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JPH08222797A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH08222797A
JPH08222797A JP7023452A JP2345295A JPH08222797A JP H08222797 A JPH08222797 A JP H08222797A JP 7023452 A JP7023452 A JP 7023452A JP 2345295 A JP2345295 A JP 2345295A JP H08222797 A JPH08222797 A JP H08222797A
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JP
Japan
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layer
type
region
annealing
laser
Prior art date
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Application number
JP7023452A
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English (en)
Inventor
Kazu Kaneko
和 金子
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HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Hewlett Packard Co filed Critical Hewlett Packard Co
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Priority to EP96300297A priority patent/EP0723303B1/en
Priority to DE69627226T priority patent/DE69627226T2/de
Publication of JPH08222797A publication Critical patent/JPH08222797A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭窄形状をなす低抵抗領域の形成が容易で、
しかも再現性に優れ、かつ歩留りが極めて高い前記装置
および方法を提供する。 【構成】 本発明の装置は、アニールにより抵抗率が変
化する半導体層（クラッド層５，コンタクト層６）を含
んで成るもので、該半導体層が、アクセプタ不純物の活
性化率が高い低抵抗領域と、アクセプタ不純物の活性化
率が低い高抵抗領域とから成り、前記活性化率の制御
が、レーザ光８，８′を照射することによりなされるこ
とを特徴とする。また、本発明の方法は、アニールによ
り抵抗率が変化する半導体層（クラッド層５，コンタク
ト層６）の一部または全部の領域に、該半導体層に吸収
される波長のレーザ光８，８′を照射し、該照射領域の
抵抗率を変化させるステップを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に、半導体発光装置
として使用できる半導体装置およびその製造方法に関
し、詳しくは、狭窄形状をなす低抵抗領域の形成が容易
で、しかも再現性に優れ、かつ歩留りが極めて高い前記
装置および方法に関する。
【０００２】
【技術背景】半導体レーザ装置は、基本的には、図７に
示すように、基板７０、ｎ型クラッド層７１、活性層７
２、ｐ型クラッド層７３との積層体から成る。この積層
体の両面には上部電極７４および下部電極７５が設けら
れる。上部電極７４から活性層７２に向けて電流を注入
することで、活性層７２において光共振が生じ、レーザ
光７６が所定方向（面発光レーザの場合には垂直方向）
に出力される。上部電極７４から活性層７２に電流を供
給するためには、ｐ型クラッド層７３は、低抵抗率（一
般には、１Ω・ｃｍ程度）でなければならない。なお、
特定の条件下でアニールし、ｐ型クラッド層７３を低抵
抗率にする技術として、特開平５−１８３１８９号公報
に記載の方法が知られている。
【０００３】ところで、図７に示す形状の半導体レーザ
装置は、ｐ型クラッド層７３が全体に亙り、均一な抵抗
率を持つため、（ｉ）発光効率が低下する、（ｉｉ）発
振開始の閾値電流が大きくなる、（ｉｉｉ）発熱による
装置破壊が生じやすい、（ｉｖ）発振動作が不安定とな
る、等の不都合が生じる。上記のような不都合を解消す
るために、従来図８（Ａ）〜（Ｃ）に例示するような、
電流狭窄型の半導体レーザ装置が知られている。
【０００４】図８（Ａ）のレーザ装置は、プレーナスト
ライプ構造を持つ。この半導体装置は、ｐ型クラッド層
上にｎ型コンタクト層を形成し、Ｚｎの拡散をストライ
プ状に、ｎ型コンタクト層上面からｐ型クラッド層に達
するまで行った後、上部電極を形成することにより製造
される。この構造のものは、狭窄構造は形成されるもの
の、電流の広がりが大きく、狭窄の程度が悪い。
【０００５】また、図８（Ｂ）のレーザ装置は、プロト
ン打ち込み構造を持つ。この装置は、ｐ型クラッド層上
にｐ型コンタクト層を形成し、ストライプ部分を残して
プロトンを打ち込んだ後上部電極を形成して製造され
る。この構造のものは、プロトン打ち込み量等の制御が
必要であり、再現性に劣る（すなわち、均一な品質の装
置の製造が容易ではない）。
【０００６】さらに、図８（Ｃ）のレーザ装置は、埋め
込みヘテロストライプ構造を持つもので、ｎ型基板（Ｉ
ｎＰ）上にｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層、
上部電極、下部電極等が積層されて構成されている。こ
の構造のものは、ｐ型クラッド層が狭窄形状をなしてい
るので、電流狭窄が良好に行われる。しかし、上記狭窄
形状の形成には、エッチングおよび再成長が不可欠であ
るため、製造工程が複雑となる。
【０００７】図８（Ａ）〜（Ｃ）のレーザ装置に限ら
ず、一般に、レーザ装置の製造においては、電流狭窄構
造を持たせる工程において、何らかの処理ミスがあった
場合には、処理のやり直しができないのが通常である。
このため、歩留りが悪く、これが製造コストに影響する
と言った問題もある。
【０００８】また、図８（Ｃ）を除いて、一般に、レー
ザ装置の製造において、発光領域で電流が狭窄されるよ
うな構造を形成しようとすると、必然的にコンタクト層
と電極層の接合面積も狭くなる。この結果、半導体と金
属との間のコンタクト抵抗が大きくなり、素子の動作時
にコンタクト部分でジュール熱が発生し、素子の特性を
低下させてしまうと言った問題もある。
【０００９】一方、アニールの方法には、本発明で述べ
るレーザ光照射の他に、ヒータ加熱や電子線照射等があ
る。ヒータ加熱の場合には、局部的な加熱が困難であ
る。したがって、電流狭窄形状の形成には、局所加熱以
外の手段を工夫する必要がある。電子線照射の場合に
は、局部的な加熱が可能であるが、ビームをスキャンさ
せるため、アニールに時間がかかり、量産性に欠ける。
【００１０】
【発明の目的】本発明の目的は、上記のような不都合を
解決するもので、電流狭窄の程度が優れており、製造が
容易で、かつ再現性に優れ、かつ歩留りが良く、しかも
狭窄の設計の自由度が大きい半導体装置（特に、半導体
レーザ装置および半導体ＬＥＤ装置等の半導体発光装
置）およびその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【発明の概要】本発明の半導体装置の製造方法は、アニ
ールにより抵抗率が変化する半導体層の一部または全部
の領域に、該半導体層に吸収される波長のレーザ光を照
射し、該照射領域の抵抗率を変化させるステップを含む
ことを特徴とする。以下には、ｐ型半導体に焦点を合わ
せて本明細書を記述するが、ｎ型半導体についても、同
様のレーザアニールを実施できることは、当業者であれ
ば容易に理解できるであろう。
【００１２】上記レーザ光の照射は、アニールを行うた
めに行われる。適宜の雰囲気中で、該レーザ光の照射に
よるアニール（以下、「レーザアニール」とも言う）を
行うことで、上記ｐ型半導体層の一部または全部の領域
を低抵抗化することもできるし、高抵抗化することもで
きる。すなわち、アクセプタ不純物の活性率が低い（す
なわち、高抵抗となっている）ｐ型半導体層の一部また
は全部の領域に、所定の条件下（たとえば、Ｎ２雰囲気
中）でレーザアニールを行えば、該領域を低抵抗化でき
るし、逆にアクセプタ不純物の活性化率が高い（すなわ
ち、低抵抗となっている）ｐ型半導体層の一部または全
部の領域に、所定の条件下（たとえば、ＮＨ３雰囲気
中）でレーザアニールを行えば、該領域を高抵抗化でき
る。
【００１３】上記の半導体の製造方法は、通常、単一の
結晶成長プロセスにより形成されかつアニールにより抵
抗率が変化するｐ型半導体層に適用される。この方法に
より、前記半導体層が、アクセプタ不純物の活性化率が
高い低抵抗領域と、アクセプタ不純物の活性化率が低い
高抵抗領域とから成る本発明の半導体装置が製造され
る。
【００１４】本発明の製造方法を用いれば、ストライプ
型あるいは非ストライプ型の何れの発光装置（レーザ発
光装置やＬＥＤ発光装置（面発光型のものを含む））を
も製造することができる。また、本発明では、ダブルヘ
テロ型，シングルヘテロ型等の種々の積層構造を採用す
ることができる。たとえば、ダブルヘテロ型の積層構造
を採用する場合には、ｎ型クラッド層，活性層およびｐ
型クラッド層をこの順で、またはこれとは逆順で積層
し、上記のレーザアニールにより前記ｐ型クラッド層の
一部をアクセプタ不純物の活性化率が高い低抵抗領域と
し、他の部分をアクセプタ不純物の活性化率が低い高抵
抗領域とすることができる。
【００１５】さらに、本発明の製造方法を用いれば、低
抵抗領域が狭窄形状を成すｐ型半導体層を容易に製造す
ることができる。レーザアニールにより、ｐ型半導体層
の一部の領域を低抵抗化する手法、あるいは高抵抗化す
る手法の何れかにより、狭窄形状の低抵抗領域を形成す
ることができる。前者の場合には、高抵抗の前記ｐ型半
導体層に、該ｐ型半導体層に吸収される波長のレーザ光
をレンズやマスク等により収散させて照射する。すなわ
ち、レーザアニールを行うことにより、狭窄形状に低抵
抗領域を形成することができる。後者の場合には、低抵
抗のｐ型半導体層の上面（あるいは、上方）の一部に反
射鏡を形成しておき、該ｐ型半導体層にこれに吸収され
る波長のレーザ光を照射する。すなわち、レーザアニー
ルを行うことにより、狭窄形状の、高抵抗化されない領
域（すなわち、低抵抗領域）を形成することができる。
【００１６】また、本発明の半導体装置の製造方法で
は、材料の成分による光吸収スペクトルの違い（すなわ
ち、特定の波長のレーザ光は、ある組成のｐ型半導体に
は吸収されるが、他の組成のｐ型半導体には吸収されな
い、と言う性質）を用いて、低抵抗である領域が狭窄形
状を成す半導体層と、全域に亙り低抵抗領域である半導
体層との積層構造を持つ発光装置を製造することができ
る。
【００１７】この発光装置の製造に際して、ｎ型クラッ
ド層，活性層およびｐ型クラッド層がこの順で積層され
たダブルヘテロ構造の、前記ｐ型クラッド層およびｐ型
コンタクト層を、アニールにより抵抗率が低くなる性質
を持つｐ型半導体層により形成する。また、ｐ型クラッ
ド層上にｐ型コンタクト層を積層して形成しておく。具
体的には、ｐ型コンタクト層の禁止帯幅が前記クラッド
層の禁止帯幅よりも小さくなるような、材料選択を行
う。
【００１８】そして、前記ｐ型コンタクト層およびｐ型
クラッド層に吸収される波長のレーザ光を該積層体のコ
ンタクト層側から照射し、ｐ型クラッド層に狭窄形状の
低抵抗領域を形成するステップ、および該ｐ型コンタク
ト層には吸収されるがｐ型クラッド層を透過する波長の
レーザ光を該積層体のコンタクト層側から照射し、ｐ型
コンタクト層のみを低抵抗とするステップを実行する。
これらのステップにより、低抵抗である領域が狭窄形状
を成すｐ型クラッド層と、全域に亙り低抵抗領域である
ｐ型コンタクト層との積層構造を持つ発光装置を製造す
ることができる。
【００１９】さらに、本発明では、半導体装置の一部ま
たは全部を加熱しつつレーザ光を照射してアニールを行
うことができることはもちろん、半導体装置の一部また
は全部を冷却しつつレーザ光を照射してアニールを行う
こともできる。このような、加熱や冷却を補助的に用い
ることにより、ｐ形半導体の所定領域に空間的な温度勾
配を持たせてアニールを行うことができる。
【００２０】レーザアニールを行う際に、レーザを連続
的に照射する方法とパルス的に照射する方法の２種類を
用いることが可能である。連続的に照射した場合には、
試料の温度分布は定常状態になり、温度はレーザの吸収
部分で最高となり、この部分から非吸収部分にかけて低
くなっていく。これに対して、パルス的に照射すると、
試料の温度分布は時間とともに変化する。パルス的に照
射した瞬間に、吸収部分の温度は上昇するが、吸収によ
って発生した熱が拡散するまでには、比較的長い時間が
かかるので、吸収部分のまわりの温度は、すぐには上昇
しない。これにより、吸収領域と非吸収領域の境界で
は、非常に急峻な温度勾配ができる。したがって、パル
ス照射の場合には、連続照射よりもさらに急峻な抵抗率
の変化を吸収領域と非吸収領域との間に形成できる。こ
のようにして、レーザ光の強度とパルス幅とを適切に調
整することにより、多彩な抵抗率の勾配を形成できる。
【００２１】図８（Ａ）に示したＺｎ拡散型の従来装置
や図８（Ｂ）に示したプロトン注入型の従来装置では、
形成される低抵抗領域の幅を数μｍ〜１０μｍ以下とす
ることは困難である。これに対し、本発明の製造方法で
は、レーザ光を用いるので、レンズで収束させること等
により、レーザ光の波長程度（１μｍ以下）の領域のア
ニールが可能である。したがって、ビームフォーカスを
調整すること等により、従来技術では製造が一般には困
難であるとされていた形状（先端が極めて狭い狭窄形
状）の低抵抗領域を持つ発光装置を製造することができ
る。また、狭窄形状に限らず、極めて狭い領域（レーザ
光の波長程度）に低抵抗領域を形成することができる。
【００２２】また、図８（Ｃ）に示した埋め込みヘテロ
ストライプ型の従来装置の製造には、複数のフォトリソ
グラフ工程を必要とする。これに対し、本発明における
製造方法において低抵抗領域を形成する場合には、フォ
トリソグラフ工程が全く不要か、極めて少ないので製造
が簡易化される。
【００２３】また、本発明の製造方法においては、製造
工程中に何らかの処理ミスがあった場合であっも、所定
条件下で、半導体層を再度、低抵抗化、あるいは高抵抗
化できるので、処理のやり直しが可能となる。本発明の
方法を用いれば、歩留りが飛躍的に向上する。
【００２４】本発明において、種々の半導体材料を適用
できる。参考のため、ダブルヘテロ構造の発光装置を製
造する場合の、活性層、ｐ型クラッド層、およびコンタ
クト層に用いられる化合物の組合せの具体例を〔表１〕
に記載する。〔表１〕におけるＮに代えて、ＰやＡｓを
使用することもできるし、あるいは、Ｎ、Ｐ、Ａｓなど
が混合した化合物（たとえば、ＧａＮＰやＧａＮＡｓ
等）を使用することもできる。〔表１〕では、不純物ド
ーパントの記載は省略してある。
【００２５】
【表１】 活性層 クラッド層 コンタクト層 ＩｎＧａＮ ＧａＮ ＩｎＧａＮ ＩｎＧａＮ ＡｌＧａＮ ＩｎＧａＮまたはＧａＮ ＧａＮ ＡｌＧａＮ ＩｎＧａＮまたはＧａＮ ＡｌＧａＮ ＡｌＧａＮ ＩｎＧａＮまたはＧａＮ ＢＧａＩｎＮ ＢＡｌＧａＮ ＢＩｎＮまたはＢＧａＮ ＢＧａＮ ＢＡｌＮ ＢＩｎＮまたはＢＧａＮ
【００２６】
【実施例】本発明の半導体発光装置の一実施例を半導体
レーザを製造する場合を例に以下に説明する。まず、図
１（Ａ）に示すように、ｎ型の基板（本実施例では、Ｓ
ｉＣ）１上に、ｎ型バッファ層２を介してｎ型クラッド
層３を形成し、さらにこの上に活性層４を形成する。ま
た、該活性層４上に、ｐ型クラッド層５（Ｍｇがドープ
されたｐ型のＡｌＧａＮ）を形成する。
【００２７】ｐ型クラッド層５上に、オーミック接合用
のコンタクト層６を形成する。本実施例では、ｎ型バッ
ファ層としてＡｌＮを用い、ｎ型クラッド層３としてＳ
ｉがドープされたｎ型ＡｌＧａＮを用いている。また、
コンタクト層６の禁止帯幅はｐ型クラッド層３の禁止帯
幅よりも小さいものを選択する必要がある。ここでは、
ｐ型クラッド層５としてｐ型のＡｌＧａＮを、コンタク
ト層６としてｐ型のＧａＩｎＮを採用している。
【００２８】なお、本発明の製造方法における結晶成長
技術として、従来技術（液相エピタキシ法、ＶＰＥ法、
ＭＯＶＰＥ法、ＭＢＥ法等）が用いられる。本実施例で
はＭＢＥ法を用いた結晶成長法を採用しており、ｐ型ク
ラッド層５の形成直後においては、該クラッド層５およ
びコンタクト層６は低抵抗となっている。
【００２９】次に、図１（Ｂ）に示すように、ＮＨ３雰
囲気下でレーザアニールして、ｐ型クラッド層５および
コンタクト層６を高抵抗にする。このレーザアニールに
おいては、ｐ型クラッド層５およびコンタクト層６に吸
収される波長のレーザ光が用いられる。なお、この場合
には、レーザアニールに代えて、電子線等による他のア
ニール方法を用いることもできる。なお、たとえばＭＯ
ＣＶ法により製造する場合には、ｐ型クラッド層５の形
成の際に、該クラッド層５は高抵抗となっているので、
上記ＮＨ３雰囲気下でのアニールは省略できる。
【００３０】この後、図１（Ｃ）に示すように、Ｎ２の
雰囲気下で、ｐ型クラッド層５に（より詳しくは、コン
タクト層６上方から）、ｐ型クラッド層５にも、コンタ
クト層６にも吸収される波長のレーザ光（本実施例で
は、２４８ｎｍのエキシマレーザ光８）をパルス状に照
射する。このレーザ光８はロッドレンズ７により収束さ
れているので、該照射領域９が狭窄形状となって低抵抗
化する。この低抵抗化は、照射領域９の中の水素が除去
される結果、アクセプタ不純物が活性化するためである
と考えられている。
【００３１】本実施例では、図１（Ｃ）に示すように、
ｐ型クラッド層５と活性層４との境界面、およびコンタ
クト層６とｐ型クラッド層５との境界面における照射幅
は、それぞれ１μｍおよび２μｍとしてある。ロッドレ
ンズ７を介して照射されるレーザ光８の狭窄形状は、図
１（Ｃ）では、図には明確に表れていないが、クサビ型
形状を成しているので、低抵抗領域もこれと同形状を成
している。なお、本発明においては、後述するようにレ
ーザ光の狭窄形状を逆円錐台形状とし、低抵抗領域をこ
れと同形状とした面発光レーザ装置を製造することもで
きる。
【００３２】アニール温度は、低すぎるとアニールの効
果がなくなり、高すぎると熱伝導により低抵抗化したく
ない部分についてもアニールされる、と言った不都合が
ある。したがって、アニール温度は、５００〜７００℃
程度が好適であり、特に好適には６００℃前後である。
所望のアニール温度を得ることができないときは、図１
（Ｃ）に示すような、補助加熱装置２０によるバイアス
加熱が行われる。バイアス加熱の温度は、ｐ型クラッド
層５の厚さ等に応じて適宜制御されるが、あまり温度が
高すぎると、高抵抗にしておきたい領域までもが熱アニ
ールされて低抵抗となると言った不都合がある。
【００３３】次いで、図１（Ｄ）に示すように、Ｎ２の
雰囲気下で、コンタクト層６の上方から、波長が３５１
ｎｍのエキシマレーザ光８′をパルス状に照射する。レ
ーザ光８′はコンタクト層６で吸収されて、該照射領域
９′をアニールする。このレーザ光８によるアニールに
より、コンタクト層６のアクセプタ不純物が活性化す
る。ただし、３５１ｎｍのレーザ光８はｐ型クラッド層
５を透過する（すなわち、ｐ型クラッド層５で吸収され
ない）ので、ｐ型クラッド層５がアニールされることは
ない。したがって、ｐ型クラッド層の電流狭窄構造を保
持したまま、コンタクト層を低抵抗化できる。なお、こ
の場合にも、アニール温度は、５００〜７００℃程度が
好適であり、特に好適には６００℃前後である。以上の
ようにして、コンタクト層６に低抵抗領域が形成され
る。
【００３４】そして、図１（Ｅ）に示すように、コンタ
クト層６に形成した低抵抗領域と接触する上部電極１１
を形成する。なお、下部電極１２は、図１（Ｅ）に示し
たように、最後に基板１の下面に形成される。なお、図
１（Ａ）〜（Ｅ）に示す工程に多少の変更を加えること
により、面発光レーザ装置を製造することもできる。当
業者であれば容易に理解されるように、この場合には上
部電極１１には開口部が設けられ、基板１とｎ型クラッ
ド層３との間、および上部電極１１の前記開口部に反射
鏡が形成される。
【００３５】上記実施例では、補助加熱装置２０により
バイアス加熱を行ったが、条件（バイアス加熱を行うま
でもなく、レーザ光５の照射により所望のアニール温度
を得ることができるとき）によっては、バイアス加熱を
省略することができる。
【００３６】また、補助加熱装置２０に代えて、冷却装
置を設けることができる。このような冷却装置により、
ｐ型クラッド層５のレーザ光照射領域と非照射領域との
境界部分における温度勾配を大きくすることができる。
これにより、低抵抗領域から高抵抗領域へ空間的な抵抗
率遷移が極めて急になる。
【００３７】図２（Ａ）および（Ｂ）は低抵抗領域から
高抵抗領域へ空間的な抵抗変化を等高線に模した線（等
抵抗率線）で表した図である。同図（Ａ）は補助加熱装
置２０を用いた場合を示し、同図（Ｂ）は冷却装置２１
を用いた場合を示している。なお、図２（Ａ）では、補
助加熱の温度は３００℃、図２（Ｂ）では冷却温度を−
１００℃とし、それぞれのアニール温度を７００℃とし
てある。また、発光装置を０１で示してある。これら補
助加熱や冷却を行うことにより、レーザアニールされる
領域の周辺の空間的な温度勾配を制御することができ
る。
【００３８】図３は、基板として絶縁性のものを用いた
場合の発光装置を示す図である。同図の装置では、絶縁
性基板３０上にｎ型バッファ層３１およびｎ型クラッド
層３２、活性層３３、ｐ型クラッド層３４、ｐ型コンタ
クト層３５が積層形成されている。レーザアニールによ
って、電流狭窄構造を形成した後、上部電極３６を形成
し、さらにｎ型クラッド層３２の中程より上の部分を、
狭窄領域近傍を残した形で、エッチング除去して、突出
部３２′を形成する。また、ｎ型クラッド層３２の突出
していない部分上に下部電極３７が形成されている。図
３の発光装置においても、図１の発光装置と同様、ｐ型
クラッド層３４の低抵抗領域３８およびｐ型コンタクト
層３５の低抵抗領域３９が狭窄形状をなしている。狭窄
形状の形成方法は図１あるいは図２の場合と概ね同様で
あるので、説明は省略する。
【００３９】図４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の製造方法
の他の実施例を示す図である。まず、図４（Ａ）に示す
ように、基板４０（ｎ型のＳｉＣ）、バッファ層４１
（ｎ型のＡｌＮ）、ｎ型クラッド層４２（Ｓｉがドープ
されたｎ型のＡｌＧａＮ）、活性層４３（ノンドープの
ＧａＩｎＮ）、ｐ型クラッド層４４（Ｍｇがドープされ
たｐ型のＡｌＧａＮ）、オーミック接合を得るためのコ
ンタクト層４５（ｐ型のＧａＩｎＮ）を形成し（ここま
では、図１（Ａ）と同様である）、さらにコンタクト層
４５上に反射鏡４６を形成する。以上の工程は、本実施
例においても図１の実施例と同様、ＭＢＥ法を用いて行
われている。上述したように、ＭＢＥ法を用いた場合に
は、ｐ型クラッド層４４の形成直後においては、アクセ
プタ不純物が活性化しておりｐ型クラッド層４４は低抵
抗となっている。
【００４０】なお、たとえばＭＯＣＶ法により本発明の
発光装置を製造する場合には、前述したように、ｐ型ク
ラッド層４４の形成の際に、該クラッド層４４において
はアクセプタ不純物は不活性である（すなわち、クラッ
ド層４４は高抵抗となっている）。したがって、Ｎ２の
雰囲気下で、ｐ型クラッド層４４に、適宜の手段により
（熱アニールを行ったり、波長が２４８ｎｍのエキシマ
レーザ光を照射する等して）、低抵抗にしておく必要が
ある。
【００４１】次に、図４（Ｂ）に示すように、ＮＨ３の
雰囲気下で、ｐ型クラッド層４４に（より詳しくは、コ
ンタクト層４５上方から）、波長が２４８ｎｍのエキシ
マレーザ光４７をパルス状に照射する。このレーザ光４
７は、コンタクト層４５およびｐ型クラッド層４４のう
ち、反射鏡４６の直下を除く部分に照射され、該照射領
域４８のアクセプタ不純物を不活性化する。これによ
り、コンタクト層４５およびｐ型クラッド層４４のう
ち、反射鏡４６の直下部分４８′を除く部分４８が高抵
抗領域となる。すなわち、反射鏡４６の直下の部分４
８′が低抵抗のまま残されて狭窄形状となる。
【００４２】次いで、図４（Ｃ）に示すように、Ｎ２の
雰囲気下で、コンタクト層４５の上方から、波長が３５
１ｎｍのエキシマレーザ光４７′をパルス状に照射す
る。このレーザ光４７′はコンタクト層４５で吸収され
る。この場合にも、前記の実施例と同様、３５１ｎｍの
レーザ光４７′はｐ型クラッド層４４を透過する（すな
わち、ｐ型クラッド層４４で吸収されない）ので、ｐ型
クラッド層４４がアニールされることはない。以上のよ
うにして、ｐ型クラッド層４４の狭窄形状を保ったま
ま、コンタクト層４５が低抵抗化される。
【００４３】この後、上記反射鏡４６をエッチングによ
り取り除き、図４（Ｄ）に示すように、コンタクト層４
５に形成した低抵抗領域と接触する上部電極４９を形成
し、下部電極４９′を基板４９の下面に形成する。これ
により、低抵抗領域が狭窄形状を有するレーザ装置が形
成される。
【００４４】また、反射鏡４６を取り除かない場合に
は、この反射鏡を素子の一部に利用した面発光レーザを
製造することもできる。この場合には、バッファ層４１
とｎ型クラッド層４２との間に予め反射鏡を形成してお
く必要がある。
【００４５】図４（Ａ）〜（Ｄ）では、ｎ型基板を用い
て発光装置を製造したが、図５（Ａ）および（Ｂ）に示
すように、ｐ型基板を用いることもできる。図５（Ａ）
では、ｐ型基板５０上に、ｐ型バッファ層５１、ｐ型ク
ラッド層５２、活性層５３、ｎ型クラッド層５４、ｎ型
コンタクト層５５が形成され、これらの積層体の下面に
は下部電極５８が、上面には反射鏡５６が形成されてい
る。図５（Ａ）に示すように、ｐ型クラッド層５２に吸
収される波長のレーザ光５９を反射鏡５６の上部から照
射することにより、同図（Ａ）の梨地ハッチングで示し
たような、高抵抗領域が形成される。この後、反射鏡５
６を取り除き、上部電極５７を積層することにより、図
５（Ｂ）に示した発光装置が製造される。
【００４６】上記の実施例では、説明の便宜上、基板上
に一つのレーザ装置を製造する場合を説明したが、マイ
クロレンズアレイを用いて基板上に複数のレーザ装置を
製造することもできる。
【００４７】図６（Ａ）は、マイクロレンズアレイの一
例を示す図である。同図に示すマイクロレンズアレイ６
１を用いれば、多数の非ストライプ構造の（面発光）レ
ーザ装置を一度に製造することができる。
【００４８】以上の実施例では非ストライプ構造のレー
ザ装置の製造方法について説明したが、図６（Ｂ）に示
すようなストライプ型ロッドレンズアレイ６２を用いて
ストライプ構造のレーザ装置を製造することもできる。
また、以上の実施例では、レーザ装置について説明した
が、上記の製造プロセスを使用して、ＬＥＤ装置を製造
することができることは言うまでもない。
【００４９】以上述べたように、本発明の半導体装置は
〔１〕アニールにより抵抗率が変化する半導体層を含ん
で成るものであって、前記半導体層が、アクセプタ不純
物の活性化率が高い低抵抗領域と、アクセプタ不純物の
活性化率が低い高抵抗領域とから成り、前記活性化率の
制御が、レーザ光を照射することによりなされる、こと
を特徴とする。
【００５０】また、本発明の半導体装置は、特に、
〔２〕アニールにより抵抗率が変化するｐ型半導体層を
含んで成るものであって、前記ｐ型半導体層が、アクセ
プタ不純物の活性化率が高い低抵抗領域と、アクセプタ
不純物の活性化率が低い高抵抗領域とから成り、前記活
性化率の制御が、レーザ光を照射することによりなされ
る、ことを特徴とし、以下の〔３〕〜〔７〕のような好
適な実施態様を有している。
【００５１】〔３〕発光装置として使用される〔２〕に
記載の半導体装置であって、ｎ型クラッド層，活性層お
よびｐ型クラッド層が積層された、ダブルヘテロ構造ま
たはその他のヘテロ構造を有して成ることを特徴とする
前記半導体装置。
【００５２】〔４〕前記ｐ型クラッド層が、アクセプタ
不純物の活性化率が高い低抵抗領域と、該不純物の活性
化率が低い高抵抗領域と、から成る前記ｐ型半導体層で
ある、ことを特徴とする〔３〕に記載の半導体装置。
【００５３】〔５〕前記ｐ型クラッド層の活性層側とは
反対側に、所定の電極とのオーミック接触をなすコンタ
クト層が形成されて成ることを特徴とする〔４〕に記載
の前記半導体装置。
【００５４】〔６〕前記低抵抗領域が、前記高抵抗領域
に囲まれて狭窄形状を成すことを特徴とする〔２〕〜
〔５〕に記載の半導体装置。
【００５５】〔７〕前記コンタクト層が、前記クラッド
層よりも禁止帯幅が小さく、かつアニールにより抵抗率
が変化する前記ｐ型半導体層であり、該コンタクト層
が、アクセプタ不純物の活性化率が高い低抵抗領域を形
成して成り、前記低抵抗領域におけるアクセプタ不純物
の活性化がレーザ光の照射によりなされることを特徴と
する〔６〕に記載の前記半導体装置。
【００５６】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
〔８〕アニールにより抵抗率が変化する半導体層の一部
または全部の領域に、該半導体層に吸収される波長のレ
ーザ光を照射し、該照射領域の抵抗率を変化させるステ
ップを含むことを特徴とする。
【００５７】特に、本発明の半導体装置の製造方法は、
〔９〕アニールにより抵抗率が変化するｐ型半導体層の
一部または全部の領域に、該ｐ型半導体層に吸収される
波長のレーザ光を照射し、該照射領域の抵抗率を変化さ
せるステップを含むことを特徴とし、以下の〔１０〕〜
〔１７〕のような好適な実施態様を有している。
【００５８】〔１０〕半導体装置が発光装置である
〔９〕に記載の半導体装置の製造方法であって、ｎ型ク
ラッド層，活性層およびｐ型クラッド層が積層された、
ダブルヘテロ構造またはその他のヘテロ構造の、該ｐ型
クラッド層を、アニールにより抵抗率が変化するｐ型半
導体層により形成し、該ｐ型半導体層の一部または全部
の領域に、前記レーザ光を照射することにより、該照射
領域の抵抗率を変化させるステップを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【００５９】〔１１〕前記ｐ型半導体層の一部の領域
に、該ｐ型半導体層に吸収される波長のレーザ光を照射
し、該照射領域の抵抗率を変化させるステップを含む、
〔９〕または〔１０〕に記載の半導体装置の製造方法で
あって、該記ｐ型半導体層の低抵抗領域を、狭窄形状と
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００６０】〔１２〕前記ｐ型半導体層の一部の領域
に、該ｐ型半導体層に吸収される波長のレーザ光を照射
し、該照射領域の抵抗率を変化させるステップにおい
て、レーザ光をレンズにより収束させて照射し、該レー
ザ光により照射領域を低抵抗化することを特徴とする
〔１１〕に記載の半導体装置の製造方法。
【００６１】〔１３〕前記ｐ型半導体層の一部の領域
に、該ｐ型半導体層に吸収される波長のレーザ光を照射
し、該照射領域の抵抗率を変化させるステップにおい
て、レーザ光が照射される領域の一部に反射鏡を形成
し、その部分のレーザ光を遮り、該レーザ光より照射領
域を低抵抗化することを特徴とする〔１１〕に記載の半
導体装置の製造方法。
【００６２】〔１４〕半導体装置が発光装置である
〔９〕〜〔１３〕に記載の半導体装置の製造方法であっ
て、ｎ型クラッド層，活性層およびｐ型クラッド層がこ
の順で積層されたダブルヘテロ構造と、該ダブルヘテロ
構造のｐ型クラッド層側に積層されたｐ型コンタクト層
とから成る積層体の、前記ｐ型クラッド層および前記ｐ
型コンタクト層を、アニールにより抵抗率が低くなるｐ
型半導体層により形成し、該ｐ型コンタクト層およびｐ
型クラッド層に吸収される波長のレーザ光を該積層体の
コンタクト層側から照射するステップと、該ｐ型コンタ
クト層には吸収されるがｐ型クラッド層は透過する波長
のレーザ光を該積層体のコンタクト層側から照射するス
テップと、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【００６３】〔１５〕半導体装置の一部または全部を加
熱しつつ、レーザ光を照射してアニールを行うこと特徴
とする
〔９〕〜〔１４〕に記載の半導体装置の製造方
法。
【００６４】〔１６〕半導体装置の一部または全部を冷
却しつつ、レーザ光を照射してアニールを行うこと特徴
とする
〔９〕〜〔１４〕に記載の半導体装置の製造方
法。
【００６５】〔１７〕パルス状にレーザ光を照射してア
ニールを行うこと特徴とする
〔９〕〜〔１６〕に記載の
半導体装置の製造方法。
【００６６】
【発明の効果】
（１）従来のＺｎドープにより製造された発光装置と比
較して電流狭窄に優れた半導体発光装置を提供すること
ができる。 （２）狭窄の設計自由度が大きく精度が高い、狭窄形状
を呈する低抵抗領域を作ることができる。また製造工程
が、従来のエッチング等による発光装置と比較して格段
に簡略化される。 （３）アクセプタ不純物の活性化をレーザアニールによ
り行うことができるので、アニール制御が容易である。
したがって、エッチングやＺｎドープにより、低抵抗領
域を狭窄形状にする技術と比較しても、狭窄化した低抵
抗領域の形成が容易である。 （４）半導体層に導電性を持たせる工程において、何ら
かの処理ミスがあった場合であっても、アクセプタ不純
物を活性化させ、または不活性化させることにより処理
のやり直しが可能となる。したがって、歩留りが飛躍的
に高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法により、本発明の半導体装置
（発光装置）を製造する場合の一実施例を示す図であ
る。
【図２】補助加熱装置および冷却装置を用いた場合の本
発明の作用を示す説明図である。
【図３】絶縁性基板を用いた本発明の半導体装置（発光
装置）を製造する場合の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明の製造方法により、本発明の半導体装置
（発光装置）を製造する場合の更に他の実施例を示す図
である。
【図５】ｐ型基板を用いた本発明の半導体装置（発光装
置）を製造する場合の実施例を示す図である。
【図６】本発明の製造方法において使用されるマイクロ
レンズを示す図である。
【図７】従来の半導体レーザ装置を示す図である。
【図８】従来の電流狭窄型の半導体レーザ装置を示す図
である。
【符号の説明】
１ 基板 ２ ｎ型バッファ層 ３ ｎ型クラッド層 ４ 活性層 ５ ｐ型クラッド層 ６ コンタクト層 ８，８′ レーザ光 ７ レンズ ９，９′ 照射領域 １１ 上部電極 ２０ 補助加熱装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アニールにより抵抗率が変化する半導体
    層を含んで成る半導体装置であって、 前記半導体層が、アクセプタ不純物の活性化率が高い低
    抵抗領域と、アクセプタ不純物の活性化率が低い高抵抗
    領域とから成り、 前記活性化率の制御が、レーザ光を照射することにより
    なされる、ことを特徴とする前記半導体装置。
  2. 【請求項２】 アニールにより抵抗率が変化する半導体
    層の一部または全部の領域に、該半導体層に吸収される
    波長のレーザ光を照射し、該照射領域の抵抗率を変化さ
    せるステップを含むことを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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