JPH07235731A - Manufacture of compound semiconductor device - Google Patents

Manufacture of compound semiconductor device

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JPH07235731A
JPH07235731A JP2576294A JP2576294A JPH07235731A JP H07235731 A JPH07235731 A JP H07235731A JP 2576294 A JP2576294 A JP 2576294A JP 2576294 A JP2576294 A JP 2576294A JP H07235731 A JPH07235731 A JP H07235731A
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JP
Japan
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group
compound semiconductor
semiconductor
mask
region
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Withdrawn
Application number
JP2576294A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Sugiura
勝己 杉浦
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07235731A publication Critical patent/JPH07235731A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To selectively form a high-resistance areas on the surface of II-VI or III-V compound semiconductor by a simple process. CONSTITUTION:The manufacture of a compound semiconductor device has a process of demarcating a high-resistance area 3 and providing a mask 2 which absorbs group II or III elements, which form the compound semiconductor, at the time of heat treatment on the surface of semiconductor 4, and a process of heattreating the semiconductor 4 in the atmosphere that contains group If or III elements and selectively forming the high-resistance area 3 directly under the mask 2 of the semiconductor 4 by the external diffusion of such elements in the semiconductor 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は,II-VI 族又はIII-V 族
化合物半導体装置の製造方法に関し,特に化合物半導体
表面に選択的に高抵抗領域を形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a II-VI group or III-V group compound semiconductor device, and more particularly to a method for selectively forming a high resistance region on a compound semiconductor surface.

【0002】Znを含むII-VI 族化合物半導体は青色発
光の半導体レーザ等の発光素子に,又III-V 族化合物半
導体は可視光から赤外光にいたる半導体レーザ等の発光
素子に多く利用されている。
II-VI group compound semiconductors containing Zn are often used for light-emitting devices such as blue-emitting semiconductor lasers, and III-V group compound semiconductors are often used for light-emitting devices such as semiconductor lasers from visible light to infrared light. ing.

【0003】これらの素子の製造において,素子分離領
域又は電流経路を制限する電流狭窄部を作製するため,
化合物半導体の表面に高抵抗領域を形成する必要が頻繁
に生ずる。
In the manufacture of these elements, in order to produce a current constriction portion that limits an element isolation region or a current path,
It is often necessary to form a high resistance region on the surface of a compound semiconductor.

【0004】このため,II-VI 族又はIII-V 族化合物半
導体表面に,高抵抗領域を簡易に形成する方法が要望さ
れている。
Therefore, there is a demand for a method of easily forming a high resistance region on the surface of a II-VI group or III-V group compound semiconductor.

【0005】[0005]

【従来の技術】従来,化合物半導体表面に高抵抗領域を
形成する方法として,半導体表面にメサを形成し,この
メサを高抵抗層で埋め込む方法,半導体表面に溝を堀
り,これを絶縁物で埋め込む方法,半導体表面から酸素
イオンを注入して高抵抗層を形成する方法が知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming a high resistance region on the surface of a compound semiconductor, a method of forming a mesa on the semiconductor surface and embedding the mesa with a high resistance layer, a groove is formed on the semiconductor surface There is known a method of burying with, and a method of implanting oxygen ions from the semiconductor surface to form a high resistance layer.

【0006】しかし,これらは半導体表面の加工及び埋
込み工程を必要とするため工程が複雑になる,あるいは
高価な装置を必要とするという問題があった。このた
め,表面に絶縁層のパターンを設けて,これを高抵抗領
域として利用する方法がしばしば用いられている。以
下,絶縁層を電流狭窄層として利用する半導体装置の製
造について,ストライプ型のII-V族DH(ダブルヘテロ
構造)半導体レーザの製造を参照して説明する。
However, these methods have the problems that the process is complicated and the expensive device is required because the process and the embedding process of the semiconductor surface are required. For this reason, a method of providing an insulating layer pattern on the surface and using this as a high resistance region is often used. Hereinafter, manufacturing of a semiconductor device using the insulating layer as a current confinement layer will be described with reference to manufacturing of a stripe type II-V group DH (double hetero structure) semiconductor laser.

【0007】図3は従来例断面工程図であり,ストライ
プ型DH半導体レーザの製作過程を表している。先ず,
図3(a)を参照して,p型GaAs基板1上に,p型
ZnSSeからなるクラッド層5,CdZnSeからな
る活性層,及び上層のクラッド層としてn型ZnSSe
からなる導電性半導体層7を,分子線エピタキシャル法
により順次堆積する。
FIG. 3 is a cross-sectional process diagram of a conventional example, showing a manufacturing process of a stripe type DH semiconductor laser. First,
Referring to FIG. 3A, on the p-type GaAs substrate 1, a clad layer made of p-type ZnSSe 5, an active layer made of CdZnSe, and an n-type ZnSSe as an upper clad layer.
The conductive semiconductor layer 7 made of is sequentially deposited by the molecular beam epitaxial method.

【0008】次いで,図3(b)を参照して,導電性半
導体層7上にCVD法によりシリコン窒化膜からなる絶
縁層31を堆積し,続いて,その絶縁層31に発光領域
6aを画定するストライプ状の開口31aを開設する。
Next, referring to FIG. 3B, an insulating layer 31 made of a silicon nitride film is deposited on the conductive semiconductor layer 7 by the CVD method, and subsequently, the light emitting region 6a is defined in the insulating layer 31. A striped opening 31a is opened.

【0009】次いで,基板1上面及び基板1下面に導電
膜を堆積し,電極8,9とすることで,半導体レーザが
製造される。この半導体レーザの上部電極8から下部電
極9へ流れる電流は,絶縁層31により阻止され,開口
31aにのみ流れる。従って,絶縁層31は開口31直
下の発光領域6aに電流を集中する電流狭窄部10とし
て作用する。
Then, a conductive film is deposited on the upper surface of the substrate 1 and the lower surface of the substrate 1 to form the electrodes 8 and 9, whereby a semiconductor laser is manufactured. The current flowing from the upper electrode 8 to the lower electrode 9 of this semiconductor laser is blocked by the insulating layer 31 and flows only through the opening 31a. Therefore, the insulating layer 31 acts as the current confinement portion 10 that concentrates the current in the light emitting region 6a immediately below the opening 31.

【0010】しかし,かかる方法で製造された半導体レ
ーザでは,絶縁層31の開口31aは活性層6上に堆積
された導電性半導体層7の表面に設けられるため,開口
31aと活性層6との距離が大きい。このため,開口3
1で狭窄した電流を有効に発光領域6aに集中すること
ができない。
However, in the semiconductor laser manufactured by such a method, the opening 31a of the insulating layer 31 is provided on the surface of the conductive semiconductor layer 7 deposited on the active layer 6, so that the opening 31a and the active layer 6 are separated from each other. The distance is large. Therefore, opening 3
The current confined by 1 cannot be effectively concentrated in the light emitting region 6a.

【0011】さらに,半導体の表面上に形成した絶縁層
では,素子形成領域を十分に分離することが難しい。
Further, it is difficult to sufficiently separate the element forming region with the insulating layer formed on the surface of the semiconductor.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したように,化合
物半導体の表面に高抵抗領域を形成するための従来のメ
サの埋込み,又は酸素のイオン注入による方法では,複
雑な工程を必要とする又は高価な装置を必要とするとい
う欠点がある。
As described above, the conventional method of embedding a mesa or oxygen ion implantation for forming a high resistance region on the surface of a compound semiconductor requires complicated steps or It has the disadvantage of requiring expensive equipment.

【0013】他方,化合物半導体表面に電流狭窄部を形
成する方法では,狭窄した電流を有効に発光領域に集中
することができないという問題がある。また,表面の絶
縁層では,十分な素子分離が難しい。
On the other hand, the method of forming the current constriction portion on the surface of the compound semiconductor has a problem that the confined current cannot be effectively concentrated in the light emitting region. In addition, it is difficult to achieve sufficient element isolation with the surface insulating layer.

【0014】本発明は,化合物半導体表面にマスクを形
成して熱処理することにより,化合物半導体の所定の領
域に選択的に高抵抗領域を形成するもので,簡便に化合
物半導体表面に埋め込まれた高抵抗領域を形成する化合
物半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, a high resistance region is selectively formed in a predetermined region of a compound semiconductor by forming a mask on the surface of the compound semiconductor and performing heat treatment. An object is to provide a method for manufacturing a compound semiconductor device in which a resistance region is formed.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の第一実施
例断面工程図であり,素子分離のための高抵抗領域の形
成工程を表している。図2は本発明の第二実施例断面工
程図であり,ストライプ型DH半導体レーザの製作過程
を表している。
FIG. 1 is a sectional process drawing of a first embodiment of the present invention, showing a forming process of a high resistance region for element isolation. FIG. 2 is a sectional process drawing of the second embodiment of the present invention, which shows a manufacturing process of a stripe type DH semiconductor laser.

【0016】上記課題を解決するための本発明の第一の
構成は,図1及び図2を参照して,n型II-VI 族化合物
半導体4表面に,熱処理時に拡散する該II-VI 族化合物
半導体4中のII族元素のうち少なくとも1種を吸収する
マスク2を設ける工程と,次いで,該II族元素の少なく
とも1 種を含む雰囲気中で熱処理して,該マスク2下の
領域の該II-VI 族化合物半導体4中に選択的に高抵抗領
域3を形成する工程とを有することを特徴として構成
し,及び,第二の構成は,n型II-VI 族化合物半導体4
表面に,熱処理時に拡散する該II-VI 族化合物半導体4
中のII族元素のうち少なくとも1種を吸収するマスク2
を設ける工程と,次いで,該II族元素の少なくとも1 種
を含むソース基板21を,該マスク2上に配置する工程
と,次いで,熱処理して,該マスク2下の領域の該II-V
I 族化合物半導体4中に選択的に高抵抗領域3を形成す
る工程とを有することを特徴として構成し,及び,第三
の構成は,前記n型II-VI 族化合物半導体4は,Zn,
Mg及びMnから選択された1種又は2種以上のII族元
素を含むことを特徴とする第一又は第二の構成の化合物
半導体装置の製造方法として構成し,及び,第四の構成
は,p型III-V 族化合物半導体4表面に,熱処理時に拡
散する該III-V 族化合物半導体4中のV 族元素のうち少
なくとも1種を吸収するマスク2を設ける工程と,次い
で,該V 族元素の少なくとも1 種を含む雰囲気中で熱処
理して,該マスク2下の領域の該III-V 族化合物半導体
4中に選択的に高抵抗領域3を形成する工程とを有する
ことを特徴として構成し,及び,第五の構成は,p型II
I-V 族化合物半導体4表面に,熱処理時に拡散する該II
I-V 族化合物半導体4中のV 族元素のうち少なくとも1
種を吸収するマスク2を設ける工程と,次いで,該V 族
元素の少なくとも1 種を含むソース基板21を,該マス
ク2上に配置する工程と,次いで,熱処理して,該マス
ク2下の領域の該III-V 族化合物半導体4中に選択的に
高抵抗領域3を形成する工程とを有することを特徴とし
て構成する。
The first constitution of the present invention for solving the above-mentioned problems is to refer to FIGS. 1 and 2 to the II-VI group compound diffused on the surface of the n-type II-VI group compound semiconductor 4 during the heat treatment. A step of providing a mask 2 that absorbs at least one of the group II elements in the compound semiconductor 4, and then performing a heat treatment in an atmosphere containing at least one of the group II elements, And a step of selectively forming the high resistance region 3 in the II-VI group compound semiconductor 4, and the second structure is the n-type II-VI group compound semiconductor 4
The II-VI group compound semiconductor 4 that diffuses on the surface during heat treatment
Mask 2 that absorbs at least one of the Group II elements
And then arranging the source substrate 21 containing at least one of the group II elements on the mask 2, and then performing heat treatment to form the II-V in a region under the mask 2.
And a step of selectively forming the high resistance region 3 in the group I compound semiconductor 4, and the third structure is that the n-type II-VI group compound semiconductor 4 is Zn,
A method for producing a compound semiconductor device having a first or second structure characterized by containing one or more kinds of Group II elements selected from Mg and Mn, and a fourth structure, a step of providing a mask 2 on the surface of the p-type III-V compound semiconductor 4 for absorbing at least one of the group V elements in the III-V compound semiconductor 4 that diffuses during heat treatment, and then, the group V element Heat treatment in an atmosphere containing at least one of the above, and selectively forming the high resistance region 3 in the III-V group compound semiconductor 4 in the region under the mask 2. , And the fifth configuration is p-type II
The II that diffuses on the surface of the Group IV compound semiconductor 4 during heat treatment
At least one of the group V elements in the group IV compound semiconductor 4
A step of providing a mask 2 for absorbing the seed, a step of disposing a source substrate 21 containing at least one kind of the group V element on the mask 2, and a heat treatment to form a region under the mask 2 And the step of selectively forming the high resistance region 3 in the III-V group compound semiconductor 4.

【0017】[0017]

【作用】本発明の第一の構成では,図1を参照して,n
型II-VI 族化合物半導体4,例えばZn,Mg又はMn
を構成元素とするII-VI 族化合物半導体の表面を部分的
にマスク2で覆い,II-VI 族化合物半導体4の構成元
素,例えばZn,Mg又はMnを含む雰囲気中で熱処理
する。なお,マスクは半導体表面に直接形成することも
でき,また別個に製作したマスクを半導体表面に置くこ
ともできる。
In the first structure of the present invention, referring to FIG.
Type II-VI group compound semiconductor 4, eg Zn, Mg or Mn
The surface of the II-VI group compound semiconductor having the constituent elements is partially covered with the mask 2, and heat treatment is performed in an atmosphere containing the constituent elements of the II-VI group compound semiconductor 4, such as Zn, Mg or Mn. The mask can be directly formed on the semiconductor surface, or a separately manufactured mask can be placed on the semiconductor surface.

【0018】マスク2は,II-VI 族化合物半導体4を構
成するII族元素の少なくとも1種を拡散し,固溶する物
質から作られる。このため,熱処理により,半導体4の
マスク2直下の領域に含まれるII族元素が,半導体4表
面に外方拡散してマスク2中に吸収される。その結果,
マスク2直下にII族元素,例えばZn,Mg又はMn濃
度が低い半導体4領域が形成される。
The mask 2 is made of a substance which diffuses and forms a solid solution with at least one group II element constituting the group II-VI compound semiconductor 4. Therefore, the heat treatment causes the group II element contained in the region directly below the mask 2 of the semiconductor 4 to diffuse outwardly to the surface of the semiconductor 4 and be absorbed in the mask 2. as a result,
Immediately below the mask 2, a semiconductor 4 region having a low concentration of a group II element such as Zn, Mg or Mn is formed.

【0019】なお,この熱処理は,VI族元素の拡散が遅
く,II族元素の拡散が十分早い温度でなされる。かかる
温度は,例えばZnでは300℃〜500℃とすること
ができる。また,Mg,Mnでも同様の温度範囲でなさ
れる。
This heat treatment is performed at a temperature at which the diffusion of the group VI element is slow and the diffusion of the group II element is sufficiently fast. This temperature can be set to 300 to 500 ° C. for Zn, for example. Further, Mg and Mn are also made in the same temperature range.

【0020】このII族元素濃度が低い半導体4領域は,
これらのII族元素の空孔子に起因する補償欠陥が生成す
るため,n型の半導体4が補償され高抵抗領域3に変換
される。
The semiconductor 4 region having a low group II element concentration is
Compensation defects are generated due to the vacancies of these group II elements, so that the n-type semiconductor 4 is compensated and converted into the high resistance region 3.

【0021】他方,マスク2開口2a内に表出する半導
体4領域は,その表面をII族元素が含まれる雰囲気に暴
露するため,表面への外方拡散が抑制され,II族元素濃
度の低下を起こさない。このため,補償欠陥も生ぜず,
高抵抗化することもない。
On the other hand, since the surface of the semiconductor 4 region exposed in the opening 2a of the mask 2 is exposed to the atmosphere containing the group II element, the outward diffusion to the surface is suppressed and the concentration of the group II element decreases. Does not cause For this reason, compensation defects do not occur,
It does not increase the resistance.

【0022】上述した高抵抗領域3は,半導体4表面か
ら熱処理に応じた深さに,即ち半導体内部に形成され
る。他方,マスク2開口2a下の半導体4は,欠陥も生
ぜず電気的特性も変わらない。従って,この高抵抗領域
3を素子分離,又はメサの埋込み領域として利用するこ
とができる。
The above-mentioned high resistance region 3 is formed from the surface of the semiconductor 4 to a depth corresponding to the heat treatment, that is, inside the semiconductor. On the other hand, the semiconductor 4 below the opening 2a of the mask 2 does not cause any defect and its electrical characteristics are unchanged. Therefore, this high resistance region 3 can be used as an element isolation region or a mesa burying region.

【0023】従って,本構成により,半導体内に形成さ
れるため素子分離,メサの埋込み等に使用できる高抵抗
領域を簡便に形成することができる。本発明の第四の構
成は,第一の構成のn型II-VI 族化合物半導体に代え
て,p型III-V 族化合物半導体に適用するものである。
本構成では,図1を参照して,マスク2材料として,V
族元素を拡散, 固溶する物質, 例えばSiO2 を用い
る。また,そのV 族元素を含む雰囲気中で熱処理する。
Therefore, according to this structure, a high resistance region, which is formed in the semiconductor and can be used for element isolation, embedding of mesas, etc., can be easily formed. The fourth structure of the present invention is applied to a p-type III-V group compound semiconductor in place of the n-type II-VI group compound semiconductor of the first structure.
In this configuration, referring to FIG.
A substance that diffuses a solid solution of a group element, for example, SiO 2 is used. In addition, heat treatment is performed in an atmosphere containing the Group V element.

【0024】一般にIII-V 族化合物半導体では,V 族元
素がIII 族元素より低温で拡散する。従って,マスク2
で被覆された半導体4領域は,V 族元素が外方拡散して
V 族元素の空孔子に起因する補償欠陥を生じ,p型半導
体4が補償された高抵抗領域3に変換される。
Generally, in a III-V group compound semiconductor, a V group element diffuses at a lower temperature than a III group element. Therefore, mask 2
In the semiconductor 4 region covered with
Compensation defects are generated due to the vacancy of the group V element, and the p-type semiconductor 4 is converted into the compensated high resistance region 3.

【0025】他方,マスク2開口2a下の半導体4領域
は,第一の構成と同じく外方拡散が抑制され,高抵抗化
することなくもとの特性を維持する。従って,第一の構
成と同様の効果を奏する。
On the other hand, in the semiconductor 4 region under the mask 2 opening 2a, outward diffusion is suppressed as in the first structure, and the original characteristics are maintained without increasing the resistance. Therefore, the same effect as the first configuration is obtained.

【0026】第二又は第五の構成では,マスクの開口を
ソース半導体で蓋をして熱処理する。このソース半導体
は,熱処理時に化合物半導体中を外方拡散する元素,即
ち,II-VI 族化合物半導体ではZn,Mg又はMn等の
II族元素を,III-V 族化合物半導体ではそのV 族元素
を,構成元素とする。従って,このソース半導体で蓋を
されたマスク開口は,これら外方拡散する元素の蒸気圧
が高い雰囲気になる。このため,特に熱処理の雰囲気中
にこれらの元素を含有する必要がなく,熱処理装置が簡
単になる。
In the second or fifth configuration, the opening of the mask is covered with the source semiconductor and heat treatment is performed. This source semiconductor is an element that diffuses outward in the compound semiconductor during heat treatment, that is, in the case of II-VI group compound semiconductors, Zn, Mg, Mn, etc.
Group II elements are used as constituent elements in Group III-V compound semiconductors. Therefore, the mask opening covered with the source semiconductor becomes an atmosphere in which the vapor pressure of these elements diffusing outward is high. Therefore, it is not necessary to include these elements in the heat treatment atmosphere, and the heat treatment apparatus is simplified.

【0027】本発明の第三の構成では,上記II-VI 族化
合物半導体は,少なくともZn,Mg又はMnの1種を
構成元素とするII-VI 族化合物半導体とする。かかる半
導体は,とくに青色光から紫外光の発光素子の活性領域
に適用するに適している。従って,本構成は,短波長の
可視光の発光素子の製造に適する。
In the third structure of the present invention, the II-VI group compound semiconductor is a II-VI group compound semiconductor containing at least one of Zn, Mg or Mn as a constituent element. Such a semiconductor is particularly suitable for application to the active region of a blue light to ultraviolet light emitting device. Therefore, this structure is suitable for manufacturing a light emitting element for visible light of a short wavelength.

【0028】[0028]

【実施例】本発明を実施例を参照して説明する。本発明
の第一実施例は,図1を参照して,エピタキシャル半導
体4層を素子分離して素子形成領域4aを形成する工程
への適用例である。
EXAMPLES The present invention will be described with reference to examples. The first embodiment of the present invention is an application example to the step of separating the epitaxial semiconductor 4 layers into elements to form the element forming region 4a with reference to FIG.

【0029】先ず,絶縁性又はp型のGaAs基板1上
に,ClドープのZnSSe層をn型II-VI 族化合物半
導体4として,例えば分子線エピタキシャル法により堆
積する。次いで,CVD法(化学気相堆積法)を用い,
SiO2 膜を半導体4上に堆積し,パターニングして,
素子形成領域を画定する開口2aを有するマスク2を形
成する。なお,マスク2は,SiO2 の他,シリコン窒
化膜又はアルミナ膜とすることもできる。
First, a Cl-doped ZnSSe layer is deposited as the n-type II-VI group compound semiconductor 4 on the insulating or p-type GaAs substrate 1 by, for example, the molecular beam epitaxial method. Then, using the CVD method (chemical vapor deposition method),
A SiO 2 film is deposited on the semiconductor 4, patterned,
A mask 2 having an opening 2a that defines an element formation region is formed. The mask 2 may be a silicon nitride film or an alumina film instead of SiO 2 .

【0030】次いで,ジメチルZnを含む窒素雰囲気中
で,350℃の熱処理を行う。その結果,図1(b)を
参照して,マスク2で覆われた領域下の半導体4は高抵
抗化して高抵抗領域3が形成され,半導体4を絶縁分離
する。なお,雰囲気は,ソース源若しくは固体Znを加
熱してZn蒸気圧を生じたものでもよい。
Next, heat treatment is performed at 350 ° C. in a nitrogen atmosphere containing dimethyl Zn. As a result, referring to FIG. 1B, the semiconductor 4 under the region covered with the mask 2 has a high resistance and a high resistance region 3 is formed, and the semiconductor 4 is insulated and separated. The atmosphere may be one in which a Zn vapor pressure is generated by heating a source source or solid Zn.

【0031】このとき,高抵抗領域3に接する基板1の
界面近傍に,Znが外方拡散した外拡散領域11が形成
される。しかし,基板1がp型であるときZnの空孔子
が発生しても補償されることはなく,依然としてp型に
留まる。また基板1が深い準位の不純物で補償された絶
縁性基板のときは,外拡散領域11はその深い準位で補
償されて反転せず,絶縁性のままである。なお,GaA
s中のAsの拡散は350℃では殆ど起こらず,基板1
であるIII-V 化合物半導体の変化は問題にならない。
At this time, an outer diffusion region 11 in which Zn diffuses outward is formed in the vicinity of the interface of the substrate 1 in contact with the high resistance region 3. However, when the substrate 1 is p-type, even if Zn vacancy is generated, it is not compensated and remains p-type. When the substrate 1 is an insulating substrate which is compensated by deep level impurities, the outer diffusion region 11 is compensated by the deep level and is not inverted and remains insulative. GaA
The diffusion of As in s hardly occurs at 350 ° C,
The change in III-V compound semiconductors is not a problem.

【0032】マスクの開口2a下の領域は,熱処理によ
っても変化がなく,もとの半導体4のまま素子形成領域
4aとなる。かかる方法で形成された素子形成領域は,
トランジスタ,光受光又は発光素子の形成領域として利
用することができる。
The region under the opening 2a of the mask does not change even by the heat treatment, and the original semiconductor 4 remains the element forming region 4a. The element formation region formed by such a method is
It can be used as a formation region of a transistor, a light receiving element or a light emitting element.

【0033】本発明の第二の実施例は,青色発光するス
トライプ型DH半導体レーザの電流狭窄部の形成に適用
したものである。先ず,図2(a)を参照して,Znを
ドープしたp+ 型GaAs基板1上に,堆積温度250
℃での分子線エピタキシャル法により,厚さ2μmのN
をドープしたp型ZnS0.06Se0.94層からなるクラッ
ド層5,厚さ10nmのノンドープCd0.2 Zn0.8 Se
層からなる活性層6,及び上部のクラッド層として厚さ
2μmのClをドープしたn型ZnS0.06Se0.94層か
らなる導電性半導体層7を順次堆積する。なお,本実施
例中では,この導電性半導体層7が既述の半導体4とし
て作用する。さらに,導電性半導体層7は,全体が導電
性である必要はなく一部の層が導電性であってもよい。
例えば,表面層を真正半導体又はp型半導体とすること
もできる。
The second embodiment of the present invention is applied to the formation of a current constriction portion of a stripe type DH semiconductor laser emitting blue light. First, referring to FIG. 2A, a deposition temperature of 250 is formed on a Zn-doped p + type GaAs substrate 1.
By the molecular beam epitaxial method at ℃,
Clad layer 5 composed of a p-type ZnS 0.06 Se 0.94 layer doped with Cu, and non-doped Cd 0.2 Zn 0.8 Se having a thickness of 10 nm
An active layer 6 consisting of layers and a conductive semiconductor layer 7 consisting of an n-type ZnS 0.06 Se 0.94 layer doped with Cl and having a thickness of 2 μm are sequentially deposited as an upper clad layer. In the present embodiment, this conductive semiconductor layer 7 acts as the semiconductor 4 described above. Furthermore, the conductive semiconductor layer 7 does not need to be entirely conductive, and some layers may be conductive.
For example, the surface layer can be made of a true semiconductor or a p-type semiconductor.

【0034】以下,本実施例では導電性半導体層7がZ
nSSeの場合について説明するが,導電性半導体層7
がZnMgSSe又はZnMnSSeの場合でも同様で
ある。
Hereinafter, in this embodiment, the conductive semiconductor layer 7 is Z
The case of nSSe will be described, but the conductive semiconductor layer 7
Is the same when ZnMgSSe or ZnMnSSe is.

【0035】上記図2(a)に示す半導体積層を堆積す
る工程とは別個の工程で,ソース基板を製作する。図1
(b)を参照して,ソース基板21は,Znをドープし
たp+ 型GaAs基板1a上に,分子線エピタキシャル
法により,ソース層7aとして,厚さ5μmのClドー
プn型ZnS0.06Se0.94層を堆積する。さらにソース
層7a上に,例えば厚さ50nmのシリコン窒化膜をプラ
ズマCVD法により堆積し,このシリコン窒化膜を例え
ばBHF系のエッチャントを用いてパターニングし,マ
スク2とする。このマスク2のパターンは,ストライプ
レーザの構造に応じて,例えば幅10μmのストライプ
状の開口2aを有するものとする。
The source substrate is manufactured in a step different from the step of depositing the semiconductor lamination shown in FIG. Figure 1
Referring to (b), the source substrate 21 is a Zn-doped p + -type GaAs substrate 1a, and the source layer 7a is a Cl-doped n-type ZnS 0.06 Se 0.94 layer having a thickness of 5 μm by the molecular beam epitaxial method. Deposit. Further, a silicon nitride film having a thickness of 50 nm, for example, is deposited on the source layer 7a by the plasma CVD method, and this silicon nitride film is patterned using, for example, a BHF-based etchant to form the mask 2. The pattern of the mask 2 has a stripe-shaped opening 2a having a width of 10 μm, for example, depending on the structure of the stripe laser.

【0036】次いで,図2(c)を参照して,ソース基
板21を,マスク2表面と,先に作製した図2(a)に
示す半導体積層の表面,即ち導電性半導体層7表面とを
接して,導電性半導体層7上に載せる。
Next, with reference to FIG. 2C, the source substrate 21 is provided with the surface of the mask 2 and the surface of the semiconductor laminate shown in FIG. Contact and place on the conductive semiconductor layer 7.

【0037】次いで,窒素雰囲気中で300℃,60分
間の熱処理を行う。このとき,ソース層7aは,Zn蒸
気圧の発生源となりマスク2の開口2a部の雰囲気中の
Zn蒸気圧を上昇すると同時に,Clの発生源となり開
口2a部の雰囲気中のCl濃度を高くする。
Next, heat treatment is performed at 300 ° C. for 60 minutes in a nitrogen atmosphere. At this time, the source layer 7a serves as a Zn vapor pressure generation source to increase the Zn vapor pressure in the atmosphere of the opening 2a of the mask 2 and at the same time serves as a Cl generation source to increase the Cl concentration in the atmosphere of the opening 2a. .

【0038】この熱処理の結果,図2(d)を参照し
て,ストライプ状開口2aの両側に隣接する,マスク2
で被覆された領域下に,Znの外方拡散により導電性半
導体層7が高抵抗化した高抵抗領域3が形成される。さ
らに,高抵抗領域3の直下の活性層6及びクラッド層5
の上層に,Zn濃度が低い外拡散領域6b,7bが形成
される。このノンドープの活性層6は,通常n- 型であ
り,この外拡散領域6bは高抵抗化する。また,クラッ
ド層5はp型であるから補償されず,外拡散領域7bの
導電型は変らない。
As a result of this heat treatment, referring to FIG. 2D, the mask 2 adjacent to both sides of the stripe-shaped opening 2a is formed.
A high resistance region 3 in which the conductive semiconductor layer 7 has a high resistance is formed below the region covered with (4) by outward diffusion of Zn. Furthermore, the active layer 6 and the cladding layer 5 immediately below the high resistance region 3
The outer diffusion regions 6b and 7b having a low Zn concentration are formed in the upper layer. The non-doped active layer 6 is usually of the n type, and the outer diffusion region 6b has a high resistance. Further, since the cladding layer 5 is p-type, it is not compensated and the conductivity type of the outer diffusion region 7b does not change.

【0039】なお,高抵抗領域3を導電性半導体層7の
内部に限ることもできる。かかる場合,活性層6の変質
のおそれが少ないという利点がある。また,導電性半導
体層7,活性層6及びクラッド層5の開口2a直下の領
域は,Znの外方拡散がなく変質せずに高抵抗領域3に
接したメサ状に残る。従って,この領域の導電性半導体
層7は,高抵抗領域3を電流狭窄部10とするメサ埋込
み型の素子の電流路となり,このメサの中の活性層6は
発光領域6aとなる。なお,この構造において,発光領
域の側面の活性層6は,高抵抗化した外拡散領域6bで
あるから,発光領域6a周辺のリーク電流は抑制され
る。
The high resistance region 3 can be limited to the inside of the conductive semiconductor layer 7. In such a case, there is an advantage that there is little risk of deterioration of the active layer 6. Further, the regions of the conductive semiconductor layer 7, the active layer 6 and the cladding layer 5 immediately below the opening 2a remain in a mesa shape in contact with the high resistance region 3 without the outward diffusion of Zn and without being altered. Therefore, the conductive semiconductor layer 7 in this region serves as a current path of a mesa-embedded device having the high resistance region 3 as the current constriction portion 10, and the active layer 6 in this mesa serves as the light emitting region 6a. In this structure, the active layer 6 on the side surface of the light emitting region is the highly diffused outer diffusion region 6b, so that the leak current around the light emitting region 6a is suppressed.

【0040】また,必要があれば,電流狭窄部10を導
電性半導体層7の表面の浅い領域にのみ限定することも
できる。この熱処理により,ソース基板中にも外拡散領
域1bが形成され,拡散したZnはマスク2中のZn濃
度を上昇する。一般にこの濃度上昇は,導電性半導体層
7中の拡散を阻害する程大きくはない。しかし,この影
響を避けるため,基板1aとしてZn濃度の低いGaA
sを使用することもできる。
If necessary, the current constriction portion 10 can be limited to only a shallow region on the surface of the conductive semiconductor layer 7. By this heat treatment, the outer diffusion region 1b is also formed in the source substrate, and the diffused Zn increases the Zn concentration in the mask 2. Generally, this increase in concentration is not so large as to hinder the diffusion in the conductive semiconductor layer 7. However, in order to avoid this effect, GaA with a low Zn concentration is used as the substrate 1a.
It is also possible to use s.

【0041】次いで,ソース基板21を取り去り,図2
(e)を参照して,導電性半導体層7表面及び基板1裏
面を浅くエッチングした後,導電性半導体層7表面にI
nを,基板1裏面にAuZnを例えば真空蒸着して,オ
ーミック電極8,9を形成し,半導体レーザが製造され
る。
Then, the source substrate 21 is removed, and FIG.
Referring to (e), after the front surface of the conductive semiconductor layer 7 and the back surface of the substrate 1 are shallowly etched, I is formed on the front surface of the conductive semiconductor layer 7.
AuZn, for example, is vacuum-deposited on the rear surface of the substrate 1 to form ohmic electrodes 8 and 9, and a semiconductor laser is manufactured.

【0042】本発明の第三実施例は,III-V 族半導体レ
ーザの製造に関する。本実施例に係る半導体レーザの構
造及び工程は,図2に示す第二実施例と同様である。
The third embodiment of the present invention relates to the manufacture of III-V semiconductor lasers. The structure and process of the semiconductor laser according to this example are similar to those of the second example shown in FIG.

【0043】先ず,図2(a)を参照して,n+ 型In
P基板1上に,例えば有機金属気相成長法(MOVPE
法)により,n型InPクラッド層,InGaAsP活
性層,及びp型InPからなる導電性半導体層7を順次
堆積する。この導電性半導体層7が既述の半導体4とし
て作用することは第二実施例と同様である。
First, referring to FIG. 2A, n + type In
On the P substrate 1, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOVPE)
Method), an n-type InP clad layer, an InGaAsP active layer, and a conductive semiconductor layer 7 made of p-type InP are sequentially deposited. The conductive semiconductor layer 7 acts as the semiconductor 4 described above, as in the second embodiment.

【0044】さらに,別工程で,ソース基板21を実施
例と同様に形成する。但し,基板1aはn+ 型InPで
あり,ソース層7はp型InPである。また,マスク2
として,例えば,酸化シリコン又はシリコン窒化膜を用
いることができる。
Further, in a separate step, the source substrate 21 is formed similarly to the embodiment. However, the substrate 1a is n + type InP, and the source layer 7 is p type InP. Also, mask 2
For example, a silicon oxide or silicon nitride film can be used.

【0045】次いで,図2(c)を参照して,第二実施
例と同様の熱処理を行う。但し,熱処理温度は、InP
中のPが拡散する温度,例えば500℃とする。その結
果,図2(d)を参照して,第二実施例と同様,メサを
高抵抗領域3で埋込む構造が形成される。なお,この高
抵抗領域は,Pの外方拡散により生じたものである。
Next, referring to FIG. 2C, the same heat treatment as in the second embodiment is performed. However, the heat treatment temperature is InP
The temperature at which P therein diffuses is set to, for example, 500 ° C. As a result, referring to FIG. 2D, a structure in which the mesa is buried in the high resistance region 3 is formed as in the second embodiment. The high resistance region is generated by the outward diffusion of P.

【0046】さらに,図2(e)を参照して,電極8,
9を形成し,ストライプ型DH半導体レーザが製造され
る。
Further, referring to FIG. 2 (e), the electrodes 8,
9 is formed, and a stripe type DH semiconductor laser is manufactured.

【0047】[0047]

【発明の効果】上述したように,本発明によれば,半導
体表面上にマスクを設けて熱処理することで,高抵抗領
域を半導体中に形成することができるので,絶縁するた
めの領域,素子分離領域又は埋込み構造を有する化合物
半導体装置を,簡便な装置で容易に形成することができ
る化合物半導体装置の製造方法を提供することができる
から,半導体装置の製造技術の向上に寄与するところが
大きい。
As described above, according to the present invention, a high resistance region can be formed in a semiconductor by providing a mask on the semiconductor surface and performing heat treatment. Since a compound semiconductor device manufacturing method capable of easily forming a compound semiconductor device having an isolation region or a buried structure with a simple device can be provided, it greatly contributes to the improvement of the semiconductor device manufacturing technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第一実施例断面工程図FIG. 1 is a sectional process drawing of a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第二実施例断面工程図FIG. 2 is a sectional process drawing of a second embodiment of the present invention.

【図3】 従来例断面工程図FIG. 3 is a cross-sectional process diagram of a conventional example

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a 基板 1b,6b,7b,11 外拡散領域 2 マスク 2a,31a 開口 3 高抵抗領域 4 半導体 4a 素子形成領域 5 クラッド層 6 活性層 6a 発光領域 7 導電性半導体層 7a ソース層 8,9 電極 10 電流狭窄部 21 ソース基板 31 絶縁層 1, 1a Substrate 1b, 6b, 7b, 11 Outer diffusion region 2 Mask 2a, 31a Opening 3 High resistance region 4 Semiconductor 4a Element forming region 5 Cladding layer 6 Active layer 6a Light emitting region 7 Conductive semiconductor layer 7a Source layer 8, 9 Electrode 10 Current constriction part 21 Source substrate 31 Insulating layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型II-VI 族化合物半導体(4)表面
に,熱処理時に拡散する該II-VI 族化合物半導体(4)
中のII族元素のうち少なくとも1種を吸収するマスク
(2)を設ける工程と,次いで,該II族元素の少なくと
も1 種を含む雰囲気中で熱処理して,該マスク(2)下
の領域の該II-VI 族化合物半導体(4)中に選択的に高
抵抗領域(3)を形成する工程とを有することを特徴と
する化合物半導体装置の製造方法。
1. A II-VI group compound semiconductor (4) diffusing on the surface of an n-type II-VI group compound semiconductor (4) during heat treatment.
The step of providing a mask (2) that absorbs at least one of the group II elements in the inside, and then performing a heat treatment in an atmosphere containing at least one of the group II elements so that the region under the mask (2) is exposed. And a step of selectively forming a high resistance region (3) in the II-VI group compound semiconductor (4).
【請求項2】 n型II-VI 族化合物半導体(4)表面
に,熱処理時に拡散する該II-VI 族化合物半導体(4)
中のII族元素のうち少なくとも1種を吸収するマスク
(2)を設ける工程と,次いで,該II族元素の少なくと
も1 種を含むソース基板(21)を,該マスク(2)上
に配置する工程と,次いで,熱処理して,該マスク
(2)下の領域の該II-VI 族化合物半導体(4)中に選
択的に高抵抗領域(3)を形成する工程とを有すること
を特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
2. The II-VI group compound semiconductor (4) diffusing on the surface of an n-type II-VI group compound semiconductor (4) during heat treatment.
A step of providing a mask (2) for absorbing at least one of the group II elements therein, and then disposing a source substrate (21) containing at least one of the group II elements on the mask (2) And a heat treatment to selectively form a high resistance region (3) in the II-VI group compound semiconductor (4) under the mask (2). Method of manufacturing compound semiconductor device.
【請求項3】 前記n型II-VI 族化合物半導体(4)
は,Zn,Mg及びMnから選択された1種又は2種以
上のII族元素を含むことを特徴とする請求項1又は請求
項2記載の化合物半導体装置の製造方法。
3. The n-type II-VI group compound semiconductor (4)
3. The method for manufacturing a compound semiconductor device according to claim 1, wherein the compound semiconductor contains one or more group II elements selected from Zn, Mg and Mn.
【請求項4】 p型III-V 族化合物半導体(4)表面
に,熱処理時に拡散する該III-V 族化合物半導体(4)
中のV 族元素のうち少なくとも1種を吸収するマスク
(2)を設ける工程と,次いで,該V 族元素の少なくと
も1 種を含む雰囲気中で熱処理して,該マスク(2)下
の領域の該III-V 族化合物半導体(4)中に選択的に高
抵抗領域(3)を形成する工程とを有することを特徴と
する化合物半導体装置の製造方法。
4. A III-V compound semiconductor (4) which diffuses on the surface of a p-type III-V compound semiconductor (4) during heat treatment.
The step of providing a mask (2) that absorbs at least one of the group V elements therein, and then performing a heat treatment in an atmosphere containing at least one of the group V elements so that the region under the mask (2) is And a step of selectively forming a high resistance region (3) in the III-V group compound semiconductor (4).
【請求項5】 p型III-V 族化合物半導体(4)表面
に,熱処理時に拡散する該III-V 族化合物半導体(4)
中のV 族元素のうち少なくとも1種を吸収するマスク
(2)を設ける工程と,次いで,該V 族元素の少なくと
も1 種を含むソース基板(21)を,該マスク(2)上
に配置する工程と,次いで,熱処理して,該マスク
(2)下の領域の該III-V 族化合物半導体(4)中に選
択的に高抵抗領域(3)を形成する工程とを有すること
を特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
5. A III-V compound semiconductor (4) which diffuses on the surface of a p-type III-V compound semiconductor (4) during heat treatment.
A step of providing a mask (2) that absorbs at least one of the group V elements therein, and then disposing a source substrate (21) containing at least one of the group V elements on the mask (2) And a heat treatment to selectively form a high resistance region (3) in the III-V group compound semiconductor (4) under the mask (2). Method of manufacturing compound semiconductor device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294531A (en) * 1997-02-21 1998-11-04 Toshiba Corp Nitride compound semiconductor light emitting element
JP2019220723A (en) * 2016-12-16 2019-12-26 日亜化学工業株式会社 Method for manufacturing light-emitting element

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