JP2000077789A - Manufacture of semiconductor laser - Google Patents

Manufacture of semiconductor laser

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JP2000077789A
JP2000077789A JP10244724A JP24472498A JP2000077789A JP 2000077789 A JP2000077789 A JP 2000077789A JP 10244724 A JP10244724 A JP 10244724A JP 24472498 A JP24472498 A JP 24472498A JP 2000077789 A JP2000077789 A JP 2000077789A
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JP
Japan
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type inp
layer
stripe
cladding layer
growth
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JP10244724A
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Japanese (ja)
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Tatsuya Takeuchi
辰也 竹内
Takayuki Watanabe
孝幸 渡辺
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Fujitsu Ltd
Fujitsu Quantum Devices Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Fujitsu Quantum Devices Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a semiconductor laser to be lessened in series resistance and improved in high-temperature characteristics and high-current injection characteristics. SOLUTION: A selective growth buried layer 4 is provided on each side of a stripe-like mesa 3 using a dielectric layer provided to the top of a stripe- like mesa 3 as a mask, and a P-type InP clad layer 7 is grown on all the surface at temperatures lower than 580 deg.C through an organic metal vapor growth method where chlorine compound is added. It is preferable that the uppermost surface of the selective growth buried layer 4 is set higher than the top of the stripe-like mesa 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザの製造
方法に関し、特に、InGaAsP系埋込ヘテロ接合構
造(BH)型半導体レーザにおける直列抵抗を低減する
ための製造条件に特徴のある半導体レーザの製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor laser, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor laser characterized by a manufacturing condition for reducing series resistance in an InGaAsP-based buried heterojunction structure (BH) semiconductor laser. It is about the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体レーザと光ファイバを基礎
とする光通信技術の発展はめざましく、幹線系の通信路
では光ファイバが金属ケーブルをほとんど置き換えてし
まった状況であり、今後は、個人ベースでの通信情報量
の増大に伴い各家庭まで光ファイバが伸びるものと予測
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of optical communication technology based on semiconductor lasers and optical fibers has been remarkable, and optical fibers have almost completely replaced metal cables in trunk-line communication paths. It is predicted that optical fibers will extend to each home with the increase in the amount of communication information in Japan.

【0003】この様な個人ベースでの使用を基本とした
FTTH(Fiber To The Home)を実
現するためには、低コストで大量に半導体レーザモジュ
ールを生産する技術の確立が求められ、また、半導体レ
ーザモジュールの低コスト化の実現のためには、冷却装
置が不必要な温度特性の良好な半導体レーザが必要とな
る。
In order to realize FTTH (Fiber To The Home) based on use on an individual basis, it is required to establish a technique for producing a large number of semiconductor laser modules at a low cost and a semiconductor. In order to reduce the cost of the laser module, a semiconductor laser having good temperature characteristics that does not require a cooling device is required.

【0004】ここで、図7を参照して光通信用半導体レ
ーザとして用いられている従来のBH構造の半導体レー
ザの代表的例として、FBH(Flat−Buried
−Heterostructure)構造半導体レーザ
を説明する。 図7参照 このFBH構造半導体レーザは、(100)面のn型I
nP基板31上に、n側クラッド層を兼ねるn型InP
バッファ層32、n型InGaAsP光ガイド層及びI
nGaAsP活性層からなる発光領域33、及び、p型
InPクラッド層34を順次MOVPE法(有機金属気
相成長法)によって成長させたのち、SiO2 マスク等
の誘電体マスク(図示せず)を用いてメサエッチングを
行い、〈011〉方向に延びるストライプ状メサ35を
形成する。
Here, referring to FIG. 7, a typical example of a conventional semiconductor laser having a BH structure used as a semiconductor laser for optical communication is an FBH (Flat-Buried).
-Heterostructure) semiconductor laser will be described. Referring to FIG. 7, this FBH semiconductor laser has a (100) plane n-type I
On an nP substrate 31, an n-type InP serving also as an n-side cladding layer
Buffer layer 32, n-type InGaAsP light guide layer and I
After the light emitting region 33 composed of an nGaAsP active layer and the p-type InP cladding layer 34 are sequentially grown by MOVPE (metal organic chemical vapor deposition), a dielectric mask (not shown) such as a SiO 2 mask is used. To form a stripe-shaped mesa 35 extending in the <011> direction.

【0005】次いで、この誘電体マスクを選択成長マス
クとして用いて、MOVPE法を用いてp型InP埋込
層36によってストライプ状メサ35を埋め込み、引き
続いてn型InP電流ブロック層37をその上面がスト
ライプ状メサ35の頂面より高くなるように成長させ
る。
Next, using this dielectric mask as a selective growth mask, a stripe-shaped mesa 35 is buried with a p-type InP burying layer 36 by MOVPE, and then an n-type InP current block layer 37 is formed on the upper surface. The mesa 35 is grown so as to be higher than the top surface.

【0006】次いで、誘電体マスクを除去し、全面にp
型InPクラッド層38及びp型InGaAsPコンタ
クト層39を成長させたのち、ストライプ方向に平行な
分離溝40を形成し、最後に、p型InGaAsPコン
タクト層39上にp側電極42を設けると共に、n型I
nP基板31の裏面にn側電極41を設けてFBH構造
半導体レーザが完成する。なお、分離溝40は、電流の
流れる範囲を狭めると共に、pn接合に基づく寄生容量
を低減するために設けるものである。
Next, the dielectric mask is removed, and p
After growing the p-type InP cladding layer 38 and the p-type InGaAsP contact layer 39, an isolation groove 40 parallel to the stripe direction is formed. Finally, a p-side electrode 42 is provided on the p-type InGaAsP contact layer 39, and n Type I
The FBH structure semiconductor laser is completed by providing the n-side electrode 41 on the back surface of the nP substrate 31. The separation groove 40 is provided to narrow the range of current flow and reduce parasitic capacitance based on the pn junction.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザの高温で
の動作を制限する要因の一つとして素子の直列抵抗(シ
リーズ抵抗)があげられ、素子のシリーズ抵抗が増大す
ると、高電流注入時のジュール熱による発熱をもたらし
動作温度を制限したり、或いは、素子全体にかかる電圧
の増大をもたらし、リーク電流の増大を導くので、直列
抵抗をできるだけ低くすることが望ましい。
One of the factors that limit the operation of a semiconductor laser at a high temperature is the series resistance of a device (series resistance). When the series resistance of a device increases, the joule during high current injection is reduced. It is desirable to reduce the series resistance as much as possible because heat is generated by heat to limit the operating temperature or to increase the voltage applied to the entire device, leading to an increase in leakage current.

【0008】従来のFBH構造半導体レーザにおいて
は、キャリアの移動度の小さなp型InPクラッド層3
4,38の抵抗が主な直列抵抗成分となるが、この内、
ストライプ状メサ35の最上部のp型InPクラッド層
34はp型不純物の活性層への拡散の問題があるのでド
ーピング濃度が制限されるが、全面に成長させるp型I
nPクラッド層38はできるだけ高濃度のp型で、且
つ、できるだけ薄いことが低抵抗化の観点からは望まれ
る。
In the conventional FBH semiconductor laser, the p-type InP cladding layer 3 having a small carrier mobility is used.
The resistances of 4, 38 are the main series resistance components.
The uppermost p-type InP cladding layer 34 of the stripe-shaped mesa 35 has a problem of diffusion of the p-type impurity into the active layer, so that the doping concentration is limited.
It is desired that the nP cladding layer 38 be as high as possible of p-type and as thin as possible from the viewpoint of reducing the resistance.

【0009】しかし、p型InPクラッド層38は、表
面が平坦ではない成長層の上に成長するものであり、そ
の際の表面モホロジーを良好に且つ全体を平坦にするた
めには、600℃以上の成長温度で、且つ、ある程度厚
く成長させており、その結果、p型InPクラッド層3
8の層厚に起因して素子の直列抵抗が大きいという問題
があった。
However, the p-type InP cladding layer 38 is grown on a growth layer whose surface is not flat. In order to improve the surface morphology at that time and to make the entire surface flat, the p-type InP cladding layer 38 must be at least 600 ° C. Is grown at a growth temperature of a certain thickness, and as a result, the p-type InP cladding layer 3 is formed.
8 has a problem that the series resistance of the element is large due to the layer thickness of 8.

【0010】したがって、本発明は、素子の直列抵抗を
低減し、高動作温度での特性を改善し、また、高電流注
入時の特性を向上させることを特徴とする。
Therefore, the present invention is characterized in that the series resistance of the device is reduced, the characteristics at high operating temperatures are improved, and the characteristics at high current injection are improved.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、また、図2は本発明の作用を説明す
るための不純物の取り込み効率の成長温度依存性及び面
方位依存性の説明図であり、この図1及び図2を参照し
て本発明における課題を解決するための手段を説明す
る。 図1参照 (1)本発明は、半導体レーザの製造方法において、n
型InP基板1に設けた活性層2を含む成長層をメサエ
ッチングしてストライプ状メサ3を形成したのち、スト
ライプ状メサ3の頂部に設けた誘電体マスクをマスクと
してストライプ状メサ3の側部を選択成長埋込層4で埋
め込み、次いで、誘電体マスクを除去したのち、p型I
nPクラッド層7を全面に成長させる際に、塩素化合物
を添加した有機金属気相成長法により580℃以下の成
長温度で成長を行うことを特徴とする。
FIG. 1 is an explanatory view of the basic structure of the present invention, and FIG. 2 is a graph showing the dependence of the efficiency of taking impurities on the growth temperature and the plane orientation for explaining the operation of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the dependency, and means for solving the problem in the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. See FIG. 1. (1) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser, wherein n
After the growth layer including the active layer 2 provided on the InP substrate 1 is mesa-etched to form a stripe-shaped mesa 3, the side portion of the stripe-shaped mesa 3 is formed by using a dielectric mask provided on the top of the stripe-shaped mesa 3 as a mask. Is buried in the selective growth buried layer 4 and then the dielectric mask is removed.
When the nP clad layer 7 is grown on the entire surface, the growth is performed at a growth temperature of 580 ° C. or less by a metal organic chemical vapor deposition method to which a chlorine compound is added.

【0012】この様に、ストライプ状メサ3の頂面、及
び、例えば、p型InP埋込層5及びn型InP電流ブ
ロック層6からなる選択成長埋込層4上にp型InPク
ラッド層7を成長させる際に、塩素化合物を添加した有
機金属気相成長法により580℃以下の成長温度で成長
を行うことにより、比較的薄い厚さの成長で表面を平坦
に、且つ、表面モホロジーを良好にすることができ、し
たがって、p型InPクラッド層7の表面を平坦にする
ために厚さを必要としないので、素子の直列抵抗を低減
することができる。
As described above, the p-type InP clad layer 7 is formed on the top surface of the stripe-shaped mesa 3 and on the selective growth buried layer 4 composed of, for example, the p-type InP buried layer 5 and the n-type InP current block layer 6. Is grown at a growth temperature of 580 ° C. or less by a metalorganic vapor phase epitaxy method to which a chlorine compound is added, so that the surface becomes flat with a relatively thin thickness and the surface morphology is good. Therefore, no thickness is required to make the surface of the p-type InP cladding layer 7 flat, so that the series resistance of the device can be reduced.

【0013】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、選択成長埋込層4の最上面が、ストライプ状メサ3
の頂面より高いことを特徴とする。
(2) According to the present invention, in the above (1), the uppermost surface of the selective growth buried layer 4 is a stripe-shaped mesa 3
Characterized by being higher than the top surface.

【0014】InP層にp型不純物をドープする際に、
不純物の取り込み効率に成長温度依存性及び面方位依存
性があるが、選択成長埋込層4の最上面を、ストライプ
状メサ3の頂面より高くすることによって、選択成長埋
込層4のストライプ状メサ3側の斜面を(111)B面
等にすることができるので、選択成長埋込層4の平坦面
と斜面における不純物の取り込み効率の面方位依存性を
積極的に利用することができる。
When doping the InP layer with a p-type impurity,
Although the incorporation efficiency of the impurity depends on the growth temperature and the plane orientation, the uppermost surface of the selective growth buried layer 4 is made higher than the top surface of the stripe-shaped mesa 3 so that the stripe of the selective growth buried layer 4 can be formed. Since the slope on the side of the mesa 3 can be a (111) B plane or the like, the plane orientation dependency of the impurity incorporation efficiency on the flat face and the slope of the selective growth buried layer 4 can be positively utilized. .

【0015】(3)また、本発明は、上記(1)または
(2)において、p型InPクラッド層7のストライプ
状メサ3の頂面近傍におけるp型不純物濃度が、選択成
長埋込層4の平坦面上のp型InPクラッド層7のp型
不純物濃度より大きいことを特徴とする。
(3) In the present invention according to the above (1) or (2), the p-type impurity concentration in the vicinity of the top surface of the stripe-shaped mesa 3 of the p-type InP cladding layer 7 is increased by selectively growing the buried layer 4. The p-type InP clad layer 7 on the flat surface has a p-type impurity concentration higher than that of the p-type InP clad layer 7.

【0016】図2参照 図2から明らかなように、成長温度を580℃以下にし
た場合、従来よりもp型InPクラッド層7を高濃度に
ドープすることができ、また、不純物の取り込み効率の
面方位依存性により、p型InPクラッド層7のストラ
イプ状メサ3の頂面近傍におけるp型不純物濃度を、選
択成長埋込層4の平坦面上のp型InPクラッド層7の
p型不純物濃度より約6倍程度大きくすることができ
る。
As shown in FIG. 2, when the growth temperature is set to 580 ° C. or lower, the p-type InP cladding layer 7 can be doped at a higher concentration than in the conventional case, and the impurity incorporation efficiency can be reduced. Due to the plane orientation dependence, the p-type impurity concentration in the vicinity of the top surface of the stripe-shaped mesa 3 of the p-type InP cladding layer 7 is changed to the p-type impurity concentration of the p-type InP cladding layer 7 on the flat surface of the selective growth buried layer 4. It can be about six times larger.

【0017】(4)また、本発明は、上記(3)におい
て、p型InPクラッド層7のストライプ状メサ3の頂
面近傍におけるp型不純物濃度が2.5×1018cm-3
以上であることを特徴とする。
(4) In the present invention according to (3), the p-type impurity concentration in the vicinity of the top surface of the stripe-shaped mesa 3 of the p-type InP cladding layer 7 is 2.5 × 10 18 cm −3.
It is characterized by the above.

【0018】上述の図2から明らかなように、選択成長
埋込層4のストライプ状メサ3側の斜面を(111)B
面等にすることによって、p型InPクラッド層7のス
トライプ状メサ3の頂面近傍におけるp型不純物濃度
を、従来の製造条件では不可能であった2.5×1018
cm-3以上の不純物濃度にすることができ、それによっ
ても、素子の直列抵抗を低減することができる。
As apparent from FIG. 2, the slope of the selective growth buried layer 4 on the side of the stripe-shaped mesa 3 is (111) B
The p-type impurity concentration in the vicinity of the top surface of the stripe-shaped mesa 3 of the p-type InP cladding layer 7 can be set to 2.5 × 10 18 which was impossible under the conventional manufacturing conditions.
The impurity concentration can be set to not less than cm −3 , thereby also reducing the series resistance of the element.

【0019】(5)また、本発明は、上記(1)ないし
(4)のいずれかにおいて、p型InPクラッド層7を
形成するためのp型不純物としてZnを用いたことを特
徴とする。
(5) The present invention is characterized in that in any one of the above (1) to (4), Zn is used as a p-type impurity for forming the p-type InP clad layer 7.

【0020】この様に、不純物の取り込み効率の成長温
度依存性及び面方位依存性の顕著なp型不純物としては
Znが典型的なものである。
As described above, Zn is a typical p-type impurity having a remarkable dependence on the growth temperature and the plane orientation of the impurity incorporation efficiency.

【0021】(6)また、本発明は、半導体レーザの製
造方法において、n型InP基板1に設けた活性層2を
含む成長層をメサエッチングしてストライプ状メサ3を
形成したのち、ストライプ状メサ3の頂部に設けた誘電
体マスクをマスクとしてストライプ状メサ3の側部を選
択成長埋込層4で埋め込み、次いで、誘電体マスクを除
去したのち、p型InPクラッド層7を成長表面が平坦
になるまで全面に成長させたのち、p型InPクラッド
層7の一部をエッチング除去してp型InPクラッド層
7を薄層化することを特徴とする。
(6) Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor laser, the growth layer including the active layer 2 provided on the n-type InP substrate 1 is mesa-etched to form the stripe-shaped mesa 3, and then the stripe-shaped mesa 3 is formed. Using the dielectric mask provided on the top of the mesa 3 as a mask, the side portions of the stripe-shaped mesa 3 are buried with the selective growth burying layer 4, and after removing the dielectric mask, the p-type InP cladding layer 7 is grown on the growth surface. After growing the entire surface until the surface becomes flat, a part of the p-type InP cladding layer 7 is removed by etching to make the p-type InP cladding layer 7 thinner.

【0022】この様に、p型InPクラッド層7を平坦
になるまで厚く成長させたのち、エッチング除去により
薄層化することによっても、従来のp型InPクラッド
層7の成長条件のままで素子の直列抵抗の低減が可能に
なる。
As described above, the p-type InP cladding layer 7 may be grown thick until it becomes flat, and then thinned by etching to obtain a device with the conventional growth conditions of the p-type InP cladding layer 7. Can be reduced.

【0023】(7)また、本発明は、半導体レーザの製
造方法において、n型InP基板1に設けた活性層2を
含む成長層をメサエッチングしてストライプ状メサ3を
形成したのち、ストライプ状メサ3の頂部に設けた誘電
体マスクをマスクとしてストライプ状メサ3の側部を選
択成長埋込層4で埋め込み、次いで、誘電体マスクを除
去したのち、p型InPクラッド層7を成長表面が平坦
になるまで全面に成長させたのち、p型InPクラッド
層7の一部をエッチング除去して選択成長埋込層4の平
坦面上のp型InPクラッド層7を完全に除去すること
を特徴とする。
(7) Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor laser, the growth layer including the active layer 2 provided on the n-type InP substrate 1 is mesa-etched to form the stripe-shaped mesa 3, and then the stripe-shaped mesa 3 is formed. Using the dielectric mask provided on the top of the mesa 3 as a mask, the side portions of the stripe-shaped mesa 3 are buried with the selective growth burying layer 4, and after removing the dielectric mask, the p-type InP cladding layer 7 is grown on the growth surface. After growing the entire surface until the surface becomes flat, a part of the p-type InP cladding layer 7 is removed by etching to completely remove the p-type InP cladding layer 7 on the flat surface of the selective growth buried layer 4. And

【0024】この様に、p型InPクラッド層7を平坦
になるまで厚く成長させたのち、エッチング除去する際
に、選択成長埋込層4の平坦面上のp型InPクラッド
層7を完全に除去することによりストライプ状メサ3の
頂部のp型InPクラッド層7の厚さをより薄くするこ
とができ、それによって、従来のp型InPクラッド層
7の成長条件のままで素子の直列抵抗の低減が可能にな
る。
As described above, after the p-type InP cladding layer 7 is grown thick until it becomes flat, when it is removed by etching, the p-type InP cladding layer 7 on the flat surface of the selective growth buried layer 4 is completely removed. By removing the p-type InP cladding layer 7, the thickness of the p-type InP cladding layer 7 on the top of the stripe-shaped mesa 3 can be made thinner. Reduction becomes possible.

【0025】(8)また、本発明は、上記(6)または
(7)において、p型InPクラッド層7を除去する工
程が、p型InPクラッド層7の成長後、そのまま有機
金属気相成長装置内で塩素化合物ガスを供給してエッチ
ングする工程であることを特徴とする。
(8) In the present invention, in the above (6) or (7), the step of removing the p-type InP cladding layer 7 may be performed by directly performing the metal organic chemical vapor deposition after the growth of the p-type InP cladding layer 7. It is characterized by a step of etching by supplying a chlorine compound gas in the apparatus.

【0026】この様に、p型InPクラッド層7のエッ
チング工程を有機金属気相成長装置内に塩素化合物ガス
を供給して行うことにより、一連の工程を連続して、且
つ、ドライ工程として行うことができるので、スループ
ットが向上する。
As described above, by performing the etching step of the p-type InP cladding layer 7 by supplying the chlorine compound gas into the metal organic chemical vapor deposition apparatus, a series of steps are performed continuously and as a dry step. Therefore, the throughput is improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】ここで、本発明の第1の実施の形
態の製造工程を図3及び図4を参照して説明する。 図3(a)参照 まず、(100)面を主面とするn型InP基板11上
に、基板温度を620℃とした状態で、原料ガスとして
TMI(トリメチルインジウム)及びPH3 を用い、ま
た、SiH4 を不純物源として流すことによって厚さが
200〜1000nm、例えば、500nmで不純物濃
度が5.0×1017cm-3のn側クラッド層を兼ねるn
型InPバッファ層12を成長させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Here, a manufacturing process according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 3 (a), first, TMI (trimethyl indium) and PH 3 are used as raw material gases on an n-type InP substrate 11 having a (100) plane as a main surface at a substrate temperature of 620 ° C. By flowing SiH 4 as an impurity source, n serving as an n-side cladding layer having a thickness of 200 to 1000 nm, for example, 500 nm and an impurity concentration of 5.0 × 10 17 cm −3 is used.
A type InP buffer layer 12 is grown.

【0028】次いで、基板温度を同じく620℃とした
状態で、TMI、TEG(トリエチルガリウム)、As
3 、及び、PH3 を用いて、厚さが、例えば、6nm
で圧縮歪が1%のノン・ドープInGaAsPウエル
層、及び、厚さが、例えば、10nmで、PL波長が
1.1μm組成の無歪のノン・ドープInGaAsPバ
リア層を交互に成長させることによって発光波長が1.
3μmのInGaAsPMQW活性層13を成長させた
のち、TEG及びAsH3 の供給を停止するとともに、
p型不純物源としてDMZn(ジメチル亜鉛)を供給す
ることによって、厚さが100〜500nm、例えば、
300nmで不純物濃度が5.0×1017cm-3のp型
InPクラッド層14を順次成長させる。
Next, with the substrate temperature also set to 620 ° C., TMI, TEG (triethyl gallium), As
Using H 3 and PH 3 , the thickness is, for example, 6 nm.
By alternately growing a non-doped InGaAsP well layer having a compression strain of 1% and a non-strained non-doped InGaAsP barrier layer having a thickness of, for example, 10 nm and a PL wavelength of 1.1 μm. The wavelength is 1.
After growing the InGaAsPMQW active layer 13 of 3 μm, supply of TEG and AsH 3 is stopped,
By supplying DMZn (dimethylzinc) as a p-type impurity source, the thickness is 100 to 500 nm, for example,
A p-type InP cladding layer 14 having a thickness of 300 nm and an impurity concentration of 5.0 × 10 17 cm −3 is sequentially grown.

【0029】次いで、CVD法によって厚さ0.3μm
のSiO2 膜を堆積させたのち、パターニングして〈0
11〉方向に幅2.0μmのストライプ状のSiO2
スク15を形成し、次いで、このSiO2 マスク15を
エッチングマスクとして、エタン+水素+微量酸素から
なるエタン系のガスを用いたRIE(反応性イオンエッ
チング)法によってメサエッチングを行い、高さが、例
えば、2.5μmで、その側面がほぼ(011)面のス
トライプ状メサ16を形成する。
Then, a thickness of 0.3 μm
After depositing a SiO 2 film of
11>, a stripe-shaped SiO 2 mask 15 having a width of 2.0 μm is formed. Then, using this SiO 2 mask 15 as an etching mask, RIE (reaction) using an ethane-based gas consisting of ethane + hydrogen + trace oxygen is performed. Mesa etching is performed by a method (active ion etching) to form a stripe-shaped mesa 16 having a height of, for example, 2.5 μm and a substantially (011) side surface.

【0030】図3(b)参照 次いで、600℃の成長温度において、原料ガスとして
TMI、PH3 、及び、ドーパントとしてDMZnを用
い、SiO2 マスク15を選択成長マスクとして厚さが
2.5μmで、不純物濃度が1.0×1018cm-3のp
型InP埋込層17を成長させたのち、ドーパントをS
iH4 に切替えて、厚さが、例えば、0.5μmで、不
純物濃度が2.0×1018cm-3のn型InP電流ブロ
ック層18を成長させる。
Next, at a growth temperature of 600 ° C., TMI and PH 3 are used as source gases, DMZn is used as a dopant, and a 2.5 μm-thick SiO 2 mask 15 is used as a selective growth mask. , With an impurity concentration of 1.0 × 10 18 cm −3
After growing the InP buried layer 17, the dopant is
Switching to iH 4 , an n-type InP current blocking layer 18 having a thickness of, for example, 0.5 μm and an impurity concentration of 2.0 × 10 18 cm −3 is grown.

【0031】このp型InP埋込層17及びn型InP
電流ブロック層18からなる選択成長埋込層を成長する
際に、従来の選択成長埋込層の成長工程を同様に、TM
Iの流量を1.0sccmとすると共に、PH3 とTM
Iの流量比、即ち、V/IIIを50〜200、例えば、
120として成長速度を2.0μm/時とし、また、成
長ガス雰囲気中にモノクロロメタン(CH3 Cl)をT
MIに対する流量比、即ち、モノクロロメタン/III が
1〜20、例えば、10となる様に10sccm流して
おく。
The p-type InP buried layer 17 and the n-type InP
When the selective growth buried layer composed of the current block layer 18 is grown, the conventional selective growth buried layer growth step
The flow rate of I was set to 1.0 sccm, PH 3 and TM
The flow ratio of I, ie, V / III is 50-200, for example,
120 and a growth rate of 2.0 μm / hour, and monochloromethane (CH 3 Cl)
The flow rate is set to 10 sccm so that the flow rate ratio to MI, that is, monochloromethane / III becomes 1 to 20, for example, 10.

【0032】この場合、モノクロロメタンの添加によっ
て、〈01−1〉方向への成長は抑制されるので、p型
InP埋込層17及びn型InP電流ブロック層18
は、(100)面とほぼ平行に成長し、平坦な埋込が可
能になるとともに、SiO2 マスク15の頂面より高く
成長したn型InP電流ブロック層18の端面は(11
1)B面からなる斜面となる。
In this case, the growth in the <01-1> direction is suppressed by the addition of monochloromethane, so that the p-type InP buried layer 17 and the n-type InP current block layer 18 are formed.
Grows almost in parallel with the (100) plane, enabling flat embedding, and the end face of the n-type InP current blocking layer 18 grown higher than the top surface of the SiO 2 mask 15 is (11)
1) It becomes a slope composed of the B surface.

【0033】図3(c)参照 次いで、SiO2 マスク15をエッチングによって除去
したのち、成長温度を580℃以下、例えば、560℃
とした状態で、原料ガスとしてTMI、PH3、及び、
ドーパントとしてDMZnを用い、ストライプ状メサ1
6の頂部における厚さが0.7〜1.5μm、例えば、
1.0μmのp型InPクラッド層19を成長させて表
面を平坦化する。
Next, after removing the SiO 2 mask 15 by etching, the growth temperature is set to 580 ° C. or less, for example, 560 ° C.
And TMI, PH 3 , and
Using DMZn as a dopant, a striped mesa 1
6 has a thickness at the top of 0.7-1.5 μm, for example
A 1.0 μm p-type InP cladding layer 19 is grown to flatten the surface.

【0034】この場合も、TMIの流量を1.0scc
mとすると共に、PH3 とTMIの流量比、即ち、V/
III を50〜200、例えば、120として成長速度を
2.0μm/時とした状態で、成長ガス雰囲気中にCH
3 ClをTMIに対する流量比、即ち、モノクロロメタ
ン/III が20〜100、例えば、50となる様に50
sccm流しておくことにより、1.0μm程度の厚さ
でも平坦化が可能になる。
Also in this case, the flow rate of the TMI is set to 1.0 scc.
m, and the flow rate ratio between PH 3 and TMI, ie, V /
In a state where the growth rate is set to 2.0 μm / hour by setting III to 50 to 200, for example, 120, CH
3 Cl is added to the TMI at a flow rate ratio of 50 to 100 so that the monochloromethane / III becomes 20 to 100, for example, 50.
The flow of sccm allows flattening even with a thickness of about 1.0 μm.

【0035】従来の様にモノクロロメタンを添加しない
成長条件下において、560℃の成長温度で凹凸のある
表面上にp型InP層を成長させた場合、凹部は完全に
埋め込まれるものの、電子顕微鏡写真で観察すると、表
面全体に凸状のヒロックが分布し不良なモホロジーとな
っている。
When a p-type InP layer is grown on an uneven surface at a growth temperature of 560 ° C. under a growth condition in which monochloromethane is not added as in the conventional case, the recesses are completely buried, but electron micrographs When observed in the above, convex hillocks are distributed over the entire surface, resulting in poor morphology.

【0036】この様なモホロジー悪化は、低温成長温度
において、基板表面におけるIn原子のマイグレージョ
ンが不十分なことが原因で発生するものと考えられてお
り、この様なモホロジー悪化は、半導体レーザの製造歩
留りの低下或いは信頼性の低下につながるので、実際の
生産のためにはこの様な低温成長は行われていなかっ
た。
It is considered that such deterioration in morphology is caused by insufficient migration of In atoms on the substrate surface at a low growth temperature, and such deterioration in morphology is caused by a semiconductor laser. Therefore, such low-temperature growth has not been performed for actual production, since this leads to a reduction in manufacturing yield or a reduction in reliability.

【0037】しかし、本発明者の研究の結果、モノクロ
ロメタンを添加した成長条件下で低温成長を行った場合
には、良好な表面モホロジーを示すことが発見され、電
子顕微鏡写真で観察すると、表面全体にみられた凸状の
ヒロックがほとんどなくなり非常に良好な表面モホロジ
ーであることが確認され、これは、Cl添加により(1
00)基板上でのIn原子のマイグレーションが促進さ
れるためと考えられる。
However, as a result of the research conducted by the present inventors, it has been found that when the growth is performed at a low temperature under the growth conditions to which monochloromethane is added, good surface morphology is exhibited. It was confirmed that almost no convex hillocks were observed on the whole and the surface morphology was very good.
00) It is considered that migration of In atoms on the substrate is promoted.

【0038】再び、図2参照 また、560℃の成長温度においては、(111)B面
の近傍においては、Znの取込み効率が(100)面に
おける取込み率より高いので、ストライプ状メサ16の
上部における不純物濃度は4.0×1018cm-3とな
り、その他の領域においては1.2×1018cm-3とな
り、従来の成長温度である600〜650℃におけるI
nPへのZn取り込みの飽和濃度として知られる約2.
0×1018cm-3以上のドーピングが可能になった。
Referring again to FIG. 2, at the growth temperature of 560 ° C., the Zn incorporation efficiency near the (111) B plane is higher than the incorporation rate in the (100) plane. Is 4.0 × 10 18 cm −3 in other regions, and 1.2 × 10 18 cm −3 in other regions, and the I concentration at the conventional growth temperature of 600 to 650 ° C.
Approximately 2. known as the saturation concentration of Zn incorporation into nP.
Doping of 0 × 10 18 cm −3 or more has become possible.

【0039】図4(d)参照 次いで、基板温度を620℃とした状態で、TMI、T
EG、AsH3 、及び、PH3 を用い、DMZnを不純
物源として流すことによって、平坦化したp型InPク
ラッド層19の表面に、厚さが、例えば、0.2μm
で、不純物濃度が1.0×1018cm-3でPL波長が
1.3μm組成のp型InGaAsP中間層20を成長
させたのち、基板温度を550℃とした状態で、TM
I、TEG、及び、AsH3 を用いて、DMZnを不純
物源として流すことによって、例えば、厚さが、0.6
μmで、不純物濃度が1.0×1019cm-3のp型In
GaAsコンタクト層21を成長させる。
Next, with the substrate temperature set at 620 ° C., the TMI, T
By using EG, AsH 3 , and PH 3 and flowing DMZn as an impurity source, the thickness of the flattened p-type InP cladding layer 19 is, for example, 0.2 μm.
After growing a p-type InGaAsP intermediate layer 20 having an impurity concentration of 1.0 × 10 18 cm -3 and a PL wavelength of 1.3 μm, the substrate temperature was set to 550 ° C.
By flowing DMZn as an impurity source using I, TEG, and AsH 3 , for example, a thickness of 0.6
μm, p-type In with an impurity concentration of 1.0 × 10 19 cm −3
A GaAs contact layer 21 is grown.

【0040】図4(e)参照 次いで、電流の流れる範囲を狭めると共に、n型InP
電流ブロック層18に起因するpn接合による寄生容量
を低減させるために、ウェット・エッチングによって、
ストライプ状メサ16に平行に2本の分離溝22を形成
する。
Referring to FIG. 4E, the range of current flow is reduced, and the n-type InP
In order to reduce the parasitic capacitance due to the pn junction caused by the current block layer 18, wet etching
Two separation grooves 22 are formed in parallel with the stripe-shaped mesas 16.

【0041】図4(f)参照 次いで、p型InGaAsコンタクト層21上にp側電
極24としてTi/Pt/Au電極を設けると共に、n
型InP基板11の裏面にn側電極23としてAu・G
e/Au電極を設けることによってFBH構造の半導体
レーザが完成する。
Next, a Ti / Pt / Au electrode is provided on the p-type InGaAs contact layer 21 as a p-side electrode 24, and
Au · G as an n-side electrode 23 on the back surface of the type InP substrate 11
By providing the e / Au electrode, a semiconductor laser having an FBH structure is completed.

【0042】この本発明のFBH構造の半導体レーザの
直列抵抗は、共振器長を300μmとした場合、5.5
Ωであり、p型InPクラッド層19の厚さが2.0μ
mであった従来の半導体レーザの直列抵抗6.0Ωと比
べて、約0.5Ωの改善、即ち、約8%の改善がみられ
た。
The series resistance of the FBH semiconductor laser of the present invention is 5.5 when the resonator length is 300 μm.
Ω, and the thickness of the p-type InP cladding layer 19 is 2.0 μm.
As compared with the conventional semiconductor laser having a serial resistance of 6.0 m, an improvement of about 0.5 Ω, that is, an improvement of about 8% was observed.

【0043】これは、上述の様にp型InPクラッド層
19の成長工程において、成長雰囲気中にClを添加し
て低温成長を行うことによって、従来より薄い厚さでの
表面平坦化を可能にしたためであり、また、低温成長に
おいては、Znの取り込み効率は従来の620℃近傍に
おける成長とは反対傾向を示し、且つ、従来の飽和濃度
以上のドーピングが可能になるので、厚さと不純物濃度
の両方の影響によってp型InPクラッド層19の直列
抵抗を低減することができたものである。
This is because, in the step of growing the p-type InP cladding layer 19 as described above, by adding Cl into the growth atmosphere and performing low-temperature growth, the surface can be flattened with a smaller thickness than before. In addition, in low-temperature growth, the Zn incorporation efficiency shows a tendency opposite to that of the conventional growth at around 620 ° C., and the doping over the conventional saturation concentration becomes possible. Due to both effects, the series resistance of the p-type InP cladding layer 19 could be reduced.

【0044】この様に、成長雰囲気中にClを添加した
低温成長により製造歩留りを向上することができるとと
もに、素子の直列抵抗を低減することができるので、そ
れに伴って特性温度T0 も従来より改善することができ
る。
[0044] Thus, it is possible to improve the manufacturing yield by low-temperature growth with the addition of Cl in the growth atmosphere, it is possible to reduce the series resistance of the device, the characteristic temperature T 0 with it than the conventional Can be improved.

【0045】次に、図5を参照して、本発明の第2の実
施の形態の製造工程を説明するが、n型InP電流ブロ
ック層19の成長工程までは、上記の第1の実施の形態
と全く同様であるので、成長方法は簡単に説明する。 図5(a)参照 上記の第1の実施の形態と全く同様な条件で、(10
0)面を主面とするn型InP基板11上に、n側クラ
ッド層を兼ねるn型InPバッファ層12、InGaA
sPMQW活性層13、及び、p型InPクラッド層1
4を順次成長させたのち、ストライプ状のSiO2 マス
ク15を形成し、次いで、このSiO2 マスク15をエ
ッチングマスクとしてメサエッチングを行うことによっ
てストライプ状メサ16を形成したのち、成長ガス雰囲
気中にモノクロロメタンを添加した状態で、p型InP
埋込層17及びn型InP電流ブロック層18を成長さ
せる。
Next, the manufacturing process of the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, but up to the step of growing the n-type InP current blocking layer 19, the above-described first embodiment will be described. Since it is completely the same as the mode, the growth method will be briefly described. See FIG. 5A. Under the same conditions as in the first embodiment, (10
An n-type InP buffer layer 12 also serving as an n-side cladding layer and an InGaAs
sPMQW active layer 13 and p-type InP clad layer 1
4 are sequentially grown, a striped SiO 2 mask 15 is formed, and then a mesa etching is performed using the SiO 2 mask 15 as an etching mask to form a striped mesa 16. With monochloromethane added, p-type InP
The buried layer 17 and the n-type InP current block layer 18 are grown.

【0046】図5(b)参照 次いで、SiO2 マスク15をエッチングによって除去
したのち、従来と同様に、成長温度を620℃とした状
態で、原料ガスとしてTMI、PH3 、及び、ドーパン
トとしてDMZnを用い、ストライプ状メサ16の頂部
における厚さが1.5〜3.0μm、例えば、2.5μ
mのp型InPクラッド層19を成長させて表面を平坦
化する。
Next, after the SiO 2 mask 15 is removed by etching, TMI and PH 3 are used as source gases and DMZn as a dopant at a growth temperature of 620 ° C., as in the prior art. The thickness at the top of the stripe-shaped mesa 16 is 1.5 to 3.0 μm, for example, 2.5 μm.
An m-type InP clad layer 19 is grown to planarize the surface.

【0047】図5(c)参照 次いで、TMI、PH3 、及び、DMZnの供給を停止
したのち、モノクロロメタンを供給することによって、
p型InPクラッド層19をドライ・ケミカルエッチン
グして、ストライプ状メサ16の頂部における厚さが
2.0μm以下、例えば、1.0μmになるようにエッ
チング除去する。
Next, after the supply of TMI, PH 3 , and DMZn is stopped, monochloromethane is supplied.
The p-type InP cladding layer 19 is removed by dry chemical etching so that the thickness at the top of the stripe-shaped mesa 16 is 2.0 μm or less, for example, 1.0 μm.

【0048】以後は図示を省略するものの、上記の第1
の実施の形態と全く同様な条件で、薄層化したp型In
Pクラッド層19の表面に、p型InGaAsP中間層
20及びp型InGaAsコンタクト層21を順次成長
させたのち、2本の分離溝22を形成し、次いで、p型
InGaAsコンタクト層21上にp側電極24として
Ti/Pt/Au電極を設けると共に、n型InP基板
11の裏面にn側電極23としてAu・Ge/Au電極
を設けることによってFBH構造の半導体レーザが完成
する。
Hereinafter, although not shown, the first
Under exactly the same conditions as in the embodiment of FIG.
After a p-type InGaAsP intermediate layer 20 and a p-type InGaAs contact layer 21 are sequentially grown on the surface of the P-cladding layer 19, two separation grooves 22 are formed, and then a p-side is formed on the p-type InGaAs contact layer 21. By providing a Ti / Pt / Au electrode as the electrode 24 and providing an Au.Ge/Au electrode as the n-side electrode 23 on the back surface of the n-type InP substrate 11, a semiconductor laser having an FBH structure is completed.

【0049】この本発明の第2の実施の形態において
は、p型InPクラッド層19をエッチングによって薄
層化しているので、従来の成長条件で厚くp型InPク
ラッド層19を形成しても、最終的な直列抵抗を低減す
ることができる。
In the second embodiment of the present invention, since the p-type InP cladding layer 19 is thinned by etching, even if the p-type InP cladding layer 19 is formed thick under conventional growth conditions, The final series resistance can be reduced.

【0050】次に、図6を参照して、本発明の第3の実
施の形態の製造工程を説明するが、n型InP電流ブロ
ック層19のエッチング工程以外は、上記の第2の実施
の形態と全く同様であるので、成長方法は簡単に説明す
る。 図6(a)参照 上記の第1の実施の形態と全く同様な条件で、(10
0)面を主面とするn型InP基板11上に、n側クラ
ッド層を兼ねるn型InPバッファ層12、InGaA
sPMQW活性層13、及び、p型InPクラッド層1
4を順次成長させたのち、ストライプ状のSiO2 マス
ク(図示せず)を形成し、次いで、このSiO2 マスク
をエッチングマスクとしてメサエッチングを行うことに
よってストライプ状メサ16を形成したのち、成長ガス
雰囲気中にモノクロロメタンを添加した状態で、p型I
nP埋込層17及びn型InP電流ブロック層18を成
長させ、次いで、SiO2 マスクをエッチングによって
除去したのち、従来と同様に、成長温度を620℃とし
た状態で、原料ガスとしてTMI、PH3 、及び、ドー
パントとしてDMZnを用い、ストライプ状メサ16の
頂部における厚さが1.5〜3.0μm、例えば、2.
5μmのp型InPクラッド層19を成長させて表面を
平坦化する。
Next, the manufacturing process of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. Except for the etching process of the n-type InP current blocking layer 19, the above-described second embodiment will be described. Since it is completely the same as the mode, the growth method will be briefly described. See FIG. 6A. Under the same conditions as in the first embodiment, (10
An n-type InP buffer layer 12 also serving as an n-side cladding layer and an InGaAs
sPMQW active layer 13 and p-type InP clad layer 1
4 are sequentially grown, a stripe-shaped SiO 2 mask (not shown) is formed, and then a mesa etching is performed by using the SiO 2 mask as an etching mask to form a stripe-shaped mesa 16 and then a growth gas. With monochloromethane added to the atmosphere, p-type I
After growing the nP buried layer 17 and the n-type InP current block layer 18, and then removing the SiO 2 mask by etching, TMI and PH are used as source gases at a growth temperature of 620 ° C. as in the prior art. 3 , and the thickness at the top of the stripe-shaped mesa 16 is 1.5 to 3.0 μm, for example, 2.
A 5 μm p-type InP cladding layer 19 is grown to flatten the surface.

【0051】図6(b)参照 次いで、TMI、PH3 、及び、DMZnの供給を停止
したのち、モノクロロメタンを供給することによって、
p型InPクラッド層19をドライ・ケミカルエッチン
グして、n型InP電流ブロック層18が露出するまで
p型InPクラッド層19をエッチング除去することに
よって、p型InPクラッド層19をストライプ状メサ
16の頂部の凹部に埋め込む。
Next, referring to FIG. 6B, the supply of TMI, PH 3 and DMZn is stopped, and then monochloromethane is supplied.
The p-type InP cladding layer 19 is subjected to dry chemical etching to remove the p-type InP cladding layer 19 until the n-type InP current blocking layer 18 is exposed. Embed in the recess at the top.

【0052】図6(c)参照 次いで、上記の第1の実施の形態と全く同様な条件で、
凹部に埋め込んだp型InPクラッド層19及びn型I
nP電流ブロック層18の表面に、p型InGaAsP
中間層20及びp型InGaAsコンタクト層21を順
次成長させたのち、2本の分離溝22を形成し、次い
で、p型InGaAsコンタクト層21上にp側電極2
4としてTi/Pt/Au電極を設けると共に、n型I
nP基板11の裏面にn側電極23としてAu・Ge/
Au電極を設けることによってFBH構造の半導体レー
ザが完成する。
Next, referring to FIG. 6C, under the same conditions as in the first embodiment,
P-type InP cladding layer 19 embedded in recess and n-type I
On the surface of the nP current blocking layer 18, p-type InGaAsP
After sequentially growing the intermediate layer 20 and the p-type InGaAs contact layer 21, two separation grooves 22 are formed, and then the p-side electrode 2 is formed on the p-type InGaAs contact layer 21.
4, a Ti / Pt / Au electrode is provided, and an n-type I
Au · Ge / as the n-side electrode 23 on the back surface of the nP substrate 11
By providing the Au electrode, a semiconductor laser having the FBH structure is completed.

【0053】この本発明の第3の実施の形態において
は、p型InPクラッド層19をストライプ状メサ16
の頂部の凹部に埋め込む様に薄層化しているので、従来
の成長条件で厚くp型InPクラッド層19を形成して
も、最終的な直列抵抗を低減することができ、特に、上
記の第2の実施の形態に比べてより低抵抗化が可能にな
る。
In the third embodiment of the present invention, the p-type InP cladding layer 19 is
Is thinned so as to be buried in the concave portion at the top, and even if the p-type InP clad layer 19 is formed thick under the conventional growth conditions, the final series resistance can be reduced. The resistance can be further reduced as compared with the second embodiment.

【0054】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は、FBH構造半導体レーザに限られるも
のではなく、選択成長によりストライプ状メサの側面に
選択成長埋込層を形成し、その上に全面にInPクラッ
ド層を成長させる各種の埋込ヘテロ接合構造半導体レー
ザに適用できるものであり、また、ストライプ状メサの
側面に設ける選択成長埋込層はp型InP埋込層及びn
型InP電流ブロック層の組合せに限られるものではな
く、例えば、FeドープInP高抵抗層を選択成長埋込
層の少なくとも一部として設けても良いものである。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the FBH semiconductor laser, and a selective growth buried layer is formed on the side surface of the stripe-shaped mesa by selective growth. The present invention can be applied to various buried heterojunction structure semiconductor lasers on which an InP cladding layer is grown on the entire surface, and the selectively grown buried layer provided on the side surface of the stripe-shaped mesa is a p-type InP buried layer and n
The present invention is not limited to the combination of the type InP current blocking layers. For example, an Fe-doped InP high resistance layer may be provided as at least a part of the selective growth buried layer.

【0055】また、上記の第1の実施の形態において
は、Clを含む成長ガス中で低温成長させたp型InP
クラッド層はそのままにしているが、上記の第2乃至第
3の実施の形態の様に薄層化処理或いは埋込処理を行っ
ても良いものであり、この場合には、工程数は増えるも
のの素子の直列抵抗をより低減することができ、また、
上記の第2乃至第3の実施の形態と比べて、不純物の取
り込み効率の成長温度依存性を利用しているので、より
低抵抗化が可能になる。
In the first embodiment, p-type InP grown at a low temperature in a growth gas containing Cl is used.
Although the clad layer is left as it is, a thinning process or an embedding process may be performed as in the second and third embodiments. In this case, although the number of steps is increased, The series resistance of the element can be further reduced, and
Compared with the above-described second and third embodiments, since the dependence of the efficiency of taking in impurities on the growth temperature is used, the resistance can be further reduced.

【0056】また、上記の各実施の形態においては、成
長ガス雰囲気中に添加するガスとしてモノクロロメタン
(CH3 Cl)を用いているが、モノクロロエタン(C
2 5 Cl)或いは四塩化炭素(CCl4 )等を用いて
も良い。
In each of the above embodiments, the components
Monochloromethane as a gas added to a long gas atmosphere
(CHThreeCl), but monochloroethane (C
TwoH FiveCl) or carbon tetrachloride (CClFour)
Is also good.

【0057】また、上記の各実施の形態においては、n
型InPバッファ層12を用いているが、n型InP基
板11上にInGaAsPMQW活性層13を直接設け
ても良いものであり、その場合には、n型InP基板1
1自体がn側クラッド層となる。
In each of the above embodiments, n
Although the InP buffer layer 12 is used, the InGaAs PMQW active layer 13 may be provided directly on the n-type InP substrate 11.
1 itself becomes the n-side cladding layer.

【0058】また、上記の各実施の形態においては、光
ガイド層を設けていないが、活性層とバッファ層及びク
ラッド層との間にInGaAsP光ガイド層を設けても
良いものであり、また、活性層はMQW活性層に限られ
るものではなく、バルクのInGaAsP活性層を用い
ても良いものである。
In each of the above embodiments, no light guide layer is provided. However, an InGaAsP light guide layer may be provided between the active layer, the buffer layer and the cladding layer. The active layer is not limited to the MQW active layer, but may be a bulk InGaAsP active layer.

【0059】また、上記の各実施の形態においては、p
型InPクラッド層19を形成する際に、p型不純物と
してZnを用いているが、Znの代わりに同じII族のM
g或いはCdを用いても良いものであり、Znと同様の
不純物取り込み特性が見られる。
In each of the above embodiments, p
In forming the type InP cladding layer 19, Zn is used as a p-type impurity.
g or Cd may be used, and the same impurity incorporation characteristics as Zn can be seen.

【0060】また、上記の第2及び第3の実施の形態に
おいては、製造工程を簡素化するために、p型InPク
ラッド層19を薄層化する際に、ドライケミカルエッチ
ングを用いているが、通常のウェット・エッチングを用
いても良いものである。
In the second and third embodiments, dry chemical etching is used when the thickness of the p-type InP clad layer 19 is reduced in order to simplify the manufacturing process. Alternatively, normal wet etching may be used.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明によれば、選択成長埋込層を形成
したのち、その上にp型InPクラッド層を成長させる
際に、Clを含む成長ガス中で低温成長させることによ
って、或いは、厚く平坦に成長させたp型InPクラッ
ド層をエッチングすることによって、p型InPクラッ
ド層の薄層化が可能になり、それによって、半導体レー
ザの直列抵抗が低減すると共に、温度特性も改善される
ので、光ファイバ通信技術の一層の発展・普及に寄与す
るところが大きい。
According to the present invention, after the selective growth buried layer is formed, the p-type InP cladding layer is grown thereon by growing it at a low temperature in a growth gas containing Cl, or By etching the thick and flat p-type InP cladding layer, the thickness of the p-type InP cladding layer can be reduced, thereby reducing the series resistance of the semiconductor laser and improving the temperature characteristics. Therefore, it greatly contributes to further development and spread of optical fiber communication technology.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図2】不純物の取り込み効率の成長温度依存性及び面
方位依存性の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the dependence of the efficiency of taking in impurities on the growth temperature and the plane orientation.

【図3】本発明の第1の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施の形態の図3以降の製造工
程の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention after FIG. 3;

【図5】本発明の第2の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態の製造工程の説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process according to a third embodiment of the present invention.

【図7】従来のFBH構造半導体レーザの断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view of a conventional FBH semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型InP基板 2 活性層 3 ストライプ状メサ 4 選択成長埋込層 5 p型InP埋込層 6 n型InP電流ブロック層 7 p型InPクラッド層 11 n型InP基板 12 n型InPバッファ層 13 InGaAsPMQW活性層 14 p型InPクラッド層 15 SiO2 マスク 16 ストライプ状メサ 17 p型InP埋込層 18 n型InP電流ブロック層 19 p型InPクラッド層 20 p型InGaAsP中間層 21 p型InGaAsコンタクト層 22 分離溝 23 n側電極 24 p側電極 31 n型InP基板 32 n型InPバッファ層 33 発光領域 34 p型InPクラッド層 35 ストライプ状メサ 36 p型InP埋込層 37 n型InP電流ブロック層 38 p型InPクラッド層 39 p型InGaAsPコンタクト層 40 分離溝 41 n側電極 42 p側電極REFERENCE SIGNS LIST 1 n-type InP substrate 2 active layer 3 striped mesa 4 selective growth buried layer 5 p-type InP buried layer 6 n-type InP current blocking layer 7 p-type InP cladding layer 11 n-type InP substrate 12 n-type InP buffer layer 13 InGaAs PMQW active layer 14 p-type InP clad layer 15 SiO 2 mask 16 striped mesa 17 p-type InP buried layer 18 n-type InP current block layer 19 p-type InP clad layer 20 p-type InGaAsP intermediate layer 21 p-type InGaAs contact layer 22 Separation groove 23 n-side electrode 24 p-side electrode 31 n-type InP substrate 32 n-type InP buffer layer 33 light-emitting region 34 p-type InP clad layer 35 stripe-shaped mesa 36 p-type InP buried layer 37 n-type InP current block layer 38 p InP cladding layer 39 p-type InGaAsP contact layer 40 separation groove 41 n-side electrode 42 p-side electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 孝幸 山梨県中巨摩郡昭和町大字紙漉阿原1000番 地 富士通カンタムデバイス株式会社内 Fターム(参考) 5F045 AA04 AB12 AB17 AB18 AB32 AC01 AC08 AC09 AC19 AD03 AD04 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AF04 AF13 AF20 BB07 BB08 BB16 BB19 CA12 DA53 DA55 DA60 DA66 DB02 EE12 HA13 HA14 5F073 AA22 AA51 AA74 BA02 CA12 DA05 EA29  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Takayuki Watanabe 1000th Azagami Azagami, Showa-cho, Nakakoma-gun, Yamanashi Prefecture F-term in Fujitsu Quantum Devices Co., Ltd. 5F045 AA04 AB12 AB17 AB18 AB32 AC01 AC08 AC09 AC19 AD03 AD04 AD05 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AF04 AF13 AF20 BB07 BB08 BB16 BB19 CA12 DA53 DA55 DA60 DA66 DB02 EE12 HA13 HA14 5F073 AA22 AA51 AA74 BA02 CA12 DA05 EA29

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型InP基板に設けた活性層を含む成
長層をメサエッチングしてストライプ状メサを形成した
のち、前記ストライプ状メサの頂部に設けた誘電体マス
クをマスクとしてストライプ状メサの側部を選択成長埋
込層で埋め込み、次いで、前記誘電体マスクを除去した
のち、p型InPクラッド層を全面に成長させる際に、
塩素化合物を添加した有機金属気相成長法により580
℃以下の成長温度で成長を行うことを特徴とする半導体
レーザの製造方法。
1. A mesa-etched growth layer including an active layer provided on an n-type InP substrate to form a stripe-shaped mesa, and then using a dielectric mask provided on the top of the stripe-shaped mesa as a mask. After burying the side portions with a selective growth burying layer, and then removing the dielectric mask, when growing a p-type InP cladding layer over the entire surface,
580 by metalorganic chemical vapor deposition with a chlorine compound added
A method for manufacturing a semiconductor laser, wherein the growth is performed at a growth temperature of not more than ° C.
【請求項2】 上記選択成長埋込層の最上面が、上記ス
トライプ状メサの頂面より高いことを特徴とする請求項
1記載の半導体レーザの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein an uppermost surface of the selective growth buried layer is higher than a top surface of the stripe-shaped mesas.
【請求項3】 上記p型InPクラッド層のストライプ
状メサの頂面近傍におけるp型不純物濃度が、上記選択
成長埋込層の平坦面上のp型InPクラッド層のp型不
純物濃度より大きいことを特徴とする請求項1または2
に記載の半導体レーザの製造方法。
3. The p-type impurity concentration in the vicinity of the top surface of the stripe-shaped mesa of the p-type InP cladding layer is higher than the p-type impurity concentration of the p-type InP cladding layer on the flat surface of the selective growth buried layer. 3. The method according to claim 1, wherein
3. The method for manufacturing a semiconductor laser according to item 1.
【請求項4】 上記p型InPクラッド層のストライプ
状メサの頂面近傍におけるp型不純物濃度が、2.5×
1018cm-3以上であることを特徴とする請求項3記載
の半導体レーザの製造方法。
4. A p-type impurity concentration in the vicinity of a top surface of a stripe-shaped mesa of the p-type InP cladding layer is 2.5 ×
4. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 3, wherein the density is 10 18 cm -3 or more.
【請求項5】 上記p型InPクラッド層を形成するた
めのp型不純物として、Znを用いたことを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体レーザの
製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein Zn is used as a p-type impurity for forming said p-type InP cladding layer.
【請求項6】 n型InP基板に設けた活性層を含む成
長層をメサエッチングしてストライプ状メサを形成した
のち、前記ストライプ状メサの頂部に設けた誘電体マス
クをマスクとしてストライプ状メサの側部を選択成長埋
込層で埋め込み、次いで、前記誘電体マスクを除去した
のち、p型InPクラッド層を成長表面が平坦になるま
で全面に成長させたのち、前記p型InPクラッド層の
一部をエッチング除去して前記p型InPクラッド層を
薄層化することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
6. A stripe-shaped mesa is formed by mesa-etching a growth layer including an active layer provided on an n-type InP substrate, and then a stripe-shaped mesa is formed using a dielectric mask provided on the top of the stripe-shaped mesa as a mask. After burying the side portions with a selective growth buried layer, removing the dielectric mask, growing a p-type InP cladding layer over the entire surface until the growth surface becomes flat, and then removing one side of the p-type InP cladding layer. A method for manufacturing a semiconductor laser, comprising thinning the p-type InP cladding layer by removing a portion by etching.
【請求項7】 n型InP基板に設けた活性層を含む成
長層をメサエッチングしてストライプ状メサを形成した
のち、前記ストライプ状メサの頂部に設けた誘電体マス
クをマスクとしてストライプ状メサの側部を選択成長埋
込層で埋め込み、次いで、前記誘電体マスクを除去した
のち、p型InPクラッド層を成長表面が平坦になるま
で全面に成長させたのち、前記p型InPクラッド層の
一部をエッチング除去して前記選択成長埋込層の平坦面
上のp型InPクラッド層を完全に除去することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。
7. A stripe-shaped mesa is formed by mesa-etching a growth layer including an active layer provided on an n-type InP substrate, and then forming a stripe-shaped mesa by using a dielectric mask provided on the top of the stripe-shaped mesa as a mask. After burying the side portions with a selective growth buried layer, removing the dielectric mask, growing a p-type InP cladding layer over the entire surface until the growth surface becomes flat, and then removing one side of the p-type InP cladding layer. A method of manufacturing a semiconductor laser, wherein a p-type InP clad layer on a flat surface of the selective growth buried layer is completely removed by etching a portion.
【請求項8】 上記p型InPクラッド層を除去する工
程が、p型InPクラッド層の成長後、そのまま有機金
属気相成長装置内で塩素化合物ガスを供給してエッチン
グする工程であることを特徴とする請求項6または7に
記載の半導体レーザの製造方法。
8. The step of removing the p-type InP cladding layer is a step of, after growing the p-type InP cladding layer, directly supplying a chlorine compound gas in a metal organic chemical vapor deposition apparatus to perform etching. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 6.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012248746A (en) * 2011-05-30 2012-12-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacturing method of optical semiconductor device
JP2014143327A (en) * 2013-01-24 2014-08-07 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laminate, semiconductor light-emitting element, and methods of manufacturing the same
JP2016027653A (en) * 2014-07-07 2016-02-18 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 Optical semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2016152347A (en) * 2015-02-18 2016-08-22 日本オクラロ株式会社 Semiconductor optical element and manufacturing method of the same

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