[發明專利]激光二極管用外延晶片及其制造方法

有效

• 申請號: 200810212432.3
• 申請日: 2008-08-26
• 公開（公告）號: CN101425658A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 黑須健
• 申請（專利權）人: 日立電線株式會社
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/323;C30B29/40;H01L21/205;H01L33/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 鐘 晶

技術領域

本發明涉及適用于AlGaInP系的紅色激光二極管的激光二極管用外延晶片及其制造方法。

背景技術

使用AlGaInP系的半導體的紅色激光二極管(LD)，作為DVD的讀/寫用的光源被廣泛使用。

圖3表示以往的AlGaInP系的LD用外延晶片的概略的斷面結構。

如圖3所示，外延晶片是采用金屬有機物氣相外延法(MOVPE法)，在n型GaAs襯底11上，依次層疊n型AlGaInP包覆層12、非摻雜活性層13、p型AlGaInP包覆層14、p型蓋層15來形成的。

在生長上述p型AlGaInP包覆層14時，供給二乙基鋅(DEZ)、二甲基鋅(DMZ)等作為摻雜原料，使包覆層含有鋅(Zn)(＝p型載流子)，從而形成p型AlGaInP包覆層14(例如，參見專利文獻1)。

專利文獻1：特開2002-25920號公報

發明內容

如上所述，在以往的激光二極管用外延晶片中，使p型AlGaInP包覆層含有作為p型載流子的鋅(Zn)，但由于Zn的擴散性高，會擴散至相鄰層。由于Zn擴散，而產生如下問題：(1)p型包覆層的深度方向的載流子濃度(＝Zn濃度)不均勻；(2)Zn進入作為相鄰層的活性層中。如果將(1)、(2)狀態的外延晶片進行裝置加工，會使激光二極管的特性惡化，例如，作為重要的裝置特性的工作電流值I_op升高。如果工作電流值I_op升高，會導致激光二極管的可靠性降低，即，壽命降低這樣的大問題。

本發明為解決上述問題，提供一種激光二極管用外延晶片及其制造方法，所述外延晶片的p型AlGaInP包覆層中的p型載流子濃度均勻，且p型雜質的擴散少。

為了解決上述課題，本發明按如下所述來構成。

本發明的第1方式是激光二極管用外延晶片，其為具有雙異質結構的外延晶片，即在n型GaAs襯底上依次至少層疊n型包覆層、活性層以及p型包覆層，并且所述n型包覆層、活性層以及p型包覆層均由AlGaInP系材料構成，其特征在于，所述由AlGaInP系材料構成的p型包覆層中的p型雜質為碳，所述p型包覆層中的載流子濃度在8.0×10¹⁷cm^-3以上、1.5×10¹⁸cm^-3以下的范圍。

本發明的第2方式的特征為，在第1方式的激光二極管用外延晶片中，所述由AlGaInP系材料構成的n型包覆層中的n型雜質為硅。

本發明的第3方式是激光二極管用外延晶片的制造方法，其為對被加熱的n型GaAs襯底，供給必要的III族原料氣體、V族原料氣體、載流氣體以及摻雜劑原料氣體，在所述n型GaAs襯底上，至少生長具有n型包覆層、活性層以及p型包覆層的雙異質結構的外延層，并且所述n型包覆層、活性層以及p型包覆層均由AlGaInP系材料構成，其特征在于，在生長所述由AlGaInP系材料構成的p型包覆層時，作為所述摻雜劑原料氣體供給四溴化碳，使所述p型包覆層中的載流子濃度在8.0×10¹⁷cm^-3以上、1.5×10¹⁸cm^-3以下的范圍。

本發明的第4方式的特征為，在第3方式的激光二極管用外延晶片的制造方法中，生長所述由AlGaInP系材料構成的n型包覆層時，作為所述摻雜劑原料氣體，供給硅摻雜原料氣體，向所述n型包覆層中摻雜硅。

采用本發明，能夠得到p型AlGaInP包覆層中的p型載流子濃度均勻，且p型雜質的擴散少的激光二極管用外延晶片。如果采用該激光二極管用外延晶片，能夠制造工作電流值I_op低、可靠性高的激光二極管。

附圖說明

圖1是表示本發明中的AlGaInP系的激光二極管用外延晶片的實施方式以及實施例的斷面圖。

圖2是表示實施例和比較例的激光二極管用外延晶片的p型包覆層的深度方向的載流子濃度分布的圖。

圖3是表示以往的AlGaInP系的激光二極管用外延晶片的斷面圖。

符號說明

1???n型GaAs襯底

2??n型AlGaInP包覆層

3??非摻雜AlGaInP活性層

4??p型AlGaInP包覆層

5??p型GaAs蓋層

具體實施方式

以下，參照附圖，對本發明中的激光二極管(LD)用外延晶片及其制造方法的實施方式進行說明。