JPH10150243A - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents

半導体発光素子およびその製造方法

Info

Publication number
JPH10150243A
JPH10150243A JP30517896A JP30517896A JPH10150243A JP H10150243 A JPH10150243 A JP H10150243A JP 30517896 A JP30517896 A JP 30517896A JP 30517896 A JP30517896 A JP 30517896A JP H10150243 A JPH10150243 A JP H10150243A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
side electrode
layer
type
contact layer
compound semiconductor
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
JP30517896A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Tamamura
好司 玉村
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP30517896A priority Critical patent/JPH10150243A/ja
Priority to US08/968,654 priority patent/US5949093A/en
Publication of JPH10150243A publication Critical patent/JPH10150243A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H01L33/145—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/28—Materials of the light emitting region containing only elements of group II and group VI of the periodic system
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/327—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIBVI compounds, e.g. ZnCdSe-laser

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発
光素子において、電流狭窄領域を再現性良くしかも確実
に形成するとともに、高い信頼性を得る。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１上に複数のＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層を積層してレーザ構造を形成する。
これらのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の上層部は、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層１０上にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
多重量子井戸層１１を介してｐ型ＺｎＴｅコンタクト層
１２を積層した構造とする。ストライプ部および電流狭
窄領域におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２上にそれ
ぞれｐ側電極１３ａ、１３ｂを形成するとともに、ｎ型
ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極１５を形成する。ｐ側
電極１３ｂとｎ側電極１５との間に電界を印加して電流
を流すことによりｐ側電極１３ｂの下側の部分のｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１２およびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
多重量子井戸層１２を高抵抗化し、電流狭窄領域１６を
形成する。

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、半導体発光素子
およびその製造方法に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた半導体発光素子に適用して好適なもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＳｅ系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
は、青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザや発光ダ
イオードなどの半導体発光素子に応用されている。しか
しながら、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導
体発光素子においては、ｐ型層としてキャリア濃度が低
いものしか得られていないため、ｐ側電極の接触抵抗が
高く、動作電圧が高いという問題があった。
【０００３】すなわち、例えば、ｐ型ＺｎＳｅ層にｐ側
電極としてＡｕ電極をコンタクトさせた半導体発光素子
では、動作電圧は数１０Ｖ程度と高い。そこで、この動
作電圧の低減を図るために、ｐ型ＺｎＳｅ層上にｐ型Ｚ
ｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層を積層し、
その上に１×１０19ｃｍ-3程度の高いキャリア濃度が得
られるｐ型ＺｎＴｅ層を積層し、このｐ型ＺｎＴｅ層
に、ｐ側電極、特にＰｄ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順次
積層したＰｄ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極をコンタク
トさせる技術が提案されている。そして、これにより、
ｐ側電極のオーミック接触特性が大幅に改善され、動作
電圧は３〜４Ｖに低減されている。しかしながら、この
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層を用いたｐ側電極コン
タクト構造は不安定であり、再現性が現状では良好では
ない。また、半導体発光素子の動作中に動作電圧が上昇
することも観測されている。
【０００４】一方、半導体発光素子においては、そのし
きい値電流の低減を図るために、電流ブロック手段を設
けて電流狭窄を行い、活性層の発振領域に電流を集中さ
せてキャリア密度が大きい部分、すなわち利得が急激に
増大する部分を形成する利得導波機能を有する構造を設
けている。この種の利得導波型半導体発光素子を構成す
る場合、電流利得を得るために、プロトンやホウ素など
をイオン注入して高抵抗領域を選択的に形成することに
より、電流通路が限定して形成されるように電流狭窄を
行うことがよく行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般
に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体は、イオン注入による損
傷が、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に比べて大きい。この
ため、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた半導体発光素
子において、上述のようにイオン注入により電流狭窄を
行った場合には、イオン注入による損傷により、信頼性
が低下するなどの特性の悪化が生じるとともに、電流狭
窄領域を再現性良くしかも確実に形成することができな
かった。
【０００６】したがって、この発明の目的は、電流狭窄
領域を再現性良くしかも確実に形成することができると
ともに、信頼性が高い、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用
いた半導体発光素子およびその製造方法を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決するために、鋭意検討を行っ
た。以下にその概要について説明する。
【０００８】すなわち、本発明者は、ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いた半導体発光素子において、ｐ型ＺｎＳ
ｅ層上にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層を介してｐ型
ＺｎＴｅ層を積層し、このｐ型ＺｎＴｅ層にＰｄ／Ｐｔ
／Ａｕからなるｐ側電極をコンタクトさせ、このｐ側電
極と半導体基板、具体的にはｎ型ＧａＡｓ基板の裏面に
形成されたｎ側電極との間に電界を印加してレーザ発振
を起こさせることができる程度の電流を流し、これをあ
る程度の時間継続すると、ｐ側電極の下側の部分のｐ型
ＺｎＴｅ層やｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層が次第に
高抵抗化されることを見い出した。このメカニズムは現
時点では完全には解明されていないが、通電によりｐ型
ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層が破壊されることによる可
能性がある。これは、このｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層においては、そのＺｎＴｅ層中にアクセプタ不純物
としてドープしたＮは十分に活性化されて低抵抗化され
るが、そのＺｎＳｅ層中にドープしたＮの活性化の度合
いは低く、高抵抗を示すことに起因するものと考えられ
る。さらに、ｐ側電極とｎ側電極との間に電界が印加さ
れることによりＮの拡散が生じる可能性もあり、これも
原因の一つである可能性がある。
【０００９】したがって、上述の現象を積極的に利用す
ることにより、通電により高抵抗領域からなる電流狭窄
領域を形成することができる。そして、これによれば、
イオン注入により電流狭窄領域を形成する場合に比べ
て、電流狭窄領域を再現性良くしかも確実に形成するこ
とができるとともに、損傷の発生が少ないため半導体発
光素子の信頼性を高くすることができる。
【００１０】以上のことは、ｐ側電極がコンタクトする
ｐ型コンタクト層がｐ型ＺｎＴｅ層である場合だけでな
く、ｐ型コンタクト層が、キャリア濃度を十分に高くす
ることができるＴｅを含むｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層で、ｐ側電極を良好にオーミック接触させることが
できるものであれば、同様に成立し得ることである。さ
らに、より一般的には、通電に支障がない程度に十分に
高いキャリア濃度を得ることができるコンタクト層にｐ
側電極またはｎ側電極をコンタクトさせ、このｐ側電極
またはｎ側電極と半導体基板の裏面に設けられたｎ側電
極またはｐ側電極との間に電界を印加することによって
も、同様なメカニズムにより電流狭窄領域を形成するこ
とができるものと考えられる。
【００１１】この発明は、本発明者による以上の検討に
基づいて案出されたものである。
【００１２】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明による半導体発光素子は、半導体基板上に積層さ
れた、コンタクト層を最上層とする複数のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層と、ストライプ部および電流狭窄領域に
おけるコンタクト層上にそれぞれ設けられた第１の第１
導電型側電極および第２の第１導電型側電極と、半導体
基板の裏面に設けられた第２導電型側電極と、第２の第
１導電型側電極と第２導電型側電極との間に電界を印加
することにより第２の第１導電型側電極の下側の部分の
少なくともコンタクト層中に設けられた高抵抗領域から
なる電流狭窄領域とを有することを特徴とするものであ
る。
【００１３】この発明による半導体発光素子の製造方法
は、コンタクト層を最上層とする複数のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層を半導体基板上に積層する工程と、ストラ
イプ部および電流狭窄領域におけるコンタクト層上にそ
れぞれ第１の第１導電型側電極および第２の第１導電型
側電極を形成するとともに、半導体基板の裏面に第２導
電型側電極を形成する工程と、第２の第１導電型側電極
と第２導電型側電極との間に電界を印加することにより
第２の第１導電型側電極の下側の部分の少なくともコン
タクト層中に高抵抗領域からなる電流狭窄領域を形成す
る工程とを有することを特徴とするものである。
【００１４】また、この発明による半導体発光素子は、
半導体基板上に積層された、Ｔｅを含むＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体からなるｐ型コンタクト層を最上層とし、か
つ、Ｔｅを含まないＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を含む
複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層と、ストライプ部お
よび電流狭窄領域におけるｐ型コンタクト層上にそれぞ
れ設けられた第１のｐ側電極および第２のｐ側電極と、
半導体基板の裏面に設けられたｎ側電極と、第２のｐ側
電極とｎ側電極との間に電界を印加することにより上記
第２のｐ側電極の下側の部分の少なくともｐ型コンタク
ト層中に設けられた高抵抗領域からなる電流狭窄領域と
を有することを特徴とするものである。
【００１５】また、この発明による半導体発光素子の製
造方法は、Ｔｅを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からな
るｐ型コンタクト層を最上層とし、かつ、Ｔｅを含まな
いＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を含む複数のＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層を半導体基板上に積層する工程と、ス
トライプ部および電流狭窄領域におけるｐ型コンタクト
層上にそれぞれ第１のｐ側電極および第２のｐ側電極を
形成するとともに、半導体基板の裏面にｎ側電極を形成
する工程と、第２のｐ側電極とｎ側電極との間に電界を
印加することにより第２のｐ側電極の下側の部分の少な
くともｐ型コンタクト層中に高抵抗領域からなる電流狭
窄領域を形成する工程とを有することを特徴とするもの
である。
【００１６】ここで、例えば、ｐ型コンタクト層の下層
に、少なくとも一層のＴｅを含まないｐ型ＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層が含まれ、第２のｐ側電極の下側の部分
のｐ型コンタクト層およびｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層中に電流狭窄領域が設けられる。典型的には、例え
ば、ｐ型コンタクト層の下層にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ
多重量子井戸層が含まれ、第２のｐ側電極の下側の部分
のｐ型コンタクト層およびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重
量子井戸層中に電流狭窄領域が設けられる。このｐ型コ
ンタクト層は、具体的には、ＺｎＴｅ、ＺｎＳＴｅ、Ｚ
ｎＳｅＴｅ、ＢｅＴｅなどである。
【００１７】また、例えば、第１のｐ側電極および第２
のｐ側電極は互いに同一の金属からなる。これらの第１
のｐ側電極および第２のｐ側電極は互いに異なるもので
あってもよく、この場合には、これらの第１のｐ側電極
および第２のｐ側電極のｐ型コンタクト層に対するコン
タクト部のしきい値電圧が互いに異なることを利用して
第２のｐ側電極の下側の部分にのみ電流狭窄領域を形成
するために、第２のｐ側電極のｐ型コンタクト層に対す
るオーミック接触特性を、第１のｐ側電極のｐ型コンタ
クト層に対するオーミック接触特性よりも良好にする。
【００１８】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、第２の第１導電型側電極と第２導電型側電極との間
に電界を印加したとき、例えば、第２のｐ側電極とｎ側
電極との間に電界を印加したときには、電流が流れるこ
となどによりこの第２のｐ側電極の下側の部分の少なく
ともコンタクト層を含む領域が破壊されるなどして高抵
抗化されることにより、高抵抗領域からなる電流狭窄領
域を形成することができる。この場合、通電により電流
狭窄領域が形成されるため、従来のようにイオン注入に
より電流狭窄領域を形成す場合に比べて、電流狭窄領域
を再現性良くしかも確実に形成することができるととも
に、損傷の発生が少ないことにより半導体発光素子の信
頼性を高くすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
【００２０】図１および図２は、この発明の第１の実施
形態によるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた利得導波
型半導体レーザの製造方法を示す。この半導体レーザ
は、ＳＣＨ（Separate Confinement Heterostructure)
構造を有し、活性層は単一量子井戸（ＳＱＷ）構造を有
するものである。
【００２１】この第１の実施形態においては、まず、図
１に示すように、ドナー不純物として例えばＳｉがドー
プされた例えば（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１
上に、例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により、
ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層
３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型ＺｎＳＳｅ
光導波層５、ＺｎＣｄＳｅ活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅ光
導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１０、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１１およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１２を順次成長させる。ここで、ｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層２にはドナー不純物として例えばＳｉ
をドープし、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅクラッド層４およびｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層５に
はそれぞれドナー不純物として例えばＣｌをドープす
る。また、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳ
Ｓｅクラッド層８、ｐ型ＺｎＳＳｅクラッド層９、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層１０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭ
ＱＷ層１１およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２にはそ
れぞれアクセプタ不純物として例えばＮをドープする。
【００２２】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２上に
リソグラフィーにより所定形状のレジストパターン（図
示せず）を形成してストライプ部および電流狭窄領域以
外の部分の表面を覆った後、全面に例えばＰｄ膜、Ｐｔ
膜およびＡｕ膜を順次真空蒸着する。この後、レジスト
パターンを、その上に堆積したＰｄ膜、Ｐｔ膜およびＡ
ｕ膜とともに除去する（リフトオフ）。これによって、
ストライプ部よび電流狭窄領域におけるｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１２上にそれぞれＰｄ／Ｐｔ／Ａｕからなる
ｐ側電極１３ａ、１３ｂが、互いに分離して形成され
る。この後、必要に応じて熱処理を行って、これらのｐ
側電極１３ａ、１３ｂをｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２
にオーミック接触させる。次に、リソグラフィーにより
所定形状のレジストパターン（図示せず）を形成してｐ
側電極１３ａ、１３ｂの表面を覆った後、全面に例えば
Ａｌ2 Ｏ3 膜を真空蒸着する。この後、レジストパター
ンを、その上に堆積したＡｌ2 Ｏ3 膜とともに除去す
る。これによって、ｐ側電極１３ａ、１３ｂの間の部分
にＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１４が形成される。一
方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、例えばインジウム
（Ｉｎ）からなるｎ側電極１５をオーミック接触させて
形成する。
【００２３】次に、電流狭窄領域におけるｐ型ＺｎＴｅ
コンタクト層１２上に形成されたｐ側電極１３ｂとｎ側
電極１５との間に順方向に電圧、したがって電界を印加
して半導体レーザが発振する程度の電流（例えば、５０
ｍＡ程度）を流す。このとき、動作電圧は数Ｖ程度にな
る。さらに電流を増加させたり、長時間電流を流すこと
により、ｐ側電極１３ｂの下側の部分のｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１２およびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層
１１が次第に高抵抗化され、電流が流れにくくなる。こ
れによって、図２に示すように、ｐ側電極１３ｂの下方
の部分のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２およびｐ型Ｚｎ
Ｓｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１１中に高抵抗領域からなる電
流狭窄領域１６が形成される。この電流狭窄領域１６を
形成するための具体的な条件の一例を挙げると、印加電
圧は３０Ｖ、印加時間は５分である。
【００２４】以上により、目的とするＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いた利得導波型半導体レーザが製造され
る。
【００２５】この半導体レーザの動作時には、ストライ
プ部のｐ側電極１３ａとｎ側電極１５との間に順方向に
電圧を印加してしきい値電流以上の電流を注入する。こ
のとき、電流狭窄領域１６により電流狭窄が行われてｐ
側電極１３ａの下方の部分に電流が集中するため、しき
い値電流を低くすることができる。
【００２６】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、電流狭窄領域におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
２上にｐ側電極１３ｂを形成し、このｐ側電極１３ｂと
ｎ側電極１５との間に電界を印加してレーザ発振が起き
る程度の電流を流すことにより電流狭窄領域１６を形成
しているので、従来のようにプロトンやホウ素などをイ
オン注入して高抵抗化することにより電流狭窄領域を形
成する場合に比べて、再現性良くしかも確実に電流狭窄
領域１６を形成することができるとともに、損傷の発生
が少ないため半導体レーザの信頼性の向上を図ることが
できる。
【００２７】以上により、高信頼性かつ低しきい値電流
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた利得導波型半導体
レーザを実現することができる。
【００２８】次に、この発明の第２の実施形態について
説明する。図３および図４は、この第２の実施形態によ
るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた利得導波型半導体
レーザの製造方法を示す。この半導体レーザも、ＳＣＨ
構造を有し、活性層はＳＱＷ構造を有するものである。
【００２９】この第２の実施形態においては、まず、図
３に示すように、第１の実施形態と同様にして、例えば
（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＢＥ法
により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＺｎＳｅバッ
ファ層３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層４、ｎ型Ｚｎ
ＳＳｅ光導波層５、ＺｎＣｄＳｅ活性層６、ｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ光導波層７、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層８、ｐ
型ＺｎＳＳｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層
１０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１１およびｐ型
ＺｎＴｅコンタクト層１２を順次成長させる。
【００３０】次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２上に
リソグラフィーにより所定形状のレジストパターン（図
示せず）を形成して電流狭窄領域以外の部分の表面を覆
った後、全面に例えばＰｄ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜を順
次真空蒸着する。この後、レジストパターンを、その上
に堆積したＰｄ膜、Ｐｔ膜およびＡｕ膜とともに除去す
る。これによって、電流狭窄領域におけるｐ型ＺｎＴｅ
コンタクト層１２上にＰｄ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電
極１３ｂが形成される。次に、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層１２上にリソグラフィーにより所定形状のレジストパ
ターン（図示せず）を形成してストライプ部以外の部分
の表面を覆った後、全面に例えばＴｉ膜およびＡｕ膜を
順次真空蒸着する。この後、レジストパターンを、その
上に堆積したＴｉ膜およびＡｕ膜とともに除去する。こ
れによって、ストライプ部におけるｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層１２上にＴｉ／Ａｕからなるｐ側電極１３ａが形
成される。この後、必要に応じて熱処理を行って、これ
らのｐ側電極１３ａ、１３ｂをｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層１２にオーミック接触させる。次に、第１の実施形態
と同様にして、ｐ側電極１３ａ、１３ｂの間の部分に例
えばＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１４を形成する。さら
に、この後、全面に例えばＡｕ膜を真空蒸着し、ｐ側電
極１７をｐ側電極１３ａ、１３ｂと接触して形成する。
一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面には、例えばＩｎから
なるｎ側電極１５をオーミック接触させて形成する。
【００３１】次に、ｐ側電極１７とｎ側電極１５との間
に順方向に電圧を印加して電流を流す。この場合、ｐ型
ＺｎＴｅコンタクト層１２に対するオーミック接触特性
は、Ｔｉ／Ａｕからなるｐ側電極１３ａよりもＰｄ／Ｐ
ｔ／Ａｕからなるｐ側電極１３ｂの方が良好であるの
で、ｐ側電極１３ａがコンタクトした部分のしきい値電
圧よりもｐ側電極１３ｂがコンタクトした部分のしきい
値電圧の方が低く、したがってこのｐ側電極１３ｂが接
触した部分を通って電流が流れやすい。そこで、ｐ側電
極１７とｎ側電極１５との間に印加する電圧を、ｐ側電
極１３ｂがコンタクトした部分のしきい値電圧よりも高
く、ｐ側電極１３ａがコンタクトした部分のしきい値電
圧よりも低い電圧に選び、ｐ側電極１３ｂのみを通して
半導体レーザが発振する程度の電流（例えば、５０ｍＡ
程度）を流す。このとき、動作電圧は数Ｖ程度になる。
さらに電流を増加させたり、長時間電流を流すことによ
り、ｐ側電極１３ｂの下側の部分のｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層１２およびｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１１
が次第に高抵抗化され、電流が流れにくくなる。これに
よって、図４に示すように、ｐ側電極１３ｂの下側の部
分のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２およびｐ型ＺｎＳｅ
／ＺｎＴｅＭＱＷ層１１中に高抵抗領域からなる電流狭
窄領域１６が形成される。この電流狭窄領域１６を形成
するための具体的な条件の一例を挙げると、第１の実施
形態と同様に、印加電圧は３０Ｖ、印加時間は５分であ
る。
【００３２】以上により、目的とするＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体を用いた利得導波型半導体レーザが製造され
る。
【００３３】この半導体レーザの動作時には、ｐ側電極
１７とｎ側電極１５との間に順方向に電圧を印加し、ｐ
側電極１３ａがｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１２とコンタ
クトした部分を通してしきい値電流以上の電流を注入す
る。このとき、電流狭窄領域１６により電流狭窄が行わ
れてｐ側電極１３ａの下側の部分に電流が集中するた
め、しきい値電流を低くすることができる。
【００３４】この第２の実施形態によっても、第１の実
施形態と同様な利点を得ることができ、高信頼性かつ低
しきい値電流のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた利得
導波型半導体レーザを実現することができる。
【００３５】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
【００３６】例えば、上述の第１の実施形態においては
ｐ側電極１３ａ、１３ｂをＰｄ／Ｐｔ／Ａｕにより形成
し、第２の実施形態においてはｐ側電極１３ａ、１３ｂ
をそれぞれＴｉ／ＡｕおよびＰｄ／Ｐｔ／Ａｕにより形
成しているが、これらのｐ側電極１３ａ、１３ｂは、必
要に応じて他の金属により形成してもよい。
【００３７】また、上述の第１および第２の実施形態に
よる半導体レーザの構造や材料はあくまでも例に過ぎ
ず、必要に応じてこれと異なる構造や材料を用いてもよ
い。具体的には、例えば、上述の第１および第２の実施
形態においては、ＳＣＨ構造を有し、活性層はＳＱＷ構
造を有する半導体レーザにこの発明を適用した場合につ
いて説明したが、この発明は、ＤＨ構造（Double Heter
ostructure）を有する半導体レーザに適用することが可
能であるほか、活性層がＭＱＷ構造を有する半導体レー
ザに適用することも可能である。
【００３８】また、上述の第１および第２の実施形態に
おいては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長にＭＢＥ
法を用いているが、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の
成長には例えば有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法
を用いてもよい。
【００３９】さらに、上述の第１および第２の実施形態
においては、この発明を半導体レーザに適用した場合に
ついて説明したが、この発明は、発光ダイオードに適用
することも可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電流狭窄領域におけるコンタクト層上に設けられた
第２の第１導電型側電極と半導体基板の裏面に設けられ
た第２導電型側電極との間に電界を印加することにより
第２の第１導電型側電極の下側の部分の少なくともコン
タクト層中に高抵抗領域からなる電流狭窄領域を形成す
るので、従来のようにプロトンやホウ素などをイオン注
入して高抵抗化することにより電流狭窄領域を形成する
場合に比べて、電流狭窄領域を再現性良くしかも確実に
形成することができるとともに、損傷の発生が少ないこ
とにより半導体発光素子の信頼性を高くすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態によるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を用いた利得導波型半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態によるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を用いた利得導波型半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態によるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を用いた利得導波型半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態によるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体を用いた利得導波型半導体レーザの製造方
法を説明するための断面図である。
【符号の説明】 １・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、４・・・ｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層、５・・・ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層、６・
・・ＺｎＣｄＳｅ活性層、７・・・ｐ型ＺｎＳＳｅ光導
波層、８・・・ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、１０・
・・ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層、１１・・・ｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層、１２・・・ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層、１３ａ、１３ｂ、１７・・・ｐ側電極、１４・
・・絶縁層、１５・・・ｎ側電極、１６・・・電流狭窄
領域

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板上に積層された、コンタクト
    層を最上層とする複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
    と、 ストライプ部および電流狭窄領域における上記コンタク
    ト層上にそれぞれ設けられた第１の第１導電型側電極お
    よび第２の第１導電型側電極と、 上記半導体基板の裏面に設けられた第２導電型側電極
    と、 上記第２の第１導電型側電極と上記第２導電型側電極と
    の間に電界を印加することにより上記第２の第１導電型
    側電極の下側の部分の少なくとも上記コンタクト層中に
    設けられた高抵抗領域からなる電流狭窄領域とを有する
    ことを特徴とする半導体発光素子。
  2. 【請求項２】 半導体基板上に積層された、Ｔｅを含む
    ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるｐ型コンタクト層を
    最上層とし、かつ、Ｔｅを含まないＩＩ−ＶＩ族化合物
    半導体層を含む複数のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層と、 ストライプ部および電流狭窄領域における上記ｐ型コン
    タクト層上にそれぞれ設けられた第１のｐ側電極および
    第２のｐ側電極と、 上記半導体基板の裏面に設けられたｎ側電極と、 上記第２のｐ側電極と上記ｎ側電極との間に電界を印加
    することにより上記第２のｐ側電極の下側の部分の少な
    くとも上記ｐ型コンタクト層中に設けられた高抵抗領域
    からなる電流狭窄領域とを有することを特徴とする半導
    体発光素子。
  3. 【請求項３】 上記ｐ型コンタクト層の下層に、少なく
    とも一層のＴｅを含まないｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
    体層が含まれ、上記第２のｐ側電極の下側の部分の上記
    ｐ型コンタクト層および上記ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半
    導体層中に上記電流狭窄領域が設けられていることを特
    徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
  4. 【請求項４】 上記ｐ型コンタクト層はＺｎＴｅ、Ｚｎ
    ＳＴｅ、ＺｎＳｅＴｅまたはＢｅＴｅからなることを特
    徴とする請求項２記載の半導体発光素子。
  5. 【請求項５】 上記ｐ型コンタクト層の下層にｐ型Ｚｎ
    Ｓｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸層が含まれ、上記第２のｐ
    側電極の下側の部分の上記ｐ型コンタクト層および上記
    ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸層中に上記電流狭
    窄領域が設けられていることを特徴とする請求項２記載
    の半導体発光素子。
  6. 【請求項６】 上記第１のｐ側電極および上記第２のｐ
    側電極は互いに同一の金属からなることを特徴とする請
    求項２記載の半導体発光素子。
  7. 【請求項７】 上記第２のｐ側電極の上記ｐ型コンタク
    ト層に対するオーミック接触特性は上記第１のｐ側電極
    の上記ｐ型コンタクト層に対するオーミック接触特性よ
    りも良好であることを特徴とする請求項１記載の半導体
    発光素子。
  8. 【請求項８】 コンタクト層を最上層とする複数のＩＩ
    −ＶＩ族化合物半導体層を半導体基板上に積層する工程
    と、 ストライプ部および電流狭窄領域における上記コンタク
    ト層上にそれぞれ第１の第１導電型側電極および第２の
    第１導電型側電極を形成するとともに、上記半導体基板
    の裏面に第２導電型側電極を形成する工程と、 上記第２の第１導電型側電極と上記第２導電型側電極と
    の間に電界を印加することにより上記第２の第１導電型
    側電極の下側の部分の少なくとも上記コンタクト層中に
    高抵抗領域からなる電流狭窄領域を形成する工程とを有
    することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
  9. 【請求項９】 Ｔｅを含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体か
    らなるｐ型コンタクト層を最上層とし、かつ、Ｔｅを含
    まないＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を含む複数のＩＩ−
    ＶＩ族化合物半導体層を半導体基板上に積層する工程
    と、 ストライプ部および電流狭窄領域における上記ｐ型コン
    タクト層上にそれぞれ第１のｐ側電極および第２のｐ側
    電極を形成するとともに、上記半導体基板の裏面にｎ側
    電極を形成する工程と、 上記第２のｐ側電極と上記ｎ側電極との間に電界を印加
    することにより上記第２のｐ側電極の下側の部分の少な
    くとも上記ｐ型コンタクト層中に高抵抗領域からなる電
    流狭窄領域を形成する工程とを有することを特徴とする
    半導体発光素子の製造方法。
  10. 【請求項１０】 上記ｐ型コンタクト層の下層に少なく
    とも一層のＴｅを含まないｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
    体層が含まれ、上記第２のｐ側電極の下側の部分の上記
    ｐ型コンタクト層および上記ｐ型ＩＩ−ＶＩ族化合物半
    導体層中に上記電流狭窄領域を形成することを特徴とす
    る請求項９記載の半導体発光素子の製造方法。
  11. 【請求項１１】 上記ｐ型コンタクト層はＺｎＴｅ、Ｚ
    ｎＳＴｅ、ＺｎＳｅＴｅまたはＢｅＴｅからなることを
    特徴とする請求項９記載の半導体発光素子の製造方法。
  12. 【請求項１２】 上記ｐ型コンタクト層の下層にｐ型Ｚ
    ｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸層が含まれ、上記第２の
    ｐ側電極の下側の部分の上記ｐ型コンタクト層および上
    記ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸層中に上記電流
    狭窄領域を形成することを特徴とする請求項９記載の半
    導体発光素子の製造方法。
  13. 【請求項１３】 上記第１のｐ側電極および上記第２の
    ｐ側電極は互いに同一の金属からなることを特徴とする
    請求項９記載の半導体発光素子の製造方法。
  14. 【請求項１４】 上記第２のｐ側電極の上記ｐ型コンタ
    クト層に対するオーミック接触特性は上記第１のｐ側電
    極の上記ｐ型コンタクト層に対するオーミック接触特性
    よりも良好であることを特徴とする請求項９記載の半導
    体発光素子の製造方法。
JP30517896A 1996-11-15 1996-11-15 半導体発光素子およびその製造方法 Pending JPH10150243A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30517896A JPH10150243A (ja) 1996-11-15 1996-11-15 半導体発光素子およびその製造方法
US08/968,654 US5949093A (en) 1996-11-15 1997-11-12 Semiconductor light emitting device with current blocking region

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30517896A JPH10150243A (ja) 1996-11-15 1996-11-15 半導体発光素子およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10150243A true JPH10150243A (ja) 1998-06-02

Family

ID=17942002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30517896A Pending JPH10150243A (ja) 1996-11-15 1996-11-15 半導体発光素子およびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5949093A (ja)
JP (1) JPH10150243A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087725A (en) * 1997-09-29 2000-07-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Low barrier ohmic contact for semiconductor light emitting device
US7009214B2 (en) * 2003-10-17 2006-03-07 Atomic Energy Council —Institute of Nuclear Energy Research Light-emitting device with a current blocking structure and method for making the same
US20110298006A1 (en) * 2010-06-02 2011-12-08 Panasonic Corporation Semiconductor light emitting device and method for fabricating the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309001A (en) * 1991-11-25 1994-05-03 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting diode having a surface electrode of a tree-like form
JP3293996B2 (ja) * 1994-03-15 2002-06-17 株式会社東芝 半導体装置
JPH0888434A (ja) * 1994-09-19 1996-04-02 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ，及びその製造方法
US5544190A (en) * 1994-11-17 1996-08-06 Phillips Electronics North America Corporation II-VI Semiconductor diode laser with lateral current confinement
US5742629A (en) * 1995-07-21 1998-04-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser and production method thereof
JP3905935B2 (ja) * 1995-09-01 2007-04-18 株式会社東芝 半導体素子及び半導体素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US5949093A (en) 1999-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1304778A2 (en) Laser diode
US6242761B1 (en) Nitride compound semiconductor light emitting device
JP3293996B2 (ja) 半導体装置
US20030118066A1 (en) Graded semiconductor layers for reducing threshold voltage for a nitride-based laser diode structure
JPH11135834A (ja) 発光ダイオード装置及びその製造方法
JPH0832180A (ja) 半導体発光素子
US5459746A (en) Surface emission type semiconductor light-emitting device
JPH1131866A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体装置
EP0723322B1 (en) Semiconductor light emitting device and method for fabricating the same
US5732099A (en) Semiconductor light emitting device
JP2011018784A (ja) 半導体レーザ素子及びその駆動方法、並びに、半導体レーザ装置
JP2008172188A (ja) 多波長量子ドットレーザ素子
JP2586349B2 (ja) 半導体発光素子
JPH10150243A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
EP0915542A2 (en) Semiconductor laser having improved current blocking layers and method of forming the same
JP3241326B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP2661576B2 (ja) 半導体発光素子
JP3505780B2 (ja) 半導体発光素子
JPH1027940A (ja) 半導体レーザー装置
US5917243A (en) Semiconductor device having ohmic electrode and method of manufacturing the same
JPH09181398A (ja) 半導体発光素子
JP3207618B2 (ja) 半導体装置
JPH0983079A (ja) 半導体素子
JPH09331105A (ja) 半導体発光素子とその製造方法
JPH06350200A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法