(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度な構造設計と、その成長条件への正確なフィードバックを可能にすることにより、垂直放射角などの光学特性が非常に安定で、かつバラツキが少ないＬＤを作製できる半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法を提供する。【解決手段】基板上にエピタキシャル層を複数層を成長させて作製する半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法において、予め作製した複数層のエピタキシャル層におけるＡｌ組成の深さ方向プロファイルを、２次イオン質量分析法により直接求め、求めたＡｌ組成の深さ方向プロファイルデータを基に、上記Ａｌ組成が深さ方向で所定のプロファイルとなるように成長させる方法である。【選択図】図２
2008066575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエピタキシャル層を複数層を成長させて作製する半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法において、
予め作製した複数層のエピタキシャル層におけるＡｌ組成の深さ方向プロファイルを、２次イオン質量分析法により直接求め、求めたＡｌ組成の深さ方向プロファイルデータを基に、上記Ａｌ組成が深さ方向で所定のプロファイルとなるように成長させることを特徴とする半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項２】
上記Ａｌ組成は、２次イオン質量分析法によりＡｌ原子濃度とＧａ原子濃度を求め、これら求めた原子濃度と式（１）とで求める請求項１記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【数１】
2008066575.tif 000009
【請求項３】
上記各エピタキシャル層の成長条件は、予め作製した上記複数層のエピタキシャル層の製造で用いたＧａ原料量、Ａｌ原料量、式（１）で求めたＡｌ組成を用いて求める請求項２記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項４】
上記各エピタキシャル層の成長条件は、前回作製した上記複数層のエピタキシャル層の製造で用いた前回のＧａ原料量、前回のＡｌ原料量、式（１）で求めた前回のＡｌ組成、今回作製する複数層のエピタキシャル層に要求される式（１）で求めた今回のＡｌ組成を用いて、式（２）、式（３）で求める請求項２または３記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【数２】
2008066575.tif 000010
【数３】
2008066575.tif 000011
【請求項５】
上記複数層のエピタキシャル層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐからなる４元層、あるいはＡｌ、Ｇａ、Ａｓからなる３元層を含む請求項１〜４いずれかに記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項６】
上記複数層のエピタキシャル層は、少なくともｐ型クラッド層、活性層、ｎ型クラッド層を含む請求項１〜５いずれかに記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項７】
予め上記複数層のエピタキシャル層を作製する際、上記活性層の通常の厚さよりも厚くしたダミー活性層を作製しておき、そのダミー活性層のデータに基づき、上記活性層を通常の厚さで作製する請求項６記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれかに記載した半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法を用いて作製されたことを特徴とする半導体デバイス用エピタキシャルウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス用エピタキシャルウエハ、特に、光ディスク上の情報を読み取るか、あるいは光ディスクに情報を記録するために用いられるＬＤ（半導体レーザ）用エピタキシャルウエハの製造方法及びＬＤ用エピタキシャルウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＤ用エピタキシャルウエハの構造の設計、およびその構造を実現するためのエピタキシャルウエハ作製時において、まず、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長）法の成長条件を決定する必要がある。
【０００３】
このため、まず、フォトルミネセンス（ＰＬ）法により測定したＡｌＧａＩｎＰなどの４元層やＡｌＧａＡｓなどの３元層からなるｐ型クラッド層、ガイド層、およびｎ型クラッド層のＰＬ波長を用いる。具体的には、基板上に、上述したｐ型クラッド層などの各エピタキシャル層を１層ずつ作製した単層エピ（単層エピタキシャルウエハ）を用いる。
【０００４】
これら単層エピをＰＬ法により測定し、各エピタキシャル層のＰＬ波長からＧａに対するＡｌの組成を計算した結果を用いていた。そして、このＡｌ組成からさらに各エピタキシャル層の屈折率を計算し、光学的な構造設計を行うという３段階の計算が必要であった。
【０００５】
最後に、この構造設計から上記と逆の手順で各エピタキシャル層の成長条件を算出し、その成長条件を基に、基板上に各エピタキシャル層を成長させ、ＬＤ用エピタキシャルウエハを製造していた。
【０００６】
一方、Ｇａに対するＡｌ組成を直接測定する方法としては、例えばＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光）のような元素の定量分析法がある。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−３０８５３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術のうち、４元または３元層のＰＬ波長からＧａに対するＡｌの組成を計算する場合には、ＰＬ測定時の測定誤差の問題がある。特に多層構造のエピタキシャルウエハにおいては、ｐ型クラッド層のＰＬの発光強度が弱い場合が多く、測定精度に大きな問題があった。Ｇａ対するＡｌ組成が０．７を超えるような場合では、ほとんどピーク波長が読みとれないほど発光強度が微弱である場合もある。
【００１０】
当然のことながら、このように精度の悪い測定結果を用いて計算を行い、構造設計を行うことは、得られるＬＤの光学特性が不安定になり、バラツキが多いため問題である。
【００１１】
一方、Ｇａに対するＡｌ組成を直接測定するような元素の定量分析法では、結晶の表面の分析しかできず、エピタキシャルウエハのような多層構造を一括して測定し、多層構造内でのＡｌ組成の組成差や相関関係を定量化するような測定は不可能である。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、これらの問題点を解決し、高精度な構造設計と、その成長条件への正確なフィードバックを可能にすることにより、垂直放射角などの光学特性が非常に安定で、かつ製品のバラツキが少ないＬＤを作製できる半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法及び半導体デバイス用エピタキシャルウエハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、基板上にエピタキシャル層を複数層を成長させて作製する半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法において、
予め作製した上記複数層のエピタキシャル層におけるＡｌ組成の深さ方向プロファイルを、２次イオン質量分析法により直接求め、求めたＡｌ組成の深さ方向プロファイルデータを基に、上記Ａｌ組成が深さ方向で所定のプロファイルとなるように複数層のエピタキシャル層を成長させる半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００１４】
請求項２の発明は、上記Ａｌ組成は、２次イオン質量分析法によりＡｌ原子濃度とＧａ原子濃度を求め、これら求めた原子濃度と式（１）とで求める請求項１記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００１５】
【数１】
2008066575.tif 000003
【００１６】
請求項３の発明は、上記各エピタキシャル層の成長条件は、予め作製した上記複数層のエピタキシャル層の製造で用いたＧａ原料量、Ａｌ原料量、式（１）で求めたＡｌ組成を用いて求める請求項２記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００１７】
請求項４の発明は、上記各エピタキシャル層の成長条件は、前回作製した上記複数層のエピタキシャル層の製造で用いた前回のＧａ原料量、前回のＡｌ原料量、式（１）で求めた前回のＡｌ組成、今回作製する複数層のエピタキシャル層に要求される式（１）で求めた今回のＡｌ組成を用いて、式（２）、式（３）で求める請求項２または３記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００１８】
【数２】
2008066575.tif 000004
【００１９】
【数３】
2008066575.tif 000005
【００２０】
請求項５の発明は、上記複数層のエピタキシャル層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐからなる４元層、あるいはＡｌ、Ｇａ、Ａｓからなる３元層を含む請求項１〜４いずれかに記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００２１】
請求項６の発明は、上記複数層のエピタキシャル層は、少なくともｐ型クラッド層、活性層、ｎ型クラッド層を含む請求項１〜５いずれかに記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００２２】
請求項７の発明は、予め上記複数層のエピタキシャル層を作製する際、上記活性層の通常の厚さよりも厚くしたダミー活性層を作製しておき、そのダミー活性層のデータに基づき、上記活性層を通常の厚さで作製する請求項６記載の半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法である。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項１〜７いずれかに記載した半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法を用いて作製された半導体デバイス用エピタキシャルウエハである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、光学特性が非常に安定で、かつ製品のバラツキが少ないＬＤを作製できる半導体デバイス用エピタキシャルウエハを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２６】
まず、本実施形態に係る半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法を用いて作製した半導体デバイス用エピタキシャルウエハの一例を図１で説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態に係る半導体デバイス用エピタキシャルウエハ（エピウエハ）１は、ｎ型ＧａＡｓ基板などの基板２上に、複数層のエピタキシャル層３を形成したダブルへテロ構造のＬＤ用エピタキシャルウエハである。
【００２８】
複数層のエピタキシャル層３の各層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐからなる４元層、あるいはＡｌ、Ｇａ、Ａｓからなる３元層のエピタキシャル層で構成される。４元層を含むエピタキシャルウエハ１は、高出力の赤色光を発するＬＤを作製する場合に用いられ、３元層を含むエピタキシャルウエハ１は、高出力の赤外光を発するＬＤを作製する場合に用いられる。エピタキシャルウエハ１から得られるＬＤは、例えば、ＤＶＤやＣＤの書き込み用あるいは読み込み用として使用される。
【００２９】
複数層のエピタキシャル層３は、第１ｎ型クラッド層４、第２ｎ型クラッド層５、ｎ型活性層６、第１ｐ型クラッド層７、エッチングストップ層８、第２ｐ型クラッド層９、コンタクト層１０を、ＭＯＶＰＥ法により基板２側から順次エピタキシャル成長させて形成したものである。
【００３０】
活性層６は、所望するＬＤの発光波長に必要なＡｌ混晶比にする。Ａｌ混晶比は、複数層のエピタキシャル層３の各層に含まれるＧａに対するＡｌ組成、あるいは単にＡｌ組成、あるいはＡｌ組成比ともいう。
【００３１】
各クラッド層４，５，７，９は、電子の逆流を防止し、活性層６で発生する光に対して透明な窓になる層である。ｐ型の不純物としては、例えばＺｎを使用し、ｎ型の不純物としては、例えばＳｉを使用する。
【００３２】
図１では示していないが、高品質な活性層６を得るために、その上下層である第２ｎ型クラッド層５と活性層６間や、活性層６と第１ｐ型クラッド層７間、あるいは活性層６中に、格子不整合を緩和するバッファ層としてガイド層を形成してもよい。
【００３３】
さて、本実施形態に係るエピタキシャルウエハの製造方法を説明する。
【００３４】
従来、２次イオン質量（ＳＩＭＳ）分析法では、Ｇａに対するＡｌ組成の深さ方向プロファイルのような組成分析はできないとされてきたが、最近ではＳＩＭＳ分析装置の測定精度が向上したため、工夫をすれば、かなり精度よく測定できるようになってきた。
【００３５】
そこで、本発明者は、多層構造の深さ方向のプロファイルが測定できるというＳＩＭＳ分析法の特長を生かし、その測定結果を、作製したい半導体デバイス用エピタキシャルウエハの構造設計と作製時の成長条件の算出とにフィードバックして利用する本発明を創案した。
【００３６】
本実施形態に係る半導体デバイス用エピタキシャルウエハ１の製造方法は、ＭＯＶＰＥ法によって予め作製した複数層のエピタキシャル層におけるＧａに対するＡｌ組成の深さ方向プロファイル（例えば、図２で後述するプロファイルＸ）を、ＳＩＭＳ分析法により直接求め、求めたＡｌ組成の深さ方向プロファイルデータを基に、Ａｌ組成が深さ方向で所定のプロファイル（例えば、図２で後述するプロファイルＹ）となるように、ＭＯＶＰＥ法で基板２上に複数層のエピタキシャル層３を成長させる方法である。
【００３７】
ここで、予め作製した複数層のエピタキシャル層とは、製造に先立って作製したサンプルや、顧客の要求に応じて現場で作製した複数層のエピタキシャル層のことをいう。
【００３８】
ＳＩＭＳ分析法は、Ｏ2+やＣｓ+のようなイオンを試料表面に照射し、スパッタされた原子の中でイオン化された２次イオンを質量分析することにより、物質の成分、不純物の分析を行う方法である。イオンによって試料表面がスパッタされるので、試料の表面からの深さ方向の元素分布も得られる。
【００３９】
複数層のエピタキシャル層３の原料には、例えば、Ｇａ原料としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ａｌ原料としてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、Ｉｎ原料としてＴＭＩ（トリメチルインジウム）、Ａｓ原料としてＡｓＨ3 （アルシン）、Ｐ原料としてＰＨ3 （ホスフィン）、Ｓｉ原料としてＳｉ2 Ｈ6 （ジシラン）、ｐ型の不純物であるＺｎ原料としてＤＭＺ（ジメチル亜鉛）を用いる。
【００４０】
Ａｌ組成は、ＳＩＭＳ分析法によりＡｌ原子濃度とＧａ原子濃度を求め、これら求めた原子濃度と式（１）とで求める。
【００４１】
【数４】
2008066575.tif 000006
【００４２】
また、各エピタキシャル層４〜１０の成長条件は、予め作製した複数層のエピタキシャル層の製造で用いたＧａ原料量、Ａｌ原料量、式（１）で求めたＡｌ組成を用いて、所望のＡｌ組成比となるように求める。
【００４３】
例えば、顧客の要求（ＬＤの垂直放射角などの光学特性）Ｘに応じて現場で作製したエピタキシャルウエハを１Ｘとし、その複数層のエピタキシャル層を前回作製した複数層のエピタキシャル層３Ｘとする。その後、顧客の要求Ｘが要求Ｙに変更され、この要求Ｙに応じて作製するエピタキシャルウエハを１Ｙとし、その複数層のエピタキシャル層を今回作製するエピタキシャル層３Ｙとする。
【００４４】
この場合、各エピタキシャル層４〜１０の成長条件は、複数層のエピタキシャル層３Ｘにおいて、各層の製造で用いた前回のＧａ原料量、前回のＡｌ原料量、式（１）で求めた前回のＡｌ組成、今回作製する複数層のエピタキシャル層３Ｙにおいて、各層４〜１０に要求される式（１）で求めた今回のＡｌ組成を用いて、所望のＡｌ組成比となるように式（２）、式（３）で求める。
【００４５】
【数５】
2008066575.tif 000007
【００４６】
【数６】
2008066575.tif 000008
【００４７】
また、予め複数層のエピタキシャル層を作製する際、活性層の通常の厚さよりも厚くした（例えば、１００ｎｍ以上の）ダミー活性層を作製しておき、そのダミー活性層のデータに基づき、活性層６を通常の厚さで作製してもよい。
【００４８】
これは、一般に活性層６を数十μｍの膜厚で形成することが多いので、その場合、ＳＩＭＳ分析法で予め作製した活性層のＡｌ組成の深さ方向プロファイルを求めようとしても、分解能が低いため、正確に測定できないからである。
【００４９】
ＭＯＶＰＥ装置を用いて、求めた各成長条件で基板２上に各層４〜１０をそれぞれエピタキシャル成長させ、複数層のエピタキシャル層３を形成すると、例えば、図１に示したようなエピタキシャルウエハ１が得られる。このエピタキシャルウエハ１をチップ化し、電極を形成すると、発光素子としてのＬＤが得られる。
【００５０】
本実施形態の作用を説明する。
【００５１】
本実施形態に係る半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法では、まず、ＭＯＶＰＥ法によって予め作製した複数層のエピタキシャル層におけるＡｌ組成の深さ方向プロファイルを、ＳＩＭＳ分析法を用い、直接測定して求める。
【００５２】
そして、この測定結果から得られたＡｌ組成の深さ方向プロファイルデータを基に、Ａｌ組成が深さ方向で所定のプロファイルとなるようにフィードバックする。
【００５３】
ここでいうフィードバックとは、予め作製した複数層のエピタキシャル層を構成する各層において、設計値や理論値よりもＧａ原料量及び／又はＡｌ原料量が多いときは、式（１）〜式（３）で求めたＧａ原料量及び／又はＡｌ原料量を少なくし、Ｇａ原料量及び／又はＡｌ原料量が少ないときには、式（１）〜式（３）で求めたＧａ原料量及び／又はＡｌ原料量を多くすることをいう。
【００５４】
これにより、予め作製した複数層のエピタキシャル層を構成する各層において発生する設計値や理論値からのＡｌ組成や膜厚などのズレを補正して、基板２上に複数層のエピタキシャル層３を成長させる。
【００５５】
すなわち、測定データを基に、複数層のエピタキシャル層３の各層４〜１０に要求される特性（例えば、ＬＤの垂直放射角などの光学特性）に応じて、測定データからＡｌ組成を変更して変更後のＡｌ組成（光学特性の場合は、例えば、活性層６や各クラッド層の屈折率を求め、求めた屈折率となるようにＡｌ組成）を決定する。
【００５６】
続いて、決定したＡｌ組成を基に、ＭＯＶＰＥ法で作製するエピタキシャルウエハ１の各層４〜１０の成長条件をそれぞれ求め、求めた各成長条件で基板２上に各層４〜１０をそれぞれエピタキシャル成長させ、複数層のエピタキシャル層３を形成する。
【００５７】
つまり、本実施形態に係る製造方法によれば、ＳＩＭＳ分析法により予め作製した複数層のエピタキシャル層のＧａに対するＡｌ組成を直接測定する手法を利用することによって、予め作製したエピウエハ構造中の各層のＡｌ組成とその深さ方向プロファイル、および各層間のＡｌ組成の相関が精度よく測定できる。
【００５８】
この測定結果をエピウエハ１の構造設計、成長条件の計算に用いることで、高精度な構造設計と、その成長条件への正確なフィードバックが可能となり、従来のＰＬ波長からＡｌ組成を計算する場合に問題であった測定誤差を排除できる。
【００５９】
その結果、本実施形態に係る製造方法によれば、従来方法に起因するレーザの垂直放射角特性などの光学特性を始めとする製品のバラツキが非常に少なく、光学特性が非常に安定なＬＤ用エピタキシャルウエハ１が得られる。
【００６０】
ここで、本実施形態に係る半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法の作用効果をより詳細に説明する。
【００６１】
本発明の特徴は、高品質なＬＤ設計のために、ＬＤを構成する各層４〜１０の成長条件をＳＩＭＳ測定を用いて決定することにある。
【００６２】
ｉ）従来方法と問題点
上述したように、従来はＰＬ測定の方法を用いて、複数層のエピタキシャル層を構成する各層の組成の成長条件を決定していた。しかしながら、例えばｐ型クラッド層などのエピタキシャル層（半導体層）はバンドギャップがほぼ間接遷移となるために、ＰＬ測定時にレーザ光を照射して、そのｐ型クラッド層からのＰＬ発光を見ようとしても、その強度が弱すぎて、きちんとピーク波長が検出されず、測定精度が悪くなると言う問題があった。
【００６３】
ＰＬの測定精度が悪くなると、各層の組成が設計値よりずれ、所望のＬＤスポット径のものが得られず、書き込み・読み込み用ＬＤとして使用できない。
【００６４】
また、キャリア濃度や成長速度を求めるために、その目的に応じた測定サンプルを準備し、それに適した評価方法を用いる必要性があった。
【００６５】
ｉｉ）本発明
そこで、本発明では、まずは仮のＬＤエピ構造を成長し、そのＳＩＭＳ測定により、仮のＬＤエピ構造各層の組成・キャリア濃度・成長速度（膜厚）全てを一度に評価して、次の成長から直ぐに、それらの結果をフィードバックして、ＬＤエピ（実際のＬＤエピや、顧客要求変更後のＬＤエピ）生産本番に進めるという利点がある。
【００６６】
つまり、本発明によれば、従来方法の上述した問題を解決し、以下のａ）〜ｄ）の効果を発揮する。
【００６７】
ａ）ｐ型クラッド層などの間接遷移のバンドギャップを有する半導体層でも、そのＡｌ組成が精度よく測定でき、実際の製造にフィードバックできるようになった。
【００６８】
ｂ）また、ＬＤを構成する各層４〜１０の成長条件を決定するために、従来のように各層を１層ずつの単層エピで成長し、さらに種々の評価のために、それに応じた評価サンプルを作製し、色々な評価装置を用いて評価する必要がなくなったので、エピタキシャルウエハ１の生産期間の短縮につながる。  
ｃ）成長条件決定のための単層エピが不要になったことで、原料費の節約ができるようになった。
【００６９】
ｄ）成長条件決定のための単層エピが不要になったので、そのエピ膜厚分をＬＤ生産に回せるようになったので、１製造ロットあたりの生産枚数をアップし、スループットを向上できる。（従来方法では、１製造ロットごとに、ＭＯＶＰＥ装置のメンテナンス−成長条件出し−生産−ＭＯＶＰＥ装置のメンテナンスという流れであり、１回の製造ロットあたり、エピ成長できる限度（トータルのエピ成長膜厚限度）がある）
例えば、ｄ）について具体例を挙げると、
（ｄ１）１製造ロットあたりのエピウエハ生産枚数（３インチ品）
（従来）３００枚
（本発明）３３０枚
（ｄ２）１製造ロットに必要な日数
（従来）１５日間→つまり、月産６００枚
（本発明）１３日間→つまり、月産７６１枚（＋１２７％）
上記実施の形態では、ｎ／ｐ構造のエピタキシャルウエハ１の例で説明したが、ｐ型基板上に、ｐ型のクラッド層、ｐ型活性層、ｎ型クラッド層などを含む複数層のエピタキシャル層を順次形成したｐ／ｎ構造のエピタキシャルウエハでもよい。
【００７０】
上記実施形態では、半導体デバイス用エピタキシャルウエハの一例として、発光素子としてのＬＤ用のエピタキシャルウエハの例で説明したが、ＬＥＤ（発光ダイオード）用のエピタキシャルウエハについても本発明を応用できる。
【実施例】
【００７１】
（実施例１）
あるＭＯＶＰＥ炉で生産している（前回の生産）ＤＶＤ書き込み用赤色高出力ＬＤエピタキシャルウエハのＳＩＭＳ分析によるＡｌ組成の深さ方向プロファイルを図２に示す。図２中の一点鎖線で示した曲線Ｘがそれである。図２の左側がエピの表面側、右側が基板側である。この曲線Ｘのうち、４Ｘが第１クラッド層、５Ｘが第２クラッド層、６Ｘが活性層、７Ｘが第１ｐ型クラッド層、８Ｘがエッチストップ層、９Ｘが第２ｐ型クラッド層、１０Ｘがコンタクト層に相当している。
【００７２】
次回の生産（今回の生産）では、顧客でのＬＤ特性においてレーザ光の垂直放射角を１°小さくする必要が生じたため、図２の４Ｘ，５Ｘ，７Ｘ，９Ｘの４つの層のＡｌ組成およびそれから計算された屈折率を土台として垂直放射角を、１°小さくなるように逆算したところ、４Ｘ，５Ｘの２つの層のＡｌ組成を０．０１下げればよいことがわかった。ただし屈折率は、あらかじめＡｌ組成と屈折率の関係を求めておき、その関係より求めた。
【００７３】
そこで、両層４Ｘ，５ＸのＡｌ組成が前回よりも０．０１小さくなる成長条件を式（１）〜式（３）で算出し、この条件で図１で説明した半導体デバイス用エピタキシャルウエハ１を作製した。
【００７４】
変更後の成長条件で生産した半導体デバイス用エピタキシャルウエハ１のＳＩＭＳ分析によるＡｌ組成の深さ方向プロファイルが図２中の実線で示した曲線Ｙである。曲線Ｙを見ると、今回の生産で要求された半導体デバイス用エピタキシャルウエハ１の各層４Ｙ〜１０Ｙは、設計どおりのＡｌ組成となっていることが確認できる。
【００７５】
この半導体デバイス用エピタキシャルウエハ１を用いて顧客でＤＶＤ書き込み用赤色高出力ＬＤを作製したところ、レーザ光の垂直放射角は所望どおり１°小さくなっていた。
【００７６】
この一連の作業において、従来手法で用いていたフォトルミネセンス法による波長測定データは一切用いていない。
【００７７】
（実施例２）
実施例１に加えて、図１中の活性層６に含まれているガイド層のＡｌ組成の値も考慮すると、ＬＤの垂直放射角特性などの光学特性をより向上し、製品のバラツキをさらに少なくすることができる。
【００７８】
ただし、ガイド層は通常数十ｎｍの膜厚しかないため、ＳＩＭＳ分析法によるＡｌ組成深さ方向プロファイルでは分解能が低く、正確に測定できない。
【００７９】
そこで、ＳＩＭＳ分析に供するエピタキシャルウエハのみ故意にガイド層を厚く成長（約１００ｎｍ）してダミーガイド層を形成し、そのＡｌ組成もＳＩＭＳ分析法で測定する。この測定データも含めて各層４Ｙ〜１０Ｙの構造設計、成長条件の計算を式（１）〜式（３）で行い、実際の生産のときにはガイド層膜厚を通常値に戻して、基板２上に各層４Ｙ〜１０Ｙの成長を行い、図１の半導体デバイス用エピタキシャルウエハ１を作製した。
【００８０】
この実施例２は、垂直放射角の仕様が厳しい３００ｍＷ級以上の赤色高出力ＬＤエピの生産に特に有効である。
【００８１】
（実施例３）
ＣＤ書き込み用赤外ＬＤエピウエハも、実施例１，２のＤＶＤ書き込み用赤色ＬＤエピウエハと全く同様の方法で作製したところ、同様の効果を確認した。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の好適な実施形態である半導体デバイス用エピタキシャルウエハの製造方法を用いて作製した半導体デバイス用エピタキシャルウエハの一例を示す断面図である。
【図２】実施例におけるＳＩＭＳ分析によるＡｌ組成の深さ方向プロファイルを示す図である。
【図１】
2008066575.tif 000012
【図２】
2008066575.tif 000013