JPH10321948A - 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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- JPH10321948A JPH10321948A JP14312297A JP14312297A JPH10321948A JP H10321948 A JPH10321948 A JP H10321948A JP 14312297 A JP14312297 A JP 14312297A JP 14312297 A JP14312297 A JP 14312297A JP H10321948 A JPH10321948 A JP H10321948A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】素子抵抗が低く、良好な温度特性と高い信頼性
を有する半導体レーザを作製可能な製造方法を提供す
る。 【解決手段】ｐコンタクト層１２を形成した後、Ｖ族原
子に結合している水素基の数が２個以下であるＶ族原料
を含む雰囲気中で降温することで、ｐコンタクト層１２
に取り込まれる水素の量を減らし、ｐクラッド層５、７
への水素の拡散を防止して、ｐドーパントの活性化率が
低下するのを防止する。
を有する半導体レーザを作製可能な製造方法を提供す
る。 【解決手段】ｐコンタクト層１２を形成した後、Ｖ族原
子に結合している水素基の数が２個以下であるＶ族原料
を含む雰囲気中で降温することで、ｐコンタクト層１２
に取り込まれる水素の量を減らし、ｐクラッド層５、７
への水素の拡散を防止して、ｐドーパントの活性化率が
低下するのを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体レーザの製造方法
は、例えば特開平７−３８２００号公報に示されるよう
に、クラッド層のキャリア濃度を高めることにより、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ことを目的としている。
は、例えば特開平７−３８２００号公報に示されるよう
に、クラッド層のキャリア濃度を高めることにより、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ことを目的としている。
【０００３】図６及び図７は、従来の半導体レーザの製
造方法の一例を製造工程順に示した縦断面図である。な
お、図６及び図７は単に図面作成の都合で分図されたも
のである。
造方法の一例を製造工程順に示した縦断面図である。な
お、図６及び図７は単に図面作成の都合で分図されたも
のである。
【０００４】図７（ｆ）に示した横モード制御型ＡｌＧ
ａＩｎＰ可視光半導体レーザの構造は、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、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
３、ＧａＩｎＰ活性層１５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部ク
ラッド層５からなるダブルヘテロ接合構造と、エッチン
グ停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ｐ
−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層１６、ｎ−ＧａＡｓ電流
阻止層１１、Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3）を用
いて成長したｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７とが形成さ
れ、上端および下端には、ｐ側電極１３、ｎ側電極１４
が形成されている。
ａＩｎＰ可視光半導体レーザの構造は、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、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
３、ＧａＩｎＰ活性層１５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部ク
ラッド層５からなるダブルヘテロ接合構造と、エッチン
グ停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ｐ
−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層１６、ｎ−ＧａＡｓ電流
阻止層１１、Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3）を用
いて成長したｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７とが形成さ
れ、上端および下端には、ｐ側電極１３、ｎ側電極１４
が形成されている。
【０００５】この構造を有する半導体レーザは、通常、
ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法もし
くはＭＢＥ（分子ビームエピタキシャル成長）法により
製造されるが、ここでは、量産性に優れたＭＯＶＰＥ法
を用いた製造方法について説明する。
ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成長）法もし
くはＭＢＥ（分子ビームエピタキシャル成長）法により
製造されるが、ここでは、量産性に優れたＭＯＶＰＥ法
を用いた製造方法について説明する。
【０００６】まず、図６（ａ）に示すｎ−ＧａＡｓ基板
１上に、第１回目のＭＯＶＰＥ成長により約７００℃の
温度で、図６（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、ＧａＩｎＰ
活性層１５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５、エ
ッチング停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層
７、ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層１６、ｎ−ＧａＡ
ｓキャップ層９を形成する。そして、ｎ−ＧａＡｓキャ
ップ層９の表面の熱的劣化を防ぎながら、アルシンガス
（ＡｓＨ3）および水素ガス（Ｈ2）の雰囲気中で室温ま
で降温させる。
１上に、第１回目のＭＯＶＰＥ成長により約７００℃の
温度で、図６（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、ＧａＩｎＰ
活性層１５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５、エ
ッチング停止層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層
７、ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層１６、ｎ−ＧａＡ
ｓキャップ層９を形成する。そして、ｎ−ＧａＡｓキャ
ップ層９の表面の熱的劣化を防ぎながら、アルシンガス
（ＡｓＨ3）および水素ガス（Ｈ2）の雰囲気中で室温ま
で降温させる。
【０００７】次に、図６（ｃ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層９をＨ3ＰＯ4系の混合液で全面にエッチ
ング除去する。
Ａｓキャップ層９をＨ3ＰＯ4系の混合液で全面にエッチ
ング除去する。
【０００８】続いて、ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層
１６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ストライプ状のマスク１０を形成す
る。次いで、これをマスクとして、Ｈ2ＳＯ4系の混合液
を用いて、図７（ｄ）に示すように、エッチング停止層
６に達するまでｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７を
エッチングして、ストライプ状のメサを形成する。
１６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ストライプ状のマスク１０を形成す
る。次いで、これをマスクとして、Ｈ2ＳＯ4系の混合液
を用いて、図７（ｄ）に示すように、エッチング停止層
６に達するまでｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７を
エッチングして、ストライプ状のメサを形成する。
【０００９】次いで、第２回目のＭＯＶＰＥ成長によ
り、図７（ｅ）に示すように、ストライプ状のマスク１
０を除く部分に、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１を選択的
に形成し、マスク１０を除去する。
り、図７（ｅ）に示すように、ストライプ状のマスク１
０を除く部分に、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１を選択的
に形成し、マスク１０を除去する。
【００１０】次に、Ａｓ原料としてＡｓＨ3を用いた第
３回目のＭＯＶＰＥ成長により、全面にｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層１７を形成し、コンタクト層１７の上面にｐ
側電極１３を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側
電極１４を形成することにより、図７（ｆ）に示す構造
の半導体レーザ素子が完成される。
３回目のＭＯＶＰＥ成長により、全面にｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層１７を形成し、コンタクト層１７の上面にｐ
側電極１３を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側
電極１４を形成することにより、図７（ｆ）に示す構造
の半導体レーザ素子が完成される。
【００１１】この構造では、電流狭窄はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層１１によって行われる。また、横モード制御
は、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１における光吸収によっ
てｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層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−ＧａＩｎＰ
ヘテロバッファ層１６は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラ
ッド層７とｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７との間の電気
抵抗を低減する役割を果たす。
流阻止層１１によって行われる。また、横モード制御
は、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１における光吸収によっ
てｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層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−ＧａＩｎＰ
ヘテロバッファ層１６は、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラ
ッド層７とｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７との間の電気
抵抗を低減する役割を果たす。
【００１２】この製造方法については、第１回目のＭＯ
ＶＰＥ成長において、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド
層７とｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層１６の成長に続
いて、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９を成長することによ
り、その後の表面の熱的劣化を防ぐためにＡｓＨ3およ
びＨ2雰囲気中で室温までに降温する際に、キャップ層
９がバリアとして機能し、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラ
ッド層５、上部クラッド層７およびｐ−ＧａＩｎＰヘテ
ロバッファ層１６の層中へ水素が取り込まれるのを抑制
する。
ＶＰＥ成長において、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド
層７とｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層１６の成長に続
いて、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９を成長することによ
り、その後の表面の熱的劣化を防ぐためにＡｓＨ3およ
びＨ2雰囲気中で室温までに降温する際に、キャップ層
９がバリアとして機能し、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラ
ッド層５、上部クラッド層７およびｐ−ＧａＩｎＰヘテ
ロバッファ層１６の層中へ水素が取り込まれるのを抑制
する。
【００１３】このため、これらの層５、７、１６におけ
るｐドーパントの活性化率の低下を防ぎ、キャリア濃度
の低下を防いでいる。
るｐドーパントの活性化率の低下を防ぎ、キャリア濃度
の低下を防いでいる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層中に水
素が取り込まれると、水素はｐ−ドーパントであるＺｎ
とＰとの結合を切ってＰと結合するため、Ｚｎの活性化
率が悪くなり、キャリア濃度が低下する。
ラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層中に水
素が取り込まれると、水素はｐ−ドーパントであるＺｎ
とＰとの結合を切ってＰと結合するため、Ｚｎの活性化
率が悪くなり、キャリア濃度が低下する。
【００１５】このため、素子抵抗の増大や結晶品質の低
下を招き、消費電力増大、温度特性低下および信頼性低
下を招く。
下を招き、消費電力増大、温度特性低下および信頼性低
下を招く。
【００１６】そして、図６及び図７を参照して説明した
従来の半導体レーザの製造方法における問題点は、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロ
バッファ層への水素の取り込み防止が不十分な点であ
る。
従来の半導体レーザの製造方法における問題点は、ｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロ
バッファ層への水素の取り込み防止が不十分な点であ
る。
【００１７】その理由は、第１回目のＭＯＶＰＥ成長の
際、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ−ＧａＩｎ
Ｐヘテロバッファ層上にｎ−ＧａＡｓキャップ層を成長
した後にＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で室温まで降温させ
ることにより、水素の取り込みを防止する工夫がなされ
ているが、第３回目のＭＯＶＰＥ成長において、Ａｓ原
料として、ＡｓＨ3を用いてｐ−ＧａＡｓコンタクト層
を成長した後に、ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で室温まで
降温する際に、ＡｓＨ3の分解により生ずる水素基が原
子状水素としてｐ−ＧａＡｓコンタクト層中に入り込
み、原子状水素がイオン化されてｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層中への
水素の拡散が加速されるためである。
際、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層およびｐ−ＧａＩｎ
Ｐヘテロバッファ層上にｎ−ＧａＡｓキャップ層を成長
した後にＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で室温まで降温させ
ることにより、水素の取り込みを防止する工夫がなされ
ているが、第３回目のＭＯＶＰＥ成長において、Ａｓ原
料として、ＡｓＨ3を用いてｐ−ＧａＡｓコンタクト層
を成長した後に、ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で室温まで
降温する際に、ＡｓＨ3の分解により生ずる水素基が原
子状水素としてｐ−ＧａＡｓコンタクト層中に入り込
み、原子状水素がイオン化されてｐ−ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層中への
水素の拡散が加速されるためである。
【００１８】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、素子抵抗が低
く、良好な温度特性と高い信頼性を有するＡｌＧａＩｎ
Ｐ系可視光半導体レーザの製造方法を提供することにあ
る。
てなされたものであって、その目的は、素子抵抗が低
く、良好な温度特性と高い信頼性を有するＡｌＧａＩｎ
Ｐ系可視光半導体レーザの製造方法を提供することにあ
る。
【００１９】より詳細には、本発明は、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層
中に水素が取り込まれてｐドーパントの活性化率が低下
するのを防止する半導体レーザの製造方法を提供するこ
とをその目的としている。ｐドーパントの活性化率の低
下を防止することにより、キャリア濃度増加による素子
抵抗の低減、ドーピング濃度低減による結晶品質向上、
温度特性向上および信頼性向上が可能となる。
ｎＰクラッド層およびｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層
中に水素が取り込まれてｐドーパントの活性化率が低下
するのを防止する半導体レーザの製造方法を提供するこ
とをその目的としている。ｐドーパントの活性化率の低
下を防止することにより、キャリア濃度増加による素子
抵抗の低減、ドーピング濃度低減による結晶品質向上、
温度特性向上および信頼性向上が可能となる。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の半導体レーザの製造方法は、ｐ型層の形成
後、Ｖ族原子に結合している水素基の数が２個以下であ
るＶ族原料を含む雰囲気中で降温する工程を有する。
め、本発明の半導体レーザの製造方法は、ｐ型層の形成
後、Ｖ族原子に結合している水素基の数が２個以下であ
るＶ族原料を含む雰囲気中で降温する工程を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明の一実施の形態の半導体レーザの製造方法
においては、ｐ型コンタクト層（図３（ｆ）の１２）を
形成した後、Ｖ族原子に結合している水素基の数が２個
以下であるＶ族（Ａｓ）原料を含む雰囲気中で降温する
ことで、ｐ型コンタクト層に取り込まれる水素の量を減
らし、ｐ型クラッド層（図３（ｆ）の５、７）への水素
の拡散を防止する。
する。本発明の一実施の形態の半導体レーザの製造方法
においては、ｐ型コンタクト層（図３（ｆ）の１２）を
形成した後、Ｖ族原子に結合している水素基の数が２個
以下であるＶ族（Ａｓ）原料を含む雰囲気中で降温する
ことで、ｐ型コンタクト層に取り込まれる水素の量を減
らし、ｐ型クラッド層（図３（ｆ）の５、７）への水素
の拡散を防止する。
【００２２】本発明の実施の形態の原理について説明す
ると、ｐ型コンタクト層の形成後、Ｖ族原子に結合して
いる水素基の数が２個以下であるＶ族原料を含む雰囲気
中で降温する工程を有することにより、Ｖ族原子に結合
している水素基の数が３個であるＶ族原料を含む雰囲気
中で降温する工程を含む従来の製造方法に比べて、Ｖ族
原料が分解することで生成される水素基を減らすことが
できるため、ｐ型コンタクト層に取り込まれる水素の量
を低減でき、イオン化してｐ型クラッド層やｐ型ヘテロ
バッファ層に拡散する水素の量を低減できるため、ｐド
ーパントの活性化率が低下するのを防ぐことができる。
ると、ｐ型コンタクト層の形成後、Ｖ族原子に結合して
いる水素基の数が２個以下であるＶ族原料を含む雰囲気
中で降温する工程を有することにより、Ｖ族原子に結合
している水素基の数が３個であるＶ族原料を含む雰囲気
中で降温する工程を含む従来の製造方法に比べて、Ｖ族
原料が分解することで生成される水素基を減らすことが
できるため、ｐ型コンタクト層に取り込まれる水素の量
を低減でき、イオン化してｐ型クラッド層やｐ型ヘテロ
バッファ層に拡散する水素の量を低減できるため、ｐド
ーパントの活性化率が低下するのを防ぐことができる。
【００２３】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に具
体例に即して説明すべく、本発明の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。
体例に即して説明すべく、本発明の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。
【００２４】図１は、本発明の半導体レーザの製造方法
の一実施例により作製した半導体レーザの構造の縦断面
図の一例である。
の一実施例により作製した半導体レーザの構造の縦断面
図の一例である。
【００２５】図１を参照すると、横モード制御型ＡｌＧ
ａＩｎＰ可視光半導体レーザは、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−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、活
性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５からなる
ダブルヘテロ接合構造と、エッチング停止層６、ｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ヘテロバッファ層８、
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１、Ａｓ原料としてＡｓＨ3
以外のＡｓ化合物を用いて成長したｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１２とが形成され、上端および下端には、ｐ側電
極１３、ｎ側電極１４が形成されている。
ａＩｎＰ可視光半導体レーザは、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−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、活
性層４、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５からなる
ダブルヘテロ接合構造と、エッチング停止層６、ｐ−Ａ
ｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ヘテロバッファ層８、
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１、Ａｓ原料としてＡｓＨ3
以外のＡｓ化合物を用いて成長したｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１２とが形成され、上端および下端には、ｐ側電
極１３、ｎ側電極１４が形成されている。
【００２６】図２及び図３は、本発明の半導体レーザの
製造方法の第１の実施例について製造工程順に模式的に
示した縦断面図である。なお、図２及び図３は単に図面
作成の都合で分図されたものである。
製造方法の第１の実施例について製造工程順に模式的に
示した縦断面図である。なお、図２及び図３は単に図面
作成の都合で分図されたものである。
【００２７】成長方法は、減圧下のＭＯＶＰＥ法を用
い、成長温度は約７００℃として、図２（ａ）に示すｎ
−ＧａＡｓ基板１上に、第１回目の成長において、原料
として、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、トリメチ
ルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルガリウム（Ｔ
ＥＧａ）、ジエチルジンク（ＤＥＺｎ）、ジシラン（Ｓ
ｉ2Ｈ6）、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）
を用い、図２（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、活性層４、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５、エッチング停止
層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ヘテロバ
ッファ層８、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９を形成する。
い、成長温度は約７００℃として、図２（ａ）に示すｎ
−ＧａＡｓ基板１上に、第１回目の成長において、原料
として、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、トリメチ
ルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリエチルガリウム（Ｔ
ＥＧａ）、ジエチルジンク（ＤＥＺｎ）、ジシラン（Ｓ
ｉ2Ｈ6）、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）
を用い、図２（ｂ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓバッフ
ァ層２、ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、活性層４、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５、エッチング停止
層６、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７、ヘテロバ
ッファ層８、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９を形成する。
【００２８】そして、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９の表面
の熱的劣化を防ぎながら、ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で
室温まで降温させる。
の熱的劣化を防ぎながら、ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で
室温まで降温させる。
【００２９】次に、図２（ｃ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層９をＨ3ＰＯ4系の混合液で全面をエッチ
ング除去する。
Ａｓキャップ層９をＨ3ＰＯ4系の混合液で全面をエッチ
ング除去する。
【００３０】続いて、ヘテロバッファ層８の上にストラ
イプ状のマスク１０を形成する。次いで、これをマスク
に、Ｈ2ＳＯ4系の混合液を用いて、図３（ｄ）に示すよ
うに、エッチング停止層６に達するまで、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰ上部クラッド層７をエッチングして、ストライプ
状のメサを形成する。
イプ状のマスク１０を形成する。次いで、これをマスク
に、Ｈ2ＳＯ4系の混合液を用いて、図３（ｄ）に示すよ
うに、エッチング停止層６に達するまで、ｐ−ＡｌＧａ
ＩｎＰ上部クラッド層７をエッチングして、ストライプ
状のメサを形成する。
【００３１】次いで、第２回目の成長において、原料と
して、ＴＥＧａ、Ｓｉ2Ｈ6、ＡｓＨ3を用い、図３
（ｅ）に示すように、ストライプ状のマスク１０を除く
部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１を選択的に形成し、
その後マスク１０を除去する。
して、ＴＥＧａ、Ｓｉ2Ｈ6、ＡｓＨ3を用い、図３
（ｅ）に示すように、ストライプ状のマスク１０を除く
部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１を選択的に形成し、
その後マスク１０を除去する。
【００３２】次に、第３回目の成長において、原料とし
て、ＴＥＧａ、ＤＥＺｎ、そしてＡｓＨ3以外のＡｓ化
合物を用い、全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１２を形
成し、ＡｓＨ3以外のＡｓ化合物およびＨ2雰囲気中で室
温まで降温させる。
て、ＴＥＧａ、ＤＥＺｎ、そしてＡｓＨ3以外のＡｓ化
合物を用い、全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１２を形
成し、ＡｓＨ3以外のＡｓ化合物およびＨ2雰囲気中で室
温まで降温させる。
【００３３】ここで、ＡｓＨ3以外のＡｓ化合物とし
て、Ａｓ原子に結合している水素基の数がＡｓＨ3より
少ない、すなわち２個以下であるＡｓ原料を用いる。好
ましくは、トリメチルアルシン（ＴＭＡｓ）、トリエチ
ルアルシン（ＴＥＡｓ）、ジメチルアルシン（ＤＭＡ
ｓ）、ジエチルアルシン（ＤＥＡｓ）、ターシャルブチ
ルアルシン（ＴＢＡｓ）、フェニルアルシン（ＰｈＡ
ｓ）などが有効である。
て、Ａｓ原子に結合している水素基の数がＡｓＨ3より
少ない、すなわち２個以下であるＡｓ原料を用いる。好
ましくは、トリメチルアルシン（ＴＭＡｓ）、トリエチ
ルアルシン（ＴＥＡｓ）、ジメチルアルシン（ＤＭＡ
ｓ）、ジエチルアルシン（ＤＥＡｓ）、ターシャルブチ
ルアルシン（ＴＢＡｓ）、フェニルアルシン（ＰｈＡ
ｓ）などが有効である。
【００３４】次いで、コンタクト層１２の上面にｐ側電
極１３を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側電極
１４を形成することにより、図３（ｆ）に示す構造の半
導体レーザ素子が完成される。
極１３を形成し、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下面にｎ側電極
１４を形成することにより、図３（ｆ）に示す構造の半
導体レーザ素子が完成される。
【００３５】この構造では、電流狭窄はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層１１によって行われる。また、横モード制御
は、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１における光吸収によっ
てｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５に屈折率分布を
形成することにより達成される。また、ヘテロバッファ
層８はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層８とｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層１２との間の電気抵抗を低減する役割
を果たす。
流阻止層１１によって行われる。また、横モード制御
は、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１における光吸収によっ
てｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５に屈折率分布を
形成することにより達成される。また、ヘテロバッファ
層８はｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層８とｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層１２との間の電気抵抗を低減する役割
を果たす。
【００３６】この製造方法については、第１回目の成長
において、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７とヘテ
ロバッファ層８の成長に続いて、ｎ−ＧａＡｓキャップ
層９を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ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で室温までに降温
する際に、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９がバリアとして機
能し、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層６、上部クラ
ッド層７およびヘテロバッファ層８の層中へ水素が取り
込まれるのを抑制する。
において、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層７とヘテ
ロバッファ層８の成長に続いて、ｎ−ＧａＡｓキャップ
層９を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ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で室温までに降温
する際に、ｎ−ＧａＡｓキャップ層９がバリアとして機
能し、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層６、上部クラ
ッド層７およびヘテロバッファ層８の層中へ水素が取り
込まれるのを抑制する。
【００３７】さらに、第３回目の成長において、全面に
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１２を形成する際に、Ａｓ原
料としてＡｓＨ3以外のＡｓ化合物を用い、その雰囲気
中で室温まで降温することにより、Ａｓ原料の分解によ
り生成される水素基の数を減らし、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１２に進入する水素を減らすことができるため、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ上部クラッド層７およびヘテロバッファ層８の層中
への水素の取り込み防止が十分に行われる。
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１２を形成する際に、Ａｓ原
料としてＡｓＨ3以外のＡｓ化合物を用い、その雰囲気
中で室温まで降温することにより、Ａｓ原料の分解によ
り生成される水素基の数を減らし、ｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層１２に進入する水素を減らすことができるため、
ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層５、ｐ−ＡｌＧａＩ
ｎＰ上部クラッド層７およびヘテロバッファ層８の層中
への水素の取り込み防止が十分に行われる。
【００３８】その結果、ｐドーパントの活性化率は、従
来の製造方法においては５０％程度であるのに対し、本
実施例の製造方法においては、８０％程度にまで向上さ
せることが可能となる。
来の製造方法においては５０％程度であるのに対し、本
実施例の製造方法においては、８０％程度にまで向上さ
せることが可能となる。
【００３９】次に、本発明の第２の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【００４０】図４及び図５は、本発明の半導体レーザの
製造方法の第２の実施例について製造工程順に模式的に
示した縦断面図である。なお、図４及び図５は単に図面
作成の都合で分図されたものである。
製造方法の第２の実施例について製造工程順に模式的に
示した縦断面図である。なお、図４及び図５は単に図面
作成の都合で分図されたものである。
【００４１】本実施例では、図４（ｂ）に示すように、
ヘテロバッファ層８を成長するまでは第１の実施例と同
様であり、その後、Ａｓ原料としてＡｓＨ3を用いてｐ
−ＧａＡｓコンタクト層１７およびｎ−ＧａＡｓキャッ
プ層９を形成した後、ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で降温
する。
ヘテロバッファ層８を成長するまでは第１の実施例と同
様であり、その後、Ａｓ原料としてＡｓＨ3を用いてｐ
−ＧａＡｓコンタクト層１７およびｎ−ＧａＡｓキャッ
プ層９を形成した後、ＡｓＨ3およびＨ2雰囲気中で降温
する。
【００４２】次に、図４（ｃ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓキャップ層９をＨ3ＰＯ3系の混合液で全面をエッチ
ング除去し、つぎに、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７の
上にストライプ状のマスク１０を形成する（図５（ｄ）
参照）。これ以降の工程は、第１の実施例と同様である
（図５（ｆ）参照）。
Ａｓキャップ層９をＨ3ＰＯ3系の混合液で全面をエッチ
ング除去し、つぎに、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１７の
上にストライプ状のマスク１０を形成する（図５（ｄ）
参照）。これ以降の工程は、第１の実施例と同様である
（図５（ｆ）参照）。
【００４３】本発明の第２の実施例では、ヘテロバッフ
ァ層８が第１回目の成長と第２回目の成長との間で空気
中に晒されることがなく、且つ、第３回目の成長の際の
昇温時にヘテロバッファ層８が熱劣化を受けないため、
第１の実施例の効果に加えて、ヘテロバッファ層８が電
気抵抗を低減する効果が一層大きくなる。
ァ層８が第１回目の成長と第２回目の成長との間で空気
中に晒されることがなく、且つ、第３回目の成長の際の
昇温時にヘテロバッファ層８が熱劣化を受けないため、
第１の実施例の効果に加えて、ヘテロバッファ層８が電
気抵抗を低減する効果が一層大きくなる。
【００４４】なお、本発明の製造方法においては、ｎ−
ＧａＡｓキャップ層を形成した後に降温するという従来
の工程、および、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層を形成した
後にＡｓＨ3以外のＡｓ化合物の雰囲気中で降温すると
いう工程を含めば、その効果が十分発揮されるため、成
長方法、成長温度、成長回数、原料、レーザの構造、レ
ーザを構成する層の組成や厚さは、如何様でも差し支え
ない。
ＧａＡｓキャップ層を形成した後に降温するという従来
の工程、および、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層を形成した
後にＡｓＨ3以外のＡｓ化合物の雰囲気中で降温すると
いう工程を含めば、その効果が十分発揮されるため、成
長方法、成長温度、成長回数、原料、レーザの構造、レ
ーザを構成する層の組成や厚さは、如何様でも差し支え
ない。
【００４５】また、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層の成長の
際はＡｓＨ3を用い、成長終了のため他の原料の供給を
止めた時点でＡｓＨ3以外のＡｓ化合物に切り替え、そ
の雰囲気中で降温しても同様の効果が得られる。
際はＡｓＨ3を用い、成長終了のため他の原料の供給を
止めた時点でＡｓＨ3以外のＡｓ化合物に切り替え、そ
の雰囲気中で降温しても同様の効果が得られる。
【００４６】また、ｐ型コンタクト層を成長した後の降
温過程において、ｐ型コンタクト層からのＡｓ蒸発およ
びＡｓ原料が分解されなくなる温度以下になれば、Ａｓ
Ｈ3以外のＡｓ化合物を含まない雰囲気中で降温しても
かまわない。
温過程において、ｐ型コンタクト層からのＡｓ蒸発およ
びＡｓ原料が分解されなくなる温度以下になれば、Ａｓ
Ｈ3以外のＡｓ化合物を含まない雰囲気中で降温しても
かまわない。
【００４７】また、ｎ型キャップ層およびｐ型コンタク
ト層はＧａＡｓ以外の組成でも差し支えない。
ト層はＧａＡｓ以外の組成でも差し支えない。
【００４８】また、本実施例では、降温前に形成するｐ
型層としてｐ−ＧａＡｓコンタクト層を例に説明した
が、ｐ型層がＰを含む層の場合、降温中の雰囲気に供給
するＶ族原料としては、トリチメルホスフィン（ＴＭ
Ｐ）、トリエチルホスフィン（ＴＥＰ）、イソブチルホ
スフィン（ＩＢＰ）、ターシャルブチルホスフィン（Ｔ
ＢＰ）などが効果的である。また、Ｖ族原料の分解の手
段は、加熱、光照射、その他、如何様でもかまわない。
型層としてｐ−ＧａＡｓコンタクト層を例に説明した
が、ｐ型層がＰを含む層の場合、降温中の雰囲気に供給
するＶ族原料としては、トリチメルホスフィン（ＴＭ
Ｐ）、トリエチルホスフィン（ＴＥＰ）、イソブチルホ
スフィン（ＩＢＰ）、ターシャルブチルホスフィン（Ｔ
ＢＰ）などが効果的である。また、Ｖ族原料の分解の手
段は、加熱、光照射、その他、如何様でもかまわない。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記記載の効果を奏する。
下記記載の効果を奏する。
【００５０】（１）本発明の第１の効果は、素子抵抗を
低減することができる、ということである。これによ
り、省電力化が可能となる。
低減することができる、ということである。これによ
り、省電力化が可能となる。
【００５１】その理由は、本発明においては、ｐドーパ
ントの活性化の低減を防止できるので、ｐ型クラッド層
のキャリア濃度を十分に高められるためである。
ントの活性化の低減を防止できるので、ｐ型クラッド層
のキャリア濃度を十分に高められるためである。
【００５２】（２）本発明の第２の効果は、温度特性を
向上することができる、ということである。これによ
り、高温動作が可能となる。
向上することができる、ということである。これによ
り、高温動作が可能となる。
【００５３】その理由は、本発明においては、ｐ型クラ
ッド層のキャリア濃度を十分に高めて、キャリアに対す
るエネルギー障壁を十分に高めることができるので、ｐ
型クラッド層へのキャリアのオーバーフローを低減でき
るためである。
ッド層のキャリア濃度を十分に高めて、キャリアに対す
るエネルギー障壁を十分に高めることができるので、ｐ
型クラッド層へのキャリアのオーバーフローを低減でき
るためである。
【００５４】（３）本発明の第３の効果は、結晶品質を
向上することができる、ということである。これによ
り、信頼性の向上が可能となる。
向上することができる、ということである。これによ
り、信頼性の向上が可能となる。
【００５５】その理由は、本発明においては、活性化し
ないｐドーパントの量を低減できるためである。
ないｐドーパントの量を低減できるためである。
【図１】本発明の製造方法の実施例により作製した半導
体レーザの縦断面図の一例を示す図である。
体レーザの縦断面図の一例を示す図である。
【図２】本発明の半導体レーザの製造方法の第１の実施
例を製造工程順に示す縦断面図である。
例を製造工程順に示す縦断面図である。
【図３】本発明の半導体レーザの製造方法の第１の実施
例を製造工程順に示す縦断面図である。
例を製造工程順に示す縦断面図である。
【図４】本発明の半導体レーザの製造方法の第２の実施
例を製造工程順に示す縦断面図である。
例を製造工程順に示す縦断面図である。
【図５】本発明の半導体レーザの製造方法の第２の実施
例を製造工程順に示す縦断面図である。
例を製造工程順に示す縦断面図である。
【図６】従来の半導体レーザの製造方法の一例を製造工
程順に示す縦断面図である。
程順に示す縦断面図である。
【図７】従来の半導体レーザの製造方法の一例を製造工
程順に示す縦断面図である。
程順に示す縦断面図である。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ４ 活性層 ５ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ下部クラッド層 ６ エッチング停止層 ７ ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層 ８ ヘテロバッファ層 ９ ｎ−ＧａＡｓキャップ層 １０ マスク １１ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １２ Ａｓ原料としてＡｓＨ3以外のＡｓ化合物を用い
て成長したｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １３ ｐ側電極 １４ ｎ側電極 １５ ＧａＩｎＰ活性層 １６ ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層 １７ Ａｓ原料としてＡｓＨ3を用いて成長したｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層
て成長したｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １３ ｐ側電極 １４ ｎ側電極 １５ ＧａＩｎＰ活性層 １６ ｐ−ＧａＩｎＰヘテロバッファ層 １７ Ａｓ原料としてＡｓＨ3を用いて成長したｐ−Ｇ
ａＡｓコンタクト層
Claims (4)
- 【請求項１】半導体レーザの製造方法において、 ｐ型層の形成後、Ｖ族原子に結合している水素基の数が
２個以下であるＶ族原料を含む雰囲気中で降温させる工
程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】ｐ型コンタクト層を形成した後、Ｖ族原子
に結合している水素基の数が２個以下であるＶ族原料を
含む雰囲気中で降温することで、前記ｐ型コンタクト層
に取り込まれる水素の量を減らし、ｐ型クラッド層への
水素の拡散を防止する、ようにしたことを特徴とする、
半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】（ａ）ｎ型半導体基板の上に形成される、
ｎ型クラッド層上に、活性層、下部ｐ型クラッド層、エ
ッチング停止層、上部ｐ型クラッド層、バッファ層、ｎ
型キャップ層をこの順に形成した後、所定のガス雰囲気
中で降温させた後前記キャップ層をエッチング除去し、 （ｂ）露出した前記バッファ層上に設けられたストライ
プ状のマスクにより前記上部ｐ型クラッド層を前記エッ
チング停止層表面に至るまでエッチングしてストライプ
状のメサを形成した後、前記ストライプメサ部以外にｎ
型電流ブロック層を選択的に形成し、 （ｃ）ついでｐ型コンタクト層を形成した後、Ｖ族原子
に結合している水素基の数が２個以下であるＶ族原料を
含む雰囲気中で降温し、前記ｐ型コンタクト層に取り込
まれる水素の量を減らし、前記上部及び下部ｐ型クラッ
ド層への水素の拡散を防止して、ｐドーパントの活性化
率が低下することを回避し、 （ｄ）その後、前記ｐ型コンタクト層、及び前記基板下
面にそれぞれ電極を形成する、上記（ａ）〜（ｄ）の工
程により半導体レーザを作製することを特徴とする半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項４】（ａ）ｎ型半導体基板の上に形成される、
ｎ型クラッド層の上に、活性層、下部ｐ型クラッド層、
エッチング停止層、上部ｐ型クラッド層、バッファ層、
第１のｐ型コンタクト層、ｎ型キャップ層をこの順に形
成した後、所定のガス雰囲気中で降温させた後、前記キ
ャップ層をエッチング除去し、 （ｂ）露出した前記第１のｐ型コンタクト層上に設けら
れたストライプ状のマスクにより前記上部クラッド層を
前記エッチング停止層に至るまでエッチングしてストラ
イプ状のメサを形成し、前記ストライプメサ部以外にｎ
型電流ブロック層を選択的に形成し、 （ｃ）ついで第２のｐ型コンタクト層を形成した後、Ｖ
族原子に結合している水素基の数が２個以下であるＶ族
原料を含む雰囲気中で降温し、前記第２のｐ型コンタク
ト層に取り込まれる水素の量を減らし、前記上部及び下
部ｐ型クラッド層への水素の拡散を防止して、ｐドーパ
ントの活性化率が低下することを回避し、 （ｄ）その後、前記第２のｐ型コンタクト層、及び前記
基板下面にそれぞれ電極を形成する、上記（ａ）〜
（ｄ）の工程により半導体レーザを作製することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14312297A JPH10321948A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14312297A JPH10321948A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321948A true JPH10321948A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15331436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14312297A Pending JPH10321948A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321948A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094215A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nec Electronics Corp | 光半導体装置及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-05-16 JP JP14312297A patent/JPH10321948A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094215A (ja) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Nec Electronics Corp | 光半導体装置及びその製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010313 |