JPH06296060A - 半導体可視光レーザダイオードの製造方法 - Google Patents
半導体可視光レーザダイオードの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃
度の向上を図り、発振しきい値のばらつきが小さく、高
温時の出力特性の良い半導体可視光レーザダイオードを
安定して得る。 【構成】 ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層上にｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層を再成長した後、該ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体
材料からなるｎ型層を結晶成長し、その後、該ｎ型層を
選択的にエッチング除去するようにした。 【効果】 再成長ｐ型ＧａＡｓ層の表面荒れを生じるこ
となく、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃度
が十分に高く特性の優れた可視光レーザダイオードを安
定して製造できる。
度の向上を図り、発振しきい値のばらつきが小さく、高
温時の出力特性の良い半導体可視光レーザダイオードを
安定して得る。 【構成】 ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層上にｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層を再成長した後、該ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体
材料からなるｎ型層を結晶成長し、その後、該ｎ型層を
選択的にエッチング除去するようにした。 【効果】 再成長ｐ型ＧａＡｓ層の表面荒れを生じるこ
となく、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃度
が十分に高く特性の優れた可視光レーザダイオードを安
定して製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体可視光レーザの
製造方法に関し、特に活性層上にＡｌＧａＩｎＰからな
るｐ型クラッド層を備えた半導体可視光レーザダイオー
ドの製造方法に関するものである。
製造方法に関し、特に活性層上にＡｌＧａＩｎＰからな
るｐ型クラッド層を備えた半導体可視光レーザダイオー
ドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は半導体可視光レーザダイオードの
構造を示す斜視図である。図において、１０１はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板である。ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
２，アンドープＧａＩｎＰ活性層１０３，ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０５は基板１０１上にこの順で積層配置されている。
ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０５，及びｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層１０４はリッジ形状に成形されている。ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層１０６はリッジを埋め込むよ
うにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４上に配置され
る。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０７はｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層１０５上，及びｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０６上に配置される。ｎ側電極１０８は基板１０１裏面
に、ｐ側電極１０９はコンタクト層１０７上にそれぞれ
設けられる。
構造を示す斜視図である。図において、１０１はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板である。ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
２，アンドープＧａＩｎＰ活性層１０３，ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０５は基板１０１上にこの順で積層配置されている。
ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０５，及びｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層１０４はリッジ形状に成形されている。ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層１０６はリッジを埋め込むよ
うにｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４上に配置され
る。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０７はｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層１０５上，及びｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１
０６上に配置される。ｎ側電極１０８は基板１０１裏面
に、ｐ側電極１０９はコンタクト層１０７上にそれぞれ
設けられる。
【０００３】また、図９は図８に示す半導体可視光レー
ザダイオードの従来の製造方法を示す工程斜視図であ
り、図において図８と同一符号は同一又は相当部分であ
る。以下、この図に沿って半導体可視光レーザダイオー
ドの従来の製造工程を説明する。
ザダイオードの従来の製造方法を示す工程斜視図であ
り、図において図８と同一符号は同一又は相当部分であ
る。以下、この図に沿って半導体可視光レーザダイオー
ドの従来の製造工程を説明する。
【０００４】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、図９
(a) に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
２，アンドープＧａＩｎＰ活性層１０３，ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０５をＭＯＣＶＤ装置を用いて順次結晶成長する。Ｍ
ＯＣＶＤ装置による結晶成長は成長温度６７５℃、成長
圧力１５０Ｔｏｒｒで行っている。ここで、ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ
層１０５のｐ型不純物としては亜鉛（Ｚｎ）を用いる。
また、結晶成長後の基板の降温は、最上層であるｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層１０５からのヒ素（Ａｓ）抜けを防止
するため、アルシン（ＡｓＨ3 ）雰囲気中で行なわれ
る。
(a) に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
２，アンドープＧａＩｎＰ活性層１０３，ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０５をＭＯＣＶＤ装置を用いて順次結晶成長する。Ｍ
ＯＣＶＤ装置による結晶成長は成長温度６７５℃、成長
圧力１５０Ｔｏｒｒで行っている。ここで、ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層１０４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ
層１０５のｐ型不純物としては亜鉛（Ｚｎ）を用いる。
また、結晶成長後の基板の降温は、最上層であるｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層１０５からのヒ素（Ａｓ）抜けを防止
するため、アルシン（ＡｓＨ3 ）雰囲気中で行なわれ
る。
【０００５】次に、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０５上
に、図９(b) に示すように、ＳｉＮ膜からなるマスク１
１５を形成した後、エッチングを行い、図９(c) に示す
ようなリッジ構造を形成する。
に、図９(b) に示すように、ＳｉＮ膜からなるマスク１
１５を形成した後、エッチングを行い、図９(c) に示す
ようなリッジ構造を形成する。
【０００６】この後、ＭＯＣＶＤ装置を用いてｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層１０６を再成長する。この時、Ｓｉ
Ｎマスク１１５上には結晶成長は生じないので、電流ブ
ロック層１０６はリッジの両脇の部分に選択成長され、
図９(d) に示すように、リッジは電流ブロック層１０６
により埋め込まれる。
Ａｓ電流ブロック層１０６を再成長する。この時、Ｓｉ
Ｎマスク１１５上には結晶成長は生じないので、電流ブ
ロック層１０６はリッジの両脇の部分に選択成長され、
図９(d) に示すように、リッジは電流ブロック層１０６
により埋め込まれる。
【０００７】次に、ＳｉＮマスク１１５を除去した後、
ＭＯＣＶＤ装置を用いてｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
７を再成長する。ＳｉＮマスク１１５を除去した後の表
面は全てＧａＡｓ層となるため、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１０７は図９(e) に示すようにほぼ平坦に成長し、
ヒートシンクや電極とのコンタクトを取る場合に都合の
良い形状となる。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０７の成
長後は、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０７からのヒ
素（Ａｓ）抜けによる表面荒れを防止するために、基板
はアルシン雰囲気中で降温される。
ＭＯＣＶＤ装置を用いてｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
７を再成長する。ＳｉＮマスク１１５を除去した後の表
面は全てＧａＡｓ層となるため、ｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１０７は図９(e) に示すようにほぼ平坦に成長し、
ヒートシンクや電極とのコンタクトを取る場合に都合の
良い形状となる。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０７の成
長後は、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０７からのヒ
素（Ａｓ）抜けによる表面荒れを防止するために、基板
はアルシン雰囲気中で降温される。
【０００８】この後、基板１０１裏面にｎ側電極、コン
タクト層１０７上にｐ側電極を形成する工程等を経て図
８に示す半導体可視光レーザダイオードが完成する。こ
こで、ｎ側電極としては一般にＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ系の電
極が用いられ、ｐ側電極としては一般にＴｉ／Ａｕ系の
電極が用いられる。
タクト層１０７上にｐ側電極を形成する工程等を経て図
８に示す半導体可視光レーザダイオードが完成する。こ
こで、ｎ側電極としては一般にＡｕ／Ｇｅ／Ｎｉ系の電
極が用いられ、ｐ側電極としては一般にＴｉ／Ａｕ系の
電極が用いられる。
【０００９】ところで、図８に示す半導体可視光レーザ
ダイオードのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４は、
所望のレーザ特性を得るためには、少なくとも５．０×
１０17／cm-3程度のキャリア濃度が必要であり、キャリ
ア濃度が低い場合にはレーザ発振しきい値の増大、高温
時の出力特性の劣化等が生ずる。図９に示す従来の製造
方法では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃
度を十分高くするために、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層成長時の、 III族原料ガスに対するＺｎの流量比（Ｚ
ｎ／III 比）は０．７〜１．０と極めて高くしている。
ダイオードのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０４は、
所望のレーザ特性を得るためには、少なくとも５．０×
１０17／cm-3程度のキャリア濃度が必要であり、キャリ
ア濃度が低い場合にはレーザ発振しきい値の増大、高温
時の出力特性の劣化等が生ずる。図９に示す従来の製造
方法では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃
度を十分高くするために、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層成長時の、 III族原料ガスに対するＺｎの流量比（Ｚ
ｎ／III 比）は０．７〜１．０と極めて高くしている。
【００１０】しかしながら、上記従来の製造方法により
作製された半導体可視光レーザダイオードでは、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１０４のキャリア濃度が大きく
ばらつき、レーザ発振しきい値がばらついたり、高温時
の出力特性が劣化することが多かった。このキャリア濃
度のばらつきは、ＡｌＧａＩｎＰ中にドーピングしたＺ
ｎが結晶中で１００％活性化しておらず、しかもこの活
性化率がばらつくことに起因している。
作製された半導体可視光レーザダイオードでは、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１０４のキャリア濃度が大きく
ばらつき、レーザ発振しきい値がばらついたり、高温時
の出力特性が劣化することが多かった。このキャリア濃
度のばらつきは、ＡｌＧａＩｎＰ中にドーピングしたＺ
ｎが結晶中で１００％活性化しておらず、しかもこの活
性化率がばらつくことに起因している。
【００１１】ＡｌＧａＩｎＰ中でのＺｎの活性化率を低
下させる要因としてＡｌＧａＩｎＰ中に取り込まれるラ
ジカル状の水素の存在が、例えば“ジャーナルオブクリ
スタルグロウス”１１８（１９９２年）４２５頁〜４２
９頁（Journal of Crystal Growth 118(1992)425-429）
において報告されている。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層の
再成長後の基板の降温は、上述のように、アルシン雰囲
気中で行なわれるが、このときアルシンが分解して発生
したラジカル状の水素が、ウエハ表面からＡｌＧａＩｎ
Ｐ中に侵入し、これによりＡｌＧａＩｎＰ中でのＺｎの
活性化が妨げられている。
下させる要因としてＡｌＧａＩｎＰ中に取り込まれるラ
ジカル状の水素の存在が、例えば“ジャーナルオブクリ
スタルグロウス”１１８（１９９２年）４２５頁〜４２
９頁（Journal of Crystal Growth 118(1992)425-429）
において報告されている。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層の
再成長後の基板の降温は、上述のように、アルシン雰囲
気中で行なわれるが、このときアルシンが分解して発生
したラジカル状の水素が、ウエハ表面からＡｌＧａＩｎ
Ｐ中に侵入し、これによりＡｌＧａＩｎＰ中でのＺｎの
活性化が妨げられている。
【００１２】“エレクトロニクスレターズ”２８巻６号
（１９９２年）５８５頁〜５８７頁（ELECTRONICS LETT
ERS 12th March 1992 Vol.28 No.6, 585-587）では、こ
のラジカル状水素の排除を目的としてｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層の成長後に、ウエハを水素と窒素の混合雰
囲気中で４５０℃から７４０℃の高温に加熱することが
すでに報告されている。ここで、この方法を実際の半導
体可視光レーザダイオードの製造に適用して、効果的に
ラジカル状水素の排除を行ない、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層中のＺｎの活性化率を向上を図るためには、図
９(e) に示すｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長後に上
述のポストヒート処理を行なう必要がある。しかし、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層の再成長後にウエハを水素と窒
素の混合雰囲気中で４５０℃から７４０℃の高温に加熱
した場合、ＧａＡｓコンタクト層の表面からＡｓが脱離
してしまうために、ＧａＡｓコンタクト層の表面荒れが
生じ、その後のプロセスにおいて電極剥がれが発生しや
すくなり、素子の信頼性が著しく劣化するという重大な
問題がある。
（１９９２年）５８５頁〜５８７頁（ELECTRONICS LETT
ERS 12th March 1992 Vol.28 No.6, 585-587）では、こ
のラジカル状水素の排除を目的としてｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層の成長後に、ウエハを水素と窒素の混合雰
囲気中で４５０℃から７４０℃の高温に加熱することが
すでに報告されている。ここで、この方法を実際の半導
体可視光レーザダイオードの製造に適用して、効果的に
ラジカル状水素の排除を行ない、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層中のＺｎの活性化率を向上を図るためには、図
９(e) に示すｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長後に上
述のポストヒート処理を行なう必要がある。しかし、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層の再成長後にウエハを水素と窒
素の混合雰囲気中で４５０℃から７４０℃の高温に加熱
した場合、ＧａＡｓコンタクト層の表面からＡｓが脱離
してしまうために、ＧａＡｓコンタクト層の表面荒れが
生じ、その後のプロセスにおいて電極剥がれが発生しや
すくなり、素子の信頼性が著しく劣化するという重大な
問題がある。
【００１３】また上記“ジャーナルオブクリスタルグロ
ウス”では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上にｎ型のＧａＡｓ層
を成長した場合、ラジカル状の水素を排除でき、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰのキャリア濃度の向上が図れることが報告
されている。ここで、この方法を実際の半導体可視光レ
ーザダイオードの製造に適用して、効果的にラジカル状
水素の排除を行ない、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中
のＺｎの活性化率を向上を図るためには、図９(e) に示
すｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長後に該ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層上にｎ型のＧａＡｓ層を結晶成長するこ
ととなる。そして、最終的に半導体可視光レーザダイオ
ード構造を得るためには、この後、ｎ型ＧａＡｓ層を取
り除く必要があるが、ｎ型ＧａＡｓ層とその下のｐ型Ｇ
ａＡｓ層とを選択的にエッチングできないため、エッチ
ング後の表面に大きな凹凸が生じる。その結果、上記の
水素，窒素混合雰囲気中で高温再加熱する場合と同様、
その後のプロセスにおいて電極剥がれが発生しやすくな
るという問題がある。
ウス”では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上にｎ型のＧａＡｓ層
を成長した場合、ラジカル状の水素を排除でき、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰのキャリア濃度の向上が図れることが報告
されている。ここで、この方法を実際の半導体可視光レ
ーザダイオードの製造に適用して、効果的にラジカル状
水素の排除を行ない、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中
のＺｎの活性化率を向上を図るためには、図９(e) に示
すｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長後に該ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層上にｎ型のＧａＡｓ層を結晶成長するこ
ととなる。そして、最終的に半導体可視光レーザダイオ
ード構造を得るためには、この後、ｎ型ＧａＡｓ層を取
り除く必要があるが、ｎ型ＧａＡｓ層とその下のｐ型Ｇ
ａＡｓ層とを選択的にエッチングできないため、エッチ
ング後の表面に大きな凹凸が生じる。その結果、上記の
水素，窒素混合雰囲気中で高温再加熱する場合と同様、
その後のプロセスにおいて電極剥がれが発生しやすくな
るという問題がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体可視光レ
ーザダイオードの製造方法は以上のように行なわれてい
たのでｐ型ＡｌＧａＩｎＰのキャリア濃度が大きくばら
つき、レーザ発振しきい値がばらついたり、高温時の出
力特性が劣化することが多いという問題点があった。
ーザダイオードの製造方法は以上のように行なわれてい
たのでｐ型ＡｌＧａＩｎＰのキャリア濃度が大きくばら
つき、レーザ発振しきい値がばらついたり、高温時の出
力特性が劣化することが多いという問題点があった。
【００１５】また、従来の半導体可視光レーザダイオー
ドの製造方法において、上記“エレクトロニクスレター
ズ”に示された方法又は上記“ジャーナルオブクリスタ
ルグロウス”に示された方法を適用した場合、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を向上することは
できるが、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層表面の荒れが生
じ、その後のプロセスにおいて電極剥がれが発生しやす
くなるという問題点があった。
ドの製造方法において、上記“エレクトロニクスレター
ズ”に示された方法又は上記“ジャーナルオブクリスタ
ルグロウス”に示された方法を適用した場合、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を向上することは
できるが、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層表面の荒れが生
じ、その後のプロセスにおいて電極剥がれが発生しやす
くなるという問題点があった。
【００１６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ｐ電極形成前のエピタキシャル
結晶成長表面の荒れを生じることなく、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層のキャリア濃度の向上を図ることがで
き、レーザ発振しきい値のばらつきが小さく、高温時の
出力特性の良い半導体可視光レーザダイオードを安定し
て作製できる方法を提供するものである。
ためになされたもので、ｐ電極形成前のエピタキシャル
結晶成長表面の荒れを生じることなく、ｐ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層のキャリア濃度の向上を図ることがで
き、レーザ発振しきい値のばらつきが小さく、高温時の
出力特性の良い半導体可視光レーザダイオードを安定し
て作製できる方法を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体可
視光レーザダイオードの製造方法は、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層を再成長し
た後、該ｐ型ＧａＡｓコンタクト層上にＧａＡｓと選択
エッチングが可能な半導体材料からなるｎ型層を結晶成
長し、ウエハを降温した後、該ｎ型層を選択的にエッチ
ング除去するようにしたものである。
視光レーザダイオードの製造方法は、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層を再成長し
た後、該ｐ型ＧａＡｓコンタクト層上にＧａＡｓと選択
エッチングが可能な半導体材料からなるｎ型層を結晶成
長し、ウエハを降温した後、該ｎ型層を選択的にエッチ
ング除去するようにしたものである。
【００１８】また、この発明に係る半導体可視光レーザ
ダイオードの製造方法は、上記ｎ型層の結晶成長後のウ
エハの降温を、水素又は窒素雰囲気中、又は水素と窒素
の混合雰囲気中で行なうようにしたものである。
ダイオードの製造方法は、上記ｎ型層の結晶成長後のウ
エハの降温を、水素又は窒素雰囲気中、又は水素と窒素
の混合雰囲気中で行なうようにしたものである。
【００１９】また、この発明に係る半導体可視光レーザ
ダイオードの製造方法は、基板上に活性層，ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層を順
次結晶成長した後に、該ｐ型ＧａＡｓキャップ層上にＧ
ａＡｓと選択エッチングが可能な半導体材料からなるｎ
型層を結晶成長し、ウエハを降温した後、該ｎ型層を選
択的にエッチング除去するようにし、さらに、ｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層を再成長した後、該ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体
材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温した
後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去するようにした
ものである。
ダイオードの製造方法は、基板上に活性層，ｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層を順
次結晶成長した後に、該ｐ型ＧａＡｓキャップ層上にＧ
ａＡｓと選択エッチングが可能な半導体材料からなるｎ
型層を結晶成長し、ウエハを降温した後、該ｎ型層を選
択的にエッチング除去するようにし、さらに、ｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層を再成長した後、該ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体
材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温した
後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去するようにした
ものである。
【００２０】
【作用】この発明における半導体可視光レーザダイオー
ド構造の作製方法では、再成長されたｐ型ＧａＡｓ層上
に、ＧａＡｓとの選択エッチングが可能な半導体からな
るｎ型層を成長するようにしたので、ｐ型ＧａＡｓ層と
ｎ型層との間に形成されるｐ−ｎ接合で生ずる拡散電位
によって、ウエハ降温時におけるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
中へのラジカル状水素の侵入が抑制され、これによりｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率を向上でき、
Ｚｎ／III 比を低くしても、しきい値電流が低く、温度
特性の良い半導体可視光レーザダイオードを得ることが
できる。しかも、再成長ｐ型ＧａＡｓ層上に結晶成長す
るｎ型キャップ層をＧａＡｓと選択的にエッチング可能
な半導体からなるものとしているので、キャップ層のエ
ッチング除去を再成長ｐ型ＧａＡｓ層の表面の荒れを生
じることなく制御性よく行なうことができ、信頼性の高
い半導体可視光レーザダイオードを作製できる。
ド構造の作製方法では、再成長されたｐ型ＧａＡｓ層上
に、ＧａＡｓとの選択エッチングが可能な半導体からな
るｎ型層を成長するようにしたので、ｐ型ＧａＡｓ層と
ｎ型層との間に形成されるｐ−ｎ接合で生ずる拡散電位
によって、ウエハ降温時におけるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
中へのラジカル状水素の侵入が抑制され、これによりｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率を向上でき、
Ｚｎ／III 比を低くしても、しきい値電流が低く、温度
特性の良い半導体可視光レーザダイオードを得ることが
できる。しかも、再成長ｐ型ＧａＡｓ層上に結晶成長す
るｎ型キャップ層をＧａＡｓと選択的にエッチング可能
な半導体からなるものとしているので、キャップ層のエ
ッチング除去を再成長ｐ型ＧａＡｓ層の表面の荒れを生
じることなく制御性よく行なうことができ、信頼性の高
い半導体可視光レーザダイオードを作製できる。
【００２１】また、この発明における半導体可視光レー
ザダイオードの製造方法では、上記ｎ型層の結晶成長後
のウエハの降温を、水素又は窒素雰囲気中、又は水素と
窒素の混合雰囲気中で行なうようにしたので、降温時の
ラジカル状の水素の発生そのものを抑制することがで
き、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率を向上
できる。
ザダイオードの製造方法では、上記ｎ型層の結晶成長後
のウエハの降温を、水素又は窒素雰囲気中、又は水素と
窒素の混合雰囲気中で行なうようにしたので、降温時の
ラジカル状の水素の発生そのものを抑制することがで
き、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率を向上
できる。
【００２２】また、この発明における半導体可視光レー
ザダイオードの製造方法では、基板上に活性層，ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層
を順次結晶成長した後に、該ｐ型ＧａＡｓキャップ層上
にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体材料からな
るｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温した後、該ｎ型層
を選択的にエッチング除去するようにし、さらに、ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層を再成長した後、該ｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半
導体材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温し
た後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去するようにし
たので、再成長工程前にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
中のＺｎを１００％活性化することができ、その後の結
晶成長工程時に活性化されていないＺｎ原子が活性層へ
拡散することにより生ずる発振しきい値の増加，素子の
信頼性の劣化等を防止できる。
ザダイオードの製造方法では、基板上に活性層，ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層
を順次結晶成長した後に、該ｐ型ＧａＡｓキャップ層上
にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体材料からな
るｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温した後、該ｎ型層
を選択的にエッチング除去するようにし、さらに、ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層を再成長した後、該ｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半
導体材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温し
た後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去するようにし
たので、再成長工程前にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
中のＺｎを１００％活性化することができ、その後の結
晶成長工程時に活性化されていないＺｎ原子が活性層へ
拡散することにより生ずる発振しきい値の増加，素子の
信頼性の劣化等を防止できる。
【００２３】
実施例１．図１は本発明の第１の実施例による半導体可
視光レーザダイオードの製造方法を示す工程斜視図であ
る。図において、１はＧａＡｓ基板１、２はｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層、３はアンドープＧａＩｎＰ活性
層、４はｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、５はｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層、６はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、７
はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１０はｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層、１１はアンドープＧａＡｓ層、１５はＳｉＮ膜パ
ターンである。以下、工程を説明する。
視光レーザダイオードの製造方法を示す工程斜視図であ
る。図において、１はＧａＡｓ基板１、２はｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層、３はアンドープＧａＩｎＰ活性
層、４はｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、５はｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層、６はｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層、７
はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１０はｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層、１１はアンドープＧａＡｓ層、１５はＳｉＮ膜パ
ターンである。以下、工程を説明する。
【００２４】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にＭＯＣＶＤ
装置によって、図１(a) に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層２，アンドープＧａＡｓ活性層３，ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４，及びｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層５を順次エピタキシャル成長する。ＭＯＣＶＤ装置
による結晶成長は成長温度６７５℃、成長圧力１５０Ｔ
ｏｒｒで行なう。各層の典型的な層厚としては、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層２が約１．５μｍ、アンドープ
ＧａＡｓ活性層３が約１５０オングストローム、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４が約１．５μｍ、ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層５が約０．５μｍである。また、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層２の不純物としてはシリコン（Ｓ
ｉ）を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層及びｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層の不純物としては亜鉛（Ｚｎ）を用いる。
ここで、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５の結晶成長終了後の
ウエハの降温は、該キャップ層５からのヒ素（Ａｓ）抜
けを防止するため、アルシン（ＡｓＨ3 ）雰囲気中で行
なう。
装置によって、図１(a) に示すように、ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰクラッド層２，アンドープＧａＡｓ活性層３，ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４，及びｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層５を順次エピタキシャル成長する。ＭＯＣＶＤ装置
による結晶成長は成長温度６７５℃、成長圧力１５０Ｔ
ｏｒｒで行なう。各層の典型的な層厚としては、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層２が約１．５μｍ、アンドープ
ＧａＡｓ活性層３が約１５０オングストローム、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層４が約１．５μｍ、ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層５が約０．５μｍである。また、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層２の不純物としてはシリコン（Ｓ
ｉ）を、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層及びｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層の不純物としては亜鉛（Ｚｎ）を用いる。
ここで、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５の結晶成長終了後の
ウエハの降温は、該キャップ層５からのヒ素（Ａｓ）抜
けを防止するため、アルシン（ＡｓＨ3 ）雰囲気中で行
なう。
【００２５】次に、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５上に、図
１(b) に示すように、ＳｉＮ膜からなるマスク１５を形
成した後、エッチングを行い、図１(c) に示すようなリ
ッジ構造を形成する。リッジの高さｈは約１．２μｍで
ある。
１(b) に示すように、ＳｉＮ膜からなるマスク１５を形
成した後、エッチングを行い、図１(c) に示すようなリ
ッジ構造を形成する。リッジの高さｈは約１．２μｍで
ある。
【００２６】この後、ＭＯＣＶＤ装置を用いてｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層６を再成長する。この時、ＳｉＮマ
スク１５上には結晶成長は生じないので、電流ブロック
層６はリッジの両脇の部分に選択成長され、図１(d) に
示すように、リッジは電流ブロック層６により埋め込ま
れる。
Ａｓ電流ブロック層６を再成長する。この時、ＳｉＮマ
スク１５上には結晶成長は生じないので、電流ブロック
層６はリッジの両脇の部分に選択成長され、図１(d) に
示すように、リッジは電流ブロック層６により埋め込ま
れる。
【００２７】次に、ＳｉＮマスク１５を除去した後、Ｍ
ＯＣＶＤ装置を用いて、図１(e) に示すように、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層７を再成長し、これに連続してｎ型
ＡｌＧａＩｎＰ層１０及びアンドープＧａＡｓ層１１を
成長する。アンドープＧａＡｓ層１１の成長後、ウエハ
を降温する。アンドープＧａＡｓ層１１は最終的には除
去するものであるので、Ａｓ抜けによる表面荒れを考慮
する必要はなく、ラジカル状の水素の発生そのものを防
止するため、水素雰囲気中で降温する。ここで、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層７の典型的な層厚は約３μｍであ
る。また、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７の不純物として
はＺｎを用いており、コンタクト抵抗の低減のためキャ
リア濃度は１×１０19／cm-3以上と十分高くしている。
また、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０の不純物としては他の
ｎ型層と同様、Ｓｉを用いることができる。
ＯＣＶＤ装置を用いて、図１(e) に示すように、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層７を再成長し、これに連続してｎ型
ＡｌＧａＩｎＰ層１０及びアンドープＧａＡｓ層１１を
成長する。アンドープＧａＡｓ層１１の成長後、ウエハ
を降温する。アンドープＧａＡｓ層１１は最終的には除
去するものであるので、Ａｓ抜けによる表面荒れを考慮
する必要はなく、ラジカル状の水素の発生そのものを防
止するため、水素雰囲気中で降温する。ここで、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層７の典型的な層厚は約３μｍであ
る。また、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７の不純物として
はＺｎを用いており、コンタクト抵抗の低減のためキャ
リア濃度は１×１０19／cm-3以上と十分高くしている。
また、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０の不純物としては他の
ｎ型層と同様、Ｓｉを用いることができる。
【００２８】この後、図１(f) に示すように、アンドー
プＧａＡｓ層１１及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０をエッ
チングによって除去する。アンドープＧａＡｓ層１１の
エッチングは酒石酸系，または硫酸系エッチャントを用
いて行ない、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０のエッチングは
塩酸系エッチャントを用いて行なう。塩酸系エッチャン
トを用いた場合、ＧａＡｓを全くエッチングすることな
く、ＡｌＧａＩｎＰのみを高い選択性でエッチングする
ことができるので、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０をｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層７の表面荒れを生ずることなく、制
御性良く除去することが可能である。
プＧａＡｓ層１１及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０をエッ
チングによって除去する。アンドープＧａＡｓ層１１の
エッチングは酒石酸系，または硫酸系エッチャントを用
いて行ない、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０のエッチングは
塩酸系エッチャントを用いて行なう。塩酸系エッチャン
トを用いた場合、ＧａＡｓを全くエッチングすることな
く、ＡｌＧａＩｎＰのみを高い選択性でエッチングする
ことができるので、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０をｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層７の表面荒れを生ずることなく、制
御性良く除去することが可能である。
【００２９】上述のようにアンドープＧａＡｓ層１１，
及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０を除去した後、基板１裏
面にｎ側電極を、コンタクト層７上にｐ側電極を形成す
る工程等の工程を経て半導体可視光レーザダイオードが
完成する。
及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０を除去した後、基板１裏
面にｎ側電極を、コンタクト層７上にｐ側電極を形成す
る工程等の工程を経て半導体可視光レーザダイオードが
完成する。
【００３０】次に、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７の再成
長時に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層１０を成長する
ことにより得られる効果について説明する。
長時に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層１０を成長する
ことにより得られる効果について説明する。
【００３１】図２はｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層の効
果を調べるための実験工程を示す図である。この実験で
はまず、図２(a) に示すように、ＧａＡｓ基板１上にｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層４とｐ型ＧａＡｓ層５を成長させ、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度を測定する。その
後、図２(b) に示すように、ｐ型ＧａＡｓ層８，ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰキャップ層１０，アンドープＧａＡｓキャ
ップ層１１を再成長する。最後に、図２(c) に示すよう
に、アンドープＧａＡｓキャップ層１１，及びｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰキャップ層１０をエッチングで除去した後
に、再びｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度を測定す
る。図３は上記実験の結果を示す図であり、横軸に III
族原料ガスに対するＺｎの流量比（Ｚｎ／III 比）を、
縦軸にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度をとってい
る。図３において、成長面の面方位が（１００）ｊｕｓ
ｔのＧａＡｓ基板を用いた場合の図２(a) の状態でのキ
ャリア濃度，及び図２(c) の状態でのキャリア濃度は、
それぞれ★及び☆で示される。図に示されるように、図
２(a) の状態では４×１０17／cm-3程度であったキャリ
ア濃度が、再成長，エッチングの後では７×１０17／cm
-3程度にまで向上している。これは、再成長されたｐ型
ＧａＡｓ層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を成長することに
よってｐ−ｎ接合が形成され、このｐ−ｎ接合で生じた
拡散電位がウエハ降温時にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中にラ
ジカル状水素が再侵入することを抑制し、これによりｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層中のＺｎの活性化率が向上するため
である。
果を調べるための実験工程を示す図である。この実験で
はまず、図２(a) に示すように、ＧａＡｓ基板１上にｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層４とｐ型ＧａＡｓ層５を成長させ、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度を測定する。その
後、図２(b) に示すように、ｐ型ＧａＡｓ層８，ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰキャップ層１０，アンドープＧａＡｓキャ
ップ層１１を再成長する。最後に、図２(c) に示すよう
に、アンドープＧａＡｓキャップ層１１，及びｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰキャップ層１０をエッチングで除去した後
に、再びｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度を測定す
る。図３は上記実験の結果を示す図であり、横軸に III
族原料ガスに対するＺｎの流量比（Ｚｎ／III 比）を、
縦軸にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度をとってい
る。図３において、成長面の面方位が（１００）ｊｕｓ
ｔのＧａＡｓ基板を用いた場合の図２(a) の状態でのキ
ャリア濃度，及び図２(c) の状態でのキャリア濃度は、
それぞれ★及び☆で示される。図に示されるように、図
２(a) の状態では４×１０17／cm-3程度であったキャリ
ア濃度が、再成長，エッチングの後では７×１０17／cm
-3程度にまで向上している。これは、再成長されたｐ型
ＧａＡｓ層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を成長することに
よってｐ−ｎ接合が形成され、このｐ−ｎ接合で生じた
拡散電位がウエハ降温時にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中にラ
ジカル状水素が再侵入することを抑制し、これによりｐ
型ＡｌＧａＩｎＰ層中のＺｎの活性化率が向上するため
である。
【００３２】この実験結果から、ｐ型ＧａＡｓ層７の再
成長の際に該ｐ型ＧａＡｓ層７上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
キャップ層１０を結晶成長することにより、ウエハ降温
時にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層４中にラジカル状の水素が再
侵入することを防止でき、Ｚｎの活性化率を上げること
ができるということがわかる。また、図３には成長面の
面方位が（１００）ｊｕｓｔから〔０１１〕方向に７度
傾けた方位のＧａＡｓ基板を用いた場合の図２(a) の状
態でのキャリア濃度，及び図２(c) の状態でのキャリア
濃度を、それぞれ●及び○で示している。これからｎ型
ＡｌＧａＩｎＰキャップ層による効果は、基板にオフセ
ット角度がついた場合も同様であることがわかった。
成長の際に該ｐ型ＧａＡｓ層７上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
キャップ層１０を結晶成長することにより、ウエハ降温
時にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層４中にラジカル状の水素が再
侵入することを防止でき、Ｚｎの活性化率を上げること
ができるということがわかる。また、図３には成長面の
面方位が（１００）ｊｕｓｔから〔０１１〕方向に７度
傾けた方位のＧａＡｓ基板を用いた場合の図２(a) の状
態でのキャリア濃度，及び図２(c) の状態でのキャリア
濃度を、それぞれ●及び○で示している。これからｎ型
ＡｌＧａＩｎＰキャップ層による効果は、基板にオフセ
ット角度がついた場合も同様であることがわかった。
【００３３】図１に示す実施例では、上述のように、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層７のキャリア濃度は１×１０19
／cm-3以上としており、これに対して、ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰキャップ層１０のキャリア濃度を３×１０17／cm-3
程度とすれば、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層７とｎ型
ＡｌＧａＩｎＰキャップ層１０との間に形成されるｐ−
ｎ接合に生ずる拡散電位は、ウエハ降温時にｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ層中にラジカル状水素が再侵入することを抑制
するのに十分なものとすることができる。また、このと
きの空乏層の厚みは０．１μｍ程度であるので、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰキャップ層１０の層厚としては、これより
も厚い、例えば０．３μｍ程度とすればよい。
型ＧａＡｓコンタクト層７のキャリア濃度は１×１０19
／cm-3以上としており、これに対して、ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰキャップ層１０のキャリア濃度を３×１０17／cm-3
程度とすれば、このｐ型ＧａＡｓコンタクト層７とｎ型
ＡｌＧａＩｎＰキャップ層１０との間に形成されるｐ−
ｎ接合に生ずる拡散電位は、ウエハ降温時にｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ層中にラジカル状水素が再侵入することを抑制
するのに十分なものとすることができる。また、このと
きの空乏層の厚みは０．１μｍ程度であるので、ｎ型Ａ
ｌＧａＩｎＰキャップ層１０の層厚としては、これより
も厚い、例えば０．３μｍ程度とすればよい。
【００３４】図４は本実施例により、ｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層中のＺｎの活性化率を向上できることを説明するた
めの図であり、横軸にＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass S
pectrometry ）を用いて測定したｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
中のＺｎ原子の数を、縦軸にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層の正
孔密度（活性化されたＺｎの密度）をとっている。即
ち、この図の横軸の値で縦軸の値を割った値が、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率となる。図におい
て、○はｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長時にコンタ
クト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層を成長しない
場合の値を示し、□はｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成
長時にコンタクト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層
を成長した場合の値を示す。この図に示されるように、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層を成長しない場合のｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率が６０〜７０％
程度であるのに対し、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層を
成長した場合の活性化率は１００％であり、本実施例に
おいて、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７の再成長時にコン
タクト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層１０を成長
させることにより、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層４中でのＺｎ
の活性化率を大幅に向上できることがわかる。
Ｐ層中のＺｎの活性化率を向上できることを説明するた
めの図であり、横軸にＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass S
pectrometry ）を用いて測定したｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層
中のＺｎ原子の数を、縦軸にｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層の正
孔密度（活性化されたＺｎの密度）をとっている。即
ち、この図の横軸の値で縦軸の値を割った値が、ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率となる。図におい
て、○はｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長時にコンタ
クト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層を成長しない
場合の値を示し、□はｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成
長時にコンタクト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層
を成長した場合の値を示す。この図に示されるように、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層を成長しない場合のｐ型
ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率が６０〜７０％
程度であるのに対し、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層を
成長した場合の活性化率は１００％であり、本実施例に
おいて、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７の再成長時にコン
タクト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰキャップ層１０を成長
させることにより、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層４中でのＺｎ
の活性化率を大幅に向上できることがわかる。
【００３５】このようにＺｎの活性化率を向上できるこ
とにより、本実施例の製造方法によれば、従来の製造方
法で必要とされるＺｎドーピング量の約６０％から７０
％のＺｎドーピング量で同じキャリア濃度を得ることが
できる。図５はｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の成長時
のＺｎ／ III比を１として図９に示す従来の製造方法に
より作製した半導体可視光レーザダイオードと、Ｚｎド
ーピング量を従来の７０％、即ちｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層の成長時のＺｎ／ III比を０．７として本実施
例の製造方法により作製した半導体可視光レーザダイオ
ードのしきい値電流密度（Ｊth）の温度特性を示した図
であり、横軸に温度を、縦軸に発振しきい値電流をとっ
ている。図において、□は従来の製造方法により作製し
た半導体可視光レーザダイオードの特性を、○は本実施
例の製造方法により作製した半導体可視光レーザダイオ
ードの特性を示す。この図に示されるように、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層の成長時のＺｎ／ III比を１とし
て従来の製造方法により作製した半導体可視光レーザダ
イオードと、Ｚｎドーピング量を従来の７０％として本
実施例の製造方法により作製した半導体可視光レーザダ
イオードとの間にしきい値電流密度の温度特性の差は見
られない。これは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキ
ャリア濃度が同じであることを示している。即ち、本実
施例の製造方法によれば、従来の製造方法よりも少ない
Ｚｎドーピング量で、同じキャリア濃度を得ることがで
きる。
とにより、本実施例の製造方法によれば、従来の製造方
法で必要とされるＺｎドーピング量の約６０％から７０
％のＺｎドーピング量で同じキャリア濃度を得ることが
できる。図５はｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の成長時
のＺｎ／ III比を１として図９に示す従来の製造方法に
より作製した半導体可視光レーザダイオードと、Ｚｎド
ーピング量を従来の７０％、即ちｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層の成長時のＺｎ／ III比を０．７として本実施
例の製造方法により作製した半導体可視光レーザダイオ
ードのしきい値電流密度（Ｊth）の温度特性を示した図
であり、横軸に温度を、縦軸に発振しきい値電流をとっ
ている。図において、□は従来の製造方法により作製し
た半導体可視光レーザダイオードの特性を、○は本実施
例の製造方法により作製した半導体可視光レーザダイオ
ードの特性を示す。この図に示されるように、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層の成長時のＺｎ／ III比を１とし
て従来の製造方法により作製した半導体可視光レーザダ
イオードと、Ｚｎドーピング量を従来の７０％として本
実施例の製造方法により作製した半導体可視光レーザダ
イオードとの間にしきい値電流密度の温度特性の差は見
られない。これは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層のキ
ャリア濃度が同じであることを示している。即ち、本実
施例の製造方法によれば、従来の製造方法よりも少ない
Ｚｎドーピング量で、同じキャリア濃度を得ることがで
きる。
【００３６】なお上記実施例では、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
キャップ層１０上にさらにアンドープＧａＡｓ層１１を
結晶成長しているが、これはリン（Ｐ）を含まない半導
体層で結晶成長を終了させることが結晶成長装置にとっ
て望ましいという理由によるものであり、アンドープＧ
ａＡｓ層１１の結晶成長を省略した場合にも、上記本実
施例の効果についてはこれを得ることができる。
キャップ層１０上にさらにアンドープＧａＡｓ層１１を
結晶成長しているが、これはリン（Ｐ）を含まない半導
体層で結晶成長を終了させることが結晶成長装置にとっ
て望ましいという理由によるものであり、アンドープＧ
ａＡｓ層１１の結晶成長を省略した場合にも、上記本実
施例の効果についてはこれを得ることができる。
【００３７】また、上記実施例では、アンドープＧａＡ
ｓ層１１の結晶成長の後、水素雰囲気中でウエハの降温
を行なっているが、このウエハの降温は、窒素雰囲気
中，または水素と窒素の混合雰囲気中で降温するように
してもよい。また、アルシン雰囲気中で降温するように
してもよい。アルシン雰囲気中で降温する場合、ウエハ
表面部でラジカル状の水素が発生するが、このラジカル
状の水素は、ｐｎ接合で生じた拡散電位によりそのウエ
ハ中への侵入が防止されるので、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層中のＺｎの活性化率が低下することはない。
ｓ層１１の結晶成長の後、水素雰囲気中でウエハの降温
を行なっているが、このウエハの降温は、窒素雰囲気
中，または水素と窒素の混合雰囲気中で降温するように
してもよい。また、アルシン雰囲気中で降温するように
してもよい。アルシン雰囲気中で降温する場合、ウエハ
表面部でラジカル状の水素が発生するが、このラジカル
状の水素は、ｐｎ接合で生じた拡散電位によりそのウエ
ハ中への侵入が防止されるので、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層中のＺｎの活性化率が低下することはない。
【００３８】実施例２．図６は本発明の第２の実施例に
よる半導体可視光レーザダイオードの製造方法を示す工
程斜視図である。図において、図１と同一符号は同一又
は相当部分であり、２０はｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層、２１
はアンドープＧａＡｓ層である。
よる半導体可視光レーザダイオードの製造方法を示す工
程斜視図である。図において、図１と同一符号は同一又
は相当部分であり、２０はｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層、２１
はアンドープＧａＡｓ層である。
【００３９】以下、本第２の実施例による半導体可視光
レーザダイオードの製造工程を説明する。まず、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にＭＯＣＶＤ装置によって、図６(a) に
示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２，アンド
ープＧａＡｓ活性層３，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層５を順次エピタキシャ
ル成長し、連続してさらに、ＧａＡｓキャップ層５上に
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層２０，及びアンドープＧａＡｓ層
２１を結晶成長する。
レーザダイオードの製造工程を説明する。まず、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１上にＭＯＣＶＤ装置によって、図６(a) に
示すように、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２，アンド
ープＧａＡｓ活性層３，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層５を順次エピタキシャ
ル成長し、連続してさらに、ＧａＡｓキャップ層５上に
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層２０，及びアンドープＧａＡｓ層
２１を結晶成長する。
【００４０】次に、図６(b) に示すように、アンドープ
ＧａＡｓ層２１及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層２０をエッチ
ングによって除去する。アンドープＧａＡｓ層２１のエ
ッチングは酒石酸系，または硫酸系エッチャントを用い
て行ない、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層２０のエッチングは塩
酸系エッチャントを用いて行なことにより、ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層５の表面荒れを生ずることなく、制御性の
よいエッチングを行なうことができ、キャップ層５上に
再成長される結晶の品質の劣化も生じない。
ＧａＡｓ層２１及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層２０をエッチ
ングによって除去する。アンドープＧａＡｓ層２１のエ
ッチングは酒石酸系，または硫酸系エッチャントを用い
て行ない、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層２０のエッチングは塩
酸系エッチャントを用いて行なことにより、ｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層５の表面荒れを生ずることなく、制御性の
よいエッチングを行なうことができ、キャップ層５上に
再成長される結晶の品質の劣化も生じない。
【００４１】これ以降の工程は上記第１の実施例の図１
(b) 〜図１(e) と全く同様である。即ち、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層５上に、図６(c) に示すように、ＳｉＮ膜か
らなるマスク１５を形成した後、エッチングを行い、図
６(d) に示すようなリッジ構造を形成する。この後、Ｍ
ＯＣＶＤ装置を用いて図６(e) に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層６を再成長する。次に、ＳｉＮマス
ク１５を除去した後、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、図６
(f) に示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７を再成
長し、これに連続してｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０及びア
ンドープＧａＡｓ層１１を成長する。アンドープＧａＡ
ｓ層１１の成長後、ウエハを水素雰囲気中で降温する。
この後、アンドープＧａＡｓ層１１及びｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ層１０をエッチングによって除去する。アンドープ
ＧａＡｓ層１１及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０を除去し
た後、基板１裏面にｎ側電極、コンタクト層７上にｐ側
電極を形成する工程等の工程を経て半導体可視光レーザ
ダイオードが完成する。
(b) 〜図１(e) と全く同様である。即ち、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層５上に、図６(c) に示すように、ＳｉＮ膜か
らなるマスク１５を形成した後、エッチングを行い、図
６(d) に示すようなリッジ構造を形成する。この後、Ｍ
ＯＣＶＤ装置を用いて図６(e) に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層６を再成長する。次に、ＳｉＮマス
ク１５を除去した後、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、図６
(f) に示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層７を再成
長し、これに連続してｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０及びア
ンドープＧａＡｓ層１１を成長する。アンドープＧａＡ
ｓ層１１の成長後、ウエハを水素雰囲気中で降温する。
この後、アンドープＧａＡｓ層１１及びｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ層１０をエッチングによって除去する。アンドープ
ＧａＡｓ層１１及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０を除去し
た後、基板１裏面にｎ側電極、コンタクト層７上にｐ側
電極を形成する工程等の工程を経て半導体可視光レーザ
ダイオードが完成する。
【００４２】上記第１の実施例では、１回目の結晶成長
工程で、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５まで結晶成長を行な
った後、該キャップ層５からのヒ素（Ａｓ）抜けを防止
するために、アルシン（ＡｓＨ3 ）雰囲気中でウエハの
降温を行なうようにしているため、この過程において、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４中にラジカル状の水素
が侵入し、１回目の結晶成長工程終了時点ではｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層４中のＺｎは１００％活性化され
ていない。即ち、この時点では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層４中に活性化されていないＺｎ原子が大量に含
まれている。このため、その後の結晶成長工程時に、こ
の活性化されていないＺｎ原子が活性層へ拡散し、これ
により、発振しきい値の増加，素子の信頼性の劣化等を
誘起することが考えられる。
工程で、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５まで結晶成長を行な
った後、該キャップ層５からのヒ素（Ａｓ）抜けを防止
するために、アルシン（ＡｓＨ3 ）雰囲気中でウエハの
降温を行なうようにしているため、この過程において、
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４中にラジカル状の水素
が侵入し、１回目の結晶成長工程終了時点ではｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰクラッド層４中のＺｎは１００％活性化され
ていない。即ち、この時点では、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層４中に活性化されていないＺｎ原子が大量に含
まれている。このため、その後の結晶成長工程時に、こ
の活性化されていないＺｎ原子が活性層へ拡散し、これ
により、発振しきい値の増加，素子の信頼性の劣化等を
誘起することが考えられる。
【００４３】一方、本第２の実施例では、１回目の結晶
成長工程で、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５上にｎ型層の結
晶成長を行なうようにしているので、１回目の結晶成長
工程後のウエハの降温時にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層４中にラジカル状の水素が侵入することを防止でき、
これにより１回目の結晶成長工程終了時点でｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層４中のＺｎを１００％活性化するこ
とができ、その後の結晶成長工程時に活性化されていな
いＺｎ原子が活性層へ拡散することにより生ずる発振し
きい値の増加，素子の信頼性の劣化等を防止できる。
成長工程で、ｐ型ＧａＡｓキャップ層５上にｎ型層の結
晶成長を行なうようにしているので、１回目の結晶成長
工程後のウエハの降温時にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層４中にラジカル状の水素が侵入することを防止でき、
これにより１回目の結晶成長工程終了時点でｐ型ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層４中のＺｎを１００％活性化するこ
とができ、その後の結晶成長工程時に活性化されていな
いＺｎ原子が活性層へ拡散することにより生ずる発振し
きい値の増加，素子の信頼性の劣化等を防止できる。
【００４４】図７は、一回目の結晶成長時にｐ型ＧａＡ
ｓ層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長したものにお
ける、再成長構造によるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリ
ア濃度の違いを示す図である。本第２の実施例におい
て、１回目の結晶成長工程終了時点でｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層中のＺｎを１００％活性化させているにも
かかわらず、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長時にも
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層の成長を行なっているのは、ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層７の再成長時にｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層の成長を行なわない場合には、一旦は１００％活性
化されていたＺｎの活性化率が低下して図７の矢印Ｂに
示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度が低
下してしまうからである。本第２の実施例のように、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層の再成長時にもｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ層の成長を行なった場合には、図７の矢印Ａに示す
ように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度の低下は
生じない。
ｓ層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長したものにお
ける、再成長構造によるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリ
ア濃度の違いを示す図である。本第２の実施例におい
て、１回目の結晶成長工程終了時点でｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層中のＺｎを１００％活性化させているにも
かかわらず、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層の再成長時にも
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層の成長を行なっているのは、ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層７の再成長時にｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層の成長を行なわない場合には、一旦は１００％活性
化されていたＺｎの活性化率が低下して図７の矢印Ｂに
示すように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度が低
下してしまうからである。本第２の実施例のように、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層の再成長時にもｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ層の成長を行なった場合には、図７の矢印Ａに示す
ように、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度の低下は
生じない。
【００４５】なお、上記各実施例ではｐ型ＧａＡｓコン
タクト層の再成長の際に、連続的にｎ型半導体層を結晶
成長するようにしているが、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
を結晶成長した後、一旦基板をアルシン雰囲気中で降温
した場合であっても、図７の矢印Ｃに示すように、この
後、基板を再び加熱してｐ型ＧａＡｓコンタクト層上に
ｎ型半導体層を結晶成長することにより、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を向上することができ
る。
タクト層の再成長の際に、連続的にｎ型半導体層を結晶
成長するようにしているが、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
を結晶成長した後、一旦基板をアルシン雰囲気中で降温
した場合であっても、図７の矢印Ｃに示すように、この
後、基板を再び加熱してｐ型ＧａＡｓコンタクト層上に
ｎ型半導体層を結晶成長することにより、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層のキャリア濃度を向上することができ
る。
【００４６】また上記第２の実施例では、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層２０上にさらにアンドープＧａＡｓ層２１を結
晶成長しているが、これはｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０上
にさらにアンドープＧａＡｓ層１１を結晶成長している
のと同様、リン（Ｐ）を含まない半導体層で結晶成長を
終了させることが、結晶成長装置にとって望ましいとい
う理由によるものであり、アンドープＧａＡｓ層２１の
結晶成長を省略した場合にも、上記本実施例の効果につ
いてはこれを得ることができる。
ＩｎＰ層２０上にさらにアンドープＧａＡｓ層２１を結
晶成長しているが、これはｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層１０上
にさらにアンドープＧａＡｓ層１１を結晶成長している
のと同様、リン（Ｐ）を含まない半導体層で結晶成長を
終了させることが、結晶成長装置にとって望ましいとい
う理由によるものであり、アンドープＧａＡｓ層２１の
結晶成長を省略した場合にも、上記本実施例の効果につ
いてはこれを得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層上に、ｐ型ＧａＡｓ層を再成
長する際に、該ｐ型ＧａＡｓ層上にＧａＡｓと選択エッ
チングが可能な半導体材料からなるｎ型層を結晶成長し
た後に基板を降温し、この後、上記ｎ型層を選択的にエ
ッチング除去するようにしたから、再成長ｐ型ＧａＡｓ
層の表面荒れを生じることなく、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層のキャリア濃度が十分に高く特性の優れた半導
体可視光レーザダイオードを安定して製造できる効果が
ある。
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層上に、ｐ型ＧａＡｓ層を再成
長する際に、該ｐ型ＧａＡｓ層上にＧａＡｓと選択エッ
チングが可能な半導体材料からなるｎ型層を結晶成長し
た後に基板を降温し、この後、上記ｎ型層を選択的にエ
ッチング除去するようにしたから、再成長ｐ型ＧａＡｓ
層の表面荒れを生じることなく、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層のキャリア濃度が十分に高く特性の優れた半導
体可視光レーザダイオードを安定して製造できる効果が
ある。
【００４８】また、この発明によれば、上記ｎ型層の結
晶成長後のウエハの降温を、水素又は窒素雰囲気中、又
は水素と窒素の混合雰囲気中で行なうようにしたので、
降温時のラジカル状の水素の発生そのものを抑制するこ
とができ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率
を向上できる効果がある。
晶成長後のウエハの降温を、水素又は窒素雰囲気中、又
は水素と窒素の混合雰囲気中で行なうようにしたので、
降温時のラジカル状の水素の発生そのものを抑制するこ
とができ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中でのＺｎの活性化率
を向上できる効果がある。
【００４９】また、この発明によれば、基板上に活性
層，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層，及びｐ型ＧａＡｓ
キャップ層を順次結晶成長した後に、該ｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体
材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温した
後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去するようにし、
さらに、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を再成長した後、該
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層上にＧａＡｓと選択エッチン
グが可能な半導体材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウ
エハを降温した後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去
するようにしたので、再成長工程前にｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層中のＺｎを１００％活性化することがで
き、その後の結晶成長工程時に活性化されていないＺｎ
原子が活性層へ拡散することにより生ずる発振しきい値
の増加，素子の信頼性の劣化等を防止できる効果があ
る。
層，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層，及びｐ型ＧａＡｓ
キャップ層を順次結晶成長した後に、該ｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層上にＧａＡｓと選択エッチングが可能な半導体
材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウエハを降温した
後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去するようにし、
さらに、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を再成長した後、該
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層上にＧａＡｓと選択エッチン
グが可能な半導体材料からなるｎ型層を結晶成長し、ウ
エハを降温した後、該ｎ型層を選択的にエッチング除去
するようにしたので、再成長工程前にｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層中のＺｎを１００％活性化することがで
き、その後の結晶成長工程時に活性化されていないＺｎ
原子が活性層へ拡散することにより生ずる発振しきい値
の増加，素子の信頼性の劣化等を防止できる効果があ
る。
【図１】この発明の第１の実施例による半導体可視光レ
ーザダイオードの製造方法を示す工程斜視図である。
ーザダイオードの製造方法を示す工程斜視図である。
【図２】ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層の効果を調べるための実
験工程を示す図である。
験工程を示す図である。
【図３】図２の実験結果を示す図である。
【図４】本発明によるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層中のＺｎの
活性化率の向上を説明するための図である。
活性化率の向上を説明するための図である。
【図５】ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層の成長時のＺｎ
／ III比を１として従来の製造方法により作製した半導
体可視光レーザダイオードと、Ｚｎドーピング量を従来
の７０％として図１の実施例の製造方法により作製した
半導体可視光レーザダイオードのしきい値電流密度（Ｊ
th）の温度特性を示す図である。
／ III比を１として従来の製造方法により作製した半導
体可視光レーザダイオードと、Ｚｎドーピング量を従来
の７０％として図１の実施例の製造方法により作製した
半導体可視光レーザダイオードのしきい値電流密度（Ｊ
th）の温度特性を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施例による半導体可視光レ
ーザダイオードの製造方法を示す工程斜視図である。
ーザダイオードの製造方法を示す工程斜視図である。
【図７】一回目の結晶成長時にｐ型ＧａＡｓ層上にｎ型
ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長したものにおける、再成長
構造によるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度の違い
を示す図である。
ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長したものにおける、再成長
構造によるｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層のキャリア濃度の違い
を示す図である。
【図８】リッジ導波路型の半導体可視光レーザダイオー
ドの構造を示す斜視図である。
ドの構造を示す斜視図である。
【図９】従来の半導体可視光レーザダイオードの製造方
法を示す工程斜視図である。
法を示す工程斜視図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板 ２ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ３ アンドープＧａＩｎＰ活性層 ４ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 ５ ｐ型ＧａＡｓキャップ層 ６ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層 ７ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層 １０ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層 １１ アンドープＧａＡｓ層 １５ ＳｉＮ膜 ２０ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層 ２１ アンドープＧａＡｓ層
Claims (14)
- 【請求項１】 活性層上にＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型
クラッド層を備えた半導体可視光レーザダイオードの製
造方法において、 半導体基板上に、活性層，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層を順次結晶成長する工
程と、 上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層上にｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層を再成長する工程と、 上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層上にＧａＡｓとの選択エ
ッチングが可能な半導体材料からなる第１のｎ型層を結
晶成長し、その後ウエハを降温する工程と、 上記第１のｎ型層をエッチング除去する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体可視光レーザダイオードの製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層中にドープする不純
物は、亜鉛であることを特徴とする半導体可視光レーザ
ダイオードの製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記第１のｎ型層の結晶成長後のウエハの降温を、水素
又は窒素雰囲気中、又は水素と窒素の混合雰囲気中で行
なうことを特徴とする半導体可視光レーザダイオードの
製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記第１のｎ型層を結晶成長する工程は、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層を結晶成長するものであることを特徴とする半
導体可視光レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層よりなる第１のｎ型層をエッ
チング除去する工程は、塩酸系エッチャントを用いてエ
ッチング除去するものであることを特徴とする半導体可
視光レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項６】 請求項４記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長する工程の後、こ
のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層上に連続してＧａＡｓ層を結晶
成長する工程と、 該ＧａＡｓ層をエッチング除去する工程とをさらに含む
ことを特徴とする半導体可視光レーザダイオードの製造
方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記ＧａＡｓ層をエッチング除去する工程は、酒石酸系
又は硫酸系エッチャントを用いてエッチング除去するも
のであることを特徴とする半導体可視光レーザダイオー
ドの製造方法。 - 【請求項８】 請求項１記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層，ＧａＩｎＰ活性層，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層，及びｐ型ＧａＡｓキャップ層を順次結晶成長する工
程と、 上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層上にストライプ状の絶縁膜
パターンを形成する工程と、 上記絶縁膜パターンをマスクとして用いて上記ｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層，及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を
エッチングしてストライプ状のリッジを形成する工程
と、 上記絶縁膜パターンをマスクとして用いて上記リッジを
埋め込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層を選択成長
する工程と、 上記絶縁膜パターンを除去した後、上記ｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層上、及び上記ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層上に
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を結晶成長し、さらに該ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層，及び
ＧａＡｓ層を順次結晶成長し、その後ウエハを降温する
工程と、 上記ＧａＡｓ層，及びｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を選択的に
エッチング除去した後に、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト
層上にｐ側電極を、上記ｎ型ＧａＡｓ基板裏面にｎ側電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体可視
光レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項９】 請求項１記載の半導体可視光レーザダイ
オードの製造方法において、 上記活性層上にｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層，及びｐ
型ＧａＡｓキャップ層を順次結晶成長する工程の後に、
上記ｐ型ＧａＡｓキャップ層上にＧａＡｓとの選択エッ
チングが可能な半導体材料からなる第２のｎ型層を結晶
成長し、その後ウエハを降温する工程と、 該第２のｎ型層をエッチング除去する工程とをさらに含
むことを特徴とする半導体可視光レーザダイオードの製
造方法。 - 【請求項１０】 請求項９記載の半導体可視光レーザダ
イオードの製造方法において、 上記第２のｎ型層を結晶成長する工程は、ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ層を結晶成長するものであることを特徴とする半
導体可視光レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の半導体可視光レーザ
ダイオードの製造方法において、 上記ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層よりなる第１のｎ型層をエッ
チング除去する工程は、塩酸系エッチャントを用いてエ
ッチング除去するものであることを特徴とする半導体可
視光レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１０記載の半導体可視光レーザ
ダイオードの製造方法において、 上記ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長する工程の後、こ
のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ層上に連続してＧａＡｓ層を結晶
成長する工程と、 該ＧａＡｓ層をエッチング除去する工程とをさらに含む
ことを特徴とする半導体可視光レーザダイオードの製造
方法。 - 【請求項１３】 請求項１２記載の半導体可視光レーザ
ダイオードの製造方法において、 上記ＧａＡｓ層を酒石酸系又は硫酸系エッチャントを用
いてエッチング除去することを特徴とする半導体可視光
レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項１４】 請求項９記載の半導体可視光レーザダ
イオードの製造方法において、 ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層，ＧａＩｎＰ活性層，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層，ｐ型ＧａＡｓキャップ層，第１のｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐ層，及び第１のＧａＡｓ層を順次結晶成長し、その後
ウエハを降温する工程と、 上記第１のＧａＡｓ層，及び第１のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
層を選択的にエッチング除去した後、上記ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層上にストライプ状の絶縁膜パターンを形成す
る工程と、 上記絶縁膜パターンをマスクとして用いて上記ｐ型Ｇａ
Ａｓキャップ層，及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を
エッチングしてストライプ状のリッジを形成する工程
と、 上記絶縁膜パターンをマスクとして用いて上記リッジを
埋め込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層を選択成長
する工程と、 上記絶縁膜パターンを除去した後、上記ｐ型ＧａＡｓキ
ャップ層上、及び上記ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層上に
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を結晶成長し、さらに該ｐ型
ＧａＡｓコンタクト層上に第２のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
層，及び第２のＧａＡｓ層を順次結晶成長し、その後ウ
エハを降温する工程と、 上記第２のＧａＡｓ層，及び第２のｎ型ＡｌＧａＩｎＰ
層を選択的にエッチング除去した後に、上記ｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層上にｐ側電極を、上記ｎ型ＧａＡｓ基板
裏面にｎ側電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
る半導体可視光レーザダイオードの製造方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP5081633A JPH06296060A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 半導体可視光レーザダイオードの製造方法 |
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| JP5081633A JPH06296060A (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 半導体可視光レーザダイオードの製造方法 |
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1994
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