JPH07142514A - Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 - Google Patents
Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法Info
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- JPH07142514A JPH07142514A JP31451493A JP31451493A JPH07142514A JP H07142514 A JPH07142514 A JP H07142514A JP 31451493 A JP31451493 A JP 31451493A JP 31451493 A JP31451493 A JP 31451493A JP H07142514 A JPH07142514 A JP H07142514A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高品質のｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の
成長を高いドーピング制御性で行う。 【構成】 分子線エピタキシー法などの気相成長法によ
りｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行う際に、
ｐ型ドーパントとして、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚ
ｎ、ＭｇおよびＬｉから成る群より選ばれた少なくとも
一種の元素とから成る化合物、あるいは、ＮａとＰ、
Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ばれた少なく
とも一種の元素との化合物を用いる。
成長を高いドーピング制御性で行う。 【構成】 分子線エピタキシー法などの気相成長法によ
りｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行う際に、
ｐ型ドーパントとして、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚ
ｎ、ＭｇおよびＬｉから成る群より選ばれた少なくとも
一種の元素とから成る化合物、あるいは、ＮａとＰ、
Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ばれた少なく
とも一種の元素との化合物を用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法に関し、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた短波長で発光可能な半導体レーザーの製
造に適用して好適なものである。
半導体の成長方法に関し、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体を用いた短波長で発光可能な半導体レーザーの製
造に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクの記録密度の向上やレ
ーザープリンタの解像度の向上を図るために、短波長で
の発光が可能な半導体レーザーに対する要求が高まって
きており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
ーザープリンタの解像度の向上を図るために、短波長で
の発光が可能な半導体レーザーに対する要求が高まって
きており、その実現を目指して研究が活発に行われてい
る。
【０００３】このような短波長での発光が可能な半導体
レーザーの作製に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が有望である。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体は、
波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色発光の半導
体レーザーをＧａＡｓ基板上に作製するときのクラッド
層や光導波層の材料に適していることが知られている
（例えば、Electron. Lett. 28(1992)1798）。
レーザーの作製に用いる材料としては、ＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体が有望である。特に、四元系のＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体であるＺｎＭｇＳＳｅ系化合物半導体は、
波長４００〜５５０ｎｍ帯の青色ないし緑色発光の半導
体レーザーをＧａＡｓ基板上に作製するときのクラッド
層や光導波層の材料に適していることが知られている
（例えば、Electron. Lett. 28(1992)1798）。
【０００４】従来、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長
は、もっぱら分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により行
われている。そして、ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体、例えばｐ型ＺｎＳｅの成長を行う際のｐ型不純物の
ドーピングを行う方法としては、高周波プラズマ放電に
より反応性の高い活性窒素を生成し、これをｐ型不純物
としてドーピングする方法（以下「Ｎプラズマドーピン
グ法」という）が主流である。
は、もっぱら分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法により行
われている。そして、ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体、例えばｐ型ＺｎＳｅの成長を行う際のｐ型不純物の
ドーピングを行う方法としては、高周波プラズマ放電に
より反応性の高い活性窒素を生成し、これをｐ型不純物
としてドーピングする方法（以下「Ｎプラズマドーピン
グ法」という）が主流である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
Ｎプラズマドーピング法には、次のような欠点がある。
すなわち、第１に、Ｎプラズマは放電によって生成さ
れ、不安定であるため、ドーピングを安定して行うのが
難しく、そのためドーピングの制御性が悪い。第２に、
ｐ型ドーパントとしてＮガスを用いるので、このＮガス
の導入により、超高真空に排気された成長室の真空度が
悪化し、その結果、成長結晶の品質が劣化してしまうお
それがある。
Ｎプラズマドーピング法には、次のような欠点がある。
すなわち、第１に、Ｎプラズマは放電によって生成さ
れ、不安定であるため、ドーピングを安定して行うのが
難しく、そのためドーピングの制御性が悪い。第２に、
ｐ型ドーパントとしてＮガスを用いるので、このＮガス
の導入により、超高真空に排気された成長室の真空度が
悪化し、その結果、成長結晶の品質が劣化してしまうお
それがある。
【０００６】従って、この発明の目的は、高品質のｐ型
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を高いドーピング制
御性で行うことができるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法を提供することにある。
のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を高いドーピング制
御性で行うことができるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第１の発明は、気相成長法によりｐ型の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、ＮとＮａ、
Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉから成る群より選
ばれた少なくとも一種の元素とから成る化合物をｐ型ド
ーパントとして用いてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の成長を行うようにしたものである。
に、この発明の第１の発明は、気相成長法によりｐ型の
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、ＮとＮａ、
Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉから成る群より選
ばれた少なくとも一種の元素とから成る化合物をｐ型ド
ーパントとして用いてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
の成長を行うようにしたものである。
【０００８】ここで、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎ、
ＭｇおよびＬｉから成る群より選ばれた少なくとも一種
の元素とから成る化合物としては、具体的には、Ｎ3 Ｎ
ａ、Ｎ5 Ｐ3 、ＮＳ、ＮＳ2 、ＮＳ8 、ＮＳ11、Ｎ2 Ｓ
3 、Ｎ2 Ｓ17、Ｎ6 Ｓ5 、ＮＳｅ、Ｎ2 Ｓｅ3 、Ｎ2 Ｚ
ｎ3 、Ｎ6 Ｚｎ、Ｎａ3 Ｎ、Ｌｉ3 Ｎ、Ｎ2 Ｍｇ3 など
が挙げられる。この場合、これらの化合物に含まれるＮ
がｐ型不純物となる。これらの化合物としては、好適に
は、９９．９９〜９９．９９９％以上の純度を有し、し
かもＺｎ、Ｍｇ、Ｓ、ＳｅなどのＩＩ族元素またはＶＩ
族元素を不純物として含まないものが用いられる。ま
た、これらの化合物は常温で固体または液体の状態にあ
る。
ＭｇおよびＬｉから成る群より選ばれた少なくとも一種
の元素とから成る化合物としては、具体的には、Ｎ3 Ｎ
ａ、Ｎ5 Ｐ3 、ＮＳ、ＮＳ2 、ＮＳ8 、ＮＳ11、Ｎ2 Ｓ
3 、Ｎ2 Ｓ17、Ｎ6 Ｓ5 、ＮＳｅ、Ｎ2 Ｓｅ3 、Ｎ2 Ｚ
ｎ3 、Ｎ6 Ｚｎ、Ｎａ3 Ｎ、Ｌｉ3 Ｎ、Ｎ2 Ｍｇ3 など
が挙げられる。この場合、これらの化合物に含まれるＮ
がｐ型不純物となる。これらの化合物としては、好適に
は、９９．９９〜９９．９９９％以上の純度を有し、し
かもＺｎ、Ｍｇ、Ｓ、ＳｅなどのＩＩ族元素またはＶＩ
族元素を不純物として含まないものが用いられる。ま
た、これらの化合物は常温で固体または液体の状態にあ
る。
【０００９】この発明の第２の発明は、気相成長法によ
りｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うように
したＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、Ｎ
ａとＰ、Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ばれ
た少なくとも一種の元素との化合物をｐ型ドーパントと
して用いてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行
うようにしている。
りｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行うように
したＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、Ｎ
ａとＰ、Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ばれ
た少なくとも一種の元素との化合物をｐ型ドーパントと
して用いてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を行
うようにしている。
【００１０】ここで、ＮａとＰ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎおよび
Ｎから成る群より選ばれた少なくとも一種の元素とから
成る化合物としては、具体的には、ＮａＰ、ＮａＰＳ、
ＮａＳ、ＮａＳ2 、Ｎａ2 Ｓ、Ｎａ2 Ｓ5 、Ｎａ2 Ｓ2
Ｚｎ、Ｎａ6 Ｓ4 Ｚｎ、ＮａＳｅ、Ｎａ2 Ｓｅ、ＮａＺ
ｎ13、ＮａＮ3 、Ｎａ3 Ｎなどが挙げられる。この場
合、これらの化合物に含まれるＮａがｐ型不純物とな
る。これらの化合物としては、好適には、９９．９９〜
９９．９９９％以上の純度を有し、しかもＺｎ、Ｍｇ、
Ｓ、ＳｅなどのＩＩ族元素またはＶＩ族元素を含まない
ものが用いられる。また、これらの化合物は常温で固体
または液体の状態にある。
Ｎから成る群より選ばれた少なくとも一種の元素とから
成る化合物としては、具体的には、ＮａＰ、ＮａＰＳ、
ＮａＳ、ＮａＳ2 、Ｎａ2 Ｓ、Ｎａ2 Ｓ5 、Ｎａ2 Ｓ2
Ｚｎ、Ｎａ6 Ｓ4 Ｚｎ、ＮａＳｅ、Ｎａ2 Ｓｅ、ＮａＺ
ｎ13、ＮａＮ3 、Ｎａ3 Ｎなどが挙げられる。この場
合、これらの化合物に含まれるＮａがｐ型不純物とな
る。これらの化合物としては、好適には、９９．９９〜
９９．９９９％以上の純度を有し、しかもＺｎ、Ｍｇ、
Ｓ、ＳｅなどのＩＩ族元素またはＶＩ族元素を含まない
ものが用いられる。また、これらの化合物は常温で固体
または液体の状態にある。
【００１１】この発明の第１の発明および第２の発明に
よるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、気
相成長法としては、具体的には、ＭＢＥ法のほか、有機
金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いることができ
る。
よるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法において、気
相成長法としては、具体的には、ＭＢＥ法のほか、有機
金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いることができ
る。
【００１２】また、この発明の第１の発明および第２の
発明によるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法におい
て、成長を行うＩＩ−ＶＩ族化合物半導体は、例えば、
ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅ、Ｚｎ
ＭｇＳＳｅなどである。
発明によるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法におい
て、成長を行うＩＩ−ＶＩ族化合物半導体は、例えば、
ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅ、Ｚｎ
ＭｇＳＳｅなどである。
【００１３】
【作用】この発明の第１の発明によるＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の成長方法によれば、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓ
ｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉから成る群より選ばれた少な
くとも一種の元素とから成る化合物をｐ型ドーパントと
して用いてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対するｐ型不純
物であるＮをドーピングすることができるので、不安定
なプラズマを用いる従来のＮプラズマドーピング法に比
べてドーピングを安定して行うことができ、このためド
ーピングの制御性が高い。また、気相成長法としてＭＢ
Ｅ法を用いる場合においては、従来のＮプラズマドーピ
ング法と異なり、超高真空に排気された成長室内へのガ
スの導入がないことから、ドーピング時の成長室の真空
度の悪化の問題がなく、従ってこの真空度の悪化に起因
する成長結晶の品質の劣化を防止することができる。
物半導体の成長方法によれば、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓ
ｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉから成る群より選ばれた少な
くとも一種の元素とから成る化合物をｐ型ドーパントと
して用いてＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対するｐ型不純
物であるＮをドーピングすることができるので、不安定
なプラズマを用いる従来のＮプラズマドーピング法に比
べてドーピングを安定して行うことができ、このためド
ーピングの制御性が高い。また、気相成長法としてＭＢ
Ｅ法を用いる場合においては、従来のＮプラズマドーピ
ング法と異なり、超高真空に排気された成長室内へのガ
スの導入がないことから、ドーピング時の成長室の真空
度の悪化の問題がなく、従ってこの真空度の悪化に起因
する成長結晶の品質の劣化を防止することができる。
【００１４】この発明の第２の発明によるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体の成長方法によれば、ＮａとＰ、Ｓ、Ｓ
ｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ばれた少なくとも一
種の元素との化合物をｐ型ドーパントとして用いてＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体に対するｐ型不純物であるＮａを
ドーピングすることができるので、第１の発明によるＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法と同様に、ドーピン
グの制御性が高く、しかもドーピングに起因する成長結
晶の品質の劣化を防止することができる。
化合物半導体の成長方法によれば、ＮａとＰ、Ｓ、Ｓ
ｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ばれた少なくとも一
種の元素との化合物をｐ型ドーパントとして用いてＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体に対するｐ型不純物であるＮａを
ドーピングすることができるので、第１の発明によるＩ
Ｉ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法と同様に、ドーピン
グの制御性が高く、しかもドーピングに起因する成長結
晶の品質の劣化を防止することができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明を半導体レーザーの製造に適
用した一実施例について図面を参照しながら説明する。
説明の便宜上、この発明の一実施例による方法により製
造された半導体レーザーの構造について最初に説明す
る。
用した一実施例について図面を参照しながら説明する。
説明の便宜上、この発明の一実施例による方法により製
造された半導体レーザーの構造について最初に説明す
る。
【００１６】図１および図２はこの半導体レーザーを示
し、図１はその共振器長方向に垂直な断面図、図２はそ
の共振器長方向に平行な断面図を示す。ここで、この半
導体レーザーは、いわゆるＳＣＨ（Separated Confinem
ent Heterostructure)構造を有するものである。
し、図１はその共振器長方向に垂直な断面図、図２はそ
の共振器長方向に平行な断面図を示す。ここで、この半
導体レーザーは、いわゆるＳＣＨ（Separated Confinem
ent Heterostructure)構造を有するものである。
【００１７】図１および図２に示すように、この半導体
レーザーにおいては、例えばｎ型不純物としてＳｉがド
ープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、例えばｎ型不純物としてＣｌがドープされたｎ型Ｚ
ｎＳｅバッファ層２、例えばｎ型不純物としてＣｌがド
ープされたｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３、例えばｎ型不純物としてＣｌがドープされたｎ型Ｚ
ｎＳｅ光導波層４、活性層５、例えばｐ型不純物として
Ｎがドープされたｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、例えばｐ型
不純物としてＮがドープされたｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq
Ｓｅ1-q クラッド層７、例えばｐ型不純物としてＮがド
ープされたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８および例えばｐ型
不純物としてＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層９が順次積層されている。
レーザーにおいては、例えばｎ型不純物としてＳｉがド
ープされた（１００）面方位のｎ型ＧａＡｓ基板１上
に、例えばｎ型不純物としてＣｌがドープされたｎ型Ｚ
ｎＳｅバッファ層２、例えばｎ型不純物としてＣｌがド
ープされたｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
３、例えばｎ型不純物としてＣｌがドープされたｎ型Ｚ
ｎＳｅ光導波層４、活性層５、例えばｐ型不純物として
Ｎがドープされたｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、例えばｐ型
不純物としてＮがドープされたｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq
Ｓｅ1-q クラッド層７、例えばｐ型不純物としてＮがド
ープされたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８および例えばｐ型
不純物としてＮがドープされたｐ型ＺｎＳｅコンタクト
層９が順次積層されている。
【００１８】この場合、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９お
よびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部はストライプ形
状にパターニングされている。このストライプ部の幅は
例えば５μｍである。
よびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の上層部はストライプ形
状にパターニングされている。このストライプ部の幅は
例えば５μｍである。
【００１９】さらに、上述のストライプ部以外の部分の
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８上には、例えば厚さが３００
ｎｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜から成る絶縁層１０が
形成されている。そして、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層９および絶縁層１０上にｐ側電極１１が
形成されている。このｐ側電極１１がｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９とコンタクトした部分が電流の通路となる。
ここで、このｐ側電極１１としては、例えば、厚さが１
０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ膜と厚さが３
００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造のＡｕ／Ｐｔ／
Ｐｄ電極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面には、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極１２がコンタ
クトしている。
ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８上には、例えば厚さが３００
ｎｍのアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）膜から成る絶縁層１０が
形成されている。そして、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳ
ｅコンタクト層９および絶縁層１０上にｐ側電極１１が
形成されている。このｐ側電極１１がｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９とコンタクトした部分が電流の通路となる。
ここで、このｐ側電極１１としては、例えば、厚さが１
０ｎｍのＰｄ膜と厚さが１００ｎｍのＰｔ膜と厚さが３
００ｎｍのＡｕ膜とを順次積層した構造のＡｕ／Ｐｔ／
Ｐｄ電極が用いられる。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏
面には、例えばＩｎ電極のようなｎ側電極１２がコンタ
クトしている。
【００２０】この半導体レーザーにおいては、いわゆる
端面コーティングが施されている。すなわち、図２に示
すように、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されるフロント側の端面には厚さ
７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１
４とから成る多層膜がコーティングされ、共振器長方向
に垂直な一対の共振器端面のうちレーザー光が取り出さ
れないリア側の端面には厚さ７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１
３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１４とを２周期積層した多層
膜がコーティングされている。ここで、Ａｌ2 Ｏ3 膜１
３とＳｉ膜１４とから成る多層膜の厚さは、それに屈折
率をかけた光学的距離が、レーザー光の発振波長の１／
４に等しくなるように選ばれている（ここでは、発振波
長が５２３．５ｎｍである場合を考えている）。この場
合、フロント側の端面の反射率は７０％であり、リア側
の端面の反射率は９５％である。
端面コーティングが施されている。すなわち、図２に示
すように、共振器長方向に垂直な一対の共振器端面のう
ちレーザー光が取り出されるフロント側の端面には厚さ
７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１
４とから成る多層膜がコーティングされ、共振器長方向
に垂直な一対の共振器端面のうちレーザー光が取り出さ
れないリア側の端面には厚さ７４ｎｍのＡｌ2 Ｏ3 膜１
３と厚さ３１ｎｍのＳｉ膜１４とを２周期積層した多層
膜がコーティングされている。ここで、Ａｌ2 Ｏ3 膜１
３とＳｉ膜１４とから成る多層膜の厚さは、それに屈折
率をかけた光学的距離が、レーザー光の発振波長の１／
４に等しくなるように選ばれている（ここでは、発振波
長が５２３．５ｎｍである場合を考えている）。この場
合、フロント側の端面の反射率は７０％であり、リア側
の端面の反射率は９５％である。
【００２１】活性層５は好適には厚さが２〜２０ｎｍ、
例えば厚さが９ｎｍのｉ型Ｚｎ1-zＣｄz Ｓｅ量子井戸
層から成る単一量子井戸構造を有する。この場合、ｎ型
ＺｎＳｅ光導波層４およびｐ型ＺｎＳｅ光導波層６が障
壁層を構成する。
例えば厚さが９ｎｍのｉ型Ｚｎ1-zＣｄz Ｓｅ量子井戸
層から成る単一量子井戸構造を有する。この場合、ｎ型
ＺｎＳｅ光導波層４およびｐ型ＺｎＳｅ光導波層６が障
壁層を構成する。
【００２２】ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q クラッド層
７のＭｇ組成比ｐは例えば０．０９、またＳ組成比ｑは
例えば０．１８であり、そのときのバンドギャップＥg
は７７Ｋで約２．９４ｅＶである。これらのＭｇ組成比
ｐ＝０．０９およびＳ組成比ｑ＝０．１８を有するｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７はＧａＡｓと格
子整合する。また、活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層のＣｄ組成比ｚは例えば０．１９で
あり、そのときのバンドギャップＥg は７７Ｋで約２．
５４ｅＶである。この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓ
ｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７と活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層との間のバンドギャップＥg の差Δ
Ｅg は０．４０ｅＶである。なお、室温でのバンドギャ
ップＥg の値は、７７ＫでのバンドギャップＥg の値か
ら０．１ｅＶを引くことにより求めることができる。
層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp ＳqＳｅ1-q クラッド層
７のＭｇ組成比ｐは例えば０．０９、またＳ組成比ｑは
例えば０．１８であり、そのときのバンドギャップＥg
は７７Ｋで約２．９４ｅＶである。これらのＭｇ組成比
ｐ＝０．０９およびＳ組成比ｑ＝０．１８を有するｎ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７はＧａＡｓと格
子整合する。また、活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層のＣｄ組成比ｚは例えば０．１９で
あり、そのときのバンドギャップＥg は７７Ｋで約２．
５４ｅＶである。この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓ
ｅ1-q クラッド層３およびｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７と活性層５を構成するｉ型Ｚｎ1-z Ｃ
ｄz Ｓｅ量子井戸層との間のバンドギャップＥg の差Δ
Ｅg は０．４０ｅＶである。なお、室温でのバンドギャ
ップＥg の値は、７７ＫでのバンドギャップＥg の値か
ら０．１ｅＶを引くことにより求めることができる。
【００２３】この場合、ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層３の厚さは例えば１．５μｍであり、不
純物濃度はＮD −ＮA （ＮD ：ドナー濃度、ＮA ：アク
セプタ濃度）で例えば５×１０17ｃｍ-3である。ｎ型Ｚ
ｎＳｅ光導波層４の厚さは例えば８０ｎｍであり、不純
物濃度はＮD −ＮA で例えば５×１０17ｃｍ-3である。
また、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６の厚さは例えば８０ｎｍ
であり、不純物濃度はＮA −ＮD で例えば５×１０17ｃ
ｍ-3である。ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層７の厚さは例えば０．８μｍであり、不純物濃度はＮ
A −ＮD で例えば２×１０17ｃｍ-3である。ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８の厚さは例えば０．８μｍであり、不純
物濃度はＮA −ＮD で例えば８×１０17ｃｍ-3である。
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の厚さは例えば４５ｎｍで
あり、不純物濃度はＮA −ＮD で例えば８×１０17ｃｍ
-3である。
1-q クラッド層３の厚さは例えば１．５μｍであり、不
純物濃度はＮD −ＮA （ＮD ：ドナー濃度、ＮA ：アク
セプタ濃度）で例えば５×１０17ｃｍ-3である。ｎ型Ｚ
ｎＳｅ光導波層４の厚さは例えば８０ｎｍであり、不純
物濃度はＮD −ＮA で例えば５×１０17ｃｍ-3である。
また、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６の厚さは例えば８０ｎｍ
であり、不純物濃度はＮA −ＮD で例えば５×１０17ｃ
ｍ-3である。ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層７の厚さは例えば０．８μｍであり、不純物濃度はＮ
A −ＮD で例えば２×１０17ｃｍ-3である。ｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８の厚さは例えば０．８μｍであり、不純
物濃度はＮA −ＮD で例えば８×１０17ｃｍ-3である。
ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の厚さは例えば４５ｎｍで
あり、不純物濃度はＮA −ＮD で例えば８×１０17ｃｍ
-3である。
【００２４】また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２の厚さ
は、ＺｎＳｅとＧａＡｓとの間にはわずかではあるが格
子不整合が存在することから、この格子不整合に起因し
てこのｎ型ＺｎＳｅバッファ層２およびその上の各層の
エピタキシャル成長時に転位が発生するのを防止するた
めに、ＺｎＳｅの臨界膜厚（〜１００ｎｍ）よりも十分
に小さく選ばれるが、ここでは例えば３３ｎｍである。
は、ＺｎＳｅとＧａＡｓとの間にはわずかではあるが格
子不整合が存在することから、この格子不整合に起因し
てこのｎ型ＺｎＳｅバッファ層２およびその上の各層の
エピタキシャル成長時に転位が発生するのを防止するた
めに、ＺｎＳｅの臨界膜厚（〜１００ｎｍ）よりも十分
に小さく選ばれるが、ここでは例えば３３ｎｍである。
【００２５】この半導体レーザーの共振器長Ｌは例えば
６４０μｍに選ばれ、この共振器長方向に垂直な方向の
幅は例えば４００μｍに選ばれる。
６４０μｍに選ばれ、この共振器長方向に垂直な方向の
幅は例えば４００μｍに選ばれる。
【００２６】ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド
層７上に積層されたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８は、場合
に応じて、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
７に加えた第２のｐ型クラッド層としての機能、ｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との格子整合を
とる機能、後述のヒートシンク上へのレーザーチップの
マウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上がり
による短絡を防止するためのスペーサ層としての機能な
どのうちの一または二以上の機能を有する。ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７のＭｇ組成比ｐお
よびＳ組成比ｑとの兼ね合いもあるが、このｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８のＳ組成比ｖは０＜ｖ≦０．１、好まし
くは０．０６≦ｖ≦０．０８の範囲内に選ばれ、特に、
ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との格子
整合をとるために最適なＳ組成比ｖは０．０６である。
層７上に積層されたｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８は、場合
に応じて、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層
７に加えた第２のｐ型クラッド層としての機能、ｐ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との格子整合を
とる機能、後述のヒートシンク上へのレーザーチップの
マウントの際のチップ端面におけるはんだの這い上がり
による短絡を防止するためのスペーサ層としての機能な
どのうちの一または二以上の機能を有する。ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７のＭｇ組成比ｐお
よびＳ組成比ｑとの兼ね合いもあるが、このｐ型ＺｎＳ
v Ｓｅ1-v 層８のＳ組成比ｖは０＜ｖ≦０．１、好まし
くは０．０６≦ｖ≦０．０８の範囲内に選ばれ、特に、
ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７との格子
整合をとるために最適なＳ組成比ｖは０．０６である。
【００２７】このようにｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７上にｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８が積層
されていることにより、以下のような種々の利点を得る
ことができる。すなわち、このｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層
８を第２のｐ型クラッド層として用いる場合には、二元
系や三元系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ほどにはエピタ
キシャル成長が容易でないｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７の厚さを最小限にすることができ、従
って半導体レーザーの製造もその分だけ容易になる。ま
た、ｐ型クラッド層の全体の厚さを同一とした場合、ｐ
型クラッド層をｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッ
ド層７だけで構成した場合に比べて、ｐ型クラッド層を
ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７とｐ型Ｚ
ｎＳv Ｓｅ1-v 層８とで構成した場合の方がｐ型クラッ
ド層の抵抗を低くすることができる。特に、上述のよう
に例えば厚さが０．８μｍ程度、ＮA −ＮD が２×１０
17ｃｍ-3程度のｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッ
ド層７および厚さが０．８μｍ程度、ＮA −ＮD が８×
１０17ｃｍ-3程度のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８を用いた
場合には、光閉じ込め特性およびキャリア閉じ込め特性
を劣化させることなく、ｐ型クラッド層全体の抵抗を十
分に低くすることができる。
1-q クラッド層７上にｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８が積層
されていることにより、以下のような種々の利点を得る
ことができる。すなわち、このｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層
８を第２のｐ型クラッド層として用いる場合には、二元
系や三元系のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体ほどにはエピタ
キシャル成長が容易でないｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ
1-q クラッド層７の厚さを最小限にすることができ、従
って半導体レーザーの製造もその分だけ容易になる。ま
た、ｐ型クラッド層の全体の厚さを同一とした場合、ｐ
型クラッド層をｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッ
ド層７だけで構成した場合に比べて、ｐ型クラッド層を
ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７とｐ型Ｚ
ｎＳv Ｓｅ1-v 層８とで構成した場合の方がｐ型クラッ
ド層の抵抗を低くすることができる。特に、上述のよう
に例えば厚さが０．８μｍ程度、ＮA −ＮD が２×１０
17ｃｍ-3程度のｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッ
ド層７および厚さが０．８μｍ程度、ＮA −ＮD が８×
１０17ｃｍ-3程度のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８を用いた
場合には、光閉じ込め特性およびキャリア閉じ込め特性
を劣化させることなく、ｐ型クラッド層全体の抵抗を十
分に低くすることができる。
【００２８】また、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９をｐ型
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７上に直接積層
するとこれらの層の間に格子不整合が存在することによ
り結晶性の劣化が生じやすいが、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓ
q Ｓｅ1-q クラッド層７上にこれと格子定数がほぼ一致
するｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８を積層し、このｐ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層８上にｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９を積
層しているので、これらのｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８お
よびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の結晶性を良好にする
ことができる。
Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７上に直接積層
するとこれらの層の間に格子不整合が存在することによ
り結晶性の劣化が生じやすいが、ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓ
q Ｓｅ1-q クラッド層７上にこれと格子定数がほぼ一致
するｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８を積層し、このｐ型Ｚｎ
Ｓv Ｓｅ1-v 層８上にｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９を積
層しているので、これらのｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８お
よびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９の結晶性を良好にする
ことができる。
【００２９】さらに、ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さ
を十分に大きくすることにより、レーザーチップをヒー
トシンク上にマウントする際にこのマウントに使用され
るはんだがレーザーチップの端面を這い上がってｐ側と
ｎ側とが短絡されるのを有効に防止することができる。
すなわち、図３に示すように、レーザーチップをｐ側電
極１１を下側にしてｐサイド・ダウンでヒートシンク４
１上にマウントする際には、はんだ４２が実線で示すよ
うにレーザーチップとヒートシンク４１との間だけに存
在すれば問題ないが、仮にはんだ付けが良好に行われな
かったためにレーザーチップ端面を一点鎖線で示すよう
にはんだ４２が例えば線状に這い上がったとしても、ｐ
型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さが十分に大きいことによ
り、このレーザーチップ端面を這い上がったはんだ４２
が活性層５を超えてｎ型ＺｎＳｅ光導波層４やｎ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３などに到達するの
を防止することができ、通常は活性層５よりもずっと手
前ではんだ４２の這い上がりを阻止することができる。
これによって、レーザーチップのマウントの際にそのｐ
側とｎ側とが短絡するのを防止することができ、従って
レーザーチップのマウントが容易になる。
を十分に大きくすることにより、レーザーチップをヒー
トシンク上にマウントする際にこのマウントに使用され
るはんだがレーザーチップの端面を這い上がってｐ側と
ｎ側とが短絡されるのを有効に防止することができる。
すなわち、図３に示すように、レーザーチップをｐ側電
極１１を下側にしてｐサイド・ダウンでヒートシンク４
１上にマウントする際には、はんだ４２が実線で示すよ
うにレーザーチップとヒートシンク４１との間だけに存
在すれば問題ないが、仮にはんだ付けが良好に行われな
かったためにレーザーチップ端面を一点鎖線で示すよう
にはんだ４２が例えば線状に這い上がったとしても、ｐ
型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さが十分に大きいことによ
り、このレーザーチップ端面を這い上がったはんだ４２
が活性層５を超えてｎ型ＺｎＳｅ光導波層４やｎ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３などに到達するの
を防止することができ、通常は活性層５よりもずっと手
前ではんだ４２の這い上がりを阻止することができる。
これによって、レーザーチップのマウントの際にそのｐ
側とｎ側とが短絡するのを防止することができ、従って
レーザーチップのマウントが容易になる。
【００３０】次に、上述のように構成された図１および
図２に示す半導体レーザーの製造方法について説明す
る。
図２に示す半導体レーザーの製造方法について説明す
る。
【００３１】図４はこの一実施例による半導体レーザー
の製造方法において、レーザー構造を形成する各層をエ
ピタキシャル成長させるのに使用されるＭＢＥ装置を示
す。図４に示すように、このＭＢＥ装置は、ゲートバル
ブ５１を介して取り付けられた超高真空排気装置５２に
より超高真空に排気可能な成長室５３内に、複数の分子
線源（Ｋセル）５４と、エピタキシャル成長を行うべき
基板を保持する基板ホルダー５５とを備えている。複数
の分子線源５４のうちには、半導体レーザーを形成する
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長に必要なＩＩ族元素お
よびＶＩ族元素を供給する分子線源のほかに、ｎ型不純
物を供給する分子線源およびｐ型不純物を供給する分子
線源が含まれている。
の製造方法において、レーザー構造を形成する各層をエ
ピタキシャル成長させるのに使用されるＭＢＥ装置を示
す。図４に示すように、このＭＢＥ装置は、ゲートバル
ブ５１を介して取り付けられた超高真空排気装置５２に
より超高真空に排気可能な成長室５３内に、複数の分子
線源（Ｋセル）５４と、エピタキシャル成長を行うべき
基板を保持する基板ホルダー５５とを備えている。複数
の分子線源５４のうちには、半導体レーザーを形成する
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長に必要なＩＩ族元素お
よびＶＩ族元素を供給する分子線源のほかに、ｎ型不純
物を供給する分子線源およびｐ型不純物を供給する分子
線源が含まれている。
【００３２】この半導体レーザーを製造するには、ま
ず、図４に示すＭＢＥ装置の成長室５３内の基板ホルダ
ー５５にｎ型ＧａＡｓ基板１を装着し、このｎ型ＧａＡ
ｓ基板１を成長温度に比べて十分に高い温度、例えば５
８０℃に加熱して表面の清浄化を行った後、このｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１を所定のエピタキシャル成長温度、好まし
くは２５０〜３００℃の範囲内の温度、より好ましくは
２８０〜３００℃の範囲内の温度、具体的には例えば２
９５℃に下げてエピタキシャル成長を開始する。すなわ
ち、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、後述のような成長原料を
用いたＭＢＥ法により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ
型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅ光導波層４、ｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層か
ら成る活性層５、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９を順次エ
ピタキシャル成長させる。
ず、図４に示すＭＢＥ装置の成長室５３内の基板ホルダ
ー５５にｎ型ＧａＡｓ基板１を装着し、このｎ型ＧａＡ
ｓ基板１を成長温度に比べて十分に高い温度、例えば５
８０℃に加熱して表面の清浄化を行った後、このｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１を所定のエピタキシャル成長温度、好まし
くは２５０〜３００℃の範囲内の温度、より好ましくは
２８０〜３００℃の範囲内の温度、具体的には例えば２
９５℃に下げてエピタキシャル成長を開始する。すなわ
ち、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、後述のような成長原料を
用いたＭＢＥ法により、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ
型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３、ｎ型Ｚｎ
Ｓｅ光導波層４、ｉ型Ｚｎ1-z Ｃｄz Ｓｅ量子井戸層か
ら成る活性層５、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９を順次エ
ピタキシャル成長させる。
【００３３】上述のＭＢＥ法によるエピタキシャル成長
においては、Ｚｎ原料としては純度９９．９９９９％の
Ｚｎを用い、Ｍｇ原料としては純度９９．９％のＭｇを
用い、Ｓ原料としては９９．９９９９％のＺｎＳを用
い、Ｓｅ原料としては純度９９．９９９９％のＳｅを用
いる。
においては、Ｚｎ原料としては純度９９．９９９９％の
Ｚｎを用い、Ｍｇ原料としては純度９９．９％のＭｇを
用い、Ｓ原料としては９９．９９９９％のＺｎＳを用
い、Ｓｅ原料としては純度９９．９９９９％のＳｅを用
いる。
【００３４】また、ｎ型ＺｎＳｅバッファ層２、ｎ型Ｚ
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｎ型Ｚｎ
Ｓｅ光導波層４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピング
は例えば純度９９．９９９９％のＺｎＣｌ2 をドーパン
トとして用いて行う。
ｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層３およびｎ型Ｚｎ
Ｓｅ光導波層４のｎ型不純物としてのＣｌのドーピング
は例えば純度９９．９９９９％のＺｎＣｌ2 をドーパン
トとして用いて行う。
【００３５】一方、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のｐ型不
純物としてのＮのドーピングは、Ｎ3 Ｎａ、Ｎ5 Ｐ3 、
ＮＳ、ＮＳ2 、ＮＳ8 、ＮＳ11、Ｎ2 Ｓ3 、Ｎ2 Ｓ17、
Ｎ6 Ｓ5 、ＮＳｅ、Ｎ2 Ｓｅ3 、Ｎ2 Ｚｎ3 、Ｎ6 Ｚ
ｎ、Ｎａ3 Ｎ、Ｌｉ3 Ｎ、Ｎ2 Ｍｇ3 などのうちから必
要に応じて選ばれたものをドーパントとして用いて行
う。
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のｐ型不
純物としてのＮのドーピングは、Ｎ3 Ｎａ、Ｎ5 Ｐ3 、
ＮＳ、ＮＳ2 、ＮＳ8 、ＮＳ11、Ｎ2 Ｓ3 、Ｎ2 Ｓ17、
Ｎ6 Ｓ5 、ＮＳｅ、Ｎ2 Ｓｅ3 、Ｎ2 Ｚｎ3 、Ｎ6 Ｚ
ｎ、Ｎａ3 Ｎ、Ｌｉ3 Ｎ、Ｎ2 Ｍｇ3 などのうちから必
要に応じて選ばれたものをドーパントとして用いて行
う。
【００３６】なお、ｐ型ＺｎＳｅ光導波層６、ｐ型Ｚｎ
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のｐ型不
純物としてＮａを用いる場合には、そのドーピングは、
ＮａＰ、ＮａＰＳ、ＮａＳ、ＮａＳ2 、Ｎａ2 Ｓ、Ｎａ
2 Ｓ5 、Ｎａ2 Ｓ2 Ｚｎ、Ｎａ6 Ｓ4 Ｚｎ、ＮａＳｅ、
Ｎａ2 Ｓｅ、ＮａＺｎ13、ＮａＮ3 、Ｎａ3 Ｎなどのう
ちから必要に応じて選ばれたものをドーパントとして用
いて行う。
1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層７、ｐ型ＺｎＳv Ｓ
ｅ1-v 層８およびｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９のｐ型不
純物としてＮａを用いる場合には、そのドーピングは、
ＮａＰ、ＮａＰＳ、ＮａＳ、ＮａＳ2 、Ｎａ2 Ｓ、Ｎａ
2 Ｓ5 、Ｎａ2 Ｓ2 Ｚｎ、Ｎａ6 Ｓ4 Ｚｎ、ＮａＳｅ、
Ｎａ2 Ｓｅ、ＮａＺｎ13、ＮａＮ3 、Ｎａ3 Ｎなどのう
ちから必要に応じて選ばれたものをドーパントとして用
いて行う。
【００３７】次に、ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層９上に所
定幅のストライプ形状のレジストパターン（図示せず）
を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてｐ
型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さ方向の途中までウエット
エッチング法によりエッチングする。これによって、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９およびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v
層８の上層部がストライプ形状にパターニングされる。
定幅のストライプ形状のレジストパターン（図示せず）
を形成した後、このレジストパターンをマスクとしてｐ
型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層８の厚さ方向の途中までウエット
エッチング法によりエッチングする。これによって、ｐ
型ＺｎＳｅコンタクト層９およびｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v
層８の上層部がストライプ形状にパターニングされる。
【００３８】次に、上述のエッチングに用いたレジスト
パターンを残したまま全面にＡｌ2Ｏ3 膜を真空蒸着し
た後、このレジストパターンを、その上に形成されたＡ
ｌ2Ｏ3 膜とともに除去する（リフトオフ）。これによ
って、ストライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v
層８上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜から成る絶縁層１０が形成さ
れる。
パターンを残したまま全面にＡｌ2Ｏ3 膜を真空蒸着し
た後、このレジストパターンを、その上に形成されたＡ
ｌ2Ｏ3 膜とともに除去する（リフトオフ）。これによ
って、ストライプ部以外の部分のｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v
層８上にのみＡｌ2 Ｏ3 膜から成る絶縁層１０が形成さ
れる。
【００３９】次に、ストライプ形状のｐ型ＺｎＳｅコン
タクト層９および絶縁層１０の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜お
よびＡｕ膜を順次真空蒸着してＡｕ／Ｐｔ／Ｐｄ電極か
ら成るｐ側電極１１を形成し、その後必要に応じて熱処
理を行って、このｐ側電極１１をｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層９にオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面にはＩｎ電極のようなｎ側電極１２を
形成する。
タクト層９および絶縁層１０の全面にＰｄ膜、Ｐｔ膜お
よびＡｕ膜を順次真空蒸着してＡｕ／Ｐｔ／Ｐｄ電極か
ら成るｐ側電極１１を形成し、その後必要に応じて熱処
理を行って、このｐ側電極１１をｐ型ＺｎＳｅコンタク
ト層９にオーミックコンタクトさせる。一方、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１の裏面にはＩｎ電極のようなｎ側電極１２を
形成する。
【００４０】この後、以上のようにしてレーザー構造が
形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば幅６４０μｍの
バー状に劈開して両共振器端面を形成した後、真空蒸着
法により、フロント側の端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ
膜１４とから成る多層膜を形成するとともに、リア側の
端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ膜１４とを２周期繰り返
した多層膜を形成する。このように端面コーティングを
施した後、このバーを例えば幅４００μｍに劈開してチ
ップ化し、パッケージングを行う。
形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１を例えば幅６４０μｍの
バー状に劈開して両共振器端面を形成した後、真空蒸着
法により、フロント側の端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ
膜１４とから成る多層膜を形成するとともに、リア側の
端面にＡｌ2 Ｏ3 膜１３とＳｉ膜１４とを２周期繰り返
した多層膜を形成する。このように端面コーティングを
施した後、このバーを例えば幅４００μｍに劈開してチ
ップ化し、パッケージングを行う。
【００４１】以上のように、この一実施例によれば、上
述のようなＮを含む化合物をｐ型ドーパントとして用い
た分子線源を用いてｐ型不純物のドーピングを行ってい
ることにより、このドーピングを従来のＮプラズマドー
ピング法で行う場合にはドーピングを安定して行うのが
難しかったのに対し、このｐ型不純物のドーピングを安
定して行うことができ、従って高い制御性でドーピング
を行うことができる。しかも、このドーピング時には、
ＭＢＥ装置の超高真空に排気された成長室５３の真空度
が劣化することがなく、これによって高品質の結晶を成
長させることができる。
述のようなＮを含む化合物をｐ型ドーパントとして用い
た分子線源を用いてｐ型不純物のドーピングを行ってい
ることにより、このドーピングを従来のＮプラズマドー
ピング法で行う場合にはドーピングを安定して行うのが
難しかったのに対し、このｐ型不純物のドーピングを安
定して行うことができ、従って高い制御性でドーピング
を行うことができる。しかも、このドーピング時には、
ＭＢＥ装置の超高真空に排気された成長室５３の真空度
が劣化することがなく、これによって高品質の結晶を成
長させることができる。
【００４２】この一実施例によれば、短波長で発光可能
な半導体レーザーを実現することが可能である。より具
体的には、例えば、室温において波長５２３．５ｎｍで
連続発振可能な緑色発光の半導体レーザーを実現するこ
とが可能である。
な半導体レーザーを実現することが可能である。より具
体的には、例えば、室温において波長５２３．５ｎｍで
連続発振可能な緑色発光の半導体レーザーを実現するこ
とが可能である。
【００４３】以上、この発明の一実施例について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
に説明したが、この発明は、上述の実施例に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
【００４４】例えば、上述の一実施例においては、ＳＣ
Ｈ構造を有する半導体レーザーの製造にこの発明を適用
した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造
（Double Heterostructure）を有する半導体レーザーの
製造に適用することも可能である。また、この発明は、
半導体レーザーばかりでなく、発光ダイオードの製造に
適用することも可能である。より一般的には、この発明
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた各種の半導体装
置の製造に適用することが可能である。
Ｈ構造を有する半導体レーザーの製造にこの発明を適用
した場合について説明したが、この発明は、ＤＨ構造
（Double Heterostructure）を有する半導体レーザーの
製造に適用することも可能である。また、この発明は、
半導体レーザーばかりでなく、発光ダイオードの製造に
適用することも可能である。より一般的には、この発明
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用いた各種の半導体装
置の製造に適用することが可能である。
【００４５】なお、上述の一実施例においては、化合物
半導体基板としてＧａＡｓ基板を用いているが、この化
合物半導体基板としては、例えばＧａＰ基板などを用い
てもよい。
半導体基板としてＧａＡｓ基板を用いているが、この化
合物半導体基板としては、例えばＧａＰ基板などを用い
てもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉか
ら成る群より選ばれた少なくとも一種の元素とから成る
化合物、あるいは、ＮａとＰ、Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮ
から成る群より選ばれた少なくとも一種の元素との化合
物をｐ型ドーパントとして用いてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長を行うようにしていることにより、高
品質のｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を高いド
ーピング制御性で行うことができる。
ば、ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉか
ら成る群より選ばれた少なくとも一種の元素とから成る
化合物、あるいは、ＮａとＰ、Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮ
から成る群より選ばれた少なくとも一種の元素との化合
物をｐ型ドーパントとして用いてｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長を行うようにしていることにより、高
品質のｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長を高いド
ーピング制御性で行うことができる。
【図１】この発明の一実施例により製造された半導体レ
ーザーの共振器長方向に垂直な断面図である。
ーザーの共振器長方向に垂直な断面図である。
【図２】この発明の一実施例により製造された半導体レ
ーザーの共振器長方向に平行な断面図である。
ーザーの共振器長方向に平行な断面図である。
【図３】この発明の一実施例により製造された半導体レ
ーザーをヒートシンク上にマウントした状態を示す断面
図である。
ーザーをヒートシンク上にマウントした状態を示す断面
図である。
【図４】この発明の一実施例において半導体レーザーの
製造に用いられるＭＢＥ装置の一例を示す略線図であ
る。
製造に用いられるＭＢＥ装置の一例を示す略線図であ
る。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＺｎＳｅバッファ層 ３ ｎ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層 ４ ｎ型ＺｎＳｅ光導波層 ５ 活性層 ６ ｐ型ＺｎＳｅ光導波層 ７ ｐ型Ｚｎ1-p Ｍｇp Ｓq Ｓｅ1-q クラッド層 ８ ｐ型ＺｎＳv Ｓｅ1-v 層 ９ ｐ型ＺｎＳｅコンタクト層 １０ 絶縁層 １１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極 ５３ 成長室 ５４ 分子線源
Claims (4)
- 【請求項１】 気相成長法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法において、 ＮとＮａ、Ｐ、Ｓ、Ｓｅ、Ｚｎ、ＭｇおよびＬｉから成
る群より選ばれた少なくとも一種の元素とから成る化合
物をｐ型ドーパントとして用いて上記ｐ型のＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体の成長を行うようにしたことを特徴とす
るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法。 - 【請求項２】 気相成長法によりｐ型のＩＩ−ＶＩ族化
合物半導体の成長を行うようにしたＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の成長方法において、 ＮａとＰ、Ｓ、Ｓｅ、ＺｎおよびＮから成る群より選ば
れた少なくとも一種の元素との化合物をｐ型ドーパント
として用いて上記ｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長を行うようにしたことを特徴とするＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体の成長方法。 - 【請求項３】 上記気相成長法は分子線エピタキシー法
または有機金属化学気相成長法であることを特徴とする
請求項１または２記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成
長方法。 - 【請求項４】 上記ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体はＺｎＳ
ｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅまたはＺｎＭ
ｇＳＳｅであることを特徴とする請求項１、２または３
記載のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31451493A JPH07142514A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31451493A JPH07142514A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142514A true JPH07142514A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=18054204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31451493A Pending JPH07142514A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | Ｉｉ−ｖｉ族化合物半導体の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142514A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07201891A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | Ｉｉ−ｖｉ族半導体結晶成長方法 |
| JPH08186131A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-16 | Nec Corp | ２−６半導体不純物添加方法 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP31451493A patent/JPH07142514A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07201891A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Nec Corp | Ｉｉ−ｖｉ族半導体結晶成長方法 |
| JPH08186131A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-07-16 | Nec Corp | ２−６半導体不純物添加方法 |
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