JPH05121827A - 半導体発光装置 - Google Patents
半導体発光装置Info
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- JPH05121827A JPH05121827A JP28441991A JP28441991A JPH05121827A JP H05121827 A JPH05121827 A JP H05121827A JP 28441991 A JP28441991 A JP 28441991A JP 28441991 A JP28441991 A JP 28441991A JP H05121827 A JPH05121827 A JP H05121827A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体発光装置に関し、半導体結晶に於ける
ドーピング効率の面方位依存性を利用する極めて簡単な
技術を適用することで、活性層に於ける活性領域の両側
に自己整合的に電流狭窄構造を作り込むようにする。 【構成】 メサ１１Ａをもったｐ型ＧａＡｓ基板１１の
上に順に形成され且つメサ頂面に（１００）面が表出さ
れていると共にメサ側面に（３１１）面が表出されてい
るｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４及びＭＱＷ活性層
１５及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６と、ＭＱＷ
活性層１５の（３１１）面にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１４から不純物を取り込みＭＱＷを混晶化して得ら
れたＭＱＷ無秩序化領域１７とを備えてなり、ＭＱＷ無
秩序化領域１７でＭＱＷ活性層１５に於ける電流狭窄並
びに光閉じ込めを行う。
ドーピング効率の面方位依存性を利用する極めて簡単な
技術を適用することで、活性層に於ける活性領域の両側
に自己整合的に電流狭窄構造を作り込むようにする。 【構成】 メサ１１Ａをもったｐ型ＧａＡｓ基板１１の
上に順に形成され且つメサ頂面に（１００）面が表出さ
れていると共にメサ側面に（３１１）面が表出されてい
るｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４及びＭＱＷ活性層
１５及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６と、ＭＱＷ
活性層１５の（３１１）面にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１４から不純物を取り込みＭＱＷを混晶化して得ら
れたＭＱＷ無秩序化領域１７とを備えてなり、ＭＱＷ無
秩序化領域１７でＭＱＷ活性層１５に於ける電流狭窄並
びに光閉じ込めを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長が５９０〔ｎｍ〕
〜６７０〔ｎｍ〕の範囲にある、所謂、可視光領域の光
を発生する半導体発光装置の改良に関する。
〜６７０〔ｎｍ〕の範囲にある、所謂、可視光領域の光
を発生する半導体発光装置の改良に関する。
【０００２】前記した波長範囲の光を発生する半導体レ
ーザは、高密度情報用光ディスクに於ける情報の書き込
み或いは読み取りの光源、ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ ｏｆ
ｓａｌｅｓ）用光源、プリンタ用光源などに用いられつ
つあるが、このうち、特に高密度情報用光ディスクに対
する光源としては、低しきい値電流、高出力、高信頼
性、光ビーム横断面の低アスペクト比（円に近い）など
について厳しい要求がなされているので、これ等の要求
に応え得るものを開発する必要がある。
ーザは、高密度情報用光ディスクに於ける情報の書き込
み或いは読み取りの光源、ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ ｏｆ
ｓａｌｅｓ）用光源、プリンタ用光源などに用いられつ
つあるが、このうち、特に高密度情報用光ディスクに対
する光源としては、低しきい値電流、高出力、高信頼
性、光ビーム横断面の低アスペクト比（円に近い）など
について厳しい要求がなされているので、これ等の要求
に応え得るものを開発する必要がある。
【０００３】
【従来の技術】現在、可視光半導体レーザ用の材料とし
て実用の域に達しているものは、ＧａＩｎＰ三元系とＡ
ｌＧａＩｎＰ四元系の材料が挙げられ、これ等の材料を
用いた半導体レーザは、波長が約５９０〔ｎｍ〕〜６７
０〔ｎｍ〕程度の範囲にある可視光を発生させることが
可能である。
て実用の域に達しているものは、ＧａＩｎＰ三元系とＡ
ｌＧａＩｎＰ四元系の材料が挙げられ、これ等の材料を
用いた半導体レーザは、波長が約５９０〔ｎｍ〕〜６７
０〔ｎｍ〕程度の範囲にある可視光を発生させることが
可能である。
【０００４】ところが、前記材料を用いて形成される半
導体レーザでは、そのクラッド層にＡｌを含むことが必
須であり、そのＡｌが酸化され易いことから、良質の結
晶を複数回に亙って成長させることが困難である。従っ
て、電流狭窄に有効なｐｎｐ（或いはｎｐｎ）構造を作
成することができず、しきい値電流密度の低下を図るこ
とができない。
導体レーザでは、そのクラッド層にＡｌを含むことが必
須であり、そのＡｌが酸化され易いことから、良質の結
晶を複数回に亙って成長させることが困難である。従っ
て、電流狭窄に有効なｐｎｐ（或いはｎｐｎ）構造を作
成することができず、しきい値電流密度の低下を図るこ
とができない。
【０００５】そこで、メサを設けた基板、所謂、形状基
板を用い、メサの両側に電流狭窄層を形成した屈折率導
波型可視光半導体レーザが開発された（要すれば、特願
平３−９２３４１号を参照）。
板を用い、メサの両側に電流狭窄層を形成した屈折率導
波型可視光半導体レーザが開発された（要すれば、特願
平３−９２３４１号を参照）。
【０００６】図３は形状基板を用いた半導体レーザを説
明する為の要部切断正面図を表している。図に於いて、
１はメサ１Ａをもつｐ型ＧａＡｓ形状基板、２はｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層、３はｐ型ＧａＡｓバッファ層、４は
ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、５はｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層、６はＧａＩｎＰ活性層、７はｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、８はｎ型ＧａＡｓコンタクト層をそれぞれ
示している。
明する為の要部切断正面図を表している。図に於いて、
１はメサ１Ａをもつｐ型ＧａＡｓ形状基板、２はｎ型Ｇ
ａＡｓ電流阻止層、３はｐ型ＧａＡｓバッファ層、４は
ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、５はｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層、６はＧａＩｎＰ活性層、７はｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、８はｎ型ＧａＡｓコンタクト層をそれぞれ
示している。
【０００７】この半導体レーザに於いては、ｐ型ＧａＡ
ｓ形状基板１の主表面に於ける面指数は（００１）であ
り、そして、傾斜側面の面指数が（１１１）Ｂであるメ
サ１Ａが＜１１０＞方向にストライプとなって延在して
いる。
ｓ形状基板１の主表面に於ける面指数は（００１）であ
り、そして、傾斜側面の面指数が（１１１）Ｂであるメ
サ１Ａが＜１１０＞方向にストライプとなって延在して
いる。
【０００８】図示の層構成に於いて、ｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層２は第一回目の結晶成長で、そして、ＡｌＧａＩ
ｎＰ／（Ａｌ）ＧａＩｎＰからなるダブル・ヘテロ構造
をなすｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ＧａＩｎＰ活
性層６、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７は第二回目の
結晶成長でそれぞれ形成される。尚、ｐ型ＧａＩｎＰ中
間層４はＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰとの間の価電子帯ス
パイクを低減させる役割を果たすものである。
阻止層２は第一回目の結晶成長で、そして、ＡｌＧａＩ
ｎＰ／（Ａｌ）ＧａＩｎＰからなるダブル・ヘテロ構造
をなすｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ＧａＩｎＰ活
性層６、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７は第二回目の
結晶成長でそれぞれ形成される。尚、ｐ型ＧａＩｎＰ中
間層４はＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰとの間の価電子帯ス
パイクを低減させる役割を果たすものである。
【０００９】図から明らかなように、この半導体レーザ
では、メサ１Ａの存在に依って屈曲したＧａＩｎＰ活性
層６が屈折率が低いｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５及
びｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７で等価的に取り囲ま
れた構成になっている為、良好な導波特性を有し、現存
の可視光半導体レーザでは、最良のアスペクト比と非点
収差を有している。
では、メサ１Ａの存在に依って屈曲したＧａＩｎＰ活性
層６が屈折率が低いｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５及
びｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層７で等価的に取り囲ま
れた構成になっている為、良好な導波特性を有し、現存
の可視光半導体レーザでは、最良のアスペクト比と非点
収差を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図３について説明した
屈折率導波型可視光半導体レーザに於いては、通常、基
板１がｐ型であれば、バッファ層３及び中間層４及びク
ラッド層５はｐ型、そして、電流狭窄層２及びクラッド
層７及びコンタクト層８はｎ型である。
屈折率導波型可視光半導体レーザに於いては、通常、基
板１がｐ型であれば、バッファ層３及び中間層４及びク
ラッド層５はｐ型、そして、電流狭窄層２及びクラッド
層７及びコンタクト層８はｎ型である。
【００１１】この構成に於いて、注入された電流を集中
して活性層６に流すための電流狭窄は、ｐ側のクラッド
層５の下方に存在してｐｎｐ構造をなしているＧａＡｓ
からなるバッファ層３及び電流狭窄層２及び基板１で行
っている。尚、原理的には、それぞれを逆の導電型にし
ても動作可能である。
して活性層６に流すための電流狭窄は、ｐ側のクラッド
層５の下方に存在してｐｎｐ構造をなしているＧａＡｓ
からなるバッファ層３及び電流狭窄層２及び基板１で行
っている。尚、原理的には、それぞれを逆の導電型にし
ても動作可能である。
【００１２】前記の構成に依って電流狭窄を行う場合の
問題点は、ｐ側のクラッド層５が約１〔μｍ〕程度の厚
さをもっているので、活性層６と電流狭窄を行う領域と
が離れてしまい、注入された電流がクラッド層５内で横
方向に拡がる傾向が著しいことであり、そして、このよ
うな漏れ電流は、しきい値電流の増加、効率の低下、光
出力の低下などを招来する。
問題点は、ｐ側のクラッド層５が約１〔μｍ〕程度の厚
さをもっているので、活性層６と電流狭窄を行う領域と
が離れてしまい、注入された電流がクラッド層５内で横
方向に拡がる傾向が著しいことであり、そして、このよ
うな漏れ電流は、しきい値電流の増加、効率の低下、光
出力の低下などを招来する。
【００１３】本発明は、半導体結晶に於けるドーピング
効率の面方位依存性を利用する極めて簡単な技術を適用
することで、活性層に於ける活性領域の両側に自己整合
的に電流狭窄構造を作り込むことができるようにしよう
とする。
効率の面方位依存性を利用する極めて簡単な技術を適用
することで、活性層に於ける活性領域の両側に自己整合
的に電流狭窄構造を作り込むことができるようにしよう
とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に依る半導体発光
装置に於いては、 （１）メサ（例えばメサ１１Ａ）をもつ形状基板（例え
ばｐ型ＧａＡｓ基板１１）上に順に積層され且つメサ頂
面に不純物が取り込まれ難い面指数の面（例えば面指数
（１００）の面）が表出されていると共にメサ側面に不
純物が取り込まれ易い面指数の面（例えば面指数（３１
１）の面）が表出されている一導電型クラッド層（例え
ばｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４）及び多重量子井
戸活性層（例えばＭＱＷ活性層１５）及び反対導電型ク
ラッド層（例えばｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６）
と、前記多重量子井戸活性層に於けるメサ側面の不純物
が取り込まれ易い面指数の面に前記一導電型クラッド層
或いは反対導電型クラッド層の何れか一方から不純物
（例えばＺｎ）が拡散されて多重量子井戸が混晶化され
てなる多重量子井戸無秩序化領域（例えばＭＱＷ無秩序
化領域１７）とを備えて前記多重量子井戸無秩序化領域
にて前記多重量子井戸活性層に於ける電流狭窄並びに光
閉じ込めを行うことを特徴とするか、或いは、
装置に於いては、 （１）メサ（例えばメサ１１Ａ）をもつ形状基板（例え
ばｐ型ＧａＡｓ基板１１）上に順に積層され且つメサ頂
面に不純物が取り込まれ難い面指数の面（例えば面指数
（１００）の面）が表出されていると共にメサ側面に不
純物が取り込まれ易い面指数の面（例えば面指数（３１
１）の面）が表出されている一導電型クラッド層（例え
ばｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４）及び多重量子井
戸活性層（例えばＭＱＷ活性層１５）及び反対導電型ク
ラッド層（例えばｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６）
と、前記多重量子井戸活性層に於けるメサ側面の不純物
が取り込まれ易い面指数の面に前記一導電型クラッド層
或いは反対導電型クラッド層の何れか一方から不純物
（例えばＺｎ）が拡散されて多重量子井戸が混晶化され
てなる多重量子井戸無秩序化領域（例えばＭＱＷ無秩序
化領域１７）とを備えて前記多重量子井戸無秩序化領域
にて前記多重量子井戸活性層に於ける電流狭窄並びに光
閉じ込めを行うことを特徴とするか、或いは、
【００１５】（２）前記（１）に於いて、多重量子井戸
活性層はＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層及びＧａＩｎＰ
からなる井戸層とで構成され且つメサ頂面の面指数が
（１００）であると共にメサ側面の面指数が（３１１）
であることを特徴とするか、或いは、
活性層はＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層及びＧａＩｎＰ
からなる井戸層とで構成され且つメサ頂面の面指数が
（１００）であると共にメサ側面の面指数が（３１１）
であることを特徴とするか、或いは、
【００１６】（３）前記（２）に於いて、多重量子井戸
活性層がＡｌ組成を変えたＡｌＧａＩｎＰからなる障壁
層と井戸層とで構成されてなることを特徴とするか、或
いは、
活性層がＡｌ組成を変えたＡｌＧａＩｎＰからなる障壁
層と井戸層とで構成されてなることを特徴とするか、或
いは、
【００１７】（４）前記（１）或いは（２）或いは
（３）のそれぞれに於いて、多重量子井戸を混晶化して
多重量子井戸無秩序化領域を生成させる為の不純物がＺ
ｎであることを特徴とする。
（３）のそれぞれに於いて、多重量子井戸を混晶化して
多重量子井戸無秩序化領域を生成させる為の不純物がＺ
ｎであることを特徴とする。
【００１８】
【作用】前記の構成にすることで、レーザ光を発生する
活性領域の両側には、エネルギ・バンド・ギャップが広
く、従って、屈折率が低くなっている多重量子井戸無秩
序化領域が存在して、良好な電流狭窄及び光閉じ込めを
行うことができ、発光効率の向上及びしきい値電流の低
下を達成することができる。
活性領域の両側には、エネルギ・バンド・ギャップが広
く、従って、屈折率が低くなっている多重量子井戸無秩
序化領域が存在して、良好な電流狭窄及び光閉じ込めを
行うことができ、発光効率の向上及びしきい値電流の低
下を達成することができる。
【００１９】また、その構成を得るには、多重量子井戸
活性層及びそれを挟むクラッド層の面指数を適切に選択
し、所要の不純物を結晶成長時にドーピングするのみで
よいから、従来から多用されている技術を適用して容易
に実現することができる。
活性層及びそれを挟むクラッド層の面指数を適切に選択
し、所要の不純物を結晶成長時にドーピングするのみで
よいから、従来から多用されている技術を適用して容易
に実現することができる。
【００２０】
【実施例】図１は本発明一実施例を説明する為の工程要
所に於ける半導体発光装置の要部切断正面図を表してい
る。
所に於ける半導体発光装置の要部切断正面図を表してい
る。
【００２１】図に於いて、１１はメサ１１Ａをもつｐ型
ＧａＡｓ形状基板、１２はｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、１
３はｐ型ＧａＡｓバッファ層、１４はｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、１５は多重量子井戸（ｍｕｌｔｉ ｑｕ
ａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）活性層、１５ＡはＭＱ
Ｗ活性層１５に於ける活性領域、１６はｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層、１７はＭＱＷ無秩序化領域をそれぞれ
示している。
ＧａＡｓ形状基板、１２はｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、１
３はｐ型ＧａＡｓバッファ層、１４はｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、１５は多重量子井戸（ｍｕｌｔｉ ｑｕ
ａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ：ＭＱＷ）活性層、１５ＡはＭＱ
Ｗ活性層１５に於ける活性領域、１６はｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層、１７はＭＱＷ無秩序化領域をそれぞれ
示している。
【００２２】この半導体発光装置に於いて、メサ１１Ａ
の頂面に於ける面指数は（１００）であり、その側面は
面指数が（１１１）となるようにしてある。このような
面指数の面が表出されている基板１１上にｎ型ＧａＡｓ
電流狭窄層１２を成長させた場合、面指数が（１００）
である面上では、その面指数を引き継ぐが、面指数が
（１１１）である側面に対応する面の面指数は（３１
１）となる。
の頂面に於ける面指数は（１００）であり、その側面は
面指数が（１１１）となるようにしてある。このような
面指数の面が表出されている基板１１上にｎ型ＧａＡｓ
電流狭窄層１２を成長させた場合、面指数が（１００）
である面上では、その面指数を引き継ぐが、面指数が
（１１１）である側面に対応する面の面指数は（３１
１）となる。
【００２３】ところで、本実施例で用いている前記のよ
うな半導体結晶に於いて、面指数が（３１１）である面
は、面指数が（１００）である面に比較し、不純物の取
り込み量が著しく大きい。図示例の場合、ＭＱＷ無秩序
化領域１７はＺｎを含有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１４からのドーピングで実現させているのである
が、そのＺｎは、前記した通り、面指数が（３１１）で
ある半導体結晶部分、即ち、メサ１１Ａを引き継いだメ
サ状部分の側面に多く取り込まれ、その割合は、面指数
が（１００）である半導体結晶部分に比較して約１８倍
にも達する。
うな半導体結晶に於いて、面指数が（３１１）である面
は、面指数が（１００）である面に比較し、不純物の取
り込み量が著しく大きい。図示例の場合、ＭＱＷ無秩序
化領域１７はＺｎを含有するｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層１４からのドーピングで実現させているのである
が、そのＺｎは、前記した通り、面指数が（３１１）で
ある半導体結晶部分、即ち、メサ１１Ａを引き継いだメ
サ状部分の側面に多く取り込まれ、その割合は、面指数
が（１００）である半導体結晶部分に比較して約１８倍
にも達する。
【００２４】従って、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１
４を成長させる際、ｐ型不純物としてＺｎをドーピング
すると、面指数が（３１１）である面は高濃度に、ま
た、面指数が（１００）である面は低濃度になる。従っ
て、その上にＭＱＷ活性層１５を成長させると、面指数
が（３１１）である面にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１４からＺｎが拡散されてＭＱＷ無秩序化領域１７が生
成され、そして、面指数が（１００）の面は殆どそのま
まの状態を維持することができる。
４を成長させる際、ｐ型不純物としてＺｎをドーピング
すると、面指数が（３１１）である面は高濃度に、ま
た、面指数が（１００）である面は低濃度になる。従っ
て、その上にＭＱＷ活性層１５を成長させると、面指数
が（３１１）である面にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１４からＺｎが拡散されてＭＱＷ無秩序化領域１７が生
成され、そして、面指数が（１００）の面は殆どそのま
まの状態を維持することができる。
【００２５】このＭＱＷ無秩序化領域１７は、当然のこ
とながら、ＭＱＷ活性層１５に於ける非無秩序化領域で
ある活性領域１５Ａに比較してエネルギ・バンド・ギャ
ップは広くなるので電流閉じ込めを行うことができる。
即ち、本実施例では、メサ１１Ａの頂面上に在って面指
数が（１００）であるＭＱＷ活性層１５の活性領域１５
Ａの両側に自己整合的に電流狭窄構造が作り込まれた構
成となっている。また、エネルギ・バンド・ギャップが
広ければ、光屈折率が低くなるのは勿論であるから、Ｍ
ＱＷ無秩序化領域１７は電流狭窄を行うと共に光閉じ込
めも行うことができる。
とながら、ＭＱＷ活性層１５に於ける非無秩序化領域で
ある活性領域１５Ａに比較してエネルギ・バンド・ギャ
ップは広くなるので電流閉じ込めを行うことができる。
即ち、本実施例では、メサ１１Ａの頂面上に在って面指
数が（１００）であるＭＱＷ活性層１５の活性領域１５
Ａの両側に自己整合的に電流狭窄構造が作り込まれた構
成となっている。また、エネルギ・バンド・ギャップが
広ければ、光屈折率が低くなるのは勿論であるから、Ｍ
ＱＷ無秩序化領域１７は電流狭窄を行うと共に光閉じ込
めも行うことができる。
【００２６】図２はドーピング効率の面方位依存性に関
するデータを説明する為の線図であり、縦軸には不純物
濃度比を、横軸には（１００）面から（１１１）面への
オフ角をそれぞれ採ってある。このデータを得る為に用
いた対称物、即ち、半導体に関する条件は、 半導体材料：（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（ｘ＝０．７） 半導体成長温度：７３０〔℃〕 半導体に於ける五族／三族：２００ であり、そして、○印は不純物がＺｎである場合、ま
た、□印は不純物がＭｇである場合である。
するデータを説明する為の線図であり、縦軸には不純物
濃度比を、横軸には（１００）面から（１１１）面への
オフ角をそれぞれ採ってある。このデータを得る為に用
いた対称物、即ち、半導体に関する条件は、 半導体材料：（Ａｌx Ｇａ1-x ）ＩｎＰ（ｘ＝０．７） 半導体成長温度：７３０〔℃〕 半導体に於ける五族／三族：２００ であり、そして、○印は不純物がＺｎである場合、ま
た、□印は不純物がＭｇである場合である。
【００２７】このデータは、五族／三族（二族／三族）
などの成長条件を一定にして、面指数が（１００）であ
る基板上のＺｎ濃度を１とした場合に於けるＺｎ或いは
Ｍｇの濃度を表していて、例えば、面指数が（３１１）
の面に於けるＺｎの濃度は、面指数が（１００）の面に
於けるＺｎの濃度に比較して約１８倍になっている。
などの成長条件を一定にして、面指数が（１００）であ
る基板上のＺｎ濃度を１とした場合に於けるＺｎ或いは
Ｍｇの濃度を表していて、例えば、面指数が（３１１）
の面に於けるＺｎの濃度は、面指数が（１００）の面に
於けるＺｎの濃度に比較して約１８倍になっている。
【００２８】図１に見られる半導体発光装置は、従来か
ら多用されている技術を適用することで容易に製造する
ことが可能であり、次に、その工程を説明する。
ら多用されている技術を適用することで容易に製造する
ことが可能であり、次に、その工程を説明する。
【００２９】（１） スパッタリング法を適用すること
に依り、面指数が（１００）、また、不純物濃度が例え
ば１×１０19〔cm-3〕であるｐ型ＧａＡｓ基板１１上に
厚さ例えば２００〔ｎｍ〕の二酸化シリコン膜を形成す
る。
に依り、面指数が（１００）、また、不純物濃度が例え
ば１×１０19〔cm-3〕であるｐ型ＧａＡｓ基板１１上に
厚さ例えば２００〔ｎｍ〕の二酸化シリコン膜を形成す
る。
【００３０】（２） リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセス及びエッチャントをＨＦ／ＮＨ4 Ｆとする
ウエット・エッチング法を適用することに依り、二酸化
シリコン膜のパターニングを行ってｐ型ＧａＡｓ基板１
１の＜１１０＞方向に延在する幅が例えば６〔μｍ〕の
ストライプを形成する。
ト・プロセス及びエッチャントをＨＦ／ＮＨ4 Ｆとする
ウエット・エッチング法を適用することに依り、二酸化
シリコン膜のパターニングを行ってｐ型ＧａＡｓ基板１
１の＜１１０＞方向に延在する幅が例えば６〔μｍ〕の
ストライプを形成する。
【００３１】（３） エッチャントをＨ2 ＳＯ4 ＋Ｈ2
Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏとするウエット・エッチング法を適用する
ことに依り、前記ストライプの二酸化シリコン膜をマス
クとしてｐ型ＧａＡｓ基板１１のメサ・エッチングを行
い、高さが例えば２〔μｍ〕程度のメサ１１Ａを形成す
る。前記した通り、このメサ１１Ａの側面に於ける面指
数は（１１１）とする。
Ｏ2 ＋Ｈ2 Ｏとするウエット・エッチング法を適用する
ことに依り、前記ストライプの二酸化シリコン膜をマス
クとしてｐ型ＧａＡｓ基板１１のメサ・エッチングを行
い、高さが例えば２〔μｍ〕程度のメサ１１Ａを形成す
る。前記した通り、このメサ１１Ａの側面に於ける面指
数は（１１１）とする。
【００３２】（４） 有機金属化学気相堆積（ｍｅｔａ
ｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒ ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法を適用することに
依り、メサ１１Ａを埋め込む為、厚さ例えば２〔μ
ｍ〕、そして、不純物濃度が例えば３×１０18〔cm-3〕
であるｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１２を成長させる。云う
までもなく、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１２に於けるメサ
状部分の側面に於ける面指数は（３１１）となる。尚、
この成長を行うに先立って、ストライプの二酸化シリコ
ン膜を適宜に成形しても良い。
ｌｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｕｒ ｄ
ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法を適用することに
依り、メサ１１Ａを埋め込む為、厚さ例えば２〔μ
ｍ〕、そして、不純物濃度が例えば３×１０18〔cm-3〕
であるｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１２を成長させる。云う
までもなく、ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１２に於けるメサ
状部分の側面に於ける面指数は（３１１）となる。尚、
この成長を行うに先立って、ストライプの二酸化シリコ
ン膜を適宜に成形しても良い。
【００３３】（５） エッチャントをＨＦとする浸漬法
を適用することに依り、ストライプの二酸化シリコン膜
を除去してから、ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、
ｐ型ＧａＡｓバッファ層１３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層１４、ＭＱＷ活性層１５、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層１６、ｎ型ＩｎＧａＰバッファ層（図示せ
ず）、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層（図示せず）などを成
長させる。ここで、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４
を成長させるに際し、例えばＺｎをドーピングすると、
そのＺｎは面指数が（３１１）の面に多く取り込まれる
ので高濃度化され、また、面指数が（１００）の面は低
濃度化される。従って、その上にＭＱＷ活性層１５を成
長させる際、ＭＱＷ活性層１５に於ける面指数が（３１
１）である面にはＺｎが拡散され、ＭＱＷ無秩序化領域
１７が生成される。
を適用することに依り、ストライプの二酸化シリコン膜
を除去してから、ＭＯＣＶＤ法を適用することに依り、
ｐ型ＧａＡｓバッファ層１３、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層１４、ＭＱＷ活性層１５、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層１６、ｎ型ＩｎＧａＰバッファ層（図示せ
ず）、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層（図示せず）などを成
長させる。ここで、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１４
を成長させるに際し、例えばＺｎをドーピングすると、
そのＺｎは面指数が（３１１）の面に多く取り込まれる
ので高濃度化され、また、面指数が（１００）の面は低
濃度化される。従って、その上にＭＱＷ活性層１５を成
長させる際、ＭＱＷ活性層１５に於ける面指数が（３１
１）である面にはＺｎが拡散され、ＭＱＷ無秩序化領域
１７が生成される。
【００３４】ここで成長させた各半導体層に関する主要
なデータを例示すると次の通りである。
なデータを例示すると次の通りである。
【００３５】 ｐ型ＧａＡｓバッファ層１３について 厚さ：０．１〔μｍ〕 不純物：Ｚｎ、または、Ｍｇ 不純物濃度：１×１０17〔cm-3〕
【００３６】 ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｚｎ、または、Ｍｇ 不純物濃度：２×１０17〔cm-3〕
【００３７】 ＭＱＷ活性層１５について 障壁層について 材料：（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ 厚さ：１８〔ｎｍ〕 井戸層について 材料：（Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 ）Ｐ 厚さ：１０〔ｎｍ〕 周期数：３
【００３８】 ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：５×１０17〔cm-3〕
【００３９】 ｎ型ＩｎＧａＰバッファ層（図示せず）について 厚さ：０．１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：７×１０17〔cm-3〕
【００４０】 ｎ型ＧａＡｓコンタクト層（図示せず）について 厚さ：０．５〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：２．５×１０18〔cm-3〕
【００４１】（６） この後、通常の技法を適用するこ
とに依り、電極の形成、劈開を含むダイ化などを行って
完成する。
とに依り、電極の形成、劈開を含むダイ化などを行って
完成する。
【００４２】
【発明の効果】本発明に依る半導体発光装置に於いて
は、メサをもつ形状基板上に積層され且つメサ頂面に不
純物が取り込まれ難い面指数の面が表出されていると共
にメサ側面に不純物が取り込まれ易い面指数の面が表出
されている一導電型クラッド層及び多重量子井戸活性層
及び反対導電型クラッド層と、多重量子井戸活性層に於
けるメサ側面の不純物が取り込まれ易い面指数の面に一
導電型クラッド層或いは反対導電型クラッド層の何れか
一方から不純物が拡散されて多重量子井戸が混晶化され
てなる多重量子井戸無秩序化領域とを備えている。
は、メサをもつ形状基板上に積層され且つメサ頂面に不
純物が取り込まれ難い面指数の面が表出されていると共
にメサ側面に不純物が取り込まれ易い面指数の面が表出
されている一導電型クラッド層及び多重量子井戸活性層
及び反対導電型クラッド層と、多重量子井戸活性層に於
けるメサ側面の不純物が取り込まれ易い面指数の面に一
導電型クラッド層或いは反対導電型クラッド層の何れか
一方から不純物が拡散されて多重量子井戸が混晶化され
てなる多重量子井戸無秩序化領域とを備えている。
【００４３】前記の構成にすることで、レーザ光を発生
する活性領域の両側には、エネルギ・バンド・ギャップ
が広く、従って、屈折率が低くなっている多重量子井戸
無秩序化領域が存在して、良好な電流狭窄及び光閉じ込
めを行うことができ、発光効率の向上及びしきい値電流
の低下を達成することができる。また、その構成を得る
には、多重量子井戸活性層及びそれを挟むクラッド層な
どの面指数を適切に選択し、そして、所要の不純物を拡
散するのみでよいから、従来から多用されている技術を
適用して容易に実現することができる。
する活性領域の両側には、エネルギ・バンド・ギャップ
が広く、従って、屈折率が低くなっている多重量子井戸
無秩序化領域が存在して、良好な電流狭窄及び光閉じ込
めを行うことができ、発光効率の向上及びしきい値電流
の低下を達成することができる。また、その構成を得る
には、多重量子井戸活性層及びそれを挟むクラッド層な
どの面指数を適切に選択し、そして、所要の不純物を拡
散するのみでよいから、従来から多用されている技術を
適用して容易に実現することができる。
【図１】本発明一実施例を説明する為の工程要所に於け
る半導体発光装置の要部切断正面図である。
る半導体発光装置の要部切断正面図である。
【図２】ドーピング効率の面方位依存性に関するデータ
を説明する為の線図である。
を説明する為の線図である。
【図３】形状基板を用いた半導体レーザを説明する為の
要部切断正面図である。
要部切断正面図である。
１１ メサ１１Ａをもつｐ型ＧａＡｓ形状基板 １２ ｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層 １３ ｐ型ＧａＡｓバッファ層 １４ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １５ ＭＱＷ活性層 １５Ａ ＭＱＷ活性層１５に於ける活性領域 １６ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １７ ＭＱＷ無秩序化領域
Claims (4)
- 【請求項１】メサをもつ形状基板上に順に積層され且つ
メサ頂面に不純物が取り込まれ難い面指数の面が表出さ
れていると共にメサ側面に不純物が取り込まれ易い面指
数の面が表出されている一導電型クラッド層及び多重量
子井戸活性層及び反対導電型クラッド層と、 前記多重量子井戸活性層に於けるメサ側面の不純物が取
り込まれ易い面指数の面に前記一導電型クラッド層或い
は反対導電型クラッド層の何れか一方から不純物が拡散
されて多重量子井戸が混晶化されてなる多重量子井戸無
秩序化領域とを備えて前記多重量子井戸無秩序化領域に
て前記多重量子井戸活性層に於ける電流狭窄並びに光閉
じ込めを行うことを特徴とする半導体発光装置。 - 【請求項２】多重量子井戸活性層はＡｌＧａＩｎＰから
なる障壁層及びＧａＩｎＰからなる井戸層とで構成され
且つメサ頂面の面指数が（１００）であると共にメサ側
面の面指数が（３１１）であることを特徴とする請求項
１記載の半導体発光装置。 - 【請求項３】多重量子井戸活性層がＡｌ組成を変えたＡ
ｌＧａＩｎＰからなる障壁層と井戸層とで構成されてな
ることを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置。 - 【請求項４】多重量子井戸を混晶化して多重量子井戸無
秩序化領域を生成させる為の不純物がＺｎであることを
特徴とする請求項１或いは請求項２或いは請求項３記載
の半導体発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28441991A JPH05121827A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 半導体発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28441991A JPH05121827A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 半導体発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121827A true JPH05121827A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17678316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28441991A Withdrawn JPH05121827A (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 半導体発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05121827A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006108187A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP28441991A patent/JPH05121827A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006108187A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Dowa Mining Co Ltd | 発光ダイオード及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |