JPH11511908A - Emission-emission semiconductor diode and method of manufacturing such a diode - Google Patents

Emission-emission semiconductor diode and method of manufacturing such a diode

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JPH11511908A JP10502582A JP50258298A JPH11511908A JP H11511908 A JPH11511908 A JP H11511908A JP 10502582 A JP10502582 A JP 10502582A JP 50258298 A JP50258298 A JP 50258298A JP H11511908 A JPH11511908 A JP H11511908A
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アドリアン ヴァルスター
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、特にレーザとして構成される時の光学的ディスクシステムのような情報処理システムの重要な構成部材を形成する、第１のクラッド層（２）、活性層（３）及び第２のクラッド層（４）が配置されている基板（１）を有する放射−放出半導体ダイオードに関するものである。ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ材料システムのレーザは、例えば６３０ｎｍの所望な短波長放射を有する。本発明により、このようなダイオードに、第２クラッド層（４）と活性層（３）との間にあり且つ例えば亜鉛元素であるドーパント元素が第２クラッド層（４）から活性層（３）に移動することを阻止するバリア層（９）を設ける。更に、発生する劣化が、光学弾性効果を必要とする層構造の応力により、第２クラッド層からｐｎ接合の局部的な変位により接続されることが判明した。好適には、バリア層（９）に、交互に高バンドギャップ値及び低バンドギャップを有し、交互に高アルミニウム量及び低アルミニウム量を有するＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰにより形成されるＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ材料系において、２個以上の副層（９Ａ、９Ｂ）を設ける。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a first cladding layer (2), an active layer (3), which forms an important component of an information processing system, such as an optical disc system, especially when configured as a laser. ) And a substrate (1) on which a second cladding layer (4) is arranged. The laser in the GaInP / AlGaInP material system has the desired short wavelength radiation of, for example, 630 nm. According to the invention, in such a diode, a dopant element which is between the second cladding layer (4) and the active layer (3) and which is, for example, a zinc element, is transferred from the second cladding layer (4) to the active layer (3). A barrier layer (9) is provided to prevent migration to the surface. Further, it has been found that the deterioration that occurs is connected by the local displacement of the pn junction from the second cladding layer due to the stress of the layer structure requiring the optical elastic effect. Preferably, in the GaInP / AlGaInP material system, the barrier layer (9) is formed of AlGaInP or AlInP having alternately high and low band gaps and alternately high and low aluminum contents, Two or more sub-layers (9A, 9B) are provided.

Description

【発明の詳細な説明】 放射−放出半導体ダイオード及びこのようなダイオードの製造方法 本発明は、半導体基板を有する半導体本体を具え、この基板上に少なくとも、 第１導電型の第１のクラッド層、活性層及び第１の型と反対の第２の導電型であ る第２のクラッド層が順に存在し、第１及び第２のクラッド層に電流供給用手段 及び順方向に十分高い電流強度がある場合に活性層のストリップ型動作領域で電 磁放射を発生できるｐｎ接合を設ける一方、半導体本体の表面に少なくとも１つ のカバーリング層を設け、このカバーリング層は、機械的応力下にあり、半導体 本体或いはカバーリング層の表面は、発生する放射の有効屈折率がストリップ型 動作領域の各側の活性層内で抑制されるように幾何学的に構成され、カバーリン グ層の機械的応力がこのように選択される放射−放出半導体ダイオードに関する ものであり、特には短絡用の以下にしばしばレーザといわれる半導体ダイオード レーザに関するものである。又本発明は、このようなダイオードの製造方法及び このようなダイオードのレーザバージョンの動作方法に関するものである。 このような放射−放出ダイオードが特にレーザとして構成され且つ放出波長が スペクトルの可視範囲にある場合には、このダイオードにより、情報を書くため のレーザプリンタのような、及び例えば所謂コンパクトディスク（ＣＤ）及びビ デオロングプレイ（ＶＬＰ）プレイヤのような情報を読み込むための光学ディス クシステム或いは例えばデジタル光学レコード（ＤＯＲ）のような情報を読み書 きするための光学ディスクシステムのような特には情報処理システム用の特に好 適な放射源を形成する。このようなダイオードがＬＥＤｓとして構成される場合 には、光学電子的システムにおいて多数の用途がある。 このような放射−放出ダイオード及びこのようなダイオードの製造方法は、R. Maciejko等による「Photoelastic Effect on the emission patterns of InGaAs P ridge-waveguide laser」published in IEEE Journal of Quantum Electronic s,vol.25 no.4,4 April 1989,pp.651-660による文献から知られている。これは レーザ（図２参照）について記載されており、この文献中には、ＩｎＧａＡｓＰ の活性層、ｐ型のＩｎＰの第２クラッド層及びＩｎＧａＡｓ（Ｐ）の接点層がｎ 型のＩｎＰ基板上にあり、この基板は又第１のクラッド層として作用する。ここ に示したレーザは、リッジ導波路型であり且つインデックスガイデッド型である が、その理由は隆起部分は全体的に第２クラッド層を含むからである。これは、 有効な屈折率が動作領域よりも動作領域の各側では低いことを意味する。レーザ の表面は、機械的な応力を有し且つ酸化物を含む層で被われており、この表面に はリッジ部分の上方に開口を設け、及びこの表面は順番に金属層で被われている 。文献の図７は、カバーリングが引っ張り応力を有する場合には、有効屈折率の 更なる低下が、このようなレーザの動作部分の両側生じることを示している。更 には、カバーリング層の前記引っ張り応力により、動作領域の各側に圧縮応力が 加わり、これにより順に光学弾性効果の結果動作領域の各側での有効屈折率が更 に低下する。狭い動作領域は、これにより、付勢された放射ビームのより（円形 の）均整のとれた様式によって成長する。これによって更に、レーザの始動電流 は、比較的低いものとなり、又これは著しく好適である。 レーザとして構成される場合の既知の半導体ダイオードの欠点は、例えば５０ 乃至８０℃のより高温度よりも例えば３０℃のより低温度で使用する際に著しい 劣化が見られることである。これは非常に驚くべきことであるが、その理由は通 常は劣化はより高温度で容易に起こりやすいからである。しかしながら、時には 、例えばパルス動作において低温度で使用することは所望であり、この場合には 劣化は容認できないほどのものである。 従って本発明は、この目的を達成するために、特に、上述の欠点を含まず或い は少なくとも著しい低い程度で、このダイオードのレーザバージョンは又低動作 温度では小さな劣化を示す放射−放出半導体ダイオード（及びこのダイオードの 簡単な製造方法）を実現する。 本発明によれば、明細書前文に記載の種類の放射−放出半導体ダイオードは、 この目的を達成するために、第２導電型のドーパント素子が第２クラッド層から 活性層に拡散するのを阻止するバリア層が活性層と第２クラッド層との間に存在 することを特徴とする。本発明は、第１の実施例においては、低温度でのダイオ ードのレーザバージョンの使用に際して特に生じる劣化がｐｎ接合の変位と関 係するという驚くべき実験結果に基づいている。この変位は、主に局部的に、即 ちリッジ部分の両横側よりもほぼ下方に発生することが判明しており、この変位 は第１クラッド層の方向に第１クラッド層の内側にまでシフトする。本発明は、 更に、又この局部的な変位は本来存在した構造中の応力により部分的に生じると いう認識に基づいている。この応力によって、第２クラッド層から活性層を介し て第１クラッド層に例えば亜鉛原子のような第２導電型を第２クラッド層に与え る原子の局部的な移動を促進する。（著しく離れて）変位したｐｎ接続によって 劣化が生じる。最後に本発明は、バリア層が第２クラッド層と活性層との間に設 けられ即ちバリアによって第２導電型のドーパント元素の進入を防止することに より、ｐｎ接続の前記変位は抑制されるという認識に基づいている。レーザとし て構成された場合の本発明によるダイオードは、又低い動作温度では特に低い劣 化を示す：このダイオードは、例えば５％の始動電流が全体的に増加することを 特徴とするが、この場合の既知のダイオードは、１００％の始動電流の増加を示 す。又、「活性層と第２クラッド層との間のバリア層」は、活性層内に存在する バリア層を覆うが、いわゆる個々の閉じ込め層により例えばそこから除去した活 性層から少し離れた第２クラッド層内に存在するバリア層と同様に第２クラッド 層に隣接した部分であると理解されたい。従ってこの層は、少なくとも活性層の 主領域或いは第２クラッド層の主領域用に効果的である。 本発明による放射−放出半導体ダイオードの好適な実施例においては、バリア 層に交互に高バンドギャプ値及び低バンドギャプ値を有する２個以上の副層を設 ける。このようなバリア層は実際には非常に有効であることが判明した。可能な メカニズムは、このようなバリア層により、電荷この場合には電子が活性層から クラッド層に進入するのを阻止し、例えば亜鉛元素の変位を促進するそこでのエ ネルギーの発生を阻止する。バリア層或いは副層が例えば１０ｎｍよりも薄い場 合には、劣化を促進する欠点がこれにより発生することなく機械的応力を有する ことができる。引っ張り及び圧縮応力の両方によって、亜鉛元素に対するバリア 層の有効性が促進される：前者の場合にはバリア層の格子定数は、（より）小さ く、その結果又小さい亜鉛元素はエネルギー的に停止される。後者の場合には、 バリア層の格子定数は大きく、その結果バリア層に進入する小さな亜鉛元素には エネルギー的に好適であり、そこでほぼ保持される。各種類の応力を使用するこ とにより、バリア層内の全正味の応力を補償することによって著しく小さくする ことができるという利点がある。この出現した欠点による危険は、皆無か或いは 結果として少なくとも非常に小さい。 著しく好適な実施例において、活性層の少なくとも一方の側での、好適にはそ の両側でのドーピング濃度は、低ドーピング濃度から高ドーピング濃度へと好適 には階段上の濃度勾配を有する。（例えば０に等しいドーピング濃度の代わりの ）低ドーピング濃度は、ｐｎ接合の位置に確固たる影響を与える。又このような 濃度により、電荷の拡散距離が抑制され、その結果、高ドーピング濃度がクラッ ド層に深く進入することはできず、例えばそこで亜鉛の拡散が促進される。活性 層付近での高ドーピング濃度は、発光に不所望な影響を与えることにより、不所 望なものであるが、クラッド層中の（かなり離間した）高ドーピング濃度にはこ の影響がなく、ダイオードの直列抵抗には非常に好適である。 主な実施例においては、半導体本体の表面は、半導体本体に、精々第２クラッ ド層の領域を設け且つストリップ型動作領域の上方に位置するストリップ型メサ を設ける一方、カバーリング層にメサとメサの各側に亘り金属層を設け、このカ バーリング層は圧縮応力下にある。金属層がメサの各側にある場合には、第２ク ラッド層の下方領域により或いは中間層により、電流阻止接合を形成する。先行 技術のダイオードから知られているような酸化物を含むカバーリング層は、この 実施例では使用しなくても良く、フォトリソグラフィ処理をダイオードの接触に 使用する必要はない。本発明によるダイオードの製造は、この結果により著しく 簡単である。 この実施例の特に魅力的な変形は、ストリップ型メサに、第２クラッド層上に 存在する第２導電型の接点層を専ら設け、この第２クラッド層の厚さ及び組成は 、生じた放射が第２クラッド層の側に十分に制限されるように選択される。この 構造により、ダイオードは主にゲインガイド型であり、これは電流配分が放射ビ ームのプロファイルを決定することを意味する。いわゆる非案内効果が種々の原 因により簡単に生ずることにより、純粋なゲインガイデッドレーザを実際に使用 することはあまりないが、それにより放射ビームのフィラメンテーションが起こ る。 しかしながら、カバーリング層内の圧縮応力により、ダイオードの本発明による 変形が弱くインデックスガイドされ、これにより均整がとれて且つフィラメント されていない放射ビームが確実なものとなる。驚くべきことに、このカバーリン グ層は、既知の構造でのような引っ張り応力ではなく、これらの場合にはリッジ 部分の両側での有効屈折率が所望に（更に）屈折するような圧縮応力を有しなけ ればならないことに注意されたい。 好適には、本発明によるダイオードは、レーザとして構成され、その基板には ｎ型のＧａＡｓを具え、ｎ型及びｐ型の各クラッド層にはＡｌＧａＩｎＰ或いは ＡｌＩｎＰを具え、活性層にはクラッド層よりもアルミニウムの量を抑えたＧａ ＩｎＰ或いはＡｌＧａＩｎＰを具え、ダイオードにはｐ型のＧａＡｓの接触層を 具え、第２クラッド層は亜鉛元素によりドープされ、バリア層には交互に高アル ミニウム容量及び低アルミニウム容量を有するＡｌＧａＩｎＰ或いはＡｌＩｎＰ の２個以上の層を具え、機械的応力下にあるカバーリング層にはタンタル層を設 ける。 半導体本体が順に少なくとも第１導電型の第１クラッド層、活性層及び第２導 電型の第２クラッド層が半導体基板上上に設けられることにより形成され、半導 体本体の表面に機械的応力下にあるカバーリング層を具え、半導体或いはカバー リング層の表面は、放射を生じる為の有効屈折率が活性層の部分を形成するスト リップ型の動作領域の各側の活性層内で減少するように幾何学的に構成され、カ バーリング層はこのように選択される放射−放出ダイオードの製造するに際し、 本発明により、バリア層を活性層と第２クラッド層との間に設け、バリア層によ り第２導電型のドーパント元素が第２クラッド層から活性層に拡散するのを防止 することを特徴とする。本発明によるダイオードは、このような方法により簡単 に得られる。 好適には、本発明による方法において、亜鉛を第２導電型のドーパントとして 選択し、バリア層が交互に高バンドギャップ及び低バンドギャップを有する２個 以上のクラッド層により形成され、活性層の各側上のクラッド層のドーピングレ ベルが低い側から高い側に階段上に設けられ、タンタルを含む層がカバーリング 層用に選択され、この層には高電力か或いは低圧力のアルゴン雰囲気下でスパッ タリングされたダイオードにより設けられる。 本発明は、実施例と添付図面とによってより詳細に説明する。 図１は、本発明による放射−放出半導体ダイオードの実施例を図式的に断面で 示したものであり、 図２は、図１のダイオードの詳細の図１の線IIで切った断面を図式的に示した ものであり、 図３及び図４は、本発明による方法による製造の一連の工程におけるダイオー ドを図式的に断面図で示したものである。 これらの図面は、図式的なものであって寸法は正確ではなく、厚さ方向の寸法 は特に明晰を期す為に誇張してある。種々の実施例中で一致する部分については 、常に同じ参照符号を付した。同じ導電性型の半導体領域は通常は同じ方向に斜 線を引いた。 図１の断面は、レーザとして構成された本発明による放射−放出半導体ダイオ ードを示したものである。図２は、図１のレーザの細部IIを示したものである。 レーザは、第１導電性型の基板領域１を有する半導体本体１０を具え、ここでは ｎ型であり、接続導電体８を有し、この実施例においては単結晶のガリウムヒ素 を具える。半導体層構造は、この基板上に設けられ、特には同様な即ちｎ導電性 型のバッファ層１１を有する。シリコン原子はこの実施例ではｎ型にドープする 為に使用される。上述の組立体上には、以下のものがその順番に設けられる：ｎ 導電性型の第１クラッド層２、活性層３、反対の即ちｐ導電性型の第２クラッド 層４及び同じくｐ型の接点層６。亜鉛原子はここではｐ型ドーピング用として使 用される。半導体本体１０の表面は、接点層６だけをここでは設けるストリップ 型のメサ１２を有するような幾何学的な構造であり、このドーピングプロファイ ルが段階的に設けられる。順方向に十分な電流強度がある場合には、クラッド層 ２と４との間に存在するｐｎ接合は、メサ１２より下方の活性層３内にあるスト リップ状活性領域１３内に電磁放射を発生させることができる。カバーリング層 ７は、半導体本体の表面に亘り延在し、機械的な応力、この場合には圧縮応力を 有し、及び第２クラッド層４用の電気的な接続として同時に作用する金属層７を 本実施例では設ける。半導体本体１０とカバーリング層７との表面の幾何学的な 構造、及びこの際存在する圧縮応力により、メサ１２の端部より（ほぼ）下方の 活性層に引っ張り応力を発生させ、その結果発生した放射の前記区域においてよ り低い有効な屈折率を生じる。レーザのこの実施例は、結果的には純粋にゲイン ガイド型の代わりに弱いインデックスガイデッド型である。これは、放射ビーム がメサ１２の下方に押し込まれ、容易にフィラメント状に均一に放射されず、寧 ろ円形状の均整のとれたものであることを意味する。又このようなレーザの始動 電流は、レーザがゲインガイデッド型レーザであった場合よりもかなり低いが、 その理由は、この場合にはいわゆるアンチガイディングにより、放射ビームのフ ィラメンテイション及びレーザの始動電流が増加するからである。 本発明（特に図２参照）により、バリア層９がダイオード中に、ここではレー ザ中に、活性層３と第２クラッド層４との間に存在し、第２導電性型のドーパン ト元素、この場合には亜鉛元素に対してバリアを構成し、バリア層上の少なくと もこれらのドーピング元素が活性層３に移動することを防止する。本発明は、多 数の驚くべき発見及びレーザとして構成されたダイオードが特には低い使用温度 で強い劣化を示すという認識に基づいており、この認識は以下の通りである；こ の劣化は、ｐｎ接続の変位によって添付され且つ正に発生する；この変位は、主 に局部的であり即ちほぼメサ１２の横方向端部の下方であって、第１クラッド層 ２の方向にシフトする；この局部的な変位はもとの位置での構造の際に存在する 応力により発生され、この応力は第２クラッド層、即ち第２クラッド層４から活 性層３を介して第１クラッド層２に入る、この場合には亜鉛元素である第２導電 性型を与える原子の移動を明に促進する；及び前記変位は第２クラッド層４と活 性層３との間のバリア層９の適用により妨害され、従ってこの場合には前記元素 の変位を共に少なくとも制限し或いは阻止することさえもある亜鉛元素に対して バリアを上昇させる。この実施例のレーザは、低動作温度、例えばパルス動作の 場合にも特に低い劣化を示す；これは例えば３％の始動電流が全体的に増加する ことが特徴であるが、既知のダイオードに比較可能なレーザはこの場合には１０ ０％の劣化を示す。又本発明によるダイオードは、より高い使用温度で例えば５ ％の非常に好適な劣化を有する。 本発明のダイオードの重要な利点は、バリア層９がドーピング元素に対してバ リアを形成するだけでなく、効能に寄与することもできる。その結果、この実施 例のレーザは特に低い例えば２０ｍＡの始動電流を有し、特には始動電流の低温 度依存を有する。カバーリング層７が機械的応力或いは過誤の機械的応力即ちこ の場合には引っ張り応力を有さない、レーザにおいて、始動電流は７５％高い。 ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ材料系で製造されたレーザのこの実施例では、バ リア層９は、２個以上により形成され、この場合には交互に上側（９Ａ）及び下 側（９Ｂ）アルミニウム内容量と、全てがほぼ１ｎｍの厚さを有する２０個の副 層９Ａ、９Ｂにより形成される。バリア層９は、ここでは意図的にドープされて はおらず、隣り合った層４ａ及び４ｂからドープすることによりｐ型の導電性を 有する。更にこの実施例のバリア層９は本発明によるダイオードの効能を増大さ せる。バリア層９は、機械的応力即ちバリアの動作を向上させる圧縮或いは引っ 張り応力を有利に与えることができる。この２つの応力を組み合わせることは、 バリア層９内の正味の応力を低く或いは０とすることができ、その結果欠陥の発 生及びこれに付随する劣化が回避できるという更なる利点を有する。この実施例 においては、２個のクラッド層２及び４に薄いいわゆる個々の閉じ込め層２ｂ、 ２ｃ、４ｂ、４ｃを設ける。これらは図面に示していない。従ってこのバリア９ は、活性層３からの短い距離でここでは第２クラッド層４内に配置され、この距 離は個々の局限層４ｂ、４ｃの厚さの和に一致する。２個のクラッド層２、４の ドーピング濃度は、この実施例においては、階段上の濃度勾配を有する；活性層 ３に隣接するクラッド層２、４の部分は、例えばほぼ１０16である活性層３から 見えるバックグラウンドドーピングほど僅かなものであり、次に幾分高いドーピ ング濃度１×１０17at/cm3であり、最終的には最も高いドーピング濃度２×１０18 at/cm3に達する。ｐｎ接続のシフトは、これにより更に抑制される一方、電荷 の拡散距離は十分ではあるが過剰には制限されておらず、ダイオードは例えば６ Ωの有効な直列抵抗を以前として有する。 ここに金属層７を構成するカバーリング層７は、メサ１２の各側（１４、１５ ）上に中間層５を有するこの場合には、半導体本体１０の下にある部分を有する 電流遮断接合を形成する。この金属層７には、以下の副層：半導体本体１０と電 気的接点を構成し且つ好適には厚さが２０乃至１００ｎｍであって本実施例では ５ ０ｎｍである白金の第１副層を設ける。次に好適には厚さ１００乃至２００ｎｍ であって本実施例では１５０ｎｍであるタンタルの第２副層を設ける。タンタル を有するこの第２副層は、この実施例においては金属層７に圧縮応力を与える。 最終的には、金属層７は好適には厚さ５０乃至２００ｎｍであって本実施例では ５０ｎｍの金の第３副層を設け、これにより、例えばレーザのはんだ付けが可能 となる。この金属層７は好適にはスパッタリングにより設けられる。半導体本体 １０と金属層７の白金部分の必要な合金化工程中には、金属層には引っ張り応力 が与えられる。この実施例に必要な場合で、金属層７に圧縮応力を与えるべき場 合には、白金の合金化過程は、タンタル及び金を含む金属層７の副層が設けられ る前に行わなければならない。次にタンタルを含む副層に、十分に高い圧縮応力 を与え、その結果金属層７がここで所望な圧縮応力を有する（又金を含む応力の 掛かっていない層が設けられた後に）。タンタルを含む副層は、ほぼ２５μbar より低く、比較的低圧のアルゴン雰囲気下でスパッタリングしたダイオードによ り形成されるか、或いは（例えばダイオードスパッタリング中に）高圧でスパッ タリングされ、この場合には半導体本体１０の温度が、例えば３００℃よりも著 しく高く、比較的高くなる一方で、タンタルを含む層が設けられる。いわゆる焼 きな増し処理は、いかなる形成圧縮応力もがこのような処理により抑制され或い は引っ張り応力に変換されることさえもあり得るという理由によって、ここでは 可能なかぎり避けるべきであることに注意されたい。 この放射−放出半導体ダイオードは、本実施例ではダイオードレーザとして構 成される。これは、十分な電流強度がある場合には放射がコヒーレントであるこ とを意味する。このストリップ型のメサ１２を、図面上にあって且つ半導体本体 がダイオードレーザバージョンの目的に対して形成される結晶の自然な壁界面と 一致する２個の相互に平行な鏡面により長手方向に対して垂直に境界を区切る。 これにより、活性層３内のストリップ型領域１３内に生じる放射用の共振キャビ ティを生じる。 本実施例において、種々の半導体層用に使用される組成、意図的に添加したド ーピング濃度及び厚さは、下記の表に（もう一度）示す。 この半導体ダイオードにより放出される放射は、ほぼ６７５ｎｍの波長を有す る。メサ型ストリップ１２の幅は、ほぼ６μｍである。本実施例では基板１上の 導電体層８はほぼ１００ｎｍの厚さを有する金−ゲルマニウム−ニッケル層であ る。 上述の放射−放出半導体ダイオードは、本発明により（図３及び４参照）以下 のようにして製造される。製造は、２×１０18at/cm3で不純物を添加し、厚さが 例えば３５０μｍであるｎ型の単結晶体のガリウムヒ素の基板１により開始する 。好適には（００１）方向に対して高々６度の方向誤差を有する表面を研磨し及 びエッチングした後に、追従する層がＯＭＶＰＥ（Organo Metallic Vapor Epit axy）により以下の順に例えば気相からこの表面を上に成長させる：バッファ層 １１、第１クラッド層２、活性層３、バリア層９と第２クラッド層４、中間層５ 、及び接点層６。これらの材料用のドーピング濃度及び厚さを有する材料は、上 述の表に示すように選択される。 このようにして得られた半導体層構造が成長装置から離間されて通常の方法で 洗浄された後に、ストリップ型メサ１２はＳｉＯ2マスク３０（図４参照）を経 てエッチングすることにより形成される。接点層６は、比が２：１：５０である ＮＨ3、Ｈ2Ｏ2及びＨ2Ｏを含むエッチャントにより除去され、このエッチングレ ートはほぼ０．７μｍ／ｈｏｕｒである。中間層５は、エッチングストッパ層と して作用する。マスク３０は、続いて除去され、基板１は約１００μｍにまで研 磨される。続いてこの構造は、カバーリング層７即ち金属層７を形成するために スパッタリングしたデバイスを逆さまに導入する。先ず５０ｎｍのＰｔが設けら れる。次に、他のスパッタリング処理において、ＡｕＧｅＮｉを有する金属層が 基板１上に設けられる。スパッタリングデバイスから除去された後には、Ｐｔは 、アルゴン雰囲気で２０分間３８０℃の温度で合金化オーブン中でＧａＡｓの接 点層６と合金化される。合金化する為のオーブンから除去し且つスパッタリング デバイス中に再配置した後には、この構造は１０００ワットの電力で且つ３×１ ０-2mbarの圧力下のアルゴン雰囲気下でダイオードスパッタリングにより厚さ１ ５０ｎｍのタンタル層が形成される。このタンタル層は、これによりほぼ７kbar の圧縮応力下に置かれる。次に５０ｎｍの厚さの金層は、タンタル上にスパ ッタされ、これによりん金属層上に形成された応力はこれ以上変化しない。スパ ッタリング装置から取り出されて、２個の相互に垂直な方向に壁界した後には、 例えば３００×３００μｍ2の寸法を有するレーザは、最終的に実装されるよう に準備される。 本発明は、上述の実施例に限定されることなく、多くの変更及び改良が本発明 の見地から当業者により可能である。従って、本発明に示されたもの以外の半導 体材料或いは選択された半導体材料の組成を使用することもできる。非常に所望 であれば、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ或いはＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ材料系から選 択された半導体材料或いはその組成が使用される。弱いインデックスガイデッド 型の代わりに、本発明によるダイオードは、強いインデックスガイデッド型を構 成することもできるが、これは第２クラッド層の主要部分が表面のメサ型構造の 部分を形成することを意味する。この表面にはメサを設ける必要がない。金属は 勿論酸化物を含むことが可能な単数或いは複数に構成されたバッファ層により酸 化物ストリップ型のダイオードのような平坦な半導体層構造においても局部的に 応力を付することも可能である。カバーリング層を構造化を半導体本体の表面の 構造を介して行い、或いはカバーリング層に開口を設けるか或いは開口を局部的 に設ける。単数或いは複数のカバーリング層の表面の幾何学的変更の影響或いは 、半導体層構造に掛かる応力の位置及び値が形成される応力影響は、計算により 見積もることができる。次に、最適な或いは少なくとも所望な形状がこれらの結 果を基に経験的に決定できる。 又導電型を全て（同時に）それらの逆の型に変換することも可能である。更に は、本発明によるＬＥＤバージョン或いは放射−放出半導体のレーザバージョン を用途に応じて選択することができる。最後に、本実施例に使用した半導体及び 導電体を形成する方法は−半導体ダイオードを製造する材料系に部分的に依存す る−ここでは上述した技術以外のものにより置換できる：従って、ＬＰＥ、ＶＰ Ｅ、或いはＭＢＥはＭＯＣＶＤの代わりに使用することができ、マグネトロンス パッタリング或いは気相堆積は形成された応力を必要としないこれらの層用のダ イオードスパッタリングの代わりに使用することができることに注意されたい。The invention relates to a radiation-emitting semiconductor diode and a method for producing such a diode. The invention comprises a semiconductor body having a semiconductor substrate, on which at least a first cladding layer of the first conductivity type; An active layer and a second cladding layer of a second conductivity type opposite to the first type are present in order, and the first and second cladding layers have current supply means and sufficiently high current intensity in the forward direction. In some cases, a pn junction capable of generating electromagnetic radiation in the strip-type operating region of the active layer is provided, while at least one covering layer is provided on the surface of the semiconductor body, the covering layer being under mechanical stress, Alternatively, the surface of the covering layer is geometrically configured such that the effective refractive index of the generated radiation is suppressed in the active layer on each side of the strip-shaped operating region, and the covering layer Radiation stress is chosen such - relates emitting semiconductor diode, in particular relates to a semiconductor diode lasers that are often referred to as laser below for short. The invention also relates to a method of manufacturing such a diode and to the operation of a laser version of such a diode. If such a radiation-emission diode is designed, in particular, as a laser and the emission wavelength is in the visible range of the spectrum, it can be used as a laser printer for writing information and, for example, on a so-called compact disk (CD). And optical disc systems for reading and writing information, such as video long play (VLP) players or optical disc systems for reading and writing information such as digital optical records (DOR), especially for information processing systems. Form a suitable radiation source. If such diodes are configured as LEDs, there are numerous applications in optoelectronic systems. Such emission-emission diodes and methods of making such diodes are described in "Photoelastic Effect on the emission patterns of InGaAs Pridge-waveguide laser" by R. Maciejko et al. Published in IEEE Journal of Quantum Electronics s, vol. 25 no. .4, 4 April 1989, pp. 651-660. This is described for a laser (see FIG. 2), in which an active layer of InGaAsP, a second cladding layer of p-type InP and a contact layer of InGaAs (P) are formed on an n-type InP substrate. Yes, this substrate also acts as a first cladding layer. The laser shown here is of the ridge waveguide type and of the index-guided type, because the raised part entirely comprises the second cladding layer. This means that the effective refractive index is lower on each side of the working area than in the working area. The surface of the laser is covered with a layer that has mechanical stress and contains oxide, this surface is provided with an opening above the ridge portion, and this surface is in turn covered with a metal layer . FIG. 7 of the literature shows that if the covering has a tensile stress, a further reduction in the effective refractive index occurs on both sides of the working part of such a laser. Furthermore, the tensile stress of the covering layer applies a compressive stress on each side of the operating area, which in turn results in a further reduction in the effective refractive index on each side of the operating area as a result of the optoelastic effect. The narrow working area is thereby grown by a more (circular), more balanced manner of the energized radiation beam. This furthermore results in a relatively low starting current of the laser, which is very favorable. A disadvantage of known semiconductor diodes when configured as a laser is that there is a noticeable degradation when used at lower temperatures, for example 30 ° C, than at higher temperatures, for example 50-80 ° C. This is very surprising, because degradation is usually more likely to occur at higher temperatures. However, sometimes it is desirable to use low temperatures, for example in pulsed operation, in which case the degradation is unacceptable. The present invention therefore seeks to achieve this object, in particular, without the above-mentioned drawbacks or at least to a very low extent, the laser version of this diode also exhibits a small degradation at low operating temperatures (and emission-emitting semiconductor diodes). A simple manufacturing method for this diode) is realized. According to the present invention, a radiation-emitting semiconductor diode of the type described in the preamble of the specification, for this purpose, prevents a dopant element of the second conductivity type from diffusing from the second cladding layer into the active layer. A barrier layer between the active layer and the second cladding layer. The invention is based on the surprising experimental result that in the first embodiment, the degradation which occurs especially when using the laser version of the diode at low temperatures is related to the displacement of the pn junction. It has been found that this displacement occurs mainly locally, i.e. substantially below both lateral sides of the ridge portion, and this displacement shifts in the direction of the first cladding layer to the inside of the first cladding layer. I do. The invention is further based on the recognition that this local displacement is caused in part by stresses in the structure that originally existed. This stress promotes local migration of atoms that give the second cladding layer a second conductivity type, such as zinc atoms, from the second cladding layer to the first cladding layer via the active layer. Degradation is caused by displaced pn connections (significantly apart). Finally, the present invention states that the displacement of the pn connection is suppressed by providing a barrier layer between the second cladding layer and the active layer, that is, by preventing the invasion of the dopant element of the second conductivity type by the barrier. Based on recognition. The diode according to the invention when configured as a laser also exhibits particularly low degradation at low operating temperatures: this diode is characterized by an overall increase in starting current of, for example, 5%, in which case Known diodes show a 100% increase in starting current. The “barrier layer between the active layer and the second cladding layer” covers the barrier layer existing in the active layer, but is separated from the active layer by a so-called individual confinement layer, for example, slightly away from the active layer removed therefrom. It should be understood that the portion adjacent to the second cladding layer is similar to the barrier layer present in the cladding layer. Therefore, this layer is effective at least for the main region of the active layer or the main region of the second cladding layer. In a preferred embodiment of the radiation-emitting semiconductor diode according to the invention, the barrier layer is provided with two or more sub-layers having alternating high and low band gap values. Such a barrier layer has proven very effective in practice. A possible mechanism is that such a barrier layer prevents charges, in this case electrons, from entering the cladding layer from the active layer and prevents the generation of energy there, for example, which promotes the displacement of elemental zinc. If the barrier layer or sub-layer is thinner than, for example, 10 nm, it can have mechanical stress without the disadvantages which promote degradation. Both tensile and compressive stresses promote the effectiveness of the barrier layer against elemental zinc: in the former case, the lattice constant of the barrier layer is (smaller), so that the smaller elemental zinc is energetically stopped. You. In the latter case, the lattice constant of the barrier layer is large, so that it is energetically favorable for the small zinc element entering the barrier layer, where it is almost retained. The use of each type of stress has the advantage that it can be significantly reduced by compensating for the total net stress in the barrier layer. The danger from this emerging drawback is nil or consequently at least very small. In a highly preferred embodiment, the doping concentration on at least one side of the active layer, preferably on both sides, has a concentration gradient, preferably from a low doping concentration to a high doping concentration. A low doping concentration (for example, instead of a doping concentration equal to 0) has a positive effect on the location of the pn junction. Such a concentration also suppresses the charge diffusion distance, so that high doping concentrations cannot penetrate deep into the cladding layer, for example, where zinc diffusion is promoted. High doping near the active layer is undesirable because it has an undesired effect on light emission, but high doping in the cladding layer (which is quite far away) does not have this effect, and Very suitable for series resistance. In a main embodiment, the surface of the semiconductor body is provided with at least a region of the second cladding layer on the semiconductor body and a strip-type mesa located above the strip-type operation region, while the mesa and the mesa are formed on the covering layer. A metal layer is provided on each side of the substrate, the covering layer being under compressive stress. If the metal layer is on each side of the mesa, a current blocking junction is formed by the region below the second cladding layer or by the intermediate layer. A covering layer comprising an oxide, as known from prior art diodes, may not be used in this embodiment, and a photolithographic process need not be used to contact the diodes. The production of the diode according to the invention is significantly simpler with this result. A particularly attractive variant of this embodiment is that the strip-type mesa is provided exclusively with a contact layer of the second conductivity type present on the second cladding layer, the thickness and the composition of the second cladding layer being dependent on the resulting radiation. Is sufficiently restricted to the side of the second cladding layer. With this structure, the diode is mainly gain-guided, meaning that the current distribution determines the profile of the radiation beam. Due to the simple occurrence of the so-called non-guiding effect for various reasons, pure gain-guided lasers are rarely used in practice, but do cause filamentation of the radiation beam. However, the compressive stresses in the covering layer weakly index guide the deformation of the diode according to the invention, thereby ensuring a well-balanced and non-filamentary radiation beam. Surprisingly, this covering layer does not have a tensile stress as in known structures, but in these cases a compressive stress such that the effective refractive index on both sides of the ridge portion is (further) desired. Note that you must have. Preferably, the diode according to the invention is configured as a laser, the substrate comprising n-type GaAs, the n-type and p-type cladding layers comprising AlGaInP or AlInP, and the active layer comprising a cladding layer. Also comprises GaInP or AlGaInP with a reduced amount of aluminum, the diode comprises a p-type GaAs contact layer, the second cladding layer is doped with elemental zinc, and the barrier layer alternately comprises a high aluminum capacity and a low aluminum A tantalum layer is provided on the covering layer which is provided with two or more layers of AlGaInP or AlInP having a capacity and is under mechanical stress. A semiconductor body is formed by sequentially providing at least a first cladding layer of a first conductivity type, an active layer, and a second cladding layer of a second conductivity type on a semiconductor substrate, and the surface of the semiconductor body is subjected to mechanical stress. With a covering layer, the surface of the semiconductor or covering layer is geometrically shaped such that the effective refractive index for producing radiation is reduced in the active layer on each side of the strip-shaped active area forming part of the active layer. In the manufacture of the radiation-emitting diode thus selected, a barrier layer is provided according to the invention between the active layer and the second cladding layer, and the second covering layer is provided by the barrier layer. It is characterized in that a conductive dopant element is prevented from diffusing from the second cladding layer into the active layer. The diode according to the invention is easily obtained by such a method. Preferably, in the method according to the present invention, zinc is selected as the dopant of the second conductivity type, the barrier layer is formed by two or more cladding layers having alternately high and low band gaps, and each of the active layers The doping level of the cladding layer on the side is provided on the stairs from the lower side to the higher side, and a layer containing tantalum is selected for the covering layer, which is sputtered under high power or low pressure argon atmosphere. Provided by the diode. The invention is explained in more detail by means of examples and the attached drawings. FIG. 1 shows a schematic cross-section of an embodiment of a radiation-emitting semiconductor diode according to the invention, and FIG. 2 shows a schematic cross-section taken along line II of FIG. 1 of the detail of the diode of FIG. 3 and 4 are cross-sectional views schematically showing a diode in a series of steps of manufacturing by the method according to the present invention. These drawings are schematic and not exact, and the thickness is exaggerated for clarity. Corresponding parts in the various embodiments are always given the same reference numerals. Semiconductor regions of the same conductivity type are usually hatched in the same direction. The cross section in FIG. 1 shows a radiation-emitting semiconductor diode according to the invention configured as a laser. FIG. 2 shows a detail II of the laser of FIG. The laser comprises a semiconductor body 10 having a substrate region 1 of a first conductivity type, here n-type, having a connecting conductor 8 and in this embodiment comprising single crystal gallium arsenide. The semiconductor layer structure is provided on this substrate and has in particular a similar, ie n-conducting, buffer layer 11. Silicon atoms are used in this embodiment to dope n-type. On the assembly described above, the following are provided in that order: a first cladding layer 2 of the n conductivity type, an active layer 3, a second cladding layer 4 of the opposite or p-conduction type and also a p-type. Contact layer 6. Zinc atoms are used here for p-type doping. The surface of the semiconductor body 10 is of a geometric structure having a strip-shaped mesa 12 in which only the contact layer 6 is provided here, and this doping profile is provided stepwise. If there is a sufficient current intensity in the forward direction, the pn junction existing between the cladding layers 2 and 4 generates electromagnetic radiation in the strip-shaped active region 13 in the active layer 3 below the mesa 12. Can be done. The covering layer 7 extends over the surface of the semiconductor body, has a mechanical stress, in this case a compressive stress, and acts simultaneously as an electrical connection for the second cladding layer 4. Is provided in this embodiment. Due to the geometrical structure of the surface of the semiconductor body 10 and the covering layer 7 and the compressive stress existing at this time, a tensile stress is generated in the active layer (almost) below the end of the mesa 12, and as a result, Resulting in a lower effective index of refraction in said area of the emitted radiation. This embodiment of the laser consequently is weakly index guided instead of purely gain guided. This means that the radiation beam is pushed below the mesa 12 and is not easily and uniformly radiated in a filament form, but rather is a circular, well-balanced one. Also, the starting current of such lasers is much lower than if the lasers were gain-guided lasers, because in this case, the so-called anti-guiding, the filamentation of the radiation beam and the starting current of the lasers Is increased. According to the invention (see in particular FIG. 2), the barrier layer 9 is present in the diode, here in the laser, between the active layer 3 and the second cladding layer 4 and is a dopant element of the second conductivity type, In this case, a barrier is formed for the zinc element, and at least these doping elements on the barrier layer are prevented from moving to the active layer 3. The invention is based on a number of surprising discoveries and the recognition that diodes configured as lasers show strong degradation, especially at low operating temperatures; this recognition is as follows; This displacement is attached and occurs exactly due to the displacement; this displacement is mainly local, ie approximately below the lateral edges of the mesas 12 and shifts in the direction of the first cladding layer 2; The displacement is caused by the stresses present during the structure in situ, which stresses enter the first cladding layer 2 from the second cladding layer, ie the second cladding layer 4, via the active layer 3; Clearly promotes the movement of the atoms giving the second conductivity type, which is elemental zinc; and said displacement is hindered by the application of the barrier layer 9 between the second cladding layer 4 and the active layer 3 and thus this The displacement of said element in the case Both increase the barrier for at least limited to or also zinc element even be prevented. The laser of this embodiment exhibits a particularly low degradation even at low operating temperatures, eg, pulsed operation; this is characterized by an overall increase in starting current of, eg, 3%, compared to known diodes. Possible lasers show 100% degradation in this case. The diodes according to the invention also have a very favorable degradation at higher service temperatures, for example, of 5%. An important advantage of the diode according to the invention is that the barrier layer 9 can not only form a barrier to doping elements, but can also contribute to efficacy. As a result, the laser of this embodiment has a particularly low starting current, for example 20 mA, and in particular has a low temperature dependence of the starting current. In a laser in which the covering layer 7 has no mechanical or erroneous mechanical stress, in this case a tensile stress, the starting current is 75% higher in the laser. In this embodiment of the laser manufactured in the GaInP / AlGaInP material system, the barrier layer 9 is formed by two or more, in this case alternating upper (9A) and lower (9B) aluminum contents and all Is formed by 20 sub-layers 9A and 9B having a thickness of about 1 nm. The barrier layer 9 is not intentionally doped here, but has p-type conductivity by being doped from the adjacent layers 4a and 4b. Furthermore, the barrier layer 9 of this embodiment increases the efficiency of the diode according to the invention. The barrier layer 9 can advantageously provide mechanical stress, ie, compressive or tensile stress that enhances the operation of the barrier. The combination of the two stresses has the further advantage that the net stress in the barrier layer 9 can be low or zero, thereby avoiding the occurrence of defects and the associated degradation. In this embodiment, the two cladding layers 2 and 4 are provided with thin so-called individual confinement layers 2b, 2c, 4b, 4c. These are not shown in the drawing. This barrier 9 is therefore arranged here in the second cladding layer 4 at a short distance from the active layer 3, this distance corresponding to the sum of the thicknesses of the individual confining layers 4b, 4c. The doping concentration of the two cladding layers 2, 4 in this embodiment has a staircase concentration gradient; the part of the cladding layers 2, 4 adjacent to the active layer 3 is, for example, approximately 10 16 The background doping as seen from the active layer 3 which is slightly less then a somewhat higher doping concentration of 1 × 10 17 at / cm Three And finally the highest doping concentration of 2 × 10 18 at / cm Three Reach The shift of the pn connection is thereby further suppressed, while the diffusion distance of the charge is sufficient, but not excessively limited, and the diode still has an effective series resistance of, for example, 6 Ω. Here, the covering layer 7 constituting the metal layer 7 has a current interrupting junction having an intermediate layer 5 on each side (14, 15) of the mesa 12, in this case having a portion below the semiconductor body 10. Form. This metal layer 7 comprises the following sub-layers: a first sub-layer of platinum, which forms an electrical contact with the semiconductor body 10 and preferably has a thickness of 20 to 100 nm and in this embodiment 50 nm. Provide. Next, a second sub-layer of tantalum, preferably 100-200 nm in thickness and 150 nm in this embodiment, is provided. This second sub-layer with tantalum exerts a compressive stress on the metal layer 7 in this embodiment. Finally, the metal layer 7 is preferably provided with a third sub-layer of gold having a thickness of 50 to 200 nm and in this embodiment a 50 nm thickness, which allows, for example, laser soldering. This metal layer 7 is preferably provided by sputtering. During the necessary alloying step of the platinum part of the semiconductor body 10 and of the metal layer 7, the metal layer is subjected to a tensile stress. If necessary for this embodiment, and the metal layer 7 is to be subjected to compressive stress, the platinum alloying process must be performed before the sublayer of the metal layer 7 containing tantalum and gold is provided. The sub-layer containing tantalum is then subjected to a sufficiently high compressive stress, so that the metal layer 7 now has the desired compressive stress (after the unstressed layer containing gold has also been provided). The tantalum-containing sub-layer may be formed by a diode sputtered under a relatively low pressure argon atmosphere below approximately 25 μbar, or may be sputtered at a high pressure (eg, during diode sputtering), in which case the semiconductor body 10 While the temperature is relatively high, for example significantly higher than 300 ° C., a layer comprising tantalum is provided. It should be noted that so-called anneal treatments should be avoided where possible, because any forming compressive stresses can be suppressed or even converted to tensile stresses by such treatments. . This radiation-emitting semiconductor diode is configured as a diode laser in this embodiment. This means that the radiation is coherent if there is sufficient current intensity. This strip-shaped mesa 12 is longitudinally separated by two mutually parallel mirrors on the drawing and whose semiconductor body coincides with the natural wall interface of the crystal formed for the purpose of the diode laser version. To separate the boundaries vertically. This results in a resonant cavity for radiation occurring in the strip-shaped region 13 in the active layer 3. In this example, the compositions, intentionally added doping concentrations and thicknesses used for the various semiconductor layers are shown (again) in the table below. The radiation emitted by this semiconductor diode has a wavelength of approximately 675 nm. The width of the mesa strip 12 is approximately 6 μm. In this embodiment, the conductor layer 8 on the substrate 1 is a gold-germanium-nickel layer having a thickness of about 100 nm. The radiation-emitting semiconductor diode described above is manufactured according to the invention (see FIGS. 3 and 4) as follows. Production is 2 × 10 18 at / cm Three Then, the process is started with an n-type single crystal gallium arsenide substrate 1 having a thickness of 350 μm, for example. Preferably, after polishing and etching the surface having a directional error of at most 6 degrees with respect to the (001) direction, the following layer is polished by OMVPE (Organo Metallic Vapor Epit axy) in the following order, for example, from the gas phase. Growing thereon: buffer layer 11, first cladding layer 2, active layer 3, barrier layer 9 and second cladding layer 4, intermediate layer 5, and contact layer 6. Materials having doping concentrations and thicknesses for these materials are selected as shown in the table above. After the semiconductor layer structure thus obtained is separated from the growth apparatus and cleaned by a usual method, the strip-type mesa 12 Two It is formed by etching through a mask 30 (see FIG. 4). The contact layer 6 is made of NH having a ratio of 2: 1: 50. Three , H Two O Two And H Two It is removed by an etchant containing O, and the etching rate is approximately 0.7 μm / hour. The intermediate layer 5 functions as an etching stopper layer. The mask 30 is subsequently removed and the substrate 1 is polished down to about 100 μm. Subsequently, the structure introduces the device upside down, which has been sputtered to form the covering or metal layer 7. First, 50 nm of Pt is provided. Next, in another sputtering process, a metal layer having AuGeNi is provided on the substrate 1. After being removed from the sputtering device, the Pt is alloyed with the GaAs contact layer 6 in an alloying oven at a temperature of 380 ° C. for 20 minutes in an argon atmosphere. After removal from the oven for alloying and repositioning in the sputtering device, the structure has 1000 watts of power and 3 × 10 -2 A 150 nm thick tantalum layer is formed by diode sputtering under an atmosphere of argon under a pressure of mbar. This tantalum layer is thereby placed under a compressive stress of approximately 7 kbar. Then a 50 nm thick gold layer is sputtered on tantalum, so that the stress formed on the metal layer does not change anymore. After being taken out of the sputtering apparatus and bounding in two mutually perpendicular directions, for example, 300 × 300 μm Two Are prepared to be finally mounted. The present invention is not limited to the embodiments described above, and many changes and modifications are possible by those skilled in the art from the viewpoint of the present invention. Thus, semiconductor materials other than those described in the present invention or compositions of selected semiconductor materials may be used. If very desired, a semiconductor material selected from the GaAs / AlGaAs or InP / InGaAsP material system or its composition is used. Instead of a weakly index-guided diode, the diode according to the invention can also be of a strongly index-guided type, which means that the main part of the second cladding layer forms part of the surface mesa structure. . There is no need to provide mesas on this surface. It is also possible to locally apply stress even in a flat semiconductor layer structure such as an oxide strip type diode by using a buffer layer composed of one or a plurality of layers which can contain an oxide as well as a metal. The structuring of the covering layer takes place via the structure on the surface of the semiconductor body, or an opening is provided in the covering layer or the opening is provided locally. The effect of the geometric change of the surface of one or more covering layers or the effect of the stress forming the position and value of the stress applied to the semiconductor layer structure can be estimated by calculation. The optimal or at least desired shape can then be determined empirically based on these results. It is also possible to convert all conductivity types (at the same time) to their opposite types. Furthermore, the LED version according to the invention or the laser version of the emission-emission semiconductor can be selected according to the application. Finally, the method of forming the semiconductors and conductors used in the present embodiment-depends in part on the material system from which the semiconductor diode is manufactured-can be replaced here by techniques other than those described above: LPE, VP Note that E or MBE can be used in place of MOCVD, and magnetron sputtering or vapor deposition can be used in place of diode sputtering for those layers that do not require the formed stress.

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 を設ける。────────────────────────────────────────────────── ─── [Continuation of summary] Is provided.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．半導体基板（１）を有する半導体本体（１０）を具え、この基板（１）上に 少なくとも、第１導電型の第１のクラッド層（２）、活性層（３）及び第１の型 と反対の第２の導電型である第２のクラッド層（４）が順に存在し、第１及び第 ２のクラッド層（２、４）に電流供給用手段（６、７、８）及び順方向に十分高 い電流強度がある場合に活性層（３）のストリップ型動作領域（１３）で電磁放 射を発生できるｐｎ接合を設ける一方、半導体本体（１０）の表面に少なくとも １つのカバーリング層（７）を設け、このカバーリング層は、機械的応力下にあ り、半導体本体（１０）或いはカバーリング層（７）の表面は、発生する放射の 有効屈折率がストリップ型動作領域（１３）のいずれかの側の活性層（３）内で 抑制されるように幾何学的に構成され、カバーリング層（７）の機械的応力がこ のように選択される放射−放出半導体ダイオードにおいて、第２導電型のドーパ ント元素が第２クラッド層（４）から活性層（３）に拡散するのを阻止するバリ ア層（９）が活性層（３）と第２クラッド層（４）との間に存在することを特徴 とする放射−放出半導体ダイオード。 ２．前記バリア層（９）に、高バンドギャプ値及び低バンドギャップ値を交互に 有する２個以上の副層（９Ａ、９Ｂ）を設けることを特徴とする請求項１に記載 の放射−放出半導体ダイオード。 ３．前記バリア層（９）が機械的応力を有し、好適には部分的には圧縮応力を、 部分的には引っ張り応力を有することを特徴とする請求項１或いは２に記載の放 射−放出半導体ダイオード。 ４．活性層（３）の少なくとも一方の側の、好適には両側のドーピング濃度が、 低濃度から高濃度へ好適には階段上の濃度勾配を有することを特徴とする請求項 １、２或いは３に記載の放射−放出半導体ダイオード。 ５．前記半導体本体（１０）の表面が幾何学的に構成されており、この半導体（ １０）にストリップ型メサ（１２）を設け、このメサは精々第２クラッド層（４ ）の領域を有し及びストリップ型の活性層（１３）上側に存在する一方、カバー リング層（９）はメサ（１２）及び各側（１４、１５）に亘り延在する金 属層（９）を有し、このカバーリング層は圧縮応力下にあることを特徴とする請 求項１、２、３或いは４に記載の放射−放出半導体ダイオード。 ６．前記ストリップ型メサ（１２）に、第２クラッド層（４）上に存在する第２ 導電型の接点層（６）を専ら設け、生じた放射が第２クラッド層（４）により十 分に規定されるように、第２クラッド層（４）の厚さ及び組成が決定されること を特徴とする請求項４に記載の放射−放出半導体ダイオード。 ７．前記半導体ダイオードが半導体ダイオードレーザとして構成され、半導体基 板（１）にガリウムヒ素（ＧａＡｓ）で構成し、この基板がｎ導電型であり、ク ラッド層（２、４）がアルミニウム−ガリウム−インジウムリン（ＡｌＧａＩｎ Ｐ）或いはアルミニウム−インジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）で構成され、活性 層（３）がガリウム−インジウムリン（ＧａＩｎＰ）或いはアルミニウム−ガリ ウム−インジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）で構成されるが、この際にはアルミニ ウムの量をクラッド層（２、４）に加えるよりも少なくして、接点層（６）はガ リウムヒ素（ＧａＡｓ）で構成し、第２クラッド層（４）を亜鉛原子でドープし 、バリア層（９）に、アルミニウムの量を交互に高く及び低くしたアルミニウム −インジウムリン（ＡｌＧａＩｎＰ）或いはアルミニウム−インジウム−リン（ ＡｌＩｎＰ）の２個以上の層（９Ａ、９Ｂ）を設け、応力を加えられたカバーリ ング層（７）にタンタルを含む層を具えることを特徴とする請求項１乃至６のい ずれか１項に記載の放射−放出半導体ダイオード。 ８．半導体本体（１０）が順に少なくとも第１導電型の第１クラッド層（２）、 活性層（３）及び第２導電型の第２クラッド層（４）が半導体基板上（１）上に 設けられることにより形成され、半導体本体（１０）の表面に機械的応力下にあ るカバーリング層（７）を設け、半導体（１０）或いはカバーリング層（７）の 表面は、発生する放射に対する有効屈折率が活性層（３）の部分を形成するスト リップ型の動作領域（１３）のいずれかの側の活性層（３）内で減少するように 幾何学的に構成され、カバーリング層（７）はこのように選択して放射−放出ダ イオードの製造をするに際し、バリア層（９）を活性層（３）と第２クラッド層 （４）との間に設け、バリア層（９）により第２導電型のドーパント元素が第２ クラッド層（４）から活性層（３）に拡散するのを防止する ことを特徴とする放射−放出ダイオードの製造方法。 ９．第２導電型の接点層（６）を第２クラッド層（４）上に形成し、半導体本体 （１０）の表面が接点層（６）を有するストリップ型のメサ（１２）を具えるこ とにより幾何学的に構成され、カバーリング層（７）をストリップ型のメサ（１ ２）及びいずれかの側（１４、１５）に亘り具え、このカバーリング層に圧縮応 力を加えることを特徴とする請求項８に記載の方法。 １０．亜鉛を第２導電型のドーパントとして選択し、バリア層（９）を交互に高 バンドギャプ値及び低バンドギャップ値を有する２個以上の副層（９Ａ、９Ｂ） により構成し、活性層（３）のいずれかの側上のクラッド層（２、４）が第１に 弱くドープされ、更には強くドープされた活性層（３）から除去され、タンタル を有する層（７）をカバーリング層（７）として選択し、このカバーリング層が 高電力下或いは低圧力下のアルゴン雰囲気でダイオードスパッタリングにより形 成されたことを特徴とする請求項８或いは９に記載の方法。[Claims] 1. A semiconductor body (10) having a semiconductor substrate (1) is provided on the substrate (1). At least a first cladding layer (2) of a first conductivity type, an active layer (3) and a first type A second cladding layer (4) of the second conductivity type opposite to that of Current supply means (6, 7, 8) on the second cladding layer (2, 4) and a sufficiently high When there is a large current intensity, electromagnetic radiation occurs in the strip-type operation region (13) of the active layer (3). While providing a pn junction capable of generating radiation, at least the surface of the semiconductor body (10) is One covering layer (7) is provided, which covers under mechanical stress. The surface of the semiconductor body (10) or the covering layer (7) is The effective refractive index in the active layer (3) on either side of the strip-shaped operating region (13) It is geometrically configured to be suppressed and the mechanical stress of the covering layer (7) is reduced. In a radiation-emitting semiconductor diode selected as follows: Burrs that prevent diffusion of the element from the second cladding layer (4) to the active layer (3). A layer (9) exists between the active layer (3) and the second clad layer (4). Radiation-emission semiconductor diode. 2. In the barrier layer (9), a high band gap value and a low band gap value are alternately provided. 2. The method according to claim 1, wherein two or more sub-layers (9A, 9B) are provided. Radiation-emitting semiconductor diodes. 3. Said barrier layer (9) has mechanical stress, preferably partially compressive stress, 3. The release according to claim 1, wherein the release has a partial tensile stress. Emitting-emitting semiconductor diodes. 4. The doping concentration on at least one side, preferably on both sides, of the active layer (3) is: Claims characterized by having a stepwise concentration gradient from low concentration to high concentration. 4. A radiation-emitting semiconductor diode according to claim 1, 2 or 3. 5. The surface of the semiconductor body (10) is geometrically configured and this semiconductor ( 10) is provided with a strip type mesa (12), and this mesa is at most a second clad layer (4). ) And covers over the active layer (13) in strip form The ring layer (9) is made of gold extending over the mesa (12) and each side (14, 15). A metal layer (9), said covering layer being under compressive stress. The radiation-emitting semiconductor diode according to claim 1, 2, 3, or 4. 6. The strip type mesa (12) has a second clad layer (4) on the second clad layer (4). The conductive type contact layer (6) is provided exclusively, and the generated radiation is sufficiently reduced by the second cladding layer (4). The thickness and composition of the second cladding layer (4) are determined as specified in The radiation-emission semiconductor diode according to claim 4, characterized in that: 7. The semiconductor diode is configured as a semiconductor diode laser, The plate (1) is made of gallium arsenide (GaAs), and this substrate is of n-conductivity type. The lad layers (2, 4) are made of aluminum-gallium-indium phosphide (AlGaIn). P) or aluminum-indium phosphide (AlGaInP) The layer (3) is made of gallium-indium phosphide (GaInP) or aluminum-gallium. Aluminum-indium phosphide (AlGaInP). The contact layer (6) has a lower gas content than the cladding layers (2, 4). The second cladding layer (4) is composed of arsenic (GaAs) and doped with zinc atoms. And aluminum in the barrier layer (9) with alternating high and low amounts of aluminum -Indium phosphide (AlGaInP) or aluminum-indium-phosphorus ( AlInP) and two or more layers (9A, 9B) of stressed cover 7. The method according to claim 1, wherein the coating layer comprises a layer containing tantalum. 2. A radiation-emitting semiconductor diode according to claim 1. 8. The semiconductor body (10) is in order of at least a first cladding layer (2) of a first conductivity type; An active layer (3) and a second cladding layer (4) of the second conductivity type are formed on the semiconductor substrate (1). Formed on the surface of the semiconductor body (10) under mechanical stress. Providing a covering layer (7) for the semiconductor (10) or the covering layer (7). The surface is such that the effective refractive index for the generated radiation forms a part of the active layer (3). So that it decreases in the active layer (3) on either side of the lip-shaped operating area (13). Geometrically configured, the covering layer (7) is selected in this way by the radiation-emission In manufacturing the iodine, the barrier layer (9) is divided into the active layer (3) and the second clad layer. (4), and the second conductive type dopant element is formed by the barrier layer (9). Prevents diffusion from the cladding layer (4) to the active layer (3) A method for manufacturing a radiation-emitting diode, comprising: 9. Forming a second conductivity type contact layer (6) on the second cladding layer (4); The surface of (10) comprises a strip-shaped mesa (12) having a contact layer (6). And the covering layer (7) is strip-shaped mesa (1). 2) and over either side (14, 15), the compression The method of claim 8, wherein a force is applied. 10. Zinc is selected as the dopant of the second conductivity type, and the barrier layers (9) are alternately raised. Two or more sub-layers (9A, 9B) having a band gap value and a low band gap value And the cladding layers (2, 4) on either side of the active layer (3) Removed from the lightly doped and even heavily doped active layer (3), tantalum Is selected as the covering layer (7), and this covering layer is Formed by diode sputtering in argon atmosphere under high power or low pressure The method according to claim 8, wherein the method is performed.
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