JPS62257782A - 半導体の加工方法 - Google Patents
半導体の加工方法Info
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- JPS62257782A JPS62257782A JP10244686A JP10244686A JPS62257782A JP S62257782 A JPS62257782 A JP S62257782A JP 10244686 A JP10244686 A JP 10244686A JP 10244686 A JP10244686 A JP 10244686A JP S62257782 A JPS62257782 A JP S62257782A
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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
- Bipolar Transistors (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Semiconductor Lasers (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〕
この発明は、半導体の加工方法に関し、特に、化合物半
導体素子を作製する上での、エピタキシャル層の加工方
法に関するものである。
導体素子を作製する上での、エピタキシャル層の加工方
法に関するものである。
（従来の技術〕
第２図は例えばアブライドフイジクスレターズ第３８巻
、 ７７６−７７８頁（１９８１）（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ、ＶＯＬ、３８． ｐｐ
７７（ｉ−７７８（１９８１））に示されたＺｎ拡散に
よってＡ７！Ａｓ−ＧａＡｓ超格子構造が部分的に無秩
序化し混晶化されることを示した図であり、１は拡散マ
スク、２はＧａＡｓ層、３はＡＡＡｓ層、４はＺｎ拡散
によりＧａ原子と／ｌ原子が混ざり合い無秩序化し、Ａ
Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓとなった部分である。この現象（
無秩序化）はｓｉ等の他の不純物の拡散あるいはイオン
注入とその後のアニーリングとによっても可能であるこ
とが報告され、半導体素子を作製するために応用されて
きた。
、 ７７６−７７８頁（１９８１）（Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ、ＶＯＬ、３８． ｐｐ
７７（ｉ−７７８（１９８１））に示されたＺｎ拡散に
よってＡ７！Ａｓ−ＧａＡｓ超格子構造が部分的に無秩
序化し混晶化されることを示した図であり、１は拡散マ
スク、２はＧａＡｓ層、３はＡＡＡｓ層、４はＺｎ拡散
によりＧａ原子と／ｌ原子が混ざり合い無秩序化し、Ａ
Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓとなった部分である。この現象（
無秩序化）はｓｉ等の他の不純物の拡散あるいはイオン
注入とその後のアニーリングとによっても可能であるこ
とが報告され、半導体素子を作製するために応用されて
きた。
−Ｊｕに、超格子は無秩序化することにより、その部分
のバンドギャップが大きくなり、屈折率が下がる。これ
を利用すれば面内でバンドギャップをかえたり、屈折率
分布を持たせることが簡単にでき、種々のデバイスに応
用できる可能性は極めて大きい。
のバンドギャップが大きくなり、屈折率が下がる。これ
を利用すれば面内でバンドギャップをかえたり、屈折率
分布を持たせることが簡単にでき、種々のデバイスに応
用できる可能性は極めて大きい。
第３図はそのようにして得たデバイスの一例を示し、こ
れは、アブライドフィジクスレターズ第４５巻、ｌ−３
頁（１９８４）に示された半導体多重量子井戸レーザに
対し、Ｚｎ拡散を用いて電流狭窄と横方向の光の閉じこ
めを行なったものである。図において、５は上部電極、
６はＳｔＯ□、７はｎ型Ｇａｐｓキ＋−／ブ層、８はｐ
型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、９はＡ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸活性層
、１０はｐ型ＡＡＧａＡｓクラッド層、１）はｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、１２は下部電極、斜線部１３はＺｎが拡散さ
れた部分、１４はＺｎ拡散により量子井戸が無秩序化さ
れた部分である。Ｚｎ拡散された部分はｐ型になるため
電流は拡散されていない部分に狭窄される。また分子井
戸部は無秩序化することにより屈折率が下がるため光は
量子井戸が残った所に閉じこめられる。
れは、アブライドフィジクスレターズ第４５巻、ｌ−３
頁（１９８４）に示された半導体多重量子井戸レーザに
対し、Ｚｎ拡散を用いて電流狭窄と横方向の光の閉じこ
めを行なったものである。図において、５は上部電極、
６はＳｔＯ□、７はｎ型Ｇａｐｓキ＋−／ブ層、８はｐ
型Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、９はＡ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸活性層
、１０はｐ型ＡＡＧａＡｓクラッド層、１）はｎ型Ｇａ
Ａｓ基板、１２は下部電極、斜線部１３はＺｎが拡散さ
れた部分、１４はＺｎ拡散により量子井戸が無秩序化さ
れた部分である。Ｚｎ拡散された部分はｐ型になるため
電流は拡散されていない部分に狭窄される。また分子井
戸部は無秩序化することにより屈折率が下がるため光は
量子井戸が残った所に閉じこめられる。
このレーザは、電流と光のとじこめが同時にでき、かつ
エピタキシャル成長が一回で済むため秀れたレーザ特性
を示す。この種のレーザはイオン注入とアニーリングを
用いた方法によっても作製されている。
エピタキシャル成長が一回で済むため秀れたレーザ特性
を示す。この種のレーザはイオン注入とアニーリングを
用いた方法によっても作製されている。
第４図は上記のようにした得たデバイスの例を示し、こ
れはアブライドフィジクスレターズ第４５巻、 ４８５
−４８７頁（１９４７）に示されたＺｎ拡散により形成
されたミラーを有する半導体レーザである。
れはアブライドフィジクスレターズ第４５巻、 ４８５
−４８７頁（１９４７）に示されたＺｎ拡散により形成
されたミラーを有する半導体レーザである。
図において、１５は５ｉｉＮ４．１６はｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層、１７はＡ ｊ！ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ
ｓ超格子よりなるｎ型クラフト層、１８はＧａＡｓ活性
層、１９はＡ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ超格子
よりなるｎ型クラフト層、２０はｎ型ＧａＡｓバッファ
層、２１はｎ型ＧａＡｓ基板、２２はＺｎが拡散され超
格子が混晶化してＡｊｌ！ＧａＡｓ化した部分である。
ャップ層、１７はＡ ｊ！ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ
ｓ超格子よりなるｎ型クラフト層、１８はＧａＡｓ活性
層、１９はＡ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ超格子
よりなるｎ型クラフト層、２０はｎ型ＧａＡｓバッファ
層、２１はｎ型ＧａＡｓ基板、２２はＺｎが拡散され超
格子が混晶化してＡｊｌ！ＧａＡｓ化した部分である。
この半導体レーザは従来の端面へき開によりキャピテイ
を形成したレーザと異なり、Ｚｎが拡散された部分２２
と拡散されていない部分とで屈折率が異なることを用い
てキャビティを形成したレーザである。このレーザはミ
ラーがうめこまれるため、光集積回路を同一ウェハ上に
作製する上で有効な方法である。上述したデバイスへの
応用のその他の例としては、量子井戸活性層ををする半
導体レーザや光ガイド層の一部が超格子で形成された半
導体レーザの端面付近を無秩序化することにより、その
部分のバンドギャップを広げ、光を吸収しにククシ、レ
ーザの高出力化を達成することができる。
を形成したレーザと異なり、Ｚｎが拡散された部分２２
と拡散されていない部分とで屈折率が異なることを用い
てキャビティを形成したレーザである。このレーザはミ
ラーがうめこまれるため、光集積回路を同一ウェハ上に
作製する上で有効な方法である。上述したデバイスへの
応用のその他の例としては、量子井戸活性層ををする半
導体レーザや光ガイド層の一部が超格子で形成された半
導体レーザの端面付近を無秩序化することにより、その
部分のバンドギャップを広げ、光を吸収しにククシ、レ
ーザの高出力化を達成することができる。
さらに特願昭槽６０−２５４１５号に記載された分布帰
還型レーザや特願昭６０−３９５９１号に記載された複
合共振器型レーザも作製可能である。
還型レーザや特願昭６０−３９５９１号に記載された複
合共振器型レーザも作製可能である。
また電子デバイスへの応用も考えられ、特願昭６０−１
）５８６９号に記載されたヘテロバイポーラトランジス
タも作製可能である。
）５８６９号に記載されたヘテロバイポーラトランジス
タも作製可能である。
このように超格子や量子井戸構造の無秩序化のデバイス
への応用は極めて有用であり、種々の応用可能性がある
。しかしながら、従来の超格子の無秩序化は主にＺｎ拡
散により行なわれているため、プロセスが複雑で制御性
に欠け、微細なパターンを形成しにくいという問題があ
り、一方イオン注入を用いる方法もウェハがダメージを
うける等の問題があった。また第２図の様な半導体レー
ザを作製するときには、Ｚｎ拡散の場合にはｐ型基板、
イオン注入の場合には注入されるイオンが示す導電型と
同じ導電型を示す基板を用いなければならないという制
限があった。
への応用は極めて有用であり、種々の応用可能性がある
。しかしながら、従来の超格子の無秩序化は主にＺｎ拡
散により行なわれているため、プロセスが複雑で制御性
に欠け、微細なパターンを形成しにくいという問題があ
り、一方イオン注入を用いる方法もウェハがダメージを
うける等の問題があった。また第２図の様な半導体レー
ザを作製するときには、Ｚｎ拡散の場合にはｐ型基板、
イオン注入の場合には注入されるイオンが示す導電型と
同じ導電型を示す基板を用いなければならないという制
限があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、超格子や量子井戸構造の選択的な無秩序化を
マクスレスプロセスで容易にかつ微細に制御性よく行な
うことのできる半導体の加工方法を提供することを目的
としている。
たもので、超格子や量子井戸構造の選択的な無秩序化を
マクスレスプロセスで容易にかつ微細に制御性よく行な
うことのできる半導体の加工方法を提供することを目的
としている。
この発明に係る半導体の加工方法は、ハイパワーのレー
ザ光をウェハ面ないし所望の位置に照射し部分的にアニ
ールすることにより、超格子あるいは量子井戸構造の無
秩序化を行うようにしたものである。
ザ光をウェハ面ないし所望の位置に照射し部分的にアニ
ールすることにより、超格子あるいは量子井戸構造の無
秩序化を行うようにしたものである。
この発明においては、ハイパワーのレーザが超格子ある
いは量子井戸構造に照射されると、該照射された部分の
温度が上昇し、アニーリングにより無秩序化が生じる。
いは量子井戸構造に照射されると、該照射された部分の
温度が上昇し、アニーリングにより無秩序化が生じる。
この際照射レーザビーム径は１μｍぐらいまでしぼり込
むことができるため微細な構造が作製でき、さらにレー
ザ照射位置が制御可能であるため、マスクパターンは必
要としない。
むことができるため微細な構造が作製でき、さらにレー
ザ照射位置が制御可能であるため、マスクパターンは必
要としない。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第３図は本発明の一実施例による方法を示し、これは横
方向の光と電流の閉じこめを行なうレーザの作製に応用
した場合の例である。第１図において、２３は第１導電
型のＧａＡｓキャップ層、２４は第１導電型のＡβＧ
ａ Ａ ｓクラフト層、２５は第１導電型のＡ Ｉ Ａ
ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ超格子光としこめ層、２６は
量子井戸あるいはＧａＡｓ活性層２７は第２導電型のＡ
ＪＡＳ／ＧａＡＳ超格子光とじこめ層、２８は第２導電
型のＡＡ’ＧａＡｓクラッド層、２９は第２導電型のＧ
ａＡｓ基板、３０はハイパワーのレーザビーム、３１は
レーザビーム照射により光閉じこめ層２５．２７及び活
性層２６が無秩序化された部分である。 次にその作製
プロセスについて説明する。
方向の光と電流の閉じこめを行なうレーザの作製に応用
した場合の例である。第１図において、２３は第１導電
型のＧａＡｓキャップ層、２４は第１導電型のＡβＧ
ａ Ａ ｓクラフト層、２５は第１導電型のＡ Ｉ Ａ
ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ超格子光としこめ層、２６は
量子井戸あるいはＧａＡｓ活性層２７は第２導電型のＡ
ＪＡＳ／ＧａＡＳ超格子光とじこめ層、２８は第２導電
型のＡＡ’ＧａＡｓクラッド層、２９は第２導電型のＧ
ａＡｓ基板、３０はハイパワーのレーザビーム、３１は
レーザビーム照射により光閉じこめ層２５．２７及び活
性層２６が無秩序化された部分である。 次にその作製
プロセスについて説明する。
第１図（ａ）に示されるものは分子線エピタキシャル法
（ＭＢＥ法）や有機金属を用いた気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）のような制御性の良いエピタキシャル成長法によ
り作製された半導体レーザウェハである。この図（ｂ）
に示すように、そのウェハのキャップ層２３の一〇Ｍ３
ａをストライブ状に残して他は除去する。次に図（Ｃ）
において、上記一部２３ａ以外のキャップ層２３が除去
された部分の領域にハイパワーのレーザビーム３０を照
射し、その部分を吸収により高温にし、光閉じこめＮ２
５．２７及び活性層２６からなる、超格子や量子井戸構
造の光導波路を無秩序化する。そして最後に電極１２を
形成する（図（ｄ））。
（ＭＢＥ法）や有機金属を用いた気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）のような制御性の良いエピタキシャル成長法によ
り作製された半導体レーザウェハである。この図（ｂ）
に示すように、そのウェハのキャップ層２３の一〇Ｍ３
ａをストライブ状に残して他は除去する。次に図（Ｃ）
において、上記一部２３ａ以外のキャップ層２３が除去
された部分の領域にハイパワーのレーザビーム３０を照
射し、その部分を吸収により高温にし、光閉じこめＮ２
５．２７及び活性層２６からなる、超格子や量子井戸構
造の光導波路を無秩序化する。そして最後に電極１２を
形成する（図（ｄ））。
このようにして作製された装置のレーザとしての動作は
第３図の従来例と同様であり、無秩序化した部分は屈折
率が下がり、バンドギャップが広がるため、横方向の光
とじこめと、電流の狭窄ができる。
第３図の従来例と同様であり、無秩序化した部分は屈折
率が下がり、バンドギャップが広がるため、横方向の光
とじこめと、電流の狭窄ができる。
この方法のプロセスは極めて簡単であり、レーザ光は１
μｍぐらいにしぼりこめるため、ストライプ巾を小さく
できる。さらに従来例と異なり基板の導電型を問わない
ですむ、なお、照射するレーザビームの波長はクラフト
層２４で吸収を受けず、光閉じこめ層２５．２７及び活
性層２６で吸収される範囲に選んだ方がよい。
μｍぐらいにしぼりこめるため、ストライプ巾を小さく
できる。さらに従来例と異なり基板の導電型を問わない
ですむ、なお、照射するレーザビームの波長はクラフト
層２４で吸収を受けず、光閉じこめ層２５．２７及び活
性層２６で吸収される範囲に選んだ方がよい。
なお、上記応用例では、超格子光とじこめ層を存する半
導体レーザ構造について述べたが、一般には光が導波す
る層の一部に超格子あるいは量子井戸構造があればよく
、従来例のように通常の多重量子井戸レーザにも応用で
きる。
導体レーザ構造について述べたが、一般には光が導波す
る層の一部に超格子あるいは量子井戸構造があればよく
、従来例のように通常の多重量子井戸レーザにも応用で
きる。
さらに本発明は従来法で述べた埋込みミラー型レーザ、
複合共振器型レーザ、あるいはへテロバイポーラトラン
ジスタ等の作製プロセスにも応用でき、プロセスの簡単
化及び制御性の向上を図ることができる。
複合共振器型レーザ、あるいはへテロバイポーラトラン
ジスタ等の作製プロセスにも応用でき、プロセスの簡単
化及び制御性の向上を図ることができる。
以上のように、この発明によれば、超格子や量子井戸構
造の無秩序化をレーザアニールにより行なうようにした
ため、マスクパターン等を必要としない簡単なプロセス
で制御性よく秀れた特性をもった半導体素子の作製が行
なえる効果がある。
造の無秩序化をレーザアニールにより行なうようにした
ため、マスクパターン等を必要としない簡単なプロセス
で制御性よく秀れた特性をもった半導体素子の作製が行
なえる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体レーザを作製
するプロセスを示す図、第２図は従来のＺｎ拡散法を用
いてＡ Ｉｔ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ Ｓ超格子が部
分的に無秩序化されたものを示す図、第３図は従来のＺ
ｎを拡散する方法を用いて作製された半導体レーザの断
面図、第４図はＺｎ拡散を用いて作製された埋込みミラ
ー型半導体レーザを示す断面図である。 ２３は第１導電型のＧａＡｓキャップ層、２４は第１導
電型のＡＩ！ＧａＡｓＩｔッド層、２５は第１導電型の
Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ超格子光とじこめ
層、２６は量子井戸あるいはＧａＡｓ活性層、２７は第
２導電型のＡ／Ａｓ／ＧａＡｓ超格子光閉じこめ層、２
８は第２導電型のＡｆＧａＡｓクラッド層、２９は第２
導電型のＧａＡｓ基板、３０はハイパワーのレーザビー
ム、３１はレーザ照射で無秩序化した部分。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を来す。
するプロセスを示す図、第２図は従来のＺｎ拡散法を用
いてＡ Ｉｔ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ Ｓ超格子が部
分的に無秩序化されたものを示す図、第３図は従来のＺ
ｎを拡散する方法を用いて作製された半導体レーザの断
面図、第４図はＺｎ拡散を用いて作製された埋込みミラ
ー型半導体レーザを示す断面図である。 ２３は第１導電型のＧａＡｓキャップ層、２４は第１導
電型のＡＩ！ＧａＡｓＩｔッド層、２５は第１導電型の
Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ Ｇ ａ Ａ ｓ超格子光とじこめ
層、２６は量子井戸あるいはＧａＡｓ活性層、２７は第
２導電型のＡ／Ａｓ／ＧａＡｓ超格子光閉じこめ層、２
８は第２導電型のＡｆＧａＡｓクラッド層、２９は第２
導電型のＧａＡｓ基板、３０はハイパワーのレーザビー
ム、３１はレーザ照射で無秩序化した部分。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を来す。
Claims (1)
- （１）超格子又は量子井戸構造を含む半導体に対しレー
ザ光を照射し上記超格子又は量子井戸構造を部分的、選
択的に無秩序化することを特徴とする半導体の加工方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244686A JPS62257782A (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 半導体の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10244686A JPS62257782A (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 半導体の加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62257782A true JPS62257782A (ja) | 1987-11-10 |
Family
ID=14327692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10244686A Pending JPS62257782A (ja) | 1986-05-01 | 1986-05-01 | 半導体の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62257782A (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
| JPS63197396A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-08-16 | ゼロックス コーポレーション | 半導体構造の領域を、異なる禁止帯巾及び屈折率特性を呈する不規則化された合金に選択的に変換する方法 |
| EP0661784A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor laser diode |
-
1986
- 1986-05-01 JP JP10244686A patent/JPS62257782A/ja active Pending
Cited By (4)
| 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 |
| JPS63197396A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-08-16 | ゼロックス コーポレーション | 半導体構造の領域を、異なる禁止帯巾及び屈折率特性を呈する不規則化された合金に選択的に変換する方法 |
| EP0661784A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-05 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor laser diode |
| EP0661784B1 (en) * | 1993-12-27 | 2003-03-26 | Mitsubishi Chemical Corporation | Semiconductor laser diode |
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