JPS5921084A - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JPS5921084A JPS5921084A JP13027982A JP13027982A JPS5921084A JP S5921084 A JPS5921084 A JP S5921084A JP 13027982 A JP13027982 A JP 13027982A JP 13027982 A JP13027982 A JP 13027982A JP S5921084 A JPS5921084 A JP S5921084A
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- 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
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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】
１．、この発明は活性領域を量子井戸型層で棺成しまた
単一モード半導体レーザ装置に関する。
単一モード半導体レーザ装置に関する。
−］−；
・−５１従来、単一モード半導体レーザ装置は活性類−
の周囲が禁制帯幅の大きな半導体によって囲まれた埋込
み形へテロ構造がとられている。この埋込み形へテロ構
造レーザ装置は２回の液相−ユー 成長法とメサエッチングを用いて製造されている。即チ
、第１同目の液相成長でダブルへテロ構造結晶が作られ
、この結晶を化学エツチングでメサ・ストライブ状にし
た後、第２回目の液相成長によりこのメサ・ストライブ
が禁制帯幅の大きい半導体によって埋込捷れる。このよ
うに従来の埋込み形へテロ構造レーザ装置は製造工程が
煩雑でストライブの幅の制御がむずがしく、製品の歩留
りが悪かった。
の周囲が禁制帯幅の大きな半導体によって囲まれた埋込
み形へテロ構造がとられている。この埋込み形へテロ構
造レーザ装置は２回の液相−ユー 成長法とメサエッチングを用いて製造されている。即チ
、第１同目の液相成長でダブルへテロ構造結晶が作られ
、この結晶を化学エツチングでメサ・ストライブ状にし
た後、第２回目の液相成長によりこのメサ・ストライブ
が禁制帯幅の大きい半導体によって埋込捷れる。このよ
うに従来の埋込み形へテロ構造レーザ装置は製造工程が
煩雑でストライブの幅の制御がむずがしく、製品の歩留
りが悪かった。
この発明の目的は従来の埋込み形へテロ構造半導体レー
ザ装置を敗勢し、製造が容易で再現性の優れた埋込み形
へテロ構造半導体レーザ装ｒρを提伊、する。
ザ装置を敗勢し、製造が容易で再現性の優れた埋込み形
へテロ構造半導体レーザ装ｒρを提伊、する。
このため本発明のレーザ装置に於ては活性領域を組成の
異なる二種の化合物半導体極薄膜を交互に三層以上積み
升ねた量子井戸型層で構成し、上記の積層状活性領域の
」１下を上記数子井戸型層を構成する二種の半導体の平
均組成よシも大きな組成を有する化合物半導体で構成し
、上記活性領域の左右は量子井戸型層に一唾鉛を拡散し
て二種の半導体の平均組成の半導体ア構盛する。このよ
うに構成した平均組成の半一体の、屈折率は活性ｉ域の
屈折率よりも小さ ｌｌｌ’に１ って１光の横方向へ
の閉込めを行う。従って、亜鉛の□拡散処理のみで量子
井戸型層□を活性領炒とした゛□埋込み形ダブルへテロ
構造半′導体レーザ装置が容易に製造できることになる
。量子井戸型層を活性領域とした半導体レーザ装置ｎは
温度依存性が少く、また積み重ねる半導体の層の厚さを
変）え、３により発振波長、変５いう特性、有しておシ
、本発明も上述のα口き特性を備え長手導体し−ザ装償
と々る。
異なる二種の化合物半導体極薄膜を交互に三層以上積み
升ねた量子井戸型層で構成し、上記の積層状活性領域の
」１下を上記数子井戸型層を構成する二種の半導体の平
均組成よシも大きな組成を有する化合物半導体で構成し
、上記活性領域の左右は量子井戸型層に一唾鉛を拡散し
て二種の半導体の平均組成の半導体ア構盛する。このよ
うに構成した平均組成の半一体の、屈折率は活性ｉ域の
屈折率よりも小さ ｌｌｌ’に１ って１光の横方向へ
の閉込めを行う。従って、亜鉛の□拡散処理のみで量子
井戸型層□を活性領炒とした゛□埋込み形ダブルへテロ
構造半′導体レーザ装置が容易に製造できることになる
。量子井戸型層を活性領域とした半導体レーザ装置ｎは
温度依存性が少く、また積み重ねる半導体の層の厚さを
変）え、３により発振波長、変５いう特性、有しておシ
、本発明も上述のα口き特性を備え長手導体し−ザ装償
と々る。
以下、本発明を図示の実施例に基いて説明する。
第１図は本発明による半導体レーザ装置の製造過程の一
実施例を示し、ＧａＡ＋＋ 等の半絶縁性基板結晶ｌ
の上に酸素をドープして半絶縁性としたＧａ １−エＡ
ｔ□Ａ８層コをエピタキシャル成長法によシ形成する。
実施例を示し、ＧａＡ＋＋ 等の半絶縁性基板結晶ｌ
の上に酸素をドープして半絶縁性としたＧａ １−エＡ
ｔ□Ａ８層コをエピタキシャル成長法によシ形成する。
この半絶縁性層−の上には厚さが′５０〜１００ Ａ
の組成の異なる二つの化合物±導体極薄膜５．６を交互
に三層以上積み重ねだ量子井戸型層と呼ばれている多重
積層３を形□・成イる。この多ｌ゛積層３はレーザ装置
の活性領域として用いられ、ＧａＡｍ、 Ｑａｌ−、Ａ
ｔ、Ａ、、 ＧａＡ、ｓｌ−。
の組成の異なる二つの化合物±導体極薄膜５．６を交互
に三層以上積み重ねだ量子井戸型層と呼ばれている多重
積層３を形□・成イる。この多ｌ゛積層３はレーザ装置
の活性領域として用いられ、ＧａＡｍ、 Ｑａｌ−、Ａ
ｔ、Ａ、、 ＧａＡ、ｓｌ−。
’Ｐ、、、 ＧａＡ、ｓ、−，８ｂ３ｃ、 Ｉｎ、−、
Ｇａ、ＡｓｙＰｌ−ｙ等の２元系、３元系或は４元系の
組成の罪なる二つの化合物半導体により構成される。
Ｇａ、ＡｓｙＰｌ−ｙ等の２元系、３元系或は４元系の
組成の罪なる二つの化合物半導体により構成される。
半紗縁層−の上に所定の段数の半導体極薄膜多弁積層が
形成しだら、その上に更に半絶縁性のＧ ａ 、−ｘｋ
Ｌ工Ａｓ層すをエピタキシャル成長法で形成する。
形成しだら、その上に更に半絶縁性のＧ ａ 、−ｘｋ
Ｌ工Ａｓ層すをエピタキシャル成長法で形成する。
上述の半絶縁層ス、Ｑとなる化合物半導体は多重積層３
．を、構成する二種Ｃ）化合物半導体の平均組成呈シも
大きな組成を有する化合物半導体を用いる。例えば多重
積層がＧ１６．６ＡＬ０．４Ａ１１ ’！：ＧａＡ＋＋
の二種の半導体で構成された場合は平均ｍ戊とは１
ｔ の全体に対すふ含有率を意味し、二種の半導体の厚
さ及び層数が同じ場合は０．２となるので、半絶縁Ｎ２
２グとなる半導体はＭが少くとも０．２以上含んだもの
、例えばＳ − Ｇａ ＡｔＡｓを用いる。そして、上部の半絶縁層ダ
をｐ型としたら、下部の半絶縁層コＩｄｎ型となるよう
に上下互に逆の導電型の半導体を用いる。このように多
重積層の平均組成よシも大：きな組成を有する化合物半
導体を活性領域の上下に設けることによシ、両者□め屈
折率の斧によって摘性領域に誘起された光は上下方向よ
シは外部へ漏れることがない。 □ 次に第１図に示すように半絶縁層ダの上面には５１０２
膜を付着し、活性領□域とな暮中央部分以まで達するよ
うに拡散する（第２図−画線部分）この亜鉛の拡散は横
方向にも起るのでその点を考慮して８１Ｏ３膜の幅・を
決□定する。□二つの異った半導体！、６としてＧａＡ
’ｍとＧａ（，４，Ａｔ６．４Ａ膳か積層された場合、
亜鉛の拡□散さ゛れたｍｌｉ奄”６− Ｇａｏ４Ａｔｏ４Ａ１１ となシ、中央の亜鉛の拡散さ
れない多重積層は活性領塘テとして作用する（第２図）
このように活性領域デの左右の領域の半導体どの組成を
積層を構成している２つの半導体の平均組成とすること
により、屈折率が活性領域よυも小さくなシ、光の横方
向の閉込めを行い、活性領域埋込み形ダブルへテロ構造
となる。
．を、構成する二種Ｃ）化合物半導体の平均組成呈シも
大きな組成を有する化合物半導体を用いる。例えば多重
積層がＧ１６．６ＡＬ０．４Ａ１１ ’！：ＧａＡ＋＋
の二種の半導体で構成された場合は平均ｍ戊とは１
ｔ の全体に対すふ含有率を意味し、二種の半導体の厚
さ及び層数が同じ場合は０．２となるので、半絶縁Ｎ２
２グとなる半導体はＭが少くとも０．２以上含んだもの
、例えばＳ − Ｇａ ＡｔＡｓを用いる。そして、上部の半絶縁層ダ
をｐ型としたら、下部の半絶縁層コＩｄｎ型となるよう
に上下互に逆の導電型の半導体を用いる。このように多
重積層の平均組成よシも大：きな組成を有する化合物半
導体を活性領域の上下に設けることによシ、両者□め屈
折率の斧によって摘性領域に誘起された光は上下方向よ
シは外部へ漏れることがない。 □ 次に第１図に示すように半絶縁層ダの上面には５１０２
膜を付着し、活性領□域とな暮中央部分以まで達するよ
うに拡散する（第２図−画線部分）この亜鉛の拡散は横
方向にも起るのでその点を考慮して８１Ｏ３膜の幅・を
決□定する。□二つの異った半導体！、６としてＧａＡ
’ｍとＧａ（，４，Ａｔ６．４Ａ膳か積層された場合、
亜鉛の拡□散さ゛れたｍｌｉ奄”６− Ｇａｏ４Ａｔｏ４Ａ１１ となシ、中央の亜鉛の拡散さ
れない多重積層は活性領塘テとして作用する（第２図）
このように活性領域デの左右の領域の半導体どの組成を
積層を構成している２つの半導体の平均組成とすること
により、屈折率が活性領域よυも小さくなシ、光の横方
向の閉込めを行い、活性領域埋込み形ダブルへテロ構造
となる。
このおと、５ｉ０２膜を除失し、半絶縁層ｙの亜鉛の拡
散領域上には正の金属電極１０を、亜鉛の拡散されてい
ない領域上には負の金属電極／／をそれぞれ設け、この
ようにして構成された多層体の両端面を垂直に伸開して
反射面とすることによシｔＪ２図に示す如き半導体レー
ザ装置となる。
散領域上には正の金属電極１０を、亜鉛の拡散されてい
ない領域上には負の金属電極／／をそれぞれ設け、この
ようにして構成された多層体の両端面を垂直に伸開して
反射面とすることによシｔＪ２図に示す如き半導体レー
ザ装置となる。
上述の如く本発明による半導体レーザ装置はｉｊｌ子井
戸・型層を活性領域としているため、量子′秤戸型層に
よる特性を備え２、製造法に於ては液ｌト； 、相成長の如を複雑な工程を必要とせず、亜鉛の拡散処
理のみであるので、活性領域の幅のバラツキが生じるこ
とかく再現性良く単一モードの−７− 半導体り、／−ザ装置が得らｔする。
戸・型層を活性領域としているため、量子′秤戸型層に
よる特性を備え２、製造法に於ては液ｌト； 、相成長の如を複雑な工程を必要とせず、亜鉛の拡散処
理のみであるので、活性領域の幅のバラツキが生じるこ
とかく再現性良く単一モードの−７− 半導体り、／−ザ装置が得らｔする。
次に本発明の半導体レーザ装置の製造の一例を説明する
と、比抵抗１０Ω１の半絶縁性Ｇ ａ Ａ ！１２×１
Ｄｃｎ、 のＧｔＡｍ ！をそｔｌぞれ５０ Ａ の
厚さで交互に１１１１者を４層、後者をｊ′層、分子線
エピタキシャル法で成長させる。最后に半導体多重積層
３の１−にｎ ｉ：、 Ｇａｏ、７Ａｔ、、Ａｓ ＠
（Ｓｎドープ、キャリヤ濃度ｔ７Ｘ１０ 市 ）を分
子線エピタキシャル法で１．５μｍの厚さで成長させた
。次いでこのｎ型半導体＠ｌの上面にＣＶＤ法により８
１０２を２［１００Ａの厚さで付着し、ホトリソグラフ
ィ法で中央に６μｍ［１］の帯状のマスクが形成するよ
うにし、他は除失した。帯の間隙は２００ ｐｍでおっ
た。この５ｉｏ２膜をマスクとして約８０ＤＣの亜鉛を
閉管法で深さ２μｍ拡散した。
と、比抵抗１０Ω１の半絶縁性Ｇ ａ Ａ ！１２×１
Ｄｃｎ、 のＧｔＡｍ ！をそｔｌぞれ５０ Ａ の
厚さで交互に１１１１者を４層、後者をｊ′層、分子線
エピタキシャル法で成長させる。最后に半導体多重積層
３の１−にｎ ｉ：、 Ｇａｏ、７Ａｔ、、Ａｓ ＠
（Ｓｎドープ、キャリヤ濃度ｔ７Ｘ１０ 市 ）を分
子線エピタキシャル法で１．５μｍの厚さで成長させた
。次いでこのｎ型半導体＠ｌの上面にＣＶＤ法により８
１０２を２［１００Ａの厚さで付着し、ホトリソグラフ
ィ法で中央に６μｍ［１］の帯状のマスクが形成するよ
うにし、他は除失した。帯の間隙は２００ ｐｍでおっ
た。この５ｉｏ２膜をマスクとして約８０ＤＣの亜鉛を
閉管法で深さ２μｍ拡散した。
２つの半導体で構成さねた多重積層の亜鉛が拡散された
領域どの組成はＧａ ｏ、８Ａｔｏ、Ａｓで６ｐ、活性
領域と【〜て働く宋拡針領峻Ｏｌ＠ ｉｊ’ ２μｍで
あった。この後、５ｉ０２ 膜を除宍１７、止の電極
とし、て亜鉛拡敷領域十にＣｒ１０００ Ａ 、 Ａｕ
５００ Ａから成る金１１０を、負の１極と［２て亜
鉛が拡散さねていかい領域にＡｕＧ＠ＮＩ 合金膜ｌ
／をそれぞれ真空蒸着法で付着（２、とのようにしで得
られた帯状のｆ１４ｉ層体會垂的に襞間して反射面とし
長さ６００μｍ、巾２００μｍ厚さ約４μｍの半導体レ
ーザ装置が得られた。
領域どの組成はＧａ ｏ、８Ａｔｏ、Ａｓで６ｐ、活性
領域と【〜て働く宋拡針領峻Ｏｌ＠ ｉｊ’ ２μｍで
あった。この後、５ｉ０２ 膜を除宍１７、止の電極
とし、て亜鉛拡敷領域十にＣｒ１０００ Ａ 、 Ａｕ
５００ Ａから成る金１１０を、負の１極と［２て亜
鉛が拡散さねていかい領域にＡｕＧ＠ＮＩ 合金膜ｌ
／をそれぞれ真空蒸着法で付着（２、とのようにしで得
られた帯状のｆ１４ｉ層体會垂的に襞間して反射面とし
長さ６００μｍ、巾２００μｍ厚さ約４μｍの半導体レ
ーザ装置が得られた。
この様にして得られた半導体レーザ装ｐＨ７本即−モー
ドであシ、閾値電流け５ｍＡで発振波長は７８［］ＯＡ
であった。閾値電流はａｘｐＴ／Ｔ。
ドであシ、閾値電流け５ｍＡで発振波長は７８［］ＯＡ
であった。閾値電流はａｘｐＴ／Ｔ。
（Ｔけ温度、Ｔｏは定数）で表わされるが、通′宮の半
導体レーザ装置ではＴｏは１４０Ｃ附近であるが、本レ
ーザ装置はＴｏは約２８０ ｒ：′ で温度依存性が
少かいことを示し５た。
導体レーザ装置ではＴｏは１４０Ｃ附近であるが、本レ
ーザ装置はＴｏは約２８０ ｒ：′ で温度依存性が
少かいことを示し５た。
尚、活性領域を構成する二押の半導体Ｇ＆ ｏ、６Ａｔ
ｏ、４Ａ＠とＧａＡ ｓのうち、ＧａＡ ｍ層の厚さの
みを７２０ＯＡとなった。
ｏ、４Ａ＠とＧａＡ ｓのうち、ＧａＡ ｍ層の厚さの
みを７２０ＯＡとなった。
９−
第１図は本発明による半導体レーザ装置１の製造過程を
示す説明同、 第２図は本発明によるレーザ装置の斜視図。 図中、／ ＆：ｉ−基板結晶、コ、４を幻：半絶縁層５
、？は多重積層、デは活性領域、１０．／／は璽極會示
す。 Ｍ許ｉ：ｔｌ、願人 工業技術院長 んへ威−第１
図 第２図
示す説明同、 第２図は本発明によるレーザ装置の斜視図。 図中、／ ＆：ｉ−基板結晶、コ、４を幻：半絶縁層５
、？は多重積層、デは活性領域、１０．／／は璽極會示
す。 Ｍ許ｉ：ｔｌ、願人 工業技術院長 んへ威−第１
図 第２図
Claims (1)
- ２元系、３元系または４元糸の組成の異なった二種の化
合物半導体極薄膜を交互に三層以上積み重ねて構成した
積層状活性領域の上下を該活性領域を構成する二種の半
導体の平均組成よりも大きな組成を有する化合物半導体
で構成し、該活性領域の左右を該活性領域を構成する二
種の半導体の平均組成の半導体で構成することを特徴と
する半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13027982A JPS5944797B2 (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13027982A JPS5944797B2 (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921084A true JPS5921084A (ja) | 1984-02-02 |
| JPS5944797B2 JPS5944797B2 (ja) | 1984-11-01 |
Family
ID=15030504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13027982A Expired JPS5944797B2 (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5944797B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60258971A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-20 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPS61102084A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS6254988A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-10 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6267890A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS62149186A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-03 | Nec Corp | 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS62155579A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-07-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13027982A patent/JPS5944797B2/ja not_active Expired
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60258971A (ja) * | 1984-06-05 | 1985-12-20 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPS61102084A (ja) * | 1984-10-25 | 1986-05-20 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS62155579A (ja) * | 1985-07-31 | 1987-07-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ素子 |
| JPS6254988A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-10 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| WO1987001522A1 (en) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device |
| EP0232431A1 (en) * | 1985-09-04 | 1987-08-19 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device |
| EP0232431B1 (en) * | 1985-09-04 | 1993-03-17 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device |
| JPS6267890A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ |
| JPS62149186A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-03 | Nec Corp | 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5944797B2 (ja) | 1984-11-01 |
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