JPH05343801A - 多波長レーザの製造方法 - Google Patents
多波長レーザの製造方法Info
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- JPH05343801A JPH05343801A JP4150630A JP15063092A JPH05343801A JP H05343801 A JPH05343801 A JP H05343801A JP 4150630 A JP4150630 A JP 4150630A JP 15063092 A JP15063092 A JP 15063092A JP H05343801 A JPH05343801 A JP H05343801A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同一基板上に活性層の構造が異なった、すな
わち、発振波長の異なったレーザが任意の順番に並んだ
多波長レーザを提供する。 【構成】 レーザを単結晶基板上に部分的に、かつ照射
時間を変化させて照射してレーザ構造を作製する。
わち、発振波長の異なったレーザが任意の順番に並んだ
多波長レーザを提供する。 【構成】 レーザを単結晶基板上に部分的に、かつ照射
時間を変化させて照射してレーザ構造を作製する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、同一基板上に複数の発
振波長（フォトルミネセンス波長）の異なるレーザが整
列した多波長レーザの製造方法に関するものである。
振波長（フォトルミネセンス波長）の異なるレーザが整
列した多波長レーザの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】オプトエレクトロニクスを始めとした各
種システムの高度化、高機能化に伴い、それらに用いる
装置の主要部品である半導体素子には高集積化が要求さ
れている。
種システムの高度化、高機能化に伴い、それらに用いる
装置の主要部品である半導体素子には高集積化が要求さ
れている。
【０００３】前記部品の代表的なものとして多波長レー
ザがある。例えば、エレクトロニクスレターズ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）２６巻１３号（１
９９０年）９４０頁にあるように、半導体薄膜で活性層
を積層する際に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ；ｍｏｌ
ｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ）装置内の半
導体基板を回転させずに意図的に厚さを変化させる技術
が開発されている。この薄膜成長方法で形成した薄膜で
は必ず基板の一方から他方に向かって一定の割合で厚さ
が変化している。これを用いて多重量子井戸（ＭＱＷ；
Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ）を作製してレ
ーザの活性層とした場合、その発振波長も同様に一方か
ら他方に向かって変化している。しかしながら、一列に
並んだレーザの波長を任意に変化させることや、一素子
のみ変化させることは困難であった。
ザがある。例えば、エレクトロニクスレターズ（Ｅｌｅ
ｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）２６巻１３号（１
９９０年）９４０頁にあるように、半導体薄膜で活性層
を積層する際に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ；ｍｏｌ
ｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ）装置内の半
導体基板を回転させずに意図的に厚さを変化させる技術
が開発されている。この薄膜成長方法で形成した薄膜で
は必ず基板の一方から他方に向かって一定の割合で厚さ
が変化している。これを用いて多重量子井戸（ＭＱＷ；
Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｅｌｌ）を作製してレ
ーザの活性層とした場合、その発振波長も同様に一方か
ら他方に向かって変化している。しかしながら、一列に
並んだレーザの波長を任意に変化させることや、一素子
のみ変化させることは困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、半導
体基板上に光を照射しながら、この基板上に半導体薄膜
を選択的に成長もしくは組成制御する方法を用い、成長
する薄膜の厚さもしくは組成を部分的に変化させて、異
なった発振波長のレーザが同一基板上に任意の順番に並
んだ多波長レーザを提供することにある。
体基板上に光を照射しながら、この基板上に半導体薄膜
を選択的に成長もしくは組成制御する方法を用い、成長
する薄膜の厚さもしくは組成を部分的に変化させて、異
なった発振波長のレーザが同一基板上に任意の順番に並
んだ多波長レーザを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機金属分子
線エピタキシャル法により、光を単結晶基板上に照射し
ながら該基板上に半導体薄膜を成長させる方法におい
て、活性層を成長する際に光の照射を開始する時間を照
射領域毎に変化させて成長させることを最も主要な特徴
とする。
線エピタキシャル法により、光を単結晶基板上に照射し
ながら該基板上に半導体薄膜を成長させる方法におい
て、活性層を成長する際に光の照射を開始する時間を照
射領域毎に変化させて成長させることを最も主要な特徴
とする。
【０００６】本発明は、新たに確認された以下のような
現象に基づいてなされたものである。
現象に基づいてなされたものである。
【０００７】すなわち、ＩｎＧａＡｓ膜やＩｎＧａＡｓ
Ｐ膜の成長において、膜の成長速度が基板温度の上昇に
伴って一定となるか、もしくは減少するような成長条件
下で、基板面上の一部に光照射して基板温度を部分的に
増加させると、光照射部での成長速度とガリウム組成と
が、非光照射部に比べ減少する。
Ｐ膜の成長において、膜の成長速度が基板温度の上昇に
伴って一定となるか、もしくは減少するような成長条件
下で、基板面上の一部に光照射して基板温度を部分的に
増加させると、光照射部での成長速度とガリウム組成と
が、非光照射部に比べ減少する。
【０００８】この現象を量子井戸構造の作製に応用する
と、作製したレーザの発振波長を変化させることが可能
となる。
と、作製したレーザの発振波長を変化させることが可能
となる。
【０００９】図１には、多重量子井戸を形成する井戸層
となるＩｎＧａＡｓＰ膜成長時にレーザ光を照射した部
分におけるフォトルミネセンス波長の、レーザ光照射開
始時間の該ＩｎＧａＡｓＰ膜成長開始時からの遅れ時間
への依存性を示す。井戸層となるＩｎＧａＡｓＰ膜の成
長開始時から、レーザ光照射の時間が遅れるに従い、そ
の照射部分におけるフォトルミネセンス波長は短波側に
変化する。したがって、数本の線状のパターンを描画す
る時に、井戸層となるＩｎＧａＡｓＰ膜の成長開始時か
らレーザ光照射の時間の遅れをパターン毎に変化させれ
ば、パターン毎にフォトルミネセンス波長を変化させる
ことが可能となる。図１は、量子井戸層の成長時に光照
射を行なった場合について示したものであるが、障壁層
の成長時に光照射を行なっても、同様の効果を得ること
ができる。
となるＩｎＧａＡｓＰ膜成長時にレーザ光を照射した部
分におけるフォトルミネセンス波長の、レーザ光照射開
始時間の該ＩｎＧａＡｓＰ膜成長開始時からの遅れ時間
への依存性を示す。井戸層となるＩｎＧａＡｓＰ膜の成
長開始時から、レーザ光照射の時間が遅れるに従い、そ
の照射部分におけるフォトルミネセンス波長は短波側に
変化する。したがって、数本の線状のパターンを描画す
る時に、井戸層となるＩｎＧａＡｓＰ膜の成長開始時か
らレーザ光照射の時間の遅れをパターン毎に変化させれ
ば、パターン毎にフォトルミネセンス波長を変化させる
ことが可能となる。図１は、量子井戸層の成長時に光照
射を行なった場合について示したものであるが、障壁層
の成長時に光照射を行なっても、同様の効果を得ること
ができる。
【００１０】このように、多重量子井戸を作製する際
に、本方法を井戸層成長時もしくは障壁層成長時に用い
ることにより、部分的に発振波長の異なった多重量子井
戸を持つレーザを得ることができる。
に、本方法を井戸層成長時もしくは障壁層成長時に用い
ることにより、部分的に発振波長の異なった多重量子井
戸を持つレーザを得ることができる。
【００１１】また、図２〜４に示すように、この方法を
レーザの活性層成長時に用いることにより、場所により
発振波長（フォトルミネセンス波長）の異なった活性層
を有するレーザ用結晶が得られ、この結晶を用いてレー
ザ構造を作製することができる。
レーザの活性層成長時に用いることにより、場所により
発振波長（フォトルミネセンス波長）の異なった活性層
を有するレーザ用結晶が得られ、この結晶を用いてレー
ザ構造を作製することができる。
【００１２】図２〜４において、１は基板、２は下方ク
ラッド、３はガイド層、４は活性層、５はガイド層、６
は上方クラッド層、７，８は電極である。４１，４２は
レーザ光の一部照射により作製した互いにフォトルミネ
センス波長の異なる活性層である。
ラッド、３はガイド層、４は活性層、５はガイド層、６
は上方クラッド層、７，８は電極である。４１，４２は
レーザ光の一部照射により作製した互いにフォトルミネ
センス波長の異なる活性層である。
【００１３】図２に示すように、単結晶基板１上にクラ
ッド層２およびガイド層３を成長させる。その後、前記
ガイド層３の上に、レーザ光の一部照射をその照射時間
を変えて行ない、これにより、フォトルミネセンス波長
が互いに異なる活性層４，４１，４２を作製する。続い
て、この上に、図３に示すように、連続してガイド層
５，上方クラッド層６を成長させる。次に、図４に示す
ように、これをレーザアレイに加工する。このようにし
て製作した各レーザの発振波長は異なる。
ッド層２およびガイド層３を成長させる。その後、前記
ガイド層３の上に、レーザ光の一部照射をその照射時間
を変えて行ない、これにより、フォトルミネセンス波長
が互いに異なる活性層４，４１，４２を作製する。続い
て、この上に、図３に示すように、連続してガイド層
５，上方クラッド層６を成長させる。次に、図４に示す
ように、これをレーザアレイに加工する。このようにし
て製作した各レーザの発振波長は異なる。
【００１４】このように、レーザを単結晶基板上に部分
的かつ照射時間を変えて照射してレーザ構造を作製する
ことにより、活性層の構造が異なった、すなわち、発振
波長の異なったレーザが任意の順番に並んだ多波長レー
ザを作製することが可能となる。
的かつ照射時間を変えて照射してレーザ構造を作製する
ことにより、活性層の構造が異なった、すなわち、発振
波長の異なったレーザが任意の順番に並んだ多波長レー
ザを作製することが可能となる。
【００１５】なお、図２においては、リッジ型のレーザ
を示したが、埋め込み型、等の必要に応じた構造とする
ことが可能である。
を示したが、埋め込み型、等の必要に応じた構造とする
ことが可能である。
【００１６】
【作用】このように、本発明方法は、レーザを単結晶基
板上に部分的に照射してレーザ構造を作製するものであ
り、これにより、同一基板上に活性層の構造が異なっ
た、すなわち、発振波長の異なったレーザが任意の順番
に並んだ多波長レーザを作製することができる。
板上に部分的に照射してレーザ構造を作製するものであ
り、これにより、同一基板上に活性層の構造が異なっ
た、すなわち、発振波長の異なったレーザが任意の順番
に並んだ多波長レーザを作製することができる。
【００１７】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明する。
説明する。
【００１８】
【実施例】以下の具体的実施例は、図２〜４を参照して
説明する。
説明する。
【００１９】有機金属分子線エピタキシャル装置を用い
て、３５０μｍ厚さのｎ型ＩｎＰ基板１の上にｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層２を厚さ０．５μｍ成長させ、続いて、ｎ
型ＩｎＧａＡｓＰガイド層３を厚さ０．１μｍ成長させ
た。次に、活性層４を構成する量子井戸のＩｎＧａＡｓ
Ｐ（等価波長１. １μｍ）障壁層と、ＩｎＧａＡｓＰ
（等価波長１. ４μｍ）井戸層とを、交互に成長させ
た。この際、井戸層成長時に５Ｗのアルゴンレーザ光
（照射ビーム径約４００μｍφ）を井戸層の成長を開始
した時から３秒後に照射し、また、該照射部から１ｍｍ
離れた場所を１２秒後に照射した。
て、３５０μｍ厚さのｎ型ＩｎＰ基板１の上にｎ型Ｉｎ
Ｐクラッド層２を厚さ０．５μｍ成長させ、続いて、ｎ
型ＩｎＧａＡｓＰガイド層３を厚さ０．１μｍ成長させ
た。次に、活性層４を構成する量子井戸のＩｎＧａＡｓ
Ｐ（等価波長１. １μｍ）障壁層と、ＩｎＧａＡｓＰ
（等価波長１. ４μｍ）井戸層とを、交互に成長させ
た。この際、井戸層成長時に５Ｗのアルゴンレーザ光
（照射ビーム径約４００μｍφ）を井戸層の成長を開始
した時から３秒後に照射し、また、該照射部から１ｍｍ
離れた場所を１２秒後に照射した。
【００２０】次に、ＩｎＧａＡｓＰガイド層５を０．１
μｍ、ｐ型ＩｎＰクラッド層６を１．５μｍそれぞれ成
長させた。前記のレーザ照射部および非照射部を用いて
３本のレーザが任意の順番に並んだレーザを作製した。
これら３本のレーザの各々は、発振波長が互いに約１０
０ｎｍ異なっていた。
μｍ、ｐ型ＩｎＰクラッド層６を１．５μｍそれぞれ成
長させた。前記のレーザ照射部および非照射部を用いて
３本のレーザが任意の順番に並んだレーザを作製した。
これら３本のレーザの各々は、発振波長が互いに約１０
０ｎｍ異なっていた。
【００２１】この場合の有機金属分子線エピタキシャル
成長による成長条件は、以下の通りであった。原料はア
ルシンＡｓＨ3 ，フォスフィンＰＨ3 ，トリメチルイン
ジウムＴＭＩｎ、トリエチルガリウムＴＥＧａを使用
し、到達真空度は１×１０-9Ｔｏｒｒで、基板成長温度
は５１０℃であった。多重量子井戸の成長速度は１. ３
μｍ／ｈであった。
成長による成長条件は、以下の通りであった。原料はア
ルシンＡｓＨ3 ，フォスフィンＰＨ3 ，トリメチルイン
ジウムＴＭＩｎ、トリエチルガリウムＴＥＧａを使用
し、到達真空度は１×１０-9Ｔｏｒｒで、基板成長温度
は５１０℃であった。多重量子井戸の成長速度は１. ３
μｍ／ｈであった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、所望の波長が所望の順番に並んだ多波長レーザを形
成することができる。そのため、本製造方法を用いるこ
とにより、将来のキーデバイスとして期待されている多
波長レーザアレイを始めとした光素子や光・電子集積回
路（ＯＥＩＣ；ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）の形成が可能とな
る。
ば、所望の波長が所望の順番に並んだ多波長レーザを形
成することができる。そのため、本製造方法を用いるこ
とにより、将来のキーデバイスとして期待されている多
波長レーザアレイを始めとした光素子や光・電子集積回
路（ＯＥＩＣ；ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）の形成が可能とな
る。
【図１】多重量子井戸を形成する井戸層となるＩｎＧａ
ＡｓＰ膜成長時にレーザ光を照射した部分のフォトルミ
ネセンス波長の、レーザ光照射開始時間の該ＩｎＧａＡ
ｓＰ膜成長開始時からの遅れ時間への依存性を示すグラ
フである。
ＡｓＰ膜成長時にレーザ光を照射した部分のフォトルミ
ネセンス波長の、レーザ光照射開始時間の該ＩｎＧａＡ
ｓＰ膜成長開始時からの遅れ時間への依存性を示すグラ
フである。
【図２】本発明のレーザの作製工程中の多波長レーザの
断面構成図である。
断面構成図である。
【図３】本発明のレーザの作製工程中の多波長レーザの
断面構成図である。
断面構成図である。
【図４】本発明のレーザの作製終了後の多波長レーザの
断面構成図である。
断面構成図である。
１ 基板 ２ 下方クラッド ３ ガイド層 ４ 活性層 ５ ガイド層 ６ 上方クラッド層 ７ 電極 ８ 電極 ４１ 活性層 ４２ 活性層
Claims (1)
- 【請求項１】 有機金属分子線エピタキシャル法により
同一の単結晶基板上に多波長のレーザ構造を成長させる
多波長レーザの製造方法であって、 前記単結晶基板上の一部にレーザ光を照射しながら該基
板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体薄膜からなる活性層を成長さ
せる際に、該レーザ光を複数本の線上に照射することと
し、この時、照射する領域毎に照射を開始する時間を変
化させるとともに、該照射した領域の少なくとも一部を
用いて複数本からなるレーザの一部を形成することを特
徴とする多波長レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150630A JP3019174B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 多波長レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4150630A JP3019174B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 多波長レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05343801A true JPH05343801A (ja) | 1993-12-24 |
| JP3019174B2 JP3019174B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15501057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4150630A Expired - Fee Related JP3019174B2 (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | 多波長レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019174B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003303993A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Shiro Sakai | 窒化ガリウム系化合物半導体装置の製造方法及び発光装置 |
| JP2017208543A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体チップの製造方法、および半導体チップ |
| JP2017208544A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 発光半導体チップ、および発光半導体チップの製造方法 |
| US10388823B2 (en) | 2016-05-13 | 2019-08-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor chip and method for producing a semiconductor chip |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP4150630A patent/JP3019174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003303993A (ja) * | 2002-04-08 | 2003-10-24 | Shiro Sakai | 窒化ガリウム系化合物半導体装置の製造方法及び発光装置 |
| JP2017208543A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 半導体チップの製造方法、および半導体チップ |
| JP2017208544A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-24 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 発光半導体チップ、および発光半導体チップの製造方法 |
| US10388823B2 (en) | 2016-05-13 | 2019-08-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor chip and method for producing a semiconductor chip |
| US10396106B2 (en) | 2016-05-13 | 2019-08-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method for producing a semiconductor chip and semiconductor chip |
| US10637211B2 (en) | 2016-05-13 | 2020-04-28 | Osram Oled Gmbh | Light-emitting semiconductor chip and method for producing a semiconductor light-emitting chip |
| US10693033B2 (en) | 2016-05-13 | 2020-06-23 | Osram Oled Gmbh | Semiconductor chip and method for producing a semiconductor chip |
| US11004876B2 (en) | 2016-05-13 | 2021-05-11 | Osram Oled Gmbh | Method for producing a semiconductor chip and semiconductor chip |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3019174B2 (ja) | 2000-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |