JPH0728079B2 - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザの製造方法Info
- Publication number
- JPH0728079B2 JPH0728079B2 JP59153971A JP15397184A JPH0728079B2 JP H0728079 B2 JPH0728079 B2 JP H0728079B2 JP 59153971 A JP59153971 A JP 59153971A JP 15397184 A JP15397184 A JP 15397184A JP H0728079 B2 JPH0728079 B2 JP H0728079B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- gas containing
- xalxas
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は半導体レーザの製造方法に関する。
［先行技術とその問題点］ 従来から半導体の薄膜結晶を得るための気相エピタキシ
ー技術として、有機金属気相成長法（以下、MO−CVD法
と呼ぶ）、分子線エピタキシー法（以下、MBE法と呼
ぶ）、原子層エピタキシー法（以下、ALE法と呼ぶ）な
どが知られている。しかし、MO−CVD法はソースとしてI
II族、Ｖ族元素を水素ガス等をキャリアとして、同時に
反応室へ導入し、熱分解によって成長させるため、成長
層の品質が悪い。また、単分子層オーダーの制御が困難
である等の欠点がある。また、通常結晶品質を良くため
ために、600℃以上の成長温度が用いられている。
ー技術として、有機金属気相成長法（以下、MO−CVD法
と呼ぶ）、分子線エピタキシー法（以下、MBE法と呼
ぶ）、原子層エピタキシー法（以下、ALE法と呼ぶ）な
どが知られている。しかし、MO−CVD法はソースとしてI
II族、Ｖ族元素を水素ガス等をキャリアとして、同時に
反応室へ導入し、熱分解によって成長させるため、成長
層の品質が悪い。また、単分子層オーダーの制御が困難
である等の欠点がある。また、通常結晶品質を良くため
ために、600℃以上の成長温度が用いられている。
一方、超高真空を利用した結晶成長法としてよく知られ
るMBE法は、物理吸着を第一段階とするために、結晶の
品質は化学反応を利用した気相成長法に劣る。GaAsのよ
うなIII−Ｖ族間の化合物半導体を成長する時には、III
族、Ｖ族元素をソースとして用い、ソース源自体を成長
室の中に設置している。このため、ソース源を加熱して
得られる放出ガスと蒸発量の制御、および、ソースの補
給が困難であり、成長速度を長時間一定に保つことが困
難である。また、蒸発物の排気など真空装置が複雑にな
る。更には、化合物半導体の化学量論的組成（ストイキ
オメトリー）を精密に制御することが困難で、結局、高
品質の結晶を得ることができない欠点がある。また、混
晶を作るためには、GaAlAsでは約600℃以上にしないと
良好な結晶が得られないこと、GaAsとのヘテロ接合界面
には１〜数原子層に及び凹凸があり良好とはいえないも
のである。
るMBE法は、物理吸着を第一段階とするために、結晶の
品質は化学反応を利用した気相成長法に劣る。GaAsのよ
うなIII−Ｖ族間の化合物半導体を成長する時には、III
族、Ｖ族元素をソースとして用い、ソース源自体を成長
室の中に設置している。このため、ソース源を加熱して
得られる放出ガスと蒸発量の制御、および、ソースの補
給が困難であり、成長速度を長時間一定に保つことが困
難である。また、蒸発物の排気など真空装置が複雑にな
る。更には、化合物半導体の化学量論的組成（ストイキ
オメトリー）を精密に制御することが困難で、結局、高
品質の結晶を得ることができない欠点がある。また、混
晶を作るためには、GaAlAsでは約600℃以上にしないと
良好な結晶が得られないこと、GaAsとのヘテロ接合界面
には１〜数原子層に及び凹凸があり良好とはいえないも
のである。
更にALE法は、T.SuntolaらがU.S.P.No.4058430（1977）
で説明しているように、半導体元素をパルス状に供給
し、基板に付着させることにより結晶を原子層ずつ成長
させるものであるが、半導体の単結晶を成長させること
ができない。即ち、単結晶の薄膜を形成させるために、
同じグループのM.Pessaらが用いた方法は、ALE法でな
く、1984年の米真空協会の論文集（J.Vac.Sci.Techno
l、A2（1984）418）に発表しているように前記MBE法に
よるものである。
で説明しているように、半導体元素をパルス状に供給
し、基板に付着させることにより結晶を原子層ずつ成長
させるものであるが、半導体の単結晶を成長させること
ができない。即ち、単結晶の薄膜を形成させるために、
同じグループのM.Pessaらが用いた方法は、ALE法でな
く、1984年の米真空協会の論文集（J.Vac.Sci.Techno
l、A2（1984）418）に発表しているように前記MBE法に
よるものである。
このように、MO−CVD法やMBE法では化学量論的組成を満
足する高品質の結晶が低温では得られず、また、単分子
層オーダーで形成することが困難な一方、ALE法では単
結晶が得られない欠点があった。
足する高品質の結晶が低温では得られず、また、単分子
層オーダーで形成することが困難な一方、ALE法では単
結晶が得られない欠点があった。
［発明の目的］ 本発明は上記従来技術の欠点を除き、化学量論的組成を
制御することにより結晶成長層の品質を改善し、基板の
より低温領域での加熱と、単分子量の精度で成長膜を形
成することにより、高品質のヘテロ接合を有する半導体
レーザを製造する方法を提供することを目的とする。
制御することにより結晶成長層の品質を改善し、基板の
より低温領域での加熱と、単分子量の精度で成長膜を形
成することにより、高品質のヘテロ接合を有する半導体
レーザを製造する方法を提供することを目的とする。
［発明の概要］ このため本発明は、（１）真空に排気する成長槽内に外
部よりGa、As、Al及びＰの各成分元素を含むガス及び不
純物となる成分元素を含むガスをそれぞれ導入する手段
と、n+形GaAs基板を加熱する手段と、前記n+形基板を光
照射する光源とを具備した結晶成長装置を用い、前記成
長槽内を10-7〜10-9Paに排気すると共に、前記n+形基板
を約300〜600℃に加熱し、前記光源より前記n+形基板に
光を照射しながら、Gaを含むガス又は同時にAlを含むガ
スを成長槽内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で0.5〜1
0秒間導入し、次いで成長槽内のガスを排気した後、As
を含むガス又は同時にAlを含むガスを成長槽内の圧力が
10-1〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間導入する操作を
繰り返すことにより、前記n+形基板上にｎ形のGa1-xAlx
As又はGa1-xAlxAs1-yPyを１分子層ずつ成長させる工
程、その上にアンドープのGaAsを形成する工程、さらに
その上にｐ形のGa1-xAlxAs又はGa1-xAlxAs1-yPyを成長
させる工程、その上に絶縁膜を形成した後、所定個所に
開口部を形成して前記ｐ形層へZnによる不純物拡散を行
ってp+形層を形成する工程、前記p+形層へ合金を蒸着し
てp+形電極を形成する工程、前記n+形基板に合金を蒸着
してn+形電極を形成する工程を順次実行して半導体レー
ザを製造することを特徴とする。
部よりGa、As、Al及びＰの各成分元素を含むガス及び不
純物となる成分元素を含むガスをそれぞれ導入する手段
と、n+形GaAs基板を加熱する手段と、前記n+形基板を光
照射する光源とを具備した結晶成長装置を用い、前記成
長槽内を10-7〜10-9Paに排気すると共に、前記n+形基板
を約300〜600℃に加熱し、前記光源より前記n+形基板に
光を照射しながら、Gaを含むガス又は同時にAlを含むガ
スを成長槽内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で0.5〜1
0秒間導入し、次いで成長槽内のガスを排気した後、As
を含むガス又は同時にAlを含むガスを成長槽内の圧力が
10-1〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間導入する操作を
繰り返すことにより、前記n+形基板上にｎ形のGa1-xAlx
As又はGa1-xAlxAs1-yPyを１分子層ずつ成長させる工
程、その上にアンドープのGaAsを形成する工程、さらに
その上にｐ形のGa1-xAlxAs又はGa1-xAlxAs1-yPyを成長
させる工程、その上に絶縁膜を形成した後、所定個所に
開口部を形成して前記ｐ形層へZnによる不純物拡散を行
ってp+形層を形成する工程、前記p+形層へ合金を蒸着し
てp+形電極を形成する工程、前記n+形基板に合金を蒸着
してn+形電極を形成する工程を順次実行して半導体レー
ザを製造することを特徴とする。
また本発明は、（２）真空に排気する成長槽内に外部よ
りGa、As、Al及びＰの各成分元素を含むガス及び不純物
となる成分元素を含むガスをそれぞれ導入する手段と、
n+形GaAs基板を加熱する手段と、前記n+形基板を光照射
する光源とを具備した結晶成長装置を用い、前記成長槽
内を10-7〜10-9Paに排気すると共に、前記n+形基板を約
300〜600℃に加熱し、前記光源より前記n+形基板に光を
照射しながら、Gaを含むガス又は同時にAlを含むガスを
成長槽内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で0.5〜10秒
間導入し、次いで成長槽内のガスを排気した後、Asを含
むガス又は同時にAlを含むガスを成長槽内の圧力が10-1
〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間導入する操作を繰返
すことにより、前記n+形基板上にｎ形のGa1-xAlxAs又は
Ga1-xAlxAs1-yPyを１分子層ずつ成長させる工程、その
上にアンドープのGa1-xAlxAs1-yPy層と、さらにその上
にGaAs層とを繰り返し成長させることによりヘテロ層を
形成させる工程、前記ヘテロ層上にp+形のGa1-xAlxAs又
はGa1-xAlxAs1-yPyを形成した後、その上にp+形GaAs層
を形成する工程、前記p+形のGaAs層上に絶縁膜を形成し
た後、所定個所に開口部を形成する工程、前記開口部よ
り前記p+形層へ合金を蒸着してp+形電極を形成する工
程、前記n+形基板に合金を蒸着してn+形電極を形成する
工程を順次実行して量子井戸構造を有する半導体レーザ
を製造することを特徴とする。
りGa、As、Al及びＰの各成分元素を含むガス及び不純物
となる成分元素を含むガスをそれぞれ導入する手段と、
n+形GaAs基板を加熱する手段と、前記n+形基板を光照射
する光源とを具備した結晶成長装置を用い、前記成長槽
内を10-7〜10-9Paに排気すると共に、前記n+形基板を約
300〜600℃に加熱し、前記光源より前記n+形基板に光を
照射しながら、Gaを含むガス又は同時にAlを含むガスを
成長槽内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で0.5〜10秒
間導入し、次いで成長槽内のガスを排気した後、Asを含
むガス又は同時にAlを含むガスを成長槽内の圧力が10-1
〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間導入する操作を繰返
すことにより、前記n+形基板上にｎ形のGa1-xAlxAs又は
Ga1-xAlxAs1-yPyを１分子層ずつ成長させる工程、その
上にアンドープのGa1-xAlxAs1-yPy層と、さらにその上
にGaAs層とを繰り返し成長させることによりヘテロ層を
形成させる工程、前記ヘテロ層上にp+形のGa1-xAlxAs又
はGa1-xAlxAs1-yPyを形成した後、その上にp+形GaAs層
を形成する工程、前記p+形のGaAs層上に絶縁膜を形成し
た後、所定個所に開口部を形成する工程、前記開口部よ
り前記p+形層へ合金を蒸着してp+形電極を形成する工
程、前記n+形基板に合金を蒸着してn+形電極を形成する
工程を順次実行して量子井戸構造を有する半導体レーザ
を製造することを特徴とする。
［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を半導体としてGaAsとGa1-xAlxAs
あるいはGa1-xAlxAs1-yPyを用いた場合を例にとり説明
する。
あるいはGa1-xAlxAs1-yPyを用いた場合を例にとり説明
する。
第１図は本発明の一実施例に係る半導体レーザ製造装置
の構成図を示したもので、１は成長槽で材質はステンレ
ス等の金属、２はゲートバルブ、３は成長槽１を超高真
空に排気するための排気装置、４はTMG（トリメチルガ
リウム）等のGaを含むガスを導入するノズル、５はAsH3
を導入するノズル、６はTMA（トリメチルアルミニウ
ム）等のAlを含むガスを導入するノズル、７はPH3等の
Ｐを含むガスを導入するノズル、８はGaAsとGa1-xAlxAs
1-yPyへのｎ型不純物となるH2S等のＳを含むガスを導入
するノズル、９はノズル８と同様にｐ型の不純物となる
TMZ（トリメチル亜鉛）等のZnを含むガスを導入するノ
ズル、10,11,12,13,14,15は前記ノズルを開閉するバル
ブでガス源16（Ga（CH3）３等）、17（AsH3）、18（TM
A）、19（PH3等）、20（TMZ等）、21（H2S等）との間に
設けられる。22は基板加熱用のヒーターで、石英ガラス
に封入したＷ（タングステン）線であり、配線は図示省
略してある。23は測温用の熱電対である。24は基板への
光照射用の光源で、水銀ランプ，エキシマレーザ，アル
ゴンイオンレーザ等が使用できる。25は光照射用の窓、
26は成長槽内の圧力を測定するための圧力計、27はGaAs
基板である。
の構成図を示したもので、１は成長槽で材質はステンレ
ス等の金属、２はゲートバルブ、３は成長槽１を超高真
空に排気するための排気装置、４はTMG（トリメチルガ
リウム）等のGaを含むガスを導入するノズル、５はAsH3
を導入するノズル、６はTMA（トリメチルアルミニウ
ム）等のAlを含むガスを導入するノズル、７はPH3等の
Ｐを含むガスを導入するノズル、８はGaAsとGa1-xAlxAs
1-yPyへのｎ型不純物となるH2S等のＳを含むガスを導入
するノズル、９はノズル８と同様にｐ型の不純物となる
TMZ（トリメチル亜鉛）等のZnを含むガスを導入するノ
ズル、10,11,12,13,14,15は前記ノズルを開閉するバル
ブでガス源16（Ga（CH3）３等）、17（AsH3）、18（TM
A）、19（PH3等）、20（TMZ等）、21（H2S等）との間に
設けられる。22は基板加熱用のヒーターで、石英ガラス
に封入したＷ（タングステン）線であり、配線は図示省
略してある。23は測温用の熱電対である。24は基板への
光照射用の光源で、水銀ランプ，エキシマレーザ，アル
ゴンイオンレーザ等が使用できる。25は光照射用の窓、
26は成長槽内の圧力を測定するための圧力計、27はGaAs
基板である。
この構成で、GaAsの成長は、先ず、ゲートバルブ２を開
けて超高真空排気装置３により成長槽１内を10-7〜10-8
pascal（以下、Paと略す）程度に排気する。次に、GaAs
基板27を例えば300〜600℃にヒーター22により加熱した
後に、TMGを成長槽１内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範
囲で0.5〜10秒間バルブ８を開けて導入する。次に、そ
のTMGを成長槽１内より排気後、AsH313を成長槽１内の
圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間バルブ５
を開けて導入する。これにより１分子層が成長できる。
けて超高真空排気装置３により成長槽１内を10-7〜10-8
pascal（以下、Paと略す）程度に排気する。次に、GaAs
基板27を例えば300〜600℃にヒーター22により加熱した
後に、TMGを成長槽１内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範
囲で0.5〜10秒間バルブ８を開けて導入する。次に、そ
のTMGを成長槽１内より排気後、AsH313を成長槽１内の
圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間バルブ５
を開けて導入する。これにより１分子層が成長できる。
一方、Ga1-xAlxAs1-yPyの成長はGaAsの成長と同じよう
にIII族のGaとAlを導入した後に、Ｖ族のAsとＰを導入
することによって１分子層が成長できる。
にIII族のGaとAlを導入した後に、Ｖ族のAsとＰを導入
することによって１分子層が成長できる。
また、不純物の添加は、ｐ型ではGaと同時にII族を含む
ガス、ｎ型ではAsと同時に、VI族を含むガスを導入する
ことによってそれぞれｐ、ｎ型の不純物添加を行なうこ
とができる。
ガス、ｎ型ではAsと同時に、VI族を含むガスを導入する
ことによってそれぞれｐ、ｎ型の不純物添加を行なうこ
とができる。
ここで、レーザダイオードのヘテロ接合としてのGa1-xA
lxAs1-yPyの組成は、GaAsとの格子定数の補償を行なた
め、ｘ＝0.3ではｙは0.01程度とすれば良いし、場合に
よっては、Ｐを含まないGa1-xAlxAsでも良い。
lxAs1-yPyの組成は、GaAsとの格子定数の補償を行なた
め、ｘ＝0.3ではｙは0.01程度とすれば良いし、場合に
よっては、Ｐを含まないGa1-xAlxAsでも良い。
また、基板の加熱は、ヒーター22による加熱を説明した
が、赤外線ランプ加熱源とし、これを成長槽１の外に設
けるようにしてもよい。更に、基板の加熱と同時に、Hg
ランプ24による光を成長層に照射するようにしてもよ
い。そうした場合には、成長温度を400℃程度に低下で
きるので、不純物のオートドーピング乃至は相互拡散を
制御することができるようになる。
が、赤外線ランプ加熱源とし、これを成長槽１の外に設
けるようにしてもよい。更に、基板の加熱と同時に、Hg
ランプ24による光を成長層に照射するようにしてもよ
い。そうした場合には、成長温度を400℃程度に低下で
きるので、不純物のオートドーピング乃至は相互拡散を
制御することができるようになる。
このように、III−Ｖ族ないしはその混晶成分元素を含
むガスを交互に導入し、化学反応によって結晶成長を進
行させることにより、化学量論的組成を完全なものとす
るIII−Ｖ族およびその混晶の結晶成長層を１分子層毎
に成長させることができ、従来方法では得られないよう
な高品質の半導体レーザが製造できるようになる。
むガスを交互に導入し、化学反応によって結晶成長を進
行させることにより、化学量論的組成を完全なものとす
るIII−Ｖ族およびその混晶の結晶成長層を１分子層毎
に成長させることができ、従来方法では得られないよう
な高品質の半導体レーザが製造できるようになる。
第２図は上述第１図の装置を用いて製造する半導体レー
ザの製造過程を示したもので、同図（ａ）の30はn+（ρ
＝１×10-3Ω・cm）のGaAs基板である。この基板30上
に、ｎ形（ｎ＝１×1018cm-3）Ga1-xAlxAs1-yPy層31を
ヘテロエピタキシャル成長させる（ｂ）。次いで、その
上にアンドロープのｎ形GaAs層32を成長させる（ｃ）。
更にその上にｐ形のGa1-xAlxAs1-yPy層33を成長させる
（ｄ）。このときの成長層の厚さは、Ga1-xAlxAs1-yPy
層31,33を0.5μｍ、アンドロープのｎ形GaAs層32を500
〜1000Å程度に形成する。このダブルヘテロ構造の半導
体のｐ層へSiO2またはSi3N4等の絶縁膜34を全面に形成
したのち、開口部を設ける（ｅ）。次いで、その露出し
たｐ形Ga1-xAlxAs1-yPy層32へZnによる不純物拡散を行
ない、p+層35を形成する（ｆ）。そのp+層35へAu−Zn、
Ag−Zn等の合金を蒸着してp+電極36を形成する（ｇ）。
次に、n+基板30を100μｍ程度まで薄くして、An−Ge、A
u−Ge−Ni合金によりn+電極37を形成する（ｈ）。この
ようにしてできたウエハを100μｍ×200μｍ程度に壁開
し、ボンディング等によりパッケージ化することによ
り、レーザダイオードが製造できる。
ザの製造過程を示したもので、同図（ａ）の30はn+（ρ
＝１×10-3Ω・cm）のGaAs基板である。この基板30上
に、ｎ形（ｎ＝１×1018cm-3）Ga1-xAlxAs1-yPy層31を
ヘテロエピタキシャル成長させる（ｂ）。次いで、その
上にアンドロープのｎ形GaAs層32を成長させる（ｃ）。
更にその上にｐ形のGa1-xAlxAs1-yPy層33を成長させる
（ｄ）。このときの成長層の厚さは、Ga1-xAlxAs1-yPy
層31,33を0.5μｍ、アンドロープのｎ形GaAs層32を500
〜1000Å程度に形成する。このダブルヘテロ構造の半導
体のｐ層へSiO2またはSi3N4等の絶縁膜34を全面に形成
したのち、開口部を設ける（ｅ）。次いで、その露出し
たｐ形Ga1-xAlxAs1-yPy層32へZnによる不純物拡散を行
ない、p+層35を形成する（ｆ）。そのp+層35へAu−Zn、
Ag−Zn等の合金を蒸着してp+電極36を形成する（ｇ）。
次に、n+基板30を100μｍ程度まで薄くして、An−Ge、A
u−Ge−Ni合金によりn+電極37を形成する（ｈ）。この
ようにしてできたウエハを100μｍ×200μｍ程度に壁開
し、ボンディング等によりパッケージ化することによ
り、レーザダイオードが製造できる。
以上は最も簡単なダブルヘテロ形のレーザダイオードの
製造について説明したが、他の構造のものも前記結晶成
長法により実現できることは言う迄もない。
製造について説明したが、他の構造のものも前記結晶成
長法により実現できることは言う迄もない。
第３図は本発明の別の実施例であって、いわゆる量子井
戸型の半導体レーザの製造過程を示したものである。40
はn+（ρ＝１×10-3Ω・cm）のGaAs基板である（ａ）。
この基板40上にｎ（ｎ＝１×1018cm-3）形Ga1-xAlxAs1-
yPy層41を0.5μｍ、前述第１図の装置を用いてエピタキ
シャル成長させ（ｂ）。その上にアンドープのGa1-xAlx
As1-yPy層42を形成し（ｃ）、更にその上にGaAs層43を
成長させる（ｄ）。これらの成長層42,43の厚さは約100
Åで、これを交互に繰り返し成長させる（ｅ）。更に、
この成長層42,43を繰り返しに10組のヘテロ層45成長さ
せる（ｆ）。更に、その10組のヘテロ層45の上にp+（ｐ
＝１×1018cm-3）形Ga1-xAlxAs1-yPy層46を形成し、そ
の上にp+（ｐ＝１×1019cm-3）形GaAs層47を形成する
（ｇ）。このようにして分子層エピタキシャル成長法に
よって成長させたウエハのp+形GaAs層47上へ、SiO2また
はSi3N4膜48を付着させて開孔し（ｈ）、p+層47へはAu
−Zn、Ag−Zn等、n+基板40へはAu−Ge、Au−Ge−Ni等の
合金によりオーミックコンタクト49,50を形成する
（ｉ）。これにより、量子井戸型の半導体レーザが製造
できる。
戸型の半導体レーザの製造過程を示したものである。40
はn+（ρ＝１×10-3Ω・cm）のGaAs基板である（ａ）。
この基板40上にｎ（ｎ＝１×1018cm-3）形Ga1-xAlxAs1-
yPy層41を0.5μｍ、前述第１図の装置を用いてエピタキ
シャル成長させ（ｂ）。その上にアンドープのGa1-xAlx
As1-yPy層42を形成し（ｃ）、更にその上にGaAs層43を
成長させる（ｄ）。これらの成長層42,43の厚さは約100
Åで、これを交互に繰り返し成長させる（ｅ）。更に、
この成長層42,43を繰り返しに10組のヘテロ層45成長さ
せる（ｆ）。更に、その10組のヘテロ層45の上にp+（ｐ
＝１×1018cm-3）形Ga1-xAlxAs1-yPy層46を形成し、そ
の上にp+（ｐ＝１×1019cm-3）形GaAs層47を形成する
（ｇ）。このようにして分子層エピタキシャル成長法に
よって成長させたウエハのp+形GaAs層47上へ、SiO2また
はSi3N4膜48を付着させて開孔し（ｈ）、p+層47へはAu
−Zn、Ag−Zn等、n+基板40へはAu−Ge、Au−Ge−Ni等の
合金によりオーミックコンタクト49,50を形成する
（ｉ）。これにより、量子井戸型の半導体レーザが製造
できる。
［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、化学量論的組成を満たす
高品質の結晶薄膜を単分子層の精度で成長させることが
でき、ダブルヘテロ構造を有する高品質のGaAs形のレー
ザダイオードが製造できるようになる。
高品質の結晶薄膜を単分子層の精度で成長させることが
でき、ダブルヘテロ構造を有する高品質のGaAs形のレー
ザダイオードが製造できるようになる。
第１図は本発明の一実施例に係る結晶成長装置の構成
図、第２図および第３図は第１図の装置により製造され
る半導体レーザの製造過程説明図で、第２図（ａ）〜
（ｈ）はダブルヘテロ形半導体レーザの製造過程説明
図、第３図（ａ）〜（ｉ）は量子井戸型半導体レーザの
製造過程説明図である。 １……金属、２……ゲートバルブ、３……排気装置、4,
5,6,7,8,9……ノズル、10〜15……バルブ、16〜21……
ガス源、22……ヒーター、23……熱電対、24……光源、
25……窓。
図、第２図および第３図は第１図の装置により製造され
る半導体レーザの製造過程説明図で、第２図（ａ）〜
（ｈ）はダブルヘテロ形半導体レーザの製造過程説明
図、第３図（ａ）〜（ｉ）は量子井戸型半導体レーザの
製造過程説明図である。 １……金属、２……ゲートバルブ、３……排気装置、4,
5,6,7,8,9……ノズル、10〜15……バルブ、16〜21……
ガス源、22……ヒーター、23……熱電対、24……光源、
25……窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本谷 薫 宮城県仙台市米ヶ袋２丁目１番９号406 (56)参考文献 応用物理 53［６］，1984−６，Ｐ. 516〜Ｐ．520 「化合物半導体デバイス［▲Ｉ▼］（株 式会社工業調査会，1987年７月15日発行) Ｐ．126〜Ｐ．131
Claims (2)
- 【請求項１】真空に排気する成長槽内に外部よりGa、A
s、Al及びＰの各成分元素を含むガス及び不純物となる
成分元素を含むガスをそれぞれ導入する手段と、n+形Ga
As基板を加熱する手段と、前記n+形基板を光照射する光
源とを具備した結晶成長装置を用い、 前記成長槽内を10-7〜10-9Paに排気すると共に、前記n+
形基板を約300〜600℃に加熱し、前記光源より前記n+形
基板に光を照射しながら、Gaを含むガス又は同時にAlを
含むガスを成長槽内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で
0.5〜10秒間導入し、次いで成長槽内のガスを排気した
後、Asを含むガス又は同時にAlを含むガスを成長槽内の
圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間導入する
操作を繰り返すことにより、前記n+形基板上にｎ形のGa
1-xAlxAs又はGa1-xAlxAs1-yPyを１分子層ずつ成長させ
る工程、 その上にアンドープのGaAsを形成する工程、 さらにその上にｐ形のGa1-xAlxAs又はGa1-xAlxAs1-yPy
を成長させる工程、 その上に絶縁膜を形成した後、所定個所に開口部を形成
して前記ｐ形層へZnによる不純物拡散を行ってp+形層を
形成する工程、 前記p+形層へ合金を蒸着してp+形電極を形成する工程、 前記n+形基板に合金を蒸着してn+形電極を形成する工
程、 を順次実行して半導体レーザを製造することを特徴とす
る半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】真空に排気する成長槽内に外部よりGa、A
s、Al及びＰの各成分元素を含むガス及び不純物となる
成分元素を含むガスをそれぞれ導入する手段と、n+形Ga
As基板を加熱する手段と、前記n+形基板を光照射する光
源とを具備した結晶成長装置を用い、 前記成長槽内を10-7〜10-9Paに排気すると共に、前記n+
形基板を約300〜600℃に加熱し、前記光源より前記n+形
基板に光を照射しながら、Gaを含むガス又は同時にAlを
含むガスを成長槽内の圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で
0.5〜10秒間導入し、次いで成長槽内のガスを排気した
後、Asを含むガス又は同時にAlを含むガスを成長槽内の
圧力が10-1〜10-7Paとなる範囲で２〜200秒間導入する
操作を繰り返すことにより、前記n+形基板上にｎ形のGa
1-xAlxAs又はGa1-xAlxAs1-yPyを１分子層ずつ成長させ
る工程、 その上にアンドープのGa1-xAlxAs1-yPy層と、さらにそ
の上にGaAs層とを繰り返し成長させることによりヘテロ
層を形成させる工程、 前記ヘテロ層上にp+形のGa1-xAlxAs又はGa1-xAlxAs1-yP
yを形成した後、その上にp+形GaAs層を形成する工程、 前記p+形GaAs層上に絶縁膜を形成した後、所定個所に開
口部を形成する工程、 前記開口部より前記p+形層へ合金を蒸着してp+形電極を
形成する工程、 前記n+形基板に合金を蒸着してn+形電極を形成する工
程、 を順次実行して量子井戸構造を有する半導体レーザを製
造することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59153971A JPH0728079B2 (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59153971A JPH0728079B2 (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6134987A JPS6134987A (ja) | 1986-02-19 |
| JPH0728079B2 true JPH0728079B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=15574075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59153971A Expired - Fee Related JPH0728079B2 (ja) | 1984-07-26 | 1984-07-26 | 半導体レ−ザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0728079B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2544378B2 (ja) * | 1987-03-25 | 1996-10-16 | 株式会社日立製作所 | 光半導体装置 |
| JPH07517B2 (ja) * | 1987-05-30 | 1995-01-11 | 松下電器産業株式会社 | 半導体結晶薄膜製造装置 |
-
1984
- 1984-07-26 JP JP59153971A patent/JPH0728079B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 「化合物半導体デバイス［▲Ｉ▼（株式会社工業調査会，１９８７年７月１５日発行）Ｐ．１２６〜Ｐ．１３１ |
| 応用物理５３［６，１９８４−６，Ｐ．５１６〜Ｐ．５２０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6134987A (ja) | 1986-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5250148A (en) | Process for growing GaAs monocrystal film | |
| JPS63132421A (ja) | 化合物半導体のエピタキシヤル結晶成長方法 | |
| DenBaars et al. | Atomic layer epitaxy of compound semiconductors with metalorganic precursors | |
| US6334901B1 (en) | Apparatus for forming semiconductor crystal | |
| GB2162862A (en) | Process for forming monocrystalline thin film of compound semiconductor | |
| JPH0782991B2 (ja) | 化合物半導体単結晶薄膜の成長法 | |
| JP3399642B2 (ja) | 半導体発光素子層の形成方法 | |
| JPH0728079B2 (ja) | 半導体レ−ザの製造方法 | |
| JP2577550B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体単結晶薄膜の不純物添加法 | |
| JPH0713966B2 (ja) | ＧａＡｓ半導体ダイオードの製造方法 | |
| JP2821557B2 (ja) | 化合物半導体単結晶薄膜の成長方法 | |
| JP2577544B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH11268996A (ja) | 化合物半導体混晶の成長方法 | |
| JPH0787179B2 (ja) | 超格子半導体装置の製造方法 | |
| JP2587624B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシヤル結晶成長方法 | |
| JP2567331B2 (ja) | 化合物半導体単結晶薄膜の成長法 | |
| JPH0556650B2 (ja) | ||
| JP2654608B2 (ja) | ＧａＡｓ半導体ダイオードの製造方法 | |
| JPH06112124A (ja) | 有機金属分子線エピタキシャル成長方法 | |
| JP2620578B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル層の製造方法 | |
| JP2620546B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシヤル層の製造方法 | |
| JP3335671B2 (ja) | 原子層成長による量子細線および量子箱の形成方法 | |
| JPH078756B2 (ja) | 化合物半導体薄膜形成法 | |
| JPH0620042B2 (ja) | ▲ｉｉｉ▼−▲ｖ▼族化合物半導体結晶のド−ピング方法 | |
| JP3047523B2 (ja) | 選択エピタキシャル成長方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |