JPS62219990A - 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

Info

Publication number
JPS62219990A
JPS62219990A JP6291286A JP6291286A JPS62219990A JP S62219990 A JPS62219990 A JP S62219990A JP 6291286 A JP6291286 A JP 6291286A JP 6291286 A JP6291286 A JP 6291286A JP S62219990 A JPS62219990 A JP S62219990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
semiconductor layer
light emitting
conductivity type
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
JP6291286A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Kato
岳 加藤
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP6291286A priority Critical patent/JPS62219990A/ja
Publication of JPS62219990A publication Critical patent/JPS62219990A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (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】 〔概要〕 本発明は埋込型半導体レーザー等の発光素子において、
その活性層の下の一導1[#域を3層にすることkよっ
て、埋込層の反対導電型層からの不純物の拡散で一導電
型領域中和形成される2反転領域を基板まで到達しない
所定の厚さに形成し、この部分のP−N接合の特性を太
き(改良するものである・ このことにより、埋込領域に@れる無効電流が減少し1
発光領域に流れる電流が増加するため、発光効率やしき
い値電流といった素子特性を大幅に向上することが可能
となる。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体発光装置の製造方法に係り、特に低しき
い値高効率の半導体レープな得るための方5法に関する
・ 〔従来の技術〕 光通信用の半導体レーザーや発光ダイオード等の発光素
子においては、発光効率やしきい値電流等の素子特性は
その構造に大きく依存している。
素子特性を向上させるため、従来、発光部分の周りをP
−N接合からなる電流狭宇層で埋込み電流を発光部分に
集中させる、謂わゆる埋込構造が知られている。
しかしながら、この埋込構造には従来多くの問題点が残
されており、素子特性の大幅な改善が極めて難しかった
。特に大きな問題点は、成長が2回以上にわたるため埋
込部のP−N接合が熱損傷を受けて劣化し、この部分に
流れるリーク1!流が増大することであった。
第2図は、従来例の製造方法による埋込型半導体レーザ
ーの製造工程断面図を図示したものである0まず、N型
InP基板1 (Sn : 2X10  an )上に
N型InP 2 (Sn : 1.5xl Ocm )
 、InGaAsP3(ノーンドープ:波長=1.3μ
m)、P型InP4(Cd:5X10 aR)、P型I
nGaAaP 5 (Zn :]X10cn4.波長=
1.3μm)を順次成長させる(第2図a)。ここで各
層の厚みは各々2 : 1.5μm、 3 : 0.1
5μm、4:2μm、5:0.5μmである。
次に、このウェハー上に5if2膜6をCVD法等の方
法で形成し、さらにフォトレジスト法により幅4μmの
ストライプマスクを形成する(第2図b)oこのマスク
を使い、Br−メチルアルコール溶液でエツチングして
メサストライプを形成したのち、再度成長装置に入れて
P聾InP 8 (Zn :2X10”m”)、N型I
nP 9 (Sn : 2 X 10”cm ”)を第
2図Cの如く成長する。埋込成長後、5to2−6を除
去し、基板側にN電極を、エビ表面側にP電極を形成し
、300X300μm程度の大きさにへき開してレーザ
ーチップとし、これをさらに、P電極を下にしてステム
上にボンディングしてレーザー素子を完成する0 このよう圧して得られた埋込型レーザーでは、ストライ
プ部以外の埋込M、VCN−P−N接合があり逆バイア
スとなるため、この部分圧は基本的には電流が流れず、
InGaAsP活性層3に電流が集中する。しかしなが
ら、埋込部の2層8はストライプ部のP層と継なかって
おり、ストライプ部に流れる電流の一部はこの部分を通
って8層2へと流れ、謂わゆるリーク電流となる。この
リーク電流の大きさは、層8と層2で形成されるP−N
接合の特性によって大きく左右される。これを小さくす
るためには、P−N接合特性のI−V特性をできるだけ
理想的なものに近づけ、その立上り電圧を大きくする必
要がある。しかし、この部分のP−N接合は2回にわた
る成長忙よって形成されているため、熱損傷による多く
の欠陥を含んでおり、立上り電圧の低い劣化した特性と
なっている。
このため、従来得られていたレーザー素子の特性も、し
きい値電流+40mA、効率0.15mW/mA程度の
低いものであった。
この熱損傷による欠陥は、2回目の埋込成長時に、N層
表面(すなわちP−N接合面)近傍に局在している。従
って、埋込成長の後に何らかの方法によって、このP−
N8合面を熱損傷@域からずらしてやることによって、
P−N接合の特性を改善できると考えちれる。そのため
の方法としてPIiIの不純物であるZnの拡散を利用
することができる。
第3図は、2層8の濃度を8層2の濃度よりも遥かに高
い濃度(4X10 cns  >K設定し、Znの拡散
忙よるP−N接合位置のN@への移動をはかった従来例
の改曳例の断面図である。
図中、7で示された領域は、2層8中のZnがN層2中
に拡散し、P型に反転した領域で、新たなP−N接合面
は層7と層2により形成されている。
しかしこの方法では、Znの拡散による2反転領域が基
板側のみならず、活性層3の方向に広がることを考慮し
なかつたために、図中にも示されている如<、N層中で
ストライプのは5に広がった2反転領域は、8層2と活
性層3との接合面積を狭め、活性層全体への均一な電子
の注入を阻害し、また活性層により近い位置にP−N接
合が形成されることによって、この部分を流れるリーク
電流が増大する結果となった。従って、この点を改良す
るためKはストライプ近傍では2反転領域は狭く、離れ
たところでは広くなるようKすることが望ましい。特K
、レーザーの横モードを単一基本発振特性に制御するた
めKは、ストライプ幅を1μm程度の狭いものにする必
要がある。一方埋込部の接合特性を良好なもの和するに
は、0.5μm程度接合面をずらす必要があるが、この
値をそのまま1層1mのストライプの場合に適用するこ
とは明らかに不可能であa面積から考えても、このP−
N接合面はストライプ領域の内111に広く拡がってし
まう。
そこで上記のごとき2反転領域の厚さ分布を実現するた
め忙考案されたのがN型層中に不純物の濃度分布をつけ
る方法である・ 以下にその詳細について第4図の工程断面図を参照して
説明する。
まず、第4■aK示す如く、N型InP基板上に多層エ
ピタキシャル膜を形成する。この図と第2図aとで異な
るところはN!1iInPが2.′層になりている点だ
けで、他の層については第2図aと全く同一である。本
例の場合には、その濃度及び厚みを層2で5X10  
cm  及び1.5μm、2′の層で1.5X10  
cm 及び0.5μmとした。次のメサストライプの形
成方法も第2図すの場合と同様であるが、本例では第4
図すに示すごとくエツチング後の底面が低濃度N型層2
に到達していることが重要である。メサエッチング後、
P型InP 8 、 N型InP 9を成長する工程及
び各層の一度は第2図Cの場合と同様である。この様に
して作製された埋込レーザー用結晶の構造が編4図Cに
示されている@ 図中に示されている如く、pmm込層8のZnの濃度2
X10 5IK比較して、2′の一度は1.5X10”
511−”と近い。従ってこの部分での2反転領域は0
.1μm以内と極めて少ない。一方N層2の濃度は5X
10  cm  と2層8のZn濃度と較べて十分く低
いIA&となっているため、この部分では0.5μm以
上の比較的厚い2反転領域7が形成される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第4図の方法で作製されたウェハーを使い、第′  2
図の場合と同様のレーザー素子を作製したとこ□   
ろ、しきい値電流:]1mA、効率:0.35mW/ 
m Aの優れた特性を得ることができた。しかしこの方
法では、Znの拡散の制御が難しく、うまく制御できず
KP反転領域が基板1まで達してしまう場合がある。こ
の場合のウェハーでは1回目の成長時に熱損傷を受けて
いる基板1表面KP反転領域とのP−N接合面が形成さ
れるため、やはり特性の優れた素子を得ることができな
い問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば上述の間聴は、基板上に、−導・ 電型
の第1の半導体層、該wJ1の半導体層よりキャリア濃
度の低い一導電型の第2の半導体層、該第2の半導体層
よりキャリア濃度の高い一導電型の第3の半感体層、活
性層及び反対導電型の第4の半導体層を1li1に形成
し、 該第4の半導体層、活性層及び第3の半導体層を部分的
にエツチング除去してストライプ状に形成すると共に、
該第2の半導体層を表出し、該表出された第2の半導体
層上及びストライプ状の第3の半導体層、活性層側面に
反対導電型の第5の半導体層を形成すると共に、該第2
の半導体層の該第5の半導体層に接する部分に第5の半
導体層より不純物を拡散させて反射場1!型の反転領域
を形成することによりて解決される。
〔作用〕
本発明では、一導電型の第1の半導体層および第3の半
導体層を第2の半導体層よりキャリア濃度の高い層で形
成し、反対導電型層の埋込成長時に一導電□層への反対
導電型層からの不純物の拡散を良好に制御をする・ よって、不純物の拡散により形成された反転領域と一導
電型層とで良質の結晶内KP−N接合を形成でき、素子
特性の向上が図れる。
〔実施例〕
、  第1図は本発明一実施例の半導体発光装置の製造
方法を説明するための工程断面図である◎以下、この図
面を参照しつつ、本実施例を説明するO まず、第1図aK示す如く、N氾InP基板1上に1例
えば、キャリアl1liF: 1.5X10  cm 
 、厚み0.5μmのN型InP層2″9例えばキャリ
ア濃度5 X 10”Pv−” で厚み0.7μmのN
製InP層2゜例えばキャリア濃度]、5X10  c
rs  で厚み0.5、umのN型InP層2 ’ +
 InGaAaP活性層5.P!InP 4 、 P 
ML InGaAsP層5を順次成長させる0ここで、
N屋ニ一層2”、2.2’以外の層は第2図の場合と同
様のキャリア濃度及び厚みにする。
次に、N1図すの如く、例えば二数化シリコンからなる
マスクl1II6を発光部形成領域く形成し、これをマ
スクにして基板上からN型InP層2に達するまでBr
−メチルアルコール浴液等でメサ状にエツチングする。
このエツチングでストライプ状の発光部が形成される。
次に1エツチングを行った部分に1例えばZnを2×1
0 圀 程度含むP型InP層8及びN型InP層9を
成長する。このとき、第1図Cの如くN型InP層2の
P型InP層8と接する部分KZnの拡散によりP型反
転領域が形成される。
本実施例においては、N型1nP層2′′のキャリア1
1度をNfllnP層2のキャリア濃度より高くしであ
るので、ZnがN型InP層2″まで拡散してもN型I
nP層2″′は容易KP反転せず、P#1反転領域の厚
さはN型1nP層2の厚さで制限される。
すなわち、2M反転領域が基板1まで達することなく形
成できる・ 本実施例により作製されたウニ/1−を使い、第2図の
場合と同様のレーザー素子を作製したところ、しきい値
電流: 10 m A e効率:0.40mW/ m 
Aの優れた特性を得ることができた。
なお、本実施例では、Nm層を3層にした場合について
述べているが、本発明では、その主旨からして3層以上
の何層であってもよいことは明らかである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、P−N接合面を熱損傷によって劣化し
た部分である基板表面及びメサエッチング後の底面から
ずらし、良質の結晶中に制御良く形成することが可能な
ため、低しきい値、高効率の優れた特性の素子が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
gl自は本発明の一実施例の半導体発光装置の製造方法
を説明するための工程断面図、第2図は従来例の製造方
法を説明するための工程断面図。 第3図及び第4図は従来例の改良例を説明するためのW
r面図及び工程断面図、第51は第4図の工程による問
題点を説明するための断面図である。 l¥l&cおいて、1はN1JJI InPfii&、
 2.2’、 2″。 9はN型InP、3はInGaAsP 、 4 、8は
P型InP、5はP型1nGaAsP 、 6はSiO
2マスク。 7はP反転したInP領域である・ °う′ ニブ/ 第 1 日 様摩う列/1区創刊を$を明フろに語の懺柄狛図茅3図 %4図 屓シ軒が°M”/犬1ようとフる閲是負誤6毘明1ろE
lの圀伽図茅5日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に、一導電型の第1の半導体層、該第1の半導体
    層よりキャリア濃度の低い一導電型の第2の半導体層、
    該第2の半導体層よりキャリア濃度の高い一導電型の第
    3の半導体層、活性層及び反対導電型の第4の半導体層
    を順に形成し、該第4の半導体層、活性層及び第3の半
    導体層を部分的にエッチング除去してストライプ状に形
    成すると共に、該第2の半導体層を表出し、該表出され
    た第2の半導体層上及びストライプ状の第3の半導体層
    、活性層側面に反対導電型の第5の半導体層を形成する
    と共に、該第2の半導体層の該第5の半導体層に接する
    部分に第5の半導体層より不純物を拡散させて反対導電
    型の反転領域を形成することを特徴とする半導体発光装
    置の製造方法。
JP6291286A 1986-03-20 1986-03-20 半導体発光装置の製造方法 Pending JPS62219990A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6291286A JPS62219990A (ja) 1986-03-20 1986-03-20 半導体発光装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6291286A JPS62219990A (ja) 1986-03-20 1986-03-20 半導体発光装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62219990A true JPS62219990A (ja) 1987-09-28

Family

ID=13213938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6291286A Pending JPS62219990A (ja) 1986-03-20 1986-03-20 半導体発光装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62219990A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4849372A (en) * 1987-02-18 1989-07-18 Mitsubishi Kenki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and a method of producing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4849372A (en) * 1987-02-18 1989-07-18 Mitsubishi Kenki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device and a method of producing same
US4910745A (en) * 1987-02-18 1990-03-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62205681A (ja) 埋め込み型半導体レ−ザの製造方法
JPS62219990A (ja) 半導体発光装置の製造方法
JPS59124183A (ja) 発光半導体装置
JPS61210689A (ja) 半導体レ−ザの構造及び製造方法
JPH02156588A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JPH07254750A (ja) 半導体レーザ
JPH07111361A (ja) 埋込型半導体レーザ素子及びその製造方法
JPH05218585A (ja) 半導体発光装置
JPS62216390A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP2528877B2 (ja) 半導体レ−ザ
JPH02202085A (ja) 半導体レーザ装置の製造方法
JPS62217690A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JPS6342871B2 (ja)
JPS60102790A (ja) 半導体発光装置の製造方法
KR100265804B1 (ko) 반도체 레이저 다이오드
JPH05129723A (ja) 埋込ヘテロ構造半導体レーザ及びその製造方法
JPS61104687A (ja) 埋込み型半導体レ−ザの製造方法
JPS6072285A (ja) 埋め込み型半導体レ−ザ装置
JPH10510102A (ja) チャネル内のリッジ状レーザ
JPS59124184A (ja) 半導体発光装置
JPS61166192A (ja) 半導体レ−ザおよびその製造方法
JPS5972788A (ja) 埋め込み形半導体レ−ザ
JPH02246289A (ja) 半導体発光素子
JPH01166592A (ja) 半導体レーザ素子
JPS59232476A (ja) 半導体レ−ザ−素子の製造方法