JPH02156586A - 量子井戸構造の形成方法 - Google Patents
量子井戸構造の形成方法Info
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- JPH02156586A JPH02156586A JP63310920A JP31092088A JPH02156586A JP H02156586 A JPH02156586 A JP H02156586A JP 63310920 A JP63310920 A JP 63310920A JP 31092088 A JP31092088 A JP 31092088A JP H02156586 A JPH02156586 A JP H02156586A
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- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は一層もしくは多層の量子井戸構造を基板の表面
に形成する方法に関する。
に形成する方法に関する。
井戸幅の異なる量子井戸構造をレーザダイオードに用い
ると、発信波長の異なるレーザ装置を実現できる。また
、井戸幅の異なる量子井戸構造を受光素子に用いると、
受光感度の波長依存性が異なる受光装置を実現できる。
ると、発信波長の異なるレーザ装置を実現できる。また
、井戸幅の異なる量子井戸構造を受光素子に用いると、
受光感度の波長依存性が異なる受光装置を実現できる。
さらに、部分的に井戸幅が異なる量子井戸構造を利用す
れば、先導波路なども容易に実現できる。
れば、先導波路なども容易に実現できる。
従来、単一の基板上に井戸幅の異なる複数の量子井戸構
造を実現するためには、−度の気相成長工程では単一の
井戸幅のものしか得られないため、二度の気相成長をし
なければならなかった。また、同−の量子井戸構造にお
いて、井戸幅を部分的に異ならせることは、容易ではな
かった。
造を実現するためには、−度の気相成長工程では単一の
井戸幅のものしか得られないため、二度の気相成長をし
なければならなかった。また、同−の量子井戸構造にお
いて、井戸幅を部分的に異ならせることは、容易ではな
かった。
そこで本発明は、単一の基板上に井戸幅が異なる複数の
量子井戸構造、あるいは井戸幅が部分的に異なる量子井
戸構造を、−度の気相成長工程で実現できる量子井戸構
造の形成方法を提供することを目的とする。
量子井戸構造、あるいは井戸幅が部分的に異なる量子井
戸構造を、−度の気相成長工程で実現できる量子井戸構
造の形成方法を提供することを目的とする。
本発明に係る量子井戸構造の形成方法は、基板の表面に
障壁層および井戸層を交互に結晶成長させ、一層または
多層の量子井戸構造を形成する方法であって、量子井戸
構造を形成する領域近傍の基板表面に、結晶成長を阻止
するＳＩＯ，Ｓ１Ｎ 等のマスクを、形成すべき井戸幅
もしくは障壁幅に応じた被覆率および形状にパターン形
成する第１の工程と、基板表面に原料ガスを供給して障
壁層および井戸層を交互に気相成長させる第２の工程と
を備えることを特徴とする。
障壁層および井戸層を交互に結晶成長させ、一層または
多層の量子井戸構造を形成する方法であって、量子井戸
構造を形成する領域近傍の基板表面に、結晶成長を阻止
するＳＩＯ，Ｓ１Ｎ 等のマスクを、形成すべき井戸幅
もしくは障壁幅に応じた被覆率および形状にパターン形
成する第１の工程と、基板表面に原料ガスを供給して障
壁層および井戸層を交互に気相成長させる第２の工程と
を備えることを特徴とする。
本発明によれば、マスク近傍の基板表面では障壁幅およ
び井戸幅が広く形成され、マスクから離れた基板表面で
は狭く形成される。また、マスクによる基板表面の被覆
率が大きい部分では障壁幅および井戸幅が広く形成され
、被覆率が小さい部分では狭く形成される。従って、障
壁幅および井戸幅を自在に制御することが可能になる。
び井戸幅が広く形成され、マスクから離れた基板表面で
は狭く形成される。また、マスクによる基板表面の被覆
率が大きい部分では障壁幅および井戸幅が広く形成され
、被覆率が小さい部分では狭く形成される。従って、障
壁幅および井戸幅を自在に制御することが可能になる。
以下、添付の第１図ないし第４図により、本発明の詳細
な説明する。
な説明する。
基板上に結晶を気相成長させる際に、その上には結晶か
成長しにくいマスクを基板上に形成しておくと、マスク
上に供給された原料がマスクがない領域に移動してその
領域の原料濃度が高くなるために、成長速度が増加する
ことが知られている。
成長しにくいマスクを基板上に形成しておくと、マスク
上に供給された原料がマスクがない領域に移動してその
領域の原料濃度が高くなるために、成長速度が増加する
ことが知られている。
（「第３４回応用物理学関係連合講演会予稿集」ｐ、１
５０，１９８７、［第３５回応用物理学関係連合講演会
予稿集ｊ ｐ、２７９．１９８８）。
５０，１９８７、［第３５回応用物理学関係連合講演会
予稿集ｊ ｐ、２７９．１９８８）。
一般に、気相成長工程では基板上を原料を含むガスが流
れているが、基板表面の直上にはガスがよどんでいる境
界層ができている。この境界層の中で、原料は原料濃度
の高い場所から低い場所へ拡散により移動している。基
板表面がマスクにおおわれていない領域では、原料が基
板に吸収されて原料濃度が小さくなっている。これに比
べ、マスクによりおおわれている領域では、原料が吸収
されることがないため原料濃度が高くなっている。
れているが、基板表面の直上にはガスがよどんでいる境
界層ができている。この境界層の中で、原料は原料濃度
の高い場所から低い場所へ拡散により移動している。基
板表面がマスクにおおわれていない領域では、原料が基
板に吸収されて原料濃度が小さくなっている。これに比
べ、マスクによりおおわれている領域では、原料が吸収
されることがないため原料濃度が高くなっている。
したがって、原料はマスクのある領域からマスクのない
領域に向かって、拡散により移動する。これにより、マ
スクの近傍の領域では成長速度が増加する。このような
現象を量子井戸構造の形成に応用したのが本発明である
。
領域に向かって、拡散により移動する。これにより、マ
スクの近傍の領域では成長速度が増加する。このような
現象を量子井戸構造の形成に応用したのが本発明である
。
第１図は本発明の基本工程を示す素子断面図である。
まず、同図（ａ）に示すように、基板１の表面の一部を
ＳＩＯ，５ｔ３Ｎ４などのマスク２で被覆する。このよ
うな部分的な被覆は、フォトレジストのパターニング等
により容易に実現できる。
ＳＩＯ，５ｔ３Ｎ４などのマスク２で被覆する。このよ
うな部分的な被覆は、フォトレジストのパターニング等
により容易に実現できる。
次に、この基板１を気相成長装置（図示せず）にセット
し、原料Ａを含むガスを供給すると、マスク２に覆われ
ていない基板１の表面に障壁層３１をなす半導体が結晶
成長される。このとき、原料ガスは前述のようにマスク
２の直上でよどむことになるため、マスク２の近傍では
障壁層３、は厚く形成されることになる（同図（ｂ）図
示）。
し、原料Ａを含むガスを供給すると、マスク２に覆われ
ていない基板１の表面に障壁層３１をなす半導体が結晶
成長される。このとき、原料ガスは前述のようにマスク
２の直上でよどむことになるため、マスク２の近傍では
障壁層３、は厚く形成されることになる（同図（ｂ）図
示）。
次に、別の原料Ｂを含むガスを供給すると、障壁層３
の上にのみ井戸層４□をなす別の半導体が結晶成長され
る。この場合、マスク２の近傍で井戸層４ が厚く形成
されるのは、障壁層３□の■ 場合と同様である（同図（ｃ）図示）。以下、供給する
ガスを原料Ａ、Ｂを含むものに交互に切り換えると、障
壁層３ 、井戸層４□および障壁層３３が順次に形成さ
れていく（同図（ｄ）図示）。
の上にのみ井戸層４□をなす別の半導体が結晶成長され
る。この場合、マスク２の近傍で井戸層４ が厚く形成
されるのは、障壁層３□の■ 場合と同様である（同図（ｃ）図示）。以下、供給する
ガスを原料Ａ、Ｂを含むものに交互に切り換えると、障
壁層３ 、井戸層４□および障壁層３３が順次に形成さ
れていく（同図（ｄ）図示）。
上記の工程において、障壁層３□〜３３の半導体のバン
ドギャップが、井戸層４１〜４２の半導体のバンドギャ
ップより大きくなるようにしておけば、部分的に井戸幅
が異なる量子井戸構造を一度の気相成長工程で実現でき
る。また、例えば第１図（ｄ）の領域Ｓｌ、Ｓ２以外の
部分の障壁層３〜３ および井戸層４．４２をエツチン
グで除去すれば、互いに井戸幅の異なる２つの量子井戸
構造が実現できる。
ドギャップが、井戸層４１〜４２の半導体のバンドギャ
ップより大きくなるようにしておけば、部分的に井戸幅
が異なる量子井戸構造を一度の気相成長工程で実現でき
る。また、例えば第１図（ｄ）の領域Ｓｌ、Ｓ２以外の
部分の障壁層３〜３ および井戸層４．４２をエツチン
グで除去すれば、互いに井戸幅の異なる２つの量子井戸
構造が実現できる。
次に、本発明の実施例を順次に説明する。
第２図は第１実施例により製造した装置を示している。
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図であ
る。まず、ＩｎＰからなる基板１を用意し、この表面を
部分的にＳＩＮ のマスク２で被覆する（第２図（ａ
）図示）。次に、ＩｎＰを気相成長させて障壁層３１を
形成し、次にＧａ１ｎＡｓを気相成長させて井戸層４□
を形成する。以下、この工程を交互に繰り返して障壁層
３ 、井戸層４ 、障壁層３ 、井戸層４３．障壁層３
４を形成すると、第２図（ｂ）に示す量子井戸構造が得
られる。ここで、マスク２の近傍での井戸幅は約３０ｎ
ｍになっているのに対し、マスク２から十分離れた位置
では井戸幅は約１０ｎｍである。
る。まず、ＩｎＰからなる基板１を用意し、この表面を
部分的にＳＩＮ のマスク２で被覆する（第２図（ａ
）図示）。次に、ＩｎＰを気相成長させて障壁層３１を
形成し、次にＧａ１ｎＡｓを気相成長させて井戸層４□
を形成する。以下、この工程を交互に繰り返して障壁層
３ 、井戸層４ 、障壁層３ 、井戸層４３．障壁層３
４を形成すると、第２図（ｂ）に示す量子井戸構造が得
られる。ここで、マスク２の近傍での井戸幅は約３０ｎ
ｍになっているのに対し、マスク２から十分離れた位置
では井戸幅は約１０ｎｍである。
第３図は第２実施例により製造した装置を示している。
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図であ
る。まず、ＩｎＰからなる基板１を用意し、この表面を
部分的にＳＩＮ のマスク２〜２４で被覆する。ここ
で、マスク２□。
る。まず、ＩｎＰからなる基板１を用意し、この表面を
部分的にＳＩＮ のマスク２〜２４で被覆する。ここ
で、マスク２□。
■
２ は領域Ｓ３の両側を３０μｍの幅で覆い、７スフ２
．２ は領域Ｓ４の両側を１０μｍの幅で覆うようにす
る（第３図（ａ）図示）。次に、１ｎＰを気相成長させ
て障壁層３□を形成し、次にＧａ Ｉｎ Ａｓを気相成
長させて井戸層４□を形成する。以下、この工程を交互
に繰り返して障壁層３ 、井戸層４ 、障壁層３ 、井
戸層４３．障壁層３４を形成すると、第３図（ｂ）に示
す量子井戸構造が得られる。ここで、幅３０μｍのマス
ク２．２□に挟まれた領域Ｓ での井戸幅は約１５ｎｍ
になっているのに対し、幅１０μｍのマスク２．２ に
挟まれた領域Ｓ４では井戸幅は約５ｎｍである。
．２ は領域Ｓ４の両側を１０μｍの幅で覆うようにす
る（第３図（ａ）図示）。次に、１ｎＰを気相成長させ
て障壁層３□を形成し、次にＧａ Ｉｎ Ａｓを気相成
長させて井戸層４□を形成する。以下、この工程を交互
に繰り返して障壁層３ 、井戸層４ 、障壁層３ 、井
戸層４３．障壁層３４を形成すると、第３図（ｂ）に示
す量子井戸構造が得られる。ここで、幅３０μｍのマス
ク２．２□に挟まれた領域Ｓ での井戸幅は約１５ｎｍ
になっているのに対し、幅１０μｍのマスク２．２ に
挟まれた領域Ｓ４では井戸幅は約５ｎｍである。
第４図は第３実施例により製造した装置を示している。
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図であ
る。まず、ＩｎＰからなる基板１を用意し、この表面を
部分的にＳＩＮ のマスク２で被覆する（第４図（ａ
）図示）。すなわち、領域Ｓ５の両側にマスク２を形成
するに際し、中央部は幅広のマスク２５とし、両側部は
幅の狭いマスク２６とする。次に、１ｎＰを気相成長さ
せて障壁層３１を形成し、次にＧａ Ｉｎ Ａｓを気相
成長させて井戸層４１を形成する。以下、この工程を交
互に繰り返して障壁層３ 、井戸層４□、障壁層３ 、
井戸層４ 、障壁層３４を形成すると、第２図に示す量
子井戸構造が得られる。ここで、幅広のマスク２．の近
傍での井戸幅に対し、幅の狭いマスク２６では井戸幅は
小さくなっていた。このように井戸幅が異なると、光の
屈折率がこれに応じて異なることになるので、先導波路
として用いることが可能になる。
る。まず、ＩｎＰからなる基板１を用意し、この表面を
部分的にＳＩＮ のマスク２で被覆する（第４図（ａ
）図示）。すなわち、領域Ｓ５の両側にマスク２を形成
するに際し、中央部は幅広のマスク２５とし、両側部は
幅の狭いマスク２６とする。次に、１ｎＰを気相成長さ
せて障壁層３１を形成し、次にＧａ Ｉｎ Ａｓを気相
成長させて井戸層４１を形成する。以下、この工程を交
互に繰り返して障壁層３ 、井戸層４□、障壁層３ 、
井戸層４ 、障壁層３４を形成すると、第２図に示す量
子井戸構造が得られる。ここで、幅広のマスク２．の近
傍での井戸幅に対し、幅の狭いマスク２６では井戸幅は
小さくなっていた。このように井戸幅が異なると、光の
屈折率がこれに応じて異なることになるので、先導波路
として用いることが可能になる。
以上、詳細に説明した通り本発明では、マスク近傍の基
板表面では障壁層および井戸層が厚く形成され、マスク
から離れた基板表面では薄く形成される。また、マスク
による基板表面の被覆率が大きい部分では障壁層および
井戸層が厚く形成され、被覆率が小さい部分では薄く形
成される。従って、障壁層および井戸層の厚さを自在に
制御することか可能になるので、単一の基板上に井戸幅
が異なる複数の量子井戸構造、あるいは井戸層の幅が部
分的に異なる量子井戸構造を、−度の気相成長工程で実
現できる効果がある。
板表面では障壁層および井戸層が厚く形成され、マスク
から離れた基板表面では薄く形成される。また、マスク
による基板表面の被覆率が大きい部分では障壁層および
井戸層が厚く形成され、被覆率が小さい部分では薄く形
成される。従って、障壁層および井戸層の厚さを自在に
制御することか可能になるので、単一の基板上に井戸幅
が異なる複数の量子井戸構造、あるいは井戸層の幅が部
分的に異なる量子井戸構造を、−度の気相成長工程で実
現できる効果がある。
第１図は、本発明の基本工程を示す素子断面図、第２図
ないし第４図は、本発明の第１ないし第３の実施例によ
り形成した量子井戸構造の平面図および断面図である。 １・・・基板、２，２〜２Ｂ・・・マスク、３，３１〜
３ ・・・障壁層、４．４〜４３・・・井戸層。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹第１突旋例の量
各井戸右しｉ 第２回
ないし第４図は、本発明の第１ないし第３の実施例によ
り形成した量子井戸構造の平面図および断面図である。 １・・・基板、２，２〜２Ｂ・・・マスク、３，３１〜
３ ・・・障壁層、４．４〜４３・・・井戸層。 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹第１突旋例の量
各井戸右しｉ 第２回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板の表面に障壁層および井戸層を交互に結晶成長
させ、一層または多層の量子井戸構造を形成する方法に
おいて、 前記量子井戸構造を形成する領域近傍の前記基板表面に
、結晶成長を阻止するマスクを前記量子井戸構造の層の
形成すべき井戸幅もしくは障壁幅に応じた被覆率および
形状にパターン形成する第１の工程と、 前記基板の表面に原料ガスを供給して前記障壁層および
井戸層を交互に気相成長させる第２の工程と を備えることを特徴とする量子井戸構造の形成方法。 ２、前記マスクはシリコンの窒化膜もしくはは酸化膜で
ある請求項１記載の量子井戸構造の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310920A JPH02156586A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 量子井戸構造の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63310920A JPH02156586A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 量子井戸構造の形成方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13372697A Division JP3175148B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156586A true JPH02156586A (ja) | 1990-06-15 |
Family
ID=18010977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63310920A Pending JPH02156586A (ja) | 1988-12-08 | 1988-12-08 | 量子井戸構造の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02156586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07202253A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 半導体受光素子の製造方法 |
| EP1066667A1 (en) * | 1998-03-30 | 2001-01-10 | Bandwidth 9 | Vertical optical cavities produced with selective area epitaxy |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144385A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-27 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
| JPH01321677A (ja) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型半導体光素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-12-08 JP JP63310920A patent/JPH02156586A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62144385A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-06-27 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
| JPH01321677A (ja) * | 1988-06-23 | 1989-12-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型半導体光素子の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07202253A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | 半導体受光素子の製造方法 |
| EP1066667A1 (en) * | 1998-03-30 | 2001-01-10 | Bandwidth 9 | Vertical optical cavities produced with selective area epitaxy |
| EP1066667A4 (en) * | 1998-03-30 | 2001-04-11 | Bandwidth 9 | VERTICAL OPTICAL CAVITIES PRODUCED WITH SELECTIVE ZONE EPITAXY |
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