JPS61166087A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS61166087A JPS61166087A JP702785A JP702785A JPS61166087A JP S61166087 A JPS61166087 A JP S61166087A JP 702785 A JP702785 A JP 702785A JP 702785 A JP702785 A JP 702785A JP S61166087 A JPS61166087 A JP S61166087A
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- Japan
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- melt
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- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
く技術分野〉
本発明は半導体レーザ素子の製造技術に関し、特に活性
層をストライプ状に埋め込んだ構造を有する半導体レー
ザ素子の製造方法に関するものであるっ 〈従来技術とその問題点〉 近年、光情報処理技術あるいは光通信技術の発展に伴な
って信号光の発光源として用いられる半導体レーザ素子
の重要性が増大している。半導体レーザ素子の構造とし
ては低雑音で変調することができかつ出力特性や発振モ
ード特性の安定な埋め込みへテロ型の素子構造を有する
レーザ素子が多く用いられる。第2図にこの素子構造の
1例を示す。n型(100)InP基板l上にn−1n
Pバッファ層2.アンドープInGaPAS活性層3p
−11Pクラッド層4+ p−1nGaPAs キ
ャップ層5を順次エピタキシャル成長させた後5i02
魂図示せず)をマスクとしてエツチング処理し、<01
1 >方向にメサ加工を施して逆メサ構造を形成する。
層をストライプ状に埋め込んだ構造を有する半導体レー
ザ素子の製造方法に関するものであるっ 〈従来技術とその問題点〉 近年、光情報処理技術あるいは光通信技術の発展に伴な
って信号光の発光源として用いられる半導体レーザ素子
の重要性が増大している。半導体レーザ素子の構造とし
ては低雑音で変調することができかつ出力特性や発振モ
ード特性の安定な埋め込みへテロ型の素子構造を有する
レーザ素子が多く用いられる。第2図にこの素子構造の
1例を示す。n型(100)InP基板l上にn−1n
Pバッファ層2.アンドープInGaPAS活性層3p
−11Pクラッド層4+ p−1nGaPAs キ
ャップ層5を順次エピタキシャル成長させた後5i02
魂図示せず)をマスクとしてエツチング処理し、<01
1 >方向にメサ加工を施して逆メサ構造を形成する。
しかる後、再び上記エツチング処理により成長層の除去
された部分にp−InP 層6゜n−InP層7+n
−InGaPAa層8を順次エピタキシャル成長させて
上記逆メサ構造を埋設する。
された部分にp−InP 層6゜n−InP層7+n
−InGaPAa層8を順次エピタキシャル成長させて
上記逆メサ構造を埋設する。
InP基板1とキャップ層5にキャリヤ注入用電極を形
成し該電極を介して駆動電流を逆メサ構造部へ注入する
と活性層3でレーザ発振が開始される。
成し該電極を介して駆動電流を逆メサ構造部へ注入する
と活性層3でレーザ発振が開始される。
このような埋め込み型の半導体レーザ素子は以下に述べ
る問題点を内在しており、製作歩留の観点からは満足す
べき条件が確立されていない。即ち発振横モード制御及
び発振閾値電流の低減には活性層幅を縮小することが不
可欠であるため、メサ加工の方向としては逆メサ形状が
容易に得られる(011)方向が用いられる。しかしな
がら、活性層幅を3μm以下に加工すると逆メサ形状が
機械的に弱くなるため、メサエッチング時及び再成長時
にメサ部の破損が多く歩留りが悪くなるという欠点があ
る。更に、エツチング後の活性層3の側面が雰囲気中に
露呈されているため熱の影響を受けて含有している燐が
解離して失なわれる等の組成変動に起因して動作特性や
信頼性に劣化が見られる。
る問題点を内在しており、製作歩留の観点からは満足す
べき条件が確立されていない。即ち発振横モード制御及
び発振閾値電流の低減には活性層幅を縮小することが不
可欠であるため、メサ加工の方向としては逆メサ形状が
容易に得られる(011)方向が用いられる。しかしな
がら、活性層幅を3μm以下に加工すると逆メサ形状が
機械的に弱くなるため、メサエッチング時及び再成長時
にメサ部の破損が多く歩留りが悪くなるという欠点があ
る。更に、エツチング後の活性層3の側面が雰囲気中に
露呈されているため熱の影響を受けて含有している燐が
解離して失なわれる等の組成変動に起因して動作特性や
信頼性に劣化が見られる。
〈発明の構成〉
本発明は上述の問題点に鑑みストライプ幅の狭い活性層
を有しかつ熱影響による特性劣化を招くことのない埋め
込み型の半導体レーザ素子を得るために、エツチング加
工後の再成長時に第1の埋め込み層成長の直前に未飽和
InP融液を用いた基板及び成長層のメルトバンクを行
ない、熱劣化を受けた活性層端部を除去するとともに活
性層のストライプ幅を更に縮小させた後、エピタキシャ
ル層の再成長によって埋め込み構造を作製することを特
徴としている。
を有しかつ熱影響による特性劣化を招くことのない埋め
込み型の半導体レーザ素子を得るために、エツチング加
工後の再成長時に第1の埋め込み層成長の直前に未飽和
InP融液を用いた基板及び成長層のメルトバンクを行
ない、熱劣化を受けた活性層端部を除去するとともに活
性層のストライプ幅を更に縮小させた後、エピタキシャ
ル層の再成長によって埋め込み構造を作製することを特
徴としている。
〈実施例〉
第1図(A)03)(C)は本発明の1実施例を説明す
る半導体レーザ素子の製造工程図である。
る半導体レーザ素子の製造工程図である。
n型InP基板9の(+00)面上にn−1npバッフ
ァ層10.アンドープInGaPAs活性層11、p−
1nPクラッド層I L P−1nGaPAsキャッ
プ層13を順次液相エピタキシャル成長法で多層に成長
させ、ダブルへテロ接合型のレーザ動作用エピタキシャ
ル成長層を形成する。次に、キャップ層13上の中央部
にストライプ状にS i02膜14’を被覆し、このS
i02膜14をマスクとして<02>方向にメサエッ
チング加工を施す。
ァ層10.アンドープInGaPAs活性層11、p−
1nPクラッド層I L P−1nGaPAsキャッ
プ層13を順次液相エピタキシャル成長法で多層に成長
させ、ダブルへテロ接合型のレーザ動作用エピタキシャ
ル成長層を形成する。次に、キャップ層13上の中央部
にストライプ状にS i02膜14’を被覆し、このS
i02膜14をマスクとして<02>方向にメサエッ
チング加工を施す。
このエツチング加工により第1図(A)に示す逆メサ構
造のレーザ動作部がInP基板9上に形成される。活性
層11は厚さ約0.2μm2幅約5.0μmに設定して
いる。
造のレーザ動作部がInP基板9上に形成される。活性
層11は厚さ約0.2μm2幅約5.0μmに設定して
いる。
次に、未飽和InP融液をメサエッチング加工したレー
ザ動作部表面に接触させることによってレーザ動作部表
面の成長層をメルトバックする。
ザ動作部表面に接触させることによってレーザ動作部表
面の成長層をメルトバックする。
この場合、InP融液の飽和度を調整することによりメ
ルトバックの深さを調整することができる。
ルトバックの深さを調整することができる。
InPとInGaPA3ではメルトバックの速度に差が
あり、例えば600℃において飽和度90%のInP融
液を2秒間接触させることによりInP層は0.5 μ
m+ I nGaPAs層は1.5μm程度メルトバ
ックされる。従って、活性層11とキャップ層13のメ
ルトバック量はバッフ1層10とクラッド層12のメル
トバック量より多くなり、第1図(J3)に示す如く端
面が段差を有するエピタキシャル成長層となる。活性層
11はストライプ幅が約2.0μm程度に狭小化され横
モード制御及び閾値電流の低減に充分な値となる。また
活性層11の側端がエツチングされることにより、熱影
響を受けた部分が除去されるため組成変動等のない良質
の活性層11が維持される。
あり、例えば600℃において飽和度90%のInP融
液を2秒間接触させることによりInP層は0.5 μ
m+ I nGaPAs層は1.5μm程度メルトバ
ックされる。従って、活性層11とキャップ層13のメ
ルトバック量はバッフ1層10とクラッド層12のメル
トバック量より多くなり、第1図(J3)に示す如く端
面が段差を有するエピタキシャル成長層となる。活性層
11はストライプ幅が約2.0μm程度に狭小化され横
モード制御及び閾値電流の低減に充分な値となる。また
活性層11の側端がエツチングされることにより、熱影
響を受けた部分が除去されるため組成変動等のない良質
の活性層11が維持される。
第1図の)のレーザ動作部を埋設するため、5i02膜
14を除去した後、レーザ動作部側側にp−InP埋込
層15+ n IIP埋込層16+n−1nGaP
As層17を順次エピタキシャル成長させ、活性層11
をfi−1nP埋込層16で第1図(C)に示す如く両
側から挾む。以上により埋め込み型のストライプ構造が
得られる。キャップ層13を含む成長層表面にp側電極
(図示せず)InP基板9の裏面にn側電極(図示せず
)をそれぞれ蒸着形成して半導体レーザ素子とする。
14を除去した後、レーザ動作部側側にp−InP埋込
層15+ n IIP埋込層16+n−1nGaP
As層17を順次エピタキシャル成長させ、活性層11
をfi−1nP埋込層16で第1図(C)に示す如く両
側から挾む。以上により埋め込み型のストライプ構造が
得られる。キャップ層13を含む成長層表面にp側電極
(図示せず)InP基板9の裏面にn側電極(図示せず
)をそれぞれ蒸着形成して半導体レーザ素子とする。
p側及びn側電極を介して駆動電流を注入すると注入さ
れた電流は逆メサ構造のストライプ領域のみに流れ、幅
の狭い活性層11を共振器としてレーザ発振が開始され
る。活性層11のストライプ幅が非常に狭く限定された
導波路が構成されているため、出力されるレーザ光の横
モード特性は安定であり従って外部光学系との光結合も
非常に高効率となる。
れた電流は逆メサ構造のストライプ領域のみに流れ、幅
の狭い活性層11を共振器としてレーザ発振が開始され
る。活性層11のストライプ幅が非常に狭く限定された
導波路が構成されているため、出力されるレーザ光の横
モード特性は安定であり従って外部光学系との光結合も
非常に高効率となる。
尚、上記実施例はInP−1nGaPAs系半導体し−
ザ素子について説明したが本発明はこれに限定されるも
の・ではな(GaAs−GaAlAs 系その他種々の
材料に適用することができる。
ザ素子について説明したが本発明はこれに限定されるも
の・ではな(GaAs−GaAlAs 系その他種々の
材料に適用することができる。
〈効果〉
以上詳説した如く本発明によれば破損等を生じることな
くストライブ幅の狭い活性層を容易に得ることができ、
また活性層の結晶品位も良好に維持されるため、歩留り
が向上し、信頼性の高いかつ動作特性の良好な半導体レ
ーザ素子が得られる。
くストライブ幅の狭い活性層を容易に得ることができ、
また活性層の結晶品位も良好に維持されるため、歩留り
が向上し、信頼性の高いかつ動作特性の良好な半導体レ
ーザ素子が得られる。
第1図は本発明の1実施例を示す半導体レーザ素子の製
造工程図である。 第2図は従来の埋め込み型半導体レーザ素子の構造を示
す構成図である。 9− I n P基板 10・・バッファ層 11−・
・活性層 12・−クラッド層 13−キャップ層+5
−p−InP埋込層 16−n−1nP埋込層17−
n −1nGaPAs埋込層 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第2図
造工程図である。 第2図は従来の埋め込み型半導体レーザ素子の構造を示
す構成図である。 9− I n P基板 10・・バッファ層 11−・
・活性層 12・−クラッド層 13−キャップ層+5
−p−InP埋込層 16−n−1nP埋込層17−
n −1nGaPAs埋込層 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)第2図
Claims (1)
- 1、基板上にエピタキシャル成長されたレーザ動作用多
層結晶構造をメサ型にエッチング成形した後、未飽和溶
液を用いてメルトバックさせることにより前記多層結晶
構造のレーザ発振用活性層のストライプ幅を狭小化し、
前記多層結晶構造のメサ型を埋設する埋め込み層をエピ
タキシャル成長させて素子とすることを特徴とする半導
体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP702785A JPS61166087A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP702785A JPS61166087A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61166087A true JPS61166087A (ja) | 1986-07-26 |
Family
ID=11654555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP702785A Pending JPS61166087A (ja) | 1985-01-17 | 1985-01-17 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61166087A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4914670A (en) * | 1987-09-01 | 1990-04-03 | Hideaki Nishizawa | Distributed bragg reflector type semiconductor laser |
US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
-
1985
- 1985-01-17 JP JP702785A patent/JPS61166087A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4914670A (en) * | 1987-09-01 | 1990-04-03 | Hideaki Nishizawa | Distributed bragg reflector type semiconductor laser |
US5045499A (en) * | 1987-09-01 | 1991-09-03 | Research Development Corporation Of Japan | Method of manufacturing a distributed brass reflector type semiconductor laser |
US5608750A (en) * | 1993-07-29 | 1997-03-04 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor laser device and a method for the manufacture thereof |
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