JPH0730185A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置及びその製造方法Info
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- JPH0730185A JPH0730185A JP16764993A JP16764993A JPH0730185A JP H0730185 A JPH0730185 A JP H0730185A JP 16764993 A JP16764993 A JP 16764993A JP 16764993 A JP16764993 A JP 16764993A JP H0730185 A JPH0730185 A JP H0730185A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長波長半導体レーザ装置において、ドーパン
トの拡散の起こらない電流阻止層を得る。 【構成】 ＩｎＰに格子整合するＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ
層６に酸素をドーピングした高抵抗層６を電流阻止層と
して使用する。 【効果】 ドーパントである酸素がＡｌと結合するた
め、ドーパントの拡散が起こらず、レーザ特性の向上が
できる。
トの拡散の起こらない電流阻止層を得る。 【構成】 ＩｎＰに格子整合するＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ
層６に酸素をドーピングした高抵抗層６を電流阻止層と
して使用する。 【効果】 ドーパントである酸素がＡｌと結合するた
め、ドーパントの拡散が起こらず、レーザ特性の向上が
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザ装置及び
その製造方法に関し、特に長波長半導体レーザの電流阻
止層の構成及びその形成方法に関するものである。
その製造方法に関し、特に長波長半導体レーザの電流阻
止層の構成及びその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来の高抵抗埋め込み層を用いた
長波長半導体レーザの構造とその製造方法について説明
する。図において、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はこの上に
形成されたｎ−ＩｎＰクラッド層、３は、ｎ−ＩｎＰク
ラッド層２とｐ−ＩｎＰクラッド層４との間に挟まれた
アンドープ活性層、７はｐ−ＩｎＰクラッド層４ａ上に
形成されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１０は電
流狭窄構造を実現するためのＦｅドープＩｎＰ高抵抗層
であり、Ｆｅ濃度を１０16cm-3とすることで、１０8 Ω
cm程度の抵抗率が得られ、現在もっとも利用されている
高抵抗層である。
長波長半導体レーザの構造とその製造方法について説明
する。図において、１はｎ−ＩｎＰ基板、２はこの上に
形成されたｎ−ＩｎＰクラッド層、３は、ｎ−ＩｎＰク
ラッド層２とｐ−ＩｎＰクラッド層４との間に挟まれた
アンドープ活性層、７はｐ−ＩｎＰクラッド層４ａ上に
形成されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、１０は電
流狭窄構造を実現するためのＦｅドープＩｎＰ高抵抗層
であり、Ｆｅ濃度を１０16cm-3とすることで、１０8 Ω
cm程度の抵抗率が得られ、現在もっとも利用されている
高抵抗層である。
【０００３】次に製造方法について説明する。まず、ｎ
−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ−ＩｎＰ
層２０，アンドープ３０，ｐ−ＩｎＰ層４０を順次成長
した後、スパッタによりＳｉＯ2 膜を成膜し、通常のホ
トレジスト技術を用いてＳｉＯ2 ストライプ５を形成す
る（図６(a) ）。次いでＳｉＯ2 ストライプ５をマスク
としてウェットエッチングにより図６(b) のようなメサ
を形成した後、ＭＯＣＶＤ法によりＦｅ−ＩｎＰ層１０
をメサ両側に選択埋め込み成長する（図６(c) ）。次
に、ＳｉＯ2 ストライプ５をＨＦで除去した後、再びＭ
ＯＣＶＤ法を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層４ａ，ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層７を順次成長する（図６(d)
）。
−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ−ＩｎＰ
層２０，アンドープ３０，ｐ−ＩｎＰ層４０を順次成長
した後、スパッタによりＳｉＯ2 膜を成膜し、通常のホ
トレジスト技術を用いてＳｉＯ2 ストライプ５を形成す
る（図６(a) ）。次いでＳｉＯ2 ストライプ５をマスク
としてウェットエッチングにより図６(b) のようなメサ
を形成した後、ＭＯＣＶＤ法によりＦｅ−ＩｎＰ層１０
をメサ両側に選択埋め込み成長する（図６(c) ）。次
に、ＳｉＯ2 ストライプ５をＨＦで除去した後、再びＭ
ＯＣＶＤ法を用いてｐ−ＩｎＰクラッド層４ａ，ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰコンタクト層７を順次成長する（図６(d)
）。
【０００４】次に作用効果について説明する。図６(d)
に示すように、アンドープ活性層３両側を高抵抗層であ
るＦｅ−ＩｎＰ層１０で埋め込んだことにより、注入電
流をアンドープ活性層３に集中させるとともに、Ｆｅ−
ＩｎＰ層１０の屈折率がアンドープ活性層３より小さい
ため、アンドープ活性層３に光を効率よく閉じ込めるこ
とができ、レーザの特性を向上させることができる。
に示すように、アンドープ活性層３両側を高抵抗層であ
るＦｅ−ＩｎＰ層１０で埋め込んだことにより、注入電
流をアンドープ活性層３に集中させるとともに、Ｆｅ−
ＩｎＰ層１０の屈折率がアンドープ活性層３より小さい
ため、アンドープ活性層３に光を効率よく閉じ込めるこ
とができ、レーザの特性を向上させることができる。
【０００５】ところで、Ｆｅ−ＩｎＰ層とｐ−ＩｎＰ
（ドーパントＺｎ）層が隣りあった時の結晶中のそれぞ
れのドーパンド（Ｆｅ，Ｚｎ）の分布をＳＩＭＳ分析し
た結果を図７に示す。図において、横軸は表面からの深
さ、縦軸はＦｅ及びＺｎの濃度である。実線及び点線は
それぞれＦｅ及びＺｎのプロファイルを示す。この図か
ら、ＦｅはＦｅ−ＩｎＰとＺｎ−ＩｎＰ界面から１０μ
ｍ程度奥まで拡散することがわかる。即ち、ＦｅはＺｎ
を含む半導体層へ拡散する。拡散したＦｅの濃度は、Ｆ
ｅのＩｎＰ中の固溶限界に近い１０17cm-3程度である。
また、図６(d) に示すレーザ構造の場合、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層４からＺｎがアンドープ活性層３へ拡散してお
り、アンドープ活性層３は実際にはＰ型の導電型とな
り、またｐ−ＩｎＰクラッド層４とアンドープ活性層３
へもＦｅが拡散することとなる。
（ドーパントＺｎ）層が隣りあった時の結晶中のそれぞ
れのドーパンド（Ｆｅ，Ｚｎ）の分布をＳＩＭＳ分析し
た結果を図７に示す。図において、横軸は表面からの深
さ、縦軸はＦｅ及びＺｎの濃度である。実線及び点線は
それぞれＦｅ及びＺｎのプロファイルを示す。この図か
ら、ＦｅはＦｅ−ＩｎＰとＺｎ−ＩｎＰ界面から１０μ
ｍ程度奥まで拡散することがわかる。即ち、ＦｅはＺｎ
を含む半導体層へ拡散する。拡散したＦｅの濃度は、Ｆ
ｅのＩｎＰ中の固溶限界に近い１０17cm-3程度である。
また、図６(d) に示すレーザ構造の場合、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層４からＺｎがアンドープ活性層３へ拡散してお
り、アンドープ活性層３は実際にはＰ型の導電型とな
り、またｐ−ＩｎＰクラッド層４とアンドープ活性層３
へもＦｅが拡散することとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ装
置及びその製造方法は以上のように構成されているの
で、Ｆｅをドーパントとした高抵抗層を用いる半導体レ
ーザでは、活性層及びｐ−ＩｎＰクラッド層にＦｅが拡
散するために、活性層内のレーザ発光効率が下がり、ま
たｐ−ＩｎＰクラッド層の抵抗が上がって、レーザの特
性が劣化するという問題点があった。
置及びその製造方法は以上のように構成されているの
で、Ｆｅをドーパントとした高抵抗層を用いる半導体レ
ーザでは、活性層及びｐ−ＩｎＰクラッド層にＦｅが拡
散するために、活性層内のレーザ発光効率が下がり、ま
たｐ−ＩｎＰクラッド層の抵抗が上がって、レーザの特
性が劣化するという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、高抵抗層からの不純物拡散によ
るレーザ特性の劣化が起こらない半導体レーザ装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、高抵抗層からの不純物拡散によ
るレーザ特性の劣化が起こらない半導体レーザ装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、メサストライプ形状に成形された半導体レ
ーザ積層体の上記メサストライプの両側に、結晶を構成
する原子としてＡｌを含有し、酸素がドープされた混晶
からなる高抵抗層からなる電流阻止層を備えたものであ
る。
ーザ装置は、メサストライプ形状に成形された半導体レ
ーザ積層体の上記メサストライプの両側に、結晶を構成
する原子としてＡｌを含有し、酸素がドープされた混晶
からなる高抵抗層からなる電流阻止層を備えたものであ
る。
【０００９】また、上記高抵抗層上に、上記半導体レー
ザ積層体上に形成される半導体層とはその導電型が異な
る補助電流阻止層を備えたものである。
ザ積層体上に形成される半導体層とはその導電型が異な
る補助電流阻止層を備えたものである。
【００１０】また、上記高抵抗層の、上記半導体レーザ
積層体を構成する活性層側面部分の抵抗率が局部的に高
くなるようにしたものである。
積層体を構成する活性層側面部分の抵抗率が局部的に高
くなるようにしたものである。
【００１１】また、上記高抵抗層を、酸素がドーピング
された領域と、酸素がドーピングされていない領域とを
交互に積層した構造とし、上記半導体レーザ積層体の活
性層側面部分に上記酸素がドーピングされた領域を位置
させるようにしたものである。
された領域と、酸素がドーピングされていない領域とを
交互に積層した構造とし、上記半導体レーザ積層体の活
性層側面部分に上記酸素がドーピングされた領域を位置
させるようにしたものである。
【００１２】また、この発明に係る半導体レーザ装置の
製造方法は、ダブルヘテロ構造を有する半導体レーザ積
層体をマスクを用いてメサストライプ形状に成形した
後、このメサストライプの両側に、酸素をドーピングし
つつ、Ａｌを含有する混晶からなる電流阻止層を形成す
るようにしたものである。
製造方法は、ダブルヘテロ構造を有する半導体レーザ積
層体をマスクを用いてメサストライプ形状に成形した
後、このメサストライプの両側に、酸素をドーピングし
つつ、Ａｌを含有する混晶からなる電流阻止層を形成す
るようにしたものである。
【００１３】また、上記電流阻止層成長過程において、
上記ドーパントとなる酸素の供給量を変化させて、上記
半導体レーザ積層体の活性層側面部分に上記酸素がドー
ピングされた領域を形成する、あるいは局所的に高濃度
に酸素がドーピングされた領域を形成するようにしたも
のである。
上記ドーパントとなる酸素の供給量を変化させて、上記
半導体レーザ積層体の活性層側面部分に上記酸素がドー
ピングされた領域を形成する、あるいは局所的に高濃度
に酸素がドーピングされた領域を形成するようにしたも
のである。
【００１４】また、上記ドーパントとなる酸素を、結晶
成長中に水蒸気あるいは亜酸化窒素を供給して得られる
ようにしたものである。
成長中に水蒸気あるいは亜酸化窒素を供給して得られる
ようにしたものである。
【００１５】また、上記ドーパントとなる酸素を、結晶
成長中に上記電流阻止層を構成する結晶の原子材料とな
る有機金属のアルコオキサイドから得るようにしたもの
である。
成長中に上記電流阻止層を構成する結晶の原子材料とな
る有機金属のアルコオキサイドから得るようにしたもの
である。
【００１６】上記電流阻止層形成時の成長温度を、上記
半導体レーザ積層体を形成時の温度よりも低い温度で行
うようにしたものである。
半導体レーザ積層体を形成時の温度よりも低い温度で行
うようにしたものである。
【００１７】
【作用】この発明においては、結晶を構成する原子とし
てＡｌを含有し、酸素がドープされた混晶からなる高抵
抗層からなる電流阻止層を用いたから、酸素をドーパン
トとして用いても、これがＡｌと結合して他の層に拡散
しない。
てＡｌを含有し、酸素がドープされた混晶からなる高抵
抗層からなる電流阻止層を用いたから、酸素をドーパン
トとして用いても、これがＡｌと結合して他の層に拡散
しない。
【００１８】また、上記高抵抗層上に、半導体レーザ積
層体上に形成される半導体層とは導電型が異なる補助電
流阻止層を設けることにより、少数キャリアに対しても
電流阻止効果が得られる。
層体上に形成される半導体層とは導電型が異なる補助電
流阻止層を設けることにより、少数キャリアに対しても
電流阻止効果が得られる。
【００１９】また、上記半導体レーザ構造を構成する活
性層両側部分の、電流阻止層の酸素のドーピング量を高
めることにより、無効電流が効果的に抑制される。
性層両側部分の、電流阻止層の酸素のドーピング量を高
めることにより、無効電流が効果的に抑制される。
【００２０】また、上記電流阻止層を構成する結晶の原
子材料に有機金属のアルコオキサイドを用いることによ
り、結晶成長中に別途酸素を供給することなく上記ドー
パントとなる酸素を得ることができる。
子材料に有機金属のアルコオキサイドを用いることによ
り、結晶成長中に別途酸素を供給することなく上記ドー
パントとなる酸素を得ることができる。
【００２１】また、上記電流阻止層形成時の成長温度
を、上記半導体レーザ積層体を形成する際の温度よりも
低い温度で行うことで、上記電流阻止層に取り込まれる
酸素の濃度が増大する。
を、上記半導体レーザ積層体を形成する際の温度よりも
低い温度で行うことで、上記電流阻止層に取り込まれる
酸素の濃度が増大する。
【００２２】
実施例１．以下、この発明の第１の実施例による半導体
レーザ装置及びその製造方法を図について説明する。図
１は、本実施例に用いられるＭＯＣＶＤ装置の概略図を
示し、１７は反応管であり、その内部に基板１を載置す
るためのサセプタ１９を有し、その外側にＲＦ電源１８
が配置されている。１２，１３はそれぞれ、有機金属Ｉ
ｎの原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡ溶液を
収納し、マスフロー１１で制御されたキャリアガス（Ｈ
2 ）によって原料ガスを発生するバブリング装置（ボト
ル）、１４，１５，１６はそれぞれＰＨ3 ，ＡｓＨ3 ，
Ｏ2 を発生するボンベであり、その量はマスフロー１１
によって制御されるようになっている。
レーザ装置及びその製造方法を図について説明する。図
１は、本実施例に用いられるＭＯＣＶＤ装置の概略図を
示し、１７は反応管であり、その内部に基板１を載置す
るためのサセプタ１９を有し、その外側にＲＦ電源１８
が配置されている。１２，１３はそれぞれ、有機金属Ｉ
ｎの原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡ溶液を
収納し、マスフロー１１で制御されたキャリアガス（Ｈ
2 ）によって原料ガスを発生するバブリング装置（ボト
ル）、１４，１５，１６はそれぞれＰＨ3 ，ＡｓＨ3 ，
Ｏ2 を発生するボンベであり、その量はマスフロー１１
によって制御されるようになっている。
【００２３】以上のように構成された装置では、マスフ
ロー１１で制御したキャリアガスであるＨ2 で、Ｉｎの
原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡをバブリン
グ装置１より、同じくマスフロー１１で制御したＡｓＨ
3 ガスをボンベ１５よりそれぞれ反応管１７に導入し、
これらの混合ガスを熱分解してｎ−ＩｎＰ基板１上にＡ
ｌz Ｉｎ1-z Ａｓ層の成長を行う。ｚ＝０．４８で、Ａ
ｌＩｎＡｓはＩｎＰと格子整合し、そのバンドギャップ
はＩｎＰより広く１．４２ｅＶであり、またその屈折率
はＩｎＰとほぼ同じである。
ロー１１で制御したキャリアガスであるＨ2 で、Ｉｎの
原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡをバブリン
グ装置１より、同じくマスフロー１１で制御したＡｓＨ
3 ガスをボンベ１５よりそれぞれ反応管１７に導入し、
これらの混合ガスを熱分解してｎ−ＩｎＰ基板１上にＡ
ｌz Ｉｎ1-z Ａｓ層の成長を行う。ｚ＝０．４８で、Ａ
ｌＩｎＡｓはＩｎＰと格子整合し、そのバンドギャップ
はＩｎＰより広く１．４２ｅＶであり、またその屈折率
はＩｎＰとほぼ同じである。
【００２４】次に製造方法について説明する。まず、高
抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長方法について述べ
る。ＴＭＩボトル１２及びＴＭＡボトル１３が２０℃と
なるように、図示していない付属の恒温槽を用いて温度
を保持しておく。そして反応管１７内にキャリアガスで
あるＨ2 を４ｌ／min 導入するとともに、ボンベ１４か
らＰＨ3 を５０cc／min を導入した後、ＲＦ電源１８で
サセプタ１９，ｎ−ＩｎＰ基板１を６５０℃まで加熱す
る。
抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長方法について述べ
る。ＴＭＩボトル１２及びＴＭＡボトル１３が２０℃と
なるように、図示していない付属の恒温槽を用いて温度
を保持しておく。そして反応管１７内にキャリアガスで
あるＨ2 を４ｌ／min 導入するとともに、ボンベ１４か
らＰＨ3 を５０cc／min を導入した後、ＲＦ電源１８で
サセプタ１９，ｎ−ＩｎＰ基板１を６５０℃まで加熱す
る。
【００２５】次いで６５０℃でｎ−ＩｎＰ基板１の温度
が安定した後、ボンベ１４のＰＨ3の供給を止めて、直
ちにＴＭＩ＝１４０cc／min ，ＴＭＡ＝１０cc／min ，
ＡｓＨ3 ＝２００cc／min を反応管１７内に流してＡｌ
0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長を行う。この時、ドーパント
である酸素を、Ｈ2 （又Ｈｅ）ベースの酸素（５０ｐｐ
ｍ）ボンベ１６から反応管１７へ導入する。酸素原子を
ドーピングさせることによって比抵抗の大きな高抵抗Ａ
ｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ結晶ができる。この結晶の比抵抗の
大きさは、ドーパントガス流量によって１から１０8 Ω
- cmまで変えることができ、該ガスを１０cc／min 流す
ことにより１０6 Ω- cm以上の抵抗率を得ることができ
る。成長の停止は、まずＴＭＩ，ＴＭＡ，酸素ガスの供
給を止めた後、ＲＦ電源１８をＯＦＦし、ｎ−ＩｎＰ基
板１の温度が４００℃以下になるとＰＨ3 の供給も止め
て成長を停止する。
が安定した後、ボンベ１４のＰＨ3の供給を止めて、直
ちにＴＭＩ＝１４０cc／min ，ＴＭＡ＝１０cc／min ，
ＡｓＨ3 ＝２００cc／min を反応管１７内に流してＡｌ
0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長を行う。この時、ドーパント
である酸素を、Ｈ2 （又Ｈｅ）ベースの酸素（５０ｐｐ
ｍ）ボンベ１６から反応管１７へ導入する。酸素原子を
ドーピングさせることによって比抵抗の大きな高抵抗Ａ
ｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ結晶ができる。この結晶の比抵抗の
大きさは、ドーパントガス流量によって１から１０8 Ω
- cmまで変えることができ、該ガスを１０cc／min 流す
ことにより１０6 Ω- cm以上の抵抗率を得ることができ
る。成長の停止は、まずＴＭＩ，ＴＭＡ，酸素ガスの供
給を止めた後、ＲＦ電源１８をＯＦＦし、ｎ−ＩｎＰ基
板１の温度が４００℃以下になるとＰＨ3 の供給も止め
て成長を停止する。
【００２６】次にこの高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を
用いたレーザの製造方法について図２を用いて説明す
る。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて
ｎ−ＩｎＰ層２０，アンドープ層３０，ｐ−ＩｎＰ層４
０を順次成長した後、スパッタによりＳｉＯ2 膜を成膜
し、通常のホトレジスト技術を用いて、ＳｉＯ2 ストラ
イプ５を形成する（図２(a) ）。
用いたレーザの製造方法について図２を用いて説明す
る。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて
ｎ−ＩｎＰ層２０，アンドープ層３０，ｐ−ＩｎＰ層４
０を順次成長した後、スパッタによりＳｉＯ2 膜を成膜
し、通常のホトレジスト技術を用いて、ＳｉＯ2 ストラ
イプ５を形成する（図２(a) ）。
【００２７】次いでＳｉＯ2 ストライプ５をマスクとし
てウェットエッチングにより図２(b) のような“富士
山”状のなだらかな斜面を持つメサを形成した後、上述
したようなＭＯＣＶＤ法により高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52
Ａｓ層６をメサ両側に選択埋め込み成長する（図２(c)
）。この時、Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層に酸素をドーピ
ングすることで該層の抵抗率を高めることができるとと
もに、高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６中の酸素はＡｌ
と強く結合しているため、他の層（アンドープ活性層
３，ｐ−ＩｎＰクラッド層４）に拡散しない。
てウェットエッチングにより図２(b) のような“富士
山”状のなだらかな斜面を持つメサを形成した後、上述
したようなＭＯＣＶＤ法により高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52
Ａｓ層６をメサ両側に選択埋め込み成長する（図２(c)
）。この時、Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層に酸素をドーピ
ングすることで該層の抵抗率を高めることができるとと
もに、高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６中の酸素はＡｌ
と強く結合しているため、他の層（アンドープ活性層
３，ｐ−ＩｎＰクラッド層４）に拡散しない。
【００２８】次にマスクとして用いたＳｉＯ2 ストライ
プ５をＨＦで除去した後、再びＭＯＣＶＤ法でｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層４ａ，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７
を成長する（図２(d) ）。
プ５をＨＦで除去した後、再びＭＯＣＶＤ法でｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層４ａ，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７
を成長する（図２(d) ）。
【００２９】このように本実施例によれば、電流狭窄の
ための高抵抗層を、酸素をドープしたＡｌ0.48Ｉｎ0.52
Ａｓ層６を用いて構成することにより、該高抵抗層６の
ドーパントである酸素はＡｌと強く結合して他の層へ拡
散することがなく、従ってレーザ特性の劣化を生じるこ
となく電流狭窄構造を実現することができる。
ための高抵抗層を、酸素をドープしたＡｌ0.48Ｉｎ0.52
Ａｓ層６を用いて構成することにより、該高抵抗層６の
ドーパントである酸素はＡｌと強く結合して他の層へ拡
散することがなく、従ってレーザ特性の劣化を生じるこ
となく電流狭窄構造を実現することができる。
【００３０】実施例２．次に本発明の第２の実施例によ
る半導体レーザ装置の製造方法を図について説明する。
上記実施例では高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６の形成
時にドーパントガス（Ｏ2 ）を一定量流すようにした
が、本実施例ではドーパント流量を成長途中で変えるよ
うにしたものである。レーザ特性の向上には、アンドー
プ活性層３の横を流れるレーザ発振に寄与しない無効電
流を抑制することが重要であり、そのためにアンドープ
活性層３の横の部分の抵抗率を上げる必要がある。
る半導体レーザ装置の製造方法を図について説明する。
上記実施例では高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６の形成
時にドーパントガス（Ｏ2 ）を一定量流すようにした
が、本実施例ではドーパント流量を成長途中で変えるよ
うにしたものである。レーザ特性の向上には、アンドー
プ活性層３の横を流れるレーザ発振に寄与しない無効電
流を抑制することが重要であり、そのためにアンドープ
活性層３の横の部分の抵抗率を上げる必要がある。
【００３１】次に製造方法について説明する。まず、図
３(a) にＩｎＰの埋め込み成長が進む様子を示す。成長
を開始するとメサ側面全面にＩｎＰが成長する。その
時、ＳｉＯ2 ストライプ５の直下には（１１１）Ｂ面，
メサ側面には（２２１）Ｂ面が表われる。これらの面上
の結晶成長速度は非常に遅いため、これらの面は下方の
（００１）面からの結晶成長により埋まって消えてしま
う。従って、図３(b) のように、成長初期段階の酸素の
ドーピングレベルを上げることで、上述した理由からア
ンドープ活性層３の横により抵抗率の高いＡｌ0.48Ｉｎ
0.52Ａｓ層を形成することができる。
３(a) にＩｎＰの埋め込み成長が進む様子を示す。成長
を開始するとメサ側面全面にＩｎＰが成長する。その
時、ＳｉＯ2 ストライプ５の直下には（１１１）Ｂ面，
メサ側面には（２２１）Ｂ面が表われる。これらの面上
の結晶成長速度は非常に遅いため、これらの面は下方の
（００１）面からの結晶成長により埋まって消えてしま
う。従って、図３(b) のように、成長初期段階の酸素の
ドーピングレベルを上げることで、上述した理由からア
ンドープ活性層３の横により抵抗率の高いＡｌ0.48Ｉｎ
0.52Ａｓ層を形成することができる。
【００３２】なお、酸素のドーピング方法としては、上
述したように、成長初期段階のレベルを上げる方法以外
に、図３(c) のように、パルス状に酸素をドーピングす
ることにより、酸素がドーピングされた領域と酸素がド
ーピングされていない領域を交互に積層して、酸素がド
ーピングされた領域が上記活性層３側面に位置するよう
にしたり、また図３(d) のように、成長初期にのみ酸素
をプレーナにドーピングしても上記と同じ効果が得られ
る。なお、図３(b) ，(c) ，(d) の横軸は、埋め込み前
のエッチングした面を０とし、エッチング面が（００
１）面である平坦な面上での埋め込み層厚をＸとして、
メサエッチング面からの距離を示すものである。
述したように、成長初期段階のレベルを上げる方法以外
に、図３(c) のように、パルス状に酸素をドーピングす
ることにより、酸素がドーピングされた領域と酸素がド
ーピングされていない領域を交互に積層して、酸素がド
ーピングされた領域が上記活性層３側面に位置するよう
にしたり、また図３(d) のように、成長初期にのみ酸素
をプレーナにドーピングしても上記と同じ効果が得られ
る。なお、図３(b) ，(c) ，(d) の横軸は、埋め込み前
のエッチングした面を０とし、エッチング面が（００
１）面である平坦な面上での埋め込み層厚をＸとして、
メサエッチング面からの距離を示すものである。
【００３３】このように本実施例によれば、メサ両側に
高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を形成する際に、ＳｉＯ
2 ストライプ５の直下の面（１１１）とメサ側面（２２
１）での結晶成長速度が他の面に比べて遅いことを利用
し、酸素のドーピングレベルを変化させ、アンドープ活
性層３の横に、より抵抗率の高いＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ
層を形成するようにしたから、容易にアンドープ活性層
３の横の抵抗率を増大させることができ、無効電流が抑
制されてレーザ特性の向上を図ることができる。
高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を形成する際に、ＳｉＯ
2 ストライプ５の直下の面（１１１）とメサ側面（２２
１）での結晶成長速度が他の面に比べて遅いことを利用
し、酸素のドーピングレベルを変化させ、アンドープ活
性層３の横に、より抵抗率の高いＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ
層を形成するようにしたから、容易にアンドープ活性層
３の横の抵抗率を増大させることができ、無効電流が抑
制されてレーザ特性の向上を図ることができる。
【００３４】実施例３．次に本発明の第３の実施例によ
る半導体レーザ装置の製造方法を図について説明する。
上記実施例では、電流狭窄構造として、高抵抗Ａｌ0.48
Ｉｎ0.52Ａｓ層６のみを用いた場合について説明した
が、本実施例では図４に示すように、高抵抗Ａｌ0.48Ｉ
ｎ0.52Ａｓ層６を形成した後に、ｎ−ＩｎＰ電流ブロッ
ク層８を選択埋め込み成長するようにしたものである。
る半導体レーザ装置の製造方法を図について説明する。
上記実施例では、電流狭窄構造として、高抵抗Ａｌ0.48
Ｉｎ0.52Ａｓ層６のみを用いた場合について説明した
が、本実施例では図４に示すように、高抵抗Ａｌ0.48Ｉ
ｎ0.52Ａｓ層６を形成した後に、ｎ−ＩｎＰ電流ブロッ
ク層８を選択埋め込み成長するようにしたものである。
【００３５】次に作用効果について説明する。高抵抗半
導体層を用いた電流狭窄構造では、電子に対する電流阻
止効果はあるが、正孔に対しては電流阻止効果がない。
そこでｎ−ＩｎＰ電流ブロック層８を設けることによ
り、正孔に対しても電流阻止効果を得ることができ、電
流狭窄効果をさらに高めることができる。
導体層を用いた電流狭窄構造では、電子に対する電流阻
止効果はあるが、正孔に対しては電流阻止効果がない。
そこでｎ−ＩｎＰ電流ブロック層８を設けることによ
り、正孔に対しても電流阻止効果を得ることができ、電
流狭窄効果をさらに高めることができる。
【００３６】実施例４．次に本発明の第４の実施例によ
る半導体レーザ装置の製造方法について説明する。上記
各実施例では、高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を得る
ためのドーピングガスとしてＨ2 ベースの酸素（Ｏ2 ）
を用いるようにしたが、本実施例では、これに代えて、
水（Ｈ2 Ｏ）あるいは，亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガスをド
ーピングガスとして用いるようにしたものである。これ
らは高温の反応雰囲気中において分解してそれぞれ酸素
を発生するため上記各実施例と同様の効果を奏すること
ができる。
る半導体レーザ装置の製造方法について説明する。上記
各実施例では、高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を得る
ためのドーピングガスとしてＨ2 ベースの酸素（Ｏ2 ）
を用いるようにしたが、本実施例では、これに代えて、
水（Ｈ2 Ｏ）あるいは，亜酸化窒素（Ｎ2 Ｏ）ガスをド
ーピングガスとして用いるようにしたものである。これ
らは高温の反応雰囲気中において分解してそれぞれ酸素
を発生するため上記各実施例と同様の効果を奏すること
ができる。
【００３７】実施例５．次に本発明の第５の実施例によ
る半導体レーザ装置の製造方法について説明する。上記
第１ないし第３の実施例では、ドーピングガス（Ｏ2 ）
をガスボンベ１６からマスフロー１１を通して直接反応
管１７に導入する方法を用いたが、本実施例では、有機
金属であるメトキシアルミニウム〔ＡｌＯ（ＣＨ3)3 〕
をＨ2 でバブリングしてドーパントである酸素を導入す
るようにしたものである。この場合、メトキシアルミニ
ウムの蒸気圧は、２０℃で０．１４ｍｍＨｇであり、こ
れは同条件におけるＴＭＡの蒸気圧（９．２ｍｍＨｇ）
よりもかなり小さく、従って、ＡｌＩｎＡｓの組成には
影響を及ぼすことはない。このようにすることで、上記
実施例と同様の効果を奏することができる。
る半導体レーザ装置の製造方法について説明する。上記
第１ないし第３の実施例では、ドーピングガス（Ｏ2 ）
をガスボンベ１６からマスフロー１１を通して直接反応
管１７に導入する方法を用いたが、本実施例では、有機
金属であるメトキシアルミニウム〔ＡｌＯ（ＣＨ3)3 〕
をＨ2 でバブリングしてドーパントである酸素を導入す
るようにしたものである。この場合、メトキシアルミニ
ウムの蒸気圧は、２０℃で０．１４ｍｍＨｇであり、こ
れは同条件におけるＴＭＡの蒸気圧（９．２ｍｍＨｇ）
よりもかなり小さく、従って、ＡｌＩｎＡｓの組成には
影響を及ぼすことはない。このようにすることで、上記
実施例と同様の効果を奏することができる。
【００３８】実施例６．次に本発明の第６の実施例によ
る半導体レーザ装置の製造方法について説明する。上記
各実施例では、ドーパントである酸素を、酸素を含む原
料を用いてＡｌＩｎＡｓ中にドーピングしたが、ＭＯＣ
ＶＤ装置の配管の接続が完全でない場合には酸素が配管
からリークして内部に侵入し、反応管１７内には常に酸
素が存在していることになる。そこで、本実施例ではこ
のリークしている酸素を利用してドーピングするように
したものである。
る半導体レーザ装置の製造方法について説明する。上記
各実施例では、ドーパントである酸素を、酸素を含む原
料を用いてＡｌＩｎＡｓ中にドーピングしたが、ＭＯＣ
ＶＤ装置の配管の接続が完全でない場合には酸素が配管
からリークして内部に侵入し、反応管１７内には常に酸
素が存在していることになる。そこで、本実施例ではこ
のリークしている酸素を利用してドーピングするように
したものである。
【００３９】詳述すると、上記配管よりリークして導入
される酸素の量はそれほど多くはなく、十分な抵抗率を
有するＡｌＩｎＡｓ層を形成することができない場合が
あるが、本実施例では、高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層
６形成時の温度を下げることにより、結晶中に取り込ま
れる酸素濃度を増大させるようにしたものである。
される酸素の量はそれほど多くはなく、十分な抵抗率を
有するＡｌＩｎＡｓ層を形成することができない場合が
あるが、本実施例では、高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層
６形成時の温度を下げることにより、結晶中に取り込ま
れる酸素濃度を増大させるようにしたものである。
【００４０】すなわち、上記実施例では、高抵抗Ａｌ0.
48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長温度をＩｎＰと同じく６５０℃
としたが、本実施例では高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層
の成長温度を６００℃として結晶成長を行うようにした
ものであり、これにより、得られる高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ
0.52Ａｓ結晶中の酸素濃度は１桁多くなる。従って、高
抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を６００℃で選択埋め込
み成長してメサ側面に形成することにより、配管よりリ
ークして導入されるわずかな酸素を用いても酸素濃度の
高い高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を得ることができ
る。
48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長温度をＩｎＰと同じく６５０℃
としたが、本実施例では高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層
の成長温度を６００℃として結晶成長を行うようにした
ものであり、これにより、得られる高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ
0.52Ａｓ結晶中の酸素濃度は１桁多くなる。従って、高
抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を６００℃で選択埋め込
み成長してメサ側面に形成することにより、配管よりリ
ークして導入されるわずかな酸素を用いても酸素濃度の
高い高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を得ることができ
る。
【００４１】なお上記実施例では、Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａ
ｓ層を用いた電流阻止層について説明したが、（Ａｌ1-
y Ｇａ1y) 0.48Ｉｎ0.52Ａｓ（０＜ｙ＜0.7 ）の４元混
晶を用いた場合でも、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
ｓ層を用いた電流阻止層について説明したが、（Ａｌ1-
y Ｇａ1y) 0.48Ｉｎ0.52Ａｓ（０＜ｙ＜0.7 ）の４元混
晶を用いた場合でも、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
【００４２】また、上記実施例ではＭＯＣＶＤ法を用い
て高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を成長したが、ＭＢ
Ｅ及びＭＯＭＢＥ法を用いてこれを成長しても同様の効
果を奏する。
て高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層６を成長したが、ＭＢ
Ｅ及びＭＯＭＢＥ法を用いてこれを成長しても同様の効
果を奏する。
【００４３】また、上記実施例では、１つのメサストラ
イプの両側に高抵抗ＡｌＩｎＡｓ層６を選択的に埋め込
み成長して電流阻止層を形成したが、図５に示すよう
に、複数のメサストライプ両側に高抵抗ＡｌＩｎＡｓ層
６を形成してレーザアレイを作製する場合には、電流阻
止層を素子分離層として兼用して用いることができる。
イプの両側に高抵抗ＡｌＩｎＡｓ層６を選択的に埋め込
み成長して電流阻止層を形成したが、図５に示すよう
に、複数のメサストライプ両側に高抵抗ＡｌＩｎＡｓ層
６を形成してレーザアレイを作製する場合には、電流阻
止層を素子分離層として兼用して用いることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、結晶
を構成する原子としてＡｌを含有し、酸素がドープされ
た混晶からなる高抵抗層からなる電流阻止層を用いたの
で、酸素をドーパントとして用いても、これがＡｌと結
合して他の層に拡散することがなく、ドーパント拡散に
よるレーザ特性の劣化を防止することができる効果があ
る。
を構成する原子としてＡｌを含有し、酸素がドープされ
た混晶からなる高抵抗層からなる電流阻止層を用いたの
で、酸素をドーパントとして用いても、これがＡｌと結
合して他の層に拡散することがなく、ドーパント拡散に
よるレーザ特性の劣化を防止することができる効果があ
る。
【００４５】また、上記高抵抗層上に、半導体レーザ積
層体上に形成される半導体層とはその導電型が異なる補
助電流阻止層を設けることにより、少数キャリアに対し
ても電流阻止効果が得られるようになり、電流阻止効果
をさらに高めることができる効果がある。
層体上に形成される半導体層とはその導電型が異なる補
助電流阻止層を設けることにより、少数キャリアに対し
ても電流阻止効果が得られるようになり、電流阻止効果
をさらに高めることができる効果がある。
【００４６】また、上記半導体レーザ構造を構成する活
性層両側部分の、電流阻止層の酸素のドーピング量を高
めることにより、無効電流を効果的に抑制できる効果が
ある。
性層両側部分の、電流阻止層の酸素のドーピング量を高
めることにより、無効電流を効果的に抑制できる効果が
ある。
【００４７】また、上記電流阻止層を構成する結晶の原
子材料に有機金属のアルコオキサイドを用いることによ
り、結晶成長中に別途酸素を供給することなく上記ドー
パントとなる酸素を得ることができ、製造方法を容易に
することができる効果がある。
子材料に有機金属のアルコオキサイドを用いることによ
り、結晶成長中に別途酸素を供給することなく上記ドー
パントとなる酸素を得ることができ、製造方法を容易に
することができる効果がある。
【００４８】また、上記電流阻止層形成時の成長温度
を、上記半導体レーザ積層体を形成する際の温度よりも
低い温度で行うことで、上記電流阻止層に取り込まれる
酸素の濃度が増大し、ドーパントとなる酸素源が少ない
場合でも結晶中のドーパント濃度を維持することができ
る効果がある。
を、上記半導体レーザ積層体を形成する際の温度よりも
低い温度で行うことで、上記電流阻止層に取り込まれる
酸素の濃度が増大し、ドーパントとなる酸素源が少ない
場合でも結晶中のドーパント濃度を維持することができ
る効果がある。
【図１】この発明の第１の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法に用いられるＭＯＣＶＤ装置の概略図であ
る。
置の製造方法に用いられるＭＯＣＶＤ装置の概略図であ
る。
【図２】この発明の第１の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法を用いたレーザ構造の製造工程を示す図で
ある。
置の製造方法を用いたレーザ構造の製造工程を示す図で
ある。
【図３】この発明の第３の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法における、メサ部の埋め込み成長機構と酸
素ドーピングプロファイルを示す図である。
置の製造方法における、メサ部の埋め込み成長機構と酸
素ドーピングプロファイルを示す図である。
【図４】この発明の第３の実施例による半導体レーザ装
置の製造方法におけるレーザ構造の断面図である。
置の製造方法におけるレーザ構造の断面図である。
【図５】上記各実施例による電流阻止層を素子分離層と
して用いたレーザアレイの断面図である。
して用いたレーザアレイの断面図である。
【図６】従来の半導体レーザ装置の構造とその製造方法
を示す図である。
を示す図である。
【図７】従来のＦｅをドーパントとして用いた高抵抗層
のＦｅの拡散プロファイルを示す図である。
のＦｅの拡散プロファイルを示す図である。
１ ｎ−ＩｎＰ基板 ２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３ アンドープ活性層 ４ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ４ａ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ５ ＳｉＯ2 ストライプ ６ 高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層 ７ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ８ ｎ−ＩｎＰ電流ブロック層 １１ マスフロー １６ Ｈ2 ベース酸素ボンベ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】次に製造方法について説明する。まず、ｎ
−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層２，アンドープ活性層３，ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４を順次成長した後、スパッタによりＳｉＯ2 膜を
成膜し、通常のホトレジスト技術を用いてＳｉＯ2 スト
ライプ５を形成する（図６(a) ）。次いでＳｉＯ2 スト
ライプ５をマスクとしてウェットエッチングにより図６
(b) のようなメサを形成した後、ＭＯＣＶＤ法によりＦ
ｅ−ＩｎＰ層１０をメサ両側に選択埋め込み成長する
（図６(c) ）。次に、ＳｉＯ2 ストライプ５をＨＦで除
去した後、再びＭＯＣＶＤ法を用いてｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４ａ，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７を順次成
長する（図６(d) ）。
−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層２，アンドープ活性層３，ｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４を順次成長した後、スパッタによりＳｉＯ2 膜を
成膜し、通常のホトレジスト技術を用いてＳｉＯ2 スト
ライプ５を形成する（図６(a) ）。次いでＳｉＯ2 スト
ライプ５をマスクとしてウェットエッチングにより図６
(b) のようなメサを形成した後、ＭＯＣＶＤ法によりＦ
ｅ−ＩｎＰ層１０をメサ両側に選択埋め込み成長する
（図６(c) ）。次に、ＳｉＯ2 ストライプ５をＨＦで除
去した後、再びＭＯＣＶＤ法を用いてｐ−ＩｎＰクラッ
ド層４ａ，ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層７を順次成
長する（図６(d) ）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】ところで、Ｆｅ−ＩｎＰ層とｐ−ＩｎＰ
（ドーパントＺｎ）層が隣りあった時の結晶中のそれぞ
れのドーパンド（Ｆｅ，Ｚｎ）の分布をＳＩＭＳ分析し
た結果を図７に示す。図において、横軸は表面からの深
さ、縦軸はＦｅ及びＺｎの濃度である。実線及び点線は
それぞれＦｅ及びＺｎのプロファイルを示す。この図か
ら、ＦｅはＦｅ−ＩｎＰとＺｎ−ＩｎＰ界面から１０μ
ｍ程度奥まで拡散することがわかる。即ち、ＦｅはＺｎ
を含む半導体層へ拡散する。拡散したＦｅの濃度は、Ｆ
ｅのＩｎＰ中の固溶限界に近い１０17cm-3程度である。
また、図６(d) に示すレーザ構造の場合、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層４からＺｎがアンドープ活性層３へ拡散してお
り、アンドープ活性層３は実際にはＰ型の導電型となる
ため、ｐ−ＩｎＰクラッド層４だけでなくアンドープ活
性層３へもＦｅが拡散することとなる。
（ドーパントＺｎ）層が隣りあった時の結晶中のそれぞ
れのドーパンド（Ｆｅ，Ｚｎ）の分布をＳＩＭＳ分析し
た結果を図７に示す。図において、横軸は表面からの深
さ、縦軸はＦｅ及びＺｎの濃度である。実線及び点線は
それぞれＦｅ及びＺｎのプロファイルを示す。この図か
ら、ＦｅはＦｅ−ＩｎＰとＺｎ−ＩｎＰ界面から１０μ
ｍ程度奥まで拡散することがわかる。即ち、ＦｅはＺｎ
を含む半導体層へ拡散する。拡散したＦｅの濃度は、Ｆ
ｅのＩｎＰ中の固溶限界に近い１０17cm-3程度である。
また、図６(d) に示すレーザ構造の場合、ｐ−ＩｎＰク
ラッド層４からＺｎがアンドープ活性層３へ拡散してお
り、アンドープ活性層３は実際にはＰ型の導電型となる
ため、ｐ−ＩｎＰクラッド層４だけでなくアンドープ活
性層３へもＦｅが拡散することとなる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【実施例】 実施例１．以下、この発明の第１の実施例による半導体
レーザ装置及びその製造方法を図について説明する。図
１は、本実施例に用いられるＭＯＣＶＤ装置の概略図を
示し、１７は反応管であり、その内部に基板１を載置す
るためのサセプタ１９を有し、その外側にＲＦ電源１８
が配置されている。１２，１３はそれぞれ、有機金属Ｉ
ｎの原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡを収納
し、マスフロー１１で制御されたキャリアガス（Ｈ2 ）
によって原料ガスを発生するバブリング装置（ボト
ル）、１４，１５，１６はそれぞれＰＨ3 ，ＡｓＨ3 ，
Ｏ2 を発生するボンベであり、その量はマスフロー１１
によって制御されるようになっている。
レーザ装置及びその製造方法を図について説明する。図
１は、本実施例に用いられるＭＯＣＶＤ装置の概略図を
示し、１７は反応管であり、その内部に基板１を載置す
るためのサセプタ１９を有し、その外側にＲＦ電源１８
が配置されている。１２，１３はそれぞれ、有機金属Ｉ
ｎの原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡを収納
し、マスフロー１１で制御されたキャリアガス（Ｈ2 ）
によって原料ガスを発生するバブリング装置（ボト
ル）、１４，１５，１６はそれぞれＰＨ3 ，ＡｓＨ3 ，
Ｏ2 を発生するボンベであり、その量はマスフロー１１
によって制御されるようになっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】以上のように構成された装置では、マスフ
ロー１１で制御したキャリアガスであるＨ2 で、Ｉｎの
原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡをバブリン
グ装置より、同じくマスフロー１１で制御したＡｓＨ3
ガスをボンベ１５よりそれぞれ反応管１７に導入し、こ
れらの混合ガスを熱分解してｎ−ＩｎＰ基板１上にＡｌ
z Ｉｎ1-z Ａｓ層の成長を行う。ｚ＝０．４８で、Ａｌ
ＩｎＡｓはＩｎＰと格子整合し、そのバンドギャップは
ＩｎＰより広く１．４５ｅＶであり、またその屈折率は
ＩｎＰとほぼ同じである。
ロー１１で制御したキャリアガスであるＨ2 で、Ｉｎの
原料であるＴＭＩ，Ａｌの原料であるＴＭＡをバブリン
グ装置より、同じくマスフロー１１で制御したＡｓＨ3
ガスをボンベ１５よりそれぞれ反応管１７に導入し、こ
れらの混合ガスを熱分解してｎ−ＩｎＰ基板１上にＡｌ
z Ｉｎ1-z Ａｓ層の成長を行う。ｚ＝０．４８で、Ａｌ
ＩｎＡｓはＩｎＰと格子整合し、そのバンドギャップは
ＩｎＰより広く１．４５ｅＶであり、またその屈折率は
ＩｎＰとほぼ同じである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】次いで６５０℃でｎ−ＩｎＰ基板１の温度
が安定した後、ボンベ１４のＰＨ3の供給を止めて、直
ちにＴＭＩ＝１４０cc／min ，ＴＭＡ＝１０cc／min ，
ＡｓＨ3 ＝２００cc／min を反応管１７内に流してＡｌ
0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長を行う。この時、ドーパント
である酸素を、Ｈ2 （又Ｈｅ）ベースの酸素（５０ｐｐ
ｍ）ボンベ１６から反応管１７へ導入する。酸素原子を
ドーピングさせることによって比抵抗の大きな高抵抗Ａ
ｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ結晶ができる。この結晶の比抵抗の
大きさは、ドーパントガス流量によって１から１０ 8 Ω
cmまで変えることができ、該ガスを１０cc／min 流すこ
とにより１０ 6 Ωcm以上の抵抗率を得ることができる。
成長の停止は、まずＴＭＩ，ＴＭＡ，酸素ガスの供給を
止めた後、ＲＦ電源１８をＯＦＦし、ｎ−ＩｎＰ基板１
の温度が４００℃以下になるとＡｓＨ3 の供給も止めて
成長を停止する。
が安定した後、ボンベ１４のＰＨ3の供給を止めて、直
ちにＴＭＩ＝１４０cc／min ，ＴＭＡ＝１０cc／min ，
ＡｓＨ3 ＝２００cc／min を反応管１７内に流してＡｌ
0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層の成長を行う。この時、ドーパント
である酸素を、Ｈ2 （又Ｈｅ）ベースの酸素（５０ｐｐ
ｍ）ボンベ１６から反応管１７へ導入する。酸素原子を
ドーピングさせることによって比抵抗の大きな高抵抗Ａ
ｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ結晶ができる。この結晶の比抵抗の
大きさは、ドーパントガス流量によって１から１０ 8 Ω
cmまで変えることができ、該ガスを１０cc／min 流すこ
とにより１０ 6 Ωcm以上の抵抗率を得ることができる。
成長の停止は、まずＴＭＩ，ＴＭＡ，酸素ガスの供給を
止めた後、ＲＦ電源１８をＯＦＦし、ｎ−ＩｎＰ基板１
の温度が４００℃以下になるとＡｓＨ3 の供給も止めて
成長を停止する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】次にこの高抵抗Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を
用いたレーザの製造方法について図２を用いて説明す
る。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて
ｎ−ＩｎＰクラッド層２，アンドープ活性層３，ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層４を順次成長した後、スパッタによりＳ
ｉＯ2 膜を成膜し、通常のホトレジスト技術を用いて、
ＳｉＯ2 ストライプ５を形成する（図２(a) ）。
用いたレーザの製造方法について図２を用いて説明す
る。まず、ｎ−ＩｎＰ基板１上にＭＯＣＶＤ法を用いて
ｎ−ＩｎＰクラッド層２，アンドープ活性層３，ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層４を順次成長した後、スパッタによりＳ
ｉＯ2 膜を成膜し、通常のホトレジスト技術を用いて、
ＳｉＯ2 ストライプ５を形成する（図２(a) ）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】次に製造方法について説明する。まず、図
３(a) にＡｌＩｎＡｓの埋め込み成長が進む様子を示
す。成長を開始するとメサ側面全面にＡｌＩｎＡｓが成
長する。その時、ＳｉＯ2 ストライプ５の直下には（１
１１）Ｂ面，メサ側面には（２２１）Ｂ面が表われる。
これらの面上の結晶成長速度は非常に遅いため、これら
の面は下方の（００１）面からの結晶成長により埋まっ
て消えてしまう。従って、図３(b) のように、成長初期
段階の酸素のドーピングレベルを上げることで、上述し
た理由からアンドープ活性層３の横により抵抗率の高い
Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を形成することができる。
３(a) にＡｌＩｎＡｓの埋め込み成長が進む様子を示
す。成長を開始するとメサ側面全面にＡｌＩｎＡｓが成
長する。その時、ＳｉＯ2 ストライプ５の直下には（１
１１）Ｂ面，メサ側面には（２２１）Ｂ面が表われる。
これらの面上の結晶成長速度は非常に遅いため、これら
の面は下方の（００１）面からの結晶成長により埋まっ
て消えてしまう。従って、図３(b) のように、成長初期
段階の酸素のドーピングレベルを上げることで、上述し
た理由からアンドープ活性層３の横により抵抗率の高い
Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層を形成することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３５】次に作用効果について説明する。高抵抗半
導体層を用いた電流狭窄構造では、電子に比べて正孔の
場合、電流阻止効果が弱い。そこでｎ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層８を設けることにより、正孔に対しても電流阻止
効果を得ることができ、電流狭窄効果をさらに高めるこ
とができる。
導体層を用いた電流狭窄構造では、電子に比べて正孔の
場合、電流阻止効果が弱い。そこでｎ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層８を設けることにより、正孔に対しても電流阻止
効果を得ることができ、電流狭窄効果をさらに高めるこ
とができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
Claims (11)
- 【請求項１】 ダブルヘテロ構造を有し、メサストライ
プ形状に成形された半導体レーザ積層体と、上記メサス
トライプの両側に埋め込み成長された電流阻止層とを備
えた半導体レーザ装置において、 上記電流阻止層は、 結晶を構成する原子としてＡｌを含有し、酸素がドープ
された混晶からなる高抵抗層であることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
て、 上記高抵抗層上に、上記半導体レーザ積層体上に形成さ
れる半導体層とはその導電型が異なる補助電流阻止層を
備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
て、 上記高抵抗層の、上記半導体レーザ積層体を構成する活
性層側面部分の抵抗率が局部的に高くなっていることを
特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体レーザ装置におい
て、 上記高抵抗層は、上記酸素がドーピングされた領域と、
酸素がドーピングされていない領域とが交互に積層され
た構造を有し、上記半導体レーザ積層体を構成する活性
層側面部分に上記酸素がドーピングされた領域が位置す
ることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 基板上に、ダブルヘテロ構造を有する半
導体レーザ積層体を形成する第１の工程と、 マスクを用いて上記半導体レーザ積層体をメサストライ
プ形状に成形する第２の工程と、 上記メサストライプの両側に、酸素をドーピングしつ
つ、Ａｌを含有する混晶からなる電流阻止層を形成する
第３の工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置
の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の半導体レーザ装置の製造
方法において、 上記ドーパントとなる酸素は、上記電流阻止層成長初期
においてその濃度が最も高く、その後減少するよう供給
されることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項７】 請求項５記載の半導体レーザ装置の製造
方法において、 上記ドーパントとなる酸素は、上記電流阻止層成長時に
断続的に供給されることを特徴とする半導体レーザ装置
の製造方法。 - 【請求項８】 請求項５記載の半導体レーザ装置の製造
方法において、 上記ドーパントとなる酸素は、上記電流阻止層成長初期
においてのみ供給されることを特徴とする半導体レーザ
装置の製造方法。 - 【請求項９】 請求項５記載の半導体レーザ装置の製造
方法において、 上記ドーパントとなる酸素は、結晶成長中に供給される
水蒸気あるいは亜酸化窒素から得られるものであること
を特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項５記載の半導体レーザ装置の製
造方法において、 上記ドーパントとなる酸素は、上記電流阻止層を構成す
る結晶の原子材料となる有機金属のアルコオキサイドか
ら結晶成長中に得られるものであることを特徴とする半
導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項５記載の半導体レーザ装置の製
造方法において、 上記電流阻止層形成時の成長温度を、上記第１の工程に
おける上記半導体レーザ積層体を形成時の温度よりも低
い温度で行うことを特徴とする半導体レーザ装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16764993A JPH0730185A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16764993A JPH0730185A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730185A true JPH0730185A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15853684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16764993A Pending JPH0730185A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730185A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5717710A (en) * | 1994-12-05 | 1998-02-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device |
| US6891202B2 (en) * | 2001-12-14 | 2005-05-10 | Infinera Corporation | Oxygen-doped Al-containing current blocking layers in active semiconductor devices |
| JP2008227154A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子の製造方法 |
| US7760785B2 (en) * | 2001-09-03 | 2010-07-20 | Nec Corporation | Group-III nitride semiconductor device |
| US10079324B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-09-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor light-receiving device |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP16764993A patent/JPH0730185A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5717710A (en) * | 1994-12-05 | 1998-02-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device |
| US7760785B2 (en) * | 2001-09-03 | 2010-07-20 | Nec Corporation | Group-III nitride semiconductor device |
| US6891202B2 (en) * | 2001-12-14 | 2005-05-10 | Infinera Corporation | Oxygen-doped Al-containing current blocking layers in active semiconductor devices |
| JP2008227154A (ja) * | 2007-03-13 | 2008-09-25 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子の製造方法 |
| US10079324B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-09-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor light-receiving device |
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