JPS61154093A - 埋込みリボン形半導体レーザの製法 - Google Patents

埋込みリボン形半導体レーザの製法

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JPS61154093A
JPS61154093A JP60277780A JP27778085A JPS61154093A JP S61154093 A JPS61154093 A JP S61154093A JP 60277780 A JP60277780 A JP 60277780A JP 27778085 A JP27778085 A JP 27778085A JP S61154093 A JPS61154093 A JP S61154093A
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epitaxy
layer
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ribbon
mesa
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JP60277780A
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ルイ・メニゴー
ピエール・サンソネツチ
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    • H01L33/005—Processes
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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】 本発明は、光通信に使用される埋込みリボン型半導体レ
ーザの製法薔ζ係る。
本発明の技術的領域は所謂ダブルヘテロ構造でリボン状
接合をもつ半導体レーザの分野である。
かかる構造は単結晶質基板に複数の半導体層をエピタを
シによシ堆積させて設けた積層体から構成される。一般
には、基板Ｅζ近い順に第１閉込め層、活性層、第２閉
込め層、接触層の順序で堆積され接触層が金属層で被覆
される。ダブルヘテロ構造の特性は、活性層が活性層と
は異なる組成の２つの層によって包囲されるために生じ
る。
０．８〜０．９μｍで発振するレーザの場合、２つの閉
込め層が合金Ｇａ１−ｘＡｌ−エＡｓから成シ活性層と
基板とがＧａＡａ　　から成る。１．６〜１．６５μｍ
で発振するレーザの場合、閉込め層と基板とがＩｎＰか
ら成シ活性層がＧａ　１−ｘｚｎＸＡｓ　１−アＰｙ　
　から成る。
連続動作を容易にし、しきい値電流を低下させるために
、所謂埋込みリボン法（略号［ＢＨＪ（ｂｕｒｉｅｄ　
−ｈｅｔｅｒｏａｔｒｕｃｔｕｒｅ埋設へテロ構造ハが
使用されてきた。第１図はかかるデバイスを製造し得る
方法の概略説明図である。先ず（例えば）ｎ＋形ＧａＡ
ｓ基板１に　エピタキシによってダブルヘテロ構造を形
成する。ダブルヘテロ構造は、膜厚１　ｐｍのオーダの
ｎ形Ｇａ１−エＡＱＸＡ８（ｘ　ｍ　Ｏ，３）から成る
第１閉込め層２と膜厚０．２μｍの意図的にドープしな
いＧａＡｓから成る活性層３と、膜厚１μｍのｐ形Ｇａ
１−エｈｎｚｈａから成る第２閉込め層４と膜厚０．５
μｍのｐ＋形ＧａＡｓから成る接触層５とを含む。
勿論　ＧａＡｓ　／　ＧａＡｊｌＡＪｌ　　化合物だけ
が使用可能な化合物ではな（ＩｎＰ　／　ＩｎＧａＡｓ
Ｐ　又はそれ以外の三元もしくは四元化合物の使用も可
能である。
従来使用されている技術では次に全体を窒化珪素（Ｓｉ
請、）又は二酸化珪素（Ｓｉ０２）の如き絶縁膜６で被
膜する。次にホトリソグラフィによってリボン７を描画
する。次にこのリボンの両側を基板に到達するまで化学
エッチして（点、１１１８）メサを形成する。活性ゾー
ンの幅を最小にするために通常は＜１１０＞方向でエッ
チする。
活性層を埋設するためには、７１元学的にも電気的にも
十分な閉込めが得られるようにｎ″″形Ｇａ１−ｚＡＡ
ｚＡ５　Ｃｚ　＞　ｘ　Ｅの再成長処理が必要である。
また、遮断接合を形成するためにＧａ　１−、ｚＡら劫
のｐ形とｎ形とを順次再成長させてもよい。このために
はメサの上に絶縁リボン７を残して、酸洗い及び再成長
で順次処理する。一般には液体エピタキシでＧａ１−、
Ａ礼Ａｓを再成長させる。この再成長はメサの両側の基
板１で生じるが絶縁リボン７では生じない。次に全体を
絶縁膜で被覆しホトリソグラフィーで開口を形成し基板
のペースと開口＾にオーミック穆馳ル乃はスふ十Ｌ　Ｎ
　−この技術は、雑誌「、アイ・イー　イー・イー・ジ
ャーナル・オシ・クワンタム・エレクトロニクス（ＸＥ
ＥＥ　　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　　Ｑｕａｎｔｕｍ　　
ｇｌｅｃｔｒｏｎｆｃｓ）ＪＱｌ−１５巻、６号　１９
７９年、４５１−４６９ページ所収のダデリエ・ティ・
ツァン　（Ｗ、Ｔ・Ｔ８ＡＮＧ）及び７−／Ｅ／　、　
、ｚ　−、ａ−ガｙ（Ｒ−Ａ−ＬＯＧＡＮ）の論文に記
載されている。
別の技術としては、ＧａＡｓ接触層を使用しない方法が
ある。結晶質成長が０５１１−エＡｊ！ＸＡＢ層〔ｘ〉
０．２〕には生じなかったので、この場合にもメサの両
側のみに結晶が生じ従って同じ構造が埋設される。しか
しながらその後でＧａ１−〇ＡＱ　ＸＡｓ上に十分なオ
ーミック接触を形成するために亜鉛の局部拡散が必要で
ある。
この第２の技術は、「ジャーナル・オシ・アプライド・
フィツクス　（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ
ｐｈｙｓｉｃｓｌ　　４５巻、１１号、１９７４年１１
月、Ａ　　Ｒ９９−Ａ　　９　　ｎ　　Ａ　−”２−Ｓ
７　ＬｒｗｒｉｉＶ　／７”ｌ　−Ｆ−１−、・ｖ　　
＋ダ（Ｔ−ＴＳＵＫＡＤＡ）の論文に記載されている。
第１の技術の碓点は、再成長のときのエピタキシで用い
られる高温番ζ耐性の絶縁膜（Ｓｉ３Ｎ、又は８１０２
）　の形成が雌しいことである。ＧａＡｓの場合、この
温度は８００°Ｃのオーダである。
第２の技術の雑魚は、ＧａＡｓの場合に７００°Ｃのオ
ーダの拡散温度に耐性の絶縁膜に設けられた開口に（一
般には埋込み隆起の形態で）局部的に徂鉛を拡散させる
のが難しいことである。
本発明の目的は、エピタキシ再開後に絶縁膜堆積及び亜
鉛の局部拡散のいずれをも使用しない簡単な製法を提供
することである。
このためには、先ず第１の技術によってダブルヘテロ構
造（第１図）を形成するが、絶縁膜６を堆積させない。
次にｐ形ドーパントを用いて接触層５に打込みを行なっ
て上面をアモルファスにする。次に、ホトリノグラフイ
で描画された樹脂リボンの両側を化学エッチしてメサを
形成する。樹脂を除去し基板のエピタキシを再開する。
２つの場場合に分けて考える必要がある。
（１）　　エピタキシ再開に液相を使用する場合、メサ
の上部では再成長が生じない。液体エピタキシは高温で
実施されるので同時に打込みゾーンが焼鈍されて電気的
特性が回復するが、打込み層は焼鈍によってメサの上部
で再成長が生じる程に結晶質ζこはならない。従って、
すぐれたオーミック接触と埋込みリボン形レーザとを実
現する高ドープ接触層が直接得られる。
（２）　　エピタキシ再開に０ＭＣＶＤ　（「有機金属
化学的気相堆積　（Ｏｒｇａｎｏ　　Ｗｅｔａｌｌｉｃ
　　ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ　）Ｊ）を使用する場合、再成長は単結晶質である。
しかし乍ら、メサの上部で打込み層と再成長層との間に
転位の大きい領域が存在する。従って、エピタキシ再開
後に７ツ化水素酸のエツチングと超音波とを用いてこの
転位層を除去するだけでよい。このようにして埋込みレ
ーザが得られる。分子ジェットを用いたエピタキシャル
再成長にも同様の技術を使用し得る。
添付図面よシ本発明がよシ十分に理解されよう。
半導体化合物がＧａＡｓ　／ＧａＡＡＡｓから成る場合
、第２図の構造体は、 −ｎ＋形Ｇ幻−基板１と、 −ｎ形Ｇａ１−エＡＩＬｘＡｓから成るエピタキシャル
成長した第１閉込め層２と、 −意図的にドープしないＧａＡｓから成るエピタキシャ
ル成長した活性層３と、 −ｐ形Ｇａ　１−エＡｈＡ５から成るエピタキシャル成
長した第２閉込め層４と、 −ｐ形ドープＧａＡｓから成る接触層５と、−層５の上
面のｐ形ドーパント打込みシー７１０と、 −　エピタキシャル再開によって形成されたｎ−形Ｇ５
Ｌｌ−ｚＡｇｚＡ８層１２と ル会を− エぎタキシャル再開に液相が使用される場合には、出願
人のテストでは以下の条件で好結果が得られた。ｐ形ド
ーパントは添加ｆ５．１０　　α及びエネルｆ３５０ｋ
ｅＶの亜鉛である。エピタキシ再開のときの再成長には
Ｇａ１−込１−ｓ（Ｚ−０，５）を用いる。キャビティ
全長２７０μｍで活性ゾーンの幅３μ電の場合、１２ｒ
ＩＬＡのパルス波しきい値電流が得られた。良好な接触
抵抗が得られたことは液体エピタキシ再開中に打込みゾ
ーンが十分に焼鈍されたことを立証する。
【図面の簡単な説明】
第１図はエピタキシ再開以前のダブルヘテロ構造の説明
図、第２図は本発明方法の使用後に得られた埋込みリボ
ン形ダブルヘテロ構造の説明図である。 １・・・・・・基板、 ２・・・・・・ｌ＠１閉込め層、 ２　、、、、、、−←〃を１１ ４・・・・・・稟２閉込めノー、 ５・・・・・・接触層、 ６・・・・・・絶縁膜、 ７・・・・・・リボン、 １０・・・・・・打込みゾーン。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ｎ形ドープした第１閉込め層と非ドープ活性層と
    ｐ形ドープした第２閉込め層と接触層とをエピタキシに
    よつて基板に堆積しこれらの層の全部によつてダブルヘ
    テロ構造を形成し、 ホトリソグラフィーを用いて前記ダブルヘ テロ構造にリボンを描画しリボンの両側を基板に達する
    まで化学エッチして基板上にメサを残存させ、 レーザの光学的及び電気的閉込めを行なう ために半導体層を成長せしむべく、メサの両側の基板露
    出部分にエピタキシを再開するステップを含む埋込みリ
    ボン形半導体レーザの製法に於いて、 ホトリソグラフィー処理以前にｐ形ドーパ ントを接触層全体に打込んで接触層の上面をアモルファ
    スにするステップを含んでおり、以後、リボンの描画、
    化学エッチング及びエピタキシ再開で順次処理すること
    を特徴とする前記製法。
  2. （２）エピタキシ再開を生起するために、液相エピタキ
    シで処理すること、及び、これにより結晶質成長がメサ
    の両側の基板上で生じるが打込まれた接触層の上面では
    生じないことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の方法。
  3. （３）エピタキシ再開を生起するために気相堆積による
    有機金属エピタキシ（ＯＭＣＶＤ）で処理すること、及
    び、これにより結晶質成長が単結晶質であること、及び
    、メサの上部で生じた再成長層を化学的エッチングによ
    つて除去することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の方法
JP60277780A 1984-12-11 1985-12-10 埋込みリボン形半導体レーザの製法 Pending JPS61154093A (ja)

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FR8418900A FR2574601B1 (fr) 1984-12-11 1984-12-11 Procede de fabrication d'un laser a semi-conducteur a ruban enterre
FR8418900 1984-12-11

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