JPH09289190A - Mesa forming method and quantum fine line device - Google Patents

Mesa forming method and quantum fine line device

Info

Publication number
JPH09289190A
JPH09289190A JP9822996A JP9822996A JPH09289190A JP H09289190 A JPH09289190 A JP H09289190A JP 9822996 A JP9822996 A JP 9822996A JP 9822996 A JP9822996 A JP 9822996A JP H09289190 A JPH09289190 A JP H09289190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
quantum
type
quantum wire
mesa
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9822996A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Nishikawa
孝司 西川
Takeshi Shimazaki
武 嶋崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9822996A priority Critical patent/JPH09289190A/en
Publication of JPH09289190A publication Critical patent/JPH09289190A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Weting (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a quantum fine line structure of II-VI semiconductor which can be easily formed by an MBE method without using a V-shaped trench. SOLUTION: An N-type ZnSe layer 102, an active layer 103 of ZnCdSe, a P-type ZnSe layer 104 are laminated on an N-type GaAs substrate 101. This laminated structure is etched and a mesastripe 105 is formed. A quantum fine line structure 106 is formed in the mesastripe 105. The mesastripe 105 and the quantum fine line structure 106 are buried in a buried layer 107. The buried layer 107 is so etched that the mesastripe 105 is exposed, and an aperture 108 is formed. A contact layer 109 doped in a P-type is crystal-grown on the buried layer 107 on which the aperture 108 is formed. By this structure, width and thickness of the quantum fine line are arbitrarily selected in II-VI semiconductor material, and formation is enabled with excellent reproducibility. Then a quantum fine line structure of high performance can be realized.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体量子細線構
造、それを用いた半導体発光素子、エッチング方法及び
それを用いた発光素子の製造方法に関するものであり、
特にII−VI属化合物半導体を材料とする青・緑色領域で
発振する半導体レーザ、及びエッチングとMBE法を用
いたその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor quantum wire structure, a semiconductor light emitting device using the same, an etching method and a method for manufacturing a light emitting device using the same.
In particular, the present invention relates to a semiconductor laser which is made of a II-VI group compound semiconductor and oscillates in a blue / green region, and a manufacturing method thereof using etching and the MBE method.

【0002】[0002]

【従来の技術】エッチングやパターン形成された基板へ
の結晶成長などによって量子細線や量子箱等の低次元量
子構造を形成し、超低しきい値レーザなどを実現するた
めの開発が盛んである。従来のGaAs系半導体材料に
関する量子細線の結晶成長方法は、たとえばアプライド
・フィジックス・レターズ誌第55巻26号2715項
から2717項(1989年)(Applied Physics Lett
ers 55 (26) (1989) pp.2715-2717)に示されている。
2. Description of the Related Art Development has been actively conducted to realize ultra-low threshold lasers by forming low-dimensional quantum structures such as quantum wires and quantum boxes by etching or crystal growth on a patterned substrate. . The conventional crystal growth method of quantum wires for GaAs-based semiconductor materials is described in, for example, Applied Physics Letters, Vol. 55, No. 26, pp. 2715 to 2717 (1989) (Applied Physics Lett.
ers 55 (26) (1989) pp.2715-2717).

【0003】図7は従来のGaAs系量子細線の結晶成
長方法の一例であるMOCVD(有機金属化学気相成
長)法を用いた量子細線レーザ形成時の細線構造形成プ
ロセスの一部分を示すものであり、701はn+−Ga
As基板、702はn−GaAsバッファ層、703は
n−Al0.5Ga0.5Asクラッド層、704はn−Al
xGa1−xAs(x=0.5〜0.2まで連続的に変化)導
波層、705はGaAs量子細井戸層、706は三日月
型のGaAs量子細線層、707はp−AlxGa1−
xAs(x=0.5〜0.2まで連続的に変化)導波層、70
8はp−Al0.5Ga0.5Asクラッド層、709はp+
−GaAsキャップ層、801はプロトン(H+)のイ
オン注入を行った高抵抗層、802はp型電極のTi/
Au層である。 以下の工程(a)から(d)で量子細
線レーザは形成される。
FIG. 7 shows a part of a fine wire structure forming process at the time of forming a quantum thin wire laser using a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, which is an example of a conventional GaAs-based quantum wire crystal growth method. , 701 is n + -Ga
As substrate, 702 is n-GaAs buffer layer, 703 is n-Al0.5Ga0.5As clad layer, and 704 is n-Al.
xGa1-xAs (x = 0.5 to 0.2 continuously changing) waveguiding layer, 705 is a GaAs quantum well layer, 706 is a crescent-type GaAs quantum wire layer, and 707 is p-AlxGa1-.
xAs (continuously changing from 0.5 to 0.2) waveguide layer, 70
8 is p-Al0.5Ga0.5As cladding layer, 709 is p +
-GaAs cap layer, 801 is a high resistance layer into which proton (H +) ions have been implanted, and 802 is a p-type electrode of Ti /
It is an Au layer. A quantum wire laser is formed in the following steps (a) to (d).

【0004】(a) n+−GaAs基板701にリソ
グラフィーを用いて(0−11)方向にそってパターン
を形成し、エッチングによりV字型の溝を形成する。
(A) A pattern is formed on the n + -GaAs substrate 701 along the (0-11) direction by lithography, and a V-shaped groove is formed by etching.

【0005】(b)n−GaAsバッファ層702、
n−Al0.5Ga0.5Asクラッド層703、n−Alx
Ga1−xAs(x=0.5〜0.2まで連続的に変化)導波
層704、GaAs量子細線層705、三日月型のGa
As量子細線層706、p−AlxGa1−xAs(x
=0.5〜0.2まで連続的に変化)導波層707、p−Al
0.5Ga0.5Asクラッド層708、p+−GaAsキャ
ップ層709を有機金属気相成長法(MOVPE法)を
用いて前記V字型溝を形成されたn+−GaAs基板7
01上に結晶成長する。
(B) n-GaAs buffer layer 702,
n-Al0.5Ga0.5As cladding layer 703, n-Alx
Ga1-xAs (x = 0.5 to 0.2 continuously changes) Waveguide layer 704, GaAs quantum wire layer 705, Crescent type Ga
As quantum wire layer 706, p-AlxGa1-xAs (x
= Continuously changing from 0.5 to 0.2) Waveguide layer 707, p-Al
The n + -GaAs substrate 7 in which the V-shaped groove is formed by using the 0.5 Ga0.5 As clad layer 708 and the p + -GaAs cap layer 709 by the metal organic chemical vapor deposition method (MOVPE method).
01 crystal is grown.

【0006】(c)V字型溝の一部を覆うようにマスク
を配置し、プロトン(H+)のイオン注入を行って72
1の領域を高抵抗化する。(d)前記イオン注入に用い
たマスクを除去した後、 Ti/Auを蒸着し、p型電
極722とする。
(C) A mask is placed so as to cover a part of the V-shaped groove, and proton (H +) ions are implanted to obtain 72.
The region 1 is made high in resistance. (D) After removing the mask used for the ion implantation, Ti / Au is vapor-deposited to form a p-type electrode 722.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法では量子細線となる三日月型部分の厚さや幅を任意
に制御することが困難であった。またその三日月型部分
の厚さと幅を独立に制御することも困難であった。
However, in the conventional method, it was difficult to arbitrarily control the thickness and width of the crescent-shaped portion forming the quantum wire. It was also difficult to control the thickness and width of the crescent-shaped part independently.

【0008】またV字型の溝をMOVPE法で埋め込む
必要があるため、MOVPE法による結晶成長及びドー
ピング制御法が確立されていないII−VI族系半導体材料
にこの方法を適用するのは困難であった。
Further, since it is necessary to fill the V-shaped groove by MOVPE method, it is difficult to apply this method to II-VI group semiconductor materials for which crystal growth and doping control method by MOVPE method has not been established. there were.

【0009】そこで本発明では従来量子細線構造実現の
ために用いられていたV字型の溝を用いず、MBE法を
使って容易に作成可能な構造の製造方法、II−VI族系半
導体に適用可能な構造の製造法法、及び量子細線構造の
幅と厚さを任意に制御し、また量子細線構造の幅と厚さ
を独立に制御する構造の製造方法を提供することを目的
とする。
Therefore, in the present invention, a V-shaped groove which has been conventionally used for realizing a quantum wire structure is not used, and a manufacturing method of a structure which can be easily formed by the MBE method, a II-VI group semiconductor is provided. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an applicable structure and a method of manufacturing a structure in which the width and thickness of a quantum wire structure are arbitrarily controlled, and the width and thickness of a quantum wire structure are independently controlled. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のメサ形成方法及び量子細線構造ではII−VI
族系半導体層からなる量子井戸構造をK2Cr27(重
クロム酸)を含むエッチャントでエッチングしシャープ
なメサ構造を形成していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the mesa forming method and quantum wire structure of the present invention, II-VI is used.
The quantum well structure formed of a group-based semiconductor layer is etched with an etchant containing K 2 Cr 2 O 7 (dichromic acid) to form a sharp mesa structure.

【0011】前記構成においてエッチングに用いるエッ
チャントの組成がK2Cr27水溶液とH2SO4水溶液
が体積比で2:1の割合で混合されたものであり、その
2Cr27水溶液の濃度が0.1〜0.3mol/
l、 H2SO4水溶液の濃度が9〜18mol/lであ
ることを特徴とする。
[0011] The composition of the etchant K 2 Cr 2 O 7 solution and aqueous solution of H 2 SO 4 used for etching in the configuration at a volume ratio of 2: has been mixed at a ratio of 1, Part K 2 Cr 2 O 7 The concentration of the aqueous solution is 0.1 to 0.3 mol /
1, and the concentration of the H 2 SO 4 aqueous solution is 9 to 18 mol / l.

【0012】またZnSe系半導体層を量子井戸層とし
て持ち、それよりもバンドギャップの大きいZnSe系
半導体層を障壁層とした量子井戸構造を、前記エッチャ
ントでエッチングすることにより形成した量子細線を活
性層として持つことを特徴とする。
A quantum wire formed by etching a quantum well structure having a ZnSe semiconductor layer as a quantum well layer and a ZnSe semiconductor layer having a larger bandgap as a barrier layer with the above etchant is used as an active layer. It is characterized by having as.

【0013】また前記エッチングにより、ストライプの
方位を選ぶことによって逆メサ形状を形成し量子細線構
造を形成することを特徴とする。
Further, the above-mentioned etching is characterized in that an inverse mesa shape is formed by selecting the azimuth of the stripe to form a quantum wire structure.

【0014】また前記逆メサ側面が{221}B面であ
り、ストライプの方向が<1−10>であることを特徴
とする。
Further, the reverse mesa side surface is a {221} B surface, and the stripe direction is <1-10>.

【0015】また前記量子細線の幅が、10nm以下で
あることを特徴とする。また前記メサ上面の幅が、0.
5μm以上であることを特徴とする。
Further, the width of the quantum wire is 10 nm or less. The width of the upper surface of the mesa is 0.
It is characterized by being 5 μm or more.

【0016】また前記逆メサの側面に、前記活性層より
も屈折率の低い層を埋めこみ層として持つことを特徴と
する。
Further, a layer having a refractive index lower than that of the active layer is provided as a buried layer on the side surface of the inverted mesa.

【0017】また埋めこみ層が、Zn1-xMgxSySe1
-y(0≦x≦1、0≦y≦1)であることを特徴とす
る。
The embedding layer is Zn1-xMgxSySe1
-y (0≤x≤1, 0≤y≤1).

【0018】またII−VI族化合物半導体を量子井戸層と
し、前記量子井戸層よりもバンドギャップの大きいII−
VI族化合物半導体層を障壁層として持つことを特徴とす
る。
A II-VI group compound semiconductor is used as a quantum well layer, and the band gap is larger than that of the quantum well layer.
It is characterized by having a Group VI compound semiconductor layer as a barrier layer.

【0019】また活性領域を、量子井戸層と、前記量子
井戸層を挟む光ガイド層と、前記光ガイド層を挟むクラ
ッド層とを備えたSCH構造を持つことを特徴とする。
The active region has an SCH structure including a quantum well layer, an optical guide layer sandwiching the quantum well layer, and a cladding layer sandwiching the optical guide layer.

【0020】また量子井戸層、および障壁層は、ZnC
dSe、ZnSe、ZnSSe、ZnS、ZnMgS、
ZnMgSSeから選ばれたものであり、かつ、前記量
子井戸層は、前記障壁層よりもバンドギャップが小さい
ことを特徴とする。
The quantum well layer and the barrier layer are made of ZnC.
dSe, ZnSe, ZnSSe, ZnS, ZnMgS,
The quantum well layer is selected from ZnMgSSe and has a bandgap smaller than that of the barrier layer.

【0021】また量子井戸層の下にエッチング停止層を
有していることを特徴とする請求項2に記載の量子細線
レーザ。
The quantum wire laser according to claim 2, further comprising an etching stop layer below the quantum well layer.

【0022】またエッチング停止層が、InGaAs、
GaAs、AlGaAs、AlAsから選ばれたもので
あることを特徴とする。
The etching stop layer is InGaAs,
It is characterized by being selected from GaAs, AlGaAs, and AlAs.

【0023】またエッチング停止層の直上に、量子井戸
層が形成されていることを特徴とする。
A quantum well layer is formed directly on the etching stop layer.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明における半導体レ
ーザの実施例について図面を参照しながら説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a semiconductor laser according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0025】(実施例1)図1は本発明の第1の実施例
の半導体レーザの製造工程を示した図である。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【0026】図1(a)のように、n型GaAs基板
(n型InP基板、n型ZnSe基板でもよい)101
上に、n型ZnSe(n型ZnSSe、n型ZnMgS
Seでもよい)層102、ZnCdSe(ZnSe、Z
nCdS、ZnSSe、ZnSでもよい)の活性層10
3、p型ZnSe(p型ZnSSe、p型ZnMgSS
eでもよい)層104が積層されている。
As shown in FIG. 1A, an n-type GaAs substrate (which may be an n-type InP substrate or an n-type ZnSe substrate) 101.
N-type ZnSe (n-type ZnSSe, n-type ZnMgS
Se) 102, ZnCdSe (ZnSe, Z
nCdS, ZnSSe, ZnS) active layer 10
3, p-type ZnSe (p-type ZnSSe, p-type ZnMgSS
e may be used) layer 104 is laminated.

【0027】次にこのp型ZnSe層104上に適当な
幅を持った適当な性能のマスクをストライプ状に形成
し、この積層構造をエッチングして図1(b)の様にメ
サストライプ105を形成する。この時、エッチングを
量子井戸構造103よりも深いところまで行うことによ
って、メサストライプ105中に量子細線構造106が
形成される。
Next, a mask having an appropriate width and an appropriate performance is formed in a stripe shape on the p-type ZnSe layer 104, and the laminated structure is etched to form a mesa stripe 105 as shown in FIG. 1B. Form. At this time, the quantum wire structure 106 is formed in the mesa stripe 105 by etching to a depth deeper than the quantum well structure 103.

【0028】エッチングに用いるエッチャントには、K
2Cr2O7を含むエッチャントを用いる。このエッチ
ャントは組成がK2Cr2O7水溶液とH2SO4水溶
液が体積比で2:1の割合で混合されたものであり、そ
のK2Cr2O7水溶液の濃度が0.1〜0.3mol
/l、 H2SO4水溶液の濃度が9〜18mol/l
である。
The etchant used for etching is K
An etchant containing 2Cr2O7 is used. This etchant has a composition in which a K2Cr2O7 aqueous solution and a H2SO4 aqueous solution are mixed at a volume ratio of 2: 1 and the concentration of the K2Cr2O7 aqueous solution is 0.1 to 0.3 mol.
/ L, the concentration of H2SO4 aqueous solution is 9-18 mol / l
It is.

【0029】このエッチャントを使ったエッチングによ
って良好なメサ形状を得ることができる。断面を走査型
電子顕微鏡(SEM)で観察した場合、エッチングされ
た表面は平坦であり、直線的で湾曲していない。またメ
サストライプの方向を選ぶことにより逆メサ形状と順メ
サ形状を選択することができる。例えばメサストライプ
の方向として<1−10>を選択した場合、そのメサ形
状は逆メサとなる。またこのエッチャントで得られるメ
サ形状に現れている面指数は(221)B面となる。
A good mesa shape can be obtained by etching using this etchant. When the cross section is observed under a scanning electron microscope (SEM), the etched surface is flat, straight and not curved. Further, by selecting the direction of the mesa stripe, the reverse mesa shape and the forward mesa shape can be selected. For example, when <1-10> is selected as the mesa stripe direction, the mesa shape is an inverted mesa. The surface index appearing in the mesa shape obtained with this etchant is the (221) B surface.

【0030】次に図1(c)の様にメサストライプ形状
を活性層である量子細線構造106よりも低い屈折率を
持ち、無ドープの埋め込み層107で埋め込む。この埋
め込み層107は無ドープであるために同時に絶縁層と
しても機能する。この時この埋め込み層107の材料に
はZnCdSe、ZnSe、ZnSSe、ZnS、Zn
MgSSe、の中から基板101に格子整合し、量子細
線構造106よりも低い屈折率を持つように選ばれる。
例えば基板101がGaAsであり、量子細線構造10
6がZnCdSeで構成されている場合この埋め込み層
は例えばZnSSeである。
Next, as shown in FIG. 1C, a mesa stripe shape is buried with an undoped buried layer 107 having a lower refractive index than the quantum wire structure 106 which is an active layer. Since this buried layer 107 is undoped, it simultaneously functions as an insulating layer. At this time, the material of the buried layer 107 is ZnCdSe, ZnSe, ZnSSe, ZnS, Zn.
MgSSe is selected so as to be lattice-matched to the substrate 101 and have a lower refractive index than the quantum wire structure 106.
For example, the substrate 101 is GaAs, and the quantum wire structure 10
When 6 is composed of ZnCdSe, this buried layer is, for example, ZnSSe.

【0031】この時埋め込み層107は例えば分子線結
晶成長法(MBE)法か有機金属気相成長法(MOVP
E)によって成長する。またこのMBE法の分子線源に
は例えばZnSe、ZnS、CdSe、ZnTe、Mg
Se、MgS等の化合物ソースを用いる。
At this time, the buried layer 107 is, for example, a molecular beam crystal growth method (MBE) method or a metal organic chemical vapor deposition method (MOVP).
Grow according to E). The molecular beam source for this MBE method is, for example, ZnSe, ZnS, CdSe, ZnTe, Mg.
A compound source such as Se or MgS is used.

【0032】次に図1(c)にあるように量子細線構造
105を埋め込んだ埋め込み層107を、量子細線構造
105が露出するようにエッチングし開口108を形成
する。エッチングには例えば上述した様なK2Cr2O
7を含むエッチャントか飽和臭素水を含むエッチャント
を用いる。
Next, as shown in FIG. 1C, the buried layer 107 in which the quantum wire structure 105 is buried is etched so that the quantum wire structure 105 is exposed to form an opening 108. For etching, for example, K2Cr2O as described above is used.
An etchant containing 7 or an etchant containing saturated bromine water is used.

【0033】次に図1(d)にあるように開口108を
設けた埋め込み層107の上にp型にドープしたコンタ
クト層109を結晶成長する。このコンタクト層109
の材料には例えば、ZnSe、あるいはZnTe、ある
いはZnSeとZnTeの多重量子井戸層、疑似混晶層
などが考えられる。更に同じく図1(d)にあるように
コンタクト層109の上にp型電極を蒸着などにより形
成し、またn型基板101の表面にn型電極111を蒸
着などにより形成する。この時例えばp型電極にはAu
/Ag/Ni、やAu/Pt/Ti/Ni、Au/P
t、などが考えられる。それぞれ電極層で最後に書かれ
てある金属がp型コンタクト層に接している。また例え
ばn型電極層にはAu/Ge/Ni/Ti/Pt/Au
やAu/Ge/Auなどが考えられる。この時もそれぞ
れ電極層で最後に書かれてある金属がn型コンタクト層
に接している。また上記の構成の中でコンタクト層10
9は無くてもよい。
Next, as shown in FIG. 1D, a p-type doped contact layer 109 is crystal-grown on the buried layer 107 having the opening 108. This contact layer 109
For example, ZnSe, ZnTe, a multiple quantum well layer of ZnSe and ZnTe, a pseudo-mixed crystal layer, or the like can be considered as the material. Similarly, as shown in FIG. 1D, a p-type electrode is formed on the contact layer 109 by vapor deposition, and an n-type electrode 111 is formed on the surface of the n-type substrate 101 by vapor deposition. At this time, for example, Au is used for the p-type electrode.
/ Ag / Ni, Au / Pt / Ti / Ni, Au / P
t, etc. are conceivable. The last metal written in each electrode layer is in contact with the p-type contact layer. Further, for example, Au / Ge / Ni / Ti / Pt / Au is used for the n-type electrode layer.
And Au / Ge / Au are conceivable. Also at this time, the last written metal in each electrode layer is in contact with the n-type contact layer. In the above structure, the contact layer 10
9 is not necessary.

【0034】以上の様な過程で作成された構成は、量子
細線106の幅が十分細くなるように形成することによ
って量子効果を現し、超低しきい値や短波長化などの特
徴を持つ量子細線レーザとなる。
The structure created in the above process exhibits the quantum effect by forming the quantum wire 106 so that the width thereof is sufficiently narrow, and has a characteristic such as an ultra-low threshold value or a wavelength shortening. It becomes a thin line laser.

【0035】上記量子細線構造レーザで量子細線106
が量子効果を表すためにはその幅が十分細くなければな
らない。例えばその大きさとしては幅、厚さとも10n
mである。本発明では量子細線106の幅と厚さを任意
に制御することが可能である。
The quantum thin line structure laser is used for the quantum thin line 106.
In order for to express the quantum effect, its width must be thin enough. For example, its size is 10n in both width and thickness.
m. In the present invention, the width and thickness of the quantum wire 106 can be arbitrarily controlled.

【0036】その一つは図1(a)において最初に量子
井戸層103を形成するときに適当な厚さを結晶成長し
ておくことである。この量子井戸層103の厚さは量子
細線106の厚さに等しい。またもう一つはエッチング
によってメサストライプ105を形成し幅を狭くするこ
とである。メサエッチングする前の幅は基板の幅に等し
い。エッチングによるメサの形成後は量子細線106の
幅はエッチングの深さと量子井戸層の位置によって任意
に決定することができる。
One of them is to grow crystals to an appropriate thickness when the quantum well layer 103 is first formed in FIG. The thickness of the quantum well layer 103 is equal to the thickness of the quantum wire 106. The other is to form the mesa stripe 105 by etching to narrow the width. The width before mesa etching is equal to the width of the substrate. After forming the mesa by etching, the width of the quantum wire 106 can be arbitrarily determined by the etching depth and the position of the quantum well layer.

【0037】量子井戸層の位置及びエッチングによるメ
サの形成と量子細線層の幅との関係を模式的に表したの
が図8である。
FIG. 8 schematically shows the relationship between the position of the quantum well layer and the formation of the mesa by etching and the width of the quantum wire layer.

【0038】図8の様にエッチングによってメサストラ
イプを形成するときに使われたストライプマスクの幅、
あるいはエッチング後ストライプマスクよりは少し小さ
くなって残されたメサストライプの上端の幅をWとす
る。エッチングによって形成された逆メサ形状の側面と
上面のなす角をθとする。メサの上面から量子細線構造
までの深さをhとする。得られた量子細線の幅をωとす
る。この場合ぞれぞれの関係は下の様な式(1)で与え
られる。
The width of the stripe mask used when forming the mesa stripe by etching as shown in FIG.
Alternatively, the width of the upper end of the mesa stripe that is slightly smaller than the stripe mask after etching and is left is W. The angle formed by the side surface and the upper surface of the inverted mesa shape formed by etching is θ. The depth from the upper surface of the mesa to the quantum wire structure is h. The width of the obtained quantum wire is ω. In this case, the respective relations are given by the following equation (1).

【0039】 h=(W−ω)/2tan(90−θ)・・・・(1) (実施例2)次にメサ形状をエッチングによって形成す
るときにエッチングストッパー層を用いた場合について
説明する。
H = (W−ω) / 2tan (90−θ) (1) (Example 2) Next, a case where an etching stopper layer is used when forming a mesa shape by etching will be described. .

【0040】図2は図1と同様にエッチング前の層構造
と量子細線レーザ構造の完成後の構造の断面を示したも
のである。図2の(a)と(b)は図1のそれぞれ
(a)と(d)にあたる。図1の(b)と(c)にあた
る図は類似の工程であるので省略してある。
Similar to FIG. 1, FIG. 2 shows a cross section of the layer structure before etching and the structure after completion of the quantum wire laser structure. 2A and 2B correspond to FIGS. 1A and 1D, respectively. 1B and 1C are omitted because they are similar steps.

【0041】図2(a)に示す様にn型GaAs基板
(n型InP基板、n型ZnSe基板でもよい)201
上に、n型ZnSeクラッド(n型ZnSSe、n型Z
nMgSSeでもよい)層202、GaAsエッチング
ストッパー層(AlAs、AlGaAs、InGaAs
でもよい)203、第二のn型ZnSeクラッド(n型
ZnSSe、n型ZnMgSSeでもよい)層204、
ZnCdSe(ZnSe、ZnCdS、ZnSSe、Z
nSでもよい)の活性層205、p型ZnSeクラッド
(p型ZnSSe、p型ZnMgSSeでもよい)層2
06が積層されている。
As shown in FIG. 2A, an n-type GaAs substrate (which may be an n-type InP substrate or an n-type ZnSe substrate) 201.
N-type ZnSe cladding (n-type ZnSSe, n-type Z
nMgSSe layer 202, GaAs etching stopper layer (AlAs, AlGaAs, InGaAs)
203), a second n-type ZnSe clad (which may be n-type ZnSSe or n-type ZnMgSSe) layer 204,
ZnCdSe (ZnSe, ZnCdS, ZnSSe, Z
nS) active layer 205, p-type ZnSe cladding (p-type ZnSSe, p-type ZnMgSSe may be) layer 2
06 are stacked.

【0042】次にこのp型ZnSeクラッド層206上
に適当な幅を持った適当な性能のマスクをストライプ状
に形成し、この積層構造をエッチングして図1(b)と
同様にメサストライプ207を形成する。この時エッチ
ングを量子井戸構造205よりも深いところまで行うこ
とによって、メサストライプ207中に量子細線構造2
08が形成される。またそのエッチング深さはエッチン
グストッパー層203があるために自動的に停止され
る。従ってエッチング深さを精度よく制御することが容
易であり、歩留まりの向上に大きく寄与する。
Next, a mask having an appropriate width and an appropriate performance is formed in a stripe shape on the p-type ZnSe clad layer 206, and this laminated structure is etched to form a mesa stripe 207 as in FIG. 1B. To form. At this time, by performing etching to a depth deeper than the quantum well structure 205, the quantum wire structure 2 is formed in the mesa stripe 207.
08 is formed. Further, the etching depth is automatically stopped because of the etching stopper layer 203. Therefore, it is easy to control the etching depth with high precision, which greatly contributes to the improvement of the yield.

【0043】また従ってメサの深さはp型クラッド層2
06、量子井戸層205、第二のn型クラッド層204
の厚さを足したものである。
Therefore, the depth of the mesa is p-type clad layer 2
06, quantum well layer 205, second n-type cladding layer 204
It is the sum of the thickness of.

【0044】この時エッチングに用いるエッチャントに
はK2Cr2O7を含むエッチャントを用いで実施例1
のものと同様である。このエッチャントを使ったエッチ
ングによって得られるメサ形状も同様に良好である。ま
た得られるメサ形状の選択性も同様であり、得られるメ
サ形状に現れている面指数も同様に(221)B面とな
る。埋め込みから電極形成は、実施例1に示したものと
同様である。
At this time, an etchant containing K2Cr2O7 was used as the etchant used in the etching in Example 1.
Similar to that of. The mesa shape obtained by etching using this etchant is also good. The selectivity of the obtained mesa shape is also the same, and the surface index appearing in the obtained mesa shape is also the (221) B surface. The steps from the embedding to the electrode formation are the same as those shown in the first embodiment.

【0045】(実施例3)次にメサ形状を形成するとき
にエッチングストッパー層を用いると共に量子細線構造
をエッチングストッパー直上に形成する場合について説
明する。
(Embodiment 3) Next, a case will be described in which an etching stopper layer is used when forming a mesa shape and a quantum wire structure is formed immediately above the etching stopper.

【0046】図3は図1と同様にエッチング前の層構造
と量子細線レーザ構造の完成後の構造の断面を示したも
のである。図3の(a)と(b)は図1のそれぞれ
(a)と(d)にあたる。図1の(b)と(c)にあた
る図は類似の工程であるので省略してある。
Similar to FIG. 1, FIG. 3 shows a cross section of the layer structure before etching and the structure after completion of the quantum wire laser structure. 3A and 3B correspond to FIGS. 1A and 1D, respectively. 1B and 1C are omitted because they are similar steps.

【0047】図3(a)に示す様にn型GaAs基板
(n型InP基板、n型ZnSe基板でもよい)301
上に、n型ZnSeクラッド(n型ZnSSe、n型Z
nMgSSeでもよい)層302、GaAsエッチング
ストッパー層(AlAs、AlGaAs、InGaAs
でもよい)303、ZnCdSe(ZnSe、ZnCd
S、ZnSSe、ZnSでもよい)の活性層304、p
型ZnSeクラッド(p型ZnSSe、p型ZnMgS
Seでもよい)層305が積層されている。
As shown in FIG. 3A, an n-type GaAs substrate (which may be an n-type InP substrate or an n-type ZnSe substrate) 301.
N-type ZnSe cladding (n-type ZnSSe, n-type Z
nMgSSe layer 302, GaAs etching stopper layer (AlAs, AlGaAs, InGaAs)
303, ZnCdSe (ZnSe, ZnCd
S, ZnSSe, ZnS) active layer 304, p
Type ZnSe cladding (p type ZnSSe, p type ZnMgS
Se may be used) layer 305 is stacked.

【0048】次にこのp型ZnSeクラッド層305上
に適当な幅を持った適当な性能のマスクをストライプ状
に形成し、この積層構造をエッチングして図1(b)と
同様にメサストライプ306を形成する。この時エッチ
ングを量子井戸構造304まで行うことによって、メサ
ストライプ306中に量子細線構造307が形成され
る。またそのエッチング深さはエッチングストッパー層
203があるために自動的に停止される。従ってエッチ
ング深さを精度よく制御することが容易であり、歩留ま
りの向上に大きく寄与する。
Next, a mask having an appropriate width and an appropriate performance is formed in a stripe shape on the p-type ZnSe clad layer 305, and the laminated structure is etched to form a mesa stripe 306 as in FIG. 1B. To form. At this time, the quantum wire structure 307 is formed in the mesa stripe 306 by etching the quantum well structure 304. Further, the etching depth is automatically stopped because of the etching stopper layer 203. Therefore, it is easy to control the etching depth with high precision, which greatly contributes to the improvement of the yield.

【0049】また従ってメサの深さはp型クラッド層3
05と量子井戸層304の厚さの和に等しい。また量子
井戸層304の直下にエッチング停止層303があるた
めに量子細線構造を形成する目的以上に深くメサを掘る
必要がなく、メサ形状の機械的な強度の低下を最低限に
押さえることができる。
Therefore, the depth of the mesa is determined by the p-type cladding layer 3
05 and the thickness of the quantum well layer 304. In addition, since the etching stop layer 303 is located immediately below the quantum well layer 304, it is not necessary to dig a mesa deeper than for the purpose of forming a quantum wire structure, and the mechanical strength of the mesa shape can be suppressed to a minimum. .

【0050】以下エッチングに用いるエッチャント、エ
ッチング形状、および埋め込みから電極形成の過程は実
施例1に示したものと同様である。
Hereinafter, the etchant used for etching, the etching shape, and the steps from filling to forming an electrode are the same as those shown in the first embodiment.

【0051】(実施例4)次に同様なメサ形状を量子細
線構造の形成に適用する場合について説明する。
(Embodiment 4) Next, a case where a similar mesa shape is applied to the formation of a quantum wire structure will be described.

【0052】図4は本発明の第4の実施例の量子細線構
造の製造工程を示した図である。図4(a)に示す様に
pあるいはn型GaAs基板(あるいはpあるいはn型
InP基板、あるいはpあるいはn型ZnSe基板)4
01上に、pあるいはn型ZnSe(あるいはpあるい
はn型ZnSSe、あるいはpあるいはn型ZnMgS
Se)層402、ZnCdSe(あるいはZnSe、あ
るいはZnCdS、あるいはZnSSe、あるいはZn
S)の活性層403、pあるいはn型ZnSe(あるい
はpあるいはn型ZnSSe、あるいはpあるいはn型
ZnMgSSe)層404が積層されている。次にこの
pあるいはn型ZnSe層404上に適当な幅を持った
適当な性能のマスクをストライプ状に形成し、この積層
構造をエッチングして図1(b)の様にメサストライプ
405を形成する。この時エッチングを量子井戸構造4
03よりも深いところまで行うことによって、メサスト
ライプ405中に量子細線構造406が形成される。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the quantum wire structure of the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4A, a p or n type GaAs substrate (or p or n type InP substrate, or p or n type ZnSe substrate) 4
01 or p or n type ZnSe (or p or n type ZnSSe, or p or n type ZnMgS
Se) layer 402, ZnCdSe (or ZnSe, ZnCdS, ZnSSe, Zn)
An S active layer 403 and a p or n-type ZnSe (or p or n-type ZnSSe or p or n-type ZnMgSSe) layer 404 are laminated. Next, a mask having a proper width and a proper performance is formed in a stripe shape on the p or n-type ZnSe layer 404, and the laminated structure is etched to form a mesa stripe 405 as shown in FIG. 1B. To do. At this time, the quantum well structure 4 is etched.
By carrying out deeper than 03, the quantum wire structure 406 is formed in the mesa stripe 405.

【0053】この時のエッチングは従来例1に示したも
のと同様なので省略する。次に図4(c)の様にメサス
トライプ形状をpあるいはn型埋め込み層407で埋め
込む。この時この埋め込み層107の材料にはZnCd
Se、ZnSe、ZnSSe、ZnS、ZnMgSS
e、の中から基板401に格子整合し、量子細線構造4
06よりも低い屈折率を持つように選ばれる。例えば基
板401がGaAsであり、量子細線構造406がZn
CdSeで構成されている場合この埋め込み層は例えば
ZnSSeである。
Since the etching at this time is the same as that shown in the first conventional example, the description thereof will be omitted. Next, as shown in FIG. 4C, the mesa stripe shape is buried with a p or n type buried layer 407. At this time, the material of the buried layer 107 is ZnCd.
Se, ZnSe, ZnSSe, ZnS, ZnMgSS
e, which is lattice-matched to the substrate 401 and has a quantum wire structure 4
It is chosen to have a refractive index lower than 06. For example, the substrate 401 is GaAs, and the quantum wire structure 406 is Zn.
When it is composed of CdSe, this buried layer is, for example, ZnSSe.

【0054】この時埋め込み層407は例えば分子線結
晶成長法(MBE)法か有機金属気相成長法(MOVP
E)によって成長する。またこのMBE法の分子線源に
は例えばZnSe、ZnS、CdSe、ZnTe、Mg
Se、MgS等の化合物ソースを用いる。
At this time, the buried layer 407 is formed by, for example, a molecular beam crystal growth method (MBE) method or a metal organic chemical vapor deposition method (MOVP).
Grow according to E). The molecular beam source for this MBE method is, for example, ZnSe, ZnS, CdSe, ZnTe, Mg.
A compound source such as Se or MgS is used.

【0055】次にやはり図4(c)にあるように量子細
線構造405を埋め込んだ埋め込み層407を、量子細
線構造405が露出するようにエッチングし開口408
を形成する。エッチングには例えば上述した様なK2C
r2O7を含むエッチャントか飽和臭素水を含むエッチ
ャントを用いる。
Next, as shown in FIG. 4C, the buried layer 407 in which the quantum wire structure 405 is buried is etched so that the quantum wire structure 405 is exposed, and an opening 408 is formed.
To form For etching, for example, K2C as described above
An etchant containing r2O7 or an etchant containing saturated bromine water is used.

【0056】次に図4(d)にあるように開口408を
設けた埋め込み層407の上にpあるいはn型にドープ
したコンタクト層409を結晶成長する。このコンタク
ト層409の材料には例えばZnSe、あるいはZnT
e、あるいはZnSeとZnTeの多重量子井戸層、疑
似混晶層などが考えられる。
Next, as shown in FIG. 4D, a contact layer 409 doped with p-type or n-type is crystal-grown on the buried layer 407 having the opening 408. The material of the contact layer 409 is, for example, ZnSe or ZnT.
e, a multiple quantum well layer of ZnSe and ZnTe, a pseudo mixed crystal layer, and the like are conceivable.

【0057】また上記の構成の中でコンタクト層409
は無くてもよい。また上記の構成の中で各構成要素のド
ーピングは得ようとする特性によって最も適当な組み合
わせを任意に選ぶことができる。
In the above structure, the contact layer 409
May not be required. Further, in the above constitution, the most suitable combination can be arbitrarily selected for the doping of each constituent element depending on the characteristics to be obtained.

【0058】以上の様な過程で作成された構成は、量子
細線106の幅が十分細くなるように形成することによ
って量子効果を現し、超低動作電圧、超高速動作などの
特徴を持つ量子細線デバイスとなる。
The structure created in the above process exhibits the quantum effect by forming the quantum wire 106 so that the width thereof is sufficiently thin, and the quantum wire has features such as ultra-low operating voltage and ultra-high-speed operation. Become a device.

【0059】上記量子細線構造でも量子細線406の幅
はエッチングの深さと量子井戸層の位置によって任意に
決定することができる。
Also in the above quantum wire structure, the width of the quantum wire 406 can be arbitrarily determined by the etching depth and the position of the quantum well layer.

【0060】(実施例5)次に同様なメサ形状を量子細
線構造の形成に適用する上でメサ形成時にエッチングス
トッパー層を用いた場合について説明する。
(Embodiment 5) Next, a case where an etching stopper layer is used at the time of forming a mesa when applying a similar mesa shape to the formation of a quantum wire structure will be described.

【0061】図5は本発明の第5の実施例の量子細線構
造の製造工程を示した図である。図5(a)に示す様に
pあるいはn型GaAs基板(あるいはpあるいはn型
InP基板、あるいはpあるいはn型ZnSe基板)5
01上に、pあるいはn型ZnSe(あるいはpあるい
はn型ZnSSe、あるいはpあるいはn型ZnMgS
Se)層502、GaAsエッチングストッパー層(A
lAs、あるいはAlGaAs、InGaAs)50
3、第二のp型あるはn型ZnSe(あるいはn型Zn
SSe、あるいはn型ZnMgSSe)層504、Zn
CdSe(あるいはZnSe、あるいはZnCdS、あ
るいはZnSSe、あるいはZnS)の活性層505、
pあるいはn型ZnSe(あるいはpあるいはn型Zn
SSe、あるいはpあるいはn型ZnMgSSe)層5
06が積層されている。
FIG. 5 is a view showing a manufacturing process of the quantum wire structure of the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5A, p or n type GaAs substrate (or p or n type InP substrate, or p or n type ZnSe substrate) 5
01 or p or n type ZnSe (or p or n type ZnSSe, or p or n type ZnMgS
Se) layer 502, GaAs etching stopper layer (A
lAs, or AlGaAs, InGaAs) 50
3, second p-type or n-type ZnSe (or n-type ZnSe
SSe, or n-type ZnMgSSe) layer 504, Zn
An active layer 505 of CdSe (or ZnSe, ZnCdS, ZnSSe, or ZnS),
p or n type ZnSe (or p or n type ZnSe
SSe, or p or n type ZnMgSSe) layer 5
06 are stacked.

【0062】次にこのpあるいはn型ZnSe層506
上に適当な幅を持った適当な性能のマスクをストライプ
状に形成し、この積層構造をエッチングして図1(b)
の様にメサストライプ407を形成する。この時エッチ
ングを量子井戸構造505よりも深いところまで行うこ
とによって、メサストライプ507中に量子細線構造5
08が形成される。またそのエッチング深さはエッチン
グストッパー層503があるために自動的に停止され
る。従ってエッチング深さを精度よく制御することが容
易であり、歩留まりの向上に大きく寄与する。
Next, this p-type or n-type ZnSe layer 506 is formed.
A mask having an appropriate width and an appropriate performance is formed in a stripe shape on the upper surface, and the laminated structure is etched to obtain a structure shown in FIG.
The mesa stripe 407 is formed as shown in FIG. At this time, by performing etching to a depth deeper than the quantum well structure 505, the quantum wire structure 5 is formed in the mesa stripe 507.
08 is formed. The etching depth is automatically stopped because of the etching stopper layer 503. Therefore, it is easy to control the etching depth with high precision, which greatly contributes to the improvement of the yield.

【0063】また従ってメサの深さはp型あるいはn型
層506、量子井戸層505、第二のp型あるいはn型
層504の厚さを足したものである。
Therefore, the depth of the mesa is the sum of the thicknesses of the p-type or n-type layer 506, the quantum well layer 505, and the second p-type or n-type layer 504.

【0064】以下エッチングから埋め込みまで実施例1
と同様なので省略する。 (実施例6)次に同様なメサ形状を量子細線構造の形成
に適用する上でメサ形成時にエッチングストッパー層を
用い、かつ量子細線構造をエッチングストッパー直上に
形成する場合について説明する。
Hereinafter, from etching to embedding, Example 1
It is omitted because it is the same as. (Embodiment 6) Next, in applying a similar mesa shape to the formation of the quantum wire structure, an etching stopper layer is used at the time of forming the mesa, and the quantum wire structure is formed immediately above the etching stopper.

【0065】図6は本発明の第6の実施例の量子細線構
造の製造工程を示した図である。図6は(a)に示す様
にpあるいはn型GaAs基板(あるいはpあるいはn
型InP基板、あるいはpあるいはn型ZnSe基板)
601上に、pあるいはn型ZnSe(あるいはpある
いはn型ZnSSe、あるいはpあるいはn型ZnMg
SSe)層602、GaAsエッチングストッパー層
(AlAs、あるいはAlGaAs、InGaAs)6
03、ZnCdSe(あるいはZnSe、あるいはZn
CdS、あるいはZnSSe、あるいはZnS)の活性
層604、pあるいはn型ZnSe(あるいはpあるい
はn型ZnSSe、あるいはpあるいはn型ZnMgS
Se)層605が積層されている。
FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of a quantum wire structure according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a p or n type GaAs substrate (or p or n) as shown in FIG.
Type InP substrate, or p or n type ZnSe substrate)
P or n-type ZnSe (or p or n-type ZnSSe, or p or n-type ZnMg
SSe) layer 602, GaAs etching stopper layer (AlAs, or AlGaAs, InGaAs) 6
03, ZnCdSe (or ZnSe, or Zn
CdS or ZnSSe or ZnS active layer 604, p or n-type ZnSe (or p or n-type ZnSSe, or p or n-type ZnMgS)
Se) layer 605 is stacked.

【0066】次にこのpあるいはn型ZnSe層605
上に適当な幅を持った適当な性能のマスクをストライプ
状に形成し、この積層構造をエッチングして図6(b)
の様にメサストライプ607を形成する。この時エッチ
ングを量子井戸構造604よりも深いところまで行うこ
とによって、メサストライプ607中に量子細線構造6
08が形成される。またそのエッチング深さはエッチン
グストッパー層603があるために自動的に停止され
る。従ってエッチング深さを精度よく制御することが容
易であり、歩留まりの向上に大きく寄与する。
Next, this p-type or n-type ZnSe layer 605 is formed.
A mask with an appropriate performance having an appropriate width is formed in a stripe shape on the upper side, and this laminated structure is etched to obtain a structure shown in FIG.
The mesa stripe 607 is formed as shown in FIG. At this time, by performing etching to a depth deeper than the quantum well structure 604, the quantum wire structure 6 is formed in the mesa stripe 607.
08 is formed. The etching depth is automatically stopped because of the etching stopper layer 603. Therefore, it is easy to control the etching depth with high precision, which greatly contributes to the improvement of the yield.

【0067】また従ってメサの深さはp型あるいはn型
層605、量子井戸層604の厚さを足したものであ
る。
Accordingly, the depth of the mesa is the sum of the thicknesses of the p-type or n-type layer 605 and the quantum well layer 604.

【0068】以下エッチングから埋め込みまで実施例4
と同様である。
Hereinafter, from etching to embedding, Example 4
Is the same as

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明では適当な組成の重クロム酸を含
むエッチャントでエッチングすることによって逆メサ形
状を形成し量子細線構造及び量子細線レーザを実現でき
る。
According to the present invention, a quantum wire structure and a quantum wire laser can be realized by forming an inverted mesa shape by etching with an etchant containing an appropriate composition of dichromic acid.

【0070】本発明のエッチャントでII−VI結晶層上に
形成されたメサ構造は<1−10>方向に逆メサであ
り、その側面に(221)B面を再現性よく形成でき
る。本発明の半導体量子細線レーザ及び量子細線構造は
II−VI族系半導体に対しても適用可能で、MBE法を使
った結晶成長も利用可能である。
The mesa structure formed on the II-VI crystal layer by the etchant of the present invention is an inverted mesa in the <1-10> direction, and the (221) B plane can be formed on the side surface with good reproducibility. The semiconductor quantum wire laser and quantum wire structure of the present invention are
It can be applied to II-VI group semiconductors, and crystal growth using the MBE method can also be used.

【0071】本発明の半導体量子細線レーザ及び量子細
線構造は量子細線の幅と厚さを結晶成長とエッチングに
よって任意に制御することが可能で量子細線構造形成の
自由度が高い。
In the semiconductor quantum wire laser and quantum wire structure of the present invention, the width and thickness of the quantum wire can be arbitrarily controlled by crystal growth and etching, and the flexibility of forming the quantum wire structure is high.

【0072】本発明の半導体量子細線レーザ及び量子細
線構造は、エッチングストッパー層を用いた構造にする
ことにエッチング精度を向上し歩留まりを向上させるこ
とができる。
The semiconductor quantum wire laser and quantum wire structure of the present invention can improve etching accuracy and yield by adopting a structure using an etching stopper layer.

【0073】本発明の半導体量子細線レーザ及び量子細
線構造は、エッチングストッパー層直上に量子細線を形
成することにより機械的強度にも優れた構造を形成する
ことができる。
In the semiconductor quantum wire laser and the quantum wire structure of the present invention, the structure having excellent mechanical strength can be formed by forming the quantum wire directly on the etching stopper layer.

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

【図1】本発明の第一の実施例の量子細線レーザの工程
断面図
FIG. 1 is a process sectional view of a quantum wire laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施例の量子細線レーザの工程
断面図
FIG. 2 is a process sectional view of a quantum wire laser according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三の実施例の量子細線レーザの工程
断面図
FIG. 3 is a process sectional view of a quantum wire laser according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第四の実施例の量子細線構造の工程断
面図
FIG. 4 is a process sectional view of a quantum wire structure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第五の実施例の量子細線構造の工程断
面図
FIG. 5 is a process sectional view of a quantum wire structure according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第六の実施例の量子細線構造の工程断
面図
FIG. 6 is a process sectional view of a quantum wire structure according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】従来の量子細線レーザの工程断面図FIG. 7 is a process sectional view of a conventional quantum wire laser.

【図8】本発明の実施例1に説明されているマスク幅、
量子細線幅、メサ深さの関係を説明した図
FIG. 8 is a mask width described in the first embodiment of the present invention,
Diagram explaining the relationship between quantum wire width and mesa depth

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 n型GaAs基板 102 n型ZnSeクラッド層 103 ZnCdSe量子井戸層 104 p型ZnSeクラッド層 105 メサストライプ 106 量子細線 107 無ドープ埋め込み層 108 開口 109 p型コンタクト層 110 p型電極 111 n型電極 201 n型GaAs基板 202 n型ZnSeクラッド層 203 エッチングストッパー層 204 第二のn型ZnSeクラッド層 205 ZnCdSe量子井戸層 206 p型ZnSeクラッド層 207 メサストライプ 208 量子細線 209 開口 210 埋め込み層 211 p型コンタクト層 212 p型電極 213 n型電極 301 n型GaAs基板 302 n型ZnSeクラッド層 303 エッチングストッパー層 304 ZnCdSe量子井戸層 305 p型ZnSeクラッド層 306 メサストライプ 307 量子細線 308 開口 309 埋め込み層 310 p型コンタクト層 311 p型電極 312 n型電極 401 p型あるいはn型GaAs基板 402 p型あるいはn型ZnSeクラッド層 403 ZnCdSe量子井戸層 404 n型あるいはp型ZnSeクラッド層 405 メサストライプ 406 量子細線 407 n型あるいはp型あるいは埋め込み層 408 開口 409 n型あるいはp型コンタクト層 501 p型あるいはn型GaAs基板 502 p型あるいはn型ZnSeクラッド層 503 エッチングストッパー層 504 第二のp型あるいはn型ZnSeクラッド層 505 ZnCdSe量子井戸層 506 n型あるいはp型ZnSeクラッド層 507 メサストライプ 508 量子細線 509 開口 510 n型あるいはp型あるいは埋め込み層 511 n型あるいはp型コンタクト層 601 p型あるいはn型GaAs基板 602 p型あるいはn型ZnSeクラッド層 603 エッチングストッパー層 604 ZnCdSe量子井戸層 605 n型あるいはp型ZnSeクラッド層 606 メサストライプ 607 量子細線 608 開口 609 n型あるいはp型埋め込み層 610 n型あるいはp型コンタクト層 101 n-type GaAs substrate 102 n-type ZnSe clad layer 103 ZnCdSe quantum well layer 104 p-type ZnSe clad layer 105 mesa stripe 106 quantum wire 107 undoped buried layer 108 opening 109 p-type contact layer 110 p-type electrode 111 n-type electrode 201 n Type GaAs substrate 202 n type ZnSe clad layer 203 etching stopper layer 204 second n type ZnSe clad layer 205 ZnCdSe quantum well layer 206 p type ZnSe clad layer 207 mesa stripe 208 quantum wire 209 opening 210 buried layer 211 p type contact layer 212 p-type electrode 213 n-type electrode 301 n-type GaAs substrate 302 n-type ZnSe clad layer 303 etching stopper layer 304 ZnCdSe quantum well layer 305 p-type ZnSe layer Add layer 306 Mesa stripe 307 Quantum wire 308 Opening 309 Buried layer 310 p-type contact layer 311 p-type electrode 312 n-type electrode 401 p-type or n-type GaAs substrate 402 p-type or n-type ZnSe clad layer 403 ZnCdSe quantum well layer 404 n-type or p-type ZnSe clad layer 405 mesa stripe 406 quantum wire 407 n-type or p-type or buried layer 408 opening 409 n-type or p-type contact layer 501 p-type or n-type GaAs substrate 502 p-type or n-type ZnSe clad layer 503 Etching stopper layer 504 Second p-type or n-type ZnSe clad layer 505 ZnCdSe quantum well layer 506 n-type or p-type ZnSe clad layer 507 Mesa stripe 508 Quantum wire 509 Opening 510 n-type or p-type or buried layer 511 n-type or p-type contact layer 601 p-type or n-type GaAs substrate 602 p-type or n-type ZnSe cladding layer 603 etching stopper layer 604 ZnCdSe quantum well layer 605 n-type or p-type ZnSe clad layer 606 Mesa stripe 607 Quantum wire 608 Opening 609 n-type or p-type buried layer 610 n-type or p-type contact layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/18 H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location H01S 3/18 H01S 3/18

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】K2Cr27水溶液とH2SO4水溶液とが
混合されたエッチャントによってII−VI族化合物半導体
層にメサを形成するメサ形成方法。
1. A mesa forming method for forming a mesa in a II-VI group compound semiconductor layer by an etchant in which a K 2 Cr 2 O 7 aqueous solution and a H 2 SO 4 aqueous solution are mixed.
【請求項2】K2Cr27水溶液とH2SO4水溶液とが
混合されたエッチャントであり、そのK2Cr27水溶
液の濃度が0.1〜0.3mol/l、 H2SO4水
溶液の濃度が9〜18mol/lであるようなエッチャ
ントによってエッチングすることによりII−VI族化合物
半導体層にメサを形成するメサ形成方法。
2. An etchant in which an aqueous K 2 Cr 2 O 7 solution and an aqueous H 2 SO 4 solution are mixed, the concentration of the aqueous K 2 Cr 2 O 7 solution being 0.1 to 0.3 mol / l, and an aqueous H 2 SO 4 solution. Forming a mesa in the II-VI group compound semiconductor layer by etching with an etchant having a concentration of 9 to 18 mol / l.
【請求項3】ZnSe系半導体層を量子井戸層とし、そ
れよりもバンドギャップの大きいZnSe系半導体層を
障壁層とした量子井戸構造を、請求項1に記載のエッチ
ャントでエッチングすることにより形成した量子細線を
活性層として持つことを特徴とする量子細線デバイス。
3. A quantum well structure in which a ZnSe based semiconductor layer is used as a quantum well layer and a ZnSe based semiconductor layer having a band gap larger than that is used as a barrier layer is formed by etching with the etchant according to claim 1. A quantum wire device having a quantum wire as an active layer.
【請求項4】前記エッチングにより、逆メサを形成する
ことを特徴とする請求項3に記載の量子細線デバイス。
4. The quantum wire device according to claim 3, wherein an inverted mesa is formed by the etching.
【請求項5】前記逆メサ側面が{221}B面であり、
ストライプの方向が<1−10>であることを特徴とす
る請求項3に記載の量子細線デバイス。
5. The reverse mesa side surface is a {221} B surface,
The quantum wire device according to claim 3, wherein the stripe direction is <1-10>.
【請求項6】前記量子細線の幅が、10nm以下である
ことを特徴とする請求項3に記載の量子細線デバイス。
6. The quantum wire device according to claim 3, wherein the width of the quantum wire is 10 nm or less.
【請求項7】前記メサ上面の幅が、0.5μm以上であ
ることを特徴とする請求項3に記載の量子細線デバイ
ス。
7. The quantum wire device according to claim 3, wherein the width of the upper surface of the mesa is 0.5 μm or more.
【請求項8】前記逆メサの側面に、前記活性層よりも屈
折率の低い層を埋めこみ層として持つことを特徴とする
請求項3に記載の量子細線デバイス。
8. The quantum wire device according to claim 3, wherein a layer having a refractive index lower than that of the active layer is provided as a buried layer on a side surface of the inverted mesa.
【請求項9】埋めこみ層が、Zn1-xMgxSySe1-y
(0≦x≦1、0≦y≦1)であることを特徴とする請
求項8に記載の量子細線デバイス。
9. The embedding layer is Zn1-xMgxSySe1-y.
9. The quantum wire device according to claim 8, wherein (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1).
【請求項10】II−VI族化合物半導体を量子井戸層と
し、前記量子井戸層よりもバンドギャップの大きいII−
VI族化合物半導体層を障壁層として持つことを特徴とす
る請求項3に記載の量子細線デバイス。
10. A II-VI group compound semiconductor is used as a quantum well layer and has a band gap larger than that of the quantum well layer.
The quantum wire device according to claim 3, wherein the quantum wire device has a Group VI compound semiconductor layer as a barrier layer.
【請求項11】活性領域を、量子井戸層と、前記量子井
戸層を挟む光ガイド層と、前記光ガイド層を挟むクラッ
ド層とを備えたSCH構造を持つことを特徴とする請求
項3に記載の量子細線デバイス。
11. The SCH structure having an active region, comprising a quantum well layer, an optical guide layer sandwiching the quantum well layer, and a cladding layer sandwiching the optical guide layer. The described quantum wire device.
【請求項12】量子井戸層、および障壁層は、ZnCd
Se、ZnSe、ZnSSe、ZnS、ZnMgS、Z
nMgSSeから選ばれたものであり、かつ、前記量子
井戸層は、前記障壁層よりもバンドギャップが小さいこ
とを特徴とする請求項11に記載の量子細線デバイス。
12. The quantum well layer and the barrier layer are made of ZnCd.
Se, ZnSe, ZnSSe, ZnS, ZnMgS, Z
12. The quantum wire device according to claim 11, wherein the quantum well layer is selected from nMgSSe, and the quantum well layer has a bandgap smaller than that of the barrier layer.
【請求項13】量子井戸層の下にエッチング停止層を有
していることを特徴とする請求項3に記載の量子細線デ
バイス。
13. The quantum wire device according to claim 3, further comprising an etching stop layer below the quantum well layer.
【請求項14】エッチング停止層が、InGaAs、G
aAs、AlGaAs、AlAsから選ばれたものであ
ることを特徴とする請求項3に記載の量子細線デバイ
ス。
14. The etching stopper layer is InGaAs, G
The quantum wire device according to claim 3, wherein the quantum wire device is selected from aAs, AlGaAs, and AlAs.
【請求項15】エッチング停止層の直上に、量子井戸層
が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の量
子細線デバイス。
15. The quantum wire device according to claim 3, wherein a quantum well layer is formed immediately above the etching stop layer.
JP9822996A 1996-04-19 1996-04-19 Mesa forming method and quantum fine line device Pending JPH09289190A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9822996A JPH09289190A (en) 1996-04-19 1996-04-19 Mesa forming method and quantum fine line device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9822996A JPH09289190A (en) 1996-04-19 1996-04-19 Mesa forming method and quantum fine line device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09289190A true JPH09289190A (en) 1997-11-04

Family

ID=14214140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9822996A Pending JPH09289190A (en) 1996-04-19 1996-04-19 Mesa forming method and quantum fine line device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09289190A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111172A (en) * 1999-09-29 2001-04-20 Xerox Corp Index guide type buried heterostructure nitride laser diode structure

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111172A (en) * 1999-09-29 2001-04-20 Xerox Corp Index guide type buried heterostructure nitride laser diode structure
JP2012089895A (en) * 1999-09-29 2012-05-10 Xerox Corp Index guide type buried heterostructure nitride laser diode structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4932033A (en) Semiconductor laser having a lateral p-n junction utilizing inclined surface and method of manufacturing same
US7151004B2 (en) Method of fabricating semiconductor laser
JP2558744B2 (en) Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
US5737351A (en) Semiconductor laser including ridge structure extending between window regions
EP0033137A2 (en) Semiconductor laser device
DE60020184T2 (en) Embedded heterostructure for lasers and light-emitting diodes
US5149670A (en) Method for producing semiconductor light emitting device
JPH05259574A (en) Semiconductor laser device and manufacture thereof
US4752933A (en) Semiconductor laser
JP2950028B2 (en) Method for manufacturing optical semiconductor device
JPH0983071A (en) Semiconductor laser
US5805628A (en) Semiconductor laser
EP0604965B1 (en) Semiconductor laser having an A1GaInP cladding layer
JP2001057459A (en) Semiconductor laser
JPH09289190A (en) Mesa forming method and quantum fine line device
US5490159A (en) Visible light semiconductor laser
US5170404A (en) Semiconductor laser device suitable for optical communications systems drive
JP2000058969A (en) Semiconductor laser device
JP3387976B2 (en) Semiconductor laser
JP2523643B2 (en) Semiconductor laser device
JP2003152282A (en) Semiconductor laser device
JPH09181398A (en) Semiconductor light emitting device
JPH08125280A (en) Semiconductor laser and manufacture thereof
JPH01192184A (en) Manufacture of buried type semiconductor laser
JP2001053381A (en) Semiconductor laser and manufacture thereof