JPH07221385A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH07221385A
JPH07221385A JP853394A JP853394A JPH07221385A JP H07221385 A JPH07221385 A JP H07221385A JP 853394 A JP853394 A JP 853394A JP 853394 A JP853394 A JP 853394A JP H07221385 A JPH07221385 A JP H07221385A
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JP
Japan
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type
layer
semiconductor laser
dopant
cap
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Pending
Application number
JP853394A
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English (en)
Inventor
Tadahiko Kishi
忠彦 岸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特性温度の優れた半導体レーザの製造を目的
とする。 【構成】 P型(Alx Ga1-x )In0.5 Pクラッド
層(0<x≦1)5、P型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバ
ッファ層6、n型GaAsキャップ層7を順次、第1回
目の成長で連続して成長し、次にn型GaAsキャップ
層7をP型GaInPヘテロバッファ層6に対して選択
性の高いエッチング液により、全面除去した後にメサス
トライプを形成以後の工事を行う。 【効果】 成長終了後の降温時の水素原子のP型クラッ
ド層への取り込みを低減することにより、P型ドーパン
トの活性化が向上して高いP型キャリア濃度が得られる
ため、特性温度の優れた半導体レーザを形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体装置、例
えば、可視光半導体レーザの安定な高温動作を可能とす
る製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザの製造方法
は、図3に示すように有機金属熱分解を用いた気相エピ
タキシャル法(MO−VPE)等によってn型GaAs
基板上1の上にn型GaAsバッファ層2、n型(Al
x Ga1-x0.5 In0.5 クラッド層(0<x≦1)
3、Ga0.5 In0.5 P活性層4、P型(Alx Ga
1-x0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)5、P
型Ga0.5 In0.5 Pへテロバッファ層6までを1回成
長により、順次成長する。次に、例えば、SiO2 膜マ
スク9を成長し、選択エッチングによりヘテロバッファ
層6、およびP型クラッド層5の所望の部分をエッチン
グ除去し、所望の厚さだけP型クラッド層5を残し、ス
トライプ状のメサを形成する。この後、上記選択エッチ
ングにより、形成したSiO2 膜マスク9をマスクとし
て第2回目の成長にてn−GaAsブロック層10を選
択的に成長する。そして、次にこのSiO2 膜マスクを
除去した後に第3回目の成長にてP型GaAsコンタク
ト層11を成長し、基板1電極、コンタクト層11上に
P型電極を形成して半導体レーザ素子が作成される(例
えば特開平4−306886号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述の従来の
半導体レーザの製造方法では、図4に示すようにP型ク
ラッド層5のP型ドーパントの供給量を増加しても、P
型キャリア濃度が飽和して増加しなくなるため、半導体
レーザの高温動作に電子のオーバーフローが大きく生じ
て、図5のように特性温度が低く、高温動作が不安定と
なる欠点があった。
【0004】また、このP型キャリア濃度の飽和は、基
板からのP(リン)抜け防止としてP型Ga0.5 In
0.5 Pヘテロバッファ層6成長後のクーリング(降温)
時に基板へ供給しているホスフィン(PH3 )が分解し
た[H+ ]と結晶内のP型ドーパント例えばZnとが結
合することによってP型ドーパントを不活性化し、それ
がさらに不活性化による拡散速度の増加を促して成長過
程時に活性層4まで拡散するため、所望の構造が得られ
ず、素子の特性を劣化差せてしまう欠点を合わせて持っ
ていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
製造方法は上記の課題を解決するために、nがたGaA
s基板(またはn型GaAsバッファ層を有する基板)
に有機金属熱分解法により所定の層と、その上層にP型
(Alx Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)およびP型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層
を順次成長し、引き続きPを含まない化合物によるキャ
ップ層を成長する工程と前記キャップ層を除去する工程
とを特徴とする。
【0006】前記キャップ層は、GaAs基板に格子整
合し、かつ下地のGa0.5 In0.5Pヘテロバッファ層
とエッチングの選択性を有する物が好ましい。このよう
な物としてGaAsやAly GA1-y As(0<y<
0.5)が使用できる。
【0007】また、前記キャップ層には下地のヘテロバ
ッファ層からのP型不純物の外方拡散雄をできるだけお
さえるためにn型不純物をドープした方がよい。
【0008】
【作用】上記の構成によると、成長終了時の最上層はP
を含まない化合物によるキャップ層なので、クーリング
時分解して水素原子が成長層に取り込まれやすいフォス
フィン(PH3 )の雰囲気とする必要がなく、他の雰囲
気となるので水素原子の成長層(キャップ層)への取り
込みが少なくなると共にキャップ層がマスクとなって下
地のP型ヘテロバッファ層やその下のP型クラッド層へ
の水素原子の侵入が少なくなり、したがってP型不純物
と結合して不活性とする割合が少なくなってキャリア濃
度が増加すると共に、さらに下層の活性層へP型不純物
が拡散するのを少なくする。またキャップ層はその後除
去するのでその後の工程にはなんら問題はない。
【0009】さらにキャップ層をGa0.5 In0.5 Pで
なるヘテロバッファ層とエッチングの選択性を有する物
とすればキャップ層の除去が簡単に行える。
【0010】
【実施例】以下、この発明について図面を参照して説明
する。
【0011】説明に先立ち、従来例を示したものと同一
符号は、同一呼称であり、説明を省いています。
【0012】図1は、本発明の実施例1の半導体レーザ
の断面の製造フロー図を示したものである。n型GaA
s基板1上にn型GaAsバッファ層2、n型(Alx
Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)
3、Ga0.5 In0.5 P活性層4、P型(Alx Ga
1-x0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)5、P
型Ga0.5 In0.5 Pへテロバッファ層6をZnをドー
パントとして成長し、さらにキャップ層7を第1回目の
成長にて順次連続して成長する。
【0013】キャップ層7はPを含まない化合物層とし
て、成長後のクーリング時、PH3雰囲気とする必要の
ないものとする。
【0014】本実施例においてはGa0.5 In0.5 Pに
対し、エッチング選択性のよいGaAsとし、クーリン
グ時の雰囲気はAsH3 とした。さらにSiをドーパン
ントとしてn型とすることにより、P型Ga0.5 In
0.5 Pヘテロバッファ層6よりのP型不純物Znの外方
拡散をおさえる。
【0015】この時、n型GaAsキャップ層の厚さ
は、0.2〜0.5μmもあれば十分な効果が得られ
る。次に、n型GaAsキャップ層をP型Ga0.5 In
0.5 Pヘテロバッファ層6に対して選択性の高いエッチ
ング液例えばリン酸系エッチング液にてn型GaAsキ
ャップ層7を全面除去した後、SiO2 膜マスク9を形
成し、それによりP型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッフ
ァ層6とその下のP型(Alx Ga1-x0.5 In0.5
Pクラッド層5の一部をエッチングしてメサストライプ
を形成する。
【0016】次に、従来同様SiO2 膜マスク9をマス
クとして第2回目の成長として、選択成長によりn型G
aAsブロック層10を成長した後、SiO2 膜マスク
9を除去し、第3回目の成長にてP型GaAsコンタク
ト層11を成長する。
【0017】これにより、図4に示すようにP型クラッ
ド層のP型ドーパント原料の供給量対するP型クラッド
層キャリア濃度特性が改善され、所望の1×1018を越
えるP型キャリア濃度を得ることができるため、特性温
度が改善された高温安定動作の半導体レーザを作ること
ができる。
【0018】また、不活性なP型ドーオパントの低減に
より、P型ドーパントの拡散を抑えることができたた
め、不活性層内まで拡散せず、素子特性を低下させるこ
ともなくなる。
【0019】
【実施例2】図2は、本発明の実施例2の半導体レーザ
の断面の製造フロー図を示したものである。
【0020】この実施例は、前記実施例1のn型GaA
sキャップ層7の代わりにn型Aly Ga1-y Asキャ
ップ層8(0<y<0.5)をもうけている。
【0021】n型Aly Ga1-y Asキャップ層8(0
<y<0.5)をヘテロバッファ層6の次に連続して成
長する。
【0022】n型Aly Ga1-y As(0<y<0.
5)キャップ層8は、P型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバ
ッファ層6に対し、選択性の高いエッチング液(例え
ば、リン酸系エッチング液)にてn型Aly Ga1-y
s(0<y<0.5)キャップ層8を全面除去した後、
以降、実施例1と同様にn型GaAsブロック層10、
P型GaAsコンタクト層11を形成する。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の製造方法を
採用することによってP型クラッド層中のP型ドーオパ
ントの活性化が向上して高キャリア濃度化が可能とな
り、かつ、P型ドーパントの下層への拡散も低減できる
ため、特性濃度の優れた高温安定動作可能な半導体レー
ザを製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る実施例1の半導体レーザの断面
の製造フロー図。
【図2】 本発明に係る実施例2の半導体レーザの断面
の製造フロー図。
【図3】 従来の半導体レーザの断面の製造フロー図。
【図4】 本発明に係る実施例1、および従来の半導体
レーザの製造方法によるP型クラッド層のP型ドーパン
ト原料供給量−P型クラッド層キャリア濃度の図。
【図5】 P型クラッド層キャリア濃度−特性温度の
図。
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型(Alx Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層
(0<x≦1) 4 Ga0.5 In0.5 P活性層 5 P型(Alx Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層
(0<x≦1) 6 P型Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層 7 n型GaAsキャップ層 8 n型Aly GA1-y Asキャップ層(0<y<0.
5) 9 SiO2 膜マスク 10 n型GaAsブロック層 11 P型GaAsコンタクト層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】n型GaAs基板(またはn型GaAsバ
    ッファ層を有する基板)に有機金属熱分解法により、所
    定の層とその上層にP型(Alx Gax-10.5 In
    0.5 Pクラッド層(0<x≦1)およびP型Ga0.5
    0.5 Pへテロバッファ層を順次成長し、引き続きPを
    含まない化合物によるキャップ層を成長する工程と、そ
    の後キャップ層を全面除去する工程とを特徴とする半導
    体レーザの製造方法。
  2. 【請求項2】前記キャップ層がGaAsである請求項1
    の半導体レーザの製造方法。
  3. 【請求項3】前記キャップ層がAly Ga1-y As(0
    <y<0.5)である請求項1の半導体レーザの製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記キャップがn型である請求項2または
    請求項3の半導体レーザの製造方法。
JP853394A 1994-01-28 1994-01-28 半導体レーザの製造方法 Pending JPH07221385A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005175340A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Hitachi Cable Ltd 半導体レーザ用エピタキシャルウェハ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005175340A (ja) * 2003-12-15 2005-06-30 Hitachi Cable Ltd 半導体レーザ用エピタキシャルウェハ

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