JP3215213B2 - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- JP3215213B2 JP3215213B2 JP06059793A JP6059793A JP3215213B2 JP 3215213 B2 JP3215213 B2 JP 3215213B2 JP 06059793 A JP06059793 A JP 06059793A JP 6059793 A JP6059793 A JP 6059793A JP 3215213 B2 JP3215213 B2 JP 3215213B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低価格半導体レーザ装
置に関する。近年、半導体レーザは、通信分野のみなら
ず、光磁気ディスク装置等にも応用されており、光情報
処理全般の高性能化を実現できる光源として大いに期待
されている。
置に関する。近年、半導体レーザは、通信分野のみなら
ず、光磁気ディスク装置等にも応用されており、光情報
処理全般の高性能化を実現できる光源として大いに期待
されている。
【０００２】このような半導体レーザを用いた製品は、
次第に一般に普及するようになると考えられるため、高
性能で安価に製造できることが要求されている。また、
このような重要の中でも、半導体レーザを用いた光通信
が重要であり、高速度大容量通信に対する要求が強い。
したがって、容易に製造でき、高速動作可能のレーザが
要求されている。
次第に一般に普及するようになると考えられるため、高
性能で安価に製造できることが要求されている。また、
このような重要の中でも、半導体レーザを用いた光通信
が重要であり、高速度大容量通信に対する要求が強い。
したがって、容易に製造でき、高速動作可能のレーザが
要求されている。
【０００３】
【従来の技術】基板上に斜面を有し、一回成長で製造で
きる従来の半導体レーザ装置（以下、一回成長ＴＳ型半
導体レーザ装置という）を、図３に示す。
きる従来の半導体レーザ装置（以下、一回成長ＴＳ型半
導体レーザ装置という）を、図３に示す。
【０００４】ｎ型ＧａＡｓ基板２７の結晶成長面のう
ち、図３中の水平な部分は（１００）面、斜面の部分は
（３１１）Ａ面である。ｎ型ＧａＡｓ基板２７上には、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２６およびアンドープＧ
ａＩｎＰ活性層２５を有する。
ち、図３中の水平な部分は（１００）面、斜面の部分は
（３１１）Ａ面である。ｎ型ＧａＡｓ基板２７上には、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２６およびアンドープＧ
ａＩｎＰ活性層２５を有する。
【０００５】基板面方位によってドーパントの取込量が
変化する性質を利用して、ＺｎとＳｅを同時にドーピン
グすることにより、アンドープＧａＩｎＰ活性層２５の
（３１１）Ａ面上にはｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
４ａが、（１００）面上にはｎ型ＡｌＧａＩｎＰリモー
ト接合電流遮蔽層２４が作製されている。
変化する性質を利用して、ＺｎとＳｅを同時にドーピン
グすることにより、アンドープＧａＩｎＰ活性層２５の
（３１１）Ａ面上にはｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２
４ａが、（１００）面上にはｎ型ＡｌＧａＩｎＰリモー
ト接合電流遮蔽層２４が作製されている。
【０００６】さらに、その上にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層２３が作製されている。クラッド層２３の上には
ＺｎとＳｅを同時ドーピングすることにより、（３１
１）Ａ面上にはｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２ａ
が、（１００）面上にはｎ型ＡｌＧａＩｎＰ電流ブロッ
ク層２２が作製されている。さらにその上には、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰｐ側スパイク防止層およびｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層を有している。
ッド層２３が作製されている。クラッド層２３の上には
ＺｎとＳｅを同時ドーピングすることにより、（３１
１）Ａ面上にはｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２２ａ
が、（１００）面上にはｎ型ＡｌＧａＩｎＰ電流ブロッ
ク層２２が作製されている。さらにその上には、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰｐ側スパイク防止層およびｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層を有している。
【０００７】（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ単結
晶を成長させる場合を例にとって、基板面方位によって
ドーパントの取込量が変化する様子を、図４を使って説
明する。縦軸は、作製された結晶のキャリア濃度を示
し、横軸は（１００）面から（１１１）Ａ面への傾きの
角度を示す。●は一定の条件でＳｅをドープしたときの
キャリア濃度、○は同様にＺｎをドープしたときのキャ
リア濃度を示す。
晶を成長させる場合を例にとって、基板面方位によって
ドーパントの取込量が変化する様子を、図４を使って説
明する。縦軸は、作製された結晶のキャリア濃度を示
し、横軸は（１００）面から（１１１）Ａ面への傾きの
角度を示す。●は一定の条件でＳｅをドープしたときの
キャリア濃度、○は同様にＺｎをドープしたときのキャ
リア濃度を示す。
【０００８】Ｓｅドープの場合、（１００）面から（３
１１）Ａ面への成長面の変化に対して、同一ドーパント
量によって取り込まれる不純物ドープ量は次第に減少
し、両端で１桁以上の差を生じる。
１１）Ａ面への成長面の変化に対して、同一ドーパント
量によって取り込まれる不純物ドープ量は次第に減少
し、両端で１桁以上の差を生じる。
【０００９】Ｚｎドープの場合は逆に、同一ドーパント
量によって取り込まれる不純物ドープ量は（３１１）Ａ
面から（１００）面に向かう変化に応じて次第に減少
し、両端で２桁近い差を生じている。
量によって取り込まれる不純物ドープ量は（３１１）Ａ
面から（１００）面に向かう変化に応じて次第に減少
し、両端で２桁近い差を生じている。
【００１０】そこで、図示の実線で示すドーパント量の
ＳｅとＺｎを同時にドープすると、破線に示すような補
償後のキャリア濃度が得られる。（１００）面では、Ｓ
ｅのドープ量がＺｎのドープ量よりも多い。そのため、
ＳｅとＺｎを同時にドープして結晶成長させれば、全体
としてｎ型になる。逆に、（３１１）Ａ面では、Ｚｎの
ドープ量のほうがＳｅのドープ量よりも多いため、全体
としてｐ型になる。
ＳｅとＺｎを同時にドープすると、破線に示すような補
償後のキャリア濃度が得られる。（１００）面では、Ｓ
ｅのドープ量がＺｎのドープ量よりも多い。そのため、
ＳｅとＺｎを同時にドープして結晶成長させれば、全体
としてｎ型になる。逆に、（３１１）Ａ面では、Ｚｎの
ドープ量のほうがＳｅのドープ量よりも多いため、全体
としてｐ型になる。
【００１１】このように、ＺｎとＳｅを同時にドープし
て結晶成長を行なうことにより、（１００）面上にはｎ
型、（３１１）Ａ面上にはｐ型の層を作製することが可
能になる。
て結晶成長を行なうことにより、（１００）面上にはｎ
型、（３１１）Ａ面上にはｐ型の層を作製することが可
能になる。
【００１２】図３に示す従来の一回成長ＴＳ型半導体レ
ーザ装置においては、（１００）面ではｎ型電流ブロッ
ク層２２がｐ型クラッド層２３中に挿入された形になっ
ているため、正孔電流はｎ型電流ブロック層２３を貫通
して流れない。
ーザ装置においては、（１００）面ではｎ型電流ブロッ
ク層２２がｐ型クラッド層２３中に挿入された形になっ
ているため、正孔電流はｎ型電流ブロック層２３を貫通
して流れない。
【００１３】また、（１００）面上には、活性層２５の
上にｎ型リモート接合電流遮蔽層２４が形成され、ｐｎ
接合をＡｌＧａＩｎＰのｎ型リモート接合電流遮蔽層２
４とｐ型クラッド層２３との間に移している。
上にｎ型リモート接合電流遮蔽層２４が形成され、ｐｎ
接合をＡｌＧａＩｎＰのｎ型リモート接合電流遮蔽層２
４とｐ型クラッド層２３との間に移している。
【００１４】ＡｌＧａＩｎＰ中に形成されたｐｎ接合
は、ＧａＩｎＰ層２５中に形成されたｐｎ接合よりも高
い作り付け電位を有する。たとえ、ｐ型クラッド層２３
全体が同電位となっても、電流が流れ出す順バイアス電
圧は、（１００）面上の方が（３１１）Ａ面上よりも高
い。
は、ＧａＩｎＰ層２５中に形成されたｐｎ接合よりも高
い作り付け電位を有する。たとえ、ｐ型クラッド層２３
全体が同電位となっても、電流が流れ出す順バイアス電
圧は、（１００）面上の方が（３１１）Ａ面上よりも高
い。
【００１５】言い代えれば、（３１１）Ａ面上のｐｎ接
合に電流が流れ始めても、（１００）面上のｐｎ接合は
電流が流れない。そのため、活性層２５のうち（３１
１）Ａ面上に作製した部分に電流が集中することによ
り、効率のよいレーザ発振が可能となる。
合に電流が流れ始めても、（１００）面上のｐｎ接合は
電流が流れない。そのため、活性層２５のうち（３１
１）Ａ面上に作製した部分に電流が集中することによ
り、効率のよいレーザ発振が可能となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来の一回成長ＴＳ型
半導体レーザ装置には、電流ブロック層２２とｐ型クラ
ッド層２３間、およびｐ型クラッド層２３とｎ型リモー
ト接合電流遮蔽層２４間にｐｎ接合が存在してる。各ｐ
ｎ接合部分には、ｐｎ接合の空乏層幅に従い、キャパシ
タンスが存在するため、素子全体の高周波特性が悪化す
る。
半導体レーザ装置には、電流ブロック層２２とｐ型クラ
ッド層２３間、およびｐ型クラッド層２３とｎ型リモー
ト接合電流遮蔽層２４間にｐｎ接合が存在してる。各ｐ
ｎ接合部分には、ｐｎ接合の空乏層幅に従い、キャパシ
タンスが存在するため、素子全体の高周波特性が悪化す
る。
【００１７】本発明の目的は、低キャパシタンスの一回
成長ＴＳ型半導体レーザ装置を提供することである。
成長ＴＳ型半導体レーザ装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザ装置は、＜０１１＞方向に延在する（３１１）Ａ面付
近の側面を持つ段差を有する（１００）ＧａＡｓ基板上
に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型クラッド層でその
他の面に沿う部分はｎ型になっている電流ブロック層、
全面がｐ型のｐ型クラッド層、（３１１）Ａ面に沿う部
分はｐ型クラッド層でその他の面に沿う部分はｎ型にな
っているリモート接合電流遮蔽層、全面がアンドープの
活性層、および全面がｎ型導電型のｎ型クラッド層をこ
の順序で有する半導体レーザ装置において、上記全面が
ｐ型のｐ型クラッド層とリモート接合電流遮蔽層との間
に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型でその他の面に沿
う部分は低キャリア濃度であるキャパシタンス低減層を
有することを特徴とする。
ザ装置は、＜０１１＞方向に延在する（３１１）Ａ面付
近の側面を持つ段差を有する（１００）ＧａＡｓ基板上
に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型クラッド層でその
他の面に沿う部分はｎ型になっている電流ブロック層、
全面がｐ型のｐ型クラッド層、（３１１）Ａ面に沿う部
分はｐ型クラッド層でその他の面に沿う部分はｎ型にな
っているリモート接合電流遮蔽層、全面がアンドープの
活性層、および全面がｎ型導電型のｎ型クラッド層をこ
の順序で有する半導体レーザ装置において、上記全面が
ｐ型のｐ型クラッド層とリモート接合電流遮蔽層との間
に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型でその他の面に沿
う部分は低キャリア濃度であるキャパシタンス低減層を
有することを特徴とする。
【００１９】さらに、上記半導体レーザ装置において、
前記電流ブロック層と全面がｐ型のｐ型クラッド層との
間に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型でその他の面に
沿う部分は低キャリア濃度である第２のキャパシタンス
低減層とを有することを特徴とする。
前記電流ブロック層と全面がｐ型のｐ型クラッド層との
間に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型でその他の面に
沿う部分は低キャリア濃度である第２のキャパシタンス
低減層とを有することを特徴とする。
【００２０】
【作用】本発明による一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置
は、斜面以外の部分で順バイアスｐｎ接合界面部分に低
キャリア濃度層を有していること、およびｐｎ接合の作
り付け電位を大きくするために、このｐｎ接合を意図的
にクラッド層中にずらしてあることにより、素子全体の
キャパシタンスを小さくすることが可能となる。
は、斜面以外の部分で順バイアスｐｎ接合界面部分に低
キャリア濃度層を有していること、およびｐｎ接合の作
り付け電位を大きくするために、このｐｎ接合を意図的
にクラッド層中にずらしてあることにより、素子全体の
キャパシタンスを小さくすることが可能となる。
【００２１】低キャリア濃度層を、電流ブロック層の逆
バイアスｐｎ接合界面部分にも設けることにより、さら
に素子全体のキャパシタンスを小さくすることが可能と
なる。
バイアスｐｎ接合界面部分にも設けることにより、さら
に素子全体のキャパシタンスを小さくすることが可能と
なる。
【００２２】
【実施例】本発明の実施例を、図１を使用して説明す
る。（１００）面から（１１１）Ａ面へ６°オフさせた
不純物密度約４×１０18ｃｍ-3のＳｉドープｎ型ＧａＡ
ｓ基板を準備する。このＧａＡｓ基板にＳｉＯ2 をスパ
ッタリングによって堆積させ、ホトリソグラフィによっ
てパターニングしてマスクを形成する。このマスクを用
いた選択エッチングによって、（３１１）Ａ面１１が現
れるように段差を形成する。この場合の段差は約１μｍ
である。その後、マスクは除去する。
る。（１００）面から（１１１）Ａ面へ６°オフさせた
不純物密度約４×１０18ｃｍ-3のＳｉドープｎ型ＧａＡ
ｓ基板を準備する。このＧａＡｓ基板にＳｉＯ2 をスパ
ッタリングによって堆積させ、ホトリソグラフィによっ
てパターニングしてマスクを形成する。このマスクを用
いた選択エッチングによって、（３１１）Ａ面１１が現
れるように段差を形成する。この場合の段差は約１μｍ
である。その後、マスクは除去する。
【００２３】ＧａＡｓ基板２７は、（３１１）Ａ面の領
域１１の両側に（１００）面１２ａ、１２ｂを有するテ
ラス型構造を有する。この（３１１）Ａ面１１上に、半
導体レーザの主要部を形成しつつ、同一プロセスで（１
００）面１２上の電流狭窄構造、光閉じ込め構造も形成
する。
域１１の両側に（１００）面１２ａ、１２ｂを有するテ
ラス型構造を有する。この（３１１）Ａ面１１上に、半
導体レーザの主要部を形成しつつ、同一プロセスで（１
００）面１２上の電流狭窄構造、光閉じ込め構造も形成
する。
【００２４】次に、連続的なＭＯＶＰＥによって、図１
に示すような各層を成長させる。ＩＩＩ族元素のソース
として、ＩＩＩ族元素とエチル基やメチル基との化合物
等を用い、Ｖ族元素のソースとしてホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）やアルシン（ＡｓＨ3 ）等の水素化物を用いる。
ソースガスを切り換えることにより、任意の組成を実現
する。
に示すような各層を成長させる。ＩＩＩ族元素のソース
として、ＩＩＩ族元素とエチル基やメチル基との化合物
等を用い、Ｖ族元素のソースとしてホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）やアルシン（ＡｓＨ3 ）等の水素化物を用いる。
ソースガスを切り換えることにより、任意の組成を実現
する。
【００２５】（３１１）Ａ面上では、ｎ型ＧａＡｓ基板
２７の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、アンド
ープＧａＩｎＰ活性層４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層３ａ、６ａ、２、１ａ、ｐ型ＧａＩｎＰスパイク防止
層２１、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２０がこの順序でエ
ピタキシャルに成長される。これらのエピタキシャル成
長は、ＭＯＶＰＥ反応炉中の一連の工程で行なうことが
できる。
２７の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、アンド
ープＧａＩｎＰ活性層４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層３ａ、６ａ、２、１ａ、ｐ型ＧａＩｎＰスパイク防止
層２１、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２０がこの順序でエ
ピタキシャルに成長される。これらのエピタキシャル成
長は、ＭＯＶＰＥ反応炉中の一連の工程で行なうことが
できる。
【００２６】（１００）面上にも、同一組成の層が積層
されるが、その一部で導電型が（３１１）Ａ面上と異な
っている。（３１１）Ａ面上のｐ型クラッド層３ａと連
続する（１００）面上の層は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰリモ
ート接合層３であり、ｐｎ接合の位置を活性層４内から
このリモート接合層３よりも上へと移動させている。
されるが、その一部で導電型が（３１１）Ａ面上と異な
っている。（３１１）Ａ面上のｐ型クラッド層３ａと連
続する（１００）面上の層は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰリモ
ート接合層３であり、ｐｎ接合の位置を活性層４内から
このリモート接合層３よりも上へと移動させている。
【００２７】（３１１）Ａ面上のｐ型クラッド層６ａに
連続する（１００）面上の層は、低濃度のＡｌＧａＩｎ
Ｐキャパシタンス低減層６である。この層６が、ｎ- 型
であればｐｎ接合はその上面に、ｐ- 型であればｐｎ接
合はその下面に形成される。いずれの場合も、この層は
極めて低い不純物濃度を有し、極めて容易に空乏化され
る。
連続する（１００）面上の層は、低濃度のＡｌＧａＩｎ
Ｐキャパシタンス低減層６である。この層６が、ｎ- 型
であればｐｎ接合はその上面に、ｐ- 型であればｐｎ接
合はその下面に形成される。いずれの場合も、この層は
極めて低い不純物濃度を有し、極めて容易に空乏化され
る。
【００２８】（３１１）Ａ面上のｐ型クラッド層１ａに
連続する（１００）面上の層は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ電
流ブロック層１である。ｐ型コンタクト層２０、ｐ側ス
パイク防止層２１中を輸送されてくる正孔に対して、電
位障壁を形成し、正孔電流をｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１ａ内に狭窄する。
連続する（１００）面上の層は、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ電
流ブロック層１である。ｐ型コンタクト層２０、ｐ側ス
パイク防止層２１中を輸送されてくる正孔に対して、電
位障壁を形成し、正孔電流をｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１ａ内に狭窄する。
【００２９】ｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層５は、ドーピング用原料としてセレン化水素
（Ｈ2 Ｓｅ）をＶＩ／Ｖ比２×１０-6で供給して、キャ
リア濃度が（１００）面では６×１０17ｃｍ-3、（３１
１）Ａ面では１．５×１０17ｃｍ-3となる条件で、成長
温度７１０℃で成長させる。（１００）面１２に沿う部
分の厚さは１．６μｍであり、この時の（３１１）Ａ面
１１に沿う部分の厚さは約２μｍである。
クラッド層５は、ドーピング用原料としてセレン化水素
（Ｈ2 Ｓｅ）をＶＩ／Ｖ比２×１０-6で供給して、キャ
リア濃度が（１００）面では６×１０17ｃｍ-3、（３１
１）Ａ面では１．５×１０17ｃｍ-3となる条件で、成長
温度７１０℃で成長させる。（１００）面１２に沿う部
分の厚さは１．６μｍであり、この時の（３１１）Ａ面
１１に沿う部分の厚さは約２μｍである。
【００３０】アンドープＧａ0.45Ｉｎ0.55Ｐ活性層４
は、（１００）面で約０．０２５μｍ、（３１１）Ａ面
で約０．０３μｍの厚さである。ｎ型リモート接合電流
遮蔽層３およびｐ型クラッド層３ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.
3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐは、ＺｎとＳｅを同時にドープして
成長させる。Ｚｎのドーピング用原料として、ジメチル
亜鉛（ＤＭＺｎ）をＩＩ／ＩＩＩ比０．１で供給し、キ
ャリア濃度が（１００）面では１×１０17ｃｍ-3、（３
１１）Ａ面では１×１０18ｃｍ-3となるようにする。
は、（１００）面で約０．０２５μｍ、（３１１）Ａ面
で約０．０３μｍの厚さである。ｎ型リモート接合電流
遮蔽層３およびｐ型クラッド層３ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.
3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐは、ＺｎとＳｅを同時にドープして
成長させる。Ｚｎのドーピング用原料として、ジメチル
亜鉛（ＤＭＺｎ）をＩＩ／ＩＩＩ比０．１で供給し、キ
ャリア濃度が（１００）面では１×１０17ｃｍ-3、（３
１１）Ａ面では１×１０18ｃｍ-3となるようにする。
【００３１】また、Ｓｅのドーピング用原料としてＨ2
ＳｅをＶＩ／Ｖ比２×１０-6で供給し、キャリア濃度が
（１００）面では６×１０17ｃｍ-3、（３１１）Ａ面で
は１．５×１０17ｃｍ-3となるようにする。
ＳｅをＶＩ／Ｖ比２×１０-6で供給し、キャリア濃度が
（１００）面では６×１０17ｃｍ-3、（３１１）Ａ面で
は１．５×１０17ｃｍ-3となるようにする。
【００３２】このとき、（１００）面１２上ではｎ型で
キャリア濃度約５×１０17ｃｍ-3、（３１１）Ａ面１１
上ではｐ型でキャリア濃度約９×１０17ｃｍ-3になる。
（１００）面上で０．０８２μｍ成長させた時、（３１
１）Ａ面上の厚さは約０．１μｍである。
キャリア濃度約５×１０17ｃｍ-3、（３１１）Ａ面１１
上ではｐ型でキャリア濃度約９×１０17ｃｍ-3になる。
（１００）面上で０．０８２μｍ成長させた時、（３１
１）Ａ面上の厚さは約０．１μｍである。
【００３３】キャパシタンス低減層６およびｐ型クラッ
ド層６ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0. 5 Ｉｎ0.5 Ｐは、Ｚ
ｎとＳｅを同時にドープして成長させる。Ｚｎのドーピ
ング用原料として、ＤＭＺｎをＩＩ／ＩＩＩ比０．０２
で供給して、キャリア濃度が（１００）面では２×１０
16ｃｍ-3、（３１１）Ａ面では２×１０17ｃｍ-3となる
ようにする。
ド層６ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0. 5 Ｉｎ0.5 Ｐは、Ｚ
ｎとＳｅを同時にドープして成長させる。Ｚｎのドーピ
ング用原料として、ＤＭＺｎをＩＩ／ＩＩＩ比０．０２
で供給して、キャリア濃度が（１００）面では２×１０
16ｃｍ-3、（３１１）Ａ面では２×１０17ｃｍ-3となる
ようにする。
【００３４】また、Ｓｅのドーピング用原料としてＨ2
ＳｅをＶＩ／Ｖ比１．５×１０-7で供給して、キャリア
濃度が（１００）面では２×１０16ｃｍ-3、（３１１）
Ａ面では５×１０15ｃｍ-3 となるようにする。
ＳｅをＶＩ／Ｖ比１．５×１０-7で供給して、キャリア
濃度が（１００）面では２×１０16ｃｍ-3、（３１１）
Ａ面では５×１０15ｃｍ-3 となるようにする。
【００３５】このとき、（１００）面１２上ではｐ型不
純物とｎ型不純物がほぼ同数であり、互いに補償される
ことによって５×１０15ｃｍ-3以下のキャリア濃度（導
電型は不明）となる。
純物とｎ型不純物がほぼ同数であり、互いに補償される
ことによって５×１０15ｃｍ-3以下のキャリア濃度（導
電型は不明）となる。
【００３６】（３１１）Ａ面１１上では、ｎ型不純物の
濃度は無視できる程度に低いため、ｐ型でキャリア濃度
約２×１０17ｃｍ-3となる。（１００）面で０．４μｍ
成長させた時、（３１１）Ａ面に沿う部分は約０．４８
μｍの厚さになる。
濃度は無視できる程度に低いため、ｐ型でキャリア濃度
約２×１０17ｃｍ-3となる。（１００）面で０．４μｍ
成長させた時、（３１１）Ａ面に沿う部分は約０．４８
μｍの厚さになる。
【００３７】ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層２は、Ｚｎのドーピング用原料としてＤＭＺ
ｎをＩＩ／ＩＩＩ比０．１で供給し、キャリア濃度が
（１００）面１２上では１×１０17ｃｍ-3、（３１１）
Ａ面１１上では１×１０18ｃｍ -3となる条件で成長させ
る。（１００）面１２上の厚さは約０．４μｍであり、
この時の（３１１）Ａ面１１上の厚さは約０．４８μｍ
になる。
クラッド層２は、Ｚｎのドーピング用原料としてＤＭＺ
ｎをＩＩ／ＩＩＩ比０．１で供給し、キャリア濃度が
（１００）面１２上では１×１０17ｃｍ-3、（３１１）
Ａ面１１上では１×１０18ｃｍ -3となる条件で成長させ
る。（１００）面１２上の厚さは約０．４μｍであり、
この時の（３１１）Ａ面１１上の厚さは約０．４８μｍ
になる。
【００３８】ｎ型電流ブロック層１およびｐ型クラッド
層１ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5Ｉｎ0.5 Ｐは、ｎ型
リモート接合電流遮蔽層３およびｐ型クラッド層３ａと
同一の条件で成長させる。（１００）面１２上の厚さは
約０．８３μｍであり、この時の（３１１）Ａ面１１上
の厚さは約１μｍである。
層１ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5Ｉｎ0.5 Ｐは、ｎ型
リモート接合電流遮蔽層３およびｐ型クラッド層３ａと
同一の条件で成長させる。（１００）面１２上の厚さは
約０．８３μｍであり、この時の（３１１）Ａ面１１上
の厚さは約１μｍである。
【００３９】ｐ側スパイク防止層２１のＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐは、（１００）面１２上の厚さが約０．１μｍで
あり、この時（３１１）Ａ面１１上の厚さは約１．２μ
ｍである。ｎ型ＧａＡｓコンタクト層２０は、（１０
０）面１２上で全膜厚０．５μｍである。
0.5 Ｐは、（１００）面１２上の厚さが約０．１μｍで
あり、この時（３１１）Ａ面１１上の厚さは約１．２μ
ｍである。ｎ型ＧａＡｓコンタクト層２０は、（１０
０）面１２上で全膜厚０．５μｍである。
【００４０】上記のように、各層を成長させた後、素子
間を分離し、ｎ側とｐ側の電極を作製し、へき開後、必
要に応じて端面コーティングしてｎ型電極部をヒートシ
ンクにボンディングする。
間を分離し、ｎ側とｐ側の電極を作製し、へき開後、必
要に応じて端面コーティングしてｎ型電極部をヒートシ
ンクにボンディングする。
【００４１】上記実施例によって作製した一回成長ＴＳ
型半導体レーザ装置は、（３１１）Ａ面上の発光部以外
の（１００）面上のｐｎ接合のうち、順方向バイアスが
付加されるリモート接合電流遮蔽層３上のｐｎ接合の界
面に、低キャリア濃度のキャパシタンス低減層６を有し
ている。
型半導体レーザ装置は、（３１１）Ａ面上の発光部以外
の（１００）面上のｐｎ接合のうち、順方向バイアスが
付加されるリモート接合電流遮蔽層３上のｐｎ接合の界
面に、低キャリア濃度のキャパシタンス低減層６を有し
ている。
【００４２】（１００）面上のＡｌＧａＩｎＰ中に形成
したｐｎ接合は、ＧａＩｎＰ活性層中のｐｎ接合より作
り付け電位が高いため、レーザ装置を順バイアスして発
振させた状態でも、電位障壁を残している。この電位に
よって、キャパシタンス低減層６の少なくとも主要部分
は空乏化する。したがって、素子全体のキャパシタンス
を小さくすることができる。
したｐｎ接合は、ＧａＩｎＰ活性層中のｐｎ接合より作
り付け電位が高いため、レーザ装置を順バイアスして発
振させた状態でも、電位障壁を残している。この電位に
よって、キャパシタンス低減層６の少なくとも主要部分
は空乏化する。したがって、素子全体のキャパシタンス
を小さくすることができる。
【００４３】従来の一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置
（デバイスサイズが３００μｍ×７００μｍ）のキャパ
シタンスが４２０ｐＦである場合、本実施例の半導体レ
ーザ装置のキャパシタンスは１００ｐＦ程度に低減する
ことができる。このとき、発光部近傍のクラッド層の抵
抗率の増加は、ほとんどないため、キャパシタンス低減
層を設けたことによる特性の劣化は少ない。
（デバイスサイズが３００μｍ×７００μｍ）のキャパ
シタンスが４２０ｐＦである場合、本実施例の半導体レ
ーザ装置のキャパシタンスは１００ｐＦ程度に低減する
ことができる。このとき、発光部近傍のクラッド層の抵
抗率の増加は、ほとんどないため、キャパシタンス低減
層を設けたことによる特性の劣化は少ない。
【００４４】次に、他の実施例による第２のキャパシタ
ンス低減層を設けた一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置
を、図２に示す。図２の半導体レーザ装置は、図１に示
す半導体レーザ装置のｎ型電流ブロック層１とｐ型クラ
ッド層２との間の逆方向バイアスが付加されるｐｎ接合
部にも、キャパシタンス低減層を設けたものである。
ンス低減層を設けた一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置
を、図２に示す。図２の半導体レーザ装置は、図１に示
す半導体レーザ装置のｎ型電流ブロック層１とｐ型クラ
ッド層２との間の逆方向バイアスが付加されるｐｎ接合
部にも、キャパシタンス低減層を設けたものである。
【００４５】キャパシタンス低減層７およびｐ型クラッ
ド層７ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0. 5 Ｉｎ0.5 Ｐは、図
１に示すキャパシタンス低減層６およびｐ型クラッド層
６ａと同等の条件で成長させる。（１００）面１２上の
キャパシタンス低減層７の厚さは約０．４μｍ、（３１
１）Ａ面１１上のｐ型クラッド層７ａの厚さは約０．４
８μｍである。
ド層７ａの（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0. 5 Ｉｎ0.5 Ｐは、図
１に示すキャパシタンス低減層６およびｐ型クラッド層
６ａと同等の条件で成長させる。（１００）面１２上の
キャパシタンス低減層７の厚さは約０．４μｍ、（３１
１）Ａ面１１上のｐ型クラッド層７ａの厚さは約０．４
８μｍである。
【００４６】図２に示す半導体レーザ装置は、逆方向バ
イアスが付加されるｐｎ接合界面にも低キャリア濃度の
キャパシタンス低減層７を有しているため、素子全体の
キャパシタンスは、図１に示す半導体レーザ装置に比べ
て、さらに小さくなる。図１の構成でキャパシタンスが
１００ｐＦの場合、本構成のキャパシタンスは８０ｐＦ
程度に低減できる。
イアスが付加されるｐｎ接合界面にも低キャリア濃度の
キャパシタンス低減層７を有しているため、素子全体の
キャパシタンスは、図１に示す半導体レーザ装置に比べ
て、さらに小さくなる。図１の構成でキャパシタンスが
１００ｐＦの場合、本構成のキャパシタンスは８０ｐＦ
程度に低減できる。
【００４７】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように、本実施例によれ
ば、一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置のキャパシタンス
を小さくすることが可能になり、安価で高速動作可能な
半導レーザ装置を作製することができる。
ば、一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置のキャパシタンス
を小さくすることが可能になり、安価で高速動作可能な
半導レーザ装置を作製することができる。
【図１】本発明の実施例による半導体レーザ装置の断面
図である。
図である。
【図２】本発明の他の実施例による半導体レーザ装置の
断面図である。
断面図である。
【図３】従来の一回成長ＴＳ型半導体レーザ装置の断面
図である。
図である。
【図４】基板の面方位によってドーパントであるＳｅと
Ｚｎの取込量が変化する様子を説明するためのグラフで
ある。
Ｚｎの取込量が変化する様子を説明するためのグラフで
ある。
【符号の説明】 １、２２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ電流ブロック層 １ａ、２、３ａ、６ａ、７ａ、２２ａ、２３、２４ａ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３、２４ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰリモート接合電流遮蔽層 ４、２５ アンドープＧａＩｎＰ活性層 ５、２６ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６、７ ｎ- 型またはｐ- 型ＡｌＧａＩｎＰキャパシタ
ンス低減層 １１ （３１１）Ａ面 １２ （１００）面 ２０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ２１ ｐ型ＧａＩｎＰｐ側スパイク防止層 ２７ ｎ型ＧａＡｓ基板
ンス低減層 １１ （３１１）Ａ面 １２ （１００）面 ２０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ２１ ｐ型ＧａＩｎＰｐ側スパイク防止層 ２７ ｎ型ＧａＡｓ基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (4)
- 【請求項１】 ＜０１１＞方向に延在する（３１１）Ａ
面付近の側面を持つ段差を有する（１００）ＧａＡｓ基
板上に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型クラッド層で
その他の面に沿う部分はｎ型になっている電流ブロック
層（１）、全面がｐ型のｐ型クラッド層（２）、（３１
１）Ａ面に沿う部分はｐ型クラッド層でその他の面に沿
う部分はｎ型になっているリモート接合電流遮蔽層
（３）、全面がアンドープの活性層（４）、および全面
がｎ型導電型のｎ型クラッド層（５）とをこの順序で有
する半導体レーザ装置において、 上記全面がｐ型のｐ型クラッド層（２）とリモート接合
電流遮蔽層（３）との間に、（３１１）Ａ面に沿う部分
はｐ型でその他の面に沿う部分は低キャリア濃度である
キャパシタンス低減層（６）を有することを特徴とする
半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
て、さらに、 前記電流ブロック層（１）と全面がｐ型のｐ型クラッド
層（２）との間に、（３１１）Ａ面に沿う部分はｐ型で
その他の面に沿う部分は低キャリア濃度である第２のキ
ャパシタンス低減層（７）を有することを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザ装置をＭＯ
ＶＰＥで作製する方法において、 上記電流ブロック層（１）およびリモート接合電流遮蔽
層（３）を、（３１１）Ａ面上でｐ型、（１００）面上
でｎ型となるような条件でＳｅとＺｎを同時ドーピング
する工程と、 上記キャパシタンス低減層（６）を、（１００）面上で
ＳｅとＺｎの取込量がほぼ等しくなるような条件で同時
ドーピングする工程とを有する半導体レーザ装置の製造
方法。 - 【請求項４】請求項２記載の半導体レーザ装置をＭＯＶ
ＰＥで作製する方法において、 上記第２のキャパシタンス低減層（７）を、（１００）
面上でＳｅとＺｎの取込量がほぼ等しくなるような条件
で同時ドーピングする工程を有する半導体レーザ装置の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06059793A JP3215213B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06059793A JP3215213B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06275912A JPH06275912A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3215213B2 true JP3215213B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=13146813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06059793A Expired - Fee Related JP3215213B2 (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3215213B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP06059793A patent/JP3215213B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９２年（平成４年）秋季第５３回応用物理学会学術講演会予稿集 第３分冊１８ａ−Ｖ−２ ｐ．９５１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06275912A (ja) | 1994-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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