半导体器件及半导体激光器制造技术

本发明专利技术涉及抑制Ｚｎ从掺Ｚｎ的Ｐ型Ⅲ－Ｖ族化合物半导体层向与其邻接的有源层中扩散的半导体器件及半导体激光器。为抑制Ｚｎ从与有源层相邻接的掺Ｚｎ的覆盖层向有源层扩散而在掺Ｚｎ覆盖层再添加Ｆｅ或过渡金属元素。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抑制Zn从掺Zn的p型III—V族化合物半导体层向与该半导体层邻接的有源层中扩散的半导体器件及半导体激光器。参照图5，说明常规的长波长激光器的构造及制造方法。首先，如图5所示，通过MOCVD法在p型InP基片1上依次生长p型InP覆盖层2。非掺杂的InGaAsP有源层3，以及n型InP覆盖层4，形成DH结构。其次，如图5(b)所示，在n型InP覆盖层4上形成氧化硅(是指含SiO2的氧化硅，下同)膜5等的绝缘膜，以氧化硅膜5作蚀刻掩模进行脊形腐蚀之后，再以氧化硅膜5作选择生长的掩蔽，由MOCVD法依次选择生长p型InP层6、n型InP层7及p型InP层8，从而形成阻挡层。再次，如图5(C)所示，除去氧化硅膜5，在n型InP覆盖层4及p型InP层8上，通过MOCVD法生长n型InP接触层9，然后分别在p型InP基片l和n型InP接触层9上形成p侧电极10及n侧电极11。在制造如上所述的半导体激光器时，使用Zn作为p型掺杂剂，S作n型掺杂剂。因此，在生成非掺杂的InGaAsP有源层3之后进行的结晶生长所致的热处理工艺中，掺入p型InP覆盖层2的Zn将扩散到非掺杂的InGaAsP有源层中。尤其是，p型InP覆盖层2中的Zn浓度越高，Zn向非掺杂的InGaAsP有源层3中扩散得越显著。在InGaAsP系半导体中若混入Zn，则使半导体结晶的光学特性变坏，因此，Zn向有源层的扩散成为激光器特性低下的原因。本专利技术之目的在于抑制Zn向有源层扩散，防止光学特性变坏。本专利技术的半导体器件在设有与有源层邻接的p型III—V族化合物半导体层的半导体器件中，向p型III—V族化合物半导体层中添加Zn及Fe。另外，本专利技术的半导体器件在设有与有源层邻接的p型III—V族化合物半导体层的半导体器件中，向p型III—V族化合物半导体层中添加Zn及过渡金属元素。再有，本专利技术的半导体器件具有添加了Fe的化合物半导体层、形成在该化合物半导体层上且添加了Zn及由该化合物半导体层扩散来的Fe的p型III—V族化合物半导体层，以及在该半导体层上形成的有源层。此外，本专利技术的半导体激光器具有添加了Fe的化合物半导体层、形成在该半导体层上且添加了Zn及由上述半导体层扩散来的Fe的p型III—V族化合物半导体覆盖层、在该覆盖层上形成的有源层，以及在该有源层上形成的n型III—V族化合物半导体覆盖层。另外，本专利技术的半导体激光器具有添加了Zn与Fe的III—V族化合物半导体覆盖层、一例表面与该覆盖层邻接所形成的有源层，以及与该有源层另一侧表面邻接所形成的n型III—V族化合物半导体覆盖层。还有，本专利技术的半导体激光器具有添加了Zn与过渡金属元素的p型III—V族化合物半导体覆盖层、一侧表面与该覆盖层邻接所形成的有源层，以及与该有源层另一例表面邻接所形成的n型III—V族化合物半导体覆盖层。再有，本专利技术的半导体激光器具有Fe—InP化合物半导体层、形成在该半导体层上且添加了Zn和由上述半导体层扩散来的Fe的p型InP覆盖层、在该覆盖层上形成的InGaAsP有源层，以及在该有源层上形成的n型InP覆盖层。本专利技术的半导体激光器还具有添加了Zn与Fe的p型InP覆盖层、一侧表面与该覆盖层邻接而形成的InGaAsP有源层，以及与该有源层另一侧表面邻接而形成的n型InP覆盖层。另外，本专利技术的半导体激光器具有添加了Zn与过渡金属元素的p型InP覆盖层、一侧表面与该覆盖层邻接而形成的InGaAsP有源层，以及与该有源层另一侧表面邻接而形成的n型InP覆盖层。在本专利技术的半导体器件中，因在添加了Zn的p型III—V族化合物半导体层中还存在Fe或过渡金属元素，从而抑制了Zn向与上述化合物半导体层邻接的有源层扩散。此外，在本专利技术的半导体激光器中，因在添加了Zn的p型III—V族化合物半导体覆盖层中存在Fe或过渡金属元素，从而能抑制Zn向与上述覆盖层邻接的有源层扩散。再者，在依本专利技术的半导体激光器中，因在添加了Zn的p型InP覆盖层中存在Fe或过渡金属，从而能抑制Zn向与上述覆盖层邻接的InGaAsP有源层扩散。下面，将结合附图描述本专利技术。附图说明图1是表示本专利技术一实施例的长波长激光器的制造方法及其所对应的工艺步骤的剖面图。图2是表示分别对本专利技术一实施例的长波长激光器以及常规的长波长激光器采用二次离子质谱分析法所测得的掺杂纵深分布图。图3是表示本专利技术另一实施例的长波长激光器的剖面图。图4是表示本专利技术又一实施例的长波长激光器的剖面图。图5是表示常规的半导体激光器及其所对应的制造方法的工艺步骤的剖面图。实施例1图1是表示本专利技术一实施例的长波长半导体激光器的结构及其制造方法的工艺步骤的剖面图。首先，如图1(a)所示，通过MOCVD法在Fe—InP基片21上生长p型InP覆盖层22，使Fe—InP基片21中的Fe向p型InP覆盖层22中扩散。此时的生长条件用常规MOCVD法生长InP时用的生长条件即可。接着，在p型InP覆盖层22上依次生长非掺杂的InGaAsP有源层23以及n型InP覆盖层24，形成DH结构。再有，非掺杂的InGaAsP有源层23为量子阱结构即可。其次，如图1(b)所示，在n型InP覆盖层24上形成由氧化硅膜25等形成的绝缘膜，以该氧化硅膜25作为蚀刻掩模进行脊形蚀刻。接着，以氧化硅膜25作选择生长的掩蔽，通过MOCVD法依次选择生长p型InP层26、n型InP层27、p型InP层28，以形成阻挡层。接着，如图1(c)所示，除去图1(b)中的氧化硅膜25，用MOCVD法在n型InP覆盖层24及p型InP层28上形成n型InP接触层29。然后，如图1(d)所示，在n型InP接触层29上形成氧化硅膜30等形成的绝缘膜，以此氧化硅膜作为蚀刻掩模，通过蚀刻除去n型InP接触层29、p型InP层28、n型InP层27及p型InP层26的一部分，露出p型InP覆盖层22的一部分。再后，如图1(e)所示，在p型InP覆盖层22及n型InP接触层29上分别形成p侧电极31以及n侧电极32。经以上各步制造如图1(e)所示结构的长波长半导体激光器，在此，使用Zn作为p型掺杂剂，而使用S作为n型掺杂剂。在本实施例中，在p型InP覆盖层22中，同时存在着占据III族位置成为受主的Zn和占据III族位置、形成深能级成为电子陷阱的Fe。因此，能抑制p型InP覆盖层22中的Zn向邻接的非掺杂的InGaAsP有源层23的扩散。图2是表示采用二次离子质谱分析法测定的掺杂纵深分布图。图2(a)是表示本专利技术实施例1的结构的半导体激光器的掺杂纵深分布图，从此可知，Fe的存在可抑制Zn向有源层的扩散。与此相对应，图2(b)是表示常规的半导体激光器的有源层附近的掺杂纵深分布图，显示出p型覆盖层中的Zn以高浓度扩散到整个有源层。另外，在图2中，横轴是自n型覆盖层起算的深度，纵轴表示Zn或Fe的浓度。这样，就常规半导体激光器而言，Zn从掺Zn的p型覆盖层以高浓度扩散到整个有源层，但在实施例1的Fe—InP基片21上生长了掺Zn的p型覆盖层22的激光器中，因Fe已从Fe—InP基片扩散到p型覆盖层中，此Fe的存在抑制了Zn向非掺杂的In-GaAsP有源层23的扩散。实施例2图3是表示本专利技术另一实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，该器件具有与有源层邻接的ｐ型Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体层，其特征在于：在上述ｐ型Ⅲ－Ⅴ族化合物半导体层中添加了Ｚｎ和Ｆｅ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤井就亮，木村达也，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]