JPS5925217A - 半導体装置の製法 - Google Patents
半導体装置の製法Info
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- JPS5925217A JPS5925217A JP13388082A JP13388082A JPS5925217A JP S5925217 A JPS5925217 A JP S5925217A JP 13388082 A JP13388082 A JP 13388082A JP 13388082 A JP13388082 A JP 13388082A JP S5925217 A JPS5925217 A JP S5925217A
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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。
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、m−v族化合物半導体に」:る半導体装間、
例えば半導体レーザ〜をイuる場合に適用して好適な半
導体装置の製法に係わる。
例えば半導体レーザ〜をイuる場合に適用して好適な半
導体装置の製法に係わる。
従)1r、、熱分解気相成長のMOCVI) (Met
alOrganic Chemical Vapor
Deposit )による凹凸構造上への成長について
は、第29回応用物理学公子l118集p759 (1
982)、「凹凸構造上への成長」(森芳文)の報告が
ある。
alOrganic Chemical Vapor
Deposit )による凹凸構造上への成長について
は、第29回応用物理学公子l118集p759 (1
982)、「凹凸構造上への成長」(森芳文)の報告が
ある。
本発明においては、m−v族化合物半導体ののMOCV
Dによる成長が、凹凸を有する半導体基板への成長の場
合、特異な性状を示し、勃に、その成長層の組成、云い
換えれば、その成長のための供給反応ガスの組成によっ
て気相成長、半導体1<?i衣表面現出する結晶面が異
ってくることを究明し、この究明に基いて、各種半導体
装1+’t、例えばJ丹”13型(I)istrlbu
ted Feed−back型) 0)−”l’導導体
レーリーを容易、確実に製造することができるようにす
るものである。
Dによる成長が、凹凸を有する半導体基板への成長の場
合、特異な性状を示し、勃に、その成長層の組成、云い
換えれば、その成長のための供給反応ガスの組成によっ
て気相成長、半導体1<?i衣表面現出する結晶面が異
ってくることを究明し、この究明に基いて、各種半導体
装1+’t、例えばJ丹”13型(I)istrlbu
ted Feed−back型) 0)−”l’導導体
レーリーを容易、確実に製造することができるようにす
るものである。
すなわち、第1図に示すように、その板i川が(100
)結晶面方向とされたI−V族化合物半満2体基板(1
)の−主面(1a)に、(111) A結晶面に沿う内
側面を有する断面V字状の溝(2)をストライブ状に形
成した場合において、この溝(2)内を含んで基板(1
)の主面(1a)上に(A−6+ (3a) As化合
物、すなわち■−V族化合物半J!i体層(3)を熱分
解気相成長のMOCVD法によって成長させるとき、そ
の■族元素As成分Cvの■族元素んe及びGaの成分
C■に対する供給比 几=0V/CIが比較的小さいと
きと、比較的大きいときとで基板(1)上に堆積成長す
る半導体層(3)の表面に現出する結晶面が異る。例え
ばIt < 10のとき1、第1図中、実線a1゜ag
、 a3で示ずように、基板(1)上に順次a1→a2
→a3へと成長して行く半導体層(3)力冑j# (2
)上において(113)へ結晶in1を現出し、半導体
層(3)の成長に伴って溝(2)内に表出していた(1
11)結晶面を埋込んでこれを表面より消失さ・ける。
)結晶面方向とされたI−V族化合物半満2体基板(1
)の−主面(1a)に、(111) A結晶面に沿う内
側面を有する断面V字状の溝(2)をストライブ状に形
成した場合において、この溝(2)内を含んで基板(1
)の主面(1a)上に(A−6+ (3a) As化合
物、すなわち■−V族化合物半J!i体層(3)を熱分
解気相成長のMOCVD法によって成長させるとき、そ
の■族元素As成分Cvの■族元素んe及びGaの成分
C■に対する供給比 几=0V/CIが比較的小さいと
きと、比較的大きいときとで基板(1)上に堆積成長す
る半導体層(3)の表面に現出する結晶面が異る。例え
ばIt < 10のとき1、第1図中、実線a1゜ag
、 a3で示ずように、基板(1)上に順次a1→a2
→a3へと成長して行く半導体層(3)力冑j# (2
)上において(113)へ結晶in1を現出し、半導体
層(3)の成長に伴って溝(2)内に表出していた(1
11)結晶面を埋込んでこれを表面より消失さ・ける。
ところが、Asの供給比Rを大とするときは、第1図中
破線all ag、 a3で長して行く半導体層(3)
の表面にI;J、(113)A結晶面の表出はなく、断
nriv字状のn々(2)の内側面に表出した(111
)A結晶面がそのまま受は継がれて(1,11)A結晶
面を内側面に表出し、iM(2)に対応する溝を形成す
るがこの層(3)の厚さを大とずれは°このi?+νは
、両側の(111)A面からの結晶の成長で、これが埋
め込まれて平坦化する。
破線all ag、 a3で長して行く半導体層(3)
の表面にI;J、(113)A結晶面の表出はなく、断
nriv字状のn々(2)の内側面に表出した(111
)A結晶面がそのまま受は継がれて(1,11)A結晶
面を内側面に表出し、iM(2)に対応する溝を形成す
るがこの層(3)の厚さを大とずれは°このi?+νは
、両側の(111)A面からの結晶の成長で、これが埋
め込まれて平坦化する。
このTh1O(、VD時における成長結晶■11の供給
ガスi′1を成1に」:る依存性は、第1図で説明した
断面V字状の渦に」;る凹tel’7表面において顕著
に生じた。ずなわぢ、第1図で説明した気相成長におい
て、その気相成長のための供給ガス、例えばl・リメグ
ールガリウム、トリメチルアルミニウム、アルシンの混
合ガスにおいてアルシンA s H3の分圧PASII
3を低圧とするとき、その過程において(111) A
、 1riiの表出がみられるものの終局的には(31
1) A面が表出する。この場合の、その成長比11+
g 、1 %すなわちこの(311)A面の成長速度g
−r (311) Aと、(100)面の成長速度の
g 6r (100)との比、アルシンの分圧PAsH
3を大とするときは、(111)A面が表出し、このと
きの成長比几2゜、は、この(111)A面の成長速度
g −r (111)Aの、ILg、r二1となる。
ガスi′1を成1に」:る依存性は、第1図で説明した
断面V字状の渦に」;る凹tel’7表面において顕著
に生じた。ずなわぢ、第1図で説明した気相成長におい
て、その気相成長のための供給ガス、例えばl・リメグ
ールガリウム、トリメチルアルミニウム、アルシンの混
合ガスにおいてアルシンA s H3の分圧PASII
3を低圧とするとき、その過程において(111) A
、 1riiの表出がみられるものの終局的には(31
1) A面が表出する。この場合の、その成長比11+
g 、1 %すなわちこの(311)A面の成長速度g
−r (311) Aと、(100)面の成長速度の
g 6r (100)との比、アルシンの分圧PAsH
3を大とするときは、(111)A面が表出し、このと
きの成長比几2゜、は、この(111)A面の成長速度
g −r (111)Aの、ILg、r二1となる。
このように断面V字状の溝を形成することによって凹凸
表面を形成したものに対する気相成長は、Asの量によ
って(111)面が生じるか(311,)面が生じると
いう顕著に異る性状を示すが、第2図に示すように、基
板(1)の表面に断rr+i台彰状の溝を形成して表■
11凹凸を形成する場合、或いは、第3図に示ずように
II’:Ii面面形形状凸争を設けて表面凹凸を形成す
る場合、または、第4図に示すように、断面逆台ノ1チ
の凸子を設けて表面に凹凸を形成する場合は、夫々また
異る性状を示す。
表面を形成したものに対する気相成長は、Asの量によ
って(111)面が生じるか(311,)面が生じると
いう顕著に異る性状を示すが、第2図に示すように、基
板(1)の表面に断rr+i台彰状の溝を形成して表■
11凹凸を形成する場合、或いは、第3図に示ずように
II’:Ii面面形形状凸争を設けて表面凹凸を形成す
る場合、または、第4図に示すように、断面逆台ノ1チ
の凸子を設けて表面に凹凸を形成する場合は、夫々また
異る性状を示す。
すなわち、第2図の形状とする場合は、アルシンの分1
」−: PA B II 3の大小に係わらず、その成
長過程において(111) 13 niiの表出がのら
れるが、終局的には、(311)A面の表出がみられる
。そしてそ小なるときはag、r>iであり、PAsH
が大なるときはItg、、 > 1となった。
」−: PA B II 3の大小に係わらず、その成
長過程において(111) 13 niiの表出がのら
れるが、終局的には、(311)A面の表出がみられる
。そしてそ小なるときはag、r>iであり、PAsH
が大なるときはItg、、 > 1となった。
また第3図の形状とする場合は、アルシンの分In P
As113の大小に係わらず、その成長過程において
(111)A面の表出がみられるが、終局的には(31
1)A!Tiiの表出がみられる。そしてその成長比小
なるときは几g−r<Llであり、PAsH3が大なる
ときはRg−r > 1 となった。
As113の大小に係わらず、その成長過程において
(111)A面の表出がみられるが、終局的には(31
1)A!Tiiの表出がみられる。そしてその成長比小
なるときは几g−r<Llであり、PAsH3が大なる
ときはRg−r > 1 となった。
更に、また第4図の形状とするj↓b・含は、アルシン
の分圧P AsH3の大小に係わらず、(311)8面
の表出がみられる。そしてその成長比 きは几g e f≧1であり、PAsH3が大なるとき
はlもg・「:2となった。
の分圧P AsH3の大小に係わらず、(311)8面
の表出がみられる。そしてその成長比 きは几g e f≧1であり、PAsH3が大なるとき
はlもg・「:2となった。
尚、第5図は、第1図で説明した内側1fiiが(11
1)結晶面の断面V字溝(2)による凹凸表面を有する
(100)面の基板(1)上にアルシンの分圧PAsJ
I3を大にした状態で、すなわち第1図における破線a
1゜ag・・・・・・・・・に示ずような成長を行うと
きの溝(2)の深結果を示したものである。
1)結晶面の断面V字溝(2)による凹凸表面を有する
(100)面の基板(1)上にアルシンの分圧PAsJ
I3を大にした状態で、すなわち第1図における破線a
1゜ag・・・・・・・・・に示ずような成長を行うと
きの溝(2)の深結果を示したものである。
本発明においては、上述したような凹凸表面に対するI
−、V族化合物半導体の気相成長の′1、r異性を利用
する。
−、V族化合物半導体の気相成長の′1、r異性を利用
する。
本発明は、例えばD I” 13型の周期’+7ti造
を有する半導体レーザーに適用して、1Farに大きな
利益をもたらすものである。第6図は従来方法によって
得たD li” B型半導体・レーザーの一例である。
を有する半導体レーザーに適用して、1Farに大きな
利益をもたらすものである。第6図は従来方法によって
得たD li” B型半導体・レーザーの一例である。
この従来のDFB型半導体レーザーは、例えば11型の
GaAs基板α1)上に、厚さ11Lntのn%の(A
−g、Ga )As化合物半Nノ体ノクラットノ’7
t (12)と、厚さ0.5〜0.2 μ+rtのp4
’iりの(iaAs化合物半う!1体の活f′−1゛層
(13)と、厚さl pmのp QりのA−Q X G
a 1− xA s化合物半導体(例えばx=Q、3
)のクランドIfi (IIと、p 1jlJのC?
a A s化合物半導体のギヤッピング層([5)と
を順次エピタキシー・ル+rla長して?()る。この
鳴合、活性層(13)とこれの上のクラッド層(ロ)と
の間に両者の屈4ノを率の差による界面(lid)を形
成する。この界面θl1)t;]、第6図において紙面
と直交する方向に、溝の方向が延長する断t口1波形で
周jul 1iit造をイjするいわゆるコルゲーショ
ンとll’Ji称される界面とされる。この場合、この
コルゲーション(lfi)は、活性層(13)をエピタ
キシャル成長しC7,Q 、エツチングによってこの活
性層03)の−一4曲にこのコルゲーションを形J友し
、クランドKn (14)及びキャップ層(15)のエ
ピタキシャルIJyJBを行うという方法が採られる。
GaAs基板α1)上に、厚さ11Lntのn%の(A
−g、Ga )As化合物半Nノ体ノクラットノ’7
t (12)と、厚さ0.5〜0.2 μ+rtのp4
’iりの(iaAs化合物半う!1体の活f′−1゛層
(13)と、厚さl pmのp QりのA−Q X G
a 1− xA s化合物半導体(例えばx=Q、3
)のクランドIfi (IIと、p 1jlJのC?
a A s化合物半導体のギヤッピング層([5)と
を順次エピタキシー・ル+rla長して?()る。この
鳴合、活性層(13)とこれの上のクラッド層(ロ)と
の間に両者の屈4ノを率の差による界面(lid)を形
成する。この界面θl1)t;]、第6図において紙面
と直交する方向に、溝の方向が延長する断t口1波形で
周jul 1iit造をイjするいわゆるコルゲーショ
ンとll’Ji称される界面とされる。この場合、この
コルゲーション(lfi)は、活性層(13)をエピタ
キシャル成長しC7,Q 、エツチングによってこの活
性層03)の−一4曲にこのコルゲーションを形J友し
、クランドKn (14)及びキャップ層(15)のエ
ピタキシャルIJyJBを行うという方法が採られる。
このような1月IIB型の半導体レーザーは、l1士a
i+、、外囲温度に安定で、高周波変n’!dでも、単
一波長−単一モードのレーザー九力冒Uやすく、光i!
3!伯川のレ用ザーに好適である。
i+、、外囲温度に安定で、高周波変n’!dでも、単
一波長−単一モードのレーザー九力冒Uやすく、光i!
3!伯川のレ用ザーに好適である。
しかしながら、この場合、この周Itll Jrrl造
のコルゲーション(lti)の周期長F(波長)は、例
えは(A、g 。
のコルゲーション(lti)の周期長F(波長)は、例
えは(A、g 。
Ga)Asにおいて0.23μInという幅狭のものが
必要とされる。
必要とされる。
他の例としては、例えば第7図に示すように、5C)1
(8eperate Confinement 1−1
eterojunction ) −D I” 13が
ある。これは、例えばn型のG a A s基板(21
)上に、+1型(7) A40.3 Ga□、7 As
化合物−!p ef1体のクラッド層(22)と、例え
ばp型のG 2 A−s化合’la半導体の活性層(2
3)と、p型のA−60,15Ga□、B5 A、s化
合物半導体のキャリアWJじ込めli4 C24)と、
pL’l;のA−C0,05Ga□0g5 As化合物
半導体のキャビティ層(25)と、p型のx−go 、
3 Ua o、7 As化合物半導体の光学的閉じ込
めImとなるクラッド層(2[i+と・p 1qljの
C3aA s化合物半導体のキャップ層(2’llとが
III+:f次エピタキシャル成長されて成る。この場
合においても、層(25)及びりli)間に形成される
コルゲーションし)8)は、fh 性Wt (251の
エピタキシャル成長後に、その光間を、例えばエツチン
グによって周期構造の波形とし、これの上に、半導体1
・>7 (21i1及び(21)をエピタキシャル!、
長さぜるという方法がとられる。
(8eperate Confinement 1−1
eterojunction ) −D I” 13が
ある。これは、例えばn型のG a A s基板(21
)上に、+1型(7) A40.3 Ga□、7 As
化合物−!p ef1体のクラッド層(22)と、例え
ばp型のG 2 A−s化合’la半導体の活性層(2
3)と、p型のA−60,15Ga□、B5 A、s化
合物半導体のキャリアWJじ込めli4 C24)と、
pL’l;のA−C0,05Ga□0g5 As化合物
半導体のキャビティ層(25)と、p型のx−go 、
3 Ua o、7 As化合物半導体の光学的閉じ込
めImとなるクラッド層(2[i+と・p 1qljの
C3aA s化合物半導体のキャップ層(2’llとが
III+:f次エピタキシャル成長されて成る。この場
合においても、層(25)及びりli)間に形成される
コルゲーションし)8)は、fh 性Wt (251の
エピタキシャル成長後に、その光間を、例えばエツチン
グによって周期構造の波形とし、これの上に、半導体1
・>7 (21i1及び(21)をエピタキシャル!、
長さぜるという方法がとられる。
上述の第6図及びta 7図に示した何れの1) l”
J:!l型の半/lr (4□レーザーにおいても、
その4(す造過稈て゛コルゲーションを形jアするだめ
の加」二作つ1可が入るために各半冶体ハ?1を]!1
!続的なエピタキシャル成長作業で行うことができず、
製造工程が繁卸となるのみならず、その周期構A!i部
、すなわちコルゲーションの加工■Ijが、注入励起領
域に直接面しているか、近j〆しているので、この加工
面と更にこれの上にエピタキシャル1ノ(ル長された半
導体If7の結晶欠陥がイrイ1′シ易い部分に励起領
域が存在することになって、崇子の特゛l<1・劣化を
招来する。また、従来一般のこの()1(半p、1)I
f4hレーザーにおいては、各半導体1・、パiのエピ
タキシャル成長は、液相エピタキシャル法によるため、
加工面上に半導体層を百(相エビタギシャル成長すると
き、その加」−面が再溶融いわゆるメタルバンクが生じ
て、そのコルゲーションに変形、いわゆるだれを生じさ
せるなどの欠、I、l、、l、もある。
J:!l型の半/lr (4□レーザーにおいても、
その4(す造過稈て゛コルゲーションを形jアするだめ
の加」二作つ1可が入るために各半冶体ハ?1を]!1
!続的なエピタキシャル成長作業で行うことができず、
製造工程が繁卸となるのみならず、その周期構A!i部
、すなわちコルゲーションの加工■Ijが、注入励起領
域に直接面しているか、近j〆しているので、この加工
面と更にこれの上にエピタキシャル1ノ(ル長された半
導体If7の結晶欠陥がイrイ1′シ易い部分に励起領
域が存在することになって、崇子の特゛l<1・劣化を
招来する。また、従来一般のこの()1(半p、1)I
f4hレーザーにおいては、各半導体1・、パiのエピ
タキシャル成長は、液相エピタキシャル法によるため、
加工面上に半導体層を百(相エビタギシャル成長すると
き、その加」−面が再溶融いわゆるメタルバンクが生じ
て、そのコルゲーションに変形、いわゆるだれを生じさ
せるなどの欠、I、l、、l、もある。
また、D13R(Distributed Bragg
II、eflector )と云われるDFB型の半導
体レーザーは、a+X 8図に示すように、例えばn型
のQ a A s %板(,3+)−1に% II型の
Ai□ 、 3 Ga o、 7 As化合物半導体の
クラッド層呪)と、p型のG a A s化合物半導体
の活性層C(:l)と、p型のA−eo、 3 Ga
O、7As化合物半37y体のクラッド層C34)と、
p型のG a A s化合物半導体のキャップJf’t
C3つとがエピタキシャル成長されて成り、励起1:
〔1域の両件側にコルゲ4ジョン(3(;)が設りられ
る。
II、eflector )と云われるDFB型の半導
体レーザーは、a+X 8図に示すように、例えばn型
のQ a A s %板(,3+)−1に% II型の
Ai□ 、 3 Ga o、 7 As化合物半導体の
クラッド層呪)と、p型のG a A s化合物半導体
の活性層C(:l)と、p型のA−eo、 3 Ga
O、7As化合物半37y体のクラッド層C34)と、
p型のG a A s化合物半導体のキャップJf’t
C3つとがエピタキシャル成長されて成り、励起1:
〔1域の両件側にコルゲ4ジョン(3(;)が設りられ
る。
このような半導体レーザーは、一度の連続的なエピタキ
シャル成長によって製侍できるという利点はあるものの
、注入励起領域と、]JBtt・f11ノ域との光結合
が難しく、また周期(′^r造のコルゲーションの加工
、例えばエツチングの制御がう\11シいという欠点が
ある。
シャル成長によって製侍できるという利点はあるものの
、注入励起領域と、]JBtt・f11ノ域との光結合
が難しく、また周期(′^r造のコルゲーションの加工
、例えばエツチングの制御がう\11シいという欠点が
ある。
本発明は、例えはこの種のDFB八りの半導体レーザー
を’l’!! 潰する1易合にj内用して上述した此欠
点の解消をはかることができるものである。
を’l’!! 潰する1易合にj内用して上述した此欠
点の解消をはかることができるものである。
ずなわぢ、本発明においては、熱分解気相成長法、例え
ばへ40 CV I)法を適用することによって、」二
律したメルトバックの発生を回避し、しかも、この気相
成長法にお番ツるq、Y徴、すなわち上述した凹凸表面
に対する特異の性状を利用する。
ばへ40 CV I)法を適用することによって、」二
律したメルトバックの発生を回避し、しかも、この気相
成長法にお番ツるq、Y徴、すなわち上述した凹凸表面
に対する特異の性状を利用する。
本発明においてi;1=Ill−V族化合物半導体基板
の表面に凹凸を形成する工程ど、該半導体基板表面にl
1l−V族化合物半導体の熱分IQ’f気相成長を行う
際に、■族元素成分の■族元素成分に対する供給比率を
異ら′Uてこの値が比較的小さいときに(311)結晶
面を現出さU−1この値が比較的大きいどきに(111
)結晶面を現出させる工程を経る。
の表面に凹凸を形成する工程ど、該半導体基板表面にl
1l−V族化合物半導体の熱分IQ’f気相成長を行う
際に、■族元素成分の■族元素成分に対する供給比率を
異ら′Uてこの値が比較的小さいときに(311)結晶
面を現出さU−1この値が比較的大きいどきに(111
)結晶面を現出させる工程を経る。
第9図を参照しで、本発明を、第6図で示したように、
活性層に周期((q造を有する]) F 13型半導体
レーザーをイi)る場合について説明する。
活性層に周期((q造を有する]) F 13型半導体
レーザーをイi)る場合について説明する。
この場合、■のシ厚?Ii、型の単結晶半導体基板、例
えばil型のG a A、s化合物半導体基板用)を用
意する。
えばil型のG a A、s化合物半導体基板用)を用
意する。
そして、この基板(旬の一生面に断面がV字状をなした
’frlj (421が配列された鋸歯状の周11’l
l 11’7 jj’ンを冶する凹凸を形成する。基板
(伺)は、板面方向が(l(10)結晶面に切り出され
て成り、その(ioo)、、結晶面を有する一生面に、
この主面において(110)軸方向に沿って各部(杓が
延長するように形成される。この周期構造による溝(4
2)の形成は、いわゆる結晶学的エツチング、ずなわち
エツチングに異方性を有するエツチングによって行い得
る。例えば基板(41)の−主面1上に、(110)軸
方向に沿って所要の間隔を保持して所要の1114を有
するエツチングマスクとなるフ、dトレジストを光学的
手法によって被着形成し、例えはH3PO4とI−(2
02とH20との各部を1 j 10 : 10で混合
したエツチング液によってエツチングする。このように
すると、(111)面を内側面とする断面V字状の周期
構造の溝(42)を得ることができる。
’frlj (421が配列された鋸歯状の周11’l
l 11’7 jj’ンを冶する凹凸を形成する。基板
(伺)は、板面方向が(l(10)結晶面に切り出され
て成り、その(ioo)、、結晶面を有する一生面に、
この主面において(110)軸方向に沿って各部(杓が
延長するように形成される。この周期構造による溝(4
2)の形成は、いわゆる結晶学的エツチング、ずなわち
エツチングに異方性を有するエツチングによって行い得
る。例えば基板(41)の−主面1上に、(110)軸
方向に沿って所要の間隔を保持して所要の1114を有
するエツチングマスクとなるフ、dトレジストを光学的
手法によって被着形成し、例えはH3PO4とI−(2
02とH20との各部を1 j 10 : 10で混合
したエツチング液によってエツチングする。このように
すると、(111)面を内側面とする断面V字状の周期
構造の溝(42)を得ることができる。
このようにして、断面V字状の周1υ目1q造を有する
基板(旧)の凹凸表面に、基板(4I)と同導電型のn
型のUyGal−y Asより成るクラッド層(4yを
、1 、O/’m程度ないしけそれ以下の11さで、M
OCVJJによる気相エピタキシャル成長する。このM
OCVJJに際してのAsの、A−g及びGaの供給社
に対する比R= cv/c■11− H−< 10どす
る。このJ:うにすると、第1図で説明したように、(
11:I)結晶面が表出したクラッド層(何が得られる
。したがって、この場合、このクラッド)・H3)の表
U11に表われるV字溝(伺)は、これの下のV字溝(
佇)に比し、なだらかな傾斜となり、これにイ゛1って
クラッド層(=111の厚さは、?fi7 (勿及び(
14)の谷にス・j応する部分において最も厚く、1.
1.lに対応する部分において最もFtl+ くなる。
基板(旧)の凹凸表面に、基板(4I)と同導電型のn
型のUyGal−y Asより成るクラッド層(4yを
、1 、O/’m程度ないしけそれ以下の11さで、M
OCVJJによる気相エピタキシャル成長する。このM
OCVJJに際してのAsの、A−g及びGaの供給社
に対する比R= cv/c■11− H−< 10どす
る。このJ:うにすると、第1図で説明したように、(
11:I)結晶面が表出したクラッド層(何が得られる
。したがって、この場合、このクラッド)・H3)の表
U11に表われるV字溝(伺)は、これの下のV字溝(
佇)に比し、なだらかな傾斜となり、これにイ゛1って
クラッド層(=111の厚さは、?fi7 (勿及び(
14)の谷にス・j応する部分において最も厚く、1.
1.lに対応する部分において最もFtl+ くなる。
そして、続いて連続的にM OCV I)によつ“Cそ
の供Xイ)ガスの組11気を変化さゼて、例えばO61
μn1のjツさゼ一度に、他の滌′「(モ型のp型のG
a A s活性層(4つを気相エピタキシャル成長さ
せる。この場合のfvlOcVI)は、■≧10で行う
。このようにすると、活性1r”f (41’+)は、
は(Ω各部一様の厚さのV字の繰返しによる周期構造を
有するようになされる。更に、続いて同様に、R< 1
0 テ、MOCV I)法によって■)型のMyGal
yA、s のクラッドli’i (・113)を気相
エピタキシャル成長させ、続いて、これの上に連続的に
l)型の(1aAsのキャップ(47)をMOCVDに
コニって工ビタギシャル気相成長する。この場合、クラ
ッド層tAlt;+は、第1図で説明したように、その
厚さを適当に選定することによって凹凸を埋込み、表面
を平1[1な面とすることができる。
の供Xイ)ガスの組11気を変化さゼて、例えばO61
μn1のjツさゼ一度に、他の滌′「(モ型のp型のG
a A s活性層(4つを気相エピタキシャル成長さ
せる。この場合のfvlOcVI)は、■≧10で行う
。このようにすると、活性1r”f (41’+)は、
は(Ω各部一様の厚さのV字の繰返しによる周期構造を
有するようになされる。更に、続いて同様に、R< 1
0 テ、MOCV I)法によって■)型のMyGal
yA、s のクラッドli’i (・113)を気相
エピタキシャル成長させ、続いて、これの上に連続的に
l)型の(1aAsのキャップ(47)をMOCVDに
コニって工ビタギシャル気相成長する。この場合、クラ
ッド層tAlt;+は、第1図で説明したように、その
厚さを適当に選定することによって凹凸を埋込み、表面
を平1[1な面とすることができる。
上述の本発明製法によれば、基板(41)の表面に周期
t:’j aによる凹凸を形成するが、これの」二に形
成する半導体1%i (4:) + (4S + (4
6) + (471バー化(1,> MOC’V IJ
作業で、その供給原料ガスを変化さゼるのbで、1.
1.1造できるので、製造工程が簡略化される。また、
基板(11)の表面に凹凸を形成したので、この例えば
エツチングによって形成された凹凸1n1とは呵成り)
11間した、すなわち半導体層のMOCVDによるエピ
タキシャル成長が可成り進行した結晶性の良い部分に、
活性層(1!i)による励起発光領域、が形Iノ見され
るので、安定した特性を有する半導体レーザーを得るこ
とができる。
t:’j aによる凹凸を形成するが、これの」二に形
成する半導体1%i (4:) + (4S + (4
6) + (471バー化(1,> MOC’V IJ
作業で、その供給原料ガスを変化さゼるのbで、1.
1.1造できるので、製造工程が簡略化される。また、
基板(11)の表面に凹凸を形成したので、この例えば
エツチングによって形成された凹凸1n1とは呵成り)
11間した、すなわち半導体層のMOCVDによるエピ
タキシャル成長が可成り進行した結晶性の良い部分に、
活性層(1!i)による励起発光領域、が形Iノ見され
るので、安定した特性を有する半導体レーザーを得るこ
とができる。
また、上)ホの本発明製法によって71)だ半導体レー
ザーは、そのクラッド層(イQのjすさがfM (・1
2)の谷t’fl(で大、山部で小というjy、H情と
なることによって空間曲回11.1111t°が存在す
ることになるのでその光及びキャリアの閉じ込め効果の
周期性によって、よりずぐれたD F r3効果を期待
できるどいつ利点がある。
ザーは、そのクラッド層(イQのjすさがfM (・1
2)の谷t’fl(で大、山部で小というjy、H情と
なることによって空間曲回11.1111t°が存在す
ることになるのでその光及びキャリアの閉じ込め効果の
周期性によって、よりずぐれたD F r3効果を期待
できるどいつ利点がある。
また、本発明11.li法においては、周期J1117
造による凹凸の形成、この凹凸による活性層における周
期11q造は、すべて結晶向によって規制される形状と
されるので、その1法形状は、設″用j1nりに均一に
再現゛[14良< ?!’)ることかでき、これに伴っ
て周期構造の周期11ち最j商な小な値に設定できる。
造による凹凸の形成、この凹凸による活性層における周
期11q造は、すべて結晶向によって規制される形状と
されるので、その1法形状は、設″用j1nりに均一に
再現゛[14良< ?!’)ることかでき、これに伴っ
て周期構造の周期11ち最j商な小な値に設定できる。
第10図は、本発明製法によるJ) l” +3型半導
体レーザーの他の例で、第10図において、第9図と夕
、・j応する部分にGj1同−杓号を伺ず。この例にお
いても、第9図でd1゛3明したと同様の方法によって
周期構造の■宇r11”f (、I21を形成1−、、
これの士にクラッド層(4:乃、活″11・層(I15
+、クラッド層(45)、キャップ層(47)を連続的
にM OCV 1)γソくによって気相エピタキシャル
成長するが、’l’tにこの例に」6いて(」、クラッ
ド層(4り、活性層(1□))・クラッド層(if:j
の各MOCVI)を几≧10において行う。
体レーザーの他の例で、第10図において、第9図と夕
、・j応する部分にGj1同−杓号を伺ず。この例にお
いても、第9図でd1゛3明したと同様の方法によって
周期構造の■宇r11”f (、I21を形成1−、、
これの士にクラッド層(4:乃、活″11・層(I15
+、クラッド層(45)、キャップ層(47)を連続的
にM OCV 1)γソくによって気相エピタキシャル
成長するが、’l’tにこの例に」6いて(」、クラッ
ド層(4り、活性層(1□))・クラッド層(if:j
の各MOCVI)を几≧10において行う。
この場合、凹凸を有するクラッドIVi (4,’9の
厚さが小さい部分における厚さを光の閉じ込めに充分な
II サ(1) 1 py+を程度とするとき、その表
ir+iにLl: rh’j (421に対応するrf
tff (44)が形成され、この溝(,1/11によ
るコルゲーションを有する活性層(イ5)を形成し得る
。
厚さが小さい部分における厚さを光の閉じ込めに充分な
II サ(1) 1 py+を程度とするとき、その表
ir+iにLl: rh’j (421に対応するrf
tff (44)が形成され、この溝(,1/11によ
るコルゲーションを有する活性層(イ5)を形成し得る
。
尚・」二連した各側は1V字溝をシに板(41)の表面
に形成した場合であるが、溝の延長方向が〔1TO〕軸
方向になるように前述したと同様にシ;(、板(41)
の表面をエツチングするときは、第2図に示す、いわば
逆メサ型の溝形状とすることができる。
に形成した場合であるが、溝の延長方向が〔1TO〕軸
方向になるように前述したと同様にシ;(、板(41)
の表面をエツチングするときは、第2図に示す、いわば
逆メサ型の溝形状とすることができる。
また、第11図に示す例は、各半導体層のMOCV D
においてそのAsの供給比几を鉛10図と同様の条件に
よって形成するも、活性#i(4!i)をn 3−17
’)のG a A、s化合物半導体によって形成し、こ
れの上にn型のクラッド層(46’)を、同様にR≧1
0でMOCVI)によって気相エピタキシャル成長して
後、p型不純物としての例えばZnを含むクラッド層(
41i)をMOCVDするときは、Znの異常拡散によ
ってpH接合Jが活性層(451を横切る周期構造とな
りZn拡散による屈4)i率差によるどじ込め効果が生
じ、より強いI) F B効果がイけられる。このZf
+の異゛1:(拡1)(と(Jlこれかへテロ接合をイ
jする部分、すなわち、活性層(15)と、その上下゛
のクラッド層(43)及び(46)との界面におけるヘ
テロ]〆合においては、斜in1部において、平坦部に
比し、その拡散速度が格段的に速い現象であり、このこ
とを利用して、クララドパ5 (46)の勿、相成長時
、更にこれの」二のキャップ層(47)の気相成長時に
、これのZnをペテロ接合の斜面部において活性ハ゛/
7((:i)中に拡散さセるものである。
においてそのAsの供給比几を鉛10図と同様の条件に
よって形成するも、活性#i(4!i)をn 3−17
’)のG a A、s化合物半導体によって形成し、こ
れの上にn型のクラッド層(46’)を、同様にR≧1
0でMOCVI)によって気相エピタキシャル成長して
後、p型不純物としての例えばZnを含むクラッド層(
41i)をMOCVDするときは、Znの異常拡散によ
ってpH接合Jが活性層(451を横切る周期構造とな
りZn拡散による屈4)i率差によるどじ込め効果が生
じ、より強いI) F B効果がイけられる。このZf
+の異゛1:(拡1)(と(Jlこれかへテロ接合をイ
jする部分、すなわち、活性層(15)と、その上下゛
のクラッド層(43)及び(46)との界面におけるヘ
テロ]〆合においては、斜in1部において、平坦部に
比し、その拡散速度が格段的に速い現象であり、このこ
とを利用して、クララドパ5 (46)の勿、相成長時
、更にこれの」二のキャップ層(47)の気相成長時に
、これのZnをペテロ接合の斜面部において活性ハ゛/
7((:i)中に拡散さセるものである。
尚、上述した各側においては、活性層(4))において
コルゲーションを形成した場合であるが、活性層を平坦
な八′/1として形成することもできる。この場合の(
シ・すを第・12図を谷照して説明り−る。この例にお
いても第9図で説明したと同様に、基板(41)の表面
にγj、’t (4ン:)を++1成し、これの上に1
13rlす(7) h−Q □ 、3Ga□、7As八
グより成る第1のクラッド/?・□7(43A)をA、
sが小さいIt < 10でI’vl OCV Dによ
る気相エピタキシャルを行い、以後は、Asが多い1(
、≧10下で同和、のn )(りのAQo、3(L+o
、7ムqのイn2のクララ斗゛j・ン1(4313)を
MOCVDによりノ杉IIろし、これの]二に形成され
た周期jjq造の溝、すなわち凹凸表面上に、M OC
V J)によりAi□ 、 I Ga O、g As
(7,)光/’J’ イ)−M’(佃を形成し、これの
上に同様にGaA s活″匪層(Illと、AJ)o、
35 Gao、 65 Asのクラッド層(40)と
、更にキャップ層(47)を順次連続的にM、0CVD
によって形成。
コルゲーションを形成した場合であるが、活性層を平坦
な八′/1として形成することもできる。この場合の(
シ・すを第・12図を谷照して説明り−る。この例にお
いても第9図で説明したと同様に、基板(41)の表面
にγj、’t (4ン:)を++1成し、これの上に1
13rlす(7) h−Q □ 、3Ga□、7As八
グより成る第1のクラッド/?・□7(43A)をA、
sが小さいIt < 10でI’vl OCV Dによ
る気相エピタキシャルを行い、以後は、Asが多い1(
、≧10下で同和、のn )(りのAQo、3(L+o
、7ムqのイn2のクララ斗゛j・ン1(4313)を
MOCVDによりノ杉IIろし、これの]二に形成され
た周期jjq造の溝、すなわち凹凸表面上に、M OC
V J)によりAi□ 、 I Ga O、g As
(7,)光/’J’ イ)−M’(佃を形成し、これの
上に同様にGaA s活″匪層(Illと、AJ)o、
35 Gao、 65 Asのクラッド層(40)と
、更にキャップ層(47)を順次連続的にM、0CVD
によって形成。
する。この場合、光ガイド層(48) Ll: (の表
面にTil’l形状が残ることなくこれが埋込まれて平
坦化された厚さとする。
面にTil’l形状が残ることなくこれが埋込まれて平
坦化された厚さとする。
このようにして得られた半導体レーザーは、光ガイド層
(48)に周期構造が形成されて光用がガイド層側に形
成されている。
(48)に周期構造が形成されて光用がガイド層側に形
成されている。
また、第13図に示した例は、第12図と対応する部分
には同一90号を伺して本復説明を省略するが、この場
合においてはRく10によってA−e□ 、:、l G
、+ 0 、7Asのクラッド層(昏を形成し、以後は
It、≧10でA−eo、15Gao、55Asの第1
のガイドEQ (48A)トsAi□ 、I Ga□
、 g As ノ第2 ノカイ)’Jj?i (4’8
J3) トQMOCVI)によって形成し、続いて第1
2図と同様に平坦な活性層(4!j、クラッド層(d[
i)、キャップIS;171を順次連続的にM、OCV
Dにより形成する。
には同一90号を伺して本復説明を省略するが、この場
合においてはRく10によってA−e□ 、:、l G
、+ 0 、7Asのクラッド層(昏を形成し、以後は
It、≧10でA−eo、15Gao、55Asの第1
のガイドEQ (48A)トsAi□ 、I Ga□
、 g As ノ第2 ノカイ)’Jj?i (4’8
J3) トQMOCVI)によって形成し、続いて第1
2図と同様に平坦な活性層(4!j、クラッド層(d[
i)、キャップIS;171を順次連続的にM、OCV
Dにより形成する。
このようにしてイ))た半>#7 fドレーザー(:1
、第1ガイドハ”’7(48A)をf′11.i <す
ることによつで光用の見る周J!II L’、構造の周
1」]7’をr:(j (421の周期Aの1とするこ
とができる。
、第1ガイドハ”’7(48A)をf′11.i <す
ることによつで光用の見る周J!II L’、構造の周
1」]7’をr:(j (421の周期Aの1とするこ
とができる。
上述したように、本発明によれば、周期構造を有する1
) 、1” B型′!1へ導体レーザーを簡単、確実に
得ることができ、冒頭に述べた諸問題を1llY決でき
るものである。
) 、1” B型′!1へ導体レーザーを簡単、確実に
得ることができ、冒頭に述べた諸問題を1llY決でき
るものである。
尚、上述した例は、本発明をI) F 13型半導体レ
ーザーを1ける場合に適用したものであるが、そのほか
周期構造を有する各紳半う1ネ体装置1uの製lに適用
し得ることは明らかであろう。
ーザーを1ける場合に適用したものであるが、そのほか
周期構造を有する各紳半う1ネ体装置1uの製lに適用
し得ることは明らかであろう。
:r、 1図は本発明I!l法の説明に供する熱分解気
相成長の成長Cjl様を示す路線的拡大1(〕「面図、
第2図ないし第4図は、その基板表面の凹凸の各側を示
ず路線的11ム大断面図、第5図は本発明製法の説明に
供するAs供給を大としたときの溝の深さと成長比との
関係の1llll定曲緬1図、第6図ないし第8図は夫
々従来方法によってつくられた半導体レーリ′−の路線
的拡大断面図、第9図ないし、tr> 1:3図Gま夫
々本発明製法によって得た半導体レーーリ′−の路線的
断面図である。 (41)は画板、(42)はその凹凸表面を形成する7
1′へ、(4:9(43A ) (43B )(4!n
(4fi)的(48) (48A) (4811)は
夫々化合物半導体層である。 ゛” 1″1′。”1、シ) 11□? 第3図 第4図 第5図 第6図 第 第7図 第 第8図 9図 10図 11図
相成長の成長Cjl様を示す路線的拡大1(〕「面図、
第2図ないし第4図は、その基板表面の凹凸の各側を示
ず路線的11ム大断面図、第5図は本発明製法の説明に
供するAs供給を大としたときの溝の深さと成長比との
関係の1llll定曲緬1図、第6図ないし第8図は夫
々従来方法によってつくられた半導体レーリ′−の路線
的拡大断面図、第9図ないし、tr> 1:3図Gま夫
々本発明製法によって得た半導体レーーリ′−の路線的
断面図である。 (41)は画板、(42)はその凹凸表面を形成する7
1′へ、(4:9(43A ) (43B )(4!n
(4fi)的(48) (48A) (4811)は
夫々化合物半導体層である。 ゛” 1″1′。”1、シ) 11□? 第3図 第4図 第5図 第6図 第 第7図 第 第8図 9図 10図 11図
Claims (1)
- Ill −V族化合物半導体基板の表面に凹凸を形成す
る工程と、該半導体基板表面にIl[−V族化合物半導
体の熱分解気相成長を行う際に■族元素成分(7) 1
1族元素成分に対する供給比率を!/へらせてこの値が
比す(り的小さいときに(311)結晶面を現出させ、
このINiが比較的大きいときに(111)結晶面を現
出させることを(Iヶ徴とする半導体装置の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13388082A JPS5925217A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | 半導体装置の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13388082A JPS5925217A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | 半導体装置の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5925217A true JPS5925217A (ja) | 1984-02-09 |
JPH0243332B2 JPH0243332B2 (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=15115236
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13388082A Granted JPS5925217A (ja) | 1982-07-31 | 1982-07-31 | 半導体装置の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5925217A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6036773A (en) * | 1996-08-21 | 2000-03-14 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Method for growing Group III atomic layer |
US7334302B2 (en) | 2004-05-14 | 2008-02-26 | Ykk Corporation | Bottom end stop for slide fastener |
JP2008211250A (ja) * | 1999-03-17 | 2008-09-11 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体基材及びその作製方法 |
JP2011199040A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-07-31 JP JP13388082A patent/JPS5925217A/ja active Granted
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6036773A (en) * | 1996-08-21 | 2000-03-14 | Agency Of Industrial Science & Technology, Ministry Of International Trade & Industry | Method for growing Group III atomic layer |
JP2008211250A (ja) * | 1999-03-17 | 2008-09-11 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体基材及びその作製方法 |
US7334302B2 (en) | 2004-05-14 | 2008-02-26 | Ykk Corporation | Bottom end stop for slide fastener |
JP2011199040A (ja) * | 2010-03-19 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法 |
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