[发明专利]激光二极管用外延晶片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于AlGaInP系的红色激光二极管的激光二极管用外延晶片及其制造方法。

背景技术

使用AlGaInP系的半导体的红色激光二极管(LD)，作为DVD的读/写用的光源被广泛使用。

图3表示以往的AlGaInP系的LD用外延晶片的概略的断面结构。

如图3所示，外延晶片是采用金属有机物气相外延法(MOVPE法)，在n型GaAs衬底11上，依次层叠n型AlGaInP包覆层12、非掺杂活性层13、p型AlGaInP包覆层14、p型盖层15来形成的。

在生长上述p型AlGaInP包覆层14时，供给二乙基锌(DEZ)、二甲基锌(DMZ)等作为掺杂原料，使包覆层含有锌(Zn)(＝p型载流子)，从而形成p型AlGaInP包覆层14(例如，参见专利文献1)。

专利文献1：特开2002-25920号公报

发明内容

如上所述，在以往的激光二极管用外延晶片中，使p型AlGaInP包覆层含有作为p型载流子的锌(Zn)，但由于Zn的扩散性高，会扩散至相邻层。由于Zn扩散，而产生如下问题：(1)p型包覆层的深度方向的载流子浓度(＝Zn浓度)不均匀；(2)Zn进入作为相邻层的活性层中。如果将(1)、(2)状态的外延晶片进行装置加工，会使激光二极管的特性恶化，例如，作为重要的装置特性的工作电流值I_op升高。如果工作电流值I_op升高，会导致激光二极管的可靠性降低，即，寿命降低这样的大问题。

本发明为解决上述问题，提供一种激光二极管用外延晶片及其制造方法，所述外延晶片的p型AlGaInP包覆层中的p型载流子浓度均匀，且p型杂质的扩散少。

为了解决上述课题，本发明按如下所述来构成。

本发明的第1方式是激光二极管用外延晶片，其为具有双异质结构的外延晶片，即在n型GaAs衬底上依次至少层叠n型包覆层、活性层以及p型包覆层，并且所述n型包覆层、活性层以及p型包覆层均由AlGaInP系材料构成，其特征在于，所述由AlGaInP系材料构成的p型包覆层中的p型杂质为碳，所述p型包覆层中的载流子浓度在8.0×10¹⁷cm^-3以上、1.5×10¹⁸cm^-3以下的范围。

本发明的第2方式的特征为，在第1方式的激光二极管用外延晶片中，所述由AlGaInP系材料构成的n型包覆层中的n型杂质为硅。

本发明的第3方式是激光二极管用外延晶片的制造方法，其为对被加热的n型GaAs衬底，供给必要的III族原料气体、V族原料气体、载流气体以及掺杂剂原料气体，在所述n型GaAs衬底上，至少生长具有n型包覆层、活性层以及p型包覆层的双异质结构的外延层，并且所述n型包覆层、活性层以及p型包覆层均由AlGaInP系材料构成，其特征在于，在生长所述由AlGaInP系材料构成的p型包覆层时，作为所述掺杂剂原料气体供给四溴化碳，使所述p型包覆层中的载流子浓度在8.0×10¹⁷cm^-3以上、1.5×10¹⁸cm^-3以下的范围。

本发明的第4方式的特征为，在第3方式的激光二极管用外延晶片的制造方法中，生长所述由AlGaInP系材料构成的n型包覆层时，作为所述掺杂剂原料气体，供给硅掺杂原料气体，向所述n型包覆层中掺杂硅。

采用本发明，能够得到p型AlGaInP包覆层中的p型载流子浓度均匀，且p型杂质的扩散少的激光二极管用外延晶片。如果采用该激光二极管用外延晶片，能够制造工作电流值I_op低、可靠性高的激光二极管。

附图说明

图1是表示本发明中的AlGaInP系的激光二极管用外延晶片的实施方式以及实施例的断面图。

图2是表示实施例和比较例的激光二极管用外延晶片的p型包覆层的深度方向的载流子浓度分布的图。

图3是表示以往的AlGaInP系的激光二极管用外延晶片的断面图。

符号说明

1   n型GaAs衬底

2  n型AlGaInP包覆层

3  非掺杂AlGaInP活性层

4  p型AlGaInP包覆层

5  p型GaAs盖层

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明中的激光二极管(LD)用外延晶片及其制造方法的实施方式进行说明。