JP2008091769A - Method of manufacturing semiconductor laser element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor laser element, by which an etching removal of unnecessary current inhibition layer formed on a ridge stripe can be easily and certainly carried out and the semiconductor laser element can be designed with a degree of freedom. <P>SOLUTION: A ridge stripe 150 is constituted by: a p-type GaAs top cap layer 111 of a ridge stripe shape; a p-type Al<SB>y</SB>Ga<SB>1-y</SB>As cap etching stop layer 110; a p-type GaAs bottom cap layer 109; and a p-type Al<SB>x</SB>Ga<SB>1-x</SB>As second cladding layer 108. By selectively carrying out the etching removal of unnecessary n-type GaAs current inhibition layer 1160 on the ridge stripe 150 and the p-type GaAs top cap layer 111 with ammonia/hydrogen peroxide based etchant, the etching removal of the p-type Al<SB>y</SB>Ga<SB>1-y</SB>As cap etching stop layer 110 is selectively carried out with hydrofluoric acid. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体レーザ素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser device.

近年、化合物半導体デバイスとして、DVD(デジタル多目的ディスク)、CD(コンパクトディスク)用のピックアップに用いられる半導体レーザ装置の需要は益々拡大しており、特性のばらつきが少なく、信頼性に優れた半導体レーザが要求されている。さらには低コスト化の要求も年々高まっていることから半導体レーザに限らず、半導体デバイスの製造においては良品率の向上が不可欠である。そのためにはプロセスマージンが大きく再現性に優れ簡便で安定したウェハプロセスの開発が必要である。   In recent years, the demand for semiconductor laser devices used as pickups for DVD (digital multipurpose disc) and CD (compact disc) as compound semiconductor devices has been increasing, and semiconductor lasers with less variation in characteristics and excellent reliability. Is required. Furthermore, since the demand for cost reduction is increasing year by year, it is indispensable to improve the yield rate not only in semiconductor lasers but also in the manufacture of semiconductor devices. For this purpose, it is necessary to develop a simple and stable wafer process having a large process margin, excellent reproducibility, and the like.

図3A〜図3Dに、ロスガイド埋め込みリッジ型半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。   3A to 3D are process diagrams of a method for manufacturing a loss guide buried ridge type semiconductor laser device.

上記半導体レーザ素子を製造する場合、まず、図3Aに示すように、有機金属化学気相成長法(MOCVD:metal organic chemical vapor deposition)により、n型GaAs基板301上に、n型GaAsバッファー層302、n型AlGa1−xAs第1クラッド層303、n型AlGa1−xAs第2クラッド層304、ノンドープAlGa1−xAs量子井戸活性層305、p型AlGa1−xAs第1クラッド層306、p型GaAsエッチングストップ層307、p型AlGa1−xAs第2クラッド層308及びp型GaAsキャップ層309をこの順で成長させる。 When manufacturing the semiconductor laser device, first, as shown in FIG. 3A, an n-type GaAs buffer layer 302 is formed on an n-type GaAs substrate 301 by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). N-type Al x Ga 1-x As first cladding layer 303, n-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 304, non-doped Al x Ga 1-x As quantum well active layer 305, p-type Al x Ga The 1-x As first cladding layer 306, the p-type GaAs etching stop layer 307, the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 308, and the p-type GaAs cap layer 309 are grown in this order.

次に、図3Bに示すように、フォトリソグラフィー法などにより、所定領域を覆うマスクパターンを有するレジスト310を形成した後、エッチングで上記所定領域の両側のp型GaAsキャップ層309及びp型AlGa1−xAs第2クラッド層308を除去して、リッジストライプ350を形成する。 Next, as shown in FIG. 3B, after a resist 310 having a mask pattern covering the predetermined region is formed by photolithography or the like, the p-type GaAs cap layer 309 and the p-type Al x on both sides of the predetermined region are etched. The Ga 1-x As second cladding layer 308 is removed, and a ridge stripe 350 is formed.

次に、上記レジスト310を除去した後、図3Cに示すように、リッジストライプ350外に電流が流れないようにn型GaAs電流阻止層311を積層する。   Next, after removing the resist 310, as shown in FIG. 3C, an n-type GaAs current blocking layer 311 is laminated so that no current flows outside the ridge stripe 350.

次に、上記n型GaAs電流阻止層311の積層時に形成されたリッジストライプ350上の不要なn型GaAs電流阻止層311を除去するために、リッジストライプ350上以外の部分にフォトリソグラフィー法でレジスト(図示せず)を形成し、上記不要な電流阻止層311と、を含むp型GaAsキャップ層309の途中までエッチング除去する。   Next, in order to remove the unnecessary n-type GaAs current blocking layer 311 on the ridge stripe 350 formed when the n-type GaAs current blocking layer 311 is stacked, a resist is applied to a portion other than the ridge stripe 350 by photolithography. (Not shown) is formed, and the p-type GaAs cap layer 309 including the unnecessary current blocking layer 311 is removed by etching halfway.

次に、上記レジストを除去した後、図3Dに示すように、p型GaAsキャップ層309及びn型GaAs電流阻止層311上にp側電極312を形成する一方、n型GaAs基板301下にn側電極313を形成する。   Next, after removing the resist, as shown in FIG. 3D, a p-side electrode 312 is formed on the p-type GaAs cap layer 309 and the n-type GaAs current blocking layer 311, while n is formed under the n-type GaAs substrate 301. Side electrodes 313 are formed.

このようなリッジストライプ構造を電流阻止層などで埋め込む半導体レーザ素子では、リッジストライプ上に本来不必要な電流阻止層が積層されてしまうため、これを除去する必要がある。   In a semiconductor laser device in which such a ridge stripe structure is embedded with a current blocking layer or the like, an originally unnecessary current blocking layer is stacked on the ridge stripe, and thus it is necessary to remove it.

上記リッジストライプ上に電流阻止層が残ればリッジストライプに電流が流れず、発振不良になる。また、上記リッジストライプ上の電流阻止層だけでなく、この電流阻止層下のp型キャップ層も除去されてしまうと、電極とのコンタクトが取れなくなってしまうなどの不具合が発生する。   If a current blocking layer remains on the ridge stripe, no current flows through the ridge stripe, resulting in oscillation failure. If not only the current blocking layer on the ridge stripe but also the p-type cap layer under the current blocking layer is removed, problems such as failure to contact the electrode occur.

上記リッジストライプ上の不要な電流阻止層の除去は電流阻止層を含めてp型GaAsキャップ層の途中で止めるのが理想的である。上記不要な電流阻止層をエッチング除去する方法としては、ドライエッチングによる方法と、ウェットエッチングによる方法とがある。   The removal of the unnecessary current blocking layer on the ridge stripe is ideally stopped in the middle of the p-type GaAs cap layer including the current blocking layer. As a method for removing the unnecessary current blocking layer by etching, there are a dry etching method and a wet etching method.

上記ドライエッチングで不要な電流阻止層を除去する場合、結晶へのダメージの影響とエッチング後の形状に問題がある。また、上記リッジストライプの両側の電流阻止層の層厚が厚い場合、リッジストライプ上の不要な電流阻止層は山型の形状をしており、等方性で進むドライエッチングをすると山型をそのまま反映した形状となるため、p型GaAsキャップ層の両脇が大きく窪んだ状態となってしまう。この窪みのため、p側電極が途切れたり、レーザチップを素子化する場合、窪みの影響で活性層へ歪が加わり信頼性に影響を与えてしまう可能性がある。   When the unnecessary current blocking layer is removed by the dry etching, there is a problem in the influence of damage to the crystal and the shape after etching. In addition, when the current blocking layer on both sides of the ridge stripe is thick, the unnecessary current blocking layer on the ridge stripe has a mountain shape, and when the dry etching isotropically progresses, the mountain shape remains as it is. Since the shape is reflected, both sides of the p-type GaAs cap layer are greatly depressed. Due to this depression, when the p-side electrode is interrupted or a laser chip is formed as an element, there is a possibility that distortion is applied to the active layer due to the depression and the reliability is affected.

一方、上記ウェットエッチングで不要な電流阻止層を除去する場合、ドライエッチングと違い、結晶へのダメージが無く、エッチャントの種類を選べば等方性や異方性エッチングが比較的容易である。また、上記ウェットエッチングの場合、エッチング材料に対して選択性エッチングも可能なので扱いやすい。   On the other hand, when the unnecessary current blocking layer is removed by the wet etching, there is no damage to the crystal unlike dry etching, and isotropic and anisotropic etching is relatively easy if the type of etchant is selected. In addition, the wet etching is easy to handle because it can be selectively etched with respect to the etching material.

しかしながら、上記リッジストライプの両側の電流阻止層の層厚が厚い場合、不要部のエッチング量も増加するため、p型GaAsキャップ層の途中でウェットエッチングを止めるのは容易でない。上記ウェットエッチングでは、エッチャントのエッチングレートばらつきでp型GaAsキャップ層のオーバーエッチングや、不要層残りであるアンダーエッチングが発生する可能性があり、常に安定したプロセスにはなっていない。   However, when the thickness of the current blocking layer on both sides of the ridge stripe is large, the etching amount of unnecessary portions also increases, so it is not easy to stop wet etching in the middle of the p-type GaAs cap layer. In the wet etching, overetching of the p-type GaAs cap layer and underetching, which is an unnecessary layer remaining, may occur due to the etching rate variation of the etchant, which is not always a stable process.

また、特開2004−303897号公報においてはリッジストライプ上の電流阻止層除去を容易に行うため電流阻止層の厚みの範囲を規定して、リッジストライプ上に積層される電流阻止層の形状を特定の形になるようにしているが、厚みが規定されているため設計上の自由度がなくなってしまう。
特開2004−303897号公報
In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303897, the current blocking layer on the ridge stripe is specified by defining the range of the thickness of the current blocking layer in order to easily remove the current blocking layer on the ridge stripe. However, since the thickness is defined, the degree of freedom in design is lost.
JP 2004-303897 A

そこで、本発明の課題は、リッジストライプ上に形成された不要な電流阻止層を容易且つ確実にエッチング除去できて、半導体レーザ素子の設計上の自由度がある半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device that can easily and reliably etch away an unnecessary current blocking layer formed on a ridge stripe and has a degree of freedom in designing the semiconductor laser device. There is.

上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、
基板上に半導体層群を形成する工程と、
上記半導体層群上に、下キャップ層、キャップエッチングストップ層及び上キャップ層を順次形成する工程と、
上記下キャップ層、キャップエッチングストップ層及び上キャップ層をリッジストライプ形状に加工して、リッジストライプを形成する工程と、
上記リッジストライプ形状の下キャップ層、キャップエッチングストップ層及び上キャップ層の両側に電流阻止層を形成する工程と、
上記リッジストライプ形状の上キャップ層を第1のエッチャントで除去した後、上記リッジストライプ形状のキャップエッチングストップ層を第2のエッチャントで除去する工程と
を備え、
上記キャップエッチングストップ層の材料組成は、上記上キャップ層及び下キャップ層の材料組成と異なり、
上記キャップエッチングストップ層と上記上キャップ層とは互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であり、
上記キャップエッチングストップ層と上記下キャップ層とは互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention includes:
Forming a semiconductor layer group on the substrate;
A step of sequentially forming a lower cap layer, a cap etching stop layer and an upper cap layer on the semiconductor layer group;
Processing the lower cap layer, the cap etching stop layer and the upper cap layer into a ridge stripe shape to form a ridge stripe;
Forming a current blocking layer on both sides of the ridge stripe-shaped lower cap layer, cap etching stop layer and upper cap layer;
Removing the ridge stripe-shaped upper cap layer with a first etchant and then removing the ridge stripe-shaped cap etching stop layer with a second etchant;
The material composition of the cap etching stop layer is different from the material composition of the upper cap layer and the lower cap layer,
The cap etching stop layer and the upper cap layer have a material composition that can be selectively removed by wet etching,
The cap etching stop layer and the lower cap layer have a material composition that can be selectively removed by wet etching.

上記構成の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記キャップエッチングストップ層と上キャップ層とが互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であるので、リッジストライプ形状のキャップエッチングストップ層を除去することなく、リッジストライプ形状の上キャップ層を第1のエッチャントで除去できる。   According to the method of manufacturing a semiconductor laser device having the above configuration, since the cap etching stop layer and the upper cap layer can be selectively removed by wet etching, the ridge stripe-shaped cap etching stop layer is removed. Without this, the upper cap layer of the ridge stripe shape can be removed with the first etchant.

また、上記キャップエッチングストップ層と下キャップ層とが互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であるので、リッジストライプ形状の下キャップ層を除去することなく、リッジストライプ形状のキャップエッチングストップ層を第2のエッチャントで除去できる。   In addition, since the cap etching stop layer and the lower cap layer have a material composition that can be selectively removed by wet etching, the ridge stripe-shaped cap etching stop layer can be obtained without removing the ridge stripe-shaped lower cap layer. Can be removed with a second etchant.

したがって、上記リッジストライプに対するウェットエッチングを下キャップ層で容易且つ確実に止めることができる。   Therefore, the wet etching for the ridge stripe can be easily and reliably stopped by the lower cap layer.

したがって、上記リッジストライプ上の不要な電流阻止層をオーバーエッチングやアンダーエッチングを発生させずに容易且つ確実にエッチング除去できる。   Therefore, the unnecessary current blocking layer on the ridge stripe can be easily and reliably removed without over-etching or under-etching.

また、上記電流阻止層の厚みを規定しなくてもよいので、半導体レーザ素子の設計上の自由度がある。   Further, since it is not necessary to define the thickness of the current blocking layer, there is a degree of freedom in designing the semiconductor laser element.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記第2のエッチャントに対する上記キャップエッチングストップ層のエッチング速度が、上記第2のエッチャントに対する上記電流阻止層のエッチング速度よりも速くなる材料組成で、上記キャップエッチングストップ層を構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The cap etching stop layer is configured with a material composition in which the etching rate of the cap etching stop layer with respect to the second etchant is higher than the etching rate of the current blocking layer with respect to the second etchant.

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記キャップエッチングストップ層は電流阻止層よりもエッチング速度が速い材料組成比になっているので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによる電流阻止層への影響を少なくすることができる。   According to the method of manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the cap etching stop layer has a material composition ratio that is higher than that of the current blocking layer, so that the cap etching stop layer is etched with the second etchant. In this case, the influence on the current blocking layer due to the penetration of the second etchant can be reduced.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記半導体層群はクラッド層を含んでいて、
上記第2のエッチャントに対する上記キャップエッチングストップ層のエッチング速度が、上記第2のエッチャントに対する上記クラッド層のエッチング速度よりも速くなる材料組成で、上記キャップエッチングストップ層を構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The semiconductor layer group includes a cladding layer,
The cap etching stop layer is configured with a material composition in which the etching rate of the cap etching stop layer with respect to the second etchant is higher than the etching rate of the cladding layer with respect to the second etchant.

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記キャップエッチングストップ層はクラッド層よりもエッチング速度が速い材料組成比になっているので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによるクラッド層への影響を少なくすることができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the above embodiment, since the cap etching stop layer has a material composition ratio that is higher in etching rate than the cladding layer, the cap etching stop layer is etched with the second etchant. In addition, the influence on the cladding layer due to the penetration of the second etchant can be reduced.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記電流阻止層をAlGa1−xAs(x=0〜0.7)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層をAlGa1−yAs(x<y)で構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The current blocking layer is made of Al x Ga 1-x As (x = 0 to 0.7), and the cap etching stop layer is made of Al y Ga 1-y As (x <y).

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記電流阻止層をAlGa1−xAs(x=0〜0.7)で構成し、且つ、キャップエッチングストップ層をAlGa1−yAs(x<y)で構成するので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによる電流阻止層への影響を少なくすることができる。 According to the method for manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the current blocking layer is made of Al x Ga 1-x As (x = 0 to 0.7), and the cap etching stop layer is made of Al y Ga 1. Since it is configured by −y As (x <y), when the cap etching stop layer is etched with the second etchant, the influence on the current blocking layer due to the penetration of the second etchant can be reduced.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記クラッド層をAlGa1−xAs(x=0.4〜0.6)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層をAlGa1−yAs(x<y)で構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The cladding layer is made of Al x Ga 1-x As (x = 0.4 to 0.6), and the cap etching stop layer is made of Al y Ga 1-y As (x <y).

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記クラッド層をAlGa1−xAs(x=0.4〜0.6)で構成し、且つ、キャップエッチングストップ層をAlGa1−yAs(x<y)で構成するので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによるクラッド層への影響を少なくすることができる。 According to the method for manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the cladding layer is made of Al x Ga 1-x As (x = 0.4 to 0.6), and the cap etching stop layer is made of Al y Ga. Since it is composed of 1-y As (x <y), when the cap etching stop layer is etched with the second etchant, the influence on the cladding layer due to the penetration of the second etchant can be reduced.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記電流阻止層を(AlGa1−x0.5In0.5P(x<1)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(x<y)で構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The current blocking layer is composed of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P (x <1), and the cap etching stop layer is (Al y Ga 1-y ) 0.5 In It is composed of 0.5 P (x <y).

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記電流阻止層を(AlGa1−x0.5In0.5P(x<1)で構成し、且つ、キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(x<y)で構成するので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによる電流阻止層への影響を少なくすることができる。 According to the method for manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the current blocking layer is made of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P (x <1), and the cap etching stop layer is formed. Is made of (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P (x <y), when the cap etching stop layer is etched with the second etchant, the current due to the penetration of the second etchant The influence on the blocking layer can be reduced.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記電流阻止層をGaAsで構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(y<1)で構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
Constitute the current blocking layer in GaAs, and constitute the cap etch stop layer (Al y Ga 1-y) 0.5 In 0.5 P (y <1).

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記電流阻止層をGaAsで構成し、且つ、キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(y<1)で構成するので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによる電流阻止層への影響を少なくすることができる。 According to the method of manufacturing the semiconductor laser device of the above embodiment, the current blocking layer is made of GaAs, and the cap etching stop layer is (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P (y < 1), when the cap etching stop layer is etched with the second etchant, the influence on the current blocking layer due to the penetration of the second etchant can be reduced.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記クラッド層を(AlGa1−x0.5In0.5P(x=0.5〜0.8)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(x<y)で構成する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The cladding layer is composed of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P (x = 0.5 to 0.8), and the cap etching stop layer is (Al y Ga 1-y). ) 0.5 In 0.5 P (x <y).

上記実施形態の半導体レーザ素子の製造方法によれば、上記クラッド層を(AlGa1−x0.5In0.5P(x=0.5〜0.8)で構成し、且つ、キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(x<y)で構成するので、キャップエッチングストップ層を第2のエッチャントでエッチングする場合に、第2のエッチャントの染み込みによるクラッド層への影響を少なくすることができる。 According to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the above embodiment, the cladding layer is made of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P (x = 0.5 to 0.8), and Since the cap etching stop layer is composed of (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P (x <y), the second etching layer is used when the cap etching stop layer is etched with the second etchant. It is possible to reduce the influence of the etchant soaking on the cladding layer.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記キャップエッチングストップ層をAlGa1−xAs系材料で構成し、
上記上キャップ層及び下キャップ層をGaAsで構成し、
上記第1のエッチャントとしてアンモニア系エッチャントを使用し、
上記第2のエッチャントとしてフッ化水素酸を使用する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The cap etching stop layer is made of an Al x Ga 1-x As material,
The upper cap layer and the lower cap layer are made of GaAs,
Using an ammonia-based etchant as the first etchant,
Hydrofluoric acid is used as the second etchant.

一実施形態の半導体レーザ素子の製造方法では、
上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−x0.5In0.5P系材料で構成し、
上記上キャップ層及び下キャップ層をGaAsで構成し、
上記第1のエッチャントとしてアンモニア系エッチャントを使用し、
上記第2のエッチャントとしてリン酸を使用する。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device of one embodiment,
The cap etching stop layer is made of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P-based material,
The upper cap layer and the lower cap layer are made of GaAs,
Using an ammonia-based etchant as the first etchant,
Phosphoric acid is used as the second etchant.

本発明の半導体レーザ素子の製造方法によれば、キャップエッチングストップ層と上キャップ層とが互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であり、キャップエッチングストップ層と下キャップ層とが互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であるので、リッジストライプに対するウェットエッチングを下キャップ層で容易且つ確実に止めることができる。   According to the semiconductor laser device manufacturing method of the present invention, the cap etching stop layer and the upper cap layer have a material composition that can be selectively removed by wet etching, and the cap etching stop layer and the lower cap layer are selected from each other. Since the material composition can be removed by wet etching, wet etching on the ridge stripe can be easily and reliably stopped by the lower cap layer.

したがって、上記リッジストライプ上の不要な電流阻止層をオーバーエッチングやアンダーエッチングを発生させずに容易且つ確実にエッチング除去できる。   Therefore, the unnecessary current blocking layer on the ridge stripe can be easily and reliably removed without over-etching or under-etching.

また、上記リッジストライプ上の不要な電流阻止層をオーバーエッチングやアンダーエッチングを発生させずに容易且つ確実にエッチング除去できるので、再現良く安定的に半導体レーザの製造が可能である。   In addition, the unnecessary current blocking layer on the ridge stripe can be easily and reliably removed without over-etching or under-etching, so that a semiconductor laser can be manufactured with good reproducibility and stability.

また、上記電流阻止層の厚みを規定しなくてもよいので、半導体レーザ素子の設計上の自由度がある。   Further, since it is not necessary to define the thickness of the current blocking layer, there is a degree of freedom in designing the semiconductor laser element.

以下、本発明の半導体レーザ素子の製造方法を図示の実施形態により詳細に説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments.

(第1実施形態)
図1A〜図1Fに、本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。この製造方法では半導体レーザ素子をAlGaAs系材料で構成する。
(First embodiment)
1A to 1F show process drawings of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. In this manufacturing method, the semiconductor laser element is made of an AlGaAs material.

上記半導体レーザ素子の製造方法では、まず、図1Aに示すように、有機金属化学気相成長法により、n型GaAs基板101上に、n型GaAsバッファー層102(層厚0.5μm)、n型AlGa1−xAs第1クラッド層103(x=0.485、層厚1.5μm)、n型AlGa1−xAs第2クラッド層104(x=0.550、層厚0.2μm)、ノンドープAlGa1−xAs量子井戸活性層105、p型AlGa1−xAs第1クラッド層106(x=0.550、層厚0.1μm)、p型GaAsエッチングストップ層107(層厚26Å)、p型AlGa1−xAs第2クラッド層1108(x=0.550、層厚1.0μm)、p型GaAs下キャップ層1109(層厚0.4μm)、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層1110(y=0.700、層厚0.1μm)、p型GaAs上キャップ層1111(層厚0.4μm)を順に成長させる。このn型GaAsバッファー層102、n型AlGa1−xAs第1クラッド層103、n型AlGa1−xAs第2クラッド層104、…及びp型AlGa1−xAs第2クラッド層1108が半導体層群の一例を構成している。 In the method of manufacturing the semiconductor laser device, first, as shown in FIG. 1A, an n-type GaAs buffer layer 102 (layer thickness 0.5 μm), n, and n are formed on an n-type GaAs substrate 101 by metal organic chemical vapor deposition. Type Al x Ga 1-x As first cladding layer 103 (x = 0.485, layer thickness 1.5 μm), n-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 104 (x = 0.550, layer thickness) 0.2 μm), non-doped Al x Ga 1-x As quantum well active layer 105, p-type Al x Ga 1-x As first cladding layer 106 (x = 0.550, layer thickness 0.1 μm), p-type GaAs Etching stop layer 107 (layer thickness 26 mm), p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 1108 (x = 0.550, layer thickness 1.0 μm), p-type GaAs lower cap layer 1109 (layer thickness 0. 4μm), p-type A y Ga 1-y As cap etch stop layer 1110 (y = 0.700, thickness 0.1 [mu] m), is grown p-type GaAs on the cap layer 1111 (thickness 0.4 .mu.m) sequentially. The n-type GaAs buffer layer 102, the n-type Al x Ga 1-x As first cladding layer 103, the n-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 104, and the p-type Al x Ga 1-x As second The two cladding layers 1108 constitute an example of a semiconductor layer group.

次に、図1Bに示すように、フォトリソグラフィー法などにより所定領域を覆うマスクパターンを有するレジスト112を形成した後、エッチングで上記所定領域の両側のp型GaAs上キャップ層1111、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層1110、p型GaAs下キャップ層1109及びp型AlGa1−xAs第2クラッド層1108をエッチングで除去して、リッジストライプ150を形成する。 Next, as shown in FIG. 1B, after a resist 112 having a mask pattern covering a predetermined region is formed by photolithography or the like, p-type GaAs upper cap layer 1111 and p-type Al y on both sides of the predetermined region are etched. The Ga 1-y As cap etching stop layer 1110, the p-type GaAs lower cap layer 1109, and the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 1108 are removed by etching to form a ridge stripe 150.

上記リッジストライプ150は、リッジストライプ形状のp型GaAs上キャップ層111、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110、p型GaAs下キャップ層109及びp型AlGa1−xAs第2クラッド層108で構成されている。 The ridge stripe 150 includes a ridge stripe-shaped p-type GaAs upper cap layer 111, a p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110, a p-type GaAs lower cap layer 109, and a p-type Al x Ga 1-x As. The second clad layer 108 is used.

次に、上記レジスト112を除去した後、図1Cに示すように、リッジストライプ150外に電流が流れないようにn型GaAs電流阻止層1160(層厚1.4μm)を積層する。   Next, after removing the resist 112, as shown in FIG. 1C, an n-type GaAs current blocking layer 1160 (layer thickness: 1.4 μm) is laminated so that no current flows outside the ridge stripe 150.

次に、上記リッジストライプ150上の不要なn型GaAs電流阻止層1160を除去するため、リッジストライプ150上以外の部分に、図1Dに示すように、フォトリソグラフィー法でレジスト113を形成し、上記不要なn型GaAs電流阻止層1160とp型GaAs上キャップ層111とを選択的にエッチング除去する。これにより、上記p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110、p型GaAs下キャップ層109及びp型AlGa1−xAs第2クラッド層108の両側にn型GaAs電流阻止層2160が得られる。 Next, in order to remove the unnecessary n-type GaAs current blocking layer 1160 on the ridge stripe 150, a resist 113 is formed on the portion other than the ridge stripe 150 by photolithography as shown in FIG. 1D. The unnecessary n-type GaAs current blocking layer 1160 and the p-type GaAs upper cap layer 111 are selectively removed by etching. Thus, the n-type GaAs current blocking layer is formed on both sides of the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110, the p-type GaAs lower cap layer 109, and the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer. 2160 is obtained.

上記エッチング除去には、AlGaAsをエッチングせずGaAsのみを選択的にエッチングできるエッチャント、例えばアンモニア過酸化水素系(アンモニア水:過酸化水素水:純水=1:30:50)エッチャントを用いる。このアンモニア過酸化水素系エッチャントは第1のエッチャントの一例である。   For the etching removal, an etchant that can selectively etch only GaAs without etching AlGaAs, for example, an ammonia hydrogen peroxide (ammonia water: hydrogen peroxide water: pure water = 1: 30: 50) etchant is used. This ammonia hydrogen peroxide etchant is an example of a first etchant.

次に、図1Eに示すように、GaAsをエッチングせずAlGaAsのみを選択的にエッチングできるエッチャント、例えばフッ化水素酸でp型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のみを選択的にエッチング除去する。このフッ化水素酸は第2のエッチャントの一例である。 Next, as shown in FIG. 1E, an etchant that can selectively etch only AlGaAs without etching GaAs, for example, only p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 with hydrofluoric acid is selectively used. Etch away. This hydrofluoric acid is an example of a second etchant.

上記p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のAl混晶比yは0.700であり、p型AlGa1−xAs第2クラッド層108のAl混晶比xは0.550である。これにより、上記p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110は、p型AlGa1−xAs第2クラッド層108と比較して、フッ化水素酸のエッチングレートが速くなっており、短い時間で除去できる。よって、結晶の隙間からフッ化水素酸がp型AlGa1−xAs第2クラッド層108へ染み込んでも影響が少なくなる。 The p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 has an Al mixed crystal ratio y of 0.700, and the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108 has an Al mixed crystal ratio x of 0. .550. As a result, the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 has a higher hydrofluoric acid etching rate than the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108. And can be removed in a short time. Therefore, even if hydrofluoric acid penetrates into the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108 from the gap between the crystals, the influence is reduced.

もし、上記p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のAl混晶比がp型AlGa1−xAs第2クラッド層108のAl混晶比よりも低い場合は、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のエッチング時間が長くなり、p型AlGa1−xAs第2クラッド層108へのフッ化水素酸の染み込みの影響も大きくなる。 If the Al mixed crystal ratio of the p - type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 is lower than the Al mixed crystal ratio of the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108, the p-type The etching time of the Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 becomes longer, and the influence of the penetration of hydrofluoric acid into the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108 also increases.

同様に、上記n型GaAs電流阻止層2160はp型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110をエッチングするフッ化水素酸に対してエッチングレートが無視できるので、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のエッチングによるn型GaAs電流阻止層2160への影響は無い。 Similarly, since the n-type GaAs current blocking layer 2160 has a negligible etching rate with respect to hydrofluoric acid that etches the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110, the p-type Al y Ga 1- The etching of the y As cap etching stop layer 110 does not affect the n-type GaAs current blocking layer 2160.

次に、上記レジスト113を除去した後、図1Fに示すように、p型GaAs下キャップ層109及びn型GaAs電流阻止層160上にp側電極114を形成する一方、n型GaAs基板101下にn側電極115を形成する。   Next, after removing the resist 113, as shown in FIG. 1F, a p-side electrode 114 is formed on the p-type GaAs lower cap layer 109 and the n-type GaAs current blocking layer 160, while under the n-type GaAs substrate 101. An n-side electrode 115 is formed on the substrate.

最後に、上記p型GaAs下キャップ層109及びp型AlGa1−xAs第2クラッド層108から成るリッジストライプと垂直方向にウエハをへき開分割して、複数のレーザバーを形成して、各レーザバーの両端面(リッジストライプに垂直な両端面)に絶縁膜をコーティングして、各レーザバーを複数に分割する。 Finally, the wafer is cleaved in a direction perpendicular to the ridge stripe composed of the p-type GaAs lower cap layer 109 and the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108 to form a plurality of laser bars. An insulating film is coated on both end faces of the laser bar (both end faces perpendicular to the ridge stripe), and each laser bar is divided into a plurality of parts.

このように、上記p型AlGa1−xAs第2クラッド層108上に、p型GaAs下キャップ層109、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110、p型GaAs上キャップ層111を形成するので、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110とp型GaAs上キャップ層111とのそれぞれを選択的にエッチング除去できる。 Thus, on the p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 108, a p-type GaAs lower cap layer 109, a p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110, and a p-type GaAs upper cap. Since the layer 111 is formed, each of the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 and the p-type GaAs upper cap layer 111 can be selectively removed by etching.

したがって、上記p型GaAs下キャップ層109がエッチングされたり、p型GaAs下キャップ層109上にp型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110が残ったりするのを容易且つ確実に防ぐことができる。 Therefore, it is possible to easily and reliably prevent the p-type GaAs lower cap layer 109 from being etched or the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 from remaining on the p-type GaAs lower cap layer 109. Can do.

したがって、上記リッジストライプ150上の不要なn型GaAs電流阻止層1160をオーバーエッチングやアンダーエッチングを発生させずに容易且つ確実にエッチング除去できる。   Therefore, the unnecessary n-type GaAs current blocking layer 1160 on the ridge stripe 150 can be easily and reliably removed without over-etching or under-etching.

すなわち、図3A〜図3Dや特開2004−303897号公報よりも安定したウェハプロセスが実現できた。   That is, a more stable wafer process was realized than in FIGS. 3A to 3D and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303897.

また、上記n型GaAs電流阻止層1160の厚みを規定しなくてもよいので、半導体レーザ素子の設計上の自由度がある。   In addition, since the thickness of the n-type GaAs current blocking layer 1160 need not be defined, there is a degree of freedom in designing the semiconductor laser device.

上記第1実施形態では、n型GaAs電流阻止層112を備えた半導体レーザ素子を作製したが、n型AlGaAsから成る電流阻止層を備えた実屈折率閉じ込め型半導体レーザ素子を作製してもよい。   In the first embodiment, the semiconductor laser device including the n-type GaAs current blocking layer 112 is manufactured. However, an actual refractive index confined semiconductor laser device including a current blocking layer made of n-type AlGaAs may be manufactured. .

上記実屈折率閉じ込め型半導体レーザ素子の場合は、電流阻止層のn型AlzGa1−zAsのAl混晶比を例えばz=0.65にすることにより、フッ化水素酸に対する電流阻止層のエッチング速度が、フッ化水素酸に対するp型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のエッチング速度よりも遅くなる。 In the case of the above-described real refractive index confined semiconductor laser device, current blocking against hydrofluoric acid is achieved by setting the Al mixed crystal ratio of n-type Al z Ga 1-z As in the current blocking layer to, for example, z = 0.65. The etching rate of the layer becomes slower than the etching rate of the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 with respect to hydrofluoric acid.

したがって、上記実屈折率閉じ込め型半導体レーザ素子の場合であっても、上記第1実施形態と同じように、p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層110のエッチング時において、電流阻止層におけるフッ化水素酸の染み込みの影響を小さくできる。 Therefore, even in the case of the real refractive index confined semiconductor laser element, the current blocking layer is etched during the etching of the p-type Al y Ga 1-y As cap etching stop layer 110 as in the first embodiment. The influence of the penetration of hydrofluoric acid in can be reduced.

(第2実施形態)
図2A〜図2Fに、本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図を示す。この製造方法では半導体レーザ素子をAlGaInP系材料で構成する。
(Second Embodiment)
2A to 2F show process diagrams of a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. In this manufacturing method, the semiconductor laser element is made of an AlGaInP-based material.

上記半導体レーザ素子の製造方法では、まず、図2Aに示すように、有機金属化学気相成長法により、n型GaAs基板201上に、n型AlGa1−xInPクラッド層202(x=0.65)、ノンドープ活性層203(発振波長650nmの多重量子井戸構造)、p型AlGa1−xInP第1クラッド層204(x=0.65)、p型GaInPエッチングストップ層205、p型AlGa1−xInP第2クラッド層1206(x=0.65)、p型GaInP中間層1207、p型GaAs下キャップ層1208、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層1209(y=0.8)、p型GaAs上キャップ層1210を順に成長する。このn型AlGa1−xInPクラッド層202、ノンドープ活性層203、…及びp型GaInP中間層1207が半導体層群の一例を構成している。 In the semiconductor laser device manufacturing method, first, as shown in FIG. 2A, an n-type Al x Ga 1-x InP clad layer 202 (x = 0.65), a non-doped active layer 203 (multiple quantum well structure with an oscillation wavelength of 650 nm), a p-type Al x Ga 1-x InP first cladding layer 204 (x = 0.65), a p-type GaInP etching stop layer 205, p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 1206 (x = 0.65), p-type GaInP intermediate layer 1207, p-type GaAs lower cap layer 1208, p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 1209 (y = 0.8) and the p-type GaAs upper cap layer 1210 are grown in order. The n-type Al x Ga 1-x InP cladding layer 202, the non-doped active layer 203,..., And the p-type GaInP intermediate layer 1207 constitute an example of a semiconductor layer group.

次に、図2Bに示すように、フォトリソグラフィー法などにより所定領域を覆うマスクパターンを有するレジスト211を形成した後、エッチングで上記所定領域の両側のp型AlGa1−xInP第2クラッド層1206、p型GaInP中間層1207、p型GaAs下キャップ層1208、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層1209及びp型GaAs上キャップ層1210を除去して、リッジストライプ250を形成する。 Next, as shown in FIG. 2B, a resist 211 having a mask pattern covering a predetermined region is formed by photolithography or the like, and then p-type Al x Ga 1-x InP second cladding on both sides of the predetermined region is etched. The ridge stripe 250 is formed by removing the layer 1206, the p-type GaInP intermediate layer 1207, the p-type GaAs lower cap layer 1208, the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 1209, and the p-type GaAs upper cap layer 1210. To do.

上記リッジストライプ250は、リッジストライプ形状のp型AlGa1−xInP第2クラッド層206、p型GaInP中間層207、p型GaAs下キャップ層208、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209及びp型GaAs上キャップ層210で構成されている。 The ridge stripe 250 includes a ridge stripe-shaped p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206, a p-type GaInP intermediate layer 207, a p-type GaAs lower cap layer 208, and a p-type Al y Ga 1-y InP cap. An etching stop layer 209 and a p-type GaAs upper cap layer 210 are included.

次に、上記レジスト211を除去した後、図2Cに示すように、リッジストライプ250外に電流が流れないようにn型GaAs電流阻止層1260を積層する。   Next, after removing the resist 211, an n-type GaAs current blocking layer 1260 is stacked so that no current flows outside the ridge stripe 250, as shown in FIG. 2C.

次に、上記リッジストライプ250上の不要なn型GaAs電流阻止層1260を除去するため、リッジストライプ250上以外の部分に、図2Dに示すように、フォトリソグラフィー法でレジスト212を形成し、上記不要なn型GaAs電流阻止層1260とp型GaAs上キャップ層210とを選択的にエッチング除去する。これにより、上記p型AlGa1−xInP第2クラッド層206、p型GaInP中間層207、p型GaAs下キャップ層208及びp型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209の両側にn型GaAs電流阻止層2260が得られる。 Next, in order to remove the unnecessary n-type GaAs current blocking layer 1260 on the ridge stripe 250, a resist 212 is formed on the portion other than the ridge stripe 250 by photolithography as shown in FIG. 2D. The unnecessary n-type GaAs current blocking layer 1260 and the p-type GaAs upper cap layer 210 are selectively etched away. Thus, both sides of the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206, the p-type GaInP intermediate layer 207, the p-type GaAs lower cap layer 208, and the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209. Thus, an n-type GaAs current blocking layer 2260 is obtained.

上記エッチング除去には、AlGaInPをエッチングせずGaAsのみを選択的にエッチングできるエッチャント、例えばアンモニア過酸化水素系(アンモニア水:過酸化水素水:純水=1:30:50)エッチャントを用いる。このアンモニア過酸化水素系は第1のエッチャントの一例である。   For the etching removal, an etchant capable of selectively etching only GaAs without etching AlGaInP, for example, an ammonia hydrogen peroxide (ammonia water: hydrogen peroxide water: pure water = 1: 30: 50) etchant is used. This ammonia hydrogen peroxide system is an example of a first etchant.

次に、図2Eに示すように、GaAsをエッチングせずAlGaInPのみを選択的にエッチングできるエッチャント、例えばリン酸でp型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209のみを選択的にエッチング除去する。このリン酸は第2のエッチャントの一例である。 Next, as shown in FIG. 2E, an etchant that can selectively etch only AlGaInP without etching GaAs, for example, only p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 is selectively etched away with phosphoric acid. To do. This phosphoric acid is an example of a second etchant.

上記p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209のAl混晶比xが0.8であり、p型AlGa1−xInP第2クラッド層206のAl混晶比xが0.65である。これにより、上記p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209は、p型AlGa1−xInP第2クラッド層206と比較して、リン酸のエッチングレートが速くなっており、短い時間で除去できる。よって、結晶の隙間からリン酸がp型AlGa1−xInP第2クラッド層206へ染み込んでも影響が少なくなる。 The Al mixed crystal ratio x of the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 is 0.8, and the Al mixed crystal ratio x of the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206 is 0. .65. Thereby, the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 has a higher etching rate of phosphoric acid than the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206, Can be removed in a short time. Therefore, even if phosphoric acid penetrates into the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206 from the gap between the crystals, the influence is reduced.

もし、上記p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209のAl混晶比がp型AlGa1−xInP第2クラッド層206のAl混晶比よりも低い場合は、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209のエッチング時間が長くなり、p型AlGa1−xInP第2クラッド層206へのリン酸の染み込みの影響も大きくなる。 If the Al mixed crystal ratio of the p - type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 is lower than the Al mixed crystal ratio of the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206, the p-type The etching time of the Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 is increased, and the influence of the penetration of phosphoric acid into the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206 is also increased.

同様に、上記n型GaAs電流阻止層2260は、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209をエッチングするリン酸に対してエッチングレートが無視できるので、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209のエッチングによるn型GaAs電流阻止層2260への影響は無い。 Similarly, the n-type GaAs current blocking layer 2260 has a negligible etching rate with respect to phosphoric acid that etches the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209, so that the p-type Al y Ga 1 -y The etching of the InP cap etching stop layer 209 does not affect the n-type GaAs current blocking layer 2260.

次に、上記レジスト212を除去した後、図2Fに示すように、p型GaAs下キャップ層208及びn型GaAs電流阻止層260上にp側電極213を形成する一方、n型GaAs基板201下にn側電極214を形成する。   Next, after removing the resist 212, as shown in FIG. 2F, a p-side electrode 213 is formed on the p-type GaAs lower cap layer 208 and the n-type GaAs current blocking layer 260, while under the n-type GaAs substrate 201. An n-side electrode 214 is formed on the substrate.

最後に、上記p型AlGa1−xInP第2クラッド層206、p型GaInP中間層207及びp型GaAs下キャップ層208から成るリッジストライプと垂直方向にウエハをへき開分割して、複数のレーザバーを形成して、各レーザバーの両端面(リッジストライプに垂直な両端面)に絶縁膜をコーティングして、各レーザバーを複数に分割する。 Finally, the wafer is cleaved in a direction perpendicular to the ridge stripe composed of the p-type Al x Ga 1-x InP second clad layer 206, the p-type GaInP intermediate layer 207, and the p-type GaAs lower cap layer 208, and a plurality of A laser bar is formed, and both end faces (both end faces perpendicular to the ridge stripe) of each laser bar are coated with an insulating film to divide each laser bar into a plurality of parts.

このように、上記p型AlGa1−xInP第2クラッド層206上に、p型GaInP中間層207、p型GaAs下キャップ層208、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209及びp型GaAs上キャップ層210を形成するので、p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209とp型GaAs上キャップ層210とのそれぞれを選択的にエッチング除去できる。 Thus, on the p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 206, a p-type GaInP intermediate layer 207, a p-type GaAs lower cap layer 208, and a p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer. Since 209 and the p-type GaAs upper cap layer 210 are formed, the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 and the p-type GaAs upper cap layer 210 can be selectively removed by etching.

したがって、上記p型GaAs下キャップ層208がエッチングされたり、p型GaAs下キャップ層208上にp型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209が残ったりするのを容易且つ確実に防ぐことができる。 Therefore, it is possible to easily and reliably prevent the p-type GaAs lower cap layer 208 from being etched or the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 from remaining on the p-type GaAs lower cap layer 208. Can do.

したがって、上記リッジストライプ250上の不要なn型GaAs電流阻止層1160をオーバーエッチングやアンダーエッチングを発生させずに容易且つ確実にエッチング除去できる。   Therefore, the unnecessary n-type GaAs current blocking layer 1160 on the ridge stripe 250 can be easily and reliably removed without causing over-etching or under-etching.

すなわち、図3A〜図3Dや特開2004−303897号公報よりも安定したウェハプロセスが実現できた。   That is, a more stable wafer process was realized than in FIGS. 3A to 3D and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-303897.

また、上記n型GaAs電流阻止層1160の厚みを規定しなくてもよいので、半導体レーザ素子の設計上の自由度がある。   Further, since it is not necessary to define the thickness of the n-type GaAs current blocking layer 1160, there is a degree of freedom in designing the semiconductor laser device.

上記第2実施形態では、n型GaAs電流阻止層260を備えた半導体レーザ素子を作製したが、n型AlGaInPから成る電流阻止層を備えた実屈折率閉じ込め型半導体レーザ素子を作製してもよい。   In the second embodiment, the semiconductor laser device including the n-type GaAs current blocking layer 260 is manufactured. However, an actual refractive index confined semiconductor laser device including a current blocking layer made of n-type AlGaInP may be manufactured. .

上記実屈折率閉じ込め型半導体レーザ素子の場合は、電流阻止層のn型AlGa1−zInPのAl混晶比を例えばz=0.75にすることにより、リン酸に対する電流阻止層のエッチング速度が、リン酸に対するp型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層209のエッチング速度よりも遅くなる。 In the case of the above-described real refractive index confined semiconductor laser element, by setting the Al mixed crystal ratio of n-type Al z Ga 1-z InP in the current blocking layer to, for example, z = 0.75, the current blocking layer against phosphoric acid The etching rate is slower than the etching rate of the p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 209 with respect to phosphoric acid.

したがって、上記実屈折率閉じ込め型半導体レーザ素子であっても、上記第2実施形態と同じように、電流阻止層におけるリン酸の染み込みの影響を小さくできる。   Therefore, even in the real refractive index confined semiconductor laser element, the influence of the penetration of phosphoric acid in the current blocking layer can be reduced as in the second embodiment.

図1Aは本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 1A is a process diagram of a semiconductor laser device manufacturing method according to a first embodiment of the present invention. 図1Bは本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 1B is a process drawing of the method for manufacturing the semiconductor laser element according to the first embodiment of the present invention. 図1Cは本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 1C is a process diagram of the method for manufacturing the semiconductor laser element according to the first embodiment of the present invention. 図1Dは本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 1D is a process drawing of the method for manufacturing the semiconductor laser element according to the first embodiment of the present invention. 図1Eは本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 1E is a process drawing of the semiconductor laser device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図1Fは本発明の第1実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 1F is a process drawing of the method for manufacturing the semiconductor laser element according to the first embodiment of the present invention. 図2Aは本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 2A is a process diagram of a semiconductor laser device manufacturing method according to a second embodiment of the present invention. 図2Bは本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 2B is a process drawing of the method for manufacturing the semiconductor laser element according to the second embodiment of the present invention. 図2Cは本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 2C is a process drawing of the method for manufacturing the semiconductor laser element according to the second embodiment of the present invention. 図2Dは本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 2D is a process drawing of the method for manufacturing a semiconductor laser element according to the second embodiment of the present invention. 図2Eは本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 2E is a process drawing of the method for manufacturing a semiconductor laser element according to the second embodiment of the present invention. 図2Fは本発明の第2実施形態の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 2F is a process drawing of the method for manufacturing a semiconductor laser element according to the second embodiment of the present invention. 図3Aは従来の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 3A is a process diagram of a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device. 図3Bは従来の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 3B is a process diagram of a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device. 図3Cは従来の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 3C is a process diagram of a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device. 図3Dは従来の半導体レーザ素子の製造方法の工程図である。FIG. 3D is a process diagram of a conventional method of manufacturing a semiconductor laser element.

符号の説明Explanation of symbols

101 n型GaAs基板
102 n型GaAsバッファー層
103 n型AlGa1−xAs第1クラッド層
104 n型AlGa1−xAs第2クラッド層
105 ノンドープAlGa1−xAs量子井戸活性層
106 p型AlGa1−xAs第1クラッド層
107 p型GaAsエッチングストップ層
108,1108 p型AlGa1−xAs第2クラッド層
109,1109 p型GaAs下キャップ層
110,1110 p型AlGa1−yAsキャップエッチングストップ層
111,1111 p型GaAs上キャップ層
150 リッジストライプ
160,1160,21060 n型GaAs電流阻止層
201 n型GaAs基板
202 n型AlGa1−xInPクラッド層
203 ノンドープ活性層
204 p型AlGa1−xInP第1クラッド層
205 p型GaInPエッチングストップ層
206,1206 p型AlGa1−xInP第2クラッド層
207,1207 p型GaInP中間層
208,1208 p型GaAs下キャップ層
209,1209 p型AlGa1−yInPキャップエッチングストップ層
210,1210 p型GaAs上キャップ層
150 リッジストライプ
260,1260,2260 n型GaAs電流阻止層
101 n-type GaAs substrate 102 n-type GaAs buffer layer 103 n-type Al x Ga 1-x As first cladding layer 104 n-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 105 non-doped Al x Ga 1-x As quantum well Active layer 106 p-type Al x Ga 1-x As first cladding layer 107 p-type GaAs etching stop layer 108, 1108 p-type Al x Ga 1-x As second cladding layer 109, 1109 p-type GaAs lower cap layer 110, 1110 p-type Al y Ga 1-y As cap etch stop layer 111,1111 p-type GaAs on the cap layer 150 ridge stripe 160,1160,21060 n-type GaAs current blocking layer 201 n-type GaAs substrate 202 n-type Al x Ga 1- x InP cladding layer 203 an undoped active layer 20 p-type Al x Ga 1-x InP first cladding layer 205 p-type GaInP etching stop layer 206,1206 p-type Al x Ga 1-x InP second cladding layer 207,1207 p-type GaInP intermediate layer 208,1208 p-type GaAs Lower cap layer 209, 1209 p-type Al y Ga 1-y InP cap etching stop layer 210, 1210 p-type GaAs upper cap layer 150 ridge stripe 260, 1260, 2260 n-type GaAs current blocking layer

Claims (10)

基板上に半導体層群を形成する工程と、
上記半導体層群上に、下キャップ層、キャップエッチングストップ層及び上キャップ層を順次形成する工程と、
上記下キャップ層、キャップエッチングストップ層及び上キャップ層をリッジストライプ形状に加工して、リッジストライプを形成する工程と、
上記リッジストライプ形状の下キャップ層、キャップエッチングストップ層及び上キャップ層の両側に電流阻止層を形成する工程と、
上記リッジストライプ形状の上キャップ層を第1のエッチャントで除去した後、上記リッジストライプ形状のキャップエッチングストップ層を第2のエッチャントで除去する工程と
を備え、
上記キャップエッチングストップ層の材料組成は、上記上キャップ層及び下キャップ層の材料組成と異なり、
上記キャップエッチングストップ層と上記上キャップ層とは互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であり、
上記キャップエッチングストップ層と上記下キャップ層とは互いに選択的にウェットエッチングで除去可能な材料組成であることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
Forming a semiconductor layer group on the substrate;
A step of sequentially forming a lower cap layer, a cap etching stop layer and an upper cap layer on the semiconductor layer group;
Processing the lower cap layer, the cap etching stop layer and the upper cap layer into a ridge stripe shape to form a ridge stripe;
Forming a current blocking layer on both sides of the ridge stripe-shaped lower cap layer, cap etching stop layer and upper cap layer;
Removing the ridge stripe-shaped upper cap layer with a first etchant and then removing the ridge stripe-shaped cap etching stop layer with a second etchant;
The material composition of the cap etching stop layer is different from the material composition of the upper cap layer and the lower cap layer,
The cap etching stop layer and the upper cap layer have a material composition that can be selectively removed by wet etching,
The method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the cap etching stop layer and the lower cap layer have material compositions that can be selectively removed by wet etching.
請求項1に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記第2のエッチャントに対する上記キャップエッチングストップ層のエッチング速度が、上記第2のエッチャントに対する上記電流阻止層のエッチング速度よりも速くなる材料組成で、上記キャップエッチングストップ層を構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
The cap etching stop layer is configured with a material composition in which an etching rate of the cap etching stop layer with respect to the second etchant is higher than an etching rate of the current blocking layer with respect to the second etchant. Manufacturing method of semiconductor laser device.
請求項1に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記半導体層群はクラッド層を含んでいて、
上記第2のエッチャントに対する上記キャップエッチングストップ層のエッチング速度が、上記第2のエッチャントに対する上記クラッド層のエッチング速度よりも速くなる材料組成で、上記キャップエッチングストップ層を構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1,
The semiconductor layer group includes a cladding layer,
A semiconductor comprising the cap etching stop layer having a material composition in which an etching rate of the cap etching stop layer with respect to the second etchant is higher than an etching rate of the cladding layer with respect to the second etchant. A method for manufacturing a laser element.
請求項2に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記電流阻止層をAlGa1−xAs(x=0〜0.7)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層をAlGa1−yAs(x<y)で構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 2,
The current blocking layer is made of Al x Ga 1-x As (x = 0 to 0.7), and the cap etching stop layer is made of Al y Ga 1-y As (x <y). A method of manufacturing a semiconductor laser device.
請求項3に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記クラッド層をAlGa1−xAs(x=0.4〜0.6)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層をAlGa1−yAs(x<y)で構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 3,
The cladding layer is made of Al x Ga 1-x As (x = 0.4 to 0.6), and the cap etching stop layer is made of Al y Ga 1-y As (x <y). A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
請求項2に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記電流阻止層を(AlGa1−x0.5In0.5P(x<1)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(x<y)で構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 2,
The current blocking layer is composed of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P (x <1), and the cap etching stop layer is (Al y Ga 1-y ) 0.5 In A method of manufacturing a semiconductor laser device, characterized by comprising 0.5 P (x <y).
請求項2に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記電流阻止層をGaAsで構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(y<1)で構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 2,
A semiconductor laser device, wherein the current blocking layer is made of GaAs, and the cap etching stop layer is made of (Al y Ga 1-y ) 0.5 In 0.5 P (y <1). Manufacturing method.
請求項3に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記クラッド層を(AlGa1−x0.5In0.5P(x=0.5〜0.8)で構成し、且つ、上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−y0.5In0.5P(x<y)で構成することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 3,
The cladding layer is composed of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P (x = 0.5 to 0.8), and the cap etching stop layer is (Al y Ga 1-y). ) 0.5 In 0.5 P (x <y)
請求項4または5に記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記キャップエッチングストップ層をAlGa1−xAs系材料で構成し、
上記上キャップ層及び下キャップ層をGaAsで構成し、
上記第1のエッチャントとしてアンモニア系エッチャントを使用し、
上記第2のエッチャントとしてフッ化水素酸を使用することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 4 or 5,
The cap etching stop layer is made of an Al x Ga 1-x As material,
The upper cap layer and the lower cap layer are made of GaAs,
Using an ammonia-based etchant as the first etchant,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein hydrofluoric acid is used as the second etchant.
請求項6乃至8のいずれか1つに記載の半導体レーザ素子の製造方法において、
上記キャップエッチングストップ層を(AlGa1−x0.5In0.5P系材料で構成し、
上記上キャップ層及び下キャップ層をGaAsで構成し、
上記第1のエッチャントとしてアンモニア系エッチャントを使用し、
上記第2のエッチャントとしてリン酸を使用することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to any one of claims 6 to 8,
The cap etching stop layer is made of (Al x Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P-based material,
The upper cap layer and the lower cap layer are made of GaAs,
Using an ammonia-based etchant as the first etchant,
A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein phosphoric acid is used as the second etchant.
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