JPH0758043A - 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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- JPH0758043A JPH0758043A JP26940193A JP26940193A JPH0758043A JP H0758043 A JPH0758043 A JP H0758043A JP 26940193 A JP26940193 A JP 26940193A JP 26940193 A JP26940193 A JP 26940193A JP H0758043 A JPH0758043 A JP H0758043A
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- compound semiconductor
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- znse
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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】 ＭＯＣＶＤ法により、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ＺｎＳvＳｅ1-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た後に、成長
温度以上６５０℃以下の温度で熱処理を行うか、６５０
℃以下の温度でこれらの層に電界を印加することによ
り、エピタキシャル成長の際にこれらの層中に取り込ま
れた水素を除去する。
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】 ＭＯＣＶＤ法により、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ＺｎＳvＳｅ1-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た後に、成長
温度以上６５０℃以下の温度で熱処理を行うか、６５０
℃以下の温度でこれらの層に電界を印加することによ
り、エピタキシャル成長の際にこれらの層中に取り込ま
れた水素を除去する。
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 ↑ 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 ↑ 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族元素を少なくとも含む有機化合物および／ま
たはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構成するＶＩ族元素を
含む化合物と窒素を含む化合物とを用いてＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の気相成長を行い、その後、ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の成長温度以上６５０℃以下の温度でＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の熱処理を行うかまたは６５０℃
以下の温度でＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に電界を印加す
ることにより、気相成長の際にＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体中に取り込まれた水素を除去するようにしたものであ
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族元素を少なくとも含む有機化合物および／ま
たはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構成するＶＩ族元素を
含む化合物と窒素を含む化合物とを用いてＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の気相成長を行い、その後、ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の成長温度以上６５０℃以下の温度でＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の熱処理を行うかまたは６５０℃
以下の温度でＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に電界を印加す
ることにより、気相成長の際にＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体中に取り込まれた水素を除去するようにしたものであ
る。
【０００９】ここで、ＩＩ族元素を含む有機化合物の例
を挙げると、Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 、Ｍｇ（ＣＨ3 ）2 、Ｃ
ｄ（ＣＨ3 ）2 などである。また、ＶＩ族元素を含む有
機化合物の例を挙げると、Ｓｅ（ＣＨ3 ）2 、Ｔｅ（Ｃ
Ｈ3 ）2 などである。ＶＩ族元素を含む化合物は、Ｈ2
Ｓｅ、Ｈ2 Ｓ、Ｈ2 Ｔｅなどの水素化合物が代表なもの
である。なお、窒素（Ｎ）を含む化合物は、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に対するアクセプタ不純物となるＮのド
ーパントとして用いられる。
を挙げると、Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 、Ｍｇ（ＣＨ3 ）2 、Ｃ
ｄ（ＣＨ3 ）2 などである。また、ＶＩ族元素を含む有
機化合物の例を挙げると、Ｓｅ（ＣＨ3 ）2 、Ｔｅ（Ｃ
Ｈ3 ）2 などである。ＶＩ族元素を含む化合物は、Ｈ2
Ｓｅ、Ｈ2 Ｓ、Ｈ2 Ｔｅなどの水素化合物が代表なもの
である。なお、窒素（Ｎ）を含む化合物は、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に対するアクセプタ不純物となるＮのド
ーパントとして用いられる。
【００１０】ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の熱処理温度の
下限をそのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長温度とした
のは、熱処理温度が成長温度よりも低ければ、水素の除
去効果が少ないからである。また、この熱処理温度の上
限を６５０℃としたのは、それよりも高い温度で熱処理
を行うと、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶性が劣化す
るおそれがあるからである。なお、一般に、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体を構成するＶＩ族元素はＩＩ族元素に比
べて蒸気圧が高く、蒸発しやすいので、この熱処理は、
ＶＩ族元素の蒸発を抑えるために、好適には、そのＶＩ
族元素を含むガス雰囲気中で行われる。
下限をそのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長温度とした
のは、熱処理温度が成長温度よりも低ければ、水素の除
去効果が少ないからである。また、この熱処理温度の上
限を６５０℃としたのは、それよりも高い温度で熱処理
を行うと、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶性が劣化す
るおそれがあるからである。なお、一般に、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体を構成するＶＩ族元素はＩＩ族元素に比
べて蒸気圧が高く、蒸発しやすいので、この熱処理は、
ＶＩ族元素の蒸発を抑えるために、好適には、そのＶＩ
族元素を含むガス雰囲気中で行われる。
【００１１】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、気相成長の
際にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体中にその結晶格子を硬化
させる元素を含ませるようにする。
の成長方法の好適な一実施形態においては、気相成長の
際にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体中にその結晶格子を硬化
させる元素を含ませるようにする。
【００１２】ここで、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の結晶
格子を硬化させる元素とは、この元素をＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体中に含ませることにより、そのＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の結晶と格子定数がかなり異なる化合物結
晶が部分的に形成されることなどの結果として転位など
の結晶欠陥が発生しにくくなり、より高い温度での熱処
理に耐えられるようになる元素を意味する。例えば、Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体がＺｎＳｅである場合、この結
晶格子を硬化させる元素（lattice hardner)はＳやＭｇ
であり、気相成長の際にＺｎＳｅ中にＳおよび／または
Ｍｇを含ませることにより、ＺｎＳｅの結晶と格子定数
が大きく異なるＭｇＳｅおよび／またはＭｇＳがその結
晶中に部分的に形成される。この場合、ＺｎＳｅのエネ
ルギーバンド構造をあまり変えずにその結晶格子を硬化
させるためには、この結晶格子を硬化させる元素として
のＳおよび／またはＭｇの組成比は例えば０．１〜１％
とすればよい（このようなＺｎＳｅは準または擬ＺｎＳ
ｅと呼ばれる）。
格子を硬化させる元素とは、この元素をＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体中に含ませることにより、そのＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の結晶と格子定数がかなり異なる化合物結
晶が部分的に形成されることなどの結果として転位など
の結晶欠陥が発生しにくくなり、より高い温度での熱処
理に耐えられるようになる元素を意味する。例えば、Ｉ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体がＺｎＳｅである場合、この結
晶格子を硬化させる元素（lattice hardner)はＳやＭｇ
であり、気相成長の際にＺｎＳｅ中にＳおよび／または
Ｍｇを含ませることにより、ＺｎＳｅの結晶と格子定数
が大きく異なるＭｇＳｅおよび／またはＭｇＳがその結
晶中に部分的に形成される。この場合、ＺｎＳｅのエネ
ルギーバンド構造をあまり変えずにその結晶格子を硬化
させるためには、この結晶格子を硬化させる元素として
のＳおよび／またはＭｇの組成比は例えば０．１〜１％
とすればよい（このようなＺｎＳｅは準または擬ＺｎＳ
ｅと呼ばれる）。
【００１３】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。
【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、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長温度
以上６５０℃以下の温度でＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の
熱処理を行うかまたは６５０℃以下の温度でＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に電界を印加することにより、気相成長
の際にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体中に取り込まれた水素
を除去するようにしているので、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体中に不純物として含まれる窒素の、この水素による
不活性化を防止することができる。これによって、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行うことができる。しか
も、従来のように生産性の悪いＭＢＥ法ではなく、生産
性の高いＭＯＣＶＤ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。
長方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長温度
以上６５０℃以下の温度でＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の
熱処理を行うかまたは６５０℃以下の温度でＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体に電界を印加することにより、気相成長
の際にＩＩ−ＶＩ族化合物半導体中に取り込まれた水素
を除去するようにしているので、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体中に不純物として含まれる窒素の、この水素による
不活性化を防止することができる。これによって、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行うことができる。しか
も、従来のように生産性の悪いＭＢＥ法ではなく、生産
性の高いＭＯＣＶＤ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。
【００１５】
【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。
【００１６】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、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、例えばｉ型（真性）Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層
から成る活性層５、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 ＭｇpＳq Ｓｅ1-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。このエピタキシャル成長
は、通常、６００℃以下の温度で行われる。
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、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、例えばｉ型（真性）Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層
から成る活性層５、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 ＭｇpＳq Ｓｅ1-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。このエピタキシャル成長
は、通常、６００℃以下の温度で行われる。
【００１７】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。
【００１８】ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６およびｐ型ＺｎＳ
ｅ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Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 とＨ2 ＳｅとＮＨ4
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（ＣＨ3 ）2 とＭｇ（ＣＨ3 ）2 とＨ2
ＳとＨ2 ＳｅとＮＨ4 とを用いる。さらに、ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-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（ＣＨ3 ）2 とＨ2 ＳとＨ2 Ｓｅと
ＮＨ4 とを用いる。
ｅ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Ｚｎ（ＣＨ3 ）2 とＨ2 ＳｅとＮＨ4
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（ＣＨ3 ）2 とＭｇ（ＣＨ3 ）2 とＨ2
ＳとＨ2 ＳｅとＮＨ4 とを用いる。さらに、ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-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（ＣＨ3 ）2 とＨ2 ＳとＨ2 Ｓｅと
ＮＨ4 とを用いる。
【００１９】上述のように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Ｚ
ｎＳｅ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のエピタキシャル成長を行った後、これらの層が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をこれらの層の成長温度以
上６５０℃以下の温度、好適には５００℃以下の温度で
熱処理する。この熱処理は、好適には、Ｈ2 ＳｅやＨ2
Ｓのガス雰囲気中で行われる。
ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３、ｎ型Ｚ
ｎＳｅ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のエピタキシャル成長を行った後、これらの層が形
成されたｎ型ＧａＡｓ基板１をこれらの層の成長温度以
上６５０℃以下の温度、好適には５００℃以下の温度で
熱処理する。この熱処理は、好適には、Ｈ2 ＳｅやＨ2
Ｓのガス雰囲気中で行われる。
【００２０】この熱処理によって、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のエピタキシャル成長の際にそれらに取り
込まれたＨがそれらの外部に放出される。これによっ
て、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中にドーピングされた不
純物としてのＮのＨによる不活性化を有効に防止するこ
とができる。一方、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Ｚ
ｎＳv 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を行う際に用いられる上述の原料
に含まれるＮは、反応途中においては、例えばＭＢＥ法
によりＮドープＺｎＳｅのエピタキシャル成長を行う場
合にＮのドーピング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、従って成長結晶
中に取り込まれやすいものである。以上により、それぞ
れ十分に高濃度のＮを不純物として含む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の成長を行うことができる。
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、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のエピタキシャル成長の際にそれらに取り
込まれたＨがそれらの外部に放出される。これによっ
て、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中にドーピングされた不
純物としてのＮのＨによる不活性化を有効に防止するこ
とができる。一方、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Ｚ
ｎＳv 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を行う際に用いられる上述の原料
に含まれるＮは、反応途中においては、例えばＭＢＥ法
によりＮドープＺｎＳｅのエピタキシャル成長を行う場
合にＮのドーピング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、従って成長結晶
中に取り込まれやすいものである。以上により、それぞ
れ十分に高濃度のＮを不純物として含む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の成長を行うことができる。
【００２１】次に、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 Ｓｅ
1-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。
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 Ｓｅ
1-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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】以上のように、この実施例によれば、ｎ型
ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-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のエピタキシャル成長を
ＭＯＣＶＤ法により行っているので、ＭＢＥ法に比べて
極めて高い生産性でこれらの層のエピタキシャル成長を
行うことができる。また、このエピタキシャル成長後に
成長温度以上６５０℃以下の温度で熱処理を行っている
ことにより、エピタキシャル成長の際に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中に取り込まれたＨを除去することができ、
従ってこれらの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 Ｓｅ
1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９中にドーピ
ングされたＮのＨによる不活性化を有効に防止すること
ができる。このため、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。
ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-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のエピタキシャル成長を
ＭＯＣＶＤ法により行っているので、ＭＢＥ法に比べて
極めて高い生産性でこれらの層のエピタキシャル成長を
行うことができる。また、このエピタキシャル成長後に
成長温度以上６５０℃以下の温度で熱処理を行っている
ことにより、エピタキシャル成長の際に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中に取り込まれたＨを除去することができ、
従ってこれらの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 Ｓｅ
1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９中にドーピ
ングされたＮのＨによる不活性化を有効に防止すること
ができる。このため、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。
【００３０】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。
【００３１】次に、この発明の他の実施例について説明
する。この他の実施例においては、ｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層９の成長まで行った後に、Ｈの除去のための熱処
理を行うことなく、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９および
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部のパターニング、絶
縁層１０、ｐ側電極１１およびｎ側電極１２の形成まで
行う。ここまでの工程は、Ｈの除去のための熱処理を行
わないことを除いて、上述の実施例と同様である。
する。この他の実施例においては、ｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層９の成長まで行った後に、Ｈの除去のための熱処
理を行うことなく、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９および
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部のパターニング、絶
縁層１０、ｐ側電極１１およびｎ側電極１２の形成まで
行う。ここまでの工程は、Ｈの除去のための熱処理を行
わないことを除いて、上述の実施例と同様である。
【００３２】この他の実施例においては、上述のように
ｐ側電極１１およびｎ側電極１２の形成まで行った後、
少なくとも６５０℃以下でかつｐ側電極１１およびｎ側
電極１２自身やそれらのオーミック特性などに悪影響を
与えない温度で、ｐ側電極１１およびｎ側電極１２間
に、ｎ側電極１２の方が十分に高い電位になるように電
圧を印加する。これによって、ｎ型ＧａＡｓ基板１から
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９にかけて、ｎ側電極１２か
らｐ側電極１１に向かう方向の電界が発生する。そし
て、この電界により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q クラッド層３、ｎ型ＺｎＳ
ｅ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Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９中
に含まれているＨがＨ+ の形でｐ側電極１１側に移動
し、最終的に外部に除去される。これによって、ｐ型Ｚ
ｎＳｅ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Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層９中に含まれているＮのＨによる不活
性化を防止することができる。
ｐ側電極１１およびｎ側電極１２の形成まで行った後、
少なくとも６５０℃以下でかつｐ側電極１１およびｎ側
電極１２自身やそれらのオーミック特性などに悪影響を
与えない温度で、ｐ側電極１１およびｎ側電極１２間
に、ｎ側電極１２の方が十分に高い電位になるように電
圧を印加する。これによって、ｎ型ＧａＡｓ基板１から
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９にかけて、ｎ側電極１２か
らｐ側電極１１に向かう方向の電界が発生する。そし
て、この電界により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q クラッド層３、ｎ型ＺｎＳ
ｅ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Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９中
に含まれているＨがＨ+ の形でｐ側電極１１側に移動
し、最終的に外部に除去される。これによって、ｐ型Ｚ
ｎＳｅ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Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層９中に含まれているＮのＨによる不活
性化を防止することができる。
【００３３】図３に、以上の電界印加によるＨの除去の
様子を概念的に示す。なお、図３においては、そのとき
の半導体レーザーのエネルギーバンドを大幅に単純化し
て示してある（Ｅc 、Ｅv はそれぞれ伝導帯の下端のエ
ネルギーおよび価電子帯の上端のエネルギーを示す）。
様子を概念的に示す。なお、図３においては、そのとき
の半導体レーザーのエネルギーバンドを大幅に単純化し
て示してある（Ｅc 、Ｅv はそれぞれ伝導帯の下端のエ
ネルギーおよび価電子帯の上端のエネルギーを示す）。
【００３４】上述のようにしてＨの除去を行った後、上
述の実施例と同様にして、共振器端面の形成や端面コー
ティングなどの後工程を実行し、目的とする半導体レー
ザーを完成させる。
述の実施例と同様にして、共振器端面の形成や端面コー
ティングなどの後工程を実行し、目的とする半導体レー
ザーを完成させる。
【００３５】なお、Ｈの除去のために半導体レーザーに
印加する電界の方向は上述と逆でもよい。すなわち、図
４に示すように、ｐ側電極１１およびｎ側電極１２間
に、ｐ側電極１１の方が十分に高い電位になるように電
圧を印加し、ｐ側電極１１からｎ側電極１２に向かう方
向の電界を印加してもよい。この場合には、ＨはＨ+ の
形でｎ側電極１２側に移動し、最終的に外部に除去され
る。
印加する電界の方向は上述と逆でもよい。すなわち、図
４に示すように、ｐ側電極１１およびｎ側電極１２間
に、ｐ側電極１１の方が十分に高い電位になるように電
圧を印加し、ｐ側電極１１からｎ側電極１２に向かう方
向の電界を印加してもよい。この場合には、ＨはＨ+ の
形でｎ側電極１２側に移動し、最終的に外部に除去され
る。
【００３６】以上のように、この他の実施例によれば、
６５０℃以下の温度で半導体レーザーにｎ側電極１２か
らｐ側電極１１に向かう方向の電界またはｐ側電極１１
からｎ側電極１２に向かう方向の電界を印加するように
していることにより、エピタキシャル成長の際にｐ型Ｚ
ｎＳｅ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Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層９中に取り込まれたＨを除去すること
ができ、従ってこれらのｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９中の
ＮのＨによる不活性化を防止することができる。これに
よって、これらのｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p ＭｇpＳq 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Ｎ濃度
を十分に高くしてこれらの層を低抵抗とすることができ
る。また、半導体レーザーを構成する層のエピタキシャ
ル成長にＭＯＣＶＤ法を用いていることにより、このエ
ピタキシャル成長をＭＢＥ法に比べて極めて高い生産性
で行うことができる。
６５０℃以下の温度で半導体レーザーにｎ側電極１２か
らｐ側電極１１に向かう方向の電界またはｐ側電極１１
からｎ側電極１２に向かう方向の電界を印加するように
していることにより、エピタキシャル成長の際にｐ型Ｚ
ｎＳｅ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Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層９中に取り込まれたＨを除去すること
ができ、従ってこれらのｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９中の
ＮのＨによる不活性化を防止することができる。これに
よって、これらのｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p ＭｇpＳq 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Ｎ濃度
を十分に高くしてこれらの層を低抵抗とすることができ
る。また、半導体レーザーを構成する層のエピタキシャ
ル成長にＭＯＣＶＤ法を用いていることにより、このエ
ピタキシャル成長をＭＢＥ法に比べて極めて高い生産性
で行うことができる。
【００３７】以上により、上述の実施例と同様に、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。
ば室温において波長５２３．５ｎｍ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。
【００３８】以上、この発明の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。
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。
【００３９】例えば、上述のＨの除去のための熱処理ま
たは電界印加は、原理的には、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層９までエピタキシャル成長を行った後であれば、どの
段階で行ってもよく、上述の実施例と異なる段階で行う
ようにしてもよい。
たは電界印加は、原理的には、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層９までエピタキシャル成長を行った後であれば、どの
段階で行ってもよく、上述の実施例と異なる段階で行う
ようにしてもよい。
【００４０】さらに、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。
さらにまた、格子整合をとる見地からは、これらのｎ型
ＺｎＳｅ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 Ｓｅ
1-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。
さらにまた、格子整合をとる見地からは、これらのｎ型
ＺｎＳｅ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 Ｓｅ
1-u 層を用いるのが望ましい。
【００４１】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。
【００４２】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。
【００４３】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。
【００４４】なお、Ｈの除去は、熱処理や電界印加を行
う代わりに、電子線などの放射線を照射することによっ
ても行うことが可能である。
う代わりに、電子線などの放射線を照射することによっ
ても行うことが可能である。
【００４５】
【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。
【図３】この発明の他の実施例による半導体レーザーの
製造方法において電界印加によりＨの除去を行う例を示
す略線図である。
製造方法において電界印加によりＨの除去を行う例を示
す略線図である。
【図４】この発明の他の実施例による半導体レーザーの
製造方法において電界印加によりＨの除去を行う他の例
を示す略線図である。
製造方法において電界印加によりＨの除去を行う他の例
を示す略線図である。
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 ９ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層 １１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 浩之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (4)
- 【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族元素を少なくとも含む有機化合物お
よび／または上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構成する
ＶＩ族元素を含む化合物と窒素を含む化合物とを用いて
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の気相成長を行い、 その後、上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長温度以上
６５０℃以下の温度で上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の
熱処理を行うかまたは６５０℃以下の温度で上記ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体に電界を印加することにより、上記
気相成長の際に上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体中に取り
込まれた水素を除去するようにしたＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法。 - 【請求項２】 上記気相成長の際に上記ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体中にその結晶格子を硬化させる元素を含ませ
るようにしたことを特徴とする請求項１記載のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項３】 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または３
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 |
|---|---|---|---|
| JP26940193A JPH0758043A (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP26940193A JPH0758043A (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0758043A true JPH0758043A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=17471903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26940193A Pending JPH0758043A (ja) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758043A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9488416B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-11-08 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Multistage pressure condenser and steam turbine plant having the same |
-
1993
- 1993-08-16 JP JP26940193A patent/JPH0758043A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9488416B2 (en) | 2011-11-28 | 2016-11-08 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Multistage pressure condenser and steam turbine plant having the same |
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