JPH02240988A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
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- JPH02240988A JPH02240988A JP6096989A JP6096989A JPH02240988A JP H02240988 A JPH02240988 A JP H02240988A JP 6096989 A JP6096989 A JP 6096989A JP 6096989 A JP6096989 A JP 6096989A JP H02240988 A JPH02240988 A JP H02240988A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体レーザ、とくに発振波長が０．６μｍ帯
にあるＡｆｌＩｎＧａＰ系半導体レーザの構造および製
造方法に関する。
にあるＡｆｌＩｎＧａＰ系半導体レーザの構造および製
造方法に関する。
従来、０．６μｍ帯の波長域で動作するＡΩＩｎＧａＰ
系半導体レーザについては、昭和６３年レーザ学会学術
請演会第８回年次大会予稿集ｐ４９−５２，１８ＰＩ４
において論じられている。
系半導体レーザについては、昭和６３年レーザ学会学術
請演会第８回年次大会予稿集ｐ４９−５２，１８ＰＩ４
において論じられている。
上記従来技術はｐ形Ａ ｎ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ｐクラッ
ド層中のｐ形不純物の高濃度ドーピングについては十分
な配慮がされておらず、素子の高温動作化や３０ｍＷ以
上の高光出力動作に問題があった。
ド層中のｐ形不純物の高濃度ドーピングについては十分
な配慮がされておらず、素子の高温動作化や３０ｍＷ以
上の高光出力動作に問題があった。
また、従来技術でのＡ嚢ＩｎＧａＰクラッド層へのドー
ピングは有機金属熱分解（ＭＯＣＶＤ）法による結晶成
長時にＺｎもしくはＭｇを不純物としてドープすること
により行なわれていた。しかし１例えばＺｎの場合、Ｚ
ｎのソースとなるジメチル亜鉛（又はジエチル亜鉛）の
量を増加すると結晶中のＺｎ量は増加するが、正孔量は
３〜５×１〇五７ａ１１″″８以上とはならなかった。
ピングは有機金属熱分解（ＭＯＣＶＤ）法による結晶成
長時にＺｎもしくはＭｇを不純物としてドープすること
により行なわれていた。しかし１例えばＺｎの場合、Ｚ
ｎのソースとなるジメチル亜鉛（又はジエチル亜鉛）の
量を増加すると結晶中のＺｎ量は増加するが、正孔量は
３〜５×１〇五７ａ１１″″８以上とはならなかった。
この為、素子の直列抵抗が高く、また温度特性も悪く、
高温・高出力動作が困難であった。一方、Ｍｇの場合、
正孔量は１０”Ｑｌ−’以上に増大するが正孔濃度の制
御性が悪く、素子特性の再現性に欠けていた。
高温・高出力動作が困難であった。一方、Ｍｇの場合、
正孔量は１０”Ｑｌ−’以上に増大するが正孔濃度の制
御性が悪く、素子特性の再現性に欠けていた。
本発明の目的は直列抵抗が低く、かつ温度特性が良好で
、高温高出力動作が可能な波長０．６μ−帯のＡｊｌＩ
ｎＧａＰ系半導体レーザを実現することにある。
、高温高出力動作が可能な波長０．６μ−帯のＡｊｌＩ
ｎＧａＰ系半導体レーザを実現することにある。
上記目的を達成するために１本発明は、基板結晶の一部
もしくは全面に高濃度のｐ形不純物を有する層で設けた
ｐ形基板を用いたものである。
もしくは全面に高濃度のｐ形不純物を有する層で設けた
ｐ形基板を用いたものである。
ｐ形ＧＯΔＳ基板の場合を例にとり説明する。
Ｉ）形ＧａＡｓ基板のｐ形ＡｆｌＩｎＧａｌ’クラッド
層に接する側に設けた高濃度Ｐ形不純物層は、ｐ形Δｆ
ｌＩｎＯａＰを含むダブルヘテロ構造の形成（結晶成長
）時に、ｐｙｔ３ＡＱＩｎＧａＰクラッド層へのｐ形不
純物の固体内拡数ソースとして働く。
層に接する側に設けた高濃度Ｐ形不純物層は、ｐ形Δｆ
ｌＩｎＯａＰを含むダブルヘテロ構造の形成（結晶成長
）時に、ｐｙｔ３ＡＱＩｎＧａＰクラッド層へのｐ形不
純物の固体内拡数ソースとして働く。
このため、ｐ形へ〇ＩｎＧａｒ’クラッド層中のｐ形不
純物濃度が高くなり、レーザの直列抵抗が低減すると共
に、注入キャリアのｐ形クラッド層へのオーバーフロー
が減少し高温・高出力動作が可能なＡＪＩｎＧａＰ系０
．６μｍμｍ−ザが再現性良くできるようになる。
純物濃度が高くなり、レーザの直列抵抗が低減すると共
に、注入キャリアのｐ形クラッド層へのオーバーフロー
が減少し高温・高出力動作が可能なＡＪＩｎＧａＰ系０
．６μｍμｍ−ザが再現性良くできるようになる。
実施例１
以下、本発明の実施例１を第１図により説明する。ｐ形
ＧａＡｓ基板（ｐ〜４ Ｘ １０”０１−”） １の表
面にＺｎ拡散し、ｐ形不純物高濃度層（厚さ３ｐｍ、ｐ
２−１０”ａｍ″″ａ）を形成した。その後。
ＧａＡｓ基板（ｐ〜４ Ｘ １０”０１−”） １の表
面にＺｎ拡散し、ｐ形不純物高濃度層（厚さ３ｐｍ、ｐ
２−１０”ａｍ″″ａ）を形成した。その後。
ＭＯＣＶＤ法によりｐ形Ａ ｎｏ、ａａＧａｏ、ｓａ
Ｉ ｎｏ＊ａＰクラッド層３、Ｉ ｎｏ、＋ｓＧ ａｏ
、ａＰ活性層４、ｎ形Ａ 彦ｏ、ｚａＧ ａ ｏ、ｓｓ
１ ｎ ｏ、ｓＰクラッド層５、ｎ形ＧａＡｓキャッ
プ層６を形成した。ホトリソグラフィ、ＣＶＤ工程を経
て１幅５〜８μｍのストライブ溝を有する５ｉｎｓ膜７
を形成した。その後。
Ｉ ｎｏ＊ａＰクラッド層３、Ｉ ｎｏ、＋ｓＧ ａｏ
、ａＰ活性層４、ｎ形Ａ 彦ｏ、ｚａＧ ａ ｏ、ｓｓ
１ ｎ ｏ、ｓＰクラッド層５、ｎ形ＧａＡｓキャッ
プ層６を形成した。ホトリソグラフィ、ＣＶＤ工程を経
て１幅５〜８μｍのストライブ溝を有する５ｉｎｓ膜７
を形成した。その後。
ｎ形電極８を形成した後、ｐ形電極９を設け、へき関し
て共ｈａ長３００μｍのレーザチップとした０本レーザ
は室温においてしきい値憧流６０ｍＡで連続発振した。
て共ｈａ長３００μｍのレーザチップとした０本レーザ
は室温においてしきい値憧流６０ｍＡで連続発振した。
またＪｊＪＩ＃を温度１００℃まで連続発振した。
実施例２
本発明の実施例２を第２図に示す、ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ
基板１上にＺｎの選択拡散により１幅１０〜２０μｍの
ストライブ状の高濃度ｐ形不純物層（ｐ２ＩＱ”ｍ−’
）を形成した。その後、実施例１と同様にして、ダブル
ヘテロ構造を形成し、レーザ索子とした。！子はしきい
値５６ｍＡで室温連続動作し、また、１０５℃まで連続
動作した。
基板１上にＺｎの選択拡散により１幅１０〜２０μｍの
ストライブ状の高濃度ｐ形不純物層（ｐ２ＩＱ”ｍ−’
）を形成した。その後、実施例１と同様にして、ダブル
ヘテロ構造を形成し、レーザ索子とした。！子はしきい
値５６ｍＡで室温連続動作し、また、１０５℃まで連続
動作した。
実施例３
本発明の実施例３を第３図に示す、ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ
基板１上に幅５〜１０μｍ、深さ１〜２μｍのストライ
ブ溝を形成した後、Ｚｎ拡散を行ない、基板表面近傍に
ｐ形不純物高濃度Ｍ（厚さ３μｍ。
基板１上に幅５〜１０μｍ、深さ１〜２μｍのストライ
ブ溝を形成した後、Ｚｎ拡散を行ない、基板表面近傍に
ｐ形不純物高濃度Ｍ（厚さ３μｍ。
ｐ ） １０”Ｑｌ−”） ２を形成シタ、ソ（１）ｔ
＆、実施例１と同様にＭＯＣＶＤ法等により、ダブルヘ
テロ構造を形成し、レーザチップとじた１作製したレー
ザは室温において、４０ｍＡのしきい１１電流で連続発
振した。また１本素子の前方および後方端面に誘電体膜
を形成し１反射率を、それぞれ、７％および９０％とし
た素子では光出力５０ｍＷまで安定な横基本モード動作
することが確かめられた０本素子の連続発振温度は１２
０℃であった。
＆、実施例１と同様にＭＯＣＶＤ法等により、ダブルヘ
テロ構造を形成し、レーザチップとじた１作製したレー
ザは室温において、４０ｍＡのしきい１１電流で連続発
振した。また１本素子の前方および後方端面に誘電体膜
を形成し１反射率を、それぞれ、７％および９０％とし
た素子では光出力５０ｍＷまで安定な横基本モード動作
することが確かめられた０本素子の連続発振温度は１２
０℃であった。
実施例４
本発明の実施例４を第４図に示す、ｐ形Ｇ ａ Ａ ａ
基板ｌ上に幅５〜１０μｍ、深さ３〜４μｍのストライ
ブ溝を形成した後、Ｚｎ拡散を行ない、高濃度ｐ形不純
物（深さ２ＪＪｍ、ｐ＞１０”ｃｓ″″Ｓ）を形成した
。その後、凹部を除く基板結晶平坦部を２．５μｍエツ
チングした。その後、実施例３と同じプロセスを経て、
レーザダイオードとした。
基板ｌ上に幅５〜１０μｍ、深さ３〜４μｍのストライ
ブ溝を形成した後、Ｚｎ拡散を行ない、高濃度ｐ形不純
物（深さ２ＪＪｍ、ｐ＞１０”ｃｓ″″Ｓ）を形成した
。その後、凹部を除く基板結晶平坦部を２．５μｍエツ
チングした。その後、実施例３と同じプロセスを経て、
レーザダイオードとした。
素子は３５ｍＡのしきい値電流で連続発振した。
実施例３と同様に非対称コーティングした結果。
光出力４０ｍＷまで安定な横基本モード動作した。
実施例５
本発明の実施例５を第５図に示す、ｐ形ＧａＡｓ基板１
上にＺｎを拡散し、高濃度ｐ形不純物濃度層２（深さ３
４ｍ、ｐ、≧ｊ Ｏ”ｃｓｅ−’）を形成した。
上にＺｎを拡散し、高濃度ｐ形不純物濃度層２（深さ３
４ｍ、ｐ、≧ｊ Ｏ”ｃｓｅ−’）を形成した。
その後、ＭＯＣＶＤ法により、 Ｐ−Ａ Ｑ ＩｎＧａ
ｐｎＧａルブララドンドープＩｎＧａＰ活性層、ｎ−Ａ
ｊｌ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ｐクラッド層５．ｎ形ＧａＡ
ｓキャップ層６を形成した。その後、エピタキシャル層
表面とストライプ状の絶縁膜を形成し、これをマスクと
してｎ形Ｇ ａ Ａ ｔｔｈキャップ層６およびｎ−Ａ
嚢ＩｎＧａＰクラッド層５をエツチングし、幅３〜７μ
ｍのリッジを形成した。更にリッジ部上の絶縁膜をマス
クとして、ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ層１０を選択成長させた
。絶縁膜除去後、ＣＶＤホトリソグラフィ工程を経て、
ＳｉＯｘ膜７を形成した後、ｎ側電極８．ｐ［ｉｔ電極
を形成し、共振器長３００μｍのチップとした。！１子
はしきい値電流３５ｍＡで室温連続発振した。また１本
レーザの後方および前方端面と反射率９０％および７％
の絶縁膜を形成した所、光出カフ０ｍＷまで安定な横基
本モード動作することが確認された。
ｐｎＧａルブララドンドープＩｎＧａＰ活性層、ｎ−Ａ
ｊｌ Ｉ ｎ Ｇ ａ Ｐクラッド層５．ｎ形ＧａＡ
ｓキャップ層６を形成した。その後、エピタキシャル層
表面とストライプ状の絶縁膜を形成し、これをマスクと
してｎ形Ｇ ａ Ａ ｔｔｈキャップ層６およびｎ−Ａ
嚢ＩｎＧａＰクラッド層５をエツチングし、幅３〜７μ
ｍのリッジを形成した。更にリッジ部上の絶縁膜をマス
クとして、ｐ形Ｇ ａ Ａ ｓ層１０を選択成長させた
。絶縁膜除去後、ＣＶＤホトリソグラフィ工程を経て、
ＳｉＯｘ膜７を形成した後、ｎ側電極８．ｐ［ｉｔ電極
を形成し、共振器長３００μｍのチップとした。！１子
はしきい値電流３５ｍＡで室温連続発振した。また１本
レーザの後方および前方端面と反射率９０％および７％
の絶縁膜を形成した所、光出カフ０ｍＷまで安定な横基
本モード動作することが確認された。
実施例６
本発明の実施例６を第６図に示す、ｐ形ＧａＡｓ＋基板
１にＺｎを選択・拡散し１幅１０ｆｉｍの高濃度ｐ 形
不１に物ｆｔ１ｋｌｋ ２ （深す３ ｔｔ ｍ 、
ｐ ＞、１０”（！ｌ−”）を形成した。その後、実施
例５と同様にして、ｎ形Ｇ ａ Ａ ｔｉｍ層までをＭ
ＯＣＶＤ法により形成した。更に、エツチングによりｎ
形Ｇ ａ Ａ ｓ ４６をストライプ状に除去した６次
にｎ形ＡＭＩｎＧａＰ層７をＭＯＣＶＤ法により形成し
た。電極８，９を形成後、チップ化した。素子はしきい
値電流は４０ｍＡで、室温連続発振した０本素子に反射
率７％および９０％の非対称コーティングした所。
１にＺｎを選択・拡散し１幅１０ｆｉｍの高濃度ｐ 形
不１に物ｆｔ１ｋｌｋ ２ （深す３ ｔｔ ｍ 、
ｐ ＞、１０”（！ｌ−”）を形成した。その後、実施
例５と同様にして、ｎ形Ｇ ａ Ａ ｔｉｍ層までをＭ
ＯＣＶＤ法により形成した。更に、エツチングによりｎ
形Ｇ ａ Ａ ｓ ４６をストライプ状に除去した６次
にｎ形ＡＭＩｎＧａＰ層７をＭＯＣＶＤ法により形成し
た。電極８，９を形成後、チップ化した。素子はしきい
値電流は４０ｍＡで、室温連続発振した０本素子に反射
率７％および９０％の非対称コーティングした所。
光出カフ０ｍＷまで安定な横基本モード動作することを
確認した。
確認した。
以上の実施例では不純物としてＺｎの場合について記載
したが、Ｍｇ等のｐ形不純物でも同様な効果が得られる
ことは言うまでもない、また、材料系としては本記載の
ＡｊｌＩｎＧａＰ系の他、Ａ１１ＧａＡｓ系等でも同様
な結果が得られた。
したが、Ｍｇ等のｐ形不純物でも同様な効果が得られる
ことは言うまでもない、また、材料系としては本記載の
ＡｊｌＩｎＧａＰ系の他、Ａ１１ＧａＡｓ系等でも同様
な結果が得られた。
本発明によれば、ＡＲＩｎＧａＰ系０．６ｐｍ帯レーザ
のｐ形クラッド層のｐ形不純物濃度が容易に、かつ制御
性良く高濃度化できるので、シリーズ抵抗の低減や注入
キャリアのｐ形クラッド層へのオーバフローの低減が図
れ、上記レーザの高温、高出力動作が達成できる。
のｐ形クラッド層のｐ形不純物濃度が容易に、かつ制御
性良く高濃度化できるので、シリーズ抵抗の低減や注入
キャリアのｐ形クラッド層へのオーバフローの低減が図
れ、上記レーザの高温、高出力動作が達成できる。
第１図〜第６図は各々本発明の実施例１〜＊＊例６のレ
ーザ出射方向からみた断面構造図である。 １・・・ｐ形ＧａＡｓ基板、２・・・高濃度ｐ形不純物
層、３−ｐ＠Ａ Ｑｏ、ｚａＩ ｎｏ、ｚａＧａｏ、ａ
Ｐクラッド層暢４・・・アンドープＩｎｏ、ａＧａｏ、
ｓＰ活性層、５−ｎ形Ａ Ｑ ｏ、ｘｓ ｌ ｎ ｏ、
ｚａＧ ａ ｏ、ａＰクラッド層、６°゛。 ｎ形Ｇ ａ Ａ ｍ層、？・・・ＳｉＯｘ膜、８−ｐ形
電極、９・・・ｎ形電極、１０・・・ｐ形Ｇ ａ Ａ
ｍ層、１１・・・ｎ形Ａ ４１ ｏ、稟ｓ Ｉ ｎ ｏ
、怠ｓＧ ａ ｏ、ａＰ層。 ？ ｆｌ形を侍
ーザ出射方向からみた断面構造図である。 １・・・ｐ形ＧａＡｓ基板、２・・・高濃度ｐ形不純物
層、３−ｐ＠Ａ Ｑｏ、ｚａＩ ｎｏ、ｚａＧａｏ、ａ
Ｐクラッド層暢４・・・アンドープＩｎｏ、ａＧａｏ、
ｓＰ活性層、５−ｎ形Ａ Ｑ ｏ、ｘｓ ｌ ｎ ｏ、
ｚａＧ ａ ｏ、ａＰクラッド層、６°゛。 ｎ形Ｇ ａ Ａ ｍ層、？・・・ＳｉＯｘ膜、８−ｐ形
電極、９・・・ｎ形電極、１０・・・ｐ形Ｇ ａ Ａ
ｍ層、１１・・・ｎ形Ａ ４１ ｏ、稟ｓ Ｉ ｎ ｏ
、怠ｓＧ ａ ｏ、ａＰ層。 ？ ｆｌ形を侍
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ｐ形導電性結晶基板と、該基板上に順次形成されｐ
形クラッド層、活性層およびｎ形クラッド層から成るダ
ブルヘテロ構造体を有する半導体レーザにおいて、上記
ｐ形クラッド層と接する上記基板の全面、もしくは一部
分の表面近傍に高濃度のｐ形不純物を有する層を設ける
ことを特徴とする半導体レーザ。 ２、特許請求範囲第１項記載半導体レーザにおいて、上
記高濃度ｐ形不純物層のｐ形不純物量は少なくとも１０
＾２＾０ｃｍ＾３以上である半導体レーザ。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体レー
ザにおいて、上記基板はＧａＡｓから成る半導体レーザ
。 ４、特許請求の範囲第３項記載の半導体レーザにおいて
、上記ｐ形およびｎ形クラッド層は ＡｌＩｎＧａＰから成り、上記活性層はＩｎＧａＰから
成る半導体レーザ。 ５、特許請求範囲第４項記載の半導体レーザにおいて、
上記ｐ形不純物はＺｎもしくはＭｇである半導体レーザ
。 ６、特許請求範囲第５項記載の半導体レーザにおいて、
上記高濃度ｐ形不純物層の形成は拡散により行なう半導
体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6096989A JPH02240988A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6096989A JPH02240988A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02240988A true JPH02240988A (ja) | 1990-09-25 |
Family
ID=13157754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6096989A Pending JPH02240988A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02240988A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517296A (ja) * | 2002-02-08 | 2005-06-09 | クリー インコーポレイテッド | 改良エピタキシャル堆積のために炭化珪素基板を処理する方法、及びその方法によって得られる構造とデバイス |
| US7675068B2 (en) | 2002-02-08 | 2010-03-09 | Cree, Inc. | Methods of treating a silicon carbide substrate for improved epitaxial deposition and resulting structures and devices |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP6096989A patent/JPH02240988A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517296A (ja) * | 2002-02-08 | 2005-06-09 | クリー インコーポレイテッド | 改良エピタキシャル堆積のために炭化珪素基板を処理する方法、及びその方法によって得られる構造とデバイス |
| US7675068B2 (en) | 2002-02-08 | 2010-03-09 | Cree, Inc. | Methods of treating a silicon carbide substrate for improved epitaxial deposition and resulting structures and devices |
| JP2010118672A (ja) * | 2002-02-08 | 2010-05-27 | Cree Inc | 改良エピタキシャル堆積のために炭化珪素基板を処理する方法、及びその方法によって得られる構造とデバイス |
| US8822315B2 (en) | 2002-02-08 | 2014-09-02 | Cree, Inc. | Methods of treating a silicon carbide substrate for improved epitaxial deposition and resulting structures and devices |
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