JP3145234B2 - スーパールミネッセントダイオード素子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はスーパールミネッセン
トダイオード素子の製造方法に関する。より詳しくは、
ＭＢＥ（分子線エピタキシ）成長あるいはＭＯＣＶＤ
（有機金属化学気相）成長により端面の反射率を低減し
たウインドウ構造を持つスーパールミネッセントダイオ
ード素子を作製する製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバジャイロなどの光計測分野に
用いられる光源は、光ファイバ中でのレイリー散乱によ
る位相ノイズを低減するためコヒーレンス長が短いこ
と、および、分解能感度を向上させるため高出力である
ことが要求される。スーパールミネッセントダイオード
は、半導体レーザに比して、コヒーレンス長が短くスペ
クトル幅が広い光を高出力で放射できる可能性を有して
おり、この種の光源として注目されている。

【０００３】従来のスーパールミネッセントダイオード
素子としては、図１３に示すようなものが提案されてい
る（特開平３−２３０５８５号公報）。同図(a)は光導
波方向に平行な断面を示し、同図(a−Ａ)，(b−Ｂ)はそ
れぞれ光導波方向に垂直な断面（同図(a)におけるＡ
線，Ｂ線の箇所に相当する）を示している。同図(a)に
示すように、このスーパールミネッセントダイオード素
子は、n型ＧaＡs基板６６１の表面に、動作時に電流が
注入される励起領域６９２と、電流が注入されず光出射
用窓（ウインドウ部）６０２ａを持つ電流非注入領域６
９１を有している。同図(a−Ａ)に示すように、励起領
域６９２には、溝６８２の両側にn型ＧaＡs電流狭窄層
６６５と、p型ＧaＡs光吸収層６０３とが設けられ、こ
の溝６８２および層６６５，６０３の上にp型Ａl₀.₅₀Ｇ
a₀.₅₀Ａsクラッド層６６４と、Ａl₀.₅₀Ga₀.₉₅Ａs活性層
６６３と、n型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａsクラッド層６６２と、
n型Ａl₀.₂₀Ｇa₀.₈₀Ａs保護層６０１と、n型Ａl₀.₄₅Ｇ
a₀.₅₅Ａsウインドウ層６０２、n型ＧaＡsコンタクト層
６６６とが設けられている。一方、同図(b−Ｂ)に示す
ように、電流非注入領域６９１には、溝６８１が形成さ
れた基板６６１上にn型ＧaＡs電流狭窄層６６５と、p型
ＧaＡs光吸収層６０３と、n型Ａl₀.₄₅Ｇa₀.₅₅Ａsウイン
ドウ層６０２、n型ＧaＡsコンタクト層６６６とが設け
られている。同図(a)に示すように、上記クラッド層６
６４、活性層６６３、クラッド層６６２および保護層６
０１は、励起領域６９２と電流非注入領域６９１との境
界に、基板６６１に対して垂直な端面を有している。

【０００４】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにし作製されている。まず、同図(a)，(a
−Ｂ)に示すように、第１回目のエッチングを行って、p
型ＧaＡs基板６６１表面の電流非注入領域６９１に、光
出射方向に延びる溝６８１を形成する。次に、第１回目
の成長をＬＰＥ(液相エピタキシ）法により行って、基
板６６１上に、n型ＧaＡs電流狭窄層６６５と、p型Ｇa
Ａs光吸収層６０３とを成長する。次に、第２回目のエ
ッチングを行って、励起領域６９２から電流非注入領域
６９１にストライプ状に延びる溝６８２を形成する。こ
の溝６８２は、励起領域６９２ではn型ＧaＡs電流狭窄
層６６５とp型ＧaＡs光吸収層６０３とを貫通してp型Ｇ
aＡs基板６６１に達する一方、電流非注入領域６９１で
は上記溝６８１のパターンに重なってn型ＧaＡs電流狭
窄層６６５を貫通しない。次に、第２回目の成長をＬＰ
Ｅ法により行って、この上に、p型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａsク
ラッド層６６４と、Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₉₅Ａs活性層６６３
と、n型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａsクラッド層６６２と、n型Ａl
₀.₂₀Ｇa₀.₈₀Ａs保護層６０１を順次成長させる。次に、
同図(a)に示すように、第３回目のエッチングを行っ
て、上記p型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａsクラッド層６６４、Ａ
l₀.₅₀Ｇa₀.₉₅Ａs活性層６６３、n型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａs
クラッド層６６２およびn型Ａl₀.₂₀Ｇa₀.₈₀Ａs保護層６
０１のうち電流非注入領域６９１に存する部分を除去し
て、励起領域６９２と電流非注入領域６９１との境界に
各層６６４，６６３，６６２，６０１の端面を形成す
る。最後に、第３回目の成長をＭＯＣＶＤ(有機金属気
相成長)法またはＬＰＥ法により行って、この上に、n型
Ａl₀.₄₅Ｇa₀.₅₅Ａsウインドウ層６０２と、n型ＧaＡsコ
ンタクト層６６６とを積層する。これにより、電流非注
入領域６９１にウインドウ構造を形成する（ウインドウ
層６０２のうち電流非注入領域に存する部分がウインド
ウ部６０２ａになる。）。この後、コンタクト層６６６
の表面、基板６６１の裏面にそれぞれ図示しない電極を
設けて作製を完了する。

【０００５】この従来のスーパールミネッセントダイオ
ード素子では、動作時にＡl₀.₀₅Ｇa₀.₉₅Ａs活性層６６
３を電流非注入領域６９１側に向かって導波してきた光
Ｌが、n型Ａl₀.₄₅Ｇa₀.₅₅Ａsウインドウ部６０２ａの中
に入射して素子端面６９０に達し、この端面６９０から
素子外へ出射される。なお、光Ｌのうち端面６９０で反
射された部分は再び活性層６６３側に戻ってくる。しか
し、活性層６６３からウインドウ部６０２ａに入射した
とき及び素子端面６９０で反射されたときに空間的に広
がっているので、有効に活性層６６３にカップリングさ
れる割合は少ない。したがって、レーザダイオードとし
てのしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の広
いスーパールミネッセントダイオード光を高出力で得る
ことができる。また、ウインドウ部６０２ａは電流非注
入であり、しかも、n型Ａl₀.₄₅Ｇa₀.₅₅Ａsウインドウ層
６０２はＡl₀.₀₅Ｇa₀.₉₅Ａs活性層６６３よりも禁制帯
幅が大きいことから、光吸収による発熱によって素子端
面６９０が破壊されるのを防ぐことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のスーパールミネッセントダイオード素子は、作製に
あたって、少なくとも３回のエッチング工程と３回の成
長工程とを要するため、工程数が多く、コストが高くつ
き、歩留まりが低いという問題がある。

【０００７】また、n型Ａl₀.₄₅Ｇa₀.₅₅Ａsウインドウ層
６０２は、Ａl組成比の大きいp型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａsク
ラッド層６６２，n型Ａl₀.₅₀Ｇa₀.₅₀Ａsクラッド層６６
４の端面に成長するため、クラッド層６６２，６６３の
端面が酸化等によって汚染されて、良好な成長界面を得
ることができない。このため、さらに歩留まりが低くな
るという問題がある。また、成長界面で非発光再結合が
起こりやすく、発熱による劣化や駆動電流の増加など信
頼性が良くないという問題がある。

【０００８】そこで、この発明の目的は、スーパールミ
ネッセントダイオード素子を簡単な工程で、低コストか
つ歩留まり良く作製でき、しかも、高出力で信頼性を高
めることができるスーパールミネッセントダイオード素
子の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のスーパールミネッセントダイオード素子
の製造方法は、半導体基板上に、電流狭窄部を介して電
流注入を受けて基板表面に平行な一方向に光を導波させ
る活性層が設けられた励起領域と、上記励起領域の上記
一方向片側に連なり、上記活性層の端部から入射した光
を広げて実効的反射率を低下させるウインドウ部が設け
られた電流非注入領域とを有し、上記励起領域では、上
記基板表面は上記一方向に平坦な（１００）面をなし、
上記基板表面に平行な状態で、上記活性層の下側，上側
に、上記活性層よりも禁制帯幅が大きいクラッド層が設
けられ、上記電流非注入領域では、上記基板表面に、上
記（１００）面に対して一定角で傾斜して連なる傾斜面
が設けられ、上記ウインドウ部は上記励起領域から上記
傾斜面に沿って延在する上記クラッド層からなるスーパ
ールミネッセントダイオード素子を作製するスーパール
ミネッセントダイオード素子の製造方法であって、半導
体基板の（１００）面をエッチングして、上記電流非注
入領域に上記（１００）面に対して一定角で傾斜して連
なる（ｍ１１）Ｂ面を形成する工程と、上記基板上に、
分子線エピタキシ法により、上記下側のクラッド層，活
性層および上側のクラッド層を順次成長させて、上記励
起領域では、（１００）面に平行な状態で上記活性層お
よびクラッド層を積層する一方、上記電流非注入領域で
は、上記（ｍ１１）Ｂ面の成長速度を抑制する基板温度
で上記（ｍ１１）Ｂ面に沿って上記クラッド層のみ又は
上記活性層およびクラッド層を上記励起領域上の厚さよ
りも薄く積層する工程を有することを特徴としている。

【００１７】また、この発明のスーパールミネッセント
ダイオード素子の製造方法は、半導体基板上に、電流狭
窄部を介して電流注入を受けて基板表面に平行な一方向
に光を導波させる活性層が設けられた励起領域と、上記
励起領域の上記一方向片側に連なり、上記活性層の端部
から入射した光を広げて実効的反射率を低下させるウイ
ンドウ部が設けられた電流非注入領域とを有し、上記励
起領域では、上記基板表面は上記一方向に平坦な（１０
０）面をなし、上記基板表面に平行な状態で、上記活性
層の下側，上側に、上記活性層よりも禁制帯幅が大きい
クラッド層が設けられ、上記電流非注入領域では、上記
基板表面に、上記（１００）面に対して一定角で傾斜し
て連なる傾斜面が設けられ、上記ウインドウ部は上記励
起領域から上記傾斜面に沿って延在する上記クラッド層
からなるスーパールミネッセントダイオード素子を作製
するスーパールミネッセントダイオード素子の製造方法
であって、半導体基板の（１００）面をエッチングし
て、上記電流非注入領域に上記（１００）面に対して一
定角で傾斜して連なる（ｍ１１）Ｂ面（ただし、ｍは２
以上の整数）を形成する工程と、上記基板上に、有機金
属気相成長法により、上記下側のクラッド層，活性層お
よび上側のクラッド層を順次成長させて、上記励起領域
では、（１００）面に平行な状態で上記活性層およびク
ラッド層を積層する一方、上記電流非注入領域では、上
記（ｍ１１）Ｂ面の成長速度を抑制する基板温度で上記
励起領域から（ｍ１１）Ｂ面に沿って上記クラッド層の
み又は上記活性層およびクラッド層を上記励起領域上の
厚さよりも薄く積層する工程を有することを特徴として
いる。

【００１８】また、この発明のスーパールミネッセント
ダイオード素子の製造方法は、半導体基板上に、電流狭
窄部を介して電流注入を受けて基板表面に平行な一方向
に光を導波させる活性層が設けられた励起領域と、上記
励起領域の上記一方向片側に連なり、上記活性層の端部
から入射した光を広げて実効的反射率を低下させるウイ
ンドウ部が設けられた電流非注入領域とを有し、上記励
起領域では、上記基板表面に、上記一方向に平坦な（１
００）面と、上記（１００）面に傾斜して連なる（１１
１）Ｂ面とで、上記一方向に延びる断面台形状のメサス
トライプが構成され、上記メサストライプ上に、上記一
方向に延びる上記活性層と、上記活性層よりも禁制帯幅
が大きく上記活性層の上下を挟むクラッド層とが、断面
が上記（１００）面と（１１１）Ｂ面とで仕切られる三
角形状に設けられ、上記電流非注入領域では、上記メサ
ストライプの上記一方向の端部に、上記（１００）面に
対して一定角で傾斜して連なる傾斜面が設けられ、上記
ウインドウ部は上記励起領域から上記傾斜面に沿って延
在する上記クラッド層からなるスーパールミネッセント
ダイオード素子を作製するスーパールミネッセントダイ
オード素子の製造方法であって、半導体基板の（１０
０）面をエッチングして、上記励起領域に上記（１０
０）面に傾斜して連なる（１１１）Ｂ面を形成するとと
もに、上記電流非注入領域に上記（１００）面に対して
一定角で連なる傾斜面を形成して、上記励起領域から電
流非注入領域に延びるメサストライプを構成する工程
と、上記基板上に、有機金属気相成長法により、上記下
側のクラッド層，活性層および上側のクラッド層を順次
成長させて、上記励起領域では、上記メサストライプ上
に、上記一方向に延びる上記活性層およびクラッド層
を、断面が上記（１００）面と（１１１）Ｂ面とで仕切
られる三角形状に積層する一方、上記電流非注入領域で
は、上記（ｍ１１）Ｂ面の成長速度を抑制する基板温度
で上記メサストライプの上記一方向の端部の傾斜面上
に、上記励起領域から上記傾斜面に沿って上記活性層お
よびクラッド層を上記励起領域上の厚さよりも薄く積層
する工程を有することを特徴としている。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【作用】この発明のスーパールミネッセントダイオード
素子の製造方法によれば、下側のクラッド層，活性層お
よび上側のクラッド層が分子線エピタキシ装置の真空中
で連続的に成長される。したがって、クラッド層のＡｌ
組成比が大きい場合であっても、クラッド層が大気に晒
されて酸化されることがなく、良好な成長界面が得られ
る。したがって、成長界面での非発光再結合による劣化
が無くなり、従来に比して信頼性が高まる。また、実施
例で述べるように、電流狭窄部を形成する工程を含めて
比較した場合、従来に比して、工程数が減少し、工程が
簡単になる。したがって、コストが減少し、歩留まりが
高まる。

【００２７】また、この発明のスーパールミネッセント
ダイオード素子の製造方法によれば、下側のクラッド
層，活性層および上側のクラッド層が有機金属気相成長
装置の真空中で連続的に成長される。したがって、クラ
ッド層のＡｌ組成比が大きい場合であっても、クラッド
層が大気に晒されて酸化されることがなく、良好な成長
界面が得られる。したがって、成長界面での非発光再結
合による劣化が無くなり、従来に比して信頼性が高ま
る。また、実施例で述べるように、電流狭窄部を形成す
る工程を含めて比較した場合、従来に比して、工程数が
減少し、工程が簡単になる。したがって、コストが減少
し、歩留まりが高まる。

【００２８】

【実施例】以下、この発明のスーパールミネッセントダ
イオード素子を実施例により詳細に説明する。

【００２９】図１(a)，(b)，(c)はこの発明の第１実施
例のスーパールミネッセントダイオード素子の作製過程
を示している（同図(c)は完成状態を示している。）。
また、図２（ｂ−Ａ），（ｂ−Ｂ），（ｂ−Ｃ）はそれ
ぞれ図１(b)のＡ線,Ｂ線,Ｃ線の箇所での光導波方向に
垂直な断面を示し、図２（ｃ−Ａ），（ｃ−Ｂ），（ｃ
−Ｃ）はそれぞれ図１(c)のＡ線,Ｂ線,Ｃ線の箇所での
光導波方向に垂直な断面を示している。

【００３０】同図(c)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板１の表面
に、動作時に電流が注入される励起領域１９と、電流が
注入されず光出射用窓（ウインドウ部）４ａを持つ電流
非注入領域１８を有している。励起領域１９は基板表面
の（１００）面１ａに対応する一方、電流非注入領域１
８は基板表面に形成された斜面１ｂ，平坦面（面方位
（１００））１ｃに対応している。励起領域１９および
電流非注入領域１８上には、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えば
x＝０．５０）クラッド層２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えば
x＝０．０８）活性層３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx
＝０．５０）クラッド層４と、p型ＧaＡs保護層５と、n
型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）エッチストップ
層６と、n型ＧaＡs電流阻止層７と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層８と、p型ＧaＡsコン
タクト層９とが順に設けられている。１１，１２は電極
である。図中に示すように、活性層３は、斜面１ｂ上に
は薄く積層され、あるいは設けられず、（１００）面１
ａ，１ｃ上にのみ設けられている。この結果、活性層３
の励起領域１９と電流非注入領域１８との境界の端面
は、ウインドウ部（クラッド層４のうち電流非注入領域
１８に存する部分）４ａに面している。また、図２(ｃ
−Ａ)に示すように、n型ＧaＡs電流阻止層７，n型Ｇa_1-
xＡlxＡsエッチストップ層６のうち励起領域１９に存す
る部分に、層７，６を貫通して基板表面に達する溝１５
が形成されている。

【００３１】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【００３２】まず、図１(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板１の(１００)面
１ａの電流非注入領域１８に、面１ａに対して平行で高
さが低い平坦面１ｃと、面１ａと面１ｃとをつなぐ斜面
１ｂとを形成する。上記斜面１ｂの面方位は、適当な高
次面となるように形成する。

【００３３】次に、図１(b)に示すように、第１回目
の成長をＭＢＥ（分子線エピタキシ）法により行って、
n型ＧaＡs基板１上に、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．０８）活性層３を成長させる。ここで、ＭＢＥ法で
は、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）活性層３を成
長させるとき、次に述べるように、基板温度を７３０℃
程度に設定することによって、斜面１ｂ上だけ成長速度
を非常に小さくあるいは０にすることができる。

【００３４】図３は、ＭＢＥ成長法による場合の、各面
方位でのＧa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）の成長温
度と成長速度との関係を示している（なお、分子線の入
射量は、（１００）面上への成長速度が１μm／hrとな
るように設定されている。）。この図から分かるよう
に、（１００）面上では成長速度は基板温度が増加して
もほとんど変わらず、７２０℃まで上げないと成長速度
の急激な減少は見られない。一方、（１１１）面などの
高次の面上では基板温度が低温でも成長速度は小さく、
基板温度の増加とともに成長速度が減少し、基板温度７
００℃から急激な減少が始まっている。６５０〜７００
℃の低温域で、（１００）面に比して高次の面上で成長
速度が小さい理由は、Ｇa, Ａl, Ａsの分子線が（１０
０）面に対しては垂直に入射されるが、（１１１）面等
の高次の面に対しては斜めに入射され、入射量が相対的
に少なくなるからである。また、（１００）面は、表面
が全て２本の結合手をもつＡsで覆われているので、到
達したＧaがマイグレーションし難いが、（１１１）面
等の高次面は、表面がすべて１本の結合手をもつＧaで
覆われているので、到達したＧaがマイグレーションし
易い。この結果、高次の面は成長速度が小さくなる。基
板温度が高くなるにつれてＧaのマイグレーションが活
発になることから、この現象はさらに顕著になる。実際
に、基板温度７３０℃では、（１００）面上の成長速度
を０．９５μm／hr、（１１１）、（２１１）面上の成
長速度を略０μm／hrに設定することができる。これ
は、基板温度がある程度以上高くなると、基板表面上で
マイグレーションしていたＧaが脱離し始めるからであ
り、脱離し始める温度は、表面が１本の結合手をもつＧ
aで覆われている割合に応じて、低い方から（１１
１）、（２１１）、（３１１）、（４１１）そして（１
００）面の順になっている。したがって、工程（図１
(a)）で斜面１ｂの面方位を適当な高次面に設定してお
くことによって、基板温度を７３０℃程度に制御して、
Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）活性層３を（１０
０）面１ａ，１ｃのみに成長させる一方、斜面１ｂに成
長させないようにすることができる。また、それよりも
低い温度で成長し、薄く積層されても良い。

【００３５】また、成長速度の面方位による差は、Ａｌ
組成の小さいＡlＧaＡsやＧaＡsでは顕著に現れるが、
Ａl組成の大きいＡlＧaＡsではＡl原子がＧa原子に比べ
マイグレーションし難いため小さくなる。つまり、Ａl
組成の大きいＧa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラ
ッド層２の場合は、面方位による成長速度の差が少な
く、したがって、面１ａ，１ｃだけでなく斜面１ｂにも
成長させることができる。

【００３６】このようにしてクラッド層２，活性層３
を成長させた後、図１(b)に示すように、引き続き、p型
Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層４と、
p型ＧaＡs保護層５と、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）エッチストップ層６と、n型ＧaＡs電流阻止
層７を順次積層する。これらの層４，５，６，７は、ク
ラッド層２と同様に、（１００）面１ａ，１ｃ上だけで
なく斜面１ｂ上にも成長する。なお、このとき、基板温
度は、６５０〜７００℃の低温域に設定しても良い。

【００３７】次に、図１(c)および図２（ｃ−Ａ）に
示すように、第２回目のエッチングを行って、n型ＧaＡ
s電流阻止層７，n型Ｇa_1-xＡlxＡsエッチストップ層６
のうち励起領域１９に存する部分に、励起領域１９から
電流非注入領域１８へストライプ状に延びる溝１５を形
成する。この第２回目のエッチングは、ＧaＡs選択エッ
チング液を用いて、n型ＧaＡs電流阻止層７表面からn型
Ｇa_1-xＡlxＡsエッチストップ層６表面に達するまでエ
ッチングし、続いて、ＡlＧaＡs選択エッチング液を用
いて、n型Ｇa_1-xＡlxＡsエッチストップ層６表面からp
型ＧaＡs保護層５表面に達するまでエッチングする。

【００３８】次に、第２回目の成長を行って、この上
に、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド
層８と、p型ＧaＡsコンタクト層９を順次成長させる。
この第２回目の成長は、ＭＢＥ法でなくてもＭＯＣＶＤ
法、ＭＯＭＢＥ（ガスソース有機金属分子線エピタキ
シ）法またはＬＰＥ法でも良い。

【００３９】次に、基板１の裏面側，コンタクト層９
の表面側にそれぞれn型電極１１，p型電極１２を形成
し、また、励起領域１９側の素子端面，電流非注入領域
１８側の素子端面にそれぞれ低反射率コーティング膜１
３,１４を形成して作製を完了する。

【００４０】動作時には、図１(c)に示すように、電極
１１，１２の間に電流が注入され、ストライプ溝１５を
通してキャリアが流れる。Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．０８）活性層３のうち励起領域１９に存する部分で
導波された光は、注入キャリアの再結合により生成され
る自然放出光の誘導放出による利得で増幅される。活性
層３を電流非注入領域１８側に向かって導波してきた光
Ｌは、ウインドウ部４ａの中に入射して広がる。そし
て、低反射コーティング膜１４が形成された素子端面に
達し、その一部は反射されて励起領域１９側に戻ってく
る。しかし、ウインドウ部４ａで光が広がることによっ
て実効的な反射率が低減されている。したがって、反射
光が活性層３にカップリングされる割合を少なくするこ
とができる。これにより、レーザダイオードとしてのし
きい値電流値を大きくし、低反射コーティング膜１３が
形成された素子端面を通して、スペクトル半値幅の広い
スーパールミネッセントダイオード光を高出力で出射す
ることができる。なお、低反射率コーティング膜１４を
形成しているので、当然ながら、反射率はさらに低減で
きる。また、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばｘ＝０．５０）ク
ラッド層２，４の禁制帯幅がＧa_1-xＡlxＡs（例えばｘ
＝０．０８）活性層３の禁制帯幅よりも大きくなるよう
に組成を設定しているので、ウインドウ部４ａでは光の
吸収がなく、電流を効率良く利用できる。

【００４１】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程２回と成長工程２回とで簡
単に作製でき、従来（エッチング工程３回と成長工程３
回）に比して、工程数を減らすことができる。したがっ
て、コストを低減し、歩留まりを高めることができる。

【００４２】また、上記各層２，３，４，５，６，７を
ＭＢＥ装置などの真空中で連続的に成長させるので、Ａ
l組成比の大きいn型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層２，p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．
５０）クラッド層４が大気に晒されて酸化されることが
なく、良好な成長界面を得ることができる。したがっ
て、成長界面での非発光再結合による劣化を無くして、
従来に比して信頼性を高めることができる。

【００４３】実際に、上記スーパールミネッセントダイ
オード素子を作製したところ、駆動電流１００mＡで１
０mＷのスーパールミネッセント光が得られた。

【００４４】なお、当然ながら、Ｇa_1-xＡlxＡsのＡl組
成比xは、層間の大小関係を変えない範囲で適宜変更し
ても良い。

【００４５】図４(a),(b)はこの発明の第２実施例のス
ーパールミネッセントダイオード素子の作製過程を示し
ている（同図(b)は完成状態を示している。）。なお、
同図（ｂ−Ａ），（ｂ−Ｂ），（ｂ−Ｃ）はそれぞれ同
図(b)のＡ線，Ｂ線，Ｃ線の箇所での光導波方向に垂直
な断面を示し、同図（ｃ−Ａ），（ｃ−Ｂ），（ｃ−
Ｃ）はそれぞれ同図(c)のＡ線，Ｂ線，Ｃ線の箇所での
光導波方向に垂直な断面を示している。

【００４６】同図(b)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、p型ＧaＡs基板３１の表
面に、動作時に電流が注入される励起領域４９と、電流
が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）３２ａを持つ
電流非注入領域４８を有している。励起領域４９は基板
表面の（１００）面３１ａに対応する一方、電流非注入
領域４８は基板表面に形成された斜面３１ｂ，平坦面
（面方位（１００））３１ｃに対応している。励起領域
４９および電流非注入領域４８上には、n型ＧaＡs電流
阻止層３７と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層３４と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．
０８）活性層３３と、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層３２と、n型ＧaＡsコンタクト層
３９とが順に設けられている。４１，４２は電極であ
る。図中に示すように、活性層３３は、斜面３１ｂ上に
は設けられず、（１００）面３１ａ，３１ｃ上にのみ設
けられている。この結果、活性層３３の励起領域４９と
電流非注入領域４８との境界の端面は、ウインドウ部
（クラッド層３２のうち電流非注入領域４８に存する部
分）３２ａに面している。また、同図（ｂ−Ａ）に示す
ように、n型ＧaＡs電流阻止層３７のうち励起領域４９
に存する部分に、この層３７を貫通して基板表面に達す
る断面略Ｖ字状の溝４５が形成されている。要するに、
このスーパールミネッセントダイオード素子が第１実施
例と異なるのは、活性層３３に関してp型ＧaＡs基板３
１側にn型ＧaＡs電流阻止層３７が設けられている点
と、溝４５の断面形状に沿って活性層３３が略Ｖ字状に
屈曲している点である。

【００４７】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【００４８】まず、同図(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、p型ＧaＡs基板３１の（１０
０）面３１ａの電流非注入領域４８に、面３１ａに対し
て平行で高さが低い平坦面３１ｃと、面３１ａと面３１
ｃとをつなぐ斜面３１ｂとを形成する。上記斜面３１ｂ
の面方位は、適当な高次面となるように形成する。

【００４９】次に、第１回目の成長をＭＢＥ（分子線
エピタキシ）法により行って、p型ＧaＡs基板３１上
に、n型ＧaＡs電流阻止層３７を成長させる。

【００５０】次に、同図（ｃ−Ａ）に示すように、第
２回目のエッチングを行って、n型ＧaＡs電流阻止層３
７のうち励起領域４９に存する部分に、励起領域４９か
ら電流非注入領域４８へストライプ状に延びる溝４５を
形成する。この第２回目のエッチングは、n型ＧaＡs電
流阻止層３７表面から基板表面に達するまでエッチング
する。

【００５１】次に、同図(b)に示すように、第２回目
の成長をＭＢＥ法により行って、この上に、p型Ｇa_1-x
ＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層３４と、Ｇa
_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）活性層３３と、n型Ｇ
a_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層３２と、
n型ＧaＡsコンタクト層３９を順次成長させる。ここ
で、ＭＢＥ法では、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０
８）活性層３３を成長させるとき、第１実施例で述べた
ように、基板温度を７３０℃程度に設定することによっ
て、斜面３１ｂ上だけ成長速度を０または略０にするこ
とができる。すなわち、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．
０８）活性層３３を（１００）面３１ａ，３１ｃ上にの
みに成長させる一方、斜面３１ｂに成長させないように
することができる。なお、同図（ｂ−Ａ）に示すよう
に、活性層３３は溝４５の断面形状に沿って略Ｖ字状に
屈曲した状態となる。

【００５２】最後に、基板３１の裏面側，コンタクト
層３９の表面側にそれぞれp型電極４１，n型電極４２を
形成して作製を完了する。

【００５３】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部３４ａで光を広げることによって
実効的な反射率を低減して、反射光が活性層３３にカッ
プリングされる割合を少なくすることができる。これに
より、第１実施例と同様に、レーザダイオードとしての
しきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の広いス
ーパールミネッセントダイオード光を高出力で得ること
ができる。

【００５４】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程２回と成長工程２回とで簡
単に作製でき、従来（エッチング工程３回と成長工程３
回）に比して、工程数を減らすことができる。したがっ
て、コストを低減し、歩留まりを高めることができる。

【００５５】また、上記各層３４，３３，３２，３９を
ＭＢＥ装置の真空中で連続的に成長させるので、Ａl組
成比の大きいp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）
クラッド層３４，n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層３２が大気に晒されて酸化されることが
なく、良好な成長界面を得ることができる。したがっ
て、成長界面での非発光再結合による劣化を無くして、
従来に比して信頼性を高めることができる。

【００５６】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子では、図４(b)に示したように、Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．０８）活性層３３が溝４５の断面形状
に沿って屈曲し、この結果、実屈折率導波構造となって
いる。つまり、活性層３３のうち実際に発光する部分
（溝底に面した平坦部分）は、禁制帯幅が大きく屈折率
の小さいＧa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド
層３４で囲まれている。したがって、第１の実施例によ
る素子に比して、光損失を減少させることができ、低駆
動電流動作をを実現することができた。

【００５７】図５(a)，(b)，(c)はこの発明の第３実施
例のスーパールミネッセントダイオード素子の作製過程
を示している（同図(c)は完成状態を示している。）。
また、同図（ｂ−Ａ），（ｂ−Ｂ），（ｂ−Ｃ）はそれ
ぞれ同図(b)のＡ線，Ｂ線，Ｃ線の箇所での光導波方向
に垂直な断面を示し、同図（ｃ−Ａ），（ｃ−Ｂ），
（ｃ−Ｃ）はそれぞれ同図(c)のＡ線，Ｂ線，Ｃ線の箇
所での光導波方向に垂直な断面を示している。

【００５８】同図(c)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板５１の表
面に、動作時に電流が注入される励起領域６９と、電流
が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）５４ａを持つ
電流非注入領域６８を有している。励起領域６９は基板
表面の（１００）面５１ａに対応する一方、電流非注入
領域６８は基板表面に形成された斜面５１ｂ，平坦面
（面方位（１００））５１ｃに対応している。励起領域
６９および電流非注入領域６８上には、n型Ｇa_1-xＡlx
Ａs（例えばx＝０．５０）クラッド層５２と、Ｇa_1-xＡ
lxＡs（例えばx＝０．０８）活性層５３と、p型Ｇa_1-x
ＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層５４と、p型
ＧaＡsエッチングストップ層５６と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層５８と、p型ＧaＡs保
護層５５と、n型ＧaＡs電流阻止層５７と、p型ＧaＡsコ
ンタクト層５９を順に備えている。６１，６２は電極で
ある。図中に示すように、活性層５３，エッチングスト
ップ層５６は、斜面５１ｂ上には設けられず、（１０
０）面５１ａ，５１ｃ上にのみ設けられている。この結
果、活性層７３の励起領域６９と電流非注入領域６８と
の境界の端面は、ウインドウ部（クラッド層５４のうち
電流非注入領域６８に存する部分）５４ａに面してい
る。また、クラッド層５８，保護層５５のうち励起領域
６９に存する部分は、光導波方向にストライプ状に延び
るリッジ部６５を構成している。そして、n型ＧaＡs電
流阻止層５７のうち励起領域６９に存する部分はリッジ
部６５の両側に設けられる一方、n型ＧaＡs電流阻止層
５７のうち電流非注入領域６８に存する部分は保護層５
５上に設けられている。

【００５９】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【００６０】まず、図５(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板５１の（１０
０）面５１ａの電流非注入領域６８に、面５１ａに対し
て平行で高さが低い平坦面５１ｃと、面５１ａと面５１
ｃとをつなぐ斜面５１ｂとを形成する。上記斜面５１ｂ
の面方位は、適当な高次面となるように形成する。

【００６１】次に、同図(b)に示すように、第１回目
の成長をＭＢＥ（分子線エピタキシ）法により行って、
n型ＧaＡs基板５１上に、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層５２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx
＝０．０８）活性層５３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えば
x＝０．５０）クラッド層５４と、p型ＧaＡsエッチング
ストップ層５６と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．
５０）クラッド層５８と、p型ＧaＡs保護層５５を順次
積層する。ここで、ＭＢＥ法では、Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．０８）活性層５３，p型ＧaＡsエッチングス
トップ層５６を成長させるとき、第１実施例で述べたよ
うに、基板温度を７３０℃程度に設定することによっ
て、斜面５１ｂ上だけ成長速度を０または略０にするこ
とができる。すなわち、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．
０８）活性層５３，p型ＧaＡsエッチングストップ層５
６を（１００）面５１ａ，５１ｃ上にのみに成長させる
一方、斜面５１ｂに成長させないようにすることができ
る。なお、他の層５２，５４，５８，５９は、面５１
ａ，５１ｃ上だけでなく斜面５１ｂ上にも成長する。

【００６２】引き続き、絶縁膜６３を全面に積層する。

【００６３】次に、同図(b)，（ｂ−Ａ）に示すよう
に、フォトリソグラフィを行って絶縁膜６３をパターン
加工し、このパターン加工した絶縁膜６３をマスクとし
て第２回目のエッチングを行う。これにより、励起領域
６９に、p型ＧaＡs保護層５５とp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．５０）クラッド層５８とからなり、励起領
域６９から電流非注入領域６８に向かってストライプ状
に延びるリッジ部６５を形成する。保護層５５とクラッ
ド層５８とは、電流非注入領域６８には全面に残してお
く。なお、この第２回目のエッチングは、リッジ部６５
の両側にp型ＧaＡsエッチングストップ層５６が露出し
たとき停止する。

【００６４】次に、同図(c)，（ｃ−Ａ）に示すよう
に、第２回目の成長をＭＢＥ法により行って、励起領域
６９のリッジ部６５の両側に、n型ＧaＡs電流阻止層５
７を選択的に成長させる。n型ＧaＡs電流阻止層５７
は、電流非注入領域６８では、p型ＧaＡsエッチングス
トップ層５６上に全面に成長する。

【００６５】次に、第３回目のエッチングを行って、
励起領域６９に存する絶縁膜６３を除去する。

【００６６】次に、第３回目成長をＭＢＥ法により行
って、n型ＧaＡsコンタクト層５９を全面に成長させ
る。

【００６７】最後に、基板５１の裏面側にn型電極６
１、コンタクト層５９の表面側にp型電極６２を形成し
て、作製を完了する。

【００６８】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部５４ａで光を広げることによって
実効的な反射率を低減して、反射光が活性層５３にカッ
プリングされる割合を少なくすることができる。これに
より、上記各実施例と同様に、レーザダイオードとして
のしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の広い
スーパールミネッセントダイオード光を高出力で得るこ
とができる。

【００６９】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、従来と同様に、エッチング工程３回，成長
工程３回の工程で作製しているが、絶縁膜６３のエッチ
ングは半導体層のエッチングに比して、簡単に行うこと
ができる。したがって、従来の素子に比して簡単に作製
することができ、コストを低減し、歩留まりを高めるこ
とができる。

【００７０】また、上記各層５２，５３，５４，８６，
５８をＭＢＥ装置の真空中で連続的に成長させるので、
Ａl組成比の大きいp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層５４，n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層５２が大気に晒されて酸化される
ことがなく、良好な成長界面を得ることができる。した
がって、成長界面での非発光再結合による劣化を無くし
て、従来に比して信頼性を高めることができる。

【００７１】図６(a)はこの発明の第４実施例のスーパ
ールミネッセントダイオード素子の光導波方向に平行な
断面を示している。同図（ａ−Ａ），（ａ−Ｂ），（ａ
−Ｃ）はそれぞれ同図(a)のＡ線，Ｂ線，Ｃ線の箇所で
の光導波方向に垂直な断面を示している。

【００７２】同図(a)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板７１の表
面に、動作時に電流が注入される励起領域８９と、電流
が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）７２ａを持つ
電流非注入領域８８を有している。励起領域８９は基板
表面に形成された平坦面（（１００）面）７１ａに対応
する一方、電流非注入領域８８は基板表面に形成された
斜面７１ｂおよび基板表面（面方位（１００））７１ｃ
に対応している。励起領域８９および電流非注入領域８
８上には、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）ク
ラッド層７２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）
活性層７３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層７４と、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）電流阻止層７６と、p型ＧaＡsコンタクト層
７９とが順に設けられている。８１，８２は電極であ
る。図中に示すように、活性層７３は、斜面７１ｂ上に
は設けられず、（１００）面７１ａ，７１ｃ上にのみ設
けられている。この結果、活性層７３の励起領域８９と
電流非注入領域８８との境界の端面は、ウインドウ部
（クラッド層７２のうち電流非注入領域８８に存する部
分）７２ａに面している。また、同図(a)および（ａ−
Ａ）に示すように、励起領域８９に、p型ＧaＡsコンタ
クト層７９とn型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）
電流阻止層７６とを貫通してp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えば
x＝０．５０）クラッド層７４に達する拡散層９０が形
成されている。

【００７３】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【００７４】まず、同図(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板７１の励起領域
８９に、（１００）面７１ｃに対して平行で高さが低い
平坦面１ａを形成するとともに、電流非注入領域８８
に、面７１ａと面７１ｃとをつなぐ斜面７１ｂを形成す
る。上記斜面７１ｂの面方位は、適当な高次面となるよ
うに形成する。

【００７５】次に、第１回目の成長をＭＢＥ（分子線
エピタキシ）法により行って、n型ＧaＡs基板７１上
に、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド
層７２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）活性層
７３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラ
ッド層７４と、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）電流阻止層７６と、p型ＧaＡsコンタクト層７９を
順次積層する。ここで、ＭＢＥ法では、Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．０８）活性層７３を成長させるとき、
第１実施例で述べたように、基板温度を７３０℃程度に
設定することによって、斜面７１ｂ上だけ成長速度を０
または略０にすることができる。すなわち、Ｇa_1-xＡlx
Ａs（例えばx＝０．０８）活性層７３を（１００）面７
１ａ，７１ｃ上にのみに成長させる一方、斜面７１ｂに
成長させないようにすることができる。なお、他の層７
２，７４，７６，７９は、（１００）面７１ａ，７１ｃ
上だけでなく斜面７１ｂ上にも成長する。

【００７６】次に、第１回目の拡散を行って、同図
(a)および（ａ−Ａ）に示すように、励起領域８９に、p
型ＧaＡsコンタクト層７９とn型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えば
x＝０．５０）電流阻止層７６とを貫通してp型Ｇa_1-xＡ
lxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層７４に達する拡
散層９０を形成する。

【００７７】最後に、基板７１の裏面側，コンタクト
層７９の表面側にそれぞれn型電極８１，p型電極８２を
形成して作製を完了する。

【００７８】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部７２ａで光を広げることによって
実効的な反射率を低減して、反射光が活性層７３にカッ
プリングされる割合を少なくすることができる。これに
より、上記各実施例と同様に、レーザダイオードとして
のしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の広い
スーパールミネッセントダイオード光を高出力で得るこ
とができる。

【００７９】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程，成長工程，拡散工程各１
回の計３回の工程で簡単に作製できる。したがって、従
来（エッチング工程３回と成長工程３回）に比して、工
程数を大幅に減らすことができる。したがって、コスト
を低減し、歩留まりを高めることができる。

【００８０】また、上記各層７２，７３，７４，７６，
７９をＭＢＥ装置の真空中で連続的に成長させるので、
Ａl組成比の大きいp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層７４，n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層７２が大気に晒されて酸化される
ことがなく、良好な成長界面を得ることができる。した
がって、成長界面での非発光再結合による劣化を無くし
て、従来に比して信頼性を高めることができる。

【００８１】図７(a)〜(b)はこの発明の第５実施例のス
ーパールミネッセントダイオード素子の作製過程を示し
ている（同図(b)は完成状態を示している。）。また、
同図(b-Ａ)，(b−Ｂ)はそれぞれ同図(b)におけるＡ線,
Ｂ線の箇所での光導波方向に垂直な断面を示している。

【００８２】同図(b)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板１０１の
表面に、動作時に電流が注入される励起領域１１９と、
電流が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）１０４ａ
を持つ電流非注入領域１１８を有している。励起領域１
１９は基板表面の（１００）面１０１ａに対応する一
方、電流非注入領域１１８は基板表面に形成された斜面
１０１ｂに対応している。励起領域１１９および電流非
注入領域１１８上には、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１０２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例え
ばx＝０．０８）活性層１０３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１０４と、n型Ｇa_1-x
ＡlxＡs（例えばx＝０．５０）電流阻止層１０５と、p
型ＧaＡsキャップ層１０６とが順に設けられている。１
１１，１１２は電極である。図中に示すように、各層１
０２，…，１０６の斜面１０１ｂ上の厚さは、（１０
０）面１０１ａ上の厚さに比して薄くなっている。この
結果、活性層１０３は励起領域１１９と電流非注入領域
１１８との境界で屈曲し、活性層１０３の屈曲箇所がウ
インドウ部（クラッド層１０４のうち電流非注入領域１
１８に存する部分）１０４ａに面している。また、同図
(a)および（ａ−Ａ）に示すように、励起領域１１９
に、p型ＧaＡsキャップ層１０６とn型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．０８）電流阻止層１０５とを貫通してp
型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１０
４に達する拡散層１２０が形成されている。

【００８３】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【００８４】まず、図７(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板１０１の（１０
０）面１０１ａの電流非注入領域１１８に、（ｍ１１）
Ｂ面（ただしm＞１）、この例では（２１１）Ｂ面１０
１ｂを形成する。

【００８５】次に、同図(b)に示すように、第１回目
の成長をＭＯＣＶＤ法により行って、n型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１０２と、Ｇa_1-xＡl
_1-xＡs（例えばx＝０．０８）活性層１０３と、p型Ｇa
_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１０４
と、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）電流阻止
層１０５と、p型ＧaＡsキャップ層１０６を順次成長さ
せる。ここで、面方位が（２１１）Ｂである上記面１０
１ｂ上では、次に述べるように、（１００）面１０１ａ
上よりも成長速度が遅くなるという性質があり、この結
果、各層１０２，…，１０６の面１０１ｂ上の部分の厚
さを、（１００）面１０１ａ上の部分の厚さに比して薄
くすることができる。

【００８６】図１２は、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相
成長）法による場合の、各面方位でのＧaＡsの成長温度
を示している。この図から分かるように、４００〜７０
０℃の温度範囲で、（１００）面上への成長速度が１μ
m／hrのとき、（１１１）Ｂ面上では成長速度が０、
（２１１）Ｂ面上では０．４７μm／hr、（３１１）Ｂ
面上は０．６４μm／hr、（４１１）Ｂ面は０．７６μm
／hr、（５１１）Ｂ面は０．８１μm／hrとなってい
る。このように（ｍ１１）Ｂ面上の成長速度が（１０
０）面上の成長速度に比して低い理由は、ＧaＡs基板の
Ｂ面上には安定化したＡs原子が存在するためと考えら
れる。つまり、（１１１）Ｂ面は、基板の表面がすべて
安定化したＡsで覆われている結果、成長速度が０とな
っている。ｍが大きくなるにつれて、表面のＡｓの割合
が小さくなり、成長速度が増加する。この現象を利用し
て、上記各層１０２，…，１０６の面１０１ｂ（面方位
（２１１）Ｂ）上の部分の厚さを、（１００）面１０１
ａ上の部分の厚さに比して薄くすることができる。

【００８７】次に、図７(b)，(b−Ａ)に示すように、
第１回目の不純物（例えばＺｎ）拡散を行って、励起領
域１１９に、p型ＧaＡsキャップ層１０６，n型Ｇa_1-xＡ
lxＡs（例えばx＝０．５０）電流阻止層１０５を貫通し
てp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層
１０４に達する拡散領域１２０を形成する。

【００８８】最後に、基板１０１の裏面側，キャップ
層１０６の表面側にそれぞれn型電極１１１、p型電極１
１２を形成し、また、励起領域１１９側の素子端面，電
流非注入領域１１８側の素子端面にそれぞれ低反射率コ
ーティング膜１１４,１１３を形成して作製を完了す
る。

【００８９】動作時には、図７(b)に示すように、電極
１１１，１１２の間に電流が注入され、拡散部１２０を
通してキャリアが流れる。Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．０８）活性層１０３のうち励起領域１１９に存する
部分で導波された光は、注入キャリアの再結合により生
成される自然放出光の誘導放出による利得で増幅され
る。活性層１０３を励起領域１１９から電流非注入領域
１１８側に向かって導波してきた光Ｌは、ウインドウ部
１０４ａの中に入射して広がる。そして、低反射コーテ
ィング膜１１３が形成された素子端面に達し、その一部
は反射されて励起領域１１９側に戻ってくる。しかし、
ウインドウ部１０４ａで光Ｌが広がっているので、実効
的な反射率が低減して、反射光が活性層１０３にカップ
リングされる割合を少なくすることができる。これによ
り、レーザダイオードとしてのしきい値電流値を大きく
し、低反射コーティング膜１１３側の素子端面を通し
て、スペクトル半値幅の広いスーパールミネッセントダ
イオード光を高出力で出射することができる。なお、低
反射率コーティング膜１１３を形成しているので、当然
ながら、反射率はさらに低減できる。また、Ｇa_1-xＡlx
Ａs（例えばｘ＝０．５０）クラッド層１０２，１０４
の禁制帯幅がＧa_1-xＡlxＡs（例えばｘ＝０．０８）活
性層１０３の禁制帯幅よりも大きくなるように組成を設
定しているので、ウインドウ部１０４ａでは光の吸収が
なく、電流を効率良く利用できる。

【００９０】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程，成長工程，拡散工程各１
回の計３回の工程で簡単に作製できる。したがって、従
来（エッチング工程３回と成長工程３回）に比して、工
程数を大幅に減らすことができる。したがって、コスト
を低減し、歩留まりを高めることができる。

【００９１】また、上記各層１０２，…，１０６をＭＯ
ＣＶＤ装置の真空中で連続的に成長させるので、Ａl組
成比の大きいn型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）
クラッド層１０２，p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．
５０）クラッド層１０４が大気に晒されて酸化されるこ
とがなく、良好な成長界面を得ることができる。したが
って、成長界面での非発光再結合による劣化を無くし
て、従来に比して信頼性を高めることができる。

【００９２】実際に、上記スーパールミネッセントダイ
オード素子を作製したところ、駆動電流は１００mＡで
１０mＷのスーパールミネッセント光が得られた。

【００９３】なお、当然ながら、Ｇa_1-xＡlxＡsのＡｌ
組成比は、層間の大小関係を変えない範囲で、適宜変更
しても良い。

【００９４】また、図７(c)に示すように、電流非注入
領域１１８に、斜面１０１ｂに連なるが平坦面１０１ｃ
が形成され、各層１０２，…，１０６が上記平坦面１０
１ｃ上に延在していても良い。

【００９５】図８(a)，(b)，(c)は第６実施例のスーパ
ールミネッセントダイオード素子の作製過程を示してい
る（同図(c)は完成状態を示している。）。また、同図
(b−Ａ)，(b−Ｂ)はそれぞれ同図(b)におけるＡ線, Ｂ
線の箇所での光導波方向に垂直な断面を示している。

【００９６】同図(c)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板１２１の
表面に、動作時に電流が注入される励起領域１３９と、
電流が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）１２４ａ
を持つ電流非注入領域１３８を有している。励起領域１
３９は基板表面の（１００）面１２１ａに対応する一
方、電流非注入領域１３８は基板表面に形成された斜面
１２１ｂに対応している。励起領域１３９および電流非
注入領域１３８上には、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１２２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例え
ばx＝０．０８）活性層１２３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１２４と、p型ＧaＡs
キャップ層１２６とが順に設けられている。１３１，１
３２は電極である。図中に示すように、各層１２２，１
２３，１２４，１２６の斜面１２１ｂ上の厚さは、（１
００）面１２１ａ上の厚さに比して薄くなっている。こ
の結果、活性層１２３は励起領域１３９と電流非注入領
域１３８との境界で屈曲し、活性層１２３の屈曲箇所が
ウインドウ部（クラッド層１２４のうち電流非注入領域
１３８に存する部分）１２４ａに面している。また、キ
ャップ層１２６，クラッド層１２４は、励起領域１３９
から電流非注入領域１３８まで光導波方向にストライプ
状に延びるリッジ部１３５を構成している。

【００９７】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【００９８】まず、図８(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板１２１の（１０
０）面１２１ａの電流非注入領域１３８に、（ｍ１１）
Ｂ面、この例では（２１１）Ｂ面１２１ｂを形成する。

【００９９】次に、同図(b)に示すように、第１回目
の成長をＭＯＣＶＤ法により行って、n型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１２２と、Ｇa_1-xＡl
_1-xＡs（例えばx＝０．０８）活性層１２３と、p型Ｇa
_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１２４
と、p型ＧaＡsキャップ層１２６を順次成長させる。こ
こで、ＭＯＣＶＤ法では、第５実施例で述べたように、
面方位に応じて、各層１２２，…，１２６の面１２１ｂ
上の部分の厚さを、（１００）面１２１ａ上の部分の厚
さに比して薄くすることができる。

【０１００】次に、同図(c)，（ｃ−Ａ），（ｃ−
Ｂ）に示すように、フォトリソグラフィおよび第２回目
のエッチングを行って、p型ＧaＡsキャップ層１２６とp
型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１２
４とからなり、励起領域１３９から電流非注入領域１３
８までストライプ状に延びるリッジ部１３５を形成す
る。なお、この第２回目のエッチングは、p型Ｇa_1-xＡl
xＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１２４の途中で
停止する。

【０１０１】最後に、基板１２１の裏面側，キャップ
層１２６の表面側（励起領域１３９のみ）にそれぞれn
型電極１３１、p型電極１３２を形成し、また、励起領
域１３９側の素子端面，電流非注入領域１３８側の素子
端面にそれぞれ低反射率コーティング膜１３４,１３３
を形成して作製を完了する。

【０１０２】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部１２４ａで光を広げることによっ
て実効的な反射率を低減して、反射光が活性層１２３に
カップリングされる割合を少なくすることができる。こ
れにより、上記各実施例と同様に、レーザダイオードと
してのしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の
広いスーパールミネッセントダイオード光を高出力で得
ることができる。

【０１０３】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程２回，成長工程１回の計３
回の工程で簡単に作製できる。したがって、従来（エッ
チング工程３回と成長工程３回）に比して、工程数を大
幅に減らすことができる。したがって、コストを低減
し、歩留まりを高めることができる。

【０１０４】また、上記各層１２２，１２３，１２４，
１２６をＭＯＣＶＤ装置の真空中で連続的に成長させる
ので、Ａl組成比の大きいｎ型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx
＝０．５０）クラッド層１２２，p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．５０）クラッド層１２４が大気に晒されて
酸化されることがなく、良好な成長界面を得ることがで
きる。したがって、成長界面での非発光再結合による劣
化を無くして、従来に比して信頼性を高めることができ
る。

【０１０５】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子では、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層１２４のうちリッジ部１３５を構成する
部分の厚さと、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層１２４のうちリッジ部１３５の両側に存
する部分の厚さとの差によって、屈折率差が設けられて
いる。すなわち、第５実施例の如き拡散工程を設けるこ
となく、簡単なエッチング工程によって実屈折率導波構
造を得ている。したがって、第５実施例に比して、さら
に歩留まりよく作製することができる。なお、この実屈
折率導波構造によって、低電流駆動で高出力まで基本横
モード発振が得られる。

【０１０６】図９(a),(b),(c)は第７実施例のスーパー
ルミネッセントダイオード素子の作製過程を示している
（同図(c)は完成状態を示している。）。なお、同図(b
−Ａ)，(b−Ｂ)はそれぞれ同図(b)のＡ線,Ｂ線の箇所で
の光導波方向に垂直な断面を示し、同図(c−Ａ),(c−
Ｂ)はそれぞれ同図(c)のＡ線,Ｂ線の箇所での光導波方
向に垂直な断面を示している。

【０１０７】同図(c)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板１４１の
表面に、動作時に電流が注入される励起領域１５９と、
電流が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）１４４ａ
を持つ電流非注入領域１５８を有している。励起領域１
５９は基板表面の（１００）面１４１ａに対応する一
方、電流非注入領域１５８は基板表面に形成された斜面
１４１ｂに対応している。励起領域１５９および電流非
注入領域１５８上には、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１４２と、Ｇa_1-xＡl_1-xＡs（例
えばx＝０．０８）活性層１４３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１４４と、n型ＧaＡs
電流阻止層１４５と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１４８と、p型ＧaＡsコンタクト
層１４６とが順に設けられている。１５１，１５２は電
極である。図中に示すように、各層１４２，１４３，１
４４，１４５，１４８，１４６の斜面１４１ｂ上の厚さ
は、（１００）面１４１ａ上の厚さに比して薄くなって
いる。この結果、活性層１４３は励起領域１５９と電流
非注入領域１５８との境界で屈曲し、活性層１４３の屈
曲箇所がウインドウ部（クラッド層１４４のうち電流非
注入領域１５８に存する部分）１４４ａに面している。
また、電流阻止層１４５のうち励起領域１５９に存する
部分に、ストライプ状のパターンを持ち、この層１４５
を貫通する断面略Ｖ字状の溝１５５が形成されている。

【０１０８】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【０１０９】まず、図９(a)に示すように、第１回目
のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板１４１の（１０
０)面１４１ａの電流非注入領域１３８に、（ｍ１１）
Ｂ面、この例では（２１１）Ｂ面１４１ｂを形成する。

【０１１０】次に、同図(b)に示すように、第１回目
の成長をＭＯＣＶＤ法により行って、n型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１４２と、Ｇa_1-xＡl
_1-xＡs（例えばx＝０．０８）活性層１４３と、p型Ｇa
_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１４４
と、n型ＧaＡs電流阻止層１４５を順次成長させる。こ
こで、ＭＯＣＶＤ法では、既に述べたように、面方位に
応じて、各層１４２，…

【０１１１】，１４５の面１１１ｂ上の部分の厚さを、
（１００）面１４１ａ上の部分の厚さに比して略半分程
度以下にすることができる。

【０１１２】次に、同図(b−Ａ)に示すように、第２
回目のエッチングを行って、n型ＧaＡs電流阻止層１４
５のうち励起領域１５９に存する部分に、励起領域１５
９から電流非注入領域１５８へストライプ状に延びる溝
１５５を形成する。この第２回目のエッチングは、n型
ＧaＡs電流阻止層１４５表面からp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．５０）クラッド層１４４表面に達するまで
エッチングする。

【０１１３】次に、同図(c)に示すように、第２回目
の成長をＭＯＣＶＤ法，ＭＢＥ法などにより行って、こ
の上に、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラ
ッド層１４８、p型ＧaＡsコンタクト層１４６を順次成
長させる。

【０１１４】最後に、基板１４１の裏面側，コンタク
ト層１４６の表面側にそれぞれn型電極１５１，n型電極
１５２を形成して作製を完了する。

【０１１５】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部１４４ａで光を広げることによっ
て実効的な反射率を低減して、反射光が活性層１４３に
カップリングされる割合を少なくすることができる。こ
れにより、上記各実施例と同様に、レーザダイオードと
してのしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の
広いスーパールミネッセントダイオード光を高出力で得
ることができる。

【０１１６】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程２回，成長工程２回の計４
回の工程で簡単に作製できる。したがって、従来（エッ
チング工程３回と成長工程３回）に比して、工程数を減
らすことができる。したがって、コストを低減し、歩留
まりを高めることができる。

【０１１７】また、上記各層１４２，１４３，１４４，
１４５をＭＯＣＶＤ装置の真空中で連続的に成長させる
ので、Ａl組成比の大きいｎ型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx
＝０．５０）クラッド層１４２，p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．５０）クラッド層１４４が大気に晒されて
酸化されることがなく、良好な成長界面を得ることがで
きる。したがって、成長界面での非発光再結合による劣
化を無くして、従来に比して信頼性を高めることができ
る。

【０１１８】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、特に、ストライプ溝１５５の幅およびp型Ｇa_1-
xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１４４によ
って屈折率差が制御し易いくなっている。したがって、
第６実施例に比して、高出力まで基本横モード発振が得
られる。

【０１１９】図１０(a)，(b)，(c)は第８実施例のスー
パールミネッセントダイオード素子の作製過程を示して
いる（同図(c)は完成状態を示している。）。なお、同
図(b−Ａ)，(b−Ｂ)はそれぞれ同図(b)のＡ線,Ｂ線の箇
所での光導波方向に垂直な断面を示し、同図(c−Ａ),(c
−Ｂ)はそれぞれ同図(c)のＡ線,Ｂ線の箇所での光導波
方向に垂直な断面を示している。

【０１２０】同図(c)に示すように、このスーパールミ
ネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板１６１の
表面に、動作時に電流が注入される励起領域１７９と、
電流が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）１６４ａ
を持つ電流非注入領域１７８を有している。励起領域１
７９は基板表面の（１００）面１６１ａに対応する一
方、電流非注入領域１７８は基板表面に形成された斜面
１６１ｂに対応している。励起領域１７９および電流非
注入領域１７８上には、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１６２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例え
ばx＝０．０８）活性層１６３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１６４と、p型ＧaＡs
エッチングストップ層１６９と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．５０）クラッド層１６８と、p型ＧaＡs保護
層１６７と、n型ＧaＡs電流阻止層１６５と、p型ＧaＡs
コンタクト層１６６を順に備えている。１７１，１７２
は電極である。図中に示すように、各層１６２，１６
３，１６４，１６９，１６８，１６７の斜面１４１ｂ上
の厚さは、（１００）面１４１ａ上の厚さに比して薄く
なっている。この結果、活性層１６３は励起領域１７９
と電流非注入領域１７８との境界で屈曲し、活性層１６
３の屈曲箇所がウインドウ部（クラッド層１６４のうち
電流非注入領域１７８に存する部分）１６４ａに面して
いる。また、クラッド層１６８，保護層１６７のうち励
起領域１７９に存する部分は、光導波方向にストライプ
状に延びるリッジ部１７５を構成している。そして、n
型ＧaＡs電流阻止層１６５のうち励起領域１７９に存す
る部分はリッジ部１７５の両側に設けられる一方、n型
ＧaＡs電流阻止層１６５のうち電流非注入領域１７８に
存する部分は保護層１６７上に設けられている。

【０１２１】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【０１２２】まず、図１０(a)に示すように、第１回
目のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板１６１の（１
００)面１６１ａの電流非注入領域１７８に、（ｍ１
１）Ｂ面（ただし、ｍ＞１）、この例では（２１１）Ｂ
面１６１ｂを形成する。

【０１２３】次に、同図(b)に示すように、第１回目
の成長をＭＯＣＶＤ法により行って、n型ＧaＡs基板１
６１上に、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）ク
ラッド層１６２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０
８）活性層１６３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１６４と、p型ＧaＡsエッチング
ストップ層１６９と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１６８と、p型ＧaＡs保護層１６
７を順次積層する。ここで、ＭＯＣＶＤ法では、既に述
べたように、面方位に応じて、各層１６２，１６３，１
６４，１６９，１６８，１６７の面１４１ｂ上の部分の
厚さを、（１００）面１４１ａ上の部分の厚さに比して
略半分程度以下にすることができる。

【０１２４】引き続き、絶縁膜１７０を全面に積層す
る。

【０１２５】次に、同図(b)，(b−Ａ)に示すように、
フォトリソグラフィを行って絶縁膜１７０をパターン加
工し、このパターン加工した絶縁膜１７０をマスクとし
て第２回目のエッチングを行う。これにより、励起領域
１７９に、p型ＧaＡs保護層１６７とp型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１６８とからなり、
励起領域１７９から電流非注入領域１７８に向かってス
トライプ状に延びるリッジ部１７５を形成する。保護層
１６７とクラッド層１６８とは、電流非注入領域１７８
には全面に残しておく。なお、この第２回目のエッチン
グは、リッジ部１７５の両側にp型ＧaＡsエッチングス
トップ層１６９が露出したとき停止する。

【０１２６】次に、同図(c)，(c−Ａ)に示すように、
第２回目の成長をＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などにより行
って、励起領域１７９のリッジ部１７５の両側に、n型
ＧaＡs電流阻止層１６５を選択的に成長させる。n型Ｇa
Ａs電流阻止層１６５は、電流非注入領域１７８では、p
型ＧaＡsエッチングストップ層１６９上に全面に成長す
る。

【０１２７】次に、第３回目のエッチングを行って、
励起領域１７９に存する絶縁膜１７０を除去する。

【０１２８】次に、第３回目成長をＭＯＣＶＤ法、Ｍ
ＢＥ法などにより行って、n型ＧaＡsコンタクト層１６
６を全面に成長させる。

【０１２９】最後に、基板１６１の裏面側にn型電極
１７１、コンタクト層１６６の表面側にp型電極１７２
を形成し、また、励起領域１７９側，電流非注入領域１
７８側の素子端面にそれぞれ低反射コーティング膜１７
４，１７３を形成して、作製を完了する。

【０１３０】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部１６４ａで光を広げることによっ
て実効的な反射率を低減して、反射光が活性層１６３に
カップリングされる割合を少なくすることができる。こ
れにより、上記各実施例と同様に、レーザダイオードと
してのしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の
広いスーパールミネッセントダイオード光を高出力で得
ることができる。

【０１３１】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、従来と同様に、エッチング工程３回，成長
工程３回の工程で作製しているが、絶縁膜１７３のエッ
チングは半導体層のエッチングに比して、簡単に行うこ
とができる。したがって、従来の素子に比して簡単に作
製することができ、コストを低減し、歩留まりを高める
ことができる。

【０１３２】また、上記各層１６２，１６３，１６４，
１６９，１６８，１６７をＭＯＣＶＤ装置の真空中で連
続的に成長させるので、Ａl組成比の大きいｎ型Ｇa_1-x
ＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１６２，p型
Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１６４
が大気に晒されて酸化されることがなく、良好な成長界
面を得ることができる。したがって、成長界面での非発
光再結合による劣化を無くして、従来に比して信頼性を
高めることができる。

【０１３３】図１１(a)〜(c)は第９実施例のスーパール
ミネッセントダイオード素子の作製過程を示している
（同図(c)は完成状態を示している。）。同図(a−Ａ)，
(a−Ｂ)はそれぞれ同図(a)のＡ線,Ｂ線の箇所での光導
波方向に垂直な断面を示し、同図(b−Ａ)，(b−Ｂ)はそ
れぞれ同図(b)のＡ線,Ｂ線の箇所での光導波方向に垂直
な断面を示し、同図(c−Ａ),(c−Ｂ)はそれぞれ同図(c)
のＡ線,Ｂ線の箇所での光導波方向に垂直な断面を示し
ている。

【０１３４】同図(c)，(c−Ａ)に示すように、このスー
パールミネッセントダイオード素子は、n型ＧaＡs基板
１８１の表面に、動作時に電流が注入される励起領域１
９９と、電流が注入されず光出射用窓（ウインドウ部）
１８４ａを持つ電流非注入領域１９８を有している。励
起領域１９９には、メサストライプ２００の直線部分を
構成する（１００）面１８１ａとその側部の斜面（面方
位（１１１）Ｂ）１８１ｃ，１８１ｃが形成される一
方、電流非注入領域１９８はメサストライプ２００の端
部を構成する斜面１８１ｂが形成されている。同図(c−
Ａ)に示すように、メサストライプ２００上に、断面三
角形状に、n型ＧaＡsバッファ層１８７と、n型Ｇa_1-xＡ
lxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１８２と、Ｇa
_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．０８）活性層１８３と、p型
Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１８４
とが積層されている。その両側には、上記各層１８７，
１８２，１８３，１８４に加えて、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１８８と、p型ＧaＡs
キャップ層１８６とが積層されている。１９１，１９２
は電極である。同図(c)に示すように、各層１８７，１
８２，１８３，１８４のうち電流非注入領域１９８上の
部分は、斜面１８１ｂに沿って、励起領域１９９上の部
分に対して下方に屈曲している。この結果、活性層１８
３の屈曲箇所がウインドウ部（クラッド層１８４のうち
電流非注入領域１９８に存する部分）１８４ａに面して
いる。

【０１３５】このスーパールミネッセントダイオード素
子は次のようにして作製される。

【０１３６】まず、図１１(a)，(a−Ａ)に示すよう
に、第１回目のエッチングを行って、n型ＧaＡs基板１
８１の（１００）面１８１ａに、＜０１１＞方向にスト
ライプ状に延びるメサストライプ２００を形成する。す
なわち、励起領域１９９にはメサストライプ２００の側
部を形成する斜面（面方位（１１１）Ｂ）１８１ｃ，１
８１ｃを形成し、電流非注入領域１９８にはメサストラ
イプ２００の端部を形成する斜面１８１ｂを形成する。

【０１３７】次に、同図(b)，(b−Ｂ)に示すように、
上記基板１８１上に、ＭＯＣＶＤ法により、n型ＧaＡs
バッファ層１８７と、n型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝
０．５０）クラッド層１８２と、Ｇa_1-xＡlxＡs（例え
ばx＝０．０８）活性層１８３と、p型Ｇa_1-xＡlxＡs
（例えばx＝０．５０）クラッド層１８４と、n型ＧaＡs
電流阻止層１８５を順次積層する。

【０１３８】このとき、ＭＯＣＶＤ法では、同図(b−
Ｂ)に示すように、メサストライプ２００上に、三角形
状に、n型ＧaＡsバッファ層１８７と、n型Ｇa_1-xＡlxＡ
s（例えばx＝０．５０）クラッド層１８２と、Ｇa_1-xＡ
lxＡs（例えばx＝０．０８）活性層１８３と、p型Ｇa_1-
xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１８４とが
成長し、各層１８７，１８２，１８３，１８４の側部に
（１１１）Ｂ面が現れる。このため、このメサストライ
プ２００の両側に成長する各層の高さが抑制されて、p
型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１８
４の高さは元のメサストライプ２００の高さ１８１ａに
達する程度にとどまる。この結果、Ｇa_1-xＡlxＡs（例
えばx＝０．０８）活性層１８３は、（１１１）Ｂ面で
切断された形状となる。活性層１８３の両側にはn型Ｇa
Ａs電流阻止層１８５が成長する。n型ＧaＡs電流阻止層
１８５はメサストライプ上には形成されない。

【０１３９】また、同図(b)に示すように、各層１８
７，１８２，１８３，１８４のうち電流非注入領域１９
８に存する部分は、励起領域１９９に存する部分に対し
て屈曲して成長する。ただし、この例では、斜面１８１
ｂが（ｍ１１）面ではないため、各層１８７，１８２，
１８３，１８４のうち電流非注入領域１９８に存する部
分の厚さは、励起領域１９９に存する部分の厚さと同程
度である。

【０１４０】同図(c)，(c−Ａ)に示すように、この上
に、すなわち、三角形頂部のp型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えば
x＝０．５０）クラッド層１８４，n型ＧaＡs電流阻止層
１８５の上に、p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層１８８と、p型ＧaＡsキャップ層１８６
とを連続的に成長させる。

【０１４１】このようにして、活性層１８３の上下にp
−i−nダブル・ヘテロ構造を形成するとともに、n型Ｇa
Ａs電流阻止層１８５の上下にp−n−p−i−n構造を形成
する。これにより、活性領域に電流を集中させることが
できる。したがって、第５実施例と異なり、電流経路を
設けるための拡散工程を省略することができる。

【０１４２】最後に、基板１８１の裏面側にn型電極
１９１、キャップ層１８６の表面側にp型電極１９２を
形成し、また、励起領域１９９側，電流非注入領域１９
８側の素子端面にそれぞれ低反射コーティング膜１８
４，１８３を形成して、作製を完了する。

【０１４３】このスーパールミネッセントダイオード素
子では、ウインドウ部１８４ａで光を広げることによっ
て実効的な反射率を低減して、反射光が活性層１８３に
カップリングされる割合を少なくすることができる。こ
れにより、上記各実施例と同様に、レーザダイオードと
してのしきい値電流値を大きくし、スペクトル半値幅の
広いスーパールミネッセントダイオード光を高出力で得
ることができる。

【０１４４】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子は、エッチング工程１回，成長工程１回の計２
回の工程で作製できる。したがって、従来の素子に比し
て簡単に作製することができ、コストを低減し、歩留ま
りを高めることができる。

【０１４５】また、上記各層１８７，１８２，１８３，
１８４，１８５，１８８，１８６をＭＯＣＶＤ装置の真
空中で連続的に成長させるので、Ａl組成比の大きいｎ
型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド層１８
２，p型Ｇa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５０）クラッド
層１８４が大気に晒されて酸化されることがなく、良好
な成長界面を得ることができる。したがって、成長界面
での非発光再結合による劣化を無くして、従来に比して
信頼性を高めることができる。

【０１４６】また、このスーパールミネッセントダイオ
ード素子では、メサストライプ２００上のＧa_1-xＡlxＡ
s（例えばx＝０．０８）活性層１８３が、禁制帯幅が大
きく屈折率の小さいＧa_1-xＡlxＡs（例えばx＝０．５
０）クラッド層１８２，１８４で囲まれた実屈折率導波
構造となっている。したがって、光損失を低減でき、低
駆動電流動作を実現することができる。

【０１４７】

【０１４８】

【０１４９】

【０１５０】

【０１５１】

【０１５２】

【０１５３】

【０１５４】

【発明の効果】この発明のスーパールミネッセントダイ
オード素子の製造方法では、下側のクラッド層，活性層
および上側のクラッド層が分子線エピタキシ装置の真空
中で連続的に成長させるので、クラッド層のＡｌ組成比
が大きい場合であっても、クラッド層が大気に晒されて
酸化されることがなく、良好な成長界面を得ることがで
きる。したがって、成長界面での非発光再結合による劣
化を無くして、従来に比して信頼性を高めることかでき
る。また、電流狭窄部を形成する工程を含めて比較した
場合、従来に比して、工程数を減少でき、工程を簡単化
できる。したがって、コストを減少させ、歩留まりを高
めることができる。

【０１５５】また、この発明のスーパールミネッセント
ダイオード素子の製造方法では、下側のクラッド層，活
性層および上側のクラッド層が分子線エピタキシ装置の
真空中で連続的に成長させるので、クラッド層のＡｌ組
成比が大きい場合であっても、クラッド層が大気に晒さ
れて酸化されることがなく、良好な成長界面を得ること
ができる。したがって、成長界面での非発光再結合によ
る劣化を無くして、従来に比して信頼性を高めることか
できる。また、電流狭窄部を形成する工程を含めて比較
した場合、従来に比して、工程数を減少でき、工程を簡
単化できる。したがって、コストを減少させ、歩留まり
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図２】 上記スーパールミネッセントダイオード素子
の作製過程を示す図である。

【図３】 ＧaＡs基板にＭＢＥ法により成長を行う場合
の、基板の各面方位上での基板温度と成長速度との関係
を示す図である。

【図４】 この発明の第２実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図５】 この発明の第３実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図６】 この発明の第４実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図７】 この発明の第５実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程と、変形例のスーパール
ミネッセントダイオード素子を示す図である。

【図８】 この発明の第６実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図９】 この発明の第７実施例のスーパールミネッセ
ントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図１０】 この発明の第８実施例のスーパールミネッ
セントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図１１】 この発明の第９実施例のスーパールミネッ
セントダイオード素子の作製過程を示す図である。

【図１２】 ＧaＡs基板にＭＯＣＶＤ法により成長を行
う場合の、基板の各面方位上での基板温度と成長速度と
の関係を示す図である。

【図１３】 従来のスーパールミネッセントダイオード
素子の断面を示す図である。

【符号の説明】

１，３１，５１，７１，１０１，１２１，１４１，１６
１，１８１ 半導体基板 ２，４，３２，３４，５２，５４，７２，７４，１０
２，１０４，１２２，１２４，１４２，１４４，１６
２，１６４，１８２，１８４ クラッド層 ３，３３，５３，７３，１０３，１２３，１４３，１６
３，１８３ 活性層 ４ａ，３２ａ，５４ａ，７２ａ，１０４ａ，１２４ａ，
１４４ａ，１６４ａ，１８４ａ ウインドウ部 １５，４５，１５５ ストライプ状溝 ６５，１３５，１７５ リッジ部 ９０，１２０ 拡散層 １ａ，１ｃ，３１ａ，３１ｃ，５１ａ，５１ｃ，７１
ａ，７１ｃ，１０１ａ，１２１ａ，１４１ａ，１６１
ａ，１８１ａ （１００）面 １ｂ，３１ｂ，５１ｂ，７１ｂ，１０１ｂ，１２１ｂ，
１４１ｂ，１６１ｂ，１８１ｃ （ｍ１１）Ｂ面（斜
面） １８１ｂ 斜面 ２００ メサストライプ

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Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に、電流狭窄部を介して電
   流注入を受けて基板表面に平行な一方向に光を導波させ
   る活性層が設けられた励起領域と、上記励起領域の上記
   一方向片側に連なり、上記活性層の端部から入射した光
   を広げて実効的反射率を低下させるウインドウ部が設け
   られた電流非注入領域とを有し、上記励起領域では、上
   記基板表面は上記一方向に平坦な（１００）面をなし、
   上記基板表面に平行な状態で、上記活性層の下側，上側
   に、上記活性層よりも禁制帯幅が大きいクラッド層が設
   けられ、上記電流非注入領域では、上記基板表面に、上
   記（１００）面に対して一定角で傾斜して連なる傾斜面
   が設けられ、上記ウインドウ部は上記励起領域から上記
   傾斜面に沿って延在する上記クラッド層からなるスーパ
   ールミネッセントダイオード素子を作製するスーパール
   ミネッセントダイオード素子の製造方法であって、 半導体基板の（１００）面をエッチングして、上記電流
   非注入領域に上記（１００）面に対して一定角で傾斜し
   て連なる（ｍ１１）Ｂ面を形成する工程と、 上記基板上に、分子線エピタキシ法により、上記下側の
   クラッド層，活性層および上側のクラッド層を順次成長
   させて、上記励起領域では、（１００）面に平行な状態
   で上記活性層およびクラッド層を積層する一方、上記電
   流非注入領域では、上記（ｍ１１）Ｂ面の成長速度を抑
   制する基板温度で上記（ｍ１１）Ｂ面に沿って上記クラ
   ッド層のみ又は上記活性層およびクラッド層を上記励起
   領域上の厚さよりも薄く積層する工程を有することを特
   徴とするスーパールミネッセントダイオード素子の製造
   方法。
2. 【請求項２】 半導体基板上に、電流狭窄部を介して電
   流注入を受けて基板表面に平行な一方向に光を導波させ
   る活性層が設けられた励起領域と、上記励起領域の上記
   一方向片側に連なり、上記活性層の端部から入射した光
   を広げて実効的反射率を低下させるウインドウ部が設け
   られた電流非注入領域とを有し、上記励起領域では、上
   記基板表面は上記一方向に平坦な（１００）面をなし、
   上記基板表面に平行な状態で、上記活性層の下側，上側
   に、上記活性層よりも禁制帯幅が大きいクラッド層が設
   けられ、上記電流非注入領域では、上記基板表面に、上
   記（１００）面に対して一定角で傾斜して連なる傾斜面
   が設けられ、上記ウインドウ部は上記励起領域から上記
   傾斜面に沿って延在する上記クラッド層からなるスーパ
   ールミネッセントダイオード素子を作製するスーパール
   ミネッセントダイオード素子の製造方法であって、 半導体基板の（１００）面をエッチングして、上記電流
   非注入領域に上記（１００）面に対して一定角で傾斜し
   て連なる（ｍ１１）Ｂ面（ただし、ｍは２以上の整数）
   を形成する工程と、 上記基板上に、有機金属気相成長法により、上記下側の
   クラッド層，活性層および上側のクラッド層を順次成長
   させて、上記励起領域では、（１００）面に平行な状態
   で上記活性層およびクラッド層を積層する一方、上記電
   流非注入領域では、上記（ｍ１１）Ｂ面の成長速度を抑
   制する基板温度で上記励起領域から（ｍ１１）Ｂ面に沿
   って上記クラッド層のみ又は上記活性層およびクラッド
   層を上記励起領域上の厚さよりも薄く積層する工程を有
   することを特徴とするスーパールミネッセントダイオー
   ド素子の製造方法。
3. 【請求項３】 半導体基板上に、電流狭窄部を介して電
   流注入を受けて基板表面に平行な一方向に光を導波させ
   る活性層が設けられた励起領域と、上記励起領域の上記
   一方向片側に連なり、上記活性層の端部から入射した光
   を広げて実効的反射率を低下させるウインドウ部が設け
   られた電流非注入領域とを有し、上記励起領域では、上
   記基板表面に、上記一方向に平坦な（１００）面と、上
   記（１００）面に傾斜して連なる（１１１）Ｂ面とで、
   上記一方向に延びる断面台形状のメサストライプが構成
   され、上記メサストライプ上に、上記一方向に延びる上
   記活性層と、上記活性層よりも禁制帯幅が大きく上記活
   性層の上下を挟むクラッド層とが、断面が上記（１０
   ０）面と（１１１）Ｂ面とで仕切られる三角形状に設け
   られ、上記電流非注入領域では、上記メサストライプの
   上記一方向の端部に、上記（１００）面に対して一定角
   で傾斜して連なる傾斜面が設けられ、上記ウインドウ部
   は上記励起領域から上記傾斜面に沿って延在する上記ク
   ラッド層からなるスーパールミネッセントダイオード素
   子を作製するスーパールミネッセントダイオード素子の
   製造方法であって、 半導体基板の（１００）面をエッチングして、上記励起
   領域に上記（１００）面に傾斜して連なる（１１１）Ｂ
   面を形成するとともに、上記電流非注入領域に上記（１
   ００）面に対して一定角で連なる傾斜面を形成して、上
   記励起領域から電流非注入領域に延びるメサストライプ
   を構成する工程と、 上記基板上に、有機金属気相成長法により、上記下側の
   クラッド層，活性層および上側のクラッド層を順次成長
   させて、上記励起領域では、上記メサストライプ上に、
   上記一方向に延びる上記活性層およびクラッド層を、断
   面が上記（１００）面と（１１１）Ｂ面とで仕切られる
   三角形状に積層する一方、上記電流非注入領域では、上
   記（ｍ１１）Ｂ面の成長速度を抑制する基板温度で上記
   メサストライプの上記一方向の端部の傾斜面上に、上記
   励起領域から上記傾斜面に沿って上記活性層およびクラ
   ッド層を上記励起領域上の厚さよりも薄く積層する工程
   を有することを特徴とするスーパールミネッセントダイ
   オード素子の製造方法。