JPS6246079B2 - - Google Patents
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- JPS6246079B2 JPS6246079B2 JP56102125A JP10212581A JPS6246079B2 JP S6246079 B2 JPS6246079 B2 JP S6246079B2 JP 56102125 A JP56102125 A JP 56102125A JP 10212581 A JP10212581 A JP 10212581A JP S6246079 B2 JPS6246079 B2 JP S6246079B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0091—Processes for devices with an active region comprising only IV-VI compounds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ素子の製造方法の改良に
関するものである。
関するものである。
鉛（Pb）を含む化合物半導体例えばテルル化
鉛（PbTe）やテルル化鉛錫（Pb1-xSnxTe）や鉛
−硫黄−セレン（PbS1-xSex）等は、そのエネル
ギーギヤツプが狭く赤外半導体レーザ素子の材料
として用いられている。
鉛（PbTe）やテルル化鉛錫（Pb1-xSnxTe）や鉛
−硫黄−セレン（PbS1-xSex）等は、そのエネル
ギーギヤツプが狭く赤外半導体レーザ素子の材料
として用いられている。
特にPbS1-xSexの材料を用いたレーザ素子は、
一酸化窒素（No）ガスや二酸化窒素（No2）ガス
のような公害を発生するガスの吸収ピーク波長に
合つた４〜８μｍ帯の発振をするのでそのような
ガスの分光分析用赤外光源素子として用いられて
いる。
一酸化窒素（No）ガスや二酸化窒素（No2）ガス
のような公害を発生するガスの吸収ピーク波長に
合つた４〜８μｍ帯の発振をするのでそのような
ガスの分光分析用赤外光源素子として用いられて
いる。
ところで一般に前記PbS1-xSex材料のうち硫黄
（Ｓ）やセレン（Se）は蒸気圧が高く易蒸発性の
成分であるので、スライデング法を用いた液相エ
ピタキシヤル成長方法の適用が困難で、従来のこ
の種レーザ素子は相互拡散を利用した単一ヘテロ
接合のダイオードレーザとして構成されていた。
つまり従来の技術では硫化鉛（PbS）の基板上に
前記PbS1-xSexの結晶層を活性層として形成し、
その上に更にPbSの結晶層をトツプ層として形成
し、前記活性層で生じたレーザ光を活性層と基板
および活性層とトツプ層とのヘテロ界面に閉じこ
めるようにしたいわゆるレーザ発振を開始するし
きい値電流の小さい高効率のダブルヘテロ型レー
ザ素子を得るのが困難であつた。
（Ｓ）やセレン（Se）は蒸気圧が高く易蒸発性の
成分であるので、スライデング法を用いた液相エ
ピタキシヤル成長方法の適用が困難で、従来のこ
の種レーザ素子は相互拡散を利用した単一ヘテロ
接合のダイオードレーザとして構成されていた。
つまり従来の技術では硫化鉛（PbS）の基板上に
前記PbS1-xSexの結晶層を活性層として形成し、
その上に更にPbSの結晶層をトツプ層として形成
し、前記活性層で生じたレーザ光を活性層と基板
および活性層とトツプ層とのヘテロ界面に閉じこ
めるようにしたいわゆるレーザ発振を開始するし
きい値電流の小さい高効率のダブルヘテロ型レー
ザ素子を得るのが困難であつた。
本発明は上述した欠点を除去するような半導体
レーザ素子の製造方法の提供を目的とするもので
あり、さらに具体的には易蒸発性の成分元素を含
んだ半導体よりなるダブルヘテロ接合構造のレー
ザ素子を液相エピタキシヤル法で実現する方法を
提案するものである。簡単に述べると本発明は蒸
気圧の低いPbSまたはPbSSeのような化合物の形
からＳやSSeをPb溶媒中に溶け込ませることによ
りＳ、Seの消失を抑制して液相エピタキシヤル
成長を可能とするものである。そして本発明の製
法は、支持台に鉛を含む化合物半導体基板と該基
板上に積層して形成すべき結晶層を構成する成分
のうち易蒸発性成分と鉛との化合物よりなるダミ
ー用薄板を形成すべき結晶層の数だけ埋設し、前
記支持台上をスライドして移動するスライド部材
に前記基板上に形成すべき結晶層の数だけ鉛の液
相が充填されている液だめを設け、前記液だめを
ダミー用薄板上に移動させて、前記鉛の液相にダ
ミー用薄板の易蒸発性成分を溶解させ、しかる後
該液だめを順次基板上に移動させて静置させ、前
記液相の温度を下降させて基板上に順次結晶層を
積層して形成する工程を含むことを特徴とするも
のである。
レーザ素子の製造方法の提供を目的とするもので
あり、さらに具体的には易蒸発性の成分元素を含
んだ半導体よりなるダブルヘテロ接合構造のレー
ザ素子を液相エピタキシヤル法で実現する方法を
提案するものである。簡単に述べると本発明は蒸
気圧の低いPbSまたはPbSSeのような化合物の形
からＳやSSeをPb溶媒中に溶け込ませることによ
りＳ、Seの消失を抑制して液相エピタキシヤル
成長を可能とするものである。そして本発明の製
法は、支持台に鉛を含む化合物半導体基板と該基
板上に積層して形成すべき結晶層を構成する成分
のうち易蒸発性成分と鉛との化合物よりなるダミ
ー用薄板を形成すべき結晶層の数だけ埋設し、前
記支持台上をスライドして移動するスライド部材
に前記基板上に形成すべき結晶層の数だけ鉛の液
相が充填されている液だめを設け、前記液だめを
ダミー用薄板上に移動させて、前記鉛の液相にダ
ミー用薄板の易蒸発性成分を溶解させ、しかる後
該液だめを順次基板上に移動させて静置させ、前
記液相の温度を下降させて基板上に順次結晶層を
積層して形成する工程を含むことを特徴とするも
のである。
以下図面を用いながら本発明の一実施例につき
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図は本発明の半導体レーザ素子を形成する
ための装置の概略図で、第２図は本発明の方法に
よつて形成した半導体レーザ素子の材料の断面図
である。
ための装置の概略図で、第２図は本発明の方法に
よつて形成した半導体レーザ素子の材料の断面図
である。
図示するように液相エピタキシヤル成長装置を
構成するカーボンよりなる支持台１には例えばＰ
型のPbSの基板２と易蒸発性の成分の硫化セレン
（SSe）とPbの化合物のPbS1-xSexのダミー用薄板
３と硫黄（Ｓ）とPbの化合物の硫化鉛（PbS）の
ダミー用薄板４とが埋設されている。ここで前記
薄板３および４にはＰ型のドーパントのタリウム
（Tl）が添加されている。一方前記液相エピタキ
シヤル成長装置を構成し、前記支持台上を移動す
るスライド部材５には、Pbの液相を収容する液
だめ６，７が設けられており該液だめ中にはPb
が充填されている。
構成するカーボンよりなる支持台１には例えばＰ
型のPbSの基板２と易蒸発性の成分の硫化セレン
（SSe）とPbの化合物のPbS1-xSexのダミー用薄板
３と硫黄（Ｓ）とPbの化合物の硫化鉛（PbS）の
ダミー用薄板４とが埋設されている。ここで前記
薄板３および４にはＰ型のドーパントのタリウム
（Tl）が添加されている。一方前記液相エピタキ
シヤル成長装置を構成し、前記支持台上を移動す
るスライド部材５には、Pbの液相を収容する液
だめ６，７が設けられており該液だめ中にはPb
が充填されている。
ここで前記PbSSeのダミー用薄板３とPbSのダ
ミー用薄板４とは、ブリツジマン法等を用いて前
記易蒸発性の成分のＳおよびSeの成分が蒸発し
ないようにして形成される。
ミー用薄板４とは、ブリツジマン法等を用いて前
記易蒸発性の成分のＳおよびSeの成分が蒸発し
ないようにして形成される。
このような液相エピタキシヤル成長装置を水素
（H2）ガス雰囲気中の反応管中へ挿入したのち、
該反応管を500℃の温度に加熱炉にて加熱する。
このようにしてスライド部材の液だめ内のPbが
溶解した時点で前記スライド部材を矢印Ａ方向に
移動させる。
（H2）ガス雰囲気中の反応管中へ挿入したのち、
該反応管を500℃の温度に加熱炉にて加熱する。
このようにしてスライド部材の液だめ内のPbが
溶解した時点で前記スライド部材を矢印Ａ方向に
移動させる。
その後液だめ６をダミー用薄板３上に移動さ
せ、該液だめ６内のPbの液相にPbSSeの薄板３
の硫化セレン（SSe）の成分を飽和させる。また
このとき液だめ７内のPbの液相がダミー用薄板
４上に移動するようにしておき前記液だめ７内の
Pbの液相にPbSの薄板４のＳの成分を飽和させ
る。
せ、該液だめ６内のPbの液相にPbSSeの薄板３
の硫化セレン（SSe）の成分を飽和させる。また
このとき液だめ７内のPbの液相がダミー用薄板
４上に移動するようにしておき前記液だめ７内の
Pbの液相にPbSの薄板４のＳの成分を飽和させ
る。
その後スライド部材を矢印Ａ方向に更に移動さ
せ液だめ６をPbSの基板２上に静置させ更に加熱
炉の温度を所定の温度勾配にて下降させながら基
板２上に過飽和状態となつたPbSSeの成分を第１
層の活性層として析出させＰ型のPbS1-xSexの結
晶を形成する。
せ液だめ６をPbSの基板２上に静置させ更に加熱
炉の温度を所定の温度勾配にて下降させながら基
板２上に過飽和状態となつたPbSSeの成分を第１
層の活性層として析出させＰ型のPbS1-xSexの結
晶を形成する。
その後加熱炉の温度を所定の温度勾配で降下さ
せつつスライド部材を更に矢印Ａ方向に移動さ
せ、液だめ７を基板２上に静置させ基板２上に過
飽和状態となつたPbSの成分を第２層のトツプ層
として析出させＰ型のPbSの結晶を形成する。
せつつスライド部材を更に矢印Ａ方向に移動さ
せ、液だめ７を基板２上に静置させ基板２上に過
飽和状態となつたPbSの成分を第２層のトツプ層
として析出させＰ型のPbSの結晶を形成する。
このようにすれば第２図に示すようにPbSの基
板２上に易蒸発性成分のSSeが導入されたＰ型の
PbS1-xSexの結晶層が第１層の活性層１１の結晶
層として形成され更にその上には易蒸発性成分の
Ｓが導入されたＰ型のPbSの結晶層が第２層のト
ツプ層１２の結晶層として形成された半導体レー
ザ素子用材料が得られる。
板２上に易蒸発性成分のSSeが導入されたＰ型の
PbS1-xSexの結晶層が第１層の活性層１１の結晶
層として形成され更にその上には易蒸発性成分の
Ｓが導入されたＰ型のPbSの結晶層が第２層のト
ツプ層１２の結晶層として形成された半導体レー
ザ素子用材料が得られる。
また本発明の方法によれば活性層のPbS1-xSex
の結晶層におけるＳとSe組成比（ｘ値）を変化
させるには前述したPbS1-xSexダミー用薄板に含
有されるSSeの含有量をあらかじめ所定の値に定
めておけばよい。
の結晶層におけるＳとSe組成比（ｘ値）を変化
させるには前述したPbS1-xSexダミー用薄板に含
有されるSSeの含有量をあらかじめ所定の値に定
めておけばよい。
また前記基板にＮ型のPbS基板を用い活性層お
よびトツプ層にＮ型の伝導型を付与するには、前
記ダミー用薄板３，４にＮ型の伝導型を付与する
ビスマス（Bi）の不純物をあらかじめ添加してお
けば容易に前記不純物が添加できる。このように
Ｐ型、Ｎ型の不純物が所定の濃度で容易に添加で
きる。
よびトツプ層にＮ型の伝導型を付与するには、前
記ダミー用薄板３，４にＮ型の伝導型を付与する
ビスマス（Bi）の不純物をあらかじめ添加してお
けば容易に前記不純物が添加できる。このように
Ｐ型、Ｎ型の不純物が所定の濃度で容易に添加で
きる。
以上述べたように本発明の方法によれば易蒸発
性成分のSSeやＳが所定量Pbの液相中に溶けこむ
ことになり、所望の組成の活性層およびトツプ層
の結晶層が得られることになり、所望の特性を有
する半導体レーザ素子が得られる利点を生じる。
性成分のSSeやＳが所定量Pbの液相中に溶けこむ
ことになり、所望の組成の活性層およびトツプ層
の結晶層が得られることになり、所望の特性を有
する半導体レーザ素子が得られる利点を生じる。
第１図は本発明の方法を実施するために用いる
装置の概略図、第２図は本発明の方法によつて形
成されたレーザ素子用材料の断面図である。 図において１は支持台、２は基板、３は
PbS1-xSexのダミー用薄板、４はPbSのダミー用
薄板、５はスライド部材、６，７は液だめ、１１
は活性層、１２はトツプ層、Ａはスライド方向を
示す矢印である。
装置の概略図、第２図は本発明の方法によつて形
成されたレーザ素子用材料の断面図である。 図において１は支持台、２は基板、３は
PbS1-xSexのダミー用薄板、４はPbSのダミー用
薄板、５はスライド部材、６，７は液だめ、１１
は活性層、１２はトツプ層、Ａはスライド方向を
示す矢印である。
Claims (1)
- １ 支持台に鉛を含む化合物半導体基板と該基板
上に積層して形成すべき結晶層を構成する成分の
うち易蒸発性成分と鉛との化合物よりなるダミー
用薄板を形成すべき結晶層の数だけ埋設し、前記
支持台上をスライドして移動するスライド部材
に、前記基板上に形成すべき結晶層の数だけ鉛の
液相が充填されている液だめを設け、前記液だめ
をダミー用薄板上に移動させて前記鉛の液相中に
ダミー用薄板の易蒸発性成分を溶解させ、しかる
後該液だめを順次基板上に移動させて静置させ、
前記液相の温度を下降させて基板上に順次結晶層
を積層して形成する工程を含むことを特徴とする
半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56102125A JPS5812386A (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56102125A JPS5812386A (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5812386A JPS5812386A (ja) | 1983-01-24 |
| JPS6246079B2 true JPS6246079B2 (ja) | 1987-09-30 |
Family
ID=14319060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56102125A Granted JPS5812386A (ja) | 1981-06-29 | 1981-06-29 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5812386A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60132633A (ja) * | 1983-12-22 | 1985-07-15 | Sumitomo Chem Co Ltd | 秤量調液装置 |
| JPH0621415B2 (ja) * | 1988-02-18 | 1994-03-23 | 鐘紡株式会社 | 薬品注入装置 |
| JPH01213466A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-28 | Kanebo Ltd | 染液調合機の粉体計量装置 |
| JPH0810599A (ja) * | 1995-06-26 | 1996-01-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | 調液方法 |
-
1981
- 1981-06-29 JP JP56102125A patent/JPS5812386A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5812386A (ja) | 1983-01-24 |
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