JPH0448669A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ装置及びその製造方法

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JPH0448669A
JPH0448669A JP15583990A JP15583990A JPH0448669A JP H0448669 A JPH0448669 A JP H0448669A JP 15583990 A JP15583990 A JP 15583990A JP 15583990 A JP15583990 A JP 15583990A JP H0448669 A JPH0448669 A JP H0448669A
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JP
Japan
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plane
cladding layer
layer
iii
compound semiconductor
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JP15583990A
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English (en)
Inventor
Chikashi Anayama
穴山 親志
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要コ 半導体レーザ装置及びその製造方法に関し、活性層に非
発光センタを生ずることなく、MOVPE法により1回
の結晶成長で製造することができ、電流閉じ込めが十分
で効率の良い半導体し一ザ装置及びその製造方法を提供
することを目的とし、 <100)面の表面上に、側面が(111)B面で上面
が<100>面である順メサ形状の凸部が形成された第
1導電型の■−v系化合物半導体基板と、前記■−v系
化合物半導体基板の(100)面上及び前記凸部の<1
00>面上に分離して形成され、平面が(100)面で
側面が(111)B面であるAsを含む■−v系混晶の
第1導電型の第1クラッド層と、前記第1クラッド層の
(100)面及び(111)B面上に等方的に形成され
、上面が<100>面で側面がほぼ(111)B面であ
るPを含む■−V系混晶の第1導電型の第2クラッド層
と、前記第2クラッド層上に形成され、平面が(100
)面で側面がほぼ(111)B面であるI−V系混晶の
活性層と、前記活性層の<100)面及び(111)B
面上に等方的に形成され、平面が<100)面で側面が
ほぼ(111)B面であるPを含む■−v系混晶の第2
導電型の第3クラッド層と、前記第3クラブト層の(1
00)面上に分離して形成され、平面が(100)面で
側面が<111)B面であるASを含むI−V系混晶の
第2導電型の第4クラッド層と、前記■−v系化合物半
導体基板の凸部上方の前記第4クラッド層の凸部周囲を
埋め込む■−V系化合物半導体層とを有するように構成
する。
[産業上の利用分野1 本発明は半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。
近年、GaAs系の半導体レーザ装置がコンパクトディ
スク、POSシステム等に利用され始めており、モード
制御された高品質の半導体レーザ装置を安価に大量生産
する要求が高まっている。
従来、半導体レーザ装置はLPE成長法(液相エピタキ
シャル成長法)により製造されることが多かったが、近
年、歩留り向上が期待でき、大量生産に適しているMO
VPE成長法(有機金属気相エピタキシャル成長法)が
注目されている。
しかしながら、MOVPE法で半導体レーザ装置を製造
しようとすると、埋め込み成長させるときのバリエーシ
ョンが少なく、理想的な構造の半導体レーザ装置を実現
することが難しいという問題や、A」を含んだ系の半導
体層上に再成長することが困難であるという問題や、非
発光性の欠陥である深い単位が生じやすいという問題等
があり、高品質で安価な半導体レーザ装置を大量生産す
るのが困難であるというのが現状であった。
[従来の技術] MOVPE成長法により化合物半導体をエピタキシャル
成長させるとき、エピタキシャル成長させる材料によっ
ては、下地の結晶方位によりエピタキシャル成長に異方
性が生ずることが知られている。例えば、結晶成長温度
によって<111>A面が結晶成長しにくくなる程度が
変化したり(Journal of Crystal 
Growth、 77、 p310 (1986))、
As系半導体材料とP系半導体材料により結晶成長性が
変化したり(Journal of Crystal 
Growth。
93、 p820 (1988))するという報告がな
されている。
このような結晶成長の異方性を利用して1回の結晶成長
により製造することができる半導体レーザ装置の構造と
して、SARレーザ[Journal ofCryst
al Growth、 93. p843 (1988
))や、RBHレーザ(Journal of Qua
ntun Electronics QE23. p7
25 (1987))等が知られている。1回の結晶成
長により製造できるということは、BH型(埋め込み型
)レーザのような再成長界面を有しないため、結晶性が
よい半導体レーザ装置を安価に製造することができるも
のとして注目されている。
[発明が解決しようとする課題] RBHレーザは埋め込み型のレーザであるため電流閉込
め効率がよいという利点がある。しかしながら、上部ク
ラッド層を結晶成長している間、活性層のエツジである
(111)B面は完全に結晶成長が停止するため、酸素
等の不純物が取込まれやすく、非発光性の深い準位が形
成される。このような非発光センタが活性層中に形成さ
れると発光効率が著しく低化するという問題があった。
これに対し、SARレーザは活性層成長中に成長停止す
る面がないため、上述のように活性層中に41発光セン
タが生ずることがないが、電流閉じ込めが十分でないた
めBH型レーザに比べて効率が悪いという問題があった
本発明の目的は、活性層に非発光センタを生ずることな
く、MOVPE法により1回の結晶成長で製造すること
ができ、電流閉じ込めが十分で効率の良い半導体レーザ
装置及びその製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、(100)面の表面上に、側面が(111
)B面で上面が(100)面である順メサ形状の凸部が
形成された第1導電型の■−v系化合物半導体基板と、
前記■−v系化合物半導体基板の(100)面上及び前
記凸部の(100)面上に分離して形成され、平面が<
100)面で側面が(111)B面であるAsを含むI
−V系混晶の第1導電型の第1クラッド層と、前記第1
クラッド層の(100)面及び(111)B面上に等方
的に形成され、上面が<100)面で側面がほぼ<11
1)B面であるPを含む■−V系混晶の第1導電型の第
2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形成され、平
面が<100)面で側面がほぼ(111)B面である■
−v系混晶の活性層と、前記活性層の(100)面及び
(111)B面上に等方的に形成され、平面が<1oo
)面で側面がほぼ(111)B面であるPを含むm−V
系混晶の第2導電型の第3クランド層と、前記第3クラ
ッド層の(100)面上に分離して形成され、平面が(
100)面で側面が(111)B面であるAsを含むI
−V系混晶の第2導電型の第4クラッド層と、前記■−
v系化合物半導体基板の凸部上方の前記第4クラッド層
の凸部周囲を埋め込む■−v系化合物半導体層とを有す
ることを特徴とする半導体レーザ装置によって達成され
る。
上記目的は、表面が<100)面である第1導電型の■
−v系化合物半導体基板に、側面が(111)B面で上
面が<100)面である順メサ形状の凸部を形成する工
程と、前記■−v系化合物半導体基板上にAsを含む■
−V系混晶を所定温度以上で堆積することにより、前記
■−v系化合物半導体基板の(100)面上及び前記凸
部の(100)面上のみに、上面が(100)面で側面
が(111)B面である第1導電型の第1クラッド層を
異方的に形成する工程と、前記第1クラッド層上にPを
含む■−v系混晶を所定温度以下で堆積することにより
、前記第1クラッド層の(100)面及び(111)B
面上に、上面が(100)面で側面がほぼ<111)B
面である第1導電型の第2クラッド層を等方的に形成す
る工程と、前記第2クラッド層上にI−V系混晶を堆積
することにより、前記第2クラッド層上に、上面が(1
00)面で側面がほぼ(111)B面である活性層を形
成する工程と、前記活性層上にPを含む■−v系混晶を
所定温度以下で堆積することにより、前記活性層の(1
00)面及び(111)B面上に、上面が<100)面
で側面がほぼ(111)B面である第2導電型の第3ク
ラ・ラド層を等方的に形成する工程と、前記第3クラ・
ンド層上にAsを含む■−v系混晶を所定温度以下で堆
積することにより、前記第3クラッド層の(100)面
上のみに、上面が(100)面で側面が(111)B面
である第2導電型の第4クラッド層を異方的に形成する
工程と、前記第4クラッド層上に■−v系化合物半導体
を堆積することにより、前記■−v系化合物半導体基板
の凸部上方の前記第4クラッド層の凸部周囲を埋め込む
高抵抗埋込層を形成する工程とを有することを特徴とす
る半導体レーザ装置の製造方法によって達成される。
[作用] このように本発明によれば、活性層に非発光センタを生
ずることなく、MOVPE法により1回の結晶成長で製
造することができ、電流閉じ込めが十分で効率の良い半
導体レーザ装置を実現することができる。
[実施例] 本発明の第1の実施例による半導体レーザ装置を第1図
を用いて説明する。
本実施例に用いられるP“GaAs基板10は表面が<
ioo>面であり、<110>方向に延び、上面が(1
00)面、側面が(111)B面で、幅が約2μmで高
さが約2μmの順メサ形状のストライプが中央に形成さ
れている。p”GaAs基板10のストライプ周囲の平
面とストライプ上面の<100)面のみに、Znをドー
プしなp ” A j +1.49G a o、 ss
A Sクラッド層12(厚さ約1μm)が形成されてい
る。p” A、Il、、、、Ga6.5gASクラッド
層12の側面は<111)B面となっている。
p” GaAs基板10及びP ” A j o、 4
5G ao。
、、Asクラツド層12全面に、MgをドープしたP”
  (Aj o7Gao、x ) o、s I no、
s Pクラッド層14(厚さ約0.1μm)、アンド−
1のGao、s I na、5 P活性層16(厚さ約
0.1μm)、Seをドープしたn”  (AJ 6.
7 Gao、s )。
Ino、sPクラッド層18(厚さ約0.1μm)が均
一の厚さで積層されている。n”  <All 0.7
Ga0.、)(1,In6.5 pクラッド層18の表
面のうち、平面部分は<100)面で傾斜した側面部分
はほぼ(111)B面になっている。
n”  (AjO,7Gao3)o、s I no、s
 Pクラッド層18の(100)面のみに、Znをドー
プしたn” Aj 64sGao、5sAsクラ’yド
層20(厚さ約165μm)が形成されている。n+(
All O,7Gao、s ) o、s I no、P
クラッド層18の傾斜部分の(111)B面上に形成さ
れずに、n” AJ 6.a、Gao、5sASクラッ
ド層20がストライプとストライブ周囲とで分離されて
いる。
特にストライプ上のn ” A !J 0.45G a
 0.95A Sクラッド層20は側面が(111)B
面となる断面三角形状をしている点に特徴がある。した
がって、ストライプ上のn” Aj、、、、Ga0.、
、Asクラ’ソド層20の表面は全て<111)B面で
あり、ストライブ周囲のみが(100)面となる。
n ” A j 0.45G a o、 ssA Sク
ラッド層20のストライプ周囲の<100)面のみに、
アンドープのn −A jl (1,4SG a o、
 ssA s高抵抗埋込層22〈厚さ約1.5μm)が
形成されている。n”Aj O,45G a o、 s
sA Sクラッド層20のストライプ上は全て<111
)B面であるのでn−AfJ、4゜G a o、 ss
A S高抵抗埋込層22が形成されず、ストライプ周囲
に分離されている。
n ” A j 0.4SG a o55A Sクラッ
ド層20及びn −A j O,49G a O,SS
A S高抵抗埋込層22上に、表面を平坦化するなめに
アンドープのn−GaAS平坦化層24(厚さ約3μm
)が形成されている。このn−GaAs平坦化層24中
夫のストライプ上領域に、n ” A j 0.4SG
 a O,S5A Sクラッド層20の頂部に達するn
+不純物拡散領域26が形成されている。
本実施例の半導体レーザ装置では、n−Ajl 。
45G a (1,55A S高抵抗埋込層22がスト
ライプ周囲にのみ形成されているので、電流をストライ
プ部分のみに閉じ込めることができ、効率のよい半導体
レーザ装置を実現できる。
次に、本発明の第1の実施例による半導体レーザ装置の
製造方法を第2図を用いて説明する。
まず、表面が<100>面のp” GaAs基板10を
用意し、このP+GaAs基板10をエツチング液(フ
ッ酸系)によりエツチングし、く110〉方向に延び上
面が(Zoo)面で側面が<111)B面の順メサ形状
のストライプを形成する(第2図(a))。
次に、p” GaAs基板10上にp ” A j 0
.45G a o、 ssA Sクラッド層12を所定
の気相成長条件により異方的に気相成長させる。すなわ
ち、後述する気相成長条件によりA J (1,45”
 a O,ISA Sを気相成長させると、(100)
結晶面には結晶成長し、(111)B面には結晶成長し
ないという異方的な結晶成長がなされる。このため、P
+GaAs基板10のストライプの(100)面上とス
トライプ周囲平面の(100)面上にのみP” A j
 0.4SG a o、 55A Sクラッド層12が
形成される。なお5、ストライプ上に形成されたP“A
11o、 45G a o、 55A Sクラッド層1
2の側面は(111)B面となる(第2図(b))。こ
のときの気相成長条件は次の通りである。
P ” A j O,45G a 0.5SA Sクラ
ッド層12;成長温度=690°C:成長時間=10分
;ガス流量:V1m比(V族のガスと■族のガスの比)
=40;■TMeAj  ()リメチルアルミニウム)
=04 SCCM、■TEtGa()リエチルガリウム
)=0.5SCCM、■AsH,=363CCM、■D
MeZn(ジメチルジンク)=0.53CCM。このと
き成長温度は500°C以上であることが必要である。
次に、p” GaAs基板10及びp” Aj O,4
5G a a5sA Sクラツド層12全面に、p” 
 (Al10.7 Gao3) a、s I no、s
 Pクラッド層14と、Ga、、s I no、s P
活性層16と、n”  (AJ。
)Ga、、、)a51 nogPクラッド118とを所
定の気相成長条件により等方向に気相成長させる。すな
わち、後述する気相成長条件により(Aj O,7Ga
o、s ) a、s I no、s PやGao、sI
n。、Pを気相成長させると、p” GaAs基板10
及びP ” A j 0.4SG a o、 s5A 
Sクラッド層12の(100)面及び(111)B面の
結晶面の区別なく n”  (Ajl O,7Gao、
 ) O,S I no、s Pクラッド層18が形成
される。n”  (AJ 、、、 Qao、i ) o
、s I n6.5 Pクラッド層18の表面のうち、
平面部分は(100)面で傾斜した側面部分はほぼ(1
11)B面となる(第2図(c))、このときの気相成
長条件は次の通りである。
p”  <AJ (+、7 Gao、i )0.51 
no、s Pクラッド層14;成長温度−690°C;
成長時間=1分30秒:ガス流量: V/m比−200
;■TMeAj =0.256SCCM、■TEtGa
=0゜086SCCM、■TMeIn(トリメチルイン
ジウム)−0,323SCCM、■PH,(ホスフィン
)=1333CCM、■CP2 Mg (シクロペンタ
ジェニル)=1.33X10−’SCCM。
ただし、750℃以下でなければならない。
Gao、s I no、s P活性層16;成長温度=
690℃;成長時間=3分;ガス流量: V1m比40
0 ;■TEtGa=0. 149SCCM、■TMe
  I n=o、  161 SCCM、■P Hs 
 = 1243CCM。
n”  (AJ O,7Gao、s ) a、s I 
no、s Pクラッド層18;成長温度=690℃;成
長時間=1分30秒;ガス流量: V/m比=200;
■TMeAJ =0.256SCCM、■TEtGa=
0゜086SCCM、■TMeIn=0.323SCC
M、■PH1=133SCCM、■H2Se(セレン化
水素)=6.6X10−’SCCM。
本実施例ではGao、s I no、s P活性層16
が(100)面上でも<111)B面上でも等方向に結
晶成長するため、従来のように結晶成長中に酸素等の不
純物が取込まれて非発光性の深い単位が形成されること
がない。
次に、n”  (Ajo7Gao、i )o、s I 
no、sPクラッド層18上に、n ” A J o、
 asG a o、 5sASクラッド層20とn ”
’ A j 0.4SG a o、 55A S高抵抗
埋込層22を所定の気相成長条件により異方的に気相成
長させる。すなわち、後述する気相成長条件によりA 
j 0.45G a o、 ssA sを気相成長させ
ると、結晶面が(100)面には結晶成長し、(111
)B面には結晶成長しないという異方的な結晶成長がな
される。このため、n” Aj o、4゜G a o、
 ssA Sクラッド層20は、18のストライプ上面
の(Zoo)面上とストライプ周囲平面の<100>面
上にのみに形成される。特に、ストライプ上のn ” 
A j 0.4.G a o、 ssA Sクラッド層
20は断面三角形状となり、全ての面が(111)B面
となる。このため、n−、A j 6.45G a 6
.55AS高抵抗埋込層22は、n ” A j o、
 <sG a (1,59ASクラッド層20のストラ
イプ周囲の(1oo)面のみに形成される(第2図(d
))。このときの気相成長条件は次の通りである。
n” Aj a4sGao、5sA8クラッド層20;
成長温度−690℃:成長時間=15分;ガズ流量;V
/Tl比=40;■TMeAj =0.4SCCM、■
TEtGa=0.5SCCM、■A=H,=36SCC
M、■H25e=2 ×10−’SCCM。
n −A j 0.4SG a o、 ssA s高抵
抗埋込層22;成長温度=690℃;成長時間=15分
;ガス流量:V/I比=40;■T M e A 1 
= 0 、4 S CCM、■TEtGa=0.5SC
CM、■AsHs =36SCCM。
次に、n ” A j o4sG a o、 s、A 
Sクラッド層20とn −A j 0.45G a 0
55A S高抵抗埋込層22上に、n”−GaAs層2
4を所定の気相成長条件により等方向に気相成長させて
表面を平坦化する(第2図(e))。このときの気相成
長条件は次の通りである。
n”’ GaAs層24:成長温度=650℃;成長時
間−30分;ガス流量: V/m比(V族のガスと■族
のガスの比)=40;■TEtGa=086SCCM、
■AsH,=353CCM0続いて、S i O2層を
マスクとして、ストライプ上のn−GaAs層24にZ
nを拡散させてn” A J O,45G a o、 
ssA Sクラッド層20の頂部に達するn+不純物拡
散領域26を形成する(第2図(e))。
その後、p@電極及びn側電極を形成して半導体レーザ
装置を完成する。
本発明の第2の実施例による半導体レー・ザ装置を第3
図を用いて説明する。
本実施例に用いられるn” GaAs基板30は表面が
(100)面であり、<110>方向に延び、上面が<
100)面、側面が<11:)B面で、幅が約2μmで
高さが約2μmの順メサ形状のストライプが中央に形成
されている。n” GaAs基板30のストライプ周囲
の平面とストライプ上面の(100)面のみに、Seを
ドープしたn” GaAsバッファ層32(厚さ約0.
2μm)と、Seをドープしたn ” A J 6.4
.G a o、 55A Sクラッド層34(厚さ約1
.0μm)が形成されている。n′″G a A sバ
ッファ層32とn” Ajo4sG a o、 55A
 Sクラッド層34の側面は(111)B面となってい
る。
n” GaAs基板30、n” GaAsバッファ層3
2、n ” A j 0.4SG a o、 ssA 
Sクラッド層34の全面に、Seをドープしたn”  
(AN。7Gao、s ) o、s I no、s P
クラッド層36(厚さ約0.1μm)、アンドーグのG
 ao、s I no、s Pクラッド層38(厚さ約
0.08μm)、アンドープのGa(1,i I no
4As(1,2Po、!1活性層40(厚さ約0.06
μm)、アンドープの(AjO,7G ao、s ) 
o、s I no、s PクラッドF142(厚さ約0
.02um) 、MgをドープしたP+Aj o、s 
I no、s Pクラッド層44(厚さ約0゜1μm)
が形成されている。<111)B面上のG a o、a
 I n (+、4 A S o、x P o、+活性
層40は<100>面上のGa06I n64ASo)
、2 Pa8活性層40よりも少し薄い、 P” Aj
o、s I n。、Pクラッド層44の表面のうち、平
面部分は(100)面で傾斜した側面部分はほぼ(11
1)B面になっている。
P” AJ o、s I no、s Pクラッド層44
の(100)面のみに、Znをドープしたp”Ajo、
4gG a o、 ssA Sクラッド層46(厚さ約
1μm)が形成されているe P” AN o、s I
 no、s Pクラ・ソド層44の傾斜面の<111)
B面上には形成されずに、P+ AJ(+、 45G 
a o、 ssA Sクラッド層46がストライプ上面
とストライプ周囲とで分離されている。
P ” A j O,4SG a o、 ssA Sク
ラッド層46の主としてストライプ周囲に、アンドープ
のn−AJo4sG a o、 ssA S高抵抗埋込
層48(厚さ約1μm)が形成されている。 P ” 
A j o、 asG a o、 5sASクラッド層
46の頂部の(100)面にも断面三角状のn −A 
j 6.4SG a O,SSA S高抵抗埋込層48
がわずかに形成されている。
n−AJ6.4SGaO,5SAS高抵抗埋込j148
上に表面を平坦化するためのアンドープのn−GaAs
平坦化層50(厚さ約1μm)が形成され、さらにn−
GaAs平坦化層50上には薄いZnをドープしたp”
 GaAs層52(厚さ約0.1μm)が形成されてい
る。
このn−GaAs平坦化層50の中央のストライプ上領
域に、n −A j 0.4SG a o、 ssA 
S高抵抗埋込層48の頂部に達するZnを拡散したp+
不純物拡散領域54が形成されている。
本実施例によれば、室温で690nmの発振波長で50
mWで動作し、モード副脚も安定した半導体レーザ装置
を実現できた。
次に、本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置の
製造方法を第4図を用いて説明する。
まず、表面が<100>面のn” GaAs基板30を
用意し、このn” GaAs基板30をエツチングH(
HF系)によりエツチングし、<110〉方向に延び上
面が(Zoo)面で側面が(111)B面の順メサ形状
のストライプを形成する(第4図(a))。
次に、n” GaAs基板30上に、n” GaAsバ
ッファ層32とn” A j 。45G a 6.55
A Sクラッド層34を所定の気相成長条件により異方
的に気相成長させる。すなわち、(100)面には結晶
成長し、(111)B面には結晶成長しないという異方
的な結晶成長がなされる。このため、n” GaAs基
板30のストライプの(100)面上とストライプ周囲
平面の<100>面上にのみn” GaAsバッファ層
32とn ” A j 0.4SGaa、5sAsクラ
ッド層34が形成される。なお、ストライプ上に形成さ
れたn” GaAsバッファ層32とn ” A j 
0.4SG a o、 ssA Sクラッド層34の側
面は<111)B面となる(第4図(b))。
このときの気相成長条件は次の通りである。
n′″GaAsバッファ層32;成長温度=690℃;
成長時間=2分;ガス流量:V/m比=40;■TEt
Ga=0.86SCCM、■AsH3”35SCCM、
■H25e=2xl o−’scCM。
n” A j 6.45G a 6. HA Sクラッ
ドN34;成長温度−800℃;成長時間=10分;ガ
ス流量二V/Ill比=40:■TMeAJl =0.
4SCCM、■TEtGa=0.5SCCM、■A s
 Hs = 36 S CCM、■H2Se=2X10
−’SCCM。
次に、n’ GaAs基板30、n” GaAsバッフ
ァ層32、n ” A j 0.45G a 71.5
5A SクラッドPiii34全面に、n”  (Aj
O,? G ao、s ) o、5Ino、、Pクラッ
ド層36、Ga4.s I na、s Pクラッド層3
8、GaO,4I n64ASo、i Pa6活性層4
0、(AjO,? Gao、、) o、s I n。
sPクラッド層42、P” AJ o、s I n6,
5 Pクラッド層44を所定の気相成長条件により等方
的に気相成長させる− P” Ajo、s I n6.
5 Pクラッド層44の表面のうち、平面部分は(10
0)面で傾斜した側面部分はほぼ<111)B面となる
(第4図[C))、このときの気相成長条件は次の通り
である。
p”  (AJ0.7 Gao、s ) o、s I 
no、s Pクラッド層36:成長温度=690℃:成
長時間=1分30秒;ガス流fi:V/III比=50
0 ;■TMeAj =0.256SCCM、■TEt
Ga=0゜086SCCM、■TMe I n=o、3
23SCCM、■PH3=3333CCM、■H2Se
=1.7X10−’SCCM。
Gao、s I no、s Pクラッド層38;成長温
度=690℃;成長時間=2分25秒:ガス流量二V/
I比=500.■TBtGa=0.149SCCM、■
TMe I n=o、161 SCCM、■PHs =
=l 55SCCM。
G ao、i I n 6.4 A S O,2P o
、*活性層40:成長温度=690℃;成長時間=1分
50秒;ガス流量: V/fir比=500 、■TE
tGa=0゜186SCCM、■TMeln=0.12
4SCCM、■ASH3=1.5SCCM、■PH。
153SCCM。
(AJ O,7Gaa、s ) o、s I no、s
 Pクラッド層42;成長温度=690°C;成長時間
=18秒;ガス流量: V/1比=500;■TMeA
Jl=Q。
256SCCM、■TEtGa=0.086SCCM、
■TMeIn=0.323SCCM、■PH,=333
3CCM。
p” Aj@、s I no、s Pクラッド層44;
成長温度;690℃:成長時間−1分30秒;ガス流量
: V/lI比=500 ;■TMeAj =0.31
3SCCM、■TMe I n=o、323SCCM、
■PHs =318SCCM、■CP 2 M g =
 13x10−’SCCM。
本実雄側ではGao、a I no4AS0.2 Po
、s活性層40の結晶成長が多少異方的ではあるが(1
11)B面上でも常に結晶成長しているため、従来のよ
うに結晶成長中に酸素等の不純物が取込まれて非発光性
の深い単位が形成されることがない。
次に、P” Aj o、s I no、s Pクラッド
144上に、P ” A J O,4SG a 0.5
SA Sクラッド層46とn −A J 0.45G 
a o、 ssA Fs高抵抗埋込層48を所定の気相
成長条件により異方的に気相成長させる。すなわち、後
述する気相成長条件によりAjGaAsを気相成長させ
ると、結晶面が<Zooj面には結晶成長し、<111
)B面には結晶成長しないという異方的な結晶成長がな
される。このため、p ” A N o、 4SG a
 o、 ssA Sクラッド層46、n ”’ A j
 0.4SG a o、 ssA S高抵抗埋込層48
はストライプ上とストライブ周囲の(100)面のみに
形成される(第4図(d))、このときの気相成長条件
は次の通りである。
P ” A j 0.4SG a o、 ssA sク
ラッド層46;成長温度=690℃;成長時間=10分
;ガス流量二V/III比=40;■TMeAj =0
.4SCCM、■TEtGa=0.5SCCM、■A 
s Hs = 36 SCCM、■DMeZn=0.5
SCCM。
n −A jI O,4SG a o、 ssA S高
抵抗埋込層48;成長温度=600℃;成長時間−10
分;ガス流量: V/I[[比=80;■TMeAJl
 =0.4SCCM、■TEtGa=0.5SCCM、
■AsH、=363CCM。
次に、n−A j 6.4SG a o、 ssA S
高抵抗埋込層48上に、n−GaAs平坦化層50、p
” GaAs層52を所定の気相成長条件により等方的
に気相成長させて表面を平坦化する(第4図(e))。
このときの気相成長条件は次の通りである。
n−GaAs平坦化層50;成長温度−600℃;成長
時間=10分;ガス流量: V/III比=80:■T
EtGa=0.9SCCM、■AsH。
=723CCM。
p” GaAs層52;成長温度=600″C;成長時
間=1分;ガス流量: V/I比−80:■TEtGa
=0.9SCCM、■A s H3= 723CCM、
■DMeZn=0.93CCM。
続いて、Sin、層をマスクとして、ストライブ上方の
p” GaAs層52上からZnを拡散させてP ” 
A j O,4SG a o、 55A Sクラッド層
46の頂部に達するP+不純物拡散領域54を形成する
(第4図(e))。
その後、P側電極及びnQll電極を形成して半導体レ
ーザ装置を完成する。
本発明は上記実施例に限らず種々の変形が可能である0
例えば、上記実施例では具体的な組成比の■−v系化合
物半導体層を例示したが、等方向に気相成長するか、異
方的に気相成長するかは、化合物半導体層の組成比と共
に気相成長温度にも依存する。すなわち、Pを含む■−
v系混晶の場合は等方向な気相成長になりやす(、As
を含む■−v系混晶の場合は異方的に気相成長になりや
すい。また、材料が同じでも高温であれば異方的な気相
成長になりやすく、低温であれば等方向な気相成長にな
りやすい、したがって、等方的成長及び異方的成長を材
料組成及び成長温度によりコントロールすれば、上記実
施例に示す具体的材料及び具体的温度に限らない。
[発明の効果] 以上の通り、本発明によれば、活性層に非発光センタを
生ずることなく、MOVPE法により1回の結晶成長で
製造することができ、電流閉じ込めが十分で効率の良い
半導体レーザ装置を実現することができる。また、実施
例のようにすれば横方向の光閉じ込めがスムーズになり
良好なモード制御形レーザが作製できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例による半導体レーザ装置
を示す図、 第2図は本発明の第1の実施例による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程図、 第3図は本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置
を示す図、 第4図は本発明の第2の実施例による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程図である。 図において、 1O−−−p”GaAs基板 12−p” AJ o、<5Gao、5sAsクラッド
層14−−−p”  (AJ O,7Ga、o、s )
 o、s I no、s Pクラッド層 16−−−Gao、s I na、q P活性層1 s
”’n”  (AJ!0,7 G aa、i ) o、
s I no、Pクラッド層 2 Q・−n” Aj 0.4SG ao、5iAsク
ラッド層22−n、−Ajlo、asGao、5sAs
高抵抗埋込層24・−n−GaAs平坦化層 26・・・n+不純物拡散領域 3O−−−n”GaAs基板 32・・・n” GaAsバッファ層 34− n ” Aj o、<sG a o、ssA 
sクラッド層36、、、P+  (AJ O,7Gaa
、s ) o、I no、s Pクランド層 38=−Gao51 no、s Pクラッド層4 Q−
G a66I no、< A S O,2P o、a活
性層42”’ (AN O,7Ga0.3 ) 0.5
 I no、s Pクラッド層 44・・・P+ 46・・・P+ 48・・・n− 50・・・n 52・・・P+ 54・・・P+ AN o、s I no、s Pクラッド層Aj a、
1sGao、5sAsクラッド層A j o、sG a
 o、 s、A S高抵抗埋込層GaAs平坦化層 GaAs層 不純物拡散領域

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(100)面の表面上に、側面が(111)B面で
    上面が(100)面である順メサ形状の凸部が形成され
    た第1導電型のIII−V系化合物半導体基板と、 前記III−V系化合物半導体基板の(100)面上及び
    前記凸部の(100)面上に分離して形成され、平面が
    (100)面で側面が(111)B面であるAsを含む
    III−V系混晶の第1導電型の第1クラッド層と、 前記第1クラッド層の(100)面及び(111)B面
    上に等方的に形成され、上面が(100)面で側面がほ
    ぼ(111)B面であるPを含むIII−V系混晶の第1
    導電型の第2クラッド層と、前記第2クラッド層上に形
    成され、平面が(100)面で側面がほぼ(111)B
    面であるIII−V系混晶の活性層と、 前記活性層の(100)面及び(111)B面上に等方
    的に形成され、平面が(100)面で側面がほぼ(11
    1)B面であるPを含むIII−V系混晶の第2導電型の
    第3クラッド層と、 前記第3クラッド層の(100)面上のみに分離して形
    成され、平面が(100)面で側面が(111)B面で
    あるAsを含むIII−V系混晶の第2導電型の第4クラ
    ッド層と、 前記III−V系化合物半導体基板の凸部上方の前記第4
    クラッド層の凸部周囲を埋め込むIII−V系化合物半導
    体層と を有することを特徴とする半導体レーザ装置。 2、表面が(100)面である第1導電型のIII−V系
    化合物半導体基板に、側面が(111)B面で上面が(
    100)面である順メサ形状の凸部を形成する工程と、 前記III−V系化合物半導体基板上にAsを含むIII−V
    系混晶を所定温度以上で堆積することにより、前記III
    −V系化合物半導体基板の(100)面上及び前記凸部
    の(100)面上のみに、上面が(100)面で側面が
    (111)B面である第1導電型の第1クラッド層を異
    方的に形成する工程と、 前記第1クラッド層上にPを含むIII−V系混晶を所定
    温度以下で堆積することにより、前記第1クラッド層の
    (100)面及び(111)B面上に、上面が(100
    )面で側面がほぼ(111)B面である第1導電型の第
    2クラッド層を等方的に形成する工程と、 前記第2クラッド層上にIII−V系混晶を堆積すること
    により、前記第2クラッド層上に、上面が(100)面
    で側面がほぼ(111)B面である活性層を形成する工
    程と、 前記活性層上にPを含むIII−V系混晶を所定温度以上
    で堆積することにより、前記活性層の(100)面及び
    (111)B面上に、上面が(100)面で側面がほぼ
    (111)B面である第2導電型の第3クラッド層を等
    方的に形成する工程と、前記第3クラッド層上にAsを
    含むIII−V系混晶を所定温度以下で堆積することによ
    り、前記第3クラッド層の(100)面上のみに、上面
    が(100)面で側面が(111)B面である第2導電
    型の第4クラッド層を異方的に形成する工程と、 前記第4クラッド層上にIII−V系化合物半導体を堆積
    することにより、前記III−V系化合物半導体基板の凸
    部上方の前記第4クラッド層の凸部周囲を埋め込む高抵
    抗埋込層を形成する工程とを有することを特徴とする半
    導体レーザ装置の製造方法。
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