JPS59123288A - ３−５族化合物半導体素子 - Google Patents
３−５族化合物半導体素子Info
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- JPS59123288A JPS59123288A JP57229058A JP22905882A JPS59123288A JP S59123288 A JPS59123288 A JP S59123288A JP 57229058 A JP57229058 A JP 57229058A JP 22905882 A JP22905882 A JP 22905882A JP S59123288 A JPS59123288 A JP S59123288A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
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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ＧａＡｓ及びＩｎＧａＰを含む朋−Ｖ族化合物
半導体素子に関する。
半導体素子に関する。
Ｑ ａ Ａ Ｓ基板上に成長された■−ｖ族化族化合物
半導体多進構造内ｎＧａＰ層を含む素子としては、例え
ばＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ系ダブルへテロ構造半導
体レーサ、発光ダイオードなどが存在する。このＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ系ダブルへ７０構造は、Ｇ ａ
Ａ ｓ基板と格子整合がとれ、可視光を含む波長０．７
２〜０．８５μｍ ｃ７）発光領域を有するＩ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ Ｐ（禁制帯幅Ｅｇ カ１．７２〜１．４
６ ｅＶ ）を活性層とし、禁制帯幅Ｅｇが１．８７
ｅＶ ｃ７） Ｉ ｎ ｔ）、稍ｚ Ｇ、ａ ｏ、ｇｌ
Ｐ層をクラッド層とした多層構造であり、特にディジタ
ルオーティオディスク又はレーザプリンタの可視光源用
の可視光半導体レーザとして注目され始めている。
半導体多進構造内ｎＧａＰ層を含む素子としては、例え
ばＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ系ダブルへテロ構造半導
体レーサ、発光ダイオードなどが存在する。このＩｎＧ
ａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ系ダブルへ７０構造は、Ｇ ａ
Ａ ｓ基板と格子整合がとれ、可視光を含む波長０．７
２〜０．８５μｍ ｃ７）発光領域を有するＩ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ Ｐ（禁制帯幅Ｅｇ カ１．７２〜１．４
６ ｅＶ ）を活性層とし、禁制帯幅Ｅｇが１．８７
ｅＶ ｃ７） Ｉ ｎ ｔ）、稍ｚ Ｇ、ａ ｏ、ｇｌ
Ｐ層をクラッド層とした多層構造であり、特にディジタ
ルオーティオディスク又はレーザプリンタの可視光源用
の可視光半導体レーザとして注目され始めている。
これらＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＧａＰ系ダブルへテロ構造
レーザ、発光ダイオード等の様に狭い限定領域に高電流
密度で通電する化合物半導体素子に於ける電流集中の一
方法として、ｎ型の化合物半導体キャップ層にＺｎ選択
拡散を施したプレーナ構造が用いられている。従来、こ
のプレート構造はＩｎＧａＡｓＰ活性層上ｔｖｐ型Ｉｎ
ＧａＰクラッド層の上に、ｎ型ＧａＡｓキャンプ層を形
成し、そのｎ型Ｇａ人Ｓキャップ層表面の一部にストラ
イプ状もしくは円形状のＺｎ選択拡散領域を設け、との
Ｚｎ拡散フロントをｐ型ＩｎＧａＰ層に到達せしめた構
造であった。
レーザ、発光ダイオード等の様に狭い限定領域に高電流
密度で通電する化合物半導体素子に於ける電流集中の一
方法として、ｎ型の化合物半導体キャップ層にＺｎ選択
拡散を施したプレーナ構造が用いられている。従来、こ
のプレート構造はＩｎＧａＡｓＰ活性層上ｔｖｐ型Ｉｎ
ＧａＰクラッド層の上に、ｎ型ＧａＡｓキャンプ層を形
成し、そのｎ型Ｇａ人Ｓキャップ層表面の一部にストラ
イプ状もしくは円形状のＺｎ選択拡散領域を設け、との
Ｚｎ拡散フロントをｐ型ＩｎＧａＰ層に到達せしめた構
造であった。
この構造では、ｐ型オーミック電極の接触抵抗を低くす
るため、ｎ型キャップ層の材料としてはクラッド層、活
性層よシ禁制帯幅のｌ」・さいＧａＡｓを用い、Ｚｎ選
択拡散によＪＧａＡｓＧａＡｓキャップ層−ル濃度を高
くしている。寸た、このＺ ’＋ｉ選択拡散の拡散フロ
ントがｐｍ Ｉ ｎ （）ａ Ａｓ Ｐクラッド層を貫
通し、、ＩｎＧａＡｓＰ活性層に到達するとレーザ、発
光ダイオードの発光効率が下がり、レーザ発振閾値が増
大するだめ、とのＺｎ拡散フロントはｐ型ＴｎＧａＡｓ
Ｐクラッド層内にとどめる必要がある。
るため、ｎ型キャップ層の材料としてはクラッド層、活
性層よシ禁制帯幅のｌ」・さいＧａＡｓを用い、Ｚｎ選
択拡散によＪＧａＡｓＧａＡｓキャップ層−ル濃度を高
くしている。寸た、このＺ ’＋ｉ選択拡散の拡散フロ
ントがｐｍ Ｉ ｎ （）ａ Ａｓ Ｐクラッド層を貫
通し、、ＩｎＧａＡｓＰ活性層に到達するとレーザ、発
光ダイオードの発光効率が下がり、レーザ発振閾値が増
大するだめ、とのＺｎ拡散フロントはｐ型ＴｎＧａＡｓ
Ｐクラッド層内にとどめる必要がある。
ところで、Ｇ ａ Ａ Ｓに対するＺｎ拡散の拡散源と
してはＧａ５％ Ａｓ４５％ Ｚｎ５０％からなる三元
拡散源及びこの三元拡散源とほとんど同様の拡散特性を
示す二元拡散源ＺｎＡｓｚが一般に使用されている。例
えば、ＺｎＡＳ２をＺ’ｎ拡散源とした場合、拡散温度
６１２℃ではＧａＡｓ停でのＺｎ拡散深さＸｌ（μｍ）
と拡散時間ｔ（時間）との間には次式の関係がある。
してはＧａ５％ Ａｓ４５％ Ｚｎ５０％からなる三元
拡散源及びこの三元拡散源とほとんど同様の拡散特性を
示す二元拡散源ＺｎＡｓｚが一般に使用されている。例
えば、ＺｎＡＳ２をＺ’ｎ拡散源とした場合、拡散温度
６１２℃ではＧａＡｓ停でのＺｎ拡散深さＸｌ（μｍ）
と拡散時間ｔ（時間）との間には次式の関係がある。
ＸＩ＝０．６８Ｘ、Ｊ
一方、Ｉ ｎ Ｇａ Ｐクラッド層に対しても、ＺｎＡ
ｓ２によりＺｎ拡散を行うが、ＩｎＧａＰ１１層内での
Ｚｎ拡散深さＸ２（μｍ）は同じ拡散温度６１２℃に於
て次の関係に々る。
ｓ２によりＺｎ拡散を行うが、ＩｎＧａＰ１１層内での
Ｚｎ拡散深さＸ２（μｍ）は同じ拡散温度６１２℃に於
て次の関係に々る。
Ｌ＝４．８ｘ、Ｉｔ
この場合のＺｎ拡散速度は、、ＧａＡｓに比ベア、ｎ拡
散速度が７倍程度大きい。また、ＩｎＧａＰクラッド層
上にＧ ａ Ａ Ｓキャップ層が形成されたＩｎＧａ、
Ｐ／ＧａＡｓ ノ２ 層構％ＳへＸｌ （、ｅ’ｍ）
’Ｔ）層厚な有するＧａＡｓキャップ層を貫通し、Ｉｎ
ＧａＰクラッド層内での深さＸ２（μｍ）に到達するＺ
ｎ拡散を拡散条件を同じにして施す場合には次の関係に
なる。
散速度が７倍程度大きい。また、ＩｎＧａＰクラッド層
上にＧ ａ Ａ Ｓキャップ層が形成されたＩｎＧａ、
Ｐ／ＧａＡｓ ノ２ 層構％ＳへＸｌ （、ｅ’ｍ）
’Ｔ）層厚な有するＧａＡｓキャップ層を貫通し、Ｉｎ
ＧａＰクラッド層内での深さＸ２（μｍ）に到達するＺ
ｎ拡散を拡散条件を同じにして施す場合には次の関係に
なる。
（Ｘ、１０．６８）−１−（Ｘ２／４．８）−、バこの
場合、Ｚｎ拡散フロントがＧａＡ、ｓ層内から１ｎｔｊ
ａＰ層内に移動すると拡散速度が約７倍に増加している
。この１ｎＧａＰに対するＺｎ拡散速度は、ＧａＡＳに
比べ約７倍大きいという実験結果も得られている。
場合、Ｚｎ拡散フロントがＧａＡ、ｓ層内から１ｎｔｊ
ａＰ層内に移動すると拡散速度が約７倍に増加している
。この１ｎＧａＰに対するＺｎ拡散速度は、ＧａＡＳに
比べ約７倍大きいという実験結果も得られている。
また、１１型Ｇａ Ａ Ｓ基板を用いプ’（ｎ型１ｎｏ
ａＰ／ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ型ＩｎＧａＰダブルへテロ構
造半導体発光素子に於けるｐｉＩｎＧａＰクラッド層及
び１］型ＧａＡｓ−Ｐヤング層の層厚は通常各々２μｍ
、 Ｑ、５杢 〜１μである。このｎ型ＧａＡｓ−ｆ−ヤング層の層厚
に±０２μｍ程度の見積り誤差もしくは層厚不均一があ
る場合、Ｚｎ拡散を確実にｐ−ＩｎＧａＰクラッド層に
到達さぜようとすると、Ｐ型１ｎＧａＰクラッド層中に
於けるＺｎ拡散フロントの位置の誤差もしくはバラツキ
が±１．４μｍ程度にも拡大でれるため Ｚ ｎ拡散が
ｐ型１ｎＱａＰクランド層を貫通して１ｎＧａＡｓＰ活
性層に到達する可能性が充分にある。
ａＰ／ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ型ＩｎＧａＰダブルへテロ構
造半導体発光素子に於けるｐｉＩｎＧａＰクラッド層及
び１］型ＧａＡｓ−Ｐヤング層の層厚は通常各々２μｍ
、 Ｑ、５杢 〜１μである。このｎ型ＧａＡｓ−ｆ−ヤング層の層厚
に±０２μｍ程度の見積り誤差もしくは層厚不均一があ
る場合、Ｚｎ拡散を確実にｐ−ＩｎＧａＰクラッド層に
到達さぜようとすると、Ｐ型１ｎＧａＰクラッド層中に
於けるＺｎ拡散フロントの位置の誤差もしくはバラツキ
が±１．４μｍ程度にも拡大でれるため Ｚ ｎ拡散が
ｐ型１ｎＱａＰクランド層を貫通して１ｎＧａＡｓＰ活
性層に到達する可能性が充分にある。
この様にｐ−ＩｎＧａｊ？クラッド層の上にｎ型ＧａＡ
ｓキャンプ層があるル−ナ構造では、Ｚｎ拡散フロント
をｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層を貫通してｐ型ＩｎＧ
ａＰクラッド層内に制御性良く留めることが容易でなく
、しばしばｐ型ＩｎＧａＰクラッド層下のＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層中にまでＺｎ拡散が行われ、その結果半導体発
光素子の発光効率を減少させ、レーザ発振の閾値電流を
増大させるという欠点があった。
ｓキャンプ層があるル−ナ構造では、Ｚｎ拡散フロント
をｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層を貫通してｐ型ＩｎＧ
ａＰクラッド層内に制御性良く留めることが容易でなく
、しばしばｐ型ＩｎＧａＰクラッド層下のＩｎＧａＡｓ
Ｐ活性層中にまでＺｎ拡散が行われ、その結果半導体発
光素子の発光効率を減少させ、レーザ発振の閾値電流を
増大させるという欠点があった。
本発明の目的は、ＧａＡｓ基板に格子整合したｐ型Ｉｎ
ＧａＰ層の上にｎ型Ｑ ａ Ａ Ｓキャップ層を使用す
ることにより、ｐ型ＩｎＧａＰ層内でのＺｎ拡散フロン
トの深さの制御性を良くしだｔ−Ｖ族化合物半導体素子
を提供することにある。
ＧａＰ層の上にｎ型Ｑ ａ Ａ Ｓキャップ層を使用す
ることにより、ｐ型ＩｎＧａＰ層内でのＺｎ拡散フロン
トの深さの制御性を良くしだｔ−Ｖ族化合物半導体素子
を提供することにある。
本発明のＩｆｆ −Ｖ族化合物半導体素子の構成は、ｐ
型ＩｎＧａＰ層上にＱ ａ Ａ Ｓに格子整合するｎ型
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層を設け、このｎ型ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層表面から、そのＰ型ＴｎＧａＰ層に到達
するＺｎ選択拡散領域を設けることを特徴とする。
型ＩｎＧａＰ層上にＱ ａ Ａ Ｓに格子整合するｎ型
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層を設け、このｎ型ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層表面から、そのＰ型ＴｎＧａＰ層に到達
するＺｎ選択拡散領域を設けることを特徴とする。
本発明者の実験によると、ＧａＡｓ基板に格子整合する
ＩｎＧａＰのＺｎ拡散速度は、Ｑ ａ Ａ Ｓに格子整
合するＩｎＧａＡＳＰのＺｎ拡散速度の約３〜１倍にガ
ることが見出された３、とのＺｎ拡散速度比は、前述の
ＩｎＧａＰとＧａＡＳとのＺｎ拡散漣度比である７倍よ
シ小さい。従って、ＧａＡｓ基板に格子整合するｐ型Ｉ
ｎＧａＰ層の上のｎ型キャップ層としてＧａＡｓ基板と
格子整合するＩｎＧａＡｓＰを用いることにより、ｐ型
ＩｎＧａＰ層内でのＺｎ拡散フロントの深さの制御性を
大幅に向上でき、ｐ型ＩｎＧａＰ層を貫通することが避
けられるため、半導体素子に於ける発光効率の減少が防
止でき、歩留りが向上する。
ＩｎＧａＰのＺｎ拡散速度は、Ｑ ａ Ａ Ｓに格子整
合するＩｎＧａＡＳＰのＺｎ拡散速度の約３〜１倍にガ
ることが見出された３、とのＺｎ拡散速度比は、前述の
ＩｎＧａＰとＧａＡＳとのＺｎ拡散漣度比である７倍よ
シ小さい。従って、ＧａＡｓ基板に格子整合するｐ型Ｉ
ｎＧａＰ層の上のｎ型キャップ層としてＧａＡｓ基板と
格子整合するＩｎＧａＡｓＰを用いることにより、ｐ型
ＩｎＧａＰ層内でのＺｎ拡散フロントの深さの制御性を
大幅に向上でき、ｐ型ＩｎＧａＰ層を貫通することが避
けられるため、半導体素子に於ける発光効率の減少が防
止でき、歩留りが向上する。
ナオ、Ｇａ Ａｓ −４’ −？ ７プ層に比べ、１４
ｔＱａＡｓＰキャップ層が高い禁制帯幅になる程、接触
抵抗の点で不利となる傾向がちる９、このときショット
キ型オーミック電極の比接触抵抗を支配する主要因の一
つであるショットキバリヤ高さは、ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ
での０．４５ｅＶからｐ型Ｉ ｎ Ｇａ Ｐ テ（Ｄ
０．６２ ｅ ■まで単調に増加しその比接触抵抗を増
大させる要因である。しかしながら、拡散温度６１２℃
にてＺｎ拡散表面を形成したＩｎＧａＡｓＰキャップ層
に於ては、比接触抵抗を支配するもう−っの主要因であ
るＺｎ拡散濃度が約ｌ Ｑ ２０’ Ｃｍ−３と充分高
いため、ショットキ型オーミック電極は、ｐ型Ｇ ａ
Ａｓｆの５ｘｌｏ−７ΩＣｍ２からｐ型ＩｎＧａＰ ”
’Ｃ（７） ＩＸＩ Ｏ−’程度の比接触抵抗でちシ、
オーミック特性を示す。
ｔＱａＡｓＰキャップ層が高い禁制帯幅になる程、接触
抵抗の点で不利となる傾向がちる９、このときショット
キ型オーミック電極の比接触抵抗を支配する主要因の一
つであるショットキバリヤ高さは、ｐ型Ｇ ａ Ａ ｓ
での０．４５ｅＶからｐ型Ｉ ｎ Ｇａ Ｐ テ（Ｄ
０．６２ ｅ ■まで単調に増加しその比接触抵抗を増
大させる要因である。しかしながら、拡散温度６１２℃
にてＺｎ拡散表面を形成したＩｎＧａＡｓＰキャップ層
に於ては、比接触抵抗を支配するもう−っの主要因であ
るＺｎ拡散濃度が約ｌ Ｑ ２０’ Ｃｍ−３と充分高
いため、ショットキ型オーミック電極は、ｐ型Ｇ ａ
Ａｓｆの５ｘｌｏ−７ΩＣｍ２からｐ型ＩｎＧａＰ ”
’Ｃ（７） ＩＸＩ Ｏ−’程度の比接触抵抗でちシ、
オーミック特性を示す。
これらの比接触抵は通常の半導体レーザのストライプ幅
８μｍ１ストライプ長２００μｍの場合、００３〜０．
６Ω８度の低い接触抵抗に相当し、実用上問題と寿ら寿
い。
８μｍ１ストライプ長２００μｍの場合、００３〜０．
６Ω８度の低い接触抵抗に相当し、実用上問題と寿ら寿
い。
以下本発明を図面に従って詳細に説明する。
第１図は従来ｔＤＩｎ（）ａＡｓＰ／ＩｎＧａＰダブル
へテロ構造半導体レーザの断面図である。ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板１の上に気相成長により連続的に順次、層厚
２ｐｍ ｔｙ） ｎ型ＩｎＧａＰクラッド層２、層厚Ｑ
、１μｍ発振波長０．７５ μｍ ノＩｎＧａＡ、ｓＰ
活性層３、層厚２μｍのｐ型ＩｎＧａＰクラッド層４及
び層厚１μｍのロ型ＧａＡ’ｓキャップ層５をエピタ痔
シャル成長し、このｎ型（３ａＡ ｓギヤ２１層５上の
スパッタ８ｉ０２膜６に７オトレジスト法により形成さ
れた巾８μｍのストライブ窓を通して、選択的にＺｎ拡
散領域７を設けたものである。この後スパッタＳｉＯ□
膜６を除去し、旧型オーミック特性とｎ型オーミック電
極とを形成して、電流がＺｎ選択拡散領域７に集中して
流れるグレーナスドライブレーザが出来上る。
へテロ構造半導体レーザの断面図である。ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓ基板１の上に気相成長により連続的に順次、層厚
２ｐｍ ｔｙ） ｎ型ＩｎＧａＰクラッド層２、層厚Ｑ
、１μｍ発振波長０．７５ μｍ ノＩｎＧａＡ、ｓＰ
活性層３、層厚２μｍのｐ型ＩｎＧａＰクラッド層４及
び層厚１μｍのロ型ＧａＡ’ｓキャップ層５をエピタ痔
シャル成長し、このｎ型（３ａＡ ｓギヤ２１層５上の
スパッタ８ｉ０２膜６に７オトレジスト法により形成さ
れた巾８μｍのストライブ窓を通して、選択的にＺｎ拡
散領域７を設けたものである。この後スパッタＳｉＯ□
膜６を除去し、旧型オーミック特性とｎ型オーミック電
極とを形成して、電流がＺｎ選択拡散領域７に集中して
流れるグレーナスドライブレーザが出来上る。
図中、Ｚｎ選択拡散領域７のＺ！１拡散フロントを示ず
実紬は本来あるべきＺ ｌｉ、拡散フロントの位置を示
ず。ｐ型ＪｎＧａＰ層４内でのＺｎ拡散速度がｎ型（）
ａＡｓＡｓキャラ５内でのＺｎ拡散速ｇよシフ倍も速い
だめ Ｚ ｎ拡散フロントの制御が容易でｉく、しばし
ば破線８の如＜Ｚ１１拡散がｐ型ＩｎＣ１ａＰクラッド
層４、ＩｎＧａＡｓＰ活性Ｊ１４３を貫通し、このため
この半導体レーザの発光効率を下げ、共振器長２００
ｐｍのとき本来的１００ｍＡで発振すべさレーザ発振閾
値電流を２５０ ｍＡ、 Ｊν、上に増加させる場合が
あった。
実紬は本来あるべきＺ ｌｉ、拡散フロントの位置を示
ず。ｐ型ＪｎＧａＰ層４内でのＺｎ拡散速度がｎ型（）
ａＡｓＡｓキャラ５内でのＺｎ拡散速ｇよシフ倍も速い
だめ Ｚ ｎ拡散フロントの制御が容易でｉく、しばし
ば破線８の如＜Ｚ１１拡散がｐ型ＩｎＣ１ａＰクラッド
層４、ＩｎＧａＡｓＰ活性Ｊ１４３を貫通し、このため
この半導体レーザの発光効率を下げ、共振器長２００
ｐｍのとき本来的１００ｍＡで発振すべさレーザ発振閾
値電流を２５０ ｍＡ、 Ｊν、上に増加させる場合が
あった。
第２図は本発明の実施例の断面図である。この実施例は
、ＩｎＧａＡ、ｓＰ／ＩｎＧａＰタプルヘテロ構造の半
導体レーザを示し、第１図におけるｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層５の代りに、１．６５６’Ｖの禁制帯幅をもつｎ型
ＩｎＧａＡ、ＳＰキャノグ層５′を用いたものである。
、ＩｎＧａＡ、ｓＰ／ＩｎＧａＰタプルヘテロ構造の半
導体レーザを示し、第１図におけるｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層５の代りに、１．６５６’Ｖの禁制帯幅をもつｎ型
ＩｎＧａＡ、ＳＰキャノグ層５′を用いたものである。
第３図は本発明者の実験によシ得られたＺｎ拡散速度比
のグラフで、Ｑａ、４ｓ基板に格子整合するＩｎＧａＡ
ｓＰとＩ’ｎＧａＰ（７）拡散温度６１２℃におけるＺ
ｎ拡散速度比の、ＩｎＧａＡｓＰの組成に対する依存性
を示している。図示のように、ＧａＡｓ基板に格子整合
するＩｎＧａＡｓＰの組成は禁制帯幅で１．４５〜１．
．８７ｅＶの範囲に及ぶ。このうち禁制帯幅１．５５ｅ
Ｖ以上のＩｎＧａＡｓｐに対するＩｎＧａＰのＺｎ拡散
速度比は約３〜１倍と万る。この程度の比であれば、Ｑ
ａＡｓに対するＩｎＧａＰのＺｎ拡散速度比７倍より大
幅に縮少されることになる。
のグラフで、Ｑａ、４ｓ基板に格子整合するＩｎＧａＡ
ｓＰとＩ’ｎＧａＰ（７）拡散温度６１２℃におけるＺ
ｎ拡散速度比の、ＩｎＧａＡｓＰの組成に対する依存性
を示している。図示のように、ＧａＡｓ基板に格子整合
するＩｎＧａＡｓＰの組成は禁制帯幅で１．４５〜１．
．８７ｅＶの範囲に及ぶ。このうち禁制帯幅１．５５ｅ
Ｖ以上のＩｎＧａＡｓｐに対するＩｎＧａＰのＺｎ拡散
速度比は約３〜１倍と万る。この程度の比であれば、Ｑ
ａＡｓに対するＩｎＧａＰのＺｎ拡散速度比７倍より大
幅に縮少されることになる。
この第３図から明らかな如く、ｐ型ＩｎＧａＰクラッド
層４に対するｎ型ＩｎＧａ人ｓｐキャップ層５′のＺ
＋１拡散速度比は約２倍と比較的小さいため、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層５′の表面からＺ口選択拡散を行
なう場合、制御性良くｐ型ＩｎＧａＰクラッド層４の内
部にＺｎ拡散フロントを留めることができる。この様に
Ｚｎ拡散深さの制御性が大幅に向上した結果、Ｚｎ拡散
の進み過ぎによる半導体レーザの発振閾値の上昇がなく
なり、発振閾値約１００ｍＡの半導体レーザが再現性良
く形成できる。
層４に対するｎ型ＩｎＧａ人ｓｐキャップ層５′のＺ
＋１拡散速度比は約２倍と比較的小さいため、ｎ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層５′の表面からＺ口選択拡散を行
なう場合、制御性良くｐ型ＩｎＧａＰクラッド層４の内
部にＺｎ拡散フロントを留めることができる。この様に
Ｚｎ拡散深さの制御性が大幅に向上した結果、Ｚｎ拡散
の進み過ぎによる半導体レーザの発振閾値の上昇がなく
なり、発振閾値約１００ｍＡの半導体レーザが再現性良
く形成できる。
以上の如く、ｐ型１ｎＧａＰ層／ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓギ
ヤ２１層構造のｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層表面から
拡散フロントがｐ型ＩｎＧａＰ層内に留まる電流狭窄用
のＺｎ選択拡散を行なう場合に、ＧａＡＳに比べＩｎＧ
ａＰ中でのＺｎ拡散速度が極めて太きいためにＺｎ拡散
の深さ制御の点で困難があったが、Ｚｎ拡散速度がＩｎ
ＧａＰとあまシ異なら々いＩｎＧａＡｓＰをキャップ層
に用いることによυ、Ｚｎ拡散深さの制御性を大幅に向
上させることができ、特性のそろった半導体素子を提供
することが可能に々っだ。
ヤ２１層構造のｎ型Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層表面から
拡散フロントがｐ型ＩｎＧａＰ層内に留まる電流狭窄用
のＺｎ選択拡散を行なう場合に、ＧａＡＳに比べＩｎＧ
ａＰ中でのＺｎ拡散速度が極めて太きいためにＺｎ拡散
の深さ制御の点で困難があったが、Ｚｎ拡散速度がＩｎ
ＧａＰとあまシ異なら々いＩｎＧａＡｓＰをキャップ層
に用いることによυ、Ｚｎ拡散深さの制御性を大幅に向
上させることができ、特性のそろった半導体素子を提供
することが可能に々っだ。
なお、この実施例に於ては、ｐ型不純物としてＺｎを用
いだが、Ｃｄ等の他の材料を用いても同様な効果を得ら
れる。
いだが、Ｃｄ等の他の材料を用いても同様な効果を得ら
れる。
第１図は従来のｐ型ＩｎＧａＰ層／ｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層構造の素子の断面図、第２図は本発明の実施例のｐ
型ＩｎＧａＰ層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャ７プ層構造の
素子の断面図、第３図はＧａＡＳ基板に格子整合するＩ
ｎＧａＡｓＰに対するＩｎ０ａＰのｐ型不純物拡散速度
比のＩｎＧａＡｓＰの禁制帯幅に対する特性図である。 図において、 １−・−＝−ｎ型Ｇａ Ａ Ｓ基板、２−・−・ｎ ２
Ｓ！２ＩｎＧａＰクラッド層、３・・・・・・ＩｎＱａ
Ａ’Ｓｐ活性周、４・・・−・・ｐ型工ｎＧａＰクラッ
ド層、５・−・・・・ｎ型ＱａＡｓキャップ層、５′・
・・・−・ｎ型Ｉ ｎ ＧａＶＡ ｓ Ｐキャップ層、
６・・・・・・スパッタ５１０２膜、７・・・・・・ｐ
型不純物拡散領域、８・−・・・・ｐ型不純物拡散フロ
ンｌ−１である。 ＄１区 第 ３ 焙７区 図 ／ｅ
プ層構造の素子の断面図、第２図は本発明の実施例のｐ
型ＩｎＧａＰ層／ｎ型ＩｎＧａＡｓＰキャ７プ層構造の
素子の断面図、第３図はＧａＡＳ基板に格子整合するＩ
ｎＧａＡｓＰに対するＩｎ０ａＰのｐ型不純物拡散速度
比のＩｎＧａＡｓＰの禁制帯幅に対する特性図である。 図において、 １−・−＝−ｎ型Ｇａ Ａ Ｓ基板、２−・−・ｎ ２
Ｓ！２ＩｎＧａＰクラッド層、３・・・・・・ＩｎＱａ
Ａ’Ｓｐ活性周、４・・・−・・ｐ型工ｎＧａＰクラッ
ド層、５・−・・・・ｎ型ＱａＡｓキャップ層、５′・
・・・−・ｎ型Ｉ ｎ ＧａＶＡ ｓ Ｐキャップ層、
６・・・・・・スパッタ５１０２膜、７・・・・・・ｐ
型不純物拡散領域、８・−・・・・ｐ型不純物拡散フロ
ンｌ−１である。 ＄１区 第 ３ 焙７区 図 ／ｅ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）ＧａＡｓ基板と格子整合した半導体多層構造を備え
だ■−Ｖ族化合物半導体素子に於て、前記多層構造の一
部を構成するｐ型Ｉ ｎ Ｑａ Ｐ層上にｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ層を形成し、このｎ型ＩｎＧａＡＳＰ層を貫通し
て前記ｐ型ＩｎＧａＰ層まで到達するｐ型不純物選択拡
散領域を設けた構造を具備していることを特徴とするｊ
［−Ｖ族化合物半導体素子。 ２）ＩｎＧａＡｓＰ層は、その禁制帯幅が１．５５ｅＶ
以上でちるととを特徴とする特許請条蛎囲第１項記載の
■−ｖ族化合物半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57229058A JPS59123288A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | ３−５族化合物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57229058A JPS59123288A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | ３−５族化合物半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123288A true JPS59123288A (ja) | 1984-07-17 |
Family
ID=16886077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57229058A Pending JPS59123288A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | ３−５族化合物半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123288A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047366A (en) * | 1987-11-04 | 1991-09-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of diffusing silicon into compound semiconductors and compound semiconductor devices |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57229058A patent/JPS59123288A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5047366A (en) * | 1987-11-04 | 1991-09-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of diffusing silicon into compound semiconductors and compound semiconductor devices |
| US5119150A (en) * | 1987-11-04 | 1992-06-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor structure including layer limiting silicon diffusion |
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