JPH05175607A - 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法Info
- Publication number
- JPH05175607A JPH05175607A JP15652292A JP15652292A JPH05175607A JP H05175607 A JPH05175607 A JP H05175607A JP 15652292 A JP15652292 A JP 15652292A JP 15652292 A JP15652292 A JP 15652292A JP H05175607 A JPH05175607 A JP H05175607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- algainp
- semiconductor
- type
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 第１に、所望のキャリア濃度分布を有し、再
現性よく形成できるｎ型半導体層を含む半導体多層膜の
形成方法を提供し、第２に、ＡｌＧａＩｎＰ層中のドー
パントの拡散を抑制し、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
の素子特性と歩留まりを高めることができる半導体レー
ザの製造方法を提供する。 【構成】 ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１成長中にｎ型
ドーパントガスのＨ2 Ｓｅと同時にｐ型ドーパントガス
のジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を添加する。 【効果】 ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４中のＰ
型ドーパント濃度を低下させず、しかもＰＮ接合位置ズ
レやＧａＩｎＰ活性層３の結晶構造の無秩序化を誘発し
ない。
現性よく形成できるｎ型半導体層を含む半導体多層膜の
形成方法を提供し、第２に、ＡｌＧａＩｎＰ層中のドー
パントの拡散を抑制し、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
の素子特性と歩留まりを高めることができる半導体レー
ザの製造方法を提供する。 【構成】 ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１成長中にｎ型
ドーパントガスのＨ2 Ｓｅと同時にｐ型ドーパントガス
のジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を添加する。 【効果】 ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４中のＰ
型ドーパント濃度を低下させず、しかもＰＮ接合位置ズ
レやＧａＩｎＰ活性層３の結晶構造の無秩序化を誘発し
ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、情報の光通信あるい
は光消去・記録・再生などに用いることのできるＡｌＧ
ａＩｎＰ系の可視光半導体レーザ、特に２回以上の結晶
成長を必要とする横モード制御型半導体レーザに係わ
り、半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造
方法に関するものである。
は光消去・記録・再生などに用いることのできるＡｌＧ
ａＩｎＰ系の可視光半導体レーザ、特に２回以上の結晶
成長を必要とする横モード制御型半導体レーザに係わ
り、半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザプリンタ、光ディスク等の情報処
理装置用光源として、ＡｌＧａＩｎＰ系の６００ｎｍ帯
可視光半導体レーザの開発が活発に行われている。従来
の横モード制御型半導体レーザは例えば図７に示すよう
な構造であった。このような横モード制御型半導体レー
ザの構造は複数回のＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長
法）によるエピタキシャル成長工程によって形成され
る。
理装置用光源として、ＡｌＧａＩｎＰ系の６００ｎｍ帯
可視光半導体レーザの開発が活発に行われている。従来
の横モード制御型半導体レーザは例えば図７に示すよう
な構造であった。このような横モード制御型半導体レー
ザの構造は複数回のＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長
法）によるエピタキシャル成長工程によって形成され
る。
【０００３】すなわち、この半導体レーザは、第１のＭ
ＯＶＰＥ成長により、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層２，ＧａＩｎＰ活性層３，ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４およびｎ−ＡｌＩｎＰ
電流狭窄層５を順次積層する。次に、ストライプ状にｎ
−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層５をエッチング除去しｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ第１クラッド層４を露出させた後、第２のＭ
ＯＶＰＥ成長により、全面にｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２ク
ラッド層６およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層７を順次積
層し、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層５を埋め込んだ構造と
している。なお、１２，１３は電極である。
ＯＶＰＥ成長により、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層２，ＧａＩｎＰ活性層３，ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４およびｎ−ＡｌＩｎＰ
電流狭窄層５を順次積層する。次に、ストライプ状にｎ
−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層５をエッチング除去しｐ−Ａｌ
ＧａＩｎＰ第１クラッド層４を露出させた後、第２のＭ
ＯＶＰＥ成長により、全面にｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２ク
ラッド層６およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層７を順次積
層し、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層５を埋め込んだ構造と
している。なお、１２，１３は電極である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡｌＧ
ａＩｎＰ層上に昇温，再成長を繰り返すことは、各層に
ドーピングされている不純物の自己拡散を引き起こす。
例えば、ｎ＝２×１０18ｃｍ-3程度になるようにＳｅを
ドーピングしたｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層５中のＳｅ原
子はＧａＩｎＰ活性層３の方向へ拡散し、このことは、
さらにｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４中のドーパ
ントであるＺｎの拡散を促進させる。したがって各層の
キャリア濃度分布が変化するとともにＰＮ接合位置の再
現性に問題があった。
ａＩｎＰ層上に昇温，再成長を繰り返すことは、各層に
ドーピングされている不純物の自己拡散を引き起こす。
例えば、ｎ＝２×１０18ｃｍ-3程度になるようにＳｅを
ドーピングしたｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層５中のＳｅ原
子はＧａＩｎＰ活性層３の方向へ拡散し、このことは、
さらにｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４中のドーパ
ントであるＺｎの拡散を促進させる。したがって各層の
キャリア濃度分布が変化するとともにＰＮ接合位置の再
現性に問題があった。
【０００５】また、ＧａＩｎＰ活性層３へのＺｎ拡散
は、ＧａＩｎＰの結晶構造の無秩序化をまねき発振波長
の不安定性の原因となっていた。ここではＳｅのドーピ
ング濃度を２×１０18ｃｍ-3としたが、Ｓｅ原子のＧａ
ＩｎＰ活性層３の方向への拡散はこの数値に特有の現象
ではなく、Ｓｅのドーピング量がそれ以下の場合でも同
様な現象が生じることがある。
は、ＧａＩｎＰの結晶構造の無秩序化をまねき発振波長
の不安定性の原因となっていた。ここではＳｅのドーピ
ング濃度を２×１０18ｃｍ-3としたが、Ｓｅ原子のＧａ
ＩｎＰ活性層３の方向への拡散はこの数値に特有の現象
ではなく、Ｓｅのドーピング量がそれ以下の場合でも同
様な現象が生じることがある。
【０００６】以上のことはＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザの諸特性および歩留りの再現性を高める上で障害とな
っていた。そこで、この発明の第１の目的は、所望のキ
ャリア濃度分布を有し、再現性よく形成できるｎ型半導
体層を含む半導体多層膜の形成方法を提供することであ
る。また、第２の目的は、ＡｌＧａＩｎＰ層中のドーパ
ントの拡散を抑制し、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの
素子特性と歩留まりを高めることができる半導体レーザ
の製造方法を提供することである。
ザの諸特性および歩留りの再現性を高める上で障害とな
っていた。そこで、この発明の第１の目的は、所望のキ
ャリア濃度分布を有し、再現性よく形成できるｎ型半導
体層を含む半導体多層膜の形成方法を提供することであ
る。また、第２の目的は、ＡｌＧａＩｎＰ層中のドーパ
ントの拡散を抑制し、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの
素子特性と歩留まりを高めることができる半導体レーザ
の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体多
層膜の形成方法は、半導体基板上にｎ型ドーパントを添
加して得るｎ型半導体層を含む半導体多層膜の形成方法
であって、ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパン
トとともにｐ型ドーパントを添加することを特徴とす
る。
層膜の形成方法は、半導体基板上にｎ型ドーパントを添
加して得るｎ型半導体層を含む半導体多層膜の形成方法
であって、ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパン
トとともにｐ型ドーパントを添加することを特徴とす
る。
【０００８】請求項２記載の半導体レーザの製造方法
は、半導体基板上にＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層と
Ａｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層（ｘ＜ｘ’）と
からなるダブルヘテロ構造を形成する半導体レーザの製
造方法であって、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を形成する際、
ｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添加すること
を特徴とする。
は、半導体基板上にＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層と
Ａｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層（ｘ＜ｘ’）と
からなるダブルヘテロ構造を形成する半導体レーザの製
造方法であって、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を形成する際、
ｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添加すること
を特徴とする。
【０００９】
【作用】請求項１記載の半導体多層膜の形成方法によれ
ば、ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパントとと
もにｐ型ドーパントを添加して形成することにより、キ
ャリア濃度分布の変化を引き起こすドーパントの自己拡
散を抑制し、所望のキャリア濃度プロファイルを乱すこ
となく半導体多層膜を再現性よく形成できる。
ば、ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパントとと
もにｐ型ドーパントを添加して形成することにより、キ
ャリア濃度分布の変化を引き起こすドーパントの自己拡
散を抑制し、所望のキャリア濃度プロファイルを乱すこ
となく半導体多層膜を再現性よく形成できる。
【００１０】また、請求項２記載の半導体レーザの製造
方法によれば、たとえば電流狭窄層となるｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層をｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添
加して形成するので、ｐ型のＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'
Ｐクラッド層のキャリア濃度を変化させることなくＰＮ
接合位置が移動することもない。また、これによってｐ
型のＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層からＡｌx
Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層へのｐ型ドーパントの拡散を
促進することもなく、Ａｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層
の結晶構造の無秩序化は起こらない。
方法によれば、たとえば電流狭窄層となるｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層をｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添
加して形成するので、ｐ型のＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'
Ｐクラッド層のキャリア濃度を変化させることなくＰＮ
接合位置が移動することもない。また、これによってｐ
型のＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層からＡｌx
Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層へのｐ型ドーパントの拡散を
促進することもなく、Ａｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層
の結晶構造の無秩序化は起こらない。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。 〔第１の実施例〕この発明の第１の実施例の半導体多層
膜の形成方法を図１および図２を用いて説明する。図１
はこの発明の第１の実施例による半導体多層膜の断面図
である。
ら説明する。 〔第１の実施例〕この発明の第１の実施例の半導体多層
膜の形成方法を図１および図２を用いて説明する。図１
はこの発明の第１の実施例による半導体多層膜の断面図
である。
【００１２】例えば、図１に示す半導体多層膜の形成を
考える。この半導体多層膜は、ＭＯＶＰＥ成長により成
長温度７００℃で、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ
Ａｓ層８を０．５μｍ，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層９を０．
２μｍ，ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１０を０．５μｍ積層し
て形成した。ｎ型ドーパントガスとしてセレン化水素
（Ｈ2 Ｓｅ）、ｐ型ドーパントガスとしてジメチル亜鉛
（ＤＭＺ）を用い、５×１０17ｃｍ-3のキャリア濃度に
設定した。ここで、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１０成長中
は、Ｈ2 ＳｅとＤＭＺ両方を同時に供給し、ｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ層１０のキャリア濃度を２×１０18ｃｍ-3とな
るように設定した。
考える。この半導体多層膜は、ＭＯＶＰＥ成長により成
長温度７００℃で、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ｇａ
Ａｓ層８を０．５μｍ，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層９を０．
２μｍ，ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１０を０．５μｍ積層し
て形成した。ｎ型ドーパントガスとしてセレン化水素
（Ｈ2 Ｓｅ）、ｐ型ドーパントガスとしてジメチル亜鉛
（ＤＭＺ）を用い、５×１０17ｃｍ-3のキャリア濃度に
設定した。ここで、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１０成長中
は、Ｈ2 ＳｅとＤＭＺ両方を同時に供給し、ｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ層１０のキャリア濃度を２×１０18ｃｍ-3とな
るように設定した。
【００１３】このようにして形成された半導体多層膜の
ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）によるＳｅ濃度プロ
ファイルを図２(a) に実線で示し、Ｚｎ濃度プロファイ
ルを図２(b) に実線で示す。なお、図中の破線は、比較
のためｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１０成長中にＨ2 Ｓｅのみ
を供給した場合の結果を示している。破線で示すように
Ｈ2 Ｓｅのみを供給した場合は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層
９にＳｅが拡散し（図２(a) ）、しかもｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ層９中のＺｎが両界面にパイルアップしている（図
２(b) ）。
ＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）によるＳｅ濃度プロ
ファイルを図２(a) に実線で示し、Ｚｎ濃度プロファイ
ルを図２(b) に実線で示す。なお、図中の破線は、比較
のためｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層１０成長中にＨ2 Ｓｅのみ
を供給した場合の結果を示している。破線で示すように
Ｈ2 Ｓｅのみを供給した場合は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層
９にＳｅが拡散し（図２(a) ）、しかもｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ層９中のＺｎが両界面にパイルアップしている（図
２(b) ）。
【００１４】しかし、この実施例のＨ2 ＳｅにＤＭＺを
同時に添加した場合は、図２(a) ，(b) に実線で示すよ
うに、これらの拡散現象は見られず、良好なプロファイ
ルを示している。例えば、ＧａＡｓ等ではＳｅの拡散係
数は一般に小さいといわれているが、Ｓｅを高濃度にド
ーピングした場合にはＳｅは成長中に固相拡散する。こ
れと同様の現象がＡｌＧａＩｎＰ系にも存在し、Ｓｅを
ドーピングした場合、キャリア濃度ｎが比較的低濃度
（ｎ＞２〜３×１０18ｃｍ-3）で異常な固相拡散が生じ
る。このＳｅの拡散には格子間位置のＳｅが関与してい
ると考えられる。しかしながらこの実施例のように、Ｓ
ｅとともにＺｎを同時にドーピングしてやると大幅にＳ
ｅの固相拡散が抑制される。
同時に添加した場合は、図２(a) ，(b) に実線で示すよ
うに、これらの拡散現象は見られず、良好なプロファイ
ルを示している。例えば、ＧａＡｓ等ではＳｅの拡散係
数は一般に小さいといわれているが、Ｓｅを高濃度にド
ーピングした場合にはＳｅは成長中に固相拡散する。こ
れと同様の現象がＡｌＧａＩｎＰ系にも存在し、Ｓｅを
ドーピングした場合、キャリア濃度ｎが比較的低濃度
（ｎ＞２〜３×１０18ｃｍ-3）で異常な固相拡散が生じ
る。このＳｅの拡散には格子間位置のＳｅが関与してい
ると考えられる。しかしながらこの実施例のように、Ｓ
ｅとともにＺｎを同時にドーピングしてやると大幅にＳ
ｅの固相拡散が抑制される。
【００１５】以上のようにこの実施例によれば、ｎ−Ａ
ｌＧａＩｎＰ層１０成長中に、Ｈ2 ＳｅとＤＭＺ両方を
同時に供給することにより、所望のキャリア濃度プロフ
ァイルを乱すことなく、半導体多層膜を再現性良く形成
することができる。 〔第２の実施例〕この発明の第２の実施例の半導体レー
ザの製造方法を図３を用いて説明する。図３はこの発明
の一実施例を示す横モード制御型半導体レーザの製造工
程順断面図である。
ｌＧａＩｎＰ層１０成長中に、Ｈ2 ＳｅとＤＭＺ両方を
同時に供給することにより、所望のキャリア濃度プロフ
ァイルを乱すことなく、半導体多層膜を再現性良く形成
することができる。 〔第２の実施例〕この発明の第２の実施例の半導体レー
ザの製造方法を図３を用いて説明する。図３はこの発明
の一実施例を示す横モード制御型半導体レーザの製造工
程順断面図である。
【００１６】まず図３(a) に示すように、第１のＭＯＶ
ＰＥ成長により、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層２を１μｍ，ＧａＩｎＰ活性層３を
６００Å，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４を０．
３μｍ，ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１を０．５μｍ順
次形成した。ＭＯＶＰＥ成長は１００Ｔｏｒｒの減圧下
で、成長温度７００℃で行った。ｎ型ドーパントガスと
してＨ2 Ｓｅ、ｐ型ドーパントガスとしてＤＭＺを用
い、所望のキャリア濃度に設定した。ここで、ｎ−Ａｌ
ＩｎＰ電流狭窄層１１成長中は、Ｈ2 ＳｅとＤＭＺ両方
を同時に供給し、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１のキャ
リア濃度が２×１０18ｃｍ-3となるようにした。
ＰＥ成長により、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層２を１μｍ，ＧａＩｎＰ活性層３を
６００Å，ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層４を０．
３μｍ，ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１を０．５μｍ順
次形成した。ＭＯＶＰＥ成長は１００Ｔｏｒｒの減圧下
で、成長温度７００℃で行った。ｎ型ドーパントガスと
してＨ2 Ｓｅ、ｐ型ドーパントガスとしてＤＭＺを用
い、所望のキャリア濃度に設定した。ここで、ｎ−Ａｌ
ＩｎＰ電流狭窄層１１成長中は、Ｈ2 ＳｅとＤＭＺ両方
を同時に供給し、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１のキャ
リア濃度が２×１０18ｃｍ-3となるようにした。
【００１７】次に図３(b) に示すように、ｎ−ＡｌＩｎ
Ｐ電流狭窄層１１をストライプ状に除去し、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ第１クラッド層４を露出させた後、図３(c) に
示すように、第２のＭＯＶＰＥ成長を行い、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ第２クラッド層６を０．７μｍ、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層７を３μｍ全面に形成した。この場合の成
長条件は第１のＭＯＶＰＥ成長と同じとした。最後にｐ
側とｎ側電極１２，１３を形成した。
Ｐ電流狭窄層１１をストライプ状に除去し、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ第１クラッド層４を露出させた後、図３(c) に
示すように、第２のＭＯＶＰＥ成長を行い、ｐ−ＡｌＧ
ａＩｎＰ第２クラッド層６を０．７μｍ、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層７を３μｍ全面に形成した。この場合の成
長条件は第１のＭＯＶＰＥ成長と同じとした。最後にｐ
側とｎ側電極１２，１３を形成した。
【００１８】上記の方法により作製した半導体レーザ
は、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１形成時にＤＭＺを同
時に供給しなかったものに比べ、特性温度は７５Ｋから
１２０Ｋまで向上した。また発振波長は６６８ｎｍから
６８０ｎｍとなった。以上のようにこの実施例によれ
ば、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層１１をｎ型ドーパン
ト（Ｈ2 Ｓｅ）とともにｐ型ドーパント（ＤＭＺ）を供
給しながら形成するので、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラ
ッド層４のキャリア濃度を変化させることなく、ＰＮ接
合位置が移動することもない。また、これによってＺｎ
の拡散を促進することもなくＧａＩｎＰ活性層３の無秩
序化は起こらない。即ち、半導体レーザの諸特性の向上
と再現性を高める上で有効である。
は、ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１１形成時にＤＭＺを同
時に供給しなかったものに比べ、特性温度は７５Ｋから
１２０Ｋまで向上した。また発振波長は６６８ｎｍから
６８０ｎｍとなった。以上のようにこの実施例によれ
ば、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ電流狭窄層１１をｎ型ドーパン
ト（Ｈ2 Ｓｅ）とともにｐ型ドーパント（ＤＭＺ）を供
給しながら形成するので、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラ
ッド層４のキャリア濃度を変化させることなく、ＰＮ接
合位置が移動することもない。また、これによってＺｎ
の拡散を促進することもなくＧａＩｎＰ活性層３の無秩
序化は起こらない。即ち、半導体レーザの諸特性の向上
と再現性を高める上で有効である。
【００１９】なお、この実施例では、活性層としてＧａ
ＩｎＰを、またクラッド層としてＡｌＧａＩｎＰを用い
たが、各層のＡｌ組成としては実施例で示すものに限ら
ず、活性層をＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐとし、クラッド
層をＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎ y'Ｐとしてｘ＜ｘ’であれ
ば、他の組成でもよい。また、電流狭窄層としてｎ−Ａ
ｌＩｎＰを用いたがこの限りではない。また活性層に量
子井戸構造を用いた場合や、各層ともＡｌＧａＩｎＰ系
の超格子を用いた場合にも適用できる。またドーパント
としてＳｅ，Ｚｎを用いたがこれに限定されない。原料
ガスも同様である。
ＩｎＰを、またクラッド層としてＡｌＧａＩｎＰを用い
たが、各層のＡｌ組成としては実施例で示すものに限ら
ず、活性層をＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐとし、クラッド
層をＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎ y'Ｐとしてｘ＜ｘ’であれ
ば、他の組成でもよい。また、電流狭窄層としてｎ−Ａ
ｌＩｎＰを用いたがこの限りではない。また活性層に量
子井戸構造を用いた場合や、各層ともＡｌＧａＩｎＰ系
の超格子を用いた場合にも適用できる。またドーパント
としてＳｅ，Ｚｎを用いたがこれに限定されない。原料
ガスも同様である。
【００２０】また、ここでは電流狭窄層に第１の実施例
の半導体多層膜の形成方法を適用したが他の半導体層で
もよく、これに限定されない。 〔第３の実施例〕この発明を用いて製造した半導体レー
ザの一実施例を図４を用いて説明する。図４はこの発明
の一実施例により製造した横モード制御型半導体レーザ
の断面図である。
の半導体多層膜の形成方法を適用したが他の半導体層で
もよく、これに限定されない。 〔第３の実施例〕この発明を用いて製造した半導体レー
ザの一実施例を図４を用いて説明する。図４はこの発明
の一実施例により製造した横モード制御型半導体レーザ
の断面図である。
【００２１】図４に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板４１
上に、ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層４２，Ｇａ
ＩｎＰ活性層４３，ｐ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層４４，ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層４５，ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層４６である。ここでｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層４
５はＳｅをドーピングしてｎ型にしているが、すでに述
べたようにＳｅのみではＳｅが拡散してしまう。そこで
第１の実施例で述べたように、Ｓｅのドーピングととも
にｐ型不純物であるＺｎを同時にドーピングしている。
上に、ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層４２，Ｇａ
ＩｎＰ活性層４３，ｐ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層４４，ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層４５，ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層４６である。ここでｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層４
５はＳｅをドーピングしてｎ型にしているが、すでに述
べたようにＳｅのみではＳｅが拡散してしまう。そこで
第１の実施例で述べたように、Ｓｅのドーピングととも
にｐ型不純物であるＺｎを同時にドーピングしている。
【００２２】このようにすれば、ｎ型不純物であるＳｅ
がｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層４５から拡散することがない
ので安定した半導体レーザが得られる。なお、この波長
は６８０ｎｍであった。 〔第４の実施例〕この発明を用いて製造した半導体多層
膜の一実施例を図５を用いて説明する。図５はこの発明
の一実施例により形成した半導体多層膜の断面図であ
る。
がｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層４５から拡散することがない
ので安定した半導体レーザが得られる。なお、この波長
は６８０ｎｍであった。 〔第４の実施例〕この発明を用いて製造した半導体多層
膜の一実施例を図５を用いて説明する。図５はこの発明
の一実施例により形成した半導体多層膜の断面図であ
る。
【００２３】図５に示すように、ｐ−ＧａＡｓ基板５１
上に、ｐ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層５２，Ｇａ
ＩｎＰ活性層５３，ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層５４を堆積した半導体多層膜である。ここでｎ-(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層５４は、堆積時にｐ型不
純物であるＺｎを同時にドーピングしている。
上に、ｐ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層５２，Ｇａ
ＩｎＰ活性層５３，ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層５４を堆積した半導体多層膜である。ここでｎ-(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層５４は、堆積時にｐ型不
純物であるＺｎを同時にドーピングしている。
【００２４】このようにすれば、ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In
0.5Pクラッド層５４からｎ型不純物であるＳｅが拡散す
ることもなく安定した半導体レーザ用の半導体多層膜を
得ることができる。この半導体多層膜のｎ-(Al0.7G
a0.3)0.5In0.5Pクラッド層５４をエッチングした半導体
レーザを形成した場合でも、ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P
クラッド層５４からＧａＩｎＰ活性層５３へｎ型不純物
であるＳｅが拡散することもなく安定した波長のレーザ
光が得られる。なお、この半導体多層膜で構成した半導
体レーザの発振波長は６８０ｎｍであった。
0.5Pクラッド層５４からｎ型不純物であるＳｅが拡散す
ることもなく安定した半導体レーザ用の半導体多層膜を
得ることができる。この半導体多層膜のｎ-(Al0.7G
a0.3)0.5In0.5Pクラッド層５４をエッチングした半導体
レーザを形成した場合でも、ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P
クラッド層５４からＧａＩｎＰ活性層５３へｎ型不純物
であるＳｅが拡散することもなく安定した波長のレーザ
光が得られる。なお、この半導体多層膜で構成した半導
体レーザの発振波長は６８０ｎｍであった。
【００２５】〔第５の実施例〕この発明を用いて製造し
たＬＥＤ（light emitting diode）の一実施例を図６を
用いて説明する。図６はこの発明の一実施例により製造
したＬＥＤの断面図である。図６に示すように、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板６１上に、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６
２を３μｍ，ＡｌＧａＩｎＰ活性層６３を０．３μｍ，
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６４を３μｍ，ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ層６５を５μｍ順次積層した構造である。この
構造により６３０ｎｍの発光が得られる。
たＬＥＤ（light emitting diode）の一実施例を図６を
用いて説明する。図６はこの発明の一実施例により製造
したＬＥＤの断面図である。図６に示すように、ｐ−Ｇ
ａＡｓ基板６１上に、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６
２を３μｍ，ＡｌＧａＩｎＰ活性層６３を０．３μｍ，
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６４を３μｍ，ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓ層６５を５μｍ順次積層した構造である。この
構造により６３０ｎｍの発光が得られる。
【００２６】ここで、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６
４の成長時には、第１の実施例と同様に、ｎ型不純物で
あるＳｅの拡散を抑えるためにｐ型不純物であるＺｎを
同時にドーピングしている。ドーピングの濃度は、Ｓｅ
が１×１０18ｃｍ-3、Ｚｎが５×１０17ｃｍ-3である。
ＬＥＤの場合は、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６４，
ｎ−ＡｌＧａＡｓ層６５の膜厚が大きいので、特に、ｎ
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６４からのｎ型不純物の拡
散が問題となる。しかし、この実施例のように、ｎ型半
導体膜の成長時にｐ型不純物を同時にドーピングするこ
とで、ｎ型不純物の拡散が抑えられる。
４の成長時には、第１の実施例と同様に、ｎ型不純物で
あるＳｅの拡散を抑えるためにｐ型不純物であるＺｎを
同時にドーピングしている。ドーピングの濃度は、Ｓｅ
が１×１０18ｃｍ-3、Ｚｎが５×１０17ｃｍ-3である。
ＬＥＤの場合は、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６４，
ｎ−ＡｌＧａＡｓ層６５の膜厚が大きいので、特に、ｎ
−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層６４からのｎ型不純物の拡
散が問題となる。しかし、この実施例のように、ｎ型半
導体膜の成長時にｐ型不純物を同時にドーピングするこ
とで、ｎ型不純物の拡散が抑えられる。
【００２７】なお、上記第１〜第５の実施例では、ｎ型
不純物としてＳｅを、ｎ型不純物の拡散を抑えるｐ型不
純物としてＺｎを用いたが、ｎ型不純物としてＳｅ，Ｓ
ｉ，Ｓ，Ｔｅを用い、ｐ型不純物としてＺｎ，Ｍｇ，Ｃ
ｄを用いてもよく、これらのうちどの組み合わせを用い
ても上記実施例と同様の効果を得ることができる。
不純物としてＳｅを、ｎ型不純物の拡散を抑えるｐ型不
純物としてＺｎを用いたが、ｎ型不純物としてＳｅ，Ｓ
ｉ，Ｓ，Ｔｅを用い、ｐ型不純物としてＺｎ，Ｍｇ，Ｃ
ｄを用いてもよく、これらのうちどの組み合わせを用い
ても上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】請求項１記載の半導体多層膜の形成方法
は、ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパントとと
もにｐ型ドーパントを添加して形成することにより、キ
ャリア濃度分布の変化を引き起こすドーパントの自己拡
散を抑制し、所望のキャリア濃度プロファイルを乱すこ
となく半導体多層膜を再現性よく形成できる。
は、ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパントとと
もにｐ型ドーパントを添加して形成することにより、キ
ャリア濃度分布の変化を引き起こすドーパントの自己拡
散を抑制し、所望のキャリア濃度プロファイルを乱すこ
となく半導体多層膜を再現性よく形成できる。
【００２９】また、請求項２記載の半導体レーザの製造
方法は、たとえば電流狭窄層となるｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
層をｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添加して
形成するので、ｐ型のＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラ
ッド層のキャリア濃度を変化させることなくＰＮ接合位
置が移動することもない。また、これによってｐ型のＡ
ｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層からＡｌx Ｇａ
1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層へのｐ型ドーパントの拡散を促進
することもなく、Ａｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層の結
晶構造の無秩序化は起こらない。すなわち、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの素子特性と歩留まりを高めること
ができる。
方法は、たとえば電流狭窄層となるｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
層をｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添加して
形成するので、ｐ型のＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラ
ッド層のキャリア濃度を変化させることなくＰＮ接合位
置が移動することもない。また、これによってｐ型のＡ
ｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層からＡｌx Ｇａ
1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層へのｐ型ドーパントの拡散を促進
することもなく、Ａｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy Ｐ活性層の結
晶構造の無秩序化は起こらない。すなわち、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの素子特性と歩留まりを高めること
ができる。
【図１】この発明の第１の実施例の半導体多層膜の形成
方法を説明するための半導体多層膜の断面図である。
方法を説明するための半導体多層膜の断面図である。
【図２】（ａ）はこの発明の第１の実施例における半導
体多層膜中のＳｅ濃度プロファイル測定結果であり、
（ｂ）は同実施例における半導体多層膜中のＺｎ濃度プ
ロファイル測定結果である。
体多層膜中のＳｅ濃度プロファイル測定結果であり、
（ｂ）は同実施例における半導体多層膜中のＺｎ濃度プ
ロファイル測定結果である。
【図３】この発明の第２の実施例の半導体レーザの製造
方法を示す工程順断面図である。
方法を示す工程順断面図である。
【図４】この発明の第３の実施例により製造した横モー
ド制御型半導体レーザの断面図である。
ド制御型半導体レーザの断面図である。
【図５】この発明の第４の実施例により形成した半導体
多層膜の断面図である。
多層膜の断面図である。
【図６】この発明の第５の実施例により製造したＬＥＤ
の断面図である。
の断面図である。
【図７】従来の横モード制御型半導体レーザの断面構造
図である。
図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３ ＧａＩｎＰ活性層 ４ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層 ６ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層 ８ ｎ−ＧａＡｓ層 ９ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ層 １０ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ層 １１ ｎ−ＡｌＩｎＰ電流狭窄層 ４１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ４２ ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層 ４３ ＧａＩｎＰ活性層 ４４ ｐ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層 ４５ ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層 ５１ ｐ−ＧａＡｓ基板 ５２ ｐ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層 ５３ ＧａＩｎＰ活性層 ５４ ｎ-(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層 ６１ ｐ−ＧａＡｓ基板 ６２ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６３ ＡｌＧａＩｎＰ活性層 ６４ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上にｎ型ドーパントを添加し
て得るｎ型半導体層を含む半導体多層膜の形成方法であ
って、前記ｎ型半導体層を形成する際に、ｎ型ドーパン
トとともにｐ型ドーパントを添加することを特徴とする
半導体多層膜の形成方法。 - 【請求項２】 半導体基板上にＡｌx Ｇａ1-x-y Ｉｎy
Ｐ活性層とＡｌx'Ｇａ1-x'-y' Ｉｎy'Ｐクラッド層（ｘ
＜ｘ’）とからなるダブルヘテロ構造を形成する半導体
レーザの製造方法であって、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を形
成する際、ｎ型ドーパントとともにｐ型ドーパントを添
加することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15652292A JPH05175607A (ja) | 1991-06-18 | 1992-06-16 | 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-146230 | 1991-06-18 | ||
| JP14623091 | 1991-06-18 | ||
| JP15652292A JPH05175607A (ja) | 1991-06-18 | 1992-06-16 | 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05175607A true JPH05175607A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=26477105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15652292A Pending JPH05175607A (ja) | 1991-06-18 | 1992-06-16 | 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05175607A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031539A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-01-28 | Hewlett Packard Co <Hp> | 発光ダイオ―ドおよびその製造方法 |
| US6822989B1 (en) | 1999-03-03 | 2004-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser and a manufacturing method for the same |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603176A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPH0362584A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-18 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH04249391A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
-
1992
- 1992-06-16 JP JP15652292A patent/JPH05175607A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603176A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPH0362584A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-18 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH04249391A (ja) * | 1991-02-05 | 1992-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000031539A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-01-28 | Hewlett Packard Co <Hp> | 発光ダイオ―ドおよびその製造方法 |
| JP4677065B2 (ja) * | 1998-06-05 | 2011-04-27 | フィリップス ルミレッズ ライティング カンパニー リミテッド ライアビリティ カンパニー | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| US6822989B1 (en) | 1999-03-03 | 2004-11-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser and a manufacturing method for the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5153769B2 (ja) | 電子ブロック層を備えた窒化ガリウム・ベース半導体デバイス | |
| JP5018433B2 (ja) | 半導体発光素子用エピタキシャルウェハ及び半導体発光素子 | |
| JP4500516B2 (ja) | 半導体レーザ素子およびその製造方法 | |
| US6798808B1 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing same | |
| US5270246A (en) | Manufacturing method of semiconductor multi-layer film and semiconductor laser | |
| JP3171307B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| US7215691B2 (en) | Semiconductor laser device and method for fabricating the same | |
| JP5091177B2 (ja) | 半導体レーザ構造 | |
| JP2007207804A (ja) | 光半導体素子 | |
| JPH05175607A (ja) | 半導体多層膜の形成方法および半導体レーザの製造方法 | |
| JP2000031596A (ja) | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 | |
| JP3233958B2 (ja) | 半導体積層構造の製造方法 | |
| JP2001077465A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JPH1187764A (ja) | 半導体発光装置とその製造方法 | |
| JP3146501B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
| JP2004134786A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| US7268007B2 (en) | Compound semiconductor, method for manufacturing the same, semiconductor device, and method for manufacturing the same | |
| JP2893990B2 (ja) | 半導体レーザおよびその作製方法 | |
| JPH07263796A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3230021B2 (ja) | 化合物半導体結晶成長方法 | |
| JPH0572118B2 (ja) | ||
| JPH04100288A (ja) | 半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP3143105B2 (ja) | 半導体レーザ素子の製造方法 | |
| JP3246634B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH11126945A (ja) | 歪み半導体結晶の製造方法、これを用いた半導体レーザの製造方法 |