JP2945546B2 - Stripe laser diode and method of manufacturing the same - Google Patents

Stripe laser diode and method of manufacturing the same

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JP2945546B2
JP2945546B2 JP4250280A JP25028092A JP2945546B2 JP 2945546 B2 JP2945546 B2 JP 2945546B2 JP 4250280 A JP4250280 A JP 4250280A JP 25028092 A JP25028092 A JP 25028092A JP 2945546 B2 JP2945546 B2 JP 2945546B2
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章 古谷
真実 菅野
恵 堂面
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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】本発明は一般にレーザダイオード
に関し、特にストライプ構造を有するレーザダイオード
の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a laser diode, and more particularly to an improvement in a laser diode having a stripe structure.

【0002】レーザダイオードの社会的な普及、例えば
光磁気ディスクへの情報の記憶やいわゆるPOSシステ
ムにおけるバーコードの読み取り、あるいはプリンタに
おいてなされる光記録等に伴い、短波長、特に可視光波
長において光ビームを発生できるレーザダイオードが要
求されている。光記録の分野で短波長ビームを使うこと
ができれば、光情報記録装置の記録容量を大きく増加さ
せることができる。また、可視光の使用は、他の分野例
えばPOS装置においても有利である。
With the widespread use of laser diodes in society, for example, storage of information on a magneto-optical disk, reading of a bar code in a so-called POS system, or optical recording performed in a printer, light at a short wavelength, particularly a visible light wavelength, is used. There is a need for a laser diode that can generate a beam. If a short wavelength beam can be used in the field of optical recording, the recording capacity of an optical information recording device can be greatly increased. The use of visible light is also advantageous in other fields, such as POS devices.

【0003】情報を収束光ビームにより記録媒体上に記
録しまた再生する光情報記録装置では、レーザダイオー
ドは通常の低閾値電流、高出力、高信頼性等の条件以外
に発生される光ビームの非点収差が少ないことが要求さ
れる。特に光記録再生装置では光ビームは記録媒体例え
ば光ディスク上に収束された場合に非常に小さくしかも
円形のビーム形状を有するのが望ましい。非点収差が大
きいと、光ビームは円形ではなる細長い楕円形形状とな
り、しかも楕円の長軸方向が焦点の結像状態によって変
化してしまう。かかる非点収差の問題を解決するために
様々な努力がなされている。
In an optical information recording apparatus for recording and reproducing information on a recording medium by using a converging light beam, a laser diode is used to generate a light beam other than the ordinary conditions such as low threshold current, high output, and high reliability. Low astigmatism is required. Particularly, in an optical recording / reproducing apparatus, it is desirable that the light beam has a very small and circular beam shape when converged on a recording medium such as an optical disk. If the astigmatism is large, the light beam has a long and thin elliptical shape having a circular shape, and the major axis direction of the ellipse changes depending on the imaging state of the focal point. Various efforts have been made to solve such an astigmatism problem.

【0004】[0004]

【従来の技術】図41はいわゆるリッジ型構造を有し可
視波長域で光ビームを形成できる従来のレーザダイオー
ドの構成を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 41 shows a configuration of a conventional laser diode having a so-called ridge structure and capable of forming a light beam in a visible wavelength range.

【0005】図41を参照するに、レーザダイオードは
n型GaAs基板101の(100)面上に構成され
る。(100)面上にはn型GaAsよりなるバッファ
層102がエピタキシャル成長され、さらにバッファ層
102上にはn型InGaPよりなる中間層103がエ
ピタキシャル成長される。
Referring to FIG. 41, a laser diode is formed on a (100) plane of an n-type GaAs substrate 101. On the (100) plane, a buffer layer 102 of n-type GaAs is epitaxially grown, and on the buffer layer 102, an intermediate layer 103 of n-type InGaP is epitaxially grown.

【0006】中間層103上には、n型InGaAlP
よりなるクラッド層104がエピタキシャル成長され、
さらに非ドープInGaPよりなる活性層105がクラ
ッド層104上にエピタキシャル成長される。いっぽ
う、活性層105上にはp型InGaAlPよりなるク
ラッド層106が形成され、さらに図示の例ではp型I
nGaPよりなるエッチングストッパ層107がクラッ
ド層106上に形成される。さらに、p型InGaAl
Pよりなる別のクラッド層109とInGaPよりなる
中間層110とが順次形成されて層状半導体構造を形成
する。さらに、かかる層状半導体構造上には層110上
に図示はしないが酸化シリコン層が堆積される。堆積さ
れた酸化シリコン層はリッジ構造に対応してパターニン
グされ、前記層状半導体構造はパターニングされた酸化
シリコン層をマスクにしてウエットエッチングを施され
る。エッチングの結果、層109〜110を含んだリッ
ジ構造が形成され、さらに同じ酸化シリコンマスクを使
いながらn型GaAsを堆積する。その結果、n型Ga
As領域108a,108bが図示したようにリッジ構
造の両側に形成される。
On the intermediate layer 103, an n-type InGaAlP
A cladding layer 104 is epitaxially grown,
Further, an active layer 105 made of undoped InGaP is epitaxially grown on the cladding layer 104. On the other hand, on the active layer 105, a clad layer 106 made of p-type InGaAlP is formed.
An etching stopper layer 107 made of nGaP is formed on the cladding layer 106. Furthermore, p-type InGaAl
Another cladding layer 109 made of P and an intermediate layer 110 made of InGaP are sequentially formed to form a layered semiconductor structure. Furthermore, a silicon oxide layer (not shown) is deposited on the layered semiconductor structure on the layer 110. The deposited silicon oxide layer is patterned corresponding to the ridge structure, and the layered semiconductor structure is subjected to wet etching using the patterned silicon oxide layer as a mask. As a result of the etching, a ridge structure including the layers 109 to 110 is formed, and n-type GaAs is deposited using the same silicon oxide mask. As a result, n-type Ga
As regions 108a and 108b are formed on both sides of the ridge structure as shown.

【0007】図41の構造では、リッジ構造が左右から
n型のGaAs領域108a,108bにより支持され
るように形成されるため、かかるリッジ構造はいわゆる
ロスガイドを形成し、活性層105中で形成された光は
リッジ構造に沿って導波される。これは、リッジ構造両
側のGaAsがInGaPやInGaAlPよりもバン
ドギャップが小さいため活性層で形成された光を吸収
し、その結果領域108a,108bにおいて屈折率が
変化するためである。また、かかるリッジ構造ではリッ
ジ両側のGaAs領域108a,108bがn型にドー
プされているため駆動電流も前記リッジ構造を流れるよ
うに電流狭窄をうける。かかる電流狭窄の結果、図41
のレーザダイオードは閾値が低い利点を有する。また、
活性層105としてInGaPを使っているため約68
0nmの波長での発振が可能である。すなわち、図41
のレーザダイオードは可視光領域での発振が可能であ
る。
In the structure shown in FIG . 41 , the ridge structure is formed so as to be supported by the n-type GaAs regions 108a and 108b from the left and right . Therefore, the ridge structure forms a so-called loss guide and is formed in the active layer 105. The emitted light is guided along the ridge structure. This is because GaAs on both sides of the ridge structure has a smaller band gap than InGaP or InGaAlP and absorbs light formed in the active layer, and as a result, the refractive index changes in the regions 108a and 108b. Further, in such a ridge structure, since the GaAs regions 108a and 108b on both sides of the ridge are doped with n-type, the drive current is also subjected to current constriction so as to flow through the ridge structure. As a result of such current constriction, FIG.
Laser diodes have the advantage of a low threshold. Also,
Since InGaP is used for the active layer 105, about 68
Oscillation at a wavelength of 0 nm is possible. That is, FIG.
Can oscillate in the visible light region.

【0008】一方、図41のレーザダイオードは発生さ
れる光ビームが非点収差を含む問題点を有している。よ
り具体的に説明すると、レーザダイオードの端面から発
射される光ビームはビームの発散面が活性層に水平な場
合と垂直な場合とで焦点の位置が異なってしまう。図4
2はかかる非点収差の問題を示す図で、レーザダイオー
ドから発射される光ビームには二つの焦点f1 ,f2
存在する場合を示す。すなわち、光ビームは垂直面内で
は第1の焦点f1 から発散するのに対し、水平面内では
第2の焦点f2 から発散し、焦点f1 と焦点f2 とは相
互に数ミクロン離れている。このように焦点がずれてい
るため、光ビームは光情報記録装置等では好ましくない
楕円形のビーム形状を有してしまう。先にも説明したよ
うに、かかる楕円形状のビームの長軸方向は光ビームの
焦点合わせの状態如何で変化してしまう。
On the other hand, the laser diode shown in FIG. 41 has a problem that the generated light beam includes astigmatism. More specifically, the position of the focal point of the light beam emitted from the end face of the laser diode differs depending on whether the diverging surface of the beam is horizontal or vertical to the active layer. FIG.
2 is a diagram showing the problem of astigmatism, showing a case where a light beam emitted from a laser diode has two focal points f 1 and f 2 . That is, while the light beam diverges from the first focal point f 1 in the vertical plane, it diverges from the second focal point f 2 in the horizontal plane, and the focal points f 1 and f 2 are separated from each other by several microns. I have. Since the focus is shifted as described above, the light beam has an elliptical beam shape that is not preferable in an optical information recording device or the like. As described above, the major axis direction of the elliptical beam changes depending on the focusing state of the light beam.

【0009】かかる非点収差は主として活性層に対して
水平方向の光閉じ込めの効率と垂直方向での光閉じ込め
効率が異なることにより生じるものと考えられる。すな
わち、横方向への光閉じ込めを行う屈折率構造を有さな
いロスガイド構造を使用する限り、非点収差の問題は解
決できない。かかる非点収差の問題を解決すべく、本発
明の発明者は、先に欧州特許出願公開第0454476
号において、基板上にメサ構造を形成し、活性層をメサ
構造に沿って延在するように形成したレーザダイオード
を提案した。
It is considered that such astigmatism is mainly caused by the difference between the efficiency of light confinement in the horizontal direction and the efficiency of light confinement in the vertical direction with respect to the active layer. That is, as long as a loss guide structure having no refractive index structure for confining light in the lateral direction is used, the problem of astigmatism cannot be solved. In order to solve the problem of astigmatism, the inventor of the present invention has previously published European Patent Application Publication No. 0454476.
A laser diode in which a mesa structure is formed on a substrate and an active layer is formed so as to extend along the mesa structure was proposed.

【0010】図43は前記従来の提案になるレーザダイ
オードの構造を示す。
FIG. 43 shows the structure of the laser diode proposed in the prior art.

【0011】図43を参照するに、レーザダイオードは
例えばp型にドープされたGaAs基板201上に構成
され、基板は(100)主面を有するように形成されて
いる。さらに、基板201上には(100)面よりなる
主面とその両側に形成される(111)B面よりなる側
壁面とにより画成されるメサ構造201aが形成されて
いる。メサ構造201aを形成する(100)面はレー
ザダイオードの縦方向に延在し、ストライプ構造の基本
構造をなす。
Referring to FIG. 43, a laser diode is formed on a GaAs substrate 201 doped with, for example, p-type, and the substrate is formed to have a (100) main surface. Further, a mesa structure 201a is formed on the substrate 201, which is defined by a main surface composed of a (100) plane and side walls composed of a (111) B plane formed on both sides thereof. The (100) plane forming the mesa structure 201a extends in the longitudinal direction of the laser diode, and forms a basic structure of a stripe structure.

【0012】このように形成された基板201には、メ
サ構造201aの主面を酸化シリコンマスクで被覆した
状態でn型GaAsをエピタキシャルに堆積することに
より、電流狭窄構造202が形成される。GaAs基板
201の(100)面に対して斜めに延在する(11
1)B面に対してエピタキシャル成長を行った場合、
((311)B面の成長速度が遅いため(311)B面
が選択的に発達する傾向がある。換言すれば、このよう
にして形成されたエピタキシャル層202は、メサ構造
202aの両側に延在し、GaAsの(100)面に対
して傾いた(311)B面を有することを特徴とする。
これにより、(311)B面はレーザダイオードのスト
ライプ構造に一致して延在する別のメサ構造を形成す
る。
A current confinement structure 202 is formed on the substrate 201 thus formed by epitaxially depositing n-type GaAs with the main surface of the mesa structure 201a covered with a silicon oxide mask. (11) extending obliquely to the (100) plane of the GaAs substrate 201
1) When epitaxial growth is performed on the B plane,
(Since the growth rate of the (311) B plane is slow, the (311) B plane tends to develop selectively. In other words, the epitaxial layer 202 thus formed extends to both sides of the mesa structure 202a. And has a (311) B plane inclined with respect to the (100) plane of GaAs.
As a result, the (311) B plane forms another mesa structure extending in conformity with the stripe structure of the laser diode.

【0013】層202が形成されてマスクが除去される
と、以後のエピタキシャル成長に必要な良好な結晶面を
得るためにp型のGaAsよりなるバッファ層203が
エピタキシャル成長され、さらに、図41の中間層11
0に対応するp型InGaPよりなる中間層204がバ
ッファ層203上にエピタキシャル成長される。中間層
204上にはさらにp型InGaAlPよりなるクラッ
ド層205がエピタキシャル成長され、さらにクラッド
層205上には非ドープInGaPよりなる活性層20
6がエピタキシャル成長される。。すなわち、図41の
レーザダイオードは可視光領域での発振が可能である。
After the layer 202 is formed and the mask is removed, a buffer layer 203 made of p-type GaAs is epitaxially grown to obtain a good crystal plane required for the subsequent epitaxial growth . 11
An intermediate layer 204 of p-type InGaP corresponding to 0 is epitaxially grown on the buffer layer 203. A cladding layer 205 made of p-type InGaAlP is further epitaxially grown on the intermediate layer 204, and an active layer 20 made of undoped InGaP is further formed on the cladding layer 205.
6 is epitaxially grown. . That is, the laser diode of FIG. 41 can oscillate in the visible light region.

【0014】さらに、活性層206上にはn型InGa
AlPよりなるクラッド層207がエピタキシャル成長
され、図41の中間層103に対応するn型InGaA
lPよりなる中間層208がエピタキシャル成長され
る。さらに中間層208上にはn+ 型のGaAsよりな
るコンタクト層209がエピタキシャル成長され、さら
に上部電極および下部電極(図示せず)がそれぞれコン
タクト層209の上主面および基板201の下主面に形
成されている。これらのエピタキシャル層は組成の精密
な制御を要する理由でMOCVD法により形成され、エ
ピタキシャルプロセス中に必要に応じてドーパントを導
入する。通常は、p型ドーパントとしてAnが使用さ
れ、またn型ドーパントとしてはSeあるいはSiが使
われる。Znはエピタキシャル層を形成するソースガス
にジメチル亜鉛((CH3 2 Zn)を混合することに
より導入されるのに対し、Seは水素化セレン(H2
e)を混合することで導入される。Siを使う場合はシ
ラン(SiH4 )あるいはジシラン(Si2 6 )が使
われる。
Further, an n-type InGa
A clad layer 207 of AlP is epitaxially grown, and n-type InGaAs corresponding to the intermediate layer 103 of FIG.
An intermediate layer 208 of IP is epitaxially grown. Further, a contact layer 209 made of n + -type GaAs is epitaxially grown on the intermediate layer 208, and an upper electrode and a lower electrode (not shown) are formed on the upper main surface of the contact layer 209 and the lower main surface of the substrate 201, respectively. Is formed. These epitaxial layers are formed by MOCVD because they require precise control of the composition, and dopants are introduced as needed during the epitaxial process. Usually, An is used as the p-type dopant, and Se or Si is used as the n-type dopant. Zn is introduced by mixing dimethyl zinc ((CH 3 ) 2 Zn) with a source gas for forming an epitaxial layer, while Se is selenium hydride (H 2 S).
e) is introduced by mixing. When Si is used, silane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used.

【0015】図43のレーザダイオードは上部電極と下
部電極との間に順方向バイアス電圧を印加して活性層2
06にキャリアを注入することで動作を行う。図示の例
では、ホールがp型基板201に注入されて活性層20
6に向かって流れ、その際メサ構造201aを通過する
際にメサ構造201a両側に形成されたn型GaAs層
202によりキャリアの狭窄作用がなされる。その結
果、ホールはクラッド層205の中央部に選択的に注入
され、さらにクラッド層205から活性層206に流
れ、活性層206において上部電極から層209,20
8および207を通って活性層206に注入された電子
と再結合を行う。かかる電子とホールの再結合により周
知の誘導放出が生じ、レーザダイオードの縦方向両端部
に反射器を設けて光ビームを往復反射させることによ
り、光ビームの増幅が生じる。
In the laser diode of FIG. 43, a forward bias voltage is applied between an upper electrode and a lower electrode to
The operation is performed by injecting carriers into the cell. In the illustrated example, holes are injected into the p-type substrate 201 and the active layer 20 is removed.
6, and when passing through the mesa structure 201a, the n-type GaAs layers 202 formed on both sides of the mesa structure 201a cause a narrowing effect of carriers. As a result, holes are selectively injected into the central portion of the cladding layer 205, and further flow from the cladding layer 205 to the active layer 206, where the layers 209, 20
The electrons recombine with the electrons injected into the active layer 206 through 8 and 207. The recombination of the electron and the hole causes a well-known stimulated emission, and a reflector is provided at both ends in the longitudinal direction of the laser diode to reflect the light beam back and forth, thereby amplifying the light beam.

【0016】かかるレーザダイオードの構成において
は、層203〜209は全て前記第2のメサ構造の表面
形状に整合した形状を有し、各々の層はメサ構造201
aの(100)面に対応した(100)面により特徴づ
けられる細長いストライプ領域を形成されてなる。さら
に、各々のストライプ領域は横方向を、(100)面の
両側に形成された層202の(311)B面に対応する
面指数(311)Bの斜面により画成される。勿論前記
(100)面は平坦でメサ構造201aの上主面に平行
に延在する。かかる構造では横方向への光閉じ込め作用
により、光ビームは活性層のストライプ領域に閉じ込め
られるため、キャリアの再結合は主として活性層のスト
ライプ領域において生じ、このため図43の素子は非点
収差の問題を解決することができる。
In such a laser diode configuration, all of the layers 203 to 209 have a shape matching the surface shape of the second mesa structure, and each layer has a mesa structure 201.
An elongated stripe region characterized by a (100) plane corresponding to the (100) plane of a is formed. Further, each stripe region is defined in the lateral direction by a slope having a plane index (311) B corresponding to the (311) B plane of the layer 202 formed on both sides of the (100) plane. Of course, the (100) plane is flat and extends parallel to the upper main surface of the mesa structure 201a. In such a structure, the light beam is confined in the stripe region of the active layer due to the light confinement effect in the lateral direction, so that the recombination of carriers mainly occurs in the stripe region of the active layer. Can solve the problem.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】かかる構造において
は、各々のエピタキシャル層は結晶学的に非等価な面を
有しているため、エピタキシャル層の性質が結晶面の方
位によって変化してしまう問題点が生じる。
In such a structure, since each epitaxial layer has a crystallographically non-equivalent plane, the properties of the epitaxial layer change depending on the orientation of the crystal plane. Occurs.

【0018】図43の装置においては、クラッド層20
5はそれぞれ三つの結晶学的に非等価な結晶面を特徴と
する三つの領域より構成されている。すなわち、第1の
領域は(100)面で特徴づけられる領域で、第2およ
び第3の領域は(311)B面を特徴とし、前記第1の
領域の両側に形成され、何れもレーザダイオードの長手
方向ないし光軸方向に延在する。後で詳細に検討する
が、かかる構造ではドーパントの濃度レベルがクラッド
層205の第1〜第3の領域で変化することが見出され
た。より具体的には、Znの濃度レベルは(311)B
面で特徴づけられる第2および第3の領域におけるほう
が(100)面で特徴づけられる第1の領域におけるよ
りも高くなり、かかるドーパントの濃度レベルの変化に
伴ってキャリア密度が第2および第3の領域で第1の領
域よりも高くなる傾向が生じる。かかるキャリア密度の
変化が生じるとクラッド層205の抵抗率が前記第1の
領域においてその両側の第2,第3の領域よりも高くな
ってしまい、注入された電流が図43に矢印で示すよう
にストライプ領域に集中するよりも斜面領域に優先的に
流れる傾向が生じる。換言すると、注入された駆動電流
は活性層206のストライプ領域を迂回して流れてしま
い、電流狭窄の効果が低下し、またこれに伴いレーザダ
イオードの効率も低下してしまう。
In the apparatus shown in FIG.
5 is composed of three regions each characterized by three crystallographically unequal crystal planes. That is, the first region is a region characterized by the (100) plane, the second and third regions are characterized by the (311) B plane, and are formed on both sides of the first region. Extend in the longitudinal direction or the optical axis direction. As will be discussed in detail later, it has been found that in such a structure, the dopant concentration level changes in the first to third regions of the cladding layer 205. More specifically, the concentration level of Zn is (311) B
The second and third regions characterized by the plane are higher than in the first region characterized by the (100) plane, and the carrier density increases with the change in the concentration level of the dopant. There is a tendency that the region is higher than the first region. When such a change in the carrier density occurs, the resistivity of the cladding layer 205 becomes higher in the first region than in the second and third regions on both sides of the first region, and the injected current becomes as shown by an arrow in FIG. Tends to flow preferentially in the slope region rather than in the stripe region. In other words, the injected driving current flows bypassing the stripe region of the active layer 206, and the effect of current constriction is reduced, and the efficiency of the laser diode is also reduced.

【0019】さらに、図43に示す従来のレーザダイオ
ードはエピタキシャル層中に含まれるZnの濃度が低い
点で問題点を有する。より具体的に説明すると、エピタ
キシャル層中におけるZn濃度が低いためp型層におい
てホール濃度が低く、このため従来のレーザダイオード
では抵抗が大きく大出力を取り出せない問題点があっ
た。すなわち、かかるレーザダイオードでは、注入電流
を増加させると過大な発熱が生じてしまう。かかるエピ
タキシャル層でZn濃度が低くなる理由は、MOCVD
プロセス中において結晶相と平衡するZnの蒸気圧が高
く、このためZnが結晶相から蒸発して気相に濃集する
ために生じると考えられている。従って、この傾向はエ
ピタキシャル相の成長温度が高くなればなるほど顕著に
なる。一方、良質の結晶層を得るためには成長温度を高
くすることが望ましく、従ってかかる良質の結晶層を得
る要求はエピタキシャル層中に高いZn濃度を実現する
要求と矛盾してしまう。
Further, the conventional laser diode shown in FIG. 43 has a problem in that the concentration of Zn contained in the epitaxial layer is low. More specifically, since the Zn concentration in the epitaxial layer is low, the hole concentration is low in the p-type layer. Therefore, the conventional laser diode has a problem that the resistance is large and a large output cannot be obtained. That is, in such a laser diode, when the injection current is increased, excessive heat is generated. The reason for the low Zn concentration in such an epitaxial layer is that MOCVD
It is believed that the vapor pressure of Zn, which is in equilibrium with the crystal phase during the process, is high, so that Zn evaporates from the crystal phase and concentrates in the gas phase. Therefore, this tendency becomes more remarkable as the growth temperature of the epitaxial phase becomes higher. On the other hand, in order to obtain a high-quality crystal layer, it is desirable to increase the growth temperature. Therefore, the requirement to obtain such a high-quality crystal layer contradicts the requirement to realize a high Zn concentration in the epitaxial layer.

【0020】従って、本発明の概括的目的は前記の問題
点を解決した新規で有用なレーザダイオードおよびその
製造方法を提供することにある。
Accordingly, it is a general object of the present invention to provide a new and useful laser diode which solves the above-mentioned problems, and a method for manufacturing the same.

【0021】本発明のより具体的な目的は、可視光波長
で大きな非点収差を生じることなく光ビームを発生でき
る、レーザダイオードおよびその製造方法を提供するこ
とにある。
A more specific object of the present invention is to provide a laser diode and a method of manufacturing the same, which can generate a light beam at a visible light wavelength without causing large astigmatism.

【0022】本発明の別の目的は、結晶学的に非等価な
面を含み所定方向に延在するストライプ構造を形成され
た基板上に、レーザダイオードを形成する方法におい
て、クラッド層中のドーパント濃度を増大させて抵抗の
低いレーザダイオードを製造するレーザダイオードの製
造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for forming a laser diode on a substrate having a stripe structure including a crystallographically non-equivalent plane and extending in a predetermined direction. An object of the present invention is to provide a laser diode manufacturing method for manufacturing a laser diode having a low resistance by increasing the concentration.

【0023】本発明のさらに別の目的は、効果的な電流
狭窄を実現できる、簡単なレーザダイオードの製造方法
を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a simple laser diode manufacturing method capable of realizing effective current confinement.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的
を、 請求項1に記載したように、半導体基板表面上に、前記
基板表面上を所定方向に、互いに平行に延在する複数の
結晶学的に非等価な結晶面により画成された第1のスト
ライプ構造を形成され、前記半導体基板表面上に、前記
第1のストライプ構造を含むように、InGaAlP層
を、In,Ga,AlおよびPの気相原料の分解によ
り、前記半導体基板に対してエピタキシーを維持しつつ
形成され、その際前記InGaAlP層には、前記第1
のストライプ構造に対応した、複数の結晶学的に非等価
な結晶面で画成された第2のストライプ構造が形成され
た構成を有するレーザダイオードの製造方法において、
前記InGaAlP層の成長中に、前記In,Ga,A
lおよびPの気相原料に、Mgの気相原料を加えること
により、前記InGaAlP層を、前記第2のストライ
プ構造を形成する結晶面に関係なく、実質的に一様なキ
ャリア濃度で、p型にドープする工程を含み、前記In
GaAlP層をドープする工程において、Mgの気相原
料の供給は、前記InGaAlP層の成長が開始される
段階よりも前に開始され、前記InGaAlP層の成長
の始めから終わりまで、Mgを前記InGaAlP層中
に、実質的に一様な濃度で導入することを特徴とするレ
ーザダイオードの製造方法により、または、 請求項2に記載したように、前記Mgの気相原料は、式
(C 5 H5 ) 2 Mgで表されるビスシクロペンタジエニ
ルマグネシウムを含むことを特徴とする請求項1記載の
方法により、または 請求項3に記載したように、前記ストライプ構造は、<
011>方向に延在するストライプ状上主面と、<01
1>方向に延在する一対のストライプ状側壁面とにより
形成されたメサ構造であり、前記上主面は(100)面
方位を有し、前記側壁面は(311)B面方位を有する
ことを特徴とする請求項1記載の方法により、または 請求項4に記載したように、さらに、前記InGaAl
P層が形成された後、前記InGaAlP層上に、エピ
タキシーを維持しつつ、前記ストライプ構造を含むよう
に、InGaAlPよりも狭いバンドギャップを有する
非ドープ半導体層を、活性層として成長する工程を含む
ことを特徴とする請求項1記載の方法により、または 請求項5に記載したように、さらに、前記基板上に、前
記InGaAlP層の成長が開始されるよりも前に、気
相原料の分解によりp型半導体層を形成する段階を含
み、前記p型半導体層を形成する段階は、前記半導体層
の原料と同時にMg以外のp型ドーパントを供給する工
程と、Mgの気相原料を前記半導体層の気相原料に加え
ることにより、Mgの供給を開始する工程とよりなり、
MgをInGaAlP層の形成工程開始時から、所望の
濃度レベルで導入することを特徴とする請求項1記載の
方法により、または 請求項6に記載したように、さらに、前記InGaAl
P層の形成が開始されるよりも前に、InGaAlPよ
りも狭いバンドギャップを有する非ドープ半導体よりな
る活性層を、前記基板上の前記ストライプ構造に整合す
るように、かつ基板に対してエピタキシーを維持しつつ
形成し、前記InGaAlP層を前記活性層上に形成す
る工程を含み、前記InGaAlP層をドーピングする
工程は、Mg以外のドーパントを、気相原料の形で、前
記InGaAlP層の形成工程の開始と同時に供給する
工程と、Mgが前記InGaAlP層に十分な濃度で導
入された後、Mgの供給を遮断する工程とよりなること
を特徴とする請求項1記載の方法により、または 請求項7に記載したように、半導体基板表面に形成され
た、前記表面を含む、複数の、各々所定方向に互いに平
行に延在する結晶学的に非等価な結晶面より画成された
第1のストライプ構造と、前記半導体基板上に、前記第
1のストライプ構造を含むように、In,Ga,Alお
よびPの気相原料の分解により、前記半導体基板に対し
てエピタキシーを維持しながら形成されたInGaAl
P層と、前記InGaAlP層に前記第1のストライプ
構造に対応して形成され、複数の結晶学的に非等価な結
晶面に より画成された第2のストライプ構造とを有する
レーザダイオードの製造方法において、前記InGaA
lP層の成長中に、前記In,Ga,AlおよびPの気
相原料に、p型ドーパントおよびn型ドーパントを気相
原料の形で加えることにより、前記InGaAlP層の
電気的性質を、レーザダイオードの駆動電流が、前記第
1および第2のストライプ構造の少なくともいずれかの
特定の結晶面を選択的に流れるように、前記InGaA
lP層の結晶面に応じて変化させることを特徴とするレ
ーザダイオードの製造方法により、または 請求項8に記載したように、前記複数の結晶学的に非等
価な結晶面は(100)面および(311)B面を含
み、前記InGaAlP層をドープする工程は、p型ド
ーパントとしてMgの気相原料と、n型ドーパントとし
てSeの気相原料とを同時に加える工程を含み、Mgと
Seの濃度は、前記InGaAsP層がp型にドープさ
れ、その際(100)面上に成長した領域のキャリア濃
度が(311)B面上に成長した領域のキャリア濃度よ
りも高くなるように設定されることを特徴とする請求項
7記載の方法により、または 請求項9に記載したように、前記InGaAlP層は、
Mgにより、前記InGaAlP層中のMg濃度が、
(100)面上および(311)B面上の各領域におい
ていずれも1×10 18 cm -3 になるようにドープされ、
またSeにより、前記InGaAlP層中のSe濃度が
(100)面上の領域において4×10 17 cm -3 、(3
11)B面上の領域において8×10 17 cm -3 になるよ
うにドープされることを特徴とする請求項8記載の方法
により、または 請求項10に記載したように、前記複数の結晶学的に非
等価な結晶面は(100)面および(311)B面を含
み、前記InGaAlP層をドープする工程は、p型ド
ーパントとしてMgの気相原料と、n型ドーパントとし
てSeの気相原料とを同時に加える工程を含み、Mgと
Seの濃度は、前記InGaAsP層が(100)面上
の領域においてp型にドープされ、(311)B面上の
領域においてn型にドープされることを 特徴とする請求
項7記載の方法により、または 請求項11に記載したように、前記InGaAlP層
は、Mgにより、前記InGaAlP層中のMg濃度
が、(100)面上および(311)B面上の各領域に
おいていずれも1×10 18 cm -3 になるようにドープさ
れ、またSeにより、前記InGaAlP層中のSe濃
度が(100)面上の領域において6×10 17 cm -3
(311)B面上の領域において1.2×10 18 cm -3
になるようにドープされることを特徴とする請求項10
記載の方法により、または 請求項12に記載したように、前記複数の結晶学的に非
等価な結晶面は(100)面および(311)B面を含
み、前記InGaAlP層をドープする工程は、p型ド
ーパントとしてZnの気相原料と、n型ドーパントとし
てSeの気相原料とを同時に加える工程を含み、Znと
Seの濃度は、前記InGaAsP層がn型にドープさ
れ、キャリア濃度レベルが、(100)面上の領域にお
いて、(311)B面上の領域よりも高くなるように設
定されることを特徴とする請求項7記載の方法により、
または 請求項13に記載したように、前記InGaAlP層
は、Znにより、前記InGaAlP層中のZn濃度
が、(100)面上の領域において6×10 17 cm -3
なるように、また(311)B面上の領域において1.
8×10 18 cm -3 になるようにドープされ、またSeに
より、前記InGaAlP層中のSe濃度が(100)
面上の領域において1×10 18 cm -3 、(311)B面
上の領域において2×10 18 cm -3 になるようにドープ
されることを特徴とする請求項12記載の方法により、
または 請求項14に記載したように、前記複数の結晶学的に非
等価な結晶面は(100)面および(311)B面を含
み、前記InGaAlP層をドープする工程は、p型ド
ーパントとしてZnの気相原料と、n型ドーパントとし
てSeの気相原料とを同時に加える工程を含み、Znと
Seの濃度は、前記InGaAsP層が(100)面上
の領域においてn型に、(311)B面上の領域におい
てp型になるように設定されることを特徴とする請求項
7記載の方法により、または 請求項15に記載したように、前記InGaAlP層
は、Znにより、前記InGaAlP層中のZn濃度
が、(100)面上の領域において7×10 17 cm -3
なるように、また(311)B面上の領域において2.
1×10 18 cm -3 になるようにドープされ、またSeに
より、前記InGaAlP層中のSe濃度が(100)
面上の領域において1×10 18 cm -3 、(311)B面
上の領域において2×10 18 cm -3 になるようにドープ
されることを特徴とする請求項14記載の方法により、
または 請求項16に記載したように、前記複数の結晶学的に非
等価な結晶面は(100)面および(311)A面を含
み、前記InGaAlP層をドープする工程は、p型ド
ーパントとしてZnの気相原料と、n型ドーパントとし
てSeの気相原料とを同時に加える工程を含み、Znと
Seの濃度は、前記InGaAsP層が(100)面上
の領域においてn型に、(311)B面上の領域におい
てp型になるように設定されることを特徴とする請求項
7記載の方法により、または 請求項17に記載したように、前記InGaAlP層
は、Znにより、前記InGaAlP層中のZn濃度
が、(100)面上の領域において2×10 16 cm -3
なるように、また(311)A面上の領域において1×
10 18 cm -3 になるようにドープされ、またSeによ
り、前記InGaAlP層中のSe濃度が(100)面
上の領域において1×10 18 cm -3 、(311)A面上
の領域において6×10 18 cm -3 になるようにドープさ
れることを特徴とする請求項14記載の方法により、ま
たは 請求項18に記載したように、さらに、前記InGaA
lP層に隣接して、n型の第2のInGaAlP層を、
前記第1および第2のInGaAlP層の間にpn接合
が、前記(311)A面上の領域に対応して形成される
ように形成する工程を含むことを特徴とする請求項16
記載の方法により、または 請求項19に記載したように、前記複数の結晶学的に非
等価な結晶面は(100)面および(311)A面を含
み、前記InGaAlP層をドープする工程は、p型ド
ーパントとしてZnの 気相原料と、n型ドーパントとし
てSeの気相原料とを同時に加える工程を含み、Znと
Seの濃度は、前記InGaAsP層が(100)面上
の領域においてn型になり第1の抵抗率を有するよう
に、また(311)A面上の領域においてp型になり第
2の、より大きい抵抗率を有するように設定されること
を特徴とする請求項7記載の方法により、または 請求項20に記載したように、前記複数の結晶学的に非
等価な結晶面は、前記基板の主面に一致する第1の結晶
面と、前記第1の結晶面とは異なった方位の第2の結晶
面を含み、前記第2の結晶面は前記基板表面において段
部を形成することを特徴とする請求項7記載の方法によ
り、または 請求項21に記載したように、前記InGaAlP層を
ドープする工程は、前記InGaAlP層が、前記第1
の結晶面上の領域において第1の導電型を、前記第2の
結晶面上の領域において第2の、逆導電型を有するよう
に実行されることを特徴とする請求項20記載の方法に
より、または 請求項22に記載したように、前記第2の結晶面は(3
11)A面を形成し、前記InGaAlP層は、第2の
ストライプ構造が、前記第2の結晶面に対応する(31
1)A面を含むことを特徴とする請求項20記載の方法
により、または 請求項23に記載したように、前記第2の結晶面は(4
11)A面よりなり、前記基板上において段部を形成
し、前記InGaAlP層は、前記第2のストライプ構
造が、前記第2の結晶面に対応して(411)A面を含
むように形成されていることを特徴とする請求項20記
載の方法により、または 請求項24に記載したように、前記第1のストライプ構
造を形成する工程は、前記半導体基板の主面として、
(100)面に対して傾斜した結晶面を形成する工程を
含むことを特徴とする請求項20記載の方法により、ま
たは 請求項25に記載したように、 さらに、前記第1のIn
GaAlP層に隣接して第2の別のInGaAlP層
を、前記第1および第2のInGaAlP層の間に、前
記第2の結晶面に対応する領域を除き、pn接合が形成
されるように形成する工程を含むことを特徴とする請求
項20記載の方法により、または 請求項26に記載したように、前記p型ドーパントと前
記n型ドーパントを加える工程は、同時に実行されるこ
とを特徴とする、請求項20〜25のうち、いずれか一
項記載の方法により、または 請求項27に記載したように、さらに、GaとAsの原
料を分解することにより、GaAs層を、前記半導体基
板に対してエピタキシーを維持しながら、また前記Ga
As層に前記第1および第2のストライプ構造に対応し
た第3のストライプ構造が形成されるように形成する工
程を含み、前記第3のストライプ構造は、前記第1およ
び第2のストライプ構造を形成する結晶面に対応する結
晶面により画成されており、前記GaAs層を形成する
工程は、ZnおよびSeの気相原料を添加することによ
り、前記GaAs層を、ZnとSeとにより同時に、前
記GaAs層の電気的性質が、(100)面上に成長し
た領域と他の結晶面上に成長した領域とで異なるように
ドープする工程を含むことを特徴とする請求項7記載の
方法により、または 請求項28に記載したように、前記GaAs層をドープ
する工程は、GaAs層の抵抗率が、(100)面上に
成長した領域において、他の結晶面上に成長した領域よ
りも低くなるように実行されることを特徴とする請求項
27記載の方法により、または 請求項29に記載したように、前記GaAs層をドープ
する工程は、GaAs層が(100)面上の成長した領
域においてp型となり、他の結晶面上に成長した領域に
おいてn型になるように実行されることと特徴とする請
求項27記載の方法により、または 請求項30に記載したように、第1の端から第2の端ま
で長手方向に延在する半導体基板と;前記基板表面の一
部として形成され、前記基板上を前記長手方向に延在す
る( 100)面よりなる第1のストライプ面と、前記第
1のストライプ面の両側に、前記長手方向に延在するよ
うに形成され、各々(100)面とは異なった結晶面で
画成された一対の別のストライプ面とにより構成される
第1のストライプ構造と; 前記基板上に、第1の端から第2の端まで長手方向に延
在するように形成され、前記第1のストライプ構造に対
応したストライプ構造を含むInGaAlPよりなる第
1のクラッド層と; 前記第1のクラッド層上に、第1の端から第2の端まで
長手方向に延在するように形成され、前記第1のストラ
イプ構造に対応したストライプ構造を含み、前記第1の
クラッド層のバンドギャップよりもバンドギャップの狭
い非ドープ半導体材料より構成される活性層と; 前記活性層上に、第1の端から第2の端まで長手方向に
延在するように形成され、前記第1のストライプ構造に
対応したストライプ構造を含むInGaAlP層よりな
る第2のクラッド層と; 前記基板下面に設けられオーミック接触する第1の電極
手段と; 前記第2のクラッド層上に設けられオーミック接触する
第2の電極手段とよりなるレーザダイオードにおいて、
前記第1および第2のクラッド層の一方は、Mgによ
り、前記ストライプ構造に関係なく、実質的に一様な濃
度にドープされており、前記第1および第2のクラッド
層の他方はn型にドープされていることを特徴とするレ
ーザダイオードにより、または 請求項31に記載したように、第1の導電型にドープさ
れ、第1の端から第2の端まで長手方向に延在する半導
体基板と; 前記基板表面の一部として形成され、前記基板上を前記
長手方向に延在する、第1の結晶方位を有する結晶面よ
りなる第1のストライプ面と、前記第1のストライプ面
に隣接して、前記長手方向に延在するように形成され、
第2の異なった結晶方位を有する結晶面で画成された第
2のストライプ面とにより構成される第1のストライプ
構造と; 前記基板上に、第1の端から第2の端まで長手方向に延
在するように形成されたInGaAlPよりなる第1の
クラッド層と; 前記第1のクラッド層上に、前記第1のストライプ構造
に整合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記
第1のクラッド層の一部として延在するように形成され
てなり、前記第1のストライプ面に対応し、前記長手方
向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶面より形
成された第3のストライプ面と、前記第2のストライプ
面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2の結晶方
位を有する結晶面により形成された第4のストライプ面
とにより画成される第2のストライプ構造と; 前記第1のクラッド層上に、第1の端から第2の端まで
長手方向に延在するように形成され、非ドープ半導体材
料より構成され、第1の極性の第1のキャリアと第2の
逆極性の第2のキャリアとを供給され、前記第1のキャ
リアと第2のキャリアの再結合により光ビームを形成す
る活性層と; 前記活性層上に、前記第1,第2のストライプ構造に整
合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記活性
層の一部として延在するように形成されてなり、前記第
3のストライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前
記第1の結晶方位を有する結晶面より形成された第5の
ストライプ面と、前記第4のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第2の結晶方位を有する結晶
面により形成された第6のストライプ面とにより画成さ
れる第3のストライプ構造と; 前記活性層上に、第1の端から第2の端まで長手方向に
延在するように形成されたInGaAlP層よりなる第
2のクラッド層と; 前記第2のクラッド層上に、前記第1〜第3のストライ
プ構造に整合して第1の端から第2の端まで長手方向
に、前記第2のクラッド層の一部として延在するように
形成されてなり、前記第5のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶
面より形成された第7のストライプ面と、前記第6のス
トライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2
の結晶方位を有する結晶面により形成された第8のスト
ライプ面とにより画成される第4のストライプ構造と; 前記基板下面に設けられ、これにオーミック接触し、前
記第1のキャリアを前 記活性層に、前記第1のクラッド
層を介して注入する第1の電極手段と; 前記第2のクラッド層上に設けられ、これにオーミック
接触し、前記第2のキャリアを前記活性層に、前記第2
のクラッド層を介して注入する第2の電極手段とよりな
るレーザダイオードにおいて、前記第1および第2のク
ラッド層の一方は少なくとも部分的にp型ドーパントお
よびn型ドーパントによりドープされており、レーザダ
イオードの駆動電流を前記活性層に、前記第3のストラ
イプ構造中に前記第5のストライプ領域で画成された部
分を介して選択的に注入することを特徴とするレーザダ
イオードにより、または 請求項32に記載したように、 前記p型ドーパントは
Znよりなり、前記n型ドーパントはSeよりなること
を特徴とする請求項31記載のレーザダイオードによ
り、または 請求項33に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面は(100)面よりなり、前記
第2,第4,第6および第8のストライプ面は(31
1)B面よりなり、前記第1〜第8のストライプ面は<
011>方向に延在することを特徴とする請求項31ま
たは32記載のレーザダイオードにより、または 請求項34に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面は、前記第2,第4,第6また
は第8のストライプ面を構成する一対の(311)B面
により側方から挟持され、前記一対のストライプ面の一
方を構成する(311)B面は、<011>方向に見た
場合に第1の方向に傾斜し、他方の(311)B面は<
011>方向に見た場合に第2の逆の方向に傾斜してい
ることを特徴とする請求項33記載のレーザダイオード
により、または 請求項35に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面は(100)面より形成され、
前記際2,第4,第6および第8のストライプ面は(3
11)A面より形成され、前記第1〜第8のストライプ
面は<01−1>方向に延在することを特徴とする請求
項31記載のレーザダイオードにより、または 請求項36に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面の各々は、側方から、前記第
2,第4,第6または第8のストライプ面を形成する一
対の(311)A面により挟持され、前記一対の(31
1)A面の一方は、<01−1>方向に見た場合に第1
の方向に傾斜し、他方は第2の、逆方向に傾斜すること
を特徴とする請求項35記載のレーザダイオードによ
り、または 請求項37に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面は、前記基板の主面に対して傾
斜した結晶面よりなり、前記第2,第4、第6および第
8のストライプ面は、前記基板主面を構成する結晶面と
一致する結晶面よりなることを特徴とする請求項31記
載のレーザダイオードにより、または 請求項38に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面は(311)A面よりなること
を特徴とする請求項37記載のレーザダイオードによ
り、または 請求項39に記載したように、前記第1,第3,第5お
よび第7のストライプ面は(411)A面よりなること
を特徴とする請求項37記載のレーザダイオードによ
り、または 請求項40に記載したように、前記第1および第3のク
ラッド層のいずれか一方は、少なくとも部分的に、前記
第1および第2の導電型の一方の導電型を有する第1の
ドーパントと、他方の導電型を有する第2のドーパント
により同時にドープされており、レーザダイオードの駆
動電流を、前記活性層中の、前記第5のストライプ面に
対応する領域に選択的に注入する電流狭搾構造を形成
し; 前記電流狭搾構造を形成するクラッド層は第1のサブク
ラッド層と第2のサブクラッド層とよりなり; 前記第1のサブクラッド層は、前記第1および第2のド
ーパントにより、同時に、それぞれのドープレベルにド
ープされ、その際、前記それぞれのドープレベルは、前
記第1のサブクラッド層が、前記第5のストライプ面に
対応し第1の結晶方位を有する領域において前記第1の
ドーパントの導電型にドープされるよう に、またキャリ
ア濃度が増大するように設定され、また前記第6のスト
ライプ面に対応する第2の結晶方位を有する領域におい
て前記第2のドーパントの導電型にドープされるように
設定され; 前記第2のサブクラッド層は、前記第1のドーパントと
同一の導電型を有するドーパントにより第1の導電型に
ドープされ、前記第5のストライプ面に対応し第1の結
晶方位を有する領域において、前記第6のストライプ面
に対応する領域よりも高いキャリア濃度を有することを
特徴とする請求項31記載のレーザダイオードにより、
または 請求項41に記載したように、第1の導電型にドープさ
れ、第1の端から第2の端まで長手方向に延在する半導
体基板と; 前記基板表面の一部として形成され、前記基板上を前記
長手方向に延在する、第1の結晶方位を有する結晶面よ
りなる第1のストライプ面と、前記第1のストライプ面
に隣接して、前記長手方向に延在するように形成され、
第2の異なった結晶方位を有する結晶面で画成された第
2のストライプ面とにより構成される第1のストライプ
構造と; 前記基板上に、第1の端から第2の端まで長手方向に延
在するように形成された化合物半導体よりなる第1のク
ラッド層と; 前記第1のクラッド層上に、前記第1のストライプ構造
に整合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記
第1のクラッド層の一部として延在するように形成され
てなり、前記第1のストライプ面に対応し、前記長手方
向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶面より形
成された第3のストライプ面と、前記第2のストライプ
面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2の結晶方
位を有する結晶面により形成された第4のストライプ面
とにより画成される第2のストライプ構造と; 前記第1のクラッド層上に、第1の端から第2の端まで
長手方向に延在するように形成され、非ドープ半導体材
料より構成され、第1の極性の第1のキャリアと第2の
逆極性の第2のキャリアとを供給され、前記第1のキャ
リアと第2のキャリアの再結合により光ビームを形成す
る活性層と; 前記活性層上に、前記第1,第2のストライプ構造に整
合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記活性
層の一部として延在するように形成されてなり、前記第
3のストライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前
記第1の結晶方位を有する結晶面より形成された第5の
ストライプ面と、前記第4のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第2の結晶方位を有する結晶
面により形成された第6のストライプ面とにより画成さ
れる第3のストライプ構造と; 前記活性層上に、第1の端から第2の端まで長手方向に
延在するように形成された化合物半導体層よりなる第2
のクラッド層と; 前記第2のクラッド層上に、前記第1〜第3のストライ
プ構造に整合して第1の端から第2の端まで長手方向
に、前記第2のクラッド層の一部として延在するように
形成されてなり、前記第5のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶
面より形成された第7のストライプ面と、前記第6のス
トライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2
の結晶方位を有する結晶面により形成された第8のスト
ライプ面とにより画成される第4のストライプ構造と; 前記基板下面に設けられ、これにオーミック接触し、前
記第1のキャリアを前記活性層に、前記第1のクラッド
層を介して注入する第1の電極手段と; 前記第2のクラッド層上に設けられ、これにオーミック
接触し、前記第2のキャリアを前記活性層に、前記第2
のクラッド層を介して注入する第2の電極手段とよりな
るレーザダイオードにおいて、前記第2の結晶方位は、
前記基板主面に一致する結晶面を規定し、前記第2の結
晶方位は、前記基板主面に対して傾斜した結晶面を規定
し; 前記第1および第2のクラッド層の一方は、少なくとも
部分的に、前記第1および第2の導電型の一方の導電型
を有する第1のドーパントと、他方の導電型を有する第
2のドーパントとによりドープされており、レーザダイ
オードの駆動電流を前記活性層に、前記第3のストライ
プ構造中に前記第5のストライプ領域で画成された部分
を介して選択的に注入する電流狭搾構造を形成し; 前記電流狭搾構造を形成するクラッド層は第1および第
2のサブクラッド層よりなり; 前記第1のサブクラッド層は、前記第1および第2のド
ーパントによりそれぞれのドープレベルにドープされ、
その際、前記それぞれのドープレベルは、前記第1のサ
ブクラッド層が、前記第5のストライプ面に対応し第1
の結晶方位を有する領域において前記第1のドーパント
の導電型にドープされるように、またキャリア濃度が増
大するように設定され、また前記第6のストライプ面に
対応する第2の結晶方位を有する領域において前記第2
のドーパントの導電型にドープされるように設定され; 前記第2のサブクラッド層は、前記第1のドーパントと
同一の導電型を有するドーパントにより第1の導電型に
ドープされ、前記第5のストライプ面に対応し第1の結
晶方位を有する領域において、前記第6のストライプ面
に対応する領域よりも高いキャリア濃度を有することを
特徴とするレーザダイオードにより、または 請求項42に記載したように、前記第1の結晶方位は、
基板主面に対して、(311)A面と(411)A面の
間の範囲の角度で傾斜していることを特徴とする請求項
41記載のレーザダイオードにより、または 請求項43に記載したように、前記第1の結晶方位は、
前記(311)A面を規定することを特徴とする請求項
42記載のレーザダイオードにより、または 請求項44に記載したように、前記第1の結晶方位は、
前記(411)A面を規定することを特徴とする請求項
42記載のレーザダイオードにより、または 請求項45に記載したように、前記活性層は、前記第1
の結晶方位を有する領域において、前記第2の結晶方位
を有する領域よりも厚さが増大していることを特徴とす
る請求項41記載のレーザダイオードにより、または 請求項46に記載したように、前記第1および第2のク
ラッド層の各々は、前記第1の結晶方位を有する領域に
おいて、前記第2の結晶方位を有する領域よりも厚さが
増大していることを特 徴とする請求項41または45記
載のレーザダイオードにより、または 請求項47に記載したように、前記第2の結晶方位は、
(100)面から(111)A面方向に傾斜した結晶面
を規定することを特徴とする請求項41〜46のうち、
いずれか一項記載のレーザダイオードにより、または 請求項48に記載したように、前記第1のストライプ構
造は、基板主面上を長手方向に延在する溝よりなり、前
記溝は、一対の対向する側壁により、側方から挟持さ
れ、その際、前記第1の ストライプ面が前記一対の対向
する側壁の一方を形成し、前記第2〜第4のストライプ
構造は、それぞれ前記第1のクラッド層,前記活性層お
よび前記第2のクラッド層上に対応する溝を形成し、前
記第2の電極手段は、前記第2のクラッド層上の溝を埋
めるように形成され、平坦化した主面を有することを特
徴とする請求項46記載のレーザダイオードにより、解
決する。
[Means for Solving the Problems]The present invention has the above object.
To As described in claim 1, on the surface of the semiconductor substrate,
A plurality of extending in parallel with each other in a predetermined direction on the substrate surface
First strike defined by crystallographically non-equivalent crystal faces
A lip structure is formed, and on the surface of the semiconductor substrate, the
InGaAlP layer so as to include a first stripe structure
From the decomposition of the gaseous raw materials of In, Ga, Al and P
While maintaining epitaxy for the semiconductor substrate.
In this case, the InGaAlP layer is provided with the first
Multiple crystallographically non-equivalents corresponding to stripe structures
A second stripe structure defined by various crystal planes is formed.
In a method of manufacturing a laser diode having a configuration,
During the growth of the InGaAlP layer, the In, Ga, A
Adding Mg vapor phase raw material to l and P vapor phase raw materials
The InGaAlP layer is formed by the second strike
A substantially uniform key regardless of the crystal planes forming the
A p-type doping at a carrier concentration,
In the step of doping the GaAlP layer, the vapor phase source of Mg is used.
The supply of material starts the growth of the InGaAlP layer.
Starting before the step of growing the InGaAlP layer
From the beginning to the end of Mg in the InGaAlP layer.
Characterized in that it is introduced at a substantially uniform concentration.
By the method of manufacturing the laser diode, or As described in claim 2, the vapor phase raw material of Mg has a formula
(C Five H5) Two Biscyclopentadiene represented by Mg
2. The composition according to claim 1, which contains magnesium.
By way or As described in claim 3, the stripe structure has a structure of <
An upper main surface in a stripe shape extending in the <011>direction;
1> a pair of striped side walls extending in the direction
A mesa structure formed, wherein the upper main surface is a (100) surface
And the side wall surface has a (311) B plane orientation.
A method according to claim 1, or As further described in claim 4, further comprising the InGaAl
After the P layer is formed, an epitaxial layer is formed on the InGaAlP layer.
While maintaining taxi, including the stripe structure
Has a narrower band gap than InGaAlP
Including a step of growing an undoped semiconductor layer as an active layer
A method according to claim 1, or 6. The method as claimed in claim 5, further comprising:
Before the growth of the InGaAlP layer is started,
Forming a p-type semiconductor layer by decomposition of a phase material
The step of forming the p-type semiconductor layer comprises the step of:
To supply p-type dopants other than Mg simultaneously with the raw material
And adding the Mg vapor source to the semiconductor layer vapor source.
By this, it becomes the step of starting the supply of Mg,
From the beginning of the step of forming the InGaAlP layer,
2. The method according to claim 1, wherein the introduction is performed at a concentration level.
By way or As further described in claim 6, further comprising the InGaAl
Before the formation of the P layer is started, the InGaAlP
Than undoped semiconductors with narrower band gaps
Active layer matching the stripe structure on the substrate.
And maintain epitaxy on the substrate
Forming the InGaAlP layer on the active layer.
Doping the InGaAlP layer.
The process involves adding dopants other than Mg in the form of
It is supplied simultaneously with the start of the step of forming the InGaAlP layer.
And introducing Mg to the InGaAlP layer at a sufficient concentration.
Interrupting the supply of Mg after entering
By the method of claim 1, or As described in claim 7, formed on the surface of the semiconductor substrate.
In addition, a plurality including the surface, each being flat with each other in a predetermined direction.
Defined by crystallographically non-equivalent crystal planes extending in rows
A first stripe structure, and the first
In, Ga, Al, etc.
And the decomposition of the gaseous phase material of P
InGaAl formed while maintaining epitaxy
P layer and the first stripe on the InGaAlP layer.
It is formed corresponding to the structure and has several crystallographically
On the crystal face And a second stripe structure more defined
In the method for manufacturing a laser diode, the InGaAs
During the growth of the IP layer, the vapor of In, Ga, Al and P
P-type dopant and n-type dopant in gas phase
By adding in the form of raw materials, the InGaAlP layer
The electrical properties are determined by the drive current of the laser diode,
At least one of the first and second stripe structures
The InGaAs is formed so as to selectively flow on a specific crystal plane.
characterized in that it is changed according to the crystal plane of the IP layer.
Depending on the method of manufacturing the laser diode, or 9. The plurality of crystallographically unequals as recited in claim 8.
Valuable crystal planes include (100) plane and (311) B plane.
The step of doping the InGaAlP layer is a p-type dopant.
-Mate gas phase raw material as punt and n-type dopant
And a step of simultaneously adding the gaseous raw material of Se and
The concentration of Se is such that the InGaAsP layer is doped p-type.
At this time, the carrier concentration in the region grown on the (100) plane is
The degree is higher than the carrier concentration of the region grown on the (311) B plane.
Claims:
By the method described in item 7, or As described in claim 9, the InGaAlP layer comprises:
Mg causes the Mg concentration in the InGaAlP layer to be:
Each area on (100) plane and (311) B plane
1 × 10 18 cm -3 Doped to become
Further, Se causes the Se concentration in the InGaAlP layer to decrease.
4 × 10 in the area on the (100) plane 17 cm -3 , (3
11) 8 × 10 in area on plane B 17 cm -3 Will be
9. The method according to claim 8, wherein the doping is carried out.
By or As set forth in claim 10, the plurality of crystallographically non-
Equivalent crystal planes include (100) plane and (311) B plane.
The step of doping the InGaAlP layer is a p-type dopant.
-Mate gas phase raw material as punt and n-type dopant
And a step of simultaneously adding the gaseous raw material of Se and
The concentration of Se is such that the InGaAsP layer is on the (100) plane.
Is doped p-type in the region of
That the region is doped n-type Features Claim
According to the method of Item 7, or The InGaAlP layer as claimed in claim 11.
Is the Mg concentration in the InGaAlP layer due to Mg.
In each region on the (100) plane and the (311) B plane
1 × 10 18 cm -3 Doped to be
And the Se concentration in the InGaAlP layer is increased by Se.
The degree is 6 × 10 in the area on the (100) plane. 17 cm -3 ,
(311) 1.2 × 10 in area on plane B 18 cm -3
11. The semiconductor device according to claim 10, which is doped to become
By the method described, or As set forth in claim 12, the plurality of crystallographically non-
Equivalent crystal planes include (100) plane and (311) B plane.
The step of doping the InGaAlP layer is a p-type dopant.
-A Zn gaseous source material as a punt and an n-type dopant
And simultaneously adding a vapor phase material of Se and Zn
The concentration of Se is such that the InGaAsP layer is doped n-type.
The carrier concentration level in the region on the (100) plane
(311) It is set to be higher than the area on the B plane.
The method according to claim 7, wherein
Or 14. The InGaAlP layer as claimed in claim 13.
Is the Zn concentration in the InGaAlP layer due to Zn
Is 6 × 10 in the area on the (100) plane. 17 cm -3 To
In the region on the (311) B plane, 1.
8 × 10 18 cm -3 Doped to become
Thus, the Se concentration in the InGaAlP layer is (100)
1 × 10 in the area on the surface 18 cm -3 , (311) Side B
2 × 10 in the upper area 18 cm -3 Dope to become
The method according to claim 12, wherein
Or As described in claim 14, the plurality of crystallographically non-
Equivalent crystal planes include (100) plane and (311) B plane.
The step of doping the InGaAlP layer is a p-type dopant.
-A Zn gaseous source material as a punt and an n-type dopant
And simultaneously adding a vapor phase material of Se and Zn
The concentration of Se is such that the InGaAsP layer is on the (100) plane.
In the region on the (311) B plane
Claims: It is set to be p-type.
By the method described in item 7, or The InGaAlP layer as claimed in claim 15.
Is the Zn concentration in the InGaAlP layer due to Zn
Is 7 × 10 in the area on the (100) plane. 17 cm -3 To
1. In the region on the (311) B plane,
1 × 10 18 cm -3 Doped to become
Thus, the Se concentration in the InGaAlP layer is (100)
1 × 10 in the area on the surface 18 cm -3 , (311) Side B
2 × 10 in the upper area 18 cm -3 Dope to become
The method according to claim 14, wherein
Or As set forth in claim 16, the plurality of crystallographically non-
Equivalent crystal planes include (100) plane and (311) A plane.
The step of doping the InGaAlP layer is a p-type dopant.
-A Zn gaseous source material as a punt and an n-type dopant
And simultaneously adding a vapor phase material of Se and Zn
The concentration of Se is such that the InGaAsP layer is on the (100) plane.
In the region on the (311) B plane
Claims: It is set to be p-type.
By the method described in item 7, or 18. The InGaAlP layer as claimed in claim 17
Is the Zn concentration in the InGaAlP layer due to Zn
Is 2 × 10 in the area on the (100) plane. 16 cm -3 To
1 × in the region on the (311) A plane.
10 18 cm -3 Doped to become
The Se concentration in the InGaAlP layer is (100) plane.
1 × 10 in the upper area 18 cm -3 , (311) on the A side
6 × 10 in the area of 18 cm -3 Doped to be
15. The method according to claim 14, wherein
Or 19. The method of claim 18, further comprising:
An n-type second InGaAlP layer is formed adjacent to the IP layer.
A pn junction between the first and second InGaAlP layers
Are formed corresponding to the region on the (311) A plane.
17. The method of claim 16, further comprising the step of:
By the method described, or As described in claim 19, the plurality of crystallographically non-
Equivalent crystal planes include (100) plane and (311) A plane.
The step of doping the InGaAlP layer is a p-type dopant.
-Zn as punt Gas-phase raw material and n-type dopant
And simultaneously adding a vapor phase material of Se and Zn
The concentration of Se is such that the InGaAsP layer is on the (100) plane.
Region becomes n-type and has the first resistivity.
And in the region on the (311) A plane, the region becomes p-type.
Set to have a greater resistivity of 2
By the method of claim 7, or As set forth in claim 20, the plurality of crystallographically non-
The equivalent crystal plane is a first crystal that corresponds to the main surface of the substrate.
Plane and a second crystal having a different orientation from the first crystal plane.
And the second crystal plane is a step at the substrate surface.
8. The method according to claim 7, wherein a portion is formed.
Or As described in claim 21, the InGaAlP layer is
The doping step is such that the InGaAlP layer is
The first conductivity type in the region on the crystal plane of
To have a second, opposite conductivity type in the region on the crystal plane
21. The method according to claim 20, further comprising:
More or As described in claim 22, the second crystal plane is (3
11) Form A-plane, and the InGaAlP layer is formed by a second
The stripe structure corresponds to the second crystal plane (31)
21. The method according to claim 20, wherein 1) including the A-plane.
By or As described in claim 23, the second crystal plane is (4
11) A step is formed on the substrate, composed of the A surface.
The InGaAlP layer has the second stripe structure.
Structure includes a (411) A plane corresponding to the second crystal plane.
21. The recording medium according to claim 20, wherein:
By the method described above, or As described in claim 24, the first stripe structure.
Forming a structure, as a main surface of the semiconductor substrate,
Forming a crystal plane inclined with respect to the (100) plane;
21. The method according to claim 20, wherein
Or As described in claim 25, Further, the first In
A second separate InGaAlP layer adjacent to the GaAlP layer
Between the first and second InGaAlP layers.
A pn junction is formed except for a region corresponding to the second crystal plane.
Claims characterized by including the step of forming
Item 20; or 27. The method of claim 26, wherein the p-type dopant and
The step of adding the n-type dopant may be performed simultaneously.
Any one of claims 20 to 25, characterized in that:
By the method described in the paragraph, or As described in claim 27, further comprising a source of Ga and As.
By decomposing the material, the GaAs layer is converted to the semiconductor substrate.
While maintaining epitaxy on the plate, the Ga
The As layer corresponds to the first and second stripe structures.
To form a third striped structure
And the third stripe structure includes the first and second stripe structures.
And a crystal plane corresponding to the crystal plane forming the second stripe structure.
Forming a GaAs layer defined by a crystal plane
The process is performed by adding a gaseous raw material of Zn and Se.
The GaAs layer is simultaneously formed by Zn and Se.
The electrical properties of the GaAs layer grow on the (100) plane.
Between the region grown on the other crystal plane and the
8. The method according to claim 7, further comprising the step of doping.
By way or 29. The method as claimed in claim 28, wherein the GaAs layer is doped.
Is performed so that the resistivity of the GaAs layer is set on the (100) plane.
In the grown region, the region grown on another crystal plane
Claims:
27. or 30. The method of claim 29, wherein the GaAs layer is doped.
The GaAs layer is formed by growing the GaAs layer on the (100) plane.
Region becomes p-type and grows on other crystal planes.
And the process is performed so as to be n-type.
By the method of claim 27, or As set forth in claim 30, from the first end to the second end.
A semiconductor substrate extending in the longitudinal direction;
Formed on the substrate in the longitudinal direction.
( 100) plane, and the first stripe plane
On both sides of one of the stripe surfaces, it extends in the longitudinal direction.
Each with a different crystal plane from the (100) plane
Consists of a defined pair of different stripe surfaces
A first stripe structure; Extending longitudinally from a first end to a second end on the substrate;
And is formed so as to exist with the first stripe structure.
Of InGaAlP including a corresponding stripe structure
1 cladding layer; On the first cladding layer, from a first end to a second end
The first strut is formed to extend in the longitudinal direction, and
A stripe structure corresponding to the first structure;
The band gap is narrower than the band gap of the cladding layer.
An active layer composed of an undoped semiconductor material; On the active layer, longitudinally from a first end to a second end
Extending to the first stripe structure.
InGaAlP layer with corresponding stripe structure
A second cladding layer; A first electrode provided on the lower surface of the substrate and in ohmic contact
Means; Ohmic contact provided on the second cladding layer
In a laser diode comprising the second electrode means,
One of the first and second cladding layers is made of Mg.
A substantially uniform darkness regardless of the stripe structure.
The first and second claddings, which are heavily doped
Characterized in that the other of the layers is doped n-type.
By a laser diode, or 32. The method of claim 31, wherein the first conductivity type is doped.
Semi-conductor extending longitudinally from a first end to a second end
A body substrate; Formed as part of the substrate surface, the
A crystal plane having a first crystal orientation extending in the longitudinal direction
A first stripe surface, and the first stripe surface
Is formed to extend in the longitudinal direction adjacent to
A second plane defined by crystal planes having different crystal orientations;
A first stripe composed of two stripe surfaces
Structure; Extending longitudinally from a first end to a second end on the substrate;
A first layer of InGaAlP formed to be
A cladding layer; On the first cladding layer, the first stripe structure
Longitudinally from a first end to a second end in alignment with
Formed to extend as part of the first cladding layer
Corresponding to the first stripe surface,
And extending from the crystal plane having the first crystal orientation.
A third stripe surface formed and the second stripe
The second crystallographic direction, corresponding to the plane, extending in the longitudinal direction.
Fourth stripe surface formed by a crystal plane having a phase
A second stripe structure defined by: On the first cladding layer, from a first end to a second end
Undoped semiconductor material formed to extend in the longitudinal direction
And a first carrier of a first polarity and a second carrier of a first polarity.
A second carrier having a reverse polarity is supplied to the first carrier;
A light beam is formed by recombination of the rear and the second carrier.
An active layer; The first and second stripe structures are arranged on the active layer.
Combined from the first end to the second end in the longitudinal direction,
Formed so as to extend as a part of the layer,
3 corresponding to the stripe surface, extending in the longitudinal direction,
A fifth crystal plane formed from the crystal plane having the first crystal orientation;
Corresponding to the stripe surface and the fourth stripe surface,
A crystal extending in the longitudinal direction and having the second crystal orientation
Defined by a sixth stripe surface formed by the surface
A third stripe structure; On the active layer, longitudinally from a first end to a second end
A fourth layer made of an InGaAlP layer formed so as to extend.
2 cladding layers; The first to third strikes are formed on the second clad layer.
Longitudinally from the first end to the second end in alignment with the loop structure
So as to extend as a part of the second cladding layer.
And corresponds to the fifth stripe surface.
A crystal extending in the longitudinal direction and having the first crystal orientation
A seventh stripe surface formed from the surface and the sixth stripe surface.
The second surface corresponding to the tripe surface and extending in the longitudinal direction;
Eighth strike formed by a crystal plane having a crystal orientation of
A fourth stripe structure defined by a rib surface; Provided on the lower surface of the substrate, in ohmic contact with the
Before the first career The first cladding is formed on the active layer.
First electrode means for injecting through the layer; An ohmic layer provided on the second cladding layer.
Contacting the second carrier with the active layer,
A second electrode means for injecting through a cladding layer of
Laser diode, wherein the first and second laser diodes
One of the lad layers is at least partially p-type dopant and
And n-type dopants
The drive current of the diode is supplied to the active layer and the third
A portion defined by the fifth stripe region in the ip structure
Laser injection characterized by selective injection through
By iod or As described in claim 32, the p-type dopant is
Made of Zn, and the n-type dopant is made of Se
32. The laser diode according to claim 31, wherein
Or As described in claim 33, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And the seventh stripe surface comprises a (100) surface,
The second, fourth, sixth and eighth stripe surfaces are (31
1) The first to eighth stripe surfaces are composed of a B surface.
31. The device according to claim 31, wherein
Or by a laser diode according to 32, or As described in claim 34, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And the seventh stripe surface are the second, fourth, sixth and
Is a pair of (311) B planes forming the eighth stripe plane
Between the side surfaces of the pair of stripes.
The (311) B plane that constitutes the side is seen in the <011> direction
In the first case, the other (311) B plane is <
011> direction, it is inclined in the second opposite direction.
34. The laser diode according to claim 33, wherein:
By or As described in claim 35, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And the seventh stripe surface is formed from a (100) surface,
At this time, the second, fourth, sixth and eighth stripe surfaces are (3
11) The first to eighth stripes formed from plane A
The surface extends in the <01-1> direction.
By a laser diode according to item 31, or As described in claim 36, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And each of the seventh stripe surface is, from the side,
One for forming the second, fourth, sixth or eighth stripe surface;
The pair of (311) A surfaces are sandwiched, and the pair of (311) A
1) One of the A surfaces is the first when viewed in the <01-1> direction.
Tilting in the second direction and the other tilting in the opposite direction
36. The laser diode according to claim 35, wherein:
Or As described in claim 37, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And the seventh stripe surface is inclined with respect to the main surface of the substrate.
The second, fourth, sixth, and the fourth
The stripe plane of No. 8 is different from the crystal plane constituting the main surface of the substrate.
32. The method according to claim 31, wherein the crystal faces are identical.
With the laser diode listed above, or As set forth in claim 38, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And the seventh stripe surface is composed of (311) A surface
The laser diode according to claim 37, wherein
Or As set forth in claim 39, the first, third, fifth and fifth aspects are described.
And the seventh stripe surface is composed of (411) A surface
The laser diode according to claim 37, wherein
Or As described in claim 40, the first and third clips
Either one of the lad layers is at least partially
A first transistor having one of the first and second conductivity types;
A dopant and a second dopant having the other conductivity type
At the same time as the laser diode drive.
Kinetic current is applied to the fifth stripe surface in the active layer.
Form a current constriction structure that selectively injects into the corresponding area
And; The cladding layer forming the current constriction structure is a first sub-block.
A lad layer and a second sub-cladding layer; The first sub-cladding layer includes the first and second dopants.
The doping level at the same time
Wherein the respective doping levels are
The first sub-cladding layer is formed on the fifth stripe surface.
In the corresponding region having the first crystal orientation, the first
Doped to the conductivity type of the dopant To carry again
The density is set to increase, and the sixth strike
In the region having the second crystal orientation corresponding to the live plane
To be doped to the conductivity type of the second dopant.
Set; The second sub-cladding layer comprises the first dopant and
To the first conductivity type by the dopant having the same conductivity type
The first stripe corresponding to the fifth stripe surface.
In a region having a crystal orientation, the sixth stripe surface
Having a higher carrier concentration than the region corresponding to
By the laser diode according to claim 31,
Or 42. The method according to claim 41, wherein the first conductivity type is doped.
Semi-conductor extending longitudinally from a first end to a second end
A body substrate; Formed as part of the substrate surface, the
A crystal plane having a first crystal orientation extending in the longitudinal direction
A first stripe surface, and the first stripe surface
Is formed to extend in the longitudinal direction adjacent to
A second plane defined by crystal planes having different crystal orientations;
A first stripe composed of two stripe surfaces
Structure; Extending longitudinally from a first end to a second end on the substrate;
A first semiconductor comprising a compound semiconductor formed to exist
With a lad layer; On the first cladding layer, the first stripe structure
Longitudinally from a first end to a second end in alignment with
Formed to extend as part of the first cladding layer
Corresponding to the first stripe surface,
And extending from the crystal plane having the first crystal orientation.
A third stripe surface formed and the second stripe
The second crystallographic direction, corresponding to the plane, extending in the longitudinal direction.
Fourth stripe surface formed by a crystal plane having a phase
A second stripe structure defined by: On the first cladding layer, from a first end to a second end
Undoped semiconductor material formed to extend in the longitudinal direction
And a first carrier of a first polarity and a second carrier of a first polarity.
A second carrier having a reverse polarity is supplied to the first carrier;
A light beam is formed by recombination of the rear and the second carrier.
An active layer; The first and second stripe structures are arranged on the active layer.
Combined from the first end to the second end in the longitudinal direction,
Formed so as to extend as a part of the layer,
3 corresponding to the stripe surface, extending in the longitudinal direction,
A fifth crystal plane formed from the crystal plane having the first crystal orientation;
Corresponding to the stripe surface and the fourth stripe surface,
A crystal extending in the longitudinal direction and having the second crystal orientation
Defined by a sixth stripe surface formed by the surface
A third stripe structure; On the active layer, longitudinally from a first end to a second end
A second compound semiconductor layer formed so as to extend;
A cladding layer; The first to third strikes are formed on the second clad layer.
Longitudinally from the first end to the second end in alignment with the loop structure
So as to extend as a part of the second cladding layer.
And corresponds to the fifth stripe surface.
A crystal extending in the longitudinal direction and having the first crystal orientation
A seventh stripe surface formed from the surface and the sixth stripe surface.
The second surface corresponding to the tripe surface and extending in the longitudinal direction;
Eighth strike formed by a crystal plane having a crystal orientation of
A fourth stripe structure defined by a rib surface; Provided on the lower surface of the substrate, in ohmic contact with the
The first carrier is provided on the active layer and the first cladding is provided on the active layer.
First electrode means for injecting through the layer; An ohmic layer provided on the second cladding layer.
Contacting the second carrier with the active layer,
A second electrode means for injecting through a cladding layer of
In the laser diode, the second crystal orientation is:
A crystal plane corresponding to the main surface of the substrate is defined, and the second crystal is formed.
The crystal orientation defines a crystal plane inclined with respect to the main surface of the substrate.
And; One of the first and second cladding layers has at least
Partially one of the first and second conductivity types
And a first dopant having the other conductivity type.
Laser die doped with two dopants
The drive current of the diode is applied to the active layer,
Part defined by the fifth stripe region in the loop structure
Forming a current constriction structure for selective injection through The cladding layer forming the current constriction structure includes first and second cladding layers.
Consisting of two sub-cladding layers; The first sub-cladding layer includes the first and second dopants.
-Doped to each doping level by punting,
At this time, the respective doping levels are adjusted to the first level.
A bucladding layer corresponds to the fifth stripe surface and has a first
The first dopant in a region having a crystal orientation of
And the carrier concentration is increased.
Is set to be large and the sixth stripe surface
In a region having a corresponding second crystal orientation, the second
Set to be doped with the conductivity type of the dopant of; The second sub-cladding layer comprises the first dopant and
To the first conductivity type by the dopant having the same conductivity type
The first stripe corresponding to the fifth stripe surface.
In a region having a crystal orientation, the sixth stripe surface
Having a higher carrier concentration than the region corresponding to
By a characteristic laser diode or As described in claim 42, the first crystal orientation is:
The (311) A plane and the (411) A plane are
Claims characterized by being inclined at an angle in the range between
By a laser diode according to 41, or As set forth in claim 43, the first crystal orientation is:
The (311) A plane is defined.
42, or As described in claim 44, the first crystal orientation is:
The (411) A plane is defined.
42, or As set forth in claim 45, wherein the active layer comprises the first layer.
In a region having a crystal orientation of the second crystal orientation
Characterized in that the thickness is greater than the region having
A laser diode according to claim 41, or As described in claim 46, the first and second clips
Each of the lad layers is formed in a region having the first crystal orientation.
The thickness is larger than that of the region having the second crystal orientation.
It is especially important that Claim 41 or 45.
With the laser diode listed above, or As described in claim 47, the second crystal orientation is:
Crystal plane inclined from (100) plane to (111) A plane direction
Claims 41 to 46, wherein:
By a laser diode according to any one of the above, or As set forth in claim 48, said first stripe structure.
The structure consists of a groove extending in the longitudinal direction on the main surface of the substrate.
The groove is pinched from the side by a pair of opposing side walls.
At that time, the first The stripe surface is the pair of opposing
The second to fourth stripes
The structures are the first cladding layer, the active layer and the active layer, respectively.
And forming a corresponding groove on the second cladding layer,
The second electrode means fills a groove on the second cladding layer.
Having a flattened main surface.
47. A laser diode according to claim 46,
Decide.

【0025】[0025]

【作用】本発明の第1の特徴によれば、クラッド層中に
おけるドーパントの分布を、クラッド層下地の結晶面に
無関係にほぼ一定にすることができる。換言すると、従
来のZnをドーパントに使う場合と異なり、クラッド層
が結晶学的に非等価な面を含むストライプ構造上に形成
された場合でも、クラッド層中におけるMgの分布を実
質的に一様にすることができる。従って本発明はかかる
ストライプ構造を形成されたGaAs基板上に形成され
たレーザダイオードにおいて駆動電流の発散を回避する
のに特に有効である。また、Mgをドーパントとして使
うことにより、高濃度レベルのドーピングが可能にな
る。さらに、Mgドープされたクラッド層を非ドープ活
性層の形成に先立って形成することにより、クラッド層
とその上に成長された活性層との間に明確な導電型の境
界を形成することができる。Mgの供給を遮断すること
により、クラッド層へのMgの導入は直ちに停止され
る。これに対し、既に形成されている活性層上に成長さ
れるクラッド層に対してMgドーピングを行った場合に
は、クラッド層におけるMgの取込みに遅れが生じる傾
向があり、ダブルヘテロ構造のレーザダイオードに必須
導電型の境界が活性層とクラッド層との間の物理的な境
界からずれてしまう可能性がある。
According to the first feature of the present invention, the distribution of the dopant in the cladding layer can be made substantially constant regardless of the crystal plane under the cladding layer. In other words, unlike the conventional case where Zn is used as a dopant, even when the cladding layer is formed on a stripe structure including a crystallographically non-equivalent plane, the distribution of Mg in the cladding layer is substantially uniform. Can be Therefore, the present invention is particularly effective for avoiding the divergence of the driving current in the laser diode formed on the GaAs substrate having such a stripe structure. Further, by using Mg as a dopant, high-concentration level doping becomes possible. Furthermore, by forming the Mg-doped cladding layer prior to the formation of the undoped active layer, a clear conductivity type boundary can be formed between the cladding layer and the active layer grown thereon. . By shutting off the supply of Mg, the introduction of Mg into the cladding layer is immediately stopped. On the other hand, when Mg doping is performed on a clad layer grown on an active layer that has already been formed, there is a tendency that the incorporation of Mg into the clad layer tends to be delayed. There is a possibility that the boundary of the essential conductivity type deviates from the physical boundary between the active layer and the cladding layer.

【0026】本発明の第2の特徴によれば、同一のクラ
ッド層中に、単一のMOCVD法により、n型領域とp
型領域とを、n型領域が一対のp型領域により側方から
挟まれるようにあるいはその逆に形成することができ
る。例えば、MgあるいはZnをp型ドーパントとして
使い、さらにSeをn型ドーパントとして使うことによ
り、かかる構造を形成することができる。あるいは、p
型ドーパントとn型ドーパントのドープレベルを適当に
設定することにより、クラッド層の中の前記第1のスト
ライプ面上に形成された部分のキャリア密度を他の部分
よりも高く設定することができ、その結果クラッド層に
おいて電流狭窄を行うことが可能になり、レーザダイオ
ードの動作効率が大きく向上する。さらに、このように
して形成されたクラッド層上に活性層を成長させること
により、活性層においてもストライプ構造部分に対応し
て電流を集中させることが可能になる。すなわち、基板
上に形成された、結晶学的に非等価がストライプ面より
なるストライプ構造の形状は第1のクラッド層およびそ
の上に形成された活性層、さらに活性層上に形成された
第2のクラッド層にも転写され、このためかかる構造で
は第1のクラッド層上に堆積された活性層のうち、前記
第1のストライプ面に対応して堆積された部分が、前記
第1のストライプ面に対して傾斜した他のストライプ面
上に形成された第2のクラッド層部分により側方から挟
まれるように構成される。換言すると、活性層で形成さ
れた光放射は上下および左右に前記第1および第2のク
ラッド層で閉じ込められ、このため非点収差の問題が実
質的に解消される。
According to a second feature of the present invention, an n-type region and a p-type region are formed in the same cladding layer by a single MOCVD method.
The mold region can be formed such that the n-type region is laterally sandwiched between the pair of p-type regions or vice versa. For example, such a structure can be formed by using Mg or Zn as a p-type dopant and further using Se as an n-type dopant. Or p
By appropriately setting the doping levels of the type dopant and the n-type dopant, the carrier density of the portion formed on the first stripe surface in the cladding layer can be set higher than other portions, As a result, current confinement can be performed in the cladding layer, and the operating efficiency of the laser diode is greatly improved. Further, by growing the active layer on the clad layer formed in this way, it is possible to concentrate the current in the active layer corresponding to the stripe structure portion. That is, the shape of the stripe structure formed on the substrate and having a crystallographically non-equivalent stripe surface is the first cladding layer and the active layer formed thereon, and the second cladding layer formed on the active layer. Therefore, in such a structure, a portion of the active layer deposited on the first clad layer corresponding to the first stripe surface is transferred to the first stripe surface. It is configured to be sandwiched from the side by a second cladding layer portion formed on another stripe surface inclined with respect to the other. In other words, the light radiation formed by the active layer is confined vertically and horizontally by the first and second cladding layers, thereby substantially eliminating the astigmatism problem.

【0027】本発明の第3の特徴によれば、単一の堆積
工程で、導電型を選択的に変化させたクラッド層を得る
ことができる。このため、優れた電流狭窄作用を有する
レーザダイオードを簡単に製造することができる。
According to the third feature of the present invention, it is possible to obtain a cladding layer in which the conductivity type is selectively changed by a single deposition step. Therefore, a laser diode having an excellent current confinement effect can be easily manufactured.

【0028】[0028]

【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明の基
本となる実験的事実を簡単に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing embodiments of the present invention, experimental facts underlying the present invention will be briefly described.

【0029】半導体材料の性質が結晶面ないし方位によ
り変化することは周知である。これは結晶の異方性とし
て知られる物理的性質の面方位依存性のみならす、エピ
タキシャルプロセスによる結晶成長においてもあてはま
る。特に、MOCVD法で成長した半導体層はその組成
を結晶面によって変化させることがある。例えば、In
GaAlP結晶に導入されたZnの量はエピタキシャル
成長がなされる結晶面の(100)面に対する傾斜角に
より変化することが報告されている。
It is well known that the properties of semiconductor materials change with the crystal plane or orientation. This is also applicable to crystal growth by an epitaxial process, which considers the dependence of physical properties known as crystal anisotropy on plane orientation. In particular, the composition of a semiconductor layer grown by MOCVD may change depending on the crystal plane. For example, In
It has been reported that the amount of Zn introduced into a GaAlP crystal varies depending on the inclination angle of the crystal plane on which epitaxial growth is performed with respect to the (100) plane.

【0030】図1はInGaAlPよりなるエピタキシ
ャル層に加えられたZn,Mgの濃度レベルを各結晶面
について示す図である。ただし、ZnとMgのデータは
本発明の発明者により見出されたものである(Kondo,
M., Anayama, C., Takanashi,T. and Yamazaki, S., Si
xth International Conference on Metalorganic Vapor
Phase Epitaxy, IEEE Catalog #92THO459-8, June 8 -
11, 1992)。図1中には、他の文献に報告されたZnの
データも示してある。MgとZnのドーピングはInG
aAlP層をMOCVD法により成長させる際にAl,
In,Ga,Pのソースガスにジメチル亜鉛((C5
5 2 Mg)あるいはビス(シクロペンタジエニル)マ
グネシウム等のソースガスを混入することにより実行さ
れる。図1中、黒丸および白丸、また黒四角および白四
角は本発明の発明者による実験結果を示し、このうち白
丸および白四角はSIMS分析結果を、また黒丸および
黒四角はC−V測定の結果をあらわす。MOCVD法に
よる成長条件を表1に示す。
FIG. 1 is a diagram showing the concentration levels of Zn and Mg added to the epitaxial layer made of InGaAlP for each crystal plane. However, the data of Zn and Mg were found by the present inventors (Kondo,
M., Anayama, C., Takanashi, T. And Yamazaki, S., Si
xth International Conference on Metalorganic Vapor
Phase Epitaxy, IEEE Catalog # 92THO459-8, June 8-
11, 1992). FIG. 1 also shows Zn data reported in other documents. Mg and Zn doping is InG
When growing the aAlP layer by MOCVD, Al,
Dimethyl zinc ((C 5 H) was used as the source gas for In, Ga, and P.
5) 2 Mg) or executed by the incorporation of bis (cyclopentadienyl) source gas such as magnesium. In FIG. 1, black circles and white circles, black squares and white squares show the experimental results by the inventor of the present invention, among which white circles and white squares show the results of SIMS analysis, and black circles and black squares show the results of CV measurement. To represent. Table 1 shows the growth conditions by the MOCVD method.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】図1はInGaAlP層中におけるZn濃
度およびMg濃度を(100)面上のZn濃度に対して
規格化して示した図であり、図中にA方向として示すよ
うにInGaAlP層中のZn濃度が、結晶面の(11
1)A面への傾斜角が増大するにつれて急激に増加する
のがわかる。Zn濃度は結晶面が(311)A面である
場合に略最大になり、それ以上傾斜角が増大すると減少
に転ずる。ただし、(111)A方向に傾斜した(31
1)面はGa面を形成し、従って(311)A面とな
る。一方、(111)B方向に傾斜した(311)面は
As面を形成し、従って(311)B面となる。結晶面
が図中B方向として示すように(311)B面の方へ傾
斜すると、Zn濃度はより緩やかに増大し、(311)
B面に対応する傾斜角において略最大になる。それ以上
傾斜角を増大させるとZn濃度は減少に転じる。
FIG. 1 is a diagram showing the Zn concentration and the Mg concentration in the InGaAlP layer normalized with respect to the Zn concentration on the (100) plane. As shown in FIG. The concentration is (11)
1) It can be seen that as the inclination angle to the A-plane increases, it increases sharply. The Zn concentration becomes substantially maximum when the crystal plane is the (311) A plane, and starts decreasing when the inclination angle is further increased. However, (31) inclined in the (111) A direction
1) The plane forms the Ga plane, and thus becomes the (311) A plane. On the other hand, the (311) plane inclined in the (111) B direction forms the As plane, and thus becomes the (311) B plane. When the crystal plane is inclined toward the (311) B plane as shown as the B direction in the figure, the Zn concentration increases more slowly, and the (311)
It becomes substantially maximum at the inclination angle corresponding to the B surface. If the tilt angle is further increased, the Zn concentration starts to decrease.

【0033】これに対して、Mgの場合には結晶面を
(311)B面方向に傾斜させてもMg濃度レベルはほ
とんど変化しないことがわかる。換言すると、Mgの濃
度は(100)面と(311)B面で同じになる。これ
に対して、結晶面が(311)A面方向に傾斜するとM
g濃度は傾斜角と共に増加する。さらに、Mg濃度は何
れの結晶面においてもZn濃度よりも高いことがわか
る。先にも説明したように、これはZnの平衡蒸気圧が
Mgのものよりもはるかに大きいことを示している。換
言すると、ZnはInGaAlPから気相に蒸発によっ
て容易に逃れ、堆積温度を増大すればするほどこの傾向
は顕著になる。
On the other hand, in the case of Mg, it can be seen that the Mg concentration level hardly changes even if the crystal plane is inclined in the (311) B plane direction. In other words, the Mg concentration is the same between the (100) plane and the (311) B plane. On the other hand, when the crystal plane is inclined in the (311) A plane direction, M
The g concentration increases with the tilt angle. Further, it can be seen that the Mg concentration is higher than the Zn concentration in any crystal plane. As explained above, this indicates that the equilibrium vapor pressure of Zn is much higher than that of Mg. In other words, Zn easily escapes from InGaAlP into the gas phase by evaporation, and this tendency becomes more pronounced as the deposition temperature is increased.

【0034】図2はInGaAlP層中に導入されたS
eの濃度を各結晶面について示したものである。InG
aAlP層の成長はMOCVD法により、表1に示した
のと同一の条件でなされる。図2を参照するに、Se濃
度は(100)面に比べ(311)B面でやや増加し、
傾斜角が(311)B面に対応する角度を超えると急激
に増加を始める。一方、A方向については、Se濃度は
(100)面からの傾斜角の増大とともに、急激に減少
する。
FIG. 2 shows that S introduced in the InGaAlP layer.
The concentration of e is shown for each crystal plane. InG
The aAlP layer is grown by MOCVD under the same conditions as shown in Table 1. Referring to FIG. 2, the Se concentration is slightly increased in the (311) B plane as compared with the (100) plane,
When the inclination angle exceeds the angle corresponding to the (311) B plane, it suddenly starts increasing. On the other hand, in the direction A, the Se concentration sharply decreases as the inclination angle from the (100) plane increases.

【0035】図3はInGaAlP層の(100)面に
対するMgドーピングの効果を示す図である。図3を参
照するに、III族元素のソースガスに対する(C5
5 2 Mgのモル比を3×10-4に設定することより約
4×1017cm-3のホール濃度を得ることができる。望
ましいホール濃度が約1×1018cm-3である場合、モ
ル比は1×10-3に設定すればよい。MgはInGaA
lP結晶中でIII族元素の席を占有し、p型ドーパン
トとして作用してホールを放出する。
FIG. 3 shows the (100) plane of the InGaAlP layer.
FIG. 8 is a diagram showing the effect of Mg doping on the present invention. See FIG.
In comparison, the source gas of the group III element (CFiveH
Five) TwoThe molar ratio of Mg is 3 × 10-FourSet to about
4 × 1017cm-3Can be obtained. Hope
Good hole concentration about 1 × 1018cm-3If
1 × 10-3Should be set to. Mg is InGaAs
Occupies group III elements in the IP crystal
It acts as a gate and emits holes.

【0036】図4は図3と同様な図であり、InGaA
lPの各結晶面におけるZnドーピングの効果を示す。
図4に示すように、Zn濃度はZnのソースガスのモル
比が増大するにつれて増大し、また各結晶面でそれぞれ
に異なっている。図1の結果に対応して、ホール濃度は
図3のMgの場合と比較してはるかに低いことがわか
る。
FIG. 4 is a view similar to FIG.
The effect of Zn doping on each crystal plane of 1P is shown.
As shown in FIG. 4, the Zn concentration increases as the molar ratio of the Zn source gas increases, and differs from one crystal plane to another. It can be seen that the hole concentration is much lower than that of Mg in FIG. 3 corresponding to the result of FIG.

【0037】Znドーピングを、図43に示すレーザダ
イオードにおいてp型クラッド層205の成長に使った
場合、(311)B面上に成長した層205の斜面部は
図5に示すように(100)面上に成長した平坦部より
もZn濃度が高くなってしまう。その結果、ストライプ
構造を形成する(100)面部分におけるキャリア濃度
が減少してしまい、これに伴ってクラッド層205のう
ち、その上に活性層の要部が形成されるストライプ構造
部分の抵抗が大きくなってしまう。その結果、下部電極
から注入された電流は活性層のストライプ部を迂回して
流れてしまい、レーザ発振の効率は著しく低下してしま
う。
When Zn doping is used to grow the p-type cladding layer 205 in the laser diode shown in FIG. 43, the slope of the layer 205 grown on the (311) B plane is (100) as shown in FIG. The Zn concentration becomes higher than that of the flat portion grown on the surface. As a result, the carrier concentration in the (100) plane part where the stripe structure is formed decreases, and accordingly, the resistance of the stripe structure part of the clad layer 205 on which the main part of the active layer is formed becomes lower. It gets bigger. As a result, the current injected from the lower electrode flows around the stripe portion of the active layer, and the laser oscillation efficiency is significantly reduced.

【0038】ざらに、図1の結果はかかる(100)面
に対応するストライプ構造部におけるInGaAlP層
の抵抗の増加の問題が、ZnドーピングのかわりにMg
ドーピングを使うことで回避されることを示している。
図6は(100)面とその両側に形成された一対の(3
11)B面とを含むメサ構造上に形成されたInGaA
lP層中におけるMgの濃度分布およびホール濃度分
布、さらにこれらに対応する抵抗率の分布を示す。図1
の結果に対応して、Mg濃度レベルおよびホール濃度レ
ベルは結晶面に関係なくほぼ一定であることがわかる。
In general, the results of FIG. 1 show that the problem of the increase in the resistance of the InGaAlP layer in the stripe structure corresponding to the (100) plane is that Mg is replaced by Mg instead of Zn doping.
This shows that the use of doping can be avoided.
FIG. 6 shows the (100) plane and a pair of (3) formed on both sides thereof.
11) InGaAs formed on a mesa structure including B-plane
The Mg concentration distribution and the hole concentration distribution in the IP layer, and the corresponding resistivity distributions are shown. FIG.
It can be understood from the results that the Mg concentration level and the hole concentration level are almost constant irrespective of the crystal plane.

【0039】次に、クラッド層をMgドーピングするこ
とにより電流狭窄を向上した本発明の第1実施例を説明
する。
Next, a description will be given of a first embodiment of the present invention in which the current confinement is improved by doping the cladding layer with Mg.

【0040】図7は本発明の第1実施例によるレーザダ
イオードの構造を示す図である。本実施例によるレーザ
ダイオードは例えばZnによりキャリア濃度が約1×1
19cm-3にドープされたp型GaAs基板301上に
構成される。GaAs基板301はいずれも(100)
面よりなる上主面および下主面を有し、基板上主面上に
はメサ構造301aがレーザダイオードの長手方向ない
し光軸方向に延在するように形成されている。ただし、
レーザダイオードは基板301の<011>方向に延在
するように形成される。メサ構造はいずれも(111)
B面よりなる一対の斜面301b1 ,301b2 により
側方を画成され、レーザダイオードの長手方向に一致し
て延在する(100)面よりなるストライプ面301c
を含む。
FIG. 7 shows a laser diode according to a first embodiment of the present invention.
It is a figure showing the structure of an iod. Laser according to the present embodiment
The diode has a carrier concentration of about 1 × 1 by Zn, for example.
0 19cm-3On a doped p-type GaAs substrate 301
Be composed. All the GaAs substrates 301 are (100)
It has an upper main surface and a lower main surface consisting of
Has no mesa structure 301a in the longitudinal direction of the laser diode
It is formed to extend in the optical axis direction. However,
Laser diode extends in <011> direction of substrate 301
It is formed so that. All mesa structures are (111)
A pair of slopes 301b composed of side B1, 301bTwoBy
The sides are defined and coincide with the longitudinal direction of the laser diode
Stripe surface 301c consisting of a (100) plane extending
including.

【0041】基板301の上主面上には、n型GaAs
よりなる電流狭窄層302が厚さ約1μmで形成され、
電流狭窄層302上には前記GaAs基板のストライプ
面301cが露出して前記長手方向に延在する。電流狭
窄層302はSiあるいはSeにより、約5×1018
-3のキャリア濃度レベルにドープされ、ストライプ面
301cの両側には斜面303b1 ,303b2 が形成
される。これらの斜面303b1 ,303b2 は互いに
等価で(311)B面を形成する。換言すると、前記第
1のメサ構造上に第2のメサ構造が、(100)面より
なるストライプ面301cを共有するように形成され、
第2のメサ構造にはストライプ面301cの両側に各々
(311)B面よりなる斜面303b1 ,303b2
形成される。その際、基板301と電流狭窄層302と
は基板構造体300を形成し、レーザダイオードの主要
部はMOCVD法により基板構造体300上に形成され
ると考えることができる。レーザダイオードの主要部を
構成するエピタキシャル層をMOCVD法で成長させる
場合、通常に実施されているように、Inのソースとし
てはトリメチルインジウム(TMI)が、Gaのソース
としてはトリメチルガリウム(TMG)が、Alのソー
スとしてはトリエチルアルミニウム(TEA)が使われ
る。さらに、Asのソースとしてはアルシンが、さらに
Pのソースとしてはホスフィンが使われ、成長は表1に
示したのとほぼ同一の条件下で行われる。
On the upper main surface of the substrate 301, n-type GaAs
Current constriction layer 302 is formed with a thickness of about 1 μm,
The stripe surface 301c of the GaAs substrate is exposed on the current confinement layer 302 and extends in the longitudinal direction. The current confinement layer 302 is made of about 5 × 10 18 c
Doping is performed at a carrier concentration level of m −3 , and slopes 303b 1 and 303b 2 are formed on both sides of the stripe surface 301c. These slopes 303b 1 and 303b 2 are equivalent to each other and form a (311) B plane. In other words, a second mesa structure is formed on the first mesa structure so as to share a stripe surface 301c of (100) plane,
In the second mesa structure, inclined surfaces 303b 1 and 303b 2 each having a (311) B surface are formed on both sides of the stripe surface 301c. At that time, it can be considered that the substrate 301 and the current confinement layer 302 form the substrate structure 300, and the main part of the laser diode is formed on the substrate structure 300 by the MOCVD method. When an epitaxial layer constituting a main part of a laser diode is grown by MOCVD, trimethylindium (TMI) is used as a source of In and trimethylgallium (TMG) is used as a source of Ga, as is usually performed. , Al is triethylaluminum (TEA). Further, arsine is used as the source of As and phosphine is used as the source of P, and the growth is performed under almost the same conditions as shown in Table 1.

【0042】基板構造体300上には、Znおよび/ま
たはMgで1×1018cm-3のキャリア密度にドープさ
れたGaAsよりなるバッファ層303が、MOCVD
法により約0.1〜0.2μmの厚さにエピタキシャル
成長される。さらに、Znおよび/またはMgにより1
×1018cm-3のキャリア濃度にドープされたInGa
Pよりなる第1中間層304が、バッファ層303上
に、やはりMOCVD法により約0.1μmの厚さでエ
ピタキシャル成長される。その際、基板構造体300上
の第2のメサ構造の形状がエピタキシャル層303,3
04に転写され、その結果、このように成長されたIn
GaP層304にもその上主面に対応するメサ構造が転
写される。すなわち、InGaP層304に転写された
メサ構造も、(100)面よりなり<011>方向に延
在するストライプ面とその両側に形成された一対の(3
11)B面よりなる斜面とにより構成される。中間層3
04は中間層110,204と同様に、価電子帯に現れ
るスパイクを減少させてキャリアを流れやすくする作用
をなす。
On the substrate structure 300, a buffer layer 303 made of GaAs doped with Zn and / or Mg to a carrier density of 1 × 10 18 cm −3 is formed by MOCVD.
It is epitaxially grown to a thickness of about 0.1 to 0.2 μm by the method. In addition, Zn and / or Mg
InGa doped to a carrier concentration of × 10 18 cm -3
A first intermediate layer 304 of P is epitaxially grown on the buffer layer 303 by MOCVD to a thickness of about 0.1 μm. At this time, the shape of the second mesa structure on the substrate structure 300 is changed to the epitaxial layers 303 and 3.
04, and consequently, the thus grown In
The mesa structure corresponding to the upper main surface is transferred to the GaP layer 304 as well. In other words, the mesa structure transferred to the InGaP layer 304 also has a (100) plane extending in the <011> direction and a pair of (3) formed on both sides thereof.
11) An inclined surface composed of a B surface. Middle layer 3
04 acts like the intermediate layers 110 and 204 to reduce spikes appearing in the valence band and to facilitate carrier flow.

【0043】層304上には、本実施例の要部をなすp
型InGaAlPよりなる第1のクラッド層305が形
成される。層305は組成(Al0.7 Ga0.3 0.5
0. 5 を有し、MOCVD法により、約1μmの厚さに
成長される。また、層305のドーピングはTMI,T
EG,TMAおよびホスフィンよりなるソースガスにビ
ス(シクロペンタジエニル)マグネシウムを、図6に示
す関係に従って、キャリア密度が1×1018cm-3にな
るように流量を設定して混合することでなされる。ま
た、基板構造体300のメサ構造はこのようにして成長
した第1のクラッド層305の上主面にも転写される。
換言すると、クラッド層305の上主面には、(10
0)面よりなるストライプ面とその両側の(311)B
面よりなる斜面とより構成されるメサ構造が、基板およ
び層304上のメサ構造に対応して形成される。
On the layer 304, p, which is a main part of the present embodiment, is formed.
A first cladding layer 305 of type InGaAlP is formed. The layer 305 has a composition (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
has n 0. 5, by MOCVD, is grown to a thickness of about 1 [mu] m. The doping of the layer 305 is performed by TMI, T
Bis (cyclopentadienyl) magnesium is mixed with a source gas composed of EG, TMA and phosphine by setting the flow rate so that the carrier density becomes 1 × 10 18 cm −3 according to the relationship shown in FIG. Done. Further, the mesa structure of the substrate structure 300 is also transferred to the upper main surface of the first clad layer 305 thus grown.
In other words, (10)
0) plane and (311) B on both sides
A mesa structure including a slope formed of a surface is formed corresponding to the mesa structure on the substrate and the layer 304.

【0044】クラッド層305の上主面上には、非ドー
プInGaPよりなる活性層306が0.07μmの厚
さに形成される。活性層306もその上主面上にクラッ
ド層305のメサ構造に対応するメサ構造が転写されて
なる。換言すると、活性層306にも(100)面より
なるストライプ面とその両側の(311)B面よりなる
斜面により構成されるメサ構造が転写される。さらに、
InGaAlPよりなりn型にドープされた第2のクラ
ッド層307が活性層306上に約1μmの厚さで形成
される。この場合、n型へのドーピングはIn,Ga,
AlおよびPのソースガスに水素化セレンあるいはモノ
シランやジシラン等のシランを混合し、表1の条件で成
長を行うことで実行される。かかる活性層がメサ構造上
に形成されている構造では、活性層の(100)面がク
ラッド層307の斜面部により左右から挟まれている。
On the upper main surface of the cladding layer 305, an active layer 306 made of undoped InGaP is formed to a thickness of 0.07 μm. The active layer 306 also has a mesa structure corresponding to the mesa structure of the cladding layer 305 transferred onto the upper main surface. In other words, a mesa structure composed of a stripe surface composed of the (100) plane and a slope composed of the (311) B plane on both sides thereof is transferred to the active layer 306. further,
A second cladding layer 307 made of InGaAlP and doped n-type is formed on the active layer 306 with a thickness of about 1 μm. In this case, doping to n-type is In, Ga,
This is performed by mixing selenium hydride or silane such as monosilane or disilane with the source gas of Al and P, and performing growth under the conditions shown in Table 1. In the structure in which such an active layer is formed on the mesa structure, the (100) plane of the active layer is sandwiched between the right and left sides of the slope of the cladding layer 307.

【0045】このように形成された第2のクラッド層3
07上には、SeまたはSiにより約1×1018cm-3
のキャリア濃度にドープされたn型InGaPよりなる
第2の中間層308が約0.1μmの厚さに形成され、
さらに約3×1018cm-3のキャリア密度にドープされ
たn型GaAsよりなるコンタクト層309が前記中間
層308上に約1μmの厚さで形成される。かかる第2
の中間層は第1の中間層304の場合と同じく、伝導帯
におけるスパイクを減少させるためのものである。さら
に、上部電極310および下部電極311がそれぞれコ
ンタクト層309の上主面および基板301の下主面上
にオーミック接触するように形成される。また、レーザ
ダイオードの長手方向上で対向する端面は通常のレーザ
ダイオードと同じく、反射器を構成する。
The thus formed second cladding layer 3
07 is about 1 × 10 18 cm −3 by Se or Si.
A second intermediate layer 308 made of n-type InGaP doped to a carrier concentration of about 0.1 μm,
Further, a contact layer 309 made of n-type GaAs doped with a carrier density of about 3 × 10 18 cm −3 is formed on the intermediate layer 308 to a thickness of about 1 μm. The second
Is for reducing spikes in the conduction band as in the case of the first intermediate layer 304. Further, upper electrode 310 and lower electrode 311 are formed so as to make ohmic contact with the upper main surface of contact layer 309 and the lower main surface of substrate 301, respectively. The end faces of the laser diode facing each other in the longitudinal direction constitute a reflector, similarly to a normal laser diode.

【0046】本実施例では、結晶面如何によらずクラッ
ド層305を一様にドープすることが可能であり、これ
により、注入電流の発散の問題が解決される。さらに、
活性層のストライプ領域を左右からクラッド層307の
斜面部により挟むことにより、比点収差の問題が解決さ
れる。
In the present embodiment, the cladding layer 305 can be uniformly doped irrespective of the crystal plane, thereby solving the problem of divergence of the injection current. further,
By sandwiching the stripe region of the active layer between the left and right sides of the slope of the cladding layer 307, the problem of astigmatism can be solved.

【0047】図7の装置において、エピタキシャル層の
導電型を反転させることも可能である。この場合はp型
GaAs基板301のかわりにn型GaAs基板を使
い、Mgドーピングを第2のクラッド層307に対して
行う。ただし、この場合はエピタキシャル層へのMgの
取込みにかなりの遅れが発生するため、p型基板上に構
成されるレーザダイオードにおいてMgドープされたク
ラッド層を形成する場合とn型基板上に構成されるレー
ザダイオードにおいてMgドープされたクラッド層を形
成する場合とでは、実質的な違いが生じる。かかるMg
の取込みの遅れは、反応容器内で有機分子(C5 5
2 Mgから放出されたMg原子が、石英よりなる容器壁
に選択的に堆積してしまい、エピタキシャル層へのMg
の取込みは容器壁がMgで被覆された後に生じるためと
考えられている。
In the apparatus shown in FIG. 7, it is possible to reverse the conductivity type of the epitaxial layer. In this case, an n-type GaAs substrate is used instead of the p-type GaAs substrate 301, and Mg doping is performed on the second cladding layer 307. However, in this case, a considerable delay occurs in the incorporation of Mg into the epitaxial layer. Therefore, a laser diode formed on a p-type substrate has a structure in which an Mg-doped cladding layer is formed and a structure formed on an n-type substrate. There is a substantial difference from the case where a Mg-doped cladding layer is formed in a laser diode. Such Mg
The delay in the incorporation of organic molecules (C 5 H 5 ) in the reaction vessel
2 Mg atoms released from Mg are selectively deposited on the vessel wall made of quartz, and Mg
Is believed to occur after the vessel walls have been coated with Mg.

【0048】図8(A)はn型GaAs基板上に形成さ
れる装置において、Mgをクラッド層307にMOCV
D法で導入する場合のドーピングシーケンスを示す。
FIG. 8A shows an apparatus formed on an n-type GaAs substrate.
The doping sequence when introducing by the method D is shown.

【0049】図8(A)を参照するに、クラッド層30
7の堆積は非ドープInGaP活性層306が形成され
た後に開始される。この図よりわかるように、Mgのク
ラッド層307への取込みはクラッド層307の成長が
開始されてからかなりの時間が経過した後に始まってい
る。換言すると、かかるシーケンスで形成されたクラッ
ド層307は活性層306の直上部では、別のドーピン
グプロセスを同時に併用しない限り、非ドープ状態にな
ってしまうことを意味する。クラッド層307がドープ
されないと、活性層306へのキャリアの注入が生じな
い。この問題を回避するため、図8(A)のプロセスで
はクラッド層307の活性層に接する部分でのMgの枯
渇を補償すべく、Znによるドーピングを併用してい
る。すなわち、クラッド層307の成長開始と同時にZ
nを例えばジメチル亜鉛の形でAl,Ga,In,Pの
ソースガスに混合する。この場合、Znの取込みは直ち
に開始され、クラッド層307は確実にp型になる。さ
らに、Mgが反応容器の器壁を覆うに要する時間が経過
した後、Znの供給は停止され、クラッド層307への
実質的な濃度レベルでのMgの取込みが開始される。
Referring to FIG. 8A, the cladding layer 30
7 begins after the undoped InGaP active layer 306 is formed. As can be seen from this figure, the incorporation of Mg into the cladding layer 307 starts after a considerable time has elapsed since the growth of the cladding layer 307 was started. In other words, it means that the cladding layer 307 formed in such a sequence becomes undoped immediately above the active layer 306 unless another doping process is used simultaneously. If the cladding layer 307 is not doped, injection of carriers into the active layer 306 does not occur. To avoid this problem, in the process of FIG. 8A, doping with Zn is also used in order to compensate for the depletion of Mg in the portion of the cladding layer 307 in contact with the active layer. That is, at the same time when the growth of the cladding layer 307 starts, Z
n is mixed with a source gas of Al, Ga, In, P in the form of, for example, dimethylzinc. In this case, the incorporation of Zn is started immediately, and the cladding layer 307 surely becomes p-type. Furthermore, after the time required for Mg to cover the vessel wall of the reaction vessel has elapsed, the supply of Zn is stopped, and the incorporation of Mg into the cladding layer 307 at a substantial concentration level is started.

【0050】一方、図8(B)のプロセスはp型GaA
s基板の場合に対して適用される。この場合には、p型
の基板構造体300上に、GaAsバッファ層303が
形成される際に、層303をZnを導入することにより
p型にドープする工程を含む。さらに、層303の成長
がまだ続いている間にMgの供給を、GaAs層303
のソースガスにビス(シクロペンタジエニル)マグネシ
ウムを混合することにより、開始する。その際、Mgの
量はGaAsバッファ層303の成長と共に増大し、バ
ッファ層303上に中間層304が成長される頃にはほ
ぼ一定値になっている。さらに、中間層304の成長開
始と同時にZnの供給が停止される。Znのエピタキシ
ャル層への取込みはZn供給停止と同時に直ちに停止さ
れる。中間層304の成長が停止された後もMgの供給
は続けられ、第1のクラッド層305の成長が開始され
る。かかる成長の結果、層304,305のホール濃度
レベルは実質的に一定になる。クラッド層305が所定
の厚さに成長すると、Mgの供給は停止され、同時にエ
ピタキシャル層のソースも変更される、非ドープ活性層
306の成長が開始される。さらに、このようにして成
長した活性層306上にSeあるいはSiによりドープ
されたInGaAlPよりなる第2のクラッド層307
が形成される。
On the other hand, the process of FIG.
Applies to the case of s substrate. In this case, when the GaAs buffer layer 303 is formed on the p-type substrate structure 300, a step of doping the layer 303 with p-type by introducing Zn is included. Further, supply of Mg is performed while the growth of the layer 303 is still continued, and the GaAs layer 303 is supplied.
Is started by mixing bis (cyclopentadienyl) magnesium with the source gas. At this time, the amount of Mg increases with the growth of the GaAs buffer layer 303, and becomes almost constant when the intermediate layer 304 is grown on the buffer layer 303. Further, the supply of Zn is stopped simultaneously with the start of the growth of the intermediate layer 304. The incorporation of Zn into the epitaxial layer is stopped immediately when the supply of Zn is stopped. Even after the growth of the intermediate layer 304 is stopped, the supply of Mg is continued, and the growth of the first cladding layer 305 is started. As a result of such growth, the hole concentration levels of layers 304 and 305 are substantially constant. When the clad layer 305 has grown to a predetermined thickness, the supply of Mg is stopped, and at the same time, the growth of the undoped active layer 306 in which the source of the epitaxial layer is changed is started. Further, a second cladding layer 307 made of InGaAlP doped with Se or Si is formed on the active layer 306 thus grown.
Is formed.

【0051】図8(B)のプロセスでは、第1のクラッ
ド層305とその上に成長される活性層306との間の
物理的な境界に対応して、明確な導電型の境界を、例え
ばZnを層305にドープする等の別のドーピングプロ
セスを使うことなく、得ることができる。すなわち、図
7の構造に対応する図8(B)のプロセスの方が、半導
体基板およびその上に形成されるエピタキシャル層の導
電型を反転させた場合のプロセスよりも好ましい。ただ
し、これは図8(A)のプロセスの有用性を否定するも
のではない。
In the process shown in FIG. 8B, a clear boundary of the conductivity type is formed corresponding to the physical boundary between the first cladding layer 305 and the active layer 306 grown thereon, for example. It can be obtained without using another doping process such as doping the layer 305 with Zn. That is, the process of FIG. 8B corresponding to the structure of FIG. 7 is more preferable than the process in which the conductivity types of the semiconductor substrate and the epitaxial layer formed thereon are reversed. However, this does not deny the usefulness of the process of FIG.

【0052】次に、図7の構造の製造プロセスを図9
(A),(B)および図10(C),(D)を参照しな
がら説明する。
Next, the manufacturing process of the structure of FIG.
This will be described with reference to FIGS. 10A and 10B and FIGS. 10C and 10D.

【0053】図9(A)の最初の工程で、酸化シリコン
層がp型GaAs基板301の上主面を形成する(10
0)面上に堆積され、次いでパターニングされて<01
1>方向に延在する酸化シリコンストライプマスクが形
成される。さらに、基板301を、基板上主面をこのよ
うにして形成された酸化シリコンストライプマスク21
で保護したまま、H2 SO4 ,H2 2 およびH2 Oの
混合エッチング液中でウエットエッチングして、<01
1>方向に延在するストライプ状の(100)面を頂部
に有するメサ構造301aを、約5μmの幅で形成す
る。こうして形成されたメサ構造301aは(100)
ストライプ面の側方を、(111)B面よりなる一対の
斜面により画成される。また、メサ構造301aの左右
両側にはGaAs基板301の上主面をなす(100)
面が、メサ構造の頂部をなす(100)面と平行に延在
する。
In the first step of FIG. 9A, the silicon oxide layer forms the upper main surface of the p-type GaAs substrate 301 (10
0) deposited on the surface and then patterned to <01
A silicon oxide stripe mask extending in the 1> direction is formed. Further, the substrate 301 is provided with a silicon oxide stripe mask 21 having the main surface on the substrate formed in this manner.
While being protected by wet etching in a mixed etching solution of H 2 SO 4 , H 2 O 2 and H 2 O, <01
A mesa structure 301a having a stripe-shaped (100) surface extending in the 1> direction at the top is formed with a width of about 5 μm. The mesa structure 301a thus formed is (100)
The sides of the stripe surface are defined by a pair of slopes composed of the (111) B surface. On the left and right sides of the mesa structure 301a, upper main surfaces of the GaAs substrate 301 are formed (100).
A plane extends parallel to the top (100) plane of the mesa structure.

【0054】次に、図9(B)の工程において、図9
(A)の工程で得られた構造上に、n型GaAs層30
2を、前記メサ構造301aの(100)ストライプ面
をマスク21で保護した状態でMOCVD法により堆積
することにより形成する。マスク21は酸化シリコンで
形成されているため、マスク21上におけるGaAs層
の堆積は生じない。そこで、GaAs層302はメサ構
造301aの両側に延在するGaAs基板301の(1
00)上主面上に堆積し、その際図9(B)に示すよう
にGaAs層302上主面には、(100)ストライプ
面の両側に、(311)Bの面指数を有する斜面303
1 ,303b2 が、メサ構造301aの(111)B
面に対応して形成されている。その際、斜面303
1 ,303b 2 は(100)ストライプ面と共に第2
のメサ構造を形成する。
Next, in the step of FIG.
The n-type GaAs layer 30 is formed on the structure obtained in the step (A).
2 is the (100) stripe surface of the mesa structure 301a.
Deposited by MOCVD with the mask protected by mask 21
It forms by doing. The mask 21 is made of silicon oxide
GaAs layer on the mask 21 because it is formed
Does not occur. Therefore, the GaAs layer 302 has a mesa structure.
(1) of the GaAs substrate 301 extending on both sides of the structure 301a.
00) deposited on the upper main surface, at which time as shown in FIG.
The main surface of the GaAs layer 302 has a (100) stripe
A slope 303 having a face index of (311) B on both sides of the face
b1, 303bTwoIs (111) B of the mesa structure 301a.
It is formed corresponding to the surface. At that time, the slope 303
b1, 303b TwoIs second with (100) stripe face
To form a mesa structure.

【0055】次いで図9(B)で得られた構造から酸化
シリコンマスク21を除去し、層303から309をM
OCVD法により、順次堆積する。その際、層304,
305の堆積は例えば図8(B)で説明した手順で行
う。その結果、図10(C),(D)に示す層状半導体
構造体が得られる。図10(C)の構造体が形成された
後、上下電極310,311をそれぞれコンタクト層3
09の上主面と基板301の下主面に堆積し、図10
(D)に示すレーザダイオードが完成する。
Next, the silicon oxide mask 21 is removed from the structure obtained in FIG.
The layers are sequentially deposited by the OCVD method. At that time, layers 304,
The deposition of 305 is performed, for example, according to the procedure described with reference to FIG. As a result, a layered semiconductor structure shown in FIGS. 10C and 10D is obtained. After the structure of FIG. 10C is formed, the upper and lower electrodes 310 and 311 are respectively connected to the contact layer 3.
09 on the upper main surface of the substrate 301 and the lower main surface of the substrate 301, and FIG.
The laser diode shown in (D) is completed.

【0056】第1実施例で説明した電流狭窄構造の構成
はエピタキシャル層の導電型を反転させた場合にも有効
である。より具体的に説明すると、p型基板301のか
わりにn型GaAs基板を使う場合、各エピタキシャル
層における導電型は反転され、図8(A)で説明した手
順でp型クラッド層307の成長がなされる。
The structure of the current confinement structure described in the first embodiment is also effective when the conductivity type of the epitaxial layer is reversed. More specifically, when an n-type GaAs substrate is used instead of the p-type substrate 301, the conductivity type of each epitaxial layer is inverted, and the growth of the p-type cladding layer 307 is performed in the procedure described with reference to FIG. Done.

【0057】次に、本発明の第2実施例を図11
(A),(B)および図12を参照しながら説明する。
ただし図11(A),(B)は第2実施例の原理を示す
図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIGS.
However, FIGS. 11A and 11B are diagrams showing the principle of the second embodiment.

【0058】図11(A)はInGaAlPのエピタキ
シャル中におけるMgおよびSeの濃度レベルを種々の
結晶面について示す図であり、Seの濃度が(311)
B面において(100)面よりも増加することがわか
る。換言すると、Seの濃度、従って電子濃度はInG
aAlP層では(100)面において(311)B面に
おけるよりもやや減少する。一方、InGaAlP層に
Seと同時にドープされるMgの濃度レベルおよびこれ
に対応するホールの濃度レベルは結晶面に無関係にほぼ
一定であることがわかる。さらに、図11(A)の例で
はMgの濃度は(311)B面および(100)面のい
ずれにおいてもSeの濃度よりも高く設定されている。
その結果、InGaAlP層は結晶面によらずp型にド
ープされ、また(311)B面と(100)面でキャリ
ア濃度が異なることに起因して結晶面に応じて抵抗率が
変化する。より具体的には、(100)面で電子濃度が
低いことに起因してホール濃度が(311)B面上より
も(100)面上で高くなっている。そこで、図11
(A)の原理を使うことにより、クラッド層の抵抗率が
メサ構造の(100)面ストライプ部分で選択的に低下
し、同時に(311)B斜面で選択的に増加するように
形成することが可能になる。
FIG. 11A is a diagram showing the concentration levels of Mg and Se during the epitaxial growth of InGaAlP for various crystal planes, where the concentration of Se is (311).
It can be seen that the B surface increases more than the (100) surface. In other words, the Se concentration, and thus the electron concentration, is InG
In the aAlP layer, the value is slightly reduced in the (100) plane than in the (311) B plane. On the other hand, it can be seen that the concentration level of Mg doped simultaneously with Se in the InGaAlP layer and the concentration level of the corresponding hole are almost constant regardless of the crystal plane. Further, in the example of FIG. 11A, the Mg concentration is set higher than the Se concentration in both the (311) B plane and the (100) plane.
As a result, the InGaAlP layer is doped p-type irrespective of the crystal plane, and the resistivity changes according to the crystal plane due to the difference in carrier concentration between the (311) B plane and the (100) plane. More specifically, the hole concentration is lower than on the (311) B plane due to the low electron concentration on the (100) plane.
Is also higher on the ( 100) plane. Therefore, FIG.
By using the principle of (A), the resistance index of the cladding layer is selectively decreased by (100) plane stripe portion of the mesa structure is formed so as to selectively increase at the same time (311) B Slope Becomes possible.

【0059】図11(B)は第2実施例の別の原理を示
す。図11(B)の場合、同時ドープされるMgとSe
の濃度レベルをInGaAlP層の導電型が結晶面によ
って変化するように設定する。すなわち、MgとSeの
濃度レベルはInGaAlPが(311)B面上に成長
された部分でn型に、また(100)面上に成長された
部分でp型になるように設定される。
FIG. 11B shows another principle of the second embodiment. In the case of FIG. 11B, Mg and Se are co-doped.
Is set such that the conductivity type of the InGaAlP layer changes depending on the crystal plane. That is, the concentration levels of Mg and Se are set so that InGaAlP becomes n-type at the portion grown on the (311) B plane and p-type at the portion grown on the (100) plane.

【0060】図12は前記原理を用いて電流狭窄を行う
ことを要旨とする第2実施例のレーザダイオードの横断
面図を示す。図12において装置構造自体は図7のもの
と実質的に同一であり、以下には要部のみを説明する。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a laser diode according to a second embodiment of the present invention, in which current confinement is performed using the above principle. 12, the device structure itself is substantially the same as that of FIG. 7, and only the main parts will be described below.

【0061】図12の装置では、第1のクラッド層30
5の成長時にMgとSeとを、Mgの濃度レベルがSe
の濃度レベルよりも(311)B面と(100)面のい
ずれにおいても高くなるようにドープする。例えば、M
gとSeの濃度レベルはInGaAlPクラッド層30
5の各部分において表2に示すように設定される。
In the apparatus shown in FIG. 12, the first clad layer 30
5 during the growth of Mg and Se, and the Mg concentration level is Se.
Is doped so as to be higher than the concentration level of both the (311) B plane and the (100) plane. For example, M
The concentration levels of g and Se are set in the InGaAlP cladding layer 30.
5 are set as shown in Table 2.

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】すなわち、ドープレベルを表2に示すよう
に設定することにより、クラッド層305の抵抗率は、
図12に斜線部で示すように、(311)B面上に成長
した部分が選択的に大きくなるように設定される。その
結果、電極311に供給された駆動電流はn型GaAs
層302で狭窄された後、メサ構造の(100)ストラ
イプ面の直上に位置するクラッド層305の低抵抗部分
を通って活性層306のストライプ部分に注入される。
その結果、効率のよいレーザ発振を行うことが可能にな
る。
That is, by setting the doping level as shown in Table 2, the resistivity of the cladding layer 305 becomes
As shown by the hatched portion in FIG. 12, the portion grown on the (311) B plane is set to be selectively increased. As a result, the drive current supplied to the electrode 311 becomes n-type GaAs
After being confined by the layer 302, it is injected into the stripe portion of the active layer 306 through the low resistance portion of the cladding layer 305 located immediately above the (100) stripe surface of the mesa structure.
As a result, efficient laser oscillation can be performed.

【0064】第2実施例の変形例は図11(B)の原理
に基づくものであり、MgとSeのドープレベルを以下
の表3のように設定する。
A modification of the second embodiment is based on the principle of FIG. 11B, and the doping levels of Mg and Se are set as shown in Table 3 below.

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】表3のドープレベルを使った場合、図12
斜線部で示した(311)B面部分の導電型を選択的
に反転させることができ、これによりクラッド層305
の斜面部において駆動電流を阻止することが可能にな
る。その結果、注入された駆動電流は図中に矢印で示し
たように、メサ構造の(100)ストライプ面に対応し
た活性層306のストライプ面に集中的に注入され、レ
ーザ発振の効率が向上する。
[0066] If you use the doping levels of Table 3, Figure 12
The indicated (311) the conductivity type of the B-side portion by portions with diagonal lines selectively can be reversed to thereby clad layer 305
It is possible to block the drive current on the slope portion. As a result, the injected driving current is intensively injected into the stripe surface of the active layer 306 corresponding to the (100) stripe surface of the mesa structure as indicated by the arrow in the figure, and the laser oscillation efficiency is improved. .

【0067】前記二つの変形例のいずれにおいても、活
性層直上に形成されているクラッド層中に電流閉じ込め
構造が形成されるため、電流狭窄がなされた後で駆動電
流が発散してしまう問題点が実質的に解消される。換言
すると、図12の装置は図7の装置よりも電流狭窄効率
が向上している。
In any of the above two modifications, since the current confinement structure is formed in the cladding layer formed immediately above the active layer, there is a problem that the drive current diverges after the current is confined. Is substantially eliminated. In other words, the device of FIG. 12 has higher current confinement efficiency than the device of FIG.

【0068】また、クラッド層207をSeとZnによ
り同時にドープすることにより、図12に斜線部で示す
ような電流狭窄構造をクラッド層207に形成すること
ができる。
Further, by doping the cladding layer 207 with Se and Zn at the same time, it is possible to form a current confinement structure in the cladding layer 207 as shown by the hatched portion in FIG.

【0069】図13(A),(B)はかかる電流狭窄構
造の原理を示しており、このうち図13(A)は、In
GaAlP層307が(100)面上に成長している場
合も(311)B面上に成長している場合も同様に、n
型にドープる場合を示し、これに対し、図13(B)は
導電型が結晶面で変化する場合を示す。図15(A)の
実施例では導電型は変化せず、ただ電子濃度だけが(3
11)B面上に成長した部分で(100)面上に成長し
た場合よりも低くなっている。
FIGS. 13A and 13B show the principle of such a current confinement structure. FIG.
Similarly, when the GaAlP layer 307 grows on the (100) plane and also on the (311) B plane, n
FIG. 13B shows the case where the conductivity type changes in the crystal plane. In the embodiment of FIG. 15A, the conductivity type is not changed, and only the electron concentration is (3
11) The portion grown on the B plane is lower than that grown on the (100) plane.

【0070】図13(A)および(B)のいずれのドー
ピングも、クラッド層307のドーピングに使った場
合、駆動電流を図12に示すように(100)ストライ
プ面上に成長したメサ構造領域に集中させることが可能
になり、電流狭窄構造がクラッド層305のみに形成さ
れる実施例におけるよりも電流狭窄の効率を向上させる
ことが可能になる。図13(A)に示すドーピングは下
の表4に示すドーピングレベルを使って実現できる。こ
れに対して、図13(B)に示すドーピングは表5に示
すドーピングレベルにより実現される。
When the doping in FIGS. 13A and 13B is used for doping the cladding layer 307, the driving current is applied to the mesa structure region grown on the (100) stripe surface as shown in FIG. It is possible to concentrate the current constriction, and it is possible to improve the current confinement efficiency as compared with the embodiment in which the current confinement structure is formed only in the cladding layer 305. The doping shown in FIG. 13A can be realized using the doping levels shown in Table 4 below. On the other hand, the doping shown in FIG. 13B is realized by the doping levels shown in Table 5.

【0071】[0071]

【表4】 [Table 4]

【0072】[0072]

【表5】 [Table 5]

【0073】次に、クラッド層305,307にさらに
別の電流狭窄構造を埋設されたことを特徴とする、本発
明の第3実施例を説明する。
Next, the cladding layers 305 and 307
The present invention is characterized in that another current confinement structure is embedded.
A third embodiment will be described.

【0074】まず、本実施例の原理を図14,15を参
照しながら説明する。ここで、図14はMOCVD法に
より成長したGaAs層中に導入されたZnの濃度レベ
ルをGaAs層の各結晶面について示し、一方図15は
同じくGaAs層中に導入されたSeの濃度レベルを各
結晶面について示す。図14より、Zn濃度は(10
0)面を基準として(111)B面方向へ結晶面が傾斜
するにつれて減少するのに対し、Se濃度は(111)
B面方向への傾斜が大きくなるにつれて増大するのがわ
かる。一方、Zn濃度は(111)A面方向への傾斜が
大きくなるにつれて増大し、(311)A面に対応する
傾斜角で最大になる。これに対し、Se濃度は(11
1)A面方向への傾斜角が増大するにつれて単調に増加
する。このように、ZnとSeを、互いに異なる結晶面
を含む面上にMOCVD法により成長されたGaAs層
中に同時に導入することにより、その抵抗率や導電型等
の電子的性質を、結晶面に対応して変化させることがで
きる。
First, the principle of the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 14 shows the concentration level of Zn introduced into the GaAs layer grown by the MOCVD method for each crystal plane of the GaAs layer, while FIG. 15 shows the concentration level of Se introduced into the GaAs layer similarly. The crystal plane is shown. From FIG. 14, the Zn concentration is (10
On the other hand, the Se concentration decreases as the crystal plane inclines toward the (111) B plane with respect to the (0) plane, while the Se concentration is (111) B.
It can be seen that it increases as the inclination in the B-plane direction increases. On the other hand, the Zn concentration increases as the inclination in the (111) A plane direction increases, and reaches a maximum at an inclination angle corresponding to the (311) A plane. On the other hand, the Se concentration is (11
1) It monotonically increases as the inclination angle in the A-plane direction increases. As described above, by simultaneously introducing Zn and Se into a GaAs layer grown by MOCVD on a plane including different crystal planes, electronic properties such as resistivity and conductivity type can be changed to crystal planes. Can be changed correspondingly.

【0075】図16はMOCVD法により成長されたG
aAs層において生じる導電型の変化を示す。図16を
参照するに、GaAs層を(100)面上に成長させ、
SeとZnをいずれも約1×1018cm-3の濃度で同時
にドープした場合、高抵抗層が得られることがわかる。
一方、GaAs層を成長させる結晶面が(100)面に
対して(111)B面方向に傾いている場合、Zn濃度
は傾斜角の増加と共に徐々に減少し、GaAs層はn型
にドープされる。さらに、Seの濃度レベルをZnより
もやや低く設定した場合、GaAs層は(100)面上
に成長した場合はZnがら放出されたホールが過剰にな
ってp型になるが、傾斜角が増大するにつれてZn濃度
は徐々に減少し、図16よりわかるように導電型は傾斜
角が約10度のところで反転する。
FIG. 16 shows G grown by MOCVD.
5 shows a change in conductivity type occurring in the aAs layer. Referring to FIG. 16 , a GaAs layer was grown on the (100) plane,
It can be seen that when both Se and Zn are simultaneously doped at a concentration of about 1 × 10 18 cm −3 , a high resistance layer can be obtained.
On the other hand, when the crystal plane on which the GaAs layer is grown is inclined in the (111) B plane direction with respect to the (100) plane, the Zn concentration gradually decreases as the inclination angle increases, and the GaAs layer is doped with n-type. You. Further, when the Se concentration level is set slightly lower than that of Zn, the GaAs layer grows on the (100) plane and becomes excessively p-type due to excessive holes released from Zn, but the inclination angle increases. As the temperature increases, the Zn concentration gradually decreases, and as can be seen from FIG. 16, the conductivity type is inverted at an inclination angle of about 10 degrees.

【0076】図17は、クラッド層中に電流狭窄層を埋
設された、本発明の第3実施例によるレーザダイオード
の構造を示す。
FIG. 17 shows the structure of a laser diode according to a third embodiment of the present invention in which a current confinement layer is embedded in a cladding layer.

【0077】図17を参照するに、レーザダイオードは
中間層304,308を省略した他は図7あるいは図1
2のレーザダイオードとほぼ同様な構成を有している。
そこで、先の実施例で説明した部分には同一の参照符号
を付して、説明を省略する。
Referring to FIG. 17, the laser diode shown in FIG. 7 or FIG.
It has almost the same configuration as the second laser diode.
Therefore, the same reference numerals are given to the parts described in the previous embodiment, and the description will be omitted.

【0078】本実施例では、クラッド層305内に、薄
いGaAs層312が設けられ、これにより層305は
下層部305aと上層部305bとに分割される。Ga
As層312は約8nmの厚さを有し、メサ構造を構成
する(100)ストライプ面上に形成されてこれに平行
に延在する第1のストライプ領域312aと、メサ構造
の(311)B面上に形成されて領域312aの両側で
これと平行に延在する一対の斜面領域312b1 ,31
2b2 を含む。GaAs層312はMOCVD法により
成長され、ZnとSeにより、領域312aはp型にま
た領域312b 1 ,312b2 はn型になるようにドー
プされる。かかる層312のドープはZnとSeの濃度
レベルを図16に示すように設定することで可能であ
る。より具体的には、GaAs層312の成長時にGa
Asの成長ガスであるTEGとアルシンにジメチル亜鉛
と水素化Seとを、Znの濃度レベルが(100)面上
で約1×1018cm-3になるように、またSeの濃度レ
ベルが同じく(100)面上で約5×1017cm-3にな
るように設定する。その結果、n型領域312b1 ,3
12b2 はn型にドープされ活性層306に注入される
電流と阻止する。その結果、電流狭窄の効率がさらに向
上する。
In this embodiment, a thin film is formed in the cladding layer 305.
GaAs layer 312 is provided so that layer 305
It is divided into a lower part 305a and an upper part 305b. Ga
The As layer 312 has a thickness of about 8 nm and forms a mesa structure.
(100) formed on and parallel to the stripe surface
A first stripe region 312a extending in the
(311) on both sides of region 312a formed on plane B
A pair of slope areas 312b extending parallel to this1, 31
2bTwoincluding. The GaAs layer 312 is formed by MOCVD.
The region 312a is grown to a p-type by Zn and Se.
Area 312b 1, 312bTwoIs an n-type
Will be The doping of such a layer 312 depends on the concentration of Zn and Se.
This is possible by setting the level as shown in FIG.
You. More specifically, when growing the GaAs layer 312, Ga
Dimethylzinc is added to As growth gas, TEG and arsine
And hydrogenated Se, the Zn concentration level on the (100) plane
About 1 × 1018cm-3And the concentration of Se
Bell is also about 5 × 10 on the (100) plane17cm-3Nana
Set to As a result, n-type region 312b1, 3
12bTwoIs doped n-type and injected into the active layer 306
Block with current. As a result, the efficiency of current confinement is further improved.
Up.

【0079】図18は第3実施例の変形例を示す。この
例では、レーザダイオードは図17のものと略同様な構
造を有するが、各エピタキシャル層の導電型およびGa
As基板の導電型が反転している点が相違している。よ
り具体的には、レーザダイオードは基板301のメサ構
造301aに対応するメサ構造321aを形成されたn
型GaAs基板上に形成され、基板321上には図17
のエピタキシャル層302〜309に対応するエピタキ
シャル層322〜329が、導電型が反転されている点
を除いて、同様に形成されている。図18の装置の構成
は図17より明らかであり、細部の説明は省略する。
FIG. 18 shows a modification of the third embodiment. In this example, the laser diode has substantially the same structure as that of FIG.
The difference is that the conductivity type of the As substrate is inverted. More specifically, the laser diode is formed with a mesa structure 321a corresponding to the mesa structure 301a of the substrate 301.
17 is formed on a GaAs type substrate, and FIG.
The epitaxial layers 322 to 329 corresponding to the epitaxial layers 302 to 309 are formed similarly except that the conductivity types are inverted. The configuration of the apparatus shown in FIG. 18 is clear from FIG. 17, and a detailed description thereof will be omitted.

【0080】図18の装置では、厚さが約8nmの薄い
GaAs層331がp型InGaAlPクラッド層32
7内に形成され、これによりクラッド層327は層33
1の下の第1の層327aと層331の上の第2の層3
27bとに分割される。層331はZnとSeにより同
時にドープされ、層327はメサ構造の(100)スト
ライプ面上に形成されるp型領域331aと、その両側
に(311)B面に対応して形成されるn型の斜面部3
31b1 ,331b2 とを含む。GaAs層331のド
ーピングは層312の場合と同様に行われ、従って説明
を省略する。
In the apparatus shown in FIG. 18, the thin GaAs layer 331 having a thickness of about 8 nm
7 so that the cladding layer 327 is
1 and the second layer 3 above the layer 331.
27b. The layer 331 is simultaneously doped with Zn and Se, and the layer 327 is a p-type region 331a formed on the (100) stripe surface of the mesa structure and n-type regions formed on both sides thereof corresponding to the (311) B surface. Slope part 3
31b 1 and 331b 2 . The doping of the GaAs layer 331 is performed in the same manner as in the case of the layer 312, and thus the description is omitted.

【0081】図19は第3実施例の別の変形例を示す。
図19を参照するに、本変形例によるレーザダイオード
は、層302に対応するn型GaAs電流阻止層342
を形成されたp型GaAs基板341上に構成され、層
342の上主面上には基板341にまで達する溝341
aが形成されている。この溝341aは負のメサ構造を
形成し、(100)面方位のストライプ状底面341c
とその両側に形成される(111)B面方位の一対の斜
面341b1 ,341b2 とにより画成される。ただ
し、底面341cはGaAs基板341の露出面より形
成される。ストライプ面は先の実施例と同じく、典型的
に約5μmの幅を有する。
FIG. 19 shows another modification of the third embodiment.
Referring to FIG. 19, the laser diode according to the present modification includes an n-type GaAs current blocking layer 342 corresponding to layer 302.
Are formed on a p-type GaAs substrate 341 on which is formed a groove 341 reaching the substrate 341 on the upper main surface of the layer 342.
a is formed. The groove 341a forms a negative mesa structure, and has a stripe-shaped bottom surface 341c having a (100) plane orientation.
Defined by a pair of inclined surfaces 341b 1, 341b 2 of which is formed on both sides (111) B plane orientation. However, the bottom surface 341c is formed from the exposed surface of the GaAs substrate 341. The stripe surface, as in the previous embodiment, typically has a width of about 5 μm.

【0082】負のメサ構造341aをこのようにして形
成された層342の上主面には、前記メサ構造部を除い
て酸化シリコンマスク52が形成され、この状態でp型
GaAs層が堆積される。図20(A)を参照。その結
果、負のメサ構造341aの露出面にはp型領域343
が選択的に成長され、成長されたp型領域343は、第
1のメサ構造341aに対応し、また(100)面方位
のストライプ状底面343aとその両側の(311)B
面方位の斜面343b1 ,343b2 とを特徴とする第
2のメサ構造341を形成する。p型GaAs基板34
1,n型GaAs層342,およびp型GaAs343
は基板構造体340を形成し、レーザダイオードの主要
部が基板構造対340上に形成される。
On the upper main surface of the layer 342 having the negative mesa structure 341a formed in this manner, a silicon oxide mask 52 is formed except for the mesa structure, and a p-type GaAs layer is deposited in this state. You. See FIG. As a result, the p-type region 343 is formed on the exposed surface of the negative mesa structure 341a.
Is selectively grown, and the grown p-type region 343 corresponds to the first mesa structure 341a, and has a stripe-shaped bottom surface 343a having a (100) plane orientation and (311) B on both sides thereof.
A second mesa structure 341 is formed, characterized by the inclined planes 343b 1 and 343b 2 having the plane orientation. p-type GaAs substrate 34
1, n-type GaAs layer 342 and p-type GaAs 343
Forms the substrate structure 340, and the main part of the laser diode is formed on the substrate structure pair 340.

【0083】基板構造体340上には、厚さが約0.2
μmのp型GaAsバッファ層344が前記第2のメサ
構造の形状に整合してエピタキシャル成長され、さらに
バッファ層344上にはp型InGaAlPよりなる第
1のクラッド層345が前記第2のメサ構造に整合して
形成される。クラッド層345は第1実施例において説
明したようにMgでドープされる。あるいは、第2実施
例で説明したように、MgとSeで同時にドープしても
よい。
On the substrate structure 340, a thickness of about 0.2
A μm p-type GaAs buffer layer 344 is epitaxially grown in conformity with the shape of the second mesa structure, and a first cladding layer 345 made of p-type InGaAlP is formed on the buffer layer 344 in the second mesa structure. Formed in alignment. The cladding layer 345 is doped with Mg as described in the first embodiment. Alternatively, as described in the second embodiment, doping may be performed simultaneously with Mg and Se.

【0084】クラッド層345の上主面には、ZnとS
eを同時に導入することによりドープされたGaAsよ
りなる電流阻止層346が、(100)面上に成長した
部分がp型にドープされ、(311)B面に成長した部
分がn型にドープされるように形成される。さらに、p
型InGaAlPよりなる第2のクラッド層347が電
流阻止層346上に成長する。さらに、非ドープInG
aPよりなる活性層348がクラッド層347上に形成
される。また、活性層348上にはn型クラッド層34
9が成長され、さらにn型GaAsよりなるコンタクト
層350がクラッド層349上に形成されて図20
(B)に示す構造が得られる。上記のエピタキシャル成
長プロセスは周知のMOCVD法を使って行うことがで
きる。図20(B)の層状構造体が形成された後、上部
電極351および下部電極352がそれぞれコンタクト
層350の上主面および基板341の下主面に形成さ
れ、図19の構造が得られる。
On the upper main surface of the cladding layer 345, Zn and S
In the current blocking layer 346 made of GaAs doped by introducing e simultaneously, the portion grown on the (100) plane is doped p-type, and the portion grown on the (311) B plane is doped n-type. It is formed as follows. Furthermore, p
A second cladding layer 347 of type InGaAlP is grown on the current blocking layer 346. Furthermore, undoped InG
An active layer 348 made of aP is formed on the cladding layer 347. The n-type cladding layer 34 is formed on the active layer 348.
20 is grown, and a contact layer 350 made of n-type GaAs is formed on the cladding layer 349.
The structure shown in (B) is obtained. The above-described epitaxial growth process can be performed using a well-known MOCVD method. After the layered structure of FIG. 20B is formed, the upper electrode 351 and the lower electrode 352 are formed on the upper main surface of the contact layer 350 and the lower main surface of the substrate 341 respectively, and the structure of FIG. 19 is obtained.

【0085】本実施例においても、p型InGaAlP
クラッド層345と347のMgとSeの濃度レベル
を、クラッド層がメサ構造の(100)ストライプ面上
に成長された領域でp型にドープされ、また(311)
B面上に成長された領域でn型にドープされるように設
定してもよい。あるいは、クラッド層345、347を
一様にMgでドープしてもよい。これらのいずれの場合
でも、クラッド層中にGaAs層346を形成し、(3
11)B面上に成長したn型領域により駆動電流を阻止
することにより、効果的な電流狭窄作用を得ることが可
能になる。
Also in this embodiment, p-type InGaAlP
The Mg and Se concentration levels of the cladding layers 345 and 347 are doped p-type in the region where the cladding layers are grown on the (100) stripe surface of the mesa structure, and (311)
The region grown on the B-plane may be set to be doped n-type. Alternatively, the cladding layers 345 and 347 may be uniformly doped with Mg. In any of these cases, a GaAs layer 346 is formed in the cladding layer, and (3)
11) By blocking the drive current by the n-type region grown on the B plane, it is possible to obtain an effective current confinement effect.

【0086】次に、本発明の第4実施例を説明する。実
施例の説明の前に、本実施例の原理を図21を参照しな
がら説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Before describing the embodiment, the principle of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0087】図21は、ZnとSeで同時にドープされ
たInGaAlP層におけるキャリア濃度と結晶面の関
係を示す図である。図中、黒丸はSeが放出する電子の
濃度レベルを(111)A面方向への結晶面の傾斜角の
関数として示し、一方白丸はZnから放出されるホール
の濃度レベルをやはり(111)A面方向の傾斜角の関
数として示す。また、黒三角と白三角はそれぞれInG
aAlP層がZnとSeで同時にドープされた場合の電
子濃度レベルの変化とホール濃度レベルの変化を表す。
図21よりわかるように、エピタキシャル層が(10
0)面上に成長された場合には、Seから放出される電
子の濃度はZnから放出されるホールの濃度を上回る
が、エピタキシャル層が(411)A面あるいは(31
1)A面上に成長される場合にはこの関係は、図1,図
2の関係に整合して逆転する。より具体的には、(41
1)A面あるいは(311)A面上に成長したエピタキ
シャル層はp型にドープされ、これに対して(100)
面上に成長したエピタキシャル層はn型にドープされ
る。図21の例では、(100)面上では約1×1018
cm-3の電子濃度レベルと2×1016cm-3のホール濃
度レベルが得られるのに対し、(311)A面上では同
一の条件下で約6×1016cm-3の電子濃度レベルと約
1×1018cm-3のホール濃度レベルが得られる。
FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the carrier concentration and the crystal plane in an InGaAlP layer simultaneously doped with Zn and Se. In the figure, the filled circles indicate the concentration level of the electrons emitted by Se as a function of the tilt angle of the crystal plane in the direction of the (111) A plane, while the open circles indicate the concentration level of the holes emitted from Zn. It is shown as a function of the plane tilt angle. The black and white triangles are InG
FIG. 9 shows a change in the electron concentration level and a change in the hole concentration level when the aAlP layer is simultaneously doped with Zn and Se.
As can be seen from FIG. 21, the epitaxial layer (10
When grown on the (0) plane, the concentration of electrons emitted from Se exceeds the concentration of holes emitted from Zn, but the epitaxial layer has a (411) A plane or a ( 31 ) plane.
1) When grown on the A-plane, this relationship is reversed to match the relationship of FIGS. More specifically , (41
1) The epitaxial layer grown on the A-plane or ( 311) A-plane is doped p-type, while the (100)
The epitaxial layer grown on the surface is doped n-type. In the example of FIG. 21, about 1 × 10 18 on the (100) plane
An electron concentration level of about 6 × 10 16 cm −3 is obtained on the (311) A plane under the same conditions, while an electron concentration level of cm −3 and a hole concentration level of 2 × 10 16 cm −3 are obtained. And a hole concentration level of about 1 × 10 18 cm −3 .

【0088】このように、図21の関係はInGaAl
P層の導電型を層が成長される結晶面にもとづいて制御
するのに有用である。すなわち、図21の原理は単に
(100)面方位のストライプ面の延在方向を<01−
1>方向に設定し、メサ構造の斜面を(311)B面の
かわりに(311)A面とすることで、先に説明した実
施例のいずれに対しても適用可能である。(311)A
面を使った方が(311)B面を使うよりもキャリア濃
度の変化幅が大きいため、より効果的な電流狭窄作用を
得ることができる。以下に説明する実施例はかかる大き
なキャリア濃度の変化を利用することを特徴とする。
As described above, the relationship of FIG.
This is useful for controlling the conductivity type of the P layer based on the crystal plane on which the layer is grown. That is, the principle of FIG. 21 simply sets the extending direction of the (100) plane stripe plane to <01-
By setting the 1> direction and setting the slope of the mesa structure to the (311) A plane instead of the (311) B plane, it can be applied to any of the above-described embodiments. (311) A
Since the change width of the carrier concentration is larger when the plane is used than when the (311) B plane is used, a more effective current confining action can be obtained. The embodiment described below is characterized by utilizing such a large change in carrier concentration.

【0089】図22(A)はZnおよびSeの濃度の第
1の設定例を示す。この例では、ZnとSeの濃度レベ
ルは(100)面上に成長したエピタキシャル層部分と
(311)A面上に成長したエピタキシャル層部分とで
導電型の変化が生じないように設定されている。この場
合でも、キャリア濃度レベルおよび抵抗率はエピタキシ
ャル層のうち(100)面上に成長した部分で実質的に
増加しており、従って図22(A)のドーピングをクラ
ッド層に行うことにより効果的な電流の狭窄が可能にな
る。
FIG. 22A shows a first setting example of the concentrations of Zn and Se. In this example, the concentration levels of Zn and Se are set so that the conductivity type does not change between the epitaxial layer part grown on the (100) plane and the epitaxial layer part grown on the (311) A plane. . Even in this case, the carrier concentration level and the resistivity are substantially increased in the portion of the epitaxial layer grown on the (100) plane. Therefore, the doping of FIG. It is possible to narrow the current.

【0090】これに対して、図22(B)ではZnとS
eの濃度レベルが、InGaAlP層のうち(100)
面上に成長した部分と(311)A面上に成長した部分
とで導電型が変化するような値に設定されている。この
場合、Seの濃度は(100)面上に成長した部分では
Znの濃度を上回り、一方この関係が(311)A面上
に成長した部分では逆転している。
On the other hand, in FIG. 22B, Zn and S
e concentration level is (100) in the InGaAlP layer.
The value is set such that the conductivity type changes between the portion grown on the surface and the portion grown on the (311) A surface. In this case, the concentration of Se exceeds the concentration of Zn in the portion grown on the (100) plane, while this relationship is reversed in the portion grown on the (311) A plane.

【0091】次に、本発明の第5実施例によるレーザダ
イオードを図23を参照しながら説明する。
Next, a laser diode according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0092】図23を参照するに、本実施例のレーザダ
イオードはp型GaAs基板401上に形成されてな
り、基板401上には図12のメサ構造301aに相当
するメサ構造401aが形成されている。すなわち、メ
サ構造401aは<01−1>方向に延在する(10
0)面方位のストライプ面401cと、その両側に延在
する(311)A面方位の斜面401b1 ,401b2
とにより画成されてなり、基板401上には図12のバ
ッファ層303に対応してバッファ層402が形成され
ている。さらに、図12の中間層304に対応する中間
層403がバッファ層402上に形成される。中間層4
03上には、図12のクラッド層305に対応するクラ
ッド層404がMgをドーパントとして形成されてお
り、その結果、クラッド層404は一様にp型にドープ
されている。
[0092] Referring to FIG. 23, the laser diode of this embodiment will be formed on the p-type GaAs substrate 401, a mesa structure 401a corresponding to the main support structure 301a of FIG. 12 is formed on a substrate 401 ing. That is, the mesa structure 401a extends in the <01-1> direction (10
0) Stripe plane 401c with plane orientation, and slopes 401b 1 and 401b 2 with (311) A plane orientation extending on both sides of the stripe plane 401c.
It is defined, on the substrate 401 to correspond to the server <br/> Ffa layer 3 03 of FIG. 12 is formed the buffer layer 402 by a. Furthermore, the intermediate layer 403 corresponding to the tier 304 in Figure 12 is formed on the buffer layer 402. Middle layer 4
On 03, it is clad layer 404 corresponding to the clad layer 305 of FIG. 12 to form a Mg as a dopant, so that the cladding layer 404 is uniformly doped p-type.

【0093】クラッド層404の上主面上には、先の実
施例と同様に、非ドープの活性層405がエピタキシャ
ル成長され、さらにn型InGaAlPよりなる第1の
クラッド層406が活性層405上に形成される。クラ
ッド層406はSeによりどの部分もn型になるように
ドープされている。さらに、クラッド層406上にはn
型InGaAlPよりなりZnとSeを同時にドープさ
れた別のクラッド層407が、MOCVD法により成長
される。その際、ZnとSeの濃度は図22(A)ある
いは(B)に示したように設定され、その結果、クラッ
ド層407は(311)A面上に成長した斜面部分40
7b1 ,407b2 において抵抗率が増大する。あるい
は、図22(B)の場合だと前記領域407b1 ,40
7b2 においてp型の導電型を示す。
On the upper main surface of the cladding layer 404, an undoped active layer 405 is epitaxially grown as in the previous embodiment, and a first cladding layer 406 made of n-type InGaAlP is formed on the active layer 405. It is formed. The cladding layer 406 is doped with Se so that any portion becomes n-type. Further, on the cladding layer 406, n
Another cladding layer 407 of type InGaAlP doped simultaneously with Zn and Se is grown by MOCVD. At this time, the concentrations of Zn and Se are set as shown in FIG. 22 (A) or (B), and as a result, the cladding layer 407 has a slope portion 40 grown on the (311) A plane.
The resistivity increases at 7b 1 and 407b 2 . Alternatively, in the case of FIG. 22B, the regions 407b 1 , 40
Shows a p-type conductivity in 7b 2.

【0094】クラッド層407上には、先の実施例の図
12の中間層308に対応するInGaPよりなるn型
の中間層408が成長され、p型GaAsよりなる電流
阻止層409が中間層408上に成長される。さらに、
層409はメサ構造部分で中間層408が露出されるよ
うにパターニングされ、n型GaAsコンタクト層41
0が電流阻止層409上に、露出された中間層408表
面に接するように堆積される。さらに、上部電極および
下部電極411,412が層410の上主面および基板
401の下主面にそれぞれオーミック接触するように形
成される。
On the cladding layer 407, there is shown a diagram of the previous embodiment .
N-type intermediate layer 408 made of InGaP which corresponds to the tier 308 of the 12 is grown, the current blocking layer 409 made of p-type GaAs is grown on the intermediate layer 408. further,
The layer 409 is patterned so that the intermediate layer 408 is exposed at the mesa structure, and the n-type GaAs contact layer 41 is patterned.
Zero is deposited on the current blocking layer 409 so as to contact the exposed surface of the intermediate layer 408. Further, upper and lower electrodes 411 and 412 are formed so as to make ohmic contact with the upper main surface of layer 410 and the lower main surface of substrate 401, respectively.

【0095】図23のレーザダイオードでは、p型Ga
As層409による電流狭窄作用以外にも、n型クラッ
ド層407中に形成されたp型領域407b1 ,407
2により電流狭窄作用が得られる。その結果、レーザ
発振の効率を向上させることが可能になる。また、中間
層408に対してもZnとSeの同時ドープを行い、層
408を図22(A)の場合と同様な、抵抗率の低い第
1の領域408aと、抵抗率の大きい一対の第2の領域
408b1 ,408b2 に分けて形成することも可能で
ある。さらに、中間層408をドープする場合に図22
(B)に対応して領域408aをn型に、また領域40
8b1 ,408b2 をp型に形成してもよい。
In the laser diode of FIG.
In addition to the current confinement effect of the As layer 409, the p-type regions 407b 1 and 407 formed in the n-type cladding layer 407
current confinement effect by b 2 is obtained. As a result, it is possible to improve the efficiency of laser oscillation. The intermediate layer 408 is also co-doped with Zn and Se, and the layer 408 is made of a first region 408a having a low resistivity and a pair of first regions 408a having a large resistivity, as in the case of FIG. The second region 408b 1 and the second region 408b 2 can also be formed separately. Further, when the intermediate layer 408 is doped, FIG.
In response to (B), the region 408a has an n-type
8b 1 and 408b 2 may be formed in a p-type.

【0096】図24はp型基板401のかわりにn型基
板421を使った例を示す。基板421には、(10
0)面方位のストライプ面421aとその両側の(11
1)A面方位の斜面421b1 ,421b2 とにより画
成されるメサ構造421aが形成され、さらにp型Ga
As層422が図18の層322と同様に基板421上
に形成されている。
FIG. 24 shows an example in which an n-type substrate 421 is used instead of the p-type substrate 401. The substrate 421 has (10
0) The stripe surface 421a having the plane orientation and (11) on both sides thereof
1) mesa structure 421a defined by the inclined surfaces 421b 1, 421b 2 of the A plane orientation is formed, further p-type Ga
An As layer 422 is formed on the substrate 421 in the same manner as the layer 322 in FIG.

【0097】p型GaAs層422は層322と同様
に、(100)面方位のストライプ面とその両側の(3
11)A面方位の斜面423b1 ,423b2 よりなる
第2のメサ構造を形成されてなり、さらにn型GaAs
よりなるバッファ層423が層422上に成長される。
バッファ層423上にはn型InGaAlPよりなる中
間層424が成長され、さらにn型InGaAlPより
なる第1のクラッド層4251 が中間層424上に成長
される。層4251 はZnとSeにより同時にドープさ
れ、(100)面上に成長した第1の領域425aと、
前記第1の領域425aの両側で(311)A面上に成
長した一対の第2の領域425b1 ,425b2 とを含
む。
As in the case of the layer 322, the p-type GaAs layer 422 has a (100) plane stripe and (3)
11) A second mesa structure composed of slopes 423b 1 and 423b 2 having A-plane orientation is formed, and n-type GaAs is further formed.
A buffer layer 423 is grown on layer 422.
The on the buffer layer 423 is grown intermediate layer 424 made of n-type InGaAlP, first cladding layer 425 1 is grown on the intermediate layer 424, further composed of n-type InGaAlP. Layer 425 1 is doped simultaneously with Zn and Se, and has a first region 425a grown on the (100) plane;
It includes a pair of second regions 425b 1 and 425b 2 grown on the (311) A plane on both sides of the first region 425a.

【0098】図22(A)で説明したように、Znおよ
びSeのドーピング濃度を適宜設定することにより、領
域425b1 ,425b2 におけるキャリア濃度を選択
的に減少させることが可能である。また、図22(B)
に示すようにZnとSeのドーピング濃度を設定するこ
とにより、領域425b1 ,425b2 の導電型を選択
的にp型に設定することが可能になる。
As described with reference to FIG. 22A, the carrier concentration in the regions 425b 1 and 425b 2 can be selectively reduced by appropriately setting the doping concentrations of Zn and Se. FIG. 22 (B)
By setting the doping concentrations of Zn and Se as shown in ( 1) , the conductivity type of the regions 425b 1 and 425b 2 can be selectively set to p-type.

【0099】さらに、クラッド層4251 上にSeドー
プされたInGaAlPよりなる別のクラッド層425
2 が形成され、非ドープInGaPよりなる活性層42
6が層4252 上に、メサ構造に整合する形状で形成さ
れる。活性層406上にはp型InGaAlPよりなる
クラッド層427がエピタキシャル成長され、さらにp
型InGaPよりなる中間層428がクラッド層427
上に形成され、ついでp型GaAsよりなるコンタクト
層429が層428上に通常通り、成長される。このよ
うにして層状半導体構造体が形成されて後、上部電極4
30がp型GaAsコンタクト層上主面に堆積され、さ
らにn型GaAs基板421の下主面に下部電極431
が形成される。
[0099] Further, another cladding layer of InGaAlP which is Se doped on the cladding layer 425 1 425
2 and an active layer 42 of undoped InGaP
6 on the layer 425 2 is formed in a shape matching the mesa structure. On the active layer 406, a cladding layer 427 made of p-type InGaAlP is epitaxially grown.
The intermediate layer 428 made of InGaP is a clad layer 427.
A contact layer 429, formed of p-type GaAs, is grown on layer 428 as usual. After the layered semiconductor structure is thus formed, the upper electrode 4
30 is deposited on the upper main surface of the p-type GaAs contact layer, and a lower electrode 431 is formed on the lower main surface of the n-type GaAs substrate 421.
Is formed.

【0100】本実施例によれば、注入されたキャリアを
領域425b1 ,425b2 により効果的に狭窄するこ
とができる。かかる電流狭窄の効果は中間層424にZ
nとSeの同時ドープを行うことにより、さらに高める
ことができる。
According to this embodiment, the injected carriers can be effectively narrowed by the regions 425b 1 and 425b 2 . The effect of such current confinement is that Z
It can be further increased by performing simultaneous doping of n and Se.

【0101】図25は第4実施例の別の変形例を示す。
この変形例ではレーザダイオードはn型GaAs基板4
41上に構成され、基板441の上面にはp型GaAs
よりなる電流狭窄層442が形成されている層442お
よび基板441は負のメサ構造441aが図19のメサ
構造341aと同様に形成されており、n型InGaP
中間層443が層442上にメサ構造441aを覆って
形成されている。
FIG. 25 shows another modification of the fourth embodiment.
In this modification, the laser diode is an n-type GaAs substrate 4
41, and p-type GaAs is formed on the upper surface of the substrate 441.
The layer 442 on which the current constriction layer 442 is formed and the substrate 441 have a negative mesa structure 441a formed similarly to the mesa structure 341a of FIG.
An intermediate layer 443 is formed on the layer 442 so as to cover the mesa structure 441a.

【0102】中間層443上にはn型InGaAlPよ
りなる第1のクラッド層4441 がエピタキシャル成長
され、その際クラッド層4441 は図22(A)あるい
は図22(B)に示したように、ZnおよびSeにより
同時にドープされる。図22(A)のような関係でZn
とSeがドープされた場合には、クラッド層4441
(100)面上に成長したn型の低抵抗領域444a
と、メサ構造の(311)A面上に成長した一対のn型
高抵抗領域444b1 ,444b2 とが画成され、クラ
ッド層4441 が有効な電流狭窄構造として作用する。
一方ZnとSeを図22(B)の関係に従ってドープし
た場合には、領域444aがn型にドープされるのに対
し、領域444b1 ,444b2 がp型にドープされ、
このため領域444b1 ,444b2 は有効な電流狭窄
構造として作用する電流阻止構造を形成する。
[0102] On the intermediate layer 443 is first cladding layer 444 1 is epitaxially grown of n-type InGaAlP, so that when the cladding layer 444 1 are shown in FIG. 22 (A) or FIG. 22 (B), Zn And Se at the same time. With the relationship shown in FIG.
And when Se is doped, low-resistance region 444a of the cladding layer 444 1 (100) grown n-type on the surface
When a pair of n-type high resistance region grown on the mesa structure (311) A plane 444b 1, it made 444b 2 Togae, cladding layer 444 1 acts as an effective current confinement structure.
On the other hand, when Zn and Se are doped according to the relationship shown in FIG. 22B, the region 444a is doped n-type, while the regions 444b 1 and 444b 2 are doped p-type.
Therefore, the regions 444b 1 and 444b 2 form a current blocking structure that acts as an effective current confinement structure.

【0103】クラッド層4441 上にはn型InGaA
lPよりなる別のクラッド層444 2 がエピタキシャル
成長され、非ドープInGaPよりなる活性層445が
層4442 上に成長される。さらに、p型InGaAl
Pよりなるクラッド層446が活性層445の上主面上
に形成され、p型InGaPよりなる中間層447が層
446上に成長される。層446上にはさらにp型コン
タクト層448が図示のように形成される。さらに、上
部電極451と下部電極452とがコンタクト層448
の上主面および基板441の下主面上にそれぞれ形成さ
れる。
Clad layer 4441On top is n-type InGaAs
Another cladding layer 444 of IP TwoIs epitaxial
The grown active layer 445 made of undoped InGaP
Layer 444TwoGrow on. Furthermore, p-type InGaAl
The cladding layer 446 made of P is on the upper main surface of the active layer 445.
And an intermediate layer 447 made of p-type InGaP
Grown on 446. On top of layer 446 is a further p-type
A tact layer 448 is formed as shown. Furthermore, on
The part electrode 451 and the lower electrode 452 form a contact layer 448
Formed on the upper main surface of the substrate and the lower main surface of the substrate 441, respectively.
It is.

【0104】図26は第4実施例の別の変形例を示す。
本変形例のレーザダイオードは、導電型が反転している
点を除き図25のGaAs基板441とGaAs層44
2に対応するp型基板構造体441’上に形成され、基
板構造体441’上にメサ構造441aと同様な負のメ
サ構造が形成されている。
FIG. 26 shows another modification of the fourth embodiment.
The laser diode of the present modification has a GaAs substrate 441 and a GaAs layer 44 shown in FIG.
2, a negative mesa structure similar to the mesa structure 441a is formed on the substrate structure 441 '.

【0105】基板441’上には、図25の各エピタキ
シャル層に対応するエピタキシャル層443’〜44
8’が、逆の導電型で順次形成される。すなわち、エピ
タキシャル層443’はエピタキシャル層443に対応
し、エピタキシャル層444’はエピタキシャル層44
4に対応し、エピタキシャル層445’はエピタキシャ
ル層445に対応し、エピタキシャル層446’はエピ
タキシャル層446に対応し、エピタキシャル層44
7’はエピタキシャル層447に対応し、エピタキシャ
ル層448’はエピタキシャル層448に対応し、エピ
タキシャル449’はエピタキシャル層449に対応す
る。ただし、非ドープ活性層を構成する層445,44
5’を除いて、導電型は逆転されている。さらに、層4
44’の構成はp型InGaAlPの単層よりなる点が
相違している。同様に、層446’の構成は、層44
6’が二つの層、すなわち下部層4461 および上部層
4462の積層よりなる点で相違している。
[0105] On the substrate 441 'is epitaxial layer corresponding to each d Pitaki <br/> interstitial layer in FIG. 25 443'~44
8 'are sequentially formed with the opposite conductivity type. That is, the epitaxial layer 443 'corresponds to the epitaxial layer 443, and the epitaxial layer 444'
4, epitaxial layer 445 'corresponds to epitaxial layer 445, epitaxial layer 446' corresponds to epitaxial layer 446, and epitaxial layer 44
7 ′ corresponds to the epitaxial layer 447, the epitaxial layer 448 ′ corresponds to the epitaxial layer 448, and the epitaxial 449 ′ corresponds to the epitaxial layer 449. However, the layers 445, 44 constituting the undoped active layer
Except for 5 ', the conductivity types are reversed. In addition, layer 4
The configuration of 44 'is different in that it is composed of a single layer of p-type InGaAlP. Similarly, the configuration of layer 446 '
Two layers 6 ', that is different in terms of the layer of the lower layer 446 1 and the upper layer 446 2.

【0106】層4461 はSeをドープすることによ
り、一様にn型にドープされるのに対し、層4462
ZnとSeを同時にドープすることにより、n型にドー
プされる。さらに、ZnをSeの濃度レベルを図22
(A)の原理に従って適当に設定することにより、層4
462 中の(311)A面上に成長する斜面部446
a,446bの抵抗率を、(100)面方位のストライ
プ面上に成長したストライプ領域446cに対して選択
的に増加させることができる。あるいは、ZnをSeの
ドープレベルを図22(B)の関係に従って設定するこ
とにより、領域446aと領域446bにおいて、導電
型を選択的に反転させることが可能である。これらのい
ずれの方法によっても、注入電流をメサ構造441aに
狭窄することができ、効率的なレーザ発振が可能にな
る。
Layer 446 1 is uniformly doped n-type by doping Se, whereas layer 446 2 is doped n-type by doping Zn and Se simultaneously. Further, the concentration levels of Zn and Se are shown in FIG.
By appropriately setting according to the principle of (A), the layer 4
46 2 Slope 446 growing on (311) A-plane
a, 446b can be selectively increased with respect to the stripe region 446c grown on the (100) plane stripe surface. Alternatively, the conductivity type can be selectively inverted in the regions 446a and 446b by setting the doping level of Zn in accordance with the relationship of Se in FIG. With any of these methods, the injection current can be confined to the mesa structure 441a, and efficient laser oscillation becomes possible.

【0107】次に、本発明の第5実施例を図23のもの
と同様な構成を有する図27のレーザダイオードを参照
しながら説明する。図27中、図25に対応する部分は
同一符号を付して、説明を省略する。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the laser diode of FIG. 27 having a configuration similar to that of FIG. In FIG. 27, portions corresponding to FIG. 25 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0108】図27を参照するに、クラッド層406が
下部層4061 と上部層4062 とにより構成され、上
部層4062 はSeを導入することにより一様にn型に
ドープされているのに対し、下部層4061 はZnとS
eの同時ドープにより、層4061 中にn型の第1の領
域61aが、両側をp型の第2の領域61b1 ,61b
2 で挟まれるようにして形成されるのを特徴とする。そ
の結果、n型上部層4062 と領域61b1 ,61b2
との間にはp−n接合が形成され、かかるp−n接合
は、活性層405に注入されるキャリアに対してバリア
として作用するリモート接合を形成する。すなわち、
(311)A面を通って流れる駆動電流がリモート接合
で阻止され、電流狭窄の効率が一層向上する。
[0108] Referring to FIG 27, the cladding layer 406 is constituted by a lower layer 406 1 and the upper layer 406 2, the upper layer 406 2 is doped uniformly n-type by introducing a Se respect, the lower layer 406 1 is Zn and S
Simultaneous doping of e, the first region 61a of the n-type layer 406 in 1, second region 61b 1, 61b of p-type on both sides
It is characterized by being formed so as to be sandwiched by two . As a result, n-type upper layer 406 2 and the area 61b 1, 61b 2
A pn junction is formed between the pn junction and the pn junction, and the pn junction forms a remote junction that acts as a barrier to carriers injected into the active layer 405. That is,
(311) The drive current flowing through the A surface is blocked by the remote junction, and the efficiency of current confinement is further improved.

【0109】図28は第5実施例の変形例を示し、図2
4のレーザダイオードとほぼ同様の構成を有している。
ただし、クラッド層4252 がSeによりn型にドープ
された下部層42521とZnおよびSeを同時にドープ
された上部層42522とにより構成され、さらに層42
22は(100)面方位のメサ構造ストライプ面に対応
しn型にドープされた第1の領域42522aと、領域4
2522aの両側に(311)A面に対応して形成された
一対のp型領域425221 ,425222 とを含み、
n型層42512と領域425221 あるいは42522
2 との間にリモート接合が形成される。その結果、(3
11)A面を流れる駆動電流がリモート接合に伴うポテ
ンシャルバリアにより阻止され、駆動電流が領域425
aおよび42522aを流れるように電流狭窄を行うこと
が可能である。
FIG. 28 shows a modification of the fifth embodiment.
It has almost the same configuration as the laser diode No. 4.
However, the cladding layer 425 2 is constituted by a lower layer 425 21 doped n-type with Se and an upper layer 425 22 doped simultaneously with Zn and Se.
Reference numeral 5 22 denotes a first region 425 22 a corresponding to a mesa structure stripe surface having a (100) plane orientation and doped n-type, and a region 4
A pair of p-type regions 425 22 b 1 and 425 22 b 2 formed on both sides of 25 22 a corresponding to the (311) A plane,
n-type layer 425 12 and region 425 22 b 1 or 425 22 b
A remote junction is formed between the two . As a result, (3
11) The driving current flowing through the A surface is blocked by the potential barrier associated with the remote junction, and the driving current is reduced to the region 425.
it is possible to perform current confinement to flow a and 425 22 a.

【0110】図29は第5実施例の別の変形例を示す。
この例では、レーザダイオードは図25のものと略同様
の構造を有するが、クラッド層4442 がSeによりn
型にドープされた下部層44421とZnおよびSeを同
時ドープされた上部層444 22とより形成される。さら
に、上部層44422はメサ構造の(100)ストライプ
面に対応しn型にドープされた第1の領域44422aと
(311)A面に対応しp型にドープされた一対の領域
444221 および444222 を含み、層44421
領域444221 あるいは444222 との間にリモー
ト接合が形成される。リモート接合による電流阻止作用
の結果、駆動電流は領域444aおよび(100)面方
位のストライプ面を通って流れるように電流狭窄作用を
受ける。
FIG. 29 shows another modification of the fifth embodiment.
In this example, the laser diode is substantially similar to that of FIG.
, But the cladding layer 444TwoIs n by Se
Mold doped lower layer 444twenty oneAnd Zn and Se
When doped top layer 444 twenty twoAnd formed. Further
The upper layer 444twenty twoIs a (100) stripe with a mesa structure
N-type doped first region 444 corresponding to the surfacetwenty twoa and
(311) A pair of p-type doped regions corresponding to the A-plane
444twenty twob1And 444twenty twobTwoAnd the layer 444twenty oneWhen
Region 444twenty twob1Or 444twenty twobTwoLimo between
A junction is formed. Current blocking action by remote junction
As a result, the driving current is reduced to the region 444a and the (100)
Current constriction so that it flows through the
receive.

【0111】次に、本発明の第6の実施例を図30を参
照しながら説明する。
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0112】図30を参照するに、本実施例によるレー
ザダイオードはn型GaAs基板461上に形成され
る。基板461には(100)面方位のストライプ面4
61cとその両側の(311)A面方位の一対の斜面4
61b1 ,461b2 とにより画成される負のメサ構造
が形成されており、n型GaAsよりなるバッファ層4
62がかかる基板上にエピタキシャル成長される。その
際、バッファ層462には第2のメサ構造がメサ構造4
61aに対応して形成される。第2のメサ構造も負のメ
サを形成し、(100)面方位のストライプ面とその両
側の(311)A面方位を有する斜面とよりなる。
Referring to FIG. 30, the laser diode according to the present embodiment is formed on an n-type GaAs substrate 461. The substrate 461 has a stripe surface 4 having a (100) orientation.
61c and a pair of slopes 4 of (311) A plane orientation on both sides thereof
A negative mesa structure defined by 61b 1 and 461b 2 is formed, and the buffer layer 4 made of n-type GaAs is formed.
62 is epitaxially grown on such a substrate. At this time, the buffer layer 462 has the second mesa structure as the mesa structure 4
61a. The second mesa structure also forms a negative mesa, and is composed of a stripe surface having a (100) plane orientation and slopes having a (311) A plane orientation on both sides thereof.

【0113】バッファ層462上には、n型InGaA
lPよりなるクラッド層463がZnとSeを同時にド
ープすることで成長され、クラッド層463中には一対
のp型領域463b1 ,463b2 が(311)A面に
対応して形成されている。層463の他の部分はn型に
ドープされている。さらに、非ドープInGaPよりな
る活性層464がクラッド層463上にエピタキシャル
成長され、活性層464上にはInGaAlPよりなる
p型クラッド層465がさらに成長される。
On the buffer layer 462, n-type InGaAs
A cladding layer 463 made of 1P is grown by simultaneously doping Zn and Se, and a pair of p-type regions 463b 1 and 463b 2 are formed in the cladding layer 463 so as to correspond to the (311) A plane. Other portions of layer 463 are n-type doped. Further, an active layer 464 made of undoped InGaP is epitaxially grown on the cladding layer 463, and a p-type cladding layer 465 made of InGaAlP is further grown on the active layer 464.

【0114】クラッド層465には負のメサ461aに
対応する位置に上方へ突出する清野メサ構造465aが
形成され、p型InGaPよりなる中間層466がメサ
構造465aに対応して形成される。さらに、p型Ga
Asよりなる別の中間層467が層466上に、メサ構
造465aの延長部として形成される。
In the cladding layer 465, a Kiyono mesa structure 465a projecting upward is formed at a position corresponding to the negative mesa 461a, and an intermediate layer 466 made of p-type InGaP is formed corresponding to the mesa structure 465a. Furthermore, p-type Ga
Another intermediate layer 467 of As is formed on layer 466 as an extension of mesa structure 465a.

【0115】メサ構造465aはInGaP層466と
その上に成長したGaAs層467とを含み、左右に電
流狭窄作用をなすn型GaAs領域468が形成され
る。さらに、p型GaAsよりなるコンタクト層469
が層468上に、層467の上主面に接するように成長
される。
The mesa structure 465a includes an InGaP layer 466 and a GaAs layer 467 grown on the InGaP layer 466, and an n-type GaAs region 468 having a current confinement function is formed on the left and right. Furthermore, a contact layer 469 made of p-type GaAs
Is grown on layer 468 such that it contacts the upper major surface of layer 467.

【0116】本実施例によるレーザダイオードでは、電
流の狭窄作用を通常用いられるn型GaAs層468の
他に、p型領域463b1 ,463b2 においても得る
ことができ、電流狭窄作用をさらに強化することができ
る。
In the laser diode according to the present embodiment, the current confinement effect can be obtained in the p-type regions 463b 1 and 463b 2 in addition to the normally used n-type GaAs layer 468, and the current confinement effect is further enhanced. be able to.

【0117】次に、図30の構造を形成する工程を図3
1(A)〜(D),図32(E)〜(G),図33
(H)〜(J),図34(K)〜(M)を参照しながら
説明する。
Next, the step of forming the structure of FIG. 30 will be described with reference to FIG.
1 (A) to (D), FIGS. 32 (E) to (G), FIG.
(H) to (J) and FIGS. 34 (K) to (M).

【0118】図31(A)を参照するに、n型基板46
1の上主面上にメサ構造461aが<01−1>方向に
延在する溝として形成され、このようにして形成された
溝は、底面461cとその両側の一対の斜面461
1 ,461b2 とにより画成される。さらに、n型G
aAs層462がこのように溝を形成された基板461
上にエピタキシャル成長され、その結果、層462に
も、(311)A面方位の一対の斜面で画成された第2
のメサ構造が前記第1のメサ構造に対応して図31
(B)に示すように形成される。
Referring to FIG. 31A, an n-type substrate 46 is formed.
1, a mesa structure 461a is formed as a groove extending in the <01-1> direction. The groove thus formed is a bottom surface 461c and a pair of slopes 461 on both sides thereof.
defined by the b 1, 461b 2. Furthermore, n-type G
The substrate 461 in which the aAs layer 462 is thus formed with the grooves
Epitaxially grown thereon, and as a result, the layer 462 also has a second (311) A-plane oriented second slope defined by a pair of slopes.
31 corresponds to the first mesa structure shown in FIG.
It is formed as shown in FIG.

【0119】ついで、図31(B)の構造上にMOCV
D法により層463〜467がそれぞれの導電型で順次
形成され、図31(C)の構造が得られる。図31
(C)において、層463はp型にドープされた斜面部
を除き、n型にドープされ、一方層465〜467はn
型にドープされている。
Next, the MOCV is added to the structure shown in FIG.
Layers 463 to 467 are sequentially formed with the respective conductivity types by Method D, and the structure in FIG. 31C is obtained. FIG.
In (C), layer 463 is n-doped except for the p-doped slope, while layers 465-467 are n-doped.
Doped in the mold.

【0120】次に、酸化シリコンマスク471が図31
(D)に示すように堆積され、さらにマスク471上に
はフォトレジスト471が堆積される。層467の上主
面上および層471の上主面上にはメサ構造461cに
対応して凹部ないし溝が形成され、フォトレジストはか
かる凹部を満たすように形成される。
Next, a silicon oxide mask 471 is formed as shown in FIG.
(D), and a photoresist 471 is deposited on the mask 471. A concave portion or a groove is formed on the upper main surface of the layer 467 and on the upper main surface of the layer 471 corresponding to the mesa structure 461c, and the photoresist is formed so as to fill the concave portion.

【0121】図32(E)の工程で、フォトレジスト4
72は酸素プラズマ中でアッシングを行われ、前記溝部
を除き除去される。
In the step of FIG. 32E, the photoresist 4
Ashing 72 is performed in oxygen plasma to remove the grooves except for the grooves.

【0122】次に、図32(F)の工程で残っているレ
ジスト472をマスクとして酸化シリコン層471をエ
ッチングする。さらにエッチングの後、図32(G)の
工程でフォトレジストを除去する。
Next, the silicon oxide layer 471 is etched using the resist 472 remaining in the step of FIG. 32F as a mask. After the etching, the photoresist is removed in the step of FIG.

【0123】さらに、図32(G)の工程で形成された
構造を、NH4 とH2 2 の水溶液よりなるエッチング
液でエッチングし、図33(H)に示すように層467
を選択的に除去する。さらに、このようにしてパターニ
ングされた層467の両側で上方に延在する酸化シリコ
ン層471を、図33(I)の工程で緩衝HF溶液を使
ったエッチングにより除去する。
Further, the structure formed in the step of FIG. 32 (G) is etched with an etching solution composed of an aqueous solution of NH 4 and H 2 O 2 to form a layer 467 as shown in FIG.
Is selectively removed. Further, the silicon oxide layer 471 extending upward on both sides of the layer 467 thus patterned is removed by etching using a buffered HF solution in the step of FIG.

【0124】さらに、パターニングされた層467をマ
スクとして使い、中間層466をBr,HBrおよびH
2 Oの混合液によりエッチングして除し、次いで層46
5をHClを含むエッチング液でエッチングして図33
(I)に示す構造を得る。
Further, using the patterned layer 467 as a mask, the intermediate layer 466 is formed of Br, HBr and H
Etch away with a mixture of 2 O, then add layer 46
5 was etched with an etching solution containing HCl to obtain FIG.
The structure shown in (I) is obtained.

【0125】次に、酸化シリコン層471をマスクとし
て使いながら、n型GaAs層468をMOCVD法で
堆積して図34(K)に示す構造を得る。図34(K)
の構造が形成された後、マスク471をステップ34
(L)において除去し、さらに図34(M)の工程でp
型GaAs層469を堆積することにより、図30の構
造が得られる。
Next, using the silicon oxide layer 471 as a mask, an n-type GaAs layer 468 is deposited by MOCVD to obtain the structure shown in FIG. FIG. 34 (K)
After the structure shown in FIG.
(L), and removed in the step of FIG.
By depositing the type GaAs layer 469, the structure of FIG. 30 is obtained.

【0126】次に、本発明の第7実施例を説明する。Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.

【0127】図35は第7実施例によるストライプレー
ザダイオードを示す。図示のレーザダイオードはSiに
より4×1018cm-3のキャリア濃度にドープされたG
aAs基板501上に構成され、通常の(100)面方
位の上主面を形成されている。さらに、基板上主面には
<01−1>方向に延在する段部501aが形成され、
前記段部501aは<01−1>方向に延在する(31
1)A面方位を有するストライプ面501cにより形成
され、約1μmの高さを有する。すなわち、段部501
aは基板501の上主面を、第1の(100)面領域5
01b1 と第2の(100)面領域501b2 に分割す
る。かかる段部は例えばGaAs基板の(100)面上
に酸化シリコンマスクを形成し、HF水溶液を使ったエ
ッチングを施すことで形成できる。
FIG. 35 shows a stripe laser diode according to the seventh embodiment. The laser diode shown is G doped with Si to a carrier concentration of 4 × 10 18 cm −3.
It is formed on an aAs substrate 501 and has an upper main surface having a normal (100) plane orientation. Further, a step 501a extending in the <01-1> direction is formed on the main surface on the substrate,
The step 501a extends in the <01-1> direction (31
1) It is formed by a stripe surface 501c having an A-plane orientation and has a height of about 1 μm. That is, the step 501
a shows the upper main surface of the substrate 501 in the first (100) plane region 5.
01b 1 and is divided into a second (100) plane regions 501b 2. Such a step can be formed, for example, by forming a silicon oxide mask on the (100) plane of the GaAs substrate and performing etching using an HF aqueous solution.

【0128】基板501の上主面上には、Seあるいは
Siによりドープされたn型バッファ層502が約1μ
mの厚さで形成されている。Seをドーパントとした場
合、Seの濃度レベルは先に図15で説明したように、
結晶面によって変化する。図示の例では、(100)面
上に成長した部分では約3×1017cm-3のSe濃度が
得られるが、(311)A面上に成長した部分では、約
1.2×1017cm-3となる。図15の関係を参照。エ
ピタキシャル成長は一様な厚さでなされるため、基板5
01上主面の段部形状はバッファ層502の上主面に転
写される。
On the upper main surface of the substrate 501, an n-type buffer layer 502 doped with Se or Si is about 1 μm.
m. When Se is used as a dopant, the concentration level of Se is as described above with reference to FIG.
It changes depending on the crystal plane. In the example shown, the Se concentration of about 3 × 10 17 cm −3 is obtained in the part grown on the (100) plane, but about 1.2 × 10 17 cm in the part grown on the (311) A plane. cm -3 . See the relationship in FIG. Since the epitaxial growth is performed with a uniform thickness, the substrate 5
The step shape of the upper main surface 01 is transferred to the upper main surface of the buffer layer 502.

【0129】バッファ層502上には、n型InGaP
よりなる中間層503がMOCVD法によりエピタキシ
ャル成長される。層503は組成としてGa0.5 In
0.5 Pを有し、Se又はSiによりドープされる。Se
を使う場合には、Se濃度は結晶面により変化し、(1
00)面上に成長した部分で3.7×1017cm-3
(311)A面上に成長した部分で7×1016cm-3
濃度になる。また、層503の厚さは(100)面上で
0.1μm、(311)A面上で0.25ミクロンにな
る。
On the buffer layer 502, an n-type InGaP
An intermediate layer 503 is epitaxially grown by MOCVD. The layer 503 has a composition of Ga 0.5 In
It has 0.5 P and is doped with Se or Si. Se
When Se is used, the Se concentration changes depending on the crystal plane, and (1)
00) 3.7 × 10 17 cm -3 at the portion grown on the surface,
(311) The density of 7 × 10 16 cm −3 is obtained at the portion grown on the A-plane. The thickness of the layer 503 is 0.1 μm on the (100) plane and 0.25 μm on the (311) A plane.

【0130】層503上には、SeまたはSiによりド
ープされ、組成が(Al0.7 Ga0. 3 0.5 In0.5
のn型InGaAlPよりなるクラッド層504が形成
される。層504の厚さは結晶面でわずかに変化し、
(100)面上に成長した部分で0.3μm、(31
1)A面上に成長した部分で0.6μmの厚さを有す
る。さらに、n型InGaAlPよりなり組成(Al
0.4 Ga0.6 0,5 Pを有する光ガイド層505が層5
04上に形成される。層504はSiまたはSeにより
n型にドープされ、(100)面上に成長した部分で
0.2μmの厚さを、また(311)A上に成長した部
分で0.4μmの厚さを有する。層505の上には組成
がGa0.5 In0.5 Pの非ドープInGaP活性層50
6が形成される。活性層506もその厚さが成長される
結晶面により異なり、(100)面上に成長した部分で
0.015μmの厚さを、(311)A面上に成長した
部分で0.03μmの厚さを有する。
[0130] On layer 503 is doped with Se or Si, composition (Al 0.7 Ga 0. 3) 0.5 In 0.5 P
The cladding layer 504 made of n-type InGaAlP is formed. The thickness of layer 504 varies slightly in the crystal plane,
0.3 μm at the portion grown on the (100) plane, (31
1) The portion grown on the A-plane has a thickness of 0.6 μm. Furthermore, a composition (Al) made of n-type InGaAlP
0.4 Ga 0.6 ) The light guide layer 505 having 0.5P is a layer 5
04 is formed. Layer 504 is doped n-type with Si or Se and has a thickness of 0.2 μm on the portion grown on the (100) plane and a thickness of 0.4 μm on the portion grown on the (311) A. . On the layer 505, an undoped InGaP active layer 50 having a composition of Ga 0.5 In 0.5 P
6 are formed. The thickness of the active layer 506 also depends on the crystal plane on which it is grown. The thickness of the active layer 506 is 0.015 μm on the (100) plane and 0.03 μm on the (311) A plane. Having

【0131】活性層506上には、組成が(Al0.7
0.3 0.5 In0.5 Pのp型InGaAlPクラッド
層507が成長される。層507はMgまたはZnによ
りドープされ、(100)面上に成長した部分で0.3
μmの厚さを、また(311)A面上に成長した部分で
0.6μmの厚さを有する。さらに、InGaAlPよ
りなりZnとSeで同時にドープされた別のクラッド層
508が層507上に形成される。クラッド層508は
組成(Al0.7 Ga0.3 0.5 In0.5 Pを有し、厚さ
が0.4μmのp型領域508aと、その両側の厚さが
0.2μmのn型領域508b1 ,508b2 を含む。
ただし、領域508aではSeよりもZnの濃度が高
く、このためp型を示すのに対し、領域508b1 ,5
08b2 ではSeの濃度のほうがZn濃度よりも高くn
型の導電性を示す。
On the active layer 506, the composition is (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P p-type InGaAlP cladding layer 507 is grown. The layer 507 is doped with Mg or Zn, and a portion grown on the (100) plane has a thickness of 0.3%.
It has a thickness of 0.6 μm and a thickness of 0.6 μm at the portion grown on the (311) A plane. Further, another cladding layer 508 made of InGaAlP and simultaneously doped with Zn and Se is formed on the layer 507. The cladding layer 508 has a composition (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P, and has a 0.4 μm-thick p-type region 508 a and n-type regions 508 b 1 , 508 b 2 having a thickness of 0.2 μm on both sides thereof. including.
However, in the region 508a, the concentration of Zn is higher than Se, so that the region 508a is p-type, whereas the region 508b 1 , 5
Higher n than that of Zn concentration towards the concentration of 08b 2 in Se
Indicates mold conductivity.

【0132】層508上には、組成が(Al0.1 Ga
0.9 0.5 In0.5 Pであらわされるp型InGaAl
Pよりなる中間層509が、(100)面上に成長した
部分で0.04ミクロンの厚さで、また(311)A面
上に成長した部分で0.08ミクロンの厚さで形成され
る。さらに、組成が(Al0.4 Ga0.6 0.5 In0.5
Pのp型InGaAlPよりなる別の中間層510が、
層509上に(100)面上の部分で0.1ミクロンの
厚さを、また(311)A面上の部分で0.2ミクロン
の厚さを有するように形成される。層509および51
0はいずれもMgまたはZnによりドープされ、結晶面
に関係なくp型の導電型を示す。さらに、p型GaAs
よりなるコンタクト層511が5〜10ミクロンの厚さ
で形成される。層511はZnにより、1〜6×1018
cm-3の濃度レベルのドープされる。
On the layer 508, the composition is (Al 0.1 Ga
0.9 ) p-type InGaAl represented by 0.5 In 0.5 P
An intermediate layer 509 made of P is formed with a thickness of 0.04 μm on the portion grown on the (100) plane and with a thickness of 0.08 μm on the portion grown on the (311) A plane. . Further, the composition is (Al 0.4 Ga 0.6 ) 0.5 In 0.5
Another intermediate layer 510 made of p-type InGaAlP of P
It is formed on layer 509 to have a thickness of 0.1 microns on the (100) plane and 0.2 microns on the (311) A plane. Layers 509 and 51
0 is doped with Mg or Zn, and indicates p-type conductivity irrespective of the crystal plane. Furthermore, p-type GaAs
A contact layer 511 is formed with a thickness of 5 to 10 microns. The layer 511 is made of Zn and is 1 to 6 × 10 18.
It is doped at a concentration level of cm -3 .

【0133】上記各エピタキシャル層の成長は、先の実
施例と同様に、所望のドーパントを含んだ気体状ソース
材料をエピタキシャルのソースガスに混合することによ
りなされる。すなわち、Seのみを層502〜505に
導入する場合、水素化セレンを、Seのモル濃度が他の
V族元素のモル濃度に対して約2×10-6になるように
設定する。これにより、(100)面上に成長した部分
で約8×1017cm-3の電子濃度レベルが得られ、また
(311)A面上に成長した部分で約1.5×1017
-3の電子濃度レベルが得られる。一方、SeとZnが
同時にドープされる層508では、Znを供給する際に
ジメチル亜鉛のモル比をIII族元素の気体状ソース材
料に対して0.1に設定する。すなわち、ジメチル亜鉛
は、層508中のZn濃度が(100)面上成長した部
分で約5×1016cm-3になるように、また(311)
A面上に成長した部分で約5×1017cm-3になるよう
に供給される。
Each epitaxial layer is grown by mixing a gaseous source material containing a desired dopant into an epitaxial source gas, as in the previous embodiment. That is, when only Se is introduced into the layers 502 to 505, selenium hydride is set so that the molar concentration of Se is about 2 × 10 −6 with respect to the molar concentration of other group V elements. As a result, an electron concentration level of about 8 × 10 17 cm −3 is obtained in the portion grown on the (100) plane, and about 1.5 × 10 17 c 3 in the part grown on the (311) A plane.
An electron concentration level of m -3 is obtained. On the other hand, in the layer 508 in which Se and Zn are simultaneously doped, the molar ratio of dimethylzinc is set to 0.1 with respect to the gaseous source material of the group III element when supplying Zn. That is, dimethyl zinc is added so that the Zn concentration in the layer 508 is about 5 × 10 16 cm −3 in the portion grown on the (100) plane, and (311)
Supplied so as to be about 5 × 10 17 cm −3 at the portion grown on the A-plane.

【0134】図35の層状構造体が形成されて後、上部
電極512および下部電極513がそれぞれGaAsコ
ンタクト層511の上主面および基板501の下主面上
に形成される。
After the layered structure shown in FIG. 35 is formed, upper electrode 512 and lower electrode 513 are formed on the upper main surface of GaAs contact layer 511 and the lower main surface of substrate 501, respectively.

【0135】図35のレーザダイオードにおいても、領
域508aにおいて電流の狭窄作用が得られ、従って、
(311)A面に対応して形成されたストライプ領域に
おいて効率的なレーザ発振が生じる。図35の素子構造
は、基板501上に段部501aが形成された後は、単
純なエピタキシャルプロセスの繰り返しにより形成でき
る。
In the laser diode of FIG. 35 as well, a current constriction effect is obtained in the region 508a.
(311) Efficient laser oscillation occurs in the stripe region formed corresponding to the A-plane. The element structure of FIG. 35 can be formed by repeating a simple epitaxial process after the step 501a is formed on the substrate 501.

【0136】図36は図35の装置の変形例を示し、ク
ラッド層507中にリモート接合が形成されていること
を特徴とする。層507は下部層5071 と上部層50
2より形成れてなり、層5071 は(311)A面に
対応したp型の第1の領域507aと、いずれもn型に
ドープされた一対の第2の領域507b1 ,507b 2
より形成される。かかる層5071 のドーピングは先に
説明したSeとZnの同時ドープにより達成できる。こ
れに対し、上部層5072 は一様にp型ドープされる。
その結果、n型領域507b1 あるいは507b2 とp
型上部層507 2 の境界面にリモート接合が形成され、
電流狭窄作用をさらに増大させることができる。
FIG. 36 shows a modification of the apparatus shown in FIG.
Remote junction formed in the lad layer 507
It is characterized by. Layer 507 is the lower layer 5071And upper layer 50
7TwoFormed by the layer 5071Is on the (311) A side
The corresponding p-type first region 507a and both are n-type
A pair of doped second regions 507b1, 507b Two
Formed. Such a layer 5071Doping first
This can be achieved by simultaneous doping of Se and Zn as described. This
In contrast, the upper layer 507TwoAre uniformly p-type doped.
As a result, n-type region 507b1Or 507bTwoAnd p
Mold upper layer 507 TwoA remote junction is formed at the interface of
The current constriction effect can be further increased.

【0137】図37は図35のレーザダイオードの別の
変形例を示す。本変形例によるレーザダイオードは上主
面601bが(100)面に対して(111)A面方向
に約+8°傾斜したn型GaAs基板601を使用す
る。ここで、正の傾斜角は時計回り方向への傾斜を示
す。さらに、基板601には<01−1>方向へ延在す
るメサ構造601aが形成されており、メサ構造601
aは(311)A面方位の側壁面601cとこれに対向
するように形成され(100)面から(111)A面方
向に−9°の角度傾斜した別の側壁面601dとにより
画成されている。その結果、表面601dは基板601
主面601bと結晶学的に等価な面を構成する。
FIG. 37 shows another modification of the laser diode of FIG. The laser diode according to the present modification uses an n-type GaAs substrate 601 whose upper main surface 601b is inclined by about + 8 ° in the (111) A plane direction with respect to the (100) plane. Here, a positive tilt angle indicates a clockwise tilt. Further, the substrate 601 extends in the <01-1> direction.
Rume support structure 601a is formed, the mesa structure 601
a is defined by a side wall surface 601c having a (311) A plane orientation and another side wall surface 601d formed so as to be opposed thereto and inclined at an angle of -9 ° from the (100) plane to the (111) A plane direction. ing. As a result, the surface 601d is
Constitutes a plane which is crystallographically equivalent to the main surface 601b.

【0138】このように形成された基板601上に、エ
ピタキシャル層602〜606が順次堆積され、このう
ち、層602は図35のクラッド層502に対応し、層
603は図35の活性層506に対応し、層604は図
35のクラッド層507に対応し、層605は図35の
ラッド層508に対応し、層606は図35の層50
9に対応する。さらに、p型GaAsよりなるコンタク
ト層607が図35のコンタクト層511に対応して層
606上に形成される。また、層607の上主面上には
上部電極608が、また基板601の下主面上には下部
電極609が形成される。ここで、層602はSeまた
はSによりn型にドープされ、一方層604,606は
MgまたはZnによりp型にドープされる。一方、クラ
ッド層605にはZnとSeの同時ドープがなされる。
[0138] On the substrate 601 thus formed, an epitaxial layer 602-606 are sequentially deposited, of which the layer 602 corresponds to the clad layer 502 of FIG. 35, the layer 603 is active layer of FIG. 35 The layer 604 corresponds to FIG.
Corresponds to clad layer 507 of 35, the layer 605 of FIG. 35
Corresponds to clad layer 508, a layer 50 of the layer 606 is 35
9 corresponds. Further, a contact layer 607 made of p-type GaAs is formed on layer 606 in response to co Ntakuto layer 511 in FIG. 35. An upper electrode 608 is formed on the upper main surface of the layer 607, and a lower electrode 609 is formed on the lower main surface of the substrate 601. Here, layer 602 is doped n-type with Se or S, while layers 604 and 606 are p-type doped with Mg or Zn. On the other hand, the cladding layer 605 is simultaneously doped with Zn and Se.

【0139】図37のレーザダイオードでは、クラッド
層605はZnとSeで同時にドープされる結果、先の
実施例の場合と同じく、三つの異なった部分、すなわち
(311)A面方位のストライプ面を含む第1の領域6
05aと、その両側の斜面部を含む第2の領域605b
1 ,605b2 により構成され、その際第1の領域60
5aはp型にドープされるのに対し、第2の領域605
1 ,605b2 はn型にドープされる。ただし、メサ
601aの側壁を形成する領域605b1 は、基板上主
面が傾斜して形成されていることにより、基板上主面上
に形成される結晶面605b2 と等価な面を形成する。
その結果、層605では側壁面605aのみがp型にド
ープされ、層605の他の部分は全てn型にドープされ
る。このため、駆動電流は活性層603のうち、(31
1)A面上に形成されている部分んに集中的に流れ、レ
ーザ発振はかかるストライプ状部分で集中的に生じる。
活性層の他の部分では駆動電流が供給されないため、レ
ーザ発振は生じない。
In the laser diode of FIG. 37, the cladding layer 605 is simultaneously doped with Zn and Se. As a result, as in the case of the previous embodiment, three different portions, that is, a stripe plane having the (311) A plane orientation are formed. First area 6 including
05a and a second region 605b including the slope portions on both sides thereof
1 , 605b 2 , where the first region 60
5a is doped p-type while the second region 605
b 1 and 605b 2 are doped n-type. However, the region 605b 1 that forms the sidewalls of the mesa 601a, by the substrate on the principal surface is sloped to form a crystal plane 605b 2 equivalent to the surface to be formed on the substrate on the principal surface.
As a result, in the layer 605, only the side wall surface 605a is doped p-type, and all other portions of the layer 605 are doped n-type. Therefore, the driving current is (31) in the active layer 603.
1) The laser beam intensively flows in the portion formed on the surface A, and laser oscillation is intensively generated in such a stripe portion.
Since no drive current is supplied to other portions of the active layer, laser oscillation does not occur.

【0140】図37のレーザダイオードの原理を応用し
て、CODとして周知のレーザダイオードの端面におけ
る溶融の問題を解決することができる。CODが生じる
と、レーザダイオード端面における不純物準位が光ビー
ムの吸収を生じ、かかる吸収は発熱により端面の温度上
昇を招く。端面の温度が上昇すると、活性層のバンドギ
ャップが狭くなり、究極的には短絡を生じてしまう。
By applying the principle of the laser diode shown in FIG. 37, the problem of melting at the end face of a laser diode known as COD can be solved. When COD occurs, the impurity level at the end face of the laser diode causes absorption of the light beam, and such absorption causes a rise in the temperature of the end face due to heat generation. When the temperature of the end face rises, the band gap of the active layer becomes narrow, and ultimately a short circuit occurs.

【0141】このCOD問題を回避するため、従来の高
出力レーザダイオードは端面にだけバンドギャップの大
きい材料を使ったり、あるいは端面部分に電流が注入さ
れないように、電極形状を工夫していた。しかし、これ
らの対策はいずれも複雑で、実際のレーザダイオードの
製造工程に適用するのは困難であった。
In order to avoid the COD problem, the conventional high-power laser diode uses a material having a large band gap only at the end face, or devises an electrode shape so that no current is injected into the end face. However, these countermeasures are all complicated, and it has been difficult to apply them to an actual laser diode manufacturing process.

【0142】図38,39は図37の原理に基づいて前
記CODの問題を解決したレーザダイオードの製造方法
を説明する図である。
FIGS. 38 and 39 are views for explaining a method of manufacturing a laser diode in which the problem of COD is solved based on the principle of FIG.

【0143】図38を参照するに、n型GaAs基板7
01の上主面および下主面を、(100)面から(11
1)A面に+8°傾くように形成する。さらに、基板上
主面を酸化シリコン層702で覆い、これを図38に示
すようにパターニングする。その際、酸化物層702は
マスクを形成し、レーザダイオードの両端部に対応し
て、基板701の両端部に突出部702a,702bを
形成されている。
Referring to FIG. 38, n-type GaAs substrate 7
01 from the (100) plane to the (11)
1) It is formed so as to be inclined + 8 ° to the A plane. Further, the upper surface of the substrate is covered with a silicon oxide layer 702, which is patterned as shown in FIG. At this time, the oxide layer 702 forms a mask, and protrusions 702a and 702b are formed at both ends of the substrate 701 corresponding to both ends of the laser diode.

【0144】次に、マスク702で保護した基板701
をウエットエッチングにより処理する。エッチングは基
板701上主面の露出部に作用し、図39に示す構造が
得られる。ここで、図39はマスク702を除去した状
態を示す。図39より明らかなように、基板701の上
主面は(311)A面方位を有するストライプ状の際1
の面703aと、ストライプ面703aの両側に形成さ
れた一対の平面部703b1 ,703b2 に区画され
る。さらに、基板701の両端面には(311)A面に
対して傾いた斜面704aが、ストライプ面703aの
延在方向上に整合して形成される。ただし、斜面704
aの両側には基板701の上主面703b 1 あるいは7
03b2 と同一面指数の面704b1 ,704b2 が形
成されている。
Next, the substrate 701 protected by the mask 702
Is processed by wet etching. Etching is based
Acting on the exposed portion of the upper main surface of the plate 701, the structure shown in FIG.
can get. Here, FIG. 39 shows a state where the mask 702 is removed.
State. As is clear from FIG.
When the main surface is in the form of a stripe having the (311) A plane orientation, 1
Surface 703a and both sides of the stripe surface 703a.
Pair of flat portions 703b1, 703bTwoDivided into
You. Further, the (311) A surface is provided on both end surfaces of the substrate 701.
The slope 704a that is inclined with respect to the stripe surface 703a
It is formed in alignment with the extending direction. However, the slope 704
a on both sides of the upper main surface 703b of the substrate 701 1Or 7
03bTwoSurface 704b with the same surface index as1, 704bTwoIs shaped
Has been established.

【0145】基板701上には、MOCVD法により、
図37と同様にエピタキシャル層が成長される。本実施
例では、ストライプ面703a上に成長したエピタキシ
ャル層はストライプ面704上に成長したエピタキシャ
ル層と等価でなく、これらの層の関係は図37のレーザ
ダイオードにおける層605aと層605b1 の関係と
同様になる。
On the substrate 701, the MOCVD method is used.
An epitaxial layer is grown as in FIG. In this embodiment, an epitaxial layer grown on the stripe surface 703a is not equivalent to an epitaxial layer grown on the stripe surface 704, the relationship between these layers and the relationship of the layer 605a and the layer 605b 1 in the laser diode of FIG. 37 It will be the same.

【0146】図40は図39の構造体上に形成されるレ
ーザダイオードの要部を示し、n型InGaAlPクラ
ッド層705aと、非ドープInGaP活性層706a
と、p型InGaAlPクラッド層707aとが、各面
703a,703b1 ,703b2 上に成長される。ク
ラッド層705はSeとZnにより同時にドープされ結
晶面にかかわらずn型を有するのに対し、(311)A
面上に成長される層707aは(311)A面上に成長
する部分のみがp型にドープされ、他の部分はn型にド
ープされる。
FIG. 40 shows a main part of a laser diode formed on the structure of FIG. 39, and includes an n-type InGaAlP cladding layer 705a and an undoped InGaP active layer 706a.
When, and a p-type InGaAlP cladding layer 707a, each surface 703a, is grown on 703b 1, 703b 2. The cladding layer 705 is simultaneously doped with Se and Zn and has an n-type irrespective of the crystal plane, whereas (311) A
In the layer 707a grown on the surface, only the portion grown on the (311) A surface is doped p-type, and the other portions are doped n-type.

【0147】一方、エピタキシャル705b〜707b
は図39の両端部に形成された面704a,704
1 ,704b2 に対応するエピタキシャル705a〜
707aと同時に成長される。ただし、これらの結晶面
のいずれにも(311)A面は含まれない。そこで、ク
ラッド層705bおよび707bはいずれもn型にドー
プされ、従って、ダブルヘテロ構造のレーザダイオード
を構成する接合部はレーザダイオードの両端部には形成
されない。このため、かりに電極をレーザダイオードの
上下に一様に形成しても、レーザダイオード両端部でレ
ーザ発振が生じることはなく、CODの問題を回避する
ことが可能になる。
On the other hand, epitaxial 705b to 707b
Are surfaces 704a, 704 formed at both ends of FIG.
b 1, epitaxial corresponding to 704b 2 705a~
It is grown simultaneously with 707a. However, none of these crystal planes includes the (311) A plane. Therefore, the cladding layers 705b and 707b are both n-type doped, and therefore, the junctions constituting the double heterostructure laser diode are not formed at both ends of the laser diode. Therefore, even if the electrodes are uniformly formed above and below the laser diode, laser oscillation does not occur at both ends of the laser diode, and the problem of COD can be avoided.

【0148】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、発明の要旨ないで様々な変形、変更が可能であ
る。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the invention.

【0149】[0149]

【発明の効果】本発明によれば、Mgをp型ドーパント
として使うことにより、MOCVD法により成長される
クラッド層の抵抗率を結晶面に無関係に一様に設定で
き、またMgあるいはZnよりなるp型ドーパントとS
eよりなるn型ドーパントをクラッド層に同時にドープ
することにより、クラッド層の抵抗率あるいは導電型を
レーザダイオードのストライプ領域に対応して選択的に
低下させあるいは反転させることが可能になり、これに
よりレーザダイオードに注入される駆動電流を効率的に
狭窄することが可能になる。
According to the present invention, by using Mg as a p-type dopant, the resistivity of a cladding layer grown by MOCVD can be set uniformly irrespective of the crystal plane, and it is made of Mg or Zn. p-type dopant and S
By simultaneously doping the cladding layer with an n-type dopant consisting of e, the resistivity or conductivity type of the cladding layer can be selectively reduced or inverted in accordance with the stripe region of the laser diode, whereby It becomes possible to efficiently narrow the drive current injected into the laser diode.

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

【図1】本発明の原理を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の原理を説明する別の図である。FIG. 2 is another diagram illustrating the principle of the present invention.

【図3】Mgドーパントガスのモル比とホール濃度の関
係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a molar ratio of a Mg dopant gas and a hole concentration.

【図4】Znドーパントガスのモル比とホール濃度およ
びZn濃度の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a molar ratio of a Zn dopant gas, a hole concentration, and a Zn concentration.

【図5】各結晶面と、Zn濃度,ホール濃度および抵抗
率の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between each crystal plane, Zn concentration, hole concentration, and resistivity.

【図6】各結晶面と、Mg濃度,ホール濃度および抵抗
率の関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between each crystal plane, Mg concentration, hole concentration, and resistivity.

【図7】本発明第1実施例によるレーザダイオードの構
造を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view illustrating a structure of a laser diode according to a first embodiment of the present invention.

【図8】(A),(B)は図7のレーザダイオードを製
造する際の各エピタキシャル層の成長シーケンスを示す
図である。
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a growth sequence of each epitaxial layer when manufacturing the laser diode of FIG. 7;

【図9】(A),(B)は図7のレーザダイオードを製
造する工程図(その一)である。
FIGS. 9A and 9B are process diagrams (part 1) for manufacturing the laser diode of FIG. 7;

【図10】(C),(D)は図7のレーザダイオードを
製造する工程図(その二)である。
FIGS. 10C and 10D are process diagrams (part 2) for manufacturing the laser diode of FIG. 7;

【図11】(A),(B)は各結晶面と、Mg濃度,S
e濃度,ホール濃度および抵抗率との関係を示す図であ
る。
11 (A) and (B) are each crystal plane, Mg concentration, S
FIG. 4 is a diagram showing a relationship among e concentration, hole concentration, and resistivity.

【図12】本発明の第2実施例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図13】(A),(B)は各結晶面と、Se濃度,Z
n濃度,キャリア濃度および抵抗率との関係を示す図で
ある。
13 (A) and (B) show each crystal plane, Se concentration, Z
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship among n concentration, carrier concentration, and resistivity.

【図14】本発明の第3実施例の原理を説明する図(そ
の一)である。
FIG. 14 is a diagram (part 1) for explaining the principle of the third embodiment of the present invention;

【図15】本発明の第3実施例の原理を説明する図(そ
の二)である。
FIG. 15 is a diagram (part 2) for explaining the principle of the third embodiment of the present invention;

【図16】本発明の第3実施例の原理を説明する図(そ
の三)である。
FIG. 16 is a diagram (part 3) for explaining the principle of the third embodiment of the present invention;

【図17】本発明の第3実施例を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図18】第3実施例の一変形例を示す図である。FIG. 18 is a view showing a modification of the third embodiment.

【図19】第3実施例の別の変形例を示す図である。FIG. 19 is a view showing another modification of the third embodiment.

【図20】(A),(B)は図19のレーザダイオード
を製造する工程を示す図である。
20 (A) and (B) are views showing steps for manufacturing the laser diode of FIG. 19;

【図21】本発明の第4〜第7実施例の原理を説明する
図(その一)である。
FIG. 21 is a diagram (part 1) for explaining the principles of the fourth to seventh embodiments of the present invention;

【図22】(A),(B)は第4〜第7実施例の原理を
説明する図(その二)である。
FIGS. 22A and 22B are diagrams (part 2) for explaining the principles of the fourth to seventh embodiments;

【図23】本発明の第4実施例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図24】第4実施例の一変形例を示す図である。FIG. 24 is a view showing a modification of the fourth embodiment.

【図25】第4実施例の別の変形例を示す図である。FIG. 25 is a view showing another modification of the fourth embodiment.

【図26】第4実施例のさらに別の変形例を示す図であ
る。
FIG. 26 is a view showing still another modified example of the fourth embodiment.

【図27】本発明の第5実施例を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図28】第5実施例の一変形例を示す図である。FIG. 28 is a view showing a modification of the fifth embodiment.

【図29】第5実施例の別の変形例を示す図である。FIG. 29 is a view showing another modification of the fifth embodiment.

【図30】本発明の第6実施例を示す図である。FIG. 30 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図31】(A)〜(D)は第6実施例の製造工程を示
す図(その一)である。
FIGS. 31A to 31D are views (part 1) illustrating manufacturing steps of the sixth embodiment;

【図32】(E)〜(G)は第6実施例の製造工程を示
す図(その二)である。
FIGS. 32 (E) to (G) are views (No. 2) showing the manufacturing steps of the sixth embodiment.

【図33】(H)〜(J)は第6実施例の製造工程を示
す図(その三)である。
33 (H) to (J) are views (No. 3) showing the manufacturing steps of the sixth embodiment.

【図34】(K)〜(M)は第6実施例の製造工程を示
す図(その四)である。
FIGS. 34 (K) to (M) are views (No. 4) showing the manufacturing steps of the sixth embodiment.

【図35】本発明の第7実施例を示す図である。FIG. 35 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図36】第7実施例の一変形例を示す図である。FIG. 36 is a view showing a modification of the seventh embodiment.

【図37】第7実施例の別の変形例を示す図である。FIG. 37 is a view showing another modification of the seventh embodiment.

【図38】本発明の第8実施例によるレーザダイオード
の製造工程を示す図(その一)である。
FIG. 38 is a drawing (part 1) illustrating a manufacturing step of the laser diode according to the eighth embodiment of the present invention;

【図39】本発明の第8実施例によるレーザダイオード
の製造工程を示す図(その二)である。
FIG. 39 is a view (No. 2) showing a step of manufacturing the laser diode according to the eighth embodiment of the present invention;

【図40】本発明の第8実施例によるレーザダイオード
の要部を示す図である。
FIG. 40 is a diagram showing a main part of a laser diode according to an eighth embodiment of the present invention.

【図41】従来のリッジ型レーザダイオードの構造を示
す図である。
FIG. 41 is a view showing the structure of a conventional ridge-type laser diode.

【図42】従来のリッジ型レーザダイオードにおいて生
じる非点収差を説明する図である。
FIG. 42 is a diagram illustrating astigmatism generated in a conventional ridge-type laser diode.

【図43】従来のストライプ型レーザダイオードを示す
図である。
FIG. 43 is a view showing a conventional stripe-type laser diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

300,340,400 基板構造体 301,341,401,441’ p型GaAs基板 321,421,441,461,501,601,7
01 n型GaAs基板 302,322,342,442 GaAs電流狭窄構
造 303,323,344,402,423,462,5
02,602 GaAsバッファ層 304,308,403,408,424,428,4
43,447,466,467,503,509,51
0 InGaP中間層 305,307,327,345,347,349,4
04,406,407,425,427,444,44
6,463,465,502,504,507,50
8,605,705,707 InGaAlPクラッド
層 306,348,426,405,445,464,5
06,603,706InGaP活性層 301a,321a,341a,401a,421a,
441a,461a,501a,601a ストライプ
構造 301c,303b1 ,303b2 ,321b1 ,32
1b2 ,321c,343a,343b1 ,343
2 、401c,401b1 ,401b2 ,441c,
441b1 ,441b2 非等価結晶面
300, 340, 400 Substrate structure 301, 341, 401, 441 'p-type GaAs substrate 321, 421, 441, 461, 501, 601, 7
01 n-type GaAs substrate 302, 322, 342, 442 GaAs current confinement structure 303, 323, 344, 402, 423, 462, 5
02,602 GaAs buffer layer 304,308,403,408,424,428,4
43,447,466,467,503,509,51
0 InGaP intermediate layers 305, 307, 327, 345, 347, 349, 4
04,406,407,425,427,444,44
6,463,465,502,504,507,50
8,605,705,707 InGaAlP cladding layer 306,348,426,405,445,464,5
06, 603, 706 InGaP active layers 301a, 321a, 341a, 401a, 421a,
441a, 461a, 501a, 601a stripe structure 301c, 303b 1, 303b 2, 321b 1, 32
1b 2, 321c, 343a, 343b 1, 343
b 2, 401c, 401b 1, 401b 2, 441c,
441b 1 , 441b 2 non-equivalent crystal plane

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平4−51563 (32)優先日 平4(1992)3月10日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−68000 (32)優先日 平4(1992)3月26日 (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平4−132304 (32)優先日 平4(1992)5月25日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 菅野 真実 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 堂面 恵 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 棚橋 俊之 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 関口 洋 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−240988(JP,A) 特開 平3−34537(JP,A) 特開 平1−109786(JP,A) 特開 平1−243490(JP,A) 特開 平4−361587(JP,A) 特開 平5−63304(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-51563 (32) Priority date Hei 4 (1992) March 10 (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority Claim No. Japanese Patent Application No. 4-68000 (32) Priority Date Hei 4 (1992) March 26 (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 4-132304 (32) Priority Japan, Japan (JP) (72) Inventor Mami Sugano 1015 Uedanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Megumi Domo Fujitsu Co., Ltd. 1015 Fujitsu Limited (56) JP-A-2-240988 (JP, A) JP-A-3-34537 (JP, A) JP-A-1-109786 (JP, A) JP-A-1-243490 (JP, A) JP-A-4-361587 (JP, A) JP-A-5-63304 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01S 3/18

Claims (48)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板表面上に、前記基板表面上を
所定方向に、互いに平行に延在する複数の結晶学的に非
等価な結晶面により画成された第1のストライプ構造を
形成され、前記半導体基板表面上に、前記第1のストラ
イプ構造を含むように、InGaAlP層を、In,G
a,AlおよびPの気相原料の分解により、前記半導体
基板に対してエピタキシーを維持しつつ形成され、その
際前記InGaAlP層には、前記第1のストライプ構
造に対応した、複数の結晶学的に非等価な結晶面で画成
された第2のストライプ構造が形成された構成を有する
レーザダイオードの製造方法において、 前記InGaAlP層の成長中に、前記In,Ga,A
lおよびPの気相原料に、Mgの気相原料を加えること
により、前記InGaAlP層を、前記第2のストライ
プ構造を形成する結晶面に関係なく、実質的に一様なキ
ャリア濃度で、p型にドープする工程を含み前記InGaAlP層をドープする工程において、Mg
の気相原料の供給は、前記InGaAlP層の成長が開
始される段階よりも前に開始され、前記InGaAlP
層の成長の始めから終わりまで、Mgを前記InGaA
lP層中に、実質的に一様な濃度で導入することを特徴
とするレーザダイオードの製造方法。
1. The method according to claim 1 , further comprising the steps of:
A plurality of crystallographically non-
First stripe structure defined by equivalent crystal plane
Formed on the surface of the semiconductor substrate.
The InGaAlP layer is formed of In, G
a, Al and P gas phase raw materials
It is formed while maintaining epitaxy on the substrate,
At this time, the first stripe structure is provided on the InGaAlP layer.
Defined with multiple crystallographically non-equivalent crystal planes corresponding to the structure
Having a structure in which the formed second stripe structure is formed
In the method of manufacturing a laser diode, during the growth of the InGaAlP layer, the In, Ga, A
Adding Mg vapor phase raw material to l and P vapor phase raw materials
The InGaAlP layer is formed by the second strike
A substantially uniform key regardless of the crystal planes forming the
And doping the InGaAlP layer at a carrier concentration of p-type.
Supply of the gaseous source material of the first step is to start the growth of the InGaAlP layer.
Starting before the starting step, wherein the InGaAlP
From the beginning to the end of the layer growth, Mg was added to the InGaAs.
characterized by being introduced in a substantially uniform concentration into the IP layer
Manufacturing method of a laser diode.
【請求項2】 前記Mgの気相原料は、式(C 5 H5 )
2 Mgで表されるビスシクロペンタジエニルマグネシウ
ムを含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
2. The gaseous phase raw material of Mg has a formula (C 5 H 5 )
2 Biscyclopentadienyl magnesium represented by Mg
The method of claim 1, comprising a system.
【請求項3】 前記ストライプ構造は、<011>方向
に延在するストライプ状上主面と、<011>方向に延
在する一対のストライプ状側壁面とにより形成されたメ
サ構造であり、前記上主面は(100)面方位を有し、
前記側壁面は(311)B面方位を有することを特徴と
する請求項1記載の方法。
3. The stripe structure has a <011> direction.
And a stripe-shaped upper main surface extending in the <011> direction.
Formed by a pair of existing striped side walls.
A top structure having a (100) plane orientation,
The side wall surface has a (311) B plane orientation.
The method of claim 1, wherein
【請求項4】 さらに、前記InGaAlP層が形成さ
れた後、前記InGaAlP層上に、エピタキシーを維
持しつつ、前記ストライプ構造を含むように、InGa
AlPよりも狭いバンドギャップを有する非ドープ半導
体層を、活性層として成長する工程を含むことを特徴と
する請求項1記載の方法。
4. The method according to claim 1 , wherein said InGaAlP layer is formed.
After that, epitaxy is maintained on the InGaAlP layer.
While holding the InGa so as to include the stripe structure.
Undoped semiconductor with narrower bandgap than AlP
A step of growing the body layer as an active layer.
The method of claim 1, wherein
【請求項5】 さらに、前記基板上に、前記InGaA
lP層の成長が開始 されるよりも前に、気相原料の分解
によりp型半導体層を形成する段階を含み、前記p型半
導体層を形成する段階は、前記半導体層の原料と同時に
Mg以外のp型ドーパントを供給する工程と、Mgの気
相原料を前記半導体層の気相原料に加えることにより、
Mgの供給を開始する工程とよりなり、MgをInGa
AlP層の形成工程開始時から、所望の濃度レベルで導
入することを特徴とする請求項1記載の方法。
5. The method according to claim 1, further comprising the step of forming said InGaAs on said substrate.
Before the growth of the IP layer is started ,
Forming a p-type semiconductor layer by
The step of forming the conductor layer is performed simultaneously with the raw material of the semiconductor layer.
Supplying a p-type dopant other than Mg;
By adding a phase source to the gas phase source of the semiconductor layer,
Starting the supply of Mg.
From the start of the AlP layer formation process, the conductivity is maintained at the desired concentration level.
2. The method according to claim 1, wherein the method is performed.
【請求項6】 さらに、前記InGaAlP層の形成が
開始されるよりも前に、InGaAlPよりも狭いバン
ドギャップを有する非ドープ半導体よりなる活性層を、
前記基板上の前記ストライプ構造に整合するように、か
つ基板に対してエピタキシーを維持しつつ形成し、前記
InGaAlP層を前記活性層上に形成する工程を含
み、前記InGaAlP層をドーピングする工程は、M
g以外のドーパントを、気相原料の形で、前記InGa
AlP層の形成工程の開始と同時に供給する工程と、M
gが前記InGaAlP層に十分な濃度で導入された
後、Mgの供給を遮断する工程とよりなることを特徴と
する請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, further comprising forming the InGaAlP layer.
Before starting, a narrower band than InGaAlP
Active layer made of an undoped semiconductor having a
To match the stripe structure on the substrate
Formed while maintaining epitaxy for one substrate,
Forming an InGaAlP layer on the active layer.
In addition, the step of doping the InGaAlP layer is performed by M
g of a dopant other than the InGa
Supplying at the same time as the start of the AlP layer forming step;
g was introduced into the InGaAlP layer at a sufficient concentration.
After that, a step of shutting off the supply of Mg.
The method of claim 1, wherein
【請求項7】 半導体基板表面に形成された、前記表面
を含む、複数の、各々所定方向に互いに平行に延在する
結晶学的に非等価な結晶面より画成された第1のストラ
イプ構造と、前記半導体基板上に、前記第1のストライ
プ構造を含むように、In,Ga,AlおよびPの気相
原料の分解により、前記半導体基板に対してエピタキシ
ーを維持しながら形成されたInGaAlP層と、前記
InGaAlP層に前記第1のストライプ構造に対応し
て形成され、複数の結晶学的に非等価な結晶面により画
成された第2のストライプ構造とを有するレーザダイオ
ードの製造方法において、 前記InGaAlP層の成長中に、前記In,Ga,A
lおよびPの気相原料に、p型ドーパントおよびn型ド
ーパントを気相原料の形で加えることにより、前記In
GaAlP層の電気的性質を、レーザダイオードの駆動
電流が、前記第1および第2のストライプ構造の少なく
ともいずれかの特定の結晶面を選択的に流れるように、
前記InGaAlP層の結晶面に応じて変化させること
を特徴とするレーザダイオードの製造方法。
7. The surface formed on a surface of a semiconductor substrate.
A plurality of each extending parallel to each other in a predetermined direction
A first stratum defined by crystallographically non-equivalent crystal faces
And a first stripe on the semiconductor substrate.
Gas phase of In, Ga, Al and P to include
Decomposition of the raw material causes epitaxy on the semiconductor substrate.
The InGaAlP layer formed while maintaining the
The InGaAlP layer corresponds to the first stripe structure.
Formed by multiple crystallographically unequal crystal faces
Laser diode having second stripe structure formed
In the method of manufacturing a semiconductor device, during the growth of the InGaAlP layer, the In, Ga, A
p-type dopant and n-type dopant
By adding punt in the form of a gaseous raw material,
The electrical properties of the GaAlP layer are controlled by the laser diode drive.
The current is reduced by the first and second stripe structures.
To selectively flow through any particular crystal plane,
Changing according to the crystal plane of the InGaAlP layer
A method for manufacturing a laser diode, comprising:
【請求項8】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面は
(100)面および (311)B面を含み、前記InG
aAlP層をドープする工程は、p型ドーパントとして
Mgの気相原料と、n型ドーパントとしてSeの気相原
料とを同時に加える工程を含み、MgとSeの濃度は、
前記InGaAsP層がp型にドープされ、その際(1
00)面上に成長した領域のキャリア濃度が(311)
B面上に成長した領域のキャリア濃度よりも高くなるよ
うに設定されることを特徴とする請求項7記載の方法。
8. The crystallographically non-equivalent crystal planes
The InG including (100) plane and (311) B plane;
The step of doping the aAlP layer is performed as a p-type dopant.
Mg vapor source and Se vapor as n-type dopant
And the steps of simultaneously adding the ingredients, wherein the concentrations of Mg and Se are:
The InGaAsP layer is doped p-type, at which time (1
(3) the carrier concentration in the region grown on the (00) plane is (311)
It will be higher than the carrier concentration in the region grown on the B surface
The method according to claim 7, wherein the method is set as follows.
【請求項9】 前記InGaAlP層は、Mgにより、
前記InGaAlP層中のMg濃度が、(100)面上
および(311)B面上の各領域においていずれも1×
10 18 cm -3 になるようにドープされ、またSeによ
り、前記InGaAlP層中のSe濃度が(100)面
上の領域において4×10 17 cm -3 、(311)B面上
の領域において8×10 17 cm -3 になるようにドープさ
れることを特徴とする請求項8記載の方法。
9. The InGaAlP layer is made of Mg.
The Mg concentration in the InGaAlP layer is on the (100) plane.
And (311) 1 × in each region on the B-plane.
Doped to 10 18 cm -3 , and
The Se concentration in the InGaAlP layer is (100) plane.
4 × 10 17 cm −3 in the upper region, on the (311) B surface
8 × 10 17 doping is such that the cm -3 in the region
9. The method of claim 8, wherein the method is performed.
【請求項10】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面
は(100)面および(311)B面を含み、前記In
GaAlP層をドープする工程は、p型ドーパントとし
てMgの気相原料と、n型ドーパントとしてSeの気相
原料とを同時に加える工程を含み、MgとSeの濃度
は、前記InGaAsP層が(100)面上の領域にお
いてp型にドープされ、(311)B面上の領域におい
てn型にドープされることを特徴とする請求項7記載の
方法。
10. The plurality of crystallographically non-equivalent crystal faces.
Includes the (100) plane and the (311) B plane,
In the step of doping the GaAlP layer, a p-type dopant is used.
Mg raw material and Se vapor as n-type dopant
Including the step of simultaneously adding the raw materials, the concentration of Mg and Se
Indicates that the InGaAsP layer is located in a region on the (100) plane.
In the region on the (311) B plane
8. The method according to claim 7, wherein the n-type dopant is doped.
Method.
【請求項11】 前記InGaAlP層は、Mgによ
り、前記InGaAlP層中のMg濃度が、(100)
面上および(311)B面上の各領域においていずれも
1×10 18 cm -3 になるようにドープされ、またSeに
より、前記InGaAlP層中のSe濃度が(100)
面上の領域において6×10 17 cm -3 、(311)B面
上の領域において1.2×10 18 cm -3 になるようにド
ープされることを特徴とする請求項10記載の方法。
11. The InGaAlP layer is made of Mg.
The Mg concentration in the InGaAlP layer is (100)
In each area on the plane and on the (311) B plane
Doped to 1 × 10 18 cm -3 and added to Se
Thus, the Se concentration in the InGaAlP layer is (100)
6 × 10 17 cm -3 in area on plane , (311) B plane
In the upper region, doping is performed so as to be 1.2 × 10 18 cm −3.
The method according to claim 10, wherein the step is performed.
【請求項12】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面
は(100)面および(311)B面を含み、前記In
GaAlP層をドープする工程は、p型ドーパントとし
てZnの気相原料と、n型ドーパントとしてSeの気相
原料とを同時に加える工程を含み、ZnとSeの濃度
は、前記InGaAsP層がn型にドープされ、キャリ
ア濃度レベルが、(100)面上の領域において、(3
11)B 面上の領域よりも高くなるように設定されるこ
とを特徴とする請求項7記載の方法。
12. The plurality of crystallographically unequal crystal planes.
Includes the (100) plane and the (311) B plane,
In the step of doping the GaAlP layer, a p-type dopant is used.
Gas phase material of Zn and gas phase of Se as n-type dopant
Including the step of simultaneously adding the raw materials, the concentration of Zn and Se
Shows that the InGaAsP layer is doped n-type,
(3) In the region on the (100) plane,
11) Set to be higher than the area on the B side.
The method of claim 7, wherein:
【請求項13】 前記InGaAlP層は、Znによ
り、前記InGaAlP層中のZn濃度が、(100)
面上の領域において6×10 17 cm -3 になるように、ま
た(311)B面上の領域において1.8×10 18 cm
-3 になるようにドープされ、またSeにより、前記In
GaAlP層中のSe濃度が(100)面上の領域にお
いて1×10 18 cm -3 、(311)B面上の領域におい
て2×10 18 cm -3 になるようにドープされることを特
徴とする請求項12記載の方法。
13. The InGaAlP layer is made of Zn.
The Zn concentration in the InGaAlP layer is (100)
As in the area of the surface becomes 6 × 10 17 cm -3, or
1.8 × 10 18 cm in the area on the (311) B plane
-3 , and the above-mentioned In
The Se concentration in the GaAlP layer is in the region on the (100) plane.
1 × 10 18 cm -3 in (311) B area
Is doped to 2 × 10 18 cm -3
13. The method of claim 12, wherein the method comprises:
【請求項14】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面
は(100)面および(311)B面を含み、前記In
GaAlP層をドープする工程は、p型ドーパントとし
てZnの気相原料と、n型ドーパントとしてSeの気相
原料とを同時に加える工程を含み、ZnとSeの濃度
は、前記InGaAsP層が(100)面上の領域にお
いてn型に、(311)B面上の領域においてp型にな
るように設定されることを特徴とする請求項7記載の方
法。
14. The crystallographically non-equivalent crystal planes.
Includes the (100) plane and the (311) B plane,
In the step of doping the GaAlP layer, a p-type dopant is used.
Gas phase material of Zn and gas phase of Se as n-type dopant
Including the step of simultaneously adding the raw materials, the concentration of Zn and Se
Indicates that the InGaAsP layer is located in a region on the (100) plane.
And becomes p-type in the region on the (311) B plane.
8. The method according to claim 7, wherein the setting is made such that:
Law.
【請求項15】 前記InGaAlP層は、Znによ
り、前記InGaAlP層中のZn濃度が、(100)
面上の領域において7×10 17 cm -3 になるように、ま
た(311)B面上の領域において2.1×10 18 cm
-3 になるようにドープされ、またSeにより、前記In
GaAlP層中のSe濃度が(100)面上の領域にお
いて1×10 18 cm -3 、(311)B面上の領域におい
て2×10 18 cm -3 になるようにドープされることを特
徴とする請求項14記載の方法。
15. The InGaAlP layer is made of Zn.
The Zn concentration in the InGaAlP layer is (100)
As in the area of the surface becomes 7 × 10 17 cm -3, or
2.1 × 10 18 cm in the area on the (311) B plane
-3 , and the above-mentioned In
The Se concentration in the GaAlP layer is in the region on the (100) plane.
1 × 10 18 cm -3 in (311) B area
Is doped to 2 × 10 18 cm -3
15. The method according to claim 14, wherein the method comprises:
【請求項16】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面
は(100)面および(311)A面を含み、前記In
GaAlP層をドープする工程は、p型ドーパントとし
てZnの気相原料と、n型ドーパントとしてSeの気相
原料とを同時に加える工程を含み、ZnとSeの濃度
は、前記InGaAsP層が(100)面上の領域にお
いてn型に、(311)B面上の領域においてp型にな
るように設定されることを特徴とする請求項7記載の方
法。
16. A crystallographically non-equivalent crystallographic plane.
Includes (100) plane and (311) A plane,
In the step of doping the GaAlP layer, a p-type dopant is used.
Gas phase material of Zn and gas phase of Se as n-type dopant
Including the step of simultaneously adding the raw materials, the concentration of Zn and Se
Indicates that the InGaAsP layer is located in a region on the (100) plane.
And becomes p-type in the region on the (311) B plane.
8. The method according to claim 7, wherein the setting is made such that:
Law.
【請求項17】 前記InGaAlP層は、Znによ
り、前記InGaAlP層中のZn濃度が、(100)
面上の領域において2×10 16 cm -3 になるように、ま
た(311)A面上の領域において1×10 18 cm -3
なるようにドー プされ、またSeにより、前記InGa
AlP層中のSe濃度が(100)面上の領域において
1×10 18 cm -3 、(311)A面上の領域において6
×10 18 cm -3 になるようにドープされることを特徴と
する請求項14記載の方法。
17. The InGaAlP layer is made of Zn.
The Zn concentration in the InGaAlP layer is (100)
So as to 2 × 10 16 cm -3 in the region on the surface, or
And (311) to 1 × 10 18 cm -3 in the region on the surface A
Is dough-flop so that, also by Se, the InGa
In the region where the Se concentration in the AlP layer is on the (100) plane
1 × 10 18 cm −3 , 6 in the area on the (311) A plane
Characterized by being doped so as to be × 10 18 cm -3
The method of claim 14, wherein
【請求項18】 さらに、前記InGaAlP層に隣接
して、n型の第2のInGaAlP層を、前記第1およ
び第2のInGaAlP層の間にpn接合が、前記(3
11)A面上の領域に対応して形成されるように形成す
る工程を含むことを特徴とする請求項16記載の方法。
18. The method according to claim 18, further comprising the step of : adjoining said InGaAlP layer.
Then, an n-type second InGaAlP layer is formed on the first and second layers.
A pn junction is formed between the first and second InGaAlP layers as described in (3) above.
11) Form so as to correspond to the area on the A-plane
17. The method of claim 16, comprising the step of:
【請求項19】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面
は(100)面および(311)A面を含み、前記In
GaAlP層をドープする工程は、p型ドーパントとし
てZnの気相原料と、n型ドーパントとしてSeの気相
原料とを同時に加える工程を含み、ZnとSeの濃度
は、前記InGaAsP層が(100)面上の領域にお
いてn型になり第1の抵抗率を有するように、また(3
11)A面上の領域においてp型になり第2の、より大
きい抵抗率を有するように設定されることを特徴とする
請求項7記載の方法。
19. The plurality of non-equivalent crystallographic planes.
Includes (100) plane and (311) A plane,
In the step of doping the GaAlP layer, a p-type dopant is used.
Gas phase material of Zn and gas phase of Se as n-type dopant
Including the step of simultaneously adding the raw materials, the concentration of Zn and Se
Indicates that the InGaAsP layer is located in a region on the (100) plane.
And has the first resistivity, and (3
11) The region on the A-plane becomes p-type and becomes the second larger
It is set to have threshold resistivity
The method of claim 7.
【請求項20】 前記複数の結晶学的に非等価な結晶面
は、前記基板の主面に一致する第1の結晶面と、前記第
1の結晶面とは異なった方位の第2の結晶面を含み、前
記第2の結晶面は前記基板表面において段部を形成する
ことを特徴とする請求項7記載の方法。
20. The plurality of non-equivalent crystallographic planes
A first crystal plane corresponding to the main surface of the substrate,
A second crystal plane having an orientation different from that of the first crystal plane;
The second crystal plane forms a step on the substrate surface.
The method of claim 7, wherein:
【請求項21】 前記InGaAlP層をドープする工
程は、前記InGaAlP層が、前記第1の結晶面上の
領域において第1の導電型を、前記第2の結晶面上の領
域において第2の、逆導電型を有するように実行される
ことを特徴とする請求項20記載の方法。
21. A process for doping the InGaAlP layer.
In the process, the InGaAlP layer is formed on the first crystal plane.
In the region, the first conductivity type is changed to a region on the second crystal plane.
Implemented to have a second, opposite conductivity type in the region
21. The method of claim 20, wherein:
【請求項22】 前記第2の結晶面は(311)A面を
形成し、前記InGaAlP層は、第2のストライプ構
造が、前記第2の結晶面に対応する(311)A面を含
むことを特徴とする請求項20記載の方法。
22. The second crystal plane is a (311) A plane.
And forming the InGaAlP layer in a second stripe structure.
Structure includes the (311) A plane corresponding to the second crystal plane.
21. The method of claim 20, wherein
【請求項23】 前記第2の結晶面は(411)A面よ
りなり、前記基板上において段部を形成し、前記InG
aAlP層は、前記第2のストライプ構造が、前記第2
の結晶面に対応して(411)A面を含むように形成さ
れていることを特徴とする請求項20記載の方法。
23. The second crystal plane is (411) A plane.
Forming a step on the substrate;
The aAlP layer has a structure in which the second stripe structure has the second stripe structure.
Formed so as to include the (411) A plane corresponding to the crystal plane of
21. The method of claim 20, wherein the method comprises:
【請求項24】 前記第1のストライプ構造を形成する
工程は、前記半導体基板の主面として、(100)面に
対して傾斜した結晶面を形成する工程を含むことを特徴
とする請求項20記載の方法。
24. Forming the first stripe structure
The process is performed on a (100) plane as a main surface of the semiconductor substrate.
Characterized by including a step of forming a crystal plane inclined with respect to
21. The method of claim 20, wherein:
【請求項25】 さらに、前記第1のInGaAlP層
に隣接して第2の別のInGaAlP層を、前記第1お
よび第2のInGaAlP層の間に、前記第2の結晶面
に対応する領域を除き、pn接合が形成されるように形
成する工程を含むことを特徴とする請求項20記載の方
法。
25. The first InGaAlP layer.
A second separate InGaAlP layer adjacent to the first
The second crystal plane between the first and second InGaAlP layers.
Excluding the region corresponding to
21. The method according to claim 20, further comprising the step of:
Law.
【請求項26】 前記p型ドーパントと前記n型ドーパ
ントを加える工程は、同時に実行されることを特徴とす
る、請求項20〜25のうち、いずれか一項記載の方
法。
26. The p-type dopant and the n-type dopant
The step of adding a part is performed simultaneously.
The method according to any one of claims 20 to 25.
Law.
【請求項27】 さらに、GaとAsの原料を分解する
ことにより、GaAs層を、前記半導体基板に対してエ
ピタキシーを維持しながら、また前記GaAs層に前記
第1および第2のストライプ構造に対応した第3のスト
ライプ構造が形成されるように形成する工程を含み、前
記第3のストライプ構造は、前記第1および第2のスト
ライプ構造を形成する結晶面に対応する結晶面により画
成されており、前記GaAs層を形成する工程は、Zn
およびSeの気相原料を添加することにより、前記Ga
As層を、ZnとSeとにより同時に、前記GaAs層
の電気的性質が、(100)面上に成長した領域と他の
結晶面上に成長した領域とで異なるようにドープする工
程を含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
27. The method further comprises decomposing the raw materials of Ga and As.
Thereby, the GaAs layer is etched with respect to the semiconductor substrate.
While maintaining the pitaxy, the GaAs layer
Third strike corresponding to the first and second stripe structures
Including forming a rib structure to form
The third stripe structure is formed by the first and second strikes.
Defined by the crystal plane corresponding to the crystal plane forming the live structure
Wherein the step of forming the GaAs layer comprises:
By adding the gaseous raw materials of Se and Se, the Ga
The As layer is formed by Zn and Se at the same time.
The electrical properties of the region grown on the (100) plane and other
Doping differently from the region grown on the crystal plane
The method of claim 7, comprising the step of:
【請求項28】 前記GaAs層をドープする工程は、
GaAs層の抵抗率が、(100)面上に成長した領域
において、他の結晶面上に成長した領域よりも低くなる
ように実行されることを特徴とする請求項27記載の方
法。
28. The step of doping the GaAs layer,
The region where the resistivity of the GaAs layer has grown on the (100) plane
At lower than the area grown on other crystal planes
28. The method according to claim 27, which is performed as follows.
Law.
【請求項29】 前記GaAs層をドープする工程は、
GaAs層が(100)面上の成長した領域においてp
型となり、他の結晶面上に成長した領域においてn型に
なるように実行されることと特徴とする請求項27記載
の方法。
29. The step of doping the GaAs layer,
In the region where the GaAs layer has grown on the (100) plane, p
And n-type in the region grown on other crystal planes
28. The method according to claim 27, wherein the processing is performed as follows.
the method of.
【請求項30】 第1の端から第2の端まで長手方向に
延在する半導体基板と; 前記基板表面の一部として形成され、前記基板上を前記
長手方向に延在する(100)面よりなる第1のストラ
イプ面と、前記第1のストライプ面の両側に、 前記長手
方向に延在するように形成され、各々(100)面とは
異なった結晶面で画成された一対の別のストライプ面と
により構成される第1のストライプ構造と; 前記基板上に、第1の端から第2の端まで長手方向に延
在するように形成され、前記第1のストライプ構造に対
応したストライプ構造を含むInGaAlPよりなる第
1のクラッド層と; 前記第1のクラッド層上に、第1の端から第2の端まで
長手方向に延在するように形成され、前記第1のストラ
イプ構造に対応したストライプ構造を含み、前記第1の
クラッド層のバンドギャップよりもバンドギャップの狭
い非ドープ半導体材料より構成される活性層と; 前記活性層上に、第1の端から第2の端まで長手方向に
延在するように形成され、前記第1のストライプ構造に
対応したストライプ構造を含むInGaAlP層よりな
る第2のクラッド層と; 前記基板下面に設けられオーミック接触する第1の電極
手段と; 前記第2のクラッド層上に設けられオーミック接触する
第2の電極手段とよりなるレーザダイオードにおいて、 前記第1および第2のクラッド層の一方は、Mgによ
り、前記ストライプ構造に関係なく、実質的に一様な濃
度にドープされており、前記第1および第2のクラッド
層の他方はn型にドープされていることを特徴とするレ
ーザダイオード。
30. A longitudinal direction from a first end to a second end.
An extended semiconductor substrate; formed as a part of the substrate surface ;
A first strut comprising a (100) plane extending in a longitudinal direction;
And the long side on both sides of the
And (100) planes
A pair of different stripe planes defined by different crystal planes
A first stripe structure comprising: a first stripe structure extending longitudinally from a first end to a second end on the substrate ;
And is formed so as to exist with the first stripe structure.
Of InGaAlP including a corresponding stripe structure
A first cladding layer; on the first cladding layer, from a first end to a second end
The first strut is formed to extend in the longitudinal direction, and
A stripe structure corresponding to the first structure;
The band gap is narrower than the band gap of the cladding layer.
An active layer composed of an undoped semiconductor material; and on the active layer, a longitudinal direction from a first end to a second end.
Extending to the first stripe structure.
InGaAlP layer with corresponding stripe structure
A second electrode provided on the lower surface of the substrate and in ohmic contact with the second electrode;
Means for providing ohmic contact with the second cladding layer
In a laser diode comprising a second electrode means, one of the first and second cladding layers is made of Mg.
A substantially uniform darkness regardless of the stripe structure.
The first and second claddings, which are heavily doped
Characterized in that the other of the layers is doped n-type.
Laser diode.
【請求項31】 第1の導電型にドープされ、第1の端
から第2の端まで長手方向に延在する半導体基板と; 前記基板表面の一部として形成され、前記基板上を前記
長手方向に延在する、第1の結晶方位を有する結晶面よ
りなる第1のストライプ面と、前記第1のストライプ面
に隣接して、前記長手方向に延在するように形成され、
第2の異なった結晶方位を有する結晶面で画成された第
2のストライプ面とにより構成される第1のストライプ
構造と; 前記基板上に、第1の端から第2の端まで長手方向に延
在するように形成されたInGaAlPよりなる第1の
クラッド層と; 前記第1のクラッド層上に、前記第1のストライプ構造
に整合して第1の端か ら第2の端まで長手方向に、前記
第1のクラッド層の一部として延在するように形成され
てなり、前記第1のストライプ面に対応し、前記長手方
向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶面より形
成された第3のストライプ面と、前記第2のストライプ
面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2の結晶方
位を有する結晶面により形成された第4のストライプ面
とにより画成される第2のストライプ構造と; 前記第1のクラッド層上に、第1の端から第2の端まで
長手方向に延在するように形成され、非ドープ半導体材
料より構成され、第1の極性の第1のキャリアと第2の
逆極性の第2のキャリアとを供給され、前記第1のキャ
リアと第2のキャリアの再結合により光ビームを形成す
る活性層と; 前記活性層上に、前記第1,第2のストライプ構造に整
合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記活性
層の一部として延在するように形成されてなり、前記第
3のストライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前
記第1の結晶方位を有する結晶面より形成された第5の
ストライプ面と、前記第4のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第2の結晶方位を有する結晶
面により形成された第6のストライプ面とにより画成さ
れる第3のストライプ構造と; 前記活性層上に、第1の端から第2の端まで長手方向に
延在するように形成されたInGaAlP層よりなる第
2のクラッド層と; 前記第2のクラッド層上に、前記第1〜第3のストライ
プ構造に整合して第1の端から第2の端まで長手方向
に、前記第2のクラッド層の一部として延在するように
形成されてなり、前記第5のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶
面より形成された第7のストライプ面と、前記第6のス
トライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2
の結晶方位を有する結晶面により形成された第8のスト
ライプ面とにより画成される第4のストライプ構造と; 前記基板下面に設けられ、これにオーミック接触し、前
記第1のキャリアを前記活性層に、前記第1のクラッド
層を介して注入する第1の電極手段と; 前記第2のクラッド層上に設けられ、これにオーミック
接触し、前記第2のキャリアを前記活性層に、前記第2
のクラッド層を介して注入する第2の電極手段 とよりな
るレーザダイオードにおいて、 前記第1および第2のクラッド層の一方は、少なくとも
部分的にp型ドーパントおよびn型ドーパントによりド
ープされており、レーザダイオードの駆動電流を前記活
性層に、前記第3のストライプ構造中に前記第5のスト
ライプ領域で画成された部分を介して選択的に注入する
ことを特徴とするレーザダイオード。
31. A first end doped with a first conductivity type.
A semiconductor substrate extending in a longitudinal direction from to a second end; formed as a part of the substrate surface, and
A crystal plane having a first crystal orientation extending in the longitudinal direction
A first stripe surface, and the first stripe surface
Is formed to extend in the longitudinal direction adjacent to
A second plane defined by crystal planes having different crystal orientations;
A first stripe composed of two stripe surfaces
A structure extending longitudinally from a first end to a second end on the substrate ;
A first layer of InGaAlP formed to be
A cladding layer; a first stripe structure on the first cladding layer;
In the longitudinal direction until the first end or we second end in alignment with, the
Formed to extend as part of the first cladding layer
Corresponding to the first stripe surface,
And extending from the crystal plane having the first crystal orientation.
A third stripe surface formed and the second stripe
The second crystallographic direction, corresponding to the plane, extending in the longitudinal direction.
Fourth stripe surface formed by a crystal plane having a phase
A second stripe structure defined by: from the first end to the second end on the first cladding layer
Undoped semiconductor material formed to extend in the longitudinal direction
And a first carrier of a first polarity and a second carrier of a first polarity.
A second carrier having a reverse polarity is supplied to the first carrier;
A light beam is formed by recombination of the rear and the second carrier.
An active layer; and forming the first and second stripe structures on the active layer.
Combined from the first end to the second end in the longitudinal direction,
Formed so as to extend as a part of the layer,
3 corresponding to the stripe surface, extending in the longitudinal direction,
A fifth crystal plane formed from the crystal plane having the first crystal orientation;
Corresponding to the stripe surface and the fourth stripe surface,
A crystal extending in the longitudinal direction and having the second crystal orientation
Defined by a sixth stripe surface formed by the surface
A third stripe structure on the active layer in a longitudinal direction from a first end to a second end ;
A fourth layer made of an InGaAlP layer formed so as to extend.
A second clad layer; and the first to third stripes on the second clad layer.
Longitudinally from the first end to the second end in alignment with the loop structure
So as to extend as a part of the second cladding layer.
And corresponds to the fifth stripe surface.
A crystal extending in the longitudinal direction and having the first crystal orientation
A seventh stripe surface formed from the surface and the sixth stripe surface.
The second surface corresponding to the tripe surface and extending in the longitudinal direction;
Eighth strike formed by a crystal plane having a crystal orientation of
A fourth stripe structure defined by a rib surface; and a fourth stripe structure provided on the lower surface of the substrate and in ohmic contact with the lower surface.
The first carrier is provided on the active layer and the first cladding is provided on the active layer.
A first electrode means for injecting through the layer; provided on said second cladding layer,
Contacting the second carrier with the active layer,
It more and second electrode means for injecting through the cladding layer
In one laser diode, one of the first and second cladding layers has at least
Partially doped with p-type and n-type dopants.
The drive current of the laser diode is
The fifth stripe in the third stripe structure.
Selective injection through the area defined in the rip zone
A laser diode characterized by the above-mentioned.
【請求項32】 前記p型ドーパントはZnよりなり、
前記n型ドーパントはSeよりなることを特徴とする請
求項31記載のレーザダイオード。
32. The p-type dopant comprises Zn,
The n-type dopant is made of Se.
32. The laser diode according to claim 31.
【請求項33】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面は(100)面よりなり、前記第2,第4,
第6および第8のストライプ面は(311)B面よりな
り、前記第1〜第8のストライプ面は<011>方向に
延在することを特徴とする請求項31または32記載の
レーザダイオード。
33. The first, third, fifth and seventh switches.
The tripe plane is composed of the (100) plane,
The sixth and eighth stripe planes are smaller than the (311) B plane.
The first to eighth stripe surfaces are oriented in the <011> direction.
33. The device according to claim 31, wherein the device extends.
Laser diode.
【請求項34】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面は、前記第2,第4,第6または第8のスト
ライプ面を構成する一対の(311)B面により側方か
ら挟持され、前記一対のストライプ面の一方を構成する
(311)B面は、<011>方向に見た場合に第1の
方向に傾斜し、他方の(311)B面は<011>方向
に見た場合に第2の逆の方向に傾斜していることを特徴
とする請求項33記載のレーザダイオード。
34. The first, third, fifth and seventh switches.
The trip surface is the second, fourth, sixth or eighth strike.
Sideways due to a pair of (311) B planes that make up the life plane
And constitute one of the pair of stripe surfaces.
(311) The B plane is the first when viewed in the <011> direction.
(311) B plane is <011> direction
Characterized by being inclined in the second opposite direction when viewed from above.
The laser diode according to claim 33, wherein
【請求項35】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面は(100)面より形成され、前記際2,第
4,第6および第8のストライプ面は(311)A面よ
り形成され、前記第1〜第8のストライプ面は<01−
1>方向に延在することを特徴とする請求項31記載の
レーザダイオード。
35. The first, third, fifth and seventh switches.
The tripe plane is formed from the (100) plane.
4, 6th and 8th stripe planes are (311) A plane
And the first to eighth stripe surfaces are <01-
32. The device according to claim 31, which extends in the 1> direction.
Laser diode.
【請求項36】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面の各々は、側方から、前記第2,第4,第6
または第8のストライプ面を形成する一対の(311)
A面により挟持され、前記一対の(311)A面の一方
は、<01−1>方向に見た場合に第1の方向に傾斜
し、他方は第2の、逆方向に傾斜することを特徴とする
請求項35記載のレーザダイオード。
36. The first, third, fifth and seventh switches.
Each of the tripe surfaces is, from the side, the second, fourth, sixth
Alternatively, a pair of (311) forming the eighth stripe surface
One of the pair of (311) A surfaces
Is inclined in the first direction when viewed in the <01-1> direction.
And the other is inclined in a second, opposite direction.
A laser diode according to claim 35.
【請求項37】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面は、前記基板の主面に対して傾斜した結晶面
よりなり、前記第2,第4、第6および第8のストライ
プ面は、前記基板主面を構成する結晶面と一致する結晶
面よりなるこ とを特徴とする請求項31記載のレーザダ
イオード。
37. The first, third, fifth and seventh switches.
The tripe plane is a crystal plane inclined with respect to the main surface of the substrate.
The second, fourth, sixth and eighth strikes
The crystal plane coincides with the crystal plane constituting the main surface of the substrate.
Rezada of claim 31, wherein that you made of surface
Iod.
【請求項38】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面は(311)A面よりなることを特徴とする
請求項37記載のレーザダイオード。
38. The first, third, fifth and seventh switches.
The tripe surface is composed of the (311) A surface.
A laser diode according to claim 37.
【請求項39】 前記第1,第3,第5および第7のス
トライプ面は(411)A面よりなることを特徴とする
請求項37記載のレーザダイオード。
39. The first, third, fifth and seventh switches.
The tripe plane is characterized by being composed of a (411) A plane.
A laser diode according to claim 37.
【請求項40】 前記第1および第3のクラッド層のい
ずれか一方は、少なくとも部分的に、前記第1および第
2の導電型の一方の導電型を有する第1のドーパント
と、他方の導電型を有する第2のドーパントにより同時
にドープされており、レーザダイオードの駆動電流を、
前記活性層中の、前記第5のストライプ面に対応する領
域に選択的に注入する電流狭搾構造を形成し; 前記電流狭搾構造を形成するクラッド層は第1のサブク
ラッド層と第2のサブクラッド層とよりなり; 前記第1のサブクラッド層は、前記第1および第2のド
ーパントにより、同時に、それぞれのドープレベルにド
ープされ、その際、前記それぞれのドープレベルは、前
記第1のサブクラッド層が、前記第5のストライプ面に
対応し第1の結晶方位を有する領域において前記第1の
ドーパントの導電型にドープされるように、またキャリ
ア濃度が増大するように設定され、また前記第6のスト
ライプ面に対応する第2の結晶方位を有する領域におい
て前記第2のドーパントの導電型にドープされるように
設定され; 前記第2のサブクラッド層は、前記第1のドーパントと
同一の導電型を有するドーパントにより第1の導電型に
ドープされ、前記第5のストライプ面に対応し第1の結
晶方位を有する領域において、前記第6のストライプ面
に対応する領域よりも高いキャリア濃度を有することを
特徴とする請求項31記載のレーザダイオード。
40. The first and third cladding layers.
One of them is at least partly the first and the second.
A first dopant having one of two conductivity types
Simultaneously with the second dopant having the other conductivity type.
And the driving current of the laser diode is
A region corresponding to the fifth stripe surface in the active layer.
Forming a current constriction structure for selectively injecting into the region; the cladding layer forming the current constriction structure comprises a first sub-block.
A first sub-cladding layer ; and a first sub-cladding layer.
The doping level at the same time
Wherein the respective doping levels are
The first sub-cladding layer is formed on the fifth stripe surface.
In the corresponding region having the first crystal orientation, the first
Doping to the conductivity type of the dopant and carrying
The density is set to increase, and the sixth strike
In the region having the second crystal orientation corresponding to the live plane
To be doped to the conductivity type of the second dopant.
Set; the second sub-cladding layer is provided with the first dopant;
To the first conductivity type by the dopant having the same conductivity type
The first stripe corresponding to the fifth stripe surface.
In a region having a crystal orientation, the sixth stripe surface
Having a higher carrier concentration than the region corresponding to
The laser diode according to claim 31, wherein:
【請求項41】 第1の導電型にドープされ、第1の端
から第2の端まで長手方向に延在する半導体基板と; 前記基板表面の一部として形成され、前記基板上を前記
長手方向に延在する、第1の結晶方位を有する結晶面よ
りなる第1のストライプ面と、前記第1のストライプ面
に隣接して、前記長手方向に延在するように形成され、
第2の異なった 結晶方位を有する結晶面で画成された第
2のストライプ面とにより構成される第1のストライプ
構造と; 前記基板上に、第1の端から第2の端まで長手方向に延
在するように形成された化合物半導体よりなる第1のク
ラッド層と; 前記第1のクラッド層上に、前記第1のストライプ構造
に整合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記
第1のクラッド層の一部として延在するように形成され
てなり、前記第1のストライプ面に対応し、前記長手方
向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶面より形
成された第3のストライプ面と、前記第2のストライプ
面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2の結晶方
位を有する結晶面により形成された第4のストライプ面
とにより画成される第2のストライプ構造と; 前記第1のクラッド層上に、第1の端から第2の端まで
長手方向に延在するように形成され、非ドープ半導体材
料より構成され、第1の極性の第1のキャリアと第2の
逆極性の第2のキャリアとを供給され、前記第1のキャ
リアと第2のキャリアの再結合により光ビームを形成す
る活性層と; 前記活性層上に、前記第1,第2のストライプ構造に整
合して第1の端から第2の端まで長手方向に、前記活性
層の一部として延在するように形成されてなり、前記第
3のストライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前
記第1の結晶方位を有する結晶面より形成された第5の
ストライプ面と、前記第4のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第2の結晶方位を有する結晶
面により形成された第6のストライプ面とにより画成さ
れる第3のストライプ構造と; 前記活性層上に、第1の端から第2の端まで長手方向に
延在するように形成された化合物半導体層よりなる第2
のクラッド層と; 前記第2のクラッド層上に、前記第1〜第3のストライ
プ構造に整合して第1の端から第2の端まで長手方向
に、前記第2のクラッド層の一部として延在するように
形成されてなり、前記第5のストライプ面に対応し、前
記長手方向に延在し、前記第1の結晶方位を有する結晶
面より形成された第7のストライプ面と、前記第6のス
トライプ面に対応し、前記長手方向に延在し、前記第2
の結晶方位を有する結晶面により形成された第8のスト
ライプ面とにより画成される第4の ストライプ構造と; 前記基板下面に設けられ、これにオーミック接触し、前
記第1のキャリアを前記活性層に、前記第1のクラッド
層を介して注入する第1の電極手段と; 前記第2のクラッド層上に設けられ、これにオーミック
接触し、前記第2のキャリアを前記活性層に、前記第2
のクラッド層を介して注入する第2の電極手段とよりな
るレーザダイオードにおいて、 前記第2の結晶方位は、前記基板主面に一致する結晶面
を規定し、前記第2の結晶方位は、前記基板主面に対し
て傾斜した結晶面を規定し; 前記第1および第2のクラッド層の一方は、少なくとも
部分的に、前記第1および第2の導電型の一方の導電型
を有する第1のドーパントと、他方の導電型を有する第
2のドーパントとによりドープされており、レーザダイ
オードの駆動電流を前記活性層に、前記第3のストライ
プ構造中に前記第5のストライプ領域で画成された部分
を介して選択的に注入する電流狭搾構造を形成し; 前記電流狭搾構造を形成するクラッド層は第1および第
2のサブクラッド層よりなり; 前記第1のサブクラッド層は、前記第1および第2のド
ーパントによりそれぞれのドープレベルにドープされ、
その際、前記それぞれのドープレベルは、前記第1のサ
ブクラッド層が、前記第5のストライプ面に対応し第1
の結晶方位を有する領域において前記第1のドーパント
の導電型にドープされるように、またキャリア濃度が増
大するように設定され、また前記第6のストライプ面に
対応する第2の結晶方位を有する領域において前記第2
のドーパントの導電型にドープされるように設定され; 前記第2のサブクラッド層は、前記第1のドーパントと
同一の導電型を有するドーパントにより第1の導電型に
ドープされ、前記第5のストライプ面に対応し第1の結
晶方位を有する領域において、前記第6のストライプ面
に対応する領域よりも高いキャリア濃度を有することを
特徴とするレーザダイオード。
41. A first end doped with a first conductivity type.
A semiconductor substrate extending in a longitudinal direction from to a second end; formed as a part of the substrate surface, and
A crystal plane having a first crystal orientation extending in the longitudinal direction
A first stripe surface, and the first stripe surface
Is formed to extend in the longitudinal direction adjacent to
A second plane defined by crystal planes having different crystal orientations;
A first stripe composed of two stripe surfaces
A structure extending longitudinally from a first end to a second end on the substrate ;
A first semiconductor comprising a compound semiconductor formed to exist
A lad layer; and the first stripe structure on the first cladding layer.
Longitudinally from a first end to a second end in alignment with
Formed to extend as part of the first cladding layer
Corresponding to the first stripe surface,
And extending from the crystal plane having the first crystal orientation.
A third stripe surface formed and the second stripe
The second crystallographic direction, corresponding to the plane, extending in the longitudinal direction.
Fourth stripe surface formed by a crystal plane having a phase
A second stripe structure defined by: from the first end to the second end on the first cladding layer
Undoped semiconductor material formed to extend in the longitudinal direction
And a first carrier of a first polarity and a second carrier of a first polarity.
A second carrier having a reverse polarity is supplied to the first carrier;
A light beam is formed by recombination of the rear and the second carrier.
An active layer; and forming the first and second stripe structures on the active layer.
Combined from the first end to the second end in the longitudinal direction,
Formed so as to extend as a part of the layer,
3 corresponding to the stripe surface, extending in the longitudinal direction,
A fifth crystal plane formed from the crystal plane having the first crystal orientation;
Corresponding to the stripe surface and the fourth stripe surface,
A crystal extending in the longitudinal direction and having the second crystal orientation
Defined by a sixth stripe surface formed by the surface
A third stripe structure on the active layer in a longitudinal direction from a first end to a second end ;
A second compound semiconductor layer formed so as to extend;
A first cladding layer and a first cladding layer on the second cladding layer.
Longitudinally from the first end to the second end in alignment with the loop structure
So as to extend as a part of the second cladding layer.
And corresponds to the fifth stripe surface.
A crystal extending in the longitudinal direction and having the first crystal orientation
A seventh stripe surface formed from the surface and the sixth stripe surface.
The second surface corresponding to the tripe surface and extending in the longitudinal direction;
Eighth strike formed by a crystal plane having a crystal orientation of
A fourth stripe structure defined by a rib surface ; and a fourth stripe structure provided on the lower surface of the substrate and in ohmic contact therewith,
The first carrier is provided on the active layer and the first cladding is provided on the active layer.
A first electrode means for injecting through the layer; provided on said second cladding layer,
Contacting the second carrier with the active layer,
A second electrode means for injecting through a cladding layer of
In the laser diode, the second crystal orientation is a crystal plane corresponding to the main surface of the substrate.
Wherein the second crystallographic orientation is relative to the main surface of the substrate.
Defining an inclined crystal plane Te and; wherein one of the first and second cladding layer, at least
Partially one of the first and second conductivity types
And a first dopant having the other conductivity type.
Laser die doped with two dopants
The drive current of the diode is applied to the active layer,
Part defined by the fifth stripe region in the loop structure
Forming a current constriction structure that is selectively injected through the cladding layer ;
Consists two sub cladding layer; said first sub-clad layer, said first and second de
-Doped to each doping level by punting,
At this time, the respective doping levels are adjusted to the first level.
A bucladding layer corresponds to the fifth stripe surface and has a first
The first dopant in a region having a crystal orientation of
And the carrier concentration is increased.
Is set to be large and the sixth stripe surface
In a region having a corresponding second crystal orientation, the second
The second sub-cladding layer is configured to be doped with a conductivity type of
To the first conductivity type by the dopant having the same conductivity type
The first stripe corresponding to the fifth stripe surface.
In a region having a crystal orientation, the sixth stripe surface
Having a higher carrier concentration than the region corresponding to
Laser diode featuring.
【請求項42】 前記第1の結晶方位は、基板主面に対
して、(311)A面と(411)A面の間の範囲の角
度で傾斜していることを特徴とする請求項41記載のレ
ーザダイオード。
42. The first crystal orientation is opposite to the main surface of the substrate.
Then, the angle of the range between the (311) A plane and the (411) A plane
43. The lens according to claim 41, wherein the angle is inclined by degrees.
Laser diode.
【請求項43】 前記第1の結晶方位は、前記(31
1)A面を規定することを特徴とする請求項42記載の
レーザダイオード。
43. The first crystal orientation is (31)
43. The method according to claim 42, wherein 1) defining the A side.
Laser diode.
【請求項44】 前記第1の結晶方位は、前記(41
1)A面を規定することを特徴とする請求項42記載の
レーザダイオード。
44. The first crystal orientation according to (41),
43. The method according to claim 42, wherein 1) defining the A side.
Laser diode.
【請求項45】 前記活性層は、前記第1の結晶方位を
有する領域において、前記第2の結晶方位を有する領域
よりも厚さが増大していることを特徴とする請求項41
記載のレーザダイオード。
45. The active layer, wherein the first crystal orientation is
Region having the second crystal orientation
42. The method of claim 41, wherein the thickness is greater than the thickness.
A laser diode as described.
【請求項46】 前記第1および第2のクラッド層の各
々は、前記第1の結晶方位を有する領域において、前記
第2の結晶方位を有する領域よりも厚さが増大している
ことを特徴とする請求項41または45記載のレーザダ
イオード。
46. Each of said first and second cladding layers
In the region having the first crystal orientation,
The thickness is larger than the region having the second crystal orientation
46. The laser diode according to claim 41, wherein:
Iod.
【請求項47】 前記第2の結晶方位は、(100)面
から(111)A面方向に傾斜した結晶面を規定するこ
とを特徴とする請求項40〜46のうち、いずれか一項
記載のレーザダイオード。
47. The second crystal orientation is a (100) plane
The crystal plane inclined from the surface to the (111) A plane.
The method according to any one of claims 40 to 46, wherein
A laser diode as described.
【請求項48】 前記第1のストライプ構造は、基板主
面上を長手方向に延在する溝よりなり、前記溝は、一対
の対向する側壁により、側方から挟持され、その際、前
記第1のストライプ面が前記一対の対向する側壁の一方
を形成し、前記第2〜第4のストライプ構造は、それぞ
れ前記第1のクラッド層,前記活性層および前記第2の
クラッド層上に対応する溝を形成し、前記第2の電極手
段は、前記第2のクラッド層上の溝を埋めるように形成
され、平坦化した主面を有することを特徴とする請求項
46記載のレーザダイオード。
48. The first stripe structure comprises a substrate main body.
It consists of a groove extending in the longitudinal direction on the surface, and said groove is a pair
Are sandwiched from the side by the opposing side walls,
The first stripe surface is one of the pair of opposed side walls.
And the second to fourth stripe structures are each
The first cladding layer, the active layer and the second
A corresponding groove is formed on the cladding layer, and the second electrode
The step is formed so as to fill a groove on the second cladding layer.
Characterized by having a flattened main surface.
46. The laser diode according to 46.
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