JPH07153700A - 有機金属気相成長法及び発光素子作製方法 - Google Patents
有機金属気相成長法及び発光素子作製方法Info
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- JPH07153700A JPH07153700A JP32110093A JP32110093A JPH07153700A JP H07153700 A JPH07153700 A JP H07153700A JP 32110093 A JP32110093 A JP 32110093A JP 32110093 A JP32110093 A JP 32110093A JP H07153700 A JPH07153700 A JP H07153700A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｍｇを含む化合物半導体層を形成し得るＭＯＣ
ＶＤ法、及び化合物半導体層にグレーティッド構造を容
易に形成することを可能にするＭＯＣＶＤ法を提供す
る。 【構成】ＭＯＣＶＤ法は、３３０゜Ｋにおける蒸気圧が
１．３×１０Ｐａ（０．１トル）乃至１．３×１０2Ｐ
ａ（１．０トル）であるビスシクロペンタジエニルマグ
ネシウム系の有機金属化合物を用いてＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層を形成する。あるいは又、２種類のＩＩ族元
素及び２種類のＶＩ族元素から成る四元混晶系化合物半
導体層を形成するＭＯＣＶＤ法であって、ＩＩ族元素を
含む２種類の原料ガスのガス流量を一定に保持した状態
で、ＶＩ族元素を含む２種類の原料ガスの内の一方のガ
ス流量を変化させることによって、化合物半導体層中の
ＩＩ族元素の組成割合を変化させる。
ＶＤ法、及び化合物半導体層にグレーティッド構造を容
易に形成することを可能にするＭＯＣＶＤ法を提供す
る。 【構成】ＭＯＣＶＤ法は、３３０゜Ｋにおける蒸気圧が
１．３×１０Ｐａ（０．１トル）乃至１．３×１０2Ｐ
ａ（１．０トル）であるビスシクロペンタジエニルマグ
ネシウム系の有機金属化合物を用いてＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層を形成する。あるいは又、２種類のＩＩ族元
素及び２種類のＶＩ族元素から成る四元混晶系化合物半
導体層を形成するＭＯＣＶＤ法であって、ＩＩ族元素を
含む２種類の原料ガスのガス流量を一定に保持した状態
で、ＶＩ族元素を含む２種類の原料ガスの内の一方のガ
ス流量を変化させることによって、化合物半導体層中の
ＩＩ族元素の組成割合を変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体層を形成するための有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）、及びかかるＭＯＣＶＤ法を用いた半導体レーザ
やＬＥＤ等の発光素子の作製方法に関する。
導体層を形成するための有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）、及びかかるＭＯＣＶＤ法を用いた半導体レーザ
やＬＥＤ等の発光素子の作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】次世代の短波長半導体レーザ用の結晶材
料として、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、特に基本的な材
料と見なされているＺｎＭｇＳＳｅ化合物半導体の研究
が進められている。ＺｎＭｇＳＳｅ化合物半導体は、大
きなエネルギーバンドギャップを有しそしてＺｎＳＳｅ
よりも小さな屈折率を有しているので、例えば、青色半
導体レーザのクラッド層を構成する材料として適してい
る。
料として、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、特に基本的な材
料と見なされているＺｎＭｇＳＳｅ化合物半導体の研究
が進められている。ＺｎＭｇＳＳｅ化合物半導体は、大
きなエネルギーバンドギャップを有しそしてＺｎＳＳｅ
よりも小さな屈折率を有しているので、例えば、青色半
導体レーザのクラッド層を構成する材料として適してい
る。
【０００３】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層は、現状で
は、ＧａＡｓから成る基板上に分子線エピタキシー法Ｍ
ＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法にてＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層を形成することによって作製されている。
ＭＢＥ法においては、各種原料を分子線源（例えば、ク
ヌードセンセル）に収納し、分子線源を加熱することに
よって得られた分子線を基板に照射することで、基板表
面に化合物半導体層を形成する。
は、ＧａＡｓから成る基板上に分子線エピタキシー法Ｍ
ＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法にてＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層を形成することによって作製されている。
ＭＢＥ法においては、各種原料を分子線源（例えば、ク
ヌードセンセル）に収納し、分子線源を加熱することに
よって得られた分子線を基板に照射することで、基板表
面に化合物半導体層を形成する。
【０００４】ところが、ＺｎＭｇＳＳｅ化合物半導体層
を形成するための原料の一種であるＳをＭＢＥ法におい
て蒸発させる場合、ＳやＳｅを収納した分子線源の加熱
温度は約２００゜Ｃ以下と低く、分子線源の温度制御が
不安定になり易い。そのため、基板表面に形成された化
合物半導体層の組成制御が困難となる。特に、半導体レ
ーザを作製する場合、化合物半導体層の組成が変動する
と、半導体レーザの発光特性にばらつきが生じたり、設
計通りに発光しなくなる。
を形成するための原料の一種であるＳをＭＢＥ法におい
て蒸発させる場合、ＳやＳｅを収納した分子線源の加熱
温度は約２００゜Ｃ以下と低く、分子線源の温度制御が
不安定になり易い。そのため、基板表面に形成された化
合物半導体層の組成制御が困難となる。特に、半導体レ
ーザを作製する場合、化合物半導体層の組成が変動する
と、半導体レーザの発光特性にばらつきが生じたり、設
計通りに発光しなくなる。
【０００５】化合物半導体層を形成する別の技術にＭＯ
ＣＶＤ法がある。ＭＯＣＶＤ法においては、化合物半導
体層の組成をガス流量にて制御する。従って、化合物半
導体層の組成制御を正確に行うことができる。また、Ｍ
ＢＥ法では形成が極めて困難なグレーティッド構造を有
する化合物半導体層を、化合物半導体層の組成のガス流
量による制御によって、容易に形成することができる。
ＣＶＤ法がある。ＭＯＣＶＤ法においては、化合物半導
体層の組成をガス流量にて制御する。従って、化合物半
導体層の組成制御を正確に行うことができる。また、Ｍ
ＢＥ法では形成が極めて困難なグレーティッド構造を有
する化合物半導体層を、化合物半導体層の組成のガス流
量による制御によって、容易に形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＭＯＣＶＤ法にて使用されているＭｇ系有機金属材料
は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム［Ｍｇ（Ｃ
5Ｈ5）2，略称（Ｃｐ）2Ｍｇ］である。この（Ｃｐ）2
Ｍｇは、図８に示すように、蒸気圧が低い。通常の恒温
槽内で使用できる温度範囲である３７０゜Ｋ以下におい
ては、（Ｃｐ）2Ｍｇの蒸気圧は１×１０-3トル（０．
１３３Ｐａ）以下である。従って、（Ｃｐ）2Ｍｇは、
ドーパントとして使用するには十分であるが、結晶母材
を成長させるには不適切である。一方、ジメチルジンク
（ＤＭＺｎ）やジメチルセレン（ＤＭＳｅ）は、数十〜
数百トルの蒸気圧を有し、容易にＭＯＣＶＤ法における
結晶母材の原料ガスとして使用することができる。
ＭＯＣＶＤ法にて使用されているＭｇ系有機金属材料
は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム［Ｍｇ（Ｃ
5Ｈ5）2，略称（Ｃｐ）2Ｍｇ］である。この（Ｃｐ）2
Ｍｇは、図８に示すように、蒸気圧が低い。通常の恒温
槽内で使用できる温度範囲である３７０゜Ｋ以下におい
ては、（Ｃｐ）2Ｍｇの蒸気圧は１×１０-3トル（０．
１３３Ｐａ）以下である。従って、（Ｃｐ）2Ｍｇは、
ドーパントとして使用するには十分であるが、結晶母材
を成長させるには不適切である。一方、ジメチルジンク
（ＤＭＺｎ）やジメチルセレン（ＤＭＳｅ）は、数十〜
数百トルの蒸気圧を有し、容易にＭＯＣＶＤ法における
結晶母材の原料ガスとして使用することができる。
【０００７】ＺｎＳｅから成る化合物半導体層をＭＯＣ
ＶＤ法にて形成する技術は公知であるが、以上の理由か
ら、現在までのところ、ＺｎＭｇＳＳｅから成る化合物
半導体層をＭＯＣＶＤ法で基板上に結晶成長させる技術
は知られていない。
ＶＤ法にて形成する技術は公知であるが、以上の理由か
ら、現在までのところ、ＺｎＭｇＳＳｅから成る化合物
半導体層をＭＯＣＶＤ法で基板上に結晶成長させる技術
は知られていない。
【０００８】従って、本発明の第１の目的は、Ｍｇを含
む化合物半導体層を形成し得るＭＯＣＶＤ法を提供する
ことにある。また、本発明の第２の目的は、化合物半導
体層にグレーティッド構造を容易に形成することを可能
にするＭＯＣＶＤ法を提供することにある。更に、本発
明の目的は、半導体レーザやＬＥＤ等の発光素子の新規
の作製方法を提供することにある。
む化合物半導体層を形成し得るＭＯＣＶＤ法を提供する
ことにある。また、本発明の第２の目的は、化合物半導
体層にグレーティッド構造を容易に形成することを可能
にするＭＯＣＶＤ法を提供することにある。更に、本発
明の目的は、半導体レーザやＬＥＤ等の発光素子の新規
の作製方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するための本発明の第１の態様に係るＭＯＣＶＤ法は、
３３０゜Ｋにおける蒸気圧が１．３×１０Ｐａ（０．１
トル）乃至１．３×１０2Ｐａ（１．０トル）であるビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合
物を用いてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を形成すること
を特徴とする。
するための本発明の第１の態様に係るＭＯＣＶＤ法は、
３３０゜Ｋにおける蒸気圧が１．３×１０Ｐａ（０．１
トル）乃至１．３×１０2Ｐａ（１．０トル）であるビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合
物を用いてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を形成すること
を特徴とする。
【００１０】本発明の第１の態様に係るＭＯＣＶＤ法に
おいては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の
有機金属化合物は、ビスメチルシクロペンタジエニルマ
グネシウム［Ｍｇ（ＣＨ3Ｃ5Ｈ4）2］あるいはビスイソ
プロピルシクロペンタジエニルマグネシウム［Ｍｇ（ｉ
−Ｃ3Ｈ7Ｃ5Ｈ4）2］とすることができる。
おいては、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の
有機金属化合物は、ビスメチルシクロペンタジエニルマ
グネシウム［Ｍｇ（ＣＨ3Ｃ5Ｈ4）2］あるいはビスイソ
プロピルシクロペンタジエニルマグネシウム［Ｍｇ（ｉ
−Ｃ3Ｈ7Ｃ5Ｈ4）2］とすることができる。
【００１１】また、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
温度は、４００乃至６００゜Ｃであることが望ましい。
更には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を形成するために
用いられるＩＩ族元素を含む原料ガスに対するＶＩ族元
素を含む原料ガスの供給量比が、２乃至５０であること
が望ましい。また、ビスシクロペンタジエニルマグネシ
ウム系の有機金属化合物を蒸発させるために、有機金属
化合物を融点以上沸点以下に保持することが好ましい。
温度は、４００乃至６００゜Ｃであることが望ましい。
更には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を形成するために
用いられるＩＩ族元素を含む原料ガスに対するＶＩ族元
素を含む原料ガスの供給量比が、２乃至５０であること
が望ましい。また、ビスシクロペンタジエニルマグネシ
ウム系の有機金属化合物を蒸発させるために、有機金属
化合物を融点以上沸点以下に保持することが好ましい。
【００１２】本発明の第１の態様に係るＭＯＣＶＤ法に
おいては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層はＺｎＭｇＳＳ
ｅから構成することができる。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層には、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇYＳＳｅ
（但し、Ｘ≠Ｙ）とのヘテロ界面を形成することができ
る。
おいては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層はＺｎＭｇＳＳ
ｅから構成することができる。ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層には、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇYＳＳｅ
（但し、Ｘ≠Ｙ）とのヘテロ界面を形成することができ
る。
【００１３】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係るＭＯＣＶＤ法は、２種類のＩＩ族元素及び
２種類のＶＩ族元素から成る四元混晶系化合物半導体層
を形成するＭＯＣＶＤ法であって、ＩＩ族元素を含む２
種類の原料ガスのガス流量を一定に保持した状態で、Ｖ
Ｉ族元素を含む２種類の原料ガスの内の一方のガス流量
を変化させることによって、化合物半導体層中のＩＩ族
元素の組成割合を変化させることを特徴とする。あるい
は又、２種類のＩＩ族元素及び２種類のＶＩ族元素から
成る四元混晶系化合物半導体層を形成するＭＯＣＶＤ法
であって、ＶＩ族元素を含む２種類の原料ガスのガス流
量を一定に保持した状態で、ＩＩ族元素を含む２種類の
原料ガスの内の一方のガス流量を変化させることによっ
て、化合物半導体層中のＶＩ族元素の組成割合を変化さ
せることを特徴とする。
の態様に係るＭＯＣＶＤ法は、２種類のＩＩ族元素及び
２種類のＶＩ族元素から成る四元混晶系化合物半導体層
を形成するＭＯＣＶＤ法であって、ＩＩ族元素を含む２
種類の原料ガスのガス流量を一定に保持した状態で、Ｖ
Ｉ族元素を含む２種類の原料ガスの内の一方のガス流量
を変化させることによって、化合物半導体層中のＩＩ族
元素の組成割合を変化させることを特徴とする。あるい
は又、２種類のＩＩ族元素及び２種類のＶＩ族元素から
成る四元混晶系化合物半導体層を形成するＭＯＣＶＤ法
であって、ＶＩ族元素を含む２種類の原料ガスのガス流
量を一定に保持した状態で、ＩＩ族元素を含む２種類の
原料ガスの内の一方のガス流量を変化させることによっ
て、化合物半導体層中のＶＩ族元素の組成割合を変化さ
せることを特徴とする。
【００１４】本発明の第２の態様に係るＭＯＣＶＤ法に
おいては、ＩＩ族元素を含む２種類の原料ガスの内の一
方の原料ガスは、３３０゜Ｋにおける蒸気圧が１．３×
１０Ｐａ乃至１．３×１０2Ｐａであるビスシクロペン
タジエニルマグネシウム系の有機金属化合物を含む原料
ガスとすることができる。この場合、ビスシクロペンタ
ジエニルマグネシウム系の有機金属化合物は、ビスメチ
ルシクロペンタジエニルマグネシウムあるいはビスイソ
プロピルシクロペンタジエニルマグネシウムである。２
種類のＩＩ族元素はＺｎ及びＭｇから成り、２種類のＶ
Ｉ族元素はＳ及びＳｅから成ることが好ましい。
おいては、ＩＩ族元素を含む２種類の原料ガスの内の一
方の原料ガスは、３３０゜Ｋにおける蒸気圧が１．３×
１０Ｐａ乃至１．３×１０2Ｐａであるビスシクロペン
タジエニルマグネシウム系の有機金属化合物を含む原料
ガスとすることができる。この場合、ビスシクロペンタ
ジエニルマグネシウム系の有機金属化合物は、ビスメチ
ルシクロペンタジエニルマグネシウムあるいはビスイソ
プロピルシクロペンタジエニルマグネシウムである。２
種類のＩＩ族元素はＺｎ及びＭｇから成り、２種類のＶ
Ｉ族元素はＳ及びＳｅから成ることが好ましい。
【００１５】本発明の発光素子の作製方法は、以上に述
べたＭＯＣＶＤ法を用いることを特徴とする。発光素子
を構成する化合物半導体層に、ダブルヘテロ構造、グレ
ーティッド構造、若しくはＳＣＨ構造を形成することが
できる。
べたＭＯＣＶＤ法を用いることを特徴とする。発光素子
を構成する化合物半導体層に、ダブルヘテロ構造、グレ
ーティッド構造、若しくはＳＣＨ構造を形成することが
できる。
【００１６】
【作用】本発明のＭＯＣＶＤ法においては、３３０゜Ｋ
における蒸気圧が１．３×１０Ｐａ乃至１．３×１０2
Ｐａであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の
有機金属化合物を用いる。このような蒸気圧が高い有機
金属化合物を用いることによって、ＭＯＣＶＤ法にてＭ
ｇを含む化合物半導体層を結晶成長させることができ
る。また、４つの原料ガスの内、１つの原料ガスの供給
量を制御することによって、四元混晶系化合物半導体層
の組成を容易に制御することができるので、組成制御性
に優れる。
における蒸気圧が１．３×１０Ｐａ乃至１．３×１０2
Ｐａであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の
有機金属化合物を用いる。このような蒸気圧が高い有機
金属化合物を用いることによって、ＭＯＣＶＤ法にてＭ
ｇを含む化合物半導体層を結晶成長させることができ
る。また、４つの原料ガスの内、１つの原料ガスの供給
量を制御することによって、四元混晶系化合物半導体層
の組成を容易に制御することができるので、組成制御性
に優れる。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。
明を説明する。
【００１８】（実施例１）実施例１は、本発明の第１の
態様にかかるＭＯＣＶＤ法に関する。実施例１では、ビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合
物として、ビスメチルシクロペンタジエニルマグネシウ
ム［Ｍｇ（ＣＨ3Ｃ5Ｈ4）2］［以下、（ＭｅＣｐ）2Ｍ
ｇと略す場合もある］を用いる。また、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層は、ＺｎＭｇＳＳｅから成る。実施例１に
おいては、（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量を変えたと
きのＺｎＭｇＳＳｅ中のＭｇ成分の変化を調べた。
態様にかかるＭＯＣＶＤ法に関する。実施例１では、ビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合
物として、ビスメチルシクロペンタジエニルマグネシウ
ム［Ｍｇ（ＣＨ3Ｃ5Ｈ4）2］［以下、（ＭｅＣｐ）2Ｍ
ｇと略す場合もある］を用いる。また、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層は、ＺｎＭｇＳＳｅから成る。実施例１に
おいては、（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量を変えたと
きのＺｎＭｇＳＳｅ中のＭｇ成分の変化を調べた。
【００１９】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度を
４８０゜Ｃ一定とし、Ｈ2キャリアガスを１．３リット
ル／分一定とした。更に、ジメチルジンク（ＤＭＺ
ｎ）、ジメチルセレン（ＤＭＳｅ）及びジエチルサルフ
ェイド（ＤＥＳ）の各原料ガス供給量を、以下の一定の
値とした。 ＤＭＺｎ ： １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ： ３．３×１０-5モル／分 ＤＥＳ ： ８．８×１０-5モル／分
４８０゜Ｃ一定とし、Ｈ2キャリアガスを１．３リット
ル／分一定とした。更に、ジメチルジンク（ＤＭＺ
ｎ）、ジメチルセレン（ＤＭＳｅ）及びジエチルサルフ
ェイド（ＤＥＳ）の各原料ガス供給量を、以下の一定の
値とした。 ＤＭＺｎ ： １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ： ３．３×１０-5モル／分 ＤＥＳ ： ８．８×１０-5モル／分
【００２０】一方、（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量
を、１．６×１０-7モル／分まで種々変化させて、（１
００）ＧａＡｓ基板上に、常圧ＭＯＣＶＤ法にてＺｎ
1-XＭｇXＳＳｅから成る化合物半導体層を結晶成長させ
て、数種の試料を作製した。尚、化合物半導体層の結晶
成長に先立ち、水素ガス雰囲気中で、６００゜Ｃ×１０
分のサーマルエッチを基板に施した。
を、１．６×１０-7モル／分まで種々変化させて、（１
００）ＧａＡｓ基板上に、常圧ＭＯＣＶＤ法にてＺｎ
1-XＭｇXＳＳｅから成る化合物半導体層を結晶成長させ
て、数種の試料を作製した。尚、化合物半導体層の結晶
成長に先立ち、水素ガス雰囲気中で、６００゜Ｃ×１０
分のサーマルエッチを基板に施した。
【００２１】かかる各種試料のＭｇ組成割合［Ｘ／（１
−Ｘ）］と（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量との関係を
図１の直線「Ａ」にて示す。Ｍｇ組成割合［Ｘ／（１−
Ｘ）］は、電子プルーブマイクロアナリシス法（ＥＰＭ
Ａ法）から求めた。また、かかる各種試料のバンドギャ
ップＥgと（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量との関係を図
１の直線「Ｂ」にて示す。バンドギャップＥgは、７７
゜Ｋフォトルミネッセンス測定から求めた。
−Ｘ）］と（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量との関係を
図１の直線「Ａ」にて示す。Ｍｇ組成割合［Ｘ／（１−
Ｘ）］は、電子プルーブマイクロアナリシス法（ＥＰＭ
Ａ法）から求めた。また、かかる各種試料のバンドギャ
ップＥgと（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量との関係を図
１の直線「Ｂ」にて示す。バンドギャップＥgは、７７
゜Ｋフォトルミネッセンス測定から求めた。
【００２２】図１から明らかなように、（ＭｅＣｐ）2
Ｍｇガスの供給量が増加するに従い、Ｍｇ組成割合［Ｘ
／（１−Ｘ）］は直線的に増加している。また、（Ｍｅ
Ｃｐ）2Ｍｇガスの供給量が増加するに従い、バンドギ
ャップＥgも直線的に増加している。この結果から、Ｍ
ｇが制御性良く化合物半導体結晶中に取り込まれ、四元
混晶系化合物半導体層が形成されていることが判る。ま
た、再現性も良好であり、組成変動は３％以内に納まる
ことが判った。
Ｍｇガスの供給量が増加するに従い、Ｍｇ組成割合［Ｘ
／（１−Ｘ）］は直線的に増加している。また、（Ｍｅ
Ｃｐ）2Ｍｇガスの供給量が増加するに従い、バンドギ
ャップＥgも直線的に増加している。この結果から、Ｍ
ｇが制御性良く化合物半導体結晶中に取り込まれ、四元
混晶系化合物半導体層が形成されていることが判る。ま
た、再現性も良好であり、組成変動は３％以内に納まる
ことが判った。
【００２３】更に、７７゜Ｋにて測定した典型的なフォ
トルミネッセンススペクトルを図２に示す。図２からも
明らかなように、バンド端発光以外に主な発光が認めら
れないことが判る。特に、長波長側の深いレベルからの
発光が認められないことから、化合物半導体層は良好な
結晶性を有していることが判る。
トルミネッセンススペクトルを図２に示す。図２からも
明らかなように、バンド端発光以外に主な発光が認めら
れないことが判る。特に、長波長側の深いレベルからの
発光が認められないことから、化合物半導体層は良好な
結晶性を有していることが判る。
【００２４】また、図３にＸ線ロッキングカーブの結果
を示すが、半値幅として１００秒程度の値が得られた。
この半値幅の小さいことからも、化合物半導体層は良好
な結晶性を有していることが判る。更に、化合物半導体
層の表面を顕微鏡観察したが、表面のモフォロジーは良
好であった。
を示すが、半値幅として１００秒程度の値が得られた。
この半値幅の小さいことからも、化合物半導体層は良好
な結晶性を有していることが判る。更に、化合物半導体
層の表面を顕微鏡観察したが、表面のモフォロジーは良
好であった。
【００２５】これらの結果から、本発明のＭＯＣＶＤ法
にて形成したＺｎＭｇＳＳｅから成る化合物半導体層中
の結晶欠陥は少なく、半導体レーザ等の発光素子の作製
に最適であることが判明した。
にて形成したＺｎＭｇＳＳｅから成る化合物半導体層中
の結晶欠陥は少なく、半導体レーザ等の発光素子の作製
に最適であることが判明した。
【００２６】尚、試験の結果、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層の成長温度が４００゜Ｃ未満では、原料ガスが熱分
解せず、基板上で結晶成長しない。また、化合物半導体
層の表面を顕微鏡観察したところ、成長温度が６００゜
Ｃを越えると、化合物半導体層の表面のモフォロジーが
低下することが判った。
体層の成長温度が４００゜Ｃ未満では、原料ガスが熱分
解せず、基板上で結晶成長しない。また、化合物半導体
層の表面を顕微鏡観察したところ、成長温度が６００゜
Ｃを越えると、化合物半導体層の表面のモフォロジーが
低下することが判った。
【００２７】また、試験の結果、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体層を形成するために用いられるＩＩ族元素を含む原
料ガスに対するＶＩ族元素を含む原料ガスの供給量比
は、２乃至５０の範囲にあることが望ましいことが判っ
た。この供給量比がこの範囲から逸脱すると、７７゜Ｋ
にて測定したフォトルミネッセンススペクトルに長波長
側の深いレベルからの発光が認められ、化合物半導体層
の結晶性が不良であった。また、化合物半導体層の表面
を顕微鏡観察した結果によれば、表面のモフォロジーは
不良であった。
導体層を形成するために用いられるＩＩ族元素を含む原
料ガスに対するＶＩ族元素を含む原料ガスの供給量比
は、２乃至５０の範囲にあることが望ましいことが判っ
た。この供給量比がこの範囲から逸脱すると、７７゜Ｋ
にて測定したフォトルミネッセンススペクトルに長波長
側の深いレベルからの発光が認められ、化合物半導体層
の結晶性が不良であった。また、化合物半導体層の表面
を顕微鏡観察した結果によれば、表面のモフォロジーは
不良であった。
【００２８】（実施例２）実施例２は、本発明の第２の
態様にかかるＭＯＣＶＤ法に関する。実施例２では、ビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合
物として、（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用いる。また、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層は、ＺｎＭｇＳＳｅから成る。実
施例２においては、ＤＭＳｅの供給量を変えて、ＺｎＭ
ｇＳＳｅ中のＺｎ／Ｍｇの組成変化を調べた。
態様にかかるＭＯＣＶＤ法に関する。実施例２では、ビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合
物として、（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用いる。また、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層は、ＺｎＭｇＳＳｅから成る。実
施例２においては、ＤＭＳｅの供給量を変えて、ＺｎＭ
ｇＳＳｅ中のＺｎ／Ｍｇの組成変化を調べた。
【００２９】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度を
４８０゜Ｃ一定とし、Ｈ2キャリアガスを１．３リット
ル／分一定とした。更に、ＤＭＺｎ、（ＭｅＣｐ）2Ｍ
ｇ及びＤＥＳの各原料ガス供給量を、以下の一定の値と
した。 ＤＭＺｎ ： １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ： １．２×１０-7モル／分 ＤＥＳ ： ８．８×１０-5モル／分
４８０゜Ｃ一定とし、Ｈ2キャリアガスを１．３リット
ル／分一定とした。更に、ＤＭＺｎ、（ＭｅＣｐ）2Ｍ
ｇ及びＤＥＳの各原料ガス供給量を、以下の一定の値と
した。 ＤＭＺｎ ： １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ： １．２×１０-7モル／分 ＤＥＳ ： ８．８×１０-5モル／分
【００３０】一方、ＤＭＳｅガスの供給量を１．６×１
０-5モル／分〜３．３×１０-5モル／分まで種々変化さ
せて、（１００）ＧａＡｓ基板上に常圧ＭＯＣＶＤ法に
てＺｎ1-XＭｇXＳＳｅから成る化合物半導体層を結晶成
長させて、数種の試料を作製した。尚、化合物半導体層
の結晶成長に先立ち、水素ガス雰囲気中で、６００゜Ｃ
×１０分のサーマルエッチを基板に施した。
０-5モル／分〜３．３×１０-5モル／分まで種々変化さ
せて、（１００）ＧａＡｓ基板上に常圧ＭＯＣＶＤ法に
てＺｎ1-XＭｇXＳＳｅから成る化合物半導体層を結晶成
長させて、数種の試料を作製した。尚、化合物半導体層
の結晶成長に先立ち、水素ガス雰囲気中で、６００゜Ｃ
×１０分のサーマルエッチを基板に施した。
【００３１】かかる各種試料のＭｇ組成［Ｘ］とＤＥＳ
／ＤＭＳｅの供給量割合との関係を図４に示す。Ｍｇ組
成［Ｘ］は、電子プルーブマイクロアナリシス法（ＥＰ
ＭＡ法）から求めた。図４から明らかなように、ＤＥＳ
／ＤＭＳｅの供給量割合が増加するに従い、Ｍｇ組成
［Ｘ］は直線的に増加している。この結果から、ＤＥＳ
／ＤＭＳｅの供給量割合を制御することによって、Ｍｇ
組成を制御できる。それ故、例えば、グレーティッド構
造を有する化合物半導体層を容易に形成することが可能
である。
／ＤＭＳｅの供給量割合との関係を図４に示す。Ｍｇ組
成［Ｘ］は、電子プルーブマイクロアナリシス法（ＥＰ
ＭＡ法）から求めた。図４から明らかなように、ＤＥＳ
／ＤＭＳｅの供給量割合が増加するに従い、Ｍｇ組成
［Ｘ］は直線的に増加している。この結果から、ＤＥＳ
／ＤＭＳｅの供給量割合を制御することによって、Ｍｇ
組成を制御できる。それ故、例えば、グレーティッド構
造を有する化合物半導体層を容易に形成することが可能
である。
【００３２】（実施例３）実施例３は、本発明の第１の
態様にかかるＭＯＣＶＤ法、及びかかるＭＯＣＶＤ法を
用いた半導体レーザから成る発光素子の作製方法に関す
る。ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金
属化合物として（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用いた。半導体レ
ーザのクラッド層を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層はＺｎＭｇＳＳｅから成る。また、発光素子を構成す
る化合物半導体層には、ダブルヘテロ構造を形成する。
以下、実施例３のＭＯＣＶＤ法及び半導体レーザの作製
方法を説明する。
態様にかかるＭＯＣＶＤ法、及びかかるＭＯＣＶＤ法を
用いた半導体レーザから成る発光素子の作製方法に関す
る。ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金
属化合物として（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用いた。半導体レ
ーザのクラッド層を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層はＺｎＭｇＳＳｅから成る。また、発光素子を構成す
る化合物半導体層には、ダブルヘテロ構造を形成する。
以下、実施例３のＭＯＣＶＤ法及び半導体レーザの作製
方法を説明する。
【００３３】［工程−３００］先ず、ＭＯＣＶＤ装置内
に配置したｎ型（１００）ＧａＡｓ基板１０の表面に、
水素ガス雰囲気中で６００゜Ｃ×１０分のサーマルエッ
チを施し、ＧａＡｓ基板１０の表面を清浄化した。次
に、ＧａＡｓ基板１０上に、厚さ１．５μｍのｎ−Ｚｎ
0.9Ｍｇ0.1ＳＳｅから成る第１クラッド層１１をＭＯＣ
ＶＤ法にて形成した。形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ １．７×１０-7モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： Ｃ2Ｈ5Ｉ １．０×１０-6モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比（ＶＩ／ＩＩ比）は、１１で
ある。
に配置したｎ型（１００）ＧａＡｓ基板１０の表面に、
水素ガス雰囲気中で６００゜Ｃ×１０分のサーマルエッ
チを施し、ＧａＡｓ基板１０の表面を清浄化した。次
に、ＧａＡｓ基板１０上に、厚さ１．５μｍのｎ−Ｚｎ
0.9Ｍｇ0.1ＳＳｅから成る第１クラッド層１１をＭＯＣ
ＶＤ法にて形成した。形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ １．７×１０-7モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： Ｃ2Ｈ5Ｉ １．０×１０-6モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比（ＶＩ／ＩＩ比）は、１１で
ある。
【００３４】尚、以下の各工程において、（ＭｅＣｐ）
2Ｍｇを蒸発させるために、ＭＯＣＶＤ装置における
（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを納めた恒温槽の温度を、（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇの融点（３０゜Ｃ）以上沸点（５６゜Ｃ）以
下（例えば４５゜Ｃ）に保持した。この恒温槽内の液状
の（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを水素ガスでバブリングして、水
素ガスをキャリアガスとして（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスを
ＭＯＣＶＤ装置に搬送・供給する。
2Ｍｇを蒸発させるために、ＭＯＣＶＤ装置における
（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを納めた恒温槽の温度を、（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇの融点（３０゜Ｃ）以上沸点（５６゜Ｃ）以
下（例えば４５゜Ｃ）に保持した。この恒温槽内の液状
の（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを水素ガスでバブリングして、水
素ガスをキャリアガスとして（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスを
ＭＯＣＶＤ装置に搬送・供給する。
【００３５】［工程−３１０］次に、第１クラッド層１
１上に、厚さ０．０７μｍのＺｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅか
ら成る活性層１２をＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条
件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
１上に、厚さ０．０７μｍのＺｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅか
ら成る活性層１２をＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条
件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
【００３６】［工程−３２０］その後、活性層１２上
に、厚さ１．５μｍのｐ−Ｚｎ0.90Ｍｇ0.10ＳＳｅから
成る第２クラッド層１３をＭＯＣＶＤ法にて形成した。
形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ １．７×１０-7モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
に、厚さ１．５μｍのｐ−Ｚｎ0.90Ｍｇ0.10ＳＳｅから
成る第２クラッド層１３をＭＯＣＶＤ法にて形成した。
形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ １．７×１０-7モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
【００３７】こうして、第１クラッド層１１と活性層１
２の間、及び活性層１２と第２クラッド層１３の間に
は、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇYＳＳｅ（但し、
Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．０２）とのヘテロ界面が形成さ
れる。
２の間、及び活性層１２と第２クラッド層１３の間に
は、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇYＳＳｅ（但し、
Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．０２）とのヘテロ界面が形成さ
れる。
【００３８】［工程−３３０］その後、第２クラッド層
１３上に、厚さ０．５μｍのｐ−ＺｎＳｅから成るキャ
ップ層１４をＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条件を以
下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ６．６×１０-5モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ
１３上に、厚さ０．５μｍのｐ−ＺｎＳｅから成るキャ
ップ層１４をＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条件を以
下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ６．６×１０-5モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ
【００３９】［工程−３４０］次いで、ＧａＡｓ基板１
０の底面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕから成るｎ型電極１５
を形成し、キャップ層１４上にＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成
るｐ型電極１６を形成し、４００゜Ｃ×１分のアニール
処理を行うことによって電極を完成させる。こうして、
図５に模式的な一部断面図を示すように、ダブルヘテロ
構造を有する半導体レーザから成る発光素子が作製され
る。
０の底面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕから成るｎ型電極１５
を形成し、キャップ層１４上にＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成
るｐ型電極１６を形成し、４００゜Ｃ×１分のアニール
処理を行うことによって電極を完成させる。こうして、
図５に模式的な一部断面図を示すように、ダブルヘテロ
構造を有する半導体レーザから成る発光素子が作製され
る。
【００４０】実施例３においては、活性層１２をＺｎＭ
ｇＳＳｅ系化合物半導体層から構成したが、代わりに、
例えばＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ等の化合物
半導体から構成することもできる。
ｇＳＳｅ系化合物半導体層から構成したが、代わりに、
例えばＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ等の化合物
半導体から構成することもできる。
【００４１】（実施例４）実施例４は、本発明の第１の
態様にかかるＭＯＣＶＤ法、及びかかるＭＯＣＶＤ法を
用いた半導体レーザから成る発光素子の作製方法に関す
る。ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金
属化合物として（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用いた。半導体レ
ーザのクラッド層を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層はＺｎＭｇＳＳｅから成る。また、発光素子を構成す
る化合物半導体層には、ＳＣＨ構造を形成する。以下、
実施例４のＭＯＣＶＤ法及び半導体レーザの作製方法を
説明する。
態様にかかるＭＯＣＶＤ法、及びかかるＭＯＣＶＤ法を
用いた半導体レーザから成る発光素子の作製方法に関す
る。ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の有機金
属化合物として（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用いた。半導体レ
ーザのクラッド層を構成するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層はＺｎＭｇＳＳｅから成る。また、発光素子を構成す
る化合物半導体層には、ＳＣＨ構造を形成する。以下、
実施例４のＭＯＣＶＤ法及び半導体レーザの作製方法を
説明する。
【００４２】［工程−４００］先ず、ＭＯＣＶＤ装置内
に配置したｎ型（１００）ＧａＡｓ基板１０の表面に、
水素ガス雰囲気中で６００゜Ｃ×１０分のサーマルエッ
チを施し、ＧａＡｓ基板１０の表面を清浄化した。次
に、ＧａＡｓ基板１０上に、厚さ１．５μｍのｎ−Ｚｎ
0.90Ｍｇ0.10ＳＳｅから成る第１クラッド層１１を、実
施例３の［工程−３００］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法
にて形成した。
に配置したｎ型（１００）ＧａＡｓ基板１０の表面に、
水素ガス雰囲気中で６００゜Ｃ×１０分のサーマルエッ
チを施し、ＧａＡｓ基板１０の表面を清浄化した。次
に、ＧａＡｓ基板１０上に、厚さ１．５μｍのｎ−Ｚｎ
0.90Ｍｇ0.10ＳＳｅから成る第１クラッド層１１を、実
施例３の［工程−３００］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法
にて形成した。
【００４３】［工程−４１０］次に、第１クラッド層１
１上に、厚さ０．１μｍのｎ−Ｚｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅ
から成る第１光ガイド層２０をＭＯＣＶＤ法にて形成し
た。形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： Ｃ2Ｈ5Ｉ １．０×１０-6モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
１上に、厚さ０．１μｍのｎ−Ｚｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅ
から成る第１光ガイド層２０をＭＯＣＶＤ法にて形成し
た。形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： Ｃ2Ｈ5Ｉ １．０×１０-6モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
【００４４】［工程−４２０］次に、第１光ガイド層２
０上に、厚さ０．０１μｍのＺｎＣｄＳｅから成る活性
層１２をＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条件を以下に
例示する。 原料ガス ： ＤＭＣｄ １．０×１０-5モル／分 ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ １．２×１０-4モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ
０上に、厚さ０．０１μｍのＺｎＣｄＳｅから成る活性
層１２をＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条件を以下に
例示する。 原料ガス ： ＤＭＣｄ １．０×１０-5モル／分 ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ １．２×１０-4モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ
【００４５】［工程−４３０］その後、活性層１２上
に、厚さ０．１μｍのｐ−Ｚｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅから
成る第２光ガイド層２１をＭＯＣＶＤ法にて形成した。
形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
に、厚さ０．１μｍのｐ−Ｚｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅから
成る第２光ガイド層２１をＭＯＣＶＤ法にて形成した。
形成条件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＩＩ族元素を含む原料ガス［ＤＭＺｎ＋（ＭｅＣ
ｐ）2Ｍｇ］に対するＶＩ族元素を含む原料ガス［ＤＥ
Ｓ＋ＤＭＳｅ］の供給量比は、１１である。
【００４６】［工程−４４０］次いで、第２光ガイド層
２１上に、厚さ１．５μｍのｐ−Ｚｎ0.90Ｍｇ0.10ＳＳ
ｅから成る第２クラッド層１３を実施例３の［工程−３
２０］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
２１上に、厚さ１．５μｍのｐ−Ｚｎ0.90Ｍｇ0.10ＳＳ
ｅから成る第２クラッド層１３を実施例３の［工程−３
２０］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
【００４７】こうして、第１クラッド層１１と第１光ガ
イド層２０の間、及び第２光ガイド層２１と第２クラッ
ド層１３の間には、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇY
ＳＳｅ（但し、Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．０２）とのヘテ
ロ界面が形成される。
イド層２０の間、及び第２光ガイド層２１と第２クラッ
ド層１３の間には、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇY
ＳＳｅ（但し、Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．０２）とのヘテ
ロ界面が形成される。
【００４８】［工程−４５０］その後、第２クラッド層
１３上に、厚さ０．５μｍのｐ−ＺｎＳｅから成るキャ
ップ層１４を、実施例３の［工程−３３０］と同様の条
件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
１３上に、厚さ０．５μｍのｐ−ＺｎＳｅから成るキャ
ップ層１４を、実施例３の［工程−３３０］と同様の条
件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
【００４９】［工程−４６０］次いで、実施例３の［工
程−３４０］と同様の方法でＧａＡｓ基板１０の底面に
ｎ型電極１５を形成し、キャップ層１４上にｐ型電極１
６を形成する。こうして、図６に模式的な一部断面図を
示すように、ＳＣＨ構造を有する半導体レーザから成る
発光素子が作製される。
程−３４０］と同様の方法でＧａＡｓ基板１０の底面に
ｎ型電極１５を形成し、キャップ層１４上にｐ型電極１
６を形成する。こうして、図６に模式的な一部断面図を
示すように、ＳＣＨ構造を有する半導体レーザから成る
発光素子が作製される。
【００５０】実施例４においては、活性層１２をＺｎＣ
ｄＳｅ系化合物半導体層から構成したが、代わりに、例
えばＺｎＳｅＴｅ等の化合物半導体から構成することも
できる。また、第１クラッド層２０，第２クラッド層２
１をＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体層から構成したが、
代わりに、例えばＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ等の化合物半導
体から構成することもできる。
ｄＳｅ系化合物半導体層から構成したが、代わりに、例
えばＺｎＳｅＴｅ等の化合物半導体から構成することも
できる。また、第１クラッド層２０，第２クラッド層２
１をＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体層から構成したが、
代わりに、例えばＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ等の化合物半導
体から構成することもできる。
【００５１】（実施例５）実施例５は、本発明の第１及
び第２の態様にかかるＭＯＣＶＤ法、並びにかかるＭＯ
ＣＶＤ法を用いた半導体レーザから成る発光素子の作製
方法に関する。ビスシクロペンタジエニルマグネシウム
系の有機金属化合物として（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用い
た。半導体レーザのクラッド層を構成するＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層はＺｎＭｇＳＳｅから成る。また、発光
素子における光ガイド層を構成する化合物半導体層に
は、グレーティッド構造を形成する。第１及び第２クラ
ッド層を本発明の第１の態様にかかるＭＯＣＶＤ法にて
形成し、グレーティッド構造を有する第１及び第２光ガ
イド層を本発明の第２の態様にかかるＭＯＣＶＤ法にて
形成する。以下、実施例５のＭＯＣＶＤ法及び半導体レ
ーザの作製方法を説明する。
び第２の態様にかかるＭＯＣＶＤ法、並びにかかるＭＯ
ＣＶＤ法を用いた半導体レーザから成る発光素子の作製
方法に関する。ビスシクロペンタジエニルマグネシウム
系の有機金属化合物として（ＭｅＣｐ）2Ｍｇを用い
た。半導体レーザのクラッド層を構成するＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層はＺｎＭｇＳＳｅから成る。また、発光
素子における光ガイド層を構成する化合物半導体層に
は、グレーティッド構造を形成する。第１及び第２クラ
ッド層を本発明の第１の態様にかかるＭＯＣＶＤ法にて
形成し、グレーティッド構造を有する第１及び第２光ガ
イド層を本発明の第２の態様にかかるＭＯＣＶＤ法にて
形成する。以下、実施例５のＭＯＣＶＤ法及び半導体レ
ーザの作製方法を説明する。
【００５２】［工程−５００］先ず、ＭＯＣＶＤ装置内
に配置したｎ型（１００）ＧａＡｓ基板１０の表面に、
水素ガス雰囲気中で６００゜Ｃ×１０分のサーマルエッ
チを施し、ＧａＡｓ基板１０の表面を清浄化した。次
に、ＧａＡｓ基板１０上に、厚さ１．５μｍのｎ−Ｚｎ
0.90Ｍｇ0.10ＳＳｅから成る第１クラッド層１１を、実
施例３の［工程−３００］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法
にて形成した。
に配置したｎ型（１００）ＧａＡｓ基板１０の表面に、
水素ガス雰囲気中で６００゜Ｃ×１０分のサーマルエッ
チを施し、ＧａＡｓ基板１０の表面を清浄化した。次
に、ＧａＡｓ基板１０上に、厚さ１．５μｍのｎ−Ｚｎ
0.90Ｍｇ0.10ＳＳｅから成る第１クラッド層１１を、実
施例３の［工程−３００］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法
にて形成した。
【００５３】［工程−５１０］次に、第１クラッド層１
１上に、厚さ０．１μｍの第１光ガイド層３０を本発明
の第２の態様に係るＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条
件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5〜７．０×１０-5 モル／分 ドーパント ： Ｃ2Ｈ5Ｉ １．０×１０-6モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＤＭＳｅは、上記のように、８分間に３．３×１０
-5モル／分から７．０×１０-5モル／分まで供給量を連
続的に変化させた。これによって、Ｚｎ0.98Ｍｇ0.02Ｓ
ＳｅからＺｎ0.99Ｍｇ0.01ＳＳｅへと組成が連続的に変
化して成る第１光ガイド層３０が形成された。尚、ＤＭ
Ｓｅの供給量を段階的に変化させてもよい。これによっ
て、Ｚｎ及びＭｇの組成割合が段階的に変化して成る第
１光ガイド層３０を形成することができる。また、ＤＭ
Ｓｅの供給量を変化させる代わりに、ＤＥＳの供給量を
連続的若しくは段階的に変化させてもよい。
１上に、厚さ０．１μｍの第１光ガイド層３０を本発明
の第２の態様に係るＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条
件を以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-5モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ３．３×１０-5〜７．０×１０-5 モル／分 ドーパント ： Ｃ2Ｈ5Ｉ １．０×１０-6モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＤＭＳｅは、上記のように、８分間に３．３×１０
-5モル／分から７．０×１０-5モル／分まで供給量を連
続的に変化させた。これによって、Ｚｎ0.98Ｍｇ0.02Ｓ
ＳｅからＺｎ0.99Ｍｇ0.01ＳＳｅへと組成が連続的に変
化して成る第１光ガイド層３０が形成された。尚、ＤＭ
Ｓｅの供給量を段階的に変化させてもよい。これによっ
て、Ｚｎ及びＭｇの組成割合が段階的に変化して成る第
１光ガイド層３０を形成することができる。また、ＤＭ
Ｓｅの供給量を変化させる代わりに、ＤＥＳの供給量を
連続的若しくは段階的に変化させてもよい。
【００５４】［工程−５２０］次に、第１光ガイド層３
０上に、厚さ０．０１μｍのＺｎＣｄＳｅから成る活性
層１２を、実施例４の［工程−４２０］と同様の条件の
ＭＯＣＶＤ法にて形成した。
０上に、厚さ０．０１μｍのＺｎＣｄＳｅから成る活性
層１２を、実施例４の［工程−４２０］と同様の条件の
ＭＯＣＶＤ法にて形成した。
【００５５】［工程−５３０］その後、活性層１２上
に、厚さ０．１μｍの第２光ガイド層３１を本発明の第
２の態様に係るＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条件を
以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-6モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ７．０×１０-5〜３．３×１０-5 モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＤＭＳｅは、上記のように、８分間に７．０×１０
-5モル／分から３．３×１０-5モル／分まで供給量を連
続的に変化させた。これによって、Ｚｎ0.99Ｍｇ0.01Ｓ
ＳｅからＺｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅへと組成が連続的に変
化して成る第２光ガイド層３１が形成された。尚、ＤＭ
Ｓｅの供給量を段階的に変化させてもよい。これによっ
て、Ｚｎ及びＭｇの組成割合が段階的に変化して成る第
２光ガイド層３１を形成することができる。また、ＤＭ
Ｓｅの供給量を変化させる代わりに、ＤＥＳの供給量を
連続的若しくは段階的に変化させてもよい。
に、厚さ０．１μｍの第２光ガイド層３１を本発明の第
２の態様に係るＭＯＣＶＤ法にて形成した。形成条件を
以下に例示する。 原料ガス ： ＤＭＺｎ １．１×１０-6モル／分 （ＭｅＣｐ）2Ｍｇ ３．０×１０-8モル／分 ＤＥＳ ８．８×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ７．０×１０-5〜３．３×１０-5 モル／分 ドーパント ： ｔ−ＢＮＨ2 １．０×１０-3モル／分 キャリアガス： Ｈ2 １．３リットル／分 結晶成長温度： ４８０゜Ｃ 尚、ＤＭＳｅは、上記のように、８分間に７．０×１０
-5モル／分から３．３×１０-5モル／分まで供給量を連
続的に変化させた。これによって、Ｚｎ0.99Ｍｇ0.01Ｓ
ＳｅからＺｎ0.98Ｍｇ0.02ＳＳｅへと組成が連続的に変
化して成る第２光ガイド層３１が形成された。尚、ＤＭ
Ｓｅの供給量を段階的に変化させてもよい。これによっ
て、Ｚｎ及びＭｇの組成割合が段階的に変化して成る第
２光ガイド層３１を形成することができる。また、ＤＭ
Ｓｅの供給量を変化させる代わりに、ＤＥＳの供給量を
連続的若しくは段階的に変化させてもよい。
【００５６】［工程−５４０］次いで、第２光ガイド層
３１上に、厚さ１．５μｍのｐ−Ｚｎ0.90Ｍｇ0.10ＳＳ
ｅから成る第２クラッド層１３を、実施例３の［工程−
３２０］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
３１上に、厚さ１．５μｍのｐ−Ｚｎ0.90Ｍｇ0.10ＳＳ
ｅから成る第２クラッド層１３を、実施例３の［工程−
３２０］と同様の条件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
【００５７】こうして、第１光ガイド層３０及び第２光
ガイド層３１には、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅからＺｎ1-YＭ
ｇYＳＳｅ（但し、Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．０２）へと
変化する（あるいはその逆に変化する）ヘテロ界面（グ
レーティッド構造）が形成される。
ガイド層３１には、Ｚｎ1-XＭｇXＳＳｅからＺｎ1-YＭ
ｇYＳＳｅ（但し、Ｘ＝０．１０、Ｙ＝０．０２）へと
変化する（あるいはその逆に変化する）ヘテロ界面（グ
レーティッド構造）が形成される。
【００５８】［工程−５５０］その後、第２クラッド層
１３上に、厚さ０．５μｍのｐ−ＺｎＳｅから成るキャ
ップ層１４を、実施例３の［工程−３３０］と同様の条
件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
１３上に、厚さ０．５μｍのｐ−ＺｎＳｅから成るキャ
ップ層１４を、実施例３の［工程−３３０］と同様の条
件のＭＯＣＶＤ法にて形成した。
【００５９】［工程−５６０］次いで、ＧａＡｓ基板１
０の底面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕから成るｎ型電極１５
を形成し、キャップ層１４上にＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成
るｐ型電極１６を形成し、４００゜Ｃ×１分のアニール
処理を行うことによって電極を完成させる。こうして、
図７に模式的な一部断面図を示すように、グレーティッ
ド構造を有するＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造を有する半導体レ
ーザから成る発光素子が作製される。
０の底面にＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕから成るｎ型電極１５
を形成し、キャップ層１４上にＰｄ／Ｐｔ／Ａｕから成
るｐ型電極１６を形成し、４００゜Ｃ×１分のアニール
処理を行うことによって電極を完成させる。こうして、
図７に模式的な一部断面図を示すように、グレーティッ
ド構造を有するＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造を有する半導体レ
ーザから成る発光素子が作製される。
【００６０】実施例５においては、活性層１２をＺｎＣ
ｄＳｅ系化合物半導体層から構成したが、代わりに、例
えばＺｎＳｅＴｅ等の化合物半導体から構成することも
できる。
ｄＳｅ系化合物半導体層から構成したが、代わりに、例
えばＺｎＳｅＴｅ等の化合物半導体から構成することも
できる。
【００６１】実施例５においては、また、グレーティッ
ド構造を有する第１クラッド層３０，第２クラッド層３
１を、本発明の第２の態様に係るＭＯＣＶＤ法にて形成
したが、代わりに本発明の第１の態様に係るＭＯＣＶＤ
法にて形成することもできる。この場合には、原料ガス
供給量を連続的にあるいは段階的に変化させればよい。
第１クラッド層３０，第２クラッド層３１を、本発明の
ＭＯＣＶＤ法に基づかずに、例えばＺｎＳｅ、ＺｎＳＳ
ｅ等の化合物半導体から構成することもできる。
ド構造を有する第１クラッド層３０，第２クラッド層３
１を、本発明の第２の態様に係るＭＯＣＶＤ法にて形成
したが、代わりに本発明の第１の態様に係るＭＯＣＶＤ
法にて形成することもできる。この場合には、原料ガス
供給量を連続的にあるいは段階的に変化させればよい。
第１クラッド層３０，第２クラッド層３１を、本発明の
ＭＯＣＶＤ法に基づかずに、例えばＺｎＳｅ、ＺｎＳＳ
ｅ等の化合物半導体から構成することもできる。
【００６２】以上、好ましい実施例に基づき本発明を説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。各実施例にて説明した条件や組成は例示であ
り、適宜変更することができる。ビスシクロペンタジエ
ニルマグネシウム系の有機金属化合物として、ビスメチ
ルシクロペンタジエニルマグネシウムを用いたが、その
代わりに、ビスイソプロピルシクロペンタジエニルマグ
ネシウムを用いて同様の条件で化合物半導体層を形成す
ることができる。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。各実施例にて説明した条件や組成は例示であ
り、適宜変更することができる。ビスシクロペンタジエ
ニルマグネシウム系の有機金属化合物として、ビスメチ
ルシクロペンタジエニルマグネシウムを用いたが、その
代わりに、ビスイソプロピルシクロペンタジエニルマグ
ネシウムを用いて同様の条件で化合物半導体層を形成す
ることができる。
【００６３】実施例においては、Ｍｇ含有混晶系化合物
半導体層としてＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体層を例に
とり説明したが、その他、ＺｎＭｇＴｅ等のＭｇ含有混
晶系化合物半導体層の結晶成長に対して本発明を適用す
ることができる。
半導体層としてＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体層を例に
とり説明したが、その他、ＺｎＭｇＴｅ等のＭｇ含有混
晶系化合物半導体層の結晶成長に対して本発明を適用す
ることができる。
【００６４】ｎ型ドーパントとしてＣ2Ｈ5Ｉを使用した
が、その代わりにＣＨ3Ｉ、ｎ−Ｃ4Ｈ9Ｉ、ｔｅｒｔ−
Ｃ4Ｈ9Ｉを使用することができる。また、ｐ型ドーパン
トとしてｔ−ＢＮＨ2（ｔｅｒｔ−Ｃ4Ｈ9ＮＨ2）を使用
したが、その代わりにＮＨ3、ＣＨ3Ｎ3、Ｃ2Ｈ5Ｎ3、
（ＣＨ3）2ＮＮＨ2を使用することができる。また、ｎ
−ＧａＡｓ基板の代わりにｐ−ＧａＡｓ基板を用いるこ
ともできる。この場合、各化合物半導体層のｎ型、ｐ型
を実施例にて説明した状態と逆にすればよい。
が、その代わりにＣＨ3Ｉ、ｎ−Ｃ4Ｈ9Ｉ、ｔｅｒｔ−
Ｃ4Ｈ9Ｉを使用することができる。また、ｐ型ドーパン
トとしてｔ−ＢＮＨ2（ｔｅｒｔ−Ｃ4Ｈ9ＮＨ2）を使用
したが、その代わりにＮＨ3、ＣＨ3Ｎ3、Ｃ2Ｈ5Ｎ3、
（ＣＨ3）2ＮＮＨ2を使用することができる。また、ｎ
−ＧａＡｓ基板の代わりにｐ−ＧａＡｓ基板を用いるこ
ともできる。この場合、各化合物半導体層のｎ型、ｐ型
を実施例にて説明した状態と逆にすればよい。
【００６５】実施例３〜実施例５においては、発光素子
として半導体レーザを例にとり説明したが、本発明の発
光素子にはＬＥＤも包含される。例えば実施例３と基本
的には同様の構造を有するＬＥＤを本発明のＭＯＣＶＤ
法にて作製することができる。更には、ＲＧＢ（光の三
原色）を発光するＬＥＤや半導体レーザをモノリシック
に組み立て、電子銃から射出された電子ビームをこれら
のＬＥＤや半導体レーザに衝突させて、これらのＬＥＤ
や半導体レーザからＲＧＢを発光させる形式の発光素子
も本発明の発光素子に包含され、かかる発光素子を本発
明のＭＯＣＶＤ法にて作製することもできる。
として半導体レーザを例にとり説明したが、本発明の発
光素子にはＬＥＤも包含される。例えば実施例３と基本
的には同様の構造を有するＬＥＤを本発明のＭＯＣＶＤ
法にて作製することができる。更には、ＲＧＢ（光の三
原色）を発光するＬＥＤや半導体レーザをモノリシック
に組み立て、電子銃から射出された電子ビームをこれら
のＬＥＤや半導体レーザに衝突させて、これらのＬＥＤ
や半導体レーザからＲＧＢを発光させる形式の発光素子
も本発明の発光素子に包含され、かかる発光素子を本発
明のＭＯＣＶＤ法にて作製することもできる。
【００６６】実施例５においては、専ら、ＤＭＳｅ若し
くはＤＥＳの供給量を連続的あるいは段階的に変化させ
ることによってＺｎ／Ｍｇの組成を連続的あるいは段階
的に変化させる態様を説明したが、その代わりにＤＭＺ
ｎ若しくは（ＭｅＣｐ）2Ｍｇの供給量を連続的あるい
は段階的に変化させて、Ｓ／Ｓｅ組成割合を連続的ある
いは段階的に変化させることもできる。また、多重量子
井戸構造、変形多重量子井戸構造を有する化合物半導体
層の形成に、本発明のＭＯＣＶＤ法を適用することもで
きる。
くはＤＥＳの供給量を連続的あるいは段階的に変化させ
ることによってＺｎ／Ｍｇの組成を連続的あるいは段階
的に変化させる態様を説明したが、その代わりにＤＭＺ
ｎ若しくは（ＭｅＣｐ）2Ｍｇの供給量を連続的あるい
は段階的に変化させて、Ｓ／Ｓｅ組成割合を連続的ある
いは段階的に変化させることもできる。また、多重量子
井戸構造、変形多重量子井戸構造を有する化合物半導体
層の形成に、本発明のＭＯＣＶＤ法を適用することもで
きる。
【００６７】
【発明の効果】本発明により、正確に組成が制御された
Ｍｇが含まれる化合物半導体層をＭＯＣＶＤ法にて形成
することができる。また、併せて、原料ガスの内の一種
類の原料ガス供給量を制御することによって、四元混晶
系化合物半導体層の組成を容易に制御することができ、
化合物半導体層にグレーティッド構造を容易に形成する
ことができる。
Ｍｇが含まれる化合物半導体層をＭＯＣＶＤ法にて形成
することができる。また、併せて、原料ガスの内の一種
類の原料ガス供給量を制御することによって、四元混晶
系化合物半導体層の組成を容易に制御することができ、
化合物半導体層にグレーティッド構造を容易に形成する
ことができる。
【図１】（ＭｅＣｐ）2Ｍｇガスの供給量と、Ｍｇ組成
割合［Ｘ／（１−Ｘ）］並びにバンドギャップＥgとの
関係を示す図である。
割合［Ｘ／（１−Ｘ）］並びにバンドギャップＥgとの
関係を示す図である。
【図２】実施例１にて得られた試料の７７゜Ｋにて測定
した典型的なフォトルミネッセンススペクトルを示す図
である。
した典型的なフォトルミネッセンススペクトルを示す図
である。
【図３】Ｘ線ロッキングカーブの結果を示す図である。
【図４】Ｍｇ組成［Ｘ］とＤＥＳ／ＤＭＳｅの供給量割
合との関係を示す図である。
合との関係を示す図である。
【図５】実施例３の半導体レーザの模式的な一部断面図
である。
である。
【図６】実施例４の半導体レーザの模式的な一部断面図
である。
である。
【図７】実施例５の半導体レーザの模式的な一部断面図
である。
である。
【図８】ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系の有
機金属化合物の蒸気圧を示すグラフである。
機金属化合物の蒸気圧を示すグラフである。
１０ ＧａＡｓ基板 １１，１３ クラッド層 １２ 活性層 １４ キャップ層 １５，１６ 電極 ２０，２１，３０，３１ 光ガイド層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１１月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度を
４８０゜Ｃ一定とし、Ｈ2キャリアガスを１．３リット
ル／分一定とした。更に、ジメチルジンク（ＤＭＺ
ｎ）、ジメチルセレン（ＤＭＳｅ）及びジエチルサルフ
ァイド（ＤＥＳ）の各原料ガス供給量を、以下の一定の
値とした。 ＤＭＺｎ ： １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ： ３．３×１０-5モル／分 ＤＥＳ ： ８．８×１０-5モル／分
４８０゜Ｃ一定とし、Ｈ2キャリアガスを１．３リット
ル／分一定とした。更に、ジメチルジンク（ＤＭＺ
ｎ）、ジメチルセレン（ＤＭＳｅ）及びジエチルサルフ
ァイド（ＤＥＳ）の各原料ガス供給量を、以下の一定の
値とした。 ＤＭＺｎ ： １．１×１０-5モル／分 ＤＭＳｅ ： ３．３×１０-5モル／分 ＤＥＳ ： ８．８×１０-5モル／分
Claims (16)
- 【請求項１】３３０゜Ｋにおける蒸気圧が１．３×１０
Ｐａ乃至１．３×１０2Ｐａであるビスシクロペンタジ
エニルマグネシウム系の有機金属化合物を用いてＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層を形成することを特徴とする有機
金属気相成長法。 - 【請求項２】ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系
の有機金属化合物は、ビスメチルシクロペンタジエニル
マグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載の
有機金属気相成長法。 - 【請求項３】ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系
の有機金属化合物は、ビスイソプロピルシクロペンタジ
エニルマグネシウムであることを特徴とする請求項１に
記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項４】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度
は、４００乃至６００゜Ｃであることを特徴とする請求
項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の有機金属気相
成長法。 - 【請求項５】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を形成するた
めに用いられるＩＩ族元素を含む原料ガスに対するＶＩ
族元素を含む原料ガスの供給量比が、２乃至５０である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項
に記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項６】ビスシクロペンタジエニルマグネシウム系
の有機金属化合物を蒸発させるために、該有機金属化合
物を融点以上沸点以下に保持することを特徴とする請求
項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の有機金属気相
成長法。 - 【請求項７】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層はＺｎＭｇＳ
Ｓｅから成ることを特徴とする請求項１乃至請求項６の
いずれか１項に記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項８】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層には、Ｚｎ
1-XＭｇXＳＳｅとＺｎ1-YＭｇYＳＳｅ（但し、Ｘ≠Ｙ）
とのヘテロ界面が形成されていることを特徴とする請求
項７に記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項９】２種類のＩＩ族元素及び２種類のＶＩ族元
素から成る四元混晶系化合物半導体層を形成する有機金
属気相成長法であって、 ＩＩ族元素を含む２種類の原料ガスのガス流量を一定に
保持した状態で、ＶＩ族元素を含む２種類の原料ガスの
内の一方のガス流量を変化させることによって、化合物
半導体層中のＩＩ族元素の組成割合を変化させることを
特徴とする有機金属気相成長法。 - 【請求項１０】２種類のＩＩ族元素及び２種類のＶＩ族
元素から成る四元混晶系化合物半導体層を形成する有機
金属気相成長法であって、 ＶＩ族元素を含む２種類の原料ガスのガス流量を一定に
保持した状態で、ＩＩ族元素を含む２種類の原料ガスの
内の一方のガス流量を変化させることによって、化合物
半導体層中のＶＩ族元素の組成割合を変化させることを
特徴とする有機金属気相成長法。 - 【請求項１１】ＩＩ族元素を含む２種類の原料ガスの内
の一方の原料ガスは、３３０゜Ｋにおける蒸気圧が１．
３×１０Ｐａ乃至１．３×１０2Ｐａであるビスシクロ
ペンタジエニルマグネシウム系の有機金属化合物を含む
原料ガスであることを特徴とする請求項９又は請求項１
０に記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項１２】ビスシクロペンタジエニルマグネシウム
系の有機金属化合物は、ビスメチルシクロペンタジエニ
ルマグネシウムであることを特徴とする請求項１１に記
載の有機金属気相成長法。 - 【請求項１３】ビスシクロペンタジエニルマグネシウム
系の有機金属化合物は、ビスイソプロピルシクロペンタ
ジエニルマグネシウムであることを特徴とする請求項１
１に記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項１４】２種類のＩＩ族元素はＺｎ及びＭｇから
成り、２種類のＶＩ族元素はＳ及びＳｅから成ることを
特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に
記載の有機金属気相成長法。 - 【請求項１５】請求項１乃至請求項１４に記載の有機金
属気相成長法を用いることを特徴とする発光素子作製方
法。 - 【請求項１６】発光素子を構成する化合物半導体層に、
ダブルヘテロ構造、グレーティッド構造、若しくはＳＣ
Ｈ構造を形成することを特徴とする請求項１５に記載の
発光素子作製方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32110093A JPH07153700A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 有機金属気相成長法及び発光素子作製方法 |
| DE69419583T DE69419583T2 (de) | 1993-11-26 | 1994-11-04 | Verfahren zur Beschichtung mittels MOCVD |
| EP97109025A EP0806495B1 (en) | 1993-11-26 | 1994-11-04 | Metal-organic chemical vapor-phase deposition process |
| EP94117460A EP0656431B1 (en) | 1993-11-26 | 1994-11-04 | Metal-organic chemical vapor-phase deposition process |
| DE69431365T DE69431365D1 (de) | 1993-11-26 | 1994-11-04 | Verfahren zur Beschichtung mittels MOCVD |
| US08/336,052 US5433170A (en) | 1993-11-26 | 1994-11-04 | Metal-organic chemical vapor-phase deposition process for fabricating light-emitting devices |
| KR1019940031136A KR950015837A (ko) | 1993-11-26 | 1994-11-25 | 유기금속기 상성장법 및 발광소자 제작방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32110093A JPH07153700A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 有機金属気相成長法及び発光素子作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153700A true JPH07153700A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18128824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32110093A Pending JPH07153700A (ja) | 1993-11-26 | 1993-11-26 | 有機金属気相成長法及び発光素子作製方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5433170A (ja) |
| EP (2) | EP0806495B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07153700A (ja) |
| KR (1) | KR950015837A (ja) |
| DE (2) | DE69419583T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7592641B2 (en) | 2005-06-13 | 2009-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, method for fabricating an electrode, and method for manufacturing a semiconductor device |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08115877A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Sony Corp | 半導体エピタキシャル成長方法 |
| JP3143040B2 (ja) * | 1995-06-06 | 2001-03-07 | 三菱化学株式会社 | エピタキシャルウエハおよびその製造方法 |
| JPH09148341A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-06-06 | Stanley Electric Co Ltd | ２族―６族化合物半導体結晶の熱処理方法 |
| US5686744A (en) * | 1996-06-17 | 1997-11-11 | Northern Telecom Limited | Complementary modulation-doped field-effect transistors |
| US6066204A (en) * | 1997-01-08 | 2000-05-23 | Bandwidth Semiconductor, Llc | High pressure MOCVD reactor system |
| JPH11204834A (ja) * | 1997-11-14 | 1999-07-30 | Sony Corp | 半導体発光素子の製造方法 |
| US20060093861A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | The Penn State Research Foundation | Method for producing doped, alloyed, and mixed-phase magnesium boride films |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211851A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Nec Corp | ２−４族化合物半導体装置 |
| US4881979A (en) * | 1984-08-29 | 1989-11-21 | Varian Associates, Inc. | Junctions for monolithic cascade solar cells and methods |
| US4720560A (en) * | 1984-10-25 | 1988-01-19 | Morton Thiokol, Inc. | Hybrid organometallic compounds, particularly for metal organic chemical vapor deposition |
| US5311533A (en) * | 1992-10-23 | 1994-05-10 | Polaroid Corporation | Index-guided laser array with select current paths defined by migration-enhanced dopant incorporation and dopant diffusion |
-
1993
- 1993-11-26 JP JP32110093A patent/JPH07153700A/ja active Pending
-
1994
- 1994-11-04 EP EP97109025A patent/EP0806495B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-04 DE DE69419583T patent/DE69419583T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-04 EP EP94117460A patent/EP0656431B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-04 US US08/336,052 patent/US5433170A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-11-04 DE DE69431365T patent/DE69431365D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-25 KR KR1019940031136A patent/KR950015837A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7592641B2 (en) | 2005-06-13 | 2009-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, method for fabricating an electrode, and method for manufacturing a semiconductor device |
| US7993948B2 (en) | 2005-06-13 | 2011-08-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device, method for fabricating an electrode, and method for manufacturing a semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0656431B1 (en) | 1999-07-21 |
| EP0806495B1 (en) | 2002-09-11 |
| DE69419583D1 (de) | 1999-08-26 |
| US5433170A (en) | 1995-07-18 |
| KR950015837A (ko) | 1995-06-17 |
| EP0656431A3 (en) | 1996-05-29 |
| EP0806495A2 (en) | 1997-11-12 |
| EP0656431A2 (en) | 1995-06-07 |
| DE69431365D1 (de) | 2002-10-17 |
| EP0806495A3 (en) | 1998-01-28 |
| DE69419583T2 (de) | 2000-01-20 |
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