DE4240539C2 - Method for manufacturing a semiconductor laser - Google Patents

Method for manufacturing a semiconductor laser

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers, bei der auf einer Halb­ leiterschichtstruktur eine Strukturierung durch Naßätzen durchgeführt wird.The present invention relates to methods for Manufacture of a semiconductor laser in which on a half structuring by means of wet etching is carried out.

Fig. 6(a) zeigt in einer schematischen Schnittansicht einen Halbleiterlaser vom Stegwellenleitertyp ("ridge waveguide type"). In Fig. 6(a) bezeichnet das Bezugszeichen 400 einen n-Typ GaAs-Serien-Halbleiterlaser. Eine erste Mantelschicht 2 vom AlGaAs-n-Typ ist auf dem n-Typ GaAs-Substrat 1 ange­ ordnet. Eine p-Typ AlGaAs-Aktivschicht 3 ist auf der ersten Mantelschicht 2 vom n-Typ AlGaAs angeordnet. Eine zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs mit einem Steg in umge­ kehrter Mesaform ist auf der p-Typ AlGaAs-Aktivschicht 3 angeordnet. Eine erste Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs ist auf dem Steg der zweiten Mantelschicht 4 angeordnet. Eine n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 und eine zweite Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs sind auf beiden Seiten des Steges angeord­ net. Eine p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 ist auf der zweiten Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs angeordnet. Eine p-Seiten­ elektrode 10 und eine n-Seitenelektrode 11 sind auf der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 und der rückseitigen Oberfläche des n-Typ GaAs-Substrates 1 jeweils angeordnet. Fig. 6(b) zeigt einen n-Typ GaAs-Halbleiterlaser mit demselben Aufbau wie in Fig. 6(a), bei dem die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 dicker ausgebildet ist als bei der Fig. 6(a). Fig. 6 (a) shows a schematic sectional view of a semiconductor laser of the ridge waveguide type ( "ridge waveguide type"). In Fig. 6 (a), reference numeral 400 denotes an n-type GaAs series semiconductor laser. A first cladding layer 2 of the AlGaAs-n type is arranged on the n-type GaAs substrate 1 . A p-type AlGaAs active layer 3 is arranged on the first cladding layer 2 of the n-type AlGaAs. A second cladding layer 4 of the p-type AlGaAs with a web in the reverse mesa shape is arranged on the p-type AlGaAs active layer 3 . A first cover layer 5 of the p-type GaAs is arranged on the web of the second cladding layer 4 . An n-type GaAs current blocking layer 8 and a second p-type GaAs cover layer 50 are arranged on both sides of the web. A p-type GaAs contact layer 9 is arranged on the second p-type GaAs cover layer 50 . A p-side electrode 10 and an n-side electrode 11 are arranged on the p-type GaAs contact layer 9 and the back surface of the n-type GaAs substrate 1, respectively. FIG. 6 (b) shows an n-type GaAs semiconductor laser with the same structure as in FIG. 6 (a), in which the p-type GaAs contact layer 9 is formed thicker than in FIG. 6 (a).

Es folgt die Beschreibung des Herstellungsverfahrens. Die Fig. 7(a)-7(e) veranschaulichen die Herstellungsschritte bei dem Verfahren zur Herstellung des in Fig. 6(a) darge­ stellten Halbleiterlasers. Zunächst werden gemäß der Dar­ stellung nach Fig. 7(a) auf dem n-Typ GaAs-Substrat 1 auf­ einanderfolgend die erste Mantelschicht 2 vom n-Typ AlGaAs, die p-Typ AlGaAs-Aktivschicht 3, die zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs sowie die erste Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs aufgewachsen (erster Epitaxiewachstumsschritt). Vor­ zugsweise werden diese Schichten durch metallorganische chemische Dampfabscheidung (MOCVD) aufgewachsen.The description of the manufacturing process follows. FIGS. 7 (a) -7 (e) illustrate the manufacturing steps in the method for manufacturing the set in Fig. 6 (a) Darge semiconductor laser. First, the Dar are in accordance with position of FIG. 7 (a) on the n-type GaAs substrate 1 on each other following the first cladding layer 2 of n-type AlGaAs, the p-type AlGaAs active layer 3, the second cladding layer 4 of p- Type AlGaAs and the first cover layer 5 of the p-type GaAs (first epitaxial growth step). These layers are preferably grown by organometallic chemical vapor deposition (MOCVD).

Danach werden gemäß der Darstellung nach Fig. 7(b) ein SiN-Film 6 und ein Photolack 7 aufeinanderfolgend auf der er­ sten Deckschicht 5 abgeschieden, und es wird der SiN-Film 6 in einer Streifenform durch an sich bekannte Photolithogra­ phie und selektive Ätzschritte strukturiert.Thereafter, as shown in FIG. 7 (b), a SiN film 6 and a photoresist 7 are successively deposited on the top layer 5 , and the SiN film 6 is in a stripe shape by photolithography and selective etching steps known per se structured.

Danach wird, wie es in Fig. 7(c) veranschaulicht ist, nach der Entfernung des Photolackes 7 die zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs und die erste Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs selektiv durch Naßätzen unter Verwendung des SiN-Filmes 6 als Maske entfernt, wodurch ein Steg mit einer umgekehrten Mesaform verbleibt. Das Naßätzen sollte so durchgeführt werden, daß die zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs auf der p-Typ AlGaAs-Aktivschicht 3 bei den entgegengesetzten Seiten des Steges verbleiben kann.Thereafter, as illustrated in FIG. 7 (c), after removing the resist 7, the second cladding layer 4 of p-type AlGaAs and the first cladding layer 5 of p-type GaAs becomes selective by wet etching using the SiN film 6 removed as a mask, leaving a web with an inverted mesa shape. The wet etching should be carried out in such a way that the second cladding layer 4 of the p-type AlGaAs on the p-type AlGaAs active layer 3 can remain on the opposite sides of the web.

Daran anschließend werden gemäß der Darstellung nach Fig. 7(d) die n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 und die zweite Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs aufeinanderfolgend auf der zweiten Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs aufgewachsen, vor­ zugsweise durch MOCVD, um den Steg einzugraben (zweiter Epitaxiewachstumsschritt).Thereafter, the representation of the n-type GaAs current blocking layer 8 and the second outer layer 50 are according to Fig. 7 (d) are successively grown p-type GaAs on said second cladding layer 4 of p-type AlGaAs, before preferably by MOCVD to dig in the bar (second epitaxial growth step).

Nach der Entfernung des SiN-Films 6 wird die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 auf der ersten Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs und der zweiten Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs vorzugs­ weise durch MOCVD aufgewachsen (dritter Epitaxiewachstums­ schritt). Daran anschließend werden die p-Seitenelektrode 10 und die n-Seitenelektrode 11 jeweils auf der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 an der rückseitigen Oberfläche des n-Typ GaAs-Substrates 1 gebildet, wodurch der Halbleiterlaser 400 gemäß Fig. 7(e) vervollständigt wird. Falls die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 dick bei dem dritten Epitaxiewachstums­ schritt aufgewachsen wird, wird die in Fig. 6(b) darge­ stellte Laserstruktur erhalten.After removal of the SiN film 6 , the p-type GaAs contact layer 9 is preferably grown on the first p-type GaAs cover layer 5 and the second p-type GaAs cover layer 50 by MOCVD (third epitaxial growth step). Subsequently, the p-side electrode 10 and the n-side electrode 11 are respectively formed on the p-type GaAs contact layer 9 on the back surface of the n-type GaAs substrate 1 , whereby the semiconductor laser 400 according to FIG. 7 (e) completes becomes. If the p-type GaAs contact layer 9 is grown thick in the third epitaxial growth step, the laser structure shown in Fig. 6 (b) is obtained.

Im Betrieb wird eine Vorwärtsvorspannung über das n-Typ GaAs-Substrat 1 und die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 ange­ legt, so daß Strom in die p-Typ AlGaAs-Aktivschicht 3 über den Steg mit der umgekehrten Mesaform fließt und Ladungs­ träger in der p-Typ AlGaAs -Aktivschicht eingeschlossen wer­ den, so daß sich Ladungsträgerrekombinationen ergeben, wel­ che die Erzeugung von Laserlicht bewirken. Da hierbei die Absorption von Licht und die Konzentration von Strom durch die n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 bewirkt werden, wird ein Unterschied im Brechungsindex in horizontaler Richtung der Aktivschicht 3 erzeugt, so daß die Ausstrahlung von Licht auf die transversale Richtung begrenzt ist. Dieses geführte Licht unterliegt einer Resonanz in einem Fabry- Perot-Resonator, der durch in longitudinaler Richtung des streifenförmigen Steges gegenüberliegend zueinander ange­ ordnete Spaltkristallflächen gebildet ist, so daß Laseros­ zillation auftritt.In operation, a forward bias is applied across the n-type GaAs substrate 1 and the p-type GaAs contact layer 9 , so that current flows into the p-type AlGaAs active layer 3 via the web with the reverse mesa shape and charge carriers in the p-type AlGaAs active layer is included, so that charge carrier recombinations result which cause the generation of laser light. Here, since the absorption of light and the concentration of current are caused by the n-type GaAs current blocking layer 8 , a difference in the refractive index is generated in the horizontal direction of the active layer 3 , so that the emission of light is limited to the transverse direction. This guided light is subject to a resonance in a Fabry-Perot resonator, which is formed by slit crystal surfaces arranged opposite one another in the longitudinal direction of the strip-shaped web, so that laser oscillation occurs.

Dieser Halbleiterlaser vom Stegwellenleitertyp besitzt die folgenden Nachteile.This ridge waveguide type semiconductor laser has the following disadvantages.

Fig. 8 zeigt die Wiedergabe eines Elektronenmikroskopbil­ des, welches in Schnittansicht den Wafer nach dem in Fig. 7(d) gezeigten zweiten Epitaxiewachstumsschrittes dar­ stellt. Während der selektiven Ätzung zur Bildung der Steg­ struktur mit umgekehrter Mesaform werden Abschnitte der Deckschicht 5 unterhalb der beiden Enden des als Ätzmaske dienenden SiN-Filmes 6 in nachteiliger Weise weggeätzt, wo­ durch sich überhängende Abschnitte 6a ergeben. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Haftung zwischen der den SiN-Film oder dgl. enthaltenden Ätzmaske und der Epitaxiewachs­ tumsschicht schlecht ist und das Ätzmittel in die Grenzflä­ che hierzwischen eindringt. Falls solche überhängenden Ab­ schnitte 6a bei dem zweiten Epitaxiewachstumsschritt vor­ handen sind, d. h., bei dem Schritt des aufeinanderfolgen­ den Wachsens der n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 und der zweiten Decksicht 50 vom p-Typ GaAs auf die zweite Mantel­ schicht 4 vom p-Typ AlGaAs, werden die reaktiven Gase nicht an die überhängenden Abschnitte 6a herangeführt, so daß sich ein ungleichförmiges Wachstum ergibt und Hohlräume 21 erzeugt werden. Fig. 8 shows the reproduction of an electron microscope image, which is a sectional view of the wafer after the second epitaxial growth step shown in Fig. 7 (d). During the selective etching to form the web structure with an inverted mesa shape, sections of the cover layer 5 below the two ends of the SiN film 6 serving as an etching mask are disadvantageously etched away, where overhanging sections 6 a result. The reason for this is that the adhesion between the etching mask containing the SiN film or the like and the epitaxial growth layer is poor and the etchant penetrates the interface therebetween. If such overhanging sections 6 a are present in the second epitaxial growth step, that is, in the step of successively growing the n-type GaAs current blocking layer 8 and the second covering layer 50 from the p-type GaAs onto the second cladding layer 4 from the p -Type AlGaAs, the reactive gases are not brought up to the overhanging sections 6 a, so that there is a non-uniform growth and cavities 21 are generated.

Wenn der SiN-Film 6 entfernt wird und die p-Typ GaAs-Kon­ taktschicht 9 auf den ersten und zweiten Deckschichten 5 und 50 durch das dritte Epitaxiewachstum aufgewachsen wird, werden konkave Abschnitte auf der Oberfläche der Kontakt­ schicht 9 gebildet. Da zusätzlich das Kristallwachstum un­ gleichförmig unterhalb der überhängenden Abschnitte 6a durchgeführt ist, sind die Kristalleigenschaften der darauf angeordneten p-Typ GaAs-Kristallschicht 9 schlecht, so daß insgesamt die Eigenschaften des Halbleiterlasers ver­ schlechtert werden. Bei der Bildung konkaver Abschnitte auf der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 ergibt sich zusätzlich, daß ein als p-Seitenelektrode 10 dienender Metallfilm nicht gleichförmig auf der Kontaktschicht abgeschieden wird, wo­ durch sich eine nur geringe Zuverlässigkeit ergibt. Falls insbesondere die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 dünn ausgebil­ det ist, wie es in Fig. 6(a) dargestellt ist, kann die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 im ungünstigsten Fall aufgrund der konkaven Bereiche zwischen der ersten Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs auf dem Steg und der zweiten Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs brechen, wobei die p-Seitenelektrode 10 auf der Kontaktschicht 9 ebenfalls brechen kann, so daß sich eine weitere Verringerung in der Zuverlässigkeit des Halbleiter­ lasers ergibt.When the SiN film 6 is removed and the p-type GaAs layer 9 Kon clock to the first and second cover layers 5 and is grown by epitaxial growth, the third 50, concave portions on the surface layer of the contact 9 is formed. In addition, since the crystal growth is carried out ununiformly below the overhanging sections 6 a, the crystal properties of the p-type GaAs crystal layer 9 arranged thereon are poor, so that the properties of the semiconductor laser are deteriorated overall. In addition, when concave portions are formed on the p-type GaAs contact layer 9 , a metal film serving as the p-side electrode 10 is not deposited uniformly on the contact layer, resulting in poor reliability. In particular, if the p-type GaAs contact layer 9 is thin, as shown in FIG. 6 (a), the p-type GaAs contact layer 9 may in the worst case be due to the concave regions between the first cover layer 5 from the p -Type GaAs break on the web and the second p-type GaAs cover layer 50 , wherein the p-side electrode 10 on the contact layer 9 can also break, so that there is a further reduction in the reliability of the semiconductor laser.

Falls sich die kristallinen Eigenschaften der epitaktisch aufgewachsenen Schicht, die an entgegengesetzten Seiten des Steges erneut aufgewachsen wird, verschlechtern, ist die Dicke der epitaktisch aufgewachsenen Schicht nicht gleiche förmig, und der Steg wird unvorteilhafterweise hervorste­ hen. Falls dabei die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 gebildet wird, wird ein konvexer Abschnitt auf der Oberfläche der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 gebildet, und es wird eine mecha­ nische Spannung auf den Steg bei den nachfolgenden Schrit­ ten ausgeübt, wie beispielsweise bei dem Schritt des Polie­ rens der rückseitigen Oberfläche des Substrates, bei dem Schritt der Befestigung des Halbleiterchips auf einem Ge­ häuse durch Löten, während die Stegseite mit einer Wärme­ senke verbunden ist (Übergang nach unten) und dgl., so daß der Steg zerstört werden kann. Zusätzlich hierzu haftet der konvexe Abschnitt der Kontaktschicht nicht eng an die Wär­ mesenke, so daß sich eine Neigung des Laserstrahls ergibt.If the crystalline properties of the epitaxially grown layer, which is grown again on opposite sides of the web, deteriorate, the thickness of the epitaxially grown layer will not be the same, and the web will disadvantageously protrude. If the p-type GaAs contact layer 9 is formed, a convex portion is formed on the surface of the p-type GaAs contact layer 9 , and mechanical stress is applied to the land in the subsequent steps, such as in the step of polishing the back surface of the substrate, in the step of attaching the semiconductor chip to a housing by soldering Ge, while the land side is connected to a heat sink (downward transition) and the like, so that the land can be destroyed . In addition to this, the convex portion of the contact layer does not adhere closely to the heat sink, so that there is an inclination of the laser beam.

In der Zwischenzeit wurden in den japanischen veröffent­ lichten Patentanmeldungen JP 63-269593 (A) und JP 1-287980 (A) und in Mitsubishi Denki Giho Vol. 62, Nr. 11 (1988), S. 958 bis 961 Halbleiterlaser vom Stegwellenleitertyp vorge­ schlagen, bei denen eine p-Typ AlGaAs-Pufferschicht oder eine p-Typ GaAs-Pufferschicht auf einer p-Typ AlGaAs-Man­ telschicht aufgewachsen wird, welche auf beiden Seiten ei­ nes Steges freiliegt, und anschließend eine n-Typ GaAs-Stromblockierschicht aufgewachsen wird. Da bei diesen Halb­ leiterlasern das Kristallwachstum der p-Typ AlGaAs- oder GaAs-Pufferschicht langsam auf der p-Typ AlGaAs-Mantel­ schicht fortschreitet, wird die Kristallschicht bis zu ei­ nem gewissen Grad unterhalb der vorstehend beschriebenen überhängenden Abschnitte aufgewachsen. Es ist jedoch unmög­ lich, die Hohlräume unterhalb der überhängenden Abschnitte vollständig aufzufüllen, so daß die vorstehend beschriebe­ nen Probleme bis dato nicht vollständig gelöst werden konn­ ten.In the meantime, have been published in the Japanese light patent applications JP 63-269593 (A) and JP 1-287980 (A) and in Mitsubishi Denki Giho Vol. 62, No. 11 (1988), p. 958 to 961 ridge waveguide type semiconductor laser pre propose a p-type AlGaAs buffer layer or a p-type GaAs buffer layer on a p-type AlGaAs-Man tel layer is grown, which egg on both sides Nes web is exposed, and then an n-type GaAs current blocking layer is grown. Because with these half ladder laser the crystal growth of p-type AlGaAs or GaAs buffer layer slowly on the p-type AlGaAs coat layer progresses, the crystal layer becomes egg some degree below that described above overhanging sections grew up. However, it is impossible Lich, the cavities below the overhanging sections completely fill so that the above described problems have not yet been fully resolved ten.

Aus der EP-0 450 255 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines selbstausrichtenden stegförmigen Halbleiterlasers be­ kannt. EP-0 450 255 A1 describes a method for the production a self-aligning web-shaped semiconductor laser be knows.  

Aus der JP 1-281785 (A) und der JP 2-43789 (A) ist jeweils ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit folgenden Verfahrensschritten bekannt:
Auf einer Abdeckschicht wird ein Isolierfilm aufgebracht und darauf eine Photolackstrukturierung. Durch Ätzen wird eine Steg- bzw. Mesaform erzeugt und anschließend wird zu­ nächst die Photolackstrukturierung entfernt und eine wei­ tere Halbleiterschicht aufgewachsen. Schließlich wird auch der verbleibende Isolierfilm entfernt und nochmals eine Halbleiterschicht aufgebracht, um den Halbleiterlaser zu vervollständigen.JP 1-281785 (A) and JP 2-43789 (A) each disclose a method for producing a semiconductor laser with the following method steps:
An insulating film is applied to a cover layer and a photoresist structure is applied to it. A web or mesa shape is produced by etching and then the photoresist structure is first removed and a further semiconductor layer is grown. Finally, the remaining insulating film is removed and another semiconductor layer is applied in order to complete the semiconductor laser.

Zusätzlich ist aus der JP 1-281785 (A) auch bekannt, daß der Isolierfilm aus Siliziumnitrid bestehen kann. Der Druckschrift ist jedoch nicht zu entnehmen, ob und wie die Breite des Isolierfilms der Breite des Steges angepaßt wird. Es ist lediglich erwähnt, daß mittels Ätzen die Stegstruk­ tur erzeugt wird und anschließend der Photolackfilm ent­ fernt wird.In addition, it is also known from JP 1-281785 (A) that the insulating film can consist of silicon nitride. Of the However, it is not clear from the publication whether and how the Width of the insulating film is adapted to the width of the web. It is only mentioned that the bridge structure is etched is generated and then the photoresist film ent is removed.

Aus der JP 2-43789 (A) ist zusätzlich bekannt, daß der Iso­ lierfilm zum Beispiel aus einer dünnen SiO₂-Schicht beste­ hen kann, die mittels einer wäßrigen HF-Lösung geätzt wer­ den kann, wobei auch die Seitenflächen des Steges durch leichtes Ätzen mittels der Mesa-Ätzflüssigkeit ohne weite­ res verbessert werden.From JP 2-43789 (A) it is additionally known that the Iso Best film, for example, from a thin layer of SiO₂ hen who is etched by means of an aqueous HF solution can, with the side surfaces of the web through easy etching using the mesa etching liquid without widening res be improved.

Schließlich ist es aus den Zeitschriftenartikeln in Solid State Technology, März 1991, "Trends in Plasma Sources and Etching", Solid State Technology, April 1989, "Plasma Etching Using NF₃: A Review" und aus Solid State Techno­ logy, April 1988, "Highly Selective Etching of Si₃N₄ Over SiO₂ Employing a Downstream Type Reactor" bekannt, Plas­ maätzen bei der Herstellung von Halbleiterstrukturen einzu­ setzen. After all, it's from the magazine articles in Solid State Technology, March 1991, "Trends in Plasma Sources and Etching ", Solid State Technology, April 1989," Plasma Etching Using NF₃: A Review "and from Solid State Techno logy, April 1988, "Highly Selective Etching of Si₃N₄ Over SiO₂ Employing a Downstream Type Reactor "known, Plas in the manufacture of semiconductor structures put.  

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Verfahren zur Herstellung eines stegförmigen Halbleiterlasers anzu­ geben, bei denen die Breite des Isolierfilms auf der Abdeck­ schicht zuverlässig an die Breite der Abdeckschicht ange­ paßt wird, so daß die nachträglich aufgewachsene Halblei­ terschichten keine konkaven Abschnitte aufweisen.The object of the present invention is a method to produce a web-shaped semiconductor laser give the width of the insulating film on the cover layer reliably to the width of the cover layer is fit, so that the subsequently grown half lead layers have no concave sections.

Die Lösung dieser Aufgabe er folgt durch die Merkmale der Ansprüche 1, 3 und 4.The solution to this problem he follows through the characteristics of Claims 1, 3 and 4.

Durch die erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Halbleiter­ laser mit einer flachen und ebenmäßigen Oberfläche auf dem Steg bereitgestellt.The inventive method makes a semiconductor laser with a flat and even surface on the Dock provided.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.An advantageous development of the invention results from the subclaim.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, aspects and advantages of the present Invention result from the following description with reference to the drawing.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Halbleiter­ lasers entsprechend einem ersten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a schematic sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention;

Fig. 2(a)-2(f) schematische Schnittansichten zur Darstel­ lung von Prozeßschritten bei einem Verfahren zur Herstellung des Halbleiterlasers gemäß Fig. 1; Fig. 2 (a) -2 (f) are schematic sectional views for illustrating process steps in a method for producing the semiconductor laser according to Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht zur Erläuterung eines Problems, welches durch eine übermäßige Ät­ zung eines SiN-Filmes bei dem Schritt gemäß Fig. 2(d) erzeugt wird; Fig. 3 is a schematic sectional view for explaining a problem caused by an excessive etching of a SiN film in the step of Fig. 2 (d);

Fig. 4(a)-4(e) schematische Schnittansichten zur Darstel­ lung von Prozeßschritten bei einem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers entsprechend ei­ nem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 (a) -4 (e) are schematic sectional views showing process steps in a method for manufacturing a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention;

Fig. 5(a)-5(e) schematische Schnittansichten zur Darstel­ lung von Prozeßschritten bei einem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers entsprechend ei­ nem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 5 (a) -5 (e) are schematic sectional views for showing process steps in a method for manufacturing a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention;

Fig. 6(a) und 6(b) schematische Schnittansichten von Halb­ leiterlasern; Fig. 6 (a) and 6 (b) are schematic sectional views of semiconductor lasers;

Fig. 7(a)-7(e) schematische Schnittansichten zur Darstel­ lung von Prozeßschritten bei einem Verfahren zur Herstellung der Halbleiterlaser gemäß Fig. 6(a); Fig. 7 (a) -7 (e) are schematic sectional views for illustrating process steps in a method for producing the semiconductor laser according to Fig. 6 (a);

Fig. 8 eine Darstellung eines Elektronenmikroskopbildes nach dem zweiten Epitaxiewachstumsschritt gemäß Fig. 7(d); FIG. 8 is an illustration of an electron microscope image after the second epitaxial growth step according to FIG. 7 (d);

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht einen Halbleiterlaser entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorlie­ genden Erfindung. Die Fig. 2(a)-2(f) zeigen schematische Schnittansichten von Schritten bei einem Verfahren zur Her­ stellung des Halbleiterlasers gemäß Fig. 1. Bei diesen Figuren bezeichnen dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 die­ selben oder korrespondierende Teile. Bezugsziffer 300 be­ zeichnet den Halbleiterlaser, und die Bezugsziffer 7 be­ zeichnet Photolack. Fig. 1 shows a sectional view of a semiconductor laser according to a first embodiment of the vorlie invention. The Fig. 2 (a) -2 (f) are schematic sectional views of steps in a process for the preparation position of the semiconductor laser shown in FIG. 1. In these figures, the same reference numerals as in Figure 1 designate. The same or corresponding parts. Reference numeral 300 be the semiconductor laser, and reference numeral 7 be photoresist.

Im folgenden wird das Herstellungsverfahren beschrieben.The manufacturing process is described below.

Der Schritt gemäß Fig. 2(a) ist identisch mit dem Schritt gemäß Fig. 7(a). In Fig. 2(b) wird der SiN-Film 6 auf der ersten Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs unter Verwendung des Photolacks 7 strukturiert. Dabei wird jedoch der Photolack 7 bei diesem Schritt nicht entfernt. Daran anschließend wird unter Verwendung des SiN-Filmes 6 und des Photolackes 7 als eine Maske die erste Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs und die zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs auf dieselbe Art und Weise weggeätzt wie bei dem Halbleiterlaser gemäß Fig. 7, so daß ein Steg gemäß Fig. 2(c) stehenbleibt. Daran anschließend werden gemäß Fig. 2(d) die überhängenden Ab­ schnitte 6a des SiN-Filmes 6 durch Plasmaätzen mit CF₄-Gas entfernt, wobei der Photolack 7 als eine Maske verwendet wird. Daran anschließend wird gemäß Fig. 2(e) der Photolack 7 entfernt, und es werden eine n-Typ GaAs-Stromblockier­ schicht 8 mit einer Dicke von etwa 1,0 µm und eine zweite Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs mit einer Dicke von etwa 0,5 µm auf den entgegengesetzten Seiten des Steges durch MOCVD aufgewachsen, während die Temperatur des Substrates bei 750°C gehalten wird. Daran anschließend wird der SiN-Film 6 durch Plasmaätzen unter Verwendung einer Gasmischung ent­ fernt, welche CF₄ und O₂ enthält. Daran anschließend wird eine p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 mit einer Dicke von etwa 2,5 µm auf den Deckschichten 5 und 50 durch MOCVD aufge­ wachsen. Daran anschließend werden eine n-Seitenelektrode 11 und eine p-Seitenelektrode 10 auf der rückseitigen Ober­ fläche des Substrats 1 und der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 jeweils gebildet, wodurch sich schließlich der in Fig. 2(f) dargestellte Halbleiterlaservorrichtung ergibt.The step according to FIG. 2 (a) is identical to the step according to FIG. 7 (a). In Fig. 2 (b), the SiN film 6 is patterned on the first p-type GaAs cover layer 5 using the photoresist 7 . However, the photoresist 7 is not removed in this step. Then, using the SiN film 6 and the photoresist 7 as a mask, the first p-type GaAs cladding layer 5 and the second p-type AlGaAs cladding layer 4 are etched away in the same manner as in the semiconductor laser shown in FIG. 7 so that a web as shown in Fig. 2 (c) remains. Subsequently, Fig are in accordance. 2 (d) From the overhanging sections 6a of the SiN film 6 by plasma etching with CF₄ gas removed, whereby the photoresist 7 as a mask. Thereafter, the photoresist 7 is removed as shown in FIG. 2 (e), and an n-type GaAs current blocking layer 8 with a thickness of approximately 1.0 μm and a second cover layer 50 of the p-type GaAs with a thickness of grown about 0.5 µm on the opposite sides of the land by MOCVD while maintaining the temperature of the substrate at 750 ° C. Then the SiN film 6 is removed by plasma etching using a gas mixture containing CF₄ and O₂. Then a p-type GaAs contact layer 9 with a thickness of approximately 2.5 μm is grown on the cover layers 5 and 50 by MOCVD. Subsequently, an n-side electrode 11 and a p-side electrode 10 are respectively formed on the rear surface of the substrate 1 and the p-type GaAs contact layer 9 , which ultimately results in the semiconductor laser device shown in FIG. 2 (f).

Der hergestellte Halbleiterlaser weist dieselbe Struktur auf wie der eingangs beschriebene Halbleiterlaser gemäß Fig. 6. Jedoch werden bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung größere Hohlräume wie die in Fig. 6 gezeigten nicht in der n-Typ GaAs-Stromblockier­ schicht 8 und der zweiten Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs ge­ bildet. The semiconductor laser produced has the same structure as the semiconductor laser according to FIG. 6 described at the outset . However, in this first exemplary embodiment of the present invention, larger cavities than those shown in FIG. 6 are not used in the n-type GaAs current blocking layer 8 and the second cover layer 50 p-type GaAs ge forms.

Entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung werden die bei dem Schritt der Strukturierung des Steges gebildeten überhängenden Abschnitte 6a des SiN-Filmes 6 durch Plasmaätzen entfernt, und anschließend wer­ den die n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 und die zweite Deckschicht 50 vom p-Typ GaAs epitaktisch auf gegenüberlie­ genden Seiten des Steges aufgewachsen. Dabei wird die Ver­ sorgung mit Quellengasen während des Kristallwachstums ebenmäßig und gleichförmig durchgeführt, so daß die Strom­ blockierschicht 8 und die zweite Deckschicht 50 auf den beiden Seiten des Steges aufgewachsen werden, ohne daß kon­ kave Abschnitte erzeugt werden. Des weiteren wird die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 ebenmäßig auf diesen Schichten aufge­ wachsen, und die p-Seitenelektrode 10 verbindet die Ober­ fläche der p-Typ GaAs-Kontaktschicht ebenmäßig und zuver­ lässig. Als Ergebnis hiervon wird ein Halbleiterlaser mit hoher Reproduzierbarkeit hergestellt, die gute Leistungsei­ genschaften und hohe Zuverlässigkeit aufweist.According to the first embodiment of the present the invention, the overhanging portions formed in the step of structuring the web 6 a of the SiN film 6 is removed by plasma etching, and then who the n-type GaAs current blocking layer 8 and the second cover layer 50 from the p -Type GaAs grown epitaxially on opposite sides of the web. In this case, the supply with source gases is carried out evenly and uniformly during crystal growth, so that the current blocking layer 8 and the second cover layer 50 are grown on the two sides of the web without producing concave sections. Further, the p-type GaAs contact layer 9 is evenly placed on these layers grow, and the p-side electrode 10 connects the top of the p-type GaAs contact layer surface even and reliably. As a result, a semiconductor laser is manufactured with high reproducibility, good performance and high reliability.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht eine Struktur bei dem Fall, bei dem das Ätzen der überhängenden Abschnitte über­ mäßig so lange fortschreitet, bis die Oberfläche der ersten Deckschicht 5 bei den beiden Enden des Steges freiliegt, wobei die n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 und die p-Typ GaAs-Deckschicht 50 auf beiden Seiten des Steges aufgewach­ sen werden. In diesem Fall werden unvorteilhafterweise Er­ höhungen auf der Deckschicht 50 gebildet, die eine Uneben­ heit der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 verursachen. Um dieses Problem nach dem Ätzen der überhängenden Abschnitte 6a zu vermeiden, werden die Seitenwände des Steges ein wenig naß­ geätzt unter Verwendung eines Ätzmittels aus Weinsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, um die Breite des Steges um etwa 0,1 µm zu verringern. In diesem Fall wird die Ober­ fläche der p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 weiter eingeebnet, so daß sich ein Halbleiterlaser mit einer höheren Zuverläs­ sigkeit ergibt. Fig. 3 shows a sectional view of a structure in the case where the etching of the overhanging portions excessively proceeds until the surface of the first cover layer 5 is exposed at the two ends of the web, wherein the n-type GaAs current blocking layer 8 and the p-type GaAs cap layer 50 are grown on both sides of the land. In this case, it is disadvantageously formed on the cover layer 50 , which causes unevenness of the p-type GaAs contact layer 9 . In order to avoid this problem after etching the overhanging sections 6 a, the side walls of the web are etched a little wet using an etchant made from tartaric acid, sulfuric acid or phosphoric acid in order to reduce the width of the web by approximately 0.1 μm. In this case, the surface of the p-type GaAs contact layer 9 is further leveled, so that a semiconductor laser with a higher reliability results.

Die Fig. 4(a)-4(e) zeigen in schematischen Schnittansich­ ten die Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterlasers entsprechend einem zweiten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesen Figuren be­ zeichnen dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 dieselben oder korrespondierende Teile. Die Bezugsziffer 3a bezeich­ net eine Aktivschicht mit einer Mehrfachquantenschicht­ struktur, bei der etwa 100 Angström AlGaAs-Schichten und etwa 100 Angström GaAs-Schichten alternierend zusammenge­ fügt sind. Die Bezugsziffer 25 bezeichnet einen Siliziumni­ tridfilm und die Bezugsziffer 26 bezeichnet einen Siliziu­ moxidfilm.The Fig. 4 (a) -4 (e) are schematic Schnittansich th steps of a method for producing a semiconductor laser according to a second Ausführungsbei game of the present invention. In these figures, the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. The reference numeral 3 a net designated an active layer with a multiple quantum layer structure, GaAs layers together quantitative alternately at about 100 Angstroms AlGaAs layers and about 100 angstroms are added. Reference numeral 25 denotes a silicon nitride film and reference numeral 26 denotes a silicon oxide film.

Zu Beginn werden gemäß der Darstellung nach Fig. 4(a) suk­ zessive auf einem n-Typ GaAs-Substrat 1 eine erste Mantel­ schicht 2 vom n-Typ AlGaAs, eine eine Mehrfachquanten­ schichtstruktur aufweisende Aktivschicht 3a, eine zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs und eine erste Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs aufgewachsen (erstes Kristallwachstum). Vorzugsweise werden diese Schichten durch MOCVD bei einer Wachstumstemperatur von 750°C aufgewachsen. Daran anschlie­ ßend wird ein Siliziumnitridfilm 25 auf der ersten Deck­ schicht 5 vom p-Typ GaAs gebildet. Die Breite des Silizium­ nitridfilmes 25 sollte auf der Grundlage der Höhe und Brei­ te eines Steges bestimmt werden, der bei dem nachfolgenden Schritt gebildet wird.At the beginning of the representation are according to Fig. 4 (a) suk sively on an n-type GaAs substrate 1, a first cladding layer 2 of n-type AlGaAs, a multiple quantum layer structure having the active layer 3 a, a second cladding layer 4 of p -Type AlGaAs and a first top layer 5 of p-type GaAs grown (first crystal growth). These layers are preferably grown by MOCVD at a growth temperature of 750 ° C. Subsequently, a silicon nitride film 25 is formed on the first cover layer 5 of the p-type GaAs. The width of the silicon nitride film 25 should be determined based on the height and width of a ridge formed in the subsequent step.

Daran anschließend wird gemäß der Darstellung in Fig. 4(b) ein Siliziumoxidfilm 26 mit einer vorbestimmten Breite auf der den Siliziumnitridfilm 25 bedeckenden ersten Deck­ schicht 5 vom p-Typ GaAs gebildet. Die beiden Enden des Si­ liziumoxidfilmes 26 reichen über die beiden Enden des Sili­ ziumnitridfilmes 25 um dieselbe Breite bei den entgegenge­ setzten Seiten hinaus. Daran anschließend werden unter Ver­ wendung des Siliziumnitridfilmes 25 und des Siliziumoxid­ filmes 26 als eine Maske die zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs und die erste Deckschicht vom p-Typ GaAs durch Naßätzen unter Verwendung einer Lösung, aufweisend Schwe­ felsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser, geätzt, wodurch die zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs um 0,2-0,3 µm auf der Aktivschicht 3a bei den entgegengesetzten Seiten der Maske stehenbleibt, so daß sich ein Steg gemäß Fig. 4(c) ergibt. Das Naßätzen wird solange durchgeführt, bis die Breite des Steges gleich ist oder etwas enger ist als die Breite des Siliziumnitridfilmes 25. Daran anschließend werden der Siliziumnitridfilm 25 und der Siliziumoxidfilm 26 durch ein Ätzmittel mit Flußsäure geätzt. Während der Ätzung wird lediglich der Siliziumoxidfilm 26 weggeätzt und der Siliziumnitridfilm 25 auf dem Steg stehengelassen, da die Ätzrate des Siliziumoxidfilmes in Flußsäure mehr als zehnmal so hoch ist wie diejenige des Siliziumnitridfilmes. Daran anschließend wird gemäß der Darstellung in Fig. 4(e) unter Verwendung des Siliziumnitridfilmes 25 als Maske eine n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 bei den entgegengesetzten Seiten des Steges aufgewachsen. Nach der Entfernung des Si­ liziumnitridfilmes 25 werden eine p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 und Elektroden 10 und 11 auf dieselbe Art und Weise wie in Fig. 2(f) dargestellt, zur Vervollständigung des Halb­ leiterlasers gebildet. Auf diese Weise wird die Breite des Steges leicht an die Breite der Maske 25 angenähert, so daß die n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 ebenmäßig auf den entgegengesetzten Seiten des Steges aufgewachsen wird. Dem­ zufolge wird die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 ebenmäßig auf der flachen Oberfläche des Wafers aufgewachsen, und die p-Seitenelektrode 10 wird ebenmäßig und zuverlässig mit der Kontaktschicht 9 verbunden, so daß sich ein leistungsfähi­ ger und zuverlässiger Halbleiterlaser ergibt.Then, as shown in FIG. 4 (b), a silicon oxide film 26 having a predetermined width is formed on the first p-type GaAs covering layer 5 covering the silicon nitride film 25 . The two ends of the silicon oxide film 26 extend over the two ends of the silicon nitride film 25 by the same width on the opposite sides. Subsequently, using the silicon nitride film 25 and the silicon oxide film 26 as a mask, the second cladding layer 4 of the p-type AlGaAs and the first covering layer of the p-type GaAs are wet-etched using a solution comprising sulfuric acid, hydrogen peroxide and water, etched, whereby the second cladding layer 4 of the p-type AlGaAs remains at 0.2-0.3 μm on the active layer 3 a on the opposite sides of the mask, so that a web as shown in FIG. 4 (c) results. The wet etching is carried out until the width of the ridge is the same or is slightly narrower than the width of the silicon nitride film 25 . Thereafter, the silicon nitride film 25 and the silicon oxide film 26 are etched with an etchant with hydrofluoric acid. During the etching, only the silicon oxide film 26 is etched away and the silicon nitride film 25 is left on the web, since the etching rate of the silicon oxide film in hydrofluoric acid is more than ten times that of the silicon nitride film. Then, as shown in Fig. 4 (e), using the silicon nitride film 25 as a mask, an n-type GaAs current blocking layer 8 is grown on the opposite sides of the land. After removal of the silicon nitride film 25 , a p-type GaAs contact layer 9 and electrodes 10 and 11 are formed in the same manner as shown in Fig. 2 (f) to complete the semiconductor laser. In this way, the width of the land is slightly approximated to the width of the mask 25 , so that the n-type GaAs current blocking layer 8 is evenly grown on the opposite sides of the land. Accordingly, the p-type GaAs contact layer 9 is grown evenly on the flat surface of the wafer, and the p-side electrode 10 is evenly and reliably connected to the contact layer 9 , so that there is a powerful and reliable semiconductor laser.

Die Fig. 5(a)-5(e) zeigen schematische Schnittansichten der Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Halb­ leiterlasers entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren bezeichnen dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 dieselben oder ent­ sprechende Teile. Die Bezugsziffern 27 und 27a bezeichnen Siliziumnitridfilme, die Bezugsziffer 28 bezeichnet eine Photolackstrukturierung.The Fig. 5 (a) -5 (e) are schematic sectional views of steps of a method for producing a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention. In these figures, the same reference numerals as in Fig. 1 denote the same or corresponding parts. The reference numerals 27 and 27 a designate silicon nitride films, the reference numeral 28 designates a photoresist structure.

Zu Beginn werden gemäß der Darstellung nach Fig. 5(a) eine erste Mantelschicht 2 vom n-Typ AlGaAs, eine Aktivschicht 3a, aufweisend eine Mehrfachquantenschichtstruktur, eine zweite Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs und eine erste Deckschicht 5 vom p-Typ GaAs aufeinanderfolgend auf einem n-Typ GaAs-Substrat 1 aufgewachsen (erstes epitaktisches Wachstum). Daran anschließend wird ein Siliziumnitridfilm 24 mit einer vorbestimmten Breite auf der ersten Deck­ schicht 5 gebildet. Dann wird, wie es in Fig. 5(b) darge­ stellt ist, eine Photolackstrukturierung 28, die enger ist als der Siliziumnitridfilm 27, in die Mitte des Siliziumni­ tridfilmes 27 angeordnet. Daran anschließend werden unter Verwendung des Siliziumnitridfilmes 27 als Maske, die zwei­ te Mantelschicht 4 vom p-Typ AlGaAs und die erste Deck­ schicht vom p-Typ GaAs auf dieselbe Art und Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel geätzt, so daß ein Steg ge­ mäß Fig. 5(c) gebildet wird. Dabei wird das Ätzen solange durchgeführt, bis die Breite des Steges gleich ist oder ein wenig enger als die Breite der Photolackstrukturierung 28. Dann werden die gemäß Fig. 5(d) unter Verwendung der Photo­ lackstrukturierung 28 als Maske die beiden Enden des Sili­ ziumnitridfilmes 27 weggeätzt, so daß ein Siliziumnitrid­ film 27a stehenbleibt, der eine Breite aufweist, die unge­ fähr gleich ist zur Breite des Steges. Daran anschließend wird gemäß Fig. 5(e) die Photolackstrukturierung 28 ent­ fernt, und es wird eine n-Typ GaAs-Stromblockierschicht 8 epitaktisch auf den beiden Seiten des Steges aufgewachsen. Nach der Entfernung des Siliziumnitridfilmes 27a werden ei­ ne p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 und Elektroden 10 und 11 auf dieselbe Weise wie in Fig. 2(f) gezeigt, gebildet, wodurch der Halbleiterlaser vervollständigt wird.Initially, as shown in FIG. 5 (a) a first cladding layer 2 of n-type AlGaAs, an active layer 3 a, comprising a multiple quantum layer structure, a second cladding layer 4 of p-type AlGaAs, and a first cover layer 5 p-type GaAs successively grown on an n-type GaAs substrate 1 (first epitaxial growth). Subsequently, a silicon nitride film 24 with a predetermined width is formed on the first cover layer 5 . Then, as shown in FIG. 5 (b), a photoresist pattern 28 , which is narrower than the silicon nitride film 27 , is arranged in the center of the silicon nitride film 27 . Then, using the silicon nitride film 27 as a mask, the second cladding layer 4 of the p-type AlGaAs and the first cladding layer of the p-type GaAs are etched in the same manner as in the second embodiment, so that a land as shown in FIG . (c) 5 is formed. The etching is carried out until the width of the web is the same or a little narrower than the width of the photoresist structure 28 . Then, as shown in FIG be. 5 (d) using the photoresist structure 28 as a mask, both ends of the Sili ziumnitridfilmes etched away 27 so that a silicon nitride film 27 a stops, having a width which unge ferry is equal to the width of the web . Thereafter Fig 5 (e), according to. Ent removed, the photoresist structure 28, and it is an n-type GaAs current blocking layer 8 are epitaxially grown on the two sides of the web. After removal of the silicon nitride film 27a, a p-type GaAs contact layer 9 and electrodes 10 and 11 are formed in the same manner as shown in Fig. 2 (f), thereby completing the semiconductor laser.

Auf diese Weise wird die Breite des Steges der Breite der Maske 27a angenähert und die n-Typ GaAs-Stromblockier­ schicht 8 wird ebenmäßig auf den entgegengesetzten Seiten des Steges aufgewachsen. Demzufolge wird die p-Typ GaAs-Kontaktschicht 9 ebenmäßig auf der flachen Oberfläche des Wafers aufgewachsen, und die p-Seitenelektrode 10 wird ebenmäßig und zuverlässig mit der Kontaktschicht 9 verbun­ den, so daß sich ein leistungsfähiger und hochzuverlässiger Halbleiterlaser ergibt.In this way, the width of the ridge is approximated to the width of the mask 27 a and the n-type GaAs current blocking layer 8 is evenly grown on the opposite sides of the ridge. As a result, the p-type GaAs contact layer 9 is evenly grown on the flat surface of the wafer, and the p-side electrode 10 is evenly and reliably connected to the contact layer 9, resulting in a powerful and highly reliable semiconductor laser.

Das dritte Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die beiden Enden der Siliziumnitridstrukturierung nach der Bildung des Steges entfernt werden. Während bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein Plasmaätzen für das Seitenätzen des Siliziumnitridfil­ mes 6 unterhalb der Photolackstrukturierung 7 verwendet wird, wird bei diesem dritten Ausführungsbeispiel das Sei­ tenätzen des Siliziumnitridfilmes 27 durch ein an sich be­ kanntes Naßätzen unter Verwendung der Photolackstrukturie­ rung 28 als Maske durchgeführt, wodurch der Prozeß im Ver­ gleich zum ersten Ausführungsbeispiel vereinfacht ist. Da desweiteren die Breite des Steges mit der Breite der Photo­ lackstrukturierung 28 ausgerichtet wird, wird die geometri­ sche Genauigkeit des Steges verbessert.The third exemplary embodiment is similar to the first exemplary embodiment in that the two ends of the silicon nitride structuring are removed after the formation of the web. While in the first embodiment a plasma etching is used for the side etching of the silicon nitride film 6 below the photoresist structure 7 , in this third embodiment the side etching of the silicon nitride film 27 is carried out by a wet etching known per se using the photoresist structure 28 as a mask, thereby the process compared to the first embodiment is simplified. Furthermore, since the width of the web is aligned with the width of the photo lacquer structure 28 , the geometrical accuracy of the web is improved.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung wurden Verfahren zur Herstellung von Halbleiterlasern beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf Verfahren für die Herstellung von ande­ ren Halbleitervorrichtungen angewendet werden, bei denen ein Steg in umgekehrter Mesaform durch Strukturierung von Halbleiterepitaxieschichten gebildet ist, und eine zweite Epitaxieschicht auf entgegengesetzten Seiten des Steges ge­ wachsen ist, und eine dritte Epitaxieschicht auf dem Steg und der zweiten Epitaxieschicht aufgewachsen ist.In the embodiments described above according to the The present invention has disclosed methods of making Semiconductor lasers described, however, the present Invention also on processes for the production of other semiconductor devices in which a bridge in reverse mesa form by structuring Semiconductor epitaxial layers is formed, and a second Epitaxial layer on opposite sides of the web is growing, and a third layer of epitaxy on the web and the second epitaxial layer has grown.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit den Schritten:
epitaktisches Aufwachsen einer ersten Halbleiterschicht (2), einer aktiven Halbleiterschicht (3), einer zweiten Halbleiterschicht (4) und einer Abdeckschicht (5) auf einem Halbleitersubstrat (1);
Aufbringen eines Isolierfilms (6) aus Siliziumnitrid auf der Abdeckschicht (5) und Bilden einer streifenförmigen Photolackstrukturierung (7) mit einer vorgegebenen Breite auf dem Isolierfilm (6);
Entfernen von Abschnitten des Isolierfilms (6) durch Plasmaätzen unter Verwendung der Photolackstrukturierung (7) als Maske, um einen streifenförmigen Isolierfilm (6) mit der gleichen Breite wie die Photolackstrukturierung (7) zu bilden;
Entfernen von Abschnitten der Abdeckschicht (5) und der zweiten Halbleiterschicht (4) durch Naßätzen unter Verwendung der Photolackstrukturierung (7) und des Isolierfilms (6) als Maske, um einen Steg mit einer umgekehrten Mesaform stehenzulassen;
Entfernen von überstehenden Abschnitten (6a) an entge­ gengesetzten Enden des Isolierfilms (6) durch Plasmaätzen unter Verwendung der Photolackstrukturie­ rung (7) als Maske, um die Breite des Isolierfilms (6) an die Breite des Steges anzunähern;
Entfernen der Photolackstrukturierung (7);
epitaktisches Aufwachsen mindestens einer dritten Halbleiterschicht (8, 50) auf gegenüberliegenden Seiten des Steges;
Entfernen des Isolierfilms (6); und
epitaktisches Aufwachsen einer vierten Halbleiter­ schicht (9) auf dem Steg und auf der mindestens einen dritten Halbleiterschicht (8, 50).1. A method for producing a semiconductor laser comprising the steps:
epitaxially growing a first semiconductor layer ( 2 ), an active semiconductor layer ( 3 ), a second semiconductor layer ( 4 ) and a cover layer ( 5 ) on a semiconductor substrate ( 1 );
Applying an insulating film ( 6 ) made of silicon nitride on the cover layer ( 5 ) and forming a stripe-shaped photoresist structure ( 7 ) with a predetermined width on the insulating film ( 6 );
Removing portions of the insulating film ( 6 ) by plasma etching using the photoresist pattern ( 7 ) as a mask to form a strip-shaped insulating film ( 6 ) with the same width as the photoresist pattern ( 7 );
Removing portions of the cover layer ( 5 ) and the second semiconductor layer ( 4 ) by wet etching using the photoresist patterning ( 7 ) and the insulating film ( 6 ) as a mask to leave a ridge with an inverted mesa shape;
Removal of protruding portions ( 6 a) at opposite ends of the insulating film ( 6 ) by plasma etching using the photoresist structure ( 7 ) as a mask to approximate the width of the insulating film ( 6 ) to the width of the web;
Removing the photoresist structure ( 7 );
epitaxially growing at least one third semiconductor layer ( 8 , 50 ) on opposite sides of the web;
Removing the insulating film ( 6 ); and
epitaxially growing a fourth semiconductor layer ( 9 ) on the web and on the at least one third semiconductor layer ( 8 , 50 ). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein leichtes Naßätzen auf den Steg angewendet wird nach der Entfernung der überhängenden Abschnitte (6a) des Isolierfilms (6).2. The method according to claim 1, characterized in that a slight wet etching is applied to the web after the removal of the overhanging portions ( 6 a) of the insulating film ( 6 ). 3. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit den Schritten:
epitaktisches Aufwachsen einer ersten Halbleiterschicht (2), einer aktiven Halbleiterschicht (3a), einer zweiten Halbleiterschicht (4) und einer Abdeckschicht (5) auf einem Halbleitersubstrat (1);
Bilden eines steifenförmigen Isolierfilms (25) Siliziumnitrid mit einer vorbestimmten Breite auf der Abdeckschicht (5);
Bilden einer streifenförmigen Siliziumoxidfilmstrukturierung (26), welche den Isolierfilm (25) derart bedeckt, daß beide Enden der Siliziumoxidfilmstrukturierung (26) über beide Enden des Isolierfilms (25) um dieselbe Breite nach ent­ gegengesetzten Seiten hinausstehen;
Entfernen von Abschnitten der Abdeckschicht (5) und der zweiten Halbleiterschicht (4) durch Naßätzen unter Verwendung des Isolierfilms (25) und der Siliziumoxidfilmstrukturierung (26) als Maske, um einen Steg mit einer umgekehrten Mesaform Stehenzulassen, dessen obere Oberfläche eine Breite gleich oder enger als die Breite des Isolierfilms (25) aufweist.3. Method for producing a semiconductor laser with the steps:
epitaxially growing a first semiconductor layer ( 2 ), an active semiconductor layer ( 3 a), a second semiconductor layer ( 4 ) and a cover layer ( 5 ) on a semiconductor substrate ( 1 );
Forming a rigid insulating film ( 25 ) of silicon nitride with a predetermined width on the cover layer ( 5 );
Forming a strip-shaped silicon oxide film structuring ( 26 ) which covers the insulating film ( 25 ) such that both ends of the silicon oxide film structuring ( 26 ) protrude over both ends of the insulating film ( 25 ) by the same width on opposite sides;
Removing portions of the cap layer ( 5 ) and the second semiconductor layer ( 4 ) by wet etching using the insulating film ( 25 ) and silicon oxide film patterning ( 26 ) as a mask to allow a ridge with an inverted mesa shape to stand, the upper surface of which is equal to or narrower than a width than the width of the insulating film ( 25 ). selektives Ätzen der Siliziumoxidfilmstrukturierung (26), dabei Stehenlassen des Isolierfilms (25) auf der Abdeckschicht (5);
epitaktisches Aufwachsen einer dritten Halbleiter­ schicht (8) auf gegenüberliegenden Seiten des Steges unter Verwendung des Isolierfilms (25) als Maske;
Entfernen des Isolierfilms (25); und
epitaktisches Aufwachsen einer vierten Halbleiter­ schicht (9) auf dem Steg und auf der dritten Halbleiter­ schicht (8).selective etching of the silicon oxide film structuring ( 26 ), thereby leaving the insulating film ( 25 ) on the cover layer ( 5 );
epitaxially growing a third semiconductor layer ( 8 ) on opposite sides of the web using the insulating film ( 25 ) as a mask;
Removing the insulating film ( 25 ); and
epitaxial growth of a fourth semiconductor layer ( 9 ) on the web and on the third semiconductor layer ( 8 ). 4. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterlasers mit den Schritten:
epitaktisches Aufwachsen einer ersten Halbleiterschicht (2), einer aktiven Halbleiterschicht (3), einer zweiten Halbleiterschicht (4) und einer Abdeckschicht (5) auf einem Halbleitersubstrat (1);
Bilden eines streifenförmigen Isolierfilms (27) aus Siliziumnitrid mit einer vorbestimmten Breite auf der Abdeckschicht (5);
Bilden einer streifenförmigen Photolackstrukturierung (28), die enger ist als der Isolierfilm (27), auf dem Isolierfilm (27) derart, daß die beiden Enden des Isolierfilms (27) über die beiden Enden der Photolackstrukturierung (28) um dieselbe Breite zu entgegengesetzten Seiten hinausstehen;
Entfernen von Abschnitten der Abdeckschicht (5) und der zweiten Halbleiterschicht (4) durch Naßätzen unter Verwendung des Isolierfilms (27) als Maske, um einen Steg mit einer umgekehrten Mesaform stehenzulassen, dessen obere Oberfläche eine Breite aufweist, die gleich ist oder enger als die Breite der Photolack­ strukturierung (28);
selektives Entfernen der beiden Enden des Isolierfilms (27) unter Verwendung der Photolackstrukturierung (28) als Maske und Entfernen der Photolackstrukturierung (28);
epitaktisches Aufwachsen einer dritten Halbleiter­ schicht (8) auf gegenüberliegenden Seiten des Steges unter Verwendung des Isolierfilms (27) als eine Maske;
Entfernen des Isolierfilms (27); und
epitaktisches Aufwachsen einer dritten Halbleiter­ schicht (9) auf dem Steg und auf der dritten Halbleiterschicht (8).4. A method for producing a semiconductor laser comprising the steps:
epitaxially growing a first semiconductor layer ( 2 ), an active semiconductor layer ( 3 ), a second semiconductor layer ( 4 ) and a cover layer ( 5 ) on a semiconductor substrate ( 1 );
Forming a strip-shaped insulating film ( 27 ) made of silicon nitride with a predetermined width on the cover layer ( 5 );
Forming a strip-shaped photoresist structure ( 28 ), which is narrower than the insulating film ( 27 ), on the insulating film ( 27 ) such that the two ends of the insulating film ( 27 ) over the two ends of the photoresist structure ( 28 ) by the same width on opposite sides stand out;
Removing portions of the cap layer ( 5 ) and the second semiconductor layer ( 4 ) by wet etching using the insulating film ( 27 ) as a mask to leave a ridge with an inverted mesa shape, the upper surface of which has a width that is equal to or narrower than that Width of the photoresist structure ( 28 );
selectively removing the two ends of the insulating film ( 27 ) using the photoresist pattern ( 28 ) as a mask and removing the photoresist pattern ( 28 );
epitaxially growing a third semiconductor layer ( 8 ) on opposite sides of the ridge using the insulating film ( 27 ) as a mask;
Removing the insulating film ( 27 ); and
epitaxial growth of a third semiconductor layer ( 9 ) on the web and on the third semiconductor layer ( 8 ).
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