JP3195715B2 - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ素子及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＤプレーヤー等に使
用される半導体レーザ素子及びその製造方法関し、更に
詳しくは、高特性，低動作電圧で長寿命の半導体レーザ
素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザ素子１０１の構造は
図７に示すように、例えばｎ型ＧａＡｓよりなる基板１
０２上に、Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓよりなるバッファ層
１０３，Ｓｅドープｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓよりなる下
クラッド層１０４，Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓよりなる活性
層１０５，ＺｎドープＰ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓよりなる
上クラッド層１０６，Ｓｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓより
なる電流ブロック層１０７等の半導体多層膜１０８が積
層されており、更にその上にＺｎドープＰ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓよりなるクラッド層１０９，ＺｎドープＰ型
ＧａＡｓよりなるコンタクト層１１０が順次積層されて
いる。そして半導体レーザ素子上下面には、例えばＡｕ
‐ＧｅやＡｕ‐Ｚｎ等よりなるｐ電極１１１とｎ電極１
１２が形成されている。
【０００３】上記半導体レーザ素子の製造方法は図８
（ａ）乃至（ｄ）に示すように、まず例えばｎ型ＧａＡ
ｓよりなるウエハ状の基板１０２ａ上に、Ｓｅドープｎ
型ＧａＡｓよりなるバッファ層（２μｍ）１０３，Ｓｅ
ドープｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓよりなる下クラッド層
（１μｍ）１０４，Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓよりなる活性
層（０．０８μｍ）１０５，ＺｎドープＰ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓよりなる上クラッド層（０．３μｍ）１０
６，Ｓｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓよりなる電流ブロック
層（１μｍ）１０７等の半導体多層膜１０８を有機金属
化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により順次成長した
後、電流ブロック層１０７を貫通するようにストライプ
状の溝（上部の幅約４μｍ）１１３をエッチングにより
形成する。
【０００４】そして、その上にＺｎドープＰ型Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓよりなるクラッド層（ストライプ溝の内側
２μｍ，外側１μｍ）１０９，ＺｎドープＰ型ＧａＡｓ
よりなるコンタクト層（４５μｍ）１１０を液相エピタ
キシャル成長法（以下、ＬＰＥ成長法と言う。）により
順次成長する。最後に、例えばＡｕ‐ＧｅやＡｕ‐Ｚｎ
等よりなるｐ電極１１１とｎ電極１１２を形成した後、
分割して個々の半導体レーザ素子を得る。
【０００５】上記半導体レーザ素子の製造方法のうちＬ
ＰＥ成長法を用いる工程は、図９（ａ）乃至（ｄ）に示
すように、カーボン製の成長スライドボード１１５によ
り行う。基台１１６の窪みには半導体多層膜を成長した
基板１０２ｂがセットされており、成長融液溜にはＬＰ
Ｅ成長クラッド層成長用融液１１７とコンタクト層成長
用融液１１８がセットされている。液相エピタキシャル
成長（以下、ＬＰＥ成長と言う。）は、徐々に温度を下
げながら行い、所定の時間又は温度になった時点でスラ
イド棒１１９によりスライダー１２０を引くことで成長
融液１１７，１１８を切替える。最後に、更にスライダ
ー１２０を引くことで成長融液１１８を基板１０２ｂか
ら取り除き成長を終了する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体発光
素子おいては、下記に示すような問題点があった。
【０００７】（１）従来例に示すような半導体レーザ素
子は、ＬＰＥ成長クラッド層やコンタクト層のＰ型不純
物としてＺｎを用いているが、Ｚｎは蒸気圧が高いため
蒸発し易く、従って成長融液にチャージしておいても融
液中の濃度が安定しないという問題点があった。
【０００８】（２）上記Ｐ型不純物のＺｎは固相中での
拡散が激しく、高温での成長中に下部の半導体多層膜へ
拡散しキャリア濃度に影響を与え、その結果半導体レー
ザ素子の設計構造からのズレの原因となると共に再現性
が低下するという問題点があった。
【０００９】（３）従来例に示すような半導体レーザ素
子のコンタクト層厚は、４５μｍとかなり厚く成長させ
るため、その成長には長時間を有する。ところが、時間
と共に成長温度は下がって行くので成長層中にＰ型不純
物のＺｎが取り込まれる量は次第に減少する。従って成
長するに従いコンタクト層の抵抗が高くなり、その結果
半導体レーザ素子の動作電圧が高くなるという問題点が
あった。
【００１０】（４）上記コンタクト層の成長終了時にス
ライダーを引くことでコンタクト層成長融液を半導体多
層膜を成長した基板から取り除き成長を終了させる手法
は、コンタクト層成長の際、基板周囲に非常に細く高く
成長する周辺部成長（エッジグロース）部分によりスラ
イダーの底部を傷つけ、次回以後の成長の際に成長不良
を起こす原因となるという問題点があった。
【００１１】（５）一般的な半導体レーザ素子に於ける
レーザ光発振用の活性層は、レーザ光出射端面の略中央
に配置する方が特性の向上，活性層に係る応力の緩和及
び動作寿命の改善等に有利である。ところが、従来例に
示すような半導体レーザ素子及びその製造方法で活性層
を略中央に配置しようとすると、コンタクト層を４５μ
ｍと厚く成長させなければならず、この成長中にＰ型不
純物のＺｎが下部の半導体多層膜へ拡散し、半導体レー
ザ素子の特性が劣化するという問題点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたもので、半導体レーザ素子及びその製造
方法において、 （１）N型電流ブロック層と、そのN型電流ブロック層上
にP型クラッド層、コンタクト層を有したものであっ
て、従来のＰ型不純物としてＺｎに代わり、Ｍｇをドー
プしたＰ型AlGaAsからなるクラッド層と、同じくP型不
純物としてMgをドープしたP型GaAsからなるコンタクト
層とを有することを特徴とする。
【００１３】（２）レーザ光発振用の活性層はレーザ光
出射端面の略中央に配置されてなることを特徴とする。
【００１４】（３）半導体レーザ素子の製造方法におい
ては、Ｐ型不純物としてＭｇをドープしたＰ型ＡｌＧａ
Ａｓからなるクラッド層を形成する工程と、Ｐ型不純物
としてＭｇをドープしたＰ型ＧａＡｓからなるコンタク
ト層を形成する工程とを有することを特徴とする。 （４）半導体レーザ素子の製造方法においては、クラッ
ド層及びコンタクト層の形成にＬＰＥ成長法を用い、且
つコンタクト層は成長開始温度から室温まで成長する工
程を有することを特徴とする。
【００１５】（５）半導体レーザ素子の製造方法におい
ては、コンタクト層中に存在し、キャリアの濃度の低い
高抵抗部分を有する表面層を除去する工程を含むことを
特徴とする。
【００１６】又、コンタクト層の表面層を５μｍ以上除
去する工程を含むことを特徴とする。（６）半導体レー
ザ素子の製造方法においては、レーザ光発振用の活性層
がレーザ光出射端面の略中央に配置される様に形成する
ことを特徴とする。
【００１７】
【作用】本発明は、半導体レーザ素子及びその製造方法
において、 （１）従来のＰ型不純物としてのＺｎに代わり、Ｍｇを
ドープしたＰ型ＡｌＧａＡｓからなるクラッド層と、同
じくＰ型不純物としてＭｇをドープしたＰ型ＧａＡｓか
らなるコンタクト層とにより形成されている。Ｍｇの蒸
気圧はＺｎに比べて低いので、成長融液にチャージして
おいても融液中の濃度は安定する。
【００１８】又、Ｐ型不純物のＭｇは固相中ではＺｎに
くらべて拡散が少ないので、高温での成長中に下部の半
導体多層膜への影響は抑制される。
【００１９】（２）クラッド層及びコンタクト層はＬＰ
Ｅ成長法により形成され、且つコンタクト層は成長開始
温度から室温まで成長するので、成長終了時にスライダ
ーを引く必要は無く、成長不良の原因となるスライダー
底部の傷は付かない。
【００２０】（３）コンタクト層中に存在し、キャリア
の濃度の低い高抵抗部分を有する表面層を除去するか、
或いは層厚５μｍ以上の表面層を除去しているので、成
長層の抵抗が高くなった部分を効率的に除去できる。 （４）レーザ光発振用の活性層はレーザ光出射端面の略
中央に配置されているので、本発明の半導体レーザ素子
を例えばＭＤプレイヤー等に用いても、ＭＤディスクか
らの戻り光がレーザ光出射端面に戻ってトラッキングエ
ラーを発生するのを防止することができる。
【００２１】又、半導体レーザ素子自体の厚みを厚くで
きるので、製造工程に於けるウエハ状の基板の割れ対策
にもなる。
【００２２】更に、レーザ光発振用の活性層が、両電極
から最も離れた位置に形成されているので、外部への半
導体レーザ素子の実装時に活性層に係る応力を軽減する
ことができる。
【００２３】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
尚、本実施例では活性層のＡｌ混晶比を０．１３，クラ
ッド層のＡｌ混晶比を０．５に設定しているが、Ａｌ混
晶比は、両層共０以上で、且つクラッド層のＡｌ混晶比
が活性層より大きい範囲であれば任意に設定できる。
【００２４】図１は本発明の実施例において形成された
半導体レーザ素子の斜視図である。 本実施例の半導体レーザ素子１の構造は、例えばｎ型Ｇ
ａＡｓよりなる基板２上に、Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓよ
りなるバッファ層３，Ｓｅドープｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａ
ｓよりなる下クラッド層４，Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓより
なる活性層５，ＺｎドープＰ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓより
なる上クラッド層６，Ｓｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓより
なる電流ブロック層７等の半導体多層膜８が積層されて
おり、更にその上にＭｇドープＰ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
よりなるクラッド層９，ＭｇドープＰ型ＧａＡｓよりな
るコンタクト層１０が順次積層されている。そして半導
体レーザ素子上下面には、例えばＡｕ‐ＧｅやＡｕ‐Ｚ
ｎ等よりなるｐ電極１１とｎ電極１２が形成されてい
る。
【００２５】次に、本発明の実施例における半導体レー
ザ素子の製造方法について詳細に説明する。
【００２６】図２（ａ）乃至（ｅ）は本実施例を用いた
半導体レーザ素子の製造方法を示す手順図である。
【００２７】図２（ａ）に示すようにまず例えばｎ型Ｇ
ａＡｓよりなるウエハ状の基板２ａ上に、Ｓｅドープｎ
型ＧａＡｓよりなるバッファ層（２μｍ）３，Ｓｅドー
プｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓよりなる下クラッド層（１μ
ｍ）４，Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａｓよりなる活性層（０．０
８μｍ）５，ＺｎドープＰ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓよりな
る上クラッド層（０．３μｍ）６，Ｓｅドープｎ型Ａｌ
ＧａＡｓよりなる電流ブロック層（１μｍ）７等の半導
体多層膜８を有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）
により順次成長する。
【００２８】次に、図２（ｂ）に示すように電流ブロッ
ク層７を貫通するようにストライプ状の溝（上部の幅約
４μｍ）１３をエッチングにより形成する。
【００２９】そして、図２（ｃ）に示すようにＭｇドー
プＰ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓよりなるクラッド層（ストラ
イプ溝の内側２μｍ，外側１μｍ，）９，ＭｇドープＰ
型ＧａＡｓよりなるコンタクト層（５０μｍ）１０をＬ
ＰＥ成長法により順次成長する。
【００３０】更に、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように
コンタクト層１０の表面付近の高抵抗層１４を、例えば
エッチング又は機械的研磨等の手法を用いて除去する。
【００３１】最後に、図２（ｅ）に示すように例えばＡ
ｕ‐ＧｅやＡｕ‐Ｚｎ等よりなるｐ電極１１とｎ電極１
２を形成した後、分割して個々の半導体レーザ素子を得
る。 図３（ａ）乃至（ｄ）は本発明のポイントのひとつであ
るクラッド層とコンタクト層のＬＰＥ成長の工程を示す
工程図である。
【００３２】図３（ａ）に示すようにＬＰＥ成長はカー
ボン製の成長スライドボード１５により行う。基台１６
の窪みには半導体多層膜を成長した基板２ｂがセットさ
れており、成長融液溜にはＬＰＥ成長クラッド層成長用
融液１７とコンタクト層成長用融液１８がセットされて
いる。
【００３３】次に、図３（ｂ）に示すようにスライド棒
１９によりスライダー２０を引き、ＬＰＥ成長クラッド
層成長用融液１７と基板２ｂとを接触させて徐々に温度
を下げながらクラッド層のＬＰＥ成長を行う。
【００３４】更に、図３（ｃ）に示すように所定の時間
又は温度になった時点で、スライド棒１９によりスライ
ダー２０を再び引き、コンタクト層成長用融液１８と基
板２ｂとを接触させて更に徐々に温度を下げながらコン
タクト層のＬＰＥ成長を室温まで行い成長を終了する。
【００３５】上記コンタクト層の成長終了後、図３
（ｄ）に示すようにコンタクト層成長用融液１８中から
基板２ｂを直接取り出すことができるので、基板２ｂ周
囲に非常に細く高く成長する周辺部成長（エッジグロー
ス）部分によりスライダー２０の底部の損傷は防止でき
る。
【００３６】図４は本実施例で用いたＬＰＥ成長工程で
のクラッド層及びコンタクト層の成長温度プロファイル
図である。
【００３７】図から明らかなように本実施例では、０．
５℃／分の速度で８００℃まで昇温した後、ＬＰＥ成長
融液中で溶媒となるＧａにＡｌ，Ａｓの供給源であるＧ
ａＡｓやＰ型不純物のＭｇ等を十分に溶かし込み安定さ
せる目的で８００℃‐８０分保持する。次に、クラッド
層の成長開始温度である７９６℃まで０．５℃／分の速
度で徐冷後、ＬＰＥ成長融液の温度が安定するまで７９
６℃‐５分保持しながらクラッド層のＬＰＥ成長を開始
する。更に、０．５℃／分の速度で徐々に温度を下げな
がらクラッド層のＬＰＥ成長を行い、引き続いてコンタ
クト層を同様に０．５℃／分の速度で徐々に温度を下げ
ながら室温までＬＰＥ成長を行っている。
【００３８】尚、上記ＬＰＥ成長温度は約７００乃至８
５０℃までの範囲で任意に設定可能であり、成長温度プ
ロファイルも成長条件により任意に設定できることはも
ちろんである。
【００３９】図５は本実施例を用いた半導体レーザ素子
と従来技術による半導体レーザ素子とのＩ‐Ｖ特性の比
較図である。
【００４０】従来のＰ型不純物のＺｎをドープしたＰ型
ＧａＡｓよりなるコンタクト層を使った場合の半導体レ
ーザ素子のＩ‐Ｖ特性に較べて、本発明のＰ型不純物の
ＭｇをドープしたＰ型ＧａＡｓよりなるコンタクト層を
用いた半導体レーザ素子のＩ‐Ｖ特性が改善されてい
る。
【００４１】図６は本実施例で得られた半導体レーザ素
子のコンタクト層に於けるキャリア濃度プロファイル図
である。
【００４２】図から明らかなようにコンタクト層のキャ
リア濃度は、コンタクト層の表面方向に進むにつれて当
初の約１×１０19ｃｍ-3から徐々に減少し、表面から約
５μｍでキャリア濃度は約７×１０18ｃｍ-3まで減少す
る。更に、表面から約２μｍからキャリア濃度は急激に
減少する傾向がある。 本実施例では、従来の半導体レーザ素子と同程度の動作
電圧が確保できるキャリア濃度は約７×１０18ｃｍ-3で
ある。故に、本実施例においてコンタクト層の表面付近
の高抵抗層を除去する場合、コンタクト層表面を約５μ
ｍ除去してやれば十分であることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、 （１）Ｐ型不純物のＺｎに代わり、ＭｇをドープしたＰ
型ＡｌＧａＡｓからなるクラッド層と、Ｍｇをドープし
たＰ型ＧａＡｓからなるコンタクト層とを用いて半導体
レーザ素子を構成している。Ｍｇの蒸気圧はＺｎに比べ
て低いので、成長融液にチャージしておいても融液中の
濃度は安定する。
【００４４】従って、上記成長層の組成を制御し易くな
る。
【００４５】又、Ｐ型不純物のＭｇは固相中ではＺｎに
くらべて拡散が少ないので、高温での成長中に下部の半
導体多層膜への影響は抑制される。
【００４６】従って、所望の素子の設計特性を得ること
が可能となる。
【００４７】（２）クラッド層及びコンタクト層はＬＰ
Ｅ成長法により形成され、且つコンタクト層は成長開始
温度から室温まで成長するので、成長終了時に成長スラ
イドボードのスライダーを引く必要は無い。故に、コン
タクト層成長の際、基板周囲に非常に細く高く成長する
周辺部成長（エッジグロース）部分によりスライダーの
底部を傷つけることは無くなる。
【００４８】従って、スライダーは次回以後の成長の際
にも引き続き再使用可能となる。
【００４９】（３）コンタクト層中に存在し、キャリア
の濃度の低い高抵抗部分を有する表面層を除去するか、
或いは層厚５μｍ以上の表面層を除去しているので、成
長層の抵抗が高くなった部分を効率的に除去できる。 従って、半導体レーザの動作電圧は高くならず、動作電
圧の低減が可能になりＩ‐Ｖ特性の改善がはかれる。
【００５０】（４）レーザ光発振用の活性層はレーザ光
出射端面の略中央に配置されているので、本発明の半導
体レーザ素子をＭＤプレイヤー等に用いても、ＭＤディ
スクからの戻り光がレーザ光出射端面に戻ってトラッキ
ングエラーを発生するのを防止することができる。
【００５１】又、半導体レーザ素子自体の厚みを厚くで
きるので、製造工程に於けるウエハ状の基板の割れ対策
にもなる。
【００５２】更に、レーザ光発振用の活性層が、両電極
から最も離れた位置に形成されているので、外部への半
導体レーザ素子の実装時に活性層に係る応力を軽減する
ことができる。
【００５３】従って、半導体レーザ素子の動作寿命改善
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施例による半導体レーザ素
子の斜視図。
【図２】（ａ）乃至（ｅ）は、本発明を適用した実施例
による半導体レーザ素子の製造方法を示す手順図。
【図３】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明を適用した実施例
に於けるクラッド層とコンタクト層のＬＰＥ成長の工程
を示す工程図。
【図４】本発明を適用した実施例で用いたＬＰＥ成長工
程でのクラッド層及びコンタクト層の成長温度プロファ
イル図。
【図５】本発明を適用した実施例で用いた半導体レーザ
素子と従来技術による半導体レーザ素子とのＩ‐Ｖ特性
の比較図。
【図６】本発明を適用した実施例で得られた半導体レー
ザ素子のコンタクト層に於けるキャリア濃度プロファイ
ル図。
【図７】従来例による半導体レーザ素子の斜視図。
【図８】（ａ）乃至（ｄ）は、従来例による半導体レー
ザ素子の製造方法を示す手順図。
【図９】（ａ）乃至（ｄ）は、従来例に於けるクラッド
層とコンタクト層のＬＰＥ成長の工程を示す工程図。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ素子 ２ 基板 ５ 活性層 ８ 半導体多層膜 ９ ＬＰＥ成長クラッド層 １０ コンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮嵜 啓介 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 幡 俊雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 大櫃 義徳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−53605（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−102604（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−91280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−3174（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−289185（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188508（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上にレーザ光発振用のAlyGa1-yAs活
    性層を含む半導体多層膜が形成されてなる半導体レーザ
    素子において、 前記半導体多層膜上に積層されたN型電流ブロック層
    と、 前記N型電流ブロック層を貫通するよう形成されたスト
    ライプ状の溝と、 前記ストライプ状の溝を含む前記N型電流ブロック層上
    に積層され、P型不純物としてMgをドープしたP型AlｘGa
    1-xAs（但し、０≦y＜ｘ≦１）からなるクラッド層と、 前記クラッド層上に積層され、P型不純物としてMgをド
    ープしたP型GaAsからなるコンタクト層と、をこの順で
    積層した構成を有すると共に、 前記レーザ光発振用の活性層はレーザ光出射端面の略中
    央に配置されてなる ことを特徴とする半導体レーザ素
    子。
  2. 【請求項２】 基板上にレーザ光発振用のAlyGa1-yAs活
    性層を含む半導体多層膜が形成されてなる半導体レーザ
    素子の製造方法において、 前記半導体多層膜上に、Ｎ型電流ブロック層を形成する
    工程と、 前記Ｎ型電流ブロック層を貫通するストライプ状の溝を
    形成する工程と、 前記ストライプ状の溝を含む前記電流ブロック層上に、
    Ｐ型不純物としてMgをドープしたP型AlxGa１-xAs（但
    し、０≦ｙ＜ｘ≦１）からなるクラッド層を形成する工
    程と、 前記クラッド層上に、Ｐ型不純物としてMgをドープした
    P型GaAsからなるコンタクト層を形成する工程と、を有
    し、 前記クラッド層及び前記コンタクト層の形成に液相エピ
    タキシャル成長法を用い、且つ前記コンタクト層は成長
    開始温度から室温まで成長してなることを特徴とする半
    導体レーザ素子の製造方法。
  3. 【請求項３】 基板上にレーザ光発振用のAlyGa1-yAs活
    性層を含む半導体多層膜が形成されてなる半導体レーザ
    素子の製造方法において、 前記半導体多層膜上に、Ｎ型電流ブロック層を形成する
    工程と、 前記Ｎ型電流ブロック層を貫通するストライプ状の溝を
    形成する工程と、 前記ストライプ状の溝を含む前記電流ブロック層上に、
    Ｐ型不純物としてMgを ドープしたP型AlxGa１-xAs（但
    し、０≦ｙ＜ｘ≦１）からなるクラッド層を形成する工
    程と、 前記クラッド層上に、Ｐ型不純物としてMgをドープした
    P型GaAsからなるコンタクト層を形成する工程と、 前記コンタクト層中に存在し、キャリア濃度の低い高抵
    抗部分を有する表面層を除去する工程と、を含むことを
    特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
  4. 【請求項４】 基板上にレーザ光発振用のAlyGa1-yAs活
    性層を含む半導体多層膜が形成されてなる半導体レーザ
    素子の製造方法において、 前記半導体多層膜上に、Ｎ型電流ブロック層を形成する
    工程と、 前記Ｎ型電流ブロック層を貫通するストライプ状の溝を
    形成する工程と、 前記ストライプ状の溝を含む前記電流ブロック層上に、
    Ｐ型不純物としてMgをドープしたP型AlxGa１-xAs（但
    し、０≦ｙ＜ｘ≦１）からなるクラッド層を形成する工
    程と、 前記クラッド層上に、Ｐ型不純物としてMgをドープした
    P型GaAsからなるコンタクト層を形成する工程と、 前記コンタクト層中に存在し、キャリア濃度の低い高抵
    抗部分を有する表面層を除去する工程と、を含み、 前記クラッド層及び前記コンタクト層の形成に液相エピ
    タキシャル成長法を用い、且つ前記コンタクト層は成長
    開始温度から室温まで成長してなることを特徴とする半
    導体レーザ素子の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記半導体レーザ素子の製造方法は、前
    記コンタクト層の表面層を約５μm以上除去する工程を
    含むことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載
    の半導体レーザ素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6009113A (en) * 1994-07-18 1999-12-28 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device having clad and contact layers respectively doped with Mg and method for fabricating the same
JP3423203B2 (ja) * 1997-03-11 2003-07-07 シャープ株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP2003086886A (ja) * 2001-07-02 2003-03-20 Sharp Corp 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2003273467A (ja) 2002-03-15 2003-09-26 Toshiba Corp 半導体レーザおよびその製造方法
CN111509560A (zh) * 2020-04-22 2020-08-07 欧菲微电子技术有限公司 垂直腔面发射激光器、制备方法及摄像头模组

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1049127A (en) * 1974-03-05 1979-02-20 Kunio Itoh Semiconductor devices with improved heat radiation and current concentration
US4088514A (en) * 1975-04-17 1978-05-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for epitaxial growth of thin semiconductor layer from solution
JPS58156598A (ja) * 1982-03-09 1983-09-17 Semiconductor Res Found 結晶成長法
EP0412582B1 (en) * 1984-04-24 1993-12-22 Sharp Kabushiki Kaisha A semiconductor laser
JPS61163689A (ja) * 1985-01-14 1986-07-24 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
JPS61276316A (ja) * 1985-05-31 1986-12-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
US4792958A (en) * 1986-02-28 1988-12-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor laser with mesa stripe waveguide structure
JPH01152789A (ja) * 1987-12-10 1989-06-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP2508409B2 (ja) * 1990-11-26 1996-06-19 三菱電機株式会社 半導体レ―ザ装置
JPH05102604A (ja) * 1991-10-11 1993-04-23 Fuji Xerox Co Ltd 半導体レーザ装置
US5369658A (en) * 1992-06-26 1994-11-29 Rohm Co., Ltd. Semiconductor laser
JPH1152789A (ja) * 1997-07-30 1999-02-26 Minolta Co Ltd 画像形成装置

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