JPH02123783A - 導波路構造を有する半導体デバイスおよびその製造方法 - Google Patents
導波路構造を有する半導体デバイスおよびその製造方法Info
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- JPH02123783A JPH02123783A JP1246594A JP24659489A JPH02123783A JP H02123783 A JPH02123783 A JP H02123783A JP 1246594 A JP1246594 A JP 1246594A JP 24659489 A JP24659489 A JP 24659489A JP H02123783 A JPH02123783 A JP H02123783A
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- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
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- H10H20/81—Bodies
- H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
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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。
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、半導体デバイス例えば半導体レーザデバイス
およびその製造方法に関するものである。
およびその製造方法に関するものである。
（従来の技術）
欧州特許公開公報第１６６５９３号には導波路構造を有
する半導体デバイス例えば半導体レーザデバイスが記載
されており、ここではこのデバイスは、半導体基板上に
、第１および第２半導体材料の交互の層を有する超格子
領域として第１ドープ領域が形成される。第１および第
２半導体材料の交互の層を有する少なくとも１つの超格
子領域を存する導波路領域が前記の第１ドープ領域上に
成長され、この導波路領域上には、第２ドープ領域が、
第１および第２半導体材料の交互の層を有する超格子と
して成長される。
する半導体デバイス例えば半導体レーザデバイスが記載
されており、ここではこのデバイスは、半導体基板上に
、第１および第２半導体材料の交互の層を有する超格子
領域として第１ドープ領域が形成される。第１および第
２半導体材料の交互の層を有する少なくとも１つの超格
子領域を存する導波路領域が前記の第１ドープ領域上に
成長され、この導波路領域上には、第２ドープ領域が、
第１および第２半導体材料の交互の層を有する超格子と
して成長される。
前記の欧州特許公開公報に記載されているように、導波
路領域は、例えばレーザデバイスの活性領域を形成する
里子井戸領域を境界する第１および第２超格子領域を有
し、順バイアス電圧がデバイスに加えられた時にキャリ
ヤが活性領域に注入されることができるダイオード構造
を形成するために第１および第２ドープ領域は反対にド
ープされる。
路領域は、例えばレーザデバイスの活性領域を形成する
里子井戸領域を境界する第１および第２超格子領域を有
し、順バイアス電圧がデバイスに加えられた時にキャリ
ヤが活性領域に注入されることができるダイオード構造
を形成するために第１および第２ドープ領域は反対にド
ープされる。
前記の欧州特許公開公報に記載されたデバイスの超格子
を形成するために用いられる第１および第２材料は二元
化合物例えばガリウム素（ＧａＡｓ）およびアルミニウ
ム砒素（ＡＩＡｓ）で、導波路領域が活性領域の閉込め
領域として働くことができるようにするために、第１お
よび第２材料の層の相対的厚さは、導波路領域の第１お
よび第２超格子領域では第１および第２ドープ領域の相
対的厚さと相違する。特に、第１および第２材料層がア
ルミニウム砒素およびガリウム砒素で形成されている場
合には、ガリウム砒素の厚さは導波路領域の第１および
第２超格子領域内で増され、このためアルミニウムの小
数すなわち百分率は第１および第２領域内より小さく、
したがって導波路領域は第１および第２ドープ領域より
も小さな有効バンドギャップと大きな屈折率を有し、導
波路領域がデバイスの動作時に活性領域に発生された光
の導波路としてまたキャリヤの閉込め領域として機能す
るようにされる。
を形成するために用いられる第１および第２材料は二元
化合物例えばガリウム素（ＧａＡｓ）およびアルミニウ
ム砒素（ＡＩＡｓ）で、導波路領域が活性領域の閉込め
領域として働くことができるようにするために、第１お
よび第２材料の層の相対的厚さは、導波路領域の第１お
よび第２超格子領域では第１および第２ドープ領域の相
対的厚さと相違する。特に、第１および第２材料層がア
ルミニウム砒素およびガリウム砒素で形成されている場
合には、ガリウム砒素の厚さは導波路領域の第１および
第２超格子領域内で増され、このためアルミニウムの小
数すなわち百分率は第１および第２領域内より小さく、
したがって導波路領域は第１および第２ドープ領域より
も小さな有効バンドギャップと大きな屈折率を有し、導
波路領域がデバイスの動作時に活性領域に発生された光
の導波路としてまたキャリヤの閉込め領域として機能す
るようにされる。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、第１および第２ドープ領域と導波路領
域が第１および第２材料の超格子を有し、導波路領域が
、第１および第２材料層の相対的厚さを一方の超格子か
ら他方の超格子に変えねばならぬ必要なしに第１および
第２ドープ領域よりも小さなバンドギャップと大きな屈
折率を有するように成形された、導波路構造を有する半
導体デバイスおよびその製造方法を得ることにある。
域が第１および第２材料の超格子を有し、導波路領域が
、第１および第２材料層の相対的厚さを一方の超格子か
ら他方の超格子に変えねばならぬ必要なしに第１および
第２ドープ領域よりも小さなバンドギャップと大きな屈
折率を有するように成形された、導波路構造を有する半
導体デバイスおよびその製造方法を得ることにある。
（課題を解決するための手段）
前記の目的を達成するために、本発明の導波路構造を有
する半導体デバイスは、第１および第２ドープ領域を形
成する層は、成長中に無秩序化により導波路超格子領域
よりも低い屈折率と大きなバンドギャップを有する第１
および第２半導体材料の合金が形成されるのに十分に薄
く且つ高濃度にドープされたことを特徴とする。
する半導体デバイスは、第１および第２ドープ領域を形
成する層は、成長中に無秩序化により導波路超格子領域
よりも低い屈折率と大きなバンドギャップを有する第１
および第２半導体材料の合金が形成されるのに十分に薄
く且つ高濃度にドープされたことを特徴とする。
更にこの半導体デバイスの製造方法は、第１および第２
ドープ領域を、第１および第２半導体材料が成長の間に
無秩序化（ｄｉｓｏｒｄｅｒｄ） されるように十分
に薄く且つ十分に高濃度にドープされこのため第１およ
び第２ドープ領域が導波路超格子領域よりも低い屈折率
と大きなバンドギャップを有する第１および第２半導体
材料の合金によって形成されるように、第１および第２
ドープを成長させることを特徴とする。
ドープ領域を、第１および第２半導体材料が成長の間に
無秩序化（ｄｉｓｏｒｄｅｒｄ） されるように十分
に薄く且つ十分に高濃度にドープされこのため第１およ
び第２ドープ領域が導波路超格子領域よりも低い屈折率
と大きなバンドギャップを有する第１および第２半導体
材料の合金によって形成されるように、第１および第２
ドープを成長させることを特徴とする。
したがって、本発明を具現する方法を用い、第１および
第２ドープ領域を形成する第１および第２材料の層を非
常に高濃度にドープさせまた非常に薄くさせ、このため
成長の間ドーパント不純物か、第１および第２領域を形
成する層を無秩序化させ、かくして、第１および第２材
料の厚さの相対的な厚さで決まる平均組成を有し且つ無
秩序化されない導波路超格子領域よりも大きなバンドギ
ャップと小さな屈折率を有する合金を形成させることに
より、導波路構造を有する半導体デバイスをつくること
ができる。したがって、簡単な成長プロセス例えば通常
の分子線エピタキシー（ＭＢＩＥ）或いは有機金属化学
気相堆積（ＭＯＶＰＥ）を用い、単に２つの材料の交互
の層を成長させ、また第１及び第２ドープ領域が成長中
に無秩序化されて合金を形成するのに十分に高い濃度に
ドープされるのを保証することにより、所望の導波路を
形成することができる。したがって本発明は、成長の間
本来の場所に合金を形成させながら超格子構造の良好な
形態学 （ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）の利用を可能にする
。
第２ドープ領域を形成する第１および第２材料の層を非
常に高濃度にドープさせまた非常に薄くさせ、このため
成長の間ドーパント不純物か、第１および第２領域を形
成する層を無秩序化させ、かくして、第１および第２材
料の厚さの相対的な厚さで決まる平均組成を有し且つ無
秩序化されない導波路超格子領域よりも大きなバンドギ
ャップと小さな屈折率を有する合金を形成させることに
より、導波路構造を有する半導体デバイスをつくること
ができる。したがって、簡単な成長プロセス例えば通常
の分子線エピタキシー（ＭＢＩＥ）或いは有機金属化学
気相堆積（ＭＯＶＰＥ）を用い、単に２つの材料の交互
の層を成長させ、また第１及び第２ドープ領域が成長中
に無秩序化されて合金を形成するのに十分に高い濃度に
ドープされるのを保証することにより、所望の導波路を
形成することができる。したがって本発明は、成長の間
本来の場所に合金を形成させながら超格子構造の良好な
形態学 （ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）の利用を可能にする
。
本発明を具現する方法でつくられたデバイス例えば半導
体レーザは１．第１および第２ドープ領域の層を横切っ
てより良好な伝導を示すことができ、高濃度にドープさ
れた接点領域の形成を簡単にすることができる。その上
、所望しなければ、第１および第２材料の層の相対的な
厚さを導波路超格子領域の成長時に調節することは必要
ない。したがって、第１材料の層のすべてを、構造を通
じて、第２材料のすべての層がそうであることができる
ように同じ厚さを有することができる。
体レーザは１．第１および第２ドープ領域の層を横切っ
てより良好な伝導を示すことができ、高濃度にドープさ
れた接点領域の形成を簡単にすることができる。その上
、所望しなければ、第１および第２材料の層の相対的な
厚さを導波路超格子領域の成長時に調節することは必要
ない。したがって、第１材料の層のすべてを、構造を通
じて、第２材料のすべての層がそうであることができる
ように同じ厚さを有することができる。
ここに用いられている“量子井戸”という言葉は、比較
的大きなバンドギャップ材料の層の間ニサンドイッチさ
れた比較的小さなバンドギャップ材料の層で形成され、
この場合比較的小さなバンドギャップ材料の層がド・ブ
ロイ（ｄｅ Ｂｒｏｇｌｉｅ）の波長より小さいかまた
は同じオーダーの厚さを有しこのためポテンシャル井戸
内のエネルギレベルが量子化される、電荷キャリヤ特に
電子および場合によっては更にホールに対するポテンシ
ャル井戸を意味するものと理解され度い。ここに用いら
れている“超格子″という言葉は、広いバンドギャップ
と狭いバンドギャップ材料の交互の層より成り、この場
合層が非常に薄いので同じ材料の隣接層の同じステート
（ｓｔａｔｅ）の電荷キャリヤの波動関数がオーバーラ
ツプする構造を意味するものと理解され度い。
的大きなバンドギャップ材料の層の間ニサンドイッチさ
れた比較的小さなバンドギャップ材料の層で形成され、
この場合比較的小さなバンドギャップ材料の層がド・ブ
ロイ（ｄｅ Ｂｒｏｇｌｉｅ）の波長より小さいかまた
は同じオーダーの厚さを有しこのためポテンシャル井戸
内のエネルギレベルが量子化される、電荷キャリヤ特に
電子および場合によっては更にホールに対するポテンシ
ャル井戸を意味するものと理解され度い。ここに用いら
れている“超格子″という言葉は、広いバンドギャップ
と狭いバンドギャップ材料の交互の層より成り、この場
合層が非常に薄いので同じ材料の隣接層の同じステート
（ｓｔａｔｅ）の電荷キャリヤの波動関数がオーバーラ
ツプする構造を意味するものと理解され度い。
本発明を具現する半導体デバイスでは、第１および第２
材料の層は数単分子層例えば３から１０単分子層のオー
ダーの厚さとすることができるが、この場合単分子層と
いう言葉は、半導体材料の単−層例えば半導体材料がガ
リウム砒素である場合にはガリウムと砒素原子の単一層
を意味するものと理解され度い。
材料の層は数単分子層例えば３から１０単分子層のオー
ダーの厚さとすることができるが、この場合単分子層と
いう言葉は、半導体材料の単−層例えば半導体材料がガ
リウム砒素である場合にはガリウムと砒素原子の単一層
を意味するものと理解され度い。
導波路領域は、第１および第２材料の一方のバリヤ層で
境界された第１および第２材料の他方で形成された１つ
またはそれ以上の量子井戸を有することができる活性領
域で分離された２つの超格子領域を有することができる
。代わりに、活性領域が超格子を有することもできる。
境界された第１および第２材料の他方で形成された１つ
またはそれ以上の量子井戸を有することができる活性領
域で分離された２つの超格子領域を有することができる
。代わりに、活性領域が超格子を有することもできる。
活性領域が例えば半導体レーザデバイスである場合には
、第１および第２ドープ領域は反対の導電形の不純物で
ドープされることができる。したがって、例えば、第１
および第２材料がガリウム砒素やアルミニウム砒素のよ
うな■−■族半導体化合物である場合は、第１および第
２ドープ領域の一方はｎ導電影領域を形成するように珪
素でドープされ、他方はｐ導電影領域を形成するように
べＩＪ ＩＪウムでドープされることができる。側方に
閉込められた導波路領域は、第２ドープ領域の成長後に
、不純物例えば亜鉛または珪素原子をマスク手段を介し
てデバイスの自由面の離間された領域内に導入し、第２
ドープ領域および導波路領域を通って第１ドープ領域内
に下方に延在する反対導電形の離間された合金を形成す
ることによって形成することができる。
、第１および第２ドープ領域は反対の導電形の不純物で
ドープされることができる。したがって、例えば、第１
および第２材料がガリウム砒素やアルミニウム砒素のよ
うな■−■族半導体化合物である場合は、第１および第
２ドープ領域の一方はｎ導電影領域を形成するように珪
素でドープされ、他方はｐ導電影領域を形成するように
べＩＪ ＩＪウムでドープされることができる。側方に
閉込められた導波路領域は、第２ドープ領域の成長後に
、不純物例えば亜鉛または珪素原子をマスク手段を介し
てデバイスの自由面の離間された領域内に導入し、第２
ドープ領域および導波路領域を通って第１ドープ領域内
に下方に延在する反対導電形の離間された合金を形成す
ることによって形成することができる。
（実施例）
以下に本発明を添付の図面を参照して実施例で説明する
。
。
図面は略図的なもので寸法比通りのものでないことを了
解され度い。特に層或いは領域の厚さのような寸法は誇
張され、同時に他の寸法は縮小されている。更に各図中
同一符号は同一または同様部分を示すものであることも
了解され度い。
解され度い。特に層或いは領域の厚さのような寸法は誇
張され、同時に他の寸法は縮小されている。更に各図中
同一符号は同一または同様部分を示すものであることも
了解され度い。
図において、本発明の導波路構造を有する半導体デバイ
ス例えば半導体レーザは、第１ドープ領域２０を、半導
体基板１上に、第１および第２半導体材料の交互の層２
１および２２より成る超格子領域として成長させること
によりつくられる。次いで前記の第１ドープ領域２０上
に、第１および第２半導体材料の交互の層３１および３
２より成る少なくとも１つの超格子を有する導波路領域
３０が成長され、その後に、前記の第１ドープ領域２０
と同様に第１および第２半導体材料の交互の層４１およ
び４２を有する超格子として成長された第２ドープ領域
４０が続く。
ス例えば半導体レーザは、第１ドープ領域２０を、半導
体基板１上に、第１および第２半導体材料の交互の層２
１および２２より成る超格子領域として成長させること
によりつくられる。次いで前記の第１ドープ領域２０上
に、第１および第２半導体材料の交互の層３１および３
２より成る少なくとも１つの超格子を有する導波路領域
３０が成長され、その後に、前記の第１ドープ領域２０
と同様に第１および第２半導体材料の交互の層４１およ
び４２を有する超格子として成長された第２ドープ領域
４０が続く。
本発明によれば、第１および第２ドープ領域２０および
４０は次のように成長される、すなわち、第１および第
２半導体材料の層２１．２２．４１．４２は成長の間に
無秩序化になるように十分に薄く且つ高濃度にドープさ
れこのため該第１および第２ドープ領域２０および４０
は導波路領域３０よりも低い屈折率と大きなバンドドヤ
ップを有し、したがってこの第１および第２ドープ領域
２０および４０は、導波路領域３０を限界し、後述する
ように、半導体レーザの閉込め領域を形成することがで
き或いは導波路変調器または光スィッチに用いることの
できる導波路構造を形成する。
４０は次のように成長される、すなわち、第１および第
２半導体材料の層２１．２２．４１．４２は成長の間に
無秩序化になるように十分に薄く且つ高濃度にドープさ
れこのため該第１および第２ドープ領域２０および４０
は導波路領域３０よりも低い屈折率と大きなバンドドヤ
ップを有し、したがってこの第１および第２ドープ領域
２０および４０は、導波路領域３０を限界し、後述する
ように、半導体レーザの閉込め領域を形成することがで
き或いは導波路変調器または光スィッチに用いることの
できる導波路構造を形成する。
本発明を具現化する半導体デバイスは、僅か数単分子層
厚のオーダーの層の基板上に、制御された成長を可能に
する任意の適当な技法を用いてつ（ることができる。し
たがって、例えば分子線エピクキシー法（＋、ｌ１３１
Ｅ） 、有機金属気相エピタキシー法（ＭＯＶＰ巳）ま
たは有機金属ＭＢ巳（気体ソース！、Ｉ Ｂ Ｅと呼ば
れることもある）のような技術を用いることができる。
厚のオーダーの層の基板上に、制御された成長を可能に
する任意の適当な技法を用いてつ（ることができる。し
たがって、例えば分子線エピクキシー法（＋、ｌ１３１
Ｅ） 、有機金属気相エピタキシー法（ＭＯＶＰ巳）ま
たは有機金属ＭＢ巳（気体ソース！、Ｉ Ｂ Ｅと呼ば
れることもある）のような技術を用いることができる。
以下に記載する例では、第１および第２材料の交互の層
はＶａｒｉａｎ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐａ
ｌ。
はＶａｒｉａｎ Ａｓ５ｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐａ
ｌ。
八ｌｊｏ、 Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ、 Ｕ、Ｓ、Ａでつ
くられたＧｅｎ １のような通常の分子線エピタキシー
機成中で成長されたものである。
くられたＧｅｎ １のような通常の分子線エピタキシー
機成中で成長されたものである。
第１図には、本発明を具現した分離閉込め量子井戸レー
ザの断面図を示す。
ザの断面図を示す。
第１図よりわかるように、導波路領域はレーデの活性領
域５０すなわちレーザ光が生じる領域を限界する第１お
よび第２超格子領域３０ａおよび３０ｂを有する。デバ
イスを電気励起レーザ（ｅｌｅｃｔｅｉｃａｌｌｙρｕ
ｍｐｅｄ １ａｓｅｒ） として操作することができ
るように、第１および第２ドープ領域２０および４０は
、この例では第１ドープ領域２０はｎ導電形て第２１・
−プ領域４０はｎ導電形であるように反対にドープされ
る。導波路領域３０をｎまたはｎ導電形の不純物で低濃
度にドープすることもできるが、この例では有効にｐ−
１−ｎダイオード形構造を形成するデバイスの両端に電
圧が加えられることができるようにｐ導電形キャップ（
ｃａｐｐｉｎｇ）層６が第２ドープ領域４０の頂部に設
けられ、電気接点２と３が基板２とギャップ層６に夫々
設けられている。
域５０すなわちレーザ光が生じる領域を限界する第１お
よび第２超格子領域３０ａおよび３０ｂを有する。デバ
イスを電気励起レーザ（ｅｌｅｃｔｅｉｃａｌｌｙρｕ
ｍｐｅｄ １ａｓｅｒ） として操作することができ
るように、第１および第２ドープ領域２０および４０は
、この例では第１ドープ領域２０はｎ導電形て第２１・
−プ領域４０はｎ導電形であるように反対にドープされ
る。導波路領域３０をｎまたはｎ導電形の不純物で低濃
度にドープすることもできるが、この例では有効にｐ−
１−ｎダイオード形構造を形成するデバイスの両端に電
圧が加えられることができるようにｐ導電形キャップ（
ｃａｐｐｉｎｇ）層６が第２ドープ領域４０の頂部に設
けられ、電気接点２と３が基板２とギャップ層６に夫々
設けられている。
この例では、基板１は例えば２Ｘ１０１８ａｔｏｍｓ
ｃｎ＋−’のレベル迄ｎ導電形の不純物例えば珪素で高
濃度にドープされた（１００）表面を有するガリウム砒
素基板で、第１および第２半導体材料はガリウム砒素お
よびアルミニウム砒素である。したがって、第１図に示
したレーザの成長に使用される！、！ＢＩＥ機械には、
ガリウム、砒素、アルミニウム、珪素およびべＩＪ Ｉ
Ｊウムの各ビームを与える５つの噴散セルまたは源が設
けられる。ビームの成るものは分子線でもよく、例えば
砒素ビームはＡｓ２またはＡｓ＜ビームでもよく、一方
性のビームは原子線例えばドーパントビームは珪素およ
びべＩＪ ＩＪウム電子で形成されてもよいことは勿論
了解されるであろう。
ｃｎ＋−’のレベル迄ｎ導電形の不純物例えば珪素で高
濃度にドープされた（１００）表面を有するガリウム砒
素基板で、第１および第２半導体材料はガリウム砒素お
よびアルミニウム砒素である。したがって、第１図に示
したレーザの成長に使用される！、！ＢＩＥ機械には、
ガリウム、砒素、アルミニウム、珪素およびべＩＪ Ｉ
Ｊウムの各ビームを与える５つの噴散セルまたは源が設
けられる。ビームの成るものは分子線でもよく、例えば
砒素ビームはＡｓ２またはＡｓ＜ビームでもよく、一方
性のビームは原子線例えばドーパントビームは珪素およ
びべＩＪ ＩＪウム電子で形成されてもよいことは勿論
了解されるであろう。
第１図に示したレーザをつくる本発明の方法の具体例を
以下に説明する。約５ ｘｌＯ” Ｔｏｒｒの圧力が維
持されているＭ［３Ｅ ＠Ｊ、の真空室内支持段にガリ
ウム砒素基板１が既に位置されているものとすると、所
望の放射束（ｆｌｕｙ、）を生じるように噴散セルが先
ず各サーモカンプルの制御の下で加熱され、この場合す
べてのンヤノタはこの段階では閉じられている。次いで
ＧａＡｓ Ｋ板１が例えば基板ヒータによって加熱され
、砒素源噴散セルが開かれて基板が例えば２ｘ１０１５
ａｔｏｍｓ ｃｍ−” ５ｅｃ−’の八ｓ２（またはＡ
ｓ４）分子線または東を受け、この場合基板の加熱は、
揮発性酸化物を該基板より除去するのに十分である。次
いて、基板をＡｓ２（Ａｓ４）分子線中で所望の成長温
度例えば７００ ℃にし、ガリウムと珪素源噴散セル５
のシャッタを開いて例えば夫々５ｘｌＱ”ａｔｏｍｓ
ｃｍ−２ｓｅｃ−’および５．６ＸＩＯ”ａｔｏｍｓ
ｃｍ−’ ５ｅｃ−’の放射束を有するガリウムおよび
珪素のビームを基板表面に向け、ｎ″心電形ガリウム砒
素のエビタキャル層を成長させることにより、成長が開
始される。最初のガリウム砒素層は、第１図に点線で示
したように約０．５−１μｍの厚さのバッファエピタキ
シャル層１ａとすることができる。
以下に説明する。約５ ｘｌＯ” Ｔｏｒｒの圧力が維
持されているＭ［３Ｅ ＠Ｊ、の真空室内支持段にガリ
ウム砒素基板１が既に位置されているものとすると、所
望の放射束（ｆｌｕｙ、）を生じるように噴散セルが先
ず各サーモカンプルの制御の下で加熱され、この場合す
べてのンヤノタはこの段階では閉じられている。次いで
ＧａＡｓ Ｋ板１が例えば基板ヒータによって加熱され
、砒素源噴散セルが開かれて基板が例えば２ｘ１０１５
ａｔｏｍｓ ｃｍ−” ５ｅｃ−’の八ｓ２（またはＡ
ｓ４）分子線または東を受け、この場合基板の加熱は、
揮発性酸化物を該基板より除去するのに十分である。次
いて、基板をＡｓ２（Ａｓ４）分子線中で所望の成長温
度例えば７００ ℃にし、ガリウムと珪素源噴散セル５
のシャッタを開いて例えば夫々５ｘｌＱ”ａｔｏｍｓ
ｃｍ−２ｓｅｃ−’および５．６ＸＩＯ”ａｔｏｍｓ
ｃｍ−’ ５ｅｃ−’の放射束を有するガリウムおよび
珪素のビームを基板表面に向け、ｎ″心電形ガリウム砒
素のエビタキャル層を成長させることにより、成長が開
始される。最初のガリウム砒素層は、第１図に点線で示
したように約０．５−１μｍの厚さのバッファエピタキ
シャル層１ａとすることができる。
このバッファエピクキシャル層１ａの形成後、ガリウム
とアルミニウムの噴敗セルのシャッタが交互に開閉され
（すなわちアルミニウムのセルのシャッタが開かれてい
る時はガリウムのシャッタが閉じられそしてまたその逆
）この場合珪素と砒素のｌ’ｌセルのシャッタは、ｎ導
電形アルミニムウ砒素とｎ導電形ガリウム砒素の交互の
層２１と２２が成長するように開けられたままでいる。
とアルミニウムの噴敗セルのシャッタが交互に開閉され
（すなわちアルミニウムのセルのシャッタが開かれてい
る時はガリウムのシャッタが閉じられそしてまたその逆
）この場合珪素と砒素のｌ’ｌセルのシャッタは、ｎ導
電形アルミニムウ砒素とｎ導電形ガリウム砒素の交互の
層２１と２２が成長するように開けられたままでいる。
代表的に言えば、噴散セルは、６ＸＩＱ１４ａｔｏｍｓ
ａｍ−２ｓｅｃ−の放射束を有するアルミニウムビー
ム、６Ｘ１０１４ａｔｏｍｓ ｃｍ−２ｓｅｃ−’の放
射束を有するガリウムビームおよび２ｘｌＱ”ａｔｏｍ
ｓ ｃｍ−” ５ｅｃ−’の放射束を有する砒素ビーム
を与えるように配設することができる。飽和および／ま
たは凝離（ｓｅｇｒｅｇａｔ １ｏｎ）効果のような起
り得る問題を避けながら層２１と２２の所望の無秩序化
を達成するために、珪素ビームは、約１ｘｌＱ１８ａｔ
ｏｍｓ ｃｍ−’から約５ｘｌＱ”ａｔｏｍｓ ｃｍ
−３の範囲内の層２１と２２のドーパント濃度を与える
のに十分な放射束を有すべきである。この例では、珪素
ビームに対する放射束は、層２１と２２の夫々が珪素原
子で約２ＸＩＯ” ａｔｏｍｓ ｃｍ−３にドープさ
れるように５．６Ｘ１０” ａｔｏｍｓ ｃ＋＋ｒ２
ｓｅｃ−’に選ばれる。
ａｍ−２ｓｅｃ−の放射束を有するアルミニウムビー
ム、６Ｘ１０１４ａｔｏｍｓ ｃｍ−２ｓｅｃ−’の放
射束を有するガリウムビームおよび２ｘｌＱ”ａｔｏｍ
ｓ ｃｍ−” ５ｅｃ−’の放射束を有する砒素ビーム
を与えるように配設することができる。飽和および／ま
たは凝離（ｓｅｇｒｅｇａｔ １ｏｎ）効果のような起
り得る問題を避けながら層２１と２２の所望の無秩序化
を達成するために、珪素ビームは、約１ｘｌＱ１８ａｔ
ｏｍｓ ｃｍ−’から約５ｘｌＱ”ａｔｏｍｓ ｃｍ
−３の範囲内の層２１と２２のドーパント濃度を与える
のに十分な放射束を有すべきである。この例では、珪素
ビームに対する放射束は、層２１と２２の夫々が珪素原
子で約２ＸＩＯ” ａｔｏｍｓ ｃｍ−３にドープさ
れるように５．６Ｘ１０” ａｔｏｍｓ ｃ＋＋ｒ２
ｓｅｃ−’に選ばれる。
層２１と２２は、超格子を形成するのに十分な薄さで成
長される。
長される。
この例では、層２１と２２は共に、ｍとｎを夫々アルミ
ニウム砒素（ＡＩＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）の
単分子層の数とした場合超格子（ＡＩＡｓ）、（ＧａＡ
ｓ）、を形成するような数単分子層の厚さのオーダーで
ある。ｎとｍの典型的な値は３． ６． ９で、ｎは必
ずしもそうでなくてもよいが、ｍと等しくすることがで
きる。ｎとｍは構造を通じて変えられることができるこ
とは言う迄もなく理解されるであろう。
ニウム砒素（ＡＩＡｓ）とガリウム砒素（ＧａＡｓ）の
単分子層の数とした場合超格子（ＡＩＡｓ）、（ＧａＡ
ｓ）、を形成するような数単分子層の厚さのオーダーで
ある。ｎとｍの典型的な値は３． ６． ９で、ｎは必
ずしもそうでなくてもよいが、ｍと等しくすることがで
きる。ｎとｍは構造を通じて変えられることができるこ
とは言う迄もなく理解されるであろう。
成長される層２１と２２の数は、第１ドープ領域２０の
所望の厚さと各個の層２１と２２の厚さいかんで決まる
。第１図には全部で１０の層２１と２２シか示されてな
いが、実際にはより多くの層があることは明であろう。
所望の厚さと各個の層２１と２２の厚さいかんで決まる
。第１図には全部で１０の層２１と２２シか示されてな
いが、実際にはより多くの層があることは明であろう。
代表的に言えば、第１ドープ領域が例えば１．５μｎの
厚さを有しまた層２１と２２が夫々例えば６単分子層の
厚さを有する場合には、１つの単分子層の厚さを約２．
８３オングストロームとして、第１ドープ領域２０の層
２１と２２の総数は約６００ （３００の層２１と３０
０ の層２２の和）となる。
厚さを有しまた層２１と２２が夫々例えば６単分子層の
厚さを有する場合には、１つの単分子層の厚さを約２．
８３オングストロームとして、第１ドープ領域２０の層
２１と２２の総数は約６００ （３００の層２１と３０
０ の層２２の和）となる。
第１ドープ領域２０の所望の厚さが形成されると、珪素
噴散セルのシャッタが閉じられ、アルミニウムとガリウ
ムのシャックの交互開閉パターンが続けられ、第１超格
子領域３０ａがガリウム砒素の層３２と交互のアルミニ
ウム砒素の層３１の領域として成長される。この層３１
と３２は真性すなわちことさらにドープされなくてもよ
く或いはｎまたはｐ形不純物で例えばＩＸＩＯ１７ａｔ
ｏｍｓ ｃｍ−３迄の極めて低濃度にドープされてもよ
い。第１導波路超格子領域３ａの最後のアルミニウム砒
素層３１が形成されると、アルミニウム源のシャッタが
閉じられ、活性領域５０を例えば６０オングストローム
の厚さのガリウム砒素の単一量子井戸として成長させる
。
噴散セルのシャッタが閉じられ、アルミニウムとガリウ
ムのシャックの交互開閉パターンが続けられ、第１超格
子領域３０ａがガリウム砒素の層３２と交互のアルミニ
ウム砒素の層３１の領域として成長される。この層３１
と３２は真性すなわちことさらにドープされなくてもよ
く或いはｎまたはｐ形不純物で例えばＩＸＩＯ１７ａｔ
ｏｍｓ ｃｍ−３迄の極めて低濃度にドープされてもよ
い。第１導波路超格子領域３ａの最後のアルミニウム砒
素層３１が形成されると、アルミニウム源のシャッタが
閉じられ、活性領域５０を例えば６０オングストローム
の厚さのガリウム砒素の単一量子井戸として成長させる
。
活性領域５０が形成されると、ガリウム源シャッタが閉
じられ、アルミニウム源シャッタが開かれて第２導波路
超格子領域３０ｂの成長が開始される。
じられ、アルミニウム源シャッタが開かれて第２導波路
超格子領域３０ｂの成長が開始される。
この時砒素セルのシャッタは開いてアルミニウム源およ
びガリウム源のシャッタが前述したように交互に開閉さ
れ、非ドープまたは極めて低濃度にドープされたアルミ
ニウム砒素とガリウム砒素の別の交互の層３１と３２を
成長させて第２導波路超格子領域３０ａを完成する。し
かる後、べＩＪ ＩＪウム噴成敗セルシャッタが開かれ
、アルミニウムとガリウムの噴散セルのシャンクの開閉
操作が続けられてアルミニウム砒素とガリウム砒素の交
互のｐ形溝電層４１と４２を夫々成長させて第２ドープ
領域４０を形成する。前記の層４１と４２は夫々層２１
と２２と夫々同じ厚さとすることができ、第２ドープ領
域４０全体は第１ドープ領域２０の厚さと同様の犀さに
なる。起こり得る飽和および／または凝離効果を避は且
つべＩＪ ＩＪＪウム子の拡散の比較的速い速度に留意
しながら層４１と４２の所望の無秩序化を達成するため
に、ベリリウムビームは、約１×１０１０１８ａｔｏ
ｃｍ−’から約１ｘｌ□”ａｔｏｍｓ ｃｍ−３の範囲
内の層４１と４２のドーパント６度を与えるのに十分な
放射東を有するべきである。この例では、ベリＩＪウム
ビームの放射束は、層４１と４２内に約４ ＸＩＯ１８
ａｔｏｍｓｃｍ−３のドーパント濃度を与えるように選
ばれる。
びガリウム源のシャッタが前述したように交互に開閉さ
れ、非ドープまたは極めて低濃度にドープされたアルミ
ニウム砒素とガリウム砒素の別の交互の層３１と３２を
成長させて第２導波路超格子領域３０ａを完成する。し
かる後、べＩＪ ＩＪウム噴成敗セルシャッタが開かれ
、アルミニウムとガリウムの噴散セルのシャンクの開閉
操作が続けられてアルミニウム砒素とガリウム砒素の交
互のｐ形溝電層４１と４２を夫々成長させて第２ドープ
領域４０を形成する。前記の層４１と４２は夫々層２１
と２２と夫々同じ厚さとすることができ、第２ドープ領
域４０全体は第１ドープ領域２０の厚さと同様の犀さに
なる。起こり得る飽和および／または凝離効果を避は且
つべＩＪ ＩＪＪウム子の拡散の比較的速い速度に留意
しながら層４１と４２の所望の無秩序化を達成するため
に、ベリリウムビームは、約１×１０１０１８ａｔｏ
ｃｍ−’から約１ｘｌ□”ａｔｏｍｓ ｃｍ−３の範囲
内の層４１と４２のドーパント６度を与えるのに十分な
放射東を有するべきである。この例では、ベリＩＪウム
ビームの放射束は、層４１と４２内に約４ ＸＩＯ１８
ａｔｏｍｓｃｍ−３のドーパント濃度を与えるように選
ばれる。
前述よりわかるように、第１および第２導波路超格子領
域３０ａおよび３０ｂと第２ドープ領域は第１図に極く
略図的に示されており、実際には図よりも多くの層より
成り、第２ドープ領域４０は第１ドープ領域２０と同数
の層４１と４２を有し、第２導波路超格子領域３０ａと
３０ｂは夫々約６０の層を有する。
域３０ａおよび３０ｂと第２ドープ領域は第１図に極く
略図的に示されており、実際には図よりも多くの層より
成り、第２ドープ領域４０は第１ドープ領域２０と同数
の層４１と４２を有し、第２導波路超格子領域３０ａと
３０ｂは夫々約６０の層を有する。
次いでｐ導電形ガリウム砒素の最終キャップ層６が約０
．５から１μｍの厚さ迄成長され、デバイスの両端に電
圧を加えこのためレーザ光の発生を可能にするしきい電
流を得ることができるように導電層が堆積されて接点２
と３かつ（られる。この接点２と３を形成する導電層は
適当な金属または合金でよい。したがって、例えば、接
点２をＡｕＧｅＮ ｉ合金で形成し、接点３をＡｕＺｎ
合金で形成することもできる。
．５から１μｍの厚さ迄成長され、デバイスの両端に電
圧を加えこのためレーザ光の発生を可能にするしきい電
流を得ることができるように導電層が堆積されて接点２
と３かつ（られる。この接点２と３を形成する導電層は
適当な金属または合金でよい。したがって、例えば、接
点２をＡｕＧｅＮ ｉ合金で形成し、接点３をＡｕＺｎ
合金で形成することもできる。
前述したように、第１および第２ドープ領域２０および
４０を形成する層２Ｌ ２２．４１．４２は非常に高濃
度にドープされまた十分に薄いので、珪素とべＩＪ Ｉ
Ｊウムドーパント原子は夫々第１図のレーザ構造の成長
の間に層２１と２２および層４１と４２を混合或いは無
秩序化させ、このため第１および第２ドープ領域２０お
よび４０は、第１図に破線で示したように超格子構造と
して成長されても、実際には構造の成長が完了した時は
第１および第２材料の合金”ｘ Ｇａ、−８八ｓで形成
され、この場合Ｘの平均値は、ｎとｍを夫々前述したよ
うにアルミニウム砒素層２１と４１およびガリウム砒素
層２２と４２の単分子層の厚さとすると□ で与えられ
る。アルミニウム砒素層とガリウム素層が同じ厚さなら
ば、平均するとＸは０．５になる。もっとも、わかるで
あろうように、合金の組成は、アルミニウム砒素層２１
と４１の厚さとガリウム砒素層２２と４２の厚さの比を
変えるこさとにより比較的容易に所望通りに調節するこ
とができる。
４０を形成する層２Ｌ ２２．４１．４２は非常に高濃
度にドープされまた十分に薄いので、珪素とべＩＪ Ｉ
Ｊウムドーパント原子は夫々第１図のレーザ構造の成長
の間に層２１と２２および層４１と４２を混合或いは無
秩序化させ、このため第１および第２ドープ領域２０お
よび４０は、第１図に破線で示したように超格子構造と
して成長されても、実際には構造の成長が完了した時は
第１および第２材料の合金”ｘ Ｇａ、−８八ｓで形成
され、この場合Ｘの平均値は、ｎとｍを夫々前述したよ
うにアルミニウム砒素層２１と４１およびガリウム砒素
層２２と４２の単分子層の厚さとすると□ で与えられ
る。アルミニウム砒素層とガリウム素層が同じ厚さなら
ば、平均するとＸは０．５になる。もっとも、わかるで
あろうように、合金の組成は、アルミニウム砒素層２１
と４１の厚さとガリウム砒素層２２と４２の厚さの比を
変えるこさとにより比較的容易に所望通りに調節するこ
とができる。
第２図は、導波路領域３０とこれと接する第１および第
２ドープ領域２０および４０内に含まれるアルミニウム
の場所に関する平均小数Ｘて示された組成の変化を示す
グラフである。第２図の破線は、領域２０．３０ａ、
５０．３０ｂおよび４０の境界を示す。
２ドープ領域２０および４０内に含まれるアルミニウム
の場所に関する平均小数Ｘて示された組成の変化を示す
グラフである。第２図の破線は、領域２０．３０ａ、
５０．３０ｂおよび４０の境界を示す。
第２図よりわかるように、単にガリウム砒素層である遣
子井戸活性領域はアルミニウムを含まずしたがってこの
活性領域５０内のアルミニウムの小数すなわち割合Ｘは
Ｏである。この活性領域５０はアルミニウムを含むこと
もでき、例えば超格子領域となり得ることは勿論理解さ
れるであろう。
子井戸活性領域はアルミニウムを含まずしたがってこの
活性領域５０内のアルミニウムの小数すなわち割合Ｘは
Ｏである。この活性領域５０はアルミニウムを含むこと
もでき、例えば超格子領域となり得ることは勿論理解さ
れるであろう。
ドープされない或いは極めて低濃度にドープされた第１
および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂは成長
の間無秩序にはならず、したがってアルミニウム砒素と
ガリウム砒素の規則的な交互の層のままでいる。第１お
よび第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂは無秩序
化されない超格子領域のままなので、アルミニウムの小
数は実際には第２図に示すように第１および第２導波路
超格子領域３０ａおよび３０ｂを横切って滑らかに変わ
るのでなく、アルミニウム砒素層３１内の×−１とガリ
ウム砒素層３２内のＸ＝０に伴って層３１と３２の間で
急に変わるであろう。けれども、極めて薄い層３１と３
２にわたるこのような急激な変化は線図的にはっきり表
すことは難しく、したがって第１および第２導波路超格
子領域３０ａおよび３０ｂに対してはアルミニウムの場
所に関する平均百分率Ｘが示されている。
および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂは成長
の間無秩序にはならず、したがってアルミニウム砒素と
ガリウム砒素の規則的な交互の層のままでいる。第１お
よび第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂは無秩序
化されない超格子領域のままなので、アルミニウムの小
数は実際には第２図に示すように第１および第２導波路
超格子領域３０ａおよび３０ｂを横切って滑らかに変わ
るのでなく、アルミニウム砒素層３１内の×−１とガリ
ウム砒素層３２内のＸ＝０に伴って層３１と３２の間で
急に変わるであろう。けれども、極めて薄い層３１と３
２にわたるこのような急激な変化は線図的にはっきり表
すことは難しく、したがって第１および第２導波路超格
子領域３０ａおよび３０ｂに対してはアルミニウムの場
所に関する平均百分率Ｘが示されている。
このような同じ厚さのガリウム砒素とアルミニウム砒素
の交互の層の超格子はＸ・０．３６を有するＡｌｘ Ｇ
ａ、−、Ａｓに等しいバンドギャップを有することは当
業者に認識されている。
の交互の層の超格子はＸ・０．３６を有するＡｌｘ Ｇ
ａ、−、Ａｓに等しいバンドギャップを有することは当
業者に認識されている。
前述したように、第１および第２ドープ領域の層２１．
２２および４１４２は非常に薄くそして高濃度にドープ
されているので、第１および第２ドープ領域２０および
４０は合金Ａ１． Ｇａ１−ｘ Ａｓを形成する成長の
間無秩序になるが、この合金は、アルミニウム砒素とガ
リウム砒素の相対的な厚さによって決まる組成を有し、
したがってアルミニウム砒素とガリウム砒素が同じ厚さ
である場合には第１および第２ドープ領域２０および４
０を形成する合金は第２図に示すように平均組成Ａ１．
、５Ｇａｏ、 ｓＡｓすなわち×・０．５を有する。第
１および第２ドープ領域２０および４０内のドーパント
は境界を横切って隣接の第１および第２導波路超格子領
域３０ａおよび３０ｂに夫々拡散するであろうから、第
１および第２ドープ領域２０および４０に隣接する第１
および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂの最外
側では幾らかの無秩序化が起き、この理由で、第２図は
、非ドープ導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂと第１
および第２ドープ領域２０および４０の境界でアルミニ
ウムの場所的な平均百分率Ｘの突然の変化を示さずに、
極めて略図的に、非ドープ導波路超格子領域３０ａおよ
び３０ｂへの成る程度の拡散を示している。
２２および４１４２は非常に薄くそして高濃度にドープ
されているので、第１および第２ドープ領域２０および
４０は合金Ａ１． Ｇａ１−ｘ Ａｓを形成する成長の
間無秩序になるが、この合金は、アルミニウム砒素とガ
リウム砒素の相対的な厚さによって決まる組成を有し、
したがってアルミニウム砒素とガリウム砒素が同じ厚さ
である場合には第１および第２ドープ領域２０および４
０を形成する合金は第２図に示すように平均組成Ａ１．
、５Ｇａｏ、 ｓＡｓすなわち×・０．５を有する。第
１および第２ドープ領域２０および４０内のドーパント
は境界を横切って隣接の第１および第２導波路超格子領
域３０ａおよび３０ｂに夫々拡散するであろうから、第
１および第２ドープ領域２０および４０に隣接する第１
および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂの最外
側では幾らかの無秩序化が起き、この理由で、第２図は
、非ドープ導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂと第１
および第２ドープ領域２０および４０の境界でアルミニ
ウムの場所的な平均百分率Ｘの突然の変化を示さずに、
極めて略図的に、非ドープ導波路超格子領域３０ａおよ
び３０ｂへの成る程度の拡散を示している。
前述したように、無秩序化されない第１および第２導波
路超格子領域３０ａおよび３０ｂは、この例ではＸ＝０
．３６のアルミニウムガリウム砒素合金ＡＩＭ Ｇａ、
−８Ａｓに等しい有効バンドギャップを有し、−力無秩
序化された第１および第２ドープ領域２０および４０は
Ｘ＝０．５のＡ１． Ｇａ、−、Ａｓの合金で形成され
る。当該技術では公知のように、合金Ａ１１ｌ ＧａＡ
ｓの伝導帯と価電子帯の間のバンドギャップは、存在す
るアルミニウムの小数Ｘの増加に伴って増加するように
、存在するアルミニウムの小数Ｘの変化に伴って変化し
、一方このような領域の屈折率は、存在するアルミニウ
ムの小数Ｘに逆の関係にある。したがって、第１図に示
したレーザでは、第１および第２導波路超格子領域３０
ａおよび３０１］は、第１および第２ドープ領域２０お
よび４０よりも低いバンドギャップと高い屈折率を有す
る。したがって第１および第２導波路超格子領域３０ａ
および３０ｂは、レーザの動作中量子井戸活性領域５０
への電子の導入を容易にししたがってレーザの達成に必
要なしきい電流の低減を容易にする電子をトラップする
ための別個の閉込め領域を形成する。
路超格子領域３０ａおよび３０ｂは、この例ではＸ＝０
．３６のアルミニウムガリウム砒素合金ＡＩＭ Ｇａ、
−８Ａｓに等しい有効バンドギャップを有し、−力無秩
序化された第１および第２ドープ領域２０および４０は
Ｘ＝０．５のＡ１． Ｇａ、−、Ａｓの合金で形成され
る。当該技術では公知のように、合金Ａ１１ｌ ＧａＡ
ｓの伝導帯と価電子帯の間のバンドギャップは、存在す
るアルミニウムの小数Ｘの増加に伴って増加するように
、存在するアルミニウムの小数Ｘの変化に伴って変化し
、一方このような領域の屈折率は、存在するアルミニウ
ムの小数Ｘに逆の関係にある。したがって、第１図に示
したレーザでは、第１および第２導波路超格子領域３０
ａおよび３０１］は、第１および第２ドープ領域２０お
よび４０よりも低いバンドギャップと高い屈折率を有す
る。したがって第１および第２導波路超格子領域３０ａ
および３０ｂは、レーザの動作中量子井戸活性領域５０
への電子の導入を容易にししたがってレーザの達成に必
要なしきい電流の低減を容易にする電子をトラップする
ための別個の閉込め領域を形成する。
更に、真性の第１および第２導波路超格子領域３０ａお
よび３０ｂは、デバイスの動作中、発生されたレーザ光
の導波路として働く。第１図に示したレーザも、対応し
た領域が超格子で形成された場合の同様レーザよりも第
１および第２ドープ領域２０および４０の層を横切って
より良い伝導を示すはずである。その上、第１および第
２領域が高濃度にドープされた本発明のデバイスでは、
高濃度にドープされた接点領域、第１図で言えば基板１
およびキャップ層６は簡単化されることができる。
よび３０ｂは、デバイスの動作中、発生されたレーザ光
の導波路として働く。第１図に示したレーザも、対応し
た領域が超格子で形成された場合の同様レーザよりも第
１および第２ドープ領域２０および４０の層を横切って
より良い伝導を示すはずである。その上、第１および第
２領域が高濃度にドープされた本発明のデバイスでは、
高濃度にドープされた接点領域、第１図で言えば基板１
およびキャップ層６は簡単化されることができる。
前述したように、閉込め領域は、第１および第２ドープ
領域２０および４０を第１および第２材料の交互の層の
超格子として成長させ、この場合これ等の層が非常に薄
く且つ高濃度にドープされているため成長の開拓格子が
無秩序化して第１および第２材料の層の相対的な厚さに
より決まる平均組成を有する合金を形成することによっ
て得られる。
領域２０および４０を第１および第２材料の交互の層の
超格子として成長させ、この場合これ等の層が非常に薄
く且つ高濃度にドープされているため成長の開拓格子が
無秩序化して第１および第２材料の層の相対的な厚さに
より決まる平均組成を有する合金を形成することによっ
て得られる。
超格子としての第１および第２ドープ領域２０および４
０の成長は該第１および第２ドープ領域の組成の良好な
制御を可能にし、その上超格子構造の良好な形態学を利
用する。更に、第１および第２領域２０および４０の無
秩序化が成長中に達成されるということは、ドーパント
の位置したがって有効バンドギャップおよび屈折率の変
化を、無秩序化が成長後構造内に拡散されたドーパント
で誘起された場合に可能であろうよりも遥かにより正確
に制御することを可能にする。実際に、当業者には明ら
かであろうように、第１図に示したレーザ半導体デバイ
スは実際上成長後にドーパントを導入して第１および第
２領域を無秩序化することによって形成することはでき
ないであろう。とじ）うのは、成長後に構造内に拡散さ
れたドーパントは、無秩序化のために構造を通って拡散
すれば必ず真性の第１および第２導波路超格子領域３０
ａおよび３０ｂと量子井戸活性領域の両方をも無秩序化
するからである。
０の成長は該第１および第２ドープ領域の組成の良好な
制御を可能にし、その上超格子構造の良好な形態学を利
用する。更に、第１および第２領域２０および４０の無
秩序化が成長中に達成されるということは、ドーパント
の位置したがって有効バンドギャップおよび屈折率の変
化を、無秩序化が成長後構造内に拡散されたドーパント
で誘起された場合に可能であろうよりも遥かにより正確
に制御することを可能にする。実際に、当業者には明ら
かであろうように、第１図に示したレーザ半導体デバイ
スは実際上成長後にドーパントを導入して第１および第
２領域を無秩序化することによって形成することはでき
ないであろう。とじ）うのは、成長後に構造内に拡散さ
れたドーパントは、無秩序化のために構造を通って拡散
すれば必ず真性の第１および第２導波路超格子領域３０
ａおよび３０ｂと量子井戸活性領域の両方をも無秩序化
するからである。
第３図は、構造の成長がわざわざドープされたのではな
い或いは極必で低濃度にドープされたアルミニウム砒素
とガリウム砒素の交互の層３１と３２の超格子として形
成されたバリヤ領域３０Ｃと３０ｄによって分離された
３つの量子井戸活性領域５０ａ５０ｂおよび５０Ｃを設
けるように変更されたこと以外は第１図と同様の半導体
レーザデバイスを示す。
い或いは極必で低濃度にドープされたアルミニウム砒素
とガリウム砒素の交互の層３１と３２の超格子として形
成されたバリヤ領域３０Ｃと３０ｄによって分離された
３つの量子井戸活性領域５０ａ５０ｂおよび５０Ｃを設
けるように変更されたこと以外は第１図と同様の半導体
レーザデバイスを示す。
第４図は、第３図のデバイスの領域２０．３０ａ、 ５
０ａ。
０ａ。
３０ｃ、 ５０ｂ、 ３０ｄ、 ５０ｃ、 ３０ｂおよ
び４０を横切るアルミニウムの位置に関する平均小数Ｘ
の変化を示す。
び４０を横切るアルミニウムの位置に関する平均小数Ｘ
の変化を示す。
やはり第２図のグラフと同様に、無秩序化されない超格
子領域３０ａ、 ３０ｂ、３０Ｃおよび３０ｄを横切る
平均小数Ｘだけが示されているが、実際にはガリウム砒
素層３２のｘ判からアルミニウム砒素層３１のＸ・１に
急に変化するものであることを理解され度い。
子領域３０ａ、 ３０ｂ、３０Ｃおよび３０ｄを横切る
平均小数Ｘだけが示されているが、実際にはガリウム砒
素層３２のｘ判からアルミニウム砒素層３１のＸ・１に
急に変化するものであることを理解され度い。
第３図に示したレーザ半導体デバイスは、真性領域３０
の形成の間ガリウムとアルミニウム噴散セルのシャック
の開閉が夫々例えば１００オングストロームの厚さを有
する層３１と３２の真性超格子領域３０ｃと３０ｄで分
離された夫々６０オングストロ一ム以上の厚さを有する
３つのガリウム砒素童子井戸活性領域５０ａ、 ５０ｂ
、 ５０Ｃを形成するように制御される点を除いては、
第１図に示したデバイスと同様にしてつくられる。勿論
領域５０は超格子領域として形成されることもできるこ
とはわかるであろう。
の形成の間ガリウムとアルミニウム噴散セルのシャック
の開閉が夫々例えば１００オングストロームの厚さを有
する層３１と３２の真性超格子領域３０ｃと３０ｄで分
離された夫々６０オングストロ一ム以上の厚さを有する
３つのガリウム砒素童子井戸活性領域５０ａ、 ５０ｂ
、 ５０Ｃを形成するように制御される点を除いては、
第１図に示したデバイスと同様にしてつくられる。勿論
領域５０は超格子領域として形成されることもできるこ
とはわかるであろう。
以上述べた配置では、接点２と３はレーザデバイス構造
の成長の後直接に形成されたが、第１図と第３図に示し
たデバイスの何れについても例えば第５図に示したよう
な埋込みへテロ構造を与えるように別のプロセスを行う
こともできる。
の成長の後直接に形成されたが、第１図と第３図に示し
たデバイスの何れについても例えば第５図に示したよう
な埋込みへテロ構造を与えるように別のプロセスを行う
こともできる。
第５図に示した埋込みへテロ構造レーザは、前述したよ
うな第１図または第３図に示した構造の成長後に、キャ
ップ層６の上面にマスク （図示せず）を形成し、通常
のエツチング技法を用いてメサ構造６ｂを形成すること
によってつくられる。このメサ構造６ｂとマスク（図示
せず）は、次いで、マスク７の一方の側に、第１および
第２領域と導波路領域の残りの部分２０′、 ３０ａ
、 ３０ｂ’および４０′で形成されたス） ＩＪツ
ブ領域１００ と隣接する高伝導性ドープ領域１０と１
１を形成するために頂面に不純物を導入するためのマス
クとして使用される。
うな第１図または第３図に示した構造の成長後に、キャ
ップ層６の上面にマスク （図示せず）を形成し、通常
のエツチング技法を用いてメサ構造６ｂを形成すること
によってつくられる。このメサ構造６ｂとマスク（図示
せず）は、次いで、マスク７の一方の側に、第１および
第２領域と導波路領域の残りの部分２０′、 ３０ａ
、 ３０ｂ’および４０′で形成されたス） ＩＪツ
ブ領域１００ と隣接する高伝導性ドープ領域１０と１
１を形成するために頂面に不純物を導入するためのマス
クとして使用される。
ドープ領域１０と１１を形成するために導入される不純
物はどちらの導電形でもよく、これを図解するためにこ
のドープ領域１０と１１を第５図に斜線で示しである。
物はどちらの導電形でもよく、これを図解するためにこ
のドープ領域１０と１１を第５図に斜線で示しである。
導入される不純物が、第１および第２ドープ領域２０お
よび４０を形成するのに用いられるドーパントの珪素お
よびべＩＪ ＩＪＪウムりも遥かに速く拡散する高移動
不純物である場合には、不純物の導入に拡散プロセスを
用いることができる。したがって、例えば領域１０と１
１を形成するドーパントとして亜鉛が用いられる場合に
は、欧州特許公開公報第１０３４１５号に記載されたよ
うなプロセスを亜鉛原子の導入に用いることができる。
よび４０を形成するのに用いられるドーパントの珪素お
よびべＩＪ ＩＪＪウムりも遥かに速く拡散する高移動
不純物である場合には、不純物の導入に拡散プロセスを
用いることができる。したがって、例えば領域１０と１
１を形成するドーパントとして亜鉛が用いられる場合に
は、欧州特許公開公報第１０３４１５号に記載されたよ
うなプロセスを亜鉛原子の導入に用いることができる。
拡散のみに頼る代わりとして、領域１０と１１を形成す
るのに通常のイオン打込みおよび拡散技法を用いること
もできる。これは次のような利点を有する。すなわち、
打込みエネルギの広い範囲を選ぶことによって、ドーパ
ントを、無秩序化される領域を通して導入することがで
き、第１および第２領域２０および４０をドープする珪
素およびべＩＪ ＩＪＪウム子の無視てきない望ましく
ない別の運動を生じることなしに、領域１０および１１
を形成するのに珪素のよう比較的緩りと移動するドーパ
ントの使用を可能にして無秩序化に極く僅かな量の拡散
しか必要としない。
るのに通常のイオン打込みおよび拡散技法を用いること
もできる。これは次のような利点を有する。すなわち、
打込みエネルギの広い範囲を選ぶことによって、ドーパ
ントを、無秩序化される領域を通して導入することがで
き、第１および第２領域２０および４０をドープする珪
素およびべＩＪ ＩＪＪウム子の無視てきない望ましく
ない別の運動を生じることなしに、領域１０および１１
を形成するのに珪素のよう比較的緩りと移動するドーパ
ントの使用を可能にして無秩序化に極く僅かな量の拡散
しか必要としない。
第５図に示したデバイスに対する第１および第２導波路
超格子領域３０ａおよび３０ｂは、第１ドープ領域２０
の成長後珪素噴散セルよりのビーム束をまず調節した後
筒１および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂの
成長中珪素またはべＩＪ ＩＪウム噴成敗セルシャッタ
を開くことにより、例えばＩＸＩＱ”ａｔｏｍｓ ｃｍ
−３のドーパント濃度に僅かにドープされる。量子井戸
活性領域５０はやはりことさらドープされなくてもよい
。
超格子領域３０ａおよび３０ｂは、第１ドープ領域２０
の成長後珪素噴散セルよりのビーム束をまず調節した後
筒１および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂの
成長中珪素またはべＩＪ ＩＪウム噴成敗セルシャッタ
を開くことにより、例えばＩＸＩＱ”ａｔｏｍｓ ｃｍ
−３のドーパント濃度に僅かにドープされる。量子井戸
活性領域５０はやはりことさらドープされなくてもよい
。
第１および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０ｂの
このような低濃度ドーピングは、超格子の無秩序化を生
じるのには足りず、ストリップ領域１００内の注入ｐｎ
接合部ｐは、第１および第２導波路超格子領域３０ａお
よび３０ｂがｎ形不純物でドープされた場合には比較的
狭いバンドギャップの第２導波路超格子領域３０ｂと第
１ドープ領域４００間の境界またはこの境界近くに、或
いは第１および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０
ｂがｐ形不純物でドープされた場合には比較的狭いバン
ドギャップの第１導波路超格子領域３０ｂ と第１ドー
プ領域２０の間の境界または境界近くに形成されること
を保証し、−刃高濃度にドープされた無秩序化領域１０
と１１は比較的広いバンドギャップ合金領域２０と領域
１０および１１との間に存し、このため後者のｐｎ接合
は高いクーンオーバ電圧を有し、これによりデバイスの
動作時キャリヤの注入がレーザストリップ領域１００内
のｐｎ接合に起きることを保証する。
このような低濃度ドーピングは、超格子の無秩序化を生
じるのには足りず、ストリップ領域１００内の注入ｐｎ
接合部ｐは、第１および第２導波路超格子領域３０ａお
よび３０ｂがｎ形不純物でドープされた場合には比較的
狭いバンドギャップの第２導波路超格子領域３０ｂと第
１ドープ領域４００間の境界またはこの境界近くに、或
いは第１および第２導波路超格子領域３０ａおよび３０
ｂがｐ形不純物でドープされた場合には比較的狭いバン
ドギャップの第１導波路超格子領域３０ｂ と第１ドー
プ領域２０の間の境界または境界近くに形成されること
を保証し、−刃高濃度にドープされた無秩序化領域１０
と１１は比較的広いバンドギャップ合金領域２０と領域
１０および１１との間に存し、このため後者のｐｎ接合
は高いクーンオーバ電圧を有し、これによりデバイスの
動作時キャリヤの注入がレーザストリップ領域１００内
のｐｎ接合に起きることを保証する。
ドープ領域１０と１１を形成するための不純物の導入後
、マスク（図示せず）が除かれ、通常の化学気相堆積技
法で酸化珪素が堆積され、次いで絶縁層７を形成するた
めにパターニングされる。次いで、第５図に示すように
接点３′がメサ構造６ｂとだけ接触する点を除いては第
１図と第３図の接点２と３と同様に導電材料が堆積され
て電気接点２と３′が形成される。
、マスク（図示せず）が除かれ、通常の化学気相堆積技
法で酸化珪素が堆積され、次いで絶縁層７を形成するた
めにパターニングされる。次いで、第５図に示すように
接点３′がメサ構造６ｂとだけ接触する点を除いては第
１図と第３図の接点２と３と同様に導電材料が堆積され
て電気接点２と３′が形成される。
この実施例では第１および第２導波路超格子領域３０ａ
および３０ｂｌｉｎ形不純物により低濃度にドープされ
ているので、注入ｐｎ接合部ｐは、第５図に示すように
第２導波路超格子領域３０ｂと第２ドープ領域４０の境
界または境界近くに存する。ドープ領域１０および１１
とのｐｎ接合の位置は、言う迄もなく、該領域１０およ
び１１を形成するために導入された不純物の導電形によ
って決まる。したがって、ドープ領域１０と１１がｐ導
電形不純物でドープされた場合は、ｐｎ接合は、ｎ導電
形第１ドープ領域２０および第１と第２導波路超格子領
域の残りの部分３０′ａと３０′ｂとｐ導電形ドープ領
域１０および１１との間の境界Ｘにある。ドープ領域１
０と１１が珪素のようなｎ導電形不純物でドープされた
場合は、ｐｎ接合は、ｐ導電形第２ドープ領域の残りの
部分４０′およびキャップ層６とｎ導電形ドープ領域１
０および１１との境界にある。何れの場合にも、当業者
には明らかなように、キャリヤを活性領域５０’に注入
するようにｐｎｎ接合部順バイアスするデバイスの動作
時、無秩序化されたドープ領域１０と１１は、活性領域
５０′と第１および第２Ｍ！１格子領域３０’ａおよび
３０ ′ｂよりも大きなバンドギャップと低い屈折率を
有し、かくして側方キャリヤ閉込めとデバイスの動作時
発生された光の側方導波路とを与える。
および３０ｂｌｉｎ形不純物により低濃度にドープされ
ているので、注入ｐｎ接合部ｐは、第５図に示すように
第２導波路超格子領域３０ｂと第２ドープ領域４０の境
界または境界近くに存する。ドープ領域１０および１１
とのｐｎ接合の位置は、言う迄もなく、該領域１０およ
び１１を形成するために導入された不純物の導電形によ
って決まる。したがって、ドープ領域１０と１１がｐ導
電形不純物でドープされた場合は、ｐｎ接合は、ｎ導電
形第１ドープ領域２０および第１と第２導波路超格子領
域の残りの部分３０′ａと３０′ｂとｐ導電形ドープ領
域１０および１１との間の境界Ｘにある。ドープ領域１
０と１１が珪素のようなｎ導電形不純物でドープされた
場合は、ｐｎ接合は、ｐ導電形第２ドープ領域の残りの
部分４０′およびキャップ層６とｎ導電形ドープ領域１
０および１１との境界にある。何れの場合にも、当業者
には明らかなように、キャリヤを活性領域５０’に注入
するようにｐｎｎ接合部順バイアスするデバイスの動作
時、無秩序化されたドープ領域１０と１１は、活性領域
５０′と第１および第２Ｍ！１格子領域３０’ａおよび
３０ ′ｂよりも大きなバンドギャップと低い屈折率を
有し、かくして側方キャリヤ閉込めとデバイスの動作時
発生された光の側方導波路とを与える。
前述した導電形はこれを逆にして第１ドープ領域２０を
ｐ導電形および第２ドープ領域４０をｎ導電形とするこ
ともでき、このことは、領域１０と１１を形成するため
に導入される不純物の導電形の影響が構造内のｐｎ接合
の位置に関して逆になることを意味することは勿論わか
るであろう。
ｐ導電形および第２ドープ領域４０をｎ導電形とするこ
ともでき、このことは、領域１０と１１を形成するため
に導入される不純物の導電形の影響が構造内のｐｎ接合
の位置に関して逆になることを意味することは勿論わか
るであろう。
第１，３および５図に関して前述した構造は必ずしも電
気励起レーザデバイス（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｐｕ
ｍｐｅ＋ｊ １ａｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅ）を形成するも
ノテハない。
気励起レーザデバイス（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｐｕ
ｍｐｅ＋ｊ １ａｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅ）を形成するも
ノテハない。
したがって、例えば、第１，３および５図に示した構造
は光励起レーザデバイス（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｐｕｍ
ｐｅｄｌａｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅ） として設計する
こともてき、この場合には第１および第２領域２０およ
び４０はｐｎ接合を必要としないので同じ導電形の不純
物でドープすることができる。
は光励起レーザデバイス（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｐｕｍ
ｐｅｄｌａｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅ） として設計する
こともてき、この場合には第１および第２領域２０およ
び４０はｐｎ接合を必要としないので同じ導電形の不純
物でドープすることができる。
以上述べた配置では、第１および第２材料の交互の層２
Ｌ ２２．３１．３２．４１および４２はデバイス構造
を通じて同じ厚さであるが、必ずしもそうでなくてもよ
い。したがって、例えば、導波路領域３０と第１および
第２ドープ領域２０および４０との間のバンドギャップ
の差を調節するようにアルミニウム砒素とガリウム砒素
層３１と３２の相対的な厚さを層２１と２２および４１
と４２の厚さと相違させることもできる。
Ｌ ２２．３１．３２．４１および４２はデバイス構造
を通じて同じ厚さであるが、必ずしもそうでなくてもよ
い。したがって、例えば、導波路領域３０と第１および
第２ドープ領域２０および４０との間のバンドギャップ
の差を調節するようにアルミニウム砒素とガリウム砒素
層３１と３２の相対的な厚さを層２１と２２および４１
と４２の厚さと相違させることもできる。
第１および第２財ｆ′旧ま必ずしもアルミニウム砒素お
よびガリウム砒素である必要はなく、第１および第２材
料の超格子が、成長中ドーパント拡散によって無秩序化
された時に、無秩序化されない低濃度にドープされたま
たは真性の超格子よりも広いバンドギャップと低い屈折
率を有することだけが必要である。したがって、例えば
、ＧａＳｂおよび八１ｓｂＸｌｎＡｓおよびＡｌＡｓ或
いはｌｎＰおよびＧａＰのようなＩＴＩ−Ｖ族材料の他
の対やＩＩ−Ｖｌ族の対或いはＩＶ族の半導体材料を用
いることもできる。
よびガリウム砒素である必要はなく、第１および第２材
料の超格子が、成長中ドーパント拡散によって無秩序化
された時に、無秩序化されない低濃度にドープされたま
たは真性の超格子よりも広いバンドギャップと低い屈折
率を有することだけが必要である。したがって、例えば
、ＧａＳｂおよび八１ｓｂＸｌｎＡｓおよびＡｌＡｓ或
いはｌｎＰおよびＧａＰのようなＩＴＩ−Ｖ族材料の他
の対やＩＩ−Ｖｌ族の対或いはＩＶ族の半導体材料を用
いることもできる。
更に、前述のデバイスは半導体レーザデバイスであるが
、本発明は池の導波路構造例えば導波路変調器や光スイ
フチに適用することもでき、また単に簡単な導波路とし
て用いることもでき、この場合には活性領域は省略する
ことができる。
、本発明は池の導波路構造例えば導波路変調器や光スイ
フチに適用することもでき、また単に簡単な導波路とし
て用いることもでき、この場合には活性領域は省略する
ことができる。
以上の発明の開示から、その他の変更は当業者にとって
明らかであろう。このような変更は、半導体技術におい
て既知で、ここに記載された特徴の代わり或いはそれに
加えて用いられることのできる他の特徴を含むことがで
きる。この出願の請求項は特徴の特定の組合せで示しで
あるが、本願の発明は、それが任意の請求項に現に記載
されていると否とに拘らずまたそれが本発明が解決する
と同じ技術的問題の何れかまたは全部を軽減すると否と
に拘らず、ここに明白にまたは暗に開示した任意の新規
な特徴または任意の新規な特徴の組合せをも含むもので
あることを了解され度い。
明らかであろう。このような変更は、半導体技術におい
て既知で、ここに記載された特徴の代わり或いはそれに
加えて用いられることのできる他の特徴を含むことがで
きる。この出願の請求項は特徴の特定の組合せで示しで
あるが、本願の発明は、それが任意の請求項に現に記載
されていると否とに拘らずまたそれが本発明が解決する
と同じ技術的問題の何れかまたは全部を軽減すると否と
に拘らず、ここに明白にまたは暗に開示した任意の新規
な特徴または任意の新規な特徴の組合せをも含むもので
あることを了解され度い。
本願人は、本願または本願より派生した別の出願の係属
中に、新たな請求項がこのような特徴および／またはこ
のような特徴の組合せを示すことがあることをここに明
らかにしておくものである。
中に、新たな請求項がこのような特徴および／またはこ
のような特徴の組合せを示すことがあることをここに明
らかにしておくものである。
第１図は本発明の半導体デバイスの一実施例の一部の略
断面図、 第２図は第１図の半導体の部分を横切る特定成分の場所
に関する平均百分率Ｘの変化を示すグラフ、 第３図は本発明の半導体デバイスの別の実施例の一部の
略断面図、 第４図は第３図の半導体の部分を横切る特定の場所に関
する平均百分率Ｘの変化を示すグラフ、第５図は第１図
および第２図に示したデバイスの変形の略断面図である
。 １・・・半導体基板 １ａ・・・バッファ層 ２．３．３’・・・接点 ６・・・キャンプ層 ６ｂ・・・メサ構造 ７・・・絶縁層 １０・・・高伝導性ドープ領域 ２０・・・第１ドープ領域 ２１、３１．４１・・・第１材料 ２２、３２．４２・・・第２材料 ３０・・・導波路領域 ３０ａ、 ３０’ａ・・・第１導波路超格子領域３０ｂ
、３０’ｂ・・・第２導波路超格子領域３０ｃ、 ３０
ｄ・・・バリヤ領域 ４０．４０’・・・第２ドープ領域 ５０．５０’・・・活性領域 ５０ａ、 ５０ｂ、 ５０ｃ・・・量子井戸活性領域１
００・・・ストリンブ領域
断面図、 第２図は第１図の半導体の部分を横切る特定成分の場所
に関する平均百分率Ｘの変化を示すグラフ、 第３図は本発明の半導体デバイスの別の実施例の一部の
略断面図、 第４図は第３図の半導体の部分を横切る特定の場所に関
する平均百分率Ｘの変化を示すグラフ、第５図は第１図
および第２図に示したデバイスの変形の略断面図である
。 １・・・半導体基板 １ａ・・・バッファ層 ２．３．３’・・・接点 ６・・・キャンプ層 ６ｂ・・・メサ構造 ７・・・絶縁層 １０・・・高伝導性ドープ領域 ２０・・・第１ドープ領域 ２１、３１．４１・・・第１材料 ２２、３２．４２・・・第２材料 ３０・・・導波路領域 ３０ａ、 ３０’ａ・・・第１導波路超格子領域３０ｂ
、３０’ｂ・・・第２導波路超格子領域３０ｃ、 ３０
ｄ・・・バリヤ領域 ４０．４０’・・・第２ドープ領域 ５０．５０’・・・活性領域 ５０ａ、 ５０ｂ、 ５０ｃ・・・量子井戸活性領域１
００・・・ストリンブ領域
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１および第２半導体材料の交互の層を有する超格
子領域として第１ドープ領域を半導体基板上に成長させ
、第１および第２半導体材料の交互の層を有する少なく
とも１つの超格子領域を有する導波路領域を前記の第１
ドープ領域上に成長させ、第１および第２半導体材料の
交互の層を有する超格子領域として第２ドープ領域を前
記の導波路領域上に成長させることを含む、導波路構造
を有する半導体デバイスの製造方法において、第１およ
び第２半導体材料が成長の間に無秩序化されるように十
分に薄く且つ十分に高濃度にドープされこのため第１お
よび第２ドープ領域が導波路超格子領域よりも低い屈折
率と大きなバンドギャップを有する第１および第２半導
体材料の合金によって形成されるように、第１および第
２ドープ領域を成長させることを特徴とする半導体デバ
イスの製造方法。 ２、導波路領域を、デバイスの活性領域で分離された２
つの超格子導波路領域として成長させる請求項１記載の
半導体デバイスの製造方法。 ３、活性領域を、第１および第２材料の一方のバリヤ層
により境界された第１および第２材料の他方の１つまた
はそれ以上の量子井戸として成長させる請求項２記載の
半導体デバイスの製造方法。 ４、第１および第２領域の一方が成長の間一方の導電形
の不純物でドープされまた第１および第２領域の他方は
成長の間反対導電形の不純物でドープされるように第１
および第２ドープ領域を成長させる請求項１乃至３の何
れか１項記載の半導体デバイスの製造方法。 ５、第１半導体材料のすべての層が同じ厚さでまた第２
半導体材料のすべての層が同じ厚さであるように第１お
よび第２領域と導波路領域を成長させる請求項１乃至４
の何れか１項記載の半導体デハイスの製造方法。 ６、第２ドープ領域の成長後に、マスキング手段を介し
てデバイスの自由表面の離間された領域に不純物を導入
し、第２ドープ領域と導波路領域を通って第１ドープ領
域に下方向に延在する離間された合金領域を形成する請
求項１乃至５の何れか１項記載の半導体デバイスの製造
方法。 ７、第１および第２材料としてIII−Ｖ族化合物を用い
る請求項１乃至６の何れか１項記載の半導体デバイスの
製造方法。 ８、第１および第２材料にIII−Ｖ族化合物を用い、第
１および第２ドープ領域の一方が珪素でドープされまた
第１および第２領域の他方がベリリウムでドープされる
ように成長させる請求項４乃至６の何れか１項記載の半
導体デバイスの製造方法。 ９、第１および第２材料にIII−Ｖ族化合物を用い、第
１および第２ドープ材料の一方が珪素でドープれまた第
１および第２ドープ領域の他方がベリリウムでドープさ
れるように成長させ、離間された合金領域を形成するた
めの不純物として亜鉛または珪素を導入する請求項６記
載の半導体デバイスの製造方法。 １０、第１および第２半導体材料の交互の層を有する超
格子領域として半導体基板上に成長された第１ドープ領
域と、この第１ドープ領域上に成長された、第１および
第２半導体材料の交互の層を有する少なくとも１つの超
格子領域を有する導波路領域と、第１および第２半導体
材料の交互の層を有する超格子領域として前記の導波路
領域上に成長された第２ドープ領域とを有する、導波路
構造を有する半導体デバイスにおいて、第１および第２
ドープ領域を形成する層は、成長中に無秩序化により導
波路超格子領域よりも低い屈折率と大きなバンドギャッ
プを有する第１および第２半導体材料の合金が形成され
るのに十分に薄く且つ高濃度にドープされたことを特徴
とする半導体デバイス。 １１、導波路領域は、デバイスの活性領域で分離された
２つの超格子領域を有する請求項１０記載の半導体デバ
イス。 １２、活性領域は、第１および第２材料の一方のバリヤ
層で境界された第１および第２材料の他方で形成された
１つまたはそれ以上の量子井戸を有する請求項１１記載
の半導体デバイス。 １３、第１材料の層はすべて第２材料の層と同じ厚さで
ある請求項１０乃至１２の何れか１項記載の半導体デバ
イス。 １４、デバイスは発光デバイスを有し、第１および第２
領域の一方は成長中一方の導電形の不純物でドープされ
、第１および第２領域の他方は成長中反対導電形の不純
物でドープされた請求項１０乃至１３の何れか１項記載
の半導体デバイス。 １５、合金領域は離間して形成され、第２ドープ領域の
形成後不純物を導入することにより第２および導波路領
域を通って第１領域に延在する請求項１乃至１４の何れ
か１項記載の半導体デバイス。 １６、第１および第２材料はIII−Ｖ族化合物である請
求項１０乃至１５の何れか１項記載の半導体デバイス。 １７、第１および第２ドープ領域は、第１および第２領
域の一方が珪素でドープされまた他方の第１および第２
領域がベリリウムでドープされるように成長された請求
項１６記載の半導体デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8822805.1 | 1988-09-28 | ||
| GB8822805A GB2223351A (en) | 1988-09-28 | 1988-09-28 | A method of manufacturing a semiconductor device having waveguide structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123783A true JPH02123783A (ja) | 1990-05-11 |
| JP2760596B2 JP2760596B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=10644416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1246594A Expired - Lifetime JP2760596B2 (ja) | 1988-09-28 | 1989-09-25 | 導波路構造を有する半導体デバイスおよびその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5107306A (ja) |
| EP (1) | EP0361603B1 (ja) |
| JP (1) | JP2760596B2 (ja) |
| KR (1) | KR900005655A (ja) |
| DE (1) | DE68911453T2 (ja) |
| GB (1) | GB2223351A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9001193A (nl) * | 1990-05-23 | 1991-12-16 | Koninkl Philips Electronics Nv | Straling-emitterende halfgeleiderinrichting en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke halfgeleiderinrichting. |
| JP2755471B2 (ja) * | 1990-06-29 | 1998-05-20 | 日立電線株式会社 | 希土類元素添加光導波路及びその製造方法 |
| JPH04291304A (ja) * | 1991-03-20 | 1992-10-15 | Fujitsu Ltd | 光導波路および光信号の制御方法 |
| US5319219A (en) * | 1992-05-22 | 1994-06-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Single quantum well II-VI laser diode without cladding |
| US5268582A (en) * | 1992-08-24 | 1993-12-07 | At&T Bell Laboratories | P-N junction devices with group IV element-doped group III-V compound semiconductors |
| JPH07234389A (ja) * | 1994-02-22 | 1995-09-05 | Hitachi Ltd | 半導体光素子 |
| WO2000065665A1 (en) | 1999-04-27 | 2000-11-02 | Services Petroliers Schlumberger | Radiation source |
| US20050279991A1 (en) * | 2003-06-26 | 2005-12-22 | Rj Mears, Llc | Semiconductor device including a superlattice having at least one group of substantially undoped layers |
| US7045813B2 (en) * | 2003-06-26 | 2006-05-16 | Rj Mears, Llc | Semiconductor device including a superlattice with regions defining a semiconductor junction |
| AU2004300982B2 (en) * | 2003-06-26 | 2007-10-25 | Mears Technologies, Inc. | Semiconductor device including MOSFET having band-engineered superlattice |
| US7983317B2 (en) | 2008-12-16 | 2011-07-19 | Corning Incorporated | MQW laser structure comprising plural MQW regions |
| TWI455338B (zh) * | 2010-02-12 | 2014-10-01 | Univ Nat Chiao Tung | 超晶格結構的太陽能電池 |
| CN110611003B (zh) * | 2019-08-16 | 2022-04-08 | 中山大学 | 一种n型AlGaN半导体材料及其外延制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4439782A (en) * | 1980-11-21 | 1984-03-27 | University Of Illinois Foundation | Semiconductor device with heterojunction of Alx Ga1-x As--AlAs--Ga |
| JPS58207684A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ダブルヘテロ接合型半導体発光装置 |
| JPS60130878A (ja) * | 1983-12-19 | 1985-07-12 | Nec Corp | 超格子半導体レ−ザ |
| US4671830A (en) * | 1984-01-03 | 1987-06-09 | Xerox Corporation | Method of controlling the modeling of the well energy band profile by interdiffusion |
| JPS6110293A (ja) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Sharp Corp | 光半導体装置 |
| US4731789A (en) * | 1985-05-13 | 1988-03-15 | Xerox Corporation | Clad superlattice semiconductor laser |
| JPS6218081A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| US4654090A (en) * | 1985-09-13 | 1987-03-31 | Xerox Corporation | Selective disordering of well structures by laser annealing |
| JPS62209884A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
| JPS63153887A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-06-27 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
| JP2558768B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1996-11-27 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ装置 |
-
1988
- 1988-09-28 GB GB8822805A patent/GB2223351A/en not_active Withdrawn
-
1989
- 1989-09-22 EP EP89202394A patent/EP0361603B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-22 DE DE68911453T patent/DE68911453T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-25 US US07/412,023 patent/US5107306A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-25 JP JP1246594A patent/JP2760596B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-09-25 KR KR1019890013747A patent/KR900005655A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0361603A3 (en) | 1990-11-14 |
| DE68911453D1 (de) | 1994-01-27 |
| GB8822805D0 (en) | 1988-11-02 |
| JP2760596B2 (ja) | 1998-06-04 |
| DE68911453T2 (de) | 1994-06-16 |
| US5107306A (en) | 1992-04-21 |
| EP0361603A2 (en) | 1990-04-04 |
| GB2223351A (en) | 1990-04-04 |
| KR900005655A (ko) | 1990-04-14 |
| EP0361603B1 (en) | 1993-12-15 |
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