JPH10209559A - Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same

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JPH10209559A
JPH10209559A JP9009349A JP934997A JPH10209559A JP H10209559 A JPH10209559 A JP H10209559A JP 9009349 A JP9009349 A JP 9009349A JP 934997 A JP934997 A JP 934997A JP H10209559 A JPH10209559 A JP H10209559A
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JP
Japan
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electrode
type
layer
insulating film
forming
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JP9009349A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryoko Miyanaga
良子 宮永
Satoshi Kamiyama
智 上山
Toshiya Yokogawa
俊哉 横川
Shigeo Yoshii
重雄 吉井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンタクト層とp型電極の密着力を高めた高
信頼性の半導体発光素子を実現する。 【解決手段】 n型GaAs基板111上にn型GaA
sバッファ層112、n型ZnMgSSeクラッド層1
13、n型ZnSSe光導波層114、ZnCdSe活
性層115、p型ZnSSe光導波層116、p型Zn
MgSSeクラッド層117、p型ZnSeTeコンタ
クト層118が積層されている。コンタクト層118上
にはp型電極120が形成され、この両側にはZnO絶
縁層119が形成されている。ここでは、ZnO絶縁層
119形成前にp型ZnSeTeコンタクト層118上
の領域に、p型AuPd電極120を形成し熱処理を行
うことにより、p型ZnSeTeコンタクト層118と
p型AuPd電極120が合金化され、ストライプ領域
に密着性が高くオーム性接触な電極が得られる。
[PROBLEMS] To realize a highly reliable semiconductor light emitting device having an improved adhesion between a contact layer and a p-type electrode. SOLUTION: An n-type GaAs is formed on an n-type GaAs substrate 111.
s buffer layer 112, n-type ZnMgSSe cladding layer 1
13, n-type ZnSSe optical waveguide layer 114, ZnCdSe active layer 115, p-type ZnSSe optical waveguide layer 116, p-type Zn
An MgSSe clad layer 117 and a p-type ZnSeTe contact layer 118 are stacked. A p-type electrode 120 is formed on the contact layer 118, and a ZnO insulating layer 119 is formed on both sides thereof. Here, the p-type AuSe electrode 120 is formed in a region on the p-type ZnSeTe contact layer 118 before the formation of the ZnO insulating layer 119, and heat treatment is performed, so that the p-type ZnSeTe contact layer 118 and the p-type AuPd electrode 120 are alloyed. As a result, an electrode having high adhesion and ohmic contact with the stripe region can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光情報処
理などに用いられる半導体発光素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device used for optical communication, optical information processing and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光通信、光情報処理などの分野で
半導体発光素子の需要が高まり、中でもZnSe系II
−VI族化合物半導体は直接遷移型で広いバンドギャッ
プをもつことから、これを用いた青緑色半導体レーザの
研究開発が活発に行われている。従来例としてZnSe
系II−VI族化合物半導体を用いた青緑色半導体レー
ザの構造およびp型電極形成工程を述べる。青緑色半導
体レーザの構造を図9に示す。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for semiconductor light emitting devices have increased in fields such as optical communication and optical information processing.
Since a group VI compound semiconductor is a direct transition type and has a wide band gap, research and development of a blue-green semiconductor laser using the same are actively performed. As a conventional example, ZnSe
The structure of a blue-green semiconductor laser using a system II-VI compound semiconductor and a p-type electrode forming step will be described. FIG. 9 shows the structure of the blue-green semiconductor laser.

【0003】201はSiをドープしたn型GaAs基
板、202はSiをドープしたn型GaAsバッファ
層、203はClをドープしたn型ZnMgSSeクラ
ッド層、204はClをドープしたn型ZnSSe光導
波層、205はZnCdSe活性層、206はNをドー
プしたp型ZnSSe光導波層、207はNをドープし
たp型ZnMgSSeクラッド層、208はNをドープ
したp型ZnSeTeコンタクト層、209はZnO絶
縁層、210はp型AuPd電極、211はAuGeN
iから成るn型電極である。これらの半導体多層膜を分
子線エピタキシー法により形成する。次にp型電極形成
工程として、p型ZnTeコンタクト層208とp型Z
nMgSSeクラッド層207の一部分をストライプ領
域を残してエッチングする。前記エッチングした部分の
p型ZnMgSSeクラッド層207上にZnO絶縁膜
209を堆積し、PdAu電極210を全面に基板加熱
法を用いて蒸着し、オーミック接触を得るために200
℃程度の熱処理を行う。
[0003] 201 is an n-type GaAs substrate doped with Si, 202 is an n-type GaAs buffer layer doped with Si, 203 is an n-type ZnMgSSe cladding layer doped with Cl, and 204 is an n-type ZnSSe optical waveguide layer doped with Cl. , 205 is a ZnCdSe active layer, 206 is an N-doped p-type ZnSSe optical waveguide layer, 207 is an N-doped p-type ZnMgSSe cladding layer, 208 is an N-doped p-type ZnSeTe contact layer, 209 is a ZnO insulating layer, 210 is a p-type AuPd electrode, 211 is AuGeN
An n-type electrode made of i. These semiconductor multilayer films are formed by a molecular beam epitaxy method. Next, as a p-type electrode forming step, the p-type ZnTe contact layer 208 and the p-type Z
A part of the nMgSSe cladding layer 207 is etched leaving a stripe region. A ZnO insulating film 209 is deposited on the etched portion of the p-type ZnMgSSe clad layer 207, and a PdAu electrode 210 is deposited on the entire surface by using a substrate heating method.
A heat treatment at about ° C is performed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記半
導体レーザに用いているII−VI族半導体結晶は、従
来のIII−V族半導体と異なり、成長温度が300℃
以下と低いため、前記工程において種々の問題が発生し
やすい。
However, unlike the conventional III-V semiconductor, the II-VI semiconductor crystal used in the semiconductor laser has a growth temperature of 300.degree.
Therefore, various problems are likely to occur in the above process.

【0005】II−VI族化合物半導体レーザのp型電
極を形成する場合一般的な形成方法として半導体エピタ
キシャル層207上に絶縁膜209をストライプ領域以
外に形成し、p型電極210を蒸着し、オーミック性接
触を得るために熱処理を行う。この時、ZnO絶縁膜2
09と半導体エピタキシャル層207界面で熱膨張係数
差に起因した剥離が発生しやすい。さらにPdAu等の
電極材料はZnO等の絶縁膜との密着力が弱いためにZ
nO絶縁膜209とp型電極210の間で剥離が生じや
すい。
In the case of forming a p-type electrode of a II-VI compound semiconductor laser, as a general forming method, an insulating film 209 is formed on the semiconductor epitaxial layer 207 in a region other than a stripe region, and a p-type electrode 210 is deposited by an Heat treatment is performed to obtain sexual contact. At this time, the ZnO insulating film 2
Separation due to a difference in thermal expansion coefficient between the interface 09 and the semiconductor epitaxial layer 207 is likely to occur. Further, since electrode materials such as PdAu have weak adhesion to an insulating film such as ZnO,
Separation easily occurs between the nO insulating film 209 and the p-type electrode 210.

【0006】一般に、絶縁膜209とp型電極210と
の密着力を強める方法として、基板温度を200℃以上
に高めることが考えられる。しかし、ZnSe系II−
VI族化合物半導体レーザの結晶成長温度は一般に20
0℃から300℃と低いため、基板加熱によって結晶品
質の劣化が生じる。従って電極形成時の温度はそれ以下
に設定しなければならず密着力を強める効果が期待でき
ない。
Generally, as a method of increasing the adhesion between the insulating film 209 and the p-type electrode 210, it is conceivable to raise the substrate temperature to 200 ° C. or higher. However, ZnSe II-
The crystal growth temperature of a group VI compound semiconductor laser is generally 20
Since the temperature is as low as 0 ° C. to 300 ° C., deterioration of crystal quality is caused by heating the substrate. Therefore, the temperature at the time of electrode formation must be set lower than that, and the effect of increasing the adhesion cannot be expected.

【0007】また、半導体エピタキシャル層207とZ
uO絶縁層209間で熱膨張係数差に起因した剥離は熱
処理工程が存在する限り、完全に抑制するのは困難であ
る。電極や絶縁膜の密着が悪いと電流注入に不均一が生
じたり、素子実装後の放熱不良を起こしやすくなり、素
子特性の劣化を招く。
Further, the semiconductor epitaxial layer 207 and Z
It is difficult to completely suppress peeling due to a difference in thermal expansion coefficient between the uO insulating layers 209 as long as a heat treatment step exists. If the electrodes and the insulating film are not in close contact with each other, the current injection becomes non-uniform, and the heat radiation after the mounting of the device is liable to occur, thereby deteriorating the device characteristics.

【0008】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたもので、II−VI族化合物半導体発光素子の密
着に優れたp型オーム性電極構造とその製造方法を提供
するものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a p-type ohmic electrode structure excellent in adhesion of a II-VI compound semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段は次の通りである。
Means for solving the problem are as follows.

【0010】(1)II−VI族化合物半導体により構
成された活性領域と、前記活性領域上に形成されたコン
タクト層と、前記コンタクト層とオーム性接触を得るた
めのストライプ状の第1の電極と、前記ストライプ電極
の側部領域に堆積された絶縁膜と、前記ストライプ状の
第1の電極および前記絶縁膜上に形成され、前記第1の
電極と密着性の高い第2のp型電極とを有する半導体発
光素子とする。
(1) An active region formed of a II-VI compound semiconductor, a contact layer formed on the active region, and a first stripe-shaped electrode for obtaining ohmic contact with the contact layer And an insulating film deposited on a side region of the stripe electrode, and a second p-type electrode formed on the first electrode and the insulating film in a stripe shape and having high adhesion to the first electrode. And a semiconductor light emitting element having the following.

【0011】(2)II−VI族化合物半導体により構
成された活性領域と、前記活性領域上に形成されたコン
タクト層と、前記コンタクト層とオーム性接触を得るた
めのストライプ状の第1の電極と、前記ストライプ電極
上のNiを含む電極と、前記ストライプ電極の側部領域
に堆積された絶縁膜と、前記Ni電極および前記絶縁膜
上に形成され、前記Ni電極と密着性の高い第2のp型
電極とを有する半導体発光素子とする。
(2) An active region formed of a II-VI compound semiconductor, a contact layer formed on the active region, and a first stripe-shaped electrode for obtaining ohmic contact with the contact layer An electrode containing Ni on the stripe electrode; an insulating film deposited on a side region of the stripe electrode; and a second electrode formed on the Ni electrode and the insulating film and having high adhesion to the Ni electrode. And a semiconductor light emitting device having the p-type electrode.

【0012】(3)塩素ガスを用いたドライエッチング
を行う工程と、前記ドライエッチング工程後にオーム性
接触を得るための熱処理工程と、前記熱処理工程後に絶
縁膜を堆積する工程と、前記絶縁膜上に第2の電極を形
成する工程を備えた半導体発光素子の製造方法とする。
(3) a step of performing dry etching using chlorine gas; a heat treatment step for obtaining ohmic contact after the dry etching step; a step of depositing an insulating film after the heat treatment step; And a step of forming a second electrode.

【0013】(4)II−VI族化合物半導体エピタキ
シャル層上にオーム性接触を得るためのストライプ状の
p型AuPd第1電極上にストライプ状のNi電極を形
成しそれをマスクとしてドライエッチングを行い平滑な
電流狭窄構造を形成することにより光閉じ込め向上し単
一横モードのレーザ特性を有する半導体発光素子とす
る。
(4) A striped Ni electrode is formed on a striped p-type AuPd first electrode for obtaining ohmic contact on the II-VI compound semiconductor epitaxial layer, and dry etching is performed using the striped Ni electrode as a mask. By forming a smooth current confinement structure, light confinement is improved, and a semiconductor light emitting device having single transverse mode laser characteristics is obtained.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施の形態1)図1はZnSe系II−VI族半導体
を用いた青緑色半導体レーザの構造断面図を示す。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a structural sectional view of a blue-green semiconductor laser using a ZnSe-based II-VI group semiconductor.

【0015】111はSiをドープしたn型GaAs基
板、112はSiをドープしたn型GaAsバッファ
層、113はClをドープしたn型ZnMgSSeクラ
ッド層、114はClをドープしたn型ZnSSe光導
波層、115はZnCdSe活性層、116はNをドー
プしたp型ZnSSe光導波層、117はNをドープし
たp型ZnMgSSeクラッド層、118はp+型Zn
SeTeコンタクト層、119はZnO絶縁層、120
はAuとPdの2層からなるp型第1電極、121はN
i電極122、Au電極123の2層で構成されるp型
第2電極、124はAuGeNiから成るn型電極であ
る。
Reference numeral 111 denotes an n-type GaAs substrate doped with Si, 112 denotes an n-type GaAs buffer layer doped with Si, 113 denotes an n-type ZnMgSSe clad layer doped with Cl, and 114 denotes an n-type ZnSSe optical waveguide layer doped with Cl. 115, a ZnCdSe active layer, 116, an N-doped p-type ZnSSe optical waveguide layer, 117, an N-doped p-type ZnMgSSe cladding layer, 118, a p + type Zn
SeTe contact layer, 119 is ZnO insulating layer, 120
Is a p-type first electrode composed of two layers of Au and Pd, and 121 is N
A p-type second electrode composed of two layers of an i-electrode 122 and an Au electrode 123 is an n-type electrode made of AuGeNi.

【0016】本実施の形態では、ZnO絶縁層119形
成前にp型ZnSeTeコンタクト層118上のストラ
イプ領域に、p型AuPd電極120を形成し熱処理を
行うことにより、p型ZnSeTeコンタクト層118
とp型AuPd電極120が合金化され、ストライプ領
域に密着性が高くオーム性接触な電極が得られる。
In the present embodiment, the p-type ZnSeTe contact layer 118 is formed by forming a p-type AuPd electrode 120 in a stripe region on the p-type ZnSeTe contact layer 118 before forming the ZnO insulating layer 119 and performing a heat treatment.
And the p-type AuPd electrode 120 are alloyed, and an electrode having high adhesion and ohmic contact with the stripe region can be obtained.

【0017】さらに、p型第2電極121は、Ni電極
122が酸化膜との反応性が高くその下のZnO絶縁層
119と強く密着するため電極の剥離を防止することが
でき、素子の特性、歩留を改善できる。
Further, since the Ni electrode 122 has high reactivity with the oxide film and strongly adheres to the ZnO insulating layer 119 thereunder, the p-type second electrode 121 can prevent the electrode from peeling off. , Yield can be improved.

【0018】次に、図2は作製の工程の一例を示す。本
実施の形態ではZnSe系II−VI族化合物半導体の
成長方法として、分子線エピタキシー法を用いている。
Next, FIG. 2 shows an example of a manufacturing process. In this embodiment, a molecular beam epitaxy method is used as a method for growing a ZnSe-based II-VI compound semiconductor.

【0019】まずGaAs基板111上にGaAsバッ
ファ層112、Clをドープしたn型ZnMgSSeク
ラッド層113、Clをドープしたn型ZnSSe光導
波層114、ZnCdSe活性層115、Nをドープし
たp型ZnSSe光導波層116、Nをドープしたp型
ZnMgSSeクラッド層117、Nをドープしたp+
型ZnSeTeコンタクト層118を順次エピタキシャ
ル成長する。
First, a GaAs buffer layer 112, a Cl-doped n-type ZnMgSSe cladding layer 113, a Cl-doped n-type ZnSSe optical waveguide layer 114, a ZnCdSe active layer 115, and an N-doped p-type ZnSSe light guide are formed on a GaAs substrate 111. Wave layer 116, N-doped p-type ZnMgSSe cladding layer 117, N-doped p +
The type ZnSeTe contact layer 118 is sequentially epitaxially grown.

【0020】次にNをドープしたp型ZnSeTe層1
18上にPd/Au電極120を全面蒸着した後、フォ
トリソグラフィーによってストライプ状のレジストパタ
ーンをPd/Au電極120上に形成し、それをマスク
として用いてエッチングする。ストライプ状のレジスト
マスク下以外の領域のPd/Au電極120とNをドー
プしたp+型ZnSeTe層118、Nをドープしたp
型ZnMgSSeクラッド層117の一部をエッチング
除去する。
Next, a p-type ZnSeTe layer 1 doped with N
After the entire surface of the Pd / Au electrode 120 is vapor-deposited on the Pd / Au 18, a stripe-shaped resist pattern is formed on the Pd / Au electrode 120 by photolithography, and etching is performed using the same as a mask. The Pd / Au electrode 120 and the N + -doped p + type ZnSeTe layer 118 in a region other than under the stripe-shaped resist mask, and the N-doped p
A part of the type ZnMgSSe cladding layer 117 is removed by etching.

【0021】本実施例ではPd/Au電極120の除去
にはヨウ化カリウム溶液、Nをドープしたp型ZnSe
Te層118、Nをドープしたp型ZnMgSSeクラ
ッド層117の除去には飽和臭素水、リン酸、水の混合
溶液を用いてエッチングを行った。
In this embodiment, the Pd / Au electrode 120 is removed by using a potassium iodide solution and N-doped p-type ZnSe.
To remove the Te layer 118 and the N-doped p-type ZnMgSSe cladding layer 117, etching was performed using a mixed solution of saturated bromine water, phosphoric acid, and water.

【0022】次にレジストを除去した後n型電極を形成
し、p型ZnSeTeコンタクト層118とAuPd電
極120の間のオーミック接触を得るために、例えば2
00℃程度の熱処理を行う。
Next, after removing the resist, an n-type electrode is formed. In order to obtain an ohmic contact between the p-type ZnSeTe contact layer 118 and the AuPd electrode 120, for example, 2
A heat treatment at about 00 ° C. is performed.

【0023】次にZnO絶縁層119をスパッタ法によ
り形成する。再びフォトリソグラフィーによってストラ
イプ状のレジストパターンをZnO絶縁層119上に形
成し、それをマスクとして用いて、ZnO絶縁層119
の開口部130をエッチングにより形成する。
Next, a ZnO insulating layer 119 is formed by a sputtering method. A stripe-shaped resist pattern is formed again on the ZnO insulating layer 119 by photolithography, and the ZnO insulating layer 119 is formed using the resist pattern as a mask.
Is formed by etching.

【0024】次にウエハ全面に真空蒸着法を用いてp型
第2電極121を形成して素子が完成する。
Next, a p-type second electrode 121 is formed on the entire surface of the wafer by using a vacuum evaporation method, thereby completing the device.

【0025】本工程では、スパッタ法を用いているので
基板加熱をしなくても、II−VI族半導体であるp−
ZnMgSSe層117とZnO絶縁膜119が元々強
固な密着が得られる。しかもp型電極のオーミック接触
を得るための熱処理をZnO絶縁層119の堆積以前に
行っているので、主にn型GaAs基板111とZnO
絶縁層119との熱膨張係数差に起因したp型ZnMg
SSe層117とZnO絶縁層119の間の熱処理後の
剥離の発生を防ぐことができる。
In this step, since the sputtering method is used, even if the substrate is not heated, the p-type semiconductor of the II-VI group semiconductor can be used.
Originally, strong adhesion between the ZnMgSSe layer 117 and the ZnO insulating film 119 is obtained. In addition, since heat treatment for obtaining ohmic contact with the p-type electrode is performed before the deposition of the ZnO insulating layer 119, the n-type GaAs substrate 111 is mainly
P-type ZnMg caused by a difference in thermal expansion coefficient from the insulating layer 119
The separation between the SSe layer 117 and the ZnO insulating layer 119 after the heat treatment can be prevented.

【0026】また、図1で説明したように、p型第2電
極121とZnO絶縁層119との間の密着力もNi電
極122により強化されているので、p型第2電極12
1とZnO絶縁層119間の剥離も同時に抑制できる。
その結果、放熱効果に優れた電流狭窄ストライプ構造が
安定して作製可能となり、素子特性や歩留等に優れた青
緑色半導体レーザが実現できる。
As described with reference to FIG. 1, since the adhesion between the p-type second electrode 121 and the ZnO insulating layer 119 is also strengthened by the Ni electrode 122, the p-type second electrode 12
1 and the ZnO insulating layer 119 can be simultaneously suppressed.
As a result, a current constriction stripe structure excellent in heat dissipation effect can be stably manufactured, and a blue-green semiconductor laser excellent in element characteristics and yield can be realized.

【0027】なお、本実施の形態では、絶縁層としてZ
nOを用いたが、図3、図4に示すように、ZnOに代
えて、Al23140、ZnS141を用いても同様の
効果が得られる。また図5、図6のようにp型第2電極
はNi/Auの他に、Ti/Au142やCr/Au1
44等であってもよい。
In this embodiment, Z is used as the insulating layer.
Although nO was used, similar effects can be obtained by using Al 2 O 3 140 and ZnS 141 instead of ZnO as shown in FIGS. As shown in FIGS. 5 and 6, the p-type second electrode is made of Ti / Au142 or Cr / Au1 in addition to Ni / Au.
44 or the like.

【0028】(実施の形態2)図7はZnSe系II−
VI族半導体を用いた青緑色半導体レーザの構造断面図
を示す。111はSiをドープしたn型GaAs基板、
112はSiをドープしたn型GaAsバッファ層、1
13はClをドープしたn型ZnMgSSeクラッド
層、114はClをドープしたn型ZnSSe光導波
層、115はZnCdSe活性層、116はNをドープ
したp型ZnSSe光導波層、117はNをドープした
p型ZnMgSSeクラッド層、118はp型ZnSe
Teコンタクト層、119はZnO絶縁層、120はA
uとPdの2層からなるp型第1電極、121はTi電
極122、Au電極123の2層で構成されるp型第2
電極、124はAuGeNiから成るn型電極である。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows a ZnSe II-
1 shows a structural cross-sectional view of a blue-green semiconductor laser using a group VI semiconductor. 111 is an n-type GaAs substrate doped with Si,
Reference numeral 112 denotes an n-type GaAs buffer layer doped with Si,
13 is an n-type ZnMgSSe cladding layer doped with Cl, 114 is an n-type ZnSSe optical waveguide layer doped with Cl, 115 is a ZnCdSe active layer, 116 is a p-type ZnSSe optical waveguide layer doped with N, and 117 is N-doped p-type ZnMgSSe cladding layer, 118 is p-type ZnSe
Te contact layer, 119 is a ZnO insulating layer, 120 is A
A p-type first electrode composed of two layers of u and Pd, 121 is a p-type second electrode composed of two layers of a Ti electrode 122 and an Au electrode 123
The electrode 124 is an n-type electrode made of AuGeNi.

【0029】本実施の形態では、ZnO絶縁層形成前に
p型ZnSeTeコンタクト層上のストライプ領域にp
型AuPd電極120を形成し、前記p型AuPd電極
120上にエッチングマスクとしてp型Ni電極230
を形成しドライエッチングすることにより高性能なリッ
ジストライプ型電流狭窄構造が形成できる。従って横方
向拡散電流が抑制されるため単一横モードのレーザが作
製ができる。
In this embodiment, the p-type ZnSeTe contact layer is formed in a stripe region on the p-type ZnSeTe contact layer before the formation of the ZnO insulating layer.
A p-type AuPd electrode 120 is formed, and a p-type Ni electrode 230 is formed on the p-type AuPd electrode 120 as an etching mask.
And performing dry etching, a high-performance ridge stripe type current confinement structure can be formed. Accordingly, since the lateral diffusion current is suppressed, a single transverse mode laser can be manufactured.

【0030】次に、図8は作製の工程の一例を示す。本
実施の形態ではZnSe系II−VI族化合物半導体の
成長方法として、分子線エピタキシー法を用いている。
Next, FIG. 8 shows an example of a manufacturing process. In this embodiment, a molecular beam epitaxy method is used as a method for growing a ZnSe-based II-VI compound semiconductor.

【0031】まずGaAs基板111上にGaAsバッ
ファ層112、Clをドープしたn型ZnMgSSeク
ラッド層113、Clをドープしたn型ZnSSe光導
波層114、ZnCdSe活性層115、Nをドープし
たp型ZnSSe光導波層116、Nをドープしたp型
ZnMgSSeクラッド層117、Nをドープしたp+
型ZnSeTeコンタクト層118を順次エピタキシャ
ル成長する。次にNをドープしたp型ZnSeTe層1
18上にPd/Au電極120を全面蒸着し、前記Pd
/Au電極120上に0.1μm程度のp型Ni電極2
30を全面蒸着する。
First, a GaAs buffer layer 112, a Cl-doped n-type ZnMgSSe cladding layer 113, a Cl-doped n-type ZnSSe optical waveguide layer 114, a ZnCdSe active layer 115, and an N-doped p-type ZnSSe light guide are formed on a GaAs substrate 111. Wave layer 116, N-doped p-type ZnMgSSe cladding layer 117, N-doped p +
The type ZnSeTe contact layer 118 is sequentially epitaxially grown. Next, a p-type ZnSeTe layer 1 doped with N
A Pd / Au electrode 120 is deposited on the entire surface of
/ P-type Ni electrode 2 of about 0.1 μm on Au electrode 120
30 is deposited on the entire surface.

【0032】そしてフォトリソグラフィーによってスト
ライプ状のレジストパターンをp型Ni電極230上に
形成し、それをマスクとして用いてエッチングする。ス
トライプ状のレジストマスク下以外の領域のp型Ni電
極230をエッチング除去する。
Then, a striped resist pattern is formed on the p-type Ni electrode 230 by photolithography, and etching is performed using the same as a mask. The p-type Ni electrode 230 in a region other than under the stripe-shaped resist mask is removed by etching.

【0033】本実施例ではp型Ni電極230の除去に
はヨウ化カリウム溶液を用いてエッチングを行った。次
にレジストを除去した後n型電極を形成し、p型ZnS
eTeコンタクト層118とAuPd電極120の間の
オーミック接触を得るために、例えば200℃程度の熱
処理を行う。
In this embodiment, the p-type Ni electrode 230 is removed by etching using a potassium iodide solution. Next, after removing the resist, an n-type electrode is formed, and p-type ZnS
In order to obtain ohmic contact between the eTe contact layer 118 and the AuPd electrode 120, for example, a heat treatment at about 200 ° C. is performed.

【0034】次にp型Ni電極230をドライエッチン
グのマスクとして用いてエッチングする。ストライプ状
のp型Ni電極230下以外の領域のPd/Au電極1
20とNをドープしたp+型ZnSeTe層118、N
をドープしたp型ZnMgSSeクラッド層117の一
部をドライエッチングで除去する。エッチングガスには
塩素と水素の混合ガスを用いた。
Next, etching is performed using the p-type Ni electrode 230 as a mask for dry etching. Pd / Au electrode 1 in a region other than under stripe-shaped p-type Ni electrode 230
20+ N-doped p + type ZnSeTe layer 118, N
A part of the p-type ZnMgSSe clad layer 117 doped with is removed by dry etching. A mixed gas of chlorine and hydrogen was used as an etching gas.

【0035】エッチングガスはマスフローコントローラ
によって流量制御されて導入され、典型的な塩素および
水素の流量はそれぞれ5sccmと4sccmである。
トータルガス圧は1×10-3Torrである。ECRプ
ラズマは2.45GHzのマイクロ波と875GのEC
R磁界によって発生させている。マイクロ波パワーは2
00W、引き出し電圧は300Vとした。マイクロ波の
反射波は0Wであった。ダメージ領域を除去するためH
Cl:H2O=1:1で、時間は1分間ウェットエッチ
ングを行っている。ストライプ幅は5μm程度とした。
次にZnO絶縁層119をスパッタ法により形成する。
The etching gas is introduced at a controlled flow rate by a mass flow controller. Typical flow rates of chlorine and hydrogen are 5 sccm and 4 sccm, respectively.
The total gas pressure is 1 × 10 −3 Torr. ECR plasma is a microwave of 2.45 GHz and EC of 875 G
It is generated by the R magnetic field. Microwave power is 2
00W and the extraction voltage were 300V. The microwave reflected wave was 0W. H to remove damaged area
Cl: H2O = 1: 1, and wet etching is performed for 1 minute. The stripe width was about 5 μm.
Next, a ZnO insulating layer 119 is formed by a sputtering method.

【0036】再びフォトリソグラフィーによってストラ
イプ状のレジストパターンをZnO絶縁層119上に形
成し、それをマスクとして用いて、ZnO絶縁層119
の開口部130をエッチングにより形成する。次にウエ
ハ全面に真空蒸着法を用いてp型第2電極121を形成
して素子が完成する。
A stripe-shaped resist pattern is formed again on the ZnO insulating layer 119 by photolithography, and the ZnO insulating layer 119 is formed using the resist pattern as a mask.
Is formed by etching. Next, a p-type second electrode 121 is formed on the entire surface of the wafer by using a vacuum deposition method, thereby completing the device.

【0037】本工程では電流狭窄構造形成時に塩素ガス
プラズマを用いたドライエッチング法を用いたが、これ
によりZnSSe/ZnMgSSeヘテロ構造に対する
エッチング深さの制御性がウェットエッチングの場合と
比較して格段に向上する。さらに塩素ガスプラズマを用
いたドライエッチングに対して大きな選択比がとれるN
i電極230をマスクとして用いているため、マスクの
後退がなく平滑な垂直エッチング側壁が得られる。これ
により光閉じ込めが向上し単一横モード化や低閾値化な
どのレーザ特性の向上が得られる。
In this step, a dry etching method using chlorine gas plasma was used at the time of forming the current confinement structure. By this, the controllability of the etching depth for the ZnSSe / ZnMgSSe heterostructure is much higher than in the case of wet etching. improves. Furthermore, N can provide a large selectivity to dry etching using chlorine gas plasma.
Since the i-electrode 230 is used as a mask, a smooth vertical etching side wall can be obtained without receding the mask. As a result, light confinement is improved, and laser characteristics such as a single transverse mode and a lower threshold are obtained.

【0038】なお、本実施の形態では、絶縁層としてZ
nOを用いたが図3、図4に示すようにAl2314
0、ZnS141を用いても同様の効果が得られる。ま
た図5、図6のようにp型第2電極はNi/Auの他に
Ti/Au142やCr/Au144等でも良い。
In this embodiment, Z is used as the insulating layer.
It was used nO FIG 3, Al 2 O 3 14 4
0, ZnS141 can provide the same effect. As shown in FIGS. 5 and 6, the p-type second electrode may be Ti / Au142, Cr / Au144 or the like in addition to Ni / Au.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、絶縁層形
成前に、コンタクト層とPdAu等のp型第1電極との
熱処理を行い、また絶縁膜上にNi、Ti、Cr等の電
極を用いることにより、電極とコンタクト層間および電
極と絶縁膜間の密着性が向上する効果が得られる。その
ためZnSe系青緑色半導体発光素子において、低しき
い値電流、長寿命などが実現できる。
As described above, according to the present invention, before forming the insulating layer, the contact layer and the p-type first electrode such as PdAu are subjected to a heat treatment, and Ni, Ti, Cr or the like is formed on the insulating film. The use of the electrode has the effect of improving the adhesion between the electrode and the contact layer and between the electrode and the insulating film. Therefore, in the ZnSe-based blue-green semiconductor light emitting device, a low threshold current, a long life, and the like can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】青緑色半導体レーザ素子の断面構造図FIG. 1 is a sectional structural view of a blue-green semiconductor laser device

【図2】青緑色半導体レーザ素子の製造工程断面図FIG. 2 is a sectional view of a manufacturing process of a blue-green semiconductor laser device.

【図3】青緑色半導体レーザ素子の断面構造図FIG. 3 is a sectional structural view of a blue-green semiconductor laser device;

【図4】青緑色半導体レーザ素子の断面構造図FIG. 4 is a sectional structural view of a blue-green semiconductor laser device;

【図5】青緑色半導体レーザ素子の断面構造図FIG. 5 is a sectional structural view of a blue-green semiconductor laser device;

【図6】青緑色半導体レーザ素子の断面構造図FIG. 6 is a sectional structural view of a blue-green semiconductor laser device;

【図7】青緑色半導体レーザ素子の断面構造図FIG. 7 is a sectional structural view of a blue-green semiconductor laser device;

【図8】青緑色半導体レーザ素子の製造工程断面図FIG. 8 is a sectional view of a manufacturing process of a blue-green semiconductor laser device.

【図9】従来の青緑色半導体レーザ素子の構造断面図FIG. 9 is a structural sectional view of a conventional blue-green semiconductor laser device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111 n−GaAs基板 112 n−GaAsバッファ層 113 n−ZnMgSSeクラッド層 114 n−ZnSSe光導波層 115 ZnCdSe活性層 116 p−ZnSSe光導波層 117 p−ZnMgSSeクラッド層 118 p+−ZnSeTeコンタクト層 119 ZnO絶縁層 120 p−Pd/Au第1電極 121 p−第2電極 122 p−Ni電極 123 p−Au電極 124 n−AuGeNi電極 131 開口部 140 Al2O3絶縁層 141 ZnS絶縁層 142 p−第2電極 143 p−Ti電極 144 p−第2電極 145 p−Cr電極 230 p−Ni電極 111 n-GaAs substrate 112 n-GaAs buffer layer 113 n-ZnMgSSe cladding layer 114 n-ZnSSe optical waveguide layer 115 ZnCdSe active layer 116 p-ZnSSe optical waveguide layer 117 p-ZnMgSSe cladding layer 118 p + -ZnSeTe contact layer 119 ZnO insulation Layer 120 p-Pd / Au first electrode 121 p-second electrode 122 p-Ni electrode 123 p-Au electrode 124 n-AuGeNi electrode 131 opening 140 Al2O3 insulating layer 141 ZnS insulating layer 142 p-second electrode 143 p -Ti electrode 144 p-second electrode 145 p-Cr electrode 230 p-Ni electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉井 重雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shigeo Yoshii 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 II−VI族化合物半導体により構成さ
れた活性領域と、前記活性領域上に形成されたコンタク
ト層と、前記コンタクト層とオーム性接触を得るための
ストライプ状の第1の電極と、前記ストライプ電極の側
部領域に堆積された絶縁膜と、前記ストライプ状の第1
の電極および前記絶縁膜上に形成され、前記第1の電極
と密着性の高い第2のp型電極とを有する半導体発光素
子。
1. An active region formed of a II-VI compound semiconductor, a contact layer formed on the active region, and a first stripe-shaped electrode for obtaining ohmic contact with the contact layer. An insulating film deposited on a side region of the stripe electrode;
And a second p-type electrode formed on the insulating film and the first electrode and having high adhesion.
【請求項2】 絶縁膜がZnOまたはAl23を含み、
第2電極がNi、Ti、Crのいずれかを含む請求項1
に記載の半導体発光素子。
2. An insulating film containing ZnO or Al 2 O 3 ,
2. The method according to claim 1, wherein the second electrode includes one of Ni, Ti, and Cr.
3. The semiconductor light emitting device according to item 1.
【請求項3】 活性領域を形成する工程と、前記活性領
域上にコンタクト層を形成する工程と、前記コンタクト
層と第1の電極を形成し、熱処理によりオーム性接触を
得る工程と、前記熱処理後に第1電極の側部に絶縁膜を
堆積する工程と、前記絶縁膜上に第2の電極を形成する
工程とを備えた半導体発光素子の製造方法。
Forming an active region; forming a contact layer on the active region; forming the contact layer and a first electrode to obtain an ohmic contact by heat treatment; A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a step of depositing an insulating film on a side portion of a first electrode and a step of forming a second electrode on the insulating film.
【請求項4】 絶縁膜を基板加熱しないスパッタ法によ
り形成する工程を備えた請求項3に記載の半導体発光素
子の製造方法。
4. The method according to claim 3, further comprising the step of forming the insulating film by a sputtering method without heating the substrate.
【請求項5】 絶縁膜を堆積する工程の後に、熱処理工
程を含まない請求項3に記載の半導体発光素子の製造方
法。
5. The method according to claim 3, wherein a heat treatment step is not included after the step of depositing the insulating film.
【請求項6】 II−VI族化合物半導体により構成さ
れた活性領域と、前記活性領域上に形成されたコンタク
ト層と、前記コンタクト層とオーム性接触を得るための
ストライプ状の第1の電極と、前記ストライプ電極上の
Niを含む電極と、前記ストライプ電極の側部領域に堆
積された絶縁膜と、前記Ni電極および前記絶縁膜上に
形成され、前記Ni電極と密着性の高い第2のp型電極
とを有する半導体発光素子。
6. An active region formed of a II-VI compound semiconductor, a contact layer formed on the active region, and a first stripe-shaped electrode for obtaining ohmic contact with the contact layer. An electrode containing Ni on the stripe electrode, an insulating film deposited on a side region of the stripe electrode, and a second electrode formed on the Ni electrode and the insulating film and having high adhesion to the Ni electrode. A semiconductor light emitting device having a p-type electrode.
【請求項7】 絶縁膜がZnOまたはAl23を含み、
第2電極がNiに代えてTiまたはCrを含む請求項6
に記載の半導体発光素子。
7. The insulating film contains ZnO or Al 2 O 3 ,
7. The second electrode contains Ti or Cr instead of Ni.
3. The semiconductor light emitting device according to item 1.
【請求項8】 塩素ガスを用いたドライエッチングを行
う工程と、前記ドライエッチング工程後にオーム性接触
を得るための熱処理工程と、前記熱処理工程後に絶縁膜
を堆積する工程と、前記絶縁膜上に第2の電極を形成す
る工程を備えた半導体発光素子の製造方法。
8. A step of performing dry etching using chlorine gas, a heat treatment step for obtaining ohmic contact after the dry etching step, a step of depositing an insulating film after the heat treatment step, A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising a step of forming a second electrode.
【請求項9】 オーム性接触を得るためのストライプ状
の第1の電極と、前記ストライプ電極上のストライプ状
のNi電極を形成する工程と、前記電極形成後にエッチ
ングを行う工程と、オーム性接触を得るための熱処理工
程と、前記熱処理工程後に絶縁膜を堆積する工程と、前
記絶縁膜上に第2の電極を形成する工程を備えた半導体
発光素子の製造方法。
9. A step of forming a striped first electrode for obtaining ohmic contact, a step of forming a striped Ni electrode on the striped electrode, a step of performing etching after forming the electrode, and a step of forming an ohmic contact. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising: a heat treatment step for obtaining a semiconductor substrate; a step of depositing an insulating film after the heat treatment step; and a step of forming a second electrode on the insulating film.
【請求項10】 絶縁膜を堆積する工程の後に、いかな
る熱処理工程も含まないことを特徴とする請求項8また
は9に記載の半導体発光素子の製造方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein no heat treatment step is included after the step of depositing the insulating film.
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