(57)【要約】  【課題】  特性が良好で長寿命の長波長半導体発光素子を得る。  【解決手段】  Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１）を活性層４に用いた長波長半導体発光素子の製造方法において、活性層４の直前の層（ＧａＡｓ光導波層３）の成長中または活性層４を成長させる直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料とともに、反応性の高いガスを空流しするようにする。反応性の高いガスとしてはジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）やアンモニア（ＮＨ3 ）などを用いる。【選択図】        図４
2005064364.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１）を活性層に用いた長波長半導体発光素子において、
上記活性層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度が１×１０19ｃｍ-3以下である
ことを特徴とする長波長半導体発光素子。
【請求項２】
上記活性層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度が５×１０18ｃｍ-3以下であることを特徴とする請求項１記載の長波長半導体発光素子。
【請求項３】
上記活性層は井戸層が上記Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz からなる単一量子井戸構造または多重量子井戸構造を有し、上記井戸層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度が１×１０19ｃｍ-3以下であることを特徴とする請求項１記載の長波長半導体発光素子。
【請求項４】
Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１）を活性層に用いた長波長半導体発光素子の製造方法において、
上記活性層の直前の層の成長中または上記活性層を成長させる直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料とともに、反応性の高いガスを空流しするようにした
ことを特徴とする長波長半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
上記反応性の高いガスが、ジメチルヒドラジン、アンモニアまたは窒素ラジカルであることを特徴とする請求項４記載の長波長半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
上記Ａｓの原料がアルシンまたはターシャリーブチルヒ素であることを特徴とする請求項４記載の長波長半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
上記活性層の直前の層は光導波層であることを特徴とする請求項４記載の長波長半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、長波長半導体発光素子およびその製造方法に関し、特に、活性層の材料としてＧａＩｎＮＡｓ系化合物半導体を用いた長波長半導体発光素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性層の材料としてＧａＩｎＮＡｓ系化合物半導体を用いた長波長半導体発光素子は、そのＧａＩｎＮＡｓにおけるＩｎおよびＮの混晶比を変化させることにより１．３μｍから１．５５μｍ帯の発光波長領域をカバーすることができ、なおかつ基板として安価なＧａＡｓ基板を用いることができる。さらに、このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体発光素子では、基板と格子整合する材料系で層間の屈折率差Δｎを大きくとることもできることから、良好な分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ；Distributed Bragg Reflector)の作製が可能であり、光通信用レーザ形態として有望視されている垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Surface Emitting Laser) への応用も考えられている。そのため、このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体発光素子は、ＩｎＰ基板を用いた高価なＧａＩｎＡｓＰ系長波長半導体発光素子に代わる次世代の光通信用半導体レーザとして近年注目されている。
【０００３】
なお、ＡｌＧａＡｓ層上にＧａＩｎＮＡｓ井戸層を有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition)により成長させると、成長中にトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ；Tri-methyl Aluminum)を意図的に流さないでも、ＧａＩｎＮＡｓ井戸層中に約０．１％のＡｌの取り込みが生じ、これがＧａＩｎＮＡｓ系半導体レーザの静特性に悪影響を与えるが、ＧａＡｓ層上にＧａＩｎＮＡｓ井戸層を成長させると、Ａｌの取り込みが生じないことが報告されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】Photonics West 2003 Session No.4995-08
【０００４】
また、活性層の障壁層にＧａＮＡｓ層を用いてＧａＩｎＮＡｓ系半導体レーザを製造する手法が提案されている（特許文献１、非特許文献２，３）。
【特許文献１】特開平１０−１４５００３号公報
【非特許文献２】Photonics West 2003 Session No.4994-18
【非特許文献３】Photonics West 2003 Session No.4994-33
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体発光素子においては、基板として用いられるＧａＡｓ基板に対して格子整合性のあるＡｌＧａＡｓ層をクラッド層に用いているが、このＡｌＧａＡｓ層の成長の際に、Ａｌ原料として用いられるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ；Tri-methyl Aluminum)やトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ；Tri-ethyl Aluminum) が、Ｎ原料として用いられるジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ；Di-methyl Hydrazine)と気相反応を起こし、反応生成物（アダクト(adduct)）が生じる。本発明者らは、例えば活性層を構成する障壁層にＡｌＧａＡｓ層を用いる場合、このＡｌＧａＡｓ層を成長させると、この気相反応生成物により活性層界面の急峻性が損なわれることを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Transmission Electron Microscope）による観察で確認している。
【０００６】
さらに、本発明者らは、ＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを試作し、２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ；Secondary Ion Mass Spectroscopy)によりその解析を行ったところ、活性層周辺部分（井戸層、障壁層、光導波層）の成長中に意図的にＡｌ原料を反応管中に流さない場合でも、井戸層および障壁層の部分に大量のＡｌが混入していることを確認した。このＡｌの取り込まれ形態は不明であるが、活性層成長中にＡｌ原料あるいはＡｌとＮ原料とが混在した雰囲気に晒すことがＡｌの取り込みを招き、活性層の質の低下を引き起こすことが考えられ、非常に問題であった。他の研究機関（Agilent 社）からの報告でも、このＡｌの存在は問題視されており、ＧａＩｎＮＡｓ系半導体レーザの静特性に対して強い悪影響を与えるとされている（非特許文献１）。
【０００７】
Agilent 社はこの問題の解決のために、ｎ型クラッド層を成長させた後、一旦基板を外に取り出し、成長装置の反応管内を清浄化した後に活性層を再成長させることを提案しているが（非特許文献１）、再成長界面から発生する欠陥の発生による信頼性への影響、２度成長を行うことによる製造コストの増加などを考えると、１度の結晶成長でＡｌ不純物の取り込みを抑える技術が必要になる。また、ＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザの実用化を考えた際、活性層中のＡｌ不純物を完全になくさなければならないのかどうかといった問題も明確になっていない。
【０００８】
従って、この発明が解決しようとする課題は、活性層中のＡｌ不純物の濃度が十分に低いことにより、良質の活性層を得ることができ、特性が良好で長寿命の長波長半導体発光素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った。その概要について説明すると次のとおりである。
すなわち、本発明者らは、上記従来技術の問題点を解決する手法として、ＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体発光素子において活性層直前にある層（光導波層など）の成長中あるいは活性層の成長開始直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止し、Ｖ族元素であるＡｓの原料と同時に、ＤＭＨｙなどの反応性の高いガスを成長装置の反応室あるいは反応管内に空流しすることで、活性層中に含有されるＡｌ不純物の濃度を１×１０19ｃｍ-3以下に低減することができ、また、Ａｌ不純物の濃度をこの程度に低減することができれば、良好な特性を得ることができ、実用上問題が生じないことを見出した。この手法は、特許文献１や非特許文献２，３の手法とは全く異なるものである。
【００１０】
図１はバーチェックから得られたＧａＩｎＮＡｓ活性層中のＡｌ不純物のピーク濃度とスロープ効率との相関、図２はレーザ組立後に測定した特性温度とＧａＩｎＮＡｓ活性層中のＡｌ不純物のピーク濃度との相関、さらに図３はフォトルミネッセンス（ＰＬ）測定から得られたＧａＩｎＮＡｓ活性層からの発光の強度（ピーク強度）とＧａＩｎＮＡｓ活性層中のＡｌ不純物のピーク濃度との相関を示す。ただし、レーザのフロント側の端面の反射率は５０％、リア側の端面の反射率は９５％である。図１、図２および図３より、Ａｌ不純物濃度が１×１０19ｃｍ-3以下であると、スロープ効率は約０．２５以上、特性温度は１５０Ｋ以上と実用的レベルになっており、発光強度も向上していることが分かる。さらに、Ａｌ不純物濃度が５×１０18ｃｍ-3以下になると、スロープ効率は０．４以上となり、特性温度も２００Ｋを超える非常に高品質なレーザ特性が得られることが分かる。
この発明は、上記の検討に基づいて案出されたものである。
【００１１】
すなわち、上記課題を解決するために、この発明の第１の発明は、
Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１）を活性層に用いた長波長半導体発光素子において、
活性層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度が１×１０19ｃｍ-3以下である
ことを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、活性層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度は、好適には、５×１０18ｃｍ-3以下である。活性層は、典型的には、井戸層がＧａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz からなる単一量子井戸構造または多重量子井戸構造を有し、その井戸層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度が１×１０19ｃｍ-3以下、好適には５×１０18ｃｍ-3以下である。
【００１３】
この発明の第２の発明は、
Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y-z Ｓｂz （０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１）を活性層に用いた長波長半導体発光素子の製造方法において、
活性層の直前の層の成長中または活性層を成長させる直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料とともに、反応性の高いガスを空流しするようにした
ことを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、反応性の高いガスとしては、例えば、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）、アンモニア（ＮＨ3 ）、窒素（Ｎ2 ）をプラズマにより分解した窒素（Ｎ）ラジカルなどを用いることができる。Ａｓの原料としては、例えば、アルシン（ＡｓＨ3 ）やターシャリーブチルヒ素（ＴＢＡｓ；Tertiary-butyl Arsine)などを用いることができる。また、活性層の直前の層は、典型的には光導波層である。この反応性の高いガスを流す際の条件は、使用する反応炉の形態によっても異なり得るが、一般的には、流量が少なすぎると効果があまり得られず、多すぎると基板上の成長層がエッチングされてしまうおそれが強まり、流す時間が短すぎると効果があまり得られず、長すぎると基板上の成長層がエッチングされてしまうおそれが強まることから、これらを考慮して、好適には、例えば、２００ｓｃｃｍ以上４ｓｌｍ以下の流量で１分間以上３０分間以下流すようにする。
上記のように活性層の直前の層の成長中または活性層を成長させる直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ｖ族元素の原料とともに、反応性の高いガスを空流しするだけでなく、活性層の直後の層の成長中または活性層の成長の直前に、同様なことを行うようにしてもよく、このようにすれば、反応室または反応管の表面を清浄化することができ、有効である。
【００１５】
上述のように構成されたこの発明の第１の発明によれば、活性層中に含まれるＡｌ不純物のピーク濃度が１×１０19ｃｍ-3以下であることにより、活性層中、特にその井戸層中におけるＡｌ不純物の存在に起因する問題の発生を抑えることができる。
また、この発明の第２の発明によれば、活性層の直前の層の成長中または活性層を成長させる直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料とともに、反応性の高いガスを空流しするようにしていることにより、その反応性の高いガスによるエッチング作用により、その前に行われる成長の際に成長装置の反応室あるいは反応管の表面に付着したＩＩＩ族元素あるいはＩＩＩ族元素を含む気相反応生成物を除去することができ、また、この際にはＩＩＩ族元素の原料の供給を停止しているので、ＩＩＩ族元素あるいはＩＩＩ族元素を含む反応生成物の新たな付着も生じない。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、発光強度が高く、スロープ効率が大きく、特性温度が高く、しかも長寿命の長波長半導体発光素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図において、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
まず、この発明の第１の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザについて説明する。このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザはＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure) 構造およびリッジ構造を有する。図４はこのＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを示す。
図４に示すように、このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザにおいては、例えば（１００）面から［１１０］方向に１０°傾斜した主面を有するｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型クラッド層２、アンドープまたはｎ型のＧａＡｓ光導波層３、活性層４、アンドープまたはｐ型のＧａＡｓ光導波層５、第１のｐ型クラッド層６、ｐ型ＧａＡｓストップ層７、第２のｐ型クラッド層８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層９が、順次積層されている。
【００１８】
ｎ型クラッド層２は、例えば、屈折率がｎ３のｎ型ＡｌＧａＡｓ層（例えば、厚さが１μｍ程度のｎ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ層）と、屈折率がｎ２のｎ型ＧａＡｓ層（厚さは例えば１００ｎｍ程度）と、屈折率がｎ１のｎ型ＡｌＧａＡｓ層（例えば、厚さが２００ｎｍ程度のｎ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53Ａｓ層）とが順次積層された構造を有する。ＧａＡｓ光導波層３の厚さは例えば１００ｎｍ程度である。活性層４は、例えば、Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y 層（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）を井戸層とし、Ｇａ1-w Ｉｎw Ａｓ層（０＜ｗ＜ｘ）を障壁層とする多重量子井戸（ＭＱＷ；Multi-quantum Well) 構造を有し、ｘ，ｙは発振波長に応じて決められる。ここで、この活性層４においては、井戸層であるＧａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y 層中のＡｌ不純物のピーク濃度が１×１０19ｃｍ-3以下、好適には５×１０18ｃｍ-3以下であることが特徴である。図５に、活性層４の構造の一例として、井戸数が２で、障壁層であるＧａ1-w Ｉｎw Ａｓ層のｗが０の場合を示す。図５において、Ｅc は伝導帯の下端のエネルギー、Ｅv は価電子帯の上端のエネルギーを示す。ＧａＡｓ光導波層５の厚さは例えば１００ｎｍ程度である。第１のｐ型クラッド層６は、例えば、屈折率がｎ１のｐ型ＡｌＧａＡｓ層（例えば、厚さが２００ｎｍ程度のｐ型Ａｌ0.47Ｇａ0.53Ａｓ層）と、屈折率がｎ２のｎ型ＧａＡｓ層（例えば、厚さが１００ｎｍ程度）と、屈折率がｎ３のｎ型ＡｌＧａＡｓ層（例えば、厚さが１μｍ程度のｎ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ層）とが順次積層された構造を有する。ｐ型ＧａＡｓストップ層７の厚さは例えば２００ｎｍ程度である。第２のｐ型クラッド層８は、例えば、厚さが１００ｎｍ程度のｐ型Ａｌ0.30Ｇａ0.70Ａｓ層からなる。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９の厚さは例えば２００ｎｍ程度である。
【００１９】
ｐ型ＧａＡｓストップ層７、第２のｐ型クラッド層８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層９は、共振器長方向に延びるストライプ形状を有する。そして、このストライプ部の側面および第１のｐ型クラッド層６の表面を覆うように例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁層１０が形成されている。ここで、ｎ型ＧａＡｓ基板１が傾斜基板であることにより、このストライプ部の両側面の傾斜角度をθ1 およびθ2 としたとき、θ1 ＜θ2 になっている。
【００２０】
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９および絶縁層１０上に例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極１１が形成され、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９とオーミック接触している。また、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ電極からなるｎ側電極１２がオーミック接触している。
【００２１】
次に、この第１の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザの製造方法について説明する。
このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを製造するためには、図４に示すように、まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型クラッド層２、ＧａＡｓ光導波層３、活性層４、ＧａＡｓ光導波層５、第１のｐ型クラッド層６、ｐ型ＧａＡｓストップ層７、第２のｐ型クラッド層８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層９を順次成長させる。ここで、ＧａＡｓ光導波層３の成長中あるいは活性層４の成長を開始する直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料、例えばＡｓＨ3 やＴＢＡｓとともに、反応性の高いガスであるＤＭＨｙを空流しするようにし、ＤＭＨｙのエッチング作用により反応管の表面を清浄化し、ＡｌやＡｌを含む気相反応生成物などの付着物を除去する。このため、活性層４の成長の際のＡｌの取り込み量が大幅に減少し、活性層４中のＡｌ不純物のピーク濃度を十分に低く、具体的には１×１０19ｃｍ-3以下に抑えることができる。また、同様の目的で、ＧａＡｓ光導波層５の成長中あるいは活性層４の成長の終了直後にも、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料、例えばＡｓＨ3 やＴＢＡｓとともに、ＤＭＨｙを空流しするようにする。これらの場合において、ＤＭＨｙを流す際の条件の例を挙げると、２７０ｓｃｃｍで１２分間あるいは３８０ｓｃｃｍで７分間である。
【００２２】
次に、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９の全面に、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法によりＳｉＯ2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜を形成した後、これをエッチングによりパターニングして所定幅のストライプ形状のマスク（図示せず）を形成する。次に、このマスクを用いて、ウエットエッチング法によりｐ型ＧａＡｓストップ層７までエッチングする。これによって、ｐ型ＧａＡｓストップ層７、第２のｐ型クラッド層８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層９が、一方向に延びるストライプ形状にパターニングされる。
【００２３】
次に、エッチングに用いたマスクを除去した後、例えばＣＶＤ法により全面に例えばＳｉＯ2 膜のような絶縁層１０を形成する。次に、この絶縁層１０上にリソグラフィーにより所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして絶縁層１０をエッチングすることにより、上記のストライプ部の上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層９を露出させる。
【００２４】
次に、真空蒸着法やスパッタリング法などにより、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９および絶縁層１０の全面にｐ側電極１１を形成するとともに、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極１２を形成する。
この後、上述のようにしてレーザ構造が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を劈開によりバー状に加工して両共振器端面を形成し、さらにこれらの共振器端面に端面コーティングを施した後、このバーを劈開などによりチップ化する。
以上により、目的とするＳＣＨ構造およびリッジ構造を有するＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザが製造される。
【００２５】
以上のように、この第１の実施形態によれば、活性層４中のＡｌ不純物のピーク濃度を１×１０19ｃｍ-3以下に抑えることができることにより、活性層４の品質を良好にすることができる。このため、スロープ効率として例えば０．２５以上、特性温度として例えば１５０Ｋ以上を得ることができ、十分に高い発光強度を得ることができ、しかも長寿命のＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを得ることができる。また、非特許文献１で提案された手法と異なり、再成長が不要であるため、ＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザの製造に必要な結晶成長は１度で済むことから、製造コストを低く抑えることができる。
【００２６】
次に、この発明の第２の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザについて説明する。このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザはＶＣＳＥＬ型である。図６にこのＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを示す。
図６に示すように、このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザにおいては、例えば（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、半導体多層膜からなるｎ型ＤＢＲ層１３、Ｇａ1-x Ｉｎx Ｎy Ａｓ1-y ／Ｇａ1-z Ｉｎz ＡｓＭＱＷ構造の活性層４、ＡｌＡｓ酸化層１４および半導体多層膜からなるｐ型ＤＢＲ層１５が、順次積層されている。ｎ型ＤＢＲ層１３およびｐ型ＤＢＲ層１５は、例えば、Ａｌ組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓ多層膜からなり、より具体的には、厚さがそれぞれλ／４（λは媒質中の光の波長）のＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層とＡｌ0.9 Ｇａ0.1 Ａｓ層とが交互に例えば１２〜２２周期積層されたものである。ｎ型ＤＢＲ層１３の最上部、活性層４、ＡｌＡｓ酸化層１４およびｐ型ＤＢＲ層１５は例えば円柱状の形状を有する。この円柱部の上面の縁部から側面およびｎ型ＤＢＲ層１３の表面は例えばＳｉＯ2 膜からなる絶縁層１０で覆われている。この円柱部の上面から絶縁層１０上に延在してｐ側電極１１が形成され、ｐ型ＤＢＲ層１５とオーミック接触している。このｐ側電極１１には円柱部の上面の中央部の上の部分に円形の光取り出し用開口１１ａが形成されている。ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にはｎ側電極１２がオーミック接触している。
【００２７】
次に、この第２の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザの製造方法について説明する。
このＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを製造するには、まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＤＢＲ層１３、活性層４、ＡｌＡｓ酸化層１４およびｐ型ＤＢＲ層１５を順次成長させる。ここで、第１の実施形態と同様に、活性層４の成長を開始する直前に、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料、例えばＡｓＨ3 やＴＢＡｓとともに、ＤＭＨｙを空流しするようにする。また、活性層４の成長の終了直後にも、ＩＩＩ族元素の原料の供給を停止した状態で、Ａｓの原料、例えばＡｓＨ3 やＴＢＡｓとともに、ＤＭＨｙを空流しするようにする。ＤＭＨｙを流す際の条件は第１の実施形態と同様である。
次に、ｐ型ＤＢＲ層１５上に所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてｎ型ＤＢＲ層１３の最上部までエッチングを行い、円柱状にパターニングする。
【００２８】
次に、基板全面に絶縁層１０を形成した後、この絶縁層１０上に所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとして絶縁層１０をエッチングすることにより上記円柱部の上面の中央部を露出させる。次に、基板全面にｐ側電極１１を形成した後、このｐ側電極１１上に所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成し、このレジストパターンをマスクとしてこのｐ側電極１１のエッチングを行うことにより光取り出し用開口１１ａを形成する。次に、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極１２を形成する。
この後、上述のようにしてレーザ構造が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を劈開などによりチップ化する。
以上により、目的とするＶＣＳＥＬ型ＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザが製造される。
この第２の実施形態によれば、ＶＣＳＥＬ型ＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザにおいて、第１の実施形態と同様な利点を得ることができる。
【００２９】
以上、この発明の実施形態につき具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、材料、構成、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、材料、構成、プロセスなどを用いてもよい。
具体的には、例えば、上述の第１および第２の実施形態においては、半導体の成長方法としてＭＯＣＶＤ法を用いているが、分子線エピタキシー（ＭＢＥ；Molecular Beam Epitaxy）などの他の方法を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ＧａＩｎＮＡｓ活性層中のＡｌ不純物のピーク濃度とスロープ効率との相関を示す略線図である。
【図２】ＧａＩｎＮＡｓ活性層中のＡｌ不純物のピーク濃度と特性温度との相関を示す略線図である。
【図３】ＧａＩｎＮＡｓ活性層中のＡｌ不純物のピーク濃度と発光スペクトルのピーク強度との相関を示す略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを示す断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザの要部のエネルギーバンド構造を示す略線図である。
【図６】この発明の第２の実施形態によるＧａＩｎＮＡｓ系長波長半導体レーザを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ｎ型ＧａＡｓ基板、２…ｎ型クラッド層、３，５…ＧａＡｓ光導波層、４…活性層、６…第１のｐ型クラッド層、７…ｐ型ＧａＡｓストップ層、８…第２のｐ型クラッド層、９…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１０…絶縁層、１１…ｐ側電極、１２…ｎ側電極、１３…ｎ型ＤＢＲ層、１５…ｐ型ＤＢＲ層
【図１】
2005064364.tif 000003
【図２】
2005064364.tif 000004
【図３】
2005064364.tif 000005
【図４】
2005064364.tif 000006
【図５】
2005064364.tif 000007
【図６】
2005064364.tif 000008