JPH0513880A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
- Publication number
- JPH0513880A JPH0513880A JP24147491A JP24147491A JPH0513880A JP H0513880 A JPH0513880 A JP H0513880A JP 24147491 A JP24147491 A JP 24147491A JP 24147491 A JP24147491 A JP 24147491A JP H0513880 A JPH0513880 A JP H0513880A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type
- group
- semiconductor laser
- etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高性能の半導体レーザを歩留まりよく製造する
ことができる、半導体レーザの製造方法を提供する。 【構成】埋込み層としての (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層
を有機金属化学気相成長法により形成する際に、II族原
料としてＤＭＺｎ−ＤＭＳｅ付加体を使用することによ
り、低い温度での形成を可能にし、形成時の熱による各
層の結晶性の悪化を防止する。同時に、かかる方法で埋
込み層を形成することにより、結晶性に優れ、十分な均
一性を有する埋込み層を得ることができる。また、かか
る（109)埋込み層を反応性イオンビームエッチング法を
用いてエッチングすることによって共振器の上面と埋込
み層の上面との段差が生じないようにし、 (110)電極の
断面等の不良の発生を抑制する。
ことができる、半導体レーザの製造方法を提供する。 【構成】埋込み層としての (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層
を有機金属化学気相成長法により形成する際に、II族原
料としてＤＭＺｎ−ＤＭＳｅ付加体を使用することによ
り、低い温度での形成を可能にし、形成時の熱による各
層の結晶性の悪化を防止する。同時に、かかる方法で埋
込み層を形成することにより、結晶性に優れ、十分な均
一性を有する埋込み層を得ることができる。また、かか
る（109)埋込み層を反応性イオンビームエッチング法を
用いてエッチングすることによって共振器の上面と埋込
み層の上面との段差が生じないようにし、 (110)電極の
断面等の不良の発生を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の垂直方向にレー
ザ光を発振する面発光型の半導体レーザの製造方法に関
する。
ザ光を発振する面発光型の半導体レーザの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】基板の垂直方向に共振器を持つ面発光型
の半導体レーザ（以下、「面発光レーザ」と記す）とし
ては、例えば、第５０回応用物理学会学術講演会の講演
予稿集第３分冊ｐ．９０９ ２９ａ−ＺＧ−７（1989年
９月２７日発行）に開示されたものが知られている。
の半導体レーザ（以下、「面発光レーザ」と記す）とし
ては、例えば、第５０回応用物理学会学術講演会の講演
予稿集第３分冊ｐ．９０９ ２９ａ−ＺＧ−７（1989年
９月２７日発行）に開示されたものが知られている。
【０００３】この面発光レーザは、図９に示すように、
先ず、 (602)ｎ型ＧａＡｓ基板に (603)ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ／ＡｌＡｓ多層膜、 (604)ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層、(605)ｐ型ＧａＡｓ活性層および (606)ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層を順次成長させ、その後、 (605)ｐ型
ＧａＡｓ活性層および (606)ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層を円柱状の領域を残してエッチングし、さらに、 (60
7)ｐ型、 (608)ｎ型、(609)ｐ型、 (610)ｐ型の順にＡ
ｌＧａＡｓを液相成長により形成して円柱状領域の周囲
を埋込み、しかる後に、 (610)ｐ型ＡｌＧａＡｓキャッ
プ層の上部に (611)誘電体多層膜ミラーを蒸着し、 (61
2)ｐ型オーミック電極、 (601)ｎ型オーミック電極を形
成することにより構成される。
先ず、 (602)ｎ型ＧａＡｓ基板に (603)ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ／ＡｌＡｓ多層膜、 (604)ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層、(605)ｐ型ＧａＡｓ活性層および (606)ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓクラッド層を順次成長させ、その後、 (605)ｐ型
ＧａＡｓ活性層および (606)ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド
層を円柱状の領域を残してエッチングし、さらに、 (60
7)ｐ型、 (608)ｎ型、(609)ｐ型、 (610)ｐ型の順にＡ
ｌＧａＡｓを液相成長により形成して円柱状領域の周囲
を埋込み、しかる後に、 (610)ｐ型ＡｌＧａＡｓキャッ
プ層の上部に (611)誘電体多層膜ミラーを蒸着し、 (61
2)ｐ型オーミック電極、 (601)ｎ型オーミック電極を形
成することにより構成される。
【０００４】このように、埋込み層を (607)ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ層および (608)ｎ型ＡｌＧａＡｓ層からなるｐ−
ｎ接合層で構成したのは、 (605)ｐ型ＧａＡｓ活性層以
外の部分に電流が流れるのを防止するためである。
ａＡｓ層および (608)ｎ型ＡｌＧａＡｓ層からなるｐ−
ｎ接合層で構成したのは、 (605)ｐ型ＧａＡｓ活性層以
外の部分に電流が流れるのを防止するためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる面発光
レーザは、埋込み層の抵抗を大きくすることができない
ので十分な電流狭窄が得られないこと、円柱状領域との
界面位置の整合が必要となること等の課題を有してい
た。
レーザは、埋込み層の抵抗を大きくすることができない
ので十分な電流狭窄が得られないこと、円柱状領域との
界面位置の整合が必要となること等の課題を有してい
た。
【０００６】さらに、従来の技術では、埋め込み層を液
相成長により形成しているので、液圧により柱状導体層
が倒れ、その歩留りが極めて悪化することが考えられ
る。
相成長により形成しているので、液圧により柱状導体層
が倒れ、その歩留りが極めて悪化することが考えられ
る。
【０００７】かかる課題を解決する面発光レーザとし
て、本願出願人は、かかる埋込み層を一層のII−VI族化
合物半導体層のみによって形成した面発光レーザを、既
に提案している（特願平２−２４２０００号）。
て、本願出願人は、かかる埋込み層を一層のII−VI族化
合物半導体層のみによって形成した面発光レーザを、既
に提案している（特願平２−２４２０００号）。
【０００８】そして，本発明者は、半導体基板状にII−
VI族化合物半導体層を形成する方法として、液相成長以
外の方法、例えばＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）
やＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相成長法）を試みた。
VI族化合物半導体層を形成する方法として、液相成長以
外の方法、例えばＭＢＥ法（分子線エピタキシャル法）
やＭＯＣＶＤ法（有機金属化学気相成長法）を試みた。
【０００９】しかしながら、II族原料とVI族原料とを使
用した一般の手法でＭＯＣＶＤ法を実施すると、特願平
２−２４２０００号に開示された面発光レーザの埋込み
層（II−VI族化合物半導体のみによる埋込み層）を形成
した場合、面発光レーザ素子の特性が悪く、寿命が短
く、さらには製造時の歩留まりが悪くなってしまう、新
たな課題が発生した。
用した一般の手法でＭＯＣＶＤ法を実施すると、特願平
２−２４２０００号に開示された面発光レーザの埋込み
層（II−VI族化合物半導体のみによる埋込み層）を形成
した場合、面発光レーザ素子の特性が悪く、寿命が短
く、さらには製造時の歩留まりが悪くなってしまう、新
たな課題が発生した。
【００１０】かかる課題について本願発明者が詳細に検
討したところ、このような課題は、以下の理由によって
発生するものであることを知見した。
討したところ、このような課題は、以下の理由によって
発生するものであることを知見した。
【００１１】上述のようにして埋込み層を形成した場合
には、この埋込み層を形成する際の温度が非常に高温
（６００℃以上）となる。このため、このときの熱によ
って、共振器を形成する各層に転移や欠陥が生じて結晶
性が悪化し、また、これらの各層と埋込み層との界面で
相互拡散が生じてしまう。
には、この埋込み層を形成する際の温度が非常に高温
（６００℃以上）となる。このため、このときの熱によ
って、共振器を形成する各層に転移や欠陥が生じて結晶
性が悪化し、また、これらの各層と埋込み層との界面で
相互拡散が生じてしまう。
【００１２】また、上述のようにして埋込み層を形成し
た場合には、この埋込み層自体の結晶性が悪く、十分な
均一性を得ることができない。
た場合には、この埋込み層自体の結晶性が悪く、十分な
均一性を得ることができない。
【００１３】さらに、かかる面発光レーザは、共振器の
上面と埋込み層の上面とが同じ高さとなるように形成す
るが、両者の段差が生じないように形成することが困難
であるため、これらの層の上に形成する電極に断線等の
不良が生じやすい。
上面と埋込み層の上面とが同じ高さとなるように形成す
るが、両者の段差が生じないように形成することが困難
であるため、これらの層の上に形成する電極に断線等の
不良が生じやすい。
【００１４】本発明はこのような課題を解決するもの
で、その目的とするところは、高性能且つ長寿命の半導
体レーザを歩留まりよく製造することができる、半導体
レーザの製造方法を提供するところにある。
で、その目的とするところは、高性能且つ長寿命の半導
体レーザを歩留まりよく製造することができる、半導体
レーザの製造方法を提供するところにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
製造方法は、半導体基板に垂直な方向に光を出射するよ
うに当該半導体基板に垂直な方向に形成されたの共振器
を有し、該共振器を形成する半導体層の少なくとも一層
が柱状に形成された面発光型の半導体レーザの製造方法
において、前記柱状の半導体層の周囲に、II−VI族化合
物半導体層を、II族有機化合物およびVI族有機化合物か
らなる付加体とVI族水素化物とを原料として、有機金属
化学気相成長法により形成する工程を含むことを特徴と
する。
製造方法は、半導体基板に垂直な方向に光を出射するよ
うに当該半導体基板に垂直な方向に形成されたの共振器
を有し、該共振器を形成する半導体層の少なくとも一層
が柱状に形成された面発光型の半導体レーザの製造方法
において、前記柱状の半導体層の周囲に、II−VI族化合
物半導体層を、II族有機化合物およびVI族有機化合物か
らなる付加体とVI族水素化物とを原料として、有機金属
化学気相成長法により形成する工程を含むことを特徴と
する。
【００１６】かかる発明においては、前記II−VI族化合
物半導体層を、反応性イオンビームエッチング法により
エッチングする工程を含むことが望ましい。
物半導体層を、反応性イオンビームエッチング法により
エッチングする工程を含むことが望ましい。
【００１７】
【作用】埋込み層としてのII−VI族化合物半導体層を、
II族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体と
VI族水素化物とを原料として、有機金属化学気相成長法
により形成することにより、従来と比較して非常に低い
温度で埋込み層を形成することが可能となる。したがっ
て、埋込み層を形成する際の熱によって共振器を形成す
る各層の結晶性が悪化することを防止できる。
II族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体と
VI族水素化物とを原料として、有機金属化学気相成長法
により形成することにより、従来と比較して非常に低い
温度で埋込み層を形成することが可能となる。したがっ
て、埋込み層を形成する際の熱によって共振器を形成す
る各層の結晶性が悪化することを防止できる。
【００１８】同時に、かかる方法で埋込み層を形成する
ことにより、結晶性に優れ、十分な均一性を有する埋込
み層を得ることができる。
ことにより、結晶性に優れ、十分な均一性を有する埋込
み層を得ることができる。
【００１９】また、かかる埋込み層を、反応性イオンビ
ームエッチング法を用いてエッチングすることにより、
共振器の上面と埋込み層の上面との段差が生じないよう
にすることができるので、これらの層の上に形成する電
極に断面等の不良の発生を抑制することができる。
ームエッチング法を用いてエッチングすることにより、
共振器の上面と埋込み層の上面との段差が生じないよう
にすることができるので、これらの層の上に形成する電
極に断面等の不良の発生を抑制することができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。
て説明する。
【００２１】（実施例１）図１は本発明の第１の実施例
における半導体レーザ(100)の発光部の断面を示す斜視
図であり、また、図２（ａ）〜（ｆ）は当該実施例にお
ける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
における半導体レーザ(100)の発光部の断面を示す斜視
図であり、また、図２（ａ）〜（ｆ）は当該実施例にお
ける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【００２２】以下、本実施例の構成および製造工程につ
いて、図２（ａ）〜（ｆ）にしたがって説明する。
いて、図２（ａ）〜（ｆ）にしたがって説明する。
【００２３】まず、 (102)ｎ型ＧａＡｓ基板上に、
(103)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層
からなり波長８７０ｎｍ付近の光に対し９８％以上の反
射率を持つ３０ペアの(104)分布反射型多層膜ミラーを
形成する。続いて、 (105)ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓク
ラッド層、 (106)ｐ型ＧａＡｓ活性層、 (107)ｐ型Ａｌ
0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層、 (108)ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓコンタクト層を、順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタ
キシャル成長させる（図２（ａ））。このとき、本実施
例では、成長温度を７００℃とし、成長圧力を１５０Ｔ
ｏｒｒとし、III 族原料としてはＴＭＧａ（トリメチル
ガリウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）
の有機金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 を、ｎ型ドー
パントとしてはＨ2 Ｓｅを、ｐ型ドーパントとしてはＤ
ＥＺｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用いる。
(103)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層
からなり波長８７０ｎｍ付近の光に対し９８％以上の反
射率を持つ３０ペアの(104)分布反射型多層膜ミラーを
形成する。続いて、 (105)ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓク
ラッド層、 (106)ｐ型ＧａＡｓ活性層、 (107)ｐ型Ａｌ
0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層、 (108)ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓコンタクト層を、順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタ
キシャル成長させる（図２（ａ））。このとき、本実施
例では、成長温度を７００℃とし、成長圧力を１５０Ｔ
ｏｒｒとし、III 族原料としてはＴＭＧａ（トリメチル
ガリウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）
の有機金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 を、ｎ型ドー
パントとしてはＨ2 Ｓｅを、ｐ型ドーパントとしてはＤ
ＥＺｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用いる。
【００２４】その後、熱ＣＶＤ法によって、表面に
(112)ＳｉＯ2 層を形成し、さらに、ＲＩＢＥ法によ
り、 (113)ハードベイクレジストで覆われた円柱状の発
光部を残して、 (107)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッ
ド層の途中まで、エッチングを行う（図２（ｂ））。こ
の際、本実施例では、エッチングガスとしては塩素とア
ルゴンの混合ガスを用い、ガス圧を１×１０-3Ｔｏｒｒ
とし、引出し電圧を４００Ｖとする。ここで、 (107)ｐ
型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層の途中までしかエッ
チングしないのは、活性層の水平方向の注入キャリアと
光を閉じ込めるための構造を、リブ導波路型の屈折率導
波構造とするためである。
(112)ＳｉＯ2 層を形成し、さらに、ＲＩＢＥ法によ
り、 (113)ハードベイクレジストで覆われた円柱状の発
光部を残して、 (107)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッ
ド層の途中まで、エッチングを行う（図２（ｂ））。こ
の際、本実施例では、エッチングガスとしては塩素とア
ルゴンの混合ガスを用い、ガス圧を１×１０-3Ｔｏｒｒ
とし、引出し電圧を４００Ｖとする。ここで、 (107)ｐ
型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層の途中までしかエッ
チングしないのは、活性層の水平方向の注入キャリアと
光を閉じ込めるための構造を、リブ導波路型の屈折率導
波構造とするためである。
【００２５】次に、この (107)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6
Ａｓクラッド層上に、埋込み層を形成する。このため
に、本実施例では、 (113)レジストを取り除いた後、Ｍ
ＯＣＶＤ法により、 (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層を埋込
み成長させる。このときの成長条件は、成長温度を２７
５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、「II族有機化合物
およびVI族有機化合物からなる付加体」としてのＤＭＺ
ｎ−ＤＭＳｅ付加体（ジメチルジンクとジメチルセレン
との付加体）をII族原料として使用し、また、「VI族水
素化物」としてのＨ2 Ｓｅ（セレン化水素）およびＨ2
Ｓ（硫化水素）をVI族原料として使用する。これによ
り、 (107)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層のエッ
チングされた部分の上部には (109)単結晶のＺｎＳ0.06
Ｓｅ0.94層が成長し、また、 (112)ＳｉＯ2 層の上部に
は (114)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が成長する（図
２（ｃ））。
Ａｓクラッド層上に、埋込み層を形成する。このため
に、本実施例では、 (113)レジストを取り除いた後、Ｍ
ＯＣＶＤ法により、 (109)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層を埋込
み成長させる。このときの成長条件は、成長温度を２７
５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、「II族有機化合物
およびVI族有機化合物からなる付加体」としてのＤＭＺ
ｎ−ＤＭＳｅ付加体（ジメチルジンクとジメチルセレン
との付加体）をII族原料として使用し、また、「VI族水
素化物」としてのＨ2 Ｓｅ（セレン化水素）およびＨ2
Ｓ（硫化水素）をVI族原料として使用する。これによ
り、 (107)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層のエッ
チングされた部分の上部には (109)単結晶のＺｎＳ0.06
Ｓｅ0.94層が成長し、また、 (112)ＳｉＯ2 層の上部に
は (114)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が成長する（図
２（ｃ））。
【００２６】その後、 (115)レジストを表面全体に厚
く塗布し、この (115)レジストの表面を平坦化する（図
２（ｄ））。そして、ＲＩＢＥ法により、 (112)ＳｉＯ
2 層が露出するまでエッチングを行う。このとき、 (11
5)レジストのエッチングレートと (114)多結晶のＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層のエッチングレートとはほぼ同じであ
り、また、 (112)ＳｉＯ2 層はエッチングストップ層と
なるので、エッチング後の表面を平坦にすることができ
る。
く塗布し、この (115)レジストの表面を平坦化する（図
２（ｄ））。そして、ＲＩＢＥ法により、 (112)ＳｉＯ
2 層が露出するまでエッチングを行う。このとき、 (11
5)レジストのエッチングレートと (114)多結晶のＺｎＳ
0.06Ｓｅ0.94層のエッチングレートとはほぼ同じであ
り、また、 (112)ＳｉＯ2 層はエッチングストップ層と
なるので、エッチング後の表面を平坦にすることができ
る。
【００２７】さらに、ＳｉＯ2 層を、通常のウエット
エッチングにより除去した後、表面に４ペアの (111)Ｓ
ｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着
により形成し、反応性イオンエッチング法（以下ＲＩＥ
法と記す）を用いたドライエッチングで、発光部の径よ
りやや小さい領域を残して取り去る（図２（ｅ））。こ
の誘電体多層膜ミラーの、波長８７０ｎｍでの反射率
は、９４％である。
エッチングにより除去した後、表面に４ペアの (111)Ｓ
ｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着
により形成し、反応性イオンエッチング法（以下ＲＩＥ
法と記す）を用いたドライエッチングで、発光部の径よ
りやや小さい領域を残して取り去る（図２（ｅ））。こ
の誘電体多層膜ミラーの、波長８７０ｎｍでの反射率
は、９４％である。
【００２８】しかる後、 (111)誘電体多層膜ミラー以
外の表面に(110)ｐ型オーミック電極を蒸着し、さらに
(102)ｎ型ＧａＡｓ基板側に (101)ｎ型オーミック電極
を蒸着する（図２（ｆ））。そして、最後に、Ｎ2 雰囲
気中で、４２０℃のアロイングを行う。
外の表面に(110)ｐ型オーミック電極を蒸着し、さらに
(102)ｎ型ＧａＡｓ基板側に (101)ｎ型オーミック電極
を蒸着する（図２（ｆ））。そして、最後に、Ｎ2 雰囲
気中で、４２０℃のアロイングを行う。
【００２９】以上の工程により、図１に示したような
(100)面発光レーザを得ることができる。
(100)面発光レーザを得ることができる。
【００３０】このようにして作成した本実施例の面発光
レーザは、埋込み層として用いたＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層
が非常に高い抵抗（１ＧΩ以上）を有するので、埋込み
層への注入電流のもれが起こらず、極めて有効な電流狭
窄が達成される。また、埋込み層と共振部との屈折率差
が大きいため、有効な光閉じ込めを行うことができる。
レーザは、埋込み層として用いたＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層
が非常に高い抵抗（１ＧΩ以上）を有するので、埋込み
層への注入電流のもれが起こらず、極めて有効な電流狭
窄が達成される。また、埋込み層と共振部との屈折率差
が大きいため、有効な光閉じ込めを行うことができる。
【００３１】さらに、埋込み層（ＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層）の界面に転移や欠陥が生じないようにするため
には成長温度を５００℃以下にすることが望ましいが、
本実施例ではこの成長温度が非常に低い（２７５℃）た
め、このＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層の再成長界面として、転
移や欠陥の少ない安定した界面を得ることができる。
0.94層）の界面に転移や欠陥が生じないようにするため
には成長温度を５００℃以下にすることが望ましいが、
本実施例ではこの成長温度が非常に低い（２７５℃）た
め、このＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層の再成長界面として、転
移や欠陥の少ない安定した界面を得ることができる。
【００３２】図３は本実施例の半導体レーザの駆動電流
と発振光出力の関係を示すグラフである。図に示したよ
うに、室温において連続発振が達成され、しきい値１ｍ
Ａと極めて低い値を得た。また外部微分量子効率も高
く、無効電流の抑制がレーザの特性向上に貢献してい
る。
と発振光出力の関係を示すグラフである。図に示したよ
うに、室温において連続発振が達成され、しきい値１ｍ
Ａと極めて低い値を得た。また外部微分量子効率も高
く、無効電流の抑制がレーザの特性向上に貢献してい
る。
【００３３】（実施例２）図４は本発明の第２の実施例
における半導体レーザ (200)の発光部の断面を示す斜視
図であり、図５（ａ）〜（ｆ）は当該実施例における半
導体レーザ (200)の製造工程を示す断面図である。
における半導体レーザ (200)の発光部の断面を示す斜視
図であり、図５（ａ）〜（ｆ）は当該実施例における半
導体レーザ (200)の製造工程を示す断面図である。
【００３４】本実施例の半導体レーザ (200)は、 (208)
ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓコンタクト層から (205)ｎ型
Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層の一部までを柱上に形
成した点で、上述の実施例１と異なる。
ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓコンタクト層から (205)ｎ型
Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層の一部までを柱上に形
成した点で、上述の実施例１と異なる。
【００３５】以下、本実施例の構成および製造工程につ
いて、図５（ａ）〜（ｆ）にしたがって説明する。
いて、図５（ａ）〜（ｆ）にしたがって説明する。
【００３６】まず、 (202)ｎ型ＧａＡｓ基板上に、
(203)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からなり波長
８７０ｎｍ付近の光に対し９８％以上の反射率を持つ３
０ペアの (204)分布反射型多層膜ミラーを形成する。続
いて、 (205)ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層、
(206)ｐ型ＧａＡｓ活性層、 (207)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ
0.6 Ａｓクラッド層、 (208)ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ
コンタクト層を、順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル
成長させる（図５（ａ））。本実施例では、このときの
成長温度を７００℃とし、成長圧力を１５０Ｔｏｒｒと
するとともに、III 族原料にＴＭＧａ（トリメチルガリ
ウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の有
機金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 を、ｎ型ドーパン
トとしてはＨ2 Ｓｅを、ｐ型ドーパントとしてはＤＥＺ
ｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用いる。
(203)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
ＡｌＡｓ層とｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からなり波長
８７０ｎｍ付近の光に対し９８％以上の反射率を持つ３
０ペアの (204)分布反射型多層膜ミラーを形成する。続
いて、 (205)ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層、
(206)ｐ型ＧａＡｓ活性層、 (207)ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ
0.6 Ａｓクラッド層、 (208)ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ
コンタクト層を、順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル
成長させる（図５（ａ））。本実施例では、このときの
成長温度を７００℃とし、成長圧力を１５０Ｔｏｒｒと
するとともに、III 族原料にＴＭＧａ（トリメチルガリ
ウム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の有
機金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 を、ｎ型ドーパン
トとしてはＨ2 Ｓｅを、ｐ型ドーパントとしてはＤＥＺ
ｎ（ジエチルジンク）を、それぞれ用いる。
【００３７】その後、熱ＣＶＤ法によって、表面に
(212)ＳｉＯ2 を形成し、さらに、ＲＩＢＥ法により、
(213)ハードベイクレジストで覆われた円柱状の発光部
を残して、 (205)ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層
の途中まで、エッチングを行う（図５（ｂ））。この
際、本実施例では、エッチングガスとしては塩素とアル
ゴンの混合ガスを用い、ガス圧を１×１０-3Ｔｏｒｒと
し、引出し電圧を４００Ｖとする。
(212)ＳｉＯ2 を形成し、さらに、ＲＩＢＥ法により、
(213)ハードベイクレジストで覆われた円柱状の発光部
を残して、 (205)ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓクラッド層
の途中まで、エッチングを行う（図５（ｂ））。この
際、本実施例では、エッチングガスとしては塩素とアル
ゴンの混合ガスを用い、ガス圧を１×１０-3Ｔｏｒｒと
し、引出し電圧を４００Ｖとする。
【００３８】次に、この上に、埋込み層を形成する。
このために、本実施例では、 (213)レジストを取り除い
た後、ＭＯＣＶＤ法により、 (209)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層を埋込み成長させる。このときの成長条件は、成長温
度を２７５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、「II族有
機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体」として
のＤＭＺｎ−ＤＭＳｅ付加体（ジメチルジンクとジメチ
ルセレンとの付加体）をII族原料として使用し、また、
「VI族水素化物」としてのＨ2 Ｓｅ（セレン化水素）お
よびＨ2 Ｓ（硫化水素）をVI族原料として使用する。こ
れにより、エッチングされた部分の上部には (209)単結
晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が成長し、また、 (212)Ｓｉ
Ｏ2 層の上部には (214)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層
が成長する（図５（ｃ））。
このために、本実施例では、 (213)レジストを取り除い
た後、ＭＯＣＶＤ法により、 (209)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94
層を埋込み成長させる。このときの成長条件は、成長温
度を２７５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、「II族有
機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体」として
のＤＭＺｎ−ＤＭＳｅ付加体（ジメチルジンクとジメチ
ルセレンとの付加体）をII族原料として使用し、また、
「VI族水素化物」としてのＨ2 Ｓｅ（セレン化水素）お
よびＨ2 Ｓ（硫化水素）をVI族原料として使用する。こ
れにより、エッチングされた部分の上部には (209)単結
晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が成長し、また、 (212)Ｓｉ
Ｏ2 層の上部には (214)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層
が成長する（図５（ｃ））。
【００３９】その後、 (215)レジストを表面全体に厚
く塗布し、表面を平坦化する（図５（ｄ））。そして、
ＲＩＢＥ法により、 (212)ＳｉＯ2 層が露出するまでエ
ッチングを行う。このとき、 (215)レジストのエッチン
グレートと (214)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層のエッ
チングレートとはほぼ同じであり、また、 (212)ＳｉＯ
2 層はエッチングストップ層となるため、エッチング後
の表面を平坦にすることができる。
く塗布し、表面を平坦化する（図５（ｄ））。そして、
ＲＩＢＥ法により、 (212)ＳｉＯ2 層が露出するまでエ
ッチングを行う。このとき、 (215)レジストのエッチン
グレートと (214)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層のエッ
チングレートとはほぼ同じであり、また、 (212)ＳｉＯ
2 層はエッチングストップ層となるため、エッチング後
の表面を平坦にすることができる。
【００４０】さらに、ＳｉＯ2 層を、通常のウエット
エッチングにより除去した後、表面に４ペアの (211)Ｓ
ｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着
により形成し、ＲＩＥ法を用いたドライエッチングで、
発光部の径よりやや小さい領域を残して取り去る（図５
（ｅ））。誘電体多層膜ミラーの、波長８７０ｎｍでの
反射率は、９４％である。
エッチングにより除去した後、表面に４ペアの (211)Ｓ
ｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着
により形成し、ＲＩＥ法を用いたドライエッチングで、
発光部の径よりやや小さい領域を残して取り去る（図５
（ｅ））。誘電体多層膜ミラーの、波長８７０ｎｍでの
反射率は、９４％である。
【００４１】しかる後、 (211)誘電体多層膜ミラー以
外の表面に(210)ｐ型オーミック電極を蒸着し、さら
に、 (202)ｎ型ＧａＡｓ基板側に (201)ｎ型オーミック
電極を蒸着する（図５（ｆ））。そして、最後に、Ｎ2
雰囲気中で、４２０℃のアロイングを行う。
外の表面に(210)ｐ型オーミック電極を蒸着し、さら
に、 (202)ｎ型ＧａＡｓ基板側に (201)ｎ型オーミック
電極を蒸着する（図５（ｆ））。そして、最後に、Ｎ2
雰囲気中で、４２０℃のアロイングを行う。
【００４２】以上の工程により、図４に示したような
(200)面発光レーザを得ることができる。
(200)面発光レーザを得ることができる。
【００４３】このようにして作成した本実施例の面発光
半導体レーザにおいても、上述した実施例１と同様、埋
込み層として用いたＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が非常に高い
抵抗（１ＧΩ以上）を有するので、埋込み層への注入電
流のもれが起こらず、極めて有効な電流狭窄が達成され
る。また、埋込み層と共振部との屈折率差が大きいた
め、有効な光閉じ込めを行うことができる。
半導体レーザにおいても、上述した実施例１と同様、埋
込み層として用いたＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が非常に高い
抵抗（１ＧΩ以上）を有するので、埋込み層への注入電
流のもれが起こらず、極めて有効な電流狭窄が達成され
る。また、埋込み層と共振部との屈折率差が大きいた
め、有効な光閉じ込めを行うことができる。
【００４４】さらに、埋込み層（ＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層）の成長温度も、実施例１と同様、非常に低い
（本実施例では２７５℃）ため、このＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層の再成長界面は、転移や欠陥の少ない安定した界
面を得ることができる。
0.94層）の成長温度も、実施例１と同様、非常に低い
（本実施例では２７５℃）ため、このＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層の再成長界面は、転移や欠陥の少ない安定した界
面を得ることができる。
【００４５】（実施例３）図６は本発明の第３の実施例
における半導体レーザ(300)の発光部の断面を示す斜視
図であり、図７（ａ）〜（ｇ）は当該実施例における半
導体レーザ (300)の製造工程を示す断面図である。
における半導体レーザ(300)の発光部の断面を示す斜視
図であり、図７（ａ）〜（ｇ）は当該実施例における半
導体レーザ (300)の製造工程を示す断面図である。
【００４６】本実施例の半導体レーザ (300)は、 (307)
ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層を、互いに分離溝
で分離された複数の柱状部を形成した点で、上述の実施
例１および実施例２と異なる。
ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド層を、互いに分離溝
で分離された複数の柱状部を形成した点で、上述の実施
例１および実施例２と異なる。
【００４７】以下、本実施例の構成および製造工程につ
いて、図７（ａ）〜（ｇ）にしたがって説明する。
いて、図７（ａ）〜（ｇ）にしたがって説明する。
【００４８】まず、 (302)ｎ型ＧａＡｓ基板上に、
(303)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
Ａｌ0.9 Ｇａ0.1 Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ層
からなり波長７８０ｎｍを中心に±３０ｎｍの光に対し
て９８％以上の反射率を持つ２５ペアの (304)半導体多
層膜ミラーを形成する。続いて、 (305)ｎ型Ａｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 Ａｓクラッド層、 (306)ｐ型Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａ
ｓ活性層、 (307)ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド
層、 (308)ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓコンタクト層を、
順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル成長させる（図７
（ａ））。本実施例では、このときの成長条件を、成長
温度を７２０℃、成長圧力を１５０Ｔｏｒｒとするとと
もに、III 族原料としてはＴＭＧａ（トリメチルガリウ
ム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の有機
金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 、ｎ型ドーパントに
Ｈ2 Ｓｅ、ｐ型ドーパントにＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）を、それぞれ用いる。
(303)ｎ型ＧａＡｓバッファ層を形成し、さらに、ｎ型
Ａｌ0.9 Ｇａ0.1 Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ａｓ層
からなり波長７８０ｎｍを中心に±３０ｎｍの光に対し
て９８％以上の反射率を持つ２５ペアの (304)半導体多
層膜ミラーを形成する。続いて、 (305)ｎ型Ａｌ0.5 Ｇ
ａ0.5 Ａｓクラッド層、 (306)ｐ型Ａｌ0.13Ｇａ0.87Ａ
ｓ活性層、 (307)ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓクラッド
層、 (308)ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓコンタクト層を、
順次、ＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル成長させる（図７
（ａ））。本実施例では、このときの成長条件を、成長
温度を７２０℃、成長圧力を１５０Ｔｏｒｒとするとと
もに、III 族原料としてはＴＭＧａ（トリメチルガリウ
ム）およびＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の有機
金属を、Ｖ族原料としてはＡｓＨ3 、ｎ型ドーパントに
Ｈ2 Ｓｅ、ｐ型ドーパントにＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）を、それぞれ用いる。
【００４９】次に、表面に常圧熱ＣＶＤ法により (31
2)ＳｉＯ2 層を形成し、さらにその上にフォトレジスト
を塗布し、高温で焼きしめて (313)ハードベークレジス
トを形成する。さらに、このハードベークレジスト上
に、ＥＢ蒸着法により、ＳｉＯ2 層を形成する。
2)ＳｉＯ2 層を形成し、さらにその上にフォトレジスト
を塗布し、高温で焼きしめて (313)ハードベークレジス
トを形成する。さらに、このハードベークレジスト上
に、ＥＢ蒸着法により、ＳｉＯ2 層を形成する。
【００５０】次に、ＲＩＥ法を用いて、基板上に形成
した各層を、以下のようにしてエッチングする。
した各層を、以下のようにしてエッチングする。
【００５１】初めに、 (313)ハードベークレジスト上に
形成したＳｉＯ2 層上に、通常用いられるフォトリソグ
ラフィー工程を施し、必要なレジストパターンを形成
し、このパターンをマスクとして、ＲＩＥ法によりＳｉ
Ｏ2 層をエッチングする。このエッチングは、例えば、
ＣＦ4ガスを用いて、ガス圧を４．５Ｐａ、入力をＲＦ
パワー１５０Ｗ、サンプルホルダーの温度を２０℃にコ
ントロールすることにより、行うことができる。
形成したＳｉＯ2 層上に、通常用いられるフォトリソグ
ラフィー工程を施し、必要なレジストパターンを形成
し、このパターンをマスクとして、ＲＩＥ法によりＳｉ
Ｏ2 層をエッチングする。このエッチングは、例えば、
ＣＦ4ガスを用いて、ガス圧を４．５Ｐａ、入力をＲＦ
パワー１５０Ｗ、サンプルホルダーの温度を２０℃にコ
ントロールすることにより、行うことができる。
【００５２】次に、このＳｉＯ2 層をマスクにして、Ｒ
ＩＥ法により、 (313)ハードベークレジストをエッチン
グする。このエッチングは、例えば、Ｏ2 ガスを用い
て、ガス圧を４．５Ｐａ、入力パワーを１５０Ｗ、サン
プルホルダーの温度を２０℃にコントロールすることに
より、行うことができる。このとき、ＳｉＯ2 層上に初
めに形成したレジストパターンも同時にエッチングされ
る。
ＩＥ法により、 (313)ハードベークレジストをエッチン
グする。このエッチングは、例えば、Ｏ2 ガスを用い
て、ガス圧を４．５Ｐａ、入力パワーを１５０Ｗ、サン
プルホルダーの温度を２０℃にコントロールすることに
より、行うことができる。このとき、ＳｉＯ2 層上に初
めに形成したレジストパターンも同時にエッチングされ
る。
【００５３】次に、パターン状に残っているＳｉＯ2 層
とエピタキシャル層上に形成した (312)ＳｉＯ2 層とを
同時にエッチングするために、再びＣＦ4 ガスを用いて
エッチングを行う。
とエピタキシャル層上に形成した (312)ＳｉＯ2 層とを
同時にエッチングするために、再びＣＦ4 ガスを用いて
エッチングを行う。
【００５４】以上のように、薄いＳｉＯ2 層をマスクに
して、ドライエッチングの一方法であるＲＩＥ法を (31
3)ハードベークレジストに用いることにより、必要なパ
ターン形状を持ちながら、さらに基板に対して垂直な側
面を持った (313)ハードベークレジストを作成すること
ができる（図７（ｂ））。
して、ドライエッチングの一方法であるＲＩＥ法を (31
3)ハードベークレジストに用いることにより、必要なパ
ターン形状を持ちながら、さらに基板に対して垂直な側
面を持った (313)ハードベークレジストを作成すること
ができる（図７（ｂ））。
【００５５】続いて、この垂直な側面を持った (313)
ハードベークレジストをマスクにして、ＲＩＢＥ法を用
いて、柱状の発光部を残して、 (307)ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ
０．５ Ａｓクラッド層の途中までエッチングを行う（図
７（ｃ））。この際、本実施例では、エッチングガスに
は塩素とアルゴンとの混合ガスを用い、ガス圧力を５×
１０−４Ｔｏｒｒ、プラズマ引出し電圧を４００Ｖ、エ
ッチング試料上でのイオン電流密度を４００μＡ／ｃｍ
2 として、サンプルホルダーの温度を２０℃に保って行
うこととする。
ハードベークレジストをマスクにして、ＲＩＢＥ法を用
いて、柱状の発光部を残して、 (307)ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ
０．５ Ａｓクラッド層の途中までエッチングを行う（図
７（ｃ））。この際、本実施例では、エッチングガスに
は塩素とアルゴンとの混合ガスを用い、ガス圧力を５×
１０−４Ｔｏｒｒ、プラズマ引出し電圧を４００Ｖ、エ
ッチング試料上でのイオン電流密度を４００μＡ／ｃｍ
2 として、サンプルホルダーの温度を２０℃に保って行
うこととする。
【００５６】ここで、 (307)ｐ型Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ
クラッド層の途中までしかエッチングしないのは、活性
層の水平方向の注入キャリアと光の閉じ込めを、屈折率
導波型のリブ導波路構造にして、活性層内の光の一部を
活性層水平方向に伝達できるようにするためである。
クラッド層の途中までしかエッチングしないのは、活性
層の水平方向の注入キャリアと光の閉じ込めを、屈折率
導波型のリブ導波路構造にして、活性層内の光の一部を
活性層水平方向に伝達できるようにするためである。
【００５７】また、レジストとして垂直な側面を持った
(313)ハードベークレジストを使用し、さらに、エッチ
ング方法としてエッチング試料に対して垂直にイオンを
ビーム状に照射してエッチングを行うＲＩＢＥ法を使用
することにより、近接した (320)発光部を、基板に垂直
な (314)分離溝で分離させることができるとともに、面
発光型半導体レーザの特性向上に必要な垂直光共振器を
作成することが可能となっている。
(313)ハードベークレジストを使用し、さらに、エッチ
ング方法としてエッチング試料に対して垂直にイオンを
ビーム状に照射してエッチングを行うＲＩＢＥ法を使用
することにより、近接した (320)発光部を、基板に垂直
な (314)分離溝で分離させることができるとともに、面
発光型半導体レーザの特性向上に必要な垂直光共振器を
作成することが可能となっている。
【００５８】次に、 (313)レジストを取り除いた後、
ＭＯＣＶＤ法により、 (309)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層を埋
込み成長させる。このときの成長条件は、成長温度を２
７５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、「II族有機化合
物およびVI族有機化合物からなる付加体」としてのＤＭ
Ｚｎ−ＤＭＳｅ付加体（シメチルジンクとジメチルセレ
ンとの付加体）をII族原料として使用し、また、「VI族
水素化物」としてのＨ2 Ｓｅ（セレン化水素）およびＨ
2 Ｓ（硫化水素）をVI族原料として使用する。これによ
り、エッチングされた部分の上部には (309)単結晶のＺ
ｎＳ0.06Ｓｅ0. 94層が成長し、 (312)ＳｉＯ2 層の上部
には (316)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が成長する
（図７（ｄ））。
ＭＯＣＶＤ法により、 (309)ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層を埋
込み成長させる。このときの成長条件は、成長温度を２
７５℃、成長圧力を７０Ｔｏｒｒとし、「II族有機化合
物およびVI族有機化合物からなる付加体」としてのＤＭ
Ｚｎ−ＤＭＳｅ付加体（シメチルジンクとジメチルセレ
ンとの付加体）をII族原料として使用し、また、「VI族
水素化物」としてのＨ2 Ｓｅ（セレン化水素）およびＨ
2 Ｓ（硫化水素）をVI族原料として使用する。これによ
り、エッチングされた部分の上部には (309)単結晶のＺ
ｎＳ0.06Ｓｅ0. 94層が成長し、 (312)ＳｉＯ2 層の上部
には (316)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層が成長する
（図７（ｄ））。
【００５９】その後、 (315)レジストを表面全体に厚
く塗布し、表面を平坦化する（図７（ｅ））。そして、
ＲＩＢＥ法により、 (312)ＳｉＯ2 層が露出するまでエ
ッチングをする。このとき、 (315)レジストのエッチン
グレートと (316)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層のエッ
チングレートとはほぼ同じであり、また、 (312)ＳｉＯ
2 層はエッチングストップ層となるため、エッチング後
の表面を平坦にすることができる。
く塗布し、表面を平坦化する（図７（ｅ））。そして、
ＲＩＢＥ法により、 (312)ＳｉＯ2 層が露出するまでエ
ッチングをする。このとき、 (315)レジストのエッチン
グレートと (316)多結晶のＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層のエッ
チングレートとはほぼ同じであり、また、 (312)ＳｉＯ
2 層はエッチングストップ層となるため、エッチング後
の表面を平坦にすることができる。
【００６０】さらに、ＳｉＯ2 層を、通常のウエット
エッチングにより除去した後、表面に４ペアの (311)Ｓ
ｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着
により形成し、ＲＩＥ法を用いたドライエッチングで、
発光部の径よりやや小さい領域を残して取り去る（図７
（ｆ））。誘電体多層膜ミラーの、波長７８０ｎｍでの
反射率は、９４％である。
エッチングにより除去した後、表面に４ペアの (311)Ｓ
ｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体多層膜ミラーを電子ビーム蒸着
により形成し、ＲＩＥ法を用いたドライエッチングで、
発光部の径よりやや小さい領域を残して取り去る（図７
（ｆ））。誘電体多層膜ミラーの、波長７８０ｎｍでの
反射率は、９４％である。
【００６１】ここで、本実施例の (300)半導体レーザで
は、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で埋め込んだ (314)分離溝上に
も (311)誘電体多層膜ミラーを作成することとしたの
で、発光部に挟まれた領域にも垂直共振器構造が形成さ
れ、したがって、 (314)分離溝にもれた光も有効にレー
ザ発振に寄与し、また、漏れた光を利用するので (320)
発光部の位相に同期した発光となる。
は、ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で埋め込んだ (314)分離溝上に
も (311)誘電体多層膜ミラーを作成することとしたの
で、発光部に挟まれた領域にも垂直共振器構造が形成さ
れ、したがって、 (314)分離溝にもれた光も有効にレー
ザ発振に寄与し、また、漏れた光を利用するので (320)
発光部の位相に同期した発光となる。
【００６２】しかる後、 (311)誘電体多層膜ミラー以
外の表面に(310)ｐ型オーミック電極を蒸着し、さら
に、 (302)ｎ型ＧａＡｓ基板側に (301)ｎ型オーミック
電極を蒸着する（図７（ｇ））。ここで、出射側の (31
0)ｐ型オーミック電極は、各 (320)発光部の各 (308)コ
ンタクト層に導通するように形成される。そして、最後
に、Ｎ2 雰囲気中で、４２０℃でアロイングを行う。
外の表面に(310)ｐ型オーミック電極を蒸着し、さら
に、 (302)ｎ型ＧａＡｓ基板側に (301)ｎ型オーミック
電極を蒸着する（図７（ｇ））。ここで、出射側の (31
0)ｐ型オーミック電極は、各 (320)発光部の各 (308)コ
ンタクト層に導通するように形成される。そして、最後
に、Ｎ2 雰囲気中で、４２０℃でアロイングを行う。
【００６３】以上の工程により、図６に示したような
(300)面発光レーザを得ることができる。
(300)面発光レーザを得ることができる。
【００６４】このようにして作製した本実施例の面発光
型半導体レーザにおいても、上述した実施例１および実
施例２と同様、埋込み層として用いたＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層が非常に高い抵抗（１ＧΩ以上）を有するので、
埋込み層への注入電流のもれが起こらず、極めて有効な
電流狭窄が達成される。また、埋込み層と共振部との屈
折率差が大きいため、有効な光閉じ込めを行うことがで
きる。
型半導体レーザにおいても、上述した実施例１および実
施例２と同様、埋込み層として用いたＺｎＳ0.06Ｓｅ
0.94層が非常に高い抵抗（１ＧΩ以上）を有するので、
埋込み層への注入電流のもれが起こらず、極めて有効な
電流狭窄が達成される。また、埋込み層と共振部との屈
折率差が大きいため、有効な光閉じ込めを行うことがで
きる。
【００６５】次に、図８に、本発明の各実施例において
使用した、II−VI族化合物半導体層の製造装置の主要構
成図を示す。
使用した、II−VI族化合物半導体層の製造装置の主要構
成図を示す。
【００６６】図において、II族原料は、ＤＭＺｎ−ＤＭ
Ｓｅ付加体の入った (802)シリンダーを (801)水素ボン
ベから流す水素ガスでバブリングすることによって供給
する。一方、VI族原料は、水素で１０％に希釈された
(804)Ｈ2 Ｓｅボンベと、同じく水素で１０％に希釈さ
れた (804)Ｈ2 Ｓボンベとにより、供給する。各原料
は、 (805)反応管に供給され、 (808)高周波発振器によ
り加熱された (806)カーボンサセプタ上の基板に、Ｚｎ
ＳＳｅ層を成長させる。なお、 (805)反応管内の圧力は
(807)排気装置の排気量により調整できる。
Ｓｅ付加体の入った (802)シリンダーを (801)水素ボン
ベから流す水素ガスでバブリングすることによって供給
する。一方、VI族原料は、水素で１０％に希釈された
(804)Ｈ2 Ｓｅボンベと、同じく水素で１０％に希釈さ
れた (804)Ｈ2 Ｓボンベとにより、供給する。各原料
は、 (805)反応管に供給され、 (808)高周波発振器によ
り加熱された (806)カーボンサセプタ上の基板に、Ｚｎ
ＳＳｅ層を成長させる。なお、 (805)反応管内の圧力は
(807)排気装置の排気量により調整できる。
【００６７】この成長装置は、他の成長装置に比べ、Ｚ
ｎＳＳｅ層を、低温で結晶性よく、且つ、広い範囲にわ
たって均一に成長させることができるという特徴を有し
ている。
ｎＳＳｅ層を、低温で結晶性よく、且つ、広い範囲にわ
たって均一に成長させることができるという特徴を有し
ている。
【００６８】なお、以上説明した本発明の各実施例で
は、II−VI族化合物半導体層をＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で形
成したが、例えば、ＺｎＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＣｄＳ，Ｃ
ｄＳＳｅで形成してもよい。ただし、埋込み層として
は、基板と格子定数が一致するものが好ましい。II−VI
族化合物半導体をこれらの材料で形成した場合に望まし
い付加体と水素化物を、表１に示す。
は、II−VI族化合物半導体層をＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94で形
成したが、例えば、ＺｎＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＣｄＳ，Ｃ
ｄＳＳｅで形成してもよい。ただし、埋込み層として
は、基板と格子定数が一致するものが好ましい。II−VI
族化合物半導体をこれらの材料で形成した場合に望まし
い付加体と水素化物を、表１に示す。
【表１】
また本発明では、活性層をＧａＡｓとしたが、ＡｌＧａ
Ａｓでも同様の効果が得られる。さらにその他のIII −
Ｖ族化合物半導体を柱状部に用いた場合でも、適当なII
−VI族化合物半導体を埋込み層に選ぶことによって、同
様の効果が得られる。
Ａｓでも同様の効果が得られる。さらにその他のIII −
Ｖ族化合物半導体を柱状部に用いた場合でも、適当なII
−VI族化合物半導体を埋込み層に選ぶことによって、同
様の効果が得られる。
【００６９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、埋込み層としてのII−VI族化合物半導体層を、II
族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体とVI
族水素化物とを原料とした有機金属化学気相成長法によ
り形成することとしたので、従来と比較して非常に低い
温度で埋込み層を形成することが可能となり、さらに、
結晶性に優れ、十分な均一性を有する埋込み層を得るこ
とができる。
れば、埋込み層としてのII−VI族化合物半導体層を、II
族有機化合物およびVI族有機化合物からなる付加体とVI
族水素化物とを原料とした有機金属化学気相成長法によ
り形成することとしたので、従来と比較して非常に低い
温度で埋込み層を形成することが可能となり、さらに、
結晶性に優れ、十分な均一性を有する埋込み層を得るこ
とができる。
【００７０】また、かかる埋込み層を、反応性イオンビ
ームエッチング法を用いてエッチングすることにより、
共振器の上面と埋込み層の上面との段差が生じないよう
にすることができるので、これらの層の上に形成する電
極に断線等の不良の発生を抑制することができる。
ームエッチング法を用いてエッチングすることにより、
共振器の上面と埋込み層の上面との段差が生じないよう
にすることができるので、これらの層の上に形成する電
極に断線等の不良の発生を抑制することができる。
【００７１】したがって、本発明によれば、高性能且つ
長寿命の半導体レーザを歩留まりよく製造することがで
きる、半導体レーザの製造方法を提供することができ
る。
長寿命の半導体レーザを歩留まりよく製造することがで
きる、半導体レーザの製造方法を提供することができ
る。
【００７２】特に、半導体レーザを二次元的に集積させ
てアレイ化させる場合には、同一基板上に形成された多
数個の半導体レーザのすべてを良品で製造する必要があ
るので、このような信頼性の向上や不良要因の抑制は、
非常に有益である。
てアレイ化させる場合には、同一基板上に形成された多
数個の半導体レーザのすべてを良品で製造する必要があ
るので、このような信頼性の向上や不良要因の抑制は、
非常に有益である。
【図１】実施例１に係わる半導体レーザの発光部の断面
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）ともに、実施例１に係わる半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図３】実施例１に係わる半導体レーザの駆動電流と発
振光出力の関係を示すグラフである。
振光出力の関係を示すグラフである。
【図４】実施例２に係わる半導体レーザの発光部の断面
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）ともに、実施例２に係わる半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施例３に係わる半導体レーザの発光部の断面
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｇ）ともに、実施例３に係わる半導
体レーザの製造工程を示す断面図である。
体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の各実施例において使用した、II−VI族
化合物半導体層の製造装置の主要構成図である。
化合物半導体層の製造装置の主要構成図である。
【図９】従来の半導体レーザの発光部の一例に係わる断
面を示す斜視図である。
面を示す斜視図である。
１０１，２０１，３０１ ｎ型オーミック電極
１０２，２０２，３０２ ｎ型ＧａＡｓ基板
１０３，２０３，３０３ ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１０４，２０４，３０４ 分布反射型多層膜ミラー
１０５，２０５，３０５ ｎ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
クラッド層 １０６，２０６，３０６ ｐ型ＧａＡｓ活性層 １０７，２０７，３０７ ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
クラッド層 １０８，２０８，３０８ ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ
コンタクト層 １０９，２０９，３０９ ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層（埋
込み層） １１０，２１０，３１０ ｐ型オーミック電極 １１１，２１１，３１１ ＳｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体
多層膜ミラー １１２，２１２，３１２ ＳｉＯ2 層
クラッド層 １０６，２０６，３０６ ｐ型ＧａＡｓ活性層 １０７，２０７，３０７ ｐ型Ａｌ0.4 Ｇａ0.6 Ａｓ
クラッド層 １０８，２０８，３０８ ｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ
コンタクト層 １０９，２０９，３０９ ＺｎＳ0.06Ｓｅ0.94層（埋
込み層） １１０，２１０，３１０ ｐ型オーミック電極 １１１，２１１，３１１ ＳｉＯ2 ／α−Ｓｉ誘電体
多層膜ミラー １１２，２１２，３１２ ＳｉＯ2 層
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板に垂直な方向に光を出射するよ
うに当該半導体基板に垂直な方向に形成されたの共振器
を有し、該共振器を形成する半導体層の少なくとも一層
が柱状に形成された面発光型の半導体レーザの製造方法
において、前記柱状の半導体層の周囲に、II−VI族化合
物半導体層を、II族有機化合物およびVI族有機化合物か
らなる付加体とVI族水素化物とを原料として、有機金属
化学気相成長法により形成する工程を含むことを特徴と
する半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】前記II−VI族化合物半導体層を、反応性イ
オンビームエッチング法によりエッチングする工程を含
むことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24147491A JPH0513880A (ja) | 1990-09-20 | 1991-09-20 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-251344 | 1990-09-20 | ||
| JP25134490 | 1990-09-20 | ||
| JP24147491A JPH0513880A (ja) | 1990-09-20 | 1991-09-20 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513880A true JPH0513880A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=26535280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24147491A Pending JPH0513880A (ja) | 1990-09-20 | 1991-09-20 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513880A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS559481A (en) * | 1978-07-07 | 1980-01-23 | Nec Corp | Method of forming fine pattern |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP24147491A patent/JPH0513880A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS559481A (en) * | 1978-07-07 | 1980-01-23 | Nec Corp | Method of forming fine pattern |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3713100B2 (ja) | 半導体発光素子の製法 | |
| US6320209B1 (en) | Epitaxial lateral overgrowth of gallium nitride based semiconductive oxide selective growth mask and method for fabricating the same | |
| US6265287B1 (en) | Method for producing semiconductor layer for a semiconductor laser device | |
| US20040213309A9 (en) | Nitride semiconductor layer structure and a nitride semiconductor laser incorporating a portion of same | |
| JP2000232238A (ja) | 窒化物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| US5295148A (en) | Surface emission type semiconductor laser | |
| US5587335A (en) | Method of making surface emission type semiconductor laser | |
| JP3448939B2 (ja) | 面発光型半導体レーザ | |
| US5375133A (en) | Surface emitting semiconductor laser and method of manufacture | |
| US5317584A (en) | Surface emission type semiconductor laser | |
| US5625637A (en) | Surface emitting semiconductor laser and its manufacturing process | |
| US5404369A (en) | Surface emission type semiconductor laser | |
| US5436922A (en) | Surface emission type semiconductor laser | |
| US20090154516A1 (en) | Particle display with jet-printed color filters and surface coatings | |
| JP3666444B2 (ja) | 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 | |
| JP3293221B2 (ja) | 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 | |
| KR20000035669A (ko) | 반도체 레이저, 반도체 장치 및 이들의 제조 방법 | |
| JPH09266355A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH0513880A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP5341353B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体素子およびｉｉｉ族窒化物半導体素子の製造方法 | |
| JP3298137B2 (ja) | 面発光型半導体レーザの製造方法 | |
| JPH053376A (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JP2993167B2 (ja) | 面発光半導体レーザの製造方法 | |
| JP3969989B2 (ja) | 窒化物系半導体素子およびその製造方法 | |
| JP2865160B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 |