JPS62166586A - 半導体発光素子とその製造方法 - Google Patents

半導体発光素子とその製造方法

Info

Publication number
JPS62166586A
JPS62166586A JP61009610A JP961086A JPS62166586A JP S62166586 A JPS62166586 A JP S62166586A JP 61009610 A JP61009610 A JP 61009610A JP 961086 A JP961086 A JP 961086A JP S62166586 A JPS62166586 A JP S62166586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
gaas
mesa
meltback
active layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61009610A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Kobayashi
健一 小林
Kenichi Kawada
健一 河田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP61009610A priority Critical patent/JPS62166586A/ja
Publication of JPS62166586A publication Critical patent/JPS62166586A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は1GalnP 可視光半導体レーザ等の半導体
発光素子とその製造方法に関する。
(従来の技術およびその問題点) AIGf1工np 可視光半導体レーザは600 nm
帯のレーザとして現在開発が活発に行なわれている。
AzGaInP でなる4元混晶の液相エピタキシャル
成長による形成は難しいから、rnGaA8P/nGa
系のレーザの上うな埋め込み構造による横モード制御レ
ーザをAzGa工np  で作製するのはかなシ難しい
。しかしながら、横モード制御は実用化の上で不可欠で
ありAaGaInP、  GaInP、  GaAs 
t7)成長方法に合った横モード制御構造は重要である
。さらにAzGaInP 混晶は熱伝導率が小さく活性
層あるいはその近傍で発生する熱を効率よく放散させる
ことも素子特性上重要である。
1GaInP 可視光半導体レーザにおいて横モード制
御されたレーザの報告は現在ない。しかしAjGaA8
/GaAsレーザよシ容易に類推されるレーザ構造を第
3図に示す。GaAs半導体基板10上にAzGaIn
P  でなる活性層1を活性層より禁制帯幅が大きいA
jGa工np  でなるクラッド層2および3で才夾ま
れたダブルヘテロ構造を有し、そのダブルヘテロ構造上
にGaAsでなる部分的に消失せしめた電流ブロック層
4を有し、さらにその上にAlGa工np  でなるク
ラッド層7、GaAsでなるキャップ層5が積層される
。発光領域は電流ブロック層4がとぎれた部分の下部の
活性層である。この構造は2回の有機金属分解成長法(
以下MovpE法と略記)、あるいは分子線エピタキシ
ー(以下MBE法と略記〕で成長される。2回成長にお
ける再成長界面は発光領域の上部のクラッド層3と電流
ブロック層4の表面である。この表面は2回目の成長前
のプロセスで外気に接した面であり、AzGaInPは
AIを含むから特にクラッド層3の表面は酸化されやす
く、2回目のMOVPK法とMBE法による成長の際に
欠陥が導入されやすい。
かつその界面は活性層1に0.1〜0.4μmの距離に
あシ、その界面での光強度の密度は高くその界面を通過
する電流の密度も数K A /an”と高くその欠陥が
成長し活性層を劣化されるという問題がある。また、発
光領域で発生した熱は、キャップ層5側のヒートシンク
へと放散されるが、その経路には熱伝導率の小さなAa
GaInP  でなる比較的厚い層が必ず存在している
本発明の目的は、横モード制御が可能で、活性層で発生
した熱が放散し易いAzGaInP 可視光半導体レー
ザ等の半導体発光素子とその製造方法を提供することに
ある。
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本願の第1の発明が提供
する半導体発光素子は、(AjxGa+−x)yIn+
−、ypからなる活性層をこの活性層よシ禁制帯幅が大
きなAzGaInP からなるクラッド層で代み込んだ
ダブルヘテロ構造がGaAs基板上形成してあり、前記
活性層の上側の前記クラッド層は層厚が部分的に厚くな
ることにより形成されるメサ構造を有し、前記メサ構造
は上部がGaAsでなるメルトバック防止層で被覆して
あり側面及び底面がGaAsでなシ前記基板と導電をの
同じ電流ブロック層で被覆してあシ、前記メルトバック
防止層及び前記電流ブロック層の表面がGaAgでなる
キャップ層で被覆してあることを特徴とする。
前述の問題点を解決するために本題の第2の発明が提供
する半導体発光素子の製造方法は、(AtxGa+ −
X )7エn、−7Pからなる活性層をこの活性層よシ
禁制帯幅が大きな/BGa工nP からなるクラッド層
でスみ込んだダブルヘテロ構造をGaAs基板上に形成
する工程と、前記ダブルヘテロ構造上にメルトバック防
止層を積層する工程と、形成する工程と、液相エピタキ
シャル成長法により前記メサ側面をGaAsからなり前
記基板と同導電型の電流ブロック層で被覆する工程と、
前記メサ上面及び前記電流ブロック層の上面に液相エピ
タキシャル成長法によ#) GaAaキャップ層を積層
する工程とを含むことを特徴とする。
(作用) 本願の第1の発明の半導体発光素子の例の断面模式図を
第1図に示す(第1図は後に説明するように本願の第1
の発明の一実施例を示す図である)。
GaAgでなる半導体基板10上に(A′1xGa+−
x)7エn1−ypでなる活性層1、クラッド層2.3
よりなるダブルヘテロ構造を含み、クラッド層3にメサ
構造を有する。そのメサの上面はGaAsでなるメルト
バック防止層6、側面は電流ブロック層4で被覆されて
いる。この第1図の構造は、本願の第2の発明を適用し
て、MOVPK法あるいはMBK法とI、PK法の2回
の結晶成長で作製する。
その製作工程を第2図(a)〜(C)に示す。(第2図
(a)〜(C)は後に説明するように本願の第2の発明
の一実施例の工程を示す図である)。1回目と2回目の
成長での再成長界面はメルトバック防止層6の上面と側
面クラッド層3のメサ構造側面と底面である。発光領域
はそのメサの下部である。メルトバック防止層6はGa
Asでなるから酸化等の問題は低減される。そのうえメ
ルトバック層6にある再成長界面と活性層1との距離は
0.7μm以上であり従来の0.2〜0.4μmと比較
して大きい。従ってメルトバック防止層6の再成長界面
が活性層へ与える影響は小さい。またクラッド層3に形
成されたメサ側面はAIGaInP  でAjを含み酸
化の問題が生じるが、この界面を通過する電流はないの
で活性層の劣化につながる欠陥の成長は低減される。ま
たメサ構造をしているから発光部の活性層との距離が小
さい界面の面積は小さい。また、電流ブロック層4の形
成はLPE法により行なう。
そのためその界面はAmを含むGaメルトと接する。そ
の際A7Ga工nPはGaメルトに溶けようとし、Ga
メルトからはGaAsが析出しようとする。実際はGa
Asの析出速度を速め、GaAe結晶を側面に成長され
るが、多少であるがAIGaInP i!:Gaメルト
に溶け、界面の清浄化が行なわれる。このことは素子の
劣化特性を良くすることになる。また、メサ上部にはG
aAsが析出しない柔性で電流ブロック層の成長を行な
う。このとき、メサ上部がAaGa工nP  であると
メサの形状はメルトバックにより変形を起こす。しかし
、メサ上部にGaAsでなるメルトバック防止層を導入
しているからメサ形状の大幅な変形は起らず電流ブロッ
ク層4の結晶成長が安定し作製が容易となる。さらにキ
ャップ層5まで同じLPK成長で形成でき2回の結晶成
長で作製されかつメルトバック防止層6と電流ブロック
層4の界面はウェファ表面まで達していない。このこと
は電極金属の界面による急速浸透を防ぎレーザの頓死を
低減する。さらに、発光領域とその近傍で発生する熱の
放散経路を考えると、クラッド層30層厚が薄い部分、
電流ブロック層4、キャップ層5そしてヒートシンクと
いう熱放牧経路が形成され、この経路では熱伝導率の小
さなAIGaInP の層厚が小さく熱伝導率の相対的
に高いGaAsが大部分を占めるから熱放散特性は良く
なる。
(実施例) 以下実施例を挙げ本願発明を一層詳しく説明する。先に
第1図に示した本願の第1の発明の構造の実施例を作製
する工程を第2図(a)〜(C)に示す。
S1ドープのn型GaAs基板上にMOVPE法により
SsドープのGaAsバッファ一層を積層後、Seドー
プn型の(Ado、4 Ga o、a ) o、5工n
o、sPでなる厚さ1μmのクラッド層2、ノンドープ
Gao、!I工no、sPでなる厚さ0.1μmの活性
層1.Znドーグp型の(Ado、4Gao、6) o
、s工n o、s pでなる厚さ1μmのクラッド層3
、およびZnドープp型のGaAsでなるメルトバック
防止層6をこのl1lffi K積層し第2図(a)の
構造を作製する。次にGaAsでなるメルトバック防止
層6を含めクラッド層3を部分的にエツチングし、メサ
を形成する。メサ上部の幅を1μm、クラッド層3のエ
ツチングによる残存する厚さを0.3μmとした。Ga
AsのエツチングはTi3PO3とHtO、!: Hl
O,の混合液で、A4GaInP のエツチングはHC
jとHsPo4の混合液で行なった。このときの形状を
第2図(b)に示す。次に液相エピタキシャル成長によ
りToドープn型のGaAsでなる電流ブロック層4と
Znドープp型のGaAsでなるキャップ層を順次積層
した。そのとき電流ブロック層はメサ上部には積層しな
いように液相の過飽和度と成長膜厚を制御した。電流ブ
ロック層4の厚さは平坦部で0.3μmである。GaA
sキャップ層5の厚さは平坦部で0.5μ璋である。こ
のようにして、本願の第2の発明の一実施例により本願
の第1の発明の一実施例を作製した。即ち、第2図(a
)〜(C)の工程により第1図の構造が作製された。電
流ブロック層4が存在する部分はp−n−p−’nの導
電型の層構造となり電流は流れず、電流は電流プロック
層4が存在しないメサ部のみに流れる。電流ブロック層
4はGaInP活性層lで発光する光に対し吸収層とし
て働くから、メサ部の下の活性層はメサを含めて屈折率
導波構造と等価になり横モードの制御が行なわれる。
(発明の効果) 以上に実施例を挙げて説明したように、本願の第1の発
明の半導体発光素子は横モード制御が可能であり、活性
層で発生した熱が放散し易い。また、本願の第2の発明
の方法によれば、本願の第1の発明の半導体発光素子が
容易に作製できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願の第1の発明の一実施例の断面模式図、第
2図(a)〜(C)は本願の第2の発明の一実施例の工
程を示す図、第3図は従来の半導体レーザから容易に推
考される構造のAlGaInP半導体レーザの断面模式
図である。 l・・・活性層、2. 3. 7・・−クラッド層、4
・・・電流ブロック層、5・・・キャップ層、6・・・
メルトバック防止層、10・・・GaAs基板。 代理人  弁理士  本 庄 伸 介 6メルトバ′・°lりy方r1 第1図 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(Al_xGa_1_−_x)_yIn_1_−
    _yPからなる活性層をこの活性層より禁制帯幅が大き
    なAlGaInPからなるクラッド層で挾み込んだダブ
    ルヘテロ構造がGaAe基板上形成してあり、前記活性
    層の上側の前記クラッド層は層厚が部分的に厚くなるこ
    とにより形成されるメサ構造を有し、前記メサ構造は上
    部がGaAsでなるメルトバック防止層で被覆してあり
    側面及び底面がGaAsでなり前記基板と導電型の同じ
    電流ブロック層で被覆してあり、前記メルトバック防止
    層及び前記電流ブロック層の表面がGaAeでなるキャ
    ップ層で被覆してあることを特徴とする半導体発光素子
  2. (2)(Al_xGa_1_−_x)_yIn_1_−
    _yPからなる活性層をこの活性層より禁制帯幅が大き
    なAlGaInPからなるクラッド層で挾み込んだダブ
    ルヘテロ構造をGaAs基板上に形成する工程と、前記
    ダブルヘテロ構造上にメルトバック防止層を積層する工
    程と、前記メルトバック防止層から前記活性層の上側の
    前記クラッド層の内部までを部分的に除去しメサを形成
    する工程と、液相エピタキシャル成長法により前記メサ
    側面をGaAsからなり前記基板と同導電型の電流ブロ
    ック層で被覆する工程と、前記メサ上面及び前記電流ブ
    ロック層の上面に液相エピタキシャル成長法によりGa
    Asキャップ層を積層する工程とを含むことを特徴とす
    る半導体発光素子の製造方法。
JP61009610A 1986-01-20 1986-01-20 半導体発光素子とその製造方法 Pending JPS62166586A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61009610A JPS62166586A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 半導体発光素子とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61009610A JPS62166586A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 半導体発光素子とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62166586A true JPS62166586A (ja) 1987-07-23

Family

ID=11725065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61009610A Pending JPS62166586A (ja) 1986-01-20 1986-01-20 半導体発光素子とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62166586A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200785A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法
JPS62200786A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法
JPH01187883A (ja) * 1988-01-21 1989-07-27 Mitsubishi Monsanto Chem Co 高輝度led用エピタキシャル基板及びその製造方法
JP2003526214A (ja) * 2000-03-03 2003-09-02 アルプ ラゼール エス.アー. 量子カスケードレーザーとその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62200785A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法
JPS62200786A (ja) * 1986-02-28 1987-09-04 Toshiba Corp 半導体レ−ザ装置及びその製造方法
JPH01187883A (ja) * 1988-01-21 1989-07-27 Mitsubishi Monsanto Chem Co 高輝度led用エピタキシャル基板及びその製造方法
JP2003526214A (ja) * 2000-03-03 2003-09-02 アルプ ラゼール エス.アー. 量子カスケードレーザーとその製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3206555B2 (ja) 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法
JPS6220392A (ja) 半導体レ−ザ素子
JPS62166586A (ja) 半導体発光素子とその製造方法
JPH0461292A (ja) 半導体レーザ
JP3078004B2 (ja) 半導体レーザの製造方法
JPH02116187A (ja) 半導体レーザ
JP2629678B2 (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法
JPS637692A (ja) 半導体発光装置
JPS637691A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPS6021586A (ja) 化合物半導体装置
JPS60261184A (ja) 半導体レ−ザ装置およびその製造方法
JP2000252587A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JPS60132381A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPH07235725A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH0373584A (ja) 半導体レーザ装置
JPS60164383A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPS6167285A (ja) 半導体レ−ザ装置
JPS63287079A (ja) 半導体レ−ザの製造方法
JPH01166592A (ja) 半導体レーザ素子
JPH0430758B2 (ja)
JP2001320120A (ja) 窒化ガリウム系半導体電極構造
JPS6129183A (ja) 半導体レ−ザ
JPH04269886A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPS61247086A (ja) 半導体レ−ザ素子
JPH0423481A (ja) 半導体レーザ