JPS58196014A - 液相エピタキシヤル成長方法 - Google Patents
液相エピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPS58196014A JPS58196014A JP57078243A JP7824382A JPS58196014A JP S58196014 A JPS58196014 A JP S58196014A JP 57078243 A JP57078243 A JP 57078243A JP 7824382 A JP7824382 A JP 7824382A JP S58196014 A JPS58196014 A JP S58196014A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stripe
- crystal
- meniscus
- liquid phase
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/26—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition
- H10P14/265—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials using liquid deposition using solutions
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は化合物半導体レーザ用液相エピタキシャル成長
法に係り、時に成長中に活性層内に発生するメニスカス
ラインなる結晶欠陥の、レーザ素子中への導入される相
対的方位を制御し、素子の寿命特性向上に好適な成長方
法に関する。
法に係り、時に成長中に活性層内に発生するメニスカス
ラインなる結晶欠陥の、レーザ素子中への導入される相
対的方位を制御し、素子の寿命特性向上に好適な成長方
法に関する。
スライド・ボート法による液相エピタキシャル成長にお
いて、基板単結晶をボートに設置するに際し、成長用溶
液まｔは基板単結晶の摺動方向に対する、素子のストラ
イプ方向ｔ−考慮し九基板単結晶の設置方位は従来定め
られていなかった。
いて、基板単結晶をボートに設置するに際し、成長用溶
液まｔは基板単結晶の摺動方向に対する、素子のストラ
イプ方向ｔ−考慮し九基板単結晶の設置方位は従来定め
られていなかった。
また、基板単結晶に予め帯状凹溝を形成する必要がある
素子（例えば、Ｋ、 Ａｉｋｉ ｅｔ ａｌ、。
素子（例えば、Ｋ、 Ａｉｋｉ ｅｔ ａｌ、。
ＩＥＥＥ Ｊ、Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｅｔｒｏｎ、、
ｖｏｌ、 ＱＥ−１４，８９−９４，１９７８）を作
製する目的の液相成長においては、該溝の方向（すなわ
ち素子のストライプ方向）に平行に成長用溶液または基
板結晶が摺動されていた。その理由は、該溝肩がメルト
・バックにより左右非対称形状となることを防ぐことで
あった。
ｖｏｌ、 ＱＥ−１４，８９−９４，１９７８）を作
製する目的の液相成長においては、該溝の方向（すなわ
ち素子のストライプ方向）に平行に成長用溶液または基
板結晶が摺動されていた。その理由は、該溝肩がメルト
・バックにより左右非対称形状となることを防ぐことで
あった。
素子の寿命特性に悪影響を及ぼすメニスカス・ラインの
実態は、成長用溶液が基板結晶またはその上にエピタキ
シャル成長した層の上を摺動すると時の微少な断続的な
動きにより生ずる線状の結晶表面の形状変化や結晶組成
の変化である。したがって該メニスカス・ラインは、結
晶表面と接する成長用溶液の外形に平行に入り、一般に
は成長用溶液は長刀形のボート部品中に収納さｎている
ため、成長用溶液の摺動方向に対しはぼ垂直に成長結晶
中に発生していた。換言すれば、上記帯状凹溝２ｔ−有
する基板単結晶１を用いる場合は、該メニスカス・ライ
ン３は素子のストライプ方向に対し第１図に示すように
ほぼ垂直に発生していた。
実態は、成長用溶液が基板結晶またはその上にエピタキ
シャル成長した層の上を摺動すると時の微少な断続的な
動きにより生ずる線状の結晶表面の形状変化や結晶組成
の変化である。したがって該メニスカス・ラインは、結
晶表面と接する成長用溶液の外形に平行に入り、一般に
は成長用溶液は長刀形のボート部品中に収納さｎている
ため、成長用溶液の摺動方向に対しはぼ垂直に成長結晶
中に発生していた。換言すれば、上記帯状凹溝２ｔ−有
する基板単結晶１を用いる場合は、該メニスカス・ライ
ン３は素子のストライプ方向に対し第１図に示すように
ほぼ垂直に発生していた。
半導体レーザ素子は、実用する罰段階で、その寿命特性
の可否を決定する目的の寿命特性選別（通常２４〜１０
０時間）を行なっている。しかし、前述の如く、メニス
カス・ラインがストライプにほぼ垂直に発生している場
合は、該メニスカス・ラインによる素子の劣化は２００
〜３００時間といった長時間の素子使用時に生じていた
ため、現状の寿命特性選別法では選別できない欠点があ
り、また選゛別誓るには、より長時間の選別時間を要す
る欠点があった。
の可否を決定する目的の寿命特性選別（通常２４〜１０
０時間）を行なっている。しかし、前述の如く、メニス
カス・ラインがストライプにほぼ垂直に発生している場
合は、該メニスカス・ラインによる素子の劣化は２００
〜３００時間といった長時間の素子使用時に生じていた
ため、現状の寿命特性選別法では選別できない欠点があ
り、また選゛別誓るには、より長時間の選別時間を要す
る欠点があった。
素子の寿命特性に悪影響金属ぼすメニスカス・ラインの
、素子のストライプ方向に対する発生の方向をエピタキ
シャル成長時に制御し、メニスカス・ラインがストライ
プ内に皆無か、またはストライプ内にストライプと平□
行に存在する素子が得られるようにし、前者の素子では
高寿命特性を実現し、後者の素子は簡単なる寿命特性選
別法により除去できる液相エピタキシャル成長法を提供
することにある。
、素子のストライプ方向に対する発生の方向をエピタキ
シャル成長時に制御し、メニスカス・ラインがストライ
プ内に皆無か、またはストライプ内にストライプと平□
行に存在する素子が得られるようにし、前者の素子では
高寿命特性を実現し、後者の素子は簡単なる寿命特性選
別法により除去できる液相エピタキシャル成長法を提供
することにある。
従来の成長法では、半導体レーザ素子のストライプ方向
に対し、メニスカス・ラインがほぼ垂直に存在している
ため、必ずストライプ内を横切る。
に対し、メニスカス・ラインがほぼ垂直に存在している
ため、必ずストライプ内を横切る。
また、該メニスカス・ライン１本のストライプ内での長
さはストライプ巾にほぼ等しく、従ってストライプ内で
の線密度は低いため、短時間の素子寿命特性選別では素
子の寿命特性の良否判定はできなかった。そこで、メニ
スカス・ラインがストライプに対して平行に導入される
ようにすれば、メニスカスラインはストライプ内に全く
存在しないか、あるいはストライプ内にストライプと平
行して相対的に高い線密度で存在する素子が得られるこ
とを見い出した。これを実現するために、エピタキシャ
ル成長時に、成長用ボートたは基板単結晶の摺動方向に
対し、素子のストライプ方向が垂直になるよう基板率“
結晶を位置させて成長すｎばよいことを見い出した。
さはストライプ巾にほぼ等しく、従ってストライプ内で
の線密度は低いため、短時間の素子寿命特性選別では素
子の寿命特性の良否判定はできなかった。そこで、メニ
スカス・ラインがストライプに対して平行に導入される
ようにすれば、メニスカスラインはストライプ内に全く
存在しないか、あるいはストライプ内にストライプと平
行して相対的に高い線密度で存在する素子が得られるこ
とを見い出した。これを実現するために、エピタキシャ
ル成長時に、成長用ボートたは基板単結晶の摺動方向に
対し、素子のストライプ方向が垂直になるよう基板率“
結晶を位置させて成長すｎばよいことを見い出した。
以下に本発明の一実施例を説明する。第２図に作製した
素子の断面形状を示す。この素子を作製するために、結
晶学的＜０１１＞方向に幅４士０．３μｍ、深さ１±０
．２μｍの帯状凹溝を形成した（１００）表面をもつｎ
型ＱａＡｓ基板単結晶を用いた。この場合、最終的得る
素子のストライプ方向は該（０１１）方向に平行である
。本実施例における液相エピタキシャル成長では成長用
溶液と基板単結晶を接触してエピタキシャル層を得るた
めに、基板単結晶は固定し、成長用溶液の方を摺動した
。し友がって、第３図に示すように基板単結晶のボート
への設置は、本発明の方法により、成長用溶液の摺動方
向に対し、該基板単結晶の該＜０１１＞方向すなわちス
トライプ方向が垂直となるようにした。第２図に示す４
層のエピタキシャル層を得るための、各要用溶液は、各
々８ｇのＱａに対し、ｎ−クラッド層相溶液忙は９ｍｇ
のＡｔとｎ型不純物として０． ｌ ｍ ｇのＴｅｔ加
え、活性層用溶液には１．９ｍｇｖ）Ａｔｔ７１０え、
ｐ−クラッド層用溶液には９ｍｇのＡｔとｐ型不純物と
して８ ｍ ｇのＺｎｔ−加え、キャップ層用溶液には
ｎ型不純物として０．１ｍｇのＴＣを加えた。さらに、
Ａｓの原料としてＧａＡｓ単結晶単結８２００咎 イト・ボートを用い、石英反応管中でＨ，を流しながら
、まず７６０Ｃで各層相の均−溶液全作った後、反応系
の温度’ｉ ０． ５ Ｃ／−で降下しながら、７５６
Ｃになつ九時点で溶液を摺動し、ｎ−クラッド用溶液か
ら順次基板単結晶に接触はせて、目的の４層を得た。尚
、上記帯状凹溝の両肩の、メルトバックによる左右非対
称性は、過冷却温度を３層以上、より好ましくは３〜５
Ｃの範囲、すなわち７５７〜７５５Ｃの範囲でｎ−クラ
ッド要港ｇｔ基板単結晶に接触すｎば、上記帯状凹溝の
両肩のメルト・バックによる左右非対称性は生じないこ
とがわｆｉ＝つた。得られた成長ウェーハ中のメニスカ
スラインはホトルミネセンス装置による観察で第４図の
ように発生していた。該成長ウェーハは通常のウェーハ
プロセスにより、〈Ｏ１〒〉ストライプ方向の長さ３０
０μｍ１この方向に垂直な（０１１＞方向の長さ４００
μｍの大きさの素子を作製した。該素子の寿命特性試験
は、温度７０Ｃで、素子の発光出力は５ｍＷとし、この
時の動作電流値の変化管みる方法で行なった。測定結果
の１例を第５図に示す。図中２１は素子のストライプ内
にメニスカス・ラインのない素子の寿命特性、２２は該
ストライプ内に、ストライプにほぼ平行してメニスカス
・ラインのある素子の寿命特性、２３は従来の方法で作
製した。メニスカス・ラインが素子のストライプにほぼ
垂直に入つ要素子の寿命特性を示す。この図から明らか
なように、寿命特性の悪い素子は、従来の２００〜３０
・０時間の特性検査が必要であったが、本発明の方法で
作製した素子の場合、寿命特性検査は１００時間以内に
短縮することができた。
素子の断面形状を示す。この素子を作製するために、結
晶学的＜０１１＞方向に幅４士０．３μｍ、深さ１±０
．２μｍの帯状凹溝を形成した（１００）表面をもつｎ
型ＱａＡｓ基板単結晶を用いた。この場合、最終的得る
素子のストライプ方向は該（０１１）方向に平行である
。本実施例における液相エピタキシャル成長では成長用
溶液と基板単結晶を接触してエピタキシャル層を得るた
めに、基板単結晶は固定し、成長用溶液の方を摺動した
。し友がって、第３図に示すように基板単結晶のボート
への設置は、本発明の方法により、成長用溶液の摺動方
向に対し、該基板単結晶の該＜０１１＞方向すなわちス
トライプ方向が垂直となるようにした。第２図に示す４
層のエピタキシャル層を得るための、各要用溶液は、各
々８ｇのＱａに対し、ｎ−クラッド層相溶液忙は９ｍｇ
のＡｔとｎ型不純物として０． ｌ ｍ ｇのＴｅｔ加
え、活性層用溶液には１．９ｍｇｖ）Ａｔｔ７１０え、
ｐ−クラッド層用溶液には９ｍｇのＡｔとｐ型不純物と
して８ ｍ ｇのＺｎｔ−加え、キャップ層用溶液には
ｎ型不純物として０．１ｍｇのＴＣを加えた。さらに、
Ａｓの原料としてＧａＡｓ単結晶単結８２００咎 イト・ボートを用い、石英反応管中でＨ，を流しながら
、まず７６０Ｃで各層相の均−溶液全作った後、反応系
の温度’ｉ ０． ５ Ｃ／−で降下しながら、７５６
Ｃになつ九時点で溶液を摺動し、ｎ−クラッド用溶液か
ら順次基板単結晶に接触はせて、目的の４層を得た。尚
、上記帯状凹溝の両肩の、メルトバックによる左右非対
称性は、過冷却温度を３層以上、より好ましくは３〜５
Ｃの範囲、すなわち７５７〜７５５Ｃの範囲でｎ−クラ
ッド要港ｇｔ基板単結晶に接触すｎば、上記帯状凹溝の
両肩のメルト・バックによる左右非対称性は生じないこ
とがわｆｉ＝つた。得られた成長ウェーハ中のメニスカ
スラインはホトルミネセンス装置による観察で第４図の
ように発生していた。該成長ウェーハは通常のウェーハ
プロセスにより、〈Ｏ１〒〉ストライプ方向の長さ３０
０μｍ１この方向に垂直な（０１１＞方向の長さ４００
μｍの大きさの素子を作製した。該素子の寿命特性試験
は、温度７０Ｃで、素子の発光出力は５ｍＷとし、この
時の動作電流値の変化管みる方法で行なった。測定結果
の１例を第５図に示す。図中２１は素子のストライプ内
にメニスカス・ラインのない素子の寿命特性、２２は該
ストライプ内に、ストライプにほぼ平行してメニスカス
・ラインのある素子の寿命特性、２３は従来の方法で作
製した。メニスカス・ラインが素子のストライプにほぼ
垂直に入つ要素子の寿命特性を示す。この図から明らか
なように、寿命特性の悪い素子は、従来の２００〜３０
・０時間の特性検査が必要であったが、本発明の方法で
作製した素子の場合、寿命特性検査は１００時間以内に
短縮することができた。
本発明によれば、液相エピタキシャル成長時にできるメ
ニスカス・ラインを素子のストライプ方向に対し、はぼ
平行に発生させることができるので、該メニスカス・ラ
インに起因する寿命特性不良素子を短時間の選別試験で
除去できる効果がある。
ニスカス・ラインを素子のストライプ方向に対し、はぼ
平行に発生させることができるので、該メニスカス・ラ
インに起因する寿命特性不良素子を短時間の選別試験で
除去できる効果がある。
第１図はストライプ方向に平行に成長用溶液ま九は基板
単結晶を摺動した時に入るメニスカス・ラインを示すウ
ェーハ平面図、第２図は作製した半導体レーザ素子の側
面図、第３図はストライプ方向と成長用溶液の摺動方向
を示す基板単結晶の平面図、第４図は第３図の状態で成
長したウェーハの平面図、第５図は素子の定出力寿命試
験結果を示す図である。
単結晶を摺動した時に入るメニスカス・ラインを示すウ
ェーハ平面図、第２図は作製した半導体レーザ素子の側
面図、第３図はストライプ方向と成長用溶液の摺動方向
を示す基板単結晶の平面図、第４図は第３図の状態で成
長したウェーハの平面図、第５図は素子の定出力寿命試
験結果を示す図である。
Claims (1)
- １、ストライプ構造を有する半導体レーザ素子を作製す
る目的の、スライド・ボート法による液相エピタキシャ
ル成長において、成長用溶液または基板単結晶の摺動方
向に対し、素子の該ストライプ方向が垂直方向となるよ
うに基板単結晶を位置させること￥１−％徴とする液相
エピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078243A JPS58196014A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078243A JPS58196014A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58196014A true JPS58196014A (ja) | 1983-11-15 |
Family
ID=13656572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078243A Pending JPS58196014A (ja) | 1982-05-12 | 1982-05-12 | 液相エピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58196014A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10898959B2 (en) | 2006-04-10 | 2021-01-26 | Franz Haimer Maschinenbau Kg | Means for preventing tools from being pulled out from tool holders with a tool holding fixture |
| US11192194B2 (en) | 2007-04-05 | 2021-12-07 | Franz Haimer Maschinenbau Kg | Tool holder |
-
1982
- 1982-05-12 JP JP57078243A patent/JPS58196014A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10898959B2 (en) | 2006-04-10 | 2021-01-26 | Franz Haimer Maschinenbau Kg | Means for preventing tools from being pulled out from tool holders with a tool holding fixture |
| US10933473B2 (en) | 2006-04-10 | 2021-03-02 | Franz Haimer Maschinenbau Kg | Means for preventing tools from being pulled out from tool holders with a tool holding fixture |
| US11192194B2 (en) | 2007-04-05 | 2021-12-07 | Franz Haimer Maschinenbau Kg | Tool holder |
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