JPS621293A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
- Publication number
- JPS621293A JPS621293A JP60141222A JP14122285A JPS621293A JP S621293 A JPS621293 A JP S621293A JP 60141222 A JP60141222 A JP 60141222A JP 14122285 A JP14122285 A JP 14122285A JP S621293 A JPS621293 A JP S621293A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- alp
- doped
- layers
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
- H01S5/021—Silicon based substrates
-
- 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
- H01S5/22—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
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/3201—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures incorporating bulkstrain effects, e.g. strain compensation, strain related to polarisation
-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32325—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm red laser based on InGaP
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、Ｓｉ基板上に、ＡｌＰ、ＡｌＩｎＰ及びＧａ
ＩｎＰで構成されたダブルへテロレーザダイオード（Ｄ
ＨＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ ）等の半導体発
光素子に関する。
ＩｎＰで構成されたダブルへテロレーザダイオード（Ｄ
ＨＬＤ）又は発光ダイオード（ＬＥＤ ）等の半導体発
光素子に関する。
〈発明の概要〉
本発明は、半導体発光素子に於いて、単結晶シリコン基
板上にＡｌＰ薄膜及びＡｌＩｎＰとＡｌＰの多層薄膜単
結晶を形成し、更にその上にＡｌＩｎＰ・及びＧａＩｎ
Ｐ等の化合物混晶半導体を形成する構成とすることによ
り、発光素子の大面積化、低価格化を達成し、更に下層
Ｓｉ基板に機能素子を形成することにより光ＩＣ等の作
成を可能にするものである。
板上にＡｌＰ薄膜及びＡｌＩｎＰとＡｌＰの多層薄膜単
結晶を形成し、更にその上にＡｌＩｎＰ・及びＧａＩｎ
Ｐ等の化合物混晶半導体を形成する構成とすることによ
り、発光素子の大面積化、低価格化を達成し、更に下層
Ｓｉ基板に機能素子を形成することにより光ＩＣ等の作
成を可能にするものである。
〈従来の技術〉
従来、半導体し、−ザ及びＬＥＤ等の半導体発光素子を
含む半導体装置では、その半導体発光素子基板を利用し
て、トランジスタ、ＩＣ等の能動素子或いは抵抗体等の
受動素子を集積化した多機能光ＩＣが提案されている。
含む半導体装置では、その半導体発光素子基板を利用し
て、トランジスタ、ＩＣ等の能動素子或いは抵抗体等の
受動素子を集積化した多機能光ＩＣが提案されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
上記のような光ＩＣを製作する際には、素子形成につい
ての各種プロセス技術を必要とするが、化合物半導体の
プロセス技術はＳｉテクノロジーの如く確立された技術
ではないため、歩留りが悪く生産性が低いという問題点
がある。また、化合物半導体素子の基板結晶は結晶成長
の困難さ等の諸問題により、歩留りが悪く、価格として
も非常に高価なものであシ、得られた結晶についても、
Ｓｉと比べ高純度、大面積といった基板結晶は得られに
くい。更に、殆んどの化合物半導体（ＧａＡａ。
ての各種プロセス技術を必要とするが、化合物半導体の
プロセス技術はＳｉテクノロジーの如く確立された技術
ではないため、歩留りが悪く生産性が低いという問題点
がある。また、化合物半導体素子の基板結晶は結晶成長
の困難さ等の諸問題により、歩留りが悪く、価格として
も非常に高価なものであシ、得られた結晶についても、
Ｓｉと比べ高純度、大面積といった基板結晶は得られに
くい。更に、殆んどの化合物半導体（ＧａＡａ。
ＩｎＰ等）はＳｔに比べへき開しやすく、結晶基板の取
り扱い及び素子化形成に於いても問題となる。
り扱い及び素子化形成に於いても問題となる。
本発明の目的は上記問題点を改善するために、化合物半
導体を安価で良質なＳｉ基板上に形成し、多機能化素子
への一構造を示すことにある０〈問題点を解決するだめ
の手段〉 本発明は上述のＳｔ単結晶上への化合物半導体発光素子
形成法として多層超薄膜形成を可能にするＭＯＣＶＤ法
又はＭＢＥ法等を用いて形成するものである。
導体を安価で良質なＳｉ基板上に形成し、多機能化素子
への一構造を示すことにある０〈問題点を解決するだめ
の手段〉 本発明は上述のＳｔ単結晶上への化合物半導体発光素子
形成法として多層超薄膜形成を可能にするＭＯＣＶＤ法
又はＭＢＥ法等を用いて形成するものである。
本発明によれば、Ｓｉ基板上に単結晶ＡｌＰ層及びＡｔ
Ｉ ｎＰとＡｌＰの多層薄膜超格子層の成長を行うこと
により、更にその上へのＧａ Ｉ ｎＰ、 ＡｔＩ ｎ
Ｐ等の成長を可能とし、それによりＤＨＬＤ等が形成さ
れる。
Ｉ ｎＰとＡｌＰの多層薄膜超格子層の成長を行うこと
により、更にその上へのＧａ Ｉ ｎＰ、 ＡｔＩ ｎ
Ｐ等の成長を可能とし、それによりＤＨＬＤ等が形成さ
れる。
く作 用〉
上記単結晶ＡｌＰは単結晶Ｓｔと格子不整が０．４％と
小さく、これらの間では格子整合が行われ、良質のＡｌ
Ｐ層が得られる。更に、Ａｔ、）、５Ｉ ｎ。、５Ｐと
ＡｌＰの薄層を交互成長して得られた超格子層によって
、積層時に発生する格子の不一致や熱膨張率の違いから
生じる歪みが緩和され、良好なダブルへテロ（ＤＨ）構
造が得られる。発光素子としては、活性層の結晶性が特
に良好であることが好ましく、そのためには、ＡｌＰは
５０〜１５０Ａ。
小さく、これらの間では格子整合が行われ、良質のＡｌ
Ｐ層が得られる。更に、Ａｔ、）、５Ｉ ｎ。、５Ｐと
ＡｌＰの薄層を交互成長して得られた超格子層によって
、積層時に発生する格子の不一致や熱膨張率の違いから
生じる歪みが緩和され、良好なダブルへテロ（ＤＨ）構
造が得られる。発光素子としては、活性層の結晶性が特
に良好であることが好ましく、そのためには、ＡｌＰは
５０〜１５０Ａ。
ＡｌＩｎＰとＡｌＰの交互成長層（歪超格子層）として
は夫々１００Ａずつ２０〜５０層積層させることが好ま
しい。
は夫々１００Ａずつ２０〜５０層積層させることが好ま
しい。
〈実施例〉
以下に本発明に於ける実施例として、Ｓｉ基板の高い放
熱効果を特徴とした、Ｓｉ基板上へのＤＨＬＤ構造作成
について図を参照しながら説明するＯ ｎ型あるいは絶縁性Ｓｉ基板１ヘイオン・イン＋ プランテーシ叢ン法によＩＡｓを打込み、ｎ層２（オー
ミック・コンタクト用）を形成する。続いて、減圧下（
０，１気圧）に於いて、反応ガスとしてトリエチルガリ
ウム（ＴＥＧａ）、）リエチルインジウム（ＴＥＩｎ）
、）リメチルアルミニウム（ＴＭＡｔ ）及びＰＨ３、
更に、ドーピング・ガスとしてセレン化水素（ＨｚＳｅ
）、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用いた有機金属熱分
解法により、成長温度８００℃にてＳ ｅ−ｄｏｐｅｄ
ＡｌＰ層３（約１０ＯＡ）、７５０℃にてＳ ｅ
ｄｏｐｅｄ ＡｔＯ，５Ｉ ｎ ａｓ Ｐ （約１０Ｏ
Ａ）と５ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡＡＰ （約１０ＯＡ）の歪
超格子層４を合計２０層、更に、５ｅ−ｄｏｐｅｄ Ａ
ｔｏ、５Ｉｎｏ、５Ｐクラッド層５（１，１μｍ）、及
びｕｎｄｏｐｅｄ Ｇａａ５工ｎ（Ｌ５ｐ活性層６（０
，２μｍ）、Ｚ ｎ−ｄｏｐｅｄ Ａｔａ５ Ｉ ｎ
（Ｌ５ Ｐクラッド層７（１，４μｍ）を形成した。
熱効果を特徴とした、Ｓｉ基板上へのＤＨＬＤ構造作成
について図を参照しながら説明するＯ ｎ型あるいは絶縁性Ｓｉ基板１ヘイオン・イン＋ プランテーシ叢ン法によＩＡｓを打込み、ｎ層２（オー
ミック・コンタクト用）を形成する。続いて、減圧下（
０，１気圧）に於いて、反応ガスとしてトリエチルガリ
ウム（ＴＥＧａ）、）リエチルインジウム（ＴＥＩｎ）
、）リメチルアルミニウム（ＴＭＡｔ ）及びＰＨ３、
更に、ドーピング・ガスとしてセレン化水素（ＨｚＳｅ
）、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）を用いた有機金属熱分
解法により、成長温度８００℃にてＳ ｅ−ｄｏｐｅｄ
ＡｌＰ層３（約１０ＯＡ）、７５０℃にてＳ ｅ
ｄｏｐｅｄ ＡｔＯ，５Ｉ ｎ ａｓ Ｐ （約１０Ｏ
Ａ）と５ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡＡＰ （約１０ＯＡ）の歪
超格子層４を合計２０層、更に、５ｅ−ｄｏｐｅｄ Ａ
ｔｏ、５Ｉｎｏ、５Ｐクラッド層５（１，１μｍ）、及
びｕｎｄｏｐｅｄ Ｇａａ５工ｎ（Ｌ５ｐ活性層６（０
，２μｍ）、Ｚ ｎ−ｄｏｐｅｄ Ａｔａ５ Ｉ ｎ
（Ｌ５ Ｐクラッド層７（１，４μｍ）を形成した。
その後、下層電極取り出し用としてＡｔ電極８を電子ビ
ーム蒸着によシ形成後、素子分離用のＰＳＧ９を形成し
、更に上層電極としてＡｕ１Ｏを電子ビーム蒸着で形成
を行い、図に示すような素子構造を形成する。ただし、
実際には、図のｕｎｄｏｐｅｄ Ｇ ａ （Ｌ５ Ｉ
ｎ （Ｌ５Ｐ活性層６に電流狭窄構造の形成や、更にバ
ッファ層をＰ型及びＮ型層域に付加して最適化を行い、
より良好なＬＤ構造を構成する必要がある。また、この
構造において、Ｓｉ基板をＰ型とし、ｎ 層をＦＥＴの
ソース、更にＬＤ周辺部のＳｉ基板にゲート、ドレイン
を形成することによ、９ＬＤ駆動回路も実現できる。
ーム蒸着によシ形成後、素子分離用のＰＳＧ９を形成し
、更に上層電極としてＡｕ１Ｏを電子ビーム蒸着で形成
を行い、図に示すような素子構造を形成する。ただし、
実際には、図のｕｎｄｏｐｅｄ Ｇ ａ （Ｌ５ Ｉ
ｎ （Ｌ５Ｐ活性層６に電流狭窄構造の形成や、更にバ
ッファ層をＰ型及びＮ型層域に付加して最適化を行い、
より良好なＬＤ構造を構成する必要がある。また、この
構造において、Ｓｉ基板をＰ型とし、ｎ 層をＦＥＴの
ソース、更にＬＤ周辺部のＳｉ基板にゲート、ドレイン
を形成することによ、９ＬＤ駆動回路も実現できる。
以上の実施例は半導体ＤＨレーザに於いて本発明を実施
したものであるが、単結晶シリコン上にＡｌＰの薄層及
びＡｔＩ ｎＰ （！： ＡｌＰの交互成長層を形成す
ることにより、Ｓｉ基板上にＡｌＩｎＰ及びＡｔＧａＰ
混晶により構成された発光デバイス作成が可能となる。
したものであるが、単結晶シリコン上にＡｌＰの薄層及
びＡｔＩ ｎＰ （！： ＡｌＰの交互成長層を形成す
ることにより、Ｓｉ基板上にＡｌＩｎＰ及びＡｔＧａＰ
混晶により構成された発光デバイス作成が可能となる。
〈発明の効果〉
以上のようなＳｉ基板上への■−ｖ混晶半導体の形成に
より、発光素子の大面積化、低価格化が行え、更に下層
Ｓｉ基板に機能素子を形成することにより光ＩＣ等の作
成を可能にするものである。
より、発光素子の大面積化、低価格化が行え、更に下層
Ｓｉ基板に機能素子を形成することにより光ＩＣ等の作
成を可能にするものである。
図は本発明によるＤＨＬ Ｄ素子の一例を示す断面図で
ある。 符号の説明 １：ｎ型あるいは絶縁性シ″リコン基板、２ ： Ａｓ
ドープｎ＋層、３ ： ５ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡｌＰ層、
４ ： Ｓ ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡｔＱ、５Ｉｎ。、５Ｐ
と５ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡｌＰの歪超格子層、５ ： ５
ｅ−ｄｏｐｅｄ Ａｔａ５Ｉｎ（Ｌ５Ｐクラツド層、６
： ｕｎｄｏｐｅｄ Ｇａ （ｉｓ Ｉ ｎ （１
５Ｐ活性層、７：Ｚｎ−ｄｏｐｅｄ Ａｔ（Ｌ５Ｉｎ（
Ｌ５Ｐクラッド層、８：下層Ａｔ電極、９：素子分離用
ＰＳＧ、１０：上層電極用Ａｕ（。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）本発明の一
宇驚９Ｊの駈ρＶ
ある。 符号の説明 １：ｎ型あるいは絶縁性シ″リコン基板、２ ： Ａｓ
ドープｎ＋層、３ ： ５ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡｌＰ層、
４ ： Ｓ ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡｔＱ、５Ｉｎ。、５Ｐ
と５ｅ−ｄｏｐｅｄ ＡｌＰの歪超格子層、５ ： ５
ｅ−ｄｏｐｅｄ Ａｔａ５Ｉｎ（Ｌ５Ｐクラツド層、６
： ｕｎｄｏｐｅｄ Ｇａ （ｉｓ Ｉ ｎ （１
５Ｐ活性層、７：Ｚｎ−ｄｏｐｅｄ Ａｔ（Ｌ５Ｉｎ（
Ｌ５Ｐクラッド層、８：下層Ａｔ電極、９：素子分離用
ＰＳＧ、１０：上層電極用Ａｕ（。 代理人 弁理士 福 士 愛 彦（他２名）本発明の一
宇驚９Ｊの駈ρＶ
Claims (1)
- １、単結晶シリコン基板上にＡｌＰ薄膜及びＡｌＩｎＰ
とＡｌＰ多層薄膜単結晶を形成し、更にその上にＡｌＩ
ｎＰ及びＧａＩｎＰ等の化合物混晶半導体を形成したこ
とを特徴とする半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60141222A JPS621293A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60141222A JPS621293A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS621293A true JPS621293A (ja) | 1987-01-07 |
Family
ID=15286962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60141222A Pending JPS621293A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS621293A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155781A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
| JP2001127339A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Kyocera Corp | 半導体発光素子 |
| JP2013545312A (ja) * | 2010-11-26 | 2013-12-19 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法およびそのような半導体チップ |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP60141222A patent/JPS621293A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155781A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 発光素子 |
| JP2001127339A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Kyocera Corp | 半導体発光素子 |
| JP2013545312A (ja) * | 2010-11-26 | 2013-12-19 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | オプトエレクトロニクス半導体チップの製造方法およびそのような半導体チップ |
| KR101470780B1 (ko) * | 2010-11-26 | 2014-12-08 | 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 | 광전 반도체 칩의 제조 방법 및 그러한 반도체 칩 |
| US9093604B2 (en) | 2010-11-26 | 2015-07-28 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method of producing an optoelectronic semiconductor chip, and such a semiconductor chip |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3974667B2 (ja) | 半導体発光素子の製法 | |
| ZA200806479B (en) | Buried contact devices for nitride-based films and manufacture thereof | |
| JPH04242985A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザダイオード | |
| JP2004047764A (ja) | 窒化物半導体の製造方法および半導体ウェハならびに半導体デバイス | |
| JP3718329B2 (ja) | ＧａＮ系化合物半導体発光素子 | |
| JP2003023179A (ja) | ｐ型ＩＩＩ族窒化物半導体およびその作製方法および半導体装置およびその作製方法 | |
| JPS61108187A (ja) | 半導体光電子装置 | |
| JPH08255929A (ja) | 半導体発光素子の製法 | |
| JPH04144185A (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPS621293A (ja) | 半導体発光素子 | |
| JPH05243613A (ja) | 発光素子およびその製造方法 | |
| JP2000150388A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体薄膜およびその製造方法 | |
| JP2995186B1 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP4333092B2 (ja) | 窒化物半導体の製造方法 | |
| TWI446574B (zh) | A compound semiconductor substrate, a light-emitting element using the same, and a method for producing a compound semiconductor substrate | |
| JPH08116092A (ja) | 半導体発光素子およびその製法 | |
| JP2001077480A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JP2876543B2 (ja) | 半導体装置及びその製造法 | |
| JP2005136136A (ja) | 半導体装置の製造方法およびウエーハの製造方法 | |
| JPH02156522A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3061321B2 (ja) | 結晶改善された化合物半導体デバイスの製造方法 | |
| JPS61107782A (ja) | 化合物半導体装置 | |
| JP2009088230A (ja) | 半導体発光素子およびその製造方法 | |
| JPH10125957A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体素子およびその製造方法 | |
| JPH11307457A (ja) | ノンアロイ用電極コンタクト層およびその作製方法 |