JPH04275479A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

半導体レーザ及びその製造方法

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JPH04275479A
JPH04275479A JP3700491A JP3700491A JPH04275479A JP H04275479 A JPH04275479 A JP H04275479A JP 3700491 A JP3700491 A JP 3700491A JP 3700491 A JP3700491 A JP 3700491A JP H04275479 A JPH04275479 A JP H04275479A
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Hitoshi Hotta
等 堀田
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クラッド層から活性層
へのZnの固相拡散を抑えた低閾電流値のAlGaIn
P系半導体レーザに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、AlGaInP系半導体レーザ装
置は有機金属熱分解法(以下MOVPE法と略す)とい
う気相結晶成長法により形成され、長寿命可視光半導体
レーザ装置が実現している(五明ら、エレクトロニクス
  レターズ  23巻  (1987年)85ページ
;A.GOMYO  et  al.ELECTRON
ICS  LETTERS,vol.23,(1987
),p.85  参照)。MOVPE法はトリメチルア
ルミニウム(TMAl)、トリエチルガリウム(TEG
a)、トリメチルインジウム(TMIn)などの有機金
属蒸気及びホスフィン(PH3 )などの水素化物ガス
を原料とした気相成長法であり、例えば、AlGaIn
Pの成長はこれらTMAl、TEGa、TMIn蒸気及
びPH3 ガスをGaAs基板の上に導入・加熱してエ
ピタキシャル成長を行なうものである。
【0003】このAlGaInP系半導体レーザをより
短い波長で発振させたり、より高温で連続発振させたり
するためには、活性層からクラッド層へのキャリアのオ
ーバーフローを減少させることが望ましい。そのために
従来のAlGaInP系半導体レーザは、図3に示すよ
うにGaInPまたはAlGaInPからなる活性層3
と、p型(Alx Ga1−x )0.5 In0.5
 Pからなるクラッド層4およびn型(Alx Ga1
−x )0.5 In0.5 Pからなるクラッド層2
で構成されるダブルヘテロ構造において、前記p型クラ
ッド層4およびn型クラッド層2のAl組成xを大きく
することによりエネルギーギャップを大きくしたり、前
記p型クラッド層4のキャリア濃度を高め、比抵抗を小
さくしたりする手法がとられてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらp型Al
GaInPクラッド層のp型ドーパントとしてよく用い
られているZnは、p型クラッド層のキャリア濃度を高
め比抵抗を小さくするためにp型クラッド層中のZn濃
度を高くしたり、p型クラッド層のAl組成を大きくし
たりすると、固相拡散速度が大きくなり、そして、活性
層にZnが固相拡散すると半導体レーザの閾電流値が上
昇し、寿命が短くなるという欠点があった。  本発明
の目的は、Znのクラッド層から活性層への固相拡散を
抑えた低閾電流値のAlGaInP系半導体レーザを提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述課題を解決するため
の本発明の半導体レーザは、少なくとも、n型GaAs
基板上に、n型クラッド層と、活性層、ZnドープAl
GaInPからなるp型クラッド層が順次積層されたダ
ブルヘテロ構造を備え、前記p型クラッド層と前記活性
層との間に、SiがドーピングされているAlGaIn
P層を備えたことを特徴としている。
【0006】
【作用】p型AlGaInPクラッド層にドーピングさ
れたZnとSiは、ともに3族位置を占め、Znが電子
を捕獲して(すなわち正孔を放出して)負イオンになり
、Siが電子を放出して正イオンになる。このようにイ
オン化したZnとSiは、お互いに引き合い、Znの固
相拡散を抑える。この結果、活性層へのZn拡散が抑制
され、半導体レーザの閾電流値を低くし、寿命を長くす
ることができる。
【0007】
【実施例】次に、本発明について図面を用いて説明する
【0008】図1は本発明の半導体レーザの一実施例を
示す断面図(切断面を示すハッチングは省略)であり、
図2はこのレーザの製作工程図である。図1は、実施例
の半導体レーザを共振器軸に垂直な面で切断して示して
いる。
【0009】本実施例の製作においては、まず一回目の
減圧MOVPE法による成長で、n型GaAs基板1上
に、n型(Al0.6 Ga0.4)0.5 In0.
5 Pクラッド層2(厚さ1μm)、(Al0.1 G
a0.9 )0.5 In0.5 P活性層3(厚さ0
.07μm)、Siドープ(Al0.6 Ga0.4 
)0.5 In0.5 P−Zn拡散防止層10(厚さ
0.03μm)、p型(Al0.6 Ga0.4 )0
.5 In0.5 Pクラッド層4(厚さ1μm)、p
型Ga0.5 In0.5 P層5、p型GaAsキャ
ップ層6を順次形成した(図2(a))。この結晶成長
工程では、温度700℃、圧力70torr、(5族元
素原料の流量)/(3族元素原料の流量)=200の条
件でエピタキシャル成長させた。そして原料としては、
TMAl、TEGa、TMIn、ホスフィン、アルシン
、n型ドーパントとしてジシラン、p型ドーパントとし
てジメチルジンクを用いた。こうして成長したウエハに
フォトリソグラフィにより幅5μmのストライプ状のS
iO2 マスク9を形成した(図2(b))。次にこの
SiO2 マスク9を用いてp型(Al0.6 Ga0
.4 )0.5 In0.5 Pクラッド層4の途中ま
でメサ状にエッチングした(図2(c))。さらにSi
O2 マスク9を付けたまま2回目のMOVPE成長に
よりn型GaAs電流狭窄層8を全面に形成した(図2
(d))。SiO2 マスク9を除去し(図2(e))
、そして3回目のMOVPE成長によりp型GaAsコ
ンタクト層7を形成した(図2(f))。この後電極を
形成し、劈開して図1に示す半導体レーザとした。
【0010】このようにして製作した本発明の半導体レ
ーザを高分解能走査型電子顕微鏡によりp−n接合位置
を調べたところ、Siドープ(Al0.6 Ga0.4
 )0.5 In0.5 P−Zn拡散防止層10はp
型になっているが、(Al0.1 Ga0.9 )0.
5 In0.5 P活性層3はn型を示しており、活性
層3にZnが拡散していないことがわかった。従来の半
導体レーザでは、活性層3のp型クラッド層側がp型に
なっていた。このことは、Siドープ(Al0.6 G
a0.4 )0.5 In0.5 P層10がZn拡散
を防止していることを示している。本発明の半導体レー
ザと従来の半導体レーザの閾電流値は、それぞれ65m
Aと80mAであり、従来に較べ本発明の半導体レーザ
は閾電流値が小さくなった。
【0011】
【発明の効果】以上に説明してきたように、p型クラッ
ド層の中の活性層近傍に、Siをドーピングすることに
より、低閾電流値のAlGaInP系半導体レーザが得
られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体レーザの一実施例を示す断面図
である。
【図2】半導体レーザの製作工程図である。
【図3】従来の半導体レーザの断面図である。
【符号の説明】
1    n型GaAn基板 2    n型AlGaInPクラッド層3    A
lGaInP活性層 4    p型AlGaInPクラッド層5    p
型GaInP層 6    p型GaAsキャップ層 7    p型GaAsコンタクト層 8    n型GaAs電流狭窄層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  少なくとも、n型GaAs基板上に、
    n型クラッド層と、活性層、ZnドープAlGaInP
    からなるp型クラッド層が順次積層されたダブルヘテロ
    構造を備え、前記p型クラッド層と前記活性層との間に
    、SiがドーピングされているAlGaInP層を備え
    たことを特徴とする半導体レーザ。
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