專利名稱：半導(dǎo)體激光器件的制作方法
專利說明半導(dǎo)體激光器件 [發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域]本發(fā)明涉及具有采用量子阱結(jié)構(gòu)的無序化工藝的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件。隨著CD-R/RW等可改寫型高密度光學(xué)器件的高速化，強(qiáng)烈要求作為光源用的半導(dǎo)體激光器件有大功率輸出。作為半導(dǎo)體激光器件的大功率輸出措施之一，在半導(dǎo)體激光器件的端面上設(shè)置具有比有源層的半導(dǎo)體禁帶寬度大的禁帶寬度的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件，因其有抑制妨礙大功率輸出的COD(Catastrophic Optical Damage，災(zāi)難性的光學(xué)損傷)破壞的效果而引人注意。
例如，S.A.Schwarz等人在Applied Physics Letters，1987，Vol.50.No.5，pp.281-283中，報(bào)道了通過Si離子注入和其后進(jìn)行的熱處理能使由AlAs/GaAs構(gòu)成的超晶格無序化。借助于將采用這種Si離子注入的晶體無序化應(yīng)用于有由量子阱構(gòu)成的有源層的半導(dǎo)體激光器件的端面，可以制作使有源層無序化的、具有比有源層的半導(dǎo)體禁帶寬度大的禁帶寬度的窗結(jié)構(gòu)區(qū)。
圖6是在上夾層9中摻Zn、利用Si離子注入和熱擴(kuò)散制作的現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的端面結(jié)構(gòu)圖。在圖6中，1是表面電極，2是p-GaAs接觸層，3是p-Al0.49Ga0.51As上夾層，4是n-Al0.65Ga0.35As貫通阻擋層，5是Al0.33Ga0.67As/Al0.12Ga0.88As DQW(DoubleQuantum Well雙量子阱結(jié)構(gòu)(阱層＝Al0.10Ga0.90As，8.4nm，勢壘層＝Al0.35Ga0.65As，8.4nm))有源層，6是n-Al0.48Ga0.52As下夾層，7是n-GaAs襯底，8是背面電極，9是p-Al0.48Ga0.52As上夾層(摻Zn)，10是窗結(jié)構(gòu)區(qū)。
這里的窗結(jié)構(gòu)區(qū)10是借助于以加速電壓為95keV、劑量為1.68×1014原子/cm2作為Si離子注入條件，注入后在800℃下進(jìn)行30分鐘熱處理而制成的。在此條件下，Si的峰值濃度大概是1.4×1019原子/cm3。另外，窗部在室溫下的光致發(fā)光波長(以下簡稱為PL波長)為720nm，比非窗部的該波長(775nm)短(禁帶寬度大)，因而產(chǎn)生窗效應(yīng)。由于端面上有窗結(jié)構(gòu)區(qū)10，所以抑制了COD，實(shí)現(xiàn)了大功率輸出。在圖7中示出了上述現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的TEM(透射型電子顯微鏡)照片。拍攝時(shí)使用了分辨率為1.7的TEM。可以得知，在有源層上部(上夾層9內(nèi))觀察到了位錯(cuò)環(huán)11。
關(guān)于在進(jìn)行了Si離子注入的AlGaAs層中觀察到的上述位錯(cuò)環(huán)的成因，現(xiàn)在還無報(bào)道。不過，K.S.Jones等人在Journal of AppliedPhysics，1991，Vol.70，No.11，pp.6790-6795中報(bào)道了，在加速電壓為185keV、劑量為1×1015原子/cm2的條件下注入了Si離子的GaAs層中看到的位錯(cuò)環(huán)是與凝聚有關(guān)的所謂“V型缺陷”。
另外，S.Muto等人在Philosophical Magazine A，1992，Vol.66，No.2，pp.257-268中報(bào)告了，在利用以2×1019～4×1019原子/cm3的高濃度摻雜Si的傾斜冷卻法生長的GaAs晶體中觀察到的位錯(cuò)環(huán)起因于在(111)面凝聚的Si。
根據(jù)這些報(bào)道，可以推測在圖7中觀察到的位錯(cuò)環(huán)11是由超過母體材料的固溶界限向晶體內(nèi)過量摻入的Si，在熱處理過程中凝聚到(111)面的結(jié)果產(chǎn)生的。
另外，為了無序化，借助于在離子注入后進(jìn)行熱處理使Si原子擴(kuò)散是必要的。由于為引起Si原子擴(kuò)散，在有源層5附近必須存在Si的濃度梯度，所以對Si離子注入的分布曲線，必須選擇在緊靠有源層5的上側(cè)(p-Al0.48Ga0.52As上夾層9)具有濃度峰值的形狀。在這樣的Si分布曲線上，峰值處的Si濃度至少比有源層5中的濃度高。另外，將有源層5中的Si濃度設(shè)定得越大，窗結(jié)構(gòu)區(qū)10的無序化就越容易。
S.A.Schwarz等人在上述報(bào)告中，在加速電壓180keV、劑量3×1015原子/cm2的條件下進(jìn)行了Si離子注入。在該條件下，Si的峰值濃度高達(dá)8×1019原子/cm3。另外，T.Venkatesan等人在AppliedPhysics Letters，1986，Vol.49.No.12，pp.701-703中報(bào)道了在加速電壓為180keV、劑量為3×1013、1×1015、3×1015原子/cm2的各條件下的實(shí)驗(yàn)例子，從該報(bào)道所述的母體材料的Al擴(kuò)散系數(shù)圖推測，至少在劑量為3×1013原子/cm2的條件下不發(fā)生無序化。
由發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)得知為了圖6所示結(jié)構(gòu)的AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的有源層5(雙量子阱結(jié)構(gòu)阱層＝Al0.10Ga0.90As，8.4nm，勢壘層＝Al0.35Ga0.65As，8.4nm)的無序化，必須使該有源層5中的Si濃度約在1.0×1018原子/cm3以上。
但是，如為了易于促成無序化，在離子注入時(shí)不經(jīng)意地增加Si劑量，則Si濃度會(huì)超過AlGaAs的固溶界限，經(jīng)熱處理會(huì)在半導(dǎo)體層中形成位錯(cuò)環(huán)。
圖8示出了上述半導(dǎo)體激光器件的可靠性試驗(yàn)結(jié)果。在圖中，縱軸是工作電流，橫軸是工作時(shí)間，在激射所需的工作電流急劇上升的時(shí)刻，表示半導(dǎo)體激光器件變壞。由該圖可知，大部分半導(dǎo)體激光器件在300小時(shí)以內(nèi)變壞。
還有，由已進(jìn)行過的這種現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器件的退化分析的結(jié)果判定，退化由以上所示的位錯(cuò)環(huán)11所致。因此，為提高半導(dǎo)體激光器件的可靠性，一定不能產(chǎn)生形成在上夾層9中的位錯(cuò)環(huán)11。
可是如上所述，為了借助于量子阱結(jié)構(gòu)的無序化得到窗結(jié)構(gòu)，必須在Si離子注入后進(jìn)行熱處理。窗結(jié)構(gòu)的作成(窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體的禁帶寬度的大小等)由熱處理?xiàng)l件決定。例如，在通常的熱處理爐中的熱處理，AlGaAs系量子阱結(jié)構(gòu)的無序化所需的熱處理?xiàng)l件是800℃、30分鐘以上。
在圖9中，對在加速電壓為95keV、劑量為1.68×1014原子/cm2的條件下進(jìn)行Si離子注入制造出的器件，示出了各種熱處理?xiàng)l件和窗部在室溫下的PL波長的關(guān)系。這里要指出PL波長與禁帶寬度的倒數(shù)成正比，PL波長越短，作為半導(dǎo)體激光器件的窗結(jié)構(gòu)的功能就越強(qiáng)。由圖9可知，提高熱處理溫度，或者延長熱處理時(shí)間(以下簡稱為熱處理?xiàng)l件的強(qiáng)化)對窗結(jié)構(gòu)功能的增強(qiáng)是必要的。
但是，在用鋅(Zn)作為摻雜劑的現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器件中，由于Zn的熱擴(kuò)散系數(shù)大，故在熱處理中Zn擴(kuò)散至有源層5，甚至n型夾層6，因此，當(dāng)進(jìn)行熱處理?xiàng)l件的強(qiáng)化時(shí)，就出現(xiàn)p夾層9的載流子濃度降低，同時(shí)有源層5內(nèi)的自由載流子密度增大的問題。
在

圖10中，示出了以820℃、60分鐘作為熱處理?xiàng)l件，用Zn作為受主時(shí)的SIMS(Secondary ion mass spectroscopy，2次離子質(zhì)譜分析)分析結(jié)果。由該圖可知，摻入夾層9中的Zn不僅擴(kuò)散至有源層5，而且還擴(kuò)散至n型夾層6。由于Zn的總量恒定，所以，由于擴(kuò)散本來應(yīng)存在于上夾層9內(nèi)的Zn的量減少，結(jié)果是上夾層9中的載流子濃度比設(shè)定值低。
在這種情形的半導(dǎo)體激光器件中，特別是在高溫下，存在電子被封閉在有源層中的效果變?nèi)?，工作電流—光輸出功率特性的溫度特性必然如圖11所示那樣地變壞的問題。另外，當(dāng)過量的Zn向有源層5內(nèi)擴(kuò)散，有源層5內(nèi)的自由載流子密度增高時(shí)，也容易導(dǎo)致發(fā)射效率等激光特性退化。
本發(fā)明是為解決上述問題而進(jìn)行的，其目的在于使具有采用量子阱結(jié)構(gòu)的無序化工藝的窗結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件得到十分高的可靠性。
另外，其目的還在于使具有采用量子阱結(jié)構(gòu)的無序化工藝的窗結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件得到良好的溫度特性。本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近實(shí)際上不存在位錯(cuò)環(huán)的半導(dǎo)體激光器件。
它還是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，通過用透射型電子顯微鏡觀察，在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近未觀察到位錯(cuò)環(huán)的半導(dǎo)體激光器件。
另外，它還是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近實(shí)際上不存在位錯(cuò)環(huán)的器件，是作為摻入與上述有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了碳的半導(dǎo)體激光器件。
另外，它還是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近實(shí)際上不存在位錯(cuò)環(huán)的器件，是作為摻入與上述有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了鎂的半導(dǎo)體激光器件。
另外，它還是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的硅濃度的峰值在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器件。
另外，它還是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的硅濃度的峰值在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)的器件，是作為摻入與上述有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了碳的半導(dǎo)體激光器件。
另外，它還是在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的硅濃度的峰值在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)的器件，是作為摻入與上述有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了鎂的半導(dǎo)體激光器件。圖1是使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為8×1018原子/cm3的窗結(jié)構(gòu)AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的端面圖和中央剖面圖。
圖2是使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為8×1018原子/cm3的窗結(jié)構(gòu)AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的TEM照片。
圖3是具有以用碳作為p型摻雜劑為特征的上夾層的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的端面圖和中間剖面圖。
圖4是用碳作為p型摻雜劑的上夾層和有源層的界面附近的SIMS分析結(jié)果(經(jīng)820℃、60分鐘熱處理后)。
圖5是示出以用碳作為p型摻雜劑為特征的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的溫度特性的圖。
圖6是具有摻Zn的上夾層、并使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為1.4×1019原子/cm3的現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的端面圖。
圖7是具有摻Zn的上夾層、并使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為1.4×1019原子/cm3的現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的TEM照片。
圖8是示出具有摻Zn的上夾層、并使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為1.4×1019原子/cm3的現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的可靠性特性的圖。
圖9是示出各種熱處理?xiàng)l件和窗結(jié)構(gòu)區(qū)在室溫下的光致發(fā)光波長的關(guān)系的圖。
圖10是用Zn作為p型摻雜劑的現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的SIMS分析結(jié)果(經(jīng)820℃、60分鐘熱處理后)。
圖11是示出具有摻Zn的上夾層、并使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為1.4×1019原子/cm3的現(xiàn)有的窗結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體激光器件的溫度特性的圖。實(shí)施例1圖1(a)是通過將Si離子注入時(shí)的劑量和離子注入能量分別調(diào)節(jié)到0.8×1014原子/cm2和95keV，使半導(dǎo)體內(nèi)的Si峰值密度為8.0×1018原子/cm3而制作的窗結(jié)構(gòu)AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的端面圖，圖1(b)是LD的中央剖面圖。作為離子注入后的熱處理?xiàng)l件，采用了800℃、60分鐘。
在圖1中，1是表面電極，2是p-GaAs接觸層，3是p-Al0.49Ga0.51As上夾層，4是n-Al0.65Ga0.35As貫通阻擋層，5是Al0.33Ga0.67As/Al0.12Ga0.88As DQW(阱層＝Al0.10Ga0.90As，8.4nm，勢壘層＝Al0.35Ga0.65As，8.4nm)有源層，6是n-Al0.48Ga0.52As下夾層，7是n-GaAs襯底，8是背面電極，9a是p-Al0.48Ga0.52As上夾層(摻Zn)，10a是窗結(jié)構(gòu)區(qū)。
在圖2中，示出了該半導(dǎo)體激光器件的窗區(qū)的TEM照片。它是用分辨率為1.7的透射型電子顯微鏡拍攝的照片。在圖6所示的具有1.4×1019原子/cm3的Si峰值密度的現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器件的場合，在有源層上部觀察到了由Si凝聚引起的位錯(cuò)環(huán)11，而像本實(shí)施例這樣，在窗結(jié)構(gòu)區(qū)10a及其附近的硅濃度的峰值為8.0×1018原子/cm3的半導(dǎo)體激光器件中，在窗結(jié)構(gòu)區(qū)10a及其附近的半導(dǎo)體內(nèi)未觀察到位錯(cuò)環(huán)。另外，本實(shí)施例的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的光致發(fā)光波長為700nm，產(chǎn)生了充分的窗效應(yīng)。
另外，本發(fā)明人由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在AlGaAs系半導(dǎo)體中，通過使注入時(shí)的Si峰值濃度在1.0×1019原子/cm3以下，可以抑制位錯(cuò)環(huán)的發(fā)生。即得知，在AlGaAs系半導(dǎo)體激光器件的場合，通過使Si的峰值濃度在1.0×1019原子/cm3以下，可以防止位錯(cuò)環(huán)的發(fā)生。但是，如上所述，根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)得知，為了有源層5無序化，必須使有源層5的Si濃度約在1.0×1018原子/cm3以上。因此，本半導(dǎo)體激光器件中的Si峰值濃度必須在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)。
還有，在其他化合物系半導(dǎo)體激光器件中，可以使Si的峰值密度低于在半導(dǎo)體激光器件中使用的化合物半導(dǎo)體的固溶界限。
另外，由于Si離子注入時(shí)的劑量和離子注入能量，分別由構(gòu)成半導(dǎo)體激光器件所使用的化合物半導(dǎo)體的種類決定，所以不言而喻，應(yīng)該采用最適合它們的劑量和離子注入能量。
在本實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器件中，由于作為可靠性變差的原因的位錯(cuò)環(huán)減少(至TEM的分辨率以下)，所以可以改善可靠性。
實(shí)施例2在如現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器件那樣，用Zn作為受主的場合，在熱處理中Zn要擴(kuò)散，因而產(chǎn)生了溫度特性變壞的問題。為了防止由這種Zn的熱擴(kuò)散(受主的擴(kuò)散)引起的溫度特性變壞，可以用比Zn難以熱擴(kuò)散的摻雜劑作為受主。
圖3是取代實(shí)施例1中的鋅(Zn)，用碳(C)作為摻入p-Al0.48Ga0.52As夾層9中的受主的半導(dǎo)體激光器件的端面圖，圖3(b)是LD的中央剖面圖。作為離子注入后的熱處理?xiàng)l件，采用了820℃、60分鐘。另外，窗結(jié)構(gòu)區(qū)10a及其附近的Si峰值濃度，與實(shí)施例1一樣，使其在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)。
在圖3中，1是表面電極，2是p-GaAs接觸層，3是p-Al0.49Ga0.51As上夾層，4是n-Al0.65Ga0.35As貫通阻擋層，5是Al0.33Ga0.67As/Al0.12Ga0.88As DQW(阱層＝Al0.10Ga0.90As，8.4nm，勢壘層＝Al0.35Ga0.65As，8.4nm)有源層，6是n-Al0.48Ga0.52As下夾層，7是n-GaAs襯底，8是背面電極，9b是p-Al0.48Ga0.52As上夾層(摻C)，10b是窗結(jié)構(gòu)區(qū)。
這里，在生長(MOCVD生長)p-Al0.48Ga0.52As上夾層9b時(shí)，通過控制V/III比(降低V族材料氣體和III族材料氣體的流量比)和生長溫度(降低生長溫度)，可以摻入1.5×1018原子/cm3以上的C。
對本實(shí)施例這樣的III-V族化合物半導(dǎo)體，與一般情況下用作受主的Zn相比，C的熱擴(kuò)散系數(shù)小，因此，可望在Si離子注入后進(jìn)行熱處理時(shí)，受主的擴(kuò)散少。圖4中示出了進(jìn)行820℃、60分鐘熱處理場合的SIMS分析結(jié)果?？梢缘弥?，盡管進(jìn)行了820℃、60分鐘的強(qiáng)熱處理，但是C幾乎沒有擴(kuò)散，p-Al0.48Ga0.52As夾層9b的載流子濃度維持在所希望的值。
在圖5中示出了本實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器件的工作電流—光輸出功率特性的溫度依賴性，與圖11所示的現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器件不同，得到了即使在高溫區(qū)特性變壞也少的良好特性。
在本實(shí)施例中，通過使用比Zn的熱擴(kuò)散系數(shù)小的C作為p型摻雜劑，可以防止在制作窗結(jié)構(gòu)區(qū)10b的熱處理中產(chǎn)生的受主擴(kuò)散，可以防止由受主擴(kuò)散引起的半導(dǎo)體激光器件的溫度特性變壞。
實(shí)施例3在上述實(shí)施例2中，作為P型摻雜劑，使用了具有比Zn小的熱擴(kuò)散系數(shù)的碳，但是，也可以使用有同樣性質(zhì)的鎂。本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件由于在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近實(shí)際上不存在位錯(cuò)環(huán)，所以能防止由位錯(cuò)環(huán)引起的半導(dǎo)體激光器件的退化，能改善半導(dǎo)體激光器件的可靠性。
另外，由于通過用透射型電子顯微鏡觀察，在窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近未觀察到位錯(cuò)環(huán)，所以能防止由位錯(cuò)環(huán)引起的半導(dǎo)體激光器件的退化，能改善半導(dǎo)體激光器件的可靠性。
另外，由于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑使用了碳，所以能夠防止在制作窗結(jié)構(gòu)區(qū)的熱處理中產(chǎn)生的P型摻雜劑的擴(kuò)散，能夠防止由該P(yáng)型摻雜劑的擴(kuò)散引起的半導(dǎo)體激光器件的溫度特性變壞。
另外，由于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑使用了鎂，所以能夠防止在制作窗結(jié)構(gòu)區(qū)的熱處理中產(chǎn)生的P型摻雜劑的擴(kuò)散，能夠防止由該P(yáng)型摻雜劑的擴(kuò)散引起的半導(dǎo)體激光器件的溫度特性變壞。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件由于在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的硅濃度的峰值在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)，所以能防止在窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近產(chǎn)生位錯(cuò)環(huán)，因此，能夠防止由位錯(cuò)環(huán)引起的半導(dǎo)體激光器件的退化，能改善半導(dǎo)體激光器的可靠性。
另外，由于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑使用了碳，所以能夠防止在制作窗結(jié)構(gòu)區(qū)的熱處理中產(chǎn)生的P型摻雜劑的擴(kuò)散，能夠防止由該P(yáng)型摻雜劑的擴(kuò)散引起的半導(dǎo)體激光器件的溫度特性變壞。
另外，由于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑使用了鎂，所以能夠防止在制作窗結(jié)構(gòu)區(qū)的熱處理中產(chǎn)生的P型摻雜劑的擴(kuò)散，能夠防止由該P(yáng)型摻雜劑的擴(kuò)散引起的半導(dǎo)體激光器件的溫度特性變壞。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器件，它是具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于在上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近實(shí)際上不存在位錯(cuò)環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于通過用透射型電子顯微鏡觀察，在窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近未觀察到位錯(cuò)環(huán)。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于上述透射電子顯微鏡的分辨率高于1.7。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了碳。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了鎂。
6.一種半導(dǎo)體激光器件，它是具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的硅濃度的峰值在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了碳。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于作為摻入與有源層相鄰的P型夾層的P型摻雜劑，使用了鎂。
9.一種半導(dǎo)體激光器件的制造方法，它是在有源層具有窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件的制造方法，其特征在于它包含使上述窗結(jié)構(gòu)區(qū)及其附近的硅濃度的峰值在1.0×1018～1.0×1019原子/cm3的范圍內(nèi)的離子注入工藝。
全文摘要
本發(fā)明的課題是在具有采用量子阱結(jié)構(gòu)的無序化工藝的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，得到高可靠性和良好溫度特性的半導(dǎo)體激光器件。在具有借助于硅離子注入和其后的熱處理使量子阱結(jié)構(gòu)的有源層無序化而形成的窗結(jié)構(gòu)區(qū)的半導(dǎo)體激光器件中，在窗結(jié)構(gòu)區(qū)10a及其附近(上夾層9a)實(shí)際上不存在位錯(cuò)環(huán)。因此，能夠防止由位錯(cuò)環(huán)引起的半導(dǎo)體激光器件的退化，能改善半導(dǎo)體激光器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01S5/34GK1392641SQ02119180
公開日2003年1月22日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月14日
發(fā)明者阿部真司, 八木哲哉, 宮下宗治, 西口晴美, 大倉裕二, 笠井信之, 田代賀久, 谷村純二 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社