JPS62279689A - 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

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JPS62279689A
JPS62279689A JP61122200A JP12220086A JPS62279689A JP S62279689 A JPS62279689 A JP S62279689A JP 61122200 A JP61122200 A JP 61122200A JP 12220086 A JP12220086 A JP 12220086A JP S62279689 A JPS62279689 A JP S62279689A
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layer
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gaas
algaas
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JP61122200A
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Tatsuyuki Sanada
真田 達行
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Fujitsu Ltd
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
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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】 3、発明の詳細な説明 〔概要〕 本発明は、半導体発光装置の製造方法に於いて、活性層
の表面側に土酸される光ガイド層をGaAs膜とAβG
aAs膜とからなる多重量子井戸で構成すると共にその
AA組成が表面側に向かって漸減するグレーデッドとな
し、また、その上に形成するクラフト層をAJGaAs
で構成すると共にそのA2組成も表面側に向かって漸減
するグレープントとなし、その後、前記光ガイド層に於
ける電流路以外の部分を無秩序化するためにZn或いは
Siを選択的に導入することに依り、そのZn或いはS
i拡散領域により画成されるストライプ状の電流路は、
表面から活性層の近傍まで横波がりが殆どない略同−の
狭い幅を維持することができ、従って、従来技術に於け
るように、活性層の近傍でストライプの幅を適正に維持
する為には、表面側で電極形成が困難なほど幅狭くしな
ければならないなどの欠点は解消され、良好な単−横モ
ード発振が可能で、且つ、良好なオーミック・コンタク
トをとった電極を有する半導体発光装置を得ることがで
きる。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、GaAs膜及びAnGaAs膜からなる多重
量子井戸(mul t iquantumw e 11
 : MQW)にZn或いはStを選択的に拡散して無
秩序化することに依り横方向の光閉じ込めを行う形式の
半導体発光装置を製造する方法の改良に関する。
(従来の技術〕 従来、GaAs膜及びAlGaAs膜からなるMQWに
Zn或いはSiを拡散した場合、比較的低温で均一なA
gGaAs膜になる、所謂、無秩序化されることが知ら
れ、このZn或いはSi拡散で均一になったAlGaA
s層はMQWよりも屈折率が小さく、且つ、禁制帯幅が
大きいので、この技術を適用して半導体レーザに於ける
光の閉じ込めを行う試みがなされている。
第4図は前記技術を適用することに依り作成された半導
体発光装置の要部切断正面図を表している。
図に於いて、1はp 4’型GaAs基板、2はp+型
GaAsバッファ層、3はp型AAC,aAsクラッド
層、4はGaAs膜とAgGaAs膜で構成されたMQ
W活性層、5はn型AβGaAs光ガイド層、6はn型
GaAs膜とn型A、 I G a A s膜で構成さ
れたMQW光ガイガイ1層はn型AlGaAsクラッド
層、8はn+型GaAsキャップ層、9はZn拡散領域
、11はn側電極、12はp側電極をそれぞれ示してい
る。
図示の半導体発光装置では、MQW光ガイド層6のうち
Zn拡散領域9の一部となった部分は無秩序化され、そ
こではMQWの構成は解消されて均一なAlGaAs層
に変換され、しかも、そのAlGaAs層は前記したよ
うに当初のMQWに比較して屈折率が小さく且つ禁制帯
幅が広くなっているので、光の閉じ込めに有効に作用す
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第4図からも判るように、従来技術に依るこの種の半導
体発光装置では、Zn拡散領域9に依って画成されたス
トライプ領域は深くなるにつれて大きく拡がってしまい
、従って、レーザ発光領域も広くなるので単−横モード
発振が困難になる欠点を持っている。
このレーザ発光領域を狭くする為には、Zn拡散領域9
に依って画成されるストライプ領域の幅を更に狭くすれ
ば良いと考えられようが、若し、レーザ発光領域の幅を
発振モードの面から満足できるような程度に設定した場
合には、表面に於ける前記ストライプ領域の幅は著しく
狭いものとなり、従って、その上に存在するn+型Ga
Asキャップ層8及びn側電極11の幅は更に狭いもの
にすることが必要となるが、実際上、それは不可能なこ
とである。
本発明は、極めて簡単な構成を採ることに依り、Zn或
いはSi拡散領域に依って画成されるストライプ領域が
深くなるにつれて幅が拡大されるのを防止できるように
、従って、レーザ発光領域の幅が狭く維持されて安定な
単−横モード発振が可能な半導体発光装置を製造できる
ようにするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に依る半導体発光装置の製造方法に於いては、G
aAs膜及びAlGaAs膜からなる多重量子井戸で構
成され且つAl組成が表面側に向かって低減されるよう
グレーデッドになっている光ガイド層(例えばGaAs
膜及びAgGaAs膜からなるM Q W光ガイド層6
)を形成し、次いで、その光ガイド層上にAlGaAs
からなり且つA2組成が表面側に向かって低減されるよ
うグレーデッドになっているクラッド層(例えばn型A
j!GaAsクラッド11i7)を形成し、その後、ス
トライプ状の電流路を覆うマスク(例えばストライプ状
にバターニングされたSi○2膜21)を形成してから
Zn或いはSiを導入して前記光ガイド層の無秩序化を
行う工程が含まれている。
〔作用〕
このような手段を採ることに依り、Zn或いはSiを拡
散することで画成されたストライプ状をなす電流路は、
表面から活性層の近傍に達するまで横波がりが殆どない
略同−の狭い幅を維持することが可能であり、従って、
従来技術に於けるように、活性層の近傍でストライプの
幅を適正に維持する為には表面側で電極形成が困難なほ
ど幅狭くしなければならないなどの欠点は解消され、良
好な単−横モード発振が可能で、且つ、良好なオーミッ
ク・コンタクトをとった電極をもつ半導体発光装置を簡
単に製造することができる。
〔実施例〕
第1図乃至第3図は本発明一実施例を解説する為の工程
要所に於ける半導体発光装置の要部切断正面図を表し、
第4図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或
いは同じ意味を持つものとする。尚、第1図には各層の
AN組成(X値)を示す線図を付記しである。
第1図参照 (1)分子線エピタキシャル成長(molecular
  beam  epitaxy:MBE)法を適用す
ることに依り、p+型GaAs基板1にp +型GaA
sバッファ層2、p型A、 RG aAsクラッド層3
、GaAs膜とAj!GaAs膜からなるMQW活性層
4、n型A6GaAs光ガイド層5、n型GaAs膜と
n型AffGaAs膜からなるMQW光ガイド層6、n
型AβGaAsクラッド層7、n ”j型GaAsキャ
ップ層8を成長させる。
ここで、前記各部分に於ける主要データを例示すると次
の通りである。
■ バッファ層2について 厚さ:3 〔μm〕 不純物濃度: 2 X 10I8(cm−’)■ クラ
ッド層3について X値:0.45 厚さ:i、scμm〕 不純物濃度: 5 X 10I7(cm”’)■ 活性
層4について GaAs膜の厚さLZ:60(人] Aj2GaAS膜の厚さLB:60(人〕GaAs膜数
=5 AlGaAS膜数:4 ■ 光ガイド層5について X値:0.45 厚さ:0.5(μm〕 不純物濃度: 5 X 10 I7(cm−”)■ 光
ガイド層6について A/!GaAs膜に於けるX値:0.45〜0.31 (表面に向かいX値が小となるグレーデッド)GaAs
膜の厚さLZ:50(人] Ail!GaAs膜の厚さLB:50(人〕GaAs膜
数:51 A RG a A、 s膜数:50 不純物濃度: 5 X 10 ”  CCl1l−3)
■ クラッドN7について X値:O,3t〜0.2 (表面に向かいX値が小となるグレーデッド)厚さ:1
.OCμm〕 不純物濃度:5X1017 (釧−3〕■ キャップ層
8について 厚さ:0.5Cμm〕 不純物濃度: 2 X 1018ram−’)ここで最
も特徴的であるのは、光ガイド層6及びクラッド層7に
於けるX値がグレーデッドになっていることであり、両
層全体としてAEの分布は2乗型になっている。
第2図参照 (2)  スパッタリング法を適用することに依り、キ
ャップ層8の上に厚さ約5000  C人〕程度の81
02膜21を形成する。
(3)通常のフォト・リソグラフィ技術を適用すること
に依り、S i02膜21を幅6(μm、)の、ストラ
イプとなるようにバタ一二・ングする。
この場合のエッチャントとしては緩衝フッ酸液を用いて
良い。
(4)  エッチャントを過酸化水素水土アンモニア水
とするウェット・エツチング法を適用することに依り、
Si○2膜21全21クとしてキャップ層8のエツチン
グを行う。
(5)封管法を適用することに依り、Si○2膜21全
21クとしてZnの拡散を行い、Zn拡散領域9を形成
する。
この場合に於けるZnの濃度は、最終的に約I X 1
018  (cn+−3E程度となるようにする。
図から明らかなように、Zn拡散領域9のエツジは、光
ガイド層6及びクラッド層7に於けるX値がグレーデッ
ドになっていることから、鋭く切り立ったものとなる。
因に、X値が大きいとZnの拡散定数も大きくなる。
第3図参照 (6)マスクとして用いたS i OZ膜21を残した
状態で、再び、過酸化水素水+アンモニア水をエッチャ
ントとするウェット・エツチング法を適用することに依
り、キャップ層8のサイド・エツチングを行い、少なく
とも、Znが拡散された部分を除去する。
これに依り、キヤ・ノブ層8とZn拡散領域9とは分離
される。
(7)通常のフォト・リソグラフィ技術に於けるレジス
ト・プロセスを適用することに依り、キャップ層8に対
向するストライプ状の窓を有するフォト・レジスト膜を
形成する。
(8)薄着法を適用することに依り、電極材料膜として
A u / A u G e膜を形成する。尚、その厚
さは、全体で約3000 C人〕程度とする。
(9)前記フォト・レジスト膜を溶解除去することに依
り、A u / A u G e膜を、所謂、リフト・
オフ法にてバターニングし、n側電極11を形成する。
α0)基板1の裏面を研磨することに依り、その厚さを
約100 〔μm〕程度とする。
αυ 窒素雰囲気中にて温度470C’c)、時間5〔
分〕の合金化熱処理を行う。
(2)蒸着法を適用することに依り、A u / Z 
n /Auからなるp側電極12を形成する。尚、その
厚さは、全体で約3000  C人〕程度として良い。
am  窒素雰囲気中にて温度430 C′C〕、時間
l〔分]の合金化熱処理を行う。
このようにして完成された実施例では、光ガイド層6、
クラッド層7に於けるAl組成が2乗分布になっている
ことから、Zn拡散領域9のエツジは、第2図及び第3
図に見られるように、横拡がりがなく、切り立った状態
に形成することができる。
〔発明の効果〕
本発明に依る半導体発光装置の製造方法に於いては、活
性層の表面側に形成される光ガイド層をGaAs膜とA
lGaAs膜とからなる多重量子井戸で構成すると共に
そのAI!組成が表面側に向かって漸減するグレーデッ
ドとなし、また、その上に形成するクラッド層をAAG
’aAsで構成すると共にそのA2組成も表面側に向か
って漸減するグレーデッドとなし、その後、前記光ガイ
ド層に於ける電流路以外の部分を無秩序化するためにZ
n或いはSiを選択的に導入するようにしている。
このような構成を採ることに依り、Znを拡散すること
で画成されたストライプ状をなす電流路は、表面から活
性層の近傍に達するまで横拡がりが殆どない略同−の狭
い幅を維持することが可能であり、従って、従来技術に
於けるように、活性層の近傍でストライプの幅を適正に
維持する為には表面側で電極形成が困難なほど幅狭くし
なければならないなどの欠点は解消され、良好な単−横
モード発振が可能で、且つ、良好なオーミック・コンタ
クトをとった電極をもつ半導体発光装置を簡単に製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明一実施例を説明する為の工程
要所に於ける半導体発光装置の要部切断正面図、第4図
は従来例の要部切断正面図をそれぞれ表している。 図に於いて、1はp+型GaAs基板、2はp+型Ga
Asバッファ層、3はp型AlGaAsクラッド層、4
はGaAs膜とA#GaAs膜とからなるMQW活性層
、5はn型A+I!、GaAs光ガイド層、6はn型G
aAs膜とn型AlGaAs膜で構成されたMQW光ガ
イド層、7はn型AlGaAsクラッド層、8はn+型
GaAsキャyブ層、9はZn拡散領域、11はn (
1,IJ電極、12はp側電極をそれぞれ示している。 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 GaAs膜及びAlGaAs膜からなる多重量子井戸で
    構成され且つAl組成が表面側に向かって低減されるよ
    うグレーデッドになっている光ガイド層を形成し、 次いで、その光ガイド層上にAlGaAsからなり且つ
    Al組成が表面側に向かって低減されるようグレーデッ
    ドになっているクラッド層を形成し、 その後、ストライプ状の電流路を覆うマスクを形成して
    からZn或いはSiを導入して前記光ガイド層の無秩序
    化を行う工程 が含まれてなることを特徴とする半導体発光装置の製造
    方法。
JP61122200A 1986-05-29 1986-05-29 半導体発光装置の製造方法 Pending JPS62279689A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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