JPH0645708A

JPH0645708A - ストライプレーザダイオードおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0645708A
Application number: JP4250280A
Authority: JP
Inventors: Masato Kondo; 真人近藤; Chikashi Anayama; 親志穴山; Akira Furuya; 章古谷; Masamitsu Sugano; 真実菅野; Megumi Doumen; 恵堂面; Toshiyuki Tanahashi; 俊之棚橋; Hiroshi Sekiguchi; 洋関口
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2945546B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電流狭窄効率の向上したストライプレーザダ
イオードをＭＯＣＶＤ法により形成するレーザダイオー
ドの製造方法を提供することを目的とする。【構成】レーザダイオードのクラッド層をＩｎＧａＡ
ｌＰのＭＯＣＶＤ成長で形成する場合に、ソースガスに
Ｍｇのドーパントガスを混入し、結晶面の面方位によら
ず一様なドーパント濃度を達成する。またソースガスに
ＺｎとＳｅのドーパントガスを混入し、ストライプレー
ザダイオードのストライプ構造部分に電流が集中するよ
うにドープレベルを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般にレーザダイオード
に関し、特にストライプ構造を有するレーザダイオード
の改良に関する。

【０００２】レーザダイオードの社会的な普及、例えば
光磁気ディスクへの情報の記憶やいわゆるＰＯＳシステ
ムにおけるバーコードの読み取り、あるいはプリンタに
おいてなされる光記録等に伴い、短波長、特に可視光波
長において光ビームを発生できるレーザダイオードが要
求されている。光記録の分野で短波長ビームを使うこと
ができれば、光情報記録装置の記録容量を大きく増加さ
せることができる。また、可視光の使用は、他の分野例
えばＰＯＳ装置においても有利である。

【０００３】情報を収束光ビームにより記録媒体上に記
録しまた再生する光情報記録装置では、レーザダイオー
ドは通常の低閾値電流、高出力、高信頼性等の条件以外
に発生される光ビームの非点収差が少ないことが要求さ
れる。特に光記録再生装置では光ビームは記録媒体例え
ば光ディスク上に収束された場合に非常に小さくしかも
円形のビーム形状を有するのが望ましい。非点収差が大
きいと、光ビームは円形ではなる細長い楕円形形状とな
り、しかも楕円の長軸方向が焦点の結像状態によって変
化してしまう。かかる非点収差の問題を解決するために
様々な努力がなされている。

【０００４】

【従来の技術】図４１はいわゆるリッジ型構造を有し可
視波長域で光ビームを形成できる従来のレーザダイオー
ドの構成を示す。

【０００５】図４１を参照するに、レーザダイオードは
ｎ型ＧａＡｓ基板１０１の（１００）面上に構成され
る。（１００）面上にはｎ型ＧａＡｓよりなるバッファ
層１０２がエピタキシャル成長され、さらにバッファ層
１０２上にはｎ型ＩｎＧａＰよりなる中間層１０３がエ
ピタキシャル成長される。

【０００６】中間層１０３上には、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰ
よりなるクラッド層１０４がエピタキシャル成長され、
さらに非ドープＩｎＧａＰよりなる活性層１０５がクラ
ッド層１０４上にエピタキシャル成長される。いっぽ
う、活性層１０５上にはｐ型ＩｎＧａＡｌＰよりなるク
ラッド層１０６が形成され、さらに図示の例ではｐ型Ｉ
ｎＧａＰよりなるエッチングストッパ層１０７がクラッ
ド層１０６上に形成される。さらに、ｐ型ＩｎＧａＡｌ
Ｐよりなる別のクラッド層１０９とＩｎＧａＰよりなる
中間層１１０とが順次形成されて層状半導体構造を形成
する。さらに、かかる層状半導体構造上には層１１０上
に図示はしないが酸化シリコン層が堆積される。堆積さ
れた酸化シリコン層はリッジ構造に対応してパターニン
グされ、前記層状半導体構造はパターニングされた酸化
シリコン層をマスクにしてウエットエッチングを施され
る。エッチングの結果、層１０９〜１１０を含んだリッ
ジ構造が形成され、さらに同じ酸化シリコンマスクを使
いながらｎ型ＧａＡｓを堆積する。その結果、ｎ型Ｇａ
Ａｓ領域１０８ａ，１０８ｂが図示したようにリッジ構
造の両側に形成される。

【０００７】図１の構造では、リッジ構造が左右からｎ
型のＧａＡｓ領域１０８ａ，１０８ｂにより支持される
ように形成されるため、かかるリッジ構造はいわゆるロ
スガイドを形成し、活性層１０５中で形成された光はリ
ッジ構造に沿って導波される。これは、リッジ構造両側
のＧａＡｓがＩｎＧａＰやＩｎＧａＡｌＰよりもバンド
ギャップが小さいため活性層で形成された光を吸収し、
その結果領域１０８ａ，１０８ｂにおいて屈折率が変化
するためである。また、かかるリッジ構造ではリッジ両
側のＧａＡｓ領域１０８ａ，１０８ｂがｎ型にドープさ
れているため駆動電流も前記リッジ構造を流れるように
電流狭窄をうける。かかる電流狭窄の結果、図４１のレ
ーザダイオードは閾値が低い利点を有する。また、活性
層１０５としてＩｎＧａＰを使っているため約６８０ｎ
ｍの波長での発振が可能である。すなわち、図４１のレ
ーザダイオードは可視光領域での発振が可能である。

【０００８】一方、図４１のレーザダイオードは発生さ
れる光ビームが非点収差を含む問題点を有している。よ
り具体的に説明すると、レーザダイオードの端面から発
射される光ビームはビームの発散面が活性層に水平な場
合と垂直な場合とで焦点の位置が異なってしまう。図４
２はかかる非点収差の問題を示す図で、レーザダイオー
ドから発射される光ビームには二つの焦点ｆ₁，ｆ₂が
存在する場合を示す。すなわち、光ビームは垂直面内で
は第１の焦点ｆ₁から発散するのに対し、水平面内では
第２の焦点ｆ₂から発散し、焦点ｆ₁と焦点ｆ₂とは相
互に数ミクロン離れている。このように焦点がずれてい
るため、光ビームは光情報記録装置等では好ましくない
楕円形のビーム形状を有してしまう。先にも説明したよ
うに、かかる楕円形状のビームの長軸方向は光ビームの
焦点合わせの状態如何で変化してしまう。

【０００９】かかる非点収差は主として活性層に対して
水平方向の光閉じ込めの効率と垂直方向での光閉じ込め
効率が異なることにより生じるものと考えられる。すな
わち、横方向への光閉じ込めを行う屈折率構造を有さな
いロスガイド構造を使用する限り、非点収差の問題は解
決できない。かかる非点収差の問題を解決すべく、本発
明の発明者は、先に欧州特許出願公開第０４５４４７６
号において、基板上にメサ構造を形成し、活性層をメサ
構造に沿って延在するように形成したレーザダイオード
を提案した。

【００１０】図４３は前記従来の提案になるレーザダイ
オードの構造を示す。

【００１１】図４３を参照するに、レーザダイオードは
例えばｐ型にドープされたＧａＡｓ基板２０１上に構成
され、基板は（１００）主面を有するように形成されて
いる。さらに、基板２０１上には（１００）面よりなる
主面とその両側に形成される（１１１）Ｂ面よりなる側
壁面とにより画成されるメサ構造２０１ａが形成されて
いる。メサ構造２０１ａを形成する（１００）面はレー
ザダイオードの縦方向に延在し、ストライプ構造の基本
構造をなす。

【００１２】このように形成された基板２０１には、メ
サ構造２０１ａの主面を酸化シリコンマスクで被覆した
状態でｎ型ＧａＡｓをエピタキシャルに堆積することに
より、電流狭窄構造２０２が形成される。ＧａＡｓ基板
２０１の（１００）面に対して斜めに延在する（１１
１）Ｂ面に対してエピタキシャル成長を行った場合、
（（３１１）Ｂ面の成長速度が遅いため（３１１）Ｂ面
が選択的に発達する傾向がある。換言すれば、このよう
にして形成されたエピタキシャル層２０２は、メサ構造
２０２ａの両側に延在し、ＧａＡｓの（１００）面に対
して傾いた（３１１）Ｂ面を有することを特徴とする。
これにより、（３１１）Ｂ面はレーザダイオードのスト
ライプ構造に一致して延在する別のメサ構造を形成す
る。

【００１３】層２０２が形成されてマスクが除去される
と、以後のエピタキシャル成長に必要な良好な結晶面を
得るためにｐ型のＧａＡｓよりなるバッファ層２０３が
エピタキシャル成長され、さらに、中間層１１０に対応
するｐ型ＩｎＧａＰよりなる中間層２０４がバッファ層
２０３上にエピタキシャル成長される。中間層２０４上
にはさらにｐ型ＩｎＧａＡｌＰよりなるクラッド層２０
５がエピタキシャル成長され、さらにクラッド層２０５
上には非ドープＩｎＧａＰよりなる活性層２０６がエピ
タキシャル成長される。

【００１４】さらに、活性層２０６上にはｎ型ＩｎＧａ
ＡｌＰよりなるクラッド層２０７がエピタキシャル成長
され、図４１の中間層１０３に対応するｎ型ＩｎＧａＡ
ｌＰよりなる中間層２０８がエピタキシャル成長され
る。さらに中間層２０８上にはｎ⁺型のＧａＡｓよりな
るコンタクト層２０８がエピタキシャル成長され、さら
に上部電極および下部電極（図示せず）がそれぞれコン
タクト層２０９の上主面および基板２０１の下主面に形
成されている。これらのエピタキシャル層は組成の精密
な制御を要する理由でＭＯＣＶＤ法により形成され、エ
ピタキシャルプロセス中に必要に応じてドーパントを導
入する。通常は、ｐ型ドーパントとしてＡｎが使用さ
れ、またｎ型ドーパントとしてはＳｅあるいはＳｉが使
われる。Ｚｎはエピタキシャル層を形成するソースガス
にジメチル亜鉛（（ＣＨ₃）₂Ｚｎ）を混合することに
より導入されるのに対し、Ｓｅは水素化セレン（Ｈ₂Ｓ
ｅ）を混合することで導入される。Ｓｉを使う場合はシ
ラン（ＳｉＨ₄）あるいはジシラン（Ｓｉ₂Ｈ₆）が使
われる。

【００１５】図４３のレーザダイオードは上部電極と下
部電極との間に順方向バイアス電圧を印加して活性層２
０６にキャリアを注入することで動作を行う。図示の例
では、ホールがｐ型基板２０１に注入されて活性層２０
６に向かって流れ、その際メサ構造２０１ａを通過する
際にメサ構造２０１ａ両側に形成されたｎ型ＧａＡｓ層
２０２によりキャリアの狭窄作用がなされる。その結
果、ホールはクラッド層２０５の中央部に選択的に注入
され、さらにクラッド層２０５から活性層２０６に流
れ、活性層２０６において上部電極から層２０９，２０
８および２０７を通って活性層２０６に注入された電子
と再結合を行う。かかる電子とホールの再結合により周
知の誘導放出が生じ、レーザダイオードの縦方向両端部
に反射器を設けて光ビームを往復反射させることによ
り、光ビームの増幅が生じる。

【００１６】かかるレーザダイオードの構成において
は、層２０３〜２０９は全て前記第２のメサ構造の表面
形状に整合した形状を有し、各々の層はメサ構造２０１
ａの（１００）面に対応した（１００）面により特徴づ
けられる細長いストライプ領域を形成されてなる。さら
に、各々のストライプ領域は横方向を、（１００）面の
両側に形成された層２０２の（３１１）Ｂ面に対応する
面指数（３１１）Ｂの斜面により画成される。勿論前記
（１００）面は平坦でメサ構造２０１ａの上主面に平行
に延在する。かかる構造では横方向への光閉じ込め作用
により、光ビームは活性層のストライプ領域に閉じ込め
られるため、キャリアの再結合は主として活性層のスト
ライプ領域において生じ、このため図４３の素子は非点
収差の問題を解決することができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】かかる構造において
は、各々のエピタキシャル層は結晶学的に非等価な面を
有しているため、エピタキシャル層の性質が結晶面の方
位によって変化してしまう問題点が生じる。

【００１８】図４３の装置においては、クラッド層２０
５はそれぞれ三つの結晶学的に非等価な結晶面を特徴と
する三つの領域より構成されている。すなわち、第１の
領域は（１００）面で特徴づけられる領域で、第２およ
び第３の領域は（３１１）Ｂ面を特徴とし、前記第１の
領域の両側に形成され、何れもレーザダイオードの長手
方向ないし光軸方向に延在する。後で詳細に検討する
が、かかる構造ではドーパントの濃度レベルがクラッド
層２０５の第１〜第３の領域で変化することが見出され
た。より具体的には、Ｚｎの濃度レベルは（３１１）Ｂ
面で特徴づけられる第２および第３の領域におけるほう
が（１００）面で特徴づけられる第１の領域におけるよ
りも高くなり、かかるドーパントの濃度レベルの変化に
伴ってキャリア密度が第２および第３の領域で第１の領
域よりも高くなる傾向が生じる。かかるキャリア密度の
変化が生じるとクラッド層２０５の抵抗率が前記第１の
領域においてその両側の第２，第３の領域よりも高くな
ってしまい、注入された電流が図４３に矢印で示すよう
にストライプ領域に集中するよりも斜面領域に優先的に
流れる傾向が生じる。換言すると、注入された駆動電流
は活性層２０６のストライプ領域を迂回して流れてしま
い、電流狭窄の効果が低下し、またこれに伴いレーザダ
イオードの効率も低下してしまう。

【００１９】さらに、図４３に示す従来のレーザダイオ
ードはエピタキシャル層中に含まれるＺｎの濃度が低い
点で問題点を有する。より具体的に説明すると、エピタ
キシャル層中におけるＺｎ濃度が低いためｐ型層におい
てホール濃度が低く、このため従来のレーザダイオード
では抵抗が大きく大出力を取り出せない問題点があっ
た。すなわち、かかるレーザダイオードでは、注入電流
を増加させると過大な発熱が生じてしまう。かかるエピ
タキシャル層でＺｎ濃度が低くなる理由は、ＭＯＣＶＤ
プロセス中において結晶相と平衡するＺｎの蒸気圧が高
く、このためＺｎが結晶相から蒸発して気相に濃集する
ために生じると考えられている。従って、この傾向はエ
ピタキシャル相の成長温度が高くなればなるほど顕著に
なる。一方、良質の結晶層を得るためには成長温度を高
くすることが望ましく、従ってかかる良質の結晶層を得
る要求はエピタキシャル層中に高いＺｎ濃度を実現する
要求と矛盾してしまう。

【００２０】従って、本発明の概括的目的は前記の問題
点を解決した新規で有用なレーザダイオードおよびその
製造方法を提供することにある。

【００２１】本発明のより具体的な目的は、可視光波長
で大きな非点収差を生じることなく光ビームを発生でき
る、レーザダイオードおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

【００２２】本発明の別の目的は、結晶学的に非等価な
面を含み所定方向に延在するストライプ構造を形成され
た基板上に、レーザダイオードを形成する方法におい
て、クラッド層中のドーパント濃度を増大させて抵抗の
低いレーザダイオードを製造するレーザダイオードの製
造方法を提供することにある。

【００２３】本発明のさらに別の目的は、効果的な電流
狭窄を実現できる、簡単なレーザダイオードの製造方法
を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決する手段】本発明は、上記の目的を、半導
体基板（３００，３０１，３０２）の主面上に第１のス
トライプ構造（３０１ａ）を、前記第一のストライプ構
造が所定方向に互いに平行に延在する結晶学的に非等価
な複数の面（３０１ｃ，３０３ｂ₁，３０３ｂ₂）によ
り構成されるように形成する工程と；前記半導体基板上
に、前記第１のストライプ構造（３０１ａ）を含むよう
に、ＩｎＧａＡｌＰ層（３０５，３０９）をＩｎ，Ｇ
ａ，Ａｌ，Ｐを含むソースガスの分解により、前記半導
体基板に対してエピタキシー関係を維持しながら形成
し、その際前記ＩｎＧａＡｌＰ層に第２のストライプ構
造を、前記第２のストライプ構造が前記第１のストライ
プ構造を構成する前記結晶学的に非等価な面の各々に対
応する結晶学的に非等価な複数の面により構成されるよ
うに形成する工程とを含むレーザダイオードの製造方法
において、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が成長する間に、Ｍｇ
を含むソースガスを前記Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌ，Ｐを含むソ
ースガスに加えることにより、前記ＩｎＧａＡｌＰ層
が、前記第２のストライプ構造を構成する結晶面に無関
係に実質的に一様にｐ型にドープする工程を特徴とする
ストライプレーザダイオードの製造方法により、又は半
導体基板（３００）の主面上に第１のストライプ構造
を、前記第一のストライプ構造が所定方向に互いに平行
に延在する結晶学的に非等価な複数の面（３０１ｃ，３
０３ｂ₁，３０３ｂ₂）により構成されるように形成す
る工程と、前記半導体基板上に、前記第１のストライプ
構造（３０１ａ）を含むように、ＩｎＧａＡｌＰ層（３
０５，３０７）をＩｎ，Ｇａ，Ａｌ，Ｐを含むソースガ
スの分解により、前記半導体基板に対してエピタキシー
関係を維持しながら形成し、その際前記ＩｎＧａＡｌＰ
層に第２のストライプ構造を、前記第２のストライプ構
造が前記第１のストライプ構造を構成する前記結晶学的
に非等価な面の各々に対応する結晶学的に非等価な複数
の面により構成されるように形成する工程とを含むレー
ザダイオードの製造方法において、更に、前記ＩｎＧａ
ＡｌＰ層（３０５，３０７）をドープする工程は、前記
ＩｎＧａＡｌＰ層を、その成長時に、Ｉｎ，Ｇａ，Ａ
ｌ，Ｐのソースガスにｐ型ドーパントのソースガスとｎ
型ドーパントのソースガスとを加えることにより、前記
ｐ型ドーパントと前記ｎ型ドーパントとにより同時にド
ープし、前記ＩｎＧａＡｌＰ層の電子的性質を前記Ｉｎ
ＧａＡｌＰ層の結晶学的に非等価な面に対応して変化さ
せる工程を含むことを特徴とする製造方法により、又は
半導体基板（５０１）の主面上に、所定方向に延在して
段部を形成する（３１１）Ａ面（５０１ｃ）を含んだ第
１のストライプ構造（５０１ａ）を形成する工程と；前
記半導体基板上に、前記第１のストライプ構造（５０１
ａ）を含むように、ＩｎＧａＡｌＰ層を、Ｉｎ，Ｇａ，
Ａｌ，Ｐを含むソースガスの分解により、前記半導体基
板に対してエピタキシー関係を維持しながら形成し、そ
の際前記ＩｎＧａＡｌＰ層に第２のストライプ構造を、
前記（３１１）Ａ面に対応する別の（３１１）Ａ面（５
０８ａ）が含まれるように形成する工程とを含むレーザ
ダイオードの製造方法において、更に、前記ＩｎＧａＡ
ｌＰ層（３０５，３０７）をドープする工程は、前記Ｉ
ｎＧａＡｌＰ層を、その成長時に、Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌ，
ＰのソースガスにＺｎのソースガスとＳｅのソースガス
とを加えることにより、前記ＩｎＧａＡｌＰ層を前記
（３１１）Ａ面においてｐ型にする工程を含むことを特
徴とする製造方法により、又は第１の端部から第２の、
対向側端部まで長手方向に延在する半導体基板（３０
０）と；前記半導体基板上に形成され、前記長手方向に
前記第１の端部から前記第２の端部まで延在する（１０
０）面よりなる第１のストライプ面（３０１ａ）と、各
々（１００）面とは異なる結晶方位を有し前記長手方向
に前記第１の端部から前記第２の端部まで延在する一対
の別のストライプ面（３０３ｂ₁，３０３ｂ₂）とより
なるストライプ構造（３０１ａ）と；ＩｎＧａＡｌＰよ
りなり、前記基板上に前記長手方向に第１の端部から第
２の、対向側端部まで延在するように形成され、前記半
導体基板に形成されたストライプ構造に整合するように
形成されたストライプ構造を有する第１のクラッド層
（３０５）と；前記第１のクラッド層よりも小さいバン
ドギャップを有する非ドープ半導体材料よりなり、前記
第１のクラッド層上に形成されて前記長手方向に第１の
端部から第２の、対向側端部まで延在し、前記基板上に
形成されたストライプ構造に整合するように形成された
ストライプ構造を有する活性層（３０６）と；ＩｎＧａ
ＡｌＰよりなり、前記活性層上に前記長手方向に第１の
端部から第２の、対向側端部まで延在するように形成さ
れ、前記半導体基板に形成されたストライプ構造に整合
するように形成されたストライプ構造を有する第２のク
ラッド層（３０７）と；前記半導体基板上に形成されて
第１の極性を有する第１種のキャリアを前記第１のクラ
ッド層を介して前記活性層に注入する第１のキャリア注
入手段（３１１）と；前記第２のクラッド層上に形成さ
れて第２の、前記第１の極性とは逆の極性の第２種のキ
ャリアを前記第２のクラッド層を介して前記活性層に注
入する第２のキャリア注入手段（３０８〜３１０）とよ
りなるレーザダイオードにおいて、前記第１および第２
のクラッド層（３０５，３０７）の何れか一方はＭｇを
前記ストライプ構造の有無に関わらず実質的に一様に導
入されてなり、一方他方のクラッド層はｎ型にドープさ
れてなることを特徴とするレーザダイオードにより、又
は第１の導電型にドープされ、第１の端部から第２の、
対向側端部まで長手方向に延在する半導体基板（３０
０）と；前記半導体基板上に形成され、前記長手方向に
前記第１の端部から前記第２の端部まで延在する（１０
０）面よりなる第１のストライプ面（３０１ａ）と、各
々（１００）面とは異なる結晶方位を有し前記長手方向
に前記第１の端部から前記第２の端部まで延在する一対
の別のストライプ面（３０３ｂ₁，３０３ｂ₂）とより
構成される第１のストライプ構造（３０１ａ）と；Ｉｎ
ＧａＡｌＰよりなり、前記基板上に前記長手方向に第１
の端部から第２の、対向側端部まで延在するように形成
された第１のクラッド層（３０５）と；前記第１のクラ
ッド層上に前記第１のクラッド層の一部として、かつ前
記半導体基板に形成されたストライプ構造に整合するよ
うに形成されてなり、前記長手方向に延在する（１０
０）面よりなる第２のストライプ面と、前記第２のスト
ライプ面の両側で前記長手方向に延在し（１００）面と
は異なる結晶面よりなる一対のストライプ面とより構成
され、前記長手方向に延在する第２のストライプ構造
と；前記第１のクラッド層よりも小さいバンドギャップ
を有する非ドープ半導体材料よりなり、前記第１のクラ
ッド層上に形成されて前記長手方向に第１の端部から第
２の、対向側端部まで延在し、第１の極性を有する第１
種のキャリアと第２の極性を有する第２種のキャリアと
を供給されて前記第１種のキャリアと前記第２種のキャ
リアとの再結合により光を発生する活性層（３０６）
と；前記活性層上に前記活性層の一部として、かつ前記
半導体基板に形成されたストライプ構造に整合するよう
に形成されてなり、前記長手方向に延在する（１００）
面よりなる第３のストライプ面と、前記第３のストライ
プ面の両側で前記長手方向に延在し（１００）面とは異
なる結晶面よりなる一対のストライプ面とより構成さ
れ、前記長手方向に延在する第３のストライプ構造と；
ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記活性層上に前記長手方向
に第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するよう
に形成された第２のクラッド層（３０７）と；前記第２
のクラッド層上に前記第２のクラッド層の一部として、
かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構造に整合
するように形成されてなり、前記長手方向に延在する
（１００）面よりなる第４のストライプ面と、前記第４
のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し（１０
０）面とは異なる結晶面よりなる一対のストライプ面と
より構成され、前記長手方向に延在する第４のストライ
プ構造と；前記半導体基板上に形成されて第１の極性を
有する第１種のキャリアを前記第１のクラッド層を介し
て前記活性層に注入する第１のキャリア注入手段（３１
１）と；前記第２のクラッド層上に形成されて第２の、
前記第１の極性とは逆の極性の第２種のキャリアを前記
第２のクラッド層を介して前記活性層に注入する第２の
キャリア注入手段（３０８〜３１０）とよりなるレーザ
ダイオードにおいて、前記第１および第２のクラッド層
（３０５，３０７）の一方はＺｎおよびＳｅにより同時
にドープされることによりレーザダイオードに注入され
た駆動電流を前記活性層（３０６）のうち前記第３のス
トライプ構造に対応する部分に集中的に注入する電流狭
窄構造を形成することを特徴とするレーザタイオードに
より、又は第１の導電型にドープされ、第１の端部から
第２の、対向側端部まで長手方向に延在する半導体基板
（３００）と；前記半導体基板上に形成され、前記長手
方向に前記第１の端部から前記第２の端部まで延在する
（３１１）Ａ面よりなる第１のストライプ面（３０１
ａ）と、各々（３１１）Ａ面とは異なる結晶方位を有し
前記長手方向に前記第１の端部から前記第２の端部まで
延在する一対の別のストライプ面（３０３ｂ₁，３０３
ｂ₂）とより構成される第１のストライプ構造（３０１
ａ）と；ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記基板上に前記長
手方向に第１の端部から第２の、対向側端部まで延在す
るように形成された第１のクラッド層（３０５）と；前
記第１のクラッド層上に前記第１のクラッド層の一部と
して、かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構造
に整合するように形成されてなり、前記長手方向に延在
する（３１１）Ａ面よりなる第２のストライプ面と、前
記第２のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し
（３１１）Ａ面とは異なる結晶面よりなる一対のストラ
イプ面とより構成され、前記長手方向に延在する第２の
ストライプ構造と；前記第１のクラッド層よりも小さい
バンドギャップを有する非ドープ半導体材料よりなり、
前記第１のクラッド層上に形成されて前記長手方向に第
１の端部から第２の、対向側端部まで延在し、第１の極
性を有する第１種のキャリアと第２の極性を有する第２
種のキャリアとを供給されて前記第１種のキャリアと前
記第２種のキャリアとの再結合により光を発生する活性
層（３０６）と；前記活性層上に前記活性層の一部とし
て、かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構造に
整合するように形成されてなり、前記長手方向に延在す
る（３１１）Ａ面よりなる第３のストライプ面と、前記
第３のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し（３
１１）Ａ面とは異なる結晶面よりなる一対のストライプ
面とより構成され、前記長手方向に延在する第３のスト
ライプ構造と；ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記活性層上
に前記長手方向に第１の端部から第２の、対向側端部ま
で延在するように形成された第２のクラッド層（３０
７）と；前記第２のクラッド層上に前記第２のクラッド
層の一部として、かつ前記半導体基板に形成されたスト
ライプ構造に整合するように形成されてなり、前記長手
方向に延在する（３１１）Ａ面よりなる第４のストライ
プ面と、前記第４のストライプ面の両側で前記長手方向
に延在し（３１１）Ａ面とは異なる結晶面よりなる一対
のストライプ面とより構成され、前記長手方向に延在す
る第４のストライプ構造と；前記半導体基板上に形成さ
れて第１の極性を有する第１種のキャリアを前記第１の
クラッド層を介して前記活性層に注入する第１のキャリ
ア注入手段（３１１）と；前記第２のクラッド層上に形
成されて第２の、前記第１の極性とは逆の極性の第２種
のキャリアを前記第２のクラッド層を介して前記活性層
に注入する第２のキャリア注入手段（３０８〜３１０）
とを備え前記第１および第２のクラッド層（３０５，３
０７）の一方はＺｎおよびＳｅにより同時にドープされ
ることによりレーザダイオードに注入された駆動電流を
前記活性層（３０６）のうち前記第３のストライプ構造
に対応する部分に集中的に注入する電流狭窄構造を形成
することを特徴とするレーザタイオードにより達成す
る。

【００２５】

【作用】本発明の第１の特徴によれば、クラッド層中に
おけるドーパントの分布を、クラッド層下地の結晶面に
無関係にほぼ一定にすることができる。換言すると、従
来のＺｎをドーパントに使う場合と異なり、クラッド層
が結晶学的に非等価な面を含むストライプ構造上に形成
された場合でも、クラッド層中におけるＭｇの分布を実
質的に一様にすることができる。従って本発明はかかる
ストライプ構造を形成されたＧａＡｓ基板上に形成され
たレーザダイオードにおいて駆動電流の発散を回避する
のに特に有効である。また、Ｍｇをドーパントとして使
うことにより、高濃度レベルのドーピングが可能にな
る。さらに、Ｍｇドープされたクラッド層を非ドープ活
性層の形成に先立って形成することにより、クラッド層
とその上に成長された活性層との間に明確な導電型の境
界を形成することができる。Ｍｇの供給を遮断すること
により、クラッド層へのＭｇの導入は直ちに停止され
る。これに対し、既に形成されている活性層上に成長さ
れるクラッド層に対してＭｇドーピングを行った場合に
は、クラッド層におけるＭｇの取込みに遅れが生じる傾
向があり、ダブルヘテロ構造のレーザダイオードに必須
導電型の境界が活性層とクラッド層との間の物理的な境
界からずれてしまう可能性がある。

【００２６】本発明の第２の特徴によれば、同一のクラ
ッド層中に、単一のＭＯＣＶＤ法により、ｎ型領域とｐ
型領域とを、ｎ型領域が一対のｐ型領域により側方から
挟まれるようにあるいはその逆に形成することができ
る。例えば、ＭｇあるいはＺｎをｐ型ドーパントとして
使い、さらにＳｅをｎ型ドーパントとして使うことによ
り、かかる構造を形成することができる。あるいは、ｐ
型ドーパントとｎ型ドーパントのドープレベルを適当に
設定することにより、クラッド層の中の前記第１のスト
ライプ面上に形成された部分のキャリア密度を他の部分
よりも高く設定することができ、その結果クラッド層に
おいて電流狭窄を行うことが可能になり、レーザダイオ
ードの動作効率が大きく向上する。さらに、このように
して形成されたクラッド層上に活性層を成長させること
により、活性層においてもストライプ構造部分に対応し
て電流を集中させることが可能になる。すなわち、基板
上に形成された、結晶学的に非等価がストライプ面より
なるストライプ構造の形状は第１のクラッド層およびそ
の上に形成された活性層、さらに活性層上に形成された
第２のクラッド層にも転写され、このためかかる構造で
は第１のクラッド層上に堆積された活性層のうち、前記
第１のストライプ面に対応して堆積された部分が、前記
第１のストライプ面に対して傾斜した他のストライプ面
上に形成された第２のクラッド層部分により側方から挟
まれるように構成される。換言すると、活性層で形成さ
れた光放射は上下および左右に前記第１および第２のク
ラッド層で閉じ込められ、このため非点収差の問題が実
質的に解消される。

【００２７】本発明の第３の特徴によれば、単一の堆積
工程で、導電型を選択的に変化させたクラッド層を得る
ことができる。このため、優れた電流狭窄作用を有する
レーザダイオードを簡単に製造することができる。

【００２８】

【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明の基
本となる実験的事実を簡単に説明する。

【００２９】半導体材料の性質が結晶面ないし方位によ
り変化することは周知である。これは結晶の異方性とし
て知られる物理的性質の面方位依存性のみならす、エピ
タキシャルプロセスによる結晶成長においてもあてはま
る。特に、ＭＯＣＶＤ法で成長した半導体層はその組成
を結晶面によって変化させることがある。例えば、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ結晶に導入されたＺｎの量はエピタキシャル
成長がなされる結晶面の（１００）面に対する傾斜角に
より変化することが報告されている。

【００３０】図１はＩｎＧａＡｌＰよりなるエピタキシ
ャル層に加えられたＺｎ，Ｍｇの濃度レベルを各結晶面
について示す図である。ただし、ＺｎとＭｇのデータは
本発明の発明者により見出されたものである（Kondo,
M., Anayama, C., Takanashi,T. and Yamazaki, S., Si
xth International Conference on Metalorganic Vapor
Phase Epitaxy, IEEE Catalog #92THO459-8, June 8 -
11, 1992)。図１中には、他の文献に報告されたＺｎの
データも示してある。ＭｇとＺｎのドーピングはＩｎＧ
ａＡｌＰ層をＭＯＣＶＤ法により成長させる際にＡｌ，
Ｉｎ，Ｇａ，Ｐのソースガスにジメチル亜鉛（（Ｃ₅Ｈ
₅）₂Ｍｇ）あるいはビス（シクロペンタジエニル）マ
グネシウム等のソースガスを混入することにより実行さ
れる。図１中、黒丸および白丸、また黒四角および白四
角は本発明の発明者による実験結果を示し、このうち白
丸および白四角はＳＩＭＳ分析結果を、また黒丸および
黒四角はＣ−Ｖ測定の結果をあらわす。ＭＯＣＶＤ法に
よる成長条件を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】図１はＩｎＧａＡｌＰ層中におけるＺｎ濃
度およびＭｇ濃度を（１００）面上のＺｎ濃度に対して
規格化して示した図であり、図中にＡ方向として示すよ
うにＩｎＧａＡｌＰ層中のＺｎ濃度が、結晶面の（１１
１）Ａ面への傾斜角が増大するにつれて急激に増加する
のがわかる。Ｚｎ濃度は結晶面が（３１１）Ａ面である
場合に略最大になり、それ以上傾斜角が増大すると減少
に転ずる。ただし、（１１１）Ａ方向に傾斜した（３１
１）面はＧａ面を形成し、従って（３１１）Ａ面とな
る。一方、（１１１）Ｂ方向に傾斜した（３１１）面は
Ａｓ面を形成し、従って（３１１）Ｂ面となる。結晶面
が図中Ｂ方向として示すように（３１１）Ｂ面の方へ傾
斜すると、Ｚｎ濃度はより緩やかに増大し、（３１１）
Ｂ面に対応する傾斜角において略最大になる。それ以上
傾斜角を増大させるとＺｎ濃度は減少に転じる。

【００３３】これに対して、Ｍｇの場合には結晶面を
（３１１）Ｂ面方向に傾斜させてもＭｇ濃度レベルはほ
とんど変化しないことがわかる。換言すると、Ｍｇの濃
度は（１００）面と（３１１）Ｂ面で同じになる。これ
に対して、結晶面が（３１１）Ａ面方向に傾斜するとＭ
ｇ濃度は傾斜角と共に増加する。さらに、Ｍｇ濃度は何
れの結晶面においてもＺｎ濃度よりも高いことがわか
る。先にも説明したように、これはＺｎの平衡蒸気圧が
Ｍｇのものよりもはるかに大きいことを示している。換
言すると、ＺｎはＩｎＧａＡｌＰから気相に蒸発によっ
て容易に逃れ、堆積温度を増大すればするほどこの傾向
は顕著になる。

【００３４】図２はＩｎＧａＡｌＰ層中に導入されたＳ
ｅの濃度を各結晶面について示したものである。ＩｎＧ
ａＡｌＰ層の成長はＭＯＣＶＤ法により、表１に示した
のと同一の条件でなされる。図２を参照するに、Ｓｅ濃
度は（１００）面に比べ（３１１）Ｂ面でやや増加し、
傾斜角が（３１１）Ｂ面に対応する角度を超えると急激
に増加を始める。一方、Ａ方向については、Ｓｅ濃度は
（１００）面からの傾斜角の増大とともに、急激に減少
する。

【００３５】図３はＩｎＧａＡｌＰ層の（１００）面に
対するＭｇドーピングの効果を示す図である。図３を参
照するに、ＩＩＩ族元素のソースガスに対する（Ｃ₅Ｈ
₅） ₂Ｍｇのモル比を３×１０^-4に設定することより約
４×１０¹⁷ｃｍ^-3のホール濃度を得ることができる。望
ましいホール濃度が約１×１０¹⁸ｃｍ^-3である場合、モ
ル比は１×１０^-3に設定すればよい。ＭｇはＩｎＧａＡ
ｌＰ結晶中でＩＩＩ族元素の席を占有し、ｐ型ドーパン
トとして作用してホールを放出する。

【００３６】図４は図３と同様な図であり、ＩｎＧａＡ
ｌＰの各結晶面におけるＺｎドーピングの効果を示す。
図４に示すように、Ｚｎ濃度はＺｎのソースガスのモル
比が増大するにつれて増大し、また各結晶面でそれぞれ
に異なっている。図１の結果に対応して、ホール濃度は
図３のＭｇの場合と比較してはるかに低いことがわか
る。

【００３７】Ｚｎドーピングを、図４３に示すレーザダ
イオードにおいてｐ型クラッド層２０５の成長に使った
場合、（３１１）Ｂ面上に成長した層２０５の斜面部は
図５に示すように（１００）面上に成長した平坦部より
もＺｎ濃度が高くなってしまう。その結果、ストライプ
構造を形成する（１００）面部分におけるキャリア濃度
が減少してしまい、これに伴ってクラッド層２０５のう
ち、その上に活性層の要部が形成されるストライプ構造
部分の抵抗が大きくなってしまう。その結果、下部電極
から注入された電流は活性層のストライプ部を迂回して
流れてしまい、レーザ発振の効率は著しく低下してしま
う。

【００３８】ざらに、図１の結果はかかる（１００）面
に対応するストライプ構造部におけるＩｎＧａＡｌＰ層
の抵抗の増加の問題が、ＺｎドーピングのかわりにＭｇ
ドーピングを使うことで回避されることを示している。
図６は（１００）面とその両側に形成された一対の（３
１１）Ｂ面とを含むメサ構造上に形成されたＩｎＧａＡ
ｌＰ層中におけるＭｇの濃度分布およびホール濃度分
布、さらにこれらに対応する抵抗率の分布を示す。図１
の結果に対応して、Ｍｇ濃度レベルおよびホール濃度レ
ベルは結晶面に関係なくほぼ一定であることがわかる。

【００３９】次に、クラッド層をＭｇドーピングするこ
とにより電流狭窄を向上した本発明の第１実施例を説明
する。

【００４０】図７は本発明の第１実施例によるレーザダ
イオードの構造を示す図である。本実施例によるレーザ
ダイオードは例えばＺｎによりキャリア濃度が約１×１
０ ¹⁹ｃｍ^-3にドープされたｐ型ＧａＡｓ基板３０１上に
構成される。ＧａＡｓ基板３０１はいずれも（１００）
面よりなる上主面および下主面を有し、基板上主面上に
はメサ構造３０１ａがレーザダイオードの長手方向ない
し光軸方向に延在するように形成されている。ただし、
レーザダイオードは基板３０１の＜０１１＞方向に延在
するように形成される。メサ構造はいずれも（１１１）
Ｂ面よりなる一対の斜面３０１ｂ₁，３０１ｂ₂により
側方を画成され、レーザダイオードの長手方向に一致し
て延在する（１００）面よりなるストライプ面３０１ｃ
を含む。

【００４１】基板３０１の上主面上には、ｎ型ＧａＡｓ
よりなる電流狭窄層３０２が厚さ約１μｍで形成され、
電流狭窄層３０２上には前記ＧａＡｓ基板のストライプ
面３０１ｃが露出して前記長手方向に延在する。電流狭
窄層３０２はＳｉあるいはＳｅにより、約５×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3のキャリア濃度レベルにドープされ、ストライプ面
３０１ｃの両側には斜面３０３ｂ₁，３０３ｂ₂が形成
される。これらの斜面３０３ｂ₁，３０３ｂ₂は互いに
等価で（３１１）Ｂ面を形成する。換言すると、前記第
１のメサ構造上に第２のメサ構造が、（１００）面より
なるストライプ面３０１ｃを共有するように形成され、
第２のメサ構造にはストライプ面３０１ｃの両側に各々
（３１１）Ｂ面よりなる斜面３０３ｂ₁，３０３ｂ₂が
形成される。その際、基板３０１と電流狭窄層３０２と
は基板構造体３００を形成し、レーザダイオードの主要
部はＭＯＣＶＤ法により基板構造体３００上に形成され
ると考えることができる。レーザダイオードの主要部を
構成するエピタキシャル層をＭＯＣＶＤ法で成長させる
場合、通常に実施されているように、Ｉｎのソースとし
てはトリメチルインジウム（ＴＭＩ）が、Ｇａのソース
としてはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）が、Ａｌのソー
スとしてはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）が使われ
る。さらに、Ａｓのソースとしてはアルシンが、さらに
Ｐのソースとしてはホスフィンが使われ、成長は表１に
示したのとほぼ同一の条件下で行われる。

【００４２】基板構造体３００上には、Ｚｎおよび／ま
たはＭｇで１×１０¹⁸ｃｍ^-3のキャリア密度にドープさ
れたＧａＡｓよりなるバッファ層３０３が、ＭＯＣＶＤ
法により約０．１〜０．２μｍの厚さにエピタキシャル
成長される。さらに、Ｚｎおよび／またはＭｇにより１
×１０¹⁸ｃｍ^-3のキャリア濃度にドープされたＩｎＧａ
Ｐよりなる第１中間層３０４が、バッファ層３０３上
に、やはりＭＯＣＶＤ法により約０．１μｍの厚さでエ
ピタキシャル成長される。その際、基板構造体３００上
の第２のメサ構造の形状がエピタキシャル層３０３，３
０４に転写され、その結果、このように成長されたＩｎ
ＧａＰ層３０４にもその上主面に対応するメサ構造が転
写される。すなわち、ＩｎＧａＰ層３０４に転写された
メサ構造も、（１００）面よりなり＜０１１＞方向に延
在するストライプ面とその両側に形成された一対の（３
１１）Ｂ面よりなる斜面とにより構成される。中間層３
０４は中間層１１０，２０４と同様に、価電子帯に現れ
るスパイクを減少させてキャリアを流れやすくする作用
をなす。

【００４３】層３０４上には、本実施例の要部をなすｐ
型ＩｎＧａＡｌＰよりなる第１のクラッド層３０５が形
成される。層３０５は組成（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉ
ｎ_0. ₅を有し、ＭＯＣＶＤ法により、約１μｍの厚さに
成長される。また、層３０５のドーピングはＴＭＩ，Ｔ
ＥＧ，ＴＭＡおよびホスフィンよりなるソースガスにビ
ス（シクロペンタジエニル）マグネシウムを、図６に示
す関係に従って、キャリア密度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3にな
るように流量を設定して混合することでなされる。ま
た、基板構造体３００のメサ構造はこのようにして成長
した第１のクラッド層３０５の上主面にも転写される。
換言すると、クラッド層３０５の上主面には、（１０
０）面よりなるストライプ面とその両側の（３１１）Ｂ
面よりなる斜面とより構成されるメサ構造が、基板およ
び層３０４上のメサ構造に対応して形成される。

【００４４】クラッド層３０５の上主面上には、非ドー
プＩｎＧａＰよりなる活性層３０６が０．０７μｍの厚
さに形成される。活性層３０６もその上主面上にクラッ
ド層３０５のメサ構造に対応するメサ構造が転写されて
なる。換言すると、活性層３０６にも（１００）面より
なるストライプ面とその両側の（３１１）Ｂ面よりなる
斜面により構成されるメサ構造が転写される。さらに、
ＩｎＧａＡｌＰよりなりｎ型にドープされた第２のクラ
ッド層３０７が活性層３０６上に約１μｍの厚さで形成
される。この場合、ｎ型へのドーピングはＩｎ，Ｇａ，
ＡｌおよびＰのソースガスに水素化セレンあるいはモノ
シランやジシラン等のシランを混合し、表１の条件で成
長を行うことで実行される。かかる活性層がメサ構造上
に形成されている構造では、活性層の（１００）面がク
ラッド層３０７の斜面部により左右から挟まれている。

【００４５】このように形成された第２のクラッド層３
０７上には、ＳｅまたはＳｉにより約１×１０¹⁸ｃｍ^-3
のキャリア濃度にドープされたｎ型ＩｎＧａＰよりなる
第２の中間層３０８が約０．１μｍの厚さに形成され、
さらに約３×１０¹⁸ｃｍ^-3のキャリア密度にドープされ
たｎ型ＧａＡｓよりなるコンタクト層３０９が前記中間
層３０８上に約１μｍの厚さで形成される。かかる第２
の中間層は第１の中間層３０４の場合と同じく、伝導帯
におけるスパイクを減少させるためのものである。さら
に、上部電極３１０および下部電極３１１がそれぞれコ
ンタクト層３０９の上主面および基板３０１の下主面上
にオーミック接触するように形成される。また、レーザ
ダイオードの長手方向上で対向する端面は通常のレーザ
ダイオードと同じく、反射器を構成する。

【００４６】本実施例では、結晶面如何によらずクラッ
ド層３０５を一様にドープすることが可能であり、これ
により、注入電流の発散の問題が解決される。さらに、
活性層のストライプ領域を左右からクラッド層３０７の
斜面部により挟むことにより、比点収差の問題が解決さ
れる。

【００４７】図７の装置において、エピタキシャル層の
導電型を反転させることも可能である。この場合はｐ型
ＧａＡｓ基板３０１のかわりにｎ型ＧａＡｓ基板を使
い、Ｍｇドーピングを第２のクラッド層３０７に対して
行う。ただし、この場合はエピタキシャル層へのＭｇの
取込みにかなりの遅れが発生するため、ｐ型基板上に構
成されるレーザダイオードにおいてＭｇドープされたク
ラッド層を形成する場合とｎ型基板上に構成されるレー
ザダイオードにおいてＭｇドープされたクラッド層を形
成する場合とでは、実質的な違いが生じる。かかるＭｇ
の取込みの遅れは、反応容器内で有機分子（Ｃ₅Ｈ₅）
₂Ｍｇから放出されたＭｇ原子が、石英よりなる容器壁
に選択的に堆積してしまい、エピタキシャル層へのＭｇ
の取込みは容器壁がＭｇで被覆された後に生じるためと
考えられている。

【００４８】図８（Ａ）はｎ型ＧａＡｓ基板上に形成さ
れる装置において、Ｍｇをクラッド層３０７にＭＯＣＶ
Ｄ法で導入する場合のドーピングシーケンスを示す。

【００４９】図８（Ａ）を参照するに、クラッド層３０
７の堆積は非ドープＩｎＧａＰ活性層３０６が形成され
た後に開始される。この図よりわかるように、Ｍｇのク
ラッド層３０７への取込みはクラッド層３０７の成長が
開始されてからかなりの時間が経過した後に始まってい
る。換言すると、かかるシーケンスで形成されたクラッ
ド層３０７は活性層３０６の直上部では、別のドーピン
グプロセスを同時に併用しない限り、非ドープ状態にな
ってしまうことを意味する。クラッド層３０７がドープ
されないと、活性層３０６へのキャリアの注入が生じな
い。この問題を回避するため、図８（Ａ）のプロセスで
はクラッド層３０７の活性層に接する部分でのＭｇの枯
渇を補償すべく、Ｚｎによるドーピングを併用してい
る。すなわち、クラッド層３０７の成長開始と同時にＺ
ｎを例えばジメチル亜鉛の形でＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐの
ソースガスに混合する。この場合、Ｚｎの取込みは直ち
に開始され、クラッド層３０７は確実にｐ型になる。さ
らに、Ｍｇが反応容器の器壁を覆うに要する時間が経過
した後、Ｚｎの供給は停止され、クラッド層３０７への
実質的な濃度レベルでのＭｇの取込みが開始される。

【００５０】一方、図８（Ｂ）のプロセスはｐ型ＧａＡ
ｓ基板の場合に対して適用される。この場合には、ｐ型
の基板構造体３００上に、ＧａＡｓバッファ層３０３が
形成される際に、層３０３をＺｎを導入することにより
ｐ型にドープする工程を含む。さらに、層３０３の成長
がまだ続いている間にＭｇの供給を、ＧａＡｓ層３０３
のソースガスにビス（シクロペンタジエニル）マグネシ
ウムを混合することにより、開始する。その際、Ｍｇの
量はＧａＡｓバッファ層３０３の成長と共に増大し、バ
ッファ層３０３上に中間層１０４が成長される頃にはほ
ぼ一定値になっている。さらに、中間層３０４の成長開
始と同時にＺｎの供給が停止される。Ｚｎのエピタキシ
ャル層への取込みはＺｎ供給停止と同時に直ちに停止さ
れる。中間層３０４の成長が停止された後もＭｇの供給
は続けられ、第１のクラッド層３０５の成長が開始され
る。かかる成長の結果、層３０４，３０５のホール濃度
レベルは実質的に一定になる。クラッド層３０５が所定
の厚さに成長すると、Ｍｇの供給は停止され、同時にエ
ピタキシャル層のソースも変更される、非ドープ活性層
３０６の成長が開始される。さらに、このようにして成
長した活性層３０６上にＳｅあるいはＳｉによりドープ
されたＩｎＧａＡｌＰよりなる第２のクラッド層３０７
が形成される。

【００５１】図８（Ｂ）のプロセスでは、第１のクラッ
ド層３０５とその上に成長される活性層３０６との間の
物理的な境界に対応して、明確な導電型の境界を、例え
ばＺｎを層３０５にドープする等の別のドーピングプロ
セスを使うことなく、得ることができる。すなわち、図
７の構造に対応する図８（Ｂ）のプロセスの方が、半導
体基板およびその上に形成されるエピタキシャル層の導
電型を反転させた場合のプロセスよりも好ましい。ただ
し、これは図８（Ａ）のプロセスの有用性を否定するも
のではない。

【００５２】次に、図７の構造の製造プロセスを図９
（Ａ），（Ｂ）および図１０（Ｃ），（Ｄ）を参照しな
がら説明する。

【００５３】図９（Ａ）の最初の工程で、酸化シリコン
層がｐ型ＧａＡｓ基板３０１の上主面を形成する（１０
０）面上に堆積され、次いでパターニングされて＜０１
１＞方向に延在する酸化シリコンストライプマスクが形
成される。さらに、基板３０１を、基板上主面をこのよ
うにして形成された酸化シリコンストライプマスク２１
で保護したまま、Ｈ₂ＳＯ₄，Ｈ₂Ｏ₂およびＨ₂Ｏの
混合エッチング液中でウエットエッチングして、＜０１
１＞方向に延在するストライプ状の（１００）面を頂部
に有するメサ構造３０１ａを、約５μｍの幅で形成す
る。こうして形成されたメサ構造３０１ａは（１００）
ストライプ面の側方を、（１１１）Ｂ面よりなる一対の
斜面により画成される。また、メサ構造３０１ａの左右
両側にはＧａＡｓ基板３０１の上主面をなす（１００）
面が、メサ構造の頂部をなす（１００）面と平行に延在
する。

【００５４】次に、図９（Ｂ）の工程において、図９
（Ａ）の工程で得られた構造上に、ｎ型ＧａＡｓ層３０
２を、前記メサ構造３０１ａの（１００）ストライプ面
をマスク２１で保護した状態でＭＯＣＶＤ法により堆積
することにより形成する。マスク２１は酸化シリコンで
形成されているため、マスク２１上におけるＧａＡｓ層
の堆積は生じない。そこで、ＧａＡｓ層３０２はメサ構
造３０１ａの両側に延在するＧａＡｓ基板３０１の（１
００）上主面上に堆積し、その際図９（Ｂ）に示すよう
にＧａＡｓ層３０２上主面には、（１００）ストライプ
面の両側に、（３１１）Ｂの面指数を有する斜面３０３
ｂ₁，３０３ｂ₂が、メサ構造３０１ａの（１１１）Ｂ
面に対応して形成されている。その際、斜面３０３
ｂ₁，３０３ｂ ₂は（１００）ストライプ面と共に第２
のメサ構造を形成する。

【００５５】次いで図９（Ｂ）で得られた構造から酸化
シリコンマスク２１を除去し、層３０３から３０９をＭ
ＯＣＶＤ法により、順次堆積する。その際、層３０４，
３０５の堆積は例えば図８（Ｂ）で説明した手順で行
う。その結果、図１０（Ｃ），（Ｄ）に示す層状半導体
構造体が得られる。図１０（Ｃ）の構造体が形成された
後、上下電極３１０，３１１をそれぞれコンタクト層３
０９の上主面と基板３０１の下主面に堆積し、図１０
（Ｄ）に示すレーザダイオードが完成する。

【００５６】第１実施例で説明した電流狭窄構造の構成
はエピタキシャル層の導電型を反転させた場合にも有効
である。より具体的に説明すると、ｐ型基板３０１のか
わりにｎ型ＧａＡｓ基板を使う場合、各エピタキシャル
層における導電型は反転され、図８（Ａ）で説明した手
順でｐ型クラッド層３０７の成長がなされる。

【００５７】次に、本発明の第２実施例を図１１
（Ａ），（Ｂ）および図１２を参照しながら説明する。
ただし図１１（Ａ），（Ｂ）は第２実施例の原理を示す
図である。

【００５８】図１１（Ａ）はＩｎＧａＡｌＰのエピタキ
シャル中におけるＭｇおよびＳｅの濃度レベルを種々の
結晶面について示す図であり、Ｓｅの濃度が（３１１）
Ｂ面において（１００）面よりも増加することがわか
る。換言すると、Ｓｅの濃度、従って電子濃度はＩｎＧ
ａＡｌＰ層では（１００）面において（３１１）Ｂ面に
おけるよりもやや減少する。一方、ＩｎＧａＡｌＰ層に
Ｓｅと同時にドープされるＭｇの濃度レベルおよびこれ
に対応するホールの濃度レベルは結晶面に無関係にほぼ
一定であることがわかる。さらに、図１１（Ａ）の例で
はＭｇの濃度は（３１１）Ｂ面および（１００）面のい
ずれにおいてもＳｅの濃度よりも高く設定されている。
その結果、ＩｎＧａＡｌＰ層は結晶面によらずｐ型にド
ープされ、また（３１１）Ｂ面と（１００）面でキャリ
ア濃度が異なることに起因して結晶面に応じて抵抗率が
変化する。より具体的には、（１００）面で電子濃度が
低いことに起因してホール濃度が（３１１）Ｂ面上にお
けるよるも（１００）面上で高くなっている。そこで、
図１１（Ａ）の原理を使うことにより、クラッド層を抵
抗率がメサ構造の（１００）面ストライプ部分で選択的
に低下し、同時に（３１１）Ｂ斜面で選択的に増加する
ように形成することが可能になる。

【００５９】図１１（Ｂ）は第２実施例の別の原理を示
す。図１１（Ｂ）の場合、同時ドープされるＭｇとＳｅ
の濃度レベルをＩｎＧａＡｌＰ層の導電型が結晶面によ
って変化するように設定する。すなわち、ＭｇとＳｅの
濃度レベルはＩｎＧａＡｌＰが（３１１）Ｂ面上に成長
された部分でｎ型に、また（１００）面上に成長された
部分でｐ型になるように設定される。

【００６０】図１２は前記原理を用いて電流狭窄を行う
ことを要旨とする第２実施例のレーザダイオードの横断
面図を示す。図１２において装置構造自体は図７のもの
と実質的に同一であり、以下には要部のみを説明する。

【００６１】図１２の装置では、第１のクラッド層３０
５の成長時にＭｇとＳｅとを、Ｍｇの濃度レベルがＳｅ
の濃度レベルよりも（３１１）Ｂ面と（１００）面のい
ずれにおいても高くなるようにドープする。例えば、Ｍ
ｇとＳｅの濃度レベルはＩｎＧａＡｌＰクラッド層３０
５の各部分において表２に示すように設定される。

【００６２】

【表２】

【００６３】すなわち、ドープレベルを表２に示すよう
に設定することにより、クラッド層３０５の抵抗率は、
図１２に斜線部で示すように、（３１１）Ｂ面上に成長
した部分が選択的に大きくなるように設定される。その
結果、電極３１１に供給された駆動電流はｎ型ＧａＡｓ
層３０２で狭窄された後、メサ構造の（１００）ストラ
イプ面の直上に位置するクラッド層３０５の低抵抗部分
を通って活性層３０６のストライプ部分に注入される。
その結果、効率のよいレーザ発振を行うことが可能にな
る。

【００６４】第２実施例の変形例は図１１（Ｂ）の原理
に基づくものであり、ＭｇとＳｅのドープレベルを以下
の表３のように設定する。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３のドープレベルを使った場合、図１４
に斜線部で示した（３１１）Ｂ面部分の導電型を選択的
に反転させることができ、これによりクラッド層３０５
の斜面部において駆動電流を阻止することが可能にな
る。その結果、注入された駆動電流は図中に矢印で示し
たように、メサ構造の（１００）ストライプ面に対応し
た活性層３０６のストライプ面に集中的に注入され、レ
ーザ発振の効率が向上する。

【００６７】前記二つの変形例のいずれにおいても、活
性層直上に形成されているクラッド層中に電流閉じ込め
構造が形成されるため、電流狭窄がなされた後で駆動電
流が発散してしまう問題点が実質的に解消される。換言
すると、図１２の装置は図７の装置よりも電流狭窄効率
が向上している。

【００６８】また、クラッド層２０７をＳｅとＺｎによ
り同時にドープすることにより、図１４に斜線部で示す
ような電流狭窄構造をクラッド層２０７に形成すること
ができる。

【００６９】図１３（Ａ），（Ｂ）はかかる電流狭窄構
造の原理を示しており、このうち図１３（Ａ）は、Ｉｎ
ＧａＡｌＰ層３０７が（１００）面上に成長している場
合も（３１１）Ｂ面上に成長している場合も同様に、ｎ
型にドープる場合を示し、これに対し、図１３（Ｂ）は
導電型が結晶面で変化する場合を示す。図１５（Ａ）の
実施例では導電型は変化せず、ただ電子濃度だけが（３
１１）Ｂ面上に成長した部分で（１００）面上に成長し
た場合よりも低くなっている。

【００７０】図１３（Ａ）および（Ｂ）のいずれのドー
ピングも、クラッド層３０７のドーピングに使った場
合、駆動電流を図１２に示すように（１００）ストライ
プ面上に成長したメサ構造領域に集中させることが可能
になり、電流狭窄構造がクラッド層３０５のみに形成さ
れる実施例におけるよりも電流狭窄の効率を向上させる
ことが可能になる。図１３（Ａ）に示すドーピングは下
の表４に示すドーピングレベルを使って実現できる。こ
れに対して、図１３（Ｂ）に示すドーピングは表５に示
すドーピングレベルにより実現される。

【００７１】

【表４】

【００７２】次に、クラッド層３０５，３０７にさらに
別の電流狭窄構造を埋設されたことを特徴とする、本発
明の第３実施例を説明する。

【００７３】

【表５】

【００７４】まず、本実施例の原理を図１４，１５を参
照しながら説明する。ここで、図１４はＭＯＣＶＤ法に
より成長したＧａＡｓ層中に導入されたＺｎの濃度レベ
ルをＧａＡｓ層の各結晶面について示し、一方図１５は
同じくＧａＡｓ層中に導入されたＳｅの濃度レベルを各
結晶面について示す。図１４より、Ｚｎ濃度は（１０
０）面を基準として（１１１）Ｂ面方向へ結晶面が傾斜
するにつれて減少するのに対し、Ｓｅ濃度は（１１１）
Ｂ面方向への傾斜が大きくなるにつれて増大するのがわ
かる。一方、Ｚｎ濃度は（１１１）Ａ面方向への傾斜が
大きくなるにつれて増大し、（３１１）Ａ面に対応する
傾斜角で最大になる。これに対し、Ｓｅ濃度は（１１
１）Ａ面方向への傾斜角が増大するにつれて単調に増加
する。このように、ＺｎとＳｅを、互いに異なる結晶面
を含む面上にＭＯＣＶＤ法により成長されたＧａＡｓ層
中に同時に導入することにより、その抵抗率や導電型等
の電子的性質を、結晶面に対応して変化させることがで
きる。

【００７５】図１６はＭＯＣＶＤ法により成長されたＧ
ａＡｓ層において生じる導電型の変化を示す。図１８を
参照するに、ＧａＡｓ層を（１００）面上に成長させ、
ＳｅとＺｎをいずれも約１×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度で同時
にドープした場合、高抵抗層が得られることがわかる。
一方、ＧａＡｓ層を成長させる結晶面が（１００）面に
対して（１１１）Ｂ面方向に傾いている場合、Ｚｎ濃度
は傾斜角の増加と共に徐々に減少し、ＧａＡｓ層はｎ型
にドープされる。さらに、Ｓｅの濃度レベルをＺｎより
もやや低く設定した場合、ＧａＡｓ層は（１００）面上
に成長した場合はＺｎがら放出されたホールが過剰にな
ってｐ型になるが、傾斜角が増大するにつれてＺｎ濃度
は徐々に減少し、図１６よりわかるように導電型は傾斜
角が約１０度のところで反転する。

【００７６】図１７は、クラッド層中に電流狭窄層を埋
設された、本発明の第３実施例によるレーザダイオード
の構造を示す。

【００７７】図１７を参照するに、レーザダイオードは
中間層３０４，３０８を省略した他は図７あるいは図１
２のレーザダイオードとほぼ同様な構成を有している。
そこで、先の実施例で説明した部分には同一の参照符号
を付して、説明を省略する。

【００７８】本実施例では、クラッド層３０５内に、薄
いＧａＡｓ層３１２が設けられ、これにより層３０５は
下層部３０５ａと上層部３０５ｂとに分割される。Ｇａ
Ａｓ層３１２は約８ｎｍの厚さを有し、メサ構造を構成
する（１００）ストライプ面上に形成されてこれに平行
に延在する第１のストライプ領域３１２ａと、メサ構造
の（３１１）Ｂ面上に形成されて領域３１２ａの両側で
これと平行に延在する一対の斜面領域３１２ｂ₁，３１
２ｂ₂を含む。ＧａＡｓ層３１２はＭＯＣＶＤ法により
成長され、ＺｎとＳｅにより、領域３１２ａはｐ型にま
た領域３１２ｂ ₁，３１２ｂ₂はｎ型になるようにドー
プされる。かかる層３１２のドープはＺｎとＳｅの濃度
レベルを図１６に示すように設定することで可能であ
る。より具体的には、ＧａＡｓ層３１２の成長時にＧａ
Ａｓの成長ガスであるＴＥＧとアルシンにジメチル亜鉛
と水素化Ｓｅとを、Ｚｎの濃度レベルが（１００）面上
で約１×１０¹⁸ｃｍ^-3になるように、またＳｅの濃度レ
ベルが同じく（１００）面上で約５×１０¹⁷ｃｍ^-3にな
るように設定する。その結果、ｎ型領域３１２ｂ₁，３
１２ｂ₂はｎ型にドープされ活性層３０６に注入される
電流と阻止する。その結果、電流狭窄の効率がさらに向
上する。

【００７９】図１８は第３実施例の変形例を示す。この
例では、レーザダイオードは図１７のものと略同様な構
造を有するが、各エピタキシャル層の導電型およびＧａ
Ａｓ基板の導電型が反転している点が相違している。よ
り具体的には、レーザダイオードは基板３０１のメサ構
造３０１ａに対応するメサ構造３２１ａを形成されたｎ
型ＧａＡｓ基板上に形成され、基板３２１上には図１７
のエピタキシャル層３０２〜３０９に対応するエピタキ
シャル層３２２〜３２９が、導電型が反転されている点
を除いて、同様に形成されている。図１８の装置の構成
は図１７より明らかであり、細部の説明は省略する。

【００８０】図１８の装置では、厚さが約８ｎｍの薄い
ＧａＡｓ層３３１がｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層３２
７内に形成され、これによりクラッド層３２７は層３３
１の下の第１の層３２７ａと層３３１の上の第２の層３
２７ｂとに分割される。層３３１はＺｎとＳｅにより同
時にドープされ、層３２７はメサ構造の（１００）スト
ライプ面上に形成されるｐ型領域３３１ａと、その両側
に（３１１）Ｂ面に対応して形成されるｎ型の斜面部３
３１ｂ₁，３３１ｂ₂とを含む。ＧａＡｓ層３３１のド
ーピングは層３１２の場合と同様に行われ、従って説明
を省略する。

【００８１】図１９は第３実施例の別の変形例を示す。
図１９を参照するに、本変形例によるレーザダイオード
は、層３０２に対応するｎ型ＧａＡｓ電流阻止層３４２
を形成されたｐ型ＧａＡｓ基板３４１上に構成され、層
３４２の上主面上には基板３４１にまで達する溝３４１
ａが形成されている。この溝３４１ａは負のメサ構造を
形成し、（１００）面方位のストライプ状底面３４１ｃ
とその両側に形成される（１１１）Ｂ面方位の一対の斜
面３４１ｂ₁，３４１ｂ₂とにより画成される。ただ
し、底面３４１ｃはＧａＡｓ基板３４１の露出面より形
成される。ストライプ面は先の実施例と同じく、典型的
に約５μｍの幅を有する。

【００８２】負のメサ構造３４１ａをこのようにして形
成された層３４２の上主面には、前記メサ構造部を除い
て酸化シリコンマスク５２が形成され、この状態でｐ型
ＧａＡｓ層が堆積される。図２０（Ａ）を参照。その結
果、負のメサ構造３４１ａの露出面にはｐ型領域３４３
が選択的に成長され、成長されたｐ型領域３４３は、第
１のメサ構造３４１ａに対応し、また（１００）面方位
のストライプ状底面３４３ａとその両側の（３１１）Ｂ
面方位の斜面３４３ｂ₁，３４３ｂ₂とを特徴とする第
２のメサ構造３４１を形成する。ｐ型ＧａＡｓ基板３４
１，ｎ型ＧａＡｓ層３４２，およびｐ型ＧａＡｓ３４３
は基板構造体３４０を形成し、レーザダイオードの主要
部が基板構造対３４０上に形成される。

【００８３】基板構造体３４０上には、厚さが約０．２
μｍのｐ型ＧａＡｓバッファ層３４４が前記第２のメサ
構造の形状に整合してエピタキシャル成長され、さらに
バッファ層３４４上にはｐ型ＩｎＧａＡｌＰよりなる第
１のクラッド層３４５が前記第２のメサ構造に整合して
形成される。クラッド層３４５は第１実施例において説
明したようにＭｇでドープされる。あるいは、第２実施
例で説明したように、ＭｇとＳｅで同時にドープしても
よい。

【００８４】クラッド層３４５の上主面には、ＺｎとＳ
ｅを同時に導入することによりドープされたＧａＡｓよ
りなる電流阻止層３４６が、（１００）面上に成長した
部分がｐ型にドープされ、（３１１）Ｂ面に成長した部
分がｎ型にドープされるように形成される。さらに、ｐ
型ＩｎＧａＡｌＰよりなる第２のクラッド層３４７が電
流阻止層３４６上に成長する。さらに、非ドープＩｎＧ
ａＰよりなる活性層３４８がクラッド層３４７上に形成
される。また、活性層３４８上にはｎ型クラッド層３４
９が成長され、さらにｎ型ＧａＡｓよりなるコンタクト
層３５０がクラッド層３４９上に形成されて図２０
（Ｂ）に示す構造が得られる。上記のエピタキシャル成
長プロセスは周知のＭＯＣＶＤ法を使って行うことがで
きる。図２０（Ｂ）の層状構造体が形成された後、上部
電極３５１および下部電極３５２がそれぞれコンタクト
層３５０の上主面および基板３４１の下主面に形成さ
れ、図１９の構造が得られる。

【００８５】本実施例においても、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ
クラッド層３４５と３４７のＭｇとＳｅの濃度レベル
を、クラッド層がメサ構造の（１００）ストライプ面上
に成長された領域でｐ型にドープされ、また（３１１）
Ｂ面上に成長された領域でｎ型にドープされるように設
定してもよい。あるいは、クラッド層３４５、３４７を
一様にＭｇでドープしてもよい。これらのいずれの場合
でも、クラッド層中にＧａＡｓ層３４６を形成し、（３
１１）Ｂ面上に成長したｎ型領域により駆動電流を阻止
することにより、効果的な電流狭窄作用を得ることが可
能になる。

【００８６】次に、本発明の第４実施例を説明する。実
施例の説明の前に、本実施例の原理を図２１を参照しな
がら説明する。

【００８７】図２１は、ＺｎとＳｅで同時にドープされ
たＩｎＧａＡｌＰ層におけるキャリア濃度と結晶面の関
係を示す図である。図中、黒丸はＳｅが放出する電子の
濃度レベルを（１１１）Ａ面方向への結晶面の傾斜角の
関数として示し、一方白丸はＺｎから放出されるホール
の濃度レベルをやはり（１１１）Ａ面方向の傾斜角の関
数として示す。また、黒三角と白三角はそれぞれＩｎＧ
ａＡｌＰ層がＺｎとＳｅで同時にドープされた場合の電
子濃度レベルの変化とホール濃度レベルの変化を表す。
図２１よりわかるように、エピタキシャル層が（１０
０）面上に成長された場合には、Ｓｅから放出される電
子の濃度はＺｎから放出されるホールの濃度を上回る
が、エピタキシャル層が（３１１）Ａ面上に成長される
場合にはこの関係は、図１，図２の関係に整合して逆転
する。より具体的には、（３１１）Ａ面上に成長したエ
ピタキシャル層はｐ型にドープされ、これに対して（１
００）面上に成長したエピタキシャル層はｎ型にドープ
される。図２１の例では、（１００）面上では約１×１
０¹⁸ｃｍ^-3の電子濃度レベルと２×１０¹⁶ｃｍ^-3のホー
ル濃度レベルが得られるのに対し、（３１１）Ａ面上で
は同一の条件下で約６×１０¹⁶ｃｍ^-3の電子濃度レベル
と約１×１０¹⁸ｃｍ^-3のホール濃度レベルが得られる。

【００８８】このように、図２１の関係はＩｎＧａＡｌ
Ｐ層の導電型を層が成長される結晶面にもとづいて制御
するのに有用である。すなわち、図２１の原理は単に
（１００）面方位のストライプ面の延在方向を＜０１−
１＞方向に設定し、メサ構造の斜面を（３１１）Ｂ面の
かわりに（３１１）Ａ面とすることで、先に説明した実
施例のいずれに対しても適用可能である。（３１１）Ａ
面を使った方が（３１１）Ｂ面を使うよりもキャリア濃
度の変化幅が大きいため、より効果的な電流狭窄作用を
得ることができる。以下に説明する実施例はかかる大き
なキャリア濃度の変化を利用することを特徴とする。

【００８９】図２２（Ａ）はＺｎおよびＳｅの濃度の第
１の設定例を示す。この例では、ＺｎとＳｅの濃度レベ
ルは（１００）面上に成長したエピタキシャル層部分と
（３１１）Ａ面上に成長したエピタキシャル層部分とで
導電型の変化が生じないように設定されている。この場
合でも、キャリア濃度レベルおよび抵抗率はエピタキシ
ャル層のうち（１００）面上に成長した部分で実質的に
増加しており、従って図２２（Ａ）のドーピングをクラ
ッド層に行うことにより効果的な電流の狭窄が可能にな
る。

【００９０】これに対して、図２２（Ｂ）ではＺｎとＳ
ｅの濃度レベルが、ＩｎＧａＡｌＰ層のうち（１００）
面上に成長した部分と（３１１）Ａ面上に成長した部分
とで導電型が変化するような値に設定されている。この
場合、Ｓｅの濃度は（１００）面上に成長した部分では
Ｚｎの濃度を上回り、一方この関係が（３１１）Ａ面上
に成長した部分では逆転している。

【００９１】次に、本発明の第５実施例によるレーザダ
イオードを図２３を参照しながら説明する。

【００９２】図２３を参照するに、本実施例のレーザダ
イオードはｐ型ＧａＡｓ基板４０１上に形成されてな
り、基板４０１上にはメサ構造３０１ａに相当するメサ
構造４０１ａが形成されている。すなわち、メサ構造４
０１ａは＜０１−１＞方向に延在する（１００）面方位
のストライプ面４０１ｃと、その両側に延在する（３１
１）Ａ面方位の斜面４０１ｂ₁，４０１ｂ₂とにより画
成されてなり、基板４０１上にはバッファ層３０１に対
応してバッファ層３０１が形成されている。さらに、中
間層３０４に対応する中間層４０３がバッファ層４０２
上に形成される。中間層４０３上には、クラッド層３０
５に対応するクラッド層４０４がＭｇをドーパントとし
て形成されており、その結果、クラッド層４０４は一様
にｐ型にドープされている。

【００９３】クラッド層４０４の上主面上には、先の実
施例と同様に、非ドープの活性層４０５がエピタキシャ
ル成長され、さらにｎ型ＩｎＧａＡｌＰよりなる第１の
クラッド層４０６が活性層４０５上に形成される。クラ
ッド層４０６はＳｅによりどの部分もｎ型になるように
ドープされている。さらに、クラッド層４０６上にはｎ
型ＩｎＧａＡｌＰよりなりＺｎとＳｅを同時にドープさ
れた別のクラッド層４０７が、ＭＯＣＶＤ法により成長
される。その際、ＺｎとＳｅの濃度は図２２（Ａ）ある
いは（Ｂ）に示したように設定され、その結果、クラッ
ド層４０７は（３１１）Ａ面上に成長した斜面部分４０
７ｂ₁，４０７ｂ₂において抵抗率が増大する。あるい
は、図２２（Ｂ）の場合だと前記領域４０７ｂ₁，４０
７ｂ₂においてｐ型の導電型を示す。

【００９４】クラッド層４０７上には、先の実施例の中
間層３０８に対応するＩｎＧａＰよりなるｎ型の中間層
４０８が成長され、ｐ型ＧａＡｓよりなる電流阻止層４
０９が中間層４０８上に成長される。さらに、層４０９
はメサ構造部分で中間層４０８が露出されるようにパタ
ーニングされ、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層４１０が電流
阻止層４０９上に、露出された中間層４０８表面に接す
るように堆積される。さらに、上部電極および下部電極
４１１，４１２が層４１０の上主面および基板４０１の
下主面にそれぞれオーミック接触するように形成され
る。

【００９５】図２３のレーザダイオードでは、ｐ型Ｇａ
Ａｓ層４０９による電流狭窄作用以外にも、ｎ型クラッ
ド層４０７中に形成されたｐ型領域４０７ｂ₁，４０７
ｂ₂により電流狭窄作用が得られる。その結果、レーザ
発振の効率を向上させることが可能になる。また、中間
層４０８に対してもＺｎとＳｅの同時ドープを行い、層
４０８を図２２（Ａ）の場合と同様な、抵抗率の低い第
１の領域４０８ａと、抵抗率の大きい一対の第２の領域
４０８ｂ₁，４０８ｂ₂に分けて形成することも可能で
ある。さらに、中間層４０８をドープする場合に図２２
（Ｂ）に対応して領域４０８ａをｎ型に、また領域４０
８ｂ₁，４０８ｂ₂をｐ型に形成してもよい。

【００９６】図２４はｐ型基板４０１のかわりにｎ型基
板４２１を使った例を示す。基板４２１には、（１０
０）面方位のストライプ面４２１ａとその両側の（１１
１）Ａ面方位の斜面４２１ｂ₁，４２１ｂ₂とにより画
成されるメサ構造４２１ａが形成され、さらにｐ型Ｇａ
Ａｓ層４２２が図１８の層３２２と同様に基板４２１上
に形成されている。

【００９７】ｐ型ＧａＡｓ層４２２は層３２２と同様
に、（１００）面方位のストライプ面とその両側の（３
１１）Ａ面方位の斜面４２３ｂ₁，４２３ｂ₂よりなる
第２のメサ構造を形成されてなり、さらにｎ型ＧａＡｓ
よりなるバッファ層４２３が層４２２上に成長される。
バッファ層４２３上にはｎ型ＩｎＧａＡｌＰよりなる中
間層４２４が成長され、さらにｎ型ＩｎＧａＡｌＰより
なる第１のクラッド層４２５₁が中間層４２４上に成長
される。層４２５₁はＺｎとＳｅにより同時にドープさ
れ、（１００）面上に成長した第１の領域４２５ａと、
前記第１の領域４２５ａの両側で（３１１）Ａ面上に成
長した一対の第２の領域４２５ｂ₁，４２５ｂ₂とを含
む。

【００９８】図２２（Ａ）で説明したように、Ｚｎおよ
びＳｅのドーピング濃度を適宜設定することにより、領
域４２５ｂ₁，４２５ｂ₂におけるキャリア濃度を選択
的に減少させることが可能である。また、図２２（Ｂ）
に示すようにＺｎとＳｅのドーピング濃度を設定するこ
とにより、領域４２５ｂ₁，４２５ｂ₂の導電型を選択
的にｐ型に設定することが可能になる。

【００９９】さらに、クラッド層４２５₁上にＳｅドー
プされたＩｎＧａＡｌＰよりなる別のクラッド層４２５
ｂ₂が形成され、非ドープＩｎＧａＰよりなる活性層４
２６が層４２５₂上に、メサ構造に整合する形状で形成
される。活性層４０６上にはｐ型ＩｎＧａＡｌＰよりな
るクラッド層４２７がエピタキシャル成長され、さらに
ｐ型ＩｎＧａＰよりなる中間層４２８がクラッド層４２
７上に形成され、ついでｐ型ＧａＡｓよりなるコンタク
ト層４２９が層４２８上に通常通り、成長される。この
ようにして層状半導体構造体が形成されて後、上部電極
４３０がｐ型ＧａＡｓコンタクト層上主面に堆積され、
さらにｎ型ＧａＡｓ基板４２１の下主面に下部電極４３
１が形成される。

【０１００】本実施例によれば、注入されたキャリアを
領域４２５ｂ₁，４２５ｂ₂により効果的に狭窄するこ
とができる。かかる電流狭窄の効果は中間層４２４にＺ
ｎとＳｅの同時ドープを行うことにより、さらに高める
ことができる。

【０１０１】図２５は第４実施例の別の変形例を示す。
この変形例ではレーザダイオードはｎ型ＧａＡｓ基板４
４１上に構成され、基板４４１の上面にはｐ型ＧａＡｓ
よりなる電流狭窄層４４２が形成されている層４４２お
よび基板４４１は負のメサ構造４４１ａが図１９のメサ
構造３４１ａと同様に形成されており、ｎ型ＩｎＧａＰ
中間層４４３が層４４２上にメサ構造４４１ａを覆って
形成されている。

【０１０２】中間層４４３上にはｎ型ＩｎＧａＡｌＰよ
りなる第１のクラッド層４４４₁がエピタキシャル成長
され、その際クラッド層４４４₁は図２２（Ａ）あるい
は図２２（Ｂ）に示したように、ＺｎおよびＳｅにより
同時にドープされる。図２２（Ａ）のような関係でＺｎ
とＳｅがドープされた場合には、クラッド層４４４₁は
（１００）面上に成長したｎ型の低抵抗領域４４４ａ
と、メサ構造の（３１１）Ａ面上に成長した一対のｎ型
高抵抗領域４４４ｂ₁，４４４ｂ₂とが画成され、クラ
ッド層４４４₁が有効な電流狭窄構造として作用する。
一方ＺｎとＳｅを図２２（Ｂ）の関係に従ってドープし
た場合には、領域４４４ａがｎ型にドープされるのに対
し、領域４４４ｂ₁，４４４ｂ₂がｐ型にドープされ、
このため領域４４４ｂ₁，４４４ｂ₂は有効な電流狭窄
構造として作用する電流阻止構造を形成する。

【０１０３】クラッド層４４４₁上にはｎ型ＩｎＧａＡ
ｌＰよりなる別のクラッド層４４４ ₂がエピタキシャル
成長され、非ドープＩｎＧａＰよりなる活性層４４５が
層４４４₂上に成長される。さらに、ｐ型ＩｎＧａＡｌ
Ｐよりなるクラッド層４４６が活性層４４５の上主面上
に形成され、ｐ型ＩｎＧａＰよりなる中間層４４７が層
４４６上に成長される。層４４６上にはさらにｐ型コン
タクト層４４８が図示のように形成される。さらに、上
部電極４５１と下部電極４５２とがコンタクト層４４８
の上主面および基板４４１の下主面上にそれぞれ形成さ
れる。

【０１０４】図２６は第４実施例の別の変形例を示す。
本変形例のレーザダイオードは、導電型が反転している
点を除き図２５のＧａＡｓ基板４４１とＧａＡｓ層４４
２に対応するｐ型基板構造体４４１’上に形成され、基
板構造体４４１’上にメサ構造４４１ａと同様な負のメ
サ構造が形成されている。

【０１０５】基板４４１’上には、図２５のエピタキシ
ャル層に対応するエピタキシャル層４４３’〜４４８’
が、逆の導電型で順次形成される。すなわち、エピタキ
シャル層４４３’はエピタキシャル層４４３に対応し、
エピタキシャル層４４４’はエピタキシャル層４４４に
対応し、エピタキシャル層４４５’はエピタキシャル層
４４５に対応し、エピタキシャル層４４６’はエピタキ
シャル層４４６に対応し、エピタキシャル層４４７’は
エピタキシャル層４４７に対応し、エピタキシャル層４
４８’はエピタキシャル層４４８に対応し、エピタキシ
ャル４４９’はエピタキシャル層４４９に対応する。た
だし、非ドープ活性層を構成する層４４５，４４５’を
除いて、導電型は逆転されている。さらに、層４４４’
の構成はｐ型ＩｎＧａＡｌＰの単層よりなる点が相違し
ている。同様に、層４４６’の構成は、層４４６’が二
つの層、すなわち下部層４４６₁および上部層４４６₂
の積層よりなる点で相違している。

【０１０６】層４４６₁はＳｅをドープすることによ
り、一様にｎ型にドープされるのに対し、層４４６₂は
ＺｎとＳｅを同時にドープすることにより、ｎ型にドー
プされる。さらに、ＺｎをＳｅの濃度レベルを図２２
（Ａ）の原理に従って適当に設定することにより、層４
４６₂中の（３１１）Ａ面上に成長する斜面部４４６
ａ，４４６ｂの抵抗率を、（１００）面方位のストライ
プ面上に成長したストライプ領域４４６ｃに対して選択
的に増加させることができる。あるいは、ＺｎをＳｅの
ドープレベルを図２２（Ｂ）の関係に従って設定するこ
とにより、領域４４６ａと領域４４６ｂにおいて、導電
型を選択的に反転させることが可能である。これらのい
ずれの方法によっても、注入電流をメサ構造４４１ａに
狭窄することができ、効率的なレーザ発振が可能にな
る。

【０１０７】次に、本発明の第５実施例を図２３のもの
と同様な構成を有する図２７のレーザダイオードを参照
しながら説明する。図２７中、図２５に対応する部分は
同一符号を付して、説明を省略する。

【０１０８】図２７を参照するに、クラッド層４０６が
下部層４０６₁と上部層４０６₂とにより構成され、上
部層４０６₂はＳｅを導入することにより一様にｎ型に
ドープされているのに対し、下部層４０６₁はＺｎとＳ
ｅの同時ドープにより、層４０６₁中にｎ型の第１の領
域６１ａが、両側をｐ型の第２の領域６１ｂ₁，６１ｂ
₂で挟まれるようにして形成されるのを特徴とする。そ
の結果、ｎ型上部層４０６₂と領域６１ｂ₁，６１ｂ₂
との間にはｐ−ｎ接合が形成され、かかるｐ−ｎ接合
は、活性層４０５に注入されるキャリアに対してバリア
として作用するリモート接合を形成する。すなわち、
（３１１）Ａ面を通って流れる駆動電流がリモート接合
で阻止され、電流狭窄の効率が一層向上する。

【０１０９】図２８は第５実施例の変形例を示し、図２
４のレーザダイオードとほぼ同様の構成を有している。
ただし、クラッド層４２５₂がＳｅによりｎ型にドープ
された下部層４２５₂₁とＺｎおよびＳｅを同時にドープ
された上部層４２５₂₂とにより構成され、さらに層４２
５₂₂は（１００）面方位のメサ構造ストライプ面に対応
しｎ型にドープされた第１の領域４２５₂₂ａと、領域４
２５₂₂ａの両側に（３１１）Ａ面に対応して形成された
一対のｐ型領域４２５₂₂ｂ₁，４２５₂₂ｂ₂とを含み、
ｎ型層４２５₁₂と領域４２５₂₂ｂ₁あるいは４２５₂₂ｂ
₂との間にリモート接合が形成される。その結果、（３
１１）Ａ面を流れる駆動電流がリモート接合に伴うポテ
ンシャルバリアにより阻止され、駆動電流が領域４２５
ａおよび４２５₂₂ａを流れるように電流狭窄を行うこと
が可能である。

【０１１０】図２９は第５実施例の別の変形例を示す。
この例では、レーザダイオードは図２５のものと略同様
の構造を有するが、クラッド層４４４₂がＳｅによりｎ
型にドープされた下部層４４４₂₁とＺｎおよびＳｅを同
時ドープされた上部層４４４ ₂₂とより形成される。さら
に、上部層４４４₂₂はメサ構造の（１００）ストライプ
面に対応しｎ型にドープされた第１の領域４４４₂₂ａと
（３１１）Ａ面に対応しｐ型にドープされた一対の領域
４４４₂₂ｂ₁および４４４₂₂ｂ₂を含み、層４４４₂₁と
領域４４４₂₂ｂ₁あるいは４４４₂₂ｂ₂との間にリモー
ト接合が形成される。リモート接合による電流阻止作用
の結果、駆動電流は領域４４４ａおよび（１００）面方
位のストライプ面を通って流れるように電流狭窄作用を
受ける。

【０１１１】次に、本発明の第６の実施例を図３０を参
照しながら説明する。

【０１１２】図３０を参照するに、本実施例によるレー
ザダイオードはｎ型ＧａＡｓ基板４６１上に形成され
る。基板４６１には（１００）面方位のストライプ面４
６１ｃとその両側の（３１１）Ａ面方位の一対の斜面４
６１ｂ₁，４６１ｂ₂とにより画成される負のメサ構造
が形成されており、ｎ型ＧａＡｓよりなるバッファ層４
６２がかかる基板上にエピタキシャル成長される。その
際、バッファ層４６２には第２のメサ構造がメサ構造４
６１ａに対応して形成される。第２のメサ構造も負のメ
サを形成し、（１００）面方位のストライプ面とその両
側の（３１１）Ａ面方位を有する斜面とよりなる。

【０１１３】バッファ層４６２上には、ｎ型ＩｎＧａＡ
ｌＰよりなるクラッド層４６３がＺｎとＳｅを同時にド
ープすることで成長され、クラッド層４６３中には一対
のｐ型領域４６３ｂ₁，４６３ｂ₂が（３１１）Ａ面に
対応して形成されている。層４６３の他の部分はｎ型に
ドープされている。さらに、非ドープＩｎＧａＰよりな
る活性層４６４がクラッド層４６３上にエピタキシャル
成長され、活性層４６４上にはＩｎＧａＡｌＰよりなる
ｐ型クラッド層４６５がさらに成長される。

【０１１４】クラッド層４６５には負のメサ４６１ａに
対応する位置に上方へ突出する清野メサ構造４６５ａが
形成され、ｐ型ＩｎＧａＰよりなる中間層４６６がメサ
構造４６５ａに対応して形成される。さらに、ｐ型Ｇａ
Ａｓよりなる別の中間層４６７が層４６６上に、メサ構
造４６５ａの延長部として形成される。

【０１１５】メサ構造４６５ａはＩｎＧａＰ層４６６と
その上に成長したＧａＡｓ層４６７とを含み、左右に電
流狭窄作用をなすｎ型ＧａＡｓ領域４６８が形成され
る。さらに、ｐ型ＧａＡｓよりなるコンタクト層４６９
が層４６８上に、層４６７の上主面に接するように成長
される。

【０１１６】本実施例によるレーザダイオードでは、電
流の狭窄作用を通常用いられるｎ型ＧａＡｓ層４６８の
他に、ｐ型領域４６３ｂ₁，４６３ｂ₂においても得る
ことができ、電流狭窄作用をさらに強化することができ
る。

【０１１７】次に、図３０の構造を形成する工程を図３
１（Ａ）〜（Ｄ），図３２（Ｅ）〜（Ｇ），図３３
（Ｈ）〜（Ｊ），図３４（Ｋ）〜（Ｍ）を参照しながら
説明する。

【０１１８】図３１（Ａ）を参照するに、ｎ型基板４６
１の上主面上にメサ構造４６１ａが＜０１−１＞方向に
延在する溝として形成され、このようにして形成された
溝は、底面４６１ｃとその両側の一対の斜面４６１
ｂ₁，４６１ｂ₂とにより画成される。さらに、ｎ型Ｇ
ａＡｓ層４６２がこのように溝を形成された基板４６１
上にエピタキシャル成長され、その結果、層４６２に
も、（３１１）Ａ面方位の一対の斜面で画成された第２
のメサ構造が前記第１のメサ構造に対応して図３１
（Ｂ）に示すように形成される。

【０１１９】ついで、図３１（Ｂ）の構造上にＭＯＣＶ
Ｄ法により層４６３〜４６７がそれぞれの導電型で順次
形成され、図３１（Ｃ）の構造が得られる。図３１
（Ｃ）において、層４６３はｐ型にドープされた斜面部
を除き、ｎ型にドープされ、一方層４６５〜４６７はｎ
型にドープされている。

【０１２０】次に、酸化シリコンマスク４７１が図３１
（Ｄ）に示すように堆積され、さらにマスク４７１上に
はフォトレジスト４７１が堆積される。層４６７の上主
面上および層４７１の上主面上にはメサ構造４６１ｃに
対応して凹部ないし溝が形成され、フォトレジストはか
かる凹部を満たすように形成される。

【０１２１】図３２（Ｅ）の工程で、フォトレジスト４
７２は酸素プラズマ中でアッシングを行われ、前記溝部
を除き除去される。

【０１２２】次に、図３２（Ｆ）の工程で残っているレ
ジスト４７２をマスクとして酸化シリコン層４７１をエ
ッチングする。さらにエッチングの後、図３２（Ｇ）の
工程でフォトレジストを除去する。

【０１２３】さらに、図３２（Ｇ）の工程で形成された
構造を、ＮＨ₄とＨ₂Ｏ₂の水溶液よりなるエッチング
液でエッチングし、図３３（Ｈ）に示すように層４６７
を選択的に除去する。さらに、このようにしてパターニ
ングされた層４６７の両側で上方に延在する酸化シリコ
ン層４７１を、図３３（Ｉ）の工程で緩衝ＨＦ溶液を使
ったエッチングにより除去する。

【０１２４】さらに、パターニングされた層４６７をマ
スクとして使い、中間層４６６をＢｒ，ＨＢｒおよびＨ
₂Ｏの混合液によりエッチングして除し、次いで層４６
５をＨＣｌを含むエッチング液でエッチングして図３３
（Ｉ）に示す構造を得る。

【０１２５】次に、酸化シリコン層４７１をマスクとし
て使いながら、ｎ型ＧａＡｓ層４６８をＭＯＣＶＤ法で
堆積して図３４（Ｋ）に示す構造を得る。図３４（Ｋ）
の構造が形成された後、マスク４７１をステップ３４
（Ｌ）において除去し、さらに図３４（Ｍ）の工程でｐ
型ＧａＡｓ層４６９を堆積することにより、図３０の構
造が得られる。

【０１２６】次に、本発明の第７実施例を説明する。

【０１２７】図３５は第７実施例によるストライプレー
ザダイオードを示す。図示のレーザダイオードはＳｉに
より４×１０¹⁸ｃｍ^-3のキャリア濃度にドープされたＧ
ａＡｓ基板５０１上に構成され、通常の（１００）面方
位の上主面を形成されている。さらに、基板上主面には
＜０１−１＞方向に延在する段部５０１ａが形成され、
前記段部５０１ａは＜０１−１＞方向に延在する（３１
１）Ａ面方位を有するストライプ面５０１ｃにより形成
され、約１μｍの高さを有する。すなわち、段部５０１
ａは基板５０１の上主面を、第１の（１００）面領域５
０１ｂ₁と第２の（１００）面領域５０１ｂ₂に分割す
る。かかる段部は例えばＧａＡｓ基板の（１００）面上
に酸化シリコンマスクを形成し、ＨＦ水溶液を使ったエ
ッチングを施すことで形成できる。

【０１２８】基板５０１の上主面上には、Ｓｅあるいは
Ｓｉによりドープされたｎ型バッファ層５０２が約１μ
ｍの厚さで形成されている。Ｓｅをドーパントとした場
合、Ｓｅの濃度レベルは先に図１５で説明したように、
結晶面によって変化する。図示の例では、（１００）面
上に成長した部分では約３×１０¹⁷ｃｍ^-3のＳｅ濃度が
得られるが、（３１１）Ａ面上に成長した部分では、約
１．２×１０¹⁷ｃｍ^-3となる。図１５の関係を参照。エ
ピタキシャル成長は一様な厚さでなされるため、基板５
０１上主面の段部形状はバッファ層５０２の上主面に転
写される。

【０１２９】バッファ層５０２上には、ｎ型ＩｎＧａＰ
よりなる中間層５０３がＭＯＣＶＤ法によりエピタキシ
ャル成長される。層５０３は組成としてＧａ_0.5Ｉｎ
_0.5Ｐを有し、Ｓｅ又はＳｉによりドープされる。Ｓｅ
を使う場合には、Ｓｅ濃度は結晶面により変化し、（１
００）面上に成長した部分で３．７×１０¹⁷ｃｍ^-3、
（３１１）Ａ面上に成長した部分で７×１０¹⁶ｃｍ^-3の
濃度になる。また、層５０３の厚さは（１００）面上で
０．１μｍ、（３１１）Ａ面上で０．２５ミクロンにな
る。

【０１３０】層５０３上には、ＳｅまたはＳｉによりド
ープされ、組成が（Ａｌ_0.7Ｇａ_0. ₃）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ
のｎ型ＩｎＧａＡｌＰよりなるクラッド層５０４が形成
される。層５０４の厚さは結晶面でわずかに変化し、
（１００）面上に成長した部分で０．３μｍ、（３１
１）Ａ面上に成長した部分で０．６μｍの厚さを有す
る。さらに、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰよりなり組成（Ａｌ
_0.4Ｇａ_0.6）_0,5Ｐを有する光ガイド層５０５が層５
０４上に形成される。層５０４はＳｉまたはＳｅにより
ｎ型にドープされ、（１００）面上に成長した部分で
０．２μｍの厚さを、また（３１１）Ａ上に成長した部
分で０．４μｍの厚さを有する。層５０５の上には組成
がＧａ_0.5Ｉｎ_0.5Ｐの非ドープＩｎＧａＰ活性層５０
６が形成される。活性層５０６もその厚さが成長される
結晶面により異なり、（１００）面上に成長した部分で
０．０１５μｍの厚さを、（３１１）Ａ面上に成長した
部分で０．０３μｍの厚さを有する。

【０１３１】活性層５０６上には、組成が（Ａｌ_0.7Ｇ
ａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐのｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド
層５０７が成長される。層５０７はＭｇまたはＺｎによ
りドープされ、（１００）面上に成長した部分で０．３
μｍの厚さを、また（３１１）Ａ面上に成長した部分で
０．６μｍの厚さを有する。さらに、ＩｎＧａＡｌＰよ
りなりＺｎとＳｅで同時にドープされた別のクラッド層
５０８が層５０７上に形成される。クラッド層５０８は
組成（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐを有し、厚さ
が０．４μｍのｐ型領域５０８ａと、その両側の厚さが
０．２μｍのｎ型領域５０８ｂ₁，５０８ｂ₂を含む。
ただし、領域５０８ａではＳｅよりもＺｎの濃度が高
く、このためｐ型を示すのに対し、領域５０８ｂ₁，５
０８ｂ₂ではＳｅの濃度のほうがＺｎ濃度よりも高くｎ
型の導電性を示す。

【０１３２】層５０８上には、組成が（Ａｌ_0.1Ｇａ
_0.9）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐであらわされるｐ型ＩｎＧａＡｌ
Ｐよりなる中間層５０９が、（１００）面上に成長した
部分で０．０４ミクロンの厚さで、また（３１１）Ａ面
上に成長した部分で０．０８ミクロンの厚さで形成され
る。さらに、組成が（Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6）_0.5Ｉｎ_0.5
Ｐのｐ型ＩｎＧａＡｌＰよりなる別の中間層５１０が、
層５０９上に（１００）面上の部分で０．１ミクロンの
厚さを、また（３１１）Ａ面上の部分で０．２ミクロン
の厚さを有するように形成される。層５０９および５１
０はいずれもＭｇまたはＺｎによりドープされ、結晶面
に関係なくｐ型の導電型を示す。さらに、ｐ型ＧａＡｓ
よりなるコンタクト層５１１が５〜１０ミクロンの厚さ
で形成される。層５１１はＺｎにより、１〜６×１０¹⁸
ｃｍ^-3の濃度レベルのドープされる。

【０１３３】上記各エピタキシャル層の成長は、先の実
施例と同様に、所望のドーパントを含んだ気体状ソース
材料をエピタキシャルのソースガスに混合することによ
りなされる。すなわち、Ｓｅのみを層５０２〜５０５に
導入する場合、水素化セレンを、Ｓｅのモル濃度が他の
Ｖ族元素のモル濃度に対して約２×１０^-6になるように
設定する。これにより、（１００）面上に成長した部分
で約８×１０¹⁷ｃｍ^-3の電子濃度レベルが得られ、また
（３１１）Ａ面上に成長した部分で約１．５×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3の電子濃度レベルが得られる。一方、ＳｅとＺｎが
同時にドープされる層５０８では、Ｚｎを供給する際に
ジメチル亜鉛のモル比をＩＩＩ族元素の気体状ソース材
料に対して０．１に設定する。すなわち、ジメチル亜鉛
は、層５０８中のＺｎ濃度が（１００）面上成長した部
分で約５×１０¹⁶ｃｍ^-3になるように、また（３１１）
Ａ面上に成長した部分で約５×１０¹⁷ｃｍ^-3になるよう
に供給される。

【０１３４】図３５の層状構造体が形成されて後、上部
電極５１２および下部電極５１３がそれぞれＧａＡｓコ
ンタクト層５１１の上主面および基板５０１の下主面上
に形成される。

【０１３５】図３５のレーザダイオードにおいても、領
域５０８ａにおいて電流の狭窄作用が得られ、従って、
（３１１）Ａ面に対応して形成されたストライプ領域に
おいて効率的なレーザ発振が生じる。図３５の素子構造
は、基板５０１上に段部５０１ａが形成された後は、単
純なエピタキシャルプロセスの繰り返しにより形成でき
る。

【０１３６】図３６は図３５の装置の変形例を示し、ク
ラッド層５０７中にリモート接合が形成されていること
を特徴とする。層５０７は下部層５０７₁と上部層５０
７₂より形成れてなり、層５０７₁は（３１１）Ａ面に
対応したｐ型の第１の領域５０７ａと、いずれもｎ型に
ドープされた一対の第２の領域５０７ｂ₁，５０７ｂ ₂
より形成される。かかる層５０７₁のドーピングは先に
説明したＳｅとＺｎの同時ドープにより達成できる。こ
れに対し、上部層５０７₂は一様にｐ型ドープされる。
その結果、ｎ型領域５０７ｂ₁あるいは５０７ｂ₂とｐ
型上部層５０７ ₂の境界面にリモート接合が形成され、
電流狭窄作用をさらに増大させることができる。

【０１３７】図３７は図３５のレーザダイオードの別の
変形例を示す。本変形例によるレーザダイオードは上主
面６０１ｂが（１００）面に対して（１１１）Ａ面方向
に約＋８°傾斜したｎ型ＧａＡｓ基板６０１を使用す
る。ここで、正の傾斜角は時計回り方向への傾斜を示
す。さらに、基板６０１には＜０１−１＞方向へ延在す
る溝ないし負のメサ構造６０１ａが形成されており、メ
サ構造６０１ａは（３１１）Ａ面方位の側壁面６０１ｃ
とこれに対向するように形成され（１００）面から（１
１１）Ａ面方向に−９°の角度傾斜した別の側壁面６０
１ｄとにより画成されている。その結果、表面６０１ｄ
は基板６０１の傾斜上主面６０１ｂと結晶学的に等価な
面を構成する。

【０１３８】このように形成された基板６０１上に、エ
ピタキシャル層６０２〜６０６が順次堆積され、このう
ち、層６０２はクラッド層５０２に対応し、層６０３は
活性層５０６に対応し、層６０４はクラッド層５０７に
対応し、層６０５はクラッド層５０８に対応し、層６０
６は層５０９に対応する。さらに、ｐ型ＧａＡｓよりな
るコンタクト層６０７がコンタクト層５１１に対応して
層６０６上に形成される。また、層６０７の上主面上に
は上部電極６０８が、また基板６０１の下主面上には下
部電極６０９が形成される。ここで、層６０２はＳｅま
たはＳによりｎ型にドープされ、一方層６０４，６０６
はＭｇまたはＺｎによりｐ型にドープされる。一方、ク
ラッド層６０５にはＺｎとＳｅの同時ドープがなされ
る。

【０１３９】図３７のレーザダイオードでは、クラッド
層６０５はＺｎとＳｅで同時にドープされる結果、先の
実施例の場合と同じく、三つの異なった部分、すなわち
（３１１）Ａ面方位のストライプ面を含む第１の領域６
０５ａと、その両側の斜面部を含む第２の領域６０５ｂ
₁，６０５ｂ₂により構成され、その際第１の領域６０
５ａはｐ型にドープされるのに対し、第２の領域６０５
ｂ₁，６０５ｂ₂はｎ型にドープされる。ただし、メサ
６０１ａの側壁を形成する領域６０５ｂ₁は、基板上主
面が傾斜して形成されていることにより、基板上主面上
に形成される結晶面６０５ｂ₂と等価な面を形成する。
その結果、層６０５では側壁面６０５ａのみがｐ型にド
ープされ、層６０５の他の部分は全てｎ型にドープされ
る。このため、駆動電流は活性層６０３のうち、（３１
１）Ａ面上に形成されている部分んに集中的に流れ、レ
ーザ発振はかかるストライプ状部分で集中的に生じる。
活性層の他の部分では駆動電流が供給されないため、レ
ーザ発振は生じない。

【０１４０】図３７のレーザダイオードの原理を応用し
て、ＣＯＤとして周知のレーザダイオードの端面におけ
る溶融の問題を解決することができる。ＣＯＤが生じる
と、レーザダイオード端面における不純物準位が光ビー
ムの吸収を生じ、かかる吸収は発熱により端面の温度上
昇を招く。端面の温度が上昇すると、活性層のバンドギ
ャップが狭くなり、究極的には短絡を生じてしまう。

【０１４１】このＣＯＤ問題を回避するため、従来の高
出力レーザダイオードは端面にだけバンドギャップの大
きい材料を使ったり、あるいは端面部分に電流が注入さ
れないように、電極形状を工夫していた。しかし、これ
らの対策はいずれも複雑で、実際のレーザダイオードの
製造工程に適用するのは困難であった。

【０１４２】図３８，３９は図３７の原理に基づいて前
記ＣＯＤの問題を解決したレーザダイオードの製造方法
を説明する図である。

【０１４３】図３８を参照するに、ｎ型ＧａＡｓ基板７
０１の上主面および下主面を、（１００）面から（１１
１）Ａ面に＋８°傾くように形成する。さらに、基板上
主面を酸化シリコン層７０２で覆い、これを図３８に示
すようにパターニングする。その際、酸化物層７０２は
マスクを形成し、レーザダイオードの両端部に対応し
て、基板７０１の両端部に突出部７０２ａ，７０２ｂを
形成されている。

【０１４４】次に、マスク７０２で保護した基板７０１
をウエットエッチングにより処理する。エッチングは基
板７０１上主面の露出部に作用し、図３９に示す構造が
得られる。ここで、図３９はマスク７０２を除去した状
態を示す。図３９より明らかなように、基板７０１の上
主面は（３１１）Ａ面方位を有するストライプ状の際１
の面７０３ａと、ストライプ面７０３ａの両側に形成さ
れた一対の平面部７０３ｂ₁，７０３ｂ₂に区画され
る。さらに、基板７０１の両端面には（３１１）Ａ面に
対して傾いた斜面７０４ａが、ストライプ面７０３ａの
延在方向上に整合して形成される。ただし、斜面７０４
ａの両側には基板７０１の上主面７０３ｂ ₁あるいは７
０３ｂ₂と同一面指数の面７０４ｂ₁，７０４ｂ₂が形
成されている。

【０１４５】基板７０１上には、ＭＯＣＶＤ法により、
図３７と同様にエピタキシャル層が成長される。本実施
例では、ストライプ面７０３ａ上に成長したエピタキシ
ャル層はストライプ面７０４上に成長したエピタキシャ
ル層と等価でなく、これらの層の関係は図３７のレーザ
ダイオードにおける層６０５ａと層６０５ｂ₁の関係と
同様になる。

【０１４６】図４０は図３９の構造体上に形成されるレ
ーザダイオードの要部を示し、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラ
ッド層７０５ａと、非ドープＩｎＧａＰ活性層７０６ａ
と、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層７０７ａとが、各面
７０３ａ，７０３ｂ₁，７０３ｂ₂上に成長される。ク
ラッド層７０５はＳｅとＺｎにより同時にドープされ結
晶面にかかわらずｎ型を有するのに対し、（３１１）Ａ
面上に成長される層７０７ａは（３１１）Ａ面上に成長
する部分のみがｐ型にドープされ、他の部分はｎ型にド
ープされる。

【０１４７】一方、エピタキシャル７０５ｂ〜７０７ｂ
は図３９の両端部に形成された面７０４ａ，７０４
ｂ₁，７０４ｂ₂に対応するエピタキシャル７０５ａ〜
７０７ａと同時に成長される。ただし、これらの結晶面
のいずれにも（３１１）Ａ面は含まれない。そこで、ク
ラッド層７０５ｂおよび７０７ｂはいずれもｎ型にドー
プされ、従って、ダブルヘテロ構造のレーザダイオード
を構成する接合部はレーザダイオードの両端部には形成
されない。このため、かりに電極をレーザダイオードの
上下に一様に形成しても、レーザダイオード両端部でレ
ーザ発振が生じることはなく、ＣＯＤの問題を回避する
ことが可能になる。

【０１４８】本発明は以上の実施例に限定されるもので
はなく、発明の要旨ないで様々な変形、変更が可能であ
る。

【０１４９】

【発明の効果】本発明によれば、Ｍｇをｐ型ドーパント
として使うことにより、ＭＯＣＶＤ法により成長される
クラッド層の抵抗率を結晶面に無関係に一様に設定で
き、またＭｇあるいはＺｎよりなるｐ型ドーパントとＳ
ｅよりなるｎ型ドーパントをクラッド層に同時にドープ
することにより、クラッド層の抵抗率あるいは導電型を
レーザダイオードのストライプ領域に対応して選択的に
低下させあるいは反転させることが可能になり、これに
よりレーザダイオードに注入される駆動電流を効率的に
狭窄することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】本発明の原理を説明する別の図である。

【図３】Ｍｇドーパントガスのモル比とホール濃度の関
係を示す図である。

【図４】Ｚｎドーパントガスのモル比とホール濃度およ
びＺｎ濃度の関係を示す図である。

【図５】各結晶面と、Ｚｎ濃度，ホール濃度および抵抗
率の関係を示す図である。

【図６】各結晶面と、Ｍｇ濃度，ホール濃度および抵抗
率の関係を示す図である。

【図７】本発明第１実施例によるレーザダイオードの構
造を示す斜視図である。

【図８】（Ａ），（Ｂ）は図７のレーザダイオードを製
造する際の各エピタキシャル層の成長シーケンスを示す
図である。

【図９】（Ａ），（Ｂ）は図７のレーザダイオードを製
造する工程図（その一）である。

【図１０】（Ｃ），（Ｄ）は図７のレーザダイオードを
製造する工程図（その二）である。

【図１１】（Ａ），（Ｂ）は各結晶面と、Ｍｇ濃度，Ｓ
ｅ濃度，ホール濃度および抵抗率との関係を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第２実施例を示す図である。

【図１３】（Ａ），（Ｂ）は各結晶面と、Ｓｅ濃度，Ｚ
ｎ濃度，キャリア濃度および抵抗率との関係を示す図で
ある。

【図１４】本発明の第３実施例の原理を説明する図（そ
の一）である。

【図１５】本発明の第３実施例の原理を説明する図（そ
の二）である。

【図１６】本発明の第３実施例の原理を説明する図（そ
の三）である。

【図１７】本発明の第３実施例を示す図である。

【図１８】第３実施例の一変形例を示す図である。

【図１９】第３実施例の別の変形例を示す図である。

【図２０】（Ａ），（Ｂ）は図１９のレーザダイオード
を製造する工程を示す図である。

【図２１】本発明の第４〜第７実施例の原理を説明する
図（その一）である。

【図２２】（Ａ），（Ｂ）は第４〜第７実施例の原理を
説明する図（その二）である。

【図２３】本発明の第４実施例を示す図である。

【図２４】第４実施例の一変形例を示す図である。

【図２５】第４実施例の別の変形例を示す図である。

【図２６】第４実施例のさらに別の変形例を示す図であ
る。

【図２７】本発明の第５実施例を示す図である。

【図２８】第５実施例の一変形例を示す図である。

【図２９】第５実施例の別の変形例を示す図である。

【図３０】本発明の第６実施例を示す図である。

【図３１】（Ａ）〜（Ｄ）は第６実施例の製造工程を示
す図（その一）である。

【図３２】（Ｅ）〜（Ｇ）は第６実施例の製造工程を示
す図（その二）である。

【図３３】（Ｈ）〜（Ｊ）は第６実施例の製造工程を示
す図（その三）である。

【図３４】（Ｋ）〜（Ｍ）は第６実施例の製造工程を示
す図（その四）である。

【図３５】本発明の第７実施例を示す図である。

【図３６】第７実施例の一変形例を示す図である。

【図３７】第７実施例の別の変形例を示す図である。

【図３８】本発明の第８実施例によるレーザダイオード
の製造工程を示す図（その一）である。

【図３９】本発明の第８実施例によるレーザダイオード
の製造工程を示す図（その二）である。

【図４０】本発明の第８実施例によるレーザダイオード
の要部を示す図である。

【図４１】従来のリッジ型レーザダイオードの構造を示
す図である。

【図４２】従来のリッジ型レーザダイオードにおいて生
じる非点収差を説明する図である。

【図４３】従来のストライプ型レーザダイオードを示す
図である。

【符号の説明】

３００，３４０，４００基板構造体３０１，３４１，４０１，４４１’ ｐ型ＧａＡｓ基板３２１，４２１，４４１，４６１，５０１，６０１，７
０１ｎ型ＧａＡｓ基板３０２，３２２，３４２，４４２ＧａＡｓ電流狭窄構
造３０３，３２３，３４４，４０２，４２３，４６２，５
０２，６０２ＧａＡｓバッファ層３０４，３０８，４０３，４０８，４２４，４２８，４
４３，４４７，４６６，４６７，５０３，５０９，５１
０ＩｎＧａＰ中間層３０５，３０７，３２７，３４５，３４７，３４９，４
０４，４０６，４０７，４２５，４２７，４４４，４４
６，４６３，４６５，５０２，５０４，５０７，５０
８，６０５，７０５，７０７ＩｎＧａＡｌＰクラッド
層３０６，３４８，４２６，４０５，４４５，４６４，５
０６，６０３，７０６ＩｎＧａＰ活性層３０１ａ，３２１ａ，３４１ａ，４０１ａ，４２１ａ，
４４１ａ，４６１ａ，５０１ａ，６０１ａストライプ
構造３０１ｃ，３０３ｂ₁，３０３ｂ₂，３２１ｂ₁，３２
１ｂ₂，３２１ｃ，３４３ａ，３４３ｂ₁，３４３
ｂ₂、４０１ｃ，４０１ｂ₁，４０１ｂ₂，４４１ｃ，
４４１ｂ₁，４４１ｂ₂ 非等価結晶面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平4−51563 (32)優先日平４(1992)３月10日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平4−68000 (32)優先日平４(1992)３月26日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平4−132304 (32)優先日平４(1992)５月25日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (72)発明者菅野真実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)発明者堂面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)発明者棚橋俊之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)発明者関口洋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

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板の主面上に第１のストライプ
構造を、前記第一のストライプ構造が所定方向に互いに
平行に延在する結晶学的に非等価な複数の面により構成
されるように形成する工程と、前記半導体基板上に、前記第１のストライプ構造を含む
ように、ＩｎＧａＡｌＰ層をＩｎ，Ｇａ，Ａｌ，Ｐを含
むソースガスの分解により、前記半導体基板に対してエ
ピタキシー関係を維持しながら形成し、その際前記Ｉｎ
ＧａＡｌＰ層に第２のストライプ構造を、前記第２のス
トライプ構造が前記第１のストライプ構造を構成する前
記結晶学的に非等価な面の各々に対応する結晶学的に非
等価な複数の面により構成されるように形成する工程と
を含むレーザダイオードの製造方法において、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が成長する間に、Ｍｇを含むソー
スガスを前記Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌ，Ｐを含むソースガスに
加えることにより、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が、前記第２
のストライプ構造を構成する結晶面に無関係に実質的に
一様にｐ型にドープする工程を特徴とするストライプレ
ーザダイオードの製造方法。
【請求項２】前記Ｍｇを含むソースガスは式（Ｃ₅Ｈ
₅）₂Ｍｇを有するビスシクロペンタジエニルマグネシ
ウムであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工程
は、前記Ｍｇを含むソースガスを、前記ＩｎＧａＡｌＰ
層を形成する工程が開始されるよりも前に供給して、Ｍ
ｇが前記ＩｎＧａＡｌＰ層の成長開始時から実質的に一
様な濃度レベルで含まれるようにする工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項４】前記ストライプ構造の各々は、＜０１１
＞方向に延在するストライプ状の上主面と、同じく＜０
１１＞方向に延在する一対のストライプ状側壁面とより
なるメサ構造を有し、前記主面は（１００）面よりなる
のに対し、前記側壁面は（３１１）Ｂ面よりなることを
特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項５】前記ＩｎＧａＡｌＰ層（３０５）が形成
された後、前記ＩｎＧａＡｌＰ層上に前記ストライプ構
造を含むように、ＩｎＧａＡｌＰよりも小さいバンドギ
ャップを有する非ドープ半導体材料よりなる活性層を、
前記ＩｎＧａＡｌＰ層とエピタキシー関係を維持しなが
ら形成する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の
製造方法。
【請求項６】更に、前記ＩｎＧａＡｌＰ層の成長が開
始されるに先立って、前記基板上にｐ型半導体層を成長
する工程を含み、前記ｐ型半導体層を成長する工程は、
Ｍｇ以外のｐ型ドーパントを前記半導体層のソースガス
と同時に供給し、次いで前記半導体層のソースガスにＭ
ｇを含むソースガスを加え、前記ＩｎＧａＡｌＰ層の形
成工程が開始された場合にＭｇが所望の濃度レベルで含
まれるようにする工程を含むことを特徴とする請求項１
記載の製造方法。
【請求項７】前記ＩｎＧａＡｌＰ層の形成工程が開始
されるに先立って、ＩｎＧａＡｌＰよりも小さいバンド
ギャップを有する非ドープ半導体材料よりなる活性層
を、前記基板上の前記ストライプ構造に整合して、かつ
基板とエピタキシー関係を維持しながら、しかも前記Ｉ
ｎＧａＡｌＰ層が前記活性層上に形成されるように形成
する工程を含み、前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドーピングす
る工程はＭｇ以外のドーパントを前記ＩｎＧａＡｌＰ層
の形成工程の開始と同時に供給し、前記ＩｎＧａＡｌＰ
層にＭｇが一定の濃度レベルで含まれるようになると供
給を停止する工程を含むことを特徴とする請求項１記載
の製造方法。
【請求項８】半導体基板の主面上に第１のストライプ
構造を、前記第一のストライプ構造が所定方向に互いに
平行に延在する結晶学的に非等価な複数の面により構成
されるように形成する工程と、前記半導体基板上に、前記第１のストライプ構造を含む
ように、ＩｎＧａＡｌＰ層をＩｎ，Ｇａ，Ａｌ，Ｐを含
むソースガスの分解により、前記半導体基板に対してエ
ピタキシー関係を維持しながら形成し、その際前記Ｉｎ
ＧａＡｌＰ層に第２のストライプ構造を、前記第２のス
トライプ構造が前記第１のストライプ構造を構成する前
記結晶学的に非等価な面の各々に対応する結晶学的に非
等価な複数の面により構成されるように形成する工程と
を含むレーザダイオードの製造方法において、更に、前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工程は、前記
ＩｎＧａＡｌＰ層を、その成長時に、Ｉｎ，Ｇａ，Ａ
ｌ，Ｐのソースガスにｐ型ドーパントのソースガスとｎ
型ドーパントのソースガスとを加えることにより、前記
ｐ型ドーパントと前記ｎ型ドーパントとにより同時にド
ープし、前記ＩｎＧａＡｌＰ層の電子的性質を前記Ｉｎ
ＧａＡｌＰ層の結晶学的に非等価な面に対応して変化さ
せる工程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項９】前記結晶学的に非等価な結晶面は前記
（１００）面の他に（３１１）Ｂ面を含み、前記ＩｎＧ
ａＡｌＰ層をドープする工程は、前記ｐ型ドーパントと
してＭｇのソースガスと、前記ｎ型ドーパントとしてＳ
ｅのソースガスとを同時に加える工程を含み、前記ドー
プ工程ではＭｇとＳｅの前記ＩｎＧａＡｌＰ層中におけ
る濃度が、前記ＩｎＧａＡｌＰ層がｐ型にドープされ、
かつキャリア濃度が前記（１００）面上に成長した部分
で前記（３１１）Ｂ面上に成長した部分におけるよりも
高くなるように設定されることを特徴とする請求項８記
載の製造方法。
【請求項１０】前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工
程は、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が前記（１００）面上に成
長した部分と前記（３１１）Ｂ面上に成長した部分とに
おいて約１×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度でＭｇを含み、またＳ
ｅを前記（１００）面上に成長した部分で約４×１０¹⁷
ｃｍ^-3の濃度で、また前記（３１１）Ｂ面上に成長した
部分で約８×１０¹⁷ｃｍ^-3の濃度で含むように実行され
ることを特徴とする請求項９記載の製造方法。
【請求項１１】前記結晶学的に非等価な結晶面は前記
（１００）面の他に（３１１）Ｂ面を含み、前記ＩｎＧ
ａＡｌＰ層をドープする工程は、前記ｐ型ドーパントと
してＭｇのソースガスと、前記ｎ型ドーパントとしてＳ
ｅのソースガスとを同時に加える工程を含み、前記ドー
プ工程ではＭｇとＳｅの前記ＩｎＧａＡｌＰ層中におけ
る濃度が、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が前記（１００）面上
に成長した部分ではｐ型にドープされ前記（３１１）Ｂ
面上に成長した部分ではｎ型にドープされるように設定
されることを特徴とする請求項８記載の製造方法。
【請求項１２】前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工
程は、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が前記（１００）面上に成
長した部分と前記（３１１）Ｂ面上に成長した部分とに
おいて約１×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度でＭｇを含み、またＳ
ｅを前記（１００）面上に成長した部分で約６×１０¹⁷
ｃｍ^-3の濃度で、また前記（３１１）Ｂ面上に成長した
部分で約１．２×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように実行
されることを特徴とする請求項１１記載の製造方法。
【請求項１３】前記結晶学的に非等価な結晶面は前記
（１００）面の他に（３１１）Ｂ面を含み、前記ＩｎＧ
ａＡｌＰ層をドープする工程は、前記ｐ型ドーパントと
してＺｎのソースガスと、前記ｎ型ドーパントとしてＳ
ｅのソースガスとを同時に加える工程を含み、前記ドー
プ工程ではＺｎとＳｅの前記ＩｎＧａＡｌＰ層中におけ
る濃度が、前記ＩｎＧａＡｌＰ層がｎ型にドープされ、
かつキャリア濃度が前記（１００）面上に成長した部分
で前記（３１１）Ｂ面上に成長した部分におけるよりも
高くなるように設定されることを特徴とする請求項８記
載の製造方法。
【請求項１４】前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工
程は、前記ＩｎＧａＡｌＰ層がＺｎを前記（１００）面
上に成長した部分において約６×１０¹⁷ｃｍ ^-3の濃度
で、また前記（３１１）Ｂ面上に成長した部分において
約１．８×１０ ¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように、さらにＳ
ｅを前記（１００）面上に成長した部分で約１×１０¹⁸
ｃｍ^-3の濃度で、また前記（３１１）Ｂ面上に成長した
部分で約２×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように実行され
ることを特徴とする請求項１３記載の製造方法。
【請求項１５】前記結晶学的に非等価な結晶面は前記
（１００）面（３０１ｃ）の他に（３１１）Ｂ面を含
み、前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工程は、前記ｐ
型ドーパントとしてＺｎのソースガスと、前記ｎ型ドー
パントとしてＳｅのソースガスとを同時に加える工程を
含み、前記ドープ工程ではＺｎとＳｅの前記ＩｎＧａＡ
ｌＰ層中における濃度が、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が前記
（１００）面上に成長した部分ではｐ型にドープされ前
記（３１１）Ｂ面上に成長した部分ではｎ型にドープさ
れるように設定されることを特徴とする請求項８記載の
製造方法。
【請求項１６】前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工
程は、前記ＩｎＧａＡｌＰ層がＺｎを前記（１００）面
上に成長した部分において約７×１０¹⁷ｃｍ ^-3の濃度
で、また前記（３１１）Ｂ面上に成長した部分において
約２．１×１０ ¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように、さらにＳ
ｅを前記（１００）面上に成長した部分で約１×１０¹⁸
ｃｍ^-3の濃度で、また前記（３１１）Ｂ面上に成長した
部分で約２×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように実行され
ることを特徴とする請求項１５記載の製造方法。
【請求項１７】前記結晶学的に非等価な結晶面は前記
（１００）面（３０１ｃ）の他に（３１１）Ａ面を含
み、前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工程は、前記ｐ
型ドーパントとしてＺｎのソースガスと、前記ｎ型ドー
パントとしてＳｅのソースガスとを同時に加える工程を
含み、前記ドープ工程ではＺｎとＳｅの前記ＩｎＧａＡ
ｌＰ層中における濃度が、前記ＩｎＧａＡｌＰ層が前記
（１００）面上に成長した部分ではｎ型にドープされ前
記（３１１）Ａ面上に成長した部分ではｐ型にドープさ
れるように設定されることを特徴とする請求項８記載の
製造方法。
【請求項１８】前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工
程は、前記ＩｎＧａＡｌＰ層がＺｎを前記（１００）面
上に成長した部分において約２×１０¹⁶ｃｍ ^-3の濃度
で、また前記（３１１）Ａ面上に成長した部分において
約１×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように、さらにＳｅを
前記（１００）面上に成長した部分で約１×１０¹⁸ｃｍ
^-3の濃度で、また前記（３１１）Ａ面上に成長した部分
で約６×１０¹⁸ｃｍ^-3の濃度で含むように実行されるこ
とを特徴とする請求項１７記載の製造方法。
【請求項１９】更に、前記ＩｎＧａＡｌＰ層に隣接し
て第２のＩｎＧａＡｌＰ層を、前記第１のＩｎＧａＡｌ
Ｐ層のうち前記（３１１）Ａ面上に形成されている部分
と前記第２のＩｎＧａＡｌＰ層との間にｐ−ｎ接合が形
成されるように形成する工程を含むことを特徴とする請
求項１７記載の製造方法。
【請求項２０】前記結晶学的に非等価な結晶面は前記
（１００）面（３０１ｃ）の他に（３１１）Ａ面を含
み、前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工程は、前記ｐ
型ドーパントとしてＺｎのソースガスと、前記ｎ型ドー
パントとしてＳｅのソースガスとを同時に加える工程を
含み、前記ドープ工程ではＺｎとＳｅの前記ＩｎＧａＡ
ｌＰ層中における濃度が、前記ＩｎＧａＡｌＰ層がｎ型
にドープされ、かつ前記（１００）面上に成長した部分
において前記（３１１）Ａ面上に成長した部分における
よりも小さい抵抗率を有するように設定されることを特
徴とする請求項８記載の製造方法。
【請求項２１】半導体基板の主面上に、所定方向に延
在して段部を形成する（３１１）Ａ面を含んだ第１のス
トライプ構造を形成する工程と、前記半導体基板上に、前記第１のストライプ構造を含む
ように、ＩｎＧａＡｌＰ層を、Ｉｎ，Ｇａ，Ａｌ，Ｐを
含むソースガスの分解により、前記半導体基板に対して
エピタキシー関係を維持しながら形成し、その際前記Ｉ
ｎＧａＡｌＰ層に第２のストライプ構造を、前記（３１
１）Ａ面に対応する別の（３１１）Ａ面が含まれるよう
に形成する工程とを含むレーザダイオードの製造方法に
おいて、更に、前記ＩｎＧａＡｌＰ層をドープする工程は、前記
ＩｎＧａＡｌＰ層を、その成長時に、Ｉｎ，Ｇａ，Ａ
ｌ，ＰのソースガスにＺｎのソースガスとＳｅのソース
ガスとを加えることにより、前記ＩｎＧａＡｌＰ層を前
記（３１１）Ａ面においてｐ型にする工程を含むことを
特徴とする製造方法。
【請求項２２】前記第１のストライプ構造を形成する
工程は、前記半導体基板の主面を（１００）面に対して
傾いた面として形成する工程を含むことを特徴とする請
求項２１記載の製造方法。
【請求項２３】更に、前記第１のＩｎＧａＡｌＰ層に
隣接して、ｐ型の第２のＩｎＧａＡｌＰ層を、前記第１
のＩｎＧａＡｌＰ層と前記第２のＩｎＧａＡｌＰ層との
間に、前記（３１１）Ａ面上に形成された部分を除き、
ｐ−ｎ接合が形成されるように形成する工程を含むこと
を特徴とする請求項２１記載の製造方法。
【請求項２４】さらに、前記半導体基板に対してエピ
タキシー関係を維持しながらＧａＡｓ層を、Ｇａおよび
Ａｓを含むソースガスの分解により、前記ＧａＡｓ層上
に前記第１，第２のストライプ構造に対応した第３のス
トライプ構造が形成されるように、また前記第３のスト
ライプ構造が、前記第１および第２のストライプ構造を
構成する結晶学的に非等価な複数の結晶面に対応して、
（１００）面を含む複数の結晶学的に非等価な結晶面に
より構成されるように形成する工程とを含み、前記Ｇａ
Ａｓ層を形成する工程は、ＺｎおよびＳｅを含むソース
ガスを加えることにより前記ＧａＡｓ層をＺｎおよびＳ
ｅにより同時にドープして、前記ＧａＡｓ層の電子的性
質が（１００）面上に成長した部分と他の結晶面上に成
長した部分とで異なるようにする工程を含むことを特徴
とする請求項８記載の製造方法。
【請求項２５】前記ＧａＡｓ層をドープする工程は、
前記ＧａＡｓ層が（１００）面上に成長した部分では他
の結晶面上に成長した部分よりも低い抵抗率を有するよ
う実行されることを特徴とする請求項２４記載の製造方
法。
【請求項２６】前記ＧａＡｓ層をドープする工程は、
前記ＧａＡｓ層が（１００）面上に成長した部分がｐ型
にドープされ、他の結晶面上に成長した部分がｎ型にド
ープされるように実行されることを特徴とする請求項２
４記載の製造方法。
【請求項２７】半導体基板の主面上に前記主面とは異
なった結晶方位を有する結晶面を形成し、前記半導体基
板上にエピタキシー関係を維持しながらソースガスの分
解によりクラッド層を形成する工程を含むレーザダイオ
ードの製造方法において、前記クラッド層を形成する工程はｐ型ドーパントとｎ型
ドーパントとを同時に導入して、クラッド層中に、レー
ザダイオードの駆動電流を前記半導体基板の特定の結晶
面上に成長した部分に集中させる電流狭窄構造を形成す
る工程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２８】第１の端部から第２の、対向側端部ま
で長手方向に延在する半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、前記長手方向に前記第１
の端部から前記第２の端部まで延在する（１００）面よ
りなる第１のストライプ面と、各々（１００）面とは異
なる結晶方位を有し前記長手方向に前記第１の端部から
前記第２の端部まで延在する一対の別のストライプ面と
よりなるストライプ構造と、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記基板上に前記長手方向に
第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するように
形成され、前記半導体基板に形成されたストライプ構造
に整合するように形成されたストライプ構造を有する第
１のクラッド層と、前記第１のクラッド層よりも小さいバンドギャップを有
する非ドープ半導体材料よりなり、前記第１のクラッド
層上に形成されて前記長手方向に第１の端部から第２
の、対向側端部まで延在し、前記基板上に形成されたス
トライプ構造に整合するように形成されたストライプ構
造を有する活性層と、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記活性層上に前記長手方向
に第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するよう
に形成され、前記半導体基板に形成されたストライプ構
造に整合するように形成されたストライプ構造を有する
第２のクラッド層と、前記半導体基板上に形成されて第１の極性を有する第１
種のキャリアを前記第１のクラッド層を介して前記活性
層に注入する第１のキャリア注入手段と、前記第２のクラッド層上に形成されて第２の、前記第１
の極性とは逆の極性の第２種のキャリアを前記第２のク
ラッド層を介して前記活性層に注入する第２のキャリア
注入手段とよりなるレーザダイオードにおいて、前記第１および第２のクラッド層の何れか一方はＭｇを
前記ストライプ構造の有無に関わらず実質的に一様に導
入されてなり、一方他方のクラッド層はｎ型にドープさ
れてなることを特徴とするレーザダイオード。
【請求項２９】第１の導電型にドープされ、第１の端
部から第２の、対向側端部まで長手方向に延在する半導
体基板と、前記半導体基板上に形成され、前記長手方向に前記第１
の端部から前記第２の端部まで延在する（１００）面よ
りなる第１のストライプ面と、各々（１００）面とは異
なる結晶方位を有し前記長手方向に前記第１の端部から
前記第２の端部まで延在する一対の別のストライプ面と
より構成される第１のストライプ構造と、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記基板上に前記長手方向に
第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するように
形成された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に前記第１のクラッド層の一部
として、かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構
造に整合するように形成されてなり、前記長手方向に延
在する（１００）面よりなる第２のストライプ面と、前
記第２のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し
（１００）面とは異なる結晶面よりなる一対のストライ
プ面とより構成され、前記長手方向に延在する第２のス
トライプ構造と、前記第１のクラッド層よりも小さいバンドギャップを有
する非ドープ半導体材料よりなり、前記第１のクラッド
層上に形成されて前記長手方向に第１の端部から第２
の、対向側端部まで延在し、第１の極性を有する第１種
のキャリアと第２の極性を有する第２種のキャリアとを
供給されて前記第１種のキャリアと前記第２種のキャリ
アとの再結合により光を発生する活性層と、前記活性層上に前記活性層の一部として、かつ前記半導
体基板に形成されたストライプ構造に整合するように形
成されてなり、前記長手方向に延在する（１００）面よ
りなる第３のストライプ面と、前記第３のストライプ面
の両側で前記長手方向に延在し（１００）面とは異なる
結晶面よりなる一対のストライプ面とより構成され、前
記長手方向に延在する第３のストライプ構造と、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記活性層上に前記長手方向
に第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するよう
に形成された第２のクラッド層と、前記第２のクラッド層上に前記第２のクラッド層の一部
として、かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構
造に整合するように形成されてなり、前記長手方向に延
在する（１００）面よりなる第４のストライプ面と、前
記第４のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し
（１００）面とは異なる結晶面よりなる一対のストライ
プ面とより構成され、前記長手方向に延在する第４のス
トライプ構造と、前記半導体基板上に形成されて第１の極性を有する第１
種のキャリアを前記第１のクラッド層を介して前記活性
層に注入する第１のキャリア注入手段と、前記第２のクラッド層上に形成されて第２の、前記第１
の極性とは逆の極性の第２種のキャリアを前記第２のク
ラッド層を介して前記活性層に注入する第２のキャリア
注入手段とよりなるレーザダイオードにおいて、前記第１および第２のクラッド層の一方はＺｎおよびＳ
ｅにより同時にドープされることによりレーザダイオー
ドに注入された駆動電流を前記活性層のうち前記第３の
ストライプ構造に対応する部分に集中的に注入する電流
狭窄構造を形成することを特徴とするレーザタイオー
ド。
【請求項３０】前記第１〜第４のストライプ構造は前
記（１００）面に平行に、かつ＜０１１＞方向に延在す
る一対の（３１１）Ｂ面を含むことを特徴とする請求項
２９記載のレーザダイオード。
【請求項３１】前記第１〜第４のストライプ構造は前
記（１００）面に平行に、かつ＜０１−１＞方向に延在
する一対の（３１１）Ａ面を含むことを特徴とする請求
項２９記載のレーザダイオード。
【請求項３２】第１の導電型にドープされ、第１の端
部から第２の、対向側端部まで長手方向に延在する半導
体基板と、前記半導体基板上に形成され、前記長手方向に前記第１
の端部から前記第２の端部まで延在する（３１１）Ａ面
よりなる第１のストライプ面と、各々（３１１）Ａ面と
は異なる結晶方位を有し前記長手方向に前記第１の端部
から前記第２の端部まで延在する一対の別のストライプ
面とより構成される第１のストライプ構造と、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記基板上に前記長手方向に
第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するように
形成された第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に前記第１のクラッド層の一部
として、かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構
造に整合するように形成されてなり、前記長手方向に延
在する（３１１）Ａ面よりなる第２のストライプ面と、
前記第２のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し
（３１１）Ａ面とは異なる結晶面よりなる一対のストラ
イプ面とより構成され、前記長手方向に延在する第２の
ストライプ構造と、前記第１のクラッド層よりも小さいバンドギャップを有
する非ドープ半導体材料よりなり、前記第１のクラッド
層上に形成されて前記長手方向に第１の端部から第２
の、対向側端部まで延在し、第１の極性を有する第１種
のキャリアと第２の極性を有する第２種のキャリアとを
供給されて前記第１種のキャリアと前記第２種のキャリ
アとの再結合により光を発生する活性層と、前記活性層上に前記活性層の一部として、かつ前記半導
体基板に形成されたストライプ構造に整合するように形
成されてなり、前記長手方向に延在する（３１１）Ａ面
よりなる第３のストライプ面と、前記第３のストライプ
面の両側で前記長手方向に延在し（３１１）Ａ面とは異
なる結晶面よりなる一対のストライプ面とより構成さ
れ、前記長手方向に延在する第３のストライプ構造と、ＩｎＧａＡｌＰよりなり、前記活性層上に前記長手方向
に第１の端部から第２の、対向側端部まで延在するよう
に形成された第２のクラッド層と、前記第２のクラッド層上に前記第２のクラッド層の一部
として、かつ前記半導体基板に形成されたストライプ構
造に整合するように形成されてなり、前記長手方向に延
在する（３１１）Ａ面よりなる第４のストライプ面と、
前記第４のストライプ面の両側で前記長手方向に延在し
（３１１）Ａ面とは異なる結晶面よりなる一対のストラ
イプ面とより構成され、前記長手方向に延在する第４の
ストライプ構造と、前記半導体基板上に形成されて第１の極性を有する第１
種のキャリアを前記第１のクラッド層を介して前記活性
層に注入する第１のキャリア注入手段と、前記第２のクラッド層上に形成されて第２の、前記第１
の極性とは逆の極性の第２種のキャリアを前記第２のク
ラッド層を介して前記活性層に注入する第２のキャリア
注入手段とを備え前記第１および第２のクラッド層の一
方はＺｎおよびＳｅにより同時にドープされることによ
りレーザダイオードに注入された駆動電流を前記活性層
のうち前記第３のストライプ構造に対応する部分に集中
的に注入する電流狭窄構造を形成することを特徴とする
レーザタイオード。