JPS60102790A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体発光装置の製造方法Info
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- JPS60102790A JPS60102790A JP58211952A JP21195283A JPS60102790A JP S60102790 A JPS60102790 A JP S60102790A JP 58211952 A JP58211952 A JP 58211952A JP 21195283 A JP21195283 A JP 21195283A JP S60102790 A JPS60102790 A JP S60102790A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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- H01S5/24—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 grooved structure, e.g. V-grooved, crescent active layer in groove, VSIS laser
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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】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体発光装置、特に高温時にあっても高信
頼性を有する半導体発光装置の製造方法に関するもので
ある。
頼性を有する半導体発光装置の製造方法に関するもので
ある。
高温時にあっても高信頼性である半導体発光装置を得る
ための重要な条件の１つとして、今回。
ための重要な条件の１つとして、今回。
発明者らの研究の結果、次のような界面形成がなされな
いことであると判った。すなわち、高温において一旦雰
囲気に晒された表面上に成長層を設け、かつその結晶界
面にｐ−ｎ接合を形成した場合、このような界面（以下
晒されたｐ −ｎ接合界面と呼ぶ）を有する半導体発光
装置では、この接合に順方向電流を注入すると、晒され
たｐ −ｎ接合界面における順方向電圧が次第に低下（
劣化）するもので、この劣化の度合は通電温度が高いほ
ど、また通電の電流密度が大きいほど著るしいと確認で
きた。
いことであると判った。すなわち、高温において一旦雰
囲気に晒された表面上に成長層を設け、かつその結晶界
面にｐ−ｎ接合を形成した場合、このような界面（以下
晒されたｐ −ｎ接合界面と呼ぶ）を有する半導体発光
装置では、この接合に順方向電流を注入すると、晒され
たｐ −ｎ接合界面における順方向電圧が次第に低下（
劣化）するもので、この劣化の度合は通電温度が高いほ
ど、また通電の電流密度が大きいほど著るしいと確認で
きた。
そしてこの知見に基すいて、発明者らはさきに特開昭５
７−２３１，６８１号公報において、晒された表面とｐ
−ｎ接合界面とを離した構成を提案した。
７−２３１，６８１号公報において、晒された表面とｐ
−ｎ接合界面とを離した構成を提案した。
こ＼でこの提案に係るＢＣ型半導体レーザと呼ばれる半
導体発光装置の構成およびその製造工程を第１図ないし
第３図（ａ） ｌ （ｂ）について説明する。
導体発光装置の構成およびその製造工程を第１図ないし
第３図（ａ） ｌ （ｂ）について説明する。
まず第１図構成において、符号１．２はそれぞれにｐ側
、ｎ側の電極、３はｎ−ＩｎＰ基板、４はｐ−ＩｎＰ層
、５はｎ ＩｎＰクラッド層、６はｎあるいはｐ Ｉｎ
ＧａＡｓｎＧａＡｓ雌性層 ＩｎＰクラッド層である。
、ｎ側の電極、３はｎ−ＩｎＰ基板、４はｐ−ＩｎＰ層
、５はｎ ＩｎＰクラッド層、６はｎあるいはｐ Ｉｎ
ＧａＡｓｎＧａＡｓ雌性層 ＩｎＰクラッド層である。
またその製造工程は第２図（ａ） ＋ （ｂ） ＋（ｃ
）に示すように、基板３上に第１回目の成長、あるいは
拡散によ、Ｃｐ−ＩｎＰ層４を形成させ（同図（、）
） 、ついでストライブ状の溝８を形成しく同図（ｂ）
） 、その後、第２回目の成長によジ、溝８の内外を
含んで、ｎ −ＩｎＰクラッド層５．５ａ、：ｎあるい
はｐ ＩｎＧａＡｓＰ層６，６ａとｐ−ＩｎＰクラッド
層７とを順次に形成させ（同図（Ｃ））たものである。
）に示すように、基板３上に第１回目の成長、あるいは
拡散によ、Ｃｐ−ＩｎＰ層４を形成させ（同図（、）
） 、ついでストライブ状の溝８を形成しく同図（ｂ）
） 、その後、第２回目の成長によジ、溝８の内外を
含んで、ｎ −ＩｎＰクラッド層５．５ａ、：ｎあるい
はｐ ＩｎＧａＡｓＰ層６，６ａとｐ−ＩｎＰクラッド
層７とを順次に形成させ（同図（Ｃ））たものである。
しかしてこの際、第３図（ａ） ＋ （ｂ）に示すよう
に、ｐ−ＩｎＰクラッド層７におけるｐ形不純物のキャ
リア濃度をＮｐとし、ｎ−ＩｎＰクラッド層５における
ｎ形不純物のキャリア濃度をＮｎとしたとき、これらが
Ｎ ｐ ）Ｎ ｎとなるように設定しておき、かつｐ形
不純物を拡散の容易な例えばＺｎに選ぶと、溝８の内外
でのｐ−ＩｎＰクラッド層７の成長中。
に、ｐ−ＩｎＰクラッド層７におけるｐ形不純物のキャ
リア濃度をＮｐとし、ｎ−ＩｎＰクラッド層５における
ｎ形不純物のキャリア濃度をＮｎとしたとき、これらが
Ｎ ｐ ）Ｎ ｎとなるように設定しておき、かつｐ形
不純物を拡散の容易な例えばＺｎに選ぶと、溝８の内外
でのｐ−ＩｎＰクラッド層７の成長中。
あるいは成長後の熱処理による拡散によって、当初の雰
囲気に晒されたｐ −ｎ接合界面の位置Ａ。
囲気に晒されたｐ −ｎ接合界面の位置Ａ。
ＢおよびＣ，Ｄ（同図（ａ））を、それぞれにｎ Ｉｎ
Ｐクラッド層５内の位置ＡＩ、 ｎ／およびＣ′、Ｄ′
（同図（ｂ））に移動させることができる。
Ｐクラッド層５内の位置ＡＩ、 ｎ／およびＣ′、Ｄ′
（同図（ｂ））に移動させることができる。
このように晒された界面から拡散によＦ）ｐ ｎ接合を
移動させることによって、高温作動での劣化の原因とし
て確認された、いわゆる晒されたｐ−ｎ接合界面がなく
なシ、その結果としてこのような界面移動によって、従
来６０℃以上での高温連続発振が困難であったものを、
８０℃においても高温連続発振させることができた。
移動させることによって、高温作動での劣化の原因とし
て確認された、いわゆる晒されたｐ−ｎ接合界面がなく
なシ、その結果としてこのような界面移動によって、従
来６０℃以上での高温連続発振が困難であったものを、
８０℃においても高温連続発振させることができた。
しかしながらこ＼で高温における発振特性を仔細に検討
してみると、必ずしも完全に劣化がなくなっている訳で
はないことが判った。すなわち、８０℃、 ５ ｍＷ片
面光出力で、一定光出力駆動実験を数千時間に亘って行
なうと、発振しきい値電流の上昇、つまシ言いかえると
劣化が見出されたのである。この原因について構成図と
の比較で検討すると、点Ｘの部分で晒された界面と移動
後のｐ−ｎ接合界面との交った点状（奥行方向では線状
）の劣化部分が依然存在していることが判シ、この部分
で電流の漏れがあることが判る。
してみると、必ずしも完全に劣化がなくなっている訳で
はないことが判った。すなわち、８０℃、 ５ ｍＷ片
面光出力で、一定光出力駆動実験を数千時間に亘って行
なうと、発振しきい値電流の上昇、つまシ言いかえると
劣化が見出されたのである。この原因について構成図と
の比較で検討すると、点Ｘの部分で晒された界面と移動
後のｐ−ｎ接合界面との交った点状（奥行方向では線状
）の劣化部分が依然存在していることが判シ、この部分
で電流の漏れがあることが判る。
この発明は従来のこのような欠点に鑑み、晒された界面
と移動後のｐ −ｎ接合界面とが交わらない構成とする
ことによって、素子の劣化を抑制させるようにしたもの
である。
と移動後のｐ −ｎ接合界面とが交わらない構成とする
ことによって、素子の劣化を抑制させるようにしたもの
である。
以下この発明に係る半導体発光装置の一実施例について
、第４図および第５図（ａ） ｌ （ｂ） 、 （ｃ）
を参照して詳細に説明する。
、第４図および第５図（ａ） ｌ （ｂ） 、 （ｃ）
を参照して詳細に説明する。
第４図はこの実施例装置によるＢＣ型構成の要部断面を
、第５図（ａ） ｌ （ｂ） ｔ （ｅ）はその製造工
程を順次に示している０ まず第３図構成において、符号１，２はそれぞれにｐ側
、ｎ側の電極、１０はｐ−ＩｎＰ基板、１１はｐ −Ｉ
ｎＰ層、１２はｐ ＩｎＰクラッド層、１３はｐあるい
はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１４はｎ −ＩｎＰク
ラッド層である。またその製造工程は第２図（ａ） ｔ
（ｂ） 、 （ｅ）に示す通シであって、基板１０上
に第１回目の成長、あるいは拡散（もしくは基板そのも
のを使ってもよい）によシｐ −ＩｎＰ層１１を形成さ
せ（同図（ａ） ） 、ついでストライプ状の溝１５を
形成しく同図（ｂ） ） 、その後、第２回目の成長に
よシ、溝１５の内外を含んでｐ ＩｎＰクラッド層１２
．１２ａとｐあるいはｎ −ＩｎＧａＡａＰ層１３．１
３層表３− ＩｎＰクラッド層１４とを順次に形成させ
（同図（Ｃ））たものである。
、第５図（ａ） ｌ （ｂ） ｔ （ｅ）はその製造工
程を順次に示している０ まず第３図構成において、符号１，２はそれぞれにｐ側
、ｎ側の電極、１０はｐ−ＩｎＰ基板、１１はｐ −Ｉ
ｎＰ層、１２はｐ ＩｎＰクラッド層、１３はｐあるい
はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ活性層、１４はｎ −ＩｎＰク
ラッド層である。またその製造工程は第２図（ａ） ｔ
（ｂ） 、 （ｅ）に示す通シであって、基板１０上
に第１回目の成長、あるいは拡散（もしくは基板そのも
のを使ってもよい）によシｐ −ＩｎＰ層１１を形成さ
せ（同図（ａ） ） 、ついでストライプ状の溝１５を
形成しく同図（ｂ） ） 、その後、第２回目の成長に
よシ、溝１５の内外を含んでｐ ＩｎＰクラッド層１２
．１２ａとｐあるいはｎ −ＩｎＧａＡａＰ層１３．１
３層表３− ＩｎＰクラッド層１４とを順次に形成させ
（同図（Ｃ））たものである。
た！しこの製造に際しては、前記第４図に示したように
、ｐ−１ｎＰ層１１におけるｐ形不純物のキャリア濃度
をＮｐとし、ｎ−ＩｎＰクラッド層１４におけるｎ形不
純物のキャリア濃度をＮｎとしたとき、これらがＮ ｐ
） Ｎ ｎとなるように設定しておき、かつｐ形不純
物を拡散の容易な例えばＺｎに選ぶと、溝１５の内外で
のｎ −ＩｎＰクラッド層１４の成長中、あるいは成長
後の熱処理による拡散によって、当初の雰囲気に晒され
たｐｎ接合界面の位置Ｅ−Ｆ−ＧおよびＨ−Ｉ−Ｊを、
それぞれにｎ −ＩｎＰ層１層内４内置Ｅ／ ｖ／ ｃ
／およびＨ′−Ｉｆ Ｊ／に移動させるものである。
、ｐ−１ｎＰ層１１におけるｐ形不純物のキャリア濃度
をＮｐとし、ｎ−ＩｎＰクラッド層１４におけるｎ形不
純物のキャリア濃度をＮｎとしたとき、これらがＮ ｐ
） Ｎ ｎとなるように設定しておき、かつｐ形不純
物を拡散の容易な例えばＺｎに選ぶと、溝１５の内外で
のｎ −ＩｎＰクラッド層１４の成長中、あるいは成長
後の熱処理による拡散によって、当初の雰囲気に晒され
たｐｎ接合界面の位置Ｅ−Ｆ−ＧおよびＨ−Ｉ−Ｊを、
それぞれにｎ −ＩｎＰ層１層内４内置Ｅ／ ｖ／ ｃ
／およびＨ′−Ｉｆ Ｊ／に移動させるものである。
このように晒された界面から拡散によＦ） ｐ −ｎ接
合を移動させることによって、高温作動での劣化の原因
として確認された。いわゆる晒された界面とｐｎ接合界
面との交わる部分がなくなり、その結果としてこの実施
例装置では、電流を活性領域であるｐあるいはｎ −Ｉ
ｎＧａＡ＋Ｐ層１３に集中し得て、装置本来の電気的特
性を高温における長時間通電によっても損なわずに保持
できるのである０ なお、前記実施例はＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導体レ
ーザについて述べたが、他のＩ−Ｖ族化合物半導体によ
る晒されたｐｎ接合界面を有する半導体発光装置にも適
用できることは勿論である。
合を移動させることによって、高温作動での劣化の原因
として確認された。いわゆる晒された界面とｐｎ接合界
面との交わる部分がなくなり、その結果としてこの実施
例装置では、電流を活性領域であるｐあるいはｎ −Ｉ
ｎＧａＡ＋Ｐ層１３に集中し得て、装置本来の電気的特
性を高温における長時間通電によっても損なわずに保持
できるのである０ なお、前記実施例はＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導体レ
ーザについて述べたが、他のＩ−Ｖ族化合物半導体によ
る晒されたｐｎ接合界面を有する半導体発光装置にも適
用できることは勿論である。
以上詳述したようにこの発明によれば、熱処理時の拡散
によりｐ ｎ接合を晒された界面から移動させるように
したので、高温における長時間通電によっても装置の電
気的特性が劣化せず、優れた性能の半導体発光装置を提
供できるものである０
によりｐ ｎ接合を晒された界面から移動させるように
したので、高温における長時間通電によっても装置の電
気的特性が劣化せず、優れた性能の半導体発光装置を提
供できるものである０
第１図、および第２図（ａ） ｌ （ｂ） ｌ （ｃ）
は従来例によるＢＣ型半導体発光装置の概要構成を模式
的に示す断面図、およびその製造工程断面図、第３図は
同上従来例装置の要部を拡大して示す断面説明図であシ
、また第４図、および第５図（１） ｔ （ｂ） ｌ
（ｅ）はこの発明の一実施例を適用したＢＣ型半導体発
光装置の概要構成を模式的に示す断面図、およびその製
造工程断面図である。 １．２・・・・ｎ側、ｐ側電極、１０・・・・ｐ Ｉｎ
Ｐ基板 １１ｍｍａ＊ｐ−ＩｎＰ層、１２・・・・ｐ
−ＩｎＰクラッド層、１３１１・拳・ｐあるいはｎ −
ＩｎＧａＡｓＰ層（活性領域）、１４・・・・ｎ −Ｉ
ｎＰクラッド層、１５・・・・ストライプ状の溝。 第１図 第２図 ｗＩ４３図 第４図 ・・二井子へ・
は従来例によるＢＣ型半導体発光装置の概要構成を模式
的に示す断面図、およびその製造工程断面図、第３図は
同上従来例装置の要部を拡大して示す断面説明図であシ
、また第４図、および第５図（１） ｔ （ｂ） ｌ
（ｅ）はこの発明の一実施例を適用したＢＣ型半導体発
光装置の概要構成を模式的に示す断面図、およびその製
造工程断面図である。 １．２・・・・ｎ側、ｐ側電極、１０・・・・ｐ Ｉｎ
Ｐ基板 １１ｍｍａ＊ｐ−ＩｎＰ層、１２・・・・ｐ
−ＩｎＰクラッド層、１３１１・拳・ｐあるいはｎ −
ＩｎＧａＡｓＰ層（活性領域）、１４・・・・ｎ −Ｉ
ｎＰクラッド層、１５・・・・ストライプ状の溝。 第１図 第２図 ｗＩ４３図 第４図 ・・二井子へ・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 第１導電形の半導体基板上に、第１回目の成長。 あるいは拡散によシ、第２導電形の第１半導体層を形成
する工程と、前記半導体基板の一部を含む第１半導体層
にストライプ状の溝を形成する工程と、このストライプ
状の溝の内外を含んで、第２回目の成長、あるいは拡散
によシ、第１導電形の第２半導体層、第２あるいは第１
導電形の第３半導体層、第２導電形の第４半導体層を順
次に形成する工程とを含む半導体発光装置の製造方法に
おいて、前記ストライプ状の溝の内外での各半導体層の
成長工程、あるいは同工程終了後の熱処理によシ、前記
第１半導体層から第３半導体層内に第２導電形の不純物
を拡散させ、この拡散によりｐ−ｎ接合界面を、ストラ
イプ状の溝内面から第４半導体層内に移動させるように
したことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211952A JPS60102790A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 半導体発光装置の製造方法 |
| US06/664,880 US4637845A (en) | 1983-11-09 | 1984-10-25 | Method of manufacturing semiconductor light emitting device |
| DE3441057A DE3441057C2 (de) | 1983-11-09 | 1984-11-09 | Verfahren zur Herstellung eines lichtabstrahlenden Halbleiterelements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58211952A JPS60102790A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60102790A true JPS60102790A (ja) | 1985-06-06 |
Family
ID=16614407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58211952A Pending JPS60102790A (ja) | 1983-11-09 | 1983-11-09 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4637845A (ja) |
| JP (1) | JPS60102790A (ja) |
| DE (1) | DE3441057C2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6174388A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
| US4788159A (en) * | 1986-09-18 | 1988-11-29 | Eastman Kodak Company | Process for forming a positive index waveguide |
| JP3421140B2 (ja) * | 1994-08-23 | 2003-06-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法，および半導体レーザ装置 |
| WO2023156210A1 (en) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | Ams-Osram International Gmbh | Micro semiconductor light-emitting diode structure and method for producing the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198674A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-06 | Fujitsu Ltd | Embedded type semiconductor laser |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4033796A (en) * | 1975-06-23 | 1977-07-05 | Xerox Corporation | Method of making buried-heterostructure diode injection laser |
| US4287485A (en) * | 1977-07-18 | 1981-09-01 | Massachusetts Institute Of Technology | GaInAsP/InP Double-heterostructure lasers |
| GB1570479A (en) * | 1978-02-14 | 1980-07-02 | Standard Telephones Cables Ltd | Heterostructure laser |
| GB2046983B (en) * | 1979-01-18 | 1983-03-16 | Nippon Electric Co | Semiconductor lasers |
| US4366568A (en) * | 1979-12-20 | 1982-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. | Semiconductor laser |
| US4536940A (en) * | 1981-06-12 | 1985-08-27 | At&T Bell Laboratories | Method of making a loss stabilized buried heterostructure laser |
| US4509996A (en) * | 1982-11-05 | 1985-04-09 | International Standard Electric Corporation | Injection laser manufacture |
-
1983
- 1983-11-09 JP JP58211952A patent/JPS60102790A/ja active Pending
-
1984
- 1984-10-25 US US06/664,880 patent/US4637845A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-11-09 DE DE3441057A patent/DE3441057C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57198674A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-06 | Fujitsu Ltd | Embedded type semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4637845A (en) | 1987-01-20 |
| DE3441057C2 (de) | 1994-01-20 |
| DE3441057A1 (de) | 1985-06-13 |
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