JP2990009B2 - Semiconductor laser and method of manufacturing semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser and method of manufacturing semiconductor laser

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JP2990009B2 JP3210294A JP3210294A JP2990009B2 JP 2990009 B2 JP2990009 B2 JP 2990009B2 JP 3210294 A JP3210294 A JP 3210294A JP 3210294 A JP3210294 A JP 3210294A JP 2990009 B2 JP2990009 B2 JP 2990009B2
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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】本発明は半導体レーザの製造方法
に関し、特に高出力動作が可能な半導体レーザの製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor laser capable of high-power operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体レーザは情報機器、光通信
など幅広く使われている。特に光磁気ディスクなどの情
報記憶装置に用いられる半導体レーザには高出力動作が
要求される。半導体レーザの高出力動作は端面で光吸収
による劣化を伴い、これを抑制することが必要である。
高出力動作が可能な半導体レーザを実現するため、例え
ば有本ら(アイ イー イー イー ジャーナル オブ
クワンタム エレクトロニクス(IEEE Jour
nal of Quantum Electronic
s)誌第29巻第6号1874頁−1879頁)によ
り、不純物拡散によるウインドウレーザの製造が提案さ
れている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor lasers have been widely used in information equipment, optical communications, and the like. In particular, a semiconductor laser used for an information storage device such as a magneto-optical disk requires a high output operation. The high output operation of the semiconductor laser involves deterioration due to light absorption at the end face, and it is necessary to suppress this.
To realize a semiconductor laser capable of high output operation, for example, Arimoto et al. (IEJ Journal of Quantum Electronics (IEEE Jour)
nal of Quantum Electronic
s) Magazine Vol. 29, No. 6, pp. 1874-1879) proposes the manufacture of window lasers by impurity diffusion.

【0003】図3は端面の自然超格子の無秩序化による
ウインドウ構造半導体レーザの構造図である。この図に
おいて1はn−GaAs基板、2はn−AlGaInP
クラッド層、3はGaInP活性層、4はp−AlGa
InPクラッド層、5はGaInPエッチングストッパ
層、6はp−AlGaInPクラッド層、7はn−Ga
As電流ブロック層、8はp−GaAsキャップ層、9
はp電極、10はn電極、15はウインドウ領域、20
は共振器端面である。
FIG. 3 is a structural diagram of a semiconductor laser having a window structure obtained by disordering a natural superlattice on an end face. In this figure, 1 is an n-GaAs substrate, 2 is n-AlGaInP
Clad layer, 3 a GaInP active layer, 4 a p-AlGa
InP cladding layer, 5 is a GaInP etching stopper layer, 6 is a p-AlGaInP cladding layer, 7 is n-Ga
As current blocking layer, 8 is a p-GaAs cap layer, 9
Is a p-electrode, 10 is an n-electrode, 15 is a window region, 20
Is the end face of the resonator.

【0004】まず、動作について説明する。p電極9、
n電極10に順バイアス方向に電圧を印加すると、活性
層3において注入キャリアの発光再結合が生じる。平行
に向かい合っている共振器端面20は光共振器を形成
し、この共振器端面20から、発振したレーザ光が出射
される。ところで、活性層3は自然超格子の秩序状態が
保たれたGaInPであるのに対し、端面近傍のウイン
ドウ領域15は自然超格子が無秩序化されたGaInP
である。したがって、ウインドウ領域15では活性層の
バンドギャップエネルギーが出射レーザ光に比べ増大し
ており、共振器端面20における出射レーザ光の光吸収
が減少している。これにより共振器端面20における劣
化を防止でき、高出力動作が可能である。
First, the operation will be described. p electrode 9,
When a voltage is applied to the n-electrode 10 in the forward bias direction, light emission recombination of the injected carriers occurs in the active layer 3. The resonator end faces 20 facing in parallel form an optical resonator, and emitted laser light is emitted from the resonator end faces 20. By the way, the active layer 3 is GaInP in which the ordered state of the natural superlattice is maintained, whereas the window region 15 near the end face is GaInP in which the natural superlattice is disordered.
It is. Therefore, in the window region 15, the band gap energy of the active layer is larger than that of the emitted laser light, and the light absorption of the emitted laser light at the cavity end face 20 is reduced. As a result, deterioration of the resonator end face 20 can be prevented, and high-output operation can be performed.

【0005】図6はこの従来のウインドウ構造半導体レ
ーザの製造方法を示す横方向からみた断面図である。こ
の図において、図3と同一符号のものは同一のものを示
し、16はSiNマスク、17はZn拡散源ZnO:S
iO2 、18はSiO2 キャップ、19は開口部であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing this conventional window structure semiconductor laser as viewed from the lateral direction. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same components, 16 is a SiN mask, 17 is a Zn diffusion source ZnO: S
iO 2 and 18 are SiO 2 caps, and 19 is an opening.

【0006】次にその製造方法について説明する。まず
図6に示す断面図のように、基板1上に、例えばMOV
PE法によってn−クラッド層2、活性層3、p−クラ
ッド層4、エッチングストッパ層5、p−クラッド層6
を順次形成する。次にpクラッド層6上にSiNマスク
16を形成し、フォトリソグラフィ技術とエッチング技
術によってストライプ状の開口部19を部分的に形成
し、この上にZn拡散源17、SiO2 キャップ18を
順次形成する。さらに、これを封管中でアニールするこ
とによりZnを開口部19より拡散させ図3のウインド
ウ領域15を形成する。次にSiO2 キャップ18、Z
n拡散源17、SiNマスク16を取り去った後、メサ
21を選択的にエッチングしn−電流ブロック層7、p
−キャップ層8を形成する。さらにn電極10、p電極
9を形成し、ウインドウ領域15にて劈開し、各チップ
に分離する。こうしてレーザの両端部にウインドウ領域
15を持つ半導体レーザができる。
Next, the manufacturing method will be described. First, as shown in the cross-sectional view of FIG.
N-cladding layer 2, active layer 3, p-cladding layer 4, etching stopper layer 5, p-cladding layer 6 by PE method
Are sequentially formed. Next, a SiN mask 16 is formed on the p-cladding layer 6, a stripe-shaped opening 19 is partially formed by photolithography and etching, and a Zn diffusion source 17 and a SiO 2 cap 18 are sequentially formed thereon. I do. Further, by annealing this in a sealed tube, Zn is diffused from the opening 19 to form the window region 15 in FIG. Next, the SiO 2 cap 18, Z
After removing the n-diffusion source 17 and the SiN mask 16, the mesa 21 is selectively etched to remove the n-current blocking layer 7, p
Forming the cap layer 8; Further, an n-electrode 10 and a p-electrode 9 are formed, cleaved at the window region 15, and separated into chips. Thus, a semiconductor laser having window regions 15 at both ends of the laser is obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の様に、従来のウ
ィンドウレーザでは不純物の拡散によって自然超格子の
無秩序化を行っている。ところで、活性層の不純物濃度
が不十分な場合、秩序状態のGaInPが残存し光吸収
は低減しない。逆に不純物濃度の増大にともない、自由
キャリア吸収やバンドテールの増大のために光吸収は増
大し、閾値電流の増大、スロープ効率の低下が深刻とな
る。すなわち、自然超格子の無秩序化によるウィンドウ
の形成は同時に半導体レーザの発振特性の悪化を引き起
こす。
As described above, in the conventional window laser, the natural superlattice is disordered by diffusion of impurities. By the way, when the impurity concentration in the active layer is insufficient, GaInP in an ordered state remains and the light absorption does not decrease. Conversely, as the impurity concentration increases, light absorption increases due to free carrier absorption and band tail increase, and the threshold current increases and the slope efficiency decreases seriously. In other words, the formation of the window due to the disorder of the natural superlattice causes the deterioration of the oscillation characteristics of the semiconductor laser.

【0008】一方、例えばJ.E.Zuckerら(ア
プライド フィジクス レター(Applied Ph
ysics Letters)誌第60巻第24号30
36頁−3038頁、1992年)によるとPイオンの
イオン注入、およびその後のアニールによってInGa
As/InPの量子井戸を無秩序化しバンドギャップエ
ネルギーが増大すること、さらに注入イオン種を量子井
戸の構成元素と同じIII またはV族元素であるPイオン
にすることによって自由キャリア吸収による光吸収を低
減することが示されている。
On the other hand, for example, in J. E. FIG. Zucker et al. (Applied Physics Letter (Applied Ph)
ysics Letters), Vol. 60, No. 24, 30
36-3038 (1992), the ion implantation of P ions and subsequent annealing
Disordering the As / InP quantum well to increase the band gap energy, and reducing the light absorption due to free carrier absorption by setting the implanted ion species to P ions which are the same group III or V elements as the constituent elements of the quantum well. It is shown to be.

【0009】ところが、Pイオンを一般の多重量子井戸
構造(超格子構造)にイオン注入してウインドウ構造半
導体レーザを製造した場合、大きなエネルギーで注入し
なければならず、例えば前述の論文では250〜360
keVでドーズ量2.5〜10×1014cm-2、ウインド
ウ領域に多くの結晶欠陥を引き起こし、これを起因とす
る半導体レーザの劣化が生じてしまう。
However, when a window structure semiconductor laser is manufactured by implanting P ions into a general multiple quantum well structure (superlattice structure), it must be implanted with a large energy. 360
At a keV dose of 2.5 to 10 × 10 14 cm −2 , many crystal defects are caused in the window region, resulting in deterioration of the semiconductor laser.

【0010】本発明の目的は、ウインドウ領域で光の吸
収がなくかつ高信頼なウインドウ構造半導体レーザを得
ることにある。
It is an object of the present invention to provide a highly reliable semiconductor laser having a window structure which does not absorb light in a window region.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に自然超格子構造を有するIII −V族化合物半導体の活
性層を含む半導体層を形成する工程と、前記活性層の一
部にIII 族またはV族イオンを注入する 工程と、アニ
ールによりイオン注入された部分の前記活性層の自然超
格子構造を無秩序化する工程と、前記イオン注入された
部分にレーザ共振器端面を作製する工程とを有すること
を特徴とする半導体レーザの製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a step of forming a semiconductor layer including an active layer of a III-V compound semiconductor having a natural superlattice structure on a semiconductor substrate; Implanting group-V or group-V ions, disordering the natural superlattice structure of the active layer in the portion implanted by annealing, and fabricating a laser cavity end face in the ion-implanted portion. A method for manufacturing a semiconductor laser.

【0012】または、自然超格子構造を有するIII −V
族化合物半導体として、AlGaInPまたはGaIn
Pを形成することを特徴とする前述の半導体レーザの製
造方法である。
Or III-V having a natural superlattice structure
AlGaInP or GaIn as the group III compound semiconductor
A method for manufacturing a semiconductor laser as described above, wherein P is formed.

【0013】または、イオン注入をするイオンがNイオ
ンまたはBイオンであることを特徴とする前述の半導体
レーザの製造方法である。
Alternatively, in the above-described method for manufacturing a semiconductor laser, the ions to be implanted are N ions or B ions.

【0014】あるいは、自然超格子構造を有するIII −
V族結晶でなる活性層を備え、光の反射あるいは出射面
となるレーザ共振器端面領域にのみIII 族またはV族イ
オンが注入され、注入部の自然超格子構造が無秩序化さ
れていることを特徴とする半導体レーザである。
Alternatively, III- having a natural superlattice structure
An active layer made of a group V crystal is provided, and group III or group V ions are implanted only in the laser cavity facet region which becomes a light reflection or emission surface, and that the natural superlattice structure of the implanted portion is disordered. It is a semiconductor laser characterized by the following.

【0015】または、自然超格子構造がAlGaInP
またはGaInPの自然超格子であることを特徴とする
前述の半導体レーザである。
Alternatively, the natural superlattice structure is AlGaInP
Alternatively, the semiconductor laser is a GaInP natural superlattice.

【0016】[0016]

【作用】本発明においては、自然超格子層をイオン注入
により無秩序化しているので、ウインドウ領域の損傷を
低減できる。特にPイオンより軽いNイオンを用いてイ
オン注入するとウインドウ領域の損傷を一層低減でき
る。例えば(Al0.6 Ga0.4 0.5 In0.5 Pクラッ
ド0.2μm を通し活性層にイオン注入を行うためには
Pイオンでは180keVのエネルギーが必要であるが
Nイオンでは100keVのエネルギーで良い。これに
よって、半導体レーザの高信頼な動作が可能となる。無
秩序化の程度はイオンの注入量によって決まる。
In the present invention, since the natural superlattice layer is disordered by ion implantation, damage to the window region can be reduced. In particular, when ion implantation is performed using N ions lighter than P ions, damage to the window region can be further reduced. For example, in order to perform ion implantation into the active layer through 0.2 μm of (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad, energy of 180 keV is required for P ions, but energy of 100 keV is sufficient for N ions. This enables a highly reliable operation of the semiconductor laser. The degree of disorder depends on the amount of implanted ions.

【0017】なお、従来、例えば平山ら(ジャパニーズ
ジャーナル オブ アプライドフィジクス(Japa
nese Journal of Applied P
hysics)誌第24巻第11号1498頁−150
2頁(1985年))によると、Bイオンのイオン注入
ではGaAs/AlAsの多重量子井戸の無秩序化は見
られていなかった。またBイオンとほぼ同じ質量を持ち
結晶の構成元素と同じくIII −V元素であるNイオンも
同様に無秩序化はみられないと考えられていた。
Conventionally, for example, Hirayama et al. (Japanese Journal of Applied Physics (Japanese)
nice Journal of Applied P
physics, Vol. 24, No. 11, pp. 1498-150
According to page 2 (1985), no disordering of the GaAs / AlAs multiple quantum well was observed in the ion implantation of B ions. It has also been considered that N ions, which have substantially the same mass as B ions and are III-V elements as well as the constituent elements of the crystal, do not show disorder.

【0018】ところが、自然超格子の無秩序化に関しN
イオンのイオン注入およびアニールは有効である。これ
は、一般の多重量子井戸(超格子)に比べ、自然超格子
は一原子層と十分薄い単位で構成されているためである
と考えられる。この為にNイオンのイオン注入およびア
ニールによるウインドウ構造半導体レーザが実現でき
る。Bイオンについても同様である。
However, regarding the disorder of the natural superlattice, N
Ion implantation and annealing are effective. This is considered to be because the natural superlattice is composed of one atomic layer and a sufficiently thin unit as compared with a general multiple quantum well (superlattice). For this reason, a window-structure semiconductor laser can be realized by ion implantation of N ions and annealing. The same applies to B ions.

【0019】またPイオンを用いた場合でも、自然超格
子を無秩序化する場合は通常の超格子に比べ少ないイオ
ン注入量でよく、イオン注入領域の損傷を低減すること
ができる。
Even when P ions are used, when the natural superlattice is disordered, a smaller amount of ion implantation is required as compared with a normal superlattice, and damage to the ion implantation region can be reduced.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1,図2を用い
て説明する。図1(a)〜(c)は本発明の半導体レー
ザの製造方法の実施例を説明するための横方向からみた
断面図、図2は本発明の半導体レーザの製造方法の実施
例を説明するための構造図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views viewed from a lateral direction for explaining an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, and FIG. 2 illustrates an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention. FIG.

【0021】まず製造方法について説明する。まず図1
(a)に示すように、n−GaAs基板1上に、例えば
MOVPE法によってn−AlGaInPクラッド層
2、GaInP活性層3、p−AlGaInPクラッド
層4、GaInPエッチングストッパ層5、GaAsキ
ャップ層11を順次形成する。次に図1(b)に示すよ
うに、キャップ層11上にSiO2 膜12、フォトレジ
スト13を形成し、フォトリソグラフィ技術とエッチン
グ技術によってストライプ状の開口部14を部分的に形
成し、さらにSiO2 膜12およびフォトレジスト13
をマスクとし上面よりNイオンのイオン注入を行う。
First, the manufacturing method will be described. First, Figure 1
1A, an n-AlGaInP cladding layer 2, a GaInP active layer 3, a p-AlGaInP cladding layer 4, a GaInP etching stopper layer 5, and a GaAs cap layer 11 are formed on an n-GaAs substrate 1 by, for example, MOVPE. Form sequentially. Next, as shown in FIG. 1B, an SiO 2 film 12 and a photoresist 13 are formed on the cap layer 11, and a stripe-shaped opening 14 is partially formed by a photolithography technique and an etching technique. SiO 2 film 12 and photoresist 13
Is used as a mask to implant N ions from the upper surface.

【0022】次に図1(c)に示す様にフォトレジスト
13およびSiO2 膜12、キャップ層11を除去し、
その上にP−AlGaInPクラッド層6をMOVPE
法により成長する。このクラッド層の成長がイオン注入
後のアニールを兼ねる。ただし、アニールを成長とは別
に行うことも可能である。
Next, as shown in FIG. 1C, the photoresist 13, the SiO 2 film 12, and the cap layer 11 are removed.
A P-AlGaInP cladding layer 6 is formed thereon by MOVPE.
Grow by law. The growth of this cladding layer also serves as annealing after ion implantation. However, the annealing can be performed separately from the growth.

【0023】次に、図2に示すようにメサ形成プロセス
によりメサ21を形成する。図3に示す構造図のよう
に、その後n−GaAs電流ブロック層7、p−GaA
sキャップ層8を形成する。さらにn電極10、p電極
9を形成し、ウインドウ領域15にて劈開し、各チップ
に分離する。こうして両端面部にウインドウ構造をもつ
半導体レーザが完成する。
Next, as shown in FIG. 2, a mesa 21 is formed by a mesa forming process. As shown in the structural diagram of FIG. 3, the n-GaAs current blocking layer 7 and the p-GaAs
An s cap layer 8 is formed. Further, an n-electrode 10 and a p-electrode 9 are formed, cleaved at the window region 15, and separated into chips. Thus, a semiconductor laser having a window structure at both end surfaces is completed.

【0024】図4は本発明の効果を示す図である。横軸
はドーズ量、縦軸はフォトルミネッサンスピーク波長で
ある。Nイオンのイオン注入後アニールを行うことによ
ってPLピーク波長が60meV高エネルギー側にシフ
トし、バンドギャップエネルギーが増大している。
FIG. 4 is a diagram showing the effect of the present invention. The horizontal axis is the dose, and the vertical axis is the photoluminescence peak wavelength. By performing annealing after ion implantation of N ions, the PL peak wavelength shifts to the high energy side of 60 meV, and the band gap energy increases.

【0025】この発明によって得られる半導体レーザは
ウインドウ領域にIII またはV族元素以外の元素を含ま
ないため自由キャリア吸収が無く、閾値電流の増大、ス
ロープ効率の減少を抑制できる。さらに、質量の軽いN
イオンのイオン注入でウインドウ領域を形成できるた
め、ウインドウ領域における損傷の少ないすなわち高信
頼な半導体レーザの動作が実現できる。
The semiconductor laser obtained according to the present invention does not contain any element other than the group III or V element in the window region, so that there is no free carrier absorption, so that an increase in threshold current and a decrease in slope efficiency can be suppressed. In addition, light N
Since the window region can be formed by ion implantation of ions, operation of the semiconductor laser with less damage in the window region, that is, highly reliable, can be realized.

【0026】なお、上記実施例ではNイオンのイオン注
入およびその後のアニールによるウインドウ領域の形成
について述べたが、Nイオンと同等の質量をもつIII 族
元素であるBイオンのイオン注入によっても同様の効果
がある。
In the above embodiment, the window region is formed by ion implantation of N ions and subsequent annealing. However, the same applies to the ion implantation of B ions which are group III elements having the same mass as N ions. effective.

【0027】図5は本発明の効果を示す図である。III
族またはV族イオンでGaInP自然超格子構造を無秩
序化した場合とGaAs/AlGaAsの通常の超格子
の場合を比較したものである。横軸は注入イオンの原子
番号、縦軸はバンドギャップが60meV高エネルギー
側にシフトするのに必要な注入イオン密度である。図に
おいてGaAs/AlGaAs量子井戸(ウェル厚3n
m)のデータはH.Leier(ジャーナル オブ ア
プライド フィジクス(Journal ofAppl
ied Physics)誌第67巻第4号1805頁
−1813頁、1990年)によるもので注入イオン、
Ne(原子番号10)、Mg(同12)、Ar(同1
8)、Zn(同30)について白丸がでた。本発明の自
然超格子へのイオン注入例として、イオンをN(原子番
号7)、P(同15)、Ga(同31)とした場合につ
いて図に黒丸で示した。バンドギャップが60meV高
エネルギー側にシフトするのに必要な注入イオン密度
は、単原子層超格子である自然超格子の場合、ウェル厚
3nmの量子井戸に比べ2桁以上小さい。したがって自然
超格子を用いれば少ないイオン注入量でウインドウ構造
を実現できる。
FIG. 5 is a diagram showing the effect of the present invention. III
FIG. 4 is a comparison of the case where the GaInP natural superlattice structure is disordered with group V or group V ions and the case of a normal GaAs / AlGaAs superlattice. The horizontal axis represents the atomic number of the implanted ions, and the vertical axis represents the implanted ion density required for shifting the band gap to the high energy side of 60 meV. In the figure, a GaAs / AlGaAs quantum well (well thickness 3 n
The data of m. Leier (Journal of Applied Physics)
ied Physics, Vol. 67, No. 4, pp. 1805-1813, 1990).
Ne (atomic number 10), Mg (12), Ar (1)
8), white circles appeared for Zn (30). As an example of ion implantation into the natural superlattice according to the present invention, the case where the ions are N (atomic number 7), P (15), and Ga (31) are shown by black circles in the figure. The implanted ion density required for shifting the band gap to the high energy side of 60 meV is at least two orders of magnitude smaller in the case of a natural superlattice which is a monoatomic layer superlattice than in a quantum well having a well thickness of 3 nm. Therefore, if a natural superlattice is used, a window structure can be realized with a small amount of ion implantation.

【0028】この発明によって得られる半導体レーザは
ウインドウ領域にIII 族またはV族元素以外の元素を含
まないため自由キャリア吸収が無く、閾値電流の増大、
スロープ効率の減少を抑制できる。さらに、多重量子井
戸に比べ少ない注入量でウインドウ領域を形成できるた
め、ウインドウ領域における損傷を起因とする劣化の無
い、すなわち高信頼な半導体レーザの動作が実現でき
る。
The semiconductor laser obtained by the present invention has no free carrier absorption since the window region does not contain any element other than the group III or V element, so that the threshold current increases.
A decrease in slope efficiency can be suppressed. Further, since the window region can be formed with a smaller injection amount than in the multiple quantum well, it is possible to realize the operation of the semiconductor laser without deterioration due to damage in the window region, that is, with high reliability.

【0029】なお、上記実施例ではNイオン、Pイオ
ン、Gaイオンのイオン注入およびその後のアニールに
よるウインドウ領域の形成について述べたが、他のIII
族またはV族イオンでも同様の効果が得られる。
In the above embodiment, the window region is formed by ion implantation of N ions, P ions, and Ga ions and subsequent annealing.
A similar effect can be obtained with a group V or group V ion.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、この発明によって得られ
る半導体レーザはウインドウ領域の活性層の自然超格子
をIII −V族元素のイオン注入により無秩序化している
ので、注入量が通常の超格子に比べ2桁以上小さくてす
み損傷が少なく、かつウインドウ領域にIII またはV族
元素以外の元素を含まないため自由キャリア吸収が無
く、閾値電流の増大、スロープ効率の減少を抑制でき
た。さらに、質量の軽いNイオンやBイオンのイオン注
入でウインドウ領域を形成すると、ウインドウ領域にお
ける損傷のより少ないすなわちより高信頼な半導体レー
ザの動作が実現できた。
As described above, in the semiconductor laser obtained by the present invention, the natural superlattice of the active layer in the window region is disordered by ion implantation of a group III-V element. In this case, the damage was small by more than two orders of magnitude and the window region contained no element other than the group III or V element, so that there was no free carrier absorption and the increase in threshold current and the decrease in slope efficiency could be suppressed. Further, when the window region is formed by ion implantation of N ions or B ions having a small mass, operation of the semiconductor laser with less damage in the window region, that is, more reliable operation can be realized.

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

【図1】本発明の半導体レーザの製造方法を説明するた
めの横方向からみた断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, as viewed from a lateral direction.

【図2】本発明の半導体レーザの製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention.

【図3】端面の自然超格子の無秩序化によるウインドウ
構造半導体レーザの構造図である。
FIG. 3 is a structural diagram of a window-structure semiconductor laser obtained by disordering a natural superlattice on an end face.

【図4】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the effect of the present invention.

【図5】本発明の効果を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an effect of the present invention.

【図6】従来のウインドウ構造半導体レーザの製造方法
を示す横方向からみた断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a conventional window-structure semiconductor laser as viewed from the lateral direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaAs基板 2 n−AlGaInPクラッド層 3 GaInP活性層 4 p−AlGaInPクラッド層 5 GaInPエッチングストッパ層 6 p−AlGaInPクラッド層 7 n−GaAs電流ブロック層 8 p−GaAsキャップ層 9 p電極 10 n電極 11 GaAsキャップ 12 SiO2 マスク 13 フォトレジスト 14 開口部 15 ウインドウ領域 16 SiNマスク 17 Zn拡散源ZnO:SiO2 18 SiO2 キャップ 19 開口部 20 共振器端面 21 メサ 22 イオン注入Reference Signs List 1 n-GaAs substrate 2 n-AlGaInP cladding layer 3 GaInP active layer 4 p-AlGaInP cladding layer 5 GaInP etching stopper layer 6 p-AlGaInP cladding layer 7 n-GaAs current blocking layer 8 p-GaAs cap layer 9 p electrode 10 n Electrode 11 GaAs cap 12 SiO 2 mask 13 Photoresist 14 Opening 15 Window area 16 SiN mask 17 Zn diffusion source ZnO: SiO 2 18 SiO 2 cap 19 Opening 20 Resonator end face 21 Mesa 22 Ion implantation

フロントページの続き (72)発明者 上野 芳康 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−152675(JP,A) 特開 昭60−62179(JP,A) 特開 平5−129721(JP,A) 特開 平1−319981(JP,A)Continuation of the front page (72) Inventor Yoshiyasu Ueno 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation (56) References JP-A-5-152675 (JP, A) JP-A-60-62179 (JP, A) JP-A-5-129721 (JP, A) JP-A-1-319981 (JP, A)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に自然超格子構造を有するII
I −V族化合物半導体の活性層を含む半導体層を形成す
る工程と、前記活性層の一部にIII 族またはV族イオン
を注入する工程と、アニールによりイオン注入された部
分の前記活性層の自然超格子構造を無秩序化する工程
と、前記イオン注入された部分にレーザ共振器端面を作
製する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの
製造方法。
1. A semiconductor substrate having a natural superlattice structure on a semiconductor substrate.
A step of forming a semiconductor layer including an active layer of an IV group compound semiconductor; a step of implanting a group III or group V ion into a part of the active layer; A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising: disordering a natural superlattice structure; and fabricating a laser cavity facet in the ion-implanted portion.
【請求項2】自然超格子構造を有するIII −V族化合物
半導体として、AlGaInPまたはGaInPを形成
することを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein AlGaInP or GaInP is formed as the group III-V compound semiconductor having a natural superlattice structure.
【請求項3】イオン注入をするイオンがNイオンまたは
Bイオンであることを特徴とする請求項1記載の半導体
レーザの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the ions to be implanted are N ions or B ions.
【請求項4】自然超格子構造を有するIII −V族結晶で
なる活性層を備え、光の反射あるいは出射面となるレー
ザ共振器端面領域にのみIII 族またはV族イオンが注入
され、注入部の自然超格子構造が無秩序化されているこ
とを特徴とする半導体レーザ。
4. An active layer comprising a group III-V crystal having a natural superlattice structure, wherein a group III or group V ion is implanted only into a laser cavity facet region which becomes a light reflection or emission surface. Wherein the natural superlattice structure of the semiconductor laser is disordered.
【請求項5】自然超格子構造がAlGaInPまたはG
aInPの自然超格子であることを特徴とする請求項4
記載の半導体レーザ。
5. A natural superlattice structure having AlGaInP or G
5. A natural superlattice of aInP.
A semiconductor laser as described in the above.
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JPH01319981A (en) * 1988-06-21 1989-12-26 Hitachi Ltd Semiconductor laser and manufacture thereof
JPH05129721A (en) * 1991-10-30 1993-05-25 Sony Corp Semiconductor laser and manufacture thereof
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