JP2642404B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、InGaAlP系半導体材料を用いたタブルヘテ
ロ接合型半導体レーザに係わり、特に基板とエピタキシ
ャル層との格子整合をとるための半導体レーザの製造方
法に関する。
ロ接合型半導体レーザに係わり、特に基板とエピタキシ
ャル層との格子整合をとるための半導体レーザの製造方
法に関する。
（従来の技術） In1-Y（Ga1-XAlX）YP混晶（０≦Ｘ≦1,0≦Ｙ≦１）
は、III−Ｖ族化合物半導体の中で最も直接遷移バンド
ギャップが大きいことから、可視領域の発光素子材料と
して注目されている。そいて最近、有機金属を用いた化
学気相成長法（以下、MOCVD法と略記する）によりGaAs
基板上にInGaAlPを形成することが可能となっており、
この技術を利用した可視光半導体レーザが報告されてい
る。
は、III−Ｖ族化合物半導体の中で最も直接遷移バンド
ギャップが大きいことから、可視領域の発光素子材料と
して注目されている。そいて最近、有機金属を用いた化
学気相成長法（以下、MOCVD法と略記する）によりGaAs
基板上にInGaAlPを形成することが可能となっており、
この技術を利用した可視光半導体レーザが報告されてい
る。
第２図はInGaAlP系材料を用いた内部電流狭窄型半導
体レーザの概略構造を示す断面図である。図中11はｎ−
GaAs基板であり、この基板11上にはｎ−GaAsバッファ層
12,n−InGaAlPクラッド層13,InGaP活性層14,p−InGaAlP
クラッド層15,p−InGaPキャップ層16及びｎ−GaAsブロ
ック層（電流阻止層）17が順次積層成長された後、ホト
リソグラフィ技術によりｎ−GaAsブロック層17にストラ
イプ部（エッチングによる窓部）が形成される。次い
で、ストライプ部に露出したキャップ層16及びブロック
層17上にｐ−GaAsコンタクト層18及が再成長され、さら
に電極21,22が形成されて半導体レーザが完成する。な
お、上記基板及び各層において、ｎ型不純物としてはS
i、ｐ型不純物としてはZnが用いられる。
体レーザの概略構造を示す断面図である。図中11はｎ−
GaAs基板であり、この基板11上にはｎ−GaAsバッファ層
12,n−InGaAlPクラッド層13,InGaP活性層14,p−InGaAlP
クラッド層15,p−InGaPキャップ層16及びｎ−GaAsブロ
ック層（電流阻止層）17が順次積層成長された後、ホト
リソグラフィ技術によりｎ−GaAsブロック層17にストラ
イプ部（エッチングによる窓部）が形成される。次い
で、ストライプ部に露出したキャップ層16及びブロック
層17上にｐ−GaAsコンタクト層18及が再成長され、さら
に電極21,22が形成されて半導体レーザが完成する。な
お、上記基板及び各層において、ｎ型不純物としてはS
i、ｐ型不純物としてはZnが用いられる。
このような多元混晶によるヘテロ構造の作成に際して
は、基板結晶及びエピタキシャル層間の格子整合が重要
である。この例では、GaAsとInGaP,InGaAlPとの格子整
合が必要となる。基板結晶の格子定数a0とエピタキシャ
ル層の格子定数ａとのずれを、格子不整合率Δa/a0とし
て、 Δa/a0＝［（ａ−a0）/a0］×100（％） と定義すると、良好な可視光半導体レーザを作成するた
めには、Δa/a0を±0.1％以内に制御することが望まし
いと考えられる。
は、基板結晶及びエピタキシャル層間の格子整合が重要
である。この例では、GaAsとInGaP,InGaAlPとの格子整
合が必要となる。基板結晶の格子定数a0とエピタキシャ
ル層の格子定数ａとのずれを、格子不整合率Δa/a0とし
て、 Δa/a0＝［（ａ−a0）/a0］×100（％） と定義すると、良好な可視光半導体レーザを作成するた
めには、Δa/a0を±0.1％以内に制御することが望まし
いと考えられる。
上記構造をMOCVD法を用いて製造する場合、In1-XGaXP
層の成長についてはGaAs（格子定数≒5.65Å）と格子整
合する組成（Ｘ≒0.5）となるような気相組成に制御し
た原料ガスを供給することによって、格子整合性の良好
なヘテロ成長が可能である。このときのガス流量条件
は、例えば次のようにして決めることができる。Ｖ族原
料の供給量を一定としてIII族原料の供給比（Ga/In）を
変化させたとき、この供給比すなわち気相組成Xgと格子
不整合率Δa/a0の関係は第７図のようになる。この関係
から格子整合する気相組成Xgoを得ることができる。ま
た、In1-Y（Ga1-XAlX）YPの場合も同様にして格子整合
する流量条件が求められる。
層の成長についてはGaAs（格子定数≒5.65Å）と格子整
合する組成（Ｘ≒0.5）となるような気相組成に制御し
た原料ガスを供給することによって、格子整合性の良好
なヘテロ成長が可能である。このときのガス流量条件
は、例えば次のようにして決めることができる。Ｖ族原
料の供給量を一定としてIII族原料の供給比（Ga/In）を
変化させたとき、この供給比すなわち気相組成Xgと格子
不整合率Δa/a0の関係は第７図のようになる。この関係
から格子整合する気相組成Xgoを得ることができる。ま
た、In1-Y（Ga1-XAlX）YPの場合も同様にして格子整合
する流量条件が求められる。
しかしながら、このようにして作成したダブルヘテロ
ウェハのＸ線回折スペクトルを調べてみると、第８図の
ような形状を示した。即ち、最も強度の強いGaAs基板の
ピークP1と、その右裾部に略重なってｎ型クラッド層の
ピークP2があり、ｐ型クラッド層のピーク３は左側に離
れている。この結果から、各クラッド層の格子不整合率
Δa/a0を求めると、ｎ型クラッド層は±0.02％と小さい
が、ｐ型クラッド層が−0.15％と大きいものであった。
このような格子不整合、つまりｐ型クラッド層の格子不
整合が生じると、ヘテロ成長においてミスフィット転位
等の結晶欠陥発生の要因となる。また、活性層近傍に格
子不整合があることで、活性層に応力が加わり特性の劣
化を引き起こすことが考えられる。
ウェハのＸ線回折スペクトルを調べてみると、第８図の
ような形状を示した。即ち、最も強度の強いGaAs基板の
ピークP1と、その右裾部に略重なってｎ型クラッド層の
ピークP2があり、ｐ型クラッド層のピーク３は左側に離
れている。この結果から、各クラッド層の格子不整合率
Δa/a0を求めると、ｎ型クラッド層は±0.02％と小さい
が、ｐ型クラッド層が−0.15％と大きいものであった。
このような格子不整合、つまりｐ型クラッド層の格子不
整合が生じると、ヘテロ成長においてミスフィット転位
等の結晶欠陥発生の要因となる。また、活性層近傍に格
子不整合があることで、活性層に応力が加わり特性の劣
化を引き起こすことが考えられる。
（発明が解決しようとする課題） このように従来、InGaAlP系半導体材料を用いたダブ
ルヘテロ接合型の半導体レーザにおいては、格子整合す
る気相組成で結晶成長を行っても、ｐ型クラッド層の格
子不整合が生じ、素子特性の劣化を招くと言う問題があ
った。
ルヘテロ接合型の半導体レーザにおいては、格子整合す
る気相組成で結晶成長を行っても、ｐ型クラッド層の格
子不整合が生じ、素子特性の劣化を招くと言う問題があ
った。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、InGaAlP系材料を用いたダブルヘ
テロ接合部のｐ型クラッド層における格子不整合の問題
をなくすことができ、格子不整合に起因する結晶欠陥の
発生や活性層への応力印加等を抑制し、素子特性の向上
に寄与し得る半導体レーザの製造方法を提供することに
ある。
目的とするところは、InGaAlP系材料を用いたダブルヘ
テロ接合部のｐ型クラッド層における格子不整合の問題
をなくすことができ、格子不整合に起因する結晶欠陥の
発生や活性層への応力印加等を抑制し、素子特性の向上
に寄与し得る半導体レーザの製造方法を提供することに
ある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、ｐ型ドープのInGaAlPクラッド層の
格子定数がｎ型ドープ或いはアンドープのInGaAlPより
小さくなることに注目し、ｐ型クラッド層形成時の気相
組成をｐ型ドープによる格子定数の変化分を補償するよ
うに可変することにある。
格子定数がｎ型ドープ或いはアンドープのInGaAlPより
小さくなることに注目し、ｐ型クラッド層形成時の気相
組成をｐ型ドープによる格子定数の変化分を補償するよ
うに可変することにある。
即ち本発明は、GaAs基板上に有機金属熱分解気相成長
法を用いて、活性層をｎ型及びｐ型のクラッド層で挟ん
だIn1-Y（Ga1-XAlX）YP系材料（０≦Ｘ≦1,0≦Ｙ≦１）
からなるダブルヘテロ接合部を形成する半導体レーザの
製造方法において、前記ｐ型クラッド層の成長に際し
て、該クラッド層に添加するアクセプタ不純物（例えば
Zn）の濃度に応じて、該クラッド層を構成するIII族元
素相互間の原料供給比を可変し、前記ｎ型クラッド層形
成時のIII族元素相互間の原料供給比と変える（例えばI
nの供給割合を大きくする）ようにした方法である。
法を用いて、活性層をｎ型及びｐ型のクラッド層で挟ん
だIn1-Y（Ga1-XAlX）YP系材料（０≦Ｘ≦1,0≦Ｙ≦１）
からなるダブルヘテロ接合部を形成する半導体レーザの
製造方法において、前記ｐ型クラッド層の成長に際し
て、該クラッド層に添加するアクセプタ不純物（例えば
Zn）の濃度に応じて、該クラッド層を構成するIII族元
素相互間の原料供給比を可変し、前記ｎ型クラッド層形
成時のIII族元素相互間の原料供給比と変える（例えばI
nの供給割合を大きくする）ようにした方法である。
（作 用） 前述したInGaAlP混晶を用いたダブルヘテロ構造のｐ
型,n型クラッド層で格子不整合率が異なる現象につい
て、本発明者等が検討したとろ、第６図に示すように不
純物のドーピング、特にZnのドーピングによってｐ−In
GaAlPの格子不整合率が負側にずれる、即ちｐ−InGaAlP
の格子定数がアンドープ或いはｎ型ドープのそれによ
り、添加したZn濃度に応じて小さくなる傾向があること
が判った。つまり、InGaAlP系のダブルヘテロ接合型レ
ーザでは、アンドープ又はｎ型ドープ層では良好なヘテ
ロ成長ができても、ｐ型ドープ層は不純物のドーピング
によって格子定数が変化し、良好なヘテロ成長ができな
いことになる。
型,n型クラッド層で格子不整合率が異なる現象につい
て、本発明者等が検討したとろ、第６図に示すように不
純物のドーピング、特にZnのドーピングによってｐ−In
GaAlPの格子不整合率が負側にずれる、即ちｐ−InGaAlP
の格子定数がアンドープ或いはｎ型ドープのそれによ
り、添加したZn濃度に応じて小さくなる傾向があること
が判った。つまり、InGaAlP系のダブルヘテロ接合型レ
ーザでは、アンドープ又はｎ型ドープ層では良好なヘテ
ロ成長ができても、ｐ型ドープ層は不純物のドーピング
によって格子定数が変化し、良好なヘテロ成長ができな
いことになる。
本発明では、ｐ型ドープ層の格子定数の低下を予め見
越してｐ−InGaAlPクラッド層の形成時に格子定数を大
きくする方向に気相組成を可変する。具体的には、III
族元素相互間の原料供給比においてInの供給割合を大き
くしている。これにより、ｐ−InGaAlPクラッド層の格
子不整合率の負側へのずれを補償することができ、良好
なヘテロ成長を行うことが可能となる。即ち、MOCVD法
によってダブルヘテロ構造を形成する際、ｎ型クラッド
層，活性層は前記第７図に示す特性図に基づいて気相組
成を制御することにより、格子整合した成長を行うこと
ができる。次に、ｐ型クラッド層を形成する場合、上記
と同じ気相組成ではZnの５×1017cm-3のドーピングで、
格子不整合率はｎ型クラッド層により負側に0.08％、程
度ずれることになる。そこで、気相組成を格子定数を大
きくする方向に可変、例えばInを５％増加することによ
って、格子不整合率の負側へのずれを補償することがで
き、ｐ型クラッド層も格子整合した良好な成長を行うこ
とが可能となる。
越してｐ−InGaAlPクラッド層の形成時に格子定数を大
きくする方向に気相組成を可変する。具体的には、III
族元素相互間の原料供給比においてInの供給割合を大き
くしている。これにより、ｐ−InGaAlPクラッド層の格
子不整合率の負側へのずれを補償することができ、良好
なヘテロ成長を行うことが可能となる。即ち、MOCVD法
によってダブルヘテロ構造を形成する際、ｎ型クラッド
層，活性層は前記第７図に示す特性図に基づいて気相組
成を制御することにより、格子整合した成長を行うこと
ができる。次に、ｐ型クラッド層を形成する場合、上記
と同じ気相組成ではZnの５×1017cm-3のドーピングで、
格子不整合率はｎ型クラッド層により負側に0.08％、程
度ずれることになる。そこで、気相組成を格子定数を大
きくする方向に可変、例えばInを５％増加することによ
って、格子不整合率の負側へのずれを補償することがで
き、ｐ型クラッド層も格子整合した良好な成長を行うこ
とが可能となる。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの製
造工程を示す断面図である。まず、第１図（ａ）に示す
如く、ｎ−GaAs基板11（Siドープ:3×1018cm-3）上にMO
CVD法により、ｎ−GaAsバッファ層12（Siドープ:3×10
18cm-3），厚さ１μｍのｎ−In0.5（Ga0.5Al0.5）0.5Ｐ
クラッド層13（Siドープ:5×1017cm-3），厚さ0.1μｍ
のアンドープIn0.5Ga0.5Ｐ活性層14,厚さ１μｍの ｐ−In0.5（Ga0.5Al0.5）0.5Ｐクラッド層15（Znドー
プ:5×1017cm-3），厚さ0.05μｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐキ
ャップ層16（Znドープ:7×1017cm-3）及び厚さ１μｍの
ｎ−GaAsブロック層（電流阻止層）17（Siドープ:2×10
18cm-3）を連続成長する。
造工程を示す断面図である。まず、第１図（ａ）に示す
如く、ｎ−GaAs基板11（Siドープ:3×1018cm-3）上にMO
CVD法により、ｎ−GaAsバッファ層12（Siドープ:3×10
18cm-3），厚さ１μｍのｎ−In0.5（Ga0.5Al0.5）0.5Ｐ
クラッド層13（Siドープ:5×1017cm-3），厚さ0.1μｍ
のアンドープIn0.5Ga0.5Ｐ活性層14,厚さ１μｍの ｐ−In0.5（Ga0.5Al0.5）0.5Ｐクラッド層15（Znドー
プ:5×1017cm-3），厚さ0.05μｍのｐ−In0.5Ga0.5Ｐキ
ャップ層16（Znドープ:7×1017cm-3）及び厚さ１μｍの
ｎ−GaAsブロック層（電流阻止層）17（Siドープ:2×10
18cm-3）を連続成長する。
ここで、ｐ型クラッド層15の成長に際しては、Znドー
プによる格子不整合率の負側へのシフト分0.08％を補正
するため、ｎ型クラッド層13のIII族原料供給量に対し
てGa,Alは変えずに、Inを５％増加した気相組成Xg1とし
た。他の層は、前記第７図から格子整合する気相組成Xg
0とした。なお、バッファ層12は必ずしも必要なく、基
板11上に直接ｎ型クラッド層13を成長するようにしても
よい。
プによる格子不整合率の負側へのシフト分0.08％を補正
するため、ｎ型クラッド層13のIII族原料供給量に対し
てGa,Alは変えずに、Inを５％増加した気相組成Xg1とし
た。他の層は、前記第７図から格子整合する気相組成Xg
0とした。なお、バッファ層12は必ずしも必要なく、基
板11上に直接ｎ型クラッド層13を成長するようにしても
よい。
次いで、ホトリソグラフィ技術を用い、第１図（ｂ）
に示す如く、電流ブロック層17にストライプ状の溝を形
成する。この際、ストライプ部ではｎ−GaAsは全てエッ
チングされ、ｐ−InGaPが表面に露出することになる。
その後、MOCVD法により第１図（ｃ）に示す如くｐ−GaA
sコンタクト層18（Znドープ:5×1018cm-3）を再成長す
る。これ以降は、ｎ側及びｐ側にそれぞれ電極21,22を
被着することにより、第２図に示す如き内部電流狭窄型
半導体レーザが完成することになる。
に示す如く、電流ブロック層17にストライプ状の溝を形
成する。この際、ストライプ部ではｎ−GaAsは全てエッ
チングされ、ｐ−InGaPが表面に露出することになる。
その後、MOCVD法により第１図（ｃ）に示す如くｐ−GaA
sコンタクト層18（Znドープ:5×1018cm-3）を再成長す
る。これ以降は、ｎ側及びｐ側にそれぞれ電極21,22を
被着することにより、第２図に示す如き内部電流狭窄型
半導体レーザが完成することになる。
なお、電流ブロック層17までの第１回目の結晶成長及
びキャップ層18の第２回目の結晶成長には、第３図に示
す如き結晶成長炉を用いた。この図において20はGaAs基
板或いは第１回目の成長後前記加工を施したエピタキシ
ャルウェハ基板、31は石英反応管、32はサセプタ、33は
高周波コイルを示している。そして、第１回目の結晶成
長における成長条件は、成長温度750℃，成長圧力25Tor
r,総流量１/min,V/III＝500とした。また、第２回目
の結晶成長における成長条件は、成長温度650℃，成長
圧力50Torr,総流量１/minとした。
びキャップ層18の第２回目の結晶成長には、第３図に示
す如き結晶成長炉を用いた。この図において20はGaAs基
板或いは第１回目の成長後前記加工を施したエピタキシ
ャルウェハ基板、31は石英反応管、32はサセプタ、33は
高周波コイルを示している。そして、第１回目の結晶成
長における成長条件は、成長温度750℃，成長圧力25Tor
r,総流量１/min,V/III＝500とした。また、第２回目
の結晶成長における成長条件は、成長温度650℃，成長
圧力50Torr,総流量１/minとした。
作成したダブルヘテロウェハのＸ線回折スペクトルを
調べたところ、第４図のようなプロファイルが得られ
た。GaAs基板11,n型及びｐ型のクラッド層13,15の回折
ピークが略重なっており、格子不整合率はｎ型クラッド
層13が＋0.022％,p型クラッド層15は＋0.01％であっ
た。このウェハから作成したレーザ素子は、スクリーニ
ング試験でも目立った劣化は見られず良好な特性を示し
た。また、同一の条件で成長した数回の成長でも、両ク
ラッド層共に±0.05以内の格子不整合率に制御されてい
た。
調べたところ、第４図のようなプロファイルが得られ
た。GaAs基板11,n型及びｐ型のクラッド層13,15の回折
ピークが略重なっており、格子不整合率はｎ型クラッド
層13が＋0.022％,p型クラッド層15は＋0.01％であっ
た。このウェハから作成したレーザ素子は、スクリーニ
ング試験でも目立った劣化は見られず良好な特性を示し
た。また、同一の条件で成長した数回の成長でも、両ク
ラッド層共に±0.05以内の格子不整合率に制御されてい
た。
かくして本実施例方法によれば、ダブルヘテロ構造の
ｐ型クラッド層15を形成する際に、Znドーピングの影響
で格子定数が低下する分を、III族元素の原料供給比（I
n/Ga,As）を大きくすることによって補償している。こ
のため、ｎ型クラッド層13が格子整合する気相組成と同
一条件では格子不整合が生じてしまうｐ型クラッド層15
を、GaAs基板11と格子整合する条件で成長することがで
き、これにより良好なヘテロ成長を行うことができる。
従って、格子不整合に起因する結晶欠陥の発生や活性層
への応力印加等を抑制することができ、作製される半導
体レーザの特性向上をはかることが可能となる。
ｐ型クラッド層15を形成する際に、Znドーピングの影響
で格子定数が低下する分を、III族元素の原料供給比（I
n/Ga,As）を大きくすることによって補償している。こ
のため、ｎ型クラッド層13が格子整合する気相組成と同
一条件では格子不整合が生じてしまうｐ型クラッド層15
を、GaAs基板11と格子整合する条件で成長することがで
き、これにより良好なヘテロ成長を行うことができる。
従って、格子不整合に起因する結晶欠陥の発生や活性層
への応力印加等を抑制することができ、作製される半導
体レーザの特性向上をはかることが可能となる。
第５図は本発明の他の実施例に係わる半導体レーザの
製造工程を示す断面図である。この方法では、まず第５
図（ａ）に示す如く、ｎ−GaAs基板41上にMOCVD法によ
りｎ−InGaAlPクラッド層42,InGaP活性層43,p−InGaAlP
第１クラッド層44,p−InGaPエッチング停止層45,p−InG
aAlP第２クラッド層46,p−InGaPキャップ層47及びｐ−G
aAsコンタクト層48を成長形成し、コンタクト層48上にS
iO2膜49を形成する。なお、基板41、クラッド層42,44,4
6、活性層43及び、キャップ層47の組成費及び不純物ド
ープ量の先の実施例と同様にした。また、エッチング停
止層45は、その組成を活性層43と同じにし、不純物ドー
プ量をクラッド量44,46と同じにした。
製造工程を示す断面図である。この方法では、まず第５
図（ａ）に示す如く、ｎ−GaAs基板41上にMOCVD法によ
りｎ−InGaAlPクラッド層42,InGaP活性層43,p−InGaAlP
第１クラッド層44,p−InGaPエッチング停止層45,p−InG
aAlP第２クラッド層46,p−InGaPキャップ層47及びｐ−G
aAsコンタクト層48を成長形成し、コンタクト層48上にS
iO2膜49を形成する。なお、基板41、クラッド層42,44,4
6、活性層43及び、キャップ層47の組成費及び不純物ド
ープ量の先の実施例と同様にした。また、エッチング停
止層45は、その組成を活性層43と同じにし、不純物ドー
プ量をクラッド量44,46と同じにした。
ここで、ｐ型クラッド層44,46及びｐ型エッチング停
止層45の結晶成長に際しては、先の実施例と同様にZnド
ープによる格子不整合率の負側へのシフト分0.08％を補
正するため、ｎ型クラッド層13のIII族原料供給量に対
してGa,Alは変えずに、Inを５％増加した気相組成Xg1と
した。なお、格子整合が再も問題となるのは活性層43に
近接するｐ型クラッド層44であるから、このクラッド層
44のみを上記の気相組成Xg1で成長し、他の層は前記第
７図から格子整合する気相組成Xg0としてもよい。
止層45の結晶成長に際しては、先の実施例と同様にZnド
ープによる格子不整合率の負側へのシフト分0.08％を補
正するため、ｎ型クラッド層13のIII族原料供給量に対
してGa,Alは変えずに、Inを５％増加した気相組成Xg1と
した。なお、格子整合が再も問題となるのは活性層43に
近接するｐ型クラッド層44であるから、このクラッド層
44のみを上記の気相組成Xg1で成長し、他の層は前記第
７図から格子整合する気相組成Xg0としてもよい。
次いで、エッチング液（Br2＋HBr＋H2O）を用い、第
５図（ｂ）に示す如く、SiO2膜49をマスクにコンタクト
層48及びキャップ層47をクラッド層46に達するまでエッ
チングする。さらに、熱燐酸による選択エッチングを行
い、第５図（ｃ）に示す如くコンタクト層46をエッチン
グ除去する。
５図（ｂ）に示す如く、SiO2膜49をマスクにコンタクト
層48及びキャップ層47をクラッド層46に達するまでエッ
チングする。さらに、熱燐酸による選択エッチングを行
い、第５図（ｃ）に示す如くコンタクト層46をエッチン
グ除去する。
次いで、第５図（ｄ）に示す如く、MOCVD法によりｎ
−GaAsブロック層51を再成長する。このブロック層51の
成長に際しては、トリメチルガリウムとアルシンを原料
ガスとして用いた。その結果、SiO2膜49上にはGaAsの成
長は全く見られなかった。その後、第５図（ｅ）に示す
如く、SiO2膜49を除去し、さらにコンタクト層48を除去
する。次いで、第５図（ｆ）に示す如く、MOCVD法によ
りｎ−GaAsコンタクト層52を再成長する。
−GaAsブロック層51を再成長する。このブロック層51の
成長に際しては、トリメチルガリウムとアルシンを原料
ガスとして用いた。その結果、SiO2膜49上にはGaAsの成
長は全く見られなかった。その後、第５図（ｅ）に示す
如く、SiO2膜49を除去し、さらにコンタクト層48を除去
する。次いで、第５図（ｆ）に示す如く、MOCVD法によ
りｎ−GaAsコンタクト層52を再成長する。
このようにして作成された半導体レーザにおいても、
先の実施例と同様にｐ−InGaAlPクラッド層44のZnドー
プによる格子定数の低下を補償することができ、ヘテロ
成長を良好に行うことができる。従って、格子不整合に
起因する問題を解決することができ、先の実施例と同様
の効果が得られる。また、ｐ型クラッド層15或いはｐ型
クラッド層44,46及びｐ型エッチング停止層45のキャリ
ア濃度は、２〜５×1017cm-3の範囲が良好であり、この
場合ｎ型クラッド層のInの量に対してInの寮を3.5〜７
％増加して補正すれば良いことが判明した。
先の実施例と同様にｐ−InGaAlPクラッド層44のZnドー
プによる格子定数の低下を補償することができ、ヘテロ
成長を良好に行うことができる。従って、格子不整合に
起因する問題を解決することができ、先の実施例と同様
の効果が得られる。また、ｐ型クラッド層15或いはｐ型
クラッド層44,46及びｐ型エッチング停止層45のキャリ
ア濃度は、２〜５×1017cm-3の範囲が良好であり、この
場合ｎ型クラッド層のInの量に対してInの寮を3.5〜７
％増加して補正すれば良いことが判明した。
なお、本発明は上述した各実施例方法に限定されるも
のではない。実施例では、ｐ型不純物としてZnを用いた
が、これ以外にマグネシウムやカドミウム等のIII族元
素を用いることもできる。そして、ｐ型クラッド層を形
成する際に可変するIII族元素間の原料供給比は、使用
する不純物の種類やドープ量等の条件に応じて適宜定め
ればよい。また、素子構造は第２図や第５図に限るもの
ではなく、活性層をｎ型及びｐ型のクラッド層で挟んだ
In1-Y（Ga1-XAlX）YP系のダブルヘテロ接合部を有する
ものに適用することができる。その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
のではない。実施例では、ｐ型不純物としてZnを用いた
が、これ以外にマグネシウムやカドミウム等のIII族元
素を用いることもできる。そして、ｐ型クラッド層を形
成する際に可変するIII族元素間の原料供給比は、使用
する不純物の種類やドープ量等の条件に応じて適宜定め
ればよい。また、素子構造は第２図や第５図に限るもの
ではなく、活性層をｎ型及びｐ型のクラッド層で挟んだ
In1-Y（Ga1-XAlX）YP系のダブルヘテロ接合部を有する
ものに適用することができる。その他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、ｐクラッド層を
形成する際、Znドーピングの効果で、ｎクラッド層が格
子整合する気相組成と同一条件では格子不整合が生じて
いたものを、Znドーピングによる格子定数の変動分を補
正するように気相組成を変えることによって、ｎ型クラ
ッド層とｐ型クラッド層の格子不整合を改善した良好な
ダブルフテロ構造を作成することができる。
形成する際、Znドーピングの効果で、ｎクラッド層が格
子整合する気相組成と同一条件では格子不整合が生じて
いたものを、Znドーピングによる格子定数の変動分を補
正するように気相組成を変えることによって、ｎ型クラ
ッド層とｐ型クラッド層の格子不整合を改善した良好な
ダブルフテロ構造を作成することができる。
第１図乃至第４図は本発明の一実施例方法を説明するた
めのもので、第１図は半導体レーザの製造工程を示す断
面図、第２図は該工程により形成された半導体レーザの
概略構造を示す断面図、第３図は結晶成長炉の概略構成
を示す断面図、第４図はＸ線回折スペクトルを示す特性
図、第５図は本発明の他の実施例方法を説明するための
工程断面図、第６図は本発明の作用を説明するためのも
のでキャリア濃度に対する格子不整合率の変化を示す特
性図、第７図及び第８図は従来の問題点を説明するため
のもので第７図は気相組成に対する格子不整合率の変化
を示す特性図、第８図はＸ線回折スペクトルを示す特性
図である。 11……ｎ−GaAs基板、12……ｎ−GaAsバッファ層、13…
…ｎ−InGaAlPクラッド層、14……InGaP活性層、15……
ｐ−InGaAlPクラッド層、16……ｐ−InGaPキャップ層、
17……ｎ−GaAsブロック層（電流阻止層）、18……ｐ−
GaAsコンタクト層、20……ｎ−GaAs基板或いは１回目の
成長後のエピタキシャルウェハ、21,22……電極、31…
…石英反応管、32……サセプタ、33……高周波コイル。
めのもので、第１図は半導体レーザの製造工程を示す断
面図、第２図は該工程により形成された半導体レーザの
概略構造を示す断面図、第３図は結晶成長炉の概略構成
を示す断面図、第４図はＸ線回折スペクトルを示す特性
図、第５図は本発明の他の実施例方法を説明するための
工程断面図、第６図は本発明の作用を説明するためのも
のでキャリア濃度に対する格子不整合率の変化を示す特
性図、第７図及び第８図は従来の問題点を説明するため
のもので第７図は気相組成に対する格子不整合率の変化
を示す特性図、第８図はＸ線回折スペクトルを示す特性
図である。 11……ｎ−GaAs基板、12……ｎ−GaAsバッファ層、13…
…ｎ−InGaAlPクラッド層、14……InGaP活性層、15……
ｐ−InGaAlPクラッド層、16……ｐ−InGaPキャップ層、
17……ｎ−GaAsブロック層（電流阻止層）、18……ｐ−
GaAsコンタクト層、20……ｎ−GaAs基板或いは１回目の
成長後のエピタキシャルウェハ、21,22……電極、31…
…石英反応管、32……サセプタ、33……高周波コイル。
Claims (2)
- 【請求項１】有機金属熱分解気相成長法を用いて GaAs基板上に、活性層をｎ型及びｐ型のクラッド層で挟
んだIn1-Y（Ga1-XAlX）YP系材料（０≦Ｘ≦1,0≦Ｙ≦
１）からなるダブルヘテロ接合部を形成する半導体レー
ザの製造方法において、 前記ｐ型クラッド層の成長に際して、該クラッド層に添
加するアクセプタ不純物の濃度に応じて、該クラッド層
を構成するIII族元素相互間の原料供給比を可変し、前
記ｎ型クラッド層形成時のIII族元素相互間の原料供給
比と異ならせることを特徴とする半導体レーザの製造方
法。 - 【請求項２】前記ｐ型クラッド層のアセクプタ不純物は
Znであり、該クラッド層を構成するIII族元素相互間の
原料供給比を、前記ｎ型クラッド層形成時のIII族元素
相互間の原料供給比に対し、Inの供給割合を大きくした
ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11670588A JP2642404B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11670588A JP2642404B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286487A JPH01286487A (ja) | 1989-11-17 |
| JP2642404B2 true JP2642404B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=14693792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11670588A Expired - Fee Related JP2642404B2 (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2642404B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07112093B2 (ja) * | 1990-01-12 | 1995-11-29 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JP3119554B2 (ja) * | 1993-03-03 | 2000-12-25 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| US5787105A (en) * | 1995-01-20 | 1998-07-28 | Nikon Corporation | Integrated semiconductor laser apparatus |
| JP4560885B2 (ja) * | 2000-04-27 | 2010-10-13 | ソニー株式会社 | 化合物半導体装置およびその製造方法ならびに半導体発光装置およびその製造方法 |
| JP2007258641A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| JP5309949B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2013-10-09 | 信越半導体株式会社 | 化合物半導体基板および発光素子ならびに化合物半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP11670588A patent/JP2642404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01286487A (ja) | 1989-11-17 |
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