JP2653562B2 - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザおよびそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６(a) 〜(e) は従来の半導体レーザの
製造方法の工程断面図を示す。図において、１はｎ形Ｇ
ａＡｓ基板、２はｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層、３は
ＩｎＧａＰ活性層、４はｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド
層、５はｎ形ＧａＡｓ層である。
製造方法の工程断面図を示す。図において、１はｎ形Ｇ
ａＡｓ基板、２はｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層、３は
ＩｎＧａＰ活性層、４はｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド
層、５はｎ形ＧａＡｓ層である。
【０００３】次に、従来の半導体レーザおよびその製造
法について説明する。まずｎ形ＧａＡｓ基板１上に図６
(a) に示すようにｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２，Ｉ
ｎＧａＰ活性層３，ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４を
結晶成長する。通常ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２の
ｎ形ドーパントとしてはシリコンが、またｐ形ＡｌＩｎ
ＧａＰクラッド層４のｐ形ドーパントとしては亜鉛がド
ーピングされる。次に、図６(b) に示すようにｐ形Ａｌ
ＩｎＧａＰクラッド層４の一部をストライプ状に残すよ
うにエッチングする。２回目の結晶成長により、図６
(c) に示すようにストライプの両側にｎ形のＧａＡｓ層
５を成長する。
法について説明する。まずｎ形ＧａＡｓ基板１上に図６
(a) に示すようにｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２，Ｉ
ｎＧａＰ活性層３，ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４を
結晶成長する。通常ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２の
ｎ形ドーパントとしてはシリコンが、またｐ形ＡｌＩｎ
ＧａＰクラッド層４のｐ形ドーパントとしては亜鉛がド
ーピングされる。次に、図６(b) に示すようにｐ形Ａｌ
ＩｎＧａＰクラッド層４の一部をストライプ状に残すよ
うにエッチングする。２回目の結晶成長により、図６
(c) に示すようにストライプの両側にｎ形のＧａＡｓ層
５を成長する。
【０００４】次にエッチングマスク１０を除去したの
ち、３回目の結晶成長により、ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラ
ッド層４とｎ形ＧａＡｓ層５上に図６(d) に示すように
ｐ形ＧａＡｓ層６を成長する。
ち、３回目の結晶成長により、ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラ
ッド層４とｎ形ＧａＡｓ層５上に図６(d) に示すように
ｐ形ＧａＡｓ層６を成長する。
【０００５】最後に図６(e) に示すようにｎ形ＧａＡｓ
基板１表面にｎ側電極７を，ｐ形ＧａＡｓ層６表面にｐ
側電極８を形成する。
基板１表面にｎ側電極７を，ｐ形ＧａＡｓ層６表面にｐ
側電極８を形成する。
【０００６】次に動作について説明する。ｎ側電極７と
ｐ側電極８間に順バイアスを加えると電流が流れ、活性
層３にｎ形クラッド層２から電子が注入され、またｐ形
クラッド層４からホールが注入され、これらの電子とホ
ールが再結合し、活性層３のバンドギャップエネルギー
に相当する波長（約６７０ｎｍ）の光が発生する。
ｐ側電極８間に順バイアスを加えると電流が流れ、活性
層３にｎ形クラッド層２から電子が注入され、またｐ形
クラッド層４からホールが注入され、これらの電子とホ
ールが再結合し、活性層３のバンドギャップエネルギー
に相当する波長（約６７０ｎｍ）の光が発生する。
【０００７】電流を増加させていき、ある電流（しきい
値電流）に達するとレーザ発振を開始し、活性層３のバ
ンドギャップエネルギーに相当するレーザ光が得られ
る。活性層３がＩｎＧａＰの場合には約６７０ｎｍの波
長で赤色のレーザ光が得られる。しきい値電流以上では
発生するレーザ光は電流に比例して増大する。
値電流）に達するとレーザ発振を開始し、活性層３のバ
ンドギャップエネルギーに相当するレーザ光が得られ
る。活性層３がＩｎＧａＰの場合には約６７０ｎｍの波
長で赤色のレーザ光が得られる。しきい値電流以上では
発生するレーザ光は電流に比例して増大する。
【０００８】
【発明が決しようとする課題】以上のように、従来ｎ形
ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２の不純物としてはセレンま
たはシリコンが、またｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４
の不純物としては亜鉛が用いられてきた。
ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２の不純物としてはセレンま
たはシリコンが、またｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４
の不純物としては亜鉛が用いられてきた。
【０００９】ところが従来の半導体レーザでは以下のよ
うな問題点があった。亜鉛やセレンは高温時に結晶中を
移動して拡散しやすい。従って２回目の結晶成長や３回
目の結晶成長の高温時に亜鉛はｐ形クラッド層４より活
性層３中へ拡散する。セレンをｎ形ドーパントとして用
いた場合には、セレンが２回目結晶成長や３回目結晶成
長の高温時にｎ形クラッド層２から活性層３中へ拡散す
る。活性層３中に拡散して入り込んだ亜鉛やセレンは図
７に示すように深い不純物準位１４を形成する。通常は
同図のような活性層３中において、伝導帯の電子が価電
子帯のホールと直接再結合し、活性層３のバンドギャッ
プエネルギーに相当する光λ1 が得られる。しかし、上
記のような深い不純物準位１４が形成されている場合に
おいて、順方向に電流を流してｎ形クラッド層２から活
性層３へ電子を、ｐ形クラッド層４からホールを活性層
３へ注入してやると、伝導帯の電子１２が価電子帯のホ
ール１３と直接再結合するのではなく、まず上述の深い
不純物準位１４を介して、即ち小さなエネルギー差にお
いて優先的に再結合が行われる。この結合は活性層３の
バンドギャップエネルギーに相当する波長の光λ1 の発
生には寄与しない。レーザ発振を開始させるには活性層
３のバンドギャップエネルギーに相当する光λ1 をたく
さん発生しなければならないので、まずこの深い不純物
準位１４を介しての再結合を飽和させて、その上にバン
ド間での直接発光再結合により活性層３のバンドギャッ
プエネルギーに相当する光λ1 を発生させなければなら
ないので、発振を開始するしきい値電流が大きくなると
いう問題点があった。
うな問題点があった。亜鉛やセレンは高温時に結晶中を
移動して拡散しやすい。従って２回目の結晶成長や３回
目の結晶成長の高温時に亜鉛はｐ形クラッド層４より活
性層３中へ拡散する。セレンをｎ形ドーパントとして用
いた場合には、セレンが２回目結晶成長や３回目結晶成
長の高温時にｎ形クラッド層２から活性層３中へ拡散す
る。活性層３中に拡散して入り込んだ亜鉛やセレンは図
７に示すように深い不純物準位１４を形成する。通常は
同図のような活性層３中において、伝導帯の電子が価電
子帯のホールと直接再結合し、活性層３のバンドギャッ
プエネルギーに相当する光λ1 が得られる。しかし、上
記のような深い不純物準位１４が形成されている場合に
おいて、順方向に電流を流してｎ形クラッド層２から活
性層３へ電子を、ｐ形クラッド層４からホールを活性層
３へ注入してやると、伝導帯の電子１２が価電子帯のホ
ール１３と直接再結合するのではなく、まず上述の深い
不純物準位１４を介して、即ち小さなエネルギー差にお
いて優先的に再結合が行われる。この結合は活性層３の
バンドギャップエネルギーに相当する波長の光λ1 の発
生には寄与しない。レーザ発振を開始させるには活性層
３のバンドギャップエネルギーに相当する光λ1 をたく
さん発生しなければならないので、まずこの深い不純物
準位１４を介しての再結合を飽和させて、その上にバン
ド間での直接発光再結合により活性層３のバンドギャッ
プエネルギーに相当する光λ1 を発生させなければなら
ないので、発振を開始するしきい値電流が大きくなると
いう問題点があった。
【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、レーザ発振を開始する電流、即
ち、しきい値電流の小さい半導体レーザを得ることを目
的とする。
ためになされたもので、レーザ発振を開始する電流、即
ち、しきい値電流の小さい半導体レーザを得ることを目
的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体レー
ザおよびその製造方法は、活性層をはさむｐ形，ｎ形ク
ラッド層の少なくとも一方を、該クラッド層の導電型を
形成する第１の不純物と、該不純物とイオン結合する該
クラッド層と反対の導電型を形成する、第１の不純物よ
り少量の第２の不純物の不純物をドープして形成したも
のである。
ザおよびその製造方法は、活性層をはさむｐ形，ｎ形ク
ラッド層の少なくとも一方を、該クラッド層の導電型を
形成する第１の不純物と、該不純物とイオン結合する該
クラッド層と反対の導電型を形成する、第１の不純物よ
り少量の第２の不純物の不純物をドープして形成したも
のである。
【００１２】
【作用】この発明においては、ｐ形クラッド層に該ｐ形
クラッド層中のｐ形不純物とイオン結合するｎ形不純物
をドープし、あるいは、ｎ形クラッド層に該ｎ形クラッ
ド層中のｎ形不純物とイオン結合するｐ形不純物をドー
プしたので、ｎ形クラッド層中のｎ形不純物やｐ形クラ
ッド層中のｐ形不純物は結晶成長の高温時において、該
層中にドープされた反対の導電型の不純物と相互に引き
合うので単独では動きにくくなり、活性層中への拡散が
抑制され、活性層中に深い不純物準位が形成されにくく
なる。従ってしきい値電流の小さい半導体レーザを得る
ことができる。
クラッド層中のｐ形不純物とイオン結合するｎ形不純物
をドープし、あるいは、ｎ形クラッド層に該ｎ形クラッ
ド層中のｎ形不純物とイオン結合するｐ形不純物をドー
プしたので、ｎ形クラッド層中のｎ形不純物やｐ形クラ
ッド層中のｐ形不純物は結晶成長の高温時において、該
層中にドープされた反対の導電型の不純物と相互に引き
合うので単独では動きにくくなり、活性層中への拡散が
抑制され、活性層中に深い不純物準位が形成されにくく
なる。従ってしきい値電流の小さい半導体レーザを得る
ことができる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の第１の実施例による半導体レ
ーザの構造を示す断面模式図、図５は本実施例レーザを
示す斜視図である。図において、１はｎ形ＧａＡｓ基
板、２はｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層、３はＩｎＧａ
Ｐ活性層、４’はｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層、５は
ｎ形ＧａＡｓ層である。
ーザの構造を示す断面模式図、図５は本実施例レーザを
示す斜視図である。図において、１はｎ形ＧａＡｓ基
板、２はｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層、３はＩｎＧａ
Ｐ活性層、４’はｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層、５は
ｎ形ＧａＡｓ層である。
【００１４】次に本発明の第１の実施例による半導体レ
ーザの製造方法について説明する。図３(a) 〜(e) は図
１(a) のレーザの製造フローを示す図である。
ーザの製造方法について説明する。図３(a) 〜(e) は図
１(a) のレーザの製造フローを示す図である。
【００１５】まずｎ形ＧａＡｓ基板１上に図３(a) に示
すように、ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２，ＩｎＧａ
Ｐ活性層３，ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４’を結晶
成長する。ここで上記ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２
のｎ形ドーパントとしてはシリコンが、またｐ形ＡｌＩ
ｎＧａＰクラッド層４’のｐ形ドーパントしては亜鉛４
０がドーピングされている。次にｐ形ＡｌＩｎＧａＰク
ラッド層４’上にパターニングしたエッチング用マスク
１０をマスクとして用いて、図３(b) に示すように、該
ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４’の一部をストライプ
状に残すようにエッチングする。上記工程で用いたエッ
チング用マスクを選択成長用のマスクとして用いて２回
目の結晶成長を行うことにより、図３(c) に示すよう
に、ストライプの両側にｎ形のＧａＡｓ層５を成長す
る。
すように、ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２，ＩｎＧａ
Ｐ活性層３，ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４’を結晶
成長する。ここで上記ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層２
のｎ形ドーパントとしてはシリコンが、またｐ形ＡｌＩ
ｎＧａＰクラッド層４’のｐ形ドーパントしては亜鉛４
０がドーピングされている。次にｐ形ＡｌＩｎＧａＰク
ラッド層４’上にパターニングしたエッチング用マスク
１０をマスクとして用いて、図３(b) に示すように、該
ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層４’の一部をストライプ
状に残すようにエッチングする。上記工程で用いたエッ
チング用マスクを選択成長用のマスクとして用いて２回
目の結晶成長を行うことにより、図３(c) に示すよう
に、ストライプの両側にｎ形のＧａＡｓ層５を成長す
る。
【００１６】次に上記工程で用いた選択成長用のマスク
１０を除去し３回目の結晶成長により、ｐ形ＡｌＩｎＧ
ａＰクラッド層４’とｎ形ＧａＡｓ層５上に図３(d) に
示すように、ｐ形ＧａＡｓ層６を成長する。
１０を除去し３回目の結晶成長により、ｐ形ＡｌＩｎＧ
ａＰクラッド層４’とｎ形ＧａＡｓ層５上に図３(d) に
示すように、ｐ形ＧａＡｓ層６を成長する。
【００１７】最後に図３(e) に示すように、ｎ形ＧａＡ
ｓ基板１表面にｎ側電極７を，ｐ形ＧａＡｓ層６表面に
ｐ側電極８を形成する。
ｓ基板１表面にｎ側電極７を，ｐ形ＧａＡｓ層６表面に
ｐ側電極８を形成する。
【００１８】ここで本発明による第１の実施例の半導体
レーザの作用について具体的に説明する。上記ｐ形クラ
ッド層４’にはｐ形不純物として作用するドーパントと
して不純物濃度１×１０18／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０
がドーピングされている。さらに図３(a) に示すよう
に、該ｐ形クラッド層４’には該ｐ形クラッド層４’を
ｎ形に反転させない程度に不純物濃度５×１０17／ｃｍ
-3のセレン（Ｓｅ）２０がドーピングされている。ｐ形
クラッド層４’にドーピングされたｐ形不純物である亜
鉛（Ｚｎ）４０とｎ形不純物であるセレン（Ｓｅ）２０
とは図４に示すように相互に引き合う関係にあり、図１
(c) ，(d) における２回目の結晶成長や３回目の結晶成
長の高温時において、亜鉛４０−セレン２０間で結合が
強いため、これらのペアで動かなくてはならないため亜
鉛（Ｚｎ）４０単体では動きにくくなり、活性層３へは
拡散しにくくなる。従って深い不純物準位が活性層３に
形成されにくくなり、低しきい値電流の半導体レーザが
得られる。
レーザの作用について具体的に説明する。上記ｐ形クラ
ッド層４’にはｐ形不純物として作用するドーパントと
して不純物濃度１×１０18／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０
がドーピングされている。さらに図３(a) に示すよう
に、該ｐ形クラッド層４’には該ｐ形クラッド層４’を
ｎ形に反転させない程度に不純物濃度５×１０17／ｃｍ
-3のセレン（Ｓｅ）２０がドーピングされている。ｐ形
クラッド層４’にドーピングされたｐ形不純物である亜
鉛（Ｚｎ）４０とｎ形不純物であるセレン（Ｓｅ）２０
とは図４に示すように相互に引き合う関係にあり、図１
(c) ，(d) における２回目の結晶成長や３回目の結晶成
長の高温時において、亜鉛４０−セレン２０間で結合が
強いため、これらのペアで動かなくてはならないため亜
鉛（Ｚｎ）４０単体では動きにくくなり、活性層３へは
拡散しにくくなる。従って深い不純物準位が活性層３に
形成されにくくなり、低しきい値電流の半導体レーザが
得られる。
【００１９】またここで、ｎ形不純物であるセレン（Ｓ
ｅ）２０の不純物濃度を５×１０17／ｃｍ-3としている
のは、所望のｐ形不純物濃度を維持するためである。即
ち、ｐ形クラッド層４’において上記ｐ形不純物濃度１
×１０18／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０とｎ形不純物濃度
５×１０17／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０とが相互に引
き合ってイオン結合が行われ、その結果中性化していく
不純物が差し引かれることになり、ｐ形不純物濃度５×
１０17／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０が維持される。
ｅ）２０の不純物濃度を５×１０17／ｃｍ-3としている
のは、所望のｐ形不純物濃度を維持するためである。即
ち、ｐ形クラッド層４’において上記ｐ形不純物濃度１
×１０18／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０とｎ形不純物濃度
５×１０17／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０とが相互に引
き合ってイオン結合が行われ、その結果中性化していく
不純物が差し引かれることになり、ｐ形不純物濃度５×
１０17／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０が維持される。
【００２０】図２は本発明の第２の実施例による半導体
レーザを示したものである。図中の各番号で示したもの
は図１の各番号のものにそれぞれ相当する。図におい
て、ｎ形クラッド層２にはｎ形不純物として作用する不
純物濃度１×１０18／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０、さ
らにｎ形クラッド層２をｐ形に反転させない程度に不純
物濃度５×１０17／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０がドーピ
ングされている。ｎ形クラッド層２にドーピングされた
ｎ形不純物であるセレン（Ｓｅ）２０とｐ形不純物であ
る亜鉛（Ｚｎ）とは図４に示すように相互に引き合う関
係にあり、図１(c) ，(d) における２回目の結晶成長や
３回目の結晶成長の高温時において、亜鉛４０−セレン
２０間で結合が強いため、これらのペアで動かなくては
ならないためセレン（Ｓｅ）２０単体では動きにくくな
り、活性層３へは拡散しにくくなる。従って深い不純物
準位が活性層に形成されにくくなり、低しきい値電流の
半導体レーザが得られる。
レーザを示したものである。図中の各番号で示したもの
は図１の各番号のものにそれぞれ相当する。図におい
て、ｎ形クラッド層２にはｎ形不純物として作用する不
純物濃度１×１０18／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０、さ
らにｎ形クラッド層２をｐ形に反転させない程度に不純
物濃度５×１０17／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０がドーピ
ングされている。ｎ形クラッド層２にドーピングされた
ｎ形不純物であるセレン（Ｓｅ）２０とｐ形不純物であ
る亜鉛（Ｚｎ）とは図４に示すように相互に引き合う関
係にあり、図１(c) ，(d) における２回目の結晶成長や
３回目の結晶成長の高温時において、亜鉛４０−セレン
２０間で結合が強いため、これらのペアで動かなくては
ならないためセレン（Ｓｅ）２０単体では動きにくくな
り、活性層３へは拡散しにくくなる。従って深い不純物
準位が活性層に形成されにくくなり、低しきい値電流の
半導体レーザが得られる。
【００２１】またここで、ｐ形不純物である亜鉛（Ｚ
ｎ）４０の不純物濃度を５×１０17／ｃｍ-3としている
のは、所望のｎ形不純物濃度を維持するためである。即
ち、ｎ形クラッド層２では上記ｎ形不純物濃度１×１０
18／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０とｐ形不純物濃度５×
１０17／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０とが相互に引き合っ
てその一部はイオン結合を行い、その結果中性化してい
く不純物が差し引かれることになり、ｎ形不純物濃度５
×１０17／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０が維持される。
ｎ）４０の不純物濃度を５×１０17／ｃｍ-3としている
のは、所望のｎ形不純物濃度を維持するためである。即
ち、ｎ形クラッド層２では上記ｎ形不純物濃度１×１０
18／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０とｐ形不純物濃度５×
１０17／ｃｍ-3の亜鉛（Ｚｎ）４０とが相互に引き合っ
てその一部はイオン結合を行い、その結果中性化してい
く不純物が差し引かれることになり、ｎ形不純物濃度５
×１０17／ｃｍ-3のセレン（Ｓｅ）２０が維持される。
【００２２】このように上記２つの実施例では、活性層
３をはさむｐ形，ｎ形クラッド層の少なくとも一方を、
該クラッド層の導電型を形成する第１の不純物と、該不
純物とイオン結合するこれと反対の導電型の第２の不純
物をドープして形成したので、ｎ形クラッド層中のｎ形
不純物やｐ形クラッド層中のｐ形不純物が結晶成長の高
温時において、それぞれ各層中の反対導電型の不純物と
相互に引き合うので単独では動きにくくなり、活性層中
への拡散が抑制され、これにより、活性層中に深い不純
物準位が形成されにくくなる。従ってしきい値電流の小
さい半導体レーザを得ることができる。
３をはさむｐ形，ｎ形クラッド層の少なくとも一方を、
該クラッド層の導電型を形成する第１の不純物と、該不
純物とイオン結合するこれと反対の導電型の第２の不純
物をドープして形成したので、ｎ形クラッド層中のｎ形
不純物やｐ形クラッド層中のｐ形不純物が結晶成長の高
温時において、それぞれ各層中の反対導電型の不純物と
相互に引き合うので単独では動きにくくなり、活性層中
への拡散が抑制され、これにより、活性層中に深い不純
物準位が形成されにくくなる。従ってしきい値電流の小
さい半導体レーザを得ることができる。
【００２３】なお上記実施例においては、ｐ形クラッド
層４のｐ形ドーパントとして亜鉛４０を例にとったが、
これはＡｌＩｎＧａＰ結晶中でｐ形の不純物となる他の
II族原素、例えばカドミウム等であってもよい。またｐ
形クラッド層４へドーピングされ、そのｐ形不純物とイ
オン結合する不純物としてはセレン２０を例にあげた
が、これに限るものではなく、他のＶ族原素、例えばテ
ルルや硫黄等であってもよい。
層４のｐ形ドーパントとして亜鉛４０を例にとったが、
これはＡｌＩｎＧａＰ結晶中でｐ形の不純物となる他の
II族原素、例えばカドミウム等であってもよい。またｐ
形クラッド層４へドーピングされ、そのｐ形不純物とイ
オン結合する不純物としてはセレン２０を例にあげた
が、これに限るものではなく、他のＶ族原素、例えばテ
ルルや硫黄等であってもよい。
【００２４】さらに上記実施例においてはｎ形クラッド
層２のｎ形ドーパントとしてはセレン２０を例にとった
が、これに限るものではなく、ＡｌＩｎＧａＰ結晶中で
ｎ形の不純物となる他のＶ族原素、例えばテルル，硫黄
等であってもよい。またｎ形クラッド層２へドーピング
される、そのｎ形不純物とイオン結合する不純物として
は亜鉛４０を例にあげたが、これに限るものではなく、
他のII族原素、例えばカドミウム等であってもよい。
層２のｎ形ドーパントとしてはセレン２０を例にとった
が、これに限るものではなく、ＡｌＩｎＧａＰ結晶中で
ｎ形の不純物となる他のＶ族原素、例えばテルル，硫黄
等であってもよい。またｎ形クラッド層２へドーピング
される、そのｎ形不純物とイオン結合する不純物として
は亜鉛４０を例にあげたが、これに限るものではなく、
他のII族原素、例えばカドミウム等であってもよい。
【００２５】また上記実施例では活性層３はＩｎＧａＰ
からなるものを例にとったが、これに限るものではな
く、クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも小さ
いバンドギャップエネルギーを持つＡｌＩｎＧａＰや、
ＩｎＧａＰとＡｌＩｎＧａＰとで構成される多重量子井
戸であってもよい。
からなるものを例にとったが、これに限るものではな
く、クラッド層のバンドギャップエネルギーよりも小さ
いバンドギャップエネルギーを持つＡｌＩｎＧａＰや、
ＩｎＧａＰとＡｌＩｎＧａＰとで構成される多重量子井
戸であってもよい。
【００２６】また上記半導体レーザの構成をＡｌＧａＡ
ｓ系の材料を用いた構成としてもよく、上記実施例と同
様の効果を奏する。
ｓ系の材料を用いた構成としてもよく、上記実施例と同
様の効果を奏する。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る半導体レ
ーザおよびその製造方法によれば、活性層をはさむｐ
形，ｎ形クラッド層の少なくとも一方を、該クラッド層
の導電型を形成する第１の不純物と、該第１の不純物と
イオン結合するこれと反対の導電型を形成する、第１の
不純物より少量の第２の不純物をドープして形成したの
で、ｎ形クラッド層中のｎ形不純物やｐ形クラッド層中
のｐ形不純物が結晶成長の高温時において、相互に引き
合うので単独では動きにくくなり、活性層中への拡散が
抑制され、これにより、活性層中に深い不純物準位が形
成されにくくなる。従ってしきい値電流の小さい半導体
レーザが得られる効果がある。
ーザおよびその製造方法によれば、活性層をはさむｐ
形，ｎ形クラッド層の少なくとも一方を、該クラッド層
の導電型を形成する第１の不純物と、該第１の不純物と
イオン結合するこれと反対の導電型を形成する、第１の
不純物より少量の第２の不純物をドープして形成したの
で、ｎ形クラッド層中のｎ形不純物やｐ形クラッド層中
のｐ形不純物が結晶成長の高温時において、相互に引き
合うので単独では動きにくくなり、活性層中への拡散が
抑制され、これにより、活性層中に深い不純物準位が形
成されにくくなる。従ってしきい値電流の小さい半導体
レーザが得られる効果がある。
【図１】この発明の第１の実施例による半導体レーザの
構成を示す構成断面図である。
構成を示す構成断面図である。
【図２】この発明の第２の実施例による半導体レーザの
構成を示す構成断面図である。
構成を示す構成断面図である。
【図３】この発明の第１の実施例による半導体レーザの
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【図４】この発明の第１の実施例による半導体レーザに
おける、ｐ形不純物原子とｎ形不純物原子とが相互作用
により引き合う状態を示す模式図である。
おける、ｐ形不純物原子とｎ形不純物原子とが相互作用
により引き合う状態を示す模式図である。
【図５】この発明の第１，第２の実施例による半導体レ
ーザを示す斜視図である。
ーザを示す斜視図である。
【図６】従来例による半導体レーザの製造方法を示す工
程断面図である。
程断面図である。
【図７】従来例による半導体レーザの活性層におけるエ
ネルギー構造を示す構造図である。
ネルギー構造を示す構造図である。
１ ｎ形ＧａＡｓ基板 ２ ｎ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層 ３ ＩｎＧａＰ活性層 ４ ｐ形ＡｌＩｎＧａＰクラッド層 ５ ｎ形ＧａＡｓ層 ６ ｐ形ＧａＡｓ層 ７ ｎ側電極 ８ ｐ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青柳 利隆 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社 光・マイクロ波デバイス研 究所内 (72)発明者 高木 和久 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電 機株式会社 光・マイクロ波デバイス研 究所内 (56)参考文献 特開 昭60−3176（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−175607（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上にｐ形クラッド層とｎ形クラッド
層と該両クラッド層によってはさまれた活性層とを持つ
半導体レーザにおいて、 上記ｐ形クラッド層は、ｐ形を形成する第１の不純物
と、該第１の不純物とイオン結合するｎ形を形成する、
上記第１の不純物より少量の第２の不純物とをドープし
て形成されたものであり、 上記ｎ形クラッド層は、ｎ形を形成する第３の不純物の
みをドープして形成されたものであることを特徴とする
半導体レーザ。 - 【請求項２】 基板上にｐ形クラッド層とｎ形クラッド
層と該両クラッド層によってはさまれた活性層とを持つ
半導体レーザにおいて、 上記ｎ形クラッド層は、ｎ形を形成する第１の不純物
と、該第１の不純物とイオン結合するｐ形を形成する、
上記第１の不純物より少量の第２の不純物とをドープし
て形成されたものであり、 上記ｐ形クラッド層は、ｐ形を形成する第３の不純物の
みをドープして形成されたものであることを特徴とする
半導体レーザ。 - 【請求項３】 基板上にｐ形クラッド層とｎ形クラッド
層と該両クラッド層によってはさまれた活性層とを持つ
半導体レーザにおいて、 上記ｐ形クラッド層は、ｐ形を形成する第１の不純物
と、該第１の不純物とイオン結合するｎ形を形成する、
上記第１の不純物より少量の第２の不純物とをドープし
たものであり、 上記ｎ形クラッド層は、ｎ形を形成する第３の不純物
と、該第３の不純物とイオン結合するｐ形を形成する、
上記第３の不純物より少量の第４の不純物とをドープし
て形成されたものであることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項４】 基板上に第１導電型クラッド層と、第２
導電型クラッド層と、該両クラッド層によってはさまれ
た活性層とを形成する半導体レーザの製造方法におい
て、 上記第１導電型クラッド層，第２導電型クラッド層の少
なくとも一方のクラッド層を、該クラッド層の導電型を
形成する第１の不純物と、該第１の不純物とイオン結合
する該クラッド層と反対の導電型を形成する、該第１の
不純物より少量の第２の不純物とをドープして形成する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038085A JP2653562B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| US07/818,354 US5214663A (en) | 1991-02-05 | 1992-01-09 | Semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3038085A JP2653562B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04249391A JPH04249391A (ja) | 1992-09-04 |
| JP2653562B2 true JP2653562B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=12515637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038085A Expired - Lifetime JP2653562B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5214663A (ja) |
| JP (1) | JP2653562B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05175607A (ja) * | 1991-06-18 | 1993-07-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 |
| FR2684805B1 (fr) * | 1991-12-04 | 1998-08-14 | France Telecom | Dispositif optoelectronique a tres faible resistance serie. |
| JP2795195B2 (ja) * | 1994-09-28 | 1998-09-10 | 信越半導体株式会社 | 発光素子 |
| CN1146091C (zh) * | 1995-03-31 | 2004-04-14 | 松下电器产业株式会社 | 半导体激光装置和采用它的光盘设备 |
| JP3135109B2 (ja) * | 1995-10-02 | 2001-02-13 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP2817710B2 (ja) * | 1996-06-10 | 1998-10-30 | 日本電気株式会社 | 半導体レーザ |
| US6794731B2 (en) * | 1997-02-18 | 2004-09-21 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Minority carrier semiconductor devices with improved reliability |
| US6194742B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-02-27 | Lumileds Lighting, U.S., Llc | Strain engineered and impurity controlled III-V nitride semiconductor films and optoelectronic devices |
| CN104509231A (zh) | 2012-07-28 | 2015-04-08 | 莱尔德技术股份有限公司 | 泡沫上覆有金属化膜的接触件 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196982A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子 |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3038085A patent/JP2653562B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-01-09 US US07/818,354 patent/US5214663A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04249391A (ja) | 1992-09-04 |
| US5214663A (en) | 1993-05-25 |
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