JPS63164374A - 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS63164374A JPS63164374A JP30860086A JP30860086A JPS63164374A JP S63164374 A JPS63164374 A JP S63164374A JP 30860086 A JP30860086 A JP 30860086A JP 30860086 A JP30860086 A JP 30860086A JP S63164374 A JPS63164374 A JP S63164374A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- gaas
- current confinement
- contact layer
- contact
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 9
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 abstract description 43
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 240000002329 Inga feuillei Species 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体レーザ技術に係わり、特にI nGa
AlPGaAl−−ザ装置及びその製造方法に関する。
AlPGaAl−−ザ装置及びその製造方法に関する。
(従来の技術)
InGaAiPは、m−v族化合物半導体中で最大のバ
ンドギャップを存するため、短波長で発振する半導体レ
ーザの材料として注目されている。特に、GaAsを基
板とし、これに格子整合するI nGaAノPをクラッ
ド層、InGaPを活性層とした半導体レーザは600
ns+帯の発振波長を持ち、可視光半導体レーザとし
てHe−N eガスレーザに代わる様々な用途が考えら
れ重要である。
ンドギャップを存するため、短波長で発振する半導体レ
ーザの材料として注目されている。特に、GaAsを基
板とし、これに格子整合するI nGaAノPをクラッ
ド層、InGaPを活性層とした半導体レーザは600
ns+帯の発振波長を持ち、可視光半導体レーザとし
てHe−N eガスレーザに代わる様々な用途が考えら
れ重要である。
半導体レーザの短波長化・高信頼化には、実際に発光再
結合が生じる活性層に対し、それよりも十分にバンドギ
ャップエネルギーが大きく、注入されたキャリアを活性
層内に有効に閉込めることのできるクラッド層が存在す
ることが重要である。
結合が生じる活性層に対し、それよりも十分にバンドギ
ャップエネルギーが大きく、注入されたキャリアを活性
層内に有効に閉込めることのできるクラッド層が存在す
ることが重要である。
GaAsに格子整合するInGaP活性層では、AI組
成の増加と共にそのバンドギャップエネルギーは大きく
なり、クラッド層材料として望ましいものとなる。
成の増加と共にそのバンドギャップエネルギーは大きく
なり、クラッド層材料として望ましいものとなる。
しかしながら、I nにaAIPSCtにp型環電性を
持つInGaAJPにおいては、バンドギャップエネル
ギーの増加と共にその低抵抗化が困難となる。本発明者
等は有機金属熱分解気相成長法(以下MOCVD法と略
記する)により、GaAs基板に格子整合し、バンドギ
ャップが2J oV以上の高Aノ組成I nGaAノP
に対するp型ドーピングの実験を繰返した。その結果、
良好な結晶性を保ちつつ実現できる抵抗率は0.7Ωa
以上であることが判った。
持つInGaAJPにおいては、バンドギャップエネル
ギーの増加と共にその低抵抗化が困難となる。本発明者
等は有機金属熱分解気相成長法(以下MOCVD法と略
記する)により、GaAs基板に格子整合し、バンドギ
ャップが2J oV以上の高Aノ組成I nGaAノP
に対するp型ドーピングの実験を繰返した。その結果、
良好な結晶性を保ちつつ実現できる抵抗率は0.7Ωa
以上であることが判った。
また、半導体レーザを作製する上ではオーミック接触と
なる電極を形成できることが重要である。
なる電極を形成できることが重要である。
しかしながら、InGaAiPクラッド層へ直接オーミ
ック接触を形成するのは非常に困難である。
ック接触を形成するのは非常に困難である。
コレハ、InGaA、i?Pのバンドギャップが非常に
大きいこと、また特にp型において高濃度のドーピング
が困難である等の事情によるものと考えられる。このた
め、InGaAl!Pクラッド層上にI nGaP或い
はGaAS等による高濃度にドーピングされたコンタク
ト層を設けることにより、オーミック接触を容易に行え
るようにする方法が考えられている。
大きいこと、また特にp型において高濃度のドーピング
が困難である等の事情によるものと考えられる。このた
め、InGaAl!Pクラッド層上にI nGaP或い
はGaAS等による高濃度にドーピングされたコンタク
ト層を設けることにより、オーミック接触を容易に行え
るようにする方法が考えられている。
さて、このようにInGaAIPクラッド層上に高濃度
にドーピングされたコンタクト層が必要であることを考
慮した上で、このレーザの電流狭窄について考えてみる
。以下の議論では、コンタクト層をp型として進めるが
、n型であってもその事情は同様である。
にドーピングされたコンタクト層が必要であることを考
慮した上で、このレーザの電流狭窄について考えてみる
。以下の議論では、コンタクト層をp型として進めるが
、n型であってもその事情は同様である。
p型コンタクト層上に5i02.Si3N4等の絶縁膜
を形成し、これによって電流狭窄を行う方法が報告され
ている。第3図は5i02を絶縁膜とする5i02スト
ライプレーザである。図中31はn−GaAs基板、3
2はn− I nGaAノPクラッド層、33はInGaP活性層
、34はp−1nGaAノPクラッド層、35はp−G
aAsコンタクト層、36は5i02絶縁膜、37はp
側電極、3Bはn側電極である。
を形成し、これによって電流狭窄を行う方法が報告され
ている。第3図は5i02を絶縁膜とする5i02スト
ライプレーザである。図中31はn−GaAs基板、3
2はn− I nGaAノPクラッド層、33はInGaP活性層
、34はp−1nGaAノPクラッド層、35はp−G
aAsコンタクト層、36は5i02絶縁膜、37はp
側電極、3Bはn側電極である。
このレーザは、MOCVD法による第1回目の結晶成長
でダブルへテロ構造を作成した後、スパッタリング法等
により約1000人程度の5i02膜36を形成し、フ
ォトマスクを用いたエツチングによりストライブ状に5
iO2JII36を除去し、その後電極37.38を形
成することによって実現される。そして、上記工程は比
較的容易であり、再現性にも優れている。
でダブルへテロ構造を作成した後、スパッタリング法等
により約1000人程度の5i02膜36を形成し、フ
ォトマスクを用いたエツチングによりストライブ状に5
iO2JII36を除去し、その後電極37.38を形
成することによって実現される。そして、上記工程は比
較的容易であり、再現性にも優れている。
しかしながら、第3図に示す構造のレーザでは次のよう
な問題点がある。即ち、良好なオーミック接触を得るた
めにp−GaAsコンタクト層のドーピングを高濃度と
すると、その比抵抗は非常に小さく (0,1Ωn以
下)なる。これに対し、p−InGaA、17Pクラッ
ド層の比抵抗は0.7Ωα以上と高いため、電流はp−
C;aAsコンタクト層で横方向へ大きく拡がってしま
い、しきい値電流の上昇を招く結果となる。これを防ぐ
ためには、p−GaAs層を薄くすることが有効であり
、且つp−GaAs層を薄くすることは活性層における
熱をp側電極に逃がすにも有効である。しかし、S i
02 、S i3 N4等の絶縁膜はGaAs。
な問題点がある。即ち、良好なオーミック接触を得るた
めにp−GaAsコンタクト層のドーピングを高濃度と
すると、その比抵抗は非常に小さく (0,1Ωn以
下)なる。これに対し、p−InGaA、17Pクラッ
ド層の比抵抗は0.7Ωα以上と高いため、電流はp−
C;aAsコンタクト層で横方向へ大きく拡がってしま
い、しきい値電流の上昇を招く結果となる。これを防ぐ
ためには、p−GaAs層を薄くすることが有効であり
、且つp−GaAs層を薄くすることは活性層における
熱をp側電極に逃がすにも有効である。しかし、S i
02 、S i3 N4等の絶縁膜はGaAs。
I nGaAノP等の半導体結晶と比べその熱伝導率が
小さので、この種の絶縁膜を用いたレーザでは、直流動
作時の活性層温度の上昇と云う問題は解決されない。
小さので、この種の絶縁膜を用いたレーザでは、直流動
作時の活性層温度の上昇と云う問題は解決されない。
一方、MOCVD法による結晶成長を2回以上行うこと
により、第4図に示すような構造を持ったレーザが提案
されている。図中41はn−GaAs基板、42はn−
1nGaAノPクラッド層、43はInGaP活性層、
44はp−I nGaAノPクラッド層、45はp−G
aAs第1コンタクト層、46はn−GaAs電流狭窄
層、47はp−GaAs第2コンタクト層、48゜49
は電極である。
により、第4図に示すような構造を持ったレーザが提案
されている。図中41はn−GaAs基板、42はn−
1nGaAノPクラッド層、43はInGaP活性層、
44はp−I nGaAノPクラッド層、45はp−G
aAs第1コンタクト層、46はn−GaAs電流狭窄
層、47はp−GaAs第2コンタクト層、48゜49
は電極である。
このレーザは、MOCVD法による第1回目の結晶成長
でn−GaAs基板41上にn−GaAs電流狭窄層4
6までを順次成長したのち、フォトマスクを用いたエツ
チングによりn−GaAs電流狭窄層46をストライブ
状にエツチングし、MOCVD法による第2回目の結晶
成長でp−GaAs第2コンタクト層47を形成したも
のである。p−GaAs第1コンタクト層45は、第2
回目の結晶成長の際にAI!を含む表面を露出すること
による酸化膜等の影響を防ぐためである。
でn−GaAs基板41上にn−GaAs電流狭窄層4
6までを順次成長したのち、フォトマスクを用いたエツ
チングによりn−GaAs電流狭窄層46をストライブ
状にエツチングし、MOCVD法による第2回目の結晶
成長でp−GaAs第2コンタクト層47を形成したも
のである。p−GaAs第1コンタクト層45は、第2
回目の結晶成長の際にAI!を含む表面を露出すること
による酸化膜等の影響を防ぐためである。
しかしながら、第4図に示す構造のレーザでは次のよう
な問題点がある。即ち、発光波長に対して不透明である
n−GaAs層を電流狭窄に用いるため、その厚さを1
μm程度以上に厚くしなければならない。これは、電流
狭窄層にしみ出した光により該狭窄層が励起され、電流
狭窄層が薄い場合には短絡が生じると云う現象、つまり
光によるターンオンを防ぐためである。従って、第2回
目の結晶成長は大きな段差上への成長をしなければなら
ず、良好な結晶を得ることが難しくなる。
な問題点がある。即ち、発光波長に対して不透明である
n−GaAs層を電流狭窄に用いるため、その厚さを1
μm程度以上に厚くしなければならない。これは、電流
狭窄層にしみ出した光により該狭窄層が励起され、電流
狭窄層が薄い場合には短絡が生じると云う現象、つまり
光によるターンオンを防ぐためである。従って、第2回
目の結晶成長は大きな段差上への成長をしなければなら
ず、良好な結晶を得ることが難しくなる。
また、5i02ストライプレーザと同様の事情により、
p−GaAs第1コンタクト層は薄いことが望ましいが
、この層が薄いと、n−GaAsf!!流狭窄層をエツ
チングする際にエツチング深さを精密にコントロール必
要があり、均一性、再現性に問題を生じる可能性を持っ
ている。さらに、MOCVD法による結晶成長を2回行
わなければならないと云うことは、生産性、再現性等に
問題を生じる可能性がある。
p−GaAs第1コンタクト層は薄いことが望ましいが
、この層が薄いと、n−GaAsf!!流狭窄層をエツ
チングする際にエツチング深さを精密にコントロール必
要があり、均一性、再現性に問題を生じる可能性を持っ
ている。さらに、MOCVD法による結晶成長を2回行
わなければならないと云うことは、生産性、再現性等に
問題を生じる可能性がある。
また1、第4図の構造において、p−GaAs第2コン
タクト層を形成せずに、段差上に直接p側電極を形成し
た構造がGaAlAs系のダブルへテロレーザにおいて
提案されているが、エツチングの制御性や大きな段差上
への電極形成による電極の段切れ等の問題があることに
変わりはない。
タクト層を形成せずに、段差上に直接p側電極を形成し
た構造がGaAlAs系のダブルへテロレーザにおいて
提案されているが、エツチングの制御性や大きな段差上
への電極形成による電極の段切れ等の問題があることに
変わりはない。
(発明が解決しようとする問題点)
このように従来、電流狭窄層として絶縁膜を用いたレー
ザは、放熱性が悪く、さらに良好な電流狭窄を実現でき
ない。また、電流狭窄層としてGaAsを用いたレーザ
は、電流狭窄層における段差が大となり、結晶品質の低
下や段切れ発生等の問題がある。さらに、コンタクト層
を薄くできないので、良好な電流狭窄ができない。つま
り、従来技術では、良好な電流狭窄と良好な放熱特性を
共に満足し、高い再現性を保持しつつ、高い信頼性を有
するInGaAJ!P系半導体レーザを実現することは
極めて困難であった。
ザは、放熱性が悪く、さらに良好な電流狭窄を実現でき
ない。また、電流狭窄層としてGaAsを用いたレーザ
は、電流狭窄層における段差が大となり、結晶品質の低
下や段切れ発生等の問題がある。さらに、コンタクト層
を薄くできないので、良好な電流狭窄ができない。つま
り、従来技術では、良好な電流狭窄と良好な放熱特性を
共に満足し、高い再現性を保持しつつ、高い信頼性を有
するInGaAJ!P系半導体レーザを実現することは
極めて困難であった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、I nGaAノPをクラッドとする半
導体レーザにおいても、良好な電流狭窄及び良好な放熱
特性を得ることができ、再現性及び信頼性の向上をはか
り得る半導体レーザ装置を提供することにある。
とするところは、I nGaAノPをクラッドとする半
導体レーザにおいても、良好な電流狭窄及び良好な放熱
特性を得ることができ、再現性及び信頼性の向上をはか
り得る半導体レーザ装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記半導体レーザ装置を容
易に作成するための半導体レーザ装置の製造方法を提供
することにある。
易に作成するための半導体レーザ装置の製造方法を提供
することにある。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明の骨子は、InGaAl!Pをクラッド層とする
半導体レーザにおいて、GaAs。
半導体レーザにおいて、GaAs。
InC;aP等のコンタクト層を介して、InGaAl
!Pからなる電流狭窄層を設けることにより、高い生産
性・再現性を保持しつつ、高い信頼性を有するものを作
成することを可能とした点にある。
!Pからなる電流狭窄層を設けることにより、高い生産
性・再現性を保持しつつ、高い信頼性を有するものを作
成することを可能とした点にある。
即ち本発明は、活性層を
In Ga AJ!P(0≦x、 y≦1)か1
−x−y y x らなるクラッド層で挟んでなるダブルへテロ接合構造部
と、このダブルへテロ接合構造部の一方側に配置され、
電流通路を形成するストライブ状の開口部が設けられた
電流狭窄層と、上記ダブルへテロ接合構造部と電流狭窄
層との間に配置されたコンタクト層とを備えたダブルへ
テロ構造型のInGaAiP系レーザにおいて、前記電
流狭窄層をIn 、 、Ga 、AI 、P(0
≦X”、 y’≦1−x−y y x 1)で形成し、且つ前記コンタクト層をGa AI
As (0≦2≦1)及び1−z z In Ga As P (0≦u、v≦1
)1−u u l−v v の少なくとも一方で形成するようにしたものである。
−x−y y x らなるクラッド層で挟んでなるダブルへテロ接合構造部
と、このダブルへテロ接合構造部の一方側に配置され、
電流通路を形成するストライブ状の開口部が設けられた
電流狭窄層と、上記ダブルへテロ接合構造部と電流狭窄
層との間に配置されたコンタクト層とを備えたダブルへ
テロ構造型のInGaAiP系レーザにおいて、前記電
流狭窄層をIn 、 、Ga 、AI 、P(0
≦X”、 y’≦1−x−y y x 1)で形成し、且つ前記コンタクト層をGa AI
As (0≦2≦1)及び1−z z In Ga As P (0≦u、v≦1
)1−u u l−v v の少なくとも一方で形成するようにしたものである。
また本発明は、上記構造を実現するための半導体レーザ
装置の製造方法において、化合物半導体U板上に活性層
をIn Ga AI P(01−x−y
y x ≦x、y≦1)からなるクラッド層で挾んでなるダブル
へテロ接合構造部を形成したのち、このダブルへテロ接
合構造部上にGa AI As1−z z (0≦2≦1)及びI’n Ga As P
l−u u l−v v (0≦U、V≦1)の少なくとも一方からなるコンタク
ト層を形成し、次いでこのコンタクト層上にIn 、
Ga 、AI!、P(0≦X’、 y’≦1)1−x−
y y x からなる電流狭窄層を形成し、しかるのちこの電流狭窄
層をフォトマスクを用いた選択的化学エツチングにより
ストライブ状にエツチングするようにした方法である。
装置の製造方法において、化合物半導体U板上に活性層
をIn Ga AI P(01−x−y
y x ≦x、y≦1)からなるクラッド層で挾んでなるダブル
へテロ接合構造部を形成したのち、このダブルへテロ接
合構造部上にGa AI As1−z z (0≦2≦1)及びI’n Ga As P
l−u u l−v v (0≦U、V≦1)の少なくとも一方からなるコンタク
ト層を形成し、次いでこのコンタクト層上にIn 、
Ga 、AI!、P(0≦X’、 y’≦1)1−x−
y y x からなる電流狭窄層を形成し、しかるのちこの電流狭窄
層をフォトマスクを用いた選択的化学エツチングにより
ストライブ状にエツチングするようにした方法である。
(作用)
本発明によれば、5i02やSi3N4等の絶縁膜と異
なり熱伝導率の高いInGaAl!Pを電流狭窄層とし
て用いているので、活性層で発生した熱をこの電流狭窄
層を介して電極側に効果的に逃がすことができる。また
、電流狭窄層であるInGaA、j’Pが発光波長に対
して透明であることから、この層を薄くしても光により
ターンオン等が発生することはない。従って、電流狭窄
層における段差を小さくすることが可能であり、この上
に形成する電極やコンタクト層を良好に形成することが
できる。さらに、コンタクト層としてl nGaAノP
AIツチング選択性の高い材料(GaAs等)を用いれ
ば、コンタクト層を十分薄くすることも可能である。
なり熱伝導率の高いInGaAl!Pを電流狭窄層とし
て用いているので、活性層で発生した熱をこの電流狭窄
層を介して電極側に効果的に逃がすことができる。また
、電流狭窄層であるInGaA、j’Pが発光波長に対
して透明であることから、この層を薄くしても光により
ターンオン等が発生することはない。従って、電流狭窄
層における段差を小さくすることが可能であり、この上
に形成する電極やコンタクト層を良好に形成することが
できる。さらに、コンタクト層としてl nGaAノP
AIツチング選択性の高い材料(GaAs等)を用いれ
ば、コンタクト層を十分薄くすることも可能である。
従って、I n G a A l! Pをクラッド層と
する半導体レーザにおいても、高い生産性を実現できる
簡便な構造を持ち、且つ高い信頼性を実現できる良好な
電流狭窄、放熱のできる半導体レーザの実現が可能とな
る。
する半導体レーザにおいても、高い生産性を実現できる
簡便な構造を持ち、且つ高い信頼性を実現できる良好な
電流狭窄、放熱のできる半導体レーザの実現が可能とな
る。
(実施例)
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す断面図である。図中11はn−GaAs基板
であり、この基板11上にはn −G a A s /
<ッファ層12が形成されている。バッファ層12上に
は、n−1nGaAIPクラツド層13.InGaP活
性層14及びp−InGaAJPクラッド層15からな
るダブルへテロ接合構造部が形成されている。クラッド
層15上には、p−I nGa P:2ンタクト層16
及びp−GaAsコンタクト層17が形成されている。
構造を示す断面図である。図中11はn−GaAs基板
であり、この基板11上にはn −G a A s /
<ッファ層12が形成されている。バッファ層12上に
は、n−1nGaAIPクラツド層13.InGaP活
性層14及びp−InGaAJPクラッド層15からな
るダブルへテロ接合構造部が形成されている。クラッド
層15上には、p−I nGa P:2ンタクト層16
及びp−GaAsコンタクト層17が形成されている。
コンタクト層17上には、電流通路となる部分に開口部
を設けたI nGaAノPAI狭窄層18が形成されて
いる。そして、電流狭窄層18及びその開口部において
露出したコンタクト層17上にはp側電極19が形成さ
れ、基板11の下にはn側電極20が形成されている。
を設けたI nGaAノPAI狭窄層18が形成されて
いる。そして、電流狭窄層18及びその開口部において
露出したコンタクト層17上にはp側電極19が形成さ
れ、基板11の下にはn側電極20が形成されている。
なお、電流狭窄層18の導電型はn型、高抵抗、低濃度
にドープされたp型のいずれでもよい。
にドープされたp型のいずれでもよい。
このような構成であれば、ストライブ状の開口部を設け
た電流狭窄層18により、良好な電流狭窄を行うことが
でき、活性層14の発光領域をストライブ状に規定して
レーザ発振を行わせることができる。
た電流狭窄層18により、良好な電流狭窄を行うことが
でき、活性層14の発光領域をストライブ状に規定して
レーザ発振を行わせることができる。
ここで、InGaAノPをAI狭窄層として用いること
による効果は、次のようなメカニズムによって説明され
る。即ち、InGaAノPとAI金属との間のオーミッ
クコンタクトは困難であり、しかも1 nGaAノPA
Iが高抵抗であり、これに電流を流すことは困難である
。また、半導体し−ザの発光波長のエネルギーより大き
なバンドギャップを有するInGaAJ!Pを電流狭窄
層とすることにより、光によるターンオンを防ぐことが
できる。実際には、これらのいくつかが同時に起きるた
め、n−GaAs等を電流狭窄層とした場合に比べ、そ
の電流狭窄効果は絶大である。
による効果は、次のようなメカニズムによって説明され
る。即ち、InGaAノPとAI金属との間のオーミッ
クコンタクトは困難であり、しかも1 nGaAノPA
Iが高抵抗であり、これに電流を流すことは困難である
。また、半導体し−ザの発光波長のエネルギーより大き
なバンドギャップを有するInGaAJ!Pを電流狭窄
層とすることにより、光によるターンオンを防ぐことが
できる。実際には、これらのいくつかが同時に起きるた
め、n−GaAs等を電流狭窄層とした場合に比べ、そ
の電流狭窄効果は絶大である。
上記理由から、電流狭窄層18の厚さを0.5μn以下
に薄くした場合でも電流狭窄効果は十分であり、その上
部に電極を設ける場合、段切れ等の問題は生じ難い。ま
た、直接電極を形成せず、第2のp−GaAsコンタク
ト層をコンタクト層17の一部及び電流狭窄層18上に
設け、その上に電極を形成する場合においても、段差が
小さいときには結晶性が損われることは殆どない。
に薄くした場合でも電流狭窄効果は十分であり、その上
部に電極を設ける場合、段切れ等の問題は生じ難い。ま
た、直接電極を形成せず、第2のp−GaAsコンタク
ト層をコンタクト層17の一部及び電流狭窄層18上に
設け、その上に電極を形成する場合においても、段差が
小さいときには結晶性が損われることは殆どない。
また、InGaA、1’Pを電流狭窄層としたものは、
5i02やSi3N4等の絶縁膜を用いたものに比べて
、その熱伝導率が大きいので、活性層14の温度上昇を
防ぐことができると云う利点を有している。さらに、コ
ンタクト層としてGaAsを用いた場合、電流狭窄層と
してのInGaAJ!Pに比ベエッチング選択性を十分
高くすることができるので、・コンタクト層の厚さを薄
くすることが可能である。これは、コンタクト層におけ
る電流の拡がりを低減し、良好な電流狭窄に有効である
。
5i02やSi3N4等の絶縁膜を用いたものに比べて
、その熱伝導率が大きいので、活性層14の温度上昇を
防ぐことができると云う利点を有している。さらに、コ
ンタクト層としてGaAsを用いた場合、電流狭窄層と
してのInGaAJ!Pに比ベエッチング選択性を十分
高くすることができるので、・コンタクト層の厚さを薄
くすることが可能である。これは、コンタクト層におけ
る電流の拡がりを低減し、良好な電流狭窄に有効である
。
次に、上記構造の半導体レーザの製造方法について、m
2図(a)〜(C)を参照して説明する。
2図(a)〜(C)を参照して説明する。
まず、第2図(a)に示す如く、面方位(100)のn
−GaAs基板11上にMOCVD法により、n−Ga
Asバッファ層12.n− I nGaAノPクラッド層13.InGaP活性層1
4.p−1nGaAノPクラッド層15.p−InGa
Pコンタクト層16.p−GaAsコンタクト層17及
びアンドープInGaAiPfli流狭窄層18を順次
成長して、ダブルへテロウェハを形成した。このとき、
p−1nGaPコンタクト層16の厚さは500Å以下
、p−GaAsコンタクト層17の厚さは1000Å以
下とすることによって、横方向の電流の拡がりを防いだ
。また、p−1nGaPコンタクト層16は、クラッド
層15とp−GaAsコンタクト層17との間の通電を
容易にする役割を持っている。
−GaAs基板11上にMOCVD法により、n−Ga
Asバッファ層12.n− I nGaAノPクラッド層13.InGaP活性層1
4.p−1nGaAノPクラッド層15.p−InGa
Pコンタクト層16.p−GaAsコンタクト層17及
びアンドープInGaAiPfli流狭窄層18を順次
成長して、ダブルへテロウェハを形成した。このとき、
p−1nGaPコンタクト層16の厚さは500Å以下
、p−GaAsコンタクト層17の厚さは1000Å以
下とすることによって、横方向の電流の拡がりを防いだ
。また、p−1nGaPコンタクト層16は、クラッド
層15とp−GaAsコンタクト層17との間の通電を
容易にする役割を持っている。
次いで、第2図(b)に示す如く、電流狭窄層18上に
フォトレジストを塗布し、これを露光・現像処理するこ
とにより、ストライプ状の開口部を持つフォトマスク2
1を形成した。
フォトレジストを塗布し、これを露光・現像処理するこ
とにより、ストライプ状の開口部を持つフォトマスク2
1を形成した。
次いで、60℃のH3PO4を用いた選択性化学エツチ
ングにより、第2図(C)に示す如く、1nGaAiP
電流狭窄層18のみをストライブ状に除去する。ここで
、GaAs及びInGaP層は、このエッチャントによ
るエツチング速度は極めて遅く、InGaAsP層のみ
を容易に選択エツチングすることができる。
ングにより、第2図(C)に示す如く、1nGaAiP
電流狭窄層18のみをストライブ状に除去する。ここで
、GaAs及びInGaP層は、このエッチャントによ
るエツチング速度は極めて遅く、InGaAsP層のみ
を容易に選択エツチングすることができる。
これ以降は、フォトマスク21を除去したのち、電極金
属としてp側にA u / Z n電極19を、n側に
A u / G e電極20を形成することによって、
前記第1図に示す構造のレーザが完成することになる。
属としてp側にA u / Z n電極19を、n側に
A u / G e電極20を形成することによって、
前記第1図に示す構造のレーザが完成することになる。
この製造工程によれば、コンタクト層16゜17と電流
狭窄層18とのエツチング選択比が極めて大きいことか
ら、精密なエツチング深さの制御をする必要がなく、容
易に電流狭窄構造を作成できる。また、5i02ストラ
イプレーザを形成する場合に必要な、5LO2膜を形成
すると言った工程を含まないので、その生産性を大幅に
向上することができる。
狭窄層18とのエツチング選択比が極めて大きいことか
ら、精密なエツチング深さの制御をする必要がなく、容
易に電流狭窄構造を作成できる。また、5i02ストラ
イプレーザを形成する場合に必要な、5LO2膜を形成
すると言った工程を含まないので、その生産性を大幅に
向上することができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記活性層の材料としては、InGaPに
限らず、GaAs基板に格子整合し、バンドギャップエ
ネルギーがクラッド層のI n t ッ□Ga A
iP (0≦x、 y≦1)よX り小さい材料であればよく、InG、aAsP。
い。例えば、前記活性層の材料としては、InGaPに
限らず、GaAs基板に格子整合し、バンドギャップエ
ネルギーがクラッド層のI n t ッ□Ga A
iP (0≦x、 y≦1)よX り小さい材料であればよく、InG、aAsP。
GaAl!As等を用いることができる。また、コンタ
クト層材料としては、p−1nGaP、p−GaAsを
用いる例を挙げたが、そのいずれか一方のみ或いは、G
aAノAs、InGaAsPであってもよい。さらに、
電流狭窄層の材料として、InGaA、17Pの代りに
InGaPを用いることも可能である。
クト層材料としては、p−1nGaP、p−GaAsを
用いる例を挙げたが、そのいずれか一方のみ或いは、G
aAノAs、InGaAsPであってもよい。さらに、
電流狭窄層の材料として、InGaA、17Pの代りに
InGaPを用いることも可能である。
また実施例では、1回のエピタキシャル成長で作成でき
る生産性の高い構造を挙げたが、p側電極下に2回目の
エピタキシャル成長によってp−GaAsコンタクト層
を設けることによっても電流狭窄の効果は十分である。
る生産性の高い構造を挙げたが、p側電極下に2回目の
エピタキシャル成長によってp−GaAsコンタクト層
を設けることによっても電流狭窄の効果は十分である。
さらに、基板としてp−GaAsを用い、各層の導電型
を逆にしたレーザを実現することも可能である。その他
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。
を逆にしたレーザを実現することも可能である。その他
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施
することができる。
[発明の効果]
以上詳述したように本発明によれば、
InGaAl!Pをクラッド層とする半導体レーザにお
いても、I nGaA12層を電流狭窄層として用いる
ことにより、良好な電流狭窄及び放熱が可能となり、従
って高い信頼性を有する半導体レーザを、高い生産性、
再現性を持って実現することができ、その有用性は大で
ある。
いても、I nGaA12層を電流狭窄層として用いる
ことにより、良好な電流狭窄及び放熱が可能となり、従
って高い信頼性を有する半導体レーザを、高い生産性、
再現性を持って実現することができ、その有用性は大で
ある。
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの概略
構造を示す断面図、m2図は上記レーザの製造工程を示
す断面図、第3図及び第4図はそれぞれ従来レーザの概
略構造を示す断面図である。 11− n −G a A s基板、12−n −G
a A sバッファ層、13・・・n−1nGaAノP
クラッド層、14−1 n G a P活性層、15
・・・p−1nGaAJ!Pクラッド層、16 ・・・
p−fnGaPコンタクト層、17 ・・・p−GaA
sコンタクト層、18・・・InGaAJ!P電流狭窄
層、19.20−・・電極、21・・・フォトマスク。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図
構造を示す断面図、m2図は上記レーザの製造工程を示
す断面図、第3図及び第4図はそれぞれ従来レーザの概
略構造を示す断面図である。 11− n −G a A s基板、12−n −G
a A sバッファ層、13・・・n−1nGaAノP
クラッド層、14−1 n G a P活性層、15
・・・p−1nGaAJ!Pクラッド層、16 ・・・
p−fnGaPコンタクト層、17 ・・・p−GaA
sコンタクト層、18・・・InGaAJ!P電流狭窄
層、19.20−・・電極、21・・・フォトマスク。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図
Claims (3)
- (1)活性層をIn_1_−_x_−_yGa_yAl
_xP(0≦x、y≦1)からなるクラッド層で挟んで
なるダブルヘテロ接合構造部と、このダブルヘテロ接合
構造部の一方側に配置され、電流通路を形成するストラ
イプ状の開口部が設けられた In_1_−_x′_−_y′Ga_y′Al_x′P
(0≦x′、y′≦1)からなる電流狭窄層と、上記ダ
ブルヘテロ接合構造部と電流狭窄層との間に配置され、 Ga_1_−_zAl_zAs(0≦z≦1)及びIn
_1_−_uGa_uAs_1_−_vP_v(0≦u
、v≦1)の少なくとも一方からなるコンタクト層とを
具備してなることを特徴とする半導体レーザ装置。 - (2)前記コンタクト層は第1導電型層であり、電流狭
窄層は第2導電型層、高抵抗層或いは低濃度にドープさ
れた第1導電型層であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の半導体レーザ装置。 - (3)化合物半導体基板上に、活性層を In_1_−_x_−_yGa_yAl_xP(0≦x
、y≦1)からなるクラッド層で挟んでなるダブルヘテ
ロ接合構造部を形成する工程と、上記ダブルヘテロ接合
構造部上にGa_1_−_zAl_zAs(0≦z≦1
)及びIn_1_−_uGa_uAs_1_−_vP_
v(0≦u、v≦1)の少なくとも一方からなるコンタ
クト層を形成する工程と、上記コンタクト層上に In_1_−_x′_−_yGa_y′Al_x′P(
0≦x′、y′≦1)からなる電流狭窄層を形成する工
程と、フォトマスクを用いた選択性化学エッチングによ
り上記電流狭窄層をストライプ状にエッチングする工程
とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30860086A JPH0734493B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30860086A JPH0734493B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63164374A true JPS63164374A (ja) | 1988-07-07 |
JPH0734493B2 JPH0734493B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=17982988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30860086A Expired - Lifetime JPH0734493B2 (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0734493B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0420691A2 (en) * | 1989-09-28 | 1991-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same |
US5235194A (en) * | 1989-09-28 | 1993-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device with InGaAlP |
KR100343203B1 (ko) * | 1993-10-21 | 2002-11-18 | 삼성전자 주식회사 | 반도체레이저소자 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30860086A patent/JPH0734493B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0420691A2 (en) * | 1989-09-28 | 1991-04-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device and method of fabricating the same |
US5103271A (en) * | 1989-09-28 | 1992-04-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
US5235194A (en) * | 1989-09-28 | 1993-08-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light-emitting device with InGaAlP |
KR100343203B1 (ko) * | 1993-10-21 | 2002-11-18 | 삼성전자 주식회사 | 반도체레이저소자 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0734493B2 (ja) | 1995-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3095545B2 (ja) | 面発光型半導体発光装置およびその製造方法 | |
JPS6343387A (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
JP3283802B2 (ja) | 選択成長法を用いた半導体層及びその成長方法、選択成長法を用いた窒化物系半導体層及びその成長方法、窒化物系半導体発光素子とその製造方法 | |
JP2000058981A (ja) | 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP2002232005A (ja) | 発光素子 | |
JPH04229665A (ja) | 半導体発光装置 | |
JPH07176826A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ素子 | |
US7215691B2 (en) | Semiconductor laser device and method for fabricating the same | |
JPS63164374A (ja) | 半導体レ−ザ装置及びその製造方法 | |
JPH0558275B2 (ja) | ||
JP3453787B2 (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
JPS63178574A (ja) | 半導体レ−ザ装置の製造方法 | |
JPH1187764A (ja) | 半導体発光装置とその製造方法 | |
JPH1140892A (ja) | Iii 族窒化物半導体素子およびその製造方法 | |
JP2817515B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
JPH07169992A (ja) | 半導体発光装置 | |
JPS6216592A (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2685776B2 (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP2001177190A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 | |
JPH057049A (ja) | 半導体発光装置 | |
JPS6244440B2 (ja) | ||
JPH01117078A (ja) | 半導体発光装置及びその製造方法 | |
JP2001077475A (ja) | 半導体レーザ | |
JPH05291683A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
JPS63116483A (ja) | 半導体レ−ザ |