JPH0645686A - 半導体レーザとその製造方法 - Google Patents

半導体レーザとその製造方法

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JPH0645686A
JPH0645686A JP19502592A JP19502592A JPH0645686A JP H0645686 A JPH0645686 A JP H0645686A JP 19502592 A JP19502592 A JP 19502592A JP 19502592 A JP19502592 A JP 19502592A JP H0645686 A JPH0645686 A JP H0645686A
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JP
Japan
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layer
type
semiconductor laser
buffer layer
hetero
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Application number
JP19502592A
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English (en)
Inventor
Tadahiko Kishi
忠彦 岸
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Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
Original Assignee
Renesas Semiconductor Manufacturing Co Ltd
Kansai Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直線性の優れた電流−光出力特性を示す半導
体レーザの製造を目的とする。 【構成】 Znドープ(Alx Ga1-x0.5 In0.5
Pクラッド層6上に厚さを制御したアンドープGax
1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)を成長し、後
に成長されるn型GaAsブロック層11、P型GaA
sコンタクト層12成長過程に、下地結晶のZnドープ
(Alx Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)のP型不純物の亜鉛(Zn)の固相拡散により、
P型反転し、P型反転Ga0.5In0.5 Pヘテロバッファ
層7とn型GaAsブロック層11のヘテロ接合にて高
精度なPN接合を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体装置、例
えば、可視光半導体レーザの製造方法とその半導体レー
ザの構造に関することである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザの製造方法
は、図3に示すように有機金属熱分解法を用いた気相成
長エピタキシャル法(MO−VPE)等によってn型G
aAs基板2の上にn型GaAsバッファ層3、n型
(Alx Ga1-x0.5 In0.5Pクラッド層(0<x
≦1)4、Ga0.5 In0.5 P活性層5、Znドープ
(Alx Ga1-X0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x
≦1)6、ZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテロバッフ
ァ層9、n型GaAsブロック層11を順次成長する。
n型GaAsブロック層11のヘテロバッファ層9側は
Znの拡散によりP型反転した層10となる。
【0003】その後、〔011〕結晶方向にZnドープ
Ga0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層9上に達するスト
ライプ状の溝をgを形成し、2回目の成長にてP型Ga
Asコンタクト層12を成長させ、n型電極1,P型電
極13を形成していた(例えば、特公平3−53577
号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の従来
の半導体レーザは、ZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテ
ロバッファ層9以降のn型GaAsブロック層11、P
型GaAsコンタクト層12を成長する際、熱履歴によ
りZnドープGa0.5 In0.5 Pヘテロバッファ層9に
接するn型GaAsブロック層11に拡散係数の大きい
Zn(亜鉛)が熱履歴により、固相拡散し、図3に示す
ように低抵抗なP型反転GaAs層10を形成する。
【0005】P型反転GaAs層10の形成により、P
型電極13より注入された電流は、P型GaAsコンタ
クト層12を経て、ストライプ状の溝gを通過する際、
P型反転GaAs層10に電流iが大きく広がり、同図
矢印で示すようになる。それにより、発光領域となる活
性層5のキャリア密度分布は図5aの実線Rに示すよう
になり、光出力を得るために、電流を増加すると中央部
のキャリアは、光エネルギ−に変換されて減少する効果
も加わり、破線jで示すようにキャリア密度分布は、ま
すます中央部がへこみ、光導波特性が不安定になり、図
5bに示すように電流−光出力特性に折れ曲がりを発生
する欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
製造方法は、上記の問題点を解決するために1回目の成
長にてn型GaAs基板またはn型GaAsバッファ層
を有するn型GaAs基板二、n型クラッド層、活性
層、さらにZnドーピングのP型クラッド層を順次形成
し、その上に成長するヘテロバッファ層は、成長時には
ノンドーピングのn型で形成し、さらにn型ブロック層
を形成する。そして,その後ヘテロバッファ層上に達す
るストライプ状の溝を形成し、2回目の成長にてZnド
ーピングのP型コンタクト層を形成した構成となってい
る。
【0007】
【作用】上記の構成によると成長時にノンドーピングの
n型ヘテロバッファ層は、その直下の下地結晶のP型不
純物、例えばZn(亜鉛)拡散によって、P型反転し、
そのヘテロバッファ層上のn型ブロック層とのヘテロ界
面にて高精度なPn接合を形成するため、低抵抗なP型
反転GaAs層の形成がなくなる。このため、注入電流
の広がりが小さくなり、活性層に注入されるキャリア密
度分布が単峰性の形状を保って、光導波特性を安定に維
持し、直線性の優れた電流−光出力特性を示す半導体レ
ーザを提供するようにするものである。
【0008】
【実施例】以下、この発明について図面を参照して説明
する。
【0009】説明に先立ち、従来例を示したものと同一
符号は、同一呼称であり、説明を省いています。
【0010】図1は、本発明の実施例1の半導体レーザ
の断面図を示したものである。n型GaAs基板2上に
n型GaAsバッファ層3、n型(Alx Ga1-x
0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)4、Ga0.5
In0.5 P活性層5、Znードープ(Alx Ga1-x
0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)6を順次成長
する。その上にPN接合位置の高精度化を目的とするノ
ンドーピングGaxIn1-x Pヘテロバッファ層(0<
x<1)を成長し、さらにn型GaAsブロック層11
を成長する。その後〔011〕結晶方向に上記ヘテロバ
ッファ層に達するストライプ上の溝を形成し,2回目の
成長にてP型GaAsコンタクト層12を成長し、n型
電極1、P型電極13を形成する。ノンドーピングGa
x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)は、0.
06〜0.10μmの厚さに制御することにより、n型
GaAsブロック層11、P型GaAsコンタクト層1
2成長時に下地結晶のZnドープ(Alx Ga1-x 0.5
In0.5 Pクラッド層6のP型不純物のZn(亜鉛)の
拡散によってP型反転をし、P型反転Gax In1-x
ヘテロバッファ層(0<x<1)7となる。
【0011】n型GaAsブロック層11をP型反転さ
せるまで亜鉛(Zn)が拡散されなくなり、P型反転G
x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)7とn
型GaAsブロック層11のヘテロ接合部にて高精度な
PN接合を形成する。
【0012】これにより、図1に示すように電流通路
は、同図矢印で示す形状となる。従って発光領域とな
る。Ga0.5 In0.5 P活性層5に注入されるキャリア
密度は、図4aのように中央部のキャリア密度が高い単
峰性の形状となる。駆動電流を増加して光出力を上げて
も点数で示すように単峰状のキャリア密度分布を保ち、
安定な光導波特性を維持できるため、図4bに示すよう
に直線性の優れた電流−光出力特性を得ることができ
る。
【0013】
【実施2】図2は本発明の実施例2の半導体レーザの断
面図である。この実施例は、前記実施例1のP型反転G
x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)7の代
わりに、P型反転Aly Ga1-y As(0<y<0.
5)ヘテロバッファ層8をもうけて、P型(Alx Ga
1-X0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)6とn
型GaAsブロック層11またはP型GaAsコンタク
ト層12とヘテロ界面で生じるいわゆるヘテロ界面のバ
ンド不連続であるバレンスバンドスパイクの低減を行
う。P型反転Aly Ga1-y As(0<y<0.5)ヘ
テロバッファ層8は、実施例1と同様に400〜600
オングストロームの厚さでノンドーピングAly Ga
1-y As(0.3<y<0.7)として成長し、後成長
させるn型GaAsブロック層11、P型GaAsコン
タクト層12成長過程に、下地結晶のZnドープ(Al
x Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層(0<x≦1)
のP型不純物の亜鉛(Zn)の固相拡散により、P型反
転し、P型反転AlyGa1−yAsヘテロバッファ層
(0.3<y<0.7)7とn型GaAsブロック層1
1のヘテロ接合にて高精度なPNせうごうを形成する。
【0014】なお、以上の実施例では、ドーパントとし
てZnを用いたが、この発明は勿論他のドーパント例え
ばMg等であってもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
を採用することによって低抵抗なP型反転GaAs層を
形成しないため、注入電流が広がらず、発光領域となる
半導体層に注入されたキャリア密度分布を単峰性の形状
にでき、直線性の良い電流−光出力特性を半導体レーザ
を製作できることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る実施例1の半導体レーザの断面
図。
【図2】 本発明に係る実施例2の半導体レーザの断面
図。
【図3】 従来の半導体レーザの断面図。
【図4】 aは、本発明に係る実施例1、実施例2の半
導体レーザにおける発光領域に注入されたキャリア密度
分布を示す図。bは、aの電流−光出力特性を示す図。
【図5】 aは、従来の半導体レーザにおける発光領域
に注入されたキャリア密度分布を示す図。bは、aの電
流−光出力特性を示す図。
【符号の説明】
1 n型電極 2 n型GaAs基板 3 n型GaAsバッファ層 4 n型(Alx Ga1-x0.5 In0.5 Pクラッド層
(0<x≦1) 5 Ga0.5 In0.5 P活性層 6 Znドープ(Alx Ga1-x0.5 In0.5 Pクラ
ッド層(0<x≦1) 7 P型反転Gax In1-x ヘテロバッファ層(0<x
<1) 8 P型反転Aly Ga1-y Pヘテロバッファ層(0.
3<x<0.7) 9 ZnドープGax In1-x Pヘテロバッファ層(0
<x<1) 10 P型反転GaAs層 11 n型GaAsブロック層 12 P型GaAコンタクト層 13 P型電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】III −V族結晶成長過程で下地結晶のP型
    不純物拡散により、その上に積層されるアンドープGa
    x In1-x Pヘテロバッファ層(0<x<1)をオ−ト
    ドピングして、P型反転させ、前記ヘテロバッファ層の
    厚さが0.06〜0.10μmである半導体レーザ。
  2. 【請求項2】III −V族結晶成長過程で下地結晶のP型
    不純物拡散により、その上に積層されるアンドープAl
    y Ga1-y Asヘテロバッファ層(0<y<1)をオー
    トドーヒングして、P型反転させ、その厚さが400〜
    600オングストロームである半導体レーザ。
  3. 【請求項3】III −V族結晶成長過程において、下地結
    晶のP型不純物を拡散し、その上に形成したアンドープ
    のPヘテロバッファ層(0<x<1)をP型反転させる
    ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  4. 【請求項4】前記アンドープヘテロバッファ層がGax
    In1-x P(0<x<1)である請求項3記載の半導体
    レーザの製造方法。
  5. 【請求項5】前記アンドープヘテロバッファ層がAly
    Ga1-y As(0<y<1)である請求項3記載の半導
    体レーザの製造方法。
JP19502592A 1992-07-22 1992-07-22 半導体レーザとその製造方法 Pending JPH0645686A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006279023A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006279023A (ja) * 2005-03-03 2006-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置及びその製造方法

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