JP2780625B2 - Manufacturing method of semiconductor laser - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor laser

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JP2780625B2 JP6009027A JP902794A JP2780625B2 JP 2780625 B2 JP2780625 B2 JP 2780625B2 JP 6009027 A JP6009027 A JP 6009027A JP 902794 A JP902794 A JP 902794A JP 2780625 B2 JP2780625 B2 JP 2780625B2
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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
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • H01S5/162—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理用の高出力半
導体レーザの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high-power semiconductor laser for information processing.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスク用光源など情報処理分
野への応用として半導体レーザの高出力化が強く望まれ
ている。半導体レーザの出力はレーザ出射端面近傍の局
所的な発熱による端面破壊（光学損傷：Ｃａｔａｓｔｒ
ｏｐｈｉｃ ＯｐｔｉｃａｌＤａｍａｇｅ，ＣＯＤ）に
より制限を受ける。レーザの高出力動作時に生じるＣＯ
Ｄを避けるため、レーザ端面近傍の活性層のバンドギャ
ップを共振器内部のそれに比べ大きくし、端面近傍での
レーザ光の吸収を低減する方法がこれまで行われてき
た。この端面近傍のバンドギャップを広げた領域はレー
ザ光に対して透明で窓領域と呼ばれ、窓領域以外は活性
領域と呼ばれる。2. Description of the Related Art In recent years, it has been strongly desired to increase the output of a semiconductor laser as an application to the information processing field such as a light source for an optical disk. The output of the semiconductor laser is an end face destruction due to local heat generation near the laser output end face (optical damage: Catastr
(Optical Optical Damage, COD). CO generated during high power operation of laser
In order to avoid D, a method of increasing the band gap of the active layer near the laser end face compared to that inside the resonator and reducing absorption of laser light near the end face has been performed. The area where the band gap is widened near the end face is transparent to the laser beam and is called a window area, and the area other than the window area is called an active area.

【０００３】窓構造を形成する１つの方法として、多重
量子井戸（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ，Ｍ
ＱＷ）活性層の無秩序化を利用した半導体レーザがエレ
クトロニクスレターズ誌（Ｙ．Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａ
ｌ．，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９
８４，ｖｏｌ．２０，ｐｐ３８３−３８４）に報告され
ている。活性層をなすＭＱＷを不純物の熱拡散により端
面近傍のみ無秩序化することによりバンドギャップを拡
大している。As one method of forming a window structure, a multi-quantum well (MQ) is used.
QW) A semiconductor laser utilizing disordering of an active layer is disclosed in Electronics Letters (Y. Suzuki et a).
l. , Electronics Letters, 19
84, vol. 20, pp 383-384). The band gap is increased by disordering only the vicinity of the end face of the MQW forming the active layer by thermal diffusion of impurities.

【０００４】また、自然超格子の形成した活性層の無秩
序化を利用した半導体レーザがジャパニーズアプライド
フィジックス誌（Ｙ．Ｕｅｎｏ ｅｔ ａｌ．，Ｊａｐ
ａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ，１９９０，ｖｏｌ．２９，ｐｐ．Ｌ１６６６
−Ｌ１６６８）に報告されている。この半導体レーザも
レーザ端面近傍の活性層の自然超格子も不純物の熱拡散
により無秩序化されている。このため、レーザ端面のバ
ンドギャップは共振器内部の自然超格子を形成した活性
層よりも大きい。自然超格子はＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＩ
ｎＰのエピタキシャル成長層において［１１１］方向に
秩序性のある周期構造が形成されていることが報告され
ている（例えば、アプライドフィジックスレターズ誌
（Ｇｏｍｙｏ ｅｔ ａｌ． Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌ
ｅｔｔ． Ｖｏｌ．７７ （１９８７）ｐｐ．６７３−
６７５）。この自然超格子は、不純物拡散により無秩序
化され、バンドギャップエネルギーが増大することがジ
ャパニーズアプライドフィジックス誌（Ａ．Ｇｏｙｏ
ｅｔ ａｌ．，Ｊａｐａｎｅｓｅ ＪｏｕｒｎａｌＡｐ
ｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９８８，ｖｏｌ．２
７，ｐｐ．Ｌ１５４９−Ｌ１５５２）に報告されてい
る。Further, a semiconductor laser utilizing disordering of an active layer in which a natural superlattice is formed is disclosed in Japanese Applied Physics (Y. Ueno et al., Japan).
anise Journal Applied Phy
sics, 1990, vol. 29, pp. L1666
-L1668). Both the semiconductor laser and the natural superlattice of the active layer near the laser end face are disordered by thermal diffusion of impurities. For this reason, the band gap of the laser end face is larger than the active layer in which the natural superlattice inside the resonator is formed. Natural superlattice is GaInP, AlGaI
It has been reported that an ordered periodic structure is formed in the [111] direction in an nP epitaxially grown layer (for example, Applied Physics Letters (Gomyo et al. Appl. Phys. L).
ett. Vol. 77 (1987) pp. 673-
675). This natural superlattice is disordered by impurity diffusion, and the band gap energy is increased.
et al. , Japanese Journal Ap
Plied Physics, 1988, vol. 2
7, pp. L1549-L1552).

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】不純物拡散によりＭＱ
Ｗ、自然超格子を無秩序化するには、封管拡散法が多く
行われてきた。封管拡散法は、熱処理の温度と時間によ
り拡散を制御する方法であり、その制御は困難なもので
あった。また、ダブルヘテロ構造を積層後熱処理をする
ため、クラッド層中の不純物が活性領域の活性層に拡散
し、半導体レーザの特性を悪化させる可能性があった。
そのため、活性領域の活性層にクラッド層中の不純物が
拡散しないように保ちつつ、窓領域のみ不純物を拡散し
てＭＱＷ、自然超格子を無秩序化するには、さらに熱処
理の温度、時間の制御が困難となっていた。SUMMARY OF THE INVENTION An MQ is formed by impurity diffusion.
W. In order to disorder the natural superlattice, a sealed tube diffusion method has been frequently used. The sealed tube diffusion method is a method of controlling diffusion by the temperature and time of the heat treatment, and the control is difficult. In addition, since heat treatment is performed after stacking the double hetero structure, impurities in the cladding layer may diffuse into the active layer in the active region, and may deteriorate the characteristics of the semiconductor laser.
Therefore, in order to keep the impurities in the cladding layer from diffusing into the active layer in the active region and to diffuse the impurities only in the window region to disorder the MQW and the natural superlattice, the temperature and time of the heat treatment must be further controlled. It was difficult.

【０００６】また、半導体レーザ端面を熱拡散又はイオ
ン注入により、不純物を導入し、窓領域の量子井戸（超
格子）活性層を無秩序化した例として、特開平１−３１
９９８１号公報、特開昭６３−１９６０８８号公報、特
開昭６３−５６９７９号公報がある。いずれも熱処理の
制御が難しく、良好な窓領域が形成できておらず、更
に、発光領域の活性層の特性を劣化させていた。Japanese Patent Laid-Open No. 1-31 discloses an example in which an impurity is introduced into the end face of a semiconductor laser by thermal diffusion or ion implantation to disorder the quantum well (superlattice) active layer in the window region.
JP-A-9981, JP-A-63-1960088, and JP-A-63-56979. In each case, it is difficult to control the heat treatment, a good window region cannot be formed, and the characteristics of the active layer in the light emitting region are deteriorated.

【０００７】本発明の目的は、クラッド層中の不純物が
活性領域の活性層に拡散することのない、高出力半導体
レーザを歩留まり良く得るための製造方法を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a manufacturing method for obtaining a high-output semiconductor laser with good yield, in which impurities in a cladding layer do not diffuse into an active layer in an active region.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
製造方法は、第１伝導型の半導体基板上に、第１伝導型
クラッド層を積層成長する工程と、該第１伝導型クラッ
ド層のレーザ端面近傍領域に該第１伝導型クラッド層上
に積層する層の結晶品質が低下する濃度の第１伝導型不
純物を付加する工程と、該第１伝導型クラッド層上に少
なくとも超格子活性層と第２伝導型クラッド層を積層成
長し、該第２伝導型クラッド層を積層成長する過程にお
いて第１伝導型不純物を付加した領域上のみ第２伝導型
クラッド層中にドープした第２伝導型の不純物が活性層
に拡散する工程とを有することを特徴とする。According to a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, a step of laminating a first conductive type clad layer on a first conductive type semiconductor substrate and a step of forming the first conductive type clad layer are performed. On the first conductivity type cladding layer in the region near the laser end face
Adding a first conductivity type impurity at a concentration that degrades the crystal quality of the layer to be laminated on the first conduction type cladding layer, and growing at least a superlattice active layer and a second conduction type cladding layer on the first conduction type cladding layer; A step of diffusing the second conductivity-type impurity doped in the second conductivity-type cladding layer into the active layer only on a region to which the first conductivity-type impurity is added in the process of growing the second conductivity-type cladding layer by lamination. It is characterized by.

【０００９】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、第１伝導型の半導体基板のレーザ端面近傍領域に該
第１伝導型の半導体基板上に積層する層の結晶品質が低
下する濃度の第１伝導型不純物を付加する工程と、該半
導体基板上に第１伝導型クラッド層、超格子活性層と第
２伝導型クラッド層を積層成長し、該第２伝導型クラッ
ド層を積層成長する過程において第１伝導型不純物を付
加した領域上のみ第２伝導型クラッド層中にドープした
第２伝導型の不純物が活性層に拡散する工程とを有する
ことを特徴とする。[0009] A method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the laser edge surface vicinity region of the first conductivity type semiconductor substrate
The crystal quality of the layer laminated on the semiconductor substrate of the first conductivity type is low.
Adding a first conductivity type impurity at a lower concentration, laminating and growing a first conductivity type clad layer, a superlattice active layer and a second conductivity type clad layer on the semiconductor substrate; A step of diffusing the second conduction type impurity doped in the second conduction type cladding layer into the active layer only on the region to which the first conduction type impurity is added in the process of growing the layer.

【００１０】[0010]

【作用】本発明の半導体レーザの製造方法の作用を説明
する。本発明の半導体レーザの製造方法は、第１伝導型
クラッド層または第１伝導型半導体基板に、該第１伝導
型クラッド層または第１伝導帯型半導体基板上に積層す
る層の結晶品質が低下する濃度の第１伝導型不純物を付
加することで、第１伝導型不純物を付加した領域上の第
２伝導型クラッド層にドープした第２伝導型不純物は拡
散し易くなる。このため、第２伝導型クラッド層を積層
成長する際の熱履歴により、第２伝導型不純物は活性層
中に容易に拡散し、超格子活性層は無秩序化される。従
って、窓領域に不純物を拡散するために新たに熱処理を
施す必要がなく、活性領域に第２伝導型不純物が拡散す
ることはない。従って活性領域の特性を悪化させること
なく、光学損傷を起こす最高光出力を向上した半導体レ
ーザを歩留まり良く製造できる。The operation of the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention will be described. Method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the first conductivity type cladding layer or the first conductive type semiconductor substrate, the crystal quality of the layer to be laminated on the first conductive type clad layer or the first conduction band type semiconductor substrate is reduced With a concentration of the first conductivity type impurity.
With this addition , the second conductivity type impurity doped in the second conductivity type cladding layer on the region to which the first conductivity type impurity is added is easily diffused. For this reason, the second conductivity type impurity easily diffuses into the active layer due to the thermal history at the time of laminating the second conductivity type clad layer, and the superlattice active layer is disordered. Therefore, it is not necessary to perform a new heat treatment for diffusing the impurity into the window region, and the second conductivity type impurity does not diffuse into the active region. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor laser with an improved maximum optical output that causes optical damage with a high yield without deteriorating the characteristics of the active region.

【００１１】[0011]

【実施例】本発明の半導体レーザの製造方法の一実施例
を図を用いて説明する。図１は本発明の半導体レーザの
製造方法により作製した半導体レーザの構造図であり、
図２、図３にはその製造工程を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a structural view of a semiconductor laser manufactured by the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention,
2 and 3 show the manufacturing process.

【００１２】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ（００１）基板１上に１．０μｍ厚のｎ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２を積層成長
する。リソグラフィ法により半導体レーザの活性領域と
なる部分にイオン注入用ＳｉＯ2 マスク１４を形成した
後、イオン注入法により原子濃度１０19ｃｍ-3以上のＳ
ｉを打ち込み、高濃度Ｓｉ注入部３を形成する。First, as shown in FIG.
On an As (001) substrate 1, an n-type (Al
A 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 2 is grown by lamination. After an ion implantation SiO 2 mask 14 is formed in a portion to be an active region of a semiconductor laser by a lithography method, S ions having an atomic concentration of 10 19 cm −3 or more are formed by an ion implantation method.
By implanting i, a high-concentration Si implantation portion 3 is formed.

【００１３】マスク１４除去後、図２（ｂ）に示すよう
に、０．０２μｍ厚のアンドープ（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４、０．０６μｍ厚のアンド
ープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５、１．０μｍ厚のＺｎ
ドープｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層６、０．０２μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテ
ロバッファ層７、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ
層８を積層成長した。結晶成長は減圧ＭＯＶＰＥ法を用
いた。成長条件は、自然超格子が形成されるように、温
度６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、Ｖ族原料供給量／ＩＩ
Ｉ族原料供給量比（Ｖ／ＩＩＩ比）１５０とした。原料
としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエ
チルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭ
Ｉ）、ホスフィン（ＰＨ3 ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、
ｎ型ドーパントとしてジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）、ｐ型ド
ーパントとしてジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いた。After the mask 14 is removed, as shown in FIG. 2B, an undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) layer having a thickness of 0.02 μm is formed.
0.5 In 0.5 P clad layer 4, 0.06 μm thick undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5, 1.0 μm thick Zn
A doped p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6, a 0.02 μm thick p-type Ga 0.5 In 0.5 P heterobuffer layer 7, and a 0.3 μm thick p-type GaAs cap layer 8 were stacked and grown. For crystal growth, a reduced pressure MOVPE method was used. The growth conditions are as follows: temperature 660 ° C., pressure 70 Torr, supply amount of group V raw material / II so that a natural superlattice is formed.
The group I raw material supply amount ratio (V / III ratio) was 150. Raw materials include trimethyl aluminum (TMA), triethyl gallium (TEG), and trimethyl indium (TM
I), phosphine (PH 3 ), arsine (AsH 3 ),
Disilane (Si 2 H 6 ) was used as an n-type dopant, and dimethyl zinc (DMZ) was used as a p-type dopant.

【００１４】本実施例では、ｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２とアンドープＧａ0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐ活性層５の間に０．０２μｍ厚のアンドープ（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４を積層し
たが、この層はｎ型にドープしてもよいし、またこの層
は積層しなくても良い。また、本実施例ではＧａ0.5Ｉ
ｎ0.5 Ｐ活性層５を用いたが、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ、０＜ｘ≦０．２を用いても良いし、ＭＱＷ
であってもよい。このアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活
性層５は自然超格子が形成されている。Ｚｎドープｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を積
層する際に、高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5Ｐクラッド層６にドープしたＺｎが拡散
し、Ｚｎ拡散領域９を形成し、自然超格子が無秩序化し
ている。高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層４やアンドープＧａＩｎＰクラッド層５
は結晶品質が低下し、不純物が拡散し易くなっているた
めである。このＺｎ拡散領域９が窓領域となる。In this embodiment, n-type (Al 0.7 Ga 0.3 )
0.5 In 0.5 P cladding layer 2 and undoped Ga 0.5 In
Undoped (A) having a thickness of 0.02 μm between the 0.5 P active layers 5
Although the l 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4 was laminated, this layer may be doped n-type or this layer may not be laminated. In this embodiment, Ga 0.5 I
Although the n 0.5 P active layer 5 was used, (Al x Ga 1 -x ) 0.5
In 0.5 P, 0 <x ≦ 0.2 may be used.
It may be. The undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5 has a natural superlattice. When laminating the Zn-doped p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6, the undoped Ga
P-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) for the 0.5 In 0.5 P active layer 5
Zn doped in the 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 diffuses to form a Zn diffusion region 9 and the natural superlattice is disordered. Undoped AlGaI on high concentration Si implant 3
nP cladding layer 4 or undoped GaInP cladding layer 5
This is because the crystal quality is lowered and impurities are easily diffused. This Zn diffusion region 9 becomes a window region.

【００１５】次に、図３（ａ）に示すようにリソグラフ
ィ法によりイオン注入を行ったストライプと垂直にＳｉ
Ｏ2 ストライプマスク１５を形成し、ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を層厚０．２μｍ
程度残してウェットエッチングにより除去し、メサを形
成する。Next, as shown in FIG. 3A, the Si is perpendicular to the stripe where the ion implantation is performed by the lithography method.
An O 2 stripe mask 15 is formed, and a p-type (Al 0.7 G
a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6 having a thickness of 0.2 μm
By leaving it to some extent, it is removed by wet etching to form a mesa.

【００１６】図３（ｂ）に示すようにリソグラフィ法に
よりイオン注入した上部のＳｉＯ2ストライプマスク１
５を除去し、選択成長によりｎ型ＧａＡｓブロック層１
０を積層成長後、ＳｉＯ2 ストライプマスク１５を除去
し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１を形成した。ｎ型Ｇ
ａＡｓブロック層１０およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１の成長には減圧ＭＯＶＰＥ法を用い、成長条件は、
温度６６０℃、圧力７０Ｔｏｒｒ、Ｖ／ＩＩＩ比４５と
した。原料としては、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、
アルシン（ＡｓＨ3 ）、ｎ型ドーパントとしてジシラン
（Ｓｉ2 Ｈ6 ）を用いた。つぎに、ｎ電極１２、ｐ電極
１３を形成した。高濃度Ｓｉ注入部３を劈開して共振器
を形成する。完成した半導体レーザの構造を図１に示
す。最後に、ｐ電極側をヒートシンクに融着して実装し
た。As shown in FIG. 3B, the upper SiO 2 stripe mask 1 ion-implanted by lithography.
5 is removed and the n-type GaAs block layer 1 is selectively grown.
After laminating 0, the SiO 2 stripe mask 15 was removed, and the p-type GaAs contact layer 11 was formed. n-type G
The growth of the aAs block layer 10 and the p-type GaAs contact layer 11 is performed using a reduced pressure MOVPE method.
The temperature was 660 ° C., the pressure was 70 Torr, and the V / III ratio was 45. Raw materials include trimethylgallium (TMG),
Arsine (AsH 3 ) and disilane (Si 2 H 6 ) were used as an n-type dopant. Next, an n-electrode 12 and a p-electrode 13 were formed. The resonator is formed by cleaving the high-concentration Si implantation part 3. FIG. 1 shows the structure of the completed semiconductor laser. Finally, the p-electrode side was mounted on the heat sink by fusing.

【００１７】こうして本発明の製造方法により作製した
半導体レーザは、良好な特性の活性領域と窓領域を有
し、窓領域のない半導体レーザに比べＣＯＤレベルが約
３倍向上し、また封管拡散法により作製された半導体レ
ーザに比べ歩留まりが上昇した。The semiconductor laser manufactured by the manufacturing method of the present invention has an active region and a window region having good characteristics, the COD level is improved about three times as compared with a semiconductor laser without a window region, and the sealed tube diffusion is improved. The yield increased compared with the semiconductor laser manufactured by the method.

【００１８】前記実施例では、ｎ型クラッド層にイオン
注入した場合の実施例の説明をしたが、続いて、半導体
基板にイオン注入する場合の半導体レーザの製造方法の
一実施例を図を用いて説明する。図４は本発明の半導体
レーザの製造方法により作製した半導体レーザの構造図
であり、図５、図６にはその製造工程を示す。In the above embodiment, an embodiment in which ions are implanted into the n-type cladding layer has been described. Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor laser in the case where ions are implanted into a semiconductor substrate will be described with reference to the drawings. Will be explained. FIG. 4 is a structural view of a semiconductor laser manufactured by the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 show the manufacturing steps.

【００１９】まず、図５（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ（００１）基板１上にリソグラフィ法により半導体
レーザの活性領域となる部分にイオン注入用ＳｉＯ2 マ
スク１４を形成した後、イオン注入法により原子濃度１
０19ｃｍ-3以上のＳｉを打ち込み、高濃度Ｓｉ注入部３
を形成する。マスク１４除去後、図５（ｂ）に示すよう
に、１．０μｍ厚のｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層２、０．０６μｍ厚のアンドープＧａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５、１．０μｍ厚のＺｎドープｐ
型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６、
０．０２μｍ厚のｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッフ
ァ層７、０．３μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ層８を積
層成長した。結晶成長は前記の実施例と同様の方法を用
いた。First, as shown in FIG.
After an SiO 2 mask 14 for ion implantation is formed on the As (001) substrate 1 by lithography at a portion to be an active region of a semiconductor laser, an atomic concentration of 1 is formed by ion implantation.
0 19 cm -3 or more of Si is implanted, and the high-concentration Si
To form After removing the mask 14, as shown in FIG. 5B, a 1.0 μm thick n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In
0.5 P clad layer 2, 0.06 μm thick undoped Ga
0.5 In 0.5 P active layer 5, 1.0 μm thick Zn-doped p
Mold (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 6,
A p-type Ga 0.5 In 0.5 P heterobuffer layer 7 having a thickness of 0.02 μm and a p-type GaAs cap layer 8 having a thickness of 0.3 μm were stacked and grown. For the crystal growth, the same method as in the above-described embodiment was used.

【００２０】本実施例では、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層
５を用いたが、（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ、０
＜ｘ≦０．２を用いても良いし、ＭＱＷであってもよ
い。このアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層５は自然
超格子が形成されている。Ｚｎドープｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層６を積層する際に、
高濃度Ｓｉ注入部３上のアンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
活性層５にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層６にドープしたＺｎが拡散し、Ｚｎ拡散領域９
を形成し、自然超格子が無秩序化している。高濃度Ｓｉ
注入部３上のｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２やアンド
ープＧａＩｎＰクラッド層５の結晶品質は低下し、不純
物が拡散し易くなっているためである。このＺｎ拡散領
域９が窓領域となる。In this embodiment, the Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5 is used, but (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P, 0
<X ≦ 0.2 may be used, or MQW may be used. The undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 5 has a natural superlattice. Zn-doped p-type (Al 0.7 G
a 0.3 ) When laminating the 0.5 In 0.5 P clad layer 6,
Undoped Ga 0.5 In 0.5 P on high concentration Si implantation part 3
Zn doped in the p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 6 diffuses into the active layer 5 and the Zn diffusion region 9
And the natural superlattice is disordered. High concentration Si
This is because the crystal quality of the n-type AlGaInP cladding layer 2 and the undoped GaInP cladding layer 5 on the implanted portion 3 is deteriorated, and impurities are easily diffused. This Zn diffusion region 9 becomes a window region.

【００２１】あとは前記実施例と同様であり、図６
（ａ）（ｂ）に示すように、メサを形成した。その後ｎ
型ＧａＡｓブロック層１０、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１を積層成長し、ｎ電極１２、ｐ電極１３を形成、高
濃度Ｓｉ注入部３を劈開して共振器を形成した。完成し
た半導体レーザの構造を図４に示す。The rest is the same as the previous embodiment.
(A) As shown in (b), a mesa was formed. Then n
A GaAs block layer 10 and a p-type GaAs contact layer 11 were stacked and grown, an n-electrode 12 and a p-electrode 13 were formed, and the high-concentration Si injection portion 3 was cleaved to form a resonator. FIG. 4 shows the structure of the completed semiconductor laser.

【００２２】こうして本発明の製造方法により作製した
半導体レーザは、前記実施例と同様の効果が得られた。The semiconductor laser manufactured by the manufacturing method of the present invention has the same effects as those of the above embodiment.

【００２３】[0023]

【発明の効果】本発明の半導体レーザの製造方法によれ
ば、不純物拡散するための熱処理を特別に行うことなく
窓領域を形成することができるため、活性領域の特性を
悪化させることがなく、ＣＯＤレベルの高い半導体レー
ザを歩留まり良く製造することができる。According to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the window region can be formed without specially performing the heat treatment for diffusing impurities, so that the characteristics of the active region are not deteriorated. A semiconductor laser having a high COD level can be manufactured with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例となる製造方法による半導体
レーザの構造図である。FIG. 1 is a structural view of a semiconductor laser according to a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.

【図３】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図で、
図２の続きである。FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention;
It is a continuation of FIG.

【図４】本発明の一実施例となる製造方法による半導体
レーザの構造図である。FIG. 4 is a structural view of a semiconductor laser according to a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図５】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention.

【図６】本発明の半導体レーザの製造工程を示す図で、
図５の続きである。FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of the semiconductor laser of the present invention;
It is a continuation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ３ 高濃度Ｓｉ注入部 ４ アンドープ（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層 ５ アンドープＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性層 ６ ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層 ７ ｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層 ８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ９ Ｚｎ拡散領域 １０ ｎ型ＧａＡｓブロック層 １１ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １２ ｐ電極 １３ ｎ電極 １４ イオン注入用ＳｉＯ2 マスク １５ ＳｉＯ2 ストライプマスクReference Signs List 1 n-type GaAs substrate 2 n-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 3 high-concentration Si implantation part 4 undoped (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 5 undoped Ga 0.5 In 0.5 P active layer 6 p-type (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 7 p-type Ga 0.5 In 0.5 P heterobuffer layer 8 p-type GaAs cap layer 9 Zn diffusion region 10 n-type GaAs block layer 11 p-type GaAs contact layer 12 p-electrode 13 n electrode 14 SiO 2 mask for ion implantation 15 SiO 2 stripe mask

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 第１伝導型の半導体基板上に、第１伝導
型クラッド層を積層成長する工程と、該第１伝導型クラ
ッド層のレーザ端面近傍領域に該第１伝導型クラッド層
上に積層する層の結晶品質が低下する濃度の第１伝導型
不純物を付加する工程と、該第１伝導型クラッド層上に
少なくとも超格子活性層と第２伝導型クラッド層を積層
成長し、該第２伝導型クラッド層を積層成長する過程に
おいて第１伝導型不純物を付加した領域上のみ第２伝導
型クラッド層中にドープした第２伝導型の不純物が前記
超格子活性層に拡散し、超格子が無秩序化する工程とを
有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。A step of laminating a first conductive type clad layer on a first conductive type semiconductor substrate; and a step of forming the first conductive type clad layer in a region near a laser end face of the first conductive type clad layer.
A step of adding a first conductivity type impurity at a concentration that degrades the crystal quality of a layer to be stacked thereon; and stacking and growing at least a superlattice active layer and a second conductivity type clad layer on the first conductivity type clad layer; In the step of growing the second conduction type cladding layer, the second conduction type impurity doped in the second conduction type cladding layer is diffused into the superlattice active layer only on the region where the first conduction type impurity is added, Wherein the superlattice is disordered. 【請求項２】 第１伝導型の半導体基板のレーザ端面近
傍領域に該第１伝導型の半導体基板上に積層する層の結
晶品質が低下する濃度の第１伝導型不純物を付加する工
程と、該半導体基板上に第１伝導型クラッド層と超格子
活性層と第２伝導型クラッド層を積層成長し、該第２伝
導型クラッド層を積層成長する過程において第１伝導型
不純物を付加した領域上のみ第２伝導型クラッド層中に
ドープした第２伝導型の不純物が前記超格子活性層に拡
散し、超格子が無秩序化する工程とを有することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。2. The method according to claim 1, further comprising the step of forming a layer laminated on the semiconductor substrate of the first conductivity type in a region near the laser end face of the semiconductor substrate of the first conductivity type.
A step of adding a first conductivity type impurity at a concentration that reduces the crystal quality , and laminating and growing a first conductivity type clad layer, a superlattice active layer, and a second conductivity type clad layer on the semiconductor substrate. In the process of growing the second conduction type cladding layer, the second conduction type impurity doped in the second conduction type cladding layer diffuses into the superlattice active layer only on the region to which the first conduction type impurity is added. And a step of disordering the superlattice. 【請求項３】 第１伝導型の半導体基板上に、第１伝導
型クラッド層を積層成長する工程と、該第１伝導型クラ
ッド層のレーザ端面近傍領域に第１伝導型不純物を１０
19 ｃｍ -3以上付加する工程と、該第１伝導型クラッド層
上に少なくとも超格子活性層と第２伝導型クラッド層を
積層成長し、該第２伝導型クラッド層を積層成長する過
程において第１伝導型不純物を付加した領域上のみ第２
伝導型クラッド層中にドープした第２伝導型の不純物が
前記超格子活性層に拡散し、超格子が無秩序化する工程
とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。To 3. A first conductivity type semiconductor substrate, laminating growing a first conductivity type cladding layer, a first conductivity-type impurity in the laser facet region near the first conductivity type cladding layer 10
A step of adding at least 19 cm -3 and a step of laminating at least a superlattice active layer and a second conduction type cladding layer on the first conduction type cladding layer, and laminating the second conduction type cladding layer. The second only on the region where the one conductivity type impurity is added
A step of diffusing a second conductivity type impurity doped in the conductivity type cladding layer into the superlattice active layer to disorder the superlattice. 【請求項４】 第１伝導型の半導体基板のレーザ端面近
傍領域に第１伝導型不純物を１０ 19 ｃｍ -3以上付加する
工程と、該半導体基板上に第１伝導型クラッド層と超格
子活性層と第２伝導型クラッド層を積層成長し、該第２
伝導型クラッド層を積層成長する過程において第１伝導
型不純物を付加した領域上のみ第２伝導型クラッド層中
にドープした第２伝導型の不純物が前記超格子活性層に
拡散し、超格子が無秩序化する工程とを有することを特
徴とする半導体レーザの製造方法。 4. A step of adding a first conductivity type impurity of 10 19 cm −3 or more to a region near a laser end face of a first conductivity type semiconductor substrate, and forming a first conductivity type clad layer and a superlattice active layer on the semiconductor substrate. Layer and a second conductivity type cladding layer,
In the process of stacking and growing the conduction type cladding layer, the second conduction type impurity doped in the second conduction type cladding layer diffuses into the superlattice active layer only on the region where the first conduction type impurity is added, and the superlattice is formed. And a step of disordering the semiconductor laser. 【請求項５】 活性層が自然超格子を形成したＧａＩｎ
Ｐ、またはＡｌＧａＩｎＰからなることを特徴とする請
求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の半導
体レーザの製造方法。 5. A GaIn in which an active layer forms a natural superlattice.
5. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 1 , wherein the semiconductor laser is made of P or AlGaInP. 【請求項６】 第１伝導型不純物がＳｉ、第２不純物が
Ｚｎであることを特徴とする請求項１、請求項２、請求
項３、請求項４または請求項５記載の半導体レーザの製
造方法。 6. The method of claim 1 in which the first conductivity type impurity is Si, the second impurity is characterized in that the Zn, claim 2, wherein
6. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 3, 4, or 5 .
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