JPH04230090A - 半導体レーザからなる製品の製造方法 - Google Patents
半導体レーザからなる製品の製造方法Info
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- JPH04230090A JPH04230090A JP3166118A JP16611891A JPH04230090A JP H04230090 A JPH04230090 A JP H04230090A JP 3166118 A JP3166118 A JP 3166118A JP 16611891 A JP16611891 A JP 16611891A JP H04230090 A JPH04230090 A JP H04230090A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザの製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザにとって重要な基板材料は
ＩｎＰである。その理由は、この材料は１．５μｍ付近
の波長の放射を放出するレーザを成長させるのに使用可
能だからである。この波長領域におけるＳｉＯ２ベース
の光ファイバの低損失のため、この波長領域は光ファイ
バ通信システムにとって特に都合がよいということが知
られている。しかし、ＭＯＶＰＥやその他の堆積技術に
よってＩｎＰベースの分布フィードバック（ＤＦＢ）レ
ーザを成長させる試みは、グレーティング支持ＩｎＰ基
板を堆積温度に加熱する間のグレーティングの腐食のた
め、あまり満足できるものではない。（例えば、Ｊ．Ｓ
．エヴァンズ（Ｊ． Ｓ． Ｅｖａｎｓ）他、「Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ ＮＡＴＯ
Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ”Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｓ
ｐｅｃｔｓ ｏｆ ＩｎＰ”」英国ランカスター大学、
１９８３年３月、第２巻、４５．１〜４５．８ページ参
照。）
ＩｎＰである。その理由は、この材料は１．５μｍ付近
の波長の放射を放出するレーザを成長させるのに使用可
能だからである。この波長領域におけるＳｉＯ２ベース
の光ファイバの低損失のため、この波長領域は光ファイ
バ通信システムにとって特に都合がよいということが知
られている。しかし、ＭＯＶＰＥやその他の堆積技術に
よってＩｎＰベースの分布フィードバック（ＤＦＢ）レ
ーザを成長させる試みは、グレーティング支持ＩｎＰ基
板を堆積温度に加熱する間のグレーティングの腐食のた
め、あまり満足できるものではない。（例えば、Ｊ．Ｓ
．エヴァンズ（Ｊ． Ｓ． Ｅｖａｎｓ）他、「Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ ＮＡＴＯ
Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ”Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ａｓ
ｐｅｃｔｓ ｏｆ ＩｎＰ”」英国ランカスター大学、
１９８３年３月、第２巻、４５．１〜４５．８ページ参
照。）
【０００３】この腐食は、Ｐの高い蒸気圧に付随して起
こると考えられている。この腐食は、グレーティングが
四元材料（例えば、ＩｎＧａＡｓＰ）で形成される場合
はあまり重大ではない。しかし、これにはさらに付加的
な加工ステップ（すなわち、グレーティング形成の前に
ＩｎＰ基板上に四元層を形成すること）が必要となる。 これは明らかに望ましくない。
こると考えられている。この腐食は、グレーティングが
四元材料（例えば、ＩｎＧａＡｓＰ）で形成される場合
はあまり重大ではない。しかし、これにはさらに付加的
な加工ステップ（すなわち、グレーティング形成の前に
ＩｎＰ基板上に四元層を形成すること）が必要となる。 これは明らかに望ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さらに、レーザ性能は
、レーザの光アクティブ領域およびそれに隣接する領域
における欠陥の存在によって悪影響を受ける可能性があ
る。従って、ＤＦＢレーザのグレーティング成長界面は
本質的に無欠陥であることが重要である。従来技術は一
般に、ＩｎＰベースＤＦＢレーザのＩｎＰ基板の表面の
グレーティングの完全性をほぼ保存し、同時に、本質的
に無欠陥グレーティング成長界面を保証することを、再
現性よく可能にしてはいない。ＩｎＰベースＤＦＢレー
ザの重要性のため、従来技術の上記の欠点をもたないレ
ーザの製造方法を利用可能にすることが強く望まれる。 本発明はこのような方法を開示する。
、レーザの光アクティブ領域およびそれに隣接する領域
における欠陥の存在によって悪影響を受ける可能性があ
る。従って、ＤＦＢレーザのグレーティング成長界面は
本質的に無欠陥であることが重要である。従来技術は一
般に、ＩｎＰベースＤＦＢレーザのＩｎＰ基板の表面の
グレーティングの完全性をほぼ保存し、同時に、本質的
に無欠陥グレーティング成長界面を保証することを、再
現性よく可能にしてはいない。ＩｎＰベースＤＦＢレー
ザの重要性のため、従来技術の上記の欠点をもたないレ
ーザの製造方法を利用可能にすることが強く望まれる。 本発明はこのような方法を開示する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】広い意味では、本発明は
、ＤＦＢレーザを含む製品の製造方法である。本方法は
、Ｐ含有半導体、例えば、ＩｎＰウェハーを形成するス
テップを含む。本方法はさらに、この半導体の表面の少
なくとも一部にグレーティング手段（一般的には、高低
の細長い形の本質的に規則的な列）が形成されるように
半導体を加工するステップを含む。
、ＤＦＢレーザを含む製品の製造方法である。本方法は
、Ｐ含有半導体、例えば、ＩｎＰウェハーを形成するス
テップを含む。本方法はさらに、この半導体の表面の少
なくとも一部にグレーティング手段（一般的には、高低
の細長い形の本質的に規則的な列）が形成されるように
半導体を加工するステップを含む。
【０００６】本方法はさらに、半導体を堆積温度に加熱
し、グレーティング手段の少なくとも一部の上に、この
半導体とは異なる組成のエピタキシャル半導体材料を堆
積するステップを含む。加熱は、その時間の少なくとも
一部分の間はグレーティング手段がＡｓおよびＰ含有雰
囲気に接触するように実行され、この雰囲気の組成およ
び圧力は、加熱中のグレーティング手段の腐食を非常に
減少するように選択される。所望される実施例では、こ
の雰囲気はＡｓＨ３およびＰＨ３の両方を含み、これら
の比は、残留グレーティング深さが少なくとも１０％と
なるように選択される。本方法はさらに、製品の完成に
向けての、一般に通常の性質の、１個以上のステップか
らなる。
し、グレーティング手段の少なくとも一部の上に、この
半導体とは異なる組成のエピタキシャル半導体材料を堆
積するステップを含む。加熱は、その時間の少なくとも
一部分の間はグレーティング手段がＡｓおよびＰ含有雰
囲気に接触するように実行され、この雰囲気の組成およ
び圧力は、加熱中のグレーティング手段の腐食を非常に
減少するように選択される。所望される実施例では、こ
の雰囲気はＡｓＨ３およびＰＨ３の両方を含み、これら
の比は、残留グレーティング深さが少なくとも１０％と
なるように選択される。本方法はさらに、製品の完成に
向けての、一般に通常の性質の、１個以上のステップか
らなる。
【０００７】ここで所望される実施例はまた、グレーテ
ィング手段上の半導体とは異なる組成の比較的少量の保
護材料の、中間温度での成長ステップを含む。例えば、
保護材料はＩｎＧａＡｓＰからなり、約５００℃で成長
される。特に所望される実施例は、中間温度で非常に少
量（ほんの数個の単分子層に相当する）のＧａ，Ａｓお
よびＰ含有材料を堆積し、続いてやや多量（数ｎｍに相
当する）のＩｎ，Ｇａ，ＡｓおよびＰ含有材料を堆積す
るステップを含む。続いて、堆積温度に加熱され、上記
のエピタキシャル半導体材料の堆積が行われる。
ィング手段上の半導体とは異なる組成の比較的少量の保
護材料の、中間温度での成長ステップを含む。例えば、
保護材料はＩｎＧａＡｓＰからなり、約５００℃で成長
される。特に所望される実施例は、中間温度で非常に少
量（ほんの数個の単分子層に相当する）のＧａ，Ａｓお
よびＰ含有材料を堆積し、続いてやや多量（数ｎｍに相
当する）のＩｎ，Ｇａ，ＡｓおよびＰ含有材料を堆積す
るステップを含む。続いて、堆積温度に加熱され、上記
のエピタキシャル半導体材料の堆積が行われる。
【０００８】
【実施例】図１は、ＤＦＢレーザの製造に適した構造体
１０の例を模式的に図示している。基板１１は、例えば
、（１００）ｎ−型単結晶ＩｎＰであり、一般的には薄
いＩｎＰウェハーである。ウェハーの主要な面上には、
細長いくぼんだ構造の規則的な間隔の列、すなわち、グ
レーティング１２が形成されている。例えば、この構造
は
１０の例を模式的に図示している。基板１１は、例えば
、（１００）ｎ−型単結晶ＩｎＰであり、一般的には薄
いＩｎＰウェハーである。ウェハーの主要な面上には、
細長いくぼんだ構造の規則的な間隔の列、すなわち、グ
レーティング１２が形成されている。例えば、この構造
は
【数１】
方向と平行で、約２４０ｎｍの反復距離を有する。基板
面は、例えば、ホログラフィ写真製版および化学エッチ
ングからなる周知の方法でパターン形成されることが可
能である。くぼんだ構造は、一般的に、熱処理前には２
０〜２００ｎｍの範囲の深さを有する。
面は、例えば、ホログラフィ写真製版および化学エッチ
ングからなる周知の方法でパターン形成されることが可
能である。くぼんだ構造は、一般的に、熱処理前には２
０〜２００ｎｍの範囲の深さを有する。
【０００９】図１はさらに、保護材料１２１、および、
基板のパターン形成された面上に成長された複数の単結
晶半導体層を示している。層１３０は、１．０８μｍの
波長（λｇ）に相当するエネルギー・ギャップを有する
組成のＩｎＧａＡｓＰであり、層１４０および１５０は
それぞれ１．１６および１．２５μｍのλｇを有し、量
子井戸１６０、１６１および１６２はλｇ＝１．６７μ
ｍのＩｎＧａＡｓであり、障壁層１７０および１７１は
λｇ＝１．２５μｍのＩｎＧａＡｓＰである。
基板のパターン形成された面上に成長された複数の単結
晶半導体層を示している。層１３０は、１．０８μｍの
波長（λｇ）に相当するエネルギー・ギャップを有する
組成のＩｎＧａＡｓＰであり、層１４０および１５０は
それぞれ１．１６および１．２５μｍのλｇを有し、量
子井戸１６０、１６１および１６２はλｇ＝１．６７μ
ｍのＩｎＧａＡｓであり、障壁層１７０および１７１は
λｇ＝１．２５μｍのＩｎＧａＡｓＰである。
【００１０】層１５１、１４１および１３１は、それぞ
れ、層１５０、１４０および１３０と本質的に同一の組
成である。層１８はｐ−ＩｎＰであり、層１９はｐ＋Ｉ
ｎＧａＡｓＰである。従来の技術では、ここで行われて
いるように、組成をλｇで指定している。さらに、「Ｉ
ｎＧａＡｓＰ」のような表現は、単に化学的組成物を列
挙しているだけであり、等モル量の組成物の存在を意味
するものではないと理解されるべきである。
れ、層１５０、１４０および１３０と本質的に同一の組
成である。層１８はｐ−ＩｎＰであり、層１９はｐ＋Ｉ
ｎＧａＡｓＰである。従来の技術では、ここで行われて
いるように、組成をλｇで指定している。さらに、「Ｉ
ｎＧａＡｓＰ」のような表現は、単に化学的組成物を列
挙しているだけであり、等モル量の組成物の存在を意味
するものではないと理解されるべきである。
【００１１】図１の構造体は、例示のためのものであり
、本発明はこの特定の構造体に制限されるものでないと
認識されるべきである。例えば、本発明によるレーザは
量子井戸レーザである必要はなく、また、３個より少な
い、またはより多い量子井戸を有することも可能である
。さらに、保護層１２１の存在は、ここでは所望される
ものだが、オプションである。さらに、保護層は、最終
的には、図示されているように連続かつ一様ではないよ
うに後の加工ステップで変形を受けることも可能である
。
、本発明はこの特定の構造体に制限されるものでないと
認識されるべきである。例えば、本発明によるレーザは
量子井戸レーザである必要はなく、また、３個より少な
い、またはより多い量子井戸を有することも可能である
。さらに、保護層１２１の存在は、ここでは所望される
ものだが、オプションである。さらに、保護層は、最終
的には、図示されているように連続かつ一様ではないよ
うに後の加工ステップで変形を受けることも可能である
。
【００１２】例えば、層１３０は厚さ約１３０ｎｍであ
り、層１４０、１５０、１５１および１４１はそれぞれ
厚さ約２５ｎｍであり、障壁層１７０および１７１はそ
れぞれ厚さ約２２．５ｎｍであり、量子井戸層１６０、
１６１および１６２は５〜９ｎｍの範囲の厚さを有する
。
り、層１４０、１５０、１５１および１４１はそれぞれ
厚さ約２５ｎｍであり、障壁層１７０および１７１はそ
れぞれ厚さ約２２．５ｎｍであり、量子井戸層１６０、
１６１および１６２は５〜９ｎｍの範囲の厚さを有する
。
【００１３】図１に示された構造体から、一般的に、写
真製版、エッチング、再成長、劈開、接点堆積、および
おそらく反射膜および反射防止膜の堆積からなる通常の
方法によって、レーザを製造することが可能である。
真製版、エッチング、再成長、劈開、接点堆積、および
おそらく反射膜および反射防止膜の堆積からなる通常の
方法によって、レーザを製造することが可能である。
【００１４】図１の構造体は、例えば、以下のように成
長されることが可能である。通常の技術によってグレー
ティングが形成された後、ＩｎＰウェハーは、Ａｓおよ
びＰ含有雰囲気下で、中間温度（一般的に４５０〜５５
０℃の範囲であり、例えば約５００℃）に加熱される。 所望される実施例では、雰囲気は、Ｈ２に加え、ＰＨ３
およびＡｓＨ３からなる。適切な中間温度に達すると、
少量（一般的に５〜１５ｎｍ、例えば７ｎｍの厚さの層
に相当する）の保護ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ約１μｍ）が
グレーティング上に堆積され、熱腐食からグレーティン
グを保護する。
長されることが可能である。通常の技術によってグレー
ティングが形成された後、ＩｎＰウェハーは、Ａｓおよ
びＰ含有雰囲気下で、中間温度（一般的に４５０〜５５
０℃の範囲であり、例えば約５００℃）に加熱される。 所望される実施例では、雰囲気は、Ｈ２に加え、ＰＨ３
およびＡｓＨ３からなる。適切な中間温度に達すると、
少量（一般的に５〜１５ｎｍ、例えば７ｎｍの厚さの層
に相当する）の保護ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ約１μｍ）が
グレーティング上に堆積され、熱腐食からグレーティン
グを保護する。
【００１５】オプションとして、非常に少量のＧａ，Ａ
ｓおよびＰ含有材料［ほんの数個の（例えば、１０個よ
り少ない）単分子層に相当する］が、保護ＩｎＧａＡｓ
Ｐの堆積前に堆積される。次に、ウェハーは、Ａｓおよ
びＰ含有雰囲気下で成長温度（一般的に５７５〜６５０
℃の範囲、例えば、約６２５℃）に加熱され、続いて、
図１のＩｎＧａＡｓＰ層１３０〜１５０の列が成長され
る。次に、量子井戸構造が成長され、続いてＩｎＧａＡ
ｓＰ層１５１〜１３１、ｐ−ＩｎＰクラッディング層１
８（例えば厚さ２μｍ）、ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰ（５×１
０１８ｃｍ−３Ｚｎ）接点層１９（例えば厚さ１２０ｎ
ｍ）が成長される。
ｓおよびＰ含有材料［ほんの数個の（例えば、１０個よ
り少ない）単分子層に相当する］が、保護ＩｎＧａＡｓ
Ｐの堆積前に堆積される。次に、ウェハーは、Ａｓおよ
びＰ含有雰囲気下で成長温度（一般的に５７５〜６５０
℃の範囲、例えば、約６２５℃）に加熱され、続いて、
図１のＩｎＧａＡｓＰ層１３０〜１５０の列が成長され
る。次に、量子井戸構造が成長され、続いてＩｎＧａＡ
ｓＰ層１５１〜１３１、ｐ−ＩｎＰクラッディング層１
８（例えば厚さ２μｍ）、ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰ（５×１
０１８ｃｍ−３Ｚｎ）接点層１９（例えば厚さ１２０ｎ
ｍ）が成長される。
【００１６】例えば、エピタキシャル層が、ガス切替列
の間に起こり得る過渡的な圧力を最小化するための自動
排気圧平衡手段を有する、水平反応器内で成長される。 キャリア・ガスとしては、５％のＡｓＨ３、２０％のＰ
Ｈ３を含む精製Ｈ２、また、半導体前駆体としては、ト
リメチルインジウム（３０℃に保持されたソースから）
およびトリメチルガリウム（−１５℃に保持されたソー
スから）が使用されることが可能である。ドーパント・
ソースの例は、ｎ−およびｐ−型ドーピングに対し、そ
れぞれＨ２内の２００ｐｐｍのＨ２Ｓおよびジエチル亜
鉛である。一般的な成長速度は、ＩｎＧａＡｓに対して
は１．５ｎｍ／秒であり、ＩｎＰに対しては１ｎｍ／秒
である。
の間に起こり得る過渡的な圧力を最小化するための自動
排気圧平衡手段を有する、水平反応器内で成長される。 キャリア・ガスとしては、５％のＡｓＨ３、２０％のＰ
Ｈ３を含む精製Ｈ２、また、半導体前駆体としては、ト
リメチルインジウム（３０℃に保持されたソースから）
およびトリメチルガリウム（−１５℃に保持されたソー
スから）が使用されることが可能である。ドーパント・
ソースの例は、ｎ−およびｐ−型ドーピングに対し、そ
れぞれＨ２内の２００ｐｐｍのＨ２Ｓおよびジエチル亜
鉛である。一般的な成長速度は、ＩｎＧａＡｓに対して
は１．５ｎｍ／秒であり、ＩｎＰに対しては１ｎｍ／秒
である。
【００１７】グレーティングを有するウェハーのＡｓお
よびＰ含有雰囲気下での加熱は本発明の重要な点であり
、グレーティングの熱腐食を減少する。例えば、上記の
型のグレーティングが純Ｈ２内で３秒間で室温から６２
５℃まで加熱されると、多くの場合ほとんどのグレーテ
ィングは消失する。これは、ひだのついた基板面上のＩ
ｎＰの質量運搬によるものと思われる。
よびＰ含有雰囲気下での加熱は本発明の重要な点であり
、グレーティングの熱腐食を減少する。例えば、上記の
型のグレーティングが純Ｈ２内で３秒間で室温から６２
５℃まで加熱されると、多くの場合ほとんどのグレーテ
ィングは消失する。これは、ひだのついた基板面上のＩ
ｎＰの質量運搬によるものと思われる。
【００１８】同様の腐食は、加熱がＨ２およびＰＨ３中
で行われた場合も起こる。他方、本発明による加工（グ
レーティングを有する基板の適切なＡｓおよびＰ含有雰
囲気中での加熱を含む）によれば、グレーティングの熱
腐食の非常な減少が起こる。「非常な減少」とは、エピ
タキシャル成長の完了後、グレーティングのほとんどす
べての部分における残留グレーティング深さが、半導体
表面のくぼんだ線の最初の深さの少なくとも１０％、望
ましくは２０％以上であることを意味する。
で行われた場合も起こる。他方、本発明による加工（グ
レーティングを有する基板の適切なＡｓおよびＰ含有雰
囲気中での加熱を含む）によれば、グレーティングの熱
腐食の非常な減少が起こる。「非常な減少」とは、エピ
タキシャル成長の完了後、グレーティングのほとんどす
べての部分における残留グレーティング深さが、半導体
表面のくぼんだ線の最初の深さの少なくとも１０％、望
ましくは２０％以上であることを意味する。
【００１９】ここで所望されるＡｓおよびＰ含有雰囲気
は、Ｈ２をキャリア・ガスとした、ＡｓＨ３とＰＨ３の
混合物である。我々は、残留グレーティング深さが一般
的に雰囲気中のＡｓＨ３／ＰＨ３比に依存することを発
見した。これは図２に例示されている。図２は、ＰＨ３
およびＨ２の流量を一定に保持して得られたものである
（ＰＨ３／Ｈ２モル比２．２×１０−３）。
は、Ｈ２をキャリア・ガスとした、ＡｓＨ３とＰＨ３の
混合物である。我々は、残留グレーティング深さが一般
的に雰囲気中のＡｓＨ３／ＰＨ３比に依存することを発
見した。これは図２に例示されている。図２は、ＰＨ３
およびＨ２の流量を一定に保持して得られたものである
（ＰＨ３／Ｈ２モル比２．２×１０−３）。
【００２０】図２から分かるように、残留グレーティン
グ深さはＡｓＨ３の量が増加するほど大きく増加し、全
１モル当たり約２．５×１０−５モルのＡｓＨ３におい
て５０％を超える最大値に達する。図２のデータは、与
えられたサンプルを、室温から６２５℃まで３分間で加
熱し、冷却するまでにこの温度に５分間保持することに
よって得られたものである。
グ深さはＡｓＨ３の量が増加するほど大きく増加し、全
１モル当たり約２．５×１０−５モルのＡｓＨ３におい
て５０％を超える最大値に達する。図２のデータは、与
えられたサンプルを、室温から６２５℃まで３分間で加
熱し、冷却するまでにこの温度に５分間保持することに
よって得られたものである。
【００２１】この実験の条件下では、約２×１０−５よ
りも多いＡｓＨ３の量に対しては、不明瞭な表面が生じ
ることが観察された。これはしばしば望ましくないこと
があるため、我々は、光沢のある、明瞭な表面を生じる
条件（例えばＡｓＨ３の量≦２×１０−５）をここでは
所望する。最適なＡｓＨ３／ＰＨ３比（または、一般的
には、雰囲気中のＡｓおよびＰの最適濃度）は、成長手
続きの詳細に依存するため、一般的には指定することが
できないことは理解されるべきである。しかし、通常は
、少量の簡単な実験をすれば、満足な結果を生じる濃度
を決定するのに十分である。
りも多いＡｓＨ３の量に対しては、不明瞭な表面が生じ
ることが観察された。これはしばしば望ましくないこと
があるため、我々は、光沢のある、明瞭な表面を生じる
条件（例えばＡｓＨ３の量≦２×１０−５）をここでは
所望する。最適なＡｓＨ３／ＰＨ３比（または、一般的
には、雰囲気中のＡｓおよびＰの最適濃度）は、成長手
続きの詳細に依存するため、一般的には指定することが
できないことは理解されるべきである。しかし、通常は
、少量の簡単な実験をすれば、満足な結果を生じる濃度
を決定するのに十分である。
【００２２】ここで所望される実施例は、エピタキシャ
ル上部層の成長温度より低い中間温度で、基板とは異な
る組成（例えば、ＩｎＧａＡｓＰからなり、λｇ〜１μ
ｍであり、オプションとして非常に少量のＧａＡｓＰを
含む）の少量の保護材料を堆積するステップを含む。所
望される実施例は、深さ１００ｎｍのグレーティングを
有するＩｎＰ基板を、Ｈ２−ＡｓＨ３−ＰＨ３（約２×
１０−５のＡｓＨ３、２．２×１０−３のＰＨ３）下で
５００℃に加熱するステップを含む。
ル上部層の成長温度より低い中間温度で、基板とは異な
る組成（例えば、ＩｎＧａＡｓＰからなり、λｇ〜１μ
ｍであり、オプションとして非常に少量のＧａＡｓＰを
含む）の少量の保護材料を堆積するステップを含む。所
望される実施例は、深さ１００ｎｍのグレーティングを
有するＩｎＰ基板を、Ｈ２−ＡｓＨ３−ＰＨ３（約２×
１０−５のＡｓＨ３、２．２×１０−３のＰＨ３）下で
５００℃に加熱するステップを含む。
【００２３】この中間温度に達すると、雰囲気はトリメ
チルガリウムからのＧａの付加によって変化される。１
秒後、雰囲気は、〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（λｇ〜
１μｍ）が５００℃で成長されるように、再び適切に変
化される。次に、雰囲気は再びＨ２−ＡｓＨ３−ＰＨ３
に変化され、ウェハーはこの雰囲気中で６２５℃に加熱
される。この成長温度に達すると、所望される四元導波
層およびそれに続く層のエピタキシャル成長が通常の方
法で実行される。上記の保護材料の二段階堆積は本質的
な加工ステップではないが、このような加工はグレーテ
ィングの過度の腐食を確実に回避することができるため
、本発明の所望される実施例は保護材料の堆積を含み、
望ましくは、二段階堆積を含む。
チルガリウムからのＧａの付加によって変化される。１
秒後、雰囲気は、〜１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（λｇ〜
１μｍ）が５００℃で成長されるように、再び適切に変
化される。次に、雰囲気は再びＨ２−ＡｓＨ３−ＰＨ３
に変化され、ウェハーはこの雰囲気中で６２５℃に加熱
される。この成長温度に達すると、所望される四元導波
層およびそれに続く層のエピタキシャル成長が通常の方
法で実行される。上記の保護材料の二段階堆積は本質的
な加工ステップではないが、このような加工はグレーテ
ィングの過度の腐食を確実に回避することができるため
、本発明の所望される実施例は保護材料の堆積を含み、
望ましくは、二段階堆積を含む。
【００２４】図３に例示されているように、堆積された
四元保護材料は、しばしば、グレーティング上の連続か
つ一様な層として残らず、高温加工中にグレーティング
の谷に集積することがある。四元保護材料は一般的にＩ
ｎＰ基板および隣接する四元層よりも大きい誘電率を有
するため、このことは有効グレーティング深さの増大を
生じ、所望される本発明の方法の都合の良い特徴となる
。
四元保護材料は、しばしば、グレーティング上の連続か
つ一様な層として残らず、高温加工中にグレーティング
の谷に集積することがある。四元保護材料は一般的にＩ
ｎＰ基板および隣接する四元層よりも大きい誘電率を有
するため、このことは有効グレーティング深さの増大を
生じ、所望される本発明の方法の都合の良い特徴となる
。
【００２５】さらに、本発明の方法の重要な点は、グレ
ーティングを有するＩｎＰ基板上に本質的に無欠陥のエ
ピタキシャル成長を形成する能力である。従って、本方
法は、グレーティング上に本質的に無欠陥の（すなわち
、本質的に、転位、積層欠陥、界面粒子がない）半導体
材料を有する、少なくとも１０ｎｍのグレーティング深
さのＩｎＰベースＤＦＢレーザを形成することが可能で
ある。図３は、上記のように形成された、図１に示され
ているＩｎＰベース構造体の断面透過電子顕微鏡写真で
あるが、エピタキシャル成長の本質的に無欠陥の性質を
明らかに示している。
ーティングを有するＩｎＰ基板上に本質的に無欠陥のエ
ピタキシャル成長を形成する能力である。従って、本方
法は、グレーティング上に本質的に無欠陥の（すなわち
、本質的に、転位、積層欠陥、界面粒子がない）半導体
材料を有する、少なくとも１０ｎｍのグレーティング深
さのＩｎＰベースＤＦＢレーザを形成することが可能で
ある。図３は、上記のように形成された、図１に示され
ているＩｎＰベース構造体の断面透過電子顕微鏡写真で
あるが、エピタキシャル成長の本質的に無欠陥の性質を
明らかに示している。
【００２６】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００２７】なお、特許請求の範囲に記載した参照番号
は発明の容易なる理解のためで、その技術的範囲を制限
するよう解釈されるべきではない。
は発明の容易なる理解のためで、その技術的範囲を制限
するよう解釈されるべきではない。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、上
部エピタキシャル四元材料（例えば１３０）に対する堆
積温度に基板を加熱している間にＩｎＰ基板（１１）表
面のグレーティング（１２）が腐食するのを確実に妨げ
ることが可能であり、本質的に無欠陥の上部四元材料の
堆積が可能となる。
部エピタキシャル四元材料（例えば１３０）に対する堆
積温度に基板を加熱している間にＩｎＰ基板（１１）表
面のグレーティング（１２）が腐食するのを確実に妨げ
ることが可能であり、本質的に無欠陥の上部四元材料の
堆積が可能となる。
【図１】本発明による多層半導体構造の例の模式図であ
る。この図には、正確な寸法や縮尺を示す意図はない。
る。この図には、正確な寸法や縮尺を示す意図はない。
【図２】雰囲気の組成と残留グレーティング深さの関係
を例示する図である。
を例示する図である。
【図３】本発明によって形成された多層半導体構造の電
子顕微鏡写真である。
子顕微鏡写真である。
１０ 多層半導体構造体
１１ 基板
１２ グレーティング
１８ ｐ−ＩｎＰ
１９ ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰ
１２１ 保護材料
１３０ ＩｎＧａＡｓＰ層
１３１ ＩｎＧａＡｓＰ層
１４０ ＩｎＧａＡｓＰ層
１４１ ＩｎＧａＡｓＰ層
１５０ ＩｎＧａＡｓＰ層
１５１ ＩｎＧａＡｓＰ層
１６０ 量子井戸
１６１ 量子井戸
１６２ 量子井戸
１７０ 障壁層
１７１ 障壁層
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体レーザからなる製品を製造する
方法において、この方法が、 ａ）主要表面を有する第１組成の半導体を用意するステ
ップと、 ｂ）表面の少なくとも一部の上に、細長い凹凸の形の本
質的に規則的な列を形成するように半導体を加工するス
テップと（前記形の列はグレーティング手段と呼ばれる
）、 ｃ）半導体を堆積温度に加熱し、第１組成とは異なる第
２組成のエピタキシャル半導体材料を主要表面上に堆積
するステップと、 ｄ）製品の完成に向けてさらに１個以上のステップを実
行するステップからなり、 ｅ）半導体がＩｎＰからなり、ステップｃ）が、ｆ）グ
レーティング手段の加熱時間の少なくとも一部の間はＡ
ｓおよびＰ含有雰囲気に接触するように半導体を加熱す
るステップを含み、前記雰囲気の組成および圧力が、堆
積温度に加熱中のグレーティング手段の腐食を実質的に
減少するように選択されることを特徴とする半導体レー
ザからなる製品の製造方法。 - 【請求項２】 ステップｃ）が、半導体を４５０〜５
５０℃の範囲の中間温度に加熱するステップと、グレー
ティング手段の少なくとも一部の上に中間温度でＧａ，
ＡｓおよびＰからなるある量の保護材料を堆積するステ
ップを含むことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 保護材料の量が、実質的にＧａ，Ａｓ
およびＰからなる物質の第１量と、実質的にＩｎ，Ｇａ
，ＡｓおよびＰからなる物質の第２量からなることを特
徴とする請求項２の方法。 - 【請求項４】 少なくとも、半導体が中間温度にある
時間と、中間温度から堆積着温度に半導体を加熱する時
間中に、半導体がＡｓおよびＰ含有雰囲気に接触するこ
とを特徴とする請求項２の方法。 - 【請求項５】 堆積温度でエピタキシャル半導体材料
をグレーティング手段上に成長させた後に、グレーティ
ング手段の残留深さが少なくとも１０％であるように工
程が実行されることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項６】 残留深さが少なくとも２０％であるこ
とを特徴とする請求項５の方法。 - 【請求項７】 グレーティング深さが少なくとも１０
ｎｍであるように工程が実行されることを特徴とする請
求項５の方法。 - 【請求項８】 ステップｄ）が半導体から複数の半導
体レーザを形成するステップを含むことを特徴とする請
求項１の方法。 - 【請求項９】 ステップｃ）が、ｉ）半導体を４５０
〜５５０℃の範囲の中間温度に加熱し、加熱の少なくと
も一部の間半導体をＨ２，Ｐ、およびＡｓ含有雰囲気に
接触させるステップと、 ｉｉ）中間温度で、第１量のＧａ，ＡｓおよびＰ含有物
質をグレーティング手段の少なくとも一部の上に堆積す
るステップと、 ｉｉｉ）中間温度で、第２量のＩｎ，Ｇａ，Ａｓおよび
Ｐ含有物質を、第１量の物質が堆積されたグレーティン
グ手段の少なくとも一部の上に堆積するステップと、ｉ
ｖ）半導体を成長温度に加熱し、半導体をＨ２，Ｐおよ
びＡｓ含有雰囲気に接触させるステップからなり、雰囲
気中のＨ２のＰに対する比およびＰのＡｓに対する比が
、成長温度に加熱している間に主要表面が不明瞭になら
ないように選択されることを特徴とする請求項１の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US53785690A | 1990-06-13 | 1990-06-13 | |
| US537856 | 1990-06-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04230090A true JPH04230090A (ja) | 1992-08-19 |
| JPH07112097B2 JPH07112097B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=24144396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3166118A Expired - Lifetime JPH07112097B2 (ja) | 1990-06-13 | 1991-06-12 | 半導体レーザからなる製品の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0461795A3 (ja) |
| JP (1) | JPH07112097B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3058134B2 (ja) * | 1997-09-30 | 2000-07-04 | 日本電気株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
| CN106410606B (zh) * | 2016-07-01 | 2018-03-06 | 苏州全磊光电有限公司 | 一种dfb激光器的外延结构及其制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61242090A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0763053B2 (ja) * | 1983-07-28 | 1995-07-05 | 日本電気株式会社 | ＩｎＰ上へＩｎＧａＡｓＰを結晶成長する方法 |
-
1991
- 1991-06-03 EP EP19910305012 patent/EP0461795A3/en not_active Withdrawn
- 1991-06-12 JP JP3166118A patent/JPH07112097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61242090A (ja) * | 1985-04-19 | 1986-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0461795A3 (en) | 1992-04-01 |
| JPH07112097B2 (ja) | 1995-11-29 |
| EP0461795A2 (en) | 1991-12-18 |
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