JPH03238813A - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
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- JPH03238813A JPH03238813A JP3479290A JP3479290A JPH03238813A JP H03238813 A JPH03238813 A JP H03238813A JP 3479290 A JP3479290 A JP 3479290A JP 3479290 A JP3479290 A JP 3479290A JP H03238813 A JPH03238813 A JP H03238813A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、エピタキシャル成長方法に関し、例えば半導
体レーザーの製造に適用して好適なものである。
体レーザーの製造に適用して好適なものである。
本発明は、エピタキシャル成長方法において、半導体基
板上に威長可面と成長不可面とを有する段差部を形成し
、半導体層のエピタキシャル成長を行うようにすること
によって、成長時にマスクを用いることなく半導体層の
選択成長を行うこと〔従来の技術〕 エピタキシャル成長技術は、半導体デバイスや半導体レ
ーザーなどの製造に用いられている結晶成長技術である
。従来、このエピタキシャル成長は、半導体基板全面に
結晶成長を行うものであった。このことは、第11図に
示すように表面にステップが形成された半導体基板10
1上に半導体層102のエピタキシャル成長を行う場合
や、第12図に示すようにストライプ状のパターン10
1aが形成された半導体基板101上に半導体層102
のエピタキシャル成長を行う場合も変わりない。
板上に威長可面と成長不可面とを有する段差部を形成し
、半導体層のエピタキシャル成長を行うようにすること
によって、成長時にマスクを用いることなく半導体層の
選択成長を行うこと〔従来の技術〕 エピタキシャル成長技術は、半導体デバイスや半導体レ
ーザーなどの製造に用いられている結晶成長技術である
。従来、このエピタキシャル成長は、半導体基板全面に
結晶成長を行うものであった。このことは、第11図に
示すように表面にステップが形成された半導体基板10
1上に半導体層102のエピタキシャル成長を行う場合
や、第12図に示すようにストライプ状のパターン10
1aが形成された半導体基板101上に半導体層102
のエピタキシャル成長を行う場合も変わりない。
このように半導体層102が全面成長した半導体基板1
01を用いて半導体デバイスなどを製造する場合には、
エピタキシャル成長後に素子間分離などのプロセスが必
要であるばかりでなく、素子間分離のプロセスで半導体
層102に損傷が生じるなどの問題がある。
01を用いて半導体デバイスなどを製造する場合には、
エピタキシャル成長後に素子間分離などのプロセスが必
要であるばかりでなく、素子間分離のプロセスで半導体
層102に損傷が生じるなどの問題がある。
一方、全面成長ではなく、選択成長を行う例としては、
第13図に示すように、半導体基板101上にマスク1
03を形成し、このマスク103の開口103aの部分
に露出した半導体基板101上に半導体層102を選択
成長させるものがある。ここで、マスク103としては
、例えば窒化シリコン(5isNa )膜により形成し
たものが用いられる。
第13図に示すように、半導体基板101上にマスク1
03を形成し、このマスク103の開口103aの部分
に露出した半導体基板101上に半導体層102を選択
成長させるものがある。ここで、マスク103としては
、例えば窒化シリコン(5isNa )膜により形成し
たものが用いられる。
上述のように、従来のエピタキシャル成長においては全
面成長を行うのが通常であり、選択成長を行う場合には
成長時にマスク103を用いなければならなかった。
面成長を行うのが通常であり、選択成長を行う場合には
成長時にマスク103を用いなければならなかった。
本発明の目的は、成長時にマスクを用いることなく半導
体層の選択成長を行うことができるエピタキシャル成長
方法を提供することにある。
体層の選択成長を行うことができるエピタキシャル成長
方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、エピタキシャル
成長方法において、半導体基板(1)上に成長可面と成
長不可面とを有する段差部(1a。
成長方法において、半導体基板(1)上に成長可面と成
長不可面とを有する段差部(1a。
15)を形成し、半導体層(2)のエピタキシャル成長
を行うようにしている。
を行うようにしている。
ここで、段差部(1a、 15)は、半導体基板(1
)自身をパターンニングすることにより形成されたもの
でも、この半導体基板(1)上に半導体層を形成してこ
れをパターンニングすることにより形成されたものでも
よい。
)自身をパターンニングすることにより形成されたもの
でも、この半導体基板(1)上に半導体層を形成してこ
れをパターンニングすることにより形成されたものでも
よい。
また、成長不可面とは、その上で半導体層(2)の成長
が全く起きない面のほか、半導体層(2)の成長は起き
るがその成長厚さが極めて小さい面も含むものである。
が全く起きない面のほか、半導体層(2)の成長は起き
るがその成長厚さが極めて小さい面も含むものである。
上述のように構成された本発明のエピタキシャル成長方
法によれば、エピタキシャル成長を行った場合、半導体
基板(1)上に形成された段差部(1a、 I 5)
の成長可面ではエピタキシャル成長が起きるが、成長不
可面ではエピタキシャル成長が全く起きないか、仮に起
きたとしてもその成長厚さは極めて小さい。これによっ
て、半導体基板(1)上に形成された段差部(1a、
15)の成長可面に半導体層(2)を選択成長させる
ことができる。この場合、この選択成長にあたって、半
導体基板(1)上にマスクを形成する必要はない。
法によれば、エピタキシャル成長を行った場合、半導体
基板(1)上に形成された段差部(1a、 I 5)
の成長可面ではエピタキシャル成長が起きるが、成長不
可面ではエピタキシャル成長が全く起きないか、仮に起
きたとしてもその成長厚さは極めて小さい。これによっ
て、半導体基板(1)上に形成された段差部(1a、
15)の成長可面に半導体層(2)を選択成長させる
ことができる。この場合、この選択成長にあたって、半
導体基板(1)上にマスクを形成する必要はない。
以上により、成長時にマスクを用いることなく半導体層
の選択成長を行うことができる。
の選択成長を行うことができる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。なお、実施例の全図において、同一の部分には同
一の符号を付す。
する。なお、実施例の全図において、同一の部分には同
一の符号を付す。
第1図A及び第1図Bは本発明の第1実施例を示す。
この第1実施例においては、第1図Aに示すように、ま
ず例えば(113)面方位でその表面が(113)B面
(ヒ素(As)面)である半絶縁性ヒ化ガリウム(Ga
As )基板1を例えば反応性イオンエツチング(RI
E)によりパターンニングしてストライブ状のパターン
laを形成する。このストライプ状のパターン1aの長
手方向は〈110〉方向となるようにする。この場合、
このストライブ状のパターン1aの第1図A中左側及び
右側の側面はそれぞれ(111)A面(ガリウム(Ga
)面)及び(111) B面である。
ず例えば(113)面方位でその表面が(113)B面
(ヒ素(As)面)である半絶縁性ヒ化ガリウム(Ga
As )基板1を例えば反応性イオンエツチング(RI
E)によりパターンニングしてストライブ状のパターン
laを形成する。このストライプ状のパターン1aの長
手方向は〈110〉方向となるようにする。この場合、
このストライブ状のパターン1aの第1図A中左側及び
右側の側面はそれぞれ(111)A面(ガリウム(Ga
)面)及び(111) B面である。
次に、メチル系の原料を用いた有機金属化学気相成長(
MOCVD)法により半導体のエピタキシャル成長を行
う。例えば、AlGaAs (AI ニアルミニウム)
やGaAsなとのエピタキシャル成長を行う場合のメチ
ル系原料の例を挙げると、AIの原料としてTMA()
リメチルアルミニウム、(CH3)3Al) 、Gaの
原料としてTMG ()リメチルガリウム、(CHs)
sGa)を用いる。また、Asの原料としては例えばA
SH3(アルシン)を用いる。このメチル系の原料を用
いたMOCVD法によるエピタキシャル成長により、第
1図Bに示すように、ストライプ状のパターン1aの(
111)A面である図中左側の側面ではエピタキシャル
成長が起きるが、ストライプ状のパーターン1aの(1
1,1)B面である図中右側の側面ではエピタキシャル
成長は起きない。すなわち、ストライプ状のパターン1
aの(111)A面である第2図中右側の側面は成長回
頭であり、この成長回頭には半導体層2が成長するが、
ストライプ状のパターン1aの(111) B面である
第2図中右側の側面は成長不可面であり、この成長不可
面には半導体層2は成長しない。なお、この場合、スト
ライプ状のパターン1aの上面にも半導体層2が成長す
るが、このパターン1aの上面での半導体層2の成長は
、その断面形状で見て三角形の頂点が形成された時点で
自動的に停止する。
MOCVD)法により半導体のエピタキシャル成長を行
う。例えば、AlGaAs (AI ニアルミニウム)
やGaAsなとのエピタキシャル成長を行う場合のメチ
ル系原料の例を挙げると、AIの原料としてTMA()
リメチルアルミニウム、(CH3)3Al) 、Gaの
原料としてTMG ()リメチルガリウム、(CHs)
sGa)を用いる。また、Asの原料としては例えばA
SH3(アルシン)を用いる。このメチル系の原料を用
いたMOCVD法によるエピタキシャル成長により、第
1図Bに示すように、ストライプ状のパターン1aの(
111)A面である図中左側の側面ではエピタキシャル
成長が起きるが、ストライプ状のパーターン1aの(1
1,1)B面である図中右側の側面ではエピタキシャル
成長は起きない。すなわち、ストライプ状のパターン1
aの(111)A面である第2図中右側の側面は成長回
頭であり、この成長回頭には半導体層2が成長するが、
ストライプ状のパターン1aの(111) B面である
第2図中右側の側面は成長不可面であり、この成長不可
面には半導体層2は成長しない。なお、この場合、スト
ライプ状のパターン1aの上面にも半導体層2が成長す
るが、このパターン1aの上面での半導体層2の成長は
、その断面形状で見て三角形の頂点が形成された時点で
自動的に停止する。
このように、この第1実施例によれば、半絶縁性GaA
s基板1上にその一方の側面が成長回頭で他方の側面が
成長不可面であるストライプ状のパターン1aを形成し
、その後にメチル系の原料を用いたMOCVD法により
エピタキシャル成長を行っているので、成長時にマスク
を用いることなく、ストライプ状のパターン1aの成長
回頭である一方の側面に半導体層2を選択成長させるこ
とができる。
s基板1上にその一方の側面が成長回頭で他方の側面が
成長不可面であるストライプ状のパターン1aを形成し
、その後にメチル系の原料を用いたMOCVD法により
エピタキシャル成長を行っているので、成長時にマスク
を用いることなく、ストライプ状のパターン1aの成長
回頭である一方の側面に半導体層2を選択成長させるこ
とができる。
第2図は本発明の第2実施例を示す。
第2図に示すように、この第2実施例においては、例え
ば(110)面方位の半絶縁性GaAs基板lを用い、
第1実施例で述べたと同様にしてこの半絶縁性GaAs
基板1を例えばRIEによりパターンニングしてストラ
イプ状のパターン1aを形成する。この場合、このスト
ライプ状のパターン1aの第2図中左側の側面は成長回
頭である(111)A面であり、ストライプ状のパター
ン1aの第2図中右側の側面は成長不可面である(11
1)B面である。この後、メチル系の原料を用いたMO
CVD法により例えばAlGaAsやGaAsなどの半
導体のエピタキシャル成長を行う。これによって、スト
ライプ状のパターン1aの成長回頭である第2図中左側
の側面に半導体層2が選択成長する。
ば(110)面方位の半絶縁性GaAs基板lを用い、
第1実施例で述べたと同様にしてこの半絶縁性GaAs
基板1を例えばRIEによりパターンニングしてストラ
イプ状のパターン1aを形成する。この場合、このスト
ライプ状のパターン1aの第2図中左側の側面は成長回
頭である(111)A面であり、ストライプ状のパター
ン1aの第2図中右側の側面は成長不可面である(11
1)B面である。この後、メチル系の原料を用いたMO
CVD法により例えばAlGaAsやGaAsなどの半
導体のエピタキシャル成長を行う。これによって、スト
ライプ状のパターン1aの成長回頭である第2図中左側
の側面に半導体層2が選択成長する。
このように、この第2実施例によれば、(110)面方
位の半絶縁性GaAs基板1を用いた場合において、第
1実施例と同様に、成長時にマスクを用いることなく、
ストライプ状のパターンlaの成長回頭である一方の側
面に半導体層2を選択成長させることができる。
位の半絶縁性GaAs基板1を用いた場合において、第
1実施例と同様に、成長時にマスクを用いることなく、
ストライプ状のパターンlaの成長回頭である一方の側
面に半導体層2を選択成長させることができる。
成長時にマスクを用いることなく選択成長を行うことが
できる上述の第1実施例及び第2実施例によるエピタキ
シャル成長法は、例えば半導体レーザーの製造に適用す
ることができる。この場合には、ストライプ状のパター
ン1aの成長回頭である一方の側面にクラッド層や活性
層などを順次積層させることにより、この側面にレーザ
ー構造を形成することができる。さらに、例えばストラ
イプ状のパターン1aの部分にFETなどの半導体素子
をあらかじめ形成しておき、その後に上述と同様にこの
パターンlaの側面にクラッド層や活性層などを選択成
長させてレーザー構造を形成することにより、光電子集
積回路(OEIC)などを実現することもできる。
できる上述の第1実施例及び第2実施例によるエピタキ
シャル成長法は、例えば半導体レーザーの製造に適用す
ることができる。この場合には、ストライプ状のパター
ン1aの成長回頭である一方の側面にクラッド層や活性
層などを順次積層させることにより、この側面にレーザ
ー構造を形成することができる。さらに、例えばストラ
イプ状のパターン1aの部分にFETなどの半導体素子
をあらかじめ形成しておき、その後に上述と同様にこの
パターンlaの側面にクラッド層や活性層などを選択成
長させてレーザー構造を形成することにより、光電子集
積回路(OEIC)などを実現することもできる。
第3図は本発明の第3実施例を示す。
第3図に示すように、この第3実施例においては、例え
ば第2実施例で用いたものと同様な、ストライプ状のパ
ターンlaが形成された(110)面方位の半絶縁性G
aAs基板1上に、例えばまずメチル系の原料を用いた
MOCVD法により半導体層3をエピタキシャル成長さ
せる0次に、エチル系の原料を用いたMOCVD法によ
り半導体層4をエピタキシャル成長させる。次に、再び
メチル系の原料を用いたMOCVD法により半導体層5
及び半導体層6をエピタキシャル成長させる。この後、
エチル系の原料を用いたMOCVD法により半導体層7
をエピタキシャル成長させる。これらの半導体層3,4
,5,6.7は、例えばAlGaAs層やGaAs層な
どである。この場合、上述のメチル系の原料を用いたM
OCVDでは、ストライプ状のパターン1aの成長回頭
である第3図中左側の側面ではエピタキシャル成長が起
きるが、ストライプ状のパターン1aの成長不可面であ
る第3図中右側の側面ではエピタキシャル成長が起きな
い。このため、上述の半導体層3.5.6は、ストライ
プ状のパターンlaの成長回頭である第3図中左側の側
面に選択成長する。一方、エチル系の原料を用いたMO
CVDでは、ストライプ状のパターン1aの第3図中右
側の側面を含めた全面にエピタキシャル成長が起き、従
って半導体層4゜7は全面に成長する。
ば第2実施例で用いたものと同様な、ストライプ状のパ
ターンlaが形成された(110)面方位の半絶縁性G
aAs基板1上に、例えばまずメチル系の原料を用いた
MOCVD法により半導体層3をエピタキシャル成長さ
せる0次に、エチル系の原料を用いたMOCVD法によ
り半導体層4をエピタキシャル成長させる。次に、再び
メチル系の原料を用いたMOCVD法により半導体層5
及び半導体層6をエピタキシャル成長させる。この後、
エチル系の原料を用いたMOCVD法により半導体層7
をエピタキシャル成長させる。これらの半導体層3,4
,5,6.7は、例えばAlGaAs層やGaAs層な
どである。この場合、上述のメチル系の原料を用いたM
OCVDでは、ストライプ状のパターン1aの成長回頭
である第3図中左側の側面ではエピタキシャル成長が起
きるが、ストライプ状のパターン1aの成長不可面であ
る第3図中右側の側面ではエピタキシャル成長が起きな
い。このため、上述の半導体層3.5.6は、ストライ
プ状のパターンlaの成長回頭である第3図中左側の側
面に選択成長する。一方、エチル系の原料を用いたMO
CVDでは、ストライプ状のパターン1aの第3図中右
側の側面を含めた全面にエピタキシャル成長が起き、従
って半導体層4゜7は全面に成長する。
このように、この第3実施例によれば、MOCVDの原
料としてメチル系の原料とエチル系の原料とを使い分け
ることにより、MOCVD法によるエピタキシャル成長
だけで、しかも成長時にマスクを用いることなく、スト
ライプ状のパターン1aの成長回頭である第3図中左側
の側面には半導体層3,4,5.6.7が積層された構
造を形成するとともに、ストライプ状のパターンlaの
第3図中右側の側面には半導体層4.7だけが積層され
た構造を形成することができる。すなわち、ストライプ
状のパターン1aの両側面に異なった積層構造を形成す
ることができる。
料としてメチル系の原料とエチル系の原料とを使い分け
ることにより、MOCVD法によるエピタキシャル成長
だけで、しかも成長時にマスクを用いることなく、スト
ライプ状のパターン1aの成長回頭である第3図中左側
の側面には半導体層3,4,5.6.7が積層された構
造を形成するとともに、ストライプ状のパターンlaの
第3図中右側の側面には半導体層4.7だけが積層され
た構造を形成することができる。すなわち、ストライプ
状のパターン1aの両側面に異なった積層構造を形成す
ることができる。
第4図は本発明の第4実施例を示す。
第4図に示すように、この第4実施例においては、例え
ば第2実施例で用いたものと同様な、ストライプ状のパ
ターン1aが形成され?−(110)面方位の半絶縁性
GaAs基板1上に、メチル系の原料を用いたMOCV
D法によるエピタキシャル成長とエチル系の原料を用い
たMOCVD法によるエピタキシャル成長とを交互に行
うことにより、p型の半導体層8、n型の半導体層9、
p型の半導体層1O1n型の半導体層11、p型の半導
体層12及びn型の半導体層13を順次エピタキシャル
成長させる。ここで、p型の半導体層8,10.12は
メチル系の原料を用いたMOCVD法により成長された
ものであり、n型の半導体層9゜11.13はエチル系
の原料を用いたMOCVD法により成長されたものであ
る。この場合、メチル系の原料を用いたMOCVD法に
より成長されたp型の半導体層8,10.12は、スト
ライプ状のパターン1aの成長回頭である第4図中左側
の側面に選択成長する。一方、エチル系の原料を用いた
MOCVD法により成長されたn型の半導体層9,11
.13は、ストライプ状のパターンlaの成長不可面で
ある第4図中右側の側面を含めた全面に成長する。
ば第2実施例で用いたものと同様な、ストライプ状のパ
ターン1aが形成され?−(110)面方位の半絶縁性
GaAs基板1上に、メチル系の原料を用いたMOCV
D法によるエピタキシャル成長とエチル系の原料を用い
たMOCVD法によるエピタキシャル成長とを交互に行
うことにより、p型の半導体層8、n型の半導体層9、
p型の半導体層1O1n型の半導体層11、p型の半導
体層12及びn型の半導体層13を順次エピタキシャル
成長させる。ここで、p型の半導体層8,10.12は
メチル系の原料を用いたMOCVD法により成長された
ものであり、n型の半導体層9゜11.13はエチル系
の原料を用いたMOCVD法により成長されたものであ
る。この場合、メチル系の原料を用いたMOCVD法に
より成長されたp型の半導体層8,10.12は、スト
ライプ状のパターン1aの成長回頭である第4図中左側
の側面に選択成長する。一方、エチル系の原料を用いた
MOCVD法により成長されたn型の半導体層9,11
.13は、ストライプ状のパターンlaの成長不可面で
ある第4図中右側の側面を含めた全面に成長する。
この第4実施例によれば、MOCVDの原料としてメチ
ル系の原料とエチル系の原料とを使い分けることにより
、MOCVD法によるエピタキシャル成長だけで、しか
も成長時にマスクを用いることなく、ストライプ状のパ
ターン1aの第4図中左側の側面にp型の半導体層8、
n型の半導体層9、p型の半導体層10、n型の半導体
層11、p型の半導体層12及びn型の半導体層13が
交互に積層されたpnpnpn構造を形成するとともに
、ストライプ状のパターン1aの第4図中右側の側面に
はn型の半導体層9,11.13だけが積層された構造
を形成することができる。
ル系の原料とエチル系の原料とを使い分けることにより
、MOCVD法によるエピタキシャル成長だけで、しか
も成長時にマスクを用いることなく、ストライプ状のパ
ターン1aの第4図中左側の側面にp型の半導体層8、
n型の半導体層9、p型の半導体層10、n型の半導体
層11、p型の半導体層12及びn型の半導体層13が
交互に積層されたpnpnpn構造を形成するとともに
、ストライプ状のパターン1aの第4図中右側の側面に
はn型の半導体層9,11.13だけが積層された構造
を形成することができる。
ところで、近年、面発光型レーザーの研究が活発に行わ
れている(例えば、電子情報通信学会論文誌 CVol
、 J71− CNo、9 pp、1267−127
31988年9月)、シかし、この面発光型レーザーは
、レーザー構造を形成するためのエピタキシャル成長後
のプロセスが複雑であるばかりでなく、このエピタキシ
ャル成長後に機械研磨などによる基板のラッピングが行
われるため、活性層などに損傷が生じるおそれがある。
れている(例えば、電子情報通信学会論文誌 CVol
、 J71− CNo、9 pp、1267−127
31988年9月)、シかし、この面発光型レーザーは
、レーザー構造を形成するためのエピタキシャル成長後
のプロセスが複雑であるばかりでなく、このエピタキシ
ャル成長後に機械研磨などによる基板のラッピングが行
われるため、活性層などに損傷が生じるおそれがある。
さらに、この従来の面発光型レーザーにおいては、レー
ザー光が出力される面と電極が形成された面とがいずれ
も基板表面と平行であり、しかもこの電極はレーザー光
が出力される面のすぐ隣に形成されていることから、例
えばこの面発光型レーザーをアレイ状に多数配置したレ
ーザーアレイなどを製造する場合には不利である。そこ
で、次にこのような問題を解決することができる実施例
について説明する。
ザー光が出力される面と電極が形成された面とがいずれ
も基板表面と平行であり、しかもこの電極はレーザー光
が出力される面のすぐ隣に形成されていることから、例
えばこの面発光型レーザーをアレイ状に多数配置したレ
ーザーアレイなどを製造する場合には不利である。そこ
で、次にこのような問題を解決することができる実施例
について説明する。
第5図A及び第5図Bは本発明の第5実施例を示す。こ
の第5実施例は、本発明をGaAs層 AlGaAsダ
ブルへテロ接合構造の面発光型レーザーの製造に通用し
た実施例である。
の第5実施例は、本発明をGaAs層 AlGaAsダ
ブルへテロ接合構造の面発光型レーザーの製造に通用し
た実施例である。
この第5実施例においては、第5図Aに示すように、ま
ず例えば第2実施例で用いたものと同様な(110)面
方位の半絶縁性GaAs基板1を用い、この半絶縁性G
aAs基板1上に例えばノンドープ超格子から成るブラ
ングリフレクタ−14及び例えばn型GaAs1i 1
5を順次成長させた後、このn型GaAs層15を例え
ばRIHによりストライプ状にパターンニングする。こ
のようにして形成されたストライプ状のn型GaAs層
15の長手方向は〈112〉方向となるようにする。こ
の場合、このストライプ状のn型GaAsJi 15の
第5図A中左側及び右側の側面はそれぞれ(111)A
面及び(111)B面である。なお、ブラッグリフレク
タ−14の厚さは例えば数千人程度である。
ず例えば第2実施例で用いたものと同様な(110)面
方位の半絶縁性GaAs基板1を用い、この半絶縁性G
aAs基板1上に例えばノンドープ超格子から成るブラ
ングリフレクタ−14及び例えばn型GaAs1i 1
5を順次成長させた後、このn型GaAs層15を例え
ばRIHによりストライプ状にパターンニングする。こ
のようにして形成されたストライプ状のn型GaAs層
15の長手方向は〈112〉方向となるようにする。こ
の場合、このストライプ状のn型GaAsJi 15の
第5図A中左側及び右側の側面はそれぞれ(111)A
面及び(111)B面である。なお、ブラッグリフレク
タ−14の厚さは例えば数千人程度である。
次に、第5図Bに示すように、メチル系の原料を用いた
MOCVD法によるエピタキシャル成長により、n型A
lGaAs層16、n型GaAs層17、p型A]Ga
As層18、n型GaAs層19及びノンドープ超格子
から成るブラッグリフレクタ−20を順次成長させる。
MOCVD法によるエピタキシャル成長により、n型A
lGaAs層16、n型GaAs層17、p型A]Ga
As層18、n型GaAs層19及びノンドープ超格子
から成るブラッグリフレクタ−20を順次成長させる。
この場合、ストライプ状のn型GaAs層15の成長回
頭である第5図B中左側の側面にこれらのn型AlGa
As層16、n型GaAs層17、P型AlGaAs層
18、n型GaAs層19及びノンドープ超格子から成
るブラッグリフレクタ−20が選択成長する。一方、ス
トライプ状のn型GaAs層15の成長不可面である第
5図B中右側の側面にはこれらのn型AlGaAs層1
6、p型GaAsll117、p型AlGaAs層18
、n型GaAs層19及びブラッグリフレクタ−20は
成長しない。この後、例えば斜め蒸着法などにより電極
21.22を形成して、目的とするGaAs/AlGa
Asダブルへテロ接合構造の面発光型レーザーを°完成
させる。
頭である第5図B中左側の側面にこれらのn型AlGa
As層16、n型GaAs層17、P型AlGaAs層
18、n型GaAs層19及びノンドープ超格子から成
るブラッグリフレクタ−20が選択成長する。一方、ス
トライプ状のn型GaAs層15の成長不可面である第
5図B中右側の側面にはこれらのn型AlGaAs層1
6、p型GaAsll117、p型AlGaAs層18
、n型GaAs層19及びブラッグリフレクタ−20は
成長しない。この後、例えば斜め蒸着法などにより電極
21.22を形成して、目的とするGaAs/AlGa
Asダブルへテロ接合構造の面発光型レーザーを°完成
させる。
このようにして製造されたにaAs/ AlGaAsダ
ブルへテロ接合構造の面発光型レーザーにおいては、n
型AIGaAsJi 16及びP型AlGaAs層18
がクラッド層を形成し、それらの間にはさまれたp型G
aAs層7が活性層を形成する。そして、電極21,2
2間にしきい(I!電流以上の順方向電流を流すことに
よりレーザー発振が起き、レーザー光が出力される。こ
の場合、活性層を形成するp型GaAs層7の上下のブ
ラングリフレクタ−20,14が鏡面となり、従ってレ
ーザー光の出力方向は矢印で示すように基板表面に垂直
な方向となる。
ブルへテロ接合構造の面発光型レーザーにおいては、n
型AIGaAsJi 16及びP型AlGaAs層18
がクラッド層を形成し、それらの間にはさまれたp型G
aAs層7が活性層を形成する。そして、電極21,2
2間にしきい(I!電流以上の順方向電流を流すことに
よりレーザー発振が起き、レーザー光が出力される。こ
の場合、活性層を形成するp型GaAs層7の上下のブ
ラングリフレクタ−20,14が鏡面となり、従ってレ
ーザー光の出力方向は矢印で示すように基板表面に垂直
な方向となる。
このように、この第5実施例によれば、半絶縁性GaA
s基板1上にその一方の側面が成長回頭であり、他方の
側面が成長不可面であるストライプ状のn型GaAs層
15を形成し、その後にメチル系の原料を用いたMOC
VD法によりレーザー構造を形成するためのエピタキシ
ャル成長を行っているので、成長時にマスクを用いるこ
となく、ストライプ状のn型GaAs層15の成長回頭
である一方の側面にn型AlGaAs層16、n型Ga
As層17、p型AlGaAs層18及びP型GaAs
層19を選択成長させることができる。そして、これに
よって、このストライプ状のn型GaAs層15の成長
回頭である一方の側面に面発光型レーザーを形成するこ
とができる。この場合、レーザー構造を形成するための
エピタキシャル成長後のプロセスは電極21,220形
威プロセスなどだけであり、極めて簡単である。また、
この面発光型レーザーにおいては、レーザー光が出力さ
れる面と電極21.22が形成された面とは互いにほぼ
直角であるので、この面発光型レーザーを用いたレーザ
ーアレイなどを製造する場合に有利である。
s基板1上にその一方の側面が成長回頭であり、他方の
側面が成長不可面であるストライプ状のn型GaAs層
15を形成し、その後にメチル系の原料を用いたMOC
VD法によりレーザー構造を形成するためのエピタキシ
ャル成長を行っているので、成長時にマスクを用いるこ
となく、ストライプ状のn型GaAs層15の成長回頭
である一方の側面にn型AlGaAs層16、n型Ga
As層17、p型AlGaAs層18及びP型GaAs
層19を選択成長させることができる。そして、これに
よって、このストライプ状のn型GaAs層15の成長
回頭である一方の側面に面発光型レーザーを形成するこ
とができる。この場合、レーザー構造を形成するための
エピタキシャル成長後のプロセスは電極21,220形
威プロセスなどだけであり、極めて簡単である。また、
この面発光型レーザーにおいては、レーザー光が出力さ
れる面と電極21.22が形成された面とは互いにほぼ
直角であるので、この面発光型レーザーを用いたレーザ
ーアレイなどを製造する場合に有利である。
また、この第5実施例によれば、レーザーの共振器長は
ほぼn型GaAs層15の厚さに等しくなるが、このn
型GaAs層15の厚さはそのエピタキシャル成長時に
容易に制御することができるから、レーザーの共振器長
を所望の寸法に容易に設定することができる。そして、
これによりこの共振器長を例えば5000人程度もしく
はそれ以下の寸法とすることができる。また、電流狭窄
幅もこのn型GaAs層15の厚さにより決定されるか
ら、この電流狭窄幅も共振器長と同様に5000A程度
もしくはそれ以下の寸法とすることができる。すなわち
、この第5実施例においては、共振器長も電流狭窄幅も
、レーザー構造を形成するためのエピタキシャル成長を
行うと同時に決定することができる。
ほぼn型GaAs層15の厚さに等しくなるが、このn
型GaAs層15の厚さはそのエピタキシャル成長時に
容易に制御することができるから、レーザーの共振器長
を所望の寸法に容易に設定することができる。そして、
これによりこの共振器長を例えば5000人程度もしく
はそれ以下の寸法とすることができる。また、電流狭窄
幅もこのn型GaAs層15の厚さにより決定されるか
ら、この電流狭窄幅も共振器長と同様に5000A程度
もしくはそれ以下の寸法とすることができる。すなわち
、この第5実施例においては、共振器長も電流狭窄幅も
、レーザー構造を形成するためのエピタキシャル成長を
行うと同時に決定することができる。
また、この第5実施例によれば、レーザー構造を形成す
るためのエピタキシャル成長後に半絶縁性GaAs基板
1を機械研磨などによりう・ンビングする必要がなく、
従って活性層などに損傷が生じるおそれがない。
るためのエピタキシャル成長後に半絶縁性GaAs基板
1を機械研磨などによりう・ンビングする必要がなく、
従って活性層などに損傷が生じるおそれがない。
さらに、この第5実施例による面発光型レーザーをアレ
イ状に多数配置したレーザーアレイを製造する場合には
、各面発光型レーザーは自動的に分離して形成されるの
で、レーザー構造を形威するためのエピタキシャル成長
後に素子間分離を行う必要がなく、従ってこの素子間分
離のプロセスで活性層などの損傷が生じる問題もない。
イ状に多数配置したレーザーアレイを製造する場合には
、各面発光型レーザーは自動的に分離して形成されるの
で、レーザー構造を形威するためのエピタキシャル成長
後に素子間分離を行う必要がなく、従ってこの素子間分
離のプロセスで活性層などの損傷が生じる問題もない。
また、このレーザーアレイを製造する場合、従来はレー
ザー構造を形威するためのエピタキシャル成長後にRI
Eなどによりレーザーアレイのパターンを形成する必要
があったが、例えば上述の半絶縁性GaAs基板1上に
レーザーアレイのパターンに対応したn型GaAs層1
5のパターンをあらかじめ形威しておき、その後に上述
の第5実施例と同様にしてレーザー構造を形威するため
のエピタキシャル成長を行うことにより、レーザーアレ
イのパターンを形成するために従来必要であったRIE
は不要となる。従って、このRrEによる損傷が生じる
おそれもない。
ザー構造を形威するためのエピタキシャル成長後にRI
Eなどによりレーザーアレイのパターンを形成する必要
があったが、例えば上述の半絶縁性GaAs基板1上に
レーザーアレイのパターンに対応したn型GaAs層1
5のパターンをあらかじめ形威しておき、その後に上述
の第5実施例と同様にしてレーザー構造を形威するため
のエピタキシャル成長を行うことにより、レーザーアレ
イのパターンを形成するために従来必要であったRIE
は不要となる。従って、このRrEによる損傷が生じる
おそれもない。
上述の第5実施例においては、(110)面方位の半絶
縁性GaAs基f!1上にく1x2>方向に延びるスト
ライブ状のn型GaAs層15を形成したものをエピタ
キシャル成長の基板として用いたが、面方位は第6図に
示すような関係にあることから、例えば第7図に示すよ
うな形状のn型GaAs層15のパターンが形威された
半絶縁性GaAs基板1をエピタキシャル成長の基板と
して用いることもできる。
縁性GaAs基f!1上にく1x2>方向に延びるスト
ライブ状のn型GaAs層15を形成したものをエピタ
キシャル成長の基板として用いたが、面方位は第6図に
示すような関係にあることから、例えば第7図に示すよ
うな形状のn型GaAs層15のパターンが形威された
半絶縁性GaAs基板1をエピタキシャル成長の基板と
して用いることもできる。
また、例えば第8図に示すようなn型GaAsJi15
のパターンが形威された半絶縁性GaAs基板1をエピ
タキシャル成長の基板として用いた場合には、エピタキ
シャル成長は半絶縁性GaAs基板lの中心部に向かっ
て進行する。さらに、第9図に示すようなn型GaAs
層15のパターンが形威された半絶縁性GaAs基板1
をエピタキシャル成長の基板として用いた場合には、エ
ピタキシャル成長は半絶縁性GaAs基板1の周辺部に
向かって進行する。さらにまた、第10図に示すような
形状のn型GaAs層15のパターンが形威された半絶
縁性GaAs基板lをエピタキシャル成長の基板として
用いた場合には、第8図に示す成長と第9図に示す成長
とを組み合わせた成長を行うことができる。これらの例
のように、半絶縁性GaAs基板1上のn型GaAs層
15のパターンの選び方によってエピタキシャル成長が
起きる場所や形状などの制御を行うことができるので、
例えばレーザーアレイなどを製造する場合に有利である
。
のパターンが形威された半絶縁性GaAs基板1をエピ
タキシャル成長の基板として用いた場合には、エピタキ
シャル成長は半絶縁性GaAs基板lの中心部に向かっ
て進行する。さらに、第9図に示すようなn型GaAs
層15のパターンが形威された半絶縁性GaAs基板1
をエピタキシャル成長の基板として用いた場合には、エ
ピタキシャル成長は半絶縁性GaAs基板1の周辺部に
向かって進行する。さらにまた、第10図に示すような
形状のn型GaAs層15のパターンが形威された半絶
縁性GaAs基板lをエピタキシャル成長の基板として
用いた場合には、第8図に示す成長と第9図に示す成長
とを組み合わせた成長を行うことができる。これらの例
のように、半絶縁性GaAs基板1上のn型GaAs層
15のパターンの選び方によってエピタキシャル成長が
起きる場所や形状などの制御を行うことができるので、
例えばレーザーアレイなどを製造する場合に有利である
。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の第1実施例においては、その表面が(1
13)B面である半絶縁性GaAs基板lを用いた場合
について説明したが、例えばその表面が(112)B面
、(エエ5)B面、(117)B面、(119)B面な
どである半絶縁性GaAs基板lを用いることも可能で
ある。また、半絶縁性GaAs基板工以外の他の半導体
基板を用いることも可能である。さらに、上述の第4実
施例または第5実施例における各半導体層の導電型が逆
の場合にも本発明の適用が可能である。
13)B面である半絶縁性GaAs基板lを用いた場合
について説明したが、例えばその表面が(112)B面
、(エエ5)B面、(117)B面、(119)B面な
どである半絶縁性GaAs基板lを用いることも可能で
ある。また、半絶縁性GaAs基板工以外の他の半導体
基板を用いることも可能である。さらに、上述の第4実
施例または第5実施例における各半導体層の導電型が逆
の場合にも本発明の適用が可能である。
また、上述の第5実施例においては、GaAs/AlG
aAsダブルへテロ接合構造の面発光型レーザーの製造
に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は
、他の半導体へテロ接合を用いた面発光型レーザーの製
造に適用することも可能であることは言うまでもない。
aAsダブルへテロ接合構造の面発光型レーザーの製造
に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は
、他の半導体へテロ接合を用いた面発光型レーザーの製
造に適用することも可能であることは言うまでもない。
以上述べたように、本発明によれば、半導体基板上に成
長回頭と成長不可面とを有する段差部を形威し、半導体
層のエピタキシャル成長を行うようにしているので、成
長時にマスクを用いることなく半導体層の選択成長を行
うことができる。
長回頭と成長不可面とを有する段差部を形威し、半導体
層のエピタキシャル成長を行うようにしているので、成
長時にマスクを用いることなく半導体層の選択成長を行
うことができる。
第1図A及び第1図Bは本発明の第1実施例を説明する
ための断面図、第2図は本発明の第2実施例を説明する
ための断面図、第3図は本発明の第3実施例を説明する
ための断面図、第4図は本発明の第4実施例を説明する
ための断面図、第5図A及び第5図Bは本発明の第5実
施例を説明するための断面図、第6図は面方位の関係を
示す図、第7図、第8図、第9図及び第10図はそれぞ
れ異なるパターンが形成された基板を用いた場合のエピ
タキシャル成長の例を説明するための説明図、第11図
、第12図及び第13図はそれぞれ従来のエピタキシャ
ル威長方法を説明するための断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:半絶縁性GaAs基板、 1aニスドライブ状の
パターン、 14,20ニブラッグリフレクタ−15
=ストライプ状のn型GaAs層、 16:n型A]
GaAs層、 17:p型GaAs層、 18:p
型AtGaAs層、 19:p型GaAs層。
ための断面図、第2図は本発明の第2実施例を説明する
ための断面図、第3図は本発明の第3実施例を説明する
ための断面図、第4図は本発明の第4実施例を説明する
ための断面図、第5図A及び第5図Bは本発明の第5実
施例を説明するための断面図、第6図は面方位の関係を
示す図、第7図、第8図、第9図及び第10図はそれぞ
れ異なるパターンが形成された基板を用いた場合のエピ
タキシャル成長の例を説明するための説明図、第11図
、第12図及び第13図はそれぞれ従来のエピタキシャ
ル威長方法を説明するための断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:半絶縁性GaAs基板、 1aニスドライブ状の
パターン、 14,20ニブラッグリフレクタ−15
=ストライプ状のn型GaAs層、 16:n型A]
GaAs層、 17:p型GaAs層、 18:p
型AtGaAs層、 19:p型GaAs層。
Claims (1)
- 半導体基板上に成長可面と成長不可面とを有する段差部
を形成し、半導体層のエピタキシャル成長を行うように
したことを特徴とするエピタキシャル成長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3479290A JPH03238813A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | エピタキシャル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3479290A JPH03238813A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | エピタキシャル成長方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03238813A true JPH03238813A (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=12424121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3479290A Pending JPH03238813A (ja) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | エピタキシャル成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03238813A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8521246B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-08-27 | Covidien Lp | Cable cross talk suppression |
US8965473B2 (en) | 2005-09-29 | 2015-02-24 | Covidien Lp | Medical sensor for reducing motion artifacts and technique for using the same |
US9833146B2 (en) | 2012-04-17 | 2017-12-05 | Covidien Lp | Surgical system and method of use of the same |
US9895068B2 (en) | 2008-06-30 | 2018-02-20 | Covidien Lp | Pulse oximeter with wait-time indication |
US10076276B2 (en) | 2008-02-19 | 2018-09-18 | Covidien Lp | Methods and systems for alerting practitioners to physiological conditions |
-
1990
- 1990-02-15 JP JP3479290A patent/JPH03238813A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8965473B2 (en) | 2005-09-29 | 2015-02-24 | Covidien Lp | Medical sensor for reducing motion artifacts and technique for using the same |
US10076276B2 (en) | 2008-02-19 | 2018-09-18 | Covidien Lp | Methods and systems for alerting practitioners to physiological conditions |
US11298076B2 (en) | 2008-02-19 | 2022-04-12 | Covidien Lp | Methods and systems for alerting practitioners to physiological conditions |
US9895068B2 (en) | 2008-06-30 | 2018-02-20 | Covidien Lp | Pulse oximeter with wait-time indication |
US8521246B2 (en) | 2010-07-29 | 2013-08-27 | Covidien Lp | Cable cross talk suppression |
US9833146B2 (en) | 2012-04-17 | 2017-12-05 | Covidien Lp | Surgical system and method of use of the same |
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