(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＩｎＧａＰ層と、
前記第１のＩｎＧａＰ層上に接触して設けられた第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層と、
前記第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層上に接触して設けられたＡｌＧａＡｓの初期成長層を含み、分布ブラッグ反射器を構成するＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜と、
前記ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜上に設けられた第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層と、
前記第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層上に設けられた第２のＩｎＧａＰ層と、
を備えることを特徴とする半導体多層膜反射鏡。
【請求項２】
前記第１のＩｎＧａＰ層、前記第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層、前記ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜、前記第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層、及び、前記第２のＩｎＧａＰ層は、アンドープであることを特徴とする、
請求項１に記載の半導体多層膜反射鏡。
【請求項３】
前記第１及び第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層の厚みは、それぞれ５０ｎｍ（誤差±３％）であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の半導体多層膜反射鏡。
【請求項４】
前記第１のＩｎＧａＰ層（ＩｎＹＧａ１−ＹＰ）のＩｎ組成Ｙ＝０．４９とし、
前記第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層（ＩｎＹ（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）１−ＹＡｓ）のＩｎ組成Ｙ＝０．１、Ａｌの組成Ｘ＝０．６とし、
前記ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜の前記分布ブラッグ反射器がＡｌＸＧａ１−ＸＡｓとＡｌＡｓを交互に積層してなる場合における当該ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌの組成Ｘ＝０．４２とし、
前記第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層（ＩｎＹ（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）１−ＹＡｓ）のＩｎ組成Ｙ＝０．１、Ａｌの組成Ｘ＝０．６とし、
前記第２のＩｎＧａＰ層（ＩｎＹＧａ１−ＹＰ）のＩｎ組成Ｙ＝０．４９とし、
上記の組成誤差を±５％とする、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体多層膜反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）を用いた半導体多層膜反射鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）は、λ／２ｎ(λ: 真空中における波長、ｎ: 媒質の屈折率)を周期とする回折格子を設け、波長λの光を選択的に反射させる反射器である。通常の多層膜反射鏡は、誘電体多層膜から構成されるが、温度に対する表面曲率の変化の少ない高品質の反射鏡を製造するには、半導体多層膜反射鏡が、好ましいと考えられる。
【０００３】
近年、ＧａＡｓ基板上にＤＢＲを形成してなる半導体多層膜反射鏡が知られている（特許文献１参照）。この半導体多層膜反射鏡では、ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓの化合物半導体多層膜構造を配置している。Ａｌの表面酸化防止のために、ＩｎＧａＰ層を保護膜として用いる例も知られている（特許文献２参照）。また、化合物半導体多層膜構造としては、上述のもの以外にも、各種の材料が知られている（特許文献３参照）。
【０００４】
このような半導体多層膜反射鏡は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）といった発光デバイスの発光領域から放射された光を反射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３４３８１４号公報
【特許文献２】特許３５４１３５０号公報
【特許文献３】特開２００３−３７３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特に、７００ｎｍを含む波長帯域（６８５ｎｍ〜７０５ｎｍ；帯域幅＝２０ｎｍ）において、高反射帯域を有する半導体多層膜反射鏡を製造する場合、ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓの化合物半導体多層膜構造を形成することが考えられるが、本願発明者らの検討によれば、この場合、半導体多層膜反射鏡が、凸面鏡（多層膜構造成長面が成長方向に膨らむ）になってしまうという問題がある。
【０００７】
ＧａＡｓは、７００ｎｍの光の透過率が低いので、この場合、ＧａＡｓ基板をエッチングして除去すれば、除去した基板側から光を入射させることで、この半導体多層膜反射鏡を、背面入射型の凹面鏡として用いることができる。
【０００８】
一方、これとは逆方向から光が入射する表面入射型の半導体多層膜反射鏡を構成する場合、上記凸面鏡の曲率を緩めたり、表面をフラットにしたり、或いは、表面入射型の凹面鏡にする設計の自由度を確保する構造も期待されている。
【０００９】
これらの設計の自由度を確保できる材料として、ＩｎＧａＰ層を、ＧａＡｓ基板上に形成する方法が考えられる。ＧａＡｓ基板を除去しない設計の場合は、ＩｎＧａＰ層が、結晶成長面が成長方向に膨らむ（凸面）のを抑制すると共に、ＧａＡｓ基板を除去する構造の場合には、ＧａＡｓに対する選択的なエッチングストップ層として、機能させることができる。
【００１０】
しかしながら、本願発明者らによれば、ＧａＡｓ基板上に、ＩｎＧａＰ層を形成し、その上に、ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ多層膜構造を成長させた場合、ＰＬ（フォトルミネッセンス）測定において、イレギュラースペクトルが観察された。イレギュラーな反射スペクトルは、所望の反射特性を劣化させるので、好ましくない。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、温度に対する表面曲率の変化の少ない高品質の反射鏡において、イレギュラーな反射スペクトルを抑制可能な半導体多層膜反射鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の課題を達成するため、本発明の態様に係る第１の半導体多層膜反射鏡は、第１のＩｎＧａＰ層と、第１のＩｎＧａＰ層上に接触して設けられた第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層と、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層上に接触して設けられたＡｌＧａＡｓの初期成長層を含み、分布ブラッグ反射器を構成するＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜と、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜上に設けられた第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層と、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層上に設けられた第２のＩｎＧａＰ層とを備えることを特徴とする。
第２の半導体多層膜反射鏡は、前記第１のＩｎＧａＰ層、前記第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層、前記ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜、前記第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層、及び、前記第２のＩｎＧａＰ層は、アンドープであることを特徴とする。
第３の半導体多層膜反射鏡は、前記第１及び第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層の厚みは、それぞれ５０ｎｍ（誤差±３％）であることを特徴とする。
第４の半導体多層膜反射鏡は、前記第１のＩｎＧａＰ層（ＩｎＹＧａ１−ＹＰ）のＩｎ組成Ｙ＝０．４９とし、前記第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層（ＩｎＹ（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）１−ＹＡｓ）のＩｎ組成Ｙ＝０．１、Ａｌの組成Ｘ＝０．６とし、前記ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜の前記分布ブラッグ反射器がＡｌＸＧａ１−ＸＡｓとＡｌＡｓを交互に積層してなる場合における当該ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓのＡｌの組成Ｘ＝０．４２とし、前記第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層（ＩｎＹ（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）１−ＹＡｓ）のＩｎ組成Ｙ＝０．１、Ａｌの組成Ｘ＝０．６とし、前記第２のＩｎＧａＰ層（ＩｎＹＧａ１−ＹＰ）のＩｎ組成Ｙ＝０．４９とし、上記の組成誤差を±５％とする。
【００１３】
本願発明者らは、第１のＩｎＧａＰ層とＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜との間に、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層が設けられており、かかる構造の場合に、イレギュラーな反射スペクトル（ＰＬスペクトル）が抑制されることを発見した。また、温度変化に対する表面曲率の変化は、半導体多層膜を用いることによって抑制することができる。ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜上に、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層及び第２のＩｎＧａＰ層とを備え、これらが第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層及び第１のＩｎＧａＰ層に対して、対をなすことで、内部応力に対称性が生じ、温度変化による変形を更に抑制している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体多層膜反射鏡によれば、温度に対する表面曲率の変化の少ない高品質の反射鏡においてイレギュラーな反射スペクトルを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】半導体多層膜反射鏡Ｍの縦断面構造を示す図である。
【図２】半導体多層膜反射鏡Ｍにおける半導体多層膜主要部４Ｂの近傍を示す図である。
【図３】半導体多層膜反射鏡Ｍの湾曲状態を説明するための図である。
【図４】ＰＬスペクトルを示すグラフである。
【図５】ＰＬスペクトルを示すグラフである。
【図６】ＰＬスペクトルを示すグラフである。
【図７】サンプル表面の顕微鏡写真を示す図である。
【図８】Ａｌ組成に関するデータを示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態に係る半導体多層膜反射鏡について説明する。なお、同一要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、半導体多層膜反射鏡Ｍの縦断面構造を示す図である。
【００１８】
ＧａＡｓ基板１の位置する側の面を背面ＢＡＣＫ、これとは反対に、結晶成長が行われる方の面を表面ＦＲＯＮＴとする。
【００１９】
この半導体多層膜反射鏡Ｍは、ＧａＡｓ基板１の表面ＦＲＯＮＴ側に、複数の化合物半導体層を備えてなる。具体的には、半導体多層膜反射鏡Ｍは、ＧａＡｓ基板１上に形成された第１のＩｎＧａＰ層２と、第１のＩｎＧａＰ層２上に設けられた第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３と、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３上に設けられたＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４と、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４上に設けられた第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５と、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５上に設けられた第２のＩｎＧａＰ層６とを備えている。
【００２０】
なお、第１のＩｎＧａＰ層２上に、直接、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４を形成した場合（比較例）、フォトルミネッセンス（ＰＬ）測定をすると、イレギュラーなスペクトルが発生した（図５のピーク波長λＸのスペクトル）。なお、ＰＬ測定では、成長した結晶に、白色光を照射し、ＰＬスペクトルを計測するが、これは材料の吸収スペクトルに相関し、したがって、反射鏡としての反射率スペクトルに対応づけられる。
【００２１】
一方、本例の反射鏡のように、第１のＩｎＧａＰ層２とＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４との間に、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３が設けた場合（実施例）、フォトルミネッセンス（ＰＬ）測定をすると、イレギュラーなスペクトルの発生が抑制された（図６のスペクトルではλＸは観察されない）。
【００２２】
また、半導体多層膜反射鏡Ｍの表面曲率は、温度が変化することによって変動するが、材料として、半導体多層膜を用いることによって、その変化を抑制することができる。特に、本例では、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４上に、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５及び第２のＩｎＧａＰ層６とを備えており、これらが第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３及び第１のＩｎＧａＰ層２に対して、対をなすことで、内部応力に対称性が生じ、温度変化による変形を更に抑制している。
【００２３】
次に、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４について説明する。
【００２４】
ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４は、ＡｌＧａＡｓ層からなる初期成長層４Ａと、初期成長層４Ａに続いて、交互に形成される半導体多層膜主要部４Ｂとから構成される。初期成長層４Ａは、ＩｎＧａＰ層２上に形成される。
【００２５】
図２は、半導体多層膜反射鏡Ｍにおける半導体多層膜主要部４Ｂの近傍を示す図である。
【００２６】
半導体多層膜主要部４Ｂは、初期成長層４Ａの後、第１層４Ｂ（１）をＡｌＡｓ層とし、第２層４Ｂ（２）をＡｌＧａＡｓ層とし、これらを１つのペアとして、複数ペアだけ積層したものである。したがって、初期成長層４Ａの上には、Ｎ番目（Ｎは自然数）までの層が積層される。ｋを任意の奇数とすると、ｋ番目の層４Ｂ（ｋ）は、ＡｌＡｓ層であり、ｋ＋１番目（偶数）の層４Ｂ（ｋ＋１）は、ＡｌＧａＡｓ層である。本例では、半導体多層膜主要部４Ｂは、ＡｌＧａＡｓ層がＮ番目の層であるため、Ｎは偶数であり、ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓのペアの数は、Ｎ／２である。
【００２７】
Ｎ番目のＡｌＧａＡｓ層である第Ｎ層４Ｂ（Ｎ）上に、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５が形成され、その上に、ＩｎＧａＰ層６が形成されている。また、ＧａＡｓ基板１の背面ＢＡＣＫから化合物半導体多層膜層に光が入射する構成と、表面ＦＲＯＮＴから化合物半導体多層膜層に光が入射する構成が考えられる。ＧａＡｓ基板１の背面ＢＡＣＫから化合物半導体多層膜層に光が入射する構成の場合、ＩｎＧａＰに対して、ＧａＡｓ基板を選択的エッチングにより除去することができる。この場合のエッチング液として、硫酸系エッチャントを用いることができる。
【００２８】
表面ＦＲＯＮＴから化合物半導体多層膜層に光が入射する構成の場合、格子定数と熱膨張係数の関係から、ＩｎＧａＰ層２には、引っ張り歪が導入されているので、表面ＦＲＯＮＴの方が、凹む形状に変形することがある。この場合、表面入射型の凹面鏡を構成することができる。なお、ＩｎＧａＰ層は格子整合させてもよい。表面入射型の場合には、最表面に位置する第２のＩｎＧａＰ層６は、気体に接触している。この気体としては、空気、希ガス、窒素ガスであり、精密測定においては、ほぼ真空中の減圧環境下の気体とすることができる。背面入射型の場合、ＧａＡｓ基板１を除去しない場合は、ＧａＡｓ基板の背面が、除去した場合には、ＩｎＧａＰの表面が、気体に接触することになる。
【００２９】
なお、上述の各層の厚みと、不純物濃度は、以下の通りであるが、いずれの層にも、不純物は意図的には添加していない。
・第２のＩｎＧａＰ層６：厚さ＝２２ｎｍ、不純物濃度＝（０．２〜２．０）×１０１７／ｃｍ３。
・第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５：厚さ＝５０ｎｍ、不純物濃度＝（０．２〜２．０）×１０１７／ｃｍ３。
・ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４：厚さ＝５．４μｍ、不純物濃度＝（０．２〜２．０）×１０１７／ｃｍ３。
・第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３：厚さ＝５０ｎｍ、不純物濃度＝１×１０１７／ｃｍ３。
・第１のＩｎＧａＰ層２：厚さ＝２２ｎｍ、不純物濃度＝（０．２〜２．０）×１０１７／ｃｍ３。
本実施例では、以下のｎ型ＧａＡｓ基板を用いたが、アンドープまたはp型のＧａＡｓ基板でも構わない。
・ＧａＡｓ基板１：厚さ＝３５０μｍ、不純物濃度＝１×１０１８／ｃｍ３。
【００３０】
各値は、厚さに関しては、±３％の誤差を有することができ、反射鏡としては、この範囲でも、十分に動作する。
【００３１】
また、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４を構成する高屈折率層ＡｌＧａＡｓの周期は、波長λ（＝７００ｎｍ）を含む帯域の反射鏡を製造する場合、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）の周期を満たす必要があり、λ／２ｎ(λ: 真空中における波長、ｎ: 媒質の屈折率)を満たす必要がある。上述の例では、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４の高屈折率層をＡｌＧａＡｓ、これに対して相対的に屈折率の低い低屈折率層をＡｌＡｓとしている。
【００３２】
図８は、Ａｌ組成に関するデータを示す図表である。
【００３３】
ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ層におけるＡｌ組成Ｘに対応する屈折率（λ＝７００ｎｍの場合）は、図８に示す通りである。上記では、低屈折率層の材料をＡｌＡｓとしたが、これは、若干のＧａを含有したＡｌＧａＡｓとすることも可能である。
【００３４】
Ａｌ組成Ｘを増加させると、エネルギーバンドギャップＥｇ（ｅＶ）は増加し、これに対応する波長λは短くなる。波長λには広がりがあるので、図表中にはλ＋３０ｎｍの数値を参考のために記載した。低屈折率層はＡｌＡｓとして、高屈折率層のＡｌ組成ＸにＸ＝０．３〜０．６５の値を代入し、これら２つの層を１つのペアした場合、反射率９９．９９％以上が得られるペア数（ペア数の最小値）は、図表に示す通り、２８ペアから６９ペア（Ｎ＝５６〜１３８）である。また、反射率９９．９９９％以上が得られるペア数（ペア数の最小値）は、図表に示す通り、３５ペアから８５ペア（Ｎ＝７０〜１７０）である。
【００３５】
図３は、半導体多層膜反射鏡Ｍの湾曲状態を説明するための図である。
【００３６】
半導体多層膜反射鏡Ｍは、一例として、凹面鏡を構成している。この凹面鏡は、気体中に配置されており、露出した凹面の曲率半径Ｒ≦１０ｍである。実験用のレーザ光を反射する器具としては、寸法は１０ｍｍ×１０ｍｍでよい。入射光の波長λは７００ｎｍを含むものであり、レーザ光である場合は、ピーク波長位置が、６８５ｎｍ以上７０５ｎｍの範囲内にあるとする。露出した凹面は、その表面粗さが０．１ｎｍ以上０．２ｎｍ以下の程度とすることができる。露出した凹面は、必要に応じて、研磨加工をしてもよい。
【００３７】
図３に示すように、凹面鏡の場合、凹面となる面Ａを表面ＦＲＯＮＴとし、凸面となる面Ｂを背面ＢＡＣＫとすることができるが、凹面となる面Ａを背面ＢＡＣＫとし、凸面となる面Ｂを表面ＦＲＯＮＴとすることもできる。
【００３８】
上述の反射鏡を製造するにあたり、幾つかの検証を行った。
【００３９】
図４は、ＰＬスペクトルを示すグラフである。
【００４０】
まず、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰ層を形成し、これをＰＬ測定し、ＰＬスペクトルを求めた。スペクトルのピーク位置は、これを構成する半導体のエネルギーバンドギャップＥｇに相関を有し、Ｅｇには、これに対応する波長がある。ＰＬスペクトルのグラフでは、横軸を波長（ｎｍ）とし、縦軸を強度（ａ．ｕ．）としている。
【００４１】
λ１＝８７０ｎｍにピーク波長があり、このピーク位置は、ＧａＡｓ基板のＰＬスペクトルに対応する。λ２＝６５９ｎｍにピーク波長があり、このピーク位置は、ＩｎＧａＰ層のＰＬスペクトルに対応する。
【００４２】
図５は、ＰＬスペクトルを示すグラフである。
【００４３】
次に、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰ層を成長させ、この上にＡｌＧａＡｓ層を成長させ、これをＰＬ測定し、ＰＬスペクトルを求めた。
【００４４】
上述のλ１、λ２の他に、λ４Ａ＝６３７ｎｍにピーク波長があり、このピーク位置は、ＡｌＧａＡｓ層のＰＬスペクトルに対応する。その他、λＸ＝７５０ｎｍ帯に、イレギュラーなピーク波長が現れた。このピーク位置は、ＩｎＧａＰ層上に、直接、ＡｌＧａＡｓ層を成長させた場合に、界面において形成された混合層ＭＸのＰＬスペクトルに対応すると考えられる。すなわち、実際には、ＩｎＧａＰ層とＡｌＧａＡｓ層との間に、可能性としては、Ｉｎ-Ａｌ-Ｇａ-Ｐ−Ａｓの混合層が形成されているものと予想される。実際には、下地のＩｎＧａＰ層に含まれるＩｎが、成長表面上に拡散しやすいため、ＩｎリッチなＩｎＡｌＧａＡｓからなる混合層が形成されていると考えられ、この場合のＩｎＡｌＧａＡｓ層は、λＸ＝７５０ｎｍのピーク位置に整合する。ＩｎＧａＰとＡｌＧａＡｓ間に形成される当該混合層は、高いバンドギャップに挟まれた井戸層のように振舞うため、ＰＬ測定においては、光励起によって生成されたキャリアが効率よく閉じ込められ、強い発光を示すようになる。
【００４５】
ＩｎＡｌＧａＡｓは、Ｉｎの組成により、エネルギーバンドギャップや格子定数が大きく変動する。これらのパラメータが制御できないＩｎＡｌＧａＡｓは、７００ｎｍ帯の光に対するノイズ反射の原因となる。
【００４６】
図６は、ＰＬスペクトルを示すグラフである。
【００４７】
そこで、本実施形態では、意図的に、ＩｎＧａＰ層２上に第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３を成長させることとした。
【００４８】
すなわち、ＧａＡｓ基板上にＩｎＧａＰ層を成長させ、この上にＡｌＩｎＧａＡｓ層を成長させた後、この上にＡｌＧａＡｓ層を成長させ、これをＰＬ測定し、ＰＬスペクトルを求めた。
【００４９】
上述のλ１、λ２の他に、λ４Ａ＝λ３＝６３７ｎｍにピーク波長があり、このピーク位置は、ＡｌＧａＡｓ層のＰＬスペクトルに対応する。Ｉｎリッチの井戸型混合層の形成は抑制され、当該層に起因する７５０ｎｍ帯の強い発光は消失している。
【００５０】
図７は、サンプル表面の顕微鏡写真を示す図である。
【００５１】
図７（Ａ）は、実施例に係る反射鏡の最表面を示し、図７（Ｂ）は、比較例に係る反射鏡の最表面を示している。なお、これらの図の右上の乱れは、実験上のマーカであり、データとは直接関係ない。
【００５２】
実施例は、図１に示した構造であり、比較例では、図１において、ＩｎＡｌＧａＡｓ層を除いた構造である。
【００５３】
実施例では、各化合物半導体層の成長には、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いた。すなわち、ＧａＡｓ基板１上に、ＩｎＧａＰ層２を成長させ、この上に、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３を成長させ、次に、初期成長層４ＡであるＡｌＧａＡｓ層を成長させ、続いて、複数のＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓのペアからなる半導体多層膜主要部４Ｂを成長させ、さらに、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５を成長させ、最後に、第２のＩｎＧａＰ層６を成長させた。ペア数は、５５であるが、例えば５０とすることもできる。また、これらの実験では、第１のＩｎＧａＰ層２（ＩｎＹＧａ１−ＹＰ）のＩｎ組成Ｙ＝０．４９とし、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３（ＩｎＹ（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）１−ＹＡｓ）のＩｎ組成Ｙ＝０．１、Ａｌの組成Ｘ＝０．６とし、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ）のＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ層のＡｌの組成Ｘ＝０．４２とし、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５（ＩｎＹ（ＡｌＸＧａ１−Ｘ）１−ＹＡｓ）のＩｎ組成Ｙ＝０．１、Ａｌの組成Ｘ＝０．６とし、第２のＩｎＧａＰ層６（ＩｎＹＧａ１−ＹＰ）のＩｎ組成Ｙ＝０．４９としたが、±５％の誤差を有しても、反射鏡としては、この範囲でも、十分に動作する。
【００５４】
なお、ＩｎＧａＰ層及びＡｌＩｎＧａＡｓ層は、波長７００ｎｍの光に対して透明である。
【００５５】
比較例でも、各化合物半導体層の成長には、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いたが、ＧａＡｓ基板１上に、ＩｎＧａＰ層を成長し、この上に、直接、初期成長層４ＡであるＡｌＧａＡｓ層を成長させた点のみのが、実施例と異なり、他の点は、同一である。
【００５６】
いずれの層もＭＯＣＶＤ法は確立されている。
【００５７】
ＩｎＧａＰは、成長チャンバ（図示せず）内に、基板を配置し、基板温度を反応が生じる温度（約７００℃）まで昇温し、キャリアガス（Ｈ２）と共に、原料ガスＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ（トリメチルガリウム），ホスフィン（ＰＨ３）を成長チャンバ内に供給する。原料ガスＴＭＩ，ＴＭＧ，ＰＨ３は、基板表面に供給されるため、表面上にＩｎＧａＰ層が成長する。
【００５８】
ＩｎＡｌＧａＡｓは、成長チャンバ（図示せず）内に、基板を配置し、基板温度を反応が生じる温度（約７００℃）まで昇温し、キャリアガス（Ｈ２）と共に、原料ガスＴＭＩ、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧ，アルシン（ＡｓＨ３）を成長チャンバ内に供給する。原料ガスＴＭＩ、ＴＭＡ、ＴＭＧ、ＡｓＨ３は、基板表面に供給されるため、表面上にＩｎＡｌＧａＡｓ層が成長する。
【００５９】
ＡｌＧａＡｓは、成長チャンバ（図示せず）内に、基板を配置し、基板温度を反応が生じる温度（約７００℃）まで昇温し、キャリアガス（Ｈ２）と共に、原料ガスＴＭＡ、ＴＭＧ，アルシン（ＡｓＨ３）を成長チャンバ内に供給する。原料ガスＴＭＡ、ＴＭＧ、ＡｓＨ３は、基板表面に供給されるため、表面上にＡｌＧａＡｓ層が成長する。
【００６０】
ＡｌＡｓは、成長チャンバ（図示せず）内に、基板を配置し、基板温度を反応が生じる温度（約７００℃）まで昇温し、キャリアガス（Ｈ２）と共に、原料ガスＴＭＡ、アルシン（ＡｓＨ３）を成長チャンバ内に供給する。原料ガスＴＭＡ、ＡｓＨ３は、基板表面に供給されるため、表面上にＡｌＡｓ層が成長する。
【００６１】
比較例の場合、上述の図５に示すイレギュラーなピーク波長λＸが観察されたが、実施例では、図６に示すように、観察されなかった。また、比較例の場合、図７（Ｂ）に示すように、反射鏡としては、表面が荒れているが、実施例の場合は、図７（Ａ）に示すように、鏡面になっており、表面モホロジーが飛躍的に改善された。
【００６２】
なお、上述のイレギュラーなＰＬスペクトルは、反射鏡においては、吸収スペクトル（反射スペクトルの逆）に対応づけられる。したがって、上述の実施形態の反射鏡によれば、温度に対する表面曲率の変化の少ない高品質の反射鏡において、設計の自由度を確保しつつ、イレギュラーな反射スペクトルを抑制することができ、７００ｎｍを含む波長帯域（６８５ｎｍ〜７０５ｎｍ；帯域幅＝２０ｎｍ）において、高反射帯域を有する半導体多層膜反射鏡を製造することができた。なお、上述の反射鏡は、ＶＣＳＥＬなどの電流注入型デバイスに向けても重要な要素技術となり得る。
【００６３】
以上、説明したように、上述の半導体多層膜反射鏡は、第１のＩｎＧａＰ層２と、第１のＩｎＧａＰ層２上に設けられた第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３と、第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層３上に設けられたＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４と、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜４上に設けられた第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５と、第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層５上に設けられた第２のＩｎＧａＰ層６とを備え、イレギュラーな反射スペクトルを抑制することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１…ＧａＡｓ基板、２…第１のＩｎＧａＰ層、３…第１のＩｎＡｌＧａＡｓ層、４…ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体多層膜、５…第２のＩｎＡｌＧａＡｓ層、６…第２のＩｎＧａＰ層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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