JP5261529B2 - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
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特許文献1 特開2007−242718号公報
Claims (20)
- 第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の上方に堆積された第1導電型の第1クラッド層と、
前記第1クラッド層の上方に堆積された活性層と、
前記活性層の上方に堆積された第2導電型の第2クラッド層と、
前記第2クラッド層上に堆積されたコンタクト層と
を備え、
前記活性層は、
空孔の拡散により混晶化した窓部と、
前記窓部より混晶度が小さい非窓部とを有し、
前記コンタクト層は、
第1領域と、
前記第1領域よりも水素との親和性が高く、前記第1領域の下側にある第2領域とを有し、
前記第2領域は、前記非窓部に対応する領域の水素濃度が、前記窓部に対応する領域の水素濃度より高く、前記非窓部に対応する領域の水素濃度が8.0E+16(atoms/cm 3 )より高い半導体レーザ素子。 - 前記第2領域は、前記第1領域よりも低い成長温度で形成された請求項1に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1領域は、第1のp型ドーパントがドープされたp型GaAs層を含み、前記第2領域は第2のp型ドーパントがドープされたp型GaAs層を含み、前記第2のp型ドーパントは前記第1のp型ドーパントより水素との親和性が高い請求項1または2に記載の半導体レーザ素子。
- 前記コンタクト層は、前記第1のp型ドーパントのドーパント量が前記第1領域より低い第3領域をさらに有し、前記第2領域は、前記第1領域と前記第3領域との間にある請求項3に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第1のp型ドーパントは、Zn、MgまたはBeを含む、請求項3または4に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2のp型ドーパントは、炭素を含む、請求項3から5のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
- 前記コンタクト層の全ドーパント量は、1.0E+15(atoms/cm2)以下である請求項3から6のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2領域のドーパント量は、前記第1領域のドーパント量より少ない請求項3から7のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
- 前記第2領域における成長レートは、前記第1領域における成長レートよりも速く、または、前記第2領域の成長中の水素化合物の流量は前記第1領域の成長中の水素化合物の流量よりも大きい請求項1から8のいずれか一項に記載の半導体レーザ素子。
- 半導体レーザ素子の製造方法であって、
第1導電型の半導体基板の上方に、少なくとも第1導電型のクラッド層、活性層、第2導電型のクラッド層を順次堆積する工程と、
前記第2導電型のクラッド層上にコンタクト層を堆積する工程と、
密度の異なる2種類の誘電体膜を前記コンタクト層上の異なる領域に堆積する工程と、
アニール処理により空孔を拡散させて、前記2種類の誘電体膜のうち、密度のより小さい誘電体膜が堆積された領域に対応する前記活性層を混晶化して窓部を形成し、密度のより大きい誘電体膜が堆積された領域に対応する前記活性層に前記窓部よりも混晶度の小さい非窓部を形成する工程と、
を備え、
前記コンタクト層を堆積する工程は、
前記空孔の拡散を促進する空孔拡散促進領域を形成する工程と、
前記空孔を生成する第1の空孔生成領域を形成する工程とを有し、
前記空孔拡散促進領域は前記第1の空孔生成領域より水素との親和性が高く、
前記アニール処理により、前記空孔拡散促進領域は、前記非窓部に対応する領域の水素濃度が前記窓部に対応する領域の水素濃度より高く、前記非窓部に対応する領域の水素濃度が8.0E+16(atoms/cm 3 )より高い製造方法。 - 前記空孔拡散促進領域を形成する工程は、第1の温度でエピタキシャル成長により堆積する工程を含み、
前記第1の空孔生成領域を形成する工程は、前記第1の温度より高い第2の温度でエピタキシャル成長により堆積する工程を含む請求項10に記載の製造方法。 - 前記第1の空孔生成領域を形成する工程は、第1のp型ドーパントをドーピングする工程を含み、前記空孔拡散促進領域を形成する工程は、第2のp型ドーパントをドーピングする工程を含み、前記第2のp型ドーパントは前記第1のp型ドーパントより水素との親和性が高い請求項10または11に記載の製造方法。
- 前記コンタクト層を堆積する工程は、前記空孔拡散促進領域を形成する工程の前に、前記第1のp型ドーパントのドーパント量が前記第1の空孔生成領域より低い第2の空孔生成領域を形成する工程をさらに有する請求項12に記載の製造方法。
- 前記第1のp型ドーパントは、Zn、MgまたはBeを含む請求項12または13に記載の製造方法。
- 前記第2のp型ドーパントは、炭素を含む請求項12から14のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記コンタクト層の全ドーパント量は、1.0E+15(atoms/cm2)以下である請求項12から15のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記空孔拡散促進領域のドーパント量は、前記第1の空孔生成領域のドーパント量より少ない請求項12から16のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記第1の温度は、680℃より低い請求項11に記載の製造方法。
- 前記第2の温度は、680℃以上である請求項11に記載の製造方法。
- 前記空孔拡散促進領域における成長レートは、前記第1の空孔生成領域における成長レートよりも速く、または、前記空孔拡散促進領域の成長中の水素化合物の流量は前記第1の空孔生成領域の成長中の水素化合物の流量よりも大きい請求項10から19のいずれか一項に記載の製造方法。
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