JP2006005073A - Laser diode and epitaxial wafer therefor - Google Patents
Laser diode and epitaxial wafer therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006005073A JP2006005073A JP2004178341A JP2004178341A JP2006005073A JP 2006005073 A JP2006005073 A JP 2006005073A JP 2004178341 A JP2004178341 A JP 2004178341A JP 2004178341 A JP2004178341 A JP 2004178341A JP 2006005073 A JP2006005073 A JP 2006005073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- doped
- epitaxial wafer
- algainp
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明はAlGaInP系のレーザダイオード(LD)用エピタキシャルウェハに関するものである。 The present invention relates to an epitaxial wafer for an AlGaInP-based laser diode (LD).
AlGaInP系のLDはデジタルバーサタイルディスク(DVD)の読み取り用光源、書き込み用光源として広く用いられている。最近の電子機器は高密度実装を行うため、特に高温での動作電流の低減が重要である。このためLDのp型クラッド層のドーピング量を増やしキャリア濃度を大きくして、ヘテロ界面での漏れ電流を低減したり、直列抵抗成分を低減するなどの施策が行われている。 AlGaInP-based LDs are widely used as reading light sources and writing light sources for digital versatile discs (DVDs). Since recent electronic devices perform high-density mounting, it is particularly important to reduce operating current at high temperatures. For this reason, measures such as increasing the doping amount of the p-type cladding layer of the LD and increasing the carrier concentration to reduce the leakage current at the heterointerface and reduce the series resistance component are being taken.
AlGaInP系化合物半導体のp型ドーパントとしてはベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)等が挙げられる。このうち分子線エピタキシー(MBE)で用いられているBe原料は、高濃度で低拡散のドーピングが可能であるが、極めて毒性が強いという欠点を有する。またZnは、AlGaInP系化合物半導体内のp型ドーパントとして広く用いられているものの、拡散定数が比較的大きく熱工程等による悪影響が生ずることが知られている。 Examples of the p-type dopant of the AlGaInP-based compound semiconductor include beryllium (Be), magnesium (Mg), and zinc (Zn). Among these, the Be raw material used in molecular beam epitaxy (MBE) can be doped with high concentration and low diffusion, but has a drawback of being extremely toxic. Zn is widely used as a p-type dopant in AlGaInP-based compound semiconductors, but has a relatively large diffusion constant and is known to cause adverse effects due to a thermal process or the like.
図9に、AlGaInP系の従来のLDの一例として、特開平9−219567号公報(特許文献1)に開示されたものを示す。図9において、201はn型GaAs基板、202はn型GaAs基板201上に形成されたn型AlGaInPクラッド層である。203はp型AlGaInPクラッド層である。205はAlGaInPからなる活性層であり、その上下にノンドープAlGaInP層204、206を有する。207はp型AlGaInPクラッド層である。すなわち、AlGaInP活性層205およびノンドープAlGaInP層204、206をn型AlGaInPクラッド層203とp型AlGaInPクラッド層207で挟んだダブルヘテロ構造を有している。
FIG. 9 shows an example of an AlGaInP-based conventional LD disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-219567 (Patent Document 1). In FIG. 9, 201 is an n-type GaAs substrate, and 202 is an n-type AlGaInP clad layer formed on the n-
208はp型GaInPコンタクト層、209はp型GaAsキャップ層で、ストライプ構造となっており、そのストライプ構造の両側には電流狭窄を行う目的でn型GaAs電流ブロック層210が形成され、埋め込み成長されている。
上記AlGaInP系のLDの特徴は、p型AlGaInPクラッド層207のうちのノンドープAlGaInP層206と接する第1の部分207aには、p型不純物として、従来より用いられているZnの代わりに、このZnに比べて化合物半導体の固体中で拡散しにくいMgがドープされ、残りの第2の部分207bにはZnがドープされている点にある。
The AlGaInP-based LD is characterized in that the first portion 207a of the p-type
このように構成されたLDにおいては、p型クラッド層の活性層側の第1の部分にZnがドープされていないか、または、Znがドープされる場合であっても非常に低濃度で済むことにより、p型クラッド層中のZnが活性層中に入り込むのを有効に防止することができる。また、p型クラッド層中のZnが活性層中に入り込むのを防止するためにp型クラッド層の第2の部分を活性層から過度に離す必要がないので、p型クラッド層の直列抵抗を十分に低くすることができる。
上記のように、従来は、p型クラッド層中のZnが活性層中に入り込む不都合を防止することのみに注意が払われてきた。しかし、次に述べるように、p型クラッド層よりも上(p側電極側)に位置する層(例えば、コンタクト層やキャップ層など)の中のZnがp型クラッド層や活性層中に入り込むことも防止すべきである。 As described above, conventionally, attention has been paid only to preventing the disadvantage that Zn in the p-type cladding layer enters the active layer. However, as described below, Zn in a layer (for example, a contact layer or a cap layer) located above the p-type cladding layer (on the p-side electrode side) enters the p-type cladding layer or the active layer. This should also be prevented.
発明者の調査によれば、AlGaInP系のLDのクラッド層及びコンタクト層のp型ドーパントとしてMgを用いた場合に、次のような問題が生じることがわかった。 According to the inventor's investigation, it has been found that the following problems arise when Mg is used as the p-type dopant in the cladding layer and contact layer of the AlGaInP-based LD.
第1に、GaAsコンタクト層をMgドープによって作製する場合に、十分に抵抗の小さいMgドープコンタクト層を得ることが困難である。GaAsコンタクト層としての低抵抗化に必要な3×1018〜50×1018cm-3程度のキャリア濃度を得ようとしても、GaAsコンタクト層の膜厚方向に均一にMgが入らず、GaAsコンタクト層の成長初期に特にMgが入りにくいためである。 First, when the GaAs contact layer is produced by Mg doping, it is difficult to obtain an Mg-doped contact layer having a sufficiently low resistance. Even if the carrier concentration of about 3 × 10 18 to 50 × 10 18 cm −3 necessary for reducing the resistance of the GaAs contact layer is obtained, Mg does not enter uniformly in the film thickness direction of the GaAs contact layer, and the GaAs contact This is because Mg is particularly difficult to enter at the early stage of the layer growth.
図3はGaAs基板上にキャリア濃度1×1019cm-3のMgドープGaAs層を育成し、これを2次イオン分析(SIMS)により、膜厚方向のMg濃度分布を調べたものである。これから明らかなように、成長初期にMgが十分に入っておらず、低抵抗のMgドープGaAs層を得ることが困難であることがわかる。抵抗が高い場合にはレーザ素子を駆動しているときに発熱が大きくなり、その結果、動作電流の上昇や信頼性の低下をもたらす。 FIG. 3 shows an Mg-doped GaAs layer having a carrier concentration of 1 × 10 19 cm −3 grown on a GaAs substrate, and the Mg concentration distribution in the film thickness direction was examined by secondary ion analysis (SIMS). As is clear from this, it is found that Mg is not sufficiently contained in the initial stage of growth, and it is difficult to obtain a low-resistance Mg-doped GaAs layer. When the resistance is high, heat is increased when the laser element is driven, resulting in an increase in operating current and a decrease in reliability.
第2の問題としては、図4に示すように気相中のMg濃度またはZn濃度(Mg気相濃度またはZn気相濃度)とキャリア濃度の関係を調べると(Mg、Znの取り込み効率を比較すると)、同一のZn気相濃度ではGaAsとAlGaInPではGaAsの方が遥かにZnが入り易いが、同一のMg気相濃度ではGaAsとAlGaInPではMgの入り易さは同程度である。コンタクト層は、電極の大きさにもよるが、良好な電気的接触を得るために1×1019cm-3前後のキャリア濃度が必要である。これに必要なMg原料を供給しながらMgドープGaAs層を成長した場合には、LDの半導体結晶の成長終了後に過剰なMgが成長炉内に残留してしまう。これにより次の成長の初期に意図せずにMgが半導体結晶中に取り込まれてしまう。特にMgは基板とエピタキシャル層との界面付近や、エピタキシャル層同士の界面付近に偏析しやすく、これは素子抵抗を上昇させたり信頼性を損なう原因となってしまい好ましくない。 As a second problem, as shown in FIG. 4, when the relationship between the Mg concentration or Zn concentration in the gas phase (Mg gas phase concentration or Zn gas phase concentration) and the carrier concentration is examined (the Mg and Zn uptake efficiency are compared). Then, GaAs and AlGaInP are much easier to enter Zn at the same Zn gas phase concentration, but Mg is easier to enter at GaAs and AlGaInP at the same Mg gas phase concentration. Although the contact layer depends on the size of the electrode, a carrier concentration of about 1 × 10 19 cm −3 is required to obtain good electrical contact. When the Mg-doped GaAs layer is grown while supplying the Mg raw material necessary for this, excess Mg remains in the growth furnace after the growth of the LD semiconductor crystal. As a result, Mg is unintentionally taken into the semiconductor crystal at the beginning of the next growth. In particular, Mg tends to segregate near the interface between the substrate and the epitaxial layer or near the interface between the epitaxial layers, which is not preferable because it increases the device resistance or impairs the reliability.
コンタクト層のp型ドーパントとしてMgを用いることは前述の問題があるため好ましくない。このため、Mgよりも拡散定数が大きいが高キャリア濃度を得やすいZnをドーパントとして、ZnドープGaAsをコンタクト層とすればよいと考えられる。また一般にZnドープGaAsは従来より広く用いられている。 Using Mg as the p-type dopant for the contact layer is not preferable because of the above-mentioned problems. For this reason, it is thought that Zn doped GaAs may be used as a contact layer with Zn as a dopant, which has a diffusion constant larger than that of Mg but easy to obtain a high carrier concentration. In general, Zn-doped GaAs has been widely used.
しかしながら、この場合においては別の問題が発生する。つまり、p型クラッド層(の全部または一部)の成長時にはZnを供給せず、III族原料、V族原料、Mg原料のみを供給しながら結晶成長したのにもかかわらず、コンタクト層のZnがp型クラッド層側に異常に拡散し、更には活性層内部まで拡散し、素子特性を著しく劣化させてしまうという問題が生じたのである。 However, another problem arises in this case. That is, Zn is not supplied during the growth of the p-type cladding layer (all or a part of it), but the Zn of the contact layer is grown despite crystal growth while supplying only the Group III material, the Group V material, and the Mg material. Has diffused abnormally to the p-type clad layer side, and further diffused into the active layer, resulting in a problem that the device characteristics are remarkably deteriorated.
我々は、エピタキシャル層への熱履歴を抑えれば拡散が低減できると予想し、種々の成長温度でコンタクト層を形成し、コンタクト層のZnの拡散状況を比較し600℃以下の成長温度においてZnの拡散が著しく抑えられることを見出した(特願2003−371858号)。コンタクト層の成長温度とコンタクト層のZnが活性層近傍まで異常拡散している様子を2次イオン分析(SIMS)測定を行った結果を図5、図6、図7に示す。図5はコンタクト層の成長温度が580℃の場合、図6はコンタクト層の成長温度が630℃の場合、図7はコンタクト層の成長温度が680℃の場合を示す。 We expect that diffusion can be reduced if the thermal history in the epitaxial layer is suppressed, and contact layers are formed at various growth temperatures, and the Zn diffusion state of the contact layer is compared and Zn is grown at a growth temperature of 600 ° C. or lower. Has been found to be significantly suppressed (Japanese Patent Application No. 2003-371858). The results of secondary ion analysis (SIMS) measurement of the contact layer growth temperature and the abnormal diffusion of Zn in the contact layer to the vicinity of the active layer are shown in FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 5 shows a case where the growth temperature of the contact layer is 580 ° C., FIG. 6 shows a case where the growth temperature of the contact layer is 630 ° C., and FIG. 7 shows a case where the growth temperature of the contact layer is 680 ° C.
ところが実屈折率導波型のLDを製作する場合には、結晶成長は1回だけでなく、リッジ構造とした後、AlInP等で埋め込むのが一般的であり、これを600℃以下で行うのは困難である。このため埋め込み成長時に、ZnドープGaAsコンタクト層から生じるZn拡散が問題となっていた。コンタクト層を600℃以下で成長したエピタキシャルウェハにリッジ形成を行い、成長温度630℃でAlInPを埋め込み成長した場合の2次イオン分析結果、つまり埋め込み成長後のエピタキシャル層の活性層近傍の2次イオン分析結果を図8に示す。 However, when manufacturing an actual refractive index waveguide type LD, crystal growth is not limited to one time, but is generally embedded in AlInP after forming a ridge structure, which is performed at 600 ° C. or lower. It is difficult. For this reason, Zn diffusion generated from the Zn-doped GaAs contact layer has become a problem during burying growth. Result of secondary ion analysis when ridge formation is performed on an epitaxial wafer with a contact layer grown at 600 ° C. or less and AlInP is embedded and grown at a growth temperature of 630 ° C., that is, secondary ions in the vicinity of the active layer of the epitaxial layer after embedded growth The analysis results are shown in FIG.
本発明は上記課題を解消するためになされたものであり、コンタクト層からのZnの拡散による活性層の劣化を防ぐことにより、高密度実装等に適した高温動作用途や高出力用途に適したAlGaInP系のLD用エピタキシャルウェハおよびそのLD用エピタキシャルウェハを用いて作製したLDを得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and is suitable for high-temperature operation applications and high-power applications suitable for high-density mounting and the like by preventing deterioration of the active layer due to diffusion of Zn from the contact layer. An object is to obtain an AlGaInP-based LD epitaxial wafer and an LD manufactured using the LD epitaxial wafer.
上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成したものである。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
請求項1の発明に係るレーザダイオード用エピタキシャルウェハは、n型基板上に、n型クラッド層、活性層及びp型クラッド層からなる発光部と、その上に形成されたp型コンタクト層を具備し、上記p型クラッド層がマグネシウム(Mg)ドープp型AlGaInP層からなるレーザダイオード用エピタキシャルウェハにおいて、上記コンタクト層を、炭素(C)ドープp型AlGaAs層と、その上に形成された亜鉛(Zn)ドープp型GaAs層により構成し、これにより、コンタクト層の亜鉛(Zn)ドープp型GaAs層がp型クラッド層のマグネシウム(Mg)ドープp型AlGaInP層に隣接しない構造としたことを特徴とする。 An epitaxial wafer for a laser diode according to a first aspect of the present invention comprises a light emitting portion comprising an n-type cladding layer, an active layer and a p-type cladding layer on an n-type substrate, and a p-type contact layer formed thereon. In the epitaxial wafer for laser diodes in which the p-type cladding layer is a magnesium (Mg) -doped p-type AlGaInP layer, the contact layer is composed of a carbon (C) -doped p-type AlGaAs layer and zinc ( It is composed of a Zn) -doped p-type GaAs layer, whereby the zinc (Zn) -doped p-type GaAs layer of the contact layer is not adjacent to the magnesium (Mg) -doped p-type AlGaInP layer of the p-type cladding layer. And
これにより、コンタクト層のZnドープp型GaAs層をp型クラッド層のMgドープp型AlGaInP層から離して隣接しない構造とした。 As a result, the Zn-doped p-type GaAs layer of the contact layer was separated from the Mg-doped p-type AlGaInP layer of the p-type cladding layer and was not adjacent.
請求項2の発明に係るレーザダイオード用エピタキシャルウェハは、請求項1記載のレーザダイオード用エピタキシャルウェハにおいて、上記炭素(C)ドープp型AlGaAs層に、炭素が5×1017cm-3以上オートドープされていることを特徴とする。 An epitaxial wafer for a laser diode according to a second aspect of the present invention is the epitaxial wafer for a laser diode according to the first aspect, wherein the carbon (C) -doped p-type AlGaAs layer is auto-doped with carbon of 5 × 10 17 cm −3 or more. It is characterized by being.
請求項3の発明に係るレーザダイオード用エピタキシャルウェハは、請求項1又は2記載のレーザダイオード用エピタキシャルウェハにおいて、上記炭素(C)ドープp型AlGaAs層のAlAs組成が、活性層の発光波長に対し透明であることを特徴とする。 An epitaxial wafer for a laser diode according to a third aspect of the present invention is the epitaxial wafer for a laser diode according to the first or second aspect, wherein the AlAs composition of the carbon (C) -doped p-type AlGaAs layer corresponds to the emission wavelength of the active layer. It is characterized by being transparent.
請求項4の発明に係るレーザダイオードは、請求項1〜3記載のレーザダイオード用エピタキシャルウェハ上に、電極を形成し、切り分けることにより作製したことを特徴とする。 A laser diode according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that an electrode is formed on the epitaxial wafer for a laser diode according to the first to third aspects and is cut out.
<発明の要点>
本発明者は、コンタクト層からのZnの拡散はZnドープ層とMgドープ層が隣接しているためであると推定した。
<Key points of the invention>
The inventor presumed that the diffusion of Zn from the contact layer was due to the adjacent Zn doped layer and Mg doped layer.
これを確認するため、ZnドープGaAsコンタクト層と、MgドープAlGaInP層との間に厚さ100nmのCドープAlGaAsを具備させたLD用エピタキシャルウェハを製作し、リッジ形成した後、埋め込み成長を行った。 In order to confirm this, an epitaxial wafer for LD comprising 100 nm thick C-doped AlGaAs between a Zn-doped GaAs contact layer and an Mg-doped AlGaInP layer was fabricated, and after ridge formation, buried growth was performed. .
その結果、図2、図8の比較から分かるように、CドープAlGaAs層の有無によってZnの拡散量が大きく変化することがわかった。つまりCドープAlGaAs層を具備させることにより、ZnドープGaAs層とMgドープAlGaInP層が隣接しなければ、Znの拡散が抑制できることを見出した。 As a result, as can be seen from the comparison between FIG. 2 and FIG. 8, it was found that the amount of Zn diffusion greatly changes depending on the presence or absence of the C-doped AlGaAs layer. That is, it has been found that by providing a C-doped AlGaAs layer, Zn diffusion can be suppressed unless the Zn-doped GaAs layer and the Mg-doped AlGaInP layer are adjacent to each other.
また、このとき、CドープAlGaAs層のC濃度が5×1017cm-3未満のときは、CドープAlGaAs層が無い場合と比較し、直列抵抗成分が10%以上増加する。直列抵抗成分の増加はレーザダイオードの高出力時の発熱要因となり、高温特性や信頼性の低下をもたらす。このことから、AlGaAs層のC濃度の最適値は5×1017cm-3以上であることがわかった。 At this time, when the C concentration of the C-doped AlGaAs layer is less than 5 × 10 17 cm −3 , the series resistance component is increased by 10% or more compared to the case where there is no C-doped AlGaAs layer. The increase of the series resistance component becomes a heat generation factor at the time of high output of the laser diode, and brings about deterioration of high temperature characteristics and reliability. From this, it was found that the optimum value of the C concentration of the AlGaAs layer is 5 × 10 17 cm −3 or more.
本発明によれば、次のような優れた効果が得られる。 According to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
まず第1にpクラッド層がMgドープp型AlGaInP層であることにより、拡散定数の大きいZnをpクラッド層の導電性制御に使用する場合と比較して、後工程での熱履歴による活性層の劣化をかなり抑えることができる。 First, since the p-cladding layer is an Mg-doped p-type AlGaInP layer, the active layer due to the thermal history in the subsequent process is compared with the case where Zn having a large diffusion constant is used for the conductivity control of the p-cladding layer. It is possible to considerably suppress the deterioration of.
第2にコンタクト層をCドープp型AlGaAs層と、Znドープp型GaAs層の積層構造とし、Znドープ層とMgドープ層が隣接しないようにすることによって、埋め込み成長及び後工程での熱履歴によるコンタクト層からのZn拡散を著しく低減させることができ、また素子抵抗を増加させることもない。これによって出力が大きく信頼性の優れたLDを得ることができる。 Second, the contact layer has a laminated structure of a C-doped p-type AlGaAs layer and a Zn-doped p-type GaAs layer, and the Zn-doped layer and the Mg-doped layer are not adjacent to each other, so that the buried layer and the thermal history in the subsequent process are obtained. Zn diffusion from the contact layer can be significantly reduced, and the device resistance is not increased. As a result, an LD having a large output and excellent reliability can be obtained.
要するに、本発明によれば結晶中の不純物拡散が少ないことにより、発光出力が大きく信頼性の優れたAlGaInP系のLD用エピタキシャルウェハを容易に得ることができる。 In short, according to the present invention, since the impurity diffusion in the crystal is small, an AlGaInP-based LD epitaxial wafer having a large light emission output and excellent reliability can be easily obtained.
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
図1に、この実施の形態に係るAlGaInP系のLD用エピタキシャルウェハの構造例を示す。このLD用エピタキシャルウェハは、n型(キャリア濃度1×1018cm-3)GaAsからなるn型基板1上に、n型(キャリア濃度1×1018cm-3)GaAsからなるn型バッファ層2、n型(キャリア濃度1×1018cm-3)AlGaInP層からなるn型クラッド層3を順次エピタキシャル成長し、その上にAlGaInP系量子井戸からなる活性層4(AlGaInPとGaInPの多層構造(量子井戸構造)からなる活性層)、さらにMgドープp型(キャリア濃度1×1018cm-3)AlGaInP層からなるp型クラッド層5、p型コンタクト層6を順次成長した、ダブルヘテロ構造を有する。
FIG. 1 shows a structural example of an AlGaInP-based LD epitaxial wafer according to this embodiment. This epitaxial wafer for LD has an n-type buffer layer made of n-type (
上記p型コンタクト層6は、Cがドープされたp型(キャリア濃度1×1018cm-3)AlGaAs層7と、Znがドープされたp型(キャリア濃度1×1019cm-3)GaAs層8の積層構造により構成されており、これによりコンタクト層6の上部(表面部)の構成要素であるZnドープp型GaAs層8を、下部のp型クラッド層であるMgドープp型AlGaInP層5から離して、両者が隣接しない構造としている。
The p-
なおLDを作成する場合、p型クラッド層5及びp型コンタクト層6はリッジ構造とされ、該リッジ構造の左右にn型AlInP電流ブロック層が設けられる。
When forming an LD, the p-
このLD用エピタキシャルウェハを製造するには、MOVPE(有機金属気相成長)法により、n型基板1上に、Mgドープp型AlGaInP層からなるp型クラッド層5と、Cがドープされたp型AlGaAs層7及びZnがドープされたp型GaAs層8からなるp型コンタクト層6を形成する。
In order to manufacture this epitaxial wafer for LD, a p-
n型基板1としてはn型GaAs単結晶からなる基板を使用し、Ga、Al、In原料としてはトリエチルガリウム又はトリメチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリメチルインジウムを使用した。P原料としてはフォスフィン(PH3)を使用した。As原料としてはアルシン(AsH3)を使用した。活性層の組成は発光波長に応じて組成を変更しても良く、多層構造(量子井戸構造)からなる活性層のみならず、単層構造の活性層としてもよい。
A substrate made of n-type GaAs single crystal was used as the n-
<実施例>
まず、成長炉内にn型GaAsからなるn型基板1を配置し、基板温度700℃においてn型の導電性を有し、厚さ0.5μmのSiドープGaAsからなるn型バッファ層2を形成した。次に同じ基板温度で、Siドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなるn型クラッド層3、AlGaInP系量子井戸構造からなる活性層4、Mgドープ(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなるp型クラッド層5を形成した。
<Example>
First, an n-
次に基板温度を500℃から600℃の範囲まで下げたのちに、p型コンタクト層6の第一の構成要素であるCドープAlGaAs層7を成長した。CはV族原料とIII族原料の比率、成長速度等を調整することにより、原料ガスからオートドープされるようにした。さらにp型コンタクト層6の第二の構成要素であるZnドープGaAs層8を成長した。
Next, after the substrate temperature was lowered from 500 ° C. to 600 ° C., a C-doped
p型クラッド層5のキャリア濃度は1×1018cm-3とした。p型コンタクト層6の第一の構成要素であるCドープAlGaAs層7のC濃度は5×1017〜50×1017cm-3とした。コンタクト層6の第二の構成要素であるZnドープGaAs層8のキャリア濃度は5×1018〜30×1018cm-3とした。
The carrier concentration of the p-
比較のため、CドープAlGaAs層7の無いAlGaInP系のLD用エピタキシャルウェハ(比較例)も作製した。
For comparison, an AlGaInP-based LD epitaxial wafer (comparative example) without the C-doped
次に本発明の効果を確認するため、上記実施例のエピタキシャルウェハにリッジを形成し(図9参照)、630℃においてn型AlInPからなる電流ブロック層を埋め込み成長した(図9の電流ブロック層210参照)。完成した埋め込み成長済みエピタキシャルウェハについて2次イオン分析(SIMS)を行った結果を図2に示す。 Next, in order to confirm the effect of the present invention, a ridge was formed on the epitaxial wafer of the above embodiment (see FIG. 9), and a current blocking layer made of n-type AlInP was buried and grown at 630 ° C. (current blocking layer in FIG. 9). 210). FIG. 2 shows the result of secondary ion analysis (SIMS) of the completed buried and grown epitaxial wafer.
図2と図8の比較から分かるように、CドープAlGaAs層7の有無により、ZnドープGaAs層8からのZnの拡散状況に大きな差が生じている。CドープAlGaAs層7の存在により、明らかにZnの拡散を抑制できていることがわかった。
As can be seen from the comparison between FIG. 2 and FIG. 8, there is a large difference in the diffusion state of Zn from the Zn-doped
埋め込み成長済みエピタキシャルウェハのp型コンタクト層6、電流ブロック層及びp型クラッド層5の約半分をウェットエッチングにより除去し、波長488nmのアルゴン(Ar)レーザを用いて活性層4のフォトルミネッセンススペクトルを測定したところ、CドープAlGaAs層7のあるもの(実施例のエピタキシャルウェハ)では発光スペクトルの半値幅は10nm以下であったが、CドープAlGaAs層7の無いもの(比較例のエピタキシャルウェハ)では13nm以上となり、SIMSでのZn拡散状況と矛盾しない結果が得られた。
About half of the p-
すなわちCドープAlGaAs層7を介在させ、ZnドープGaAs層8とMgドープのp型クラッド層5を隣接させないことにより、良質な活性層4を有するAlGaInP系レーザダイオードが得られた。
That is, by interposing the C-doped
また、このようにして得られたLD用エピタキシャルウェハ上に、電極を形成し、切り分けることにより、LDチップを作製したところ、CドープAlGaAs層7を具備するものでは閾電流が120[mA]であったのに、CドープAlGaAs層7を具備しないものでは210[mA]となり、2次イオン分析や、フォトルミネッセンス測定から得られた活性層品質との関係が明確に現れた。
Further, when an LD chip was fabricated by forming and cutting electrodes on the thus obtained LD epitaxial wafer, the threshold current is 120 [mA] in the case of having the C-doped
1 n型基板
2 n型バッファ層
3 n型クラッド層
4 活性層
5 p型クラッド層
6 p型コンタクト層
7 CドープAlGaAs層
8 ZnドープGaAs層
1 n-type substrate 2 n-type buffer layer 3 n-type cladding layer 4 active layer 5 p-type cladding layer 6 p-type contact layer 7 C-doped
Claims (4)
上記コンタクト層を、炭素ドープp型AlGaAs層と、その上に形成された亜鉛ドープp型GaAs層により構成し、
これにより、コンタクト層の亜鉛ドープp型GaAs層がp型クラッド層のマグネシウムドープp型AlGaInP層に隣接しない構造としたことを特徴とするレーザダイオード用エピタキシャルウェハ。 An n-type substrate is provided with a light emitting portion comprising an n-type cladding layer, an active layer and a p-type cladding layer, and a p-type contact layer formed thereon, and the p-type cladding layer is a magnesium-doped p-type AlGaInP layer In an epitaxial wafer for a laser diode consisting of
The contact layer is composed of a carbon-doped p-type AlGaAs layer and a zinc-doped p-type GaAs layer formed thereon,
Thus, an epitaxial wafer for a laser diode, characterized in that the zinc-doped p-type GaAs layer of the contact layer is not adjacent to the magnesium-doped p-type AlGaInP layer of the p-type cladding layer.
上記炭素ドープp型AlGaAs層に、炭素が5×1017cm-3以上オートドープされていることを特徴とするレーザダイオード用エピタキシャルウェハ。 In the epitaxial wafer for laser diodes of Claim 1,
An epitaxial wafer for a laser diode, wherein the carbon-doped p-type AlGaAs layer is auto-doped with 5 × 10 17 cm −3 or more of carbon.
上記炭素ドープp型AlGaAs層のAlAs組成が、活性層の発光波長に対し透明であることを特徴とするレーザダイオード用エピタキシャルウェハ。 In the epitaxial wafer for laser diodes of Claim 1 or 2,
An epitaxial wafer for laser diodes, wherein the AlAs composition of the carbon-doped p-type AlGaAs layer is transparent to the emission wavelength of the active layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004178341A JP4534615B2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Epitaxial wafer for laser diode and laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004178341A JP4534615B2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Epitaxial wafer for laser diode and laser diode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006005073A true JP2006005073A (en) | 2006-01-05 |
JP4534615B2 JP4534615B2 (en) | 2010-09-01 |
Family
ID=35773202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004178341A Expired - Fee Related JP4534615B2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Epitaxial wafer for laser diode and laser diode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4534615B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140027809A1 (en) * | 2011-04-05 | 2014-01-30 | Furukawa Electric Co., Ltd | Semiconductor light device and manufacturing method for the same |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0964459A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPH0969667A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
JPH09219567A (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-19 | Sony Corp | Semiconductor laser |
JPH10135567A (en) * | 1996-11-01 | 1998-05-22 | Sharp Corp | Semiconductor laser element |
JPH10209573A (en) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Sony Corp | Light emitting device |
JPH11284276A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor laser device and its manufacture |
JP2001251010A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Nec Corp | Semiconductor laser and method of manufacturing the same |
JP2002353567A (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser and manufacturing method therefor |
JP2002374040A (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and production method therefor |
JP2003008147A (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
JP2003218467A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor distribution bragg reflecting mirror, manufacturing method therefor, surface light-emitting type semiconductor laser, optical communication module and optical communication system |
JP2004022630A (en) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Compound semiconductor and its manufacturing method and semiconductor light-emitting device and its manufacturing method |
JP2004134786A (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device and manufacturing method therefor |
-
2004
- 2004-06-16 JP JP2004178341A patent/JP4534615B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0964459A (en) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JPH0969667A (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-11 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and manufacture thereof |
JPH09219567A (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-19 | Sony Corp | Semiconductor laser |
JPH10135567A (en) * | 1996-11-01 | 1998-05-22 | Sharp Corp | Semiconductor laser element |
JPH10209573A (en) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Sony Corp | Light emitting device |
JPH11284276A (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | Semiconductor laser device and its manufacture |
JP2001251010A (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-14 | Nec Corp | Semiconductor laser and method of manufacturing the same |
JP2002353567A (en) * | 2001-05-25 | 2002-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser and manufacturing method therefor |
JP2002374040A (en) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and production method therefor |
JP2003008147A (en) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
JP2003218467A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor distribution bragg reflecting mirror, manufacturing method therefor, surface light-emitting type semiconductor laser, optical communication module and optical communication system |
JP2004022630A (en) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Compound semiconductor and its manufacturing method and semiconductor light-emitting device and its manufacturing method |
JP2004134786A (en) * | 2002-09-19 | 2004-04-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device and manufacturing method therefor |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140027809A1 (en) * | 2011-04-05 | 2014-01-30 | Furukawa Electric Co., Ltd | Semiconductor light device and manufacturing method for the same |
US9312443B2 (en) * | 2011-04-05 | 2016-04-12 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor light device and manufacturing method for the same |
US9627849B2 (en) | 2011-04-05 | 2017-04-18 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor light device and manufacturing method for the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4534615B2 (en) | 2010-09-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7769066B2 (en) | Laser diode and method for fabricating same | |
JP2005101542A (en) | Semiconductor light-emitting element and method of manufacturing the same | |
JP2007066981A (en) | Semiconductor device | |
JP2007096267A (en) | Epitaxial wafer for semiconductor light emitting device led, its manufacturing method, and semiconductor led | |
JP2008109092A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP2010251804A (en) | Structure of semiconductor laser | |
JPWO2005034301A1 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US6233266B1 (en) | Light emitting device | |
JP2006019695A (en) | Epitaxial wafer for semiconductor light-emitting element, and the element | |
JPH1065271A (en) | Gallium nitride based semiconductor light-emitting element | |
JP2004207682A (en) | Semiconductor laser element and manufacturing method therefor | |
JPH1131866A (en) | Semiconductor device of gallium nitride compound | |
US20050058169A1 (en) | Semiconductor laser device and method for fabricating the same | |
JP2006245341A (en) | Semiconductor optical element | |
JP4419520B2 (en) | Semiconductor laser diode and manufacturing method thereof | |
JP2009038408A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP4534615B2 (en) | Epitaxial wafer for laser diode and laser diode | |
JP2005353654A (en) | Semiconductor laser device and its manufacturing method | |
JP3763459B2 (en) | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
US7394114B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor | |
JP2011205148A (en) | Semiconductor device | |
JPH10256647A (en) | Semiconductor laser element and fabrication thereof | |
US5745517A (en) | Alternative doping for AlGaInP laser diodes fabricated by impurity-induced layer disordering (IILD) | |
JP2001257429A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2004165486A (en) | Semiconductor laser diode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060825 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Effective date: 20060825 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20091112 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091124 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20100122 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100525 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20100607 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |