JPH05211372A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH05211372A
JPH05211372A JP4004388A JP438892A JPH05211372A JP H05211372 A JPH05211372 A JP H05211372A JP 4004388 A JP4004388 A JP 4004388A JP 438892 A JP438892 A JP 438892A JP H05211372 A JPH05211372 A JP H05211372A
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JP4004388A
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Hirokiyo Unosawa
浩精 宇野沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】AlGaInP系半導体レーザ,特に波長66
0nm以下の発振しきい電流低減を目的とする。 【構成】1回目の結晶成長において、n型半導体層
(7)を設ける。 【効果】n型半導体層(7)を設けることによりP型A
lGaInPクラッド層にドーピングしたドーパントの
活性化率を高めることができ、これにより注入キャリア
のオーバーフローを低減させることができ、発振しきい
電流の低減が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザプリンタ,バー
コードリーダ等の光源に用いられる半導体レーザに関
し、特に発振波長680nm以下の可視光半導体レーザ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体レーザの構造および製造方
法について以下説明する。半導体レーザの構造を図3に
示す。従来例の製造方法は、1回目の結晶成長をMO−
VPE法により(100)から(011)方向に5°傾
いたGaAs基板(1)上に発光領域となる(Al0.1
Ga0.9 0.5 In0.5 P活性層(4)をこれよりも禁
制帯幅の大きい(Aly Ga1-y 0.5 In0.5 Pクラ
ッド層(3),(5)ではさんでなるダブルヘテロ構造
を構成し、さらにP−クラッド層(5)の上にP型のG
0.5 In0.5 P層(6)を成長する。
【0003】次に、リッジストライプ形成用のエッチン
グマスク兼、選択成長用マスクとなる酸化膜を成膜し、
ホトレジスト法により[0−11]方向に酸化膜ストラ
イプを形成し、エッチングによりP−クラッド層(5)
の途中までエッチングする。
【0004】続いて、2回目の結晶成長を行なうが酸化
膜をマスクとした選択成長を行ない電流ブロック層(1
0)を成長する。その後、酸化膜を除去した後、全面に
P型GaAsコンタクト層(11)を成長させ、電極
(12),(13)を付け従来例の半導体レーザが得ら
れる。
【0005】従来例の半導体レーザの特性は、発振波長
645nm,発振しきい値80〜90mAである。
【0006】この従来例は、1990年秋応物予稿集9
41頁27P−R−12に示されている。また、その他
の従来例としては、特開昭62−200785がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体レー
ザの製造方法において、1回目の結晶成長は、P型Ga
0.5 In0.5 P層(6)で終了している。このため、P
型グラッド層(5)のドーピング特性は、図2に示す曲
線(b)のようになり、飽和するキャリア濃度が3×1
17cm-3と低く、そのため注入キャリアのダブルヘテ
ロ構造における活性層(4)内での閉じ込めが悪くなる
ため、電子のオーバフローが多くなり発振しきい電流が
80〜90Aと高くなるという問題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、1回目の結晶成長において、P型Ga0.5 In0.5
P層(6)で終了せずn型導電性の半導体結晶を備えて
いる。
【0009】
【作用】本発明の半導体レーザの製造方法において、1
回目の結晶成長でP型Ga0.5In0.5 P層(6)の上
にn型半導体層を設けることにより、P型クラッド層
(5)のドーピング特性は、図2の曲線(a)のような
結果が得られる。このように、ドーピング特性の飽和濃
度が高くなるため、半導体レーザを作製したとき、活性
層(4)からの電子のオーバーフローを低減でき、発振
しきい電流の低下が可能となる。
【0010】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の半導体レーザの製造方法を示す断
面図である。まず、1回目の結晶成長をMO−VPE法
により成長温度660℃,成長圧力75Torrの条件
下で行ない図1(a)の層構造を得る。層構造は、(1
00)から(011)方向へ5°傾いたn型GaAs基
板(1)上にSiドープ,n型GaAsバッファ層
(2),キャリア濃度1×1018cm-3を0.5μm,
Siドープn型(Al0.6 Ga0.4 0.5 In0.5Pク
ラッド(3),キャリア濃度5×1017cm-3を1μ
m,アンドープ(Al0.1 Ga0.9 0.5 In0.5 P活
性層(4)を0.06μm,ZnドープP型(Al0.6
Ga0.4 0.5 In0.5 Pクラッド層(5)、キャリア
濃度4×1017cm-3を1μm,ZnドープP型Ga
0.5 In0.5 P層(6),キャリア濃度1×1018cm
-3を0.1μm,Siドープn型GaAs層(7),キ
ャリア濃度5×1017cm-3を0.2μm順次積層した
ものである。
【0011】次に、図1(b)に示すようにリン酸系エ
ッチング液により、n型GaAs層(7)をエッチング
除去し、P型Ga0.5 In0.5 P層(b)を露出させ
る。そして、リッジストライプ形成用のエッチングマス
ク兼、選択成長用マスクとなるSiO2 酸化膜を0.2
μm成膜し、ホトレジスト法により[0−11]方向に
SiO2 酸化膜ストライプ(8)を形成する。これが図
1(c)である。
【0012】さらに、硫酸系エッチング液によりP型ク
ラッド層(5)を0.2μm残すまでエッチングを行な
い、図1(d)に示すリッジストライプ(a)を形成す
る。リッジ幅Wは、5μmとする。
【0013】次に、2回目の結晶成長をMO−VPE法
により成長温度650℃,常圧の条件でリッジストライ
プ(a)の両側に、SiO2 酸化膜(8)をマスクとし
た選択成長により、Siドープn型GaAs電流ブロッ
ク層(10),キャリア濃度3×1018cm-3を0.8
μm成長する。
【0014】次に、SiO2 酸化膜(8)を除去した
後、3回目の結晶成長をMO−VPE法により成長温度
650℃,常圧の条件で、全面にZnドープP型GaA
sコンタクト層(12),キャリア濃度2×1019cm
-3厚さ3μmを成長する。この後、電極(13),(1
4)を形成し、図1(e)の断面構造の半導体レーザを
得る。
【0015】このようにして、得られたキャビティ長4
00μmの半導体レーザは、発振波長しきい値電流50
mA,光出力5mWまでキンクのない特性が得られた。
【0016】本発明において、前記活性層(4)は、多
重量子井戸構造でも良く、また、電流ブロック層(1
0)は、GaAsでなく、発振波長よりも大きいバンド
ギャップを有する半導体結晶で構成し、実屈折率導波構
造を形成してもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、MO−V
PE法による1回目の結晶成長において、n型GaAs
層(7)で成長終了することにより、P型クラッド層
(5)のドーピング特性が図2の曲線(a)のようにな
る。このように、ドーピング特性に差が生じるのは、P
型半導体層で結晶成長を止めたとき結晶成長終了後の冷
却中の供給ガスであるAsH3 ,PH3 ,H2 のうち結
晶内に侵入したH2 とP−ドーパントのZnの相互関係
によりZnを不活性な状態にするためにキャリア濃度の
飽和点が3×1017cm-3と低い。一方、n型半導体層
で終了したときは、このn型半導体層が、H2 の侵入に
対し、障壁的な役目をするため、P型クラッド層(5)
のキャリア濃度の飽和点が5×1017cm-3と高くな
る。
【0018】このように、効率的にP型クラッド層
(5)のキャリア濃度を高めるという効果が発生し、半
導体レーザの特性においても、P型ラッド層(5)のキ
ャリア濃度4×1017cm-3という設定で発振しきい電
流50mA,発振波長650nmという従来例を大幅に
改善する効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体レーザの製造工程を示す断面
図。
【図2】本発明と従来例のP型ドーパントのドーピング
特性を示す図。
【図3】従来例の半導体レーザの断面図。
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型GaAsバッファ層 3 n型(Aly Ga1-y 0.5 Pグラッド層(0.
5≦y≦1) 4 アンドープ(Alz Ga1-y 0.5 Pクラッド層
(0≦Z≦0.3) 5 P型(Aly Ga1-y 0.5 In0.5 Pクラッド
層(0.5≦y≦1) 6 P型Ga0.5 In0.5 P層 7 n型GaAs層 8 SiO2 酸化膜 9 リッジストライプ 10 n型GaAs電流ブロック層 11 P型GaAsコンタクト層 12,13 電極 21 n型Ga0.5 In0.5 P活性層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (100)面から(011)面方向にX
    °(0≦X≦16)傾いた第1型導電性のGaAs基板
    上に第1型導電性の(Aly Ga1-y 0.5In0.5
    (0.5≦y≦1)クラッド層,発光領域となる(Al
    z Ga1-z 0.5 P(0≦Z≦0.3)活性属,第2型
    導電性の(Aly Ga1-y 0.5 In0.5 Pクラッド
    層,第2型導電性のGa0.5 In0.5 P層,第1型導電
    性の半導体層を順次積層し、前記第1型導電性の半導体
    層を除去する工程の後、[0−11]方向に第2型導電
    性のGa0.5 0.5 P層と第2型導電性のクラッド層の
    一部を除去してなるリッジストライプを形成し、前記リ
    ッジストライプの両側に第1型導電性の電流ブロック層
    を配置し、さらに第2型導電性のGaAsコンタクト層
    を積層することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
JP4004388A 1992-01-14 1992-01-14 半導体レーザの製造方法 Pending JPH05211372A (ja)

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