JPH0685390A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH0685390A JPH0685390A JP23623592A JP23623592A JPH0685390A JP H0685390 A JPH0685390 A JP H0685390A JP 23623592 A JP23623592 A JP 23623592A JP 23623592 A JP23623592 A JP 23623592A JP H0685390 A JPH0685390 A JP H0685390A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体レーザの製造方法に関し、高抵抗埋め
込み層のｐ型化を防止して漏れ電流阻止効果の改善され
た高出力半導体レーザを提供することを目的とする。 【構成】 基板１上に少なくとも活性層３と所定の導電
型の不純物を導入したクラッド層４とを積層形成し、こ
れらを選択的にエッチングして基板１上にメサ状に残留
し、このメサを囲んで基板１上に、深いアクセプタ準位
を形成する不純物がドーピングされた高抵抗層６を埋め
込む工程を有し、高抵抗層６にドーピングする深いアク
セプタ準位を形成する不純物のドーピング量を埋め込み
初期において少なくするようにする。
込み層のｐ型化を防止して漏れ電流阻止効果の改善され
た高出力半導体レーザを提供することを目的とする。 【構成】 基板１上に少なくとも活性層３と所定の導電
型の不純物を導入したクラッド層４とを積層形成し、こ
れらを選択的にエッチングして基板１上にメサ状に残留
し、このメサを囲んで基板１上に、深いアクセプタ準位
を形成する不純物がドーピングされた高抵抗層６を埋め
込む工程を有し、高抵抗層６にドーピングする深いアク
セプタ準位を形成する不純物のドーピング量を埋め込み
初期において少なくするようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】近年、光通信技術の発展は目覚ましいもの
があるが、さらに通信容量、通信距離を増大させるため
に、高速変調可能な高出力半導体レーザが求められてい
る。本発明は、特に半導体レーザの漏れ電流阻止効果の
改善と高出力化とに関する。
があるが、さらに通信容量、通信距離を増大させるため
に、高速変調可能な高出力半導体レーザが求められてい
る。本発明は、特に半導体レーザの漏れ電流阻止効果の
改善と高出力化とに関する。
【０００３】
【従来の技術】光通信に使用される半導体レーザの一例
として、図６に示すように、メサ構造の活性層、クラッ
ド層等を囲んで高抵抗層を埋め込んだ高抵抗埋め込み型
レーザが知られている。図６において、１はｎ型ＩｎＰ
基板であり、２はｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層（波長
１．３μｍ、シリコン濃度１×１０17ｃｍ-3、厚さ０．
２μｍ）であり、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層（波長１．
５μｍ、厚さ０．１μｍ）であり、４はｐ型ＩｎＰクラ
ッド層（亜鉛濃度５×１０17ｃｍ-3、厚さ１．５μｍ）
であり、５はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（波長
１．３μｍ、亜鉛濃度５×１０18ｃｍ-3、厚さ０．２μ
ｍ）であり、６は鉄ドープ高抵抗ＩｎＰ埋め込み層であ
り、７は電極である。
として、図６に示すように、メサ構造の活性層、クラッ
ド層等を囲んで高抵抗層を埋め込んだ高抵抗埋め込み型
レーザが知られている。図６において、１はｎ型ＩｎＰ
基板であり、２はｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層（波長
１．３μｍ、シリコン濃度１×１０17ｃｍ-3、厚さ０．
２μｍ）であり、３はＩｎＧａＡｓＰ活性層（波長１．
５μｍ、厚さ０．１μｍ）であり、４はｐ型ＩｎＰクラ
ッド層（亜鉛濃度５×１０17ｃｍ-3、厚さ１．５μｍ）
であり、５はｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層（波長
１．３μｍ、亜鉛濃度５×１０18ｃｍ-3、厚さ０．２μ
ｍ）であり、６は鉄ドープ高抵抗ＩｎＰ埋め込み層であ
り、７は電極である。
【０００４】ＩｎＧａＡｓＰ活性層３にｎ型ＩｎＰ基板
１より電子を、また、ｐ型ＩｎＰクラッド層４よりホー
ルをそれぞれ注入して発光再結合を行わせるものである
が、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３をバイパスする漏れ電流は
発光再結合に関与しない無効成分となるので、メサ構造
の周囲を高抵抗ＩｎＰ埋め込み層６で囲んで漏れ電流を
阻止している。
１より電子を、また、ｐ型ＩｎＰクラッド層４よりホー
ルをそれぞれ注入して発光再結合を行わせるものである
が、ＩｎＧａＡｓＰ活性層３をバイパスする漏れ電流は
発光再結合に関与しない無効成分となるので、メサ構造
の周囲を高抵抗ＩｎＰ埋め込み層６で囲んで漏れ電流を
阻止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ｐ型のクラッド層４に
は、ｐ型不純物として亜鉛等がドープされ、高抵抗埋め
込み層６には深いアクセプタ準位を形成する不純物とし
て鉄がドープされている。このｐ型クラッド層４と高抵
抗埋め込み層６とが隣接していると、深いアクセプタ準
位を形成する不純物鉄がｐ型クラッド層４中へ拡散し、
また、ｐ型不純物亜鉛が高抵抗埋め込み層６中へ拡散す
る。その結果、高抵抗埋め込み層６のｐ型クラッド層４
に接する領域がｐ型化し、高抵抗埋め込み層６の漏れ電
流阻止機能が劣化するという問題が発生する。
は、ｐ型不純物として亜鉛等がドープされ、高抵抗埋め
込み層６には深いアクセプタ準位を形成する不純物とし
て鉄がドープされている。このｐ型クラッド層４と高抵
抗埋め込み層６とが隣接していると、深いアクセプタ準
位を形成する不純物鉄がｐ型クラッド層４中へ拡散し、
また、ｐ型不純物亜鉛が高抵抗埋め込み層６中へ拡散す
る。その結果、高抵抗埋め込み層６のｐ型クラッド層４
に接する領域がｐ型化し、高抵抗埋め込み層６の漏れ電
流阻止機能が劣化するという問題が発生する。
【０００６】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、高抵抗埋め込み層のｐ型化を防止して漏れ電流
阻止効果の改善された高出力半導体レーザを提供するこ
とにある。
にあり、高抵抗埋め込み層のｐ型化を防止して漏れ電流
阻止効果の改善された高出力半導体レーザを提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、基板
（１）上に少なくとも活性層（３）と所定の導電型の不
純物を導入したクラッド層（４）とを積層形成し、少な
くとも活性層（３）とクラッド層（４）とを選択的にエ
ッチングしてメサ状に残留し、このメサ状に残留する少
なくとも活性層（３）とクラッド層（４）とを囲んで前
記の基板（１）上に、深いアクセプタ準位を形成する不
純物がドーピングされた高抵抗層（６）を埋め込む工程
を有し、前記の高抵抗層（６）にドーピングする深いア
クセプタ準位を形成する不純物のドーピング量を埋め込
み初期において少なくする半導体レーザの製造方法によ
って達成される。なお、前記の基板（１）は、ＩｎＰ基
板を使用し、前記の深いアクセプタ準位を形成する不純
物として鉄を使用するとよい。
（１）上に少なくとも活性層（３）と所定の導電型の不
純物を導入したクラッド層（４）とを積層形成し、少な
くとも活性層（３）とクラッド層（４）とを選択的にエ
ッチングしてメサ状に残留し、このメサ状に残留する少
なくとも活性層（３）とクラッド層（４）とを囲んで前
記の基板（１）上に、深いアクセプタ準位を形成する不
純物がドーピングされた高抵抗層（６）を埋め込む工程
を有し、前記の高抵抗層（６）にドーピングする深いア
クセプタ準位を形成する不純物のドーピング量を埋め込
み初期において少なくする半導体レーザの製造方法によ
って達成される。なお、前記の基板（１）は、ＩｎＰ基
板を使用し、前記の深いアクセプタ準位を形成する不純
物として鉄を使用するとよい。
【０００８】
【作用】ｎ型ＩｎＰ基板上に亜鉛を５×１０17ｃｍ-3の
濃度にドープしたｐ型ＩｎＰと深いアクセプタ準位を形
成する鉄を６×１０16ｃｍ-3の濃度にドープした高抵抗
ＩｎＰとを順次積層成長した場合の亜鉛と鉄の拡散プロ
ファイルの測定結果を図３に示す。また、同じ積層構造
で高抵抗ＩｎＰ中の鉄の濃度を１×１０16ｃｍ-3にした
場合の拡散プロファイルを図４に示す。図３と図４の実
験結果から鉄のドープされた高抵抗ＩｎＰ層中への亜鉛
の拡散距離と拡散した亜鉛の総量（亜鉛濃度×亜鉛の拡
散距離）は、高抵抗ＩｎＰ層中への鉄のドーピング濃度
が低い程小さいことが確認された。
濃度にドープしたｐ型ＩｎＰと深いアクセプタ準位を形
成する鉄を６×１０16ｃｍ-3の濃度にドープした高抵抗
ＩｎＰとを順次積層成長した場合の亜鉛と鉄の拡散プロ
ファイルの測定結果を図３に示す。また、同じ積層構造
で高抵抗ＩｎＰ中の鉄の濃度を１×１０16ｃｍ-3にした
場合の拡散プロファイルを図４に示す。図３と図４の実
験結果から鉄のドープされた高抵抗ＩｎＰ層中への亜鉛
の拡散距離と拡散した亜鉛の総量（亜鉛濃度×亜鉛の拡
散距離）は、高抵抗ＩｎＰ層中への鉄のドーピング濃度
が低い程小さいことが確認された。
【０００９】本発明はこの実験結果を応用したものであ
り、鉄ドープ高抵抗ＩｎＰ層を形成するにあたり、図５
に示すように、成長初期においては鉄のドーピング濃度
を１×１０16ｃｍ-3程度に低くし、その後、６×１０16
ｃｍ-3程度に高めるようにすれば、亜鉛ドープのｐ型Ｉ
ｎＰ層に隣接する鉄ドープの高抵抗ＩｎＰ層中への亜鉛
拡散量が減少してｐ型化が抑制され、一方亜鉛が拡散さ
れない領域においては鉄のドーピング量が大きいので高
抵抗が得られ、鉄ドープのＩｎＰ層の漏れ電流阻止効果
が向上する。
り、鉄ドープ高抵抗ＩｎＰ層を形成するにあたり、図５
に示すように、成長初期においては鉄のドーピング濃度
を１×１０16ｃｍ-3程度に低くし、その後、６×１０16
ｃｍ-3程度に高めるようにすれば、亜鉛ドープのｐ型Ｉ
ｎＰ層に隣接する鉄ドープの高抵抗ＩｎＰ層中への亜鉛
拡散量が減少してｐ型化が抑制され、一方亜鉛が拡散さ
れない領域においては鉄のドーピング量が大きいので高
抵抗が得られ、鉄ドープのＩｎＰ層の漏れ電流阻止効果
が向上する。
【００１０】なお、このようなｐ型不純物と深いアクセ
プタ準位を形成する不純物との大きな相互拡散現象は、
ＩｎＰ化合物半導体に限られた性質ではなく、広くIII
−Ｖ族化合物半導体に見られるものである。例えば、鉄
ドープ高抵抗ＧａＩｎＰをもってレーザの埋め込み層を
形成する場合にも本発明の方法は拡散を小さく抑える方
法として有効である。
プタ準位を形成する不純物との大きな相互拡散現象は、
ＩｎＰ化合物半導体に限られた性質ではなく、広くIII
−Ｖ族化合物半導体に見られるものである。例えば、鉄
ドープ高抵抗ＧａＩｎＰをもってレーザの埋め込み層を
形成する場合にも本発明の方法は拡散を小さく抑える方
法として有効である。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
係る半導体レーザの製造方法について説明する。
係る半導体レーザの製造方法について説明する。
【００１２】図２（ａ）参照 ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法を使用してｎ型Ｉ
ｎＧａＡｓＰガイド層２（波長１．３μｍ、不純物シリ
コン濃度１×１０17ｃｍ-3、厚さ０．２μｍ）、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層３（波長１．５μｍ、厚さ０．１μ
ｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層４（亜鉛濃度５×１０17ｃ
ｍ-3、厚さ１．５μｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ト層５（波長１．３μｍ、亜鉛濃度５×１０18ｃｍ-3、
厚さ０．２μｍ）を順次形成する。
ｎＧａＡｓＰガイド層２（波長１．３μｍ、不純物シリ
コン濃度１×１０17ｃｍ-3、厚さ０．２μｍ）、ＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層３（波長１．５μｍ、厚さ０．１μ
ｍ）、ｐ型ＩｎＰクラッド層４（亜鉛濃度５×１０17ｃ
ｍ-3、厚さ１．５μｍ）、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタク
ト層５（波長１．３μｍ、亜鉛濃度５×１０18ｃｍ-3、
厚さ０．２μｍ）を順次形成する。
【００１３】図２（ｂ）参照 ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層５上に幅２μｍの二酸
化シリコンよりなるマスク８を形成し、硫酸系と塩酸系
のエッチング液を使用して、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層５とｐ型ＩｎＰクラッド層４とＩｎＧａＡｓＰ活
性層３とｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層２とを順次エッチ
ングして高さ２μｍ、幅１．５μｍのメサ状に残留す
る。
化シリコンよりなるマスク８を形成し、硫酸系と塩酸系
のエッチング液を使用して、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層５とｐ型ＩｎＰクラッド層４とＩｎＧａＡｓＰ活
性層３とｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層２とを順次エッチ
ングして高さ２μｍ、幅１．５μｍのメサ状に残留す
る。
【００１４】図１（ａ）参照 ＭＯＣＶＤ法を使用して、成長温度６００℃において鉄
ドープ高抵抗ＩｎＰ層を形成してメサの周囲を埋め込
む。この時、埋め込み初期の０．２μｍ厚のＩｎＰ層６
１は鉄濃度を１×１０16ｃｍ-3とし、その後の１．８μ
ｍ厚のＩｎＰ層６２の成長時には鉄濃度を６×１０16ｃ
ｍ-3とする。
ドープ高抵抗ＩｎＰ層を形成してメサの周囲を埋め込
む。この時、埋め込み初期の０．２μｍ厚のＩｎＰ層６
１は鉄濃度を１×１０16ｃｍ-3とし、その後の１．８μ
ｍ厚のＩｎＰ層６２の成長時には鉄濃度を６×１０16ｃ
ｍ-3とする。
【００１５】図１（ｂ）参照 マスク８を除去し、ｎ型ＩｎＰ基板１上とｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰコンタクト層５上とにそれぞれ電極７を形成す
る。
ＡｓＰコンタクト層５上とにそれぞれ電極７を形成す
る。
【００１６】この結果、高抵抗埋め込み層６１・６２中
へのｐ型不純物亜鉛の拡散量が減少して漏れ電流が低減
し、共振器長３００μｍのレーザで最高出力を従来の２
５ｍＷから３０ｍＷへ増大させることができた。
へのｐ型不純物亜鉛の拡散量が減少して漏れ電流が低減
し、共振器長３００μｍのレーザで最高出力を従来の２
５ｍＷから３０ｍＷへ増大させることができた。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係る半導
体レーザの製造方法においては、半導体レーザのメサ構
造を埋め込む高抵抗層の形成にあたり、高抵抗層にドー
ピングする深いアクセプタ準位を形成する不純物のドー
ピング量を埋め込みの初期において少なくすることによ
り、ｐ型不純物の高抵抗層中への拡散を少なくして漏れ
電流阻止効果を高めることができるので、高抵抗埋め込
み構造半導体レーザの高出力化が可能になる。
体レーザの製造方法においては、半導体レーザのメサ構
造を埋め込む高抵抗層の形成にあたり、高抵抗層にドー
ピングする深いアクセプタ準位を形成する不純物のドー
ピング量を埋め込みの初期において少なくすることによ
り、ｐ型不純物の高抵抗層中への拡散を少なくして漏れ
電流阻止効果を高めることができるので、高抵抗埋め込
み構造半導体レーザの高出力化が可能になる。
【図１】本発明に係る半導体レーザの製造工程図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る半導体レーザの製造工程図であ
る。
る。
【図３】Ｚｎドープｐ型ＩｎＰ層上にＦｅドープ（６×
１０16ｃｍ-3）の高抵抗層を成長した場合のＦｅ、Ｚｎ
の拡散プロファイルである。
１０16ｃｍ-3）の高抵抗層を成長した場合のＦｅ、Ｚｎ
の拡散プロファイルである。
【図４】Ｚｎドープｐ型ＩｎＰ層上にＦｅドープ（１×
１０16ｃｍ-3）の高抵抗層を成長した場合のＦｅ、Ｚｎ
の拡散プロファイルである。
１０16ｃｍ-3）の高抵抗層を成長した場合のＦｅ、Ｚｎ
の拡散プロファイルである。
【図５】Ｚｎドープｐ型ＩｎＰ層上にＦｅドープ（初め
１×１０16ｃｍ-3、次に６×１０16ｃｍ-3）の高抵抗層
を成長した場合のＦｅ、Ｚｎの拡散プロファイルであ
る。
１×１０16ｃｍ-3、次に６×１０16ｃｍ-3）の高抵抗層
を成長した場合のＦｅ、Ｚｎの拡散プロファイルであ
る。
【図６】従来技術に係る半導体レーザの構成図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰガイド層 ３ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ５ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ６ 鉄ドープのＩｎＰ高抵抗層 ６１ 鉄のドーピング濃度の低いＩｎＰ層 ６２ 鉄のドーピング濃度の高いＩｎＰ層 ７ 電極 ８ マスク
Claims (3)
- 【請求項１】 基板（１）上に少なくとも活性層（３）
と所定の導電型の不純物を導入したクラッド層（４）と
を積層形成し、 少なくとも該活性層（３）と該クラッド層（４）とを選
択的にエッチングしてメサ状に残留し、 該メサ状に残留する少なくとも活性層（３）とクラッド
層（４）とを囲んで前記基板（１）上に、深いアクセプ
タ準位を形成する不純物がドーピングされた高抵抗層
（６）を埋め込む工程を有し、 前記高抵抗層（６）にドーピングする深いアクセプタ準
位を形成する不純物のドーピング量を埋め込み初期にお
いて少なくすることを特徴とする半導体レーザの製造方
法。 - 【請求項２】 前記基板（１）は、ＩｎＰ基板であるこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方
法。 - 【請求項３】 前記深いアクセプタ準位を形成する不純
物は鉄であることを特徴とする請求項１または２記載の
半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23623592A JPH0685390A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23623592A JPH0685390A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685390A true JPH0685390A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=16997792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23623592A Withdrawn JPH0685390A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685390A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005064080A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体素子及びその製造方法 |
| JP2009059916A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体デバイス |
| US7998770B2 (en) | 2007-05-22 | 2011-08-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for forming a semiconductor light-emitting device |
| WO2019220514A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置及びその製造方法 |
| JP7286029B1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-06-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体デバイス、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスの識別方法 |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP23623592A patent/JPH0685390A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005064080A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体素子及びその製造方法 |
| US7998770B2 (en) | 2007-05-22 | 2011-08-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for forming a semiconductor light-emitting device |
| JP2009059916A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体デバイス |
| WO2019220514A1 (ja) * | 2018-05-14 | 2019-11-21 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置及びその製造方法 |
| JP7286029B1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-06-02 | 三菱電機株式会社 | 半導体デバイス、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスの識別方法 |
| WO2023188115A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体デバイス、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスの識別方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |