JPS6021586A - 化合物半導体装置 - Google Patents
化合物半導体装置Info
- Publication number
- JPS6021586A JPS6021586A JP58127682A JP12768283A JPS6021586A JP S6021586 A JPS6021586 A JP S6021586A JP 58127682 A JP58127682 A JP 58127682A JP 12768283 A JP12768283 A JP 12768283A JP S6021586 A JPS6021586 A JP S6021586A
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- Japan
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- layer
- inp
- crystal
- oxide film
- ingaasp
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Landscapes
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系材料を用いた異種
接金材料に係り、特に長波長半導体レーザ、その他長波
長発光ダイオード、ＰＥＴ等にも利用可能な化合物半導
体装置に関する。
接金材料に係り、特に長波長半導体レーザ、その他長波
長発光ダイオード、ＰＥＴ等にも利用可能な化合物半導
体装置に関する。
長波長レーザ、特に埋込みへテロレーザは活性層を含む
多層成長層を酸化膜をマスクとしてメサエッチングし〜
１．５μｍ幅の活性層幅を制御する必要がある。従来の
長波長レーザは例えば第１図に示すようなｎ −Ｉｎ
ｐ基板上に４層構造の多層成長層”” Ｉ”Ｐ、 工ｎ
ＧａＡｓＰ、ｐ Ｉ”Ｐ。
多層成長層を酸化膜をマスクとしてメサエッチングし〜
１．５μｍ幅の活性層幅を制御する必要がある。従来の
長波長レーザは例えば第１図に示すようなｎ −Ｉｎ
ｐ基板上に４層構造の多層成長層”” Ｉ”Ｐ、 工ｎ
ＧａＡｓＰ、ｐ Ｉ”Ｐ。
Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐを用い、第４層のＩｎＧａ
ＡｓＰ表面ノー上に酸化膜を形成し、この酸化膜をマス
クとして化学エツチングによ）メサ構造を形成していた
（ｂ）。
ＡｓＰ表面ノー上に酸化膜を形成し、この酸化膜をマス
クとして化学エツチングによ）メサ構造を形成していた
（ｂ）。
このようなＩｎＧａＡｓＰ４元混晶を用いると第２図に
示すように混晶組成と共に結晶のサイドエツチングが生
じ、しかも、このサイドエツチングは酸化膜の被着条件
などに左右されサイドエッチング量を定量的に制御する
ことが困難になる。一方、素子に電極を形成する場合を
考えると、サイドエツチングの大きいＡｓ量の多い混晶
組成の方が接触抵抗を低くする上で有利である。
示すように混晶組成と共に結晶のサイドエツチングが生
じ、しかも、このサイドエツチングは酸化膜の被着条件
などに左右されサイドエッチング量を定量的に制御する
ことが困難になる。一方、素子に電極を形成する場合を
考えると、サイドエツチングの大きいＡｓ量の多い混晶
組成の方が接触抵抗を低くする上で有利である。
従来の技術では、このサイドエツチング量を小さくする
ため接触抵抗的には不利なＩｎＰに近い組成を用いざる
を得なかったため、低接触抵抗の電極を形成するのに高
濃度のＺｎ拡散技術が必要であった。７．ｎの拡散係数
は非常に大きいため、高表面濃度の浅い拡散層を再現性
よく得ることは極めて困難である。
ため接触抵抗的には不利なＩｎＰに近い組成を用いざる
を得なかったため、低接触抵抗の電極を形成するのに高
濃度のＺｎ拡散技術が必要であった。７．ｎの拡散係数
は非常に大きいため、高表面濃度の浅い拡散層を再現性
よく得ることは極めて困難である。
本発明は前述したような結晶のサイドエツチングによる
素子形状のバラツキを防止し、なおかつ拡散技術を用い
なくても結晶中へ結晶成長時に導入された不純物のみで
も低接触抵抗のオーム性電極をｈｓａ度の高いＩｎＧａ
ＡｓｐまたはＩｎＧａＡＳ混晶上に形成した半導体装置
を提供することにある。
素子形状のバラツキを防止し、なおかつ拡散技術を用い
なくても結晶中へ結晶成長時に導入された不純物のみで
も低接触抵抗のオーム性電極をｈｓａ度の高いＩｎＧａ
ＡｓｐまたはＩｎＧａＡＳ混晶上に形成した半導体装置
を提供することにある。
本発明は上記に述べてきたような問題点をなくし、良好
なオーム性接触を有するＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導
体装置を提供するもので、第３図（ａ）に示すような多
層構造結晶を形成する。本発明の特徴は多層結晶成長時
、将来電極を形成すべき第１のＩ”ＧａＡａｐまたはＩ
ｎＧ ａ Ａ ８４元Ｑｒ３元混晶上に第２のＩｎＰ
層又は第２．第３のＩｎＰ十ＩｎＧａＡｓＰ層を設ける
ことにある。次いで、第３のＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
ＰＪ−は化学エツチングにより全面エッチオフし、第２
のＩ ｎ Ｐ＃表面上に所定のパターンを酸化膜をマス
クとして形成する。第３のＩｎＧａＡｓＰ４元混晶は、
結晶成長時、表面層がＩｎＰであると熱分解によシ成長
表面が鏡面状でなくなるのを防止するためのものである
から、結晶成長方法によって、表面からのＰのｗＩ離の
ない場合には必要ない。
なオーム性接触を有するＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系半導
体装置を提供するもので、第３図（ａ）に示すような多
層構造結晶を形成する。本発明の特徴は多層結晶成長時
、将来電極を形成すべき第１のＩ”ＧａＡａｐまたはＩ
ｎＧ ａ Ａ ８４元Ｑｒ３元混晶上に第２のＩｎＰ
層又は第２．第３のＩｎＰ十ＩｎＧａＡｓＰ層を設ける
ことにある。次いで、第３のＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ
ＰＪ−は化学エツチングにより全面エッチオフし、第２
のＩ ｎ Ｐ＃表面上に所定のパターンを酸化膜をマス
クとして形成する。第３のＩｎＧａＡｓＰ４元混晶は、
結晶成長時、表面層がＩｎＰであると熱分解によシ成長
表面が鏡面状でなくなるのを防止するためのものである
から、結晶成長方法によって、表面からのＰのｗＩ離の
ない場合には必要ない。
次いで、このＩｎＰ表面層に形成したマスクによって多
層結晶をエツチングする。この場合表面層がＩｎＰであ
るため、適当なエツチング液を選択すると、全くサイド
エツチングのないメサ構造を形成することが可能になる
。更に、メサエッチで除去した部分に第４のＩｎＧａＡ
ｓＰ４元混晶または第５．第４のＩｎＰ ＋ＩｎＧａＡ
ｓＰ層を形成して平面構造を形成する。最後にＩ ｎ
ＰＪ面の酸化マスクを除去し、ＩｎＰを選択エツチング
して、メサ部の表面層を第２のＩｎＧａＡｓＰまたはＩ
ｎＧａＡｓ４元または３元混晶として、この上に電極を
形成して菓子を作る。
層結晶をエツチングする。この場合表面層がＩｎＰであ
るため、適当なエツチング液を選択すると、全くサイド
エツチングのないメサ構造を形成することが可能になる
。更に、メサエッチで除去した部分に第４のＩｎＧａＡ
ｓＰ４元混晶または第５．第４のＩｎＰ ＋ＩｎＧａＡ
ｓＰ層を形成して平面構造を形成する。最後にＩ ｎ
ＰＪ面の酸化マスクを除去し、ＩｎＰを選択エツチング
して、メサ部の表面層を第２のＩｎＧａＡｓＰまたはＩ
ｎＧａＡｓ４元または３元混晶として、この上に電極を
形成して菓子を作る。
以下、本発明の実施例を第３図によって説明する。本図
は埋込みへテロ型レーザの工程を示すものである。第３
図（ａ）に示すように多層成長層（６層）を行なった。
は埋込みへテロ型レーザの工程を示すものである。第３
図（ａ）に示すように多層成長層（６層）を行なった。
（１００）ＩｎＰ基板７上にｎ型Ｉ ｎ Ｐ ６ 、
ＩｎＧａＡｓＰ活性層５．１）型ＩｆｌＦクラッド層４
．ＩｎＧａＡｓＰニア：／タクト層３．ＩｆｌＰ層２及
びＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐキャラプ層１を液相成長
法により成長した。上記成長においてＩｎＧａＡｓＰの
組成はＩｎＰと格子定数が一致し発光波長が１．３ｐｍ
に相当するＩｎ０．４８ＧａＯ，！１２ＡＳ０．２４Ｐ
Ｏ−７６の組成にしＩ”ＧａＡｓｐコンタクト層は同様
にＩｎＰと格子定数が一致し、波光波長が〜１．５μｍ
に相当するＩ ｎｏ、ｇＧａｏ、ｓ＋Ａ８ｏ、ｓＰｏ、
ｇの組成を用いた。最上層のＩｎＧａＡｓＰ１は、活性
層のＩ ” Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｐ ５と同一組成を用い
た。該多層成長層上のキャップ層Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ １を化学エツチングにより除去した後、第３図
（ｂ）に示すように、ＩｎＰ層２の上に燐ガラス膜をＣ
ＶＤ法で形成し、エツチングマスクとした。更に該結晶
をｆ３ｒ−メタノール溶液でエツチングして第３図（Ｃ
）の形状を形成した後、再び液相成長により該結晶の側
面を連続的にｐ型ＩｎＰ層９、ｎ型ＩｎＰ層１０、Ｉ
ｎＧ ａ Ａ ｓ Ｐ層１１で埋込み、第３図（ｄ）の
構造を作った。この場合マスクの燐ガラス膜はＩｎＰ結
晶上に被着されており、全くサイドエツチングが生じな
いため、マスクの燐ガラス膜幅を６μと一定にしておい
て、再現性よく、活性層の幅を２μの一定値にすること
が可能であった。埋込み成長後、酸化膜を除去し、表面
のＩｎＰ層２を除去した後、ｐ側電極、ｎ側電極を形成
、ヘキ開によ＃）ａｏｏμｍのチアビイティを形成して
レーザダイオードを形成した。これら相当するＩｎＧａ
Ａｓｐ組成でバンドギャップが小さく容易に直列抵抗の
３〜４Ωと小さい埋込みへテロ型レーザを作ることが可
能であった。上記レーザは温度加速試験の結果ＩＱ’ｈ
ｒ以上の平均寿命を有することが確認された。
ＩｎＧａＡｓＰ活性層５．１）型ＩｆｌＦクラッド層４
．ＩｎＧａＡｓＰニア：／タクト層３．ＩｆｌＰ層２及
びＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐキャラプ層１を液相成長
法により成長した。上記成長においてＩｎＧａＡｓＰの
組成はＩｎＰと格子定数が一致し発光波長が１．３ｐｍ
に相当するＩｎ０．４８ＧａＯ，！１２ＡＳ０．２４Ｐ
Ｏ−７６の組成にしＩ”ＧａＡｓｐコンタクト層は同様
にＩｎＰと格子定数が一致し、波光波長が〜１．５μｍ
に相当するＩ ｎｏ、ｇＧａｏ、ｓ＋Ａ８ｏ、ｓＰｏ、
ｇの組成を用いた。最上層のＩｎＧａＡｓＰ１は、活性
層のＩ ” Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｐ ５と同一組成を用い
た。該多層成長層上のキャップ層Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ
ｓ Ｐ １を化学エツチングにより除去した後、第３図
（ｂ）に示すように、ＩｎＰ層２の上に燐ガラス膜をＣ
ＶＤ法で形成し、エツチングマスクとした。更に該結晶
をｆ３ｒ−メタノール溶液でエツチングして第３図（Ｃ
）の形状を形成した後、再び液相成長により該結晶の側
面を連続的にｐ型ＩｎＰ層９、ｎ型ＩｎＰ層１０、Ｉ
ｎＧ ａ Ａ ｓ Ｐ層１１で埋込み、第３図（ｄ）の
構造を作った。この場合マスクの燐ガラス膜はＩｎＰ結
晶上に被着されており、全くサイドエツチングが生じな
いため、マスクの燐ガラス膜幅を６μと一定にしておい
て、再現性よく、活性層の幅を２μの一定値にすること
が可能であった。埋込み成長後、酸化膜を除去し、表面
のＩｎＰ層２を除去した後、ｐ側電極、ｎ側電極を形成
、ヘキ開によ＃）ａｏｏμｍのチアビイティを形成して
レーザダイオードを形成した。これら相当するＩｎＧａ
Ａｓｐ組成でバンドギャップが小さく容易に直列抵抗の
３〜４Ωと小さい埋込みへテロ型レーザを作ることが可
能であった。上記レーザは温度加速試験の結果ＩＱ’ｈ
ｒ以上の平均寿命を有することが確認された。
上記のＩｎＧａＡｓＰ４元結晶のサイドエツチングを防
止し、なおかつ低接触抵抗を有する電極を形成する方法
は、他の構造を有する埋込みへテロ型レーザ、および、
微少な発光、受光面積を有するＩｎＧａＡｓＰ４元結晶
系の長波長発光ダイオード、受光素子にも有効であるこ
とが確認された。
止し、なおかつ低接触抵抗を有する電極を形成する方法
は、他の構造を有する埋込みへテロ型レーザ、および、
微少な発光、受光面積を有するＩｎＧａＡｓＰ４元結晶
系の長波長発光ダイオード、受光素子にも有効であるこ
とが確認された。
更に、レーザを構成するＩ ” Ｇ ａ Ａ Ｓ Ｐの
４元組成は当然のことながら、１．０μｍ〜１．５μｍ
の所望の発光波長範囲を自由に選ぶことが可能である。
４元組成は当然のことながら、１．０μｍ〜１．５μｍ
の所望の発光波長範囲を自由に選ぶことが可能である。
第１図は従来の埋込へテロ構造レーザに用いる多層成長
結晶の断面図およびメサエッチングをした結晶の断面図
、第２図は酸化膜下のＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ４４
元組成結晶のサイドエツチング量の関係を示したグラフ
、第３図は本発明を適用した場合の結晶構造の断面図及
び素子断面図である。 第３図において、 １・・・ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、２・・・ＩｎＰマ
スク形成層、３・・・Ｐ ＩｎＧａＡｓＰ電極形成層、
４・・・ｐ−ＩｎＰクラッド層、５・・・ＩｎＧａＡ、
ｓＰ活性層、６・・・ｎ −Ｉｎ ｐバッファ層、７・
ｎ”−ＩｎＰ基板、８・・・燐ガラスエツチングマス
ク、９・・・ｐ−ＩｎＰ埋込み層、１０・・・ｎ −Ｉ
ｎ ｐ埋込み層、１１・・・ＩｎＧａＡ８Ｐ埋込層、１
２°”ｐ側電極、１３ ・ｎ １ｌｔｌ電極。 ｆＪ ｉ 図 第２図 １ｆＪ３ 図
結晶の断面図およびメサエッチングをした結晶の断面図
、第２図は酸化膜下のＩ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ４４
元組成結晶のサイドエツチング量の関係を示したグラフ
、第３図は本発明を適用した場合の結晶構造の断面図及
び素子断面図である。 第３図において、 １・・・ＩｎＧａＡｓＰキャップ層、２・・・ＩｎＰマ
スク形成層、３・・・Ｐ ＩｎＧａＡｓＰ電極形成層、
４・・・ｐ−ＩｎＰクラッド層、５・・・ＩｎＧａＡ、
ｓＰ活性層、６・・・ｎ −Ｉｎ ｐバッファ層、７・
ｎ”−ＩｎＰ基板、８・・・燐ガラスエツチングマス
ク、９・・・ｐ−ＩｎＰ埋込み層、１０・・・ｎ −Ｉ
ｎ ｐ埋込み層、１１・・・ＩｎＧａＡ８Ｐ埋込層、１
２°”ｐ側電極、１３ ・ｎ １ｌｔｌ電極。 ｆＪ ｉ 図 第２図 １ｆＪ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系多ノーエピタキシャル結
晶の表面に酸化膜を形成して部分的な化学エツチングを
行なうに際し、酸化膜を形成する表面層をＩｎＰとし、
その上に酸化膜を形成して部分的な化学エツチングを行
なうことを特徴とする化合物半導体装置。 ２、上記多層結晶の表面層をＩｎＰ層とするに際し結晶
成長時の最終成長層をＩｎ（）ａＡｓＰｄ元混晶として
のＩｎＧａＡＳＰ４元混晶を選択エツチングにより除去
した後、第２層のＩｎＰ層上に酸化膜を形成して部分的
な化学エツチングを行なうことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の化合物半導体装置。 ３、上記の部分エツチングに用いる酸化膜として燐ガラ
ス（ＰＳＧ）膜を用いることを特徴とする特許請求の範
囲第１頁記載の化合物半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127682A JPS6021586A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 化合物半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127682A JPS6021586A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 化合物半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021586A true JPS6021586A (ja) | 1985-02-02 |
Family
ID=14966098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127682A Pending JPS6021586A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | 化合物半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6021586A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4948753A (en) * | 1984-03-27 | 1990-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing stripe-structure semiconductor laser |
| US5316967A (en) * | 1992-01-21 | 1994-05-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for producing semiconductor device |
| US5344791A (en) * | 1991-07-05 | 1994-09-06 | Hewlett-Packard Company | Diffusion control of p-n junction location in multilayer heterostructure light emitting devices |
| US5786234A (en) * | 1995-10-17 | 1998-07-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP58127682A patent/JPS6021586A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4948753A (en) * | 1984-03-27 | 1990-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of producing stripe-structure semiconductor laser |
| US5344791A (en) * | 1991-07-05 | 1994-09-06 | Hewlett-Packard Company | Diffusion control of p-n junction location in multilayer heterostructure light emitting devices |
| US5316967A (en) * | 1992-01-21 | 1994-05-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for producing semiconductor device |
| US5786234A (en) * | 1995-10-17 | 1998-07-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of fabricating semiconductor laser |
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