JP2005197414A - Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a method for manufacturing the semiconductor light emitting device.
従来より、光記録媒体に対する読み込み、例えばCD−ROM(Compact Disc-Read Only Memory)やDVD−ROM(Digital Versatile Disc-Read Only Memory)に対する読み込みを目的として、複数の半導体発光素子例えば半導体レーザ素子による半導体発光装置が構成される。一般に、CD−ROMの読み込みには発光波長780nm帯の半導体レーザ素子が用いられ、DVD−ROMの読み込みには発光波長650nm帯の半導体レーザ素子が用いられる。
そして、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体レーザ素子を1つの基板上に形成することによって多波長半導体発光装置を構成した場合には、単体の半導体レーザ素子からなる単波長半導体発光装置の集合体として多波長半導体発光装置を構成した場合に比し、小型で発光点精度の高い多波長半導体発光装置を構成することができる。
Conventionally, a plurality of semiconductor light emitting elements such as semiconductor laser elements are used for reading from an optical recording medium, such as reading from a CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory) or DVD-ROM (Digital Versatile Disc-Read Only Memory). A semiconductor light emitting device is configured. In general, a semiconductor laser element having a light emission wavelength of 780 nm is used for reading a CD-ROM, and a semiconductor laser element having a light emission wavelength of 650 nm is used for reading a DVD-ROM.
When a multi-wavelength semiconductor light-emitting device is formed by forming a plurality of semiconductor laser elements having different emission wavelength bands on one substrate, an assembly of single-wavelength semiconductor light-emitting devices composed of a single semiconductor laser element As compared with the case where a multi-wavelength semiconductor light-emitting device is configured, a multi-wavelength semiconductor light-emitting device having a small size and high emission point accuracy can be configured.
半導体発光装置に用いられる半導体発光素子としての半導体レーザ素子は、その導波構造によってインデックスガイド型とゲインガイド型とに大別される。
通常、インデックスガイド型レーザ素子は、図5に示すように、例えばGaAsによる半導体基板104上に、第1導電型(例えばn型)の (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pよりなる第1導電型クラッド層121と、 (Al0.45Ga0.55)0.5In0.5PとGaInPとの多重量子井戸(MQW;Multi Quantum Well)構造による活性層123と、第2導電型(例えばp型)の (Al0.7Ga0.3)0.5In0.5Pよりなる第2導電型クラッド層124と、第2導電型クラッド層124内の所定の位置に設けられる第2導電型のGaInPによるエッチングストップ層125と、第2導電型クラッド層124の活性層123とは反対側に形成される第2導電型のGaAsによるコンタクト層127とからなる素子主要部128を有し、この素子主要部128における主たる電流通路を規定するAl0.5In0.5Pによる埋込層129を有する。そして、基体104及びコンタクト層127の、それぞれ活性層123とは反対側に、電極105及び106とが被着形成されて成る。
Semiconductor laser elements as semiconductor light emitting elements used in semiconductor light emitting devices are roughly classified into index guide types and gain guide types according to their waveguide structures.
In general, as shown in FIG. 5, the index guide type laser element has a first conductivity type (for example, n-type) (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0 on a semiconductor substrate 104 made of GaAs, for example. a first conductive type cladding layer 121 made of .5 P, a multiple quantum well with (Al 0.45 Ga 0.55) 0.5 in 0.5 P and GaInP; active layer by (MQW multi quantum well) structure 123, a second conductivity type cladding layer 124 made of (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P of the second conductivity type (for example, p-type), and the second conductivity type cladding layer 124 The second conductivity type GaInP etching stop layer 125 provided at a predetermined position of the second conductivity type cladding layer 124 and the second conductivity type GaAs contact layer 127 formed on the opposite side of the active layer 123. Has become element
この構成によって、インデックスガイド型レーザ素子では、素子主要部の各層の結晶成長方向例えば垂直方向に屈折率差が形成される。そして、エッチングストップ層125によって第2導電型クラッド層124に対するエッチングの態様が定められることにより、第2導電型クラッド層124及び埋込層128の形状の特定と、この特定による、素子主要部における例えば水平方向の実効屈折率差の形成とがなされる。この垂直方向及び水平方向の実効屈折率差の形成により、インデックスガイド型レーザ素子においては、発振光の放射形状等の制御がなされ、光の閉じ込め効率の向上と導波ロスの抑制とが図られる。
With this configuration, in the index guide type laser element, a refractive index difference is formed in the crystal growth direction of each layer of the element main part, for example, in the vertical direction. Then, the etching mode for the second conductivity type clad layer 124 is determined by the etching stop layer 125, so that the shape of the second conductivity type clad layer 124 and the buried
これに対し、ゲインガイド型レーザ素子は、図6に示すように、基体204の一主面に、第1導電型クラッド層221と、活性層223と、第2導電型クラッド層224とが順次積層されてなる素子主要部228を有し、この素子主要部228における主たる電流通路を規定する絶縁層207を有する。そして、基体204及び第2導電型クラッド層224の、それぞれ活性層223とは反対側に、電極205及び206とが被着形成されて成る。
On the other hand, as shown in FIG. 6, in the gain guide type laser element, the first conductive type cladding layer 221, the active layer 223, and the second conductive type cladding layer 224 are sequentially formed on one main surface of the substrate 204. The device
このゲインガイド型レーザ素子においては、一般に、素子の光学特性を考慮した埋め込み層によらずに主たる電流通路の規定がなされる。すなわち、電極206及び205間の順方向電圧の印加によって生じる電流の主たる通路を規定する絶縁層として、例えば酸素のイオン注入による絶縁層207が形成される。
ゲインガイド型レーザ素子においては、インデックスガイド型レーザ素子におけるのと異なり、電流通路の規定が上述した例えば絶縁層207によってなされるため、屈折率の形成による水平方向の光閉じ込めが十分になされない。したがって、ゲインガイド型レーザ素子においては、インデックスガイド型レーザ素子に比して、活性層から発振された光の放射形状や横モードの制御が弱く、発振光の導波ロスも大きくなる。
In this gain guide type laser element, in general, the main current path is defined regardless of the buried layer in consideration of the optical characteristics of the element. That is, an insulating layer 207 formed by, for example, oxygen ion implantation is formed as an insulating layer that defines a main path of a current generated by applying a forward voltage between the electrodes 206 and 205.
In the gain guide type laser element, unlike the index guide type laser element, the current path is defined by, for example, the insulating layer 207 described above, and therefore, the optical confinement in the horizontal direction due to the formation of the refractive index is not sufficiently performed. Therefore, in the gain guide type laser element, compared with the index guide type laser element, the control of the radiation shape and transverse mode of the light oscillated from the active layer is weak, and the waveguide loss of the oscillation light is increased.
このように、ゲインガイド型レーザ素子は、インデックスガイド型レーザ素子に比し、レーザ素子としての光学特性においては不利な点が多い。しかし、上述したように、埋込層形成のエピタキシー工程を必要とするインデックスガイド型レーザ素子の製造に比して、ゲインガイド型レーザ素子の製造は、埋込層すなわち埋込半導体層の形成が必要とされないため、エピタキシー工程の回数の増加を抑制することができる。
一般に、エピタキシー工程の回数の増加は必ず歩留まりの低下を伴うため、半導体レーザ素子の製造においては、エピタキシーの回数を可能な限り少なくして、歩留まり低下による不良品発生率の増加を抑制することが望ましい。このため、互いに異なる複数の半導体レーザ素子を有する多波長半導体発光装置の製造においては、各素子の出力向上が特に要求されない限り、少なくともひとつのレーザ素子をゲインガイド型のレーザ素子とする構成をとることによって、製造におけるエピタキシー工程数の低減と歩留まりの向上を図ることが優先されてきた。
Thus, the gain guide type laser element has many disadvantages in optical characteristics as a laser element compared to the index guide type laser element. However, as described above, in comparison with the manufacture of an index guide type laser element that requires an epitaxy process for forming an embedded layer, the manufacture of a gain guide type laser element requires the formation of an embedded layer, that is, an embedded semiconductor layer. Since it is not required, an increase in the number of epitaxy steps can be suppressed.
In general, since an increase in the number of epitaxy steps is always accompanied by a decrease in yield, in the manufacture of semiconductor laser devices, the number of times of epitaxy should be reduced as much as possible to suppress an increase in the number of defective products due to a decrease in yield. desirable. For this reason, in manufacturing a multi-wavelength semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor laser elements different from each other, at least one laser element is configured to be a gain guide type laser element unless an improvement in output of each element is particularly required. Accordingly, priority has been given to reducing the number of epitaxy steps in manufacturing and improving yield.
しかし、近年、追記型或いは書換え型の光記録媒体、例えばCD−R(Compact Disc-Recordable)やDVD−R(Digital Versatile Disc-Recordable)等の出現により、半導体レーザ素子の高出力化が求められるようになった。ゲインガイド型レーザ素子は、上述したように導波ロスが大きく、高出力領域において横モードが不安定となることから、実用における高出力化が困難とされている。したがってこの場合、複数の半導体レーザ素子のうち、より多くの半導体レーザ素子、つまり不都合が生じない限り全ての半導体レーザ素子を、インデックスガイド型レーザ素子とすることによって多波長半導体発光装置を構成することが望ましい。 However, in recent years, with the advent of write-once or rewritable optical recording media such as CD-R (Compact Disc-Recordable), DVD-R (Digital Versatile Disc-Recordable), etc., higher output of semiconductor laser elements is required. It became so. As described above, the gain guide type laser element has a large waveguide loss, and the transverse mode becomes unstable in the high output region, so that it is difficult to increase the output in practical use. Therefore, in this case, a multi-wavelength semiconductor light emitting device is configured by using, as an index guide type laser element, a larger number of semiconductor laser elements, that is, all the semiconductor laser elements unless inconvenience occurs. Is desirable.
これに対し、図7に概略構成を示すような、2波長半導体発光装置をインデックスガイド型のレーザ素子のみで構成し、各レーザ素子のそれぞれの素子主要部において、活性層のみを互いに異なる構成とすることによって、各半導体レーザ素子の発光波長帯が互いに異なるようにした2波長半導体発光装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
この提案による2波長半導体発光装置においては、発光波長帯が互いに異なる2つの半導体発光素子において、素子主要部における活性層以外の材料組成、すなわちクラッド層及び光ガイド層の材料組成を同一の材料系で構成することによって、互いに異なる発光波長帯の複数のレーザ素子による発光と、製造工程におけるエピタキシーの回数の低減とが図られている。
In the two-wavelength semiconductor light emitting device according to this proposal, in two semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands, the material composition other than the active layer in the main part of the element, that is, the material composition of the cladding layer and the light guide layer is the same material system. With this configuration, light emission by a plurality of laser elements having different emission wavelength bands and a reduction in the number of times of epitaxy in the manufacturing process are achieved.
しかし、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体発光素子を有する半導体発光装置において、複数の半導体発光素子の各素子主要部の活性層以外の材料組成、すなわちクラッド層及び光ガイド層の組成を、互いに同一の材料系による組成とした場合には、例えば活性層からレーザ発振された光の放射形状(FFP;Far Field Pattern)を制御することが困難となり、この半導体発光装置を用いた光学系における光学的設計においても支障が生じる。 However, in a semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands, the material composition other than the active layer of each element main part of the plurality of semiconductor light emitting elements, that is, the composition of the cladding layer and the light guide layer, When the composition is made of the same material system, for example, it becomes difficult to control the radiation shape (FFP: Far Field Pattern) of the laser-oscillated light from the active layer, and the optical system using this semiconductor light emitting device is optical. This also hinders design.
すなわち、発光波長帯が互いに異なる複数のインデックスガイド型レーザ素子を用いて多波長半導体発光装置を構成する場合に、活性層のみが互いに異なる複数のインデックスガイド型レーザ素子を構成し、これによって発光波長帯が互いに異なる複数の半導体レーザ素子を形成して半導体発光装置を構成することは、素子の発光特性において問題を生じるため、多波長半導体発光装置の構成として必ずしも最適とは言い難い。 That is, when a multi-wavelength semiconductor light-emitting device is configured using a plurality of index guide type laser elements having different emission wavelength bands, a plurality of index guide type laser elements having different active layers only are configured. Forming a semiconductor light emitting device by forming a plurality of semiconductor laser elements having different bands from each other causes a problem in the light emission characteristics of the element, and is not necessarily optimal as a configuration of a multiwavelength semiconductor light emitting device.
また、このようなインデックスガイド型レーザ素子の製造においては、素子主要部を形成するエピタキシーと埋込層を形成するエピタキシーとが必要とされることから、1つのレーザ素子の製造に少なくとも2回のエピタキシー工程が必要となる。すなわち、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体レーザ素子をインデックスガイド型レーザ素子によって形成するには、各素子の構成を各素子を単体で製造する場合と同様の構成とする限り、各素子につき少なくとも2回ずつのエピタキシーが必要となる。したがって、例えば、2波長半導体発光装置を製造する場合に関しては最低4回のエピタキシーが必要となり、エピタキシーの回数増加によって歩留まりは低下し、製造作業も煩雑さを伴う。 In manufacturing such an index guide type laser element, epitaxy for forming the main part of the element and epitaxy for forming the buried layer are required. Therefore, at least twice for manufacturing one laser element. An epitaxy process is required. That is, in order to form a plurality of semiconductor laser elements having different emission wavelength bands by using an index guide type laser element, as long as the structure of each element is the same as that in the case of manufacturing each element alone, at least for each element. Two epitaxies are required. Therefore, for example, in the case of manufacturing a two-wavelength semiconductor light-emitting device, at least four times of epitaxy is necessary, and the yield is lowered due to an increase in the number of times of epitaxy, and the manufacturing work is complicated.
本発明は、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体発光素子を有する半導体発光装置と、この半導体発光装置の製造における、上述の諸問題の解決を図るものである。 The present invention aims to solve the above-mentioned problems in a semiconductor light-emitting device having a plurality of semiconductor light-emitting elements having different emission wavelength bands and the manufacture of this semiconductor light-emitting device.
本発明による半導体発光装置は、基体上に、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体発光素子を少なくとも有する半導体発光装置であって、上述の複数の半導体発光素子のそれぞれが、少なくとも第1導電型クラッド層と、活性層と、第2導電型クラッド層と、光ガイド層とから成る素子主要部と、活性層に対する主たる電流通路を規定する埋込層とを有し、上述の複数の半導体発光素子において、埋込層の組成が互いに同一であることを特徴とする。 A semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device having at least a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands on a substrate, and each of the plurality of semiconductor light emitting elements is at least a first conductivity type cladding. A plurality of semiconductor light emitting devices as described above, comprising: a device main portion comprising a layer, an active layer, a second conductivity type cladding layer, and a light guide layer; and a buried layer defining a main current path for the active layer. The buried layers have the same composition.
また、本発明による半導体発光装置は、複数の半導体発光素子の少なくとも一部の半導体発光素子において、光ガイド層の構成が互いに異なることを特徴とする。
また、本発明による半導体発光装置は、複数の半導体発光素子の少なくともひとつが、埋込層の深さを規定するエッチングストップ層を有することを特徴とする。
また、本発明による半導体発光装置は、複数の半導体発光素子のうち、少なくともひとつがAlGaAs系であることを特徴とする。
また、本発明による半導体発光装置は、複数の半導体発光素子のうち、少なくともひとつがAlGaInP系であることを特徴とする。
The semiconductor light-emitting device according to the present invention is characterized in that the configuration of the light guide layer is different in at least some of the semiconductor light-emitting elements.
The semiconductor light-emitting device according to the present invention is characterized in that at least one of the plurality of semiconductor light-emitting elements has an etching stop layer that defines the depth of the buried layer.
The semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that at least one of the plurality of semiconductor light emitting elements is AlGaAs-based.
The semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that at least one of the plurality of semiconductor light emitting elements is AlGaInP-based.
本発明による半導体発光装置の製造方法は、基体上に、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体発光素子を少なくとも有する半導体発光装置の製造方法であって、少なくとも、第1導電型クラッド層と、活性層と、第2導電型クラッド層と、光ガイド層とを有する積層半導体層を形成するエピタキシャル成長と、第2導電型クラッド層を所望の形状とするエッチングとを上述の複数の回数行って、複数の各半導体発光素子の各主要部を形成する主要部形成工程と、各主要部に、最終的に得る各半導体発光素子における主たる電流通路を規定する埋込層を形成する埋込層形成工程とを有し、埋込層形成工程において、複数の半導体発光素子の少なくとも2つ以上の半導体発光素子の主要部に対して、埋込層を同時に形成することを特徴とする。 A method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor light emitting device having at least a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands on a substrate, and includes at least a first conductivity type cladding layer, an active type Epitaxial growth for forming a laminated semiconductor layer having a layer, a second conductivity type cladding layer, and a light guide layer, and etching to form the second conductivity type cladding layer in a desired shape are performed a plurality of times as described above, A main part forming step for forming each main part of each semiconductor light emitting element, and a buried layer forming step for forming a buried layer for defining a main current path in each semiconductor light emitting element finally obtained in each main part; In the buried layer forming step, the buried layer is simultaneously formed on the main part of at least two semiconductor light emitting elements of the plurality of semiconductor light emitting elements.
また、本発明による半導体発光装置の製造方法は、主要部形成工程において、光ガイド層の構成を、複数の半導体発光素子の少なくとも一部の半導体発光素子において互いに異なる構成とすることを特徴とする。
また、本発明による半導体発光装置の製造方法は、主要部形成工程において、複数の半導体発光素子の少なくともひとつにエッチングのエッチングストップ層を形成することを特徴とする。
また、本発明による半導体発光装置の製造方法は、複数の半導体発光素子のうち、少なくともひとつをAlGaAs系とすることを特徴とする。
また、本発明による半導体発光装置の製造方法は、複数の半導体発光素子のうち、少なくともひとつをAlGaInP系とすることを特徴とする。
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that, in the main part forming step, the light guide layer has a different structure in at least some of the semiconductor light emitting elements. .
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that an etching stop layer for etching is formed on at least one of the plurality of semiconductor light emitting elements in the main part forming step.
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that at least one of the plurality of semiconductor light emitting elements is AlGaAs-based.
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is characterized in that at least one of the plurality of semiconductor light emitting elements is AlGaInP-based.
本発明による半導体発光装置、及び半導体発光装置の製造方法においては、装置を構成する複数の半導体発光素子において同一組成すなわち共通の埋込層を形成した場合にも、これによって変化する各素子の特性を光ガイド層による構成で補正することができる。
すなわち、装置を構成する複数の半導体発光素子の少なくとも2つをインデックスガイド型レーザ素子とする場合に、例えば光ガイド層を第1導電型クラッド層にも設ける構成とすることによって、各素子の発光特性を良好に制御することができる。
なお、本発明において光ガイド層の構成とは、例えば光ガイド層を第1導電型クラッド層と第2導電型クラッド層との両方に設ける意味での構成に限られるものではなく、各光ガイド層を多層構造すなわち2層構造或いは3層構造とした場合の層構成やこれらの積層順序としての積層構成、活性層からの距離の調整による配置構成、各ガイド層の組成としての材料構成等をも指称するものである。
そして、少なくとも2つの半導体発光素子がインデックスガイド型レーザ素子である場合には、埋め込み層を、AlInP等の、活性層からの発振光を吸収しない材料によって形成することが望ましい。
In the semiconductor light-emitting device and the method for manufacturing the semiconductor light-emitting device according to the present invention, even when the same composition, that is, the common buried layer is formed in a plurality of semiconductor light-emitting elements constituting the device, the characteristics of each element that change due to this Can be corrected by the configuration of the light guide layer.
That is, when at least two of the plurality of semiconductor light emitting elements constituting the device are index guide type laser elements, the light guide layer is also provided in the first conductivity type cladding layer, for example, so that each element emits light. The characteristics can be controlled well.
In the present invention, the configuration of the light guide layer is not limited to the configuration in the sense that the light guide layer is provided in both the first conductivity type cladding layer and the second conductivity type cladding layer, for example. Layer structure when the layer is a multi-layer structure, that is, a two-layer structure or a three-layer structure, a stack structure as a stacking order thereof, an arrangement structure by adjusting a distance from the active layer, a material structure as a composition of each guide layer, etc. Is also referred to.
When at least two semiconductor light emitting elements are index guide type laser elements, it is desirable that the buried layer be formed of a material that does not absorb oscillation light from the active layer, such as AlInP.
本発明による半導体発光装置によれば、装置を構成する複数の半導体発光素子の少なくとも一部例えば2つ以上の半導体発光素子がインデックスガイド型レーザ素子である場合に、これらインデックスガイド型レーザ素子において共通の埋込層が形成され、これら埋込層によってもたらされる各素子の光学的特性の変化が、光ガイド層の構成によって補正をなされる。
これにより、異なる材料系で形成される複数の半導体発光素子、例えばインデックスガイド型レーザ素子を、高効率かつ高出力の素子として有する多波長半導体発光装置が構成される。
また、この光ガイド層の構成によれば、発光波長帯の相違や埋込層の組成に起因する変化に対応するのみならず、種々の光学特性における素子への要求に対応して光ガイド層形成することができる。したがって、半導体発光素子例えば半導体レーザ素子の発光特性例えば放射形状を含む光学的設計における自由度が拡張されることから、本発明を応用することによって、より柔軟に、多波長半導体発光装置とこれを用いた光学装置の設計を行うことが可能とされるものである。
According to the semiconductor light emitting device of the present invention, when at least a part of a plurality of semiconductor light emitting elements constituting the device, for example, two or more semiconductor light emitting elements are index guide type laser elements, these index guide type laser elements are common. The buried layer is formed, and the change in the optical characteristics of each element caused by the buried layer is corrected by the configuration of the light guide layer.
Thus, a multi-wavelength semiconductor light emitting device having a plurality of semiconductor light emitting elements formed of different material systems, for example, index guide type laser elements, as high efficiency and high output elements is configured.
In addition, according to the configuration of the light guide layer, not only the light emission wavelength band and the change caused by the composition of the buried layer, but also the light guide layer corresponding to the demands on the element in various optical characteristics Can be formed. Accordingly, since the degree of freedom in optical design including the light emission characteristics of the semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser element such as the radiation shape is expanded, the present invention can be applied more flexibly to provide a multiwavelength semiconductor light emitting device and the same. The optical device used can be designed.
更に、本発明による半導体発光装置によれば、半導体発光素子をインデックスガイド型レーザ素子とする場合に、埋め込み層を、活性層からの発振光を吸収しないAlInP等の材料によって構成することにより、埋込層による発振光の吸収に基づく導波ロスやレーザ素子の光学特性への影響を、より低減することができる。 Furthermore, according to the semiconductor light emitting device of the present invention, when the semiconductor light emitting element is an index guide type laser element, the buried layer is made of a material such as AlInP that does not absorb oscillation light from the active layer, thereby embedding. Waveguide loss based on absorption of oscillation light by the buried layer and the influence on the optical characteristics of the laser element can be further reduced.
また、本発明による半導体発光装置の製造方法によれば、複数の半導体発光素子例えばインデックスガイド型レーザ素子の埋込層の組成を互いに同一とすることによって、これら複数の素子を形成する工程を、各素子を単体で製造する場合と異なる工程とすることができる。したがって、エピタキシーの工程数を減少させることができ、製造作業の煩雑さが低減される。
そして、エピタキシーの工程数を低減することができることにより、製造における歩留まりの向上も図られるなど、本発明構成によれば、重要かつ多くの効果をもたらすことができるものである。
Further, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the step of forming the plurality of elements by making the composition of the buried layers of the plurality of semiconductor light emitting elements, for example, index guide type laser elements, the same. The steps can be different from the case of manufacturing each element alone. Therefore, the number of epitaxy steps can be reduced, and the complexity of the manufacturing operation is reduced.
In addition, since the number of steps of epitaxy can be reduced, the yield in manufacturing can be improved, and the configuration of the present invention can bring important and many effects.
以下、本発明による半導体発光装置の実施の形態例について、その製造方法の実施の形態例とともに、図1及び図2〜図4を参照して説明するが、本発明は、この実施の形態例に限られるものでないことは、言うまでもない。
まず、本発明による半導体発光装置の実施の形態例について、図1を参照して説明する。
この実施の形態例は、本発明による半導体発光装置を構成する複数の半導体発光素子を、発光波長帯が互いに異なる2つのインデックスガイド型レーザ素子とした場合の例である。
Hereinafter, an embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention will be described together with an embodiment of a manufacturing method thereof with reference to FIG. 1 and FIGS. 2 to 4. It goes without saying that it is not limited to this.
First, an embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention will be described with reference to FIG.
This embodiment is an example in which a plurality of semiconductor light emitting elements constituting the semiconductor light emitting device according to the present invention are two index guide laser elements having different emission wavelength bands.
この実施の形態例において、本発明による半導体発光装置1は、第1導電型(例えばn型)のGaAsによる基体4すなわち基板の一主面に、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体発光素子、この例では第1の半導体発光素子2と第2の半導体発光素子3とを有して成る。
基体4の裏面には、例えばAu/Ge/Ni/Auの金属多層膜による電極5が被着形成され、第1の半導体発光素子2及び第2の半導体発光素子3のそれぞれ上面には、例えばAu/Pt/Tiの金属多層膜による電極6a及び6bが被着形成されて成る。
第1の半導体発光素子2は、この例では発光波長780nm帯のAlGaAs系の半導体発光素子であって、発光素子を構成する各半導体層が積層されて成る第1の素子主要部28と、AlInPによる埋込層29とから成る。
第1の素子主要部28は、例えば、基体4の一主面において、第1導電型のAl0.47GaAsによる第1の第1導電型クラッド層21と、Al0.1GaAsとAl0.3GaAsとの多重量子井戸(MQW)構造による第1の活性層23と、第2導電型(例えばp型)のAl0.47GaAsによる第1の第2導電型クラッド層24と、第2導電型のGaAsからなるコンタクト層27とが、例えばエピタキシャル成長によって順次積層形成されて成る。
In this embodiment, a semiconductor light-emitting device 1 according to the present invention includes a plurality of semiconductor light-emitting elements having different emission wavelength bands on one main surface of a substrate 4 of a first conductivity type (for example, n-type) GaAs, that is, a substrate, In this example, the first semiconductor
An electrode 5 made of, for example, a metal multilayer film of Au / Ge / Ni / Au is deposited on the back surface of the substrate 4, and the upper surface of each of the first semiconductor
In this example, the first semiconductor
The first element
そして、この第1の半導体発光素子2に求められる発光波長帯と発光特性とに応じて、第1の第1導電型クラッド層21内に第1導電型のAl0.3GaAsによる光ガイド層22が設けられ、第1の第2導電型クラッド層24内に第2導電型のAl0.3GaAsによる光ガイド層26が設けられる。
また、この実施の形態例においては、第2導電型クラッド層24内に、この第1の半導体発光素子を構成する上述の埋込層29の、上述の第1の素子主要部28の積層形成方向つまり垂直方向における寸法、すなわち深さを規定するAl0.6GaAsによるエッチングストップ層25が設けられる構成とすることができる。
Then, according to the light emission wavelength band and the light emission characteristics required for the first semiconductor
In this embodiment, the above-mentioned buried layer 29 constituting the first semiconductor light emitting element is laminated in the second conductivity
一方、第2の半導体発光素子3は、この例では発光波長650nm帯のAlGaInP系の半導体発光素子であって、発光素子を構成する各半導体層が積層されて成る第2の素子主要部38と、AlInPによる埋込層39とから成る。
第2の素子主要部38は、例えば、基体4の一主面において、第1導電型の(Al0.7Ga)0.52InPによる第2の第1導電型クラッド層31と、GaInPと(Al0.45Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による第2の活性層33と、第2導電型の(Al0.7Ga)0.52InPによる第2の第2導電型クラッド層34と、第2導電型のGaAsからなるコンタクト層37が、例えばエピタキシャル成長によって順次積層形成されて成る。
On the other hand, the second semiconductor light emitting element 3 is an AlGaInP-based semiconductor light emitting element having a light emission wavelength band of 650 nm in this example, and includes a second element
The second element
そして、この第2の半導体発光素子3に求められる発光波長帯と発光特性とに応じて、第2の第1導電型クラッド層31内に第1導電型例えばn型のGaInPと(Al0.7Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による光ガイド層32が設けられ、第2の第2導電型クラッド層内に第2導電型のGaInPと(Al0.7Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による光ガイド層36が設けられる。 Then, according to the emission wavelength band and the emission characteristics required for the second semiconductor light emitting element 3, the first conductivity type, for example, n-type GaInP and (Al 0. 7 Ga) 0.52 A light guide layer 32 having a multiple quantum well (MQW) structure with InP is provided, and the second conductivity type GaInP and (Al 0.7 Ga) are provided in the second second conductivity type cladding layer. A light guide layer 36 having a multiple quantum well (MQW) structure with 0.52 InP is provided.
この実施の形態例においては、第2の第2導電型クラッド層内の光ガイド層36が、上述の埋込層39の、上述の第2の素子主要部38の積層形成方向つまり垂直方向における寸法、すなわち深さを規定するエッチングストップ層の役割を果たす。すなわち、本発明による半導体発光装置を構成する半導体発光素子の全てに関して、必ずしも光ガイド層とは別にエッチングストップ層が形成される必要はない。
In this embodiment, the light guide layer 36 in the second second-conductivity-type cladding layer is formed in the above-described buried
そして、例えば第1の半導体発光素子2の形成において、エッチングストップ層25を光ガイド層としての特性を有する材料によって構成することもできる。この場合、エッチングストップ層はエピタキシーにおけるエッチングストップ層の役割を担うだけでなく、活性層からの発振光の発光点及び発光分布を引き寄せる等の作用をなすものである。したがってこの場合、エッチングストップ層自体が、ある程度活性層からの光を吸収できる屈折率を有していることが望ましい。
For example, in the formation of the first semiconductor
また、AlGaAs系の半導体発光素子とAlGaInP系の半導体発光素子とでは、それぞれの活性層や第1導電型クラッド層及び第2導電型クラッド層を構成する材料の屈折率に差がある。したがって、単純に埋込層の組成を同一とするだけでは、両者の発光特性を共に望ましいものとすることは困難である。
例えば、第1の半導体発光素子2において、Al0.1GaAsとAl0.3GaAsとの多重量子井戸(MQW)構造による第1の活性層23とAl0.47GaAsによるクラッド層21及び24とによる例えば中心波長780nmの発振光に対して、AlInPによる埋込層29によって、実効屈折率差の形成と光閉じ込めとを好適に実現することは難しい。
Also, there is a difference in the refractive index of the materials constituting the active layer, the first conductivity type cladding layer, and the second conductivity type cladding layer between the AlGaAs semiconductor light emitting device and the AlGaInP semiconductor light emitting device. Therefore, it is difficult to make both the emission characteristics desirable by simply making the composition of the buried layer the same.
For example, in the first semiconductor
この例において、第2の半導体発光素子3における埋込層39は、埋込層29と同一の組成すなわちAlInPによる組成を有している。この組成は、GaInPと(Al0.45Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による第2の活性層33からの、例えば中心波長650nm帯の発振光に適した埋込層であることから、第2の半導体発光素子3においては、光ガイド層32及び36の構成は厳密に調整される必要はない。
これに対し、中心波長780nm帯の発光に適した素子主要部28を有する第1の半導体発光素子2においては、光ガイド層の構成は厳密に調整される必要がある。
In this example, the buried
On the other hand, in the first semiconductor
この実施の形態例では、第1の半導体発光素子2においては、第1の第1導電型クラッド層21内に第1導電型例えばn型のAl0.3GaAsによる光ガイド層22が設けられ、第1の第2導電型クラッド層24内に第2導電型のAl0.3GaAsによる光ガイド層26が設けられることから、活性層からの発振光の分布の制御がなされる。
すなわち、本発明による半導体発光装置1においては、装置を構成する複数の半導体発光素子における各光ガイド層の例えば厚さ、層数、活性層からの距離等の調整することにより、各半導体発光素子からの発振光に関する例えば埋込層の組成による特性変化を補正することができるので、FFP等の発光特性が好適に実現されるようにすることができる。
In this embodiment, in the first semiconductor
That is, in the semiconductor light emitting device 1 according to the present invention, by adjusting, for example, the thickness, the number of layers, the distance from the active layer, and the like of each light guide layer in the plurality of semiconductor light emitting elements constituting the device, each semiconductor light emitting element. For example, the characteristic change caused by the composition of the buried layer can be corrected with respect to the oscillation light from, so that the light emission characteristics such as FFP can be suitably realized.
この実施の形態例における第1の半導体発光素子の光ガイド層の構成の例について説明する。
例えば、光ガイド層22の厚さが62nm〜82nmの範囲内である場合、これに対して光ガイド層26の厚さを59nmとし、活性層23と光ガイド層22との距離を800nm〜900nm(例えば900nm)として、活性層23と光ガイド層26との距離を200〜250nm(例えば220nm)とすることにより、埋込層29がGaInPによる場合でも素子の発光特性を好適なものとすることができる。
なお、光ガイド層22及び26の各層は、例えば各光ガイド層を多層構造すなわち2層構造或いは3層構造とする構成のほか、それらの積層順序や材料組成としての構成を変化させることによっても、複数の半導体発光素子間で互いに異なる構成とすることができる。
An example of the configuration of the light guide layer of the first semiconductor light emitting element in this embodiment will be described.
For example, when the thickness of the light guide layer 22 is in the range of 62 nm to 82 nm, the thickness of the
Each of the light guide layers 22 and 26 has a structure in which each light guide layer has a multi-layer structure, that is, a two-layer structure or a three-layer structure, as well as a change in their stacking order or material composition. The plurality of semiconductor light emitting elements can be different from each other.
続いて、この実施の形態例における第1の半導体発光素子の各光ガイド層の構成によってもたらされる、素子の発光特性の制御の例について、表1を参照して説明する。
表1は、中心波長780nmの発光波長帯の光発振を目的とするAlGaAs系の半導体発光素子に関して、特許文献1に記載の構成による従来の半導体発光素子Aと、一般の単波長発光素子である従来の半導体発光素子Bと、本発明による半導体発光装置の実施例における半導体発光素子すなわち第1の半導体発光素子2との、発光特性に関する比較の結果を示している。
Next, an example of the control of the light emission characteristics of the element caused by the configuration of each light guide layer of the first semiconductor light emitting element in this embodiment will be described with reference to Table 1.
Table 1 shows a conventional semiconductor light-emitting element A having a configuration described in Patent Document 1 and a general single-wavelength light-emitting element with respect to an AlGaAs-based semiconductor light-emitting element for light oscillation in a light emission wavelength band having a central wavelength of 780 nm. The comparison result regarding the light emission characteristic of the conventional semiconductor light emitting element B and the semiconductor light emitting element, ie, the 1st semiconductor
ここで、Δnは活性層とその周辺との水平方向の実効屈折率差であり、θ⊥及びθ//は発振光のFFP(Far Field Pattern)の垂直放射角及び水平放射角である。
Δnの値は、これが大きくなりすぎると、活性層周辺の光密度が高くなりすぎて素子の劣化が助長されてしまう。ここでは、Δnの値は0.002〜0.006の間に収めることが望ましいとしている。
一方、θ⊥及びθ//の値は、これが大きくなりすぎると半導体発光装置を光デバイスとして実用する場合に、他の光学系例えばレンズとのカップリングがとれなくなり、光の利用効率が低下してしまう。ここでは、θ⊥は20°以下、θ//は10°以下に収めることが望ましいとしている。
Here, Δn is the effective refractive index difference in the horizontal direction between the active layer and its periphery, and θ⊥ and θ // are the vertical radiation angle and horizontal radiation angle of the FFP (Far Field Pattern) of the oscillation light.
If the value of Δn is too large, the light density around the active layer becomes too high, and the deterioration of the device is promoted. Here, it is desirable that the value of Δn be within a range of 0.002 to 0.006.
On the other hand, if the values of θ⊥ and θ // are too large, when the semiconductor light emitting device is put into practical use as an optical device, it becomes impossible to couple with other optical systems such as lenses, and the light use efficiency decreases. End up. Here, it is desirable that θ⊥ be 20 ° or less and θ // be 10 ° or less.
表1において、従来の半導体発光素子Aすなわち特許文献1に記載の半導体発光素子に関する結果においては、Δn、θ⊥及びθ//のいずれの値についても大きくなっており、構成の一部の変更等の修正によって、光学的設計を伴う実用に適したものとすることは難しいと考えられる。
また、従来の半導体発光素子Bによれば、θ⊥の値を好適な範囲に抑えられていない。
これに対し、本発明による半導体発光装置を構成する半導体発光素子では、特に第1導電型クラッド層中に光ガイド層を形成し、更にその厚さや活性層との距離等を制御することによって、Δnとθ⊥及びθ//の各値を全て所望の範囲に収める結果が得られたと考えられる。
In Table 1, in the results relating to the conventional semiconductor light emitting device A, that is, the semiconductor light emitting device described in Patent Document 1, all the values of Δn, θ⊥, and θ // are large, and a part of the configuration is changed. It is considered difficult to make it suitable for practical use with an optical design by correcting the above.
Further, according to the conventional semiconductor light emitting device B, the value of θ⊥ is not suppressed within a suitable range.
On the other hand, in the semiconductor light emitting element constituting the semiconductor light emitting device according to the present invention, in particular, by forming the light guide layer in the first conductivity type cladding layer and further controlling the thickness, the distance from the active layer, etc. It is considered that the result of keeping all the values of Δn, θ⊥ and θ // within a desired range was obtained.
なお、以上の説明における厚さや層間距離の選定値は、素子のスケール及びサイズ、或いは装置に求められる発光波長帯や出力等の要求スペックによって変化し得る。 The selected values of thickness and interlayer distance in the above description can vary depending on the scale and size of the element, or the required specifications such as the emission wavelength band and output required for the apparatus.
次に、本発明による半導体発光装置の製造方法の例として、第1の半導体発光素子と第2の半導体発光素子とを有する半導体発光装置の製造方法の実施の形態例について、図2〜図4を参照して説明する。
この実施の形態例は、本発明による半導体発光装置を構成する複数の半導体発光素子を、発光波長帯が互いに異なる2つのインデックスガイド型レーザ素子とした場合の例である。
Next, as an example of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a first semiconductor light emitting element and a second semiconductor light emitting element will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG.
This embodiment is an example in which a plurality of semiconductor light emitting elements constituting the semiconductor light emitting device according to the present invention are two index guide laser elements having different emission wavelength bands.
まず、発光波長帯が互いに異なる複数(この例では2つ)の半導体発光素子を形成する共通の基板となる、第1導電型(例えばn型)のGaAsによる基体4を用意する。
そして、図示しないが、基体4に全面的に第1の積層半導体層を形成し、これを図2Aに示すように第1の積層半導体層8aを残して他部をエッチオフする。
すなわち、例えば、第1導電型のAl0.3GaAsによる光ガイド層22を有する第1導電型のAl0.47GaAsによる第1の第1導電型クラッド層21と、Al0.1GaAsとAl0.3GaAsとの多重量子井戸(MQW)構造による第1の活性層23と、Al0.6GaAsによるエッチングストップ層25と第2導電型(例えばp型)のAl0.3GaAsによる光ガイド層26とを有する第2導電型のAl0.47GaAsによる第1の第2導電型クラッド層24と、第2導電型のGaAsからなるコンタクト層27とを、第1の積層半導体層8aとして順次例えばエピタキシャル成長によって積層形成する。その後、この積層半導体層8aをパターンエッチングして第1の半導体発光素子の形成部以外をエッチオフし、図2Aに示すように第1の積層半導体層8aを形成する。
First, a base 4 made of GaAs of the first conductivity type (for example, n-type) is prepared as a common substrate on which a plurality of (two in this example) semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands are formed.
Then, although not shown, a first laminated semiconductor layer is formed on the entire surface of the substrate 4, and the other portions are etched off while leaving the first
That is, for example, the first conductivity
次に、基体4に、第2の半導体発光素子となる第2の積層半導体層8bを積層する。そして、図2Bに示すように、第1の積層半導体層8aを表出させ、かつ第2の積層半導体層8bを残すようにエッチオフする。
すなわち、例えば、第1の半導体発光素子8a形成後に残った基体4の表面に、第1導電型の(Al0.7Ga)0.52InPによる第2の第1導電型クラッド層31と、第1導電型例えばn型のGaInPと(Al0.7Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による光ガイド層32と、GaInPと(Al0.45Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による第2の活性層33と、第2導電型のGaInPと(Al0.7Ga)0.52InPとの多重量子井戸(MQW)構造による光ガイド層36と、第2導電型の(Al0.7Ga)0.52InPによる第2の第2導電型クラッド層34と、第2導電型のGaAsからなるコンタクト層37を、積層半導体層8bとして順次例えばエピタキシャル成長によって積層形成する。
その後、コンタクト層37の活性層33とは反対側すなわち上面の第2の半導体発光素子を形成する範囲を例えばエッチングマスク層(図示せず)によって保護する。そして、エッチングマスク層形成部及び第1の積層半導体層8a以外の積層半導体層をエッチング除去するエッチオフを行う。このようにして、図2Bに示すように、第1の積層半導体層8a及び第2の積層半導体層8bのみを残して形成する。
Next, a second laminated semiconductor layer 8b to be a second semiconductor light emitting element is laminated on the base 4. Then, as shown in FIG. 2B, the first
That is, for example, on the surface of the base 4 remaining after the formation of the first semiconductor
Thereafter, the area of the contact layer 37 opposite to the active layer 33, that is, the area where the second semiconductor light emitting element on the upper surface is formed is protected by, for example, an etching mask layer (not shown). Then, etch-off is performed to etch away the stacked semiconductor layers other than the etching mask layer forming portion and the first stacked
続いて、図3Aに示すように、第2の積層半導体層8bを構成するコンタクト層37の、活性層33とは反対側すなわちこの例においては上面の例えば中央部にエッチングマスク層(図示せず)を形成し、コンタクト層37から光ガイド層36に至り、第2の活性層33に至らない深さの選択的エッチングを行って、最終的に形成される第2の半導体発光素子3における主たる電流通路を構成するストライプ状リッジ9bを形成して、第2の素子主要部38を得る。
その後、図3Bに示すように、同様に第1の積層半導体層8aを構成するコンタクト層27の、活性層23とは反対側すなわちこの例においては上面の例えば中央部にエッチングマスク層(図示せず)を形成し、コンタクト層27から光ガイド層26に至り、第1の活性層23に至らない深さの選択的エッチングを行って、最終的に形成される第1の半導体発光素子2の主たる電流通路を構成するストライプ状リッジ9aを形成して、第1の素子主要部28を得る。このようにして、第1及び第2の素子主要部28及び38を形成する主要部形成工程を行う。
この実施の形態例においては、主要部形成工程を上述のように行うことから、発光波長帯が互いに異なる複数の半導体発光素子の主要部を形成する主要部形成工程は、本発明による半導体発光装置1を構成する複数の半導体発光素子の数と同じ工程数行うものである。
Subsequently, as shown in FIG. 3A, an etching mask layer (not shown) is formed on the contact layer 37 constituting the second stacked semiconductor layer 8b on the side opposite to the active layer 33, that is, in the center of the upper surface in this example, for example. The second semiconductor light emitting element 3 finally formed is selectively etched by a depth that does not reach the second active layer 33 from the contact layer 37 to the light guide layer 36. A stripe-shaped ridge 9b constituting a current path is formed to obtain the second element
Thereafter, as shown in FIG. 3B, an etching mask layer (not shown) is formed on the
In this embodiment, since the main part forming step is performed as described above, the main part forming step of forming the main parts of the plurality of semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands is performed by the semiconductor light emitting device according to the present invention. The number of steps is the same as the number of the plurality of semiconductor light emitting elements constituting one.
続いて、図4Aに示すように、第1及び第2の素子主要部28及び38の上面に、例えばAlInPによる同一組成の埋込層29及び39を、例えばエピタキシャル成長によって全面的に形成する。そして、コンタクト層27及び37の上面の埋込層、すなわち埋込層29及び39の所定の一部を選択的に除去する。その後、図4Bに示すように、基体4の裏面に例えばAu/Ge/Ni/Auの多層金属膜による電極5をオーミックに被着形成し、コンタクト層27及び37の上面に例えばAu/Pt/Tiの多層金属膜による電極6a及び6bをそれぞれオーミックに被着形成する。このようにして、各素子における主たる電流通路を規定する埋込層を形成する埋込層形成工程を行い、図1に示す、本発明による半導体発光装置1を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 4A, buried
この半導体発光装置の製造方法の実施の形態例において、第1の半導体発光素子2の形成においては、光ガイド層26の他に別途エッチングストップ層25を形成し、このエッチングストップ層25によって、主要部形成工程におけるエッチングの深さを規定する構成とした。これに対し、第2の半導体発光素子3の形成においては、光ガイド層36がエッチングの深さを規制する役割を果たし、エッチングが少なくとも第2の活性層33に至らないように規定する構成とした。
In the embodiment of the method for manufacturing the semiconductor light emitting device, in forming the first semiconductor
また、第1の半導体発光素子2の形成において、エッチングストップ層25を光ガイド層として好適な特性を有する材料によって構成することもできる。この場合、エッチングストップ層は主要部形成工程におけるエッチングの深さを規制する役割を担うだけでなく、活性層からの発振光の発光点及び発光分布を引き寄せる等の作用をなすものである。したがってこの場合、エッチングストップ層自体が、ある程度活性層からの光を吸収できるような屈折率を有していることが望ましい。
In the formation of the first semiconductor
上述のように、本発明による半導体発光装置の製造方法においては、光ガイド層22、26、32、36の各層は、例えば各光ガイド層を多層構造すなわち2層構造或いは3層構造とする構成のほか、活性層からの距離や各ガイド層の組成構造としての構成、或いは積層順序としての構成等を変化させて、複数の半導体発光素子間で互いに異なる構成とすることができる。そして、これにより、エッチングの態様を制御することができるものである。すなわち、各半導体発光素子に関して、必ずしも光ガイド層とは別にエッチングストップ層が設けられなくとも良い。 As described above, in the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, each of the light guide layers 22, 26, 32, and 36 has, for example, a structure in which each light guide layer has a multilayer structure, that is, a two-layer structure or a three-layer structure. In addition, by changing the distance from the active layer, the composition structure of each guide layer, the structure as the stacking order, and the like, the semiconductor light emitting elements can have different structures. Thus, the etching mode can be controlled. That is, for each semiconductor light emitting element, an etching stop layer is not necessarily provided separately from the light guide layer.
以上、本発明による半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法の実施の形態例について説明したが、本発明による半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法は、この実施の形態例に限られるものでないことは言うまでもない。 Although the embodiments of the semiconductor light emitting device and the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the present invention have been described above, the semiconductor light emitting device and the method for manufacturing the semiconductor light emitting device according to the present invention are not limited to this embodiment. Needless to say.
例えば、上述の実施の形態例においては、本発明による半導体発光装置の製造方法の例として、発光波長が互いに異なる2つの半導体発光素子からなる2波長半導体発光装置の製造方法を例として説明したが、上述の本発明による半導体発光装置の製造方法によれば、上述の主要部形成工程と埋込層形成工程とにより、3つ或いはそれ以上の複数の半導体発光素子から成る多波長半導体発光装置を製造することができるものである。
すなわち、本発明による半導体発光装置は、発光波長が互いに異なる2つの半導体発光素子からなる構成に限られるものではなく、3つ以上の半導体発光素子からなる多波長半導体発光装置とすることができる。
For example, in the above-described embodiment, as an example of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, a method for manufacturing a two-wavelength semiconductor light emitting device composed of two semiconductor light emitting elements having different emission wavelengths has been described. According to the above-described method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, a multi-wavelength semiconductor light emitting device composed of a plurality of three or more semiconductor light emitting elements is formed by the main part forming step and the buried layer forming step. It can be manufactured.
That is, the semiconductor light-emitting device according to the present invention is not limited to the configuration composed of two semiconductor light-emitting elements having different emission wavelengths, and can be a multi-wavelength semiconductor light-emitting device composed of three or more semiconductor light-emitting elements.
また、上述の実施の形態例においては、第1導電型をn型、第2導電型をp型としたが、両者を逆導電型とすることもできる。
また、本発明による半導体発光装置は、所謂パルセーションレーザにも適用できるものであり、各素子は必要に応じてバッファ層を有する構成とすることもできる。
そして、本発明による半導体発光装置は、複数の素子が基体の異なる一主面に形成された構成とすることができる。
In the above-described embodiment, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type, but both may be opposite conductivity types.
The semiconductor light emitting device according to the present invention can also be applied to a so-called pulsation laser, and each element can also be configured to have a buffer layer as required.
And the semiconductor light-emitting device by this invention can be set as the structure by which the several element was formed in one main surface from which a base | substrate differs.
また、本発明による半導体発光装置の製造方法において、上述の実施の形態例では第2の半導体発光素子3のストライプ状リッジ9bの形成を、第1の半導体発光素子2のストライプ状リッジ9aの形成に先立って行ったが、両者の工程順序を逆とすることもできる。
そして、本発明による半導体発光装置の製造方法によれば、多数の半導体発光素子を同時に形成し、これを分断することによって複数例えば2つの半導体発光素子を有する半導体発光装置を複数製造することもできるほか、半導体集積回路を構成することもできるなど、種々の変形、変更をなされ得ることは言うまでもない。
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the stripe ridge 9b of the second semiconductor light emitting element 3 is formed in the above-described embodiment, and the stripe ridge 9a of the first semiconductor
According to the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention, a plurality of semiconductor light-emitting devices having a plurality of, for example, two semiconductor light-emitting elements can be manufactured by simultaneously forming a large number of semiconductor light-emitting elements and dividing them. In addition, it goes without saying that various modifications and changes can be made, such as a semiconductor integrated circuit.
1・・・半導体発光装置、2・・・第1の半導体発光素子、3・・・第2の半導体発光素子、4・・・基体(基板)、5・・・電極、6a・・・電極、6b・・・電極、8a・・・積層半導体層、8b・・・積層半導体層、9a・・・リッジ(ストライプ)、9b・・・リッジ(ストライプ)、21・・・第1の第1導電型クラッド層、22・・・光ガイド層、23・・・第1の活性層、24・・・第1の第2導電型クラッド層、25・・・エッチングストップ層、26・・・光ガイド層、27・・・コンタクト層、28・・・第1の素子主要部、29・・・埋込層、31・・・第2の第1導電型クラッド層、32・・・光ガイド層、33・・・第2の活性層、34・・・第2の第2導電型クラッド層、36・・・光ガイド層、37・・・コンタクト層、38・・・第2の素子主要部、39・・・埋込層、101・・・インデックスガイド型レーザ素子、104・・・基体(基板)、105・・・電極、106・・・電極、121・・・第1導電型クラッド層、123・・・活性層、125・・・エッチングストップ層、127・・・コンタクト層、128・・・素子主要部、129・・・埋込層、201・・・ゲインガイドレーザ、204・・・基体(基板)、205・・・電極、206・・・電極207・・・絶縁層、221・・・第1導電型クラッド層、223・・・活性層、224・・・第2導電型クラッド層、228・・・素子主要部、301・・・従来の半導体発光装置、302・・・第1の半導体発光素子、303・・・第2の半導体発光素子、304・・・基体(基板)、305・・・電極、306a・・・電極、306b・・・電極、321a・・・第1の第1導電型クラッド層、321b・・・第1の第1導電型クラッド層、322a・・・光ガイド層、322b・・・光ガイド層、323・・・第1の活性層、324a・・・第1の第2導電型クラッド層、324b・・・第1の第2導電型クラッド層、325・・・エッチングストップ層、326a・・・光ガイド層、326b・・・光ガイド層、327a・・・コンタクト層、327b・・・コンタクト層、328・・・第1の素子主要部、329・・・埋込層、333・・・第2の活性層、338・・・第2の素子主要部、339・・・埋込層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor light-emitting device, 2 ... 1st semiconductor light-emitting device, 3 ... 2nd semiconductor light-emitting device, 4 ... Base | substrate (board | substrate), 5 ... Electrode, 6a ... Electrode , 6b ... electrodes, 8a ... laminated semiconductor layer, 8b ... laminated semiconductor layer, 9a ... ridge (stripe), 9b ... ridge (stripe), 21 ... first first Conductive cladding layer, 22 ... light guide layer, 23 ... first active layer, 24 ... first second conductive cladding layer, 25 ... etching stop layer, 26 ... light Guide layer, 27 ... contact layer, 28 ... first element main part, 29 ... buried layer, 31 ... second first conductivity type cladding layer, 32 ... light guide layer 33 ... second active layer, 34 ... second second conductivity type cladding layer, 36 ... light guide layer, 37 ... co Tact layer, 38 ... second element main part, 39 ... buried layer, 101 ... index guide type laser element, 104 ... substrate (substrate), 105 ... electrode, 106 ... -Electrode, 121 ... 1st conductivity type cladding layer, 123 ... Active layer, 125 ... Etching stop layer, 127 ... Contact layer, 128 ... Element main part, 129 ... Embedding Layer 201, gain guide laser, 204, substrate (substrate), 205, electrode, 206, electrode 207, insulating layer, 221, first conductivity type cladding layer, 223, ..Active layer, 224... Second conductivity type cladding layer, 228... Element main part, 301... Conventional semiconductor light emitting device, 302. 2 semiconductor light emitting device, 304... Substrate ( Plate), 305 ... electrode, 306a ... electrode, 306b ... electrode, 321a ... first first conductivity type cladding layer, 321b ... first first conductivity type cladding layer, 322a ... light guide layer, 322b ... light guide layer, 323 ... first active layer, 324a ... first second conductivity type cladding layer, 324b ... first second conductivity type Cladding layer, 325 ... Etching stop layer, 326a ... Light guide layer, 326b ... Light guide layer, 327a ... Contact layer, 327b ... Contact layer, 328 ... Main element of first element , 329... Buried layer, 333... Second active layer, 338... Second element main part, 339.
Claims (10)
上記複数の半導体発光素子のそれぞれが、
少なくとも第1導電型クラッド層と、活性層と、第2導電型クラッド層と、光ガイド層とから成る素子主要部と、
上記活性層に対する主たる電流通路を規定する埋込層とを有し、
上記複数の半導体発光素子において、上記埋込層の組成が互いに同一であることを特徴とする半導体発光装置。 A semiconductor light emitting device having at least a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands on a substrate,
Each of the plurality of semiconductor light emitting elements is
An element main portion comprising at least a first conductivity type cladding layer, an active layer, a second conductivity type cladding layer, and a light guide layer;
A buried layer defining a main current path for the active layer,
In the plurality of semiconductor light emitting elements, the composition of the buried layer is the same as each other.
少なくとも、第1導電型クラッド層と、活性層と、第2導電型クラッド層と、光ガイド層とを有する積層半導体層を形成するエピタキシャル成長と、上記第2導電型クラッド層を所望の形状とするエッチングとを上記複数の回数行って、上記複数の各半導体発光素子の各主要部を形成する主要部形成工程と、
上記各主要部に、最終的に得る上記各半導体発光素子における主たる電流通路を規定する埋込層を形成する埋込層形成工程とを有し、
上記埋込層形成工程において、上記複数の半導体発光素子の少なくとも2つ以上の半導体発光素子の主要部に対して、埋込層を同時に形成することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor light emitting device having at least a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission wavelength bands on a substrate,
Epitaxial growth for forming a laminated semiconductor layer having at least a first conductivity type cladding layer, an active layer, a second conductivity type cladding layer, and a light guide layer, and making the second conductivity type cladding layer a desired shape Etching is performed a plurality of times, and a main part forming step of forming each main part of each of the plurality of semiconductor light emitting elements,
An embedded layer forming step for forming an embedded layer that defines a main current path in each of the semiconductor light-emitting elements finally obtained in each of the main parts;
In the buried layer forming step, a buried layer is simultaneously formed on a main part of at least two semiconductor light emitting elements of the plurality of semiconductor light emitting elements.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0738193A (en) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Sony Corp | Semiconductor laser |
JP2000091698A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Victor Co Of Japan Ltd | Semiconductor laser element |
JP2001345514A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Toshiba Corp | Semiconductor laser and its manufacturing method |
JP2002261397A (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Sony Corp | Semiconductor light emission equipment and its manufacturing method |
JP2003023214A (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Sony Corp | Laser diode, optical pickup unit, optical disk unit and optical communication equipment |
JP2004006532A (en) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Toshiba Corp | Semiconductor laser apparatus |
-
2004
- 2004-01-06 JP JP2004001321A patent/JP2005197414A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0738193A (en) * | 1993-07-20 | 1995-02-07 | Sony Corp | Semiconductor laser |
JP2000091698A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Victor Co Of Japan Ltd | Semiconductor laser element |
JP2001345514A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Toshiba Corp | Semiconductor laser and its manufacturing method |
JP2002261397A (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Sony Corp | Semiconductor light emission equipment and its manufacturing method |
JP2003023214A (en) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Sony Corp | Laser diode, optical pickup unit, optical disk unit and optical communication equipment |
JP2004006532A (en) * | 2002-05-31 | 2004-01-08 | Toshiba Corp | Semiconductor laser apparatus |
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