JPS59127891A - 分布帰還型半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明（１、都−波擬で発振する分布帰還型半纏体レー
ザの！／造方法に閃するものである。

光牛丞体貴子及び光ファイバの進歩によって、デ゛、フ
ァイバ通信の実用化が開始されている。しかし、光フア
イバ通信の特性を天分に利用する一Ｅでは、単一波長で
安定に発振する半導体レーザが心壁である。単一波長で
安定に発振樗ることが出来ない半導体レーザを光１ｍ信
に用いると、光ファイバの材料分散により伝送０Ｊ頷な
４１）域が狭くなったり、波扶が変る時大きな雑音を発
生し、伝送系の信号対雑音比が劣化し、伝送品質の低１
を招いたりする。このような理由から、単一で安定な波
長で発振する半導体レーザを目的として、分布帰還型半
纏体レーザが研究されでいる。分布帰還型子導体レーザ
は、通常の半導体レーザが共儀器として結晶の臂開面を
用いるのに対し、活性層の近傍もしくは活性層に設けら
れた凹凸によるブラック反射器を用いている。このため
、通常の半導体レーザは多波長で発振しやすいが、分布
匍還型千尋体レーザはブラック反射器によって選択され
た波長だけが発振することが出来る。しかし、従来の製
造方法においては周期的凹凸を工、チングで形成した後
、すぐにその半導体層上に活性層を含む各層構造を形成
している。このため作製された分布帰漿型半導体レーザ
は、以下に述べる間肪点がある。それは、通常の半導体
レーザに比べて１分布帰還型半導体レーザの駆動電流が
高いことと、寿命が短かいことである。駆動電流が高く
なる原因は、フラッグ反射器として用いられている活性
層近傍もしくは活性層に存在する凹凸が浅くしか形成出
来ず、そのためフラッグ反射器の反射率が低いためであ
る。又、寿命が知かい理由け、凹凸基板上に形成された
結晶の品質が低く、結晶の転位が多く存在するためであ
る。

本発明の目的は、駆動電流が低く、寿命が長い特性を有
する単一波長で安定に発振する分布帰還型半導体レーザ
の製造方法を提供することにある。

本発明の製造方法は、まず半導体屑表面ＶＣＪ＃！期的
な凹凸を形成し、次いで、直線状の浅い凹凸を気体中で
工、チングし深くする工程と、前記深い凹凸が形成され
た半導体層上に活性層を含む多屋）構造をエピタキシャ
ル成長により形成させる工程とを連続して行なう構成と
なっている。

次に図面を用いて本発明を説明す、る。第１図は本発明
の−’ｓｔ楕例をα、明する図であり、ｐ′ｉ　ｗ状の
凹凸を気体中で工、チングで形成する１稈と、凹凸の上
に半導体層をエピタキシャル成長させる工程とを連続し
て行なう装置の概略図である。又第２図線本発明の工程
の概略を示す工程図である。

直線状の凹凸形状は、第２図（、）に小すように半梼体
基板上に通常行なわれる。レーザの干渉φを４；１１用
したフォトリソグラフィー法で書られる。本実施例では
、半導体基板にｎ形ＩｎＰ基板２２を用い。

フォトレジスト２１にＡＺ−１３５０、レーザＦニヘリ
ウム・カドミウムレーザを用いた。そして、周期状に除
去されたフォトレジスト２１が被覆し、でいるＩｎＰ％
に板２２をクロムメタノールで工、ナングすることによ
り、絢期的に円形のくばみ２３が形成される。従来の製
造方法では、この円形のくぼみ２３の上に半導体ｔ　＋
Ｉ！ｉ接エピタキシャル放長させていたが、凹凸の稼さ
が浅いためフラッグ反射器の反射率が低く、駆動電流が
増大する原因となっていた。又、ブロムメタノールで工
、ナングする工程はケミカルエヤ千ングであり、成技工
程とは別工程であったため、ＩｎＰ半導体の凹凸表面が
酸化されやすく、エピタキシャル成長層の結晶の品質が
低くなり、転位が成長層中に多く発生し、寿命を短かく
する原因となっていた。本実施例では、浅く形成された
凹凸を有するＩｎＰ基板を、第１図に示す反応炉１５の
内の基板ホルダー１６ＫＩｎＰ基板２２を設置し、塩化
水素ガスで工、チングを行なう０本実施例では、７００
℃の基板温度で１％塩化水素ガス中に２０秒間さらすと
第２図（ｂ）Ｋ示す、深い凹凸が得られた。さらに、第
１図に２５は第１図のＩｎメルト１２にＨＣＩガスを送
り反応させ、細管１１１ＣＰＨ４とＨ，８ガスを送るこ
とによって得た。ノンドープＩｎＧａＡｓＰ２６け、Ｉ
ｎメル）１２とＧａメルト１３にＨＣ１ガスを送り反応
させ、細管１１にＰＨ，とＡ、Ｈ，ガスを送り得た。

ｆ）　　ＩｎＰ層２７け、ｐドーパントとしてｚｎ　ガ
スを送り同様にして書た。本実施例では、ＨＣＩ　によ
る気体工、チングであるため、結晶の（１１１）５− 面が選択的に工、ナング、　’！、、第２図（ｂｌに示
すような深い凹凸が得られた。又、工、チング後、連続
してエピタキシャルｂｖ　ｉ＋が行なわれるため、Ｉ、
Ｐ基板表向が＃ｆ化嘔れずに、良好なエピタキシャル成
長層か寿られた。そのため、成長層に含まれる転位曇コ
、少なく、寿命が短かくなることが防がれた。よって１
本発明によると、駆動電流の低い。

寿命の長い、単一波長で安定に発振する分布帰還型半導
体レーザのを盾方法が得られる。

上記実施例では、Ｉｎ０ａＡｓＰ／ＩＩＰ系であったが
。

この拐科ｒｃ　ｉｉ定されず、ＧａＡ　ＩＡｓ　／　（
ｉａＡｓ　。

ＩｎＧａＡｓＰ　／　ＧａＡｓ　、　ＩｎＧａＡ　ＩＰ
　／　ＧａＡｓ　　等でも良いことは明らかである。

上記夾施伊１では、浅い１１！１凸を７オ）ＩＪソゲラ
フイー法によ−）たが仙の方γｋ、例えは電子ビーム露
光法、レーサ脅き込み法等を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

記１図けｔ−４￥、明を買施する丸めの装置であり、１
１は細管、１２ｕｌｎ　　メルト、１３け（３１／／ｌ
ｚ６− ト、１５Ｆｉ反応管、１６は基板ホルダーである。 第２図は本発明の製造工程を示す概略図で、各工程にお
けるウェファの断面形状の変化を示している。（、）け
フォトリソグラフィー法によって浅い凹凸が得られたウ
ェファ、（ｂ）は気体中で工、チングされた鋭い凹凸を
有するウェファ、（ｃ）はエピタキシャル成長後のウェ
ファの断面形状をそれぞれ示し、２１け７オトレジスト
、２３け浅い凹面、２２はＩｎＰ基板、２４は深い凹凸
面、２５はｎ−ＩｎＰクラッド層、２６はノンドープＩ
ｎＧａＡｓＰ　活性層、２７はｐ　−ＩｎＰクラッド層
を示す。 ＩＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 凹凸がＭＪ期的に形だ９．された半納８体層上に活性層
   ｆ：営む多層構造を形成して、分布帰還型半纏体レーザ
   を製造する方法において、あらかし虻形成された浅い凹
   凸を気Ｗ中で工、チングして疎くする工程と、前記深い
   とｉ凸の上に半ψ体版をエピタキシャル成長させる工程
   とを連続して行なう工程を有することを特徴とする分布
   帰還型半纏体レーザの製造方法う