JPS60262417A - 半導体結晶の製造方法 - Google Patents

半導体結晶の製造方法

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JPS60262417A
JPS60262417A JP11774884A JP11774884A JPS60262417A JP S60262417 A JPS60262417 A JP S60262417A JP 11774884 A JP11774884 A JP 11774884A JP 11774884 A JP11774884 A JP 11774884A JP S60262417 A JPS60262417 A JP S60262417A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は発振光モード安定性９高光出力および低閾値
電流で動作する埋め込みへテロ構造を有する半導体レー
ザ（ＢＨレーザ）素子や光導波路の製造方法に関する。
（従来技術とその問題点） ＢＨレーザは光導波方向に沿って棒状活性領域の周囲を
活性領域の禁制帯幅よシ広く、かつ屈折率が小さな半導
体結晶で囲んだ構造を有し、注入キャリアおよび導波光
の両者の閉じ込めにおいてきわめて優れている。
従来のＢＨレーザの製造方法は極めて簡略化したＡＩＧ
ａＡａ化合物半導体から成る例について示せば、第１図
で（、）はｎ形Ｇ　ａ　Ａ　ｓ基板１１上にｎ形りラッ
ドＡＩ　ＢＧａ＠−ａ　Ａｓ層１２、ＧａＡｓ活性層１
３１、Ｐ形りラッドＡＩｂＧａ５ｂＡａ層１４を連続エ
ピタキシャル成長によシ多層へテロ構造を作り、その後
エツチング工程で第１図の（ｂ）に示すようなメサ形ス
トライブ構造を作り、さらにエピタキシャル成長によシ
ロ形クラッドＡｌｃＧａｌ−（Ａｓ層１５１を成長し第
１図の（ｃ）の構造を作シ出しているが、これでは一連
のエピタキシャル成長をエツチング工程をはさみ最低２
回行う必要があシ、第１のエピタキシャル成長後のメサ
エッチング工程ではメサエッチング側壁を含んだエツチ
ング面の不純物等による汚染、さらに第２のエピタキシ
ャル高温過程による第１のエピタキシャル結晶層の熱劣
化等が生じるためＢＨレーザの特性の低下および劣化の
原因、さらには製作再現性の悪い主原因となっていた。
光導波路を作成する場合でも同じようガ問題があった。
（発明の目的） 本発明の目的は低い閾値電流で動作し、発振光モードの
安定した高い光出力が得られるＢＨレーザや光導波路を
製造するとき、エピタキシャル成長を１回の工程のみで
行うことができかつ基本的にはエツチング工程を必要と
しない製造方法を与えることである。
（発明の構成） 本発明の骨子は、超格子層の上下に、その超格子の実効
的禁制帯幅（Ｅｇ、　）に較べ禁制帯幅の大きな結晶層
（禁制帯幅Ｅ、）を配したいわゆるダブル・ヘテロ構造
ウェハの面内の一部領域にＥｇｌ〈光子エネルギー＜　
Ｅｇ２の関係がある光子エネルギーを持つレーザによる
照射を行い、照射部の超格子をほぼ混晶化に導くことを
特徴とする半導体結晶の製造方法を与えるものである。
（構成の詳細な説明） この発明によるＢＨレーザあるいは光導波路の極めて簡
略化した代表的製造工程を第２図に示す。
第２図で（、）は基板と各エピタキシャル成長層の断面
図であり、この構造のエピタキシャル層はＭｏ−１ｅｃ
ｕｌａｒ　Ｂｅａｍ　Ｅｐｉｔａｘｙ　（Ｍ　Ｂ　Ｂ　
）法やＭｅ　ｔ　ａ　−１ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＯｃｖ
ｎ）法などで容易に得ることができる。
Ａ　Ｉ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ系化合物半導体から成る例につ
いて示せば、第２図で（、）はｎ形ＧａＡｓ基板１１上
にｎ形ＡｌａＧａ、−ａＡｓクラッド層１２、ＡＩＡＪ
Ｉ　／　（）ａＡｓ超格子活性層１３２、Ｐ形ＡＩｂＧ
ａＩ−ｂＡｓクラッド層１４を連続エピタキシャル成長
で多層へテロ構造を作ったエピタキシャル基板の断面図
である。ここで活性層１３２はクラッド層１４、クラッ
ド層１２　）の半導体よシ実効的な禁制帯幅が小さな超
格子による層である。
まず本発明の製造方法の概念を示す。第２図で（ｂ）は
前記エピタキシャル層を持つ基板に対してエピタキシャ
ル基板の上部より基板の左右の部分をレーザ光りでアニ
ールしている状態を説明する断面図である。このレーザ
光の光子エネルギーＥＬは、ｐ形りラッドＡｌｂＧａ、
−ｂＡｓ層１４の半導体の禁制帯幅のエネルギーをＥｌ
４　、ＡｌＡｓ　／　ＧａＡｓ超格子活性層１３２のそ
れをＥｌ　３２　、またレーザ光でアニールされ合金化
した後のＡＩ（ＩＧａｌ−ｄＡｓ　化合物半導体層１５
２のそれをＥＩＩ＋２とするならばＥｌ。くＥＬ　＜　
Ｂ、。≦Ｐｉ１４の関係があシ、かっレーザ光の全光出
力はＡｌＡｓ　／　ＧａＡｓ超格子活性層１３２を合金
化しＡＩ、ｌＧａ１−（ＨＡｓ化合物半導体層１５２と
するに十分かつ適当ガものとする。
第２図（ｃ）はレーザ光によるアニールが完了シタエピ
タキシャル基板の断面図であシ、ＢＨレーザや導波路の
構造が完成している。実際のレーザ光によるアニールは
レーザ光を単にエピタキシャル基板表面上に照射し、掃
引するのみでよいため、マスクなどを必要とせず任意の
形状や寸法のＢＨレーザとそれにつづく導波路を基本的
には１工程で得ることができる。
次に実施例について詳細に説明する。
（実施例） 第３図に実施例としてこの発明の方法で作ったＢＨレー
ザの断面図を示す。
第３図の構造は第ｉ図の（、）と同等のエピタキシャル
基板をＭ’ＢＥ法により成長させ、その後ｃｈ−ｅｍｉ
ｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　（ＣＶ　
Ｄ　）法によ’）８４０２層１６を形成した。っまシま
ず、ｓＩをドープしたｎ形ＧａＡｓ基板１１上にＳｉを
ｌ　Ｑ”　ａｍ−”ドープしたｎ形りラッドＡ　Ｉ　０
．３７　Ｇ’ａ　（１，６１Ａ　ｓ層１２を２．０μｍ
成長し、引き続いてＡＩＡａｌ　３１ＳＳｉを３ＸＩＯ
”眞−３ドープしたＧａＡａ　２２　ｉ　ｎ形の超格子
を２９周期、厚さ０．１μｍ成長し、　最後にＢｅを５
Ｘ１０　ｍ　ドープしたｐ形”　ｏ、ｎｙＧａｏ、ｅ７
　Ａｓクラッド層１４を厚さ１．５μｍ成長し、その後
ＣＶＤ法で８ｉ０．層１６を厚さ０．２μｍ形成した。
次に第２図の（ｂ）と同様にストライプ領域１３１を残
し、第３図中１５２で示す部分を波長６９４３＾、出力
４Ｗのルビーレーザでアニールした。
レーザ光によるアニールは、途中で何度かレーザの光出
力を弱め、合金化が進んだＡｌＧａＡｓ化合物牛導体層
からのＰＬ法による観測でその発光（ＰＬ）が１．８ｅ
Ｖ程度のエネルギーを持つ波長になった時に終了した。
この発光はＡＩの組成比で０．３に相当し、超格子が完
全には混晶化していないことを示しているが、キャリア
の閉じ込めには十分である。また超格子活性層１３１の
活性領域の幅は２．０μｍとした。
こうして完成したウェハのストライプ領域の上部のみを
通常のリングラフィ法で５ｉ０２層を堆ｐ除き、その後
表裏のオーミックコンタクト１７．１８を取り、ヘキ開
法によりキャビティ長２００μｍのＢＨレーザ素子とし
た。完成したＢＨレーザは閾値電流２０ｍＡ以下で発振
し、また基本モード、直流動作での発振出力が３０ｍＷ
程度のＢＨレーザが再現性良く得られる。
以上、実施例においてはＡｌＧａＡｓ化合物から成るダ
ブルへテロＢＨレーザについて述べたが、本製造方法は
、他の材料たとえばＩｎｋ−ＩｎＧａＡｓＰ系にも適用
できることはもちろんである。また、実施例においてｎ
形とある所をｐ形に、ｐ形とある所をｎ形と変えた構造
においても本製造方法によりＢＨレーザが達成できるこ
とは明らかである。
ル成長に引き続いてウェハ面内の一部スドライブ領域を
除いてレーザ光によりアニールするのみでよい為、エツ
チングで側壁を露出したときなどに生じる外部からの不
純物による汚染やたび重なるエピタキシャル高温過程に
よる結晶層の熱劣化等による特性の低下や劣化の心配も
なく極めて容易にＢＨレーザや光導波路を製造できるこ
とがわがる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）　ｊ（ｂ）　ｚ　（ｃ）は従来形ＢＨレー
ザの主要な　１工程での基板の断面図、第２図（ａ）　
ｐ　（ｂ）　ｓ　（ｃ）は本発明によるＢＨレーザの主
要な工程での基板の断面図、第３図は実施例としてＡｌ
ＧａＡｓ化合物半導体から成るＢＨレーザを共振器面よ
シ見た断面構造を示す図である。 １１−　ｎ形ＧａＡｓ基板 １２−　ｎ形りラッドＡｌａＧａｌ−ａＡｓ層１３１−
　ＧａＡａ活性層 １３２−　ＡｌＡｓ　／　ＧａＡｓ超格子活性層１４　
・ｐ形りラッドＡｌｂＧａｌ−ｂＡｓ層１５１−　ｎ形
りラッドＡＩ　６０ａ　１−ＣＡｓ層１５２・・・ｎ形
りラッドＡｌｄＧａ、−ｄＡｓ層または同等の禁制帯幅
、屈折率を持ちレーザ光によリアニールされた超格子層 １６・・・８ｉ０．層 １７　＃　１８・・・オーミックコンタクト層代理人ｆ
Ｔ理士内原　１１．晋 １１１←１．７ −９′／

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 超格子層の上下に、該超格子の実効的禁制帯幅ｉｇ、）
    に較べ禁制帯幅犬なる結晶層（禁制帯幅Ｅｇりを配した
    いわゆるダブル・ヘテロ構造ウェハの面内の一部領域に
    ”’ｇｔ＜光子エネルギー＜Ｅｇ２なる光子エネルギー
    を持つレーザによる照射を行い照射部の超格子をほぼ混
    晶化に導くことを特徴とする半導体結晶の製造方法。
JP11774884A 1984-06-08 1984-06-08 半導体結晶の製造方法 Granted JPS60262417A (ja)

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JPH0574217B2 JPH0574217B2 (ja) 1993-10-18

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63119591A (ja) * 1986-10-09 1988-05-24 アモコ・コーポレーション 薄い固体フィルムからなる層状構造体の選択的混合方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63119591A (ja) * 1986-10-09 1988-05-24 アモコ・コーポレーション 薄い固体フィルムからなる層状構造体の選択的混合方法

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JPH0574217B2 (ja) 1993-10-18

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