JPH0734493B2 - 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置及びその製造方法Info
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- JPH0734493B2 JPH0734493B2 JP30860086A JP30860086A JPH0734493B2 JP H0734493 B2 JPH0734493 B2 JP H0734493B2 JP 30860086 A JP30860086 A JP 30860086A JP 30860086 A JP30860086 A JP 30860086A JP H0734493 B2 JPH0734493 B2 JP H0734493B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、半導体レーザ技術に係わり、特にInGaAlP系
半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。
半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。
（従来の技術） InGaAlPは、III−Ｖ族化合物半導体中で最大のバンドギ
ャップを有するため、短波長で発振する半導体レーザの
材料として注目されている。特に、GaAsを基板とし、こ
れに格子整合するInGaAlPをクラッド層、InGaPを活性層
とした半導体レーザは600nm帯の発振波長を持ち、可視
光半導体レーザとしてHe−Neガスレーザに代わる様々な
用途が考えられ重要である。
ャップを有するため、短波長で発振する半導体レーザの
材料として注目されている。特に、GaAsを基板とし、こ
れに格子整合するInGaAlPをクラッド層、InGaPを活性層
とした半導体レーザは600nm帯の発振波長を持ち、可視
光半導体レーザとしてHe−Neガスレーザに代わる様々な
用途が考えられ重要である。
半導体レーザの短波長化・高信頼化には、実際に発光再
結合が生じる活性層に対し、それよりも十分にバンドギ
ャップエネルギーが大きく、注入されたキャリアを活性
層内に有効に閉込めることのできるクラッド層が存在す
ることが重要である。GaAsに格子整合するInGaAlPで
は、Al組成の増加と共にそのバンドギャップエネルギー
は大きくなり、クラッド層材料として望ましいものとな
る。
結合が生じる活性層に対し、それよりも十分にバンドギ
ャップエネルギーが大きく、注入されたキャリアを活性
層内に有効に閉込めることのできるクラッド層が存在す
ることが重要である。GaAsに格子整合するInGaAlPで
は、Al組成の増加と共にそのバンドギャップエネルギー
は大きくなり、クラッド層材料として望ましいものとな
る。
しかしながら、InGaAlP、特にｐ型導電性を持つInGaAlP
においては、バンドギャップエネルギーの増加と共にそ
の低抵抗化が困難となる。本発明者等は有機金属熱分解
気相成長法（以下MOCVD法と略記する）により、GaAs基
板に格子整合し、バンドギャップが2.3eV以上の高Al組
成InGaAlPに対するｐ型ドーピングの実験を繰返した。
その結果、良好な結晶性を保ちつつ実現できる抵抗率は
0.7Ωcm以上であることが判った。
においては、バンドギャップエネルギーの増加と共にそ
の低抵抗化が困難となる。本発明者等は有機金属熱分解
気相成長法（以下MOCVD法と略記する）により、GaAs基
板に格子整合し、バンドギャップが2.3eV以上の高Al組
成InGaAlPに対するｐ型ドーピングの実験を繰返した。
その結果、良好な結晶性を保ちつつ実現できる抵抗率は
0.7Ωcm以上であることが判った。
また、半導体レーザを作製する上ではオーミック接触と
なる電極を形成できることが重要である。しかしなが
ら、InGaAlPクラッド層へ直接オーミック接触を形成す
るのは非常に困難である。これは、InGaAlPのバンドギ
ャップが非常に大きいこと、また特にｐ型において高濃
度のドーピングが困難である等の事情によるものと考え
られる。このため、InGaAlPクラッド層上にInGaP或いは
GaAs等による高濃度にドーピングされたコンタクト層を
設けることにより、オーミック接触を容易に行えるよう
にする方法が考えられている。
なる電極を形成できることが重要である。しかしなが
ら、InGaAlPクラッド層へ直接オーミック接触を形成す
るのは非常に困難である。これは、InGaAlPのバンドギ
ャップが非常に大きいこと、また特にｐ型において高濃
度のドーピングが困難である等の事情によるものと考え
られる。このため、InGaAlPクラッド層上にInGaP或いは
GaAs等による高濃度にドーピングされたコンタクト層を
設けることにより、オーミック接触を容易に行えるよう
にする方法が考えられている。
さて、このようにInGaAlPクラッド層上に高濃度にドー
ピングされたコンタクト層が必要であることを考慮した
上で、このレーザの電流狭窄について考えてみる。以下
の議論では、コンタクト層をｐ型として進めるが、ｎ型
であってもその事情は同様である。
ピングされたコンタクト層が必要であることを考慮した
上で、このレーザの電流狭窄について考えてみる。以下
の議論では、コンタクト層をｐ型として進めるが、ｎ型
であってもその事情は同様である。
ｐ型コンタクト層上にSiO2,Si3N4等の絶縁膜を形成し、
これによって電流狭窄を行う方法が報告されている。第
３図はSiO2を絶縁膜とするSiO2ストライプレーザであ
る。図中31はｎ−GaAs基板、32はｎ−InGaAlPクラッド
層、33はInGaP活性層、34はｐ−InGaAlPクラッド層、35
はｐ−GaAsコンタクト層、36はSiO2絶縁膜、37はｐ側電
極、38はｎ側電極である。
これによって電流狭窄を行う方法が報告されている。第
３図はSiO2を絶縁膜とするSiO2ストライプレーザであ
る。図中31はｎ−GaAs基板、32はｎ−InGaAlPクラッド
層、33はInGaP活性層、34はｐ−InGaAlPクラッド層、35
はｐ−GaAsコンタクト層、36はSiO2絶縁膜、37はｐ側電
極、38はｎ側電極である。
このレーザは、MOCVD法による第１回目の結晶成長でダ
ブルヘテロ構造を作成した後、スパッタリング法等によ
り約1000Å程度のSiO2膜36を形成し、フォトマスクを用
いたエッチングによりストライプ状にSiO2膜36を除去
し、その後電極37,38を形成することによって実現され
る。そして、上記工程は比較的容易であり、再現性にも
優れている。
ブルヘテロ構造を作成した後、スパッタリング法等によ
り約1000Å程度のSiO2膜36を形成し、フォトマスクを用
いたエッチングによりストライプ状にSiO2膜36を除去
し、その後電極37,38を形成することによって実現され
る。そして、上記工程は比較的容易であり、再現性にも
優れている。
しかしながら、第３図に示す構造のレーザでは次のよう
な問題点がある。即ち、良好なオーミック接触を得るた
めにｐ−GaAsコンタクト層のドーピングを高濃度とする
と、その比抵抗は非常に小さく（0.1Ωcm以下）なる。
これに対し、ｐ−InGaAlPクラッド層の比抵抗は0.7Ωcm
以上と高いため、電流はｐ−GaAsコンタクト層で横方向
へ大きく拡がってしまい、しきい値電流の上昇を招く結
果となる。これを防ぐためには、ｐ−GaAs層を薄くする
ことが有効であり、且つｐ−GaAs層を薄くすることは活
性層における熱をｐ側電極に逃がすにも有効である。し
かし、SiO2,Si3N4等の絶縁膜はGaAs,InGaAlP等の半導体
結晶と比べその熱電導率が小さので、この種の絶縁膜を
用いたレーザでは、直流動作時の活性層温度の上昇と云
う問題は解決されない。
な問題点がある。即ち、良好なオーミック接触を得るた
めにｐ−GaAsコンタクト層のドーピングを高濃度とする
と、その比抵抗は非常に小さく（0.1Ωcm以下）なる。
これに対し、ｐ−InGaAlPクラッド層の比抵抗は0.7Ωcm
以上と高いため、電流はｐ−GaAsコンタクト層で横方向
へ大きく拡がってしまい、しきい値電流の上昇を招く結
果となる。これを防ぐためには、ｐ−GaAs層を薄くする
ことが有効であり、且つｐ−GaAs層を薄くすることは活
性層における熱をｐ側電極に逃がすにも有効である。し
かし、SiO2,Si3N4等の絶縁膜はGaAs,InGaAlP等の半導体
結晶と比べその熱電導率が小さので、この種の絶縁膜を
用いたレーザでは、直流動作時の活性層温度の上昇と云
う問題は解決されない。
一方、MOCVD法による結晶成長を２回以上行うことによ
り、第４図に示すような構造を持ったレーザが提案され
ている。図中41はｎ−GaAs基板、42はｎ−InGaAlPクラ
ッド層、43はInGap活性層、44はｐ−InGaAlPクラッド
層、45はｐ−GaAs第１コンタクト層、46はｎ−GaAs電流
狭窄層、47はｐ−GaAs第２コンタクト層、48,49は電極
である。
り、第４図に示すような構造を持ったレーザが提案され
ている。図中41はｎ−GaAs基板、42はｎ−InGaAlPクラ
ッド層、43はInGap活性層、44はｐ−InGaAlPクラッド
層、45はｐ−GaAs第１コンタクト層、46はｎ−GaAs電流
狭窄層、47はｐ−GaAs第２コンタクト層、48,49は電極
である。
このレーザは、MOCVD法による第１回目の結晶成長でｎ
−GaAs基板41上にｎ−GaAs電流狭窄層46までを順次成長
したのち、フォトマスクを用いたエッチングによりｎ−
GaAs電流狭窄層46をストライプ状にエッチングし、MOCV
D法による第２回目の結晶成長でｐ−GaAs第２コンタク
ト層47を形成したものである。ｐ−GaAs第１コンタクト
層45は、第２回目の結晶成長の際にAlを含む表面を露出
することによる酸化膜等の影響を防ぐためである。
−GaAs基板41上にｎ−GaAs電流狭窄層46までを順次成長
したのち、フォトマスクを用いたエッチングによりｎ−
GaAs電流狭窄層46をストライプ状にエッチングし、MOCV
D法による第２回目の結晶成長でｐ−GaAs第２コンタク
ト層47を形成したものである。ｐ−GaAs第１コンタクト
層45は、第２回目の結晶成長の際にAlを含む表面を露出
することによる酸化膜等の影響を防ぐためである。
しかしながら、第４図に示す構造のレーザでは次のよう
な問題点がある。即ち、発光波長に対して不透明である
ｎ−GaAs層を電流狭窄に用いるため、その厚さを１μｍ
程度以上に厚くしなければならない。これは、電流狭窄
層にしみ出した光により該狭窄層が励起され、電流狭窄
層が薄い場合には短絡が生じると云う現象、つまり光に
よるターンオンを防ぐためである。従って、第２回目の
結晶成長は大きな段差上への成長をしなければならず、
良好な結晶を得ることが難しくなる。また、SiO2ストラ
イプレーザと同様の事情により、ｐ−GaAs第１コンタク
ト層は薄いことが望ましいが、この層が薄いと、ｎ−Ga
As電流狭窄層をエッチングする際にエッチング深さを精
密にコントロール必要があり、均一性，再現性に問題を
生じる可能性を持っている。さらに、MOCVD法による結
晶成長を２回行わなければならないと云うことは、生産
性，再現性等に問題を生じる可能性がある。
な問題点がある。即ち、発光波長に対して不透明である
ｎ−GaAs層を電流狭窄に用いるため、その厚さを１μｍ
程度以上に厚くしなければならない。これは、電流狭窄
層にしみ出した光により該狭窄層が励起され、電流狭窄
層が薄い場合には短絡が生じると云う現象、つまり光に
よるターンオンを防ぐためである。従って、第２回目の
結晶成長は大きな段差上への成長をしなければならず、
良好な結晶を得ることが難しくなる。また、SiO2ストラ
イプレーザと同様の事情により、ｐ−GaAs第１コンタク
ト層は薄いことが望ましいが、この層が薄いと、ｎ−Ga
As電流狭窄層をエッチングする際にエッチング深さを精
密にコントロール必要があり、均一性，再現性に問題を
生じる可能性を持っている。さらに、MOCVD法による結
晶成長を２回行わなければならないと云うことは、生産
性，再現性等に問題を生じる可能性がある。
また、第４図の構造において、ｐ−GaAs第２コンタクト
層を形成せずに、段差上に直接ｐ側電極を形成した構造
がGaAlAs系のダブルへテロレーザにおいて提案されてい
るが、エッチングの制御性や大きな段差上へ電極形成に
よる電極の段切れ等の問題があることに変わりはない。
層を形成せずに、段差上に直接ｐ側電極を形成した構造
がGaAlAs系のダブルへテロレーザにおいて提案されてい
るが、エッチングの制御性や大きな段差上へ電極形成に
よる電極の段切れ等の問題があることに変わりはない。
（発明が解決しようとする問題点） このように従来、電流狭窄層として絶縁膜を用いたレー
ザは、放熱性が悪く、さらに良好な電流狭窄を実現でき
ない。また、電流狭窄層としてGaAsを用いたレーザは、
電流狭窄層における段差が大となり、結晶品質の低下や
段切れ発生等の問題がある。さらに、コンタクト層を薄
くできないので、良好な電流狭窄ができない。つまり、
従来技術では、良好な電流狭窄と良好な放熱特性を共に
満足し、高い再現性を保持しつつ、高い信頼性を有する
InGaAlP系半導体レーザを実現することは極めて困難で
あった。
ザは、放熱性が悪く、さらに良好な電流狭窄を実現でき
ない。また、電流狭窄層としてGaAsを用いたレーザは、
電流狭窄層における段差が大となり、結晶品質の低下や
段切れ発生等の問題がある。さらに、コンタクト層を薄
くできないので、良好な電流狭窄ができない。つまり、
従来技術では、良好な電流狭窄と良好な放熱特性を共に
満足し、高い再現性を保持しつつ、高い信頼性を有する
InGaAlP系半導体レーザを実現することは極めて困難で
あった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、InGaAlPをクラッドとする半導体レー
ザにおいても、良好な電流狭窄及び良好な放熱特性を得
ることができ、再現性及び信頼性の向上をはかり得る半
導体レーザ装置を提供することにある。
とするところは、InGaAlPをクラッドとする半導体レー
ザにおいても、良好な電流狭窄及び良好な放熱特性を得
ることができ、再現性及び信頼性の向上をはかり得る半
導体レーザ装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記半導体レーザ装置を容
易に作成するための半導体レーザ装置の製造方法を提供
することにある。
易に作成するための半導体レーザ装置の製造方法を提供
することにある。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の骨子は、InGaAlPをクラッド層とする半導体レ
ーザにおいて、GaAs,InGaP等のコンタクト層を介して、
InGaAlPからなる電流狭窄層を設けることにより、高い
生産性・再現性を保持しつつ、高い信頼性を有するもの
を作成することを可能とした点にある。
ーザにおいて、GaAs,InGaP等のコンタクト層を介して、
InGaAlPからなる電流狭窄層を設けることにより、高い
生産性・再現性を保持しつつ、高い信頼性を有するもの
を作成することを可能とした点にある。
即ち本発明は、活性層をIn1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦
１）からなるクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合
構造部と、このダブルヘテロ接合構造部の一方側に配置
され、電流通路を形成するストライプ状の開口部が設け
られた電流狭窄層と、上記ダブルヘテロ接合構造部と電
流狭窄層との間に配置されたコンタクト層とを備えたダ
ブルヘテロ構造型のInGaAlP系レーザにおいて、前記電
流狭窄層をIn1-x′-y′Gay′Alx′Ｐ（０≦ｘ′,y′≦
１）で形成し、且つ前記コンタクト層をGa1-zAlzAs（０
≦ｚ≦１）及びIn1-uGauAs1-vPv（０≦u,v≦１）の少な
くとも一方で形成するようにしたものである。
１）からなるクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合
構造部と、このダブルヘテロ接合構造部の一方側に配置
され、電流通路を形成するストライプ状の開口部が設け
られた電流狭窄層と、上記ダブルヘテロ接合構造部と電
流狭窄層との間に配置されたコンタクト層とを備えたダ
ブルヘテロ構造型のInGaAlP系レーザにおいて、前記電
流狭窄層をIn1-x′-y′Gay′Alx′Ｐ（０≦ｘ′,y′≦
１）で形成し、且つ前記コンタクト層をGa1-zAlzAs（０
≦ｚ≦１）及びIn1-uGauAs1-vPv（０≦u,v≦１）の少な
くとも一方で形成するようにしたものである。
また本発明は、上記構造を実現するための半導体レーザ
装置の製造方法において、化合物半導体基板上に活性層
をIn1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦１）からなるクラッド層
で挟んでなるダフルヘテロ接合構造部を形成したのち、
このダブルヘテロ接合構造部上にGa1-zAlzAs（０≦ｚ≦
１）及びIn1-uGauAs1-vPv（０≦u,v≦１）の少なくとも
一方からなるコンタクト層を形成し、次いでこのコンタ
クト層上にIn1-x′-yGay′Alx′Ｐ（０≦ｘ′,y′≦
１）からなる電流狭窄層を形成し、しかるのちこの電流
狭窄層をフォトマスクを用いた選択的化学エッチングに
よりストライプ状にエッチングするようにした方法であ
る。
装置の製造方法において、化合物半導体基板上に活性層
をIn1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦１）からなるクラッド層
で挟んでなるダフルヘテロ接合構造部を形成したのち、
このダブルヘテロ接合構造部上にGa1-zAlzAs（０≦ｚ≦
１）及びIn1-uGauAs1-vPv（０≦u,v≦１）の少なくとも
一方からなるコンタクト層を形成し、次いでこのコンタ
クト層上にIn1-x′-yGay′Alx′Ｐ（０≦ｘ′,y′≦
１）からなる電流狭窄層を形成し、しかるのちこの電流
狭窄層をフォトマスクを用いた選択的化学エッチングに
よりストライプ状にエッチングするようにした方法であ
る。
（作用） 本発明によれば、SiO2やSi3N4等の絶縁膜と異なり熱伝
導率の高いInGaAlPを電流狭窄層として用いているの
で、活性層で発生した熱をこの電流狭窄層を介して電極
側に効果的に逃がすことができる。また、電流狭窄層で
あるInGaAlPが発光波長に対して透明であることから、
この層を薄くしても光によりターンオン等が発生するこ
とはない。従って、電流狭窄層における段差を小さくす
ることが可能であり、この上に形成する電極やコンタク
ト層を良好に形成することができる。さらに、コンタク
ト層としてInGaAlPとエッチング選択性の高い材料（GaA
s等）を用いれば、コンタクト層を十分薄くすることも
可能である。
導率の高いInGaAlPを電流狭窄層として用いているの
で、活性層で発生した熱をこの電流狭窄層を介して電極
側に効果的に逃がすことができる。また、電流狭窄層で
あるInGaAlPが発光波長に対して透明であることから、
この層を薄くしても光によりターンオン等が発生するこ
とはない。従って、電流狭窄層における段差を小さくす
ることが可能であり、この上に形成する電極やコンタク
ト層を良好に形成することができる。さらに、コンタク
ト層としてInGaAlPとエッチング選択性の高い材料（GaA
s等）を用いれば、コンタクト層を十分薄くすることも
可能である。
従って、InGaAlPをクラッド層とする半導体レーザにお
いても、高い生産性を実現できる簡便な構造を持ち、且
つ高い信頼性を実現できる良好な電流狭窄、放熱のでき
る半導体レーザの実現が可能となる。
いても、高い生産性を実現できる簡便な構造を持ち、且
つ高い信頼性を実現できる良好な電流狭窄、放熱のでき
る半導体レーザの実現が可能となる。
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す断面図である。図中11はｎ−GaAs基板であ
り、この基板11上にはｎ−GaAsバッファ層12が形成され
ている。バッファ層12上には、ｎ−InGaAlPクラッド層1
3,InGaP活性層14及びｐ−InGaAlPクラッド層15からなる
ダブルヘテロ接合構造部が形成されている。クラッド層
15上には、ｐ−InGaPコンタクト層16及びｐ−GaAsコン
タクト層17が形成されている。
構造を示す断面図である。図中11はｎ−GaAs基板であ
り、この基板11上にはｎ−GaAsバッファ層12が形成され
ている。バッファ層12上には、ｎ−InGaAlPクラッド層1
3,InGaP活性層14及びｐ−InGaAlPクラッド層15からなる
ダブルヘテロ接合構造部が形成されている。クラッド層
15上には、ｐ−InGaPコンタクト層16及びｐ−GaAsコン
タクト層17が形成されている。
コンタクト層17上には、電流通路となる部分に開口部を
設けたInGaAlP電流狭窄層18が形成されている。そし
て、電流狭窄層18及びその開口部において露出したコン
タクト層17上にはｐ側電極19が形成され、基板11の下に
はｎ側電極20が形成されている。なお、電流狭窄層18の
導電型はｎ型，高抵抗，低濃度にドープされたｐ型のい
ずれでもよい。
設けたInGaAlP電流狭窄層18が形成されている。そし
て、電流狭窄層18及びその開口部において露出したコン
タクト層17上にはｐ側電極19が形成され、基板11の下に
はｎ側電極20が形成されている。なお、電流狭窄層18の
導電型はｎ型，高抵抗，低濃度にドープされたｐ型のい
ずれでもよい。
このような構成であれば、ストライプ状の開口部を設け
た電流狭窄層18により、良好な電流狭窄を行うことがで
き、活性層14の発光領域をストライプ状に規定してレー
ザ発振を行わせることができる。
た電流狭窄層18により、良好な電流狭窄を行うことがで
き、活性層14の発光領域をストライプ状に規定してレー
ザ発振を行わせることができる。
ここで、InGaAlPを電流狭窄層として用いることによる
効果は、次のようなメカニズムによって説明される。即
ち、InGaAlPと電極金属との間のオーミックコンタクト
は困難であり、しかもInGaAlP自体が高抵抗であり、こ
れに電流を流すことは困難である。また、半導体レーザ
の発光波長のエネルギーより大きなバンドギャップを有
するInGaAlPを電流狭窄層とすることにより、光による
ターンオンを防ぐことができる。実際には、これらのい
くつかが同時に起きるため、ｎ−GaAs等を電流狭窄層と
した場合に比べ、その電流狭窄効果は絶大である。
効果は、次のようなメカニズムによって説明される。即
ち、InGaAlPと電極金属との間のオーミックコンタクト
は困難であり、しかもInGaAlP自体が高抵抗であり、こ
れに電流を流すことは困難である。また、半導体レーザ
の発光波長のエネルギーより大きなバンドギャップを有
するInGaAlPを電流狭窄層とすることにより、光による
ターンオンを防ぐことができる。実際には、これらのい
くつかが同時に起きるため、ｎ−GaAs等を電流狭窄層と
した場合に比べ、その電流狭窄効果は絶大である。
上記理由から、電流狭窄層18の厚さを0.5μｍ以下に薄
くした場合でも電流狭窄効果は十分であり、その上部に
電極を設ける場合、段切れ等の問題は生じ難い。また、
直接電極を形成せず、第２のｐ−GaAsコンタクト層をコ
ンタクト層17の一部及び電流狭窄層18上に設け、その上
に電極を形成する場合においても、段差が小さいときに
は結晶性が損われることは殆どない。
くした場合でも電流狭窄効果は十分であり、その上部に
電極を設ける場合、段切れ等の問題は生じ難い。また、
直接電極を形成せず、第２のｐ−GaAsコンタクト層をコ
ンタクト層17の一部及び電流狭窄層18上に設け、その上
に電極を形成する場合においても、段差が小さいときに
は結晶性が損われることは殆どない。
また、InGaAlPを電流狭窄層としたものは、SiO2やSi3N4
等の絶縁膜を用いたものに比べて、その熱伝導率が大き
いので、活性層14の温度上昇を防ぐことができると云う
利点を有している。さらに、コンタクト層としてGaAsを
用いた場合、電流狭窄層としてのInGaAlPに比べエッチ
ング選択性を十分高くすることができるので、コンタク
ト層の厚さを薄くすることが可能である。これは、コン
タクト層における電流の拡がりを低減し、良好な電流狭
窄に有効である。
等の絶縁膜を用いたものに比べて、その熱伝導率が大き
いので、活性層14の温度上昇を防ぐことができると云う
利点を有している。さらに、コンタクト層としてGaAsを
用いた場合、電流狭窄層としてのInGaAlPに比べエッチ
ング選択性を十分高くすることができるので、コンタク
ト層の厚さを薄くすることが可能である。これは、コン
タクト層における電流の拡がりを低減し、良好な電流狭
窄に有効である。
次に、上記構造の半導体レーザの製造方法について、第
２図（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
２図（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
まず、第２図（ａ）に示す如く、面方位（100）のｎ−G
aAs基板11上にMOCVD法により、ｎ−GaAsバッファ層12,n
−InGaAlPクラッド層13,InGaP活性層14,p−InGaAlPクラ
ッド層15,p−InGaPコンタクト層16,p−GaAsコンタクト
層17及びアンドープInGaAlP電流狭窄層18を順次成長し
て、ダブルヘテロウェハを形成した。このとき、ｐ−In
GaPコンタクト層16の厚さは500Å以下、ｐ−GaAsコンタ
クト層17の厚さは1000Å以下とすることによって、横方
向の電流の拡がりを防いだ。また、ｐ−InGaPコンタク
ト層16は、クラッド層15とｐ−GaAsコンタクト層17との
間の通電を容易にする役割を持っている。
aAs基板11上にMOCVD法により、ｎ−GaAsバッファ層12,n
−InGaAlPクラッド層13,InGaP活性層14,p−InGaAlPクラ
ッド層15,p−InGaPコンタクト層16,p−GaAsコンタクト
層17及びアンドープInGaAlP電流狭窄層18を順次成長し
て、ダブルヘテロウェハを形成した。このとき、ｐ−In
GaPコンタクト層16の厚さは500Å以下、ｐ−GaAsコンタ
クト層17の厚さは1000Å以下とすることによって、横方
向の電流の拡がりを防いだ。また、ｐ−InGaPコンタク
ト層16は、クラッド層15とｐ−GaAsコンタクト層17との
間の通電を容易にする役割を持っている。
次いで、第２図（ｂ）に示す如く、電流狭窄層18上にフ
ォトレジストを塗布し、これを露光・現像処理すること
により、ストライプ状の開口部を待つフォトマスク21を
形成した。
ォトレジストを塗布し、これを露光・現像処理すること
により、ストライプ状の開口部を待つフォトマスク21を
形成した。
次いで、60℃のH3PO4を用いた選択性化学エッチングに
より、第２図（ｃ）に示す如く、InGaAlP電流狭窄層18
のみをストライプ状に除去する。ここで、GaAs及びInGa
P層は、このエッチャントによるエッチング速度は極め
て遅く、InGaAlP層のみを容易に選択エッチングするこ
とができる。
より、第２図（ｃ）に示す如く、InGaAlP電流狭窄層18
のみをストライプ状に除去する。ここで、GaAs及びInGa
P層は、このエッチャントによるエッチング速度は極め
て遅く、InGaAlP層のみを容易に選択エッチングするこ
とができる。
これ以降は、フォトマスク21を除去したのち、電極金属
としてｐ側にAu/Zn電極19を、ｎ側にAu/Ge電極20を形成
することによって、前記第１図に示す構造のレーザが完
成することになる。
としてｐ側にAu/Zn電極19を、ｎ側にAu/Ge電極20を形成
することによって、前記第１図に示す構造のレーザが完
成することになる。
この製造工程によれば、コンタクト層16,17と電流狭窄
層18とのエッチング選択比が極めて大きいことから、精
密なエッチング深さの制御をする必要がなく、容易に電
流狭窄構造を作成できる。また、SiO2ストライプレーザ
を形成する場合に必要な、SiO2膜を形成すると言った工
程を含まないので、その生産性を大幅に向上することが
てきる。
層18とのエッチング選択比が極めて大きいことから、精
密なエッチング深さの制御をする必要がなく、容易に電
流狭窄構造を作成できる。また、SiO2ストライプレーザ
を形成する場合に必要な、SiO2膜を形成すると言った工
程を含まないので、その生産性を大幅に向上することが
てきる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記活性層の材料としては、InGaPに限ら
ず、GaAs基板に格子整合し、バンドギャップエネルギー
がクラッド層のIn1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦１）より小
さい材料であればよく、InGaAsP,GaAlAs等を用いること
ができる。また、コンタクト層材料としては、ｐ−InGa
P,p−GaAsを用いる例を挙げたが、そのいずれか一方の
み或いは、GaAlAs,InGaAsPであってもよい。さらに、電
流狭窄層の材料として、InGaAlPの代わりにInGaPを用い
ることも可能である。
い。例えば、前記活性層の材料としては、InGaPに限ら
ず、GaAs基板に格子整合し、バンドギャップエネルギー
がクラッド層のIn1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦１）より小
さい材料であればよく、InGaAsP,GaAlAs等を用いること
ができる。また、コンタクト層材料としては、ｐ−InGa
P,p−GaAsを用いる例を挙げたが、そのいずれか一方の
み或いは、GaAlAs,InGaAsPであってもよい。さらに、電
流狭窄層の材料として、InGaAlPの代わりにInGaPを用い
ることも可能である。
また実施例では、１回のエピタキシャル成長で作成でき
る生産性の高い構造を挙げたが、ｐ側電極下に２回目の
エピタキシャル成長によってｐ−GaAsコンタクト層を設
けることによっても電流狭窄の効果は十分である。さら
に、基板としてｐ−GaAsを用い、各層の導電型を逆にし
たレーザを実現することも可能である。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
る生産性の高い構造を挙げたが、ｐ側電極下に２回目の
エピタキシャル成長によってｐ−GaAsコンタクト層を設
けることによっても電流狭窄の効果は十分である。さら
に、基板としてｐ−GaAsを用い、各層の導電型を逆にし
たレーザを実現することも可能である。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、InGaAlPをクラッ
ド層とする半導体レーザにおいても、InGaAlP層を電流
狭窄層として用いることにより、良好な電流狭窄及び放
熱が可能となり、従って高い信頼性を有する半導体レー
ザを、高い生産性，再現性を持って実現することがで
き、その有用性は大である。
ド層とする半導体レーザにおいても、InGaAlP層を電流
狭窄層として用いることにより、良好な電流狭窄及び放
熱が可能となり、従って高い信頼性を有する半導体レー
ザを、高い生産性，再現性を持って実現することがで
き、その有用性は大である。
第１図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す断面図、第２図は上記レーザの製造工程を示
す断面図、第３図及び第４図はそれぞれ従来レーザの概
略構造を示す断面図である。 11…ｎ−GaAs基板、12…ｎ−GaAsバッファ層、13…ｎ−
InGaAlPクラッド層、14…InGaP活性層、15…Ｐ−InGaAl
Pクラッド層、16…ｐ−InGaPコンタクト層、17…ｐ−Ga
Asコンタクト層、18…InGaAlP電流狭窄層、19,20…電
極、21…フォトマスク。
構造を示す断面図、第２図は上記レーザの製造工程を示
す断面図、第３図及び第４図はそれぞれ従来レーザの概
略構造を示す断面図である。 11…ｎ−GaAs基板、12…ｎ−GaAsバッファ層、13…ｎ−
InGaAlPクラッド層、14…InGaP活性層、15…Ｐ−InGaAl
Pクラッド層、16…ｐ−InGaPコンタクト層、17…ｐ−Ga
Asコンタクト層、18…InGaAlP電流狭窄層、19,20…電
極、21…フォトマスク。
Claims (3)
- 【請求項１】活性層をIn1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦１）
からなるクラッド層で挟んでなるダブルヘテロ接合構造
部と、このダブルヘテロ接合構造部の一方側に配置さ
れ、電流通路を形成するストライプ状の開口部が設けら
れた In1-x′-y′Gay′Alx′Ｐ（０≦ｘ′,y′≦１）からな
る電流狭窄層と、上記ダブルヘテロ接合構造部と電流狭
窄層との間に配置され、 Ga1-zAlzAs（０≦ｚ≦１）及び In1-uGauAs1-vPv（０≦u,v≦１）の少なくとも一方から
なるコンタクト層とを具備してなることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項２】前記コンタクト層は第１導電型層であり、
電流狭窄層は第２導電型層，高抵抗層或いは低濃度にド
ープされた第１導電型層であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】化合物半導体基板上に、活性層を In1-x-yGayAlxP（０≦x,y≦１）からなるクラッド層を
挟んでなるダフルヘテロ接合構造部を形成する工程と、
上記ダブルヘテロ接合構造部上にGa1-zAlzAs（０≦ｚ≦
１）及びIn1-uGauAs1-vPv（０≦u,v≦１）の少なくとも
一方からなるコンタクト層を形成する工程と、上記コン
タクト層上に In1-x′-yGay′Alx′Ｐ（０≦ｘ′,y′≦１）からなる
電流狭窄層を形成する工程と、フォトマスクを用いた選
択性化学エッチングにより上記電流狭窄層をストライプ
状にエッチングする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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30860086A JPH0734493B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30860086A JPH0734493B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63164374A JPS63164374A (ja) | 1988-07-07 |
| JPH0734493B2 true JPH0734493B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17982988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30860086A Expired - Lifetime JPH0734493B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0734493B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5235194A (en) * | 1989-09-28 | 1993-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device with InGaAlP |
| US5103271A (en) * | 1989-09-28 | 1992-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
| KR100343203B1 (ko) * | 1993-10-21 | 2002-11-18 | 삼성전자 주식회사 | 반도체레이저소자 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30860086A patent/JPH0734493B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63164374A (ja) | 1988-07-07 |
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