JPS58197726A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS58197726A JPS58197726A JP8043682A JP8043682A JPS58197726A JP S58197726 A JPS58197726 A JP S58197726A JP 8043682 A JP8043682 A JP 8043682A JP 8043682 A JP8043682 A JP 8043682A JP S58197726 A JPS58197726 A JP S58197726A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体レーザーなどの半導体装置に関する。
段差や溝を表面に形成した基板上に各層を構成する半導
体装置が開発されている。その一つの例として半導１体
レーザーを挙げて従来例を述べる。
体装置が開発されている。その一つの例として半導１体
レーザーを挙げて従来例を述べる。
第１図は溝を付けた基板１上に構成した従来の半導体レ
ーザーを示す。
ーザーを示す。
同図の半導体レーザーにおいて第１クラッド層のｎ型Ｇ
ａ、−アＡ ｌ ｙＡ ｓ層２は基板１の平坦部上には
薄く形成され、かつ同基板１の溝を平坦に埋めるように
基板１上に成長し、さらにその上に活性層となるノンド
ープＧａ１−エＡｌ工Ａｓ層３、第２クラッド層となる
Ｐ型Ｇ ａ １ ｙ ’ Ａ ｌ ｙ ’ Ａ ｓ層
４、電極形成層となるｎ型ＧａＡｓ層６を連続的に順次
成長する。
ａ、−アＡ ｌ ｙＡ ｓ層２は基板１の平坦部上には
薄く形成され、かつ同基板１の溝を平坦に埋めるように
基板１上に成長し、さらにその上に活性層となるノンド
ープＧａ１−エＡｌ工Ａｓ層３、第２クラッド層となる
Ｐ型Ｇ ａ １ ｙ ’ Ａ ｌ ｙ ’ Ａ ｓ層
４、電極形成層となるｎ型ＧａＡｓ層６を連続的に順次
成長する。
ここで第１層ｎ型Ｇａ１−アＡ ｌ ｙ Ａ ｓ層２の
厚さは基板１上の平坦部では活性層であるノンド一プＧ
ａ１ 、ＡｌｘＡｓ層３内の光が基板１に漏れ出る程
度に薄く基板１の溝部で同活性層に光が閉じ込められる
ように十分厚くすることが重要である。さらに、第１層
ｎ型Ｇａ、−アＡ ｌ ｙ Ａ ｓ層２はその表面が平
坦になるように形成することが活性層であるノンドーグ
Ｇ ａ １ 、 Ａ ｌ ｘＡ ｓ層３の均一な成長
に対して重要である。
厚さは基板１上の平坦部では活性層であるノンド一プＧ
ａ１ 、ＡｌｘＡｓ層３内の光が基板１に漏れ出る程
度に薄く基板１の溝部で同活性層に光が閉じ込められる
ように十分厚くすることが重要である。さらに、第１層
ｎ型Ｇａ、−アＡ ｌ ｙ Ａ ｓ層２はその表面が平
坦になるように形成することが活性層であるノンドーグ
Ｇ ａ １ 、 Ａ ｌ ｘＡ ｓ層３の均一な成長
に対して重要である。
前記第１図に示した従来の半導体レーザ〜はＧａＡｓ基
板１の（１００）面上に構成されるものであり、溝の稜
線方向はへき開面（ｏｌｌ）に垂直になるように選ばれ
る。
板１の（１００）面上に構成されるものであり、溝の稜
線方向はへき開面（ｏｌｌ）に垂直になるように選ばれ
る。
しかし、このような半導体レーザ〜においてはＧａＡｓ
基板１の溝上に成長させるクラッド層であるｎ型Ｇ ａ
１−ｙ Ａ ｌ ｙ Ａ ｓ層２は、同溝上、特に溝
の中央部上９において平坦とならず、そのためその上に
成長させる活性層であるノンドープＧｄ１−ｘＡｌｘＡ
ｓ層３が不均一になり半導体レーザの発振特性に悪影響
をおよぼしていた。
基板１の溝上に成長させるクラッド層であるｎ型Ｇ ａ
１−ｙ Ａ ｌ ｙ Ａ ｓ層２は、同溝上、特に溝
の中央部上９において平坦とならず、そのためその上に
成長させる活性層であるノンドープＧｄ１−ｘＡｌｘＡ
ｓ層３が不均一になり半導体レーザの発振特性に悪影響
をおよぼしていた。
このように、基板１上のｎ型Ｇａ、−アＡ １ ｙＡ
ｓ層２が平坦にならない理由を第２図体）、ワ）をもと
にして説明する。なお、第２図（ａ）、←）は基板１の
（１ｏｏ）面上にｎ型Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｌ ｙ Ａ
ｓ層２が成長してゆく様子を示している。
ｓ層２が平坦にならない理由を第２図体）、ワ）をもと
にして説明する。なお、第２図（ａ）、←）は基板１の
（１ｏｏ）面上にｎ型Ｇ ａ １−ｙ Ａ ｌ ｙ Ａ
ｓ層２が成長してゆく様子を示している。
基板１上にｎ型Ｇａ１−アＡ ｌ ｙ Ａ ”を成長さ
せてゆくと第２図（、）に示すように、溝部の両側端か
ら成長層により帥が埋まってゆき、図に示すＲとＬの部
分が中央部に向かって近づき、最後には第２図（埒に示
すようにＲとＬの部分が重なる。この重なり部分９は完
全平坦面にならない。このためその−Ｆに成長する活性
層（第１図に示すノンドープＧ ａ 、−ｘＡ ｌ工Ａ
ｓ層３）の不均一を招き、半導体レーザーの発振特性に
悪影響を及ぼす。
せてゆくと第２図（、）に示すように、溝部の両側端か
ら成長層により帥が埋まってゆき、図に示すＲとＬの部
分が中央部に向かって近づき、最後には第２図（埒に示
すようにＲとＬの部分が重なる。この重なり部分９は完
全平坦面にならない。このためその−Ｆに成長する活性
層（第１図に示すノンドープＧ ａ 、−ｘＡ ｌ工Ａ
ｓ層３）の不均一を招き、半導体レーザーの発振特性に
悪影響を及ぼす。
さらに、第３図に示すように溝の稜線方向を軸とした回
転による面指数のずれθ１をもつ溝付き基板上へ、半導
体層を成長する場合においては第４図に示すように溝部
上の半導体層の成長が非対称になる。このため、ＲとＬ
部の重なる位置もばらつき再現性が悪くなる。一方、第
３図に示した基板表面内で溝の稜線方向に垂直な方向を
軸とした回転による面指数のずれθ２をもった基板にお
いては溝部の成長速度が抑制され、基板上への第１層半
導体層の成長において基板の平坦部で膜厚を薄くして、
しかも溝を埋めつくすことが困難になる。
転による面指数のずれθ１をもつ溝付き基板上へ、半導
体層を成長する場合においては第４図に示すように溝部
上の半導体層の成長が非対称になる。このため、ＲとＬ
部の重なる位置もばらつき再現性が悪くなる。一方、第
３図に示した基板表面内で溝の稜線方向に垂直な方向を
軸とした回転による面指数のずれθ２をもった基板にお
いては溝部の成長速度が抑制され、基板上への第１層半
導体層の成長において基板の平坦部で膜厚を薄くして、
しかも溝を埋めつくすことが困難になる。
本発明は前記従来の欠点を除去するものであり、段差、
溝、塘たはそれに類するものを表面に形成した基板上に
、゛前記溝等の上に平坦かつ均一な結晶層を形成できる
半導体装置を提供するものである。本発明によれば、例
えば第１図に例示した半導体レーザーにおいて、ＲとＬ
が重なる位置９がが溝の端部にぐるようにし、かつ平坦
部の膜厚が活性層内の光が基板に漏れ出る程度に十分薄
くなる構造にできるものである。
溝、塘たはそれに類するものを表面に形成した基板上に
、゛前記溝等の上に平坦かつ均一な結晶層を形成できる
半導体装置を提供するものである。本発明によれば、例
えば第１図に例示した半導体レーザーにおいて、ＲとＬ
が重なる位置９がが溝の端部にぐるようにし、かつ平坦
部の膜厚が活性層内の光が基板に漏れ出る程度に十分薄
くなる構造にできるものである。
以下、本発明の半導体装置について説明する。
第３図に示すように、溝の稜線に平行な軸の回りの回転
による面指数のずれをθ４、前記稜線に垂直な軸の回り
の回転による面指数のずれを０２とするとき、１θ１１
〉１０２目第５図に１θ１１＞＋０２１の領域を示す、
なお同図において原点および境界領域は含まない。）の
場合は、第６図に示すように基板１の溝が埋まり、かつ
成長層２のＲとＬの重なり部９が溝の端部にくるように
なり、溝部上方では平坦な表面が形成される。これは、
例えば半導体レーザにおいて、基板上のクラッド層の平
坦でない重なり部を溝の端部に移動させることにより、
発振に直接関係する溝部上の領域が均一に形成され、良
好な発振が得られることを意味する。
による面指数のずれをθ４、前記稜線に垂直な軸の回り
の回転による面指数のずれを０２とするとき、１θ１１
〉１０２目第５図に１θ１１＞＋０２１の領域を示す、
なお同図において原点および境界領域は含まない。）の
場合は、第６図に示すように基板１の溝が埋まり、かつ
成長層２のＲとＬの重なり部９が溝の端部にくるように
なり、溝部上方では平坦な表面が形成される。これは、
例えば半導体レーザにおいて、基板上のクラッド層の平
坦でない重なり部を溝の端部に移動させることにより、
発振に直接関係する溝部上の領域が均一に形成され、良
好な発振が得られることを意味する。
また、溝部の両側の基板平坦部上の膜厚を薄くすること
ができる。
ができる。
以下に、第７図を用いて本発明の実施例における半導体
レーザについて説明する。
レーザについて説明する。
第７図において１０１１−６、′１θ２１＝ＯのＧ ａ
Ａ ｓ基板１１の（１ｏｏ）面上に（ｏｌｌ）方向に
幅６μｍ深さ１μｍの溝１９を形成し、その上に液相エ
ピタキシャル法により第１層ｎ型Ｇ ａ ｏ 、 ｅ
Ａ ｌ ｏ 、 ４Ａ８クラッド層１２．第２層ノンド
ーゾＧ ａ ｏ 、５６Ａｌｏ、ｏ６Ａｓ活性層１３．
第３層Ｐ型Ｇ ａ ｏ 、 ｅＡｌｏ、４Ａ８クラッド
層１４．第４層ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ電極形成層１５を連
続的に成長する。゛ここで成長開始温度を８４０Ｃ，溶
液の過飽和度をＩＣ，冷却速度をｏ、ｓＣ／分とした。
Ａ ｓ基板１１の（１ｏｏ）面上に（ｏｌｌ）方向に
幅６μｍ深さ１μｍの溝１９を形成し、その上に液相エ
ピタキシャル法により第１層ｎ型Ｇ ａ ｏ 、 ｅ
Ａ ｌ ｏ 、 ４Ａ８クラッド層１２．第２層ノンド
ーゾＧ ａ ｏ 、５６Ａｌｏ、ｏ６Ａｓ活性層１３．
第３層Ｐ型Ｇ ａ ｏ 、 ｅＡｌｏ、４Ａ８クラッド
層１４．第４層ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ電極形成層１５を連
続的に成長する。゛ここで成長開始温度を８４０Ｃ，溶
液の過飽和度をＩＣ，冷却速度をｏ、ｓＣ／分とした。
形成された第１層ｎ型Ｇａ０．６Ａ１０．４Ａ８クラッ
ド層１２の膜厚は平坦部で０．３μｒｎＳＲとＬの重な
る部分２ｏは溝端より１μｍの位置に再現性よく形成さ
れた。第２層ノンドープＧ ａ ｏ、 ９ｓ ＡＡｌｏ
、。６Ａ８活性層は０ 、０８１ｘｎ 、第３層ｐ型
Ｇａｏ、６Ａｌｏ、４Ａｓクラッド層１４は１．２μｍ
。
ド層１２の膜厚は平坦部で０．３μｒｎＳＲとＬの重な
る部分２ｏは溝端より１μｍの位置に再現性よく形成さ
れた。第２層ノンドープＧ ａ ｏ、 ９ｓ ＡＡｌｏ
、。６Ａ８活性層は０ 、０８１ｘｎ 、第３層ｐ型
Ｇａｏ、６Ａｌｏ、４Ａｓクラッド層１４は１．２μｍ
。
第４層ｎ型ＧａＡｓ電極形成層１５は１μｍである。
溝部直上で幅７μｍのストライプ状に表面から亜鉛を拡
散し、第３層ｐ型Ｇ ａ ｏ 、 ａ Ａ ｌ ｏ 、
４ Ａｔｓクララド層ｊ４に達するようにする。次に
表面にｐ側オーミック電極１７．基板裏面にＮ側オーミ
ック電極１８を形成する。さらにへき開によりキャビテ
ィ一端面を作製し、第７図に示すようなレーザーチップ
とする。
散し、第３層ｐ型Ｇ ａ ｏ 、 ａ Ａ ｌ ｏ 、
４ Ａｔｓクララド層ｊ４に達するようにする。次に
表面にｐ側オーミック電極１７．基板裏面にＮ側オーミ
ック電極１８を形成する。さらにへき開によりキャビテ
ィ一端面を作製し、第７図に示すようなレーザーチップ
とする。
上記半導体レーザーを作製する場合、１θ眉−６′１θ
２１＝０の面指数ずれを有する（ １００）面を使用す
ることにより、再現性よく所望の成長グロファイルが得
られ、良好な発振特性を示すレーザーが得られた。
２１＝０の面指数ずれを有する（ １００）面を使用す
ることにより、再現性よく所望の成長グロファイルが得
られ、良好な発振特性を示すレーザーが得られた。
以上説明したように本発明の半導体装置は、表面に段差
、溝およびこれらに類するものが形成された基板上に、
平坦な結晶層が形成されるものであり、半導体レーザー
装置等に応用することにより良好な特性が得られる。
、溝およびこれらに類するものが形成された基板上に、
平坦な結晶層が形成されるものであり、半導体レーザー
装置等に応用することにより良好な特性が得られる。
第１図は従来の半導体レーザーの断面図、第２図（４、
ｌ＝）は面指数ずれのない基板の溝部Ｆにおける結晶層
の成長状態を示す図、第３図は基板の面指数ずれ θ１
．θ２を示す図、第４図は面指数ずれを有する基板の溝
部上における結晶層の成長状態を示す図、第６図は本発
明の半導体装置における１θ１１と１θ２１の範囲を示
す図、第６図は本発明の半導体装置に用いる基板上への
結晶成長の状態を示す図、第７図は本発明の実施例にお
ける半導体装置の断面図である。 １１・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、１２・・・・・・
ｎ型Ｇｄｏ、６Ａｌｏ、４Ａ８．１３−−−ノンド−プ
０．９５ ０．０５Ａｓ％ ”° ”ｐ型Ｇ ａ ｏ、
ｅＧａ Ａｌ Ａｌ０．４Ａ８ 、１５−−−−− ｎ型ＧａＡｓ 、
１６ ”亜鉛拡散領域、１７・・・・・・ｐ側電極用
金属膜、１８・・・・・ｎ側電極用金属膜、１９・・・
・・・溝部、２ｏ・・・・・・ＬとＲの重なり部、Ｌ・
・・・・成長層の肩はり部の左側、Ｒ・・・・・・成長
層の肩はり部の右側。 代理人の店名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第４図 第５図
ｌ＝）は面指数ずれのない基板の溝部Ｆにおける結晶層
の成長状態を示す図、第３図は基板の面指数ずれ θ１
．θ２を示す図、第４図は面指数ずれを有する基板の溝
部上における結晶層の成長状態を示す図、第６図は本発
明の半導体装置における１θ１１と１θ２１の範囲を示
す図、第６図は本発明の半導体装置に用いる基板上への
結晶成長の状態を示す図、第７図は本発明の実施例にお
ける半導体装置の断面図である。 １１・・・・・・ｎ型ＧａＡｓ基板、１２・・・・・・
ｎ型Ｇｄｏ、６Ａｌｏ、４Ａ８．１３−−−ノンド−プ
０．９５ ０．０５Ａｓ％ ”° ”ｐ型Ｇ ａ ｏ、
ｅＧａ Ａｌ Ａｌ０．４Ａ８ 、１５−−−−− ｎ型ＧａＡｓ 、
１６ ”亜鉛拡散領域、１７・・・・・・ｐ側電極用
金属膜、１８・・・・・ｎ側電極用金属膜、１９・・・
・・・溝部、２ｏ・・・・・・ＬとＲの重なり部、Ｌ・
・・・・成長層の肩はり部の左側、Ｒ・・・・・・成長
層の肩はり部の右側。 代理人の店名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 第４図 第５図
Claims (1)
- 表面に、段差、溝またはこれらに類するものが形成され
た基板上に結晶層が形成され、前記基板の表面が（１ｏ
ｏ）、（１１１）、（１１ｏ）又はこれと同等の面指数
に対し、前記段差、溝などの稜線に平行な軸の回シの回
転による面指数のずれが前記稜線に垂直な軸の回シの回
転による面指数の輌ずれよシも大きいような面指数ずれ
を有することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8043682A JPS58197726A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8043682A JPS58197726A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58197726A true JPS58197726A (ja) | 1983-11-17 |
| JPH03766B2 JPH03766B2 (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=13718206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8043682A Granted JPS58197726A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58197726A (ja) |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP8043682A patent/JPS58197726A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03766B2 (ja) | 1991-01-08 |
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