JPH08162715A

JPH08162715A - 半導体基板、半導体装置、半導体発光装置とその製造方法

Info

Publication number: JPH08162715A
Application number: JP30044194A
Authority: JP
Inventors: Chikashi Anayama; 親志穴山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体基板、半導体装置、半導体発光装置と
その製造方法に関し、これらの装置中に、半導体基板の
面方向に層厚またはキャリア濃度が異なる半導体層を容
易に形成する手段を提供する。【構成】第１の面方位を有する第１の半導体基板１の
上にエッチングストッパーとして用いるＩｎＧａＡｓ層
２を成長し、その上に成長基板の一部として用いるＩｎ
Ｐ層３を成長し、この第１の半導体基板１に、第１の面
方位とは異なる第２の面方位を有する第２の半導体基板
４を重ねて錘５によって荷重をかけた状態でアニールし
て貼り合わせた後、第１の半導体基板１とＩｎＧａＡｓ
層２を交互にエッチング除去し、ＩｎＰ層３周辺に形成
した有機レジスト７を用いてＩｎＰ層３を部分的にエッ
チング除去して面方位が部分的に異なる成長基板を形成
し、その上に部分的に層厚またはキャリア濃度が異なる
半導体層を成長して半導体発光装置等の半導体装置を製
造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板、それを用
いた半導体装置、特に、化合物半導体レーザ等の半導体
発光装置とそれらの製造方法に関する。近年、半導体レ
ーザは、ＰＯＳ、光ディスク装置、レーザプリンタ等の
光情報処理装置や１．３〜１．５５μｍ帯の光通信用の
光源として用いられている。そして、このような半導体
レーザに今後要求される特性としては、レーザビームが
円形に近く、製造が容易で、かつ、安価であることが望
まれる。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体レーザには、特性温度
等のレーザ装置の特性を向上させることを目的とすると
ともに、レーザビームを円形にしたり、簡単な製造工程
で高歩留りに製造することができる手法を開発すること
が要求されていた。レーザビームを円形にすることは、
レーザ端面の光密度を低減することや、光ファイバー等
の光学系との結合性を高めるために必要になる技術であ
る。このため、レーザの膜厚方向の光閉じ込めを少なく
する方法が提案されているが、この方法によると特性温
度を劣化させてしまうという問題があった。そこで、端
面のみの光閉じ込めを少なくする方法が知られている。

【０００３】図５は、従来の半導体レーザの説明図であ
る。この図において、２１は半導体基板、２２は下部ク
ラッド層、２３は光ガイド層、２４は活性層、２５は上
部クラッド層、２６はコンタクト層である。

【０００４】この従来の半導体レーザにおいては、エッ
チングマスクを用いた選択エッチングによって中央部を
凹形状に低くしたＧａＡｓ半導体基板２１の上に、Ａｌ
ＧａＩｎＰ下部クラッド層２２を形成し、その上にＡｌ
ＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ光ガイド層２３を形成し、その
上にＡｌＧａＩｎＰ障壁層とＧａＩｎＰ井戸層からなる
ＭＱＷ（多重量子井戸）構造を有する活性層２４を形成
し、その上にＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２５を形成
し、その上にＧａＡｓコンタクト層２６を形成してい
る。

【０００５】このＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ活性層２
４の端面近傍におけるＡｌＧａＩｎＰ障壁層及びＧａＩ
ｎＰ井戸層の厚さ、すなわち、端面近傍におけるＭＱＷ
構造の障壁及び井戸の幅が中央部における幅より狭くな
っている。

【０００６】このようにして、ＭＱＷ構造のＡｌＧａＩ
ｎＰ／ＧａＩｎＰ活性層２４がそのバンドギャップより
も広いバンドギャップを有するＡｌＧａＩｎＰ下部クラ
ッド層２２及びＡｌＧａＩｎＰ上部クラッド層２５によ
って上下を挟まれた半導体レーザが形成されている。

【０００７】この構造の半導体レーザによれば、ＡｌＧ
ａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ活性層２４の層厚が端部において
薄くなっていることにより、横方向ストライプ構造が共
振器方向に形成されたのと同様の効果を奏し、端面部に
おける光閉じ込め係数が小さくなり、端面部への光集中
を少なくすることができる。また、このストライプ構造
は共振器方向に沿って設けられているため、成長層に対
して縦方向の光の拡がりが大きくなり、端面部でのスポ
ットサイズを大きくすることができ、出力ビームの真円
率を高くすることができる。

【０００８】また、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰ活性層
２４のＭＱＷ構造の量子井戸の幅が端面部において狭く
なっていることにより、バンドギャップが相対的に大き
くなり、その分だけこの端面部における光吸収を少なく
することができる（特開平４−２２５５８６号公報参
照）。このように、中央部の膜厚を厚くする方法として
誘電体マスクを用いた選択成長方法が提案されている。

【０００９】図６は、従来の誘電体マスクを用いた選択
成長方法の説明図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各工程を示
している。この図に於いて、３１は半導体基板、３１ａ
は第１の領域、３１ｂは第２の領域、３２は第１の誘電
体マスク、３３は第２の誘電体マスク、３４ａ，３５
ａ，３６ａ，３７ａは第１のエピタキシャル層、３４
ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ｂは第２のエピタキシャル層
である。

【００１０】この図によって誘電体マスクを用いた選択
成長方法を説明する。第１工程（図６（Ａ）参照）半導体基板３１の所定の第２の領域３１ｂを覆う第１の
誘電体マスク３２を形成した後この半導体基板３１をエ
ッチングし、表面が第２の領域３１ｂより低い第１の領
域３１ａを形成する。

【００１１】第２工程（図６（Ｂ）参照）第１の領域３１ａに第２の誘電体マスク３３を形成し、
第２の領域３１ｂに接続する帯状の第１の領域３１ａを
露出した後、第１の領域３１ａと第２の領域３１ｂに同
時にエピタキシャル成長を行う。

【００１２】第３工程（図６（Ｃ）参照）第２工程のエピタキシャル成長によって、帯状の第１の
領域３１ａに第１のエピタキシャル層３４ａ，３５ａ，
３６ａ，３７ａが成長し、第２の領域３１ｂに第２のエ
ピタキシャル層３４ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ｂを形成
される。

【００１３】第１のエピタキシャル層３４ａ，３５ａ，
３６ａ，３７ａの厚さは、第２のエピタキシャル層３４
ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ｂの厚さより大きくなる。こ
の場合、第１のエピタキシャル層３４ａ，３５ａ，３６
ａ，３７ａをダブルヘテロ構造として第１の量子井戸構
造３６ａを形成し、また、第２のエピタキシャル層３４
ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ｂをダブルヘテロ構造として
第２の量子井戸構造３６ｂを形成することができる。

【００１４】この誘電体マスクを用いた選択成長方法に
よると、第２の誘電体マスク３３が形成されていない第
１の領域３１ａの上のエピタキシャル成長速度を、第２
の誘電体マスク３３の幅ｄや間隔ｇを変えることによっ
て制御することができるため、第１の量子井戸構造３６
ａと第２の量子井戸構造３６ｂの厚さの割合を変えるこ
とができ、第１の量子井戸構造３６ａの量子準位間のエ
ネルギーギャップと第２の量子井戸構造３６ｂの量子準
位間のエネルギーギャップの比を制御することができ
る。

【００１５】その他、レーザや光集積装置等の機能向上
を目指して、基板上に他の基板上のエピタキシャル成長
膜を転写貼り付けする技術が広く知られている。この技
術を利用すれば、格子定数差がある結晶を一つの基板上
に共存させることができることから、発光素子や受光素
子を製造する上で有用な技術の一つになっている（特開
平３−２７０２２０号公報参照）。また、ＭＯＶＰＥ法
によって結晶成長する場合、基板の面方位によってその
成長速度が異なることが知られている。

【００１６】図７は、従来の半導体レーザの製造方法説
明図であり、（Ａ）は一部の断面を示し、（Ｂ）は成長
温度と斜平比の関係、（Ｃ）はＶ／III 比と斜平比の関
係を示している。この図において、４１は化合物半導体
基板、４１₁はメサストライプ、４２は電流ブロック
層、４３は下部クラッド層、４３₁はストライプ部、４
３₂は斜面部、４３₃は平野部である。

【００１７】図７（Ａ）は、この従来の半導体レーザの
製造方法において、一部の工程を施した状態、すなわ
ち、中央に斜面が（１１１）Ｂ面であるメサストライプ
４１₁を有する化合物半導体基板４１の上の、メサスト
ライプ４１₁の上面を除く領域に、化合物半導体基板４
１の表面における所定面指数より傾斜し、かつ、（３１
１）Ｂ面よりも緩斜面を有する電流ブロック層４２を成
長し、その上にＭＯＶＰＥ法によってストライプ部４３
₁と斜面部４３₂と平野部４３₃を有する下部クラッド
層４３を成長した状態を示している。

【００１８】この半導体レーザの製造方法においては、
図７（Ｂ）に示されているように、Ｖ／III 比が１００
のとき、成長温度の上昇につれて、斜平比（図のＡ／
Ｂ）がほぼ直線的に低減し、また、図７（Ｃ）に示され
ているように、成長温度を７２０℃のとき、Ｖ／III 比
が上昇するにつれて、斜平比がほぼ直線的に上昇してい
る。このように、化合物半導体基板の面方位を変えるこ
とによって、その表面に成長する半導体層の成長速度を
制御することができる（特開平４−１００２９１号公報
参照）。

【００１９】図８は、ＡｌＧａＩｎＰの斜平比の成長温
度依存性説明図である。この図は、（１００）６度オフ
ＧａＡｓ基板の表面に（４１１）Ａ面を有する斜面を形
成し、その上に（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐを
成長した場合の斜平比（Ａ／Ｂ）の成長温度依存性を示
している。この図に示された結果によると、Ｖ／III 比
が３３０の場合も、Ｖ／III 比が１８０の場合も、成長
温度の上昇につれて、斜平比が滑らかに減少しているこ
とがわかる（特開平６−５９７６号公報参照）。また、
成長基板の面方位によって不純物の取込み量が異なるこ
とも従来から知られている。

【００２０】図９は、ＡｌＧａＩｎＰのキャリア濃度の
基板面方位依存性説明図である。この図は、成長基板の
（１１１）Ａ面方向のオフ角（度）とその上に成長した
（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐに取り込まれた不
純物によるキャリア濃度の関係を示している。

【００２１】この図に示された結果によると、不純物と
してＳｅをドープした場合、ｎ型を示し、そのキャリア
濃度が成長基板の（１１１）Ａ面方向のオフ角が大きく
なると減少し（黒丸）、不純物としてＺｎをドープした
場合、ｐ型を示し、そのキャリア濃度が成長基板の（１
１１）Ａ面方向のオフ角が大きくなると増大し（白
丸）、不純物としてＳｅとＺｎを同時にドープした場
合、成長基板の（１１１）Ａ面方向のオフ角が小さい範
囲ではｎ型を示し、そのキャリア濃度が成長基板の（１
１１）Ａ面方向のオフ角が大きくなると減少し（黒三
角）、成長基板の（１１１）Ａ面方向のオフ角が大きい
範囲ではｐ型を示し、そのキャリア濃度が成長基板の
（１１１）Ａ面方向のオフ角が大きくなると増加する
（白三角）ことを示している（特開平６−４５７０８号
公報参照）。この現象を利用すると、成長基板の面方位
を変えることによって成長層の導電型とそのキャリア濃
度を調節することができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】前記の図５に示した、
誘電体マスクを用いたＭＯＶＰＥ法の選択成長によって
成長基板面に沿う方向に意図的に膜厚分布を形成する方
法は、その工程が簡便ではあるという特徴を有するが、
成長速度が誘電体マスクの表面状態に過剰に敏感であ
り、膜厚分布の制御性に多少問題がある。また、電流ブ
ロック層は、別の方法で形成しなければならないため、
必要なＭＯＶＰＥ成長が３回以上になってしまう。本発
明は、誘電体マスクを用いた選択成長を用いることな
く、製造工程を単純化することができる半導体基板、半
導体装置、半導体発光装置とその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる面方位が
部分的に異なる半導体基板の製造方法においては、第１
の面方位を有する第１の半導体基板上に、該第１の面方
位とは異なる第２の面方位を有する第２の半導体基板を
貼り合わせる工程と、該第１の半導体基板を部分的に除
去する工程を採用した。

【００２４】この場合、第１の半導体基板を、半導体基
板上に所定の面方位を有する表面層がエピタキシャル成
長されたものとすることができる。また、これらの場
合、第１の半導体基板の面方位を（１００）面またはｎ
を実数とするとき（ｎ１１）Ａ面または（ｎ１１）Ｂ面
とし、第２の半導体基板の面方位をｍをｎとは異なる実
数とするとき（ｍ１１）Ａ面または（ｍ１１）Ｂ面と
し、または第１の半導体基板の面方位が（１００）でな
いとき（１００）面とすることができる。また、これら
の場合、第１の半導体基板のへき解面と第２の半導体基
板のへき解面が一致するように貼り合わせることができ
る。

【００２５】また本発明にかかる半導体装置の製造方法
においては、前記いずれかの半導体基板の製造方法によ
って形成された面方位が部分的に異なる半導体基板の上
に半導体層を成長することによって、部分的に厚さが異
なる半導体薄層を形成する工程を採用した。

【００２６】また、本発明にかかる他の半導体装置の製
造方法においては、前記いずれかの半導体基板の製造方
法によって形成された面方位が部分的に異なる半導体基
板の上に、部分的に厚さが異なる複数の半導体薄層を成
長することによって、部分的にバンドギャップが異なる
量子井戸を形成する工程を採用した。

【００２７】また、本発明にかかる他の半導体装置の製
造方法においては、前記いずれかの半導体基板の製造方
法によって形成された面方位が部分的に異なる半導体基
板の上に半導体層を成長する際、成長と同時に不純物を
導入して、部分的に不純物濃度が異なる半導体薄層を形
成する工程を採用した。

【００２８】この場合、半導体基板の上に半導体層を成
長する際、成長と同時にｐ型不純物とｎ型不純物を供給
することによってラテラルｐｎ接合を形成する工程を採
用することができる。

【００２９】また、この場合、半導体基板の上に半導体
層を成長する際、成長と同時にｐ型不純物とｎ型不純物
を交互に供給することによってラテラルｐｎ接合を形成
する工程を採用することができる。

【００３０】これらの場合、半導体基板の上に、ＭＯＶ
ＰＥ法によって半導体層を成長することができる。

【００３１】また、本発明にかかる半導体発光装置にお
いては、少なくとも片側の端面近傍に成長された結晶の
面方位が、該端面以外の部分の結晶の面方位と異なり、
かつ、該端面近傍の活性層と、該端面以外の活性層とが
平行であり、端面近傍の活性層厚が相対的に薄くなって
いる構成を採用した。

【００３２】また、本発明にかかる他の半導体発光装置
においては、少なくともストライプ以外の領域に成長さ
れた結晶の面方位が、該ストライプの結晶の面方位と異
なり、かつ、該ストライプ以外の活性層の厚さが、該ス
トライプの活性層より薄くなっている構成を採用するこ
とができる。

【００３３】また、本発明にかかる他の半導体発光装置
においては、少なくとも片側の端面近傍に成長された結
晶の面方位が、該端面以外の部分の結晶の面方位と異な
り、かつ、該端面近傍のクラッド層と、該端面以外のク
ラッド層とにｐ型不純物とｎ型不純物を交互にまたは同
時にドーピングしてラテラルｐｎ接合をセルフアライン
で形成した電流ブロック層構造を有する構成を採用し
た。

【００３４】また、本発明にかかる他の半導体発光装置
においては、少なくともストライプ以外の領域に成長さ
れた結晶の面方位が、該ストライプの結晶の面方位と異
なり、かつ、該ストライプ以外のクラッド層と、該スト
ライプのクラッド層とにｐ型不純物とｎ型不純物を交互
にまたは同時にドーピングしてラテラルｐｎ接合をセル
フアラインで形成した電流ブロック層構造を有する構成
を採用した。

【００３５】これらの場合、基板と異なる面方位の、貼
り付けられた薄膜の導電型が基板の導電型とは異なり、
この貼り付けられた薄膜によってセルフアラインの電流
ブロック層を形成した構成とすることができる。

【００３６】

【作用】本発明では、エピタキシャル成長すべき第１の
面方位を有する基板または層を貼りつけ技術によって第
１の面方位とは異なる第２の面方位の基板に転写し、一
方の基板の一部を除去することによって部分的に異なる
面方位が現れている成長基板を形成し、その上にＭＯＶ
ＰＥ法等により半導体層をエピタキシャル成長すること
により、誘電体マスクを用いた選択成長を用いることな
く、基板面に沿う方向に膜厚分布を形成する。

【００３７】ＭＯＶＰＥ成長層は、従来例を示す図７お
よび図８のように、面方位による成長層の膜厚依存性が
あるため、成長条件を調節することにより、貼り付けた
異面方位領域のパターンにセルフアラインで、膜厚分布
を形成でき、端面部分だけで光閉じ込めを少なくさせる
構造が得られ、円形ビーム化が達成できる。

【００３８】また、従来例を示す図９のように、面方位
による成長層への不純物取り込み量に面方位依存性があ
るため、ドーピング条件を調節することにより、貼り付
け異面方位領域のパターンにセルフアラインで、不純物
濃度分布や、導電型を変化させたラテラルｐｎ接合を実
現することができ、この現象を利用して電流ブロック構
造を実現することができる。

【００３９】また、端面部分だけでなく、ストライプの
横方向に活性層の膜厚分布を付ければ、横モード制御に
必要な横方向の実屈折率変化を付けることもできる。ま
た、端面部分も光を吸収しないようなウインド構造にす
ることもできる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（第１実施例）図１は、第１実施例の電流端面非注入の
ウインド構造レーザの製造工程説明図であり、（Ａ）〜
（Ｄ）は各工程の断面を示し（Ｅ）は平面を示してい
る。この図において、１は第１の基板、２はＩｎＧａＡ
ｓ層、３はＩｎＰ層、４は第２の基板、５は錘、６，７
は有機レジストである。この製造工程説明図によってこ
の実施例の電流端面非注入のウインド構造レーザの製造
方法を説明する。

【００４１】第１工程（図１（Ａ）参照）（１００）面を有するｎ型ＩｎＰからなる第１の基板１
の上に、厚さ０．１μｍのアンドープＩｎＧａＡｓ層２
をＭＯＶＰＥ法によって成長し、その上に厚さ０．２μ
ｍのＺｎドープＩｎＰ層３をＭＯＶＰＥ法によって成長
する。

【００４２】第２工程（図１（Ｂ）参照）（４１１）Ａ面を有するｎ型の第２の基板４の上に、第
１工程でＩｎＧａＡｓ層２とＩｎＰ層３を成長した第１
の基板を上下逆にして重ねる。このとき、後にレーザの
反射面をへき解によって形成することを予定する場合
は、第１の基板１と第２の基板４のへき解面の軸を一致
させて重ねる。そして、石英製の錘５を乗せて荷重を加
えた状態で５００℃で熱アニールして第１の基板１と第
２の基板４を接着する。

【００４３】第３工程（図１（Ｃ）参照）第２の基板４の裏面に有機レジスト６を塗布して、臭化
水素酸中に浸漬して第１の基板１をエッチングして除去
する。このエッチングに際してＩｎＧａＡｓ層２がエッ
チングストッパーとなり、ＩｎＧａＡｓ層２の表面でエ
ッチングが停止する。次いで、硝酸中に浸漬することに
より、ＩｎＰ層３だけを選択的にエッチングして除去す
る。

【００４４】第４工程（図１（Ｄ），（Ｅ）参照）ＩｎＰ層３の端面付近のみを有機レジスト７を覆い、硫
酸−過酸化水素溶液で、ＩｎＰ層３の厚さ０．２μｍよ
り深い０．３μｍ程度エッチングして、両端部に（１０
０）面が残存した（４１１）Ａ基板を形成することがで
きる。

【００４５】前記の第１工程から第４工程によって形成
した基板の上に、ＭＯＶＰＥ法によって、下記の層を成
長する。

【００４６】図２は、第１実施例のレーザのストライプ
方向の断面図である。この図において、４が（４１１）
Ａ面を有するＳｉドープｎ−ＩｎＰからなる第２の基
板、３がこの第２の基板に貼り付けられ、第１の電流ブ
ロック層として機能する（１００）面を有するＺｎドー
プｐ−ＩｎＰ層、１３ａがレーザ端面であるほかは、下
記の括弧内の数字が図面中の符号と対応している。

【００４７】（８）Ｓｉドープｎ−ＩｎＰクラッド層８ａ：（４１１）Ａ面、８ｂ：（１００）面（９）アンドープＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＧａＡｓＭ
ＱＷ活性層９ａ：（４１１）Ａ面、厚い、バンドギャップ小９ｂ：（１００）面、薄い、バンドギャップ大（１０）Ｚｎドープｐ−ＩｎＰクラッド層１０ａ：（４１１）Ａ面、１０ｂ：（１００）面（１１）ＺｎとＳｅの同時ドーピングＩｎＰクラッド
兼電流ブロック層１１ａ：（４１１）Ａ面、ｐ型ＩｎＰクラッド層（電流
通路）１１ｂ：（１００）面、ｎ型ＩｎＰクラッド層（電流ブ
ロック層）（１２）Ｚｎドープｐ−ＩｎＰクラッド層１２ａ：（４１１）Ａ面、１２ｂ：（１００）面（１３）Ｚｎドープｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層

【００４８】図３は、第１実施例のレーザのストライプ
横断方向の断面図である。この図に付されている符号は
図２において説明したもの、あるいはその延長上の層を
示している。

【００４９】この成長により、活性層のバンドギャップ
は端面で大きくなり、かつ、活性層の膜厚が薄くなるた
め、膜厚方向の光閉じ込めが小さくなり、レーザビーム
が丸くなる。また、（１１）のＺｎとＳｅの同時ドーピ
ングにより形成されたＩｎＰクラッド兼電流ブロック層
は、端面のみに電流非注入域を形成するため、端面の発
光しない部分に流れる無効電流を低減することができる
（図２参照）。この工程に続いて、ストライプ方向にエ
ッチングマスクをかけてエッチングし、電流ブロック層
をＭＯＶＰＥ法で選択埋め込み成長した後、エッチング
に用いたマスクを除去してレーザを完成する。

【００５０】（第２実施例）第１実施例のレーザの製造
方法においては、電流ブロック層をＭＯＶＰＥ法で選択
埋め込み成長して形成したが、この実施例においては、
この工程を省略して製造工数を低減する。

【００５１】図４は、第２実施例の電流端面非注入のウ
インド構造レーザの製造工程説明図であり、（Ａ）〜
（Ｄ）は各工程の断面を示し（Ｅ）は平面を示してい
る。この図において、１は第１の基板、２はＩｎＧａＡ
ｓ層、３はＩｎＰ層、４は第２の基板、５は錘、６，７
は有機レジストである。この製造工程説明図によってこ
の実施例の電流端面非注入のウインド構造レーザの製造
方法を説明する。

【００５２】第１工程（図４（Ａ）参照）（１００）面を有するｎ型ＩｎＰからなる第１の基板１
の上に、厚さ０．１μｍのアンドープＩｎＧａＡｓ層２
をＭＯＶＰＥ法によって成長し、その上に厚さ０．２μ
ｍのＺｎドープＩｎＰ層３をＭＯＶＰＥ法によって成長
する。

【００５３】第２工程（図４（Ｂ）参照）（４１１）Ａ面を有するｎ型の第２の基板４の上に、第
１工程でＩｎＧａＡｓ層２とＩｎＰ層３を成長した第１
の基板を上下逆にして重ねる。このとき、後にレーザの
反射面をへき解によって形成することを予定する場合
は、第１の基板１と第２の基板４のへき解面の軸を一致
させて重ねる。そして、石英製の錘５を乗せて荷重を加
えた状態で５００℃で熱アニールして第１の基板１と第
２の基板４を接着する。

【００５４】第３工程（図４（Ｃ）参照）第２の基板４の裏面に有機レジスト６を塗布して、臭化
水素酸中に浸漬して第１の基板１をエッチングして除去
する。このエッチングに際してＩｎＧａＡｓ層２がエッ
チングストッパーとなり、ＩｎＧａＡｓ層２の表面でエ
ッチングが停止する。次いで、硝酸中に浸漬することに
より、ＩｎＰ層３だけを選択的にエッチングして除去す
る。

【００５５】第４工程（図４（Ｄ），（Ｅ）参照）ＩｎＰ層３のストライプを形成する予定の領域の外側を
有機レジスト７で覆い、硫酸−過酸化水素溶液で、Ｉｎ
Ｐ層３の厚さ０．２μｍより深い０．３μｍ程度エッチ
ングして、ストライプを形成する予定の領域の外側に
（１００）面が残存した（４１１）Ａ基板を形成する。

【００５６】前記の第１工程から第４工程によって形成
した基板の上に、ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ−ＩｎＰク
ラッド層８、ＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＧａＡｓＭＱＷ活
性層９、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０、ＩｎＰクラッド兼
電流ブロック層１１、ｐ−ＩｎＰクラッド層１２、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１３を成長してレーザを完
成することは第１実施例と同様である。

【００５７】この実施例によると、ストライプの周囲に
形成される１１ｂが電流ブロック層となるため、ＭＯＶ
ＰＥ選択成長による埋め込み成長によって電流ブロック
層を形成する工程を省略することができる。

【００５８】また、第２実施例においては、ＭＱＷ活性
層９ａの両側に、相対的に膜厚が薄いＭＱＷ活性層９ｂ
が形成され、その領域のバンドギャップが大きくなるた
め、実屈折率ガイド型の横モード制御が自動的に達成さ
れるという効果を生じる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による方法
によって貼り付けた異面方位領域を有する成長基板を用
い、結晶成長膜厚の面方位依存性を利用して、この異面
方位領域にセルフアラインで所望の膜厚分布を実現する
ことによって端面部分だけで光閉じ込めを少なくさせる
構造を得ることができるため、円形ビームを発生するレ
ーザを得ることができ、また、成長層への不純物取り込
みの面方位依存性を利用して、この異面方位領域にセル
フアラインで所望の不純物濃度分布、あるいは導電型領
域を実現することによって、ラテラルｐｎ接合を得るこ
とができるため、電流ブロック構造を容易に形成するこ
とができる。また、端面部分だけでなく、ストライプの
横方向に活性層の膜厚分布を実現すると、横モード制御
に必要な横方向の実屈折率変化を付けることもでき、端
面部分も光を吸収しないようなウインド構造にすること
もできるため、半導体レーザに関連する技術分野におい
て寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の電流端面非注入のウインド構造レ
ーザの製造工程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工程
の断面を示し（Ｅ）は平面を示している。

【図２】第１実施例のレーザのストライプ方向の断面図
である。

【図３】第１実施例のレーザのストライプ横断方向の断
面図である。

【図４】第２実施例の電流端面非注入のウインド構造レ
ーザの製造工程説明図であり、（Ａ）〜（Ｄ）は各工程
の断面を示し（Ｅ）は平面を示している。

【図５】従来の半導体レーザの説明図である。

【図６】従来の誘電体マスクを用いた選択成長方法の説
明図であり、（Ａ）〜（Ｃ）は各工程を示している。

【図７】従来の半導体レーザの製造方法説明図であり、
（Ａ）は一部の断面を示し、（Ｂ）は成長温度と斜平比
の関係、（Ｃ）はＶ／III 比と斜平比の関係を示してい
る。

【図８】ＡｌＧａＩｎＰの斜平比の成長温度依存性説明
図である。

【図９】ＡｌＧａＩｎＰのキャリア濃度の基板面方位依
存性説明図である。

【符号の説明】

１第１の基板２ＩｎＧａＡｓ層３ＩｎＰ層４第２の基板５錘６，７有機レジスト８ｎ−ＩｎＰクラッド層８ａ（４１１）Ａ面８ｂ（１００）面９ＩｎＧａＡｓＰ−ＩｎＧａＡｓＭＱＷ活性層９ａ（４１１）Ａ面９ｂ（１００）面１０ｐ−ＩｎＰクラッド層１０ａ（４１１）Ａ面１０ｂ（１００）面１１ＩｎＰクラッド兼電流ブロック層１１ａ（４１１）Ａ面１１ｂ（１００）面１２ｐ−ＩｎＰクラッド層１２ａ（４１１）Ａ面１２ｂ（１００）面１３ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の面方位を有する第１の半導体基板
上に、該第１の面方位とは異なる第２の面方位を有する
第２の半導体基板を貼り合わせる工程と、該第１の半導
体基板を部分的に除去する工程を含むことを特徴とする
面方位が部分的に異なる半導体基板の製造方法。
【請求項２】第１の半導体基板が、半導体基板上に所
定の面方位を有する表面層がエピタキシャル成長された
ものであることを特徴とする請求項１に記載された半導
体基板の製造方法。
【請求項３】第１の半導体基板の面方位を（１００）
面またはｎを実数とするとき（ｎ１１）Ａ面または（ｎ
１１）Ｂ面とし、第２の半導体基板の面方位をｍをｎと
は異なる実数とするとき（ｍ１１）Ａ面または（ｍ１
１）Ｂ面とし、または第１の半導体基板の面方位が（１
００）でないとき（１００）面とすることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載された半導体基板の製造
方法。
【請求項４】第１の半導体基板のへき解面と第２の半
導体基板のへき解面が一致するように貼り合わせること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項
に記載された半導体基板の製造方法。
【請求項５】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載された半導体基板の製造方法によって形成され
た面方位が部分的に異なる半導体基板の上に半導体層を
成長することによって、部分的に厚さが異なる半導体薄
層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項６】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載された半導体基板の製造方法によって形成され
た面方位が部分的に異なる半導体基板の上に、部分的に
厚さが異なる複数の半導体薄層を成長することによっ
て、部分的にバンドギャップが異なる量子井戸を形成す
る工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】請求項１から請求項４までのいずれか１
項に記載された半導体基板の製造方法によって製造され
た面方位が部分的に異なる半導体基板の上に半導体層を
成長する際、成長と同時に不純物を導入して、部分的に
不純物濃度が異なる半導体薄層を形成する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】半導体基板の上に半導体層を成長する
際、成長と同時にｐ型不純物とｎ型不純物を供給するこ
とによってラテラルｐｎ接合を形成する工程を含むこと
を特徴とする請求項７に記載された半導体装置の製造方
法。
【請求項９】半導体基板の上に半導体層を成長する
際、成長と同時にｐ型不純物とｎ型不純物を交互に供給
することによってラテラルｐｎ接合を形成する工程を含
むことを特徴とする請求項７に記載された半導体装置の
製造方法。
【請求項１０】半導体基板の上に、ＭＯＶＰＥ法によ
って半導体層を成長することを特徴とする請求項５から
請求項９までのいずれか１項に記載された半導体装置の
製造方法。
【請求項１１】少なくとも片側の端面近傍に成長され
た結晶の面方位が、該端面以外の部分の結晶の面方位と
異なり、かつ、該端面近傍の活性層と、該端面以外の活
性層とが平行であり、端面近傍の活性層厚が相対的に薄
くなっていることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１２】少なくともストライプ以外の領域に成
長された結晶の面方位が、該ストライプの結晶の面方位
と異なり、かつ、該ストライプ以外の活性層の厚さが、
該ストライプの活性層より薄くなっていることを特徴と
する半導体発光装置。
【請求項１３】少なくとも片側の端面近傍に成長され
た結晶の面方位が、該端面以外の部分の結晶の面方位と
異なり、かつ、該端面近傍のクラッド層と、該端面以外
のクラッド層とにｐ型不純物とｎ型不純物を交互にまた
は同時にドーピングしてラテラルｐｎ接合をセルフアラ
インで形成した電流ブロック層構造を有することを特徴
とする半導体発光装置。
【請求項１４】少なくともストライプ以外の領域に成
長された結晶の面方位が、該ストライプの結晶の面方位
と異なり、かつ、該ストライプ以外のクラッド層と、該
ストライプのクラッド層とにｐ型不純物とｎ型不純物を
交互にまたは同時にドーピングしてラテラルｐｎ接合を
セルフアラインで形成した電流ブロック層構造を有する
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項１５】基板と異なる面方位の、貼り付けられ
た薄膜の導電型が基板の導電型とは異なり、この貼り付
けられた薄膜によってセルフアラインの電流ブロック層
を形成したことを特徴とする請求項１３または請求項１
４に記載された半導体発光装置。