を示す路線的
拡大断面図、第7図は本発明製法の説明に供するAs供
給を犬としたときの溝の深さと成長比との関係の測定曲
線図、第8図ないし第10図は本発明製法の一例の製造
工程図、第11図ないし第16図は夫々本発明製法によ
って得た半導体レーザの各側の路線的拡大断面図である
。 0■は基板、0→及び0→は第1及び第2のクラッド層
、(ロ)は活性層、(ハ)はキャップ層、□□□及びO
Qは凹部及び凸部である。 第1図 10 第2図 第3図 第5図 第6図 第7図 第8図 第10図 第11図 第12図 第13図 第14因
Claims (1)
- m −=・■族半導体基板の凹凸を有する面上に熱分解
気相成長により連続して複数の成長層を形成し、その際
気相反応条件を制御して成長層の面方位を選定し、成長
段階によって成長層の屈曲形状が連続的に変化すること
を用いて活性層またはその近くの層に所定の屈曲部を形
成することを特徴とする半導体レーザの製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57219542A JPS59110186A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 半導体レ−ザの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57219542A JPS59110186A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 半導体レ−ザの製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59110186A true JPS59110186A (ja) | 1984-06-26 |
JPH0437597B2 JPH0437597B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=16737121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57219542A Granted JPS59110186A (ja) | 1982-12-15 | 1982-12-15 | 半導体レ−ザの製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59110186A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5037776A (en) * | 1989-03-10 | 1991-08-06 | International Business Machines Corporation | Method for the epitaxial growth of a semiconductor structure |
US5084410A (en) * | 1987-10-15 | 1992-01-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor devices |
US5350702A (en) * | 1992-03-28 | 1994-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating a dual-gate metal-semiconductor field effect transistor |
-
1982
- 1982-12-15 JP JP57219542A patent/JPS59110186A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS=1979 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5084410A (en) * | 1987-10-15 | 1992-01-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of manufacturing semiconductor devices |
US5037776A (en) * | 1989-03-10 | 1991-08-06 | International Business Machines Corporation | Method for the epitaxial growth of a semiconductor structure |
US5350702A (en) * | 1992-03-28 | 1994-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating a dual-gate metal-semiconductor field effect transistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0437597B2 (ja) | 1992-06-19 |
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