JPS63100788A - AlGaInP発光素子およびその製造方法 - Google Patents
AlGaInP発光素子およびその製造方法Info
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- JPS63100788A JPS63100788A JP24651986A JP24651986A JPS63100788A JP S63100788 A JPS63100788 A JP S63100788A JP 24651986 A JP24651986 A JP 24651986A JP 24651986 A JP24651986 A JP 24651986A JP S63100788 A JPS63100788 A JP S63100788A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はAIGaInP可視光半導体レーザの構造とそ
の製造方法に関するものである。AJIGaInP可視
光半導体レーザは600nm帯のレーザとして現在開発
が活発に行なわれている。AIGaInPでなる4元混
晶の液相エピタキシャル成長(以下LPE法と略記する
)による形成は難しいから、InGaAsP/InP系
のレーザのような埋め込みtJ造による横モード制御レ
ーザをAlGaInPで作製するのはかなり難しい、し
かしながら、横モード制御は実用化の上で不可欠であり
、AIGaInP 、 GaInP 、 GaAsの成
長方法に合った横モード制御溝造は重要である。
の製造方法に関するものである。AJIGaInP可視
光半導体レーザは600nm帯のレーザとして現在開発
が活発に行なわれている。AIGaInPでなる4元混
晶の液相エピタキシャル成長(以下LPE法と略記する
)による形成は難しいから、InGaAsP/InP系
のレーザのような埋め込みtJ造による横モード制御レ
ーザをAlGaInPで作製するのはかなり難しい、し
かしながら、横モード制御は実用化の上で不可欠であり
、AIGaInP 、 GaInP 、 GaAsの成
長方法に合った横モード制御溝造は重要である。
(従来の技術とその問題点)
第3図に従来の横モード制御されたAflGaInP半
導体レーザの製作工程図を示す0図中(C)が横モード
制御されたレーザ構造である。製作工程順に従来技術の
レーザを説明する。第3図(a)に示すようにGaAs
半導体基板1上に、(AixGas−x)s、aIne
、iPでなるクラッド層2,4と活性層3よりなるダブ
ルヘテロ構造とその上にGaAsでなるキャップ層5を
聞届する0次に第3図(b)のようにストライブ状マス
ク6によりクラッド暦4内部までエツチングしメサ形状
を作製する。その後に第3図(C)に示すようにストラ
イブ状マスク6を残したまま有機金属分解成長法(以下
MOVPE法と略記する)によりメサ底面およ°び側面
にGaASよりなる埋め込み居7を積層しレーザ構造を
つくる。
導体レーザの製作工程図を示す0図中(C)が横モード
制御されたレーザ構造である。製作工程順に従来技術の
レーザを説明する。第3図(a)に示すようにGaAs
半導体基板1上に、(AixGas−x)s、aIne
、iPでなるクラッド層2,4と活性層3よりなるダブ
ルヘテロ構造とその上にGaAsでなるキャップ層5を
聞届する0次に第3図(b)のようにストライブ状マス
ク6によりクラッド暦4内部までエツチングしメサ形状
を作製する。その後に第3図(C)に示すようにストラ
イブ状マスク6を残したまま有機金属分解成長法(以下
MOVPE法と略記する)によりメサ底面およ°び側面
にGaASよりなる埋め込み居7を積層しレーザ構造を
つくる。
このレーザ構造を作製する(c)の埋め込み製表におい
て埋め込み層7の高さをメサ高さと同じにすることは口
しい、メサ側面の結晶面によってメサ側面への結晶成長
の形態が異なりこれにより成長時間だけで積JilJf
fl厚を制御できず、(b)の工程のメサ形状にも影口
される。またメサ側面の結晶成長界面はウェファ表面に
貫けており、界面の成長の良悪で電極を形成する金属の
急速浸透による劣化が問題になる0才−ミッチ電極形成
の電極幅はメサ幅の数マイクロメーターであり、オーミ
ック抵抗は高くなり、温度特性やデバイス効率が低下す
る等の問題がある。
て埋め込み層7の高さをメサ高さと同じにすることは口
しい、メサ側面の結晶面によってメサ側面への結晶成長
の形態が異なりこれにより成長時間だけで積JilJf
fl厚を制御できず、(b)の工程のメサ形状にも影口
される。またメサ側面の結晶成長界面はウェファ表面に
貫けており、界面の成長の良悪で電極を形成する金属の
急速浸透による劣化が問題になる0才−ミッチ電極形成
の電極幅はメサ幅の数マイクロメーターであり、オーミ
ック抵抗は高くなり、温度特性やデバイス効率が低下す
る等の問題がある。
そこで、本発明の目的は、上記の問題を除き、作製歩留
まりの高い/uGaInP半導体レーザの構造と製造方
法を与えることにある。
まりの高い/uGaInP半導体レーザの構造と製造方
法を与えることにある。
(問題点を解決するための手段)
本願の第1の発明の半導体レーザは、(AIlxGai
−x) Jns−yf’よりなる活性層をこの活性層よ
り禁制帯幅が大きなAIGaInPよりなるクラッド層
により挾み込んだダブルヘテロ構造をGaAs基板上に
有し、前記活性層上のクラッド層は層厚が部分的に厚く
なることにより形成されるメサ構造を有し、このメサ構
造を有するクラッド層表面はGaAsにより一様に被覆
され、前記GaAsで被覆されたクラッド層のメサ構造
の底面上に前記GaAs基板と同じ導電型の電流ブロッ
ク層を有し、前記メサ構造と電流ブロック層上に前記G
aAs基板とは異なる導電型のGaAsでなる多層構造
を有することを特徴とする。
−x) Jns−yf’よりなる活性層をこの活性層よ
り禁制帯幅が大きなAIGaInPよりなるクラッド層
により挾み込んだダブルヘテロ構造をGaAs基板上に
有し、前記活性層上のクラッド層は層厚が部分的に厚く
なることにより形成されるメサ構造を有し、このメサ構
造を有するクラッド層表面はGaAsにより一様に被覆
され、前記GaAsで被覆されたクラッド層のメサ構造
の底面上に前記GaAs基板と同じ導電型の電流ブロッ
ク層を有し、前記メサ構造と電流ブロック層上に前記G
aAs基板とは異なる導電型のGaAsでなる多層構造
を有することを特徴とする。
本願の第2の発明が提供するAQGaInP発光素子の
製造方法は、(A11xGa+−x ) yInt−y
Pよりなる活性層をこの活性層より禁制帯幅が大きなA
QGaInPよりなるクラッド層により挾み込んだダブ
ルヘテロ構造をGaAs基板上に有し、前記活性層上の
クラッド層は層厚が部分的に厚くなることにより形成さ
れるメサ構造を有し、このメサ構造上にGaAs多層膜
でなる?5流狭さく構造が作製しであるAlGaInP
発光素子の製造方法であって、前記メサ構造を有するク
ラッド層の表面を有機金属分解成長法によりGaAsの
薄膜で被覆し、このGaAs薄膜上に前記GaAs多洛
膜電流狭さく構造を液相エピタキシャル成長により作製
することを特徴とする。
製造方法は、(A11xGa+−x ) yInt−y
Pよりなる活性層をこの活性層より禁制帯幅が大きなA
QGaInPよりなるクラッド層により挾み込んだダブ
ルヘテロ構造をGaAs基板上に有し、前記活性層上の
クラッド層は層厚が部分的に厚くなることにより形成さ
れるメサ構造を有し、このメサ構造上にGaAs多層膜
でなる?5流狭さく構造が作製しであるAlGaInP
発光素子の製造方法であって、前記メサ構造を有するク
ラッド層の表面を有機金属分解成長法によりGaAsの
薄膜で被覆し、このGaAs薄膜上に前記GaAs多洛
膜電流狭さく構造を液相エピタキシャル成長により作製
することを特徴とする。
(作用)
本発明の半導体発光素子の断面模式図を第1図に示す、
にaASでなる半導体基板10上に(AJl、Ga1
−1) yInt−yPでなる活性層3とクラッドJ!
2 、4とからなるダブルヘテロ構造を含み、クラッド
層4にメサ構造を有する。そのメサ構造を有するクラッ
ド層3表面はGaAsでなるメサ被覆属10で被覆され
ている。メサ被覆層10上でかつメサ底面上には電流ブ
ロック層20を有し、その上部及びメサ上部にはGaA
sでなる埋め込み層30とキャップ層5が積層されてい
る* AlGaInPでなるメサとメサ側面に配置され
るGaAs層が活性層3を含むダブルヘテロ構造に複素
屈折率差による導波機構を与え横モードを制御する。
にaASでなる半導体基板10上に(AJl、Ga1
−1) yInt−yPでなる活性層3とクラッドJ!
2 、4とからなるダブルヘテロ構造を含み、クラッド
層4にメサ構造を有する。そのメサ構造を有するクラッ
ド層3表面はGaAsでなるメサ被覆属10で被覆され
ている。メサ被覆層10上でかつメサ底面上には電流ブ
ロック層20を有し、その上部及びメサ上部にはGaA
sでなる埋め込み層30とキャップ層5が積層されてい
る* AlGaInPでなるメサとメサ側面に配置され
るGaAs層が活性層3を含むダブルヘテロ構造に複素
屈折率差による導波機構を与え横モードを制御する。
第2図は本発明の発光素子の製造工程を示すものである
0図中(a)、(b)の工程は従来とほぼ同じであり、
第3図の(a)、(b)に相当する。第2図(C)はメ
サ構造を含めクラッド層4をGaAsで被覆する工程で
、有機金属分解成長で行なわれ、この工程を入れること
により後の液相エピタキシャル成長を容易にする。液相
エピタキシャル成長はAflを含む半導体結晶上へは非
常に難しい、それはAlを含むことによる表面の酸化に
起因している。しかしながらGaAsで被覆すれば酸化
問題を除くことができ、液相エピタキシャル成長の有す
る成長の特異性を自由に活用できるようになる。さらに
第2図(C)の工程は、Sin、等によりなるストライ
ブマスクを用いた選択成長ではなく、一様に積層すれば
よく厳密な制御を必要としない。
0図中(a)、(b)の工程は従来とほぼ同じであり、
第3図の(a)、(b)に相当する。第2図(C)はメ
サ構造を含めクラッド層4をGaAsで被覆する工程で
、有機金属分解成長で行なわれ、この工程を入れること
により後の液相エピタキシャル成長を容易にする。液相
エピタキシャル成長はAflを含む半導体結晶上へは非
常に難しい、それはAlを含むことによる表面の酸化に
起因している。しかしながらGaAsで被覆すれば酸化
問題を除くことができ、液相エピタキシャル成長の有す
る成長の特異性を自由に活用できるようになる。さらに
第2図(C)の工程は、Sin、等によりなるストライ
ブマスクを用いた選択成長ではなく、一様に積層すれば
よく厳密な制御を必要としない。
第2図(d)の工程は電流ブロックJ!20.埋め込み
層30.キャップ層5を積層する工程である。この工程
は液相エピタキシャル成長で行なわれ、(c)の工程を
経ているからこの成長は安定して行なわれ、構造作製の
歩留まりは大変高い、かつ従来の作製工程における第3
図(C)の工程のように平坦化するための制御は難しく
はない、電流ブロック層20はメサ底面だけに分離成長
すればよく、その層厚は厳密ではない、さらに引き続い
て埋め込み届30.キャップ層5を連続成長すれば自然
に液相エピタキシャル成長の特徴により表面は平坦化し
てしまう、埋め込み層30.キャップ后5の層厚にも厳
密な制御は必要でなく平坦化するのに必要な成長膜厚以
上にすればよく、厚めに設定しておけば何の問題も起ら
ない、さらに再成長界面は表面まで貫けてはおらず電極
金属の急速浸透も起らず発光素子の頓死を低減する。ま
た電極面積は表面全体でありオーミック抵抗は低減され
ている。
層30.キャップ層5を積層する工程である。この工程
は液相エピタキシャル成長で行なわれ、(c)の工程を
経ているからこの成長は安定して行なわれ、構造作製の
歩留まりは大変高い、かつ従来の作製工程における第3
図(C)の工程のように平坦化するための制御は難しく
はない、電流ブロック層20はメサ底面だけに分離成長
すればよく、その層厚は厳密ではない、さらに引き続い
て埋め込み届30.キャップ層5を連続成長すれば自然
に液相エピタキシャル成長の特徴により表面は平坦化し
てしまう、埋め込み層30.キャップ后5の層厚にも厳
密な制御は必要でなく平坦化するのに必要な成長膜厚以
上にすればよく、厚めに設定しておけば何の問題も起ら
ない、さらに再成長界面は表面まで貫けてはおらず電極
金属の急速浸透も起らず発光素子の頓死を低減する。ま
た電極面積は表面全体でありオーミック抵抗は低減され
ている。
(実施例)
次に実施例を挙げ本発明を一層詳しく説明する。
第2図の本発明の発光素子の製造工程に従って順に説明
するa Siドープのn型GaAs基板上にMOVPE
法によりSeドープのGaAsバッファ一層を積層後、
Seドープn型の(AIlm、4Gam、s) s、1
Ino、sPでなる厚さIP@のクラッド洒2.ノンド
ープGao、aIns、sPでなる厚さ0.1−の活性
M3.Znドープp型の(AQ*、4Gam、s) 、
、1Ine、iPでなる厚さ2ρのクラッド層4をこの
順に積層し、第2図(a)の構造を作製する0次にクラ
ッドyfJ4を部分的にエツチングしメサを形成する。
するa Siドープのn型GaAs基板上にMOVPE
法によりSeドープのGaAsバッファ一層を積層後、
Seドープn型の(AIlm、4Gam、s) s、1
Ino、sPでなる厚さIP@のクラッド洒2.ノンド
ープGao、aIns、sPでなる厚さ0.1−の活性
M3.Znドープp型の(AQ*、4Gam、s) 、
、1Ine、iPでなる厚さ2ρのクラッド層4をこの
順に積層し、第2図(a)の構造を作製する0次にクラ
ッドyfJ4を部分的にエツチングしメサを形成する。
メサ上部の幅をQ、77a、クラッドJi4のエツチン
グで残存する厚さを0.3−とした、この時の形状を第
2図(b)に示す0次にMOVPE法によりメサを形成
したクラッド層4上にGaAsを400人積層しメサを
被覆した。このこきの形状を第2図(c)に示す、きら
にLPEによりTeドープn型のGaAsでなる厚さ0
.5mt流ブロックWJ20とZnドープpp型GaA
sでなる厚キ1.5−の埋め込み層30、Znを高濃度
にドーピングしたp型のGaAsでなる厚さ0.6ρの
キャップ層5を順次積層した。こ−のとき、電流ブロッ
ク巧20がメサ上部に積層しないように液相の過飽和度
を制御した。
グで残存する厚さを0.3−とした、この時の形状を第
2図(b)に示す0次にMOVPE法によりメサを形成
したクラッド層4上にGaAsを400人積層しメサを
被覆した。このこきの形状を第2図(c)に示す、きら
にLPEによりTeドープn型のGaAsでなる厚さ0
.5mt流ブロックWJ20とZnドープpp型GaA
sでなる厚キ1.5−の埋め込み層30、Znを高濃度
にドーピングしたp型のGaAsでなる厚さ0.6ρの
キャップ層5を順次積層した。こ−のとき、電流ブロッ
ク巧20がメサ上部に積層しないように液相の過飽和度
を制御した。
このようにして本願筒1の発明の一実施例を本願筒2の
発明の一実施例により作製した。即ち第2図(a)〜(
d)の工程により第1図の構造が作製された。を流ブロ
ックJI20が存在する部分はp−n−p−nの導電型
の層構造となり電流は流れず、電流ブロックym20が
存在しないメサ部のみに流れる。電流ブロック層20は
GaInP活性】3で発光する光に対し吸収居として働
くから、メサ部の下の活性層はメサを含めて屈折率導波
構造と等価になり、横モードの制御が行なわれる。
発明の一実施例により作製した。即ち第2図(a)〜(
d)の工程により第1図の構造が作製された。を流ブロ
ックJI20が存在する部分はp−n−p−nの導電型
の層構造となり電流は流れず、電流ブロックym20が
存在しないメサ部のみに流れる。電流ブロック層20は
GaInP活性】3で発光する光に対し吸収居として働
くから、メサ部の下の活性層はメサを含めて屈折率導波
構造と等価になり、横モードの制御が行なわれる。
(発明の効果)
以上実施例を挙げて説明したように本願筒1の発明のレ
ーザは横モード制御が可能であり、オーミック抵抗が小
さく表面が完全に平坦な構造であり、また本願筒2の発
明により非常に作製が容易で、作製歩留まりの高い半導
体発光素子である。
ーザは横モード制御が可能であり、オーミック抵抗が小
さく表面が完全に平坦な構造であり、また本願筒2の発
明により非常に作製が容易で、作製歩留まりの高い半導
体発光素子である。
第1図は本願筒1の発明の発光素子の断面模式図、第2
図(a)〜(d)は本願筒2の発明を示す工程図である
。第3図(a)〜(c)は従来のAQGaInP半導体
レーザの製造工程図であるとともに、第3図(c)は従
来の半導体レーザの断面模式図である。 1・・・半導体基板、2,4・・・クラッド層、3・・
・活性層、5・・・キャップ層、10・・・メサ被覆箔
、20・・・電流ブロック層、30・・・埋め込み后。
図(a)〜(d)は本願筒2の発明を示す工程図である
。第3図(a)〜(c)は従来のAQGaInP半導体
レーザの製造工程図であるとともに、第3図(c)は従
来の半導体レーザの断面模式図である。 1・・・半導体基板、2,4・・・クラッド層、3・・
・活性層、5・・・キャップ層、10・・・メサ被覆箔
、20・・・電流ブロック層、30・・・埋め込み后。
Claims (2)
- (1)(Al_xGa_1_−_x)_yIn_1_−
_yPよりなる活性層をこの活性層より禁制帯幅が大き
なAlGaInPよりなるクラッド層により挾み込んだ
ダブルヘテロ構造をGaAs基板上に有し、前記活性層
上のクラッド層は層厚が部分的に厚くなることにより形
成されるメサ構造を有し、このメサ構造を有するクラッ
ド層表面はGaAsにより一様に被覆され、前記GaA
sで被覆されたクラッド層のメサ構造の底面上に前記G
aAs基板と同じ導電型の電流ブロック層を有し、前記
メサ構造と電流ブロック層上に前記GaAs基板とは異
なる導電型のGaAsでなる多層構造を有することを特
徴とするAlGaInP発光素子。 - (2)(Al_xGa_1_−_x)_yIn_1_−
_yPよりなる活性層をこの活性層より禁制帯幅が大き
なAlGaInPよりなるクラッド層により挾み込んだ
ダブルヘテロ構造をGaAs基板上に有し、前記活性層
上のクラッド層は層厚が部分的に厚くなることにより形
成されるメサ構造を有し、このメサ構造上にGaAs多
層膜でなる電流狭さく構造が作製してあるAlGaIn
P発光素子の製造方法において、前記メサ構造を有する
クラッド層の表面を有機金属分解成長法によりGaAs
の薄膜で被覆し、このGaAs薄膜上に前記GaAs多
層膜電流狭さく構造を液相エピタキシャル成長により作
製することを特徴とするAlGaInP発光素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24651986A JPS63100788A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | AlGaInP発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24651986A JPS63100788A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | AlGaInP発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63100788A true JPS63100788A (ja) | 1988-05-02 |
Family
ID=17149601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24651986A Pending JPS63100788A (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | AlGaInP発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63100788A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5053356A (en) * | 1988-07-20 | 1991-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for production of a semiconductor laser |
US5272109A (en) * | 1991-04-09 | 1993-12-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for fabricating visible light laser diode |
US5304507A (en) * | 1992-01-14 | 1994-04-19 | Nec Corporation | Process for manufacturing semiconductor laser having low oscillation threshold current |
US5376581A (en) * | 1992-09-11 | 1994-12-27 | Mitsubishi Kasei Corporation | Fabrication of semiconductor laser elements |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP24651986A patent/JPS63100788A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5053356A (en) * | 1988-07-20 | 1991-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for production of a semiconductor laser |
US5272109A (en) * | 1991-04-09 | 1993-12-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for fabricating visible light laser diode |
US5304507A (en) * | 1992-01-14 | 1994-04-19 | Nec Corporation | Process for manufacturing semiconductor laser having low oscillation threshold current |
US5376581A (en) * | 1992-09-11 | 1994-12-27 | Mitsubishi Kasei Corporation | Fabrication of semiconductor laser elements |
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