JPH05226781A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents

半導体発光素子の製造方法

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JPH05226781A
JPH05226781A JP2554492A JP2554492A JPH05226781A JP H05226781 A JPH05226781 A JP H05226781A JP 2554492 A JP2554492 A JP 2554492A JP 2554492 A JP2554492 A JP 2554492A JP H05226781 A JPH05226781 A JP H05226781A
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semiconductor
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growing
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JP2554492A
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English (en)
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Megumi Doumen
恵 堂免
Chikashi Anayama
親志 穴山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 コストアップ要因のプロセスを減らし、かつ
高品質の端面コーティングを容易に行なう半導体発光素
子の製造方法を提供する。 【構成】 光を輻射する端面にウィンドウ層を有するダ
ブルヘテロ構造半導体発光素子の製造方法において、基
板半導体1の特定面上に所定方位の開口部を有する選択
成長用マスク2を設ける工程と、当該開口部に少なくと
も第一の導電型を有する第一のクラッド層5、活性層
4、第二の導電型を、有する第二のクラッド層3を連続
的に選択エピタキシャル成長させる工程と、引続き同一
装置内で当該選択エピタキシャル成長と異なる温度を選
択することによって当該選択エピタキシャル成長を自動
的に停止せしめ、代わって成長側面のみに活性槽と異な
る元素からなる半導体層を当該温度で選択的に成長させ
以って光の輻射端面にウィンドウ層を形成する工程とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子の製造
方法に関し、特に光を輻射する端面にウィンドウ層を有
するダブルヘテロ構造の高出力化合物半導体発光素子の
製造方法に関する。
【0002】光通信、光信号処理の分野では、光源とし
て様々な半導体レーザやLEDが用いられている。その
中で構内伝送や機器間伝送、民生用機器の光源等として
用いられる大出力素子は、大量に用いられるので、高性
能(高効率、高密度発光、長寿命)を保ちながら、安価
に提供されなければならない。
【0003】
【従来の技術】従来、光伝送や民生機器用光源に用いら
れている高出力、高性能光素子は、発光領域に注入され
た少数キャリアおよびその再結合によって発光した光を
狭い活性領域に閉じ込めて低損失状態で発光を維持した
り、レーザ発振させたりするため、通常、いわゆるダブ
ルヘテロ構造を有している。
【0004】この中でも、短距離伝送に利用される半導
体レーザやLED、コンパクトディスク(CD)用半導
体レーザ等は、開発の長い歴史の中で蓄積された製造技
術およびヘテロ接合を構成する材料の組み合わせの良さ
を理由として、主にGaAs/AlGaAs系半導体で
構成されている。
【0005】しかし、GaAs/AlGaAs系ヘテロ
接合素子においては、高出力動作を行なう活性層内の光
密度が、ある閾値を越えた段階で、光を輻射する活性層
端面が光化学反応を起こして急速に劣化するという問題
がある。
【0006】この端面破壊を防ぎ、安定して高出力動作
を続けさせるために、端面保護膜のコーティングが行な
われる。光は端面保護膜を透過して外部に輻射されなけ
ればならないので、端面保護膜は光に対して透明な材
料、通常はAl2 3 酸化膜や窒化膜等が用いられ、こ
れをウィンドウ層という。
【0007】ウィンドウ層を活性層の光輻射端面に形成
するには、ダブルヘテロ構造を含む半導体層を基板上に
エピタキシャル成長させ、所定の素子形状に整えた後の
電極形成の前段階で別の膜堆積装置に移し替えてウィン
ドウ層堆積、加工を行なわなければならなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】エピタキシャル成長後
に半導体ウエハを一旦装置外に取り出して、ウィンドウ
層堆積後、加工のプロセスを行なうことは、特に上記A
lGaAsが非常に酸化されやすい性質を持っているた
めに相当手間がかかり、最終的に半導体発光装置のコス
トアップにつながる。
【0009】本発明の目的は、ウィンドウ層形成工程を
基板上へのエピタキシャル成長に引続き、同一装置内で
一回で行なうことによってコストアップ要因のプロセス
を減らし、かつ高品質の端面コーティングを容易に行な
うことのできる半導体発光素子の製造方法を提供するこ
とである。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理説
明図である。図1(A)、(B)、(C)は、それぞれ
工程順に発光素子製造プロセスの主要工程を示す斜視図
である。
【0011】図1(A)において、基板半導体1の特定
面上に所定方位の開口部8を有する選択成長用マスク2
が設けられる工程が示されており、図1(B)において
当該開口部8に第一の導電型を有する第一のクラッド層
5、活性層4、第二の導電型を有する第二のクラッド層
3を連続的に選択エピタキシャル成長させる工程が示さ
れている。
【0012】また、図1(C)においては、前記選択エ
ピタキシャル成長させる工程に引続き、同一装置内で当
該選択エピタキシャル成長と異なる温度を選択すること
によって当該選択エピタキシャル成長を自動的に停止せ
しめ、代わって成長側面のみに上記クラッド層と同じ元
素からなる半導体層を当該温度で選択的に成長させ、以
って光の輻射端面6にウィンドウ層7を形成する工程が
示されている。
【0013】図示されていないが引き続く工程で、活性
層4にキャリアを注入するための電極形成等を行い、ス
テムにマウントすれば半導体発光素子ができる。本発明
の好ましい形態においては、基板半導体1の特定面が
(111B面)であり、活性層4がGaAsであり、ク
ラッド層3、5およびウィンドウ層7を含む成長側面の
被覆半導体層がAlGaAsである。
【0014】
【作用】選択エピタキシャル成長に引続き、温度を変え
ることによって同一装置内でクラッド層3、5と同じ元
素からなる半導体によるウィンドウ層7を成長側面にだ
け堆積することができる。このため、工程が簡略化され
る。また、一旦空気に曝すことなくクラッド層3、5と
同種半導体による被覆を行なうので、高品質のウィンド
ウ層7の形成が達成される。
【0015】特に、表面が酸化されやすいAlGaAs
系半導体に適用すると好ましい作用がもたらされる。以
下、実施例に沿って本発明をより詳しく述べる。
【0016】
【実施例】図2は本発明の実施例による半導体発光素子
の製造方法を示す工程図(主要部分)である。
【0017】n型GaAs基板11の(111)B面上
に厚さ0.1μm程度のSiO2 膜12を堆積させ、長
手方向を<−110>、横方向を<−1−12>とする
300μm×5μmの矩形パターンの開口部を形成して
選択成長用マスクに仕上げる。
【0018】トリメチルガリウム、トリメチルアルミニ
ウム、アルシンをそれぞれGa、AlおよびAsのソー
スとし、ドーパントとしてn型不純物にSi(モノシラ
ン使用)、p型不純物にZn(ジメチルジンク使用)を
用いて水素雰囲気中730℃から750℃の間の適当な
温度で、前記n型GaAs(111)B面の開口部に選
択的エピタキシャル成長を行なう。
【0019】まず、厚さ約0.1μmのn型GaAsバ
ッファ層18、厚さ約1μmのn型(Al0.3
0.7 )Asクラッド層15、厚さ約0.1μmのGa
As活性層14、厚さ約1μmのp型(Al0.3 Ga
0.7 )Asクラッド層13および厚さ約0.5μmのp
型GaAsコンタクト層19をこの順番でMOCVD法
により選択エピタキシャル成長する。
【0020】この結果、マスク12開口部に選択成長し
た活性層14の光輻射端面16は(−110)面とな
る。次に、成長温度を650℃に低下させ、同一の装置
内でアンドープ(Al0.3 Ga0.7 )Asを光の輻射端
面16上で厚さ約0.1μmになるように堆積させる。
光の輻射端面16上に形成されたアンドープAlGaA
sがウィンドウ層17となる。
【0021】アンドープAlGaAsの混晶比は、活性
層14のバンドギャップより広いバンドギャップを持つ
ものであればよく、クラッド層13、15と同じでも異
なってもよい。AlGaAsは、ほぼ全組成においてG
aAsと格子整合しているからである。
【0022】このとき、基板上にエピタキシャル成長し
ている層の側面には、光の輻射端面16すなわち(−1
10)面および対向する(1−10)面だけでなく、長
手方向の(−1−12)面、(11−2)面上にもアン
ドープAlGaAsが成長するが、この温度下で(−1
−1−1)面の成長速度は非常に小さく、実質上成長し
ない。
【0023】以上の同一装置内での連続成長によって光
の輻射端面16を含む成長層側面全体が、結晶性良好で
界面状態が清浄な広禁制帯幅半導体層で被覆されたこと
になる。
【0024】なお、(100)面のGaAs基板上に
(111)面が共存した場合、(111)面上には成長
しにくいことが知られている。これは、(111)面上
で析出原子の拡散が速く、(100)面までマイグレー
ションしてしまうためと言われている。成長温度を制御
して拡散を遅くすると、(111)面上にも成長するこ
とが観察され得る。
【0025】このようなことを参考にすると、上記実施
例の成長方向の制御は以下のように考えることができよ
う。高温成長によって(111)面上に強制的に成長を
行なった後、低温成長に切り換えると(110)面への
拡散が優勢になり、側面での成長が支配的になる。
【0026】図示していないが、次の工程として活性層
14へキャリアを注入するための電極をp型コンタクト
層19および基板半導体11裏面に設けてステムにマウ
ントすれば、半導体レーザ素子または高出力LEDが得
られる。
【0027】また、別の好ましい実施態様においては、
選択成長用マスク12の開口部長手方向を<−101>
または<0−11>として、開口部上にエピタキシャル
成長させることができる。このとき開口部横手方向は、
それぞれ<−12−1>、<2−1−1>となる。選択
成長用のマスク材料にSi3 4 等窒化物を用いること
もできる。
【0028】さらに、本発明はGaAs/AlGaAs
系半導体に止まらず、他のヘテロ整合の組み合わせ、た
とえばInP/InGaAsP系やGaAs/AlGa
AsP系等にも用い得ることは言うまでもない。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光を輻射する端面にウィンドウ層を有するダブルヘテロ
構造半導体発光素子を従来より簡単な工程で製造でき
る。
【0030】このため製造コストを低減することができ
る。また、一回の成長でクラッド層と同種の化合物半導
体層をエピタキシャル層側面全体に堆積できるため、一
旦空気中に取り出すために生ずる端面の劣化がなくな
り、清浄な界面特性をもつ良質なコーティング膜が製造
できる。
【0031】これは、格子整合した薄い広禁制帯幅半導
体で活性層を被覆することになるので、低閾値で安定に
動作する長寿命の高出力発光素子が得られる。レーザ素
子とすればこの結果縦モード、横モード共に制御された
単一モード発振素子が得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。図1(A)、
(B)、(C)は、製造方法の主要工程における半導体
の斜視図である。
【図2】本発明の一実施例を示す。図2(A)、
(B)、(C)は、製造方法の主要工程における半導体
を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 基板半導体 2 選択成長用マスク 3 第二のクラッド層 4 活性層 5 第一のクラッド層 6 光の輻射端面 7、7′ ウィンドウ層 8 選択成長用マスク開口部 11 n型GaAs基板 12 選択成長用マスク(SiO2 膜) 13 p型AlGaAsクラッド層 14 GaAs活性層 15 n型AlGaAsクラッド層 16 光の輻射端面、(−110)面 17、17′ アンドープAlGaAsウィンドウ層 18 n型GaAsバッファ層 19 p型GaAsコンタクト層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を輻射する端面にウィンドウ層を有す
    るダブルヘテロ構造半導体発光素子の製造方法におい
    て、 基板半導体(1)の特定面上に所定方位の開口部(8)
    を有する選択成長用マスク(2)を設ける工程と、 当該開口部(8)に少なくとも第一の導電型を有する第
    一のクラッド層(5)、活性層(4)、第二の導電型を
    有する第二のクラッド層(3)を連続的に選択エピタキ
    シャル成長させる工程と、 引続き同一装置内で当該選択エピタキシャル成長と異な
    る温度を選択することによって当該選択エピタキシャル
    成長を自動的に停止せしめ、代わって成長側面のみに活
    性層と異なる元素からなる半導体層を当該温度で選択的
    に成長させ以って光の輻射端面(6)にウィンドウ層
    (7)を形成する工程とを含む半導体発光素子の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の製造方法において、基板
    半導体(1)の特定面が(111)B面であり、活性層
    (4)がGaAsであり、クラッド層(3)、(5)お
    よびウィンドウ層(7)を含む成長側面の被覆半導体層
    がAlGaAsである半導体発光素子の製造方法。
JP2554492A 1992-02-12 1992-02-12 半導体発光素子の製造方法 Withdrawn JPH05226781A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07283487A (ja) * 1994-04-08 1995-10-27 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2002015287A1 (de) * 2000-08-11 2002-02-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender halbleiterchip und lumineszenzdiode
WO2005013316A3 (de) * 2003-07-31 2005-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip
WO2005013379A3 (de) * 2003-07-31 2005-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip
US7941024B2 (en) * 2004-02-25 2011-05-10 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd Buried heterostructure device having integrated waveguide grating fabricated by single step MOCVD

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07283487A (ja) * 1994-04-08 1995-10-27 Hitachi Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2002015287A1 (de) * 2000-08-11 2002-02-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierender halbleiterchip und lumineszenzdiode
US6891199B2 (en) 2000-08-11 2005-05-10 Osram Gmbh Radiation-emitting semiconductor chip and light-emitting diode
WO2005013316A3 (de) * 2003-07-31 2005-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip
WO2005013379A3 (de) * 2003-07-31 2005-03-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterchips und optoelektronischer halbleiterchip
US7896965B2 (en) 2003-07-31 2011-03-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for the production of a plurality of optoelectronic semiconductor chips and optoelectronic semiconductor chip
US8017416B2 (en) 2003-07-31 2011-09-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for the production of a plurality of opto-electronic semiconductor chips and opto-electronic semiconductor chip
US7941024B2 (en) * 2004-02-25 2011-05-10 Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd Buried heterostructure device having integrated waveguide grating fabricated by single step MOCVD

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