JPH10321947A - Semiconductor laser diode and method of manufacturing the same - Google Patents
Semiconductor laser diode and method of manufacturing the sameInfo
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- JPH10321947A JPH10321947A JP13204097A JP13204097A JPH10321947A JP H10321947 A JPH10321947 A JP H10321947A JP 13204097 A JP13204097 A JP 13204097A JP 13204097 A JP13204097 A JP 13204097A JP H10321947 A JPH10321947 A JP H10321947A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、高出力動作の下
で、高い信頼性を有する窓構造の半導体レーザダイオー
ドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser diode having a window structure having high reliability under a high output operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体レーザダイオードは、光通
信やコンパクトディスクプレーヤー、その他の電子機器
及び加工・計測機器等の多岐の分野で幅広く使用されて
いる。図11に示す従来例の半導体レーザダイオード
は、ダブルヘテロ構造を有する、0.67μm帯の半導
体レーザダイオードであって、活性層に効率よく電流を
注入すること及び活性層内に光を効果的に閉じ込めるこ
とをねらって、以下のように構成されている。2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor laser diodes have been widely used in various fields such as optical communications, compact disk players, other electronic devices, and processing / measuring devices. The conventional semiconductor laser diode shown in FIG. 11 is a 0.67 μm band semiconductor laser diode having a double heterostructure, which can efficiently inject current into the active layer and effectively emit light into the active layer. The configuration is as follows, for the purpose of confinement.
【0003】すなわち、下面にn側電極16が形成され
たn−GaAs基板1の上に、n−(Al0.7Ga0.3)
0.5In0.5Pクラッド層2、In0.5Ga0.5P量子井戸
活性層3、p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッ
ド層4、n−GaAs電流ブロック層14、p−GaA
s第2コンタクト層15、p側電極17が、図11に示
すように積層されて構成される。ここで、図11、図1
2の共振端面付近において、ハッチングを付して示した
部分は、Zn不純物を拡散させた部分であって、9の符
号を付して示すものは、Zn不純物拡散によって、In
0.5Ga0.5P量子井戸活性層3が無秩序化された無秩序
化活性層であり、10の符号を付して示す部分はn−
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層2及びp−
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4にZn不
純物が拡散された不純物拡散クラッド層領域である。こ
こで、本明細書において、(p−)及び(n−)と示し
たときはそれぞれ、p型の導電性を示すp型、及びn型
の導電性を示すn型を示すものとする。That is, n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) is formed on an n-GaAs substrate 1 having an n-side electrode 16 formed on the lower surface.
0.5 In 0.5 P cladding layer 2, In 0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer 3, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, n-GaAs current blocking layer 14, p-GaAs
The s-second contact layer 15 and the p-side electrode 17 are stacked as shown in FIG. Here, FIG. 11, FIG.
In the vicinity of the resonance end face of No. 2, the hatched portion indicates a portion where Zn impurities are diffused, and the portion denoted by reference numeral 9 indicates a portion where In
The 0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer 3 is a disordered active layer in which the quantum well active layer 3 has been disordered.
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 2 and p-
(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P is an impurity diffusion cladding layer region in which Zn impurities are diffused in the cladding layer 4. Here, in this specification, (p−) and (n−) indicate p-type and n-type, respectively, which indicate p-type conductivity and n-type conductivity.
【0004】尚、p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P
クラッド層4は、幅方向の中央部に、共振方向に長く伸
びたストライプ状の厚く形成された部分(以下、リッジ
部という。)を有し、n−GaAs電流ブロック層14
は、不純物拡散クラッド層領域10においては、該領域
10を覆うように、リッジ部の上面、側面及び両側に形
成され、該領域10を除く部分では、リッジ部の上面を
除くリッジ部の両側に形成されている。また、不純物拡
散クラッド層領域10を除くリッジ部の上面、すなわち
n−GaAs電流ブロック層14が形成されていない部
分には、図12に示すように、p−GaAs第1コンタ
クト層5が形成されている。Incidentally, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
The clad layer 4 has a stripe-shaped thick portion (hereinafter, referred to as a ridge portion) elongated in the resonance direction at the center in the width direction, and the n-GaAs current blocking layer 14.
Are formed on the upper surface, side surfaces, and both sides of the ridge portion so as to cover the impurity diffusion cladding layer region 10, and are formed on both sides of the ridge portion except for the upper surface of the ridge portion except for the region 10. Is formed. On the upper surface of the ridge except for the impurity diffusion cladding layer region 10, that is, on the portion where the n-GaAs current blocking layer 14 is not formed, a p-GaAs first contact layer 5 is formed as shown in FIG. ing.
【0005】以上のように構成された従来例の半導体レ
ーザダイオードにおいて、p側電極17がプラス
(+)、n側電極16がマイナス(−)になるように電
圧を印加すると、ホール(正孔)は、p−GaAs第2
コンタクト層15、p−GaAs第1コンタクト層5及
びp−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4と
を介してIn0.5Ga0.5P量子井戸活性層3に注入さ
れ、また、電子は、n−GaAs基板1及びn−(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層2を介してIn
0.5Ga0.5P量子井戸活性層3に注入されて、In0.5
Ga0.5P量子井戸活性層3においてホールと電子が再
結合して光が発生する。この際、活性層3に注入される
キャリヤ(電子とホール)の注入量を十分高くして、導
波路の損失を越える光が発生するとレーザ発振が生じ
る。In the conventional semiconductor laser diode configured as described above, when a voltage is applied so that the p-side electrode 17 becomes positive (+) and the n-side electrode 16 becomes negative (−), holes (holes) are generated. ) Is p-GaAs second
The In 0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer 3 is injected through the contact layer 15, the p-GaAs first contact layer 5, and the p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4, and electrons are injected. , N-GaAs substrate 1 and n- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P via the cladding layer 2
0.5 Ga 0.5 P is injected into the quantum well active layer 3 and In 0.5
Holes and electrons are recombined in the Ga 0.5 P quantum well active layer 3 to generate light. At this time, if the amount of carriers (electrons and holes) injected into the active layer 3 is sufficiently increased to generate light exceeding the loss of the waveguide, laser oscillation occurs.
【0006】図11に示したリッジ構造(リッジ部が形
成されたもの)の従来例の半導体レーザダイオードで
は、リッジ部の両側では、p−GaAs第2コンタクト
層15、n−GaAs電流ブロック層14及びp−(A
l0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4によってpn
p構造となり、p側電極が+になるように電圧を印加す
ると逆バイアスとなるため電流は流れない。つまり、n
−電流ブロック層14は文字どおり、電流をブロックす
る機能を果たす。これによって、電流はリッジ部のみを
介して活性層3に注入されるので、リッジ部直下の活性
層3に集中して注入され、レーザ発振をするのに十分な
電流密度に達する。また、n−GaAs電流ブロック層
14は、GaAsのバンドギャップエネルギーが活性層
3を構成しているIn0.5Ga0.5Pのバンドギャップエ
ネルギーより小さいので、活性層3で発生したレーザ光
を吸収する性質を有する。このために、リッジ部の両側
では、発生したレーザ光は強い吸収を受けるので、リッ
ジ部の近傍のみに集中させることができ、水平横モード
を安定した単一モードにすることができる。In the conventional semiconductor laser diode having a ridge structure (having a ridge portion) shown in FIG. 11, a p-GaAs second contact layer 15 and an n-GaAs current block layer 14 are provided on both sides of the ridge portion. And p- (A
l 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4
When a voltage is applied so that the p-side electrode becomes positive when the p-side electrode becomes positive, a reverse bias occurs and no current flows. That is, n
The current blocking layer 14 literally fulfills the function of blocking the current; As a result, the current is injected into the active layer 3 only through the ridge portion, so that the current is intensively injected into the active layer 3 immediately below the ridge portion, and reaches a current density sufficient for laser oscillation. Further, the n-GaAs current blocking layer 14 has a property of absorbing the laser light generated in the active layer 3 because the band gap energy of GaAs is smaller than the band gap energy of In 0.5 Ga 0.5 P constituting the active layer 3. Having. For this reason, on both sides of the ridge, the generated laser light is strongly absorbed, so that it can be concentrated only in the vicinity of the ridge, and the horizontal transverse mode can be made a stable single mode.
【0007】また、一般に0.75〜1.0μm帯の波
長のレーザ光を発生するAlGaAs系の半導体レーザ
ダイオードの最大光出力は、端面破壊が生じる光出力で
決定される。この端面破壊は、端面近傍において、注入
されたキャリヤが表面準位を介して非発光再結合をする
ことにより、端面近傍でキャリアが減少して、実効的な
バンドギャップが狭くなることにより、端面近傍でレー
ザ光の再吸収が生じ、再吸収による熱によって半導体レ
ーザを構成する結晶自体が溶融することにより起こる。
従って、半導体レーザダイオードにおいて、高光出力動
作を実現するためには、端面領域でレーザ光を吸収しに
くくして、端面近傍をレーザ光に対して”透明”になる
ようにする工夫が必要である。In general, the maximum light output of an AlGaAs-based semiconductor laser diode that generates laser light having a wavelength in the 0.75 to 1.0 μm band is determined by the light output at which end face breakdown occurs. In the end face breakdown, the injected carriers undergo non-radiative recombination via the surface state near the end face, so that the number of carriers decreases near the end face and the effective band gap becomes narrower. Laser light is re-absorbed in the vicinity, and the crystal itself constituting the semiconductor laser is melted by heat due to the re-absorption.
Therefore, in order to realize a high light output operation in a semiconductor laser diode, it is necessary to make it difficult to absorb the laser light in the end face region and to make the vicinity of the end face "transparent" to the laser light. .
【0008】そこで、従来例の半導体レーザダイオード
は、活性層3の活性領域よりもバンドギャップエネルギ
ーが高くなるような領域をレーザ共振器端面近傍に設け
るために、Zn不純物拡散と熱処理とによって、In
0.5Ga0.5P量子井戸活性層3が無秩序化された無秩序
化活性層9を備えた、窓構造になっている。Therefore, in the conventional semiconductor laser diode, in order to provide a region in which the band gap energy becomes higher than that of the active region of the active layer 3 near the laser resonator end face, the In impurity is diffused by Zn and heat treatment is performed.
The window structure has a disordered active layer 9 in which the 0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer 3 is disordered.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の半導体レーザダイオードにおいて、共振端面近傍以外
では電流はp側電極17→p−GaAs第2コンタクト
層15→p−GaAs第1コンタクト層5→p−(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4→In0.5Ga
0.5P量子井戸活性層3→n−(Al0.7Ga0.3)0.5I
n0.5Pクラッド層2→n−GaAs半導体基板1とい
う経路で流れるが,窓構造部分(共振端面近傍)ではZ
n不純物の拡散の効果により、p−(Al0.7Ga0.3)
0.5In0.5Pクラッド層4の不純物拡散領域では、p−
キャリア(ホール)濃度が、Znが拡散されていないp
−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4に比べ
て5倍以上高くなる。その結果、比抵抗が小さくなり、
Zn不純物拡散領域10には電流が非常に流れやすくな
り、図12において矢印で示すように、該領域10にレ
ーザ発振に全く寄与しない無効電流が流れる。このため
に、半導体レーザを動作させるための電流(動作電流)
はこの領域を流れる無効電流により増加するという問題
点があった。However, in the conventional semiconductor laser diode, the current flows through the p-side electrode 17 → the p-GaAs second contact layer 15 → the p-GaAs first contact layer 5 → p − (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 → In 0.5 Ga
0.5 P quantum well active layer 3 → n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 I
It flows along the path of n 0.5 P cladding layer 2 → n-GaAs semiconductor substrate 1, but in the window structure portion (near the resonance end face), Z
Due to the effect of diffusion of the n impurity, p- (Al 0.7 Ga 0.3 )
In the impurity diffusion region of the 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, p-type
The carrier (hole) concentration is p, where Zn is not diffused.
− (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P It is at least 5 times higher than that of the cladding layer 4. As a result, the specific resistance decreases,
A current flows very easily through the Zn impurity diffusion region 10, and a reactive current that does not contribute to laser oscillation at all flows through the region 10 as indicated by an arrow in FIG. For this purpose, a current for operating the semiconductor laser (operating current)
There is a problem that the current increases due to the reactive current flowing in this region.
【0010】本発明の目的は、以上の従来例の問題点を
解決して、動作電流を増加させることなく高い光出力が
可能な半導体レーザダイオードを提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a semiconductor laser diode capable of high optical output without increasing the operating current.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の従来例
の持つ問題点を解決するために、上述の無効電流を減少
させる構造とその製造方法について検討した結果なされ
たものである。すなわち、本発明に係る第1の半導体レ
ーザダイオードは、n型化合物半導体からなる第1のク
ラッド層と、上記第1のクラッド層上に成長された化合
物半導体からなる活性層と、上記活性層上に成長された
p型化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面から
他方の共振端面に至るリッジ部が形成された第2のクラ
ッド層とを備え、上記各共振端面の近傍において、上記
第2のクラッド層の上面から上記第1のクラッド層の途
中まで厚さ方向にZnをドープして上記各共振端面の近
傍の活性層を無秩序化した窓構造の半導体レーザダイオ
ードであって、上記各共振端面の近傍の上記第2のクラ
ッド層に、Siをドープした領域を形成したことを特徴
とする。このような構造にすることによって、各共振端
面の近傍の上記第2のクラッド層に、Siをドープした
抵抗値の高い領域を形成することができ、無秩序化した
活性層に流れ込む電流を少なくできるので、無効電流を
少なくできる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of studying a structure for reducing the above-mentioned reactive current and a method of manufacturing the same in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. That is, the first semiconductor laser diode according to the present invention comprises: a first cladding layer made of an n-type compound semiconductor; an active layer made of a compound semiconductor grown on the first cladding layer; A second cladding layer formed of a p-type compound semiconductor and having a ridge formed from one resonance end face to the other resonance end face on the upper surface, and the second cladding layer near each of the resonance end faces. A semiconductor laser diode having a window structure in which the active layer near each of the resonance end faces is disordered by doping Zn in the thickness direction from the upper surface of the cladding layer to the middle of the first cladding layer. A Si-doped region is formed in the second cladding layer near the end face. With such a structure, a high-resistance region doped with Si can be formed in the second cladding layer in the vicinity of each resonance end face, and the current flowing into the disordered active layer can be reduced. Therefore, the reactive current can be reduced.
【0012】また、本発明に係る第2の半導体レーザダ
イオードは、n型化合物半導体からなる第1のクラッド
層と、上記第1のクラッド層上に成長された化合物半導
体からなる活性層と、上記活性層上に成長されたp型化
合物半導体からなり、上面に一方の共振端面から他方の
共振端面に至るリッジ部が形成された第2のクラッド層
と、上記リッジ部の両側の上記第2のクラッド層上に成
長されたn型化合物半導体からなる電流ブロック層とを
備え、上記各共振端面の近傍において、上記第2のクラ
ッド層の上面から上記第1のクラッド層の途中まで厚さ
方向にZnをドープして上記各共振端面の近傍の活性層
を無秩序化した窓構造の半導体レーザダイオードであっ
て、上記各共振端面の近傍の上記第2のクラッド層のリ
ッジ部を薄くして、該薄くしたリッジ部上を覆うように
上記電流ブロック層を形成したことを特徴とする。この
ような構造にすることによって、各共振端面の近傍にお
いて、上記第2のクラッド層と電流ブロック層との間に
pn接合を形成することができ、各共振端面の近傍にお
いて、上記第2のクラッド層から電流ブロック層に流入
する電流を阻止することができるので、無秩序化した活
性層に流れ込む電流を少なくでき、無効電流を少なくで
きる。ここで、上記第1及び第2の半導体レーザダイオ
ードにおいて、上記n型化合物半導体とは、n型の導電
性を示す化合物半導体のことを言い、上記p型化合物半
導体とは、p型の導電性を示す化合物半導体のことを言
う。Further, a second semiconductor laser diode according to the present invention comprises a first clad layer made of an n-type compound semiconductor, an active layer made of a compound semiconductor grown on the first clad layer, A second cladding layer made of a p-type compound semiconductor grown on the active layer and having a ridge formed on one surface from one resonance end surface to the other resonance end surface; and a second cladding layer on both sides of the ridge portion. A current blocking layer made of an n-type compound semiconductor grown on the cladding layer, and in the thickness direction from the upper surface of the second cladding layer to the middle of the first cladding layer in the vicinity of each of the resonance end faces. A semiconductor laser diode having a window structure in which an active layer near each of the resonance end faces is disordered by doping Zn, wherein a ridge portion of the second cladding layer near each of the resonance end faces is thinned. Characterized in that the formation of the current blocking layer so as to cover the thin comb was ridge above. With such a structure, a pn junction can be formed between the second cladding layer and the current blocking layer in the vicinity of each resonance end face, and the second pn junction can be formed in the vicinity of each resonance end face. Since the current flowing from the cladding layer to the current blocking layer can be blocked, the current flowing into the disordered active layer can be reduced, and the reactive current can be reduced. Here, in the first and second semiconductor laser diodes, the n-type compound semiconductor refers to a compound semiconductor exhibiting n-type conductivity, and the p-type compound semiconductor refers to p-type conductivity. Means a compound semiconductor.
【0013】さらに、本発明の第1及び第2の半導体レ
ーザダイオードでは、上記第1のクラッド層と第2のク
ラッド層とが、一般式(AlxGa1-x)yIn1-yP(但
し、0.65≦x≦0.75、0.45≦y≦0.5
5)で表される化合物半導体からなり、上記活性層が一
般式InsGa1-sP(但し、0.45≦s≦0.55)
で表される化合物半導体からなることが好ましい。Further, in the first and second semiconductor laser diodes according to the present invention, the first cladding layer and the second cladding layer have a general formula (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (However, 0.65 ≦ x ≦ 0.75, 0.45 ≦ y ≦ 0.5
5) wherein the active layer is of the general formula In s Ga 1 -s P (where 0.45 ≦ s ≦ 0.55)
It is preferable to consist of a compound semiconductor represented by
【0014】また、本発明に係る第1の半導体レーザダ
イオードの製造方法は、n型化合物半導体からなる第1
のクラッド層と、上記第1のクラッド層上に成長された
化合物半導体からなる活性層と、上記活性層上に成長さ
れたp型化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面
から他方の共振端面に至るリッジ部が形成された第2の
クラッド層とを備えた窓構造の半導体レーザダイオード
の製造方法であって、上記各共振端面の近傍において、
上記第2のクラッド層の上面から上記第1のクラッド層
の途中まで厚さ方向にZnをドープして上記各共振端面
の近傍の活性層を無秩序化した後に、上記各共振端面の
近傍の上記第2のクラッド層に、Siをドープすること
を含むことを特徴とする。これによって、各共振端面の
近傍の上記第2のクラッド層に、Siをドープした抵抗
値の高い領域が形成された半導体レーザダイオードを製
造することができる。Further, a first method for manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention is characterized in that the first method for manufacturing a semiconductor laser diode comprises the steps of:
, An active layer made of a compound semiconductor grown on the first cladding layer, and a p-type compound semiconductor grown on the active layer. A semiconductor laser diode having a window structure including a second cladding layer in which a ridge portion is formed.
After doping Zn in the thickness direction from the upper surface of the second cladding layer to the middle of the first cladding layer to disorder the active layer in the vicinity of each resonance facet, the active layer in the vicinity of each resonance facet is disordered. The method includes doping the second cladding layer with Si. Thereby, it is possible to manufacture a semiconductor laser diode in which a region having a high resistance value doped with Si is formed in the second cladding layer near each resonance end face.
【0015】また、本発明に係る第2の半導体レーザダ
イオードの製造方法は、n型化合物半導体からなる第1
のクラッド層と、上記第1のクラッド層上に成長された
化合物半導体からなる活性層と、上記活性層上に成長さ
れたp型化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面
から他方の共振端面に至るリッジ部が形成された第2の
クラッド層と、上記リッジ部の両側の上記第2のクラッ
ド層上に成長されたn型化合物半導体からなる電流ブロ
ック層とを備え、上記各共振端面の近傍において、上記
第2のクラッド層の上面から上記第1のクラッド層の途
中まで厚さ方向にZnをドープして上記各共振端面の近
傍の活性層を無秩序化した窓構造の半導体レーザダイオ
ードの製造方法であって、上記各共振端面の近傍の上記
第2のクラッド層のリッジ部を薄くした後に、該薄くし
たリッジ部上を覆うように上記電流ブロック層を成長さ
せることを含むことを特徴とする。これによって、各共
振端面の近傍において、上記第2のクラッド層と電流ブ
ロック層との間にpn接合が形成され、各共振端面の近
傍において、上記第2のクラッド層から電流ブロック層
に流入する電流を阻止することができる半導体レーザダ
イオードを製造することができる。Further, according to a second method for manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention, the first method for manufacturing a semiconductor laser diode comprises the steps of:
, An active layer made of a compound semiconductor grown on the first cladding layer, and a p-type compound semiconductor grown on the active layer. And a current blocking layer made of an n-type compound semiconductor grown on the second cladding layer on both sides of the ridge portion. In the vicinity, a semiconductor laser diode having a window structure in which Zn is doped in the thickness direction from the upper surface of the second cladding layer to the middle of the first cladding layer so that the active layers near the resonance end faces are disordered. A manufacturing method, comprising thinning a ridge portion of the second cladding layer near each of the resonance end faces, and then growing the current blocking layer so as to cover the thinned ridge portion. The features. Thereby, a pn junction is formed between the second cladding layer and the current blocking layer near each resonance end face, and flows into the current blocking layer from the second cladding layer near each resonance end face. A semiconductor laser diode capable of blocking current can be manufactured.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る実施の形態について説明する。尚、以下に説明する
実施の形態の図面において、従来例と同様のものには、
同様の符号を付して示す。 実施の形態1.図1に示す本発明に係る実施の形態1の
半導体レーザダイオードは、従来例と同様に窓構造を有
し、図11の従来例の半導体レーザダイオードのp−
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4の不純物
拡散クラッド層領域10において、Siが拡散されたS
i拡散不純物拡散領域11を形成したことを特徴とし、
これ以外の部分は、従来例と同様に構成される。本実施
の形態1の半導体レーザダイオードでは、Si拡散不純
物拡散領域11を形成することによって、詳細後述する
ように窓構造部分における無効電流を少なくしている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that, in the drawings of the embodiment described below,
The same reference numerals are given. Embodiment 1 FIG. The semiconductor laser diode according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 has a window structure as in the conventional example, and the p-type semiconductor laser diode shown in FIG.
In the impurity diffusion cladding layer region 10 of the (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, S in which Si is diffused
characterized in that an i-diffusion impurity diffusion region 11 is formed,
Other parts are configured in the same manner as in the conventional example. In the semiconductor laser diode of the first embodiment, the reactive current in the window structure portion is reduced by forming the Si diffusion impurity diffusion region 11 as described later in detail.
【0017】最初に、本実施の形態1の半導体レーザダ
イオードの製造方法について説明する。該製造方法では
まず、図2(a)に示すように、n−GaAs半導体基
板1上にn−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド
層2、In0.5Ga0.5P量子井戸活性層3、p−(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4、p−GaAs
第1コンタクト層5の各層をエピタキシャル結晶成長に
よって形成する。次に、図2(b)に示すように、p−
GaAs第1コンタクト層5上の全面にSi3N4膜6を
成膜した後,フォトリソグラフィ技術とエッチング技術
により窓領域となる部分だけSi3N4膜及びp−GaA
s第1コンタクト層5をエッチングにより除去する。そ
して、図3(a)に示すように、ウエハの全面に、電子
ビーム蒸着・スパッタ等の方法を用いてZnO膜7を成
膜した後、ウエハを例えば、550℃〜650℃の温度
で30分〜4時間の条件でアニールすることにより、S
i3N4膜6が形成されていない部分にZnO膜7から結
晶中にZnが拡散し,Zn不純物拡散によってIn0.5
Ga0.5P量子井戸活性層3が無秩序化された無秩序化
活性層9と、n−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラ
ッド層2及びp−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラ
ッド層4における不純物拡散クラッド層領域10が形成
される。尚,Si3N4膜6で覆われた部分はSi3N4膜
6がZnの拡散を防止するので、Si3N4膜6の下の結
晶中には何らZn拡散は生じない。First, a method of manufacturing the semiconductor laser diode according to the first embodiment will be described. In the manufacturing method, first, as shown in FIG. 2A, an n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 2 and an In 0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer 3 are formed on an n-GaAs semiconductor substrate 1. , P- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4, p-GaAs
Each layer of the first contact layer 5 is formed by epitaxial crystal growth. Next, as shown in FIG.
After a Si 3 N 4 film 6 is formed on the entire surface of the GaAs first contact layer 5, the Si 3 N 4 film and p-GaAs are formed only in the window region by photolithography and etching.
s The first contact layer 5 is removed by etching. Then, as shown in FIG. 3A, after a ZnO film 7 is formed on the entire surface of the wafer by using a method such as electron beam evaporation / sputtering, the wafer is cooled, for example, at a temperature of 550 ° C. to 650 ° C. for 30 minutes. By annealing under the conditions of minutes to 4 hours, S
i 3 N 4 film 6 Zn is diffused from the ZnO film 7 in the crystal the portion is not formed, an In 0.5 by Zn diffusion
Disordered active layer 9 in which Ga 0.5 P quantum well active layer 3 is disordered, n- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 2 and p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4 is formed. Incidentally, the portion covered by the Si 3 N 4 film 6 since the Si 3 N 4 film 6 prevents the diffusion of Zn, any Zn diffusion into the crystal under the Si 3 N 4 film 6 does not occur.
【0018】次に、ZnO膜7を除去した後、図3
(b)に示すようにSi膜8を成膜する。成膜方法はZ
nO膜と同様の方法を用いることができる。そして、Z
n拡散の場合と同様に、例えば、550℃〜650℃、
30分〜4時間の条件でアニールをすることによって、
Siを拡散させて、p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
Pクラッド層中の不純物拡散クラッド層領域10中にS
i不純物拡散領域11を形成する。次に、Si膜8を除
去した後,図3(c)に示すように,ストライプ状のレ
ジスト膜12を形成する。このレジスト膜12をエッチ
ングマスクとして,図4(a)に示すように、Si3N4
膜6をストライプ状にエッチングする。さらにレジスト
膜12をエッチングマスクとして図4(b)に示すよう
に、レジスト膜12の両側の、p−GaAs第1コンタ
クト層5とp−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッ
ド層4とを、p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラ
ッド層4の途中の深さまでエッチングする。Next, after removing the ZnO film 7, FIG.
An Si film 8 is formed as shown in FIG. The film formation method is Z
The same method as that for the nO film can be used. And Z
As in the case of n diffusion, for example, 550 ° C. to 650 ° C.,
By annealing for 30 minutes to 4 hours,
By diffusing Si, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5
S in the impurity diffusion cladding layer region 10 in the P cladding layer
An i impurity diffusion region 11 is formed. Next, after removing the Si film 8, a stripe-shaped resist film 12 is formed as shown in FIG. The resist film 12 as an etching mask, as shown in FIG. 4 (a), Si 3 N 4
The film 6 is etched in a stripe shape. Further, as shown in FIG. 4B, using the resist film 12 as an etching mask, the p-GaAs first contact layer 5 and the p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4 on both sides of the resist film 12 are formed. Is etched to a depth in the middle of the p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4.
【0019】次いで、図5(a)に示すように、レジス
ト剥離液でストライプ状のレジスト膜12を除去した後
(図5(a)において13の符号を付して示すものは、
ストライプ状にエッチングされたSi3N4膜であ
る。)、2回目の結晶成長により、図5(b)に示すよ
うに電流ブロック層14を形成する。この場合,ストラ
イブ状のSi3N4膜13上には結晶は成長しない。以上
のようにすることにより、図6(a)に示すように、共
振器端面の近傍に、無秩序化活性層9、不純物拡散クラ
ッド層領域10、Si不純物拡散領域11が形成され
る。そして、このストライブ状のSi3N4膜13を除去
した後、3回目の結晶成長で、図6(b)に示すように
p−GaAs第2コンタクト層15を形成する。次に、
p−GaAs第2コンタクト層15上に電子ビーム蒸
着,スパッタ等の方法によりp側電極17を形成し、n
−GaAs半導体基板1の下面にn側電極16を形成す
ることにより,図1に示すような実施の形態1の半導体
レーザダイオードが製造される。Next, as shown in FIG. 5A, after the striped resist film 12 is removed with a resist stripping solution (in FIG. 5A, the reference numeral 13 denotes
This is a Si 3 N 4 film etched in a stripe shape. The current block layer 14 is formed by the second crystal growth, as shown in FIG. In this case, no crystal grows on the striped Si 3 N 4 film 13. As described above, as shown in FIG. 6A, the disordered active layer 9, the impurity diffusion cladding layer region 10, and the Si impurity diffusion region 11 are formed near the cavity end face. Then, after removing the stripe-shaped Si 3 N 4 film 13, the third crystal growth forms a p-GaAs second contact layer 15 as shown in FIG. 6B. next,
A p-side electrode 17 is formed on the p-GaAs second contact layer 15 by a method such as electron beam evaporation or sputtering.
By forming the n-side electrode 16 on the lower surface of the GaAs semiconductor substrate 1, the semiconductor laser diode of the first embodiment as shown in FIG. 1 is manufactured.
【0020】以上のようにして製造された実施の形態1
の半導体レーザダイオードにおいて、共振端面近傍のp
−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4に形成
されたSi不純物拡散領域11は、p型のキャリアと、
拡散されたn型ドーパントであるSiによって形成され
たn型のキャリアとが、相互に補償されてキャリア濃度
が低くなって抵抗値が高くなる。ここで、該Si不純物
拡散領域11のキャリア濃度は、好ましくは、本来のp
−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4(共振
端面近傍を除く、Zn及びSiが拡散されていない部分
のp−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4)
のキャリア濃度の1/3以下、さらに好ましくは1/7
以下になるように、該Si不純物拡散領域11のSi不
純物濃度を設定する。これによって、図7において矢印
で示すように、Si不純物拡散領域11を流れる電流を
極めて少なくできるので、窓領域における無効電流を大
幅に低減することができる。また、本実施の形態1の半
導体レーザダイオードでは、従来例と同様、活性層3の
共振器端面近傍には、無秩序化活性層9が形成されてい
るので、窓領域における活性層での光の吸収を押さえる
ことができ、従来例の窓構造の半導体レーザダイオード
と同様の高い光出力特性を得ることができる。Embodiment 1 manufactured as described above
In the semiconductor laser diode of
The Si impurity diffusion region 11 formed in the-(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 has a p-type carrier,
The n-type carrier formed by the diffused n-type dopant, Si, is mutually compensated to lower the carrier concentration and increase the resistance value. Here, the carrier concentration of the Si impurity diffusion region 11 is preferably the original p
-(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 (p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 in a portion where Zn and Si are not diffused except for near the resonance end face)
Or less, more preferably 1/7 of the carrier concentration of
The Si impurity concentration of the Si impurity diffusion region 11 is set as follows. As a result, as shown by arrows in FIG. 7, the current flowing through the Si impurity diffusion region 11 can be extremely reduced, so that the reactive current in the window region can be significantly reduced. Further, in the semiconductor laser diode of the first embodiment, the disordered active layer 9 is formed in the vicinity of the cavity end face of the active layer 3 as in the conventional example, so that the light in the active layer in the window region is not emitted. Absorption can be suppressed, and high light output characteristics similar to those of a conventional semiconductor laser diode having a window structure can be obtained.
【0021】従って、実施の形態1の半導体レーザダイ
オードは、動作電流を増加させることなく高い光出力が
可能である。Therefore, the semiconductor laser diode according to the first embodiment can output a high light without increasing the operating current.
【0022】実施の形態2.本発明に係る実施の形態2
の半導体レーザダイオードが従来例と比較して異なる所
は、共振端面近傍において、リッジ部のp−(Al0.7
Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4を薄くした後に、
その薄くしたリッジ部を覆うようにn−GaAs電流ブ
ロック層14を形成している点であって、その他の部分
は従来例と同様に構成される。このように構成された実
施の形態2の半導体レーザダイオードでは、共振端面の
近傍に形成される、p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5
Pクラッド層4とn−GaAs電流ブロック層14との
間のpn接合によって、詳細後述するように無秩序活性
層9に注入される電流を減少させている。Embodiment 2 FIG. Embodiment 2 according to the present invention
The difference between the semiconductor laser diode and the conventional example is that the p- (Al 0.7
After the thickness of the Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 is reduced,
The n-GaAs current blocking layer 14 is formed so as to cover the thinned ridge portion, and the other portions are configured in the same manner as the conventional example. In the semiconductor laser diode according to the second embodiment configured as described above, p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 formed near the resonance end face.
The pn junction between the P cladding layer 4 and the n-GaAs current blocking layer 14 reduces the current injected into the disordered active layer 9 as described in detail below.
【0023】まず、実施の形態2の半導体レーザダイオ
ードの製造方法について説明する。該製造方法におい
て、図3(a)までは実施の形態2と同様であるので、
それ以降に関して説明する。まず、図3(a)におい
て、Znを拡散させて、ZnO膜7を除去した後、図8
(a)に示すように、Si3N4膜6をマスクとして、p
−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4の不純
物拡散クラッド層領域10を途中まで部分的にエッチン
グする。この上からレジストを塗布し,フォトリソグラ
フィ技術によってストライプ状に形成して、図8(b)
に示すように、レジスト膜12を形成し、該レジスト膜
12をマスクとして、レジスト膜12の両側のSi3N4
膜6を除去することにより、Si3N4膜6をストライプ
状にパターニングする。更にこのレジスト膜12をエッ
チングマスクにして、レジスト膜12の両側のp−(A
l0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4を途中まで除
去することによりリッジ導波路を形成した後、レジスト
膜12を除去する(図9(a))。この状態では、リッ
ジ導波路のうち端面近傍はストライプ状のSi3N4膜1
3に覆われずに結晶が露出している状態にある。First, a method for manufacturing the semiconductor laser diode according to the second embodiment will be described. In this manufacturing method, the process up to FIG.
The rest will be described. First, in FIG. 3A, after Zn is diffused to remove the ZnO film 7, FIG.
As shown in (a), the p 3 is formed using the Si 3 N 4 film 6 as a mask.
The impurity diffusion cladding layer region 10 of the (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 is partially etched halfway. A resist is applied from above, and is formed in a stripe shape by photolithography.
As shown in FIG. 1, a resist film 12 is formed, and the resist film 12 is used as a mask to form Si 3 N 4 on both sides of the resist film 12.
By removing the film 6, the Si 3 N 4 film 6 is patterned in a stripe shape. Further, using the resist film 12 as an etching mask, p- (A
After forming the ridge waveguide by partially removing the l 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 4, the resist film 12 is removed (FIG. 9A). In this state, the stripe-shaped Si 3 N 4 film 1 is located near the end face of the ridge waveguide.
3 is in a state where the crystal is exposed without being covered.
【0024】この上から2回目の結晶成長により、図9
(b)に示すように、電流ブロック層14を成長する。
この際、ストライプ状のSi3N4膜13上には結晶は成
長しない。このストライプ状のSi3N4膜13を除去し
た後、3回目の結晶成長でp‐GaAs第2コンタクト
層15を結晶成長し(これ以降は図示していない)、該
p−GaAs第2コンタクト層15上に電子ビーム蒸
着,スパッタ等の方法によりp側電極17を形成し、n
−GaAs半導体基板1の下面にn側電極16を形成す
ることにより、実施の形態2の半導体レーザダイオード
が製造される。By the second crystal growth from above, FIG.
As shown in (b), a current blocking layer 14 is grown.
At this time, no crystal grows on the striped Si 3 N 4 film 13. After removing the stripe-shaped Si 3 N 4 film 13, a p-GaAs second contact layer 15 is crystal-grown in a third crystal growth (not shown), and the p-GaAs second contact is formed. A p-side electrode 17 is formed on the layer 15 by a method such as electron beam evaporation or sputtering.
By forming the n-side electrode 16 on the lower surface of the GaAs semiconductor substrate 1, the semiconductor laser diode of the second embodiment is manufactured.
【0025】以上のように製造された実施の形態2の半
導体レーザダイオードにおいて、リッジ部のp−(Al
0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4の端面近傍を、
途中までエッチングした後、その上にn−GaAs電流
ブロック層14が設けられている。ここで、レーザ発振
時、n−GaAs電流ブロック層14とp−(Al0.7
Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層4とは逆バイアスに
なるので、p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッ
ド層4から、n−GaAs電流ブロック層14には、電
流が流れない。従って、実施の形態2の半導体レーザダ
イオードの端面近傍では、図10において矢印で示すよ
うに、電流は窓領域の無秩序活性層には流れにくくな
り、これによって、無効電流を大幅に低滅することがで
きるので、高効率でしかも高出力が可能な窓構造の半導
体レーザダイオードを実現できる。尚、以上の実施の形
態1,2における各層のp型ドーパントとして、Zn、
Mg、C及びBeを使用することができ、n型ドーパン
トとして、Si、Se及びSを用いることができる。In the semiconductor laser diode of the second embodiment manufactured as described above, the p- (Al
0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
After partially etching, an n-GaAs current blocking layer 14 is provided thereon. Here, during laser oscillation, the n-GaAs current blocking layer 14 and p- (Al 0.7
Since a reverse bias to the Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, the p-(Al 0.7 Ga 0.3) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4, the n-GaAs current blocking layer 14, current does not flow. Therefore, in the vicinity of the end face of the semiconductor laser diode according to the second embodiment, as shown by the arrow in FIG. 10, the current hardly flows into the disordered active layer in the window region, whereby the reactive current can be greatly reduced. As a result, a semiconductor laser diode having a window structure with high efficiency and high output can be realized. Incidentally, as the p-type dopant of each layer in the first and second embodiments, Zn,
Mg, C and Be can be used, and Si, Se and S can be used as n-type dopants.
【0026】変形例.以上の実施の形態1,2では、n
−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pクラッド層2、In
0.5Ga0.5P量子井戸活性層3、p−(Al0.7G
a0.3)0.5In0.5Pクラッド層4を用いたが、本発明
はこれに限らず、n型及びp型のクラッド層として、一
般式(AlxGa1-x)yIn1-yP(但し、0.65≦x
≦0.75、0.45≦y≦0.55)で表される化合
物半導体を用いることができ、活性層として、一般式I
nsGa1-sP(但し、0.45≦s≦0.55)で表さ
れる化合物半導体を用いることができる。以上のように
構成しても、実施の形態1,2と同様の作用効果を有す
る。ここで、上述のように組成比を限定する理由は、各
層の組成比が上述の範囲外になると、GaAs基板と格
子整合させることができないからである。Modification Example In the first and second embodiments, n
-(Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 2, In
0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer 3, p- (Al 0.7 G
Although the a 0.3 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 4 was used, the present invention is not limited to this, and the general formula (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P ( Where 0.65 ≦ x
≦ 0.75, 0.45 ≦ y ≦ 0.55), and the active layer can be represented by the general formula I
A compound semiconductor represented by n s Ga 1-s P (where 0.45 ≦ s ≦ 0.55) can be used. Even with the above configuration, the same operation and effect as those of the first and second embodiments can be obtained. Here, the reason for limiting the composition ratio as described above is that if the composition ratio of each layer is out of the above range, lattice matching with the GaAs substrate cannot be performed.
【0027】また、以上の実施の形態1,2では、n−
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなるクラッド層
2、In0.5Ga0.5Pからなる量子井戸活性層3、p−
(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pからなるクラッド層4
を用いたが、本発明はこれに限らず、n型及びp型のク
ラッド層として、AlGaAs等の化合物半導体を用い
ることができ、その場合活性層として、GaAs、Al
GaAs及びInGaAs等の化合物半導体を用いるこ
とができる。以上のように構成しても、実施の形態1,
2と同様の作用効果を有する。In the first and second embodiments, n-
A cladding layer 2 made of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P; a quantum well active layer 3 made of In 0.5 Ga 0.5 P;
Cladding layer 4 made of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P
However, the present invention is not limited thereto, and a compound semiconductor such as AlGaAs can be used as the n-type and p-type cladding layers. In this case, GaAs, Al
Compound semiconductors such as GaAs and InGaAs can be used. Embodiment 1 and Embodiment 1
It has the same function and effect as 2.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る第1
の半導体レーザダイオードは、上記第1のクラッド層
と、上記活性層と、上記第2のクラッド層とを備え、上
記各共振端面の近傍において、Znをドープして上記各
共振端面の近傍の活性層を無秩序化した窓構造の半導体
レーザダイオードであって、上記各共振端面の近傍の上
記第2のクラッド層に、Siをドープした領域を形成し
ている。これによって、各共振端面の近傍の上記第2の
クラッド層に、Siをドープした抵抗値の高い領域を形
成することができ、無秩序化した活性層に流れ込む電流
を少なくできるので、無効電流を少なくできる。従っ
て、本発明によれば、窓構造にすることにより生じる無
効電流を少なくできるので、動作電流を増加させること
なく高い光出力が可能な半導体レーザダイオードを提供
できる。As described above in detail, the first embodiment according to the present invention is described.
The semiconductor laser diode of the present invention includes the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer, and is doped with Zn in the vicinity of each of the resonance end faces to thereby activate the semiconductor in the vicinity of each of the resonance end faces. In a semiconductor laser diode having a window structure in which layers are disordered, a region doped with Si is formed in the second cladding layer near each of the resonance end faces. As a result, a high-resistance Si-doped region can be formed in the second cladding layer in the vicinity of each resonance end face, and the current flowing into the disordered active layer can be reduced. it can. Therefore, according to the present invention, the reactive current generated by the window structure can be reduced, so that a semiconductor laser diode capable of high optical output without increasing the operating current can be provided.
【0029】また、本発明に係る第2の半導体レーザダ
イオードは、上記第1のクラッド層と上記活性層と上記
第2のクラッド層と上記電流ブロック層とを備え、上記
各共振端面の近傍において、Znをドープして上記各共
振端面の近傍の活性層を無秩序化した窓構造の半導体レ
ーザダイオードであって、上記各共振端面の近傍の上記
第1のクラッド層のリッジ部を薄くして、該薄くしたリ
ッジ部上を覆うように上記電流ブロック層を形成してい
る。これによって、各共振端面の近傍において、上記第
2のクラッド層と電流ブロック層との間にpn接合を形
成することができ、各共振端面の近傍において、上記第
2のクラッド層から電流ブロック層に流入する電流を阻
止することができるので、無秩序化した活性層に流れ込
む電流を少なくでき、無効電流を少なくできる。従っ
て、本発明によれば、窓構造にすることにより生じる無
効電流を少なくできるので、動作電流を増加させること
なく高い光出力が可能な半導体レーザダイオードを提供
できる。A second semiconductor laser diode according to the present invention includes the first cladding layer, the active layer, the second cladding layer, and the current blocking layer, and is provided near each of the resonance end faces. A semiconductor laser diode having a window structure in which the active layer near each of the resonance end faces is disordered by doping Zn, wherein the ridge portion of the first cladding layer near each of the resonance end faces is thinned, The current block layer is formed so as to cover the thinned ridge portion. Thereby, a pn junction can be formed between the second cladding layer and the current blocking layer in the vicinity of each resonance end face, and in the vicinity of each resonance end face, the pn junction can be formed from the second cladding layer to the current blocking layer. Current flowing into the disordered active layer can be reduced, and the reactive current can be reduced. Therefore, according to the present invention, the reactive current generated by the window structure can be reduced, so that a semiconductor laser diode capable of high optical output without increasing the operating current can be provided.
【0030】また、本発明に係る第1の半導体レーザダ
イオードの製造方法は、窓構造の半導体レーザダイオー
ドの製造方法であって、上記各共振端面の近傍におい
て、上記第2のクラッド層の上面から上記第1のクラッ
ド層の途中まで厚さ方向にZnをドープして上記各共振
端面の近傍の活性層を無秩序化した後に、上記各共振端
面の近傍の上記第2のクラッド層に、Siをドープする
ことを含んでいる。これによって、各共振端面の近傍の
上記第2のクラッド層に、Siをドープした抵抗値の高
い領域を形成することができるので、動作電流を増加さ
せることなく高い光出力が可能な半導体レーザダイオー
ドを製造することができる。Further, a first method for manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor laser diode having a window structure, the method comprising the steps of: After doping Zn in the thickness direction to the middle of the first cladding layer to disorder the active layer near each of the resonance end faces, Si is added to the second cladding layer near each of the resonance end faces. Including doping. Thereby, a high-resistance region doped with Si can be formed in the second cladding layer in the vicinity of each resonance end face, so that a semiconductor laser diode capable of high optical output without increasing operating current. Can be manufactured.
【0031】また、本発明に係る第2の半導体レーザダ
イオードの製造方法は、上記各共振端面の近傍の上記第
1のクラッド層のリッジ部を薄くした後に、該薄くした
リッジ部上を覆うように上記電流ブロック層を成長させ
ることを含んでいる。これによって、各共振端面の近傍
において、上記第2のクラッド層と電流ブロック層との
間にpn接合が形成された半導体レーザダイオードを製
造することができ、上記第2のクラッド層から電流ブロ
ック層に流入する電流を該pn接合で阻止することによ
って動作電流を増加させずに高い光出力が可能な半導体
レーザダイオードを製造することができる。Further, in the second method of manufacturing a semiconductor laser diode according to the present invention, the ridge portion of the first cladding layer near each of the resonance end faces is thinned, and then the thinned ridge portion is covered. And growing the current blocking layer. Thereby, a semiconductor laser diode in which a pn junction is formed between the second cladding layer and the current blocking layer in the vicinity of each resonance end face can be manufactured. By blocking the current flowing into the pn junction by the pn junction, a semiconductor laser diode capable of high optical output without increasing the operating current can be manufactured.
【図1】 本発明に係る実施の形態1の半導体レーザダ
イオードの構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of a semiconductor laser diode according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 (a)(b)はそれぞれ、実施の形態1の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの斜視図である。FIGS. 2A and 2B are perspective views of the wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the first embodiment;
【図3】 (a)(b)はそれぞれ、実施の形態1の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの模式的断面図であり、(c)は実施の形態1の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの斜視図である。FIGS. 3A and 3B are schematic cross-sectional views of a wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the first embodiment, and FIG. FIG. 21 is a perspective view of the wafer after one step in the manufacturing process of FIG.
【図4】 (a)(b)はそれぞれ、実施の形態1の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの斜視図である。FIGS. 4A and 4B are perspective views of the wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the first embodiment;
【図5】 (a)(b)はそれぞれ、実施の形態1の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの斜視図である。FIGS. 5A and 5B are perspective views of the wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the first embodiment;
【図6】 (a)は、実施の形態1の半導体レーザダイ
オードの製造工程における一工程後のウエハの模式的断
面図であり、(b)は実施の形態1の半導体レーザダイ
オードの製造工程における一工程後のウエハの斜視図で
ある。FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the first embodiment, and FIG. 6B is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the first embodiment; It is a perspective view of the wafer after one process.
【図7】 実施の形態1の半導体レーザダイオードにお
ける窓構造部分の模式的断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a window structure portion in the semiconductor laser diode according to the first embodiment.
【図8】 (a)(b)はそれぞれ、実施の形態2の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの斜視図である。FIGS. 8A and 8B are perspective views of a wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the second embodiment.
【図9】 (a)(b)はそれぞれ、実施の形態2の半
導体レーザダイオードの製造工程における一工程後のウ
エハの斜視図である。FIGS. 9A and 9B are perspective views of the wafer after one step in a manufacturing process of the semiconductor laser diode according to the second embodiment.
【図10】 実施の形態2の半導体レーザダイオードに
おける窓構造部分の模式的断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view of a window structure in a semiconductor laser diode according to a second embodiment.
【図11】 従来例の半導体レーザダイオードの構成を
模式的に示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view schematically showing a configuration of a conventional semiconductor laser diode.
【図12】 従来例の半導体レーザダイオードにおける
窓構造部分の模式的断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view of a window structure in a conventional semiconductor laser diode.
1 n−GaAs基板、2 n−(Al0.7Ga0.3)
0.5In0.5Pクラッド層、3 In0.5Ga0.5P量子井
戸活性層、4 p−(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pク
ラッド層、5 p−GaAs第1コンタクト層、9 無
秩序化活性層、10 不純物拡散クラッド層領域、11
Si不純物拡散領域、14 n−GaAs電流ブロッ
ク層、15 p−GaAs第2コンタクト層、16 n
側電極、17 p側電極。1 n-GaAs substrate, 2 n- (Al 0.7 Ga 0.3 )
0.5 In 0.5 P clad layer, 3 In 0.5 Ga 0.5 P quantum well active layer, 4 p- (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P clad layer, 5 p-GaAs first contact layer, 9 disordered active layer, 10 Impurity diffusion cladding layer region, 11
Si impurity diffusion region, 14 n-GaAs current blocking layer, 15 p-GaAs second contact layer, 16 n
Side electrode, 17p side electrode.
Claims (5)
ド層と、上記第1のクラッド層上に成長された化合物半
導体からなる活性層と、上記活性層上に成長されたp型
化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面から他方
の共振端面に至るリッジ部が形成された第2のクラッド
層とを備え、上記各共振端面の近傍において、上記第2
のクラッド層の上面から上記第1のクラッド層の途中ま
で厚さ方向にZnをドープして上記各共振端面の近傍の
活性層を無秩序化した窓構造の半導体レーザダイオード
であって、 上記各共振端面の近傍の上記第2のクラッド層に、Si
をドープした領域を形成したことを特徴とする半導体レ
ーザダイオード。A first cladding layer made of an n-type compound semiconductor; an active layer made of a compound semiconductor grown on the first cladding layer; and a p-type compound semiconductor grown on the active layer. And a second cladding layer having a ridge portion formed from one resonance end face to the other resonance end face on the upper surface, wherein the second cladding layer is provided near each of the resonance end faces.
A semiconductor laser diode having a window structure in which the active layer near each of the resonance end faces is disordered by doping Zn in the thickness direction from the upper surface of the cladding layer to the middle of the first cladding layer. The second cladding layer near the end face is
A semiconductor laser diode, wherein a region doped with is formed.
ド層と、上記第1のクラッド層上に成長された化合物半
導体からなる活性層と、上記活性層上に成長されたp型
化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面から他方
の共振端面に至るリッジ部が形成された第2のクラッド
層と、上記リッジ部の両側の上記第2のクラッド層上に
成長されたn型化合物半導体からなる電流ブロック層と
を備え、上記各共振端面の近傍において、上記第2のク
ラッド層の上面から上記第1のクラッド層の途中まで厚
さ方向にZnをドープして上記各共振端面の近傍の活性
層を無秩序化した窓構造の半導体レーザダイオードであ
って、 上記各共振端面の近傍の上記第2のクラッド層のリッジ
部を薄くして、該薄くしたリッジ部上を覆うように上記
電流ブロック層を形成したことを特徴とする半導体レー
ザダイオード。2. A semiconductor device comprising: a first clad layer made of an n-type compound semiconductor; an active layer made of a compound semiconductor grown on the first clad layer; and a p-type compound semiconductor grown on the active layer. A second cladding layer having a ridge formed from one resonance end face to the other resonance end face on the upper surface, and an n-type compound semiconductor grown on the second cladding layer on both sides of the ridge. A current blocking layer, wherein in the vicinity of each of the resonance end faces, Zn is doped in the thickness direction from the upper surface of the second cladding layer to the middle of the first cladding layer so as to be in the vicinity of each of the resonance end faces. A semiconductor laser diode having a window structure in which an active layer is disordered, wherein the ridge portion of the second cladding layer near each of the resonance end faces is thinned, and the current block is formed so as to cover the thinned ridge portion. A semiconductor laser diode, characterized in that to form a layer.
層とが、一般式(AlxGa1-x)yIn1-yP(但し、
0.65≦x≦0.75、0.45≦y≦0.55)で
表される化合物半導体からなり、上記活性層が一般式I
nsGa1-sP(但し、0.45≦s≦0.55)で表さ
れる化合物半導体からなる請求項1又は2記載の半導体
レーザダイオード。3. The method according to claim 1, wherein the first cladding layer and the second cladding layer have a general formula (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (where
0.65 ≦ x ≦ 0.75, 0.45 ≦ y ≦ 0.55), and the active layer has a general formula I
3. The semiconductor laser diode according to claim 1, comprising a compound semiconductor represented by n s Ga 1-s P (where 0.45 ≦ s ≦ 0.55).
ド層と、上記第1のクラッド層上に成長された化合物半
導体からなる活性層と、上記活性層上に成長されたp型
化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面から他方
の共振端面に至るリッジ部が形成された第2のクラッド
層とを備えた窓構造の半導体レーザダイオードの製造方
法であって、 上記各共振端面の近傍において、上記第2のクラッド層
の上面から上記第1のクラッド層の途中まで厚さ方向に
Znをドープして上記各共振端面の近傍の活性層を無秩
序化した後に、上記各共振端面の近傍の上記第2のクラ
ッド層に、Siをドープすることを含む半導体レーザダ
イオードの製造方法。4. A semiconductor device comprising: a first cladding layer made of an n-type compound semiconductor; an active layer made of a compound semiconductor grown on the first cladding layer; and a p-type compound semiconductor grown on the active layer. And a second cladding layer having a ridge portion formed from one resonance end face to the other resonance end face on the upper surface, the method comprising the steps of: After doping Zn in the thickness direction from the upper surface of the second cladding layer to the middle of the first cladding layer to disorder the active layer in the vicinity of each resonance facet, the active layer in the vicinity of each resonance facet is disordered. A method for manufacturing a semiconductor laser diode, comprising doping the second cladding layer with Si.
ド層と、上記第1のクラッド層上に成長された化合物半
導体からなる活性層と、上記活性層上に成長されたp型
化合物半導体からなり、上面に一方の共振端面から他方
の共振端面に至るリッジ部が形成された第2のクラッド
層と、上記リッジ部の両側の上記第2のクラッド層上に
成長されたn型化合物半導体からなる電流ブロック層と
を備え、上記各共振端面の近傍において、上記第2のク
ラッド層の上面から上記第1のクラッド層の途中まで厚
さ方向にZnをドープして上記各共振端面の近傍の活性
層を無秩序化した窓構造の半導体レーザダイオードの製
造方法であって、 上記各共振端面の近傍の上記第2のクラッド層のリッジ
部を薄くした後に、該薄くしたリッジ部上を覆うように
上記電流ブロック層を成長させることを含むことを特徴
とする半導体レーザダイオードの製造方法。5. A semiconductor device comprising: a first clad layer made of an n-type compound semiconductor; an active layer made of a compound semiconductor grown on the first clad layer; and a p-type compound semiconductor grown on the active layer. A second cladding layer having a ridge formed from one resonance end face to the other resonance end face on the upper surface, and an n-type compound semiconductor grown on the second cladding layer on both sides of the ridge. A current blocking layer, wherein in the vicinity of each of the resonance end faces, Zn is doped in the thickness direction from the upper surface of the second cladding layer to the middle of the first cladding layer so as to be in the vicinity of each of the resonance end faces. A method of manufacturing a semiconductor laser diode having a window structure in which an active layer is disordered, comprising: reducing a ridge portion of the second cladding layer near each of the resonance end faces so as to cover the thinned ridge portion. The method of manufacturing a semiconductor laser diode, which comprises growing the serial current blocking layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13204097A JPH10321947A (en) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Semiconductor laser diode and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13204097A JPH10321947A (en) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Semiconductor laser diode and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321947A true JPH10321947A (en) | 1998-12-04 |
Family
ID=15072113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13204097A Pending JPH10321947A (en) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | Semiconductor laser diode and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321947A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108110617A (en) * | 2017-12-27 | 2018-06-01 | 苏州孚尔唯系统集成有限公司 | It is a kind of that the method for making films on cavity surfaces of semiconductor lasers structure is mutually spread based on dual element |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP13204097A patent/JPH10321947A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108110617A (en) * | 2017-12-27 | 2018-06-01 | 苏州孚尔唯系统集成有限公司 | It is a kind of that the method for making films on cavity surfaces of semiconductor lasers structure is mutually spread based on dual element |
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