JP3522151B2 - 化合物半導体レーザの製造方法 - Google Patents
化合物半導体レーザの製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、半導体レー
ザのキャップ層に好適な化合物半導体の製造方法に係わ
る。
ザのキャップ層に好適な化合物半導体の製造方法に係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】低しきい値電流Ｉthを有する半導体レー
ザとしては、活性層の横方向にすなわち活性層の面方向
と直交する方向に、光及びキャリアの閉じ込めを行う埋
め込みヘテロ接合型（ＢＨ型）半導体レーザがある。
ザとしては、活性層の横方向にすなわち活性層の面方向
と直交する方向に、光及びキャリアの閉じ込めを行う埋
め込みヘテロ接合型（ＢＨ型）半導体レーザがある。
【０００３】この種のＢＨ型半導体レーザを作製する場
合、一般には、１回目の結晶成長で、第１導電型のクラ
ッド層と活性層と、第２導電型のクラッド層とを順次エ
ピタキシャル成長させてダブルヘテロ構造をつくり、そ
の後活性層を横切るエッチングを行ってストライプ状の
活性層を含むストライプ状の突起、いわゆるリッジを形
成し、その後、２回目の結晶成長でこのリッジの両側を
埋め込んでＢＨ型半導体レーザを得るという方法が採ら
れる。
合、一般には、１回目の結晶成長で、第１導電型のクラ
ッド層と活性層と、第２導電型のクラッド層とを順次エ
ピタキシャル成長させてダブルヘテロ構造をつくり、そ
の後活性層を横切るエッチングを行ってストライプ状の
活性層を含むストライプ状の突起、いわゆるリッジを形
成し、その後、２回目の結晶成長でこのリッジの両側を
埋め込んでＢＨ型半導体レーザを得るという方法が採ら
れる。
【０００４】しかしながら、この方法による場合、その
エッチングによって活性層の一部を除去する作業に当た
って、残される活性層自体の端面が酸化され、これが特
性及び信頼性に大きな悪影響をもたらす。このような特
性及び信頼性の問題、さらに作業性の煩雑さを回避する
目的をもって本出願人は先に例えば特開昭６１−１８３
９８７号において、１回目のエピタキシャル成長におい
て全層を形成することができるようにしたＳＤＨ(Separ
ate Double Hetero Junction）型の半導体レーザを提案
した。
エッチングによって活性層の一部を除去する作業に当た
って、残される活性層自体の端面が酸化され、これが特
性及び信頼性に大きな悪影響をもたらす。このような特
性及び信頼性の問題、さらに作業性の煩雑さを回避する
目的をもって本出願人は先に例えば特開昭６１−１８３
９８７号において、１回目のエピタキシャル成長におい
て全層を形成することができるようにしたＳＤＨ(Separ
ate Double Hetero Junction）型の半導体レーザを提案
した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】さらに、この種のＳＤ
Ｈ型の半導体レーザとして、本出願人は、特願昭６３−
３３０１３６号において、例えば図１に略線的拡大断面
図を示す半導体レーザの提案をなした。
Ｈ型の半導体レーザとして、本出願人は、特願昭６３−
３３０１３６号において、例えば図１に略線的拡大断面
図を示す半導体レーザの提案をなした。
【０００６】これは、第１導電型例えばｎ型で一主面が
（１００）結晶面を有する例えばＧａＡｓ化合物半導体
基体１１の一主面に、図１でその紙面と直交する（１０
０）結晶軸方向に延びるストライプ状のメサ突起２が形
成され、この突起を有する基体１１の一主面上に順次通
常のＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition ：有機金属による化学的気相成長法）すなわちメ
タル系ＭＯＣＶＤによって、連続的に第１導電型例えば
ｎ型のクラッド層３と、低不純物濃度ないしはアンドー
プの活性層４と、第２導電型例えばｐ型の第１のクラッ
ド層１５と、第１導電型例えばｎ型の電流ブロック層１
６と、第２導電型例えばｐ型の第２のクラッド層１７
と、第２導電型のキャップ層１８との各半導体層が１回
のエピタキシャル成長によって形成されてなる。
（１００）結晶面を有する例えばＧａＡｓ化合物半導体
基体１１の一主面に、図１でその紙面と直交する（１０
０）結晶軸方向に延びるストライプ状のメサ突起２が形
成され、この突起を有する基体１１の一主面上に順次通
常のＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Depos
ition ：有機金属による化学的気相成長法）すなわちメ
タル系ＭＯＣＶＤによって、連続的に第１導電型例えば
ｎ型のクラッド層３と、低不純物濃度ないしはアンドー
プの活性層４と、第２導電型例えばｐ型の第１のクラッ
ド層１５と、第１導電型例えばｎ型の電流ブロック層１
６と、第２導電型例えばｐ型の第２のクラッド層１７
と、第２導電型のキャップ層１８との各半導体層が１回
のエピタキシャル成長によって形成されてなる。
【０００７】ここに第１導電型のクラッド層３と、第２
導電型の第１及び第２のクラッド層１５及び１７と、第
１導電型の電流ブロック層１６とは、活性層４に比して
バンドギャップが大、すなわち屈折率が小なる材料によ
り構成する。
導電型の第１及び第２のクラッド層１５及び１７と、第
１導電型の電流ブロック層１６とは、活性層４に比して
バンドギャップが大、すなわち屈折率が小なる材料によ
り構成する。
【０００８】そしてこの場合、基体１１及びメサ突起２
との、結晶方位、突起２の幅及び高さ、すなわちその両
側のミサ溝の深さ、さらに第１導電型のクラッド層３、
活性層４及び第２導電型の第１のクラッド層１５等の各
層の厚さを選定することによって、メサ突起２上に第１
導電型のクラッド層３、活性層４、第２導電型の第１の
クラッド層１５を、メサ溝上におけるそれらと分断する
ように斜面９による断層を形成し、これら斜面９によっ
て分断されたストライプ状エピタキシャル成長層１０が
メサ突起２上に形成されるようにする。
との、結晶方位、突起２の幅及び高さ、すなわちその両
側のミサ溝の深さ、さらに第１導電型のクラッド層３、
活性層４及び第２導電型の第１のクラッド層１５等の各
層の厚さを選定することによって、メサ突起２上に第１
導電型のクラッド層３、活性層４、第２導電型の第１の
クラッド層１５を、メサ溝上におけるそれらと分断する
ように斜面９による断層を形成し、これら斜面９によっ
て分断されたストライプ状エピタキシャル成長層１０が
メサ突起２上に形成されるようにする。
【０００９】これは、通常のＭＯＣＶＤ、すなわちメチ
ル系の有機金属を原料ガスとして行ったＭＯＣＶＤによ
る場合、（１１１）Ｂ結晶が一旦生じると、この面に関
してはエピタキシャル成長が生じにくいことを利用し
て、ストライプ状エピタキシャル成長層１０を形成する
ものである。
ル系の有機金属を原料ガスとして行ったＭＯＣＶＤによ
る場合、（１１１）Ｂ結晶が一旦生じると、この面に関
してはエピタキシャル成長が生じにくいことを利用し
て、ストライプ状エピタキシャル成長層１０を形成する
ものである。
【００１０】そして、この場合電流ブロック層１６は、
ストライプ状エピタキシャル成長層１０によってこれを
挟んでその両側に分断され、この分断によって生じた両
端面が丁度ストライプ状エピタキシャル成長層１０にお
ける他と分断されたストライプ状活性層４の両側端面、
すなわち斜面９に臨む端面に衝合するようになされる。
ストライプ状エピタキシャル成長層１０によってこれを
挟んでその両側に分断され、この分断によって生じた両
端面が丁度ストライプ状エピタキシャル成長層１０にお
ける他と分断されたストライプ状活性層４の両側端面、
すなわち斜面９に臨む端面に衝合するようになされる。
【００１１】このようにしてメサ突起２上のストライプ
状エピタキシャル成長層１０における活性層４が、これ
より屈折率の小さい電流ブロック層１６によって挟み込
まれるように形成されて横方向の閉じ込めがなされて発
光動作領域となるようにされ、しかもこの電流ブロック
層１６の存在によってストライプ状エピタキシャル成長
層１０の両側においては、第２導電型の第２のクラッド
層１７と、ブロック層１６と、第２導電型の第１のクラ
ッド層１５と、第１導電型のクラッド層３とによってｐ
−ｎ−ｐ−ｎサイリスタが形成されて、ここにおける電
流が素子され、これによってこのメサ突起２上のストラ
イプ状エピタキシャル成長層１０の活性層４に電流が集
中するようになされて、しきい値電流Ｉthの低減化をは
かるようにしている。
状エピタキシャル成長層１０における活性層４が、これ
より屈折率の小さい電流ブロック層１６によって挟み込
まれるように形成されて横方向の閉じ込めがなされて発
光動作領域となるようにされ、しかもこの電流ブロック
層１６の存在によってストライプ状エピタキシャル成長
層１０の両側においては、第２導電型の第２のクラッド
層１７と、ブロック層１６と、第２導電型の第１のクラ
ッド層１５と、第１導電型のクラッド層３とによってｐ
−ｎ−ｐ−ｎサイリスタが形成されて、ここにおける電
流が素子され、これによってこのメサ突起２上のストラ
イプ状エピタキシャル成長層１０の活性層４に電流が集
中するようになされて、しきい値電流Ｉthの低減化をは
かるようにしている。
【００１２】上述したようなＳＤＨ構造を採る半導体レ
ーザに限らず、ＡｌＧａＩｎＰ系やＧａＩｎＡｓＰ系等
の半導体レーザにおいて、そのｐ型のコンタクト層すな
わちキャップ層１８をＧａＡｓやＩｎＧａＡｓ等のＡｓ
を含む材料を用いてＭＯＣＶＤでエピタキシャル成長に
より形成する場合、Ａｓの原料としては、アルシンＡｓ
Ｈ3 を用いている。
ーザに限らず、ＡｌＧａＩｎＰ系やＧａＩｎＡｓＰ系等
の半導体レーザにおいて、そのｐ型のコンタクト層すな
わちキャップ層１８をＧａＡｓやＩｎＧａＡｓ等のＡｓ
を含む材料を用いてＭＯＣＶＤでエピタキシャル成長に
より形成する場合、Ａｓの原料としては、アルシンＡｓ
Ｈ3 を用いている。
【００１３】しかしながら、このアルシンＡｓＨ3 のＨ
基は、ｐ型のキャップ層１８の成長中又は成長後の降温
時に、ｐ型の第２導電型のクラッド層１７に侵入し、こ
のｐ型の第２のクラッド層１７中のアクセプタを不活性
にしてしまう。その結果、ｐ型のキャップ層１８と、ス
トライプ状エピタキシャル成長層１０の活性層４との間
の電気的抵抗が大となって、しきい値の低減化をはかる
ことができなくなったり、ｐ型のクラッド層１７のキャ
リア制御が困難になったりする等の問題が生じている。
基は、ｐ型のキャップ層１８の成長中又は成長後の降温
時に、ｐ型の第２導電型のクラッド層１７に侵入し、こ
のｐ型の第２のクラッド層１７中のアクセプタを不活性
にしてしまう。その結果、ｐ型のキャップ層１８と、ス
トライプ状エピタキシャル成長層１０の活性層４との間
の電気的抵抗が大となって、しきい値の低減化をはかる
ことができなくなったり、ｐ型のクラッド層１７のキャ
リア制御が困難になったりする等の問題が生じている。
【００１４】そこで、本発明は、上述のアルシンＡｓＨ
3 原料のＨ基によるアクセプタの不活性化を回避して、
ｐ型キャップ層１８と活性層４との間の低抵抗化及びｐ
型キャリアの制御性の向上をはかって、特性の向上を図
ることのできる化合物半導体層の製造方法を提供する。
3 原料のＨ基によるアクセプタの不活性化を回避して、
ｐ型キャップ層１８と活性層４との間の低抵抗化及びｐ
型キャリアの制御性の向上をはかって、特性の向上を図
ることのできる化合物半導体層の製造方法を提供する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、基体上
に、少なくともｎ型のクラッド層と、活性層と、リン
（Ｐ）を含む化合物半導体より成るｐ型のクラッド層
と、このｐ型のクラッド層の上に形成されるヒ素（Ａ
ｓ）を含む化合物半導体より成るｐ型のキャップ層とを
形成する化合物半導体レーザの製造方法にあって、ｐ型
のキャップ層をＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓまたはＧａＩｎ
ＡｓＰのいずれかの材料により形成し、このｐ型のキャ
ップ層の形成工程においては、有機ヒ素原料の供給によ
り形成して、ｐ型のクラッド層中のアクセプタの不活性
化を回避する。また本発明方法は、上述の製造方法にお
いて、有機ヒ素原料をトリエチルヒ素またはトリメチル
ヒ素とする。更に本発明は、上述の製造方法において、
有機ヒ素原料をジエチルアルシンまたはターシャルブチ
ルアルシンとする。
に、少なくともｎ型のクラッド層と、活性層と、リン
（Ｐ）を含む化合物半導体より成るｐ型のクラッド層
と、このｐ型のクラッド層の上に形成されるヒ素（Ａ
ｓ）を含む化合物半導体より成るｐ型のキャップ層とを
形成する化合物半導体レーザの製造方法にあって、ｐ型
のキャップ層をＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓまたはＧａＩｎ
ＡｓＰのいずれかの材料により形成し、このｐ型のキャ
ップ層の形成工程においては、有機ヒ素原料の供給によ
り形成して、ｐ型のクラッド層中のアクセプタの不活性
化を回避する。また本発明方法は、上述の製造方法にお
いて、有機ヒ素原料をトリエチルヒ素またはトリメチル
ヒ素とする。更に本発明は、上述の製造方法において、
有機ヒ素原料をジエチルアルシンまたはターシャルブチ
ルアルシンとする。
【００１６】更に本発明方法は、基体の｛１００｝結晶
面上に、〈０１１〉結晶軸方向に延長するストライプ状
のメサ突起を形成し、このメサ突起を覆って全面的に、
少なくともｎ型のクラッド層、活性層、ｐ型の第１のク
ラッド層、電流ブロック層、ｐ型の第２のクラッド層、
このｐ型の第２のクラッド層の上に形成されるｐ型のキ
ャップ層の各化合物半導体層をエピタキシャル成長し、
メサ突起の縁部から成長する｛１１１｝Ｂ結晶面によ
り、メサ突起上の化合物半導体層を他の化合物半導体層
と分断して形成する化合物半導体レーザの製造方法にあ
って、少なくともｐ型の第２のクラッド層をリン（Ｐ）
を含む化合物半導体より形成し、ｐ型のキャップ層をＧ
ａＡｓ、ＩｎＧａＡｓまたはＧａＩｎＡｓＰのいずれか
の材料により形成し、このｐ型のキャップ層の形成工程
においては、有機ヒ素原料の供給により形成して、ｐ型
のクラッド層中のアクセプタの不活性化を回避する。
面上に、〈０１１〉結晶軸方向に延長するストライプ状
のメサ突起を形成し、このメサ突起を覆って全面的に、
少なくともｎ型のクラッド層、活性層、ｐ型の第１のク
ラッド層、電流ブロック層、ｐ型の第２のクラッド層、
このｐ型の第２のクラッド層の上に形成されるｐ型のキ
ャップ層の各化合物半導体層をエピタキシャル成長し、
メサ突起の縁部から成長する｛１１１｝Ｂ結晶面によ
り、メサ突起上の化合物半導体層を他の化合物半導体層
と分断して形成する化合物半導体レーザの製造方法にあ
って、少なくともｐ型の第２のクラッド層をリン（Ｐ）
を含む化合物半導体より形成し、ｐ型のキャップ層をＧ
ａＡｓ、ＩｎＧａＡｓまたはＧａＩｎＡｓＰのいずれか
の材料により形成し、このｐ型のキャップ層の形成工程
においては、有機ヒ素原料の供給により形成して、ｐ型
のクラッド層中のアクセプタの不活性化を回避する。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の化合物半導体の製造方法
は、ｐ型の化合物半導体層上に、Ａｓを含む化合物半導
体層を形成する工程において、特に、有機ヒ素原料の供
給により形成するものである。
は、ｐ型の化合物半導体層上に、Ａｓを含む化合物半導
体層を形成する工程において、特に、有機ヒ素原料の供
給により形成するものである。
【００１８】以下、本発明の化合物半導体の製造方法に
ついて、ＳＤＨ構造の半導体レーザに適用した場合の例
を挙げて説明するが、本発明方法は、以下の例に限定さ
れるものではない。
ついて、ＳＤＨ構造の半導体レーザに適用した場合の例
を挙げて説明するが、本発明方法は、以下の例に限定さ
れるものではない。
【００１９】図１に半導体レーザ１００の一例の要部の
概略断面図を示す。ＧａＩｎＡｓＰ系のIII −Ｖ族化合
物半導体レーザを作製する場合を例に挙げて説明する。
先ず、図１に示すように、第１導電型例えばｎ型のＩｎ
Ｐ基体等の化合物半導体１１を設ける。この化合物半導
体１１は、その一主面１１Ａが（１００）結晶面とされ
て成るこの化合物半導体１１の主面１１Ａ上に、両側面
２３がなだらかな湾曲凹面とされた順メサに近いストラ
イプ状のメサ突起２が形成されたものとする。
概略断面図を示す。ＧａＩｎＡｓＰ系のIII −Ｖ族化合
物半導体レーザを作製する場合を例に挙げて説明する。
先ず、図１に示すように、第１導電型例えばｎ型のＩｎ
Ｐ基体等の化合物半導体１１を設ける。この化合物半導
体１１は、その一主面１１Ａが（１００）結晶面とされ
て成るこの化合物半導体１１の主面１１Ａ上に、両側面
２３がなだらかな湾曲凹面とされた順メサに近いストラ
イプ状のメサ突起２が形成されたものとする。
【００２０】このメサ突起２の形成方法について説明す
る。例えば化合物半導体１１の主面１１Ａ上に、所要の
幅ｗをもってストライプ状のエッチングマスクを選択的
に形成する。このマスクは、例えばフォトレジスト膜の
塗布、パターン露光、現像の各処理によって形成し得
る。この場合、紙面に沿う面が（０１１）面に選ばれ、
マスクのストライプの延長方向は、この面と直交する方
向に選ばれる。
る。例えば化合物半導体１１の主面１１Ａ上に、所要の
幅ｗをもってストライプ状のエッチングマスクを選択的
に形成する。このマスクは、例えばフォトレジスト膜の
塗布、パターン露光、現像の各処理によって形成し得
る。この場合、紙面に沿う面が（０１１）面に選ばれ、
マスクのストライプの延長方向は、この面と直交する方
向に選ばれる。
【００２１】次に、化合物半導体１１に対し、その面１
１Ａ側から例えば硫酸系エッチング液のＨ2 ＳＯ4 とＨ
2 Ｏ2 とＨ2 Ｏとが３：１：１の割合で混合されたエッ
チング液による結晶学的エッチングを行う。
１Ａ側から例えば硫酸系エッチング液のＨ2 ＳＯ4 とＨ
2 Ｏ2 とＨ2 Ｏとが３：１：１の割合で混合されたエッ
チング液による結晶学的エッチングを行う。
【００２２】このようにすると、マスクによって覆われ
ていない部分からエッチングが進行してメサ溝２２が形
成されて、上述のメサ突起２を得ることができる。この
後、エッチングマスクを除去し、化合物半導体１１の凹
凸面上に、ＭＯＣＶＤによって、図示しないが必要に応
じてｎ型のバッファ層を形成し、次いで例えばｎ型のＩ
ｎＰ等の第１導電型のクラッド層３をエピタキシャル成
長させる。
ていない部分からエッチングが進行してメサ溝２２が形
成されて、上述のメサ突起２を得ることができる。この
後、エッチングマスクを除去し、化合物半導体１１の凹
凸面上に、ＭＯＣＶＤによって、図示しないが必要に応
じてｎ型のバッファ層を形成し、次いで例えばｎ型のＩ
ｎＰ等の第１導電型のクラッド層３をエピタキシャル成
長させる。
【００２３】この場合、エピタキシャル成長が進行する
と、メサ突起２の上面では、（１００）面に対しての角
度が約５５度をなす（１１１）Ｂ結晶面より成る斜面９
が、両側に自然発生的に生じてくる。そして、このよう
な（１１１）Ｂ面による斜面９が存在している状態で、
ｎ型クラッド層３のエピタキシャル成長を停止する。
と、メサ突起２の上面では、（１００）面に対しての角
度が約５５度をなす（１１１）Ｂ結晶面より成る斜面９
が、両側に自然発生的に生じてくる。そして、このよう
な（１１１）Ｂ面による斜面９が存在している状態で、
ｎ型クラッド層３のエピタキシャル成長を停止する。
【００２４】続いて、連続ＭＯＣＶＤによって、メサ突
起２上の断面台形をなすｎ型クラッド層３上を含んで、
アンドープのＧａＩｎＡｓＰより成る活性層４をエピタ
キシャル成長させる。この場合、斜面９の（１１１）Ｂ
結晶面には、ＭＯＣＶＤによるエピタキシャル成長層が
生じにくいので、活性層４は、この斜面９上には実質的
にはほとんど成長せずに、メサ突起２上とその両側のメ
サ溝２２の底面にのみ選択的に、互いに分断して形成さ
せることができる。
起２上の断面台形をなすｎ型クラッド層３上を含んで、
アンドープのＧａＩｎＡｓＰより成る活性層４をエピタ
キシャル成長させる。この場合、斜面９の（１１１）Ｂ
結晶面には、ＭＯＣＶＤによるエピタキシャル成長層が
生じにくいので、活性層４は、この斜面９上には実質的
にはほとんど成長せずに、メサ突起２上とその両側のメ
サ溝２２の底面にのみ選択的に、互いに分断して形成さ
せることができる。
【００２５】次に、化合物半導体１１上に、例えばＩｎ
Ｐより成る第２導電型例えばｐ型のクラッド層１５をＭ
ＯＣＶＤによってエピタキシャル成長させる。この場
合、ｐ型クラッド層１５の成長が進行してメサ突起２上
において、その両側の斜面９が交叉するような位置まで
ｐ型クラッド層５を成長させる。一方メサ溝２２上にお
いては、メサ突起２の両側面２３が埋め込まれる程度ま
で、特にストライプ状エピタキシャル成長層１０上の活
性層４の端面に接触しない程度にｐ型クラッド層１５を
成長させる。
Ｐより成る第２導電型例えばｐ型のクラッド層１５をＭ
ＯＣＶＤによってエピタキシャル成長させる。この場
合、ｐ型クラッド層１５の成長が進行してメサ突起２上
において、その両側の斜面９が交叉するような位置まで
ｐ型クラッド層５を成長させる。一方メサ溝２２上にお
いては、メサ突起２の両側面２３が埋め込まれる程度ま
で、特にストライプ状エピタキシャル成長層１０上の活
性層４の端面に接触しない程度にｐ型クラッド層１５を
成長させる。
【００２６】このようにして、化合物半導体１１のメサ
突起２上に、第１導電型すなわちｎ型のクラッド層３
と、活性層４と、第２導電型すなわちｐ型のクラッド層
１５とが積層されたストライプ状エピタキシャル成長層
１０が形成される。
突起２上に、第１導電型すなわちｎ型のクラッド層３
と、活性層４と、第２導電型すなわちｐ型のクラッド層
１５とが積層されたストライプ状エピタキシャル成長層
１０が形成される。
【００２７】この後、第１導電型例えばｎ型の電流ブロ
ック層１６と、第２導電型例えばｐ型の第２のクラッド
層１７と、第２導電型のキャップ層１８との各半導体層
を、エピタキシャル成長によって形成する。
ック層１６と、第２導電型例えばｐ型の第２のクラッド
層１７と、第２導電型のキャップ層１８との各半導体層
を、エピタキシャル成長によって形成する。
【００２８】ここに第１導電型のクラッド層３と、第２
導電型の第１及び第２のクラッド層１５及び１７と、第
１導電型の電流ブロック層１６とは、活性層４に比して
バンドギャップが大、すなわち屈折率が小なる材料によ
り構成する。
導電型の第１及び第２のクラッド層１５及び１７と、第
１導電型の電流ブロック層１６とは、活性層４に比して
バンドギャップが大、すなわち屈折率が小なる材料によ
り構成する。
【００２９】そしてこの場合、基体１１およびメサ突起
２との結晶方位、突起２の幅及び高さ、すなわちその両
側のミサ溝の深さ、さらに第１導電型のクラッド層３、
活性層４及び第２導電型の第１のクラッド層１５等の各
層の厚さを選定することによって、メサ突起２上に第１
導電型のクラッド層３、活性層４、第２導電型の第１の
クラッド層１５を、メサ溝上におけるそれらと分断する
ように斜面９による断層を形成し、これら斜面９によっ
て分断されたストライプ状エピタキシャル成長層１０が
メサ突起２上に形成されるようにする。
２との結晶方位、突起２の幅及び高さ、すなわちその両
側のミサ溝の深さ、さらに第１導電型のクラッド層３、
活性層４及び第２導電型の第１のクラッド層１５等の各
層の厚さを選定することによって、メサ突起２上に第１
導電型のクラッド層３、活性層４、第２導電型の第１の
クラッド層１５を、メサ溝上におけるそれらと分断する
ように斜面９による断層を形成し、これら斜面９によっ
て分断されたストライプ状エピタキシャル成長層１０が
メサ突起２上に形成されるようにする。
【００３０】電流ブロック層１６は、ストライプ状エピ
タキシャル成長層１０によってこれを挟んでその両側に
分断され、この分断によって生じた両端面が丁度ストラ
イプ状エピタキシャル成長層１０における他と分断され
たストライプ状活性層４の両側端面、すなわち斜面９に
臨む端面に衝合するようになされる。
タキシャル成長層１０によってこれを挟んでその両側に
分断され、この分断によって生じた両端面が丁度ストラ
イプ状エピタキシャル成長層１０における他と分断され
たストライプ状活性層４の両側端面、すなわち斜面９に
臨む端面に衝合するようになされる。
【００３１】このようにしてメサ突起２上のストライプ
状エピタキシャル成長層１０における活性層４が、これ
より屈折率の小さい電流ブロック層１６によって挟み込
まれるように形成されて横方向の閉じ込めがなされて発
光動作領域となるようにされ、しかもこの電流ブロック
層１６の存在によってストライプ状エピタキシャル成長
層１０の両側においては、第２導電型の第２のクラッド
層１７と、ブロック層１６と、第２導電型の第１のクラ
ッド層１５と、第１導電型のクラッド層３とによってｐ
−ｎ−ｐ−ｎサイリスタが形成されて、ここにおける電
流が素子され、これによってこのメサ突起２上のストラ
イプ状エピタキシャル成長層１０の活性層４に電流が集
中するようになされて、しきい値電流Ｉthの低減化をは
かるようにしている。
状エピタキシャル成長層１０における活性層４が、これ
より屈折率の小さい電流ブロック層１６によって挟み込
まれるように形成されて横方向の閉じ込めがなされて発
光動作領域となるようにされ、しかもこの電流ブロック
層１６の存在によってストライプ状エピタキシャル成長
層１０の両側においては、第２導電型の第２のクラッド
層１７と、ブロック層１６と、第２導電型の第１のクラ
ッド層１５と、第１導電型のクラッド層３とによってｐ
−ｎ−ｐ−ｎサイリスタが形成されて、ここにおける電
流が素子され、これによってこのメサ突起２上のストラ
イプ状エピタキシャル成長層１０の活性層４に電流が集
中するようになされて、しきい値電流Ｉthの低減化をは
かるようにしている。
【００３２】図１に示した第２導電型、すなわちｐ型の
クラッド層１７上には、ヒ素（Ａｓ）を含有する例えば
ＧａＩｎＡｓＰやＩｎＧａＡｓ等より成るキャップ層１
８を形成するが、この形成工程においては、特にＡｓを
供給する原料として、有機ヒ素原料すなわちＨ基を持た
ないトリエチルヒ素やトリメチルヒ素、或いはＨ基を持
つも、その分解温度が低い例えばジエチルアルシン、タ
ーシャルブチルアルシン等を用いるものとする。
クラッド層１７上には、ヒ素（Ａｓ）を含有する例えば
ＧａＩｎＡｓＰやＩｎＧａＡｓ等より成るキャップ層１
８を形成するが、この形成工程においては、特にＡｓを
供給する原料として、有機ヒ素原料すなわちＨ基を持た
ないトリエチルヒ素やトリメチルヒ素、或いはＨ基を持
つも、その分解温度が低い例えばジエチルアルシン、タ
ーシャルブチルアルシン等を用いるものとする。
【００３３】この場合のヒ素の原料は、ｐ型のキャップ
層１８の形成にのみ用いるため、比較的純度の低い原料
を用いても、半導体装置の諸特性に影響を与えることな
く、従来通り高信頼性を有する素子半導体レーザを形成
することができる。
層１８の形成にのみ用いるため、比較的純度の低い原料
を用いても、半導体装置の諸特性に影響を与えることな
く、従来通り高信頼性を有する素子半導体レーザを形成
することができる。
【００３４】ここで、各層３、４、１５、１６、１７は
一連のＭＯＣＶＤによってその供給する原料ガスを切り
換えることによって１作業すなわち１回の結晶成長で形
成することができる。
一連のＭＯＣＶＤによってその供給する原料ガスを切り
換えることによって１作業すなわち１回の結晶成長で形
成することができる。
【００３５】尚、必要に応じて、活性層４に接して光導
波層を連続ＭＯＣＶＤにより形成することもできる。ま
た、各層の導電型は、図示とは反対側の導電型とするこ
ともできる。
波層を連続ＭＯＣＶＤにより形成することもできる。ま
た、各層の導電型は、図示とは反対側の導電型とするこ
ともできる。
【００３６】上述した例においては、特に、ＳＤＨ構造
の半導体レーザに適用した場合について説明したが、本
発明方法は、この例に限定されるものではなく、化合物
半導体層よりなる少なくともｎ型クラッド層３と、活性
層４と、これに接するｐ型クラッド層１５と、これの上
に形成されたＡｓを含むｐ型のキャップ層１８とを有す
る半導体レーザにおいて広く適用することができる。
の半導体レーザに適用した場合について説明したが、本
発明方法は、この例に限定されるものではなく、化合物
半導体層よりなる少なくともｎ型クラッド層３と、活性
層４と、これに接するｐ型クラッド層１５と、これの上
に形成されたＡｓを含むｐ型のキャップ層１８とを有す
る半導体レーザにおいて広く適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の化合物半導体の製造方法によれ
ば、ｐ型の化合物半導体層上に、Ａｓを含む化合物半導
体層を形成する際、従来用いていたアルシンＡｓＨ3 原
料のＨ基によるアクセプタの不活性化の回避を図ること
ができ、半導体レーザに適用した場合の、ｐ型キャップ
層と活性層との間の低抵抗化及びｐ型キャリアの制御
性、特性の向上を図ることができた。
ば、ｐ型の化合物半導体層上に、Ａｓを含む化合物半導
体層を形成する際、従来用いていたアルシンＡｓＨ3 原
料のＨ基によるアクセプタの不活性化の回避を図ること
ができ、半導体レーザに適用した場合の、ｐ型キャップ
層と活性層との間の低抵抗化及びｐ型キャリアの制御
性、特性の向上を図ることができた。
【図１】ＳＤＨ構造の半導体レーザの概略断面図を示
す。
す。
２ メサ突起、３ 第１導電型のクラッド層、４ 活性
層、９ 斜面、１０ストライプ状エピタキシャル成長
層、１１ 化合物半導体、１１Ａ 主面、１５第２導電
型の第１のクラッド層、１６ 電流ブロック層、１７
第２導電型の第２のクラッド層、１８ キャップ層、２
２ メサ溝、２３ 側面、１００ 半導体レーザ
層、９ 斜面、１０ストライプ状エピタキシャル成長
層、１１ 化合物半導体、１１Ａ 主面、１５第２導電
型の第１のクラッド層、１６ 電流ブロック層、１７
第２導電型の第２のクラッド層、１８ キャップ層、２
２ メサ溝、２３ 側面、１００ 半導体レーザ
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(56)参考文献 特開 昭63−143810（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−259524（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−102522（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−90580（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−302587（ＪＰ，Ａ)
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌ
ｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．50，Ｎｏ．５,
Ｐ．284−286（1987)
Claims (4)
- 【請求項１】 基体上に、少なくともｎ型のクラッド層
と、活性層と、リン（Ｐ）を含む化合物半導体より成る
ｐ型のクラッド層と、上記ｐ型のクラッド層の上に形成
されるヒ素（Ａｓ）を含む化合物半導体より成るｐ型の
キャップ層とを形成する化合物半導体レーザの製造方法
にあって、上記ｐ型のキャップ層をＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓまたは
ＧａＩｎＡｓＰのいずれかの材料により形成し、 上記ｐ型のキャップ層の形成工程においては、有機ヒ素
原料の供給により形成して、上記ｐ型のクラッド層中の
アクセプタの不活性化を回避することを特徴とする化合
物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 上記有機ヒ素原料がトリエチルヒ素また
はトリメチルヒ素であることを特徴とする上記請求項１
に記載の化合物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 上記有機ヒ素原料がジエチルアルシンま
たはターシャルブチルアルシンであることを特徴とする
上記請求項１に記載の化合物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 基体の｛１００｝結晶面上に、〈０１
１〉結晶軸方向に延長するストライプ状のメサ突起を形
成し、該メサ突起を覆って全面的に、少なくともｎ型の
クラッド層、活性層、ｐ型の第１のクラッド層、電流ブ
ロック層、ｐ型の第２のクラッド層、上記ｐ型の第２の
クラッド層の上に形成されるｐ型のキャップ層の各化合
物半導体層をエピタキシャル成長し、上記メサ突起の縁
部から成長する｛１１１｝Ｂ結晶面により、上記メサ突
起上の化合物半導体層を他の化合物半導体層と分断して
形成する化合物半導体レーザの製造方法にあって、 少なくとも上記ｐ型の第２のクラッド層をリン（Ｐ）を
含む化合物半導体より形成し、 上記ｐ型のキャップ層をＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓまたは
ＧａＩｎＡｓＰのいずれかの材料により形成し、 上記ｐ型のキャップ層の形成工程においては、有機ヒ素
原料の供給により形成して、上記ｐ型のクラッド層中の
アクセプタの不活性化を回避することを特徴とする化合
物半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14153399A JP3522151B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 化合物半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14153399A JP3522151B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 化合物半導体レーザの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2124779A Division JP3035979B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 半導体レーザ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11346034A JPH11346034A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3522151B2 true JP3522151B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=15294193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14153399A Expired - Fee Related JP3522151B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 化合物半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3522151B2 (ja) |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14153399A patent/JP3522151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．５０，Ｎｏ．５，Ｐ．２８４−２８６（１９８７） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11346034A (ja) | 1999-12-14 |
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