JPS61276390A - 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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- JPS61276390A JPS61276390A JP60118416A JP11841685A JPS61276390A JP S61276390 A JPS61276390 A JP S61276390A JP 60118416 A JP60118416 A JP 60118416A JP 11841685 A JP11841685 A JP 11841685A JP S61276390 A JPS61276390 A JP S61276390A
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- H01S5/22—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 ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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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〕
本発明は半導体発光装置の製造方法に関し、特に埋込み
層の形成工程を改良した半導体発光装置の製造方法に係
わる。
層の形成工程を改良した半導体発光装置の製造方法に係
わる。
半導体発光装置は、小形、高効率、軽量、機械的振動に
強い等半導体素子に共通な特長の他に、高速の直接変調
が可能、光ファイバとの高効率結合が可能等の特長を持
つことから、近年、オプトエレクトロニクス用光源とし
て実用化が進んできているが、その利用分野を更に拡大
するためには、製造工程の改良による大幅なコストダウ
ンが必要である。
強い等半導体素子に共通な特長の他に、高速の直接変調
が可能、光ファイバとの高効率結合が可能等の特長を持
つことから、近年、オプトエレクトロニクス用光源とし
て実用化が進んできているが、その利用分野を更に拡大
するためには、製造工程の改良による大幅なコストダウ
ンが必要である。
ところで、半導体発光装置の一つとして、ｍ−Ｖ族化合
物半導体の結晶でダブルヘテロ接合構造とし、かつ導波
路をストライブ状にするために活性層より屈折率の低い
■−ｖ族化合物半導体で埋込み、更に結晶を男開して得
られる接合面に対して垂直な男開面を反射面とする埋込
み型半導体レーザが知られている。かかる半導体レーザ
は、例えば従来より以下に説明する方法により製造され
ている。
物半導体の結晶でダブルヘテロ接合構造とし、かつ導波
路をストライブ状にするために活性層より屈折率の低い
■−ｖ族化合物半導体で埋込み、更に結晶を男開して得
られる接合面に対して垂直な男開面を反射面とする埋込
み型半導体レーザが知られている。かかる半導体レーザ
は、例えば従来より以下に説明する方法により製造され
ている。
まず、■−Ｖ族化合物半導体からなる半導体基板上に■
−ｖ族化合物半導体からなるバッファ唐、クラッド層、
活性層、クラッド層及びキャップ層を順次積層してダブ
ルヘテロ接合を形成した後、該キャップ層上にＳｉＯ２
パターンを選択的に形成する。つづいて、該ＳｉＯ２パ
ターンをマスクとしてダブルヘテロ接合を所定深さまで
エツチング除去する。ひきつづき、液相成長法によりエ
ツチング部に■−ｖ族化合物半導体を選択的に成長させ
る。次いで、ＳｉＯ２パターンを除去し、キャップ層と
基板裏面に正負の電極を形成した後、ダブルヘテロ接合
に対して垂直方向に男開して、反射面となる男開面を形
成して埋込み型半導体レーザを製造する。
−ｖ族化合物半導体からなるバッファ唐、クラッド層、
活性層、クラッド層及びキャップ層を順次積層してダブ
ルヘテロ接合を形成した後、該キャップ層上にＳｉＯ２
パターンを選択的に形成する。つづいて、該ＳｉＯ２パ
ターンをマスクとしてダブルヘテロ接合を所定深さまで
エツチング除去する。ひきつづき、液相成長法によりエ
ツチング部に■−ｖ族化合物半導体を選択的に成長させ
る。次いで、ＳｉＯ２パターンを除去し、キャップ層と
基板裏面に正負の電極を形成した後、ダブルヘテロ接合
に対して垂直方向に男開して、反射面となる男開面を形
成して埋込み型半導体レーザを製造する。
上述した製造方法によれば、エツチング部に■−Ｖ族化
合物半導体からなる埋込み層を選択的に形成できる。し
かしながら、かかる液相成長法は量産性に欠け、しかも
膜厚制御性が低いという問題があった。
合物半導体からなる埋込み層を選択的に形成できる。し
かしながら、かかる液相成長法は量産性に欠け、しかも
膜厚制御性が低いという問題があった。
このようなことから、例えば埋込み層をＳｉＯ２パター
ンをマスクとして気相成長により形成することが試みら
れている。しかしながら、かかる気相成長法では、ダブ
ルヘテロ接合のエツチング部に選択的に■−■族化合物
半導体を成長することが難しく、５ｉＯｚパターン上に
もｍ−Ｖ族化合物半導体結晶が成長する。その結果、気
相成長後、Ｓ ｉ ０２パターンを除去するために、ま
ずＳｉＯ２パターン上の結晶を埋込み層に形成したマス
ク材を用いて除去し、更にＳｉＯ２パターンを除去する
という繁雑な工程を必要とする。
ンをマスクとして気相成長により形成することが試みら
れている。しかしながら、かかる気相成長法では、ダブ
ルヘテロ接合のエツチング部に選択的に■−■族化合物
半導体を成長することが難しく、５ｉＯｚパターン上に
もｍ−Ｖ族化合物半導体結晶が成長する。その結果、気
相成長後、Ｓ ｉ ０２パターンを除去するために、ま
ずＳｉＯ２パターン上の結晶を埋込み層に形成したマス
ク材を用いて除去し、更にＳｉＯ２パターンを除去する
という繁雑な工程を必要とする。
のみならず、気相成長時の高温度の熱によりＳ ｉ ０
２パターンと■−ｖ族化合物半導体からなるキャップ層
との界面に反応生成物が生じて、５１０２パターンの除
去後のキャップ層表面が荒れてしまうという問題があっ
た。
２パターンと■−ｖ族化合物半導体からなるキャップ層
との界面に反応生成物が生じて、５１０２パターンの除
去後のキャップ層表面が荒れてしまうという問題があっ
た。
本発明は、ダブルヘテロ接合に形成したエツチング部に
■−ｖ族化合物半導体の結晶を選択的に、効率よく、か
つ制御性よく埋込むことが可能で、しかもマスク材をそ
のまま電極として利用でき、工程の大幅な短縮化を達成
した半導体発光装置の製造方法を提供しようとするもの
である。
■−ｖ族化合物半導体の結晶を選択的に、効率よく、か
つ制御性よく埋込むことが可能で、しかもマスク材をそ
のまま電極として利用でき、工程の大幅な短縮化を達成
した半導体発光装置の製造方法を提供しようとするもの
である。
本発明は、ダブルヘテロ構造を有する■−ｖ族化合物半
導体上に４０μｍ以下の幅を有する高融点金属の電極を
形成する工程と、この電極をマスクとして前記半導体を
所望深さ選択的にエツチングする工程と、気相エピタキ
シャル成長により前記半導体のエツチング部に■−ｖ族
化合物半導体を選択的に結晶成長させる工程とを具備し
たことを特徴とするものである。かかる本発明によれば
、既述の如くダブルヘテロ接合に形成したエツチング部
に■−ｖ族化合物半導体の結晶を選択的に、効率よく、
かつ制御性よく埋込むことが可能で、しかもマスク材を
そのまま電極として利用でき、工程の大幅な短縮化を達
成した半導体発光装置を得ることができる。
導体上に４０μｍ以下の幅を有する高融点金属の電極を
形成する工程と、この電極をマスクとして前記半導体を
所望深さ選択的にエツチングする工程と、気相エピタキ
シャル成長により前記半導体のエツチング部に■−ｖ族
化合物半導体を選択的に結晶成長させる工程とを具備し
たことを特徴とするものである。かかる本発明によれば
、既述の如くダブルヘテロ接合に形成したエツチング部
に■−ｖ族化合物半導体の結晶を選択的に、効率よく、
かつ制御性よく埋込むことが可能で、しかもマスク材を
そのまま電極として利用でき、工程の大幅な短縮化を達
成した半導体発光装置を得ることができる。
以下、本発明をＧａＡｓ系の埋込み型半導体レーザに適
用した例について第１図（ａ）〜（ｄ）及び第２図を参
照して詳細に説明する。
用した例について第１図（ａ）〜（ｄ）及び第２図を参
照して詳細に説明する。
まず、ｎ型のＧａＡｓ基板（ＧａＡｓウェハ）１上に厚
さ０．５μｍのｎ型ＧａＡＳからなるバッファＭｒ２、
厚さ１．５μｍの ｎ型ＡＱａ、ａ Ｇａｏ、７Ａｓからなるり一７ツｔ’
ｌ１３、厚さ０．１μｍのノンドープＧａＡｓからなる
活性Ｊｉ１４、厚さ１．５μｍのｐ型Ａ （ｌｏ、ｓ
Ｇ ａ Ａ Ｓｏ、ｔからなるクラッド層５及び厚さ０
．２μｍのｐ＋型ＧａＡＳからなるキャップ１６を順次
１層した後、該キャップ層６上にスパッタリング法によ
り厚さ０．２μｍのタングステンＷＡ７を蒸着した（第
１図（ａ）図示）。つづいて、タングステン膜７をバタ
ーニングして４０μｍ以下の幅を有するストライブ状の
電極８を形成した後、該電極８をマスクとしてキャップ
層６からクラッド１１３の途中まで選択的にエツチング
除去してエツチング部９を形成した（同図（ｂ）図示）
。
さ０．５μｍのｎ型ＧａＡＳからなるバッファＭｒ２、
厚さ１．５μｍの ｎ型ＡＱａ、ａ Ｇａｏ、７Ａｓからなるり一７ツｔ’
ｌ１３、厚さ０．１μｍのノンドープＧａＡｓからなる
活性Ｊｉ１４、厚さ１．５μｍのｐ型Ａ （ｌｏ、ｓ
Ｇ ａ Ａ Ｓｏ、ｔからなるクラッド層５及び厚さ０
．２μｍのｐ＋型ＧａＡＳからなるキャップ１６を順次
１層した後、該キャップ層６上にスパッタリング法によ
り厚さ０．２μｍのタングステンＷＡ７を蒸着した（第
１図（ａ）図示）。つづいて、タングステン膜７をバタ
ーニングして４０μｍ以下の幅を有するストライブ状の
電極８を形成した後、該電極８をマスクとしてキャップ
層６からクラッド１１３の途中まで選択的にエツチング
除去してエツチング部９を形成した（同図（ｂ）図示）
。
次いで、水素（キャリアガス） ６０００ｓｃｃｉ。
トリメチルガリウム６ｓｅｃｍ、 トリメチルアルミニ
ウムＢ ５ｅｃｓ及びアルシン３００５ｅｃｉの原料ガ
スを７２０℃の湿度下で分解させる気相エピタキシャル
成長法により高抵抗のＡｎｏ−ｉ Ｇａｏ、７Ａｓ結品
ヲ成長させた。この時、Ａ、Ｑａ、３Ｇａｏ、７Ａｓ結
晶は、同図（Ｃ）に示すようにタングステンからなる電
極８には全く成長せず、エツチング部９のみに選択的に
成長して、前記正電極８表面と同レベルのＡｌ２Ｏ，３
Ｇａｏ、７ＡＳ結晶からなる埋込み層１０が形成された
。
ウムＢ ５ｅｃｓ及びアルシン３００５ｅｃｉの原料ガ
スを７２０℃の湿度下で分解させる気相エピタキシャル
成長法により高抵抗のＡｎｏ−ｉ Ｇａｏ、７Ａｓ結品
ヲ成長させた。この時、Ａ、Ｑａ、３Ｇａｏ、７Ａｓ結
晶は、同図（Ｃ）に示すようにタングステンからなる電
極８には全く成長せず、エツチング部９のみに選択的に
成長して、前記正電極８表面と同レベルのＡｌ２Ｏ，３
Ｇａｏ、７ＡＳ結晶からなる埋込み層１０が形成された
。
次いで、基板１ｉ１面を所望の厚さ研磨した後、Ａｕ−
Ｇｅ−Ｎ ｉの合金からなる負電極１２を形成し、該基
板（ウェハ）１のダイシング、埋込み層１０の長さ方向
に対して直交する方向への男開を行なって、共振器とし
ての男開面く反射面）１１ａ、１１ｂを有する半導体レ
ーザを製造した（同図（ｄ）及び第２図図示）。なお、
第２図は第１図（ｄ）の斜視図である。
Ｇｅ−Ｎ ｉの合金からなる負電極１２を形成し、該基
板（ウェハ）１のダイシング、埋込み層１０の長さ方向
に対して直交する方向への男開を行なって、共振器とし
ての男開面く反射面）１１ａ、１１ｂを有する半導体レ
ーザを製造した（同図（ｄ）及び第２図図示）。なお、
第２図は第１図（ｄ）の斜視図である。
しかして、本発明によればキャップ層６上に４０μｍ以
下の幅を有するタングステンからなるストライブ状の電
極８を形成し、該電極８をマスクとしてキャップ層６か
らクラッド層３の中間までに屋って選択的にエツチング
除去してエツチング部９を形成した後、気相エピタキシ
ャル成長を行うことによって、該電極８上に高抵抗のＡ
２０．１Ｇａ（１，７Ａｓ結晶が成長することなく、エ
ツチング部９のみに同Ａｊ２ａ、ａ Ｇａｏ、７Ａｓ結
晶を選択的に成長でき、埋込み層１０を形成できる。し
かも、前記気相エピタキシャル成長の工程でタングステ
ンからなる電極８とキャップ層６との間に良好なオーミ
ック接触がなされる。従って、エツチング部９に埋込み
層１０を制御性よく、かつ効率的に形成でき、更に選択
的な結晶成長に使用したマスク材をそのまま正電極とし
て利用できるため、工程が大幅に短縮され、ひいては高
性能の半導体レーザを量産的に得ることが可能となる。
下の幅を有するタングステンからなるストライブ状の電
極８を形成し、該電極８をマスクとしてキャップ層６か
らクラッド層３の中間までに屋って選択的にエツチング
除去してエツチング部９を形成した後、気相エピタキシ
ャル成長を行うことによって、該電極８上に高抵抗のＡ
２０．１Ｇａ（１，７Ａｓ結晶が成長することなく、エ
ツチング部９のみに同Ａｊ２ａ、ａ Ｇａｏ、７Ａｓ結
晶を選択的に成長でき、埋込み層１０を形成できる。し
かも、前記気相エピタキシャル成長の工程でタングステ
ンからなる電極８とキャップ層６との間に良好なオーミ
ック接触がなされる。従って、エツチング部９に埋込み
層１０を制御性よく、かつ効率的に形成でき、更に選択
的な結晶成長に使用したマスク材をそのまま正電極とし
て利用できるため、工程が大幅に短縮され、ひいては高
性能の半導体レーザを量産的に得ることが可能となる。
なお、上記実施例では高融点金属として９タングステン
（Ｗ）を用いたが、ＭＯｌＴａ、Ｔｉ。
（Ｗ）を用いたが、ＭＯｌＴａ、Ｔｉ。
Ｐｔ、Ｒｅ、ｌｒ等の他の高融点金属を使用してもよい
。また、かかる高融点金属膜の蒸着に際して、その後の
パターニングにより形成される電極と■−ｖ族半導体と
のオーミック性を向上するために、ＭＱ等のドーパント
を混入させながら高融点金属膜を蒸着したり、高融点金
属の下地とじて入２やＮ１等の比較的低融点の金属膜を
形成したりしてもよい。
。また、かかる高融点金属膜の蒸着に際して、その後の
パターニングにより形成される電極と■−ｖ族半導体と
のオーミック性を向上するために、ＭＱ等のドーパント
を混入させながら高融点金属膜を蒸着したり、高融点金
属の下地とじて入２やＮ１等の比較的低融点の金属膜を
形成したりしてもよい。
上記実施例では、活性領域がＧａＡｓ、それを囲む領域
がＧａａ、：＋ Ａｎａ、７Ａｓを用いたが、これらは
Ｇａｌ ｘＡｆｆｉｘＡＳ （０＜ｘ≦１）であっても
勿論よい。
がＧａａ、：＋ Ａｎａ、７Ａｓを用いたが、これらは
Ｇａｌ ｘＡｆｆｉｘＡＳ （０＜ｘ≦１）であっても
勿論よい。
上記実施例においては、再現性等の点で良好な結果が得
られることが多いので、ｎ型ＧａＡＳバッファ層２、ｐ
＋型ＧａＡＳキャップ１１６を成長されているが、場合
によってはこれらを゛省略することも可能である。また
、ｎ型ＧａＡＳ基板の代りにｐ型ＧａＡＳ基板を用いて
発光装置を製造することも勿論可能である。
られることが多いので、ｎ型ＧａＡＳバッファ層２、ｐ
＋型ＧａＡＳキャップ１１６を成長されているが、場合
によってはこれらを゛省略することも可能である。また
、ｎ型ＧａＡＳ基板の代りにｐ型ＧａＡＳ基板を用いて
発光装置を製造することも勿論可能である。
上記実施例において、選択的な気相エピタキシャル成長
を行う前のエラチングイの深さは、任意でよく、例えば
基板に達する深いエツチング部を形成してもよいし、或
いは活性層まで達しない浅いエツチング部を形成しても
実施例と同様な効果を発揮できる。
を行う前のエラチングイの深さは、任意でよく、例えば
基板に達する深いエツチング部を形成してもよいし、或
いは活性層まで達しない浅いエツチング部を形成しても
実施例と同様な効果を発揮できる。
上記実施例では、ＧａＡｓ系の半導体レーザについて説
明したが、高融点金属は■族及びＶ族を含む有機金属化
合物又は水素化物を使用する気相エピタキシャル成長に
おいて同様な選択性を示すので、ＩｎＰを始めとする他
のｌ１ｊ−Ｖ族化合物半導体基板を使用した発光装置に
も適用できる。また、半導体レーザのみならず、埋込み
構造を有する発光ダイオードにも同様に適用できる。
明したが、高融点金属は■族及びＶ族を含む有機金属化
合物又は水素化物を使用する気相エピタキシャル成長に
おいて同様な選択性を示すので、ＩｎＰを始めとする他
のｌ１ｊ−Ｖ族化合物半導体基板を使用した発光装置に
も適用できる。また、半導体レーザのみならず、埋込み
構造を有する発光ダイオードにも同様に適用できる。
以上詳述した如く、本発明によればダブルヘテロ接合に
形成した工′ツチング部に■−ｖ族化合物半導体の結晶
を選択的に、効率よく、かつ制御性よく埋込むことが可
能で、しかもマスク材をそのまま電極として利用できる
ことにより、工程の大幅な短縮化を達成でき、ひいては
高性能の半導体。
形成した工′ツチング部に■−ｖ族化合物半導体の結晶
を選択的に、効率よく、かつ制御性よく埋込むことが可
能で、しかもマスク材をそのまま電極として利用できる
ことにより、工程の大幅な短縮化を達成でき、ひいては
高性能の半導体。
発光装置を出産的に製造し得る方法を提供できるもので
ある。
ある。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例における埋込み
型半導体レーザの製造工程を示す断面図、第２図は第１
図（ｄ）の斜視図である。 １・・・ｎ型ＧａＡｓ基板（ウェハ）、２・・・ｎ型Ｇ
ａＡＳのバッファ層、 ３−ｎ！８！Ａｎｏ、ａ Ｇａ０．７ Ａｓのクラッド
層、４・・・ノンドープＧａＡｓの活性層、５ ・Ｄ型
Ａ、Ｑｏ、ｓ Ｇａ１１．７ ＡＳのクラッド層、６・
・・ｐ＋型ＧａＡｓのキャップ層、８・・・タングステ
ンからなる電極、９・・・エツチング部、１０・・・高
抵抗Ａｎｏ、３ＧａドアＡｓからなる埋込み層、１１ａ
、１１ｂ・・・男開面（反射面）、１２・・・Ａｕ−Ｇ
ｅ−Ｎｉからなる負電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
型半導体レーザの製造工程を示す断面図、第２図は第１
図（ｄ）の斜視図である。 １・・・ｎ型ＧａＡｓ基板（ウェハ）、２・・・ｎ型Ｇ
ａＡＳのバッファ層、 ３−ｎ！８！Ａｎｏ、ａ Ｇａ０．７ Ａｓのクラッド
層、４・・・ノンドープＧａＡｓの活性層、５ ・Ｄ型
Ａ、Ｑｏ、ｓ Ｇａ１１．７ ＡＳのクラッド層、６・
・・ｐ＋型ＧａＡｓのキャップ層、８・・・タングステ
ンからなる電極、９・・・エツチング部、１０・・・高
抵抗Ａｎｏ、３ＧａドアＡｓからなる埋込み層、１１ａ
、１１ｂ・・・男開面（反射面）、１２・・・Ａｕ−Ｇ
ｅ−Ｎｉからなる負電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (2)
- （１）ダブルヘテロ構造を有するIII−Ｖ族化合物半導
体上に４０μｍ以下の幅を有する高融点金属の電極を形
成する工程と、この電極をマスクとして前記半導体を所
望深さ選択的にエッチングする工程と、気相エピタキシ
ャル成長により前記半導体のエッチング部にIII−Ｖ族
化合物半導体を選択的に結晶成長させる工程とを具備し
たことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - （２）高融点金属がタングステンであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の半導体発光装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11841685A JPH071813B2 (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 半導体発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11841685A JPH071813B2 (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61276390A true JPS61276390A (ja) | 1986-12-06 |
| JPH071813B2 JPH071813B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=14736105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11841685A Expired - Fee Related JPH071813B2 (ja) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071813B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04357827A (ja) * | 1990-02-12 | 1992-12-10 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 電子素子およびその製造方法 |
| JPH0818154A (ja) * | 1994-07-04 | 1996-01-19 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ２波長半導体レーザ |
-
1985
- 1985-05-31 JP JP11841685A patent/JPH071813B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04357827A (ja) * | 1990-02-12 | 1992-12-10 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 電子素子およびその製造方法 |
| JPH0818154A (ja) * | 1994-07-04 | 1996-01-19 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | ２波長半導体レーザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071813B2 (ja) | 1995-01-11 |
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