JP2674474B2 - 歪量子井戸半導体レーザの気相成長方法 - Google Patents

歪量子井戸半導体レーザの気相成長方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は歪量子井戸半導体レーザ
の気相成長方法に関する。
【0002】
【従来の技術】MOVPE(有機金属気相成長法)によ
って、図13に示すようなn−GaAs基板18、n−
AlGaAsクラッド層19、AlGaAs/GaAs
光ガイド層20、InGaAs歪量子井戸活性層21、
GaAs/AlGaAs光ガイド層22、p−AlGa
Asクラッド層23、p−GaAsキャップ層24から
なる半導体レーザ用ダブルヘテロ構造を成長させる場
合、InGaAs歪層は成長温度が高温なほど成長中の
Inの再蒸発が顕著となるため、少なくともInGaA
s歪量子井戸層の成長温度は700℃以下とするのが一
般的である。一方、n,p−AlGaAsクラッド層1
9,23の成長の際には、カーボンの混入やドーパント
の分解効率の低下を抑えるために、通常成長温度を70
0℃以上にするのが望ましい。例えば、1991年4 月、ア
イ・イー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・
レターズ、第3巻、第4号(IEEE PHOTONI
CSTECHNOLOGY LETTERS)、308
〜310頁の報告によれば、InGaAs歪量子井戸活
性層の成長温度は610℃であり、クラッド層の成長温
度が750℃である。また、AlGaAsクラッド層の
成長の際には、III族原料ガス流量に対するV族原料
ガス流量比すなわちV/III比が低いと、カーボンが
取り込まれやすくなる。それを防ぐために、通常は所定
の高いV/III比下で一貫して成長を行い、その結
果、反応管圧力を大気圧に保持しながら成長を行う常圧
MOVPEにおいてはInGaAs歪量子井戸層の成長
中のアルシン分圧が1Torr以上に保たれるのが一般
的である。例えば、ヨーク(P.K.York)等のア
プライド・フィジックス・レターズ(Applied Physics
Letters )誌55巻(1989年)2476〜2478
頁の報告によれば、InGaAs歪量子井戸層の成長中
のアルシン分圧は文献中の記載から計算すると約1.4
Torrに保たれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
成長条件で得られた歪量子井戸半導体レーザの中には、
高歩留まりで長時間の信頼性を有するという報告はな
く、光通信には応用ができなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の歪量子井戸半導
体レーザの製造方法の第1の構成は、上記の問題点を解
決するためになされたもので、有機金属気相エピタキシ
ャル成長法(MOVPE)を用いてGaAs基板上にI
nGaAs歪量子井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を
結晶成長させる方法において、InGaAs歪量子井戸
活性層の成長温度が580〜640℃の範囲であり、活
性層以降の結晶成長層の成長温度が活性層の成長温度と
等しいことを特徴とするものである。
【0005】本発明の歪量子井戸レーザの製造方法の第
2の構成は、有機金属気相エピタキシャル成長法(MO
VPE)を用いてGaAs基板上にInGaAs歪量子
井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を結晶成長させる方
法において、InGaAs歪量子井戸活性層の成長温度
が580〜640℃の範囲であり、かつ反応管圧を大気
圧に保持しながら成長を行う常圧MOVPEであり、少
なくともInGaAs歪量子井戸活性層を1.6×10
- 7 〜0.3Torrの範囲のアルシン(AsH3 )分
圧下で成長させることを特徴とするものである。
【0006】
【実施例】本発明におけるInGaAs歪量子井戸層の
成長温度範囲およびInGaAs歪量子井戸層の成長温
度範囲およびInGaAs歪量子井戸層以降の成長温度
について詳細に説明するための結晶成長実験の第1の
施例を図1、図2、図3および図4を用いて示す。ま
ず、図1を用いて本発明におけるInGaAs歪量子井
戸層の成長温度の上限を説明する。図1は、Gaの原料
ガスがテトラメチルガリウム(TMG)、Inの原料が
テトラメチルインジウム(TMI)であるとき、TMG
とTMIの分圧の和に対するTMIの分圧の比すなわち
気相中のIn組成を0.35に固定しながら、InGa
As歪量子井戸層を成長したときの固相中のIn組成お
よび気相中から固相へのInの取り込み率の温度依存性
を示したものである。図1によるとInの固相への取り
込み率は640℃より高温の領域では温度とともに低下
する。ウェハ面内のIn組成の均質性を良くするために
は、成長温度を640℃以下とすることが望ましい。
【0007】次に、図2、図3、図4を用いて本発明に
おけるInGaAs歪量子井戸層の成長温度の下限を説
明する。図2はウェハの断面図、図3は成長工程の成長
温度とアルシン分圧を示す図である。常圧MOVPE装
置を用いて、SiドープGaAs基板1上に膜厚0.5
μmのGaAsバッファー層2を図3(a)に示す成長
温度プロファイルのA即ち760℃で、図3(b)に示
すアルシン分圧のCすなわち3.2Torrで気相エピ
タキシャル成長させる。次に成長表面層からのAsの脱
離を防ぐためV族元素の原料アルシンを供給したまま、
III族元素即ちGaの供給を中断し、成長温度プロフ
ァイルのB即ち610℃に低下させて、アルシン分圧
ロファイルのDすなわち1.4Torrで膜厚0.05
μmのAl0 . 4 Ga0 . 6 As層3を、アルシン分圧
プロファイルのEすなわち1.2Torrで膜厚0.5
μmのGaAsバリア層4、膜厚200AのIn
0 . 2 4Ga0 . 7 6 As歪量子井戸層5、膜厚0.3
μmのGaAsバリア層6を順次成長させ、図2に示す
構造の歪量子井戸半導体ウェハを得る。
【0008】また、上記実験において、成長温度プロフ
ァイルのBの温度が580℃のものと700℃のものも
作製した。なお、上記実験におけるInGaAs歪量子
井戸層の発光スペクトルのピーク波長は1.07μmで
ある。
【0009】図4は上記歪量子井戸半導体ウェハの微小
領域からの波長1.07μmのフォトルミネッセンス強
度を測定し、フォトルミネッセンス強度の標準偏差を平
均強度で規格化した値、および200μm角の領域内に
含まれる暗線欠陥の平均本数の成長温度依存性を示した
ものである。前者は歪量子井戸層の発光特性の面内の均
質性の目安となり値が小さいほど良く、後者は歪量子井
戸層へのミスフィット転位の導入され易さの目安となり
少ないほど良い。図4によるとフォトルミネッセンス強
度の均質性は610℃より低温側で悪化する傾向がある
ことから、発光特性の均質性が良好な歪量子井戸ウェハ
を得るためには少なくとも成長温度を580℃以上にす
るのが望ましい。以上の実験結果からInの固相への取
り込み率安定性の要請および発光特性の面内均質性の要
請によりInGaAs歪量子井戸層の成長温度は580
℃以上640℃以下の範囲であることが望ましいことが
わかる。次に図4を用いて本発明におけるInGaAs
歪量子井戸層以降の成長温度の範囲について説明する。
図4によると暗線欠陥の平均本数は成長温度とともに増
加している。InGaAs歪量子井戸層における欠陥の
導入・運動・増殖等は、InGaAs歪量子井戸層自体
の成長中のみならず、それ以降の層の成長中にも起こる
現象と考えられるので、欠陥の少ない歪量子井戸層を得
るためには、InGaAs歪量子井戸の成長温度をでき
るだけ低くするのが有利なことはもちろん、それ以降の
温度を上昇させずに成長するのが有利であることを、上
記の結果から推定することができる。
【0010】次に本発明におけるInGaAs歪量子井
戸層の成長中のアルシン分圧の範囲を詳細に説明するた
めの結晶成長実験の第2の実施例を図2、図5、図6を
参照して示す。まず、本発明におけるInGaAs歪量
子井戸層の説明アルシン分圧の上限を説明する。試作し
たウェハ構造は成長温度範囲を成長する結晶成長実験の
前述の第1の実施例と同じで、図2に示す。また成長温
度プロファイルも図3(a)と同じである。
【0011】図5は成長時のアルシン分圧プロファイル
を示す図、図6は200μm角の領域内に含まれる暗線
欠陥の平均本数とフォトルミネッセンス強度の標準偏差
を平均強度で規格化した値の、InGaAs歪量子井戸
層の成長中のアルシン分圧依存性である。本実験では、
アルシン分圧を図5のプロファイルで制御して成長し
た。すなわち、図3(a)の成長温度プロファイルのB
すなわち610℃の領域で、アルシン分圧プロファイル
のFすなわち0.35Torrで膜厚0.05μmのA
0 . 4 Ga0 . 6 As層3を、アルシン分圧プロファ
イルのGすなわち0.3Torrで膜厚0.5μmのG
aAsバリア層4、膜厚200AのIn0. 2 4 Ga
0 . 7 6 As歪量子井戸層5、膜厚0.3μmのGaA
sバリア層6を順次成長させた。また、上記実験におい
てアルシン分圧のプロファイルのFを5.6Torr、
アルシン分圧のプロファイルGを4.8Torrとした
ものも比較例として作製した。
【0012】図6に示すように、InGaAs歪量子井
戸層の成長中のアルシン分圧を高くすると暗線数は減少
するものフォトルミネッセンス強度の均質性は低下す
る。一方InGaAs歪量子井戸層の成長中のアルシン
分圧を低くすると暗線数の減少に加え、フォトルミネッ
センス強度の均質性も改善される傾向が認められる。図
6の結果から、結晶欠陥が少なくしかも均質性の優れた
歪量子井戸半導体ウェハを得るためには、InGaAs
歪量子井戸層の成長中のアルシン分圧を0.3Torr
以下とすることが望ましいことがわかる。次に本発明に
おけるInGaAs歪量子井戸層の成長中のアルシン分
圧の下限を説明する。1967年、ジャーナル・オブ・
フィジックス・アンド・ケミストリー・オブ・ソリド
(Journal of Physics and C
hemistry of Solids)第28巻、2
257頁から2267頁の報告によれば、GaAs表面
のAsはAs4 となって解離しやすいため、平衡論的に
は、気相でのAs4 分圧が例えば640℃においては7
60Torr以下であればGa過剰の表面が形成され
る。このGa過剰面からのAs2 の解離圧は8×10
- 8 Torrであり、少なくとも1.6×10- 7 To
rr以上のアルシン分圧下であれば、Ga過剰面からの
As解離は起きないと考えられる。GaAsの気相成長
においても、Asの原子空孔の混入を防ぐためには、少
なくとも1.6×10- 7 Torr以上のアルシン分圧
下で成長を行うことが望ましい。InGaAs表面にお
ける解離圧に関する報告はないがInとAsの結合はG
aとAsの結合よりも不安定であるので少なくとも上記
アルシン分圧下で成長を行うことが望ましい。
【0013】次に本発明の第3の実施例を図7および図
8を用いて説明する。図7は歪量子井戸半導体レーザの
断面図、図8(a)は成長工程の成長温度プロファイ
ル、図8(b)はアルシン分圧プロファイルである。
【0014】常圧MOVPE装置を用いて、Siドープ
GaAs基板7上に膜厚2μmのSiドープAl0 . 4
Ga0 . 6 Asクラッド層8を図8(a)に示す成長温
度プロファイルのA即ち760℃で、図8(b)に示す
アルシン分圧プロファイルのA即ち5.3Torrで成
長し、次に膜厚40nmのAl 0 . 2 Ga 0 . 8 As
ガイド層9をアルシン分圧プロファイルのB即ち4To
rrで成長する間に成長温度プロファイルのBのように
成長温度を610℃まで低下させる。
【0015】次に2重歪量子井戸活性層構造10(20
nmGaAsバリア層/6nmIn0 . 2 4 Ga
0 . 7 6 As歪層/5nmGaAsバリア層6nmIn
0 . 2 4 Ga0 . 7 6 As歪層/20nmGaAsバリ
ア層からなる)を成長温度プロファイルのC即ち610
℃で、アルシン分圧プロファイルのC即ち0.3Tor
rで成長する。次に成長温度を610℃に保ったまま、
膜厚40nmのAl0 . 2 Ga0 . 8 As光ガイド層1
1、膜厚1.5μmのMgドープAl0 . 4 Ga0 .6
Asクラッド層12、膜厚1.0μmのMgドープGa
Asキャップ層13をそれぞれアルシン分圧プロファイ
ルのD、E、F即ち4Torr、5.3Torr、3.
2Torrのもとで順次気相エピタキシャル成長させる
ことにより、図7に示す層構造をもつ歪量子井戸半導体
レーザウェハを作ることができる。
【0016】第3の実施例の変形例として図9を用いて
説明する。レーザの断面構造は図7に示した前述の第3
実施例と同じである。図9は成長温度プロファイルで
ある。前述の第3の実施例において、図9に示すように
膜厚40nmのAl0 . 2 Ga0 . 8 As光ガイド層1
1の成長中に成長温度プロファイルのDに従い温度を7
00℃まで上昇させる。つぎに成長温度プロファイルの
E即ち700℃で膜厚1.5μmのMgドープAl
0 . 4 Ga0 . 6 Asクラッド層12、膜厚1.0μm
のMgドープGaAsキャップ層13を順次気相エピタ
キシャル成長させるという変更を加えることも可能であ
る。
【0017】次に本発明の効果の比較をするため、従来
用いられた方法で試作した歪量子井戸レーザの実施例
を、上記本発明の第3の実施例の変形例の説明と、図1
0を用いて説明する。従来用いられていた方法として
記本発明の第3の実施例の変形例の2重歪量子井戸活性
層構造10(20nmGaAsバリア層/6nmIn
0. 2 4 Ga0 . 7 6 As歪層/5nmGaAsバリア
層/6nmIn0 . 2 4 Ga0 . 7 6 As歪層/20n
mGaAsバリア層からなる)を、図10に示すアルシ
ン分圧プロファイC’即ち1.2Torrで成長する
という変更を加えた例を用いた。
【0018】次に、本発明の実施例の効果を図11、図
12を用いて説明する。図11はGaAs埋め込み利得
導波型レーザの断面図、図12はGaAs埋め込み利得
導波型レーザの通電試験の結果得られた安定動作歩留ま
りを示す。本発明の第3の実施例第3の実施例の変形
、および従来例により得られたレーザウェハを共振器
長300μm、共振器幅7μmの図11に示す断面構造
をもつGaAs埋め込み利得導波型レーザに加工し、発
振波長0.98μmに対しλ/2の光路長の厚さの絶縁
体薄膜コーティングを共振器両端面に施し、ヒートシン
クにマウントすることにより半導体レーザ装置を得る。
【0019】次に、このレーザ装置をレーザウェハごと
に無作為10個選び、90℃、片端面光出力10mWの
通電試験を1000時間行った。図12に、通電開始後
800〜1000時間の駆動電流の変化率rが2×10
- 5 - 1 以下である歩留まりをレーザウェハごとに示
す。図12によると、第3の実施例の歩留まりが90
%、第3の実施例の変形例の歩留まりが60%、従来例
の歩留まりが40%であった。
【0020】580℃〜640℃の間で活性層を成長し
た後に成長温度を上げずに、活性層以降の成長温度を活
性層の成長温度と等しくしたことにより、第3の実施例
の歩留まりは、第3の実施例の変形例の歩留まりより優
れている。また、本発明歪量子井戸活性層のアルシン分
圧を1.6×10- 7 〜0.3Torrの範囲内とした
ことにより、第3の実施例の変形例の歩留まりは、従来
例の歩留まりより優れている。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の歪
量子井戸半導体レーザの気相成長方法は、InGaAs
歪量子井戸活性層の成長温度が580〜640℃の範囲
で、活性層以降の成長温度が活性層の成長温度と等しい
ことを特徴としているため、活性層以降の成長温度を活
性層の成長温度よりも高くして成長する場合よりもIn
GaAs歪量子井戸活性層に導入される欠陥の密度が低
く、高歩留まりで安定な動作が可能な歪量子井戸半導体
レーザを得ることができる。
【0022】また、本発明の第2の歪量子井戸半導体レ
ーザの気相成長方法は、InGaAs歪量子井戸活性層
の成長温度が580〜640℃の範囲であり、反応管圧
を大気圧に保持しながら成長を行う常圧MOVPE法で
あり、少なくともInGaAs歪量子井戸活性層を1.
6×10- 7 〜0.3Torrの範囲のアルシン(As
3 )分圧下で成長させることを特徴としているため、
InGaAs歪量子井戸層活性層を1Torr以上のア
ルシン分圧下で成長する場合よりもInGaAs歪量子
井戸活性層に導入される欠陥の密度が低く、高歩留まり
で安定な動作が可能な歪量子井戸半導体レーザを得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるInGaAs歪量子井戸活性層
の成長温度の上限を説明するために、固相中のIn組成
および気相中から固相へのInの取り込み率の温度依存
性を示した図である。
【図2】本発明によるInGaAs歪量子井戸半導体ウ
ェハの断面構造を示した図である。
【図3】本発明を説明するための図で、成長温度のプロ
ファイル(a)とアルシン分圧のプロファイル(b)を
示す図。
【図4】本発明による歪量子井戸半導体ウェハのフォト
ルミネッセンス強度の標準偏差を平均強度で規格化した
値と、200μm角の領域内に含まれる暗線欠陥の平均
本数の成長温度依存性を示す図である。
【図5】本発明による歪量子井戸半導体ウェハの成長中
のアルシン分圧プロファイルを示す図である。
【図6】本発明による歪量子井戸半導体ウェハのフォト
ルミネッセンス強度の標準偏差を平均強度で規格化した
値と、200μm角の領域内に含まれる暗線欠陥の平均
本数のアルシン分圧依存性を示した図である。
【図7】本発明による歪量子井戸半導体レーザウェハの
断面構造図である。
【図8】本発明による歪量子井戸半導体レーザウェハの
成長温度プロファイルを示す図(a)と、アルシン分圧
プロファイルを示す図(b)である。
【図9】本発明の第3の実施例の変形例における歪量子
井戸半導体レーザウェハの成長温度プロファイルを示し
た図である。
【図10】本発明と比較するための従来例における歪量
子井戸半導体レーザウェハの成長中のアルシン分圧プロ
ファイルを示した図である。
【図11】本発明の各実施例の歪量子井戸半導体レーザ
ウェハ及び比較のための従来のものの通電信頼性試験に
用いたGaAs埋め込み利得導波型レーザの断面構造図
である。
【図12】GaAs埋め込み利得導波型レーザの90
℃,10mWの通電試験における通電開始後800〜1
000時間の駆動電流の変化率rが2×10- 5 - 1
以下である歩留まりを本発明の各実施例及び比較の従来
例のレーザウェハについて示したものである。
【図13】従来例を説明するための歪量子井戸半導体レ
ーザウェハの構造断面図。
【符号の説明】
1 SiドープGaAs基板 2 GaAsバッファ層 3 AlGaAs層 4 GaAsバリア層 5 InGaAs歪量子井戸層 6 GaAsバリア層 7 SiドープGaAs基板 8 SiドープAl0 . 4 Ga0 . 6 クラッド層 9 Al0 . 2 Ga0 . 8 As光ガイド層 10 2重歪量子井戸活性層構造(20nmGaAsバ
リア層/6nmIn0. 2 4 Ga0 . 7 6 As歪層/5
nmGaAsバリア層/6nmIn0 . 2 4 Ga
0 . 7 6 As歪層/20nmGaAsバリア層からな
る) 11 Al0 . 2 Ga0 . 8 As光ガイド層 12 MgドープAl0 . 4 Ga0 . 6 Asクラッド層 13 MgドープGaAsキャップ層 14 SiドープGaAsブロック層 15 p側電極 16 n側電極 17 ヒートシンク 18 n−GaAs基板 19 n−AlGaAsクラッド層 20 AlGaAs/GaAs光ガイド層 21 InGaAs歪量子井戸活性層 22 GaAs/AlGaAs光ガイド層 23 p−AlGaAsクラッド層 24 p−GaAsキャップ層

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機金属気相エピタキシャル成長法(M
    OVPE)を用いてGaAs基板上にInGaAs歪量
    子井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を結晶成長させる
    工程において、InGaAs歪量子井戸活性層の成長温
    度が580〜640℃の範囲であり、活性層よりあとに
    成長する最初にAlを含む結晶成長層の成長温度は成長
    開始時が活性層の成長温度と同じで結晶成長中に成長温
    度を引き上げることを特徴とする歪量子井戸半導体レー
    ザの気相成長方法。
  2. 【請求項2】 有機金属気相エピタキシャル成長法(M
    OVPE)を用いてGaAs基板上にInGaAs歪量
    子井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を結晶成長させる
    工程において、InGaAs歪量子井戸活性層の成長温
    度が580〜640℃の範囲であり、活性層以降のAl
    を含む結晶成長層の成長温度が活性層の成長温度と等し
    いことを特徴とする歪量子井戸半導体レーザの気相成長
    方法。
  3. 【請求項3】 有機金属気相エピタキシャル成長法(M
    OVPE)を用いてGaAs基板上にInGaAs歪量
    子井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を結晶成長させる
    工程において、InGaAs歪量子井戸活性層の成長温
    度が580〜640℃の範囲であり、かつ反応管圧を大
    気圧に保持しながら成長を行う常圧MOVPE法であ
    り、少なくともInGaAs歪量子井戸活性層を1.6
    ×10 -7 〜0.3Torrの範囲のアルシン(AsH
    3 )分圧下で成長させることを特徴とする歪量子井戸半
    導体レーザの気相成長方法。
  4. 【請求項4】 有機金属気相エピタキシャル成長法(M
    OVPE)を用いてGaAs基板上にInGaAs歪量
    子井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を結晶成長させる
    工程において、InGaAs歪量子井戸活性層の成長温
    度が580〜640℃の範囲であり、活性層以降の結晶
    成長層の成長温度が活性層の成長温度と等しく、かつ反
    応管圧を大気圧に保持しながら成長を行う常圧MOVP
    E法であり、少なくともInGaAs歪量子井戸活性層
    を1.6×10 -7 〜0.3Torrの範囲のアルシン
    (AsH 3 )分圧下で成長させることを特徴とする歪量
    子井戸半導体レーザの気相成長方法。
  5. 【請求項5】 有機金属気相エピタキシャル成長法(M
    OVPE)を用いて GaAs基板上にInGaAs歪量
    子井戸活性層を含むダブルヘテロ構造を結晶成長させる
    工程において、InGaAs歪量子井戸活性層の成長温
    度が580〜640℃の範囲であり、活性層以降のAl
    を含む結晶成長層の成長温度が活性層の成長温度と等し
    く、かつ反応管圧を大気圧に保持しながら成長を行う常
    圧MOVPE法であり、少なくともInGaAs歪量子
    井戸活性層を1.6×10 -7 〜0.3Torrの範囲の
    アルシン(AsH 3 )分圧下で成長させることを特徴と
    する歪量子井戸半導体レーザの気相成長方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760939A (en) * 1995-10-23 1998-06-02 Sdl, Inc. Optical transmission link capable of high temperature operation without cooling with an optical receiver module having temperature independent sensitivity performance and optical transmitter module with laser diode source
US5818860A (en) * 1996-11-27 1998-10-06 David Sarnoff Research Center, Inc. High power semiconductor laser diode
JP4038046B2 (ja) * 2001-12-18 2008-01-23 シャープ株式会社 半導体レーザ装置の製造方法
US7255747B2 (en) 2004-12-22 2007-08-14 Sokudo Co., Ltd. Coat/develop module with independent stations
US7798764B2 (en) 2005-12-22 2010-09-21 Applied Materials, Inc. Substrate processing sequence in a cartesian robot cluster tool
JP2009026798A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Hitachi Cable Ltd 発光素子用エピタキシャルウェハ及びその製造方法並びに発光素子
CN111146320A (zh) * 2018-11-02 2020-05-12 华为技术有限公司 硅基衬底、衬底基板及其制造方法、光电器件

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6252199A (ja) * 1985-08-30 1987-03-06 Nec Corp 半導体混晶の製造方法
US4804639A (en) * 1986-04-18 1989-02-14 Bell Communications Research, Inc. Method of making a DH laser with strained layers by MBE
JPS63182299A (ja) * 1987-01-21 1988-07-27 Nec Corp 3−5族化合物半導体の気相成長方法
US5296088A (en) * 1991-08-08 1994-03-22 Fujitsu Limited Compound semiconductor crystal growing method
US5256580A (en) * 1992-04-06 1993-10-26 Motorola, Inc. Method of forming a light emitting diode
JPH05343738A (ja) * 1992-06-09 1993-12-24 Fujitsu Ltd 光半導体装置の製造方法
JP3254823B2 (ja) * 1993-06-28 2002-02-12 住友化学工業株式会社 半導体エピタキシャル基板およびその製造方法

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