JPH08102567A - Ｂｅドーピング方法，エピタキシャル成長方法，半導体光素子の製造方法，及び半導体光素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に、かつ高品質のＢｅドーピングを可能
とできるＢｅドーピング方法を得る。 【解決手段】 III-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル
成長する際に、III-Ｖ族化合物半導体結晶中にＢｅをド
ーピングするためのドーパント材料として（ＭｅＣＰ）
2 Ｂｅを用いるようにした。 【効果】 （ＭｅＣＰ）2 Ｂｅが、従来のＢｅドーパン
ト材料として用いられていたＤＭＢｅよりも蒸気圧が低
いので、ドーピング制御を容易とでき、また、（ＭｅＣ
Ｐ）2 ＢｅはＤＭＢｅよりも純度の高いものを容易に入
手できるので、ドーピングの際に酸素等の不純物が結晶
中に混入するのを抑制することが容易であり、品質の高
いｐ型層を容易に実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、III-Ｖ族化合物
半導体を結晶成長する際に、III-Ｖ族化合物半導体結晶
中にベリリウム（Ｂｅ）をドーピングする方法，及びエ
ピタキシャル成長方法に関し、特にドーピング制御が容
易なＢｅドーピング方法，及び成長層表面を鏡面にでき
るエピタキシャル成長方法に関するものである。

【０００２】また、この発明は、このようなドーピング
制御が容易なＢｅドーピング方法，及び成長層表面を鏡
面にできるエピタキシャル成長方法を用いた半導体光素
子の製造方法、及びかかる製造方法により製造される半
導体光素子に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】現在、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ
法）を用いたIII-Ｖ族化合物半導体の結晶成長において
は、そのｐ型ドーパントとして亜鉛（Ｚｎ）が最も一般
的に用いられている。しかしＺｎの拡散係数は、たとえ
ば、ＧａＡｓ中において、７００℃で４×１０^-14 cm^-2
／ｓと大きく、結晶中を早く動くため、Ｚｎの急峻なプ
ロファイルを得るのは非常に困難で、設計通りのデバイ
ス構造を得ることはできなかった。また、半導体レーザ
のｐ型クラッド層等のｐ型不純物としてＺｎを用いた場
合、Ｚｎが活性層に拡散することにより、半導体レーザ
の発光効率等が悪くなるという問題もあった。

【０００４】また、ＡｌＧａＩｎＰ結晶にＺｎをドーピ
ングする場合は、ドーパントであるＺｎとホストのＡｌ
＋Ｇａ＋Ｉｎの供給量はほぼ同じにする必要があり、ド
ーピング効率が悪いという問題があった。

【０００５】一方、分子線エピタキシ（ＭＢＥ）法では
Ｚｎより拡散しにくいＢｅがｐ型ドーパントとして用い
られており、ＭＯＣＶＤ法でもＢｅをｐ型ドーパントと
して用いることが検討されてきた。

【０００６】たとえば、Ｊ．Ｄ．パーソンズらは、ジャ
ーナルオブクリスタルグロース（Journal of Crystal G
rowth 77(1986)32-36 North-Holland, Amsterdam "MOVP
E GROWTH OF BERYLLIUM-DOPED GALLIUM ARSENIDE USING
DIETHYLBERYLLIUM"）に、有機金属気相成長法によりＧ
ａＡｓを結晶成長する際の、Ｂｅドーピングに関する研
究成果を発表している。この文献では、ドーパント材料
としてジエチルベリリウム（以下ＤＥＢｅと記す）を用
いている。また、この文献の他にも、例えば、アプライ
ドフィジックスレターズ(Appl.Phys.Lett. 53(24), 12
December 1988,2411-2413) 等に、有機金属気相成長法
によるIII-Ｖ族化合物半導体の結晶成長における、Ｂｅ
ドーピングに関する記述は見られるが、いずれもＢｅの
ドーパント材料としてＤＥＢｅを用いたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
III-Ｖ族化合物半導体の結晶成長の際のＢｅドーピング
には、Ｂｅの有機金属としてＤＥＢｅを用いていた。Ｄ
ＥＢｅは合成時に酸素の混入が避けられないため、材料
の純度を上げることが困難であり、このため、従来のＤ
ＥＢｅを用いたＢｅドーピング方法では、ドーピング時
に酸素が不純物として結晶中に混入し、電気的特性に悪
影響を及ぼすという問題があった。

【０００８】また、ドーパント材料の蒸気圧は低い方が
ドーピング制御における取り扱いが容易であるという利
点があるが、ＤＥＢｅの蒸気圧は取り扱いの容易さとい
う観点からは、十分低いとはいえないものであった。

【０００９】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたものであり、より容易に、かつ高品質のＢｅ
ドーピングを可能とできるＢｅドーピング方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】また、この発明は、成長層表面を鏡面にで
きるエピタキシャル成長方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】また、この発明は、高性能の半導体光素子
を容易に作製することのできる半導体光素子の製造方法
を提供することを目的とする。

【００１２】さらに、この発明は、高品質なＢｅドーピ
ング層を備えた半導体光素子を実現することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＢｅドー
ピング方法（請求項１）は、III-Ｖ族化合物半導体をエ
ピタキシャル成長する際に、III-Ｖ族化合物半導体結晶
中にベリリウムをドーピングする方法において、ベリリ
ウムをドーピングするためのドーパント材料として、有
機金属である（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウ
ム）を用いるものである。

【００１４】また、この発明に係るＢｅドーピング方法
（請求項２）は、ＭＯＣＶＤ法，ＭＯＭＢＥ法，ＣＢＥ
法のいずれかによって、III-Ｖ族化合物半導体をエピタ
キシャル成長する際に、III-Ｖ族化合物半導体結晶中に
ベリリウムをドーピングするためのドーパント材料とし
て、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いるものである。

【００１５】また、この発明に係るエピタキシャル成長
方法（請求項３）は、III-Ｖ族化合物半導体をエピタキ
シャル成長する方法において、ドーパント材料として、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングす
るとともに、上記ベリリウムをドーピングした後のキャ
リア濃度を５×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温度Ｔｇ
（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、
成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００１６】

【数１】

【００１７】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させるものである。

【００１８】また、この発明に係るエピタキシャル成長
方法（請求項４）は、III-Ｖ族化合物半導体のエピタキ
シャル成長方法において、ドーパント材料として、（Ｍ
ｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングすると
ともに、ベリリウムをドーピングした後の上記ＩｎＰの
キャリア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温度
Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） と
し、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００１９】

【数２】

【００２０】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させるものである。

【００２１】また、この発明に係るエピタキシャル成長
方法（請求項５）は、III-Ｖ族化合物半導体をエピタキ
シャル成長する方法において、ドーパント材料として、
ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングする
とともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ
≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈ
ｏｕｒ）を

【００２２】

【数３】

【００２３】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓを成長させるものである。

【００２４】また、この発明に係るエピタキシャル成長
方法（請求項６）は、III-Ｖ族化合物半導体をエピタキ
シャル成長する方法において、ドーパント材料として、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングす
るとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔ
ｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／
ｈｏｕｒ）を

【００２５】

【数４】

【００２６】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓＰを成長させるものである。

【００２７】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項７）は、基板上に、III-Ｖ族化合物半導体
からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ
型層を気相エピタキシャル成長法によってエピタキシャ
ル成長して半導体光素子を製造する半導体光素子の製造
方法において、上記ｐ型層を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用
いてベリリウムをドーピングして形成するようにしたも
のである。

【００２８】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項８）は、ｐ型ＩｎＰ基板上に、III-Ｖ族化
合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体
からなるｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエ
ピタキシャル成長して半導体長波長埋め込みレーザを製
造する方法において、上記ｐ型層を、（ＭｅＣＰ）2Ｂ
ｅを用いてベリリウムをドーピングして形成するように
したものである。

【００２９】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項９）は、ｎ型ＩｎＰ基板上に、III-Ｖ族化
合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体
からなるｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエ
ピタキシャル成長して半導体長波長埋め込みレーザを製
造する方法において、上記ｐ型層を、（ＭｅＣＰ）2Ｂ
ｅを用いてベリリウムをドーピングして形成するように
したものである。

【００３０】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１０）は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、III-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を気相エピタキシャル成長法によっ
てエピタキシャル成長して半導体可視光レーザを製造す
る方法において、上記ｐ型層を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングして形成するようにした
ものである。

【００３１】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１１）は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、III-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を気相エピタキシャル成長法によっ
てエピタキシャル成長して半導体短波長レーザを製造す
る方法において、上記ｐ型層を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングして形成するようにした
ものである。

【００３２】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１２）は、サファイア基板上に、III-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導
体からなるｎ型層を気相エピタキシャル成長法によって
エピタキシャル成長して半導体青色発光ダイオードを製
造する方法において、上記ｐ型層を、（ＭｅＣＰ）2Ｂ
ｅを用いてベリリウムをドーピングして形成するように
したものである。

【００３３】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１３）は、基板上に、III-Ｖ族化合物半導
体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる
ｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエピタキシ
ャル成長して半導体光素子を製造する半導体光素子の製
造方法において、上記ｐ型層の内少なくとも一層を、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングす
るとともに、上記ベリリウムをドーピングした後のキャ
リア濃度を５×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温度Ｔｇ
（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、
成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００３４】

【数１】

【００３５】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させることにより形成するものである。

【００３６】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１４）は、基板上に、III-Ｖ族化合物半導
体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる
ｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエピタキシ
ャル成長して半導体光素子を製造する半導体光素子の製
造方法において、上記ｐ型層の内少なくとも一層を、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングす
るとともに、上記ベリリウムをドーピングした後のキャ
リア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温度Ｔｇ
（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、
成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００３７】

【数２】

【００３８】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させることにより形成するものである。

【００３９】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１５）は、基板上に、III-Ｖ族化合物半導
体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる
ｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエピタキシ
ャル成長して半導体光素子を製造する半導体光素子の製
造方法において、上記ｐ型層の内少なくとも一層を、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングす
るとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔ
ｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／
ｈｏｕｒ）を

【００４０】

【数３】

【００４１】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓを成長させることにより形成するものである。

【００４２】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１６）は、基板上に、III-Ｖ族化合物半導
体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる
ｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエピタキシ
ャル成長して半導体光素子を製造する半導体光素子の製
造方法において、上記ｐ型層の内少なくとも一層を、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングす
るとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔ
ｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／
ｈｏｕｒ）を

【００４３】

【数４】

【００４４】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓＰを成長させることにより形成するものである。

【００４５】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１７）は、上記の半導体光素子の製造方法
（請求項１３ないし１６のいずれか）において、上記基
板としてｐ型ＩｎＰ基板を用い、半導体長波長埋め込み
レーザを製造するものである。

【００４６】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１８）は、上記の半導体光素子の製造方法
（請求項１３ないし１６のいずれか）において、上記基
板としてｎ型ＩｎＰ基板を用い、半導体長波長埋め込み
レーザを製造するものである。

【００４７】また、この発明に係る半導体光素子の製造
方法（請求項１９）は、上記の半導体光素子の製造方法
（請求項１３ないし１６のいずれか）において、上記基
板としてＩｎＰ基板を用い、フォトダイオードを製造す
るものである。

【００４８】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２０）は、基板上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子において、上
記ｐ型層が、（ＭｅＣＰ）2Ｂｅを用いてベリリウムを
ドーピングして形成されたものである。

【００４９】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２１）は、ｐ型ＩｎＰ基板上にエピタキシャル成長さ
れたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｎ型層を備えた半導体長波長埋
め込みレーザにおいて、上記ｐ型層が、（ＭｅＣＰ）2
Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングして形成されたも
のである。

【００５０】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２２）は、ｎ型ＩｎＰ基板上にエピタキシャル成長さ
れたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｎ型層を備えた半導体長波長埋
め込みレーザにおいて、上記ｐ型層が、（ＭｅＣＰ）2
Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングして形成されたも
のである。

【００５１】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２３）は、ｎ型ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長
されたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-
Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を備えた半導体可視光
レーザにおいて、上記ｐ型層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングして形成されたものであ
る。

【００５２】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２４）は、ｎ型ＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長
されたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-
Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を備えた半導体短波長
レーザにおいて、上記ｐ型層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングして形成されたものであ
る。

【００５３】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２５）は、サファイア基板上にエピタキシャル成長さ
れたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｎ型層を備えた半導体青色発光
ダイオードにおいて、上記ｐ型層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂ
ｅを用いてベリリウムをドーピングして形成されたもの
である。

【００５４】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２６）は、基板上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子において、上
記ｐ型層の内少なくとも一層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングされるとともに、上記ベ
リリウムをドーピングした後のキャリア濃度を５×１０
¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７
７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単
位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００５５】

【数１】

【００５６】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＰからなるものである。

【００５７】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２７）は、基板上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子において、上
記ｐ型層の内少なくとも一層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングされるとともに、上記ベ
リリウムをドーピングした後のキャリア濃度を７×１０
¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７
７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単
位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００５８】

【数２】

【００５９】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＰからなるものである。

【００６０】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２８）は、基板上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子において、上
記ｐ型層の内少なくとも一層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングされるとともに、成長温
度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）
とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００６１】

【数３】

【００６２】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＧａＡｓからなるものである。

【００６３】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項２９）は、基板上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子において、上
記ｐ型層の内少なくとも一層が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてベリリウムをドーピングされるとともに、成長温
度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）
とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【００６４】

【数４】

【００６５】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＧａＡｓＰからなるものである。

【００６６】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項３０）は、上記の半導体光素子（請求項２６ないし２
９のいずれか）において、上記半導体光素子は、上記基
板がｐ型ＩｎＰ基板である、半導体長波長埋め込みレー
ザである。

【００６７】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項３１）は、上記の半導体光素子（請求項２６ないし２
９のいずれか）において、上記半導体光素子は、上記基
板がｎ型ＩｎＰ基板である、半導体長波長埋め込みレー
ザである。

【００６８】また、この発明に係る半導体光素子（請求
項３２）は、上記の半導体光素子（請求項２６ないし２
９のいずれか）において、上記半導体光素子は、上記基
板がＩｎＰ基板である、フォトダイオードである。

【００６９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１． 構成１．この発明の実施の形態１におけるＢｅドーピン
グ方法（請求項１）は、III-Ｖ族化合物半導体をエピタ
キシャル成長する際に、III-Ｖ族化合物半導体結晶中に
ベリリウムをドーピングするためのドーパント材料とし
て、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いるようにしたものであ
る。これにより、図１に示すように、（ＭｅＣＰ）2 Ｂ
ｅが、従来のベリリウムをドーピングするためのドーパ
ント材料として用いられていた有機金属であるジメチル
ベリリウム（ＤＭＢｅ）よりも蒸気圧が低いので、ドー
ピング制御を容易とでき、また、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅは
ＤＭＢｅよりも純度の高いものを容易に入手できるの
で、ドーピングの際に酸素等の不純物が結晶中に混入す
るのを抑制することが容易であり、品質の高いｐ型層を
容易に実現できる。

【００７０】構成２．また、この発明の実施の形態１に
おけるＢｅドーピング方法（請求項２）は、ＭＯＣＶＤ
法，ＭＯＭＢＥ法，ＣＢＥ法のいずれかによって、III-
Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル成長する際に、III-
Ｖ族化合物半導体結晶中にベリリウムをドーピングする
ためのドーパント材料として、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用
いるようにしたものである。このため、ＭＯＣＶＤ法，
ＭＯＭＢＥ法，ＣＢＥ法のいずれかによって、品質の高
いｐ型層を容易に実現できる。

【００７１】実施例１．以下、この発明の実施の形態１
の一実施例によるＢｅドーピング方法を図について説明
する。本実施例は、ＩｎＰを結晶成長する際に、このＩ
ｎＰ結晶中にＢｅをドーピングするためのＢｅの有機金
属として（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
用いたものである。

【００７２】ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウ
ム（以下（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅと記す）は、室温で液体，
蒸気圧は約０．０５torrである。

【００７３】図１は、（ＭｅＣＰ）2 ＢｅとＤＥＢｅの
蒸気圧を比較して示した図であり、図において、曲線１
は（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅの蒸気圧を、曲線２はＤＥＢｅの
蒸気圧をそれぞれ示す。図に示されるように、（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅの蒸気圧は、ＤＥＢｅの蒸気圧よりも低く、
常温（３００°Ｋ）では１桁以上低い。

【００７４】ドーピングガスは蒸気圧が低い方が取扱が
容易であり、ドーピングガスの供給の制御が容易となる
利点があり、特に細かいドーピング制御が必要な場合等
には極めて有益である。

【００７５】即ち、本実施例では、ドーパント材料とし
て（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いることにより、ＤＥＢｅを
ドーパント材料として用いる従来のＢｅドーピング方法
に比して、制御性を向上することができる。

【００７６】また、一般にＣやＨが多いと、金属元素と
有機元素が熱分解し易いので、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅ＝
（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 ＢｅはＤＥＢｅ＝（Ｃ2 Ｈ5 ）2
Ｂｅよりも低温で分解し易い。ただし、この分解は１０
０℃以上で生ずるものであり、それ以下の温度では（Ｍ
ｅＣＰ）2 Ｂｅは安定である。高温まで金属元素と有機
元素の熱分解が生じにくい場合には、金属元素とともに
有機元素、特に炭素（Ｃ）が結晶中に取り込まれ易く、
ＧａＡｓのように、その結晶中でＣがアクセプタとなる
半導体材料においては問題とはならないが、ＩｎＰのよ
うに、その結晶中でＣがドナーとなる半導体材料におい
ては、ＢｅとともにＣが結晶中に取り込まれるとＢｅが
Ｃによってコンペンセイトされ、ｐ型キャリア濃度が低
下してしまうという問題がある。Ｂｅのドーパント材料
として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いる本実施例では、（Ｃ
Ｈ3 Ｃ5 Ｈ4 ）が低温でＢｅと分解するので、結晶中に
Ｃが取り込まれにくく、ＢｅのＣによるコンペンセイト
が少ないため、ｐ型キャリア濃度の低下を抑制すること
ができる。

【００７７】以下、ＭＯＣＶＤ法によりＩｎＰ層を結晶
成長する際に、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてＢｅをドー
ピングした時のドーピング特性について詳述する。図２
は、成長圧力７６torr、Ｖ／III 比１００で成長したＩ
ｎＰの成長温度をパラメータとしたＢｅのドーピング特
性を示す図である。（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅの供給量（Ｈ2
のキャリアガス量）が増加するに従い、ホール濃度も線
形に増加している。また成長温度を上げるに従い、ホー
ル濃度は増加する。ＩｎＰの場合、不純物の濃度が４×
１０¹⁸cm^-3程度で飽和するが、この飽和領域までドーピ
ングの線形性は保たれている。成長温度６６５°Ｃ，
（ＭｅＣＰ2 ）2 Ｂｅの供給量６０cc/minでホール濃度
３×１０¹⁸cm^-3が得られている。成長したサンプルの表
面モフォロジーはすべて鏡面である。

【００７８】図３は（ＭｅＣＰ）2 ＢｅをＢｅのドーパ
ント材料として用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰ
の、ホール測定によるキャリア濃度とキャパシタンス−
ボルテージ（Ｃ−Ｖ）測定によるキャリア濃度との関係
を示す図である。図に示されるように、ホール濃度とイ
オン化している不純物濃度はほぼ同じであり、酸素等の
Ｂｅ以外の不純物が殆ど混入していないことがわかる。

【００７９】また、図４は（ＭｅＣＰ）2 ＢｅをＢｅの
ドーパント材料として用いて結晶成長したＢｅドープＩ
ｎＰの、ＳＩＭＳによる濃度測定値とホール測定又はＣ
−Ｖ測定によるキャリア濃度との関係を示す図である。
図に示されるように、ＩｎＰ中におけるＢｅの活性化率
はほぼ１であり、Ｂｅは全てイオン化している。

【００８０】また、実験では、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用
いたＢｅのドーピング効率は、ＤＥＺｎを用いてＺｎを
ドーピングした場合と比較して７〜８倍高いことも認め
られた。

【００８１】図５は、ドーパント材料として（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅを用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰ，及
びドーパント材料としてＤＭＺｎを用いて結晶成長した
ＺｎドープＩｎＰの、ホール濃度とＰＬピーク波長との
関係を示す図である。図に示されるように、Ｚｎドープ
ＩｎＰはホール濃度を高くすると長波長側にシフトする
が、ＢｅドープＩｎＰはホール濃度にかかわらずＰＬピ
ーク波長は一定である。また、図６は、ドーパント材料
として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてそれぞれ異なる成長
温度で結晶成長したＢｅドープＩｎＰの、ホール濃度と
ＰＬピーク波長との関係を示す図である。ホール濃度と
ＰＬピーク波長との関係に成長温度への依存性は見られ
ない。

【００８２】図７はドーパント材料として（ＭｅＣＰ）
2 Ｂｅを用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰ，及びド
ーパント材料としてＤＭＺｎを用いて結晶成長したＺｎ
ドープＩｎＰの、ホール濃度とＰＬ半値巾との関係を示
す図である。図に示されるように、ＺｎドープＩｎＰ，
ＢｅドープＩｎＰのいずれもホール濃度が高くなるとＰ
Ｌ半値巾は広くなる。また図８はドーパント材料として
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いて、それぞれ異なる成長温度
で結晶成長したＢｅドープＩｎＰの、ホール濃度とＰＬ
半値巾との関係を示す図である。ホール濃度とＰＬ半値
巾との関係に成長温度への依存性は見られない。

【００８３】図９は、アンドープＩｎＰ層上にＢｅドー
プＩｎＰ層，又はＺｎドープＩｎＰ層を成長した時のＢ
ｅ又はＺｎの深さ方向のｐ型不純物プロファイルをＳＩ
ＭＳ測定した結果を示す図である。図に示されるよう
に、ＺｎはアンドープＩｎＰ層に拡散するためアンドー
プＩｎＰ／ＺｎドープＩｎＰ界面で急峻に変化するｐ型
不純物プロファイルが得られないのに対し、Ｂｅはアン
ドープＩｎＰとＢｅドープＩｎＰ界面で急峻に変化する
ｐ型不純物プロファイルが得られる。これは、Ｂｅの拡
散係数がＺｎに比してきわめて小さい（たとえば、Ｇａ
Ａｓ中において、７２５℃で４×１０^-16 cm^-2／ｓ）た
めである。図７，図８で示したように、本実施例の方法
によりＢｅをドーピングした場合であっても、ホール濃
度を高くなるとＰＬ半値巾は広くなる。従って例えば、
半導体レーザのｐ型クラッド層等のｐ型不純物としてＢ
ｅを用いた場合に、活性層に大量に拡散するとすれば、
Ｚｎをｐ型不純物として用いた場合と同様、レーザの特
性に悪影響を及ぼす。しかしながら、図９から明らかな
ように、半導体レーザのｐ型クラッド層のｐ型不純物と
してＢｅを用いた場合に、Ｂｅが活性層に大量に拡散す
ることはなく、ｐ型不純物としてＺｎを用いた場合に問
題となっていたレーザの特性の劣化は生じない。

【００８４】このように、本実施例では、ＩｎＰ層をエ
ピタキシャル成長する際に、該ＩｎＰ層中にＢｅをドー
ピングするためのドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2
Ｂｅを用いるようにしたから、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅが、
従来のベリリウムをドーピングするためのドーパント材
料として用いられていた有機金属であるジメチルベリリ
ウム（ＤＭＢｅ）よりも蒸気圧が低いので、ドーピング
制御を容易とでき、また、（ＭｅＣＰ）2 ＢｅはＤＭＢ
ｅよりも純度の高いものを容易に入手できるので、ドー
ピングの際に酸素等の不純物が結晶中に混入するのを抑
制することが容易であり、品質の高いｐ型層を容易に実
現できる。

【００８５】なお、本実施例ではＩｎＰにドーピングし
た例について述べたが、結晶の母材がＩｎＰ系，ＡｌＧ
ａＡｓ系，ＡｌＧａＩｎＰ系，ＧａＮ系等III-Ｖ族化合
物半導体すべての材料においてＢｅのドーピングが可能
である。

【００８６】また、結晶成長法もＭＯＣＶＤ法に限ら
ず、ＭＯＭＢＥ法，ＣＢＥ等、有機金属である（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅをドーパント材料として用いて結晶成長を行
うことができる全ての結晶成長方法に適用することがで
きる。

【００８７】実施の形態２． 構成１．この発明の実施の形態２における半導体光素子
の製造方法（請求項７）は、図１１に示すように、基板
１１上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層１２，
１６，１８及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層１
４，１７，１９を気相エピタキシャル成長法によってエ
ピタキシャル成長して半導体光素子を製造する際に、上
記ｐ型層１２，１６，１８を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用
いてベリリウムをドーピングして形成するようにしたも
のである。これにより、品質の高いｐ型層１２，１６，
１８を容易に実現でき、高性能の半導体光素子を作製す
ることができる。

【００８８】構成２．また、この発明の実施の形態２に
おける半導体光素子の製造方法（請求項８）は、図１１
に示すように、ｐ型ＩｎＰ基板１１上に、III-Ｖ族化合
物半導体からなるｐ型層１２，１６，１８，及びIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｎ型層１４，１７，１９を気相
エピタキシャル成長法によってエピタキシャル成長して
半導体長波長埋め込みレーザを製造する際に、上記ｐ型
層１２，１６，１８を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベ
リリウムをドーピングして形成するようにしたものであ
る。これにより、品質の高いｐ型層１２，１６，１８を
容易に実現でき、高性能の、ｐ型ＩｎＰ基板１１を用い
た半導体長波長埋め込みレーザを作製することができ
る。

【００８９】構成３．また、この発明の実施の形態２に
おける半導体光素子（請求項２０）は、図１０に示すよ
うに、基板１１上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層１２，１６，１８，及びII
I-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層１４，１７，１９を
備えた半導体光素子の、上記ｐ型層１２，１６，１８を
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングし
て形成されたものとしたものである。これにより、ｐ型
不純物の活性層１３への拡散による光学的特性の劣化の
少ない半導体光素子を、容易に実現できる。

【００９０】構成４．また、この発明の実施の形態２に
おける半導体光素子（請求項２１）は、図１０に示すよ
うに、ｐ型ＩｎＰ基板１１上にエピタキシャル成長され
たIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層１２，１６，１
８，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層１４，１
７，１９を備えた半導体長波長埋め込みレーザの、上記
ｐ型層１２，１６，１８が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用い
てベリリウムをドーピングして形成されたものとしたか
ら、ｐ型不純物の活性層１３への拡散による光学的特性
の劣化の少ない、ｐ型ＩｎＰ基板１１を用いた半導体長
波長埋め込みレーザを、容易に実現できる。

【００９１】実施例２．図１０は本発明の実施の形態２
の一実施例による半導体光素子の製造方法によって作製
した、ＩｎＰ系半導体レーザの構造を示す図であり、図
１１はその製造工程を示す斜視図である。図１０におい
て、１１は（１００）面を有するｐ型ＩｎＰ基板であ
る。Ｂｅドープｐ型ＩｎＰクラッド層１２は基板１１上
に配置され、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３はｐ
型ＩｎＰクラッド層１２上に配置され、Ｓドープｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層１４は活性層１３上に配置される。ｎ型
クラッド層１４，活性層１３，及びｐ型クラッド層１２
は、基板１１まで達するエッチングにより、メサ形状に
成形されている。Ｂｅドープｐ型ＩｎＰバッファ層１
６，Ｓドープｎ型ＩｎＰ電流ブロック層１７，及びＢｅ
ドープｐ型ＩｎＰ電流ブロック層１８はメサの両側に、
メサを埋め込むように、順次配置される。Ｓドープｎ型
ＩｎＰコンタクト層１９は、メサ上、及びｐ型ＩｎＰ電
流ブロック層１８上に配置される。ｐ側電極２０は基板
１１裏面に、ｎ側電極２１はコンタクト層１９上にそれ
ぞれ配置される。

【００９２】次に、製造工程について説明する。まず、
不純物としてＺｎを３〜５×１０¹⁸cm^-3を含む，（１０
０）面を有するｐ型ＩｎＰ基板１１の上に、有機金属気
相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いて、Ｂｅドープｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１２（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁸cm^-3），
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３，Ｓドープｎ型Ｉ
ｎＰクラッド層１４（ｎ型不純物濃度１×１０¹⁸cm^-3）
を順次エピタキシャル成長する（図１１(a) ）。各層の
典型的な層厚は、ｐ型ＩｎＰクラッド層１２が２μｍ、
アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３が０．１μｍ、ｎ
型ＩｎＰクラッド層１４が０．５μｍである。

【００９３】結晶成長温度は６４０℃、結晶成長に使用
する材料ガスは、インジウムに関してはトリメチルイン
ジウム（ＴＭＩ）を、ガリウムに関してはトリエチルガ
リウム（ＴＥＧ）を、砒素に関してはアルシン（ＡｓＨ
3 ）を、リンに関してはホスフィン（ＰＨ3 ）を用い
る。Ｂｅドープのためのドーピングガスとしては（Ｍｅ
ＣＰ）2 Ｂｅを、Ｓドープのためのドーピングガスとし
てはＨ2 Ｓを用いる。Ｖ／III 比はほぼ１００である。

【００９４】次にスパッタ技術，フォトリソグラフィ
ー，並びにＨＦをエッチャントとして用いた化学エッチ
ングにより〈０１１〉方向にストライプ状のＳｉＯ2 マ
スク１５を形成し（図１１(b) ）、更に、ＨＢｒ系エッ
チャントを用いた化学エッチングによりメサ構造を形成
する（図１１(c) ）。

【００９５】このようにして作製したメサ構造に、有機
金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）を用いて、Ｂｅドープｐ
型ＩｎＰバッファ層１６（ｐ型不純物濃度７×１０¹⁷cm
^-3），Ｓドープｎ型ＩｎＰ電流ブロック層１７（ｎ型不
純物濃度７×１０¹⁸cm^-3），Ｂｅドープｐ型ＩｎＰ電流
ブロック層１８（ｐ型不純物濃度７×１０¹⁷cm^-3）を順
次選択埋め込み成長をする（図１１(d) ）。

【００９６】各層の典型的な層厚は、ｐ型ＩｎＰバッフ
ァ層１６が０．７μｍ、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層１７
が０．８μｍ、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層１８が１μｍ
である。

【００９７】ＳｉＯ2 ストライプ状マスク１５を化学エ
ッチングにより除去した後、Ｓドープｎ型ＩｎＰコンタ
クト層１９（ｎ型不純物濃度７×１０¹⁸cm^-3）をＭＯＣ
ＶＤ法を用いてエピタキシャル成長をする（図１１(e)
）。ｎ型ＩｎＰコンタクト層１９の典型的な層厚は２
μｍである。この後、基板１１裏面にｐ側電極２０を、
コンタクト層１９上にｎ側電極２１をそれぞれ形成し、
さらに、劈開による端面形成工程等を経て、図１０に示
す半導体レーザが完成する。

【００９８】このようにして作製した半導体レーザは、
ｐ型ドーパントであるＢｅの拡散が十分に小さいため、
ＢｅがアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３に拡散する
ことによって光学的特性が劣化することはなく、デバイ
スのリニアリティーが向上し、歪み特性が向上する。ま
た、活性層へのＢｅの拡散が少ないため、ｐクラッド層
のキャリア濃度を３×１０¹⁸cm^-3まで上げることがで
き、デバイスの抵抗が下がって高出力化が可能になる。

【００９９】また、本実施例では、Ｂｅをドーピングす
るためのドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用
いるようにしたから、ドーピング制御が容易であり、か
つ、品質の高いｐ型層を容易に実現でき、デバイスの特
性をさらに向上することができる。

【０１００】実施の形態３． 構成１．この発明の実施の形態３における半導体光素子
の製造方法（請求項７）は、図１３に示すように、基板
３１上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層３４，
３６，３８及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層３
２，３７を気相エピタキシャル成長法によってエピタキ
シャル成長して半導体光素子を製造する際に、上記ｐ型
層３４，３６，３８を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベ
リリウムをドーピングして形成するようにしたものであ
る。これにより、品質の高いｐ型層３４，３６，３８を
容易に実現でき、高性能の半導体光素子を作製すること
ができる。

【０１０１】構成２．また、この発明の実施の形態３に
おける半導体光素子の製造方法（請求項９）は、図１３
に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板３１上に、III-Ｖ族化合
物半導体からなるｐ型層３４，３６，３８，及びIII-Ｖ
族化合物半導体からなるｎ型層３２，３７を気相エピタ
キシャル成長法によってエピタキシャル成長して半導体
長波長埋め込みレーザを製造する際に、上記ｐ型層３
４，３６，３８を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリ
ウムをドーピングして形成するようにしたから、品質の
高いｐ型層３４，３６，３８を容易に実現でき、高性能
の、ｎ型ＩｎＰ基板３１を用いた半導体長波長埋め込み
レーザを作製することができる。

【０１０２】構成３．また、この発明の実施の形態３に
おける半導体光素子（請求項２０）は、図１２に示すよ
うに、基板３１上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層３４，３６，３８，及びII
I-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層３２，３７を備えた
半導体光素子の、上記ｐ型層３４，３６，３８を（Ｍｅ
ＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングして形成
されたものとしたものである。これにより、ｐ型不純物
の活性層３３への拡散による光学的特性の劣化の少ない
半導体光素子を、容易に実現できる。

【０１０３】構成４．また、この発明の実施の形態３に
おける半導体光素子（請求項２２）は、図１２に示すよ
うに、ｎ型ＩｎＰ基板３１上にエピタキシャル成長され
たIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層３４，３６，３
８，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層３２，３
７を備えた半導体長波長埋め込みレーザの、上記ｐ型層
３４，３６，３８を（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリ
ウムをドーピングして形成したものである。これによ
り、ｐ型不純物の活性層３３への拡散による光学的特性
の劣化の少ない、ｎ型ＩｎＰ基板３１を用いた半導体長
波長埋め込みレーザを、容易に実現できる。

【０１０４】実施例３．図１２は本発明の実施の形態３
の一実施例による半導体光素子の製造方法によって作製
した、他のＩｎＰ系半導体レーザの構造を示す図であ
り、図１３はその製造工程を示す斜視図である。図１２
において、３１は（１００）面を有するｎ型ＩｎＰ基板
である。Ｓドープｎ型ＩｎＰクラッド層３２は基板３１
上に配置され、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３３は
ｎ型ＩｎＰクラッド層３２上に配置され、Ｂｅドープｐ
型ＩｎＰクラッド層３４は活性層３３上に配置される。
ｐ型クラッド層３４，活性層３３，及びｎ型クラッド層
３２は、基板３１まで達するエッチングにより、メサ形
状に成形されている。Ｂｅドープｐ型ＩｎＰ電流ブロッ
ク層３６，及びＳドープｎ型ＩｎＰ電流ブロック層３７
はメサの両側に、メサを埋め込むように、順次配置され
る。Ｂｅドープｐ型ＩｎＰコンタクト層３８は、メサ
上、及びｎ型ＩｎＰ電流ブロック層３７上に配置され
る。ｎ側電極３９は基板３１裏面に、ｐ側電極４０はコ
ンタクト層３８上にそれぞれ配置される。

【０１０５】次に製造工程について説明する。まず、
（１００）面を有するｎ型ＩｎＰ基板３１の上に、ＭＯ
ＣＶＤ法を用いて、Ｓドープｎ型ＩｎＰクラッド層３２
（ｎ型不純物濃度１×１０¹⁸cm^-3），アンドープＩｎＧ
ａＡｓＰ活性層３３，ベリリウム（Ｂｅ）ドープｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層３４（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁸cm^-3）
を順次エピタキシャル成長する。各層の典型的な層厚
は、ｎ型ＩｎＰクラッド層３２が１μｍ、アンドープＩ
ｎＧａＡｓＰ活性層３３が０．１μｍ、ｐ型ＩｎＰクラ
ッド層３４が０．５μｍである（図１３(a) ）。

【０１０６】結晶成長温度は６４０℃、結晶成長に使用
する材料ガスは、インジウムに関してはトリメチルイン
ジウム（ＴＭＩ）を、ガリウムに関してはトリエチルガ
リウム（ＴＥＧ）を、砒素に関してはアルシン（ＡｓＨ
3 ）を、リンに関してはホスフィン（ＰＨ3 ）を用い
る。Ｂｅドープのためのドーピングガスとしては（Ｍｅ
ＣＰ）2 Ｂｅを、Ｓドープのためのドーピングガスとし
てはＨ2 Ｓを用いる。Ｖ／III 比はほぼ１００である。

【０１０７】次にスパッタ技術，フォトリソグラフィ
ー，並びにＨＦをエッチャントとして用いた化学エッチ
ングにより〈０１１〉方向にストライプ状のＳｉＯ2 マ
スク３５を形成し（図１３(b) ）、更に、ＨＢｒ系エッ
チャントを用いた化学エッチングによりメサ構造を形成
する（図１３(c) ）。

【０１０８】このようにして作製したメサ構造に、ＭＯ
ＣＶＤ法を用いて、Ｂｅドープｐ型ＩｎＰ電流ブロック
層３６（ｐ型不純物濃度７×１０¹⁷cm^-3），Ｓドープｎ
型ＩｎＰ電流ブロック層３７（ｎ型不純物濃度７×１０
¹⁸cm^-3）を順次選択埋め込み成長をする（図１３(d)
）。各層の典型的な層厚は、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック
層３６が１μｍ、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層３７が１μ
ｍである。

【０１０９】ＳｉＯ2 ストライプ状マスク３５を化学エ
ッチングにより除去した後、Ｂｅドープｐ型ＩｎＰコン
タクト層３８（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁸cm^-3）をＭＯ
ＣＶＤ法を用いてエピタキシャル成長をする（図１３
(e) ）。ｐ型ＩｎＰコンタクト層３８の典型的な層厚は
２μｍである。この後、基板３１裏面にｎ側電極３９
を、コンタクト層３８上にｐ側電極４０をそれぞれ形成
し、さらに、劈開による端面形成工程等を経て、図１２
に示す半導体レーザが完成する。

【０１１０】このようにして作製した半導体レーザは、
ｐ型ドーパントであるＢｅの拡散が十分に小さく、Ｂｅ
がアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層３３に拡散すること
によって光学的特性が劣化することはない。

【０１１１】また、本実施例でも上記実施例２と同様、
Ｂｅをドーピングするためのドーパント材料として（Ｍ
ｅＣＰ）2 Ｂｅを用いるようにしたから、ドーピング制
御が容易であり、かつ、品質の高いｐ型層を容易に実現
でき、デバイスの特性をさらに向上することができる。

【０１１２】なお、実施例２，実施例３で説明した、図
１０，図１２の構造は、これに逆バイアス電圧を印加す
ることにより変調器として使用することが可能である
が、この場合には、Ｂｅの拡散が少ないためアンドープ
活性層３のキャリア濃度が５×１０¹⁶cm^-3以下となり、
活性層での光の吸収が抑えられて消光比を大きくするこ
とができる。

【０１１３】実施の形態４． 構成１．この発明の実施の形態４における半導体光素子
の製造方法（請求項７）は、図１５に示すように、基板
５１上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層５５，
５６，５７，５８，５９，６２，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層５２，５３，６１を気相エピタキシ
ャル成長法によってエピタキシャル成長して半導体光素
子を製造する際に、上記ｐ型層５５，５６，５７，５
８，５９，６２を（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウ
ムをドーピングして形成するようにしたものである。こ
れにより、品質の高いｐ型層５５，５６，５７，５８，
５９，６２を容易に実現でき、高性能の半導体光素子を
作製することができる。

【０１１４】構成２．また、この発明の実施の形態４に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１０）は、図１
５に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板５１上に、III-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層５５，５６，５７，５８，
５９，６２，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層
５２，５３，６１を気相エピタキシャル成長法によって
エピタキシャル成長して半導体可視光レーザを製造する
際に、上記ｐ型層５５，５６，５７，５８，５９，６２
を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピン
グして形成するようにしたから、品質の高いｐ型層５
５，５６，５７，５８，５９，６２を容易に実現でき、
高性能の、ｎ型ＧａＡｓ基板５１を用いた半導体可視光
レーザを作製することができる。

【０１１５】構成３．また、この発明の実施の形態４に
おける半導体光素子（請求項２０）は、図１４に示すよ
うに、基板５１上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層５５，５６，５７，５８，
５９，６２，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層
５２，５３，６１を備えた半導体光素子の、上記ｐ型層
５５，５６，５７，５８，５９，６２を（ＭｅＣＰ）2
Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングして形成してなる
ものである。これにより、ｐ型不純物の活性層５４への
拡散による光学的特性の劣化の少ない半導体光素子を、
容易に実現できる。

【０１１６】構成４．また、この発明の実施の形態４に
おける半導体光素子（請求項２３）は、図１４に示すよ
うに、ｎ型ＧａＡｓ基板５１上にエピタキシャル成長さ
れたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層５５，５６，
５７，５８，５９，６２，及びIII-Ｖ族化合物半導体か
らなるｎ型層５２，５３，６１を備えた半導体可視光レ
ーザにおいて、上記ｐ型層５５，５６，５７，５８，５
９，６２が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムを
ドーピングして形成されたものである。これにより、品
質の高いｐ型層５５，５６，５７，５８，５９，６２を
容易に実現でき、高性能の、ｎ型ＧａＡｓ基板５１を用
いた半導体可視光レーザを作製することができる。

【０１１７】実施例４．図１４は本発明の実施の形態４
の一実施例による半導体光素子の製造方法によって作製
した、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの構造を示す図で
あり、図１５はその製造工程を示す斜視図である。図１
４において、５１は（１００）面を有するｎ型ＧａＡｓ
基板である。Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓバッファ層５２，
Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５３，アンド
ープＧａＩｎＰ活性層５４，Ｂｅドープｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層５５，及びＢｅドープｐ型ＧａＩｎＰエ
ッチングストッパ層５６は、基板５１上に順次積層して
配置される。また、Ｂｅドープｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層５７はエッチングストッパ層５６上に配置され、
Ｂｅドープｐ型ＧａＩｎＰバンド不連続緩和層５８はｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５７上に配置され、Ｂｅド
ープｐ型ＧａＡｓキャップ層５９はバンド不連続緩和層
５８上に配置される。キャップ層５９，バンド不連続緩
和層５８，及びｐ型クラッド層５７はリッジストライプ
形状に成形されている。Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ電流ブ
ロック層６１はリッジストライプの両側のエッチングス
トッパ層５６上に、リッジストライプを埋め込むように
配置される。Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓコンタクト層６２
は、リッジ上、及びｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層６１上
に配置される。ｎ側電極６３は基板５１裏面に、ｐ側電
極６４はコンタクト層６２上にそれぞれ配置される。

【０１１８】次に製造工程について説明する。まず、
（１００）面を有するｎ型ＧａＡｓ基板５１の上に、Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓバッファ
層５２，Ｓｉドープｎ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層５３（ｎ型不純物濃度４×１０¹⁷cm^-3），アン
ドープＧａＩｎＰ活性層５４，Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.35
Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層５５（ｐ型不純物濃度７
×１０¹⁷cm^-3），Ｂｅドープｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐエ
ッチングストッパ層５６（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁸cm
^-3），Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.35Ｇａ0.15Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層５７（ｐ型不純物濃度９×１０¹⁷cm^-3），Ｂｅド
ープｐ型Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐバンド不連続緩和層５８
（ｐ型不純物濃度３×１０¹⁸cm^-3），及びＢｅドープｐ
型ＧａＡｓキャップ層５９（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁹
cm^-3）を順次エピタキシャル成長する（図１５(a) ）。
各層の典型的な層厚は、バッファ層５２が０．５μｍ、
ｎ型クラッド層５３が１．５μｍ、活性層５４が７００
オングストローム（７０ｎｍ）、ｐ型クラッド層５５が
０．２５μｍ、エッチングストッパ層５６が５０オング
ストローム（５ｎｍ）、ｐ型クラッド層５７が１．４μ
ｍ、バンド不連続緩和層５８が０．１μｍ、キャップ層
５９が０．４μｍである。

【０１１９】結晶成長温度は７００℃、結晶成長に使用
する材料ガスは、アルミニウムに関してはトリメチルア
ルミニウム（ＴＭＡ）を、インジウムに関してはトリメ
チルインジウム（ＴＭＩ）を、リンに関してはホスフィ
ン（ＰＨ3 ）を、砒素に関してはアルシン（ＡｓＨ3 ）
を用いる。また、ガリウムに関しては、ＧａＡｓ成長時
にはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を、その他のＧａ化
合物半導体の成長時には形成トリエチルガリウム（ＴＥ
Ｇ）を用いる。Ｂｅドープのためのドーピングガスとし
ては（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを、Ｓｉドープのためのドーピ
ングガスとしてはＳｉＨ4 を用いる。Ｖ／III 比はＡｌ
ＧａＩｎＰ成長時には２００、ＧａＩｎＰ成長時には４
００である。

【０１２０】次にスパッタ技術，フォトリソグラフィ
ー，並びに化学エッチングにより〈０１／１〉方向にス
トライプ状のＳｉＮマスク６０を形成し（図１５(b)
）、更に化学エッチングによりリッジ構造を形成する
（図１５(c) ）。

【０１２１】このようにして作製したリッジ構造に、Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ電流ブロ
ック層６１（ｎ型不純物濃度４×１０¹⁸cm^-3）を選択埋
め込み成長をする（図１５(d) ）。電流ブロック層６１
の典型的な層厚は１．２μｍである。

【０１２２】ＳｉＮストライプ状マスク６０を化学エッ
チングにより除去した後、Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓコン
タクト層６２（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁹cm^-3）をＭＯ
ＣＶＤ法を用いてエピタキシャル成長する（図１５(e)
）。コンタクト層６２の典型的な層厚は２μｍであ
る。この後、基板５１裏面にｎ側電極６３を、コンタク
ト層６２上にｐ側電極６４をそれぞれ形成し、さらに、
劈開による端面形成工程等を経て、図１４に示す半導体
レーザが完成する。

【０１２３】このようにして作製した半導体レーザは、
ｐ型ドーパントであるＢｅの拡散が十分に小さく、Ｂｅ
がアンドープＧａＩｎＰ活性層５４に拡散することによ
って光学的特性が劣化することはない。また、ドーパン
トにＺｎを用いた場合、ｐクラッド層のＺｎ濃度が９×
１０¹⁷cm^-3以上になるとＺｎが活性層に拡散してデバト
ス特性を劣化させるため、ｐクラッド層のキャリア濃度
を上げることができなかったが、Ｂｅを用いることによ
りｐ型ドーパントの拡散が抑えられｐクラッド層のキャ
リア濃度を上げることができるため、デバイスの高速
化，高出力化が可能となる。

【０１２４】また、本実施例でも上記実施例２，実施例
３と同様、Ｂｅをドーピングするためのドーパント材料
として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いるようにしたから、ド
ーピング制御が容易であり、かつ、品質の高いｐ型層を
容易に実現でき、デバイスの特性をさらに向上すること
ができる。

【０１２５】実施の形態５． 構成１．この発明の実施の形態５における半導体光素子
の製造方法（請求項７）は、図１７に示すように、基板
７１上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層７５，
７６，７７，７８，８１，及びIII-Ｖ族化合物半導体か
らなるｎ型層７２，７３，８０を気相エピタキシャル成
長法によってエピタキシャル成長して半導体光素子を製
造する際に、上記ｐ型層７５，７６，７７，７８，８１
を（ＭｅＣＰ）２Ｂｅを用いてベリリウムをドーピング
して形成するようにしたものである。これにより、品質
の高いｐ型層７５，７６，７７，７８，８１を容易に実
現でき、高性能の半導体光素子を作製することができ
る。

【０１２６】構成２．また、この発明の実施の形態５に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１１）は、図１
７に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板７１上に、III-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層７５，７６，７７，７８，
８１，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層７２，
７３，８０を気相エピタキシャル成長法によってエピタ
キシャル成長して半導体可視光レーザを製造する際に、
上記ｐ型層７５，７６，７７，７８，８１を（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングして形成す
るようにしたものである。これにより、品質の高いｐ型
層７５，７６，７７，７８，８１を容易に実現でき、高
性能の、ｎ型ＧａＡｓ基板７１を用いた半導体短波長レ
ーザを作製することができる。

【０１２７】構成３．また、この発明の実施の形態５に
おける半導体光素子（請求項２０）は、図１６に示すよ
うに、基板７１上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層７５，７６，７７，７８，
８１，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層７２，
７３，８０を備えた半導体光素子の、上記ｐ型層７５，
７６，７７，７８，８１を（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いて
ベリリウムをドーピングして形成されたものとしたもの
である。これにより、ｐ型不純物の活性層７４への拡散
による光学的特性の劣化の少ない半導体光素子を、容易
に実現できる。

【０１２８】構成４．また、この発明の実施の形態５に
おける半導体光素子（請求項２４）は、図１６に示すよ
うに、ｎ型ＧａＡｓ基板７１上にエピタキシャル成長さ
れたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層７５，７６，
７７，７８，８１，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる
ｎ型層７２，７３，８０を備えた半導体短波長レーザに
おいて、上記ｐ型層７５，７６，７７，７８，８１が、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングし
て形成されたものである。これにより、ｐ型不純物の活
性層７４への拡散による光学的特性の劣化の少ない、ｎ
型ＧａＡｓ基板７１を用いた半導体短波長レーザを、容
易に実現できる。

【０１２９】実施例５．図１６は本発明の実施の形態５
の一実施例による半導体光素子の製造方法によって作製
した、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザの構造を示す図であ
り、図１７はその製造工程を示す斜視図である。図１６
において、７１は（１００）面を有するｎ型ＧａＡｓ基
板である。Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓバッファ層７２，Ｓ
ｅドープｎ型Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓクラッド層７３，ア
ンドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ／Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ
活性層７４，Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓクラ
ッド層７５，及びＢｅドープｐ型Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓ
エッチングストッパ層７６は、基板７１上に順次積層し
て配置される。また、Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.48Ｇａ0.52
Ａｓクラッド層７７はエッチングストッパ層７６上に配
置され、Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓキャップ層７８はクラ
ッド層７７上に配置される。キャップ層７８，及びｐ型
クラッド層７７はリッジストライプ形状に成形されてい
る。Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８０はリッ
ジストライプの両側のエッチングストッパ層７６上に、
リッジストライプを埋め込むように配置される。Ｂｅド
ープｐ型ＧａＡｓコンタクト層８１は、リッジ上、及び
ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層８０上に配置される。ｎ側
電極８２は基板７１裏面に、ｐ側電極８３はコンタクト
層８１上にそれぞれ配置される。

【０１３０】次に製造工程について説明する。まず、
（１００）面を有するｎ型ＧａＡｓ基板７１の上に、Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて、Ｓｅドープｎ型ＧａＡｓバッファ
層７２（ｎ型不純物濃度１×１０¹⁸cm^-3），Ｓｅドープ
ｎ型Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓクラッド層７３（ｎ型不純物
濃度４×１０¹⁷cm^-3），アンドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａ
ｓ／Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ活性層７４，Ｂｅドープｐ型
Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓクラッド層７５（ｐ型不純物濃度
２×１０¹⁸cm^-3），Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａ
ｓエッチングストッパ層７６，Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.48
Ｇａ0.52Ａｓクラッド層７７（ｐ型不純物濃度２×１０
¹⁸cm^-3），及びＢｅドープｐ型ＧａＡｓキャップ層７８
（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁹cm^-3）を順次エピタキシャ
ル成長する（図１７(a) ）。各層の典型的な層厚は、ｎ
型バッファ層７２が１μｍ、ｎ型クラッド層７３が１．
５μｍ、活性層７４が０．１μｍ、ｐ型クラッド層７５
が０．３μｍ、エッチングストッパ層７６が５０オング
ストローム（５ｎｍ）、ｐ型クラッド層７７が１．１μ
ｍ、キャップ層７８が０．７μｍである。

【０１３１】結晶成長温度は６７５℃、結晶成長に使用
する材料ガスは、アルミニウムに関してはトリメチルア
ルミニウム（ＴＭＡ）を、ガリウムに関してはトリメチ
ルガリウム（ＴＭＧ）を、砒素に関してはアルシン（Ａ
ｓＨ3 ）を用いる。また、Ｂｅドープのためのドーピン
グガスとしては（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを、Ｓｅドープのた
めのドーピングガスとしてはＨ2 Ｓｅを、Ｓｉドープの
ためのドーピングガスとしてはＳｉＨ4 を用いる。Ｖ／
III 比は２００である。

【０１３２】次にスパッタ技術，フォトリソグラフィ
ー，並びに化学エッチングにより〈０１１〉方向にスト
ライプ状のＳｉＯＮマスク７９を形成し（図１７(b)
）、更に化学エッチングによりリッジ構造を形成する
（図１７(c) ）。

【０１３３】このようにして作製したリッジ構造に、Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ電流ブロ
ック層８０（ｎ型不純物濃度５×１０¹⁸cm^-3）を選択埋
め込み成長をする（図１７(d) ）。電流ブロック層８０
の典型的な層厚は１．５μｍである。

【０１３４】ＳｉＯＮストライプ状マスク７９を化学エ
ッチングにより除去した後、Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層８１（ｐ型不純物濃度１×１０¹⁹cm^-3）をＭ
ＯＣＶＤ法を用いてエピタキシャル成長する（図１７
(e) ）。コンタクト層８１の典型的な層厚は２．５μｍ
である。この後、基板７１裏面にｎ側電極８２を、コン
タクト層８１上にｐ側電極８３をそれぞれ形成し、さら
に、劈開による端面形成工程等を経て、図１６に示す半
導体レーザが完成する。

【０１３５】このようにして作製した半導体レーザは、
ｐ型ドーパントであるＢｅの拡散が十分に小さく、Ｂｅ
がアンドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ／Ａｌ0.35Ｇａ0.65
Ａｓ活性層７４に拡散することによって光学的特性が劣
化することはなく、デバイスの信頼性が向上する。

【０１３６】また、本実施例でも上記実施例２ないし実
施例４と同様、Ｂｅをドーピングするためのドーパント
材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いるようにしたか
ら、ドーピング制御が容易であり、かつ、品質の高いｐ
型層を容易に実現でき、デバイスの特性をさらに向上す
ることができる。

【０１３７】実施の形態６． 構成１．この発明の実施の形態６における半導体光素子
の製造方法（請求項７）は、図１９に示すように、基板
９１上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層９６，
９７，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層９３，
９４を気相エピタキシャル成長法によってエピタキシャ
ル成長して半導体光素子を製造する際に、上記ｐ型層９
６，９７を（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをド
ーピングして形成するようにしたものである。これによ
り、品質の高いｐ型層９６，９７を容易に実現でき、高
性能の半導体光素子を作製することができる。

【０１３８】構成２．また、この発明の実施の形態６に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１２）は、図１
９に示すように、サファイア基板９１上に、III-Ｖ族化
合物半導体からなるｐ型層９６，９７，及びIII-Ｖ族化
合物半導体からなるｎ型層９３，９４を気相エピタキシ
ャル成長法によってエピタキシャル成長して半導体青色
発光ダイオードを製造する際に、上記ｐ型層９６，９７
を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピン
グして形成するようにしたものである。これにより、品
質の高いｐ型層９６，９７を容易に実現でき、高性能
の、サファイア基板９１を用いた半導体青色発光ダイオ
ードを作製することができる。

【０１３９】構成３．また、この発明の実施の形態６に
おける半導体光素子（請求項２０）は、図１８に示すよ
うに、基板９１上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族
化合物半導体からなるｐ型層９６，９７，及びIII-Ｖ族
化合物半導体からなるｎ型層９３，９４を備えた半導体
光素子において、上記ｐ型層９６，９７が、（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングして形成さ
れたものである。これにより、ｐ型不純物の活性層９５
への拡散による光学的特性の劣化の少ない半導体光素子
を、容易に実現できる。

【０１４０】構成４．また、この発明の実施の形態６に
おける半導体光素子（請求項２５）は、図１８に示すよ
うに、サファイア基板上にエピタキシャル成長されたII
I-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層９６，９７，及びII
I-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層９３，９４を備えた
半導体青色発光ダイオードにおいて、上記ｐ型層９６，
９７が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドー
ピングして形成されたものである。これにより、ｐ型不
純物の活性層への拡散による光学的特性の劣化の少な
い、サファイア基板９１を用いた半導体青色発光ダイオ
ードを、容易に実現できる。

【０１４１】実施例６．図１８は本発明の実施の形態６
の一実施例による半導体光素子の製造方法によって作製
した、ＧａＮ系半導体青色発光ダイオードの構造を示す
図であり、図１９はその製造工程を示す斜視図である。
図１８において、９１は（０００１）面を有するサファ
イア基板である。アンドープＧａＮバッファ層９２，Ｓ
ｉドープｎ型ＧａＮクラッド層９３，Ｓｉドープｎ型Ａ
ｌＧａＮ層９４，ＺｎドープＩｎＧａＮ活性層９５，Ｂ
ｅドープｐ型ＡｌＧａＮ層９６，及びＢｅドープｐ型Ｇ
ａＮ層９７は、基板９１上に順次積層して配置される。
ｐ型ＧａＮ層９７，ｐ型ＡｌＧａＮ層９６，ＩｎＧａＮ
活性層９５，ｎ型ＡｌＧａＮ層９４，及びｎ型ＧａＮク
ラッド層９３は、その一部分が、ｐ型ＧａＮ層９７側か
らｎ型ＧａＮクラッド層９３の中ほどに達するまでエッ
チング除去されており、該部分においてｎ型ＧａＮクラ
ッド層９３が露出している。ｎ側電極９９が露出したｎ
型ＧａＮクラッド層９３上に設けられ、ｐ側電極１００
がｐ型ＧａＮ層９７上に設けられている。

【０１４２】次に製造工程について説明する。（０００
１）面を有するサファイア基板９１の上に、ＭＯＣＶＤ
法を用いて、アンドープＧａＮバッファ層９２，Ｓｉド
ープｎ型ＧａＮクラッド層９３（ｎ型不純物濃度５×１
０¹⁸cm^-3），Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮ層９４（ｎ型不
純物濃度５×１０¹⁸cm^-3），ＺｎドープＩｎＧａＮ層９
５，Ｂｅドープｐ型ＡｌＧａＮ層９６（ｐ型不純物濃度
５×１０¹⁸cm^-3），Ｂｅドープｐ型ＧａＮ層９７（ｐ型
不純物濃度８×１０¹⁸cm^-3）を順次エピタキシャル成長
する（図１９(a) ）。各層の典型的な層厚は、ＧａＮバ
ッファ層９２が５００オングストローム（５０ｎｍ）、
ｎ型ＧａＮクラッド層９３が４μｍ、ｎ型ＡｌＧａＮ層
９４が０．２５μｍ、ＩｎＧａＮ層９５が５００オング
ストローム（５０ｎｍ）、ｐ型ＡｌＧａＮ層９６が０．
２５μｍ、ｐ型ＧａＮ層９７が０．５μｍである。

【０１４３】結晶成長温度は１０００℃、結晶成長に使
用する材料ガスは、アルミニウムに関してはトリメチル
アルミニウム（ＴＭＡ）を、ガリウムに関してはトリメ
チルガリウム（ＴＭＧ）を、窒素に関してはアンモニア
（ＮＨ3 ）を用いる。また、Ｂｅドープのためのドーピ
ングガスとしては（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを、Ｓｉドープの
ためのドーピングガスとしてはＳｉＨ4 を、Ｚｎドープ
のためのドーピングガスとしてはＤＥＺｎを用いる。Ｖ
／III 比は１０００である。結晶成長の後、更に窒素雰
囲気で７００°Ｃにて１時間アニールを行い、ｐ型層の
抵抗を下げる。

【０１４４】次にスパッタ技術，フォトリソグラフィ
ー，並びに化学エッチングにより、マスク９８を形成し
（図１９(b) ）、更に化学エッチングにより図１９(c)
のように階段上の構造を形成する。

【０１４５】マスク９８を化学エッチングにより除去し
た後、スパッタ技術，フォトリソグラフィーによりｎ側
電極９９，及びｐ側電極１００を形成し、チップ分割工
程等を経て図１８に示す半導体発光ダイオードが完成す
る。

【０１４６】このようにして作製した半導体発光ダイオ
ードは、ｐ型ドーパントであるＢｅの拡散が十分に小さ
く、ＢｅがＺｎドープＩｎＧａＮ層９５に拡散すること
によって光学的特性が劣化することはなく、また、ｐ型
層の抵抗が下がって高出力化が可能となる。

【０１４７】また、本実施例でも上記実施例２ないし実
施例５と同様、Ｂｅをドーピングするためのドーパント
材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いるようにしたか
ら、ドーピング制御が容易であり、かつ、品質の高いｐ
型層を容易に実現でき、デバイスの特性をさらに向上す
ることができる。

【０１４８】実施の形態７． 構成１．この発明の実施の形態７におけるエピタキシャ
ル成長方法（請求項３）は、III-Ｖ族化合物半導体をエ
ピタキシャル成長する方法において、ドーパント材料と
して、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピ
ングするとともに、上記ベリリウムをドーピングした後
のキャリア濃度を５×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温
度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）
とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０１４９】

【数１】

【０１５０】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させるものである。この成長条件を用いてＩｎＰを成
長させることにより、図２１に示すように、ＩｎＰ成長
層の表面を鏡面とすることができる。

【０１５１】構成２．また、この発明の実施の形態７に
おけるエピタキシャル成長方法（請求項４）は、III-Ｖ
族化合物半導体をエピタキシャル成長する方法におい
て、ドーパント材料として、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用い
てベリリウムをドーピングするとともに、上記ベリリウ
ムをドーピングした後のキャリア濃度を７×１０¹⁷／ｃ
ｍ³ 以上とし、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦
Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ
／ｈｏｕｒ）を

【０１５２】

【数２】

【０１５３】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させるものである。この成長条件を用いてＩｎＰを成
長させることにより、図２０に示すように、ＩｎＰ成長
層の表面を鏡面とすることができる。

【０１５４】構成３．また、この発明の実施の形態７に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１３）は、基板
上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-
Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を気相エピタキシャル
成長法によってエピタキシャル成長して半導体光素子を
製造する半導体光素子の製造方法において、上記ｐ型層
の内少なくとも一層を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベ
リリウムをドーピングするとともに、上記ベリリウムを
ドーピングした後のキャリア濃度を５×１０¹⁷／ｃｍ³
以上とし、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ
≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈ
ｏｕｒ）を

【０１５５】

【数１】

【０１５６】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させることにより形成するものである。これにより、
図２２に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１を用いた長波長
埋め込み半導体レーザ素子を製造するに際して、上記の
エピタキシャル成長方法によってｐ型ＩｎＰクラッド層
４を成長させるようにしたので、このｐ型クラッド層４
に続けて成長するコンタクト層５の表面をも鏡面とする
ことができ、ストライプ状のＳｉＯ2 膜６をマスクとし
て、この膜の下の成長層をメサエッチングする時に、そ
のサイドエッチング量を精度よく制御することができ、
活性層３の幅の変動が抑制され、このため良好なレーザ
特性を有する長波長埋め込み半導体レーザ装置を安定に
再現性良く作製することができる。また、図２３に示す
ように、ｐ型ＩｎＰ基板１１を用いた長波長埋め込み半
導体レーザ素子を製造するに際して、上記のエピタキシ
ャル成長方法によってｐ型ＩｎＰクラッド層１２を成長
させるようにしたので、このクラッド層１２上に成長さ
せる活性層３の表面をも鏡面とすることができ、レーザ
特性の良好な半導体レーザ素子を安定に、再現性良く作
製することができる。

【０１５７】構成４．また、この発明の実施の形態７に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１４）は、基板
上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-
Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を気相エピタキシャル
成長法によってエピタキシャル成長して半導体光素子を
製造する半導体光素子の製造方法において、上記ｐ型層
の内少なくとも一層を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベ
リリウムをドーピングするとともに、上記ベリリウムを
ドーピングした後のキャリア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³
以上とし、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ
≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈ
ｏｕｒ）を

【０１５８】

【数２】

【０１５９】として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成
長させることにより形成するものである。これにより、
図２２に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１を用いた長波長
埋め込み半導体レーザ素子を製造するに際して、上記の
エピタキシャル成長方法によってｐ型ＩｎＰクラッド層
４を成長させるようにしたので、このｐ型クラッド層４
に続けて成長するコンタクト層５の表面をも鏡面とする
ことができ、ストライプ状のＳｉＯ2 膜６をマスクとし
て、この膜の下の成長層をメサエッチングする時に、そ
のサイドエッチング量を精度よく制御することができ、
活性層３の幅の変動が抑制され、このため良好なレーザ
特性を有する長波長埋め込み半導体レーザ装置を安定に
再現性良く作製することができる。また、図２３に示す
ように、ｐ型ＩｎＰ基板１１を用いた長波長埋め込み半
導体レーザ素子を製造するに際して、上記のエピタキシ
ャル成長方法によってｐ型ＩｎＰクラッド層１２を成長
させるようにしたので、このクラッド層１２上に成長さ
せる活性層３の表面をも鏡面とすることができ、レーザ
特性の良好な半導体レーザ素子を安定に、再現性良く作
製することができる。

【０１６０】構成５．この発明の実施の形態７における
半導体光素子（請求項２６）は、基板上にエピタキシャ
ル成長されたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及
びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を備えた半導体
光素子において、上記ｐ型層の内少なくとも一層が、
（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングさ
れるとともに、上記ベリリウムをドーピングした後のキ
ャリア濃度を５×１０¹⁷／ｃｍ³以上とし、成長温度Ｔ
ｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） と
し、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０１６１】

【数１】

【０１６２】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＰからなるものである。これにより、ｎ型ＩｎＰ基
板１を用いた長波長埋め込み半導体レーザ素子におい
て、図２２に示すように、上記のエピタキシャル成長方
法によってｐ型ＩｎＰクラッド層４を成長させるように
したので、このｐ型クラッド層４に続けて成長するコン
タクト層５の表面をも鏡面とすることができ、エピタキ
シャル成長層をメサエッチングする時に、そのサイドエ
ッチング量を精度よく制御することができ、活性層３の
幅の変動が抑制され、このため良好なレーザ特性が得ら
れる。また、ｐ型ＩｎＰ基板１１を用いた長波長埋め込
み半導体レーザにおいて、図２３に示すように、上記の
エピタキシャル成長方法によってｐ型ＩｎＰクラッド層
１２を成長させるようにしたので、このクラッド層１２
上に成長させる活性層３の表面をも鏡面とすることがで
き、良好なレーザ特性が得られる。

【０１６３】構成６．また、この発明の実施の形態７に
おける半導体光素子（請求項２７）は、基板上にエピタ
キシャル成長されたIII-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型
層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を備えた
半導体光素子において、上記ｐ型層の内少なくとも一層
が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピン
グされるとともに、上記ベリリウムをドーピングした後
のキャリア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、成長温
度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）と
し、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０１６４】

【数２】

【０１６５】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＰからなるものである。これにより、ｎ型ＩｎＰ基
板１を用いた長波長埋め込み半導体レーザ素子におい
て、図２２に示すように、上記のエピタキシャル成長方
法によってｐ型ＩｎＰクラッド層４を成長させるように
したので、このｐ型クラッド層４に続けて成長するコン
タクト層５の表面をも鏡面とすることができ、エピタキ
シャル成長層をメサエッチングする時に、そのサイドエ
ッチング量を精度よく制御することができ、活性層３の
幅の変動が抑制され、このため良好なレーザ特性が得ら
れる。また、ｐ型ＩｎＰ基板１１を用いた長波長埋め込
み半導体レーザにおいて、図２３に示すように、上記の
エピタキシャル成長方法によってｐ型ＩｎＰクラッド層
１２を成長させるようにしたので、このクラッド層１２
上に成長させる活性層３の表面をも鏡面とすることがで
き、良好なレーザ特性が得られる。

【０１６６】実施例７．この発明の実施の形態７による
一実施例について説明する。図２０に、ドーパント材料
として前述の（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いて、Ｂｅドープ
ＩｎＰ層をＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させ
る際に、このＩｎＰ層表面において鏡面が得られる成長
条件（成長温度：Ｔｇ〔Ｋ〕、成長速度：Ｒｇ〔μｍ／
ｈｏｕｒ〕）について示す。ただし、成長温度Ｔｇは
７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）の範囲内にあり、キャリア
濃度は７×１０¹⁷ｃｍ^-3以上である。図２０において
は、ＩｎＰ層の表面が鏡面である点を○で示し、白濁面
である点を●で示している。成長温度が、６６５℃と高
い時には、成長速度が３．５μｍ／ｈｏｕｒで鏡面が得
られる。成長温度を下げるに従い、鏡面が得られる成長
速度範囲は広がり、成長温度６００℃では成長速度が
１．４μｍ／ｈｏｕｒでも鏡面が得られる。

【０１６７】図２０からキャリア濃度７×１０¹⁷ｃｍ^-3
以上の上記ＢｅドープＩｎＰ層において鏡面が得られる
成長条件範囲は、

【０１６８】

【数２】

【０１６９】であることがわかる。

【０１７０】また、図２１に、キャリア濃度が図２０に
示したものより広い範囲の５×１０¹⁷ｃｍ^-3以上の場合
の上記ＢｅドープＩｎＰ層において、鏡面が得られる成
長条件（成長温度：Ｔｇ〔Ｋ〕，成長速度：Ｒｇ〔μｍ
／ｈｏｕｒ〕）を示す。図２０の場合と同様に成長温度
を下げるに従い、成長速度を下げた条件でも鏡面を得る
ことができる。

【０１７１】図２１から、キャリア濃度５×１０¹⁷ｃｍ
^-3以上のＢｅドープＩｎＰ層において鏡面が得られる成
長条件範囲は、

【０１７２】

【数１】

【０１７３】であることがわかる。

【０１７４】上記ＩｎＰ層の表面モフォロジーは、成長
膜厚や成長時間には依らない。また、上記ＢｅドープＩ
ｎＰ層の成長は、減圧ＭＯＣＶＤ装置を用いて成長圧力
７６〜１５０Ｔｏｒｒ、Ｖ／III 比＝５０〜４００で、
その表面が（１００）面であるＩｎＰ基板上で行った。
これは、ＭＯＣＶＤ法にとって一般的な成長条件であ
る。

【０１７５】図２２に、上記の表面が鏡面となる成長条
件で成長させたＢｅドープｐ型ＩｎＰをクラッド層４に
用いた長波長埋め込み半導体レーザの製造方法を示す。
この製造方法においては、まず、ｎ型ＩｎＰ基板１上
に、ｎ型ＩｎＰクラッド層２，活性層３，上記Ｂｅドー
プｐ型ＩｎＰクラッド層４，ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層５を順にエピタキシャル成長させた後、コンタクト
層５表面にストライプ状のＳｉＯ2 膜６を形成し、この
ＳｉＯ2 膜６をマスクとして上記のエピタキシャル成長
層をメサエッチングする。このエッチングが完了した状
態における断面図が図２２である。この後、上記実施例
３において説明した、図１３に示した製造方法と同様に
電流ブロック層を形成し、さらにｎ側電極，ｐ側電極を
形成して、図１２に示したような長波長埋め込み半導体
レーザが作製される。

【０１７６】この際、もしＢｅドープＩｎＰ層４の表面
が鏡面でなく荒れていると、続けて成長するコンタクト
層５の表面も荒れて図２２のようにストライプ状のＳｉ
Ｏ2膜６をマスクに、この膜の下の成長層をメサエッチ
ングする時に、そのサイドエッチング量を精度よく制御
することができなくなる。さらに、このサイドエッチン
グ量の変動によって活性層３の幅が変動し、このため良
好なレーザ特性を再現性良く得ることが困難となる。

【０１７７】図２３に、上記の表面が鏡面となる成長条
件で成長させたＢｅドープｐ型ＩｎＰをｐ型ＩｎＰ基板
１１上に成長させるクラッド層１２に用いた長波長埋め
込み半導体レーザの製造方法を示す。この製造方法にお
いては、まず、ｐ型ＩｎＰ基板１１上に、上記Ｂｅドー
プｐ型ＩｎＰクラッド層１２，活性層３，ｎ型ＩｎＰク
ラッド層２を順にエピタキシャル成長させる。この状態
を示す断面図が図２３である。この後、上記実施例２に
おいて説明した、図１１に示した製造方法と同様に、上
記エピタキシャル成長層をメサエッチし、このメサエッ
チにより除去された部分に電流ブロック層を形成し、さ
らにコンタクト層，ｎ側電極，ｐ側電極を形成して、図
１０に示したような長波長埋め込み半導体レーザが作製
される。

【０１７８】この際、もしＢｅドープｐ型ＩｎＰクラッ
ド層１２の表面が鏡面でなく荒れていると、続けて成長
する活性層３の表面も荒れて、レーザ特性悪化の原因と
なる。 本実施例７においては、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いてＢｅをドープしたＩｎＰをエピタキシャル成長す
る際に、その成長温度と成長速度を上記の条件の範囲内
としたので、ＩｎＰ層表面において鏡面が容易に得られ
る。

【０１７９】さらに、本実施例７においては、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１を用いた長波長埋め込み半導体レーザの製造方
法において、上記のエピタキシャル成長方法によってｐ
型ＩｎＰクラッド層４を成長させるようにしたので、こ
のｐ型クラッド層４に続けて成長するコンタクト層５の
表面をも鏡面とすることができ、ストライプ状のＳｉＯ
2 膜６をマスクとして、この膜の下の成長層をメサエッ
チングする時に、そのサイドエッチング量を精度よく制
御することができ、活性層３の幅の変動が抑制され、こ
のため良好なレーザ特性を有する長波長埋め込み半導体
レーザを安定に再現性良く作製することができる。

【０１８０】また、本実施例７においては、ｐ型ＩｎＰ
基板を用いた長波長埋め込み半導体レーザの製造方法に
おいて、上記のエピタキシャル成長方法によってｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層を成長させるようにしたので、このクラ
ッド層上に成長させる活性層の表面をも鏡面とすること
ができ、レーザ特性の良好な半導体レーザを安定に、再
現性良く作製することができる。

【０１８１】実施の形態８． 構成１．この発明の実施の形態８におけるエピタキシャ
ル成長方法（請求項５）は、III-Ｖ族化合物半導体をエ
ピタキシャル成長する方法において、ドーパント材料と
して、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピ
ングするとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７
３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：
μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０１８２】

【数３】

【０１８３】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓを成長させるものである。この成長条件を用いてＩｎ
ＧａＡｓを成長させることにより、図２４に示すよう
に、ＩｎＧａＡｓ成長層の表面を鏡面とすることができ
る。

【０１８４】構成２．また、この発明の実施の形態８に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１５）は、図２
２に示すように、基板１上に、III-Ｖ族化合物半導体か
らなるｐ型層４，５，及びIII-Ｖ族化合物半導体からな
るｎ型層１，２を気相エピタキシャル成長法によってエ
ピタキシャル成長して半導体光素子を製造する半導体光
素子の製造方法において、上記ｐ型層の内少なくとも一
層５を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドー
ピングするとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７
７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単
位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０１８５】

【数３】

【０１８６】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓを成長させることにより形成するものである。これに
より、上記のエピタキシャル成長条件によってｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓコンタクト層５を成長させることができるの
で、このコンタクト層５の表面を鏡面とすることがで
き、このため、コンタクト層５とこの層の表面に形成さ
れるｐ側電極との接触を良好なオーミック接触とするこ
とができる。さらに、ストライプ状のＳｉＯ2 膜６をマ
スクとして、この膜の下の成長層をメサエッチングする
時に、そのサイドエッチング量を精度よく制御すること
ができ、活性層３の幅の変動を抑制することができるの
で、良好なレーザ特性を有する長波長埋め込み半導体レ
ーザを安定に再現性良く作製することができる。

【０１８７】構成３．また、この発明の実施の形態８に
おける半導体光素子（請求項２８）は、図２２に示すよ
うに、基板１上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族化
合物半導体からなるｐ型層４，５，及びIII-Ｖ族化合物
半導体からなるｎ型層２を備えた半導体光素子におい
て、上記ｐ型層４．５の内少なくとも一層５が、（Ｍｅ
ＣＰ）2Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングされると
ともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦
９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏ
ｕｒ）を

【０１８８】

【数３】

【０１８９】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＧａＡｓからなるものである。これにより、長波長
埋め込み半導体レーザにおいて、上記のエピタキシャル
成長条件によってｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層５を成
長させることができるので、このコンタクト層５の表面
を鏡面とすることができ、このため、コンタクト層５と
この層の表面に形成されるｐ側電極との接触を良好なオ
ーミック接触とすることができる。さらに、この膜の下
のエピタキシャル成長層をメサエッチングする時に、そ
のサイドエッチング量を精度よく制御することができ、
活性層３の幅の変動を抑制することができるので、良好
なレーザ特性を得ることができる。

【０１９０】実施例８．この発明の実施の形態８による
一実施例について説明する。図２４に、ドーパント材料
として前述の（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いて、Ｂｅドープ
ＩｎＧａＡｓ層をＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成
長させる際に、このＩｎＧａＡｓ層表面において鏡面が
得られる成長条件（成長温度：Ｔｇ〔ｋ〕，成長速度：
Ｒｇ〔μｍ／ｈｏｕｒ〕）について示す。ただし、成長
温度Ｔｇは７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）の範囲内にあ
る。図２４においては、図２０，２１と同様に、ＩｎＰ
層の表面が鏡面である点を○で示し、白濁面である点を
●で示している。成長温度が、６２５℃と高い時は、成
長速度２μｍ／ｈｏｕｒで鏡面が得られる。成長温度を
下げるに従い鏡面が得られる成長速度範囲は広がり、
１．４μｍ／ｈｏｕｒでも鏡面が得られる。

【０１９１】図２４からＢｅドープＩｎＧａＡｓの鏡面
が得られる成長条件の範囲は、

【０１９２】

【数３】

【０１９３】であることがわかる。

【０１９４】図２２に、上記の表面が鏡面となる成長条
件で成長させたＢｅドープｐ型ＩｎＧａＡｓをコンタク
ト層５に用いた長波長埋め込み半導体レーザの製造方法
を示す。ただし、このＩｎＧａＡｓの組成はＩｎＰに格
子整合する組成であり、Ｇａの組成比は０．４６７であ
る。この製造方法は、上記実施例７に記したものと同じ
であるため、その説明は省略する。

【０１９５】この際、もしＢｅドープＩｎＧａＡｓコン
タクト層５の表面が荒れていると電極の金属材料が、異
常に沈みこむことが考えられる。また、コンタクト層５
上にストライプ状のＳｉＯ2 膜６を形成して、これをマ
スクとしてＳｉＯ2 膜６下のエピタキシャル成長層をメ
サエッチングをする時に、コンタクト層５の表面が荒れ
てサイドエッチング量を精密に制御することができなく
なり、このため活性層３の幅が変動し、良好なレーザの
初期活性を有する半導体レーザを安定に、再現性良く作
製することができない。

【０１９６】本実施例８においては、（ＭｅＣＰ）2 Ｂ
ｅを用いてＢｅをドープしたＩｎＧａＡｓをエピタキシ
ャル成長する際に、その成長温度と成長速度を上記の条
件の範囲内としたので、ＩｎＧａＡｓ層表面において鏡
面が容易に得られる。

【０１９７】さらに、本実施例８においては、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１を用いた長波長埋め込み半導体レーザの製造方
法において、上記のエピタキシャル成長方法によってｐ
型ＩｎＧａＡｓコンタクト層５を成長させるようにした
ので、このコンタクト層５の表面を鏡面とすることがで
き、このため、コンタクト層５とこの層の表面に形成さ
れるｐ側電極との接触を良好なオーミック接触とするこ
とができる。さらに、ストライプ状のＳｉＯ2 膜６をマ
スクとして、この膜の下の成長層をメサエッチングする
時に、そのサイドエッチング量を精度よく制御すること
ができ、活性層３の幅の変動を抑制することができるの
で、良好なレーザ特性を有する長波長埋め込み半導体レ
ーザを安定に再現性良く作製することができる。

【０１９８】実施の形態９． 構成１．この発明の実施の形態９におけるエピタキシャ
ル成長方法（請求項６）は、III-Ｖ族化合物半導体をエ
ピタキシャル成長する方法において、ドーパント材料と
して、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピ
ングするとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７
３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：
μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０１９９】

【数４】

【０２００】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓＰを成長させるものである。この成長条件を用いてＩ
ｎＧａＡｓＰを成長させることにより、図２５に示すよ
うに、ＩｎＧａＡｓＰ成長層の表面を鏡面とすることが
できる。

【０２０１】構成２．また、この発明の実施の形態９に
おける半導体光素子の製造方法（請求項１６）は、図２
６に示すように、基板１上に、III-Ｖ族化合物半導体か
らなるｐ型層１１０，及びIII-Ｖ族化合物半導体からな
るｎ型層を気相エピタキシャル成長法によってエピタキ
シャル成長して半導体光素子を製造する半導体光素子の
製造方法において、上記ｐ型層の内少なくとも一層１１
０を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベリリウムをドーピ
ングするとともに、成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７
３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：
μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２０２】

【数４】

【０２０３】として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡ
ｓＰを成長させることにより形成するものである。この
エピタキシャル成長条件によって半導体レーザの多重量
子井戸活性層１０３のｐ型ＩｎＧａＡｓＰバリア層を成
長させることにより、このバリア層１１０の表面を鏡面
とすることができ、このため、バリア層１１０の表面に
成長するＩｎＧａＡｓウェル層１１１の膜厚を均一なも
のとすることができる。これにより、良好な多重量子井
戸構造を形成することができ、多重量子井戸活性層３に
おけるＰＬのスペクトルの半値幅を狭くすることができ
るとともに、良好な初期特性をを有する半導体レーザを
得ることができる。

【０２０４】構成３．また、この発明の実施の形態９に
おける半導体光素子（請求項２９）は、図２６に示すよ
うに、基板上にエピタキシャル成長されたIII-Ｖ族化合
物半導体からなるｐ型層１１０，及びIII-Ｖ族化合物半
導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子において、上
記ｐ型層の内少なくとも一層１１０が、（ＭｅＣＰ）2
Ｂｅを用いてベリリウムをドーピングされるとともに、
成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を７７３≦Ｔｇ≦９７３
（Ｋ） とし、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）
を

【０２０５】

【数４】

【０２０６】として成長させた、その表面が鏡面となる
ＩｎＧａＡｓＰからなるものである。このため、多重量
子井戸活性層１０３を備えた半導体レーザにおいて、上
記のエピタキシャル成長条件によって多重量子井戸活性
層１０３のｐ型ＩｎＧａＡｓＰバリア層１１０を成長さ
せることができるので、このバリア層１１０の表面を鏡
面とすることができ、バリア層１１０の表面に成長する
ＩｎＧａＡｓウェル層１１１の膜厚を均一なものとする
ことができる。これにより、良好な多重量子井戸構造を
形成することができ、多重量子井戸活性層１０３におけ
るＰＬのスペクトルの半値幅を狭くすることができると
ともに、良好なレーザの初期特性を得ることができる。

【０２０７】実施例９．この発明の第９の実施の形態に
よる一実施例について説明する。図２５に、ドーパント
材料として前述の（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いて、Ｂｅド
ープＩｎＧａＡｓＰ層をＭＯＣＶＤ法によりエピタキシ
ャル成長させる際に、このＩｎＧａＡｓＰ層表面におい
て鏡面が得られる成長条件（成長温度：Ｔｇ〔ｋ〕，成
長速度：Ｒｇ〔μｍ／ｈｏｕｒ〕）について示す。ただ
し、成長温度Ｔｇは ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ）の範
囲内にある。図２５においても、図２０，２１，２４と
同様に、ＩｎＧａＡｓＰ層の表面が鏡面である点を○で
示し、白濁面である点を●で示している。上記実施例
７，８と同様に成長温度を下げることにより、成長速度
の低い条件でも鏡面が得られる。

【０２０８】図２５からＢｅドープＩｎＧａＡｓＰの鏡
面が得られる成長条件の範囲は、

【０２０９】

【数４】

【０２１０】であることがわかる。

【０２１１】図２６に、上記の表面が鏡面となる成長条
件で成長させたＢｅドープｐ型ＩｎＧａＡｓＰをバリア
層１１０に用いた、レーザの多重量子井戸活性層１０３
のエネルギーバンド図を示す。図の右側が禁制帯側であ
り、左側が伝導帯側である。また、図中の１１１はＩｎ
ＧａＡｓウェル層である。ただし、このＩｎＧａＡｓＰ
の組成は、Ｇａの組成比が０．２０２５、Ａｓの組成比
が０．４４１であるものであり、このときのバンドギャ
ップに対応する光の波長λg ＝１．１８μｍである。

【０２１２】この際、もし上記ＩｎＧａＡｓＰバリア層
１１０の表面が鏡面でなく、白濁面であると、このバリ
ア層１１０の上に成長するＩｎＧａＡｓウェル層１１１
の膜厚にゆらぎが生じ、良好な多重量子井戸構造を得る
ことができず、多重量子井戸活性層１０３のフォトルミ
ネッセンス（以下ＰＬと略記する）のスペクトルの半値
幅が増大し、レーザ初期特性が劣化する。

【０２１３】本実施例９においては、（ＭｅＣＰ）2 Ｂ
ｅを用いてＢｅをドープしたＩｎＧａＡｓＰをエピタキ
シャル成長する際に、その成長温度と成長速度を上記の
条件の範囲内としたので、ＩｎＧａＡｓＰ層表面におい
て鏡面が容易に得られる。

【０２１４】さらに、本実施例９においては、半導体レ
ーザの多重量子井戸活性層１０３において、上記のエピ
タキシャル成長方法によって、表面が鏡面のｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰバリア層１１０を成長させるようにしたので、
このバリア層１１０の表面を鏡面とすることができ、こ
のため、バリア層１１０の表面に成長するＩｎＧａＡｓ
ウェル層１１１の膜厚を均一なものとすることができ
る。これにより、良好な多重量子井戸構造を形成するこ
とができ、多重量子井戸活性層１０３におけるＰＬのス
ペクトルの半値幅を狭くすることができるとともに、良
好な初期特性を有する半導体レーザを得ることができ
る。

【０２１５】実施の形態１０． 構成１．この発明の実施の形態１０における半導体光素
子の製造方法（請求項１９）は、図２８に示すように、
ＩｎＰ基板１上に、III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型
層１２３，１２４，１２５，及びIII-Ｖ族化合物半導体
からなるｎ型層２，１２１を気相エピタキシャル成長法
によってエピタキシャル成長して半導体光素子を製造す
る半導体光素子の製造方法において、上記ｐ型層１２
３，１２４，１２５を、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベ
リリウムをドーピングし、かつ成長温度Ｔｇ（単位：
Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） として成長させ
るとともに、上記ｐ型層の内ＩｎＰ層１２４について
は、上記ベリリウムをドーピングした後のキャリア濃度
を５×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とした場合は、成長速度Ｒｇ
（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２１６】

【数１】

【０２１７】とし、上記ベリリウムをドーピングした後
のキャリア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とした場合
は、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２１８】

【数２】

【０２１９】として成長させてその表面を鏡面とし、上
記ｐ型層の内ＩｎＧａＡｓ層１２５については、成長速
度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２２０】

【数３】

【０２２１】として成長させてその表面を鏡面とし、上
記ｐ型層の内ＩｎＧａＡｓＰ層１２３については、成長
速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２２２】

【数４】

【０２２３】として成長させてその表面を鏡面とし、フ
ォトダイオードを製造するものである。このように、ｐ
型層の成長を上記の条件で行うため、容易にその表面を
鏡面とすることができ、このため、ｐ型ＩｎＧａＡｓコ
ンタクト層１２５とこの層の表面に形成する表面電極１
２７との接触を良好なものとすることができる。また、
ＳｉＯ2 膜６をマスクにした成長層のメサエッチングに
おいて、この成長層のサイドエッチング量を精度よく制
御することができ、光吸収層１２２の幅の変動を抑制す
ることができる。これによりＰＤ特性を向上させること
ができる。また、上記のようにこれらのｐ型層のｐ型不
純物にはＢｅを用いているため、これにＺｎを用いた場
合と比較して、上記ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３
から、アンドープＩｎＧａＡｓ光吸収層１２２に対する
ｐ型不純物の拡散が抑制される。このため、高速応答特
性の良好なＰＤを得ることができる。

【０２２４】構成２．また、この発明の実施の形態１０
における半導体光素子（請求項３２）は、図２７に示す
ように、ＩｎＰ基板１上にエピタキシャル成長された、
III-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層１２３，１２４，
１２５，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層２，
１２１を備えた半導体光素子において、上記ｐ型層１２
３，１２４，１２５が、（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用いてベ
リリウムをドーピングし、かつ成長温度Ｔｇ（単位：
Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３（Ｋ） として成長させ
たものであるとともに、上記ｐ型層の内ＩｎＰ層１２４
は、上記ベリリウムをドーピングした後のキャリア濃度
を５×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とした場合は、成長速度Ｒｇ
（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２２５】

【数１】

【０２２６】とし、上記ベリリウムをドーピングした後
のキャリア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とした場合
は、成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２２７】

【数２】

【０２２８】として成長させてその表面を鏡面とした層
であり、上記ｐ型層の内ＩｎＧａＡｓ層１２５は、成長
速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２２９】

【数３】

【０２３０】として成長させてその表面を鏡面とした層
であり、上記ｐ型層の内ＩｎＧａＡｓＰ層１２３は、成
長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を

【０２３１】

【数４】

【０２３２】として成長させてその表面を鏡面とした層
であるフォトダイオード（ＰＤ）である。このＰＤは、
上記の条件で成長させた、その表面が鏡面であるｐ型層
を備えており、このため、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト
層１２５とこの層の表面に形成する表面電極１２７との
接触が良好なものとなる。また、ＩｎＰ基板上のエピタ
キシャル成長層のサイドエッチング量を精度よく制御す
ることができ、光吸収層１２２の幅の変動を抑制するこ
とができる。これによりＰＤ特性を向上させることがで
きる。また、上記のようにこれらのｐ型層のｐ型不純物
にはＢｅを用いているため、これにＺｎを用いた場合と
比較して、上記ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３か
ら、アンドープＩｎＧａＡｓ光吸収層１２２に対するｐ
型不純物の拡散が抑制される。このため、ＰＤの高速応
答特性を良好なものとすることができる。

【０２３３】実施例１０．この発明の実施の形態１０に
よる一実施例について説明する。図２７は、上記の実施
の形態７〜９で示した、ドーパント材料として（ＭｅＣ
Ｐ）2 Ｂｅを用い、成長温度と成長速度を前述の成長層
の表面が鏡面となる条件でエピタキシャル成長させたｐ
型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３，ｐ型ＩｎＰクラッド
層１２４，ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層１２５を備え
た高速応答導波路フォトダイオード（Photo Diode; Ｐ
Ｄ）の斜視図（図２７(a) ），及びこのＰＤの本体１４
０を拡大した斜視図（図２７(b) ）である。

【０２３４】このＰＤにおいては、図２７(a) に示すよ
うに、光はアンドープＩｎＧａＡｓ光吸収層１２２に入
射し、ここで電子・正孔対を発生させる。表面電極１２
７，裏面電極１２８の間には逆方向バイアス電圧が印加
されているため、上記の電子・正孔対を電流として取り
出すことができる。表面電極１２７は、ＰＤ本体１４０
上の領域においては、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層１
２５と接触しているが、この領域以外では、ＳｉＮ膜１
２９上またはＳｉＯ2 膜１３０上に形成されており、半
導体層（ＦｅドープＩｎＰ電流ブロック層１２６）とは
絶縁されている。

【０２３５】次に、本実施例１０における上記高速応答
導波路ＰＤの製造方法について説明する。図２８は、こ
のＰＤの製造方法を示す断面図である。まず、図２８
(a) に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ型ＩｎＰ
クラッド層２（膜厚：１μｍ，キャリア濃度：１×１０
¹⁸ｃｍ^-3），ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２１（０．
８μｍ，１×１０¹⁸ｃｍ^-3），アンドープＩｎＧａＡｓ
光吸収層１２２（０．６μｍ，１×１０¹⁵ｃｍ^-3以
下），ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３（０．８μ
ｍ，１×１０¹⁸ｃｍ^-3），ｐ型ＩｎＰクラッド層１２４
（２μｍ，１×１０¹⁸ｃｍ^-3），ｐ型ＩｎＧａＡｓコン
タクト層１２５（０．２５μｍ，１×１０¹⁹ｃｍ^-3）を
順にＭＯＣＶＤ法を用いてエピタキシャル成長させる。
ただし、アンドープＩｎＧａＡｓ光吸収層１２２の組成
は、ＩｎＰに格子整合する組成であり、Ｇａの組成比は
０．４６７である。また、ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２
１，１２３の組成は、λg ＝１．４μｍとなる組成であ
り、Ｇａの組成比は０．３４，Ａｓの組成比は０．７３
４である。この際、これらの成長層の内のｐ型層は、上
記のように実施の形態７〜９で示した、ドーパント材料
として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを用い、成長温度と成長速度
を前述の成長層の表面が鏡面となる条件でエピタキシャ
ル成長させる。これは、成長温度が ７７３≦Ｔｇ≦９
７３（Ｋ）の範囲内であれば、すべての層の成長速度を
３．５μｍ／ｈ以上とすることにより実現できる。ま
た、成長層の膜厚の制御性を向上させるため、あるいは
ＭＯＣＶＤ装置の制約から、成長速度を３．５μｍ／ｈ
より低くしなくてはいけない場合は、全ての層を低温で
成長するか、またはｐ型層の成長を開始する前のいずれ
かの層あるいはヘテロ接合界面の成長時に成長温度を下
げて成長させることによりｐ型層の表面を鏡面とするこ
とができる。

【０２３６】次に、スパッタにより、ｐ型ＩｎＧａＡｓ
コンタクト層１２５の表面の全面にＳｉＯ2 膜６を被着
させた後、通常の写真製版技術とエッチングを用いて幅
１０μｍ，長さ（図２８の断面に垂直な方向）２５μｍ
のストライプ状のＳｉＯ2 膜６を形成し、さらにこのＳ
ｉＯ2 膜６をマスクとして上記のエピタキシャル成長層
をウェットエッチングして、図２８(b) に示すようなメ
サを形成する。このメサの高さ（すなわちメサエッチン
グの深さ）は５μｍである。

【０２３７】次に、上記ＳｉＯ2 膜６をマスクとして、
ＭＯＣＶＤ法によりＦｅドープＩｎＰ電流ブロック層１
２６を選択成長させ、上記のメサエッチングにより除去
された成長層の部分に、電流ブロック層１２６を埋め込
む。さらに、ＳｉＯ2 膜６をＨＦ系のエッチング液を用
いて除去した後、図２８(c) に示すように、ｐ型ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層１２５表面にＴｉ／Ａｕからなる表
面電極１２７を形成し、ｎ型ＩｎＰ基板１の裏面にＡｕ
Ｇｅ／Ａｕからなる裏面電極１２８を形成する。

【０２３８】本実施例１０においては、ｐ型層の成長を
上記の条件で行うため、容易にその表面を鏡面とするこ
とができる。このため、ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
１２５とこの層の表面に形成する表面電極１２７との接
触を良好なものとすることができる。また、ＳｉＯ2 膜
６をマスクにした成長層のメサエッチングにおいて、こ
の成長層のサイドエッチング量を精度よく制御すること
ができ、光吸収層１２２の幅の変動を抑制することがで
きる。これによりＰＤ特性を向上させることができる。
また、上記のようにこれらのｐ型層のｐ型不純物にはＢ
ｅを用いているため、これにＺｎを用いた場合と比較し
て、上記ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３から、アン
ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層１２２に対するｐ型不純物
の拡散が抑制される。このｐ型不純物が光吸収層１２２
に拡散すると、この光吸収層を挟んで形成されているp-
n 接合容量が増加し、ＰＤの高速応答特性が劣化する
が、本実施例１０においては、上記のように、光吸収層
１２２に対するｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層１２３から
のｐ型不純物の拡散が抑制されているため、高速応答特
性の良好なＰＤを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ＭｅＣＰ）2 ＢｅとＤＭＢｅの蒸気圧を示
す図である。

【図２】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いたＢｅドーピング特性を示す図である。

【図３】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰの、ホール測定に
よるキャリア濃度とＣ−Ｖ測定によるキャリア濃度との
関係を示す図である。

【図４】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰの、キャリア濃度
とＳＩＭＳによる不純物濃度測定値との関係を示す図で
ある。

【図５】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰ，及びドーパント
材料としてＤＭＺｎを用いて結晶成長したＺｎドープＩ
ｎＰの、ホール濃度とＰＬピーク波長との関係を示す図
である。

【図６】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰの、ホール濃度と
ＰＬピーク波長との関係を示す図である。

【図７】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰ，及びドーパント
材料としてＤＭＺｎを用いて結晶成長したＺｎドープＩ
ｎＰの、ホール濃度とＰＬ半値巾との関係を示す図であ
る。

【図８】 ドーパント材料として（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅを
用いて結晶成長したＢｅドープＩｎＰの、ホール濃度と
ＰＬ半値巾との関係を示す図である。

【図９】 アンドープＩｎＰ層上にＢｅドープＩｎＰ
層，又はＺｎドープＩｎＰ層を成長した時のＢｅ又はＺ
ｎの深さ方向のｐ型不純物プロファイルをＳＩＭＳ測定
した結果を示す図である。

【図１０】 この発明の第２の実施例による半導体光素
子の製造方法によって作製されたｐ−ＩｎＰ基板を用い
た半導体長波長埋め込みレーザを示す斜視図である。

【図１１】 この発明の第２の実施例による半導体光素
子の製造方法を示す工程図である。

【図１２】 この発明の第３の実施例による半導体光素
子の製造方法によって作製されたｎ−ＩｎＰ基板を用い
た半導体長波長埋め込みレーザを示す斜視図である。

【図１３】 この発明の第３の実施例による半導体光素
子の製造方法を示す工程図である。

【図１４】 この発明の第４の実施例による半導体光素
子の製造方法によって作製されたｎ−ＧａＡｓ基板を用
いた半導体可視光レーザを示す斜視図である。

【図１５】 この発明の第４の実施例による半導体光素
子の製造方法を示す工程図である。

【図１６】 この発明の第５の実施例による半導体光素
子の製造方法によって作製されたｎ−ＧａＡｓ基板を用
いた半導体短波長レーザを示す斜視図である。

【図１７】 この発明の第５の実施例による半導体光素
子の製造方法を示す工程図である。

【図１８】 この発明の第６の実施例による半導体光素
子の製造方法によって作製されたサファイア基板を用い
た青色半導体発光ダイオードを示す斜視図である。

【図１９】 この発明の第６の実施例による半導体光素
子の製造方法を示す工程図である。

【図２０】 この発明の第７の実施例によるエピタキシ
ャル成長方法における成長層表面が鏡面となる成長温度
Ｔg ，成長速度Ｒg を示す図である。

【図２１】 この発明の第７の実施例によるエピタキシ
ャル成長方法における成長層表面が鏡面となる成長温度
Ｔg ，成長速度Ｒg を示す図である。

【図２２】 この発明の第７の実施例による半導体光素
子の製造方法を示す工程図である。

【図２３】 この発明の第７の実施例による他の半導体
光素子の製造方法を示す工程図である。

【図２４】 この発明の第８の実施例によるエピタキシ
ャル成長方法における成長層表面が鏡面となる成長温度
Ｔg ，成長速度Ｒg を示す図である。

【図２５】 この発明の第９の実施例によるエピタキシ
ャル成長方法における成長層表面が鏡面となる成長温度
Ｔg ，成長速度Ｒg を示す図である。

【図２６】 この発明の第９の実施例による半導体光素
子の多重量子井戸活性層のエネルギーバンド図である。

【図２７】 この発明の第１０の実施例による半導体光
素子の製造方法によって作製された高速応答導波路ＰＤ
を示す斜視図(a) ，及びその導波路ＰＤ本体を拡大して
示す斜視図(b) である。

【図２８】 この発明の第１０の実施例による半導体光
素子の製造方法を示す工程図である。

【符号の説明】

１ ｎ型ＩｎＰ基板、２ ｎ型ＩｎＰクラッド層、３
活性層、４ Ｂｅドープｐ型ＩｎＰクラッド層、５ Ｂ
ｅドープｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層、６ＳｉＯ2
膜、１１ ｐ型ＩｎＰ基板、１２ Ｂｅドープｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層、１３ アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性
層、１４ Ｓドープｎ型ＩｎＰクラッド層、１６ Ｂｅ
ドープｐ型ＩｎＰバッファ層、１７ Ｓドープｎ型Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層、１８ Ｂｅドープｐ型ＩｎＰ電流ブ
ロック層、１９ Ｓドープｎ型ＩｎＰコンタクト層、２
０ ｐ側電極、２１ ｎ側電極、３１ ｎ型ＩｎＰ基
板、３２ Ｓドープｎ型ＩｎＰクラッド層、３３ アン
ドープＩｎＧａＡｓＰ活性層、３４ Ｂｅドープｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層、３６ Ｂｅドープｐ型ＩｎＰ電流ブロ
ック層、３７ Ｓドープｎ型ＩｎＰ電流ブロック層、３
８ Ｂｅドープｐ型ＩｎＰコンタクト層、３９ ｎ側電
極、４０ ｐ側電極、５１ ｎ型ＧａＡｓ基板、５２
Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓバッファ層、５３ Ｓｉドープ
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、５４ アンドープＧａ
ＩｎＰ活性層、５５ Ｂｅドープｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層、５６ Ｂｅドープｐ型ＧａＩｎＰエッチング
ストッパ層、５７ Ｂｅドープｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層、５８ Ｂｅドープｐ型ＧａＩｎＰバンド不連続
緩和層、５９ Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓキャップ層、６
１ Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、６２ Ｂ
ｅドープｐ型ＧａＡｓコンタクト層、６３ ｎ側電極、
６４ ｐ側電極、７１ ｎ型ＧａＡｓ基板、７２ Ｓｅ
ドープｎ型ＧａＡｓバッファ層、７３ Ｓｅドープｎ型
Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓクラッド層、７４ アンドープＡ
ｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ／Ａｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓ量子井戸活
性層、７５ Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓクラ
ッド層、７６ Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエ
ッチングストッパ層、７７ Ｂｅドープｐ型Ａｌ0.48Ｇ
ａ0.52Ａｓクラッド層、７８ Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓ
キャップ層、８０ Ｓｉドープｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層、８１ Ｂｅドープｐ型ＧａＡｓコンタクト層、８
２ ｎ側電極、８３ ｐ側電極、９１ サファイア基
板、９２ アンドープＧａＮバッファ層、９３ Ｓｉド
ープｎ型ＧａＮクラッド層、９４ Ｓｉドープｎ型Ａｌ
ＧａＮ層、９５ ＺｎドープＩｎＧａＮ層、９６ Ｂｅ
ドープｐ型ＡｌＧａＮ層、９７ Ｂｅドープｐ型ＡｌＧ
ａＮ層、９９ ｎ側電極、１００ ｐ側電極、１０３
多重量子井戸活性層、１１０ ＢｅドープＩｎＧａＡｓ
Ｐバリア層、１１１ ＩｎＧａＡｓウェル層、１２１
ｎ型ＩｎＧａＡｓＰガイド層、１２２ アンドープＩｎ
ＧａＡｓ光吸収層、１２３ｐ型ＩｎＧａＡｓＰガイド
層、１２４ ｐ型ＩｎＰクラッド層、１２５ ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓコンタクト層、１２６ ＦｅドープＩｎＰ電流
ブロック層、１２７表面電極（Ｔｉ／Ａｕ）、１２８
裏面電極（ＡｕＧｅ／Ａｕ）、１２９ ＳｉＮ膜、１３
０ ＳｉＯ2 膜、１４０ 導波路ＰＤ本体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 大輔 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社光・マイクロ波デバイス開発研究 所内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 III-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル
   成長する際に、III-Ｖ族化合物半導体結晶中にベリリウ
   ムをドーピングする方法において、 ベリリウムをドーピングするためのドーパント材料とし
   て、有機金属（ＣＨ3Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣ
   Ｐ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウ
   ム）を用いることを特徴とするＢｅドーピング方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＢｅドーピング方法にお
   いて、 上記III-Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成長は、有
   機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法，有機金属分子線エピ
   タキシー（ＭＯＭＢＥ）法，ケミカルビームエピタキシ
   ー（ＣＢＥ）法のいずれかによって行うことを特徴とす
   るＢｅドーピング方法。
3. 【請求項３】 III-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル
   成長する方法において、 ドーパント材料として、有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2
   Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタ
   ジエニルベリリウム）を用いてベリリウムをドーピング
   するとともに、 上記ベリリウムをドーピングした後のキャリア濃度を５
   ×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
   （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数１】 として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成長させること
   を特徴とするIII-Ｖ族化合物半導体のエピタキシャル成
   長方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のIII-Ｖ族化合物半導体
   のエピタキシャル成長方法において、 ベリリウムをドーピングした後の上記ＩｎＰのキャリア
   濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
   （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数２】 とすることを特徴とするIII-Ｖ族化合物半導体のエピタ
   キシャル成長方法。
5. 【請求項５】 III-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル
   成長する方法において、 ドーパント材料として、有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2
   Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタ
   ジエニルベリリウム）を用いてベリリウムをドーピング
   するとともに、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
   （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数３】 として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡｓを成長させ
   ることを特徴とするIII-Ｖ族化合物半導体のエピタキシ
   ャル成長方法。
6. 【請求項６】 III-Ｖ族化合物半導体をエピタキシャル
   成長する方法において、 ドーパント材料として、有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2
   Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタ
   ジエニルベリリウム）を用いてベリリウムをドーピング
   するとともに、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
   （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数４】 として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡｓＰを成長さ
   せることを特徴とするIII-Ｖ族化合物半導体のエピタキ
   シャル成長方法。
7. 【請求項７】 基板上に、III-Ｖ族化合物半導体からな
   るｐ型層，及びIII-Ｖ族化合物半導体からなるｎ型層を
   気相エピタキシャル成長法によってエピタキシャル成長
   して半導体光素子を製造する半導体光素子の製造方法に
   おいて、 上記ｐ型層を、有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝
   （ＭｅＣＰ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニル
   ベリリウム）を用いてベリリウムをドーピングして形成
   することを特徴とする半導体光素子の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の半導体光素子の製造方
   法において、 上記基板としてｐ型ＩｎＰ基板を用い、半導体長波長埋
   め込みレーザを製造することを特徴とする半導体光素子
   の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の半導体光素子の製造方
   法において、 上記基板としてｎ型ＩｎＰ基板を用い、半導体長波長埋
   め込みレーザを製造することを特徴とする半導体光素子
   の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項７に記載の半導体光素子の製造
    方法において、 上記基板としてｎ型ＧａＡｓ基板を用い、半導体可視光
    レーザを製造することを特徴とする半導体光素子の製造
    方法。
11. 【請求項１１】 請求項７に記載の半導体光素子の製造
    方法において、 上記基板としてｎ型ＧａＡｓ基板を用い、半導体短波長
    レーザを製造することを特徴とする半導体光素子の製造
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項７に記載の半導体光素子の製造
    方法において、 上記基板としてサファイア基板を用い、半導体青色発光
    ダイオードを製造することを特徴とする半導体光素子の
    製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項７に記載の半導体光素子の製造
    方法において、 上記ｐ型層の内少なくとも一層のエピタキシャル成長
    は、 有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
    Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
    用いてベリリウムをドーピングするとともに、 上記ベリリウムをドーピングした後のキャリア濃度を５
    ×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数１】 として、その表面が鏡面となるＩｎＰを成長させるもの
    であることを特徴とする半導体光素子の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の半導体光素子の製
    造方法において、 上記ベリリウムをドーピングした後の上記ＩｎＰのキャ
    リア濃度を７×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数２】 とすることを特徴とする半導体光素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項７に記載の半導体光素子の製造
    方法において、 上記ｐ型層の内少なくとも一層のエピタキシャル成長
    は、 有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
    Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
    用いてベリリウムをドーピングするとともに、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数３】 として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡｓを成長させ
    るものであることを特徴とする半導体光素子の製造方
    法。
16. 【請求項１６】 請求項７に記載の半導体光素子の製造
    方法において、 上記ｐ型層の内少なくとも一層のエピタキシャル成長
    は、 有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
    Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
    用いてベリリウムをドーピングするとともに、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数４】 として、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡｓＰを成長さ
    せるものであることを特徴とする半導体光素子の製造方
    法。
17. 【請求項１７】 請求項１３ないし１６のいずれかに記
    載の半導体光素子の製造方法において、 上記基板としてｐ型ＩｎＰ基板を用い、半導体長波長埋
    め込みレーザを製造することを特徴とする半導体光素子
    の製造方法。
18. 【請求項１８】 請求項１３ないし１６のいずれかに記
    載の半導体光素子の製造方法において、 上記基板としてｎ型ＩｎＰ基板を用い、半導体長波長埋
    め込みレーザを製造することを特徴とする半導体光素子
    の製造方法。
19. 【請求項１９】 請求項１３ないし１６のいずれかに記
    載の半導体光素子の製造方法において、 上記基板としてＩｎＰ基板を用い、フォトダイオードを
    製造することを特徴とする半導体光素子の製造方法。
20. 【請求項２０】 基板上にエピタキシャル成長されたII
    I-Ｖ族化合物半導体からなるｐ型層，及びIII-Ｖ族化合
    物半導体からなるｎ型層を備えた半導体光素子におい
    て、 上記ｐ型層が、有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝
    （ＭｅＣＰ）2 Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニル
    ベリリウム）を用いてベリリウムをドーピングして形成
    されたものであることを特徴とする半導体光素子。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記半導体光素子は、上記基板がｐ型ＩｎＰ基板であ
    る、半導体長波長埋め込みレーザであることを特徴とす
    る半導体光素子。
22. 【請求項２２】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記半導体光素子は、上記基板がｎ型ＩｎＰ基板であ
    る、半導体長波長埋め込みレーザであることを特徴とす
    る半導体光素子。
23. 【請求項２３】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記半導体光素子は、上記基板がｎ型ＧａＡｓ基板であ
    る、半導体可視光レーザであることを特徴とする半導体
    光素子。
24. 【請求項２４】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記半導体光素子は、上記基板がｎ型ＧａＡｓ基板であ
    る、半導体短波長レーザであることを特徴とする半導体
    光素子。
25. 【請求項２５】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記半導体光素子は、上記基板がサファイア基板であ
    る、半導体青色発光ダイオードであることを特徴とする
    半導体光素子。
26. 【請求項２６】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記ｐ型層の内少なくとも一層が、 有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
    Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
    用いてベリリウムをドーピングするとともに、 上記ベリリウムをドーピングした後のキャリア濃度を５
    ×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数１】 として成長させた、その表面が鏡面となるＩｎＰからな
    るものであることを特徴とする半導体光素子。
27. 【請求項２７】 請求項２６記載の半導体光素子におい
    て、 上記ベリリウムをドーピングした後のキャリア濃度を７
    ×１０¹⁷／ｃｍ³ 以上とし、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数２】 とすることを特徴とする半導体光素子。
28. 【請求項２８】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記ｐ型層の内少なくとも一層が、 有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
    Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
    用いてベリリウムをドーピングするとともに、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数３】 として成長させた、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡｓ
    からなるものであることを特徴とする半導体光素子。
29. 【請求項２９】 請求項２０記載の半導体光素子におい
    て、 上記ｐ型層の内少なくとも一層が、 有機金属（ＣＨ3 Ｃ5 Ｈ4 ）2 Ｂｅ（＝（ＭｅＣＰ）2
    Ｂｅ：ビスメチルシクロペンタジエニルベリリウム）を
    用いてベリリウムをドーピングするとともに、 成長温度Ｔｇ（単位：Ｋ）を ７７３≦Ｔｇ≦９７３
    （Ｋ） とし、 成長速度Ｒｇ（単位：μｍ／ｈｏｕｒ）を 【数４】 として成長させた、その表面が鏡面となるＩｎＧａＡｓ
    Ｐからなるものであることを特徴とする半導体光素子。
30. 【請求項３０】 請求項２６ないし２９のいずれかに記
    載の半導体光素子において、 上記半導体光素子は、上記基板がｐ型ＩｎＰ基板であ
    る、半導体長波長埋め込みレーザであることを特徴とす
    る半導体光素子。
31. 【請求項３１】 請求項２６ないし２９のいずれかに記
    載の半導体光素子において、 上記半導体光素子は、上記基板がｎ型ＩｎＰ基板であ
    る、半導体長波長埋め込みレーザであることを特徴とす
    る半導体光素子。
32. 【請求項３２】 請求項２６ないし２９のいずれかに記
    載の半導体光素子において、 上記半導体光素子は、上記基板がＩｎＰ基板である、フ
    ォトダイオードであることを特徴とする半導体光素子。