JPH10326944A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH10326944A JPH10326944A JP36028297A JP36028297A JPH10326944A JP H10326944 A JPH10326944 A JP H10326944A JP 36028297 A JP36028297 A JP 36028297A JP 36028297 A JP36028297 A JP 36028297A JP H10326944 A JPH10326944 A JP H10326944A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に設けられる
電極のコンタクト抵抗の低減を図るとともに、電極の寿
命の向上を図ることができる半導体装置の製造方法を提
供する。 【解決手段】 電極を設けるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層をＭＢＥ法などにより成長させ、電極とＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層との界面やＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
の内部におけるダングリングボンドに水素を結合させ、
あるいは、小規模な原子の再配列を起こさせてダングリ
ングボンド密度を低減する。処理温度は、電極形成前に
少なくとも水素を含む雰囲気中で処理する場合には２５
０〜５００℃とし、電極形成後に少なくとも水素を含む
雰囲気中で処理する場合には３１０〜５００℃とし、電
極形成前または後に水素プラズマ雰囲気中、真空中また
は不活性ガス雰囲気中で処理する場合には３００℃以下
とする。
電極のコンタクト抵抗の低減を図るとともに、電極の寿
命の向上を図ることができる半導体装置の製造方法を提
供する。 【解決手段】 電極を設けるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層をＭＢＥ法などにより成長させ、電極とＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層との界面やＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
の内部におけるダングリングボンドに水素を結合させ、
あるいは、小規模な原子の再配列を起こさせてダングリ
ングボンド密度を低減する。処理温度は、電極形成前に
少なくとも水素を含む雰囲気中で処理する場合には２５
０〜５００℃とし、電極形成後に少なくとも水素を含む
雰囲気中で処理する場合には３１０〜５００℃とし、電
極形成前または後に水素プラズマ雰囲気中、真空中また
は不活性ガス雰囲気中で処理する場合には３００℃以下
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置の製
造方法に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用い
た半導体装置、例えば半導体レーザや発光ダイオードの
ような半導体発光素子の製造に適用して好適なものであ
る。
造方法に関し、特に、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用い
た半導体装置、例えば半導体レーザや発光ダイオードの
ような半導体発光素子の製造に適用して好適なものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクや光磁気ディスクに対
する記録／再生の高密度化または高解像度化のために、
青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザに対する要求
が高まっており、その実用化を目指して研究が活発に行
われている。
する記録／再生の高密度化または高解像度化のために、
青色ないし緑色で発光可能な半導体レーザに対する要求
が高まっており、その実用化を目指して研究が活発に行
われている。
【０００３】このような青色ないし緑色で発光可能な半
導体レーザの製造に用いる材料としては、亜鉛（Ｚ
ｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、水
銀（Ｈｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などのＩＩ族元素とセ
レン（Ｓｅ）、イオウ（Ｓ）、テルル（Ｔｅ）、酸素
（Ｏ）などのＶＩ族元素とからなるＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体が有望である。特に、四元系ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体であるＺｎＭｇＳＳｅは、結晶性に優れ、入手も
容易なＧａＡｓ基板上への結晶成長が可能であり、例え
ば青色で発光可能な半導体レーザをこのＧａＡｓ基板を
用いて製造するときのクラッド層や光導波層などに適し
ていることが知られている（例えば、Electronics Lett
ers 28(1992)1798）。
導体レーザの製造に用いる材料としては、亜鉛（Ｚ
ｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、水
銀（Ｈｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などのＩＩ族元素とセ
レン（Ｓｅ）、イオウ（Ｓ）、テルル（Ｔｅ）、酸素
（Ｏ）などのＶＩ族元素とからなるＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体が有望である。特に、四元系ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体であるＺｎＭｇＳＳｅは、結晶性に優れ、入手も
容易なＧａＡｓ基板上への結晶成長が可能であり、例え
ば青色で発光可能な半導体レーザをこのＧａＡｓ基板を
用いて製造するときのクラッド層や光導波層などに適し
ていることが知られている（例えば、Electronics Lett
ers 28(1992)1798）。
【０００４】しかしながら、このＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体を用いた半導体レーザにおいては、電極とＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層との界面におけるショットキー障壁
の高さが高いため（例えば、Appl. Phys. Lett. 63(199
3)2612) 、電極のコンタクト抵抗が高く、それが動作電
圧を高くしていた。また、高キャリア濃度のｐ型ＺｎＳ
ｅ層を得ることが困難であることから、このｐ型ＺｎＳ
ｅ層をｐ側電極のコンタクト層として用いるとオーミッ
クコンタクトが得られにくく、これも動作電圧を高くし
ていた。このため、従来のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた半導体レーザは、消費電力（電圧×電流）が高
く、これが動作時の発熱量を多くし、半導体レーザの劣
化をもたらしていた。
導体を用いた半導体レーザにおいては、電極とＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層との界面におけるショットキー障壁
の高さが高いため（例えば、Appl. Phys. Lett. 63(199
3)2612) 、電極のコンタクト抵抗が高く、それが動作電
圧を高くしていた。また、高キャリア濃度のｐ型ＺｎＳ
ｅ層を得ることが困難であることから、このｐ型ＺｎＳ
ｅ層をｐ側電極のコンタクト層として用いるとオーミッ
クコンタクトが得られにくく、これも動作電圧を高くし
ていた。このため、従来のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
用いた半導体レーザは、消費電力（電圧×電流）が高
く、これが動作時の発熱量を多くし、半導体レーザの劣
化をもたらしていた。
【０００５】そこで、この問題を解決するために、ｐ型
ＺｎＳｅ層上にキャリア濃度を十分に高くすることがで
きるｐ型ＺｎＴｅ層を成長させ、このｐ型ＺｎＴｅ層に
ｐ側電極をコンタクトさせる技術が提案された。しかし
ながら、このｐ側電極コンタクト構造では、ｐ型ＺｎＳ
ｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との界面における価電子帯の不連
続が大きく、動作電圧をあまり低くすることができない
ため、ｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との間にｐ型Ｚ
ｎＳｅ層からｐ型ＺｎＴｅ層に組成が徐々に変化するい
わゆるグレーディッド層を形成してｐ型ＺｎＳｅ層とｐ
型ＺｎＴｅ層との界面における価電子帯の不連続を実効
的になくすことにより低動作電圧化を図っていた（例え
ば、Vac. Sci. Technol. B12(1994)2480) 。また、別の
技術として、ｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との間に
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層を形
成してｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との界面におけ
る価電子帯の不連続を実効的になくすことにより低動作
電圧化を図る方法もあった（例えば、Electronics Lett
ers 29(1993)878)。
ＺｎＳｅ層上にキャリア濃度を十分に高くすることがで
きるｐ型ＺｎＴｅ層を成長させ、このｐ型ＺｎＴｅ層に
ｐ側電極をコンタクトさせる技術が提案された。しかし
ながら、このｐ側電極コンタクト構造では、ｐ型ＺｎＳ
ｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との界面における価電子帯の不連
続が大きく、動作電圧をあまり低くすることができない
ため、ｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との間にｐ型Ｚ
ｎＳｅ層からｐ型ＺｎＴｅ層に組成が徐々に変化するい
わゆるグレーディッド層を形成してｐ型ＺｎＳｅ層とｐ
型ＺｎＴｅ層との界面における価電子帯の不連続を実効
的になくすことにより低動作電圧化を図っていた（例え
ば、Vac. Sci. Technol. B12(1994)2480) 。また、別の
技術として、ｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との間に
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ多重量子井戸（ＭＱＷ）層を形
成してｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との界面におけ
る価電子帯の不連続を実効的になくすことにより低動作
電圧化を図る方法もあった（例えば、Electronics Lett
ers 29(1993)878)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようにｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との間にグレー
ディッド層を形成することは、必ずしも容易でない。特
に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法によりグレーディ
ッド層を成長させることは難しい。すなわち、ＭＢＥ装
置においては、分子線源（クヌーセンセル）の前方に設
けられたシャッターの開閉は可能であるが、るつぼから
出てくる分子線のフラックス量を変えることは難しく、
したがって組成を徐々に変化させることは困難が伴う。
このため、グレーディッド層を成長させることは実際に
は難しい。
ようにｐ型ＺｎＳｅ層とｐ型ＺｎＴｅ層との間にグレー
ディッド層を形成することは、必ずしも容易でない。特
に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法によりグレーディ
ッド層を成長させることは難しい。すなわち、ＭＢＥ装
置においては、分子線源（クヌーセンセル）の前方に設
けられたシャッターの開閉は可能であるが、るつぼから
出てくる分子線のフラックス量を変えることは難しく、
したがって組成を徐々に変化させることは困難が伴う。
このため、グレーディッド層を成長させることは実際に
は難しい。
【０００７】また、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層を
成長させる場合にも、分子線フラックス量、基板温度、
成長速度などの制御性を高くしないと、所望のｐ型Ｚｎ
Ｓｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層を成長させることができない。
さらに、ＺｎＳｅおよびＺｎＴｅの格子定数はそれぞれ
５．６６９４２Åおよび６．１０Åであり、それらの間
に比較的大きな格子定数差があるため、ｐ型ＺｎＳｅ／
ＺｎＴｅＭＱＷ層の成長時にｐ型ＺｎＳｅ層上にｐ型Ｚ
ｎＴｅ層を成長させると、その界面にミスフィット転位
や点欠陥が導入されてしまい、結晶性が悪化する。ま
た、このミスフィット転位や点欠陥の所に存在するダン
グリングボンドが正孔のトラップとなり、正孔がこのダ
ングリングボンドにトラップされることによりｐ型キャ
リア濃度が減少し、動作電圧の増加を招く。
成長させる場合にも、分子線フラックス量、基板温度、
成長速度などの制御性を高くしないと、所望のｐ型Ｚｎ
Ｓｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層を成長させることができない。
さらに、ＺｎＳｅおよびＺｎＴｅの格子定数はそれぞれ
５．６６９４２Åおよび６．１０Åであり、それらの間
に比較的大きな格子定数差があるため、ｐ型ＺｎＳｅ／
ＺｎＴｅＭＱＷ層の成長時にｐ型ＺｎＳｅ層上にｐ型Ｚ
ｎＴｅ層を成長させると、その界面にミスフィット転位
や点欠陥が導入されてしまい、結晶性が悪化する。ま
た、このミスフィット転位や点欠陥の所に存在するダン
グリングボンドが正孔のトラップとなり、正孔がこのダ
ングリングボンドにトラップされることによりｐ型キャ
リア濃度が減少し、動作電圧の増加を招く。
【０００８】さらに、一般に、ｐ側電極とｐ型コンタク
ト層との間のコンタクト抵抗が高いと、正孔がｐ型コン
タクト層に容易に移動することができないため、高い電
圧、したがって大きい電力を印加する必要がある。
ト層との間のコンタクト抵抗が高いと、正孔がｐ型コン
タクト層に容易に移動することができないため、高い電
圧、したがって大きい電力を印加する必要がある。
【０００９】したがって、この発明の目的は、ＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層上に設けられる電極のコンタクト抵
抗の低減を図ることができる半導体装置の製造方法を提
供することにある。
Ｉ族化合物半導体層上に設けられる電極のコンタクト抵
抗の低減を図ることができる半導体装置の製造方法を提
供することにある。
【００１０】この発明の他の目的は、ＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層上に設けられる電極の寿命の向上を図ること
ができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
物半導体層上に設けられる電極の寿命の向上を図ること
ができる半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｈｇ
およびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも一種のＩ
Ｉ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ば
れた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成されたＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半導体装置
の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成
長させた後、電極を形成する前に、少なくとも水素を含
む雰囲気中で処理を行うようにしたことを特徴とするも
のである。
に、この発明の第１の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｈｇ
およびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも一種のＩ
Ｉ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ば
れた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成されたＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半導体装置
の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成
長させた後、電極を形成する前に、少なくとも水素を含
む雰囲気中で処理を行うようにしたことを特徴とするも
のである。
【００１２】この第１の発明において、少なくとも水素
を含む雰囲気中での処理は、常温で行ってもよいが、水
素によるダングリングボンドの終端を十分に行うために
は、好適には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度
以上の温度で行う。具体的には、この少なくとも水素を
含む雰囲気中での処理は、２５０℃以上５００℃以下の
温度で行う。ここで、処理温度の上限を５００℃として
いるのは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の劣化を防止す
るためである。また、この少なくとも水素を含む雰囲気
中での処理の時間は、典型的には、２時間以内とする。
を含む雰囲気中での処理は、常温で行ってもよいが、水
素によるダングリングボンドの終端を十分に行うために
は、好適には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度
以上の温度で行う。具体的には、この少なくとも水素を
含む雰囲気中での処理は、２５０℃以上５００℃以下の
温度で行う。ここで、処理温度の上限を５００℃として
いるのは、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の劣化を防止す
るためである。また、この少なくとも水素を含む雰囲気
中での処理の時間は、典型的には、２時間以内とする。
【００１３】この発明の第２の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群
より選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成
されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半
導体装置の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層上に電極を形成した後、少なくとも水素を含む雰囲
気中で処理を行うようにしたことを特徴とするものであ
る。
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群
より選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成
されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半
導体装置の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層上に電極を形成した後、少なくとも水素を含む雰囲
気中で処理を行うようにしたことを特徴とするものであ
る。
【００１４】この第２の発明において、少なくとも水素
を含む雰囲気中での処理は、常温で行ってもよいが、水
素によるダングリングボンドの終端を十分に行うために
は、好適には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度
以上の温度で行う。具体的には、この水素雰囲気中での
処理は、３１０℃以上５００℃以下の温度で行う。ここ
で、処理温度の上限を５００℃としているのは、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層の劣化を防止するためである。ま
た、この少なくとも水素を含む雰囲気中での処理の時間
は、典型的には、２時間以内とする。
を含む雰囲気中での処理は、常温で行ってもよいが、水
素によるダングリングボンドの終端を十分に行うために
は、好適には、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長温度
以上の温度で行う。具体的には、この水素雰囲気中での
処理は、３１０℃以上５００℃以下の温度で行う。ここ
で、処理温度の上限を５００℃としているのは、ＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層の劣化を防止するためである。ま
た、この少なくとも水素を含む雰囲気中での処理の時間
は、典型的には、２時間以内とする。
【００１５】この発明の第３の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群
より選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成
されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半
導体装置の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層を成長させた後、水素プラズマ雰囲気中で処理を行
うようにしたことを特徴とするものである。
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群
より選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成
されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半
導体装置の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層を成長させた後、水素プラズマ雰囲気中で処理を行
うようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】この第３の発明において、水素プラズマ雰
囲気中での処理は、電極を形成する前に行ってもよい
し、電極を形成した後に行ってもよい。また、この水素
プラズマ雰囲気中での処理は、典型的には、３００℃以
下の温度で行う。また、この水素プラズマ雰囲気中での
処理の時間は、処理の温度によっても異なるが、典型的
には１０分以内、好適には１分以内とする。さらに、ダ
ングリングボンド低減の効果をより高めるために、好適
には、この水素プラズマ雰囲気中での処理を行った後、
例えば不活性ガス雰囲気中で熱処理を２時間以内行う。
囲気中での処理は、電極を形成する前に行ってもよい
し、電極を形成した後に行ってもよい。また、この水素
プラズマ雰囲気中での処理は、典型的には、３００℃以
下の温度で行う。また、この水素プラズマ雰囲気中での
処理の時間は、処理の温度によっても異なるが、典型的
には１０分以内、好適には１分以内とする。さらに、ダ
ングリングボンド低減の効果をより高めるために、好適
には、この水素プラズマ雰囲気中での処理を行った後、
例えば不活性ガス雰囲気中で熱処理を２時間以内行う。
【００１７】この発明の第４の発明は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃ
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群
より選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成
されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半
導体装置の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層上に電極を形成した後、真空中または不活性ガス雰
囲気中で熱処理を行うようにしたことを特徴とするもの
である。
ｄ、ＨｇおよびＢｅからなる群より選ばれた少なくとも
一種のＩＩ族元素とＳｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群
より選ばれた少なくとも一種のＶＩ族元素とにより構成
されたＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を有する半
導体装置の製造方法において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層上に電極を形成した後、真空中または不活性ガス雰
囲気中で熱処理を行うようにしたことを特徴とするもの
である。
【００１８】この第４の発明において、真空中または不
活性ガス雰囲気中での処理は、典型的には、３００℃以
下の温度で行う。また、この真空中または不活性ガス雰
囲気中での処理の時間は、処理の温度によっても異なる
が、典型的には、２時間以内とする。
活性ガス雰囲気中での処理は、典型的には、３００℃以
下の温度で行う。また、この真空中または不活性ガス雰
囲気中での処理の時間は、処理の温度によっても異なる
が、典型的には、２時間以内とする。
【００１９】ここで、参考のために、水素雰囲気中に基
板を置いたときの水素ガス圧力と基板表面に対する水素
衝突速度との関係を図１に示す。また、ｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層の一例としてｐ型ＺｎＴｅ層を常温
（３００Ｋ）において水素雰囲気中で処理したときの処
理時間とｐ型ＺｎＴｅ層中における水素の拡散長２（Ｄ
ｔ）1/2 （ただし、Ｄは水素の拡散係数、ｔは時間）と
の関係を図２に示す。これらは、水素を含む雰囲気中で
処理するときの処理時間などを決定する際の指標となる
ものである。
板を置いたときの水素ガス圧力と基板表面に対する水素
衝突速度との関係を図１に示す。また、ｐ型ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層の一例としてｐ型ＺｎＴｅ層を常温
（３００Ｋ）において水素雰囲気中で処理したときの処
理時間とｐ型ＺｎＴｅ層中における水素の拡散長２（Ｄ
ｔ）1/2 （ただし、Ｄは水素の拡散係数、ｔは時間）と
の関係を図２に示す。これらは、水素を含む雰囲気中で
処理するときの処理時間などを決定する際の指標となる
ものである。
【００２０】上述のように構成されたこの発明の第１の
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させ
た後、電極を形成する前に、少なくとも水素を含む雰囲
気中で処理を行うようにしていることにより、このＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層の表面または内部に存在するダ
ングリングボンドに水素を結合させてキャリアのトラッ
プとして働かないようにすることができる。これによっ
て、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に対する電極のコンタ
クト抵抗の低減を図ることができる。そして、この電極
のコンタクト抵抗の低減により半導体発光素子の動作電
圧の低減を図ることができるため、電極の寿命の向上を
図ることができる。
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させ
た後、電極を形成する前に、少なくとも水素を含む雰囲
気中で処理を行うようにしていることにより、このＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層の表面または内部に存在するダ
ングリングボンドに水素を結合させてキャリアのトラッ
プとして働かないようにすることができる。これによっ
て、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に対する電極のコンタ
クト抵抗の低減を図ることができる。そして、この電極
のコンタクト抵抗の低減により半導体発光素子の動作電
圧の低減を図ることができるため、電極の寿命の向上を
図ることができる。
【００２１】上述のように構成されたこの発明の第２の
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を
形成した後、少なくとも水素を含む雰囲気中で処理を行
うようにしていることにより、この電極とＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層との界面またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層の内部に存在するダングリングボンドに水素を結合
させてキャリアのトラップとして働かないようにするこ
とができる。これによって、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層に対する電極のコンタクト抵抗の低減を図ることがで
きる。そして、この電極のコンタクト抵抗の低減により
半導体発光素子の動作電圧の低減を図ることができるた
め、電極の寿命の向上を図ることができる。
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を
形成した後、少なくとも水素を含む雰囲気中で処理を行
うようにしていることにより、この電極とＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体層との界面またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層の内部に存在するダングリングボンドに水素を結合
させてキャリアのトラップとして働かないようにするこ
とができる。これによって、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層に対する電極のコンタクト抵抗の低減を図ることがで
きる。そして、この電極のコンタクト抵抗の低減により
半導体発光素子の動作電圧の低減を図ることができるた
め、電極の寿命の向上を図ることができる。
【００２２】上述のように構成されたこの発明の第３の
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させ
た後、水素プラズマ雰囲気中で処理を行うようにしてい
ることにより、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の表面
または内部に存在するダングリングボンドに水素を結合
させてキャリアのトラップとして働かないようにするこ
とができる。これによって、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層に対する電極のコンタクト抵抗の低減を図ることがで
きる。そして、この電極のコンタクト抵抗の低減により
半導体発光素子の動作電圧の低減を図ることができるた
め、電極の寿命の向上を図ることができる。
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させ
た後、水素プラズマ雰囲気中で処理を行うようにしてい
ることにより、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の表面
または内部に存在するダングリングボンドに水素を結合
させてキャリアのトラップとして働かないようにするこ
とができる。これによって、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
層に対する電極のコンタクト抵抗の低減を図ることがで
きる。そして、この電極のコンタクト抵抗の低減により
半導体発光素子の動作電圧の低減を図ることができるた
め、電極の寿命の向上を図ることができる。
【００２３】上述のように構成されたこの発明の第４の
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を
形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気中で熱処理
を行うようにしていることにより、この電極とＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層との界面の付近におけるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の
内部で原子の小規模な再配列が起き、それによってダン
グリングボンド密度が低減される。このため、ダングリ
ングボンドによるキャリアのトラップが少なくなる。こ
れによって、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に対する電極
のコンタクト抵抗の低減を図ることができる。そして、
この電極のコンタクト抵抗の低減により半導体発光素子
の動作電圧の低減を図ることができるため、電極の寿命
の向上を図ることができる。
発明によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に電極を
形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気中で熱処理
を行うようにしていることにより、この電極とＩＩ−Ｖ
Ｉ族化合物半導体層との界面の付近におけるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の
内部で原子の小規模な再配列が起き、それによってダン
グリングボンド密度が低減される。このため、ダングリ
ングボンドによるキャリアのトラップが少なくなる。こ
れによって、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に対する電極
のコンタクト抵抗の低減を図ることができる。そして、
この電極のコンタクト抵抗の低減により半導体発光素子
の動作電圧の低減を図ることができるため、電極の寿命
の向上を図ることができる。
【００２４】
【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。
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。
【００２５】まず、この発明の第１の実施形態による半
導体レーザの製造方法について説明する。この第１の実
施形態においては、図３に示すような半導体レーザを製
造する。この半導体レーザは、ＳＣＨ（Separate Confi
nement Heterostructure）構造を有するものである。
導体レーザの製造方法について説明する。この第１の実
施形態においては、図３に示すような半導体レーザを製
造する。この半導体レーザは、ＳＣＨ（Separate Confi
nement Heterostructure）構造を有するものである。
【００２６】この第１の実施形態においては、まず、図
示省略したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成長用のＭＢＥ装
置の超高真空に排気された真空容器内の基板ホルダーに
ｎ型ＧａＡｓ基板１を装着する。このｎ型ＧａＡｓ基板
１は例えば（１００）面方位を有し、ｎ型不純物として
例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされている。このｎ型
ＧａＡｓ基板１の厚さは例えば３５０μｍである。
示省略したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体成長用のＭＢＥ装
置の超高真空に排気された真空容器内の基板ホルダーに
ｎ型ＧａＡｓ基板１を装着する。このｎ型ＧａＡｓ基板
１は例えば（１００）面方位を有し、ｎ型不純物として
例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされている。このｎ型
ＧａＡｓ基板１の厚さは例えば３５０μｍである。
【００２７】次に、このｎ型ＧａＡｓ基板１を所定の成
長温度に加熱した後、このｎ型ＧａＡｓ基板１上にＭＢ
Ｅ法により、ｎ型不純物として例えばＳｉがドープされ
たｎ型ＧａＡｓバッファ層２を成長させる。このｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層２の厚さは例えば２０ｎｍである。こ
の場合、ｎ型不純物であるＳｉのドーピングは、Ｓｉの
分子線源（クヌーセンセル）を用いて行う。なお、この
ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の成長は、ｎ型ＧａＡｓ基板
１を例えば５８０℃付近の温度に加熱してその表面をサ
ーマルエッチングすることにより表面酸化膜などを除去
して表面清浄化を行った後に行ってもよい。
長温度に加熱した後、このｎ型ＧａＡｓ基板１上にＭＢ
Ｅ法により、ｎ型不純物として例えばＳｉがドープされ
たｎ型ＧａＡｓバッファ層２を成長させる。このｎ型Ｇ
ａＡｓバッファ層２の厚さは例えば２０ｎｍである。こ
の場合、ｎ型不純物であるＳｉのドーピングは、Ｓｉの
分子線源（クヌーセンセル）を用いて行う。なお、この
ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の成長は、ｎ型ＧａＡｓ基板
１を例えば５８０℃付近の温度に加熱してその表面をサ
ーマルエッチングすることにより表面酸化膜などを除去
して表面清浄化を行った後に行ってもよい。
【００２８】次に、このようにしてｎ型ＧａＡｓバッフ
ァ層２が成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１を、図示省略し
た真空搬送路を介して、上述のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体成長用のＭＢＥ装置から、図４に示すＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体成長用のＭＢＥ装置に搬送する。そして、こ
の図４に示すＭＢＥ装置において、レーザ構造を形成す
る各ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長を行う。この場
合、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の表面は、その成長が行
われてから図４に示すＭＢＥ装置に搬送される間に大気
にさらされないので、清浄のまま保たれる。
ァ層２が成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１を、図示省略し
た真空搬送路を介して、上述のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体成長用のＭＢＥ装置から、図４に示すＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体成長用のＭＢＥ装置に搬送する。そして、こ
の図４に示すＭＢＥ装置において、レーザ構造を形成す
る各ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長を行う。この場
合、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の表面は、その成長が行
われてから図４に示すＭＢＥ装置に搬送される間に大気
にさらされないので、清浄のまま保たれる。
【００２９】図４に示すように、このＭＢＥ装置におい
ては、図示省略した超高真空排気装置により超高真空に
排気された真空容器２１内に基板ホルダー２２が設けら
れ、この基板ホルダー２２に成長を行うべき基板が装着
される。この真空容器２１内には、基板ホルダー２２に
対向して複数の分子線源（クヌーセンセル）２３が取り
付けられている。この場合、分子線源２３としては、Ｚ
ｎ、Ｓｅ、Ｍｇ、ＺｎＳ、Ｃｄ、Ｔｅ、ＺｎＣｌ2 など
の分子線源が用意されている。これらの分子線源２３の
それぞれの前方にはシャッター２４が開閉可能に設けら
れている。真空容器２１内にはさらに、電子サイクロト
ロン共鳴（ＥＣＲ）または高周波（ＲＦ）によるプラズ
マセル２５が基板ホルダー２２に対向して取り付けられ
ている。真空容器２１内にはまた、反射型高速電子回折
（ＲＨＥＥＤ）電子銃２６および蛍光スクリーン２７が
取り付けられており、基板表面のＲＨＥＥＤパターンを
観察することができるようになっている。真空容器２１
内にはさらに、四重極質量分析計２８も取り付けられて
いる。
ては、図示省略した超高真空排気装置により超高真空に
排気された真空容器２１内に基板ホルダー２２が設けら
れ、この基板ホルダー２２に成長を行うべき基板が装着
される。この真空容器２１内には、基板ホルダー２２に
対向して複数の分子線源（クヌーセンセル）２３が取り
付けられている。この場合、分子線源２３としては、Ｚ
ｎ、Ｓｅ、Ｍｇ、ＺｎＳ、Ｃｄ、Ｔｅ、ＺｎＣｌ2 など
の分子線源が用意されている。これらの分子線源２３の
それぞれの前方にはシャッター２４が開閉可能に設けら
れている。真空容器２１内にはさらに、電子サイクロト
ロン共鳴（ＥＣＲ）または高周波（ＲＦ）によるプラズ
マセル２５が基板ホルダー２２に対向して取り付けられ
ている。真空容器２１内にはまた、反射型高速電子回折
（ＲＨＥＥＤ）電子銃２６および蛍光スクリーン２７が
取り付けられており、基板表面のＲＨＥＥＤパターンを
観察することができるようになっている。真空容器２１
内にはさらに、四重極質量分析計２８も取り付けられて
いる。
【００３０】さて、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２上にレー
ザ構造を形成する各ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長
させるためには、図４に示すＭＢＥ装置の真空容器２１
内の基板ホルダー２２に、このｎ型ＧａＡｓバッファ層
２が成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１を装着する。次に、
このｎ型ＧａＡｓ基板１を所定の成長温度、例えば約２
５０℃に設定してＭＢＥ法による成長を開始する。すな
わち、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に、ｎ型ＺｎＳｅバ
ッファ層３、ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ層４、ｎ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層５、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、活
性層７、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８、ｐ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０および
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１を順次成長させる。
ザ構造を形成する各ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長
させるためには、図４に示すＭＢＥ装置の真空容器２１
内の基板ホルダー２２に、このｎ型ＧａＡｓバッファ層
２が成長されたｎ型ＧａＡｓ基板１を装着する。次に、
このｎ型ＧａＡｓ基板１を所定の成長温度、例えば約２
５０℃に設定してＭＢＥ法による成長を開始する。すな
わち、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に、ｎ型ＺｎＳｅバ
ッファ層３、ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ層４、ｎ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層５、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６、活
性層７、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８、ｐ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０および
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１を順次成長させる。
【００３１】ここで、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３は厚さ
が例えば２０ｎｍであり、ｎ型不純物として例えば塩素
（Ｃｌ）がドープされている。ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ
層４は厚さが例えば５０ｎｍであり、ｎ型不純物として
例えばＣｌがドープされている。ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅク
ラッド層５は厚さが例えば１μｍであり、ｎ型不純物と
して例えばＣｌがドープされている。ｎ型ＺｎＳＳｅ光
導波層６は厚さが例えば４５ｎｍであり、ｎ型不純物と
して例えばＣｌがドープされている。このｎ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６のＶＩ族元素の組成比は例えばＳが６％、
Ｓｅが９４％である。活性層７は、例えば、厚さが６ｎ
ｍのＺｎＣｄＳｅ層からなる単一量子井戸構造を有す
る。このＺｎＣｄＳｅ層のＩＩ族元素の組成比は例えば
Ｚｎが８０％、Ｃｄが２０％であり、その格子定数はｎ
型ＧａＡｓ基板１の格子定数よりも若干大きくなってい
る。ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８は厚さが例えば４５ｎｍ
であり、ｐ型不純物として例えば窒素（Ｎ）がドープさ
れている。このｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８のＶＩ族元素
の組成比は例えばＳが６％、Ｓｅが９４％である。ｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９は厚さが例えば１μｍであ
り、ｐ型不純物として例えばＮがドープされている。ｐ
型ＺｎＳＳｅキャップ層１０は厚さが例えば１μｍであ
り、ｐ型不純物として例えばＮがドープされている。ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層１１は厚さが例えば１００ｎｍ
であり、ｐ型不純物として例えばＮがドープされてい
る。
が例えば２０ｎｍであり、ｎ型不純物として例えば塩素
（Ｃｌ）がドープされている。ｎ型ＺｎＳＳｅバッファ
層４は厚さが例えば５０ｎｍであり、ｎ型不純物として
例えばＣｌがドープされている。ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅク
ラッド層５は厚さが例えば１μｍであり、ｎ型不純物と
して例えばＣｌがドープされている。ｎ型ＺｎＳＳｅ光
導波層６は厚さが例えば４５ｎｍであり、ｎ型不純物と
して例えばＣｌがドープされている。このｎ型ＺｎＳＳ
ｅ光導波層６のＶＩ族元素の組成比は例えばＳが６％、
Ｓｅが９４％である。活性層７は、例えば、厚さが６ｎ
ｍのＺｎＣｄＳｅ層からなる単一量子井戸構造を有す
る。このＺｎＣｄＳｅ層のＩＩ族元素の組成比は例えば
Ｚｎが８０％、Ｃｄが２０％であり、その格子定数はｎ
型ＧａＡｓ基板１の格子定数よりも若干大きくなってい
る。ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８は厚さが例えば４５ｎｍ
であり、ｐ型不純物として例えば窒素（Ｎ）がドープさ
れている。このｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８のＶＩ族元素
の組成比は例えばＳが６％、Ｓｅが９４％である。ｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層９は厚さが例えば１μｍであ
り、ｐ型不純物として例えばＮがドープされている。ｐ
型ＺｎＳＳｅキャップ層１０は厚さが例えば１μｍであ
り、ｐ型不純物として例えばＮがドープされている。ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層１１は厚さが例えば１００ｎｍ
であり、ｐ型不純物として例えばＮがドープされてい
る。
【００３２】ｎ型ＺｎＳｅバッファ層３、ｎ型ＺｎＳＳ
ｅバッファ層４、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５およ
びｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６のｎ型不純物としてのＣｌ
のドーピングは、例えばＺｎＣｌ2 をドーパントとして
用いて行う。また、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８、ｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層
１０およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１のｐ型不純物
としてのＮのドーピングは、図２に示すＭＢＥ装置のプ
ラズマセル２５において、窒素ガス導入管２５ａから導
入されるＮ2 ガスのプラズマ化を行い、これにより発生
されたＮ2 プラズマを基板表面に照射することにより行
う。
ｅバッファ層４、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５およ
びｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６のｎ型不純物としてのＣｌ
のドーピングは、例えばＺｎＣｌ2 をドーパントとして
用いて行う。また、ｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８、ｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅクラッド層９、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層
１０およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１のｐ型不純物
としてのＮのドーピングは、図２に示すＭＢＥ装置のプ
ラズマセル２５において、窒素ガス導入管２５ａから導
入されるＮ2 ガスのプラズマ化を行い、これにより発生
されたＮ2 プラズマを基板表面に照射することにより行
う。
【００３３】次に、上述のようにしてＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体層の成長が終了したｎ型ＧａＡｓ基板１をＭＢ
Ｅ装置の外部に取り出し、図５に示す水素アニール装置
において、水素雰囲気中でアニールを行う。図５に示す
ように、この水素アニール装置においては、例えば石英
製の反応管３１内に例えばカーボン製のサセプター３２
が設けられ、このサセプター３２上に水素アニールを行
うべき基板が保持される。この反応管３１の外部にはＲ
Ｆコイル３３が設けられている。この反応管３１には、
水素ボンベ３４から供給される水素ガスを水素純化装置
３５を通して高純度化した水素ガスが供給されるように
なっている。反応管３１内は例えば常圧に保持される。
この反応管３１内のＨ2 分圧は、通常、１０-6〜１０-7
Ｔｏｒｒ以上であれば十分である。
物半導体層の成長が終了したｎ型ＧａＡｓ基板１をＭＢ
Ｅ装置の外部に取り出し、図５に示す水素アニール装置
において、水素雰囲気中でアニールを行う。図５に示す
ように、この水素アニール装置においては、例えば石英
製の反応管３１内に例えばカーボン製のサセプター３２
が設けられ、このサセプター３２上に水素アニールを行
うべき基板が保持される。この反応管３１の外部にはＲ
Ｆコイル３３が設けられている。この反応管３１には、
水素ボンベ３４から供給される水素ガスを水素純化装置
３５を通して高純度化した水素ガスが供給されるように
なっている。反応管３１内は例えば常圧に保持される。
この反応管３１内のＨ2 分圧は、通常、１０-6〜１０-7
Ｔｏｒｒ以上であれば十分である。
【００３４】さて、図５において、上述のようにしてＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層の成長が終了したｎ型ＧａＡ
ｓ基板１をサセプター３２上に保持し、ＲＦコイル３３
に通電を行ってこのｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば３３０
℃に加熱し、この温度で所望の時間保持して水素アニー
ルを行う。ここで、水素アニール温度を３３０℃と比較
的高くしているのは、水素アニールによる効果を十分に
得るとともに、ＭＢＥ装置から水素アニール装置への搬
送途中でｎ型ＧａＡｓ基板１が大気にさらされることに
よりｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１の表面が汚染される
おそれがあるため、このｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１
の表面清浄化を行うためである。
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体層の成長が終了したｎ型ＧａＡ
ｓ基板１をサセプター３２上に保持し、ＲＦコイル３３
に通電を行ってこのｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば３３０
℃に加熱し、この温度で所望の時間保持して水素アニー
ルを行う。ここで、水素アニール温度を３３０℃と比較
的高くしているのは、水素アニールによる効果を十分に
得るとともに、ＭＢＥ装置から水素アニール装置への搬
送途中でｎ型ＧａＡｓ基板１が大気にさらされることに
よりｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１の表面が汚染される
おそれがあるため、このｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１
の表面清浄化を行うためである。
【００３５】次に、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上に
一方向に延びる幅が例えば１０μｍのストライプ形状の
レジストパターン（図示せず）をリソグラフィーにより
形成した後、このレジストパターンをマスクとしてｐ型
ＺｎＳＳｅキャップ層１０の厚さ方向の途中の深さまで
ウエットエッチング法またはドライエッチング法により
エッチングする。これによって、ｐ型ＺｎＳＳｅキャッ
プ層１０の上層部およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１
がストライプ形状にパターニングされる。
一方向に延びる幅が例えば１０μｍのストライプ形状の
レジストパターン（図示せず）をリソグラフィーにより
形成した後、このレジストパターンをマスクとしてｐ型
ＺｎＳＳｅキャップ層１０の厚さ方向の途中の深さまで
ウエットエッチング法またはドライエッチング法により
エッチングする。これによって、ｐ型ＺｎＳＳｅキャッ
プ層１０の上層部およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１
がストライプ形状にパターニングされる。
【００３６】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面にＡｌ2Ｏ3 膜を真空蒸着し
た後、このレジストパターンを、その上に形成されたＡ
ｌ2Ｏ3 膜とともに除去する（リフトオフ）。これによ
って、ストライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳＳｅキャッ
プ層１０上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１２が形
成され、電流狭窄構造が形成される。
パターンを残したまま全面にＡｌ2Ｏ3 膜を真空蒸着し
た後、このレジストパターンを、その上に形成されたＡ
ｌ2Ｏ3 膜とともに除去する（リフトオフ）。これによ
って、ストライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳＳｅキャッ
プ層１０上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜からなる絶縁層１２が形
成され、電流狭窄構造が形成される。
【００３７】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層１１および絶縁層１２の全面に例えばＡｕ膜を
真空蒸着法により形成してＡｕ電極からなるｐ側電極１
３を形成し、このｐ側電極１３をｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層１１とオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１の裏面には、例えばＩｎ膜を真空蒸着法に
より形成してＩｎ電極からなるｎ側電極１４を形成す
る。なお、ｐ側電極１３またはｎ側電極１４を形成した
後、それらのオーミックコンタクト特性を良好にするた
めに熱処理を行ってもよい。
タクト層１１および絶縁層１２の全面に例えばＡｕ膜を
真空蒸着法により形成してＡｕ電極からなるｐ側電極１
３を形成し、このｐ側電極１３をｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層１１とオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１の裏面には、例えばＩｎ膜を真空蒸着法に
より形成してＩｎ電極からなるｎ側電極１４を形成す
る。なお、ｐ側電極１３またはｎ側電極１４を形成した
後、それらのオーミックコンタクト特性を良好にするた
めに熱処理を行ってもよい。
【００３８】次に、以上のようにしてレーザ構造が形成
されたｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば幅６００μｍのバー
状に劈開して両共振器端面を形成し、さらに例えば真空
蒸着法により端面コーティングを施した後、このバーを
劈開してチップ化し、パッケージングを行う。
されたｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば幅６００μｍのバー
状に劈開して両共振器端面を形成し、さらに例えば真空
蒸着法により端面コーティングを施した後、このバーを
劈開してチップ化し、パッケージングを行う。
【００３９】上述のようにして製造された半導体レーザ
において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長後に行っ
た水素アニールの効果を見るために、水素アニールを行
わなかった半導体レーザを別途製造し、それらの特性を
比較した。以下その結果について説明する。
において、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長後に行っ
た水素アニールの効果を見るために、水素アニールを行
わなかった半導体レーザを別途製造し、それらの特性を
比較した。以下その結果について説明する。
【００４０】この半導体レーザにおいては、ｎ側電極１
４とｐ側電極１３との間に所定の電圧が印加されると活
性層７に電流が注入され、この電流がしきい値電流に達
するとレーザ発振が起きる。この場合、ｐ側電極１３と
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１との界面でのコンタクト
抵抗が高いと、動作電圧は高くなる。
４とｐ側電極１３との間に所定の電圧が印加されると活
性層７に電流が注入され、この電流がしきい値電流に達
するとレーザ発振が起きる。この場合、ｐ側電極１３と
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１との界面でのコンタクト
抵抗が高いと、動作電圧は高くなる。
【００４１】図６は、水素アニールを３３０℃で１５分
間行った半導体レーザの電圧−電流特性および光出力−
電流特性の測定結果を示す。また、図７は、水素アニー
ルを行わなかった半導体レーザの電圧−電流特性および
光出力−電流特性の測定結果を示す。図６および図７の
電圧−電流特性から、水素アニールを３３０℃で１５分
間行った半導体レーザでは電流が流れ始める電圧が約７
Ｖと、水素アニールを行わなかった半導体レーザで電流
が流れ始める電圧（約９Ｖ）と比較して約２Ｖ低下して
いることがわかる。また、図６および図７の光出力−電
流特性から、水素アニールを３３０℃で１５分間行った
半導体レーザでは光出力が急激に立ち上がるレーザ発振
時の電圧は約１０．５Ｖと、水素アニールを行わなかっ
た半導体レーザのレーザ発振時の電圧（約１３．５Ｖ）
と比較して約３Ｖ低下していることがわかる。これらの
ことは、水素アニールにより、ｐ側電極１３とｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層１１との界面でのコンタクト抵抗が下
がり、レーザ発振時の電圧が低下したことに対応する。
すなわち、これは、水素アニールにより、ｐ側電極１３
とｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１との界面におけるダン
グリングボンドに水素が結合し、この界面における界面
準位が大幅に減少し、その結果、この界面におけるショ
ットキー障壁高さが低くなるためと理解される。このよ
うにｐ側電極１３とｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１との
界面でのコンタクト抵抗が低下し、動作電圧が低下する
と、半導体レーザの消費電力（電圧×電流）が低下し、
動作時に発生する熱量も少なくなり、寿命が長くなる。
また、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１にｐ側電極１３を
コンタクトさせた単純なｐ側電極コンタクト構造を用い
ても、動作電圧を十分に低くすることができるので、従
来のようにｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層やグレーデ
ィッド層の結晶成長を行う必要がなく、量産性、生産性
に優れている。
間行った半導体レーザの電圧−電流特性および光出力−
電流特性の測定結果を示す。また、図７は、水素アニー
ルを行わなかった半導体レーザの電圧−電流特性および
光出力−電流特性の測定結果を示す。図６および図７の
電圧−電流特性から、水素アニールを３３０℃で１５分
間行った半導体レーザでは電流が流れ始める電圧が約７
Ｖと、水素アニールを行わなかった半導体レーザで電流
が流れ始める電圧（約９Ｖ）と比較して約２Ｖ低下して
いることがわかる。また、図６および図７の光出力−電
流特性から、水素アニールを３３０℃で１５分間行った
半導体レーザでは光出力が急激に立ち上がるレーザ発振
時の電圧は約１０．５Ｖと、水素アニールを行わなかっ
た半導体レーザのレーザ発振時の電圧（約１３．５Ｖ）
と比較して約３Ｖ低下していることがわかる。これらの
ことは、水素アニールにより、ｐ側電極１３とｐ型Ｚｎ
Ｓｅコンタクト層１１との界面でのコンタクト抵抗が下
がり、レーザ発振時の電圧が低下したことに対応する。
すなわち、これは、水素アニールにより、ｐ側電極１３
とｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１との界面におけるダン
グリングボンドに水素が結合し、この界面における界面
準位が大幅に減少し、その結果、この界面におけるショ
ットキー障壁高さが低くなるためと理解される。このよ
うにｐ側電極１３とｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１との
界面でのコンタクト抵抗が低下し、動作電圧が低下する
と、半導体レーザの消費電力（電圧×電流）が低下し、
動作時に発生する熱量も少なくなり、寿命が長くなる。
また、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１にｐ側電極１３を
コンタクトさせた単純なｐ側電極コンタクト構造を用い
ても、動作電圧を十分に低くすることができるので、従
来のようにｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層やグレーデ
ィッド層の結晶成長を行う必要がなく、量産性、生産性
に優れている。
【００４２】図８は、水素アニールを３３０℃で１０秒
間行った半導体レーザの電圧−電流特性および光出力−
電流特性の測定結果を示す。図８から、水素アニールの
時間が１０秒と短時間でも、水素アニールを行わなかっ
た半導体レーザと比較して、レーザ発振時の電圧が低下
しているのがわかる。また、水素アニールを行った半導
体レーザでは電流が流れ始める電圧が約９Ｖと、水素ア
ニールを行わなかった半導体レーザで電流が流れ始める
電圧とほぼ同じであるが、光出力が急激に立ち上がるレ
ーザ発振時の電圧は約１１．５Ｖと水素アニールを行わ
なかった半導体レーザと比較して約２Ｖ低下しているこ
とがわかる。
間行った半導体レーザの電圧−電流特性および光出力−
電流特性の測定結果を示す。図８から、水素アニールの
時間が１０秒と短時間でも、水素アニールを行わなかっ
た半導体レーザと比較して、レーザ発振時の電圧が低下
しているのがわかる。また、水素アニールを行った半導
体レーザでは電流が流れ始める電圧が約９Ｖと、水素ア
ニールを行わなかった半導体レーザで電流が流れ始める
電圧とほぼ同じであるが、光出力が急激に立ち上がるレ
ーザ発振時の電圧は約１１．５Ｖと水素アニールを行わ
なかった半導体レーザと比較して約２Ｖ低下しているこ
とがわかる。
【００４３】いま、水素アニールによる半導体レーザの
動作電圧の低下分ΔＶをΔＶ＝Ｖ0−Ｖ1 と定義する。
ここで、Ｖ0 、Ｖ1 はそれぞれ水素アニールを行わなか
った半導体レーザおよび水素アニールを行った半導体レ
ーザの発振しきい値電流（約８５ｍＡ）での印加電圧で
ある。図９は水素アニール時間と電圧低下分ΔＶとの関
係を示す。図９より、水素アニール時間が０．０１秒と
極めて短時間でも、電圧低下分ΔＶとして約０．５Ｖが
得られ、水素アニールの効果が得られることがわかる。
この結果は、水素アニールを３３０℃で行った場合のも
のであるが、この水素アニールによる電圧低下の効果
は、アニール温度がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
温度以上、例えば２５０℃以上であれば、十分に得られ
る。
動作電圧の低下分ΔＶをΔＶ＝Ｖ0−Ｖ1 と定義する。
ここで、Ｖ0 、Ｖ1 はそれぞれ水素アニールを行わなか
った半導体レーザおよび水素アニールを行った半導体レ
ーザの発振しきい値電流（約８５ｍＡ）での印加電圧で
ある。図９は水素アニール時間と電圧低下分ΔＶとの関
係を示す。図９より、水素アニール時間が０．０１秒と
極めて短時間でも、電圧低下分ΔＶとして約０．５Ｖが
得られ、水素アニールの効果が得られることがわかる。
この結果は、水素アニールを３３０℃で行った場合のも
のであるが、この水素アニールによる電圧低下の効果
は、アニール温度がＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
温度以上、例えば２５０℃以上であれば、十分に得られ
る。
【００４４】以上のように、この第１の実施形態によれ
ば、ｐ側電極１３が形成されるｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層１１まで成長させた後に水素アニールを行っているこ
とにより、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１の表面のダン
グリングボンドに水素を結合させることができ、このダ
ングリングボンドがキャリア、すなわち正孔のトラップ
として働かないようにすることができる。これによっ
て、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１に対するｐ側電極１
３のコンタクト抵抗の低減を図ることができるので、半
導体レーザの動作電圧の低減を図ることができ、したが
って動作時の発熱量が少なくなり、ｐ側電極１３の長寿
命化、ひいては半導体レーザの長寿命化を図ることがで
きる。
ば、ｐ側電極１３が形成されるｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層１１まで成長させた後に水素アニールを行っているこ
とにより、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１の表面のダン
グリングボンドに水素を結合させることができ、このダ
ングリングボンドがキャリア、すなわち正孔のトラップ
として働かないようにすることができる。これによっ
て、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１に対するｐ側電極１
３のコンタクト抵抗の低減を図ることができるので、半
導体レーザの動作電圧の低減を図ることができ、したが
って動作時の発熱量が少なくなり、ｐ側電極１３の長寿
命化、ひいては半導体レーザの長寿命化を図ることがで
きる。
【００４５】次に、この発明の第２の実施形態による半
導体レーザの製造方法について説明する。この第２の実
施形態においては、図１０に示すような半導体レーザを
製造する。
導体レーザの製造方法について説明する。この第２の実
施形態においては、図１０に示すような半導体レーザを
製造する。
【００４６】この第２の実施形態においては、図１０に
示すように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にさらに
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１６を成長させた後、水素アニールを行
う。この水素アニールは、例えば３３０℃で１５分間行
う。そして、その後にｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０の
厚さ方向の途中の深さまでウエットエッチング法または
ドライエッチング法によりエッチングすることにより、
ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅ
コンタクト層１１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１
５およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６をストライプ形
状にパターニングする。また、ｐ側電極１３は、厚さが
例えば１０ｎｍのＰｄ膜、厚さが例えば１００ｎｍのＰ
ｔ膜および厚さが例えば３００ｎｍのＡｕ膜を真空蒸着
法により順次形成することにより形成したＰｄ／Ｐｔ／
Ａｕ電極とする。その他のことは第１の実施形態と同様
であるので、説明を省略する。
示すように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にさらに
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型ＺｎＴ
ｅコンタクト層１６を成長させた後、水素アニールを行
う。この水素アニールは、例えば３３０℃で１５分間行
う。そして、その後にｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０の
厚さ方向の途中の深さまでウエットエッチング法または
ドライエッチング法によりエッチングすることにより、
ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅ
コンタクト層１１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１
５およびｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６をストライプ形
状にパターニングする。また、ｐ側電極１３は、厚さが
例えば１０ｎｍのＰｄ膜、厚さが例えば１００ｎｍのＰ
ｔ膜および厚さが例えば３００ｎｍのＡｕ膜を真空蒸着
法により順次形成することにより形成したＰｄ／Ｐｔ／
Ａｕ電極とする。その他のことは第１の実施形態と同様
であるので、説明を省略する。
【００４７】この第２の実施形態において、水素アニー
ルを行った半導体レーザと水素アニールを行わなかった
半導体レーザとで電圧−電流特性を比較したところ、水
素アニールを行った半導体レーザでは、水素アニールを
行わなかった半導体レーザと比較して発振しきい値電流
付近で２Ｖ程度の電圧低下が見られた。これは次のよう
に理解される。すなわち、水素アニールを行わなかった
半導体レーザでは、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１
５におけるミスフィット転位の所に存在するダングリン
グボンドが正孔のトラップとなり、正孔がここにトラッ
プされることによりｐ型キャリア濃度が低下し、結果的
にレーザ発振に必要な電圧の上昇を招くことになるのに
対し、この第２の実施形態においては、水素アニールを
行っているので、水素がｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６
の表面から内部に拡散してｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層１５におけるミスフィット転位の所に存在するダン
グリングボンドボンドと結合し、結果としてこのダング
リングボンドボンドが正孔のトラップとして働かなくな
るためと考えられる。また、この水素アニールによる電
圧低下の一部は、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６の表面
のダングリングボンドに水素が結合して正孔のトラップ
として働かなくなることによるものと考えられる。
ルを行った半導体レーザと水素アニールを行わなかった
半導体レーザとで電圧−電流特性を比較したところ、水
素アニールを行った半導体レーザでは、水素アニールを
行わなかった半導体レーザと比較して発振しきい値電流
付近で２Ｖ程度の電圧低下が見られた。これは次のよう
に理解される。すなわち、水素アニールを行わなかった
半導体レーザでは、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１
５におけるミスフィット転位の所に存在するダングリン
グボンドが正孔のトラップとなり、正孔がここにトラッ
プされることによりｐ型キャリア濃度が低下し、結果的
にレーザ発振に必要な電圧の上昇を招くことになるのに
対し、この第２の実施形態においては、水素アニールを
行っているので、水素がｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６
の表面から内部に拡散してｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層１５におけるミスフィット転位の所に存在するダン
グリングボンドボンドと結合し、結果としてこのダング
リングボンドボンドが正孔のトラップとして働かなくな
るためと考えられる。また、この水素アニールによる電
圧低下の一部は、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６の表面
のダングリングボンドに水素が結合して正孔のトラップ
として働かなくなることによるものと考えられる。
【００４８】以上のように、この第２の実施形態によれ
ば、ｐ側電極１３が形成されるｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層１６まで成長させた後、水素アニールを行っているこ
とにより、動作電圧の低減を図ることができる。また、
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にｐ型ＺｎＳｅ／Ｚｎ
ＴｅＭＱＷ層１５を介してｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
６を形成したｐ側電極コンタクト構造を採用したこの第
２の実施形態による半導体レーザは動作電圧がもともと
低いので、動作電圧の大幅な低減を図ることができ、ｐ
側電極１３のより一層の長寿命化、ひいては半導体レー
ザのより一層の長寿命化を図ることができる。
ば、ｐ側電極１３が形成されるｐ型ＺｎＴｅコンタクト
層１６まで成長させた後、水素アニールを行っているこ
とにより、動作電圧の低減を図ることができる。また、
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にｐ型ＺｎＳｅ／Ｚｎ
ＴｅＭＱＷ層１５を介してｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１
６を形成したｐ側電極コンタクト構造を採用したこの第
２の実施形態による半導体レーザは動作電圧がもともと
低いので、動作電圧の大幅な低減を図ることができ、ｐ
側電極１３のより一層の長寿命化、ひいては半導体レー
ザのより一層の長寿命化を図ることができる。
【００４９】次に、この発明の第３の実施形態による半
導体レーザの製造方法について説明する。この第３の実
施形態により製造される半導体レーザの構造は図１０に
示すと同様である。
導体レーザの製造方法について説明する。この第３の実
施形態により製造される半導体レーザの構造は図１０に
示すと同様である。
【００５０】この第３の実施形態においては、図１０に
示すように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にｐ型Ｚ
ｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１６を成長させた後、第２の実施形態において
行った水素アニールを行うことなく、ｐ型ＺｎＳＳｅキ
ャップ層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１
１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１６のパターニング、絶縁層１２の
形成およびｐ側電極１３の形成を順次行う。この後、例
えば１ｍＴｏｒｒ以下の圧力の水素プラズマ雰囲気中
で、３００℃以下、好適には１５０℃程度の温度におい
て１０分以内、例えば２０秒間アニールを行う。ここ
で、この水素プラズマアニールを１ｍＴｏｒｒ以下の低
圧で行っているのは、アニール雰囲気中に水分が混入す
るとｐ側電極１３のはがれが生じやすくなることから、
これを防止するためである。また、アニール温度を３０
０℃以下とし、アニール時間を１０分以内としているの
は、アニール温度が３００℃を超え、あるいは、アニー
ル時間が１０分を超えると、水素原子の導入が過剰にな
り、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６、ｐ型ＺｎＳｅ／Ｚ
ｎＴｅＭＱＷ層１５、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１な
どのｐ型不純物が不活性化され、その結果これらのｐ型
層の直列抵抗の増加が生じてしまうことがあることか
ら、これを防止するためである。このようにして水素プ
ラズマアニールを行った後、さらに、例えば窒素雰囲気
中で例えば２００℃において４０〜９０分アニールを行
う。その他のことは第１の実施形態と同様であるので、
説明を省略する。
示すように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にｐ型Ｚ
ｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１６を成長させた後、第２の実施形態において
行った水素アニールを行うことなく、ｐ型ＺｎＳＳｅキ
ャップ層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１
１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１６のパターニング、絶縁層１２の
形成およびｐ側電極１３の形成を順次行う。この後、例
えば１ｍＴｏｒｒ以下の圧力の水素プラズマ雰囲気中
で、３００℃以下、好適には１５０℃程度の温度におい
て１０分以内、例えば２０秒間アニールを行う。ここ
で、この水素プラズマアニールを１ｍＴｏｒｒ以下の低
圧で行っているのは、アニール雰囲気中に水分が混入す
るとｐ側電極１３のはがれが生じやすくなることから、
これを防止するためである。また、アニール温度を３０
０℃以下とし、アニール時間を１０分以内としているの
は、アニール温度が３００℃を超え、あるいは、アニー
ル時間が１０分を超えると、水素原子の導入が過剰にな
り、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６、ｐ型ＺｎＳｅ／Ｚ
ｎＴｅＭＱＷ層１５、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１な
どのｐ型不純物が不活性化され、その結果これらのｐ型
層の直列抵抗の増加が生じてしまうことがあることか
ら、これを防止するためである。このようにして水素プ
ラズマアニールを行った後、さらに、例えば窒素雰囲気
中で例えば２００℃において４０〜９０分アニールを行
う。その他のことは第１の実施形態と同様であるので、
説明を省略する。
【００５１】図１１および図１２は、この第３の実施形
態により製造された半導体レーザの試料を複数個用い、
水素プラズマアニール後に行うアニールの時間とこの半
導体レーザに５０ｍＡの通電を行った時の動作電圧との
関係を測定した結果を示す。ただし、図１１の試料の水
素プラズマアニールは１ｍＴｏｒｒの圧力で１５０℃、
２０秒の条件で行い、図１２の試料の水素プラズマアニ
ールは１ｍＴｏｒｒの圧力で１５０℃、１０秒の条件で
行った。図１１および図１２より、水素プラズマアニー
ル後に行うアニールの時間を４０〜９０分とすることに
より、動作電圧は１〜３Ｖ程度減少することがわかる。
これは次のように理解される。すなわち、この第３の実
施形態においては、水素プラズマアニールを行った後、
さらにアニールを行っていることにより、水素がｐ側電
極１３とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６との界面からｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層１６の内部に拡散してｐ型Ｚｎ
Ｓｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５におけるミスフィット転位
の所に存在するダングリングボンドボンドと結合し、結
果としてこのダングリングボンドボンドが正孔のトラッ
プとして働かなくなるとともに、水素プラズマアニール
後のアニールの効果によりｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層１５の内部における界面やｐ側電極１３とｐ型Ｚｎ
Ｔｅコンタクト層１６との界面の付近のｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１６などで小規模な原子の再配列が起き、ダ
ングリングボンド密度が減少するためと考えられる。
態により製造された半導体レーザの試料を複数個用い、
水素プラズマアニール後に行うアニールの時間とこの半
導体レーザに５０ｍＡの通電を行った時の動作電圧との
関係を測定した結果を示す。ただし、図１１の試料の水
素プラズマアニールは１ｍＴｏｒｒの圧力で１５０℃、
２０秒の条件で行い、図１２の試料の水素プラズマアニ
ールは１ｍＴｏｒｒの圧力で１５０℃、１０秒の条件で
行った。図１１および図１２より、水素プラズマアニー
ル後に行うアニールの時間を４０〜９０分とすることに
より、動作電圧は１〜３Ｖ程度減少することがわかる。
これは次のように理解される。すなわち、この第３の実
施形態においては、水素プラズマアニールを行った後、
さらにアニールを行っていることにより、水素がｐ側電
極１３とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６との界面からｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層１６の内部に拡散してｐ型Ｚｎ
Ｓｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５におけるミスフィット転位
の所に存在するダングリングボンドボンドと結合し、結
果としてこのダングリングボンドボンドが正孔のトラッ
プとして働かなくなるとともに、水素プラズマアニール
後のアニールの効果によりｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱ
Ｗ層１５の内部における界面やｐ側電極１３とｐ型Ｚｎ
Ｔｅコンタクト層１６との界面の付近のｐ型ＺｎＴｅコ
ンタクト層１６などで小規模な原子の再配列が起き、ダ
ングリングボンド密度が減少するためと考えられる。
【００５２】以上のように、この第３の実施形態によれ
ば、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６上にｐ側電極１３を
形成した後、水素プラズマアニールおよびその後のアニ
ールを行っていることにより、半導体レーザの動作電圧
の低減を図ることができる。また、ｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層１１上にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５を
介してｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６を形成したｐ側電
極コンタクト構造を採用したこの第３の実施形態による
半導体レーザは動作電圧がもともと低いので、動作電圧
の大幅な低減を図ることができ、ｐ側電極１３のより一
層の長寿命化、ひいては半導体レーザのより一層の長寿
命化を図ることができる。
ば、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６上にｐ側電極１３を
形成した後、水素プラズマアニールおよびその後のアニ
ールを行っていることにより、半導体レーザの動作電圧
の低減を図ることができる。また、ｐ型ＺｎＳｅコンタ
クト層１１上にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５を
介してｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６を形成したｐ側電
極コンタクト構造を採用したこの第３の実施形態による
半導体レーザは動作電圧がもともと低いので、動作電圧
の大幅な低減を図ることができ、ｐ側電極１３のより一
層の長寿命化、ひいては半導体レーザのより一層の長寿
命化を図ることができる。
【００５３】次に、この発明の第４の実施形態による半
導体レーザの製造方法について説明する。この第４の実
施形態により製造される半導体レーザの構造は図１０に
示すと同様である。
導体レーザの製造方法について説明する。この第４の実
施形態により製造される半導体レーザの構造は図１０に
示すと同様である。
【００５４】この第４の実施形態においては、図１０に
示すように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にｐ型Ｚ
ｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１６を成長させた後、第２の実施形態において
行った水素アニールを行うことなく、ｐ型ＺｎＳＳｅキ
ャップ層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１
１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１６のパターニング、絶縁層１２の
形成およびｐ側電極１３の形成を順次行う。この後、例
えば１ｍＴｏｒｒ以下の真空中または窒素雰囲気中で、
３００℃以下、好適には１５０〜２００℃程度の温度に
おいて例えば４０〜９０分間アニールを行う。ここで、
このアニールを１ｍＴｏｒｒ以下の真空中または窒素雰
囲気中で行っているのは、アニール雰囲気中に水分が混
入するとｐ側電極１３のはがれが生じやすくなることか
ら、これを防止するためである。また、アニール温度を
３００℃以下とし、アニール時間を９０分以内としてい
るのは、アニール温度が３００℃を超え、あるいは、ア
ニール時間が９０分を超えると、ｐ型ＺｎＴｅコンタク
ト層１６、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層１１などのｐ型不純物が不活性化
され、その結果これらのｐ型層の直列抵抗の増加が生じ
てしまうことがあることから、これを防止するためであ
る。その他のことは第１の実施形態と同様であるので、
説明を省略する。
示すように、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１１上にｐ型Ｚ
ｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型ＺｎＴｅコン
タクト層１６を成長させた後、第２の実施形態において
行った水素アニールを行うことなく、ｐ型ＺｎＳＳｅキ
ャップ層１０の上層部、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１
１、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５およびｐ型Ｚ
ｎＴｅコンタクト層１６のパターニング、絶縁層１２の
形成およびｐ側電極１３の形成を順次行う。この後、例
えば１ｍＴｏｒｒ以下の真空中または窒素雰囲気中で、
３００℃以下、好適には１５０〜２００℃程度の温度に
おいて例えば４０〜９０分間アニールを行う。ここで、
このアニールを１ｍＴｏｒｒ以下の真空中または窒素雰
囲気中で行っているのは、アニール雰囲気中に水分が混
入するとｐ側電極１３のはがれが生じやすくなることか
ら、これを防止するためである。また、アニール温度を
３００℃以下とし、アニール時間を９０分以内としてい
るのは、アニール温度が３００℃を超え、あるいは、ア
ニール時間が９０分を超えると、ｐ型ＺｎＴｅコンタク
ト層１６、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５、ｐ型
ＺｎＳｅコンタクト層１１などのｐ型不純物が不活性化
され、その結果これらのｐ型層の直列抵抗の増加が生じ
てしまうことがあることから、これを防止するためであ
る。その他のことは第１の実施形態と同様であるので、
説明を省略する。
【００５５】図１３は、この第４の実施形態により製造
された半導体レーザの試料を用い、ｐ側電極１３形成後
に行うアニールの時間とこの半導体レーザに５０ｍＡの
通電を行った時の動作電圧との関係を測定した結果を示
す。ただし、アニール温度は２００℃である。図１３よ
り、４０〜９０分間アニールを行うことにより、動作電
圧は１〜３Ｖ程度減少することがわかる。これは次のよ
うに理解される。すなわち、この第４の実施形態におい
ては、ｐ側電極１３形成後にアニールを行っていること
により、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５の内部に
おける界面やｐ側電極１３とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層
１６との界面の付近のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６な
どで小規模な原子の再配列が起き、ダングリングボンド
密度が減少するためと考えられる。
された半導体レーザの試料を用い、ｐ側電極１３形成後
に行うアニールの時間とこの半導体レーザに５０ｍＡの
通電を行った時の動作電圧との関係を測定した結果を示
す。ただし、アニール温度は２００℃である。図１３よ
り、４０〜９０分間アニールを行うことにより、動作電
圧は１〜３Ｖ程度減少することがわかる。これは次のよ
うに理解される。すなわち、この第４の実施形態におい
ては、ｐ側電極１３形成後にアニールを行っていること
により、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５の内部に
おける界面やｐ側電極１３とｐ型ＺｎＴｅコンタクト層
１６との界面の付近のｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６な
どで小規模な原子の再配列が起き、ダングリングボンド
密度が減少するためと考えられる。
【００５６】図１３より、試料によって最小の動作電圧
を得るためのアニール時間が異なるが、これはｐ型Ｚｎ
Ｔｅコンタクト層１６の厚さに依存することが、実験的
に確かめられている。その結果を図１４に示す。図１４
より、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６の厚さが大きいほ
ど、最小動作電圧を得るために必要なアニール時間は長
くなることがわかる。
を得るためのアニール時間が異なるが、これはｐ型Ｚｎ
Ｔｅコンタクト層１６の厚さに依存することが、実験的
に確かめられている。その結果を図１４に示す。図１４
より、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６の厚さが大きいほ
ど、最小動作電圧を得るために必要なアニール時間は長
くなることがわかる。
【００５７】図１５は、この半導体レーザに５０ｍＡの
通電を行ってｐ側電極１３の寿命試験を行った結果を示
す。図１５より、ｐ側電極１３形成後にアニールを行っ
たこの第４の実施形態による半導体レーザは、ｐ側電極
１３形成後にアニールを行わない場合に比べて、ｐ側電
極１３の寿命が、最大で１桁以上向上することがわか
る。
通電を行ってｐ側電極１３の寿命試験を行った結果を示
す。図１５より、ｐ側電極１３形成後にアニールを行っ
たこの第４の実施形態による半導体レーザは、ｐ側電極
１３形成後にアニールを行わない場合に比べて、ｐ側電
極１３の寿命が、最大で１桁以上向上することがわか
る。
【００５８】以上のように、この第４の実施形態によれ
ば、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６上にｐ側電極１３を
形成した後、真空中または窒素雰囲気中でアニールを行
っていることにより、半導体レーザの動作電圧の低減を
図ることができる。また、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１
１上にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５を介してｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層１６を形成したｐ側電極コンタ
クト構造を採用したこの第２の実施形態による半導体レ
ーザは動作電圧がもともと低いので、動作電圧の大幅な
低減を図ることができ、ｐ側電極１３のより一層の長寿
命化、ひいては半導体レーザのより一層の長寿命化を図
ることができる。
ば、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６上にｐ側電極１３を
形成した後、真空中または窒素雰囲気中でアニールを行
っていることにより、半導体レーザの動作電圧の低減を
図ることができる。また、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層１
１上にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５を介してｐ
型ＺｎＴｅコンタクト層１６を形成したｐ側電極コンタ
クト構造を採用したこの第２の実施形態による半導体レ
ーザは動作電圧がもともと低いので、動作電圧の大幅な
低減を図ることができ、ｐ側電極１３のより一層の長寿
命化、ひいては半導体レーザのより一層の長寿命化を図
ることができる。
【００５９】次に、上述の第１、第２、第３または第４
の実施形態による青色ないし緑色で発光可能な半導体レ
ーザを発光素子として用いた光ディスク再生装置につい
て説明する。図１６はこの光ディスク再生装置の構成を
示す。
の実施形態による青色ないし緑色で発光可能な半導体レ
ーザを発光素子として用いた光ディスク再生装置につい
て説明する。図１６はこの光ディスク再生装置の構成を
示す。
【００６０】図１６に示すように、この光ディスク再生
装置は、発光素子として半導体レーザ１０１を備えてい
る。この半導体レーザ１０１としては、上述の第１また
は第２の実施形態による半導体レーザが用いられる。こ
の光ディスク再生装置はまた、半導体レーザ１０１の出
射光を光ディスクＤに導くとともに、この光ディスクＤ
による反射光（信号光）を再生するための公知の光学
系、すなわち、コリメートレンズ１０２、ビームスプリ
ッタ１０３、１／４波長板１０４、対物レンズ１０５、
検出レンズ１０６、信号光検出用受光素子１０７および
信号光再生回路１０８を備えている。
装置は、発光素子として半導体レーザ１０１を備えてい
る。この半導体レーザ１０１としては、上述の第１また
は第２の実施形態による半導体レーザが用いられる。こ
の光ディスク再生装置はまた、半導体レーザ１０１の出
射光を光ディスクＤに導くとともに、この光ディスクＤ
による反射光（信号光）を再生するための公知の光学
系、すなわち、コリメートレンズ１０２、ビームスプリ
ッタ１０３、１／４波長板１０４、対物レンズ１０５、
検出レンズ１０６、信号光検出用受光素子１０７および
信号光再生回路１０８を備えている。
【００６１】この光ディスク再生装置においては、半導
体レーザ１０１の出射光Ｌはコリメートレンズ１０２に
よって平行光にされ、さらにビームスプリッタ１０３を
経て１／４波長板１０４により偏光の具合が調整された
後、対物レンズ１０５により集光されて光ディスクＤに
入射される。そして、この光ディスクＤで反射された信
号光Ｌ´が対物レンズ１０５および１／４波長板１０４
を経てビームスプリッタ１０３で反射された後、検出レ
ンズ１０６を経て信号光検出用受光素子１０７に入射
し、ここで電気信号に変換された後、信号光再生回路１
０８において、光ディスクＤに書き込まれた情報が再生
される。
体レーザ１０１の出射光Ｌはコリメートレンズ１０２に
よって平行光にされ、さらにビームスプリッタ１０３を
経て１／４波長板１０４により偏光の具合が調整された
後、対物レンズ１０５により集光されて光ディスクＤに
入射される。そして、この光ディスクＤで反射された信
号光Ｌ´が対物レンズ１０５および１／４波長板１０４
を経てビームスプリッタ１０３で反射された後、検出レ
ンズ１０６を経て信号光検出用受光素子１０７に入射
し、ここで電気信号に変換された後、信号光再生回路１
０８において、光ディスクＤに書き込まれた情報が再生
される。
【００６２】この光ディスク再生装置によれば、次のよ
うな利点がある。すなわち、半導体レーザ１０１とし
て、動作電圧が低く、寿命が長い第１、第２、第３また
は第４の実施形態による半導体レーザを用いているの
で、この光ディスク再生装置の動作電力を小さくするこ
とができるとともに、光ディスクＤおよび光ディスク再
生装置の寿命を長くすることができる。
うな利点がある。すなわち、半導体レーザ１０１とし
て、動作電圧が低く、寿命が長い第１、第２、第３また
は第４の実施形態による半導体レーザを用いているの
で、この光ディスク再生装置の動作電力を小さくするこ
とができるとともに、光ディスクＤおよび光ディスク再
生装置の寿命を長くすることができる。
【００６３】なお、ここでは、第１、第２、第３または
第４の実施形態による半導体レーザを光ディスク再生装
置の発光素子に適用した場合について説明したが、光デ
ィスク記録再生装置や光通信装置などの各種の光装置の
発光素子に適用することが可能であることは勿論、高温
で動作させる必要のある車載用機器などの発光素子に適
用することも可能である。
第４の実施形態による半導体レーザを光ディスク再生装
置の発光素子に適用した場合について説明したが、光デ
ィスク記録再生装置や光通信装置などの各種の光装置の
発光素子に適用することが可能であることは勿論、高温
で動作させる必要のある車載用機器などの発光素子に適
用することも可能である。
【００６４】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。
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。
【００６５】例えば、上述の第１、第２、第３および第
４の実施形態において挙げた数値、構造、材料、原料、
プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこ
れと異なる数値、構造、材料、原料、プロセスなどを用
いてもよい。
４の実施形態において挙げた数値、構造、材料、原料、
プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこ
れと異なる数値、構造、材料、原料、プロセスなどを用
いてもよい。
【００６６】具体的には、例えば、第１および第２の実
施形態においては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長
させた後に水素アニールを行っているが、エッチングに
よりストライプ形状を形成した後や、絶縁層１２を形成
した後や、ｐ側電極１３を形成した後にこの水素アニー
ルを行うようにしてもよい。
施形態においては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長
させた後に水素アニールを行っているが、エッチングに
よりストライプ形状を形成した後や、絶縁層１２を形成
した後や、ｐ側電極１３を形成した後にこの水素アニー
ルを行うようにしてもよい。
【００６７】また、第１および第２の実施形態において
は、ＭＢＥ法によりＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長
させた後、ｎ型ＧａＡｓ基板１をＭＢＥ装置から水素ア
ニール装置に移して水素アニールを行っているが、場合
によっては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長後、Ｍ
ＢＥ装置内で水素アニールを行ってもよい。このときの
水素アニールの温度は第１および第２の実施形態におけ
るように成長温度より高くしてもよいが、成長温度と同
一であってもよい。
は、ＭＢＥ法によりＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長
させた後、ｎ型ＧａＡｓ基板１をＭＢＥ装置から水素ア
ニール装置に移して水素アニールを行っているが、場合
によっては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長後、Ｍ
ＢＥ装置内で水素アニールを行ってもよい。このときの
水素アニールの温度は第１および第２の実施形態におけ
るように成長温度より高くしてもよいが、成長温度と同
一であってもよい。
【００６８】また、第１および第２の実施形態において
は、水素アニールにＲＦコイル３３による加熱を用いて
いるが、この水素アニールには、ランプアニール、フラ
ッシュランプアニール、抵抗加熱、レーザアニールなど
を用いてもよい。
は、水素アニールにＲＦコイル３３による加熱を用いて
いるが、この水素アニールには、ランプアニール、フラ
ッシュランプアニール、抵抗加熱、レーザアニールなど
を用いてもよい。
【００６９】また、第１、第２、第３および第４の実施
形態においては、固体原料を用いたＭＢＥ法によりＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層を成長させているが、このＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層の成長には、必要に応じて、ガ
ス原料を用いたＭＢＥ法や有機金属化学気相成長（ＭＯ
ＣＶＤ）法を用いてもよい。
形態においては、固体原料を用いたＭＢＥ法によりＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層を成長させているが、このＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体層の成長には、必要に応じて、ガ
ス原料を用いたＭＢＥ法や有機金属化学気相成長（ＭＯ
ＣＶＤ）法を用いてもよい。
【００７０】また、第１、第２、第３および第４の実施
形態において用いられているｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６
およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８の代わりにそれぞれｎ
型ＺｎＳｅ光導波層およびｐ型ＺｎＳｅ光導波層を用い
てもよい。同様に、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０の代
わりにｐ型ＺｎＳｅキャップ層を用いてもよい。さら
に、活性層７は例えばＺｎＣｄＳＳｅやＺｎＳｅにより
構成してもよい。
形態において用いられているｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６
およびｐ型ＺｎＳＳｅ光導波層８の代わりにそれぞれｎ
型ＺｎＳｅ光導波層およびｐ型ＺｎＳｅ光導波層を用い
てもよい。同様に、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０の代
わりにｐ型ＺｎＳｅキャップ層を用いてもよい。さら
に、活性層７は例えばＺｎＣｄＳＳｅやＺｎＳｅにより
構成してもよい。
【００７１】また、例えば、第２、第３および第４の実
施形態において、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５
のｐ型ＺｎＴｅ層の代わりにｐ型ＢｅＴｅ層またはｐ型
ＧａＡｓ層を用い、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６の代
わりにｐ型ＢｅＴｅコンタクト層またはｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層を用い、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ
型ＺｎＳＳｅ光導波層８の代わりにそれぞれｎ型ＢｅＺ
ｎＳｅ光導波層およびｐ型ＢｅＺｎＳｅ光導波層を用
い、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５およびｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層９の代わりにそれぞれｎ型ＢｅＭｇ
ＺｎＳｅクラッド層およびｐ型ＢｅＭｇＺｎＳｅクラッ
ド層を用いてもよい。
施形態において、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層１５
のｐ型ＺｎＴｅ層の代わりにｐ型ＢｅＴｅ層またはｐ型
ＧａＡｓ層を用い、ｐ型ＺｎＴｅコンタクト層１６の代
わりにｐ型ＢｅＴｅコンタクト層またはｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層を用い、ｎ型ＺｎＳＳｅ光導波層６およびｐ
型ＺｎＳＳｅ光導波層８の代わりにそれぞれｎ型ＢｅＺ
ｎＳｅ光導波層およびｐ型ＢｅＺｎＳｅ光導波層を用
い、ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５およびｐ型ＺｎＭ
ｇＳＳｅクラッド層９の代わりにそれぞれｎ型ＢｅＭｇ
ＺｎＳｅクラッド層およびｐ型ＢｅＭｇＺｎＳｅクラッ
ド層を用いてもよい。
【００７２】また、第１の実施形態においては、ｐ側電
極１３としてＡｕ電極を用いているが、このＡｕ電極の
代わりにＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いてもよい。さら
に、場合によっては、第１の実施形態においてｐ側電極
１３としてＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いた場合あるいは
第２の実施形態において、ｐ側電極１３を構成する最下
層のＰｄ膜に大量の水素を吸蔵させておくことにより、
ｐ側電極１３とｐ型コンタクト層との界面におけるダン
グリングボンドの水素による不活性化の効果を高めるこ
とが可能である。
極１３としてＡｕ電極を用いているが、このＡｕ電極の
代わりにＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いてもよい。さら
に、場合によっては、第１の実施形態においてｐ側電極
１３としてＰｄ／Ｐｔ／Ａｕ電極を用いた場合あるいは
第２の実施形態において、ｐ側電極１３を構成する最下
層のＰｄ膜に大量の水素を吸蔵させておくことにより、
ｐ側電極１３とｐ型コンタクト層との界面におけるダン
グリングボンドの水素による不活性化の効果を高めるこ
とが可能である。
【００７３】さらに、第１、第２、第３および第４の実
施形態においては、この発明をＳＣＨ構造の半導体レー
ザの製造に適用した場合について説明したが、この発明
は、ＤＨ（Double Heterostructure）構造の半導体レー
ザはもちろん、発光ダイオードの製造に適用することが
可能であり、さらには電子走行素子（例えば、ＦＥＴ）
などの電子素子の製造に適用することも可能である。
施形態においては、この発明をＳＣＨ構造の半導体レー
ザの製造に適用した場合について説明したが、この発明
は、ＤＨ（Double Heterostructure）構造の半導体レー
ザはもちろん、発光ダイオードの製造に適用することが
可能であり、さらには電子走行素子（例えば、ＦＥＴ）
などの電子素子の製造に適用することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の第１の
発明による半導体装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層を成長させた後、電極を形成する前
に、少なくとも水素を含む雰囲気中で処理を行うように
していることにより、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
上に設けられる電極のコンタクト抵抗の低減を図ること
ができるとともに、電極の寿命の向上を図ることができ
る。
発明による半導体装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体層を成長させた後、電極を形成する前
に、少なくとも水素を含む雰囲気中で処理を行うように
していることにより、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
上に設けられる電極のコンタクト抵抗の低減を図ること
ができるとともに、電極の寿命の向上を図ることができ
る。
【００７５】また、この発明の第２の発明による半導体
装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
上に電極を形成した後、少なくとも水素を含む雰囲気中
で処理を行うようにしていることにより、この電極のコ
ンタクト抵抗の低減を図ることができるとともに、電極
の寿命の向上を図ることができる。
装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
上に電極を形成した後、少なくとも水素を含む雰囲気中
で処理を行うようにしていることにより、この電極のコ
ンタクト抵抗の低減を図ることができるとともに、電極
の寿命の向上を図ることができる。
【００７６】また、この発明の第３の発明による半導体
装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
を成長させた後、水素プラズマ雰囲気中で処理を行うよ
うにしていることにより、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層上に設けられる電極のコンタクト抵抗の低減を図る
ことができるとともに、電極の寿命の向上を図ることが
できる。
装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
を成長させた後、水素プラズマ雰囲気中で処理を行うよ
うにしていることにより、このＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体層上に設けられる電極のコンタクト抵抗の低減を図る
ことができるとともに、電極の寿命の向上を図ることが
できる。
【００７７】また、この発明の第４の発明による半導体
装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
上に電極を形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気
中で熱処理を行うようにしていることにより、この電極
のコンタクト抵抗の低減を図ることができるとともに、
電極の寿命の向上を図ることができる。
装置の製造方法によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層
上に電極を形成した後、真空中または不活性ガス雰囲気
中で熱処理を行うようにしていることにより、この電極
のコンタクト抵抗の低減を図ることができるとともに、
電極の寿命の向上を図ることができる。
【図１】水素ガスの圧力と水素衝突速度との関係を示す
略線図である。
略線図である。
【図２】常温における水素雰囲気中での処理の時間と水
素の拡散長との関係を示す略線図である。
素の拡散長との関係を示す略線図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法を説明するための断面図である。
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１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法においてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
に用いられるＭＢＥ装置を示す略線図である。
の製造方法においてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
に用いられるＭＢＥ装置を示す略線図である。
【図５】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法において水素アニールに用いられる水素アニ
ール装置を示す略線図である。
の製造方法において水素アニールに用いられる水素アニ
ール装置を示す略線図である。
【図６】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法において水素アニールを３３０℃で１５分間
行った場合の電圧−電流特性および光出力−電流特性の
測定結果を示す略線図である。
の製造方法において水素アニールを３３０℃で１５分間
行った場合の電圧−電流特性および光出力−電流特性の
測定結果を示す略線図である。
【図７】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法において水素アニールを行わなかった場合の
電圧−電流特性および光出力−電流特性の測定結果を示
す略線図である。
の製造方法において水素アニールを行わなかった場合の
電圧−電流特性および光出力−電流特性の測定結果を示
す略線図である。
【図８】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法において水素アニールを３３０℃で１０秒間
行った場合の電圧−電流特性および光出力−電流特性の
測定結果を示す略線図である。
の製造方法において水素アニールを３３０℃で１０秒間
行った場合の電圧−電流特性および光出力−電流特性の
測定結果を示す略線図である。
【図９】この発明の第１の実施形態による半導体レーザ
の製造方法における水素アニール時間と電圧低下分との
関係を示す略線図である。
の製造方法における水素アニール時間と電圧低下分との
関係を示す略線図である。
【図１０】この発明の第２の実施形態による半導体レー
ザの製造方法を説明するための断面図である。
ザの製造方法を説明するための断面図である。
【図１１】この発明の第３の実施形態による半導体レー
ザの製造方法において水素プラズマアニールの後に行わ
れるアニールの時間と半導体レーザの動作電圧との関係
を示す略線図である。
ザの製造方法において水素プラズマアニールの後に行わ
れるアニールの時間と半導体レーザの動作電圧との関係
を示す略線図である。
【図１２】この発明の第３の実施形態による半導体レー
ザの製造方法において水素プラズマアニールの後に行わ
れるアニールの時間と半導体レーザの動作電圧との関係
を示す略線図である。
ザの製造方法において水素プラズマアニールの後に行わ
れるアニールの時間と半導体レーザの動作電圧との関係
を示す略線図である。
【図１３】この発明の第４の実施形態による半導体レー
ザの製造方法におけるアニール時間と半導体レーザの動
作電圧との関係を示す略線図である。
ザの製造方法におけるアニール時間と半導体レーザの動
作電圧との関係を示す略線図である。
【図１４】この発明の第４の実施形態による半導体レー
ザの製造方法におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層の厚さ
と最小動作電圧を得るためのアニール時間との関係を示
す略線図である。
ザの製造方法におけるｐ型ＺｎＴｅコンタクト層の厚さ
と最小動作電圧を得るためのアニール時間との関係を示
す略線図である。
【図１５】この発明の第４の実施形態による半導体レー
ザの製造方法により製造された半導体レーザのｐ側電極
の寿命試験を行った結果を示す略線図である。
ザの製造方法により製造された半導体レーザのｐ側電極
の寿命試験を行った結果を示す略線図である。
【図１６】この発明の第１、第２、第３または第４の実
施形態による半導体レーザを発光素子として用いた光デ
ィスク再生装置を示す略線図である。
施形態による半導体レーザを発光素子として用いた光デ
ィスク再生装置を示す略線図である。
１・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、５・・・ｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層、７・・・活性層、９・・・ｐ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅクラッド層、１０・・・ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ
層、１１・・・ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層、１３・・・
ｐ側電極、１４・・・ｎ側電極、１５・・・ｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層、１６・・・ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層
ｅクラッド層、７・・・活性層、９・・・ｐ型ＺｎＭｇ
ＳＳｅクラッド層、１０・・・ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ
層、１１・・・ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層、１３・・・
ｐ側電極、１４・・・ｎ側電極、１５・・・ｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅＭＱＷ層、１６・・・ｐ型ＺｎＴｅコンタ
クト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 弘範 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 中山 典一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (19)
- 【請求項１】 Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅから
なる群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳ
ｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少なくと
も一種のＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層上に電極を有する半導体装置の製造方法に
おいて、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させた後、上記
電極を形成する前に、少なくとも水素を含む雰囲気中で
処理を行うようにしたことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 - 【請求項２】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
温度以上の温度で上記少なくとも水素を含む雰囲気中で
の処理を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 ２５０℃以上５００℃以下の温度で上記
少なくとも水素を含む雰囲気中での処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項４】 上記少なくとも水素を含む雰囲気中での
処理の時間を２時間以内とすることを特徴とする請求項
１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層はｐ型
であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項６】 Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅから
なる群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳ
ｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少なくと
も一種のＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層上に電極を有する半導体装置の製造方法に
おいて、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に上記電極を形成し
た後、少なくとも水素を含む雰囲気中で処理を行うよう
にしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成長
温度以上の温度で上記少なくとも水素を含む雰囲気中で
の処理を行うようにしたことを特徴とする請求項６記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 ３１０℃以上５００℃以下の温度で上記
少なくとも水素を含む雰囲気中での処理を行うようにし
たことを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項９】 上記少なくとも水素を含む雰囲気中での
処理の時間を２時間以内とすることを特徴とする請求項
６記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層はｐ
型であることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１１】 Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅか
らなる群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳ
ｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少なくと
も一種のＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層上に電極を有する半導体装置の製造方法に
おいて、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層を成長させた後、水素
プラズマ雰囲気中で処理を行うようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 上記電極を形成する前に上記水素プラ
ズマ雰囲気中での処理を行うようにしたことを特徴とす
る請求項１１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 上記電極を形成した後に上記水素プラ
ズマ雰囲気中での処理を行うようにしたことを特徴とす
る請求項１１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 上記水素プラズマ雰囲気中での処理の
時間を１０分以内とすることを特徴とする請求項１１記
載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１５】 ３００℃以下の温度で上記水素プラズ
マ雰囲気中での処理を行うようにしたことを特徴とする
請求項１１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１６】 上記水素プラズマ雰囲気中での処理を
行った後、熱処理を２時間以内行うようにしたことを特
徴とする請求項１１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１７】 Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ、ＨｇおよびＢｅか
らなる群より選ばれた少なくとも一種のＩＩ族元素とＳ
ｅ、Ｓ、ＴｅおよびＯからなる群より選ばれた少なくと
も一種のＶＩ族元素とにより構成されたＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体層上に電極を有する半導体装置の製造方法に
おいて、 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上に上記電極を形成し
た後、真空中または不活性ガス雰囲気中で熱処理を行う
ようにしたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項１８】 ３００℃以下の温度で上記熱処理を行
うようにしたことを特徴とする請求項１７記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項１９】 上記熱処理の時間を２時間以内とする
ことを特徴とする請求項１７記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36028297A JPH10326944A (ja) | 1997-03-28 | 1997-12-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7850197 | 1997-03-28 | ||
| JP9-78501 | 1997-03-28 | ||
| JP36028297A JPH10326944A (ja) | 1997-03-28 | 1997-12-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326944A true JPH10326944A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=26419556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36028297A Pending JPH10326944A (ja) | 1997-03-28 | 1997-12-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326944A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047731A (ja) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Saga Univ | 半導体の製造方法 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36028297A patent/JPH10326944A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008047731A (ja) * | 2006-08-17 | 2008-02-28 | Saga Univ | 半導体の製造方法 |
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