JPH1168234A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1168234A
JPH1168234A JP21494497A JP21494497A JPH1168234A JP H1168234 A JPH1168234 A JP H1168234A JP 21494497 A JP21494497 A JP 21494497A JP 21494497 A JP21494497 A JP 21494497A JP H1168234 A JPH1168234 A JP H1168234A
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JP
Japan
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semiconductor device
type
buffer layer
manufacturing
active layer
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JP21494497A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Kondo
康洋 近藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】活性層を成長させるn型バッファ層の(10
0)面を平坦に形成して、良好な結晶性の活性層を形成
することが可能な半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】少なくともn型バッファ層3と活性層4と
を含んでなる半導体装置を、(100)III-V族化合物
n型InP基板1上のストライプ状のリッジ構造上また
は選択成長領域に製造する半導体装置の製造方法におい
て、n型バッファ層3にVI族からなるドーパントを5×
1018/cm3以上、1×1020/cm3以下の濃度範囲
で添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機金属気相成長
法を用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】(100)基板上に半導体装置の活性層
を効率良く製作する方法として、基板上に設けたリッジ
構造または選択領域に結晶を成長させる手法が取られて
いる。これは、このような手法を採用することにより、
メサ形成の工程が省略できたり、発振波長の異なる半導
体レーザ素子を同時に製作することが可能になる等、製
造工程の簡略化と素子の高性能化とが可能となるからで
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような結
晶成長は、異なるファセットが同時に形成される複雑な
結晶成長であるので、平坦基板上の結晶成長と同様の成
長条件では、良好な結晶を成長させることは困難である
という問題がある。
【0004】図3は、従来技術における問題点を説明す
るための断面図である。図の(a)は結晶をストライプ
状のリッジ構造上に成長させた状態、(b)は結晶をス
トライプ状の選択成長領域に成長させた状態を示す。図
において、10はn型半導体基板、20は選択成長マス
ク、30はn型バッファ層、40は活性層、50はクラ
ッド層である。特に、結晶を成長させるストライプ状の
リッジ構造またはストライプ状の選択成長領域の幅が1
μm〜3μm程度と狭く、結晶成長領域全体をレーザの
n型バッファ層30、活性層40等に用いるような場合
には、図3の(a)または(b)に示すように、側面に
現れるファセットの影響で側面付近の(100)面が盛
り上がり、平坦に成長しにくい。良好な特性の活性層を
得るためには、活性層を成長させるn型バッファ層30
の(100)面は、原子レベルで平坦であることが望ま
しいが、上記のように側面付近の(100)面が盛り上
がり、平坦に成長させることは難しく、活性層を良好な
結晶性で所望の構造に形成することは困難である。
【0005】上記の平坦性の劣化は側面ファセットから
の過剰な原子の供給が原因である。つまり、側面ファセ
ットから供給された分の原子がメサ側面付近で(10
0)面での成長に寄与し、選択成長領域の中央部付近よ
りも成長速度が大となるためである。通常、原子の表面
マイグレーション長は0.5μm以下であるので、1μ
mよりも広い領域の(100)面では、面内に成長膜厚
の分布が発生することになる。
【0006】本発明は、従来技術における問題点を解決
して、活性層を成長させるn型バッファ層の(100)
面を平坦に形成して、良好な結晶性の活性層を形成する
ことが可能な半導体装置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】上記目的を達成するため
の本発明の半導体装置の製造方法は、少なくともn型バ
ッファ層と活性層とを含んでなる半導体装置を、(10
0)III-V族化合物n型半導体基板上のストライプ状の
リッジ構造上に製造する半導体装置の製造方法におい
て、上記n型バッファ層にVI族からなるドーパントを5
×1018/cm3以上、1×1020/cm3以下の濃度範
囲で添加する。
【0008】また、少なくともn型バッファ層と活性層
とを含んでなる半導体装置を、(100)III-V族化合
物n型半導体基板上のストライプ状の選択成長領域に選
択成長により製造する半導体装置の製造方法において、
上記n型バッファ層にVI族からなるドーパントを5×1
18/cm3以上、1×1020/cm3以下の濃度範囲で
添加する。
【0009】これ等の場合、上記ストライプ状のリッジ
構造またはストライプ状の選択成長領域の幅は1μm〜
3μmとする。
【0010】
【発明の実施の形態】本願発明者らは、III-V族半導体
成長においてn型ドーパントにVI族原子を用いた場合
に、III族原子のマイグレーション長が伸びることを発
見した。この現象は、基板表面のV族サイトがVI族原子
に占有されることに起因するものと推測される。この現
象を利用することにより、(100)面の平坦性を向上
させることができる。特に、VI族ドーパントのドーピン
グ濃度を5×1018/cm3以上にした場合には、マイ
グレーション長をμmオーダーにまで伸ばすことができ
るので、幅が1μm〜3μm程度のストライプ状のリッ
ジ構造または選択成長領域等を用いても、側面ファセッ
トから供給される原子が(100)面全体に均等に供給
され、原子レベルで平坦な(100)面を実現すること
ができるようになる。このような平坦な面をn型バッフ
ァ層で実現することによって、その上に形成する活性層
の結晶性を向上することが可能であり、良好なレーザ特
性を実現することができる。
【0011】一方、InPにn型ドーパントとしてSe
を用いる場合には、その濃度を1×1020/cm3程度
まで高めると結晶性が劣化し、成長表面のホモロジーが
悪くなる。このことから、実際にバッファ層にVI族ドー
プn型半導体層を用いる場合のVI族ドーパントのドーピ
ング濃度は、III-V族化合物半導体とVI族ドーパントの
組み合わせにも依るが、1×1020/cm3以下とする
ことが必要になると考えられる。
【0012】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法
の実施の形態を添付図面を参照して具体的に説明する。
【0013】実施の形態1 図1は、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の形
態1を示す工程断面図である。
【0014】本実施の形態においては、まず、図1の
(a)に示すように、(100)面n型InP基板1上
に、フォトリソグラフィ技術とエッチングによって、<
011>方向に、ストライプ幅が約2.0μm、高さが
約1.0μmのリッジ構造を形成する。
【0015】次に、図1の(b)に示すように、リッジ
構造が形成されたn型InP基板1上に、有機金属気相
成長(MOVPE)法を用いて、ドーピング濃度が約5
×1018/cm3、膜厚dが約0.1μmのSeドープ
n型InPバッファ層3、膜厚dが約0.1μmのアン
ドープInGaAsP系量子井戸構造の活性層4、膜厚
dが約0.8μmのp型InPクラッド層5、膜厚dが
約0.6μmのSeドープn型InP電流閉じ込め層7
を、この順に順次形成する。この時、n型InPバッフ
ァ層3をSeドープInPにすることにより、リッジ構
造上部のn型InPバッファ層3の(100)面が平坦
化されるので、その面上に良好な結晶性の活性層4を成
長させることができる。
【0016】次に、図1の(c)に示すように、膜厚d
が約1.0μmのp型InPオーバークラッド層8、膜
厚dが約0.4μmのp型InGaAsPキャップ層9
を、この順に順次形成する。
【0017】このようにして製作した半導体装置におい
ては、活性層4をリッジ構造を有するn型InP基板1
上に成長させるにも関わらず、平坦な(100)面上に
成長させることができるので、半導体レーザとして使用
する際、良好なレーザ特性を実現することができる。ま
た、n型InPバッファ層3のドーパントを変えるのみ
で作製することができるので、従来の比較的簡単な製造
工程を利用することが可能であるという利点も損なうこ
とがない。
【0018】実施の形態2 図2は、本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の形
態2を示す工程断面図である。
【0019】本実施の形態においては、まず、図2の
(a)に示すように、(100)面n型InP基板1上
に、スパッタリング法によって、SiO2選択成長マス
ク2を堆積し、フォトリソグラフィ技術によって<01
1>方向にストライプ幅が約2.5μmの選択成長領域
を形成する。
【0020】次に、図2の(b)に示すように、n型I
nP基板1に形成された選択成長領域の上に、ドーピン
グ濃度が約5×1018/cm3、膜厚dが約0.6μm
のSeドープn型InPバッファ層3、膜厚dが約0.
1μmのアンドープInGaAsP系量子井戸構造の活
性層4、膜厚dが約0.3μmのp型InPクラッド層
5を、この順に、有機金属気相成長(MOVPE)法に
よって順次形成する。この時、n型InPバッファ層3
をSeドープInPにすることにより、n型InPバッ
ファ層3の(100)面が平坦化されるので、その面上
に良好な結晶性の活性層4を成長させることができる。
【0021】次に、図2の(c)に示すように、SiO
2選択成長マスク2をHFによって除去したのち、有機
金属気相成長法を用いて膜厚dが約0.8μmのZnド
ープp型InP電流ブロック層6、膜厚dが約0.6μ
mのSeドープn型InP電流閉じ込め層7を、この順
に順次形成する。
【0022】次に、図2の(d)に示すように、膜厚d
が約1.0μmのp型InPオーバークラッド層8、膜
厚dが約0.4μmのp型InGaAsPキャップ層9
を、この順に順次形成する。
【0023】このようにして製作した半導体装置におい
ては、活性層構造をn型InP基板1の選択成長領域の
上に選択成長させるにも関わらず、平坦な(100)面
上に成長させることができるので、半導体レーザとして
使用する際、良好なレーザ特性を実現することができ
る。また、n型InPバッファ層3のドーパントを変え
るのみで作製することができるので、従来の比較的簡単
な製造工程を利用することが可能であるという利点も損
なうことがない。
【0024】上記実施の形態1、2においては、リッジ
構造及び選択成長領域の幅をそれぞれ約2μm及び約
2.5μmとしたが、これらは1μmから3μmの範囲
であれば同様の効果が得られる。
【0025】また、上記実施の形態1、2においては、
n型InPバッファ層3に使用するドーパントとしてS
eを用いたが、S等の他のVI族のドーパントを用いても
よい。
【0026】また、上記上記実施の形態1、2において
は、InP系の半導体装置に関して示したが、GaAs
系等の他のIII-V族化合物半導体装置であってもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置製造方法によれば、活性層を基板上のリッジ構造また
は選択成長領域上の平坦な面上に成長させることができ
るので、良好な結晶性の活性層を成長させることが可能
となるという効果がある。
【0028】また、従来の比較的簡単な製造工程をドー
パントを変えるのみで利用することができるので、簡単
な工程で良好な特性の半導体装置を製造することが可能
となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の形
態1を示す工程断面図である。
【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の実施の形
態2を示す工程断面図である。
【図3】従来技術における問題点を説明するための断面
図である。
【符号の説明】
1…n型InP基板 2…SiO2選択成長マスク 3…Seドープn型InPバッファ層 4…活性層 5…p型InPクラッド層 6…p型InP電流ブロック層 7…Seドープn型InP電流閉じ込め層 8…p型InPオーバークラッド層 9…p型InGaAsPキャップ層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくともn型バッファ層と活性層とを含
    んでなる半導体装置を、(100)III-V族化合物n型
    半導体基板上のストライプ状のリッジ構造上に製造する
    半導体装置の製造方法において、 上記n型バッファ層にVI族からなるドーパントを5×1
    18/cm3以上、1×1020/cm3以下の濃度範囲で
    添加することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】少なくともn型バッファ層と活性層とを含
    んでなる半導体装置を、(100)III-V族化合物n型
    半導体基板上のストライプ状の選択成長領域に選択成長
    によって製造する半導体装置の製造方法において、 上記n型バッファ層にVI族からなるドーパントを5×1
    18/cm3以上、1×1020/cm3以下の濃度範囲で
    添加することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載する半導体
    装置の製造方法において、上記ストライプ状のリッジ構
    造またはストライプ状の選択成長領域の幅は1μm〜3
    μmであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP21494497A 1997-08-08 1997-08-08 半導体装置の製造方法 Pending JPH1168234A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100590566B1 (ko) 2004-11-02 2006-06-19 삼성전자주식회사 레이저 다이오드 및 그 제조방법
KR100590567B1 (ko) 2004-11-08 2006-06-19 삼성전자주식회사 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100590566B1 (ko) 2004-11-02 2006-06-19 삼성전자주식회사 레이저 다이오드 및 그 제조방법
KR100590567B1 (ko) 2004-11-08 2006-06-19 삼성전자주식회사 레이저 다이오드 및 그 제조방법

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