JP3521793B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
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- 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
- H01S5/20—Structure 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
- H01S5/22—Structure 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
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-
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- H01S5/2226—Structure 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 comprising special burying or current confinement layers having special electric properties semiconductors with a specific doping
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクシステ
ムの光源等に用いられる半導体レーザに関するものであ
る。
ムの光源等に用いられる半導体レーザに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年実用化されたデジタルビデオディス
ク等の光ディスク機器用の光源として、現在実用レベル
にある半導体レーザの中で最も波長の短いＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザが用いられている。
ク等の光ディスク機器用の光源として、現在実用レベル
にある半導体レーザの中で最も波長の短いＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体レーザが用いられている。
【０００３】従来より、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザとして例えば今藤他、エレクトロニクスレターズ第３
３巻（１９９７年）１２２３ページ（O. Imafuji, et a
l.,Electronics Letters volume 33(1997)p.1223）に
示されたものが知られている。この半導体レーザは、図
６に断面図を示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、
ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-y
Ｐ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）からなるｎ型クラッド層
３、活性層４、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．
７、ｙ＝０．５）からなるｐ型クラッド層５、およびＡ
ｌＩｎＰからなる電流ブロック層６が順次形成されてい
る。そして電流ブロック層がストライプ状に選択的にエ
ッチングされた上部に、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ
（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）からなるｐ型埋込層７とｐ
型のＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるコンタクト層８とｐ型の
ＧａＡｓからなるキャップ層９が順次形成されており、
キャップ層９の上にはｐ電極１０、ｎ型ＧａＡｓ基板１
の裏面にはｎ電極１１がそれぞれ形成されている。
ザとして例えば今藤他、エレクトロニクスレターズ第３
３巻（１９９７年）１２２３ページ（O. Imafuji, et a
l.,Electronics Letters volume 33(1997)p.1223）に
示されたものが知られている。この半導体レーザは、図
６に断面図を示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、
ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-y
Ｐ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）からなるｎ型クラッド層
３、活性層４、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．
７、ｙ＝０．５）からなるｐ型クラッド層５、およびＡ
ｌＩｎＰからなる電流ブロック層６が順次形成されてい
る。そして電流ブロック層がストライプ状に選択的にエ
ッチングされた上部に、（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ
（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）からなるｐ型埋込層７とｐ
型のＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるコンタクト層８とｐ型の
ＧａＡｓからなるキャップ層９が順次形成されており、
キャップ層９の上にはｐ電極１０、ｎ型ＧａＡｓ基板１
の裏面にはｎ電極１１がそれぞれ形成されている。
【０００４】ｎ型ＧａＡｓバッファ層２からキャップ層
９に至るまでの各層は、有機金属気相成長法（以下ＭＯ
ＶＰＥ法という）により形成されている。
９に至るまでの各層は、有機金属気相成長法（以下ＭＯ
ＶＰＥ法という）により形成されている。
【０００５】以下、ｎ型ＧａＡｓ基板１の上にｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２からキャップ層９に至るまでの各層を
順次形成してできる構造を試料という。
Ａｓバッファ層２からキャップ層９に至るまでの各層を
順次形成してできる構造を試料という。
【０００６】通常、このような半導体レーザを作製する
ために、ｐ型埋込層７からキャップ層９に至るまでの各
層を埋込再成長によって形成している。通常、これらの
層の結晶性を向上させるために、埋込再成長前に試料の
温度を７００℃以上とし、試料表面に付着している不純
物等を取り除くといういわゆるサーマルクリーニングが
なされている。このサーマルクリーニングの時、試料表
面からの燐の蒸発を防ぐためにホスフィン（ＰＨ3）等
の燐系化合物ガスを供給している。
ために、ｐ型埋込層７からキャップ層９に至るまでの各
層を埋込再成長によって形成している。通常、これらの
層の結晶性を向上させるために、埋込再成長前に試料の
温度を７００℃以上とし、試料表面に付着している不純
物等を取り除くといういわゆるサーマルクリーニングが
なされている。このサーマルクリーニングの時、試料表
面からの燐の蒸発を防ぐためにホスフィン（ＰＨ3）等
の燐系化合物ガスを供給している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体レーザに関しては、サーマルクリーニングを
施す際に、燐系化合物ガスによって電流ブロック層６
の、ｐ型クラッド層５との界面付近の部分がｎ型ＧａＡ
ｓ基板１に対して水平な方向にエッチングされるという
問題が生じていた。この電流ブロック層６がエッチング
された状態で埋込再成長を行うと、再成長の際に結晶成
長しない部分が生じ、空洞１２が形成される。この空洞
１２は半導体レーザの導波損失の原因となっていた。そ
の結果、しきい値電流の上昇等半導体レーザの素子特性
に悪影響を及ぼし、実用に耐えうる半導体レーザを得る
ことはできなかった。
来の半導体レーザに関しては、サーマルクリーニングを
施す際に、燐系化合物ガスによって電流ブロック層６
の、ｐ型クラッド層５との界面付近の部分がｎ型ＧａＡ
ｓ基板１に対して水平な方向にエッチングされるという
問題が生じていた。この電流ブロック層６がエッチング
された状態で埋込再成長を行うと、再成長の際に結晶成
長しない部分が生じ、空洞１２が形成される。この空洞
１２は半導体レーザの導波損失の原因となっていた。そ
の結果、しきい値電流の上昇等半導体レーザの素子特性
に悪影響を及ぼし、実用に耐えうる半導体レーザを得る
ことはできなかった。
【０００８】本発明は、しきい値電流の低減等レーザ特
性を向上させ、かつ信頼性を向上させた半導体レーザを
提供することを目的とする。
性を向上させ、かつ信頼性を向上させた半導体レーザを
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記サーマ
ルクリーニングを施す際の燐系化合物ガスによるエッチ
ングのされやすさが、電流ブロック層６のキャリア濃度
と相関があることを見いだした。すなわち、電流ブロッ
ク層６のキャリア濃度が小さくなるほどエッチングされ
にくくなり、具体的には、キャリア濃度が１×１０17ｃ
ｍ-3ではほとんどエッチングされないことを見いだし
た。
ルクリーニングを施す際の燐系化合物ガスによるエッチ
ングのされやすさが、電流ブロック層６のキャリア濃度
と相関があることを見いだした。すなわち、電流ブロッ
ク層６のキャリア濃度が小さくなるほどエッチングされ
にくくなり、具体的には、キャリア濃度が１×１０17ｃ
ｍ-3ではほとんどエッチングされないことを見いだし
た。
【００１０】上記課題を解決するために本発明の半導体
レーザの製造方法は、ｎ型の導電型を有する基板の上に
ｎ型の導電型を有するｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ
型の導電型を有するｐ型クラッド層と、電流ブロック構
造とを順次形成する工程と、前記電流ブロック構造をス
トライプ状にエッチングする工程と、埋込層を再成長す
る工程とを備え、前記再成長工程前にサーマルクリーニ
ングを行う工程を有しており、前記電流ブロック構造
は、前記ｐ型クラッド層に最も近くかつｎ型の導電型を
有する第１電流ブロック層と、この第１電流ブロック層
の上に形成され、かつｎ型の導電型を有する少なくとも
２層の電流ブロック層を有し、さらにＡｌＩｎＰか（Ａ
ｌ x Ｇａ 1-x ） y Ｉｎ 1-y Ｐ（０．７＜ｘ＜１、ｙ＝０．
５）、あるいはこれらのみが積層された構造であり、前
記第１電流ブロック層のキャリア濃度をＮ１（ｃ
ｍ -3 ）、前記第２電流ブロック層のキャリア濃度をＮ２
（ｃｍ -3 ）としたとき、Ｎ１＜Ｎ２であることを特徴と
する。
レーザの製造方法は、ｎ型の導電型を有する基板の上に
ｎ型の導電型を有するｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ
型の導電型を有するｐ型クラッド層と、電流ブロック構
造とを順次形成する工程と、前記電流ブロック構造をス
トライプ状にエッチングする工程と、埋込層を再成長す
る工程とを備え、前記再成長工程前にサーマルクリーニ
ングを行う工程を有しており、前記電流ブロック構造
は、前記ｐ型クラッド層に最も近くかつｎ型の導電型を
有する第１電流ブロック層と、この第１電流ブロック層
の上に形成され、かつｎ型の導電型を有する少なくとも
２層の電流ブロック層を有し、さらにＡｌＩｎＰか（Ａ
ｌ x Ｇａ 1-x ） y Ｉｎ 1-y Ｐ（０．７＜ｘ＜１、ｙ＝０．
５）、あるいはこれらのみが積層された構造であり、前
記第１電流ブロック層のキャリア濃度をＮ１（ｃ
ｍ -3 ）、前記第２電流ブロック層のキャリア濃度をＮ２
（ｃｍ -3 ）としたとき、Ｎ１＜Ｎ２であることを特徴と
する。
【００１１】この構成により、少なくとも２層の電流ブ
ロック層のうちｐ型クラッド層に最も近い第１電流ブロ
ック層がｎ型の導電型を有し、そのキャリア濃度が第１
電流ブロック層の上に形成され、かつｎ型の導電型を有
する第２電流ブロック層のキャリア濃度よりも小さいの
で、第１電流ブロック層の、ｐ型クラッド層の界面付近
の部分が基板に対して水平な方向にエッチングされるの
を抑制することができる。
ロック層のうちｐ型クラッド層に最も近い第１電流ブロ
ック層がｎ型の導電型を有し、そのキャリア濃度が第１
電流ブロック層の上に形成され、かつｎ型の導電型を有
する第２電流ブロック層のキャリア濃度よりも小さいの
で、第１電流ブロック層の、ｐ型クラッド層の界面付近
の部分が基板に対して水平な方向にエッチングされるの
を抑制することができる。
【００１２】また、前記製造方法において、前記電流ブ
ロック構造をエッチングする工程において、 ストライプ
状にエッチングして前記電流ブロック構造内に溝を形成
するものである。
ロック構造をエッチングする工程において、 ストライプ
状にエッチングして前記電流ブロック構造内に溝を形成
するものである。
【００１３】前記サーマルクリーニング工程は、燐系化
合物ガスを供給しつつ７００℃以上の温度で行うことが
好ましい。
合物ガスを供給しつつ７００℃以上の温度で行うことが
好ましい。
【００１４】また、前記構成において、第２電流ブロッ
ク層がｐ型不純物とｎ型不純物とを添加した層であるも
のである。
ク層がｐ型不純物とｎ型不純物とを添加した層であるも
のである。
【００１５】この構成により、第２電流ブロック層にお
いてｐ型不純物とｎ型不純物とを添加することでｎ型不
純物の拡散を抑えることができるので、第１電流ブロッ
ク層の、ｐ型クラッド層の界面付近における電流ブロッ
ク構造が基板に対して水平な方向にエッチングされるの
をさらに抑制することができる。
いてｐ型不純物とｎ型不純物とを添加することでｎ型不
純物の拡散を抑えることができるので、第１電流ブロッ
ク層の、ｐ型クラッド層の界面付近における電流ブロッ
ク構造が基板に対して水平な方向にエッチングされるの
をさらに抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１７】本発明の第１の実施の形態における半導体
レーザは、図１にその断面図を示すように、（１００）
面の面方位から［０１１］方向へ１０度傾斜したｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、（Ａ
ｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）か
らなるｎ型クラッド層３、活性層４、（ＡｌxＧａ1-x）
yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）からなるｐ型ク
ラッド層５、ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる第１電流
ブロック層１３、およびｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐからな
る第２電流ブロック層１４が順次形成される。そして選
択的に第１電流ブロック層１３および第２電流ブロック
層１４がストライプ状にエッチングされた上部に、（Ａ
ｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）か
らなるｐ型埋込層７、ｐ型のＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる
コンタクト層８、およびｐ型のＧａＡｓからなるキャッ
プ層９が順次形成されており、キャップ層９の上にはｐ
電極１０、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にはｎ電極１１が
それぞれ形成されている。
レーザは、図１にその断面図を示すように、（１００）
面の面方位から［０１１］方向へ１０度傾斜したｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１の上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、（Ａ
ｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）か
らなるｎ型クラッド層３、活性層４、（ＡｌxＧａ1-x）
yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）からなるｐ型ク
ラッド層５、ｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる第１電流
ブロック層１３、およびｎ型のＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐからな
る第２電流ブロック層１４が順次形成される。そして選
択的に第１電流ブロック層１３および第２電流ブロック
層１４がストライプ状にエッチングされた上部に、（Ａ
ｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝０．５）か
らなるｐ型埋込層７、ｐ型のＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる
コンタクト層８、およびｐ型のＧａＡｓからなるキャッ
プ層９が順次形成されており、キャップ層９の上にはｐ
電極１０、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にはｎ電極１１が
それぞれ形成されている。
【００１８】活性層４は、厚さが５ｎｍの（Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5）0.5Ｉｎ0.5Ｐよりなる障壁層と、この障壁層に
より分離された、厚さが６ｎｍのＧａ0.43Ｉｎ0.57 Ｐよ
りなる２つの井戸層とからなる発光層と、その発光層の
両側を挟む、それぞれが（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.5Ｉｎ0.5
Ｐよりなる厚さが５０ｎｍのガイド層とから構成され
る。レーザの発振波長は、室温において６６０ｎｍであ
る。
ａ0.5）0.5Ｉｎ0.5Ｐよりなる障壁層と、この障壁層に
より分離された、厚さが６ｎｍのＧａ0.43Ｉｎ0.57 Ｐよ
りなる２つの井戸層とからなる発光層と、その発光層の
両側を挟む、それぞれが（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0.5Ｉｎ0.5
Ｐよりなる厚さが５０ｎｍのガイド層とから構成され
る。レーザの発振波長は、室温において６６０ｎｍであ
る。
【００１９】ｐ電極１０は、キャップ層９に近いほうか
ら厚さ５０ｎｍのＣｒ膜、厚さ５００ｎｍのＡｕ膜およ
び厚さ１００ｎｍのＰｔ膜を順次積み重ねた構造になっ
ている。また、ｎ電極１１は、基板１側より厚さが５０
ｎｍのＮｉ膜、厚さが５０ｎｍのＧｅ膜および厚さが５
００ｎｍのＡｕ膜を順次積み重ねた構造になっている。
ら厚さ５０ｎｍのＣｒ膜、厚さ５００ｎｍのＡｕ膜およ
び厚さ１００ｎｍのＰｔ膜を順次積み重ねた構造になっ
ている。また、ｎ電極１１は、基板１側より厚さが５０
ｎｍのＮｉ膜、厚さが５０ｎｍのＧｅ膜および厚さが５
００ｎｍのＡｕ膜を順次積み重ねた構造になっている。
【００２０】各層のキャリア濃度および膜厚は表１に示
す通りである。
す通りである。
【００２１】
【表１】
【００２２】ｎ型ＧａＡｓバッファ層２からキャップ層
９に至るまでの各層は、ＭＯＶＰＥ法により形成されて
いる。また、ｐ型埋込層７からキャップ層９に至るまで
の各層は、埋込再成長によって形成されている。埋込再
成長前にサーマルクリーニングがなされている。
９に至るまでの各層は、ＭＯＶＰＥ法により形成されて
いる。また、ｐ型埋込層７からキャップ層９に至るまで
の各層は、埋込再成長によって形成されている。埋込再
成長前にサーマルクリーニングがなされている。
【００２３】この構成により、第１電流ブロック層１３
のキャリア濃度が第２電流ブロック層１４のキャリア濃
度より小さいので、第１電流ブロック層１３の、ｐ型ク
ラッド層５の界面付近の部分がｎ型ＧａＡｓ基板１に対
して水平な方向にエッチングされるのを抑制することが
でき、ｐ型埋込層７からキャップ層９まで埋込再成長を
行う際に結晶成長しない部分を生じにくくすることがで
き、半導体レーザの導波損失を小さくすることができて
半導体レーザの特性を向上させることができる。
のキャリア濃度が第２電流ブロック層１４のキャリア濃
度より小さいので、第１電流ブロック層１３の、ｐ型ク
ラッド層５の界面付近の部分がｎ型ＧａＡｓ基板１に対
して水平な方向にエッチングされるのを抑制することが
でき、ｐ型埋込層７からキャップ層９まで埋込再成長を
行う際に結晶成長しない部分を生じにくくすることがで
き、半導体レーザの導波損失を小さくすることができて
半導体レーザの特性を向上させることができる。
【００２４】特に、ｎ型の導電型を有する第１電流ブロ
ック層１３のキャリア濃度が１０17ｃｍ-3以下であるの
で、第１電流ブロック層１３の、ｐ型クラッド層５の界
面付近の部分がｎ型ＧａＡｓ基板１に対して水平な方向
にエッチングされるのをいっそう抑制することができ
る。
ック層１３のキャリア濃度が１０17ｃｍ-3以下であるの
で、第１電流ブロック層１３の、ｐ型クラッド層５の界
面付近の部分がｎ型ＧａＡｓ基板１に対して水平な方向
にエッチングされるのをいっそう抑制することができ
る。
【００２５】また、この構成により、ｎ型の導電型を有
する第２電流ブロック層１４のキャリア濃度が１０17ｃ
ｍ-3以上であるので、電流狭窄を十分に行うことができ
て半導体レーザの特性を向上させることができる。
する第２電流ブロック層１４のキャリア濃度が１０17ｃ
ｍ-3以上であるので、電流狭窄を十分に行うことができ
て半導体レーザの特性を向上させることができる。
【００２６】本発明の効果を確認するために、次のよう
な検討を行った。
な検討を行った。
【００２７】第１電流ブロック層１３のキャリア濃度お
よび導電型を変化させたときの、第１電流ブロック層１
３のキャリア濃度と、第１電流ブロック層１３の、ｐ型
クラッド層５の界面付近の部分におけるエッチング速度
との関係を調べた。その結果を図２に示す。図２におい
て、黒丸および実線がエッチング速度の測定結果および
最適曲線を表す。
よび導電型を変化させたときの、第１電流ブロック層１
３のキャリア濃度と、第１電流ブロック層１３の、ｐ型
クラッド層５の界面付近の部分におけるエッチング速度
との関係を調べた。その結果を図２に示す。図２におい
て、黒丸および実線がエッチング速度の測定結果および
最適曲線を表す。
【００２８】図２の結果より、次のことがわかった。第
１電流ブロック層１３のキャリア濃度が小さくなるほど
エッチング速度が小さくなり、キャリア濃度が１０17ｃ
ｍ-3以下ではエッチング速度はほぼ零であった。
１電流ブロック層１３のキャリア濃度が小さくなるほど
エッチング速度が小さくなり、キャリア濃度が１０17ｃ
ｍ-3以下ではエッチング速度はほぼ零であった。
【００２９】本発明の半導体レーザについて顕微鏡によ
る断面観察を行った。その結果、第１電流ブロック層１
３のキャリア濃度および導電型にかかわらず、第１電流
ブロック層１３とｐ型クラッド層５との界面付近を除い
てはエッチングが抑えられていることがわかった。
る断面観察を行った。その結果、第１電流ブロック層１
３のキャリア濃度および導電型にかかわらず、第１電流
ブロック層１３とｐ型クラッド層５との界面付近を除い
てはエッチングが抑えられていることがわかった。
【００３０】第１電流ブロック層１３のｎ型キャリア濃
度をそれぞれ１０17ｃｍ-3、１０18ｃｍ-3とした本発明
および従来の半導体レーザの電流−光出力特性を図３に
示す。図３において、曲線Ａが本発明の半導体レーザに
関する電流−光出力特性を示す曲線であり、曲線Ｂが従
来の半導体レーザに関する電流−光出力特性を示す曲線
である。図３より、本発明の半導体レーザの発振しきい
値電流およびスロープ効率が従来のものよりよいことが
わかった。すなわち、本発明の半導体レーザの特性が従
来のものよりよいことがわかった。これは、本発明の半
導体レーザに関してｐ型埋込層７からキャップ層９まで
埋込再成長を行う際に結晶成長しない部分を生じにくく
することができ、半導体レーザの導波損失を小さくする
ことができて半導体レーザの特性を向上させたものと考
えられる。
度をそれぞれ１０17ｃｍ-3、１０18ｃｍ-3とした本発明
および従来の半導体レーザの電流−光出力特性を図３に
示す。図３において、曲線Ａが本発明の半導体レーザに
関する電流−光出力特性を示す曲線であり、曲線Ｂが従
来の半導体レーザに関する電流−光出力特性を示す曲線
である。図３より、本発明の半導体レーザの発振しきい
値電流およびスロープ効率が従来のものよりよいことが
わかった。すなわち、本発明の半導体レーザの特性が従
来のものよりよいことがわかった。これは、本発明の半
導体レーザに関してｐ型埋込層７からキャップ層９まで
埋込再成長を行う際に結晶成長しない部分を生じにくく
することができ、半導体レーザの導波損失を小さくする
ことができて半導体レーザの特性を向上させたものと考
えられる。
【００３１】なお、第１電流ブロック層１３および第２
電流ブロック層１４の組成は必ずしもＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
に限定する必要はなく、ｐ型埋込層７より屈折率の小さ
い（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（０．７＜ｘ＜１、ｙ＝
０．５）でも同様の効果が得られる。また、第１電流ブ
ロック層１３の組成と第２電流ブロック層１４の組成と
が異なっていても同様の効果が得られる。
電流ブロック層１４の組成は必ずしもＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
に限定する必要はなく、ｐ型埋込層７より屈折率の小さ
い（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（０．７＜ｘ＜１、ｙ＝
０．５）でも同様の効果が得られる。また、第１電流ブ
ロック層１３の組成と第２電流ブロック層１４の組成と
が異なっていても同様の効果が得られる。
【００３２】本発明の第２の実施の形態における半導体
レーザは、図４にその断面図を示すように、第１の実施
の形態における第１電流ブロック層１３に代えて多重ブ
ロック層１５を用いたものである。半導体レーザの他の
構成は第１の実施の形態に同じである。
レーザは、図４にその断面図を示すように、第１の実施
の形態における第１電流ブロック層１３に代えて多重ブ
ロック層１５を用いたものである。半導体レーザの他の
構成は第１の実施の形態に同じである。
【００３３】多重ブロック層１５は、キャリア濃度が１
０17ｃｍ-3以下のｎ型で膜厚５ｎｍのＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
およびキャリア濃度が１０17ｃｍ-3以下のｎ型で膜厚５
ｎｍの（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝
０．５）を交互に合計３０層形成したものである。
０17ｃｍ-3以下のｎ型で膜厚５ｎｍのＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
およびキャリア濃度が１０17ｃｍ-3以下のｎ型で膜厚５
ｎｍの（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ（ｘ＝０．７、ｙ＝
０．５）を交互に合計３０層形成したものである。
【００３４】この構成により、第１の実施の形態におけ
る効果をさらに顕著にすることができる。すなわち、多
重ブロック層１５中の多数のヘテロ界面において第２電
流ブロック層１４からのキャリアの拡散を抑えることが
できるので、ｐ型クラッド層５との界面付近における多
重ブロック層１５がｎ型ＧａＡｓ基板１に対して水平な
方向にエッチングされるのをさらに抑制することがで
き、ｐ型埋込層７からキャップ層９まで埋込再成長を行
う際に結晶成長しない部分をさらに生じにくくすること
ができ、半導体レーザの導波損失をより一層小さくする
ことができて半導体レーザの特性をさらに向上させるこ
とができる。
る効果をさらに顕著にすることができる。すなわち、多
重ブロック層１５中の多数のヘテロ界面において第２電
流ブロック層１４からのキャリアの拡散を抑えることが
できるので、ｐ型クラッド層５との界面付近における多
重ブロック層１５がｎ型ＧａＡｓ基板１に対して水平な
方向にエッチングされるのをさらに抑制することがで
き、ｐ型埋込層７からキャップ層９まで埋込再成長を行
う際に結晶成長しない部分をさらに生じにくくすること
ができ、半導体レーザの導波損失をより一層小さくする
ことができて半導体レーザの特性をさらに向上させるこ
とができる。
【００３５】本発明の第３の実施の形態における半導体
レーザは、図５にその断面図を示すように、第１の実施
の形態における第２電流ブロック層１４に代えてコドー
プブロック層１６を用いたものである。半導体レーザの
他の構成は第１の実施の形態に同じである。
レーザは、図５にその断面図を示すように、第１の実施
の形態における第２電流ブロック層１４に代えてコドー
プブロック層１６を用いたものである。半導体レーザの
他の構成は第１の実施の形態に同じである。
【００３６】コドープブロック層１６は、ｎ型不純物が
２×１０18ｃｍ-3、ｐ型不純物が１×１０18ｃｍ-3添加
されたものである。
２×１０18ｃｍ-3、ｐ型不純物が１×１０18ｃｍ-3添加
されたものである。
【００３７】この構成により、第１の実施の形態におけ
る効果をさらに顕著にすることができる。すなわち、コ
ドープブロック層１６においてｎ型不純物とｐ型不純物
の双方がドーピングされているので、コドープブロック
層１６においてｎ型不純物の拡散が起こりにくくなり、
そのためコドープブロック層１６から第１電流ブロック
層１３へのキャリアの拡散を抑えることができる。その
結果、ｐ型クラッド層５との界面付近における第１電流
ブロック層１３がｎ型ＧａＡｓ基板１に対して水平な方
向にエッチングされるのをさらに抑制することができ、
ｐ型埋込層７からキャップ層９まで埋込再成長を行う際
に結晶成長しない部分をさらに生じにくくすることがで
き、半導体レーザの導波損失をより一層小さくすること
ができて半導体レーザの特性をさらに向上させることが
できる。
る効果をさらに顕著にすることができる。すなわち、コ
ドープブロック層１６においてｎ型不純物とｐ型不純物
の双方がドーピングされているので、コドープブロック
層１６においてｎ型不純物の拡散が起こりにくくなり、
そのためコドープブロック層１６から第１電流ブロック
層１３へのキャリアの拡散を抑えることができる。その
結果、ｐ型クラッド層５との界面付近における第１電流
ブロック層１３がｎ型ＧａＡｓ基板１に対して水平な方
向にエッチングされるのをさらに抑制することができ、
ｐ型埋込層７からキャップ層９まで埋込再成長を行う際
に結晶成長しない部分をさらに生じにくくすることがで
き、半導体レーザの導波損失をより一層小さくすること
ができて半導体レーザの特性をさらに向上させることが
できる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体レ
ーザの製造方法によれば、ｐ型埋込層からキャップ層ま
で埋込再成長を行う際に結晶成長しない部分を生じにく
くすることができ、半導体レーザの導波損失を小さくす
ることができて半導体レーザ特性を向上させることがで
きる。また、電流狭窄を十分に行うことができて半導体
レーザ特性を向上させることができる。
ーザの製造方法によれば、ｐ型埋込層からキャップ層ま
で埋込再成長を行う際に結晶成長しない部分を生じにく
くすることができ、半導体レーザの導波損失を小さくす
ることができて半導体レーザ特性を向上させることがで
きる。また、電流狭窄を十分に行うことができて半導体
レーザ特性を向上させることができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における半導体レー
ザの断面図
ザの断面図
【図２】第１の電流ブロック層のキャリア濃度とエッチ
ングの速度との関係を示す図
ングの速度との関係を示す図
【図３】本発明の第１の実施の形態における半導体レー
ザのレーザ特性と従来の半導体レーザのレーザ特性とを
比較して示す図
ザのレーザ特性と従来の半導体レーザのレーザ特性とを
比較して示す図
【図４】本発明の第２の実施の形態における半導体レー
ザの断面図
ザの断面図
【図５】同第３の実施の形態における半導体レーザの断
面図
面図
【図６】従来の半導体レーザの断面図
【符号の説明】
１３ 第１電流ブロック層
１４ 第２電流ブロック層
１５ 多重ブロック層
１６ コドープブロック層
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−83071（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−251813（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−270563（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−243667（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−154472（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−162483（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−237038（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−175607（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−27584（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−13881（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−104528（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−312442（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−213189（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−186582（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 5/00 - 5/50
Claims (4)
- 【請求項１】 ｎ型の導電型を有する基板の上にｎ型の
導電型を有するｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ型の導
電型を有するｐ型クラッド層と、電流ブロック構造とを
順次形成する工程と、 前記電流ブロック構造をストライプ状にエッチングする
工程と、 埋込層を再成長する工程とを備え、 前記再成長工程前にサーマルクリーニングを行う工程を
有しており、 前記電流ブロック構造は、前記ｐ型クラッド層に最も近
くかつｎ型の導電型を有する第１電流ブロック層と、 この第１電流ブロック層の上に形成され、かつｎ型の導
電型を有する少なくとも２層の電流ブロック層を有し、 さらにＡｌＩｎＰか（Ａｌ x Ｇａ 1-x ） y Ｉｎ 1-y Ｐ（０．
７＜ｘ＜１、ｙ＝０．５）、あるいはこれらのみが積層
された構造であり、 前記第１電流ブロック層のキャリア濃度をＮ１（ｃ
ｍ -3 ）、前記第２電流ブロック層のキャリア濃度をＮ２
（ｃｍ -3 ）としたとき、Ｎ１＜Ｎ２であることを特徴と
する半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 前記電流ブロック構造をエッチングする
工程において、ストライプ状にエッチングして前記電流
ブロック構造内に溝を形成することを特徴とする請求項
１記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 前記サーマルクリーニング工程は、燐系
化合物ガスを供給しつつ７００℃以上の温度で行うこと
を特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザの製
造方法。 - 【請求項４】 前記第２電流ブロック層がｐ型不純物と
ｎ型不純物とを添加した層であることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の半導体レーザの製造方
法。
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| US8373152B2 (en) * | 2008-03-27 | 2013-02-12 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light-emitting element and a production method therefor |
| JP2011091108A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ |
| DE102020120703A1 (de) | 2020-08-05 | 2022-02-10 | Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz- Institut für Höchstfrequenztechnik | Diodenlaser mit Stromblende |
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| JPS62108591A (ja) * | 1985-11-06 | 1987-05-19 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS62186582A (ja) | 1986-02-13 | 1987-08-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS62213189A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | Nec Corp | 半導体レ−ザ |
| JP2585230B2 (ja) * | 1986-09-16 | 1997-02-26 | 株式会社日立製作所 | 半導体レ−ザ装置 |
| JPH0812928B2 (ja) | 1988-12-06 | 1996-02-07 | 日本電気株式会社 | 半導体変調ドープ構造 |
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