JPH07221386A - 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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- JPH07221386A JPH07221386A JP6009027A JP902794A JPH07221386A JP H07221386 A JPH07221386 A JP H07221386A JP 6009027 A JP6009027 A JP 6009027A JP 902794 A JP902794 A JP 902794A JP H07221386 A JPH07221386 A JP H07221386A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/162—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ端面の吸収を小さくし、光学損傷を起
こす最高光出力を向上した高出力半導体レーザを歩留ま
りよく製造する。 【構成】 活性層がＧａＩｎＰ自然超格子からなり、ｎ
型のＧａＡｓ基板１、ｎ型クラッド層２のレーザ端面近
傍領域にｎ型不純物Ｓｉを所定濃度以上付加し、ｐ型ク
ラッド層６を積層成長する工程において、Ｓｉを付加し
た領域３上のみｐ型クラッド層６中にドープしたｐ型の
不純物Ｚｎを活性層５に拡散し超格子を無秩序化し窓領
域を作製する。領域３上に積層成長した層は結晶品質が
低下し、Ｚｎが拡散し易くなり、クラッド層６の積層成
長中に活性層中に容易に拡散し、超格子が無秩序化され
る。新たに熱処理をする必要がなく、端面近傍以外の活
性領域にＺｎが拡散し、劣化させることはない。
こす最高光出力を向上した高出力半導体レーザを歩留ま
りよく製造する。 【構成】 活性層がＧａＩｎＰ自然超格子からなり、ｎ
型のＧａＡｓ基板１、ｎ型クラッド層２のレーザ端面近
傍領域にｎ型不純物Ｓｉを所定濃度以上付加し、ｐ型ク
ラッド層６を積層成長する工程において、Ｓｉを付加し
た領域３上のみｐ型クラッド層６中にドープしたｐ型の
不純物Ｚｎを活性層５に拡散し超格子を無秩序化し窓領
域を作製する。領域３上に積層成長した層は結晶品質が
低下し、Ｚｎが拡散し易くなり、クラッド層６の積層成
長中に活性層中に容易に拡散し、超格子が無秩序化され
る。新たに熱処理をする必要がなく、端面近傍以外の活
性領域にＺｎが拡散し、劣化させることはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、情報処理用の高出力半
導体レーザの製造方法に関するものである。
導体レーザの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスク用光源など情報処理分
野への応用として半導体レーザの高出力化が強く望まれ
ている。半導体レーザの出力はレーザ出射端面近傍の局
所的な発熱による端面破壊（光学損傷：Ｃａｔａｓｔｒ
ｏｐｈｉｃ ＯｐｔｉｃａｌＤａｍａｇｅ，ＣＯＤ）に
より制限を受ける。レーザの高出力動作時に生じるＣＯ
Ｄを避けるため、レーザ端面近傍の活性層のバンドギャ
ップを共振器内部のそれに比べ大きくし、端面近傍での
レーザ光の吸収を低減する方法がこれまで行われてき
た。この端面近傍のバンドギャップを広げた領域はレー
ザ光に対して透明で窓領域と呼ばれ、窓領域以外は活性
領域と呼ばれる。
野への応用として半導体レーザの高出力化が強く望まれ
ている。半導体レーザの出力はレーザ出射端面近傍の局
所的な発熱による端面破壊（光学損傷：Ｃａｔａｓｔｒ
ｏｐｈｉｃ ＯｐｔｉｃａｌＤａｍａｇｅ，ＣＯＤ）に
より制限を受ける。レーザの高出力動作時に生じるＣＯ
Ｄを避けるため、レーザ端面近傍の活性層のバンドギャ
ップを共振器内部のそれに比べ大きくし、端面近傍での
レーザ光の吸収を低減する方法がこれまで行われてき
た。この端面近傍のバンドギャップを広げた領域はレー
ザ光に対して透明で窓領域と呼ばれ、窓領域以外は活性
領域と呼ばれる。
【０００３】窓構造を形成する１つの方法として、多重
量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ，Ｍ
ＱＷ）活性層の無秩序化を利用した半導体レーザがエレ
クトロニクスレターズ誌（Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９
８４，ｖｏｌ．２０，ｐｐ３８３−３８４）に報告され
ている。活性層をなすＭＱＷを不純物の熱拡散により端
面近傍のみ無秩序化することによりバンドギャップを拡
大している。
量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ，Ｍ
ＱＷ）活性層の無秩序化を利用した半導体レーザがエレ
クトロニクスレターズ誌（Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９
８４，ｖｏｌ．２０，ｐｐ３８３−３８４）に報告され
ている。活性層をなすＭＱＷを不純物の熱拡散により端
面近傍のみ無秩序化することによりバンドギャップを拡
大している。
【０００４】また、自然超格子の形成した活性層の無秩
序化を利用した半導体レーザがジャパニーズアプライド
フィジックス誌（Ｙ．Ｕｅｎｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊａｐ
ａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ，１９９０，ｖｏｌ．２９，ｐｐ．Ｌ１６６６
−Ｌ１６６８）に報告されている。この半導体レーザも
レーザ端面近傍の活性層の自然超格子も不純物の熱拡散
により無秩序化されている。このため、レーザ端面のバ
ンドギャップは共振器内部の自然超格子を形成した活性
層よりも大きい。自然超格子はＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＩ
ｎＰのエピタキシャル成長層において［１１１］方向に
秩序性のある周期構造が形成されていることが報告され
ている（例えば、アプライドフィジックスレターズ誌
（Ｇｏｍｙｏ ｅｔ ａｌ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． Ｖｏｌ．７７ （１９８７）ｐｐ．６７３−
６７５）。この自然超格子は、不純物拡散により無秩序
化され、バンドギャップエネルギーが増大することがジ
ャパニーズアプライドフィジックス誌（Ａ．Ｇｏｙｏ
ｅｔ ａｌ．，Ｊａｐａｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌＡｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９８８，ｖｏｌ．２
７，ｐｐ．Ｌ１５４９−Ｌ１５５２）に報告されてい
る。
序化を利用した半導体レーザがジャパニーズアプライド
フィジックス誌（Ｙ．Ｕｅｎｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊａｐ
ａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ，１９９０，ｖｏｌ．２９，ｐｐ．Ｌ１６６６
−Ｌ１６６８）に報告されている。この半導体レーザも
レーザ端面近傍の活性層の自然超格子も不純物の熱拡散
により無秩序化されている。このため、レーザ端面のバ
ンドギャップは共振器内部の自然超格子を形成した活性
層よりも大きい。自然超格子はＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＩ
ｎＰのエピタキシャル成長層において［１１１］方向に
秩序性のある周期構造が形成されていることが報告され
ている（例えば、アプライドフィジックスレターズ誌
（Ｇｏｍｙｏ ｅｔ ａｌ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． Ｖｏｌ．７７ （１９８７）ｐｐ．６７３−
６７５）。この自然超格子は、不純物拡散により無秩序
化され、バンドギャップエネルギーが増大することがジ
ャパニーズアプライドフィジックス誌（Ａ．Ｇｏｙｏ
ｅｔ ａｌ．，Ｊａｐａｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌＡｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９８８，ｖｏｌ．２
７，ｐｐ．Ｌ１５４９−Ｌ１５５２）に報告されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】不純物拡散によりＭＱ
Ｗ、自然超格子を無秩序化するには、封管拡散法が多く
行われてきた。封管拡散法は、熱処理の温度と時間によ
り拡散を制御する方法であり、その制御は困難なもので
あった。また、ダブルヘテロ構造を積層後熱処理をする
ため、クラッド層中の不純物が活性領域の活性層に拡散
し、半導体レーザの特性を悪化させる可能性があった。
そのため、活性領域の活性層にクラッド層中の不純物が
拡散しないように保ちつつ、窓領域のみ不純物を拡散し
てＭＱＷ、自然超格子を無秩序化するには、さらに熱処
理の温度、時間の制御が困難となっていた。
Ｗ、自然超格子を無秩序化するには、封管拡散法が多く
行われてきた。封管拡散法は、熱処理の温度と時間によ
り拡散を制御する方法であり、その制御は困難なもので
あった。また、ダブルヘテロ構造を積層後熱処理をする
ため、クラッド層中の不純物が活性領域の活性層に拡散
し、半導体レーザの特性を悪化させる可能性があった。
そのため、活性領域の活性層にクラッド層中の不純物が
拡散しないように保ちつつ、窓領域のみ不純物を拡散し
てＭＱＷ、自然超格子を無秩序化するには、さらに熱処
理の温度、時間の制御が困難となっていた。
【０００６】また、半導体レーザ端面を熱拡散又はイオ
ン注入により、不純物を導入し、窓領域の量子井戸（超
格子）活性層を無秩序化した例として、特開平１−３１
９９８１号公報、特開昭６３−１９６０８８号公報、特
開昭６３−５６９７９号公報がある。いずれも熱処理の
制御が難しく、良好な窓領域が形成できておらず、更
に、発光領域の活性層の特性を劣化させていた。
ン注入により、不純物を導入し、窓領域の量子井戸（超
格子）活性層を無秩序化した例として、特開平１−３１
９９８１号公報、特開昭６３−１９６０８８号公報、特
開昭６３−５６９７９号公報がある。いずれも熱処理の
制御が難しく、良好な窓領域が形成できておらず、更
に、発光領域の活性層の特性を劣化させていた。
【０００７】本発明の目的は、クラッド層中の不純物が
活性領域の活性層に拡散することのない、高出力半導体
レーザを歩留まり良く得るための製造方法を提供するこ
とにある。
活性領域の活性層に拡散することのない、高出力半導体
レーザを歩留まり良く得るための製造方法を提供するこ
とにある。
【０００８】
【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、第１伝導型の半導体基板上に、第１伝導型
クラッド層を積層成長する工程と、該第１伝導型クラッ
ド層のレーザ端面近傍領域に第１伝導型不純物を所定濃
度以上付加する工程と、該第１伝導型クラッド層上に少
なくとも超格子活性層と第２伝導型クラッド層を積層成
長し、該第２伝導型クラッド層を積層成長する過程にお
いて第１伝導型不純物を付加した領域上のみ第２伝導型
クラッド層中にドープした第２伝導型の不純物が活性層
に拡散する工程とを有することを特徴とする。
製造方法は、第１伝導型の半導体基板上に、第１伝導型
クラッド層を積層成長する工程と、該第１伝導型クラッ
ド層のレーザ端面近傍領域に第１伝導型不純物を所定濃
度以上付加する工程と、該第１伝導型クラッド層上に少
なくとも超格子活性層と第２伝導型クラッド層を積層成
長し、該第２伝導型クラッド層を積層成長する過程にお
いて第１伝導型不純物を付加した領域上のみ第２伝導型
クラッド層中にドープした第２伝導型の不純物が活性層
に拡散する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、第１伝導型の半導体基板のレーザ端面近傍領域に第
１伝導型不純物を所定濃度以上付加する工程と、該半導
体基板上に第１伝導型クラッド層、超格子活性層と第２
伝導型クラッド層を積層成長し、該第２伝導型クラッド
層を積層成長する過程において第１伝導型不純物を付加
した領域上のみ第２伝導型クラッド層中にドープした第
２伝導型の不純物が活性層に拡散する工程とを有するこ
とを特徴とする。
は、第１伝導型の半導体基板のレーザ端面近傍領域に第
１伝導型不純物を所定濃度以上付加する工程と、該半導
体基板上に第１伝導型クラッド層、超格子活性層と第２
伝導型クラッド層を積層成長し、該第２伝導型クラッド
層を積層成長する過程において第１伝導型不純物を付加
した領域上のみ第２伝導型クラッド層中にドープした第
２伝導型の不純物が活性層に拡散する工程とを有するこ
とを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の半導体レーザの製造方法の作用を説明
する。本発明の半導体レーザの製造方法は、第１伝導型
クラッド層または第１伝導型半導体基板に第１伝導型不
純物を所定濃度以上付加することにより、該第１伝導型
クラッド層または第１伝導帯型半導体基板上に積層する
層の結晶品質の低下を導く。このとき、第１伝導型不純
物を付加した領域上の第２伝導型クラッド層にドープし
た第２伝導型不純物は拡散し易くなる。このため、第２
伝導型クラッド層を積層成長する際の熱履歴により、第
２伝導型不純物は活性層中に容易に拡散し、超格子活性
層は無秩序化される。従って、窓領域に不純物を拡散す
るために新たに熱処理を施す必要がなく、活性領域に第
２伝導型不純物が拡散することはない。従って活性領域
の特性を悪化させることなく、光学損傷を起こす最高光
出力を向上した半導体レーザを歩留まり良く製造でき
る。
する。本発明の半導体レーザの製造方法は、第１伝導型
クラッド層または第１伝導型半導体基板に第１伝導型不
純物を所定濃度以上付加することにより、該第１伝導型
クラッド層または第１伝導帯型半導体基板上に積層する
層の結晶品質の低下を導く。このとき、第１伝導型不純
物を付加した領域上の第２伝導型クラッド層にドープし
た第２伝導型不純物は拡散し易くなる。このため、第２
伝導型クラッド層を積層成長する際の熱履歴により、第
２伝導型不純物は活性層中に容易に拡散し、超格子活性
層は無秩序化される。従って、窓領域に不純物を拡散す
るために新たに熱処理を施す必要がなく、活性領域に第
２伝導型不純物が拡散することはない。従って活性領域
の特性を悪化させることなく、光学損傷を起こす最高光
出力を向上した半導体レーザを歩留まり良く製造でき
る。
【００１１】
【実施例】本発明の半導体レーザの製造方法の一実施例
を図を用いて説明する。図１は本発明の半導体レーザの
製造方法により作製した半導体レーザの構造図であり、
図２、図３にはその製造工程を示す。
を図を用いて説明する。図１は本発明の半導体レーザの
製造方法により作製した半導体レーザの構造図であり、
図２、図３にはその製造工程を示す。
【００１２】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ（００１）基板１上に１．０μｍ厚のｎ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２を積層成長
する。リソグラフィ法により半導体レーザの活性領域と
なる部分にイオン注入用ＳｉＯ2 マスク１４を形成した
後、イオン注入法により原子濃度１０19ｃｍ-3以上のＳ
ｉを打ち込み、高濃度Ｓｉ注入部３を形成する。
Ａｓ（００１）基板１上に１．０μｍ厚のｎ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２を積層成長
する。リソグラフィ法により半導体レーザの活性領域と
なる部分にイオン注入用ＳｉＯ2 マスク１４を形成した
後、イオン注入法により原子濃度１０19ｃｍ-3以上のＳ
ｉを打ち込み、高濃度Ｓｉ注入部３を形成する。
【００１３】マスク１４除去後、図２（ｂ）に示すよう
に、０．０２μｍ厚のアンドープ（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４、０．０６μｍ厚のアンド
ープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５、１．０μｍ厚のＺｎ
ドープｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層６、０．０２μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテ
ロバッファ層７、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ
層８を積層成長した。結晶成長は減圧ＭＯＶＰＥ法を用
いた。成長条件は、自然超格子が形成されるように、温
度６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、Ｖ族原料供給量／ＩＩ
Ｉ族原料供給量比（Ｖ／ＩＩＩ比）１５０とした。原料
としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエ
チルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭ
Ｉ）、ホスフィン（ＰＨ3 ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、
ｎ型ドーパントとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、ｐ型ド
ーパントとしてジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いた。
に、０．０２μｍ厚のアンドープ（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４、０．０６μｍ厚のアンド
ープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５、１．０μｍ厚のＺｎ
ドープｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層６、０．０２μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテ
ロバッファ層７、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ
層８を積層成長した。結晶成長は減圧ＭＯＶＰＥ法を用
いた。成長条件は、自然超格子が形成されるように、温
度６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、Ｖ族原料供給量／ＩＩ
Ｉ族原料供給量比（Ｖ／ＩＩＩ比）１５０とした。原料
としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエ
チルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭ
Ｉ）、ホスフィン（ＰＨ3 ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、
ｎ型ドーパントとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、ｐ型ド
ーパントとしてジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いた。
【００１４】本実施例では、ｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２とアンドープＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ活性層５の間に０．０２μｍ厚のアンドープ（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４を積層し
たが、この層はｎ型にドープしてもよいし、またこの層
は積層しなくても良い。また、本実施例ではＧａ0.5Ｉ
ｎ0.5 Ｐ活性層５を用いたが、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ、０＜ｘ≦０．２を用いても良いし、ＭＱＷ
であってもよい。このアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活
性層５は自然超格子が形成されている。Ｚｎドープｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を積
層する際に、高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層６にドープしたＺｎが拡散
し、Ｚｎ拡散領域９を形成し、自然超格子が無秩序化し
ている。高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４やアンドープＧａＩｎＰクラッド層５
は結晶品質が低下し、不純物が拡散し易くなっているた
めである。このＺｎ拡散領域９が窓領域となる。
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２とアンドープＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ活性層５の間に０．０２μｍ厚のアンドープ（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４を積層し
たが、この層はｎ型にドープしてもよいし、またこの層
は積層しなくても良い。また、本実施例ではＧａ0.5Ｉ
ｎ0.5 Ｐ活性層５を用いたが、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ、０＜ｘ≦０．２を用いても良いし、ＭＱＷ
であってもよい。このアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活
性層５は自然超格子が形成されている。Ｚｎドープｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を積
層する際に、高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層６にドープしたＺｎが拡散
し、Ｚｎ拡散領域９を形成し、自然超格子が無秩序化し
ている。高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４やアンドープＧａＩｎＰクラッド層５
は結晶品質が低下し、不純物が拡散し易くなっているた
めである。このＺｎ拡散領域９が窓領域となる。
【００１５】次に、図３（ａ）に示すようにリソグラフ
ィ法によりイオン注入を行ったストライプと垂直にＳｉ
Ｏ2 ストライプマスク１５を形成し、ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を層厚０．２μｍ
程度残してウェットエッチングにより除去し、メサを形
成する。
ィ法によりイオン注入を行ったストライプと垂直にＳｉ
Ｏ2 ストライプマスク１５を形成し、ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を層厚０．２μｍ
程度残してウェットエッチングにより除去し、メサを形
成する。
【００１６】図３（ｂ）に示すようにリソグラフィ法に
よりイオン注入した上部のＳｉＯ2ストライプマスク１
５を除去し、選択成長によりｎ型ＧａＡｓブロック層１
０を積層成長後、ＳｉＯ2 ストライプマスク１５を除去
し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１を形成した。ｎ型Ｇ
ａＡｓブロック層１０およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１の成長には減圧ＭＯＶＰＥ法を用い、成長条件は、
温度６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、Ｖ／ＩＩＩ比４５と
した。原料としては、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、
アルシン（ＡｓＨ3 ）、ｎ型ドーパントとしてジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を用いた。つぎに、ｎ電極１２、ｐ電極
１３を形成した。高濃度Ｓｉ注入部３を劈開して共振器
を形成する。完成した半導体レーザの構造を図１に示
す。最後に、ｐ電極側をヒートシンクに融着して実装し
た。
よりイオン注入した上部のＳｉＯ2ストライプマスク１
５を除去し、選択成長によりｎ型ＧａＡｓブロック層１
０を積層成長後、ＳｉＯ2 ストライプマスク１５を除去
し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１を形成した。ｎ型Ｇ
ａＡｓブロック層１０およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１の成長には減圧ＭＯＶＰＥ法を用い、成長条件は、
温度６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、Ｖ／ＩＩＩ比４５と
した。原料としては、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、
アルシン（ＡｓＨ3 ）、ｎ型ドーパントとしてジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を用いた。つぎに、ｎ電極１２、ｐ電極
１３を形成した。高濃度Ｓｉ注入部３を劈開して共振器
を形成する。完成した半導体レーザの構造を図１に示
す。最後に、ｐ電極側をヒートシンクに融着して実装し
た。
【００１７】こうして本発明の製造方法により作製した
半導体レーザは、良好な特性の活性領域と窓領域を有
し、窓領域のない半導体レーザに比べＣＯＤレベルが約
３倍向上し、また封管拡散法により作製された半導体レ
ーザに比べ歩留まりが上昇した。
半導体レーザは、良好な特性の活性領域と窓領域を有
し、窓領域のない半導体レーザに比べＣＯＤレベルが約
３倍向上し、また封管拡散法により作製された半導体レ
ーザに比べ歩留まりが上昇した。
【００１８】前記実施例では、ｎ型クラッド層にイオン
注入した場合の実施例の説明をしたが、続いて、半導体
基板にイオン注入する場合の半導体レーザの製造方法の
一実施例を図を用いて説明する。図４は本発明の半導体
レーザの製造方法により作製した半導体レーザの構造図
であり、図５、図６にはその製造工程を示す。
注入した場合の実施例の説明をしたが、続いて、半導体
基板にイオン注入する場合の半導体レーザの製造方法の
一実施例を図を用いて説明する。図４は本発明の半導体
レーザの製造方法により作製した半導体レーザの構造図
であり、図５、図６にはその製造工程を示す。
【００１９】まず、図５（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ（００１）基板１上にリソグラフィ法により半導体
レーザの活性領域となる部分にイオン注入用ＳｉＯ2 マ
スク１４を形成した後、イオン注入法により原子濃度１
０19ｃｍ-3以上のＳｉを打ち込み、高濃度Ｓｉ注入部３
を形成する。マスク１４除去後、図５（ｂ）に示すよう
に、１．０μｍ厚のｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２、０．０６μｍ厚のアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５、１．０μｍ厚のＺｎドープｐ
型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６、
０．０２μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッフ
ァ層７、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ層８を積
層成長した。結晶成長は前記の実施例と同様の方法を用
いた。
Ａｓ（００１）基板１上にリソグラフィ法により半導体
レーザの活性領域となる部分にイオン注入用ＳｉＯ2 マ
スク１４を形成した後、イオン注入法により原子濃度１
０19ｃｍ-3以上のＳｉを打ち込み、高濃度Ｓｉ注入部３
を形成する。マスク１４除去後、図５（ｂ）に示すよう
に、１．０μｍ厚のｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２、０．０６μｍ厚のアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５、１．０μｍ厚のＺｎドープｐ
型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６、
０．０２μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッフ
ァ層７、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ層８を積
層成長した。結晶成長は前記の実施例と同様の方法を用
いた。
【００２０】本実施例では、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層
５を用いたが、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ、０
＜ｘ≦０．２を用いても良いし、ＭＱＷであってもよ
い。このアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５は自然
超格子が形成されている。Ｚｎドープｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を積層する際に、
高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
活性層５にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層６にドープしたＺｎが拡散し、Ｚｎ拡散領域９
を形成し、自然超格子が無秩序化している。高濃度Ｓｉ
注入部３上のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２やアンド
ープＧａＩｎＰクラッド層５の結晶品質は低下し、不純
物が拡散し易くなっているためである。このＺｎ拡散領
域９が窓領域となる。
５を用いたが、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ、０
＜ｘ≦０．２を用いても良いし、ＭＱＷであってもよ
い。このアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５は自然
超格子が形成されている。Ｚｎドープｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を積層する際に、
高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
活性層５にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層６にドープしたＺｎが拡散し、Ｚｎ拡散領域９
を形成し、自然超格子が無秩序化している。高濃度Ｓｉ
注入部３上のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２やアンド
ープＧａＩｎＰクラッド層５の結晶品質は低下し、不純
物が拡散し易くなっているためである。このＺｎ拡散領
域９が窓領域となる。
【００２１】あとは前記実施例と同様であり、図６
（ａ）（ｂ）に示すように、メサを形成した。その後ｎ
型ＧａＡｓブロック層１０、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１を積層成長し、ｎ電極１２、ｐ電極１３を形成、高
濃度Ｓｉ注入部３を劈開して共振器を形成した。完成し
た半導体レーザの構造を図４に示す。
（ａ）（ｂ）に示すように、メサを形成した。その後ｎ
型ＧａＡｓブロック層１０、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１を積層成長し、ｎ電極１２、ｐ電極１３を形成、高
濃度Ｓｉ注入部３を劈開して共振器を形成した。完成し
た半導体レーザの構造を図４に示す。
【００２２】こうして本発明の製造方法により作製した
半導体レーザは、前記実施例と同様の効果が得られた。
半導体レーザは、前記実施例と同様の効果が得られた。
【００２３】
【発明の効果】本発明の半導体レーザの製造方法によれ
ば、不純物拡散するための熱処理を特別に行うことなく
窓領域を形成することができるため、活性領域の特性を
悪化させることがなく、ＣＯＤレベルの高い半導体レー
ザを歩留まり良く製造することができる。
ば、不純物拡散するための熱処理を特別に行うことなく
窓領域を形成することができるため、活性領域の特性を
悪化させることがなく、ＣＯＤレベルの高い半導体レー
ザを歩留まり良く製造することができる。
【図１】本発明の一実施例となる製造方法による半導体
レーザの構造図である。
レーザの構造図である。
【図２】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図で、
図２の続きである。
図２の続きである。
【図４】本発明の一実施例となる製造方法による半導体
レーザの構造図である。
レーザの構造図である。
【図５】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図で、
図５の続きである。
図５の続きである。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ３ 高濃度Ｓｉ注入部 ４ アンドープ（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層 ５ アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ６ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ７ ｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層 ８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ９ Ｚｎ拡散領域 １０ ｎ型ＧａＡｓブロック層 １１ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １２ ｐ電極 １３ ｎ電極 １４ イオン注入用ＳｉＯ2 マスク １５ ＳｉＯ2 ストライプマスク
層 ３ 高濃度Ｓｉ注入部 ４ アンドープ（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層 ５ アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ６ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ７ ｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層 ８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ９ Ｚｎ拡散領域 １０ ｎ型ＧａＡｓブロック層 １１ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １２ ｐ電極 １３ ｎ電極 １４ イオン注入用ＳｉＯ2 マスク １５ ＳｉＯ2 ストライプマスク
Claims (4)
- 【請求項１】第１伝導型の半導体基板上に、第１伝導型
クラッド層を積層成長する工程と、該第１伝導型クラッ
ド層のレーザ端面近傍領域に第１伝導型不純物を所定濃
度以上付加する工程と、該第１伝導型クラッド層上に少
なくとも超格子活性層と第２伝導型クラッド層を積層成
長し、該第２伝導型クラッド層を積層成長する過程にお
いて第１伝導型不純物を付加した領域上のみ第２伝導型
クラッド層中にドープした第２伝導型の不純物が前記超
格子活性層に拡散し、超格子が無秩序化する工程とを有
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】第１伝導型の半導体基板のレーザ端面近傍
領域に第１伝導型不純物を所定濃度以上付加する工程
と、該半導体基板上に第１伝導型クラッド層と超格子活
性層と第２伝導型クラッド層を積層成長し、該第２伝導
型クラッド層を積層成長する過程において第１伝導型不
純物を付加した領域上のみ第２伝導型クラッド層中にド
ープした第２伝導型の不純物が前記超格子活性層に拡散
し、超格子が無秩序化する工程とを有することを特徴と
する半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】活性層が自然超格子を形成したＧａＩｎ
Ｐ、またはＡｌＧａＩｎＰからなることを特徴とする請
求項１または請求項２記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】第１伝導型不純物がＳｉ、第２不純物がＺ
ｎであることを特徴とする請求項１または請求項２また
は請求項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 |
|---|---|---|---|
| JP6009027A JP2780625B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009027A JP2780625B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221386A true JPH07221386A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2780625B2 JP2780625B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=11709182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6009027A Expired - Fee Related JP2780625B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780625B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1307757C (zh) * | 2002-10-30 | 2007-03-28 | 夏普株式会社 | 半导体激光器件，制作方法以及光盘的重现和记录单元 |
| CN106033785A (zh) * | 2015-03-12 | 2016-10-19 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | GaInP/GaAs双结太阳能电池的制备方法 |
-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009027A patent/JP2780625B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1307757C (zh) * | 2002-10-30 | 2007-03-28 | 夏普株式会社 | 半导体激光器件，制作方法以及光盘的重现和记录单元 |
| CN106033785A (zh) * | 2015-03-12 | 2016-10-19 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | GaInP/GaAs双结太阳能电池的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2780625B2 (ja) | 1998-07-30 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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