JPH0738200A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH0738200A JPH0738200A JP20208093A JP20208093A JPH0738200A JP H0738200 A JPH0738200 A JP H0738200A JP 20208093 A JP20208093 A JP 20208093A JP 20208093 A JP20208093 A JP 20208093A JP H0738200 A JPH0738200 A JP H0738200A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温での温度特性を改善し、信頼性が高いＡ
ｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法を提供す
る。 【構成】 有機金属を用いた化学気相成長法により、第
１導電型半導体基板１上に、第１導電型バッファ層２、
第１導電型クラッド層３、活性層４、第２導電型クラッ
ド層５、第２導電型ヘテロバッファ層６、キャップ層１
１を順次形成し、水素を含むガス雰囲気で室温まで降温
させた上でキャップ層１１を除去し、第２導電型クラッ
ド層５でメサストライプ部を形成し、かつ第１導電型の
電流阻止層７と第２導電型のコンタクト層８を形成す
る。降温時にキャップ層１１によりクラッド層５への水
素の取込みを抑制し、キャリア濃度を高めて高温での温
度特性を改善する。
ｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法を提供す
る。 【構成】 有機金属を用いた化学気相成長法により、第
１導電型半導体基板１上に、第１導電型バッファ層２、
第１導電型クラッド層３、活性層４、第２導電型クラッ
ド層５、第２導電型ヘテロバッファ層６、キャップ層１
１を順次形成し、水素を含むガス雰囲気で室温まで降温
させた上でキャップ層１１を除去し、第２導電型クラッ
ド層５でメサストライプ部を形成し、かつ第１導電型の
電流阻止層７と第２導電型のコンタクト層８を形成す
る。降温時にキャップ層１１によりクラッド層５への水
素の取込みを抑制し、キャリア濃度を高めて高温での温
度特性を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの製造方法
に関し、特にＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製
造方法に関する。
に関し、特にＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の半導体レーザの製造方法
の一例を図３に示す。ここでは、横モード制御型ＡｌＧ
ａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法を示してお
り、昭和６１年秋季応用物理学会予稿集、Ｐ．１６５に
記載されている。この横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ系
可視光半導体レーザの構造は、図３（ｅ）に示すよう
に、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
２が形成され、更にこのバッファ層２上にはｎ−（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３、Ｇａ0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ活性層４、p −（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐクラッド層５からなるダブルヘテロ接合構造
と、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６、ｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層７、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８と
が形成され、上端及び下端には、ｐ側電極９、ｎ側電極
１０が形成されている。
の一例を図３に示す。ここでは、横モード制御型ＡｌＧ
ａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法を示してお
り、昭和６１年秋季応用物理学会予稿集、Ｐ．１６５に
記載されている。この横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ系
可視光半導体レーザの構造は、図３（ｅ）に示すよう
に、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
２が形成され、更にこのバッファ層２上にはｎ−（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３、Ｇａ0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ活性層４、p −（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐクラッド層５からなるダブルヘテロ接合構造
と、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６、ｎ−
ＧａＡｓ電流阻止層７、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層８と
が形成され、上端及び下端には、ｐ側電極９、ｎ側電極
１０が形成されている。
【０００３】この構造を有する半導体レーザは、通常Ｍ
ＯＶＰＥ法もしくはＭＢＥ法により製造されるが、ここ
では量産性に優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について
述べる。先ず、図３（ａ）に示すｎ−ＧａＡｓ基板１上
に、１回目のＭＯＶＰＥ成長により約７００℃の温度
で、図３（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
２、ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層３、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６の５層構造を連続成長す
る。そして、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層
６表面の熱的劣化を防ぐため、ホスフィンガス及び水素
ガスの雰囲気中で室温まで降温させる。
ＯＶＰＥ法もしくはＭＢＥ法により製造されるが、ここ
では量産性に優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について
述べる。先ず、図３（ａ）に示すｎ−ＧａＡｓ基板１上
に、１回目のＭＯＶＰＥ成長により約７００℃の温度
で、図３（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
２、ｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層３、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5Ｐ活性層４、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６の５層構造を連続成長す
る。そして、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層
６表面の熱的劣化を防ぐため、ホスフィンガス及び水素
ガスの雰囲気中で室温まで降温させる。
【０００４】次に、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッ
ファ層６の上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を形成す
る。そして、写真蝕刻法により、ＳｉＯ2 膜からなる５
μｍ幅のストライプ状マスク１３を形成し、図３（ｃ）
に示すように、これをマスクにｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５の途中までエッチ
ングして、ストライプ状のメサを形成する。次いで、２
回目のＭＯＶＰＥ成長により図３（ｄ）に示すように、
ストライプ状のＳｉＯ2 膜マスクを除く部分にｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層７を選択的に形成する。その後、ＳｉＯ
2 膜マスク１３を除去し、３回目のＭＯＶＰＥ成長によ
って全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層８を形成し、コン
タクト層８の上面にｐ側電極９を形成し、ｎ−ＧａＡｓ
基板１の下面にｎ側電極１０を形成することにより、図
３（ｅ）に示す構造の半導体レーザ素子が完成される。
ファ層６の上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2 膜を形成す
る。そして、写真蝕刻法により、ＳｉＯ2 膜からなる５
μｍ幅のストライプ状マスク１３を形成し、図３（ｃ）
に示すように、これをマスクにｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５の途中までエッチ
ングして、ストライプ状のメサを形成する。次いで、２
回目のＭＯＶＰＥ成長により図３（ｄ）に示すように、
ストライプ状のＳｉＯ2 膜マスクを除く部分にｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層７を選択的に形成する。その後、ＳｉＯ
2 膜マスク１３を除去し、３回目のＭＯＶＰＥ成長によ
って全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層８を形成し、コン
タクト層８の上面にｐ側電極９を形成し、ｎ−ＧａＡｓ
基板１の下面にｎ側電極１０を形成することにより、図
３（ｅ）に示す構造の半導体レーザ素子が完成される。
【０００５】この構造では、電流狭窄はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層７によって行われる。また、横モード制御はｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層７に光吸収を行わせてｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５に屈折率分
布を形成することにより達成される。また、ｐ−Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６はｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５とｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層８との間の電気抵抗を低減する役割を果た
す。
流阻止層７によって行われる。また、横モード制御はｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層７に光吸収を行わせてｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５に屈折率分
布を形成することにより達成される。また、ｐ−Ｇａ
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６はｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５とｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層８との間の電気抵抗を低減する役割を果た
す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、この種の半導体
レーザは、その使用される装置の小型化、動作環境の拡
大等により、高温環境で使用される機会が増し、最高発
振温度等の温度特性の向上が要求されている。温度特性
を向上させるためには、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５中のｐドーパント、例えばＺｎ
の活性化率を高め、キャリア濃度を向上させることが必
要となる。しかしながら、上述した従来の製造方法で
は、１回目のＭＯＶＰＥ成長の際、約７００℃でｐ−Ｇ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６までの５層を連続
成長した後、ＧａＩｎＰ層表面の熱的劣化を防ぐためホ
スフィンガス及び水素ガスの雰囲気中で室温まで降温さ
せているが、この際、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5Ｉ
ｎ0.5 Ｐクラッド層５及びｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテ
ロバッファ層６の層中に水素が取り込まれるため、ｐド
ーパントであるＺｎの活性化率が悪くなる。
レーザは、その使用される装置の小型化、動作環境の拡
大等により、高温環境で使用される機会が増し、最高発
振温度等の温度特性の向上が要求されている。温度特性
を向上させるためには、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５中のｐドーパント、例えばＺｎ
の活性化率を高め、キャリア濃度を向上させることが必
要となる。しかしながら、上述した従来の製造方法で
は、１回目のＭＯＶＰＥ成長の際、約７００℃でｐ−Ｇ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６までの５層を連続
成長した後、ＧａＩｎＰ層表面の熱的劣化を防ぐためホ
スフィンガス及び水素ガスの雰囲気中で室温まで降温さ
せているが、この際、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5Ｉ
ｎ0.5 Ｐクラッド層５及びｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテ
ロバッファ層６の層中に水素が取り込まれるため、ｐド
ーパントであるＺｎの活性化率が悪くなる。
【０００７】このため、ｐ−クラッド層５及びｐ−ヘテ
ロバッファ層６の成長中にｐドーパントの流量を増して
も、ｐキャリア濃度は、例えばｐ−クラッド層５では約
３×１０17ｃｍ-3で飽和してしまい、十分に向上させる
ことは困難であった。本発明の目的は、良好な温度特性
を有し信頼性が高いＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レー
ザを製造する方法を提供することにある。
ロバッファ層６の成長中にｐドーパントの流量を増して
も、ｐキャリア濃度は、例えばｐ−クラッド層５では約
３×１０17ｃｍ-3で飽和してしまい、十分に向上させる
ことは困難であった。本発明の目的は、良好な温度特性
を有し信頼性が高いＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レー
ザを製造する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、有
機金属を用いた化学気相成長法により、第１導電型半導
体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型
クラッド層を形成した後に、化学気相成長法によりキャ
ップ層を成長形成し、このキャップ層を形成した状態で
水素を含むガス雰囲気での降温を行ない、その後にキャ
ップ層を除去する工程を含んでいる。例えば、有機金属
を用いた化学気相成長法により、第１導電型半導体基板
上に、第１導電型バッファ層、第１導電型クラッド層、
活性層、第２導電型クラッド層、第２導電型ヘテロバッ
ファ層、キャップ層を順次形成する工程と、水素を含む
ガス雰囲気で室温まで降温させる工程と、キャップ層を
除去するエッチング工程と、第２導電型クラッド層を凸
型状のメサストライプに形成するエッチング工程と、有
機金属を用いた化学気相成長法により、メサストライプ
部の両側面に第１導電型の電流阻止層を選択的に成長形
成する工程と、上面に第２導電型のコンタクト層を成長
形成する工程とを含んでいる。更には、有機金属を用い
た化学気相成長法により、第１導電型半導体基板上に、
第１導電型バッファ層、第１導電型クラッド層、活性
層、第２導電型クラッド層、第２導電型エッチング停止
層、第２導電型クラッド層、第２導電型ヘテロバッファ
層、キャップ層を順次形成する工程と、水素を含むガス
雰囲気で室温まで降温させる工程と、キャップ層を除去
するエッチング工程と、上層の第２導電型クラッド層を
第２導電型エッチング停止層をストッパとして凸型状の
メサストライプに形成するエッチング工程と、有機金属
を用いた化学気相成長法により、メサストライプ部の両
側面に第１導電型の電流阻止層を選択的に成長形成する
工程と、上面に第２導電型のコンタクト層を成長形成す
る工程とを含んでいる。
機金属を用いた化学気相成長法により、第１導電型半導
体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型
クラッド層を形成した後に、化学気相成長法によりキャ
ップ層を成長形成し、このキャップ層を形成した状態で
水素を含むガス雰囲気での降温を行ない、その後にキャ
ップ層を除去する工程を含んでいる。例えば、有機金属
を用いた化学気相成長法により、第１導電型半導体基板
上に、第１導電型バッファ層、第１導電型クラッド層、
活性層、第２導電型クラッド層、第２導電型ヘテロバッ
ファ層、キャップ層を順次形成する工程と、水素を含む
ガス雰囲気で室温まで降温させる工程と、キャップ層を
除去するエッチング工程と、第２導電型クラッド層を凸
型状のメサストライプに形成するエッチング工程と、有
機金属を用いた化学気相成長法により、メサストライプ
部の両側面に第１導電型の電流阻止層を選択的に成長形
成する工程と、上面に第２導電型のコンタクト層を成長
形成する工程とを含んでいる。更には、有機金属を用い
た化学気相成長法により、第１導電型半導体基板上に、
第１導電型バッファ層、第１導電型クラッド層、活性
層、第２導電型クラッド層、第２導電型エッチング停止
層、第２導電型クラッド層、第２導電型ヘテロバッファ
層、キャップ層を順次形成する工程と、水素を含むガス
雰囲気で室温まで降温させる工程と、キャップ層を除去
するエッチング工程と、上層の第２導電型クラッド層を
第２導電型エッチング停止層をストッパとして凸型状の
メサストライプに形成するエッチング工程と、有機金属
を用いた化学気相成長法により、メサストライプ部の両
側面に第１導電型の電流阻止層を選択的に成長形成する
工程と、上面に第２導電型のコンタクト層を成長形成す
る工程とを含んでいる。
【０００９】
【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（ａ）〜（ｆ）は本発明の第１の実施例を工程
順に示す縦断面図である。先ず、図１（ａ）に示す面方
位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１（不純物濃度：２×
１０18ｃｍ-3）上に、原料として、トリメチルインジウ
ム［（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ］、トリメチルガリウム［（ＣＨ
3 ）3 Ｇａ］、トリメチルアルミニウム［（ＣＨ3 ）3
Ａｌ］、トリエチルガリウム［（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ］、
ジメチルジンク［（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ］、ホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）を用い、減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、約７
００℃の温度で、図１（ｂ）に示すように、厚さ０．５
μｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層２（不純物濃度：１×１
０18ｃｍ-3）、厚さ１．０μｍのｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ
0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３（不純物濃度：５×
１０17ｃｍ-3）、厚さ０．０７μｍのＧａ0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ活性層４、厚さ１．０μｍのｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５、厚さ０．０５μ
ｍのｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６を順次
成長させる。更に、この上に厚さ約０．３μｍのｎ−Ｇ
ａＡｓキャップ層１１（不純物濃度：１×１０18ｃ
ｍ-3）を連続して形成する。そして、ｎ−ＧａＡｓキャ
ップ層１１の表面の熱的劣化を防ぎながら、アルシンガ
ス（ＡｓＨ3 ）及び水素ガス（Ｈ2 ）の雰囲気中で室温
まで降温させる。
る。図１（ａ）〜（ｆ）は本発明の第１の実施例を工程
順に示す縦断面図である。先ず、図１（ａ）に示す面方
位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板１（不純物濃度：２×
１０18ｃｍ-3）上に、原料として、トリメチルインジウ
ム［（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ］、トリメチルガリウム［（ＣＨ
3 ）3 Ｇａ］、トリメチルアルミニウム［（ＣＨ3 ）3
Ａｌ］、トリエチルガリウム［（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ］、
ジメチルジンク［（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ］、ホスフィン（Ｐ
Ｈ3 ）、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）を用い、減圧下でのＭＯＶＰＥ法により、約７
００℃の温度で、図１（ｂ）に示すように、厚さ０．５
μｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層２（不純物濃度：１×１
０18ｃｍ-3）、厚さ１．０μｍのｎ−（Ａｌ0.6 Ｇａ
0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層３（不純物濃度：５×
１０17ｃｍ-3）、厚さ０．０７μｍのＧａ0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ活性層４、厚さ１．０μｍのｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５、厚さ０．０５μ
ｍのｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６を順次
成長させる。更に、この上に厚さ約０．３μｍのｎ−Ｇ
ａＡｓキャップ層１１（不純物濃度：１×１０18ｃ
ｍ-3）を連続して形成する。そして、ｎ−ＧａＡｓキャ
ップ層１１の表面の熱的劣化を防ぎながら、アルシンガ
ス（ＡｓＨ3 ）及び水素ガス（Ｈ2 ）の雰囲気中で室温
まで降温させる。
【００１０】次に、図１（ｃ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層１１を、Ｈ3 ＰＯ4、Ｈ2 Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ
の混合液で全面をエッチングして除去する。続いて、ｐ
−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６の上にＣＶＤ
法によりＳｉＯ2 膜を形成し、これに写真蝕刻を施して
幅５μｍのストライプ状のＳｉＯ2膜マスク１３を形成
する。次いで、これをマスクに、Ｈ2 ＳＯ4 系の混合液
を用いて、図１（ｄ）に示すように、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５の途中まで約０．
２μｍのｐ−クラッド層５を残してエッチングして、ス
トライプ状のメサを形成する。
Ａｓキャップ層１１を、Ｈ3 ＰＯ4、Ｈ2 Ｏ2 、Ｈ2 Ｏ
の混合液で全面をエッチングして除去する。続いて、ｐ
−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６の上にＣＶＤ
法によりＳｉＯ2 膜を形成し、これに写真蝕刻を施して
幅５μｍのストライプ状のＳｉＯ2膜マスク１３を形成
する。次いで、これをマスクに、Ｈ2 ＳＯ4 系の混合液
を用いて、図１（ｄ）に示すように、ｐ−（Ａｌ0.6 Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５の途中まで約０．
２μｍのｐ−クラッド層５を残してエッチングして、ス
トライプ状のメサを形成する。
【００１１】次に、トリメチルガリウム［（ＣＨ3 ）3
Ｇａ］、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）を原料として減圧下での２回目のＭＯＶＰＥ成
長により、図１（ｅ）に示すように、ストライプ状のＳ
ｉＯ2 膜マスク１３を除く部分に、厚さ０．８μｍ（平
坦部）のｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７（不純物濃度：１×
１０18ｃｍ-3）を選択的に成長させる。その後、ＳｉＯ
2 膜マスク１３を除去し、トリメチルガリウム［（ＣＨ
3 ）3Ｇａ］、ジメチルジンク［（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ］、
アルシン（ＡｓＨ3 ）を原料として減圧下での３回目の
ＭＯＶＰＥ成長により、全面に厚さ３．０μｍのｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層８（不純物濃度：１×１０19ｃ
ｍ-3）を形成する。最後に、コンタクト層８の上面にｐ
側電極９を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側電
極１０を形成することにより、図１（ｆ）に示す構造の
半導体レーザが完成される。
Ｇａ］、アルシン（ＡｓＨ3 ）、ジシラン（Ｓｉ
2 Ｈ6 ）を原料として減圧下での２回目のＭＯＶＰＥ成
長により、図１（ｅ）に示すように、ストライプ状のＳ
ｉＯ2 膜マスク１３を除く部分に、厚さ０．８μｍ（平
坦部）のｎ−ＧａＡｓ電流阻止層７（不純物濃度：１×
１０18ｃｍ-3）を選択的に成長させる。その後、ＳｉＯ
2 膜マスク１３を除去し、トリメチルガリウム［（ＣＨ
3 ）3Ｇａ］、ジメチルジンク［（ＣＨ3 ）2 Ｚｎ］、
アルシン（ＡｓＨ3 ）を原料として減圧下での３回目の
ＭＯＶＰＥ成長により、全面に厚さ３．０μｍのｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層８（不純物濃度：１×１０19ｃ
ｍ-3）を形成する。最後に、コンタクト層８の上面にｐ
側電極９を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側電
極１０を形成することにより、図１（ｆ）に示す構造の
半導体レーザが完成される。
【００１２】この構造では、電流狭窄はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層７によって行われる。また、横モード制御はｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層７に光吸収を行わせてｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５に屈折率分
布を形成することにより達成される。そして、その製造
に際しては、第１回目のＭＯＶＰＥ法により、ｐ−（Ａ
ｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５とｐ−Ｇ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６の成長に続いて、
キャップ層１１を連続成長することにより、その後に表
面の熱的劣化を防ぐために水素を含むガス雰囲気におい
て室温まで降温する際に、キャップ層１１がバリアとし
て機能し、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ−Ｇａ
ＩｎＰヘテロバッファ層６の層中へ水素が取り込まれる
のを抑制する。このため、これらの層５，６におけるｐ
ドーパントの活性化率の低下を防ぎ、ｐキャリア濃度
を、例えばｐ−クラッド層５では３×１０17ｃｍ-3から
８×１０17ｃｍ-3以上のように２〜３倍に向上させるこ
とが可能となる。これにより、良好な高温での温度特性
を有し、信頼性の高いＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを
製造することが可能となる。
流阻止層７によって行われる。また、横モード制御はｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層７に光吸収を行わせてｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５に屈折率分
布を形成することにより達成される。そして、その製造
に際しては、第１回目のＭＯＶＰＥ法により、ｐ−（Ａ
ｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５とｐ−Ｇ
ａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロバッファ層６の成長に続いて、
キャップ層１１を連続成長することにより、その後に表
面の熱的劣化を防ぐために水素を含むガス雰囲気におい
て室温まで降温する際に、キャップ層１１がバリアとし
て機能し、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５とｐ−Ｇａ
ＩｎＰヘテロバッファ層６の層中へ水素が取り込まれる
のを抑制する。このため、これらの層５，６におけるｐ
ドーパントの活性化率の低下を防ぎ、ｐキャリア濃度
を、例えばｐ−クラッド層５では３×１０17ｃｍ-3から
８×１０17ｃｍ-3以上のように２〜３倍に向上させるこ
とが可能となる。これにより、良好な高温での温度特性
を有し、信頼性の高いＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザを
製造することが可能となる。
【００１３】なお、この実施例では、電流阻止層７をｎ
−ＧａＡｓで構成したが、導電型がｎ型で、Ａｌy Ｇａ
1-y Ａｓ（ｙ≦０．７）の範囲であれば、他の組成でも
さしつかえない。また、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロ
バッファ層６は、ｎ−ＧａＡｓキャップ層１１をエッチ
ング除去する際、キャップ層１１のみが選択的に化学エ
ッチングされるためのエッチング停止層としての役割を
果たすとともに、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層５とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との
間の電気抵抗を低減する役割を果たす。したがって、場
合によっては省略することも可能である。
−ＧａＡｓで構成したが、導電型がｎ型で、Ａｌy Ｇａ
1-y Ａｓ（ｙ≦０．７）の範囲であれば、他の組成でも
さしつかえない。また、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐヘテロ
バッファ層６は、ｎ−ＧａＡｓキャップ層１１をエッチ
ング除去する際、キャップ層１１のみが選択的に化学エ
ッチングされるためのエッチング停止層としての役割を
果たすとともに、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層５とｐ−ＧａＡｓコンタクト層８との
間の電気抵抗を低減する役割を果たす。したがって、場
合によっては省略することも可能である。
【００１４】図２（ａ）〜（ｆ）は本発明の第２の実施
例を示す工程順縦断面図である。本実施例では、第１回
目のＭＯＶＰＥ成長法により、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性
層４を形成するまでは第１実施例と同様である。本実施
例では、図２（ｂ）に示すように、ＧａＩｎＰ活性層４
を形成し、その上に厚さ０．２μｍのｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５を成長させた後、
厚さ４０Ａのｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐエッチング停止層
１２（不純物濃度：ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５と
同一濃度）を形成し、更にこの上に前記クラッド層５と
同じ組成のｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層５Ａを厚さ０．８μｍ形成する。これ以降の行
程は先の実施例と同じである。
例を示す工程順縦断面図である。本実施例では、第１回
目のＭＯＶＰＥ成長法により、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ活性
層４を形成するまでは第１実施例と同様である。本実施
例では、図２（ｂ）に示すように、ＧａＩｎＰ活性層４
を形成し、その上に厚さ０．２μｍのｐ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５を成長させた後、
厚さ４０Ａのｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐエッチング停止層
１２（不純物濃度：ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５と
同一濃度）を形成し、更にこの上に前記クラッド層５と
同じ組成のｐ−（Ａｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層５Ａを厚さ０．８μｍ形成する。これ以降の行
程は先の実施例と同じである。
【００１５】この実施例では、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
エッチング停止層１２が形成されていることにより、ｐ
−ＡｌＧａＩｎクラッド層５Ａでメサストライプ部を形
成する際には、このエッチング停止層１２でエッチング
が停止されるまでエッチングを行えばよいため、メサス
トライプ部の厚さを制御性よく形成できる利点がある。
エッチング停止層１２が形成されていることにより、ｐ
−ＡｌＧａＩｎクラッド層５Ａでメサストライプ部を形
成する際には、このエッチング停止層１２でエッチング
が停止されるまでエッチングを行えばよいため、メサス
トライプ部の厚さを制御性よく形成できる利点がある。
【００１６】ここで、ｐ−Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐエッチン
グ停止層１２の厚さは、発振光が実質的に吸収を受けな
いようにするために４０Åと薄く形成することが肝要で
ある。なお、前記各実施例では、キャップ層１１とし
て、厚さ０．３μｍのｎ−ＧａＡｓ（不純物濃度：１×
１０18ｃｍ-3）を用いているが、他の組成、導電型、濃
度の層でもさしつかえない。ただし、層厚は効果を得る
ために少なくとも０．２μｍ必要である。
グ停止層１２の厚さは、発振光が実質的に吸収を受けな
いようにするために４０Åと薄く形成することが肝要で
ある。なお、前記各実施例では、キャップ層１１とし
て、厚さ０．３μｍのｎ−ＧａＡｓ（不純物濃度：１×
１０18ｃｍ-3）を用いているが、他の組成、導電型、濃
度の層でもさしつかえない。ただし、層厚は効果を得る
ために少なくとも０．２μｍ必要である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
有機金属を用いた化学気相成長法により、第１導電型半
導体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電
型クラッド層を形成した後に、化学気相成長法によりキ
ャップ層を成長形成し、このキャップ層を形成した状態
で水素を含むガス雰囲気での降温を行なっているため、
第２導電型クラッド層に水素が取り込まれるのを抑制
し、ドーパントの活性化率の低下を防ぎ、キャリア濃度
を高め、高温での温度特性を改善し、信頼性の高いＡｌ
ＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを実現することができ
る。
有機金属を用いた化学気相成長法により、第１導電型半
導体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電
型クラッド層を形成した後に、化学気相成長法によりキ
ャップ層を成長形成し、このキャップ層を形成した状態
で水素を含むガス雰囲気での降温を行なっているため、
第２導電型クラッド層に水素が取り込まれるのを抑制
し、ドーパントの活性化率の低下を防ぎ、キャリア濃度
を高め、高温での温度特性を改善し、信頼性の高いＡｌ
ＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザを実現することができ
る。
【００１８】また、第２導電型クラッド層の上に第２導
電型ヘテロバッファ層を形成し、その上にキャップ層を
形成した上で、水素を含むガス雰囲気で室温まで降温さ
せることにより、降温中に第２導電型クラッド層と第２
導電型ヘテロバッファ層の各層中へ水素が取り込まれる
のを抑制し、前記と同様に高温での温度特性を改善した
高信頼性の半導体レーザを得ることができる。機金属を
用いた化学気相成長法により、メサストライプ部の両側
面に第１導電型の電流阻止層を選択的に成長形成する工
程と、上面に第２導電型のコンタクト層を成長形成する
工程とを含んでいる。
電型ヘテロバッファ層を形成し、その上にキャップ層を
形成した上で、水素を含むガス雰囲気で室温まで降温さ
せることにより、降温中に第２導電型クラッド層と第２
導電型ヘテロバッファ層の各層中へ水素が取り込まれる
のを抑制し、前記と同様に高温での温度特性を改善した
高信頼性の半導体レーザを得ることができる。機金属を
用いた化学気相成長法により、メサストライプ部の両側
面に第１導電型の電流阻止層を選択的に成長形成する工
程と、上面に第２導電型のコンタクト層を成長形成する
工程とを含んでいる。
【００１９】更に、第２導電型クラッド層の上に第２導
電型エッチング停止層、第２導電型クラッド層、第２導
電型ヘテロバッファ層を形成し、その上にキャップ層を
形成することにより、水素を含むガス雰囲気で室温まで
降温させたときに、第２導電型クラッド層と第２導電型
ヘテロバッファ層への水素の取込みを抑制するととも
に、第２導電型エッチング停止層のストッパ作用によっ
て上層の第２導電型クラッド層で形成するメサストライ
プの厚さを高精度に管理することができる効果がある。
電型エッチング停止層、第２導電型クラッド層、第２導
電型ヘテロバッファ層を形成し、その上にキャップ層を
形成することにより、水素を含むガス雰囲気で室温まで
降温させたときに、第２導電型クラッド層と第２導電型
ヘテロバッファ層への水素の取込みを抑制するととも
に、第２導電型エッチング停止層のストッパ作用によっ
て上層の第２導電型クラッド層で形成するメサストライ
プの厚さを高精度に管理することができる効果がある。
【図１】本発明の第１実施例を製造工程順に示す縦断面
図である。
図である。
【図２】本発明の第２実施例を製造工程順に示す縦断面
図である。
図である。
【図３】従来の製造方法の一例を製造工程順に示す縦断
面図である。
面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ４ ＧａＩｎＰ活性層 ５，５Ａ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ６ ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層 ７ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ８ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ９ ｐ側電極 １０ ｎ側電極 １１ ｎＧａＡｓキャップ層 １２ ｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層 １３ マスク
Claims (3)
- 【請求項１】 有機金属を用いた化学気相成長法によ
り、第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、
活性層、第２導電型クラッド層を形成し、かつその後に
水素を含むガス雰囲気で降温させる工程を含む半導体レ
ーザの製造方法において、前記第２導電型クラッド層を
形成した後に化学気相成長法によりキャップ層を成長形
成する工程と、このキャップ層を形成した状態で前記降
温を行う工程と、その後に前記キャップ層を除去するエ
ッチング工程とを含むことを特徴とする半導体レーザの
製造方法。 - 【請求項２】 有機金属を用いた化学気相成長法によ
り、第１導電型半導体基板上に、第１導電型バッファ
層、第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型クラッ
ド層、第２導電型ヘテロバッファ層、キャップ層を順次
形成する工程と、水素を含むガス雰囲気で室温まで降温
させる工程と、前記キャップ層を除去するエッチング工
程と、前記第２導電型クラッド層を凸型状のメサストラ
イプに形成するエッチング工程と、有機金属を用いた化
学気相成長法により、メサストライプ部の両側面に第１
導電型の電流阻止層を選択的に成長形成する工程と、上
面に第２導電型のコンタクト層を成長形成する工程とを
含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 有機金属を用いた化学気相成長法によ
り、第１導電型半導体基板上に、第１導電型バッファ
層、第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型クラッ
ド層、第２導電型エッチング停止層、第２導電型クラッ
ド層、第２導電型ヘテロバッファ層、キャップ層を順次
形成する工程と、水素を含むガス雰囲気で室温まで降温
させる工程と、前記キャップ層を除去するエッチング工
程と、前記上層の第２導電型クラッド層を第２導電型エ
ッチング停止層をストッパとして凸型状のメサストライ
プに形成するエッチング工程と、有機金属を用いた化学
気相成長法により、メサストライプ部の両側面に第１導
電型の電流阻止層を選択的に成長形成する工程と、上面
に第２導電型のコンタクト層を成長形成する工程とを含
むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20208093A JPH0738200A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20208093A JPH0738200A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0738200A true JPH0738200A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16451633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20208093A Pending JPH0738200A (ja) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0738200A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007116564A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172288A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Nec Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH02262388A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Toshiba Corp | 半導体発光装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP20208093A patent/JPH0738200A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172288A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Nec Corp | 半導体レーザ装置 |
| JPH02262388A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Toshiba Corp | 半導体発光装置の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007116564A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
| US7693202B2 (en) | 2006-03-31 | 2010-04-06 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
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