JP3715639B2 - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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Description

本発明は、リッジ形成層のメサストライプ状に除去された部分を埋込成長層で埋め込んだリッジ埋込構造の又は、電流ブロック層の一部除去された部分を埋込成長層で埋め込んだ内部ストライプ構造の半導体発光素子に関するものである。   The present invention has a ridge buried structure in which a portion removed in a mesa stripe shape of a ridge forming layer is buried with a buried growth layer, or an inner portion in which a part of a current blocking layer removed is buried with a buried growth layer. The present invention relates to a semiconductor light emitting device having a stripe structure.

AlGaAs、InGaAlPなどのAl組成を含んだ半導体レーザを作製する場合、再成長時の結晶表面の酸化の問題がある。この問題を解消するため、主としてリッジ構造、リッジ埋込構造、内部ストライプ構造などが採用されている。中でも埋め込み構造は、横モードを制御しやすいことが特徴である。   When manufacturing a semiconductor laser containing an Al composition such as AlGaAs or InGaAlP, there is a problem of oxidation of the crystal surface during regrowth. In order to solve this problem, a ridge structure, a ridge embedded structure, an internal stripe structure, etc. are mainly employed. Among these, the embedded structure is characterized by easy control of the transverse mode.

図5はリッジ埋込構造の一例として、下記特許文献1に開示される半導体レーザの断面図である。図5に示すように、下記特許文献1に開示される半導体レーザは、n型GaAs基板21上に、n型AlGaAsクラッド層22、GaAs/AlGaAs系量子井戸活性層+AlGaAs系光ガイド層23、p型AlGaAsクラッド層24、p型GaAsキャップ層25を順次結晶成長させ、逆メサ状の構造にした後、逆メサ状の切除部分にn型GaInP電流ブロック層26とn型GaAs層27を結晶成長させ、p型GaAsキャップ層25およびn型GaAs層27と、n型GaAs基板21の外側に一対電極28,29を配置して構成される。
特開平5−152680号公報
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor laser disclosed in Patent Document 1 as an example of a ridge embedded structure. As shown in FIG. 5, a semiconductor laser disclosed in Patent Document 1 below has an n-type AlGaAs cladding layer 22, a GaAs / AlGaAs quantum well active layer + AlGaAs light guide layer 23, p, After the crystal growth of the AlGaAs cladding layer 24 and the p-type GaAs cap layer 25 in order to form an inverted mesa structure, the n-type GaInP current blocking layer 26 and the n-type GaAs layer 27 are grown on the inverted mesa-shaped cut portion. The p-type GaAs cap layer 25, the n-type GaAs layer 27, and the pair of electrodes 28 and 29 are arranged outside the n-type GaAs substrate 21.
JP-A-5-152680

ところで、従来のリッジ埋込構造の半導体発光素子の場合、GaAs層で埋め込みを行うと、光に対して吸収であるために、光出力特性が劣化するという問題があった。この問題を解消するため、図5に示す特許文献1の半導体レーザでは、n型GaAs層27とp型AlGaAsクラッド層24の逆メサ部分との間にn型GaInP電流ブロック層26を設けることで光吸収を抑え、かつ安定な水平基本横モード発振を得ていた。   By the way, in the case of a conventional semiconductor light emitting device having a buried ridge structure, when buried in a GaAs layer, there is a problem that light output characteristics deteriorate due to absorption of light. In order to solve this problem, in the semiconductor laser disclosed in Patent Document 1 shown in FIG. 5, an n-type GaInP current blocking layer 26 is provided between the n-type GaAs layer 27 and the reverse mesa portion of the p-type AlGaAs cladding layer 24. Stable horizontal fundamental transverse mode oscillation was obtained while suppressing light absorption.

また、光吸収組成にならないAlGaAs層のみでの埋め込みの場合では、Al元素の活性のために、リッジ部に正常に埋め込まれず、非成長部分(空洞)が生じることがあった。   Further, in the case of embedding with only an AlGaAs layer that does not have a light absorption composition, due to the activity of the Al element, it is not normally embedded in the ridge portion, and a non-growth portion (cavity) may occur.

さらに、従来のリッジ埋込構造の半導体発光素子の場合、電流をブロックするところのpn接合部と再成長界面が同一であり、リッジ部表面と埋め込み層の間に生じた界面準位を介してリーク電流が存在した。   Further, in the case of a conventional semiconductor light emitting device with a buried ridge structure, the pn junction where the current is blocked is the same as the regrowth interface, and the interface state generated between the ridge surface and the buried layer is interposed. There was a leakage current.

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、リッジ側面への異常成長を無くして素子の性能を向上させること、リッジ側面の再成長界面における界面準位を媒介したリーク電流を無くして耐電圧特性を向上させることができる半導体発光素子を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to improve the performance of the device by eliminating abnormal growth on the ridge side surface, and to leak current mediated by the interface state at the regrowth interface on the ridge side surface. An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of improving withstand voltage characteristics by eliminating the above.

上記目的を達成するため、本発明に記載された請求項1の半導体発光素子は、GaAs基板1上に、AlGaAs系材料を用いて構成され、メサストライプ状に切除されたリッジ形成層の側部にAlを含む電流ブロック層が埋込成長層として配置された半導体発光素子において、
InGaPまたはInGaAsPからなる埋込バッファ層7Aが前記メサストライプ状に切除されたリッジ形成層の側部の表面部に直接形成され、該埋込バッファ層の上方に前記Alを含む電流ブロック層が形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a semiconductor light-emitting device according to claim 1 described in the present invention is configured by using an AlGaAs-based material on a GaAs substrate 1, and a side portion of a ridge forming layer cut into a mesa stripe shape. in the semiconductor light-emitting device the current blocking layer containing Al is arranged as buried growth layer,
A buried buffer layer 7A made of InGaP or InGaAsP is formed directly on the surface of the side of the ridge forming layer cut out in the mesa stripe shape, and the current blocking layer containing Al is formed above the buried buffer layer. It is characterized by being.

請求項2の半導体発光素子は、GaAs基板1上に、AlGaAs系材料を用いて構成され、メサストライプ状に切除されたリッジ形成層の側部にAlを含む電流ブロック層が埋込成長層として配置された半導体発光素子において、
前記埋込成長層には、前記電流ブロック層と前記リッジ形成層との間にInGaPまたはInGaAsPからなる複数の埋込バッファ層が設けられていて、該埋込バッファ層は、第1埋込層の導電型が前記リッジ形成層を構成するクラッド層と同一で、第2埋込層の成長時に導電型が反転する構成であることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, a semiconductor light-emitting device is formed of an AlGaAs-based material on a GaAs substrate 1, and a current blocking layer containing Al is formed as a buried growth layer on a side of a ridge forming layer cut out in a mesa stripe shape. In the arranged semiconductor light emitting device,
The buried growth layer includes a plurality of buried buffer layers made of InGaP or InGaAsP between the current blocking layer and the ridge forming layer, and the buried buffer layer is a first buried layer. The conductivity type is the same as that of the clad layer constituting the ridge forming layer, and the conductivity type is inverted when the second buried layer is grown.

請求項3の半導体発光素子は、GaAs基板1上に、活性層3、エッチング阻止層5、電流ブロック層11が順次形成され、前記電流ブロック層の一部が選択的にエッチング除去され、該選択的にエッチング除去された部分及び前記電流ブロック層の上方にAlを含むクラッド層6が形成された、AlGaAs系材料から成る半導体発光素子において、
InGaPまたはInGaAsPからなる埋込バッファ層7Dが前記選択的にエッチング除去された部分及び前記電流ブロック層の表面部に直接形成され、該埋込バッファ層の上方に前記Alを含むクラッド層が形成されていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention , an active layer 3, an etching stop layer 5, and a current block layer 11 are sequentially formed on a GaAs substrate 1, and a part of the current block layer is selectively removed by etching. In a semiconductor light-emitting device made of an AlGaAs-based material, in which a cladding layer 6 containing Al is formed above the portion that has been etched away and the current blocking layer,
A buried buffer layer 7D made of InGaP or InGaAsP is directly formed on the selectively etched portion and the surface of the current blocking layer, and a cladding layer containing the Al is formed above the buried buffer layer. It is characterized by.

埋め込み層AlGaAsとリッジ部の間にInGaP又はInGaAsP層を埋め込みバッファ層として備えたので、埋め込み成長時に非成長部分が生じない。しかも、光吸収が無く、素子の性能が向上する。   Since an InGaP or InGaAsP layer is provided as a buried buffer layer between the buried layer AlGaAs and the ridge portion, no non-growth portion occurs during buried growth. In addition, there is no light absorption, and the performance of the device is improved.

再成長界面とpn接合界面を分離させ、pn接合を界面準位が形成されないように同一組成内で実現した埋め込み構造なので、成長界面を介したリーク電流が大幅に低減でき、素子耐圧などのレーザ特性が改善される。   The buried structure in which the regrowth interface and the pn junction interface are separated and the pn junction is realized in the same composition so that no interface state is formed. Therefore, the leakage current through the growth interface can be significantly reduced, and the device breakdown voltage and the like can be reduced. The characteristics are improved.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図1は本発明に係る半導体発光素子の第1実施の形態を示す断面図、図2は本発明に係る半導体発光素子の第2実施の形態を示す断面図、図3は本発明に係る半導体発光素子の第3実施の形態を示す断面図、図4は本発明に係る半導体発光素子の第4実施の形態を示す断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a semiconductor light-emitting device according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the semiconductor light-emitting device according to the present invention, and FIG. 3 is a semiconductor according to the present invention. Sectional drawing which shows 3rd Embodiment of a light emitting element, FIG. 4 is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the semiconductor light emitting element which concerns on this invention.

図1に示すように、第1実施の形態の半導体発光素子は、基板1、第1クラッド層2、量子井戸活性層3、第2クラッド層4、エッチング阻止層5、第3クラッド層(リッジ形成層)6、埋込成長層7、第4クラッド層8、コンタクト層9の順に不図示の一対の電極間に配置されたものである。   As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment includes a substrate 1, a first cladding layer 2, a quantum well active layer 3, a second cladding layer 4, an etching stop layer 5, a third cladding layer (ridge). Forming layer) 6, buried growth layer 7, fourth cladding layer 8, and contact layer 9 are arranged between a pair of electrodes (not shown) in this order.

ここで、埋込成長層7は、エッチング阻止層5上にエッチング処理によって形成された第3クラッド層6からなるメサストライプ状のリッジ形成層の側部6aに埋め込まれるように結晶成長するものである。この埋込成長層7は、エッチング阻止層5側から第1埋込層7A、第2埋込層7B、第3埋込層7Cの3層構造で構成される。図1の例では、第1埋込層7Aがp−InGaP埋込層(埋込バッファ層)で構成され、第2埋込層7Bがn−InGaP埋込層(埋込バッファ層)で構成され、第3埋込層7Cがn−AlGaAs埋込層(電流ブロック層)で構成される。なお、第1埋込層7Aの膜厚は0.2μm以下に調整される。   Here, the buried growth layer 7 grows crystals so as to be buried in the side portion 6a of the mesa stripe-shaped ridge formation layer made of the third cladding layer 6 formed on the etching stop layer 5 by the etching process. is there. The buried growth layer 7 has a three-layer structure including a first buried layer 7A, a second buried layer 7B, and a third buried layer 7C from the etching stop layer 5 side. In the example of FIG. 1, the first buried layer 7A is formed of a p-InGaP buried layer (buried buffer layer), and the second buried layer 7B is formed of an n-InGaP buried layer (buried buffer layer). The third buried layer 7C is composed of an n-AlGaAs buried layer (current blocking layer). The film thickness of the first buried layer 7A is adjusted to 0.2 μm or less.

次に、第2実施の形態の半導体発光素子について図2を参照しながら説明する。なお、第1実施の形態の半導体発光素子と同一の構成要素には同一番号を付している。   Next, the semiconductor light emitting device of the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same number is attached | subjected to the component same as the semiconductor light-emitting device of 1st Embodiment.

第2実施の形態の半導体発光素子は、上述した第1実施の形態の半導体発光素子における埋込成長層7の層構造が異なる他は同一構成である。すなわち、第2実施の形態の半導体発光素子は、埋込成長層7が第1埋込層7Aと第2埋込層7Bの2層構造で構成される。具体的には、図2に示すように、第1埋込層7Aがn−InGaP埋込層(埋込バッファ層)で構成され、第2埋込層7Bがn−AlGaAs埋込層(電流ブロック層)で構成される。なお、第1埋込層7Aの膜厚は0.2μm以下に調整される。   The semiconductor light emitting device of the second embodiment has the same configuration except that the layer structure of the buried growth layer 7 in the semiconductor light emitting device of the first embodiment described above is different. That is, in the semiconductor light emitting device of the second embodiment, the buried growth layer 7 has a two-layer structure of the first buried layer 7A and the second buried layer 7B. Specifically, as shown in FIG. 2, the first buried layer 7A is composed of an n-InGaP buried layer (buried buffer layer), and the second buried layer 7B is an n-AlGaAs buried layer (current). Block layer). The film thickness of the first buried layer 7A is adjusted to 0.2 μm or less.

次に、第3実施の形態の半導体発光素子について図3を参照しながら説明する。なお、第1実施の形態の半導体発光素子と同一の構成要素には同一番号を付している。   Next, a semiconductor light emitting device according to a third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same number is attached | subjected to the component same as the semiconductor light-emitting device of 1st Embodiment.

第3実施の形態の半導体発光素子は、上述した第1実施の形態の半導体発光素子における埋込成長層7の層構造が異なる他は同一構成である。すなわち、第3実施の形態の半導体発光素子は、第2実施の形態と同様に、埋込成長層7が第1埋込層7Aと第2埋込層7Bの2層構造で構成される。具体的には、図3に示すように、第1埋込層7Aがp−InGaP埋込層(埋込バッファ層)で構成され、第2埋込層7Bがn−InGaP埋込層(電流ブロック層)で構成される。なお、第1埋込層7Aの膜厚は0.2μm以下に調整される。   The semiconductor light emitting device of the third embodiment has the same configuration except that the layer structure of the buried growth layer 7 in the semiconductor light emitting device of the first embodiment described above is different. That is, in the semiconductor light emitting device of the third embodiment, the buried growth layer 7 has a two-layer structure of the first buried layer 7A and the second buried layer 7B, as in the second embodiment. Specifically, as shown in FIG. 3, the first buried layer 7A is composed of a p-InGaP buried layer (buried buffer layer), and the second buried layer 7B is an n-InGaP buried layer (current). Block layer). The film thickness of the first buried layer 7A is adjusted to 0.2 μm or less.

次に、本例の半導体発光素子の製造方法として、図1に示す第1実施の形態の半導体発光素子を例にとって説明する。まず、n−GaAs基板1上に、n−Al0.45Ga0.55As第1クラッド層(1.5μm)2と、GaAs/Al0.3 Ga0.7 As量子井戸活性層(0.12μm)3と、p−Al0.45Ga0.55As第2クラッド層(0.2μm)4と、p−In0.5 Ga0.5 Pエッチング阻止層(20nm)5と、p−Al0.45Ga0.55As第3クラッド層(0.5μm)6を順次結晶成長させる。 Next, as a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of this example, the semiconductor light emitting device of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described as an example. First, an n-Al 0.45 Ga 0.55 As first cladding layer (1.5 μm) 2, a GaAs / Al 0.3 Ga 0.7 As quantum well active layer (0.12 μm) 3, p- Al 0.45 Ga 0.55 As second cladding layer (0.2 μm) 4, p-In 0.5 Ga 0.5 P etching blocking layer (20 nm) 5, p-Al 0.45 Ga 0.55 As third cladding layer (0.5 μm) 6 Are sequentially grown.

続いて、p−Al0.45Ga0.55As第3クラッド層6の所定箇所にSiNx膜のマスクを用いてエッチング処理を施し、p−Al0.45Ga0.55As第3クラッド層(0.5μm)6にメサストライプ状のリッジ形成層を形成する。 Subsequently, the p-Al 0.45 Ga 0.55 As third cladding layer 6 is etched using a mask of the SiNx film at a predetermined location, and the p-Al 0.45 Ga 0.55 As third cladding layer (0.5 μm) 6 is subjected to the mesa. A stripe-shaped ridge forming layer is formed.

エッチング処理によりメサストライプ状のリッジ形成層がエッチング阻止層5上に形成されると、有機金属気相成長法により、埋込成長層7として、p−In0.5 Ga0.5 P埋込第1層(埋込バッファ層:50nm)7A、n−In0.5 Ga0.5 P埋込第2層(埋込バッファ層:50nm)7B、n−Al0.55Ga0.45As埋込第3層(電流ブロック層:0.4μm)7Cを順次結晶成長させる。その後、マスクのSiNx膜を除去し、第3クラッド層6によるリッジ形成層およびn−AlGaAs埋込第3層7C上にp−Al0.45Ga0.55As第4クラッド層(1μm)8と、p+ −GaAsコンタクト層(0.7μm)9とを順次結晶成長させる。そして、基板1とコンタクト層10の外側に一対の電極(不図示)を設けて半導体発光素子が完成する。 When the mesa stripe-shaped ridge formation layer is formed on the etching stop layer 5 by the etching process, a p-In 0.5 Ga 0.5 P buried first layer (as a buried growth layer 7 is formed by metal organic chemical vapor deposition. Embedded buffer layer: 50 nm) 7A, n-In 0.5 Ga 0.5 P embedded second layer (embedded buffer layer: 50 nm) 7B, n-Al 0.55 Ga 0.45 As embedded third layer (current blocking layer: 0. 4 μm) 7C is grown sequentially. Thereafter, the SiNx film of the mask is removed, and a p-Al 0.45 Ga 0.55 As fourth cladding layer (1 μm) 8 is formed on the ridge forming layer by the third cladding layer 6 and the n-AlGaAs buried third layer 7C, and p +. A GaAs contact layer (0.7 μm) 9 is successively grown. Then, a pair of electrodes (not shown) are provided outside the substrate 1 and the contact layer 10 to complete the semiconductor light emitting device.

このように、本発明に係る半導体発光素子は、埋込成長層7が少なくとも2種の半導体層で構成され、第1埋込層(埋込第1層)7AがAlを含まない構成としている。具体的には、各実施の形態において、第1埋込層7AをInGaPで構成している。そして、第1実施の形態では、第1埋込層7Aおよび第2埋込層7BをInGaPで構成し、第3埋込層7CをAlGaAsで構成している。第2実施の形態では、第1埋込層7AをInGaPで構成し、第2埋込層7BをAlGaAsで構成している。第3実施の形態では、第1埋込層7Aおよび第2埋込層7BをInGaPで構成している。第1実施の形態および第3実施の形態では、第1埋込層7Aの導電型が第3クラッド層6と同一で、第2埋込層7Bの成長時に導電型がp型からn型に反転した構成としている。   Thus, in the semiconductor light emitting device according to the present invention, the buried growth layer 7 is composed of at least two types of semiconductor layers, and the first buried layer (embedded first layer) 7A does not contain Al. . Specifically, in each embodiment, the first buried layer 7A is made of InGaP. In the first embodiment, the first buried layer 7A and the second buried layer 7B are made of InGaP, and the third buried layer 7C is made of AlGaAs. In the second embodiment, the first buried layer 7A is made of InGaP, and the second buried layer 7B is made of AlGaAs. In the third embodiment, the first buried layer 7A and the second buried layer 7B are made of InGaP. In the first and third embodiments, the conductivity type of the first buried layer 7A is the same as that of the third cladding layer 6, and the conductivity type is changed from p-type to n-type when the second buried layer 7B is grown. Inverted configuration.

すなわち、本例の半導体発光素子として、第1実施の形態および第2実施の形態では、AlGaAsからなる電流ブロック層(第1実施の形態では第3埋込層7C、第2実施の形態では第2埋込層7B)と、第3クラッド層6からなるリッジ形成層との間に、InGaPからなる埋込バッファ層(第1実施の形態では第1埋込層7Aおよび第2埋込層7B、第2実施の形態では第1埋込層7A)を備えた構成なので、埋め込み成長時に非成長部分が生じることなく、光吸収も無いので、素子の性能が向上する。   That is, as the semiconductor light emitting device of this example, in the first embodiment and the second embodiment, a current blocking layer made of AlGaAs (the third buried layer 7C in the first embodiment, the first in the second embodiment, 2 buried layer 7B) and the ridge forming layer made of the third cladding layer 6 between the buried buffer layers made of InGaP (the first buried layer 7A and the second buried layer 7B in the first embodiment). In the second embodiment, since the first buried layer 7A) is provided, no non-growth portion is produced during buried growth and no light is absorbed, so that the device performance is improved.

また、第1実施の形態および第3実施の形態では、埋込成長層7の第1埋込層7Aの導電型が第3クラッド層6と同一で、第2埋込層7Bの成長時に導電型をp型からn型に反転する構造としている。これにより、再成長界面とpn接合界面を分離せしめるとともに、pn接合を界面準位が形成されないように同一組成内で実現した埋め込み構造となる。その結果、成長界面を介したリーク電流が大幅に低減でき、素子耐圧などのレーザ特性が改善される。   In the first embodiment and the third embodiment, the conductivity type of the first buried layer 7A of the buried growth layer 7 is the same as that of the third cladding layer 6, and the second buried layer 7B is conductive during the growth. The type is inverted from p-type to n-type. As a result, the regrowth interface and the pn junction interface are separated from each other, and a pn junction is realized in the same composition so that no interface state is formed. As a result, leakage current through the growth interface can be greatly reduced, and laser characteristics such as device breakdown voltage are improved.

次に、第4実施の形態の半導体発光素子について、図4を参照しながら説明する。この第4実施の形態の半導体発光素子は、前述した第1乃至第3実施の形態のリッジ埋め込み構造とは異なり、内部ストライプ構造となっている。   Next, a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. Unlike the ridge embedding structure of the first to third embodiments described above, the semiconductor light emitting device of the fourth embodiment has an internal stripe structure.

図4に示すように、第4実施の形態の半導体発光素子は、基板1、第1クラッド層2、量子井戸活性層3、第2クラッド層4、エッチング阻止層5、電流ブロック層11、埋込バッファ層7D、第3クラッド層6、コンタクト層9の順に積層されていて、その両端に不図示の電極が配置されている。 As shown in FIG. 4, the semiconductor light emitting device of the fourth embodiment includes a substrate 1, a first cladding layer 2, a quantum well active layer 3, a second cladding layer 4, an etching blocking layer 5, a current blocking layer 11, a buried layer. The buried buffer layer 7D, the third cladding layer 6, and the contact layer 9 are laminated in this order, and electrodes (not shown) are disposed at both ends thereof.

埋込バッファ層7Dは、電流ブロック層11をエッチング処理することにより表出したエッチング阻止層5の上面、及び電流ブロック層11の側面部、上面部に埋め込まれるように結晶成長するものである。図4の例では、埋込バッファ層7Dがp−InGaP埋込層(埋込バッファ層)で構成される。なお、埋込バッファ層7Dの膜厚は0.2μm以下に調整される。 The buried buffer layer 7 </ b> D is a crystal grown so as to be buried in the upper surface of the etching blocking layer 5 exposed by etching the current blocking layer 11, the side surface portion, and the upper surface portion of the current blocking layer 11. In the example of FIG. 4, the buried buffer layer 7 </ b> D is formed of a p-InGaP buried layer (buried buffer layer). The film thickness of the embedded buffer layer 7D is adjusted to 0.2 μm or less.

次に、この第4実施の形態の半導体発光素子の製造方法について説明する。まず、n−GaAs基板1上に、n−Al0.45Ga0.55As第1クラッド層(1.5μm)2と、GaAs/Al0.3 Ga0.7 As量子井戸活性層(0.12μm)3と、p−Al0.45Ga0.55As第2クラッド層(0.25μm)4と、p−In0.5 Ga0.5 Pエッチング阻止層(0.1μm)6と、n−Al0.55Ga0.45As電流ブロック層(0.5μm)11を順次エピタキシャル成長にて形成する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the fourth embodiment will be described. First, an n-Al 0.45 Ga 0.55 As first cladding layer (1.5 μm) 2, a GaAs / Al 0.3 Ga 0.7 As quantum well active layer (0.12 μm) 3, and a p− Al 0.45 Ga 0.55 As second cladding layer (0.25 μm) 4, p-In 0.5 Ga 0.5 P etching blocking layer (0.1 μm) 6, n-Al 0.55 Ga 0.45 As current blocking layer (0.5 μm) 11 are sequentially formed by epitaxial growth.

続いて、電流ブロック層11表面にプラズマCVD法によりSiNx 膜を堆積し、フォトリソグラフィ法によりストライプ部分のSiNx 膜を窓開けする。そして、ストライプ部分の電流ブロック層11をエッチング処理してストライプ部を形成した後、SiNx 膜を除去する。その後、埋込バッファ層7D、第3クラッド層6、コンタクト層9をエピタキシャル成長させる。そして、基板1とコンタクト層9の外側に一対の電極(不図示)を設けて半導体発光素子が完成する。 Subsequently, a SiNx film is deposited on the surface of the current blocking layer 11 by a plasma CVD method, and a window of the SiNx film at the stripe portion is opened by a photolithography method. Then, the current blocking layer 11 in the stripe portion is etched to form the stripe portion, and then the SiNx film is removed. Thereafter, buried buffer layer 7D, the third cladding layer 6, the contact layer 9 is epitaxially grown. Then, a pair of electrodes (not shown) are provided outside the substrate 1 and the contact layer 9 to complete the semiconductor light emitting device.

以上述べたように、この第4実施の形態の半導体発光素子においては、ストライプ部分の埋込成長時に初期層としてInGaPを0.2μm以下の膜厚で成長する構造としているので、第1乃至第3実施の形態の半導体発光素子と同様、埋め込み成長時に非成長部分が生じることなく、光吸収も無いので、素子の性能が向上する。   As described above, the semiconductor light emitting device of the fourth embodiment has a structure in which InGaP is grown to a thickness of 0.2 μm or less as an initial layer during the buried growth of the stripe portion. Similar to the semiconductor light emitting device of the third embodiment, no non-growth portion is produced during buried growth and no light is absorbed, so that the device performance is improved.

なお、図1乃至図3に示す例におけるリッジ形成層、図4に示す例におけるストライプ部分を選択エッチングで形成する際のエッチング液としては、硫酸系(水:過酸化水素水:硫酸=1:1:3(25℃))を用いる。   As an etching solution for forming the ridge forming layer in the example shown in FIGS. 1 to 3 and the stripe portion in the example shown in FIG. 4 by selective etching, sulfuric acid (water: hydrogen peroxide solution: sulfuric acid = 1: 1: 3 (25 ° C.)).

ところで、図1乃至図4に示す例では、埋込バッファ層がInGaPで構成されるものとして説明したが、この埋込バッファ層をInGaAsPで構成しても同様の効果を得ることができる。   In the example shown in FIGS. 1 to 4, the buried buffer layer is described as being composed of InGaP, but the same effect can be obtained even when the buried buffer layer is composed of InGaAsP.

本発明に係る半導体発光素子の第1実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第2実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第3実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 本発明に係る半導体発光素子の第4実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 4th Embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 特許文献1に開示される半導体レーザの断面図である。2 is a cross-sectional view of a semiconductor laser disclosed in Patent Document 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 第1クラッド層
3 量子井戸活性層
4 第2クラッド層
5 エッチング阻止層
6 第3クラッド層(リッジ形成層)
6a 側部
埋込成長層
7A 第1埋込層
7B 第2埋込層
7C 第3埋込層
7D 埋込バッファ層
8 第4クラッド層
9 コンタクト層
11 電流ブロック層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 1st clad layer 3 Quantum well active layer 4 2nd clad layer 5 Etching stop layer 6 3rd clad layer (ridge formation layer)
6a side
7 buried growth layer 7A first buried layer 7B second buried layer 7C third buried layer
7D buried buffer layer 8 Fourth cladding layer 9 Contact layer 11 Current blocking layer

Claims (3)

GaAs基板(1)上に、AlGaAs系材料を用いて構成され、メサストライプ状に切除されたリッジ形成層の側部にAlを含む電流ブロック層が埋込成長層として配置された半導体発光素子において、
InGaPまたはInGaAsPからなる埋込バッファ層(7A)が前記メサストライプ状に切除されたリッジ形成層の側部の表面部に直接形成され、該埋込バッファ層の上方に前記Alを含む電流ブロック層が形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
In a semiconductor light emitting device in which a current blocking layer containing Al is arranged as a buried growth layer on a side of a ridge forming layer which is made of an AlGaAs material and is cut out in a mesa stripe shape on a GaAs substrate (1). ,
A buried buffer layer (7A) made of InGaP or InGaAsP is formed directly on the surface portion of the side of the ridge-formed layer cut out in the mesa stripe shape, and the current blocking layer containing Al above the buried buffer layer A semiconductor light emitting element characterized in that is formed.
GaAs基板(1)上に、AlGaAs系材料を用いて構成され、メサストライプ状に切除されたリッジ形成層の側部にAlを含む電流ブロック層が埋込成長層として配置された半導体発光素子において、
前記埋込成長層には、前記電流ブロック層と前記リッジ形成層との間にInGaPまたはInGaAsPからなる複数の埋込バッファ層が設けられていて、該埋込バッファ層は、第1埋込層の導電型が前記リッジ形成層を構成するクラッド層と同一で、第2埋込層の成長時に導電型が反転する構成であることを特徴とする半導体発光素子。
In a semiconductor light emitting device in which a current blocking layer containing Al is arranged as a buried growth layer on a side of a ridge forming layer which is made of an AlGaAs material and is cut out in a mesa stripe shape on a GaAs substrate (1). ,
The buried growth layer includes a plurality of buried buffer layers made of InGaP or InGaAsP between the current blocking layer and the ridge forming layer, and the buried buffer layer is a first buried layer. The semiconductor light emitting device is characterized in that the conductivity type is the same as that of the cladding layer constituting the ridge forming layer, and the conductivity type is inverted when the second buried layer is grown.
GaAs基板(1)上に、活性層(3)、エッチング阻止層(5)、電流ブロック層(11)が順次形成され、前記電流ブロック層の一部が選択的にエッチング除去され、該選択的にエッチング除去された部分及び前記電流ブロック層の上方にAlを含むクラッド層(6)が形成された、AlGaAs系材料から成る半導体発光素子において、
InGaPまたはInGaAsPからなる埋込バッファ層(7D)が前記選択的にエッチング除去された部分及び前記電流ブロック層の表面部に直接形成され、該埋込バッファ層の上方に前記Alを含むクラッド層が形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
An active layer (3), an etching stop layer (5), and a current blocking layer (11) are sequentially formed on the GaAs substrate (1), and a part of the current blocking layer is selectively removed by etching. In the semiconductor light-emitting device made of an AlGaAs-based material, the Al layer-containing cladding layer (6) is formed above the current-blocking portion and the current blocking layer.
A buried buffer layer (7D) made of InGaP or InGaAsP is formed directly on the selectively etched portion and on the surface of the current blocking layer, and a cladding layer containing Al is formed above the buried buffer layer. A semiconductor light-emitting element formed.
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