JPH1174616A - 半導体発光装置とその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置とその製造方法Info
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- JPH1174616A JPH1174616A JP23263197A JP23263197A JPH1174616A JP H1174616 A JPH1174616 A JP H1174616A JP 23263197 A JP23263197 A JP 23263197A JP 23263197 A JP23263197 A JP 23263197A JP H1174616 A JPH1174616 A JP H1174616A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定して所要の特性を有する半導体発光装置
を、確実に、したがって、歩留り良く製造することがで
きるようにする。 【解決手段】 化合物半導体基体１上に、少なくとも第
１導電型の第１クラッド層１２と、活性層２と、第２導
電型の第２クラッド層１２と、一方の電極２１がオーミ
ックコンタクトされるキャップ層３とが形成され、第１
および第２クラッド層の少なくとも一方に、水素パッシ
ベーションによって形成された電流狭窄領域１４を有す
る構成とする。
を、確実に、したがって、歩留り良く製造することがで
きるようにする。 【解決手段】 化合物半導体基体１上に、少なくとも第
１導電型の第１クラッド層１２と、活性層２と、第２導
電型の第２クラッド層１２と、一方の電極２１がオーミ
ックコンタクトされるキャップ層３とが形成され、第１
および第２クラッド層の少なくとも一方に、水素パッシ
ベーションによって形成された電流狭窄領域１４を有す
る構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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
法に関わる。
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
法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】通常のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ある
いはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体による半導体レーザー、
半導体発光ダイオード等の半導体発光装置は、例えば図
４にその概略断面図を示すように、第１導電型例えばｎ
型の化合物半導体１上に、順次少なくとも第１導電型の
第１クラッド層１１と、ノンドープあるいは低不純物濃
度の第１導電型もしくは第２導電型の活性層２と、第２
導電型例えばｐ型の第２クラッド層１２と、第２導電型
の高不純物濃度の一方の電極（第１電極）をオーミック
にコンタクトするためのキャップ層３とを有し、このキ
ャップ層３上にオーミックに第１電極２１が被着され、
半導体基体１の裏面に他方の電極、すなわち第２電極２
２がオーミックに被着されて成る。
いはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体による半導体レーザー、
半導体発光ダイオード等の半導体発光装置は、例えば図
４にその概略断面図を示すように、第１導電型例えばｎ
型の化合物半導体１上に、順次少なくとも第１導電型の
第１クラッド層１１と、ノンドープあるいは低不純物濃
度の第１導電型もしくは第２導電型の活性層２と、第２
導電型例えばｐ型の第２クラッド層１２と、第２導電型
の高不純物濃度の一方の電極（第１電極）をオーミック
にコンタクトするためのキャップ層３とを有し、このキ
ャップ層３上にオーミックに第１電極２１が被着され、
半導体基体１の裏面に他方の電極、すなわち第２電極２
２がオーミックに被着されて成る。
【０００３】このような半導体発光装置において、その
しきい値電流Ｉthの低減化等をはかるために、活性層２
の動作領域、すなわち発振領域に電流集中を行ってキャ
リア濃度が大なる、すなわち利得分布が急激に増大する
領域を形成するようにした利得ガイド型構成とする場合
がある。この場合、その電流集中は、例えばキャップ層
３側から、第２クラッド層１２に至る深さに、活性層２
の動作領域を構成するストライプ部上を残してその両側
にメサ溝５を形成し、このメサ溝５内に、第１導電型例
えばｎ型の半導体層を埋込んでｐ−ｎ接合による電流狭
窄を行うとか、あるいは例えばメサ溝５を形成すること
なく、第２クラッド層１２の電流狭窄領域４の形成部
に、プロトンやボロンのイオン打ち込みを行って選択的
に高抵抗化することによって形成するなどの方法が採ら
れる。
しきい値電流Ｉthの低減化等をはかるために、活性層２
の動作領域、すなわち発振領域に電流集中を行ってキャ
リア濃度が大なる、すなわち利得分布が急激に増大する
領域を形成するようにした利得ガイド型構成とする場合
がある。この場合、その電流集中は、例えばキャップ層
３側から、第２クラッド層１２に至る深さに、活性層２
の動作領域を構成するストライプ部上を残してその両側
にメサ溝５を形成し、このメサ溝５内に、第１導電型例
えばｎ型の半導体層を埋込んでｐ−ｎ接合による電流狭
窄を行うとか、あるいは例えばメサ溝５を形成すること
なく、第２クラッド層１２の電流狭窄領域４の形成部
に、プロトンやボロンのイオン打ち込みを行って選択的
に高抵抗化することによって形成するなどの方法が採ら
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状に
おいては、上述した構成による電流狭窄領域は、メサ溝
の形成によって半導体層のエピタキシャル成長が分断さ
れること、すなわち２度のエピタキシャル成長が必要と
なって製造の煩雑さが問題となり、またイオン注入によ
る場合、ＧａＡｓにおいては実用化されているものの、
他の半導体材料による半導体発光装置においては、イオ
ン注入時のダメージが大きくなるなどの理由から、発振
しきい値などの基本的特性を悪化してしまうという問題
がある。このイオン注入時のダメージを減少させるため
には、イオン注入の加速電圧を小さくするなどの注入条
件をコントロールすることになるが、半導体材料によっ
てはこの条件に対して敏感で、この条件のコントロール
に厳密性を必要として、安定して所要の特性を有する半
導体発光装置を歩留り良く製造することが困難となる。
本発明は、このような問題の解決を図り、複雑なイオン
注入のコントロール、工程を必要とせずに、電流狭窄領
域の形成を行うことができるようにして、安定して所要
の特性を有する半導体レーザー、半導体発光ダイオード
等の半導体発光装置を、確実に、したがって、歩留り良
く製造することができるようにする。
おいては、上述した構成による電流狭窄領域は、メサ溝
の形成によって半導体層のエピタキシャル成長が分断さ
れること、すなわち２度のエピタキシャル成長が必要と
なって製造の煩雑さが問題となり、またイオン注入によ
る場合、ＧａＡｓにおいては実用化されているものの、
他の半導体材料による半導体発光装置においては、イオ
ン注入時のダメージが大きくなるなどの理由から、発振
しきい値などの基本的特性を悪化してしまうという問題
がある。このイオン注入時のダメージを減少させるため
には、イオン注入の加速電圧を小さくするなどの注入条
件をコントロールすることになるが、半導体材料によっ
てはこの条件に対して敏感で、この条件のコントロール
に厳密性を必要として、安定して所要の特性を有する半
導体発光装置を歩留り良く製造することが困難となる。
本発明は、このような問題の解決を図り、複雑なイオン
注入のコントロール、工程を必要とせずに、電流狭窄領
域の形成を行うことができるようにして、安定して所要
の特性を有する半導体レーザー、半導体発光ダイオード
等の半導体発光装置を、確実に、したがって、歩留り良
く製造することができるようにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、化合
物半導体において、アクセプタの活性化率を下げて、キ
ャリア濃度を減少させる原因の１つの水素パッシベーシ
ョンに着目して、これによって電流狭窄領域の形成を行
う。
物半導体において、アクセプタの活性化率を下げて、キ
ャリア濃度を減少させる原因の１つの水素パッシベーシ
ョンに着目して、これによって電流狭窄領域の形成を行
う。
【０００６】すなわち、本発明による半導体発光装置
は、化合物半導体基体上に、少なくとも第１導電型の第
１クラッド層と、活性層と、第２導電型の第２クラッド
層と、一方の電極がオーミックコンタクトされるキャッ
プ層とが形成され、第１および第２クラッド層の少なく
とも一方に、活性層の動作領域に選択的に通電を行うた
めの電流狭窄領域、いわゆる電流ブロック領域を設ける
ものであるが、特に、本発明装置においては、この電流
狭窄領域は、水素導入がなされてドーパントの不活性化
がなされた領域によって構成する。
は、化合物半導体基体上に、少なくとも第１導電型の第
１クラッド層と、活性層と、第２導電型の第２クラッド
層と、一方の電極がオーミックコンタクトされるキャッ
プ層とが形成され、第１および第２クラッド層の少なく
とも一方に、活性層の動作領域に選択的に通電を行うた
めの電流狭窄領域、いわゆる電流ブロック領域を設ける
ものであるが、特に、本発明装置においては、この電流
狭窄領域は、水素導入がなされてドーパントの不活性化
がなされた領域によって構成する。
【０００７】また、本発明による半導体発光装置の製造
方法は、化合物半導体基体上に、少なくとも第１導電型
の第１クラッド層と、活性層と、第２導電型の第２クラ
ッド層と、一方の電極がオーミックコンタクトされるキ
ャップ層とをエピタキシャル成長するエピタキシャル成
長を行う。その後、第１および第２クラッド層の少なく
とも一方の、活性層の動作領域を挟んでその両側に対応
する位置に水素によるパッシベーション処理を選択的に
行い、此処に電流狭窄領域を形成して目的とする半導体
発光装置を得る。
方法は、化合物半導体基体上に、少なくとも第１導電型
の第１クラッド層と、活性層と、第２導電型の第２クラ
ッド層と、一方の電極がオーミックコンタクトされるキ
ャップ層とをエピタキシャル成長するエピタキシャル成
長を行う。その後、第１および第２クラッド層の少なく
とも一方の、活性層の動作領域を挟んでその両側に対応
する位置に水素によるパッシベーション処理を選択的に
行い、此処に電流狭窄領域を形成して目的とする半導体
発光装置を得る。
【０００８】上述の本発明構成による水素導入を行って
形成された電流狭窄領域は、効果的にドーパントの不活
性化すなわちパッシベーションがなされて、此処におけ
る電気抵抗が高められることから、実質的にこの領域に
おける通電の阻止がなされ、この電流狭窄領域が存在し
ない部分に選択的に電流通路を形成することができる。
すなわち、活性層の動作領域に電流の集中を行うことが
できる。
形成された電流狭窄領域は、効果的にドーパントの不活
性化すなわちパッシベーションがなされて、此処におけ
る電気抵抗が高められることから、実質的にこの領域に
おける通電の阻止がなされ、この電流狭窄領域が存在し
ない部分に選択的に電流通路を形成することができる。
すなわち、活性層の動作領域に電流の集中を行うことが
できる。
【０００９】この水素によるパッシベーション化のメカ
ニズムは、現在、充分には解明されていないが、例えば
アクセプタとしてＺｎがドープされたＩｎＰ、ＡｌＧａ
ＩｎＰ等において、そのＺｎが、格子内のＩＩＩ族サイ
ト、あるいは格子間に入って格子内のＰと結合している
領域に原子状水素もしくはプロトンが割り込んで作用す
ることで、アクセプタの活性化を阻害するというモデル
が考えられている。
ニズムは、現在、充分には解明されていないが、例えば
アクセプタとしてＺｎがドープされたＩｎＰ、ＡｌＧａ
ＩｎＰ等において、そのＺｎが、格子内のＩＩＩ族サイ
ト、あるいは格子間に入って格子内のＰと結合している
領域に原子状水素もしくはプロトンが割り込んで作用す
ることで、アクセプタの活性化を阻害するというモデル
が考えられている。
【００１０】この水素パッシベーションは強力であり、
例えば１０18ｃｍ-3程度のキャリア濃度の半導体層を、
水素パッシベーションによって１０16ｃｍ-3以下にまで
減少させることができる。この水素原子パッシベーショ
ンを行うための原子状水素の発生は、半導体層のエピタ
キシャル成長後に、アルシン（ＡｓＨ3 ）、フォスフィ
ン（ＰＨ3 ）、水素（Ｈ2 ）のいずれかをフローさせた
状態で、そのエピタキシャル成長温度から室温付近まで
に降下することで短時間で容易に発生させることができ
るものであり、かつこれによって容易に水素パッシベー
ションを行うことができるものである。
例えば１０18ｃｍ-3程度のキャリア濃度の半導体層を、
水素パッシベーションによって１０16ｃｍ-3以下にまで
減少させることができる。この水素原子パッシベーショ
ンを行うための原子状水素の発生は、半導体層のエピタ
キシャル成長後に、アルシン（ＡｓＨ3 ）、フォスフィ
ン（ＰＨ3 ）、水素（Ｈ2 ）のいずれかをフローさせた
状態で、そのエピタキシャル成長温度から室温付近まで
に降下することで短時間で容易に発生させることができ
るものであり、かつこれによって容易に水素パッシベー
ションを行うことができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明による半導体発光装置およ
びその製造方法の実施の形態を説明する。本発明による
半導体発光装置、例えば半導体レーザー、半導体発光ダ
イオードとその製造方法においては、水素によるドーパ
ントの不活性化が顕著に生じる化合物半導体、例えばＩ
ｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいはＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が用いられる。
びその製造方法の実施の形態を説明する。本発明による
半導体発光装置、例えば半導体レーザー、半導体発光ダ
イオードとその製造方法においては、水素によるドーパ
ントの不活性化が顕著に生じる化合物半導体、例えばＩ
ｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいはＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が用いられる。
【００１２】図１を参照して本発明による半導体発光装
置の一例を説明する。この例においては、いわゆるダブ
ルヘテロ接合型半導体発光装置に適用した場合である。
また、この例においては、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レ
ーザーを構成した場合で、この場合、第１導電型例えば
ｎ型の単結晶ＧａＡｓ化合物半導体基体１上に、これと
同導電型、この例ではｎ型のＧａＡｓによるバッファ層
１０と、同様にこれと同導電型の（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y
Ｉｎ1-Y Ｐによる第１クラッド層１１と、ノンドープあ
るいは低不純物濃度の第１導電型もしくは第２導電型の
活性層２と、第２導電型この例ではｐ型の（ＡｌX Ｇａ
1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐによる第２クラッド層１２と、これ
と同導電型の高不純物濃度のＧａＡｓによるキャップ層
３とが順次積層された構造とされる。そして、少なくと
も一方のクラッド層、例えば第２クラッド層１２には、
電流狭窄領域１４が形成された構成とする。この電流狭
窄領域１４は、活性層２の、例えば図１の紙面と直交す
る方向に延びる中央のストライプ状の動作領域を挟んで
その両側上に形成する。この電流狭窄領域１４は、水素
導入によってドーパントの不活性化がなされた領域、す
なわち水素パッシベーション領域によって構成される。
電流狭窄領域１４は、活性層２に至ることのない深さに
選定することが望ましい。
置の一例を説明する。この例においては、いわゆるダブ
ルヘテロ接合型半導体発光装置に適用した場合である。
また、この例においては、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レ
ーザーを構成した場合で、この場合、第１導電型例えば
ｎ型の単結晶ＧａＡｓ化合物半導体基体１上に、これと
同導電型、この例ではｎ型のＧａＡｓによるバッファ層
１０と、同様にこれと同導電型の（ＡｌX Ｇａ1-X ）Y
Ｉｎ1-Y Ｐによる第１クラッド層１１と、ノンドープあ
るいは低不純物濃度の第１導電型もしくは第２導電型の
活性層２と、第２導電型この例ではｐ型の（ＡｌX Ｇａ
1-X ）Y Ｉｎ1-Y Ｐによる第２クラッド層１２と、これ
と同導電型の高不純物濃度のＧａＡｓによるキャップ層
３とが順次積層された構造とされる。そして、少なくと
も一方のクラッド層、例えば第２クラッド層１２には、
電流狭窄領域１４が形成された構成とする。この電流狭
窄領域１４は、活性層２の、例えば図１の紙面と直交す
る方向に延びる中央のストライプ状の動作領域を挟んで
その両側上に形成する。この電流狭窄領域１４は、水素
導入によってドーパントの不活性化がなされた領域、す
なわち水素パッシベーション領域によって構成される。
電流狭窄領域１４は、活性層２に至ることのない深さに
選定することが望ましい。
【００１３】キャップ層３上および化合物半導体基体１
の裏面には、それぞれ、オーミックに第１および第２電
極２１および２２が被着される。
の裏面には、それぞれ、オーミックに第１および第２電
極２１および２２が被着される。
【００１４】次に、この構成による半導体発光装置の製
造方法の一例を説明する。先ず、図２に示すように、第
１導電型、この例においてはｎ型の、（１００）面方位
もしくはこの（１００）面から５°〜１５°オフした面
を主面とするＧａＡｓ基板よりなる化合物半導体基体１
を用意する。この化合物半導体基体１の上記主面上に、
順次ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposi
tion: 有機金属気相成長）法によって、基体１と同導電
型のｎ型の厚さ例えば０．３μｍのＧａＡｓによるバッ
ファ層１０と、更にこれと同導電型のｎ型の（ＡｌX Ｇ
ａ1-X ）y Ｉｎ1-y Ｐによる厚さ例えば１μｍの第１ク
ラッド層１１と、ノンドープあるいは低不純物濃度の第
１導電型もしくは第２導電型の活性層２と、第２導電型
この例ではｐ型の（ＡｌX Ｇａ1-X ）y Ｉｎ1- y Ｐによ
る厚さ例えば１μｍの第２クラッド層１２と、これと同
導電型の高不純物濃度の厚さ例えば０．３μｍのキャッ
プ層３と、更にこれの上に、水素パッシベーションのマ
スク効果を有する例えばｎ型のＩｎＧａＰによる例えば
厚さ０．３μｍの保護層６とを１回の連続エピタキシャ
ル成長によって形成して半導体基板４１を構成する。こ
のときのエピタキシャル成長における基体温度は、例え
ば６８０℃とする。
造方法の一例を説明する。先ず、図２に示すように、第
１導電型、この例においてはｎ型の、（１００）面方位
もしくはこの（１００）面から５°〜１５°オフした面
を主面とするＧａＡｓ基板よりなる化合物半導体基体１
を用意する。この化合物半導体基体１の上記主面上に、
順次ＭＯＣＶＤ（Metalorganic Chemical Vapor Deposi
tion: 有機金属気相成長）法によって、基体１と同導電
型のｎ型の厚さ例えば０．３μｍのＧａＡｓによるバッ
ファ層１０と、更にこれと同導電型のｎ型の（ＡｌX Ｇ
ａ1-X ）y Ｉｎ1-y Ｐによる厚さ例えば１μｍの第１ク
ラッド層１１と、ノンドープあるいは低不純物濃度の第
１導電型もしくは第２導電型の活性層２と、第２導電型
この例ではｐ型の（ＡｌX Ｇａ1-X ）y Ｉｎ1- y Ｐによ
る厚さ例えば１μｍの第２クラッド層１２と、これと同
導電型の高不純物濃度の厚さ例えば０．３μｍのキャッ
プ層３と、更にこれの上に、水素パッシベーションのマ
スク効果を有する例えばｎ型のＩｎＧａＰによる例えば
厚さ０．３μｍの保護層６とを１回の連続エピタキシャ
ル成長によって形成して半導体基板４１を構成する。こ
のときのエピタキシャル成長における基体温度は、例え
ば６８０℃とする。
【００１５】（ＡｌX Ｇａ1-X ）y Ｉｎ1-y Ｐによる第
１および第２のクラッド層１１は、ＧａＡｓによる半導
体基体１と良く格子整合する組成に選定される。例えば
その組成比ｘ＝０．７、ｙ＝０．５に選定される。
１および第２のクラッド層１１は、ＧａＡｓによる半導
体基体１と良く格子整合する組成に選定される。例えば
その組成比ｘ＝０．７、ｙ＝０．５に選定される。
【００１６】活性層２は、単層もしくは多重量子井戸
（ＭＱＷ）構造によって構成することができる。この場
合、井戸層は、例えばＧａＩｎＰ層によって、障壁層
は、例えばＡｌＧａＩｎＰ層によって構成することがで
きる。
（ＭＱＷ）構造によって構成することができる。この場
合、井戸層は、例えばＧａＩｎＰ層によって、障壁層
は、例えばＡｌＧａＩｎＰ層によって構成することがで
きる。
【００１７】上述の各ｎ型もしくはｐ型の各半導体層、
例えば第１および第２導電型の第１および第２クラッド
層におけるｎ型ドーパントは、例えばＳｅもしくはＳｉ
等を用いることができ、ｐ型ドーパントは、例えばＺｎ
を用いることができる。
例えば第１および第２導電型の第１および第２クラッド
層におけるｎ型ドーパントは、例えばＳｅもしくはＳｉ
等を用いることができ、ｐ型ドーパントは、例えばＺｎ
を用いることができる。
【００１８】次に、保護層６に対してフォトリソグラフ
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、目的とする半導体発光装置における動作領域、すな
わちストライプ状の光共振器の形成部上に相当する部分
を、図３において紙面と直交する方向に延長するストラ
イプ状に残してエッチング除去する。
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、目的とする半導体発光装置における動作領域、すな
わちストライプ状の光共振器の形成部上に相当する部分
を、図３において紙面と直交する方向に延長するストラ
イプ状に残してエッチング除去する。
【００１９】そして、この保護層６をマスクとして、キ
ャップ層５を有する側から、第２クラッド層１２に水素
導入を行う。この水素導入は、例えばアニール炉中でＡ
ｓＨ3 を流しながら、上述したエピタキシャル成長温度
の６８０℃より低い例えば６００℃の温度で２分間のア
ニールを行う。このようにすると、クラッド層１２の、
保護層６の形成がなされていない部分に対応する部分に
おいて、選択的に水素パッシベーションがなされて、キ
ャリア濃度が低下した高抵抗化された電流狭窄領域１４
が形成される。すなわち、この場合、保護層６のパター
ンに対応するストライプ部を、電流通路７として残し
て、その両側の第２クラッド層１２に選択的に、電流狭
窄領域１４が形成される。この電流狭窄領域１４の深さ
は、これが活性層２から例えば０．３μｍ離間するよう
に形成する。この場合、保護層６が第２クラッド層１２
を構成材料（ＡｌX Ｇａ1-X ）y Ｉｎ1-y Ｐ中のアクセ
プタのＺｎが、原子状水素による不活性化を防止する役
割をなし、これにより保護層６が形成された部分下にお
いては、水素パッシベーションが回避されて、電流狭窄
領域１４が選択的に形成される。そして、この場合、キ
ャップ層３においては、これが水素によるドーパントの
不活性化が顕著に生じる化合物半導体材料でないことか
ら、水素パッシベーションを無視することができる。
ャップ層５を有する側から、第２クラッド層１２に水素
導入を行う。この水素導入は、例えばアニール炉中でＡ
ｓＨ3 を流しながら、上述したエピタキシャル成長温度
の６８０℃より低い例えば６００℃の温度で２分間のア
ニールを行う。このようにすると、クラッド層１２の、
保護層６の形成がなされていない部分に対応する部分に
おいて、選択的に水素パッシベーションがなされて、キ
ャリア濃度が低下した高抵抗化された電流狭窄領域１４
が形成される。すなわち、この場合、保護層６のパター
ンに対応するストライプ部を、電流通路７として残し
て、その両側の第２クラッド層１２に選択的に、電流狭
窄領域１４が形成される。この電流狭窄領域１４の深さ
は、これが活性層２から例えば０．３μｍ離間するよう
に形成する。この場合、保護層６が第２クラッド層１２
を構成材料（ＡｌX Ｇａ1-X ）y Ｉｎ1-y Ｐ中のアクセ
プタのＺｎが、原子状水素による不活性化を防止する役
割をなし、これにより保護層６が形成された部分下にお
いては、水素パッシベーションが回避されて、電流狭窄
領域１４が選択的に形成される。そして、この場合、キ
ャップ層３においては、これが水素によるドーパントの
不活性化が顕著に生じる化合物半導体材料でないことか
ら、水素パッシベーションを無視することができる。
【００２０】このように水素によるパッシベーション処
理を行って後に、半導体基板４１を、アニール炉から取
り出して、例えばＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ2 を３：２で混合した
エッチャントによって、ｎ型のＩｎＧａＰにる保護層６
をエッチング除去する。
理を行って後に、半導体基板４１を、アニール炉から取
り出して、例えばＨＣｌ：Ｈ2 Ｏ2 を３：２で混合した
エッチャントによって、ｎ型のＩｎＧａＰにる保護層６
をエッチング除去する。
【００２１】そして、図１に示すように、ＧａＡｓキャ
ップ層３および上ｎ型ＧａＡｓ半導体基体１の裏面にそ
れぞれ第１および第２電極２１および２２をオーミック
に被着する。第１電極２１は、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ
の各金属層を順次積層した多層構造電極によって構成す
ることができ、第２電極２２は、例えばＡｕＧｅ、およ
びＮｉの各金属層を順次積層した多層構造電極によって
構成することができる。
ップ層３および上ｎ型ＧａＡｓ半導体基体１の裏面にそ
れぞれ第１および第２電極２１および２２をオーミック
に被着する。第１電極２１は、例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ
の各金属層を順次積層した多層構造電極によって構成す
ることができ、第２電極２２は、例えばＡｕＧｅ、およ
びＮｉの各金属層を順次積層した多層構造電極によって
構成することができる。
【００２２】このようにして、水素パッシベーションに
よって、キャリアが不活性化されて高抵抗化された電流
狭窄領域１４を有する半導体発光素子、例えば半導体レ
ーザを構成することができる。この半導体発光素子は、
共通の半導体基板に、複数個同時に形成することができ
るものであり、この場合、例えば各半導体発光素子に関
して半導体基板４１を、分断することによって、複数の
半導体発光装置、あるいはこの半導体発光素子が形成さ
れた半導体集積回路を同時に得ることができる。そし
て、この分断においては、通常のように、ストライプ部
を横切る方向の切断面は、劈開によって形成することに
よって光共振器端面を、平滑性にすぐれた面として形成
することができる。
よって、キャリアが不活性化されて高抵抗化された電流
狭窄領域１４を有する半導体発光素子、例えば半導体レ
ーザを構成することができる。この半導体発光素子は、
共通の半導体基板に、複数個同時に形成することができ
るものであり、この場合、例えば各半導体発光素子に関
して半導体基板４１を、分断することによって、複数の
半導体発光装置、あるいはこの半導体発光素子が形成さ
れた半導体集積回路を同時に得ることができる。そし
て、この分断においては、通常のように、ストライプ部
を横切る方向の切断面は、劈開によって形成することに
よって光共振器端面を、平滑性にすぐれた面として形成
することができる。
【００２３】このようにして構成された半導体発光装置
は、水素パッシベーションによって高抵抗化された電流
狭窄領域１４によって、電流通路の制限がなされ、活性
層３に対するキャリアの注入を、その動作領域に効果的
に集中することができることから、しきい値電流Ｉthの
低減化がはかられるとともに、この電流狭窄領域１４の
形成は、単に、ＡｓＨ3 、ＰＨ3 等の水素を含む原料ガ
スを供給して、各半導体層のエピタキシャル成長温度よ
り低い温度における短時間のアニールによる原子状水素
の導入によって行うことができるので、その製造方法
は、簡略化され、また、従来におけるようにイオン注入
等によって形成する場合におけるイオン注入に伴うダメ
ージによって、半導体発光装置の基本的特性の低下、不
安定性を回避することができる。
は、水素パッシベーションによって高抵抗化された電流
狭窄領域１４によって、電流通路の制限がなされ、活性
層３に対するキャリアの注入を、その動作領域に効果的
に集中することができることから、しきい値電流Ｉthの
低減化がはかられるとともに、この電流狭窄領域１４の
形成は、単に、ＡｓＨ3 、ＰＨ3 等の水素を含む原料ガ
スを供給して、各半導体層のエピタキシャル成長温度よ
り低い温度における短時間のアニールによる原子状水素
の導入によって行うことができるので、その製造方法
は、簡略化され、また、従来におけるようにイオン注入
等によって形成する場合におけるイオン注入に伴うダメ
ージによって、半導体発光装置の基本的特性の低下、不
安定性を回避することができる。
【００２４】また、本発明方法によるときは、１回の連
続エピタキシャル成長によって形成することができるこ
とから、その製造工程は、きわめて簡略化される。
続エピタキシャル成長によって形成することができるこ
とから、その製造工程は、きわめて簡略化される。
【００２５】上述した例では、保護層６が、ＩｎＧａＰ
によって構成した場合であるが、この保護層６として
は、ＡｌＧａＩｎＰや、ＧａＡｓを用いることができる
（例えば培風館発行、赤崎勇編著、「ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体」１２章参照）。
によって構成した場合であるが、この保護層６として
は、ＡｌＧａＩｎＰや、ＧａＡｓを用いることができる
（例えば培風館発行、赤崎勇編著、「ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体」１２章参照）。
【００２６】尚、本発明は、上述した数値例に限られる
ものではなく、本発明の技術思想の範囲において種々の
変更を行うことができる。例えば、アニール時間や、ア
ニール温度の選定、また、保護層６のストライプ幅、厚
さ等の選定によって、電流狭窄領域１４の大きさを制御
できる。また、例えば上述した例では、アニール炉にお
いてアニールを行った場合であるが、例えばエピタキシ
ャル成長に用いた例えばＭＯＣＶＤ装置において行うこ
ともできる。また、上述した例では、第１導電型がｎ型
で、第２導電型がｐ型としたが、第１導電型がｐ型で、
第２導電型がｎ型とすることもできる。また、その構造
においても、例えば活性層と第１および第２のクラッド
層間にそれぞれ第１および第２導電型のガイド層が配置
されたＳＣＨ(Separate Confinement Heterostructure)
構造の半導体発光装置等、種々の構造の半導体発光装置
に適用することができる。
ものではなく、本発明の技術思想の範囲において種々の
変更を行うことができる。例えば、アニール時間や、ア
ニール温度の選定、また、保護層６のストライプ幅、厚
さ等の選定によって、電流狭窄領域１４の大きさを制御
できる。また、例えば上述した例では、アニール炉にお
いてアニールを行った場合であるが、例えばエピタキシ
ャル成長に用いた例えばＭＯＣＶＤ装置において行うこ
ともできる。また、上述した例では、第１導電型がｎ型
で、第２導電型がｐ型としたが、第１導電型がｐ型で、
第２導電型がｎ型とすることもできる。また、その構造
においても、例えば活性層と第１および第２のクラッド
層間にそれぞれ第１および第２導電型のガイド層が配置
されたＳＣＨ(Separate Confinement Heterostructure)
構造の半導体発光装置等、種々の構造の半導体発光装置
に適用することができる。
【００２７】また、各化合物半導体層のエピタキシャル
成長は、ＭＯＣＶＤ法によらず、ＭＢＥ（Molecular Be
am Epitaxy: 分子線エピタキシー）法等によって形成す
ることもできるなど、種々の変形変更を採ることができ
る。
成長は、ＭＯＣＶＤ法によらず、ＭＢＥ（Molecular Be
am Epitaxy: 分子線エピタキシー）法等によって形成す
ることもできるなど、種々の変形変更を採ることができ
る。
【００２８】また、前述したように、本発明は、ＡｌＧ
ａＩｎＰ系半導体発光装置に限られるものではなく、水
素によるドーパントの不活性化が顕著に生じる化合物半
導体、例えばＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＮ系、
ＡｌＧａＮ系等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいは
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体による半導体発光装置に適用
することができる。
ａＩｎＰ系半導体発光装置に限られるものではなく、水
素によるドーパントの不活性化が顕著に生じる化合物半
導体、例えばＩｎＰ系、ＡｌＧａＩｎＰ系、ＧａＮ系、
ＡｌＧａＮ系等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、あるいは
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体による半導体発光装置に適用
することができる。
【００２９】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、水素
パッシベーションによって高抵抗化された電流狭窄領域
によって、電流通路の制限を行って、電流すなわちキャ
リアの注入を、その動作領域に効果的に集中するように
したことから、しきい値電流Ｉthの低減化がはかられ
る。そして、この電流狭窄領域の形成は、単に、ＡｓＨ
3 、ＰＨ3 等の水素を含む原料ガスを供給して、各半導
体層のエピタキシャル成長温度より低い温度における短
時間のアニールによる原子状水素の導入によって行うこ
とができるので、その製造方法は、簡略化される。ま
た、電流狭窄領域の形成を、従来におけるようにイオン
注入等によって形成する場合におけるイオン注入に伴う
ダメージによって、半導体発光装置の基本的特性の低
下、不安定性を回避できることから、すぐれた特性を有
する半導体発光装置を、安定して高い信頼性をもって製
造することができ、歩留りの向上がはかられ、さらに、
本発明方法によるときは、１回の連続エピタキシャル成
長によって形成することができることから、その製造工
程は、きわめて簡略化されることから、良品の製造効率
が高められ、コストの低減化が図られるなど、工業的に
多くの利益をもたらすことができる。
パッシベーションによって高抵抗化された電流狭窄領域
によって、電流通路の制限を行って、電流すなわちキャ
リアの注入を、その動作領域に効果的に集中するように
したことから、しきい値電流Ｉthの低減化がはかられ
る。そして、この電流狭窄領域の形成は、単に、ＡｓＨ
3 、ＰＨ3 等の水素を含む原料ガスを供給して、各半導
体層のエピタキシャル成長温度より低い温度における短
時間のアニールによる原子状水素の導入によって行うこ
とができるので、その製造方法は、簡略化される。ま
た、電流狭窄領域の形成を、従来におけるようにイオン
注入等によって形成する場合におけるイオン注入に伴う
ダメージによって、半導体発光装置の基本的特性の低
下、不安定性を回避できることから、すぐれた特性を有
する半導体発光装置を、安定して高い信頼性をもって製
造することができ、歩留りの向上がはかられ、さらに、
本発明方法によるときは、１回の連続エピタキシャル成
長によって形成することができることから、その製造工
程は、きわめて簡略化されることから、良品の製造効率
が高められ、コストの低減化が図られるなど、工業的に
多くの利益をもたらすことができる。
【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。
図である。
【図２】本発明による半導体発光装置製造方法の一例の
一工程の概略断面図である。
一工程の概略断面図である。
【図３】本発明による半導体発光装置製造方法の一例の
一工程の概略断面図である。
一工程の概略断面図である。
【図４】従来の半導体発光装置の一例の概略断面図であ
る。
る。
１・・・化合物半導体基体、２・・・活性層、３・・・
キャップ層、４・・・電流狭窄層、５・・・メサ溝、６
・・・保護層、１１・・・第１クラッド層、１２・・・
第２クラッド層、２１・・・第１電極、２２・・・第２
電極、４１・・・半導体基板
キャップ層、４・・・電流狭窄層、５・・・メサ溝、６
・・・保護層、１１・・・第１クラッド層、１２・・・
第２クラッド層、２１・・・第１電極、２２・・・第２
電極、４１・・・半導体基板
Claims (2)
- 【請求項１】 化合物半導体基体上に、 少なくとも第１導電型の第１クラッド層と、活性層と、
第２導電型の第２クラッド層と、一方の電極がオーミッ
クコンタクトされるキャップ層とが形成され、 上記第１および第２クラッド層の少なくとも一方に、上
記活性層の動作領域に選択的に通電を行う電流狭窄領域
が形成され、 該電流狭窄領域は、水素導入がなされてドーパントの不
活性化がなされた領域によって構成されたことを特徴と
する半導体発光装置。 - 【請求項２】 化合物半導体基体上に、少なくとも第１
導電型の第１クラッド層と、活性層と、第２導電型の第
２クラッド層と、一方の電極がオーミックコンタクトさ
れるキャップ層とをエピタキシャル成長するエピタキシ
ャル成長工程と、 上記第１および第２クラッド層の少なくとも一方の、上
記活性層の動作領域を挟んでその両側に対応する位置
に、水素によるパッシベーション処理を選択的に行って
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
る半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23263197A JPH1174616A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23263197A JPH1174616A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174616A true JPH1174616A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=16942346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23263197A Pending JPH1174616A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1174616A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021057557A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 点光源型発光ダイオード及びその製造方法 |
| WO2022065683A1 (ko) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | 삼성전자주식회사 | 마이크로 led 및 이를 구비한 디스플레이 모듈 |
-
1997
- 1997-08-28 JP JP23263197A patent/JPH1174616A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021057557A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | 点光源型発光ダイオード及びその製造方法 |
| WO2022065683A1 (ko) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | 삼성전자주식회사 | 마이크로 led 및 이를 구비한 디스플레이 모듈 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061128 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070320 |