JPH05243671A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- JPH05243671A JPH05243671A JP4044411A JP4441192A JPH05243671A JP H05243671 A JPH05243671 A JP H05243671A JP 4044411 A JP4044411 A JP 4044411A JP 4441192 A JP4441192 A JP 4441192A JP H05243671 A JPH05243671 A JP H05243671A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のｐ型不純物
の活性化率を向上させレーザ素子の直列抵抗を低減し
て、その結果、信頼性が高いＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系可視光半導体レーザ装置を提供することを目的として
いる。 【構成】 横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系
可視光半導体レーザにおいて、電流ブロッキング層をｐ
型ＧａＡｓ層１３／ｎ型ＧａＡｓ層９の２層構造とす
る。また、その構造の作製工程において、選択埋め込み
成長の際、最初ｐ型ＧａＡｓ層１３を成長し、(1)そし
て続いてその状態で、(2)あるいは続いてｎ型ＧａＡｓ
層９を成長した後、(3)あるいは、続いてｎ型ＧａＡｓ
層９を成長し、選択マスク；ＳｉＯ2層を除去し、ｐ型
ＧａＡｓ電極コンタクト層１０を成長した後、約６００
℃で１時間の熱処理を行う。
の活性化率を向上させレーザ素子の直列抵抗を低減し
て、その結果、信頼性が高いＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系可視光半導体レーザ装置を提供することを目的として
いる。 【構成】 横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系
可視光半導体レーザにおいて、電流ブロッキング層をｐ
型ＧａＡｓ層１３／ｎ型ＧａＡｓ層９の２層構造とす
る。また、その構造の作製工程において、選択埋め込み
成長の際、最初ｐ型ＧａＡｓ層１３を成長し、(1)そし
て続いてその状態で、(2)あるいは続いてｎ型ＧａＡｓ
層９を成長した後、(3)あるいは、続いてｎ型ＧａＡｓ
層９を成長し、選択マスク；ＳｉＯ2層を除去し、ｐ型
ＧａＡｓ電極コンタクト層１０を成長した後、約６００
℃で１時間の熱処理を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光情報処理分野、光応
用計測分野、その他ディスプレイ分野等で用いられる
（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ／ＧａＡｓ系可視光半導体
レーザ装置に関するものである。
用計測分野、その他ディスプレイ分野等で用いられる
（ＡｌxＧａ1-x）yＩｎ1-yＰ／ＧａＡｓ系可視光半導体
レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、構成材料に（ＡｌxＧａ1-x）yＩ
ｎ1-yＰ／ＧａＡｓ系を用いた赤色半導体レーザの研究
開発が各所で盛んに行われている。それは、発振波長が
６８０ｎｍから６３０ｎｍ近傍であることから、光ディ
スク、レーザビームプリンタ、バーコードリーダ、ディ
スプレイ用の光源として用いられ、それぞれ高密度化、
高速度化・カラー化、高性能化が期待されるためであ
る。
ｎ1-yＰ／ＧａＡｓ系を用いた赤色半導体レーザの研究
開発が各所で盛んに行われている。それは、発振波長が
６８０ｎｍから６３０ｎｍ近傍であることから、光ディ
スク、レーザビームプリンタ、バーコードリーダ、ディ
スプレイ用の光源として用いられ、それぞれ高密度化、
高速度化・カラー化、高性能化が期待されるためであ
る。
【０００３】活性層がＧａＩｎＰ層からなる（ＡｌxＧ
ａ1-x）yＩｎ1-yＰ／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザ装置
は例えば図３に示すような断面構造をしていた。すなわ
ち、図３は横モード制御型と呼ばれる構造で、１はｎ型
ＧａＡｓ：Ｓｉ基板、２はｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅバッファ
ー層、３はｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅ
クラッド層、１３はアンドープＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性
層、５はｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎク
ラッド層、６はｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング
阻止層、７はｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層、８は
ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ電流ブロッキング層、９はｐ型Ｇａ
Ａｓ：Ｚｎコンタクト層、１０はＣｒ／Ｐｔ／Ａｕ ｐ
型電極層、１１はＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ ｎ型電極層であ
る。
ａ1-x）yＩｎ1-yＰ／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザ装置
は例えば図３に示すような断面構造をしていた。すなわ
ち、図３は横モード制御型と呼ばれる構造で、１はｎ型
ＧａＡｓ：Ｓｉ基板、２はｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅバッファ
ー層、３はｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅ
クラッド層、１３はアンドープＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性
層、５はｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎク
ラッド層、６はｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング
阻止層、７はｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層、８は
ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ電流ブロッキング層、９はｐ型Ｇａ
Ａｓ：Ｚｎコンタクト層、１０はＣｒ／Ｐｔ／Ａｕ ｐ
型電極層、１１はＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ ｎ型電極層であ
る。
【０００４】この図４に示す従来の構造において、ｐ型
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング阻止層６、およびｐ
型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層７とｐ型（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５とからなるリ
ッジ部側面上にｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ電流ブロッキング層
８が直接形成されていた。
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング阻止層６、およびｐ
型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層７とｐ型（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５とからなるリ
ッジ部側面上にｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ電流ブロッキング層
８が直接形成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに、電流ブロッキング層としてｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ層
８が、直接ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング阻止
層６、およびｐ型Ｇａ0. 5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層７とｐ
型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５
とからなるリッジ部側面上に形成された場合、ｐ型（Ａ
ｌ0.7Ｇａ0.3）0. 5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５中のｐ
型不純物であるＺｎの活性化率が小さく、ｐ型キャリア
濃度が増大しないという問題があった。その結果、良好
な結晶性が得られずレーザ素子の直列抵抗が大きくな
り、かつ、信頼性の点においても寿命を短くする要因と
なっていた。
うに、電流ブロッキング層としてｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ層
８が、直接ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング阻止
層６、およびｐ型Ｇａ0. 5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層７とｐ
型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５
とからなるリッジ部側面上に形成された場合、ｐ型（Ａ
ｌ0.7Ｇａ0.3）0. 5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５中のｐ
型不純物であるＺｎの活性化率が小さく、ｐ型キャリア
濃度が増大しないという問題があった。その結果、良好
な結晶性が得られずレーザ素子の直列抵抗が大きくな
り、かつ、信頼性の点においても寿命を短くする要因と
なっていた。
【０００６】そこで、本発明は、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５中のｐ型不純
物であるＺｎの活性化率を増大させ、かつレーザ素子の
直列抵抗を低減し信頼性の向上、特に素子の長寿命化を
目的とするものである。
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５中のｐ型不純
物であるＺｎの活性化率を増大させ、かつレーザ素子の
直列抵抗を低減し信頼性の向上、特に素子の長寿命化を
目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＧａＡｓ基板
上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層／ＡｌＧａＩｎＰあ
るいはＧａＩｎＰ活性層／ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層からなるダブルヘテロ構造、さらに前記ダブルヘテロ
構造の上部にＧａＩｎＰエッチング阻止層およびｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層／ｐ型ＧａＩｎＰ層からなるリッジ部、
さらに前記ＧａＩｎＰエッチング阻止層の上部およびリ
ッジ部の側面上に電流ブロッキング層、さらに前記電流
ブロッキング層および前記リッジ部上にｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層が形成され、前記ＧａＩｎＰエッチング
阻止層およびリッジ部の側面上に形成された電流ブロッ
キング層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側がｐ型Ｇａ
Ａｓ層、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層側がｎ型ＧａＡ
ｓ層であることを特徴とするＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系半導体レーザ装置を提供するものである。
上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層／ＡｌＧａＩｎＰあ
るいはＧａＩｎＰ活性層／ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層からなるダブルヘテロ構造、さらに前記ダブルヘテロ
構造の上部にＧａＩｎＰエッチング阻止層およびｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層／ｐ型ＧａＩｎＰ層からなるリッジ部、
さらに前記ＧａＩｎＰエッチング阻止層の上部およびリ
ッジ部の側面上に電流ブロッキング層、さらに前記電流
ブロッキング層および前記リッジ部上にｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層が形成され、前記ＧａＩｎＰエッチング
阻止層およびリッジ部の側面上に形成された電流ブロッ
キング層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側がｐ型Ｇａ
Ａｓ層、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層側がｎ型ＧａＡ
ｓ層であることを特徴とするＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ
系半導体レーザ装置を提供するものである。
【０００８】また、本発明は、ＧａＡｓ基板上にｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層／ＡｌＧａＩｎＰあるいはＧａ
ＩｎＰ活性層／ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層からなる
ダブルヘテロ構造を形成し、さらに前記ダブルヘテロ構
造の上部にＧａＩｎＰエッチング阻止層およびｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ層／ｐ型ＧａＩｎＰ層からなるリッジ部を形
成し、さらに前記ＧａＩｎＰエッチング阻止層の上部お
よびｐ型ＡｌＧａＩｎＰリッジ部の側面上にｐ型ＧａＡ
ｓ層を選択成長し、その直後、あるいは前記ｐ型ＧａＡ
ｓ層上にｎ型ＧａＡｓ層を成長した直後、あるいは前記
ｎ型ＧａＡｓ層上および前記リッジ部上ｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層を形成した直後に、その構造状態で熱処
理を施すことを特徴とするＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系
半導体レーザ装置の製造方法を提供するものである。
ｌＧａＩｎＰクラッド層／ＡｌＧａＩｎＰあるいはＧａ
ＩｎＰ活性層／ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層からなる
ダブルヘテロ構造を形成し、さらに前記ダブルヘテロ構
造の上部にＧａＩｎＰエッチング阻止層およびｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ層／ｐ型ＧａＩｎＰ層からなるリッジ部を形
成し、さらに前記ＧａＩｎＰエッチング阻止層の上部お
よびｐ型ＡｌＧａＩｎＰリッジ部の側面上にｐ型ＧａＡ
ｓ層を選択成長し、その直後、あるいは前記ｐ型ＧａＡ
ｓ層上にｎ型ＧａＡｓ層を成長した直後、あるいは前記
ｎ型ＧａＡｓ層上および前記リッジ部上ｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層を形成した直後に、その構造状態で熱処
理を施すことを特徴とするＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系
半導体レーザ装置の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【作用】この技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層をｐ型ＧａＡ
ｓ層で覆い、その状態で例えば約６００℃、１時間程度
の熱処理を行えば、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中のｐ型不純
物であるＺｎの活性化率が増大するという性質がある。
そこで、本発明では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を
ｐ型ＧａＡｓ層で覆うために、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
キング層をエピタキシャル成長する前に、ｐ型ＧａＡｓ
層をエピタキシャル成長し、その後、ｐ型ＧａＡｓ層の
エピタキシャル成長終了直後、あるいはｎ型ＧａＡｓ電
流ブロッキング層のエピタキシャル成長終了直後、ある
いはまた、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層のエピタキシ
ャル成長終了後に、熱処理を行って、ｐ型不純物；Ｚｎ
の活性化率を増大させる。その結果、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層の抵抗率が小さくなり、レーザ素子全体の
直列抵抗が減少する。このことは、レーザの信頼性向上
を導き、特に長寿命化が図れるものである。
すなわち、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層をｐ型ＧａＡ
ｓ層で覆い、その状態で例えば約６００℃、１時間程度
の熱処理を行えば、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中のｐ型不純
物であるＺｎの活性化率が増大するという性質がある。
そこで、本発明では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を
ｐ型ＧａＡｓ層で覆うために、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
キング層をエピタキシャル成長する前に、ｐ型ＧａＡｓ
層をエピタキシャル成長し、その後、ｐ型ＧａＡｓ層の
エピタキシャル成長終了直後、あるいはｎ型ＧａＡｓ電
流ブロッキング層のエピタキシャル成長終了直後、ある
いはまた、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層のエピタキシ
ャル成長終了後に、熱処理を行って、ｐ型不純物；Ｚｎ
の活性化率を増大させる。その結果、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層の抵抗率が小さくなり、レーザ素子全体の
直列抵抗が減少する。このことは、レーザの信頼性向上
を導き、特に長寿命化が図れるものである。
【００１０】さらに、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を
覆うｐ型ＧａＡｓ層の厚みを、リッジを形成するｐ型Ｇ
ａＩｎＰ層の厚みと同じか、それ以下にすれば、電流が
リッジ外へリークすることがなくなる。したがって、発
振しきい値電流が増加する等の弊害がなくなり、良好な
レーザ特性が得られる。
覆うｐ型ＧａＡｓ層の厚みを、リッジを形成するｐ型Ｇ
ａＩｎＰ層の厚みと同じか、それ以下にすれば、電流が
リッジ外へリークすることがなくなる。したがって、発
振しきい値電流が増加する等の弊害がなくなり、良好な
レーザ特性が得られる。
【００１１】また、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層がｐ
型ＧａＡｓ層で覆われていると、その後のｎ型ＧａＡｓ
電流ブロッキング層成長の場合あるいはｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層成長の場合、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロッキ
ング層中のｎ型不純物、例えばＳｅ、Ｓｉ等が拡散して
きても、ほとんどｐ型ＧａＡｓ層内に留まりｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層内に到達する量は大きく減少する。
したがって、ｐ型不純物がｎ型不純物によって補償さ
れ、キャリア濃度が減少することがなくなる。
型ＧａＡｓ層で覆われていると、その後のｎ型ＧａＡｓ
電流ブロッキング層成長の場合あるいはｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層成長の場合、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロッキ
ング層中のｎ型不純物、例えばＳｅ、Ｓｉ等が拡散して
きても、ほとんどｐ型ＧａＡｓ層内に留まりｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層内に到達する量は大きく減少する。
したがって、ｐ型不純物がｎ型不純物によって補償さ
れ、キャリア濃度が減少することがなくなる。
【００１２】
【実施例】本発明によるＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系可
視光半導体レーザ装置の断面構造図を図１に示す。この
場合、断面構造は基本的に従来の横モード制御型と同様
であるが、異なる点はＧａＩｎＰエッチング阻止層６の
上部およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５とｐ型ＧａＩｎＰ中
間層７とからなるリッジ部の側面上に形成された電流ブ
ロッキング層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側がｐ型
ＧａＡｓ層１３、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層１０側
がｎ型ＧａＡｓ層９である点である。
視光半導体レーザ装置の断面構造図を図１に示す。この
場合、断面構造は基本的に従来の横モード制御型と同様
であるが、異なる点はＧａＩｎＰエッチング阻止層６の
上部およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層５とｐ型ＧａＩｎＰ中
間層７とからなるリッジ部の側面上に形成された電流ブ
ロッキング層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層側がｐ型
ＧａＡｓ層１３、ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層１０側
がｎ型ＧａＡｓ層９である点である。
【００１３】すなわち、この場合、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層５の上部が全て、ｐ型ＧａＡｓ層１３で覆わ
れた構造となっている。さらにそのｐ型ＧａＡｓ層１３
の厚みは、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層７の厚みより薄くなっ
ている。これは、ｐ型ＧａＡｓ層１３がｐ型ＧａＩｎＰ
中間層７の厚みより厚くなると、最終的にｐ型ＧａＡｓ
層１３がｐ型ＧａＡｓキャップ層８とつながってしま
い、その結果注入電流がその経路でリークしてしまい、
しきい値電流を増加させる等レーザ素子の特性を悪くし
てしまう要因になるからである。
クラッド層５の上部が全て、ｐ型ＧａＡｓ層１３で覆わ
れた構造となっている。さらにそのｐ型ＧａＡｓ層１３
の厚みは、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層７の厚みより薄くなっ
ている。これは、ｐ型ＧａＡｓ層１３がｐ型ＧａＩｎＰ
中間層７の厚みより厚くなると、最終的にｐ型ＧａＡｓ
層１３がｐ型ＧａＡｓキャップ層８とつながってしま
い、その結果注入電流がその経路でリークしてしまい、
しきい値電流を増加させる等レーザ素子の特性を悪くし
てしまう要因になるからである。
【００１４】次に、このレーザの作製工程について述べ
る。図２（ａ）に示すように、まず最初、有機金属気相
成長法により、ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｉ基板上１にｎ型Ｇａ
Ａｓ：Ｓｅバッファー層２、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅクラッド層３、アンドープＧａ0.5
Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚ
ｎエッチング阻止層６、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中
間層７、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８を順次エピタキシャ
ル成長する。そして、図２（ｂ）に示すようにｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層８、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層
７、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッ
ド層５をＳｉＯ2をマスクにし熱硫酸系エッチャントお
よびドライエッチングを用いて選択エッチングし、メサ
ストライプ形状を作製する。そして次に、図２（ｃ）に
示すようにｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎ層１３を選択エピタキシ
ャル成長する。そして次に、図２（ｄ）に示すように、
この状態で、有機金属気相成長法のエピタキシャル結晶
成長室内で６００℃で１時間の熱処理を行う。なおこの
際、基板表面のサーマルダメージを防ぐために、結晶成
長室内へは水素あるいは窒素等の不活性ガスと共にＡｓ
Ｈ3ガスも供給した。そして、その後図３（ｅ）に示す
ように、ｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎ層１３上にｎ型ＧａＡｓ層
９を選択エピタキシャル成長する。そして、次に図３
（ｆ）に示すように、メサストライプ上のＳｉＯ2マス
クを除去し、図３（ｇ）に示すようにｐ型ＧａＡｓ：Ｚ
ｎ電極コンタクト層１５をエピタキシャル成長する。そ
して最後に図３（ｈ）に示すように、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ
ｐ型電極層１２をｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎ電極コンタクト
層１５上に、また、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ ｎ型電極層１１
をｎ型ＧａＡｓ：Ｓｉ基板１の裏面上に形成する。
る。図２（ａ）に示すように、まず最初、有機金属気相
成長法により、ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｉ基板上１にｎ型Ｇａ
Ａｓ：Ｓｅバッファー層２、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅクラッド層３、アンドープＧａ0.5
Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚ
ｎエッチング阻止層６、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中
間層７、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８を順次エピタキシャ
ル成長する。そして、図２（ｂ）に示すようにｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層８、ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層
７、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッ
ド層５をＳｉＯ2をマスクにし熱硫酸系エッチャントお
よびドライエッチングを用いて選択エッチングし、メサ
ストライプ形状を作製する。そして次に、図２（ｃ）に
示すようにｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎ層１３を選択エピタキシ
ャル成長する。そして次に、図２（ｄ）に示すように、
この状態で、有機金属気相成長法のエピタキシャル結晶
成長室内で６００℃で１時間の熱処理を行う。なおこの
際、基板表面のサーマルダメージを防ぐために、結晶成
長室内へは水素あるいは窒素等の不活性ガスと共にＡｓ
Ｈ3ガスも供給した。そして、その後図３（ｅ）に示す
ように、ｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎ層１３上にｎ型ＧａＡｓ層
９を選択エピタキシャル成長する。そして、次に図３
（ｆ）に示すように、メサストライプ上のＳｉＯ2マス
クを除去し、図３（ｇ）に示すようにｐ型ＧａＡｓ：Ｚ
ｎ電極コンタクト層１５をエピタキシャル成長する。そ
して最後に図３（ｈ）に示すように、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ
ｐ型電極層１２をｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎ電極コンタクト
層１５上に、また、Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ ｎ型電極層１１
をｎ型ＧａＡｓ：Ｓｉ基板１の裏面上に形成する。
【００１５】この実施例の場合、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇ
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５上にｐ型Ｇａ
Ａｓ層が覆われた状態で熱処理が施され、その結果、ｐ
型（Ａｌ0. 7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層中
のｐ型不純物Ｚｎの活性化率が向上して、キャリア濃度
の増大および結晶性の向上が図れた。その結果、信頼性
の低下、特に寿命を短くするということはなく、高性
能、高信頼の可視光半導体レーザが得られた。
ａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層５上にｐ型Ｇａ
Ａｓ層が覆われた状態で熱処理が施され、その結果、ｐ
型（Ａｌ0. 7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッド層中
のｐ型不純物Ｚｎの活性化率が向上して、キャリア濃度
の増大および結晶性の向上が図れた。その結果、信頼性
の低下、特に寿命を短くするということはなく、高性
能、高信頼の可視光半導体レーザが得られた。
【００１６】また、本実施例の場合、熱処理はｐ型Ｇａ
Ａｓ層が選択成長された直後に、同じ結晶成長室内でそ
のままの状態で行なわれ、特に特別のアニール炉を必要
とせず、非常に簡便に行うことができた。
Ａｓ層が選択成長された直後に、同じ結晶成長室内でそ
のままの状態で行なわれ、特に特別のアニール炉を必要
とせず、非常に簡便に行うことができた。
【００１７】なお、本実施例は熱処理を、ＧａＩｎＰエ
ッチング阻止層の上部およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰリッジ
部の側面上にｐ型ＧａＡｓ層を選択成長した直後に行っ
たが、本発明はこれ以外にもそのｐ型ＧａＡｓ層上にｎ
型ＧａＡｓ層を成長した直後、あるいはそのｎ型ＧａＡ
ｓ層上およびリッジ部上にｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト
層を形成した直後に、その構造状態で熱処理を施しても
実現可能である。
ッチング阻止層の上部およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰリッジ
部の側面上にｐ型ＧａＡｓ層を選択成長した直後に行っ
たが、本発明はこれ以外にもそのｐ型ＧａＡｓ層上にｎ
型ＧａＡｓ層を成長した直後、あるいはそのｎ型ＧａＡ
ｓ層上およびリッジ部上にｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト
層を形成した直後に、その構造状態で熱処理を施しても
実現可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明による横モード制御型ＡｌＧａＩ
ｎＰ／ＧａＡｓ系可視光半導体レーザ装置は、電流ブロ
ッキング層がｐ型ＧａＡｓ層／ｎ型ＧａＡｓの２層構造
からなり、かつｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層をｐ型Ｇ
ａＡｓ層で覆った状態で熱処理を施すものである。
ｎＰ／ＧａＡｓ系可視光半導体レーザ装置は、電流ブロ
ッキング層がｐ型ＧａＡｓ層／ｎ型ＧａＡｓの２層構造
からなり、かつｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層をｐ型Ｇ
ａＡｓ層で覆った状態で熱処理を施すものである。
【００１９】その結果、ｐ型不純物の活性化率が向上し
ｐ型クラッド層のキャリア濃度を大きくすることができ
る。またｐ型クラッド層の結晶性も向上する。したがっ
て、レーザ素子の直列抵抗が低減でき、レーザの初期特
性は言うまでもなく、信頼性が確保された、特に長寿命
のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザが得られ、
その実用的効果は非常に大きい。
ｐ型クラッド層のキャリア濃度を大きくすることができ
る。またｐ型クラッド層の結晶性も向上する。したがっ
て、レーザ素子の直列抵抗が低減でき、レーザの初期特
性は言うまでもなく、信頼性が確保された、特に長寿命
のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザが得られ、
その実用的効果は非常に大きい。
【図１】本発明の第一の実施例におけるＡｌＧａＩｎＰ
／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザの断面構造図
／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザの断面構造図
【図２】本発明の第一の実施例におけるＡｌＧａＩｎＰ
／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザの作製工程図
／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザの作製工程図
【図３】本発明の第一の実施例におけるＡｌＧａＩｎＰ
／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザの作製工程図
／ＧａＡｓ系赤色半導体レーザの作製工程図
【図４】従来のＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系赤色半導体
レーザの断面構造図
レーザの断面構造図
１ ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｉ基板 ２ ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅバッファー層 ３ ｎ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅクラッ
ド層 ４ ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅ活性層 ５ ｐ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッ
ド層 ６ ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング阻止層 ７ ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層 ８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ９ ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ電流ブロッキング層 １０ ｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎコンタクト層 １１ Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ ｎ型電極層 １２ Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ ｐ型電極層 １３ ｐ型ＧａＡｓ層
ド層 ４ ｎ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｓｅ活性層 ５ ｐ型（Ａｌ0.3Ｇａ0.7）0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎクラッ
ド層 ６ ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎエッチング阻止層 ７ ｐ型Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ：Ｚｎ中間層 ８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ９ ｎ型ＧａＡｓ：Ｓｅ電流ブロッキング層 １０ ｐ型ＧａＡｓ：Ｚｎコンタクト層 １１ Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ ｎ型電極層 １２ Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ ｐ型電極層 １３ ｐ型ＧａＡｓ層
Claims (4)
- 【請求項１】ＧａＡｓ基板上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層／ＡｌＧａＩｎＰあるいはＧａＩｎＰ活性層／ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層からなるダブルヘテロ構
造、さらに前記ダブルヘテロ構造の上部にＧａＩｎＰエ
ッチング阻止層およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層／ｐ型Ｇａ
ＩｎＰ層からなるリッジ部、さらに前記ＧａＩｎＰエッ
チング阻止層の上部およびリッジ部の側面上に電流ブロ
ッキング層、さらに前記電流ブロッキング層および前記
リッジ部上にｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層が形成さ
れ、前記ＧａＩｎＰエッチング阻止層およびリッジ部の
側面上に形成された電流ブロッキング層のｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層側がｐ型ＧａＡｓ層、ｐ型ＧａＡｓ電
極コンタクト層側がｎ型ＧａＡｓ層であることを特徴と
するＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザ装置。 - 【請求項２】電流ブロッキング層のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層側のｐ型ＧａＡｓ層の厚みがリッジを構成す
るｐ型ＧａＩｎＰ層の厚みと同じかそれ以下であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のＡｌＧａＩ
ｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザ装置。 - 【請求項３】ＧａＡｓ基板上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層／ＡｌＧａＩｎＰあるいはＧａＩｎＰ活性層／ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層からなるダブルヘテロ構造
を形成し、さらに前記ダブルヘテロ構造の上部にＧａＩ
ｎＰエッチング阻止層およびｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層／ｐ
型ＧａＩｎＰ層からなるリッジ部を形成し、さらに前記
ＧａＩｎＰエッチング阻止層の上部およびｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰリッジ部の側面上にｐ型ＧａＡｓ層を選択成長
し、その直後、あるいは前記ｐ型ＧａＡｓ層上にｎ型Ｇ
ａＡｓ層を成長した直後、あるいは前記ｎ型ＧａＡｓ層
上および前記リッジ部上ｐ型ＧａＡｓ電極コンタクト層
を形成した直後に、その構造状態で熱処理を施すことを
特徴とするＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系半導体レーザ装
置の製造方法。 - 【請求項４】熱処理をエピタキシャル成長装置の結晶成
長室内で、各エピタキシャル層成長直後に行うことを特
徴とする特許請求の範囲第３項に記載のＡｌＧａＩｎＰ
／ＧａＡｓ系半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044411A JPH05243671A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4044411A JPH05243671A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05243671A true JPH05243671A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12690769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4044411A Pending JPH05243671A (ja) | 1992-03-02 | 1992-03-02 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05243671A (ja) |
-
1992
- 1992-03-02 JP JP4044411A patent/JPH05243671A/ja active Pending
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