JPH11150321A

JPH11150321A - 半導体発光装置とその製造方法

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Publication number: JPH11150321A
Application number: JP31394397A
Authority: JP
Inventors: Shoji Hirata; 照二平田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JP3918259B2

Abstract

(57)【要約】【課題】窓構造を有する半導体発光装置の製造の煩雑
さ、量産性の問題、信頼性の問題を解決する。【解決手段】半導体基体１上に、少なくとも第１導電
型のクラッド層２と、活性層４と、第２導電型のクラッ
ド層６を有する半導体層８を有し、光共振器の共振器長
方向の両端面が劈開面によって形成された半導体発光装
置において、半導体層８に、相対的に格子定数が相違す
る歪み領域１１と歪み緩和領域１２とを作り付けてこれ
らのうちのいずれか格子定数が小さい領域によって窓構
造を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置、
特にいわゆる窓構造を有し、端面の光損傷を回避して高
出力化をはかるようにした半導体レーザー、発光ダイオ
ード等の半導体発光装置とその製造方法に関わる。

【０００２】

【従来の技術】半導体発光装置、例えば半導体レーザー
において、その光共振器の両端面すなわち光共振器の共
振器長方向のレーザー光出射端面においては、界面準
位、低い熱はけ、高光密度等によって、此処におけるバ
ンドギャップＥｇが、光共振器の内部より小さくなり易
い。このため、内部で発生した光が、この端面におい
て、吸収され易くなって、端面近傍での発熱が大とな
り、最高発振出力が制限され、また、端面破壊が生じる
などの寿命の問題、信頼性に問題が生じる。

【０００３】このような問題の解決をはかるように、窓
構造の半導体レーザの提案が多くなされている。この窓
構造を有する半導体レーザーとしては、例えば光共振器
の共振器長方向の両端部に、活性層よりバンドギャップ
が大きい材料を配置する構成が提案されている。このよ
うな半導体レーザーを製造するには、半導体基体上に、
複数の半導体レーザーを構成するための共通のクラッド
層や活性層等を有する半導体層をエピタキシャル成長し
て後、この半導体層を有する半導体基体を、共振器長方
向を横切るように所要の幅に、例えば劈開することによ
って切断していわゆる半導体バーを形成し、この半導体
バーの切断面に、活性層に比しバンドギャップの大きい
すなわち異種の半導体材料をエピタキシャル成長し、そ
の後、この半導体バーを各半導体レーザーに関して分断
して複数の半導体レーザーを製造するという方法が採ら
れる。しかしながら、このように、個々の半導体バーに
関してその両端面に異種の半導体材料をエピタキシャル
成長する作業は著しく煩雑で量産性を阻むのみならず、
このエピタキシャル成長に際しての加熱により、半導体
層におけるドーパントの移動が問題となる。

【０００４】また、他の窓構造としては、半導体基体上
に、クラッド層や活性層を有する半導体層をエピタキシ
ャル成長して後、少なくともその活性層を厚さ方向に横
切るエッチング溝を、所要の間隔を保持して平行に配列
形成し、この溝内にバンドギャップの大きい半導体材料
を埋込み、その後、この半導体材料が埋め込まれた位置
で半導体層を有する半導体基体を切断して、同様の半導
体バーを形成し、複数の半導体レーザーを分断するとい
う方法の提案もなされているが、この場合においては、
エッチングによって形成された溝の側面は、一般に表面
性に劣ることから、この面での光屈折、散乱が生じやす
くＦＦＰ（遠視野像）が劣化し易く、信頼性にすぐれた
半導体レーザーを、歩留り良く製造する上で問題があ
る。

【０００５】また、窓構造として、その光共振器の両端
部に限定的に、Ｚｎ等を拡散して活性層を構成する超格
子構造を破壊し、混晶化することによって実質的に量子
井戸を浅く、すなわちバンドギャップを大きくすること
の提案もなされているが、この場合、Ｚｎが、活性層内
で非発光中心を作り易いことから、Ｚｎの拡散量、拡散
距離の制御を精密に行う必要があり、高度の技術を必要
とするという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
窓構造の半導体発光装置においては、それぞれその製造
および特性において多くの問題を抱えている。本発明に
おいては、その製造が容易で、量産性にすぐれ、信頼性
が高く、長寿命化をはかることができ、例えば３０ｍＷ
以上の高出力半導体レーザー、半導体発光ダイオード等
の半導体発光装置とその製造方法を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、格子
定数が小さい半導体においては、そのバンドギャップＥ
ｇが大きいことに着目して、窓構造部を構成する。

【０００８】すなわち、本発明による半導体発光装置
は、基体上に、少なくとも第１導電型のクラッド層と、
活性層と、第２導電型のクラッド層を有する半導体層を
有し、光共振器の共振器長方向の両端面が劈開面によっ
て形成された半導体発光装置において、その半導体層
に、相対的に格子定数が小さい領域と、大きい領域とが
選択的に作り込まれ、光共振器の共振器長方向の両端部
に、その端面に臨んで、格子定数の小さい領域をが形成
され、光共振器の中央領域に格子定数が大きい領域が形
成された構成とする。

【０００９】また、本発明による半導体発光装置の製造
方法は、基体上に、相対的に格子定数を異にする歪み領
域と、歪み緩和領域とを選択的に形成しつつ少なくとも
第１導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型のク
ラッド層を有する半導体層を成膜する成膜工程と、光共
振器の共振器長方向の両端部にその両端面に臨んで格子
定数が、光共振器の中央領域における格子定数より小と
された歪み領域もしくは歪み緩和領域が配置されるよう
に、半導体層を有する基体を劈開してこの劈開面によっ
て光共振器の共振器長方向の両端面を形成する劈開工程
を行って目的とする半導体発光装置を構成する。

【００１０】上述の本発明による半導体発光装置におい
ては、クラッド層や活性層を構成する半導体層自体に、
その光共振器の共振器長方向の両端部に格子定数の小さ
い領域を作り込み、中央領域に格子定数が大きい領域を
作り込む構成としたことから、光共振器の両端部におけ
るバンドギャップが中央部のそれより大とされるもので
あり、これにより光共振器の両端部における屈折率が中
央部のそれより小とされる。したがって、両端部におけ
る光吸収を低めることができて、光密度を低下させるこ
とができることから、端面における光損傷を効果的に回
避できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、基体、例えば半導体基
体上に、少なくとも第１導電型のクラッド層と、活性層
と、第２導電型のクラッド層を有する半導体層を有し、
光共振器の共振器長方向の両端面が劈開面によって形成
された半導体発光装置において、その半導体層に、相対
的に格子定数が小さい領域と、大きい領域とが選択的に
作り込まれた構成とする。そして、その光共振器の共振
器長方向の両端部にその両端面に臨んで、上記格子定数
の小さい領域が位置するようにし、光共振器の中央領域
に上記格子定数が大きい領域が配置されるようにする。

【００１２】半導体層に作り込まれる格子定数が相対的
に小さい領域、あるいは同様に半導体層に作り込まれる
格子定数が相対的に大きい領域のいずれか一方の領域
は、歪み緩和領域によって形成し、他方の領域は、歪み
領域によって構成する。

【００１３】本発明による半導体発光装置の製造方法に
おいては、基体、例えば半導体基体上に、相対的に格子
定数を異にする歪み領域と、歪緩和領域とを選択的に形
成しつつ少なくとも第１導電型のクラッド層と、活性層
と、第２導電型のクラッド層を有する半導体層を成膜す
る成膜工程と、光共振器の共振器長方向の両端部に上記
両端面に臨んで、格子定数が、上記光共振器の中央領域
における格子定数より小とされた歪み領域もしくは歪み
緩和領域が配置されるように、半導体層を有する基体、
例えば半導体基体を劈開してこの劈開面によって光共振
器の共振器長方向の両端面を形成する劈開工程を有す
る。

【００１４】半導体層の成膜は、基体、例えば半導体基
体表面に選択的に、成膜抑制層を形成して後、半導体基
体上に、この基体の格子定数と異なる格子定数を有する
半導体層を、成膜抑制層が形成されていない領域におい
ては、選択的に膜厚方向に成長させて歪み領域を形成
し、成膜抑制層上においては、面方向成長による半導体
層の成膜を行って、この成膜抑制層上に歪み緩和領域を
形成する。

【００１５】あるいは、半導体層の成膜は、基体、例え
ば半導体基体表面に選択的に、微細凹凸面を形成して
後、基体上に、この基体の格子定数と異なる格子定数を
有する半導体を成膜して、微細凹凸面が形成されていな
い領域に歪み領域を形成する。このようにして、微細凹
凸面上においては、歪み緩和領域を形成する。

【００１６】図１は、本発明による半導体発光装置の一
例の斜視図を示す。この例では、いわゆるＳＣＨ(Separ
ate Confinement Heterostructure)型の半導体レーザー
に適用した場合で、この場合、第１導電型この例ではｎ
型の半導体基体１上に、順次第１導電型の第１クラッド
層２、第１導電型の第１ガイド層３、例えば超格子構造
の活性層４、第２導電型の第２ガイド５、第２導電型の
第２クラッド層６、第２導電型のコンタクト層７を順次
エピタキシャル成長した半導体層８が形成されて成る。
コンタクト層７上には、一方の電極９がオーミック被着
され半導体基体１の裏面には、他方の電極１０がオーミ
ックに被着されてなる。そして、本発明構成において
は、半導体層８に、歪み領域１１と、歪み緩和領域１２
とが作り込まれている。

【００１７】この例では、歪み緩和領域１２の格子定数
が、歪み領域１１の格子定数に比し、小とされた構成を
有する場合で、この格子定数が小なる歪み緩和領域１２
が、光共振器の共振器長方向の両端部に、その光出射端
となる端面に臨んで形成されることによって、両端部に
おけるバンドギャップが中央部の歪み領域１１における
それより大きく、屈折率が小とされた窓構造が構成され
る。

【００１８】この半導体レーザーが、ＡｌＧａＩｎＰ／
ＧａＡｓ系の半導体レーザである場合の一例を、図２お
よび図３の各工程における要部の断面図を参照して、本
発明による製造方法の一例とともに説明する。この例に
おいては、図２Ａに示すように、第１導電型この例では
ｎ型のＧａＡｓ単結晶半導体基体１が用意され、その一
主面に、半導体層が、半導体基体１からエピタキシャル
成長することを阻止する成膜抑制層１３を形成する。こ
の成膜抑制層１３は、例えばＳｉＯ₂層よりなり、図２
Ａにおいて紙面と直交する方向に延びる帯状に、図４に
その平面パターンを斜線を付して示すように、所要の間
隔を保持して平行配列する。この成膜抑制層１３は、例
えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法によってＳ
ｉＯ₂膜を全面的に形成して後、フォトリソグラフィに
よるパターニングによって、１０〜５０μｍの幅に、所
要の配置パターンをもって形成する。

【００１９】このようにして、成膜抑制層１３が形成さ
れた半導体基体１の一主面上に、図２Ｂに示すように、
順次第１導電型例えばｎ型のＡｌ_aＧａ_1-aＩｎＰによ
る第１クラッド層２をエピタキシャル成長し、続いてこ
れと同導電型の例えばＡｌ_bＧａ_1-bＩｎＰによる第１
のガイド層３、ＧａＩｎＰをウエル層としＡｌ_bＧａ
_1-bＩｎＰをバリア層とする超格子構造の多重もしくは
単一量子井戸構造の活性層４をエピタキシャル成長し、
この上に第２導電型例えばＡｌ_bＧａ_1-bＩｎＰによる
第２ガイド層５、第２導電型のＡｌ_aＧａ_1-aＩｎＰに
よる第２クラッド層６、第２導電型の不純物例えばＺｎ
が高不純物濃度にドープされたＧａＡｓによるコンタク
ト層７を連続的に例えばＭＯＣＶＤ（Metalorganic Che
mical Vapor Deposition: 有機金属気相成長）法あるい
はＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法等によってエピ
タキシャル成長して半導体層８を形成する。ここで、Ａ
ｌの組成比、ａおよびｂは、ａ＞ｂに選定される。この
ように、実質的に半導体レーザーを構成する半導体層８
は、その全体の厚さが３μｍ程度の薄い厚さを有するも
のである。

【００２０】この半導体層８、成膜抑制層１３が形成さ
れていない領域においては、図２Ｂに矢印ａで模式的に
示すように、そのエピタキシャル成長は、半導体基体１
の表面に直接的に厚さ方向に成長が進行して形成される
ものであり、成膜抑制層１３上においては、この成膜抑
制層１３によって半導体基体１から直接的にエピタキシ
ャル成長することが阻止され、同図に矢印ｂで模式的に
示すように、上述した成膜抑制層１３が形成されていな
い部分で半導体基板１から成長されてきたエピタキシャ
ル成長層から横方向、すなわち面方向にエピタキシャル
成長が進行することによって形成される。

【００２１】そして、この場合、少なくともクラッド層
を構成するＡｌＧａＩｎＰは、その組成比、具体的には
Ｉｎの組成比を選定することによってその本来の結晶格
子定数ａ₁が、半導体基体１の格子定数ａ₀より小なる
格子定数を有するＡｌＧａＩｎＰ層とする。このように
して、成膜抑制層１３が形成されていない、すなわち半
導体基体１から直接的にエピタキシャル成長がなされた
領域においては、半導体基体１との格子定数の相違、こ
の例においては、ａ₁＜ａ₀とされたことによって引っ
張り歪みによって実質的格子定数が本来の格子定数ａ₁
より大きい歪み領域１１となる。一方、成膜抑制層１３
上においては、半導体基体１からのエピタキシャル成長
が回避され、半導体基体１の格子定数に制約されること
がない歪み緩和領域１２として形成される。つまり、こ
の歪みが緩和された領域１２においては、エピタキシャ
ル成長する半導体材料本来の格子定数ａ₁ないしはこれ
に近い格子定数、すなわち、この例では、小なる格子定
数を有する領域として、成膜抑制層１３のパターンに対
応するパターンをもって、図２Ｂにおいて、紙面と直交
する方向に延びる帯状に形成される。したがって、この
歪み緩和領域１２においては、そのバンドギャップは、
歪み領域１１におけるそれより大となって屈折率が小さ
くなる。この場合、Δａ／ａ₀（ここで、Δａ＝ａ₁−
ａ₀）は、−０．１％〜−０．２％に選定することが望
ましい。これは、これより｜Δａ／ａ₀｜の割合が小さ
くなると、歪み緩和領域１２と歪み領域１１との格子定
数の相違が不充分となることを認めたものであり、これ
より｜Δａ／ａ₀｜の割合が大きくなると、良好なエピ
タキシーが阻害されることを認めたことによる。そし
て、この格子定数の選定は、半導体層８のクラッド層２
および６を（ＡｌＧａ）_1-yＩｎ_yＰによって構成する
とき、Ｉｎの組成ｙを、０．４５〜０．５５の範囲で調
整すれば良い。

【００２２】次に、コンタクト層７に対して、例えばフ
ォトリソグラフィによるパターンエッチングを行って、
図３に示すように、歪み緩和領域１２上の、コンタクト
層７をエッチング除去するとともに、最終的に得る複数
の半導体レーザーの各ストライプ状の光共振器幅に対応
する幅に所要の間隔を保持して残して他部をエッチング
除去する。その後、半導体層８上に全面的に電極９を被
着する。このとき、電極９は、例えばドーパントとして
ｐ型の不純物のＺｎが高濃度にドープされたコンタクト
層７に対しては良好にオーミックコンタクトするが、ク
ラッド層６に被着された部分においては、ショットキー
障壁が形成されオーミックコンタクトがなされない。ま
た、半導体基体１の裏面に、他方の電極１０をオーミッ
クに被着形成する。

【００２３】このように、半導体層８が形成された半導
体基体１を歪み緩和領域１２の形成部に沿うように、図
３および図４で、鎖線ｃ₁、ｃ₂ 、ｃ₃・・・で示す、
面で劈開する。このようにして、各共振器端面が劈開面
によって形成された、複数の半導体レーザー部がそれぞ
れ並置形成された半導体バーを切り出す。その後、各半
導体バーを、各半導体レーザー毎に、すなわちその劈開
面と直交する面で、破断ないしは切断して、各半導体バ
ーからそれぞれ半導体レーザーを複数個同時に得ること
ができる。

【００２４】尚、電極９および１０は、それぞれ全面的
に形成することもできるが、上述の劈開や破断ないしは
切断される部位において予め排除しておくこともでき
る。

【００２５】このようにして、得られた半導体レーザー
は、図１で示すように、格子定数が中央部に比し小さ
く、したがって、バンドギャップが大で、屈折率が小と
された歪み緩和領域１２が、両端面に臨んで形成された
窓構造の半導体レーザーが製造される。

【００２６】上述した例では、歪み緩和領域１２の配置
パターン、したがって、歪み緩和領域１２のパターン
を、図４で示したように、一方向に平行配列されたパタ
ーンとした場合であるが、成膜抑制層１３上に横方向
（面方向）から、そのエピタキシャル成長が良好になさ
れるように、すなわち２次元的にその成長が効果的にな
されるように、この歪み緩和領域１２のパターン、すな
わち成膜抑制層１３のパターンを、図５に斜線を付して
その平面パターンを示すように、光共振器方向に沿う方
向にも形成することが望ましく、この方向の歪み緩和領
域１２は、図５中鎖線ｆで囲んで示す光共振器の形成部
に近接して設けることによって窓領域における歪み緩和
をより効果的に行うことができる。この場合、矢印ｄで
示す共振器長方向に沿う方向に延びる歪み緩和領域１２
は、半導体レーザーの非動作領域部分に形成する。すな
わち、上述した半導体バーを、各半導体レーザー毎に切
り出す（図５において鎖線ｅ₁，ｅ₂ ，ｅ₃・・・で示
す）破断面に沿う位置に形成する。そして、これら共振
器長方向に沿って形成される歪み緩和領域１２は、共振
器近傍に形成することによって、窓構造部における歪み
緩和を、より効果的に行うことができる。

【００２７】上述したように、窓構造部に歪み緩和領域
１２を形成するための成膜抑制層１３を電気的絶縁性を
有する例えばＳｉＯ₂膜によって構成する場合は、これ
が電流阻止層となることから、光発振動作部に対する電
流狭搾効果を奏することができて、しきい値電流Ｉ_thの
低減化をはかることができるという効果が生じる。

【００２８】上述した例では、歪み緩和領域１２の形成
を、半導体基体１からのエピタキシャル成長を阻止する
成膜抑制層１３を設けて形成した場合であるが、この歪
み緩和領域１２の形成は、このような方法に限られるも
のではなく、例えば図６に概略断面図を示すように、半
導体層８のエピタキシャル成長に先立って歪み緩和領域
１２の形成部に、断面３角形の比較的その深さが浅い微
細凹凸面１４を形成して置くことによってこの上に歪み
緩和領域１２を形成することができる。この微細凹凸面
１４は、いわゆるＤＢＲ(Distributed Bragg Reflecto
r) レーザーにおけるＤＢＲ面と同様の方法によって形
成できるものであり、この上に成膜された半導体層が歪
みが緩和された層となることは、すでにＤＢＲレーザー
においても確認されているところであり、超格子構造と
の組合せで、より確実に歪み緩和を行うことができる。

【００２９】そして、この微細凹凸面１４の形成は、特
公昭７−１０５５５３号に示された回折格子を２光線露
光法を用いた方法等によって容易に形成できる。

【００３０】上述の本発明製造方法においては、半導体
基体１上に、成膜抑制層１３を形成するとか微細凹凸面
１４を形成することによって歪み緩和領域１２を形成し
たが、歪み緩和領域１２を、比較的広面積に渡って形成
する場合においては、図７に示すように、成膜抑制層１
３と微細凹凸面１４とを併用することもできる。このよ
うにすることによって、例えば成膜抑制層１３上に面方
向からの成長が充分になされないことによって生じる空
洞いわゆる“す”の発生を回避できる。

【００３１】尚、図６および図７において、図３と対応
する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３２】また、上述した例では、歪み緩和領域１２
が、歪み領域１１に比して格子定数が小なる構成とし
て、窓構造部をこの歪み緩和領域１２によって構成した
場合であるが、半導体基体１に対して格子定数が大き
い、すなわちａ₁＞ａ₀とし、Δａ／ａ₀＝＋０．１％
〜＋０．２％のＡｌＧａＩｎＰクラッド層をエピタキシ
ャル成長することによって、上述とは逆に歪み緩和領域
１２を歪み領域１１に比して格子定数の大きい領域とす
る構成とすることもできる。この場合においては、窓構
造部が歪み領域１１によって構成される。したがって、
この場合は、その成膜抑制層１３および歪み緩和領域１
２の形成パターンは、例えば図８または図９に示すよう
に、図４または図５で示したパターンの逆パターンとし
得る。つまり、最終的に劈開や切断がなされる、すなわ
ち光共振器の両端面を形成する部分以外に形成する。図
８および図９において、図４および図５と対応する部分
には同一符号を付して重複説明を省略する。

【００３３】この場合、成膜抑制層１３は、電流通路に
形成されることから、この場合には導電性を有する材料
層によって構成するか、あるいは図１０に示すように、
前述した微細凹凸面１４を用いて歪み緩和領域１２を形
成する。図１０において図１と対応する部分には同一符
号を付して重複説明を省略する。

【００３４】また、本発明による半導体発光装置は、基
本的に歪み系の材料によるものであり、上述した例で
は、ＧａＡｓによる半導体基体１上にＡｌＧａＩｎＰ系
半導体層８がエピタキシャル成長された半導体レーザー
（０．６〜０．７μｍ帯レーザー）の半導体レーザーを
構成した場合を例示したものであるが、この例に限られ
るものではなく、例えばＩｎＰ半導体基体上にＩｎＧａ
ＡｓＰ系半導体層をエピタキシャル成長する通信用長波
長レーザー（１．２〜１．６μｍ帯レーザー）や、Ｇａ
Ａｓ半導体基体上にＩｎＧａＡｓＰ系もしくはＩｎＧａ
Ａｓ系半導体層が形成される近赤外レーザー（１〜０．
８μｍ帯レーザー）を構成する場合、ＧａＮ半導体基体
１上にＩｎＧａＮ半導体層を有する半導体レーザー
（０．３〜０．５μｍ帯レーザー）、更にＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体による例えばＺｎＳ半導体基体上にＺｎＭ
ｇＳＳｅ系半導体層がエピタキシャル成長される半導体
レーザー等に適用することができる。

【００３５】上述した各本発明装置によれば、基体１上
に成膜される半導体発光素子を構成する半導体層８自体
に、その光共振器の共振器長方向の両端部に格子定数の
小さい領域を作り込み、中央領域に格子定数が大きい領
域を作り込む構成としたことから、光共振器の両端部に
おけるバンドギャップが中央部のそれより大とされるも
のであり、これにより光共振器の両端部における屈折率
が中央部のそれより小とされる。したがって、両端部に
おける光吸収を低下させることができて、光密度を低下
させることができることから、端面における光損傷を効
果的に回避できる。

【００３６】また、上述した各本発明製造方法によれ
ば、窓構造を有する半導体発光装置を、特別の製造方
法、製造工程を採ることなく、半導体層８の成膜に先立
って単に成膜抑制層１３や微細凹凸面１４を形成するの
みで、その後は通常の半導体発光装置の製造工程を採る
ことができるので、その製造工程も膨大となることがな
く、量産的に製造することができる。

【００３７】尚、上述した半導体発光装置およびその製
造方法は、半導体レーザーとした場合であるが、半導体
発光ダイオード等に適用して同様の効果を得ることがで
きる。また、半導体発光装置の構造も上述した例に限ら
れるものではなく、例えばガイド層を有することのない
ダブルヘテロ構造など種々の構成を採ることができる。

【００３８】また、上述した各例では、半導体基体１を
用いた場合であるが、これ以外の基体による半導体発光
装置に本発明を適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】上述したように、本発明による半導体半
導体発光装置においては、その光共振器の共振器長方向
の両端部に格子定数の小さい領域を作り込み、中央領域
に格子定数が大きい領域を作り込む構成としたことか
ら、光共振器の両端部におけるバンドギャップが中央部
のそれより大とされるおのであり、これにより光共振器
の両端部における屈折率が中央部のそれより小とするこ
とができて、両端部における光吸収を低下させることが
できて、光密度を低下させることができることから、端
面における光損傷を効果的に回避でき、長寿命の大出力
半導体発光装置を構成することができる。

【００４０】そして、本発明においては、この格子定数
を異にする領域を、クラッド層や活性層を構成する半導
体層自体に作り込む構成としたことにより、冒頭に述べ
たような、異種の材料を、端面にエピタキシャル成長さ
せる場合の煩雑な作業を伴うことによる量産性の低下
や、エピタキシャル成長に際しての加熱による半導体層
におけるドーパントの移動の問題を解決できるものであ
る。

【００４１】また、同様に冒頭で述べたように、窓構造
の形成において、エッチングを行う場合の端面における
表面性の低下、したがって、ＦＦＰの劣化や、信頼性の
問題の解決を図ることができる。

【００４２】さらに、Ｚｎ等を拡散させる場合における
ような、Ｚｎの拡散量、拡散距離の制御を精密に行うよ
うな高度の技術を必要としない。

【００４３】また、本発明製造方法によれば、相対的に
格子定数を異にする領域を半導体層に作り込む方法とし
て、半導体層をエピタキシャル成長する半導体基体に、
成膜の抑制膜の形成、あるいは微細凹凸を形成するのみ
で歪み緩和領域を形成して、他部の歪み緩和がなされて
いない領域との格子定数の差の発生を利用するものであ
るので、この格子定数を異にする領域の形成は、容易に
かつ確実に、量産的に行うことができ、したがって、コ
ストの低廉化をもはかることができる。

【００４４】上述したように、本発明装置、および本発
明製造方法によれば、工業的に多くの利益をもたらすと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体発光装置の一例の概略断面
図である。

【図２】ＡおよびＢは、本発明による半導体発光装置の
製造方法の一例の各工程での概略断面図である。

【図３】本発明による半導体発光装置の製造方法の一例
の一工程での概略断面図である。

【図４】本発明製造方法の説明に供する成膜抑制層およ
び歪み緩和領域の一例の平面的パターン図である。

【図５】本発明製造方法の説明に供する成膜抑制層およ
び歪み緩和領域の他の例の平面的パターン図である。

【図６】本発明による半導体発光装置の製造方法の他の
例の一工程での概略断面図である。

【図７】本発明による半導体発光装置の製造方法の更に
他の例の一工程での概略断面図である。

【図８】本発明製造方法の説明に供する成膜抑制層およ
び歪み緩和領域の他の例の平面的パターン図である。

【図９】本発明製造方法の説明に供する成膜抑制層およ
び歪み緩和領域の他の例の平面的パターン図である。

【図１０】本発明装置の他の例の概略断面図である。

【符号の説明】

１・・・半導体基体、２・・・第１クラッド層、３・・
・第１ガイド層、４・・・活性層、５・・・第２ガイド
層、６・・・第２クラッド層、７・・・コンタクト層、
８・・・半導体層、９，１０・・・電極、１１・・・歪
み領域、１２・・・歪み緩和領域、１３・・・成膜抑制
層、１４・・・微細凹凸面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基体上に、少なくとも第１導電型のクラ
ッド層と、活性層と、第２導電型のクラッド層を有する
半導体層を有し、光共振器の共振器長方向の両端面が劈
開面によって形成された半導体発光装置において、上記半導体層に、相対的に格子定数が小さい領域と、大
きい領域とが選択的に作り込まれ、上記光共振器の共振器長方向の両端部にその両端面に臨
んで、上記格子定数の小さい領域が形成され、上記光共
振器の中央領域に上記格子定数が大きい領域が形成され
て成ることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】上記格子定数が相対的に小さい領域が、
上記基体上に成膜された半導体層における歪み緩和領域
によって形成されて成ることを特徴とする請求項１に記
載の半導体発光装置。
【請求項３】上記格子定数が相対的に大きい領域が、
上記基体上に成膜された半導体層における歪み緩和領域
によって形成されて成ることを特徴とする請求項１に記
載の半導体発光装置。
【請求項４】上記基体上に選択的に成膜抑制層が形成
されて、該成膜抑制層上に上記歪み緩和領域が形成され
てなることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装
置。
【請求項５】上記基体上に選択的に成膜抑制層が形成
されて、該成膜抑制層上に上記歪み緩和領域が形成され
てなることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光装
置。
【請求項６】上記基体上に選択的に微細凹凸が形成さ
れて、該微細凹凸の形成部上に上記歪み緩和領域が形成
されてなることを特徴とする請求項２に記載の半導体発
光装置。
【請求項７】上記基体上に選択的に微細凹凸が形成さ
れて、該微細凹凸の形成部上に上記歪み緩和領域が形成
されてなることを特徴とする請求項３に記載の半導体発
光装置。
【請求項８】基体上に、相対的に格子定数を異にする
歪み領域と、歪緩和領域とを選択的に形成しつつ少なく
とも第１導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型
のクラッド層を有する半導体層を成膜する成膜工程と、上記光共振器の共振器長方向の両端部に上記両端面に臨
んで格子定数が、上記光共振器の中央領域における格子
定数より小とされた歪み領域もしくは歪み緩和領域が配
置されるように、上記半導体層を有する基体を劈開して
該劈開面によって光共振器の共振器長方向の両端面を形
成する劈開工程を有することを特徴とする半導体発光装
置の製造方法。
【請求項９】上記半導体層の成膜に当たり、上記基体
表面に選択的に、成膜抑制層を形成して後、上記基体上
に、該基体の格子定数と異なる格子定数を有する半導体
層を、上記成膜抑制層が形成されていない領域において
は選択的に膜厚方向に成長させて歪み領域を形成し、上
記成膜抑制層上においては、面方向成長による半導体層
の成膜を行って、上記成膜抑制層上に歪み緩和領域を形
成するようにした請求項８に記載の半導体発光装置の製
造方法。
【請求項１０】上記半導体層の成膜に当たり、上記基
体表面に選択的に、微細凹凸領域を形成して後、上記基
体上に、該基体の格子定数と異なる格子定数を有する半
導体層を成膜して、上記微細凹凸領域が形成されていな
い領域に歪み領域を形成し、上記微細凹凸領域上におい
ては、歪み緩和領域を形成するようにした請求項８に記
載の半導体発光装置の製造方法。