JP3375119B2 - Semiconductor crystal growth method - Google Patents

Semiconductor crystal growth method

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JP3375119B2
JP3375119B2 JP20046697A JP20046697A JP3375119B2 JP 3375119 B2 JP3375119 B2 JP 3375119B2 JP 20046697 A JP20046697 A JP 20046697A JP 20046697 A JP20046697 A JP 20046697A JP 3375119 B2 JP3375119 B2 JP 3375119B2
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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】本発明は、例えば、半導体レ
ーザ素子や発光ダイオード等の半導体発光素子の製造に
好適に用いられる、半導体結晶成長方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor crystal growth method, which is preferably used for manufacturing semiconductor light emitting devices such as semiconductor laser devices and light emitting diodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体発光素子の製造において
は、素子特性の向上および歩留りの向上が図られてい
る。このため、半導体発光素子をステムにマウントする
際に生じるマウント歪みおよびマウントリークを低減さ
せることが重要な課題となっている。この課題を解決す
るためには、半導体発光素子の発光部とステムのマウン
ト台との間に距離を設けて離すことが必要であり、これ
を実現するためには、発光部の上方にコンタクト層を設
ける方法が有効である。
2. Description of the Related Art In recent years, in the manufacture of semiconductor light emitting devices, device characteristics and yield have been improved. Therefore, it is an important issue to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor light emitting device is mounted on the stem. In order to solve this problem, it is necessary to provide a distance between the light emitting portion of the semiconductor light emitting element and the mount base of the stem, and in order to realize this, the contact layer is provided above the light emitting portion. Is effective.

【0003】図12に、従来のリッジ型AlGaInP
系半導体レーザ素子の製造工程を示す。
FIG. 12 shows a conventional ridge type AlGaInP.
A manufacturing process of a semiconductor laser diode device will be described.

【0004】まず、図12(a)に示すように、半導体
積層構造のコンタクト層112よりも下側の部分までを
形成する。すなわち、第1導電型GaAs基板101の
上に、第1導電型GaAsバッファー層102、第1導
電型GaInPバッファー層103、第1導電型AlG
aInP第1クラッド層104、GaInP活性層10
5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層106お
よびGaInPエッチストップ層107を形成し、その
中央部上に、第2導電型AlGaInP第3クラッド層
108、第2導電型GaInP中間層109および第2
導電型GaAsキャップ層110をリッジ状に形成し、
その両側にそれらを埋め込むように、第1導電型GaA
s電流狭窄層111を形成する。このとき、電流経路に
相当するGaAs層は表面に出ている状態になってい
る。
First, as shown in FIG. 12A, a portion of the semiconductor laminated structure below the contact layer 112 is formed. That is, on the first conductivity type GaAs substrate 101, the first conductivity type GaAs buffer layer 102, the first conductivity type GaInP buffer layer 103, and the first conductivity type AlG.
aInP first clad layer 104, GaInP active layer 10
5, the second conductivity type AlGaInP second clad layer 106 and the GaInP etch stop layer 107 are formed, and the second conductivity type AlGaInP third clad layer 108, the second conductivity type GaInP intermediate layer 109 and the second
The conductive type GaAs cap layer 110 is formed in a ridge shape,
First conductivity type GaA so as to embed them on both sides thereof.
The s current confinement layer 111 is formed. At this time, the GaAs layer corresponding to the current path is exposed on the surface.

【0005】その上に、図12(b)に示すように、M
BE(Molecular Beam Epitax
y)法により第2導電型GaAsコンタクト層112を
成長させて半導体積層構造を得る。
On top of that, as shown in FIG.
BE (Molecular Beam Epitax)
The second conductivity type GaAs contact layer 112 is grown by the y) method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0006】その後、コンタクト層112の上に電極1
14を形成し、基板側に電極115を形成する。
After that, the electrode 1 is formed on the contact layer 112.
14 is formed, and the electrode 115 is formed on the substrate side.

【0007】また、図13に従来のリッジ型AlGaI
nP系半導体レーザ素子の他の製造工程を示す。
FIG. 13 shows a conventional ridge type AlGaI.
Another manufacturing process of the nP-based semiconductor laser device is shown.

【0008】まず、図13(a)に示すように、半導体
積層構造のコンタクト層112よりも下側の部分までを
形成する。すなわち、第1導電型GaAs基板101の
上に、第1導電型GaAsバッファー層102、第1導
電型GaInPバッファー層103、第1導電型AlG
aInP第1クラッド層104、GaInP活性層10
5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層106お
よびGaInPエッチストップ層107を形成し、その
中央部上に、第2導電型AlGaInP第3クラッド層
108および第2導電型GaInP中間層109をリッ
ジ状に形成し、その両側にそれらを埋め込むように、第
1導電型GaAs電流狭窄層111を形成する。このと
き、電流経路に相当するGaInP層は表面に出ている
状態になっている。
First, as shown in FIG. 13A, a portion of the semiconductor laminated structure below the contact layer 112 is formed. That is, on the first conductivity type GaAs substrate 101, the first conductivity type GaAs buffer layer 102, the first conductivity type GaInP buffer layer 103, and the first conductivity type AlG.
aInP first clad layer 104, GaInP active layer 10
5, a second conductivity type AlGaInP second clad layer 106 and a GaInP etch stop layer 107 are formed, and a second conductivity type AlGaInP third clad layer 108 and a second conductivity type GaInP intermediate layer 109 are formed in a ridge shape on the central portion thereof. And the first conductivity type GaAs current confinement layer 111 is formed so as to fill them on both sides. At this time, the GaInP layer corresponding to the current path is exposed on the surface.

【0009】その上に、図13(b)に示すように、M
BE法により第2導電型GaAsコンタクト層112を
成長させて半導体積層構造を得る。
Further, as shown in FIG. 13 (b), M
The second conductivity type GaAs contact layer 112 is grown by the BE method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0010】その後、コンタクト層112の上に電極1
14を形成し、基板側に電極115を形成する。
After that, the electrode 1 is formed on the contact layer 112.
14 is formed, and the electrode 115 is formed on the substrate side.

【0011】このようにして得られる半導体レーザ素子
は、第1導電型GaAs電流狭窄層111の上に第2導
電型GaAsコンタクト層112が設けられているの
で、発光部である活性層105から半導体積層構造の表
面までの間に距離を設けることができる。よって、半導
体レーザ素子の発光部とステムのマウント台との間の距
離を離して、マウント歪みやマウントリークを低減させ
ることができる。
In the semiconductor laser device thus obtained, since the second conductivity type GaAs contact layer 112 is provided on the first conductivity type GaAs current confinement layer 111, the semiconductor layer is formed from the active layer 105 which is the light emitting portion. A distance can be provided to the surface of the laminated structure. Therefore, the distance between the light emitting portion of the semiconductor laser device and the mount base of the stem can be increased to reduce mount distortion and mount leak.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図12
に示した従来の半導体レーザ素子の製造工程において
は、第2導電型コンタクト層112をMBE法により成
長させる前に、電流経路に相当する第2導電型GaAs
キャップ層110の表面が一度大気に曝される。そのた
め、第2導電型GaAsキャップ層110の表面に変成
が起こったり、酸化されたり、コンタミネイションが発
生したりして、第2導電型GaAsキャップ層110と
第2導電型GaAsコンタクト層112との間に良好な
界面が得られない。その結果、半導体レーザ素子の動作
電圧が3V〜4Vといった高抵抗なものになってしまう
ことがあり、歩留りが悪かった。
However, as shown in FIG.
In the manufacturing process of the conventional semiconductor laser device shown in FIG. 1, before the second conductivity type contact layer 112 is grown by the MBE method, the second conductivity type GaAs corresponding to the current path is formed.
The surface of the cap layer 110 is once exposed to the atmosphere. Therefore, the surface of the second-conductivity-type GaAs cap layer 110 is transformed, oxidized, or contaminated, so that the second-conductivity-type GaAs cap layer 110 and the second-conductivity-type GaAs contact layer 112 are separated from each other. A good interface cannot be obtained between them. As a result, the operating voltage of the semiconductor laser device may be as high as 3V to 4V, and the yield is poor.

【0013】また、図13に示した従来の半導体レーザ
素子の製造工程においても、第2導電型コンタクト層1
12をMBE法により成長させる前に、電流経路に相当
する第2導電型GaInP中間層109の表面が一度大
気に曝されるので、同様な問題があった。
Also in the manufacturing process of the conventional semiconductor laser device shown in FIG. 13, the second conductivity type contact layer 1 is also used.
Before growing 12 by the MBE method, the surface of the second conductivity type GaInP intermediate layer 109 corresponding to the current path was once exposed to the atmosphere, so that there was a similar problem.

【0014】また、第2導電型コンタクト層としては、
GaAs層以外にAlGaAs層やGaInP層、Al
GaInP層またはAlInP層等が用いられることも
あるが、その場合にも、同様な問題が起こっていた。
Further, as the second conductivity type contact layer,
AlGaAs layer, GaInP layer, Al other than GaAs layer
A GaInP layer, an AlInP layer, or the like may be used, but in that case, the same problem occurs.

【0015】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、MBE法により良好
な状態で半導体結晶を成長させることができる半導体結
晶成長方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art, and an object thereof is to provide a semiconductor crystal growth method capable of growing a semiconductor crystal in a good state by the MBE method. And

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体結晶成長
方法は、化合物半導体層からなる発光部上に設けられて
いるGaAs層またはGaInP層上に、Molecu
lar Beam Epitaxy法によりGaAs、
AlGaAs、GaInP、AlGaInPまたはAl
InPからなる結晶を成長する方法であって、該GaA
s層または該GaInP層を表面から厚み方向に100
オングストローム以上エッチング除去する工程と、該G
aAs層または該GaInP層のエッチング除去後の表
面の上に、GaAs、AlGaAs、GaInP、Al
GaInPまたはAlInPからなる結晶を成長させる
工程とを含み、そのことにより上記目的が達成される。
According to the method for growing a semiconductor crystal of the present invention, Moleccu is formed on a GaAs layer or a GaInP layer provided on a light emitting portion made of a compound semiconductor layer.
by lar beam epitaxy method,
AlGaAs, GaInP, AlGaInP or Al
A method for growing a crystal of InP, comprising:
The s layer or the GaInP layer is 100 in the thickness direction from the surface.
A step of etching and removing the angstrom or more;
GaAs, AlGaAs, GaInP, Al are formed on the surface of the aAs layer or the GaInP layer after being removed by etching.
A step of growing a crystal of GaInP or AlInP, whereby the above object is achieved.

【0017】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体層からなる発光部上に設けられているGaAs層の
上に、Molecular Beam Epitaxy
法によりGaAsまたはAlGaAsからなる結晶を成
長する方法であって、該GaAs層の表面にAsビーム
を照射しながら基板温度620℃以上700℃以下で5
分以上保持する工程と、上記工程後、該GaAs層の表
面の上に、GaAsまたはAlGaAsからなる結晶を
成長させる工程とを含み、そのことにより上記目的が達
成される。
According to the method for growing a semiconductor crystal of the present invention, a molecular beam epitaxy is formed on a GaAs layer provided on a light emitting portion made of a compound semiconductor layer.
Is a method of growing a crystal of GaAs or AlGaAs by the method of irradiating the surface of the GaAs layer with an As beam at a substrate temperature of 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower.
The above-mentioned object is achieved by including a step of holding for more than a minute and a step of growing a crystal of GaAs or AlGaAs on the surface of the GaAs layer after the above step.

【0018】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体層からなる発光部上に設けられているGaAs層の
上に、Molecular Beam Epitaxy
法によりGaInP、AlGaInPまたはAlInP
からなる結晶を成長する方法であって、該GaAs層の
表面にPビームを照射しながら基板温度620℃以上7
00℃以下で5分以上保持する工程と、上記工程後、該
GaAs層の表面の上に、GaInP、AlGaInP
またはAlInPからなる結晶を成長させる工程とを含
み、そのことにより上記目的が達成される。
According to the method for growing a semiconductor crystal of the present invention, a molecular beam epitaxy is formed on a GaAs layer provided on a light emitting portion made of a compound semiconductor layer.
Method, GaInP, AlGaInP or AlInP
And a substrate temperature of 620 ° C. or higher while irradiating the surface of the GaAs layer with a P beam.
A step of holding at 00 ° C. or lower for 5 minutes or more, and after the above steps, GaInP and AlGaInP are formed on the surface of the GaAs layer.
Or a step of growing a crystal made of AlInP, whereby the above object is achieved.

【0019】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体からなる発光部上に設けられているGaInP層の
上に、Molecular Beam Epitaxy
法によりGaAsまたはAlGaAsからなる結晶を成
長する方法であって、該GaInP層の表面にAsビー
ムを照射しながら基板温度500℃以上550℃以下で
5分以上保持する工程と、上記工程後、該GaInP層
の表面の上に、GaAsまたはAlGaAsからなる結
晶を成長させる工程とを含み、そのことにより上記目的
が達成される。
According to the method for growing a semiconductor crystal of the present invention, a molecular beam epitaxy is formed on a GaInP layer provided on a light emitting portion made of a compound semiconductor.
A method of growing a crystal composed of GaAs or AlGaAs by a method of: maintaining a substrate temperature of 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower for 5 minutes or more while irradiating the surface of the GaInP layer with an As beam; Growing a crystal of GaAs or AlGaAs on the surface of the GaInP layer, whereby the above object is achieved.

【0020】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体からなる発光部上に設けられているGaInP層の
上に、Molecular Beam Epitaxy
法によりGaInP、AlGaInPまたはAlInP
からなる結晶を成長する方法であって、該GaInP層
の表面にPビームを照射しながら基板温度500℃以上
550℃以下で5分以上保持する工程と、上記工程後、
該GaInP層の表面の上に、GaInP、AlGaI
nPまたはAlInPからなる結晶を成長させる工程と
を含み、そのことにより上記目的が達成される。
According to the semiconductor crystal growth method of the present invention, the molecular beam epitaxy is formed on the GaInP layer provided on the light emitting portion made of a compound semiconductor.
Method, GaInP, AlGaInP or AlInP
And a step of holding the substrate temperature of 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower for 5 minutes or more while irradiating the surface of the GaInP layer with a P beam.
On the surface of the GaInP layer, GaInP, AlGaI
growing a crystal of nP or AlInP, whereby the above object is achieved.

【0021】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体からなる発光部上に設けられているGaAs層の上
に、Molecular Beam Epitaxy法
によりGaAsまたはAlGaAsからなる結晶を成長
する方法であって、該GaAs層を表面から厚み方向に
100オングストローム以上エッチング除去し、該Ga
As層のエッチング除去後の表面にAsビームを照射し
ながら基板温度620℃以上700℃以下で5分以上保
持する工程と、上記工程後、該GaAs層の表面の上
に、GaAsまたはAlGaAsからなる結晶を成長さ
せる工程とを含み、そのことにより上記目的が達成され
る。
The semiconductor crystal growth method of the present invention is a method of growing a crystal of GaAs or AlGaAs by a Molecular Beam Epitaxy method on a GaAs layer provided on a light emitting portion made of a compound semiconductor. The GaAs layer is etched away from the surface in the thickness direction by 100 angstroms or more to remove the Ga
A step of irradiating the surface of the As layer after etching with an As beam while maintaining the substrate temperature at 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 5 minutes or longer, and after the above step, the surface of the GaAs layer is made of GaAs or AlGaAs. Growing the crystal, whereby the above object is achieved.

【0022】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体からなる発光部上に設けられているGaAs層の上
に、Molecular Beam Epitaxy法
によりGaInP、AlGaInPまたはAlInPか
らなる結晶を成長する方法であって、該GaAs層を表
面から厚み方向に100オングストローム以上エッチン
グ除去し、該GaAs層のエッチング除去後の表面にP
ビームを照射しながら基板温度620℃以上700℃以
下で5分以上保持する工程と、上記工程後、該GaAs
層の表面の上に、GaInP、AlGaInPまたはA
lInPからなる結晶を成長させる工程とを含み、その
ことにより上記目的が達成される。
The semiconductor crystal growth method of the present invention is a method of growing a crystal of GaInP, AlGaInP or AlInP on the GaAs layer provided on the light emitting portion made of a compound semiconductor by the molecular beam epitaxy method. , The GaAs layer is etched away from the surface in the thickness direction by 100 angstroms or more, and P is formed on the surface of the GaAs layer after the etching removal.
A step of holding the substrate temperature at 620 ° C. to 700 ° C. for 5 minutes or more while irradiating the beam, and
GaInP, AlGaInP or A on the surface of the layer
growing a crystal of lInP, whereby the above objective is achieved.

【0023】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体からなる発光部上に設けられているGaInP層の
上に、Molecular Beam Epitaxy
法によりGaAsまたはAlGaAsからなる結晶を成
長する方法であって、該GaInP層を表面から厚み方
向に100オングストローム以上エッチング除去し、該
GaInP層のエッチング除去後の表面にAsビームを
照射しながら基板温度500℃以上550℃以下で5分
以上保持する工程と、上記工程後、該GaInP層の表
面の上に、GaAsまたはAlGaAsからなる結晶を
成長させる工程とを含み、そのことにより上記目的が達
成される。
According to the semiconductor crystal growth method of the present invention, the molecular beam epitaxy is formed on the GaInP layer provided on the light emitting portion made of a compound semiconductor.
Is a method of growing a crystal of GaAs or AlGaAs by the method of: removing the GaInP layer by 100 angstroms or more from the surface in the thickness direction, and irradiating the surface of the GaInP layer after etching with an As beam on the substrate temperature. The method includes a step of holding at 500 ° C. or more and 550 ° C. or less for 5 minutes or more, and a step of growing a crystal of GaAs or AlGaAs on the surface of the GaInP layer after the above step, whereby the above object is achieved. It

【0024】本発明の半導体結晶成長方法は、化合物半
導体からなる発光部上に設けられているGaInP層の
上に、Molecular Beam Epitaxy
法によりGaInP、AlGaInPまたはAlInP
からなる結晶を成長する方法であって、該GaInP層
を表面から厚み方向に100オングストローム以上エッ
チング除去し、該GaInP層のエッチング除去後の表
面にPビームを照射しながら基板温度500℃以上55
0℃以下で5分以上保持する工程と、上記工程後、該G
aInP層の表面の上に、GaInP、AlGaInP
またはAlInPからなる結晶を成長させる工程とを含
み、そのことにより上記目的が達成される。
According to the semiconductor crystal growth method of the present invention, the molecular beam epitaxy is formed on the GaInP layer provided on the light emitting portion made of a compound semiconductor.
Method, GaInP, AlGaInP or AlInP
And a substrate temperature of 500 ° C. or higher while irradiating a P beam on the surface of the GaInP layer after etching and removing the GaInP layer by etching by 100 angstroms or more from the surface in the thickness direction.
A step of holding at 0 ° C. or lower for 5 minutes or more, and after the above step, the G
GaInP, AlGaInP on the surface of the aInP layer
Or a step of growing a crystal made of AlInP, whereby the above object is achieved.

【0025】以下、本発明の作用について説明する。The operation of the present invention will be described below.

【0026】本発明にあっては、GaAs層またはGa
InP層の上に、MBE法により、GaAs、AlGa
As、GaInP、AlGaInPまたはAlInPか
らなる結晶を成長する前に、GaAs層またはGaIn
P層の表面を100オングストローム以上エッチング除
去しているので、その表面が一度大気に曝されて変成
層、酸化膜およびコンタミネイション等が生じていて
も、それらを除去して良好な結晶成長面が得られる。こ
のとき、エッチング除去するGaAs層またはGaIn
P層の表面からの厚みを、100オングストローム以上
にする理由は、100オングストローム未満では変成
層、酸化膜、コンタミネイションが完全に除去されにく
いという理由からである。
In the present invention, a GaAs layer or Ga
GaAs and AlGa are formed on the InP layer by the MBE method.
Before growing a crystal of As, GaInP, AlGaInP or AlInP, a GaAs layer or GaIn
Since the surface of the P layer is removed by etching for 100 angstroms or more, even if the surface is once exposed to the atmosphere and a metamorphic layer, an oxide film, contamination, etc. are generated, a good crystal growth surface can be obtained by removing them. can get. At this time, the GaAs layer or GaIn to be removed by etching
The reason why the thickness of the P layer from the surface is 100 angstroms or more is that it is difficult to completely remove the metamorphic layer, the oxide film, and the contamination when the thickness is less than 100 angstroms.

【0027】本発明にあっては、GaAs層の上に、M
BE法により、GaAsまたはAlGaAsからなる結
晶を成長する前に、GaAs層の表面にAsビームを照
射しながら基板温度620℃以上700℃以下で5分以
上保持しているので、その表面が一度大気に曝されて変
成層、酸化膜およびコンタミネイション等が生じていて
も、それらを除去して良好な結晶成長面が得られる。こ
のとき、基板温度を620℃以上700℃以下とするの
は、620℃未満ではGaAs酸化膜が完全に脱離せ
ず、700℃を超える場合にはGaAsの再蒸発が発生
するからである。なお、GaAs層表面にAsビームを
照射しながら基板温度を一定に保持する工程は、MBE
法によりGaAsまたはAlGaAsからなる結晶を成
長させる成長室内で行うことができる。
In the present invention, M is formed on the GaAs layer.
Before the crystal of GaAs or AlGaAs is grown by the BE method, the surface of the GaAs layer is kept at 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 5 minutes or more while being irradiated with an As beam. Even if a metamorphic layer, an oxide film, contamination, and the like are formed by exposure to, it is possible to obtain a good crystal growth surface by removing them. At this time, the substrate temperature is set to 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower because the GaAs oxide film is not completely desorbed below 620 ° C., and the GaAs re-evaporation occurs above 700 ° C. The process of keeping the substrate temperature constant while irradiating the surface of the GaAs layer with the As beam is performed by MBE.
Can be performed in a growth chamber in which a crystal made of GaAs or AlGaAs is grown by the method.

【0028】本発明にあっては、GaAs層の上に、M
BE法により、GaInP、AlGaInPまたはAl
InPからなる結晶を成長する前に、GaAs層の表面
にPビームを照射しながら基板温度620℃以上700
℃以下で5分以上保持しているので、その表面が一度大
気に曝されて変成層、酸化膜およびコンタミネイション
等が生じていても、それらを除去して良好な結晶成長面
が得られる。このとき、基板温度を620℃以上700
℃以下とするのは、上述したのと同様の理由からであ
る。なお、GaAs層表面にPビームを照射しながら基
板温度を一定に保持する工程は、MBE法によりGaI
nP、AlGaInPまたはAlInPからなる結晶を
成長させる成長室内で行うことができる。
In the present invention, M is formed on the GaAs layer.
According to the BE method, GaInP, AlGaInP or Al
Before growing a crystal of InP, the surface of the GaAs layer is irradiated with a P beam and the substrate temperature is 620 ° C. or higher 700
Since the surface is kept at a temperature of 5 ° C. or lower for 5 minutes or more, even if a metamorphic layer, an oxide film, contamination, etc. are generated on the surface once exposed to the atmosphere, they can be removed to obtain a good crystal growth surface. At this time, the substrate temperature is 620 ° C. or higher and 700
The reason why the temperature is lower than or equal to C is for the same reason as described above. The step of irradiating the surface of the GaAs layer with the P beam and keeping the substrate temperature constant is performed by the MBE method using GaI.
It can be performed in a growth chamber in which a crystal made of nP, AlGaInP or AlInP is grown.

【0029】本発明にあっては、GaInP層の上に、
MBE法により、GaAsまたはAlGaAsからなる
結晶を成長する前に、GaInP層の表面にAsビーム
を照射しながら基板温度500℃以上550℃以下で5
分以上保持しているので、その表面が一度大気に曝され
て変成層、酸化膜およびコンタミネイション等が生じて
いても、それらを除去して良好な結晶成長面が得られ
る。このとき、基板温度を500℃以上550℃以下と
するのは、500℃未満ではGaInP酸化膜が完全に
脱離せず、550℃を超える場合にはGaInPの再蒸
発が発生するからである。なお、GaInP層表面にA
sビームを照射しながら基板温度を一定に保持する工程
は、MBE法によりGaAsまたはAlGaAsからな
る結晶を成長させる成長室内で行うことができる。
In the present invention, on the GaInP layer,
Before growing a crystal made of GaAs or AlGaAs by the MBE method, while irradiating the surface of the GaInP layer with an As beam, the substrate temperature is 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower.
Since the surface is kept for more than a minute, even if a metamorphic layer, an oxide film, contamination, etc. are generated on the surface once exposed to the atmosphere, they can be removed to obtain a good crystal growth surface. At this time, the substrate temperature is set to 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower because the GaInP oxide film is not completely desorbed when the temperature is lower than 500 ° C. and the re-evaporation of GaInP occurs when the temperature exceeds 550 ° C. In addition, A
The step of keeping the substrate temperature constant while irradiating the s-beam can be performed in a growth chamber in which a crystal made of GaAs or AlGaAs is grown by the MBE method.

【0030】本発明にあっては、GaInP層の上に、
MBE法により、GaInP、AlGaInPまたはA
lInPからなる結晶を成長する前に、GaInP層の
表面にPビームを照射しながら基板温度500℃以上5
50℃以下で5分以上保持しているので、その表面が一
度大気に曝されて変成層、酸化膜およびコンタミネイシ
ョン等が生じていても、それらを除去して良好な結晶成
長面が得られる。このとき、基板温度を500℃以上5
50℃以下とするのは、上述したのと同様の理由からで
ある。なお、GaInP層表面にPビームを照射しなが
ら基板温度を一定に保持する工程は、MBE法によりG
aInP、AlGaInPまたはAlInPからなる結
晶を成長させる成長室内で行うことができる。
In the present invention, on the GaInP layer,
According to the MBE method, GaInP, AlGaInP or A
Before growing the crystal of lInP, the surface of the GaInP layer is irradiated with a P beam and the substrate temperature is 500 ° C. or higher.
Since it is kept at 50 ° C or lower for 5 minutes or more, even if the surface is once exposed to the atmosphere and a metamorphic layer, an oxide film, contamination, etc. are generated, they are removed to obtain a good crystal growth surface. . At this time, the substrate temperature is 500 ° C or higher and 5
The reason why the temperature is set to 50 ° C. or lower is for the same reason as described above. The step of irradiating the surface of the GaInP layer with the P beam while keeping the substrate temperature constant is performed by the MBE method.
It can be performed in a growth chamber in which a crystal made of aInP, AlGaInP or AlInP is grown.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0032】(実施形態1)この実施形態1では、Ga
As層上にMBE法によりGaAsを結晶成長させる場
合について説明する。
(First Embodiment) In the first embodiment, Ga
A case where GaAs is crystal-grown on the As layer by the MBE method will be described.

【0033】図1(c)に、実施形態1において作製さ
れる半導体レーザ素子の断面図を示す。
FIG. 1C is a sectional view of the semiconductor laser device manufactured in the first embodiment.

【0034】この半導体レーザ素子は、一般的なリッジ
型のAlGaInP系半導体レーザ素子である。第1導
電型GaAs基板1の上には、第1導電型GaAsバッ
ファー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第
1導電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP
活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6
およびGaInPエッチストップ層7が設けられてい
る。その中央部上には、第2導電型AlGaInP第3
クラッド層8、第2導電型GaInP中間層9および第
2導電型GaAsキャップ層10がリッジ状に設けら
れ、その両側にそれらを埋め込むように、第1導電型G
aAs電流狭窄層11が設けられている。その上には、
第2導電型GaAsコンタクト層12が設けられてい
る。コンタクト層12の上には電極14が、基板側には
電極15が設けられている。
This semiconductor laser device is a general ridge type AlGaInP semiconductor laser device. On the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first clad layer 4, GaInP.
Active layer 5 and second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6
And a GaInP etch stop layer 7 are provided. The second conductivity type AlGaInP third layer is formed on the central portion.
The cladding layer 8, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs cap layer 10 are provided in a ridge shape, and the first conductivity type G is formed so as to be embedded on both sides thereof.
An aAs current constriction layer 11 is provided. On top of that,
A second conductivity type GaAs contact layer 12 is provided. An electrode 14 is provided on the contact layer 12, and an electrode 15 is provided on the substrate side.

【0035】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製することができる。
This semiconductor laser device can be manufactured as follows.

【0036】まず、図1(a)に示すように、第1導電
型GaAs基板1の上に、第1導電型GaAsバッファ
ー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第1導
電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP活性
層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6、G
aInPエッチストップ層7、第2導電型AlGaIn
P第3クラッド層8、第2導電型GaInP中間層9お
よび第2導電型GaAsキャップ層10を成長させた
後、第2導電型AlGaInP第3クラッド層8、第2
導電型GaInP中間層9および第2導電型GaAsキ
ャップ層10をリッジ状に形成し、その両側にそれらを
埋め込むように、第1導電型GaAs電流狭窄層11を
成長させる。ここまでの工程において、電流経路に相当
する第2導電型GaAsキャップ層10の表面は、大気
に曝された状態になる。
First, as shown in FIG. 1A, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP layer are formed on a first conductivity type GaAs substrate 1. 1 clad layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second clad layer 6, G
aInP etch stop layer 7, second conductivity type AlGaIn
After the P third cladding layer 8, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs cap layer 10 are grown, the second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8, the second conductivity type
The conductive type GaInP intermediate layer 9 and the second conductive type GaAs cap layer 10 are formed in a ridge shape, and the first conductive type GaAs current confinement layer 11 is grown so as to fill them on both sides thereof. In the steps up to this point, the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 corresponding to the current path is exposed to the atmosphere.

【0037】次に、図1(b)に示すように、電流経路
に相当する第2導電型GaAsキャップ層10の表面か
ら100オングストローム以上の部分をエッチング除去
する。このとき、第1導電型GaAs電流狭窄層11も
同様に、表面から100オングストローム以上の部分が
除去される。このときにエッチング除去される部分を図
1(b)に13で示す。このエッチングは、例えば、硫
酸過水素系のウェットエッチング等の方法により行うこ
とができる。また、エッチング後、コンタクト層12を
MBE法により成長させる前に、電流経路に相当する部
分の表面が大気に曝されないように、例えば、窒素雰囲
気中に保管しておくのが好ましい。このことは、以下の
実施形態においても同様である。
Next, as shown in FIG. 1B, a portion of 100 angstroms or more is removed by etching from the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 corresponding to the current path. At this time, similarly, the first conductivity type GaAs current constriction layer 11 is also removed from the surface in a portion of 100 angstroms or more. The portion removed by etching at this time is shown by 13 in FIG. This etching can be performed by, for example, a method such as perhydrogen sulfate-based wet etching. Further, after the etching, before the contact layer 12 is grown by the MBE method, it is preferable to store it in, for example, a nitrogen atmosphere so that the surface of the portion corresponding to the current path is not exposed to the atmosphere. This also applies to the following embodiments.

【0038】続いて、図1(c)に示すように、MBE
法により第2導電型GaAsコンタクト層12を成長さ
せて半導体積層構造を得る。
Then, as shown in FIG. 1C, MBE
The second conductivity type GaAs contact layer 12 is grown by the method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0039】その後、コンタクト層12の上に電極14
を形成し、基板側に電極15を形成することにより半導
体レーザ素子が得られる。
Then, an electrode 14 is formed on the contact layer 12.
And the electrode 15 is formed on the substrate side to obtain a semiconductor laser device.

【0040】この半導体レーザ素子においては、第2導
電型GaAsコンタクト層12が設けられているので、
発光部である活性層9から半導体積層構造表面までの間
に距離を設けることができ、発光部とステムのマウント
台との間の距離を長くすることができる。よって、半導
体レーザ素子をステムにマウントするときに発生するマ
ウント歪みやマウントリークを低減させて、素子特性の
向上および歩留り向上を図ることができる。
Since the second conductivity type GaAs contact layer 12 is provided in this semiconductor laser device,
A distance can be provided from the active layer 9 which is the light emitting portion to the surface of the semiconductor laminated structure, and the distance between the light emitting portion and the mount mount of the stem can be lengthened. Therefore, it is possible to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor laser device is mounted on the stem, and to improve device characteristics and yield.

【0041】また、第2導電型GaAsコンタクト層1
2を成長させる前に、電流経路に相当する第2導電型G
aAsキャップ層10を表面から100オングストロー
ム以上除去することにより、一度大気に曝されたGaA
s層の表面に変成層や酸化膜およびコンタミネイション
等が生じていても、これらを除去して良好な結晶成長面
を得ることができる。よって、素子抵抗を低くすること
ができ、動作電圧が低い半導体レーザ素子を歩留り良く
得ることができる。
Further, the second conductivity type GaAs contact layer 1
Before growing 2, the second conductivity type G corresponding to the current path
By removing the aAs cap layer 10 from the surface by 100 angstroms or more, GaA once exposed to the atmosphere
Even if a metamorphic layer, an oxide film, contamination or the like is generated on the surface of the s layer, these can be removed to obtain a good crystal growth surface. Therefore, the device resistance can be reduced, and a semiconductor laser device with a low operating voltage can be obtained with a high yield.

【0042】本実施形態1で得られた半導体レーザ素子
は、動作電圧を2.2V〜2.5Vと低減することがで
き、また、歩留まりも向上させることができた。
The semiconductor laser device obtained in the first embodiment was able to reduce the operating voltage to 2.2V to 2.5V, and it was also possible to improve the yield.

【0043】なお、本実施形態1においては第2導電型
コンタクト層12としてGaAsを結晶成長させたが、
AlGaAs、GaInP、AlGaInPまたはAl
InPを結晶成長させる場合についても、同様の効果を
得ることができる。
In the first embodiment, GaAs is crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12, but
AlGaAs, GaInP, AlGaInP or Al
The same effect can be obtained also when InP is crystal-grown.

【0044】(実施形態2)この実施形態2では、Ga
InP層上にMBE法によりGaAsを結晶成長させる
場合について説明する。
(Second Embodiment) In the second embodiment, Ga
A case where GaAs is crystal-grown on the InP layer by the MBE method will be described.

【0045】図2(c)に、実施形態2において作製さ
れる半導体レーザ素子の断面図を示す。
FIG. 2C is a sectional view of the semiconductor laser device manufactured in the second embodiment.

【0046】この半導体レーザ素子は、一般的なリッジ
型のAlGaInP系半導体レーザ素子である。第1導
電型GaAs基板1の上には、第1導電型GaAsバッ
ファー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第
1導電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP
活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6
およびGaInPエッチストップ層7が設けられてい
る。その中央部上には、第2導電型AlGaInP第3
クラッド層8および第2導電型GaInP中間層9がリ
ッジ状に設けられ、その両側にそれらを埋め込むよう
に、第1導電型GaAs電流狭窄層11が設けられてい
る。その上には、第2導電型GaAsコンタクト層12
が設けられている。コンタクト層12の上には電極14
が、基板側には電極15が設けられている。
This semiconductor laser device is a general ridge type AlGaInP based semiconductor laser device. On the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first clad layer 4, GaInP.
Active layer 5 and second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6
And a GaInP etch stop layer 7 are provided. The second conductivity type AlGaInP third layer is formed on the central portion.
The clad layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are provided in a ridge shape, and the first conductivity type GaAs current constriction layer 11 is provided on both sides of the clad layer 8 so as to fill them. On top of that, a second conductivity type GaAs contact layer 12 is formed.
Is provided. An electrode 14 is provided on the contact layer 12.
However, the electrode 15 is provided on the substrate side.

【0047】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製することができる。
This semiconductor laser device can be manufactured as follows.

【0048】まず、図2(a)に示すように、第1導電
型GaAs基板1の上に、第1導電型GaAsバッファ
ー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第1導
電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP活性
層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6、G
aInPエッチストップ層7、第2導電型AlGaIn
P第3クラッド層8および第2導電型GaInP中間層
9を成長させた後、第2導電型AlGaInP第3クラ
ッド層8および第2導電型GaInP中間層9をリッジ
状に形成し、その両側にそれらを埋め込むように、第1
導電型GaAs電流狭窄層11を成長させる。ここまで
の工程において、電流経路に相当する第2導電型GaI
nP中間層9の表面は、大気に曝された状態になる。
First, as shown in FIG. 2A, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP layer are formed on a first conductivity type GaAs substrate 1. 1 clad layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second clad layer 6, G
aInP etch stop layer 7, second conductivity type AlGaIn
After the P third cladding layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are grown, the second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are formed in a ridge shape, and on both sides thereof. First to embed them
The conductive type GaAs current confinement layer 11 is grown. In the steps up to here, the second conductivity type GaI corresponding to the current path
The surface of the nP intermediate layer 9 is exposed to the atmosphere.

【0049】次に、図2(b)に示すように、電流経路
に相当する第2導電型GaInP中間層9の表面から1
00オングストローム以上の部分をエッチング除去す
る。
Next, as shown in FIG. 2B, 1 from the surface of the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 corresponding to the current path.
A portion of 00 Å or more is removed by etching.

【0050】このとき、第1導電型GaAs電流狭窄層
11も同様に、表面から100オングストローム以上の
部分が除去される。このときにエッチング除去される部
分を図2(b)に13で示す。
At this time, the first conductivity type GaAs current confinement layer 11 is similarly removed from the surface in a portion of 100 angstroms or more. The portion removed by etching at this time is shown by 13 in FIG.

【0051】続いて、図2(c)に示すように、MBE
法により第2導電型GaAsコンタクト層12を成長さ
せて半導体積層構造を得る。
Then, as shown in FIG. 2C, MBE
The second conductivity type GaAs contact layer 12 is grown by the method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0052】その後、コンタクト層12の上に電極14
を形成し、基板側に電極15を形成することにより半導
体レーザ素子が得られる。
After that, the electrode 14 is formed on the contact layer 12.
And the electrode 15 is formed on the substrate side to obtain a semiconductor laser device.

【0053】この半導体レーザ素子においては、第2導
電型GaAsコンタクト層12が設けられているので、
発光部である活性層9から半導体積層構造表面までの間
が長くなり、発光部とステムのマウント台との間の距離
を長くすることができる。よって、半導体レーザ素子を
ステムにマウントするときに発生するマウント歪みやマ
ウントリークを低減させて、素子特性の向上および歩留
り向上を図ることができる。
In this semiconductor laser device, since the second conductivity type GaAs contact layer 12 is provided,
The distance from the active layer 9 which is the light emitting portion to the surface of the semiconductor laminated structure becomes longer, and the distance between the light emitting portion and the mount base of the stem can be lengthened. Therefore, it is possible to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor laser device is mounted on the stem, and to improve device characteristics and yield.

【0054】また、第2導電型GaAsコンタクト層1
2を成長させる前に、電流経路に相当する第2導電型G
aInP中間層9を表面から100オングストローム以
上除去することにより、一度大気に曝されたGaInP
層表面に変成層や酸化膜およびコンタミネイション等が
生じても、これらを除去して良好な結晶成長面を得るこ
とができる。よって、素子抵抗を低くすることができ、
動作電圧が低い半導体レーザ素子を歩留り良く得ること
ができる。
The second conductivity type GaAs contact layer 1
Before growing 2, the second conductivity type G corresponding to the current path
By removing the aInP intermediate layer 9 from the surface by 100 angstroms or more, GaInP once exposed to the atmosphere
Even if a metamorphic layer, an oxide film, contamination, etc. occur on the layer surface, these can be removed to obtain a good crystal growth surface. Therefore, the element resistance can be lowered,
A semiconductor laser device having a low operating voltage can be obtained with high yield.

【0055】本実施形態2で得られた半導体レーザ素子
は、動作電圧を2.2V〜2.5Vと低減することがで
き、また、歩留まりも向上させることができた。
The semiconductor laser device obtained in the second embodiment can reduce the operating voltage to 2.2V to 2.5V and improve the yield.

【0056】なお、本実施形態2においては第2導電型
コンタクト層12としてGaAsを結晶成長させたが、
AlGaAs、GaInP、AlGaInPまたはAl
InPを結晶成長させる場合についても、同様の効果を
得ることができる。
Although GaAs is crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12 in the second embodiment,
AlGaAs, GaInP, AlGaInP or Al
The same effect can be obtained also when InP is crystal-grown.

【0057】(実施形態3)この実施形態3では、Ga
As層上にMBE法によりGaAsを結晶成長させる場
合について説明する。
(Third Embodiment) In the third embodiment, Ga is
A case where GaAs is crystal-grown on the As layer by the MBE method will be described.

【0058】図3(c)に、実施形態3において作製さ
れる半導体レーザ素子の断面図を示す。
FIG. 3C is a sectional view of the semiconductor laser device manufactured in the third embodiment.

【0059】この半導体レーザ素子は、一般的なリッジ
型のAlGaInP系半導体レーザ素子である。第1導
電型GaAs基板1の上には、第1導電型GaAsバッ
ファー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第
1導電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP
活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6
およびGaInPエッチストップ層7が設けられてい
る。その中央部上には、第2導電型AlGaInP第3
クラッド層8、第2導電型GaInP中間層9および第
2導電型GaAsキャップ層10がリッジ状に設けら
れ、その両側にそれらを埋め込むように、第1導電型G
aAs電流狭窄層11が設けられている。その上には、
第2導電型GaAsコンタクト層12が設けられてい
る。コンタクト層12のの上には電極14が、基板側に
は電極15が設けられている。
This semiconductor laser device is a general ridge type AlGaInP based semiconductor laser device. On the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first clad layer 4, GaInP.
Active layer 5 and second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6
And a GaInP etch stop layer 7 are provided. The second conductivity type AlGaInP third layer is formed on the central portion.
The cladding layer 8, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs cap layer 10 are provided in a ridge shape, and the first conductivity type G is formed so as to be embedded on both sides thereof.
An aAs current constriction layer 11 is provided. On top of that,
A second conductivity type GaAs contact layer 12 is provided. An electrode 14 is provided on the contact layer 12, and an electrode 15 is provided on the substrate side.

【0060】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製することができる。
This semiconductor laser device can be manufactured as follows.

【0061】まず、図3(a)に示すように、第1導電
型GaAs基板1の上に、第1導電型GaAsバッファ
ー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第1導
電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP活性
層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6、G
aInPエッチストップ層7、第2導電型AlGaIn
P第3クラッド層8、第2導電型GaInP中間層9お
よび第2導電型GaAsキャップ層10を成長させた
後、第2導電型AlGaInP第3クラッド層8、第2
導電型GaInP中間層9および第2導電型GaAsキ
ャップ層10をリッジ状に形成し、その両側にそれらを
埋め込むように、第1導電型GaAs電流狭窄層11を
成長させる。ここまでの工程において、電流経路に相当
する第2導電型GaAsキャップ層10の表面は、大気
に曝された状態になる。
First, as shown in FIG. 3A, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP layer are formed on a first conductivity type GaAs substrate 1. 1 clad layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second clad layer 6, G
aInP etch stop layer 7, second conductivity type AlGaIn
After the P third cladding layer 8, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs cap layer 10 are grown, the second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8, the second conductivity type
The conductive type GaInP intermediate layer 9 and the second conductive type GaAs cap layer 10 are formed in a ridge shape, and the first conductive type GaAs current confinement layer 11 is grown so as to fill them on both sides thereof. In the steps up to this point, the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 corresponding to the current path is exposed to the atmosphere.

【0062】次に、図3(b)に示すように、MBE成
長室内において、ウェハー基板上にAsビームを照射し
ながら基板温度620℃以上700℃以下で5分以上保
持する。このように上記処理をMBE成長室内で行え
ば、コンタクト層12をMBE法により成長させる前
に、電流経路に相当する部分の表面が大気に曝されない
ようにすることができる。また、照射するAsビームと
してコンタクト層12の成長材料を用いることができる
ので、工程が容易になる。このことは、以下の実施形態
でも同様である。
Next, as shown in FIG. 3B, the substrate temperature is maintained at 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 5 minutes or longer while irradiating the As substrate on the wafer substrate in the MBE growth chamber. By carrying out the above treatment in the MBE growth chamber as described above, it is possible to prevent the surface of the portion corresponding to the current path from being exposed to the atmosphere before growing the contact layer 12 by the MBE method. Moreover, since the growth material of the contact layer 12 can be used as the As beam to be irradiated, the process is facilitated. This also applies to the following embodiments.

【0063】続いて、図3(c)に示すように、MBE
法により第2導電型GaAsコンタクト層12を成長さ
せて半導体積層構造を得る。
Then, as shown in FIG. 3C, MBE
The second conductivity type GaAs contact layer 12 is grown by the method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0064】その後、コンタクト層12の上に電極14
を形成し、基板側に電極15を形成することにより半導
体レーザ素子が得られる。
After that, the electrode 14 is formed on the contact layer 12.
And the electrode 15 is formed on the substrate side to obtain a semiconductor laser device.

【0065】この半導体レーザ素子においては、第2導
電型GaAsコンタクト層12が設けられているので、
発光部である活性層9から半導体積層構造表面までの間
が長くなり、発光部とステムのマウント台との間の距離
を長くすることができる。よって、半導体レーザ素子を
ステムにマウントするときに発生するマウント歪みやマ
ウントリークを低減させて、素子特性の向上および歩留
り向上を図ることができる。
In this semiconductor laser device, since the second conductivity type GaAs contact layer 12 is provided,
The distance from the active layer 9 which is the light emitting portion to the surface of the semiconductor laminated structure becomes longer, and the distance between the light emitting portion and the mount base of the stem can be lengthened. Therefore, it is possible to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor laser device is mounted on the stem, and to improve device characteristics and yield.

【0066】また、第2導電型GaAsコンタクト層1
2を成長させる前に、電流経路に相当する第2導電型G
aAsキャップ層10の表面にAsビームを照射しなが
ら基板温度620℃以上700℃以下で5分以上保持す
ることにより、一度大気に曝されたGaAs層の表面に
変成層や酸化膜およびコンタミネイション等が生じて
も、これらを除去して良好な結晶成長面を得ることがで
きる。よって、素子抵抗を低くすることができ、動作電
圧が低い半導体レーザ素子を歩留り良く得ることができ
る。
Further, the second conductivity type GaAs contact layer 1
Before growing 2, the second conductivity type G corresponding to the current path
By maintaining the substrate temperature at 620 ° C. to 700 ° C. for 5 minutes or more while irradiating the surface of the aAs cap layer 10 with an As beam, a metamorphic layer, an oxide film, contamination, etc. on the surface of the GaAs layer once exposed to the atmosphere. Even if such a phenomenon occurs, these can be removed to obtain a good crystal growth surface. Therefore, the device resistance can be reduced, and a semiconductor laser device with a low operating voltage can be obtained with a high yield.

【0067】本実施形態3で得られた半導体レーザ素子
は、動作電圧を2.2V〜2.5Vと低減することがで
き、また、歩留まりも向上させることができた。
The semiconductor laser device obtained in the third embodiment was able to reduce the operating voltage to 2.2V to 2.5V and improve the yield.

【0068】なお、本実施形態3においては第2導電型
コンタクト層12としてGaAsを結晶成長させたが、
AlGaAsを結晶成長させる場合についても、同様の
効果を得ることができる。
In the third embodiment, GaAs was crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12, but
The same effect can be obtained in the case of crystal growth of AlGaAs.

【0069】また、第2導電型コンタクト層12として
GaInP、AlGaInPまたはAlInPを結晶成
長させてもよく、その場合には、MBE成長室内におい
て、第2導電型GaAsキャップ層10の表面にAsビ
ームの代わりにPビームを照射しながら基板温度620
℃以上700℃以下で5分以上保持することにより、同
様の効果を得ることができる。
Further, GaInP, AlGaInP, or AlInP may be crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12. In that case, the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 is irradiated with the As beam in the MBE growth chamber. Substrate temperature 620 while irradiating with P beam instead
The same effect can be obtained by holding the temperature at not lower than 700 ° C and not higher than 700 ° C for 5 minutes or longer.

【0070】(実施形態4)この実施形態4では、Ga
InP層上にMBE法によりGaAsを結晶成長させる
場合について説明する。
(Fourth Embodiment) In the fourth embodiment, Ga
A case where GaAs is crystal-grown on the InP layer by the MBE method will be described.

【0071】図4(c)に、実施形態4において作製さ
れる半導体レーザ素子の断面図を示す。
FIG. 4C shows a sectional view of the semiconductor laser device manufactured in the fourth embodiment.

【0072】この半導体レーザ素子は、一般的なリッジ
型のAlGaInP系半導体レーザ素子である。第1導
電型GaAs基板1の上には、第1導電型GaAsバッ
ファー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第
1導電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP
活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6
およびGaInPエッチストップ層7が設けられてい
る。その中央部上には、第2導電型AlGaInP第3
クラッド層8および第2導電型GaInP中間層9がリ
ッジ状に設けられ、その両側にそれらを埋め込むよう
に、第1導電型GaAs電流狭窄層11が設けられてい
る。その上には、第2導電型GaAsコンタクト層12
が設けられている。コンタクト層12の上には電極14
が、基板側には電極15が設けられている。
This semiconductor laser device is a general ridge type AlGaInP based semiconductor laser device. On the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first clad layer 4, GaInP.
Active layer 5 and second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6
And a GaInP etch stop layer 7 are provided. The second conductivity type AlGaInP third layer is formed on the central portion.
The clad layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are provided in a ridge shape, and the first conductivity type GaAs current constriction layer 11 is provided on both sides of the clad layer 8 so as to fill them. On top of that, a second conductivity type GaAs contact layer 12 is formed.
Is provided. An electrode 14 is provided on the contact layer 12.
However, the electrode 15 is provided on the substrate side.

【0073】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製することができる。
This semiconductor laser device can be manufactured as follows.

【0074】まず、図4(a)に示すように、第1導電
型GaAs基板1の上に、第1導電型GaAsバッファ
ー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第1導
電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP活性
層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6、G
aInPエッチストップ層7、第2導電型AlGaIn
P第3クラッド層8および第2導電型GaInP中間層
9を成長させた後、第2導電型AlGaInP第3クラ
ッド層8および第2導電型GaInP中間層9をリッジ
状に形成し、その両側にそれらを埋め込むように、第1
導電型GaAs電流狭窄層11を成長させる。ここまで
の工程において、電流経路に相当する第2導電型GaI
nP中間層9の表面は、大気に曝された状態になる。
First, as shown in FIG. 4A, on the first conductivity type GaAs substrate 1, the first conductivity type GaAs buffer layer 2, the first conductivity type GaInP buffer layer 3, the first conductivity type AlGaInP layer are formed. 1 clad layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second clad layer 6, G
aInP etch stop layer 7, second conductivity type AlGaIn
After the P third cladding layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are grown, the second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are formed in a ridge shape, and on both sides thereof. First to embed them
The conductive type GaAs current confinement layer 11 is grown. In the steps up to here, the second conductivity type GaI corresponding to the current path
The surface of the nP intermediate layer 9 is exposed to the atmosphere.

【0075】次に、図4(b)に示すように、MBE成
長室内において、ウェハー基板上にAsビームを照射し
ながら基板温度500℃以上550℃以下で5分以上保
持する。
Next, as shown in FIG. 4B, the substrate temperature is kept at 500 ° C. or more and 550 ° C. or less for 5 minutes or more while irradiating the As beam on the wafer substrate in the MBE growth chamber.

【0076】続いて、図4(c)に示すように、MBE
法により第2導電型GaAsコンタクト層12を成長さ
せて半導体積層構造を得る。
Then, as shown in FIG. 4C, MBE
The second conductivity type GaAs contact layer 12 is grown by the method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0077】その後、コンタクト層12の上に電極14
を形成し、基板側に電極15を形成することにより半導
体レーザ素子が得られる。
After that, the electrode 14 is formed on the contact layer 12.
And the electrode 15 is formed on the substrate side to obtain a semiconductor laser device.

【0078】この半導体レーザ素子においては、第2導
電型GaAsコンタクト層12を設けることにより、発
光部である活性層9から半導体積層構造表面までの間が
長くなり、発光部とステムのマウント台との間の距離を
長くすることができる。よって、半導体レーザ素子をス
テムにマウントするときに発生するマウント歪みやマウ
ントリークを低減させて、素子特性の向上および歩留り
向上を図ることができる。
In this semiconductor laser device, by providing the GaAs contact layer 12 of the second conductivity type, the distance from the active layer 9 which is the light emitting portion to the surface of the semiconductor laminated structure becomes longer, and the light emitting portion and the mount base of the stem are provided. The distance between can be longer. Therefore, it is possible to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor laser device is mounted on the stem, and to improve device characteristics and yield.

【0079】また、第2導電型GaAsコンタクト層1
2を成長させる前に、電流経路に相当する第2導電型G
aInP中間層9の表面にAsビームを照射しながら基
板温度500℃以上550℃以下で5分以上保持するこ
とにより、一度大気に曝されたGaInP層の表面に変
成層や酸化膜およびコンタミネイション等が生じても、
これらを除去して良好な結晶成長面を得ることができ
る。よって、素子抵抗を低くすることができ、動作電圧
が低い半導体レーザ素子を歩留り良く得ることができ
る。
Further, the second conductivity type GaAs contact layer 1
Before growing 2, the second conductivity type G corresponding to the current path
By irradiating the surface of the aInP intermediate layer 9 with an As beam and holding the substrate temperature at 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower for 5 minutes or longer, the surface of the GaInP layer once exposed to the atmosphere is subject to a metamorphic layer, oxide film, contamination, Even if
These can be removed to obtain a good crystal growth surface. Therefore, the device resistance can be reduced, and a semiconductor laser device with a low operating voltage can be obtained with a high yield.

【0080】本実施形態4で得られた半導体レーザ素子
は、動作電圧を2.2V〜2.5Vと低減することがで
き、また、歩留まりも向上させることができた。
The semiconductor laser device obtained in the fourth embodiment was able to reduce the operating voltage to 2.2V to 2.5V and improve the yield.

【0081】なお、本実施形態4においては第2導電型
コンタクト層12としてGaAsを結晶成長させたが、
AlGaAsを結晶成長させる場合についても、同様の
効果を得ることができる。
Although GaAs is crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12 in the fourth embodiment,
The same effect can be obtained in the case of crystal growth of AlGaAs.

【0082】また、第2導電型コンタクト層12として
GaInP、AlGaInPまたはAlInPを結晶成
長させてもよく、その場合には、MBE成長室内におい
て、第2導電型GaInP中間層9の表面にAsビーム
の代わりにPビームを照射しながら基板温度620℃以
上700℃以下で5分以上保持することにより、同様の
効果を得ることができる。
Further, GaInP, AlGaInP, or AlInP may be crystal-grown as the second-conductivity-type contact layer 12. In that case, an As beam is applied to the surface of the second-conductivity-type GaInP intermediate layer 9 in the MBE growth chamber. Alternatively, the same effect can be obtained by holding the substrate temperature at 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 5 minutes or more while irradiating the P beam.

【0083】(実施形態5)この実施形態5では、Ga
As層上にMBE法によりGaAsを結晶成長させる場
合について説明する。
(Fifth Embodiment) In the fifth embodiment, Ga is
A case where GaAs is crystal-grown on the As layer by the MBE method will be described.

【0084】図5(c)に、実施形態5において作製さ
れる半導体レーザ素子の断面図を示す。
FIG. 5C shows a sectional view of the semiconductor laser device manufactured in the fifth embodiment.

【0085】この半導体レーザ素子は、一般的なリッジ
型のAlGaInP系半導体レーザ素子である。第1導
電型GaAs基板1の上には、第1導電型GaAsバッ
ファー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第
1導電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP
活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6
およびGaInPエッチストップ層7が設けられてい
る。その中央部上には、第2導電型AlGaInP第3
クラッド層8、第2導電型GaInP中間層9および第
2導電型GaAsキャップ層10がリッジ状に設けら
れ、その両側にそれらを埋め込むように、第1導電型G
aAs電流狭窄層11が設けられている。その上には、
第2導電型GaAsコンタクト層12が設けられてい
る。コンタクト層12の上には電極14が、基板側には
電極15が設けられている。
This semiconductor laser device is a general ridge type AlGaInP based semiconductor laser device. On the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first clad layer 4, GaInP.
Active layer 5 and second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6
And a GaInP etch stop layer 7 are provided. The second conductivity type AlGaInP third layer is formed on the central portion.
The cladding layer 8, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs cap layer 10 are provided in a ridge shape, and the first conductivity type G is formed so as to be embedded on both sides thereof.
An aAs current constriction layer 11 is provided. On top of that,
A second conductivity type GaAs contact layer 12 is provided. An electrode 14 is provided on the contact layer 12, and an electrode 15 is provided on the substrate side.

【0086】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製することができる。
This semiconductor laser device can be manufactured as follows.

【0087】まず、図5(a)に示すように、第1導電
型GaAs基板1の上に、第1導電型GaAsバッファ
ー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第1導
電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP活性
層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6、G
aInPエッチストップ層7、第2導電型AlGaIn
P第3クラッド層8、第2導電型GaInP中間層9お
よび第2導電型GaAsキャップ層10を成長させた
後、第2導電型AlGaInP第3クラッド層8、第2
導電型GaInP中間層9および第2導電型GaAsキ
ャップ層10をリッジ状に形成し、その両側にそれらを
埋め込むように、第1導電型GaAs電流狭窄層11を
成長させる。ここまでの工程において、電流経路に相当
する第2導電型GaAsキャップ層10の表面は、大気
に曝された状態になる。
First, as shown in FIG. 5A, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP layer are formed on a first conductivity type GaAs substrate 1. 1 clad layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second clad layer 6, G
aInP etch stop layer 7, second conductivity type AlGaIn
After the P third cladding layer 8, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs cap layer 10 are grown, the second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8, the second conductivity type
The conductive type GaInP intermediate layer 9 and the second conductive type GaAs cap layer 10 are formed in a ridge shape, and the first conductive type GaAs current confinement layer 11 is grown so as to fill them on both sides thereof. In the steps up to this point, the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 corresponding to the current path is exposed to the atmosphere.

【0088】次に、図5(b)に示すように、電流経路
に相当する第2導電型GaAsキャップ層10の表面か
ら100オングストローム以上の部分をエッチング除去
する。このとき、第1導電型GaAs電流狭窄層11も
同様に、表面から100オングストローム以上の部分が
除去される。このときにエッチング除去される部分を図
1(b)に13で示す。
Next, as shown in FIG. 5B, a portion of 100 angstroms or more is removed by etching from the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 corresponding to the current path. At this time, similarly, the first conductivity type GaAs current constriction layer 11 is also removed from the surface in a portion of 100 angstroms or more. The portion removed by etching at this time is shown by 13 in FIG.

【0089】次に、図5(c)に示すように、MBE成
長室内において、ウェハー基板上にAsビームを照射し
ながら基板温度620℃以上700℃以下で5分以上保
持する。
Next, as shown in FIG. 5C, the substrate temperature is maintained at 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 5 minutes or more while irradiating the As beam on the wafer substrate in the MBE growth chamber.

【0090】続いて、図5(c)に示すように、MBE
法により第2導電型GaAsコンタクト層12を成長さ
せて半導体積層構造を得る。
Then, as shown in FIG. 5C, MBE
The second conductivity type GaAs contact layer 12 is grown by the method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0091】その後、コンタクト層12の上に電極14
を形成し、基板側に電極15を形成することにより半導
体レーザ素子が得られる。
After that, the electrode 14 is formed on the contact layer 12.
And the electrode 15 is formed on the substrate side to obtain a semiconductor laser device.

【0092】この半導体レーザ素子においては、第2導
電型GaAsコンタクト層12を設けることにより、発
光部である活性層9から半導体積層構造表面までの間が
長くなり、発光部とステムのマウント台との間の距離を
長くすることができる。よって、半導体レーザ素子をス
テムにマウントするときに発生するマウント歪みやマウ
ントリークを低減させて、素子特性の向上および歩留り
向上を図ることができる。
In this semiconductor laser device, by providing the GaAs contact layer 12 of the second conductivity type, the distance from the active layer 9 which is the light emitting portion to the surface of the semiconductor laminated structure becomes longer, and the light emitting portion and the mount mount of the stem are provided. The distance between can be longer. Therefore, it is possible to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor laser device is mounted on the stem, and to improve device characteristics and yield.

【0093】また、第2導電型GaAsコンタクト層1
2を成長させる前に、電流経路に相当する第2導電型G
aAsキャップ層10を表面から100オングストロー
ム以上除去し、除去後の第2導電型GaAsキャップ層
10の表面にAsビームを照射しながら基板温度620
℃以上700℃以下で5分以上保持することにより、一
度大気に曝されたGaAs層の表面に変成層や酸化膜お
よびコンタミネイション等が生じても、これらを除去し
て良好な結晶成長面を得ることができる。よって、素子
抵抗を低くすることができ、動作電圧が低い半導体レー
ザ素子を歩留り良く得ることができる。
Further, the second conductivity type GaAs contact layer 1
Before growing 2, the second conductivity type G corresponding to the current path
The aAs cap layer 10 is removed from the surface by 100 Å or more, and the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 after the removal is irradiated with an As beam and the substrate temperature is set to 620.
By keeping the temperature above ℃ to 700 ℃ for 5 minutes or more, even if a metamorphic layer, an oxide film, and contamination occur on the surface of the GaAs layer once exposed to the atmosphere, these are removed and a good crystal growth surface is obtained. Obtainable. Therefore, the device resistance can be reduced, and a semiconductor laser device with a low operating voltage can be obtained with a high yield.

【0094】本実施形態5で得られた半導体レーザ素子
は、動作電圧を2.2V〜2.5Vと低減することがで
き、また、歩留まりも向上させることができた。
The semiconductor laser device obtained in the fifth embodiment was able to reduce the operating voltage to 2.2 V to 2.5 V, and the yield could be improved.

【0095】なお、本実施形態5においては第2導電型
コンタクト層12としてGaAsを結晶成長させたが、
AlGaAsを結晶成長させる場合についても、同様の
効果を得ることができる。
Although GaAs is crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12 in the fifth embodiment,
The same effect can be obtained in the case of crystal growth of AlGaAs.

【0096】また、第2導電型コンタクト層12として
GaInP、AlGaInPまたはAlInPを結晶成
長させてもよく、その場合には、電流経路に相当する第
2導電型GaAsキャップ層10を表面から100オン
グストローム以上除去し、MBE成長室内において、除
去後の第2導電型GaAsキャップ層10の表面にAs
ビームの代わりにPビームを照射しながら基板温度62
0℃以上700℃以下で5分以上保持することにより、
同様の効果を得ることができる。
Further, GaInP, AlGaInP or AlInP may be crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12, and in this case, the second conductivity type GaAs cap layer 10 corresponding to the current path is 100 angstroms or more from the surface. After removing, in the MBE growth chamber, As is formed on the surface of the second conductivity type GaAs cap layer 10 after the removal.
Substrate temperature 62 while irradiating P beam instead of beam
By holding at 0 ℃ or more and 700 ℃ or less for 5 minutes or more,
The same effect can be obtained.

【0097】(実施形態6)この実施形態6では、Ga
InP層上にMBE法によりGaAsを結晶成長させる
場合について説明する。
(Sixth Embodiment) In this sixth embodiment, Ga is
A case where GaAs is crystal-grown on the InP layer by the MBE method will be described.

【0098】図6(c)に、実施形態6において作製さ
れる半導体レーザ素子の断面図を示す。
FIG. 6C shows a sectional view of the semiconductor laser device manufactured in the sixth embodiment.

【0099】この半導体レーザ素子は、一般的なリッジ
型のAlGaInP系半導体レーザ素子である。第1導
電型GaAs基板1の上には、第1導電型GaAsバッ
ファー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第
1導電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP
活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6
およびGaInPエッチストップ層7が設けられてい
る。その中央部上には、第2導電型AlGaInP第3
クラッド層8および第2導電型GaInP中間層9がリ
ッジ状に設けられ、その両側にそれらを埋め込むよう
に、第1導電型GaAs電流狭窄層11が設けられてい
る。その上には、第2導電型GaAsコンタクト層12
が設けられている。コンタクト層12の上には電極14
が、基板側には電極15が設けられている。
This semiconductor laser device is a general ridge type AlGaInP based semiconductor laser device. On the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first clad layer 4, GaInP.
Active layer 5 and second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6
And a GaInP etch stop layer 7 are provided. The second conductivity type AlGaInP third layer is formed on the central portion.
The clad layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are provided in a ridge shape, and the first conductivity type GaAs current constriction layer 11 is provided on both sides of the clad layer 8 so as to fill them. On top of that, a second conductivity type GaAs contact layer 12 is formed.
Is provided. An electrode 14 is provided on the contact layer 12.
However, the electrode 15 is provided on the substrate side.

【0100】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製することができる。
This semiconductor laser device can be manufactured as follows.

【0101】まず、図6(a)に示すように、第1導電
型GaAs基板1の上に、第1導電型GaAsバッファ
ー層2、第1導電型GaInPバッファー層3、第1導
電型AlGaInP第1クラッド層4、GaInP活性
層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6、G
aInPエッチストップ層7、第2導電型AlGaIn
P第3クラッド層8および第2導電型GaInP中間層
9を成長させた後、第2導電型AlGaInP第3クラ
ッド層8および第2導電型GaInP中間層9をリッジ
状に形成し、その両側にそれらを埋め込むように、第1
導電型GaAs電流狭窄層11を成長させる。ここまで
の工程において、電流経路に相当する第2導電型GaI
nP中間層9の表面は、大気に曝された状態になる。
First, as shown in FIG. 6A, on the first conductivity type GaAs substrate 1, the first conductivity type GaAs buffer layer 2, the first conductivity type GaInP buffer layer 3, the first conductivity type AlGaInP layer are formed. 1 clad layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second clad layer 6, G
aInP etch stop layer 7, second conductivity type AlGaIn
After the P third cladding layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are grown, the second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8 and the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 are formed in a ridge shape, and on both sides thereof. First to embed them
The conductive type GaAs current confinement layer 11 is grown. In the steps up to here, the second conductivity type GaI corresponding to the current path
The surface of the nP intermediate layer 9 is exposed to the atmosphere.

【0102】次に、図6(b)に示すように、電流経路
に相当する第2導電型GaInP中間層9の表面から1
00オングストローム以上の部分をエッチング除去す
る。このとき、第1導電型GaAs電流狭窄層11も同
様に、表面から100オングストローム以上の部分が除
去される。このときにエッチング除去される部分を図2
(b)に13で示す。
Next, as shown in FIG. 6B, 1 from the surface of the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 corresponding to the current path.
A portion of 00 Å or more is removed by etching. At this time, similarly, the first conductivity type GaAs current constriction layer 11 is also removed from the surface in a portion of 100 angstroms or more. The portion removed by etching at this time is shown in FIG.
It is shown at 13 in (b).

【0103】次に、図6(c)に示すように、MBE成
長室内において、ウェハー基板上にAsビームを照射し
ながら基板温度500℃以上550℃以下で5分以上保
持する。
Next, as shown in FIG. 6C, the substrate temperature is kept at 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower for 5 minutes or more while irradiating the As beam on the wafer substrate in the MBE growth chamber.

【0104】続いて、図6(c)に示すように、MBE
法により第2導電型GaAsコンタクト層12を成長さ
せて半導体積層構造を得る。
Then, as shown in FIG. 6C, MBE
The second conductivity type GaAs contact layer 12 is grown by the method to obtain a semiconductor laminated structure.

【0105】その後、コンタクト層12の上に電極14
を形成し、基板側に電極15を形成することにより半導
体レーザ素子が得られる。
After that, the electrode 14 is formed on the contact layer 12.
And the electrode 15 is formed on the substrate side to obtain a semiconductor laser device.

【0106】この半導体レーザ素子においては、第2導
電型GaAsコンタクト層12を設けることにより、発
光部である活性層9から半導体積層構造表面までの間が
長くなり、発光部とステムのマウント台との間の距離を
長くすることができる。よって、半導体レーザ素子をス
テムにマウントするときに発生するマウント歪みやマウ
ントリークを低減させて、素子特性の向上および歩留り
向上を図ることができる。
In this semiconductor laser device, by providing the GaAs contact layer 12 of the second conductivity type, the distance from the active layer 9 which is the light emitting portion to the surface of the semiconductor laminated structure becomes longer, and the light emitting portion and the mount mount of the stem are provided. The distance between can be longer. Therefore, it is possible to reduce mount distortion and mount leak that occur when the semiconductor laser device is mounted on the stem, and to improve device characteristics and yield.

【0107】また、第2導電型GaAsコンタクト層1
2を成長させる前に、電流経路に相当する第2導電型G
aInP中間層9を表面から100オングストローム以
上除去し、除去後の第2導電型GaInP中間層9の表
面にAsビームを照射しながら基板温度500℃以上5
50℃以下で5分以上保持することにより、一度大気に
曝されたGaInP層の表面に変成層や酸化膜およびコ
ンタミネイション等が生じても、これらを除去して良好
な結晶成長面を得ることができる。よって、素子抵抗を
低くすることができ、動作電圧が低い半導体レーザ素子
を歩留り良く得ることができる。
Also, the second conductivity type GaAs contact layer 1
Before growing 2, the second conductivity type G corresponding to the current path
The aInP intermediate layer 9 is removed from the surface by 100 Å or more, and the surface of the removed second conductivity type GaInP intermediate layer 9 is irradiated with an As beam and the substrate temperature is 500 ° C. or higher.
By maintaining the temperature at 50 ° C or lower for 5 minutes or more, even if a metamorphic layer, an oxide film, and contamination occur on the surface of the GaInP layer once exposed to the atmosphere, these can be removed to obtain a good crystal growth surface. You can Therefore, the device resistance can be reduced, and a semiconductor laser device with a low operating voltage can be obtained with a high yield.

【0108】本実施形態6で得られた半導体レーザ素子
は、動作電圧を2.2V〜2.5Vと低減することがで
き、また、歩留まりも向上させることができた。
The semiconductor laser device obtained in the sixth embodiment was able to reduce the operating voltage to 2.2V to 2.5V, and also to improve the yield.

【0109】なお、本実施形態6においては第2導電型
コンタクト層12としてGaAsを結晶成長させたが、
AlGaAsを結晶成長させる場合についても、同様の
効果を得ることができる。
Although GaAs was crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12 in the sixth embodiment,
The same effect can be obtained in the case of crystal growth of AlGaAs.

【0110】また、第2導電型コンタクト層12として
GaInP、AlGaInPまたはAlInPを結晶成
長させてもよく、その場合には、電流経路に相当する第
2導電型GaInP中間層9を表面から100オングス
トローム以上除去し、MBE成長室内において、除去後
の第2導電型GaInP中間層9の表面にAsビームの
代わりにPビームを照射しながら基板温度620℃以上
700℃以下で5分以上保持することにより、同様の効
果を得ることができる。
Further, GaInP, AlGaInP or AlInP may be crystal-grown as the second conductivity type contact layer 12, and in this case, the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 corresponding to the current path is 100 angstroms or more from the surface. By removing and removing the surface of the second conductivity type GaInP intermediate layer 9 after removal in the MBE growth chamber while irradiating a P beam instead of an As beam, the substrate temperature is maintained at 620 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 5 minutes or more. The same effect can be obtained.

【0111】なお、上記実施形態1〜6では、一般的な
リッジ型のAlGaInP系半導体レーザ素子の製造に
本発明を適用した例について説明したが、発光部上に設
けられたGaAs層またはGaInP層上に、MBE法
によりGaAs、AlGaAs、GaInP、AlGa
InPまたはAlInPからなる結晶を成長させる場合
であれば、どのような構造であっても本発明を適用する
ことが可能である。例えば、図7に示すようなSAS
(Self−Aligned Structure)構
造や図8に示すようなVSIS(V−Channele
d Substrate Inner Strip)構
造、図9に示すようなCSP(Channeled S
ubstrate Planar)構造、図10に示す
ようなBH(Buried Hetero struc
ture)構造、図11に示すようなTJ(Terra
ced Substrate)構造において、GaAs
層またはGaInP層上に、MBE法によりGaAs、
AlGaAs、GaInP、AlGaInPまたはAl
InPからなるコンタクト層を成長させる場合について
も本発明は適用可能である。なお、これらの図におい
て、21はn型基板、22はn型クラッド層、23は活
性層、24はp型クラッド層、25はn型電流狭窄層、
26はn型キャップ層、27はZn拡散層、31はp型
基板、32はn型キャップ層、33はp型電流狭窄層、
34はn-型電流狭窄層を示す。さらに、図には示さな
いが、LED(Light Emitting Dio
de)構造におけるGaAs層またはGaInP層上
に、MBE法によりGaAs、AlGaAs、GaIn
P、AlGaInPまたはAlInPからなる結晶を成
長させる場合についても本発明は適用可能である。
In the first to sixth embodiments, the example in which the present invention is applied to the manufacture of a general ridge type AlGaInP based semiconductor laser device has been described. However, the GaAs layer or the GaInP layer provided on the light emitting portion is described. GaAs, AlGaAs, GaInP, AlGa by the MBE method
The present invention can be applied to any structure as long as a crystal made of InP or AlInP is grown. For example, SAS as shown in FIG.
(Self-Aligned Structure) structure and VSIS (V-Channel) as shown in FIG.
d Substrate Inner Strip (CSP) structure, as shown in FIG.
an inverted planar structure, a BH (Buried Hetero structure) as shown in FIG.
structure, TJ (Terra) as shown in FIG.
GaAs in the ced Substrate structure
On the layer or the GaInP layer by the MBE method,
AlGaAs, GaInP, AlGaInP or Al
The present invention is also applicable to the case of growing a contact layer made of InP. In these figures, 21 is an n-type substrate, 22 is an n-type cladding layer, 23 is an active layer, 24 is a p-type cladding layer, 25 is an n-type current constriction layer,
26 is an n-type cap layer, 27 is a Zn diffusion layer, 31 is a p-type substrate, 32 is an n-type cap layer, 33 is a p-type current confinement layer,
Reference numeral 34 indicates an n type current constriction layer. Further, although not shown in the figure, an LED (Light Emitting Dio)
de) structure on the GaAs layer or GaInP layer by the MBE method, GaAs, AlGaAs, GaIn
The present invention is also applicable to the case of growing a crystal made of P, AlGaInP or AlInP.

【0112】[0112]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
GaAs層またはGaInP層の上にMBE法によりG
aAs、AlGaAs、GaInP、AlGaInPま
たはAlInPからなる結晶を成長させる前に、結晶成
長面が一度大気に曝されて表面に変成層、酸化膜および
コンタミネイション等が生じていても、それらを除去し
て良好な結晶成長面を得ることができる。
As described in detail above, according to the present invention,
G on the GaAs layer or GaInP layer by MBE method
Before growing a crystal made of aAs, AlGaAs, GaInP, AlGaInP or AlInP, even if the crystal growth surface is once exposed to the atmosphere and a metamorphic layer, an oxide film and contamination are generated on the surface, remove them. A good crystal growth surface can be obtained.

【0113】従って、半導体発光素子の製造において本
発明の半導体結晶成長方法を用いることにより、発光部
とステムのマウント台との間に距離を設けて離すために
コンタクト層を成長させる前に、電流経路に相当する部
分の結晶成長面を良好にすることができる。よって、素
子抵抗を低くして動作電圧の低くすると共に、歩留りの
良好な半導体発光素子を得ることができる。
Therefore, by using the semiconductor crystal growth method of the present invention in the manufacture of a semiconductor light emitting device, a current is generated before the contact layer is grown to provide a distance between the light emitting portion and the mount base of the stem. The crystal growth surface of the portion corresponding to the path can be made good. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor light emitting device having a good yield as well as a low device resistance and a low operating voltage.

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

【図1】実施形態1における半導体レーザ素子の製造工
程を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor laser device according to a first embodiment.

【図2】実施形態2における半導体レーザ素子の製造工
程を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser device according to the second embodiment.

【図3】実施形態3における半導体レーザ素子の製造工
程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser device according to the third embodiment.

【図4】実施形態4における半導体レーザ素子の製造工
程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser device according to the fourth embodiment.

【図5】実施形態5における半導体レーザ素子の製造工
程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser device according to the fifth embodiment.

【図6】実施形態6における半導体レーザ素子の製造工
程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor laser device according to the sixth embodiment.

【図7】SAS構造を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a SAS structure.

【図8】VSIS構造を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing a VSIS structure.

【図9】CSP構造を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a CSP structure.

【図10】BH構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a BH structure.

【図11】TJ構造を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a TJ structure.

【図12】従来の半導体レーザ素子の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor laser device.

【図13】従来の半導体レーザ素子の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1導電型GaAs基板 2 第1導電型GaAsバッファー層 3 第1導電型GaInPバッファー層 4 第1導電型AlGaInP第1クラッド層 5 GaInP活性層 6 第2導電型AlGaInP第2クラッド層 7 GaInPエッチストップ層 8 第2導電型AlGaInP第3クラッド層 9 第2導電型GaInP中間層 10 第2導電型GaAsキャップ層 11 第1導電型GaAs電流狭窄層 12 第2導電型GaAsコンタクト層 13 エッチング除去される部分 14、15 電極 1 First conductivity type GaAs substrate 2 First conductivity type GaAs buffer layer 3 First conductivity type GaInP buffer layer 4 First conductivity type AlGaInP first cladding layer 5 GaInP active layer 6 Second conductivity type AlGaInP second cladding layer 7 GaInP etch stop layer 8 Second conductivity type AlGaInP third cladding layer 9 Second conductivity type GaInP intermediate layer 10 Second conductivity type GaAs cap layer 11 First conductivity type GaAs current confinement layer 12 Second conductivity type GaAs contact layer 13 Parts to be removed by etching 14, 15 electrodes

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/203,21/363 C30B 23/08 C30B 29/40 - 29/44 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21 / 203,21 / 363 C30B 23/08 C30B 29/40-29/44

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 化合物半導体からなる発光部上に設けら
れているGaInP層の上に、Molecular B
eam Epitaxy法によりGaInP、AlGa
InPまたはAlInPからなる結晶を成長する方法で
あって、 該GaInP層の表面にPビームを照射しながら基板温
度500℃以上550℃以下で5分以上保持する工程
と、 上記工程後、該GaInP層の表面の上に、GaIn
P、AlGaInPまたはAlInPからなる結晶を成
長させる工程とを含む半導体結晶成長方法。
1. A molecular B is provided on a GaInP layer provided on a light emitting portion made of a compound semiconductor.
GaInP, AlGa by the electron epitaxy method
A method of growing a crystal composed of InP or AlInP, which comprises a step of irradiating the surface of the GaInP layer with a P beam and holding the substrate temperature at 500 ° C. or higher and 550 ° C. or lower for 5 minutes or longer, and after the step, the GaInP layer On the surface of GaIn
Growing a crystal of P, AlGaInP or AlInP.
【請求項2】 化合物半導体からなる発光部上に設けら
れているGaInP層の上に、Molecular B
eam Epitaxy法によりGaInP、AlGa
InPまたはAlInPからなる結晶を成長する方法で
あって、 該GaInP層を表面から厚み方向に100オングスト
ローム以上エッチング除去し、該GaInP層のエッチ
ング除去後の表面にPビームを照射しながら基板温度5
00℃以上550℃以下で5分以上保持する工程と、 上記工程後、該GaInP層の表面の上に、GaIn
P、AlGaInPまたはAlInPからなる結晶を成
長させる工程とを含む半導体結晶成長方法。
2. A molecular B is provided on the GaInP layer provided on the light emitting portion made of a compound semiconductor.
GaInP, AlGa by the electron epitaxy method
A method for growing a crystal of InP or AlInP, which comprises removing the GaInP layer by 100 angstroms or more in the thickness direction from the surface, and irradiating the surface of the GaInP layer after etching with a P beam at a substrate temperature of 5
A step of holding at a temperature of 00 ° C. or higher and 550 ° C. or lower for 5 minutes or more, and after the above step, GaInP is formed on the surface of the GaInP layer.
Growing a crystal of P, AlGaInP or AlInP.
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