JPS59149080A - 半導体発光装置のへき開面不動化 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明は一般的には半導体発光装置のへき開面上に存在
する汚染物を反応により低減することによってへき開面
を不動化することに関し、よシ具体的には半導体レーデ
、ＬＦ！Ｄ等のへき開面への不動化層の被着に関する。

例えば半導体レーずのへき開面を大気にさらした場合の
鏡面酸化によるへき開面の損傷は、漸次的でかつ究極的
な鏡面劣化の主要なメカニズムである。例えば、Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、６２（２
）、ｐｐ、１１９−１２１（１９７８年１月１５日）記
載のＴ、　Ｙｕａｓｉａ等による「Ｄｅｇｒａｄａｔｉ
ｏｎｏｆ　（Ａ／Ｇａ　）　Ａｓ　ＤＨＬａ５ｅｒｓ＋
　Ｄｕｅ　ｔｏ　Ｆ’ａｃｅｔＣ）ｘｌｄａｔｉｏｎ　
Ｊと題する論文、Ｊｏｕｒｎａ：Ｌ　ｏｆＡｐ、ｐｌｉ
ｅｄＰｈｙｓ　ｉｃ　ｓ、５０、ｐ、３７２１（１９７
９年）記載のＯ，Ｈ，Ｈｅｎｒｙ等によるｒ　Ｏａｔａ
ｓｔｒｏｐｈｉｃＤａｍａｇｅ　ｏｆ　Ａ７ＧａＡｓ　
Ｄｏｕｂｌｅ−ＨｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＬａ５
ｅｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｊと題する論文、Ｊｏｕｒｎ
ａｌ　ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、５９（５
）、ｐｐ、　３１３３−３４４１記載のＦ、　Ｒ，Ｎａ
５ｈ等にょるｒ　ＦａｃｅｔＯｘｌｄｅ　Ｆｏｒｍａｔ
ｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇａ
ＡｓＬａ５ｅｒｓ　Ｊと題する論文、Ｊｏｕｒｎａｌ　
ｏｆ　ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓ　ｉ　Ｃ８，５０（５’
）、１）Ｉ）、　３１２２−３１３２（１９７９年５月
）記載のＦ、　Ｒ，Ｎａ５ｈ等にょるｒ　ＧａＡｓ　Ｌ
ａ５ｅｒ　Ｒｅ１ｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔ
ｅｃｔｉｖｅＦａｃｅｔ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｊと題す
る論文、工ＥＥＥ　Ｊｏｕｒｎａ’１ｏｆ　Ｑｕａｎｔ
ｕｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ＶＯｌ、　ＱＥ　−１
７、Ａ５、ｐｐ、７８１−７８６（’１９８１年５月）
記載のＪｏｈｎ　Ａ、　Ｆ、　Ｐｅｅｋにょるｒ　Ｗａ
ｔｅｒ　Ｖａｐｏｒ　＊Ｆａｃｅｔ　Ｅｒｏｓｉｏｎ、
　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　（
Ａｌ。

Ｇａ　）　Ａｓ　ＤＨＬａ５ｅｒｓ　０ｐｅｒａｔｅｄ
　ａｔ　Ｃ！Ｗ　ＯｕｔｐｕｔＰｏｗｅｒｓ　ｏｆ　Ｕ
ｐ　ｔｏ　３　ｍ’Ｗ／ｐ　Ｓｔｒｉｐｅｗｉｄｔｈ　
Ｊと題する論文を参照。さらに、米国特許第４，１７８
，５６４号および第４．３３７，４４３号も参照。これ
らの参照文献から、レーザへき開面を大気にさらすと５
１０２、Ａ１２ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ％ＴｉＯ２、Ｓｉ
Ｎ、等の透明絶縁材料の不動化被膜が半導体レーずの露
出されたへき開面上に形成されることが公知であった。

へき開面を被覆する目的はレーデの使用に際し周囲の大
気や酸化およびその結果によるへき開面腐食からレーず
を保護することにある。前記被膜はしきい値電流を低下
させ、外部微分量子効率を増大させ、また究極的劣化を
増大させる。伺らかの保護を行なわないと、ある使用期
間後にレーデの取シ換えが必要となる究極的な劣化が起
るだろう。

レーデへき開面上の被膜はへき開面を大気から保護する
とはいえ、へき開面表面に保護または不動化被膜を設け
るのに先立つ注意深い清浄にもかかわらず、もとの表面
とその上の保護被膜との界面のへき開面上に少なくとも
いくらかの汚染物が存在していたために依然としてへき
開面の劣化が生じる。

最近、鏡面被膜を設けるのに先立ってへき開面表面上に
イオンミル技術を用いることによってへき開面腐食を抑
止し得ることが報告されている。

工ＥＦ！Ｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｑｕａｎｔｕｍ　
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、ＱＥ−ＩＳ（７）、ｐｐ、７
２８−７３４（１９８０年７月）記載のＭｉｚｕｉｓｈ
ｉ等によるｒ　Ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆＳｐｕｌ；
ｔｆ３ｒ８ｄ−８１０２Ｆａｃｅｔ　　Ｃｏａｔｉｎｇ
　Ｆｉｌｍｓ　　ｏｎＳｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ　　ｏｆ
　　５ｅｌｆ−８ｕｓｔａｉｎｅｄ　　Ｐｕ１ｓａｔｉ
ｏｎｓ’　１ｎｔｈｅ　０ｕｔｐｕｔ　ｏｆ　（ＧａＡ
ｌ）Ａｓ　Ｄｕｂｌｅ　Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒ
ｅＬａｓｅｒｓ　Ｄｕｒｉｎｇ　ＯＷ　０ｐｅｒａｔｉ
ｏｎ　Ｊと題する論文を参照。この技術は、レーデの寿
命を増すために保護被膜の被着に先立ちへき開面汚染物
を除去すべくへき開面表面を所定の深さまでイオンミル
することを含んでいる。

しかしながら、レーデへき開面に結果的に生じるイオン
♂−ム損傷が、特に表面損傷の深さで数百オングストロ
ーム程度に大きくなると、重大となシ得るととが観測さ
れている。例えば、工Ｅｎ１１！１ｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅ
ｖｉｃｅ　Ｌｅｔｔｅｒｓ、ＶＯｌ、　ＥＤＬ−３（２
）、り１）、　４８−５０　（１９８２年２月）記載（
７）Ｓ、Ｋ。

Ｇｈａｎｄｈｉ等による［工ｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｄａｍａ
ｇｅ　Ｅ！ｆｆｅｃｔｓＤｕｒｉｎｇｔｈｅ　Ｌｏｗ　
Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｏｆ　ＧａＡｓ　Ｊ
と題する論文およびＡｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ、Ｖ
Ｏｌ、　７（１６）、ｐｐ、２５５６−２５６１　（１
９７８年８月１５日）のＭ、　Ｋａｗａｂｅ等による［
Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ工ｏｎ　Ｆｅｔｃｈｉｎｇｏｎ　
ｔｈｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＧａＡｓ　Ｊと
題する論文を参照。

〔発明の目的および要約〕

本発明の主要な目的は、イオンミル技術を要求すること
なく、レーデ、ＬＫＤ等の半導体発光装置上により耐久
性のある不動化被膜を設けることによシ上述の困難を克
服することにある。不動化被膜はそのような装置を被覆
するものであるが、その上に引続いて反射性あるいは反
射防止用の上側被膜が設けられる場合も設けられない場
合もある。

本発明によれば、反応性薄膜から成る受動被膜または層
が半導体発光装置、例えば、半導体ダイオ−ｒレーデま
たは類似物の空気中でへき開された面上に、該へき開面
の表面上に存在する酸素、Ｈ２Ｏや他の反応性汚染物を
ｒツタリングで取シ除くために被着される。この意味で
、この被膜はｒツタ一層として働く。

通常、この薄い不動化層は例えばＡｌのような高反応性
の材料である。へき開面上に被着される不動化層は、該
層への反応性の外方拡散（アウト・ディフュージョン）
によってへき開面から汚染物を除去する。この層の厚さ
は、汚染物の最適量と反応するのに十分厚いがしかし、
この薄い層が本来導電性ならばこれを非導電性にしまた
半導体装置の接合を横切って電気的放電または短絡状態
を起させないよう反応性材料がピックリング過程中にほ
ぼ消費されてしまうほど十分薄いように制御されねばな
らない。

この被着膜または層は非常に薄い。例えばＡｌの場合に
は、層の厚さは７５１を超える必要はなく５０Ｘ以下が
好ましいことを発見した。ＡｌはＧａＡｓ　／　ＧａＡ
／Ａｓ注入ダイオードレーデのようなｍ　−ｖ族化合物
に対して特に良い。ＡＪは（ＧａＡｌ）Ａｓへき開面表
面上に形成される可能性のあるほとんど任意の中間化合
物と容易に反応するほど導電性であって、例えばＡｌ２
Ｏ３のような誘電体「モジュール」および化合物を形成
する。レーザへき開面への唯一の被膜として用いられる
場合には、不動化層自体の表面酸化もあるのでこのｒツ
タ一層の厚さはこの層の有益な効果を退化させることな
く７５Ｘの厚さにまでできる。

材料の選択は、汚染種とｒツタ一層との可能な反応生成
物に比較したへき開面汚染成分の相対的な安定性に依存
する。例示したＡＡ’の不動化ｒツタ一層については、
Ａ／２０３の生成熱（−３９５キロ力ロリ１モル）はＧ
ａ２Ｏ３（２６０キロ力ロリ１モル）ｔタハＡ日４０６
（３１４キロ力ロリ１モル）のいずれよりも大きい。こ
のような考察から、本発明の範囲内に入る他の化学的反
応性の膜はＳｌ（水素還境下で被着されたものあるいは
シラン化合物として被着され・たもの）　、Ｔａ、Ｖ、
８ｂ。

Ｍｎ％　Ｏｒ％　Ｔ１である。他の可能な材料としては
Ｆｅ、Ｒｅ、Ｚｒ、Ｔｃがある。

ｒツタ一層とは、こむでは、半導体へき開面の「表面不
動化」として記述している。何らかの後続の鏡面被膜や
反射防止被膜のような外側被膜を付加しなければ、この
ダイオードレーデの性能は、鏡面被膜を有するがしかし
その前に表面不動化が行なわれていない従来処理のダイ
オードレーデに比べかなり向上される。

ｒツタ一層はへき開鏡面と後続の反射性あるいは反射防
止被膜との間の１界面」に被着させるとともできる。こ
の場合には、Ａｌ２Ｏ３または８１０２のような最終的
な誘電体鏡面被膜が、既に被着されている薄い不動化層
上に、当該技術分野で公知の適尚な波長整合条件に合っ
た厚さまで被着される。

あるいはまた、誘電体の鏡面積層体を不動化層上に被着
してもよい。反応性の不動化層はピックリング過程中で
自然に非不導電性になるので、ダイオードレーデの背面
のへき開面上に設ける最終的な反射性の被膜は電気的に
導電性のものでもよく、装置のｐｎ接合を短絡させるこ
とはない。

本発明の他の目的や効果は、本発明のよシ完全な理解と
ともに添付図面を参照した以下の詳細な説明から明らか
になるだろう。

〔実施例の説明〕

第１図を参照すると当該技術分野では公知の■−Ｖ族元
素を含む複数の工ｔタキシャル被着層から成る半導体レ
ーず１０が示されている。例えば、レーデ１０はｎ　−
ＧａＡｓ基板１２、ｎ　−Ｇａ１−ｘＡＩＸＡｓのクラ
ツディング層１４、’ｐｎ接合１７を形成しているげ−
プあるいは非ｒ−プのＧａＡ３もしくはＧａ１−ｙＡｌ
ｙＡ８の活性層１６、ｐ−Ｇａ　１−　ＺＡｌ　ｚＡ８
のクラツディング層１８、およびｐ−ＧａＡａのコンタ
クト層２０を含むＧａＡｅ　／Ｇａ　ＡｌＡｓ構成の二
重へテロ構造である。ここでＸ、７．ＺはＸ、Ｚ＞７で
ある。レーデ１０はまた通常の金属コンタクト２２と２
４を備えている。

Ｉｎ、　Ｇａ、　ＡＡ’、　Ｐ、　Ｓｂ、　Ｓｎ、　Ｔ
ｏのうち２つまたはそれ以上の結晶材料を含むような他
の■−ｖ族構成のものも含まれ得る。

第１図に示されているように、薄い不動化層３０がレー
デ１０のへき開鏡面２６および２８上に被着される。層
３０は表面汚染物の除去を必要とするＬＥＤのような他
の半導体発光装置の発光衣面上に被着してもよい。層３
０は相対的に非常に薄い反応性の被膜であって、空気中
でへき開されたレーザへき開面上に存在する反応性の汚
染物を取シ除くために、へき開面２６および２８上に被
着される。層３０のための反応性材料の一例はＡＩであ
る。ＡＩ層３０はＡＡ’のスパッタリングによって被着
し得る。高純度（９９，９９９％　”）のｈｌターｒノ
ット用いて従来のダイオード型のスパッタリング装置を
使用することができる。レーデ１０は１つのへき開面を
ターデッドに向けて配向させてマウントする。レーデの
側面部はスパッタされるＡｌにさらされないようにカバ
ーする。

スパッタリング装置の真空チェンバは約６×１０−５）
−ルの圧力のアルゴンで満たされている。

Ａｌターｒノットスパッタリング開始後の約８秒ないし
２０秒後に、約２０ルないし７５久の厚さのＡ／層３０
をレーデへき開面上に形成するととができる。

ＡＪ被着層３０をオージェ電子分光法を用いて訓べた結
果、層３０の純粋なＡ／がへき開面上の汚染物、特に酸
素や有酸素汚染物と反応して例えばＡｌ２Ｏ３のような
ＡｌＯｘ化合物を生成することを発見した。

本発明においては、被着層３０は隈面不動化」あるいは
「界面不動化」の目的のために適用できる。表面不動化
の場合には、層３０ゆへき開面を大気から保護する機能
を果たす、すなわち、最終的な被膜となる。このような
場合、この層の厚さは一般的にいって例えば７５Ｘを超
える必要がない。界面不動化の場合には、層３０はへき
開面を大気から保護するのみならずレーずの光学的特性
を最適化するための上側被膜（オーバコーティング）に
対する結合媒体としての主要な機能を与える。このよう
な場合、この層の厚さは一般的にいって例えば５０Ａを
超える必要がない。上側被膜の例は保護または反射防止
層３２、高反射性の鏡面層３３、誘電体の鏡面積層体３
４である。

層３０の被着後、外側のＡｌ２Ｏ３の保護被接または層
３２を同じ装置とＡｌターｒノット用いて層３０上に被
着し得る。酸素ガス（１５％）が真空チェンバ内に導入
されてＡｒがスと混合される。

次にＡｚ２ｏ３層３２が層重２な反応性スパッタリング
技術を用いて被着される。層３２の厚さは例えば厚さ２
０００Ｘないし２５００１である。

あるいはまた、標準的なスパッタリングもしくは蒸着技
術を用いて誘電体の鏡面積層体３４を層３０上に形成し
てもよい。積層体３４は例えばＳｌとＡｌ２Ｏ３あるい
は５１０２の交互の層からなる。

そのような誘電体積層体の一例が米国特許第４．０９２
．６５９号に開示されている。

被着された不動化層３０の非導電性の故に、層３３のよ
うな純粋な金属の被膜を層３０上に直接被着すると装置
中の接合の電気的短絡に関することなく高反射性の鏡面
として機能する。

オージェ化学的な研究の過程で、反応性層３０はレーザ
へき開面にある酸素を空気中にさらされたへき開面に比
較して少なくとも５分の１に低減するととを発見した。

また、反応したＡ１層３０内に炭素の集中がみられこれ
もへき開面から除去されたといういくらかの証拠がある
。オージェ電子分光計の感度内では、これら汚染物のブ
ラタリング除去は、現状の半導体レーデのへき開面清浄
のために現在用いられているＡｒ＋イオンビームミル技
術と同様にへき開面の清浄に関して有効である。本発明
を包含する反応性外方拡散技術の利点は、スパッタやエ
ツチングによるへき開面清浄技術に固有の（ＧａＡ７　
）　Ａ８表面の非化学量論的生成物のようなへき開面の
損傷を回避することである。

従って、薄い層３０の使用は、究極的なレーデ劣化の主
要原因の１つ、すなわちとれらのレーデへき開面に存在
するへき開面に関する欠陥における非放射性の再結合を
実質的に除去すると考えられる。

本発明の１つの重要な見地は、層３０（例えばｈｌ　）
が界面不動化用である場合の厚さの選定の仕方である。

酸素や他の汚染物とできるだけ多く反応するのに十分厚
くなければならないが、他方、連続した膜状金属ＡＪの
大部分が酸化またはｒツタリング過程で消費されるよう
十分薄くなければならない。この消費によシミ気的に非
導電性のＡｌ０ｘ（主としてＡｌ２Ｏ，）内部層が生じ
る。

反応したＡｌの濃度ぎ−りはへき開面表面から２５１±
７１で生じる。この結果に一致して、ダイオ−トレーｆ
１０上にあらかじめ被着したＡ７層３０の試験から、満
足に動作する装置をもたらす層３０の最小Ａ／被膜厚に
ついて約２０１という下限が実験的に定められた。

ＡＡ’層の厚さに関する上限は、へき開面汚染物を伴う
反応性外方拡散後の最終的な膜の導電率によって決定さ
れる。オージェ電子分光法による分析によれば、これは
（ＧａＡｌ）Ａ８から層内に残っている未反応の金属Ａ
ｌの濃度に相対的ピークが存在しているようなところま
でとほぼ同じ距離になると決定される。これはへき開面
界面から数１０原子のＡＩ金属濃度となるところまで離
れた大きさに対応する。へき開面付近では多くても０．
１チの濃度以上の未反応Ａｌはないので、ＡＩ層は酸化
物濃度ピークを与えるところの２倍の大きさでもよく、
それでもなお有意義な導電性は示さないと結論すること
ができる。このようなオージェ測定によれば、Ａ７層３
０の最大厚さは約５０１である。

前述のことに一致して、完全な反射防止被膜３４を伴っ
てダイオードレーデ上にあらかじめ被着されたＡ１層の
試験から、この反応性１１層３０の被着による短絡を起
さない装置をもたらす最大の被着層厚に関して約５０又
という上限が実験的に決定された。オージェ電子分光測
定では厚い膜内で金属Ａ／濃度が示されたので、厚さ２
５１以上の膜内で酸化されていないＡＩは恐らく第１図
に示したように汚染物と反応した最終的な層３０内では
金属クラスタ３６中にあると理論づけられる。Ａ１層の
厚さが約５０１以上のところでは、これらのクラスタが
十分大きくなって「接触」しレーデ接合１７を横切る短
絡特性を与える。

反射防止前面層３４または反射性背面層３３を反応性の
不動化層３０上への上側被膜として用いるべきでないな
ら、すなわち、層３０を表面不動化の目的のために被着
するなら、層３０の厚さはその表面が空気にさらされた
ととによる汚染が起るため反応性のブラタリングに等価
な量だけ増加できる。Ａ／の場合には、通常の周囲条件
下でのこの表面酸化過程が被着層の約２５％を消費する
ので、表面不動化層としては例えば７５１の正味の最大
厚さとなる。

次にいくつかの例に関連して本発明を述べるが、これら
は例示の目的のためであって、そこで使用しているパラ
メータや有用性に厳密な限界の設定する意図はないこと
が注意されるべきである。

単結晶ＧａＡｓとＧａＡｓ　／　ＧａＡ／Ａｓ二重へテ
ロ構造レーデの両方の空気中でへき関した＜１１０＞面
のいくつかのサンプルを使用した。これらのサンプルは
既に述べたスパッタリング装置の真空チェンバ内に挿入
するよシ約１時間前に空気中でへき関した。次に、これ
らのサンプルのうちのいくつかには、純度９９．９９９
％のｈｌターデッドを用いてＡｒ＋中での標準的な被着
技術によシ厚さ約５０裏のＡ／薄膜をへき開面上に被着
した。

これらのサンプルをスパッタリング装置から取υ外した
後、各サンプルについてオージェ電子分光法によυ深度
プロフィルを調べた。第２図と第６図は、ＡＩ層３０を
被着したサンプルと被着してないサンプルのＧａＡｓ部
分のレーデへき開面についてのオージェ電子分光法によ
る深度プロフィルから得られたデータをそれぞれ示して
いる。

６〜４Ｘ／分のイオンゾロフィル速度でのＧａＡｓへき
開面サンプルについての典型的なプロフィルが第２図に
示されている。このサンプルのスパッタリング時間ゼロ
に相当する上表面は主として酸化されたＡＩから成って
いる。これは当然ながら真空チェンバから取り出す際の
反応性Ａ１層３００表面の酸化による。次に、約４分〜
５分のスパッタリング時間後の自由表面下約１２〜２０
１のところにＡＡ’の高濃度が見られる。

ＧａＡｓ基板からほぼ同じ距離のところにＡｌ２Ｏ３濃
度の第２ピークが生じている。この−一りは、ＡＡ！２
ｏ３Ａｌ２Ｏ３濃度面直下の約２分のスパッタリング時
間のところで落ちとんでいるのを考慮すると、ＧａＡｓ
へき開面上にあった酸素によシ生じたものである。これ
らのＡｊとＡｌｚＯａの低エネルＱ−ＬＶＶオージェ遷
移の相対強度に対応する曲線形のスパッタ時間に伴う評
価が第２図中に挿入図として示されている。ＡＡ’２０
３のピークは、被着に先立ってへき開されたサンプル上
に存在していた酸化物や水蒸気が今やＡＡ’層３層中０
中ラタされたことを示している。

レーデへき開鏡面のこの清浄化は酸素ＬＶＶ信号と界面
でのＧａ　：　Ａｓの化学量論性から明らかである。第
３図に示した未処理の空気中でへき開されたＧａＡｓサ
ンプルについては、表面では酸素がＡ８よシロ０％多く
なっている。５０１のＡｌ層を被着したへき開面では、
すなわち、第２図での１２分後においては、酸素の測定
はＡｓの測定の６分の１よシ少なかった。従って、薄い
Ａｌ被着層はレーザへき開面の酸素を少なくとも５分の
１に減じている。第２図の処理されたへき開面ではＧａ
Ａｓは１２分後のＧａ／Ａｓ比１．６に基づくと化学量
論的であるが、第６図の未処理のへき開面ではその比は
わずか１．６である。Ｇａ　：　ＡｓのＬＭＭ比は、第
６図中に挿入図で示した表面プロフィルによって示され
るように、１．６というバルク値を有する。

第２図に示した結果は、同じレーデサンプルからのＧａ
ＡｌＡｓ部分のへき開面についても同様である。

へき開されたＧａＡ６表面上のＡｌ膜または層３０のｒ
ツタ−作用を示す別の試験が第４図と第５図に示されて
いる。第４図に示したように、半絶縁性のＧａＡｓウェ
ーハサンプル４０を空気中でへき開し、続いてＡｕＧｅ
のコンタクトパッド４４および４６を＜１１０＞へき開
面４２上に蒸着した。

面４２に設けた線形マスクのまわシでのこの蒸着によっ
てパラＰ４４と４６の間に８μｍの分離を形成した。ま
た、コンタクトパッド４４および４６を被着した石英基
板サンプル（図示されていない）にも同様に８μｍの分
離を設けた。

試験の目的のために、両サンプルのパッド４４と４６の
間に電池を接続した。これは１にΩ抵抗の端子間電圧を
各サンプルについてモニタするためである。

次に両サンプルを既述のスパッタリング装置内に置いた
。電圧モニタ結果を示す第５図に示されているように、
Ａｌ膜の被着よシ前には、ＧａＡ３と石英の両基板が持
つ非導電性の故に電圧は全く測定されなかった。次にＡ
Ａ’が２０秒間被着して厚さ約５０人の膜４８を両サン
プル上に残される。

第５図に示されるように、被着されたｈｌ膜４８がＡｕ
Ｇｅパッドと接触して両パツｒ間で連続的になるという
事実によって、最初は電流が両サンプルで流れ始めた。

しかしながら、ＧａＡθサンプル上に被着されたＡｌ膜
はその被着完了後約８０秒以内に絶縁性を獲得したのに
対して、石英サンプル上に被着されたＡｌ膜はずっと長
い時間導電性を留める。このことはＧａＡｓサンプル４
０上のＡＪ膜４８はコンタクトパッド４４と４６の間の
サンプル面４２からの水、酸素および他の汚染物のブラ
タリングによシ酸化されたととを示している。

第２図中の挿入図から、比較的厚い膜にはＡＪ！２０３
の濃度に匹敵するような濃度でＡｌが含まれていること
が想起されよう。第５図に示される実験からは何ら導電
性が認められないので、過剰なＡｌは＠１図の図示に理
論づけられているように酸化物膜３０内の金属クラスタ
として存在する本のと信じられる。

厚さ２０１〜５０１の薄いＡ１層３０をいくつかのＧａ
Ａθ／　ＧａＡＪＡｓ二重へテロ構造レーデのへき開＜
１１０＞面に設けたが、これらのｈ１層の急速なｒツタ
−作用のため、これらのＡ１層を流れるレーデ電流の分
路は全く観察されなかった。続いて、約２０００７〜２
５００ＪｅのＡｌ２０３の半波長被膜３２を設けた。５
ｅｂａｓｔｉｏｎ　１Ａｄｈｅｒｅｎｃｅ’ｒｅｓｔｅ
ｒを用いて試験した結果、Ａ／層３０が最初にへき開面
上に被着されていると鏡面被膜３２はかなり向上された
接着特性を有することがわかった。

本発明の範囲内にある層３０のための他の化学的反応性
膜の例としては、Ｓｌ（水素環境下で被着されたもので
もシラン化合物として被着されたものでもよい）、Ｔａ
、Ｖ、Ｓｂ、Ｍｎ、　ＯｒおよびＴ１がある。

反応性材料、例えばｐ、ｌのｒツタ−作用については当
該技術分野において公知であシ、Ａｐｐｌｉｅ４Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒ８　、　ＶＯｌ、　３７　（１
１）、ｐｐ。

１００／）−１，００８（１９８０年１２月１日）記載
のＲ，Ｓ、　Ｂａｕｅｒ等によるｒ　Ａｕ　ａｎｄ　Ａ
／工ｎｔｅｒｆａｃｅ　ＲｅａｃｔｉＯｎＳ　Ｗｉｔｈ
　５ｉ０２　Ｊと題する論文、Ｊｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ
　Ｖａｃｕｕｍ　５Ｃ１ｅｎｃｅ　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ　、　　Ｖｏｌ。

１９（３）、ｐｐ、５１１−６１６（１９８１年９月／
り０月）記載のＳ、　Ｔ、　ＫＯｗａｌｃｚｙｋ等によ
る「工ｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｒｅ
ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ＭｅｔａｌＣｏｎｔａｃｔｓ
　　Ｗｉｔｈ　　Ｔｈ１ｎ　　Ｎａｔｉｖｅ　　０ｘｉ
ｄｅｓ　　ｏｆ　　ＧａＡｓ　　ｊと題する論文、それ
にＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＶａｃｕｕｍＳｃｉｅｎｃｅ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　、　Ｖｏｌ、　１９　（３）
、ｐｐ。

６０７−６１０　（１９８１年９月り１０月）記載のＧ
、　Ｐ、　Ｓｃｈｗａｒｔｚ等によるｒ　Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　Ｒｅａｃｔｉｏｎａｔ　ｔｈｅ　Ａｌ−ＧａＡｓ
工ｎｔｅｒｆａａｅ　Ｊと題する論文、およびＧａｒｄ
ｏｎ　＆　Ｂｅａｃｈ　、　　５ｃｉｅｎｃｅ　Ｐｕｂ
ｌｉｓｈｅｒｓ　。

工ｎｃ、による１９８１年出版のＷ、　Ｆ、　０ｒｏｙ
ｄｏｎとＥ、　ＨｏＯ，Ｐａｒｋｅｒによるｒ　Ｄｉｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｉｌｍｓｏｎ　Ｇａｌｌｉｕｍ　Ａ
ｒ５ｅｎｉｄｅ　Ｊと題する本の第１０１頁の５ｅｃｔ
ｉｏｎ　５．４．４０ｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｅｄＭθｔａｌ　Ｆｉｌｍｓに例示されている
。これらの研究のうちのいくつかはＧａＡｓ　ｆＱ画面
上のＡｌ膜の被着とこのような表面上でのＡ−／ｚｏ３
膜の形成を示唆しているが、本明細書で教示したよりな
膜厚についての正しい制御を考慮に入れてこのような膜
を半導体レーデ等のへき開面上に被着した場合に達成さ
れる利益や利点について実現や達成はなかった。

本発明を特定の実施例に関連して記述したが、上の記述
から多くの代替、修正および変更については当業者には
明らかであろう。従って、本特許請求の精神および範囲
に入る全ての代替、修正および変更も本発明は包括する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による不動化層を有する半導体レーザを
示す斜視図、 第２図は５（ｊＸのＡｌ不動化層を有する空気中でへき
開されたＧａＡｓ＜１１０　＞結晶についての６〜４Ｘ
／分でのオージェ電子スパッタリングによる深度ゾロフ
ィルを示す図、 第６図は不動化層を有しない空気中でへき開されたＧａ
Ａθ＜１１０＞結晶についての同様の図、第４図はＧａ
Ａθウェーハサンプルとサンプル表面上に被着された５
０ＡのＡｌ膜を含む試験サンプルを示す概略図、 第５図は第４図に示されたサンプル上のＡｌ被着膜につ
いての外方拡散またはｒツタ−作用をモニタした際の電
気的測定を時間に対して示す図である。 代理人　浅　　村　　　皓 （４ｐ／層釦　Ｉｆ　　￥　　　　　　（ご＼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体発光装置のためのへき開面被膜を作成する
   方法であって、へき開面上にそこから酸素や他の反応性
   汚染物をブラタリングで取シ除くために反応性材料の薄
   層を被着する工程と、被着の厚さを前記汚染物の最適量
   と反応するのには十分厚いがしかし前記薄層が本来導電
   性ならばこれか非導電性になるよう前記反応性材料がピ
   ックリング過程中に十分消費されるという目的では十分
   薄いように制御する工程とを有することを特徴とする方
   法。
2. （２）へき開面上から汚染物をブラタリングで取シ除く
   ために該へき開面上に被着された反応性材料の薄層から
   成る不動化層を有し、該層の厚さが前記へき面上の前記
   汚染物の最適量と反応するのには十分厚いかしかし前記
   薄層が本来導電性ならば非導電性になるようピックリン
   グ過程中に消費されるように十分薄くなっていることを
   特徴とする半導体発光装置。