JP2003318117A - Method for manufacturing compound semiconductor device and semiconductor laser element - Google Patents

Method for manufacturing compound semiconductor device and semiconductor laser element

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JP2003318117A
JP2003318117A JP2002124389A JP2002124389A JP2003318117A JP 2003318117 A JP2003318117 A JP 2003318117A JP 2002124389 A JP2002124389 A JP 2002124389A JP 2002124389 A JP2002124389 A JP 2002124389A JP 2003318117 A JP2003318117 A JP 2003318117A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a compound semiconductor device which can accurately control the thickness of a compound semiconductor layer. <P>SOLUTION: A first periodic structure 21 is formed by repeating a plurality of times a first composition compound semiconductor layer 22 and a second composition compound semiconductor layer 23 on a wafer in a predetermined growing time. A second periodic structure 24 is formed by repeatedly growing a first composition compound semiconductor layer 22' in the same growing time as the growing time of the layer 22 and repeatedly growing a second composition compound semiconductor layer 25 in a different growing time from that of the layer 23. The spatical period d<SB>1</SB>of the first structure 21 and the spatical period d<SB>2</SB>of the second structure 24 are measured by an X-ray diffraction method. The growing rates of the second composition compound semiconductor layers 23, 25 is obtained based on a difference (d<SB>2</SB>-d<SB>1</SB>), and the growing rate of the first composition compound semiconductor layers 22, 22' is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、化合物半導体層
を含むデバイスを作製する化合物半導体デバイス製造方
法に関する。また、この発明は、そのような製造方法に
よって作製された半導体レーザ素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a compound semiconductor device manufacturing method for manufacturing a device including a compound semiconductor layer. The present invention also relates to a semiconductor laser device manufactured by such a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、化合物半導体デバイスとして、C
D(コンパクト・ディスク)、MD(ミニ・ディスク)
用のピックアップに用いられる半導体レーザ素子の需要
は益々拡大しており、特性ばらつきが少なく信頼性に優
れた半導体レーザ素子が要求されている。半導体レーザ
素子の基本構造としてダブルヘテロ接合構造が用いられ
ていたが、光出力の高出力化や、しきい電流の低電流化
の要求に伴い、例えばキャリア閉じ込め領域と光閉じ込
め領域とを分離した、分離閉じ込めヘテロ構造(SC
H:separate confinement heterostructure)や、活性
領域に量子井戸を形成した、多重量子井戸(MQW:mu
lti quantum well)構造を持つものが用いられるように
なった。これらの積層構造で最も薄い半導体層の厚さは
数十Å〜数百Åであるため、これまで半導体層形成法と
して一般的であった液相エピタキシ法に代わって、最近
は、層厚制御が容易な有機金属気相成長(MOCVD:
metalorganic chemical vapor deposition)法や分子線
エピタキシ(MBE:molecular beam epitaxy)法など
の気相エピタキシ法が使われている。
2. Description of the Related Art In recent years, C has been used as a compound semiconductor device.
D (Compact disc), MD (Mini disc)
The demand for semiconductor laser devices used for pickups for automobiles is increasing more and more, and there is a demand for semiconductor laser devices with less characteristic variation and excellent reliability. A double heterojunction structure was used as the basic structure of the semiconductor laser device, but with the demand for higher optical output and lower threshold current, for example, the carrier confinement region and the optical confinement region were separated. , Separate confinement heterostructure (SC
H: separate confinement heterostructure) or multiple quantum wells (MQW: mu) with quantum wells formed in the active region.
Lti quantum well) structure has come to be used. The thickness of the thinnest semiconductor layer in these laminated structures is several tens of Å to several hundred Å.Therefore, in place of the liquid phase epitaxy method that has been generally used as a semiconductor layer forming method until now, layer thickness control Easy metal organic chemical vapor deposition (MOCVD:
A vapor phase epitaxy method such as a metalorganic chemical vapor deposition (MBE) method or a molecular beam epitaxy (MBE) method is used.

【0003】例えばリッジ型半導体レーザ素子は、図1
(A)〜図2(D)に示すようにして製造されている。
まず図1(A)に示すように、MOCVD法により、n
型GaAs基板1上にn型GaAsバッファ層(層厚
0.5μm)2、n型AlGa1−xAs第1クラッ
ド層(x=0.46、層厚2.7μm)3、n型Al
Ga1−xAs第2クラッド層(x=0.48、層厚
0.2μm)4、ノンドープAlGa1−xAs第1
光ガイド層(x=0.35、層厚280Å)5、ノンド
ープAlGa1−xAs量子井戸活性層6、ノンドー
プAlGa1−xAs第2光ガイド層(x=0.3
5、層厚280Å)7、p型AlGa1−xAs第1
クラッド層(x=0.48、層厚0.2μm)8、p型
GaAsエッチングストップ層(層厚26Å)9、p型
AlGa1−xAs第2クラッド層(x=0.48、
層厚1.3μm)10、p型GaAsキャップ層(層厚
0.75μm)11を順に成長する。量子井戸活性層6
は、互いに組成(混晶比x)が異なる厚さ数十Åのウエ
ル層、バリヤ層、ガイド層の積層からなる。次に図1
(B)に示すように、フォトリソグラフィ法などにより
図1(B)の紙面に垂直な方向に延びるストライプ状の
レジスト12を形成した後、このレジスト12の両側の
p型GaAsキャップ層11およびp型AlGa
1−xAs第2クラッド層10をエッチングして除去す
る。これにより、p型GaAsキャップ層11およびp
型AlGa1−xAs第2クラッド層10の一部から
なるリッジを形成する。レジストを除去した後、再度の
MOCVD法により、図2(C)に示すようにリッジの
両側に、電流を狭窄するために高抵抗或いはn型Al
Ga1−xAs電流ブロック層(x=0.7、層厚1.
0μm)13、n型GaAs電流ブロック層(層厚0.
3μm)14、p型GaAs平坦化層15を積層させ
る。次に、リッジ上以外の部分にフォトリソグラフィ法
でレジスト(図示せず)を形成して、電流ブロック層1
3,14、p型平坦化層15のうちリッジ上の不要な部
分をエッチングして除去する。そのレジストを除去した
後、図2(D)に示すようにp型GaAsコンタクト層
(層厚50μm)16を成長させる。その後、ウエハの
裏面にn型電極18、ウエハの表面にp型電極17を形
成する。
For example, a ridge type semiconductor laser device is shown in FIG.
It is manufactured as shown in FIGS.
First, as shown in FIG.
N-type GaAs buffer layer (layer thickness 0.5 μm) 2, n-type Al x Ga 1-x As first cladding layer (x = 0.46, layer thickness 2.7 μm) 3, n-type on a GaAs substrate 1 Al x
Ga 1-x As second cladding layer (x = 0.48, layer thickness 0.2 μm) 4, non-doped Al x Ga 1-x As first
Optical guide layer (x = 0.35, layer thickness 280Å) 5, non-doped Al x Ga 1-x As quantum well active layer 6, non-doped Al x Ga 1-x As second optical guide layer (x = 0.3
5, layer thickness 280Å) 7, p-type Al x Ga 1-x As 1st
Clad layer (x = 0.48, layer thickness 0.2 μm) 8, p-type GaAs etching stop layer (layer thickness 26Å) 9, p-type Al x Ga 1-x As second clad layer (x = 0.48,
A layer thickness of 1.3 μm) 10 and a p-type GaAs cap layer (layer thickness of 0.75 μm) 11 are sequentially grown. Quantum well active layer 6
Is composed of a well layer, a barrier layer, and a guide layer having different thicknesses (mixed crystal ratio x) and having a thickness of several tens of liters. Next in FIG.
As shown in FIG. 1B, a striped resist 12 extending in a direction perpendicular to the plane of FIG. 1B is formed by photolithography or the like, and then the p-type GaAs cap layers 11 and p on both sides of the resist 12 are formed. Type Al x Ga
The 1-x As second cladding layer 10 is removed by etching. As a result, the p-type GaAs cap layer 11 and p
A ridge made of a part of the type Al x Ga 1-x As second cladding layer 10 is formed. After removing the resist, a high resistance or n-type Al x is formed on both sides of the ridge by MOCVD again as shown in FIG.
Ga 1-x As current blocking layer (x = 0.7, layer thickness 1.
0, 13, n-type GaAs current blocking layer (layer thickness 0.
3 μm) 14 and a p-type GaAs flattening layer 15 are laminated. Next, a resist (not shown) is formed by a photolithography method on a portion other than on the ridge, and the current block layer 1 is formed.
3, 14, and unnecessary portions on the ridge of the p-type planarization layer 15 are removed by etching. After removing the resist, a p-type GaAs contact layer (layer thickness 50 μm) 16 is grown as shown in FIG. Then, the n-type electrode 18 is formed on the back surface of the wafer and the p-type electrode 17 is formed on the front surface of the wafer.

【0004】一般的に、MOCVD法やMBE法では半
導体層の厚さは成長時間を設定することによって制御さ
れる。具体的には、化合物半導体デバイスに用いられる
半導体層の材料を予めモニタ用ウエハ上に堆積し、堆積
した層の厚さを成長時間で除算してその成長レートを求
める。そして、実際に化合物半導体デバイスを作製する
段階で、上記成長レートを元にして、その半導体層が所
定の目標層厚に成長されるように、成長時間を設定す
る。
Generally, in the MOCVD method and the MBE method, the thickness of the semiconductor layer is controlled by setting the growth time. Specifically, the material of the semiconductor layer used for the compound semiconductor device is deposited in advance on the monitor wafer, and the thickness of the deposited layer is divided by the growth time to obtain the growth rate. Then, at the stage of actually producing the compound semiconductor device, the growth time is set based on the above growth rate so that the semiconductor layer is grown to a predetermined target layer thickness.

【0005】ここで、堆積した層の厚さを測定する従来
の方法としては、 i) ウエハをへき開して、堆積した層の断面を走査電
子顕微鏡などで直接観察する方法や、 ii) 堆積した層を選択的にエッチングして、その段差
を接触式段差計で測定する方法などが知られている。 iii) また、特開平1−98215号公報には、薄膜
結晶の層厚をフォトルミネッセンス法によって非破壊で
測定する方法が開示されている。これによれば、エピタ
キシャル基板上に、GaAs井戸層をAlGaAsバリ
ア層で挟み込んでなる量子井戸構造を形成し、フォトル
ミネッセンス法によって前記井戸層からの発光波長を測
定する。この発光波長は井戸層の厚さに対応しているの
で、発光波長から井戸層の厚さを求めることができる。
井戸層の厚さが50Å〜100Åの範囲内であれば、特
に精度良く井戸層の厚さを求めることができる。
Here, as a conventional method for measuring the thickness of the deposited layer, i) a method of cleaving a wafer and directly observing a cross section of the deposited layer with a scanning electron microscope, or ii) deposition There is known a method in which a layer is selectively etched and the level difference is measured by a contact type step meter. iii) Further, JP-A-1-98215 discloses a method of nondestructively measuring the layer thickness of a thin film crystal by a photoluminescence method. According to this method, a quantum well structure in which a GaAs well layer is sandwiched between AlGaAs barrier layers is formed on an epitaxial substrate, and the emission wavelength from the well layer is measured by the photoluminescence method. Since this emission wavelength corresponds to the thickness of the well layer, the thickness of the well layer can be obtained from the emission wavelength.
If the thickness of the well layer is in the range of 50Å to 100Å, the thickness of the well layer can be calculated particularly accurately.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザ素子の特
性ばらつきを低減するためには、積層構造をなす各半導
体層の厚さを正確に制御することが重要となる。例えば
記録再生の高速化のため光ディスク用光源として半導体
レーザ素子の高出力化が進んでいるが、高出力の半導体
レーザ素子では、光学系との結合効率を上げるため、ヘ
テロ接合面に垂直な方向の放射角(これを「垂直放射
角」と呼ぶ。)を16°〜19°と小さくし、かつ垂直
放射角のばらつきを小さくするように放射角を制御する
ことが重要となってくる。現在高出力半導体レーザ素子
に用いられているSCH,MQW構造では、垂直放射角
は、多重量子井戸活性層とクラッド層の屈折率差や光閉
じ込めを行っているガイド層の厚さに依存している。多
重量子井戸活性層を構成するウエル層、バリヤ層、ガイ
ド層の厚さは数十Åに設定され、またガイド層の厚さは
通常270Å〜300Åの範囲内に設定されるため、こ
れらの層の厚さは、数Åオーダで制御する必要がある。
そのためには、これらの層の成長レートを正確に求めな
ければならない。
In order to reduce the variation in the characteristics of the semiconductor laser device, it is important to accurately control the thickness of each semiconductor layer forming the laminated structure. For example, a semiconductor laser device is increasing in output as a light source for an optical disc for speeding up recording / reproducing. However, in a high output semiconductor laser device, in order to improve coupling efficiency with an optical system, a direction perpendicular to the heterojunction surface is used. It is important to control the radiation angle so as to reduce the radiation angle (hereinafter referred to as “vertical radiation angle”) of 16 ° to 19 ° and to reduce the variation of the vertical radiation angle. In the SCH and MQW structures currently used in high-power semiconductor laser devices, the vertical emission angle depends on the refractive index difference between the multiple quantum well active layer and the cladding layer and the thickness of the guide layer that performs optical confinement. There is. The thickness of the well layer, the barrier layer, and the guide layer that form the multiple quantum well active layer is set to several tens of liters, and the thickness of the guide layer is usually set in the range of 270 to 300 liters. The thickness must be controlled on the order of a few Å.
For that purpose, the growth rates of these layers must be accurately determined.

【0007】しかしながら、ウエハをへき開して、堆積
した層の断面を走査電子顕微鏡で観察し層厚を測定する
方法(上記i)では、観察できるようにするために層厚
を少なくとも0.5μm以上にする必要があるため、実
際のガイド層の厚さの約20倍の層厚から求めた成長レ
ートに基づいて、ガイド層の成長時間を設定することに
なる。この方法では、電子顕微鏡での層厚の読み取り誤
差を避けることができず、また、ガイド層の実際の厚さ
での成長レートと観察用の層厚での成長レートとの間の
ズレも存在する。このため、この方法に基づいてÅオー
ダの層厚制御をすることは難しい。
However, in the method of cleaving the wafer and observing the cross section of the deposited layer with a scanning electron microscope to measure the layer thickness (above i), the layer thickness is at least 0.5 μm or more in order to enable observation. Therefore, the growth time of the guide layer is set based on the growth rate obtained from the layer thickness that is about 20 times the actual thickness of the guide layer. This method cannot avoid an error in reading the layer thickness with an electron microscope, and there is a gap between the growth rate at the actual thickness of the guide layer and the growth rate at the observation layer thickness. To do. Therefore, it is difficult to control the layer thickness on the order of Å based on this method.

【0008】また、堆積した層を選択的にエッチングし
て、その段差を接触式段差計で測定する方法(上記ii)
は、堆積した層のうち例えばガイド層のみを選択的にエ
ッチングするための適当なエッチャントが存在しない場
合は、適用ができない。
A method in which the deposited layer is selectively etched and the step difference is measured by a contact type step meter (above ii)
Is not applicable if there is no suitable etchant for selectively etching only the guide layer of the deposited layers.

【0009】また、前記特開平1−98215号公報の
方法(上記iii)は、AlGaAsのような三元混晶か
らなる井戸層には適用できない。即ち、三元混晶からな
る井戸層の場合、井戸層からの発光波長を決める因子と
しては井戸層の厚さと組成(Al混晶比)とがあり、そ
れぞれ独立に変化する。このため、上記方法ではこの2
つの因子を確定することができないのである。また井戸
層の厚さが200Å程度になると井戸層の厚さに対して
発光波長の変化が小さくなるので、フォトルミネッセン
ス測定による測定誤差が大きくなる。
Further, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-98215 (above iii) cannot be applied to a well layer made of a ternary mixed crystal such as AlGaAs. That is, in the case of a well layer formed of a ternary mixed crystal, the thickness and composition (Al mixed crystal ratio) of the well layer are factors that determine the wavelength of light emitted from the well layer, and they change independently. Therefore, in the above method, this
Two factors cannot be determined. Further, when the well layer has a thickness of about 200 Å, the change in the emission wavelength with respect to the thickness of the well layer becomes small, so that the measurement error due to the photoluminescence measurement becomes large.

【0010】なお、多重量子井戸(MQW)構造など
の、互いに組成が異なる複数種類の化合物半導体層が一
定周期で複数回繰り返して積層された周期構造について
は、X線回折のサテライト反射を利用した空間的周期の
測定方法が確立されている。しかし、この測定方法で
は、個々の化合物半導体層の厚さを直接知ることはでき
ない。
For a periodic structure, such as a multiple quantum well (MQW) structure, in which a plurality of types of compound semiconductor layers having different compositions are repeatedly laminated a plurality of times at a constant period, satellite reflection of X-ray diffraction is used. Spatial period measurement methods have been established. However, this measuring method cannot directly know the thickness of each compound semiconductor layer.

【0011】そこで、この発明の課題は、化合物半導体
層の厚さを正確に制御できる化合物半導体デバイス製造
方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a compound semiconductor device manufacturing method capable of accurately controlling the thickness of a compound semiconductor layer.

【0012】また、この発明の課題は、そのような製造
方法によって作製され、放射特性のばらつき、特に垂直
放射角のばらつきの少ない半導体レーザ素子を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser device manufactured by such a manufacturing method and having less variation in radiation characteristics, especially variation in vertical radiation angle.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の化合物半導体デバイス製造方法は、前提
として、所定の成長法により目標層厚に成長されるべ
き、互いに組成が異なる第1組成および第2組成の化合
物半導体層を含むデバイスを作製するものとする。
In order to solve the above problems, the compound semiconductor device manufacturing method of the present invention is premised on the first composition having a different composition which is to be grown to a target layer thickness by a predetermined growth method. A device including a compound semiconductor layer having a second composition is manufactured.

【0014】上記各化合物半導体層のための成長時間を
決定する工程は、次のようなステップを含む。最初のス
テップでは、ウエハ上に、第1組成の化合物半導体層と
第2組成の化合物半導体層とをそれぞれ一定の成長時間
で複数回繰り返し成長して第1の周期構造を形成する。
次のステップでは、ウエハ上に、第1組成の化合物半導
体層を上記第1の周期構造の第1組成の化合物半導体層
の成長時間と同じ成長時間、第2組成の化合物半導体層
を上記第1の周期構造の第2組成の化合物半導体層の成
長時間と異なる成長時間で複数回繰り返し成長して第2
の周期構造を形成する。次のステップでは、X線回折法
により上記第1の周期構造の空間的周期、上記第2の周
期構造の空間的周期をそれぞれ測定する。最後のステッ
プでは、上記測定した第1の周期構造の空間的周期と第
2の周期構造の空間的周期との差に基づいて上記第2組
成の化合物半導体層の成長レートを求めるとともに、上
記第1組成の化合物半導体層の成長レートを求める。
The process of determining the growth time for each compound semiconductor layer includes the following steps. In the first step, a compound semiconductor layer having a first composition and a compound semiconductor layer having a second composition are repeatedly grown on a wafer a plurality of times with constant growth times to form a first periodic structure.
In the next step, the compound semiconductor layer having the first composition is formed on the wafer at the same growth time as that of the compound semiconductor layer having the first composition having the first periodic structure, and the compound semiconductor layer having the second composition is formed on the wafer. And a second composition compound semiconductor layer having a periodic structure of
Form a periodic structure of. In the next step, the spatial period of the first periodic structure and the spatial period of the second periodic structure are measured by the X-ray diffraction method. In the last step, the growth rate of the compound semiconductor layer of the second composition is obtained based on the difference between the measured spatial period of the first periodic structure and the spatial period of the second periodic structure, and The growth rate of the compound semiconductor layer of one composition is obtained.

【0015】この発明の化合物半導体デバイス製造方法
によれば、作製すべきデバイスに含まれる第1組成の化
合物半導体層、第2組成の化合物半導体層の成長レート
を精度良く求めることができる。したがって、上記第1
組成の化合物半導体層、第2組成の化合物半導体層の厚
さを正確に目標層厚に制御することができる。
According to the method of manufacturing a compound semiconductor device of the present invention, the growth rates of the compound semiconductor layer of the first composition and the compound semiconductor layer of the second composition contained in the device to be manufactured can be accurately obtained. Therefore, the first
It is possible to accurately control the thicknesses of the compound semiconductor layer having the composition and the compound semiconductor layer having the second composition to the target layer thickness.

【0016】一実施形態の化合物半導体デバイス製造方
法では、最後のステップは次のようにして行う。すなわ
ち、まず上記測定した第1の周期構造の空間的周期と第
2の周期構造の空間的周期との差を、上記第1の周期構
造を形成したときの第2組成の化合物半導体層の成長時
間と上記第2の周期構造を形成したときの第2組成の化
合物半導体層の成長時間との差で除算して、上記第2組
成の化合物半導体層の成長レートを求める。次に、上記
測定した第1の周期構造の空間的周期または第2の周期
構造の空間的周期と、その周期構造での上記第2組成の
化合物半導体層の成長レートから算出される上記第2組
成の化合物半導体層の厚さとの差に基づいて、上記第1
組成の化合物半導体層の成長レートを求める。
In the compound semiconductor device manufacturing method of one embodiment, the final step is performed as follows. That is, first, the difference between the measured spatial period of the first periodic structure and the spatial period of the second periodic structure is calculated as the growth of the compound semiconductor layer of the second composition when the first periodic structure is formed. The growth rate of the compound semiconductor layer of the second composition is obtained by dividing by the difference between the time and the growth time of the compound semiconductor layer of the second composition when the second periodic structure is formed. Next, the measured spatial period of the first periodic structure or the spatial period of the second periodic structure, and the second period calculated from the growth rate of the compound semiconductor layer of the second composition in the periodic structure. Based on the difference between the composition and the thickness of the compound semiconductor layer, the first
The growth rate of the compound semiconductor layer having the composition is obtained.

【0017】この一実施形態の化合物半導体デバイス製
造方法によれば、具体的に、作製すべきデバイスに含ま
れる第1組成の化合物半導体層、第2組成の化合物半導
体層の成長レートを精度良く求めることができる。した
がって、上記第1組成の化合物半導体層、第2組成の化
合物半導体層の厚さを正確に目標層厚に制御することが
できる。
According to the compound semiconductor device manufacturing method of this embodiment, specifically, the growth rates of the compound semiconductor layer of the first composition and the compound semiconductor layer of the second composition contained in the device to be manufactured are accurately obtained. be able to. Therefore, the thicknesses of the compound semiconductor layer having the first composition and the compound semiconductor layer having the second composition can be accurately controlled to the target layer thicknesses.

【0018】一実施形態の化合物半導体デバイス製造方
法では、上記第1の周期構造と第2の周期構造とを同一
のウエハ上にこの順に連続して形成する。そして、X線
回折法により上記二つの周期構造を併せた測定データを
得、上記第2の周期構造をエッチングして除去する。こ
の後、X線回折法により、上記ウエハ上に残された第1
の周期構造についての測定データを得て、上記第1の周
期構造の空間的周期を求める。さらに、上記二つの周期
構造を併せた測定データから上記第1の周期構造につい
ての測定データを差し引いて、上記第2の周期構造につ
いての空間的周期を求める。
In the compound semiconductor device manufacturing method of one embodiment, the first periodic structure and the second periodic structure are successively formed on the same wafer in this order. Then, measurement data obtained by combining the two periodic structures is obtained by an X-ray diffraction method, and the second periodic structure is etched and removed. After that, the first layer left on the wafer is subjected to an X-ray diffraction method.
The spatial measurement of the first periodic structure is obtained by obtaining the measurement data of the periodic structure of. Further, the measurement data of the first periodic structure is subtracted from the measurement data of the two periodic structures to obtain the spatial period of the second periodic structure.

【0019】この一実施形態の化合物半導体デバイス製
造方法では、上記第1の周期構造と第2の周期構造とを
同一のウエハ上にこの順に連続して形成するので、上記
二つの周期構造を形成するための、有機金属気相成長
(MOCVD)装置や分子線エピタキシ(MBE)装置
を用いた実際の成長工程(作業)が1回で済む。したが
って、第1組成の化合物半導体層、第2組成の化合物半
導体層の成長レートを求めるのに要する工程の数を低減
できる。
In the compound semiconductor device manufacturing method of this one embodiment, since the first periodic structure and the second periodic structure are successively formed on the same wafer in this order, the two periodic structures are formed. For this purpose, the actual growth process (work) using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus or a molecular beam epitaxy (MBE) apparatus is required only once. Therefore, the number of steps required to obtain the growth rates of the compound semiconductor layer of the first composition and the compound semiconductor layer of the second composition can be reduced.

【0020】化合物半導体デバイスを作製するために、
成長時間を決定すべき化合物半導体層がn種類(nは3
以上の自然数)ある場合がある。一実施形態の化合物半
導体デバイス製造方法では、その中の互いに異なる2種
類の化合物半導体層をそれぞれ一定の成長時間で複数回
繰り返し成長してなる周期構造をn種類、つまり成長時
間を決定すべき化合物半導体層の種類分だけ形成する。
なお、「種類」は組成による種類を意味する。
To prepare a compound semiconductor device,
There are n types of compound semiconductor layers (n is 3
There are cases where there is a natural number above). In the compound semiconductor device manufacturing method according to one embodiment, n kinds of periodic structures formed by repeatedly growing two different kinds of compound semiconductor layers therein at a constant growth time a plurality of times, that is, a compound whose growth time is to be determined Only the number of types of semiconductor layers is formed.
In addition, "type" means the type by composition.

【0021】この一実施形態の化合物半導体デバイス製
造方法によれば、既述の方法によって、n種類の化合物
半導体層の成長レートを精度良く求めることができる。
したがって、実際の化合物半導体デバイスを作製する場
合に、その化合物半導体層の厚さを正確に目標層厚に制
御できる。
According to the compound semiconductor device manufacturing method of this embodiment, the growth rates of the n kinds of compound semiconductor layers can be accurately obtained by the method described above.
Therefore, when manufacturing an actual compound semiconductor device, the thickness of the compound semiconductor layer can be accurately controlled to the target layer thickness.

【0022】一実施形態の化合物半導体デバイス製造方
法は、各化合物半導体層の組成と厚さを次のように限定
する。つまり、上記第1および第2の周期構造に含まれ
た第1組成の化合物半導体層は厚さが70Å乃至100
ÅのAlGa1−xAs(ただし、x=0.11であ
る。)である。上記第1の周期構造に含まれた第2組成
の化合物半導体層は厚さが50Å乃至60ÅのAl
1−xAs(ただし、x=0.35である。)であ
る。また、上記第2の周期構造に含まれたる第2組成の
化合物半導体層は厚さが90Å乃至110ÅのAl
1−xAs(ただし、x=0.35である。)であ
る。
In the compound semiconductor device manufacturing method of one embodiment, the composition and thickness of each compound semiconductor layer are limited as follows. That is, the compound semiconductor layer of the first composition contained in the first and second periodic structures has a thickness of 70Å to 100.
Å Al x Ga 1-x As (where x = 0.11). The compound semiconductor layer of the second composition included in the first periodic structure has a thickness of 50 Å to 60 Å Al x G.
a 1−x As (where x = 0.35). The compound semiconductor layer of the second composition included in the second periodic structure has a thickness of 90Å to 110Å Al x G.
a 1−x As (where x = 0.35).

【0023】上記各化合物半導体層の組成と厚さは半導
体レーザ素子の活性層(ウエル層、バリヤ層、ガイド
層)に用いられるものである。したがって、この一実施
形態の化合物半導体デバイス製造方法によれば、半導体
レーザ素子の活性層(ウエル層、バリヤ層、ガイド層)
の成長レートを精度良く求めることができる。この結
果、放射特性のばらつき、特に垂直放射角のばらつきの
少ない半導体レーザ素子を作製できる。
The composition and thickness of each compound semiconductor layer are used for the active layer (well layer, barrier layer, guide layer) of the semiconductor laser device. Therefore, according to the compound semiconductor device manufacturing method of this embodiment, the active layer (well layer, barrier layer, guide layer) of the semiconductor laser device is formed.
Growth rate can be obtained accurately. As a result, it is possible to fabricate a semiconductor laser device with little variation in radiation characteristics, especially variation in vertical radiation angle.

【0024】この発明の半導体レーザ素子は、本発明の
化合物半導体素子製造方法により作製された、分離閉じ
込めヘテロ構造および多重量子井戸構造を持つ半導体レ
ーザ素子であり、AlGaAs系材料からなり発振波長
780nm乃至786nmの範囲内である。
The semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device having a separated confinement hetero structure and a multiple quantum well structure manufactured by the compound semiconductor device manufacturing method of the present invention, which is made of an AlGaAs material and has an oscillation wavelength of 780 nm to 780 nm. It is within the range of 786 nm.

【0025】この発明の半導体レーザ素子によれば、従
来に比して放射特性のばらつき、特に垂直放射角のばら
つきが低減される。例えば、垂直放射角の分布が16°
乃至l9°の範囲内に容易に抑えられる。この結果、素
子の歩留りが高まる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, variations in radiation characteristics, particularly variations in vertical radiation angle, can be reduced as compared with the prior art. For example, the vertical radiation angle distribution is 16 °
It can be easily suppressed within the range of 19 ° to 19 °. As a result, the device yield is increased.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0027】この発明の化合物半導体デバイス製造方法
を適用して図2(D)に示したリッジ型半導体レーザ素
子(SCH−MQWレーザ素子)を作製するものとす
る。この図2(D)中、1はn型GaAs基板、2はn
型GaAsバッファ層(層厚0.5μm)、3はn型A
Ga1−xAs第1クラッド層(x=0.46、層
厚2.7μm)、4はn型AlGa1−xAs第2ク
ラッド層(x=0.48、層厚0.2μm)、5はノン
ドープAlGa1−xAs第1光ガイド層(x=0.
35、層厚280Å)、6はノンドープAlGa
1−xAs量子井戸活性層、7はノンドープAlGa
1−xAs第2光ガイド層(x=0.35、層厚280
Å)、8はp型AlGa1−xAs第1クラッド層
(x=0.48、層厚0.2μm)、9はp型GaAs
エッチングストップ層(層厚26Å)、10はp型Al
Ga1−xAs第2クラッド層(x=0.48、層厚
1.3μm)、11はp型GaAsキャップ層(層厚
0.75μm)、13はn型AlGa1−xAs電流
ブロック層(x=0.7、層厚1.0μm)、14はn
型GaAs電流ブロック層(層厚0.3μm)、15は
p型GaAs平坦化層(層厚0.7μm)、16はp型
GaAsコンタクト層(層厚50μm)、17はp電
極、18はn電極をそれぞれ示している。上記各括弧内
に示した層厚は目標層厚である。量子井戸活性層6は、
互いに組成(混晶比x)が異なる厚さ数十Åのノンドー
プAlGa1−xAsウエル層、ノンドープAl
1−xAsバリヤ層、ノンドープAlGa1−x
sガイド層の積層からなる。
The compound semiconductor device manufacturing method of the present invention is applied to manufacture the ridge type semiconductor laser device (SCH-MQW laser device) shown in FIG. In FIG. 2D, 1 is an n-type GaAs substrate, 2 is n
Type GaAs buffer layer (layer thickness 0.5 μm), 3 is n type A
1 x Ga 1-x As first cladding layer (x = 0.46, layer thickness 2.7 μm), 4 is an n-type Al x Ga 1-x As second cladding layer (x = 0.48, layer thickness 0) .2 μm), 5 is a non-doped Al x Ga 1-x As first optical guide layer (x = 0.
35, layer thickness 280 Å), 6 is undoped Al x Ga
1-x As quantum well active layer, 7 is non-doped Al x Ga
1-x As second light guide layer (x = 0.35, layer thickness 280
Å), 8 is p-type Al x Ga 1-x As first cladding layer (x = 0.48, layer thickness 0.2 μm), 9 is p-type GaAs
Etching stop layer (layer thickness 26Å), 10 is p-type Al
x Ga 1-x As second cladding layer (x = 0.48, layer thickness 1.3 μm), 11 is a p-type GaAs cap layer (layer thickness 0.75 μm), 13 is n-type Al x Ga 1-x As. Current blocking layer (x = 0.7, layer thickness 1.0 μm), 14 is n
-Type GaAs current blocking layer (layer thickness 0.3 μm), 15 p-type GaAs flattening layer (layer thickness 0.7 μm), 16 p-type GaAs contact layer (layer thickness 50 μm), 17 p-electrode, 18 n The electrodes are shown respectively. The layer thickness shown in each parenthesis above is the target layer thickness. The quantum well active layer 6 is
A non-doped Al x Ga 1-x As well layer with a thickness of several tens of liters having different compositions (mixed crystal ratio x), non-doped Al x G
a 1-x As barrier layer, non-doped Al x Ga 1-x A
It consists of a stack of s guide layers.

【0028】このAlGaAs系材料からなる半導体レ
ーザ素子は、発振波長が780nm〜786nm、垂直
放射角分布が16°〜19°程度になることを予定した
ものである。各層2〜11、13〜16は、上記各括弧
内に示した目標層厚になるようにMOCVD法によって
結晶成長される。AlGaAs量子井戸活性層6、Al
GaAsガイド層5,7、AlGaAsクラッド層3,
4,8,10、GaAsキャップ層11などの厚さが目
標層厚になるように制御するためには、実際の結晶成長
の前に予め、それらの層の成長レートを正確に求めてお
く必要がある。
The semiconductor laser device made of this AlGaAs material is designed to have an oscillation wavelength of 780 nm to 786 nm and a vertical radiation angle distribution of about 16 ° to 19 °. Each of the layers 2 to 11 and 13 to 16 is crystal-grown by the MOCVD method so as to have the target layer thickness shown in each parenthesis above. AlGaAs quantum well active layer 6, Al
GaAs guide layers 5, 7, AlGaAs cladding layers 3,
In order to control the thicknesses of the 4, 8, 10, and the GaAs cap layer 11 to be the target layer thicknesses, it is necessary to accurately obtain the growth rates of those layers before actual crystal growth. There is.

【0029】(第1の例)この例では、量子井戸活性層
6がAlGa1−xAsウエル層(x=0.11、層
厚80Å)、AlGa1−xAsバリヤ層(x=0.
35、層厚50Å)、AlGa1−xAsガイド層
(x=0.35、層厚300Å)からなるものとし、こ
れらの層の成長レートを求めるものとする。上記各括弧
内に示した層厚は目標層厚である(以下同様。)。この
例では、ウエル層とバリヤ層、ガイド層とが互いに組成
(混晶比x)が異なる。バリヤ層とガイド層とは、混晶
比xが同じ値0.35で、目標層厚のみが互いに異な
る。したがって、第1組成の化合物半導体層を混晶比x
=0.11のAlGa1−xAs層とし、第2組成の
化合物半導体層を混晶比x=0.35のAlGa
1−xAs層として、これら2種類の層の成長レートを
求めるものとする。
(First Example) In this example, the quantum well active layer 6 is an Al x Ga 1-x As well layer (x = 0.11, layer thickness 80 Å), an Al x Ga 1-x As barrier layer ( x = 0.
35, layer thickness 50 Å), and an Al x Ga 1-x As guide layer (x = 0.35, layer thickness 300 Å), and the growth rates of these layers are determined. The layer thickness shown in each parenthesis above is the target layer thickness (the same applies hereinafter). In this example, the well layer, the barrier layer, and the guide layer have different compositions (mixed crystal ratio x) from each other. The barrier layer and the guide layer have the same mixed crystal ratio x of 0.35 and are different from each other only in the target layer thickness. Therefore, the compound crystal layer of the first composition is mixed with the mixed crystal ratio x
= 0.11 Al x Ga 1-x As layer and the compound semiconductor layer of the second composition is Al x Ga with mixed crystal ratio x = 0.35.
As the 1-x As layer, the growth rates of these two types of layers are obtained.

【0030】 具体的には、図3(A)(B)に示す
ように、ウエハとしてのn型GaAs基板19上に、M
OCVD法により、AlGa1−xAsクラッド層
(x=0.50、層厚0.2μm)20を形成し、続い
て、第1組成の化合物半導体層としてのAlGa
1−xAs層(x=0.11、層厚80Å)22と第2
組成の化合物半導体層としてのAlGa1−xAs層
(x=0.35、層厚50Å)23とをそれぞれ一定の
成長時間で8回繰り返し成長して第1の周期構造21を
形成する。
Specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, M is formed on an n-type GaAs substrate 19 as a wafer.
An Al x Ga 1-x As clad layer (x = 0.50, layer thickness 0.2 μm) 20 is formed by the OCVD method, and subsequently, Al x Ga as a compound semiconductor layer of the first composition is formed.
1-x As layer (x = 0.11, layer thickness 80Å) 22 and second
An Al x Ga 1-x As layer (x = 0.35, layer thickness 50Å) 23 as a compound semiconductor layer having a composition is repeatedly grown eight times at constant growth times to form a first periodic structure 21. .

【0031】一方、図3(C)(D)に示すように、別
のウエハとしてのn型GaAs基板19′上に、MOC
VD法により、AlGa1−xAsクラッド層(x=
0.50、層厚0.2μm)20′を形成し、続いて、
第1組成の化合物半導体層としてのAlGa1−x
s層(x=0.11、層厚80Å)22′と第2組成の
化合物半導体層としてのAlGa1−xAs層(x=
0.35、層厚100Å)25とをそれぞれ一定の成長
時間で8回繰り返し成長して第2の周期構造24を形成
する。ここで注目すべきは、目標層厚の同一から分かる
ように、AlGa1−xAs層22の成長時間とAl
Ga1−xAs層22′の成長時間とを同一に設定す
る一方、目標層厚の相異から分かるように、AlGa
1−xAs層23の成長時間とAlGa1−xAs層
25の成長時間とを互いに異なる設定にしていることで
ある。
On the other hand, as shown in FIGS. 3C and 3D, the MOC is formed on the n-type GaAs substrate 19 'as another wafer.
By the VD method, the Al x Ga 1-x As cladding layer (x =
0.50, layer thickness 0.2 μm) 20 ', and subsequently,
Al x Ga 1-x A as a compound semiconductor layer of the first composition
s layer (x = 0.11, layer thickness 80 Å) 22 'and Al x Ga 1-x As layer as a compound semiconductor layer of a second composition (x =
0.35 and layer thickness 100 Å) 25 are repeatedly grown eight times with a constant growth time to form the second periodic structure 24. It should be noted here that, as can be seen from the same target layer thickness, the growth time of the Al x Ga 1-x As layer 22 and the Al
While the growth time of the x Ga 1-x As layer 22 ′ is set to be the same, as can be seen from the difference in the target layer thickness, Al x Ga
1-x growth time As layer 23 and the Al x Ga 1-x growth time As layer 25 is to have a different setting.

【0032】 次に、X線回折法により第1の周期構
造21の空間的周期d、第2の周期構造24の空間的
周期dをそれぞれ測定する。
Next, to measure the spatial period d 1 of the first periodic structure 21 by X-ray diffraction method, the spatial period d 2 of the second periodic structure 24 respectively.

【0033】このX線回折法の測定データ(観測された
波形)には、図4中に示すように、GaAs基板のピー
ク、AlGaAsのピーク、サテライトピークが含まれ
る。サテライトピークの間隔dから第1の周期構造21
の空間的周期d、第2の周期構造24の空間的周期d
をそれぞれ求めることができる。
As shown in FIG. 4, the measurement data of this X-ray diffraction method (observed waveform) includes a GaAs substrate peak, an AlGaAs peak, and a satellite peak. From the satellite peak spacing d to the first periodic structure 21
Spatial period d 1 of the second periodic structure 24
2 can be obtained respectively.

【0034】 次に、測定した第1の周期構造21の
空間的周期dと第2の周期構造24の空間的周期d
との差に基づいて、第2組成の化合物半導体層としての
混晶比x=0.35のAlGa1−xAs層23,2
5の成長レートを求める。
Next, the spatial period d 2 the spatial period d 1 and the second periodic structure 24 of the first periodic structure 21 was measured
Based on the difference between the Al x Ga 1-x As layers 23 and 2 having a mixed crystal ratio x = 0.35 as the compound semiconductor layer of the second composition.
Find the growth rate of 5.

【0035】詳しくは、既述のようにAlGa1−x
As層22の成長時間とAlGa 1−xAs層22′
の成長時間とを同一に設定したので、AlGa1−x
As層22の厚さhとAlGa1−xAs層22′
の厚さh′とは等しいと考えられる(つまり、h
′)。したがって、第2の周期構造24の空間的周
期dと第1の周期構造21の空間的周期dとの差
(d−d)は、Al Ga1−xAs層25の厚さ
とAlGa1−xAs層23の厚さhとの差
(h−h)に等しい(つまり、d−d=h
)。よって、AlGa1−xAs層23,25の
成長レートrは、次式(1) r=(h−h)/Δt=(d−d)/Δt …(1 ) により算出される。なお、Δtは、AlGa1−x
s層25の成長時間とAlGa1−xAs層23の成
長時間との差を表している。
Specifically, as described above, AlxGa1-x
As layer 22 growth time and AlxGa 1-xAs layer 22 '
Since the growth time was set to be the same,xGa1-x
Thickness h of As layer 220And AlxGa1-xAs layer 22 '
Thickness h0′ Is considered equal (ie h0=
h0′). Therefore, the spatial circumference of the second periodic structure 24 is
Period dTwoAnd the spatial period d of the first periodic structure 21.1Difference from
(DTwo-D1) Is Al xGa1-xThickness of As layer 25
hTwoAnd AlxGa1-xThickness h of As layer 231Difference from
(HTwo-H1) (That is, dTwo-D1= HTwo
h1). Therefore, AlxGa1-xAs layers 23 and 25
Growth rate rTwoIs the following equation (1)     rTwo= (HTwo-H1) / Δt = (dTwo-D1) / Δt ... (1 ) Is calculated by In addition, Δt is AlxGa1-xA
Growth time of s layer 25 and AlxGa1-xFormation of As layer 23
It shows the difference from a long time.

【0036】 次に、第1組成の化合物半導体層とし
ての混晶比x=0.11のAlGa1−xAs層2
2,22′の成長レートを求める。
Next, the Al x Ga 1-x As layer 2 having the mixed crystal ratio x = 0.11 as the compound semiconductor layer of the first composition 2
Find the growth rate of 2,22 '.

【0037】詳しくは、AlGa1−xAs層23,
25の成長レートrは、次式(2) r=h/t=(d−h)/t=(d−r)/t … (2) により算出される。なお、tはAlGa1−xAs
層22の成長時間、tはAlGa1−xAs層23
の成長時間をそれぞれ表している。この成長レートr
は、次式(3) r=h′/t=(d−h)/t=(d−r′)/t …(3) によっても算出される。なお、t′はAlGa
1−xAs層25の成長時間を表している。測定誤差に
起因して式(2)の右辺の値と式(3)の右辺の値との
間に差が生じた場合は、それらの値の平均をとるのが望
ましい。
More specifically, the Al x Ga 1-x As layer 23,
The growth rate r 1 of No. 25 is calculated by the following equation (2) r 1 = h 0 / t 1 = (d 1 −h 1 ) / t 1 = (d 1 −r 2 t 2 ) / t 1 (2) It is calculated. Incidentally, t 1 is Al x Ga 1-x As
The growth time of the layer 22, t 2 is the Al x Ga 1-x As layer 23.
Represents the growth time of each. This growth rate r 1
Is also calculated by the following equation (3) r 1 = h 0 ′ / t 1 = (d 2 −h 2 ) / t 1 = (d 1 −r 2 t 2 ′) / t 1 (3) . Note that t 2 ′ is Al x Ga
The growth time of the 1-x As layer 25 is shown. When a difference occurs between the value on the right side of equation (2) and the value on the right side of equation (3) due to measurement error, it is desirable to take the average of these values.

【0038】このようにした場合、作製すべきデバイス
に含まれる第1組成の化合物半導体層としての混晶比x
=0.11のAlGa1−xAs層の成長レート
、第2組成の化合物半導体層としての混晶比x=
0.35のAlGa1−xAs層の成長レートr
それぞれ精度良く求めることができる。したがって、こ
れらの層の厚さを正確に目標層厚に制御することができ
る。
In this case, the mixed crystal ratio x as the compound semiconductor layer of the first composition contained in the device to be manufactured
= 0.11. Growth rate r 1 of Al x Ga 1-x As layer, mixed crystal ratio x = as compound semiconductor layer of second composition x =
The growth rate r 2 of the Al x Ga 1-x As layer of 0.35 can be obtained with high accuracy. Therefore, the thickness of these layers can be accurately controlled to the target layer thickness.

【0039】実際に、このようにして求めた成長レート
、rを元にして、量子井戸活性層6を構成するA
Ga1−xAsウエル層(x=0.11、層厚80
Å)、AlGa1−xAsバリヤ層(x=0.35、
層厚50Å)、AlGa −xAsガイド層(x=
0.35、層厚300Å)が各括弧内の目標層厚に成長
されるように、成長時間を設定した。そして、図1
(A)〜図2(D)に示した手順でSCH−MQWレー
ザ素子を作製したところ、発振波長が780〜786n
mで垂直放射角分布が16°〜19°となり、従来法に
よるものに比して、ばらつきを低減することができた。
この結果、素子の歩留りを高めることができた。
Actually, based on the growth rates r 1 and r 2 thus obtained, A which constitutes the quantum well active layer 6 is formed.
l x Ga 1-x As well layer (x = 0.11, layer thickness 80
Å), Al x Ga 1-x As barrier layer (x = 0.35,
Layer thickness 50 Å), Al x Ga 1 -x As guide layer (x =
The growth time was set so that 0.35, the layer thickness 300Å) was grown to the target layer thickness in each bracket. And FIG.
When the SCH-MQW laser device was manufactured by the procedure shown in (A) to FIG. 2 (D), the oscillation wavelength was 780 to 786n.
The vertical radiation angle distribution was 16 ° to 19 ° at m, and the variation could be reduced as compared with the conventional method.
As a result, the yield of the device could be increased.

【0040】(第2の例)この例では、図5(A)に示
すように、n型GaAs基板119上に、MOCVD法
により、AlGa1−xAsクラッド層(x=0.5
0、層厚0.2μm)120を形成した後、図3中の第
1の周期構造21に相当する第1の周期構造121を形
成する。同一のn型GaAs基板119上に連続して、
MOCVD法により、AlGa1−xAsクラッド層
(x=0.50、層厚0.2μm)120′を形成し、
続いて、図3中の第2の周期構造24に相当する第2の
周期構造124を形成する。第1の周期構造121は、
図5(B)に示すように、図3中の第1の周期構造21
と全く同じに、第1組成の化合物半導体層としてのAl
Ga1−xAs層(x=0.11、層厚80Å)12
2と第2組成の化合物半導体層としてのAlGa
1−xAs層(x=0.35、層厚50Å)123とを
それぞれ一定の成長時間で8回繰り返し成長した構造に
なっている。同様に、第2の周期構造124は、図5
(C)に示すように、図3中の第2の周期構造24と全
く同じに、第1組成の化合物半導体層としてのAl
1−xAs層(x=0.11、層厚80Å)122′
と第2組成の化合物半導体層としてのAlGa1−x
As層(x=0.35、層厚100Å)125とをそれ
ぞれ一定の成長時間で8回繰り返し成長した構造になっ
ている。
(Second Example) In this example, as shown in FIG. 5A, an Al x Ga 1-x As clad layer (x = 0.5) is formed on an n-type GaAs substrate 119 by MOCVD.
0, layer thickness 0.2 μm) 120 is formed, and then a first periodic structure 121 corresponding to the first periodic structure 21 in FIG. 3 is formed. Continuously on the same n-type GaAs substrate 119,
An Al x Ga 1-x As clad layer (x = 0.50, layer thickness 0.2 μm) 120 ′ is formed by the MOCVD method,
Subsequently, the second periodic structure 124 corresponding to the second periodic structure 24 in FIG. 3 is formed. The first periodic structure 121 has
As shown in FIG. 5B, the first periodic structure 21 in FIG.
Exactly the same as Al as the compound semiconductor layer of the first composition
x Ga 1-x As layer (x = 0.11, layer thickness 80Å) 12
2 and Al x Ga as a compound semiconductor layer of the second composition
The 1-x As layer (x = 0.35, layer thickness 50Å) 123 and the structure 123 are repeatedly grown eight times at constant growth times. Similarly, the second periodic structure 124 has the structure shown in FIG.
As shown in (C), Al x G as a compound semiconductor layer of the first composition is exactly the same as the second periodic structure 24 in FIG.
a 1-x As layer (x = 0.11, layer thickness 80Å) 122 ′
And Al x Ga 1-x as the compound semiconductor layer of the second composition
It has a structure in which an As layer (x = 0.35, layer thickness 100Å) 125 and an As layer 125 are repeatedly grown eight times at constant growth times.

【0041】次に、X線回折法により、上記二つの周期
構造121,124を併せた測定データを得る。その
後、第2の周期構造124とその直下のAlGa
1−xAsクラッド層(x=0.50、層厚0.2μ
m)120′をエッチングして除去する。
Next, measurement data obtained by combining the above two periodic structures 121 and 124 is obtained by the X-ray diffraction method. After that, the second periodic structure 124 and Al x Ga immediately below it are formed.
1-x As clad layer (x = 0.50, layer thickness 0.2 μ
m) 120 'is etched away.

【0042】次に、X線回折法により、n型GaAs基
板119上に残された第1の周期構造121についての
測定データを得て、第1の周期構造121の空間的周期
を求める。
Next, the measurement data of the first periodic structure 121 left on the n-type GaAs substrate 119 is obtained by the X-ray diffraction method, and the spatial period d 1 of the first periodic structure 121 is obtained. .

【0043】次に、上記二つの周期構造を併せた測定デ
ータから第1の周期構造121についての測定データを
差し引いて、上記第2の周期構造についての空間的周期
を求める。
Next, the measurement data of the first periodic structure 121 is subtracted from the measurement data of the above two periodic structures to obtain the spatial period d 2 of the second periodic structure.

【0044】この後、上記式(1)を用いて、第2組成
の化合物半導体層としての混晶比x=0.35のAl
Ga1−xAs層123,125の成長レートrを算
出する。また、上記式(2)(3)のいずれか一方また
は両方を用いて、第1組成の化合物半導体層としての混
晶比x=0.11のAlGa1−xAs層122,1
22′の成長レートrを算出する。
Thereafter, using the above formula (1), Al x with a mixed crystal ratio x = 0.35 as a compound semiconductor layer of the second composition.
The growth rate r 2 of the Ga 1-x As layers 123 and 125 is calculated. Further, by using one or both of the above formulas (2) and (3), the Al x Ga 1-x As layers 122, 1 having the mixed crystal ratio x = 0.11 as the compound semiconductor layer of the first composition are formed.
The growth rate r 1 of 22 ′ is calculated.

【0045】実際に、このようにして求めた成長レート
、rを元にして、量子井戸活性層6を構成するA
Ga1−xAsウエル層(x=0.11、層厚80
Å)、AlGa1−xAsバリヤ層(x=0.35、
層厚50Å)、AlGa −xAsガイド層(x=
0.35、層厚300Å)が各括弧内の目標層厚に成長
されるように、成長時間を設定した。そして、図1
(A)〜図2(D)に示した手順でSCH−MQWレー
ザ素子を作製したところ、発振波長が780〜786n
mで垂直放射角分布が16°〜19°となり、従来法に
よるものに比して、ばらつきを低減することができた。
この結果、素子の歩留りを高めることができた。
Actually, based on the growth rates r 1 and r 2 thus obtained, A which constitutes the quantum well active layer 6 is formed.
l x Ga 1-x As well layer (x = 0.11, layer thickness 80
Å), Al x Ga 1-x As barrier layer (x = 0.35,
Layer thickness 50 Å), Al x Ga 1 -x As guide layer (x =
The growth time was set so that 0.35, the layer thickness 300Å) was grown to the target layer thickness in each bracket. And FIG.
When the SCH-MQW laser device was manufactured by the procedure shown in (A) to FIG. 2 (D), the oscillation wavelength was 780 to 786n.
The vertical radiation angle distribution was 16 ° to 19 ° at m, and the variation could be reduced as compared with the conventional method.
As a result, the yield of the device could be increased.

【0046】この第2の例では、第1の周期構造121
と第2の周期構造124とを同一のウエハ119上にこ
の順に連続して形成するので、上記二つの周期構造12
1,124を形成するための、有機金属気相成長(MO
CVD)装置(その他、分子線エピタキシ(MBE)装
置などでも良い。)を用いた実際の成長工程(作業)が
1回で済む。したがって、第1組成の化合物半導体層、
第2組成の化合物半導体層の成長レートを求めるのに要
する工程の数を低減できる。
In this second example, the first periodic structure 121
And the second periodic structure 124 are successively formed on the same wafer 119 in this order, the two periodic structures 12
Metallographic vapor phase epitaxy (MO
The actual growth process (work) using a CVD) apparatus (or a molecular beam epitaxy (MBE) apparatus or the like) may be performed once. Therefore, the compound semiconductor layer of the first composition,
The number of steps required to obtain the growth rate of the compound semiconductor layer having the second composition can be reduced.

【0047】(第3の例)この例では、図2(D)中に
示した量子井戸活性層6がAlGa1−xAsウエル
層(x=0.11、層厚80Å)、AlGa1−x
sバリヤ層(x=0.36、層厚50Å)、AlGa
1−xAsガイド層(x=0.33、層厚300Å)か
らなるものとし、これらの層の成長レートを求めるもの
とする。この例では、ウエル層とバリヤ層とガイド層と
が全て互いに組成(混晶比x)が異なる。したがって、
第1組成の化合物半導体層を混晶比x=0.11のAl
Ga1−xAs層とし、第2組成の化合物半導体層を
混晶比x=0.36のAlGa1−xAs層とし、第
3組成の化合物半導体層を混晶比x=0.33のAl
Ga1−xAs層として、これら3種類の層の成長レー
トを求めるものとする。
(Third Example) In this example, in FIG.
The quantum well active layer 6 shown is AlxGa1-xAs well
Layer (x = 0.11, layer thickness 80Å), AlxGa1-xA
s barrier layer (x = 0.36, layer thickness 50Å), AlxGa
1-xAs guide layer (x = 0.33, layer thickness 300Å)
To determine the growth rate of these layers
And In this example, the well layer, barrier layer, and guide layer
Are all different in composition (mixed crystal ratio x) from each other. Therefore,
The compound semiconductor layer of the first composition is formed of Al with a mixed crystal ratio x = 0.11.
xGa1-xAs layer and compound semiconductor layer of second composition
Al with mixed crystal ratio x = 0.36xGa1-xAs layer,
A compound semiconductor layer of three compositions is formed of Al with a mixed crystal ratio x = 0.33. x
Ga1-xThe growth layer of these three types of layers is used as the As layer.
To ask for

【0048】 具体的には、図6(A)(B)に示す
ように、ウエハとしてのn型GaAs基板219上に、
MOCVD法により、AlGa1−xAsクラッド層
(x=0.50、層厚0.2μm)220を形成し、続
いて、第1組成の化合物半導体層としてのAlGa
1−xAs層(x=0.11、層厚80Å)222と第
2組成の化合物半導体層としてのAlGa1−xAs
層(x=0.36、層厚50Å)227とをそれぞれ一
定の成長時間で8回繰り返し成長して第1の周期構造2
26を形成する。
Specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B, on an n-type GaAs substrate 219 as a wafer,
An Al x Ga 1-x As clad layer (x = 0.50, layer thickness 0.2 μm) 220 is formed by the MOCVD method, and subsequently, Al x Ga as a compound semiconductor layer of the first composition is formed.
1-x As layer (x = 0.11, layer thickness 80Å) 222 and Al x Ga 1-x As as a compound semiconductor layer of the second composition
The layer (x = 0.36, layer thickness 50Å) 227 and the layer 227 are repeatedly grown eight times at a constant growth time to form the first periodic structure 2
26 is formed.

【0049】また、図6(C)(D)に示すように、別
のウエハとしてのn型GaAs基板219′上に、MO
CVD法により、AlGa1−xAsクラッド層(x
=0.50、層厚0.2μm)220′を形成し、続い
て、第1組成の化合物半導体層としてのAlGa
1−xAs層(x=0.11、層厚80Å)222′と
第2組成の化合物半導体層としてのAlGa1−x
s層(x=0.36、層厚100Å)228とをそれぞ
れ一定の成長時間で8回繰り返し成長して第2の周期構
造236を形成する。ここで注目すべきは、目標層厚の
同一から分かるように、AlGa1−xAs層222
の成長時間とAlGa1−xAs層222′の成長時
間とを同一にする一方、目標層厚の相異から分かるよう
に、AlGa1−xAs層227の成長時間とAl
Ga1−xAs層228の成長時間とを互いに異なる設
定にしていることである。
Further, as shown in FIGS. 6C and 6D, the MO is formed on the n-type GaAs substrate 219 'as another wafer.
The Al x Ga 1-x As cladding layer (x
= 0.50, layer thickness 0.2 μm) 220 ′, and subsequently Al x Ga as a compound semiconductor layer of the first composition
1-x As layer (x = 0.11, thickness 80Å) Al x Ga 1-x A of the compound semiconductor layer 222 'and the second composition
The s layer (x = 0.36, layer thickness 100Å) 228 is repeatedly grown eight times with a constant growth time to form the second periodic structure 236. It should be noted that, as can be seen from the same target layer thickness, the Al x Ga 1-x As layer 222 is formed.
The growth time and the Al x Ga 1-x As layer 222 while the same and growth time ', as can be seen from differences in the target layer thickness, Al x Ga 1-x growth time As layer 227 and the Al x
That is, the growth time of the Ga 1-x As layer 228 is set to be different from each other.

【0050】また、図6(E)(F)に示すように、別
のウエハとしてのn型GaAs基板219″上に、MO
CVD法により、AlGa1−xAsクラッド層(x
=0.50、層厚0.2μm)220″を形成し、続い
て、第1組成の化合物半導体層としてのAlGa
1−xAs層(x=0.11、層厚80Å)222″と
第3組成の化合物半導体層としてのAlGa1−x
s層(x=0.33、層厚50Å)229とをそれぞれ
一定の成長時間で8回繰り返し成長して第3の周期構造
246を形成する。ここで注目すべきは、目標層厚の同
一から分かるように、AlGa1−xAs層222,
222′の成長時間とAlGa1−xAs層222″
の成長時間とを同一に設定していることである。
Further, as shown in FIGS. 6E and 6F, the MO is formed on the n-type GaAs substrate 219 ″ as another wafer.
The Al x Ga 1-x As cladding layer (x
= 0.50, layer thickness 0.2 μm) 220 ″, and then Al x Ga as a compound semiconductor layer of the first composition is formed.
1-x As layer (x = 0.11, layer thickness 80Å) 222 ″ and Al x Ga 1-x A as a compound semiconductor layer of the third composition
The s layer (x = 0.33, layer thickness 50Å) 229 and the s layer 229 are repeatedly grown eight times with a constant growth time to form the third periodic structure 246. It should be noted here that, as can be seen from the same target layer thickness, the Al x Ga 1-x As layers 222,
222 ′ growth time and Al x Ga 1-x As layer 222 ″
That is, the growth time is set to be the same.

【0051】 次に、X線回折法により第1の周期構
造226の空間的周期d、第2の周期構造236の空
間的周期d、第1の周期構造246の空間的周期d
をそれぞれ測定する。
Next, the spatial period d 1 of the first periodic structure 226 by X-ray diffraction method, the spatial period d 2 of the second periodic structure 236, spatial period d 3 of the first periodic structure 246
Are measured respectively.

【0052】 次に、上記式(1)を用いて、第2組
成の化合物半導体層としての混晶比x=0.36のAl
Ga1−xAs層227,228の成長レートr
算出する。また、上記式(2)(3)のいずれか一方ま
たは両方を用いて、第1組成の化合物半導体層としての
混晶比x=0.11のAlGa1−xAs層222,
222′の成長レートrを算出する。この成長レート
はAlGa1− As層222″の成長レートで
もある。
Next, using the above formula (1), Al having a mixed crystal ratio x = 0.36 as the compound semiconductor layer of the second composition is used.
The growth rate r 2 of the x Ga 1-x As layers 227 and 228 is calculated. Further, by using one or both of the above formulas (2) and (3), the Al x Ga 1-x As layer 222 having a mixed crystal ratio x = 0.11 as the compound semiconductor layer of the first composition is 222.
The growth rate r 1 of 222 ′ is calculated. This growth rate r 1 is also the growth rate of the Al x Ga 1- x As layer 222 ″.

【0053】また、第3組成の化合物半導体層としての
混晶比x=0.33のAlGa −xAs層229の
成長レートrを、次式(4) r=h/t=(d−h″)/t=(d−h)/t =(d−r)/t …(4 ) によって算出する。なお、tはAlGa1−xAs
層222の成長時間、t はAlGa1−xAs層2
29の成長時間をそれぞれ表している。
Further, as the compound semiconductor layer of the third composition
Al with mixed crystal ratio x = 0.33xGa1 -XAs layer 229
Growth rate rThreeBy the following equation (4)     rThree= HThree/ TThree= (DThree-H0″) / TThree= (DThree-H0) / TThree        = (D1-R1t1) / TThree                                … (4 ) Calculate by Note that t1Is AlxGa1-xAs
Growth time of layer 222, t ThreeIs AlxGa1-xAs layer 2
Each of the 29 growth times is represented.

【0054】このようにして3種類の層、つまり混晶比
がそれぞれx=0.11、x=0.36、x=0.33
のAlGa1−xAs層の成長レートを精度良く求め
ることができる。
Thus, the three types of layers, that is, the mixed crystal ratios are x = 0.11, x = 0.36, and x = 0.33, respectively.
The growth rate of the Al x Ga 1-x As layer can be accurately obtained.

【0055】成長時間を決定すべき化合物半導体層が4
種類である場合は、さらに、第1組成の化合物半導体層
と第4組成の化合物半導体層とをそれぞれ一定の成長時
間で複数回繰り返し成長して第4の周期構造を形成し
て、X線回折法により第4の周期構造の空間的周期も併
せて測定する。そして、上記式(4)と同様の式を用い
て、第4組成の化合物半導体層の成長レートを求めれば
良い。
There are four compound semiconductor layers whose growth time is to be determined.
In the case of the type, further, the compound semiconductor layer of the first composition and the compound semiconductor layer of the fourth composition are repeatedly grown a plurality of times at constant growth times to form a fourth periodic structure, and X-ray diffraction is performed. The spatial period of the fourth periodic structure is also measured by the method. Then, the growth rate of the compound semiconductor layer having the fourth composition may be obtained by using the same formula as the above formula (4).

【0056】このように、成長時間を決定すべき化合物
半導体層がn種類(nは3以上の自然数)ある場合は、
その中の互いに異なる2種類の化合物半導体層をそれぞ
れ一定の成長時間で複数回繰り返し成長してなる周期構
造をn種類、つまり成長時間を決定すべき化合物半導体
層の種類分だけ形成する。そして、第n組成の化合物半
導体層の成長レートまで順次求めれば良い。なお、各周
期構造を形成するとき、2種類の化合物半導体層の一方
を常に第1組成の化合物半導体層とすれば、2種類の化
合物半導体層をランダムに抽出する場合に比して、第3
組成以降の化合物半導体層の成長レートを算出すると
き、測定誤差が入り込むのを排除できる。したがって、
第3組成以降の化合物半導体層の成長レートを精度良く
求めることができる。この結果、n種類の化合物半導体
層を含む化合物半導体デバイスを作製する場合に、各化
合物半導体層の厚さを正確に目標層厚に制御できる。
As described above, when there are n kinds of compound semiconductor layers (n is a natural number of 3 or more) whose growth time is to be determined,
There are formed n types of periodic structures, that is, the number of types of compound semiconductor layers for which the growth time is to be determined, by forming two different types of compound semiconductor layers, which are different from each other, repeatedly a plurality of times with constant growth times. Then, the growth rate of the compound semiconductor layer having the n-th composition may be sequentially obtained. Note that when one of the two types of compound semiconductor layers is always the compound semiconductor layer of the first composition when forming each periodic structure, the third type semiconductor layer has a third composition semiconductor layer as compared with the case of randomly extracting the two types of compound semiconductor layers.
When calculating the growth rate of the compound semiconductor layer after the composition, it is possible to exclude the entry of measurement error. Therefore,
The growth rate of the compound semiconductor layer having the third composition or later can be accurately obtained. As a result, when a compound semiconductor device including n types of compound semiconductor layers is manufactured, the thickness of each compound semiconductor layer can be accurately controlled to the target layer thickness.

【0057】なお、この実施形態では、成長時間を決定
すべき化合物半導体層がAlGaAs、つまり3元系材
料である場合について述べたが、当然ながらこれに限ら
れるものではない。この発明は、例えば赤色レーザに用
いられるInGaAlPなどの4元系材料その他の様々
な材料について、好適に適用できる。
In this embodiment, the case where the compound semiconductor layer whose growth time is to be determined is AlGaAs, that is, a ternary material is described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be suitably applied to various materials such as quaternary materials such as InGaAlP used for red lasers.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の化
合物半導体デバイス製造方法によれば、作製すべきデバ
イスに含まれる化合物半導体層が目標層厚に成長される
ように、上記化合物半導体層の成長時間を精度良く決定
できる。したがって、上記化合物半導体層の厚さを正確
に目標層厚に制御することができる。
As is apparent from the above, according to the compound semiconductor device manufacturing method of the present invention, the compound semiconductor layer of the above-mentioned compound semiconductor layer is grown so that the compound semiconductor layer contained in the device to be manufactured has a target layer thickness. The growth time can be accurately determined. Therefore, the thickness of the compound semiconductor layer can be accurately controlled to the target layer thickness.

【0059】また、この発明の半導体レーザ素子によれ
ば、従来に比して放射特性のばらつき、特に垂直放射角
のばらつきを低減できる。この結果、素子の歩留りを向
上できる。
Further, according to the semiconductor laser device of the present invention, it is possible to reduce variations in radiation characteristics, particularly variations in vertical radiation angle, as compared with the prior art. As a result, the yield of the device can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 一般的な化合物半導体デバイス製造方法の工
程を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing steps of a general compound semiconductor device manufacturing method.

【図2】 一般的な化合物半導体デバイス製造方法の工
程を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing steps of a general compound semiconductor device manufacturing method.

【図3】 この発明の一実施形態の化合物半導体デバイ
ス製造方法で作製する成長レートモニタ用ウエハの断面
構造を例示する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a sectional structure of a growth rate monitor wafer manufactured by the compound semiconductor device manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【図4】 X線回折法により、2種類の化合物半導体層
を一定周期で複数回繰り返し成長して形成された周期構
造の空間的周期を測定した結果(波形)を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a result (waveform) of a spatial period of a periodic structure formed by repeatedly growing two kinds of compound semiconductor layers a plurality of times at a constant period by an X-ray diffraction method.

【図5】 この発明の一実施形態の化合物半導体デバイ
ス製造方法で作製する成長レートモニタ用ウエハの断面
構造を例示する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a growth rate monitor wafer manufactured by the compound semiconductor device manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の一実施形態の化合物半導体デバイ
ス製造方法で作製する成長レートモニタ用ウエハの断面
構造を例示する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a cross-sectional structure of a growth rate monitor wafer manufactured by the compound semiconductor device manufacturing method according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

19,19′,119,219,219′,219″
n型GaAs基板 21,121,226 第1の周期構造 24,124,236 第2の周期構造 246 第3の周期構造 22,22′,122,122′,222,222′,
222″ 第1組成の化合物半導体層としての混晶比x
=0.11のAlGa1−xAs層 23,25,123,125 第2組成の化合物半導体
層としての混晶比x=0.35のAlGa1−xAs
層 227,228 第2組成の化合物半導体層としての混
晶比x=0.36のAlGa1−xAs層 229 第3組成の化合物半導体層としての混晶比x=
0.33のAlGa 1−xAs層
19, 19 ', 119, 219, 219', 219 "
n-type GaAs substrate 21,121,226 First periodic structure 24,124,236 Second periodic structure 246 Third periodic structure 22, 22 ', 122, 122', 222, 222 ',
222 ″ Mixed crystal ratio x as a compound semiconductor layer of the first composition x
= 0.11 AlxGa1-xAs layer 23,25,123,125 Second composition compound semiconductor
Al with a mixed crystal ratio x = 0.35 as a layerxGa1-xAs
layer 227 and 228 are mixed as the compound semiconductor layer of the second composition.
Al with a crystal ratio x = 0.36xGa1-xAs layer 229 Mixed crystal ratio as compound semiconductor layer of third composition x =
0.33 AlxGa 1-xAs layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA01 BA18 CA01 GA01 GA13 KA11 LA11 MA05 5F045 AA04 AB17 AF04 BB01 CA12 GB11 GB19 5F073 AA09 AA22 AA45 AA74 BA04 CA05 CB02 DA05 DA24 EA03 EA19 HA10 HA12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2G001 AA01 BA18 CA01 GA01 GA13                       KA11 LA11 MA05                 5F045 AA04 AB17 AF04 BB01 CA12                       GB11 GB19                 5F073 AA09 AA22 AA45 AA74 BA04                       CA05 CB02 DA05 DA24 EA03                       EA19 HA10 HA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の成長法により目標層厚に成長され
るべき、互いに組成が異なる第1組成および第2組成の
化合物半導体層を含むデバイスを作製する化合物半導体
デバイス製造方法であって、 上記各化合物半導体層のための成長時間を決定する工程
は、 ウエハ上に、第1組成の化合物半導体層と第2組成の化
合物半導体層とをそれぞれ一定の成長時間で複数回繰り
返し成長して第1の周期構造を形成するステップと、 ウエハ上に、第1組成の化合物半導体層を上記第1の周
期構造の第1組成の化合物半導体層の成長時間と同じ成
長時間、第2組成の化合物半導体層を上記第1の周期構
造の第2組成の化合物半導体層の成長時間と異なる成長
時間で複数回繰り返し成長して第2の周期構造を形成す
るステップと、 X線回折法により上記第1の周期構造の空間的周期、上
記第2の周期構造の空間的周期をそれぞれ測定するステ
ップと、 上記測定した第1の周期構造の空間的周期と第2の周期
構造の空間的周期との差に基づいて上記第2組成の化合
物半導体層の成長レートを求めるとともに、上記第1組
成の化合物半導体層の成長レートを求めるステップを有
することを特徴とする化合物半導体デバイス製造方法。
1. A compound semiconductor device manufacturing method for producing a device including compound semiconductor layers of a first composition and a second composition which are different in composition and are to be grown to a target layer thickness by a predetermined growth method. The step of determining a growth time for each compound semiconductor layer is performed by repeatedly growing a compound semiconductor layer having a first composition and a compound semiconductor layer having a second composition on a wafer a plurality of times at constant growth times. Forming a periodic structure of the compound semiconductor layer of the first composition on the wafer, the same growth time as the growth time of the compound semiconductor layer of the first composition of the first periodic structure, and the compound semiconductor layer of the second composition. And a step of forming a second periodic structure by repeatedly growing a plurality of times with a growth time different from the growth time of the compound semiconductor layer of the second composition having the first periodic structure, and the second periodic structure by an X-ray diffraction method. Measuring the spatial period of the periodic structure and the spatial period of the second periodic structure, and the difference between the measured spatial period of the first periodic structure and the spatial period of the second periodic structure. And a step of determining a growth rate of the compound semiconductor layer having the second composition and a growth rate of the compound semiconductor layer having the first composition.
【請求項2】 請求項1に記載の化合物半導体デバイス
製造方法において、 上記測定した第1の周期構造の空間的周期と第2の周期
構造の空間的周期との差を、上記第1の周期構造を形成
したときの第2組成の化合物半導体層の成長時間と上記
第2の周期構造を形成したときの第2組成の化合物半導
体層の成長時間との差で除算して、上記第2組成の化合
物半導体層の成長レートを求め、 上記測定した第1の周期構造の空間的周期または第2の
周期構造の空間的周期と、その周期構造での上記第2組
成の化合物半導体層の成長レートから算出される上記第
2組成の化合物半導体層の厚さとの差に基づいて、上記
第1組成の化合物半導体層の成長レートを求めることを
特徴とする化合物半導体デバイス製造方法。
2. The compound semiconductor device manufacturing method according to claim 1, wherein the difference between the measured spatial period of the first periodic structure and the measured spatial period of the second periodic structure is the first period. The second composition is divided by the difference between the growth time of the compound semiconductor layer of the second composition when the structure is formed and the growth time of the compound semiconductor layer of the second composition when the second periodic structure is formed. Of the growth rate of the compound semiconductor layer, the measured spatial period of the first periodic structure or the spatial period of the second periodic structure, and the growth rate of the compound semiconductor layer of the second composition in the periodic structure. A method of manufacturing a compound semiconductor device, wherein the growth rate of the compound semiconductor layer of the first composition is obtained based on the difference from the thickness of the compound semiconductor layer of the second composition calculated from
【請求項3】 請求項1に記載の化合物半導体デバイス
製造方法において、 上記第1の周期構造と第2の周期構造とを同一のウエハ
上にこの順に連続して形成し、 X線回折法により上記二つの周期構造を併せた測定デー
タを得、 上記第2の周期構造をエッチングして除去した後、 X線回折法により、上記ウエハ上に残された第1の周期
構造についての測定データを得て、上記第1の周期構造
の空間的周期を求め、 上記二つの周期構造を併せた測定データから上記第1の
周期構造についての測定データを差し引いて、上記第2
の周期構造についての空間的周期を求めることを特徴と
する化合物半導体デバイスの製造方法。
3. The compound semiconductor device manufacturing method according to claim 1, wherein the first periodic structure and the second periodic structure are successively formed on the same wafer in this order, and are formed by an X-ray diffraction method. After obtaining the measurement data that combines the two periodic structures and etching and removing the second periodic structure, the measurement data of the first periodic structure left on the wafer is obtained by the X-ray diffraction method. Then, the spatial period of the first periodic structure is obtained, and the measurement data of the first periodic structure is subtracted from the measurement data of the two periodic structures to obtain the second periodic structure.
A method for manufacturing a compound semiconductor device, characterized in that the spatial period of the periodic structure of is determined.
【請求項4】 請求項1に記載の化合物半導体デバイス
製造方法において、 成長時間を決定すべき化合物半導体層がn種類ある場
合、その中の互いに異なる2種類の化合物半導体層をそ
れぞれ一定の成長時間で複数回繰り返し成長してなる周
期構造をn種類形成することを特徴とする化合物半導体
デバイスの製造方法。
4. The method of manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein when there are n kinds of compound semiconductor layers whose growth times are to be determined, two different kinds of compound semiconductor layers in each of them have a constant growth time. 2. A method for manufacturing a compound semiconductor device, comprising forming n kinds of periodic structures each of which is repeatedly grown a plurality of times.
【請求項5】 請求項1に記載の化合物半導体デバイス
製造方法において、 上記第1および第2の周期構造に含まれた第1組成の化
合物半導体層は厚さが70Å乃至100ÅのAlGa
1−xAs(ただし、x=0.11である。)であり、 上記第1の周期構造に含まれた第2組成の化合物半導体
層は厚さが50Å乃至60ÅのAlGa1−xAs
(ただし、x=0.35である。)であり、 上記第2の周期構造に含まれたる第2組成の化合物半導
体層は厚さが90Å乃至110ÅのAlGa1−x
s(ただし、x=0.35である。)であることを特徴
とする化合物半導体デバイス製造方法。
5. The compound semiconductor device manufacturing method according to claim 1, wherein the compound semiconductor layer of the first composition contained in the first and second periodic structures has an Al x Ga thickness of 70Å to 100Å.
1-x As (where x = 0.11), and the compound semiconductor layer of the second composition contained in the first periodic structure has a thickness of 50Å to 60Å Al x Ga 1-x. As
(However, x = 0.35.), And the compound semiconductor layer of the second composition included in the second periodic structure has a thickness of 90Å to 110Å Al x Ga 1-x A.
A compound semiconductor device manufacturing method, wherein s (where x = 0.35).
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の
化合物半導体素子製造方法により作製された半導体レー
ザ素子であって、 分離閉じ込めヘテロ構造および多重量子井戸構造を持
ち、 AlGaAs系材料からなり発振波長780nm乃至7
86nmの範囲内であることを特徴とする半導体レーザ
素子。
6. A semiconductor laser device manufactured by the compound semiconductor device manufacturing method according to claim 1, wherein the semiconductor laser device has a separate confinement hetero structure and a multiple quantum well structure, and is made of an AlGaAs material. Negative oscillation wavelength 780nm to 7
A semiconductor laser device having a range of 86 nm.
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