JPH09293932A - 半導体発光装置とその製造方法 - Google Patents
半導体発光装置とその製造方法Info
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- JPH09293932A JPH09293932A JP8107734A JP10773496A JPH09293932A JP H09293932 A JPH09293932 A JP H09293932A JP 8107734 A JP8107734 A JP 8107734A JP 10773496 A JP10773496 A JP 10773496A JP H09293932 A JPH09293932 A JP H09293932A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 効果的に電流の狭窄を行うことができ、無効
電流を効果的に低減化できるようして半導体発光装置発
光の高出力化、しきい値電流の低減化をはかることがで
きるようにする。 【解決手段】 化合物半導体基板１上に、少なくとも第
１導電型のクラッド層４と、活性層６と、第２導電型の
クラッド層８とを有する積層半導体層３０が形成され、
この積層半導体層３０の少なくとも一部に電流通路を規
制する電流狭窄部３２が形成されるものであり、かつこ
の電流狭窄部３２は、結晶欠陥が高密度に存在し、他部
との界面部に高抵抗領域が形成された構成とする。
電流を効果的に低減化できるようして半導体発光装置発
光の高出力化、しきい値電流の低減化をはかることがで
きるようにする。 【解決手段】 化合物半導体基板１上に、少なくとも第
１導電型のクラッド層４と、活性層６と、第２導電型の
クラッド層８とを有する積層半導体層３０が形成され、
この積層半導体層３０の少なくとも一部に電流通路を規
制する電流狭窄部３２が形成されるものであり、かつこ
の電流狭窄部３２は、結晶欠陥が高密度に存在し、他部
との界面部に高抵抗領域が形成された構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる内部スト
ライプ構造を有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザー
に適用して好適な半導体発光装置に関する。
ライプ構造を有するＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザー
に適用して好適な半導体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体発光装置において、そのしきい値
電流Ｉthの低減化をはかる上で、ストライプ状の電流通
路部いわゆる内部ストライプ部構造が採られる。この場
合、その内部ストライプ部を挟んでその両側に、電流狭
窄を行う電流狭窄層いわゆる電流ストップ層が設けられ
ることによって電流通路の制限がなされるものであり、
このように電流狭窄層の形成によって活性層の発振領域
に電流を集中させてキャリア注入の大なる部分、すなわ
ち利得分布が急峻に増大する部分を形成する利得導波機
能を有する構造とされる。この電流狭窄層は、通常プロ
トン、ボロンその他のイオン打ち込みによる高抵抗領域
を選択的に形成するとか、ｐ−ｎ接合による電流遮断領
域を形成するなどの構成によっている。
電流Ｉthの低減化をはかる上で、ストライプ状の電流通
路部いわゆる内部ストライプ部構造が採られる。この場
合、その内部ストライプ部を挟んでその両側に、電流狭
窄を行う電流狭窄層いわゆる電流ストップ層が設けられ
ることによって電流通路の制限がなされるものであり、
このように電流狭窄層の形成によって活性層の発振領域
に電流を集中させてキャリア注入の大なる部分、すなわ
ち利得分布が急峻に増大する部分を形成する利得導波機
能を有する構造とされる。この電流狭窄層は、通常プロ
トン、ボロンその他のイオン打ち込みによる高抵抗領域
を選択的に形成するとか、ｐ−ｎ接合による電流遮断領
域を形成するなどの構成によっている。
【０００３】しかしながら、このような電流狭窄部の構
成では、充分満足できる程度に確実に電流狭窄がなされ
るものではなく、若干の無効電流が発生する。
成では、充分満足できる程度に確実に電流狭窄がなされ
るものではなく、若干の無効電流が発生する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体発光
装置、例えばＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザーにおい
て、効果的に電流の狭窄を行うことができ、無効電流を
効果的に低減化できるようして半導体発光装置例えば半
導体レーザーの高出力化、しきい値電流Ｉthの低減化を
はかることができるようにする。
装置、例えばＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザーにおい
て、効果的に電流の狭窄を行うことができ、無効電流を
効果的に低減化できるようして半導体発光装置例えば半
導体レーザーの高出力化、しきい値電流Ｉthの低減化を
はかることができるようにする。
【０００５】また、本発明は、その電流狭窄部の形成を
再現性よく、特定した位置に確実に形成することのでき
る構成とする。
再現性よく、特定した位置に確実に形成することのでき
る構成とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
装置は、化合物半導体基板上に、少なくとも第１導電型
のクラッド層と、活性層と、第２導電型のクラッド層と
を有する積層半導体層が形成され、この積層半導体層の
少なくとも一部に電流通路を規制する電流狭窄部が形成
される。そして、電流狭窄部は、結晶欠陥が高密度に存
在し、他部との界面部に高抵抗領域が形成された構成と
する。
装置は、化合物半導体基板上に、少なくとも第１導電型
のクラッド層と、活性層と、第２導電型のクラッド層と
を有する積層半導体層が形成され、この積層半導体層の
少なくとも一部に電流通路を規制する電流狭窄部が形成
される。そして、電流狭窄部は、結晶欠陥が高密度に存
在し、他部との界面部に高抵抗領域が形成された構成と
する。
【０００７】また、本発明による半導体発光装置の製造
方法においては、化合物半導体基板上に、少なくとも第
１導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型のクラ
ッド層とを有する積層半導体層を形成する工程を有し、
この積層半導体層の形成工程前もしくは形成工程中の一
工程において、電流狭窄部の形成部に、他部と結晶性を
異にする成長を行う下地面を形成して、これの上に結晶
欠陥が高密度に存在し、他部との界面部に高抵抗領域が
形成された電流狭窄部を形成する。
方法においては、化合物半導体基板上に、少なくとも第
１導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型のクラ
ッド層とを有する積層半導体層を形成する工程を有し、
この積層半導体層の形成工程前もしくは形成工程中の一
工程において、電流狭窄部の形成部に、他部と結晶性を
異にする成長を行う下地面を形成して、これの上に結晶
欠陥が高密度に存在し、他部との界面部に高抵抗領域が
形成された電流狭窄部を形成する。
【０００８】すなわち、本発明においては、電流狭窄部
として結晶欠陥密度が高い領域を形成するとともに、こ
の結晶欠陥密度の高い領域と他部すなわち結晶欠陥密度
の低い領域との界面部において生じる高抵抗領域を利用
して、内部ストライプ部すなわち電流通路部から他部へ
と広がる電流を効果的に阻止することができるようにし
て無効電流の発生を回避するものである。
として結晶欠陥密度が高い領域を形成するとともに、こ
の結晶欠陥密度の高い領域と他部すなわち結晶欠陥密度
の低い領域との界面部において生じる高抵抗領域を利用
して、内部ストライプ部すなわち電流通路部から他部へ
と広がる電流を効果的に阻止することができるようにし
て無効電流の発生を回避するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明による半導体発光装置、例
えば半導体レーザーは、化合物半導体基板上に、少なく
とも第１導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型
のクラッド層とを有する積層半導体層が形成され、この
積層半導体層の少なくとも一部に電流通路を規制する電
流狭窄部が形成され、この電流狭窄部は、結晶欠陥が高
密度に存在し、他部との界面部に高抵抗領域が形成され
てなる構成とする。
えば半導体レーザーは、化合物半導体基板上に、少なく
とも第１導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型
のクラッド層とを有する積層半導体層が形成され、この
積層半導体層の少なくとも一部に電流通路を規制する電
流狭窄部が形成され、この電流狭窄部は、結晶欠陥が高
密度に存在し、他部との界面部に高抵抗領域が形成され
てなる構成とする。
【００１０】また、この構成による半導体発光装置を得
る、本発明による半導体発光装置の製造方法は、化合物
半導体基板上に、少なくとも第１導電型のクラッド層
と、活性層と、第２導電型のクラッド層とを有する積層
半導体層を形成する工程を有し、この積層半導体層の形
成工程中もしくは形成工程前に、電流狭窄部の形成部
に、他部と結晶性を異にする下地面を形成して、これの
上に結晶欠陥が高密度に存在し、他部との界面部に高抵
抗領域が形成された電流狭窄部を形成する。
る、本発明による半導体発光装置の製造方法は、化合物
半導体基板上に、少なくとも第１導電型のクラッド層
と、活性層と、第２導電型のクラッド層とを有する積層
半導体層を形成する工程を有し、この積層半導体層の形
成工程中もしくは形成工程前に、電流狭窄部の形成部
に、他部と結晶性を異にする下地面を形成して、これの
上に結晶欠陥が高密度に存在し、他部との界面部に高抵
抗領域が形成された電流狭窄部を形成する。
【００１１】本発明による半導体発光装置と、その製造
方法の実施例を図面を参照して説明する。この実施例に
おいては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザーに適用し
た場合である。
方法の実施例を図面を参照して説明する。この実施例に
おいては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体レーザーに適用し
た場合である。
【００１２】図１および図２を参照して本発明の一実施
例を説明する。この例においては、図１に示すように、
第１導電型例えばｎ型のＩＩ−ＶＩ族単結晶基板１例え
ばＺｎＳｅ基板１を用意し、その一主面上に第２導電型
例えばｐ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＧａＡｓ層に
よる電流ストップ層２を、例えばＭＢＥ（Molecular Be
am Epitaxy: 分子線エピタキシー）法によってエピタキ
シャル成長する第１のエピタキシャル成長を行う。そし
て、電流ストップ層２に対して、最終的で電流通路を形
成する部分すなわち内部ストライプ部を形成する部分に
ストライプ状の開口２Ｗを、例えばフォトリソグラフィ
によるパターンエッチングによって穿設する。言い換え
れば、最終的に電流狭窄部を形成する部分下に、下地面
として電流ストップ層２の形成を行う。
例を説明する。この例においては、図１に示すように、
第１導電型例えばｎ型のＩＩ−ＶＩ族単結晶基板１例え
ばＺｎＳｅ基板１を用意し、その一主面上に第２導電型
例えばｐ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＧａＡｓ層に
よる電流ストップ層２を、例えばＭＢＥ（Molecular Be
am Epitaxy: 分子線エピタキシー）法によってエピタキ
シャル成長する第１のエピタキシャル成長を行う。そし
て、電流ストップ層２に対して、最終的で電流通路を形
成する部分すなわち内部ストライプ部を形成する部分に
ストライプ状の開口２Ｗを、例えばフォトリソグラフィ
によるパターンエッチングによって穿設する。言い換え
れば、最終的に電流狭窄部を形成する部分下に、下地面
として電流ストップ層２の形成を行う。
【００１３】次に、同様に例えばＭＢＥによる第２のエ
ピタキシャル成長を行う。この第２のエピタキシャル成
長は、先ずストップ層２の開口２Ｗを通じて露出した基
板１上と、ストップ層２上とに跨がって第１導電型この
例ではｎ型のＺｎＳＳｅによる第１導電型の第１クラッ
ド層３をエピタキシャル成長し、続いてこれの上に順
次、例えばＺｎＭｇＳＳｅによる第１導電型の第２クラ
ッド層４、例えばＺｎＳＳｅによる第１導電型ガイド層
５、例えばＺｎＣｄＳｅによる活性層６、第２導電型こ
の例ではｐ型の例えばＺｎＳＳｅによる第２導電型ガイ
ド層７、例えばＺｎＭｇＳＳｅによる第２導電型の第１
クラッド層８、例えばＺｎＳＳｅによる第２導電型の第
２クラッド層９、第２導電型の例えばＺｎＳｅ／ＺｎＴ
ｅ超格子構造によるコンタクト層１０、第２導電型の例
えばＺｎＴｅによるキャップ層１１を連続エピタキシャ
ル成長によって形成する。
ピタキシャル成長を行う。この第２のエピタキシャル成
長は、先ずストップ層２の開口２Ｗを通じて露出した基
板１上と、ストップ層２上とに跨がって第１導電型この
例ではｎ型のＺｎＳＳｅによる第１導電型の第１クラッ
ド層３をエピタキシャル成長し、続いてこれの上に順
次、例えばＺｎＭｇＳＳｅによる第１導電型の第２クラ
ッド層４、例えばＺｎＳＳｅによる第１導電型ガイド層
５、例えばＺｎＣｄＳｅによる活性層６、第２導電型こ
の例ではｐ型の例えばＺｎＳＳｅによる第２導電型ガイ
ド層７、例えばＺｎＭｇＳＳｅによる第２導電型の第１
クラッド層８、例えばＺｎＳＳｅによる第２導電型の第
２クラッド層９、第２導電型の例えばＺｎＳｅ／ＺｎＴ
ｅ超格子構造によるコンタクト層１０、第２導電型の例
えばＺｎＴｅによるキャップ層１１を連続エピタキシャ
ル成長によって形成する。
【００１４】この場合、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層に
よる積層半導体層３０を形成する第２のエピタキシャル
成長においては、図１で示したように、電流ストップ層
２によるＧａＡｓＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層上と、そ
の開口２Ｗを通じて臨む基板１のＺｎＳｅによるＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層上とに形成するものであるが、こ
のようにすることによって、積層半導体３０の、電流ス
トップ層２上に成長した部分に関しては、少なくともそ
の成長初期の例えば第１導電型のクラッド層４に至る厚
さに渡る部分においては、積層欠陥が発生し、結晶欠陥
が高密度に存在する領域が形成される。本発明において
は、この領域を電流狭窄部３２とするものである。すな
わち、本発明方法においては、電流狭窄部３２の形成
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成膜における、ＩＩ
−ＶＩ族半導体面とＩＩＩ−Ｖ族半導体面とに対する反
応性の相違、具体的にはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に対
して反応性が高いために生じる積層欠陥の起点の発生を
利用して、このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流ストッ
プ層２上に、選択的に積層欠陥を発生させ、結晶欠陥が
高密度に存在する電流狭窄部３２の形成を行うものであ
る。
よる積層半導体層３０を形成する第２のエピタキシャル
成長においては、図１で示したように、電流ストップ層
２によるＧａＡｓＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層上と、そ
の開口２Ｗを通じて臨む基板１のＺｎＳｅによるＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層上とに形成するものであるが、こ
のようにすることによって、積層半導体３０の、電流ス
トップ層２上に成長した部分に関しては、少なくともそ
の成長初期の例えば第１導電型のクラッド層４に至る厚
さに渡る部分においては、積層欠陥が発生し、結晶欠陥
が高密度に存在する領域が形成される。本発明において
は、この領域を電流狭窄部３２とするものである。すな
わち、本発明方法においては、電流狭窄部３２の形成
は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層の成膜における、ＩＩ
−ＶＩ族半導体面とＩＩＩ−Ｖ族半導体面とに対する反
応性の相違、具体的にはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に対
して反応性が高いために生じる積層欠陥の起点の発生を
利用して、このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の電流ストッ
プ層２上に、選択的に積層欠陥を発生させ、結晶欠陥が
高密度に存在する電流狭窄部３２の形成を行うものであ
る。
【００１５】そして、この場合、ＺｎＳｅによる基板１
に対してのエピタキシャル成長部は、積層欠陥の発生が
殆どない、すぐれた結晶性を有するストライプ部３１が
形成されるものである。
に対してのエピタキシャル成長部は、積層欠陥の発生が
殆どない、すぐれた結晶性を有するストライプ部３１が
形成されるものである。
【００１６】上述したように、この積層欠陥すなわち結
晶欠陥を高密度に有する領域を、電流狭窄部３２とする
ものであるが、この場合、すでに知られているように、
結晶欠陥密度の高い部分と、結晶欠陥の少ない部分との
界面部には、高抵抗領域が発生することから、電流狭窄
部３２には、電流ストップ層２との界面およびストライ
プ部３１との界面に高抵抗領域が生じる。
晶欠陥を高密度に有する領域を、電流狭窄部３２とする
ものであるが、この場合、すでに知られているように、
結晶欠陥密度の高い部分と、結晶欠陥の少ない部分との
界面部には、高抵抗領域が発生することから、電流狭窄
部３２には、電流ストップ層２との界面およびストライ
プ部３１との界面に高抵抗領域が生じる。
【００１７】キャップ層１１上には、例えばＡｌ2 Ｏ3
による絶縁層１２が被着形成され、ストライプ部３１上
に対向してストライプ状の電極コンタクト窓１２Ｗが、
フォトリソグラフィによるエッチングによって穿設され
る。
による絶縁層１２が被着形成され、ストライプ部３１上
に対向してストライプ状の電極コンタクト窓１２Ｗが、
フォトリソグラフィによるエッチングによって穿設され
る。
【００１８】そして、この絶縁層１２上に、その電極コ
ンタクト窓１２Ｗを通じてキャップ層１１にオーミック
にコンタクトする一方の電極１３を形成し、基板１の裏
面に他方の電極１４をオーミックに被着形成する。
ンタクト窓１２Ｗを通じてキャップ層１１にオーミック
にコンタクトする一方の電極１３を形成し、基板１の裏
面に他方の電極１４をオーミックに被着形成する。
【００１９】この構成において、両電極１３および１４
間に、通電を行うと、電流ストップ層２の存在ととも
に、これの上に形成され、結晶欠陥が高密度に存在する
電流狭窄部３２によって挟みこまれたストライプ部３１
に、通電が限定的になされ、活性層６の、このストライ
プ部３１に対応する部分に電流の集中によるキャリアの
大なる部分を形成することができて、利得が急峻に増大
する部分を形成すること、すなわち利得導波機能を生じ
させ、高出力化と、低しきい値電流化がなされる。
間に、通電を行うと、電流ストップ層２の存在ととも
に、これの上に形成され、結晶欠陥が高密度に存在する
電流狭窄部３２によって挟みこまれたストライプ部３１
に、通電が限定的になされ、活性層６の、このストライ
プ部３１に対応する部分に電流の集中によるキャリアの
大なる部分を形成することができて、利得が急峻に増大
する部分を形成すること、すなわち利得導波機能を生じ
させ、高出力化と、低しきい値電流化がなされる。
【００２０】この構成によれば、電流ストップ層２を形
成するとともに、これの上にストライプ部３１、すなわ
ち電流通路を挟んで結晶欠陥が高密度に存在する電流狭
窄部３２を配置するものであり、この電流狭窄部３２に
おいては、これ自体結晶欠陥密度が高く、キャリアの再
結合が大であって無効電流が流れにくいものであるとと
もに、前述したように、これと結晶欠陥が少ないすなわ
ち結晶性にすぐれた領域との界面部に高抵抗領域が発生
することから、よりストライプ部３１からの電流の拡が
りを抑制する効果を有し、このため無効電流の発生を、
確実に回避できものである。
成するとともに、これの上にストライプ部３１、すなわ
ち電流通路を挟んで結晶欠陥が高密度に存在する電流狭
窄部３２を配置するものであり、この電流狭窄部３２に
おいては、これ自体結晶欠陥密度が高く、キャリアの再
結合が大であって無効電流が流れにくいものであるとと
もに、前述したように、これと結晶欠陥が少ないすなわ
ち結晶性にすぐれた領域との界面部に高抵抗領域が発生
することから、よりストライプ部３１からの電流の拡が
りを抑制する効果を有し、このため無効電流の発生を、
確実に回避できものである。
【００２１】図１および図２の半導体発光装置、この例
ではＩＩ−ＶＩ族半導体レーザーにおいては、少なくと
も第１導電型のクラッド層４、活性層６、第２導電型の
クラッド層８が形成される積層半導体層３０の、いわば
基板１側に位置して電流狭窄部３２を形成した構成とし
た場合であるが、基板１とは反対側に位置して電流狭窄
部を形成する構成とすることもできる。
ではＩＩ−ＶＩ族半導体レーザーにおいては、少なくと
も第１導電型のクラッド層４、活性層６、第２導電型の
クラッド層８が形成される積層半導体層３０の、いわば
基板１側に位置して電流狭窄部３２を形成した構成とし
た場合であるが、基板１とは反対側に位置して電流狭窄
部を形成する構成とすることもできる。
【００２２】この場合の一例を図３を参照して説明す
る。この例においても、第１導電型をｎ型とし、第２導
電型をｐ型とする。この例では、ｎ型のＩＩＩ−Ｖ族の
ＧａＡｓ単結晶によって基板１を構成した場合である。
そして、この基板１上に、例えばＭＢＥ法による第１の
エピタキシャル成長によって積層半導体層３０を形成す
る。この場合においては、ＧａＡｓ基板１上にｎ型のＧ
ａＡｓによる第１バッファ層２１と、これの上にｎ型の
ＩＩ−ＶＩ族のＺｎＳｅによる第２バッファ層２２をエ
ピタキシャル成長し、続いてこれの上に、順次ｎ型Ｚｎ
ＳＳｅによる第１導電型の第１クラッド層３、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅによる第１導電型の第２クラッド層４、ｎ型
ＺｎＳＳｅによる第１導電型ガイド層５、ＺｎＣｄＳｅ
による活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅによるガイド層７、ｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅによる第２導電型の第１クラッド層
８、ｐ型ＺｎＳＳｅによる第２導電型の第２クラッド層
９、ｎ型ＧａＡｓのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層による
電流ストップ層２を連続エピタキシャル成長によって形
成する第１のエピタキシャル成長を行う。
る。この例においても、第１導電型をｎ型とし、第２導
電型をｐ型とする。この例では、ｎ型のＩＩＩ−Ｖ族の
ＧａＡｓ単結晶によって基板１を構成した場合である。
そして、この基板１上に、例えばＭＢＥ法による第１の
エピタキシャル成長によって積層半導体層３０を形成す
る。この場合においては、ＧａＡｓ基板１上にｎ型のＧ
ａＡｓによる第１バッファ層２１と、これの上にｎ型の
ＩＩ−ＶＩ族のＺｎＳｅによる第２バッファ層２２をエ
ピタキシャル成長し、続いてこれの上に、順次ｎ型Ｚｎ
ＳＳｅによる第１導電型の第１クラッド層３、ｎ型Ｚｎ
ＭｇＳＳｅによる第１導電型の第２クラッド層４、ｎ型
ＺｎＳＳｅによる第１導電型ガイド層５、ＺｎＣｄＳｅ
による活性層６、ｐ型ＺｎＳＳｅによるガイド層７、ｐ
型ＺｎＭｇＳＳｅによる第２導電型の第１クラッド層
８、ｐ型ＺｎＳＳｅによる第２導電型の第２クラッド層
９、ｎ型ＧａＡｓのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層による
電流ストップ層２を連続エピタキシャル成長によって形
成する第１のエピタキシャル成長を行う。
【００２３】そして、電流ストップ層２に対して、最終
的で電流通路を形成する部分すなわち内部ストライプを
形成する部分にストライプ状の開口２Ｗを、例えばフォ
トリソグラフィによるパターンエッチングによって穿設
する。言い換えれば、最終的に電流狭窄部を形成する部
分に、電流ストップ層２の形成を行う。
的で電流通路を形成する部分すなわち内部ストライプを
形成する部分にストライプ状の開口２Ｗを、例えばフォ
トリソグラフィによるパターンエッチングによって穿設
する。言い換えれば、最終的に電流狭窄部を形成する部
分に、電流ストップ層２の形成を行う。
【００２４】次に、例えばＭＢＥ法による第２のエピタ
キシャル成長を行う。この第２のエピタキシャル成長
は、先ずストップ層２の開口２Ｗを通じて露出した第２
導電型の第２クラッド層９と、電流ストップ層２を下地
面とする部分上とに跨がってｐ型のＺｎＳＳｅによる第
２導電型の第３クラッド層１５をエピタキシャル成長
し、続いてこれの上に順次ｐ型のＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ超
格子構造によるコンタクト層１０、ｐ型の例えばＺｎＴ
ｅによるキャップ層１１を連続エピタキシャル成長によ
って形成する。
キシャル成長を行う。この第２のエピタキシャル成長
は、先ずストップ層２の開口２Ｗを通じて露出した第２
導電型の第２クラッド層９と、電流ストップ層２を下地
面とする部分上とに跨がってｐ型のＺｎＳＳｅによる第
２導電型の第３クラッド層１５をエピタキシャル成長
し、続いてこれの上に順次ｐ型のＺｎＳｅ／ＺｎＴｅ超
格子構造によるコンタクト層１０、ｐ型の例えばＺｎＴ
ｅによるキャップ層１１を連続エピタキシャル成長によ
って形成する。
【００２５】この場合においても、ＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体層による第２のエピタキシャル成長においては、
電流ストップ層２によるＧａＡｓＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体層上と、その開口２Ｗを通じて臨むＺｎＳＳｅによ
るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上とに形成するものであ
る。すなわち、この場合においても、ＺｎＳＳｅによる
クラッド層９に対してのエピタキシャル成長部は、積層
欠陥の発生が殆どないすぐれた結晶性を有するストライ
プ部３１が形成されが、ＧａＡｓによるストップ層２に
対する成長は、積層欠陥が多く発生した領域となる。こ
の例においても、この積層欠陥すなわち結晶欠陥を高密
度に有する領域を、電流狭窄部３２とするものである。
そして、この場合においても、結晶欠陥密度の高い部分
と、結晶欠陥の少ない部分との界面部には、高抵抗領域
が発生することから、電流狭窄部３２には、電流ストッ
プ層２との界面およびストライプ部３１との界面に高抵
抗領域が生じる。
半導体層による第２のエピタキシャル成長においては、
電流ストップ層２によるＧａＡｓＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体層上と、その開口２Ｗを通じて臨むＺｎＳＳｅによ
るＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層上とに形成するものであ
る。すなわち、この場合においても、ＺｎＳＳｅによる
クラッド層９に対してのエピタキシャル成長部は、積層
欠陥の発生が殆どないすぐれた結晶性を有するストライ
プ部３１が形成されが、ＧａＡｓによるストップ層２に
対する成長は、積層欠陥が多く発生した領域となる。こ
の例においても、この積層欠陥すなわち結晶欠陥を高密
度に有する領域を、電流狭窄部３２とするものである。
そして、この場合においても、結晶欠陥密度の高い部分
と、結晶欠陥の少ない部分との界面部には、高抵抗領域
が発生することから、電流狭窄部３２には、電流ストッ
プ層２との界面およびストライプ部３１との界面に高抵
抗領域が生じる。
【００２６】キャップ層１１上には、例えばＡｌ2 Ｏ3
による絶縁層１２が被着形成され、ストライプ部３１上
に対向してストライプ状の電極コンタクト窓１２Ｗが、
フォトリソグラフィによるエッチングによって穿設され
る。
による絶縁層１２が被着形成され、ストライプ部３１上
に対向してストライプ状の電極コンタクト窓１２Ｗが、
フォトリソグラフィによるエッチングによって穿設され
る。
【００２７】そして、この絶縁層１２上に、その電極コ
ンタクト窓１２Ｗを通じてキャップ層１１にオーミック
にコンタクトする一方の電極１３を形成し、基板１の裏
面に他方の電極１４をオーミックに被着形成する。
ンタクト窓１２Ｗを通じてキャップ層１１にオーミック
にコンタクトする一方の電極１３を形成し、基板１の裏
面に他方の電極１４をオーミックに被着形成する。
【００２８】この構成において、両電極１３および１４
間に、通電を行うと、電流ストップ層２の存在ととも
に、これの上に形成され、結晶欠陥が高密度に存在する
電流狭窄部３２によって挟みこまれたストライプ部３１
に、通電が限定的になされ、活性層６の、このストライ
プ部３１に対応する部分に電流の集中によるキャリアの
大なる部分を形成することができて、利得が急峻に増大
する部分を形成すること、すなわち利得導波機能を生じ
させ、レーザー発光を低しきい値電流Ｉthをもって行わ
しめる。
間に、通電を行うと、電流ストップ層２の存在ととも
に、これの上に形成され、結晶欠陥が高密度に存在する
電流狭窄部３２によって挟みこまれたストライプ部３１
に、通電が限定的になされ、活性層６の、このストライ
プ部３１に対応する部分に電流の集中によるキャリアの
大なる部分を形成することができて、利得が急峻に増大
する部分を形成すること、すなわち利得導波機能を生じ
させ、レーザー発光を低しきい値電流Ｉthをもって行わ
しめる。
【００２９】この構成においても、電流ストップ層２を
形成するとともに、これの上にストライプ部３１、すな
わち電流通路を挟んで結晶欠陥が高密度に存在する電流
狭窄部３２を配置するものであり、この電流狭窄部３２
においては、これ自体結晶欠陥密度が高く、キャリアの
再結合が大であって無効電流が流れにくいものであると
ともに、前述したように、これと結晶欠陥が少ないすな
わち結晶性にすぐれた領域との界面部に高抵抗領域が発
生することから、よりストライプ部３１からの電流の拡
がりを抑制する効果を有し、このため無効電流の発生
を、確実に回避できものである。
形成するとともに、これの上にストライプ部３１、すな
わち電流通路を挟んで結晶欠陥が高密度に存在する電流
狭窄部３２を配置するものであり、この電流狭窄部３２
においては、これ自体結晶欠陥密度が高く、キャリアの
再結合が大であって無効電流が流れにくいものであると
ともに、前述したように、これと結晶欠陥が少ないすな
わち結晶性にすぐれた領域との界面部に高抵抗領域が発
生することから、よりストライプ部３１からの電流の拡
がりを抑制する効果を有し、このため無効電流の発生
を、確実に回避できものである。
【００３０】上述した各実施例における各ＭＢＥ法によ
るエピタキシャル成長は、図４にその一例の概略構成図
を示すＭＢＥ装置によって行うことができる。このＭＢ
Ｅ装置は、超高真空排気装置（図示せず）を備えた真空
チェンバー４１を有し、このチェンバー４１内に、被エ
ピタキシャル成長基板５１すなわち図１および図２の例
ではＺｎＳｅ基板１、図３の例では積層半導体層３０が
形成さたＧａＡｓ基板１が保持される基板ホルダー４２
が配置される。
るエピタキシャル成長は、図４にその一例の概略構成図
を示すＭＢＥ装置によって行うことができる。このＭＢ
Ｅ装置は、超高真空排気装置（図示せず）を備えた真空
チェンバー４１を有し、このチェンバー４１内に、被エ
ピタキシャル成長基板５１すなわち図１および図２の例
ではＺｎＳｅ基板１、図３の例では積層半導体層３０が
形成さたＧａＡｓ基板１が保持される基板ホルダー４２
が配置される。
【００３１】チェンバー４１には、基板５１に向かって
化合物半導体の材料源の複数の分子線源４３が配置され
る。また、このチェンバー４１に、基板３１に対してプ
ラズマ化したＮ（窒素）を照射するプラズマ発生源４４
が設けられる。このプラズマ発生源４４は、例えばＥＣ
Ｒ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロ
ン共鳴）セル構成による。このＥＣＲセル構成によるプ
ラズマ発生源４４はマグネット４５を有するプラズマ発
生室４４Ｒに、マイクロ波を供給するマイクロ波端子４
６が配置されるとともに、窒素ガスを供給する窒素ガス
導入管４７が設けられる。
化合物半導体の材料源の複数の分子線源４３が配置され
る。また、このチェンバー４１に、基板３１に対してプ
ラズマ化したＮ（窒素）を照射するプラズマ発生源４４
が設けられる。このプラズマ発生源４４は、例えばＥＣ
Ｒ（Electron Cyclotron Resonance：電子サイクロトロ
ン共鳴）セル構成による。このＥＣＲセル構成によるプ
ラズマ発生源４４はマグネット４５を有するプラズマ発
生室４４Ｒに、マイクロ波を供給するマイクロ波端子４
６が配置されるとともに、窒素ガスを供給する窒素ガス
導入管４７が設けられる。
【００３２】このようにして、分子線源４３からの基板
５１への分子線照射によって基板５１上に、例えばＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体をエピタキシーするものである
が、Ｎドープによるｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
エピタキシーする場合、プラズマ発生源４４において、
磁界およびマイクロ波の印加によって電子サイクロトロ
ン共鳴によってＮガスのプラズマ化を行い、このプラズ
マ化したＮをプラズマ発生源４４のプラズマ放出口４８
から導出して上述の分子線照射とともに基板に照射する
ことによって基板１上にＮドープのＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体をエピタキシャル成長することができるようにな
されている。また、チェンバー４１には、このチェンバ
ー４１に対して基板５１を導出入するためのいわゆる予
備室４９が設けられている。
５１への分子線照射によって基板５１上に、例えばＩＩ
−ＶＩ族化合物半導体をエピタキシーするものである
が、Ｎドープによるｐ型のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を
エピタキシーする場合、プラズマ発生源４４において、
磁界およびマイクロ波の印加によって電子サイクロトロ
ン共鳴によってＮガスのプラズマ化を行い、このプラズ
マ化したＮをプラズマ発生源４４のプラズマ放出口４８
から導出して上述の分子線照射とともに基板に照射する
ことによって基板１上にＮドープのＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体をエピタキシャル成長することができるようにな
されている。また、チェンバー４１には、このチェンバ
ー４１に対して基板５１を導出入するためのいわゆる予
備室４９が設けられている。
【００３３】このＭＢＥ装置により、各半導体層のエピ
タキシャル成長がなされて、図２および図３で説明した
半導体発光装置をはじめとする本発明による半導体発光
装置を構成することができる。
タキシャル成長がなされて、図２および図３で説明した
半導体発光装置をはじめとする本発明による半導体発光
装置を構成することができる。
【００３４】上述した本発明方法および本発明による半
導体発光装置によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層下
もしくはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層中に、ストライプ
状開口２Ｗが形成されて内部ストライプ部すなわちスト
ライプ状の電流通路を形成するもののその両側に位置し
て、導電型を異にするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体による
電流ストップ層２を設けるので、これ自体で電流狭窄効
果を生じるとともに、さらにこれの上に跨がってＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層を形成したことによって、この部
分において選択的に積層欠陥を著しく発生させることが
できることから、この領域において、すなわち内部スト
ライプ部の両側において、結晶欠陥密度が高く、そして
他部の欠陥密度の低い結晶性にすぐれた領域との界面部
間に高抵抗領域を発生させる電流狭窄部３２を形成した
ことにより、より無効電流の低減化をはかることができ
て、より電流集中効果を高めることができる。
導体発光装置によれば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層下
もしくはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体層中に、ストライプ
状開口２Ｗが形成されて内部ストライプ部すなわちスト
ライプ状の電流通路を形成するもののその両側に位置し
て、導電型を異にするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体による
電流ストップ層２を設けるので、これ自体で電流狭窄効
果を生じるとともに、さらにこれの上に跨がってＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体層を形成したことによって、この部
分において選択的に積層欠陥を著しく発生させることが
できることから、この領域において、すなわち内部スト
ライプ部の両側において、結晶欠陥密度が高く、そして
他部の欠陥密度の低い結晶性にすぐれた領域との界面部
間に高抵抗領域を発生させる電流狭窄部３２を形成した
ことにより、より無効電流の低減化をはかることができ
て、より電流集中効果を高めることができる。
【００３５】尚、本発明は、図示の例に限られるではな
く種々の構成による半導体レーザー等の半導体発光装置
に適用することができるものであり、また、上述した例
では、第１導電型がｎ型で、第２導電型がｐ型とした
が、第１導電型がｐ型で、第２導電型がｎ型とすること
もできる。
く種々の構成による半導体レーザー等の半導体発光装置
に適用することができるものであり、また、上述した例
では、第１導電型がｎ型で、第２導電型がｐ型とした
が、第１導電型がｐ型で、第２導電型がｎ型とすること
もできる。
【００３６】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、簡単
な製造方法をもって、結晶欠陥密度が高く、欠陥密度の
低い結晶性にすぐれた領域との間に高抵抗領域を発生さ
せる電流狭窄部を形成したことにより、無効電流の低減
化をはかることができることから、高出力発光、低しき
い値電流化をはかることができる。
な製造方法をもって、結晶欠陥密度が高く、欠陥密度の
低い結晶性にすぐれた領域との間に高抵抗領域を発生さ
せる電流狭窄部を形成したことにより、無効電流の低減
化をはかることができることから、高出力発光、低しき
い値電流化をはかることができる。
【００３７】また、本発明製造方法によれば、上述の電
流狭窄部３２を形成する際に、単にその下地面として、
電流ストップ層２を形成するのみでよいので、従来に比
し特段の作業数の増加を招くことなく、また電流ストッ
プ層２によるストライプ部３１の形成すなわち電流通路
部と電流狭窄部３２の位置整合は、自動的にすなわちセ
ルフアラインされることから、再現性よく、したがって
高い歩留りをもって、目的とする半導体発光装置を量産
的に製造することができる。
流狭窄部３２を形成する際に、単にその下地面として、
電流ストップ層２を形成するのみでよいので、従来に比
し特段の作業数の増加を招くことなく、また電流ストッ
プ層２によるストライプ部３１の形成すなわち電流通路
部と電流狭窄部３２の位置整合は、自動的にすなわちセ
ルフアラインされることから、再現性よく、したがって
高い歩留りをもって、目的とする半導体発光装置を量産
的に製造することができる。
【図１】本発明による半導体発光装置の製造方法の一例
の一工程における概略断面図である。
の一工程における概略断面図である。
【図２】本発明製造方法によって得た半導体発光装置の
一例の概略断面図である。
一例の概略断面図である。
【図３】本発明による半導体発光装置の他の例の概略断
面図である。
面図である。
【図４】本発明製造方法を実施するＭＢＥ装置の一例の
構成図である。
構成図である。
１ 基板、２ 電流ストップ層、３ 第１導電型の第１
クラッド層、４ 第１導電型の第２クラッド層、５ 第
１導電型ガイド層、６ 活性層、７ 第２導電型ガイド
層、８ 第２導電型の第１クラッド層、９ 第２導電型
の第２クラッド層、１０ コンタクト層、１１ キャッ
プ層、１２ 絶縁層、１３，１４ 電極、１５ 第２導
電型の第３クラッド層、３０ 積層半導体層、３１ ス
トライプ部、３２ 電流狭窄部
クラッド層、４ 第１導電型の第２クラッド層、５ 第
１導電型ガイド層、６ 活性層、７ 第２導電型ガイド
層、８ 第２導電型の第１クラッド層、９ 第２導電型
の第２クラッド層、１０ コンタクト層、１１ キャッ
プ層、１２ 絶縁層、１３，１４ 電極、１５ 第２導
電型の第３クラッド層、３０ 積層半導体層、３１ ス
トライプ部、３２ 電流狭窄部
Claims (4)
- 【請求項１】 化合物半導体基板上に、 少なくとも第１導電型のクラッド層と、活性層と、第２
導電型のクラッド層とを有する積層半導体層が形成さ
れ、 該積層半導体層の少なくとも一部に電流通路を規制する
電流狭窄部が形成され、 該電流狭窄部は、結晶欠陥が高密度に存在し、他部との
界面部に高抵抗領域が形成されてなることを特徴とする
半導体発光装置。 - 【請求項２】 上記積層半導体層がＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体からなることを特徴とする請求項１に記載の半導
体発光装置。 - 【請求項３】 化合物半導体基板上に、少なくとも第１
導電型のクラッド層と、活性層と、第２導電型のクラッ
ド層とを有する積層半導体層を形成する工程を有し、 該積層半導体層の形成前もしくは形成工程中の工程にお
いて、電流狭窄部の形成部に、他部と結晶性を異にする
成長を行う下地面を形成して、これの上に結晶欠陥が高
密度に存在し、他部との界面部に高抵抗領域が形成され
た電流狭窄部を形成することを特徴とする半導体発光装
置の製造方法。 - 【請求項４】 上記積層半導体層がＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体層よりなり、上記下地面が、ＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体層による電流ストップ層であることを特徴とする
請求項３に記載の半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8107734A JPH09293932A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8107734A JPH09293932A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293932A true JPH09293932A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=14466603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8107734A Pending JPH09293932A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 半導体発光装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09293932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291930A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP8107734A patent/JPH09293932A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291930A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
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