JP2000269606A - Semiconductor laser element and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ素子に関
し、特にデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、光
磁気（ＭＯ）ディスク等の光ディスク用光源等として用
いて好適な半導体レーザ素子とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly to a semiconductor laser device suitable for use as a light source for an optical disk such as a digital versatile disk (DVD) and a magneto-optical (MO) disk, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体レーザのうちでも、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系可視光半導体レーザを光源に用いた高密度光
ディスク装置等が積極的に開発されており、光源となる
ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの高出力化が強く
望まれている。しかしながら、ＡｌＧａＩｎＰ系材料
は、熱抵抗が大きく、端面瞬時破壊光密度（ＣＯＤ）が
小さいという欠点がある。そこで端面近傍の活性層のバ
ンドギャップを大きくしてＣＯＤ密度を高めるウィンド
ウ構造半導体レーザがいくつか報告されている。たとえ
ば、Arimoto 等によるIEEEジャーナル・オブ・カンタム
・エレクトロニクス誌29巻 1874 頁(1993 年) 記載のも
の、Ueno等によるジャパニーズ・ジャーナル・オブ・ア
プライド・フィジックス誌29巻 1666 頁(1990 年) 記載
のもの等である。両方の例とも、端面近傍のウィンドウ
部となる部分にのみＺｎの不純物拡散を行い、自然超格
子を無秩序化もしくは多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層を
混晶化することでバンドギャップを大きくし、ウィンド
ウ構造を作製している。2. Description of the Related Art In recent years, among semiconductor lasers, AlG
High-density optical disk devices and the like using an aInP-based visible light semiconductor laser as a light source are being actively developed, and it is strongly desired to increase the output of an AlGaInP-based visible light semiconductor laser serving as a light source. However, AlGaInP-based materials have the disadvantages of high thermal resistance and low end-face instantaneous breakdown light density (COD). Therefore, several window-structure semiconductor lasers have been reported in which the band gap of the active layer near the end face is increased to increase the COD density. For example, those described in IEEE Journal of Quantum Electronics Vol. 29, p. 1874 (1993) by Arimoto et al., And those described in Japanese Journal of Applied Physics Vol. 29, p. 1666 (1990) by Ueno et al. And so on. In both cases, the band gap is increased by diffusing Zn impurity only in a portion that becomes a window portion near the end face and disordering the natural superlattice or making the multiple quantum well (MQW) active layer a mixed crystal. A window structure is being manufactured.
【０００３】図４（ａ）にArimoto 等の論文による従来
のウィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ
を示す。このウィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半
導体レーザは、まずｎ型ＧａＡｓ基板１００上にｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１２０、圧縮歪ＭＱＷ活性層２
７０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３０、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層１５０の積層構造のダブルヘテロ
構造を形成する。その後、図には表れないＳｉＮｘ膜を
共振器端面に相当する部分を除去した形にパターニング
して形成し、その上にＺｎＯ膜、ＳｉＯ2 膜を形成す
る。次に熱処理を行い、前記クラッド層１２０，１３０
と活性層２７０の端面となる部分にのみＺｎを拡散して
Ｚｎ拡散領域２３０Ａを形成し、ウィンドウ構造を形成
する。この熱処理はウィンドウ構造形成に必要十分な量
のＺｎを前記活性層２７０にまで拡散させるべく、実際
には前記クラッド層１３０まで拡散させているために６
００℃で、かつ十分な時間をかけて行う。そして、前記
ＳｉＮｘ膜、ＺｎＯ膜、ＳｉＯ2 膜を取り除き、ダブル
ヘテロ構造の前記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１５０
にリッジ導波路を形成する。次いで、前記リッジ導波路
の外側および共振器端面相当部にｎ型ＧａＡｓブロック
層１８０を成長する。その後、全面にｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１９０を成長し、さらに表裏面にそれぞれｐ電
極２１０とｎ電極２２０を形成し、前記したウィンドウ
構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ素子が作製さ
れる。FIG. 4A shows a conventional AlGaInP-based visible light semiconductor laser having a window structure according to a paper by Arimoto et al. This window-structure AlGaInP-based visible light semiconductor laser first has a p-type A on an n-type GaAs substrate 100.
1GaInP cladding layer 120, compression-strained MQW active layer 2
70, n-type AlGaInP cladding layer 130, p-type Al
A double hetero structure having a stacked structure of the GaInP cladding layer 150 is formed. After that, a SiNx film not shown in the figure is formed by patterning in such a manner that a portion corresponding to the end face of the resonator is removed, and a ZnO film and a SiO 2 film are formed thereon. Next, heat treatment is performed, and the cladding layers 120 and 130 are heated.
Then, Zn is diffused only into a portion to be an end face of the active layer 270 to form a Zn diffusion region 230A to form a window structure. In this heat treatment, a sufficient amount of Zn necessary for forming the window structure is diffused to the active layer 270.
Perform at 00 ° C. and for a sufficient time. Then, the SiNx film, the ZnO film, and the SiO 2 film are removed, and the p-type AlGaInP cladding layer 150 having a double hetero structure is removed.
To form a ridge waveguide. Next, an n-type GaAs block layer 180 is grown outside the ridge waveguide and at a portion corresponding to the cavity end face. Thereafter, a p-type GaAs contact layer 190 is grown on the entire surface, and a p-electrode 210 and an n-electrode 220 are formed on the front and back surfaces, respectively, to manufacture the AlGaInP-based visible light semiconductor laser device having the window structure described above.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このような従来の半導
体レーザ素子は、素子の端面となる部分にＺｎを拡散し
てウィンドウ構造を形成しているが、この拡散に際して
は前記したように６００℃という高温で、かつ十分な時
間の熱処理が必要とされている。そのために、この熱処
理によってＺｎが励起領域にまで拡散され、励起領域で
の品質が低下するとともに、発光効率が低下するという
問題がある。なお、前記した例では活性層として圧縮歪
ＭＱＷ活性層を用いているが、無歪ＭＱＷ活性層を用い
た場合でも同様な問題が生じている。In such a conventional semiconductor laser device, a window structure is formed by diffusing Zn in a portion to be an end face of the device. , And heat treatment for a sufficient time is required. For this reason, there is a problem that Zn is diffused to the excitation region by this heat treatment, quality in the excitation region is reduced, and luminous efficiency is reduced. In the above-described example, the compression-strained MQW active layer is used as the active layer. However, a similar problem occurs when an unstrained MQW active layer is used.
【０００５】本発明の目的は、低温かつ短時間の熱処理
でウィンドウ構造を作製することで、励起領域での品質
の低下を防いだ特性の良好なＺｎ拡散型ウィンドウ構造
のＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ素子を提供する
ことにある。An object of the present invention is to produce an AlGaInP-based visible light semiconductor laser having a Zn-diffusion type window structure having good characteristics in which the quality in the excitation region is prevented by reducing the quality of the excitation region by producing a window structure by low-temperature and short-time heat treatment. It is to provide an element.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ素
子は、半導体基板上に形成された活性層と、前記活性層
を含む一対のクラッド層とを備え、かつＺｎ拡散により
ウィンドウ構造にした半導体レーザにおいて、前記活性
層を歪補償ＭＱＷ構造とすることを特徴とする。ここ
で、前記半導体基板はＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、又はＧａ
Ｐで構成され、前記一対のクラッド層はＡｌＧａＩｎ
Ｐ、又はＡｌＧａＡｓで構成され、前記活性層はＧａＩ
ｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、またはＡｌＧａ
ＩｎＡｓで構成される。A semiconductor laser device according to the present invention comprises an active layer formed on a semiconductor substrate, a pair of clad layers including the active layer, and a window structure formed by Zn diffusion. In the laser, the active layer has a strain compensation MQW structure. Here, the semiconductor substrate is GaAs, GaAsP, or Ga.
P, and the pair of cladding layers is made of AlGaIn
P or AlGaAs, and the active layer is GaI
nP, AlGaInP, GaInAs, or AlGa
It is composed of InAs.
【０００７】また、本発明の半導体レーザ素子の製造方
法は、半導体基板上にクラッド層、歪補償ＭＱＷ構造の
活性層、クラッド層を順次形成したダブルヘテロ構造の
積層構造を形成する工程と、前記積層構造の端部を除く
領域をマスクする工程と、前記積層構造上にＺｎ膜を形
成し、かつ低温、短時間で熱処理して前記Ｚｎ膜中のＺ
ｎを前記活性層に拡散する工程とを含むことを特徴とす
る。Further, a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention includes a step of forming a laminated structure of a double hetero structure in which a clad layer, an active layer having a strain-compensated MQW structure, and a clad layer are sequentially formed on a semiconductor substrate; Masking a region excluding the end of the laminated structure; forming a Zn film on the laminated structure;
diffusing n into the active layer.
【０００８】本発明の半導体レーザ素子では、活性層を
歪補償ＭＱＷとして構成としている。この歪補償ＭＱＷ
では、ウェルとバリアに圧縮歪と引張り歪の正反対の歪
をかけることで、それぞれの大きな歪量を相殺し、ＭＱ
Ｗ全体として歪量を緩和している。一方で、ウェルとバ
リアの境界部には、大きな歪量が集中しており少しでも
そのバランスが崩れると混晶化が起こりやすくなる。歪
補償ＭＱＷは、このような均衡状態の上で成り立ってい
るために、従来のＺｎ拡散型ウィンドウ構造ＡｌＧａＩ
ｎＰ系可視光半導体レーザで使われている、図４（ｂ）
に示すような、圧縮歪ＧａＩｎＰウェル２５０と無歪Ａ
ｌＧａＩｎＰバリア２６０で構成されているような歪Ｍ
ＱＷや、無歪ＭＱＷに比べ混晶化が起こりやすい。その
ため低温で短時間の熱処理でＭＱＷ活性層を混晶化させ
ウィンドウ構造を作製することができ、これにより励起
領域へのＺｎ拡散が抑制されることで品質の低下を防ぐ
ことができ、発光効率が上昇し特性の良好な素子が作製
できる。[0008] In the semiconductor laser device of the present invention, the active layer is configured as a strain compensation MQW. This distortion compensation MQW
Then, the opposite strains of the compressive strain and the tensile strain are applied to the well and the barrier, thereby canceling out the respective large strains, and the MQ
The distortion amount is reduced as a whole W. On the other hand, a large amount of strain is concentrated at the boundary between the well and the barrier, and if the balance is broken even a little, mixed crystal formation is likely to occur. Since the distortion compensation MQW is formed on such a balanced state, the conventional Zn diffusion type window structure AlGaI
Fig. 4 (b) used in nP-based visible light semiconductor laser
As shown in FIG.
strain M as constituted by the lGaInP barrier 260
Mixed crystal formation is more likely to occur than QW or unstrained MQW. Therefore, the MQW active layer can be mixed-crystallized by a heat treatment at a low temperature for a short time to form a window structure. This suppresses the diffusion of Zn into the excitation region, thereby preventing the deterioration of the quality. And the device having good characteristics can be manufactured.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明のウ
ィンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザ素子
の構造図および歪補償ＭＱＷ活性層バンド構造図であ
る。前記半導体レーザ素子の構成を、図２及び図 に示
す製造工程に基づいて説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are a structural diagram and a band structure diagram of a strain-compensating MQW active layer of an AlGaInP-based visible light semiconductor laser device according to the present invention. The configuration of the semiconductor laser device will be described based on the manufacturing steps shown in FIGS.
【００１０】まず、図２（ａ）において、ｎ型ＧａＡｓ
基板１００上に順次ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長）法
によりダブルヘテロ構造を結晶成長する。このダブルヘ
テロ構造の構成は、厚さ０．３μｍのｎ型ＧａＡｓバッ
ファ層１７０、厚さ１．５μｍのｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１３０、歪補償ＭＱＷ
活性層１１０、厚さ０．３μｍのｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１２０、厚さ０．０１
μｍのｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッパ層１４０、厚
さ１．２μｍのｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層１５０、ｎ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバ
ッファ層１６０、厚さ０．１μｍのｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層２００である。ここで、前記歪補償ＭＱＷ活性層１
１０は、図１（ｂ）のバンド構造図に示すように、Ｇａ
ＩｎＰウェル２５０には０．５％の圧縮歪（厚さ５ｎ
ｍ）、ＡｌＧａＩｎＰバリア２４０には０．５％の引張
り歪（厚さ４ｎｍ）がそれぞれ存在する。しかる後、Ｓ
ｉＮｘ膜３００をＣＶＤによって全面に形成したのち、
共振器端面に相当する部分の前記ＳｉＮｘ膜３００をマ
スクを用いて除去する。First, in FIG. 2A, n-type GaAs
A double hetero structure is crystal-grown on the substrate 100 by MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) method. The structure of this double hetero structure is such that an n-type GaAs buffer layer 170 having a thickness of 0.3 μm and an n-type (Al 0.7 Ga
0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 130, strain compensated MQW
Active layer 110, p-type (Al 0.7 Ga
0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 120, thickness 0.01
μm p-type GaInP etching stopper layer 140, 1.2 μm-thick p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5
A P cladding layer 150, an n-type Ga 0.5 In 0.5 P hetero-buffer layer 160, and a 0.1 μm-thick p-type GaAs cap layer 200. Here, the strain compensation MQW active layer 1
10 is Ga as shown in the band structure diagram of FIG.
The InP well 250 has a compressive strain of 0.5% (thickness 5n).
m) The AlGaInP barrier 240 has a 0.5% tensile strain (4 nm in thickness). After a while, S
After forming the iNx film 300 on the entire surface by CVD,
The portion of the SiNx film 300 corresponding to the end face of the resonator is removed using a mask.
【００１１】さらに、図２（ｂ）において、前記ＳｉＮ
ｘ膜３００上に、スパッタ法によりＺｎＯ膜３１０、Ｓ
ｉＯ2 膜３２０を形成し、続いて５００℃で約１０分の
熱処理を行い、Ｚｎを前記活性層１１０に達するまで拡
散して活性層１１０の端面に沿ってＺｎ拡散領域２３０
を形成する。Further, in FIG. 2B, the SiN
The ZnO film 310 and the S
An iO 2 film 320 is formed, followed by a heat treatment at 500 ° C. for about 10 minutes, and Zn is diffused until reaching the active layer 110 so that a Zn diffusion region 230 is formed along the end face of the active layer 110.
To form
【００１２】前記熱処理が終わると、図３（ａ）におい
て、前記ＳｉＯ2 膜３２０、ＺｎＯ膜３１０、ＳｉＮｘ
膜３００を除去し、改めてＳｉＯ2 膜３３０を化学気相
堆積(ＣＶＤ) 法によって全面に形成する。その後、横
モード制御のための導波路形成のために〔−１００〕方
向で、ストライプ幅５μｍのマスクを用いて前記ＳｉＯ
2 膜３３０をパターニングし、このＳｉＯ2 膜３３０を
用いて前記ｐ型ＧａＡｓキャップ層２００、ｎ型Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層１６０、ｐ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層１５０をエッ
チングし、メサ構造を形成する。そして、図３（ｂ）に
おいて、共振器端面（ウィンドウ部）に相当する前記Ｓ
ｉＯ2 膜３３０を除去し、このＳｉＯ2 膜３３０をマス
クとして、図１に示したように、ｎ型ＧａＡｓブロック
層１８０を１．２μｍ選択成長する。さらに、前記Ｓｉ
Ｏ2 膜３３０を除去し、全面に厚さ３μｍのｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１９０を成長する。その後、研磨工程、
表裏面のｐ電極２１０，ｎ電極２２０の電極工程、へき
開工程、端面保護膜形成工程をへて図１の半導体レーザ
素子が作製される。When the heat treatment is completed, as shown in FIG. 3A, the SiO 2 film 320, ZnO film 310, SiNx
The film 300 is removed, and a SiO 2 film 330 is newly formed on the entire surface by a chemical vapor deposition (CVD) method. Thereafter, in order to form a waveguide for controlling the transverse mode, the SiO.sub.2 is formed using a mask having a stripe width of 5 .mu.m in the [-100] direction.
2 film 330 is patterned, the p-type GaAs cap layer 200 by using the SiO 2 film 330, n-type Ga
0.5 In 0.5 P hetero buffer layer 160, p-type (Al
The 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 150 is etched to form a mesa structure. Then, in FIG. 3B, the above S corresponding to the resonator end face (window portion)
The iO 2 film 330 is removed, and using the SiO 2 film 330 as a mask, an n-type GaAs block layer 180 is selectively grown by 1.2 μm as shown in FIG. Further, the Si
The O 2 film 330 is removed, and a 3 μm thick p-type GaAs
The s-contact layer 190 is grown. Then a polishing step,
The semiconductor laser device of FIG. 1 is manufactured through an electrode process of the p-electrode 210 and the n-electrode 220 on the front and back surfaces, a cleavage process, and an end surface protection film forming process.
【００１３】このように作製されたＡｌＧａＩｎＰ系可
視光半導体レーザ素子では、活性層１１０を歪補償ＭＱ
Ｗとして構成しており、この歪補償ＭＱＷ構造では、ウ
ェル２５０に圧縮歪を、バリア２４０に引張り歪をかけ
ることで、それぞれの大きな歪量を相殺し、ＭＱＷ全体
として歪量が緩和される。一方で、ウェル２５０とバリ
ア２４０の境界部には、両者の反対の歪によって大きな
歪量が集中しており少しでもそのバランスが崩れると混
晶化が起こりやすくなる。このため、活性層１１０はこ
れらの歪の均衡状態の上で成り立っているために無歪Ｍ
ＱＷや歪ＭＱＷに比べ混晶化が起こりやすい。そのた
め、熱処理によってＺｎの拡散を行う際には、低温で短
時間の熱処理で前記した歪の均衡状態を崩してＭＱＷ活
性層を混晶化させてウィンドウ構造を作製することがで
きる。その結果、励起領域へのＺｎ拡散が抑制されるこ
とになり、半導体レーザ素子の品質の低下を抑制し、発
光効率が上昇し特性の良好な半導体レーザ素子の作製が
可能となる。In the AlGaInP-based visible light semiconductor laser device manufactured as described above, the active layer 110 is provided with a strain compensation MQ.
In this strain-compensated MQW structure, compressive strain is applied to the well 250 and tensile strain is applied to the barrier 240, thereby canceling out each large amount of strain and relaxing the amount of strain as a whole MQW. On the other hand, a large amount of strain is concentrated on the boundary portion between the well 250 and the barrier 240 due to the opposite strain between them, and even if the balance is broken even a little, mixed crystal is likely to occur. Therefore, the active layer 110 is formed on the state of equilibrium of these strains, so that the strain-free M
Mixed crystal is more likely to occur than QW or strained MQW. Therefore, when Zn is diffused by a heat treatment, the window structure can be manufactured by breaking the above-mentioned strain equilibrium state by a low-temperature, short-time heat treatment and causing the MQW active layer to be mixed crystal. As a result, the diffusion of Zn into the excitation region is suppressed, the deterioration of the quality of the semiconductor laser device is suppressed, the luminous efficiency is increased, and a semiconductor laser device having good characteristics can be manufactured.
【００１４】因みに、作製した本発明のＺｎ拡散型ウィ
ンドウ構造ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを評価
したところ、従来に比べ励起領域へのＺｎ拡散が抑制さ
れ、５〜１０ｍＡの動作電流の低減がみられた。また、
ＣＯＤが起こらず、熱飽和が起こるまで高出力が得られ
た。Incidentally, when the fabricated Zn-diffused window structure AlGaInP-based visible light semiconductor laser of the present invention was evaluated, Zn diffusion to the excitation region was suppressed and the operating current was reduced by 5 to 10 mA as compared with the conventional case. Was. Also,
High output was obtained until COD did not occur and thermal saturation occurred.
【００１５】ここで、前記実施形態では、歪補償ＭＱＷ
活性層の構造として、ウェルを圧縮歪、バリアを引張り
歪として構成しているが、反対にウェルを引張り歪、バ
リアを圧縮歪とする構成としてもよい。また、半導体レ
ーザ素子の製造方法において、各層の成長方法としてＭ
ＯＶＰＥ法を用いたが、他の成長方法でよいことは言う
までもない。また、結晶材料としてＡｌＧａＩｎＰ系を
用いているが、他の結晶材料についても同様に適用でき
る。例えば、半導体基板として、ＧａＡｓのみならず、
ＧａＡｓＰ又はＧａＰを、クラッド層にはＡｌＧａＡｓ
を、活性層にＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡ
ｓ、又はＡｌＧａＩｎＡｓを用いることも可能である。Here, in the above embodiment, the distortion compensation MQW
As the structure of the active layer, the well is configured to have a compressive strain and the barrier is configured to have a tensile strain. On the contrary, the well may be configured to have a tensile strain and the barrier has a compressive strain. Further, in the method of manufacturing a semiconductor laser device, M
Although the OVPE method was used, it goes without saying that another growth method may be used. Further, although an AlGaInP-based crystal material is used, other crystal materials can be similarly applied. For example, as a semiconductor substrate, not only GaAs but also
GaAsP or GaP, AlGaAs for the cladding layer
For the active layer, GaInP, AlGaInP, GaInA
s or AlGaInAs can also be used.
【００１６】[0016]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、クラッド
層に挟まれる活性層を歪補償ＭＱＷ構造とし、その端部
にＺｎを拡散してウインドウ構造としているので、歪補
償ＭＱＷの特性により低温かつ短時間の熱処理でウィン
ドウ構造を作製することができる。これにより、励起領
域へのＺｎ拡散が抑制され品質の低下を防ぐことがで
き、その結果、発光効率が上昇し特性の良好なＺｎ拡散
型ウィンドウ構造の可視光半導体レーザ素子を得ること
ができる。As described above, according to the present invention, the active layer sandwiched between the cladding layers has a strain-compensated MQW structure, and Zn is diffused to the end to form a window structure. In addition, a window structure can be manufactured by a short-time heat treatment. As a result, the diffusion of Zn into the excitation region can be suppressed and the quality can be prevented from lowering. As a result, a visible light semiconductor laser device having a Zn diffusion type window structure with improved luminous efficiency and excellent characteristics can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明のＺｎ拡散型ウィンドウ構造の半導体レ
ーザ素子の構造図と歪補償ＭＱＷ活性層のバンド構造図
である。FIG. 1 is a structural diagram of a semiconductor laser device having a Zn diffusion type window structure of the present invention and a band structural diagram of a strain compensation MQW active layer.
【図２】図１の半導体レーザ素子の製造工程を示す工程
斜視図のその１である。FIG. 2 is a process perspective view 1 showing a process for manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
【図３】図１の半導体レーザ素子の製造工程を示す工程
斜視図のその２である。FIG. 3 is a second perspective view illustrating a step of manufacturing the semiconductor laser device of FIG. 1;
【図４】従来のＺｎ拡散型ウィンドウ構造の半導体レー
ザ素子の構造図とＭＱＷ活性層のバンド構造図である。FIG. 4 is a structural diagram of a conventional semiconductor laser device having a Zn diffusion window structure and a band structure diagram of an MQW active layer.
１００ ｎ型ＧａＡｓ基板 １１０ 歪補償ＭＱＷ活性層 １２０ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １３０ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １４０ ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッパ層 １５０ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １６０ ｐ型ＧａＩｎＰヘテロバッファ層 １７０ ｎ型ＧａＡｓバッファ層 １８０ ｎ型ＧａＡｓブロック層 １９０ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 ２００ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ２１０ ｐ電極 ２２０ ｎ電極、 ２３０ Ｚｎ拡散領域 ２４０ 引張り歪ＡｌＧａＩｎＰバリア ２５０ 圧縮歪ＧａＩｎＰウェル ２６０ 無歪ＡｌＧａＩｎＰバリア ２７０ 歪ＭＱＷ活性層 Reference Signs List 100 n-type GaAs substrate 110 strain compensation MQW active layer 120 p-type AlGaInP cladding layer 130 n-type AlGaInP cladding layer 140 p-type GaInP etching stopper layer 150 p-type AlGaInP cladding layer 160 p-type GaInP heterobuffer layer 170 n-type GaAs buffer layer 180 n-type GaAs block layer 190 p-type GaAs contact layer 200 p-type GaAs cap layer 210 p-electrode 220 n-electrode, 230 Zn diffusion region 240 tensile strained AlGaInP barrier 250 compressive strained GaInP well 260 strain-free AlGaInP barrier 270 strained MQW active layer
Claims (4)
活性層を含む一対のクラッド層とを備え、かつＺｎ拡散
によりウィンドウ構造にした半導体レーザにおいて、前
記活性層を歪補償多重量子井戸構造とすることを特徴と
する半導体レーザ素子。1. A semiconductor laser having an active layer formed on a semiconductor substrate and a pair of cladding layers including the active layer and having a window structure by Zn diffusion, wherein the active layer is a strain-compensated multiple quantum well. A semiconductor laser device having a structure.
型のクラッド層と、活性層と、第２導電型のクラッド層
とが積層されたダブルヘテロ構造が構成され、かつ前記
活性層は歪補償多重量子井戸構造として構成され、かつ
前記活性層の端部にウインドウ構造のＺｎの拡散領域を
備えることを特徴とする半導体レーザ素子。2. A double hetero structure in which a first conductivity type clad layer, an active layer, and a second conductivity type clad layer are laminated on a first conductivity type semiconductor substrate, A semiconductor laser device, wherein the layer is configured as a strain-compensated multiple quantum well structure, and has a window-structured Zn diffusion region at an end of the active layer.
Ｐ、又はＧａＰで構成され、前記一対のクラッド層はＡ
ｌＧａＩｎＰ、又はＡｌＧａＡｓで構成され、前記活性
層はＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、また
はＡｌＧａＩｎＡｓで構成されることを特徴とする請求
項１又は２に記載の半導体レーザ素子。3. The semiconductor substrate is made of GaAs, GaAs.
P or GaP, and the pair of cladding layers is made of A
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the semiconductor laser device is made of 1GaInP or AlGaAs, and the active layer is made of GaInP, AlGaInP, GaInAs, or AlGaInAs.
量子井戸構造の活性層、クラッド層を順次形成したダブ
ルヘテロ構造の積層構造を形成する工程と、前記積層構
造の端部を除く領域をマスクする工程と、前記積層構造
上にＺｎ膜を形成し、かつ低温、短時間で熱処理して前
記Ｚｎ膜中のＺｎを前記活性層に拡散する工程とを含む
ことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。4. A step of forming a stacked structure of a double hetero structure in which a clad layer, an active layer having a strain-compensated multiple quantum well structure, and a clad layer are sequentially formed on a semiconductor substrate, and forming a region excluding an end of the stacked structure. A semiconductor laser device comprising: a masking step; and a step of forming a Zn film on the laminated structure and performing a heat treatment at a low temperature and in a short time to diffuse Zn in the Zn film into the active layer. Manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067117A JP2000269606A (en) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Semiconductor laser element and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11067117A JP2000269606A (en) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Semiconductor laser element and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269606A true JP2000269606A (en) | 2000-09-29 |
Family
ID=13335643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11067117A Pending JP2000269606A (en) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | Semiconductor laser element and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000269606A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219323A (en) * | 2012-03-13 | 2013-10-24 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor laminate and surface emitting laser element |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11067117A patent/JP2000269606A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013219323A (en) * | 2012-03-13 | 2013-10-24 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor laminate and surface emitting laser element |
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