JPS6111478B2 - - Google Patents
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- JPS6111478B2 JPS6111478B2 JP31185A JP31185A JPS6111478B2 JP S6111478 B2 JPS6111478 B2 JP S6111478B2 JP 31185 A JP31185 A JP 31185A JP 31185 A JP31185 A JP 31185A JP S6111478 B2 JPS6111478 B2 JP S6111478B2
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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
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2059—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion
- H01S5/2063—Methods of obtaining the confinement by means of particular conductivity zones, e.g. obtained by particle bombardment or diffusion obtained by particle bombardment
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は応力場での拡散速度の増大を利用し
た拡散方法によるきわめてストライブ幅の狭い、
発光素子の製造方法に関する。
た拡散方法によるきわめてストライブ幅の狭い、
発光素子の製造方法に関する。
（産業技術とその問題点）
発光素子としては例えば半導体レーザはその信
頼性と特性の急速な向上により近年、実用素子と
して注目されている。しかし、実用素子としての
一歩を歩みだしたダブル・ヘテロ・半導体レーザ
は光出力数〜数十mW、室温直流動作可能なスト
ライブ幅10〜20ミクロン程度の主に光通信用光源
に適したDHレーザに限られる。しかし広範な応
用がDHレーザに考えられるなかで例えばビデオ
デイスク等へ、DHレーザを適用する場合、DHレ
ーザの出力光に対してはコリメーシヨンの良さが
要求される。現在DHレーザはきわめて小形、軽
量であることからビデオ・デイスク用光源として
きわめて適している一方、コリメーシヨンの点で
はヘリウム・ネオン・レーザ等に較べ格段におと
つている。しかし、たとえば埋め込みヘテロ・レ
ーザではコリメーシヨンの良いレーザが得られて
おり、ビデオ・デイスクへの応用も報告されてい
る。（第24回応用物理学関係連合講演会講演予稿
集144ページ講演番号28a―Ａ―３ 1977年）これ
はDHレーザのストライブ幅が数ミクロンときわ
めて狭いためにレーザ出力光の放射角の対称性が
良いためである。しかし、GaAs活性層を上下左
右共にＡXGa1-Xで囲んだいわゆる埋み込みヘ
テロ構造は一連の連続エピタキシヤル成長工程で
は製作できず、多層構造を作るエピタキシヤル成
長の途中で活性層を選択的にエツチングしなけれ
ばならない。このため、二度に分けたエピタキシ
ヤル成長工程を必要とする。また活性層は露出さ
れた形で二度目のエピタキシヤル成長に際してエ
ピタキシヤル炉中で高温にさらされ、GaAs活性
層に結晶性が劣化する。更に現在までのところ水
平横モード零次動作が困難である。以上の事柄を
勘案すると埋め込みヘテロ構造レーザではエピタ
キシヤル工程の分割、製造工程の増大、結晶成長
過程で本質的な活性層の結晶性の低下、製作歩留
りの低下、および光出力の低下（すなわち劣化）
等がさけがたいと考えられる。
頼性と特性の急速な向上により近年、実用素子と
して注目されている。しかし、実用素子としての
一歩を歩みだしたダブル・ヘテロ・半導体レーザ
は光出力数〜数十mW、室温直流動作可能なスト
ライブ幅10〜20ミクロン程度の主に光通信用光源
に適したDHレーザに限られる。しかし広範な応
用がDHレーザに考えられるなかで例えばビデオ
デイスク等へ、DHレーザを適用する場合、DHレ
ーザの出力光に対してはコリメーシヨンの良さが
要求される。現在DHレーザはきわめて小形、軽
量であることからビデオ・デイスク用光源として
きわめて適している一方、コリメーシヨンの点で
はヘリウム・ネオン・レーザ等に較べ格段におと
つている。しかし、たとえば埋め込みヘテロ・レ
ーザではコリメーシヨンの良いレーザが得られて
おり、ビデオ・デイスクへの応用も報告されてい
る。（第24回応用物理学関係連合講演会講演予稿
集144ページ講演番号28a―Ａ―３ 1977年）これ
はDHレーザのストライブ幅が数ミクロンときわ
めて狭いためにレーザ出力光の放射角の対称性が
良いためである。しかし、GaAs活性層を上下左
右共にＡXGa1-Xで囲んだいわゆる埋み込みヘ
テロ構造は一連の連続エピタキシヤル成長工程で
は製作できず、多層構造を作るエピタキシヤル成
長の途中で活性層を選択的にエツチングしなけれ
ばならない。このため、二度に分けたエピタキシ
ヤル成長工程を必要とする。また活性層は露出さ
れた形で二度目のエピタキシヤル成長に際してエ
ピタキシヤル炉中で高温にさらされ、GaAs活性
層に結晶性が劣化する。更に現在までのところ水
平横モード零次動作が困難である。以上の事柄を
勘案すると埋め込みヘテロ構造レーザではエピタ
キシヤル工程の分割、製造工程の増大、結晶成長
過程で本質的な活性層の結晶性の低下、製作歩留
りの低下、および光出力の低下（すなわち劣化）
等がさけがたいと考えられる。
（発明の目的）
この発明の目的は製作性、信頼性のすぐれたプ
レーナー、ストライプ構造を持つた発光素子のう
ち、特にストライプ幅が数ミクロン以下発光素子
をきわめて容易に製作することのできる発光素子
の製造法を提供することにある。
レーナー、ストライプ構造を持つた発光素子のう
ち、特にストライプ幅が数ミクロン以下発光素子
をきわめて容易に製作することのできる発光素子
の製造法を提供することにある。
（発明の構成）
本発明によれば半導体基板上に活性層と該活性
層の上下に密接して活性層より禁制帯幅の広い材
料を設けてなるウエハの、前記半導体基板と対向
するウエハ表面に、該ウエハ構成材料とは熱膨張
係数を異にする不純物拡散防止膜（以下マスクと
する）を密着形成し、該マスクの一部を選択的に
除去して前記ウエハ表面を露出した後、該ウエハ
を、不純物蒸気を含み、かつ、該ウエハを構成す
るＶ族元素の蒸気圧が該ウエハの前記露出した表
面層構成材料とその構成Ｖ族元素が共存したとき
に該表面層構成材料が熱分解しないために必要な
Ｖ族元素の熱平衝蒸気圧未満である雰囲気でつつ
み、前記マスクの端から少なくとも５μｍ以上は
なれ露出した該ウエハの表面からの拡散深さをマ
スク厚の100倍以下にとどめることによりマスク
端直下にスパイク状拡散部を形成することを特徴
とする―化合物半導体より成る発光素子の製
造方法が得られる。
層の上下に密接して活性層より禁制帯幅の広い材
料を設けてなるウエハの、前記半導体基板と対向
するウエハ表面に、該ウエハ構成材料とは熱膨張
係数を異にする不純物拡散防止膜（以下マスクと
する）を密着形成し、該マスクの一部を選択的に
除去して前記ウエハ表面を露出した後、該ウエハ
を、不純物蒸気を含み、かつ、該ウエハを構成す
るＶ族元素の蒸気圧が該ウエハの前記露出した表
面層構成材料とその構成Ｖ族元素が共存したとき
に該表面層構成材料が熱分解しないために必要な
Ｖ族元素の熱平衝蒸気圧未満である雰囲気でつつ
み、前記マスクの端から少なくとも５μｍ以上は
なれ露出した該ウエハの表面からの拡散深さをマ
スク厚の100倍以下にとどめることによりマスク
端直下にスパイク状拡散部を形成することを特徴
とする―化合物半導体より成る発光素子の製
造方法が得られる。
更に本発明によれば半導体基板上に活性層と該
活性層の上下に密接して該活性層より禁制帯幅の
広い材料を設けてなるウエハの前記半導体基板と
対向するウエハ表面に、拡散させようとする不純
物に対する拡散速度の遅い材料から成る半導体層
を設けた後、該半導体層上に、該ウエハ構成材料
とは熱膨張係数を異にする不純物拡散防止膜（以
下マスクとする）を密着形成し、該マスクの一部
を選択的に除去して該半導体層を露出した後、該
ウエハを、不純物蒸気を含み、かつ、該ウエハを
構成するＶ族元素の蒸気圧が該ウエハの前記露出
した表面層構成材料とその構成Ｖ族元素が共存し
たときに該表面層構成材料が熱分解しないために
必要なＶ族元素の熱平衝蒸気圧未満である雰囲気
でつつみ、前記マスクの端から少なくとも５μｍ
以上はなれた露出した該ウエハの表面からの拡散
深さをマスク厚の100倍以下にとどめることによ
りマスク端直下にスパイク状拡散部を、少なくと
も前記ウエハ表面を構成する半導体層を貫通して
形成することを特徴とする―化合物半導体よ
り成る発光素子の製造方法が得られる。
活性層の上下に密接して該活性層より禁制帯幅の
広い材料を設けてなるウエハの前記半導体基板と
対向するウエハ表面に、拡散させようとする不純
物に対する拡散速度の遅い材料から成る半導体層
を設けた後、該半導体層上に、該ウエハ構成材料
とは熱膨張係数を異にする不純物拡散防止膜（以
下マスクとする）を密着形成し、該マスクの一部
を選択的に除去して該半導体層を露出した後、該
ウエハを、不純物蒸気を含み、かつ、該ウエハを
構成するＶ族元素の蒸気圧が該ウエハの前記露出
した表面層構成材料とその構成Ｖ族元素が共存し
たときに該表面層構成材料が熱分解しないために
必要なＶ族元素の熱平衝蒸気圧未満である雰囲気
でつつみ、前記マスクの端から少なくとも５μｍ
以上はなれた露出した該ウエハの表面からの拡散
深さをマスク厚の100倍以下にとどめることによ
りマスク端直下にスパイク状拡散部を、少なくと
も前記ウエハ表面を構成する半導体層を貫通して
形成することを特徴とする―化合物半導体よ
り成る発光素子の製造方法が得られる。
実施例
以下、図面を用いて応力場下での不純物の速い
拡散を利用した本発明の一実施例としてプレーナ
ー・ストライプ形のポイント・レーザの製作法を
具体的に説明する。
拡散を利用した本発明の一実施例としてプレーナ
ー・ストライプ形のポイント・レーザの製作法を
具体的に説明する。
第１図はGaAs―ＡXGa1-XAsダブル・ヘテロ
接合構成をもつたウエハに処理を加え応力下での
速い不純物拡散を利用してストライプ部を形成し
た直後の段階でのストライプ方向に直交するウエ
ハ断面を示す概念図である。
接合構成をもつたウエハに処理を加え応力下での
速い不純物拡散を利用してストライプ部を形成し
た直後の段階でのストライプ方向に直交するウエ
ハ断面を示す概念図である。
第１図の構造を実現するためにはまずｎ形
GaAs基板１１の上に連続エピタキシヤル法によ
り順次ｎ形ＡXGa1-XAs層１２、ｐまたはｎ形
GaAs活性層１３、ｎ形ＡXGa1-XAs層１４、最
後にｎ形GaAs層１５を形成したウエハを用意
し、次にｎ形GaAs層１５の表面にスパツタ法に
よりSiO2膜１６を形成し、さらにフオトレジス
ト技術を用い選択的にストライプ状にSiO2膜を
とり除き拡散用窓１７を形成する。次に亜鉛を拡
散すると領域１８のｐ形亜鉛拡散層が得られる。
GaAs基板１１の上に連続エピタキシヤル法によ
り順次ｎ形ＡXGa1-XAs層１２、ｐまたはｎ形
GaAs活性層１３、ｎ形ＡXGa1-XAs層１４、最
後にｎ形GaAs層１５を形成したウエハを用意
し、次にｎ形GaAs層１５の表面にスパツタ法に
よりSiO2膜１６を形成し、さらにフオトレジス
ト技術を用い選択的にストライプ状にSiO2膜を
とり除き拡散用窓１７を形成する。次に亜鉛を拡
散すると領域１８のｐ形亜鉛拡散層が得られる。
本実施例では熱拡散の方法は本発明者による特
許願52−70127号〓半導体材料への不純物の熱拡
散法〓の実施例で述べたようにGaAs基板上にZn
を約１μｍ程度の厚みで薄膜状に形成した
GaAs：Zn擬二元系拡散源を用いた閉管法で600
℃において行なつた。以上のスパイク状拡散領域
を得るには前記特許願52−70127号の方法による
必要はなく、拡散時における被拡散試料を囲む雰
囲気のAs蒸気圧をAs過剰の状態でGaAsの熱的
な分解を防止するに必要なAs蒸気圧未満として
熱拡散を行なうことによつて得られる。As蒸気
圧がAs過剰の状態でGaAsの熱的分解を防止する
に必要なAs蒸気圧に較べ等しいか、高い条件で
は拡散現象は被拡散材料を囲む雰囲気元素の蒸気
圧により支配され、被拡散材料中に存在する応力
などの影響を受けにくくなる。従つてAs蒸気圧
の高い拡散ではスパイク状拡散部を得ることは困
難である。
許願52−70127号〓半導体材料への不純物の熱拡
散法〓の実施例で述べたようにGaAs基板上にZn
を約１μｍ程度の厚みで薄膜状に形成した
GaAs：Zn擬二元系拡散源を用いた閉管法で600
℃において行なつた。以上のスパイク状拡散領域
を得るには前記特許願52−70127号の方法による
必要はなく、拡散時における被拡散試料を囲む雰
囲気のAs蒸気圧をAs過剰の状態でGaAsの熱的
な分解を防止するに必要なAs蒸気圧未満として
熱拡散を行なうことによつて得られる。As蒸気
圧がAs過剰の状態でGaAsの熱的分解を防止する
に必要なAs蒸気圧に較べ等しいか、高い条件で
は拡散現象は被拡散材料を囲む雰囲気元素の蒸気
圧により支配され、被拡散材料中に存在する応力
などの影響を受けにくくなる。従つてAs蒸気圧
の高い拡散ではスパイク状拡散部を得ることは困
難である。
次に第１図断面図の上下の面に電極を形成し、
この断面方向にまずウエハをへき開してフアブリ
ペロ共振器面をつくり、次に１９あるいは１９′
に示す線でペレツトに分断すると第２図に示す、
プレーナー・ストライプ・レーザペレツトが得ら
れる。第２図は、レーザ・ペレツトの厚さ方向に
きわめて任意に拡大された斜視図である。第２図
において２０および２１はそれぞれｐ形およびｎ
形電極であり、２２がストライプ部である。第１
図のｐ電極２０にプラス、ｎ形電極２１にマイナ
スとなるように電圧を印加すると第２図斜視図の
前面および裏面をフアブリペロ共振器鏡面として
閾値電流の上でストライブ部２２の活性層１３で
レーザ発振を開始する。次に第１図、第２図に示
したポイント形レーザの形成するための数値具体
例について記す。この発明の骨子となるところは
第１図および第２図において拡散用窓１７を通し
て亜鉛を拡散したときに生じるSiO2の端の真下
に生じる応力場での早い拡散現象を利用し、この
速い拡散現象で生じた細い拡散領域をストライプ
部として形成しようとするものである。
この断面方向にまずウエハをへき開してフアブリ
ペロ共振器面をつくり、次に１９あるいは１９′
に示す線でペレツトに分断すると第２図に示す、
プレーナー・ストライプ・レーザペレツトが得ら
れる。第２図は、レーザ・ペレツトの厚さ方向に
きわめて任意に拡大された斜視図である。第２図
において２０および２１はそれぞれｐ形およびｎ
形電極であり、２２がストライプ部である。第１
図のｐ電極２０にプラス、ｎ形電極２１にマイナ
スとなるように電圧を印加すると第２図斜視図の
前面および裏面をフアブリペロ共振器鏡面として
閾値電流の上でストライブ部２２の活性層１３で
レーザ発振を開始する。次に第１図、第２図に示
したポイント形レーザの形成するための数値具体
例について記す。この発明の骨子となるところは
第１図および第２図において拡散用窓１７を通し
て亜鉛を拡散したときに生じるSiO2の端の真下
に生じる応力場での早い拡散現象を利用し、この
速い拡散現象で生じた細い拡散領域をストライプ
部として形成しようとするものである。
以下、この発明の一例としてポイント・レーザ
製作のための具体的数値例に対して記述する。
製作のための具体的数値例に対して記述する。
まずスパツタリング時のGaAs基板の温度を350
℃としてSiO2膜１６を6000オングストロームつ
けたものを用いGaAsに対して表面濃度２×1019
cm-3拡散速度0.9μｍ／（時間）1/2のZn拡散を
600℃で行なうことにする。
℃としてSiO2膜１６を6000オングストロームつ
けたものを用いGaAsに対して表面濃度２×1019
cm-3拡散速度0.9μｍ／（時間）1/2のZn拡散を
600℃で行なうことにする。
第１図においてｎ形GaAs層１５の厚さを0.9μ
ｍ，ｎ形Ａ0.35Ga0.65As層１４厚さを1.5μ
ｍ；GaAs活性層１３の厚さを0.2μｍ、ｎ形Ａ
0.35Ga0.65As１２の厚みを３μｍとする。また
SiO2膜１６の厚みは6000Åとした。
ｍ，ｎ形Ａ0.35Ga0.65As層１４厚さを1.5μ
ｍ；GaAs活性層１３の厚さを0.2μｍ、ｎ形Ａ
0.35Ga0.65As１２の厚みを３μｍとする。また
SiO2膜１６の厚みは6000Åとした。
先に述べた様に亜鉛の拡散は表面濃度２×1019
cm-3、拡散速度0.9μｍ／（時間）〓の条件で600
℃で行なつた。第１図と同様であるがこの場合の
拡散深さについて説明するために第３図を加え
る。
cm-3、拡散速度0.9μｍ／（時間）〓の条件で600
℃で行なつた。第１図と同様であるがこの場合の
拡散深さについて説明するために第３図を加え
る。
第３図においてt3はマスクSiO2膜１６の端から
少なくとも５μｍ離れた場所における拡散深さで
ある。５μｍというのはマスク膜の応力がマスク
膜端に比べて一桁以下になり無視できる距離であ
る。t4がマスクSiO2膜１６の端における拡散深さ
である。拡散時間を1.8時間にした場合第４図中
拡散深さt3は1.76μｍとなる。このことはＡ0.
３５Ga0.65Asでの拡散速度GaAsへの拡散速度の
2.8倍速くなるためである。このときSiO2端での
拡散深さt4は2.7μｍがえられた。この構造を実
現するためには拡散時間としては1.3時間から2.5
時間まで許される。すなわちこの時間の範囲では
t4はGaAs基板に達することなく、かつt3が活性層
にまでいたらずかつt4が活性層１３に達した第２
図に示すポイント・レーザを作ることができる。
活性層１３における亜鉛拡散幅は拡散時間1.3時
間では1.0μm2.5時間では2.5μｍとなつた。
少なくとも５μｍ離れた場所における拡散深さで
ある。５μｍというのはマスク膜の応力がマスク
膜端に比べて一桁以下になり無視できる距離であ
る。t4がマスクSiO2膜１６の端における拡散深さ
である。拡散時間を1.8時間にした場合第４図中
拡散深さt3は1.76μｍとなる。このことはＡ0.
３５Ga0.65Asでの拡散速度GaAsへの拡散速度の
2.8倍速くなるためである。このときSiO2端での
拡散深さt4は2.7μｍがえられた。この構造を実
現するためには拡散時間としては1.3時間から2.5
時間まで許される。すなわちこの時間の範囲では
t4はGaAs基板に達することなく、かつt3が活性層
にまでいたらずかつt4が活性層１３に達した第２
図に示すポイント・レーザを作ることができる。
活性層１３における亜鉛拡散幅は拡散時間1.3時
間では1.0μm2.5時間では2.5μｍとなつた。
第３図におけるt3を深く、例えばSiO2膜厚の
100倍以上にとると、もはやスパイク状拡散部は
観察しえない。一般に拡散マスクの厚みは1000Å
程度あるいはそれ以上形成して作られるため1000
Åのマスク材料厚の場合にはその100倍の10μｍ
以下に拡散深さt3を設定することによりスパイク
状拡散部を再現性良く得ることができる。
100倍以上にとると、もはやスパイク状拡散部は
観察しえない。一般に拡散マスクの厚みは1000Å
程度あるいはそれ以上形成して作られるため1000
Åのマスク材料厚の場合にはその100倍の10μｍ
以下に拡散深さt3を設定することによりスパイク
状拡散部を再現性良く得ることができる。
第２図の構造で発振動作させた時、ストライプ
部活性層に電流が集中するのはＡXGa1-XAs層
１２および１３内のｐ―ｎ接合の拡散電圧が高い
ためである。この種のポイント・レーザはもちろ
んSiO2等選択拡散マスクにストライプ幅相当に
拡散窓をつけても作ることはできる。しかし１μ
ｍ程度の拡散窓をフオトレジスト技術であけるこ
とは容易ではないばかりか、１μｍ程度の拡散窓
を通しての拡散においては拡散窓の形状が拡散深
さに影響を強く与え、きわめて拡散コントロール
が困難であつた。これに対して本発明によれば狭
い幅の拡散は拡散窓SiO2の形成温度とSiO2の厚
みをきめることにより制御性良く容易に行なうこ
とが可能である。さらにポイント・レーザの図面
第２図に見られるようにこの発明の拡散法を用い
るとポイント・レーザのｐ形電極２０と拡散表面
の接触面積が大きくとれ従つてｐ形電極２０の直
列抵抗を低くおさえることができる大きな利点を
有する。拡散用の窓を１〜２μｍと細くして拡散
しその上にｐ形電極をつけたポイント形・レーザ
ではｐ形電極直列抵抗は接触面積が小さいため下
げることは困難である。
部活性層に電流が集中するのはＡXGa1-XAs層
１２および１３内のｐ―ｎ接合の拡散電圧が高い
ためである。この種のポイント・レーザはもちろ
んSiO2等選択拡散マスクにストライプ幅相当に
拡散窓をつけても作ることはできる。しかし１μ
ｍ程度の拡散窓をフオトレジスト技術であけるこ
とは容易ではないばかりか、１μｍ程度の拡散窓
を通しての拡散においては拡散窓の形状が拡散深
さに影響を強く与え、きわめて拡散コントロール
が困難であつた。これに対して本発明によれば狭
い幅の拡散は拡散窓SiO2の形成温度とSiO2の厚
みをきめることにより制御性良く容易に行なうこ
とが可能である。さらにポイント・レーザの図面
第２図に見られるようにこの発明の拡散法を用い
るとポイント・レーザのｐ形電極２０と拡散表面
の接触面積が大きくとれ従つてｐ形電極２０の直
列抵抗を低くおさえることができる大きな利点を
有する。拡散用の窓を１〜２μｍと細くして拡散
しその上にｐ形電極をつけたポイント形・レーザ
ではｐ形電極直列抵抗は接触面積が小さいため下
げることは困難である。
この発明は構造においてたとえば第３図を参考
に説明するが拡散深さt3はGaAs層１５内にあつ
ても良いことは言うまでもない。この場合第１図
から第３図に示したｎ形Ａ0.35Ga0.65As層１
４内に存在する広い面積のｐ―ｎ接合による電流
注入損失がなくなるためストライプ部２２への電
流の集中度は増々よくなり、ポイント・レーザの
発振閾値電流は増々下がる。以上の説明の第３図
に対応する図を第４図に描く。第４図に示すよう
な拡散が得られるのは先に記したようにGaAs層
１５に対してＡ0.35Ga0.65As層１４での拡散
速度が大きく、純粋なGaAs層での絶縁阻止膜エ
ツジ下での速いスパイク状拡散がさらに強調され
るために容易に長いスパイク状拡散部が得られる
ためである。第４図の場合にｎ形Ａ0.35
Ga0.65As１４はｐ形にしてもよく、スパイク状
拡散部２２はこの場合にはｐ形Ａ0.35
Ga0.65Asに較べｐ+となつていればその先端が
活性層１３に達していなくてもストライプ部２２
への電流集中がおこり本発明のポイント・レーザ
がえられることは言うまでもない。またＡ0.3
５Ga0.65As層１４がｎ形の場合にGaAs層１５の
存在しないダブルヘテロ接合ウエハを用いSiO2
拡散阻止膜をＡ0.35Ga0.65As層１４の上に直
接つけ、亜鉛拡散を行なつても同様なポイント・
レーザが得られる。このポイント・レーザの図は
第５図に示す。また以上においてはエピタキシヤ
ル結晶成長の表面より拡散を行なつたがGaAs基
板１１の裏面方向から不純物拡散を行なつても同
様なポイント・レーザがえられる。またGaAs活
性層１３やGaAs層１５にＡ0.35Ga0.65As層
１２，１４のＡ組成をこえないような微量のＡ
を含んでいても良いことは言うまでもない。
に説明するが拡散深さt3はGaAs層１５内にあつ
ても良いことは言うまでもない。この場合第１図
から第３図に示したｎ形Ａ0.35Ga0.65As層１
４内に存在する広い面積のｐ―ｎ接合による電流
注入損失がなくなるためストライプ部２２への電
流の集中度は増々よくなり、ポイント・レーザの
発振閾値電流は増々下がる。以上の説明の第３図
に対応する図を第４図に描く。第４図に示すよう
な拡散が得られるのは先に記したようにGaAs層
１５に対してＡ0.35Ga0.65As層１４での拡散
速度が大きく、純粋なGaAs層での絶縁阻止膜エ
ツジ下での速いスパイク状拡散がさらに強調され
るために容易に長いスパイク状拡散部が得られる
ためである。第４図の場合にｎ形Ａ0.35
Ga0.65As１４はｐ形にしてもよく、スパイク状
拡散部２２はこの場合にはｐ形Ａ0.35
Ga0.65Asに較べｐ+となつていればその先端が
活性層１３に達していなくてもストライプ部２２
への電流集中がおこり本発明のポイント・レーザ
がえられることは言うまでもない。またＡ0.3
５Ga0.65As層１４がｎ形の場合にGaAs層１５の
存在しないダブルヘテロ接合ウエハを用いSiO2
拡散阻止膜をＡ0.35Ga0.65As層１４の上に直
接つけ、亜鉛拡散を行なつても同様なポイント・
レーザが得られる。このポイント・レーザの図は
第５図に示す。また以上においてはエピタキシヤ
ル結晶成長の表面より拡散を行なつたがGaAs基
板１１の裏面方向から不純物拡散を行なつても同
様なポイント・レーザがえられる。またGaAs活
性層１３やGaAs層１５にＡ0.35Ga0.65As層
１２，１４のＡ組成をこえないような微量のＡ
を含んでいても良いことは言うまでもない。
さらにこの発明のポイント・レーザの製造法は
GaAs―ＡXGa1-XAsダブル・ヘテロ接合レーザ
に限る必要はなく、活性層よりも禁制帯幅の広い
材料で活性層をはさんだあらゆる構造のダブル・
ヘテロ接合レーザに適用できる。また以上の説明
でｐとあるところをｎ形に変えてもこの発明のポ
イント・レーザは制作できる。さらに絶縁阻止膜
についてもSiO2に限る必要はない。
GaAs―ＡXGa1-XAsダブル・ヘテロ接合レーザ
に限る必要はなく、活性層よりも禁制帯幅の広い
材料で活性層をはさんだあらゆる構造のダブル・
ヘテロ接合レーザに適用できる。また以上の説明
でｐとあるところをｎ形に変えてもこの発明のポ
イント・レーザは制作できる。さらに絶縁阻止膜
についてもSiO2に限る必要はない。
またダブル・ヘテロ形の発光ダイオードとして
この方法を用いても良いことは言うまでもない。
この方法を用いても良いことは言うまでもない。
尚、本実施例は半導体基板上に活性層をこの活
性層より禁制帯幅の広い半導体層で挟んだ層構造
上に、さらに、半導体層を形成した場合（特許請
求の範囲第２項に相当）について述べたが、この
半導体層のない場合（特許請求の範囲第１項に相
当）でも、スパイク状拡散部の拡散深さが多少浅
いという点を除いては効果及び製造方法の手順等
は全て本実施例と同じであるため省略した。
性層より禁制帯幅の広い半導体層で挟んだ層構造
上に、さらに、半導体層を形成した場合（特許請
求の範囲第２項に相当）について述べたが、この
半導体層のない場合（特許請求の範囲第１項に相
当）でも、スパイク状拡散部の拡散深さが多少浅
いという点を除いては効果及び製造方法の手順等
は全て本実施例と同じであるため省略した。
（発明の効果）
以上本発明によれば直列抵抗が低くしかもスト
ライプ幅が狭い発光素子の製造を製作性、信頼性
よく行うことができる。
ライプ幅が狭い発光素子の製造を製作性、信頼性
よく行うことができる。
第１図、第３図、第４図は本発明のストライプ
形ポイント・レーザを実現するためにGaAs―Ａ
0.35Ga0.65Asダブル・ヘテロ接合レーザウエ
ハを処理し亜鉛の拡散プロセスを終了した時点で
のストライプ方向とは直角の断面を示す断面図で
あり、第２図，第５図は本発明の方法によりえら
れたポイント形レーザの一つのフアブリペロ共振
器面を前面にしてえがいたポイント・レーザペレ
ツトの斜視概念図である。 図中、１１はGaAs基板、１２はｎ形Ａ0.35
Ga0.65As層、１３はｎ又はｐ形GaAs活性層、
１４はｎ形Ａ0.35Ga0.65As層、１５はｎ形
GaAs層、１６はSiO2膜、１７は亜鉛の選択拡散
用窓、１８は亜鉛拡散領域、１９および１９′は
レーザペレツトへの分割位置を示す線、２０はｐ
形電極、２１はｎ形電極、２２が本発明の制御法
の骨子であるスパイク状亜鉛拡散部すなわちスト
ライプ部である。
形ポイント・レーザを実現するためにGaAs―Ａ
0.35Ga0.65Asダブル・ヘテロ接合レーザウエ
ハを処理し亜鉛の拡散プロセスを終了した時点で
のストライプ方向とは直角の断面を示す断面図で
あり、第２図，第５図は本発明の方法によりえら
れたポイント形レーザの一つのフアブリペロ共振
器面を前面にしてえがいたポイント・レーザペレ
ツトの斜視概念図である。 図中、１１はGaAs基板、１２はｎ形Ａ0.35
Ga0.65As層、１３はｎ又はｐ形GaAs活性層、
１４はｎ形Ａ0.35Ga0.65As層、１５はｎ形
GaAs層、１６はSiO2膜、１７は亜鉛の選択拡散
用窓、１８は亜鉛拡散領域、１９および１９′は
レーザペレツトへの分割位置を示す線、２０はｐ
形電極、２１はｎ形電極、２２が本発明の制御法
の骨子であるスパイク状亜鉛拡散部すなわちスト
ライプ部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基板上に活性層と該活性層の上下に密
接して活性層より禁制帯幅の広い材料を設けてな
るウエハの、前記半導体基板と対向するウエハ表
面に、該ウエハ構成材料とは熱膨張係数を異にす
る不純物拡散防止膜（以下マスクとする）を密着
形成し、該マスクの一部を選択的に除去して前記
ウエハ表面を露出した後、該ウエハを、不純物蒸
気を含み、かつ、該ウエハを構成するＶ族元素の
蒸気圧が該ウエハの前記露出した表面層構成材料
とその構成Ｖ族元素が共存したときに該表面層構
成材料が熱分解しないために必要なＶ族元素の熱
平衝蒸気圧未満である雰囲気でつつみ、前記マス
クの端から少なくとも５μｍ以上はなれ露出した
該ウエハの表面からの拡散深さをマスク厚の100
倍以下にとどめることによりマスク端直下にスパ
イク状拡散部を形成することを特徴とする―
化合物半導体より成る発光素子の製造方法。 ２ 半導体基板上に活性層と該活性層の上下に密
接して該活性層より禁制帯幅の広い材料を設けて
なるウエハの前記半導体基板と対向するウエハ表
面に、拡散させようとする不純物に対する拡散速
度の遅い材料から成る半導体層を設けた後、該半
導体層上に、該ウエハ構成材料とは熱膨張係数を
異にする不純物拡散防止膜（以下マスクとする）
を密着形成し、該マスクの一部を選択的に除去し
て該半導体層を露出した後、該ウエハを、不純物
蒸気を含み、かつ、該ウエハを構成するＶ族元素
の蒸気圧が該ウエハの前記露出した表面層構成材
料とその構成Ｖ族元素が共存したときに該表面層
構成材料が熱分解しないために必要なＶ族元素の
熱平衝蒸気圧未満である雰囲気でつつみ、前記マ
スクの端から少なくとも５μｍ以上はなれ露出し
た該ウエハの表面からの拡散深さをマスク厚の
100倍以下にとどめることによりマスク端直下に
スパイク状拡散部を、少なくとも前記ウエハ表面
を構成する半導体層を貫通して形成することを特
徴とする―化合物半導体より成る発光素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31185A JPS60167391A (ja) | 1985-01-04 | 1985-01-04 | 発光素子の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31185A JPS60167391A (ja) | 1985-01-04 | 1985-01-04 | 発光素子の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60167391A JPS60167391A (ja) | 1985-08-30 |
| JPS6111478B2 true JPS6111478B2 (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=11470363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31185A Granted JPS60167391A (ja) | 1985-01-04 | 1985-01-04 | 発光素子の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60167391A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009252810A (ja) | 2008-04-02 | 2009-10-29 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 発熱素子用ヒートシンク |
-
1985
- 1985-01-04 JP JP31185A patent/JPS60167391A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60167391A (ja) | 1985-08-30 |
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