JPS63111687A - 光半導体素子の製造方法 - Google Patents
光半導体素子の製造方法Info
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- JPS63111687A JPS63111687A JP61256961A JP25696186A JPS63111687A JP S63111687 A JPS63111687 A JP S63111687A JP 61256961 A JP61256961 A JP 61256961A JP 25696186 A JP25696186 A JP 25696186A JP S63111687 A JPS63111687 A JP S63111687A
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Classifications
-
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0425—Electrodes, e.g. characterised by the structure
- H01S5/04252—Electrodes, e.g. characterised by the structure characterised by the material
-
- 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
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/3235—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000 nm, e.g. InP-based 1300 nm and 1500 nm lasers
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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】
〔概要〕
本発明は、光半導体製造において、特にレーザダイオー
ドまたは端面発光ダイオード等の発光素子に係り、電流
狭窄とコンタクト形成とを有効的に、かつ、簡略にする
ため、濃度差を利用しつつコンタクト面積を実質的に広
くし、絶縁膜を不用としたものである。
ドまたは端面発光ダイオード等の発光素子に係り、電流
狭窄とコンタクト形成とを有効的に、かつ、簡略にする
ため、濃度差を利用しつつコンタクト面積を実質的に広
くし、絶縁膜を不用としたものである。
本発明は光半導体の製造方法、特に光半導体素子の電流
狭窄に関する。
狭窄に関する。
電流狭窄の方法としては絶縁膜狭窄、拡散法等が利用さ
れるが、プロセス過程の複雑化、絶縁膜質が製造コスト
と共に無視できない要素であり、このような狭窄法が拡
散、膜成長および膜質等に依存しない製造方法が必要と
されている。
れるが、プロセス過程の複雑化、絶縁膜質が製造コスト
と共に無視できない要素であり、このような狭窄法が拡
散、膜成長および膜質等に依存しない製造方法が必要と
されている。
従来の光半導体素子の電流狭窄構造は第４図に示され、
同図（ａｌは電極ストライブ型、（ｂ）は拡散スドライ
ブ型の断面図であり、図中、３０はＰ電極、３１ａはｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ Ｉ’ｉｉ、 ３１ｂはｎ Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、３２はｐ −ＩｎＰ層、３３はＩｎＧａ
ＡｓＰ層（活性層）、３４はｎ −ＩｎＰ 層、３５は
ｎ−ＩｎＰ基板、３６はＮ電極、３７は５ｉ０２または
ＳｉＮｘの絶縁膜、３８ばｐ＋拡散領域である。
同図（ａｌは電極ストライブ型、（ｂ）は拡散スドライ
ブ型の断面図であり、図中、３０はＰ電極、３１ａはｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ Ｉ’ｉｉ、 ３１ｂはｎ Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層、３２はｐ −ＩｎＰ層、３３はＩｎＧａ
ＡｓＰ層（活性層）、３４はｎ −ＩｎＰ 層、３５は
ｎ−ＩｎＰ基板、３６はＮ電極、３７は５ｉ０２または
ＳｉＮｘの絶縁膜、３８ばｐ＋拡散領域である。
ｐ−ｊｌＧａＡｓＰ層３１ａはコンタクト層であり、Ｐ
電極に電流狭窄のため絶縁膜３７にコンタクト窓３９を
設けである。絶縁膜３７は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘなどを
スパッタまたはＣＶＤ法で形成して作る。
電極に電流狭窄のため絶縁膜３７にコンタクト窓３９を
設けである。絶縁膜３７は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘなどを
スパッタまたはＣＶＤ法で形成して作る。
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ Ｉｆｆ ３１ｂ内には電流狭窄用
のｐ＋コンタクト選択拡散領域３８を形成しである。か
かる工程の後に基板３５を所定の厚さに削り、Ｎ電極３
６を全面に例えば蒸着またはスパッタで形成したもので
ある。
のｐ＋コンタクト選択拡散領域３８を形成しである。か
かる工程の後に基板３５を所定の厚さに削り、Ｎ電極３
６を全面に例えば蒸着またはスパッタで形成したもので
ある。
従来、第４図（ａｌに示す電極ストライプ型では、電流
狭窄を絶縁膜で行うもので、膜形成装置、膜質およびそ
れが結晶に及ぼずストレス、ピンホール、形成温度等に
ついて製造装置に対する要求があり、しかもこれらにつ
いて信頼度が要求されるなど、絶縁膜についての難しい
要素が多い。
狭窄を絶縁膜で行うもので、膜形成装置、膜質およびそ
れが結晶に及ぼずストレス、ピンホール、形成温度等に
ついて製造装置に対する要求があり、しかもこれらにつ
いて信頼度が要求されるなど、絶縁膜についての難しい
要素が多い。
第４図＋ｂｌの拡散ストライプ型では、選択拡散のため
の膜形成装置、拡散装置、封管法による拡散工程（拡散
パラメータが多い）等、さらに問題を複雑化する要素が
多い。
の膜形成装置、拡散装置、封管法による拡散工程（拡散
パラメータが多い）等、さらに問題を複雑化する要素が
多い。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、光半
導体の製造において、電流狭窄とコンタクト形成とを有
効的になす方法を提供することを目的とする。
導体の製造において、電流狭窄とコンタクト形成とを有
効的になす方法を提供することを目的とする。
第１図は本発明の原理図で、図中、１０はｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層（コンタクト層）、１１と１２はエツチング側
面（大なる矩形面）、１３と１４はエツチング正面（小
なる矩形面）、１５はｐ−ＩｎＰ層（下Ｎ）である。
ＡｓＰ層（コンタクト層）、１１と１２はエツチング側
面（大なる矩形面）、１３と１４はエツチング正面（小
なる矩形面）、１５はｐ−ＩｎＰ層（下Ｎ）である。
本発明においては、第１図に示すように、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層（コンタクト層）１０は一点鎖線で示さく３） れる部分がｐ −ＩｎＰ層（下層）１５までエツチング
されて実線で示す突出部が下層１５の上に突出した形状
で残され、コンタクト層１０上にはエツチング側面１１
．１２とエツチング正面１３．１４とによって限定され
るストライプ状の溝がｐ−ＩｎＰ層（下層）１５に達し
ない深さでエツチングされている。
ＡｓＰ層（コンタクト層）１０は一点鎖線で示さく３） れる部分がｐ −ＩｎＰ層（下層）１５までエツチング
されて実線で示す突出部が下層１５の上に突出した形状
で残され、コンタクト層１０上にはエツチング側面１１
．１２とエツチング正面１３．１４とによって限定され
るストライプ状の溝がｐ−ＩｎＰ層（下層）１５に達し
ない深さでエツチングされている。
第１図の原理図において、エツチング正面１３と１４は
、コンタクト層１０の第１図に見て正面と裏面から僅か
の距離をおいて、いいかえるとコンタクト層１０内に槽
状の空間が作られる如くに形成される。コンタクト層面
１０をこのようにストライプ形（または種型に）エツチ
ングする前のＰ電極とコンタクトするコンタクト面積５
ｏ＝ｎａβ、溝エツチングで増加する溝１本分の面積増
分Ｓ３ ＝ ２ａｂ＋２ｂβ、ｎ等分した場合の全体コ
ンタクト面積の増分は Ｓ’ −Ｓｏ ＋ （’ｉ’→
ＳΔであり、従ってＳ’ ／Ｓｏ＝ １ ＋ （ｎ−１
）（ａｂ＋ ｂ７り／Ｓｏとなる。ｌをエツチングされ
た部分の第１図に見て前後方向の長さ、ｍをコンタクト
層１ｏの第１図に見て横方向の長さとしたとき、前記の
如く溝エツチングすることによりコンタクト表面積が実
効的に増え、下層（ｐ −ＩｎＰ層）１５との濃度差が
小さくとも狭窄が十分になされる。
、コンタクト層１０の第１図に見て正面と裏面から僅か
の距離をおいて、いいかえるとコンタクト層１０内に槽
状の空間が作られる如くに形成される。コンタクト層面
１０をこのようにストライプ形（または種型に）エツチ
ングする前のＰ電極とコンタクトするコンタクト面積５
ｏ＝ｎａβ、溝エツチングで増加する溝１本分の面積増
分Ｓ３ ＝ ２ａｂ＋２ｂβ、ｎ等分した場合の全体コ
ンタクト面積の増分は Ｓ’ −Ｓｏ ＋ （’ｉ’→
ＳΔであり、従ってＳ’ ／Ｓｏ＝ １ ＋ （ｎ−１
）（ａｂ＋ ｂ７り／Ｓｏとなる。ｌをエツチングされ
た部分の第１図に見て前後方向の長さ、ｍをコンタクト
層１ｏの第１図に見て横方向の長さとしたとき、前記の
如く溝エツチングすることによりコンタクト表面積が実
効的に増え、下層（ｐ −ＩｎＰ層）１５との濃度差が
小さくとも狭窄が十分になされる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第２図ｆａ）と（ｂｌは本発明の一実施例である発光素
子（レーザダイオードまたは端面発光ダイオード）の断
面図と斜視図で、図中、１は光半導体素子、１０はｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層（コンタクトＦｉｔ） １，１５は
ｐ−ＩｎＰ層（下層）、１６はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層
（活性層）、１７はｎ −ＩｎＰ層、１８はｎ −Ｉｎ
Ｐ基板、１９はＰ電極、２０はＮ電極である。溝２１は
、レジスト工程とエツチングによりストライプ幅１．６
μｍ、深さ０．６μｍに形成する（この寸法は第３図の
設計パラメータによって変るものである）。
子（レーザダイオードまたは端面発光ダイオード）の断
面図と斜視図で、図中、１は光半導体素子、１０はｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層（コンタクトＦｉｔ） １，１５は
ｐ−ＩｎＰ層（下層）、１６はｎ −ＩｎＧａＡｓＰ層
（活性層）、１７はｎ −ＩｎＰ層、１８はｎ −Ｉｎ
Ｐ基板、１９はＰ電極、２０はＮ電極である。溝２１は
、レジスト工程とエツチングによりストライプ幅１．６
μｍ、深さ０．６μｍに形成する（この寸法は第３図の
設計パラメータによって変るものである）。
次にコンタクト層が第１図に示される突出した部分を残
して下層１５までエツチングされる。結晶内部は前記し
たダブルヘテロ構造であり、各層の厚みは目標特性によ
る。ｎ −ＩｎＰ基板はチップにするための適当な厚み
に研磨しＮ電極２０（ＡｕＧｅ−Ａｕ）を形成する。Ｐ
電極１９は、上記エツチング加工が終了後、本発明実施
例においては、Ｔｉは１０００人、Ｐｔは２０００〜３
０００人、Ａｕは３〜４μｍの厚さに蒸着とメッキ法で
形成した。Ａｕは第２図（ｂ）に示すＡｕワイヤ２２を
接着するために付ける。
して下層１５までエツチングされる。結晶内部は前記し
たダブルヘテロ構造であり、各層の厚みは目標特性によ
る。ｎ −ＩｎＰ基板はチップにするための適当な厚み
に研磨しＮ電極２０（ＡｕＧｅ−Ａｕ）を形成する。Ｐ
電極１９は、上記エツチング加工が終了後、本発明実施
例においては、Ｔｉは１０００人、Ｐｔは２０００〜３
０００人、Ａｕは３〜４μｍの厚さに蒸着とメッキ法で
形成した。Ａｕは第２図（ｂ）に示すＡｕワイヤ２２を
接着するために付ける。
本実施例では、コンタクト領域／−３００μｍ、ｍ−８
０μｍにおいてエツチング加工により１．５倍の面積増
加を得た。
０μｍにおいてエツチング加工により１．５倍の面積増
加を得た。
第３図は設計パラメータを変更した場合の線図であり、
横軸に第１図に示す溝の深さｂをμｍで、縦軸には〔作
用〕の項で記述したＳｏとＳｏＯ比（Ｓ’／Ｓｏ）をと
った。線イ０ロ、ハは第１図に示す溝の幅ａがそれぞれ
１．６μｍ 、 ２．０μｍ。
横軸に第１図に示す溝の深さｂをμｍで、縦軸には〔作
用〕の項で記述したＳｏとＳｏＯ比（Ｓ’／Ｓｏ）をと
った。線イ０ロ、ハは第１図に示す溝の幅ａがそれぞれ
１．６μｍ 、 ２．０μｍ。
２．５．ｃａｍの場合を示し、ａ ＝１．６ μｍ 、
ｂ＝０．６μｍのときＳ’／Ｓｏは１．５すなわち５
０％増加となることを示す。
ｂ＝０．６μｍのときＳ’／Ｓｏは１．５すなわち５
０％増加となることを示す。
Ａｕを３〜４μｍの厚さにメッキしたとき、溝２１はＡ
ｕで埋るが、電極のコンタクト層１０との実効接触面積
は〔作用〕の項で述べた面積になって十分広くとられて
いるから、溝２１が埋ってもなんら支障はない。
ｕで埋るが、電極のコンタクト層１０との実効接触面積
は〔作用〕の項で述べた面積になって十分広くとられて
いるから、溝２１が埋ってもなんら支障はない。
コンタクト層１０のキャリア濃度は、下層であるｐＩｎ
Ｐｉｉ１５の濃度よりも１桁高くしである。−般に、濃
度の高いところは電圧が低く大電流が流れる。コンタク
ト層１０の幅を狭くすると順方向電圧（Ｖ）が高くなり
、１００ｍＡ程度の電流を流したとき熱抵抗で発熱し、
出てくる光のパワーの効率が悪（なるが、本発明によれ
ば、電極の実質的コンタクト面積が大になるので、この
ようなことが防止される。
Ｐｉｉ１５の濃度よりも１桁高くしである。−般に、濃
度の高いところは電圧が低く大電流が流れる。コンタク
ト層１０の幅を狭くすると順方向電圧（Ｖ）が高くなり
、１００ｍＡ程度の電流を流したとき熱抵抗で発熱し、
出てくる光のパワーの効率が悪（なるが、本発明によれ
ば、電極の実質的コンタクト面積が大になるので、この
ようなことが防止される。
以上述べてきたように本発明によれば、電流狭窄型の光
半導体素子の製作において、絶縁膜、選択拡散無しで狭
い領域に実効的コンタクト面積を広く得ることが可能で
ある。
半導体素子の製作において、絶縁膜、選択拡散無しで狭
い領域に実効的コンタクト面積を広く得ることが可能で
ある。
第１図は本発明の原理図、
第２図（ａ）と（ｂ）は本発明実施例の断面図と斜視図
、第３図は本発明の設計パラメータの線図、第４図ｆａ
）とｆｂｌは従来例断面図である。 第１図と第２図において、 １０はｐ −ＩｎＧａＡｓＰ層（コンタクト層）、１１
はエツチング側面、 １２はエツチング側面、 １３はエツチング正面、 １４はエツチング正面、 １５は下層 （ｐ−ＩｎＰｌを）、 １６はｐ −１１ＧａＡｓＰ層（活性層）、１７はｎ−
ＩｎＰ層、 １８はｎ −ＴｎＰ基板、 １９はＰ電極、 ２０はＮ電極、 ２１は溝、 ２２はＡｕワイヤである。
、第３図は本発明の設計パラメータの線図、第４図ｆａ
）とｆｂｌは従来例断面図である。 第１図と第２図において、 １０はｐ −ＩｎＧａＡｓＰ層（コンタクト層）、１１
はエツチング側面、 １２はエツチング側面、 １３はエツチング正面、 １４はエツチング正面、 １５は下層 （ｐ−ＩｎＰｌを）、 １６はｐ −１１ＧａＡｓＰ層（活性層）、１７はｎ−
ＩｎＰ層、 １８はｎ −ＴｎＰ基板、 １９はＰ電極、 ２０はＮ電極、 ２１は溝、 ２２はＡｕワイヤである。
Claims (2)
- （１）電流狭窄型のオーミック電極形成法において、ダ
ブルヘテロ構造の光半導体素子のコンタクト層（ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層）（１０）の下側にそれと同じ伝導型の
下層（ｐ−ＩｎＰ層）（１５）を少なくとも１層以上設
け、コンタクト層（１０）は下層（１５）の上に突出部
を残すようエッチングし、突出部として残されたコンタ
クト層（１０）にそれを突き抜けない深さに槽状の溝（
２１）をエッチングし、下層（１５）の表面および突出
部として残されたコンタクト層の全面にコンタクト電極
（１９）を形成することを特徴とする光半導体素子の製
造方法。 - （２）コンタクト層（１０）のキャリア濃度が下層（ｐ
−ＩｎＰ層）（１５）のキャリア濃度よりも１桁以上高
いことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256961A JPS63111687A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 光半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256961A JPS63111687A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 光半導体素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63111687A true JPS63111687A (ja) | 1988-05-16 |
Family
ID=17299775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256961A Pending JPS63111687A (ja) | 1986-10-30 | 1986-10-30 | 光半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63111687A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014099491A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
-
1986
- 1986-10-30 JP JP61256961A patent/JPS63111687A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014099491A (ja) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光素子 |
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