JPH08228050A - 可視光半導体発光装置とその製造方法 - Google Patents
可視光半導体発光装置とその製造方法Info
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- JPH08228050A JPH08228050A JP7337188A JP33718895A JPH08228050A JP H08228050 A JPH08228050 A JP H08228050A JP 7337188 A JP7337188 A JP 7337188A JP 33718895 A JP33718895 A JP 33718895A JP H08228050 A JPH08228050 A JP H08228050A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造歩留りが高く、且つ寿命が長いＡｌＧａ
ＩｎＰ系の可視光半導体発光装置とその製造方法を提供
することが目的である。 【解決手段】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上傾斜した面を主面１ａとするＧａＡｓ基板１と、こ
の主面１ａ上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰか
らなる活性層４を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、を
備えた。
ＩｎＰ系の可視光半導体発光装置とその製造方法を提供
することが目的である。 【解決手段】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上傾斜した面を主面１ａとするＧａＡｓ基板１と、こ
の主面１ａ上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰか
らなる活性層４を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、を
備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は可視光半導体発光装
置とその製造方法に関する。
置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌＧａＩｎＰは０．６μｍ帯のバンド
ギャップを有し、可視光半導体レーザ装置（発光装置）
の材料として用いられている。
ギャップを有し、可視光半導体レーザ装置（発光装置）
の材料として用いられている。
【０００３】図６は、従来のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レ
ーザ装置を示し、例えば昭和６３年秋季応用物理学会予
稿集、４ｐ−ＺＣ−１０、８３６頁に開示されている。
ーザ装置を示し、例えば昭和６３年秋季応用物理学会予
稿集、４ｐ−ＺＣ−１０、８３６頁に開示されている。
【０００４】図において、（１１）はｎ型ＧａＡｓから
なる基板、（１２）はｎ型（Ａｌ0. 7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐからなるｎ型クラッド層、（１３）はアンド−プ
の（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる活性層、（１
４）はｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3） 0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ
型クラッド層である。これらの層は周知のＭＯＣＶＤ
法、ＭＢＥ法等を用いて基板（１１）の一主面上に順次
エピタキシャル成長される。またｐ型クラッド層（１
４）には、エッチングにより幅５μｍのリッジが形成さ
れている。（１５）はｐ型クラッド層（１４）上にエピ
タキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓからなるブロック層
で、マスクによりｐ型クラッド層（１４）のリッジ頂部
には積層されていない。（１６）は露出したｐ型クラッ
ド層（１４）の頂部及びブロック層（１５）上にエピタ
キシャル成長されたｐ型ＧａＡｓからなるキャップ層で
ある。
なる基板、（１２）はｎ型（Ａｌ0. 7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ
0.5Ｐからなるｎ型クラッド層、（１３）はアンド−プ
の（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる活性層、（１
４）はｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3） 0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ
型クラッド層である。これらの層は周知のＭＯＣＶＤ
法、ＭＢＥ法等を用いて基板（１１）の一主面上に順次
エピタキシャル成長される。またｐ型クラッド層（１
４）には、エッチングにより幅５μｍのリッジが形成さ
れている。（１５）はｐ型クラッド層（１４）上にエピ
タキシャル成長されたｎ型ＧａＡｓからなるブロック層
で、マスクによりｐ型クラッド層（１４）のリッジ頂部
には積層されていない。（１６）は露出したｐ型クラッ
ド層（１４）の頂部及びブロック層（１５）上にエピタ
キシャル成長されたｐ型ＧａＡｓからなるキャップ層で
ある。
【０００５】（１７）はキャップ層（１６）上に形成さ
れたＡｕ／Ｚｎ／Ａｕからなるｐ型電極、（１８）は基
板（１１）の他主面上に形成されたＡｕＧｅ／Ａｕから
なるｎ型電極である。
れたＡｕ／Ｚｎ／Ａｕからなるｐ型電極、（１８）は基
板（１１）の他主面上に形成されたＡｕＧｅ／Ａｕから
なるｎ型電極である。
【０００６】斯る装置では、活性層（１３）のＡｌ組成
比をｘ＝０．１とした時、波長６４９ｎｍのレーザ光が
得られる。
比をｘ＝０．１とした時、波長６４９ｎｍのレーザ光が
得られる。
【０００７】一方、現在、可視光レーザ光を用いた計測
器やＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｓａｌｅｓ）システム
に用いられるバーコードスキャナの光源として波長６３
２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザが用いられている。そこ
で、斯るＨｅ−Ｎｅレーザと同じ波長が発振可能であ
り、軽量、小型、低消費電力であるＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザ装置は、Ｈｅ−Ｎｅレーザに代わる光源とし
て望まれている。このために、上記従来装置をより短波
長発振させる必要がある。
器やＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｓａｌｅｓ）システム
に用いられるバーコードスキャナの光源として波長６３
２．８ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザが用いられている。そこ
で、斯るＨｅ−Ｎｅレーザと同じ波長が発振可能であ
り、軽量、小型、低消費電力であるＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザ装置は、Ｈｅ−Ｎｅレーザに代わる光源とし
て望まれている。このために、上記従来装置をより短波
長発振させる必要がある。
【０００８】ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ装置（発
光装置）を短波長化する方法として、 活性層のＡｌ組成比を大きくする 活性層を超格子構造とする（Electronics Letters、Vo
l.24、No.24(1988)、p1489参照） 各層の成長温度を７００℃より大とする（Japanese J
ournal of Applied Physics、Vol.27、No.11(1988)、p.209
8参照） 活性層にＺｎを拡散させる（ＩＥＥＥ、Journal of Q
uantum Electronics、QE-23、No.6(1987)、p.704参照） ことが考えられている。
光装置）を短波長化する方法として、 活性層のＡｌ組成比を大きくする 活性層を超格子構造とする（Electronics Letters、Vo
l.24、No.24(1988)、p1489参照） 各層の成長温度を７００℃より大とする（Japanese J
ournal of Applied Physics、Vol.27、No.11(1988)、p.209
8参照） 活性層にＺｎを拡散させる（ＩＥＥＥ、Journal of Q
uantum Electronics、QE-23、No.6(1987)、p.704参照） ことが考えられている。
【０００９】しかし乍ら、の方法ではＡｌ組成比率の
増加と共に活性層（１３）の結晶性が低下するため、発
振しきい値が大きくなり、連続動作が困難となる。例え
ば、活性層（１３）のＡｌ組成比をｘ＝０．２とする
と、発振波長は６３０〜６４０ｎｍとなり、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザの波長と略等しくなるが、発振しきい値電流密度
は１０kA/cm2以上となり、実用的でなくなる。
増加と共に活性層（１３）の結晶性が低下するため、発
振しきい値が大きくなり、連続動作が困難となる。例え
ば、活性層（１３）のＡｌ組成比をｘ＝０．２とする
と、発振波長は６３０〜６４０ｎｍとなり、Ｈｅ−Ｎｅ
レーザの波長と略等しくなるが、発振しきい値電流密度
は１０kA/cm2以上となり、実用的でなくなる。
【００１０】また、、、の方法では、装置の発振
動作が不安定になり、活性層（１３）の劣化が激しくな
るため、装置の製造歩留りが低く、寿命が短いといった
問題が生じる。
動作が不安定になり、活性層（１３）の劣化が激しくな
るため、装置の製造歩留りが低く、寿命が短いといった
問題が生じる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
製造歩留りが高く、且つ寿命が長いＡｌＧａＩｎＰ系の
可視光半導体発光装置とその製造方法を提供することが
目的である。
製造歩留りが高く、且つ寿命が長いＡｌＧａＩｎＰ系の
可視光半導体発光装置とその製造方法を提供することが
目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明装置は、（１０
０）面から［０１１］方向に５°以上の角度で傾斜した
面を主面とするＧａＡｓ基板と、該主面上に形成された
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層を含むＡｌＧ
ａＩｎＰ系半導体層と、を備え、前記角度は、前記Ａｌ
ＧａＩｎＰ系半導体層のヒロックが１００個／ｃｍ2以
下となるように設定したことを特徴とする。
０）面から［０１１］方向に５°以上の角度で傾斜した
面を主面とするＧａＡｓ基板と、該主面上に形成された
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層を含むＡｌＧ
ａＩｎＰ系半導体層と、を備え、前記角度は、前記Ａｌ
ＧａＩｎＰ系半導体層のヒロックが１００個／ｃｍ2以
下となるように設定したことを特徴とする。
【００１３】また、本発明装置は、（１００）面から
［０１１］方向に５°以上の角度で傾斜した面を主面と
するＧａＡｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、及びＰからなる第１のクラッド層と、該第１
のクラッド層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰ
からなる活性層と、該活性層上に形成されたＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、及びＰからなる第２のクラッド層と、を備
え、前記角度は、前記活性層のヒロックが１００個／ｃ
ｍ2以下となるように設定したことを特徴とする。
［０１１］方向に５°以上の角度で傾斜した面を主面と
するＧａＡｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、及びＰからなる第１のクラッド層と、該第１
のクラッド層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰ
からなる活性層と、該活性層上に形成されたＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、及びＰからなる第２のクラッド層と、を備
え、前記角度は、前記活性層のヒロックが１００個／ｃ
ｍ2以下となるように設定したことを特徴とする。
【００１４】また、本発明装置は、（１００）面から
［０１１］方向に５°以上傾斜した面を主面とするＧａ
Ａｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、
及びＰからなる活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層
と、を備えたことを特徴とする。
［０１１］方向に５°以上傾斜した面を主面とするＧａ
Ａｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、
及びＰからなる活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層
と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】また、本発明装置は、（１００）面から
［０１１］方向に５°以上傾斜した面を主面とするＧａ
Ａｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、
及びＰからなる第１のクラッド層と、該第１のクラッド
層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活
性層と、該活性層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及
びＰからなる第２のクラッド層と、を備えたことを特徴
とする。
［０１１］方向に５°以上傾斜した面を主面とするＧａ
Ａｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、
及びＰからなる第１のクラッド層と、該第１のクラッド
層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活
性層と、該活性層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及
びＰからなる第２のクラッド層と、を備えたことを特徴
とする。
【００１６】また、本発明装置は、（１００）面から
［０１１］方向に５°以上の角度で傾斜した面を主面と
するＧａＡｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ
系半導体層と、を備え、前記角度は、前記ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体層のヒロックの発生が抑制されるように設定
したことを特徴とする。
［０１１］方向に５°以上の角度で傾斜した面を主面と
するＧａＡｓ基板と、該主面上に形成されたＡｌ、Ｇ
ａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ
系半導体層と、を備え、前記角度は、前記ＡｌＧａＩｎ
Ｐ系半導体層のヒロックの発生が抑制されるように設定
したことを特徴とする。
【００１７】特に、前記傾斜した面の角度は、該角度が
０度の場合に比べて発光ピーク波長が略２０ｎｍ以下に
なるようにしてもよい。
０度の場合に比べて発光ピーク波長が略２０ｎｍ以下に
なるようにしてもよい。
【００１８】また、本発明の製造方法は、ＧａＡｓ基板
の（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜した
面上に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層を含
むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層をＭＯＣＶＤ法により形成
することを特徴とする。
の（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜した
面上に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層を含
むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層をＭＯＣＶＤ法により形成
することを特徴とする。
【００１９】また、本発明の製造方法は、ＧａＡｓ基板
の（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜した
面上に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる第１のクラ
ッド層、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層、及
びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる第２のクラッド層
をこの順序でＭＯＣＶＤ法により形成することを特徴と
する。
の（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜した
面上に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる第１のクラ
ッド層、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層、及
びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる第２のクラッド層
をこの順序でＭＯＣＶＤ法により形成することを特徴と
する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、ＡｌＧａＩｎＰ系の半
導体層のバンドギャップがＧａＡｓ基板の面方位に依存
して変化するといった現象、即ち、ＧａＡｓ基板の成長
面に（１００）面から［０１１］方向に５度以上傾斜し
た面を用いることによって、この上に形成されるＡｌＧ
ａＩｎＰ系半導体層のバンドギャップが広がる現象を利
用するものである。またこの現象は本発明者らによって
初めて見いだされたものである。
導体層のバンドギャップがＧａＡｓ基板の面方位に依存
して変化するといった現象、即ち、ＧａＡｓ基板の成長
面に（１００）面から［０１１］方向に５度以上傾斜し
た面を用いることによって、この上に形成されるＡｌＧ
ａＩｎＰ系半導体層のバンドギャップが広がる現象を利
用するものである。またこの現象は本発明者らによって
初めて見いだされたものである。
【００２１】図２に斯る現象の一例を示す。同図はＧａ
Ａｓ基板の一主面を（１００）面から［０１１］方向に
種々傾け、この上に形成したＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐのフォト
ルミネッセンス（ＰＬ）からピ−クエネルギを測定した
ものである。また、このＧａ 0.5Ｉｎ0.5Ｐは成長温度７
１０℃、成長圧力７０Ｔｏｒｒの減圧ＭＯＣＶＤ法を用
いて形成されたものである。図から明らかな如く、傾斜
角の増加に伴いピ−クエネルギは増加していき、傾斜角
が５°以上になると飽和していく。
Ａｓ基板の一主面を（１００）面から［０１１］方向に
種々傾け、この上に形成したＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐのフォト
ルミネッセンス（ＰＬ）からピ−クエネルギを測定した
ものである。また、このＧａ 0.5Ｉｎ0.5Ｐは成長温度７
１０℃、成長圧力７０Ｔｏｒｒの減圧ＭＯＣＶＤ法を用
いて形成されたものである。図から明らかな如く、傾斜
角の増加に伴いピ−クエネルギは増加していき、傾斜角
が５°以上になると飽和していく。
【００２２】図３は基板の一主面上にＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
を形成し、この上に（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ
≧０）を形成した時の（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐの
Ａｌ組成比に対するフォトルミネッセンスのピ−ク波長
を示したものである。ここで基板の一主面として、（１
００）面から［０１１］方向に０°、５°、７°傾斜し
た面を夫々用いた。また一例として、Ａｌ組成比ｘを
０．１５とし、基板の傾斜角を０°、５°とした時のフ
ォトルミネッセンスのスペクトルを図４及び図５に示
す。また、測定はいずれも室温で行った。
を形成し、この上に（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（ｘ
≧０）を形成した時の（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐの
Ａｌ組成比に対するフォトルミネッセンスのピ−ク波長
を示したものである。ここで基板の一主面として、（１
００）面から［０１１］方向に０°、５°、７°傾斜し
た面を夫々用いた。また一例として、Ａｌ組成比ｘを
０．１５とし、基板の傾斜角を０°、５°とした時のフ
ォトルミネッセンスのスペクトルを図４及び図５に示
す。また、測定はいずれも室温で行った。
【００２３】図３から明らかな如く、基板傾斜によるピ
−ク波長の変化量はＡｌ組成比ｘにかかわらず略一定と
なっている。例えば図４及び図５に示されるようにＡｌ
組成比ｘ＝０．１５の時、傾斜角０°、５°のピ−ク波
長は夫々６４２．２ｎｍ、６２２．０ｎｍであり、その
変化量は約２０ｎｍとなる。また、基板の傾斜角に対す
るピ−ク波長は、Ａｌ組成比ｘにかかわらず図２に示し
たＧａ0,5Ｉｎ0,5Ｐの場合と同様に５°以上で飽和して
いく傾向にあった。
−ク波長の変化量はＡｌ組成比ｘにかかわらず略一定と
なっている。例えば図４及び図５に示されるようにＡｌ
組成比ｘ＝０．１５の時、傾斜角０°、５°のピ−ク波
長は夫々６４２．２ｎｍ、６２２．０ｎｍであり、その
変化量は約２０ｎｍとなる。また、基板の傾斜角に対す
るピ−ク波長は、Ａｌ組成比ｘにかかわらず図２に示し
たＧａ0,5Ｉｎ0,5Ｐの場合と同様に５°以上で飽和して
いく傾向にあった。
【００２４】以上より、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザ装置（発光装置）において、基板の一主面に（１０
０）面から［０１１］方向に傾斜した面を用いることに
より、短波長化が図れることは明らかである。但し本発
明における基板の一主面には（１００）面から［０１
１］方向に５°以上、好ましくは５〜７°傾斜した面が
選択される。これは、傾斜角が５°以上で最大且つ同程
度の波長変化が得られることに加え、この面上に形成さ
れるＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ及び（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5
Ｐから結晶欠陥が急激に減少し、結晶性が向上すること
による。例えば基板の（１００）面上に形成されたＧａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐにはヒロックと呼ばれる結晶欠陥が約１０
０００個／cm2発生していたが、５°傾斜した面上では
１００個／cm2以下となる。即ち、本発明は、基板の一
主面に（１００）面から［０１１］方向へ５°以上の傾
斜面を用いることによって、所望の短波長化をするのに
活性層のＡｌ組成比を極力小さくし、活性層の結晶性の
低下を抑えることにとどまらず、活性層の結晶性を向上
させることができるものである。
ザ装置（発光装置）において、基板の一主面に（１０
０）面から［０１１］方向に傾斜した面を用いることに
より、短波長化が図れることは明らかである。但し本発
明における基板の一主面には（１００）面から［０１
１］方向に５°以上、好ましくは５〜７°傾斜した面が
選択される。これは、傾斜角が５°以上で最大且つ同程
度の波長変化が得られることに加え、この面上に形成さ
れるＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ及び（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉｎ0.5
Ｐから結晶欠陥が急激に減少し、結晶性が向上すること
による。例えば基板の（１００）面上に形成されたＧａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐにはヒロックと呼ばれる結晶欠陥が約１０
０００個／cm2発生していたが、５°傾斜した面上では
１００個／cm2以下となる。即ち、本発明は、基板の一
主面に（１００）面から［０１１］方向へ５°以上の傾
斜面を用いることによって、所望の短波長化をするのに
活性層のＡｌ組成比を極力小さくし、活性層の結晶性の
低下を抑えることにとどまらず、活性層の結晶性を向上
させることができるものである。
【００２５】図１に本発明装置の一実施形態を示す。
【００２６】図において、（１）はキャリア濃度２×１
０18cm-3のｎ型ＧａＡｓからなる基板で、その一主面
（１ａ）を研摩により（１００）面から［０１１］方向
に５°以上、例えば５°傾斜したものである。
０18cm-3のｎ型ＧａＡｓからなる基板で、その一主面
（１ａ）を研摩により（１００）面から［０１１］方向
に５°以上、例えば５°傾斜したものである。
【００２７】（２）はバッファ層、（３）はｎ型（Ａｌ
x1Ｇａ1-x1）y1Ｉｎ1-y1Ｐからなるクラッド層、（４）
は活性層、（５）はｐ型（Ａｌx2Ｇａ1-x2）y2Ｉｎ1-y2
Ｐからなるクラッド層、（６）はキャップ層で、これら
の層は成長温度６２０〜６７０℃例えば６７０℃、反応
室内圧力７０Ｔｏｒｒの減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、基
板（１）の一主面（１ａ）上に順次積層される。下表に
これらの層の他の形成条件を示す。
x1Ｇａ1-x1）y1Ｉｎ1-y1Ｐからなるクラッド層、（４）
は活性層、（５）はｐ型（Ａｌx2Ｇａ1-x2）y2Ｉｎ1-y2
Ｐからなるクラッド層、（６）はキャップ層で、これら
の層は成長温度６２０〜６７０℃例えば６７０℃、反応
室内圧力７０Ｔｏｒｒの減圧ＭＯＣＶＤ法を用いて、基
板（１）の一主面（１ａ）上に順次積層される。下表に
これらの層の他の形成条件を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】（７）はキャップ層（６）上にスパッタ法
を用いて積層されたＳｉＯ2からなるブロック層で、キ
ャップ層（６）に達する幅６μｍのストライプ溝（８）
がエッチング形成されている。
を用いて積層されたＳｉＯ2からなるブロック層で、キ
ャップ層（６）に達する幅６μｍのストライプ溝（８）
がエッチング形成されている。
【００３０】（９）は露出したキャップ層（６）上及び
ブロック層（７）上にＣｒ膜、Ａｕ膜がこの順に真空蒸
着されたＡｕ／Ｃｒ電極からなるｐ型電極、（１０）は
基板（１）の他主面（１ｂ）上にＣｒ膜、Ｓｎ膜、Ａｕ
膜がこの順に真空蒸着されたＡｕ／Ｓｎ／Ｃｒ電極から
なるｎ型電極である。これらの電極は４００℃の熱処理
によって、キャップ層（６）あるいは基板（１）とオ−
ミック接触する。
ブロック層（７）上にＣｒ膜、Ａｕ膜がこの順に真空蒸
着されたＡｕ／Ｃｒ電極からなるｐ型電極、（１０）は
基板（１）の他主面（１ｂ）上にＣｒ膜、Ｓｎ膜、Ａｕ
膜がこの順に真空蒸着されたＡｕ／Ｓｎ／Ｃｒ電極から
なるｎ型電極である。これらの電極は４００℃の熱処理
によって、キャップ層（６）あるいは基板（１）とオ−
ミック接触する。
【００３１】斯る半導体レーザ装置では、短波長化を図
ることができるので、所望の波長を得る場合従来よりも
しきい値電流の増加を抑えることができる。しかも、活
性層は結晶性が向上し、良結晶性となるので、製造歩留
まりが高くなり、寿命も長くなる。
ることができるので、所望の波長を得る場合従来よりも
しきい値電流の増加を抑えることができる。しかも、活
性層は結晶性が向上し、良結晶性となるので、製造歩留
まりが高くなり、寿命も長くなる。
【００３２】また、装置の動作電圧の増加を抑える目的
で、ｐ型クラッド層（５）とキャップ層（６）の間にＧ
ａ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる周知の中間層を設けてもよい。
で、ｐ型クラッド層（５）とキャップ層（６）の間にＧ
ａ0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる周知の中間層を設けてもよい。
【００３３】以上、本実施形態ではブロック層（７）に
ＳｉＯ2を用いた所謂オキサイドストライプ構造のもの
について説明したが、本発明は図６に示す従来装置の様
なインナ−ストライプ構造等の他の構造にも容易に適用
し得る。
ＳｉＯ2を用いた所謂オキサイドストライプ構造のもの
について説明したが、本発明は図６に示す従来装置の様
なインナ−ストライプ構造等の他の構造にも容易に適用
し得る。
【００３４】また、本実施形態装置では活性層（４）の
Ａｌ組成比ｘを０．１５としたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、所望の波長を得るため、種々の値
が選択されることは勿論である。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザの代用を目的として、６３０ｎｍ程度の波長を得る
場合、例えば基板（１）の傾斜角を５°として、活性層
（４）のＡｌ組成比ｘを０．１〜０．１５とすれば良
い。
Ａｌ組成比ｘを０．１５としたが、本発明はこれに限定
されるものではなく、所望の波長を得るため、種々の値
が選択されることは勿論である。例えば、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザの代用を目的として、６３０ｎｍ程度の波長を得る
場合、例えば基板（１）の傾斜角を５°として、活性層
（４）のＡｌ組成比ｘを０．１〜０．１５とすれば良
い。
【００３５】本発明によれば、ＧａＡｓ基板の結晶成長
面に（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜し
た面を用いることによって、この結晶成長面上に形成さ
れるＡｌＧａＩｎＰ系半導体層のバンドギャップが広が
ると共に、Ａｌ組成比ｘの小さい（ＡｌxＧａ1-x）yＩ
ｎ1-yＰ（ｘ＜ｘ１，ｘ２）からなる活性層の結晶性の
低下が抑えられるにとどまらず、活性層の結晶性が向上
する。
面に（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜し
た面を用いることによって、この結晶成長面上に形成さ
れるＡｌＧａＩｎＰ系半導体層のバンドギャップが広が
ると共に、Ａｌ組成比ｘの小さい（ＡｌxＧａ1-x）yＩ
ｎ1-yＰ（ｘ＜ｘ１，ｘ２）からなる活性層の結晶性の
低下が抑えられるにとどまらず、活性層の結晶性が向上
する。
【００３６】特に、この結晶成長面上に形成されたバッ
ファ層（特に、ＧａＩｎＰバッファ層）は、結晶欠陥が
非常に少なくなるので、活性層の結晶性が特に向上す
る。
ファ層（特に、ＧａＩｎＰバッファ層）は、結晶欠陥が
非常に少なくなるので、活性層の結晶性が特に向上す
る。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、ＧａＡｓ基板の主面に
（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜した面
を用いることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光装置
の短波長化と活性層の結晶性の向上が図れる。従って、
上記傾斜した面を用いることに加えて、活性層のＡｌ組
成比をも小さく選択することによって、所望の短波長化
を実現しつつ、ＡｌＧａＩｎＰからなる活性層の結晶性
を向上でき、装置の製造歩留りは高く、寿命も長くでき
る。
（１００）面から［０１１］方向に５°以上傾斜した面
を用いることにより、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体発光装置
の短波長化と活性層の結晶性の向上が図れる。従って、
上記傾斜した面を用いることに加えて、活性層のＡｌ組
成比をも小さく選択することによって、所望の短波長化
を実現しつつ、ＡｌＧａＩｎＰからなる活性層の結晶性
を向上でき、装置の製造歩留りは高く、寿命も長くでき
る。
【図１】本発明装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】基板傾斜角に対するＰＬピ−クエネルギを示す
特性図である。
特性図である。
【図３】Ａｌ組成比に対するピ−ク波長を示す特性図で
ある。
ある。
【図４】Ａｌ組成比を０．１５とし、基板の傾斜角を０
°としたときのＰＬスペクトル特性図である。
°としたときのＰＬスペクトル特性図である。
【図５】Ａｌ組成比を０．１５とし、基板の傾斜角を５
°としたときのＰＬスペクトル特性図である。
°としたときのＰＬスペクトル特性図である。
【図６】従来装置を示す断面図である。
１ ＧａＡｓ基板 １ａ 一主面 ２ ＧａＩｎＰバッファ層 ３ ＡｌＧａＩｎＰ系クラッド層 ４ ＡｌＧａＩｎＰ活性層 ５ ＡｌＧａＩｎＰ系クラッド層
フロントページの続き (72)発明者 山口 隆夫 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上の角度で傾斜した面を主面とするＧａＡｓ基板と、
該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからな
る活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、を備え、
前記角度は、前記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層のヒロック
が１００個／ｃｍ2以下となるように設定したことを特
徴とする可視光半導体発光装置。 - 【請求項２】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上の角度で傾斜した面を主面とするＧａＡｓ基板と、
該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからな
る第１のクラッド層と、該第１のクラッド層上に形成さ
れたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層と、該活
性層上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる
第２のクラッド層と、を備え、前記角度は、前記活性層
のヒロックが１００個／ｃｍ2以下となるように設定し
たことを特徴とする可視光半導体発光装置。 - 【請求項３】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上傾斜した面を主面とするＧａＡｓ基板と、該主面上
に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層
を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、を備えたことを特
徴とする可視光半導体発光装置。 - 【請求項４】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上傾斜した面を主面とするＧａＡｓ基板と、該主面上
に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる第１の
クラッド層と、該第１のクラッド層上に形成されたＡ
ｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる活性層と、該活性層上
に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからなる第２の
クラッド層と、を備えたことを特徴とする可視光半導体
発光装置。 - 【請求項５】 （１００）面から［０１１］方向に５°
以上の角度で傾斜した面を主面とするＧａＡｓ基板と、
該主面上に形成されたＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及びＰからな
る活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導体層と、を備え、
前記角度は、前記ＡｌＧａＩｎＰ系半導体層のヒロック
の発生が抑制されるように設定したことを特徴とする可
視光半導体発光装置。 - 【請求項６】 ＧａＡｓ基板の（１００）面から［０１
１］方向に５°以上傾斜した面上に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、及びＰからなる活性層を含むＡｌＧａＩｎＰ系半導
体層をＭＯＣＶＤ法により形成することを特徴とする可
視光半導体発光装置の製造方法。 - 【請求項７】 ＧａＡｓ基板の（１００）面から［０１
１］方向に５°以上傾斜した面上に、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、及びＰからなる第１のクラッド層、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、及びＰからなる活性層、及びＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、及
びＰからなる第２のクラッド層をこの順序でＭＯＣＶＤ
法により形成することを特徴とする可視光半導体発光装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337188A JPH08228050A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 可視光半導体発光装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7337188A JPH08228050A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 可視光半導体発光装置とその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1083107A Division JPH077863B2 (ja) | 1988-09-29 | 1989-03-31 | 可視光半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08228050A true JPH08228050A (ja) | 1996-09-03 |
Family
ID=18306282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7337188A Pending JPH08228050A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 可視光半導体発光装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08228050A (ja) |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP7337188A patent/JPH08228050A/ja active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IEEE J QUANTUM ELECTRON=1991 * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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