JPS6156480A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

半導体発光装置の製造方法

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JPS6156480A
JPS6156480A JP59178607A JP17860784A JPS6156480A JP S6156480 A JPS6156480 A JP S6156480A JP 59178607 A JP59178607 A JP 59178607A JP 17860784 A JP17860784 A JP 17860784A JP S6156480 A JPS6156480 A JP S6156480A
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JP
Japan
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semiconductor layer
semiconductor
substrate
semiconductor substrate
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JP59178607A
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Shinya Okuda
奥田 伸也
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体発光装置、特にダブルヘテロ接合活性領
域を成長させた溝を挟む電流狭窄層下に禁制帯幅の小さ
い半導体層を選択的に設けた半導体発光装置の製造方法
の改良に関する。
光を情報信号の媒体とする光通信その他のシステムにお
いて、光信号を発生する光源として半導体発光装置が極
めて重要な役割を果たしている。
従って半導体発光装置特にレーザについて、その緒特性
を向上する努力が続けられて光応用システムの進展に寄
与している。
〔従来の技術〕
石英系光ファイバの低伝送損失波長帯域に適合する半導
体レーザとして、第2図の模式側断面図に1例を示すV
S[l (V−grooved 5ubstrate 
l1urieddoubleheLero−struc
ture)  レーザが知られている。
図において、21はn型インジウムFp CInP)半
iJJ体基板、22はインジウムガリウム砒素燐(In
GaAsP)半導体層、23はp型1nP層、24はス
トライプ溝、25はn型1nl’閉じ込め層、26はI
nGaAsP活性層、27はp型1nP閉じ込め層、2
8はp型InGaAsP :7ンタク)75.25a及
び26aはそれぞれ前記半導体層25及び26と同時に
成長した半導体層、29はp側電極、30はn (11
,1電極をしめす。
本従来例では、ストライプ溝24の外側にpnpn構造
が形成され、p型1nP閉じ込め層27→p型InPJ
’!23−n型rnP基板21の経路の漏れ電流をゲー
ト電流として惹起されるこのpnpn構造のサイリスク
動作による漏れ電流の増大を抑制する目的で、InGa
AsP層22を設けている。
本従来例を製造するに際しては、n型InP基板21上
にInGaAsP層22及びp型丁nP層23を設けた
半導体基体をまず製造するが、この半導体基体は従来下
記の如く製造されることが多い。
すなわち第3図(a)に示す如く、n型InP基板21
′J:にInGaAsP 1i22をエピタキシャル成
長し、次いでリソグラフィ法によって同図(b)に示す
如(マスク31を設けて、ストライプ領域及びその近傍
のInGaAsP層22を除去した後に、p型InP層
23をエピタキシャル成長して同図(c)に示す半導体
基体を得ている。
この製造方法では2回のエピタキシャル成長工程を必要
としているが、この成長を液相エピタキシャル成長方法
(以下LPE法と略称する)で実施する場合に、溶媒に
所定量の溶質を溶解しかつ熱的平衡状態を形成するため
に、基板及び溶液を成長温度以上の温度に例えば20乃
至40分間程度保持することが必要であって、第2回目
の成長の際にInGaAsP層22等の表出面が熱的損
傷を受けて、漏れ電流が増大するなどの特性の劣化を生
じている。
この様な熱的損傷は他のエピタキシャル成長方法による
場合にもまた同様に発生する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の如く、漏れ電流を抑制するために禁制帯11i1
1′’/j′81/N”#[il−11−11ft°°
0°t ?、: 1 i K i i    。
が、2回に分割したエピタキシャル成長工程を必要とす
ることによって、結晶に熱的損傷を受けて半導体発光装
置の特性の劣化を招いており、この様な損傷を生じない
この半導体基体の製造方法が要望されている。
〔問題点を解決するための手段〕
前記問題点は、第1導電型の半導体基板もしくは第1の
半導体層上に、該半導体基板もしくは第1の半導体層よ
り禁制帯幅が小さい第2の半導体層と、第2導電型の第
3の半導体層とを連続して成長し、該第3の半導体層を
選択的に除去して該第2の半導体層をストライプ状に表
出し、該第2の半導体層の表出領域をメルトバック除去
して該半導体基板もしくは第1の半導体層を表出し、同
時に該第3の半導体層もメルトバックし、連続して該メ
ルトバックで表出した面上に第2導電型で禁制帯幅が該
第2の半導体層より大きい第4の半導体層を液相エピタ
キシャル成長し、しかる後咳第4の半導体層を貫通して
該半導体基板もしくは第1の半導体層に達するストライ
プ状の溝を形成し、該溝内に活性領域を含むダブルヘテ
ロ接合半導体層を液相エピタキシャル成長する工程を有
する本発明による半導体発光装置の製造方法により解決
される。
〔作 用〕
本発明の製造方法においては、第1導電型の半導体基板
もしくは第1の半導体層上に、これより禁制帯幅が小さ
い第2の半導体層に連続して、これを被覆する第2導電
型の第3の半導体層を成長する。
リソグラフィ法によって第3の半導体層を選択的にエツ
チングして、活性領域を形成するストライプ溝より幅が
広いストライプ状に第2の半導体層を表出させる。
この半導体基体を溶液とともに液相エピタキシャル成長
装置に収容して所要の熱平衡状態に到達させた後、まず
メルトバックによって第2の半導体層の表出領域を除去
して半導体基板もしくは第1の半導体層を表出させる。
これと同時に第3の半導体層もメルトバックされ、この
半導体基体の熱損傷部分は完全に除去される。
このメルトバックによって形成された面上に、連続して
第4の半導体層として電流狭窄層を成長することにより
、第3図(c)に相当する半導体基体を前記熱的損傷な
く得ることが出来る。
なお前記第3の半導体層は上述のメルトバンクの際に、
第2の半導体層より先には溶けきらない厚さとすること
が望ましい。
〔実施例〕
以下本発明を第1図に工程順模式側断面図を示す実施例
により具体的に説明する。
第1図(a)参照 n型1nP基板1の(001)面上にしPI!法によっ
てn型1nP層2 、InGaAsP N3及びp型1
nP層4を、例えば成長開始温度616℃、冷却速度0
,7°C/minとして下記の如く成長する。
(1)n型InP層2 成長溶液:  In:Inl’:Sn =1g:6.9
5mg:10mg成長時間:  1200秒間 厚さ:   約4μm (2) InGaAsP層3 成長溶液:  In:Ga:As:P −Ig:6mg:27.5mg:1.2B成長時間= 
4秒間 厚さ:   約0.15μm (3)p型InP層4 成長溶液:  In:InP:Cd=1g:6.95m
g:10+ag成長時間: 3秒間 厚さ:   約0.5μm 第1図(b)参照 前記半導体基体上に、たとえば二酸化シリコン(St(
h)を用いて幅10μm程度で< 011>方向のスト
ライプ状の窓を備えたマスク5を設けて、例えば塩酸(
HCI)によってp型1nP層4を選択的にエツチング
除去する。
第1図(c)及び(d)参照 前記半導体基体を下記溶液とともにLPE装置内に収容
し、例えば温度620℃に30分間保持した後に、冷却
速度0.7℃/n+inで温度を降下し温度が600′
″に到達した1寺点で・下言己0メ″ドパ・′及び  
    !p型1nP層6の成長を連続して実施する。
(4)メルトバック メルトバック溶液:  1n:InP−1g:4.5+
++gメルトバック時間−8秒間 このメルトバックによって、図(c)に示す如くInG
aAsP層3の表出領域を溶解して除去し、同時にp型
InP層4もメルトバックする。この結果、LPE装置
内で前述の如く温度620℃に30分間保持したために
損傷を生じた部分は完全に除去される。
なおp型InPI’H4は残存してもよい。
(5)p型InP層6 成長溶液:  In:TnP:Cd−1g:5.75m
g:IQmg成長時間:120秒間 厚さ:   約1.5μm この結果、先に述べた第3図(c)に相当して損傷のな
い半導体基体が図示の如く得られる。なお本実施例にお
いては、p型1nP層6とp型1nP fFJ4とはそ
の組成及び導電性が同等であって、p型InP層4が残
存していても両手導体層は一体となる。
第1図(e)参照 上述の製造方法によって得られた本発明による半導体基
体を用いて、vsnレーザを例えば下記の様に製造する
ことができる。
すなわちp型1nP層6上に、先のストライブに位置を
整合させて幅2μm程度のストライプ状の窓を備えたマ
スク(図示されない)を設けて、例えば塩酸(HCI)
:燐酸(HsPO<)=3:1の混合液によってエツチ
ングし、断面がV字状のストライプ溝をn型1nP層2
に達する深さに形成する。
この半導体基体上にLPE法によって、n型1nP閉じ
込め層? 、InGaAsP活性[8、p型InP閉じ
込め層9、及びp型InGaAsPコンタクト層10を
、例えば成長開始温度600°C1冷却速度0.7℃/
+inとして順次下記の如く成長する。
(6)n型1nP閉じ込め層7 成長溶液:  rn:TnP:Sn =1g:5.3m
g:10mg成長時間:10秒間 (7) InGaAsP活性N8 成長溶液:  In:InAs:GaAs:InP= 
1g:44.3mg:9.2mg:1.5mg成長時間
= 2秒間 (8)p型!nP閉じ込め層9 成長溶液:  rn:InP:Cd −1g:5.5m
g:10mg成長時間:300秒間 (9)p型TnGaAsPコンタクト層10成長溶液:
  In:InAs:GaAs:InP:Zn= Ig
:44.3mg:9.2mg:1.5mg:0.25m
g成長時間: 5秒間 なお半導体層7a及び8aが、それぞれn型!nP閉じ
込め層7及びInGaAsP活性層8と同時に成長する
この半導体基体のp型1nGaAsPコンタクトJWI
O上にp側電極11、n型1nP基板1の下面にn側電
極12を形成し、臂開等の工程を経て半導体レーザのチ
ップが完成する。
以上説明した本実施例では、閾値電流Izh=15mA
、効率h =0.35mW/m^が得られて、前記従来
例の製造方法による半導体基体を用いた場合の、闇値電
流1th=20mA、効率h =0.25d/m^程度
に比較して顕著な特性の改善が達成された。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明によれば、ダブルヘテロ接合活
性領域を成長させた溝を挟む電流狭窄層下に、禁制帯幅
の小さい半導体層を設けた半導体発光装置を製造するに
際して、選択的に設ける該禁制帯幅の小さい半導体層と
電流狭窄層とを有する半導体基体を熱損傷による欠陥な
く形成することが可能となって、半導体発光装置の漏れ
電流が抑制され闇値電流が低減されるなど、その特性の
顕著な改善を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す工程順模式側断面図、 第2図及び第3図は従来例を示す模式側断面図である。 図において、 ■はn型InP基板、 2はn型1nP層、 3 はInGaAsP  層、           
                         
 4.:14はp型1nP層、 6はp型1nP電流狭窄層、 7はn型1nP閉じ込め層、 8はInGaAsP活性層、 9はp型1nP閉じ込め層、 lOはp型1nGaASPコンタクト層、11はp側電
極、 12はn側電極、  をそれぞれ示す。 算 1 [F] 芥 1 叩 7     B    /2 茅 2 目 ¥−3リ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板もしくは第1の半導体層上に、
    該半導体基板もしくは第1の半導体層より禁制帯幅が小
    さい第2の半導体層と、第2導電型の第3の半導体層と
    を連続して成長し、該第3の半導体層を選択的に除去し
    て該第2の半導体層をストライプ状に表出し、該第2の
    半導体層の表出領域をメルトバック除去して該半導体基
    板もしくは第1の半導体層を表出し、同時に該第3の半
    導体層もメルトバックし、連続して該メルトバックで表
    出した面上に第2導電型で禁制帯幅が該第2の半導体層
    より大きい第4の半導体層を液相エピタキシャル成長し
    、しかる後該第4の半導体層を貫通して該半導体基板も
    しくは第1の半導体層に達するストライプ状の溝を形成
    し、該溝内に活性領域を含むダブルヘテロ接合半導体層
    を液相エピタキシャル成長する工程を有することを特徴
    とする半導体発光装置の製造方法。
JP59178607A 1984-08-28 1984-08-28 半導体発光装置の製造方法 Pending JPS6156480A (ja)

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