JPH0923038A - 半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子およびその製造方法Info
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- JPH0923038A JPH0923038A JP17175895A JP17175895A JPH0923038A JP H0923038 A JPH0923038 A JP H0923038A JP 17175895 A JP17175895 A JP 17175895A JP 17175895 A JP17175895 A JP 17175895A JP H0923038 A JPH0923038 A JP H0923038A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】動作電流を小さく、またばらつきも小さくし、
半導体レーザ素子の製造歩留りを向上させる。 【構成】第１導電型のＧａＡｓ基板１の一主面上に、第
１導電型のAlX Ga1- X Asの組成の第１クラッド層３、Al
Y Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の活性層４、第２
導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッド層５、第２
導電型のGaAsのキップ層６、第１導電型のレーザ光軸と
平行に２つの区域に分割されている電流狭窄層８、第２
導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ層および
電流狭窄層上に形成される第３クラッド層９、第２導電
型のGaAsのコンタクト層が順に積層されているAlGaAs系
半導体レーザ素子において、電流狭窄層８と第３クラッ
ド層との間にまたは電流狭窄層下部とキャップ層との間
に不純物の拡散防止層１３、１４を設ける。またはスト
ライプ部に高抵抗層を生じさせない。
半導体レーザ素子の製造歩留りを向上させる。 【構成】第１導電型のＧａＡｓ基板１の一主面上に、第
１導電型のAlX Ga1- X Asの組成の第１クラッド層３、Al
Y Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の活性層４、第２
導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッド層５、第２
導電型のGaAsのキップ層６、第１導電型のレーザ光軸と
平行に２つの区域に分割されている電流狭窄層８、第２
導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ層および
電流狭窄層上に形成される第３クラッド層９、第２導電
型のGaAsのコンタクト層が順に積層されているAlGaAs系
半導体レーザ素子において、電流狭窄層８と第３クラッ
ド層との間にまたは電流狭窄層下部とキャップ層との間
に不純物の拡散防止層１３、１４を設ける。またはスト
ライプ部に高抵抗層を生じさせない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Al Y Ga1-Y As （０≦
ｙ≦１）からなる活性層を有し、近赤外光を出射するAl
X Ga1-X As系（０≦ｘ≦１）半導体レーザ素子に関す
る。
ｙ≦１）からなる活性層を有し、近赤外光を出射するAl
X Ga1-X As系（０≦ｘ≦１）半導体レーザ素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】単一横モードで発振するAlx Ga1-x As系
（０≦ｘ≦１）半導体レーザ素子（以下ＬＤ素子と略
す）の従来例について図面をもとに説明する。この例で
はGaAs基板の導電型をｎ型としたがｐ型の場合は以下の
全ての導電型を逆にすればよい。図９は、従来のＬＤ素
子のへき開面に平行な断面模式図である。ＬＤ素子のへ
き開面の法線はレーザ放射光の光軸でもある。ｎ型のGa
As基板１のへき開面に垂直な面（以後素子面と言う）上
に、n 型のバッファ層２、ｎ型の第１クラッド層３、活
性層４、ｐ型の第２クラッド層５、ｐ型のGaAsキャップ
層６、ｎ型の電流狭窄層８、ｐ型の第３クラッド層９、
ｐ型のコンタクト層１０がこの順に積層されている。た
だし、電流狭窄層８は素子面の中央の両へき開面間を垂
直に貫通している幅が数μm のストライプ状の部分（以
後ストライプと言う）を挟んで２つの部分に別れてい
る。ストライプは第３クラッド層９で埋まっており、Ga
Asキャップ層６と第３クラッド層９とは隣接している。
バッファ層２はGaAs基板１と第１クラッド層３と間の結
晶格子の整合をとるための層であり必ずしも必要ではな
い。
（０≦ｘ≦１）半導体レーザ素子（以下ＬＤ素子と略
す）の従来例について図面をもとに説明する。この例で
はGaAs基板の導電型をｎ型としたがｐ型の場合は以下の
全ての導電型を逆にすればよい。図９は、従来のＬＤ素
子のへき開面に平行な断面模式図である。ＬＤ素子のへ
き開面の法線はレーザ放射光の光軸でもある。ｎ型のGa
As基板１のへき開面に垂直な面（以後素子面と言う）上
に、n 型のバッファ層２、ｎ型の第１クラッド層３、活
性層４、ｐ型の第２クラッド層５、ｐ型のGaAsキャップ
層６、ｎ型の電流狭窄層８、ｐ型の第３クラッド層９、
ｐ型のコンタクト層１０がこの順に積層されている。た
だし、電流狭窄層８は素子面の中央の両へき開面間を垂
直に貫通している幅が数μm のストライプ状の部分（以
後ストライプと言う）を挟んで２つの部分に別れてい
る。ストライプは第３クラッド層９で埋まっており、Ga
Asキャップ層６と第３クラッド層９とは隣接している。
バッファ層２はGaAs基板１と第１クラッド層３と間の結
晶格子の整合をとるための層であり必ずしも必要ではな
い。
【０００３】ＬＤ素子の両素子面には電流を流すための
ｐ側電極１１、ｎ側電極１２がそれぞれ積層される。ｐ
側からｎ側に順方向電流を流す場合に、この電流狭窄層
８とGaAsキャップ層６または第２クラッド層５との界面
に形成されているｐ−ｎ接合は逆方向となり電流は流れ
ず、ストライプだけに順方向電流が集中して流れる。従
って、ストライプに近接している活性層４を横切る電流
は略ストライプ幅に集中する。さらに、電流狭窄層８は
活性層４で発光した光の吸収層の役割を持っており、ス
トライプのサイズを適切に選ぶことにより素子の安定な
横モード発振を可能とし、発振しきい値電流を低減させ
ることができる。
ｐ側電極１１、ｎ側電極１２がそれぞれ積層される。ｐ
側からｎ側に順方向電流を流す場合に、この電流狭窄層
８とGaAsキャップ層６または第２クラッド層５との界面
に形成されているｐ−ｎ接合は逆方向となり電流は流れ
ず、ストライプだけに順方向電流が集中して流れる。従
って、ストライプに近接している活性層４を横切る電流
は略ストライプ幅に集中する。さらに、電流狭窄層８は
活性層４で発光した光の吸収層の役割を持っており、ス
トライプのサイズを適切に選ぶことにより素子の安定な
横モード発振を可能とし、発振しきい値電流を低減させ
ることができる。
【０００４】このようなＬＤは通常次のようにして製造
される。図１０は従来のＬＤ素子の主な製造工程後のウ
ェハの一部を示し、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニン
グ工程後のへき開面断面図、（ｂ）は電流狭窄層の選択
エピタキシャル成長後のへき開面断面図、（ｃ）は電極
用金属膜成膜後のへき開面断面図である。まず、ｎ型Ga
As基板１（Ｓｉドープ、キャリア濃度２×１０18／c
m3 、厚さ３００μm ）上に、有機金属気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）を用いてバッファ層２（ｎ型、厚さ０．２
μm ）、第１クラッド層３（ｎ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 、厚さ１μm ）、活
性層４（ノンドープＡｌ0.1 Ｇａ 0.9 Ａｓ、厚さ０．１
μm ）、第２クラッド層５（ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 、厚さ０．３μm
）、GaAsキャップ層６（ｐ型GaAs、キャリア濃度１×
１０18／cm3 、厚さ０. ０１μm ）を順次成長させる。
なお、このGaAsキャップ層６は、以降の酸化膜成膜工程
とそのパターニング工程が直接GaAlAs層に適用されると
高抵抗のAl酸化膜が生成されるので、これを防止するた
めに設けている。
される。図１０は従来のＬＤ素子の主な製造工程後のウ
ェハの一部を示し、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニン
グ工程後のへき開面断面図、（ｂ）は電流狭窄層の選択
エピタキシャル成長後のへき開面断面図、（ｃ）は電極
用金属膜成膜後のへき開面断面図である。まず、ｎ型Ga
As基板１（Ｓｉドープ、キャリア濃度２×１０18／c
m3 、厚さ３００μm ）上に、有機金属気相成長法（Ｍ
ＯＣＶＤ法）を用いてバッファ層２（ｎ型、厚さ０．２
μm ）、第１クラッド層３（ｎ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 、厚さ１μm ）、活
性層４（ノンドープＡｌ0.1 Ｇａ 0.9 Ａｓ、厚さ０．１
μm ）、第２クラッド層５（ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 、厚さ０．３μm
）、GaAsキャップ層６（ｐ型GaAs、キャリア濃度１×
１０18／cm3 、厚さ０. ０１μm ）を順次成長させる。
なお、このGaAsキャップ層６は、以降の酸化膜成膜工程
とそのパターニング工程が直接GaAlAs層に適用されると
高抵抗のAl酸化膜が生成されるので、これを防止するた
めに設けている。
【０００５】次に、このウェハ上に酸化ケイ素層７をス
ッパタ法により付着させ、フォトレジストを塗布してパ
ターニングを行いキャップ層６の上に幅５μm のストラ
イプ状マスクを形成する。この状態が図７（ａ）であ
る。次に、再度ＭＯＣＶＤ法を用いて電流狭窄層８（ｎ
型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm3 、厚さ０．３μ
m ）を成長させる。この時、選択成長が起こり酸化ケイ
素層７上にはGaAsは成長しない。この状態が図７（ｂ）
である。
ッパタ法により付着させ、フォトレジストを塗布してパ
ターニングを行いキャップ層６の上に幅５μm のストラ
イプ状マスクを形成する。この状態が図７（ａ）であ
る。次に、再度ＭＯＣＶＤ法を用いて電流狭窄層８（ｎ
型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm3 、厚さ０．３μ
m ）を成長させる。この時、選択成長が起こり酸化ケイ
素層７上にはGaAsは成長しない。この状態が図７（ｂ）
である。
【０００６】そしてＭＯＣＶＤ装置から取り出し酸化ケ
イ素層７を除去したのちに、第３クラッド層９（ｐ型Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 、
厚さ０．８μm ）およびコンタクト層１０（ｐ型GaAs、
キャリア濃度１×１０19／cm 3 、厚さ５．０μm ）を成
長する。最後に、ウェハ上下のｐ側電極１１、ｎ側電極
１２を形成する。この状態が図７（ｃ）である。
イ素層７を除去したのちに、第３クラッド層９（ｐ型Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 、
厚さ０．８μm ）およびコンタクト層１０（ｐ型GaAs、
キャリア濃度１×１０19／cm 3 、厚さ５．０μm ）を成
長する。最後に、ウェハ上下のｐ側電極１１、ｎ側電極
１２を形成する。この状態が図７（ｃ）である。
【０００７】上記の製造工程の後、ウェハを( 図７の紙
面に平行に) へき開しバーとし、さらにこのバーをスク
ライブして、個別のレーザ素子は得られる。
面に平行に) へき開しバーとし、さらにこのバーをスク
ライブして、個別のレーザ素子は得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようにして製造されるＬＤ素子には以下のような問題点
がある。電流狭窄層８には、次に第３クラッド層９とコ
ンタクト層１０がエピタキシャル成長される。これらの
エピタキシャル成長中に、電流狭窄層８へキャップ層
６、第２クラッド層５または第３クラッド層９のドーパ
ントであるＺｎ（アクセプタ）が拡散し、電流狭窄層８
のキャリア濃度が低下し、完全なｐ−ｎ接合が形成でき
ないことがウェハの一部に起こる。その結果、ＬＤ素子
は電流狭窄が充分に行われず、動作電流が増加し極端な
場合にはレーザ発振をしないなどの不良素子となる。
ようにして製造されるＬＤ素子には以下のような問題点
がある。電流狭窄層８には、次に第３クラッド層９とコ
ンタクト層１０がエピタキシャル成長される。これらの
エピタキシャル成長中に、電流狭窄層８へキャップ層
６、第２クラッド層５または第３クラッド層９のドーパ
ントであるＺｎ（アクセプタ）が拡散し、電流狭窄層８
のキャリア濃度が低下し、完全なｐ−ｎ接合が形成でき
ないことがウェハの一部に起こる。その結果、ＬＤ素子
は電流狭窄が充分に行われず、動作電流が増加し極端な
場合にはレーザ発振をしないなどの不良素子となる。
【０００９】２分割の電流狭窄層８を形成するには、ス
トライプ状にパターニングされた酸化ケイ素層７をマス
クとして選択成長が行われるが、この酸化ケイ素層７の
成膜時にキャップ層６の表面が酸化さる。この酸化層は
酸化ケイ素層７のエッチングによる除去に際しても、次
の第３クラッド層の成膜時にも除去されず高抵抗層とし
て残るので、動作閾値電流は大きくなり、極端な場合に
はレーザ発振をしないなどの不良素子となる。
トライプ状にパターニングされた酸化ケイ素層７をマス
クとして選択成長が行われるが、この酸化ケイ素層７の
成膜時にキャップ層６の表面が酸化さる。この酸化層は
酸化ケイ素層７のエッチングによる除去に際しても、次
の第３クラッド層の成膜時にも除去されず高抵抗層とし
て残るので、動作閾値電流は大きくなり、極端な場合に
はレーザ発振をしないなどの不良素子となる。
【００１０】この発明の目的は、高濃度にドープされた
キャップ層６、第２クラッド層５または第３クラッド層
９からのドーパントの拡散を抑制し、電流狭窄層前後の
ｐ−ｎ接合および活性層のｐ−ｎ接合を所定の位置に形
成し、また、第３クラッド層とキャップ層との間の抵抗
値を下げ、動作電流を小さくし、ＬＤ素子の製造歩留り
を向上させることにある。
キャップ層６、第２クラッド層５または第３クラッド層
９からのドーパントの拡散を抑制し、電流狭窄層前後の
ｐ−ｎ接合および活性層のｐ−ｎ接合を所定の位置に形
成し、また、第３クラッド層とキャップ層との間の抵抗
値を下げ、動作電流を小さくし、ＬＤ素子の製造歩留り
を向上させることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上
に、第１導電型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の
第１クラッド層、AlY Ga 1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組
成の活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２ク
ラッド層、第２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型の
レーザ光軸と平行に２つの区域に分割されている電流狭
窄層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャッ
プ層および電流狭窄層上に形成される第３クラッド層、
第２導電型のGaAsのコンタクト層が順に積層されている
AlGaAs系半導体レーザ素子において、電流狭窄層と第３
クラッド層との間に拡散防止層を設けることとする。
めに本発明は、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上
に、第１導電型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の
第１クラッド層、AlY Ga 1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組
成の活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２ク
ラッド層、第２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型の
レーザ光軸と平行に２つの区域に分割されている電流狭
窄層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャッ
プ層および電流狭窄層上に形成される第３クラッド層、
第２導電型のGaAsのコンタクト層が順に積層されている
AlGaAs系半導体レーザ素子において、電流狭窄層と第３
クラッド層との間に拡散防止層を設けることとする。
【００１２】また、上記半導体レーザ素子において、第
２導電型のGaAsのキャップ層と電流狭窄層との間に拡散
防止層を設けたことを特徴とする半導体レーザ素子。ま
た、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電
型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１クラッド
層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の活性層、
第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッド層、第
２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型のレーザ光軸と
平行に２つの区域に分割されている電流狭窄層、第２導
電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ層および電
流狭窄層上に形成される第３クラッド層、第２導電型の
GaAsのコンタクト層が順に積層されているAlGaAs系半導
体レーザ素子の製造方法において、第２導電型のGaAsの
キャップ層と第３クラッド層との間をエッチング処理
し、ＧａＡｓ酸化膜を除去することとする。
２導電型のGaAsのキャップ層と電流狭窄層との間に拡散
防止層を設けたことを特徴とする半導体レーザ素子。ま
た、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電
型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１クラッド
層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の活性層、
第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッド層、第
２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型のレーザ光軸と
平行に２つの区域に分割されている電流狭窄層、第２導
電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ層および電
流狭窄層上に形成される第３クラッド層、第２導電型の
GaAsのコンタクト層が順に積層されているAlGaAs系半導
体レーザ素子の製造方法において、第２導電型のGaAsの
キャップ層と第３クラッド層との間をエッチング処理
し、ＧａＡｓ酸化膜を除去することとする。
【００１３】また、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面
上に、第１導電型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成
の第１クラッド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の
組成の活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２
クラッド層、第２導電型のGaAsのキャップ層、第２導電
型で第１導電型を挟む積層としレーザ光軸と平行に２つ
の区域に分割されている電流狭窄層、第２導電型のAlX
Ga1-X Asの組成の第３クラッド層、第２導電型のGaAsの
コンタクト層が順に層されているAlGaAs系半導体レーザ
素子において、第２導電型（ｐ型）の層のうち少なくと
も第２クラッド層、第２導電型のGaAsのキップ層および
第３クラッド層へのドーパントとしてＣ（カーボン）を
用いることとする また、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導
電型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１クラッ
ド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の活性
層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッド
層、第２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型のレーザ
光軸と平行に２つの区域に分割されている電流狭窄層、
第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ層お
よび電流狭窄層上に形成される第３クラッド層、第２導
電型のGaAsのコンタクト層が順に積層されているAlGaAs
系半導体レーザ素子の製造方法において、ＧａＡｓ基板
上から電流狭窄層までを一度に積層し電流狭窄層をエッ
チングにより２分割することとする。
上に、第１導電型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成
の第１クラッド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の
組成の活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２
クラッド層、第２導電型のGaAsのキャップ層、第２導電
型で第１導電型を挟む積層としレーザ光軸と平行に２つ
の区域に分割されている電流狭窄層、第２導電型のAlX
Ga1-X Asの組成の第３クラッド層、第２導電型のGaAsの
コンタクト層が順に層されているAlGaAs系半導体レーザ
素子において、第２導電型（ｐ型）の層のうち少なくと
も第２クラッド層、第２導電型のGaAsのキップ層および
第３クラッド層へのドーパントとしてＣ（カーボン）を
用いることとする また、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導
電型のAlX Ga1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１クラッ
ド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の活性
層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッド
層、第２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型のレーザ
光軸と平行に２つの区域に分割されている電流狭窄層、
第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ層お
よび電流狭窄層上に形成される第３クラッド層、第２導
電型のGaAsのコンタクト層が順に積層されているAlGaAs
系半導体レーザ素子の製造方法において、ＧａＡｓ基板
上から電流狭窄層までを一度に積層し電流狭窄層をエッ
チングにより２分割することとする。
【００１４】
【作用】本発明によれば、電流狭窄層と第３クラッド層
との間にエッチング処理により拡散防止層を設け、また
は電流狭窄層とキャップ層との間にエッチング処理によ
り拡散防止層を設ける。そのため、キャップ層以降の各
層の成長時の高温下においても、キャップ層、第２クラ
ッド層および第３クラッド層のドーパントＺｎの拡散は
は拡散防止層により抑制される。従って、電流狭窄層の
両境界面に所定のｐ−ｎ接合が形成され、電流狭窄が損
なわれることはない。
との間にエッチング処理により拡散防止層を設け、また
は電流狭窄層とキャップ層との間にエッチング処理によ
り拡散防止層を設ける。そのため、キャップ層以降の各
層の成長時の高温下においても、キャップ層、第２クラ
ッド層および第３クラッド層のドーパントＺｎの拡散は
は拡散防止層により抑制される。従って、電流狭窄層の
両境界面に所定のｐ−ｎ接合が形成され、電流狭窄が損
なわれることはない。
【００１５】キャップ層と第３クラッド層との接合層を
良好とするためにエッチング処理によりGaAs酸化層を除
去することにより、GaAs界面の結晶性は乱れず第３クラ
ッド層との接合部の抵抗値は大きくならず、低動作電流
で発光することが可能となる。また、本発明によれば、
第２クラッド層から第３クラッド層までのｐ型層のドー
パントとして、Ｃ（カーボン）を用いるので、電流狭窄
層への拡散を防止することができる。拡散係数がＺｎに
比べてＣは、成長温度８００℃で３．１×１０ -1cm2/s
と２桁程度小さいことから拡散距離を小さくすることが
できる。また、このＣはドーパント剤として設けるので
は無くトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧと記す）やト
リエチルガリウム（以下、ＴＥＧと記す）中のトリメチ
ル基、トリエチル基のＣを膜中に取り込みドーピングす
る。
良好とするためにエッチング処理によりGaAs酸化層を除
去することにより、GaAs界面の結晶性は乱れず第３クラ
ッド層との接合部の抵抗値は大きくならず、低動作電流
で発光することが可能となる。また、本発明によれば、
第２クラッド層から第３クラッド層までのｐ型層のドー
パントとして、Ｃ（カーボン）を用いるので、電流狭窄
層への拡散を防止することができる。拡散係数がＺｎに
比べてＣは、成長温度８００℃で３．１×１０ -1cm2/s
と２桁程度小さいことから拡散距離を小さくすることが
できる。また、このＣはドーパント剤として設けるので
は無くトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧと記す）やト
リエチルガリウム（以下、ＴＥＧと記す）中のトリメチ
ル基、トリエチル基のＣを膜中に取り込みドーピングす
る。
【００１６】第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、
第１クラッド層から電流狭窄層までを積層した後、電流
狭窄層をパターニングにより２つの区域に分割しキャッ
プ層と酸化ケイ素膜とを接しないようにしたので、酸化
ケイ素層からのＳｉの拡散や酸素によるGaAs酸化層は形
成されず、電流経路であるストライプの抵抗値を大きく
ならず、低動作電流が可能となる。
第１クラッド層から電流狭窄層までを積層した後、電流
狭窄層をパターニングにより２つの区域に分割しキャッ
プ層と酸化ケイ素膜とを接しないようにしたので、酸化
ケイ素層からのＳｉの拡散や酸素によるGaAs酸化層は形
成されず、電流経路であるストライプの抵抗値を大きく
ならず、低動作電流が可能となる。
【００１７】
実施例１ 次に本発明を実施例に基づき説明する。図１は本発明に
係る実施例の主な製造工程後のウェハの模式図であり、
（ａ）二酸化ケイ素層ストライプ形成後の断面図、
（ｂ）電流狭窄層成長後の断面図、（ｃ）は電極用金属
成膜後の断面図である。
係る実施例の主な製造工程後のウェハの模式図であり、
（ａ）二酸化ケイ素層ストライプ形成後の断面図、
（ｂ）電流狭窄層成長後の断面図、（ｃ）は電極用金属
成膜後の断面図である。
【００１８】先ず、ｎ型GaAs基板１（Ｓｉドープ、キャ
リア濃度２×１０18／cm3 、厚さ３００μm ）上に、有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて厚さ０．２
μmのｎ型GaAsからなるバッファ層２、第１クラッド層
３（ｎ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓキャリア濃度５×１０17
／cm3 、厚さ１μm ）、活性層４（ノンドープＡｌ0. 1
Ｇａ0.9 Ａｓ、厚さ０．１μm ）、第２クラッド層５
（ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5Ａｓ キャリア濃度５×１０17
／cm3 、厚さ０．３μm ）、GaAsキャップ層６（ｐ型 G
aAs 、キャリア濃度１×１０18／cm3 、厚さ０. ０１μ
m ）を順次形成する。バッファ層２はGaAs基板１と第１
クラッド層３と間の結晶格子の整合をとるための層であ
り必ずしも必要ではない。
リア濃度２×１０18／cm3 、厚さ３００μm ）上に、有
機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いて厚さ０．２
μmのｎ型GaAsからなるバッファ層２、第１クラッド層
３（ｎ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓキャリア濃度５×１０17
／cm3 、厚さ１μm ）、活性層４（ノンドープＡｌ0. 1
Ｇａ0.9 Ａｓ、厚さ０．１μm ）、第２クラッド層５
（ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5Ａｓ キャリア濃度５×１０17
／cm3 、厚さ０．３μm ）、GaAsキャップ層６（ｐ型 G
aAs 、キャリア濃度１×１０18／cm3 、厚さ０. ０１μ
m ）を順次形成する。バッファ層２はGaAs基板１と第１
クラッド層３と間の結晶格子の整合をとるための層であ
り必ずしも必要ではない。
【００１９】なお、このGaAsキャップ層６は、以降の酸
化膜成膜工程とそのパターニング工程が直接GaAlAs層に
適用されると高抵抗のAl酸化膜の生成されるので、これ
を防止するために設けている。次に、このウェハ上に厚
さ０．０４μm の酸化ケイ素層を電子ビーム蒸着法で、
さらに厚さ０．１μm をスパッタ法で積層する。また、
スパッタ法のみでの積層する。ＥＢ法で形成した二酸化
ケイ素膜はスパッタ法で積層した二酸化ケイ素膜の２０
倍のエッチング速度をもつ。
化膜成膜工程とそのパターニング工程が直接GaAlAs層に
適用されると高抵抗のAl酸化膜の生成されるので、これ
を防止するために設けている。次に、このウェハ上に厚
さ０．０４μm の酸化ケイ素層を電子ビーム蒸着法で、
さらに厚さ０．１μm をスパッタ法で積層する。また、
スパッタ法のみでの積層する。ＥＢ法で形成した二酸化
ケイ素膜はスパッタ法で積層した二酸化ケイ素膜の２０
倍のエッチング速度をもつ。
【００２０】通常のパターニングにより、幅３μm のス
トライプ状酸化ケイ素マスク７を形成する。この状態を
図１（ａ）に示す。に、酸化ケイ素マスク７を選択成長
用マスクとして利用し、減圧の有機金属化学気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）により、電流狭窄層８（ｐ型GaAs、キ
ャリア濃度１×１０19／cm3 、厚さ０．０１５μm 、ｎ
型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm 3 、厚さ０．１５
μm 、ｐ型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm3 、厚さ
０．０１５μm ）を形成する。図１（ｂ）に示す。
トライプ状酸化ケイ素マスク７を形成する。この状態を
図１（ａ）に示す。に、酸化ケイ素マスク７を選択成長
用マスクとして利用し、減圧の有機金属化学気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）により、電流狭窄層８（ｐ型GaAs、キ
ャリア濃度１×１０19／cm3 、厚さ０．０１５μm 、ｎ
型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm 3 、厚さ０．１５
μm 、ｐ型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm3 、厚さ
０．０１５μm ）を形成する。図１（ｂ）に示す。
【００２１】次いで、ＭＯＣＶＤ装置から取り出し電流
狭窄層８の上部をリン酸系あるいはヨウ素系エッチング
液を用いてソフトエッチングし拡散防止層１３を形成す
る。リン酸系エッチング液の組成は H3PO4: H2O2: H2O
=2:1:27 とし、ヨウ素系エッチング液はKI:I2 :H2O=24
g:12g:20ml とした。このエッチング速度は０．００１
μm/min である。エッチング時間は数秒程度である。
狭窄層８の上部をリン酸系あるいはヨウ素系エッチング
液を用いてソフトエッチングし拡散防止層１３を形成す
る。リン酸系エッチング液の組成は H3PO4: H2O2: H2O
=2:1:27 とし、ヨウ素系エッチング液はKI:I2 :H2O=24
g:12g:20ml とした。このエッチング速度は０．００１
μm/min である。エッチング時間は数秒程度である。
【００２２】次いで、酸化ケイ素マスク７を除去し、厚
さ１．１μm の第３クラッド層９(ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 ）およびコン
タクト層１０（ｐ型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm
3 、厚さ５．０μm ）を成長する。最後に、ウェハ上下
のｐ側電極１１、ｎ側電極１２を形成する。この状態を
図１（ｃ）に示す。
さ１．１μm の第３クラッド層９(ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓ、キャリア濃度５×１０17／cm3 ）およびコン
タクト層１０（ｐ型GaAs、キャリア濃度１×１０19／cm
3 、厚さ５．０μm ）を成長する。最後に、ウェハ上下
のｐ側電極１１、ｎ側電極１２を形成する。この状態を
図１（ｃ）に示す。
【００２３】上記の製造工程の後、ウェハを( 図１の紙
面に平行に) へき開しバーとし、さらにこのバーをスク
ライブして、個別のレーザ素子は得られる。なお、動作
電流は2 つの電流狭窄層８の間のストライプ部を流れ、
電流狭窄層へは流れない。本実施例によって製造した半
導体レーザ素子１０００個と従来技術により製作した素
子１０００個について、レーザ発振出力３m Ｗ時の動作
電流の度数分布を調べた。図２はレーザ発振動作電流の
度数分布グラフであり（ａ）は本発明に係る半導体レー
ザ素子のグラフであり、（ｂ）従来技術によるレーザ素
子のグラフである。従来技術の場合は、平均動作電流は
４７m Ａであり、ばらつきは片側４３％であるのに対
し、本発明の場合は平均動作電流は４３m Ａと小さくな
り、ばらつきは片側３５％と狭くなり、動作電流が５０
m Ａ以下を良品として良品率は６５％から９３％へと向
上した。拡散防止層挿入の効果は明らかである。 実施例２ 実施例１と同様の層構成および製造方法とし、キャップ
層上部をリン酸系あるいはヨウ素系を用いてソフトエッ
チングし拡散防止層１４を形成した。
面に平行に) へき開しバーとし、さらにこのバーをスク
ライブして、個別のレーザ素子は得られる。なお、動作
電流は2 つの電流狭窄層８の間のストライプ部を流れ、
電流狭窄層へは流れない。本実施例によって製造した半
導体レーザ素子１０００個と従来技術により製作した素
子１０００個について、レーザ発振出力３m Ｗ時の動作
電流の度数分布を調べた。図２はレーザ発振動作電流の
度数分布グラフであり（ａ）は本発明に係る半導体レー
ザ素子のグラフであり、（ｂ）従来技術によるレーザ素
子のグラフである。従来技術の場合は、平均動作電流は
４７m Ａであり、ばらつきは片側４３％であるのに対
し、本発明の場合は平均動作電流は４３m Ａと小さくな
り、ばらつきは片側３５％と狭くなり、動作電流が５０
m Ａ以下を良品として良品率は６５％から９３％へと向
上した。拡散防止層挿入の効果は明らかである。 実施例２ 実施例１と同様の層構成および製造方法とし、キャップ
層上部をリン酸系あるいはヨウ素系を用いてソフトエッ
チングし拡散防止層１４を形成した。
【００２４】図３は本発明に係る他の実施例の主な製造
工程後のウェハの模式図であり、（ａ）二酸化ケイ素層
ストライプ形成後の断面図、（ｂ）電流狭窄層成長後の
断面図、（ｃ）は電極用金属膜成断面図である。層構成
は拡散防止層の積層位置が異なるだけなので、各層につ
いての説明は省略する。二酸化ケイ素層ストライプはキ
ャップ層６に形成され、拡散防止層１４はキャップ層６
に形成される。
工程後のウェハの模式図であり、（ａ）二酸化ケイ素層
ストライプ形成後の断面図、（ｂ）電流狭窄層成長後の
断面図、（ｃ）は電極用金属膜成断面図である。層構成
は拡散防止層の積層位置が異なるだけなので、各層につ
いての説明は省略する。二酸化ケイ素層ストライプはキ
ャップ層６に形成され、拡散防止層１４はキャップ層６
に形成される。
【００２５】本発明によるウェハには、実施例１と同様
に発振不能の素子は無かった。さらに、従来技術により
発生した発振不能の素子について、二次イオン質量分析
法（ＳＩＭＳ）によりドーパントの拡散を分析すると電
流狭窄層８からのドーパントのＳｅが第２クラッド層中
あるいは活性層４までも拡散し、Ｓｅ濃度は１×１０17
／cm3 以下になっていた。また、同様にＳｅは第３クラ
ッド層中へも拡散し、Ｚｎも電流狭窄層８側へ拡散して
いることが分かった。本発明による素子について分析し
た結果、電流狭窄層８内のＳｅ濃度は１×１０19／cm3
であり拡散は殆ど起こっていなかった。また、Ｚｎも拡
散も見られなかった 実施例３ 図４は本発明に係る別の実施例の主な製造工程後のウェ
ハの模式図であり、（ａ）二酸化ケイ素層ストライプ形
成後の断面図、（ｂ）電流狭窄層成長後の断面図、
（ｃ）は電極用金属膜成断面図である。
に発振不能の素子は無かった。さらに、従来技術により
発生した発振不能の素子について、二次イオン質量分析
法（ＳＩＭＳ）によりドーパントの拡散を分析すると電
流狭窄層８からのドーパントのＳｅが第２クラッド層中
あるいは活性層４までも拡散し、Ｓｅ濃度は１×１０17
／cm3 以下になっていた。また、同様にＳｅは第３クラ
ッド層中へも拡散し、Ｚｎも電流狭窄層８側へ拡散して
いることが分かった。本発明による素子について分析し
た結果、電流狭窄層８内のＳｅ濃度は１×１０19／cm3
であり拡散は殆ど起こっていなかった。また、Ｚｎも拡
散も見られなかった 実施例３ 図４は本発明に係る別の実施例の主な製造工程後のウェ
ハの模式図であり、（ａ）二酸化ケイ素層ストライプ形
成後の断面図、（ｂ）電流狭窄層成長後の断面図、
（ｃ）は電極用金属膜成断面図である。
【００２６】層構成は実施例１と殆ど同じなので、各層
についての説明は省略する。酸化ケイ素マスクを用いて
選択成長により電流狭窄層８の形成後、酸化ケイ素層７
をフッ化水素系エッチング液により除去し、さらに、キ
ャップ層６の最表面を５％のフッ酸水溶液あるいはアン
モニア系エッチング液によりライトエッチングをおこな
い、キャップ層６の表面のＧａＡｓ酸化層を除去する。
この時、エッチングが第２クラッド層５に達しないよう
にすることが必要である。エッチングが第２クラッド層
５に達すると、第２クラッド層５に含まれるＡｌの酸化
物が直ちに表面を被覆して高抵抗層が形成されるからで
ある。
についての説明は省略する。酸化ケイ素マスクを用いて
選択成長により電流狭窄層８の形成後、酸化ケイ素層７
をフッ化水素系エッチング液により除去し、さらに、キ
ャップ層６の最表面を５％のフッ酸水溶液あるいはアン
モニア系エッチング液によりライトエッチングをおこな
い、キャップ層６の表面のＧａＡｓ酸化層を除去する。
この時、エッチングが第２クラッド層５に達しないよう
にすることが必要である。エッチングが第２クラッド層
５に達すると、第２クラッド層５に含まれるＡｌの酸化
物が直ちに表面を被覆して高抵抗層が形成されるからで
ある。
【００２７】本発明により、酸化ケイ素膜からのキャッ
プ層中のＳｉの拡散層を除去あるいはＧａＡｓ酸化膜を
除去することで、キャップ層と第３クラッド層とのオー
ミック接合状態を良好とすることで、レーザ発振開始電
流および動作電流を低くすことができる。本実施例によ
って製造した半導体レーザ素子１０００個について、レ
ーザ発振出力３m Ｗ時の動作電流の度数分布を調べた。
図５は本発明に係る他の実施例の半導体レーザ素子のレ
ーザ発振動作電流の度数分布グラフである。本発明の場
合は平均動作電流は４５m Ａと小さくなり、ばらつきは
片側３３％と狭くなり、また動作電流が５０m Ａ以下を
良品として良品率は９８％と向上した。キャップ層表面
のＧａＡｓ酸化層の除去の効果は明らかである。 実施例４ 図６は本発明に係る別の実施例の半導体レーザ素子の断
面図である 従来の半導体レーザ素子と同様の層構成であっても、第
２クラッド層からコンタクト層までのｐ型のドーパント
としてＣを用いることにより、電流狭窄層のｎ型のドー
パントであるＳｅの拡散あるいは、クラッド層からのＺ
ｎの拡散を低減させることができる。Ｓｅの拡散は、Ｚ
ｎがある場合にはＺｎの拡散に追従するようなかたちま
たは、Ｓｅが高濃度Ｚｎの方へと拡散すると考えられ
る。したがって、Ｓｅの拡散を低減させるためにＺｎよ
り２桁の拡散係数の少ないＣを用いた。しかも、新たに
Ｃのドープ剤を準備することは不要であり、成長時に用
いているＭＯ（有機金属剤）原料であるＴＭＧ、ＴＥＧ
を用いることで容易にＣをドープすることができ、ｐ型
の膜を形成することができる。
プ層中のＳｉの拡散層を除去あるいはＧａＡｓ酸化膜を
除去することで、キャップ層と第３クラッド層とのオー
ミック接合状態を良好とすることで、レーザ発振開始電
流および動作電流を低くすことができる。本実施例によ
って製造した半導体レーザ素子１０００個について、レ
ーザ発振出力３m Ｗ時の動作電流の度数分布を調べた。
図５は本発明に係る他の実施例の半導体レーザ素子のレ
ーザ発振動作電流の度数分布グラフである。本発明の場
合は平均動作電流は４５m Ａと小さくなり、ばらつきは
片側３３％と狭くなり、また動作電流が５０m Ａ以下を
良品として良品率は９８％と向上した。キャップ層表面
のＧａＡｓ酸化層の除去の効果は明らかである。 実施例４ 図６は本発明に係る別の実施例の半導体レーザ素子の断
面図である 従来の半導体レーザ素子と同様の層構成であっても、第
２クラッド層からコンタクト層までのｐ型のドーパント
としてＣを用いることにより、電流狭窄層のｎ型のドー
パントであるＳｅの拡散あるいは、クラッド層からのＺ
ｎの拡散を低減させることができる。Ｓｅの拡散は、Ｚ
ｎがある場合にはＺｎの拡散に追従するようなかたちま
たは、Ｓｅが高濃度Ｚｎの方へと拡散すると考えられ
る。したがって、Ｓｅの拡散を低減させるためにＺｎよ
り２桁の拡散係数の少ないＣを用いた。しかも、新たに
Ｃのドープ剤を準備することは不要であり、成長時に用
いているＭＯ（有機金属剤）原料であるＴＭＧ、ＴＥＧ
を用いることで容易にＣをドープすることができ、ｐ型
の膜を形成することができる。
【００２８】ＣはＧａＡｓ系結晶中ではアクセプタとし
て働き、従来のＺｎ（アクセプタ）のｓｉｔｅに入る。
従って、第１導電型はｎ型とする。ＭＯＣＶＤ成膜にお
いてＣのドーピングは、原料ガスである５族元素の原料
ガス（アルシン）の３族元素の原料ガス（ＧａＡｓの場
合はＴＥＧ、ＧａＡｌＡｓの場合はＴＥＧおよびトリエ
チルアルミニウム（以下、ＴＥＡと記す）に対する流量
比を従来のＺｎをドーピングするための流量比２００か
ら、１０〜５０に変更するとにより達せられる。従って
第１導電型の層は従来成膜条件と同じなので省略し、第
２導電型の成膜について説明する。
て働き、従来のＺｎ（アクセプタ）のｓｉｔｅに入る。
従って、第１導電型はｎ型とする。ＭＯＣＶＤ成膜にお
いてＣのドーピングは、原料ガスである５族元素の原料
ガス（アルシン）の３族元素の原料ガス（ＧａＡｓの場
合はＴＥＧ、ＧａＡｌＡｓの場合はＴＥＧおよびトリエ
チルアルミニウム（以下、ＴＥＡと記す）に対する流量
比を従来のＺｎをドーピングするための流量比２００か
ら、１０〜５０に変更するとにより達せられる。従って
第１導電型の層は従来成膜条件と同じなので省略し、第
２導電型の成膜について説明する。
【００２９】第２クラッド層５ａは、組成はＡｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 Ａｓ、キャリア濃度５×１０ 17／cm3 なので、３
族元素の原料ガスはＴＥＧおよびＴＥＡを同時に、流量
比を５０として供給し、厚さ０．３μm とした。GaAsキ
ャップ層６ａは組成GaAs、キャリア濃度１×１０18／cm
3 なので、３族元素の原料ガスはＴＥＧのみとし流量比
を２０として厚さ０. ０１μm とした。
ａ0.5 Ａｓ、キャリア濃度５×１０ 17／cm3 なので、３
族元素の原料ガスはＴＥＧおよびＴＥＡを同時に、流量
比を５０として供給し、厚さ０．３μm とした。GaAsキ
ャップ層６ａは組成GaAs、キャリア濃度１×１０18／cm
3 なので、３族元素の原料ガスはＴＥＧのみとし流量比
を２０として厚さ０. ０１μm とした。
【００３０】電流狭窄層８は実施例１と同じとした。第
３クラッド層９ａは、組成はＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、キ
ャリア濃度５×１０ 17／cm3 なので、３族元素の原料ガ
スはＴＥＧおよびＴＭＡを同時に供給し（流量比は５：
１）、これらガスに対するアルシンの流量比を２０とし
て供給し、厚さ０．８μm とした。
３クラッド層９ａは、組成はＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、キ
ャリア濃度５×１０ 17／cm3 なので、３族元素の原料ガ
スはＴＥＧおよびＴＭＡを同時に供給し（流量比は５：
１）、これらガスに対するアルシンの流量比を２０とし
て供給し、厚さ０．８μm とした。
【００３１】以降、電極形成からチップ化まで実施例１
と同じである。このようにして作製した素子の良品率は
９２％と、従来製法に較べ向上していることが判る。Ｓ
ｅドープされた電流狭窄層８を挟んでＣドープの層を置
いたため、アクセプタ（Ｃ）の電流狭窄層８への拡散は
抑制され、電流狭窄のためのｎ−ｐ接合が適正に形成さ
れたからである。 実施例５ この実施例では、従来と同様の層構成で電流狭窄部を形
成する順序を変えた。図７は本発明に係るさらに別の実
施例の主な製造工程後のウェハの模式図であり、（ａ）
二酸化ケイ素層ストライプ形成後の断面図、（ｂ）電流
狭窄層のエッチング後断面図、（ｃ）は電極用金属膜成
断面図である。
と同じである。このようにして作製した素子の良品率は
９２％と、従来製法に較べ向上していることが判る。Ｓ
ｅドープされた電流狭窄層８を挟んでＣドープの層を置
いたため、アクセプタ（Ｃ）の電流狭窄層８への拡散は
抑制され、電流狭窄のためのｎ−ｐ接合が適正に形成さ
れたからである。 実施例５ この実施例では、従来と同様の層構成で電流狭窄部を形
成する順序を変えた。図７は本発明に係るさらに別の実
施例の主な製造工程後のウェハの模式図であり、（ａ）
二酸化ケイ素層ストライプ形成後の断面図、（ｂ）電流
狭窄層のエッチング後断面図、（ｃ）は電極用金属膜成
断面図である。
【００３２】電流狭窄層８までを積層した後、酸化ケイ
素層７をその上に形成し（図７（ａ））、酸化ケイ素層
をマスクとして、電流狭窄層８を２つの区域に分割する
ように、キャップ層６の表面でエッチングを停止した
（図７（ｂ））。次に、第３クラッド層９以下従来と同
様に電極までを積層した（図７（ｃ））。キャップ層６
の電流狭窄層８との境界面は、ＭＯＣＶＤ装置内は酸素
フリーであるため、酸化されていないので、キャップ層
６と第３クラッド層９との界面には高抵抗層は生じな
い。
素層７をその上に形成し（図７（ａ））、酸化ケイ素層
をマスクとして、電流狭窄層８を２つの区域に分割する
ように、キャップ層６の表面でエッチングを停止した
（図７（ｂ））。次に、第３クラッド層９以下従来と同
様に電極までを積層した（図７（ｃ））。キャップ層６
の電流狭窄層８との境界面は、ＭＯＣＶＤ装置内は酸素
フリーであるため、酸化されていないので、キャップ層
６と第３クラッド層９との界面には高抵抗層は生じな
い。
【００３３】実施例１と同様に１０００個の素子につい
てレーザ発振特性を調べた。図８はこの実施例に係るレ
ーザ発振動作電流の度数分布グラフである。本発明の場
合は平均動作電流は４２ mＡと小さくなり、ばらつきは
片側３６％と狭くなり、動作電流が５０ mＡ以下を良品
として良品率は９５％へと向上した。拡散防止層挿入の
効果は明らかである。
てレーザ発振特性を調べた。図８はこの実施例に係るレ
ーザ発振動作電流の度数分布グラフである。本発明の場
合は平均動作電流は４２ mＡと小さくなり、ばらつきは
片側３６％と狭くなり、動作電流が５０ mＡ以下を良品
として良品率は９５％へと向上した。拡散防止層挿入の
効果は明らかである。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、電流狭窄層上部と第３
クラッド層との間に、または電流狭窄層下部とキャップ
層との間にＳｅ、Ｚｎの拡散防止層を設けるので、電流
狭窄層からのＳｅの隣接層への拡散、および隣接層から
のＺｎの拡散は抑制され、電流狭窄は適正に行われ、動
作電流の大きいＬＤ素子は生じず、歩留りは向上し、動
作電流のばらつきも小さくなり、本発明に係るＬＤ素子
の機器への適用はし易くなる。
クラッド層との間に、または電流狭窄層下部とキャップ
層との間にＳｅ、Ｚｎの拡散防止層を設けるので、電流
狭窄層からのＳｅの隣接層への拡散、および隣接層から
のＺｎの拡散は抑制され、電流狭窄は適正に行われ、動
作電流の大きいＬＤ素子は生じず、歩留りは向上し、動
作電流のばらつきも小さくなり、本発明に係るＬＤ素子
の機器への適用はし易くなる。
【００３５】また、第２導電型の層のうち、少なくとも
第２クラッド層、キャップ層および第３クラッド層のド
ーパントとして、Ｚｎより拡散係数の小さいＣを用いる
ので、Ｃは電流狭窄層へ拡散せず、上記と同じ効果が得
られる。また、キャップ層と第３クラッド層との間に形
成される高抵抗層をエッチングにより除去することを行
ない、あるいは、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上
に、第１クラッド層から電流狭窄層までを積層した後、
電流狭窄層をパターニングにより２つの区域に分割しキ
ャップ層と酸化ケイ素膜とを接しないようにするので、
やはり上記と同じ効果が得られる。
第２クラッド層、キャップ層および第３クラッド層のド
ーパントとして、Ｚｎより拡散係数の小さいＣを用いる
ので、Ｃは電流狭窄層へ拡散せず、上記と同じ効果が得
られる。また、キャップ層と第３クラッド層との間に形
成される高抵抗層をエッチングにより除去することを行
ない、あるいは、第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上
に、第１クラッド層から電流狭窄層までを積層した後、
電流狭窄層をパターニングにより２つの区域に分割しキ
ャップ層と酸化ケイ素膜とを接しないようにするので、
やはり上記と同じ効果が得られる。
【図１】本発明に係る主な製造工程後のウェハの模式図
であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニング工程後の
断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後および拡散防止層
断面図、（ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半
導体レーザ素子の断面図
であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニング工程後の
断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後および拡散防止層
断面図、（ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半
導体レーザ素子の断面図
【図２】レーザ発振動作電流の度数分布グラフであり
（ａ）は本発明に係る半導体レーザ素子のグラフ、
（ｂ）従来技術によるレーザ素子のグラフ
（ａ）は本発明に係る半導体レーザ素子のグラフ、
（ｂ）従来技術によるレーザ素子のグラフ
【図３】本発明に係る他の実施例の主な製造工程後のウ
ェハの模式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニ
ング工程後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後およ
び拡散防止層断面図、（ｃ）は電極形成後の断面図の製
造工程順の半導体レーザ素子の断面図
ェハの模式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニ
ング工程後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後およ
び拡散防止層断面図、（ｃ）は電極形成後の断面図の製
造工程順の半導体レーザ素子の断面図
【図４】本発明に係る別の主な製造工程後のウェハの模
式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニング工程
後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後断面図、
（ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半導体レー
ザ素子の断面図
式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニング工程
後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後断面図、
（ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半導体レー
ザ素子の断面図
【図５】本発明に係る他の実施例のレーザ発振動作電流
の度数分布グラフ
の度数分布グラフ
【図６】本発明に係る別の主な製造工程後のウェハの模
式図であり、電極形成後の断面図
式図であり、電極形成後の断面図
【図７】本発明に係る別の主な製造工程後のウェハの模
式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニング工程
後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層のエッチング後の断面
図、（ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半導体
レーザ素子の断面図
式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層のパターニング工程
後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層のエッチング後の断面
図、（ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半導体
レーザ素子の断面図
【図８】本発明に係る別の実施例のレーザ発振動作電流
の度数分布グラフ
の度数分布グラフ
【図９】従来の半導体レーザ素子の断面図
【図１０】従来の半導体レーザ素子の主な製造工程後の
ウェハの模式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層パターニ
ング工程後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後断面
図、（Ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半導体
レーザ素子の断面図
ウェハの模式図であり、（ａ）は酸化ケイ素層パターニ
ング工程後の断面図、（ｂ）は電流狭窄層の成長後断面
図、（Ｃ）は電極形成後の断面図の製造工程順の半導体
レーザ素子の断面図
１ GaAs基板 ２ バッファ層 ３ 第１クラッド層 ４ 活性層 ５ 第２クラッド層 ５ａ 第２クラッド層 ６ キャップ層 ６ａ キャップ層 ７ 酸化ケイ素層 ８ 電流狭窄層 ９ 第３クラッド層 ９ａ 第３クラッド層 １０ コンタクト層 １１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極 １３ 拡散防止層 １４ 拡散防止層
Claims (5)
- 【請求項１】第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、
第１導電型のAlX Ga 1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１
クラッド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の
活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッ
ド層、第２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型のレー
ザ光軸と平行に２つの区域に分割されている電流狭窄
層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ
層および電流狭窄層上に形成される第３クラッド層、第
２導電型のGaAsのコンタクト層が順に積層されているAl
GaAs系半導体レーザ素子において、電流狭窄層と第３ク
ラッド層との間に拡散防止層を設けたことを特徴とする
半導体レーザ素子。 - 【請求項２】請求項１に記載の半導体レーザ素子におい
て、第２導電型のGaAsのキャップ層と電流狭窄層との間
に拡散防止層を設けたことを特徴とする半導体レーザ素
子。 - 【請求項３】第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、
第１導電型のAlX Ga 1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１
クラッド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の
活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッ
ド層、第２導電型のGaAsのキャップ層、第２導電型で第
１導電型を挟む積層としレーザ光軸と平行に２つの区域
に分割されている電流狭窄層、第２導電型のAlX Ga1-X
Asの組成の第３クラッド層、第２導電型のGaAsのコンタ
クト層が順に積層されているAlGaAs系半導体レーザ素子
の製造方法において、第２導電型のGaAsのキャップ層を
エッチング処理しＧａＡｓ酸化膜を除去した後、第３ク
ラッド層を成膜することを特徴とする半導体レーザ素子
の製造方法。 - 【請求項４】第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、
第１導電型のAlX Ga 1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１
クラッド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の
活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッ
ド層、第２導電型のGaAsのキップ層、第１導電型のレー
ザ光軸と平行に２つの区域に分割されている電流狭窄
層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成であり、キャップ
層および電流狭窄層上に形成される第３クラッド層、第
２導電型のGaAsのコンタクト層が順に積層されているAl
GaAs系半導体レーザ素子において、第１導電型をｎ型と
し、第２導電型（ｐ型）の層のうち少なくとも第２クラ
ッド層、第２導電型のGaAsのキップ層および第３クラッ
ド層へのドーパントはＣ（カーボン）であることを特徴
とする半導体レーザ素子。 - 【請求項５】第１導電型のＧａＡｓ基板の一主面上に、
第１導電型のAlX Ga 1-X As（０≦ｘ≦１）の組成の第１
クラッド層、AlY Ga1-Y As（０≦ｙ≦ｘ≦１）の組成の
活性層、第２導電型のAlX Ga1-X Asの組成の第２クラッ
ド層、第２導電型のGaAsのキャップ層、第２導電型で第
１導電型を挟む積層としレーザ光軸と平行に２つの区域
に分割されている電流狭窄層、第２導電型のAlX Ga1-X
Asの組成の第３クラッド層、第２導電型のGaAsのコンタ
クト層が順に積層されているAlGaAs系半導体レーザ素子
の製造方法において、ＧａＡｓ基板上から電流狭窄層ま
でを積層した後、電流狭窄層をエッチングにより２分割
することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17175895A JPH0923038A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17175895A JPH0923038A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0923038A true JPH0923038A (ja) | 1997-01-21 |
Family
ID=15929143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17175895A Pending JPH0923038A (ja) | 1995-07-07 | 1995-07-07 | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0923038A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005217195A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体デバイス、および光半導体デバイスを製造する方法 |
-
1995
- 1995-07-07 JP JP17175895A patent/JPH0923038A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005217195A (ja) * | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光半導体デバイス、および光半導体デバイスを製造する方法 |
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