JP4110595B2 - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体発光素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、低しきい値の半導体レーザとして、埋め込みヘテロ接合(Buried Heterostructure、BH)構造の半導体レーザが知られている。図17は、従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【0003】
すなわち、図17に示すように、この従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、n型GaAs基板101上に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102、Alx2Ga1-x2As活性層103、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104およびp型GaAsキャップ層105が順次積層して設けられている。ここで、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102およびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104のAl組成比x1は、Alx2Ga1-x2As活性層103のAl組成比x2より大きく、それぞれについて一例を挙げると、x1=0.45、x2=0.14である。n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102、Alx2Ga1-x2As活性層103、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104およびp型GaAsキャップ層105は、一方向に延びる所定幅のストライプ形状を有する。
【0004】
ストライプ部の両側の部分におけるn型GaAs基板101上には、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107およびp型GaAsキャップ層108が順次積層して設けられ、npnpのサイリスタ構造による電流狭窄構造が形成されている。この場合、x1>x2であるから、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106およびn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107は、Alx2Ga1-x2As活性層103より禁制帯幅が大きく、低屈折率である。また、電流狭窄を良好に行う観点から、ストライプ部の側面におけるp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106とn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107との界面は、Alx2Ga1-x2As活性層103に対応する部分に位置し、これによって、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106とp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104とが互いに分離され、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107とn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102とが互いに分離されている。
【0005】
p型GaAsキャップ層105およびp型GaAsキャップ層108上には、Ti/Pt/Au電極のようなp側電極109が設けられ、n型GaAs基板101の裏面には、AuGe/Ni/Au電極のようなn側電極110が設けられている。
【0006】
この従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102およびn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107には、ドナー不純物としてSeがドープされ、一方、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104、p型GaAsキャップ層105、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106およびp型GaAsキャップ層108には、アクセプタ不純物としてZnがドープされている。
【0007】
次に、上述の従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法について説明する。
【0008】
まず、図18に示すように、n型GaAs基板101上に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102、Alx2Ga1-x2As活性層103、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104およびp型GaAsキャップ層105を、例えば有機金属化学気相成長(MOCVD)法により順次成長させる。
【0009】
次に、図19に示すように、p型GaAsキャップ層105上に、例えばCVD法によりSiN膜またはSiO2 膜のような絶縁膜を形成し、これをエッチングによりパターニングして、所定幅のストライプ状のマスク111を形成する。
【0010】
次に、図20に示すように、マスク111をエッチングマスクとして、ウエットエッチング法またはドライエッチング法によりn型GaAs基板101が露出するまでエッチングを行い、p型GaAsキャップ層105、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104、Alx2Ga1-x2As活性層103およびn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102を一方向に延びる所定幅のストライプ形状にパターニングする。
【0011】
次に、図21に示すように、マスク111を成長マスクとして、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107およびp型GaAsキャップ層108を順次成長させ、ストライプ部の両側の部分を埋める。
【0012】
次に、マスク111をエッチング除去し、p型GaAsキャップ層108の表面を平坦化した後、図17に示すように、真空蒸着法またはスパッタリング法により、p型GaAsキャップ層105、108上にp側電極109を形成するとともに、n型GaAs基板101の裏面にn側電極110を形成する。
【0013】
以上により、目的とする従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザが製造される。
【0014】
この従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、Alx2Ga1-x2As活性層103をn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102とp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104とにより挟んだダブルヘテロ構造が、所定幅のストライプ形状を有し、幅の狭い活性領域を構成している。そして、このストライプ部の両側の部分にp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107およびp型GaAsキャップ層108が埋め込まれ、npnpのサイリスタ構造からなる電流狭窄構造が形成されていることにより、電流は、ストライプ部(活性領域)のみを流れる。また、Alx2Ga1-x2As活性層103の両側の部分に、これよりも禁制帯幅が大きく低屈折率のp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106およびn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層107が設けられていることにより、ストライプ部で屈折率が高く、その両側で屈折率が低いステップ状の屈折率分布が横方向に形成されており、Alx2Ga1-x2As活性層103からの光は、このステップ状の屈折率分布によって閉じ込められる。この従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、上述のように電流の閉じ込めと光の閉じ込めとを行うことによって、レーザ発振の低しきい値化が図られている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術によるBH構造の半導体レーザは、以下のような問題を有している。
【0016】
すなわち、上述の従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザでは、その製造の際に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層102、Alx2Ga1-x2As活性層103、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層104およびp型GaAsキャップ層105がストライプ形状にパターニングされた結果、Alx2Ga1-x2As活性層103の側面が外部に露出し、この状態で、このストライプ部の両側の部分にp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106が成長されるため、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106のアクセプタ不純物として用いられるZnが、Alx2Ga1-x2As活性層103の側面を通じてその内部に拡散してしまうという問題がある。また、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106が、Alx2Ga1-x2As活性層103の側面に近接して設けられることにより、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106の成長後においても、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層106に導入されたZnが、同様に、Alx2Ga1-x2As活性層103の内部に拡散してしまうという問題もある。
【0017】
このような活性層中へのZnの拡散は、素子寿命の低下を引き起し、信頼性を低下させる要因となっている。
【0018】
この対策として、アクセプタ不純物として、Znに代えて、拡散係数が小さく、浅いアクセプタレベルを形成するMgを用いることが考えられるが、Mgは、偏析係数が大きいため、キャリア濃度の制御性や面内分布の均一性に問題が生じる。
【0019】
なお、上述した活性層中へのZnの拡散の問題は、例えばSDH(Separatd Double Heterostructure )構造の半導体レーザ(例えば、特開平2−65288号公報参照)のように、他の埋め込み構造の半導体レーザにおいても同様に起こり得るものである。
【0020】
したがって、この発明の目的は、活性層の内部へのアクセプタ不純物の拡散を抑制することができ、高い信頼性を得ることができる半導体発光素子およびその製造方法を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記従来技術の有する課題を解決するために鋭意検討を行った。以下にその概要について説明する。
【0022】
一般に、せん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体中において、Znは大きな拡散係数を有することが知られている。ここで、AlGaAs中におけるZnの拡散の様子をSeの拡散の様子と比較して説明する。ここでは、GaAs基板上にAlGaAs層を成長し、この際、まず、AlGaAs層をアンドープの状態で成長した後、一定量の不純物原料を供給しながら成長した試料を、不純物としてZnを用いたものと、Seを用いたものとについてそれぞれ作製し、これらの試料の不純物濃度の深さ方向のプロファイルをSIMS(二次イオン質量分析)法により測定した。図22は、不純物としてSeを用いた試料の測定結果を示すグラフであり、図23は、不純物としてZnを用いた試料の測定結果を示すグラフである。図22および図23において、横軸は試料表面からの深さを示し、縦軸は不純物濃度を示す。
【0023】
図22と図23とを比較すると、不純物としてSeを用いた試料では、図22に示すように、Se原料の供給を開始した位置から見てアンドープ領域の側にはSeの拡散がほとんど見られず、Seがドープされた領域とアンドープの領域との境界が明確であるのに対して、不純物としてZnを用いた試料では、図23に示すように、Zn原料の供給を開始した位置から見てアンドープ領域の側にZnが大きく拡散し、Znがドープされた領域とアンドープ領域との境界がゆるやかになっていることがわかる。
【0024】
そこで、GaAs基板上にAlGaAs層を、まず、Seをドープした状態で成長した後、Se原料の供給を停止して所定期間アンドープ状態で成長し、さらに、この後、Zn原料の供給を開始してZnをドープした状態で成長した試料を作製し、この試料の不純物濃度の深さ方向のプロファイルをSIMS法により測定した。図24は、その測定結果を示すグラフである。図24において、横軸は試料表面からの深さを示し、縦軸は不純物濃度を示す。
【0025】
図24に示すように、GaAs基板上にAlGaAs層を成長する際に、不純物原料を切り換えて、SeがドープされたAlGaAs層、アンドープのAlGaAs層およびZnがドープされたAlGaAs層を順次積層したこの試料の場合、Seについては、Se原料の供給を停止した位置からアンドープ領域の側への拡散はほとんど見られず、ZnだけがZn原料の供給を開始した位置からアンドープ領域の側に拡散するが、このZnは、Se原子が存在する部分で大きくパイルアップし、それより先へは拡散しないことがわかる。
【0026】
このことから、活性層の側面の近傍にSe原子を存在させることが、Znの拡散を抑制する有効な手段となることが考えられる。なお、ZnおよびSeは、それぞれ、III−V族化合物半導体におけるアクセプター不純物およびドナー不純物の一例であり、これ以外のアクセプター不純物およびドナー不純物の組み合わせであっても、同様なことが言えると考えられる。
【0027】
この発明は、以上の検討に基づいて案出されたものである。
【0028】
すなわち、この発明の第1の発明は、
活性層をp型クラッド層とn型クラッド層とにより挟んだ構造のストライプ部を有し、
ストライプ部の両側の部分にp型半導体層とn型半導体層とを含む半導体層が埋め込まれ、
活性層、p型クラッド層、n型クラッド層およびp型半導体層とn型半導体層とを含む半導体層はせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体からなる半導体発光素子において、
ストライプ部の側面のうち少なくとも活性層の側面に対応する部分に、p型半導体層および/またはp型クラッド層のアクセプタ不純物の拡散阻止層が設けられ、
かつ、拡散阻止層はドナー不純物が導入されたせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体またはドナー不純物からなる
ことを特徴とするものである。
【0029】
この発明の第2の発明は、
活性層をp型クラッド層とn型クラッド層とにより挟んだ構造のストライプ部を有し、ストライプ部の両側の部分にp型半導体層とn型半導体層とを含む半導体層が埋め込まれ、活性層、p型クラッド層、n型クラッド層およびp型半導体層とn型半導体層とを含む半導体層はせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体からなり、ストライプ部の側面のうち少なくとも活性層の側面に対応する部分に、p型クラッド層および/またはp型半導体層のアクセプタ不純物の拡散阻止層が設けられ、かつ、拡散阻止層はドナー不純物が導入されたせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体またはドナー不純物からなる半導体発光素子の製造方法であって、
ストライプ部の側面にドナー不純物を吸着させることにより拡散阻止層を形成するか、
または、n型半導体層をストライプ部の側面のうち少なくとも活性層の側面に対応する部分を覆うように形成し、この際、ストライプ部の側面上におけるn型半導体層中にドナー不純物を選択的に導入することにより拡散阻止層を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
【0030】
この発明において、拡散阻止層に導入されるドナー不純物は、好適には、n型半導体層および/またはn型クラッド層のドナー不純物と同一のものが用いられる。なお、アクセプタ不純物としては典型的にはZnが用いられ、ドナー不純物としては典型的にはSeが用いられる。
【0031】
この発明においては、活性層とp型クラッド層との間に、さらに、ドナー不純物が導入されたせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体またはドナー不純物からなる拡散阻止層を設けてもよい。このとき、この拡散阻止層の厚さは、電流注入の妨げにならない程度に選ばれる。なお、この拡散阻止層が、ドナー不純物が導入されたせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体からなる場合、その禁制体幅は活性層より大きくする。
【0032】
この発明において、ストライプ部の側面は、好適には、{111}B面または{111}B面から所定角度オフした結晶面からなる。これは、次のような理由による。
【0033】
すなわち、せん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体においては、不純物の取り込みや吸着の様子に結晶面依存性がある。ここで、図25に、結晶面の異なるGaAs基板上にSeがドープされたGaAs層を成長したときの、GaAs層中のSe濃度をSIMS法により測定した結果を示す。図25において、横軸は(100)面からの傾斜角度を示し、縦軸は、SeがドープされたGaAs層中のSe濃度を、(100)面での濃度を1として規格化したときの値を示す。
【0034】
この場合、図25に示すように、GaAs基板上に成長されたGaAs層においては、GaAs基板の結晶面が{111}B面のときに、{100}面や{111}A面のときよりもSe原子濃度が大きくなることがわかる。
【0035】
したがって、ストライプ部の側面に拡散素子層を容易に形成するためには、ストライプ部の側面を{111}B面またはその近傍の結晶面とすることが有効であると言える。
【0036】
以上が、ストライプ部の側面を{111}B面または{111}B面から所定角度オフした結晶面とすることが好ましいことの理由である。なお、このストライプ部は、活性層をp型クラッド層とn型クラッド層とにより挟んだ構造をエッチングすることにより形成されたものであってもよく、あるいは、活性層をp型クラッド層とn型クラッド層とにより挟んだ構造を形成する過程で形成されたものであってもよい。
【0037】
上述のように構成されたこの発明によれば、ストライプ部の側面のうち少なくとも活性層の側面に対応する部分に、ドナー不純物が導入されたせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体またはドナー不純物からなる、p型半導体層および/またはp型クラッド層のアクセプタ不純物の拡散阻止層が設けられていることにより、製造過程において活性層の側面が外部に露出した後に、p型の半導体層(ここでは、主に、ストライプ部の両側に埋め込まれる半導体層のうちのp型半導体層のことであるが、場合によっては、p型クラッド層をも含む)を形成する場合や、p型の半導体層が活性層の側面に近接して設けられる場合であっても、活性層中へのアクセプタ不純物の拡散を抑制することができる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0039】
まず、この発明の第1の実施形態について説明する。図1は、この第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【0040】
図1に示すように、この第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、基板として、例えば、(100)面方位のn型GaAs基板1が用いられ、このn型GaAs基板1上に、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5が順次積層して設けられている。ここで、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2およびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4のAl組成比x1は、Alx2Ga1-x2As活性層3のAl組成比x2より大きく、それぞれについて一例を挙げると、x1=0.45、x2=0.14である。
【0041】
n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5は、[011]方向に延びる所定幅のストライプ形状を有する。この場合、このストライプ部の側面は{111}B面6からなる。符号7は、アクセプタ不純物の拡散阻止層としてのSe原子層を示す。このSe原子層7は、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5の側面を覆うように、ストライプ部の側面の表層近傍に設けられている。この場合、このSe原子層7は、後述のように、ストライプ部の側面に吸着させたSe原子が、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5中に導入されることにより形成されたものである。このSe原子層7の厚さは例えば50nm以下であり、Se濃度は例えば5×1017/cm3 〜1×1018/cm3 程度である。
【0042】
ストライプ部の両側の部分におけるn型GaAs基板1上には、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層9およびp型GaAsキャップ層10が順次積層して設けられ、npnpのサイリスタ構造による電流狭窄構造が形成されている。この場合、x1>x2であるから、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8およびn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層9は、Alx2Ga1-x2As活性層3より禁制帯幅が大きく、低屈折率である。ここで、{111}B面6上におけるエピタキシャル成長速度は(100)面に比して小さく、n型GaAs基板1からの成長が進行してくるまで{111}B面6上への結晶成長が見かけ上停止するため、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層9およびn型GaAsキャップ層10は、図示した形状に形成される。また、ストライプ部の側面上におけるp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8とn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層9との界面は、Alx2Ga1-x2As活性層3に対応する部分に位置している。
【0043】
p型GaAsキャップ層5およびp型GaAsキャップ層10上にはTi/Pt/Au電極のようなp側電極11が設けられ、n型GaAs基板1の裏面にはAuGe/Ni/Au電極のようなn側電極12が設けられている。
【0044】
このBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいて、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2およびn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層9には、ドナー不純物としてSeがドープされ、一方、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4、p型GaAsキャップ層5、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8およびp型GaAsキャップ層10には、アクセプタ不純物としてZnがドープされている。
【0045】
次に、上述のように構成されたこの第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法について説明する。ここでは、このBH構造のAlGaAs系半導体レーザを構成する半導体層を、例えばMOCVD法により形成する。この際、III−V族化合物半導体の原料としては、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルガリウム(TMG)、アルシン(AsH3 )を用い、ドナー不純物の原料としては例えばH2 Se、アクセプタ不純物の原料としては例えばジメチルズィンク(DMZ)を用いる。
【0046】
まず、図2に示すように、(100)面方位のn型GaAs基板1上に、MOCVD法により、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5を順次成長させる。
【0047】
次に、n型GaAs基板1を一旦成長装置から取り出し、図3に示すように、p型GaAsキャップ層5の全面に例えばCVD法により例えばSiNx 膜やSiO2 膜のような絶縁膜を形成し、これをエッチングによりパターニングして[011]方向に延在する所定幅のストライプ状のマスク13を形成する。
【0048】
次に、図4に示すように、マスク13をエッチングマスクとして、例えばエッチング液としてH2 SO4 、H2 O2 およびH2 Oの混合液(その混合比は、例えばH2 SO4 :H2 O2 :H2 O=3:2:1)を用いたウエットエッチング法により、n型GaAs基板1が露出するまでエッチングする。これによって、p型GaAsキャップ層5、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4、Alx2Ga1-x2As活性層3およびn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2が[011]方向に延在する所定幅のストライプ形状にパターニングされる。このとき、このストライプ部の側面は{111}B面6となる。
【0049】
次に、n型GaAs基板1を再び成長装置に搬入し、図5に示すように、ドナー不純物の原料として用いられるH2 Seガスを熱分解させることにより、ストライプ部の側面を含む全面にSe原子14を吸着させる。この後、図6に示すように、基板加熱によって、ストライプ部の側面に吸着したSe原子14が、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5中に導入されることにより、ストライプ部の側面の表層近傍に選択的にSe原子層7が形成される。この場合、ストライプ部の側面は{111}B面6となっており、他の結晶面に比してSe原子が導入されやすいため、Se原子層7は、ストライプ部の側面に選択的に形成される。なお、このときの基板加熱は、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8などを形成する2度めの結晶成長の際の基板加熱と兼用することができる。
【0050】
次に、図7に示すように、マスク13を成長マスクとして、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層9およびp型GaAsキャップ層10を順次成長させ、ストライプ部の両側の部分を埋める。
【0051】
次に、マスク13をエッチング除去した後、p型GaAsキャップ層10の表面を平滑化し、この後、図1に示すように、真空蒸着法またはスパッタリング法によりp型GaAsキャップ層5、10上にp側電極11を形成するとともに、n型GaAs基板1の裏面にn側電極12を形成する。
【0052】
以上により、目的とするBH構造のAlGaAs系半導体レーザが製造される。
【0053】
以上のように、この第1の実施形態によれば、ストライプ部の側面が{111}B面6からなることにより、このストライプ部の側面にアクセプタ不純物の拡散阻止層としてのSe原子層7を容易に形成することができる。そして、このSe原子層7によってAlx2Ga1-x2As活性層3の側面が覆われ、かつ、このSe原子層7がp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8を成長する前に形成されていることにより、次のような利点を得ることができる。
【0054】
すなわち、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8の成長中に、Se原子層7がZnの侵入に対してバリアとなるため、Alx2Ga1-x2As活性層3の側面を通じてその内部にZnが拡散することを防止することができる。また、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8が、Alx2Ga1-x2As活性層3の側面に近接して設けられ、このp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8からZnが拡散するような場合であっても、Alx2Ga1-x2As活性層3の方向に拡散してきたZnは、Alx2Ga1-x2As活性層3に達する前に、Se原子層7の部分でパイルアップするため、Alx2Ga1-x2As活性層3の内部へのZnの拡散が抑制される。
【0055】
したがって、この第1の実施形態によれば、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層8の成長中および成長後におけるAlx2Ga1-x2As活性層3中へのZnの拡散を効果的に抑制することができ、これによって、素子の長寿命化が図られ、信頼性の高いBH構造のAlGaAs系半導体レーザを実現することができる。
【0056】
次に、この発明の第2の実施形態について説明する。図8は、この第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【0057】
すなわち、この第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、図8に示すように、基板として、(100)面方位のp型GaAs基板21が用いられ、このp型GaAs基板21上に、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22、Alx2Ga1-x2As活性層23、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24およびn型GaAsキャップ層25が順次積層されている。ここで、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22およびn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24のAl組成比x1は、Alx2Ga1-x2As活性層3のAl組成比x2より大きく、それぞれについて一例を挙げると、x1=0.45、x2=0.14である。
【0058】
p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22、Alx2Ga1-x2As活性層23、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24およびn型GaAsキャップ層25は、[011]方向に延びる所定幅のストライプ形状を有する。この場合、このストライプ部の側面は{111}B面26からなる。
【0059】
ストライプ部の両側におけるp型GaAs基板21上には、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層28およびn型GaAsキャップ層29が順次積層して設けられ、これによって、pnpnのサイリスタ構造による電流狭窄構造が形成されている。この場合、x1>x2であるから、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27およびp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層28は、Alx2Ga1-x2As活性層23より禁制体幅が大きく、低屈折率である。また、ストライプ部の側面上の部分において、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27は、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22およびAlx2Ga1-x2As活性層23の側面を覆う位置まで設けられ、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層29は、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24の側面を覆う位置まで設けられている。
【0060】
符号30は、アクセプタ不純物の拡散阻止層としてのSe原子層を示す。この場合、このSe原子層30は、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22およびAlx2Ga1-x2As活性層23の側面を覆うように、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27のうちストライプ部の側面上の部分に設けられている。このSe原子層30は、後述のように、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27を形成する際に、{111}B面26からなるストライプ部の側面上の部分に選択的にSe原子が導入される(他の部分よりもSe原子が多く導入される)ことによって、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27のうちストライプ部の側面上の部分に選択的に形成されたものである。
【0061】
n型GaAsキャップ層25およびn型GaAsキャップ層29上にはAuGe/Ni/Au電極のようなn側電極31が設けられ、p型GaAs基板21の裏面にはTi/Pt/Au電極のようなp側電極32が設けられている。
【0062】
このBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいて、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22およびp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層28には、アクセプタ不純物としてZnがドープされ、一方、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24、n型GaAsキャップ層25、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27およびn型GaAsキャップ層29には、ドナー不純物としてSeがドープされている。
【0063】
次に、この第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法について説明する。
【0064】
まず、第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法と同様に、図9に示すように、例えばMOCVD法により、p型GaAs基板21上にp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22、Alx2Ga1-x2As活性層23、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24およびp型GaAsキャップ層25を順次成長させた後、p型GaAsキャップ層25上に、[011]方向に延在する所定幅のストライプ状のマスク33を形成し、このマスク33をエッチングマスクとして、硫酸−過酸化水素系のエッチング液を用いたウエットエッチング法によりp型GaAs基板21の表面が露出するまでエッチングする。これによって、n型GaAsキャップ層25、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層24、Alx2Ga1-x2As活性層23およびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層22が、[011]方向に延在する所定幅のストライプ形状にパターニングされる。このとき、このストライプ部の側面は{111}B面26となる。
【0065】
次に、図10に示すように、マスク33を成長マスクとして、例えばMOCVD法により、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27を成長する。このとき、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27のうちストライプ部の側面上の部分に、他の部分よりもSe原子が多く導入されることにより、この部分に選択的にSe原子層30が形成される。
【0066】
n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27の成長に引き続き、図11に示すように、マスク33を成長マスクとして、MOCVD法により、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層28およびn型GaAsキャップ層29を順次成長させ、ストライプ部の両側を埋める。
【0067】
次に、マスク33をエッチング除去し、n型GaAsキャップ層29の表面を平滑化した後、図8に示すように、真空蒸着法またはスパッタリング法により、n型GaAsキャップ層25およびn型GaAsキャップ層29上にn側電極31を形成するとともに、p型GaAs基板21の裏面にp側電極32を形成する。
【0068】
以上により、目的とするBH構造のAlGaAs系半導体レーザが製造される。
【0069】
以上のように、この第2の実施形態によれば、ストライプ部の側面を{111}B面26からなることにより、n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27を成長する際に、このn型Alx1Ga1-x1As埋め込み層27のうちストライプ部の側面上の部分に、拡散阻止層としてのSe原子層30を選択的に、かつ、容易に形成することができる。そして、このSe原子層30によってAlx1Ga1-x1As活性層23の側面が覆われ、かつ、このSe原子層30がp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層28を成長する前に形成されていることにより、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層28の成長中および成長後におけるAlx2Ga1-x2As活性層23の内部へのZnの拡散を抑制することができる。
【0070】
したがって、この第2の実施形態によれば、p型の半導体基板を用いたBH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいて、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0071】
次に、この発明の第3の実施形態について説明する。図12は、この第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【0072】
図12に示すように、このSDH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、基板として(100)面方位のn型GaAs基板41が用いられ、このn型GaAs基板41の主面に[011]方向に延在するメサ状突起部41aが設けられている。n型GaAs基板41のメサ状突起部41a上には、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42、Alx2Ga1-x2As活性層43およびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44が順次積層されたダブルヘテロ構造のストライプ部が設けられている。このストライプ部は、メサ状突起部41aの延長方向、すなわち、[011]方向に延在し、三角形状の断面を有する。この場合、ストライプ部の側面は{111}B面45からなり、両側の側面がp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44の部分で交差している。n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42、Alx1Ga1-x1As活性層43およびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44からなるダブルヘテロ構造は、n型GaAs基板41のメサ底部(メサ状突起部41aの両側の部分)にも設けられている。この場合、メサ状突起部41a上におけるAlx2Ga1-x2As活性層43と、メサ底部上におけるAlx2Ga1-x2As活性層43とは、互いに分離されている。また、メサ底部上におけるp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44は、メサ状突起部41a上におけるn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42の側面の途中の位置まで設けられている。
【0073】
符号46は、アクセプタ不純物の拡散阻止層としてのSe原子層を示す。この場合、このSe原子層46は、メサ状突起部41a上のn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42およびAlx2Ga1-x2As活性層43の側面を覆うように、ストライプ部の側面上に設けられている。このSe原子層46は、後述のように、メサ状突起部41a上のn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42およびAlx2Ga1-x2As活性層43の側面にSe原子を吸着させることにより形成されたものである。このSe原子層46は数原子層程度の厚さを有する。
【0074】
メサ底部上のp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44の上には、メサ状突起部41a上のAlx2Ga1-x2As活性層43の側面を覆うように、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47が設けられている。この場合、x1>x2であるから、n型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47は、Alx2Ga1-x2As活性層43より禁制体幅が大きく、低屈折率である。このn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47により、メサ状突起部41a上のp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44と、メサ底部上のp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44とが互いに分離されている。符号48は、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層を示す。このp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層48は、ストライプ部の両側を埋めるようにn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47上に設けられ、かつ、メサ状突起部41a上のp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44の上側にも設けられている。このp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層48上には、p型GaAsキャップ層49が設けられている。
【0075】
p型GaAsキャップ層49上にはTi/Pt/Au電極のようなp側電極50が設けられ、一方、n型GaAs基板41の裏面にはAuGe/Ni/Au電極のようなn側電極51が設けられている。
【0076】
このSDH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいて、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42およびn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47には、ドナー不純物としてSeがドープされ、一方、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44、48およびp型GaAsキャップ層49には、アクセプタ不純物としてZnがドープされている。
【0077】
次に、この第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法について説明する。
【0078】
図13に示すように、(100)面方位のn型GaAs基板41上に[011]方向に延びる所定幅のストライプ状のレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジストパターンをマスクとして、n型GaAs基板41を例えば硫酸−過酸化水素系のエッチング液を用いたウエットエッチング法によりエッチングすることにより、メサ状突起部41aを形成する。次に、エッチングマスクとして用いたレジストパターンを除去する。
【0079】
次に、n型GaAs基板41上に、MOCVD法により、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42およびAlx2Ga1-x2As活性層43を順次成長させる。このとき、メサ状突起部41a上では、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42およびAlx2Ga1-x2As活性層43が、メサ状突起部41aのエッジから内側に向かって{111}B面45からなる斜面を形成しながら成長していく。
【0080】
次に、図14に示すように、ドナー不純物の原料として用いられるH2 Seガスを熱分解して全面にSe原子を吸着させることにより、Se原子層46を形成する。ここでは、説明の簡略化のために{111}B面45上のSe原子層46のみ図示しているが、このSe原子層46は、実際にはメサ状突起部41a上のAlx2Ga1-x2As活性層43の上面などにも形成される。このAlx2Ga1-x2As活性層43の上面に形成されたSe原子層は、この上に形成されるp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44からのZnの拡散を抑制する役割を有する。なお、このようにAlx2Ga1-x2As活性層43の上面にSe原子層が形成された場合であっても、このSe原子層は数原子層程度の厚さで、極めて薄いので、電流注入の妨げにはならない。
【0081】
次に、図15に示すように、n型GaAs基板41上に、MOCVD法により、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44を成長させる。これにより、メサ状突起部41a上にストライプ部が形成される。この場合、メサ状突起部41a上のp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44は、成長が進むにつれて幅が小さくなり、最終的に、その両側の{111}B面45からなる側面が交差する位置まで成長する。一方、このとき、メサ底部上のp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44は、メサ状突起部41a上のn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42の側面の途中の位置まで成長する。
【0082】
次に、MOCVD法によりn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47を成長させる。この場合、このn型Alx1Ga1-x1As電流狭窄層47が、メサ状突起部41a上のAlx2Ga1-x2As活性層43の側面に対応する部分を覆うように、成長時に厚さが制御される。次に、MOCVD法により、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層48およびp型GaAsキャップ層49を順次成長させる。この場合、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層48は、その成長の初期の段階では、{111}B面45上には成長されないが、他の結晶面による成長が進行することにより、{111}B面45上の部分を含んで全面に成長される。したがって、このp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層48上のp型GaAsキャップ層49も全面に成長される。
【0083】
なお、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42の成長からp型GaAsキャップ層49の成長までの工程は、供給する原料ガスを切り換えることによって、一回の結晶成長で行われる。
【0084】
次に、図12に示すように、真空蒸着法またはスパッタリング法により、p型GaAsキャップ層49上にp側電極50を形成するとともに、n型GaAs基板41上にn側電極51を形成する。
【0085】
以上により、目的とするSDH構造のAlGaAs系半導体レーザが製造される。
【0086】
以上のように、この第3の実施形態によれば、ストライプ部の形成の過程で、メサ状突起部41a上へのn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層42、Alx2Ga1-x2As活性層43およびp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44の成長の過程で、これらの各層が{111}B面45aからなる斜面を形成しながら成長する結果、ストライプ部の側面が{111}B面45からなることにより、このストライプ部の側面に、アクセプタ不純物の拡散阻止層としてのSe原子層46を容易に形成することができる。そして、このSe原子層46によってAlx2Ga1-x2As活性層43の側面が覆われ、かつ、このSe原子層46が、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44を成長する前に形成されていることにより、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44の成長中および成長後におけるAlx2Ga1-x2As活性層43の内部へのZnの拡散を抑制することができる。
【0087】
したがって、この第3の実施形態によれば、n型半導体基板を用いたSDH構造の半導体レーザにおいて、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0088】
次に、この発明の第4の実施形態について説明する。図16は、この第4の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。この第4の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザは、第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザと逆の導電型の構成となっている。
【0089】
すなわち、図16に示すように、このSDH構造のAlGaAs半導体レーザにおいては、基板として(100)面方位のp型GaAs基板61が用いられ、このp型GaAs基板61の主面に[011]方向に延在するメサ状突起部61aが設けられている。符号62はp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層、符号63はAlx2Ga1-x2As活性層、符号64はn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層、符号65は{111}B面、符号66はSe原子層、符号67はp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層、符号68はn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層、符号69はn型GaAsキャップ層を示す。
【0090】
この場合、Se原子層66は、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層62、Alx2Ga1-x2As活性層63およびn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層64の側面を覆うように、ストライプ部の側面上に設けられ、n型GaAsキャップ層69上にはAuGe/Ni/Au電極のようなn側電極70が設けられ、p型GaAs基板61の裏面にはTi/Pt/Au電極のようなp側電極71が設けられている。
【0091】
その他の構成は、第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザと同様であるので、説明を省略する。
【0092】
次に、この第4の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法について説明する。すなわち、このSDH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいては、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層67が、メサ状突起部61a上のAlx2Ga1-x2As活性層63の側面を覆うように設けられているため、このp型Alx1Ga1-x1As埋め込み層67の成長中および成長後におけるAlx2Ga1-x2As活性層63へのZnの拡散が問題となる。そこで、このSDH構造のAlGaAs系半導体レーザを製造する際には、p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層67を形成する前にSe原子層66を形成する。具体的には、このSe原子層66は、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層64の成長中に、ドナー不純物原料として用いられるH2 Seが熱分解され、ストライプ部の側面にSe原子が吸着することによって形成される。その他のことは、第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法と同様であるので、説明を省略する。
【0093】
この第4の実施形態によれば、p型の半導体基板を用いたSDH構造のAlGaAs系半導体レーザにおいて、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0094】
以上この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、実施形態において挙げた数値、材料、構造、製造プロセスなどはあくまで例にすぎず、これに限定されるものではない。また、第1の実施形態において、拡散阻止層としてのSe原子層7は、{111}B面6上に吸着させたSe原子が、n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層2、Alx2Ga1-x2As活性層3、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層4およびp型GaAsキャップ層5中に導入されることにより形成されたものであるが、このSe原子層7は、{111}B面6上に吸着させたSe原子からなる層(Se原子が吸着したままの状態)であってもよい。
【0095】
また、第1〜第4の実施形態においては、ストライプ部を構成する活性層とp型クラッド層との間に、拡散阻止層として、ドナー不純物としてSeがドープされ、かつ、活性層より禁制帯幅の大きい、せん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V化合物半導体からなるn型半導体層を設けてもよい。なお、このn型半導体層の厚さは、電流注入の妨げにならない程度に選ばれる。具体的には、例えば、第3の実施形態において、Alx2Ga1-x2As活性層43とp型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44との間に、Seがドープされた他のn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層を設けてもよく、この場合、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44中のZnが、Alx2Ga1-x2As活性層43の上面を通じてその内部に拡散することを効果的に抑制することが可能となる。また、この場合、このn型Alx1Ga1-x1Asクラッド層は、Alx2Ga1-x2As活性層43を形成した後、p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層44を形成する前に形成されることになり、このとき、同時にSe原子層46を形成することができる。
【0096】
また、第1および第2の実施形態においては、ストライプ部の側面は{111}B面からなるが、このストライプ部の側面は{111}B面から数度、具体的には、例えば0°〜5°オフした結晶面であってもよい。
【0097】
また、上述の第1から第4の実施形態においては、必要に応じて光導波層を設けることも可能であり、また、活性層を多重量子井戸構造とすることも可能である。
【0098】
さらに、上述の第1〜第4の実施形態においては、この発明をDH構造およびSDH構造のAlGaAs系半導体レーザに適用した場合について説明したが、この発明は、他の埋め込み構造のAlGaAs系半導体レーザは勿論、AlGaAs系発光ダイオードに適用してもよい。また、この発明は、上述のAlGaAs系半導体発光素子以外に、せん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V化合物半導体を用いた他の半導体発光素子、例えば、AlGaInP系の半導体発光素子に適用することも可能である。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ストライプ部の側面のうち少なくとも活性層の側面に対応する部分に、ドナー不純物が導入されたせん亜鉛鉱型結晶構造のIII−V族化合物半導体またはドナー不純物からなる、p型半導体層および/またはp型クラッド層のアクセプタ不純物の拡散阻止層が設けられていることにより、活性層中へのアクセプタ不純物の拡散を効果的に抑制することができ、これによって、素子の長寿命化が図られ、信頼性の高い半導体発光素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【図2】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図3】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図4】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図5】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図6】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図7】 この発明の第1の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図8】 この発明の第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【図9】 この発明の第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図10】 この発明の第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図11】 この発明の第2の実施形態によるBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図12】 この発明の第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【図13】 この発明の第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図14】 この発明の第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図15】 この発明の第3の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図16】 この発明の第4の実施形態によるSDH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【図17】 従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザを示す断面図である。
【図18】 従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図19】 従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図20】 従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図21】 従来のBH構造のAlGaAs系半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。
【図22】 GaAs基板上にアンドープのAlGaAs層およびSeがドープされたAlGaAs層を成長した試料における不純物濃度の深さ方向のプロファイルを示すグラフである。
【図23】 GaAs基板上にアンドープのAlGaAs層およびZnがドープされたAlGaAs層を成長した試料における不純物濃度の深さ方向のプロファイルを示すグラフである。
【図24】 GaAs基板上にSeがドープされたAlGaAs層、アンドープのAlGaAs層およびZnがドープされたAlGaAs層を成長した試料における不純物濃度の深さ方向のプロファイルを示すグラフである。
【図25】 結晶面の異なるGaAs基板上にSeがドープされたGaAs層を成長したときの、GaAs層中のSe濃度をSIMS法により測定した結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1・・・n型GaAs基板、2・・・n型Alx1Ga1-x1Asクラッド層、3・・・Alx2Ga1-x2As活性層、4・・・p型Alx1Ga1-x1Asクラッド層、5、10・・・p型GaAsキャップ層、6・・・{111}B面、7・・・Se原子層、8・・・p型Alx1Ga1-x1As埋め込み層、9・・・n型Alx1Ga1-x1As埋め込み層、14・・・Se原子
Claims (4)
- 活性層をp型クラッド層とn型クラッド層とにより挟んだ構造のストライプ部を有し、上記ストライプ部の両側の部分にp型半導体層とn型半導体層とを含む半導体層が埋め込まれ、上記活性層、上記p型クラッド層、上記n型クラッド層および上記p型半導体層と上記n型半導体層とを含む上記半導体層はAlGaAs系半導体からなる半導体発光素子の製造方法であって、
上記活性層を上記p型クラッド層と上記n型クラッド層とにより挟んだ構造をエッチングすることにより側面が{111}B面からなる上記ストライプ部を形成する工程と、
上記ストライプ部の側面のうち少なくとも上記活性層の側面に対応する部分に、上記p型クラッド層および/または上記p型半導体層のアクセプタ不純物としてのZnの拡散阻止層を上記ストライプ部の側面にSeを吸着させることにより形成する工程とを有する
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 - 上記拡散阻止層を上記ストライプ部の側面にのみ形成することを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子の製造方法。
- 上記ストライプ部は、上記n型クラッド層、上記活性層および上記p型クラッド層が順次積層された構造を有するとともに、上記拡散阻止層は、上記ストライプ部を形成するためのエッチングの後、上記p型半導体層を形成する前に、上記ストライプ部の側面にSeを吸着させることにより形成されることを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子の製造方法。
- 上記活性層と上記p型クラッド層との間に、さらに、上記拡散阻止層を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子の製造方法。
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