JPH07153781A - Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 - Google Patents
Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法Info
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- JPH07153781A JPH07153781A JP32318193A JP32318193A JPH07153781A JP H07153781 A JPH07153781 A JP H07153781A JP 32318193 A JP32318193 A JP 32318193A JP 32318193 A JP32318193 A JP 32318193A JP H07153781 A JPH07153781 A JP H07153781A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来に比べてキャリア濃度が高いｐ型のＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体を成長させる。 【構成】 ＭＢＥ装置において、基板表面にＺｎの分子
線およびＳｅの分子線を照射してｉ型ＺｎＳｅ層９ａを
所定の厚さに成長させた後、Ｚｎの分子線およびＳｅの
分子線の照射を中断する。これと同時に、ｉ型ＺｎＳｅ
層９ａの表面にＮプラズマを照射してこの表面にｐ型不
純物であるＮのδドープ層９ｂを形成する。これらの工
程を必要な回数繰り返すことにより、ｉ型ＺｎＳｅ層９
ａとＮのδドープ層９ｂとが交互に積層された、全体と
してｐ型のＺｎＳｅ層を得る。
−ＶＩ族化合物半導体を成長させる。 【構成】 ＭＢＥ装置において、基板表面にＺｎの分子
線およびＳｅの分子線を照射してｉ型ＺｎＳｅ層９ａを
所定の厚さに成長させた後、Ｚｎの分子線およびＳｅの
分子線の照射を中断する。これと同時に、ｉ型ＺｎＳｅ
層９ａの表面にＮプラズマを照射してこの表面にｐ型不
純物であるＮのδドープ層９ｂを形成する。これらの工
程を必要な回数繰り返すことにより、ｉ型ＺｎＳｅ層９
ａとＮのδドープ層９ｂとが交互に積層された、全体と
してｐ型のＺｎＳｅ層を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法に関し、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた短波長で発光可能な半導体レーザーの製
造に適用して好適なものである。
半導体の成長方法に関し、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた短波長で発光可能な半導体レーザーの製
造に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの記録密度の向上やレ
ーザープリンタの解像度の向上を図るために、短波長で
の発光が可能な半導体レーザーに対する要求が高まって
きており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
ーザープリンタの解像度の向上を図るために、短波長で
の発光が可能な半導体レーザーに対する要求が高まって
きており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
【０００３】このような短波長での発光が可能な半導体
レーザーの作製に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が有望である。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体は、
波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色発光の半導
体レーザーをＧａＡｓ基板上に作製するときのクラッド
層や光導波層の材料に適していることが知られている
（例えば、Electron. Lett. 28(1992)1798）。
レーザーの作製に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が有望である。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体は、
波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色発光の半導
体レーザーをＧａＡｓ基板上に作製するときのクラッド
層や光導波層の材料に適していることが知られている
（例えば、Electron. Lett. 28(1992)1798）。
【０００４】従来、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長
は、もっぱら分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により行
われている。そして、ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
（例えば、ｐ型ＺｎＳｅ）の成長を行う際のｐ型不純物
のドーピング法としては、高周波プラズマ放電により反
応性の高い活性窒素を生成し、この活性窒素を、成長を
行いながらｐ型不純物としてドーピングする方法（以下
「Ｎプラズマドーピング法」という）が主流である。
は、もっぱら分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により行
われている。そして、ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
（例えば、ｐ型ＺｎＳｅ）の成長を行う際のｐ型不純物
のドーピング法としては、高周波プラズマ放電により反
応性の高い活性窒素を生成し、この活性窒素を、成長を
行いながらｐ型不純物としてドーピングする方法（以下
「Ｎプラズマドーピング法」という）が主流である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来のＮプラズマドーピング法を用いて得られるキャリ
ア濃度は〜１０17ｃｍ-3が限界であった。この程度のキ
ャリア濃度では実用上十分とは言えず、キャリア濃度の
より一層の増大が望まれていた。
従来のＮプラズマドーピング法を用いて得られるキャリ
ア濃度は〜１０17ｃｍ-3が限界であった。この程度のキ
ャリア濃度では実用上十分とは言えず、キャリア濃度の
より一層の増大が望まれていた。
【０００６】従って、この発明の目的は、従来に比べて
キャリア濃度が高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
成長させることができるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法を提供することにある。
キャリア濃度が高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
成長させることができるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、気相成長法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を成長させるようにしたＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の成長方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を所定の厚さに成長させた後、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体の成長に用いられるＩＩ族元素およびＶＩ族元素の
原料の供給を中断する第１の工程と、成長されたＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体の表面にｐ型ドーパントを供給して
表面にｐ型不純物のデルタドープ層を形成する第２の工
程とを有し、第１の工程および第２の工程を所定回数繰
り返すようにしたことを特徴とする。
に、この発明は、気相成長法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を成長させるようにしたＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の成長方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体を所定の厚さに成長させた後、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体の成長に用いられるＩＩ族元素およびＶＩ族元素の
原料の供給を中断する第１の工程と、成長されたＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体の表面にｐ型ドーパントを供給して
表面にｐ型不純物のデルタドープ層を形成する第２の工
程とを有し、第１の工程および第２の工程を所定回数繰
り返すようにしたことを特徴とする。
【０００８】ここで、デルタドープ層とは、ディラック
のデルタ関数（δ関数）状のドーピングプロファイルを
有する面状の不純物ドープ層のことを意味する。以下に
おいては、このデルタドープ層のことを単にδドープ層
と言うことがある。
のデルタ関数（δ関数）状のドーピングプロファイルを
有する面状の不純物ドープ層のことを意味する。以下に
おいては、このデルタドープ層のことを単にδドープ層
と言うことがある。
【０００９】この発明においては、第１の工程において
ＩＩ族元素およびＶＩ族元素の原料の供給を中断したと
きに、成長されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面から
ＶＩ族元素が脱離する。
ＩＩ族元素およびＶＩ族元素の原料の供給を中断したと
きに、成長されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面から
ＶＩ族元素が脱離する。
【００１０】この発明において、第１の工程および第２
の工程を所定回数繰り返したときには、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体とｐ型不純物のデルタドープ層とが交互に積
層された構造が形成されるが、そのときの互いに隣接す
る一対のｐ型不純物のデルタドープ層の間のＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の厚さは、好適には、２〜２０原子層分
の厚さに選ばれる。キャリア濃度がより高いｐ型のＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体を得る見地からは、この厚さは可
能な限り小さく選ばれる。
の工程を所定回数繰り返したときには、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体とｐ型不純物のデルタドープ層とが交互に積
層された構造が形成されるが、そのときの互いに隣接す
る一対のｐ型不純物のデルタドープ層の間のＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の厚さは、好適には、２〜２０原子層分
の厚さに選ばれる。キャリア濃度がより高いｐ型のＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体を得る見地からは、この厚さは可
能な限り小さく選ばれる。
【００１１】上記のｐ型不純物としては、Ｎのほか、Ａ
ｓやＰなどのＶ族元素を用いることができる。
ｓやＰなどのＶ族元素を用いることができる。
【００１２】この発明において、気相成長法としては、
具体的には、ＭＢＥ法のほか、有機金属化学気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法を用いることができる。
具体的には、ＭＢＥ法のほか、有機金属化学気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法を用いることができる。
【００１３】この発明において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体は、具体的には、例えば、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、Ｚ
ｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅなどである。
導体は、具体的には、例えば、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、Ｚ
ｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＭｇＳＳｅなどである。
【００１４】
【作用】この発明によるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法によれば、第１の工程においてＩＩ族元素および
ＶＩ族元素の原料の供給を中断したときには、成長され
たＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面からもっぱらＶＩ族
元素が脱離し、第２の工程において成長されたＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の表面にｐ型ドーパントを供給したと
きに上記のＶＩ族元素の脱離により生成された空孔にｐ
型不純物が効率良く取り込まれる。これによって、ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の表面にｐ型不純物のデルタドー
プ層が効率良く形成される。そして、第１の工程および
第２の工程を所定回数繰り返すことにより、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体とｐ型不純物のデルタドープ層とが交互
に積層された、全体としてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体を成長させることができる。この場合、互いに隣接
する一対のｐ型不純物のデルタドープ層の間のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の厚さを十分に小さくすることによ
り、デルタドープ層の不純物原子の面濃度は〜１０13ｃ
ｍ-2と高くすることができることとあいまって、キャリ
ア濃度が例えば〜１０18ｃｍ-3と従来に比べて高いｐ型
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を成長させることができ
る。
長方法によれば、第１の工程においてＩＩ族元素および
ＶＩ族元素の原料の供給を中断したときには、成長され
たＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面からもっぱらＶＩ族
元素が脱離し、第２の工程において成長されたＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の表面にｐ型ドーパントを供給したと
きに上記のＶＩ族元素の脱離により生成された空孔にｐ
型不純物が効率良く取り込まれる。これによって、ＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の表面にｐ型不純物のデルタドー
プ層が効率良く形成される。そして、第１の工程および
第２の工程を所定回数繰り返すことにより、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体とｐ型不純物のデルタドープ層とが交互
に積層された、全体としてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体を成長させることができる。この場合、互いに隣接
する一対のｐ型不純物のデルタドープ層の間のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の厚さを十分に小さくすることによ
り、デルタドープ層の不純物原子の面濃度は〜１０13ｃ
ｍ-2と高くすることができることとあいまって、キャリ
ア濃度が例えば〜１０18ｃｍ-3と従来に比べて高いｐ型
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を成長させることができ
る。
【００１５】
【実施例】以下、この発明を半導体レーザーの製造に適
用した一実施例について図面を参照しながら説明する。
説明の便宜上、この発明の一実施例による方法により製
造された半導体レーザーの構造について最初に説明す
る。
用した一実施例について図面を参照しながら説明する。
説明の便宜上、この発明の一実施例による方法により製
造された半導体レーザーの構造について最初に説明す
る。
【００１６】図１および図２はこの半導体レーザーを示
し、図１はその共振器長方向に垂直な断面図、図２はそ
の共振器長方向に平行な断面図を示す。ここで、この半
導体レーザーは、いわゆるＳＣＨ（Separated Confinem
ent Heterostructure)構造を有するものである。
し、図１はその共振器長方向に垂直な断面図、図２はそ
の共振器長方向に平行な断面図を示す。ここで、この半
導体レーザーは、いわゆるＳＣＨ（Separated Confinem
ent Heterostructure)構造を有するものである。
【００１７】図１および図２に示すように、この半導体
レーザーにおいては、例えばｎ型不純物としてＳｉがド
ープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓ
q Ｓｅ1-q クラッド層３、ｎ型ＺｎＳｅ光導波層４、活
性層５、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp
Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８
およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９が順次積層されてい
る。
レーザーにおいては、例えばｎ型不純物としてＳｉがド
ープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓ
q Ｓｅ1-q クラッド層３、ｎ型ＺｎＳｅ光導波層４、活
性層５、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp
Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８
およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９が順次積層されてい
る。
【００１８】ここで、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｎ型Ｚ
ｎＳｅ光導波層４には、それぞれｎ型不純物として例え
ばＣｌがドープされている。
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｎ型Ｚ
ｎＳｅ光導波層４には、それぞれｎ型不純物として例え
ばＣｌがドープされている。
【００１９】一方、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６およびｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層９はそれぞれｉ型ＺｎＳｅ層とｐ
型不純物としてのＮのδドープ層とを交互に積層した構
造を有し、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
７はｉ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q 層とｐ型不純物と
してのＮのδドープ層とを交互に積層した構造を有し、
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８はｉ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層と
ｐ型不純物としてのＮのδドープ層とを交互に積層した
構造を有する。例えば、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の
構造を詳細に示すと、図３のようになる。すなわち、図
３に示すように、このｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９は、
ｉ型ＺｎＳｅ層９ａとＮのδドープ層９ｂとを交互に積
層した構造を有する。この場合、互いに隣接する一対の
Ｎのδドープ層９ｂの間のｉ型ＺｎＳｅ層９ａの厚さ
は、２〜２０原子層分の厚さに選ばれる。このＮのδド
ープ層９ｂのＮ原子の面濃度は、〜１０13ｃｍ-2とする
ことができる。従って、Ｎの活性化率が例えば〜１０％
であるとしても、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の平均キ
ャリア濃度（体積濃度）として、〜２．７×１０18ｃｍ
-3を得ることができる。
ＺｎＳｅコンタクト層９はそれぞれｉ型ＺｎＳｅ層とｐ
型不純物としてのＮのδドープ層とを交互に積層した構
造を有し、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
７はｉ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q 層とｐ型不純物と
してのＮのδドープ層とを交互に積層した構造を有し、
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８はｉ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層と
ｐ型不純物としてのＮのδドープ層とを交互に積層した
構造を有する。例えば、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の
構造を詳細に示すと、図３のようになる。すなわち、図
３に示すように、このｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９は、
ｉ型ＺｎＳｅ層９ａとＮのδドープ層９ｂとを交互に積
層した構造を有する。この場合、互いに隣接する一対の
Ｎのδドープ層９ｂの間のｉ型ＺｎＳｅ層９ａの厚さ
は、２〜２０原子層分の厚さに選ばれる。このＮのδド
ープ層９ｂのＮ原子の面濃度は、〜１０13ｃｍ-2とする
ことができる。従って、Ｎの活性化率が例えば〜１０％
であるとしても、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の平均キ
ャリア濃度（体積濃度）として、〜２．７×１０18ｃｍ
-3を得ることができる。
【００２０】この場合、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９お
よびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部はストライプ形
状にパターニングされている。このストライプ部の幅は
例えば５μｍである。
よびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部はストライプ形
状にパターニングされている。このストライプ部の幅は
例えば５μｍである。
【００２１】さらに、上述のストライプ部以外の部分の
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８上には、例えば厚さが３００
ｎｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜から成る絶縁層１０が
形成されている。そして、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層９および絶縁層１０上にｐ側電極１１が
形成されている。このｐ側電極１１がｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９とコンタクトした部分が電流の通路となる。
ここで、このｐ側電極１１としては、例えば、厚さが１
０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ膜と厚さが３
００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造のＡｕ／Ｐｔ／
Ｐｄ電極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面には、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極１２がコンタ
クトしている。
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８上には、例えば厚さが３００
ｎｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜から成る絶縁層１０が
形成されている。そして、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層９および絶縁層１０上にｐ側電極１１が
形成されている。このｐ側電極１１がｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９とコンタクトした部分が電流の通路となる。
ここで、このｐ側電極１１としては、例えば、厚さが１
０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ膜と厚さが３
００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造のＡｕ／Ｐｔ／
Ｐｄ電極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面には、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極１２がコンタ
クトしている。
【００２２】この半導体レーザーにおいては、いわゆる
端面コーティングが施されている。すなわち、図２に示
すように、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されるフロント側の端面には厚さ
７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１
４とから成る多層膜がコーティングされ、共振器長方向
に垂直な一対の共振器端面のうちレーザー光が取り出さ
れないリア側の端面には厚さ７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１
３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１４とを２周期積層した多層
膜がコーティングされている。ここで、Ａｌ2 Ｏ3 膜１
３とＳｉ膜１４とから成る多層膜の厚さは、それに屈折
率をかけた光学的距離が、レーザー光の発振波長の１／
４に等しくなるように選ばれている（ここでは、発振波
長が５２３．５ｎｍである場合を考えている）。この場
合、フロント側の端面の反射率は７０％であり、リア側
の端面の反射率は９５％である。
端面コーティングが施されている。すなわち、図２に示
すように、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されるフロント側の端面には厚さ
７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１
４とから成る多層膜がコーティングされ、共振器長方向
に垂直な一対の共振器端面のうちレーザー光が取り出さ
れないリア側の端面には厚さ７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１
３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１４とを２周期積層した多層
膜がコーティングされている。ここで、Ａｌ2 Ｏ3 膜１
３とＳｉ膜１４とから成る多層膜の厚さは、それに屈折
率をかけた光学的距離が、レーザー光の発振波長の１／
４に等しくなるように選ばれている（ここでは、発振波
長が５２３．５ｎｍである場合を考えている）。この場
合、フロント側の端面の反射率は７０％であり、リア側
の端面の反射率は９５％である。
【００２３】活性層５は好適には厚さが２〜２０ｎｍ、
例えば厚さが９ｎｍのｉ型Ｚｎ1-zＣｄz Ｓｅ量子井戸
層から成る単一量子井戸構造を有する。この場合、ｎ型
ＺｎＳｅ光導波層４およびｐ型ＺｎＳｅ光導波層６が障
壁層を構成する。
例えば厚さが９ｎｍのｉ型Ｚｎ1-zＣｄz Ｓｅ量子井戸
層から成る単一量子井戸構造を有する。この場合、ｎ型
ＺｎＳｅ光導波層４およびｐ型ＺｎＳｅ光導波層６が障
壁層を構成する。
【００２４】ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q クラッド層
７のＭｇ組成比ｐは例えば０．０９、またＳ組成比ｑは
例えば０．１８であり、そのときのバンドギャップＥg
は７７Ｋで約２．９４ｅＶである。これらのＭｇ組成比
ｐ＝０．０９およびＳ組成比ｑ＝０．１８を有するｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７はＧａＡｓと格
子整合する。また、活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層のＣｄ組成比ｚは例えば０．１９で
あり、そのときのバンドギャップＥg は７７Ｋで約２．
５４ｅＶである。この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓ
ｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７と活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層との間のバンドギャップＥg の差Δ
Ｅg は０．４０ｅＶである。なお、室温でのバンドギャ
ップＥg の値は、７７ＫでのバンドギャップＥg の値か
ら０．１ｅＶを引くことにより求めることができる。
層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q クラッド層
７のＭｇ組成比ｐは例えば０．０９、またＳ組成比ｑは
例えば０．１８であり、そのときのバンドギャップＥg
は７７Ｋで約２．９４ｅＶである。これらのＭｇ組成比
ｐ＝０．０９およびＳ組成比ｑ＝０．１８を有するｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７はＧａＡｓと格
子整合する。また、活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層のＣｄ組成比ｚは例えば０．１９で
あり、そのときのバンドギャップＥg は７７Ｋで約２．
５４ｅＶである。この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓ
ｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７と活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層との間のバンドギャップＥg の差Δ
Ｅg は０．４０ｅＶである。なお、室温でのバンドギャ
ップＥg の値は、７７ＫでのバンドギャップＥg の値か
ら０．１ｅＶを引くことにより求めることができる。
【００２５】この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層３の厚さは例えば１．５μｍ、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅ光導波層４の厚さは例えば８０ｎｍ、ｐ型ＺｎＳｅ
光導波層６の厚さは例えば８０ｎｍ、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇ
p Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７の厚さは例えば０．８μ
ｍ、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さは例えば０．８μ
ｍ、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の厚さは例えば４５ｎ
ｍである。
1-q クラッド層３の厚さは例えば１．５μｍ、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅ光導波層４の厚さは例えば８０ｎｍ、ｐ型ＺｎＳｅ
光導波層６の厚さは例えば８０ｎｍ、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇ
p Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７の厚さは例えば０．８μ
ｍ、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さは例えば０．８μ
ｍ、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の厚さは例えば４５ｎ
ｍである。
【００２６】また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２の厚さ
は、ＺｎＳｅとＧａＡｓとの間にはわずかではあるが格
子不整合が存在することから、この格子不整合に起因し
てこのｎ型ＺｎＳｅバッファ層２およびその上の各層の
エピタキシャル成長時に転位が発生するのを防止するた
めに、ＺｎＳｅの臨界膜厚（〜１００ｎｍ）よりも十分
に小さく選ばれるが、ここでは例えば３３ｎｍに選ばれ
る。
は、ＺｎＳｅとＧａＡｓとの間にはわずかではあるが格
子不整合が存在することから、この格子不整合に起因し
てこのｎ型ＺｎＳｅバッファ層２およびその上の各層の
エピタキシャル成長時に転位が発生するのを防止するた
めに、ＺｎＳｅの臨界膜厚（〜１００ｎｍ）よりも十分
に小さく選ばれるが、ここでは例えば３３ｎｍに選ばれ
る。
【００２７】この半導体レーザーの共振器長Ｌは例えば
６４０μｍに選ばれ、この共振器長方向に垂直な方向の
幅は例えば４００μｍに選ばれる。
６４０μｍに選ばれ、この共振器長方向に垂直な方向の
幅は例えば４００μｍに選ばれる。
【００２８】なお、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q ク
ラッド層７上に積層されたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８
は、場合に応じて、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q ク
ラッド層７に加えた第２のｐ型クラッド層としての機
能、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との
格子整合をとる機能、ヒートシンク上へのレーザーチッ
プのマウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上
がりによる短絡を防止するためのスペーサ層としての機
能などのうちの一または二以上の機能を有する。ｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７のＭｇ組成比ｐ
およびＳ組成比ｑとの兼ね合いもあるが、このｐ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層８のＳ組成比ｖは、０＜ｖ≦０．１、好
ましくは０．０６≦ｖ≦０．０８の範囲内に選ばれ、特
に、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との
格子整合をとるために最適なＳ組成比ｖは０．０６であ
る。
ラッド層７上に積層されたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８
は、場合に応じて、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q ク
ラッド層７に加えた第２のｐ型クラッド層としての機
能、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との
格子整合をとる機能、ヒートシンク上へのレーザーチッ
プのマウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上
がりによる短絡を防止するためのスペーサ層としての機
能などのうちの一または二以上の機能を有する。ｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７のＭｇ組成比ｐ
およびＳ組成比ｑとの兼ね合いもあるが、このｐ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層８のＳ組成比ｖは、０＜ｖ≦０．１、好
ましくは０．０６≦ｖ≦０．０８の範囲内に選ばれ、特
に、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との
格子整合をとるために最適なＳ組成比ｖは０．０６であ
る。
【００２９】次に、上述のように構成された図１および
図２に示す半導体レーザーの製造方法について説明す
る。
図２に示す半導体レーザーの製造方法について説明す
る。
【００３０】図４はこの一実施例による半導体レーザー
の製造方法において、レーザー構造を形成する各層をエ
ピタキシャル成長させるのに使用されるＭＢＥ装置を示
す。図４に示すように、このＭＢＥ装置は、ゲートバル
ブ５１を介して取り付けられた超高真空排気装置５２に
より超高真空に排気可能な成長室５３内に、複数の分子
線源（Ｋセル）５４と、エピタキシャル成長を行うべき
基板を保持する基板ホルダー５５と、電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ）プラズマセル５６とを備えている。複
数の分子線源５４のうちには、レーザー構造を形成する
各層の成長に必要なＩＩ族元素およびＶＩ族元素を供給
する分子線源が含まれている。
の製造方法において、レーザー構造を形成する各層をエ
ピタキシャル成長させるのに使用されるＭＢＥ装置を示
す。図４に示すように、このＭＢＥ装置は、ゲートバル
ブ５１を介して取り付けられた超高真空排気装置５２に
より超高真空に排気可能な成長室５３内に、複数の分子
線源（Ｋセル）５４と、エピタキシャル成長を行うべき
基板を保持する基板ホルダー５５と、電子サイクロトロ
ン共鳴（ＥＣＲ）プラズマセル５６とを備えている。複
数の分子線源５４のうちには、レーザー構造を形成する
各層の成長に必要なＩＩ族元素およびＶＩ族元素を供給
する分子線源が含まれている。
【００３１】この一実施例において、図１および図２に
示す半導体レーザーを製造するためには、まず、図４に
示すＭＢＥ装置の成長室５３内の基板ホルダー５５にｎ
型ＧａＡｓ基板１を装着し、このｎ型ＧａＡｓ基板１を
成長温度に比べて十分に高い温度、例えば５８０℃に加
熱して表面の清浄化を行った後、このｎ型ＧａＡｓ基板
１を所定のエピタキシャル成長温度、好ましくは２５０
〜３００℃の範囲内の温度、より好ましくは２８０〜３
００℃の範囲内の温度、具体的には例えば２９５℃に下
げてエピタキシャル成長を開始する。すなわち、図１お
よび図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、後述
のような成長原料を用いたＭＢＥ法により、ｎ型ＺｎＳ
ｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラ
ッド層３、ｎ型ＺｎＳｅ光導波層４、ｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄ
z Ｓｅ量子井戸層から成る活性層５、ｐ型ＺｎＳｅ光導
波層６、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
７、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９を順次エピタキシャル成長させる。
示す半導体レーザーを製造するためには、まず、図４に
示すＭＢＥ装置の成長室５３内の基板ホルダー５５にｎ
型ＧａＡｓ基板１を装着し、このｎ型ＧａＡｓ基板１を
成長温度に比べて十分に高い温度、例えば５８０℃に加
熱して表面の清浄化を行った後、このｎ型ＧａＡｓ基板
１を所定のエピタキシャル成長温度、好ましくは２５０
〜３００℃の範囲内の温度、より好ましくは２８０〜３
００℃の範囲内の温度、具体的には例えば２９５℃に下
げてエピタキシャル成長を開始する。すなわち、図１お
よび図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、後述
のような成長原料を用いたＭＢＥ法により、ｎ型ＺｎＳ
ｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラ
ッド層３、ｎ型ＺｎＳｅ光導波層４、ｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄ
z Ｓｅ量子井戸層から成る活性層５、ｐ型ＺｎＳｅ光導
波層６、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
７、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９を順次エピタキシャル成長させる。
【００３２】この場合、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６および
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のエピタキシャル成長の際
にはｉ型ＺｎＳｅ層とＮのδドープ層とを交互に積層
し、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７のエ
ピタキシャル成長の際にはｉ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q 層とＮのδドープ層とを交互に積層し、ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８のエピタキシャル成長の際にはｉ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層とＮのδドープ層とを交互に積層する。
例えば、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の成長方法を詳細
に説明すると、以下の通りである。
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のエピタキシャル成長の際
にはｉ型ＺｎＳｅ層とＮのδドープ層とを交互に積層
し、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７のエ
ピタキシャル成長の際にはｉ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q 層とＮのδドープ層とを交互に積層し、ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８のエピタキシャル成長の際にはｉ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層とＮのδドープ層とを交互に積層する。
例えば、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の成長方法を詳細
に説明すると、以下の通りである。
【００３３】すなわち、図５Ａに示すように、ｐ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層８をエピタキシャル成長させた後、この
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の表面にＺｎの分子線および
Ｓｅの分子線を照射してｉ型ＺｎＳｅ層９ａを所定の厚
さに成長させる。
Ｓv Ｓｅ1-v 層８をエピタキシャル成長させた後、この
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の表面にＺｎの分子線および
Ｓｅの分子線を照射してｉ型ＺｎＳｅ層９ａを所定の厚
さに成長させる。
【００３４】このようにして所定の厚さのｉ型ＺｎＳｅ
層９ａが成長された時点でＺｎの分子線およびＳｅの分
子線をシャッターで遮断し、これらのＺｎの分子線およ
びＳｅの分子線がｉ型ＺｎＳｅ層９ａの表面に照射され
ないようにする。これによって、ｉ型ＺｎＳｅ層９ａの
成長は停止する。これと同時に、ＥＣＲプラズマセル５
６（図４）のシャッターを開けてｉ型ＺｎＳｅ層９ａの
表面にＮプラズマを照射する。この場合、上述のように
してＺｎの供給およびＳｅの供給が中断されたときに
は、図５Ｂに示すように、ｉ型ＺｎＳｅ層９ａの表面か
らＶＩ族元素であるＳｅの脱離が促進される。そして、
このＳｅの脱離により生成された空孔にＮが効率良く取
り込まれる。これによって、図５Ｃに示すように、ｉ型
ＺｎＳｅ層９ａの表面にＮのδドープ層９ｂが効率良く
形成される。
層９ａが成長された時点でＺｎの分子線およびＳｅの分
子線をシャッターで遮断し、これらのＺｎの分子線およ
びＳｅの分子線がｉ型ＺｎＳｅ層９ａの表面に照射され
ないようにする。これによって、ｉ型ＺｎＳｅ層９ａの
成長は停止する。これと同時に、ＥＣＲプラズマセル５
６（図４）のシャッターを開けてｉ型ＺｎＳｅ層９ａの
表面にＮプラズマを照射する。この場合、上述のように
してＺｎの供給およびＳｅの供給が中断されたときに
は、図５Ｂに示すように、ｉ型ＺｎＳｅ層９ａの表面か
らＶＩ族元素であるＳｅの脱離が促進される。そして、
このＳｅの脱離により生成された空孔にＮが効率良く取
り込まれる。これによって、図５Ｃに示すように、ｉ型
ＺｎＳｅ層９ａの表面にＮのδドープ層９ｂが効率良く
形成される。
【００３５】次に、ＥＣＲプラズマセル５６のシャッタ
ーを閉じてＮプラズマの照射を中断した後、上述と同様
にしてｉ型ＺｎＳｅ層９ａおよびＮのδドープ層９ｂの
形成を必要な回数だけ繰り返し行って、ｐ型ＺｎＳｅコ
ンタクト層９を得る。
ーを閉じてＮプラズマの照射を中断した後、上述と同様
にしてｉ型ＺｎＳｅ層９ａおよびＮのδドープ層９ｂの
形成を必要な回数だけ繰り返し行って、ｐ型ＺｎＳｅコ
ンタクト層９を得る。
【００３６】ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍ
ｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７およびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ
1-v 層８も、上述と同様にして成長させることができ
る。
ｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７およびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ
1-v 層８も、上述と同様にして成長させることができ
る。
【００３７】なお、上述のＭＢＥ法によるエピタキシャ
ル成長においては、Ｚｎ原料としては純度９９．９９９
９％のＺｎを用い、Ｍｇ原料としては純度９９．９％の
Ｍｇを用い、Ｓ原料としては９９．９９９９％のＺｎＳ
を用い、Ｓｅ原料としては純度９９．９９９９％のＳｅ
を用いる。また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｎ型ＺｎＳ
ｅ光導波層４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピング
は、例えば純度９９．９９９９％のＺｎＣｌ2 をドーパ
ントとして用いて行う。
ル成長においては、Ｚｎ原料としては純度９９．９９９
９％のＺｎを用い、Ｍｇ原料としては純度９９．９％の
Ｍｇを用い、Ｓ原料としては９９．９９９９％のＺｎＳ
を用い、Ｓｅ原料としては純度９９．９９９９％のＳｅ
を用いる。また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｎ型ＺｎＳ
ｅ光導波層４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピング
は、例えば純度９９．９９９９％のＺｎＣｌ2 をドーパ
ントとして用いて行う。
【００３８】次に、上述のようにして成長されたｐ型Ｚ
ｎＳｅコンタクト層９上に所定幅のストライプ形状のレ
ジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジス
トパターンをマスクとして、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８
の厚さ方向の途中までウエットエッチング法によりエッ
チングする。これによって、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層
９およびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部がストライ
プ形状にパターニングされる。
ｎＳｅコンタクト層９上に所定幅のストライプ形状のレ
ジストパターン（図示せず）を形成した後、このレジス
トパターンをマスクとして、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８
の厚さ方向の途中までウエットエッチング法によりエッ
チングする。これによって、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層
９およびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部がストライ
プ形状にパターニングされる。
【００３９】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面にＡｌ2Ｏ3 膜を真空蒸着し
た後、このレジストパターンを、その上に形成されたＡ
ｌ2Ｏ3 膜とともに除去する（リフトオフ）。これによ
って、ストライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v
層８上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜から成る絶縁層１０が形成さ
れる。
パターンを残したまま全面にＡｌ2Ｏ3 膜を真空蒸着し
た後、このレジストパターンを、その上に形成されたＡ
ｌ2Ｏ3 膜とともに除去する（リフトオフ）。これによ
って、ストライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v
層８上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜から成る絶縁層１０が形成さ
れる。
【００４０】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９および絶縁層１０の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜お
よびＡｕ膜を順次真空蒸着してＡｕ／Ｐｔ／Ｐｄ電極か
ら成るｐ側電極１１を形成し、その後必要に応じて熱処
理を行って、このｐ側電極１１をｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層９にオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面にはＩｎ電極のようなｎ側電極１２を
形成する。
タクト層９および絶縁層１０の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜お
よびＡｕ膜を順次真空蒸着してＡｕ／Ｐｔ／Ｐｄ電極か
ら成るｐ側電極１１を形成し、その後必要に応じて熱処
理を行って、このｐ側電極１１をｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層９にオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面にはＩｎ電極のようなｎ側電極１２を
形成する。
【００４１】この後、以上のようにしてレーザー構造が
形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば幅６４０μｍの
バー状に劈開して両共振器端面を形成した後、真空蒸着
法により、フロント側の端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ
膜１４とから成る多層膜を形成するとともに、リア側の
端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ膜１４とを２周期繰り返
した多層膜を形成する。このように端面コーティングを
施した後、このバーを例えば幅４００μｍに劈開してチ
ップ化し、パッケージングを行う。
形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば幅６４０μｍの
バー状に劈開して両共振器端面を形成した後、真空蒸着
法により、フロント側の端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ
膜１４とから成る多層膜を形成するとともに、リア側の
端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ膜１４とを２周期繰り返
した多層膜を形成する。このように端面コーティングを
施した後、このバーを例えば幅４００μｍに劈開してチ
ップ化し、パッケージングを行う。
【００４２】以上のように、この一実施例によれば、ｐ
型ＺｎＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層
９はｉ型ＺｎＳｅ層とＮのδドープ層とを交互に積層す
ることにより形成し、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q
クラッド層７はｉ型Ｚｎ1-pＭｇp Ｓq Ｓｅ1-q 層とＮ
のδドープ層とを交互に積層することにより形成し、ｐ
型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８はｉ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層とＮ
のδドープ層とを交互に積層することにより形成してい
るので、これらのｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のキャリ
ア濃度を、例えば〜１０18ｃｍ-3と、従来のＮプラズマ
ドーピング法で得られるキャリア濃度に比べて極めて高
くすることができる。そして、特に、ｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９のキャリア濃度の増大により、このｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層９にｐ側電極１１をオーミックコンタ
クトさせやすくなる。
型ＺｎＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層
９はｉ型ＺｎＳｅ層とＮのδドープ層とを交互に積層す
ることにより形成し、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q
クラッド層７はｉ型Ｚｎ1-pＭｇp Ｓq Ｓｅ1-q 層とＮ
のδドープ層とを交互に積層することにより形成し、ｐ
型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８はｉ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層とＮ
のδドープ層とを交互に積層することにより形成してい
るので、これらのｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のキャリ
ア濃度を、例えば〜１０18ｃｍ-3と、従来のＮプラズマ
ドーピング法で得られるキャリア濃度に比べて極めて高
くすることができる。そして、特に、ｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９のキャリア濃度の増大により、このｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層９にｐ側電極１１をオーミックコンタ
クトさせやすくなる。
【００４３】この一実施例によれば、短波長で発光可能
な半導体レーザーを実現することが可能である。より具
体的には、例えば、室温において波長５２３．５ｎｍで
連続発振可能な緑色発光の半導体レーザーを実現するこ
とが可能である。また、レーザー発振に必要な印加電圧
の低減を図ることも可能である。
な半導体レーザーを実現することが可能である。より具
体的には、例えば、室温において波長５２３．５ｎｍで
連続発振可能な緑色発光の半導体レーザーを実現するこ
とが可能である。また、レーザー発振に必要な印加電圧
の低減を図ることも可能である。
【００４４】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
【００４５】例えば、上述の一実施例においては、ＳＣ
Ｈ構造を有する半導体レーザーの製造にこの発明を適用
した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造
（Double Heterostructure）を有する半導体レーザーの
製造に適用することも可能である。また、この発明は、
半導体レーザーばかりでなく、発光ダイオードの製造に
適用することも可能である。より一般的には、この発明
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた各種の半導体装
置の製造に適用することが可能である。
Ｈ構造を有する半導体レーザーの製造にこの発明を適用
した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造
（Double Heterostructure）を有する半導体レーザーの
製造に適用することも可能である。また、この発明は、
半導体レーザーばかりでなく、発光ダイオードの製造に
適用することも可能である。より一般的には、この発明
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた各種の半導体装
置の製造に適用することが可能である。
【００４６】なお、上述の一実施例においては、化合物
半導体基板としてＧａＡｓ基板を用いているが、この化
合物半導体基板としては、例えばＧａＰ基板などを用い
てもよい。
半導体基板としてＧａＡｓ基板を用いているが、この化
合物半導体基板としては、例えばＧａＰ基板などを用い
てもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体とｐ型不純物のデルタド
ープ層とを交互に積層することができることにより、従
来に比べてキャリア濃度が高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を成長させることができる。
ば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体とｐ型不純物のデルタド
ープ層とを交互に積層することができることにより、従
来に比べてキャリア濃度が高いｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を成長させることができる。
【図１】この発明の一実施例により製造された半導体レ
ーザーの共振器長方向に垂直な断面図である。
ーザーの共振器長方向に垂直な断面図である。
【図２】この発明の一実施例により製造された半導体レ
ーザーの共振器長方向に平行な断面図である。
ーザーの共振器長方向に平行な断面図である。
【図３】この発明の一実施例により製造された半導体レ
ーザーのｐ型ＺｎＳｅコンタクト層の構造の詳細を示す
部分拡大断面図である。
ーザーのｐ型ＺｎＳｅコンタクト層の構造の詳細を示す
部分拡大断面図である。
【図４】この発明の一実施例において半導体レーザーの
製造に用いられるＭＢＥ装置の一例を示す略線図であ
る。
製造に用いられるＭＢＥ装置の一例を示す略線図であ
る。
【図５】この発明の一実施例による半導体レーザーの製
造方法を説明するための断面図である。
造方法を説明するための断面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ３ ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層 ４ ｎ型ＺｎＳｅ光導波層 ５ 活性層 ６ ｐ型ＺｎＳｅ光導波層 ７ ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層 ８ ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層 ９ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層 ９ａ ｉ型ＺｎＳｅ層 ９ｂ Ｎのδドープ層 １０ 絶縁層 １１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極 ５３ 成長室 ５４ 分子線源 ５６ ＥＣＲプラズマセル
Claims (5)
- 【請求項１】 気相成長法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体を成長させるようにしたＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法において、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を所定の厚さに成長させ
た後、上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長に用いられ
るＩＩ族元素およびＶＩ族元素の原料の供給を中断する
第１の工程と、 上記成長された上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面に
ｐ型ドーパントを供給して上記表面にｐ型不純物のデル
タドープ層を形成する第２の工程とを有し、 上記第１の工程および上記第２の工程を所定回数繰り返
すようにしたことを特徴とするＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体の成長方法。 - 【請求項２】 上記第１の工程において上記ＩＩ族元素
およびＶＩ族元素の原料の供給を中断したときに、上記
成長された上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の表面から上
記ＶＩ族元素が脱離することを特徴とする請求項１記載
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項３】 互いに隣接する一対の上記ｐ型不純物の
デルタドープ層の間の上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の
厚さは２〜２０原子層分の厚さであることを特徴とする
請求項１または２記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法。 - 【請求項４】 上記気相成長法は分子線エピタキシー法
または有機金属化学気相成長法であることを特徴とする
請求項１、２または３記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の成長方法。 - 【請求項５】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体はＺｎＳ
ｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅまたはＺｎＭ
ｇＳＳｅであることを特徴とする請求項１、２、３また
は４記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32318193A JPH07153781A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32318193A JPH07153781A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07153781A true JPH07153781A (ja) | 1995-06-16 |
Family
ID=18151975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32318193A Pending JPH07153781A (ja) | 1993-11-29 | 1993-11-29 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07153781A (ja) |
-
1993
- 1993-11-29 JP JP32318193A patent/JPH07153781A/ja active Pending
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