JPH05218593A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH05218593A
JPH05218593A JP4623192A JP4623192A JPH05218593A JP H05218593 A JPH05218593 A JP H05218593A JP 4623192 A JP4623192 A JP 4623192A JP 4623192 A JP4623192 A JP 4623192A JP H05218593 A JPH05218593 A JP H05218593A
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JP
Japan
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diffusion
film
quantum well
diffusion region
density
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JP4623192A
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English (en)
Inventor
Shogo Takahashi
省吾 高橋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 拡散源によるフリーキャリア吸収の少ないM
QW層無秩序型の窓構造レーザの製造方法を得る。 【構成】 高濃度のZn拡散によってMQW層を無秩序
化して窓構造を形成した後、拡散源を除去した状態で熱
処理を行うことにより拡散領域のZnをさらに拡散させ
濃度を下げる。 【効果】 窓構造部分の拡散濃度を低減できるのでフリ
ーキャリア吸収による損失の少ない窓構造レーザが作成
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザの製造方
法に関し、特に多重量子井戸構造の無秩序化を用いた窓
構造を有する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】従来、レーザ光出射端面近傍の禁制帯幅
をレーザ内部に比べて大きくし、端面近傍における光の
吸収を低減することにより端面の光学損傷(COD;Ca
tastrophic Optical Damage とも呼ばれる)の生ずるレ
ベルを上げて半導体レーザの高出力化を実現する、いわ
ゆる窓構造の半導体レーザが数多く開発されている。そ
のなかでも、多重量子井戸(MQW)層の無秩序化を用
いた窓構造は製造工程が容易であるという利点を有して
いる。
【0003】図3は従来の、このような多重量子井戸
(MQW)層の無秩序化を用いた窓構造を有する半導体
レーザを示す共振器長方向に沿った断面図である。図に
おいて、1はn型GaAs基板、2はn型AlGaAs
下クラッド層である。3はAlGaAs障壁層とGaA
s井戸層を下クラッド層2上に交互に複数層積層して構
成されたAlGaAs/GaAs多重量子井戸(MQ
W)活性層である。4はMQW活性層3上に配置された
p型AlGaAs上クラッド層、5はp型GaAsコン
タクト層、6はZnが1×1020/cm3 程度の高濃度に
拡散された高濃度Zn拡散領域、7はZn拡散により無
秩序化されたMQW活性領域である。また、15,16
はそれぞれコンタクト層5上及び基板1裏面に形成され
たp側電極,n側電極である。25は劈開端面、30は
出射レーザ光である。
【0004】図4は図3に示す半導体レーザの製造工程
を示す図である。以下図4に沿って製造工程を説明す
る。まずn型GaAs基板1上にn型AlGaAs下ク
ラッド層2,MQW活性層3,p型AlGaAs上クラ
ッド層4,及びp型GaAsコンタクト層5を、例えば
有機金属気相成長(MOCVD)法等により順次エピタ
キシャル成長する。この後、コンタクト層5上全面にS
iN膜10をCVD法等により堆積し、写真製版,及び
エッチング技術を用いてレーザ端面となる領域の近傍に
開口13を形成する(図4(a) )。
【0005】そして、図4(b) に示すように、SiN膜
10上及び開口13に露出したコンタクト層5上に連続
してZnの拡散源となるZnO/SiO2 膜11を堆積
し、さらに拡散工程の際にZnが系外に飛散することを
防ぐため、SiN等からなる保護膜12をZnO/Si
2 膜11上に堆積する。
【0006】図4(b) に示す状態で加熱処理を行うこと
により、ZnO/SiO2 膜11からZnが半導体層中
に拡散し、図4(c) に示すように、高濃度Zn拡散領域
6が形成され、MQW活性層3のうちZnが拡散された
領域はMQW構造が無秩序化された領域7となる。
【0007】この後、保護膜12,ZnO/SiO2
11,及びSiN膜10を除去し、コンタクト層5上に
p側電極15を、基板1裏面にn側電極16を形成し、
劈開による端面形成工程,さらにチップ分離工程を経て
図3に示す半導体レーザが完成する。
【0008】次に動作について説明する。高濃度のZn
拡散によって無秩序化された部分のMQW層7はAlG
aAs層となっているため、無秩序化されていない部分
のMQW活性層3よりもバンドギャップが広くなってお
り、出力光に対する吸収が減少するはずである。しか
し、一般にZn拡散によってAlGaAs/GaAs多
重量子井戸層を無秩序化するためには高濃度のZn拡
散、例えば1×1020/cm3 程度のZn拡散が必要であ
る。高濃度のZn拡散領域においてはフリーキャリアに
よる光の吸収が大きくなり、窓構造による効果が得られ
ない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の多重量子井戸の
無秩序化を用いた窓構造半導体レーザの製造方法は以上
のように行われていたので、完成した窓構造レーザは、
Zn拡散によるフリーキャリア吸収が大きく、窓構造の
効果が得られないという問題があった。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、フリ
ーキャリアによる吸収を減少でき、窓構造の効果を得る
ことのできる半導体レーザを作製できる半導体レーザの
製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザの製造方法は、高濃度のZn拡散によってMQW層
を無秩序化した後、拡散領域のZn濃度を、不純物拡散
源を除去した状態で熱処理してさらに拡散させることに
より減少さたものである。
【0011】
【作用】この発明においては、高濃度の不純物拡散によ
りMQW層を無秩序化した後、拡散源を除去して熱処理
を行うことにより、無秩序化した部分のZn濃度を減少
させるようにしたから、フリーキャリア吸収が少なく、
充分な窓効果を有する半導体レーザを作製できる。
【0012】
【実施例】以下この発明の実施例を図について説明す
る。図1は本発明の一実施例による半導体レーザの製造
方法を示す半導体レーザの共振器長方向に沿った断面工
程図である。図において、図4と同一符号は同一又は相
当部分であり、また、61は低濃度の拡散領域である。
【0013】次いで製造工程について説明する。まずn
型GaAs基板1上にn型AlGaAs下クラッド層
2,MQW活性層3,p型AlGaAs上クラッド層
4,及びp型GaAsコンタクト層5を、例えば有機金
属気相成長(MOCVD)法等により順次エピタキシャ
ル成長する。この後、コンタクト層5上全面にSiN膜
10をCVD法等により堆積し、写真製版,及びエッチ
ング技術を用いてレーザ端面となる領域の近傍に開口1
3を形成する(図1(a) )。そして、図1(b) に示すよ
うに、SiN膜10上及び開口13に露出したコンタク
ト層5上に連続してZnの拡散源となるZnO/SiO
2 膜11を堆積し、さらに拡散工程の際にZnが系外に
飛散することを防ぐため、SiN等からなる保護膜12
をZnO/SiO2 膜11上に堆積する。この状態で加
熱処理を行うことにより、ZnO/SiO2 膜11から
Znが半導体層中に拡散し、図1(c) に示すように、高
濃度Zn拡散領域6が形成され、MQW活性層3のうち
Znが拡散された領域はMQW構造が無秩序化された領
域7となる。このときの拡散領域6のZnの濃度は1×
1020/cm3 程度である。
【0014】次に、保護膜12及びZnO/SiO2
散源11のみをSF4 によるプラズマエッチ及び希釈し
たフッ酸などで除去した後、さらに熱処理を行う。この
熱処理工程において、拡散領域6のZnは内部への拡散
及び拡散領域6の上部から外気への蒸発などにより、図
1(d) に示すように、その濃度が減少され低濃度拡散領
域61が形成される。その濃度は例えば850℃、4時
間程度の熱処理を行なうことにより1×1019/cm3
度に減少させることができる。
【0015】この後、SiN膜10を除去し、コンタク
ト層5上にp側電極15を、基板1裏面にn側電極16
を形成し、劈開による端面形成工程,さらにチップ分離
工程を経て半導体レーザが完成する。
【0016】一般にフリーキャリア吸収はキャリア濃度
に比例するため、上記の例では吸収係数を1/10に減
少させることができる。従って、本実施例による製造方
法によれば、充分な窓構造の効果を有する半導体レーザ
を得ることができる。
【0017】なお、上記の実施例では高濃度のZnはS
iN膜の切れ目より外気中にも蒸発できる場合について
記したが、この方法では高温で熱処理すると拡散領域6
1内のAsも蒸発するための表面状態に影響を及ぼす可
能性がある。これを防ぐためSiN膜10を除去し、図
2に示すように、あらためて基板全面にSiN膜20を
形成してから熱処理を行うことによりZnを基板内部に
拡散し、拡張された低濃度拡散領域62を形成するよう
にしてもよく、上記実施例と同様の効果が得られる上、
Asの蒸発を防ぐことができる。
【0018】また、Asの蒸発を防ぐために図1(c) の
工程で窓構造を形成した後、ZnO/SiO2 拡散源1
1のみを除去、あるいはZnO/SiO2 拡散源11と
SiN膜10の双方を除去した後、As雰囲気中で熱処
理を行っても同様の効果が得られる。なお上記の各実施
例ではAlGaAs系の材料について記したが、他の材
料,例えばAlGaInP系などについても適用でき
る。
【0019】また拡散源としてZnO/SiO2 膜を用
いて固相拡散により拡散を行なっているが、気体のZn
化合物などを用いて気相拡散により拡散を行なうように
してもよい。また上記実施例では拡散源としてZnを用
いているが、これはその拡散によりMQW構造を無秩序
化できる他の物質を用いてもよいことはいうまでもな
い。
【0020】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、高濃度
のZn拡散によりMQWを無秩序化して窓構造を形成し
た後、さらに拡散領域の不純物を、不純物拡散源を除去
した状態で熱拡散させて低濃度にするようにしたから、
フリーキャリア吸収が少なく、充分な窓構造の効果を有
する半導体レーザを得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による窓構造半導体レーザ
の製造方法を示す断面工程図である。
【図2】この発明の他の実施例による窓構造半導体レー
ザの製造方法を示す断面図である。
【図3】従来の製造方法により作製された窓構造半導体
レーザを示す断面図である。
【図4】図3の窓構造半導体レーザの製造方法を示す断
面工程図である。
【符号の説明】
1 n−GaAs基板 2 n−AlGaAs下クラッド層 3 AlGaAs/GaAs多重量子井戸活性層 4 p−AlGaAs上クラッド層 5 p−GaAsコンタクト層 6 高濃度Zn拡散領域 7 無秩序化されたMQW層 10 SiN膜 11 ZnO/SiO2 拡散源 12 SiN保護膜 61 低濃度拡散領域 62 拡張による低濃度拡散領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月16日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】次に、保護膜12及びZnO/SiO2
散源11のみを4 によるプラズマエッチ及び希釈し
たフッ酸などで除去した後、さらに熱処理を行う。この
熱処理工程において、拡散領域6のZnは内部への拡散
及び拡散領域6の上部から外気への蒸発などにより、図
1(d) に示すように、その濃度が減少され低濃度拡散領
域61が形成される。その濃度は例えば850℃、4時
間程度の熱処理を行なうことにより1×1019/cm3
度に減少させることができる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】変更
【補正内容】
【図3】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 量子井戸構造の活性層を有し、その発光
    端面近傍の該量子井戸構造が無秩序化されて形成された
    窓構造を有する半導体レーザの製造方法において、 量子井戸構造の活性層を備えた半導体レーザ構造の発光
    端面に相当する部分の上記量子井戸構造を不純物拡散に
    よって無秩序化する工程と、 上記無秩序化工程の後、不純物拡散の拡散源を除去した
    状態で熱処理を行い、上記無秩序化工程で形成された拡
    散領域の不純物をさらに拡散させて低濃度にする工程と
    を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
JP4623192A 1992-01-31 1992-01-31 半導体レーザの製造方法 Pending JPH05218593A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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