JPH06268322A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH06268322A JPH06268322A JP5365693A JP5365693A JPH06268322A JP H06268322 A JPH06268322 A JP H06268322A JP 5365693 A JP5365693 A JP 5365693A JP 5365693 A JP5365693 A JP 5365693A JP H06268322 A JPH06268322 A JP H06268322A
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- Japan
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- semiconductor laser
- active layer
- impurity
- thickness
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザ及びその製造方法に関し、極め
て簡単な手段を採ることで、活性層中或いは劈開面に非
発光再結合中心が生成されることを抑制し、発光効率及
びＣＯＤレベルを向上させようとする。 【構成】 ｎ−ＧａＩｎＰ基板上にｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２２及びＳｅ，Ｓ，Ｔ
ｅなど六族元素がドーピングされたｎ−Ｇａ0.5Ｉｎ
0.5 Ｐ活性層２３及びｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐクラッド層２４が順に積層成長されてなるダブ
ル・ヘテロ構造を備えている。
て簡単な手段を採ることで、活性層中或いは劈開面に非
発光再結合中心が生成されることを抑制し、発光効率及
びＣＯＤレベルを向上させようとする。 【構成】 ｎ−ＧａＩｎＰ基板上にｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２２及びＳｅ，Ｓ，Ｔ
ｅなど六族元素がドーピングされたｎ−Ｇａ0.5Ｉｎ
0.5 Ｐ活性層２３及びｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐクラッド層２４が順に積層成長されてなるダブ
ル・ヘテロ構造を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、６００〔ｎｍ〕帯で用
いられるＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ及びそれ
を製造するのに好適な方法に関する。
いられるＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ及びそれ
を製造するのに好適な方法に関する。
【０００２】一般に、光ディスクなどに於ける情報読み
出し用の光源として高出力の６００〔ｎｍ〕帯可視半導
体レーザが必要とされているところであるが、その高出
力化を実現するには、未だ、解決しなければならない問
題がある。
出し用の光源として高出力の６００〔ｎｍ〕帯可視半導
体レーザが必要とされているところであるが、その高出
力化を実現するには、未だ、解決しなければならない問
題がある。
【０００３】例えば、半導体レーザを構成する結晶中或
いはキャビティ劈開端面に非発光再結合中心が存在する
が、それを低減しないと、半導体レーザの発光効率を向
上させることはできないし、また、高出力化も達成する
ことができない。
いはキャビティ劈開端面に非発光再結合中心が存在する
が、それを低減しないと、半導体レーザの発光効率を向
上させることはできないし、また、高出力化も達成する
ことができない。
【０００４】
【従来の技術】図４は従来例を解説する為の可視光半導
体レーザを例示する要部切断正面図である。図に於い
て、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、３はアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層、４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、５はｎ−Ａｌ0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ電流ブロック層、６はｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐスパイ
ク防止層、７はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、８はｐ側電
極、９はｎ側電極をそれぞれ示している。図示されてい
るところからも明らかなように、この従来の半導体レー
ザでは、活性層３には不純物を導入せず、即ち、アンド
ープにして作成されている。
体レーザを例示する要部切断正面図である。図に於い
て、１はｎ−ＧａＡｓ基板、２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、３はアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層、４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、５はｎ−Ａｌ0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ電流ブロック層、６はｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐスパイ
ク防止層、７はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、８はｐ側電
極、９はｎ側電極をそれぞれ示している。図示されてい
るところからも明らかなように、この従来の半導体レー
ザでは、活性層３には不純物を導入せず、即ち、アンド
ープにして作成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図４について説明した
従来の半導体レーザでは、諸半導体層を成長させる際、
成長装置内の残留不純物として存在する酸素が活性層３
中に取り込まれると、結晶中に非発光再結合準位が生成
されて発光効率が低下する旨の問題があった。
従来の半導体レーザでは、諸半導体層を成長させる際、
成長装置内の残留不純物として存在する酸素が活性層３
中に取り込まれると、結晶中に非発光再結合準位が生成
されて発光効率が低下する旨の問題があった。
【０００６】また、共振器としては、劈開に依って現れ
る（１１０）面を利用するが、その劈開面が酸化された
場合、表面準位が生成され、この準位を介して表面再結
合に依る光学的損傷（ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｄａｍａｇｅ：ＣＯＤ）が発生して最大光
出力が制限される旨の問題もある。
る（１１０）面を利用するが、その劈開面が酸化された
場合、表面準位が生成され、この準位を介して表面再結
合に依る光学的損傷（ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｄａｍａｇｅ：ＣＯＤ）が発生して最大光
出力が制限される旨の問題もある。
【０００７】本発明は、極めて簡単な手段を採ること
で、活性層中或いは劈開面に非発光再結合中心が生成さ
れることを抑制し、発光効率及びＣＯＤレベルを向上さ
せようとする。
で、活性層中或いは劈開面に非発光再結合中心が生成さ
れることを抑制し、発光効率及びＣＯＤレベルを向上さ
せようとする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】ＡｌＧａＩｎＰ系混晶に
於いては、酸素を起源とする非発光再結合中心の生成が
確認されている（要すれば、「Ｍ．Ｋｏｎｄｏ他 固体
素子コンファレンス１９９２年」、を参照のこと）。
於いては、酸素を起源とする非発光再結合中心の生成が
確認されている（要すれば、「Ｍ．Ｋｏｎｄｏ他 固体
素子コンファレンス１９９２年」、を参照のこと）。
【０００９】図５は結晶に於ける非発光再結合中心と発
光効率との関係を説明する為の線図であり、横軸には、
結晶中に於ける非発光再結合中心の密度〔cm-3〕を、ま
た、縦軸には、フォトルミネセンス測定に依る結晶の発
光効率〔任意単位〕をそれぞれ採ってある。
光効率との関係を説明する為の線図であり、横軸には、
結晶中に於ける非発光再結合中心の密度〔cm-3〕を、ま
た、縦軸には、フォトルミネセンス測定に依る結晶の発
光効率〔任意単位〕をそれぞれ採ってある。
【００１０】図から明らかなように、結晶中に於ける非
発光再結合中心の密度が大きくなると結晶の発光効率は
低下している。従って、半導体レーザの発光効率の向
上、及び、高出力化を達成する為には、前記の非発光再
結合中心の密度を低減させなければならない。また、劈
開面の酸化に依って生成される表面準位も結晶中の非発
光再結合中心と同様な振る舞いをすると考えられてい
る。
発光再結合中心の密度が大きくなると結晶の発光効率は
低下している。従って、半導体レーザの発光効率の向
上、及び、高出力化を達成する為には、前記の非発光再
結合中心の密度を低減させなければならない。また、劈
開面の酸化に依って生成される表面準位も結晶中の非発
光再結合中心と同様な振る舞いをすると考えられてい
る。
【００１１】本発明者らは、酸素を起源とする非発光再
結合中心が、例えばＳｅ，Ｓ，Ｔｅなど六族元素をドー
ピングして低減できることを実験に依って確認した。
結合中心が、例えばＳｅ，Ｓ，Ｔｅなど六族元素をドー
ピングして低減できることを実験に依って確認した。
【００１２】図６はｎ型キャリヤと非発光再結合中心と
の関係を説明する為の線図であり、横軸には、結晶中に
於けるｎ型キャリヤの密度〔cm-3〕を、また、縦軸に
は、結晶中に於ける非発光再結合中心の密度〔cm-3〕を
それぞれ採ってある。
の関係を説明する為の線図であり、横軸には、結晶中に
於けるｎ型キャリヤの密度〔cm-3〕を、また、縦軸に
は、結晶中に於ける非発光再結合中心の密度〔cm-3〕を
それぞれ採ってある。
【００１３】このデータは、有機金属気相堆積（ｍｅｔ
ａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒｐｈａｓｅ ｅｐｉｔ
ａｘｙ：ＭＯＶＰＥ）法を適用することに依って成長さ
せたｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ中のＳｅ
ドーピング量と非発光再結合中心密度との相関を測定し
て得たものである。
ａｌｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒｐｈａｓｅ ｅｐｉｔ
ａｘｙ：ＭＯＶＰＥ）法を適用することに依って成長さ
せたｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ中のＳｅ
ドーピング量と非発光再結合中心密度との相関を測定し
て得たものである。
【００１４】前記の実験結果を説明する理論モデルとし
ては、次のように考えることができる。
ては、次のように考えることができる。
【００１５】即ち、成長装置中の残留不純物である酸素
が、結晶成長中、結晶内に取り込まれることで非発光再
結合中心が生成される。その際、酸素原子は、結晶中の
五族サイトに取り込まれるものと考えられる（要すれ
ば、「Ｊ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｎｅｔ ａｌ．，Ａｐｐ
ｌ．Ｌｅｔｔ．５４，１４４２（１９８９）」、を参照
のこと）。
が、結晶成長中、結晶内に取り込まれることで非発光再
結合中心が生成される。その際、酸素原子は、結晶中の
五族サイトに取り込まれるものと考えられる（要すれ
ば、「Ｊ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｎｅｔ ａｌ．，Ａｐｐ
ｌ．Ｌｅｔｔ．５４，１４４２（１９８９）」、を参照
のこと）。
【００１６】この為、他の六族元素、例えばＳｅ，Ｓ，
Ｔｅなどを結晶中にドーピングして五族サイトに取り込
ませる場合、これと酸素の取り込みが競合し、酸素の取
り込みが抑制されるものと考えられ、このようなこと
は、劈開面が酸化される場合も同様に考えて良い。
Ｔｅなどを結晶中にドーピングして五族サイトに取り込
ませる場合、これと酸素の取り込みが競合し、酸素の取
り込みが抑制されるものと考えられ、このようなこと
は、劈開面が酸化される場合も同様に考えて良い。
【００１７】前記したようなところから、本発明に依る
半導体レーザ及びその製造方法に於いては、（１）ｎ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（例えば）及びｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層（例えば）に挟まれ且つ六族元素がド
ーピングされてなるＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活
性層（例えば）から構成されたダブル・ヘテロ構造を備
えてなることを特徴とするか、或いは、
半導体レーザ及びその製造方法に於いては、（１）ｎ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（例えば）及びｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層（例えば）に挟まれ且つ六族元素がド
ーピングされてなるＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活
性層（例えば）から構成されたダブル・ヘテロ構造を備
えてなることを特徴とするか、或いは、
【００１８】（２）前記（１）に於いて、活性層中の六
族元素がＳｅ或いはＳ或いはＴｅであることを特徴とす
るか、或いは、
族元素がＳｅ或いはＳ或いはＴｅであることを特徴とす
るか、或いは、
【００１９】（３）有機金属気相成長法を適用して一導
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（例えば）及び六族元素
含有ＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活性層（例えば）
及び反対導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（例えば）を
順に成長させてダブル・ヘテロ構造を構成する工程が含
まれてなることを特徴とするか、或いは、
電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（例えば）及び六族元素
含有ＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活性層（例えば）
及び反対導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（例えば）を
順に成長させてダブル・ヘテロ構造を構成する工程が含
まれてなることを特徴とするか、或いは、
【００２０】（４）前記（３）に於いて、活性層に導入
する六族元素がＳｅ或いはＳ或いはＴｅであることを特
徴とする。
する六族元素がＳｅ或いはＳ或いはＴｅであることを特
徴とする。
【００２１】
【作用】前記手段を採ることに依って、成長装置中の残
留不純物である酸素が活性層に取り込まれたり、或い
は、劈開面が酸化されることに依って非発光再結合中心
が生成されて発光効率が低下するのを防止し、また、Ｃ
ＯＤに対する耐性を高め、発光効率及び出力を向上させ
ることができる。
留不純物である酸素が活性層に取り込まれたり、或い
は、劈開面が酸化されることに依って非発光再結合中心
が生成されて発光効率が低下するのを防止し、また、Ｃ
ＯＤに対する耐性を高め、発光効率及び出力を向上させ
ることができる。
【００２２】
【実施例】図１は本発明の第一実施例を説明する為の半
導体レーザを表す要部切断正面図である。図に於いて、
２１はｎ−ＧａＡｓ基板、２２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、２３はｎ−Ｇａ0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ活性層、２４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、２５はｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐスパイク防止層、２６はｎ−Ａｌ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
電流ブロック層、２７はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、２
８はｐ側電極、２９はｎ側電極をそれぞれ示している。
導体レーザを表す要部切断正面図である。図に於いて、
２１はｎ−ＧａＡｓ基板、２２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、２３はｎ−Ｇａ0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ活性層、２４はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、２５はｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐスパイク防止層、２６はｎ−Ａｌ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
電流ブロック層、２７はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、２
８はｐ側電極、２９はｎ側電極をそれぞれ示している。
【００２３】図示された半導体レーザに於ける各部分に
ついて主なデータを例示すると次の通りである。 基板２１について 厚さ：約１５０〔μｍ〕程度 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：４×１０18〔cm-3〕 ｎ側のクラッド層２２について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：７．５×１０17〔cm-3〕
ついて主なデータを例示すると次の通りである。 基板２１について 厚さ：約１５０〔μｍ〕程度 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：４×１０18〔cm-3〕 ｎ側のクラッド層２２について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：７．５×１０17〔cm-3〕
【００２４】 活性層２３について 厚さ：０．０８〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：３．５×１０17〔cm-3〕 ｐ側のクラッド層２４について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｍｇ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕
【００２５】 スパイク防止層２５について 厚さ：０．１〔μｍ〕 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：３×１０17〔cm-3〕 電流ブロック層２６について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：アンドープ 自然不純物濃度：１×１０16〔cm-3〕
【００２６】 コンタクト層２７について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：３×１０18〔cm-3〕 ｐ側電極２８について 材料：Ｔｉ／Ｐｔ 厚さ：１０００〔Å〕／３０００〔Å〕
【００２７】 ｎ側電極２９について 材料：ＡｕＧｅ合金 厚さ：３０００〔Å〕
【００２８】図１に見られる実施例は、所謂、埋め込み
リッジ型と呼ばれている構造のものであって、図４に見
られる従来の半導体レーザと比較すると、活性層に不純
物が導入されてｎ型になっている点が大きく相違してい
る。この相違に依って、前記したように、活性層を成長
させる際に酸素が取り込まれたり、或いは、劈開面が酸
化されて酸素が取り込まれて非発光再結合中心が生成さ
れることは抑止され、その結果、発光効率及び出力とも
に向上する。
リッジ型と呼ばれている構造のものであって、図４に見
られる従来の半導体レーザと比較すると、活性層に不純
物が導入されてｎ型になっている点が大きく相違してい
る。この相違に依って、前記したように、活性層を成長
させる際に酸素が取り込まれたり、或いは、劈開面が酸
化されて酸素が取り込まれて非発光再結合中心が生成さ
れることは抑止され、その結果、発光効率及び出力とも
に向上する。
【００２９】図１に見られる半導体レーザを製造する場
合、特殊な技術は全く必要とせず、従来から多用されて
いる技術を適用して容易且つ確実に実現することができ
る。
合、特殊な技術は全く必要とせず、従来から多用されて
いる技術を適用して容易且つ確実に実現することができ
る。
【００３０】次に、図１に見られる半導体レーザを製造
する工程について説明しよう。 （１） ＭＯＶＰＥ法を適用することに依り、基板温度
７３０〔℃〕とした基板２１上にｎ側のクラッド層２
２、活性層２３、ｐ側のクラッド層２４、スパイク防止
層２５を順に積層成長させる。尚、スパイク防止層２５
は、異なる結晶層を接合した場合、その界面近傍の伝導
帯が急峻に曲げられてスパイクとなるのを防止する為に
形成されるものである。
する工程について説明しよう。 （１） ＭＯＶＰＥ法を適用することに依り、基板温度
７３０〔℃〕とした基板２１上にｎ側のクラッド層２
２、活性層２３、ｐ側のクラッド層２４、スパイク防止
層２５を順に積層成長させる。尚、スパイク防止層２５
は、異なる結晶層を接合した場合、その界面近傍の伝導
帯が急峻に曲げられてスパイクとなるのを防止する為に
形成されるものである。
【００３１】前記説明では、活性層２３の不純物濃度と
して３．５×１０17〔cm-3〕を挙げたが、これは、１×
１０16〔cm-3〕乃至１×１０19〔cm-3〕の範囲で選択す
ることができ、標準的には３．５×１０17〔cm-3〕であ
る。この場合、ドーパントには、Ｈ2 Ｓｅを用いて良
い。
して３．５×１０17〔cm-3〕を挙げたが、これは、１×
１０16〔cm-3〕乃至１×１０19〔cm-3〕の範囲で選択す
ることができ、標準的には３．５×１０17〔cm-3〕であ
る。この場合、ドーパントには、Ｈ2 Ｓｅを用いて良
い。
【００３２】また、活性層２３の厚さとして０．０８
〔μｍ〕を挙げたが、これは、０．０１５〔μｍ〕乃至
０．０８〔μｍ〕の範囲で選択して良い。更にまた、ｐ
側のクラッド層２４に導入する不純物としてＭｇを挙げ
たが、これは、例えばＺｎに代替して良い。
〔μｍ〕を挙げたが、これは、０．０１５〔μｍ〕乃至
０．０８〔μｍ〕の範囲で選択して良い。更にまた、ｐ
側のクラッド層２４に導入する不純物としてＭｇを挙げ
たが、これは、例えばＺｎに代替して良い。
【００３３】（２） 化学気相堆積（ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を適
用することに依り、スパイク防止層２５上に厚さ例えば
２０００〔Å〕のＳｉＯ2 膜を形成する。
ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を適
用することに依り、スパイク防止層２５上に厚さ例えば
２０００〔Å〕のＳｉＯ2 膜を形成する。
【００３４】（３） リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセスを適用することに依り、前記ＳｉＯ2 膜上
に幅が例えば３〔μｍ〕のストライプをなすレジスト膜
を形成する。
ト・プロセスを適用することに依り、前記ＳｉＯ2 膜上
に幅が例えば３〔μｍ〕のストライプをなすレジスト膜
を形成する。
【００３５】（４） エッチャントを緩衝フッ酸とする
ウエット・エッチング法を適用することに依り、前記レ
ジスト膜をマスクとし、前記ＳｉＯ2 膜のエッチングを
行なってストライプ形状とする。
ウエット・エッチング法を適用することに依り、前記レ
ジスト膜をマスクとし、前記ＳｉＯ2 膜のエッチングを
行なってストライプ形状とする。
【００３６】（５） エッチャントをブロムメタノール
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ＳｉＯ2 膜をマスクとしてスパイク防止層２５の表
面からｐ側のクラッド層２４内に達するエッチングを行
なう。この場合に於けるエッチングの深さ、従って、リ
ッジの高さは、前記した各半導体層の厚さからして、例
えば０．９〔μｍ〕程度である。
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ＳｉＯ2 膜をマスクとしてスパイク防止層２５の表
面からｐ側のクラッド層２４内に達するエッチングを行
なう。この場合に於けるエッチングの深さ、従って、リ
ッジの高さは、前記した各半導体層の厚さからして、例
えば０．９〔μｍ〕程度である。
【００３７】（６） 前記ストライプのＳｉＯ2 膜を残
した状態で、基板２１の温度を６９０〔℃〕とし、ＭＯ
ＶＰＥ法を適用することに依って、前記スパイク防止層
２５及びｐ側のクラッド層２４の一部からなるリッジを
埋め込むように電流ブロック層２６を成長させる。この
電流ブロック層２６は、電流狭窄の作用をさせるもので
あることは云うまでもない。
した状態で、基板２１の温度を６９０〔℃〕とし、ＭＯ
ＶＰＥ法を適用することに依って、前記スパイク防止層
２５及びｐ側のクラッド層２４の一部からなるリッジを
埋め込むように電流ブロック層２６を成長させる。この
電流ブロック層２６は、電流狭窄の作用をさせるもので
あることは云うまでもない。
【００３８】（７） 緩衝フッ酸からなるエッチャント
に浸漬することに依り、前記ストライプ形状のＳｉＯ2
膜を除去する。
に浸漬することに依り、前記ストライプ形状のＳｉＯ2
膜を除去する。
【００３９】（８） 基板２１の温度を６９０〔℃〕と
し、ＭＯＶＰＥ法を適用することに依って、全面にコン
タクト層２７を形成する。
し、ＭＯＶＰＥ法を適用することに依って、全面にコン
タクト層２７を形成する。
【００４０】（９） 真空蒸着法を適用することに依
り、ｐ側電極２８及びｎ側電極２９を形成してから劈開
を行なう。
り、ｐ側電極２８及びｎ側電極２９を形成してから劈開
を行なう。
【００４１】本発明は、前記説明したリッジ型半導体レ
ーザのみでなく、他の型式の半導体レーザにも実施でき
ることは勿論である。
ーザのみでなく、他の型式の半導体レーザにも実施でき
ることは勿論である。
【００４２】図２は本発明の第二実施例を説明する為の
半導体レーザを表す要部切断正面図である。図に於い
て、３１はｐ−ＧａＡｓ基板、３２はｎ−ＧａＡｓ電流
ブロック層、３３はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、３４はｎ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性
層、３５はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層、３６はｎ−ＧａＡｓコンタクト層、３７はｎ
側電極、３８はｐ側電極をそれぞれ示している。
半導体レーザを表す要部切断正面図である。図に於い
て、３１はｐ−ＧａＡｓ基板、３２はｎ−ＧａＡｓ電流
ブロック層、３３はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層、３４はｎ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性
層、３５はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層、３６はｎ−ＧａＡｓコンタクト層、３７はｎ
側電極、３８はｐ側電極をそれぞれ示している。
【００４３】図示された半導体レーザに於ける各部分に
ついて主なデータを例示すると次の通りである。 基板３１について 厚さ：約１５０〔μｍ〕程度 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：２×１０19〔cm-3〕 電流ブロック層３２について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
ついて主なデータを例示すると次の通りである。 基板３１について 厚さ：約１５０〔μｍ〕程度 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：２×１０19〔cm-3〕 電流ブロック層３２について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：１×１０18〔cm-3〕
【００４４】 ｐ側のクラッド層３３について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｍｇ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 活性層３４について 厚さ：０．０８〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：３．５×１０17〔cm-3〕
【００４５】 ｎ側のクラッド層３５について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：７．５×１０17〔cm-3〕 コンタクト層３６について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：３×１０18〔cm-3〕
【００４６】 ｎ側電極３７について 材料：ＡｕＧｅ合金 厚さ：１５００〔Å〕 ｐ側電極３８について 材料：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ 厚さ：１０００〔Å〕／２０００〔Å〕／２０００
〔Å〕
〔Å〕
【００４７】第二実施例は、所謂、形状基板上屈曲導波
路型と呼ばれている構造のものであって、基板３１にリ
ッジを形成し、その上に各半導体層を積層成長させる
為、活性層３４は勿論のこと、各半導体層が表面側に向
かって凸状に屈曲する構成となるので、活性層３４を中
心として導波される光は、屈曲に依って生成された側面
に依って有効に閉じ込められるものである。
路型と呼ばれている構造のものであって、基板３１にリ
ッジを形成し、その上に各半導体層を積層成長させる
為、活性層３４は勿論のこと、各半導体層が表面側に向
かって凸状に屈曲する構成となるので、活性層３４を中
心として導波される光は、屈曲に依って生成された側面
に依って有効に閉じ込められるものである。
【００４８】このような形状基板上屈曲導波路型の半導
体レーザであっても、活性層３４に六族元素をドーピン
グすることで、第一実施例と全く同じ効果を発揮させる
ことが可能であって、発光効率及びＣＯＤレベルは向上
する。
体レーザであっても、活性層３４に六族元素をドーピン
グすることで、第一実施例と全く同じ効果を発揮させる
ことが可能であって、発光効率及びＣＯＤレベルは向上
する。
【００４９】図３は本発明の第三実施例を説明する為の
半導体レーザを表す要部切断正面図である。図に於い
て、４１はｎ−ＧａＡｓ基板、４２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、４３はｎ−Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層、４４はＺｎ＋Ｓｅ同時ドーピン
グ層、４５はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層、４６はＺｎ＋Ｓｅ同時ドーピング層、４７
はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、４８はｐ側電極、４９は
ｎ側電極をそれぞれ示している。
半導体レーザを表す要部切断正面図である。図に於い
て、４１はｎ−ＧａＡｓ基板、４２はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層、４３はｎ−Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層、４４はＺｎ＋Ｓｅ同時ドーピン
グ層、４５はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層、４６はＺｎ＋Ｓｅ同時ドーピング層、４７
はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、４８はｐ側電極、４９は
ｎ側電極をそれぞれ示している。
【００５０】図示された半導体レーザに於ける各部分に
ついて主なデータを例示すると次の通りである。 基板４１について 厚さ：約１５０〔μｍ〕程度 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：４×１０18〔cm-3〕 ｎ側のクラッド層４２について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：７．５×１０17〔cm-3〕
ついて主なデータを例示すると次の通りである。 基板４１について 厚さ：約１５０〔μｍ〕程度 不純物：Ｓｉ 不純物濃度：４×１０18〔cm-3〕 ｎ側のクラッド層４２について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：７．５×１０17〔cm-3〕
【００５１】 活性層４３について 厚さ：０．０８〔μｍ〕 不純物：Ｓｅ 不純物濃度：３．５×１０17〔cm-3〕 Ｚｎ＋Ｓｅ同時ドーピング層４４について 材料：ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ 厚さ：０．２〔μｍ〕 不純物：Ｚｎ及びＳｅ 不純物濃度：Ｚｎ→１×１０18〔cm-3〕 （３１１）Ａ
面（図の斜面） Ｓｅ→５×１０17〔cm-3〕 （１００）面（図の平坦
面）
面（図の斜面） Ｓｅ→５×１０17〔cm-3〕 （１００）面（図の平坦
面）
【００５２】 ｐ側のクラッド層４５について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｍｇ 不純物濃度：４×１０17〔cm-3〕 Ｚｎ＋Ｓｅ同時ドーピング層４６について Ｚｎ＋Ｓｅ同時ドーピング層４４と同じ
【００５３】 コンタクト層４７について 厚さ：１〔μｍ〕 不純物：Ｚｎ 不純物濃度：２×１０18〔cm-3〕 ｐ側電極４８について 材料：Ｔｉ／Ｐｔ 厚さ：１０００〔Å〕／３０００〔Å〕
【００５４】 ｎ側電極４９について 材料：ＡｕＧｅ合金 厚さ：３０００〔Å〕
【００５５】第三実施例は、所謂、斜面上一回成長型と
呼ばれている構造のものであって、主面に於ける面指数
が（１００）である基板４１に表出面の面指数が（２１
１）Ａ〜（３１１）Ａである斜面を形成し、その上に各
半導体層を積層成長させた場合、Ｚｎ＋Ｓｅ同時ドーピ
ング層４６に於いては、前記面方位の違いに依存して導
電型の偏倚が発生し、斜面上では、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層が、また、平面上では、ｎ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層がそれぞれ自動
的に成長されるものである。
呼ばれている構造のものであって、主面に於ける面指数
が（１００）である基板４１に表出面の面指数が（２１
１）Ａ〜（３１１）Ａである斜面を形成し、その上に各
半導体層を積層成長させた場合、Ｚｎ＋Ｓｅ同時ドーピ
ング層４６に於いては、前記面方位の違いに依存して導
電型の偏倚が発生し、斜面上では、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層が、また、平面上では、ｎ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ層がそれぞれ自動
的に成長されるものである。
【００５６】従って、（１００）面上のｎ型層間に在る
（２１１）Ａ〜（３１１）Ａ面上のｐ型層のみに局限し
て電流を流すことができ、他の実施例と異なり、電流閉
じ込め構造を簡単に形成することができ、しかも、必要
とされる全半導体層を中断することなく一回の成長で完
成させることができる。
（２１１）Ａ〜（３１１）Ａ面上のｐ型層のみに局限し
て電流を流すことができ、他の実施例と異なり、電流閉
じ込め構造を簡単に形成することができ、しかも、必要
とされる全半導体層を中断することなく一回の成長で完
成させることができる。
【００５７】この斜面上一回成長型の半導体レーザも、
活性層４３に六族元素をドーピングすることで、第一実
施例や第二実施例と全く同じ効果を発揮させることが可
能であって、発光効率及びＣＯＤレベルを向上させるこ
とができる。
活性層４３に六族元素をドーピングすることで、第一実
施例や第二実施例と全く同じ効果を発揮させることが可
能であって、発光効率及びＣＯＤレベルを向上させるこ
とができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明に依る半導体レーザ及びその製造
方法では、一導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層及び反対
導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層に挟まれ且つ六族元素
がドーピングされたＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活
性層からなるダブル・ヘテロ構造を構成する。
方法では、一導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層及び反対
導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層に挟まれ且つ六族元素
がドーピングされたＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活
性層からなるダブル・ヘテロ構造を構成する。
【００５９】前記構成を採ることに依って、成長装置中
の残留不純物である酸素が活性層に取り込まれたり、或
いは、劈開面が酸化されることに依って非発光再結合中
心が生成されて発光効率が低下するのを防止し、また、
ＣＯＤに対する耐性を高め、発光効率及び出力を向上さ
せることができる。
の残留不純物である酸素が活性層に取り込まれたり、或
いは、劈開面が酸化されることに依って非発光再結合中
心が生成されて発光効率が低下するのを防止し、また、
ＣＯＤに対する耐性を高め、発光効率及び出力を向上さ
せることができる。
【図１】本発明の第一実施例を説明する為の半導体レー
ザを表す要部切断正面図である。
ザを表す要部切断正面図である。
【図２】本発明の第二実施例を説明する為の半導体レー
ザを表す要部切断正面図である。
ザを表す要部切断正面図である。
【図３】本発明の第三実施例を説明する為の半導体レー
ザを表す要部切断正面図である。
ザを表す要部切断正面図である。
【図４】従来例を解説する為の可視光半導体レーザを例
示する要部切断正面図である。
示する要部切断正面図である。
【図５】結晶に於ける非発光再結合中心と発光効率との
関係を説明する為の線図である。
関係を説明する為の線図である。
【図６】ｎ型キャリヤと非発光再結合中心との関係を説
明する為の線図である。
明する為の線図である。
２１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２２ ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 ２３ ｎ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ２４ ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 ２５ ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐスパイク防止層 ２６ ｎ−Ａｌ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ電流ブロック層 ２７ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ２８ ｐ側電極 ２９ ｎ側電極
ド層 ２３ ｎ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ２４ ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 ２５ ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐスパイク防止層 ２６ ｎ−Ａｌ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ電流ブロック層 ２７ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ２８ ｐ側電極 ２９ ｎ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堂免 恵 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 古谷 章 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層及びｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層に挟まれ且つ六族元素がドーピ
ングされてなるＧａＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰ活性層
から構成されたダブル・ヘテロ構造を備えてなることを
特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】活性層中の六族元素がＳｅ或いはＳ或いは
Ｔｅであることを特徴とする請求項１記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項３】有機金属気相成長法を適用して一導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層及び六族元素含有ＧａＩｎＰ或
いはＡｌＧａＩｎＰ活性層及び反対導電型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層を順に成長させてダブル・ヘテロ構造を構
成する工程が含まれてなることを特徴とする半導体レー
ザの製造方法。 - 【請求項４】活性層に導入する六族元素がＳｅ或いはＳ
或いはＴｅであることを特徴とする請求項３記載の半導
体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5365693A JPH06268322A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5365693A JPH06268322A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268322A true JPH06268322A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12948912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5365693A Withdrawn JPH06268322A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268322A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5222055A (en) * | 1990-06-15 | 1993-06-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical head |
| JPH07226564A (ja) * | 1994-02-14 | 1995-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置およびその評価方法 |
| WO2012150647A1 (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | パナソニック株式会社 | スーパールミネッセントダイオード |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5365693A patent/JPH06268322A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5222055A (en) * | 1990-06-15 | 1993-06-22 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical head |
| JPH07226564A (ja) * | 1994-02-14 | 1995-08-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置およびその評価方法 |
| WO2012150647A1 (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-08 | パナソニック株式会社 | スーパールミネッセントダイオード |
| JP5958916B2 (ja) * | 2011-05-02 | 2016-08-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スーパールミネッセントダイオード |
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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: 20000530 |