JPH02260629A - 化合物半導体へのＺｎ拡散方法 - Google Patents
化合物半導体へのＺｎ拡散方法Info
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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〕
この発明は、■−Ｖ族化合物半導体への拡散、特に可視
光半導体レーザ材料となるＡｌ２ＧａＩｎＰへのＺｎの
拡散方法に関するものである。
光半導体レーザ材料となるＡｌ２ＧａＩｎＰへのＺｎの
拡散方法に関するものである。
ＡｆＧａｌｎＰを用いて作製した半導体レーザは、その
発振波長が■−■族化合物半導体を用いた半導体レーザ
のなかでは最も短く、その動作波長は０．６３μｍでヘ
リウム・ネオンレーザの代わりに用いることができるも
のとして注目されている。半導体レーザの作製において
は、Ｚｎ等を半導体層中に拡散して、該Ｚｎが拡散され
た領域の屈折率や導電型を変える等の製造テクニックが
ある。
発振波長が■−■族化合物半導体を用いた半導体レーザ
のなかでは最も短く、その動作波長は０．６３μｍでヘ
リウム・ネオンレーザの代わりに用いることができるも
のとして注目されている。半導体レーザの作製において
は、Ｚｎ等を半導体層中に拡散して、該Ｚｎが拡散され
た領域の屈折率や導電型を変える等の製造テクニックが
ある。
第４図は従来の拡散方法によるＡｌＧａ Ｉ ｎＰへの
Ｚｎの拡散方法を示す断面図である。
Ｚｎの拡散方法を示す断面図である。
図において、１はＣ；ａＡｓ基板、２はＡｐ、、、。
Ｇ ａ ６．２５ Ｉ ｎｏ、ｓ Ｐ層、４はＳ ｔ
２ Ｎａ拡散マスク、５はＺｎＯとＳ ｉ Ｏ，の混合
膜でありＺｎＯと５ｉｆｔの比率は重量比で９：１、膜
厚は１５′ＯＯ人である。６はＳｉｎ、保護膜であり膜
厚は１０００人である。７はＺｎ拡散部である。なおＡ
ｌｏ、ｚｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓ Ｐ層２は有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）または分子線エピタキシ
ー法（ＭＢＥ法）等で形成され、Ｓｉ、Ｎ、拡散マスク
４はＣＶＤ法で形成され、ＺｎＯ： Ｓ ｔｏ。
２ Ｎａ拡散マスク、５はＺｎＯとＳ ｉ Ｏ，の混合
膜でありＺｎＯと５ｉｆｔの比率は重量比で９：１、膜
厚は１５′ＯＯ人である。６はＳｉｎ、保護膜であり膜
厚は１０００人である。７はＺｎ拡散部である。なおＡ
ｌｏ、ｚｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓ Ｐ層２は有機金
属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）または分子線エピタキシ
ー法（ＭＢＥ法）等で形成され、Ｓｉ、Ｎ、拡散マスク
４はＣＶＤ法で形成され、ＺｎＯ： Ｓ ｔｏ。
混合膜５およびＳｔＯ□保護膜６はスパッタ法で形成さ
れる。
れる。
次に従来の拡散の方法について説明する。
前述のごと＜Ａｊ！ｏ、ｚｓＧａｏ、ｔｓｌｎｏ、ｓ
Ｐ層２上に５ｉｓＮｓ拡散マスク４．ＺｎＯ： Ｓ ｔ
ｏ。
Ｐ層２上に５ｉｓＮｓ拡散マスク４．ＺｎＯ： Ｓ ｔ
ｏ。
混合膜５．ＳｉＯ□保護膜６を形成した試料を拡散炉内
に入れ、窒素または水素雰囲気中で５７０°Ｃで１時間
アニールすると、ＺｎＯ：Ｓｔｏｗ混合膜５中のＺｎが
Ａｊ！ｏ、１ｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓ Ｐ層２中へ
約１．３μｍ拡散する。拡散深さを精密に制御するため
には温度と時間を精密に制御する必要がある。また拡散
部の濃度を精密に制御するためにも温度と時間を精密に
制御する必要がある。
に入れ、窒素または水素雰囲気中で５７０°Ｃで１時間
アニールすると、ＺｎＯ：Ｓｔｏｗ混合膜５中のＺｎが
Ａｊ！ｏ、１ｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓ Ｐ層２中へ
約１．３μｍ拡散する。拡散深さを精密に制御するため
には温度と時間を精密に制御する必要がある。また拡散
部の濃度を精密に制御するためにも温度と時間を精密に
制御する必要がある。
（発明が解決しようとする課題〕
従来の拡散方法は以上のように行なわれ、上記のように
時間と温度を精密に制御しなければ拡散深さおよび濃度
を精密に制御することができないという問題点があった
。実際に拡散を行なう場合には、ウェハ面内のＡｆＧａ
ｌｎＰ層の厚みの分布９組成分布、ＡＩ！、Ｇａ Ｉｎ
Ｐ層厚のウェハ間のバラツキを考慮せねばならず、ウェ
ハ全体にわたって常に設定深さの位置に拡散フロントを
形成することは困難であった。また、温度を低めに設定
して拡散速度を落とすと、拡散時間の制御は行ない易く
なるが、拡散部のＺｎ濃度が低くなり、デバイスの特性
に悪影響を及ぼすという問題点があった。
時間と温度を精密に制御しなければ拡散深さおよび濃度
を精密に制御することができないという問題点があった
。実際に拡散を行なう場合には、ウェハ面内のＡｆＧａ
ｌｎＰ層の厚みの分布９組成分布、ＡＩ！、Ｇａ Ｉｎ
Ｐ層厚のウェハ間のバラツキを考慮せねばならず、ウェ
ハ全体にわたって常に設定深さの位置に拡散フロントを
形成することは困難であった。また、温度を低めに設定
して拡散速度を落とすと、拡散時間の制御は行ない易く
なるが、拡散部のＺｎ濃度が低くなり、デバイスの特性
に悪影響を及ぼすという問題点があった。
さらに拡酸マスクとして５ｉｓＮｎ等力伸般に用いられ
るが、このＳｉ、Ｎ、はスパッタで形成され、デバイス
を構成する半導体層の結晶成長とは異なる装置で形成し
なければならないため工程が煩雑になるという問題点が
あった。
るが、このＳｉ、Ｎ、はスパッタで形成され、デバイス
を構成する半導体層の結晶成長とは異なる装置で形成し
なければならないため工程が煩雑になるという問題点が
あった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、ＡｆｆｉＧａＩｎＰにＺｎを拡散する際、
その拡散深さをウェハ全体にわたって精密に制御できる
、またデバイスの製造工程を簡単にできる化合物半導体
へのＺｎ拡散方法を得ることを目的とする。
れたもので、ＡｆｆｉＧａＩｎＰにＺｎを拡散する際、
その拡散深さをウェハ全体にわたって精密に制御できる
、またデバイスの製造工程を簡単にできる化合物半導体
へのＺｎ拡散方法を得ることを目的とする。
この発明に係る化合物半導体へのＺｎ拡散方法は、Ａｆ
ｆｉＧａ Ｉ ｎＰにＺｎを拡散する際、ＡｆＧａ Ｉ
ｎＰ層中の拡散の設定深さ位置に、Ａｆ、Ｇａ、−ｘＡ
ｓ （０≦Ｘ≦１）層を拡散ストッパ層として形成して
おいてＺｎの拡散を行なう、あるいはＡ Ｉ Ｘ Ｃｙ
ａ ＋−＊ Ａ ｓ （０≦Ｘ≦１）層を拡散マスク
としてＺｎの拡散を行なうようにしたものである。
ｆｉＧａ Ｉ ｎＰにＺｎを拡散する際、ＡｆＧａ Ｉ
ｎＰ層中の拡散の設定深さ位置に、Ａｆ、Ｇａ、−ｘＡ
ｓ （０≦Ｘ≦１）層を拡散ストッパ層として形成して
おいてＺｎの拡散を行なう、あるいはＡ Ｉ Ｘ Ｃｙ
ａ ＋−＊ Ａ ｓ （０≦Ｘ≦１）層を拡散マスク
としてＺｎの拡散を行なうようにしたものである。
この発明においては、ＡｆＧａｌｎＰと比してＺｎの拡
散速度が極めて遅いＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａ ｌ−Ｘ Ａ
ｓ（０≦Ｘ≦１）層を拡散ストッパ層あるいは拡散マス
クとして用いてＺｎ拡散を行なうようにしたから、ウェ
ハ全体にわたってＺｎの拡散深さを一定に制御でき、ま
た素子を形成する各層と同一の成長装置で連続的に成長
した上記Ａ Ｉ！、 ｘ Ｇ ａ ＋−ｘＡｓ （０≦
Ｘ≦１）層による拡散マスクを用いてＺｎの拡散ができ
る。
散速度が極めて遅いＡ Ｉ Ｘ Ｇ ａ ｌ−Ｘ Ａ
ｓ（０≦Ｘ≦１）層を拡散ストッパ層あるいは拡散マス
クとして用いてＺｎ拡散を行なうようにしたから、ウェ
ハ全体にわたってＺｎの拡散深さを一定に制御でき、ま
た素子を形成する各層と同一の成長装置で連続的に成長
した上記Ａ Ｉ！、 ｘ Ｇ ａ ＋−ｘＡｓ （０≦
Ｘ≦１）層による拡散マスクを用いてＺｎの拡散ができ
る。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の第１の実施例による化合物半導体への
Ｚｎ拡散方法を示す図であり、図において、第４図と同
一符号は同−又は相当部分であり、３はＡｆｆｉＧａＡ
ｓ拡散ストッパ層である。
Ｚｎ拡散方法を示す図であり、図において、第４図と同
一符号は同−又は相当部分であり、３はＡｆｆｉＧａＡ
ｓ拡散ストッパ層である。
第５図はＡｎ！ＧａＩｎＰ中およびＧａＡｓ中でのＺｎ
の拡散速度を示す図である。
の拡散速度を示す図である。
従来例と同様の方法でＡｆｏ、ｚｓＧａｏ、ｚｓＩ ｎ
ｏ、ｓＰ中へＺｎを拡散すると、５７０°Ｃ，１時間で
約１．３μｍ拡散する。一方、同一の条件でＧ ａ Ａ
ｓ中へＺｎを拡散させると約０．４μｍしか拡散しな
い。また、６３０°Ｃ，１時間の拡散でＡ２゜、２．Ｇ
ａ ｏ、ｚｓ Ｉｎｏ、ｓ ｐ中へは約９．ｃｚｍ拡散
するが、ＧａＡｓ中へは約１μｍしか拡散しない。
ｏ、ｓＰ中へＺｎを拡散すると、５７０°Ｃ，１時間で
約１．３μｍ拡散する。一方、同一の条件でＧ ａ Ａ
ｓ中へＺｎを拡散させると約０．４μｍしか拡散しな
い。また、６３０°Ｃ，１時間の拡散でＡ２゜、２．Ｇ
ａ ｏ、ｚｓ Ｉｎｏ、ｓ ｐ中へは約９．ｃｚｍ拡散
するが、ＧａＡｓ中へは約１μｍしか拡散しない。
拡散深さを１．３μｍに設定した場合について説明する
。
。
この時、第１図において拡散ストッパ層３は、Ａ ｌｏ
、ｚｓＧ ａ ｏ、ｚｓ Ｔ ｒｌｓ、ｓ Ｐ層２の表
面から深さ１．３μｍの位置に形成してお（。拡散スト
ッパ層の膜厚は０．１μｍ程度である。５７０°Ｃで１
時間拡散させると約１．３μｍ拡散するが、温度の微妙
な変化、ＡｆＧａ ＩｎＰ層厚の変化１組成の変化等の
要因によって拡散深さはバラつき、その拡散フロントは
拡散ストッパ層２に達している部分もあり、達していな
い部分もある。そこで、拡散時間をやや長め、たとえば
７０〜８０分にすると、ウェハ全面にわたって、あるい
は各ウェハすべてにわたって拡散フロントは拡散ストッ
パ層２に達する。一方、拡散ストッパＮ２中でのＺｎの
拡散速度は遅いので、実質的に拡散深さは拡散ストッパ
層２の位置となり、ウェハ全面にわたって再現性良く拡
散深さを制御できる。
、ｚｓＧ ａ ｏ、ｚｓ Ｔ ｒｌｓ、ｓ Ｐ層２の表
面から深さ１．３μｍの位置に形成してお（。拡散スト
ッパ層の膜厚は０．１μｍ程度である。５７０°Ｃで１
時間拡散させると約１．３μｍ拡散するが、温度の微妙
な変化、ＡｆＧａ ＩｎＰ層厚の変化１組成の変化等の
要因によって拡散深さはバラつき、その拡散フロントは
拡散ストッパ層２に達している部分もあり、達していな
い部分もある。そこで、拡散時間をやや長め、たとえば
７０〜８０分にすると、ウェハ全面にわたって、あるい
は各ウェハすべてにわたって拡散フロントは拡散ストッ
パ層２に達する。一方、拡散ストッパＮ２中でのＺｎの
拡散速度は遅いので、実質的に拡散深さは拡散ストッパ
層２の位置となり、ウェハ全面にわたって再現性良く拡
散深さを制御できる。
このように本実施例ではＺｎの拡散速度がＡＩ！ＧａＩ
ｎＰよりも極めて遅いＡｊ！ＧａＡｓ層を拡散深さ設定
位置に設けた状態でＡｆＧａ Ｉ ｎＰ中にＺｎを拡散
させるようにしたから、拡散時間をやや長めにすること
でウェハ全面にわたってＺｎ拡散フロントを再現性良く
制御できる。
ｎＰよりも極めて遅いＡｊ！ＧａＡｓ層を拡散深さ設定
位置に設けた状態でＡｆＧａ Ｉ ｎＰ中にＺｎを拡散
させるようにしたから、拡散時間をやや長めにすること
でウェハ全面にわたってＺｎ拡散フロントを再現性良く
制御できる。
次にＡ２、Ｇ ａ ｌ−Ｘ Ａ ｓ （０≦Ｘ≦１）層
を拡散マスクとして用いた本発明の第２の実施例につい
て説明する。
を拡散マスクとして用いた本発明の第２の実施例につい
て説明する。
第２図はレーザダイオードの作製に応用した本発明の第
２の実施例を示す図であり、図において、２１はｎ−Ｇ
ａｋｓ基板、１３はＣａＡｓ拡散マスク層、５はＺｎＯ
：ＳｉＯ，混合膜、６はＳｉＯ□、７はＺｎ拡散部、８
はｎ Ａ ｊ！ ｏ、ｚｓＧ ａ ｏ、 ｔｓＩｎｓ
、ｓＰツク９フ層、９はｎ Ｇａｏ、ｓ Ｉｎｏ、
ｓＰ活性層、１０はｎ Ａ１６．ｔｓＧａｏ、ｇｓｌ
ｎｏ、ｓＰツク９フ層、１１はＰ Ａｆｏ、ｚｓＧａ
ｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓＰ電流ブロック層、１２はｎ
Ｇａｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓＰキャップ層である。
２の実施例を示す図であり、図において、２１はｎ−Ｇ
ａｋｓ基板、１３はＣａＡｓ拡散マスク層、５はＺｎＯ
：ＳｉＯ，混合膜、６はＳｉＯ□、７はＺｎ拡散部、８
はｎ Ａ ｊ！ ｏ、ｚｓＧ ａ ｏ、 ｔｓＩｎｓ
、ｓＰツク９フ層、９はｎ Ｇａｏ、ｓ Ｉｎｏ、
ｓＰ活性層、１０はｎ Ａ１６．ｔｓＧａｏ、ｇｓｌ
ｎｏ、ｓＰツク９フ層、１１はＰ Ａｆｏ、ｚｓＧａ
ｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓＰ電流ブロック層、１２はｎ
Ｇａｏ、ｓ Ｉｎｏ、ｓＰキャップ層である。
次に製造工程について説明する。
まず、第２図（ａ）に示すようにＧａＡｓ基板２１上に
クラッド層８．活性層９．クラッド層１０゜電流ブロッ
ク層１１．キャップ層１２．およびＧａＡｓ拡散マスク
層１３を順次結晶成長させる。
クラッド層８．活性層９．クラッド層１０゜電流ブロッ
ク層１１．キャップ層１２．およびＧａＡｓ拡散マスク
層１３を順次結晶成長させる。
次に、ＧａＡｓ拡散マスク層１３の一部をエツチングに
よって第２図（ｂ）に示すように除去する。次に第２図
（Ｃ）に示すようにＺｎＯ：ＳｉＯ，混合膜５およびＳ
ｉＯ□膜６をスパッタによって形成する。そしてウェハ
を拡散炉の中に入れてＺｎＯ：ＳｉＯ！混合膜５よりＺ
ｎを、第３図（ｄ）に示すようにその拡散フロントが活
性層９に達するまでウェハ中に拡散させる。このレーザ
ダイオードでは活性層９中のＺｎ拡散部と拡散されてい
ない部分とで屈折率差がつき、レーザの横モードが制御
される。
よって第２図（ｂ）に示すように除去する。次に第２図
（Ｃ）に示すようにＺｎＯ：ＳｉＯ，混合膜５およびＳ
ｉＯ□膜６をスパッタによって形成する。そしてウェハ
を拡散炉の中に入れてＺｎＯ：ＳｉＯ！混合膜５よりＺ
ｎを、第３図（ｄ）に示すようにその拡散フロントが活
性層９に達するまでウェハ中に拡散させる。このレーザ
ダイオードでは活性層９中のＺｎ拡散部と拡散されてい
ない部分とで屈折率差がつき、レーザの横モードが制御
される。
従来、拡散マスクとしては前述もしたように５ｉ２Ｎ、
膜等が用いられており、ＧａＡｓ基板２１上にクラッド
層８．活性層９．クラッド層１０゜電流ブロックＮ１１
．およびキャップ層１２を結晶成長させた後にウェハを
別の装置に移してマスクとなるＳｔ、ｔＮａ膜を形成し
ていた。これに対し本実施例では拡散マスクとしてＺｎ
の拡散速度がＡｆＧａｌｎＰより掻めて遅いＧａＡｓ層
を拡散マスクとして用いるようにしたから、クラッド層
８からキャップ層１２までを結晶成長した後、同一の装
置内で連続的にＧａＡｓマスク層を結晶成長することが
でき、これにより製造工程を減らすことができる。
膜等が用いられており、ＧａＡｓ基板２１上にクラッド
層８．活性層９．クラッド層１０゜電流ブロックＮ１１
．およびキャップ層１２を結晶成長させた後にウェハを
別の装置に移してマスクとなるＳｔ、ｔＮａ膜を形成し
ていた。これに対し本実施例では拡散マスクとしてＺｎ
の拡散速度がＡｆＧａｌｎＰより掻めて遅いＧａＡｓ層
を拡散マスクとして用いるようにしたから、クラッド層
８からキャップ層１２までを結晶成長した後、同一の装
置内で連続的にＧａＡｓマスク層を結晶成長することが
でき、これにより製造工程を減らすことができる。
次にＡ ｌ Ｘ Ｇ ａ ｔ−Ｘ Ａ Ｓ （０≦Ｘ≦
１）層を拡散ストッパ及び拡散マスクの両方に用いた本
発明の第３の実施例について説明する。
１）層を拡散ストッパ及び拡散マスクの両方に用いた本
発明の第３の実施例について説明する。
第３図は横モード制御と電流狭窄を行なうレーザダイオ
ードの作製に応用した本発明の第３の実施例を示す図で
あり、図において、３１はｐ−ｃａＡｓ基板、３８はｐ
−Ａ Ｎｏ、ｔｓＧ ａ ｏ、＊ｓ Ｉ ｎｏ、ｓＰ
ツク９フ層、３９はｎ Ｇａ６．ｓ １ｎｏ、ｓ Ｐ
活性層、４０ａ、４０ｂはｎ Ａｌ１ｏ、ｚｓＧａｏ
、ｇｓｌｎｏ、ｓＰツク９フ層、４２はｎ Ｇａ＠、
ｓ Ｉｒｌ＋、ｓＰキ’ｒｙブ層、４１はＧａ Ｉ
ｎＰ／ＡｆｆｉＧａ Ｉ ｎＰ超格子より構成される光
ガイド層である。また２３ａはｎ −Ａ ｉ Ｇ ａ
Ａ ｓ拡散ストッパ層、２３ｂはＧａＡｓ拡散マスク層
である。その他第１図と同一符号は同−又は相当部分で
ある。
ードの作製に応用した本発明の第３の実施例を示す図で
あり、図において、３１はｐ−ｃａＡｓ基板、３８はｐ
−Ａ Ｎｏ、ｔｓＧ ａ ｏ、＊ｓ Ｉ ｎｏ、ｓＰ
ツク９フ層、３９はｎ Ｇａ６．ｓ １ｎｏ、ｓ Ｐ
活性層、４０ａ、４０ｂはｎ Ａｌ１ｏ、ｚｓＧａｏ
、ｇｓｌｎｏ、ｓＰツク９フ層、４２はｎ Ｇａ＠、
ｓ Ｉｒｌ＋、ｓＰキ’ｒｙブ層、４１はＧａ Ｉ
ｎＰ／ＡｆｆｉＧａ Ｉ ｎＰ超格子より構成される光
ガイド層である。また２３ａはｎ −Ａ ｉ Ｇ ａ
Ａ ｓ拡散ストッパ層、２３ｂはＧａＡｓ拡散マスク層
である。その他第１図と同一符号は同−又は相当部分で
ある。
ｎ−Ａｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰクラッド層４０ａの厚みは０
．２５μｍ程度である。
．２５μｍ程度である。
本実施例においては、第３図（ａ）に示すようにｐＧａ
Ａｓ基板上にｐ−ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３８から
ＧａＡｓ拡散マスク層２３ｂまでを連続的に成長した後
、ＧａＡｓ拡散マスク層２３ｂを第３図（ロ）に示すよ
うにストライプ状に残すようにその一部をエツチング除
去する。次に第３図（Ｃ）に示すようにＺｎＯ：ＳｉＯ
，混合膜５および５ｉＯｔ膜６をスパッタによって形成
する。そしてウェハを拡散炉の中に入れて第３図（ｄ）
に示すようにＺｎＯ５ｔｏｔ混合膜５よりＺｎを拡散さ
せる。
Ａｓ基板上にｐ−ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３８から
ＧａＡｓ拡散マスク層２３ｂまでを連続的に成長した後
、ＧａＡｓ拡散マスク層２３ｂを第３図（ロ）に示すよ
うにストライプ状に残すようにその一部をエツチング除
去する。次に第３図（Ｃ）に示すようにＺｎＯ：ＳｉＯ
，混合膜５および５ｉＯｔ膜６をスパッタによって形成
する。そしてウェハを拡散炉の中に入れて第３図（ｄ）
に示すようにＺｎＯ５ｔｏｔ混合膜５よりＺｎを拡散さ
せる。
次に本実施例により作製されるレーザダイオードの動作
について説明する。
について説明する。
光ガイド層４１のＺｎが拡散されている部分は超格子が
無秩序化されて、屈折率がＺｎが拡散されていない部分
よりも低くなっている。 ｎ−Ａｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰツ
ク５フ層４０ａの層厚は０．２５μｍと薄いので、活性
層３９で発生した光の一部は光ガイド層４１までしみ出
す、そのために横方向に実効的な屈折率分布が生じ光導
波機構が生じるので、活性層３９で発生した光は上下の
クラッド層による層厚方向の閉じ込めのみならず、横方
向にも閉じ込められ、これにより横モード制御が可能と
なる。また、Ｚｎを拡散した部分はＰ型になるので、Ｚ
ｎ拡散部７．ｎ−ＡｆＧａ ＩｎＰｎチクド層４０ａお
よびｎ−ＧａＩｎＰ活性層３９．ｐ−Ａｊ！Ｇａ１ｎＰ
クラッド層３８からなる領域はｐｎｐ構造となり電流は
流れない。すなわち、電流を中央部に集中させるための
電流狭窄構造を構成する。
無秩序化されて、屈折率がＺｎが拡散されていない部分
よりも低くなっている。 ｎ−Ａｊ！Ｇａ Ｉ ｎＰツ
ク５フ層４０ａの層厚は０．２５μｍと薄いので、活性
層３９で発生した光の一部は光ガイド層４１までしみ出
す、そのために横方向に実効的な屈折率分布が生じ光導
波機構が生じるので、活性層３９で発生した光は上下の
クラッド層による層厚方向の閉じ込めのみならず、横方
向にも閉じ込められ、これにより横モード制御が可能と
なる。また、Ｚｎを拡散した部分はＰ型になるので、Ｚ
ｎ拡散部７．ｎ−ＡｆＧａ ＩｎＰｎチクド層４０ａお
よびｎ−ＧａＩｎＰ活性層３９．ｐ−Ａｊ！Ｇａ１ｎＰ
クラッド層３８からなる領域はｐｎｐ構造となり電流は
流れない。すなわち、電流を中央部に集中させるための
電流狭窄構造を構成する。
このレーザ構造を作製するうえでは、拡散ストッパ層２
３ａが重要な役割をはたす。すなわち、拡散が浅すぎる
と超格子よりなる光ガイド層４１が無秩序化しないので
横方向の屈折率分布がつがないし、拡散が深すぎてｐ−
ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３８まで達してしまうと、
電流は拡散部からｐ−ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３日
を通って流れてしまい、レーザは発光しなくなる。従っ
て、拡散深さの制御は重要となり、拡散ストッパ層２３
ａの効果は極めて大きいものである。
３ａが重要な役割をはたす。すなわち、拡散が浅すぎる
と超格子よりなる光ガイド層４１が無秩序化しないので
横方向の屈折率分布がつがないし、拡散が深すぎてｐ−
ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３８まで達してしまうと、
電流は拡散部からｐ−ＡｌＧａ ＩｎＰクラッド層３日
を通って流れてしまい、レーザは発光しなくなる。従っ
て、拡散深さの制御は重要となり、拡散ストッパ層２３
ａの効果は極めて大きいものである。
なお、上記実施例ではＡｌｏ、ｔｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎ
ｏ、ｓＰにＺｎを拡散する場合について述べたが、他の
組成のＡｌ２Ｇａ ＩｎＰにＺｎを拡散する場合におい
ても同等の効果が期待できるものである。
ｏ、ｓＰにＺｎを拡散する場合について述べたが、他の
組成のＡｌ２Ｇａ ＩｎＰにＺｎを拡散する場合におい
ても同等の効果が期待できるものである。
以上のように、この発明によればＡｆＧａｌｎＰと比し
てＺｎの拡散速度が極めて遅い／１． Ｇａｔ−ｘ Ａ
ｓ （Ｑ≦Ｘ≦１）層を拡散ストッパ層あるいは拡散マ
スクとして用いてＺｎ拡散を行なうようにしたから、ウ
ェハ全体にわたってＺｎの拡散深さを精密に一定に制御
でき、また素子を形成する各層と同一の成長装置で連続
的に成長した上記Ａｊ’＋ Ｇａｔ−ｘ Ａｓ （０≦
Ｘ≦１）層による拡散マスクを用いてＺｎの拡散ができ
、製造工程を簡単にできる効果がある。
てＺｎの拡散速度が極めて遅い／１． Ｇａｔ−ｘ Ａ
ｓ （Ｑ≦Ｘ≦１）層を拡散ストッパ層あるいは拡散マ
スクとして用いてＺｎ拡散を行なうようにしたから、ウ
ェハ全体にわたってＺｎの拡散深さを精密に一定に制御
でき、また素子を形成する各層と同一の成長装置で連続
的に成長した上記Ａｊ’＋ Ｇａｔ−ｘ Ａｓ （０≦
Ｘ≦１）層による拡散マスクを用いてＺｎの拡散ができ
、製造工程を簡単にできる効果がある。
第１図はこの発明の第１の実施例による化合物半導体へ
のＺｎ拡散方法を示す図、第２図は本発明の第２の実施
例による拡散方法をレーザダイオードの作製に利用した
場合を示す工程図、第３図は本発明の第３の実施例によ
る拡散方法をレーザダイオードの作製に利用した場合を
示す工程図、第４図は従来の化合物半導体へのＺｎ拡散
方法を示す図、第５図はＡｊＩＣ；ａｌｎＰ中およびＧ
ａＡｓ中でのＺｎの拡散速度を示す図である。 １はＧａＡｓ基板、２はＡＩ！、ＧａｌｎＰ層、３はＡ
ｎ！ＧａＡｓ拡散ストッパ層、４は５ｉｚＮ。 拡散マスク、５はＺｎＯ：ＳｉＯ，混合膜、６はＳｉｎ
！保護膜、７はＺｎ拡散部、８はｎ−Ａｆｏ、ｍ５Ｇａ
ｏ、ｚｓｌ ｎ＠、ｓ Ｐクラッド層、９はｎ−Ｇａ、
、。 Ｉｎｏ、ｓＰＰ活性層１０はｎ Ａｆｏ、ｚｓＧａｏ
、ｚｓＩｎｏ、ｓＰクラッド層、１１はｐ−Ａｌ６．ｚ
ｓＧａｏ、ｔｓＩｎｏ、ｓＰ電流ブロック層、１２はｎ
Ｇａｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰキＪｒツブ層、１３はＧａ
Ａｓ拡散マスク層、２１はｎ−Ｃ；ａＡｓ基）反、２３
ａはｎ −ＡＩＧａＡｓ拡散ストッパ層、２３ｂはＧａ
Ａｓ拡散マスク層、３１はｐ−ＧａＡｓ基板、３８はｐ
Ａｌｌｏ、ｔｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド
層、３９はＧａｏ、ｓ Ｉｎ（１，Ｂ Ｐ活性層、４０
ａ、４０ｂはｎ Ａｌ１ｏ、ｚｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎ
ｏ、ｓ Ｐクラッド層・４１はＧａ ＩｎＰ／Ａｉ！、
Ｇａ Ｉ ｎＰ超格子光ガイド層、４２はｎ Ｇａ６
．ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐキヤツプ層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
のＺｎ拡散方法を示す図、第２図は本発明の第２の実施
例による拡散方法をレーザダイオードの作製に利用した
場合を示す工程図、第３図は本発明の第３の実施例によ
る拡散方法をレーザダイオードの作製に利用した場合を
示す工程図、第４図は従来の化合物半導体へのＺｎ拡散
方法を示す図、第５図はＡｊＩＣ；ａｌｎＰ中およびＧ
ａＡｓ中でのＺｎの拡散速度を示す図である。 １はＧａＡｓ基板、２はＡＩ！、ＧａｌｎＰ層、３はＡ
ｎ！ＧａＡｓ拡散ストッパ層、４は５ｉｚＮ。 拡散マスク、５はＺｎＯ：ＳｉＯ，混合膜、６はＳｉｎ
！保護膜、７はＺｎ拡散部、８はｎ−Ａｆｏ、ｍ５Ｇａ
ｏ、ｚｓｌ ｎ＠、ｓ Ｐクラッド層、９はｎ−Ｇａ、
、。 Ｉｎｏ、ｓＰＰ活性層１０はｎ Ａｆｏ、ｚｓＧａｏ
、ｚｓＩｎｏ、ｓＰクラッド層、１１はｐ−Ａｌ６．ｚ
ｓＧａｏ、ｔｓＩｎｏ、ｓＰ電流ブロック層、１２はｎ
Ｇａｏ、５Ｉｎｏ、ｓＰキＪｒツブ層、１３はＧａ
Ａｓ拡散マスク層、２１はｎ−Ｃ；ａＡｓ基）反、２３
ａはｎ −ＡＩＧａＡｓ拡散ストッパ層、２３ｂはＧａ
Ａｓ拡散マスク層、３１はｐ−ＧａＡｓ基板、３８はｐ
Ａｌｌｏ、ｔｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎｏ、ｓ Ｐクラッド
層、３９はＧａｏ、ｓ Ｉｎ（１，Ｂ Ｐ活性層、４０
ａ、４０ｂはｎ Ａｌ１ｏ、ｚｓＧａｏ、ｚｓｌ ｎ
ｏ、ｓ Ｐクラッド層・４１はＧａ ＩｎＰ／Ａｉ！、
Ｇａ Ｉ ｎＰ超格子光ガイド層、４２はｎ Ｇａ６
．ｓ Ｉｎｏ、ｓ Ｐキヤツプ層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- （１）III−Ｖ族化合物半導体ＡｌＧａＩｎＰ中へＺｎ
を拡散する方法において、 Ａｌ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡｓ（０≦ｘ≦１）層を拡散
ストッパ層あるいは拡散マスクとして用いることを特徴
とする化合物半導体へのＺｎ拡散方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083279A JP2752423B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 化合物半導体へのＺｎ拡散方法 |
| US07/461,069 US5023199A (en) | 1989-03-31 | 1990-01-04 | Method of diffusing Zn into compound semiconductor |
| DE4010133A DE4010133A1 (de) | 1989-03-31 | 1990-03-29 | Halbleiterbauteil mit zn-diffusionsschicht und verfahren zu dessen herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1083279A JP2752423B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 化合物半導体へのＺｎ拡散方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02260629A true JPH02260629A (ja) | 1990-10-23 |
| JP2752423B2 JP2752423B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=13797926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083279A Expired - Lifetime JP2752423B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 化合物半導体へのＺｎ拡散方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5023199A (ja) |
| JP (1) | JP2752423B2 (ja) |
| DE (1) | DE4010133A1 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2566661B2 (ja) * | 1990-04-18 | 1996-12-25 | 三菱電機株式会社 | 不純物拡散方法 |
| JPH0449691A (ja) * | 1990-06-18 | 1992-02-19 | Mitsubishi Electric Corp | 可視光レーザダイオード |
| JP2656397B2 (ja) * | 1991-04-09 | 1997-09-24 | 三菱電機株式会社 | 可視光レーザダイオードの製造方法 |
| US5212705A (en) * | 1992-02-18 | 1993-05-18 | Eastman Kodak Company | AlAS Zn-stop diffusion layer in AlGaAs laser diodes |
| JPH05234927A (ja) * | 1992-02-20 | 1993-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体デバイスの固相拡散による拡散領域の形成方法 |
| FR2701162A1 (fr) * | 1993-02-04 | 1994-08-05 | Alcatel Nv | Procédé de dopage localisé pour composant semi-conducteur notamment pour laser à ruban enterré. |
| JPH07162086A (ja) * | 1993-12-10 | 1995-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
| JP3510305B2 (ja) * | 1994-02-22 | 2004-03-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザの製造方法，及び半導体レーザ |
| FR2718576B1 (fr) * | 1994-04-06 | 1996-04-26 | Alcatel Nv | Procédé de décalage de longueur d'onde dans une structure semiconductrice à puits quantique. |
| US5888890A (en) * | 1994-08-12 | 1999-03-30 | Lg Semicon Co., Ltd. | Method of manufacturing field effect transistor |
| JPH10294531A (ja) * | 1997-02-21 | 1998-11-04 | Toshiba Corp | 窒化物化合物半導体発光素子 |
| US6057562A (en) * | 1997-04-18 | 2000-05-02 | Epistar Corp. | High efficiency light emitting diode with distributed Bragg reflector |
| JP3719705B2 (ja) * | 2001-01-19 | 2005-11-24 | ユーディナデバイス株式会社 | 化合物半導体装置の製造方法 |
| DE10261675B4 (de) * | 2002-12-31 | 2013-08-14 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement mit strahlungsdurchlässiger elektrischer Kontaktschicht |
| DE102004026231B4 (de) * | 2004-05-28 | 2019-01-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Bereichs mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit innerhalb einer Halbleiterschicht und optoelektronisches Halbleiterbauelement |
| DE102007062050B4 (de) * | 2007-09-28 | 2019-06-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlaser und Verfahren zum Herstellen des Halbleiterlasers |
| JP2010199520A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Renesas Electronics Corp | 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 |
| DE102019126506A1 (de) * | 2019-10-01 | 2021-04-01 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688388A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| US4479222A (en) * | 1982-04-27 | 1984-10-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Diffusion barrier for long wavelength laser diodes |
| US4792958A (en) * | 1986-02-28 | 1988-12-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser with mesa stripe waveguide structure |
| US4857971A (en) * | 1987-03-23 | 1989-08-15 | Xerox Corporation | (IV)x (III-V)1-x alloys formed in situ in III-V heterostructures |
| JPH0646669B2 (ja) * | 1987-07-28 | 1994-06-15 | 日本電気株式会社 | 半導体レ−ザ及びその製造方法 |
| US4922499A (en) * | 1988-02-09 | 1990-05-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor laser device and the manufacturing method thereof |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1083279A patent/JP2752423B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-01-04 US US07/461,069 patent/US5023199A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-03-29 DE DE4010133A patent/DE4010133A1/de active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5023199A (en) | 1991-06-11 |
| DE4010133A1 (de) | 1990-10-04 |
| DE4010133C2 (ja) | 1993-07-08 |
| JP2752423B2 (ja) | 1998-05-18 |
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