JPH01143285A - 半導体超格子の無秩序化方法及び半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体超格子の無秩序化方法及び半導体レーザ装置Info
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- JPH01143285A JPH01143285A JP62300974A JP30097487A JPH01143285A JP H01143285 A JPH01143285 A JP H01143285A JP 62300974 A JP62300974 A JP 62300974A JP 30097487 A JP30097487 A JP 30097487A JP H01143285 A JPH01143285 A JP H01143285A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体超格子の無秩序化方法及び該方法を用
いて無秩序化された超格子を有する半導〔従来の技術〕 第３図は従来の半導体超格子無秩序化方法の一例を示す
図であり、図において、１はＧａＡｓ基板、２はＧａＡ
ｓバッファ層、３はＡｌＧａＡｓ系超格子、４はＳｉ膜
である。
いて無秩序化された超格子を有する半導〔従来の技術〕 第３図は従来の半導体超格子無秩序化方法の一例を示す
図であり、図において、１はＧａＡｓ基板、２はＧａＡ
ｓバッファ層、３はＡｌＧａＡｓ系超格子、４はＳｉ膜
である。
次に工程について説明する。
まず、第３図（ａｌに示すようにＧａＡｓ基板ｌ上にＧ
ａＡｓバッファ層２をエピタキシャル成長すせ、さらに
続けて１００人程度の膜厚のＧａＡｓとＡ １ ｏ、ｓ
Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ Ｓを交互に積層してエピタキシ
ャル成長させて合計で約０．５μｍの膜厚のＡＩ Ｇ
ａ Ａ ｓ系超格子３を形成する。次にウェハをエピタ
キシャル成長のための装置より取り出し、蒸着、又はス
パッタリングのための装置に移して第３図（ｂ）に示す
ようにＳｉ膜４を蒸着、スパッタリング等の方法で形成
する。そしてウェハを装置より取り出し、エツチング等
により第３図（Ｃ）に示すようにパターニングする。
ａＡｓバッファ層２をエピタキシャル成長すせ、さらに
続けて１００人程度の膜厚のＧａＡｓとＡ １ ｏ、ｓ
Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ Ｓを交互に積層してエピタキシ
ャル成長させて合計で約０．５μｍの膜厚のＡＩ Ｇ
ａ Ａ ｓ系超格子３を形成する。次にウェハをエピタ
キシャル成長のための装置より取り出し、蒸着、又はス
パッタリングのための装置に移して第３図（ｂ）に示す
ようにＳｉ膜４を蒸着、スパッタリング等の方法で形成
する。そしてウェハを装置より取り出し、エツチング等
により第３図（Ｃ）に示すようにパターニングする。
上述のように形成したウェハのＡｌＧａＡｓ系超格子３
を無秩序する方法には閉管法と開管法がある。まず開管
法について説明する。第３図（Ｃ１に示すウェハを砒素
（Ａｓ）４０■とともに直径１６鶴。
を無秩序する方法には閉管法と開管法がある。まず開管
法について説明する。第３図（Ｃ１に示すウェハを砒素
（Ａｓ）４０■とともに直径１６鶴。
長さ２０ａ１程度の石英管内に入れ、真空に引いた後、
石英管を封じきって８５０℃に加熱する。この条件でＡ
ｓ ａの分圧は０．３気圧程度になる。８５０℃。
石英管を封じきって８５０℃に加熱する。この条件でＡ
ｓ ａの分圧は０．３気圧程度になる。８５０℃。
１時間の拡散により約１μｍの深さまでＳｉは拡散する
。Ｓｌが拡散する際にＡＩ原子、Ｇａ原子も動き、交互
に積層されていたＧａＡｓとＡＩ、、。
。Ｓｌが拡散する際にＡＩ原子、Ｇａ原子も動き、交互
に積層されていたＧａＡｓとＡＩ、、。
Ｇａｏ、ｓＡｓは混じりあって均一な組成のＡ１゜、２
５Ｇ ａ ｏ、 ？ＳＡ Ｓ混晶となって無秩序化され
る。第３図（ｄｌは無秩序化された後のウェハを示して
いる。
５Ｇ ａ ｏ、 ？ＳＡ Ｓ混晶となって無秩序化され
る。第３図（ｄｌは無秩序化された後のウェハを示して
いる。
第３図（ｄ）において５はＳｉ拡散部であり、この部分
の超格子は無秩序化されてＡ ｌ ｏ、 ｚｓＧ ａ
０．７ＳＡＳ混晶となっている。
の超格子は無秩序化されてＡ ｌ ｏ、 ｚｓＧ ａ
０．７ＳＡＳ混晶となっている。
次に開管法について説明する。第３図（Ｃ）に示すウェ
ハを濃度ｌＯ％の水素希釈アルシンあるいはアルゴン希
釈アルシン（Ａ ｓ Ｈｓ ）を３００ｃｃ／ｍｉｎ程
度流した雰囲気で加熱すると閉管法と同様にＳｉが拡散
し、第３図（ｄ）に示すように超格子は無秩序化される
。
ハを濃度ｌＯ％の水素希釈アルシンあるいはアルゴン希
釈アルシン（Ａ ｓ Ｈｓ ）を３００ｃｃ／ｍｉｎ程
度流した雰囲気で加熱すると閉管法と同様にＳｉが拡散
し、第３図（ｄ）に示すように超格子は無秩序化される
。
この従来の無秩序化方法においては、同様の方法でＳｉ
のかわりにＧｅを用いても無秩序化が生じる。
のかわりにＧｅを用いても無秩序化が生じる。
また従来の無秩序化方法の他の例として、亜鉛（Ｚ ｎ
）や硫黄（Ｓ）による無秩序化方法も報告されている。
）や硫黄（Ｓ）による無秩序化方法も報告されている。
ＺｎやＳを用いる場合は、ウェハ表面にＺｎ膜やＳ膜を
形成しなくてもよい。これは、ＺｎやＳが３ｉと比べて
蒸気圧が高いためで、ウェハとともにＺｎ又はＳを石英
管内に入れて加熱することにより、気相中からＺｎ又は
Ｓがウェハ内へ拡散されて超格子の無秩序が生じる。
形成しなくてもよい。これは、ＺｎやＳが３ｉと比べて
蒸気圧が高いためで、ウェハとともにＺｎ又はＳを石英
管内に入れて加熱することにより、気相中からＺｎ又は
Ｓがウェハ内へ拡散されて超格子の無秩序が生じる。
次に、上述の超格子無秩序化方法を用いて半導体レーザ
装置を作製する工程について説明する。
装置を作製する工程について説明する。
第４図は従来の超格子を無秩序化する工程を含む半導体
レーザ装置の製造方法の一例を示す図であり、図におい
て、１はＧａＡｓ基板、９ａはＡｌＧａＡｓ上クラッド
層、１０はＡｌＧａＡｓ系超格子活性層、９ｂはＡｌＧ
ａＡｓ上クラッド層、１）はＧａＡｓコンタクト層、４
はＳｉ膜、５はＳｉ拡散部、１２は活性層の発光部であ
る。
レーザ装置の製造方法の一例を示す図であり、図におい
て、１はＧａＡｓ基板、９ａはＡｌＧａＡｓ上クラッド
層、１０はＡｌＧａＡｓ系超格子活性層、９ｂはＡｌＧ
ａＡｓ上クラッド層、１）はＧａＡｓコンタクト層、４
はＳｉ膜、５はＳｉ拡散部、１２は活性層の発光部であ
る。
第４図に沿って製作工程を説明する。まずＧａＡｓ基板
１上に第４図（ａ）に示すようにＡＩＧａＡＳ下クラッ
ド層９ａ、ＡｌＧａＡｓ系超格子活性ＪｉｌＯ，ＡｌＧ
ａＡｓ上クラッド層９ｂ、及びＧａＡＳコンタクト層１
）をエピタキシャル成長させる０次にウェハを別の装置
に移し、３ｉ膜４を蒸着、スパッタリング等により第４
図（ｂｌのように形成する。そして該Ｓｉ膜４を第４図
（Ｃ）に示すようにパターニングして閉管法または開管
法を用いてアニールすることによりＳｔを第４図（ｄｌ
に示すように拡散させて超格子の無秩序化を行なう。次
に第４図（ｅ）に示すようにＳｉ膜４をエツチング等に
より除去し、第４図（ｆ）に示すように電極１４゜１５
を取り付けてレーザが完成する。
１上に第４図（ａ）に示すようにＡＩＧａＡＳ下クラッ
ド層９ａ、ＡｌＧａＡｓ系超格子活性ＪｉｌＯ，ＡｌＧ
ａＡｓ上クラッド層９ｂ、及びＧａＡＳコンタクト層１
）をエピタキシャル成長させる０次にウェハを別の装置
に移し、３ｉ膜４を蒸着、スパッタリング等により第４
図（ｂｌのように形成する。そして該Ｓｉ膜４を第４図
（Ｃ）に示すようにパターニングして閉管法または開管
法を用いてアニールすることによりＳｔを第４図（ｄｌ
に示すように拡散させて超格子の無秩序化を行なう。次
に第４図（ｅ）に示すようにＳｉ膜４をエツチング等に
より除去し、第４図（ｆ）に示すように電極１４゜１５
を取り付けてレーザが完成する。
従来の半導体超格子の無秩序化方法は上述のように構成
されているので、エピタキシャル成長により半導体超格
子を形成した後にウェハを別の装置に移してＳｉ膜また
はＧｅ膜を形成しなければならず、工程が多いという問
題点があった。またＺｎ又はＳを用いた無秩序化方法で
は、所望の部分に拡散を行なうためのマスクを形成する
工程が必要となり、さらにこの方法ではＳｉを用いた場
合に比べて無秩序化部と超格子部の界面の急峻性に欠け
るという問題点があった。
されているので、エピタキシャル成長により半導体超格
子を形成した後にウェハを別の装置に移してＳｉ膜また
はＧｅ膜を形成しなければならず、工程が多いという問
題点があった。またＺｎ又はＳを用いた無秩序化方法で
は、所望の部分に拡散を行なうためのマスクを形成する
工程が必要となり、さらにこの方法ではＳｉを用いた場
合に比べて無秩序化部と超格子部の界面の急峻性に欠け
るという問題点があった。
また従来の半導体超格子の無秩序化を行なって製造され
る半導体レーザ装置は上述のようにその超格子の無秩序
化に多くの工程を要するため高コストなものになるとい
う問題点があった。
る半導体レーザ装置は上述のようにその超格子の無秩序
化に多くの工程を要するため高コストなものになるとい
う問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、工程の少ない半導体超格子の無秩序化方
法を得ること、及び低コストで製造できる、半導体超格
子の無秩序化を行なって製造される半導体レーザ装置を
得ることを目的とする。
たものであり、工程の少ない半導体超格子の無秩序化方
法を得ること、及び低コストで製造できる、半導体超格
子の無秩序化を行なって製造される半導体レーザ装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る半導体超格子の無秩序化方法は、半導体
超格子を形成するエピタキシャル成長工程において半導
体超格子に近接あるいは隣接してセレン（Ｓｓ） ド
ープ半導体層を形成し、アニール工程において該Ｓｅド
ープ半導体層から半導体超格子にＳｅを拡散させて超格
子を無秩序化するようにしたものである。
超格子を形成するエピタキシャル成長工程において半導
体超格子に近接あるいは隣接してセレン（Ｓｓ） ド
ープ半導体層を形成し、アニール工程において該Ｓｅド
ープ半導体層から半導体超格子にＳｅを拡散させて超格
子を無秩序化するようにしたものである。
また、この発明に係る半導体レーザ装置は、その活性層
または光ガイド層を構成する半導体超格子を形成するエ
ピタキシャル成長工程において該半導体超格子に近接あ
るいは隣接して形成されたＳｅドープ半導体層から、ア
ニール工程において半導体超格子にＳｅを拡散させて形
成した無秩序化領域を備えたものである。
または光ガイド層を構成する半導体超格子を形成するエ
ピタキシャル成長工程において該半導体超格子に近接あ
るいは隣接して形成されたＳｅドープ半導体層から、ア
ニール工程において半導体超格子にＳｅを拡散させて形
成した無秩序化領域を備えたものである。
この発明における半導体超格子の無秩序化方法では、エ
ピタキシャル成長工程において半導体超格子に近接ある
いは隣接してセレン（Ｓｅ） ドープ半導体層を形成
し、アニール工程において該Ｓｅドープ半導体層から半
導体超格子にＳｅを拡散させて超格子を無秩序化するよ
うにしたから、Ｓｌ膜蒸着の工程をなくすことができ、
工程の簡略化がはかれる。
ピタキシャル成長工程において半導体超格子に近接ある
いは隣接してセレン（Ｓｅ） ドープ半導体層を形成
し、アニール工程において該Ｓｅドープ半導体層から半
導体超格子にＳｅを拡散させて超格子を無秩序化するよ
うにしたから、Ｓｌ膜蒸着の工程をなくすことができ、
工程の簡略化がはかれる。
また、この発明における半導体レーザ装置は、エピタキ
シャル成長工程において半導体超格子に近接あるいは隣
接して形成されたＳｅドープ半導体層からアニール工程
において拡散したＳｅにより形成された無秩序化領域を
備えた構成としたから、製造工程が簡略化でき、低コス
トとなる。
シャル成長工程において半導体超格子に近接あるいは隣
接して形成されたＳｅドープ半導体層からアニール工程
において拡散したＳｅにより形成された無秩序化領域を
備えた構成としたから、製造工程が簡略化でき、低コス
トとなる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による半導体超格子の無秩序
化方法を示す図であり、図において、第３図と同一符号
は同−又は相当部分であり、６はＡ ’ ｘ Ｇ ａ
＋−ｇ Ａ ｓエツチングストッパ層、７はＳｅドープ
Ａｌｙ Ｇ ａ ＋−ｙ Ａ ｓ層である。
化方法を示す図であり、図において、第３図と同一符号
は同−又は相当部分であり、６はＡ ’ ｘ Ｇ ａ
＋−ｇ Ａ ｓエツチングストッパ層、７はＳｅドープ
Ａｌｙ Ｇ ａ ＋−ｙ Ａ ｓ層である。
次に工程について説明する。
まず、第１図（ａｌに示すようにＧａＡｓ基板１上にＧ
ａＡｓバッファ層２をエピタキシャル成長させ、さらに
続けて１００人程度の膜厚のＧａＡｓとＡ ｌＯ，ｓ
Ｇａｏ、ｓ Ａｓを交互に積層してエピタキシャル成長
させて合計で約０．５μｍの膜厚のＡｌ ＧａＡｓ系超
格子３を形成し、さらに続けてＡｌｘＧａ＋−ｘ Ａｓ
エツチングストッパ層６、ＳｅドープＡ Ｉ ｙ Ｇ
ａ ＋ −ｙ Ａ ｓ層７を成長させる。そしてウェハ
を装置より取り出し、第１図（ｂ）に示すように超格子
の無秩序化を行ないたい部分の上部を残してＳｅドープ
Ａｌｙ Ｇａ＋−ｙ Ａｓ層７をエツチングにより取り
除き、パターニングする。次にこの第１図（ｂｌに示す
ウェハを従来法と同様なプロセスでアニールし、Ｓｅを
超格子中へ拡散させる。すなわち、閉管法を用いる場合
は上記ウェハを適度な量のＡ３とともに石英管中にセッ
トし、石英管中を真空にした後、石英管を封じて８５０
℃程度の温度で加熱する。Ｓｅの拡散速度はＳｅドープ
Ａｌｙ Ｇａ＋−ｙ Ａｓ層７のＡｔ組組成、Ａｔ、Ｇ
ａ１−ｇＡｓエツチングストッパ層６のＡ１組組成によ
って異なるが、例えばｙ＝ｏ、ｔｚの時は８５０℃、４
時間のアニールにより０．３μｍ程度拡散する。このよ
うにしてＳｅが超格子内へ拡散することにより、超格子
層内のＡＩ原子やＧａ原子も動き、超格子層は無秩序化
されて−様な組成の混晶になる。開管法を用いる場合は
、水素希釈アルシンあるいはアルゴン希釈アルシンを流
しながら８５０℃程度の温度で加熱してＳｅを拡散させ
る。
ａＡｓバッファ層２をエピタキシャル成長させ、さらに
続けて１００人程度の膜厚のＧａＡｓとＡ ｌＯ，ｓ
Ｇａｏ、ｓ Ａｓを交互に積層してエピタキシャル成長
させて合計で約０．５μｍの膜厚のＡｌ ＧａＡｓ系超
格子３を形成し、さらに続けてＡｌｘＧａ＋−ｘ Ａｓ
エツチングストッパ層６、ＳｅドープＡ Ｉ ｙ Ｇ
ａ ＋ −ｙ Ａ ｓ層７を成長させる。そしてウェハ
を装置より取り出し、第１図（ｂ）に示すように超格子
の無秩序化を行ないたい部分の上部を残してＳｅドープ
Ａｌｙ Ｇａ＋−ｙ Ａｓ層７をエツチングにより取り
除き、パターニングする。次にこの第１図（ｂｌに示す
ウェハを従来法と同様なプロセスでアニールし、Ｓｅを
超格子中へ拡散させる。すなわち、閉管法を用いる場合
は上記ウェハを適度な量のＡ３とともに石英管中にセッ
トし、石英管中を真空にした後、石英管を封じて８５０
℃程度の温度で加熱する。Ｓｅの拡散速度はＳｅドープ
Ａｌｙ Ｇａ＋−ｙ Ａｓ層７のＡｔ組組成、Ａｔ、Ｇ
ａ１−ｇＡｓエツチングストッパ層６のＡ１組組成によ
って異なるが、例えばｙ＝ｏ、ｔｚの時は８５０℃、４
時間のアニールにより０．３μｍ程度拡散する。このよ
うにしてＳｅが超格子内へ拡散することにより、超格子
層内のＡＩ原子やＧａ原子も動き、超格子層は無秩序化
されて−様な組成の混晶になる。開管法を用いる場合は
、水素希釈アルシンあるいはアルゴン希釈アルシンを流
しながら８５０℃程度の温度で加熱してＳｅを拡散させ
る。
第１図（Ｃ）は無秩序化工程が完了した状態のウェハを
示す図であり、図において８はＳｅ拡散部である。すな
わちこのＳｅ拡散部８内の超格子が無秩序化されている
。
示す図であり、図において８はＳｅ拡散部である。すな
わちこのＳｅ拡散部８内の超格子が無秩序化されている
。
上述のような本実施例による半導体超格子の無秩序化方
法では、エピタキシャル成長により半導体超格子を形成
する工程でＳｅをドープした半導体層を超格子に近接ま
たは隣接して形成し、該Ｓｅドープ半導体層からのＳｅ
の拡散により上記超格子を無秩序化するようにしたから
、従来のＳｉまたはＧｅの拡散による無秩序化方法で必
要であった拡散に用いるＳｉ膜又はＧｅ膜を形成するた
めの蒸着工程、あるいは従来のＺｎまたはＰの拡散によ
る無秩序化方法で必要であった拡散マスクの形成工程を
削減でき工程を短縮できる効果がある。またＳｅの拡散
速度はＳｉの拡散速度に比べて遅いため拡散深さの時間
的な制御が容易であり、制御性の良い無秩序化が行なえ
る効果がある。
法では、エピタキシャル成長により半導体超格子を形成
する工程でＳｅをドープした半導体層を超格子に近接ま
たは隣接して形成し、該Ｓｅドープ半導体層からのＳｅ
の拡散により上記超格子を無秩序化するようにしたから
、従来のＳｉまたはＧｅの拡散による無秩序化方法で必
要であった拡散に用いるＳｉ膜又はＧｅ膜を形成するた
めの蒸着工程、あるいは従来のＺｎまたはＰの拡散によ
る無秩序化方法で必要であった拡散マスクの形成工程を
削減でき工程を短縮できる効果がある。またＳｅの拡散
速度はＳｉの拡散速度に比べて遅いため拡散深さの時間
的な制御が容易であり、制御性の良い無秩序化が行なえ
る効果がある。
なお、上記実施例ではＧａＡｓとＡ１．、、Ｇａ。、、
Ａ３よりなる超格子の無秩序化について述べたが、本発
明はあらゆる組成のＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ系超格子さ
らにはＩ ｎＧａＡｓ Ｐ系超格子、ＡＩＧａＩｎＰ系
超格子に対しても適用でき、上記実施例と同様な効果が
期待できる。
Ａ３よりなる超格子の無秩序化について述べたが、本発
明はあらゆる組成のＡ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ系超格子さ
らにはＩ ｎＧａＡｓ Ｐ系超格子、ＡＩＧａＩｎＰ系
超格子に対しても適用でき、上記実施例と同様な効果が
期待できる。
また、上記実施例ではＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａ ＋−ｘ Ａ
Ｓエツチングストッパ層６を形成するものについて述
べたが、この層がなくても上記実施例と同様の工程で超
格子を無秩序化できる。
Ｓエツチングストッパ層６を形成するものについて述
べたが、この層がなくても上記実施例と同様の工程で超
格子を無秩序化できる。
また、上記実施例ではＳｅドープ層を超格子の上に形成
するものについて述べたが、Ｓｅドープ層を超格子の下
に形成して拡散を行なうようにしてもよい。
するものについて述べたが、Ｓｅドープ層を超格子の下
に形成して拡散を行なうようにしてもよい。
次に上記本発明の超格子の無秩序化方法を応用した本発
明の半導体レーザ装置について説明する。
明の半導体レーザ装置について説明する。
第２図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置の製
造工程を示す図であり、図において、１６はｐ型ＧａＡ
ｓ基板、１９ａはｐ型ＡＩＧａＡＳ下クラッド層、１９
ｂはｎ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、１０はＡｌＧａＡ
ｓ系超格子よりなる活性層、１）はｎ型ＧａＡｓコンタ
クト層、７はＳｅを高濃度にドープしたＡｌＧａＡｓ層
、８はＳｅ拡散部、１２は活性層の発光部である。
造工程を示す図であり、図において、１６はｐ型ＧａＡ
ｓ基板、１９ａはｐ型ＡＩＧａＡＳ下クラッド層、１９
ｂはｎ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、１０はＡｌＧａＡ
ｓ系超格子よりなる活性層、１）はｎ型ＧａＡｓコンタ
クト層、７はＳｅを高濃度にドープしたＡｌＧａＡｓ層
、８はＳｅ拡散部、１２は活性層の発光部である。
第２図に沿って製作工程を説明する。まずｐ型ＧａＡｓ
基板１６上に第２図（ａ）に示すようにｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ下クラッド層１９ａ、ＡｌＧａＡｓ系超格子活性層１
０．ｎ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層１９ｂ、及びｎ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層１）をエピタキシャル成長させ、さ
らにＳｅドープＡＩＧａＡｓＦｌをその上に成長させる
。そして該ＳｅドープＡｌＧａＡｓ層７を第２図（ｂ）
に示すようにパターニングして閉管法または開管法を用
いてアニールすることによりＳｅを第２図（Ｃ）に示す
ように拡散させて超格子の無秩序化を行なう。そして第
２図（ｄ）に示すように電極１４．１５を取り付けてレ
ーザが完成する。
基板１６上に第２図（ａ）に示すようにｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ下クラッド層１９ａ、ＡｌＧａＡｓ系超格子活性層１
０．ｎ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層１９ｂ、及びｎ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層１）をエピタキシャル成長させ、さ
らにＳｅドープＡＩＧａＡｓＦｌをその上に成長させる
。そして該ＳｅドープＡｌＧａＡｓ層７を第２図（ｂ）
に示すようにパターニングして閉管法または開管法を用
いてアニールすることによりＳｅを第２図（Ｃ）に示す
ように拡散させて超格子の無秩序化を行なう。そして第
２図（ｄ）に示すように電極１４．１５を取り付けてレ
ーザが完成する。
本実施例の半導体レーザ装置では、高濃度ドープＡ Ｉ
Ｇ ａ Ａ ｓ Ｎ ７より拡散したＳｅによって、
超格子活性層１０の一部が無秩序化されている。
Ｇ ａ Ａ ｓ Ｎ ７より拡散したＳｅによって、
超格子活性層１０の一部が無秩序化されている。
この無秩序化された部分の屈折率は無秩序化されていな
い部分の屈折率よりも小さいので、発光した光は無秩序
化されていない部分１２に閉じ込められて光導波路が形
成され、横モードが制御される。
い部分の屈折率よりも小さいので、発光した光は無秩序
化されていない部分１２に閉じ込められて光導波路が形
成され、横モードが制御される。
ここで基板としてはｐ型ＧａＡｓを用いる。基板として
ｎ型ＧａＡｓを用いた場合、Ｓｅが拡散した部分がｎ型
となるため電流がレーザの中央部を流れず、両側の部分
を流れてレーザとして正常に機能しない。
ｎ型ＧａＡｓを用いた場合、Ｓｅが拡散した部分がｎ型
となるため電流がレーザの中央部を流れず、両側の部分
を流れてレーザとして正常に機能しない。
このような本実施例の半導体レーザ装置は、上述のよう
に、その製造工程において従来の工程で必要であったＳ
ｉ蒸着工程、Ｓｔ除去工程の２工程を必要とせず、工程
を短縮することができ低コストなものが得られる効果が
ある。さらに前述したように、Ｓｅの拡散制御の容易さ
から、精度の高い半導体レーザ装置が得られる効果があ
る。
に、その製造工程において従来の工程で必要であったＳ
ｉ蒸着工程、Ｓｔ除去工程の２工程を必要とせず、工程
を短縮することができ低コストなものが得られる効果が
ある。さらに前述したように、Ｓｅの拡散制御の容易さ
から、精度の高い半導体レーザ装置が得られる効果があ
る。
第５図は本発明の他の実施例による半導体レーザ装置を
示す断面構造図であり、図において、１７はｎ型ＧａＡ
ｓ基板、２９ａはｎ型ＡＩＧａＡＳ下クラッド層、２９
ｂ、２９ｃはｐ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、１８はＡ
ｌＧａＡｓ活性層、２０はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、
７はＳｅを高濃度にドープしたＡｌＧａＡｓ層、８はＳ
ｅ拡散部、１３はＡｌＧａＡｓ系超格子よりなる光ガイ
ド層である。
示す断面構造図であり、図において、１７はｎ型ＧａＡ
ｓ基板、２９ａはｎ型ＡＩＧａＡＳ下クラッド層、２９
ｂ、２９ｃはｐ型ＡｌＧａＡｓ上クラッド層、１８はＡ
ｌＧａＡｓ活性層、２０はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、
７はＳｅを高濃度にドープしたＡｌＧａＡｓ層、８はＳ
ｅ拡散部、１３はＡｌＧａＡｓ系超格子よりなる光ガイ
ド層である。
この実施例の半導体レーザ装置の製造工程も上記実施例
とほぼ同様である。すなわちｐ型ＧａＡＳ基板１７上に
ｐ型ＡｌＧａＡｓ下りラッド層２９ａからＳｅドープＡ
ｌＧａＡｓ層７までをエピタキシャル成長によって形成
した後、ＳｅドープＡｌＧａＡｓ層７をパターニングす
る。その後、アニールを行なってＳｅを拡散させ、超格
子を無秩序化する。そして電極１４．１５を取り付けて
装置が完成する。
とほぼ同様である。すなわちｐ型ＧａＡＳ基板１７上に
ｐ型ＡｌＧａＡｓ下りラッド層２９ａからＳｅドープＡ
ｌＧａＡｓ層７までをエピタキシャル成長によって形成
した後、ＳｅドープＡｌＧａＡｓ層７をパターニングす
る。その後、アニールを行なってＳｅを拡散させ、超格
子を無秩序化する。そして電極１４．１５を取り付けて
装置が完成する。
この実施例の半導体レーザ装置においては、高濃度Ｓｅ
ドープＡｌＧａＡｓ層７より拡散したＳｅによって、光
ガイド層１３の一部が無秩序化されている。そしてこの
無秩序化された部分は上記実施例と同様に無秩序化され
ていない部分よりも屈折率が小さくなる。ここで上クラ
ッド層１９ｂの厚みが０．５μｍ程度以下に設定されて
いれば、活性層１８で発光した光の一部は光ガイド層１
３にまで達する。この光ガイド層１３には上述のような
屈折率差が形成されているため、ここに達した光は屈折
率の高い超格子部に閉じ込められる。
ドープＡｌＧａＡｓ層７より拡散したＳｅによって、光
ガイド層１３の一部が無秩序化されている。そしてこの
無秩序化された部分は上記実施例と同様に無秩序化され
ていない部分よりも屈折率が小さくなる。ここで上クラ
ッド層１９ｂの厚みが０．５μｍ程度以下に設定されて
いれば、活性層１８で発光した光の一部は光ガイド層１
３にまで達する。この光ガイド層１３には上述のような
屈折率差が形成されているため、ここに達した光は屈折
率の高い超格子部に閉じ込められる。
そして活性層−１８で発光した光は光ガイド層１３の屈
折率差に対応して光の閉じ込めを受け、先導波路が形成
され、横モードが制御される。
折率差に対応して光の閉じ込めを受け、先導波路が形成
され、横モードが制御される。
ここで基板としてはｐ型、ｎ型のいずれを用いてもよい
が、ｎ型ＧａＡｓを用いた場合、上クラッド層はｐ型と
なり、Ｓｅが拡散した部分がｎ型となるためｐ型上クラ
ッド層２９ｂ中でｐｎ逆バイアス接合を形成し、これが
電流ブロックとして機能するため、レーザ発振しきい値
を低くできる効果がある。
が、ｎ型ＧａＡｓを用いた場合、上クラッド層はｐ型と
なり、Ｓｅが拡散した部分がｎ型となるためｐ型上クラ
ッド層２９ｂ中でｐｎ逆バイアス接合を形成し、これが
電流ブロックとして機能するため、レーザ発振しきい値
を低くできる効果がある。
この実施例の半導体レーザ装置においても、上記実施例
と同様、工程が短か（低コストで得られるとともにＳｅ
の拡散制御の容易さから、精度の高い半導体レーザ装置
が得られる効果がある。
と同様、工程が短か（低コストで得られるとともにＳｅ
の拡散制御の容易さから、精度の高い半導体レーザ装置
が得られる効果がある。
第６図は本発明のさらに他の実施例による半導体レーザ
装置の構造を示す図であり、説明を簡単にするため横モ
ード制御を行なっていないものを示している。この実施
例の半導体レーザ装置では高濃度ＳｅドープＡ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓ層７は共振器端面付近にのみ設けられ、該
Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｎ ７より拡散したＳｅによ
り、超格子構造をもつ活性ＮＩＯの端面付近は無秩序化
され、無秩序化部２１が形成されている。この無秩序化
部２１はバンドギャップが大きいため、レーザ共振器内
部で発生した光に対して透明となり、端面付近の光吸収
による端面の光学的損傷を受けにくくなり、レーザの高
出力動作が可能となる。
装置の構造を示す図であり、説明を簡単にするため横モ
ード制御を行なっていないものを示している。この実施
例の半導体レーザ装置では高濃度ＳｅドープＡ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓ層７は共振器端面付近にのみ設けられ、該
Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｎ ７より拡散したＳｅによ
り、超格子構造をもつ活性ＮＩＯの端面付近は無秩序化
され、無秩序化部２１が形成されている。この無秩序化
部２１はバンドギャップが大きいため、レーザ共振器内
部で発生した光に対して透明となり、端面付近の光吸収
による端面の光学的損傷を受けにくくなり、レーザの高
出力動作が可能となる。
この実施例の半導体レーザ装置においても、上記２つの
実施例と同様、工程が短かく低コストで得られるととも
にＳｅの拡散制御の容易さから、精度の高い半導体レー
ザ装置が得られる効果がある。
実施例と同様、工程が短かく低コストで得られるととも
にＳｅの拡散制御の容易さから、精度の高い半導体レー
ザ装置が得られる効果がある。
以上のように、この発明によれば、半導体超格子の無秩
序化方法において、そのエピタキシャル成長工程におい
て半導体超格子に近接あるいは隣接してセレン（Ｓｅ）
ドープ半導体層を形成し、アニール工程において該
Ｓｅドープ半導体層から半導体超格子にＳｅを拡散させ
て超格子を無秩序化するようにしたから、Ｓｉ膜蒸着の
工程をなくすことができ、工程の簡略化がはかれる効果
がある。
序化方法において、そのエピタキシャル成長工程におい
て半導体超格子に近接あるいは隣接してセレン（Ｓｅ）
ドープ半導体層を形成し、アニール工程において該
Ｓｅドープ半導体層から半導体超格子にＳｅを拡散させ
て超格子を無秩序化するようにしたから、Ｓｉ膜蒸着の
工程をなくすことができ、工程の簡略化がはかれる効果
がある。
また、この発明によれば半導体レーザ装置において、エ
ピタキシャル成長工程において半導体超格子に近接ある
いは隣接して形成したＳｅドープ半導体層から拡散した
Ｓｅによる超格子の無秩序化で形成された無秩序化領域
を備えた構成としたから、精度の高い半導体レーザ装置
を低コストで得られる効果がある。
ピタキシャル成長工程において半導体超格子に近接ある
いは隣接して形成したＳｅドープ半導体層から拡散した
Ｓｅによる超格子の無秩序化で形成された無秩序化領域
を備えた構成としたから、精度の高い半導体レーザ装置
を低コストで得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体超格子の無秩
序化方法を示す図、第２図はこの発明の一実施例による
半導体レーザ装置の製造工程を示す図、第３図は従来の
半纏体超格子の無秩序化方法を示す図、第４図は従来の
半導体レーザ装置の一例の製造工程を示す図、第５図は
本発明の他の実施例による半導体レーザ装置を示す図、
第６図は本発明のさらに他の実施例による半導体レーザ
装置を示す図である。 １はＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓバッファ層、３はＡｌ
ＧａＡｓ系超格子、６はＡ１ｇＧａ＋−ｘＡｓエツチン
グストッパ層、７はＳｅドープＡｌｙＧａ１−、へ３層
、８はＳｅ拡散部、１６はｐ型ＧａＡｓ基板、１９ａは
ｐ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層、１９ｂはｎ型ＡｌＧａ
Ａｓ上クラッド層、１０はＡｌＧａＡｓ系超格子よりな
る活性層、１）はｎ型ＧａＡｓコンタクト層、１２は活
性層の発光部、１７はｎ型ＧａＡｓ基板、２９ａはｎ型
ＡｌＧａＡｓ下りラ７ド層、２９ｂ、２９Ｃはｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ上りラッド層、１８はＡＩＧａＡＳ活性層、２
０はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３はＡｌＧａＡｓ系
超格子よりなる光ガイド層、２１は無秩序化された端面
付近の活性層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
序化方法を示す図、第２図はこの発明の一実施例による
半導体レーザ装置の製造工程を示す図、第３図は従来の
半纏体超格子の無秩序化方法を示す図、第４図は従来の
半導体レーザ装置の一例の製造工程を示す図、第５図は
本発明の他の実施例による半導体レーザ装置を示す図、
第６図は本発明のさらに他の実施例による半導体レーザ
装置を示す図である。 １はＧａＡｓ基板、２はＧａＡｓバッファ層、３はＡｌ
ＧａＡｓ系超格子、６はＡ１ｇＧａ＋−ｘＡｓエツチン
グストッパ層、７はＳｅドープＡｌｙＧａ１−、へ３層
、８はＳｅ拡散部、１６はｐ型ＧａＡｓ基板、１９ａは
ｐ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層、１９ｂはｎ型ＡｌＧａ
Ａｓ上クラッド層、１０はＡｌＧａＡｓ系超格子よりな
る活性層、１）はｎ型ＧａＡｓコンタクト層、１２は活
性層の発光部、１７はｎ型ＧａＡｓ基板、２９ａはｎ型
ＡｌＧａＡｓ下りラ７ド層、２９ｂ、２９Ｃはｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ上りラッド層、１８はＡＩＧａＡＳ活性層、２
０はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３はＡｌＧａＡｓ系
超格子よりなる光ガイド層、２１は無秩序化された端面
付近の活性層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (5)
- （１）エピタキシャル成長により形成される半導体超格
子を無秩序化する半導体超格子の無秩序化方法において
、 該半導体超格子を形成するエピタキシャル成長工程にお
いて該半導体超格子に近接あるいは隣接してセレン（Ｓ
ｅ）ドープ半導体層を形成し、アニール工程において該
Ｓｅドープ半導体層から半導体超格子にＳｅを拡散させ
て超格子を無秩序化することを特徴とする半導体超格子
の無秩序化方法。 - （２）上記Ｓｅドープ半導体層は上記半導体超格子の上
側に形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の半導体超格子の無秩序化方法。 - （３）上記Ｓｅドープ半導体層は上記半導体超格子の上
にエッチングストッパ層を介して形成されることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の半導体超格子の無秩
序化方法。 - （４）上記半導体超格子はＡｌＧａＡｓ系もしくはＩｎ
ＧａＡｓＰ系もしくはＡｌＧａＩｎＰ系であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか
に記載の半導体超格子の無秩序化方法。 - （５）その一部が無秩序化された半導体超格子構造の活
性層又は光ガイド層を有する半導体レーザ装置において
、 該半導体超格子は、該半導体超格子を形成するエピタキ
シャル成長工程において該半導体超格子に近接あるいは
隣接して形成されたＳｅドープ半導体層からアニール工
程において拡散したＳｅにより無秩序化されたものであ
ることを特徴とする半導体レーザ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62300974A JPH01143285A (ja) | 1987-11-28 | 1987-11-28 | 半導体超格子の無秩序化方法及び半導体レーザ装置 |
| US07/272,493 US5108948A (en) | 1987-11-28 | 1988-11-17 | Method of producing a semiconductor device having a disordered superlattice using an epitaxial solid diffusion source |
| EP88311187A EP0319207B1 (en) | 1987-11-28 | 1988-11-25 | A method of producing a semi-conducteur device having a disordered superlattice |
| DE8888311187T DE3873283T2 (de) | 1987-11-28 | 1988-11-25 | Verfahren, um eine halbleitervorrichtung mit einem ungeordneten uebergitter herzustellen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62300974A JPH01143285A (ja) | 1987-11-28 | 1987-11-28 | 半導体超格子の無秩序化方法及び半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01143285A true JPH01143285A (ja) | 1989-06-05 |
Family
ID=17891317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62300974A Pending JPH01143285A (ja) | 1987-11-28 | 1987-11-28 | 半導体超格子の無秩序化方法及び半導体レーザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5108948A (ja) |
| EP (1) | EP0319207B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01143285A (ja) |
| DE (1) | DE3873283T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US4706255A (en) * | 1985-05-20 | 1987-11-10 | Xerox Corporation | Phased array semiconductor laser with preferred emission in the fundamental supermode |
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