JPH1168251A - 半導体素子、半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体素子、半導体発光素子およびその製造方法Info
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- JPH1168251A JPH1168251A JP22783397A JP22783397A JPH1168251A JP H1168251 A JPH1168251 A JP H1168251A JP 22783397 A JP22783397 A JP 22783397A JP 22783397 A JP22783397 A JP 22783397A JP H1168251 A JPH1168251 A JP H1168251A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特にII−VI族化合物半導体を用いた半導体レ
ーザ素子において、新規なエッチングストップ層を用い
てリッジ形状の制御性を高め、高精度かつ低損傷の素子
構造とその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 第一のクラッド層２０６と第二のクラッ
ド層２０８の間にＺｎＳＳｅＴｅ混晶からなるエッチン
グストップ層２０７を設けることにより、第二クラッド
層をエッチングする際に十分なエッチング選択比を得る
ことができる。その結果、電流阻止層２１２と光ガイド
層２０５ｃの間の距離を精密に制御するとともに結晶へ
の損傷を抑制することができ、結果としてII−VI族化合
物半導体を用いた半導体レーザ素子の特性を向上するこ
とができる。
ーザ素子において、新規なエッチングストップ層を用い
てリッジ形状の制御性を高め、高精度かつ低損傷の素子
構造とその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 第一のクラッド層２０６と第二のクラッ
ド層２０８の間にＺｎＳＳｅＴｅ混晶からなるエッチン
グストップ層２０７を設けることにより、第二クラッド
層をエッチングする際に十分なエッチング選択比を得る
ことができる。その結果、電流阻止層２１２と光ガイド
層２０５ｃの間の距離を精密に制御するとともに結晶へ
の損傷を抑制することができ、結果としてII−VI族化合
物半導体を用いた半導体レーザ素子の特性を向上するこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子およびそ
の製造方法に関するものであり、特にII−VI族化合物半
導体から構成されるレーザ素子およびその製造方法、ま
たこれを用いた光ディスク装置に関するものである。
の製造方法に関するものであり、特にII−VI族化合物半
導体から構成されるレーザ素子およびその製造方法、ま
たこれを用いた光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】II-VI族化合物半導体は、短波長光デバ
イスを実現する材料として期待されている。従来のII-V
I族化合物半導体を用いた半導体レーザ素子としては、
利得導波型のストライプ電極構造が提案されている（例
えばアプライド・フィジックス・レターズ１９９１年５
９巻１２７２頁）。これはストライプ電極下部の高利得
領域に沿って光が増幅されて発振に至るタイプのレーザ
である。
イスを実現する材料として期待されている。従来のII-V
I族化合物半導体を用いた半導体レーザ素子としては、
利得導波型のストライプ電極構造が提案されている（例
えばアプライド・フィジックス・レターズ１９９１年５
９巻１２７２頁）。これはストライプ電極下部の高利得
領域に沿って光が増幅されて発振に至るタイプのレーザ
である。
【０００３】しかし、ストライプ電極構造の半導体レー
ザにあっては以下の問題が存在した。１つ目は、ストラ
イプ電極に注入した電流が、このストライプ電極の下部
以外の領域まで広がるため注入効率が低下し、電流−光
強度特性等のレーザ特性が低いという問題である。２つ
目は、注入電流を増加すると高次の導波モードで発振し
てしまい、安定な基本モードでの発振を維持するのが困
難という問題である。
ザにあっては以下の問題が存在した。１つ目は、ストラ
イプ電極に注入した電流が、このストライプ電極の下部
以外の領域まで広がるため注入効率が低下し、電流−光
強度特性等のレーザ特性が低いという問題である。２つ
目は、注入電流を増加すると高次の導波モードで発振し
てしまい、安定な基本モードでの発振を維持するのが困
難という問題である。
【０００４】そこでこれらの問題を解決する手段として
屈折率導波型の素子が提案されている。これらは素子に
ストライプ状のリッジを形成し、リッジ部分に注入電流
を閉じ込め、さらにリッジの内部と外部に屈折率差をつ
けて導波光を閉じ込めるものである。従来、リッジ領域
の形成にはイオンミリングやドライエッチング等のプロ
セスを用い、エッチング時間を制御することによりエッ
チング深さ、すなわちリッジ部の高さを制御していた。
屈折率導波型の素子が提案されている。これらは素子に
ストライプ状のリッジを形成し、リッジ部分に注入電流
を閉じ込め、さらにリッジの内部と外部に屈折率差をつ
けて導波光を閉じ込めるものである。従来、リッジ領域
の形成にはイオンミリングやドライエッチング等のプロ
セスを用い、エッチング時間を制御することによりエッ
チング深さ、すなわちリッジ部の高さを制御していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】リッジ部の高さは、レ
ーザ素子の電気的および光学的特性を決定する重要なパ
ラメータであり、特に屈折率導波型素子では厳密な制御
が要求される。しかし、従来のようなエッチング時間に
よる制御では、エッチング条件の変動やエッチング被処
理材であるウエハの面内分布によりエッチング速度に変
動が生じ、エッチング深さにばらつきがあった。また、
ドライプロセスによるエッチングではエッチング処理面
に、衝突するイオンやプラズマによる物理的損傷（ダメ
ージ）が発生し、結晶品質が劣化する問題があった。溶
液を用いたウエットエッチングではダメージは伴わない
が、エッチング速度の変動や面内分布がさらに大きくな
るので、屈折率導波型素子のリッジ形成への適用は極め
て困難であった。このような問題が生じるのは、II-VI
族化合物半導体を選択エッチングするのに適切なエッチ
ングストップ層が確立されていなかったからである。
ーザ素子の電気的および光学的特性を決定する重要なパ
ラメータであり、特に屈折率導波型素子では厳密な制御
が要求される。しかし、従来のようなエッチング時間に
よる制御では、エッチング条件の変動やエッチング被処
理材であるウエハの面内分布によりエッチング速度に変
動が生じ、エッチング深さにばらつきがあった。また、
ドライプロセスによるエッチングではエッチング処理面
に、衝突するイオンやプラズマによる物理的損傷（ダメ
ージ）が発生し、結晶品質が劣化する問題があった。溶
液を用いたウエットエッチングではダメージは伴わない
が、エッチング速度の変動や面内分布がさらに大きくな
るので、屈折率導波型素子のリッジ形成への適用は極め
て困難であった。このような問題が生じるのは、II-VI
族化合物半導体を選択エッチングするのに適切なエッチ
ングストップ層が確立されていなかったからである。
【０００６】これに対して、最近ZnCdS（特開平9-10263
0）や、CdZnMgSSe（特開平7-202346）を用いたエッチン
グストップ層が提案されているが、何れもエッチング被
処理材とエッチングストップ層のエッチング速度比（選
択比）が十分でなく、またエッチング後の表面平坦性が
劣化する問題があった。
0）や、CdZnMgSSe（特開平7-202346）を用いたエッチン
グストップ層が提案されているが、何れもエッチング被
処理材とエッチングストップ層のエッチング速度比（選
択比）が十分でなく、またエッチング後の表面平坦性が
劣化する問題があった。
【０００７】上述のように、従来のII-VI族化合物半導
体系の半導体素子では、II-VI族化合物半導体を選択エ
ッチングするのに適切なエッチングストップ層が確立さ
れていないという問題があったため、高精度で低損傷の
構造が要求される屈折率導波型半導体レーザ素子をはじ
めとする特性の良いII-VI族化合物半導体系の半導素子
を再現性良く得ることが困難であった。
体系の半導体素子では、II-VI族化合物半導体を選択エ
ッチングするのに適切なエッチングストップ層が確立さ
れていないという問題があったため、高精度で低損傷の
構造が要求される屈折率導波型半導体レーザ素子をはじ
めとする特性の良いII-VI族化合物半導体系の半導素子
を再現性良く得ることが困難であった。
【０００８】そこで本発明は前記従来技術の課題を解決
すべく、新規なエッチングストップ層を用いた高精度か
つ高品質の新規な半導体素子および、その製造方法を提
供することを目的とする。
すべく、新規なエッチングストップ層を用いた高精度か
つ高品質の新規な半導体素子および、その製造方法を提
供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の半導体素子は、II−VI族化合物半導体を構
成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI族化合
物半導体からなる第１の半導体層と、第１の半導体層上
に設けられたIII−V族化合物半導体またはTeを含まない
かTeを含むが第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-V
I族化合物半導体からなる第２の半導体層とを有し、第
２の半導体層の一部に第１の半導体層に到る開口部が設
けられている構成となっている。
めに本発明の半導体素子は、II−VI族化合物半導体を構
成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI族化合
物半導体からなる第１の半導体層と、第１の半導体層上
に設けられたIII−V族化合物半導体またはTeを含まない
かTeを含むが第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-V
I族化合物半導体からなる第２の半導体層とを有し、第
２の半導体層の一部に第１の半導体層に到る開口部が設
けられている構成となっている。
【００１０】また本発明の半導体素子は、II−VI族化合
物半導体を構成するVI族元素として少なくともTeを含む
II-VI族化合物半導体からなる第１の半導体層が基板上
に設けられ、基板から第１の半導体層に到るまで、基板
の一部を除去するように設けられた開口部を有する構成
となっている。
物半導体を構成するVI族元素として少なくともTeを含む
II-VI族化合物半導体からなる第１の半導体層が基板上
に設けられ、基板から第１の半導体層に到るまで、基板
の一部を除去するように設けられた開口部を有する構成
となっている。
【００１１】また本発明の半導体発光素子は、II−VI族
化合物半導体により構成される活性層および活性層の上
部と下部に設けられた光ガイド層とを有するダブルヘテ
ロ接合部と、ダブルヘテロ接合部上に直接、または第一
のクラッド層を介して設けられたII−VI族化合物半導体
を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI族
化合物半導体からなる第１の半導体層により構成された
エッチングストップ層と、エッチングストップ層上に設
けられたTeを含まないかTeを含むが第１の半導体層に比
べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第２の
半導体層により構成されたストライプ状の第二のクラッ
ド層とを有する構成となっている。
化合物半導体により構成される活性層および活性層の上
部と下部に設けられた光ガイド層とを有するダブルヘテ
ロ接合部と、ダブルヘテロ接合部上に直接、または第一
のクラッド層を介して設けられたII−VI族化合物半導体
を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI族
化合物半導体からなる第１の半導体層により構成された
エッチングストップ層と、エッチングストップ層上に設
けられたTeを含まないかTeを含むが第１の半導体層に比
べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第２の
半導体層により構成されたストライプ状の第二のクラッ
ド層とを有する構成となっている。
【００１２】さらに本発明の半導体発光素子は、II−VI
族化合物半導体により構成される活性層および活性層の
上部と下部に設けられた光ガイド層とを有するダブルヘ
テロ接合部と、ダブルヘテロ接合部上に直接、または第
一のクラッド層を介して設けられたII−VI族化合物半導
体を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI
族化合物半導体からなる第１の半導体層により構成する
エッチングストップ層と、Teを含まないかTeを含むが第
１の半導体層に比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導
体からなる第２の半導体層により構成されるとともにス
トライプ状の開口部を有する電流狭窄層と、開口部に設
けられた第二のクラッド層とを有する構成となってい
る。
族化合物半導体により構成される活性層および活性層の
上部と下部に設けられた光ガイド層とを有するダブルヘ
テロ接合部と、ダブルヘテロ接合部上に直接、または第
一のクラッド層を介して設けられたII−VI族化合物半導
体を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI
族化合物半導体からなる第１の半導体層により構成する
エッチングストップ層と、Teを含まないかTeを含むが第
１の半導体層に比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導
体からなる第２の半導体層により構成されるとともにス
トライプ状の開口部を有する電流狭窄層と、開口部に設
けられた第二のクラッド層とを有する構成となってい
る。
【００１３】また本発明の半導体発光素子は、基板上に
設けられた面発光型の半導体発光素子であり、発光層が
II−VI族化合物半導体により構成され、基板と発光層の
間にII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素として少
なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第１の
半導体層が設けられ、基板から第１の半導体層に到るま
でまで、基板の一部を除去するように設けられた開口部
を有する構成となっている。
設けられた面発光型の半導体発光素子であり、発光層が
II−VI族化合物半導体により構成され、基板と発光層の
間にII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素として少
なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第１の
半導体層が設けられ、基板から第１の半導体層に到るま
でまで、基板の一部を除去するように設けられた開口部
を有する構成となっている。
【００１４】また本発明の半導体素子の製造方法は、II
−VI族化合物半導体を構成するVI族元素として少なくと
もTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第１の半導体
層を形成する工程と、第１の半導体層上にIII−V族化合
物半導体またはTeを含まないかTeを含むが第１の半導体
層に比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる
第２の半導体層を形成する工程と、第１の半導体層をエ
ッチングストップ層として用いて第２の半導体層を選択
的にエッチングする工程とを有する構成となっている。
−VI族化合物半導体を構成するVI族元素として少なくと
もTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第１の半導体
層を形成する工程と、第１の半導体層上にIII−V族化合
物半導体またはTeを含まないかTeを含むが第１の半導体
層に比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる
第２の半導体層を形成する工程と、第１の半導体層をエ
ッチングストップ層として用いて第２の半導体層を選択
的にエッチングする工程とを有する構成となっている。
【００１５】さらに本発明の半導体素子の製造方法は、
基板上にII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素とし
て少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第
１の半導体層を形成する工程と、第１の半導体層をエッ
チングストップ層として用いて基板から第１の半導体層
までの領域を選択的にエッチングする工程とを有する構
成となっている。
基板上にII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素とし
て少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第
１の半導体層を形成する工程と、第１の半導体層をエッ
チングストップ層として用いて基板から第１の半導体層
までの領域を選択的にエッチングする工程とを有する構
成となっている。
【００１６】さらに本発明の半導体素子の製造方法は、
基板上にII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素とし
て少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第
１の半導体層を形成する工程と、Teを含まないかTeを含
むが第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-VI族化合
物半導体を残して第１の半導体層を選択的にエッチング
する工程とを有する構成となっている。
基板上にII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素とし
て少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第
１の半導体層を形成する工程と、Teを含まないかTeを含
むが第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-VI族化合
物半導体を残して第１の半導体層を選択的にエッチング
する工程とを有する構成となっている。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明によれば、新規なエッチン
グストップ層を用いた高精度かつ高品質のII−VI族化合
物半導体素子を実現できる。本発明者等の研究によれ
ば、II−VI族化合物半導体を構成するVI族元素として少
なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第１の
半導体層のエッチング速度は、III−V族化合物半導体ま
たはTeを含まないかTeを含むが上記の第１の半導体層に
比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第２
の半導体層のエッチング速度よりも十分に遅くすること
ができることが分かった。このため、本発明の請求項
１、３、４、７のように、上記第２の半導体層の下地と
して上記第１の半導体層を用いれば、第２の半導体層を
エッチングする際に、第１の半導体層および第１の半導
体層より下（基板側）に設けられた半導体層がエッチン
グされるのを防止できる。したがって、第２の半導体層
を選択的にエッチングできるようになり、従来得られな
かった新規なII-VI族化合物半導体系の半導体素子を形
成できるようになる。
グストップ層を用いた高精度かつ高品質のII−VI族化合
物半導体素子を実現できる。本発明者等の研究によれ
ば、II−VI族化合物半導体を構成するVI族元素として少
なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第１の
半導体層のエッチング速度は、III−V族化合物半導体ま
たはTeを含まないかTeを含むが上記の第１の半導体層に
比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第２
の半導体層のエッチング速度よりも十分に遅くすること
ができることが分かった。このため、本発明の請求項
１、３、４、７のように、上記第２の半導体層の下地と
して上記第１の半導体層を用いれば、第２の半導体層を
エッチングする際に、第１の半導体層および第１の半導
体層より下（基板側）に設けられた半導体層がエッチン
グされるのを防止できる。したがって、第２の半導体層
を選択的にエッチングできるようになり、従来得られな
かった新規なII-VI族化合物半導体系の半導体素子を形
成できるようになる。
【００１８】また、屈折率導波型の半導体レーザ素子を
作製するには横方向の屈折率段差を作製するエッチング
の深さを精密に制御することおよびエッチング時の結晶
への損傷を抑制することが重要である。従来適切なエッ
チングストップ層が無かったために、素子特性が低く素
子作製の再現性も低かったが、本発明により高精度かつ
低損傷の屈折率導波型半導体レーザ素子が実現できる。
作製するには横方向の屈折率段差を作製するエッチング
の深さを精密に制御することおよびエッチング時の結晶
への損傷を抑制することが重要である。従来適切なエッ
チングストップ層が無かったために、素子特性が低く素
子作製の再現性も低かったが、本発明により高精度かつ
低損傷の屈折率導波型半導体レーザ素子が実現できる。
【００１９】すなわち、本発明の請求項３、４によれ
ば、ダブルヘテロ接合部上に直接、あるいは第一のクラ
ッド層を介して設けられた第１の半導体層により構成す
るエッチングストップ層の位置が、エッチング終点を規
定しているので、光ガイド層（あるいは活性層）と電流
狭窄層（すなわち横方向の光閉じ込め層）の間の距離を
厳密に制御することが可能となる。
ば、ダブルヘテロ接合部上に直接、あるいは第一のクラ
ッド層を介して設けられた第１の半導体層により構成す
るエッチングストップ層の位置が、エッチング終点を規
定しているので、光ガイド層（あるいは活性層）と電流
狭窄層（すなわち横方向の光閉じ込め層）の間の距離を
厳密に制御することが可能となる。
【００２０】さらに、裏面出射型の垂直共振器型半導体
レーザ素子や発光ダイオード等、面発光型の発光素子で
は裏面の基板による光吸収を除くため等の目的で、発光
部の基板をエッチング等により除去する必要がある。特
に垂直共振器型面発光レーザ素子では共振器ミラーを形
成する面の位置が設計位置から変動すると活性層での導
波光強度が低下し、レーザ発振の利得が大幅に低減して
しまう。さらにエッチング面に表面荒れが生じると、共
振器ミラーの反射率が低下し、素子の損失が増大してし
まう。いずれにしても素子特性は劣化するので、エッチ
ング終了位置とエッチング面の表面平滑性とが重要であ
る。従来はその制御が困難であったが、本発明により高
精度かつ高品質な面発光型の発光素子が実現できる。
レーザ素子や発光ダイオード等、面発光型の発光素子で
は裏面の基板による光吸収を除くため等の目的で、発光
部の基板をエッチング等により除去する必要がある。特
に垂直共振器型面発光レーザ素子では共振器ミラーを形
成する面の位置が設計位置から変動すると活性層での導
波光強度が低下し、レーザ発振の利得が大幅に低減して
しまう。さらにエッチング面に表面荒れが生じると、共
振器ミラーの反射率が低下し、素子の損失が増大してし
まう。いずれにしても素子特性は劣化するので、エッチ
ング終了位置とエッチング面の表面平滑性とが重要であ
る。従来はその制御が困難であったが、本発明により高
精度かつ高品質な面発光型の発光素子が実現できる。
【００２１】すなわち、本発明の請求項２、５、８のよ
うに第１の半導体層を用いれば、半導体素子を形成した
後に、素子が形成されている基板側から第１の半導体層
までの領域をエッチングする際に、第１の半導体層およ
び第１の半導体層より上（基板より反対側）に設けられ
た半導体層がエッチングされるのを防止できる。したが
って、基板等を選択的にエッチングできるようになり、
従来得られなかった新規なII-VI族化合物半導体系の半
導体素子を形成できるようになる。
うに第１の半導体層を用いれば、半導体素子を形成した
後に、素子が形成されている基板側から第１の半導体層
までの領域をエッチングする際に、第１の半導体層およ
び第１の半導体層より上（基板より反対側）に設けられ
た半導体層がエッチングされるのを防止できる。したが
って、基板等を選択的にエッチングできるようになり、
従来得られなかった新規なII-VI族化合物半導体系の半
導体素子を形成できるようになる。
【００２２】また本発明者等の研究によれば、異なるエ
ッチング条件において前述とは逆の選択比をもつエッチ
ングを行うことが可能である。すなわちII−VI族化合物
半導体を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII
-VI族化合物半導体からなる第１の半導体層のエッチン
グ速度は、III−V族化合物半導体あるいはTeを含まない
かTeを含むが第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-V
I族化合物半導体からなる第２の半導体層のエッチング
速度よりも十分に速くすることをもできることが分かっ
た。従って、第１の半導体層をエッチングストップ層と
して利用した後、エッチング面に露出したエッチングス
トップ層のみを選択的に除去することができるので、エ
ッチング精度をさらに高めることができる。
ッチング条件において前述とは逆の選択比をもつエッチ
ングを行うことが可能である。すなわちII−VI族化合物
半導体を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII
-VI族化合物半導体からなる第１の半導体層のエッチン
グ速度は、III−V族化合物半導体あるいはTeを含まない
かTeを含むが第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-V
I族化合物半導体からなる第２の半導体層のエッチング
速度よりも十分に速くすることをもできることが分かっ
た。従って、第１の半導体層をエッチングストップ層と
して利用した後、エッチング面に露出したエッチングス
トップ層のみを選択的に除去することができるので、エ
ッチング精度をさらに高めることができる。
【００２３】本発明の半導体素子およびその製造方法
は、半導体レーザ素子、発光ダイオード素子、ＩＣ、Ｌ
ＳＩをはじめとする半導体素子に対して有用である。特
にII−VI族化合物半導体を構成材料として含み、かつ高
精度、低損傷の素子形状の加工を要求される部分におい
て、本発明の効果が発揮される。
は、半導体レーザ素子、発光ダイオード素子、ＩＣ、Ｌ
ＳＩをはじめとする半導体素子に対して有用である。特
にII−VI族化合物半導体を構成材料として含み、かつ高
精度、低損傷の素子形状の加工を要求される部分におい
て、本発明の効果が発揮される。
【００２４】また、本発明の光ディスク装置はコンピュ
ータの情報読み取り装置あるいは記憶装置、また映像情
報および音声情報の再生装置あるいは記録・再生装置と
して有用である。
ータの情報読み取り装置あるいは記憶装置、また映像情
報および音声情報の再生装置あるいは記録・再生装置と
して有用である。
【００２５】本発明の請求項５に記載の半導体発光素子
は、面発光型半導体レーザ素子や、裏面出射型の発光ダ
イオードに利用することによりその形状精度および再現
性を高め、素子特性を向上することができる。
は、面発光型半導体レーザ素子や、裏面出射型の発光ダ
イオードに利用することによりその形状精度および再現
性を高め、素子特性を向上することができる。
【００２６】本発明の請求項３、４に記載されたダブル
へテロ接合部とは、II−VI族化合物半導体により構成さ
れる半導体レーザ構造において、単一量子井戸型あるい
は多量子井戸型等の構造を持ち、電流注入により発光す
る活性層と、前記活性層の上部と下部に設けられたII−
VI族化合物半導体により構成される光ガイド層の領域を
示す。さらに、活性層が多量子井戸型である場合等で活
性層が光導波の機能を兼ね、光ガイド層を使用せずに直
接活性層とクラッド層が接している構造では活性層の領
域を示す。
へテロ接合部とは、II−VI族化合物半導体により構成さ
れる半導体レーザ構造において、単一量子井戸型あるい
は多量子井戸型等の構造を持ち、電流注入により発光す
る活性層と、前記活性層の上部と下部に設けられたII−
VI族化合物半導体により構成される光ガイド層の領域を
示す。さらに、活性層が多量子井戸型である場合等で活
性層が光導波の機能を兼ね、光ガイド層を使用せずに直
接活性層とクラッド層が接している構造では活性層の領
域を示す。
【００２７】本発明の半導体素子に用いられるII−VI族
化合物半導体としては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｂ
ｅ、Ｃａのいずれか一つ以上の２価の元素と、Ｓ、Ｓ
ｅ、Ｔｅのいずれか一つ以上のVI族元素からなる化合物
を用いることが好ましい。上記の元素から選択して得ら
れたII−VI族化合物半導体（例えばＺｎxＣｄ1-xＳyＳ
ｅ1 -y、ＺｎxＣｄ1-xＳyＴｅ1-y、ＺｎxＭｇ1-xＳyＳｅ
1-y、ＺｎxＭｎ1-xＳyＳｅ1 -y（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）等の混晶）は、格子定数を０．５３ｎｍ〜０．６７
ｎｍの範囲内で大きく変化させることができるので、例
えばレーザ素子等の半導体組成物素子のｎ型（あるいは
ｐ型）層の格子定数と整合することができる。
化合物半導体としては、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｂ
ｅ、Ｃａのいずれか一つ以上の２価の元素と、Ｓ、Ｓ
ｅ、Ｔｅのいずれか一つ以上のVI族元素からなる化合物
を用いることが好ましい。上記の元素から選択して得ら
れたII−VI族化合物半導体（例えばＺｎxＣｄ1-xＳyＳ
ｅ1 -y、ＺｎxＣｄ1-xＳyＴｅ1-y、ＺｎxＭｇ1-xＳyＳｅ
1-y、ＺｎxＭｎ1-xＳyＳｅ1 -y（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１）等の混晶）は、格子定数を０．５３ｎｍ〜０．６７
ｎｍの範囲内で大きく変化させることができるので、例
えばレーザ素子等の半導体組成物素子のｎ型（あるいは
ｐ型）層の格子定数と整合することができる。
【００２８】本発明の第１の半導体層は、Ｚｎ、Ｃｄ、
Ｂｅ、Ｍｇ、Ｍｎ及びＣａから選ばれる少なくとも一つ
の２価の元素と、ＳおよびＳｅから選ばれる少なくとも
一つのVI族元素とＴｅとからなる化合物を用い、Ｔｅ組
成ｘが0.1≦ｘ≦1であることが好ましい。また、ＧａＡ
ｓ基板またはＺｎＳｅ基板上に素子を形成する際には、
ＺｎＳＴｅ、ＺｎＳＳｅＴｅ、ＢｅＺｎＳｅＴｅ、Ｂｅ
ＺｎＳＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、またはＭｇＺｎＳＳ
ｅＴｅの混晶を第１の半導体層として用いることが、エ
ッチングレートの点だけでなく、格子歪みを小さくする
ことができる点で好ましい。
Ｂｅ、Ｍｇ、Ｍｎ及びＣａから選ばれる少なくとも一つ
の２価の元素と、ＳおよびＳｅから選ばれる少なくとも
一つのVI族元素とＴｅとからなる化合物を用い、Ｔｅ組
成ｘが0.1≦ｘ≦1であることが好ましい。また、ＧａＡ
ｓ基板またはＺｎＳｅ基板上に素子を形成する際には、
ＺｎＳＴｅ、ＺｎＳＳｅＴｅ、ＢｅＺｎＳｅＴｅ、Ｂｅ
ＺｎＳＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、またはＭｇＺｎＳＳ
ｅＴｅの混晶を第１の半導体層として用いることが、エ
ッチングレートの点だけでなく、格子歪みを小さくする
ことができる点で好ましい。
【００２９】本発明の第２の半導体層としてII-VI族化
合物半導体を用いる場合、前述の構成元素を用いること
ができるが、第２の半導体層のＴｅ組成ｙが0≦ｙ≦0.8
であり、第１の半導体層のＴｅ組成ｘに対してｙ≦ｘ-
0.1の関係を満たすことにより、十分なエッチング速度
の選択比を確保でき好ましい。またｙ≦ｘ-0.3とするこ
とによりさらに高い選択比を得ることができる。
合物半導体を用いる場合、前述の構成元素を用いること
ができるが、第２の半導体層のＴｅ組成ｙが0≦ｙ≦0.8
であり、第１の半導体層のＴｅ組成ｘに対してｙ≦ｘ-
0.1の関係を満たすことにより、十分なエッチング速度
の選択比を確保でき好ましい。またｙ≦ｘ-0.3とするこ
とによりさらに高い選択比を得ることができる。
【００３０】第１の半導体層が、第１の半導体層が形成
されている基板材料の結晶格子と格子整合する組成を有
することにより比較的厚いエッチングストップ層を構成
しても半導体素子の品質を低下させることがなく望まし
い。具体的には、ZnS0.65Te0 .35やZnS0.4Se0.4Te0.2等
の混晶を用いることによりＧａＡｓ基板に格子整合した
エッチングストップ層を実現できる。
されている基板材料の結晶格子と格子整合する組成を有
することにより比較的厚いエッチングストップ層を構成
しても半導体素子の品質を低下させることがなく望まし
い。具体的には、ZnS0.65Te0 .35やZnS0.4Se0.4Te0.2等
の混晶を用いることによりＧａＡｓ基板に格子整合した
エッチングストップ層を実現できる。
【００３１】本発明の第１の半導体層は、エッチング速
度を十分低く抑制することができるので、膜厚が１ｎｍ
〜５００ｎｍの範囲において十分なエッチング阻止能力
を備えることができ、かつに半導体素子に適用した際
に、素子の電気的・光学的特性の低下を抑制できる。屈
折率導波型半導体レーザ素子等では特に高精度な加工が
要求され、また導波光の分布形状がエッチングストップ
層の膜厚に敏感であることから、膜厚が１０ｎｍ〜５０
ｎｍの範囲で特に高いエッチング阻止能力と良好な導波
光分布を提供でき望ましい。
度を十分低く抑制することができるので、膜厚が１ｎｍ
〜５００ｎｍの範囲において十分なエッチング阻止能力
を備えることができ、かつに半導体素子に適用した際
に、素子の電気的・光学的特性の低下を抑制できる。屈
折率導波型半導体レーザ素子等では特に高精度な加工が
要求され、また導波光の分布形状がエッチングストップ
層の膜厚に敏感であることから、膜厚が１０ｎｍ〜５０
ｎｍの範囲で特に高いエッチング阻止能力と良好な導波
光分布を提供でき望ましい。
【００３２】本発明の請求項３および請求項４に記載の
第一のクラッド層の膜厚は、リッジの高さ、すなわちク
ラッド層をエッチングする際の残し厚みを決定する重要
な設計パラメータである。屈折率導波型素子の横方向の
導波光分布や基本モードでの導波状態の安定性は、主と
してリッジの内部と外部のクラッド層の屈折率差と吸収
係数の差、リッジストライプ幅、およびこのエッチング
残し厚みによって決まる。膜厚が薄すぎるとリッジの内
部と外部の有効屈折率の差が大きくなり導波モードが不
安定になり、また活性層に近づきすぎてリーク電流を発
生することもある。膜厚が厚すぎると有効屈折率差が小
さくなりすぎ利得導波で動作し、屈折率導波ができな
い。また横方向の光閉じ込めが弱くなり、電流拡がりも
増加するので素子効率が低下する。横方向単一モードで
発振する屈折率導波素子を得るにはこの第一のクラッド
層の膜厚が０〜３００ｎｍの間であることが望ましく、
さらに５０〜２００ｎｍにすることにより横モード制御
の安定性が高くなる。
第一のクラッド層の膜厚は、リッジの高さ、すなわちク
ラッド層をエッチングする際の残し厚みを決定する重要
な設計パラメータである。屈折率導波型素子の横方向の
導波光分布や基本モードでの導波状態の安定性は、主と
してリッジの内部と外部のクラッド層の屈折率差と吸収
係数の差、リッジストライプ幅、およびこのエッチング
残し厚みによって決まる。膜厚が薄すぎるとリッジの内
部と外部の有効屈折率の差が大きくなり導波モードが不
安定になり、また活性層に近づきすぎてリーク電流を発
生することもある。膜厚が厚すぎると有効屈折率差が小
さくなりすぎ利得導波で動作し、屈折率導波ができな
い。また横方向の光閉じ込めが弱くなり、電流拡がりも
増加するので素子効率が低下する。横方向単一モードで
発振する屈折率導波素子を得るにはこの第一のクラッド
層の膜厚が０〜３００ｎｍの間であることが望ましく、
さらに５０〜２００ｎｍにすることにより横モード制御
の安定性が高くなる。
【００３３】本発明の第１の半導体層をエッチングスト
ップ層として用いる場合、エッチング液として少なくと
も過酸化水素を含む中性あるいはアルカリ性の溶液を用
いてエッチングすることにより、エッチングストップ層
を高い選択比で残すことができ望ましい。特にｐＨ８〜
１１の間のアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液で容
易に高い選択比を得ることができる。
ップ層として用いる場合、エッチング液として少なくと
も過酸化水素を含む中性あるいはアルカリ性の溶液を用
いてエッチングすることにより、エッチングストップ層
を高い選択比で残すことができ望ましい。特にｐＨ８〜
１１の間のアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液で容
易に高い選択比を得ることができる。
【００３４】本発明の第１の半導体層を選択的に除去す
る場合、エッチング液として少なくとも重クロム酸イオ
ンあるいは過マンガン酸イオンを含む酸性溶液を用いて
エッチングすることにより第１の半導体層のみを高い選
択比で除去することができる。特に重クロム酸カリウム
と硫酸の混合溶液で容易に高い選択比を得ることができ
る。
る場合、エッチング液として少なくとも重クロム酸イオ
ンあるいは過マンガン酸イオンを含む酸性溶液を用いて
エッチングすることにより第１の半導体層のみを高い選
択比で除去することができる。特に重クロム酸カリウム
と硫酸の混合溶液で容易に高い選択比を得ることができ
る。
【００３５】なお、本発明によるエッチングストップ層
は様々なエッチング溶液に対して選択比を示すので、こ
のほかにも塩酸や硫酸等の種々の酸と過酸化水素の混合
溶液や、臭素の水溶液と燐酸等の混合溶液、臭素のアル
コール溶液等、様々なエッチング液とエッチング条件を
用いることができる。本発明の半導体素子の製造方法に
おいて、エッチングを行う際の溶液温度は室温で良好な
選択比を得ることができるが、溶液温度を０〜８０℃の
範囲にすることにより、エッチング速度や選択比を変化
させることもできる。
は様々なエッチング溶液に対して選択比を示すので、こ
のほかにも塩酸や硫酸等の種々の酸と過酸化水素の混合
溶液や、臭素の水溶液と燐酸等の混合溶液、臭素のアル
コール溶液等、様々なエッチング液とエッチング条件を
用いることができる。本発明の半導体素子の製造方法に
おいて、エッチングを行う際の溶液温度は室温で良好な
選択比を得ることができるが、溶液温度を０〜８０℃の
範囲にすることにより、エッチング速度や選択比を変化
させることもできる。
【００３６】以下では、II−VI族化合物半導体レーザ素
子およびその作製方法の例を取り上げ、具体例について
詳細に述べる。
子およびその作製方法の例を取り上げ、具体例について
詳細に述べる。
【００３７】（実施の形態１）まず、図１に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上に、分子線エピタキシャ
ル成長（ＭＢＥ）法によってｎ型ＺｎＳｅ層１０３を形
成し、さらにｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１０４、Ｚ
ｎＳｅ系ダブルへテロ接合部１０５、ｐ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅ第一クラッド層１０６、第１の半導体層としてのＺｎ
ＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７、第２の半導体
層としてのｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層１０８、
ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０９、およびｐ型ＺｎＳｅ
／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト層１１０を形
成した。ここで、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部１０５
は、ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層１０５ａ、ＺｎＣｄＳｅ活性
層１０５ｂ、およびｐ型ＺｎＳＳｅ導波層１０５ｃによ
り構成されている。ＭＢＥ法の成長温度は２５０〜３５
０℃、真空度は１×１０-8Ｔｏｒｒである。尚、ｎ型層
は、成長時に塩化亜鉛を導入することにより、またｐ型
層は成長時に窒素ラジカルを導入することにより作製し
たした。また、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１
０７の組成はＧａＡｓ基板に格子整合するZnS0.4Se0.4T
e0.2を用いた。
に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上に、分子線エピタキシャ
ル成長（ＭＢＥ）法によってｎ型ＺｎＳｅ層１０３を形
成し、さらにｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層１０４、Ｚ
ｎＳｅ系ダブルへテロ接合部１０５、ｐ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅ第一クラッド層１０６、第１の半導体層としてのＺｎ
ＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７、第２の半導体
層としてのｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層１０８、
ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０９、およびｐ型ＺｎＳｅ
／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト層１１０を形
成した。ここで、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部１０５
は、ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層１０５ａ、ＺｎＣｄＳｅ活性
層１０５ｂ、およびｐ型ＺｎＳＳｅ導波層１０５ｃによ
り構成されている。ＭＢＥ法の成長温度は２５０〜３５
０℃、真空度は１×１０-8Ｔｏｒｒである。尚、ｎ型層
は、成長時に塩化亜鉛を導入することにより、またｐ型
層は成長時に窒素ラジカルを導入することにより作製し
たした。また、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１
０７の組成はＧａＡｓ基板に格子整合するZnS0.4Se0.4T
e0.2を用いた。
【００３８】次いで、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の下部に
金属電極１０１を蒸着した。さらにフォトリソグラフィ
ーにより前記ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッ
ドコンタクト層１１０の上部にストライプ状のフォトレ
ジストレジストマスク１１１を形成した。
金属電極１０１を蒸着した。さらにフォトリソグラフィ
ーにより前記ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッ
ドコンタクト層１１０の上部にストライプ状のフォトレ
ジストレジストマスク１１１を形成した。
【００３９】その後、フォトレジストレジストマスク１
１１の周囲をアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液を
用いて第１の選択エッチングを行い、ストライプ状のリ
ッジを形成した。
１１の周囲をアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液を
用いて第１の選択エッチングを行い、ストライプ状のリ
ッジを形成した。
【００４０】本特許の発明者らの研究によれば、アンモ
ニア水と過酸化水素水の混合溶液によるエッチングによ
り、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタ
クト層１１０、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０９、ｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層１０８、はいずれも１０
００Å/分程度のエッチング速度でエッチングされるの
に対し、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７の
エッチング速度はその１/１０以下と低くほとんどエッ
チングされないので、エッチング終了時のエッチング面
の位置をＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７の
位置に高精度に制御することができた。
ニア水と過酸化水素水の混合溶液によるエッチングによ
り、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタ
クト層１１０、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層１０９、ｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層１０８、はいずれも１０
００Å/分程度のエッチング速度でエッチングされるの
に対し、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７の
エッチング速度はその１/１０以下と低くほとんどエッ
チングされないので、エッチング終了時のエッチング面
の位置をＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７の
位置に高精度に制御することができた。
【００４１】また、イオンミリングやドライエッチング
等のドライプロセスではなく、溶液を用いたウエットエ
ッチングであるので、イオンやプラズマが衝突すること
による結晶への損傷が無い。なお、途中までのエッチン
グをドライプロセスを用いて行い、エッチング後半のリ
ッジ高さを決める段階のみ選択エッチングを行うこと
で、リッジ側面の急峻さ高め、かつ結晶への損傷を抑制
し、エッチング終点を高精度に制御することもできる。
等のドライプロセスではなく、溶液を用いたウエットエ
ッチングであるので、イオンやプラズマが衝突すること
による結晶への損傷が無い。なお、途中までのエッチン
グをドライプロセスを用いて行い、エッチング後半のリ
ッジ高さを決める段階のみ選択エッチングを行うこと
で、リッジ側面の急峻さ高め、かつ結晶への損傷を抑制
し、エッチング終点を高精度に制御することもできる。
【００４２】次に、重クロム酸カリウムと硫酸の水溶液
をエッチング液として第２の選択エッチングを行い、リ
ッジの外部（開口部）に露出したＺｎＳＳｅＴｅエッチ
ングストップ層１０７を除去した。本特許の発明者らの
研究によれば、重クロム酸カリウムと硫酸の水溶液はエ
ッチングストップ層以外のII−VI族化合物半導体をも１
０００Å/分程度の速度でエッチングするが、ＺｎＳＳ
ｅＴｅエッチングストップ層１０７のエッチング速度は
その１０倍程度と非常に速い。したがって短時間の処理
により、エッチングストップ層１０７より下の領域をほ
とんどエッチングすることなく、エッチングストップ層
１０７のみを選択的に除去することができた。この第２
の選択エッチングを行うことにより、第１の選択エッチ
ングの際にＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７
に発生した微細な表面荒れを除去してさらに平滑なエッ
チング面を得ることができ、またエッチング面の位置制
御をさらに高精度に行うことができる。
をエッチング液として第２の選択エッチングを行い、リ
ッジの外部（開口部）に露出したＺｎＳＳｅＴｅエッチ
ングストップ層１０７を除去した。本特許の発明者らの
研究によれば、重クロム酸カリウムと硫酸の水溶液はエ
ッチングストップ層以外のII−VI族化合物半導体をも１
０００Å/分程度の速度でエッチングするが、ＺｎＳＳ
ｅＴｅエッチングストップ層１０７のエッチング速度は
その１０倍程度と非常に速い。したがって短時間の処理
により、エッチングストップ層１０７より下の領域をほ
とんどエッチングすることなく、エッチングストップ層
１０７のみを選択的に除去することができた。この第２
の選択エッチングを行うことにより、第１の選択エッチ
ングの際にＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層１０７
に発生した微細な表面荒れを除去してさらに平滑なエッ
チング面を得ることができ、またエッチング面の位置制
御をさらに高精度に行うことができる。
【００４３】以上の工程により、図２の２０１〜２１０
に示されるリッジ形状を作製できた。
に示されるリッジ形状を作製できた。
【００４４】なお、図２において、２０１は金属電極、
２０２はｎ型ＧａＡｓ基板、２０３はｎ型ＺｎＳｅ層、
２０４はｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、２０５はＺｎ
Ｓｅ系ダブルへテロ接合部、２０５ａはｎ型ＺｎＳＳｅ
導波層、２０５ｂはＺｎＣｄＳｅ活性層、２０５ｃはｐ
型ＺｎＳＳｅ導波層、２０６はｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一
クラッド層、２０７はＺｎＳＳｅＴｅエッチングストッ
プ層、２０８はｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層、２
０９はｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層、２１０はｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト層を示して
いる。なお、第２の半導体層である第二クラッド層２０
８（エッチングストップ層を用いてエッチングされる
層）として上記の例ではTeを含有しない材料を用いた
が、III−V族化合物半導体やTeを含まないかTeを含むが
第１の半導体層であるエッチングストップ層２０７に比
べTe組成が少ない材料を用いても同様の効果を得ること
ができる。
２０２はｎ型ＧａＡｓ基板、２０３はｎ型ＺｎＳｅ層、
２０４はｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層、２０５はＺｎ
Ｓｅ系ダブルへテロ接合部、２０５ａはｎ型ＺｎＳＳｅ
導波層、２０５ｂはＺｎＣｄＳｅ活性層、２０５ｃはｐ
型ＺｎＳＳｅ導波層、２０６はｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一
クラッド層、２０７はＺｎＳＳｅＴｅエッチングストッ
プ層、２０８はｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層、２
０９はｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層、２１０はｐ型ＺｎＳ
ｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト層を示して
いる。なお、第２の半導体層である第二クラッド層２０
８（エッチングストップ層を用いてエッチングされる
層）として上記の例ではTeを含有しない材料を用いた
が、III−V族化合物半導体やTeを含まないかTeを含むが
第１の半導体層であるエッチングストップ層２０７に比
べTe組成が少ない材料を用いても同様の効果を得ること
ができる。
【００４５】さらに、ＺｎＳをウエハの上面全面に真空
蒸着し、リフトオフすることによりリッジの外部（開口
部）に膜厚３００ｎｍのＺｎＳ電流狭窄層２１２を作製
した。ここで、電流狭窄層２１２は、リッジ部分に電流
を狭窄する絶縁層としての機能と、リッジの内部と外部
の屈折率を変化させる外部クラッド層としての機能を兼
ねているが、外部クラッド層の上部に電流狭窄層を設け
るなどしてこの機能を分離することもできる。
蒸着し、リフトオフすることによりリッジの外部（開口
部）に膜厚３００ｎｍのＺｎＳ電流狭窄層２１２を作製
した。ここで、電流狭窄層２１２は、リッジ部分に電流
を狭窄する絶縁層としての機能と、リッジの内部と外部
の屈折率を変化させる外部クラッド層としての機能を兼
ねているが、外部クラッド層の上部に電流狭窄層を設け
るなどしてこの機能を分離することもできる。
【００４６】電流狭窄層（外部クラッド層）２１２には
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層２０８より実屈折率
の低い材料を用いることにより、リッジの内部と外部に
屈折率差を設け、実屈折率導波型の屈折率導波素子を作
製できる。また、活性層で発生する光を吸収する材料を
用いることで、損失導波型の屈折率導波素子を作製でき
る。何れの場合にも、屈折率導波の効果を高めて横方向
の導波モードを単峰性の基本モードに安定させるには電
流狭窄層（外部クラッド層）２１２と光ガイド層２０５
ｃの間の距離、すなわちクラッド層のエッチング残し厚
みを厳密に制御する必要がある。本実施の形態ではｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層２０６がエッチング残し
厚みを決めているので高精度な制御ができた。
ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層２０８より実屈折率
の低い材料を用いることにより、リッジの内部と外部に
屈折率差を設け、実屈折率導波型の屈折率導波素子を作
製できる。また、活性層で発生する光を吸収する材料を
用いることで、損失導波型の屈折率導波素子を作製でき
る。何れの場合にも、屈折率導波の効果を高めて横方向
の導波モードを単峰性の基本モードに安定させるには電
流狭窄層（外部クラッド層）２１２と光ガイド層２０５
ｃの間の距離、すなわちクラッド層のエッチング残し厚
みを厳密に制御する必要がある。本実施の形態ではｐ型
ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層２０６がエッチング残し
厚みを決めているので高精度な制御ができた。
【００４７】第一クラッド層２０６の膜厚は１０００Å
としたが、この膜厚が薄すぎるとリッジの内部と外部の
有効屈折率の差が大きくなり導波モードが不安定にな
る。また膜厚が厚すぎると有効屈折率差が小さくなりす
ぎ利得導波で動作し、屈折率導波ができない。ＺｎＳを
電流狭窄層として用いる場合、５０〜２００ｎｍにする
ことにより横モード制御の安定性を高くすることができ
る。
としたが、この膜厚が薄すぎるとリッジの内部と外部の
有効屈折率の差が大きくなり導波モードが不安定にな
る。また膜厚が厚すぎると有効屈折率差が小さくなりす
ぎ利得導波で動作し、屈折率導波ができない。ＺｎＳを
電流狭窄層として用いる場合、５０〜２００ｎｍにする
ことにより横モード制御の安定性を高くすることができ
る。
【００４８】最後に電流狭窄層２１２およびリッジの上
部に金属電極２１１を蒸着し、半導体レーザ素子Ａを作
製した。
部に金属電極２１１を蒸着し、半導体レーザ素子Ａを作
製した。
【００４９】以上のようにして得られた半導体レーザ素
子Ａは、本発明のエッチングストップ層を用いているこ
とにより、電流狭窄層（外部クラッド層）２１２と光ガ
イド層２０５ｃの間の距離、すなわちクラッド層のエッ
チング残し厚みを精密に制御でき、またエッチング界面
を平滑で低損傷に維持することができた。作製した素子
の何れもが５０ｍＡ以下の低しきい値電流で発振し、動
作電流をしきい値の１０倍以上に増加させても安定な単
一横モードで発振した。さらにレーザ素子の非点較差は
１μｍ以下であり、素子が屈折率導波により動作してい
ることが確認できた。なお、発振波長は室温で５１５ｎ
ｍ、このときの素子電圧は８Ｖであった。
子Ａは、本発明のエッチングストップ層を用いているこ
とにより、電流狭窄層（外部クラッド層）２１２と光ガ
イド層２０５ｃの間の距離、すなわちクラッド層のエッ
チング残し厚みを精密に制御でき、またエッチング界面
を平滑で低損傷に維持することができた。作製した素子
の何れもが５０ｍＡ以下の低しきい値電流で発振し、動
作電流をしきい値の１０倍以上に増加させても安定な単
一横モードで発振した。さらにレーザ素子の非点較差は
１μｍ以下であり、素子が屈折率導波により動作してい
ることが確認できた。なお、発振波長は室温で５１５ｎ
ｍ、このときの素子電圧は８Ｖであった。
【００５０】これに対し、同じレーザ構造、ストライプ
形状、発振波長を有するが、エッチングストップ層を用
いなかった素子ではしきい値電流にばらつきがあり、横
モード安定性が低く素子特性の再現性も低かった。これ
ウエハ面内でもエッチング液の流れ方等に依存してエッ
チング速度が変動し、エッチング終点の位置にばらつき
が生じたためと考えられる。
形状、発振波長を有するが、エッチングストップ層を用
いなかった素子ではしきい値電流にばらつきがあり、横
モード安定性が低く素子特性の再現性も低かった。これ
ウエハ面内でもエッチング液の流れ方等に依存してエッ
チング速度が変動し、エッチング終点の位置にばらつき
が生じたためと考えられる。
【００５１】（実施の形態２）まず、図３に示すよう
に、ｎ型ＧａＡｓ基板３０２上に、ＭＢＥ法によってｎ
型ＺｎＳｅ層３０３を形成し、さらにｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層３０４、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部３
０５、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層３０６、第１
の半導体層としてのＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ
層３０７、第２の半導体層としての高抵抗ＺｎＭｇＳＳ
ｅ電流狭窄層３０８を形成した。ここで、ＺｎＳｅ系ダ
ブルへテロ接合部３０５は、ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層３０
５ａ、ＺｎＣｄＳｅ活性層３０５ｂ、およびｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ導波層３０５ｃにより構成されている。また、Ｚｎ
ＳＳｅＴｅエッチングストップ層３０７の組成はＧａＡ
ｓ基板に格子整合するZnS0.4Se0.4Te0.2を用いた。さら
に、高抵抗ＺｎＭｇＳＳｅ電流狭窄層３０８は、クラッ
ド層のＺｎＭｇＳＳｅに比較してＭｇおよびＳの組成を
増大させ、ＧａＡｓ基板との格子整合を保ちながらも禁
制帯幅を大きく、すなわち屈折率を小さくしている。
に、ｎ型ＧａＡｓ基板３０２上に、ＭＢＥ法によってｎ
型ＺｎＳｅ層３０３を形成し、さらにｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層３０４、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部３
０５、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層３０６、第１
の半導体層としてのＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ
層３０７、第２の半導体層としての高抵抗ＺｎＭｇＳＳ
ｅ電流狭窄層３０８を形成した。ここで、ＺｎＳｅ系ダ
ブルへテロ接合部３０５は、ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層３０
５ａ、ＺｎＣｄＳｅ活性層３０５ｂ、およびｐ型ＺｎＳ
Ｓｅ導波層３０５ｃにより構成されている。また、Ｚｎ
ＳＳｅＴｅエッチングストップ層３０７の組成はＧａＡ
ｓ基板に格子整合するZnS0.4Se0.4Te0.2を用いた。さら
に、高抵抗ＺｎＭｇＳＳｅ電流狭窄層３０８は、クラッ
ド層のＺｎＭｇＳＳｅに比較してＭｇおよびＳの組成を
増大させ、ＧａＡｓ基板との格子整合を保ちながらも禁
制帯幅を大きく、すなわち屈折率を小さくしている。
【００５２】次いで、ｎ型ＧａＡｓ基板３０２の下部に
金属電極３０１を蒸着した。さらにフォトリソグラフィ
ーにより電流狭窄層３０８の上部にストライプ状の開口
部を有するフォトレジストレジストマスク３０９を形成
した。
金属電極３０１を蒸着した。さらにフォトリソグラフィ
ーにより電流狭窄層３０８の上部にストライプ状の開口
部を有するフォトレジストレジストマスク３０９を形成
した。
【００５３】さらに、フォトレジストレジストマスク３
０９の間をアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液を用
いて第１の選択エッチングを行い、高抵抗ＺｎＭｇＳＳ
ｅ電流狭窄層３０８にストライプ状の開口部を形成し
た。ここで、エッチングが不十分で電流狭窄層の一部が
開口部に残ると電流注入が困難になり、また光導波分布
が影響を受けて素子動作が困難になる。また逆にエッチ
ングが進みすぎてガイド層や活性層に影響を及ぼしても
素子特性が大きく劣化してしまう。
０９の間をアンモニア水と過酸化水素水の混合溶液を用
いて第１の選択エッチングを行い、高抵抗ＺｎＭｇＳＳ
ｅ電流狭窄層３０８にストライプ状の開口部を形成し
た。ここで、エッチングが不十分で電流狭窄層の一部が
開口部に残ると電流注入が困難になり、また光導波分布
が影響を受けて素子動作が困難になる。また逆にエッチ
ングが進みすぎてガイド層や活性層に影響を及ぼしても
素子特性が大きく劣化してしまう。
【００５４】本特許の発明者らの研究によれば、アンモ
ニア水と過酸化水素水の混合溶液によるエッチングによ
り、高抵抗ＺｎＭｇＳＳｅ電流狭窄層３０８は１０００
Å/分程度のエッチング速度でエッチングされるのに対
し、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層３０７のエッ
チング速度はその１/１０以下と低くほとんどエッチン
グされないので、エッチング終了時のエッチング面の位
置をＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層３０７の位置
に高精度に制御することができた。
ニア水と過酸化水素水の混合溶液によるエッチングによ
り、高抵抗ＺｎＭｇＳＳｅ電流狭窄層３０８は１０００
Å/分程度のエッチング速度でエッチングされるのに対
し、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層３０７のエッ
チング速度はその１/１０以下と低くほとんどエッチン
グされないので、エッチング終了時のエッチング面の位
置をＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層３０７の位置
に高精度に制御することができた。
【００５５】また、イオンミリングやドライエッチング
等のドライプロセスではなく、溶液を用いたウエットエ
ッチングであるので、イオンやプラズマが衝突すること
による結晶への損傷が無い。なお、途中までのエッチン
グをドライプロセスを用いて行い、エッチング後半の開
口部深さを決める段階のみ選択エッチングを行うこと
で、開口部側面の急峻さ高め、かつ結晶への損傷を抑制
し、エッチング終点を高精度に制御することもできる。
等のドライプロセスではなく、溶液を用いたウエットエ
ッチングであるので、イオンやプラズマが衝突すること
による結晶への損傷が無い。なお、途中までのエッチン
グをドライプロセスを用いて行い、エッチング後半の開
口部深さを決める段階のみ選択エッチングを行うこと
で、開口部側面の急峻さ高め、かつ結晶への損傷を抑制
し、エッチング終点を高精度に制御することもできる。
【００５６】次に、重クロム酸カリウムと硫酸の水溶液
をエッチング液として第２の選択エッチングを行い、開
口部に露出したＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層３
０７を除去した。本特許の発明者らの研究によれば、重
クロム酸カリウムと硫酸の水溶液はエッチングストップ
層以外のII−VI族化合物半導体をも１０００Å/分程度
の速度でエッチングするが、ＺｎＳＳｅＴｅエッチング
ストップ層３０７のエッチング速度はその１０倍程度と
非常に速い。したがって短時間の処理により、エッチン
グストップ層３０７より下の領域をほとんどエッチング
することなく、エッチングストップ層３０７のみを選択
的に除去することができた。この第２の選択エッチング
を行うことにより、第１の選択エッチングの際にＺｎＳ
ＳｅＴｅエッチングストップ層３０７に発生した微細な
表面荒れを除去してさらに平滑なエッチング面を得るこ
とができ、またエッチング面の位置制御をさらに高精度
に行うことができる。またこの構造では電流注入領域す
なわち光が閉じ込められる領域からエッチングストップ
層を除去することができ、さらに再成長界面を平滑にす
る効果もあるので素子特性を向上できる。
をエッチング液として第２の選択エッチングを行い、開
口部に露出したＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層３
０７を除去した。本特許の発明者らの研究によれば、重
クロム酸カリウムと硫酸の水溶液はエッチングストップ
層以外のII−VI族化合物半導体をも１０００Å/分程度
の速度でエッチングするが、ＺｎＳＳｅＴｅエッチング
ストップ層３０７のエッチング速度はその１０倍程度と
非常に速い。したがって短時間の処理により、エッチン
グストップ層３０７より下の領域をほとんどエッチング
することなく、エッチングストップ層３０７のみを選択
的に除去することができた。この第２の選択エッチング
を行うことにより、第１の選択エッチングの際にＺｎＳ
ＳｅＴｅエッチングストップ層３０７に発生した微細な
表面荒れを除去してさらに平滑なエッチング面を得るこ
とができ、またエッチング面の位置制御をさらに高精度
に行うことができる。またこの構造では電流注入領域す
なわち光が閉じ込められる領域からエッチングストップ
層を除去することができ、さらに再成長界面を平滑にす
る効果もあるので素子特性を向上できる。
【００５７】以上の工程により、図４の４０１〜４０８
に示される構造を作製できた。なお、図４において、４
０１は金属電極、４０２はｎ型ＧａＡｓ基板、４０３は
ｎ型ＺｎＳｅ層、４０４はｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド
層、４０５はＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部、４０５ａ
はｎ型ＺｎＳＳｅ導波層、４０５ｂはＺｎＣｄＳｅ活性
層、４０５ｃはｐ型ＺｎＳＳｅ導波層、４０６はｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層、４０７はＺｎＳＳｅＴｅ
エッチングストップ層、４０８は電流狭窄層を示してい
る。なお、第２の半導体層である電流狭窄層４０８（エ
ッチングストップ層を用いてエッチングされる層）とし
て上記の例ではTeを含有しない材料を用いたが、III−V
族化合物半導体やTeを含まないかTeを含むが第１の半導
体層であるエッチングストップ層４０７に比べTe組成が
少ない材料を用いても同様の効果を得ることができる。
に示される構造を作製できた。なお、図４において、４
０１は金属電極、４０２はｎ型ＧａＡｓ基板、４０３は
ｎ型ＺｎＳｅ層、４０４はｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド
層、４０５はＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部、４０５ａ
はｎ型ＺｎＳＳｅ導波層、４０５ｂはＺｎＣｄＳｅ活性
層、４０５ｃはｐ型ＺｎＳＳｅ導波層、４０６はｐ型Ｚ
ｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層、４０７はＺｎＳＳｅＴｅ
エッチングストップ層、４０８は電流狭窄層を示してい
る。なお、第２の半導体層である電流狭窄層４０８（エ
ッチングストップ層を用いてエッチングされる層）とし
て上記の例ではTeを含有しない材料を用いたが、III−V
族化合物半導体やTeを含まないかTeを含むが第１の半導
体層であるエッチングストップ層４０７に比べTe組成が
少ない材料を用いても同様の効果を得ることができる。
【００５８】さらに、ウエハをＭＢＥ成長装置に入れ、
再成長を行うことにより、開口部にｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ
第二クラッド層４０９、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層４１
０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタ
クト層４１１を成長した。
再成長を行うことにより、開口部にｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ
第二クラッド層４０９、ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層４１
０、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタ
クト層４１１を成長した。
【００５９】なお、本実施の形態では電流狭窄層（外部
クラッド層）４０８にはＺｎＭｇＳＳｅ混晶を用いてい
るが、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層４０９より実
屈折率の低い材料を用いることにより、リッジの内部と
外部に屈折率差を設け、実屈折率導波型の屈折率導波素
子を作製できる。また、活性層で発生する光を吸収する
材料を用いることで、損失導波型の屈折率導波素子を作
製できる。何れの場合にも、屈折率導波の効果を高めて
横方向の導波モードを単峰性の基本モードに安定させる
には電流狭窄層（外部クラッド層）４０８と光ガイド層
４０５ｃの間の距離を厳密に制御する必要がある。本実
施の形態ではｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層４０６
の膜厚がこの距離を決めているので高精度な制御ができ
た。
クラッド層）４０８にはＺｎＭｇＳＳｅ混晶を用いてい
るが、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層４０９より実
屈折率の低い材料を用いることにより、リッジの内部と
外部に屈折率差を設け、実屈折率導波型の屈折率導波素
子を作製できる。また、活性層で発生する光を吸収する
材料を用いることで、損失導波型の屈折率導波素子を作
製できる。何れの場合にも、屈折率導波の効果を高めて
横方向の導波モードを単峰性の基本モードに安定させる
には電流狭窄層（外部クラッド層）４０８と光ガイド層
４０５ｃの間の距離を厳密に制御する必要がある。本実
施の形態ではｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層４０６
の膜厚がこの距離を決めているので高精度な制御ができ
た。
【００６０】第一クラッド層４０６の膜厚は１２００Å
としたが、この膜厚が薄すぎるとリッジの内部と外部の
有効屈折率の差が大きくなり導波モードが不安定にな
る。また膜厚が厚すぎると有効屈折率差が小さくなりす
ぎ利得導波で動作し、屈折率導波ができない。
としたが、この膜厚が薄すぎるとリッジの内部と外部の
有効屈折率の差が大きくなり導波モードが不安定にな
る。また膜厚が厚すぎると有効屈折率差が小さくなりす
ぎ利得導波で動作し、屈折率導波ができない。
【００６１】最後にｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレー
ディッドコンタクト層４１１の上部に金属電極４１２を
蒸着し、半導体レーザ素子Ｂを作製した。
ディッドコンタクト層４１１の上部に金属電極４１２を
蒸着し、半導体レーザ素子Ｂを作製した。
【００６２】以上のようにして得られた半導体レーザ素
子Ｂは、本発明のエッチングストップ層を用いているこ
とにより、電流注入領域に損傷を与えることなく開口部
の電流狭窄層のみを選択的に除去でき、また再成長面で
もあるエッチング界面を平滑で低損傷に維持することが
できた。作製した素子の何れもが３０ｍＡ以下の低しき
い値電流で発振し、動作電流をしきい値の１０倍以上に
増加させても安定な単一横モードで発振した。さらにレ
ーザ素子の非点較差１μｍ以下であり、素子が屈折率導
波により動作していることが確認できた。なお、発振波
長は室温で５１２ｎｍ、このときの素子電圧は７Ｖであ
った。
子Ｂは、本発明のエッチングストップ層を用いているこ
とにより、電流注入領域に損傷を与えることなく開口部
の電流狭窄層のみを選択的に除去でき、また再成長面で
もあるエッチング界面を平滑で低損傷に維持することが
できた。作製した素子の何れもが３０ｍＡ以下の低しき
い値電流で発振し、動作電流をしきい値の１０倍以上に
増加させても安定な単一横モードで発振した。さらにレ
ーザ素子の非点較差１μｍ以下であり、素子が屈折率導
波により動作していることが確認できた。なお、発振波
長は室温で５１２ｎｍ、このときの素子電圧は７Ｖであ
った。
【００６３】これに対し、同じレーザ構造、ストライプ
形状、発振波長を有するが、エッチングストップ層を用
いなかった素子ではしきい値電流にばらつきがあり素子
特性の再現性も低かった。これウエハ面内でもエッチン
グ液の流れ方等に依存してエッチング速度が変動し、エ
ッチング終点の位置にばらつきが生じたためと考えられ
る。
形状、発振波長を有するが、エッチングストップ層を用
いなかった素子ではしきい値電流にばらつきがあり素子
特性の再現性も低かった。これウエハ面内でもエッチン
グ液の流れ方等に依存してエッチング速度が変動し、エ
ッチング終点の位置にばらつきが生じたためと考えられ
る。
【００６４】（実施の形態３）次に以下では、II−VI族
化合物半導体を用いた面発光型レーザ素子およびその作
製方法の例を取り上げ、具体例について詳細に述べる。
化合物半導体を用いた面発光型レーザ素子およびその作
製方法の例を取り上げ、具体例について詳細に述べる。
【００６５】まず、図５に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基
板５０１上に、ＭＢＥ法によって第１の半導体層として
のｎ型ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層５０２を形
成し、さらにｎ型ＺｎＳｅ層５０３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層５０４、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部５
０５、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５０６、ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅキャップ層５０７、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似
グレーディッドコンタクト層５０８を形成した。ここ
で、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部５０５は、ｎ型Ｚｎ
ＳＳｅ導波層５０５ａ、ＺｎＣｄＳｅ活性層５０５ｂ、
およびｐ型ＺｎＳＳｅ導波層５０５ｃにより構成されて
いる。また、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層５０
７の組成はＧａＡｓ基板に格子整合するZnS0.4Se0.4Te
0.2を用いた。さらに、フォトリソグラフィと通常のド
ライエッチングのプロセスによってｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層５０６とｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層５０７、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト
層５０８を円形のメサ形状に加工し、メサ中央部のｐ型
ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト層５
０８を除去してそこにＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡５
１０を作製した。その後ウエハ上面全面に金属電極５１
１を形成し、図５に示す構造を作製した。なお、５０９
は電流狭窄層である。
板５０１上に、ＭＢＥ法によって第１の半導体層として
のｎ型ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層５０２を形
成し、さらにｎ型ＺｎＳｅ層５０３、ｎ型ＺｎＭｇＳＳ
ｅクラッド層５０４、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部５
０５、ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層５０６、ｐ型Ｚｎ
ＳＳｅキャップ層５０７、ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似
グレーディッドコンタクト層５０８を形成した。ここ
で、ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部５０５は、ｎ型Ｚｎ
ＳＳｅ導波層５０５ａ、ＺｎＣｄＳｅ活性層５０５ｂ、
およびｐ型ＺｎＳＳｅ導波層５０５ｃにより構成されて
いる。また、ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層５０
７の組成はＧａＡｓ基板に格子整合するZnS0.4Se0.4Te
0.2を用いた。さらに、フォトリソグラフィと通常のド
ライエッチングのプロセスによってｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ
クラッド層５０６とｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層５０７、
ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト
層５０８を円形のメサ形状に加工し、メサ中央部のｐ型
ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコンタクト層５
０８を除去してそこにＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡５
１０を作製した。その後ウエハ上面全面に金属電極５１
１を形成し、図５に示す構造を作製した。なお、５０９
は電流狭窄層である。
【００６６】次に裏面のＧａＡｓ基板５０１上に円形の
開口部を持つフォトレジストをパターニングし、アンモ
ニア水と過酸化水素水の混合溶液を用いて第１の選択エ
ッチングを行い、ＧａＡｓ基板に図６の６０１に示す円
形の開口部を形成した。
開口部を持つフォトレジストをパターニングし、アンモ
ニア水と過酸化水素水の混合溶液を用いて第１の選択エ
ッチングを行い、ＧａＡｓ基板に図６の６０１に示す円
形の開口部を形成した。
【００６７】本特許の発明者らの研究によれば、アンモ
ニア水と過酸化水素水の混合溶液によるエッチングによ
り、ＧａＡｓ基板６０１は１μｍ/分程度の速いエッチ
ング速度でエッチングされるのに対し、ＺｎＳＳｅＴｅ
エッチングストップ層６０２のエッチング速度はその１
/１００以下と低くほとんどエッチングされないので、
エッチング終了時のエッチング面の位置をＺｎＳＳｅＴ
ｅエッチングストップ層６０２の位置に高精度に制御す
ることができた。
ニア水と過酸化水素水の混合溶液によるエッチングによ
り、ＧａＡｓ基板６０１は１μｍ/分程度の速いエッチ
ング速度でエッチングされるのに対し、ＺｎＳＳｅＴｅ
エッチングストップ層６０２のエッチング速度はその１
/１００以下と低くほとんどエッチングされないので、
エッチング終了時のエッチング面の位置をＺｎＳＳｅＴ
ｅエッチングストップ層６０２の位置に高精度に制御す
ることができた。
【００６８】また、イオンミリングやドライエッチング
等のドライプロセスではなく、溶液を用いたウエットエ
ッチングであるので、イオンやプラズマが衝突すること
による結晶への損傷が無い。なお、途中までのエッチン
グをドライプロセスを用いて行い、エッチング後半の開
口部深さを決める段階のみ選択エッチングを行うこと
で、開口部の急峻さ高め、かつ結晶への損傷を抑制し、
エッチング終点を高精度に制御することもできる。
等のドライプロセスではなく、溶液を用いたウエットエ
ッチングであるので、イオンやプラズマが衝突すること
による結晶への損傷が無い。なお、途中までのエッチン
グをドライプロセスを用いて行い、エッチング後半の開
口部深さを決める段階のみ選択エッチングを行うこと
で、開口部の急峻さ高め、かつ結晶への損傷を抑制し、
エッチング終点を高精度に制御することもできる。
【００６９】次に、重クロム酸カリウムと硫酸の水溶液
をエッチング液として第２の選択エッチングを行い、開
口部に露出したＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層６
０２を除去した。本特許の発明者らの研究によれば、重
クロム酸カリウムと硫酸の水溶液はエッチングストップ
層以外のII−VI族化合物半導体をも１０００Å/分程度
の速度でエッチングするが、ＺｎＳＳｅＴｅエッチング
ストップ層６０２のエッチング速度はその１０倍程度と
非常に速い。したがって短時間の処理により、エッチン
グストップ層６０２より上の領域をほとんどエッチング
することなく、エッチングストップ層６０２のみを選択
的に除去することができた。なおこのときＧａＡｓ基板
６０１はほとんどエッチングされない。第２の選択エッ
チングを行うことにより、第１の選択エッチングの際に
ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層５０７に発生した
微細な表面荒れを除去してさらに平滑なエッチング面を
得ることができ、またエッチング面の位置制御をさらに
高精度に行うことができる。またこの構造ではＤＢＲ反
射鏡を形成する面からエッチングストップ層を除去でき
るので、エッチングストップ層による光の吸収がなくな
り、反射鏡形成面の平滑性が高まるので素子の効率をさ
らに向上することができる。
をエッチング液として第２の選択エッチングを行い、開
口部に露出したＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層６
０２を除去した。本特許の発明者らの研究によれば、重
クロム酸カリウムと硫酸の水溶液はエッチングストップ
層以外のII−VI族化合物半導体をも１０００Å/分程度
の速度でエッチングするが、ＺｎＳＳｅＴｅエッチング
ストップ層６０２のエッチング速度はその１０倍程度と
非常に速い。したがって短時間の処理により、エッチン
グストップ層６０２より上の領域をほとんどエッチング
することなく、エッチングストップ層６０２のみを選択
的に除去することができた。なおこのときＧａＡｓ基板
６０１はほとんどエッチングされない。第２の選択エッ
チングを行うことにより、第１の選択エッチングの際に
ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層５０７に発生した
微細な表面荒れを除去してさらに平滑なエッチング面を
得ることができ、またエッチング面の位置制御をさらに
高精度に行うことができる。またこの構造ではＤＢＲ反
射鏡を形成する面からエッチングストップ層を除去でき
るので、エッチングストップ層による光の吸収がなくな
り、反射鏡形成面の平滑性が高まるので素子の効率をさ
らに向上することができる。
【００７０】さらに、ＧａＡｓ基板６０２の開口部にＳ
ｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡６１２を形成し、開口部の
周囲に金属電極６１３を設けて垂直共振器型半導体レー
ザ素子Ｃを作製した。
ｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡６１２を形成し、開口部の
周囲に金属電極６１３を設けて垂直共振器型半導体レー
ザ素子Ｃを作製した。
【００７１】面発光レーザの特性を高めるには、活性層
で導波光強度が高くなるよう、共振器長、すなわち下部
ＤＢＲ反射鏡６１２と上部ＤＢＲ反射鏡６１０の間の距
離を精密に制御する必要がある。またＤＢＲ反射鏡の反
射率を高める必要がある。本実施の形態により得られた
半導体レーザ素子Ｃは、本発明のエッチングストップ層
を用いていることにより、ＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射
鏡６１２の位置を再現性良く位置決めすることができる
ので、共振器長を精密に制御できた。またエッチング界
面を平滑で低損傷に維持することができたので、ＤＢＲ
反射鏡の反射率を９９.８％以上に高めることができ
た。作製した素子の何れもが５ｍＡ以下の低しきい値電
流で発振した。なお、発振波長は４９５ｎｍ、このとき
の素子電圧は１２Ｖであった。
で導波光強度が高くなるよう、共振器長、すなわち下部
ＤＢＲ反射鏡６１２と上部ＤＢＲ反射鏡６１０の間の距
離を精密に制御する必要がある。またＤＢＲ反射鏡の反
射率を高める必要がある。本実施の形態により得られた
半導体レーザ素子Ｃは、本発明のエッチングストップ層
を用いていることにより、ＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射
鏡６１２の位置を再現性良く位置決めすることができる
ので、共振器長を精密に制御できた。またエッチング界
面を平滑で低損傷に維持することができたので、ＤＢＲ
反射鏡の反射率を９９.８％以上に高めることができ
た。作製した素子の何れもが５ｍＡ以下の低しきい値電
流で発振した。なお、発振波長は４９５ｎｍ、このとき
の素子電圧は１２Ｖであった。
【００７２】これに対し、同じレーザ構造、発振波長を
有するが、エッチングストップ層を用いなかった素子は
しきい値電流にばらつきがあり、多くの素子が発振に到
らなかった。これはエッチング面の位置にばらつきが生
じて素子効率が低下し、またエッチング面の表面荒れの
ためにＤＢＲ反射鏡の反射率が低下したためと考えられ
る。
有するが、エッチングストップ層を用いなかった素子は
しきい値電流にばらつきがあり、多くの素子が発振に到
らなかった。これはエッチング面の位置にばらつきが生
じて素子効率が低下し、またエッチング面の表面荒れの
ためにＤＢＲ反射鏡の反射率が低下したためと考えられ
る。
【００７３】以上本発明の実施の形態における半導体レ
ーザについて説明を行ったが、実施の形態１または２に
おいては、単一量子井戸型半導体レーザ素子を例に挙げ
て説明したが、必ずしもこの構造の半導体レーザ素子に
限定されるものではなく、多量子井戸型や埋め込み構造
等、他の構造の半導体レーザ素子にも適用することがで
き、多量子井戸型活性層を持つ構造等で、活性層と独立
した光ガイド層を持たない素子にも適用できる。
ーザについて説明を行ったが、実施の形態１または２に
おいては、単一量子井戸型半導体レーザ素子を例に挙げ
て説明したが、必ずしもこの構造の半導体レーザ素子に
限定されるものではなく、多量子井戸型や埋め込み構造
等、他の構造の半導体レーザ素子にも適用することがで
き、多量子井戸型活性層を持つ構造等で、活性層と独立
した光ガイド層を持たない素子にも適用できる。
【００７４】また、実施の形態１または２においては、
ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層の組成をZnS0.4Se
0.4Te0.2としているが、ZnS0.65Te0.35等の他のＧａＡ
ｓ基板と格子整合する組成を用いても同様の効果が得ら
れ、さらに５０ｎｍ以下の十分薄い膜厚であれば格子整
合しない組成の混晶を用いることもできる。
ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層の組成をZnS0.4Se
0.4Te0.2としているが、ZnS0.65Te0.35等の他のＧａＡ
ｓ基板と格子整合する組成を用いても同様の効果が得ら
れ、さらに５０ｎｍ以下の十分薄い膜厚であれば格子整
合しない組成の混晶を用いることもできる。
【００７５】さらに、実施の形態１または２において
は、エッチングストップ層を第一のクラッド層と第二の
クラッド層の間、すなわちクラッド層の内部に設けてい
るが、第一のクラッド層を用いず直接光ガイド層に接し
て設けることもでき、またさらに光ガイド層の内部に設
けることもできる。なお埋込み構造等、素子構造によっ
ては活性層より基板側にエッチングストップ層を設ける
こともできる。
は、エッチングストップ層を第一のクラッド層と第二の
クラッド層の間、すなわちクラッド層の内部に設けてい
るが、第一のクラッド層を用いず直接光ガイド層に接し
て設けることもでき、またさらに光ガイド層の内部に設
けることもできる。なお埋込み構造等、素子構造によっ
ては活性層より基板側にエッチングストップ層を設ける
こともできる。
【００７６】また、実施の形態１または２においては、
電流狭窄層としてＺｎＳやＺｎＭｇＳＳｅを用いている
が、ＺｎＯやＺｎＳＳｅ混晶等の他の材料を用いること
もできる。またＺｎＴｅやＺｎＳｅＴｅ混晶、ＣｄＺｎ
Ｓｅ混晶、ＧａＡｓ等を用いることにより損失導波型素
子を作製することもできる。
電流狭窄層としてＺｎＳやＺｎＭｇＳＳｅを用いている
が、ＺｎＯやＺｎＳＳｅ混晶等の他の材料を用いること
もできる。またＺｎＴｅやＺｎＳｅＴｅ混晶、ＣｄＺｎ
Ｓｅ混晶、ＧａＡｓ等を用いることにより損失導波型素
子を作製することもできる。
【００７７】さらに実施の形態１乃至３では半導体レー
ザ素子を取り上げているが、本発明は発光ダイオード素
子、フォトダイオード素子など他のII−VI族化合物半導
体素子にも適用できる。
ザ素子を取り上げているが、本発明は発光ダイオード素
子、フォトダイオード素子など他のII−VI族化合物半導
体素子にも適用できる。
【００７８】また、実施の形態１乃至３ではｎ型ＧａＡ
ｓ基板上に直接II−VI族化合物半導体を成長せいている
が、ｎ型ＧａＡｓ基板上にｎ型ＧａＡｓバッファ層を成
長することによりII−VI族化合物半導体およびII−VI族
化合物半導体素子の結晶性を向上することもできる。
ｓ基板上に直接II−VI族化合物半導体を成長せいている
が、ｎ型ＧａＡｓ基板上にｎ型ＧａＡｓバッファ層を成
長することによりII−VI族化合物半導体およびII−VI族
化合物半導体素子の結晶性を向上することもできる。
【００７９】さらに、実施の形態１乃至３ではＭＢＥ法
により作製したII-VI族化合物半導体を用いているが、
本発明は、他の方法、例えば有機金属気相成長法(MOVP
E)等により作製したII-VI族化合物半導体にも用いるこ
とが出来る。
により作製したII-VI族化合物半導体を用いているが、
本発明は、他の方法、例えば有機金属気相成長法(MOVP
E)等により作製したII-VI族化合物半導体にも用いるこ
とが出来る。
【００８０】また実施の形態３では、ＧａＡｓ基板を用
いたが、ＩｎＰ基板、ＺｎＳｅ基板等のIII−Ｖ族化合
物半導体、またはII−VI族化合物半導体からなる基板を
用いることにより、十分なエッチングレート比を得るこ
とができる。
いたが、ＩｎＰ基板、ＺｎＳｅ基板等のIII−Ｖ族化合
物半導体、またはII−VI族化合物半導体からなる基板を
用いることにより、十分なエッチングレート比を得るこ
とができる。
【００８１】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
種々の変形が可能である。 （実施の形態４）次に以下では、本発明の光ディスク装
置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
種々の変形が可能である。 （実施の形態４）次に以下では、本発明の光ディスク装
置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００８２】本発明による光ディスク装置の具体構成を
図面を用いて説明する。本発明による半導体レーザを光
ディスク装置に応用したものを図７に示す。キャンにレ
ーザチップが入ったキャンタイプの半導体レーザ７０１
より波長５１０ｎｍのレーザ光７０２は、コリメータレ
ンズ７０３で平行光にされた後、回折格子７０４で３ビ
ームに分割され（図示していない）、ハーフプリズム７
０５を通り集光レンズ７０６で集光され、光ディスク７
０７上に直径７００ｎｍのスポットを結ぶ。ディスク７
０７上での反射光は、再度、集光レンズ７０６を通り、
ハーフプリズム７０５で反射され、受光レンズ７０８で
絞られたシリンドリカルレンズ７０９を経てホトダイオ
ード７１０に入り電気信号に変換される。
図面を用いて説明する。本発明による半導体レーザを光
ディスク装置に応用したものを図７に示す。キャンにレ
ーザチップが入ったキャンタイプの半導体レーザ７０１
より波長５１０ｎｍのレーザ光７０２は、コリメータレ
ンズ７０３で平行光にされた後、回折格子７０４で３ビ
ームに分割され（図示していない）、ハーフプリズム７
０５を通り集光レンズ７０６で集光され、光ディスク７
０７上に直径７００ｎｍのスポットを結ぶ。ディスク７
０７上での反射光は、再度、集光レンズ７０６を通り、
ハーフプリズム７０５で反射され、受光レンズ７０８で
絞られたシリンドリカルレンズ７０９を経てホトダイオ
ード７１０に入り電気信号に変換される。
【００８３】この際、分割された３ビームにより光ディ
スク７０７の半径方向のずれを検出し、またシリンドリ
カルレンズ７０９により焦点の位置ずれを検出する。そ
してこのずれは、駆動系７１１により光学系が微動調整
され修正される。
スク７０７の半径方向のずれを検出し、またシリンドリ
カルレンズ７０９により焦点の位置ずれを検出する。そ
してこのずれは、駆動系７１１により光学系が微動調整
され修正される。
【００８４】このように、本発明によるII−VI族化合物
半導体レーザを、半導体レーザからのレーザ光を光ディ
スクに導く集光光学系、光ディスクで反射した光を読む
光検出器を備えた光ディスク装置に応用すれば、高密度
のディスクの読み出し（再生）を高い信頼性で動作させ
ることができる。さらに１５ｍＷ以上の高出力も可能で
あることから、光ディスクへの書き込み（記録）もする
ことができ、１台のレーザで、読み出しと書き込みとが
できる簡単な構成で優れた特性をもつ光ディスク装置へ
の応用も可能である。
半導体レーザを、半導体レーザからのレーザ光を光ディ
スクに導く集光光学系、光ディスクで反射した光を読む
光検出器を備えた光ディスク装置に応用すれば、高密度
のディスクの読み出し（再生）を高い信頼性で動作させ
ることができる。さらに１５ｍＷ以上の高出力も可能で
あることから、光ディスクへの書き込み（記録）もする
ことができ、１台のレーザで、読み出しと書き込みとが
できる簡単な構成で優れた特性をもつ光ディスク装置へ
の応用も可能である。
【００８５】本実施の形態ではキャンにレーザチップが
入ったキャンタイプの半導体レーザを用いているが、本
発明の光ディスク装置は、レーザチップをシリコン基板
上に配置して、レーザチップ、光信号検出用のフォトダ
イオード、それにレーザチップからのレーザ光を反射さ
せるマイクロミラーを一体に構成することにより小型化
・薄型化することもできる。
入ったキャンタイプの半導体レーザを用いているが、本
発明の光ディスク装置は、レーザチップをシリコン基板
上に配置して、レーザチップ、光信号検出用のフォトダ
イオード、それにレーザチップからのレーザ光を反射さ
せるマイクロミラーを一体に構成することにより小型化
・薄型化することもできる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明はII−VI族化
合物半導体を構成するVI族元素として少なくともTeを含
むII-VI族化合物半導体からなる第１の半導体層と、前
記第１の半導体層上に設けられたIII−V族化合物半導体
あるいはTeを含まないかTeを含むが前記第１の半導体層
に比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第
２の半導体層とを含み、さらに前記第２の半導体層に部
分的に前記第１の半導体層に到る開口部が設けられてい
るという構成を有することにより、高精度で低損傷な素
子が可能となり、従来得られなかった構造を有する半導
体素子を実現できる。
合物半導体を構成するVI族元素として少なくともTeを含
むII-VI族化合物半導体からなる第１の半導体層と、前
記第１の半導体層上に設けられたIII−V族化合物半導体
あるいはTeを含まないかTeを含むが前記第１の半導体層
に比べTe組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第
２の半導体層とを含み、さらに前記第２の半導体層に部
分的に前記第１の半導体層に到る開口部が設けられてい
るという構成を有することにより、高精度で低損傷な素
子が可能となり、従来得られなかった構造を有する半導
体素子を実現できる。
【図１】本発明の実施の形態１における選択エッチング
前の半導体レーザ素子の断面図
前の半導体レーザ素子の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における半導体レーザ素
子の断面図
子の断面図
【図３】本発明の実施の形態２における選択エッチング
前の半導体レーザ素子の断面図
前の半導体レーザ素子の断面図
【図４】本発明の実施の形態２における半導体レーザ素
子の断面図
子の断面図
【図５】本発明の実施の形態３における選択エッチング
前の半導体レーザ素子の断面図
前の半導体レーザ素子の断面図
【図６】本発明の実施の形態３における半導体レーザ素
子の断面図
子の断面図
【図７】本発明の実施の形態４における光ディスク装置
の構成図
の構成図
１０１ 金属電極 １０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 １０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 １０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 １０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 １０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 １０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 １０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 １０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 １０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 １０８ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層 １０９ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 １１０ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 １１１ フォトレジストレジストマスク ２０１ 金属電極 ２０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ２０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ２０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ２０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ２０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ２０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ２０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 ２０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ２０８ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層 ２０９ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ２１０ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ２１１ 金属電極 ２１２ 電流狭窄層 ３０１ 金属電極 ３０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ３０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ３０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ３０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ３０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ３０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ３０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 ３０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ３０８ 電流狭窄層 ３０９ フォトレジストレジストマスク ４０１ 金属電極 ４０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ４０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ４０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ４０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ４０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ４０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ４０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ４０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 ４０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ４０８ 電流狭窄層 ４０９ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層 ４１０ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ４１１ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ４１２ 金属電極 ５０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ５０２ ｎ型ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ５０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ５０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ５０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ５０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ５０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ５０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ５０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ５０７ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ５０８ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ５０９ 電流狭窄層 ５１０ ＳｉＯ２/ＴｉＯ２ＤＢＲ反射鏡 ５１１ 金属電極 ６０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ６０２ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ６０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ６０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ６０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ６０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ６０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ６０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６０７ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ６０８ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ６０９ 電流狭窄層 ６１０ ＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡 ６１１ 金属電極 ６１２ ＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡 ６１３ 金属電極 ７０１ 半導体レーザ ７０２ レーザ光 ７０３ コリメータレンズ ７０４ 回折格子 ７０５ ハーフプリズム ７０６ 集光レンズ ７０７ 光ディスク ７０８ 受光レンズ ７０９ シリンドリカルレンズ ７１０ ホトダイオード ７１１ 駆動系
ンタクト層 １１１ フォトレジストレジストマスク ２０１ 金属電極 ２０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ２０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ２０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ２０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ２０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ２０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ２０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 ２０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ２０８ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層 ２０９ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ２１０ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ２１１ 金属電極 ２１２ 電流狭窄層 ３０１ 金属電極 ３０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ３０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ３０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ３０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ３０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ３０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ３０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ３０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 ３０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ３０８ 電流狭窄層 ３０９ フォトレジストレジストマスク ４０１ 金属電極 ４０２ ｎ型ＧａＡｓ基板 ４０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ４０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ４０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ４０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ４０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ４０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ４０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第一クラッド層 ４０７ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ４０８ 電流狭窄層 ４０９ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅ第二クラッド層 ４１０ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ４１１ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ４１２ 金属電極 ５０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ５０２ ｎ型ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ５０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ５０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ５０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ５０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ５０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ５０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ５０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ５０７ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ５０８ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ５０９ 電流狭窄層 ５１０ ＳｉＯ２/ＴｉＯ２ＤＢＲ反射鏡 ５１１ 金属電極 ６０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ６０２ ＺｎＳＳｅＴｅエッチングストップ層 ６０３ ｎ型ＺｎＳｅ層 ６０４ ｎ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６０５ ＺｎＳｅ系ダブルへテロ接合部 ６０５ａ ｎ型ＺｎＳＳｅ導波層 ６０５ｂ ＺｎＣｄＳｅ活性層 ６０５ｃ ｐ型ＺｎＳＳｅ導波層 ６０６ ｐ型ＺｎＭｇＳＳｅクラッド層 ６０７ ｐ型ＺｎＳＳｅキャップ層 ６０８ ｐ型ＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ疑似グレーディッドコ
ンタクト層 ６０９ 電流狭窄層 ６１０ ＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡 ６１１ 金属電極 ６１２ ＳｉＯ2/ＴｉＯ2ＤＢＲ反射鏡 ６１３ 金属電極 ７０１ 半導体レーザ ７０２ レーザ光 ７０３ コリメータレンズ ７０４ 回折格子 ７０５ ハーフプリズム ７０６ 集光レンズ ７０７ 光ディスク ７０８ 受光レンズ ７０９ シリンドリカルレンズ ７１０ ホトダイオード ７１１ 駆動系
Claims (17)
- 【請求項１】II−VI族化合物半導体を構成するVI族元素
として少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からな
る第１の半導体層と、前記第１の半導体層上に設けられ
たIII−V族化合物半導体またはTeを含まないかTeを含む
が前記第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-VI族化
合物半導体からなる第２の半導体層とを有し、前記第２
の半導体層の一部に前記第１の半導体層に到る開口部が
設けられていることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項２】II−VI族化合物半導体を構成するVI族元素
として少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からな
る第１の半導体層が基板上に設けられ、前記基板から前
記第１の半導体層に到るまで、前記基板の一部を除去す
るように設けられた開口部を有することを特徴とする半
導体素子。 - 【請求項３】II−VI族化合物半導体により構成される活
性層および前記活性層の上部と下部に設けられた光ガイ
ド層とを有するダブルヘテロ接合部と、前記ダブルヘテ
ロ接合部上に直接、または第一のクラッド層を介して設
けられたII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素とし
て少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第
１の半導体層により構成されたエッチングストップ層
と、前記エッチングストップ層上に設けられたTeを含ま
ないかTeを含むが前記第１の半導体層に比べTe組成が少
ないII-VI族化合物半導体からなる第２の半導体層によ
り構成されたストライプ状の第二のクラッド層とを有す
ることを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項４】II−VI族化合物半導体により構成される活
性層および前記活性層の上部と下部に設けられた光ガイ
ド層とを有するダブルヘテロ接合部と、前記ダブルヘテ
ロ接合部上に直接、または第一のクラッド層を介して設
けられたII−VI族化合物半導体を構成するVI族元素とし
て少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からなる第
１の半導体層により構成するエッチングストップ層と、
Teを含まないかTeを含むが前記第１の半導体層に比べTe
組成が少ないII-VI族化合物半導体からなる第２の半導
体層により構成されるとともにストライプ状の開口部を
有する電流狭窄層と、前記開口部に設けられた第二のク
ラッド層とを有することを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項５】基板上に設けられた面発光型の半導体発光
素子であり、発光層がII−VI族化合物半導体により構成
され、前記基板と前記発光層の間にII−VI族化合物半導
体を構成するVI族元素として少なくともTeを含むII-VI
族化合物半導体からなる第１の半導体層が設けられ、前
記基板から前記第１の半導体層に到るまでまで、前記基
板の一部を除去するように設けられた開口部を有するこ
とを特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項６】開口部において第１の半導体層が除去され
ていることを特徴とする請求項３〜５いずれかに記載の
半導体発光素子。 - 【請求項７】II−VI族化合物半導体を構成するVI族元素
として少なくともTeを含むII-VI族化合物半導体からな
る第１の半導体層を形成する工程と、前記第１の半導体
層上にIII−V族化合物半導体またはTeを含まないかTeを
含むが前記第１の半導体層に比べTe組成が少ないII-VI
族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する工程
と、前記第１の半導体層をエッチングストップ層として
用いて前記第２の半導体層を選択的にエッチングする工
程とを有する半導体素子の製造方法。 - 【請求項８】基板上にII−VI族化合物半導体を構成する
VI族元素として少なくともTeを含むII-VI族化合物半導
体からなる第１の半導体層を形成する工程と、前記第１
の半導体層をエッチングストップ層として用いて前記基
板から前記第１の半導体層までの領域を選択的にエッチ
ングする工程とを有する半導体素子の製造方法。 - 【請求項９】基板上にII−VI族化合物半導体を構成する
VI族元素として少なくともTeを含むII-VI族化合物半導
体からなる第１の半導体層を形成する工程と、Teを含ま
ないかTeを含むが前記第１の半導体層に比べTe組成が少
ないII-VI族化合物半導体を残して前記第１の半導体層
を選択的にエッチングする工程とを有する半導体素子の
製造方法。 - 【請求項１０】第１の半導体層のＴｅ組成ｘが0.1≦ｘ
≦1であることを特徴とする請求項７〜９いずれかに記
載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１１】第２の半導体層がII-VI族化合物半導体
からなり、前記第２の半導体層のＴｅ組成ｙが0≦ｙ≦
0.8であり、第１の半導体層のＴｅ組成ｘが0.1≦ｘ≦1
であり、さらにｙ≦ｘ-0.1の関係を満たすことを特徴と
する請求項７に記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１２】第１の半導体層が、第１の半導体層が形
成されている基板の結晶格子と格子整合する組成を有す
ることを特徴とする請求項７〜９いずれかに記載の半導
体素子の製造方法。 - 【請求項１３】第１の半導体層の膜厚が、１ｎｍ〜５０
０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項７〜９いず
れかに記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１４】エッチング液として少なくとも過酸化水
素を含む中性あるいはアルカリ性の溶液を用いてエッチ
ングすることを特徴とする請求項７または８に記載の半
導体素子の製造方法。 - 【請求項１５】エッチング液として少なくとも重クロム
酸イオンあるいは過マンガン酸イオンを含む酸性溶液を
用いてエッチングすることを特徴とする請求項９に記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１６】半導体素子がII−VI族化合物半導体を用
いた半導体レーザである請求項１または２に記載の半導
体素子と、前記半導体レーザから出射したレーザ光を記
録媒体に集光する集光光学系と、前記記録媒体からの反
射光を受光する光検出器とを備えた光ディスク装置。 - 【請求項１７】レーザにより記録媒体に対して情報の読
み取り、あるいは書き込みを行うことを特徴とする請求
項１６に記載の光ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22783397A JPH1168251A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 半導体素子、半導体発光素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22783397A JPH1168251A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 半導体素子、半導体発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1168251A true JPH1168251A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=16867094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22783397A Pending JPH1168251A (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 半導体素子、半導体発光素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1168251A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005026465A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
| JPWO2009034764A1 (ja) * | 2007-09-10 | 2010-12-24 | 住友金属鉱山株式会社 | プリント配線基板の製造方法および該製造方法により得られたプリント配線基板 |
| CN113659050A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-16 | 天津三安光电有限公司 | 一种发光二极管及其制备方法 |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP22783397A patent/JPH1168251A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005026465A (ja) * | 2003-07-02 | 2005-01-27 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子 |
| JPWO2009034764A1 (ja) * | 2007-09-10 | 2010-12-24 | 住友金属鉱山株式会社 | プリント配線基板の製造方法および該製造方法により得られたプリント配線基板 |
| JP4986082B2 (ja) * | 2007-09-10 | 2012-07-25 | 住友金属鉱山株式会社 | プリント配線基板の製造方法 |
| CN113659050A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-16 | 天津三安光电有限公司 | 一种发光二极管及其制备方法 |
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