DE10320376B4 - Optische Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
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- H01S5/2277—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching double channel planar buried heterostructure [DCPBH] laser
Abstract
Optische Stegwellenleiter-Halbleitervorrichtung mit: – einem Halbleitersubstrat (1), das eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist; – einer unteren Deckschicht (2), die auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats (1) angeordnet ist und die einen streifenförmigen, konvexen Abschnitt umfasst; – einer aktiven Schicht (3), die auf dem streifenförmigen, konvexen Abschnitt der unteren Deckschicht (2) angeordnet ist; – einer Sperrschicht (4), die auf den beiden Seiten des konvexen Abschnitts der unteren Deckschicht (2) bis auf die gleiche Höhe wie die Oberfläche der aktiven Schicht (3) vergraben ist; – einer oberen Deckschicht (5), die auf der aktiven Schicht (3) und der Sperrschicht (4) angeordnet ist; – einem Wellenleiterbereich (30), der zwischen paarweisen Mesa-Gräben (6) angeordnet ist, die von einer Oberfläche der oberen Deckschicht (5) bis auf das Halbleitersubstrat (1) so...
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Halbleitervorrichtung, und insbesondere eine optische Halbleitervorrichtung, die eine Struktur aufweist, die verhindert, dass ein Wellenleiterbereich, der eine Stegstruktur aufweist, beschädigt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleitervorrichtung.
- Stand der Technik
-
5A und5B zeigen einen herkömmlichen Halbleiterlaser, der allgemein mit500 bezeichnet ist.5A zeigt eine Draufsicht des Lasers500 , und5B zeigt eine Querschnittsansicht des Lasers500 entlang einer Linie V-V von5B . - Der Halbleiterlaser
500 umfasst ein Halbleitersubstrat1 mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche. Eine Pufferschicht2 ist auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats angeordnet. Die Pufferschicht2 weist eine streifenförmige Struktur auf, die in Form von Streifen nach oben hervorragt. Eine aktive Schicht3 ist auf der Pufferschicht2 angeordnet. Eine Sperrschicht4 ist beidseits der aktiven Schicht3 vergraben, und eine Kontaktschicht5 ist auf der Sperrschicht4 angeordnet. - Mesa-Gräben
6 , die bis zu dem Halbleitersubstrat1 ausgebildet sind, sind beidseits der Pufferschicht2 , die die streifenförmige Struktur aufweist, angeordnet und bilden auf diese Weise einen Wellenleiterbereich20 , der zwischen den Mesa-Gräben6 und Befestigungsbereichen21 und22 angeordnet ist, die beidseits des Wellenleiterbereichs20 angeordnet sind. - Ein Schutzfilm
8 ist auf der Kontaktschicht5 und auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats1 angeordnet, die die Innenseiten der Mesa-Gräben6 umfasst, und eine Metallschicht10 ist auf dem Schutzfilm8 angeordnet. Die Metallschicht10 ist mit der Kontaktschicht5 durch eine Öffnung9 verbunden, die in dem Schutzfilm8 innerhalb des Wellenleiterbereichs20 ausgebildet ist. Darüber hinaus ist eine Metallschicht12 auf der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats1 angeordnet. - Bei dem Halbleiterlaser
500 ist die Oberkante des Wellenleiterbereichs20 , d. h. die obere Oberfläche der Metallschicht10 höher als die Oberkante des Befestigungsbereichs22 , d. h. einer Oberfläche des Schutzfilms8 . Daher treten in dem Wellenleiterbereich20 bei der Herstellung und/oder beim der Befestigung bzw. der Montage Spannungen sowie Brüche und Beschädigungen auf, was das Problem nach sich zieht, dass die Fertigungsausbeute geringer wird. Genauer gesagt wird der Wellenleiterbereich20 beim Schritt des Vakuum-Ansaugens des Halbleiterlasers500 an der vorderen Oberfläche des Halbleiterlasers500 zum Halten des Halbleiterlasers500 und Befestigen des Halbleiterlasers500 auf einem Package, bei einem Schritt des Beschichtens von Randoberflächen mit einer Mehrzahl von Halbleiterlasern500 , die aufeinander gestapelt sind, oder bei anderen Schritten beschädigt. - Die
DE 37 14 512 A1 , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, offenbart einen Halbleiterlaser mit einem Wellenleiterbereich, der von paarweisen, parallelen Mesa-Gräben begrenzt wird, und Befestigungsbereichen, die außerhalb der Mesa-Gräben angeordnet sind. Der Halbleiterlaser ist aus einer Mehrzahl von Halbleiter- und Metallschichten aufgebaut, wobei die Dicke des Halbleiterlasers in Richtung der Schichtfolge in den Befestigungsbereichen jeweils größer als in dem Wellenleiterbereich ist. - Weitere Laserstrukturen, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung hilfreich sein können, sind in der
US 5 222 091 A , derUS 6 134 368 A , derUS 6 075 800 A , derEP 0 547 281 A1 und derUS 5 399 885 A offenbart. - Kurzdarstellung der Erfindung
- Ziel der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine optische Halbleiterstruktur bereitzustellen, die eine Struktur aufweist, die eine Beschädigung eines Wellenleiterbereichs bei der Herstellung und/oder der Befestigung verhindert. Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Halbleiterstruktur bereitzustellen.
- Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 und 4 gelöst.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine perspektivische Ansicht des Halbleiterlasers gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2A –2I sind Querschnittsansichten, die Schritte zur Herstellung des Halbleiterlasers gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen; -
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterlasers, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist; -
4 ist eine perspektivische Ansicht eines weiteren Halbleiterlasers, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist; und -
5A und5B sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht des herkömmlichen Halbleiterlasers. - Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterlasers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, der allgemein mit100 bezeichnet ist. In1 bezeichnen die gleichen Bezugszahlen wie in6 die gleichen oder einander entsprechende Abschnitte. - Der Halbleiterlaser
100 umfasst ein p-leitendes InP-Halbleitersubstrat1 mit einer vorderen Oberfläche und einer hinteren Oberfläche. Eine p-leitende InP-Pufferschicht2 ist auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats1 angeordnet. Die Pufferschicht2 umfasst einen streifenförmigen, konvexen Abschnitt, der nach oben hervorragt. Eine aktive Schicht3 ist auf der Pufferschicht2 angeordnet. Die aktive Schicht3 weist eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQS-Struktur) auf, die eine InGaAsP-Quantentopfschicht und eine InGaAsP-Barrierenschicht umfasst. Eine Sperrschicht4 , die eine (nicht gezeigte) Stapelstruktur aus einer p-leitenden InP-Schicht und einer n-leitenden InP-Schicht aufweist, ist beidseits (auf der rechten Seite und auf der linken Seite) der aktiven Schicht3 vergraben. Darüber hinaus ist eine n-leitende InP-Kontaktschicht5 auf der Sperrschicht4 angeordnet. Die Pufferschicht2 und die Kontaktschicht5 wirken als eine untere Deckschicht bzw. eine obere Deckschicht bezüglich der aktiven Schicht3 . - Paarweise Mesa-Gräben
6 , die bis zu dem Halbleitersubstrat1 und ungefähr parallel zueinander ausgebildet sind, sind beidseits des streifenförmigen, konvexen Abschnitts und entlang des streifenförmigen, konvexen Abschnitts angeordnet. Der zwischen den paarweisen Mesa-Gräben6 (innerer Bereich) liegende Bereich ist ein Wellenleiterbereich30 , dessen Breite (die Ausdehnung in Richtung der y-Achse) zum Beispiel etwa 6 μm beträgt. Ferner bilden Bereiche außerhalb der Mesa-Gräben6 (äußere Bereiche) einen ersten Befestigungsbereich31 und einen zweiten Befestigungsbereich32 . - Eine Abstandsschicht
7 ist auf der Kontaktschicht5 , sowohl in dem ersten Befestigungsbereich31 als auch in dem zweiten Befestigungsbereich32 , angeordnet. Die Abstandsschicht7 besteht zum Beispiel aus Siliziumoxid, Polyimid oder dergleichen, und die Filmdicke der Abstandsschicht7 beträgt ungefähr 0,4 μm. - Ein Schutzfilm
8 , zum Beispiel aus Siliziumoxid, ist auf der Kontaktschicht5 , der Abstandsschicht7 und einer Oberfläche des Halbleitersubstrats1 , die die Innenseiten der Mesa-Gräben6 umfasst, angeordnet. - Eine Metallschicht
10 ist auf dem Schutzfilm8 angeordnet. Die Metallschicht10 ist durch eine Öffnung9 , die innerhalb des Wellenleiterbereichs30 in dem Schutzfilm8 ausgebildet ist, mit der Kontaktschicht5 verbunden. Darüber hinaus erstreckt sich die Metallschicht10 über den ersten Befestigungsbereich31 jenseits des Mesa-Grabens6 , wodurch eine Oberflächenelektrode auf dem ersten Befestigungsbereich31 gebildet wird. Ferner ist eine Metallschicht11 , die keine Elektrode bildet, auf dem zweiten Befestigungsbereich32 angeordnet. Die Metallschichten10 und11 sind zum Beispiel aus Gold hergestellt, und die Dicke der Metallschichten10 und11 beträgt ungefähr 4 μm. - Darüber hinaus ist eine Metallschicht
12 zum Beispiel aus Gold auch auf der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats1 angeordnet. Die Metallschicht12 bildet eine Oberflächenelektrode. - Die Metallschicht
11 kann, ebenso wie die Metallschicht10 , so ausgebildet sein, dass sie durch die Öffnung9 elektrisch mit der Kontaktschicht5 verbunden ist. - Da bei dem Halbleiterlaser
100 die Abstandsschicht7 auf dem ersten Befestigungsbereich31 und dem zweiten Befestigungsbereich32 angeordnet ist, sind die Höhe von der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats1 zur Oberkante der Metallschicht10 in dem ersten Befestigungsbereich31 und die Höhe von der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats1 zur Oberkante der Metallschicht11 in dem zweiten Befestigungsbereich32 jeweils höher als die Höhe von der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats1 zu der Oberkante des Metallschicht10 in dem Wellenleiterbereich30 . - Folglich schützen die Metallschichten
10 und11 in den Befestigungsbereichen31 und32 eine Metallschicht30 , die in dem Wellenleiterbereich30 angeordnet ist, und ein Bruch oder eine Beschädigung des Wellenleiterbereichs30 bei der Herstellung und/oder bei der Befestigung bzw. der Montage wird verhindert. - Eine Chip-Breite Wc (die Abmessung in Richtung der y-Achse) des Halbleiterlasers
100 beträgt ungefähr 300 μm, eine Hohlraumlänge Lc (die Abmessung in Richtung der x-Achse) des Halbleiterlasers100 beträgt ungefähr 200 μm, und eine Chipdicke Tc (die Höhe in Richtung der z-Achse) des Halbleiterlasers100 beträgt ungefähr 100 μm. Obwohl in1 eine Halbleiterschicht auf einer Emissionsstirnfläche gezeigt ist, kann die Emissionsstirnfläche mit einem Antireflexionsfilm beschichtet sein. - Im Folgenden ist ein Verfahren zur Herstellung des Halbleiterlasers
100 mit Bezug auf die2 und3 beschrieben. Das Herstellungsverfahren umfasst Schritte 1 bis 9, die nachstehend beschrieben sind. - Schritt 1: Wie in
2A gezeigt ist, wird das p-leitende Halbleitersubstrat1 aus InP, das eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist, vorbereitet. Anschließend werden auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats1 zum Beispiel durch ein CVD-Verfahren die p-leitende Pufferschicht2 aus InP und die aktive Schicht3 mit der Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQT-Struktur), die die InGaAsP-Quantentopfschicht und die In-GaAsP-Barrierenschicht umfasst, ausgebildet. Obwohl bei diesem Verfahren die aktive Schicht3 die Mehrfach-Quantentopfstruktur aufweist, kann die aktive Schicht3 auch eine Ein-Quantentopfstruktur (EQT-Struktur) aufweisen. - Schritt 2: Wie in
2B gezeigt ist, werden die aktive Schicht3 und die Pufferschicht2 unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Resistmaske teilweise geätzt, wodurch der konvexe Abschnitt gebildet wird, der in Form eines Streifens hervorragt. - Schritt 3: Wie in
2C gezeigt ist, wird unter Verwendung zum Beispiel eines selektiven Wachstumsprozesses die Sperrschicht4 gebildet, so dass der Bereich beidseits des konvexen Abschnitts aufgefüllt wird. Die Sperrschicht4 ist zum Beispiel aus einer (nicht gezeigten) gestapelten Struktur aus einer p-leitenden InP-Schicht und einer n-leitenden InP-Schicht gebildet. Eine obere Oberfläche der Sperrschicht4 befindet sich in etwa auf der gleichen Höhe wie eine obere Oberfläche der aktiven Schicht3 . Die n-leitende InP-Kontaktschicht5 wird anschließend zum Beispiel mit Hilfe eines CVD-Verfahren auf die Sperrschicht4 aufgebracht. - Schritt 4: Wie in
2D gezeigt ist, werden die beiden Seiten des streifenförmigen, konvexen Abschnitts bis zu dem Halbleitersubstrat1 geätzt, wodurch die paarweisen Mesa-Gräben6 gebildet werden. Die Mesa-Gräben6 werden so gebildet, dass der streifenförmige konvexe Abschnitt dazwischen liegt und so, dass sie ungefähr parallel zueinander und entlang des konvexen Abschnitts verlaufen. Die Tiefe der Mesa-Gräben6 beträgt zum Beispiel ungefähr 7 μm. - Der zwischen den paarweisen Mesa-Gräben
6 liegende Bereich (innerer Bereich) wird der Wellenlängenbereich30 , und die Breite des Wellenlängenbereichs30 beträgt zum Beispiel ungefähr 6 μm. Ferner werden die außerhalb der Mesa-Gräben6 liegenden Bereiche (äußere Bereiche) der erste Befestigungsbereich31 und der zweite Befestigungsbereich32 . - Die aktive Schicht
3 in dem Wellenleiterbereich30 ist in vertikaler Richtung zwischen der Pufferschicht2 und der aktiven Schicht5 angeordnet, und beidseits der aktiven Schicht3 ist die Sperrschicht4 angeordnet. - Schritt 5: Wie in
2E gezeigt ist, wird die Abstandsschicht7 aus Siliziumoxid zum Beispiel durch ein CVD-Verfahren so ausgebildet, dass sie die obere Oberfläche bedeckt. Anschließend wird eine Resistmaske18 auf dem ersten Befestigungsbereich31 und dem zweiten Befestigungsbereich32 ausgebildet. - Schritt 6: Wie in
2F gezeigt ist, wird die Abstandsschicht7 mit Hilfe der Resistmaske18 so geätzt, dass die Abstandsschicht7 auf dem ersten Befestigungsbereich31 und dem zweiten Befestigungsbereich32 zurückbleibt. Die Dicke der auf dem ersten Befestigungsbereich31 und dem zweiten Befestigungsbereich32 verbleibenden Abstandsschicht7 beträgt ungefähr 0,4 μm. - Obwohl bei diesem Verfahren Siliziumoxid als Material für die Abstandsschicht
7 verwendet wird, kann statt dessen auch Polyimid verwendet werden. - Schritt 7: Wie in
2G gezeigt ist, wird der Schutzfilm8 zum Beispiel durch ein CVD-Verfahren so ausgebildet, dass er die gesamte Oberfläche abdeckt. Der Schutzfilm8 ist zum Beispiel aus Siliziumoxid. - Schritt 8: Wie in
2H gezeigt ist, wird die Öffnung9 zum Beispiel durch Ätzung, unter Verwendung von einer (nicht gezeigten) Resistmaske in dem Schutzfilm auf dem Wellenleiterbereich30 ausgebildet. - Schritt 9: Wie in
2I gezeigt ist, werden die Metallschichten10 und11 zum Beispiel aus Gold durch ein Plattierungsverfahren ausgebildet. Eine Ti/Au-Schicht kann als Bett für die Metallschichten10 und11 ausgebildet werden. Darüber hinaus kann eine AuZn/Ti/Au-Schicht als Bett für die Metallschicht12 ausgebildet werden. - Der in
1 gezeigte Halbleiterlaser100 wird durch die oben beschriebenen Schritte erzeugt. -
3 ist eine Querschnittsansicht eines Halbleiterlasers, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist und der allgemein mit200 bezeichnet ist. In3 bezeichnen dennoch die gleichen Bezugszeichen wie in1 gleiche oder einander entsprechende Abschnitte. - Der Halbleiterlaser
200 weist eine solche Struktur auf, bei der keine Sperrschicht4 abgeschieden ist, und eine Begrenzung in Querrichtung wird durch die Mesa-Gräben6 bewerkstelligt. Die Struktur gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist auf den Halbleiterlaser200 mit einer solchen Struktur anwendbar. -
4 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Halbleiterlasers, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist und der allgemein mit300 bezeichnet ist. In5 bezeichnen dennoch die gleichen Bezugszahlen wie in1 gleiche oder einander entsprechende Abschnitte. - Der Halbleiterlaser
300 weist eine Struktur auf, bei der die Sperrschicht4 des Halbleiterlasers100 nicht abgeschieden ist, und der streifenförmige, konvexe Abschnitt ist durch die Kontaktschicht5 gebildet. Die Struktur gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist auf den Halbleiterlaser300 mit einer solchen Struktur anwendbar. - Obwohl Mesa-Gräben
3 so tief ausgebildet sind, bis die aktive Schicht in4 offenliegt, kann eine alternative Form darin bestehen, dass sich die Vertiefung halb durch die Kontaktschicht5 hindurch erstreckt. - Obwohl im Vorangegangenen die bevorzugte Ausführungsform in Bezug auf einen Halbleiterlaser beschrieben ist, bei dem InP als Halbleitersubstrat
1 verwendet wird, ist die Struktur gemäß der bevorzugten Ausführungsform auf einen Halbleiterlaser anwendbar, bei dem ein Material wie GaAs und GaN als Halbleitersubstrat1 verwendet wird. - Darüber hinaus ist diese Struktur auf eine optische Halbleitervorrichtung wie etwa eine Leuchtdiode, ein Lichtempfangselement oder ein Lichtmodulationselement anwendbar, das die gleiche oder eine ähnliche Struktur aufweist.
- Wie oben bezüglich der optischen Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben ist, ist es möglich, eine Beschädigung eines Wellenleiterbereichs bei der Herstellung oder beim Zusammenbau zu verhindern, und die Produktionsausbeute von optischen Halbleitervorrichtungen zu verbessern.
Claims (4)
- Optische Stegwellenleiter-Halbleitervorrichtung mit: – einem Halbleitersubstrat (
1 ), das eine vordere Oberfläche und eine hintere Oberfläche aufweist; – einer unteren Deckschicht (2 ), die auf der vorderen Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) angeordnet ist und die einen streifenförmigen, konvexen Abschnitt umfasst; – einer aktiven Schicht (3 ), die auf dem streifenförmigen, konvexen Abschnitt der unteren Deckschicht (2 ) angeordnet ist; – einer Sperrschicht (4 ), die auf den beiden Seiten des konvexen Abschnitts der unteren Deckschicht (2 ) bis auf die gleiche Höhe wie die Oberfläche der aktiven Schicht (3 ) vergraben ist; – einer oberen Deckschicht (5 ), die auf der aktiven Schicht (3 ) und der Sperrschicht (4 ) angeordnet ist; – einem Wellenleiterbereich (30 ), der zwischen paarweisen Mesa-Gräben (6 ) angeordnet ist, die von einer Oberfläche der oberen Deckschicht (5 ) bis auf das Halbleitersubstrat (1 ) so ausgebildet sind, dass sie parallel zueinander sind und der konvexe Abschnitt zwischen ihnen angeordnet ist; – einem ersten Befestigungsbereich (31 ) und einem zweiten Befestigungsbereich (32 ), die jeweils außerhalb der paarweisen Mesa-Gräben (6 ) angeordnet sind; – einer ersten Abstandsschicht (7 ), die auf der oberen Deckschicht (5 ) in dem ersten Befestigungsbereich (31 ) angeordnet ist, und einer zweiten Abstandsschicht (7 ), die auf der oberen Deckschicht (5 ) in dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) angeordnet ist; – einem Schutzfilm (8 ), der auf dem Wellenleiterbereich (30 ) und dem ersten Befestigungsbereich (31 ) und dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) angeordnet ist; – einer ersten Metallschicht (10 ), die elektrisch mit der oberen Deckschicht (5 ) in dem Wellenleiterbereich (30 ) verbunden ist und die sich von über dem Wellenleiterbereich (30 ) über den ersten Befestigungsbereich (31 ) erstreckt; und – einer zweiten Metallschicht (11 ), die über dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) angeordnet ist; – wobei die Höhe von der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) zur Oberkante der ersten Metallschicht (10 ) in dem ersten Befestigungsbereich (31 ) und die Höhe von der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) zur Oberkante der zweiten Metallschicht (11 ) in dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) jeweils höher als die Höhe von der hinteren Oberfläche des Halbleitersubstrats (1 ) zur Oberkante der ersten Metallschicht (10 ) in dem Wellenleiterbereich (30 ) ist; – wobei die erste Abstandsschicht (7 ) und die zweite Abstandsschicht (7 ) aus Siliziumoxiden oder aus Polyimid hergestellt sind; und – wobei die aktive Schicht (3 ) nur in dem Wellenleiterbereich (30 ) ausgebildet ist. - Optische Stegwellenleiter-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die obere Oberfläche der ersten Metallschicht (
10 ) in dem ersten Befestigungsbereich (31 ) und die obere Oberfläche der zweiten Metallschicht (11 ) in dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) in derselben Ebene liegen. - Optische Stegwellenleiter-Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dicke der ersten Metallschicht (
10 ) in dem ersten Befestigungsbereich (31 ) und die Dicke der zweiten Metallschicht (11 ) in dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) gleich sind. - Verfahren zur Erzeugung einer Stegwellenleiter-Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das die Schritte umfasst: (a) Bereitstellen eines Halbleitersubstrats (
1 ); (b) Ausbilden einer unteren Deckschicht (2 ) und einer aktiven Schicht (3 ), die in dieser Reihenfolge übereinander auf dem Halbleitersubstrat (1 ) angeordnet sind; (c) Ätzen der aktiven Schicht (3 ) und teilweises Ätzen der unteren Deckschicht (2 ), um einen streifenförmigen, konvexen Abschnitt zu bilden; (d) Ausbilden einer Sperrschicht (4 ) beidseits des konvexen Abschnitts auf der unteren Deckschicht (2 ) bis auf die gleiche Höhe wie die obere Oberfläche der aktiven Schicht (3 ); (e) Aufbringen einer oberen Deckschicht (5 ), die auf der aktiven Schicht (3 ) und der Sperrschicht (4 ) angeordnet ist; (f) Abtragen von einer Oberfläche der oberen Deckschicht (5 ) bis hinunter auf das Halbleitersubstrat (1 ) beidseits des streifenförmigen, konvexen Abschnitts zur Erzeugung von paarweisen, parallelen Messgräben, um einen Wellenleiterbereich, der zwischen den paarweisen, parallelen Mesa-Gräben (6 ) angeordnet ist, und einen ersten Befestigungsbereich (31 ) und einen zweiten Befestigungsbereich (32 ), die jeweils außerhalb der paarweisen, parallelen Mesa-Gräben (6 ) angeordnet sind, zu bilden, so dass die aktive Schicht (3 ) nur in dem Wellenleiterbereich ausgebildet ist; (g) Ausbilden einer Abstandsschicht (7 ) aus Siliziumoxiden oder aus Polyimid auf der oberen Deckschicht (5 ) in dem ersten Befestigungsbereich (31 ) und in dem zweiten Befestigungsbereich (32 ); (h) Ausbilden eines Schutzfilms (8 ) auf dem Wellenleiterbereich (30 ) und dem ersten Befestigungsbereich (31 ) und dem zweiten Befestigungsbereich (32 ); (i) Ausbilden einer ersten Metallschicht (10 ), die mit der oberen Deckschicht (5 ) in dem Wellenleiterbereich (30 ) elektrisch verbunden ist und sich von oberhalb des Wellenleiterbereichs (30 ) über den ersten Befestigungsbereich (31 ) erstreckt; und (j) Ausbilden einer zweiten Metallschicht (11 ), die über dem zweiten Befestigungsbereich (32 ) angeordnet ist.
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Families Citing this family (21)
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JP3878868B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2007-02-07 | シャープ株式会社 | GaN系レーザ素子 |
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DE202005015673U1 (de) * | 2005-10-03 | 2005-12-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Monolithisch integrierte BH-Laserstruktur als Verstärkerelement mit integrierter Taperung der aktiven Laserschicht |
JP5103818B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2012-12-19 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザ素子 |
JP2008205139A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体レーザ素子 |
JP4910870B2 (ja) * | 2007-05-08 | 2012-04-04 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
JP4983398B2 (ja) * | 2007-05-25 | 2012-07-25 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体レーザ素子 |
DE102008008595A1 (de) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Oberflächenemittierender Halbleiterlaser und Verfahren zu dessen Herstellung |
US8073031B2 (en) * | 2008-03-03 | 2011-12-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Laser diode with improved heat dissipation |
JP2010272569A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Panasonic Corp | 半導体レーザ装置 |
JP2010272784A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Panasonic Corp | 半導体レーザ装置 |
JP2010287804A (ja) * | 2009-06-15 | 2010-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子 |
DE102009058345B4 (de) * | 2009-12-15 | 2021-05-12 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Halbleiterlaser |
JP5150666B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2013-02-20 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置 |
CN105490161B (zh) * | 2011-07-05 | 2022-12-30 | 日亚化学工业株式会社 | 半导体激光元件 |
GB201112327D0 (en) * | 2011-07-18 | 2011-08-31 | Epigan Nv | Method for growing III-V epitaxial layers |
JP5759401B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2015-08-05 | 日本電信電話株式会社 | 多チャネル光送信モジュールおよびその作製方法 |
JP6600476B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2019-10-30 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3714512A1 (de) * | 1986-04-30 | 1987-11-05 | Sharp Kk | Halbleiterlaser |
US5222091A (en) * | 1990-09-14 | 1993-06-22 | Gte Laboratories Incorporated | Structure for indium phosphide/indium gallium arsenide phosphide buried heterostructure semiconductor |
EP0547281A1 (de) * | 1991-12-17 | 1993-06-23 | International Business Machines Corporation | Versenkter Stegstrukturdiode |
US5399885A (en) * | 1991-03-15 | 1995-03-21 | U.S. Philips Corporation | Optoelectronic semiconductor device having plural mesas |
US6075800A (en) * | 1998-05-05 | 2000-06-13 | Nortel Networks Corporation | Bonding ridge structure laser diodes to substrates |
US6134368A (en) * | 1996-08-30 | 2000-10-17 | Nec Corporation | Optical semiconductor device with a current blocking structure and method for making the same |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3238783B2 (ja) * | 1992-07-30 | 2001-12-17 | シャープ株式会社 | 半導体レーザ素子 |
EP0813761B1 (de) * | 1995-03-07 | 1999-06-23 | BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company | laser |
US6075799A (en) * | 1996-08-28 | 2000-06-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Polarization selective semiconductor laser, optical transmitter using the same, optical communication system using the same and fabrication method of the same |
US20020028390A1 (en) * | 1997-09-22 | 2002-03-07 | Mohammad A. Mazed | Techniques for fabricating and packaging multi-wavelength semiconductor laser array devices (chips) and their applications in system architectures |
US5917847A (en) * | 1997-09-26 | 1999-06-29 | Xerox Corporation | Independently addressable semiconductor laser arrays with buried selectively oxidized native oxide apertures |
US6396854B1 (en) * | 1997-12-15 | 2002-05-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Encased semiconductor laser device in contact with a fluid and method of producing the laser device |
JPH11251679A (ja) | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体レーザ |
JP3663096B2 (ja) | 1999-12-28 | 2005-06-22 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子 |
JP3791584B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2006-06-28 | セイコーエプソン株式会社 | 面発光型半導体レーザおよび面発光型半導体レーザアレイ |
-
2002
- 2002-05-08 JP JP2002132336A patent/JP2003332676A/ja active Pending
-
2003
- 2003-04-25 TW TW092109672A patent/TWI222252B/zh not_active IP Right Cessation
- 2003-05-02 US US10/427,956 patent/US7023891B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-07 DE DE10320376A patent/DE10320376B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-08 CN CNB031312411A patent/CN1264260C/zh not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3714512A1 (de) * | 1986-04-30 | 1987-11-05 | Sharp Kk | Halbleiterlaser |
US5222091A (en) * | 1990-09-14 | 1993-06-22 | Gte Laboratories Incorporated | Structure for indium phosphide/indium gallium arsenide phosphide buried heterostructure semiconductor |
US5399885A (en) * | 1991-03-15 | 1995-03-21 | U.S. Philips Corporation | Optoelectronic semiconductor device having plural mesas |
EP0547281A1 (de) * | 1991-12-17 | 1993-06-23 | International Business Machines Corporation | Versenkter Stegstrukturdiode |
US6134368A (en) * | 1996-08-30 | 2000-10-17 | Nec Corporation | Optical semiconductor device with a current blocking structure and method for making the same |
US6075800A (en) * | 1998-05-05 | 2000-06-13 | Nortel Networks Corporation | Bonding ridge structure laser diodes to substrates |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10320376A1 (de) | 2003-11-27 |
JP2003332676A (ja) | 2003-11-21 |
US20030210721A1 (en) | 2003-11-13 |
US7023891B2 (en) | 2006-04-04 |
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CN1264260C (zh) | 2006-07-12 |
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