JP2000332357A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
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- JP2000332357A JP2000332357A JP11139718A JP13971899A JP2000332357A JP 2000332357 A JP2000332357 A JP 2000332357A JP 11139718 A JP11139718 A JP 11139718A JP 13971899 A JP13971899 A JP 13971899A JP 2000332357 A JP2000332357 A JP 2000332357A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧａＮ系半導体レーザのリッジストライプ形
成工程をより簡便なものとする。 【解決手段】 基板上に窒化物半導体から成るダブルヘ
テロ構造を積層した後、レジストマスクを用いてリッジ
ストライプパターンを形成し、Ｓｉ3Ｎ4などの誘電体膜
を電子サイクロトロン共鳴プラズマとＳｉターゲットお
よび窒素ガスによって堆積し、しかる後にリフトオフに
よってリッジ上のレジストおよびＳｉ3Ｎ4を除去する。
成工程をより簡便なものとする。 【解決手段】 基板上に窒化物半導体から成るダブルヘ
テロ構造を積層した後、レジストマスクを用いてリッジ
ストライプパターンを形成し、Ｓｉ3Ｎ4などの誘電体膜
を電子サイクロトロン共鳴プラズマとＳｉターゲットお
よび窒素ガスによって堆積し、しかる後にリフトオフに
よってリッジ上のレジストおよびＳｉ3Ｎ4を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光情報処理分野など
への応用が期待されている半導体レーザなどのGaN系半
導体発光素子および製造方法に関するものである。
への応用が期待されている半導体レーザなどのGaN系半
導体発光素子および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｖ族元素に窒素（Ｎ）を有する窒化物半
導体は、そのバンドギャップの大きさから、短波長発光
素子の材料として有望視されている。中でも窒化ガリウ
ム系化合物半導体（ＧａＮ半導体：ＡｌxＧａyＩｎzＮ
(０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）は研究が盛ん
に行われ、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）、緑色ＬＥＤ
が実用化されている。また、ＨＤ−ＤＶＤなどの光ディ
スク装置の大容量化のために、４００ｎｍ帯に発振波長
を有する半導体レーザが熱望されており、ＧａＮ系半導
体を材料とする半導体レーザが注目され現在では実用レ
ベルに達している。
導体は、そのバンドギャップの大きさから、短波長発光
素子の材料として有望視されている。中でも窒化ガリウ
ム系化合物半導体（ＧａＮ半導体：ＡｌxＧａyＩｎzＮ
(０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）は研究が盛ん
に行われ、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）、緑色ＬＥＤ
が実用化されている。また、ＨＤ−ＤＶＤなどの光ディ
スク装置の大容量化のために、４００ｎｍ帯に発振波長
を有する半導体レーザが熱望されており、ＧａＮ系半導
体を材料とする半導体レーザが注目され現在では実用レ
ベルに達している。
【０００３】図２１はレーザ発振が達成されているＧａ
Ｎ系半導体レーザの構造断面図である。このレーザの製
造方法は以下の通りである。
Ｎ系半導体レーザの構造断面図である。このレーザの製
造方法は以下の通りである。
【０００４】サファイア基板３００１上に有機金属気相
成長法（ＭＯＶＰＥ法）によりＧａＮバッファ層３００
２、ｎ−ＧａＮ層３００３、ｎ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎク
ラッド層３００４、ｎ−ＧａＮ光ガイド層３００５、Ｇ
ａ1-xＩｎxＮ/Ｇａ1-yＩｎyＮ（０＜ｙ＜ｘ＜１）から
成る多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層３００６、ｐ−Ｇａ
Ｎ光ガイド層３００７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッ
ド層３００８、ｐ−ＧａＮコンタクト層３００９が積層
される。そしてｐ−ＧａＮコンタクト層３００９上にｐ
電極３０１０を堆積し、ｐ電極３０１０、ｐ−ＧａＮコ
ンタクト層３００９およびｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラ
ッド層３００８の一部を幅３ミクロンのリッジストライ
プ状に加工する。また、積層体の一部はｎ−ＧａＮ層３
００３が露出するまでエッチングされ、主面に絶縁膜３
０１１を堆積する。ｐ電極３０１０の上はフォトリソグ
ラフィー技術によって約１ミクロンのコンタクトホール
を形成し、その上に配線電極３０１２が形成される。ま
た、ｎ−ＧａＮ層３００３にもｎ電極３０１３が形成さ
れる。
成長法（ＭＯＶＰＥ法）によりＧａＮバッファ層３００
２、ｎ−ＧａＮ層３００３、ｎ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎク
ラッド層３００４、ｎ−ＧａＮ光ガイド層３００５、Ｇ
ａ1-xＩｎxＮ/Ｇａ1-yＩｎyＮ（０＜ｙ＜ｘ＜１）から
成る多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層３００６、ｐ−Ｇａ
Ｎ光ガイド層３００７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッ
ド層３００８、ｐ−ＧａＮコンタクト層３００９が積層
される。そしてｐ−ＧａＮコンタクト層３００９上にｐ
電極３０１０を堆積し、ｐ電極３０１０、ｐ−ＧａＮコ
ンタクト層３００９およびｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラ
ッド層３００８の一部を幅３ミクロンのリッジストライ
プ状に加工する。また、積層体の一部はｎ−ＧａＮ層３
００３が露出するまでエッチングされ、主面に絶縁膜３
０１１を堆積する。ｐ電極３０１０の上はフォトリソグ
ラフィー技術によって約１ミクロンのコンタクトホール
を形成し、その上に配線電極３０１２が形成される。ま
た、ｎ−ＧａＮ層３００３にもｎ電極３０１３が形成さ
れる。
【０００５】この素子においてｎ電極３０１３を接地
し、配線電極３０１２に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性
層３００６にキャリアが注入され、前記ＭＱＷ活性層３
００６内で光学利得を生じ、発振波長４００ｎｍでレー
ザ発振を起こす。現在室温以上での連続発振が実現され
ている。
し、配線電極３０１２に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性
層３００６にキャリアが注入され、前記ＭＱＷ活性層３
００６内で光学利得を生じ、発振波長４００ｎｍでレー
ザ発振を起こす。現在室温以上での連続発振が実現され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のレーザはリッジ
ストライプの幅と高さを制御することで、水平横モード
において基本モードでレーザ発振するように工夫がなさ
れている。基本モードでのレーザ発振のためにはリッジ
の幅は３ミクロンと非常に狭くする必要がある。
ストライプの幅と高さを制御することで、水平横モード
において基本モードでレーザ発振するように工夫がなさ
れている。基本モードでのレーザ発振のためにはリッジ
の幅は３ミクロンと非常に狭くする必要がある。
【０００７】さらに、導通をとるために、リッジに１ミ
クロンのコンタクトホールを形成する必要がある。その
結果、デバイスの歩留まり、量産性に課題を残してい
る。
クロンのコンタクトホールを形成する必要がある。その
結果、デバイスの歩留まり、量産性に課題を残してい
る。
【０００８】本発明は上記の事情を鑑みてなされたもの
であり、水平横モードが安定で、かつ量産性に優れた窒
化物半導体素子の製造方法を提供するものである。特に
光ディスクを目的としたＧａＮ系半導体レーザの量産に
効果的である。
であり、水平横モードが安定で、かつ量産性に優れた窒
化物半導体素子の製造方法を提供するものである。特に
光ディスクを目的としたＧａＮ系半導体レーザの量産に
効果的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子の製
造方法は、基板上に半導体膜を堆積した後、レジストマ
スクを用いてリッジストライプパターンを形成し、電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマと固体（金属）
ターゲットおよび反応性ガスによって誘電体膜を堆積
し、しかる後にリフトオフによってリッジ上のレジスト
およびレジスト上の誘電体膜を除去する工程を有してい
る。
造方法は、基板上に半導体膜を堆積した後、レジストマ
スクを用いてリッジストライプパターンを形成し、電子
サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマと固体（金属）
ターゲットおよび反応性ガスによって誘電体膜を堆積
し、しかる後にリフトオフによってリッジ上のレジスト
およびレジスト上の誘電体膜を除去する工程を有してい
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。
て図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】（実施の形態１）図１から図６は第１の実
施の形態を示すＧａＮ系半導体レーザの製造方法を工程
順に示した構造断面図である。
施の形態を示すＧａＮ系半導体レーザの製造方法を工程
順に示した構造断面図である。
【００１２】図１において、まず、サファイア基板１０
１上に５００℃で有機金属とアンモニア（ＮＨ3）とを
供給してバッファ層１０２を堆積する。その後、１０２
０℃まで昇温させ、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、モ
ノシラン（ＳｉＨ4）、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）等を供給してｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層１０３、ｎ
−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０４、ｎ−ＧａＮ光
ガイド層１０５、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０
６、ｐ−ＧａＮ光ガイド層１０７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎクラッド層１０８、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０
９を順次堆積する。ＭＱＷ活性層１０６は３．５ｎｍの
Ｇａ0.15Ｉｎ0.85Ｎ井戸層と７．０ｎｍのＧａＮバリア
層から構成されている。
１上に５００℃で有機金属とアンモニア（ＮＨ3）とを
供給してバッファ層１０２を堆積する。その後、１０２
０℃まで昇温させ、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、モ
ノシラン（ＳｉＨ4）、トリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）等を供給してｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層１０３、ｎ
−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０４、ｎ−ＧａＮ光
ガイド層１０５、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１０
６、ｐ−ＧａＮ光ガイド層１０７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎクラッド層１０８、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０
９を順次堆積する。ＭＱＷ活性層１０６は３．５ｎｍの
Ｇａ0.15Ｉｎ0.85Ｎ井戸層と７．０ｎｍのＧａＮバリア
層から構成されている。
【００１３】（図２）フォトリソグラフィーによってパ
ターン形成後、レジストをマスクとして塩素を主成分と
する反応性ドライエッチング（ＲＩＥ）によってｎ−Ａ
ｌ0. 07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０４の下部までエッチン
グする。
ターン形成後、レジストをマスクとして塩素を主成分と
する反応性ドライエッチング（ＲＩＥ）によってｎ−Ａ
ｌ0. 07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０４の下部までエッチン
グする。
【００１４】（図３）次に、再びフォトリソグラフィー
によってストライプパターン形成後、レジストをマスク
としてＲＩＥによってｐ−ＧａＮコンタクト層１０９と
ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０８の一部をリッ
ジ状にエッチングする。ここで、ストライプ幅は２．５
ミクロン、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０８の
残し厚（エッチングによって薄くなっている部分の厚
さ）は１０００オングストロームである。このストライ
プ幅とクラッド層の残し厚によって、水平横モードにお
いて基本モードでのレーザ発振を得ることができる。
によってストライプパターン形成後、レジストをマスク
としてＲＩＥによってｐ−ＧａＮコンタクト層１０９と
ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０８の一部をリッ
ジ状にエッチングする。ここで、ストライプ幅は２．５
ミクロン、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層１０８の
残し厚（エッチングによって薄くなっている部分の厚
さ）は１０００オングストロームである。このストライ
プ幅とクラッド層の残し厚によって、水平横モードにお
いて基本モードでのレーザ発振を得ることができる。
【００１５】リッジ形状へのエッチングと同時にｎ−Ａ
ｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層１０３も一部エッチングされるが、
この層は十分に厚いので問題はない。
ｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層１０３も一部エッチングされるが、
この層は十分に厚いので問題はない。
【００１６】（図４）次に、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）プラズマとＳｉターゲット、およびＡｒ、Ｎ
2ガスによってＳｉ3Ｎ4膜４０１を１５００オングスト
ローム堆積する。この時のレートは、約８０オングスト
ローム／分である。
（ＥＣＲ）プラズマとＳｉターゲット、およびＡｒ、Ｎ
2ガスによってＳｉ3Ｎ4膜４０１を１５００オングスト
ローム堆積する。この時のレートは、約８０オングスト
ローム／分である。
【００１７】（図５）次に、アセトンを用いたリフトオ
フによってレジスト３０１およびレジスト３０１上のＳ
ｉ3Ｎ4を除去し、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０９の上部
にｐ側電極５０１を形成する。
フによってレジスト３０１およびレジスト３０１上のＳ
ｉ3Ｎ4を除去し、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０９の上部
にｐ側電極５０１を形成する。
【００１８】（図６）最後に、露出させたｎ−Ａｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎ層１０３上にｎ側電極６０１を形成する。
Ｇａ0.85Ｎ層１０３上にｎ側電極６０１を形成する。
【００１９】以上の工程により作製されたＧａＮ系半導
体レーザにおいて、ｎ側電極６０１を接地し、ｐ側電極
５０１に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層１０６にキャ
リアが注入され、前記ＭＱＷ活性層１０６内で光学利得
を生じ、発振波長４０５ｎｍでレーザ発振を起こす。Ｍ
ＱＷ活性層１０６の材料であるＧａＩｎＮ薄膜の組成や
膜厚によって発振波長を変えることができる。
体レーザにおいて、ｎ側電極６０１を接地し、ｐ側電極
５０１に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層１０６にキャ
リアが注入され、前記ＭＱＷ活性層１０６内で光学利得
を生じ、発振波長４０５ｎｍでレーザ発振を起こす。Ｍ
ＱＷ活性層１０６の材料であるＧａＩｎＮ薄膜の組成や
膜厚によって発振波長を変えることができる。
【００２０】この製造方法の特徴は、リフトオフ工程
と、絶縁膜の堆積方法にＥＣＲスパッタ法を用いたこと
にある。用いたＥＣＲスパッタ装置の概略図を図２０に
示す。
と、絶縁膜の堆積方法にＥＣＲスパッタ法を用いたこと
にある。用いたＥＣＲスパッタ装置の概略図を図２０に
示す。
【００２１】ＥＣＲスパッタ装置は２つの部屋から構成
されている。ひとつは、マイクロ波と磁気コイル２００
３によってＥＣＲプラズマを生成するプラズマ生成室２
００１で、もうひとつが被堆積物２００７を配置し膜を
堆積する堆積室（スパッタチャンバー）２００２であ
る。プラズマ生成室と堆積室が空間的に分離されている
ので、過剰なイオンの衝突によるダメージやチャージア
ップダメージなどを回避することができる。プラズマ生
成室から引き出されるプラズマ流２００６の一部は、Ｒ
Ｆ電源によってバイアスされたＳｉターゲット２００４
に引き込まれ、スパッタリングによってＳｉ（窒素リッ
チな条件の場合はターゲットのごく表面が窒化されてい
るのでＳｉＮxの形となっている）が叩き出される。飛
ぶ出したＳｉは、活性な窒素と反応し被堆積物２００７
表面にＳｉ3Ｎ4膜４０１が堆積される。
されている。ひとつは、マイクロ波と磁気コイル２００
３によってＥＣＲプラズマを生成するプラズマ生成室２
００１で、もうひとつが被堆積物２００７を配置し膜を
堆積する堆積室（スパッタチャンバー）２００２であ
る。プラズマ生成室と堆積室が空間的に分離されている
ので、過剰なイオンの衝突によるダメージやチャージア
ップダメージなどを回避することができる。プラズマ生
成室から引き出されるプラズマ流２００６の一部は、Ｒ
Ｆ電源によってバイアスされたＳｉターゲット２００４
に引き込まれ、スパッタリングによってＳｉ（窒素リッ
チな条件の場合はターゲットのごく表面が窒化されてい
るのでＳｉＮxの形となっている）が叩き出される。飛
ぶ出したＳｉは、活性な窒素と反応し被堆積物２００７
表面にＳｉ3Ｎ4膜４０１が堆積される。
【００２２】プラズマ流２００６は、程よいエネルギー
（数十ｅＶ）を有しており、被堆積物表面での反応を促
進し、緻密な絶縁膜（すなわち、窒素抜けが無くて吸収
のない、また、絶縁破壊レベルの非常に高いなどのメリ
ットを有する膜）を得ることができる。
（数十ｅＶ）を有しており、被堆積物表面での反応を促
進し、緻密な絶縁膜（すなわち、窒素抜けが無くて吸収
のない、また、絶縁破壊レベルの非常に高いなどのメリ
ットを有する膜）を得ることができる。
【００２３】被堆積物２００７は０℃のエチレングリコ
ールを循環させた冷却器を被堆積物に接触させており、
プラズマの過剰な輻射熱による被堆積物の温度上昇を抑
制し、レジスト３０１の焦げ付きを抑制している。この
構成とすることで、容易にリフトオフの作業を行なうこ
とができる。
ールを循環させた冷却器を被堆積物に接触させており、
プラズマの過剰な輻射熱による被堆積物の温度上昇を抑
制し、レジスト３０１の焦げ付きを抑制している。この
構成とすることで、容易にリフトオフの作業を行なうこ
とができる。
【００２４】本発明では、Ｓｉ3Ｎ4膜４０１の堆積時に
Ｎ2の分圧をＡｒの分圧の約１／４とした。この条件で
堆積することで、屈折率２．０で吸収のないＳｉ3Ｎ4膜
４０１を得ることができる。さらに、プラズマの生成効
率が高く、反応性が高いＥＣＲを用いることで、緻密な
膜が得られ、耐圧が高く、リーク電流の非常に少ない膜
を形成することが可能となる。これ結果、デバイスの耐
圧を上げることができる。特に、図６に示す構造では、
ｐ側電極５０１とｎ側電極６０１はＳｉ3Ｎ4膜４０１を
介しており、Ｓｉ3Ｎ4膜４０１の耐圧が高いことが大切
である。
Ｎ2の分圧をＡｒの分圧の約１／４とした。この条件で
堆積することで、屈折率２．０で吸収のないＳｉ3Ｎ4膜
４０１を得ることができる。さらに、プラズマの生成効
率が高く、反応性が高いＥＣＲを用いることで、緻密な
膜が得られ、耐圧が高く、リーク電流の非常に少ない膜
を形成することが可能となる。これ結果、デバイスの耐
圧を上げることができる。特に、図６に示す構造では、
ｐ側電極５０１とｎ側電極６０１はＳｉ3Ｎ4膜４０１を
介しており、Ｓｉ3Ｎ4膜４０１の耐圧が高いことが大切
である。
【００２５】Ｎ2の分圧を約１／１０以上、望ましくは
約１／６以上とすることで良好なＳｉ3Ｎ4膜を得ること
ができる。
約１／６以上とすることで良好なＳｉ3Ｎ4膜を得ること
ができる。
【００２６】Ｓｉ3Ｎ4などの誘電体膜の形成には、熱Ｃ
ＶＤやプラズマＣＶＤがよく用いられる。これらの方法
で良好な（すなわち、吸収がない、耐圧が高いなどの特
徴を持つ）膜を形成するには、３００℃以上の温度が必
要となる。しかし、この温度ではレジストが焦げ、リフ
トオフが不可能となる。ＥＣＲでは室温近傍でも良好な
誘電体膜が得られ、リフトオフ工程と組み合わせること
で、初めて良好な特性のＧａＮ系半導体レーザを作製す
ることができる。
ＶＤやプラズマＣＶＤがよく用いられる。これらの方法
で良好な（すなわち、吸収がない、耐圧が高いなどの特
徴を持つ）膜を形成するには、３００℃以上の温度が必
要となる。しかし、この温度ではレジストが焦げ、リフ
トオフが不可能となる。ＥＣＲでは室温近傍でも良好な
誘電体膜が得られ、リフトオフ工程と組み合わせること
で、初めて良好な特性のＧａＮ系半導体レーザを作製す
ることができる。
【００２７】（実施の形態２）図７から図１１は第２の
実施の形態を示すＧａＮ系半導体レーザの製造方法を工
程順に示した構造断面図である。
実施の形態を示すＧａＮ系半導体レーザの製造方法を工
程順に示した構造断面図である。
【００２８】（図７）まず、ＳｉＣ基板７０１上に有機
金属とＮＨ3とを供給してバッファ層７０２を堆積す
る。その後、１０２０℃で、ＴＭＧ、ＳｉＨ4、ＴＭＡ
等を供給してｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層７０３、ｎ−Ａ
ｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０４、ｎ−ＧａＮ光ガイ
ド層７０５、ＭＱＷ活性層７０６、ｐ−ＧａＮ光ガイド
層７０７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０８、
ｐ−ＧａＮコンタクト層７０９を順次堆積する。ＭＱＷ
活性層７０６は４．０ｎｍのＧａ0.15Ｉｎ0.85Ｎ井戸層
と７．０ｎｍのＧａＮバリア層から構成されている。
金属とＮＨ3とを供給してバッファ層７０２を堆積す
る。その後、１０２０℃で、ＴＭＧ、ＳｉＨ4、ＴＭＡ
等を供給してｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層７０３、ｎ−Ａ
ｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０４、ｎ−ＧａＮ光ガイ
ド層７０５、ＭＱＷ活性層７０６、ｐ−ＧａＮ光ガイド
層７０７、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０８、
ｐ−ＧａＮコンタクト層７０９を順次堆積する。ＭＱＷ
活性層７０６は４．０ｎｍのＧａ0.15Ｉｎ0.85Ｎ井戸層
と７．０ｎｍのＧａＮバリア層から構成されている。
【００２９】（図８）次に、フォトリソグラフィーによ
ってストライプパターン形成後、レジストをマスクとし
てＲＩＥによってｐ−ＧａＮコンタクト層７０９とｐ−
Ａｌ 0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０８の一部をリッジ状
にエッチングする。ここで、ストライプ幅は２ミクロ
ン、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０８の残し厚
（エッチングによって薄くなっている部分の厚さ）は１
５００オングストロームである。このストライプ幅とク
ラッド層の残し厚によって、水平横モードにおいて基本
モードでのレーザ発振を得ることができる。
ってストライプパターン形成後、レジストをマスクとし
てＲＩＥによってｐ−ＧａＮコンタクト層７０９とｐ−
Ａｌ 0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０８の一部をリッジ状
にエッチングする。ここで、ストライプ幅は２ミクロ
ン、ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層７０８の残し厚
（エッチングによって薄くなっている部分の厚さ）は１
５００オングストロームである。このストライプ幅とク
ラッド層の残し厚によって、水平横モードにおいて基本
モードでのレーザ発振を得ることができる。
【００３０】（図９）次に、電子サイクロトロン共鳴
（ＥＣＲ）プラズマと金属Ａｌターゲット、およびＡ
ｒ、Ｏ2ガスによってＡｌ2Ｏ3膜９０１を２０００オン
グストローム堆積する。この時のレートは、約１５０オ
ングストローム／分である。
（ＥＣＲ）プラズマと金属Ａｌターゲット、およびＡ
ｒ、Ｏ2ガスによってＡｌ2Ｏ3膜９０１を２０００オン
グストローム堆積する。この時のレートは、約１５０オ
ングストローム／分である。
【００３１】（図１０）次に、アセトンを用いたリフト
オフによってレジスト８０１およびレジスト８０１上の
Ａｌ2Ｏ3を除去し、ｐ−ＧａＮコンタクト層７０９を露
出させる。
オフによってレジスト８０１およびレジスト８０１上の
Ａｌ2Ｏ3を除去し、ｐ−ＧａＮコンタクト層７０９を露
出させる。
【００３２】（図１１）最後に、露出したｐ−ＧａＮコ
ンタクト層７０９とＡｌ2Ｏ3膜９０１の上部にｐ側電極
１１０１を、ＳｉＣ基板の裏面にｎ側電極１１０２を形
成する。
ンタクト層７０９とＡｌ2Ｏ3膜９０１の上部にｐ側電極
１１０１を、ＳｉＣ基板の裏面にｎ側電極１１０２を形
成する。
【００３３】以上の工程により作製されたＧａＮ系半導
体レーザにおいて、ｎ側電極１１０２を接地し、ｐ側電
極１１０１に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層７０６に
キャリアが注入され、前記ＭＱＷ活性層７０６内で光学
利得を生じ、発振波長４１０ｎｍでレーザ発振を起こ
す。ＭＱＷ活性層７０６の材料であるＧａＩｎＮ薄膜の
組成や膜厚によって発振波長を変えることができる。
体レーザにおいて、ｎ側電極１１０２を接地し、ｐ側電
極１１０１に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層７０６に
キャリアが注入され、前記ＭＱＷ活性層７０６内で光学
利得を生じ、発振波長４１０ｎｍでレーザ発振を起こ
す。ＭＱＷ活性層７０６の材料であるＧａＩｎＮ薄膜の
組成や膜厚によって発振波長を変えることができる。
【００３４】用いたＥＣＲスパッタ装置は、実施の形態
１と同じである。ただし、反応性ガスとしてＯ2を用い
ている。
１と同じである。ただし、反応性ガスとしてＯ2を用い
ている。
【００３５】図２０に示すようなＥＣＲスパッタ装置に
おいて、プラズマ生成室から引き出されるプラズマ流２
００６の一部は、ＲＦ電源によってバイアスされたＡｌ
ターゲット２００４に引き込まれ、スパッタリングによ
ってＡｌが叩き出される（酸素リッチな成膜条件ではタ
ーゲットのごく表面が酸化されているのでＡｌＯxの形
で出てくる）。飛ぶ出したＡｌは、活性な酸素と反応し
被堆積物２００７表面にＡｌ2Ｏ3膜９０１が堆積され
る。
おいて、プラズマ生成室から引き出されるプラズマ流２
００６の一部は、ＲＦ電源によってバイアスされたＡｌ
ターゲット２００４に引き込まれ、スパッタリングによ
ってＡｌが叩き出される（酸素リッチな成膜条件ではタ
ーゲットのごく表面が酸化されているのでＡｌＯxの形
で出てくる）。飛ぶ出したＡｌは、活性な酸素と反応し
被堆積物２００７表面にＡｌ2Ｏ3膜９０１が堆積され
る。
【００３６】本発明では、Ａｌ2Ｏ3膜９０１の堆積時に
Ｏ2の分圧をＡｒの分圧の約１／５とした。この条件で
堆積することで、屈折率１．６６で吸収のないＡｌ2Ｏ3
膜９０１を得ることができる。さらに、プラズマの生成
効率が高く、反応性が高いＥＣＲを用いることで、緻密
な膜が得られ、耐圧が高く、リーク電流の非常に少ない
膜を形成することが可能となる。これ結果、デバイスの
耐圧を上げることができる。特に、ＧａＮ系半導体レー
ザでは、駆動電圧が５Ｖ程度と高く、電流ブロック層と
して機能させている絶縁膜の耐圧が高いことが重要であ
る。
Ｏ2の分圧をＡｒの分圧の約１／５とした。この条件で
堆積することで、屈折率１．６６で吸収のないＡｌ2Ｏ3
膜９０１を得ることができる。さらに、プラズマの生成
効率が高く、反応性が高いＥＣＲを用いることで、緻密
な膜が得られ、耐圧が高く、リーク電流の非常に少ない
膜を形成することが可能となる。これ結果、デバイスの
耐圧を上げることができる。特に、ＧａＮ系半導体レー
ザでは、駆動電圧が５Ｖ程度と高く、電流ブロック層と
して機能させている絶縁膜の耐圧が高いことが重要であ
る。
【００３７】Ｏ2の分圧を約１／１０以上、望ましくは
約１／６以上とすることで良好なＡｌ2Ｏ3膜を得ること
ができる。
約１／６以上とすることで良好なＡｌ2Ｏ3膜を得ること
ができる。
【００３８】（実施の形態３）図１２から図１５は第３
の実施の形態を示すＧａＮ基板の製造方法を工程順に示
した構造断面図である。
の実施の形態を示すＧａＮ基板の製造方法を工程順に示
した構造断面図である。
【００３９】（図１２）まず、基板１２０１上にフォト
リソグラフィーによってパターン形成する。基板はサフ
ァイアでもＳｉＣでも、またこれらにＧａＮなどの層を
堆積したものでもよい。
リソグラフィーによってパターン形成する。基板はサフ
ァイアでもＳｉＣでも、またこれらにＧａＮなどの層を
堆積したものでもよい。
【００４０】（図１３）次に、ＥＣＲプラズマとＳｉタ
ーゲット、およびＡｒ、Ｏ2ガスによってＳｉＯ2膜１３
０１を２０００オングストローム堆積する。この時のレ
ートは、約２００オングストローム／分である。
ーゲット、およびＡｒ、Ｏ2ガスによってＳｉＯ2膜１３
０１を２０００オングストローム堆積する。この時のレ
ートは、約２００オングストローム／分である。
【００４１】（図１４）次に、アセトンを用いたリフト
オフによってレジストマスク１２０１およびレジストマ
スク１２０１上ののＳｉＯ2を除去する。
オフによってレジストマスク１２０１およびレジストマ
スク１２０１上ののＳｉＯ2を除去する。
【００４２】（図１５）その後、ＭＯＶＰＥ法によって
ＴＭＧとＮＨ3を原料とし、ＧａＮ結晶１５０１を約１
０ミクロン再成長させる。
ＴＭＧとＮＨ3を原料とし、ＧａＮ結晶１５０１を約１
０ミクロン再成長させる。
【００４３】以上の工程によって、簡便に（工程数を減
らして）選択成長用のＳｉＯ2マスクを作製することが
できる。
らして）選択成長用のＳｉＯ2マスクを作製することが
できる。
【００４４】ＧａＮ結晶を再成長させＳｉＯ2表面を埋
め込む時、ＳｉＯ2の品質が悪いと高温の成長に耐えら
れず熱分解してしまう。その結果、再成長ＧａＮ結晶中
に不純物として取り込まれたり、小傾角境界を形成した
り等の不具合が生じる。ECRスパッタで堆積したＳｉＯ2
は緻密であり、温度への耐性が高いために、良好なＧａ
Ｎ結晶が得られる。
め込む時、ＳｉＯ2の品質が悪いと高温の成長に耐えら
れず熱分解してしまう。その結果、再成長ＧａＮ結晶中
に不純物として取り込まれたり、小傾角境界を形成した
り等の不具合が生じる。ECRスパッタで堆積したＳｉＯ2
は緻密であり、温度への耐性が高いために、良好なＧａ
Ｎ結晶が得られる。
【００４５】図１２から図１５に示す工程により作製さ
れたＧａＮ基板は転位等の欠陥の少ない良好なものであ
った。
れたＧａＮ基板は転位等の欠陥の少ない良好なものであ
った。
【００４６】用いたＥＣＲスパッタ装置は、実施の形態
１と同じである。ただし、反応性ガスとしてＯ2を用い
ている。
１と同じである。ただし、反応性ガスとしてＯ2を用い
ている。
【００４７】図２０に示すようなＥＣＲスパッタ装置に
おいて、プラズマ生成室から引き出されるプラズマ流２
００６の一部は、ＲＦ電源によってバイアスされたＳｉ
ターゲット２００４に引き込まれ、スパッタリングによ
ってＳｉが叩き出される（酸素リッチな成膜条件ではタ
ーゲットのごく表面が酸化されているのでＳｉＯxの形
で出てくる）。飛ぶ出したＳｉは、活性な酸素と反応し
被堆積物２００７表面にＳｉＯ2膜１３０１が堆積され
る。
おいて、プラズマ生成室から引き出されるプラズマ流２
００６の一部は、ＲＦ電源によってバイアスされたＳｉ
ターゲット２００４に引き込まれ、スパッタリングによ
ってＳｉが叩き出される（酸素リッチな成膜条件ではタ
ーゲットのごく表面が酸化されているのでＳｉＯxの形
で出てくる）。飛ぶ出したＳｉは、活性な酸素と反応し
被堆積物２００７表面にＳｉＯ2膜１３０１が堆積され
る。
【００４８】ＳｉＯ2膜１３０１の堆積時にＯ2の分圧を
Ａｒの分圧の約１／５とした。この条件で堆積すること
で、屈折率１．４８で酸素抜けの非常に少ないＳｉＯ2
膜１３０１を得ることができる。さらに、プラズマの生
成効率が高く、反応性が高いＥＣＲを用いることで、緻
密な膜が得られる。
Ａｒの分圧の約１／５とした。この条件で堆積すること
で、屈折率１．４８で酸素抜けの非常に少ないＳｉＯ2
膜１３０１を得ることができる。さらに、プラズマの生
成効率が高く、反応性が高いＥＣＲを用いることで、緻
密な膜が得られる。
【００４９】Ｏ2の分圧を約１／１０以上とすることで
良好なＳｉＯ2膜を得ることができる。本発明では、マ
スクとしてＳｉＯ2を用いて説明したが、他の絶縁膜、
例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4などECRスパッタで堆積し
たものであれば良い。
良好なＳｉＯ2膜を得ることができる。本発明では、マ
スクとしてＳｉＯ2を用いて説明したが、他の絶縁膜、
例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4などECRスパッタで堆積し
たものであれば良い。
【００５０】（実施の形態４）実施の形態１から３で
は、ＧａＮ系の素子について説明した。ここでは、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系半導体レーザについて説明する。
は、ＧａＮ系の素子について説明した。ここでは、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系半導体レーザについて説明する。
【００５１】図１６から図１９は第４の実施の形態を示
すＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザの製造方法を工程
順に示した構造断面図である。
すＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザの製造方法を工程
順に示した構造断面図である。
【００５２】（図１６）まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１６０
１上にＭＯＶＰＥ法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１
６０２、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６０３、ＭＱ
Ｗ活性層１６０４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層
１６０５、ｐ型ＧａＩｎＰエッチング停止層１６０６、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１６０７、ｐ型Ｇａ
ＩｎＰ層１６０８、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１６０９
を積層させる。ＭＱＷ活性層は、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐで５
ｎｍの膜厚の井戸層と、（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0. 5Ｉｎ0.5
Ｐで５ｎｍの膜厚のバリア層から成る。また、ｎ型およ
びｐ型クラッド層はともに、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐである。
１上にＭＯＶＰＥ法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１
６０２、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１６０３、ＭＱ
Ｗ活性層１６０４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層
１６０５、ｐ型ＧａＩｎＰエッチング停止層１６０６、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１６０７、ｐ型Ｇａ
ＩｎＰ層１６０８、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１６０９
を積層させる。ＭＱＷ活性層は、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐで５
ｎｍの膜厚の井戸層と、（Ａｌ0.5Ｇａ0.5）0. 5Ｉｎ0.5
Ｐで５ｎｍの膜厚のバリア層から成る。また、ｎ型およ
びｐ型クラッド層はともに、（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐである。
【００５３】（図１７）次に、フォトリソグラフィーに
よってストライプパターン形成後、レジストをマスクと
して塩酸系のウエットエッチングによってｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層１６０９とｐ型ＧａＩｎＰ層１６０８とｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１６０７をリッジ状に
エッチングする。ここで、ストライプ幅は３．５ミクロ
ンである。このストライプ幅と第１クラッド層の厚さ
（１５００オングストローム）によって、水平横モード
において基本モードでのレーザ発振を得ることができ
る。
よってストライプパターン形成後、レジストをマスクと
して塩酸系のウエットエッチングによってｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層１６０９とｐ型ＧａＩｎＰ層１６０８とｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層１６０７をリッジ状に
エッチングする。ここで、ストライプ幅は３．５ミクロ
ンである。このストライプ幅と第１クラッド層の厚さ
（１５００オングストローム）によって、水平横モード
において基本モードでのレーザ発振を得ることができ
る。
【００５４】（図１８）次に、ＥＣＲプラズマと金属Ｔ
ｉターゲット、およびＡｒ、Ｏ2ガスによってＴｉＯ2膜
１８０１を１５００オングストローム堆積する。この時
のレートは、約６０オングストローム／分である。
ｉターゲット、およびＡｒ、Ｏ2ガスによってＴｉＯ2膜
１８０１を１５００オングストローム堆積する。この時
のレートは、約６０オングストローム／分である。
【００５５】（図１９）次に、アセトンを用いたリフト
オフによってレジスト１７０１およびレジスト１７０１
上のＴｉＯ2を除去し、露出したｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層１６０９とＴｉＯ2膜１８０１の上部にｐ側電極１
９０１を、ＧａＡｓ基板の裏面にｎ側電極１９０２を形
成する。
オフによってレジスト１７０１およびレジスト１７０１
上のＴｉＯ2を除去し、露出したｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層１６０９とＴｉＯ2膜１８０１の上部にｐ側電極１
９０１を、ＧａＡｓ基板の裏面にｎ側電極１９０２を形
成する。
【００５６】作製されたＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レ
ーザにおいて、ｎ側電極１９０２を接地し、ｐ側電極１
９０１に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層１６０４にキ
ャリアが注入され、ＭＱＷ活性層１６０４内で光学利得
を生じ、発振波長６５５ｎｍでレーザ発振を起こす。
ーザにおいて、ｎ側電極１９０２を接地し、ｐ側電極１
９０１に電圧を印加すると、ＭＱＷ活性層１６０４にキ
ャリアが注入され、ＭＱＷ活性層１６０４内で光学利得
を生じ、発振波長６５５ｎｍでレーザ発振を起こす。
【００５７】従来は、横モード制御型の赤色レーザの作
製に、少なくとも２回のＭＯＶＰＥ成長が必要であり、
作製プロセスが複雑であった。図１６から図１９で示す
工程によって、横モード制御されたＡｌＧａＩｎＰ系赤
色半導体レーザを簡便に作ることができる。
製に、少なくとも２回のＭＯＶＰＥ成長が必要であり、
作製プロセスが複雑であった。図１６から図１９で示す
工程によって、横モード制御されたＡｌＧａＩｎＰ系赤
色半導体レーザを簡便に作ることができる。
【００５８】このレーザの作製に用いたＥＣＲスパッタ
装置は、実施の形態１から３と同じである。反応性ガス
としてＯ2を用いている。
装置は、実施の形態１から３と同じである。反応性ガス
としてＯ2を用いている。
【００５９】図２０に示すようなＥＣＲスパッタ装置に
おいて、プラズマ生成室から引き出されるプラズマ流２
００６の一部は、ＲＦ電源によってバイアスされたＴｉ
ターゲット２００４に引き込まれ、スパッタリングによ
ってＴｉが叩き出される（酸素リッチな成膜条件ではタ
ーゲットのごく表面が酸化されているのでＴｉＯxの形
で出てくる）。飛ぶ出したＴｉは、活性な酸素と反応し
被堆積物２００７表面にＴｉＯ2膜１８０１が堆積され
る。
おいて、プラズマ生成室から引き出されるプラズマ流２
００６の一部は、ＲＦ電源によってバイアスされたＴｉ
ターゲット２００４に引き込まれ、スパッタリングによ
ってＴｉが叩き出される（酸素リッチな成膜条件ではタ
ーゲットのごく表面が酸化されているのでＴｉＯxの形
で出てくる）。飛ぶ出したＴｉは、活性な酸素と反応し
被堆積物２００７表面にＴｉＯ2膜１８０１が堆積され
る。
【００６０】ＴｉＯ2膜１８０１の堆積時にＯ2の分圧を
Ａｒの分圧の約１／４とした。この条件で堆積すること
で、屈折率２．５８で吸収のないＴｉＯ2膜１８０１を
得ることができる。そのために、活性層で発光するレー
ザ光をほとんど吸収しないことから、微分量子効率を大
きくでき、高出力の光出力を実現できる。
Ａｒの分圧の約１／４とした。この条件で堆積すること
で、屈折率２．５８で吸収のないＴｉＯ2膜１８０１を
得ることができる。そのために、活性層で発光するレー
ザ光をほとんど吸収しないことから、微分量子効率を大
きくでき、高出力の光出力を実現できる。
【００６１】さらに、プラズマの生成効率が高く、反応
性が高いＥＣＲを用いることで、緻密な膜が得られ、耐
圧が高く、リーク電流の非常に少ない膜を形成すること
が可能となる。これ結果、デバイスの耐圧を上げること
ができる。Ｏ2の分圧を約１／１０以上、望ましくは約
１／６以上とすることで良好なＴｉＯ2膜を得ることが
できる。
性が高いＥＣＲを用いることで、緻密な膜が得られ、耐
圧が高く、リーク電流の非常に少ない膜を形成すること
が可能となる。これ結果、デバイスの耐圧を上げること
ができる。Ｏ2の分圧を約１／１０以上、望ましくは約
１／６以上とすることで良好なＴｉＯ2膜を得ることが
できる。
【００６２】本発明では、ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系
の半導体レーザを例に取って説明したが、他の材料、例
えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のレーザにも適
用できる。
の半導体レーザを例に取って説明したが、他の材料、例
えばＡｌＧａＡｓ系やＩｎＧａＡｓＰ系のレーザにも適
用できる。
【００６３】上記の実施の形態では、ＥＣＲスパッタを
用いて堆積する誘電体膜として、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2、ＴｉＯ2を例に挙げた。用いる誘電体膜は、レ
ーザの材料や設計に合わせて屈折率を選択する必要があ
り、目的に合わせて堆積する膜を変える必要がある。Ｅ
ＣＲスパッタの反応性ガスを酸素と窒素の混合ガスと
し、ターゲットをＳｉとした場合、Ｓｉ3Ｎ4とＳｉＯ2
の中間の屈折率（１．４８から２．０の間）を有するＳ
ｉＮＯを堆積することも容易にできる。また、Ａｌ2Ｏ3
とＡｌＮの中間の性質を持つＡｌＮＯも容易に堆積でき
る。
用いて堆積する誘電体膜として、Ｓｉ3Ｎ4、Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2、ＴｉＯ2を例に挙げた。用いる誘電体膜は、レ
ーザの材料や設計に合わせて屈折率を選択する必要があ
り、目的に合わせて堆積する膜を変える必要がある。Ｅ
ＣＲスパッタの反応性ガスを酸素と窒素の混合ガスと
し、ターゲットをＳｉとした場合、Ｓｉ3Ｎ4とＳｉＯ2
の中間の屈折率（１．４８から２．０の間）を有するＳ
ｉＮＯを堆積することも容易にできる。また、Ａｌ2Ｏ3
とＡｌＮの中間の性質を持つＡｌＮＯも容易に堆積でき
る。
【００６４】本発明では、ＧａＮ系やＡｌＧａＩｎＰ系
の半導体レーザを例に取って説明したが、発光ダイオー
ドや電子デバイス等の製造方法にも適用でき、本発明の
効果は大きいことは言うまでもない。特に、電子デバイ
スでは短ゲート長の素子作製に有効である。
の半導体レーザを例に取って説明したが、発光ダイオー
ドや電子デバイス等の製造方法にも適用でき、本発明の
効果は大きいことは言うまでもない。特に、電子デバイ
スでは短ゲート長の素子作製に有効である。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体素
子の製造方法は、基板上に半導体膜を堆積した後、レジ
ストマスクを用いてリッジストライプパターンを形成
し、ＥＣＲスパッタによって誘電体膜を堆積し、しかる
後にリフトオフによってリッジ上のレジストおよびレジ
スト上の誘電体膜を除去する工程を有していることか
ら、簡便にリッジストライプを形成でき、さらに、ＥＣ
Ｒスパッタによって種々の屈折率を有する誘電体膜を必
要に応じて堆積することができ、水平横モードの安定な
半導体レーザを容易に作製することが可能となる。この
方法は、ＧａＮ系半導体レーザのみならず、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系レーザへも
適用できる。
子の製造方法は、基板上に半導体膜を堆積した後、レジ
ストマスクを用いてリッジストライプパターンを形成
し、ＥＣＲスパッタによって誘電体膜を堆積し、しかる
後にリフトオフによってリッジ上のレジストおよびレジ
スト上の誘電体膜を除去する工程を有していることか
ら、簡便にリッジストライプを形成でき、さらに、ＥＣ
Ｒスパッタによって種々の屈折率を有する誘電体膜を必
要に応じて堆積することができ、水平横モードの安定な
半導体レーザを容易に作製することが可能となる。この
方法は、ＧａＮ系半導体レーザのみならず、ＡｌＧａＩ
ｎＰ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系レーザへも
適用できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図５】本発明の第１の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図６】本発明の第１の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図７】本発明の第２の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図８】本発明の第２の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図９】本発明の第２の実施の形態を示すＧａＮ系半導
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１０】本発明の第２の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１１】本発明の第２の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１２】本発明の第３の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１３】本発明の第３の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１４】本発明の第３の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１５】本発明の第３の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１６】本発明の第４の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１７】本発明の第４の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１８】本発明の第４の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図１９】本発明の第４の実施の形態を示すＧａＮ系半
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
導体レーザの製造方法を工程順に示した構造断面図
【図２０】本発明で用いたＥＣＲスパッタ装置の構造断
面図
面図
【図２１】従来のＧａＮ系量子井戸半導体レーザの素子
断面図
断面図
１０１ サファイア基板 １０２ バッファ層 １０３ n−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層 １０４ ｎ−Al0.07Ga0.93Ｎクラッド層 １０５ ｎ−ＧａＮ光ガイド層 １０６ MQW活性層 １０７ ｐ−ＧａＮ光ガイド層 １０８ ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層 １０９ ｐ−ＧａＮコンタクト層 ２０１ レジストマスク ３０１ レジストマスク ４０１ Ｓｉ3Ｎ4 ５０１ ｐ側電極 ６０１ ｎ側電極 ７０１ ＳｉＣ基板 ７０２ バッファ層 ７０３ n−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ層 ７０４ ｎ−Al0.07Ga0.93Ｎクラッド層 ７０５ ｎ−ＧａＮ光ガイド層 ７０６ MQW活性層 ７０７ ｐ−ＧａＮ光ガイド層 ７０８ ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層 ７０９ ｐ−ＧａＮコンタクト層 ８０１ レジストマスク ９０１ Ａｌ2Ｏ3 １１０１ ｐ側電極 １１０２ ｎ側電極 １２０１ 基板 １２０２ レジストマスク １３０１ ＳｉＯ2 １５０１ 再成長ＧａＮ結晶 １６０１ ＧａＡｓ基板 １６０２ ＧａＡｓバッファ層 １６０３ ｎ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッ
ド層 １６０４ ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰＭＱＷ活性層 １６０５ ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１ク
ラッド層 １６０６ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層 １６０７ ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２ク
ラッド層 １６０８ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層 １６０９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １７０１ レジスト １８０１ ＴｉＯ2 １９０１ ｐ側電極 １９０２ ｎ側電極 ２００１ プラズマ生成室 ２００２ 堆積室（スパッタチャンバー） ２００３ 磁気コイル ２００４ ターゲット（Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉなど金属ター
ゲット） ２００５ 電源 ２００６ プラズマ流 ２００７ 被堆積物（ウエハなど） ２００８ 冷却器 ３００１ サファイア基板 ３００２ ＧａＮバッファ層 ３００３ n−ＧａＮ層 ３００４ ｎ−Al0.07Ga0.93Ｎクラッド層 ３００５ ｎ−ＧａＮ光ガイド層 ３００６ MQW活性層 ３００７ ｐ−ＧａＮ光ガイド層 ３００８ ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層 ３００９ ｐ−ＧａＮコンタクト層 ３０１０ ｐ電極 ３０１１ 絶縁膜 ３０１２ 配線電極 ３０１３ ｎ電極
ド層 １６０４ ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰＭＱＷ活性層 １６０５ ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第１ク
ラッド層 １６０６ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層 １６０７ ｐ−（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐ第２ク
ラッド層 １６０８ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ層 １６０９ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １７０１ レジスト １８０１ ＴｉＯ2 １９０１ ｐ側電極 １９０２ ｎ側電極 ２００１ プラズマ生成室 ２００２ 堆積室（スパッタチャンバー） ２００３ 磁気コイル ２００４ ターゲット（Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉなど金属ター
ゲット） ２００５ 電源 ２００６ プラズマ流 ２００７ 被堆積物（ウエハなど） ２００８ 冷却器 ３００１ サファイア基板 ３００２ ＧａＮバッファ層 ３００３ n−ＧａＮ層 ３００４ ｎ−Al0.07Ga0.93Ｎクラッド層 ３００５ ｎ−ＧａＮ光ガイド層 ３００６ MQW活性層 ３００７ ｐ−ＧａＮ光ガイド層 ３００８ ｐ−Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎクラッド層 ３００９ ｐ−ＧａＮコンタクト層 ３０１０ ｐ電極 ３０１１ 絶縁膜 ３０１２ 配線電極 ３０１３ ｎ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 岳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 鈴木 政勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 粂 雅博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伴 雄三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA13 AA74 BA06 CA04 CA05 CA07 CA13 CA14 CB04 CB05 DA05 DA25 EA18
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上にレジストを用いてパターンを形
成する工程と、電子サイクロトロン共鳴スパッタによっ
て誘電体膜を堆積する工程と、リフトオフによってレジ
ストおよび該レジスト上の該誘電体膜をを除去する工程
を有している半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】 基板上に半導体膜を堆積する工程と、レ
ジストを用いてリッジストライプパターンを形成する工
程と、ＥＣＲスパッタによって誘電体膜を堆積する工程
と、しかる後にリフトオフによってリッジ上のレジスト
および該誘電体膜を除去する工程を有している半導体レ
ーザの製造方法。 - 【請求項３】 半導体レーザの構成材料がＡｌＧａＩｎ
Ｎ系である請求項２に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 半導体レーザの構成材料がＡｌＧａＩｎ
Ｐ系である請求項２に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項５】 基板上にレジストを用いてパターンを形
成する工程と、ＥＣＲスパッタによって誘電体膜を堆積
する工程と、リフトオフによってレジストおよび該レジ
スト上の誘電体膜を除去する工程と、しかる後に半導体
層を成長する工程とを有している基板の製造方法。 - 【請求項６】 誘電体膜がＳｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3、ＴｉＯ2である請求項１に記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項７】 誘電体膜がＳｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3、ＴｉＯ2である請求項２から請求項４の何れかに記載
の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項８】 誘電体膜がＳｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3、ＴｉＯ2である請求項５に記載の基板の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11139718A JP2000332357A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11139718A JP2000332357A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 半導体素子の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332357A true JP2000332357A (ja) | 2000-11-30 |
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ID=15251801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11139718A Pending JP2000332357A (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 半導体素子の製造方法 |
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| JP (1) | JP2000332357A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN114268020A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-04-01 | 深圳市德明利光电有限公司 | 一种高折射率对比的Al2O3 AlxGa1-xAs DBR VCSEL制作方法 |
-
1999
- 1999-05-20 JP JP11139718A patent/JP2000332357A/ja active Pending
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| CN114268020A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-04-01 | 深圳市德明利光电有限公司 | 一种高折射率对比的Al2O3 AlxGa1-xAs DBR VCSEL制作方法 |
| CN114268020B (zh) * | 2021-11-16 | 2023-11-28 | 深圳市嘉敏利光电有限公司 | 一种高折射率对比的Al2O3 AlxGa1-xAs DBR VCSEL制作方法 |
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