JPH0434987A - 半導体レーザとその製造方法 - Google Patents
半導体レーザとその製造方法Info
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- JPH0434987A JPH0434987A JP14069490A JP14069490A JPH0434987A JP H0434987 A JPH0434987 A JP H0434987A JP 14069490 A JP14069490 A JP 14069490A JP 14069490 A JP14069490 A JP 14069490A JP H0434987 A JPH0434987 A JP H0434987A
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は′光伝送や光情報処理に用いられる半導体レー
ザに関する。
ザに関する。
（従来の技術）
半導体レーザは光通信や光情報処理のキーとなる光源で
あり、特に最近、半導体基板に垂直な方向に発振する面
発光半導体レーザがコンピュータ間のデータ伝送や光コ
ンピユーテイングに欠かせないキーデバイスとして研究
が盛んになされている。これは、光が空間を無配線でデ
ータ転送できることから、半導体レーザが単体素子以外
にも並列集積された場合の空間的並列処理の能力の高さ
が期待されているためである。
あり、特に最近、半導体基板に垂直な方向に発振する面
発光半導体レーザがコンピュータ間のデータ伝送や光コ
ンピユーテイングに欠かせないキーデバイスとして研究
が盛んになされている。これは、光が空間を無配線でデ
ータ転送できることから、半導体レーザが単体素子以外
にも並列集積された場合の空間的並列処理の能力の高さ
が期待されているためである。
（発明が解決しようとする課題）
このような並列集積に適した半導体レーザに対して、従
来素子の電極パターンの形成が課題となっていた。例え
ば、従来の面発光半導体レーザとしては、エレクトロニ
クス・レターズ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ）の２５巻（１９８９年）の１３７７〜１３７８頁に
内容が記載されているように、素子への電流供給は単に
テスト用のワイヤでなされているのみであった。この面
発光半導体レーザは、円筒状の垂直共振器構造をもち、
その共振器内において活性層は反射鏡となる上下の半導
体多層膜に挟まれており、電流はこの半導体多層膜を垂
直方向に通過し活性層に注入される構造と、なっている
。この場合、半導体多層膜のへテロ界面のバンド不連続
性により、電流が流れ難いことが従来問題となっていた
。
来素子の電極パターンの形成が課題となっていた。例え
ば、従来の面発光半導体レーザとしては、エレクトロニ
クス・レターズ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ）の２５巻（１９８９年）の１３７７〜１３７８頁に
内容が記載されているように、素子への電流供給は単に
テスト用のワイヤでなされているのみであった。この面
発光半導体レーザは、円筒状の垂直共振器構造をもち、
その共振器内において活性層は反射鏡となる上下の半導
体多層膜に挟まれており、電流はこの半導体多層膜を垂
直方向に通過し活性層に注入される構造と、なっている
。この場合、半導体多層膜のへテロ界面のバンド不連続
性により、電流が流れ難いことが従来問題となっていた
。
本発明の目的は、電極パターン形成の上記従来の困難を
改善した並列集積可能半導体レーザを提供することであ
る。
改善した並列集積可能半導体レーザを提供することであ
る。
（課題を解決するための手段）
本発明の半導体レーザは半絶縁半導体基板上に、第１導
電型のクラッド層、活性層、第２導電型のクラッド層を
備えるレーザ本体部と、電極部と、電極取付はパターン
部を有し、かつ該電極取付はパターン部において第２導
電型のクラッド層を第１導電型のクラッド層と隔絶する
ための空孔を活性層脇に有することを特徴とする。
電型のクラッド層、活性層、第２導電型のクラッド層を
備えるレーザ本体部と、電極部と、電極取付はパターン
部を有し、かつ該電極取付はパターン部において第２導
電型のクラッド層を第１導電型のクラッド層と隔絶する
ための空孔を活性層脇に有することを特徴とする。
本発明の半導体レーザの製造方法は半絶縁半導体基板上
に第１導電型のクラッド層、活性層、第２導電型のクラ
ッド層を順に積層成長する工程と、レーザ本体部と電極
部とそれらを結ぶ幅の狭い電極取付はパターン部を有す
るマスクパターンを前記第２導電型クラッド層上に設け
、斜め入射イオンビームエツチング法ないしは結晶方位
を反映する化学エツチング法の少なくともいずれかの方
法により、断面形状を逆メサ状にエツチングし、前記電
極取付はパターン部において第２導電型クラッド層を第
１導電型クラッド層と隔絶するための空孔を活性層脇に
設ける工程を備えることを特徴とする。
に第１導電型のクラッド層、活性層、第２導電型のクラ
ッド層を順に積層成長する工程と、レーザ本体部と電極
部とそれらを結ぶ幅の狭い電極取付はパターン部を有す
るマスクパターンを前記第２導電型クラッド層上に設け
、斜め入射イオンビームエツチング法ないしは結晶方位
を反映する化学エツチング法の少なくともいずれかの方
法により、断面形状を逆メサ状にエツチングし、前記電
極取付はパターン部において第２導電型クラッド層を第
１導電型クラッド層と隔絶するための空孔を活性層脇に
設ける工程を備えることを特徴とする。
（作用）
半導体レーザの共振器サイズを小さくしていくと、電極
形成部分のサイズも小さくなり、電極パターンの形成、
および電極の接触抵抗も高くなる。また、半導体多層膜
を反射膜に用いる面発光半導体レーザの場合、ペテロバ
ンド不連続による電荷空乏と蓄積が電流の膜垂直方向へ
の導電性を阻害する。これに対し、第１図は本発明の一
実施例の斜視図で、この第１図のように、活性層１２上
のクラッド層１３を水平方向にせり出し活性層脇に空孔
１４を持った電極取付はパターン部１５を設けてやれば
、電極形成の困難、電極との接触抵抗増大等の問題を改
善でき、７更に電流経路の断面積が実効的に大きくでき
るのでクラッド層部分の抵抗も低減できる。また膜平行
に電流を流せることによりペテロバンド不連続の問題も
回避できる。
形成部分のサイズも小さくなり、電極パターンの形成、
および電極の接触抵抗も高くなる。また、半導体多層膜
を反射膜に用いる面発光半導体レーザの場合、ペテロバ
ンド不連続による電荷空乏と蓄積が電流の膜垂直方向へ
の導電性を阻害する。これに対し、第１図は本発明の一
実施例の斜視図で、この第１図のように、活性層１２上
のクラッド層１３を水平方向にせり出し活性層脇に空孔
１４を持った電極取付はパターン部１５を設けてやれば
、電極形成の困難、電極との接触抵抗増大等の問題を改
善でき、７更に電流経路の断面積が実効的に大きくでき
るのでクラッド層部分の抵抗も低減できる。また膜平行
に電流を流せることによりペテロバンド不連続の問題も
回避できる。
活性層上にクラッド層をせり出し、電極取付はパターン
を設けるには埋込み再成長などの複雑な工程も考えられ
るが、本発明では第２図のような簡単な工程を用いて、
活性層脇に空孔１４を持った電極取付はパターン１５を
形成した。第２図は概略製作工程図を示すもので、第２
図（ａ）のように膜成長した後第２図（ｂ）のように電
極取付は部に幅狭のマスクパターン２１を設け、第２図
（ｅ）のように斜め入射イオンビームエツチングを行う
。斜め入射イオンビーム２３の作用は、エツチング断面
形状を逆メサ状にするためのものであり、斜め入射イオ
ンビームエツチングの代わりに結晶方位を反映する化学
エツチングを用いても構わない。
を設けるには埋込み再成長などの複雑な工程も考えられ
るが、本発明では第２図のような簡単な工程を用いて、
活性層脇に空孔１４を持った電極取付はパターン１５を
形成した。第２図は概略製作工程図を示すもので、第２
図（ａ）のように膜成長した後第２図（ｂ）のように電
極取付は部に幅狭のマスクパターン２１を設け、第２図
（ｅ）のように斜め入射イオンビームエツチングを行う
。斜め入射イオンビーム２３の作用は、エツチング断面
形状を逆メサ状にするためのものであり、斜め入射イオ
ンビームエツチングの代わりに結晶方位を反映する化学
エツチングを用いても構わない。
（実施例）
第２図（ａＸｂＸｃ）は、本発明の請求項１及び２によ
る第１の実施例を説明する概略素子断面図である。半絶
縁ＧａＡｓ基板１０の上にそれぞれ１／４波長相当厚の
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓからなるｎ型半導体多層膜とｎ型Ａ
ｌｘＧａ１−ｘＡｓからなるｎ型クラッド層１１、ノン
ドープＩｎＧａＡｓからなる活性層１２、Ｐ型ＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓとそれぞれ１７４波長相当厚のＡｌＡｓ／
ＧａＡｓのＰ型半導体多層膜からなるＰ型クラッド層１
３を分子線ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法で成長した
。更に電極膜２０を積層した後（第２図（ａ））、電極
取付は部で幅狭のレジストマスクパターン２１及びレー
ザ本体部マスクパターン２２を形成しく第２図（ｂ））
、塩素ガスを用いた反応性イオンビームエツチング（Ｒ
ＩＢＥ）法を用いイオンビームの試料に対する入射角を
試料基板垂直から傾けることで、断面が逆メサ状で活性
層芯に空孔１４を持つ電極取付はパターン部１５を形成
した。第２図（ｃ）はこのときの電極取付はパターン部
での断面図である。この構造では、水平方向の電流注入
が可能になり、従来半導体多層膜の垂直方向への電流注
入の際の高電圧化に伴うもれ電流を低減でき、従来に比
べ小さな閾電流値が得られた。またこの構造では従来に
比べ電極及びクラッド層１３での抵抗は半分以下であっ
た。、また、半導体多層膜の暦数増による多層膜反射率
の増加も容易になり、この点による発振閾電流値の顕著
な低減も得られた。本実施例ではレーザ本体部の活性層
幅は２１１ｍ Ｘ ２ｐｍ、電極パターン１６は３ｐｍ
Ｘ３１１ｍの矩形、電極取付はパターン部１５はｌｐｍ
幅とした。第１導電型の電極パターン１７はひき出され
た第１導電型クラッド層１１上に形成した。
る第１の実施例を説明する概略素子断面図である。半絶
縁ＧａＡｓ基板１０の上にそれぞれ１／４波長相当厚の
ＡｌＡｓ／ＧａＡｓからなるｎ型半導体多層膜とｎ型Ａ
ｌｘＧａ１−ｘＡｓからなるｎ型クラッド層１１、ノン
ドープＩｎＧａＡｓからなる活性層１２、Ｐ型ＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓとそれぞれ１７４波長相当厚のＡｌＡｓ／
ＧａＡｓのＰ型半導体多層膜からなるＰ型クラッド層１
３を分子線ビームエピタキシー（ＭＢＥ）法で成長した
。更に電極膜２０を積層した後（第２図（ａ））、電極
取付は部で幅狭のレジストマスクパターン２１及びレー
ザ本体部マスクパターン２２を形成しく第２図（ｂ））
、塩素ガスを用いた反応性イオンビームエツチング（Ｒ
ＩＢＥ）法を用いイオンビームの試料に対する入射角を
試料基板垂直から傾けることで、断面が逆メサ状で活性
層芯に空孔１４を持つ電極取付はパターン部１５を形成
した。第２図（ｃ）はこのときの電極取付はパターン部
での断面図である。この構造では、水平方向の電流注入
が可能になり、従来半導体多層膜の垂直方向への電流注
入の際の高電圧化に伴うもれ電流を低減でき、従来に比
べ小さな閾電流値が得られた。またこの構造では従来に
比べ電極及びクラッド層１３での抵抗は半分以下であっ
た。、また、半導体多層膜の暦数増による多層膜反射率
の増加も容易になり、この点による発振閾電流値の顕著
な低減も得られた。本実施例ではレーザ本体部の活性層
幅は２１１ｍ Ｘ ２ｐｍ、電極パターン１６は３ｐｍ
Ｘ３１１ｍの矩形、電極取付はパターン部１５はｌｐｍ
幅とした。第１導電型の電極パターン１７はひき出され
た第１導電型クラッド層１１上に形成した。
本実施例ではレーザ本体部１つに電極部４２を１つ設け
たが、２つ以上設けてもよい。例えばレーザ本体部の左
右に電極部４２を設ければ、電極部及びクラツド層部の
抵抗は１１５以下にすることができ、層低しきい値化、
や高効率化が可能となる。
たが、２つ以上設けてもよい。例えばレーザ本体部の左
右に電極部４２を設ければ、電極部及びクラツド層部の
抵抗は１１５以下にすることができ、層低しきい値化、
や高効率化が可能となる。
第２の実施例としては、本発明の請求項２によるエツチ
ング工程において、実施例１のイオンビームエツチング
の斜め入射法のかわりにエツチングガスの圧力を高めて
化学エツチング性を用い、逆メサ形状の電極取付はパタ
ーン１５を形成した。その際電極取付はパターン方向は
逆メサ断面の得られる＜０１１＞方向に選んだ。この方
法は、工程も簡単でかつ光学的損傷の小さいため、極め
て良質の発振特性が得られた。
ング工程において、実施例１のイオンビームエツチング
の斜め入射法のかわりにエツチングガスの圧力を高めて
化学エツチング性を用い、逆メサ形状の電極取付はパタ
ーン１５を形成した。その際電極取付はパターン方向は
逆メサ断面の得られる＜０１１＞方向に選んだ。この方
法は、工程も簡単でかつ光学的損傷の小さいため、極め
て良質の発振特性が得られた。
第３図は本発明の第１の実施例の素子を半絶縁基板１０
上に並列堆積した場合の概略素子平面図である。本発明
の基本素子及び基本工程はいずれも集積化に適しており
、各素子は、低閾電流値で駆動することが可能であった
。
上に並列堆積した場合の概略素子平面図である。本発明
の基本素子及び基本工程はいずれも集積化に適しており
、各素子は、低閾電流値で駆動することが可能であった
。
なお、第１図では面内に平行な活性層・クラッド層断面
が矩形のものを示したが、断面形状が円または楕円状や
多角形でも構わない。また活性層は単一又は多重量子井
戸構造でもよい。また材料系についても、ＩｎＧａＡｓ
のかわりにＡｌＧａＡｓ系や可視光域のＡＩＧａＩｎＰ
／ＧａＩｎＰ系、長波長のＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の
レーザについても有効である。またｎとｐの第１導電型
と第２導電型とが入れ替わっても構わない。なお、本実
施例では面発光型の半導体レーザを例にとって説明した
が、従来の水平共振器タイプの半導体レーザについても
、適用可能である。
が矩形のものを示したが、断面形状が円または楕円状や
多角形でも構わない。また活性層は単一又は多重量子井
戸構造でもよい。また材料系についても、ＩｎＧａＡｓ
のかわりにＡｌＧａＡｓ系や可視光域のＡＩＧａＩｎＰ
／ＧａＩｎＰ系、長波長のＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系の
レーザについても有効である。またｎとｐの第１導電型
と第２導電型とが入れ替わっても構わない。なお、本実
施例では面発光型の半導体レーザを例にとって説明した
が、従来の水平共振器タイプの半導体レーザについても
、適用可能である。
（発明の効果） 。
本発明の半導体レーザとその製造方法は従来に比べ電流
注入が容易でかつ発振閾電流値を低くでき従って光情報
処理用の並列集積光源として適している。
注入が容易でかつ発振閾電流値を低くでき従って光情報
処理用の並列集積光源として適している。
第１図は本発明の１実施例である半導体レーザを示す素
子の斜視図、第２図（ａＸｂＸｃ）は本発明の半導体レ
ーザ製造方法の概略工程図、第３図は、本発明の並列集
積素子の概略素子平面図である。 各図において、 １０・・・基板、１１・・・第１導電型クラッド層、１
２・・・活性層、１３・・・第２導電型クラッド層、１
４・・・空孔、１５・・・電極取付パターン部、１６、
１７・・・電極パターン、１８・・・光、２０・・・電
極膜、２１、２２・・・マスクパターン、 ２３・・・斜め入射イオンビーム、 ３１、３２・・・電流通電パターン、４１・・・レーザ
本体部、４２・・・電極部
子の斜視図、第２図（ａＸｂＸｃ）は本発明の半導体レ
ーザ製造方法の概略工程図、第３図は、本発明の並列集
積素子の概略素子平面図である。 各図において、 １０・・・基板、１１・・・第１導電型クラッド層、１
２・・・活性層、１３・・・第２導電型クラッド層、１
４・・・空孔、１５・・・電極取付パターン部、１６、
１７・・・電極パターン、１８・・・光、２０・・・電
極膜、２１、２２・・・マスクパターン、 ２３・・・斜め入射イオンビーム、 ３１、３２・・・電流通電パターン、４１・・・レーザ
本体部、４２・・・電極部
Claims (2)
- （１）半絶縁半導体基板上に、第１導電型のクラッド層
、活性層、第２導電型のクラッド層を備えるレーザ本体
部と、電極部と、電極取付けパターン部を有し、かつ該
電極取付けパターン部において第２導電型のクラッド層
を第１導電型のクラッド層と隔絶するための空孔を活性
層脇に有することを特徴とする半導体レーザ。 - （２）半絶縁半導体基板上に第１導電型のクラッド層、
活性層、第２導電型のクラッド層を順に積層成長する工
程と、レーザ本体部と電極部とそれらを結ぶ幅の狭い電
極取付けパターン部を有するマスクパターンを前記第２
導電型クラッド層上に設け、斜め入射イオンビームエッ
チング法ないしは結晶方位を反映する化学エッチング法
の少なくともいずれかの方法により断面形状が逆メサ状
になるようエッチングを行って、前記電極取付けパター
ン部において第２導電型クラッド層を第１導電型クラッ
ド層と隔絶するための空孔を活性層脇に設ける工程を含
む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 |
|---|---|---|---|
| JP14069490A JPH0434987A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 半導体レーザとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14069490A JPH0434987A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 半導体レーザとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0434987A true JPH0434987A (ja) | 1992-02-05 |
Family
ID=15274576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14069490A Pending JPH0434987A (ja) | 1990-05-30 | 1990-05-30 | 半導体レーザとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0434987A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007053406A (ja) * | 1997-03-06 | 2007-03-01 | Finisar Corp | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
-
1990
- 1990-05-30 JP JP14069490A patent/JPH0434987A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007053406A (ja) * | 1997-03-06 | 2007-03-01 | Finisar Corp | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
| JP4700593B2 (ja) * | 1997-03-06 | 2011-06-15 | フィニサー コーポレイション | 選択的に変化させられる電流閉じ込め層を有するレーザ |
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