JP2924435B2 - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】本発明はレーザプリンタやバーコードリー
ダ等の光源に用いられる半導体レーザに関し、特に発振
波長６８０ｎｍ以下の可視光半導体レーザの製造方法に
関する。
ダ等の光源に用いられる半導体レーザに関し、特に発振
波長６８０ｎｍ以下の可視光半導体レーザの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザの製造方法につい
て、以下に説明する。半導体レーザの構造を図に示す。
有機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥと称する。）に
より、温度６２０°Ｃで１回目の結晶成長を行って、ｎ
形のＧａＡｓ基板２上にクラッド層３，５で挿んで活性
層４を形成する。ｎ形のＧａＡｓ基板１は、基板面を
（１００）より５０だけ（０１１）の方位へ向けた、所
謂“（１００）５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄ（０１１）”
形のものである。活性層４は発光領域となるもので、Ｇ
ａ0.5 Ｉn0.5Ｐの構造を有するものである。クラッド層
３，５は活性層より禁止帯幅が大きく、（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 ）0.5 Ｉn0.5Ｐの構造を有する。活性層４を挿んだ
クラッド層３，５により、ダブルヘテロ構造が形成され
る。
て、以下に説明する。半導体レーザの構造を図に示す。
有機金属気相成長法（以下、ＭＯＶＰＥと称する。）に
より、温度６２０°Ｃで１回目の結晶成長を行って、ｎ
形のＧａＡｓ基板２上にクラッド層３，５で挿んで活性
層４を形成する。ｎ形のＧａＡｓ基板１は、基板面を
（１００）より５０だけ（０１１）の方位へ向けた、所
謂“（１００）５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄ（０１１）”
形のものである。活性層４は発光領域となるもので、Ｇ
ａ0.5 Ｉn0.5Ｐの構造を有するものである。クラッド層
３，５は活性層より禁止帯幅が大きく、（Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 ）0.5 Ｉn0.5Ｐの構造を有する。活性層４を挿んだ
クラッド層３，５により、ダブルヘテロ構造が形成され
る。
【０００３】次に、リッジストライプ形成用のエッチン
グマスクを兼ねた選択成長用マスクを形成するため、酸
化膜によって成膜する。フォトレジスト法により０
《１》《１》の方向に酸化膜ストライプを形成して、エ
ッチング法によりＰ−クラッド層５を０．２μｍ残すよ
うに、エッチングしてこれ除去する。なお、《》は《》
内に記載された方向の大きさの反対方向を示す記号とし
て用いている。続いて、２回目の結晶成長は酸化膜をマ
スクとして使用し、選択成長法によって行う。これによ
って、電流ブロック層７を成長させる。続いて、酸化膜
を除去した後、前面にＰ−ＧａＡｓのコンタクト層８を
成長させ、電極９，１０を付けて半導体レーザが得られ
る。
グマスクを兼ねた選択成長用マスクを形成するため、酸
化膜によって成膜する。フォトレジスト法により０
《１》《１》の方向に酸化膜ストライプを形成して、エ
ッチング法によりＰ−クラッド層５を０．２μｍ残すよ
うに、エッチングしてこれ除去する。なお、《》は《》
内に記載された方向の大きさの反対方向を示す記号とし
て用いている。続いて、２回目の結晶成長は酸化膜をマ
スクとして使用し、選択成長法によって行う。これによ
って、電流ブロック層７を成長させる。続いて、酸化膜
を除去した後、前面にＰ−ＧａＡｓのコンタクト層８を
成長させ、電極９，１０を付けて半導体レーザが得られ
る。
【０００４】従来例において、ＧａＡｓの“（１００）
５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄ（０１１）”基板を用いてい
るのは、ヒロック密度を低減させるためである。〔発明
の詳細な説明〕の末尾に記載の表１にヒロック密度と面
方位との関係が示されている。また、半導体レーザにお
いて、共振器長が３００μｍの半導体レーザにおいて、
発振しきい値電流が５０ｍＡ、発振波長が６６３〜６６
７ｎｍの特性が得られている。温度４０°Ｃで出力３ｍ
Ｗの通電状態において、信頼性は良好であることが確認
されている。本従来例の詳細は、電子情報通信学会研究
会資料ＥＤ８９−１０６の５７ページに示されている。
５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄ（０１１）”基板を用いてい
るのは、ヒロック密度を低減させるためである。〔発明
の詳細な説明〕の末尾に記載の表１にヒロック密度と面
方位との関係が示されている。また、半導体レーザにお
いて、共振器長が３００μｍの半導体レーザにおいて、
発振しきい値電流が５０ｍＡ、発振波長が６６３〜６６
７ｎｍの特性が得られている。温度４０°Ｃで出力３ｍ
Ｗの通電状態において、信頼性は良好であることが確認
されている。本従来例の詳細は、電子情報通信学会研究
会資料ＥＤ８９−１０６の５７ページに示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
は、次の各点である。すなわち、ＧａＡｓの“（１０
０）ｊｕｓｔ”基板を用いた場合、ヒロック密度が多す
ぎて半導体レーザの作成が困難である。また、ヒロック
密度が少なくなるＧａＡｓの“（１００）５°ｏｆｆ
ｔｏｗａｒｄ（０１１）”基板を用いた場合には、リッ
ジストライプの形状が左右対称ではなくなるので、注入
電流の横拡がりが非対称になり、形成される利得領域お
よび横方向屈折率分布が非対称になる。
は、次の各点である。すなわち、ＧａＡｓの“（１０
０）ｊｕｓｔ”基板を用いた場合、ヒロック密度が多す
ぎて半導体レーザの作成が困難である。また、ヒロック
密度が少なくなるＧａＡｓの“（１００）５°ｏｆｆ
ｔｏｗａｒｄ（０１１）”基板を用いた場合には、リッ
ジストライプの形状が左右対称ではなくなるので、注入
電流の横拡がりが非対称になり、形成される利得領域お
よび横方向屈折率分布が非対称になる。
【０００６】更に、端面から出射されるビーム強度のピ
ーク位置が光出力の変化とともにずれる。また、この非
対称性のため、所望のレーザ特性の得られるリッジスト
ライプ幅の範囲が狭くなる。更に、ＧａＡｓの“（１０
０）５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄ（０１１）”基板を用い
た場合には、結晶成長工程において、Ｐ−クラッド層へ
のドーピング効率が、丁度、（１００）となる面を有す
る基板、すなわち“（１００）ｊｕｓｔ”基板に対して
２〜３倍になるため、キャリア濃度の制御が困難にな
る。
ーク位置が光出力の変化とともにずれる。また、この非
対称性のため、所望のレーザ特性の得られるリッジスト
ライプ幅の範囲が狭くなる。更に、ＧａＡｓの“（１０
０）５°ｏｆｆ ｔｏｗａｒｄ（０１１）”基板を用い
た場合には、結晶成長工程において、Ｐ−クラッド層へ
のドーピング効率が、丁度、（１００）となる面を有す
る基板、すなわち“（１００）ｊｕｓｔ”基板に対して
２〜３倍になるため、キャリア濃度の制御が困難にな
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明による半導体レーザは、ｎ形のＧａＡｓ（１０
０）基板と、前記ＧａＡｓ（１００）基板上に形成され
ｎ形の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉ ｎ 0.5 Ｐ（０．
５≦ｙ≦１）構造を有する第１のクラッド層と、前記第
１のクラッド層上に形成され発光領域となる（Ａｌ x Ｇ
ａ( 1-x ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０≦ｘ≦０．３）の構造
を有する活性層と、前記活性層上に形成されＰ形の（Ａ
ｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐの構造を有する第２
のクラッド層とからなってダブルヘテロ構造を有し、前
記ｎ形の第１のクラッド層および前記活性層は、成長温
度を前記ＧａＡｓの基板上に格子整合するＧａＩn Ｐの
禁止帯幅が極小となる温度以上に設定し、結晶成長速度
を１〜２．５μｍ／ｈに設定して成長させることにより
有機金属気相成長法で形成し、かつ、前記ｐ形第２のク
ラッド層は、成長温度を前記ＧａＩn Ｐの禁止帯幅が極
小となる温度に設定し、成長速度を２．５μｍ／ｈ以上
に設定して成長させることにより有機金属気相成長法で
形成したものである。また、本発明による半導体レーザ
の製造方法は、ｎ形のＧａＡｓ（１００）基板上にｎ形
の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０．５≦ｙ
≦１）の第１のクラッド層を成長させる第１のステップ
と、前記第１のクラッド層上に、発光領域となる（Ａｌ
x Ｇａ( 1-x ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０≦ｘ≦０．３）の
活性層を成長させる第２のステップと、前記活性層上に
Ｐ形の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐの構造を
有する第２のクラッド層を形成させる第３のステップと
からなり、前記ｎ形の第１のクラッド層および前記活性
層を形成する第１および第２のステップは、成長温度を
前記ＧａＡｓの基板上に格子整合するＧａＩn Ｐの禁止
帯幅が極小となる温度以上に設定し、結晶成長速度を１
〜２．５μｍ／ｈに設定して有機金属気相成長法によっ
て成長させ、かつ、前記Ｐ形の第２のクラッド層を形成
する第３のステップは、成長温度を前記ＧａＩn Ｐの禁
止帯幅が極小となる温度に設定し、成長速度を２．５μ
ｍ／ｈ以上に設定して有機金属気相成長法で成長させた
ものである。
に本発明による半導体レーザは、ｎ形のＧａＡｓ（１０
０）基板と、前記ＧａＡｓ（１００）基板上に形成され
ｎ形の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉ ｎ 0.5 Ｐ（０．
５≦ｙ≦１）構造を有する第１のクラッド層と、前記第
１のクラッド層上に形成され発光領域となる（Ａｌ x Ｇ
ａ( 1-x ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０≦ｘ≦０．３）の構造
を有する活性層と、前記活性層上に形成されＰ形の（Ａ
ｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐの構造を有する第２
のクラッド層とからなってダブルヘテロ構造を有し、前
記ｎ形の第１のクラッド層および前記活性層は、成長温
度を前記ＧａＡｓの基板上に格子整合するＧａＩn Ｐの
禁止帯幅が極小となる温度以上に設定し、結晶成長速度
を１〜２．５μｍ／ｈに設定して成長させることにより
有機金属気相成長法で形成し、かつ、前記ｐ形第２のク
ラッド層は、成長温度を前記ＧａＩn Ｐの禁止帯幅が極
小となる温度に設定し、成長速度を２．５μｍ／ｈ以上
に設定して成長させることにより有機金属気相成長法で
形成したものである。また、本発明による半導体レーザ
の製造方法は、ｎ形のＧａＡｓ（１００）基板上にｎ形
の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０．５≦ｙ
≦１）の第１のクラッド層を成長させる第１のステップ
と、前記第１のクラッド層上に、発光領域となる（Ａｌ
x Ｇａ( 1-x ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０≦ｘ≦０．３）の
活性層を成長させる第２のステップと、前記活性層上に
Ｐ形の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐの構造を
有する第２のクラッド層を形成させる第３のステップと
からなり、前記ｎ形の第１のクラッド層および前記活性
層を形成する第１および第２のステップは、成長温度を
前記ＧａＡｓの基板上に格子整合するＧａＩn Ｐの禁止
帯幅が極小となる温度以上に設定し、結晶成長速度を１
〜２．５μｍ／ｈに設定して有機金属気相成長法によっ
て成長させ、かつ、前記Ｐ形の第２のクラッド層を形成
する第３のステップは、成長温度を前記ＧａＩn Ｐの禁
止帯幅が極小となる温度に設定し、成長速度を２．５μ
ｍ／ｈ以上に設定して有機金属気相成長法で成長させた
ものである。
【０００８】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、ＧａＡｓの“（１００）ｊｕｓｔ”基板上
に、成長速度が１．５μｍ／ｈおよび１．０μｍ／ｈで
（Ａｌy Ｇａ(1-y) ）0.5 Ｉn0.5Ｐ（ｙ＝０．６）を成
長させたときのヒロック密度の成長温度依存性を示す。
このようにして成長温度を高くして、成長速度を遅くす
ることにより、ヒロック密度を低くすることができる。
このようにヒロック密度が成長温度と成長速度とに依存
することから、III 族の供給量と、その分解効率とは密
接に関係していると言える。
る。図１は、ＧａＡｓの“（１００）ｊｕｓｔ”基板上
に、成長速度が１．５μｍ／ｈおよび１．０μｍ／ｈで
（Ａｌy Ｇａ(1-y) ）0.5 Ｉn0.5Ｐ（ｙ＝０．６）を成
長させたときのヒロック密度の成長温度依存性を示す。
このようにして成長温度を高くして、成長速度を遅くす
ることにより、ヒロック密度を低くすることができる。
このようにヒロック密度が成長温度と成長速度とに依存
することから、III 族の供給量と、その分解効率とは密
接に関係していると言える。
【０００９】ヒロック密度の低い成長温度、例えば７０
０°Ｃの成長温度でダブルヘテロ構造を形成した半導体
レーザでは、十分な信頼性が得られなかった。これは、
Ｐ−（Ａｌy Ｇａ(1-y) ）0.5 Ｉn0.5Ｐクラッド層のキ
ャリア濃度の低下と、ドーパントの活性層への拡散によ
る活性層での結晶性の劣化とによる。また、ＧａＡｓの
“（１００）ｊｕｓｔ”基板上に（Ａｌy Ｇａ(1-y) )
0.5Ｉn0.5 Ｐをヒロック密度の低い成長温度で成長させ
る。続いて、温度を下げて（ＡｌＧａ(1-y) ）0.5 Ｉn
0.5Ｐを成長させた場合のヒロック密度は、下地の層の
ヒロック密度とほぼ同じとなる。
０°Ｃの成長温度でダブルヘテロ構造を形成した半導体
レーザでは、十分な信頼性が得られなかった。これは、
Ｐ−（Ａｌy Ｇａ(1-y) ）0.5 Ｉn0.5Ｐクラッド層のキ
ャリア濃度の低下と、ドーパントの活性層への拡散によ
る活性層での結晶性の劣化とによる。また、ＧａＡｓの
“（１００）ｊｕｓｔ”基板上に（Ａｌy Ｇａ(1-y) )
0.5Ｉn0.5 Ｐをヒロック密度の低い成長温度で成長させ
る。続いて、温度を下げて（ＡｌＧａ(1-y) ）0.5 Ｉn
0.5Ｐを成長させた場合のヒロック密度は、下地の層の
ヒロック密度とほぼ同じとなる。
【００１０】これらの結果をもとにして、図２に示す半
導体レーザの製造方法を説明する。まず、１回目の決勝
成長をＭＯＶＰＥ法により行い、成長圧力を３０ｔｏｒ
ｒに設定する。ｎ形ＧａＡｓの“（１００）ｊｕｓｔ”
基板上に、Ｓｉをドープしたｎ形のＧａＡｓバッファ層
２２をキャリア濃度１×１０18cm-3で０．４μｍにわた
って成長させる。次に、ＳｉをドープしたＭ形の（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5Ｉn0.5Ｐクラッド層３を、キャリア
濃度５×１０17cm-3で１μｍにわたって成長させる。更
にドープしていないＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐ活性層４を０．０
７μｍにわたって成長させる。ここまでの段階で成長温
度は７００°Ｃに設定し、成長速度は１．５μｍ／ｈに
設定してある。活性層４を成長したのち、ＰＨ3 を供給
しながら成長温度を７００°Ｃから６６０°Ｃまで下げ
る。
導体レーザの製造方法を説明する。まず、１回目の決勝
成長をＭＯＶＰＥ法により行い、成長圧力を３０ｔｏｒ
ｒに設定する。ｎ形ＧａＡｓの“（１００）ｊｕｓｔ”
基板上に、Ｓｉをドープしたｎ形のＧａＡｓバッファ層
２２をキャリア濃度１×１０18cm-3で０．４μｍにわた
って成長させる。次に、ＳｉをドープしたＭ形の（Ａｌ
0.6 Ｇａ0.4 ）0.5Ｉn0.5Ｐクラッド層３を、キャリア
濃度５×１０17cm-3で１μｍにわたって成長させる。更
にドープしていないＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐ活性層４を０．０
７μｍにわたって成長させる。ここまでの段階で成長温
度は７００°Ｃに設定し、成長速度は１．５μｍ／ｈに
設定してある。活性層４を成長したのち、ＰＨ3 を供給
しながら成長温度を７００°Ｃから６６０°Ｃまで下げ
る。
【００１１】この中断時間は、１０分以下とする。温度
が６６０°Ｃに安定した後、ＺｎをドープしたＰ−（Ａ
ｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉn0.5Ｐクラッド層５をキャリア
濃度３．５×１０17cm-3で１μｍにわたって堆積し、続
いてＺｎをドープしたＰーＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐヘテロバッ
ファ層６をキャリア濃度１×１０18cm-3で０．１μｍに
わたって堆積する。この後半の成長速度は、２．８μｍ
／ｈで行う。ここまでの成長温度シーケンスを図３に示
す。
が６６０°Ｃに安定した後、ＺｎをドープしたＰ−（Ａ
ｌ0.6 Ｇａ0.4 ）0.5 Ｉn0.5Ｐクラッド層５をキャリア
濃度３．５×１０17cm-3で１μｍにわたって堆積し、続
いてＺｎをドープしたＰーＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐヘテロバッ
ファ層６をキャリア濃度１×１０18cm-3で０．１μｍに
わたって堆積する。この後半の成長速度は、２．８μｍ
／ｈで行う。ここまでの成長温度シーケンスを図３に示
す。
【００１２】ここで、ｐ−クラッド層５より後の過程で
の成長速度を２．８μｍ／ｈとした。これは、ドーパン
トであるＺｎの固相への取り込み効率を改善する目的で
行った。このように成長速度を増加させることにより、
成長時間および高温に保持されている時間を短縮し、ド
ーパントの拡散を抑制している。また、本発明にかかわ
るＭＯＶＰＥ装置においては、Ｇａ0.5 Ｉn0.5Ｐの禁止
帯幅が極小となる成長温度は６６０°Ｃである。
の成長速度を２．８μｍ／ｈとした。これは、ドーパン
トであるＺｎの固相への取り込み効率を改善する目的で
行った。このように成長速度を増加させることにより、
成長時間および高温に保持されている時間を短縮し、ド
ーパントの拡散を抑制している。また、本発明にかかわ
るＭＯＶＰＥ装置においては、Ｇａ0.5 Ｉn0.5Ｐの禁止
帯幅が極小となる成長温度は６６０°Ｃである。
【００１３】続いて、リッジストライプ形成用のエッチ
ングマスクを兼ねて、選択成長用マスクとなるＳi Ｏ2
酸化膜を０．２μｍにわたって成膜し、フォトレジスト
法により０《１》《１》方向にＳi Ｏ2 酸化膜ストライ
プを形成して、硫酸系エッチング液によりｐ−クラッド
層５を０、２５μｍだけ残すエッチングと行う。リッジ
幅Ｗは、４〜５μｍにとどめる。
ングマスクを兼ねて、選択成長用マスクとなるＳi Ｏ2
酸化膜を０．２μｍにわたって成膜し、フォトレジスト
法により０《１》《１》方向にＳi Ｏ2 酸化膜ストライ
プを形成して、硫酸系エッチング液によりｐ−クラッド
層５を０、２５μｍだけ残すエッチングと行う。リッジ
幅Ｗは、４〜５μｍにとどめる。
【００１４】次に、２回目の結晶成長は、ＭＯＶＰＥ法
により成長温度６５０°Ｃで、リッジストライプの両側
に対して行う。これによって、Ｓi Ｏ2 酸化膜をマスク
として、選択成長法によりＳi をドープしたｎ形ＧａＡ
ｓ電流ブロック層７が、キャリア濃度３×１０17cm -3
で０．８μｍにわたって形成される。成長速度は３μｍ
／ｈである。Ｓi 酸化膜を除去したのち、３回目の結晶
成長をＭＯＶＰＥ法により成長温度６５０°Ｃで全面に
対して行う。これによって、ＺｎをドープしたＰ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層８が、キャリア濃度２×１０19cm -3
で３μｍにわたって形成される。これにより電極９、１
０が形成されて、本発明の半導体レーザが得られる。
により成長温度６５０°Ｃで、リッジストライプの両側
に対して行う。これによって、Ｓi Ｏ2 酸化膜をマスク
として、選択成長法によりＳi をドープしたｎ形ＧａＡ
ｓ電流ブロック層７が、キャリア濃度３×１０17cm -3
で０．８μｍにわたって形成される。成長速度は３μｍ
／ｈである。Ｓi 酸化膜を除去したのち、３回目の結晶
成長をＭＯＶＰＥ法により成長温度６５０°Ｃで全面に
対して行う。これによって、ＺｎをドープしたＰ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層８が、キャリア濃度２×１０19cm -3
で３μｍにわたって形成される。これにより電極９、１
０が形成されて、本発明の半導体レーザが得られる。
【００１５】半導体レーザの特性は、共振器長３５０μ
ｍで発振しきい値４０〜４５ｍＡ、発振波長６７３ｎｍ
である。また、ケース温度５０°Ｃ、光出力５ｍＷの定
光出力の通電状態下で、２万時間以上のＭＴＦを有する
素子が歩留りよく得られた。その他の構造、例えば図４
の半導体レーザでも同様の製造方法が適用できる。ま
た、発光領域となる活性層４をＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐと（Ａ
ｌZ Ｇａ(1-Z) ）0.5Ｉn0.5Ｐ（０＜Ｚ≦０．５）とを
用いて、多重量子井戸構造によって構成してもよい。
ｍで発振しきい値４０〜４５ｍＡ、発振波長６７３ｎｍ
である。また、ケース温度５０°Ｃ、光出力５ｍＷの定
光出力の通電状態下で、２万時間以上のＭＴＦを有する
素子が歩留りよく得られた。その他の構造、例えば図４
の半導体レーザでも同様の製造方法が適用できる。ま
た、発光領域となる活性層４をＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐと（Ａ
ｌZ Ｇａ(1-Z) ）0.5Ｉn0.5Ｐ（０＜Ｚ≦０．５）とを
用いて、多重量子井戸構造によって構成してもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ＧａＡ
ｓの（１００）基板上にｎ−クラッド層３、活性層４お
よびＰ−クラッド層５のダブルヘテロ構造を形成するに
あたり、Ｇａ0.5 Ｉn0.5Ｐの禁止帯幅に成長温度依存性
があることを考慮し、禁止帯幅が極小となる温度以上
で、ｎ−クラッド層３および活性層４を成長速度１〜
２．５μｍ／ｈで成長させる。更に、ｐ−クラッド層５
をＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐの禁止帯幅が極小となる温度で堆積
することにより、ヒロック密度が低く抑えられ、素子の
収量が大幅に改善される。また、ｐークラッド層５を形
成した以後の過程で、結晶成長速度を２．５μｍ／ｈ以
上とすることで、ドーパントのＺｎの結晶中への取り込
み効率を高めるとともに、活性層４への拡散を抑制する
ことができる。これらの過程により、半導体レーザの信
頼性を大幅に改善する効果がある。
ｓの（１００）基板上にｎ−クラッド層３、活性層４お
よびＰ−クラッド層５のダブルヘテロ構造を形成するに
あたり、Ｇａ0.5 Ｉn0.5Ｐの禁止帯幅に成長温度依存性
があることを考慮し、禁止帯幅が極小となる温度以上
で、ｎ−クラッド層３および活性層４を成長速度１〜
２．５μｍ／ｈで成長させる。更に、ｐ−クラッド層５
をＧａ0.5 Ｉn0.5Ｐの禁止帯幅が極小となる温度で堆積
することにより、ヒロック密度が低く抑えられ、素子の
収量が大幅に改善される。また、ｐークラッド層５を形
成した以後の過程で、結晶成長速度を２．５μｍ／ｈ以
上とすることで、ドーパントのＺｎの結晶中への取り込
み効率を高めるとともに、活性層４への拡散を抑制する
ことができる。これらの過程により、半導体レーザの信
頼性を大幅に改善する効果がある。
【表１】
【図１】本発明に係わる成長温度とヒロック密度との関
係を示す説明図である。
係を示す説明図である。
【図２】本発明による半導体レーザの一実施例の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明による半導体レーザの製造方法に係わる
温度シーケンスを示す説明図である。
温度シーケンスを示す説明図である。
【図４】本発明による半導体レーザの他の実施例の構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】従来技術による半導体レーザの構造を示す断面
図である。
図である。
１ 基板 ３，５ クラッド層 ４ 活性層 ６，２１，２２ バッファ層 ７ 電流ブロック層 ８ コンタクト層 ９，１０ 電極
Claims (2)
- 【請求項１】 ｎ形のＧａＡｓ（１００）基板と、 前記ＧａＡｓ（１００）基板上に形成されｎ形の（Ａｌ
y Ｇａ(1-y) ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（０．５≦ｙ≦１）構造
を有する第１のクラッド層と、 前記第１のクラッド層上に形成され発光領域となる（Ａ
ｌx Ｇａ(1-x) ）0.5 Ｉn0.5Ｐ（０≦ｘ≦０．３）の構
造を有する活性層と、 前記活性層上に形成されＰ形の（Ａｌy Ｇａ(1-y) ）
0.5 Ｉn0.5Ｐの構造を有する第２のクラッド層とからな
ってダブルヘテロ構造を有し、 前記ｎ形の第１のクラッド層および前記活性層は、 成長温度を前記ＧａＡｓの基板上に格子整合するＧａＩ
n Ｐの禁止帯幅が極小となる温度以上に設定し、結晶成
長速度を１〜２．５μｍ／ｈに設定して成長させること
により有機金属気相成長法で形成しかつ、前記ｐ形第２
のクラッド層は、 成長温度を前記ＧａＩn Ｐの禁止帯幅が極小となる温度
に設定し、成長速度を２．５μｍ／ｈ以上に設定して成
長させることにより有機金属気相成長法で形成したこと
を特徴とする 半導体レーザ。 - 【請求項２】 ｎ形のＧａＡｓ（１００）基板上にｎ形
の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０．５≦ｙ≦
１）の第１のクラッド層を成長させる第１のステップ
と、 前記第１のクラッド層上に、発光領域となる（Ａｌ x Ｇ
ａ( 1-x ) ） 0.5 Ｉn 0.5 Ｐ（０≦ｘ≦０．３）の活性層を
成長させる第２のステップと、 前記活性層上にＰ形の（Ａｌ y Ｇａ( 1-y ) ） 0.5 Ｉn 0.5
Ｐの構造を有する第２のクラッド層を形成させる第３の
ステップとからなり、 前記ｎ形の第１のクラッド層および前記活性層を形成す
る第１および第２のステップは、 成長温度を前記ＧａＡｓの基板上に格子整合するＧａＩ
n Ｐの禁止帯幅が極小となる温度以上に設定し、結晶成
長速度を１〜２．５μｍ／ｈに設定して有機金属気相成
長法によって成長させ、かつ、前記Ｐ形の第２のクラッ
ド層を形成する第３のステップは、 成長温度を前記ＧａＩn Ｐの禁止帯幅が極小となる温度
に設定し、成長速度を２．５μｍ／ｈ以上に設定して有
機金属気相成長法で成長させたことを特徴とする 半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8634292A JP2924435B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8634292A JP2924435B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05259570A JPH05259570A (ja) | 1993-10-08 |
| JP2924435B2 true JP2924435B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=13884187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8634292A Expired - Fee Related JP2924435B2 (ja) | 1992-03-10 | 1992-03-10 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2924435B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4868820B2 (ja) * | 2005-10-20 | 2012-02-01 | シャープ株式会社 | 化合物太陽電池及び製造方法 |
| JP5257918B2 (ja) * | 2007-04-23 | 2013-08-07 | シャープ株式会社 | 化合物半導体太陽電池 |
-
1992
- 1992-03-10 JP JP8634292A patent/JP2924435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| １９９１年（平成３年）春季応物学会予稿集 ３０ａ−ＺＧ−４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05259570A (ja) | 1993-10-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |