JPS61171185A - 半導体レ−ザ装置 - Google Patents
半導体レ−ザ装置Info
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- JPS61171185A JPS61171185A JP1084785A JP1084785A JPS61171185A JP S61171185 A JPS61171185 A JP S61171185A JP 1084785 A JP1084785 A JP 1084785A JP 1084785 A JP1084785 A JP 1084785A JP S61171185 A JPS61171185 A JP S61171185A
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- JP
- Japan
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- substrate
- layer
- impurity
- type
- semiconductor 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は内部ストライプ構造を持つ半導体レーザの電流
狭窄層の形成方法に係シ、特に民生用ならびに情報端末
用の半導体レーザに関する。
狭窄層の形成方法に係シ、特に民生用ならびに情報端末
用の半導体レーザに関する。
従来の半導体レーザ装置は、特開昭５７−２１１２９０
号に記載のようにストライプ状の溝（Ｖ溝や台形韓）を
ウェーハに加工形成して電流通過領域を限定しているた
め、電流狭窄幅は溝エッチマスク材のストライプ幅の加
工精度や、電流狭窄ｎ−ＧａＡＳ層の厚み精度等によっ
て値がバラツクなど、レーザ素子特性の不安定性があっ
た。
号に記載のようにストライプ状の溝（Ｖ溝や台形韓）を
ウェーハに加工形成して電流通過領域を限定しているた
め、電流狭窄幅は溝エッチマスク材のストライプ幅の加
工精度や、電流狭窄ｎ−ＧａＡＳ層の厚み精度等によっ
て値がバラツクなど、レーザ素子特性の不安定性があっ
た。
また加工形成した溝を平坦に埋め込むためには液相成長
法のみが適用でき、結晶成長法の選択幅が狭かった。
法のみが適用でき、結晶成長法の選択幅が狭かった。
本発明の目的は内部ストライプ構造を具現する電流狭窄
層の形成法として有効な構造を提供し、かつ、量産性の
ある、安価な民生用あるいは情報端末用の可視半導体レ
ーザを提供することにある。
層の形成法として有効な構造を提供し、かつ、量産性の
ある、安価な民生用あるいは情報端末用の可視半導体レ
ーザを提供することにある。
従来の内部ストライプ４造をもつ半導体レーザはなんら
かの形で基板もしくはエピタキシャル層にＶ溝もしくは
台形溝が存在し、これを埋め込む形のレーザ作製法であ
り、特に有機金属の熱分解法では基板形状を保存して成
長が起るため、種々の問題が発生した。本発明では例え
ば基板に直接イオン打込み法により電流通過領域つまシ
レーザストライプを形成する方法であり、基板表面形状
は特に変化を受けず平坦であるため、次のステップであ
るダブルヘテロ接合形成が非常に容易であるという利点
をもつ。特に有機金属熱分解法ではイオン打込み後のア
ニール過程を結晶成長と同時に行なえるという製造工程
上非常に有利な面をもっている。なお、ｐ基板へのｎ型
不純物導入はイオン打込み法、又、ｐ型基板、ｎ型基板
へのｐ型不純物導入はイオン打込み又は拡散法を用いる
のが良い。
かの形で基板もしくはエピタキシャル層にＶ溝もしくは
台形溝が存在し、これを埋め込む形のレーザ作製法であ
り、特に有機金属の熱分解法では基板形状を保存して成
長が起るため、種々の問題が発生した。本発明では例え
ば基板に直接イオン打込み法により電流通過領域つまシ
レーザストライプを形成する方法であり、基板表面形状
は特に変化を受けず平坦であるため、次のステップであ
るダブルヘテロ接合形成が非常に容易であるという利点
をもつ。特に有機金属熱分解法ではイオン打込み後のア
ニール過程を結晶成長と同時に行なえるという製造工程
上非常に有利な面をもっている。なお、ｐ基板へのｎ型
不純物導入はイオン打込み法、又、ｐ型基板、ｎ型基板
へのｐ型不純物導入はイオン打込み又は拡散法を用いる
のが良い。
以下、本発明につき、実施例を用いて詳細に説明する。
実施例１
ｐ０形ＱａＡｓ基板にｎ型不純物をイオン打込み、電流
狭窄層を形成した半導体レーザ。
狭窄層を形成した半導体レーザ。
第１図において、ｐ”−ＧａＡａ基板１１に幅２μｍの
ストライプ状のマスクを形成した後、イオン打込み装置
内で加速適圧２００ｋＶで、ドース量として２Ｘ１０”
ｔＭＩ−雪のＳｉ０を打込む。この後基板上のマスクを
除去し、ウェーハを有機金属の熱分解炉内で、約８００
０で約２時間砒素雰囲気中でキャップレスアニールヲ行
ない、ｎ−ＱａＡｓ ′層１２を形成する。この時マ
スクの直下部にストライブ部１３が形成される。引続き
、有機金属化金物を導入、９ Ｇ ａｏ、ｓｓ Ａｔ
６．４１Ａ １にクラッド層１４（厚み１．５ μｍｓ
Ｉ）〜Ｉ Ｘ １０”ｃｎｌ−”）、ア Ｊン
ドープＧａｏ、ｓ＠Ａｔｏ １４Ａ１１活性層１５（厚
み０、０８ ｐ ｍ ） 、ｎ Ｇａｏ、５ｓＡｔｏ
、 ４ｓＡＩ クラッド層１６（厚みＬ５ ｐｍ、 ｎ
−１ｘ Ｉ Ｑｌｌ、、−３）、ｎ”−ＧａＡｓキャッ
プ層１７（厚みＱ、５μｍ、ｎ−１Ｘ １０”ｔＭ−”
）の順に成長する。このエピタキシャルウェーハにｎ電
極１８、ｐ電極１９を形成した後、へき開法により共振
器長３００μｍのレーザ素子を作製した。
ストライプ状のマスクを形成した後、イオン打込み装置
内で加速適圧２００ｋＶで、ドース量として２Ｘ１０”
ｔＭＩ−雪のＳｉ０を打込む。この後基板上のマスクを
除去し、ウェーハを有機金属の熱分解炉内で、約８００
０で約２時間砒素雰囲気中でキャップレスアニールヲ行
ない、ｎ−ＱａＡｓ ′層１２を形成する。この時マ
スクの直下部にストライブ部１３が形成される。引続き
、有機金属化金物を導入、９ Ｇ ａｏ、ｓｓ Ａｔ
６．４１Ａ １にクラッド層１４（厚み１．５ μｍｓ
Ｉ）〜Ｉ Ｘ １０”ｃｎｌ−”）、ア Ｊン
ドープＧａｏ、ｓ＠Ａｔｏ １４Ａ１１活性層１５（厚
み０、０８ ｐ ｍ ） 、ｎ Ｇａｏ、５ｓＡｔｏ
、 ４ｓＡＩ クラッド層１６（厚みＬ５ ｐｍ、 ｎ
−１ｘ Ｉ Ｑｌｌ、、−３）、ｎ”−ＧａＡｓキャッ
プ層１７（厚みＱ、５μｍ、ｎ−１Ｘ １０”ｔＭ−”
）の順に成長する。このエピタキシャルウェーハにｎ電
極１８、ｐ電極１９を形成した後、へき開法により共振
器長３００μｍのレーザ素子を作製した。
作製した素子は発振波長７ｇＱｎｍにおいて、しきい値
電流３０〜５０ｍＡで室温連続発振し、光出力は１０ｍ
Ｗまで安定な横基本モードで発振した。
電流３０〜５０ｍＡで室温連続発振し、光出力は１０ｍ
Ｗまで安定な横基本モードで発振した。
実施例２）
ｐ” −ＧａＡｓ基板にｐ−ＧａＡｓを一担成長した後
ｎ型イオン打込みを行ない、電流狭窄層を形成した半導
体レーザ。
ｎ型イオン打込みを行ない、電流狭窄層を形成した半導
体レーザ。
第２図において、ｐ”−ＧａＡｌ！基板２１にまずｐ−
ＧａＡｓ層（厚さ０．５ Ａ ｆｆｈ Ｉ’ 〜Ｉ Ｘ
ＩＯ″”ｃｒｎ−”）２２を形成した後、実施例ｐで説
明したのと同様に ３ ｔ ＋をイオン打込み、アニー
ル処理を施し、ｎ型電流ブロック層２３を形成する。次
いで有機金属熱分解法によりｐ−クラッド層２４、アン
ドープ活性層２５、ｎ−クラッド層２６、ｎ−キャップ
層２７を順次結晶成長する。このエピタキシャルウェー
ハにｎ電極２Ｂ、ｐ電極２９を形成した後、やはシへき
開法により共振器長３００μｍのレーザ素子を作製した
ところ、実施例ｐと同様の効果が得られた。
ＧａＡｓ層（厚さ０．５ Ａ ｆｆｈ Ｉ’ 〜Ｉ Ｘ
ＩＯ″”ｃｒｎ−”）２２を形成した後、実施例ｐで説
明したのと同様に ３ ｔ ＋をイオン打込み、アニー
ル処理を施し、ｎ型電流ブロック層２３を形成する。次
いで有機金属熱分解法によりｐ−クラッド層２４、アン
ドープ活性層２５、ｎ−クラッド層２６、ｎ−キャップ
層２７を順次結晶成長する。このエピタキシャルウェー
ハにｎ電極２Ｂ、ｐ電極２９を形成した後、やはシへき
開法により共振器長３００μｍのレーザ素子を作製した
ところ、実施例ｐと同様の効果が得られた。
実施例３）
ウェーハ全面にｎ型ＧａＡｓ層を形成した後、ス１ドラ
イブ部分にｚｎイオン打込みを施して、電流狭窄層を形
成した半導体レーザ。
イブ部分にｚｎイオン打込みを施して、電流狭窄層を形
成した半導体レーザ。
第３図においてｐ”−ＱａＡｓ基板３１にｎ１ｌＱ ａ
Ａ ８層３２（厚み０．７μｍ、 ｎ＝３Ｘ １０”
ｃＩｎ’）を有機金属熱分解法によって形成した後、マ
スクを用いてストライプ状にｚｎ０イオン打込み法によ
りミ流通過領域３３を形成した。マスクを除去した後、
上記実施例と同様の工程により半導体レーザを形成した
。
Ａ ８層３２（厚み０．７μｍ、 ｎ＝３Ｘ １０”
ｃＩｎ’）を有機金属熱分解法によって形成した後、マ
スクを用いてストライプ状にｚｎ０イオン打込み法によ
りミ流通過領域３３を形成した。マスクを除去した後、
上記実施例と同様の工程により半導体レーザを形成した
。
その結果、上記実施例とほぼ同様の結果が得られた。
実施例４）
上記実施例においてｐ型電流通過領域がストライブ方向
に幅の異なる半導体レーザ。
に幅の異なる半導体レーザ。
第４図は上記実施例ｐ〜３）の半導体レーザ装置の製造
工程途中の１平面図を示したもので、４３は基板表面を
示す。ｐ型の電流通過領域、つまシストライプが、レー
ザの両端面付近４１で、図に示す様に狭く、中央部付近
４２は広く設計した。ストライプ以外の領域４３は電流
狭窄層である。次の工程で、上記実施例と同様にダブル
ヘテロ接合を形成、半導体レーザ素子を作製した。その
結果、光出力１０ｍＷ迄安定な横基本モードで発振した
。波長は７８０ｎｍ、また励起領域をストライプ方向に
変化させたことにより、モード変換が起り、結果として
レーザビームの非点収差が、約５μｍ以下と小さくなっ
た。また発振のスペクトルは多モードであった。
工程途中の１平面図を示したもので、４３は基板表面を
示す。ｐ型の電流通過領域、つまシストライプが、レー
ザの両端面付近４１で、図に示す様に狭く、中央部付近
４２は広く設計した。ストライプ以外の領域４３は電流
狭窄層である。次の工程で、上記実施例と同様にダブル
ヘテロ接合を形成、半導体レーザ素子を作製した。その
結果、光出力１０ｍＷ迄安定な横基本モードで発振した
。波長は７８０ｎｍ、また励起領域をストライプ方向に
変化させたことにより、モード変換が起り、結果として
レーザビームの非点収差が、約５μｍ以下と小さくなっ
た。また発振のスペクトルは多モードであった。
上記実施例では半導体材料をＧａＡｌ／Ｇ、ａＡ、／、
Ａ８系としたが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡＳＰ系あるいはＩ
ｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｔＰ系など他の材料を用いても
上記実施例と同様に実施することができる。
Ａ８系としたが、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡＳＰ系あるいはＩ
ｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｔＰ系など他の材料を用いても
上記実施例と同様に実施することができる。
本発明によれば、平坦な基板内に電流狭窄層を形成する
ために、その後のエピタキシャル成長層も平坦に形成で
き、従来の液相成長以外に有機金属熱分解法や分子線エ
ピタキシ法など、成長法の選択幅が広がるという効果が
ある。また電流狭窄層の形成方法としてイオン打込み法
を用いるため、ウェーハ内のストライプ幅の均一性が良
いとか、大面積比が容易であり、歩留りの良いレーザ作
製法として、その効果は大きい。
ために、その後のエピタキシャル成長層も平坦に形成で
き、従来の液相成長以外に有機金属熱分解法や分子線エ
ピタキシ法など、成長法の選択幅が広がるという効果が
ある。また電流狭窄層の形成方法としてイオン打込み法
を用いるため、ウェーハ内のストライプ幅の均一性が良
いとか、大面積比が容易であり、歩留りの良いレーザ作
製法として、その効果は大きい。
第１図〜第３図は本発明の１実施例を示すためのレーザ
断面構造図、また第４図は本発明の他の実施例を説明す
るためのレーザ平面図を示す。
断面構造図、また第４図は本発明の他の実施例を説明す
るためのレーザ平面図を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｐ型の半導体基板にｎ型不純物を外部より選択的に
導入し、既不純物導入領域を電流の阻止層として機能せ
しめ、しかる後に既基板及び不純物導入領域上にダブル
ヘテロ構造を形成せしめたことを特徴とする半導体レー
ザ装置。 ２、ｐ型の半導体基板にｐ型導電層をキャリア濃度１×
１０＾１＾７ｃｍ＾−＾３〜１×１０＾１＾８ｃｍ＾−
＾３の範囲で気相成長法もしくは分子線エピタキシー法
で成長せしめ、しかる後、ｎ型不純物を外部より選択的
に導入、既領域を電流阻止層として機能せしめ、しかる
後に既基板及び不純物導入領域上にダブルヘテロ構造を
形成せしめたことを特徴とする半導体レーザ装置。 ３、ｐ型半導体基板上に不純物を導入してｎ型導電層を
形成し、さらに、基板と同一のｐ型不純物を選択的にス
トライプ状に導入せしめ、しかる後に既基板上にダブル
ヘテロ構造を形成せしめた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 |
|---|---|---|---|
| JP1084785A JPS61171185A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 半導体レ−ザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1084785A JPS61171185A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171185A true JPS61171185A (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11761742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1084785A Pending JPS61171185A (ja) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | 半導体レ−ザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61171185A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286482A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH03125488A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-01-25 JP JP1084785A patent/JPS61171185A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01286482A (ja) * | 1988-05-13 | 1989-11-17 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH03125488A (ja) * | 1989-10-11 | 1991-05-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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