JPH04283979A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH04283979A JPH04283979A JP4640491A JP4640491A JPH04283979A JP H04283979 A JPH04283979 A JP H04283979A JP 4640491 A JP4640491 A JP 4640491A JP 4640491 A JP4640491 A JP 4640491A JP H04283979 A JPH04283979 A JP H04283979A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌＧａＩｎＰ系結晶を
もちいて製作される可視光を発する半導体レーザに関す
る。
もちいて製作される可視光を発する半導体レーザに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌＧａＩｎＰ系結晶をもちいて半導体
レーザを作製する場合、有機金属気相成長法が一般的に
用いられる。その際ｐ型のクラッディング層を成長する
ときには、ジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛をもちいて亜
鉛をドープするのが普通である。しかしながら、このよ
うにして形成されたｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層中の亜鉛の活
動度はその上に引続いて付けられる結晶層の導電型によ
って影響を受ける。
レーザを作製する場合、有機金属気相成長法が一般的に
用いられる。その際ｐ型のクラッディング層を成長する
ときには、ジメチル亜鉛又はジエチル亜鉛をもちいて亜
鉛をドープするのが普通である。しかしながら、このよ
うにして形成されたｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層中の亜鉛の活
動度はその上に引続いて付けられる結晶層の導電型によ
って影響を受ける。
【０００３】ジャーナル オブ エレクトロニック
マテリアルズ 第１９巻 第６号 第５９７
頁から第５９９頁１９９０年（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９［６］ｐｐ５９７−５９
９（１９９０））、エレクトロニクス レターズ
第２５巻第６号 第４１３頁１９８９年（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ． Ｌｅｔｔ．，２５［６］ｐｐ４１３（１９８
９））、インスティテュート オブ フィジックス
コンファレンス第１０６号 第８章 第５７５
頁から第５８０頁１９９０年（Ｉｎｓｔ． Ｐｈｙｓ．
Ｃｏｎｆ．Ｎｏ．１０６：Ｃｈａｐｔｅｒ８，ｐｐ５
７５−５８０（１９９０））。ＡｌＧａＩｎＰ半導体レ
ーザの温度特性を良くするためにはｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
層の正孔濃度を可能な限り高くすることが望ましいが、
その上につける層がｐ型であると正孔濃度が低くなりが
ちである。逆にｎ型の層であると高目になるが隣接する
活性層へ亜鉛が拡散しやすくなり、半導体レーザの寿命
が短くなる。このような問題点を解決するために、ジシ
クロペンタジェニル・マグネシウムをもちいてマグネシ
ウムをドーピングすることも試みられたが、制御性が充
分でなく未だ実用に供されるに致っていない。
マテリアルズ 第１９巻 第６号 第５９７
頁から第５９９頁１９９０年（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ
ｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，１９［６］ｐｐ５９７−５９
９（１９９０））、エレクトロニクス レターズ
第２５巻第６号 第４１３頁１９８９年（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ． Ｌｅｔｔ．，２５［６］ｐｐ４１３（１９８
９））、インスティテュート オブ フィジックス
コンファレンス第１０６号 第８章 第５７５
頁から第５８０頁１９９０年（Ｉｎｓｔ． Ｐｈｙｓ．
Ｃｏｎｆ．Ｎｏ．１０６：Ｃｈａｐｔｅｒ８，ｐｐ５
７５−５８０（１９９０））。ＡｌＧａＩｎＰ半導体レ
ーザの温度特性を良くするためにはｐ−ＡｌＧａＩｎＰ
層の正孔濃度を可能な限り高くすることが望ましいが、
その上につける層がｐ型であると正孔濃度が低くなりが
ちである。逆にｎ型の層であると高目になるが隣接する
活性層へ亜鉛が拡散しやすくなり、半導体レーザの寿命
が短くなる。このような問題点を解決するために、ジシ
クロペンタジェニル・マグネシウムをもちいてマグネシ
ウムをドーピングすることも試みられたが、制御性が充
分でなく未だ実用に供されるに致っていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰにドーピングした場合に高い正孔濃度を与えし
かもレーザの寿命を損なわれないドーパントを提供する
ことを目的とする。
ａＩｎＰにドーピングした場合に高い正孔濃度を与えし
かもレーザの寿命を損なわれないドーパントを提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ層へのドーパントとしてベリリウムを用いるこ
とによって達成できる。
ａＩｎＰ層へのドーパントとしてベリリウムを用いるこ
とによって達成できる。
【０００６】
【作用】ＡｌＧａＩｎＰ結晶中のベリリウムの拡散速度
は亜鉛より小さいと考えられるので、有機金属気相成長
法における代表的な成長温度である７００℃前後におい
ても隣接の活性層に拡散していかない。このため亜鉛ド
ープの場合、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層の正孔濃度が約５×
１０１７ｃｍ−３以上になると半導体レーザが劣化しや
すくなるのに対し、ベリリウムをドープした場合は長寿
命が得られ、温度特性も良くなる。有機金属気相成長用
のベリリウム化合物としてはジメチルベリリウムなどの
アルキルベリリウムが好適である。
は亜鉛より小さいと考えられるので、有機金属気相成長
法における代表的な成長温度である７００℃前後におい
ても隣接の活性層に拡散していかない。このため亜鉛ド
ープの場合、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層の正孔濃度が約５×
１０１７ｃｍ−３以上になると半導体レーザが劣化しや
すくなるのに対し、ベリリウムをドープした場合は長寿
命が得られ、温度特性も良くなる。有機金属気相成長用
のベリリウム化合物としてはジメチルベリリウムなどの
アルキルベリリウムが好適である。
【０００７】
【実施例】本発明の一実施例の屈折率導波型レーザを図
１により説明する。
１により説明する。
【０００８】有機金属，トリエチルアルミニウム，トリ
メチルガリウム，トリメチルインジウムをＩＩＩ 族元
素供給用の化合物として用い、アルシンならびにフォス
フィンをＶ 族元素供給用の化合物としてもちいてＡｌ
ＧａＩｎＰ結晶を成長する。ドーパントはｎ型結晶形成
にはジシランを用いる。ｐ型結晶にはジメチル亜鉛又は
ジメチルベリリウムを用い２種類のレーザを作製する。
メチルガリウム，トリメチルインジウムをＩＩＩ 族元
素供給用の化合物として用い、アルシンならびにフォス
フィンをＶ 族元素供給用の化合物としてもちいてＡｌ
ＧａＩｎＰ結晶を成長する。ドーパントはｎ型結晶形成
にはジシランを用いる。ｐ型結晶にはジメチル亜鉛又は
ジメチルベリリウムを用い２種類のレーザを作製する。
【０００９】キャリアガスは水素を用いる。成長温度は
７００℃である。まずシリコンドープＧａＡｓ結晶の（
１００）基板１０の上にｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｎ＝１×
１０１８ｃｍ−３，１．２μｍ厚）１１，ｕ−ＧａＩｎ
Ｐ（アンドープ，６５０ｎｍ厚）１２，ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ（ｐ＝７×１０１７ｃｍ−３，１．２μｍ）１３を
つける。このウェハにフォトリソグラフならびに化学エ
ッチングで５μｍ幅のメサストライプを形成し、ｎ−Ｇ
ａＡｓ（ｎ＝１．５×１０１８ｃｍ−３，０．９μｍ厚
）１４で埋込み、さらにｐ−ＧａＡｓ（ｎ＝１．５×１
０１９ｃｍ−３，３μｍ厚）１５層をつけて図１に示す
ような屈折率導波型レーザ構造を形成する。この表裏に
オーミック電極をつけ、キャビティ長２５０μｍに劈開
してステムにボンディングして半導体レーザが得られる
。これを光出力５ｍＷ，５０℃で寿命試験にかけた結果
を図２に示した。これからわかるように、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰ層に亜鉛ドープしたレーザでは２００時間前後で
駆動電流が急速に増大して劣化するのに対して、ベリリ
ウムドープのレーザでは駆動電流の著しい増加はみられ
ない。正孔濃度が４×１０１７ｃｍ−３の場合はともに
駆動電流の著しい増加はみられないが、ベリリウムドー
プで正孔濃度が７×１０１７ｃｍ−３の場合は最高発振
温度が１３０℃であるのに対し、正孔濃度４×１０１７
ｃｍ−３の場合は亜鉛，ベリリウムの場合ともに１００
℃であった。又、亜鉛ドープの場合直列抵抗が１３Ωで
あるのに対し、ベリリウムドープの場合は約１０Ωに低
減することができた。
７００℃である。まずシリコンドープＧａＡｓ結晶の（
１００）基板１０の上にｎ−ＡｌＧａＩｎＰ（ｎ＝１×
１０１８ｃｍ−３，１．２μｍ厚）１１，ｕ−ＧａＩｎ
Ｐ（アンドープ，６５０ｎｍ厚）１２，ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ（ｐ＝７×１０１７ｃｍ−３，１．２μｍ）１３を
つける。このウェハにフォトリソグラフならびに化学エ
ッチングで５μｍ幅のメサストライプを形成し、ｎ−Ｇ
ａＡｓ（ｎ＝１．５×１０１８ｃｍ−３，０．９μｍ厚
）１４で埋込み、さらにｐ−ＧａＡｓ（ｎ＝１．５×１
０１９ｃｍ−３，３μｍ厚）１５層をつけて図１に示す
ような屈折率導波型レーザ構造を形成する。この表裏に
オーミック電極をつけ、キャビティ長２５０μｍに劈開
してステムにボンディングして半導体レーザが得られる
。これを光出力５ｍＷ，５０℃で寿命試験にかけた結果
を図２に示した。これからわかるように、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰ層に亜鉛ドープしたレーザでは２００時間前後で
駆動電流が急速に増大して劣化するのに対して、ベリリ
ウムドープのレーザでは駆動電流の著しい増加はみられ
ない。正孔濃度が４×１０１７ｃｍ−３の場合はともに
駆動電流の著しい増加はみられないが、ベリリウムドー
プで正孔濃度が７×１０１７ｃｍ−３の場合は最高発振
温度が１３０℃であるのに対し、正孔濃度４×１０１７
ｃｍ−３の場合は亜鉛，ベリリウムの場合ともに１００
℃であった。又、亜鉛ドープの場合直列抵抗が１３Ωで
あるのに対し、ベリリウムドープの場合は約１０Ωに低
減することができた。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、ベリリウムをｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ層のドーパントとして用いるので、正孔濃度
５×１０１７ｃｍ−３以上にドープしても劣化しにくい
半導体レーザが得られ、しかも高い正孔濃度が得られた
結果、最高発振温度も高めることができる。又直列抵抗
を低減することも可能となる。
ＧａＩｎＰ層のドーパントとして用いるので、正孔濃度
５×１０１７ｃｍ−３以上にドープしても劣化しにくい
半導体レーザが得られ、しかも高い正孔濃度が得られた
結果、最高発振温度も高めることができる。又直列抵抗
を低減することも可能となる。
【図１】本発明の一実施例の屈折率導波型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの断面図である。
Ｐ系半導体レーザの断面図である。
【図２】本発明の一実施例の屈折率導波型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザの駆動寿命試験の結果を示す図である
。
Ｐ系半導体レーザの駆動寿命試験の結果を示す図である
。
１０…ｎ−ＧａＡｓ基板結晶、１１…ｎ−ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッディング層、１２…ＧａＩｎＰ活性層、１３…
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッディング層、１４…ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流狭窄層、１５…ｐ−ＧａＡｓ層。
Ｐクラッディング層、１２…ＧａＩｎＰ活性層、１３…
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッディング層、１４…ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流狭窄層、１５…ｐ−ＧａＡｓ層。
Claims (1)
- 【請求項１】ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザにおいて、
ｐ型クラッディング層のドーパントはベリリウムである
ことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4640491A JPH04283979A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4640491A JPH04283979A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04283979A true JPH04283979A (ja) | 1992-10-08 |
Family
ID=12746218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4640491A Pending JPH04283979A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04283979A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2724488A1 (fr) * | 1994-08-05 | 1996-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | Methode de dopage par du beryllium, element optique semi-conducteur, et methode de fabrication de l'element optique semi-conducteur |
| EP0767502A2 (en) * | 1995-10-02 | 1997-04-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP4640491A patent/JPH04283979A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2724488A1 (fr) * | 1994-08-05 | 1996-03-15 | Mitsubishi Electric Corp | Methode de dopage par du beryllium, element optique semi-conducteur, et methode de fabrication de l'element optique semi-conducteur |
| US5814534A (en) * | 1994-08-05 | 1998-09-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of doping with beryllium and method of fabricating semiconductor optical element doped with beryllium |
| EP0767502A2 (en) * | 1995-10-02 | 1997-04-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device |
| EP0767502A3 (en) * | 1995-10-02 | 1997-10-15 | Sharp Kk | Semiconductor light emitting device |
| US5789773A (en) * | 1995-10-02 | 1998-08-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor light-emitting device |
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