JPS59119780A - 光半導体装置の製造方法 - Google Patents
光半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS59119780A JPS59119780A JP57226768A JP22676882A JPS59119780A JP S59119780 A JPS59119780 A JP S59119780A JP 57226768 A JP57226768 A JP 57226768A JP 22676882 A JP22676882 A JP 22676882A JP S59119780 A JPS59119780 A JP S59119780A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- meltback
- mask
- depth
- buried
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、化合物半導体の液相エピタキシャル成長法
において、マスクの間隔によって未飽和溶液の中へ溶は
出す溶質の拡散速度を変化させ、メルトバックを制御し
て作成する光半導体装置の製造方法に関するもあである
。
において、マスクの間隔によって未飽和溶液の中へ溶は
出す溶質の拡散速度を変化させ、メルトバックを制御し
て作成する光半導体装置の製造方法に関するもあである
。
横モード制御全目的とした半導体レーザとしてさまざま
な構造が考案されているが、活性層埋め込み型レーザは
屈折率導波形で横モード制御に理想的な構造を持ち、電
流狭窄やしきい値電流の低下が容易であるという特徴を
持っている。
な構造が考案されているが、活性層埋め込み型レーザは
屈折率導波形で横モード制御に理想的な構造を持ち、電
流狭窄やしきい値電流の低下が容易であるという特徴を
持っている。
しかし、従来のＧａＡｓ基板埋め込み型レーザはＧａＡ
ｓ基板の上にＧａ Ａｊ Ａｓヘテロ構造をエピタキシ
ャル成長させ、マスクがけをしてエツチングによってメ
サストライプを作り、再びエピタキシャル成長で埋め込
み層を成長させていた。この方法でｔよ、第１図のよう
なヘテロ構造？１回目のエピタキシャル成長によって作
った後、メサ構造を作るために炉から取り出してマスク
がけをし、エツチングをしなければならない。このとき
、第２図に示すようにメサ側面が酸化される。
ｓ基板の上にＧａ Ａｊ Ａｓヘテロ構造をエピタキシ
ャル成長させ、マスクがけをしてエツチングによってメ
サストライプを作り、再びエピタキシャル成長で埋め込
み層を成長させていた。この方法でｔよ、第１図のよう
なヘテロ構造？１回目のエピタキシャル成長によって作
った後、メサ構造を作るために炉から取り出してマスク
がけをし、エツチングをしなければならない。このとき
、第２図に示すようにメサ側面が酸化される。
ＧａＡｓ基板の酸化膜は埋め込みノー成長時１ｃＧａ。
の形で昇化してしまうが、ＧａＡＪＡｓ層の酸化膜は残
ったまま基板の方からエピタキシャル成長する。
ったまま基板の方からエピタキシャル成長する。
そのために酸化膜（ａ）は第３図のように結晶中にとり
こまれて埋め込み層が成長する。したがってヘテロ構造
と埋め込み層とは結晶が整合していない。
こまれて埋め込み層が成長する。したがってヘテロ構造
と埋め込み層とは結晶が整合していない。
酸化膜をとりこんだまま埋め込み層を成長させると、発
振させた時に活性層内での転位の成長、それに伴うＤＬ
Ｄの発達、非発光再結合中心の増加といった素子劣化の
原因となり、レーザの寿命を縮めることになる。
振させた時に活性層内での転位の成長、それに伴うＤＬ
Ｄの発達、非発光再結合中心の増加といった素子劣化の
原因となり、レーザの寿命を縮めることになる。
本発明では以上の問題点を解決するために、基板上にヘ
テロ構造をエピタキシャル成長させた後メサエッチング
ｔせずに、酸化膜のマスクを使ってエピタキシャル層に
表面からメルトバックをかけ、マスクのライン間隔を適
当にコントロールすることによってメルトバックのかか
る量及び深さを制御し、埋め込み構造を再現性良く作る
こと全目的とする。
テロ構造をエピタキシャル成長させた後メサエッチング
ｔせずに、酸化膜のマスクを使ってエピタキシャル層に
表面からメルトバックをかけ、マスクのライン間隔を適
当にコントロールすることによってメルトバックのかか
る量及び深さを制御し、埋め込み構造を再現性良く作る
こと全目的とする。
本発明においては、埋め込み層の成長前にメサストライ
プを作っておくことはしないので、メサエッチング工程
は省かれる。エピタキシャル層の上にマスクとするため
の酸化課全、かけようとするメルトバックの量及び深さ
に応じた間隔で第４図のようにつけておく。この場合空
気中にさらしても、あるいは酸化膜のマスク全エツチン
グなどで作りても酸化されるのは結晶光面のみである。
プを作っておくことはしないので、メサエッチング工程
は省かれる。エピタキシャル層の上にマスクとするため
の酸化課全、かけようとするメルトバックの量及び深さ
に応じた間隔で第４図のようにつけておく。この場合空
気中にさらしても、あるいは酸化膜のマスク全エツチン
グなどで作りても酸化されるのは結晶光面のみである。
最上層ｋ、ＧａＡｓのような酸化さ扛にくい材料、ある
いは酸化されても簡単に酸化膜を除くことができる材料
で作っておけば、埋め込み層成長のため炉に挿入して未
飽和溶液が表面をぬらせば、エピタキシャル層表面から
原子が溶は出して行きメルトバックがかかり始める。
いは酸化されても簡単に酸化膜を除くことができる材料
で作っておけば、埋め込み層成長のため炉に挿入して未
飽和溶液が表面をぬらせば、エピタキシャル層表面から
原子が溶は出して行きメルトバックがかかり始める。
ここで、メルトバックの量全制御するために未成比や温
度上昇による未飽和溶液を作る方法と併用して、マスク
の間隔によって原子の拡散の速度をコントロールする。
度上昇による未飽和溶液を作る方法と併用して、マスク
の間隔によって原子の拡散の速度をコントロールする。
すなわち、第５図において、領域人が未飽和メルトであ
り、領域Ｂは埋め込み層となるメルトの部分であるが、
初期にはＡ、Ｂの領域は同じ未飽和度の溶液である。結
晶中から原子が未飽和溶液中に溶は出し、沼けた原子が
溶液中に拡散して行く。領域Ａ、Ｈの境界の幅はマスク
によって定められているため、Ｂの領域は水平方向に広
がることはできず、垂直方向に深くメルトバックがかか
って行く。領域Ｂから領域人への拡散が、結晶から領域
Ｂへの拡散より遅くなるようなマスク間隔を選ぶように
すると、領域Ｂの濃度が領域Ａのそれより高くなってく
る。しだいに領域Ｂの濃度が飽和点に近づいてくると、
それにともない結晶からの原子の拡散の速度がＯに近づ
いてきてそれ以上メルトバックがかからなくなる。
り、領域Ｂは埋め込み層となるメルトの部分であるが、
初期にはＡ、Ｂの領域は同じ未飽和度の溶液である。結
晶中から原子が未飽和溶液中に溶は出し、沼けた原子が
溶液中に拡散して行く。領域Ａ、Ｈの境界の幅はマスク
によって定められているため、Ｂの領域は水平方向に広
がることはできず、垂直方向に深くメルトバックがかか
って行く。領域Ｂから領域人への拡散が、結晶から領域
Ｂへの拡散より遅くなるようなマスク間隔を選ぶように
すると、領域Ｂの濃度が領域Ａのそれより高くなってく
る。しだいに領域Ｂの濃度が飽和点に近づいてくると、
それにともない結晶からの原子の拡散の速度がＯに近づ
いてきてそれ以上メルトバックがかからなくなる。
この原理を使ってメルトバックの量を制御し、埋め込み
ｊ−の深さを制御する。
ｊ−の深さを制御する。
本発明を用いれば、埋め込まれる層を作るためのメサエ
ッチング工程を省くことができる。したがってメサ側面
の酸化の問題は全く考える必要がない。さらに、メルト
バックの量及び深さの制御が溶液の未成比あるいは温度
上昇のみでなく、マスク間隔をコントロールして原子の
結晶からの拡散の速度を制御して行なわれるので、メル
トノ（ツクを再現性よくかけることができる。その結果
、埋め込み構造を持つ半導体素子を簡単に再現性よく作
ることができる。
ッチング工程を省くことができる。したがってメサ側面
の酸化の問題は全く考える必要がない。さらに、メルト
バックの量及び深さの制御が溶液の未成比あるいは温度
上昇のみでなく、マスク間隔をコントロールして原子の
結晶からの拡散の速度を制御して行なわれるので、メル
トノ（ツクを再現性よくかけることができる。その結果
、埋め込み構造を持つ半導体素子を簡単に再現性よく作
ることができる。
本発明を図面を参照して、ＧａＡｌＡｓ埋め込み型へテ
ロ構造レーザを作成する場合について説明する。
ロ構造レーザを作成する場合について説明する。
従来の第１図と同様に、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）上にｎ
−Ｇａｏ、６． Ａｊｏ４５ Ａｓクラッド層（２）
ｆ １．０ μｍ、 ｎ ＧａＯ，７５Ａ４ （１
，５Ａｓガイド層（３） ｆ：０．５μｒｒｊ Ｔ ｎ
Ｇａ ０９５ ＡＺ Ｏ，０５Ａｓ活性層（４）
ｔ” ０．１μＩｎ ｒ Ｐ Ｇａｏ７５に１６２５Ａ
Ｓガイド層（５）を０５澗Ｐ Ｇａｏ、６５Ａ、ｔ、３
５Ａｓクラッド層（６） ｔ １．０ μｍ 、 ｎ
ＧａＡｓ。
−Ｇａｏ、６． Ａｊｏ４５ Ａｓクラッド層（２）
ｆ １．０ μｍ、 ｎ ＧａＯ，７５Ａ４ （１
，５Ａｓガイド層（３） ｆ：０．５μｒｒｊ Ｔ ｎ
Ｇａ ０９５ ＡＺ Ｏ，０５Ａｓ活性層（４）
ｔ” ０．１μＩｎ ｒ Ｐ Ｇａｏ７５に１６２５Ａ
Ｓガイド層（５）を０５澗Ｐ Ｇａｏ、６５Ａ、ｔ、３
５Ａｓクラッド層（６） ｔ １．０ μｍ 、 ｎ
ＧａＡｓ。
コンタクト層ｍ ｔ ｉ、ｏ ｔｔｒｎ ＋ Ｇａ ｇ
、４ＡＡ ｏ、ｌｉ Ａｓ層（８） ｋ、０．５μｍエ
ピタキシャル成長させる。
、４ＡＡ ｏ、ｌｉ Ａｓ層（８） ｋ、０．５μｍエ
ピタキシャル成長させる。
最上層のＧａ ０．４ ＡζｓＡｓ層はエツチングによ
って５μｍのストライプにして、第４図のようにメルト
バツり制御のマスクにする。これは活性層の幅？狭くし
て水平横モードを制御するという意味も持つ。
って５μｍのストライプにして、第４図のようにメルト
バツり制御のマスクにする。これは活性層の幅？狭くし
て水平横モードを制御するという意味も持つ。
ストライプの間隔はエピタキシャル成長させた層の厚さ
に応じて、かけたいメルトバックの深さから決定する。
に応じて、かけたいメルトバックの深さから決定する。
今の例の場合、深さ５μｍくらいのメルトバックをかけ
たいので、ストライプ間隔は３０μｍとする。
たいので、ストライプ間隔は３０μｍとする。
これで、Ｇａ ０．４ ＡＡ （１６Ａ８層が酸化膜マ
スクとして働きＧａＡｓ層の出ている結晶表面からメル
トバックがかかっていく。
スクとして働きＧａＡｓ層の出ている結晶表面からメル
トバックがかかっていく。
第２回目のエピタキシャル成長でＧａ Ｏ，６５Ａ４３
ｓ Ａ Ｓのメルトを温度を上昇させて未飽和溶液とし
、結晶と接触させる。メルトがＧａＡｓ層とぬれると、
結晶からＡｓが拡散しメルトバックがかがり始める。メ
ルトバックがかがって、１回目のエピタキシャル層をこ
えてＧａＡｓ基板に届くところで既述の原理によって止
まる〔第６図〕。
ｓ Ａ Ｓのメルトを温度を上昇させて未飽和溶液とし
、結晶と接触させる。メルトがＧａＡｓ層とぬれると、
結晶からＡｓが拡散しメルトバックがかがり始める。メ
ルトバックがかがって、１回目のエピタキシャル層をこ
えてＧａＡｓ基板に届くところで既述の原理によって止
まる〔第６図〕。
そこで０．２℃／―で冷却して過飽和で析出させ埋め込
み層（１０） ｋエピタキシャル成長させる。
み層（１０） ｋエピタキシャル成長させる。
その後、Ｇａ、ｌ。、６Ａｓのマスクを除き、第７図の
ように１つのストライプ状のへテロ構造を除いて１２．
ｏ３あるいは５ｉ０２酸化膜（１１）をかけ、これ全マ
スクとしてＺｎ ｆ拡散させ、ｎ ＧａＡｓ キャ
ップ贋金Ｐ型に変えてＰ型拡散層（１２）とし、電流狭
窄全行なう。
ように１つのストライプ状のへテロ構造を除いて１２．
ｏ３あるいは５ｉ０２酸化膜（１１）をかけ、これ全マ
スクとしてＺｎ ｆ拡散させ、ｎ ＧａＡｓ キャ
ップ贋金Ｐ型に変えてＰ型拡散層（１２）とし、電流狭
窄全行なう。
第８図のように酸化膜をとり除いて、Ｐ側にＣｒ−Ａｕ
層（１３） 、 ｎ側にＡｕ −Ｇｅ層（１４） を蒸
着して電極とする。
層（１３） 、 ｎ側にＡｕ −Ｇｅ層（１４） を蒸
着して電極とする。
以上の工程でＧａＡｌＡｓ埋め込みレーザが製造できる
。
。
この方法を使えば、他の材料 Ｇａ ＩｎＡｓ 、 Ｉ
ｎＧａＡｓＰ。
ｎＧａＡｓＰ。
ＺｎＳなどを用いた埋め込み型レーザも作成することが
できる。
できる。
メルトバックを制御するためのマスクとしてはＧａ （
１，４Ａｊｏ、６Ａｓだけではなく、Ｓ ｉ ０２ ＋
Ａ−’２０ｇといった酸化膜を用いることができる。
１，４Ａｊｏ、６Ａｓだけではなく、Ｓ ｉ ０２ ＋
Ａ−’２０ｇといった酸化膜を用いることができる。
埋め込み構造がたくさんできるため、すべてにＺｎ拡散
を行なってＰ ＧａＡｓに変えるか、あるいは最初の
エピタキシャル成長の時にｎ −ＧａＡｓでな（Ｐ−Ｇ
ａＡｓ層にしておくならば、すべての埋め込み構造が発
光するようなアレイレーザを作製することもできる。
を行なってＰ ＧａＡｓに変えるか、あるいは最初の
エピタキシャル成長の時にｎ −ＧａＡｓでな（Ｐ−Ｇ
ａＡｓ層にしておくならば、すべての埋め込み構造が発
光するようなアレイレーザを作製することもできる。
本発明は、埋め込み構造や制御されたメルトバックによ
る結晶成長を必要とするあらゆる光半導体装置、ＬＥＤ
、フォトダイオード、またＩＣ，ＬＳＩという半導体装
置全般に応用することが可能である。
る結晶成長を必要とするあらゆる光半導体装置、ＬＥＤ
、フォトダイオード、またＩＣ，ＬＳＩという半導体装
置全般に応用することが可能である。
第１図〜第３図は従来の埋め込みレーザの製造工程を示
す断面図、第４図〜第８図は本発明の実施例である埋め
込みレーザの製造方法全示す工程断面図である。 １、 ｎ−ＧａＡｓ基板 ２． ｎ−Ｇａｏ
ｎ５ＡｊｏｘｓＡ８クラッド層３、”−Ｇａ０．７ｓＡ
ｊｏ、ｚ５Ａｓガイド層４． ＧａｏａｓＡＪｏｎｓＡ
Ｓ活性）ｍ５、Ｐ−（）ａｏ７−Ｊ。２５ＡＢガイド層
６． Ｐ−ＧａｏｇＡＪｏ３５Ａｓクラッド層７、
ｎ−ＧａＡｓコンタクト層 ８． Ｇａ（１，４Ａｊ
（１，６Ａｓマスク９、メサ側面酸化膜 １０． （
）ａ０５５幻−５Ａｓ埋め込み層１１、酸化膜マスク
１２． Ｚｎ拡散部１３、Ｐ側電極 １４
．ｎ側電極＝３６′ 第１図 第４図 第５図
す断面図、第４図〜第８図は本発明の実施例である埋め
込みレーザの製造方法全示す工程断面図である。 １、 ｎ−ＧａＡｓ基板 ２． ｎ−Ｇａｏ
ｎ５ＡｊｏｘｓＡ８クラッド層３、”−Ｇａ０．７ｓＡ
ｊｏ、ｚ５Ａｓガイド層４． ＧａｏａｓＡＪｏｎｓＡ
Ｓ活性）ｍ５、Ｐ−（）ａｏ７−Ｊ。２５ＡＢガイド層
６． Ｐ−ＧａｏｇＡＪｏ３５Ａｓクラッド層７、
ｎ−ＧａＡｓコンタクト層 ８． Ｇａ（１，４Ａｊ
（１，６Ａｓマスク９、メサ側面酸化膜 １０． （
）ａ０５５幻−５Ａｓ埋め込み層１１、酸化膜マスク
１２． Ｚｎ拡散部１３、Ｐ側電極 １４
．ｎ側電極＝３６′ 第１図 第４図 第５図
Claims (1)
- 光半導体装置の製造方法であって、化合物半導体をエピ
タキシャル成長によって積層構造として成長させた後、
その表面に誘電体、半導体或いはメタルのうち少なくと
も一種以上からなる膜を形成する工程と、前記薄膜をマ
スクとし、液相成長法による２回目のエピタキシャル成
長全前記積層構造表面からメルトバック°をかけながら
おこなう工程と、前記マスクの間隔を変化させることに
よってメルトバックのかかり方、量および深さを制御す
る工程と、前記メルトバックをかけた結晶成長によって
埋め込み構造を有する半導体装ｔ？製造することを特徴
とする光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226768A JPS59119780A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 光半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226768A JPS59119780A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 光半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119780A true JPS59119780A (ja) | 1984-07-11 |
Family
ID=16850306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57226768A Pending JPS59119780A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 光半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119780A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105932128A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-09-07 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种氮化物发光二极管的外延结构 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP57226768A patent/JPS59119780A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105932128A (zh) * | 2016-05-10 | 2016-09-07 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种氮化物发光二极管的外延结构 |
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