JPH0750267A - 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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- JPH0750267A JPH0750267A JP21231793A JP21231793A JPH0750267A JP H0750267 A JPH0750267 A JP H0750267A JP 21231793 A JP21231793 A JP 21231793A JP 21231793 A JP21231793 A JP 21231793A JP H0750267 A JPH0750267 A JP H0750267A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 十分に高濃度の窒素を不純物として含む低抵
抗のp型のII−VI族化合物半導体を高い生産性で成
長させる。 【構成】 II族元素と窒素との結合を含むアミノ化合
物とVI族元素と窒素との結合を含むアミノ化合物とを
原料として用いた化学気相成長法により、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。
抗のp型のII−VI族化合物半導体を高い生産性で成
長させる。 【構成】 II族元素と窒素との結合を含むアミノ化合
物とVI族元素と窒素との結合を含むアミノ化合物とを
原料として用いた化学気相成長法により、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。
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
半導体を用いた青色ないし緑色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
半導体を用いた青色ないし緑色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、上述の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
行われているが、このMBE法は生産性が悪いという欠
点がある。そこで、生産性に優れ、III−V族化合物
半導体の成長方法として多用されている有機金属化学気
相成長(MOCVD)法をII−VI族化合物半導体の
成長に適用することが考えられている。
成長はもっぱら分子線エピタキシー(MBE)法により
行われているが、このMBE法は生産性が悪いという欠
点がある。そこで、生産性に優れ、III−V族化合物
半導体の成長方法として多用されている有機金属化学気
相成長(MOCVD)法をII−VI族化合物半導体の
成長に適用することが考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MOC
VD法によるII−VI族化合物半導体の成長において
は、II−VI族化合物半導体のアクセプタ不純物とし
て現在最も良く使用されている窒素(N)のドーピング
が難しいため、アクセプタ濃度が1017cm-3程度以上
の低抵抗のp型のII−VI族化合物半導体を得ること
が困難であるという問題がある。
VD法によるII−VI族化合物半導体の成長において
は、II−VI族化合物半導体のアクセプタ不純物とし
て現在最も良く使用されている窒素(N)のドーピング
が難しいため、アクセプタ濃度が1017cm-3程度以上
の低抵抗のp型のII−VI族化合物半導体を得ること
が困難であるという問題がある。
【0006】すなわち、例えば、Zn(CH3 )2 とH
2 SeとNH4 とを原料として用いてMOCVD法によ
りZnSeの成長を行う場合には、 Zn(CH3 )2 +H2 Se+NH4 →ZnSe:N+2CH4 +H2 ↑ (1) なる反応によりNを含むZnSe(ZnSe:N)の成
長が行われるが、この方法ではアクセプタ不純物として
のNの濃度が十分に高い低抵抗のp型ZnSeを得るこ
とは困難である。これは、上述の反応により生成される
ZnSe中にはNのほかに水素(H)も取り込まれ、こ
のHがNを不活性化するためであると考えられている。
2 SeとNH4 とを原料として用いてMOCVD法によ
りZnSeの成長を行う場合には、 Zn(CH3 )2 +H2 Se+NH4 →ZnSe:N+2CH4 +H2 ↑ (1) なる反応によりNを含むZnSe(ZnSe:N)の成
長が行われるが、この方法ではアクセプタ不純物として
のNの濃度が十分に高い低抵抗のp型ZnSeを得るこ
とは困難である。これは、上述の反応により生成される
ZnSe中にはNのほかに水素(H)も取り込まれ、こ
のHがNを不活性化するためであると考えられている。
【0007】従って、この発明の目的は、十分に高濃度
の窒素を不純物として含む低抵抗のp型のII−VI族
化合物半導体の成長を高い生産性で行うことができるI
I−VI族化合物半導体の成長方法を提供することにあ
る。
の窒素を不純物として含む低抵抗のp型のII−VI族
化合物半導体の成長を高い生産性で行うことができるI
I−VI族化合物半導体の成長方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によるII−VI族化合物半導体の成長方
法は、成長を行うべきII−VI族化合物半導体を構成
するII族元素およびVI族元素のうちの少なくとも一
方と窒素との結合を含む第1の化合物および/またはI
I−VI族化合物半導体を構成するII族元素およびV
I族元素のうちの少なくとも他方を含む第2の化合物を
原料として用いて気相成長を行うようにしている。
に、この発明によるII−VI族化合物半導体の成長方
法は、成長を行うべきII−VI族化合物半導体を構成
するII族元素およびVI族元素のうちの少なくとも一
方と窒素との結合を含む第1の化合物および/またはI
I−VI族化合物半導体を構成するII族元素およびV
I族元素のうちの少なくとも他方を含む第2の化合物を
原料として用いて気相成長を行うようにしている。
【0009】この発明によるII−VI族化合物半導体
の成長方法の好適な一実施形態においては、第1の化合
物はII族元素と窒素との結合を含むアミノ化合物であ
り、第2の化合物はVI族元素と窒素との結合を含むア
ミノ化合物である。
の成長方法の好適な一実施形態においては、第1の化合
物はII族元素と窒素との結合を含むアミノ化合物であ
り、第2の化合物はVI族元素と窒素との結合を含むア
ミノ化合物である。
【0010】ここで、II族元素と窒素との結合を含む
アミノ化合物の例を挙げると、Zn(NH2 )2 、Mg
(NH2 )2 などである。また、VI族元素と窒素との
結合を含むアミノ化合物の例を挙げると、Se(N
H2 )2 、S(NH2 )2 などである。
アミノ化合物の例を挙げると、Zn(NH2 )2 、Mg
(NH2 )2 などである。また、VI族元素と窒素との
結合を含むアミノ化合物の例を挙げると、Se(N
H2 )2 、S(NH2 )2 などである。
【0011】第1の化合物としては、上述のアミノ化合
物以外の化合物を用いることもできる。その一例を挙げ
ると、(CH3 )−Zn−(NCH2 )2 (CH3 )2
(Zn、N、CH2 、CH2 、Nによる五員環構造を有
する)である。
物以外の化合物を用いることもできる。その一例を挙げ
ると、(CH3 )−Zn−(NCH2 )2 (CH3 )2
(Zn、N、CH2 、CH2 、Nによる五員環構造を有
する)である。
【0012】この発明によるII−VI族化合物半導体
の成長方法は、具体的には、例えばZnSe、ZnT
e、ZnCdSe、ZnSSe、ZnMgSSeなどの
ようなII−VI族化合物半導体、特に窒素を不純物と
して含むp型のものの成長に適用することができる。
の成長方法は、具体的には、例えばZnSe、ZnT
e、ZnCdSe、ZnSSe、ZnMgSSeなどの
ようなII−VI族化合物半導体、特に窒素を不純物と
して含むp型のものの成長に適用することができる。
【0013】この発明によるII−VI族化合物半導体
の成長方法において、原料中のII族元素に対するVI
族元素の比、すなわちVI/II比は、好適には十分に
低く選ばれる。
の成長方法において、原料中のII族元素に対するVI
族元素の比、すなわちVI/II比は、好適には十分に
低く選ばれる。
【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の化合物および/または第2の化
合物から成る原料自身にII族元素またはVI族元素と
窒素との結合が含まれているので、上述の(1)式のよ
うに二つの別々の化合物であるH2 SeおよびNH4 の
アニオン(Se、N)同士が競合する形で何個かのSe
につき1個の割合でNのドーピングが行われるのではな
く、第1の化合物または第2の化合物内の二つの元素、
すなわちII族元素およびNまたはVI族元素およびN
同士が競合する形でNのドーピングが行われる。この場
合、上述の(1)式で示される反応の場合に比べて、N
がHにより不活性化されることは少ない。すなわち、上
述の(1)式においてはZn−Nの結合は反応後に形成
されるのに対して、この場合には、II族元素−Nの結
合またはVI族元素−Nの結合が反応前から存在してい
ることから、その分だけNがHにより不活性化されるこ
とが少ない。以上により、十分に高濃度のNを不純物と
して含む低抵抗のp型のII−VI族化合物半導体の成
長を行うことができる。
長方法によれば、第1の化合物および/または第2の化
合物から成る原料自身にII族元素またはVI族元素と
窒素との結合が含まれているので、上述の(1)式のよ
うに二つの別々の化合物であるH2 SeおよびNH4 の
アニオン(Se、N)同士が競合する形で何個かのSe
につき1個の割合でNのドーピングが行われるのではな
く、第1の化合物または第2の化合物内の二つの元素、
すなわちII族元素およびNまたはVI族元素およびN
同士が競合する形でNのドーピングが行われる。この場
合、上述の(1)式で示される反応の場合に比べて、N
がHにより不活性化されることは少ない。すなわち、上
述の(1)式においてはZn−Nの結合は反応後に形成
されるのに対して、この場合には、II族元素−Nの結
合またはVI族元素−Nの結合が反応前から存在してい
ることから、その分だけNがHにより不活性化されるこ
とが少ない。以上により、十分に高濃度のNを不純物と
して含む低抵抗のp型のII−VI族化合物半導体の成
長を行うことができる。
【0015】しかも、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、従来のように生産性の悪
いMBE法ではなく、生産性の高いCVD法を用いてい
るので、II−VI族化合物半導体の成長を高い生産性
で行うことができる。
物半導体の成長方法によれば、従来のように生産性の悪
いMBE法ではなく、生産性の高いCVD法を用いてい
るので、II−VI族化合物半導体の成長を高い生産性
で行うことができる。
【0016】
【実施例】以下、この発明をII−VI族化合物半導体
を用いた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。この実施例による半
導体レーザーはSCH(Separated Confinement Hetero
structure)構造を有するものである。
を用いた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。この実施例による半
導体レーザーはSCH(Separated Confinement Hetero
structure)構造を有するものである。
【0017】この実施例による半導体レーザーの製造方
法においては、図1に示すように、まず、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、通常のMOCVD法により、例え
ばn型不純物としてGaがドープされたn型ZnSeバ
ッファ層2、例えばn型不純物としてGaがドープされ
たn型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層3、例え
ばn型不純物としてGaがドープされたn型ZnSe光
導波層4および例えばi型(真性)Zn1-z Cdz Se
量子井戸層から成る活性層5を順次エピタキシャル成長
させる。
法においては、図1に示すように、まず、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、通常のMOCVD法により、例え
ばn型不純物としてGaがドープされたn型ZnSeバ
ッファ層2、例えばn型不純物としてGaがドープされ
たn型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層3、例え
ばn型不純物としてGaがドープされたn型ZnSe光
導波層4および例えばi型(真性)Zn1-z Cdz Se
量子井戸層から成る活性層5を順次エピタキシャル成長
させる。
【0018】この場合、n型ZnSeバッファ層2およ
びn型ZnSe光導波層4のエピタキシャル成長におい
ては、原料として、例えばZn(CH3 )2 とH2 Se
とGa(CH3 )3 とを用いる。また、n型Zn1-p M
gp Sq Se1-q クラッド層3のエピタキシャル成長に
おいては、原料として、例えばZn(CH3 )2 とMg
(CH3 )2 とH2 SとH2 SeとGa(CH3 )3 と
を用いる。さらに、i型Zn1-z Cdz Se量子井戸層
から成る活性層5のエピタキシャル成長においては、原
料として、例えばZn(CH3 )2 とCd(CH3 )2
とH2 Seとを用いる。なお、Mgの原料としては、M
g(CH3 )2 のほかに、例えば、Mg(CH3 C5 H
4 )2 (ビス(メチルシクロペンタジエニル)マグネシ
ウム)、Mg(C5 H5 )2 (ビス(シクロペンタジエ
ニル)マグネシウム)、Mg(i−C3 H7 C5 H4 )
2 (ビス(イソプロピルシクロペンタジエニル)マグネ
シウム)などを用いることもできる。
びn型ZnSe光導波層4のエピタキシャル成長におい
ては、原料として、例えばZn(CH3 )2 とH2 Se
とGa(CH3 )3 とを用いる。また、n型Zn1-p M
gp Sq Se1-q クラッド層3のエピタキシャル成長に
おいては、原料として、例えばZn(CH3 )2 とMg
(CH3 )2 とH2 SとH2 SeとGa(CH3 )3 と
を用いる。さらに、i型Zn1-z Cdz Se量子井戸層
から成る活性層5のエピタキシャル成長においては、原
料として、例えばZn(CH3 )2 とCd(CH3 )2
とH2 Seとを用いる。なお、Mgの原料としては、M
g(CH3 )2 のほかに、例えば、Mg(CH3 C5 H
4 )2 (ビス(メチルシクロペンタジエニル)マグネシ
ウム)、Mg(C5 H5 )2 (ビス(シクロペンタジエ
ニル)マグネシウム)、Mg(i−C3 H7 C5 H4 )
2 (ビス(イソプロピルシクロペンタジエニル)マグネ
シウム)などを用いることもできる。
【0019】次に、後述のような金属アミノ化合物を原
料として用いたCVD法(以下「MACVD法」とい
う)により、活性層5上に、例えばp型不純物としてN
がドープされたp型ZnSe光導波層6、例えばp型不
純物としてNがドープされたp型Zn1-p Mgp Sq S
e1-q クラッド層7、例えばp型不純物としてNがドー
プされたp型ZnSv Se1-v 層8および例えばp型不
純物としてNがドープされた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。このMACVD法
によるエピタキシャル成長は、通常のMOCVD装置と
同様な構成の装置により常圧で行うことができる。
料として用いたCVD法(以下「MACVD法」とい
う)により、活性層5上に、例えばp型不純物としてN
がドープされたp型ZnSe光導波層6、例えばp型不
純物としてNがドープされたp型Zn1-p Mgp Sq S
e1-q クラッド層7、例えばp型不純物としてNがドー
プされたp型ZnSv Se1-v 層8および例えばp型不
純物としてNがドープされた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。このMACVD法
によるエピタキシャル成長は、通常のMOCVD装置と
同様な構成の装置により常圧で行うことができる。
【0020】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にお
いては、原料として、例えば、金属アミノ化合物である
Zn(NH2 )2 とSe(NH2 )2 とを用いる。ま
た、p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7のエ
ピタキシャル成長においては、原料として、例えばZn
(NH2 )2 とMg(NH2 )2 とS(NH2 )2 とS
e(NH2 )2 とを用いる。さらに、p型ZnSv Se
1-v 層8のエピタキシャル成長においては、原料とし
て、例えばZn(NH2 )2 とS(NH2 )2 とSe
(NH2 )2 とを用いる。また、これらの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のエピタキシャル成長においては、原料の
VI/II比は十分に低く選ぶのが好ましく、特に、基
板表面直上でVI/II比が1以下または1程度になる
ようにするのが好ましい。
p型ZnSeコンタクト層9のエピタキシャル成長にお
いては、原料として、例えば、金属アミノ化合物である
Zn(NH2 )2 とSe(NH2 )2 とを用いる。ま
た、p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層7のエ
ピタキシャル成長においては、原料として、例えばZn
(NH2 )2 とMg(NH2 )2 とS(NH2 )2 とS
e(NH2 )2 とを用いる。さらに、p型ZnSv Se
1-v 層8のエピタキシャル成長においては、原料とし
て、例えばZn(NH2 )2 とS(NH2 )2 とSe
(NH2 )2 とを用いる。また、これらの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のエピタキシャル成長においては、原料の
VI/II比は十分に低く選ぶのが好ましく、特に、基
板表面直上でVI/II比が1以下または1程度になる
ようにするのが好ましい。
【0021】上述のMACVD法によるエピタキシャル
成長の詳細についてp型ZnSe光導波層6を例にとっ
て説明すると、以下の通りである。p型Zn1-p Mgp
SqSe1-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についても同様であ
る。
成長の詳細についてp型ZnSe光導波層6を例にとっ
て説明すると、以下の通りである。p型Zn1-p Mgp
SqSe1-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についても同様であ
る。
【0022】すなわち、上述のようにZn(NH2 )2
とSe(NH2 )2 とを原料として用いてp型ZnSe
光導波層6をMACVD法により成長させる際には、 Zn(NH2 )2 +Se(NH2 )2 →ZnSe:N+2NH4 (2) なる反応によりNを含むZnSe、すなわちZnSe:
Nの成長が行われる。この(2)式の反応においては、
原料として用いられるZn(NH2 )2 およびSe(N
H2 )2 にそれぞれ含まれるNのうちNH4 の生成に消
費されるもの以外の余分なNがZnSeに取り込まれ
る。この場合、原料の一つとして用いられるZn(NH
2 )2 はZn−N結合を含み、もう一つの原料として用
いられるSe(NH2 )2 はSe−N結合を含むので、
すなわち原料はもともとZn−N結合およびSe−N結
合を含むので、ZnSeの成長時にはNがZnまたはS
eと結合した形で容易に取り込まれる。そして、この場
合、HによるZnの不活性化はほとんど生じないか、起
きるとしても非常に少ない。また、この(2)式の反応
においては、原料として用いられるZn(NH2 )2 お
よびSe(NH2 )2 中にそれぞれ含まれるNは、反応
途中においては、例えばMBE法によりNドープZnS
eのエピタキシャル成長を行う場合にNのドープに用い
られるプラズマドーピングにおけるN2 ラジカルに近い
状態にあり、従ってこの意味でも成長するZnSe中に
取り込まれやすいものである。以上により、十分に高濃
度のNを不純物として含む低抵抗のp型ZnSe光導波
層6の成長を行うことができる。
とSe(NH2 )2 とを原料として用いてp型ZnSe
光導波層6をMACVD法により成長させる際には、 Zn(NH2 )2 +Se(NH2 )2 →ZnSe:N+2NH4 (2) なる反応によりNを含むZnSe、すなわちZnSe:
Nの成長が行われる。この(2)式の反応においては、
原料として用いられるZn(NH2 )2 およびSe(N
H2 )2 にそれぞれ含まれるNのうちNH4 の生成に消
費されるもの以外の余分なNがZnSeに取り込まれ
る。この場合、原料の一つとして用いられるZn(NH
2 )2 はZn−N結合を含み、もう一つの原料として用
いられるSe(NH2 )2 はSe−N結合を含むので、
すなわち原料はもともとZn−N結合およびSe−N結
合を含むので、ZnSeの成長時にはNがZnまたはS
eと結合した形で容易に取り込まれる。そして、この場
合、HによるZnの不活性化はほとんど生じないか、起
きるとしても非常に少ない。また、この(2)式の反応
においては、原料として用いられるZn(NH2 )2 お
よびSe(NH2 )2 中にそれぞれ含まれるNは、反応
途中においては、例えばMBE法によりNドープZnS
eのエピタキシャル成長を行う場合にNのドープに用い
られるプラズマドーピングにおけるN2 ラジカルに近い
状態にあり、従ってこの意味でも成長するZnSe中に
取り込まれやすいものである。以上により、十分に高濃
度のNを不純物として含む低抵抗のp型ZnSe光導波
層6の成長を行うことができる。
【0023】上述のようにしてp型ZnSeコンタクト
層9の成長まで行った後、このp型ZnSe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、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。このストライプ部の幅は例えば5μmである。
層9の成長まで行った後、このp型ZnSe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、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。このストライプ部の幅は例えば5μmである。
【0024】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例えば厚さが300nmの
アルミナ(Al2 O3 )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Al2 O3 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Al
2 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例えば厚さが300nmの
アルミナ(Al2 O3 )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Al2 O3 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Al
2 O3 膜から成る絶縁層10が形成される。
【0025】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の全面に例えば厚さが10
nmのPd膜、例えば厚さが100nmのPt膜および
例えば厚さが300nmのAu膜を順次真空蒸着してA
u/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GaAs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の全面に例えば厚さが10
nmのPd膜、例えば厚さが100nmのPt膜および
例えば厚さが300nmのAu膜を順次真空蒸着してA
u/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GaAs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。
【0026】次に、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を例えば幅が640μm
(共振器長に等しい)のバー状に劈開して両共振器端面
を形成した後、図2に示すように、真空蒸着法により、
レーザー光が取り出されるフロント側の共振器端面に厚
さが74nmのAl2 O3 膜13と厚さが31nmのS
i膜14とから成る多層膜を形成するとともに、レーザ
ー光が取り出されないリア側の共振器端面に厚さが74
nmのAl2 O3 膜13と厚さが31nmのSi膜14
とを2周期繰り返した多層膜を形成する。ここで、Al
2 O3 膜13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。この場
合、フロント側の共振器端面の反射率は70%であり、
リア側の共振器端面の反射率は95%である。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4
00μmに劈開してチップ化し、パッケージングを行
う。
成されたn型GaAs基板1を例えば幅が640μm
(共振器長に等しい)のバー状に劈開して両共振器端面
を形成した後、図2に示すように、真空蒸着法により、
レーザー光が取り出されるフロント側の共振器端面に厚
さが74nmのAl2 O3 膜13と厚さが31nmのS
i膜14とから成る多層膜を形成するとともに、レーザ
ー光が取り出されないリア側の共振器端面に厚さが74
nmのAl2 O3 膜13と厚さが31nmのSi膜14
とを2周期繰り返した多層膜を形成する。ここで、Al
2 O3 膜13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。この場
合、フロント側の共振器端面の反射率は70%であり、
リア側の共振器端面の反射率は95%である。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4
00μmに劈開してチップ化し、パッケージングを行
う。
【0027】この実施例において、活性層5は、好適に
は厚さが2〜20nm、例えば厚さが9nmのi型Zn
1-z Cdz Se量子井戸層から成る単一量子井戸構造を
有するものである。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。
は厚さが2〜20nm、例えば厚さが9nmのi型Zn
1-z Cdz Se量子井戸層から成る単一量子井戸構造を
有するものである。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。
【0028】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。
【0029】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であり、不
純物濃度はND −NA (ND :ドナー濃度、NA :アク
セプタ濃度)で例えば5×1017cm-3である。n型Z
nSe光導波層4の厚さは例えば80nmであり、不純
物濃度はND −NA で例えば5×1017cm-3である。
また、p型ZnSe光導波層6の厚さは例えば80nm
であり、不純物濃度はNA −ND で例えば5×1017c
m-3である。p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド
層7の厚さは例えば0.8μmであり、不純物濃度はN
A −ND で例えば2×1017cm-3である。p型ZnS
v Se1-v 層8の厚さは例えば0.8μmであり、不純
物濃度はNA −ND で例えば8×1017cm-3である。
p型ZnSeコンタクト層9の厚さは例えば45nmで
あり、不純物濃度はNA −ND で例えば8×1017cm
-3である。
1-q クラッド層3の厚さは例えば1.5μmであり、不
純物濃度はND −NA (ND :ドナー濃度、NA :アク
セプタ濃度)で例えば5×1017cm-3である。n型Z
nSe光導波層4の厚さは例えば80nmであり、不純
物濃度はND −NA で例えば5×1017cm-3である。
また、p型ZnSe光導波層6の厚さは例えば80nm
であり、不純物濃度はNA −ND で例えば5×1017c
m-3である。p型Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド
層7の厚さは例えば0.8μmであり、不純物濃度はN
A −ND で例えば2×1017cm-3である。p型ZnS
v Se1-v 層8の厚さは例えば0.8μmであり、不純
物濃度はNA −ND で例えば8×1017cm-3である。
p型ZnSeコンタクト層9の厚さは例えば45nmで
あり、不純物濃度はNA −ND で例えば8×1017cm
-3である。
【0030】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、この実施例においては例えば33
nmである。
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、この実施例においては例えば33
nmである。
【0031】以上のように、この実施例によれば、p型
ZnSe光導波層6、p型Zn1-pMgp Sq Se1-q
クラッド層7、p型ZnSv Se1-v 層8およびp型Z
nSeコンタクト層9のエピタキシャル成長を金属アミ
ノ化合物を用いたMACVD法により行っているので、
これらの層のN濃度を十分に高くすることができ、従っ
てこれらの層を低抵抗とすることができる。しかも、こ
れらの層の成長はMACVD法により高い生産性で行う
ことができる。また、n型ZnSeバッファ層2、n型
Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層3、n型ZnS
e光導波層4およびi型Zn1-z Cdz Se量子井戸層
から成る活性層5のエピタキシャル成長も、通常のMO
CVD法により高い生産性で行うことができる。
ZnSe光導波層6、p型Zn1-pMgp Sq Se1-q
クラッド層7、p型ZnSv Se1-v 層8およびp型Z
nSeコンタクト層9のエピタキシャル成長を金属アミ
ノ化合物を用いたMACVD法により行っているので、
これらの層のN濃度を十分に高くすることができ、従っ
てこれらの層を低抵抗とすることができる。しかも、こ
れらの層の成長はMACVD法により高い生産性で行う
ことができる。また、n型ZnSeバッファ層2、n型
Zn1-p Mgp Sq Se1-q クラッド層3、n型ZnS
e光導波層4およびi型Zn1-z Cdz Se量子井戸層
から成る活性層5のエピタキシャル成長も、通常のMO
CVD法により高い生産性で行うことができる。
【0032】以上により、例えば室温において波長52
3.5nmで連続発振可能な緑色発光でしかも低しきい
値電流密度のSCH構造を有する半導体レーザーを高い
生産性で製造することができる。
3.5nmで連続発振可能な緑色発光でしかも低しきい
値電流密度のSCH構造を有する半導体レーザーを高い
生産性で製造することができる。
【0033】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。
【0034】例えば、上述の実施例において用いられて
いるn型ZnSe光導波層4およびp型ZnSe光導波
層6の代わりにi型ZnSe光導波層を用いてもよい。
さらに、格子整合をとる見地からは、これらのn型Zn
Se光導波層4およびp型ZnSe光導波層6の代わり
に、特にu=0.06のn型ZnSu Se1-u 層および
p型ZnSu Se1-u 層あるいはi型ZnSu Se1-u
層を用いるのが望ましい。
いるn型ZnSe光導波層4およびp型ZnSe光導波
層6の代わりにi型ZnSe光導波層を用いてもよい。
さらに、格子整合をとる見地からは、これらのn型Zn
Se光導波層4およびp型ZnSe光導波層6の代わり
に、特にu=0.06のn型ZnSu Se1-u 層および
p型ZnSu Se1-u 層あるいはi型ZnSu Se1-u
層を用いるのが望ましい。
【0035】また、上述の実施例においては、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。
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。
【0036】さらにまた、上述の実施例においては、S
CH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。
CH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。
【0037】また、上述の実施例においては、ZnMg
SSe系化合物半導体をクラッド層の材料として用いた
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、ZnMgSSe系化合物半導体以外のI
I−VI族化合物半導体をクラッド層の材料として用い
た半導体レーザーの製造にもこの発明を適用することが
可能である。さらには、この発明は、II−VI族化合
物半導体を用いた発光ダイオードの製造に適用すること
も可能であり、これらの発光素子以外のII−VI族化
合物半導体を用いた各種の素子の製造に適用することも
可能である。
SSe系化合物半導体をクラッド層の材料として用いた
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、ZnMgSSe系化合物半導体以外のI
I−VI族化合物半導体をクラッド層の材料として用い
た半導体レーザーの製造にもこの発明を適用することが
可能である。さらには、この発明は、II−VI族化合
物半導体を用いた発光ダイオードの製造に適用すること
も可能であり、これらの発光素子以外のII−VI族化
合物半導体を用いた各種の素子の製造に適用することも
可能である。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、十分に高濃度の窒素を不純物として含む低抵抗のp
型のII−VI族化合物半導体の成長を高い生産性で行
うことができる。
ば、十分に高濃度の窒素を不純物として含む低抵抗のp
型のII−VI族化合物半導体の成長を高い生産性で行
うことができる。
【図1】この発明の一実施例による半導体レーザーの製
造方法により製造される半導体レーザーの共振器長方向
に垂直な断面図である。
造方法により製造される半導体レ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る半導体レーザーの製
造方法により製造される半導体レーザーの共振器長方向
に平行な断面図である。
造方法により製造される半導体レーザーの共振器長方向
に平行な断面図である。
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 10 絶縁層 11 p側電極 12 n側電極
Claims (5)
- 【請求項1】 成長を行うべきII−VI族化合物半導
体を構成するII族元素およびVI族元素のうちの少な
くとも一方と窒素との結合を含む第1の化合物および/
または上記II−VI族化合物半導体を構成するII族
元素およびVI族元素のうちの少なくとも他方を含む第
2の化合物を原料として用いて気相成長を行うようにし
たII−VI族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項2】 上記第1の化合物は上記II族元素と上
記窒素との結合を含むアミノ化合物であることを特徴と
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】 上記第2の化合物は上記VI族元素と上
記窒素との結合を含むアミノ化合物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II−VI族化合物半導体は上記窒
素を不純物として含むp型のII−VI族化合物半導体
であることを特徴とする請求項1、2または3記載のI
I−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、ZnCdSe、ZnSSe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 |
---|---|---|---|
JP21231793A JPH0750267A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | 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 |
---|---|---|---|
JP21231793A JPH0750267A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | Ii−vi族化合物半導体の成長方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0750267A true JPH0750267A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16620551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21231793A Pending JPH0750267A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | Ii−vi族化合物半導体の成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0750267A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7587695B2 (en) | 2001-12-10 | 2009-09-08 | Mentor Graphics Corporation | Protection boundaries in a parallel printed circuit board design environment |
-
1993
- 1993-08-04 JP JP21231793A patent/JPH0750267A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7587695B2 (en) | 2001-12-10 | 2009-09-08 | Mentor Graphics Corporation | Protection boundaries in a parallel printed circuit board design environment |
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