JPH01192189A - 半導体発光素子製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はオプトエレクトロニクス分野、特に光通信光計
測器等の発光源として用いる半導体発光素子に関する。

（従来の技術） −ａに、埋め込み形やＶ溝形の半導体発光素子を製造す
るには２回以上の結晶成長が必要であ；た、しかし、１
回の結晶成長で、ブロッキング層をも形成できる方が、
熱劣化も少なくなり、コストも低くなるので好ましい。

その−例として、特開昭６１−２４４０８５に開示され
ている半導体レーザがある。

この従来の半導体レーザの構成及び製造工程を第２図を
参照して簡単に説明する。まず、第２図（Ａ）において
、基板１としてＰ形１ｎＰ単結晶を用い、その＜１００
＞基板面ｌａ上にエツチングマスクとしてＳｉＯ□を被
着し、フォトリソグラフィ技術を用いて基板結晶の＜０
１１＞方向にストライプ状の窓を開け、続いて、ブロム
・メタノールを用いてこの窓を介して基板１に溝２をエ
ツチング形成し、第２図（Ａ）に示すようなく０１１＞
方向の溝が形成された基板１を得る。

次に、第２図（Ｂ）に示すように溝付き基板１を液相エ
ピタキシャル装置に入れ、ｎ形１ｎＰ−！ｇ電流狭窄層
３として成長させる。この時、ｎ形■ｎＰ成長融液３ａ
はその表面張力の作用により溝２内に入り込まずにその
内面をぬらさない。

つぎに、表面張力の弱いＰ形ＩｎＧａＡｓＰ成長融液で
バッファー層４を溝２内面迄成長させ、その上にｐ形１
ｎＰの第１クラッド層５、ＩｎＧａＡｓＰの三日月状活
性層６、ｎ形ＩｎＰの第２クラッド層又、ｎ第１　ｎＧ
ａＡｓ　Ｐのキャップ層８を順次液相成長させ、第２図
（Ｃ）に示すようなウェハ構造を得る。その後で所要の
電極を蒸着して半導体レーザを得ることが知られている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この従来の方法では、基板上に鳩尾状断
面の、ストライプ状に延在する溝の開口幅と深さを、厳
格に制御しなければ、ｎ形ＩｎＰ層が溝の内面に迄形成
され、電流経路がなくなってしまうことがあるという問
題点があった。

この発明は、厳格な制御を必要としないで溝を形成でき
、さらに、基板上の結晶成長を１回の工程でブロッキン
グ層をも形成させ、しかも歩留り良く行うようにした半
導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的の達成するため、この発明は、基板に断面が垂
直部を有する楔形をしたストライプ状に延在する溝を形
成する工程と、基板上の結晶成長を−、回の工程で行な
えるようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

このように溝の断面が、垂直部を有する楔形になったこ
とによって、電流ブロッキング層が、溝の垂直部で分断
され、そこに電流経路ができることになる。この時、溝
底部のブロッキング層は、半導体発光素子の電気的特性
（性能）には何ら悪影響を及ぼさない。

また、第１の導電形のバッファー層の膜厚を制御するこ
とにより、発光部となる活性層を隔設することができ、
さらに、レーザ発振した場合に、横モードの単一化も可
能となった。しかも、基板に溝を加工し易くなり、−旦
、溝付き基板を液相成長装置に入れた後は、温度プログ
ラムの制御のみでブロッキング層、バッフ１−層、活性
層、クラッド層等、発光に必要な各層を順次−回の液相
エピタキシャル成長で、活性層の形状を自由に制御する
ことができる。従って、成長層の界面が劣化したり汚染
されたりする恐れがないと共に、結晶成長の工程数を減
少でき、製造コストの低減及び歩留りの向上が達成でき
る。そして、電流狭窄に寄与するブロッキング層の存在
で、高注入高出力化が可能であり、さらに、活性層の熱
劣化を回避できることで、低閾値化が可能である。

また、バッファー層を膜厚制御することにより活性層の
形状は三日月形に隔設される。これにより、横モードを
単一化できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図（Ａ＞、（Ｂ）、（Ｃ）は、本発明の実施例を示
す製造方法を説明するための説明図であり、第１図（Ａ
）は基板の斜視図、第１図（Ｂ）。

（Ｃ）は半導体発光素子の横断面図で示しである。

基板１１としてｐ形１ｎＰ単結晶を用い、その＜１００
＞基板面１１ａ上に５ｔｓＮ４をプラグｖＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｕｒ　　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）装置で堆積する。その上にレジストをスピンナーで
塗布しプリベイクする。

次に、マスクアライナ−で基板結晶の〈０１１〉方向に
ストライプ状の窓が開くように、レジストを露光感光さ
せる。さらに、デベロッパーでパターン部のレジストを
除去した後、ポストベイクする。今度は、弗酸系エッチ
ャント（ＨＦ：ＮＨｍＦ＝３：２０）でパターン部のＳ
　ｔ：＋　Ｎ　、をエツチングしてから、アセトン又は
リムーバーでレジストを全部剥離する。こうした一連の
フォトリソグラフィ技術によって、ストライプ状の窓の
開いたエツチングマスクが被着した基板１１にＪ塩酸を
用いて、この窓を介して基板１１に溝２１をエツチング
形成する。この場合、溝２１のストライプ方向を法線と
する面で切ったこの溝２１の横断面形状は垂直部を有す
る楔形になる。垂直部は溝側面＜０１１＞面となる。（
第１図（Ａ）参照）次に、弗酸系エッチャントでＳ　ｉ
、　Ｎ　、を全面剥離してから、この溝付き基板１１を
液相エピタキシャル成長装置にセットする。ｎ形ＩｎＰ
を電流ブロッキング層３１として、ｐ形１ｎＰをパンフ
ァー層４１として、ＩｎＧａＡｓＰを活性層６１として
ｎ形１ｎＰをクラッド層７１として、順次、１回の液相
エピタキシャル成長で、連続して各層を成長させる。こ
の時、バッファー層４１を厚めに付着させると、第１図
（Ｂ）に示すように、活性層６１が連続した層状の形状
になり、バッファー層４１を薄めに付着させると、第１
図（Ｃ）に示すように、活性層６１が溝２１上に隔設さ
れ、レーザ発振した場合には、横モードが単一化される
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、基板に予め溝を
付け、１回の液相エピタキシャル成長により内部電流ブ
ロッキング層を有するダブルへテロ構造の半導体発光素
子を製造することができるので高注入高出力可能で低閾
値の半導体発光素子を得ることができる。しかも、発光
部の活性層を溝上に隔設すれば、単一基本横モードで発
振する特性を有する半導体発光素子を低コストで、歩留
り良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の実施例である
半導体発光素子の製造方法を説明するための説明図であ
り、第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の半導体発光
素子の製造方法を説明するための説明図である。 １−　ｐ形１ｎＰ基板、１ａ・・−＜ｌＯＯ＞基板面。 ２・・・鳩鳥状の溝、　　３・・・ｎ形１ｎＰ電流狭窄
層。 ４・・・ｐ形１　ｎＧａＡｓ　Ｐバッファー層。 ５・・・ｐ形１ｎＰの第１クラッド層。 ６　＝・Ｉ　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｐ活性層。 ７・・・ｎ形１ｎＰの第２クラッド層。 ８　・−ｎ形１　ｎＧａＡｓ　Ｐキヤツプ層。 ３ａ・・・ｎ形１ｎＰ成長融液。 １１・・・ｐ形ｒｎＰ基板。 ｌｌａ・・・〈１００〉基板面。 ２１・・・垂直部を有する楔形の溝。 ３１・・・ｎ　形１　ｎ　Ｐ電流プロ°ツキング層。 ４１・・・ｐ形１ｎＰバッファー層。 ６１−１　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｐ活性層。 ７１・・・ｎ形ＩｎＰクラッド層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の導電形のIII−Ｖ族化合物半導体結晶基板
   上に断面が垂直部を有する楔形のストライプ状に延在す
   る溝をエッチングにより形成する工程と、該工程により
   加工された該基板上に該溝の垂直部で分断された第２の
   導電形のブロッキング層、第１の導電形のバッファー層
   、発光部となる活性層および第２の導電形のクラッド層
   を、１回の液相エピタキシャル成長により形成する工程
   とを備えた半導体発光素子製造方法。
2. （２）発光部の活性層を前記溝上に隔設したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の半導体発光素子製造
   方法。