JPS59117288A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

半導体発光装置の製造方法

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JPS59117288A
JPS59117288A JP57231681A JP23168182A JPS59117288A JP S59117288 A JPS59117288 A JP S59117288A JP 57231681 A JP57231681 A JP 57231681A JP 23168182 A JP23168182 A JP 23168182A JP S59117288 A JPS59117288 A JP S59117288A
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JP
Japan
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semiconductor layer
conductivity type
semiconductor
layer
emitting device
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Pending
Application number
JP57231681A
Other languages
English (en)
Inventor
Ryoichi Hirano
良一 平野
Etsuji Omura
悦司 大村
Hideyo Higuchi
樋口 英世
Yasushi Sakakibara
靖 榊原
Hirobumi Namisaki
浪崎 博文
Wataru Suzaki
須崎 渉
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS59117288A publication Critical patent/JPS59117288A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体発光装置、特に高温時にあつても高信
頼性の半導体発光装置の製造方法に関するものである。
〔従来技術〕
高温時にあっても高信頼性の半導体発光装置を得るため
の重要な条件の1つとして、今回2発明者らの研究の結
果、次のような界面形成がなされないことであると判っ
た。すなわち、高温において一旦雰囲気に晒された表面
上に成長層を設け、かつその結晶界面にP −n接合を
形成した場合、このような界面(以下的されたP −n
接合界面と呼ぶ)を有する半導体発光装置では、この接
合に順方向電流を注入すると、晒されたP −n接合界
面における順方向電圧が次第に低下(劣化)するもので
、その劣化の度合いは通電温度が高いほど、また通電の
電流密度が大きいほど著るしいと確認できた。
こ\で従来の半導体発光装置2例えば半導体レーザダイ
オードをみると、その雰囲気に晒された界面にP −n
接合が形成場れる構造となっている。
次にその2つの代表的な例を第1図ないし第4図につい
て述べる。
まず第1の従来例は、BH型の半導体レーザと呼ばれる
構造の場合であシ、ツカダ(T、TBukada )に
よって、ジャーナル・オブ・アプライド・フィシツク−
X−(Journal of applied Phy
sics)の第45巻、1974年、4899頁に発表
されている。このBH型’t InGaAsP系レーザ
に適用した場合の構造を第1図に、その製造工程を第2
図(a)ないしくe)に示す。
第1図において、符号(1)はn−IHp基板、(2a
)はnあるいはP −InGaA8P活性層・ (3a
)はP−InPクラッド層、(4)はP−InP埋め込
み層、6)はn  Inp層、(6) 、 (7)はそ
れぞれP側、n側の電極である。そしてその製造工程は
、第2図に示す通電であシ、基板(1)上に第1回目の
成長で活性層(2)を、このn−InP層(1)とP−
InP層(3)にょル挾むようにして、通常のダブルへ
テロ接合構造にエピタキシャル成長させ(同図(a) 
) 、ついで活性層(2!L) 、およびクラッド層(
3a)と彦る各部分以外をエツチング除去しく同図の)
)、その後、第2回目の成長によシ、活性領域の両側面
k P −InP層(4)、およびn−Inp層(5)
で埋め込むものである(同図(C))。
また第2の従来例は、BC型の半導体レーザと呼ばれる
構造の場合であシ、ムロタニ(T−Murotani)
らによって、エレクトロニクス・レターズ(EIect
ronics Letters)の第16巻−1980
年−556頁に発表されている。前記と同様にこのBC
型構造全第3図に、その製造工程を第4図(a)ないし
くc)に示す。
第3図において、符号(8)はn−IHp基板、(9)
はP −InP層、(10)はn −InPクラッド層
、(11)はnl>るいはP −InGaAsP活性層
、(12)はP−InPクラッド層、(6) 、 (7
)は前例同様にそれぞれP側、n側の電極である。そし
てその製造工程は、第4図に示す通りであり、基板(1
)上に第1回目の成長(あるいは拡散)でP−InP層
(9)を成長(あるいは拡散)させ(同図(a) ) 
、ついでストライブ状の溝(13)k形成しく同図(1
)) ) 、その後、第2回目の成長によシ、溝(13
)の内外を含んで、n−InP層(10) 、 (10
a)およびnあるいはP−I nG aA 、P層(1
1) 、 (11a)ならびにP −InP層(12)
を成長させたものである(同図(C))。
しかしてこのようなりH構造、およびBC構造を有する
半導体レーザは、低しきい値電流であること、単−基本
横モード発振をするなどの数々の優れた特性を有してい
るが、高温下で通電を続けると、しきい値電流が次第に
上昇し、かつ順方向電圧が下がって、最終的には発振を
停止するような、いわゆる劣化を生ずることが知られて
いる。
さきにも述べたように、発明者らはこの劣化の原因を追
求した結果、高温下で一旦、算囲気ガスに晒された表面
上に成長層を設け、かつその結晶界面にP −n接合が
形成される場合、この晒されたp −n接合に順方向電
流を注入したときに生ずることを確認した。すなわち、
第1図および第2図構造において、それぞれに波線を入
れた各界面(14)、(15)の部分で、無放電流が通
電時間と共に増加して劣化が進行するに至るものであっ
た。
〔発明の概要〕
この発明は従来のこのような欠点に鑑み、結晶界面を形
成している領域に、この領域の導電型とは異なる導電型
の不純物を拡散させて、P −n接合の位置を界面から
内部に移動させ、この構成によシ劣化を抑制させるよう
にしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例につき、第5図(a) 、 (
b)および第6図(a) 、 (b)を参照して説明す
る。
部の拡大した状態図である。これらの各図において、今
、P−InP層(4)におけるP形不純物のキャリア濃
度をN、とし、また基板であるn−IHP層(1)にお
けるn形不純物のキャリア濃度kNnとしたときに、両
者をN、)Nnと設定し、かつP形不純物を拡散の容易
な例えばznに選び、さらにInGaA8P活性層(2
a)がP形であるとすると、P−InP層(4)の成長
中、もしくは成長後の熱処理によって、当初の雰囲気に
晒されたp −n接合の付着AIBtcおよびD 、 
E 、 Ft−1それぞれにn−InP層(1)内の位
置A’、B’、C’およびD’、E、Fに移動させるも
のである。
次に第6図(a) 、 (b)に示すBC構造の半導体
レーザに適用した場合についても同様である。すなわち
、P−InP層(9)におけるP形不純物のキャリア濃
度をNpとし、またn−IHP層(10)におけるn形
不純物のキャリア濃度’kNnとしだとき、Np>Nn
と設定し、かつP形不純物を拡散の容易な例えばZnに
選ぶと、溝(13)の内外での層(12)の成長中、も
しくは成長後の熱処理によって、当初の雰囲気に晒され
たp −n接合の位置G。
HおよびI、J’k、それぞれにn−InP層(10)
内の位置G’ 、 H’およびI’、J’に移動させる
ものである。
このように晒された界面から拡散によってP −n接合
を移動させることによシ、高温作動での劣化の原因とし
て確められた。いわゆる晒されたP−n接合界面がなく
なシ、その結果、これらの各構造の装置では、電流を活
性領域(2a)、、(11)に集中し得て、装置本来の
電気的特性を長時間通電によっても損なわずに保持でき
るのである。
なお前記各実施例はInGaA8P/nGa系8P/工
nPについて述べたが、他の■−■族化合物半導体によ
る晒されたP −n接合界面を有する半導体発光素子に
も適用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、高温における長
時間通電によっても装置の電気的特性が劣化せず、優れ
た性能の半導体発光装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図(a) 、 (b) 、 (e)は
従来のBH構造の、また第3図および第4図(a) 、
 (b) 、 (e)は同様にBC構造のそれぞれ半導
体発光装置の模式断面およびその製造工程を示し、第5
図(a)、Φ)および第6図(a) 、 (b)はこの
発明を前記BH構造およびBC構造の各半導体発光装置
に適用した場合の各実施例を示すそれぞれ活性層部分の
拡大した模式断面説明図である。 (1)・・・・n−IHP基板、(2)・・・・nある
いはP −InGaA8P層(活性層)、(2a)・・
・・活性領域、(3)・・・・P−InP層、(3a)
・・・・クラッド層、(4)・・・・P−InP埋め込
み層、(5)・a a m H−Inp層、(6)、(
7)−−−−p側、n側電極、(8)・・・an−IH
P基板、(9)−−・・P−InP層、(10)@ ・
m * n −IHPクラッド層、(11)・・・・n
あるいはP −InGaA8P活性領域、(12)−・
・−P−InPクラッド層、(13)・・・・溝、(1
4)、(15)・・・・BH構造、  BC構造におけ
る晒されたP −n接合界面。 代  理  人     葛  野  信  −第1図 第2図 第4図 伊丹市瑞原4丁目1番地三菱電 機株式会社エル・ニス・アイ研 究所内 0発 明 者 須崎法 伊丹市瑞原4丁目1番地三菱電 機株式会社エル・ニス・アイ研 究所内 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1、事件の表示   特願昭 57−231681号2
、発明の名称 半導体発光装置の製造方法 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 (1)明細書の特許請求の範囲の欄 (2)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2)同書第2頁第20行の「〜特に」の後に「長寿命
であり」を加入する。 (3)同書第3頁第14行の「度合い」を「速度」と補
正する。 (4)同省同頁第15行の「著るしい」を「速い」と補
正する。 (5)同省第6頁第18行の「無放電流」を「無効電流
」と補正する。 (6)同省第7頁第4行の「〜界面から内部」の後に「
あるいは外部」を加入する。 (7)同書第8頁第13〜14行の「〜ものである。 」の後に次の文を加入する。 「なお\n形不純物をp−InP層(4)あるいはp 
−InP層に拡散させp −n接合の位置を界面から外
部に移動させることも全く同様に可能である。 」 (8)回書同頁第13行の1基板である」を削除する。 以  上 別     紙 [(1)  第1導電型の第1半導体層上に、第1回目
の成長により、第1あるいは第2導電型の第2半導体層
、第2導電型の第3半導体層を順次に成長させて、通常
のダブルへテロ接合構造を形成させる工程と、第1半導
体膚の一部を含む第2および第3半導体層をストライプ
状に残してエツチング除去する工程と、このエツチング
除去した部分に、第2回目の成長により、第2導電型の
第4半導体層を埋め込む工程とを含む半導体発光装置の
製造方法において、前記第4半導体層の埋め込み成長工
程、もしくは同工程終了後に熱処理を行ガつて、この第
4半導体層から前記第1半導体層内に第2導電型の不純
物を拡この拡散によってP −n接合面を、埋め込まれ
る界面から第1半導体層内に移動させるようにしたこと
を特徴とする半導体発光装置の製造方法。 (2)第1導電型の半導体基板上に、第1回目の成長、
あるいは拡散により、第2導電型の第4半導体層を成長
させる工程と、半導体基板の一部を含む第4半導体層に
ストライプ状溝をエツチング形成させる工程と、このス
トライプ状溝の内側より外側にかけて、第2回目の成長
により、第1導電型の第1半導体層、第1あるいは第2
導電型の第2半導体層、第2導電型の第3半導体層を順
次に成長させて 通常のダブルへテロ接合構造を形成す
る工程とを含む半導体発光装置の製造方法において、前
記ストライプ状溝内外での各半導体層成長工程、もしく
は同工程終了後に熱処理を行なって、前記第4半導体層
から前記第1半導体層内に第2導電型の不純物をさせ、
この拡散によってP −n接合面を、ストライプ状溝内
界面から第1半導体層内に移動させるようにしたことを
特徴とする半導体発光装45

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 α)第1導電型の第1半導体層上に、第1回目の成長に
    よシ、第1あるいは第2導電型の第2半導体層、第2導
    電型の第3半導体層を順次に成長させて、通常のダブル
    へテロ接合構造を形成させる工程と、第1半導体層の一
    部を含む第2および第3半導体層をストライプ状に残し
    てエツチング除去する工程と、このエツチング形成した
    部分に、第2回目の成長によシ、第2導電型の第4半導
    体層を埋め込む工程とを含む半導体発光装置の製造方法
    において、前記第4半導体層の埋め込み成長工程、もし
    くは同工程終了後に熱処理を行なって、この第4半導体
    層から前記第1半導体層内に第2導電型の不純物を拡散
    させ、この拡散によってP−n接合面を、埋め込まれる
    界面から第1半導体層内に移動させるようにしたこと全
    特徴とする半導体発光装置の製造方法。 (2)第1導電型の半導体基板上に、第1回目の成長、
    あるいは拡散によシ、第2導電型の第4半導体層を成長
    させる工程と、半導体基板の一部を含む第4半導体層に
    ストライプ状溝をエツチング形成させる工程と、このス
    トライプ状溝の内側よシ外側にかけて、第2回目の成長
    によシ、第1導電型の第1半導体層、第1あるいは第2
    導電型の第2半導体層、第2導電型の第3半導体層を順
    次に成長させて、通常のダブルへテロ接合構造を形成す
    る工程とを含む半導体発光装置の製造方法において、前
    記ストライプ状溝内外での各半導体層成長工程、もしく
    は同工程終了後に熱処理を行なって、前記第4半導体層
    から前記第1半導体層内に第2導電型の不純物を拡散さ
    せ、この拡散によってP −n接合面を、ストライプ状
    溝内界面から第1半導体層内に移動させるようにしたこ
    とを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
JP57231681A 1982-12-24 1982-12-24 半導体発光装置の製造方法 Pending JPS59117288A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5596592A (en) * 1994-08-23 1997-01-21 Mitsubish Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57198674A (en) * 1981-05-30 1982-12-06 Fujitsu Ltd Embedded type semiconductor laser

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