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JPH0750448A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

半導体レーザおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH0750448A
JPH0750448A JP19342393A JP19342393A JPH0750448A JP H0750448 A JPH0750448 A JP H0750448A JP 19342393 A JP19342393 A JP 19342393A JP 19342393 A JP19342393 A JP 19342393A JP H0750448 A JPH0750448 A JP H0750448A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ridge
refractive index
layer
semiconductor laser
insulating layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19342393A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhito Takahashi
康仁 高橋
Ayumi Tsujimura
歩 辻村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP19342393A priority Critical patent/JPH0750448A/ja
Priority to US08/282,919 priority patent/US5499260A/en
Publication of JPH0750448A publication Critical patent/JPH0750448A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 500nm付近の発振波長を有するリッジ型
青色半導体レーザを提供する。 【構成】 n−GaAs基板1上に、n−ZnMgSS
eクラッド層2、n−ZnSSeガイド層3、アンドー
プCdZnSe活性層4、p−ZnSSeガイド層5、
p−ZnMgSSeクラッド層6およびp−ZnSeキ
ャップ層7を順次形成する。p型領域にエッチングを用
いて溝13およびリッジ部14を形成する。リッジ部1
4の平坦部以外のリッジ部14の側面および溝13等に
SiO2/TiO2の多層膜8を形成する。リッジ部14
の平坦部に電極を形成する。n−GaAs基板1側の電
極を形成して、リッジ型半導体レーザが作成される。埋
め込み層にSiO2/TiO2の多層膜8を用いているの
で、光もキャリアも効率良く閉じこめられ、発振に必要
なしきい値電流は飛躍的に低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は400〜500nm付近
の発振波長を有するリッジ型の青色半導体レーザを作成
する際、リッジ部の側面およびリッジ部の底辺に隣接す
る平坦部にクラッド層の屈折率よりも小さい屈折率から
大きな屈折率まで連続的に変化でき、反屈折率導波型か
ら屈折率導波型まで形成できる半導体レーザの構造およ
びその製造方法を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】最近の半導体結晶成長技術の著しい進歩
によりこれまで不可能といわれていたP型のZnSe系
結晶が得られるようになり、PN接合を利用した発光ダ
イオードや半導体レーザが報告されるようになってき
た。この材料系の魅力は500nm付近の発光波長の青
色光が得られることである。
【0003】従来、II−VI族化合物半導体を利用し
て作製した半導体レーザの構造を図7に示す(アフ゜ライト゛フ
ィシ゛ックスレタース゛、M.A.HAASE et al. Appl.Phys.Lett. 59 1
272(1991))。
【0004】分子線エピタキシー法(MBE:Molecular Be
am Epitaxy)により、n型GaAs基板71上にn−G
aAsバッファー層72、n+−ZnSe層73、n−
ZnSSe層74、n−ZnSe層75、アンドープC
dZnSe活性層76、p−ZnSe層77、p−Zn
SSe層78、p+−ZnSeキャップ層79を順次積
層した後、p+−ZnSeキャップ層79上にストライ
プ状の溝を有するポリイミド層80を形成して電流狭搾
層とし、それらの上にAu電極81を、n−GaAs基
板側にIn電極82を形成した構造になっている。活性
層に用いられているCdZnSe層76の厚みは約10
nmであった。
【0005】また、III−V族化合物半導体を用いた
ものには、リッジ型構造が提案されており、発振波長に
対してクラッド層とリッジの両サイドに用いられている
絶縁層の屈折率の関係は、クラッド層の屈折率は3を越
えており、絶縁層の屈折率は3より小さいので、絶縁層
の屈折率がクラッド層の屈折率を越えることはなかっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
造による半導体レーザには以下の示すいくつかの課題が
存在する。III−V族化合物半導体を用いたものは、
H.C.Casey,JrとM.B.PanishによるHETEROSTRUCTURE LAS
ERS(アカテ゛ミック フ゜レス ACADEMIC PRESS 1978)を見るとこれ
までに多くの半導体レーザの構造が提案されている。従
来例で示した、いわゆる酸化膜ストライプ構造は、電流
の狭搾も光の閉じ込めも不十分であり最も発振しにくい
構造である。低しきい値電流で発振させるためには、電
流の狭搾と光の閉じ込めを同時に行い、発光領域での利
得をできるだけ大きくする必要がある。これを実現する
最も典型的な構造はBH(Buried-Heterostructure)構
造である。しかし、BH構造に用いる埋め込み層の屈折
率と活性層の屈折率差を大きくすると、横方向の光の閉
じ込めは良くなるが、メサ幅が広いと多モード化しやす
く、結果として電流の狭搾はよいにもかかわらずしきい
値電流を上げる大きな原因の一つとなる。また、用途に
よっては、光の閉じ込めを強くすることは必ずしも好ま
しいことではなく、閉じ込めを弱めて適当に光を放射し
てやる必要がある。
【0007】さらに、II−VI族化合物半導体は、I
II−V族化合物半導体のように豊富に格子整合する材
料がなく、単結晶の半導体の組合せでBH構造を形成す
るのは非常に困難であるとともに、一部では成長後加熱
するとII−VI族化合物特有の熱劣化する傾向も見ら
れる。従って、DH構造を作成した後、メサやリッジを
形成して、再び結晶成長温度に上げて埋め込みを行うと
著しい劣化が起こる問題がある。
【0008】また、p型ZnSeが容易に得られるよう
になったとはいえキャリア濃度はたかだか1×1018
ー3程度であり、オーミックを取るためのキャップ層と
しては十分ではないので、接触抵抗を下げるためにコン
タクト幅はできるだけ広くする必要がある。
【0009】そこで本発明は、単一モード発振を維持し
ながら、リッジ幅をできるかぎり広くしてなおかつ接触
抵抗を下げ、しきい値電流だけでなく動作電圧を飛躍的
に低減する半導体レーザおよびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の半導体レーザは、半導体基板上に少なくともI
I−VI族化合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層
からなるDH構造を有するリッジ型半導体レーザにおい
て、リッジ部の側面および前記リッジ部の底辺に隣接す
る平坦部には、前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈
折率の絶縁体層と大きな屈折率の絶縁体層が交互に形成
されている構成とする。
【0011】また半導体基板上に少なくともII−VI
族化合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなる
DH構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッ
ジ部の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する平坦部
には、前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の絶
縁体層と大きな屈折率の絶縁体層が混在してなる絶縁体
層が形成されている構成とする。
【0012】また半導体基板上に少なくともII−VI
族化合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなる
DH構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッ
ジ部の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する平坦部
には、前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の絶
縁体層と大きな屈折率の絶縁体層が交互に形成されてな
る絶縁体層の所定に位置に超薄膜の金属膜が形成されて
いる構成とする。
【0013】さらに半導体レーザの製造方法は、半導体
基板上に少なくともII−VI族化合物半導体のクラッ
ド層に挟まれた活性層からなるDH構造を有するリッジ
型半導体レーザにおいて、リッジ部を形成する工程と前
記リッジ部の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する
平坦部に前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の
絶縁体と大きな屈折率の絶縁体からなる絶縁体層を形成
する工程を具備している。
【0014】また半導体基板上に少なくともII−VI
族化合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなる
DH構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッ
ジ部を形成する工程と前記リッジ部の側面および前記リ
ッジ部の底辺に隣接する平坦部に前記クラッド層の屈折
率よりも小さな屈折率の絶縁体と大きな屈折率の絶縁体
および金属膜からなる絶縁体層を形成する工程を具備し
ている。
【0015】
【作用】半導体レーザでは光と注入キャリアをいかに効
率よく閉じ込めるかが重要であり、本発明によるリッジ
型レーザでは、リッジ幅が広いにもかかわらず光と注入
キャリアが効果的に閉じこめられて、低しきい値電流で
発振が可能となる。リッジ幅が広いため接触抵抗が低減
でき動作電圧も飛躍的に低減できる。
【0016】
【実施例】以下に、実施例を用いて本発明を説明する。
【0017】(実施例1)図1は、n−GaAs基板1
上に、n−ZnMgSSeクラッド層2、n−ZnSS
eガイド層3、アンドープCdZnSe活性層4、p−
ZnSSeガイド層5、p−ZnMgSSeクラッド層
6およびp−ZnSeキャップ層7を順次形成した後、
p型領域に化学エッチングあるいはドライエッチングを
用いて溝13およびリッジ部14を形成する。クラッド
層の組成はGaAs基板1に整合するように選ばれてい
る。たとえば、バンドギャップエネルギーが3eVのと
き、クラッド層の組成はZn0.79Mg0.210.24Se
0.76となる。ガイド層の組成もGaAs基板に格子整合
するように組成が決定されてZnS0.06Se0.94とな
る。
【0018】リッジ部14の平坦部以外のリッジ部14
の側面および溝13等にSiO2/TiO2の多層膜8を
形成する。リッジ部の形成および溝部の多層膜の形成方
法は後に説明する。リッジ部14の平坦部に電極材料と
して例えばAuを形成した後、例えばCr10およびA
u11を形成する。n−GaAs基板1側の電極材料と
しては例えばInを用いた電極を形成して、リッジ型半
導体レーザが作成される。
【0019】本発明のリッジ型半導体レーザでは、リッ
ジ部14の側面および溝13にクラッド層材料のZnM
gSSeの屈折率(発振波長480nmに対して屈折率
は2.6)よりも小さな屈折率のSiO2(同発振波長
に対して屈折率は1.46)および大きな屈折率のTi
2(同発振波長に対して屈折率は2.8)の多層膜8
を用いている。キャリアの閉じ込めを効率良く行なうに
は、深くエッチングして溝13をn型層に形成するとよ
いが、リッジ部14の側面に活性層4の表面が現われる
ために、表面再結合などのリーク電流が流れたり、非発
光中心が発生して、結局しきい値電流が上昇するので、
溝13は活性層4を横切らないようにする。活性層4の
厚さが10nmの時、層厚方向の光の閉じこめ係数を最
大にするための各層の厚さを求めると、ガイド層3、5
の厚さはおよそ90nmとなる。p−ZnMgSSeク
ラッド層6の一部をエッチング除去して溝13をガイド
層5上に形成した場合、埋め込み層にSiO2のみを用
いると、単一横モード発振するためにはリッジ幅は50
0nm以下である必要があるが、埋め込み層にSiO2
/TiO2の多層膜8を用いて屈折率を2.55程度に
すると、単一横モード発振するためのリッジ幅は10μ
m程度まで広げることが可能となる。
【0020】例えばSiO2とTiO2の厚さの比が1:
4であり、発振波長が500nm付近だと、SiO2
20nmでTiO2が80nmで5ペア程度あればよ
い。p型における接触抵抗がIII−V族化合物半導体
に比べて若干大きいので、リッジ幅を広くして抵抗を下
げるためにも、SiO2/TiO2多層膜8で埋め込むこ
とは極めて有効である。光もキャリアも効率良く閉じこ
められているので、発振に必要なしきい値電流は飛躍的
に低減することができた。また、SiO2/TiO2多層
膜8の屈折率を変えることで、溝13をp型のクラッド
層内に形成したり、ガイド層内に形成したりできるの
で、レーザ光の遠視野像を制御可能となる。
【0021】(実施例2)次に、第2の実施例について
図2を用いて説明する。構造は図1に示す第1の実施例
とほとんど同じであるが、異なるのはSiO2/TiO2
多層膜8のかわりにSiO2とTiO2が混在する膜を用
いることである。混在する割合を調整することで、屈折
率を1.46から2.8まで連続的に変化させることが
可能となる。
【0022】実施例1では、所望の屈折率を得るために
はSiO2膜とTiO2膜の厚さと全層数を制御する必要
があるが、実施例2ではSiO2とTiO2の混合割合の
みであり、ある程度の層厚があればよい。屈折率が2.
55となるようにSiO2とTiO2を1:4の割合で混
合して実施例1に示したようにガイド層上に形成された
溝13に埋め込むと単一横モード発振するためのリッジ
幅は10μm程度まで広げることが可能となる。光もキ
ャリアも効率良く閉じこめられているので、発振に必要
なしきい値電流は飛躍的に低減することができた。
【0023】(実施例3)次に、第3の実施例について
図3を用いて説明する。構造は図1に示す第1の実施例
とほとんど同じであるが、SiO2/TiO2多層膜8の
かわりにSiO2/TiO2の多層膜中に非常に薄い金属
薄膜が形成されて、屈折率だけでなく消衰係数の制御を
行い、反屈折率導波型の半導体レーザを形成する。II
−VI族化合物半導体レーザは分子線エピタキシー(M
BE法)で作製されるので、積層構造を作製した後、p
−ZnMgSSeクラッド層の一部をエッチング除去し
て溝を形成した後、劣化を招くことなく、再び、単結晶
の半導体材料で溝部を埋め込むことは、非常に困難であ
るために、実施例1、2に示すように、絶縁材料で溝部
を埋め込むのであるが、絶縁層の中に非常薄い金属薄膜
を形成すると、光の吸収が起こるために、実施例1や2
の構造よりもさらに効果的に光をリッジ部に閉じ込める
ことができる。リッジ幅は実施例1や2と同様に10μ
m程度まで広げることが可能である。また、光もキャリ
アも効率良く閉じこめられているので、発振に必要なし
きい値電流は飛躍的に低減することができた。
【0024】(実施例4)次に、第4の実施例について
説明する。図4は半導体レーザの製造方法について示し
たものである。図4(a)は、分子線エピタキシー法
(以下MBE法いとう)でn−GaAs基板1上にn−
Zn1-xMgxySe1-yクラッド層2を1μm、nーZ
nS0.06Se0.94ガイド層3を0.15μm、アンドー
プCd0.2Zn0.8Se活性層4を120Å、pーZnS
0.06Se0.94ガイド層5を0.15μm、p−Zn1-x
MgxySe1-yクラッド層6を1μmおよびp−Zn
Seキャップ層7を0.1μm順次積層したものであ
る。クラッド層における組成xとyはGaAs基板と格
子整合を保ちながらバンドギャップエネルギーが2.9
eV以上になるように選ばれる。例えば、バンドギャッ
プエネルギーが3eVの場合、xは0.21、yは0.
24となる。
【0025】図4(b)はp−ZnSeキャップ層7上
に光CVD法によりSiO2膜41を0.3μm形成し
た後、レジストを塗布し、ストライプ状のマスクを使っ
てストライプを形成し、現像後、沸酸と沸化アンモニウ
ムが1対10に混合されたエッチャント溶液でストライ
プ状にSiO2膜41を除去したものを示す。
【0026】図4(c)は、重クロム酸カリウムと硫酸
を3対2の割合で混合したエッチング液を用いてp−Z
nSeキャップ層7とp−ZnMgSSeクラッド層6
の一部をエッチング除去したものを示す。エッチング速
度は200nm/minで、制御性がよく、4分30秒
エッチングして、図4(c)に示すように、溝部13の
深さを900nmにする。エッチングに伴って形成され
たリッジ部14の幅は10μmである。このようにし
て、溝部13およびリッジ部14を形成した後、図4
(d)に示すように、SiO2膜41を沸酸と沸化アン
モニウムの混合液でエッチング除去した後、例えば後述
するような方法でSiO2/TiO2多層膜8あるいはS
iO2・TiO2膜21あるいはSiO2/TiO2/金属
多層膜31を形成する。これらの薄膜を形成した後、ホ
トリソグラフィー技術を用いて、リッジ部14上の薄膜
を除去し、Au9を蒸着し、引続きレジストおよびレジ
スト上のAuを取り除き、Cr10およびAu11を蒸
着して、実施例1、2および3に示すようの半導体レー
ザを作製する。ここで、n−GaAs基板1の裏面側の
例えばInを使用する場合は、MBE成長する際の張り
付け材として用いたInをそのまま電極材料として用い
ることができる。
【0027】Si02/TiO2多層膜8およびSiO2
・TiO2膜21の成膜方法について図5を用いて説明
する。リアクター54の中に、ヒーター52上にウエハ
ー51を載置する。ウエハー51上には外部から紫外線
53が照射できるようになっている。リアクター54内
には、SiO2膜を形成するためのSiH4ガス55、O
2ガス56およびキャリアガスとしてN2ガス57を導入
するための配管が、また、TiO2膜を形成するための
TiCl458、H2O59およびキャリアガスとしてN
260を導入するための配管が、それぞれ具備されてい
る。薄膜を形成する時、ウエハー51の温度はヒーター
を用いて200℃に保たれる。SiO2/TiO2多層膜
8を形成する場合、例えば屈折率の大きいTiO2膜を
50nm形成する。この時のTiCl458およびH2
59は恒温槽で蒸気圧を制御し、バブリングするための
キャリアガスの流量をマスフローコントローラーで正確
に制御することにより、リアクター54に導入する流量
を制御する。TiO258の温度を30℃、H2O59
の温度を70℃にしてそれぞれに流れるキャリアガスの
流量を10cc/minおよび90cc/minとした
とき、TiO2膜形成速度は、10nm/minとな
る。5分で50nmの厚さのTiO2膜が得られる。次
にSiO2膜を形成するために、SiH455を100c
c/min、O 256を100cc/minおよびキャ
リアガスN257を200cc/minに切り替える。
成膜速度は、10nm/minであり、1分で10nm
のSiO2膜が得られる。これらを10回繰り返して、
全膜厚を600nmとする。このとき500nmの光が
感じる屈折率はp−ZnMgSSeの屈折率より若干小
さい値となり、光は横方向には緩やかな閉じ込めとな
り、リッジ幅を10μm程度でも単一横モードで安定し
て発振が得られることになる。それぞれの層厚および層
数を制御することで屈折率を1.46から2.8まで連
続的に変化させることができる。
【0028】また、絶縁体層の中に金属薄膜を形成する
場合は、図6に示すように、例えばAlの薄膜の場合は
有機金属であるトリメチルアルミニウム(以下TMAと
する)61をキャリアガスのH262と一緒にリアクタ
ー54に導入すればよい。ウエハー51の温度が200
℃とAlを形成するには若干低い温度であるが、紫外線
53でアシストすることと、TMA61を多く導入する
ことで、良好なAlの薄膜が形成される。
【0029】以上の発明では、光CVD法を用いて絶縁
層の形成を行ったが、スパッター法やEB蒸着法でもで
きることはいうまでもない。
【0030】
【発明の効果】このように本発明によれば、単一横モー
ドで低しきい値電流動作する発振波長が400〜500
nm帯の青色半導体レーザが再現性よく得られるため、
大量生産、ローコスト化が図られ、本発明の効果は非常
に大なるものがある。また、波長が短いだけでなく、単
一横モード発振しているので、光ディスクの光源やレー
ザビ−ムプリンターの光源として使用できるので、応用
範囲は極めて広い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のリッジ型半導体レーザの構
造断面図
【図2】本発明の一実施例のリッジ型半導体レーザの構
造断面図
【図3】本発明の一実施例のリッジ型半導体レーザの構
造断面図
【図4】本発明の製造工程断面図
【図5】本発明の一実施例の光CVD装置を示す概略図
【図6】本発明の一実施例の光CVD装置を示す概略図
【図7】従来の半導体レーザの構造断面図
【符号の説明】
1 n−GaAs基板 2 n−ZnMgSSe 3 n−ZnSSe 4 un−CdZnSe 5 p−ZnSSe 6 p−ZnMgSSe 7 p−ZnSe 8 SiO2/TiO2多層膜 9 Au 10 Cr 11 Au 12 In 13 溝 14 リッジ部 21 SiO2・TiO2 31 SiO2/TiO2/Al多層膜

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する平坦部に
    は、前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の絶縁
    体層と大きな屈折率の絶縁体層が交互に形成されている
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  2. 【請求項2】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する平坦部に
    は、前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の絶縁
    体層と大きな屈折率の絶縁体層が混在してなる絶縁体層
    が形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
  3. 【請求項3】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する平坦部に
    は、前記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の絶縁
    体層と大きな屈折率の絶縁体層が交互に形成されてなる
    絶縁体層の所定に位置に超薄膜の金属膜が形成されてい
    ることを特徴とする半導体レーザ。
  4. 【請求項4】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    を形成する工程と前記リッジ部の側面および前記リッジ
    部の底辺に隣接する平坦部に前記クラッド層の屈折率よ
    りも小さな屈折率の絶縁体と大きな屈折率の絶縁体から
    なる絶縁体層を形成する工程を具備していることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  5. 【請求項5】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    を形成する工程と前記リッジ部の側面および前記リッジ
    部の底辺に隣接する平坦部に前記クラッド層の屈折率よ
    りも小さな屈折率の絶縁体と大きな屈折率の絶縁体およ
    び金属膜からなる絶縁体層を形成する工程を具備してい
    ることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  6. 【請求項6】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    を形成する際、所定の割合で混合された重クロム酸カリ
    ウムと硫酸の溶液で形成されることを特徴とする請求項
    4または5に記載の半導体レーザの製造方法。
  7. 【請求項7】半導体基板上に少なくともII−VI族化
    合物半導体のクラッド層に挟まれた活性層からなるDH
    構造を有するリッジ型半導体レーザにおいて、リッジ部
    の側面および前記リッジ部の底辺に隣接する平坦部に前
    記クラッド層の屈折率よりも小さな屈折率の絶縁体と大
    きな屈折率の絶縁体および金属膜からなる絶縁体層を形
    成する際、前記小さな屈折率の絶縁体層はSiO2 であ
    り、リアクターの外部から紫外線を照射しながらシラン
    もしくはジシランと酸素を前記リアクター内に導入して
    形成し、前記大きな屈折率の絶縁体層はTiO2 であ
    り、四塩化チタンと水を前記リアクター内に導入して形
    成し、金属薄膜は有機金属化合物と水素を前記リアクタ
    ー内に導入して形成されることを特徴とする請求項4ま
    たは5に記載の半導体レーザの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148545A (ja) * 1999-09-09 2001-05-29 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法
JP2002076516A (ja) * 2000-07-07 2002-03-15 Lucent Technol Inc カルコゲナイド誘電体コーティングを有するメサ構造半導体光エミッタ

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970054972A (ko) * 1995-12-29 1997-07-31 김주용 레이저 다이오드 제조방법
JPH09237933A (ja) * 1996-02-29 1997-09-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ,及びその製造方法
JP3682336B2 (ja) * 1996-04-10 2005-08-10 三菱電機株式会社 半導体レーザ装置の製造方法
US6167072A (en) * 1997-06-06 2000-12-26 University Of Florida Modulated cap thin p-clad semiconductor laser
US6607829B1 (en) * 1997-11-13 2003-08-19 Massachusetts Institute Of Technology Tellurium-containing nanocrystalline materials
US6322901B1 (en) * 1997-11-13 2001-11-27 Massachusetts Institute Of Technology Highly luminescent color-selective nano-crystalline materials
US6207392B1 (en) 1997-11-25 2001-03-27 The Regents Of The University Of California Semiconductor nanocrystal probes for biological applications and process for making and using such probes
JP2000022206A (ja) * 1998-07-01 2000-01-21 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体発光装置
US6617583B1 (en) 1998-09-18 2003-09-09 Massachusetts Institute Of Technology Inventory control
US6251303B1 (en) 1998-09-18 2001-06-26 Massachusetts Institute Of Technology Water-soluble fluorescent nanocrystals
US6306610B1 (en) 1998-09-18 2001-10-23 Massachusetts Institute Of Technology Biological applications of quantum dots
JP2003531477A (ja) 2000-03-14 2003-10-21 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 光学増幅器およびレーザー
US20020110180A1 (en) * 2001-02-09 2002-08-15 Barney Alfred A. Temperature-sensing composition
JP4383865B2 (ja) * 2001-09-17 2009-12-16 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー 半導体ナノ結晶複合材
US7150910B2 (en) * 2001-11-16 2006-12-19 Massachusetts Institute Of Technology Nanocrystal structures
US7319709B2 (en) 2002-07-23 2008-01-15 Massachusetts Institute Of Technology Creating photon atoms
US7390568B2 (en) 2002-08-13 2008-06-24 Massachusetts Institute Of Technology Semiconductor nanocrystal heterostructures having specific charge carrier confinement
AU2003299748A1 (en) * 2002-12-20 2004-07-22 Cree, Inc. Methods of forming semiconductor devices including mesa structures and multiple passivation layers and related devices
US7917298B1 (en) 2003-04-17 2011-03-29 Nanosys, Inc. Nanocrystal taggants
US7229497B2 (en) * 2003-08-26 2007-06-12 Massachusetts Institute Of Technology Method of preparing nanocrystals
US7253452B2 (en) * 2004-03-08 2007-08-07 Massachusetts Institute Of Technology Blue light emitting semiconductor nanocrystal materials
US7229690B2 (en) 2004-07-26 2007-06-12 Massachusetts Institute Of Technology Microspheres including nanoparticles
US7316967B2 (en) * 2004-09-24 2008-01-08 Massachusetts Institute Of Technology Flow method and reactor for manufacturing noncrystals
JP4956928B2 (ja) * 2004-09-28 2012-06-20 日亜化学工業株式会社 半導体装置
KR100631876B1 (ko) * 2004-10-29 2006-10-09 삼성전기주식회사 반도체 레이저 소자의 제조 방법
JP2006128558A (ja) * 2004-11-01 2006-05-18 Sony Corp 半導体レーザ、半導体レーザの実装方法、半導体レーザ実装構造体および光ディスク装置
JP3857294B2 (ja) * 2004-11-11 2006-12-13 三菱電機株式会社 半導体レーザ
US8134175B2 (en) * 2005-01-11 2012-03-13 Massachusetts Institute Of Technology Nanocrystals including III-V semiconductors
US7394094B2 (en) * 2005-12-29 2008-07-01 Massachusetts Institute Of Technology Semiconductor nanocrystal heterostructures
US7602828B2 (en) * 2006-11-13 2009-10-13 Jds Uniphase Corporation Semiconductor laser diode with narrow lateral beam divergence
TWI452716B (zh) * 2007-06-08 2014-09-11 Formosa Epitaxy Inc Gallium nitride based light emitting diode and manufacturing method thereof
JP2009059933A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Toshiba Corp 半導体発光素子

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5029175A (en) * 1988-12-08 1991-07-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser
JP2616185B2 (ja) * 1990-09-05 1997-06-04 日本電気株式会社 半導体レーザ
JPH0783138B2 (ja) * 1993-01-29 1995-09-06 日本電気株式会社 半導体発光素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001148545A (ja) * 1999-09-09 2001-05-29 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子およびその製造方法
JP2002076516A (ja) * 2000-07-07 2002-03-15 Lucent Technol Inc カルコゲナイド誘電体コーティングを有するメサ構造半導体光エミッタ

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