JPH09181386A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH09181386A JPH09181386A JP7333473A JP33347395A JPH09181386A JP H09181386 A JPH09181386 A JP H09181386A JP 7333473 A JP7333473 A JP 7333473A JP 33347395 A JP33347395 A JP 33347395A JP H09181386 A JPH09181386 A JP H09181386A
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-
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- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
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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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/305—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region characterised by the doping materials used in the laser structure
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅの活性層
中への拡散を抑制してレーザ特性の優れた半導体レーザ
を提供することを課題とする。 【解決手段】 Ｓｉ−ＧａＡｓ基板上に、Ｓｅドープの
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有し、上記基板のＳｉ濃
度と上記クラッド層のＳｅ濃度の積が、１．４×１０36
cm-6以下の関係を満たす構成とした。
中への拡散を抑制してレーザ特性の優れた半導体レーザ
を提供することを課題とする。 【解決手段】 Ｓｉ−ＧａＡｓ基板上に、Ｓｅドープの
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有し、上記基板のＳｉ濃
度と上記クラッド層のＳｅ濃度の積が、１．４×１０36
cm-6以下の関係を満たす構成とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザに
関するものであり、とくにＳｉドープのｎ型ＧａＡｓ基
板（以下「Ｓｉ−ＧａＡｓ基板」と記す。）上にＳｅド
ープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有する半導体レー
ザに関するものである。
関するものであり、とくにＳｉドープのｎ型ＧａＡｓ基
板（以下「Ｓｉ−ＧａＡｓ基板」と記す。）上にＳｅド
ープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有する半導体レー
ザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の半導体レーザにおけるＤ
Ｈ（ダブルヘテロ）構造を示す断面図である。図におい
て、１はＳｉ−ＧａＡｓ基板であり、このＳｉ−ＧａＡ
ｓ基板１のＳｉ濃度は７×１０18ｃｍ-3である。２はＳ
ｉ−ＧａＡｓ基板１上に形成されたｎ型ＧａＡｓバッフ
ァ層であり、３はｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に形成さ
れたｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層であり、このｎ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層３のｎ型ドーパントとしてはＳｅ
（セレン）が用いられており、このＳｅドープのｎ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度は４×１０17ｃｍ-3
である。４はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３上に形成さ
れたアンドープＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ
（Separate Confinement Heterostructure−Quantum We
ll，分離閉じ込めヘテロ接合の量子井戸構造）活性層で
あり、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣＨ−ＱＷ活性層
４は、ＧａＡｓ層からなる単層のＱＷ層の上下に、Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層におけるＡｌ組成より小さいＡｌ組
成を有するＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド層がそれぞ
れ形成された構造を有する。５はＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４上に形成されたｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層であり、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層５のｐ型ドーパントとしてはＺｎ（亜鉛）が用いられ
ている。６は上記ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５上に形
成されたｐ型ＧａＡｓキャップ層である。また、上記Ｄ
Ｈ構造を備えた従来の半導体レーザは、図示していない
が、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６側にｐ側電極が形成され
ており、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極が形成
されている。
Ｈ（ダブルヘテロ）構造を示す断面図である。図におい
て、１はＳｉ−ＧａＡｓ基板であり、このＳｉ−ＧａＡ
ｓ基板１のＳｉ濃度は７×１０18ｃｍ-3である。２はＳ
ｉ−ＧａＡｓ基板１上に形成されたｎ型ＧａＡｓバッフ
ァ層であり、３はｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に形成さ
れたｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層であり、このｎ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層３のｎ型ドーパントとしてはＳｅ
（セレン）が用いられており、このＳｅドープのｎ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度は４×１０17ｃｍ-3
である。４はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３上に形成さ
れたアンドープＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ
（Separate Confinement Heterostructure−Quantum We
ll，分離閉じ込めヘテロ接合の量子井戸構造）活性層で
あり、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣＨ−ＱＷ活性層
４は、ＧａＡｓ層からなる単層のＱＷ層の上下に、Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層におけるＡｌ組成より小さいＡｌ組
成を有するＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド層がそれぞ
れ形成された構造を有する。５はＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４上に形成されたｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層であり、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層５のｐ型ドーパントとしてはＺｎ（亜鉛）が用いられ
ている。６は上記ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５上に形
成されたｐ型ＧａＡｓキャップ層である。また、上記Ｄ
Ｈ構造を備えた従来の半導体レーザは、図示していない
が、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６側にｐ側電極が形成され
ており、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極が形成
されている。
【０００３】この従来の半導体レーザにおけるＤＨ構造
は、上記Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法（有
機金属気相成長法）等によって、例えば、成長温度６７
５℃，Ｖ／III 比２００，成長速度１．５μｍ／ｓの条
件で、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２，ｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層３，アンドープＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣ
Ｈ−ＱＷ活性層４，ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５，お
よびｐ型ＧａＡｓキャップ層６を順次結晶成長させるこ
とにより製造される。
は、上記Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ法（有
機金属気相成長法）等によって、例えば、成長温度６７
５℃，Ｖ／III 比２００，成長速度１．５μｍ／ｓの条
件で、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２，ｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層３，アンドープＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣ
Ｈ−ＱＷ活性層４，ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５，お
よびｐ型ＧａＡｓキャップ層６を順次結晶成長させるこ
とにより製造される。
【０００４】上記ＤＨ構造を備えた従来の半導体レーザ
は、図示しないｐ側電極，ｎ側電極から電流を流すと、
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３とｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層５とにより挟まれたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層４にホールと電子が注入され、このＳ
ＣＨ−ＱＷ活性層４のうちＱＷ層中でホールと電子の再
結合が起こって光が発生し、この光が上記ＳＣＨ−ＱＷ
活性層４に沿って導波され、反射，増幅を繰り返し、レ
ーザ発振が起こる。
は、図示しないｐ側電極，ｎ側電極から電流を流すと、
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３とｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層５とにより挟まれたＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層４にホールと電子が注入され、このＳ
ＣＨ−ＱＷ活性層４のうちＱＷ層中でホールと電子の再
結合が起こって光が発生し、この光が上記ＳＣＨ−ＱＷ
活性層４に沿って導波され、反射，増幅を繰り返し、レ
ーザ発振が起こる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ｎ型クラッド層とし
て、ＳｅドープのＡｌＧａＡｓ層を用いたＤＨ構造を有
する半導体レーザでは、ＭＯＣＶＤ法を用いてＤＨ構造
を作製する際の結晶成長中において、Ｓｅドープのｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層中のＳｅが、ＳＣＨ−ＱＷ活性
層中に拡散する。
て、ＳｅドープのＡｌＧａＡｓ層を用いたＤＨ構造を有
する半導体レーザでは、ＭＯＣＶＤ法を用いてＤＨ構造
を作製する際の結晶成長中において、Ｓｅドープのｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層中のＳｅが、ＳＣＨ−ＱＷ活性
層中に拡散する。
【０００６】図９は、上記従来の半導体レーザの活性層
近傍のＳｅプロファイルを示す図である。同図におい
て、縦軸にはＳｅの濃度を取り、横軸にはｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層５，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−
ＱＷ活性層４，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３からなる
ＤＨ構造においてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−Ｑ
Ｗ活性層４付近の深さを取っている。なお、図中のＧａ
およびＡｌは参照のために記入している。この図９よ
り、上記従来例の半導体レーザでは、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４はアンドープであるにも
関わらず、このＳＣＨ−ＱＷ活性層４中にｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層３中のＳｅが拡散しており、このＳｅの
拡散フロント（ＳｅプロファイルにおいてＳｅ濃度が急
激に減少して折れ曲がっている部分）が、上記ＳＣＨ−
ＱＷ活性層４のＱＷ層を超えて、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層５側に位置する光ガイド層に達していることがわ
かる。このようにＳｅの拡散フロントが上記ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４のＱＷ層を超えた
場合、いわゆるリモートジャンクションが生じる。リモ
ートジャンクションとは、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
３のｎ型ドーパントであるＳｅの拡散がＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４のＱＷ層を超えること
によって、ｐｎ接合が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣ
Ｈ−ＱＷ活性層４のＱＷ層の位置からｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層５側にずれた位置に形成される現象をいう。
このリモートジャンクションが生じた半導体レーザで
は、上記Ｓｅ拡散により形成されたｐｎ接合の位置でも
ホールと電子の再結合が生じるため、しきい電流密度
（Ｊth）が高くなる等、レーザ特性が低下するという問
題がある。
近傍のＳｅプロファイルを示す図である。同図におい
て、縦軸にはＳｅの濃度を取り、横軸にはｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層５，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−
ＱＷ活性層４，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３からなる
ＤＨ構造においてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−Ｑ
Ｗ活性層４付近の深さを取っている。なお、図中のＧａ
およびＡｌは参照のために記入している。この図９よ
り、上記従来例の半導体レーザでは、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４はアンドープであるにも
関わらず、このＳＣＨ−ＱＷ活性層４中にｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層３中のＳｅが拡散しており、このＳｅの
拡散フロント（ＳｅプロファイルにおいてＳｅ濃度が急
激に減少して折れ曲がっている部分）が、上記ＳＣＨ−
ＱＷ活性層４のＱＷ層を超えて、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層５側に位置する光ガイド層に達していることがわ
かる。このようにＳｅの拡散フロントが上記ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４のＱＷ層を超えた
場合、いわゆるリモートジャンクションが生じる。リモ
ートジャンクションとは、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
３のｎ型ドーパントであるＳｅの拡散がＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４のＱＷ層を超えること
によって、ｐｎ接合が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣ
Ｈ−ＱＷ活性層４のＱＷ層の位置からｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層５側にずれた位置に形成される現象をいう。
このリモートジャンクションが生じた半導体レーザで
は、上記Ｓｅ拡散により形成されたｐｎ接合の位置でも
ホールと電子の再結合が生じるため、しきい電流密度
（Ｊth）が高くなる等、レーザ特性が低下するという問
題がある。
【０００７】このようなレーザ特性の低下を防ぐために
は、リモートジャンクションを生じさせないようにすれ
ばよく、すなわち、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層３中からのＳｅの拡散を抑制して、このＳｅ拡散
がＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣＨ−ＱＷ活性層のＱＷ層
を超えないようにする必要がある。そして、このリモー
トジャンクションの原因となるＳｅの拡散は、Ｓｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度，成長温
度，成長時間等に依存することがすでに知られている
が、ＭＯＣＶＤ法で上記ＤＨ構造の成長を行う場合に
は、成長温度は通常６５０〜７５０℃の範囲で行う必要
があるため、Ｓｅの拡散を抑制するのに極端に成長温度
を下げることは不可能であり、また、成長時間について
も同様に、極端に短くすることは不可能である。
は、リモートジャンクションを生じさせないようにすれ
ばよく、すなわち、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層３中からのＳｅの拡散を抑制して、このＳｅ拡散
がＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣＨ−ＱＷ活性層のＱＷ層
を超えないようにする必要がある。そして、このリモー
トジャンクションの原因となるＳｅの拡散は、Ｓｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度，成長温
度，成長時間等に依存することがすでに知られている
が、ＭＯＣＶＤ法で上記ＤＨ構造の成長を行う場合に
は、成長温度は通常６５０〜７５０℃の範囲で行う必要
があるため、Ｓｅの拡散を抑制するのに極端に成長温度
を下げることは不可能であり、また、成長時間について
も同様に、極端に短くすることは不可能である。
【０００８】したがって、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層３からのＳｅ拡散を抑制するためには、Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度を下げることが有効
であると考えられるが、ＡｌＧａＡｓクラッド層３にお
けるバックグランドの不純物濃度によらずに安定したキ
ャリア濃度を確保するためには、Ｓｅ濃度が２〜５×１
０17ｃｍ-3程度は必要であり、このため、単にＳｅ濃度
を下げることだけでは、必ずしもＡｌＧａＡｓクラッド
層３からのＳｅ拡散を十分に抑制することはできない。
ｓクラッド層３からのＳｅ拡散を抑制するためには、Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度を下げることが有効
であると考えられるが、ＡｌＧａＡｓクラッド層３にお
けるバックグランドの不純物濃度によらずに安定したキ
ャリア濃度を確保するためには、Ｓｅ濃度が２〜５×１
０17ｃｍ-3程度は必要であり、このため、単にＳｅ濃度
を下げることだけでは、必ずしもＡｌＧａＡｓクラッド
層３からのＳｅ拡散を十分に抑制することはできない。
【０００９】この発明は、かかる点に鑑み、Ｓｉ−Ｇａ
Ａｓ基板上に作製したＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層からのＳｅ拡散を確実に抑制して、リモートジ
ャンクションが生ずることがない、レーザ特性の優れた
半導体レーザを得ることを目的とする。
Ａｓ基板上に作製したＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層からのＳｅ拡散を確実に抑制して、リモートジ
ャンクションが生ずることがない、レーザ特性の優れた
半導体レーザを得ることを目的とする。
【００１０】
【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（請求項１）は、Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板上
に、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有し、
上記Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度と上記Ｓ
ｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との
積が、１．４×１０36cm-6以下となる関係を満たすよう
にしたものである。
ーザ（請求項１）は、Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板上
に、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有し、
上記Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度と上記Ｓ
ｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との
積が、１．４×１０36cm-6以下となる関係を満たすよう
にしたものである。
【００１１】また、この発明に係る半導体レーザ（請求
項２）は、上記半導体レーザにおいて、上記Ｓｉドープ
のｎ型ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が１×１０18cm-3以上で
あり、上記Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層の
Ｓｅ濃度が１×１０17cm-3以上であるようにしたもので
ある。
項２）は、上記半導体レーザにおいて、上記Ｓｉドープ
のｎ型ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が１×１０18cm-3以上で
あり、上記Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層の
Ｓｅ濃度が１×１０17cm-3以上であるようにしたもので
ある。
【００１２】
実施の形態１．この発明における実施の形態１の半導体
レーザ（請求項１）は、図１または図３に示すように、
Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板（１），（１０１）上
に、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），
（１０３）を有し、上記Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板
（１），（１０１）のＳｉ濃度と上記Ｓｅドープのｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）のＳｅ濃度
との積が、１．４×１０36cm-6以下となる関係を満たす
ように構成したものであり、これにより、Ｓｅドープの
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）中にお
けるＳｅが、活性層（４），（１０４）に拡散すること
を抑制でき、いわゆるリモートジャンクションが生ずる
ことのない、レーザ特性の優れた半導体レーザが得られ
るという作用効果がある。
レーザ（請求項１）は、図１または図３に示すように、
Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板（１），（１０１）上
に、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），
（１０３）を有し、上記Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板
（１），（１０１）のＳｉ濃度と上記Ｓｅドープのｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）のＳｅ濃度
との積が、１．４×１０36cm-6以下となる関係を満たす
ように構成したものであり、これにより、Ｓｅドープの
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）中にお
けるＳｅが、活性層（４），（１０４）に拡散すること
を抑制でき、いわゆるリモートジャンクションが生ずる
ことのない、レーザ特性の優れた半導体レーザが得られ
るという作用効果がある。
【００１３】実施の形態２．この発明における実施の形
態２の半導体レーザ（請求項２）は、図１または図３に
示すように、上記実施の形態１における半導体レーザに
おいて、Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板（１），（１０
１）のＳｉ濃度が１×１０18cm-3以上であり、Ｓｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）の
Ｓｅ濃度が１×１０17cm-3以上であるように構成したも
のであり、これにより、ＡｌＧａＡｓクラッド層
（３），（１０３）中からＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層（４），（１０４）中にＳｅが拡散す
ることを抑制でき、いわゆるリモートジャンクションが
生ずることのない、レーザ特性の優れた半導体レーザが
得られるとともに、Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板
（１），（１０１）に設けられる金属電極との良好なオ
ーミックコンタクトを得ることができ、また、Ｓｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）の
素子抵抗を低くすることができるという作用効果があ
る。
態２の半導体レーザ（請求項２）は、図１または図３に
示すように、上記実施の形態１における半導体レーザに
おいて、Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板（１），（１０
１）のＳｉ濃度が１×１０18cm-3以上であり、Ｓｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）の
Ｓｅ濃度が１×１０17cm-3以上であるように構成したも
のであり、これにより、ＡｌＧａＡｓクラッド層
（３），（１０３）中からＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層（４），（１０４）中にＳｅが拡散す
ることを抑制でき、いわゆるリモートジャンクションが
生ずることのない、レーザ特性の優れた半導体レーザが
得られるとともに、Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板
（１），（１０１）に設けられる金属電極との良好なオ
ーミックコンタクトを得ることができ、また、Ｓｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（３），（１０３）の
素子抵抗を低くすることができるという作用効果があ
る。
【００１４】
実施例１．図１は、この発明の実施例１における半導体
レーザを示す斜視図であり、同図に示すように、この実
施例１の半導体レーザは、リッジストライプ構造を有す
るものである。図において、１はＳｉドープのｎ型Ｇａ
Ａｓ基板（以下「Ｓｉ−ＧａＡｓ基板」と記す。）であ
り、このＳｉ−ＧａＡｓ基板１のＳｉ濃度は２．５×１
０18ｃｍ-3である。２はＳｉ−ＧａＡｓ基板１上に形成
されたｎ型ＧａＡｓバッファ層（層厚：〜１μｍ，キャ
リア濃度：〜３×１０18ｃｍ-3）であり、３はｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
の組成からなるｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜
１．５μｍ）であり、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
３のｎ型ドーパントとしてはＳｅ（セレン）が用いられ
ており、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度
は５．０×１０17ｃｍ-3である。４はｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層３上に形成されたアンドープＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ（Separate Confinement Heter
ostructure-Quantum Well ）活性層（全層厚：〜０．１
μｍ）であり、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−
ＱＷ活性層４は、ＧａＡｓ層からなる単層のＱＷ層（層
厚：０．０１５μｍ）の上下に、Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ
の組成のＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド層（層厚：
０．０７μｍ）がそれぞれ形成された構造を有する。５
は上記ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４
上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓの組成からなるｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜１．５μｍ）であ
り、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５のｐ型ドーパン
トとしてはＺｎ（亜鉛）が用いられており、このｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層５は断面形状が凸型をしたリッジ
ストライプ状に形成されている。なお、ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４におけるＡｌＧａＡｓ
層からなる光ガイド層のＡｌ組成は、ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層３，５のＡｌ組成より小さいので、光ガイド層の
バンドギャップエネルギーは、ＡｌＧａＡｓクラッド層
３，５より低くなっている。また、６はリッジストライ
プ状に形成されたｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５の上部
に形成されたｐ型ＧａＡｓキャップ層（層厚：〜０．２
μｍ，キャリア濃度：〜１×１０19cm-3）であり、７は
リッジストライプ構造からなるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層５とｐ型ＧａＡｓキャップ層６の両側に形成された
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層であり、８はｐ型ＧａＡｓ
キャップ層６上とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７上に形
成されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層であり、９はｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層８上に形成されたｐ側電極であり、
１０はＳｉ−ＧａＡｓ基板１の裏面に形成されたｎ側電
極である。
レーザを示す斜視図であり、同図に示すように、この実
施例１の半導体レーザは、リッジストライプ構造を有す
るものである。図において、１はＳｉドープのｎ型Ｇａ
Ａｓ基板（以下「Ｓｉ−ＧａＡｓ基板」と記す。）であ
り、このＳｉ−ＧａＡｓ基板１のＳｉ濃度は２．５×１
０18ｃｍ-3である。２はＳｉ−ＧａＡｓ基板１上に形成
されたｎ型ＧａＡｓバッファ層（層厚：〜１μｍ，キャ
リア濃度：〜３×１０18ｃｍ-3）であり、３はｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
の組成からなるｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜
１．５μｍ）であり、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
３のｎ型ドーパントとしてはＳｅ（セレン）が用いられ
ており、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度
は５．０×１０17ｃｍ-3である。４はｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層３上に形成されたアンドープＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ（Separate Confinement Heter
ostructure-Quantum Well ）活性層（全層厚：〜０．１
μｍ）であり、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−
ＱＷ活性層４は、ＧａＡｓ層からなる単層のＱＷ層（層
厚：０．０１５μｍ）の上下に、Ａｌ0.25Ｇａ0.75Ａｓ
の組成のＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド層（層厚：
０．０７μｍ）がそれぞれ形成された構造を有する。５
は上記ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４
上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓの組成からなるｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜１．５μｍ）であ
り、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５のｐ型ドーパン
トとしてはＺｎ（亜鉛）が用いられており、このｐ型Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層５は断面形状が凸型をしたリッジ
ストライプ状に形成されている。なお、ＧａＡｓ／Ａｌ
ＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４におけるＡｌＧａＡｓ
層からなる光ガイド層のＡｌ組成は、ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層３，５のＡｌ組成より小さいので、光ガイド層の
バンドギャップエネルギーは、ＡｌＧａＡｓクラッド層
３，５より低くなっている。また、６はリッジストライ
プ状に形成されたｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５の上部
に形成されたｐ型ＧａＡｓキャップ層（層厚：〜０．２
μｍ，キャリア濃度：〜１×１０19cm-3）であり、７は
リッジストライプ構造からなるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層５とｐ型ＧａＡｓキャップ層６の両側に形成された
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層であり、８はｐ型ＧａＡｓ
キャップ層６上とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７上に形
成されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層であり、９はｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層８上に形成されたｐ側電極であり、
１０はＳｉ−ＧａＡｓ基板１の裏面に形成されたｎ側電
極である。
【００１５】この実施例１における半導体レーザの製造
方法について説明する。図２は、図１に示した実施例１
の半導体レーザの製造工程を示す斜視図であり、図２に
おいて図１と同一符号は同一部分を示しており、１００
はＳｉＯ2 膜からなるマスクである。
方法について説明する。図２は、図１に示した実施例１
の半導体レーザの製造工程を示す斜視図であり、図２に
おいて図１と同一符号は同一部分を示しており、１００
はＳｉＯ2 膜からなるマスクである。
【００１６】まず、この実施例１における半導体レーザ
は、図２(a) に示すように、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１上
に、ＭＯＣＶＤ法等により、成長温度６７５℃，Ｖ／II
I 比２００，成長速度１．５μｍ／ｓの条件下で、ｎ型
ＧａＡｓバッファ層２、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層３、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ
活性層４、Ｚｎドープのｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
５、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６を順次結晶成長して形成
する。なお、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活
性層４には、ＡｌＧａＡｓ層，ＧａＡｓ層，ＡｌＧａＡ
ｓ層を順次結晶成長させることにより、ＧａＡｓ層から
なる単層のＱＷ層（Quantum Well）の上下に、ＡｌＧａ
Ａｓ層からなる光ガイド層がそれぞれ位置するＳＣＨ−
ＱＷ構造（Separate Confinement Heterostructure−Qu
antum Well）が形成される。ついで、同図(b) に示すよ
うに、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６上に、マスク１００と
なるＳｉＯ2 膜をストライプ状に形成し、同図(c) に示
すように、このマスク１００をマスクにしてｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層６とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５の上部
とをリッジストライプ状にエッチング除去する。そし
て、同図(d) に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６
とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５の上部のエッチング除
去した部分を埋め込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層７を形成した後、マスク１００をフッ酸等で除去して
から、上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層６，およびｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層７上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層８
を形成する。その後、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層８
上にｐ側電極９，およびＳｉ−ＧａＡｓ基板１の裏面側
にｎ側電極１０を蒸着等によって形成することにより、
図１に示すようなリッジストライプ型の半導体レーザが
製造される。
は、図２(a) に示すように、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１上
に、ＭＯＣＶＤ法等により、成長温度６７５℃，Ｖ／II
I 比２００，成長速度１．５μｍ／ｓの条件下で、ｎ型
ＧａＡｓバッファ層２、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層３、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ
活性層４、Ｚｎドープのｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
５、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６を順次結晶成長して形成
する。なお、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活
性層４には、ＡｌＧａＡｓ層，ＧａＡｓ層，ＡｌＧａＡ
ｓ層を順次結晶成長させることにより、ＧａＡｓ層から
なる単層のＱＷ層（Quantum Well）の上下に、ＡｌＧａ
Ａｓ層からなる光ガイド層がそれぞれ位置するＳＣＨ−
ＱＷ構造（Separate Confinement Heterostructure−Qu
antum Well）が形成される。ついで、同図(b) に示すよ
うに、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６上に、マスク１００と
なるＳｉＯ2 膜をストライプ状に形成し、同図(c) に示
すように、このマスク１００をマスクにしてｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層６とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５の上部
とをリッジストライプ状にエッチング除去する。そし
て、同図(d) に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層６
とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５の上部のエッチング除
去した部分を埋め込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック
層７を形成した後、マスク１００をフッ酸等で除去して
から、上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層６，およびｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層７上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層８
を形成する。その後、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層８
上にｐ側電極９，およびＳｉ−ＧａＡｓ基板１の裏面側
にｎ側電極１０を蒸着等によって形成することにより、
図１に示すようなリッジストライプ型の半導体レーザが
製造される。
【００１７】つぎに、この実施例１における半導体レー
ザの動作を説明する。図１に示す実施例１の半導体レー
ザにおけるｐ側電極９を正、ｎ側電極１０を負となるよ
うに電流を流すと、ホールはｐ側電極９から、ｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層８，ｐ型ＧａＡｓキャップ層６，ｐ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層５を経てＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４に注入される。一方、電子は
ｎ側電極１０から、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１，ｎ型ＧａＡ
ｓバッファ層２，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３を経て
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４に注入
される。すると、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ
−ＱＷ活性層４のＱＷ層においてホールと電子との再結
合が起こって、誘導放出光が発生し、この光はＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４に沿って導波さ
れ、さらにキャリア（ホール，電子）の注入量を十分高
くして導波路での損失を超える光が発生すると、出射部
４１からレーザ発振が起こる。
ザの動作を説明する。図１に示す実施例１の半導体レー
ザにおけるｐ側電極９を正、ｎ側電極１０を負となるよ
うに電流を流すと、ホールはｐ側電極９から、ｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層８，ｐ型ＧａＡｓキャップ層６，ｐ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層５を経てＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４に注入される。一方、電子は
ｎ側電極１０から、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１，ｎ型ＧａＡ
ｓバッファ層２，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３を経て
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４に注入
される。すると、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ
−ＱＷ活性層４のＱＷ層においてホールと電子との再結
合が起こって、誘導放出光が発生し、この光はＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４に沿って導波さ
れ、さらにキャリア（ホール，電子）の注入量を十分高
くして導波路での損失を超える光が発生すると、出射部
４１からレーザ発振が起こる。
【００１８】このとき、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５
およびｐ型ＧａＡｓキャップ層６により形成されたリッ
ジストライプ構造の両側の領域は、ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層８とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７とｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層５とがｐｎｐ構造を構成しているた
め、このリッジストライプ構造の両側の領域では電流が
流れず、リッジストライプ構造の領域のみに電流が流れ
る。したがって、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５および
ｐ型ＧａＡｓキャップ層６により形成されたリッジスト
ライプ構造の下部におけるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層４の領域においてキャリアが注入され
るので、この領域におけるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層４で集中的に発光再結合が起こる。
およびｐ型ＧａＡｓキャップ層６により形成されたリッ
ジストライプ構造の両側の領域は、ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層８とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層７とｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層５とがｐｎｐ構造を構成しているた
め、このリッジストライプ構造の両側の領域では電流が
流れず、リッジストライプ構造の領域のみに電流が流れ
る。したがって、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５および
ｐ型ＧａＡｓキャップ層６により形成されたリッジスト
ライプ構造の下部におけるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層４の領域においてキャリアが注入され
るので、この領域におけるＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ Ｓ
ＣＨ−ＱＷ活性層４で集中的に発光再結合が起こる。
【００１９】図７は、上記実施例１に係る半導体レーザ
の活性層近傍におけるＳｅプロファイルを示す図であ
る。同図において、縦軸にはＳｅの濃度を取り、横軸に
はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５，ＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層３からなるＤＨ構造においてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４付近の深さを取っている。な
お、図中のＧａおよびＡｌは、参照のために記入してい
る。図７中のＳｅプロファイルにおいて、ＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４におけるｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層５側に位置する光ガイド層には、Ｓｅ
の拡散がみられず、また、このＳｅプロファイルの折曲
部であるＳｅの拡散フロントは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４において、ｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層３側に位置する光ガイド層中にとどまり、Ｑ
Ｗ層を超えていない。したがって、ｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層５側に位置する光ガイド層においてＳｅ拡散に
よるｐｎ接合が形成されることがなく、リモートジャン
クションが生じていないことが分かる。
の活性層近傍におけるＳｅプロファイルを示す図であ
る。同図において、縦軸にはＳｅの濃度を取り、横軸に
はｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５，ＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層３からなるＤＨ構造においてＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４付近の深さを取っている。な
お、図中のＧａおよびＡｌは、参照のために記入してい
る。図７中のＳｅプロファイルにおいて、ＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４におけるｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層５側に位置する光ガイド層には、Ｓｅ
の拡散がみられず、また、このＳｅプロファイルの折曲
部であるＳｅの拡散フロントは、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡ
ｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４において、ｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層３側に位置する光ガイド層中にとどまり、Ｑ
Ｗ層を超えていない。したがって、ｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層５側に位置する光ガイド層においてＳｅ拡散に
よるｐｎ接合が形成されることがなく、リモートジャン
クションが生じていないことが分かる。
【００２０】ところで、前述したように、ｎ型クラッド
層としてＳｅドープのＡｌＧａＡｓ層を用いた半導体レ
ーザでは、ＭＯＣＶＤ法を用いてＤＨ構造を作製する場
合、結晶成長中にＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層中のＳｅがＳＣＨ−ＱＷ活性層中に拡散することによ
り、リモートジャンクションが生じてレーザ特性を低下
させることがある。
層としてＳｅドープのＡｌＧａＡｓ層を用いた半導体レ
ーザでは、ＭＯＣＶＤ法を用いてＤＨ構造を作製する場
合、結晶成長中にＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層中のＳｅがＳＣＨ−ＱＷ活性層中に拡散することによ
り、リモートジャンクションが生じてレーザ特性を低下
させることがある。
【００２１】図８は、サンプルとして、Ｓｉ濃度の異な
る３枚のＳｉ−ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ法で同時
にＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，アンドープ
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層，Ｚｎド
ープｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を順次結晶成長したＤ
Ｈ構造の半導体レーザにおける活性層近傍のＳｅプロフ
ァイルを示す図である。同図において、縦軸にはＳｅ，
Ｇａ，Ａｌの濃度を取り、横軸にはｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性
層，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層からなるＤＨ構造にお
けるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層の表面からの深さを取
っている。図８中のＳｅプロファイルにおいて、実線で
示したものはＳｉ濃度が８×１０18ｃｍ-3のＳｉ−Ｇａ
Ａｓ基板、点線で示したもののうち左側のものはＳｉ濃
度が６×１０18ｃｍ-3のＳｉ−ＧａＡｓ基板，点線で示
したもののうち右側のものはＳｉ濃度が４×１０18ｃｍ
-3のＳｉ−ＧａＡｓ基板をそれぞれ用いた場合を示す。
図８に示すように、これらサンプルの半導体レーザにお
けるＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層からのＳｅ
拡散は、いずれもＳｅプロファイルの折曲部であるＳｅ
の拡散フロントがＱＷ層（Quantum Well）を超えて、ｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層側に位置する光ガイド層に達
していることが分かる。すなわち、これらサンプルの半
導体レーザは、いずれも、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
側に位置する光ガイド層でもｐｎ接合が形成されてリモ
ートジャンクションが生じている。
る３枚のＳｉ−ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ法で同時
にＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層，アンドープ
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層，Ｚｎド
ープｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を順次結晶成長したＤ
Ｈ構造の半導体レーザにおける活性層近傍のＳｅプロフ
ァイルを示す図である。同図において、縦軸にはＳｅ，
Ｇａ，Ａｌの濃度を取り、横軸にはｐ型ＡｌＧａＡｓク
ラッド層，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性
層，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層からなるＤＨ構造にお
けるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層の表面からの深さを取
っている。図８中のＳｅプロファイルにおいて、実線で
示したものはＳｉ濃度が８×１０18ｃｍ-3のＳｉ−Ｇａ
Ａｓ基板、点線で示したもののうち左側のものはＳｉ濃
度が６×１０18ｃｍ-3のＳｉ−ＧａＡｓ基板，点線で示
したもののうち右側のものはＳｉ濃度が４×１０18ｃｍ
-3のＳｉ−ＧａＡｓ基板をそれぞれ用いた場合を示す。
図８に示すように、これらサンプルの半導体レーザにお
けるＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層からのＳｅ
拡散は、いずれもＳｅプロファイルの折曲部であるＳｅ
の拡散フロントがＱＷ層（Quantum Well）を超えて、ｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層側に位置する光ガイド層に達
していることが分かる。すなわち、これらサンプルの半
導体レーザは、いずれも、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
側に位置する光ガイド層でもｐｎ接合が形成されてリモ
ートジャンクションが生じている。
【００２２】しかしながら、これらサンプルの半導体レ
ーザは、いずれも同時に結晶成長しているのでｎ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度を含めて成長条件はすべ
て等しいにもかかわらず、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃
度が減るにしたがってＳｅ拡散の進行が抑制されている
ことがわかる。すなわち、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
中からのＳｅ拡散はＳｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度と関
係しており、このＳｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が減る
にしたがってＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
からのＳｅ拡散が抑制されている。このようにＳｉ−Ｇ
ａＡｓ基板のＳｉ濃度が低くなるにしたがってＳｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ拡散が抑制され
るというのは、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が低くな
ることによりＳｉ−ＧａＡｓ基板からＳｅドープのｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層へのＡｓの拡散が抑制され、そ
の結果として、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層中からのＳｅ拡散が抑制されるものと推定される。
ーザは、いずれも同時に結晶成長しているのでｎ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度を含めて成長条件はすべ
て等しいにもかかわらず、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃
度が減るにしたがってＳｅ拡散の進行が抑制されている
ことがわかる。すなわち、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
中からのＳｅ拡散はＳｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度と関
係しており、このＳｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が減る
にしたがってＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
からのＳｅ拡散が抑制されている。このようにＳｉ−Ｇ
ａＡｓ基板のＳｉ濃度が低くなるにしたがってＳｅドー
プのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ拡散が抑制され
るというのは、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が低くな
ることによりＳｉ−ＧａＡｓ基板からＳｅドープのｎ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層へのＡｓの拡散が抑制され、そ
の結果として、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層中からのＳｅ拡散が抑制されるものと推定される。
【００２３】図６は、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板上に、Ｓｅド
ープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を含むＤＨ構造を備え
た半導体レーザにおいて、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃
度およびＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ
濃度の変化に対するＳｅ拡散を示す相関図である。同図
において、Ｓｅ拡散が図７に示すようなＱＷ層までであ
るサンプルを白丸、Ｓｅ拡散が図８や図９に示すような
ＱＷ層を超えているサンプルを黒丸で表示している。こ
の図６に示すように、白丸と黒丸は、Ｓｉ−ＧａＡｓ基
板のＳｉ濃度とＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層のＳｅ濃度との積が１．４×１０36ｃｍ -6 の関係と
なる直線により分けられる。すなわち、Ｓｉ−ＧａＡｓ
基板上にＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有
する半導体レーザでは、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層からのＳｅ拡散が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
ＳＣＨ−ＱＷ活性層のＱＷ層を超えないようにするた
めには、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度とＳｅドープの
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度の積を１．４×
１０36ｃｍ -6 以下となる関係を満たすように、半導体
レーザを作製すればよく、例えば、所定のＳｉ濃度を有
するＳｉ−ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ法でＳｅドー
プｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を結晶成長する際に、Ｓ
ｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度に応じてＳｅのドープ量を
調節することにより、上記関係を満たす半導体レーザを
容易に作製することができる。
ープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を含むＤＨ構造を備え
た半導体レーザにおいて、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃
度およびＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ
濃度の変化に対するＳｅ拡散を示す相関図である。同図
において、Ｓｅ拡散が図７に示すようなＱＷ層までであ
るサンプルを白丸、Ｓｅ拡散が図８や図９に示すような
ＱＷ層を超えているサンプルを黒丸で表示している。こ
の図６に示すように、白丸と黒丸は、Ｓｉ−ＧａＡｓ基
板のＳｉ濃度とＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層のＳｅ濃度との積が１．４×１０36ｃｍ -6 の関係と
なる直線により分けられる。すなわち、Ｓｉ−ＧａＡｓ
基板上にＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有
する半導体レーザでは、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層からのＳｅ拡散が、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
ＳＣＨ−ＱＷ活性層のＱＷ層を超えないようにするた
めには、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度とＳｅドープの
ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度の積を１．４×
１０36ｃｍ -6 以下となる関係を満たすように、半導体
レーザを作製すればよく、例えば、所定のＳｉ濃度を有
するＳｉ−ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ法でＳｅドー
プｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を結晶成長する際に、Ｓ
ｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度に応じてＳｅのドープ量を
調節することにより、上記関係を満たす半導体レーザを
容易に作製することができる。
【００２４】以上の結果から、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板上
に、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有する
半導体レーザにおいて、上記Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ
濃度と上記ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との
積が１．４×１０36ｃｍ -6 以下となる関係を満たせ
ば、リモートジャンクションが生じない，レーザ特性の
優れた半導体レーザが得られることがわかる。
に、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有する
半導体レーザにおいて、上記Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ
濃度と上記ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との
積が１．４×１０36ｃｍ -6 以下となる関係を満たせ
ば、リモートジャンクションが生じない，レーザ特性の
優れた半導体レーザが得られることがわかる。
【００２５】なお、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が１
×１０18cm-3未満となると、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板に設け
られる金属電極との良好なオーミックコンタクトを得る
ことが困難となり、また、バックグランドの不純物濃度
を考慮した場合、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層のＳｅ濃度が１×１０17cm-3未満となると、クラッ
ド層の素子抵抗を十分に低く維持できなくなる場合があ
る等の不都合が生じるため、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ
濃度とＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ
濃度との積が１．４×１０36ｃｍ -6 以下の関係を満た
し、かつ、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が１×１０18
cm-3以上であり、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層のＳｅ濃度が１×１０17cm-3以上であることが望ま
しい。
×１０18cm-3未満となると、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板に設け
られる金属電極との良好なオーミックコンタクトを得る
ことが困難となり、また、バックグランドの不純物濃度
を考慮した場合、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層のＳｅ濃度が１×１０17cm-3未満となると、クラッ
ド層の素子抵抗を十分に低く維持できなくなる場合があ
る等の不都合が生じるため、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ
濃度とＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ
濃度との積が１．４×１０36ｃｍ -6 以下の関係を満た
し、かつ、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が１×１０18
cm-3以上であり、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層のＳｅ濃度が１×１０17cm-3以上であることが望ま
しい。
【００２６】上記実施例１の半導体レーザでは、Ｓｉ−
ＧａＡｓ基板１のＳｉ濃度が２．５×１０18ｃｍ-3であ
り、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ
濃度が５．０×１０17ｃｍ-3であり、Ｓｉ−ＧａＡｓ基
板１のＳｉ濃度とＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層３のＳｅ濃度との積は１．２５×１０36ｃｍ-6であ
る。したがって、この実施例１の半導体レーザによれ
ば、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１のＳｉ濃度とＳｅドープのｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度との積が１．４
×１０36ｃｍ -6 以下の関係を満たすことから、Ｓｅド
ープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３からＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４のＱＷ層へのＳｅ拡
散が抑制されて、リモートジャンクションが起こらな
い、レーザ特性の優れた半導体レーザが得られる。ま
た、実施例１の半導体レーザでは、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板
１のＳｉ濃度が１×１０18cm-3以上であり、Ｓｅドープ
のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度も１×１０
17cm-3以上であることから、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１とｎ
側電極１０との良好なオーミックコンタクトを得ること
ができ、また、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層３の素子抵抗を低くする維持することができるという
作用効果がある。
ＧａＡｓ基板１のＳｉ濃度が２．５×１０18ｃｍ-3であ
り、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ
濃度が５．０×１０17ｃｍ-3であり、Ｓｉ−ＧａＡｓ基
板１のＳｉ濃度とＳｅドープｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層３のＳｅ濃度との積は１．２５×１０36ｃｍ-6であ
る。したがって、この実施例１の半導体レーザによれ
ば、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１のＳｉ濃度とＳｅドープのｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度との積が１．４
×１０36ｃｍ -6 以下の関係を満たすことから、Ｓｅド
ープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３からＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層４のＱＷ層へのＳｅ拡
散が抑制されて、リモートジャンクションが起こらな
い、レーザ特性の優れた半導体レーザが得られる。ま
た、実施例１の半導体レーザでは、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板
１のＳｉ濃度が１×１０18cm-3以上であり、Ｓｅドープ
のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３のＳｅ濃度も１×１０
17cm-3以上であることから、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１とｎ
側電極１０との良好なオーミックコンタクトを得ること
ができ、また、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層３の素子抵抗を低くする維持することができるという
作用効果がある。
【００２７】より具体的には、図８に示した各サンプル
の半導体レーザにおけるしきい電流密度（Ｊth）は、６
００〜１０００Ａ／ｃｍ2 であるのに対し、上記実施例
１の半導体レーザにおけるしきい電流密度（Ｊth）は、
４００Ａ／ｃｍ2 であり、本実施例１の半導体レーザ
は、上記各サンプルの半導体レーザに比べてしきい電流
密度（Ｊth）が低くレーザ特性の優れたものである。
の半導体レーザにおけるしきい電流密度（Ｊth）は、６
００〜１０００Ａ／ｃｍ2 であるのに対し、上記実施例
１の半導体レーザにおけるしきい電流密度（Ｊth）は、
４００Ａ／ｃｍ2 であり、本実施例１の半導体レーザ
は、上記各サンプルの半導体レーザに比べてしきい電流
密度（Ｊth）が低くレーザ特性の優れたものである。
【００２８】実施例２．図３は、この発明の実施例２に
おける半導体レーザを示す断面図であり、同図に示すよ
うに、この実施例２の半導体レーザは、ＳＡＳ型（Self
-Aligned Structure）構造を有する。図において、１０
１はＳｉ−ＧａＡｓ基板であり、このＳｉ−ＧａＡｓ基
板１０１のＳｉ濃度は２．６×１０18ｃｍ-3である。１
０２はＳｉ−ＧａＡｓ基板１０１上に形成されたｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層（層厚：〜１μｍ，キャリア濃度：〜
３×１０18ｃｍ-3）であり、１０３はｎ型ＧａＡｓバッ
ファ層１０２上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓの組
成からなるｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜１．
５μｍ）であり、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０
３のｎ型ドーパントとしてはＳｅ（セレン）が用いられ
ており、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３のＳｅ
濃度は５．０×１０17ｃｍ-3である。１０４はｎ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層１０３上に形成されたアンドープＧ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層（全層厚：
〜０．１μｍ）であり、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４は、ＧａＡｓ層からなる単層
のＱＷ層（層厚：０．０１５μｍ）の上下に、Ａｌ0.25
Ｇａ0.75Ａｓの組成のＡｌＧａＡｓからなる光ガイド層
（層厚：０．０７μｍ）がそれぞれ形成された構造を有
する。１０５は上記ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−
ＱＷ活性層１０４上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
の組成からなるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜
１．５μｍ）であり、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１０５のｐ型ドーパントとしてはＺｎ（亜鉛）が用いら
れている。なお、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣＨ−ＱＷ
活性層１０４におけるＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド
層のＡｌ組成は、ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３，１０
５のＡｌ組成より小さいので、光ガイド層のバンドギャ
ップエネルギーは、ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３，１
０５より低くなっている。このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層１０５中には、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７
が形成されており、このｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７は、図示したようにｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１
０５中の両側にそれぞれ配置されている。また、１０６
は上記ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５上に形成され
たｐ型ＧａＡｓキャップ層（層厚：〜０．２μｍ，キャ
リア濃度：〜１×１０19ｃｍ-3）であり、１０８はｐ型
ＧａＡｓキャップ層１０６上に形成されたｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層であり、１０９はｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１０８上に形成されたｐ側電極であり、１１０はＳｉ
−ＧａＡｓ基板１０１の裏面に形成されたｎ側電極であ
る。
おける半導体レーザを示す断面図であり、同図に示すよ
うに、この実施例２の半導体レーザは、ＳＡＳ型（Self
-Aligned Structure）構造を有する。図において、１０
１はＳｉ−ＧａＡｓ基板であり、このＳｉ−ＧａＡｓ基
板１０１のＳｉ濃度は２．６×１０18ｃｍ-3である。１
０２はＳｉ−ＧａＡｓ基板１０１上に形成されたｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層（層厚：〜１μｍ，キャリア濃度：〜
３×１０18ｃｍ-3）であり、１０３はｎ型ＧａＡｓバッ
ファ層１０２上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓの組
成からなるｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜１．
５μｍ）であり、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０
３のｎ型ドーパントとしてはＳｅ（セレン）が用いられ
ており、このｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３のＳｅ
濃度は５．０×１０17ｃｍ-3である。１０４はｎ型Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層１０３上に形成されたアンドープＧ
ａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層（全層厚：
〜０．１μｍ）であり、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ
ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４は、ＧａＡｓ層からなる単層
のＱＷ層（層厚：０．０１５μｍ）の上下に、Ａｌ0.25
Ｇａ0.75Ａｓの組成のＡｌＧａＡｓからなる光ガイド層
（層厚：０．０７μｍ）がそれぞれ形成された構造を有
する。１０５は上記ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−
ＱＷ活性層１０４上に形成されたＡｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
の組成からなるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層（層厚：〜
１．５μｍ）であり、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１０５のｐ型ドーパントとしてはＺｎ（亜鉛）が用いら
れている。なお、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣＨ−ＱＷ
活性層１０４におけるＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド
層のＡｌ組成は、ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３，１０
５のＡｌ組成より小さいので、光ガイド層のバンドギャ
ップエネルギーは、ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３，１
０５より低くなっている。このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層１０５中には、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７
が形成されており、このｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７は、図示したようにｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１
０５中の両側にそれぞれ配置されている。また、１０６
は上記ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５上に形成され
たｐ型ＧａＡｓキャップ層（層厚：〜０．２μｍ，キャ
リア濃度：〜１×１０19ｃｍ-3）であり、１０８はｐ型
ＧａＡｓキャップ層１０６上に形成されたｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層であり、１０９はｐ型ＧａＡｓコンタクト
層１０８上に形成されたｐ側電極であり、１１０はＳｉ
−ＧａＡｓ基板１０１の裏面に形成されたｎ側電極であ
る。
【００２９】この実施例２における半導体レーザの製造
方法について説明する。図４は、図３に示した実施例２
の半導体レーザの製造工程を示す断面図であり、図４に
おいて図３と同一符号は同一部分を示しており、２００
はＳｉＯ2 膜からなるマスクである。
方法について説明する。図４は、図３に示した実施例２
の半導体レーザの製造工程を示す断面図であり、図４に
おいて図３と同一符号は同一部分を示しており、２００
はＳｉＯ2 膜からなるマスクである。
【００３０】まず、この実施例２における半導体レーザ
は、図４(a) に示すように、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１
上に、ＭＯＣＶＤ法等により、成長温度６７５℃，Ｖ／
III比２００，成長速度１．５μｍ／ｓの条件下で、ｎ
型ＧａＡｓバッファ層１０２、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１０３、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣ
Ｈ−ＱＷ活性層１０４、Ｚｎドープのｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層１０５、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７
を順次結晶成長して形成する。なお、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４には、ＡｌＧａＡｓ
層，ＧａＡｓ層，ＡｌＧａＡｓ層を順次結晶成長させる
ことにより、ＧａＡｓ層からなる単層のＱＷ層（Quantu
m Well）の上下に、ＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド層
がそれぞれ位置するＳＣＨ−ＱＷ構造（Separate Confi
nement Heterostructure−Quantum Well）が形成され
る。ついで、同図(b) に示すように、ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層１０７上の全面に、マスク２００となるＳｉ
Ｏ2 膜を形成し、このＳｉＯ2 膜の中央部分を、下層の
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７が露出するまでスト
ライプ状にエッチング除去し、ＳｉＯ2 膜の中央部分が
ストライプ状にエッチング除去されたマスク２００を形
成する。そして、同図(c) に示すように、このマスク２
００をマスクにしてｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７
の中央部分をストライプ状にエッチング除去し、同図
(d) に示すように、ＳｉＯ2 膜からなるマスク２００を
フッ酸等で除去した後、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７上の全面にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５を形
成すると、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７のエッチ
ング除去された中央部分にもｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１０５が形成され、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０
７の下層のｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５と整合
し、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を埋め込んだ構
造となるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５が形成され
る。このとき、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５の成
長速度はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７がエッチン
グ除去された中央部分とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７上とではほとんど異ならないため、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層１０５は、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７がエッチング除去された中央部分が窪んだ形状とな
る。ついで、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５上
にｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６を形成し、このｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層１０６上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１０８を形成した後、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０８上にｐ側電極１０９，およびＳｉ−ＧａＡｓ基板１
０１の裏面側にｎ側電極１１０を蒸着等によって形成す
ることにより、図３に示すようなＳＡＳ型の半導体レー
ザが製造される。
は、図４(a) に示すように、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１
上に、ＭＯＣＶＤ法等により、成長温度６７５℃，Ｖ／
III比２００，成長速度１．５μｍ／ｓの条件下で、ｎ
型ＧａＡｓバッファ層１０２、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１０３、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＳＣ
Ｈ−ＱＷ活性層１０４、Ｚｎドープのｐ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層１０５、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７
を順次結晶成長して形成する。なお、ＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４には、ＡｌＧａＡｓ
層，ＧａＡｓ層，ＡｌＧａＡｓ層を順次結晶成長させる
ことにより、ＧａＡｓ層からなる単層のＱＷ層（Quantu
m Well）の上下に、ＡｌＧａＡｓ層からなる光ガイド層
がそれぞれ位置するＳＣＨ−ＱＷ構造（Separate Confi
nement Heterostructure−Quantum Well）が形成され
る。ついで、同図(b) に示すように、ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層１０７上の全面に、マスク２００となるＳｉ
Ｏ2 膜を形成し、このＳｉＯ2 膜の中央部分を、下層の
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７が露出するまでスト
ライプ状にエッチング除去し、ＳｉＯ2 膜の中央部分が
ストライプ状にエッチング除去されたマスク２００を形
成する。そして、同図(c) に示すように、このマスク２
００をマスクにしてｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７
の中央部分をストライプ状にエッチング除去し、同図
(d) に示すように、ＳｉＯ2 膜からなるマスク２００を
フッ酸等で除去した後、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７上の全面にｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５を形
成すると、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７のエッチ
ング除去された中央部分にもｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層１０５が形成され、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０
７の下層のｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５と整合
し、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７を埋め込んだ構
造となるｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５が形成され
る。このとき、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５の成
長速度はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７がエッチン
グ除去された中央部分とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７上とではほとんど異ならないため、ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層１０５は、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０７がエッチング除去された中央部分が窪んだ形状とな
る。ついで、このｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５上
にｐ型ＧａＡｓキャップ層１０６を形成し、このｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層１０６上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１０８を形成した後、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０８上にｐ側電極１０９，およびＳｉ−ＧａＡｓ基板１
０１の裏面側にｎ側電極１１０を蒸着等によって形成す
ることにより、図３に示すようなＳＡＳ型の半導体レー
ザが製造される。
【００３１】つぎに、この実施例２における半導体レー
ザの動作を説明する。図３に示す実施例２の半導体レー
ザにおけるｐ側電極１０９を正、ｎ側電極１１０を負と
なるように電流を流すと、ホールはｐ側電極１０９か
ら、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８，ｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層１０６，ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５を
経てＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０
４に注入される。一方、電子はｎ側電極１１０から、Ｓ
ｉ−ＧａＡｓ基板１０１，ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０
２，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３を経てＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４に注入され
る。すると、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−Ｑ
Ｗ活性層１０４のＱＷ層においてホールと電子との再結
合が起こり誘導放出光が発生し、この光がＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４に沿って導波さ
れ、そしてさらにキャリア（ホール，電子）の注入量を
十分高くして導波路での損失を超える光が発生すると、
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４か
らレーザ発振が起こる。
ザの動作を説明する。図３に示す実施例２の半導体レー
ザにおけるｐ側電極１０９を正、ｎ側電極１１０を負と
なるように電流を流すと、ホールはｐ側電極１０９か
ら、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８，ｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層１０６，ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５を
経てＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０
４に注入される。一方、電子はｎ側電極１１０から、Ｓ
ｉ−ＧａＡｓ基板１０１，ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０
２，ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３を経てＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４に注入され
る。すると、このＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−Ｑ
Ｗ活性層１０４のＱＷ層においてホールと電子との再結
合が起こり誘導放出光が発生し、この光がＧａＡｓ／Ａ
ｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４に沿って導波さ
れ、そしてさらにキャリア（ホール，電子）の注入量を
十分高くして導波路での損失を超える光が発生すると、
ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４か
らレーザ発振が起こる。
【００３２】このとき、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１
０５中の両側の領域は、上層からｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１０５とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７とｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５とがｐｎｐ構造を構成
しているため、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層１０５の両側の領域
では電流が流れず、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５
においてｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７の存在しな
い中央部分の領域のみに電流が流れ、従って、このｐ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５の中央部分の下に位置す
るＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４
の領域においてキャリアが注入されるので、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１０５の中央部分の下に位置するＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４の領域
で集中的に発光再結合が起こる。
０５中の両側の領域は、上層からｐ型ＡｌＧａＡｓクラ
ッド層１０５とｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７とｐ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５とがｐｎｐ構造を構成
しているため、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層１０５の両側の領域
では電流が流れず、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５
においてｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１０７の存在しな
い中央部分の領域のみに電流が流れ、従って、このｐ型
ＡｌＧａＡｓクラッド層１０５の中央部分の下に位置す
るＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４
の領域においてキャリアが注入されるので、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層１０５の中央部分の下に位置するＧａ
Ａｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層１０４の領域
で集中的に発光再結合が起こる。
【００３３】上記実施例２の半導体レーザでは、Ｓｉ−
ＧａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度が２．６×１０18ｃｍ-3
であり、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０
３のＳｅ濃度が５．０×１０17ｃｍ-3であり、Ｓｉ−Ｇ
ａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度とＳｅドープｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１０３のＳｅ濃度との積は１．３×１０
36ｃｍ-6である。したがって、この実施例２の半導体レ
ーザによれば、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度と
Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３のＳｅ
濃度との積が１．４×１０36ｃｍ -6 以下の関係を満た
すことから、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１０３からＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性
層１０４のＱＷ層へのＳｅ拡散が抑制されて、リモート
ジャンクションが起こらない、レーザ特性の優れた半導
体レーザが得られる。また、実施例２の半導体レーザで
は、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度が１×１０18
cm-3以上であり、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層１０３のＳｅ濃度も１×１０17cm-3以上であること
から、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１とｎ側電極１１０との
良好なオーミックコンタクトを得ることができ、また、
Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３の素子
抵抗を低くする維持することができるという作用効果が
ある。
ＧａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度が２．６×１０18ｃｍ-3
であり、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０
３のＳｅ濃度が５．０×１０17ｃｍ-3であり、Ｓｉ−Ｇ
ａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度とＳｅドープｎ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層１０３のＳｅ濃度との積は１．３×１０
36ｃｍ-6である。したがって、この実施例２の半導体レ
ーザによれば、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度と
Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３のＳｅ
濃度との積が１．４×１０36ｃｍ -6 以下の関係を満た
すことから、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１０３からＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性
層１０４のＱＷ層へのＳｅ拡散が抑制されて、リモート
ジャンクションが起こらない、レーザ特性の優れた半導
体レーザが得られる。また、実施例２の半導体レーザで
は、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１のＳｉ濃度が１×１０18
cm-3以上であり、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層１０３のＳｅ濃度も１×１０17cm-3以上であること
から、Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１０１とｎ側電極１１０との
良好なオーミックコンタクトを得ることができ、また、
Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１０３の素子
抵抗を低くする維持することができるという作用効果が
ある。
【００３４】なお、本発明の半導体レーザは、上記実施
例１のようなリッジストライプ型のものや，実施例２の
ようなＳＡＳ型の構造のものに限らず、例えば、ＶＳＩ
Ｓ型（V-grooved Substrate Inner Stripe）等その他種
々の電流狭窄構造を有するものであってもよく、また、
活性層としては単層のＱＷ層（Quantum Well）に限ら
ず、例えば、ＭＱＷ層（Multi Quantum Well，多重量子
井戸構造）であってもよく、その他バルク活性層等であ
ってもよい。
例１のようなリッジストライプ型のものや，実施例２の
ようなＳＡＳ型の構造のものに限らず、例えば、ＶＳＩ
Ｓ型（V-grooved Substrate Inner Stripe）等その他種
々の電流狭窄構造を有するものであってもよく、また、
活性層としては単層のＱＷ層（Quantum Well）に限ら
ず、例えば、ＭＱＷ層（Multi Quantum Well，多重量子
井戸構造）であってもよく、その他バルク活性層等であ
ってもよい。
【図１】 本発明の一実施例に係る半導体レーザを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 図１に示した実施例に係る半導体レーザの製
造工程を示す斜視図である。
造工程を示す斜視図である。
【図３】 本発明の他の実施例に係る半導体レーザを示
す断面図である。
す断面図である。
【図４】 図３に示した実施例に係る半導体レーザの製
造工程を示す断面図である。
造工程を示す断面図である。
【図５】 従来の半導体レーザにおけるＤＨ（ダブルヘ
テロ）構造を示す断面図である。
テロ）構造を示す断面図である。
【図６】 Ｓｉ−ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度とＳｅドープ
のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との関係にお
ける、ＳｅのＳＣＨ−ＱＷ活性層への拡散を示す相関図
である。
のｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との関係にお
ける、ＳｅのＳＣＨ−ＱＷ活性層への拡散を示す相関図
である。
【図７】 図１に示した実施例に係る半導体レーザにお
けるＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層からのＳ
ｅ拡散のプロファイルを示す図である。
けるＳｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層からのＳ
ｅ拡散のプロファイルを示す図である。
【図８】 Ｓｉ濃度が異なるＳｉ−ＧａＡｓ基板上にＳ
ｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有する半導体
レーザにおける、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層からのＳｅ拡散のプロファイルを示す図である。
ｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有する半導体
レーザにおける、Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッ
ド層からのＳｅ拡散のプロファイルを示す図である。
【図９】 従来の半導体レーザにおけるＳｅドープのｎ
型ＡｌＧａＡｓクラッド層からのＳｅ拡散のプロファイ
ルを示す図である。
型ＡｌＧａＡｓクラッド層からのＳｅ拡散のプロファイ
ルを示す図である。
１ Ｓｉ−ＧａＡｓ基板、２ ｎ型ＧａＡｓバッファ
層、３ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、４ ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層、５ ｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層、６ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、７ ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層、８ ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層、９ ｐ側電極、１０ ｎ側電極、４１ 出射部、
１００ マスク、１０１ Ｓｉ−ＧａＡｓ基板、１０２
ｎ型ＧａＡｓバッファ層、１０３ ｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層、１０４ ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ
−ＱＷ活性層、１０５ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、
１０６ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、１０７ ｎ型ＧａＡ
ｓ電流ブロック層、１０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト
層、１０９ ｐ側電極、１１０ ｎ側電極、２００ マ
スク。
層、３ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、４ ＧａＡｓ／
ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ−ＱＷ活性層、５ ｐ型ＡｌＧａ
Ａｓクラッド層、６ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、７ ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層、８ ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層、９ ｐ側電極、１０ ｎ側電極、４１ 出射部、
１００ マスク、１０１ Ｓｉ−ＧａＡｓ基板、１０２
ｎ型ＧａＡｓバッファ層、１０３ ｎ型ＡｌＧａＡｓ
クラッド層、１０４ ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＳＣＨ
−ＱＷ活性層、１０５ ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、
１０６ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、１０７ ｎ型ＧａＡ
ｓ電流ブロック層、１０８ ｐ型ＧａＡｓコンタクト
層、１０９ ｐ側電極、１１０ ｎ側電極、２００ マ
スク。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板上に、Ｓ
ｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層を有し、 上記Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度と上記Ｓ
ｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃度との
積が、１．４×１０36cm-6以下となる関係を満たすこと
を特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記Ｓｉドープのｎ型ＧａＡｓ基板のＳｉ濃度が、１×
１０18cm-3以上であり、 上記Ｓｅドープのｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のＳｅ濃
度が、１×１０17cm-3以上であることを特徴とする半導
体レーザ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7333473A JPH09181386A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 半導体レーザ |
| KR1019960046201A KR970054997A (ko) | 1995-12-21 | 1996-10-16 | 반도체 레이저 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7333473A JPH09181386A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181386A true JPH09181386A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18266469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7333473A Pending JPH09181386A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 半導体レーザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09181386A (ja) |
| KR (1) | KR970054997A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001237496A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP7333473A patent/JPH09181386A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-16 KR KR1019960046201A patent/KR970054997A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001237496A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-31 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| JP4517437B2 (ja) * | 2000-02-23 | 2010-08-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970054997A (ko) | 1997-07-31 |
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