(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐｎ接合を形成している少なくとも第１のガイド層を含む、II−VI族半導体の複数の層であって、そのうちの少なくとも一層が窒素でｐ型にドープされている、
上記ｐｎ接合内にあるII−VI族半導体の活性層、
上記II−VI族半導体の各層を支持する半導体基板、
上記II−VI族半導体の層の少なくとも一つに形成された山、
光および電流を側方から閉じ込める山型導波部を形成している、上記山の両側にある高電気抵抗多結晶II−VI族半導体の埋め込み層であって、真空蒸着により化合物供給源から形成された埋め込み層、および
レーザダイオードに電気エネルギーを供給するための第１および第２の電極を含むII−VI族化合物半導体レーザダイオードであって、
上記レーザダイオードは、
上記II-VI族半導体の複数の層を含むウェハを準備する工程、
上記ウェハ上に上記山の所望幅でフォトレジストマスクを形成する工程、
上記ウェハをエッチングして、上記フォトレジストマスクに隣接する部分の材料を除去することにより、上記フォトレジストマスクで被覆された上記山を画定する工程、
上記山と該山を被覆している上記フォトレジストマスクとの上に上記埋め込み層を堆積する工程、
上記フォトレジストマスクと該フォトレジストマスク上の上記埋め込み層とを除去することにより、上記山を露出させる工程、および
上記フォトレジストマスクが除去された領域を介して、上記山に上記電極の一方を接続する工程
によって作製されているII-VI族化合物半導体レーザダイオード。
【請求項２】
請求項１のレーザダイオードであって、
上記第１のガイド層が第１導電型のII−VI族半導体の層を含み、かつ
上記ｐｎ接合を形成している半導体の複数の層が第２導電型のII−VI族半導体の第２ガイド層を含むレーザダイオード。
【請求項３】
請求項１または２によるレーザダイオードであって、上記埋め込み層が多結晶ＺｎＳｅまたは多結晶ＺｎＳのうちの少なくとも１種を含むレーザダイオード。
【請求項４】
請求項２または３によるレーザダイオードであって、上記II−VI族半導体の複数の層が、
上記基板と上記第１ガイド層との間にある第１導電型のII−VI族半導体の第１クラッド層、および
上記第１ガイド層と上記第２電極との間にある第２導電型のII−VI族半導体の第２クラッド層、を更に含むレーザダイオード。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項によるレーザダイオードであって、
上記ウェハの上記エッチングにイオンエッチングを用いるレーザダイオード。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項によるレーザダイオードであって、窒素でｐ型にドープされている上記少なくとも一層が、遊離ラジカル窒素でドープされているレーザダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は概略的には半導体レーザダイオードに関する。詳しくは、本発明は埋め込み山型(buried-ridge)導波部を持つII−VI族レーザダイオードおよびこのデバイスの作製方法に関する。
【０００２】
II−VI族半導体材料を用いて作製したレーザダイオードはミネソタ州セントポール市にある３Ｍの研究者達によって公表された。これらのデバイスは室温でスペクトルの青緑部分に当たる波長約５２０ｎｍの光を発振する。これは、Haase et al.の論文Short Wavelength II-VI Laser Diodes, Conference Proceedings for Gallium Arsenide and Related Compounds, 1991 Institute of  Physics Conference Series, No. 120, pp. 9-16 に開示されている。
【０００３】
ＧａＡｓやＡｌＧａＡｓのようなIII-V 族化合物半導体を用いて作製され赤外光を放射する埋め込み山型（埋め込みヘテロ構造）レーザダイオードは良く知られており、広く用いられている。埋め込み山型III-V 族レーザダイオードの最初の公表の一つは、Tsukada による報告GaAs-Ga1-xAlxAs Buried-Heterostructure Injection Lasers, J. Appl. Physics, Vol. 45, p. 4899 (November 1974)である。これらのデバイスは、最初のエピタキシャル構造をエッチングした後に結晶成長装置内に戻して側面閉じ込め層（クラッド層）を成長させるエピタキシャル「再成長」法を用いて作製される。エピタキシャル再成長法は典型的には基板温度を高くするが、これは山型を形成するためのエッチング工程後、大気中に曝された際にデバイス表面に生成する酸化物を脱離させるためである。
【０００４】
Iwano et al.の米国特許第 4,856,013号には、III-V 族化合物半導体で形成した活性層およびコンタクト層を有するレーザダイオードが開示されている。III-V 族半導体をエッチングしてリブを形成し、このリブを有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ）で形成したII−VI族半導体の閉じ込め層中に埋め込む。Niina et al.の米国特許第 4,607,369号には、ＭＯＣＶＤ等の低温成長法で形成したII−VI族化合物中に埋め込んだ半導体レーザが開示されている。しかしながら、これらのエピタキシャル再成長法は、II−VI族デバイスについては、脱離に必要とする高温によって最初の成長層の導電性が破壊されるため適用できない。
【０００５】
II−VI族レーザダイオード技術に対して相変わらずニーズがあるのは明らかである。高い市場性を獲得するためには、レーザダイオードは構造をもっと単純にして製造費を低減する必要がある。また比較的低い閾値電流で作動できること、そして光学的に高品質の出力ビームを提供できることも必要である。
発明の概要
本発明は、構造が単純で製造が容易な埋め込み山型（埋め込みヘテロ構造）II−VIレーザダイオードである。一つの実施態様においては、ｐ型層の導電性を破壊しない比較的低温で埋め込み層を堆積させる。原型（プロトタイプ）デバイスは比較的低い閾値電流で単一横モード作動（single lateral mode operation)をした。
【０００６】
本発明のレーザダイオードは、第１導電型の単結晶半導体基板と、この基板上で隣接するII−VI族半導体の第１および第２のガイド層とを含んでいる。第１および第２のガイド層はそれぞれ第１および第２の導電型であり、両者でｐｎ接合を形成している。このｐｎ接合に隣接してII−VI族半導体の量子井戸活性層がある。光および電流の横方向閉じ込めを行うための埋め込み山形導波部が、少なくとも１つのII−VI族半導体層中の山（リッジ：ridge)と、この山の両側の山腹にII−VI族半導体の埋め込み層とで形成されている。このレーザダイオードへの電源は第１および第２の電極によって接続されている。
【０００７】
一つの実施態様においては、埋め込み層は多結晶II−VI族半導体の層である。この埋め込み層は真空蒸着によって堆積できる。
レーザダイオードの別の実施態様は、基板と第１ガイド層との間に第１導電型のII−VI族半導体の第１クラッド層があり、第２ガイド層と第２電極との間に第２導電型のII−VI族半導体の第２クラッド層がある。この実施態様の場合、山は少なくとも第２クラッド層内にまで達している。
【０００８】
更に別の実施態様は、ＧａＡｓ基板、ＺｎＳＳｅクラッド層、およびＺｎＳｅガイド層を含んでいる。量子井戸層はＣｄＺｎＳｅである。多結晶ＺｎＳｅまたはＺｎＳを、埋め込み山型導波部用の埋め込み層として用いることができる。
望ましい実施態様の詳細な説明
本発明による埋め込み山型（埋め込みヘテロ構造）II−VI族化合物半導体レーザダイオード１０を概略的に図１に示す。図示したように、レーザダイオード１０は幅１〜１０μｍの山（リッジ）１１を含んでいて、山１１の両側面が多結晶ＺｎＳ埋め込み層１３で取り囲まれ、すなわち「埋め込まれて」、埋め込み山型導波部１５を形成している。この屈折率ガイド型デバイスは比較的低い閾値電流で単一横モード作動が可能である。以下に説明する原型デバイスは優れたレーザ動作を有し、８５Ｋでは４ｍＡ（パルス状）、室温では６６ｍＡという低い閾値電流でコヒーレントな青緑の光を発振する。
【０００９】
レーザダイオード１０は、ＧａＡｓ基板１２上に作製されていて、上下の第１および第２ＺｎＳｅ光ガイド層１４および１６によってｐｎ接合が形成されている。図の実施態様においては、ガイド層１４と１６との間にＣｄＺｎＳｅ量子井戸活性層１８がある。ただし、活性層１８は層１４と１６との間でｐｎ接合に近い他の位置にあってもよい。光ガイド層１４および１６の活性層１８とは反対側の表面はそれぞれ上下のＺｎＳＳｅクラッド層２０および２２によって仕切られている。下側クラッド層２０の光ガイド層１４とは反対側の表面に接して下側ＺｎＳｅオーミックコンタクト層２４があり、上側クラッド層２２の光ガイド層１６とは反対側の表面に接して上側ＺｎＳｅオーミックコンタクト層２６がある。デバイスに必ず備わっているわけではないが、図の実施態様においては、ＧａＡｓバッファ層２８を基板１２と下側ＺｎＳｅコンタクト層２４との間に介在させてあり、このコンタクト層とその上に堆積する各層が高い結晶品質を持つようにしてある。オーミックコンタクト層２６への電気的接触用にＡｕ層３０が設けてある。埋め込み層１３とＡｕ層３０の露出部分とを覆うように薄いＴｉ層３１とその上の最終Ａｕ層３３を被せて上部電極を形成してある。レーザダイオード１０の下側の電気的接触用に、ＩｎまたはＰｄ−Ａｕの電極３２を基板１２の下側オーミックコンタクト層２４とは反対側の表面に設けてある。
【００１０】
レーザダイオード１０の原型においては、層２４、２０、１４は全てＣｌでｎ型（すなわち第１導電型）にドープしてある。層１６、２２、２６は全てＮでｐ型（すなわち第２導電型）にドープしてある。活性層１８は短周期歪み超格子（ＳＰＳＬＳ）量子井戸とすることができる。光ガイド層１４および１６はいずれも厚さ0.５μｍである。下側光ガイド層１４は正味ドナー濃度１×１０17cm-3にドープしてあり、上側光ガイド層１６は正味アクセプタ濃度２×１０17cm-3にドープしてある。クラッド層２０および２２はＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93半導体をそれぞれ厚さ1.５μｍおよび１μｍに堆積させた層である。下側クラッド層の正味ドナー濃度は１×１０17cm-3である。上側クラッド層の正味アクセプタ濃度は２×１０17cm-3である。この原型デバイスの場合、オーミックコンタクト層２４は厚さ0.０２μｍに堆積させた。オーミックコンタクト層２６は厚さ0.１μｍに堆積させてある。下側コンタクト層は正味ドナー濃度７×１０18cm-3にドープしたｎ型である。上側コンタクト層は正味アクセプタ濃度２×１０18cm-3にドープしたｐ型である。
【００１１】
本発明のレーザダイオード１０の作製にあたり、上記以外のパラメータおよび材料を用いることもできる。例えば、層２４、２０、１４、１６、２６の厚さは、用途に応じて変えるられる。コンタクト層２４、クラッド層２０および光ガイド層１４の典型的な厚さは、それぞれ0.０１〜1.０μｍ、0.５〜5.０μｍおよび0.１〜1.０μｍである。一般に、光ガイド層１４および１６の厚さは光学モードの幅を最小化するように設定すべきである。層１４および１６が薄過ぎると、消衰端（evanescent tail)がクラッド層２０および２２の中に深く入り込む。クラッド層２０および２２は、基板１２および電極３２内での光学モードの吸収を無視できる程にするために、十分厚くすべきである。量子井戸活性層１８は、従来の分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）法によりｘ（これがレーザ波長を決める）を約0.３であるＣｄx Ｚｎ1-x Ｓｅとして成長させ、効果的なキャリア閉じ込めを促進するのに十分大きいバンドギャップ差（ΔＥg が約0.３ｅＶ）にすることもできる。
【００１２】
ＺｎＳy Ｓｅ1-y クラッド層２０および２２のｙが約0.０７である組成を選択したのは、ＺｎＳｅガイド層１４および１６との屈折率の差を十分に大きくして低損失の導波部を形成するためである。この組成はまた、３００℃の成長温度でＧａＡｓ基板に対して格子がほぼ一致（マッチ）するので、結晶性（モーフォロジー）も非常に良い。クラッド層２０および２２は、ＭｎＺｎＳＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳのような他のII−VI族半導体で作製することもできる。
【００１３】
導波部埋め込み層１３は、ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＴｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＳのようなII−VI族半導体、その他の化合物半導体、または合金で作製することもできる。埋め込み層１３用の材料は、導波部１５に低損失の屈折率ガイド機能を付与できる屈折率を持つことに加えて、電気抵抗が大きく且つレーザダイオード１０を効率的に作製するのに適しているべきである。
【００１４】
上記以外でｎ型ドーパントとして用いることができるものには、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｉ、Ｆ、およびＢｒがある。ｐ型ドーパントとしては酸素およびＬｉも用いることができる。その他、V 族でｐ型ドーパントとして用いることができるものには、砒素および燐がある。ドナーおよびアクセプタの濃度は上記より高くも低くもできるが、自由キャリアの吸収が過剰になる程高くてはいけないし、抵抗が高くなり過ぎる程低くてもいけない。
【００１５】
レーザダイオード１０の原型は、（１００）結晶方位のＳｉドープｎ+ 型ＧａＡｓ基板１２上に作製してある。このタイプの基板１２はSumitomo Electric Industries, Ltd.他多くのメーカーから市販されている。ＧａＡｓバッファ層２８はこの実施態様においては厚さ１μｍに堆積させてあり、Ｓｉを正味ドナー濃度１×１０18cm-3にドープしたｎ+ 型である。他の適当な基板（例えばＺｎＳｅ、ＧａＩｎＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＧａＰ、またはＧｅ）およびバッファ層例えばＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＰまたはＧａＩｎＡｓを用いることもできる。II−VI族半導体を成長させるための適当な高品質の表面を提供しながら、バッファ層２８の厚さを変えることもできる。基板が適当な高品質で、表面調整が適当であれば、バッファ層２８は用いる必要がない場合もあり得る。
【００１６】
ＺｎＳＳｅクラッド層２０および２２とＺｎＳｅ層２４、１４、１６とは格子定数の不一致（ミスマッチ）が約0.３％である。予め行った透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察によると、光ガイド層１４および１６はこれらと隣接するＺｎＳＳｅクラッド層２０および２２との界面に生成した転位によって少なくとも部分的に緩和された状態になっている。格子間が完全にマッチングしている別の実施態様（図示せず）としては、ＺｎＳＳｅガイド層に、ＣｄＭｎＺｎＳ、ＣｄＭｇＺｎＳ、ＣｄＺｎＳまたはＭｇＺｎＳＳｅのクラッド層２０および２２を組み合わせた場合がある。更に、光ガイド層１４および１６が十分に薄ければ、これらはドープされている必要はない（すなわち、アンドープ状態または少なくとも意図的にはドープしていない状態）。
【００１７】
図２は上記レーザダイオード１０を作製するのに用いる分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）装置５０の図である。ＭＢＥ装置５０は、超高真空（ＵＨＶ）配管５６によって相互に接続された２基のＭＢＥチャンバ５２および５４を備えている。チャンバ５２および５４はそれぞれ、高エネルギー電子銃５８、燐スクリーン６０、基板ヒータ９０、およびフラックスモニタ６２を備えている。５２および５４のようなＭＢＥチャンバは一般に知られているし市販されている。 Perkin-Elmer Model 430 ＭＢＥ装置を用いて原型レーザダイオード１０を作製した。
【００１８】
ＭＢＥチャンバ５２は、基板１２上にＧａＡｓバッファ層２８を成長させるのに用いるもので、Ｇａエフュージョン（噴散）セル６４とＡｓクラッキング（分解）セル６６とを備えている。ｎ型ドーパント源としてＳｉエフュージョンセル６８も設けてある。基板１２を従来法またはその他の方法でクリーニングおよび調整し、Ｉｎ半田でモリブデン試料ブロック（図２には示していない）に取り付けた後、チャンバ５２の中に設置した。原型レーザダイオード１０を作製するための基板調整技術として、例えばCheng et al.の論文Molecular-Beam Epitaxy Growth of ZnSe Using A Cracked Selenium Source, J. V. Sci. Technol., B8, 181 (1990)に記載されている技術を用いた。Ｓｉドープしたバッファ層２８は、Technology and Physics of Molecular Beam Epitaxy, ed. E.N.C. Parker, Plenum Press, 1985 に記載されているような、従来の仕方でＭＢＥチャンバ５２を作動させることにより、基板１２上に成長させることができる。得られたバッファ層２８は、反射高エネルギー電子回折（ＲＨＥＥＤ）による観察結果によると、Ａｓの濃化した表面がｃ（４×４）再構築の状態であった。次に、ＧａＡｓ基板１２およびバッファ層２８を載せた試料ブロックをＵＨＶ配管５６を通してＭＢＥチャンバ５４に移し、以降の処理に備えた。
【００１９】
デバイス層２４、２０、１４、１８、１６、２２、２６は全てＭＢＥ層５４の中でバッファ層２８およびＧａＡｓ１２の上に成長させる。そのために、チャンバ５４は、Ｚｎエフュージョンセル７０、クラックド（分解済）Ｓｅエフュージョンセル７２、ＺｎＳエフュージョンセル７４（Ｓ源として）、Ｃｄエフュージョンセル７６および従来のＳｅ（すなわち元々のＳｅ6 ）エフュージョンセル７９を備えている。図示したように、クラックドＳｅエフュージョンセル７２は、バルクエバポレータ８４および高温クラッキング帯域８２を備えていて、クラックド（分解済）Ｓｅ（Ｓｅ2 その他６原子未満のＳｅ分子を含む）の供給源を提供している。原型レーザダイオード１０を作製するのに用いるバルクエバポレータ８４および高温クラッキング帯域８２は特別仕様であり、その詳細と能力については前出のCheng et al. J. Vac. Sci. Technol.の論文に記載されている。供給源材料としてＺｎＣｌ2 を用いるＣｌエフュージョンセル７８はｎ型ドーパントとしてのＣｌを提供する。ｐ型ドーパントは遊離ラジカルとしてのＮの供給源８０によって提供される。遊離ラジカル供給源８０はリークバルブ８８を介して超高純度Ｎ2 の供給源８６に接続している。レーザダイオード１０の作製に用いる遊離ラジカル供給源８０はOxford Applied Research Ltd. (Oxfordshire, England) から市販されている (Model No. MPD21)。この供給源は長さが３９０ｍｍである。供給源の端部にあるビーム出口板は熱分解窒化硼素（ＰＢＮ）製であり、直径0.２ｍｍの貫通穴が９個ある。この供給源を、１０インチ（２5.４ｃｍ）の延長チューブを介して、エフュージョンセル用の標準的なポートに取り付ける。レーザダイオード１０を作製するのに用いるＮ2 供給源８６は研究室品位の純度であり、Matheson Gas Products社製である。
【００２０】
ＭＢＥチャンバ５４を、Cheng et al.の論文Growth of p- andn- Type ZnSe By Molecular Beam Epitaxy, J. Crystal Growth 95, 512(1989) に記載の方法でＳｅ供給源としてＳｅ6 供給源７９を用いて作動させ、原型レーザダイオード１０のｎ型のコンタクト層２４、クラッド層２０、および光ガイド層１４をそれぞれ成長させる。層２４を成長させた後に、ＺｎＳ炉の温度をＺｎＳＳｅの成長温度に上昇させる。このようにしてＳのバックグラウンド圧力を低く保つことにより、ＳとＧａＡｓ基板との反応を最小限に抑える。ＺｎＣｌ2 供給源を用いて下側ＺｎＳＳｅクラッド層２０をｎ型にドープする。クラッド層２０および２２を成長させるのに用いる上記以外の技術については、Matsumura et al.の論文 Optimum Composition In MBE-ZnSxSe1-x/ZnSe For High Quality Heteroepitaxial Growth, J. Crys. Growth, vol. 99, p. 446 (1990) に記載されている。
【００２１】
原子層エピタキシャル成長法（ＡＬＥ）および／またはマイグレーションエンハンストエピタキシャル成長法（ＭＥＥ）を用いて、レーザダイオード１０の光ガイド層１４上にＳＰＳＬＳ量子井戸層１８を成長させる。一般に知られているこれらの技術を用いて、典型的にはＣｄ、ＺｎおよびＳｅの公称１原子層厚さの層（すなわち単原子層）を順次積層して量子井戸層１８を形成する。量子井戸層１８の詳細を図３（注）に示す。この実施態様においては、量子井戸層１８は、隣合うＺｎ単原子層とＳｅ単原子層との組合わせ２組の間に、隣合うＣｄ単原子層とＳｅ単原子層がある。この構造は一般に下記の表示法で既述される。
【００２２】
〔（ＣｄＳｅ）m （ＺｎＳｅ）n 〕p
ここで、ｍ、ｎは整数である。
図３（注）に示した実施態様においては、ｍ＝１、ｎ＝２、ｐ＝１である。他の実施態様（図示せず）においては、ｍ＝１、ｎ＝２、ｐ＝３〜４である。量子井戸層１８中の当量Ｃｄ濃度は、量子井戸層内にある層（ＺｎＳｅとＣｄＳｅの両方を含めて）の合計個数に対するＣｄＳｅ層の個数の比で決まる。量子井戸層１８の合計厚さは、成長した単原子層の個数に各層毎の厚さを掛けると求まる。
【００２３】
量子井戸層１８のＣｄ、Ｚｎ、Ｓｅ各層の組成と厚さの制御は、ＡＬＥおよび／またはＭＥＥにより正確に行える。これらの技術を用いることにより、単原子層の成長の基本的な制御は、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｓｅの各エフュージョンセル７６、７０、７２のシャッター（図示せず）を開閉する順序とタイミングによって行う。図３（注）に示した量子井戸層１８を成長させるのに用いるエフュージョンセルのシャッター手順の一部を図４（注）に示す。各反応種の一連のパルス同士の間に特定の遅れ時間を設けることにより、余分な反応種が再蒸発できるようにした。
【００２４】
原型レーザダイオード１０は、図３（注）に示したようなＳＰＳＬＳ量子井戸層を備えている。この層は熱分解（thermally cracked)Ｓｅ（Ｓｅ2 ）エフュージョンセル７２を用いて温度１５０℃で成長させたものである。シャッター手順の最初は、Ｓｅシャッターを開く。単原子層を少なくとも１個堆積させた後に（約５秒後）、Ｓｅシャッターを閉じる。次にＺｎシャッターを直ちに開く。次いで、Ｚｎ単原子層を少なくとも１個堆積させた後に（約４秒後）、Ｚｎシャッターを閉じる。Ｚｎシャッターを閉じてからＳｅシャッターを再び開くまでの間に僅かな遅れ（約１秒）を設けて、余分のＺｎがあったらこれが再蒸発できるようにする。各シャッターを交互に開閉して成長プロセスを続行させ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｚｎの各層を順次重ねて堆積させる。Ｃｄシャッターを約４秒開いた後、約１秒の遅れを置いてからＳｅシャッターを再び開く。その後、Ｓｅシャッターを開いて始めた上記の手順を繰り返して量子井戸層１８を完成させる。ＣｄＺｎＳｅのＳＰＳＬＳ量子井戸の成長前と成長後に、ＡＬＥにより１５０℃で少なくとも２個のＺｎＳｅ単原子層を成長させた場合、特性の向上が認められた。原型レーザダイオード１０の量子井戸層１８を作製するのに用いたＭＢＥチャンバ５４の上記以外のパラメータは下記の通りである。
【００２５】
Ｃｄビーム当量圧力：  2.０×１０-7 Torr ＊
Ｚｎビーム当量圧力：  1.０×１０-7 Torr ＊
Ｓｅクラッキング帯域温度：  ６００℃  ＊
Ｓｅバルク蒸発温度：  ２５０℃  ＊
＊個々のＭＢＥ装置の仕様に依存するパラメータ
１５０℃で上記条件で成長したＳＰＳＬＳ量子井戸槽１８を備えた原型レーザダイオード１０は最も高い量子効率を示した。しかし、２３５℃以下の温度で成長させたＳＰＳＬＳ量子井戸層を備えた量子井戸テストウェハは良好な特性を示した。３００℃以下の温度成長させたＳＰＳＬＳ量子井戸層を備えたテストウェハについては、実用可能な特性が認められた。また、望ましい特性を持つデバイスは１５０℃未満の温度で成長させることができることも予測される。
【００２６】
他の実施態様においては、量子井戸活性層１８をSamarth et al.の論文Molecular Beam Epitaxy of CdSe and the Derivative Alloys Zn1-xCdxSe and Cd1-xMnxSe, J. Electronic Materials, vol. 19, No. 6, p. 543 (1990)に記載された方法で臨界厚さ未満の厚さに成長させることができる。このタイプの量子井戸層１８は仮像構造（pseudomorphic)であり、レーザダイオード１０の発光領域の転位が少なくなる。このタイプの歪みエピタキシャル層の最大仮像構造厚さは組成に依存しており、Matthews et al., Deffects In Epitaxial Multilayers, J. Crystal Growth, vol. 27, p. 118 (1974) に記載された式で算出できる。仮像構造量子井戸層１８はＺｎＳｅＴｅやＣｄＺｎＳｅＴｅのような他の半導体材料の仮像構造層であってもよく、層１８のような層が厚い低損失II−VI導波部内に設けてあることによって、レーザダイオード１０が低い閾値電流で作動し易くなる。導波部は、光ガイド層１４および１６の屈折率を上げ、クラッド層２０および２２の屈折率を下げてもよく、層同士のバンドギャップ差を比較的小さくしてもよく、また格子が一致（マッチ）していてもよいが必要ではない。光ガイド層の組成に勾配を付けて、転位を少なくし同時に／または屈折率に勾配のある導波部を形成してもよい。
【００２７】
ＭＢＥチャンバ５４を、Ｓｅ6 供給源７９を用い、Park et al. の欧州特許公報0475606-A3（発行1992/03/18、名称 Doping of IIB-VIA Semiconductor During Molecular Beam Epitaxy）の仕方で作動させて、ｐ型の光ガイド層１６とクラッド層２２を成長させる。このPark et al. の欧州出願はここで参考資料とする。
【００２８】
抵抗の低いｐ型ＺｎＳｅオーミックコンタクト層２６は、分解Ｓｅ供給源７２（すなわち分解帯域８２およびエバポレータ８４）を用いＭＢＥチャンバ５４の中で低温でこの層を成長しながら、上記Park et al. の欧州出願に記載されている仕方でこの層の半導体材料をｐ型にドープすることにより実現できた。原型レーザダイオード１０のコンタクト層２６を作製するのに用いた低温成長技術の全般については、Cheng et al.の論文 Low Temperature Growth of ZnSe By Molecular Beam Epitaxy Using Cracked Selenium, Appl. Phys. Lett. (Feb. 1990) に記載されている。基板１２上に層２８、２４、２０、１４、１８、１６および２２を設けた半導体ウェハを、２５０℃よりは低い温度ではあるが、正味アクセプタ濃度１×１０17cm-3以上にｐ型ドーパントとしてのＮがドープされたＺｎＳｅの結晶成長を促進するには十分に高い温度に加熱する。基板温度約１５０℃で成長を行った場合に、原型レーザダイオード１０のオーミックコンタクト層２６中のアクセプタ濃度１×１０18cm-3が達成された。実用可能な特性を持つオーミックコンタクト層２６は１３０℃あるいはそれ以下の成長温度でも実現できる。原型レーザダイオード１０のオーミックコンタクト層２６を作製するのに用いたＭＢＥチャンバ５４の上記以外の作動パラメータは下記のとおりである。
【００２９】
Ｚｎビーム当量圧力：          1.０×１０-7 Torr ＊
Ｓｅクラッキング帯域温度：    ６００℃  ＊
Ｓｅバルクエバポレータ温度：  ２５０℃  ＊
成長速度：                    0.３〜0.６  μｍ／ｈｒ
表面再構築：                  Ｚｎで安定化された状態
チャンバ内の窒素圧力：        ＞3.５×１０-7 Torr ＊
ＲＦパワー：                  ９０〜２５０Ｗ  ＊
＊個々のＭＢＥ装置の仕様に依存するパラメータ
コンタクト層２６を堆積させた後に、まだ未完成のレーザダイオード１０をＭＢＥチャンバ５４から取り出し、従来の真空蒸着装置（図示せず）に移した。この真空蒸着装置内で、コンタクト層２６上に１０００ÅのＡｕ層３０を真空蒸着して電気的コンタクトとした。引き続き、Ａｕ層３０上に薄い（１００Å）Ｔｉ層を蒸着して、以下で説明する山（リッジ）形成工程におけるフォトレジストの付着性を向上させた。
【００３０】
図５Ａ（注）に、以上説明した作製工程を行った後のまだ未完成のレーザダイオード１０の半導体ウェハを示す。図５Ａ（注）に示したウェハ上に導波部１５を下記の手順で作製する。
図５Ａ（注）に示したウェハから導波部１５を作製する最初の工程として、図５Ｂ（注）に示したようなフォトレジストマスクストライプパターン３４を形成する。ストライプ３４は、形成する山の望みの幅に対応する２〜４μｍの幅にする。一つの実施態様においては、Hoechts Celanese社のフォトレジストとそのための処理法AZ-1518-SFD を用いてマスク３４を形成する。この処理法によると、図５Ｂ（注）に示した正の側面傾角が得られる。
【００３１】
図５Ｂ（注）に示したウェハを、図６（注）に３５で示したような、別の真空チャンバに移し、イオンビームエッチングを行ってウェハに山を成形する。真空チャンバ３５は揺動架台３６とイオン供給源３７を備えている。一つの実施態様においては、イオン供給源３７はＸｅ+ 供給源である。Ａｒ+ イオン供給源３７も有効に用いることができる。エッチング処理中は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ３８からのビームをチャンバ３５の窓を通してウェハに照射する。ウェハから反射したレーザビームの一部を検出器３９で検出してモニタし、エッチ深さを求める。このイオンビームエッチング処理を図５Ｃ（注）に図解する。イオン供給源３７をビーム電圧約１０００ボルトで作動させてレーザダイオード１０の素形（プロトタイプ）を作製する。図５Ｃ（注）に示したように、架台３６を往復回転運動させて、フォトレジストストライプに垂直でウェハ面に平行な軸を中心にウェハを揺動させることにより、平滑な側面を持つ山１１を形成する。レーザダイオード１０の素形は試料を約±５０°揺動させながら作製した。この作製工程の実行中に、ウェハを±５０°と−５０°の位置に固定してエッチングを行った。
【００３２】
エッチ深さは、ウェハから反射したレーザビームの強度変動を観察することによりモニタした。エッチング処理中にＺｎＳｅ光ガイド層の厚さが減少するに伴い、ＺｎＳｅ光ガイド層１６とＧａＡｓ基板１２からの反射光が干渉し合って反射率の変動を生ずる。最大変動量が一回現れる毎に、深さで約0.１２５μｍ進行する。図１に示したレーザダイオード１０の実施態様においては、エッチングを丁度量子井戸層１８を貫通した深さまで行い、良好な横方向キャリア閉じ込めが行えるようにする。ただし、各層の厚さ、ドーピングその他の特性と、意図しているデバイス用途に必要な光および電流閉じ込めの程度とに応じて、異なるエッチング深さとすることもできる。例えば、ｐ型クラッド層２２内までの浅いエッチングをしてもよいし、ｎ型光ガイド層１４を貫通するほど深いエッチングをしてもよい。図５Ｄ（注）に、上記のエッチングを完了した状態のウェハを示す。
【００３３】
山１１のエッチングが完了した後、直ちにウェハを真空チャンバ３５から取り外し、Ａｕ層３０をウェハに蒸着するのに用いた真空蒸着装置（図示せず）に戻す。次に、ウェハ上にＺｎＳ埋め込み層１３を蒸着する。蒸着したＺｎＳ埋め込み層の厚さは、エッチングで除去された材料分を充足してほぼ平坦な表面になるように十分な厚さとすべきである。図５Ｅ（注）に、ＺｎＳ埋め込み層１３を蒸着した後のウェハを示す。
【００３４】
引き続いて、山同士の間のウェハ部分の上にある埋め込み層１３上に、フォトレジストマスク４０をパターニングする。図５Ｆ（注）にマスク４０を示す。一つの実施態様においては、前出のHoechts Celanese社のプロセスを用いて、厚さ約１μｍにマスク４０を堆積させる。
ウェハを真空蒸着装置から真空チャンバ３５に戻して、山１１上方のＺｎＳ蒸着層を別のエッチング法により除去する。図５Ｇ（注）に示したように、Ｘｅ+ またはその他のイオンビームをウェハ表面にほぼ平行で山に垂直な角度に軸合わせする。一つの実施態様においては、ウェハの法線に対して約８５°の角度にビームを軸合わせして、このイオンエッチング法を行う。図５Ｈ（注）に示したように、フォトレジストマスク４０より上に出ている山を覆っているＺｎＳ埋め込み層４０を丁度貫通する時間だけ、山１１の各側面をイオンビームで照射する。次に、従来のアセトンと超音波技術を用いて、残っているフォトレジスト４０、ストライプ３４およびストライプ上のＺｎＳのリフトオフを行う。図５Ｉ（注）に、リフトオフ後のウェハを示す。
【００３５】
図５Ｉ（注）に示したウェハを真空チャンバ（図示せず）に戻して、山１１と埋め込み層１３の上にＴｉ層３１およびＡｕ層３３を蒸着して上部電極を形成すると、図１に示したウェハの作製が完了する。一つの実施態様においては、Ｔｉ層３１を厚さ約１０００Åに堆積させ、Ａｕ層３３を厚さ約１０００Åに堆積させる。これらの層３１および３３を、従来のリフトオフ技術を用いて、幅約２００μｍのストライプ状に（図示せず）パターニングできる。Ｏ2 プラズマクリーニング（約８Ｗ／cm2 、２００ mTorr）を短時間（0.３分）行うとＴｉ層３１およびＡｕ層３３の密着性が向上することが分かった。
【００３６】
ＭＢＥ基板接合用に用いたインジウム（Ｉｎ）を基板１２上の電極３２として用いることができる。しかし、各デバイスを個々のレーザダイオード１０に劈開させるのをより容易にするために、基板１２を機械ラップで薄く（例えば厚さ１００〜３００μｍ）する方が有利であり、その際にＩｎは除去される。基板１２に新たにオーミックコンタクトを行うために、このＧａＡｓ基板を５０Ｈ2 Ｏ：１０ＮＨ4 ＯＨ：１Ｈ2 Ｏ2 溶液中で約３０秒間（約0.２μｍ除去）エッチングする。エッチングした基板１２を直ちに真空蒸着装置（図示せず）に移し、Ｐｄ（パラジウム）を５００Å、次にＡｕを１０００Å堆積させる。Ｐｄは、非常に低い温度で、室温でもゆっくりと、ＧａＡｓ基板１２と合金する。フォーミングガス（forming gas:５％Ｈ2 、９５％Ａｒ）中において１５０℃で３分間加熱すると高い電気特性が得られる。ただし、II−VI族半導体の各層、特にＺｎＳｅコンタクト層２６を劣化させるような高温にウェハを加熱しないことが重要である。
【００３７】
デバイスの両端を（１００）面に沿って劈開させ、ファセットミラーを形成する。ファセットに被覆を施して反射率を高めることもできる。一つの実施態様においては、ファセットにＭｇＦ2 およびＺｎＳｅの４分の１波長層を４層交互に被覆して約９０％の反射率を得る。原型レーザダイオードのキャビティー長（空洞長さ）は約１０００μｍである。次にレーザダイオード１０をｐ側を上にして銀添加エポキシで試料ホルダに接合する。
【００３８】
上記のタイプの原型レーザダイオード１０は、８５Ｋでは４ｍＡ、室温では６６ｍＡという低い閾値電流でスペクトルの青緑部分（室温で５２０ｎｍ）のコヒーレント光を発光した。このデバイスの一つについて実測した遠距離電磁界パターンは、図７（注）に示したように明瞭に単一横モード動作をしていることが分かる。図には示していないが、半導体合金または別個の層としてＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅまたはＺｎＴｅのような異種材料の層を用いて埋め込み層１３の実効屈折率を調整することにより、横モードビームのプロファイルを加工することができる。
【００３９】
本発明の第２実施態様として、レーザダイオード１０’を図８（注）に示す。レーザダイオード１０’は構造的にはレーザダイオード１０と似ているが、上側および下側のクラッド層（すなわち層２０および２２）は備えていない。レーザダイオード１０’は、ＺｎＳ0.07Ｓｅ0.93光ガイド層１４’および１６’をも備えている（レーザダイオード１０の場合はＺｎＳｅガイド層）。レーザダイオード１０’の各層のうち、前記のレーザダイオード１０の層と対応する層については同じ参照番号にダッシュを付けて（「Ｘ’」のように）表してある。下記の述べる相違点以外は、レーザダイオード１０’および導波部１５’はレーザダイオード１０の対応部分と同様な手順で前記のように作製できる。
【００４０】
原型レーザダイオード１０’においては、光ガイド層１４’およびコンタクト層２４’はいずれもＣｌでｎ型にドープしてある。光ガイド層１６’およびオーミックコンタクト層２６’はＮでｐ型にドープしてある。下側光ガイド層１４’にドープした正味のドナー濃度は１×１０17cm-3であり、上側光ガイド層１６’は正味のアクセプタ濃度２×１０17cm-3にドープしてある。この原型デバイスでは、オーミックコンタクト層２４’および２６’はいずれも厚さ0.１μｍに堆積させてある。下側コンタクト層２４’は正味のドナー濃度７×１０18cm-3にドープしたｎ型である。上側コンタクト層２６’は正味のアクセプタ濃度２×１０18cm-3にドープしたｐ型である。
【００４１】
量子井戸活性層１８’の中で発生した光は、ＧａＡｓ基板１２’およびＡｕ層３０’，３３’のみでクラッドされた光ガイド層１４’および１６’の中をガイドされる。レーザダイオード１０’の場合、II−VI族半導体クラッド層を必要とせずに、良好な光閉じ込め効果と十分に低い損失とが得られる。コンピュータモデリングを用いて、光ガイド層１４’および１６’の適正な厚さを設定してある。このモデリング法では、埋め込んだ山型導波部１５’と、ＧａＡｓ基板１２’およびＡｕ電極層３０’の複合屈折率とを考慮してある。このタイプのモデリング法は一般に知られており、例えば M. R. Ramadas et al., Analysis of Absorbing and Leaky Planar Waveguides: A Novel Method, Optics Letters, Vol. 14, p. 376 (1989)とその中で引用している参考文献に記載されている。
【００４２】
図９（注）は、望みの光学モードの損失係数（α）と半値全幅（ＦＷＨＭ）との積を、ＺｎＳＳｅ層１４’および１６’（図８（注））の厚さの関数として示すグラフである。デバイスの閾値電流密度を最小化するためには、この積を最小化する。この設計基準と図９（注）の情報を用いると、導波部の厚さ（すなわち光ガイド層１４’および１６’）の合計厚さ）は、原型レーザダイオード１０’の場合約3.５μｍになる。この実施態様においては、ｎ型光ガイド層１４’は厚さ2.０μｍであり、ｐ型光ガイド層１６’は厚さ1.５μｍである。遊離キャリアの吸収および散乱による損失は、この実施態様の場合８ｃｍ-1と見積もられる。量子井戸層１８’は損失および光閉じ込め特性に対して比較的小さい影響しかないので、上記設計手法ではその存在は無視してある。理論的には、導波部の合計厚さが2.０μｍ未満であると基板１２’およびＡｕ電極層３０’において吸収損失が大きくなり過ぎる。厚さ2.５μｍの場合、基板および電極による吸収損失は１1.７ｃｍ-1である。逆に、厚さが約６μｍを超えると、光閉じ込め効果が弱すぎて、単一量子井戸層１８’がこの損失に打ち勝つのに十分な利得を供給するのは実際上不可能である。光学モードのＦＷＨＭは導波部厚さのほぼ正確に半分であることが分かった。最大モード利得（maximum modal gain）は導波部モードのＦＷＨＭに反比例する。厚さ６μｍの導波部については、ＦＷＨＭは約３μｍであり、単一量子井戸からのモード利得は１２ｃｍ-1と見積もることができる。 N. K. Dutta, Applied Physics Letters, vol. 53, P. 72 (Nov. 1982) を参照。この実施態様において埋め込み山を形成するプロセスは、II−VI族クラッド層を備えた前述のレーザダイオードについて説明したプロセスと同様である。
【００４３】
同様に、他のタイプのII−VI族半導体レーザダイオード構造の場合もこれらの技術で埋め込み山を作製できる。例えば、ＭｇＺｎＳＳｅ−ＺｎＳＳｅまたはＭｎＺｎＳＳｅ−ＺｎＳＳｅから作製した単純なダブルヘテロ構造II−VI族レーザダイオードもこのようにして埋め込み山型レーザダイオードとして作製できる。このようなデバイスは、利得ガイド型デバイスと比べるて、閾値電流がかなり低く、また光ビーム品質も向上している。
【００４４】
図１０（注）に、ｐ型ＺｎＳｅデバイス層１０２のための勾配付オーミックコンタクト１００を示す。図示したように、オーミックコンタクト１００は組成勾配付化合物半導体コンタクト層１０４をデバイス層１０２上に備えており、このコンタクト層上にＡｕ等の金属層１０６を備えている。図１０（注）に示した実施態様においてＺｎＳｅデバイス層１０２と関連して説明したけれども、オーミックコンタクト層１００は、ＺｎＳ、ＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＭｇＺｎＳ、ＣｄＭｎＺｎＳ、ＭｇＺｎＳＳｅ、およびＭｎＺｎＳＳｅのような他のｐ型II−VI族化合物半導体デバイス層との組み合わせで用いいるような形態にすることもできるし、レーザダイオード１０および１０’のオーミックコンタクト層２６および２６’の代わりにすることもできる。オーミックコンタクト層１００はまた、II−VI族発光ダイオード中に組み込んでもよい。
【００４５】
オーミックコンタクト層１０４は、ＺｎＴｅを含む組成勾配付化合物半導体である。オーミックコンタクト層１０４中の他の元素および化合物に対するＺｎＴｅの平均相対量（すなわちコンタクト層の厚さ全体について平均した量）は、デバイス層１０２からコンタクト層までの距離が増加するのに伴って増加する。化合物半導体コンタクト層１０４は、ＺｎＴｅの含有に加えて、デバイスを作製する基板（図示せず）と格子が一致（マッチ）した化合物半導体を含むことができる。コンタクト層１０４の化合物半導体は、デバイス層の化合物半導体あるいはＺｎＴｅを含む合金を含むこともできる。
【００４６】
図１１（注）に示した実施態様においては、勾配付組成ＺｎＳｅ1-x Ｔｅx （すなわちＺｎＳｅとＺｎＴｅの合金）でｘ≦１である。組成に勾配を付けるには、コンタクト層を成長させる際に、コンタクト層の厚さの増加に伴ってｘの値を増加させる。調整できるパラメータとしては、ＺｎＳｅＴｅの最終組成、勾配の大きさ、ドープ濃度がある。一つの実施態様においては、コンタクト層を正味アクセプタ濃度４×１０18cm-3にＮでドープした。このコンタクト層１０４の成長は、図２に概略的に示したタイプのチャンバ内で、デバイス層からの距離の増加に伴ってｘを約０から約0.１まで均一に増加させながら分子線エピタキシャル成長により行い、厚さ約２μｍにした。エピタキシャル成長中にＳｅセルとＴｅセルの各温度を制御することにより勾配の大きさを制御した。
【００４７】
正味アクセプタ濃度が増加すると、Ａｕ電極１０６（図１０（注））からＺｎＳｅＴｅコンタクト層１０４への正孔の流入が減少する。このように３元化合物半導体の組成に勾配を付けることによって、価電子帯内の不連続が回避される。組成勾配を付けると、格子定数も急激でなく徐々に変化するので、格子不一致（ミスマッチ）に起因する転位が空間的に分散する。
【００４８】
このパラグラフおよび直前のパラグラフで説明したタイプの低温成長の原型オーミックコンタクトは、抵抗が比較的低く、最大連続電流密度が１２５０Ａ／cm2 に達した。図１０（注）に概略的に示したオーミックコンタクト層の第２の実施態様としてオーミックコンタクト層１０４’を図１２（注）に示す。図示したように、オーミックコンタクト層１０４’はｐ型ＺｎＴｅ（すなわちＺｎおよびＴｅを含む第１の化合物半導体）の層をｐ型ＺｎＳｅ（すなわちデバイス層１０２の化合物半導体（図１０（注））を含む第２の化合物半導体）の層の間に備えている。オーミックコンタクト層１０４’は、ＺｎＳｅデバイス層（図１２（注）には示していない）からの距離の増加に伴ってＺｎＴｅ層の密度を増加させることによって、実効的に組成勾配を付けてある。すなわち、ＺｎＴｅ層がＺｎＳｅ層間に存在する空間的な頻度が、デバイス層からのコンタクト層の距離の増加に伴って増加する。他の態様（図示せず）においては、ＺｎＴｅ層とＺｎＳｅ層とを交互に配した１０４’のようなオーミックコンタクト層の化合物半導体に組成勾配を付ける方法として、デバイス層からのＺｎＴｅ層の距離が増加するに伴ってＺｎＴｅ層の厚さを増加させてもよいし、デバイス層からのＺｎＳｅ層の距離が増加するに伴ってＺｎＴｅ層にドープする正味アクセプタ濃度を増加させてもよいし、これら両方を実行してもよい。コンタクト層１０４’の成長中に組成勾配を付けるために調整できる他の変化要因としては、ＺｎＴｅ層の個数、１層毎のＺｎＴｅによる被覆率、ＺｎＴｅ層間の間隔、およびドープ形式と密度がある。ＺｎＴｅ層は全部または一部の層を単原子層であってもよく、原子層エピタキシャル成長（ＡＬＥ）またはＭＥＥのような交番ビームエピタキシャル成長法によって成長させる。交番ビームエピタキシャル成長法を用いると、前記のように連続的に組成勾配を付けたコンタクト層１０４に比べて、コンタクト層１０４’の組成勾配の大きさおよび厚さに対する制御を良好に行い易い。
【００４９】
オーミックコンタクト層１０４’の一つの原型（図示せず）は、ＺｎＴｅ層を１５層とＮでデルタドープした３層とを備えている。最初の１２層のＺｎＴｅ層は２層のＺｎＳｅ単原子層によって互いに分離されていて、上部の３層のＺｎＴｅ層は１層ＺｎＳｅ単原子層によって分離されている。各ＺｎＴｅ層は平均厚さが約0.５単原子層であると予測される。ＺｎＴｅの第１層、第７層および最上層はＮでドープした。この原型デバイスは最大連続電流密度が約１２５０Ａ／cm2 であった。この原型オーミックコンタクト層１０４’の実測Ｉ−Ｖ（電流−電圧）特性を図１３（注）に示す。ＺｎＴｅ層中の正味アクセプタ密度の増加により電荷が付加され、正孔の流入に対する障壁が減少する。ＺｎＴｅの価電子帯から生じる状態によって、トンネリングのためのチャネルが増加し、トンネル電流も増加する。更に、ｐ型ＺｎＳｅＴｅの仕事関数はＺｎＴｅ濃度の増加に伴い増加し、ショットキ−バリアの高さが低くなる。
【００５０】
他の実施態様（図示せず）においては、ｐ型ＺｎＳデバイス層との組み合わせで用いるような形態にしてあり、組成勾配付ＺｎＳＴｅを含んでいる。同様に、ＺｎＳＳｅ（またはＺｎＳｅ）デバイス層用の組成勾配付オーミックコンタクト層は、ＺｎＳＳｅ（またはＺｎＳｅ）からＺｎＳＴｅまで組成勾配を付けることで得られる。更にもう一つの実施態様（図示せず）は、ｐ型ＭｇＺｎＳＳｅデバイス層用の組成勾配付オーミックコンタクト層である。この実施態様においては、このオーミックコンタクト層は先ずＺｎＳＳｅまでの組成勾配を付け、次にＺｎＳｅＴｅまたはＺｎＳＴｅまでの組成勾配を付ける。
【００５１】
本発明によるレーザダイオードは従来のレーザダイオードに対して非常に優れた利点がある。埋め込み層用の化合物供給源から真空蒸着により堆積させた多結晶II−VI族材料を用いたことにより、ウェハを室温より高温に敢えて加熱する必要がない。この作製プロセスによって、ｐ型層の導電性に影響を及ぼしかねない高温を必要としない。真空蒸着した多結晶II−VI族埋め込み層は光学的品質も優れているので、損失の少ない導波部が容易に得られる。更に、多結晶埋め込み層は電気抵抗率が非常に高いので、リーク電流がほとんど無い。供給された電流は実質的に全て山（リッジ）の中を流れる。原型デバイスは比較的低い閾値電流でスペクトルの青緑部分の単一横モード動作をした。組成勾配付オーミックコンタクト層は、従来のｐ型II−VI族半導体用オーミックコンタクト層に比べると、比較的低い抵抗で比較的高い電流搬送能力を持つ。そのため、このオーミックコンタクト層を用いたレーザダイオードは低い電圧で動作するので、デバイスから放出される熱が少なく、デバイスの信頼性が高い。このレーザダイオードは比較的構造が単純で作製の効率が良い。
【００５２】
以上、望ましい実施態様を参照して本発明を説明したが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることが当業者に認識されるであろう。特に、他の点ではII−VI族材料であるが、周期律表のII族でもVI族でもないＭｎ等の材料を含有する半導体および化合物（例えば希釈磁性半導体）は、実質上II−VI族半導体として機能し（例えばＭｎＺｎＳＳｅ）、本発明の目的についてはII−VI族半導体である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるII−VI族半導体レーザダイオードの第１実施態様の構造を示す横断面図である（寸法比は実際と異なる）。
【図２】図２は、本発明によるレーザダイオードを作製するのに用いることができる分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）装置の図である。
（注）
本明細書において図１〜図１３に言及する記載があるが、現実に添付されている図面は図１および図２のみである。これは下記の経緯による。
ＰＣＴ国際出願時（１９９４年１月１８日）に誤って無関係な図面を添付して提出した。
そのため、ＰＣＴ第９１規則「書類中の明白な誤り」に基づく訂正（１９９５年１月２７日付け）により、本来添付すべきであった図面を提出した。
しかし、国際予備審査報告（１９９５年５月１２日付け）において、上記訂正により提出した図面は出願当初の開示を逸脱している（beyond the disclosure as originally filed）と認定された。
ただし、指定国である日本国への国内段階移行時には、上記訂正により提出した図面の翻訳文が提出された。
そして、本願の親出願（特願平06-518139）の審査および審判において下記の経緯で手続が行われた。
審査においては、上記訂正により提出された図面の翻訳文が添付された状態で審査され、最終的に容易性（特許法第２９条第２項）により拒絶査定された。
拒絶査定不服審判において、上記国際予備審査報告と同一の趣旨にて、上記訂正による図面の提出は補正却下された。
そこで、上記審判において発行された拒絶理由通知への応答時の手続補正書において、上記訂正により提出された図面を全て削除して、ＰＣＴ国際出願時に誤って添付されていた図面（図１〜図１４）のうち図１および図２のみを提出した。これは下記の趣旨による。
すなわち、全く図面の添付されていない状態では、明細書において図面を参照した説明の理解および特許請求の範囲に記載された発明の把握が極めて困難になる。そのため、ＰＣＴ国際出願当初に誤って添付されていた図面のうちで本願発明と比較的共通する内容の図１および図２のみを添付することとした。このうち図２は、ＰＣＴ国際出願当初の図面と上記訂正により提出した図面とが、同一の内容である。また、明細書中における図３〜図１３についての言及もそのまま残し、これらの図番号の引用箇所の後に「(注)」を付した。
【図１】
0003828391.tif 000002
【図２】
0003828391.tif 000003