JP2893990B2 - Semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor laser and manufacturing method thereof

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JP2893990B2 JP3074977A JP7497791A JP2893990B2 JP 2893990 B2 JP2893990 B2 JP 2893990B2 JP 3074977 A JP3074977 A JP 3074977A JP 7497791 A JP7497791 A JP 7497791A JP 2893990 B2 JP2893990 B2 JP 2893990B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、モードの安定性が高
く、信頼性に優れた半導体レーザに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser having high mode stability and excellent reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】可視光領域でレーザ発振を生じて発光す
る半導体レーザは、光情報処理用光源や光計測用光源な
どの用途があり、最近その重要性を増している。中で
も、(AlxGa1-x0.5In0.5P系の材料は、良質の
基板であるGaAsに格子整合し、組成xを変化させる
ことで波長0.68μmから0.56μmの範囲でレー
ザ発振を得ることができるため注目されている。半導体
レーザにはダブルヘテロ構造が用いられる。
2. Description of the Related Art Semiconductor lasers that emit light by generating laser oscillation in the visible light region have been used as light sources for optical information processing and light sources for optical measurement, and have recently become increasingly important. Above all, (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P-based material is lattice-matched to GaAs which is a good quality substrate, and laser oscillation is performed in a wavelength range of 0.68 μm to 0.56 μm by changing the composition x. Is attracting attention because it can be obtained. A double hetero structure is used for a semiconductor laser.

【0003】以下、従来例を用いてダブルヘテロ構造の
横モード制御型の赤色発光の半導体レーザについて説明
する。この半導体レーザは、図8に示すように、n−G
aAs基板1上にn−GaAsバッファ層2、n−(A
0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層13、Ga0.5
In0.5P活性層4、p−(Al0.7Ga0.30.5In0
.5Pクラッド層14、p−Ga0.5In0.5P層7、n−
GaAs電流ブロック層8、p−GaAsコンタクト層
9が順次形成され、その後p電極10およびn電極11
が形成される。p型の不純物には亜鉛(Zn)を、n型
の不純物にはセレン(Se)やシリコン(Si)を用い
る。
A lateral mode control type red-emitting semiconductor laser having a double hetero structure will be described below using a conventional example. This semiconductor laser, as shown in FIG.
An n-GaAs buffer layer 2 and an n- (A
l 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 13, Ga 0.5
In 0.5 P active layer 4, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0
.5 P cladding layer 14, p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 7, n-
A GaAs current block layer 8 and a p-GaAs contact layer 9 are sequentially formed, and thereafter a p-electrode 10 and an n-electrode 11 are formed.
Is formed. Zinc (Zn) is used for the p-type impurity, and selenium (Se) or silicon (Si) is used for the n-type impurity.

【0004】この半導体レーザでは、有機金属気相成長
法(MOVPE法)や分子線エピタキシー法(MBE
法)などの結晶成長技術が用いられる。これらの結晶成
長技術を用いて、n−GaAs基板1上にn−GaAs
バッファ層2、n−(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pク
ラッド層13、Ga0.5In0.5P活性層4、p−(Al
0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層14およびp−G
0.5In0.5P層7を順次堆積し、次にホトリソグラフ
ィー技術とエッチング技術により、p−Ga0. 5In0.5
P層7とp−(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド
層14とを台形状にエッチングしてメサストライプを形
成し、その後MOVPE法などを用いてn−GaAs電
流ブロック層8を選択的に堆積し、さらにp−GaAs
コンタクト層9を堆積する。
In this semiconductor laser, metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) or molecular beam epitaxy (MBE) is used.
) Is used. Using these crystal growth techniques, n-GaAs substrate 1 is formed on n-GaAs substrate 1.
Buffer layer 2, n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 13, Ga 0.5 In 0.5 P active layer 4, p- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 14 and p-G
sequentially depositing a 0.5 In 0.5 P layer 7, the following photolithographic technique and etching technique, p-Ga 0. 5 In 0.5
The P layer 7 and the p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 14 are trapezoidally etched to form a mesa stripe, and then the n-GaAs current blocking layer 8 is selectively formed by MOVPE or the like. And p-GaAs
A contact layer 9 is deposited.

【0005】このような半導体レーザの構造では、n−
GaAs電流ブロック層8により電流の狭窄を行うこと
ができ、またp−(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラ
ッド層14を台形上にエッチングする際に、台形の高さ
及び幅を最適化することにより、単一の横モードの条件
を満足する実効的な屈折率差をつけることができ、光を
効果的に台形下部の活性層付近に閉じこめることができ
た。
In such a semiconductor laser structure, n-
It can perform narrowing of the current of a GaAs current blocking layer 8, also when etching p- an (Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P cladding layer 14 on the trapezoid to optimize the trapezoid height and width As a result, an effective refractive index difference satisfying the condition of the single transverse mode can be provided, and light can be effectively confined near the active layer below the trapezoid.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この半導体
レーザの主な構成材料である(Al0.7Ga0.30.5
0.5Pは、材料の性質上、不純物であるZnやSeが
拡散しやすいという問題点がある。例えば、発振波長が
830nm帯である半導体レーザの主な構成材料である
AlGaAsの拡散速度と比較すると、(Al0.7Ga
0.30.5In0.5Pのそれは1桁大きく、したがって容
易に拡散が起こる。図8に示すような構造では、3回の
結晶成長(n−GaAsバッファ層2からp−Ga0.5
In0.5P層7までを成長させる第1の結晶成長工程
と、n−GaAs電流ブロック層8を形成させる第2の
結晶成長工程と、p−GaAsコンタクト層9を形成さ
せる第3の結晶成長工程)が必要であり、第2および第
3の結晶成長工程の昇温時にGa0. 5In0.5P活性層4
への不純物であるZnやSeの異常拡散が生じ易い。そ
れを図9に示す。図9はSIMSによる図8の半導体レ
ーザの深さ方向の元素分布である。同図からクラッド層
14のp不純物であるZnが拡散によって活性層を通っ
てnクラッド層13にまで拡散していることがわかる。
その結果、図10のとおりGa0.5In0.5P活性層に抵
抗の低い部分30と抵抗の高い部分31が偏在し、電流
の注入にムラが生じてレーザ光のモードの不安定の原因
と成り易い。また、不純物であるZnやSeの拡散と同
時にGa0.5In0.5P活性層4への空孔等の固有欠陥の
拡散が誘起される。固有欠陥はGaInP活性層4中で
深い準位を形成する。深い準位は非発光中心をなり、発
光効率を低下させる。そのために所望の光出力を得るた
めに必要な半導体レーザの駆動電流が大きくなり、半導
体レーザの寿命が短くなる恐れが生じる。
However, the main constituent material of this semiconductor laser, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
n 0.5 P has a problem that, as a material property, impurities such as Zn and Se are easily diffused. For example, when compared with the diffusion speed of AlGaAs, which is a main constituent material of a semiconductor laser having an oscillation wavelength in the 830 nm band, (Al 0.7 Ga
0.3 ) 0.5 In 0.5 P is one order of magnitude larger, so diffusion occurs easily. In the structure shown in FIG. 8, the crystal growth is performed three times (from the n-GaAs buffer layer 2 to the p-Ga 0.5
A first crystal growth step of growing up to the In 0.5 P layer 7, a second crystal growth step of forming an n-GaAs current block layer 8, and a third crystal growth step of forming a p-GaAs contact layer 9 ) is necessary, Ga 0. 5 in 0.5 P active layer 4 during heating of the second and third crystal growth step
Abnormal diffusion of Zn and Se, which are impurities, to the semiconductor is likely to occur. It is shown in FIG. FIG. 9 shows a SIMS-based element distribution in the depth direction of the semiconductor laser of FIG. It can be seen from the figure that Zn, which is a p-impurity of the cladding layer 14, diffuses through the active layer to the n-cladding layer 13 by diffusion.
As a result, as shown in FIG. 10, the low-resistance portion 30 and the high-resistance portion 31 are unevenly distributed in the Ga 0.5 In 0.5 P active layer, causing unevenness in current injection and likely to cause instability of the mode of laser light. . In addition, diffusion of intrinsic defects such as vacancies into the Ga 0.5 In 0.5 P active layer 4 is induced simultaneously with the diffusion of impurities such as Zn and Se. The intrinsic defect forms a deep level in the GaInP active layer 4. A deep level becomes a non-emission center and lowers luminous efficiency. Therefore, the driving current of the semiconductor laser required to obtain a desired optical output increases, and the life of the semiconductor laser may be shortened.

【0007】この発明の目的は、レーザ光のモードの安
定性が高く、長寿命の半導体レーザを提供することであ
る。
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser having high stability of a mode of a laser beam and a long life.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は以下に示すとおりである。
Means for solving the above problems are as follows.

【0009】 (1)n型クラッド層、活性層、及びp型クラッド層が
形成された基板上にMOVPE法により形成された電流
ブロック層およびp型コンタクト層を有する半導体レー
ザであって、p型クラッド層と活性層との間に、不純物
を含有する第1の半導体層と不純物無添加の第2の半導
体層との薄膜多層構造を有することを特徴とする半導体
レーザ。第2の半導体層の膜厚が多数キャリアの拡散長
より薄くてもよい。 (2)n型クラッド層、活性層、及びp型クラッド層が
形成された基板上にMOVPE法により形成された電流
ブロック層およびp型コンタクト層を有する半導体レー
ザであって、p型クラッド層が、不純物が添加された第
1の半導体層と不純物が無添加の第2の半導体層との薄
膜多層構造となっており、かつ、第1の半導体層の禁制
帯幅が第2の半導体層の禁制帯幅より大きいことを特徴
とする半導体レーザ。第2の半導体層の膜厚が多数キャ
リアの拡散長より薄くてもよい。
(1) The n-type cladding layer, the active layer, and the p-type cladding layer
Current formed on the formed substrate by MOVPE method
Semiconductor laser having block layer and p-type contact layer
Between the p-type cladding layer and the active layer.
-Containing first semiconductor layer and undoped second semiconductor layer
Semiconductor having a thin-film multilayer structure with a body layer
laser. The thickness of the second semiconductor layer is the diffusion length of majority carriers
It may be thinner. (2) The n-type cladding layer, the active layer, and the p-type cladding layer
Current formed on the formed substrate by MOVPE method
Semiconductor laser having block layer and p-type contact layer
Wherein the p-type cladding layer is
The thickness of the first semiconductor layer and the thickness of the second semiconductor layer to which no impurity is added;
The film has a multilayer structure and the first semiconductor layer is forbidden.
The band width is larger than the forbidden band width of the second semiconductor layer.
Semiconductor laser. When the thickness of the second semiconductor layer is
It may be thinner than the rear diffusion length.

【0010】(3)基板上にn型クラッド層、活性層、及びp型クラ
ッド層を順次形成した後、電流ブロック層およびp型コ
ンタクト層をMOVPE法により形成する工程を有する
半導体レーザの作製方法であって、p型クラッド層を、
不純物が添加された第1の半導体層と不純物が無添加の
第2の半導体層との薄膜多層構造とし、かつ、第1の半
導体層の禁制帯幅が第2の半導体層の禁制帯幅より大き
いことを特徴とする半導体レーザの作製方法。
(3) An n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer
After the current blocking layer and the p-type
Forming a contact layer by MOVPE
A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising:
An impurity-doped first semiconductor layer and an impurity-free
A thin-film multilayer structure with a second semiconductor layer;
The forbidden band width of the conductor layer is larger than the forbidden band width of the second semiconductor layer
A method for manufacturing a semiconductor laser.

【0011】(4)基板上にn型クラッド層、活性層、及び不純物が
添加された第1の半導体層と不純物が無添加の第2の半
導体層との薄膜多層構造を有するp型クラッド層を順次
形成した後、第1の半導体層から第2の半導体層へ不純
物の拡散が生じる温度で電流ブロック層およびp型コン
タクト層を形成する工程を有し、かつ、第1の半導体層
の禁制帯幅が第2の半導体層の禁制帯幅より大きいこと
を特徴とする半導体レーザの作製方法。
(4) An n-type cladding layer, an active layer, and impurities are present on the substrate.
The doped first semiconductor layer and the doped second semiconductor layer
P-type cladding layer having a thin film multilayer structure with conductor layer
After the formation, the first semiconductor layer transfers impurities to the second semiconductor layer.
Current blocking layer and p-type capacitor at the temperature at which
A step of forming a tact layer, and a first semiconductor layer
The forbidden band width of the second semiconductor layer is larger than that of the second semiconductor layer
A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising:

【0012】[0012]

【作用】上記本発明の半導体レーザによれば、クラッド
層と活性層との間に不純物添加の半導体層と不純物無添
加の半導体層から成る薄膜多層構造を有するため、該ク
ラッド層及び不純物添加の半導体層に添加してある不純
物の拡散は薄膜多層構造中の不純物無添加の半導体層で
止まることから、活性層への不純物や欠陥の拡散を防ぐ
ことができ、不純物や欠陥の拡散による半導体レーザの
特性の劣化を防ぐことができ、信頼性の高いレーザを得
ることができる。また、クラッド層を不純物添加の半導
体層と不純物無添加の半導体層から成る薄膜多層構造と
することによっても、同様の作用効果を奏することがで
きる。なお、薄膜多層構造中の不純物無添加の半導体層
の膜厚が多数キャリアの拡散長より薄いとき、該クラッ
ド層の多数キャリアの活性層への注入を妨げること無
く、良好な特性を得ることができる。
According to the semiconductor laser of the present invention, since the semiconductor laser has a thin-film multilayer structure including a semiconductor layer with an impurity and a semiconductor layer with no impurity between the cladding layer and the active layer, the cladding layer and the impurity-doped semiconductor layer have the same structure. Diffusion of impurities added to the semiconductor layer stops at the impurity-free semiconductor layer in the thin-film multilayer structure, so that diffusion of impurities and defects into the active layer can be prevented. Characteristics can be prevented from deteriorating, and a highly reliable laser can be obtained. In addition, the cladding layer is semiconductive
Thin-film multilayer structure consisting of a body layer and an undoped semiconductor layer
By doing so, a similar effect can be achieved.
Wear. Note that when the thickness of the semiconductor layer of undoped thin multi-layer structure is less than the diffusion length of the majority carriers, without interfering with the injection into majority carriers active layer of the cladding layer, it is possible to obtain good characteristics it can.

【0013】本発明の半導体レーザの作製方法によれ
ば、基板上にn型クラッド層、活性層、及びp型クラッ
ド層を順次形成した後、電流ブロック層およびp型コン
タクト層をMOVPE法により形成する工程を有する半
導体レーザの作製で、p型クラッド層を、不純物添加の
半導体層と不純物無添加の半導体層から成る薄膜多層構
としているので、不純物や欠陥の結晶成長中の活性層
への拡散を防止できる。
According to the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention , an n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer are formed on a substrate.
After the formation of the current blocking layer and the p-type
In making a contact layer of the semiconductor laser comprising a step of forming by the MOVPE method, the p-type cladding layer, since the thin-film multilayer structure consisting of the semiconductor layer and the semiconductor layer of undoped impurity addition, crystal growth of the impurities and defects Ru can be prevented from diffusing into the active layer in.

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】図1にこの発明の一実施例の横モード制御
型の赤色半導体レーザの断面図を示し、図2に図1の半
導体レーザの製造工程を表す工程順断面図を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lateral mode control type red semiconductor laser according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor laser of FIG.

【0017】この半導体レーザは、図1(a)に示すよ
うに、例えばn−GaAs基板1上にn−GaAsバッ
ファ層2を介してGa0.5In0.5P活性層4をn−(A
0. 6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層3およびp−
(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5で挟むダ
ブルヘテロ構造を有している。p−(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5Pクラッド層5とGa0.5In0.5P活性層4
との間には、薄膜多層構造6を有している。薄膜多層構
造6の詳細な構造を図1(b)に示す。薄膜多層構造6
は、5nmのp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層1
5と5nmの不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5
0.5P層16を交互にそれぞれ10回積層した構造に
なっている。薄膜多層構造6の活性層に近い第1層目は
5nmの不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5
P層16である。これにより、活性層に近接したクラッ
ド層中の欠陥を軽減でき、活性層とクラッド層の界面や
活性層近傍のクラッド層の結晶性を良くすることができ
る。p−(Al0.6Ga0.40. 5In0.5Pクラッド層5
および薄膜多層構造6のp型不純物にはZn等を、n−
(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層3のn型不
純物にはSe等を用いる。p−(Al0.6Ga0.40.5
In0.5Pクラッド層5の多数キャリアである正孔の拡
散長は数μmであり、上記不純物無添加の(Al0.6
0.40.5In0.5P層16はこの拡散長より充分薄く
しなければならない。もし不純物無添加の(Al0.6
0.40.5In0.5P層16が厚く、正孔の拡散長に近
ければ、Ga0.5In0.5P活性層4への正孔の注入が円
滑に行われず、直列抵抗が高くなるなど半導体レーザの
特性の低下につながる。不純物無添加の(Al0.6Ga
0.40.5In0.5P層16は約5nm程度が良い。p−
(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5の上部に
はp−Ga0.5In0.5P層7を有し、p−Ga0.5In
0.5P層7およびp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5
クラッド層5の一部は、台形状のメサストライプに加工
されている。台形の両脇はn−GaAs電流ブロック層
8を堆積してある。さらにp−Ga0.5In0.5P層7と
n−GaAs電流ブロック層8の上部にはp−GaAs
コンタクト層9を有している。上記台形は、Ga0.5
0.5P活性層4内に基本横モードが成立するような幅
5μmにする。n−GaAsコンタクト層9にはCr/
Pt/Auなどのp電極10を、n−GaAs基板1に
はAu/Ge/Niなどのn電極11を堆積してある。
This semiconductor laser is shown in FIG.
Thus, for example, the n-GaAs substrate 1 is placed on the n-GaAs substrate 1.
Ga through the fa layer 20.5In0.5The P active layer 4 is made n- (A
l0. 6Ga0.4)0.5In0.5P clad layer 3 and p-
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5D sandwiched between P cladding layers 5
It has a bull hetero structure. p- (Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5P cladding layer 5 and Ga0.5In0.5P active layer 4
Has a thin film multilayer structure 6 between them. Thin film multilayer structure
The detailed structure of the structure 6 is shown in FIG. Thin film multilayer structure 6
Is 5 nm p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P layer 1
5 and 5 nm impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5A structure in which P layers 16 are alternately laminated 10 times each
Has become. The first layer near the active layer of the thin film multilayer structure 6 is
5 nm impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5
The P layer 16. As a result, cracks close to the active layer
Defects in the active layer and the interface between the active layer and the cladding layer.
The crystallinity of the cladding layer near the active layer can be improved.
You. p- (Al0.6Ga0.4)0. FiveIn0.5P clad layer 5
And Zn or the like for the p-type impurity of the thin film
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5N-type layer of the P cladding layer 3
Se or the like is used as a pure product. p- (Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5Enlargement of holes which are majority carriers of the P clad layer 5
The scattering length is several μm, and the impurity-free (Al0.6G
a0.4)0.5In0.5The P layer 16 is sufficiently thinner than this diffusion length.
Must. If no impurities are added (Al0.6G
a0.4)0.5In0.5P layer 16 is thick, close to the diffusion length of holes
If so, Ga0.5In0.5Hole injection into the P active layer 4 is a circle
It is not performed smoothly, and the series resistance is high.
It leads to the deterioration of characteristics. Impurity-free (Al0.6Ga
0.4)0.5In0.5The P layer 16 is preferably about 5 nm. p-
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5On top of the P cladding layer 5
Is p-Ga0.5In0.5P-Ga0.5In
0.5P layer 7 and p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P
Part of clad layer 5 processed into trapezoidal mesa stripe
Have been. On both sides of the trapezoid are n-GaAs current blocking layers
8 is deposited. Furthermore, p-Ga0.5In0.5P layer 7 and
On top of the n-GaAs current blocking layer 8 is p-GaAs
It has a contact layer 9. The trapezoid is Ga0.5I
n0.5Width in which the basic transverse mode is established in the P active layer 4
Set to 5 μm. The n-GaAs contact layer 9 has Cr /
A p-electrode 10 such as Pt / Au is applied to the n-GaAs substrate 1
Has deposited an n-electrode 11 of Au / Ge / Ni or the like.

【0018】n−GaAs電流ブロック層8やp−Ga
Asコンタクト層9を作製する時に、高温になるため
に、p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5
及びp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層15から不
純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層16へ
p型不純物であるZnが一部拡散することがあるが、Z
nの拡散が生じた場合でも、拡散は不純物無添加の(A
0.6Ga0.40.5In0 .5P層16で止まるために、G
0.5In0.5P活性層4へZnが拡散することはほとん
どないので、半導体レーザの特性には影響がない。なぜ
ならば、不純物であるZn等はp−(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5P層中では、空孔等の固有欠陥と対を成して
安定化する。一方、不純物無添加の(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5P層16には固有欠陥は少なく、不純物や欠
陥の拡散は不純物無添加の(Al0. 6Ga0.40.5In
0.5P層16へ多少起こるものの、拡散をGa0.5In
0.5P活性層4まで及ぶことを防ぐことができる。もし
不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層16
が無ければ、不純物の拡散を防止する物が無いため、G
0.5In0.5P活性層4へ不純物のみならず、空孔等の
固有欠陥までも導入される。上記不純物無添加の(Al
0.6Ga0.40.5In0.5P層16は、空孔等の固有欠陥
が少なければ、多少不純物を添加してあっても構わず、
例えばp-−(Al0 .6Ga0.40.5In0.5P層でも構
わない。
The n-GaAs current blocking layer 8 and the p-Ga
When forming the As contact layer 9, the temperature becomes high.
In addition, p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P clad layer 5
And p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Not from P layer 15
Pure substance free (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5To P layer 16
The p-type impurity, Zn, may partially diffuse.
Even when the diffusion of n occurs, the diffusion is carried out with no impurity added (A
l0.6Ga0.4)0.5In0 .FiveG to stop at P layer 16
a0.5In0.5Almost no diffusion of Zn into the P active layer 4
Therefore, the characteristics of the semiconductor laser are not affected. why
Then, impurities such as Zn are p- (Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5In the P layer, pairs with intrinsic defects such as vacancies
Stabilize. On the other hand, the impurity-free (Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5The P layer 16 has few intrinsic defects,
The diffusion of the recesses is performed by the impurity-free (Al0. 6Ga0.4)0.5In
0.5Although a little occurs to the P layer 16, the diffusion is Ga0.5In
0.5It can be prevented from reaching the P active layer 4. if
Impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P layer 16
Without G, there is nothing to prevent the diffusion of impurities.
a 0.5In0.5Not only impurities but also vacancies etc.
Even intrinsic defects are introduced. The impurity-free (Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5The P layer 16 has inherent defects such as vacancies.
If there are few, it does not matter if some impurities are added,
For example, p-− (Al0 .6Ga0.4)0.5In0.5P layer
I don't know.

【0019】Znなどの不純物がGa0.5In0.5P活性
層4に拡散すると以下の2つの問題点が生じる。すなわ
ち、(1)不純物がGa0.5In0.5P活性層4に部分的
に拡散するために、図10に示すように高抵抗の部分3
1と低抵抗の部分30が生じて活性層へのキャリアの注
入に分布ができ、半導体レーザのモードの不安定化の原
因となる。また、Znの拡散により不純物のZnだけで
なく空孔等の欠陥もGa0.5In0.5P活性層4に導入さ
れるため、空孔等の固有欠陥の拡散が誘起される。固有
欠陥はGaInP活性層4中で深い準位を形成する。深
い準位は非発光中心をなり、発光効率を低下させる。そ
のために所望の光出力を得るために必要な半導体レーザ
の駆動電流が大きくなり、半導体レーザの寿命が短くな
り、信頼性に支障を来す。本発明によると、Ga0.5
0.5P活性層4へのZnの拡散がほとんどないため、
モードが安定で、かつ長寿命の半導体レーザを得ること
ができる。
When impurities such as Zn diffuse into the Ga 0.5 In 0.5 P active layer 4, the following two problems occur. That is, (1) Since the impurity partially diffuses into the Ga 0.5 In 0.5 P active layer 4, as shown in FIG.
1 and a low-resistance portion 30 are generated and distribution of carrier injection into the active layer is formed, which causes instability of the mode of the semiconductor laser. Further, not only impurity Zn but also defects such as vacancies are introduced into the Ga 0.5 In 0.5 P active layer 4 by the diffusion of Zn, so that the diffusion of intrinsic defects such as vacancies is induced. The intrinsic defect forms a deep level in the GaInP active layer 4. A deep level becomes a non-emission center and lowers luminous efficiency. Therefore, the drive current of the semiconductor laser required to obtain a desired optical output becomes large, the life of the semiconductor laser is shortened, and the reliability is hindered. According to the present invention, Ga 0.5 I
Since there is almost no diffusion of Zn into the n 0.5 P active layer 4,
A semiconductor laser having a stable mode and a long life can be obtained.

【0020】上記の構造の半導体レーザに電圧を印加す
ると、p電極10側から正孔が、n電極11側から電子
が注入され、Ga0.5In0.5P活性層4内で正孔と電子
の再結合が起こり発光する。発光した光は端面で共振
し、レーザ発振する。p−(Al0.6Ga0.40.5In
0.5Pクラッド層5の下部には、p−(Al0.6
0.4 0.5In0.5P層15と不純物無添加の(Al0.6
Ga0.40.5In0.5P層16から成る薄膜多層構造6
を有するが、不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5
0 .5P層16は充分薄いため、正孔のGa0.5In0.5
P活性層4への注入を妨げることはない。p−Ga0.5
In0.5P層7およびp−(Al0.6Ga0.40.5In0
.5Pクラッド層5に形成された台形状のストライプは、
Ga0.5In0.5P活性層4内に基本横モードが成立する
ような幅(5μm)にしてあるため、安定な単一横モー
ドの半導体レーザを得ることができる。
A voltage is applied to the semiconductor laser having the above structure.
Then, holes from the p-electrode 10 side and electrons from the n-electrode 11 side
Is implanted and Ga0.5In0.5Holes and electrons in the P active layer 4
Recombination occurs to emit light. The emitted light resonates at the end face
Then, the laser oscillates. p- (Al0.6Ga0.4)0.5In
0.5Under the P cladding layer 5, p- (Al0.6G
a0.4) 0.5In0.5P layer 15 and impurity-free (Al0.6
Ga0.4)0.5In0.5Thin film multilayer structure 6 composed of P layer 16
But with no impurities added (Al0.6Ga0.4)0.5I
n0 .FiveSince the P layer 16 is sufficiently thin, the Ga0.5In0.5
The injection into the P active layer 4 is not prevented. p-Ga0.5
In0.5P layer 7 and p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0
.FiveThe trapezoidal stripe formed on the P clad layer 5
Ga0.5In0.5A basic transverse mode is established in the P active layer 4
The width (5 μm) makes the stable single horizontal mode.
Semiconductor laser can be obtained.

【0021】つぎに、この半導体レーザの作製方法を図
2を参照しながら説明する。まず、MOVPE法などの
結晶成長方法を用いて、n−GaAs基板1の上にn−
GaAsバッファ層2、n−(Al0.6Ga0.40.5
0.5Pクラッド層3、Ga0. 5In0.5P活性層4、5
nmのp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層15と5
nmの不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5
層16を1周期とする薄膜多層構造6、p−(Al0.6
Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5、p−Ga0. 5In
0.5P層7をエピタキシャル成長する((a)図)。薄
膜多層構造6の活性層に近い第1層目は不純物無添加の
(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層16である。この薄
膜多層構造6は10周期から成る。ホトリソグラフィー
技術とエッチング技術を用いて、SiO212とp−G
0.5In0.5P層7とp−(Al0.6Ga0.40.5In
0.5Pクラッド層5の一部を台形状のストライプに加工
する((b)図)。台形状に加工した後、MOVPE法
の選択成長技術を用いて、n−GaAs電流ブロック層
8をSiO212上に堆積させることなく、台形の両脇
に結晶成長させる((c)図)。その後、SiO212
を除去し、p−GaAsコンタクト層9を結晶成長させ
る((d)図)。n−GaAs電流ブロック層8若しく
はp−GaAsコンタクト層9を結晶成長する時に高温
状態になるために、p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5
Pクラッド層5及びp−(Al0.6Ga0.4 0.5In0.5
P層15から不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5
0.5P層16へp型不純物であるZnが一部拡散する
ことがあるが、拡散は不純物無添加の(Al0.6
0.40.5In0.5P層16で止まるため、Ga0.5In
0.5P活性層4へZnが拡散することはほとんどない。
不純物であるZnはp−(Al0.6Ga0 .40.5In0.5
P層中では、空孔等の固有欠陥と対を成して安定化す
る。一方、不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In
0.5P層16には固有欠陥は少なく、不純物の拡散は不
純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層16へ
多少起こるものの、拡散をGa0.5In0.5P活性層4ま
で及ぶことを防ぐことができる。もし不純物無添加の
(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層16が無ければ、不
純物の拡散を防止する層が無いため、Ga0.5In0.5
活性層4へ不純物のみならず、空孔等の固有欠陥までも
導入される。p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層1
5と不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層
16から成る薄膜多層構造6を設けることで、Ga0.5
In0.5P活性層4へ欠陥の導入を防ぐことができる。
Next, a method of manufacturing this semiconductor laser will be described.
This will be described with reference to FIG. First, the MOVPE method
By using a crystal growth method, n-GaAs
GaAs buffer layer 2, n- (Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5P cladding layer 3, Ga0. FiveIn0.5P active layers 4, 5
nm p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P layers 15 and 5
nm impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P
The thin film multilayer structure 6 having the layer 16 as one cycle, p- (Al0.6
Ga0.4)0.5In0.5P clad layer 5, p-Ga0. FiveIn
0.5The P layer 7 is epitaxially grown (FIG. 7A). Thin
The first layer near the active layer of the film multilayer structure 6 has no impurities added.
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5The P layer 16. This thin
The film multilayer structure 6 has ten periods. Photolithography
SiO2 technology and etching technologyTwo12 and p-G
a0.5In0.5P layer 7 and p- (Al0.6Ga0.4)0.5In
0.5Part of P cladding layer 5 processed into trapezoidal stripe
(Figure (b)). After processing into trapezoidal shape, MOVPE method
N-GaAs current blocking layer using selective growth technology
8 for SiOTwo12 without trapping on both sides of trapezoid
The crystal is grown (FIG. 3 (c)). After that, the SiOTwo12
Is removed, and the p-GaAs contact layer 9 is crystal-grown.
(Figure (d)). n-GaAs current blocking layer 8
Is a high temperature during the crystal growth of the p-GaAs contact layer 9.
In order to be in a state, p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5
P cladding layer 5 and p- (Al0.6Ga0.4) 0.5In0.5
From the P layer 15, the impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5Zn that is a p-type impurity partially diffuses into the P layer 16
In some cases, the diffusion is carried out by using undoped (Al0.6G
a0.4)0.5In0.5Since it stops at the P layer 16, Ga0.5In
0.5Zn hardly diffuses into the P active layer 4.
Zn as an impurity is p- (Al0.6Ga0 .Four)0.5In0.5
In the P layer, it is stabilized in pairs with intrinsic defects such as vacancies.
You. On the other hand, the impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5In
0.5The P layer 16 has few intrinsic defects and no impurity diffusion.
Pure substance free (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5To P layer 16
Although it occurs to some extent, the diffusion is Ga0.5In0.5P active layer 4
Can be prevented. If undoped
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5If there is no P layer 16,
Since there is no layer to prevent the diffusion of pure substances, Ga0.5In0.5P
In the active layer 4, not only impurities but also intrinsic defects such as vacancies
be introduced. p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P layer 1
5 and impurity-free (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P layer
By providing the thin film multilayer structure 6 composed of0.5
In0.5The introduction of defects into the P active layer 4 can be prevented.

【0022】上記不純物無添加の(Al0.6Ga0.4
0.5In0.5P層16は、空孔等の固有欠陥が少なけれ
ば、多少不純物を添加してあっても構わず、例えばp-
−(Al0 .6Ga0.40.5In0.5P層でも構わない。
The above impurity-free (Al 0.6 Ga 0.4 )
0.5 an In 0.5 P layer 16, the less unique defects such as vacancies, not may be each other slightly doped, for example, p -
- (Al 0 .6 Ga 0.4) may be 0.5 an In 0.5 P layer.

【0023】最後にp−GaAsコンタクト層9上にC
r/Pt/Auを堆積してp電極10とし、n−GaA
s基板1上にAu/Ge/Niを堆積してn電極11と
する((e)図)。
Finally, C is formed on the p-GaAs contact layer 9.
r / Pt / Au is deposited to form a p-electrode 10 and n-GaAs
Au / Ge / Ni is deposited on the s-substrate 1 to form an n-electrode 11 (FIG. 7E).

【0024】このような製造方法により、図1に示すよ
うな横モード制御型の赤色半導体レーザを作製すること
ができる。
By such a manufacturing method, a lateral mode control type red semiconductor laser as shown in FIG. 1 can be manufactured.

【0025】(Al0.6Ga0.40.5In0.5PはMOV
PE法等で結晶成長すると、III族元素であるAlとG
aとInが規則正しく並ぶ自然超格子を形成しやすい。
この自然超格子を形成すると、(Al0.6Ga0.40.5
In0.5P結晶のバンドギャップが小さくなる。自然超
格子を形成した状態と形成しない状態では、バンドギャ
ップが約70meV異なる。1回目の結晶成長で、n−
GaAs基板1の上にn−GaAsバッファ層2、n−
(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層3、Ga
0.5In0.5P活性層4、5nmのp−(Al0.6
0.40.5In0.5P層15と5nmの不純物無添加の
(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層16から成る薄膜多
層構造6、p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッ
ド層5、p−Ga0. 5In0.5P層7をエピタキシャル成
長する。2回目以降の結晶成長で、p−(Al0.6Ga
0.40.5In0.5Pクラッド層5及びp−(Al0.6Ga
0.40.5In0 .5P層15から不純物無添加の(Al0.6
Ga0.40.5In0.5P層16へp型不純物であるZn
等の拡散が起こる。この時の不純物の拡散により薄膜多
層構造6内の自然超格子の一部が無秩序化した状態に変
化し、薄膜多層構造6中の(Al 0.6Ga0.40.5In
0.5P結晶のバンドギャップが大きくなる。それを図7
に示す。この結果、Ga0.5In0.5P活性層4と薄膜多
層構造6のバンドギャップ差を大きくすることができ、
活性層4内にキャリアが閉じこめられやすくなり、半導
体レーザのしきい値電流の低減、温度安定性の向上など
の特性を向上させることができる。
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P is MOV
When the crystal is grown by the PE method or the like, the group III elements Al and G
It is easy to form a natural superlattice in which a and In are regularly arranged.
When this natural superlattice is formed, (Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5The band gap of the P crystal becomes smaller. Supernatural
In the state where the lattice is formed and the state where it is not formed, the band gap
The difference is about 70 meV. In the first crystal growth, n-
On a GaAs substrate 1, an n-GaAs buffer layer 2, n-
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P cladding layer 3, Ga
0.5In0.5P active layer 4, 5 nm p- (Al0.6G
a0.4)0.5In0.5P layer 15 and 5 nm impurity-free
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Many thin films composed of P layer 16
Layer structure 6, p- (Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P crack
Layer 5, p-Ga0. FiveIn0.5Epitaxial formation of P layer 7
Lengthen. In the second and subsequent crystal growths, p- (Al0.6Ga
0.4)0.5In0.5P cladding layer 5 and p- (Al0.6Ga
0.4)0.5In0 .FiveFrom the P layer 15, the impurity-free (Al0.6
Ga0.4)0.5In0.5Zn which is a p-type impurity is added to the P layer 16.
Diffusion occurs. At this time, the diffusion of impurities
Part of the natural superlattice in the layer structure 6 changes to a disordered state.
(Al) in the thin film multilayer structure 6 0.6Ga0.4)0.5In
0.5The band gap of the P crystal increases. Figure 7
Shown in As a result, Ga0.5In0.5P active layer 4 and many thin films
The band gap difference of the layer structure 6 can be increased,
Carriers are easily trapped in the active layer 4,
Reduction of threshold current of body laser, improvement of temperature stability, etc.
Characteristics can be improved.

【0026】本実施例では、(AlxGa1-x0.5In
0.5P(0≦x≦1)中で拡散しやすい不純物としてZ
nを用いて説明した。しかし、その他の不純物、例えば
Se等の場合でも不純物添加の半導体層と不純物無添加
の半導体層から成る薄膜多層構造をクラッド層と活性層
の間に形成することにより、モードが安定で、信頼性の
高い、良好な特性の半導体レーザを作製するこができ
る。
In this embodiment, (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In
0.5 P (0 ≦ x ≦ 1)
This has been described using n. However, even in the case of other impurities, for example, Se, the mode is stable and the reliability is improved by forming a thin film multilayer structure including a semiconductor layer doped with impurities and a semiconductor layer doped without impurities between the cladding layer and the active layer. And a semiconductor laser having good characteristics can be manufactured.

【0027】なお、本実施例では、薄膜多層構造6をG
0.5In0.5P活性層4とp−(Al0.6Ga0.40.5
In0.5Pクラッド層5の間に配置したが、p−(Al
0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層5全体を薄膜多層
構造6と同様の構造にすれば、p型不純物の拡散をより
防止できる。また、実施例中では薄膜多層構造6を5n
mのp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層15と5n
mの不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層
16を1周期とする周期的な構造としているが、薄膜多
層構造6内の不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5
0.5P層が多数キャリアの拡散長よりも薄ければ、周
期的な構造にする必要はなく、この発明の効果は大き
い。
In this embodiment, the thin film multilayer structure 6 is
a 0.5 In 0.5 P active layer 4 and p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5
Although placed between the In 0.5 P cladding layers 5, p- (Al
If the entire structure of the 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 5 is the same as the thin film multilayer structure 6, the diffusion of the p-type impurity can be further prevented. In the embodiment, the thin film multilayer structure 6 has a thickness of 5n.
m of p- (Al 0.6 Ga 0.4) 0.5 In 0.5 P layer 15 and 5n
m has a periodic structure with one cycle of the undoped (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P layer 16. However, the undoped (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 I in the thin film multilayer structure 6 has a periodic structure.
If the n 0.5 P layer is thinner than the diffusion length of majority carriers, it is not necessary to form a periodic structure, and the effect of the present invention is great.

【0028】上記実施例では、ダブルヘテロ構造を構成
する材料を指定したが、クラッド層が(AlyGa1-y
0.5In0.5P、活性層が(AlzGa1-z0.5In0.5
(ここで、0≦z≦y≦1)の場合でも、モードが安定
で、信頼性の高い、良好な特性の半導体レーザを作製す
ることができる。また、薄膜多層構造6を構成する不純
物添加の半導体層と不純物無添加の半導体層の材料を同
一にしたが、この2つの半導体層の材料が異なってもよ
い。不純物添加の半導体層と不純物無添加の半導体層の
Alの割合(組成)を変えても良く、例えば、不純物添
加の半導体層にp−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層
を、不純物無添加の半導体層に不純物無添加の(Al
0.15Ga0.850.5In0.5P層を用いても、この発明の
効果は大きい。
In the above embodiment, the material constituting the double hetero structure is specified, but the cladding layer is made of (Al y Ga 1-y ).
0.5 In 0.5 P, the active layer is (Al z Ga 1 -z ) 0.5 In 0.5 P
(Where 0 ≦ z ≦ y ≦ 1), a semiconductor laser with stable modes, high reliability, and good characteristics can be manufactured. In addition, although the material of the impurity-added semiconductor layer and the material of the impurity-free semiconductor layer constituting the thin-film multilayer structure 6 are the same, the materials of the two semiconductor layers may be different. The ratio (composition) of Al in the doped semiconductor layer and the doped semiconductor layer may be changed. For example, a p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P layer is added to the doped semiconductor layer, The impurity-free (Al
Even if a 0.15 Ga 0.85 ) 0.5 In 0.5 P layer is used, the effect of the present invention is great.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明の半導体レーザによれば、 (1)ダブルヘテロ構造を有する半導体レーザにおい
て、クラッド層と活性層との間に不純物添加の半導体層
と不純物無添加の半導体層から成る薄膜多層構造を有す
るため、該クラッド層及び不純物添加の半導体層に添加
してある不純物の拡散は、薄膜多層構造中の不純物無添
加の半導体層で止まることから、活性層への不純物や欠
陥の拡散を防ぐことができ、不純物や欠陥の拡散による
半導体レーザの特性の劣化を防ぐことができ、信頼性の
高いレーザを得ることができる。また、クラッド層を不
純物添加の半導体層と不純物無添加の半導体層から成る
薄膜多層構造とすることによっても、同様の作用効果を
奏することができる。 (2)なお、薄膜多層構造中の不純物無添加の半導体層
の膜厚が多数キャリアの拡散長より薄いとき、該クラッ
ド層の多数キャリアの活性層への注入を妨げることな
く、良好な特性を得ることができる。
According to the semiconductor laser of the present invention, (1) in a semiconductor laser having a double heterostructure, a thin film comprising an impurity-doped semiconductor layer and an undoped semiconductor layer between a cladding layer and an active layer. having a multi-layer structure
Added to the cladding layer and the doped semiconductor layer
Diffusion of the impurities indicated in the thin film multilayer structure
Since it stops at an additional semiconductor layer, diffusion of impurities and defects into the active layer can be prevented, and deterioration of semiconductor laser characteristics due to diffusion of impurities and defects can be prevented .
A high laser can be obtained. In addition, if the cladding layer is not
Consisting of pure and doped semiconductor layers
Similar effects can be obtained by adopting a thin film multilayer structure.
Can play. (2) An impurity-free semiconductor layer in a thin film multilayer structure
When the film thickness is smaller than the diffusion length of majority carriers,
Do not prevent the injection of majority carriers in the active layer into the active layer.
And good characteristics can be obtained.

【0030】本発明の半導体レーザの作製方法によれ
ば、 (3)p型クラッド層を、不純物添加の半導体層と不純
物無添加の半導体層から成る薄膜多層構造としているの
で、不純物や欠陥の結晶成長中の活性層への拡散を防止
でき、モードが安定で、信頼性に優れた半導体レーザを
作製することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, (3) the p-type cladding layer has a thin-film multilayer structure composed of an impurity-added semiconductor layer and an undoped semiconductor layer .
Thus, diffusion of impurities and defects into the active layer during crystal growth can be prevented, and a semiconductor laser having a stable mode and excellent reliability can be manufactured.

【0031】 (4)第1の半導体層から第2の半導体層へ不純物の拡
散が生じる温度で電流ブロック層およびp型コンタクト
層を形成する場合であっても、不純物無添加の半導体層
で拡散を停止させることで、活性層への不純物や欠陥の
拡散を防ぐことができる。
(4) The diffusion of impurities from the first semiconductor layer to the second semiconductor layer
Current blocking layer and p-type contact at the temperature where diffusion occurs
Even in the case of forming a layer, diffusion of impurities and defects into the active layer can be prevented by stopping diffusion in the semiconductor layer to which impurities are not added.

【0032】[0032]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の横モード制御型の赤色半導体
レーザの断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lateral mode control type red semiconductor laser according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第1の
工程順断面図である。
FIG. 2 is a first step-by-step cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the semiconductor laser of the present invention.

【図3】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第2の
工程順断面図である。
FIG. 3 is a sectional view in a second process order showing a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.

【図4】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第3の
工程順断面図である。
FIG. 4 is a third step-by-step cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the semiconductor laser of the present invention.

【図5】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第4の
工程順断面図である。
FIG. 5 is a fourth step-by-step cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the semiconductor laser of the present invention.

【図6】本発明の半導体レーザの製造工程を表す第5の
工程順断面図である。
FIG. 6 is a fifth process order sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.

【図7】薄膜多層構造を無秩序化する前後でのエネルギ
ーバンド図である。
FIG. 7 is an energy band diagram before and after disordering of a thin film multilayer structure.

【図8】赤色半導体レーザの構成断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a configuration of a red semiconductor laser.

【図9】SIMSによるP型不純物Znの拡散を説明す
るための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining diffusion of a P-type impurity Zn by SIMS.

【図10】P型不純物Znの拡散により活性層にできた
抵抗の分布を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a distribution of resistance formed in an active layer by diffusion of a P-type impurity Zn.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaAs基板 2 n−GaAsバッファ層 3 n−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層 4 Ga0.5In0.5P活性層 5 p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層 6 薄膜多層構造 7 p−Ga0.5In0.5P層 8 n−GaAs電流ブロック層 9 p−GaAsコンタクト層 10 p電極 11 n電極 12 SiO2 13 n−(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層 14 p−(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pクラッド層 15 p−(Al0.6Ga0.40.5In0.5P層 16 不純物無添加の(Al0.6Ga0.40.5In0.5
Reference Signs List 1 n-GaAs substrate 2 n-GaAs buffer layer 3 n- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5 p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 Thin film multilayer structure 7 p-Ga 0.5 In 0.5 P layer 8 n-GaAs current blocking layer 9 p-GaAs contact layer 10 p electrode 11 n electrode 12 SiO 2 13 n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 14 p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 15 p- (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P layer 16 Undoped (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P
layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−82286(JP,A) 特開 昭63−116483(JP,A) 特開 平3−62584(JP,A) 特開 平2−33990(JP,A) 特開 昭64−90576(JP,A) 特開 平1−189188(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-82286 (JP, A) JP-A-63-116483 (JP, A) JP-A-3-62584 (JP, A) JP-A-2- 33990 (JP, A) JP-A-64-90576 (JP, A) JP-A-1-189188 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01S 3/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】n型クラッド層、活性層、及びp型クラッ
ド層が形成された基板上にMOVPE法により形成され
た電流ブロック層およびp型コンタクト層を有する半導
体レーザであって、p型クラッド層と活性層との間に、
不純物を含有する第1の半導体層と不純物無添加の第2
の半導体層との薄膜多層構造を有することを特徴とする
半導体レーザ。
1. An n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer.
Formed by MOVPE on the substrate on which
Having broken current blocking layer and p-type contact layer
Body laser, between the p-type cladding layer and the active layer,
A first semiconductor layer containing impurities and a second semiconductor layer containing no impurities;
A semiconductor laser having a thin-film multilayer structure with a semiconductor layer .
【請求項2】n型クラッド層、活性層、及びp型クラッ
ド層が形成された基板上にMOVPE法により形成され
た電流ブロック層およびp型コンタクト層を有する半導
体レーザであって、前記p型クラッド層が、不純物が添
加された第1の半導体層と前記不純物が無添加の第2の
半導体層との薄膜多層構造となっており、かつ、前記第
1の半導体層の禁制帯幅が前記第2の半導体層の禁制帯
幅より大きいことを特徴とする半導体レーザ。
2. An n-type cladding layer, an active layer, and a p-type cladding layer.
Formed by MOVPE on the substrate on which
Having broken current blocking layer and p-type contact layer
The p-type cladding layer is doped with impurities.
A doped first semiconductor layer and a doped second semiconductor layer.
A thin-film multilayer structure with a semiconductor layer, and
The forbidden band width of the first semiconductor layer is equal to the forbidden band of the second semiconductor layer.
A semiconductor laser characterized by being larger than a width .
【請求項3】第2の半導体層の膜厚が多数キャリアの拡
散長より薄いことを特徴とする請求項1または2に記載
の半導体レーザ。
3. The method according to claim 1 , wherein the thickness of the second semiconductor layer is such that the majority carrier is expanded.
3. The method according to claim 1, wherein the thickness is thinner than the length.
Semiconductor laser.
【請求項4】基板上にn型クラッド層、活性層、及びp
型クラッド層を順次形成した後、電流ブロック層および
p型コンタクト層をMOVPE法により形成する工程を
有する半導体レーザの作製方法であって、前記p型クラ
ッド層を、不純物が添加された第1の半導体層と前記不
純物が無添加の第2の半導体層との薄膜多層構造とし、
かつ、前記第1の半導体層の禁制帯幅が前記第2の半導
体層の禁制帯幅より大きいことを特徴とする半導体レー
ザの作製方法。
4. An n-type clad layer, an active layer and a p-type
After sequentially forming the mold cladding layer, the current blocking layer and
Step of forming p-type contact layer by MOVPE method
A method of manufacturing a semiconductor laser having
The first semiconductor layer to which impurities are added is
A thin film multilayer structure with a pure semiconductor-free second semiconductor layer,
The forbidden band width of the first semiconductor layer is equal to the second semiconductor layer.
A method for manufacturing a semiconductor laser, wherein the semiconductor laser is larger than a forbidden band width of a body layer .
【請求項5】基板上にn型クラッド層、活性層、及び不
純物が添加された第1の半導体層と前記不純物が無添加
の第2の半導体層との薄膜多層構造を有するp型クラッ
ド層を順次形成した後、前記第1の半導体層から前記第
2の半導体層へ前記不純物の拡散が生じる温度で電流ブ
ロック層およびp型コンタクト層を形成する工程を有
し、かつ、前記第1の半導体層の禁制帯幅が前記第2の
半導体層の禁制帯幅より大きいことを特徴とする半導体
レーザの作製方法。
5. An n-type clad layer, an active layer, and a non-conductive layer on a substrate.
The first semiconductor layer to which a pure substance is added and the impurity is not added.
P-type cladding having a thin film multilayer structure with a second semiconductor layer
After sequentially forming the semiconductor layers, the first semiconductor layer
At a temperature at which the diffusion of the impurity into the second semiconductor layer occurs.
Step of forming lock layer and p-type contact layer
And the forbidden band width of the first semiconductor layer is the second bandgap.
A method for manufacturing a semiconductor laser, which is larger than a forbidden band width of a semiconductor layer .
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