JPH07193321A - 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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- JPH07193321A JPH07193321A JP33033293A JP33033293A JPH07193321A JP H07193321 A JPH07193321 A JP H07193321A JP 33033293 A JP33033293 A JP 33033293A JP 33033293 A JP33033293 A JP 33033293A JP H07193321 A JPH07193321 A JP H07193321A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】半導体レーザの素子製造時の熱工程において、
不純物が活性層内部に到達することを防止する。 【構成】ＩｎＧａＡｓＰ活性層８の上部のＰ−ＩｎＰク
ラッド層６をＭＯＶＰＥ法で成長する時に、不純物ガス
の流量もしくは濃度を活性層に近い側は流量を少なくも
しくは濃度を低くし、活性層から遠ざかる程、流量を多
くもしくは濃度を高くする。こうしてＰ−ＩｎＰクラッ
ド層内の不純物濃度は、活性層側は低く、そこから遠ざ
かるにしたがって低くなるように構成される。
不純物が活性層内部に到達することを防止する。 【構成】ＩｎＧａＡｓＰ活性層８の上部のＰ−ＩｎＰク
ラッド層６をＭＯＶＰＥ法で成長する時に、不純物ガス
の流量もしくは濃度を活性層に近い側は流量を少なくも
しくは濃度を低くし、活性層から遠ざかる程、流量を多
くもしくは濃度を高くする。こうしてＰ−ＩｎＰクラッ
ド層内の不純物濃度は、活性層側は低く、そこから遠ざ
かるにしたがって低くなるように構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩｎＰ系の材料を用い
た半導体レーザの製造方法に関する。
た半導体レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザの素子構造を図７に
示す（ＥＬＥＣＴＯＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ；２
８ｔｈ Ｏｃｔｏｂｅｒ １９８２ＶｏＬ１８、Ｎｏ２
２を参照）。図７において、１０はＮ−ＩｎＰ基板であ
る。Ｎ−ＩｎＰクラッド層９はＮ−ＩｎＰ基板１０上に
配置され、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８はＮ−Ｉ
ｎＰクラッド層９上に配置される。また、Ｐ−ＩｎＰク
ラッド層６はアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８上に配
置される。Ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層５は、エッチング
によって設けられたチャネル部１２を埋め込むようにＰ
−ＩｎＰクラッド層６上に配置され、Ｎ−ＩｎＰ電流ブ
ロック層４は、Ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層５上に配置さ
れる。またＰ−ＩｎＰ層３は、Ｐ−ＩｎＰクラッド層及
びＮ−ＩｎＰ電流ブロック層を覆うように配置される。
さらにＰ+ −ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２は、Ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層３上に配置される。Ｎ側電極１１はＮ−Ｉ
ｎＰ基板１０の裏面に、またｐ側電極１はＰ+ −ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層２上に設けられる。ＩｎＰ系の半導
体においては、所望の導電型を得るため、Ｐ型としては
ＺｎをＮ型としてはＳｅやＳｉを導入不純物として用い
る。
示す（ＥＬＥＣＴＯＲＯＮＩＣＳ ＬＥＴＴＥＲＳ；２
８ｔｈ Ｏｃｔｏｂｅｒ １９８２ＶｏＬ１８、Ｎｏ２
２を参照）。図７において、１０はＮ−ＩｎＰ基板であ
る。Ｎ−ＩｎＰクラッド層９はＮ−ＩｎＰ基板１０上に
配置され、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８はＮ−Ｉ
ｎＰクラッド層９上に配置される。また、Ｐ−ＩｎＰク
ラッド層６はアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８上に配
置される。Ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層５は、エッチング
によって設けられたチャネル部１２を埋め込むようにＰ
−ＩｎＰクラッド層６上に配置され、Ｎ−ＩｎＰ電流ブ
ロック層４は、Ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層５上に配置さ
れる。またＰ−ＩｎＰ層３は、Ｐ−ＩｎＰクラッド層及
びＮ−ＩｎＰ電流ブロック層を覆うように配置される。
さらにＰ+ −ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２は、Ｐ−Ｉｎ
Ｐ埋め込み層３上に配置される。Ｎ側電極１１はＮ−Ｉ
ｎＰ基板１０の裏面に、またｐ側電極１はＰ+ −ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層２上に設けられる。ＩｎＰ系の半導
体においては、所望の導電型を得るため、Ｐ型としては
ＺｎをＮ型としてはＳｅやＳｉを導入不純物として用い
る。
【０００３】図８（ａ）に、従来に半導体レーザにおけ
るノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８近傍での導入した
不純物の濃度プロファイルの１例を示す。図８（ａ）に
示すように、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６の不純物濃度は一
定になっている。これは一例としてＭＯＶＰＥ法を用い
て結晶成長を行う場合をあげると、（ＣＨ3 ）2 Ｚｎを
一定濃度含んだ搬送ガスを、他の材料ガスとの混合比が
一定になるようにして結晶成長を行うためである。とこ
ろが、Ｐ型不純物として用いられているＺｎは結晶中の
拡散速度が速い。その結果、図８（ａ）のような不純物
濃度で結晶成長されても、その後の熱工程中にＩｎＰ中
の不純物が拡散して、ＳＩＭＳ法等で測定すると図８
（ｂ）に示すような濃度プロファイルとなっており、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層がノノドープでなくなっている場合
が多い。
るノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８近傍での導入した
不純物の濃度プロファイルの１例を示す。図８（ａ）に
示すように、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６の不純物濃度は一
定になっている。これは一例としてＭＯＶＰＥ法を用い
て結晶成長を行う場合をあげると、（ＣＨ3 ）2 Ｚｎを
一定濃度含んだ搬送ガスを、他の材料ガスとの混合比が
一定になるようにして結晶成長を行うためである。とこ
ろが、Ｐ型不純物として用いられているＺｎは結晶中の
拡散速度が速い。その結果、図８（ａ）のような不純物
濃度で結晶成長されても、その後の熱工程中にＩｎＰ中
の不純物が拡散して、ＳＩＭＳ法等で測定すると図８
（ｂ）に示すような濃度プロファイルとなっており、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層がノノドープでなくなっている場合
が多い。
【０００４】これを解決する方法として、ノンドープの
活性層と上下両側のドーピング層の少なくとも一方との
間に不純物の活性層への拡散を抑制するスペーサ層を備
える方法（例えば、特開平４−４９６９１）や、さらに
スペーサ層の平均膜厚を３００オングストローム以下と
する方法（例えば特開平４−７４４８７）が開示されて
いる。
活性層と上下両側のドーピング層の少なくとも一方との
間に不純物の活性層への拡散を抑制するスペーサ層を備
える方法（例えば、特開平４−４９６９１）や、さらに
スペーサ層の平均膜厚を３００オングストローム以下と
する方法（例えば特開平４−７４４８７）が開示されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のＩｎＰ系の材料
を用いた半導体レーザは以上のように構成されており、
熱工程中にＰ型ＩｎＰ中の過剰の不純物が拡散して、最
終的にはＩｎＧａＡｓＰ活性層がノンドープではなくな
っている場合が多い。ＩｎＧａＡｓＰ活性層中にＰ型不
純物とＮ型不純物の何れか一方、または両方が拡散する
と、非発光再結合の中心となる結晶欠陥が形成され、素
子の特性が低下するという問題点があった。
を用いた半導体レーザは以上のように構成されており、
熱工程中にＰ型ＩｎＰ中の過剰の不純物が拡散して、最
終的にはＩｎＧａＡｓＰ活性層がノンドープではなくな
っている場合が多い。ＩｎＧａＡｓＰ活性層中にＰ型不
純物とＮ型不純物の何れか一方、または両方が拡散する
と、非発光再結合の中心となる結晶欠陥が形成され、素
子の特性が低下するという問題点があった。
【０００６】また、上述の問題点を解決するためにＰ−
ＩｎＰ層中の不純物濃度を低下させる、あるいは活性層
とＰ−ＩｎＰ層中の間にスペーサ層を備える方法（例え
ば、特開平４−４９６９１）では、導電率が低下するば
かりでなく、Ｐ−ｎ接合面が移動して、いわゆるリモー
トジャンクションとなり、素子特性が低下するという問
題点があった。また、スペーサ層の厚さを３００オング
ストローム以下として導電率の低下を防ぐ方法（例えば
特開平４−７４４８７）では、Ｐ−ＩｎＰ層中の不純物
濃度が高いと、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層への
不純物の拡散が制御しきれないという問題点があった。
ＩｎＰ層中の不純物濃度を低下させる、あるいは活性層
とＰ−ＩｎＰ層中の間にスペーサ層を備える方法（例え
ば、特開平４−４９６９１）では、導電率が低下するば
かりでなく、Ｐ−ｎ接合面が移動して、いわゆるリモー
トジャンクションとなり、素子特性が低下するという問
題点があった。また、スペーサ層の厚さを３００オング
ストローム以下として導電率の低下を防ぐ方法（例えば
特開平４−７４４８７）では、Ｐ−ＩｎＰ層中の不純物
濃度が高いと、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰ活性層への
不純物の拡散が制御しきれないという問題点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＩｎＰ系
の材料を用いた半導体レーザの製造方法は、Ｐ型クラッ
ド層へ導入する不純物の濃度を、活性層に近い側では低
濃度とし、活性層から遠ざかる程高濃度になるように結
晶成長することを特徴とする。これにより、活性層への
ドーピング不純物の拡散を抑制するとともに、導電率の
低下やリモートジャンクションの形成を抑制するもので
ある。
の材料を用いた半導体レーザの製造方法は、Ｐ型クラッ
ド層へ導入する不純物の濃度を、活性層に近い側では低
濃度とし、活性層から遠ざかる程高濃度になるように結
晶成長することを特徴とする。これにより、活性層への
ドーピング不純物の拡散を抑制するとともに、導電率の
低下やリモートジャンクションの形成を抑制するもので
ある。
【０００８】
【作用】図５に本発明の作用を示す。Ｐ型の不純物とし
て用いられるＺｎは拡散速度が速いため本発明において
は、Ｐ型ＩｎＰクラッド層のドーピング濃度を、活性層
に近い側では低濃度とし、活性層から遠ざかる程高濃度
に成長させている。また、ドーピングされた不純物の拡
散距離は，高濃度である程長く低濃度では短いことが知
られている。したがって、図５の（ａ）曲線のような濃
度プロファイルで結晶成長を行った場合には、素子完成
時には図５の（ｂ）曲線のような濃度プロファイルとな
り、活性層への不純物の拡散が抑制できる。
て用いられるＺｎは拡散速度が速いため本発明において
は、Ｐ型ＩｎＰクラッド層のドーピング濃度を、活性層
に近い側では低濃度とし、活性層から遠ざかる程高濃度
に成長させている。また、ドーピングされた不純物の拡
散距離は，高濃度である程長く低濃度では短いことが知
られている。したがって、図５の（ａ）曲線のような濃
度プロファイルで結晶成長を行った場合には、素子完成
時には図５の（ｂ）曲線のような濃度プロファイルとな
り、活性層への不純物の拡散が抑制できる。
【０００９】また、不純物の拡散に関する上記の理由に
より、活性層に近い側での不純物の濃度を十分低くして
おけば、図６の（ａ）曲線に示すように活性層から離れ
た側の不純物濃度が高い場合でも、素子完成時には、図
６の（ｂ）曲線に示すような濃度プロファイルとなり、
活性層への不純物の拡散が抑制できる。
より、活性層に近い側での不純物の濃度を十分低くして
おけば、図６の（ａ）曲線に示すように活性層から離れ
た側の不純物濃度が高い場合でも、素子完成時には、図
６の（ｂ）曲線に示すような濃度プロファイルとなり、
活性層への不純物の拡散が抑制できる。
【００１０】さらに本発明では、不純物の拡散に関する
上記の理由によりＰ型ＩｎＰクラッド層内での不純物濃
度は、素子完成時には比較的高い濃度でほぼ一定となる
ので、Ｐ型ＩｎＰクラッド層の導電率の低下やリモート
ジャンクションの形成を抑制することができる。
上記の理由によりＰ型ＩｎＰクラッド層内での不純物濃
度は、素子完成時には比較的高い濃度でほぼ一定となる
ので、Ｐ型ＩｎＰクラッド層の導電率の低下やリモート
ジャンクションの形成を抑制することができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明について説明す
る。図１は本発明の第１の実施例による半導体レーザの
構造を示す断面図である。Ｎ−ＩｎＰ基板１０上にＮ−
ＩｎＰクラッド層９、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
８、ｉ−ＩｎＰスペーサー層７およびＰ−ＩｎＰクラッ
ド層６を結晶成長させて配設する。またＰ−ＩｎＰ電流
ブロック層５は、チャネル部１２を埋め込むようにＰ−
ＩｎＰクラッド層６上に配置され、Ｎ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層４はＰ−ＩｎＰ電流ブロック層５上に配置され
る。また、Ｐ−ＩｎＰ埋め込み層３は、Ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層６及びＮ−ＩｎＰ電流ブロック層４を覆うように
配置される。さらにＰ+ −ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２
はＰ−ＩｎＰ層３上に配置される。Ｎ側電極１１はＮ−
ＩｎＰ基板１０の裏面に、またＰ側電極１はＰ−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層２上に設けられる。
る。図１は本発明の第１の実施例による半導体レーザの
構造を示す断面図である。Ｎ−ＩｎＰ基板１０上にＮ−
ＩｎＰクラッド層９、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
８、ｉ−ＩｎＰスペーサー層７およびＰ−ＩｎＰクラッ
ド層６を結晶成長させて配設する。またＰ−ＩｎＰ電流
ブロック層５は、チャネル部１２を埋め込むようにＰ−
ＩｎＰクラッド層６上に配置され、Ｎ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層４はＰ−ＩｎＰ電流ブロック層５上に配置され
る。また、Ｐ−ＩｎＰ埋め込み層３は、Ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層６及びＮ−ＩｎＰ電流ブロック層４を覆うように
配置される。さらにＰ+ −ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２
はＰ−ＩｎＰ層３上に配置される。Ｎ側電極１１はＮ−
ＩｎＰ基板１０の裏面に、またＰ側電極１はＰ−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層２上に設けられる。
【００１２】図２（ａ）は上記構造の半導体レーザにお
ける結晶成長時の活性層近傍の不純物濃度分布であり、
図２（ｂ）は、上記構造においての最終的な活性層近傍
の不純物濃度分布である。
ける結晶成長時の活性層近傍の不純物濃度分布であり、
図２（ｂ）は、上記構造においての最終的な活性層近傍
の不純物濃度分布である。
【００１３】本実施例の半導体レーザは以下のようにし
て作成される。まず、Ｎ−ＩｎＰ基板１０上にＮ−Ｉｎ
Ｐ基板クラッド層９、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
８、ｉ−ＩｎＰスペーサ層７、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６
を順にＭＯＶＰＥ法でエピタキシャル成長する。各層の
典型的な層厚は、Ｎ−ＩｎＰクラッド層９が０．５μ
ｍ，ＩｎＧａＡｓＰ活性層８が０．１２μｍ，ｉ−Ｉｎ
Ｐスペーサ層あ７が０．０２μｍ，Ｐ−ＩｎＰクラッド
層６が０．７μｍである。本実施例では上記の方法を用
いてＰ−ＩｎＰクラッド層６の不純物濃度は、ｉ−Ｉｎ
Ｐスペーサー層７に接する側は３×１０17ｃｍ-3、Ｐ−
ＩｎＰ電流ブロック層５に接する側は、７×１０17ｃｍ
-3程度となるように（ＣＨ3 ）2 Ｚｎガスの流量を制御
して結晶成長を行う。
て作成される。まず、Ｎ−ＩｎＰ基板１０上にＮ−Ｉｎ
Ｐ基板クラッド層９、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層
８、ｉ−ＩｎＰスペーサ層７、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６
を順にＭＯＶＰＥ法でエピタキシャル成長する。各層の
典型的な層厚は、Ｎ−ＩｎＰクラッド層９が０．５μ
ｍ，ＩｎＧａＡｓＰ活性層８が０．１２μｍ，ｉ−Ｉｎ
Ｐスペーサ層あ７が０．０２μｍ，Ｐ−ＩｎＰクラッド
層６が０．７μｍである。本実施例では上記の方法を用
いてＰ−ＩｎＰクラッド層６の不純物濃度は、ｉ−Ｉｎ
Ｐスペーサー層７に接する側は３×１０17ｃｍ-3、Ｐ−
ＩｎＰ電流ブロック層５に接する側は、７×１０17ｃｍ
-3程度となるように（ＣＨ3 ）2 Ｚｎガスの流量を制御
して結晶成長を行う。
【００１４】次にＰ−ＩｎＰクラッド層６上にレジスト
を塗付後マスク露光により、ストライプ状のパターンを
形成する。その後エッチングによりＮ−ＩｎＰクラッド
層９、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８、ｉ−ＩｎＰ
スペーサー層７、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６をメサ状に残
して除去しチャネル１２を設ける。このときの活性層幅
は約１．５μｍである。その後レジストを剥離して、Ｌ
ＰＥ法によりＰ−ＩｎＰ電流ブロック層５、Ｎ−ＩｎＰ
電流ブロック層４、Ｐ−ＩｎＰ層３およびＰ−ＩｎＧａ
ＡｓＰキャップ層２をチャネル部１２を埋め込むように
順次成長して、いわゆるＤＣ−ＰＢＨ構造とする。その
後、Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２にコンタクト抵抗
を下げるために不純物の熱拡散を行う。最後にＮ−Ｉｎ
Ｐ基板１０の裏面にＮ側電極１１を、Ｐ+ −ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層２の表面にＰ側電極１を形成して素子が
完成する。
を塗付後マスク露光により、ストライプ状のパターンを
形成する。その後エッチングによりＮ−ＩｎＰクラッド
層９、ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８、ｉ−ＩｎＰ
スペーサー層７、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６をメサ状に残
して除去しチャネル１２を設ける。このときの活性層幅
は約１．５μｍである。その後レジストを剥離して、Ｌ
ＰＥ法によりＰ−ＩｎＰ電流ブロック層５、Ｎ−ＩｎＰ
電流ブロック層４、Ｐ−ＩｎＰ層３およびＰ−ＩｎＧａ
ＡｓＰキャップ層２をチャネル部１２を埋め込むように
順次成長して、いわゆるＤＣ−ＰＢＨ構造とする。その
後、Ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２にコンタクト抵抗
を下げるために不純物の熱拡散を行う。最後にＮ−Ｉｎ
Ｐ基板１０の裏面にＮ側電極１１を、Ｐ+ −ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層２の表面にＰ側電極１を形成して素子が
完成する。
【００１５】この発明によるＩｎＰ系の材料を用いた半
導体レーザは、以上にように構成されており、結晶成長
中、図２（ａ）に示すように不純物が導入される、すな
わち、活性層８に近い側で濃度が低く、活性層から離れ
るに従って濃度が高くなるように導入される。そしてそ
の後熱工程中に、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６中の高濃度部
分における不純物は拡散距離が長いため上記クラッド層
中の低濃度部分に拡散してゆく。一方上記クラッド層中
の低濃度部分の不純物は、拡散距離が短く、したがって
ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層まで到達せず、ノンド
ープの状態が保持される。その結果、素子完成時には不
純物濃度は図２（ｂ）に示すようになっている。
導体レーザは、以上にように構成されており、結晶成長
中、図２（ａ）に示すように不純物が導入される、すな
わち、活性層８に近い側で濃度が低く、活性層から離れ
るに従って濃度が高くなるように導入される。そしてそ
の後熱工程中に、Ｐ−ＩｎＰクラッド層６中の高濃度部
分における不純物は拡散距離が長いため上記クラッド層
中の低濃度部分に拡散してゆく。一方上記クラッド層中
の低濃度部分の不純物は、拡散距離が短く、したがって
ノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層まで到達せず、ノンド
ープの状態が保持される。その結果、素子完成時には不
純物濃度は図２（ｂ）に示すようになっている。
【００１６】図９に第１の実施例及び従来例の半導体レ
ーザの光出力−電流特性の違いを示す。図９の（ａ）曲
線は第１の実施例の光出力−電流特性であり、（ｂ）曲
線は従来例の光出力−電流特性である。この図からわか
るように本発明によりレーザの発振しきい値を３３ｍＡ
から２７ｍＡに約２０％低減し、スロープ効率を０．３
５Ｗ／Ａから０．３９Ｗ／Ａに約１０％向上した。
ーザの光出力−電流特性の違いを示す。図９の（ａ）曲
線は第１の実施例の光出力−電流特性であり、（ｂ）曲
線は従来例の光出力−電流特性である。この図からわか
るように本発明によりレーザの発振しきい値を３３ｍＡ
から２７ｍＡに約２０％低減し、スロープ効率を０．３
５Ｗ／Ａから０．３９Ｗ／Ａに約１０％向上した。
【００１７】次に本発明の第２の実施例について図３に
より説明する。図３を参照すると本発明の第２の実施例
は図１に示した第１の実施例のうちｉ−ＩｎＰスペーサ
層７がなくノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８が下ＳＣ
Ｈを層８Ｃ，多重量子井戸活性層８ｂ，上ＳＣＨ層８ａ
という構成になっている点で異なる。このとき上下のＳ
ＣＨの層厚は６０ｎｍ，組成は１．２μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ，多重量子井戸活性層はバリア層厚８ｎｍ，組成２
μｍのＩｎＧａＡｓＰ，ウェル層厚４ｎｍ，組成１．５
５μｍのＩｎＧａＡｓＰで０．９％の圧縮歪を加えてあ
る。図４（ａ）に結晶成長時の不純物の導入のプロファ
イルを示し図４（ｂ）に素子完成時の不純物のプロファ
イルを示す。
より説明する。図３を参照すると本発明の第２の実施例
は図１に示した第１の実施例のうちｉ−ＩｎＰスペーサ
層７がなくノンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層８が下ＳＣ
Ｈを層８Ｃ，多重量子井戸活性層８ｂ，上ＳＣＨ層８ａ
という構成になっている点で異なる。このとき上下のＳ
ＣＨの層厚は６０ｎｍ，組成は１．２μｍのＩｎＧａＡ
ｓＰ，多重量子井戸活性層はバリア層厚８ｎｍ，組成２
μｍのＩｎＧａＡｓＰ，ウェル層厚４ｎｍ，組成１．５
５μｍのＩｎＧａＡｓＰで０．９％の圧縮歪を加えてあ
る。図４（ａ）に結晶成長時の不純物の導入のプロファ
イルを示し図４（ｂ）に素子完成時の不純物のプロファ
イルを示す。
【００１８】第２の実施例の半導体レーザの作成方法に
ついては、図１に示した第１の実施例のうちｉ−ＩｎＰ
スペーサ層７のエピタキシャル成長がなく、ノンドープ
ＩｎＧａＡｓＰ活性層８のかわりに下ＳＣＨ層８ｃ，多
重量子井戸活性層８ｂ，上ＳＣＨ層８ａをエピタキシャ
ル成長させる点で異なる。第２の実施例では、上ＳＣＨ
層８ａが第１の実施例のｉ−ＩｎＰスペーサ層と同様な
効果を示す。すなわち、結晶成長時に図４（ａ）のよう
な不純物濃度の導入プロファイルが、素子完成時には図
４（ｂ）のような不純物濃度プロファイルを示す。上記
のように第２の実施例では、ｉ−ＩｎＰスペーサ層を省
くことができ、上ＳＣＨ層とＰ−ＩｎＰクラッド層の間
のフエルミ準位差を大きくとることができて温度特性面
で有利になる。この第２の実施例では発振しきい値が３
０ｍＡから２５ｍＡに低減し、スロープ効率が０．３６
Ｗ／Ａから０．４１Ｗ／Ａに向上した。
ついては、図１に示した第１の実施例のうちｉ−ＩｎＰ
スペーサ層７のエピタキシャル成長がなく、ノンドープ
ＩｎＧａＡｓＰ活性層８のかわりに下ＳＣＨ層８ｃ，多
重量子井戸活性層８ｂ，上ＳＣＨ層８ａをエピタキシャ
ル成長させる点で異なる。第２の実施例では、上ＳＣＨ
層８ａが第１の実施例のｉ−ＩｎＰスペーサ層と同様な
効果を示す。すなわち、結晶成長時に図４（ａ）のよう
な不純物濃度の導入プロファイルが、素子完成時には図
４（ｂ）のような不純物濃度プロファイルを示す。上記
のように第２の実施例では、ｉ−ＩｎＰスペーサ層を省
くことができ、上ＳＣＨ層とＰ−ＩｎＰクラッド層の間
のフエルミ準位差を大きくとることができて温度特性面
で有利になる。この第２の実施例では発振しきい値が３
０ｍＡから２５ｍＡに低減し、スロープ効率が０．３６
Ｗ／Ａから０．４１Ｗ／Ａに向上した。
【００１９】尚、上記実施例ではいずれもＰ−ＩｎＰク
ラッド層の不純物の導入濃度を、活性層側からその反対
側に向かって直線状に連続して上昇させているが、これ
は曲線であっても、また階段状であっても同様な効果を
有することは言うまでもない。
ラッド層の不純物の導入濃度を、活性層側からその反対
側に向かって直線状に連続して上昇させているが、これ
は曲線であっても、また階段状であっても同様な効果を
有することは言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明はＩｎＰ系材
料を用いた半導体レーザにおいて、Ｐ−ＩｎＰクラッド
層の不純物濃度を、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰあるい
はＩｎＧａＡｓＰ系あるいは多重量子井戸で構成された
活性層側では低く、その反対側では高くなるように成長
させるものである。これにより、熱工程中での不純物の
拡散は、上記Ｐ−ＩｎＰクラッド層中にとどまり活性層
までは到らない。したがって、活性層はノンドープの状
態に保たれるので、上記活性層中のキャリア非発光結合
が抑制される。このため内部吸収ロスの値が、従来の方
法７．０ｃｍ-1から４．５ｃｍ-1に低減した。
料を用いた半導体レーザにおいて、Ｐ−ＩｎＰクラッド
層の不純物濃度を、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰあるい
はＩｎＧａＡｓＰ系あるいは多重量子井戸で構成された
活性層側では低く、その反対側では高くなるように成長
させるものである。これにより、熱工程中での不純物の
拡散は、上記Ｐ−ＩｎＰクラッド層中にとどまり活性層
までは到らない。したがって、活性層はノンドープの状
態に保たれるので、上記活性層中のキャリア非発光結合
が抑制される。このため内部吸収ロスの値が、従来の方
法７．０ｃｍ-1から４．５ｃｍ-1に低減した。
【図１】本発明の第１の実施例によって作られた半導体
レーザを示す断面図である。
レーザを示す断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例によっ
て作られた半導体レーザの不純物濃度プロファイルであ
る。
て作られた半導体レーザの不純物濃度プロファイルであ
る。
【図３】本発明の第２の実施例によって作られた半導体
レーザを示す断面図である。
レーザを示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施例によっ
て作られた半導体レーザの不純物濃度プロファイルであ
る。
て作られた半導体レーザの不純物濃度プロファイルであ
る。
【図５】本発明の作用を示す不純物濃度プロファイルの
第１の例である。
第１の例である。
【図６】本発明の作用を示す不純物濃度プロファイルの
第２の例である。
第２の例である。
【図７】従来の半導体レーザの素子構造を示す断面図で
ある。
ある。
【図８】（ａ），（ｂ）は従来の半導体レーザの不純物
濃度プロファイルである。
濃度プロファイルである。
【図９】本発明の素子と従来の素子との光出力一電流特
性を比較した図である。
性を比較した図である。
１ Ｐ側電極 ２ Ｐ+ −ＩｎＰキャップ層 ３ Ｐ−ＩｎＰ層 ４ Ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層 ５ Ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層 ６ Ｐ−ＩｎＰクラッド層 ７ ｉ−ＩｎＰスペーサ層 ８ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ９ Ｎ−ＩｎＰクラッド層 １０ Ｎ−ＩｎＰ基板 １１ Ｎ側電極 １２ チャネル
Claims (1)
- 【請求項１】 ＩｎＰ化合物半導体からなるＰ型及びＮ
型クラッド層とノンドープのＩｎＧａＡｓあるいはＩｎ
ＧａＡｓＰ系の活性層もしくは多重量子井戸からなる活
性層を有する半導体レーザの製造方法において、結晶の
成長時に、前記Ｐ型クラッド層の不純物を前記活性層近
傍では低濃度とし、前記活性層から遠ざかる程高濃度と
なるように導入して、前記活性層への不純物の拡散を制
御するようにした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 |
|---|---|---|---|
| JP5330332A JP2699848B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5330332A JP2699848B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193321A true JPH07193321A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2699848B2 JP2699848B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=18231446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5330332A Expired - Fee Related JP2699848B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2699848B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6351479B1 (en) | 1998-05-14 | 2002-02-26 | Anritsu Corporation | Semiconductor laser having effective output increasing function |
| US6563850B1 (en) | 1997-10-06 | 2003-05-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light-emitting device and fabricating method thereof |
| JP2008263196A (ja) * | 2007-04-09 | 2008-10-30 | Shogen Koden Kofun Yugenkoshi | 発光素子 |
| JP2019054107A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 日本電信電話株式会社 | 半導体光素子 |
| JPWO2018003551A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2019-04-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 半導体レーザ装置、半導体レーザモジュール及び溶接用レーザ光源システム |
| JP2020017573A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 住友電気工業株式会社 | 垂直共振型面発光レーザ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01189188A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5330332A patent/JP2699848B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2020017573A (ja) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | 住友電気工業株式会社 | 垂直共振型面発光レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2699848B2 (ja) | 1998-01-19 |
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