JP2001077468A - Manufacture of edge-emitting type semiconductor laser - Google Patents

Manufacture of edge-emitting type semiconductor laser

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JP2001077468A
JP2001077468A JP24590399A JP24590399A JP2001077468A JP 2001077468 A JP2001077468 A JP 2001077468A JP 24590399 A JP24590399 A JP 24590399A JP 24590399 A JP24590399 A JP 24590399A JP 2001077468 A JP2001077468 A JP 2001077468A
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JP
Japan
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resonator
layer
semiconductor laser
edge
end section
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JP24590399A
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Japanese (ja)
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Yuuta Tezeni
雄太 手銭
Tamiyo Umezaki
民代 梅崎
Hiroshi Yamashita
弘 山下
Akira Kojima
彰 小島
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Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an edge emitting type semiconductor laser having a small size and low power demand. SOLUTION: The figure shows the top view of the end section of the resonator of an end-emitting type semiconductor laser. When widths (d) and D of the end section on a resist mask forming pattern are respectively set to satisfy d≈2δ and D≈W+2δ (where δ is the etching loss length of the corners of the end section), the etched shape of the end section becomes the as shown in Fig. (b), satisfying the expression, F=W. Consequently, power consumption and quantity of heat of the resonator are reduced, because the areas of the left and right projecting sections αand β of the I-shaped portion of the resonator in the top view are suppressed to small values, and accordingly, current constriction can sufficiently easily occur in the end section and the damned current of the resonator becomes smaller. In addition, since the interval between the resonator and a negative electrode can be reduced and the current path between electrodes become shorter, the resistance value of the laser diode of this laser is reduced, and by the reduced resistance value, the power consumption and quantity of heat are also suppressed to small values.

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 III族窒化物系化合
物半導体を用いた端面発光型レーザダイオードの製造方
法に関し、特に、端面発光型レーザダイオードの共振器
の端面の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an edge-emitting laser diode using a group III nitride compound semiconductor, and more particularly to a method for forming an end face of a resonator of an edge-emitting laser diode.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に、従来技術による端面発光型半導
体レーザ900の設計段階における模式的な斜視図(設
計図)を示す。サファイヤ基板101の上には、窒化ア
ルミニウム(AlN)より成るバッファ層102が形成さ
れており、更に、その上には、 III族窒化物系化合物半
導体から成る各半導体層が、高キャリア濃度n+ 層10
3、n型クラッド層104、n型にドープされたInG
aNより成るn型光導波層105、InGaNから成る
井戸層とGaNから成るバリア層とが交互に積層された
MQW活性層106、p型にドープされたInGaNよ
り成るp型光導波層107、p型クラッド層108、p
型コンタクト層109の順に、順次積層されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a schematic perspective view (design drawing) of an edge emitting semiconductor laser 900 according to the prior art in a design stage. A buffer layer 102 made of aluminum nitride (AlN) is formed on a sapphire substrate 101, and a semiconductor layer made of a group III nitride-based compound semiconductor is further provided thereon with a high carrier concentration n +. Layer 10
3, n-type cladding layer 104, n-type doped InG
n-type optical waveguide layer 105 made of aN, MQW active layer 106 in which well layers made of InGaN and barrier layers made of GaN are alternately stacked, p-type optical waveguide layer 107 made of p-doped InGaN, p Mold cladding layer 108, p
The contact layers 109 are sequentially stacked.

【0003】また、エッチングにより露出した高キャリ
ア濃度n+ 層103の上には負電極140が、p型コン
タクト層109の上には正電極120が、それぞれ金属
蒸着により形成されている。本端面発光型半導体レーザ
900はメサストライプ型で、その共振器は大文字の
「I」字形状をしており、発光端面の幅Dが広く取られ
ている点が特徴的である。
A negative electrode 140 is formed on the high carrier concentration n + layer 103 exposed by etching, and a positive electrode 120 is formed on the p-type contact layer 109 by metal deposition. The present edge emitting semiconductor laser 900 is of a mesa stripe type, and its resonator is shaped like a capital letter “I”, and is characterized in that the width D of the emitting edge is wide.

【0004】図5に、この従来の端面発光型半導体レー
ザ900の共振器端部の平面図を示す。以下、下記の記
号を用いる。 (記号) c1,c2,c3,c4 …レジストマスク形成パター
ン上での共振器端部の角 α,β … 共振器端部のI字形状の左右への突出部 D … レジストマスク形成パターン上での共振器端面
の幅 d … 共振器端部(α,β)の共振器端面に垂直な幅 W … 共振器の発光部本体のメサストライプ幅 F … エッチング処理後の共振器端面の幅 δ … エッチングに伴う共振器端部の角の削損長
FIG. 5 shows a plan view of a cavity end portion of this conventional edge emitting semiconductor laser 900. As shown in FIG. Hereinafter, the following symbols are used. (Symbols) c1, c2, c3, c4... Angle of resonator end on resist mask forming pattern α, β... I-shaped protrusion of resonator end to right and left D... On resist mask forming pattern The width d of the cavity end face of the resonator is perpendicular to the cavity end face of the cavity end (α, β) W The width of the mesa stripe of the light emitting portion main body of the cavity F… The width δ of the cavity end face after etching processing Cut length of corner of resonator due to etching

【0005】図5(a)は、エッチングにより共振器を
形成する際の共振器端部のレジストマスクの形成パター
ンを示している。また、図5(b)は、(a)のレジス
トマスクを使用してエッチングを実施した際の共振器端
部のエッチング処理後の形状を示している。
FIG. 5A shows a pattern for forming a resist mask at the end of the resonator when the resonator is formed by etching. FIG. 5B shows the shape of the end portion of the resonator after the etching process when etching is performed using the resist mask of FIG.

【0006】本図5に示す様に、エッチング処理を行う
場合、レジストマスク形成パターン上での共振器端部の
角c1,c2,c3,c4は、UV光を用いた露光装置
による露光精度の限界によって、エッチング処理時に若
干削損されてしまい、実際には丸みを帯びる。この削損
長δの値は、使用する電磁波の波長に依存する。また、
通常、この様な露光装置は、その価格を抑えるためUV
光などを使用するものが一般的である。
As shown in FIG. 5, when etching is performed, the corners c1, c2, c3, and c4 of the resonator end on the resist mask forming pattern are determined by the exposure accuracy of the exposure apparatus using UV light. Due to the limit, it is slightly cut during the etching process, and is actually rounded. The value of the cutting length δ depends on the wavelength of the electromagnetic wave used. Also,
Usually, such an exposure apparatus uses UV to reduce its cost.
Those using light or the like are generally used.

【0007】このような条件下で、この従来の端面発光
型半導体レーザ900が作られる際の共振器の発光部本
体のメサストライプ幅Wの値は、概ね0.1〜5μm程度
であり、これに対してエッチングに伴う共振器端部の角
の上記削損長δの値は、概ね0.5〜1μm程度が普通で
ある。
Under such conditions, the value of the mesa stripe width W of the light emitting portion body of the resonator when the conventional edge emitting semiconductor laser 900 is manufactured is approximately 0.1 to 5 μm. On the other hand, the value of the abrasion length δ at the corner of the resonator end due to etching is generally about 0.5 to 1 μm.

【0008】このような従来の端面発光型半導体レーザ
900では、この削損長δに対して、次式(1)が十分
成り立つ様にレジストマスク形成パターン上での共振器
端面の幅Dを大きく確保することにより、端面の平坦度
を確保している。
In such a conventional edge emitting semiconductor laser 900, the width D of the cavity facet on the resist mask forming pattern is increased so that the following equation (1) is sufficiently satisfied with respect to the abrasion length δ. By ensuring, the flatness of the end face is ensured.

【数1】 F=D−2δ>W …(1)F = D−2δ> W (1)

【0009】実際に、この様にしてエッチング処理さ
れ、その後電極が設けられた半導体レーザ900の平面
図を図6に示す。本半導体レーザ900においては、上
記の幅Dが十分大きく確保され、「F<W」となること
がなく、平坦で互いに平行な端面が、それぞれ十分広く
確保できているため、一応の良好なレーザ発振が確認さ
れる。即ち、共振器を基板面に垂直な方向(結晶成長方
向の上方)から見てアルファベットの大文字の「I」形
状とし、端部(突出部α,β)を大きくすることで、上
記の効果のある構造が具体的に構成されている。
FIG. 6 shows a plan view of a semiconductor laser 900 actually subjected to the etching process and thereafter provided with electrodes. In the semiconductor laser 900, the width D is ensured to be sufficiently large and “F <W” is not satisfied, and the flat and parallel end faces can be sufficiently widened. Oscillation is confirmed. That is, when the resonator is formed in a capital letter "I" shape when viewed from a direction perpendicular to the substrate surface (above the crystal growth direction), and the ends (projections α, β) are enlarged, the above-described effect is obtained. Certain structures are specifically configured.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
様な従来の半導体レーザ900においては、共振器端部
の突出部α,βの上方から見た面積が大きく、この近傍
での上下方向(結晶成長方向)に流れる電流の面密度が
低くなってしまうため、共振器の端部付近での電流狭窄
が不十分となる。このため、レーザ発振に必要となる電
流が大きくなってしまうという問題が生じる。
However, in the conventional semiconductor laser 900 as described above, the area viewed from above the protrusions α and β at the end of the resonator is large, and the vertical direction (crystal Since the surface density of the current flowing in the (growth direction) becomes low, the current confinement near the end of the resonator becomes insufficient. For this reason, a problem arises in that the current required for laser oscillation increases.

【0011】また、共振器と負電極140との間隔L
が、上記の幅Dに伴って大きくなってしまうため、正電
極120と負電極140との間の電流路が長くなり、発
光素子(レーザダイオード)の抵抗値が大きくなってし
まうという問題が生じる。
Further, the distance L between the resonator and the negative electrode 140
However, since the width increases with the width D, the current path between the positive electrode 120 and the negative electrode 140 increases, and the resistance of the light emitting element (laser diode) increases. .

【0012】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、レーザ発振に必要とな
る電力が小さく、物理的なサイズもより小さな端面発光
型半導体レーザの製造方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to manufacture an edge-emitting semiconductor laser which requires less power for laser oscillation and has a smaller physical size. Is to provide a way.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、以下の手段が有効である。即ち、第1の手段
は、基板の上に III族窒化物系化合物半導体から成る複
数の半導体層を結晶成長させ、共振器部分を残してその
周辺部分をエッチングにより除去することで、結晶成長
方向の上方から見た共振器の形状をI字形状のメサスト
ライプ型に形成する端面発光型半導体レーザの製造工程
において、共振器のエッチングに対するレジストマスク
の形成パターンにおける共振器の端面の幅Dを、共振器
の発光部本体の端面に平行なメサストライプ幅Wより
も、上方から見た端面の縁の角のエッチングに伴う削損
長δの約2.0〜2.2倍だけ長く設定することであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the following means are effective. That is, the first means is to form a plurality of semiconductor layers made of a group III nitride compound semiconductor on a substrate by crystal growth, and to remove a peripheral portion thereof by etching while leaving a resonator portion, so that a crystal growth direction is obtained. In the manufacturing process of the edge-emitting semiconductor laser in which the shape of the resonator viewed from above is formed into an I-shaped mesa stripe type, the width D of the end face of the resonator in the formation pattern of the resist mask for etching the resonator, It is set to be longer than the width W of the mesa stripe parallel to the end face of the light emitting portion main body of the resonator by about 2.0 to 2.2 times the cutting length δ due to etching of the corner of the edge of the end face viewed from above. It is.

【0014】また、第2の手段は、上記の第1の手段に
おいて、上記の形成パターンにおけるI字形状の端面を
有する左右への突出部の端面に垂直な方向の幅dを削損
長δの約2.0〜2.2倍にすることである。
[0014] The second means is the first means, wherein the width d in the direction perpendicular to the end face of the left-right protruding portion having the I-shaped end face in the formation pattern is defined as a cutting length δ. Is about 2.0 to 2.2 times.

【0015】更に、第3の手段は、上記の第1又は第2
の手段において、各 III族窒化物系化合物半導体層をAl
x Gay In1-x-y N(0≦x,0≦y,x+y≦1)より
形成することである。以上の手段により、前記の課題を
解決することができる。
[0015] Further, the third means may be the first or the second means.
Means, each group III nitride-based compound semiconductor layer
x Ga y In 1-xy N is (0 ≦ x, 0 ≦ y , x + y ≦ 1) to form from. With the above means, the above-mentioned problem can be solved.

【0016】[0016]

【作用及び発明の効果】図1は、本発明の作用を例示す
る端面発光型半導体レーザの共振器端部の平面図であ
る。本発明の手段により、例えば、上記の共振器端部の
レジストマスク形成パターン上での各方向の幅d,Dを
それぞれ次式(2),(3)が成り立つ様に設定するこ
とにより(図1(a))、共振器の端部のエッチング形
状は、図1(b)に示す様な形状となる。この時、この
共振器の端部のエッチング形状は、次式(4)を満た
す。
FIG. 1 is a plan view of a cavity end portion of an edge-emitting type semiconductor laser illustrating the operation of the present invention. By means of the present invention, for example, the widths d and D in the respective directions on the resist mask forming pattern at the end portions of the resonator are set so as to satisfy the following expressions (2) and (3), respectively (FIG. 1 (a)), the etched shape of the end of the resonator has a shape as shown in FIG. 1 (b). At this time, the etched shape at the end of the resonator satisfies the following equation (4).

【0017】[0017]

【数2】 d≒2δ …(2)## EQU2 ## d ≒ 2δ (2)

【数3】 D≒W+2δ …(3)D3W + 2δ (3)

【数4】 F≒W …(4)[Expression 4] F ≒ W (4)

【0018】この様に、本発明の手段によれば、共振器
のI字形状の左右への突出部α,βの上方から見た際の
面積が小さく抑えられて、共振器内での電流狭窄が十分
に起り易くなる。
As described above, according to the means of the present invention, the area when viewed from above the left and right protrusions α and β of the I-shape of the resonator can be suppressed to be small, and the current in the resonator can be reduced. Stenosis is more likely to occur.

【0019】図2に、本発明の効果を例示する端面発光
型半導体レーザの平面図を示す。例えばこの様に、発振
器の端部を形成することにより、図1にも示した様に、
本発明のレーザダイオードは、図6の従来技術による端
面発光型半導体レーザ900よりも突出部α,βが小さ
く形成されているため、電流狭窄によりレーザー発振さ
せるために必要な電流が小さくて済むため、消費電力や
発熱量が小さい。
FIG. 2 is a plan view of an edge-emitting semiconductor laser illustrating the effects of the present invention. For example, by forming the end of the oscillator in this way, as shown in FIG.
In the laser diode of the present invention, the protrusions α and β are formed smaller than the edge emitting semiconductor laser 900 according to the prior art of FIG. 6, so that the current required for laser oscillation due to current constriction can be small. , Power consumption and calorific value are small.

【0020】また、共振器と負電極140との間隔L
が、小さく抑えられているため、正電極120と負電極
140との間の電流路が短くなっている。このため、本
発明のレーザダイオードは、抵抗値が小さく、これによ
っても消費電力や発熱量が小さく抑えられる。
The distance L between the resonator and the negative electrode 140
However, the current path between the positive electrode 120 and the negative electrode 140 is shortened. For this reason, the laser diode of the present invention has a small resistance value, which can also reduce power consumption and heat generation.

【0021】また、例えば図2に示す様な本発明のレー
ザダイオードは、上記の幅Dの最適化により、図6の従
来技術による端面発光型半導体レーザ900よりも横幅
Sを小さく取ることができる。これにより、1枚の半導
体ウエハから切り出すことができるレーザダイオードの
数を大幅に増加することができ、生産性の向上が図れる
と同時に、レーザダイオードを更に小型化することが可
能となる。
The width S of the laser diode of the present invention as shown in FIG. 2, for example, can be made smaller than that of the conventional edge emitting semiconductor laser 900 shown in FIG. 6 by optimizing the width D. . As a result, the number of laser diodes that can be cut from one semiconductor wafer can be greatly increased, and the productivity can be improved, and the laser diodes can be further reduced in size.

【0022】また、特に、半導体レーザをAlx Ga1-x
(0≦x≦1)から成るクラッド層と、Gay In1-y
(0≦y≦1)/GaNのMQW構造の活性層とを中心に
構成することにより、青色の短波長のレーザダイオード
の出力を向上させることができる。
In particular, the semiconductor laser is made of Al x Ga 1 -xN
(0 ≦ x ≦ 1) and a cladding layer of Ga y In 1-y N
The output of the blue short-wavelength laser diode can be improved by mainly configuring (0 ≦ y ≦ 1) / an active layer having an MQW structure of GaN.

【0023】尚、上記の作用・効果は、少なくともAl
x Gay In1-x-y N(0≦x,0≦y,x+y≦1)
にて表される2元系、3元系若しくは4元系の半導体か
ら成る半導体層が積層されたメサストライプ形状の端面
発光型の III族窒化物系化合物半導体レーザダイオード
一般に対して得ることができる。また、これらの III族
元素の一部は、ボロン(B)、タリウム(Tl)で置き換
えても良く、また、窒素(N)の一部をリン(P)、砒
素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)で置き換
えても良い。
It should be noted that the above operation and effect are at least
x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1)
Can be obtained for a general mesa-stripe-shaped end-emission type III-nitride compound semiconductor laser diode in which a semiconductor layer composed of a binary, ternary or quaternary semiconductor represented by . Some of these Group III elements may be replaced with boron (B) and thallium (Tl), and some of nitrogen (N) may be replaced with phosphorus (P), arsenic (As), and antimony (Sb). ), Bismuth (Bi).

【0024】更に、これらの半導体を用いてn型の III
族窒化物系化合物半導体層を形成する場合には、n型不
純物として、Si、Ge、Se、Te、C等を添加することがで
きる。また、p型不純物としては、Zn、Mg、Be、Ca、S
r、Ba等を添加することができる。
Further, using these semiconductors, n-type III
When forming a group nitride-based compound semiconductor layer, Si, Ge, Se, Te, C, or the like can be added as an n-type impurity. The p-type impurities include Zn, Mg, Be, Ca, S
r, Ba, etc. can be added.

【0025】また、これらの半導体層を結晶成長させる
基板としては、サファイヤ、スピネル、Si、SiC、Zn
O、MgO、或いは、 III族窒化物系化合物単結晶等を用
いることができる。また、バッファ層には、窒化アルミ
ニウム(AlN)以外にも、一般に、低温で結晶成長させ
たAlx Ga1-x N(0≦x≦1)を用いることができ
る。
Further, sapphire, spinel, Si, SiC, Zn are used as substrates for crystal growth of these semiconductor layers.
O, MgO, a group III nitride compound single crystal, or the like can be used. In addition to the aluminum nitride (AlN), generally, Al x Ga 1 -xN (0 ≦ x ≦ 1) crystal grown at a low temperature can be used for the buffer layer.

【0026】また、これらの半導体層を結晶成長させる
方法としては、分子線気相成長法(MBE)、有機金属
気相成長法(MOCVD)、ハライド気相成長法(HD
VPE)、液相成長法等が有効である。
As a method of growing these semiconductor layers by crystal, molecular beam epitaxy (MBE), metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), and halide vapor deposition (HDD) are used.
VPE), a liquid phase growth method and the like are effective.

【0027】また、発振器側壁に絶縁膜を介して形成す
る反射金属膜や、正電極の材料として、光の反射効率を
高めるためにAl、In、Cu、Ag、Pt、Ir、Pd、Rh、W、M
o、Ti、Ni、又はこれらを1種類以上含んだ合金を用い
ることができる。
As a material of a reflective metal film formed on the side wall of the oscillator via an insulating film or a material of a positive electrode, Al, In, Cu, Ag, Pt, Ir, Pd, Rh, W, M
o, Ti, Ni, or an alloy containing one or more of these can be used.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。図3は、本実施例における端面発光
型半導体レーザ100の斜視図である。サファイヤ基板
101の上には窒化アルミニウム(AlN) から成る膜厚約
200Åのバッファ層102が設けられ、その上にシリ
コン(Si)ドープのGaN から成る膜厚約4.0 μmの高キャ
リア濃度n+ 層103が形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described based on specific embodiments. FIG. 3 is a perspective view of the edge emitting semiconductor laser 100 according to the present embodiment. On the sapphire substrate 101, a buffer layer 102 of aluminum nitride (AlN) having a thickness of about 200 ° is provided, and a high carrier concentration n + layer of silicon (Si) doped GaN having a thickness of about 4.0 μm is provided thereon. 103 is formed.

【0029】そして、高キャリア濃度n+ 層103の上
には、シリコン(Si)ドープのAl0.10Ga0.90Nより成る膜
厚約1μmのn型クラッド層104が積層され、更に、
その上には、膜厚約0.2μmのn型光導波層105が積
層されている。本n型光導波層105は、シリコン(Si)
ドープのIn0.05Ga0.95Nより成る膜厚約0.1μmのn型
第1種ガイド層1051と、シリコン(Si)ドープのGa
Nより成る膜厚約0.1μmのn型第2種ガイド層105
2とが順次形成されることにより計2層で構成されてい
る。
Then, on the high carrier concentration n + layer 103, an n-type cladding layer 104 of silicon (Si) -doped Al 0.10 Ga 0.90 N having a thickness of about 1 μm is laminated.
An n-type optical waveguide layer 105 having a thickness of about 0.2 μm is laminated thereon. The present n-type optical waveguide layer 105 is made of silicon (Si)
An n-type first type guide layer 1051 made of doped In 0.05 Ga 0.95 N and having a thickness of about 0.1 μm, and silicon (Si) doped Ga
N-type second type guide layer 105 made of N and having a thickness of about 0.1 μm
2 are sequentially formed to form a total of two layers.

【0030】更に、その上には、膜厚約30ÅのGa0.8In
0.2N から成る井戸層1061と、膜厚約70ÅのGaN か
ら成るバリア層1062とが交互に積層された多重量子
井戸構造のMQW活性層106が形成されている。即
ち、3層の井戸層1061と2層のバリア層1062と
が交互に積層されることにより、合計5層で、膜厚約2
30ÅのMQW構造が構成されている。
Further, a Ga 0.8 In film having a thickness of about 30 ° is further formed thereon.
The MQW active layer 106 has a multiple quantum well structure in which well layers 1061 made of 0.2 N and barrier layers 1062 made of GaN having a thickness of about 70 ° are alternately stacked. That is, the three well layers 1061 and the two barrier layers 1062 are alternately stacked to form a total of five layers and a thickness of about 2 layers.
A 30 ° MQW structure is configured.

【0031】このMQW活性層160の上には、膜厚約
0.2μmのp型光導波層107が積層されている。本p
型光導波層107は、マグネシウム(Mg)ドープのGaN
より成る膜厚約0.1μmのp型第2種ガイド層1072
と、マグネシウム(Mg)ドープのIn0.05Ga0.95Nより成る
膜厚約0.1μmのp型第1種ガイド層1071とが順次
形成されることにより計2層で構成されている。
On the MQW active layer 160, a film thickness of about
A 0.2 μm p-type optical waveguide layer 107 is laminated. Book p
Type optical waveguide layer 107 is made of GaN doped with magnesium (Mg).
P-type second type guide layer 1072 having a thickness of about 0.1 μm
And a p-type first type guide layer 1071 made of magnesium (Mg) -doped In 0.05 Ga 0.95 N and having a thickness of about 0.1 μm are sequentially formed to form a total of two layers.

【0032】更に、このp型光導波層107の上には、
マグネシウム(Mg)ドープのAl0.10Ga 0.90Nより成る膜厚
約1μmのp型クラッド層108が積層されている。さ
らに、p型クラッド層108の上にはマグネシウム(Mg)
ドープのGaNから成る膜厚約600Åのp型コンタク
ト層109が形成されている。
Further, on the p-type optical waveguide layer 107,
Magnesium (Mg) doped Al0.10Ga 0.90Film thickness consisting of N
A p-type cladding layer 108 of about 1 μm is laminated. Sa
Furthermore, magnesium (Mg) is formed on the p-type cladding layer 108.
Approximately 600 ° thick p-type contact made of doped GaN
Layer 109 is formed.

【0033】更に、p型コンタクト層109の上には金
属蒸着により正電極120が形成され、また、n+層1
03上には負電極140が形成されている。正電極12
0は、p型コンタクト層109に接合する膜厚約0.3μm
のロジウム(Rh)又は白金(Pt)より成る第1金属層、この
第1金属層の上部に形成される膜厚約1.2μmの金(Au)よ
り成る第2金属層、更に、この第2金属層の上部に形成
される膜厚約30Åのチタン(Ti)より成る第3金属層の3
層構造である。
Furthermore, the positive electrode 120 is formed by metal deposition on the p-type contact layer 109, also, n + layer 1
A negative electrode 140 is formed on 03. Positive electrode 12
0 is a film thickness of about 0.3 μm to be joined to the p-type contact layer 109.
A first metal layer made of rhodium (Rh) or platinum (Pt), a second metal layer made of gold (Au) having a thickness of about 1.2 μm formed on the first metal layer, and a second metal layer made of gold (Au). A third metal layer 3 of titanium (Ti) having a thickness of about 30 ° formed on the metal layer.
It has a layer structure.

【0034】2層構造の負電極140は、膜厚約175Å
のバナジウム(V)層と、膜厚約1.8μmのアルミニウム(A
l)層とを高キャリア濃度n+層103の一部露出された
部分の上に順次積層することにより構成されている。以
上の様に、端面発光型半導体レーザダイオード100を
構成した。
The negative electrode 140 having a two-layer structure has a thickness of about 175 °.
Vanadium (V) layer and aluminum (A
l) layers are sequentially laminated on the partially exposed portion of the high carrier concentration n + layer 103. As described above, the edge emitting semiconductor laser diode 100 was configured.

【0035】このように構成されたレーザダイオード1
00の平面図は、先に図2に示した通りであり、共振器
部分は、略「I」字形状に形成されている。高キャリア
濃度n+ 層103の一部から、p型コンタクト層109
までの各半導体層が、この共振器を構成しており、この
「I」字形状の素子において、中央部の電流狭窄部分が
本体部でその幅がWで表示されている。本実施例におけ
るレーザダイオード100の共振器本体部の幅Wは約2
μm、共振器端部の角の削損長δは約0.8μmである。
The laser diode 1 thus configured
The plan view of 00 is as shown in FIG. 2 earlier, and the resonator portion is formed in a substantially “I” shape. From a part of the high carrier concentration n + layer 103, a p-type contact layer 109 is formed.
Each of the semiconductor layers described above constitutes this resonator. In this “I” -shaped element, the current constriction portion at the center is represented by the main body and the width is represented by W. The width W of the resonator body of the laser diode 100 in this embodiment is about 2
μm, and the cut length δ at the corner of the resonator end is about 0.8 μm.

【0036】次に、この構造の発光素子(半導体レー
ザ)の製造方法について説明する。上記レーザダイオー
ド100は、有機金属化合物気相成長法(以下「MOVPE
」と示す)による気相成長により製造された。ここで
用いられたガスは、NH3 とキャリアガスH2又はN2とトリ
メチルガリウム(Ga(CH3)3)(以下「TMG 」と記す)とト
リメチルアルミニウム(Al(CH3)3)(以下「TMA 」と記
す)とトリメチルインジウム(In(CH3)3)(以下「TMI 」
と記す)とシラン(SiH4)とシクロペンタジエニルマグネ
シウム(Mg(C5H5)2) (以下「CP2Mg」と記す)である。
Next, a method for manufacturing a light emitting device (semiconductor laser) having this structure will be described. The laser diode 100 is formed by metal organic compound vapor deposition (hereinafter referred to as “MOVPE”).
"). The gases used here were NH 3 and carrier gas H 2 or N 2 , trimethylgallium (Ga (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as “TMG”) and trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as “TMG”). It referred to as "TMA") and trimethyl indium (In (CH 3) 3) ( hereinafter "TMI"
And silane (SiH 4 ) and cyclopentadienyl magnesium (Mg (C 5 H 5 ) 2 ) (hereinafter referred to as “CP 2 Mg”).

【0037】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
a面を主面とし、単結晶のサファイア基板101をMOVP
E 装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次
に、常圧でH2を流速2liter/分で約30分反応室に流し
ながら温度1100℃でサファイア基板101をベーキ
ングした。
First, a single crystal sapphire substrate 101 is treated with MOVP by using the a-plane cleaned by organic cleaning and heat treatment as a main surface.
E Attach to the susceptor placed in the reaction chamber of the device. Next, the sapphire substrate 101 was baked at a temperature of 1100 ° C. while flowing H 2 at a normal pressure and a flow rate of 2 liter / min into the reaction chamber for about 30 minutes.

【0038】次に、温度を400℃まで低下させて、H2
を20liter/分、NH3 を10liter/分、TMA を1.8×
10-5モル/分で約90秒間供給してAlN のバッファ層
102を約50nmの厚さに形成した。次に、サファイ
ア基板101の温度を1150℃に保持し、H2を20li
ter/分、NH3 を10liter/分、TMG を1.7×10-4
ル/分、H2ガスにて0.86ppmに希釈されたシラン
(SiH4)を20×10-8モル/分で導入し、膜厚約4.0
μm、電子密度1×1018/cm3 、シリコン(Si)ドー
プGaN からなる高キャリア濃度n+ 層103を形成し
た。
Next, by lowering the temperature to 400 ° C., H 2
20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMA 1.8 ×
The buffer layer 102 of AlN was formed to a thickness of about 50 nm by supplying at a rate of 10 -5 mol / min for about 90 seconds. Then, maintaining the temperature of the sapphire substrate 101 to 1150 ° C., 20LI of H 2
ter / min, NH 3 at 10 liter / min, TMG at 1.7 × 10 -4 mol / min, silane diluted to 0.86 ppm with H 2 gas
(SiH 4 ) was introduced at 20 × 10 −8 mol / min, and the film thickness was about 4.0.
A high carrier concentration n + layer 103 made of GaN doped with silicon (Si) having a thickness of 1 μm, an electron density of 1 × 10 18 / cm 3 , was formed.

【0039】上記の高キャリア濃度n+ 層103を形成
した後、続いて温度を1100℃に保持し、H2を20li
ter/分、NH3 を10liter/分、TMA を5.0×10-6
ル/分、TMG を5.0×10-5モル/分、H2ガスにて
0.86ppmに希釈されたシラン(SiH4)を8×10-9
モル/分で導入し、膜厚500nm、電子密度1×10
18/cm3 、シリコン(Si)ドープAl0.1Ga0.9N からなる
n型クラッド層104を形成した。
The above high carrier concentration n+Form layer 103
After that, the temperature was kept at 1100 ° C.Two20li
ter / min, NHThree10 liter / min and TMA 5.0 × 10-6Mo
/ Min, TMG is 5.0 × 10-FiveMol / min, HTwoBy gas
Silane diluted to 0.86 ppm (SiHFour) To 8 × 10-9
Introduced at mol / min, film thickness 500 nm, electron density 1 × 10
18/ CmThree, Silicon (Si) doped Al0.1Ga0.9Consisting of N
An n-type cladding layer 104 was formed.

【0040】次に、温度を1100℃に保持し、N2又は
H2、NH3 、TMG 、TMI 、及び、H2ガスにて希釈された(S
iH4)を供給して、シリコン(Si)ドープのGa0.95In0.05
より成る膜厚約0.1μmのn型第1種ガイド層1051
を形成した。更に、H2を20liter/分、TMG を5×10
-5モル/分、H2ガスにて0.86ppmに希釈された(S
iH4)を8×10-9モル/分で導入し、膜厚100nm、
電子密度1×1018/cm3 のシリコン(Si)ドープGaN
からなる膜厚約0.1μmのn型第2種ガイド層1052
を形成した。
Next, the temperature was maintained at 1100 ° C. and N 2 or
Diluted with H 2 , NH 3 , TMG, TMI and H 2 gas (S
iH 4 ) to supply silicon (Si) -doped Ga 0.95 In 0.05 N
N-type first type guide layer 1051 having a thickness of about 0.1 μm
Was formed. In addition, H2 is 20 liter / min and TMG is 5 × 10
-5 mol / min, it was diluted to 0.86ppm in H 2 gas (S
iH 4 ) was introduced at 8 × 10 −9 mol / min, and the film thickness was 100 nm.
Silicon (Si) doped GaN with electron density of 1 × 10 18 / cm 3
N-type second type guide layer 1052 of about 0.1 μm in thickness
Was formed.

【0041】次に、N2又はH2、NH3 、TMG 及びTMI を供
給して、膜厚約30ÅのGa0.8 In0.2Nから成る井戸層1
061を形成した。次に、N2又はH2、NH3 及びTMG を供
給して、膜厚約70ÅのGaN から成るバリア層1062を
形成した。さらに、井戸層1061とバリア層1062
とを同一条件で形成し、その上に同一条件で井戸層10
61を1層形成した。このようにして多重量子井戸構造
のMQW活性層106を形成した。
Next, N 2 or H 2 , NH 3 , TMG and TMI are supplied to form a well layer 1 of Ga 0.8 In 0.2 N having a thickness of about 30 °.
061 was formed. Next, N 2 or H 2 , NH 3 and TMG were supplied to form a barrier layer 1062 made of GaN and having a thickness of about 70 °. Further, the well layer 1061 and the barrier layer 1062
Are formed under the same conditions, and the well layer 10 is formed thereon under the same conditions.
61 were formed in one layer. Thus, the MQW active layer 106 having a multiple quantum well structure was formed.

【0042】続いて、温度を1100℃に保持し、N2
はH2を20liter/分、NH3 を10liter/分、TMG を0.
5×10-4モル/分、Cp2Mg を2×10-7モル/分で導
入して、マグネシウム(Mg)ドープのGaNより成る膜厚
約0.1μmのp型第2種ガイド層1072を形成した。
更に、N2又はH2、NH3 、TMG 、TMI 、及び、Cp2Mg を供
給して、マグネシウム(Mg)ドープのIn0.05Ga0.95Nより
成る膜厚約0.1μmのp型第1種ガイド層1071を形
成した。
Subsequently, the temperature was maintained at 1100 ° C., N 2 or H 2 was 20 liter / min, NH 3 was 10 liter / min, and TMG was 0.1 liter / min.
5 × 10 −4 mol / min, Cp 2 Mg is introduced at 2 × 10 −7 mol / min, and a p-type second type guide layer 1072 made of magnesium (Mg) doped GaN and having a thickness of about 0.1 μm is formed. Was formed.
Further, N 2 or H 2 , NH 3 , TMG, TMI, and Cp 2 Mg are supplied to form a p-type first type of magnesium (Mg) doped In 0.05 Ga 0.95 N having a thickness of about 0.1 μm. A guide layer 1071 was formed.

【0043】次に、温度を1100℃に保持し、N2又は
H2を20liter/分、NH3 を10liter/分、TMA を5×1
-6モル/分、TMG を5×10-5モル/分、及び、Cp2M
g を2×10-7モル/分で導入して、マグネシウム(Mg)
がドーピングされた、膜厚約100nmのマグネシウム
(Mg)ドープのAl0.1Ga0.9N からなるp型クラッド層10
8を形成した。
Next, the temperature was maintained at 1100 ° C. and N 2 or
H 2 20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMA 5 × 1
0 -6 mol / min, 5 × 10 -5 mol / min of TMG and Cp 2 M
g was introduced at 2 × 10 −7 mol / min, and magnesium (Mg) was introduced.
Doped with about 100 nm thick magnesium
P-type cladding layer 10 made of (Mg) -doped Al 0.1 Ga 0.9 N
8 was formed.

【0044】次に、温度を1100℃に保持し、N2又は
H2を20liter/分、NH3 を10liter/分、TMG を5×1
-5モル/分、Cp2Mg を2×10-7モル/分で導入し
て、マグネシウム(Mg)がドーピングされた、膜厚約20
0nmのマグネシウム(Mg)ドープのGaN からなるp型コ
ンタクト層109を形成した。
Next, the temperature was maintained at 1100 ° C. and N 2 or
H 2 20 liter / min, NH 3 10 liter / min, TMG 5 × 1
0 -5 mol / min, was introduced Cp 2 Mg at 2 × 10 -7 mol / min, magnesium (Mg) is doped, the thickness of about 20
A p-type contact layer 109 made of 0 nm magnesium (Mg) -doped GaN was formed.

【0045】次に、電子線照射装置を用いて、p型コン
タクト層109、p型クラッド層108及びp型光導波
層107に一様に電子線を照射した。電子線の照射条件
は、加速電圧約10kV、試料電流1μA、ビームの移
動速度0.2mm/sec、ビーム径60μmφ、真空
度5.0×10-5Torrである。この電子線の照射に
より、p型コンタクト層109、p型クラッド層108
及びp型光導波層107はそれぞれ、ホール濃度5×1
17/cm3 、5×1017/cm3 、5×10 17/cm
3 となった。このようにして多層構造のウエハを形成す
ることができた。
Next, using an electron beam irradiation device, a p-type
Tact layer 109, p-type cladding layer 108 and p-type optical waveguide
The layer 107 was uniformly irradiated with an electron beam. Electron beam irradiation conditions
Is an acceleration voltage of about 10 kV, a sample current of 1 μA, and a beam shift.
Dynamic speed 0.2mm / sec, beam diameter 60μmφ, vacuum
Degree 5.0 × 10-FiveTorr. This electron beam irradiation
Thus, the p-type contact layer 109 and the p-type clad layer 108
And the p-type optical waveguide layer 107 has a hole concentration of 5 × 1
017/ CmThree, 5 × 1017/ CmThree, 5 × 10 17/ Cm
ThreeIt became. Thus, a multi-layer wafer is formed.
I was able to.

【0046】次に、p型コンタクト層109の上に、ス
パッタリングにより、図略のSiO2層aを200nmの厚
さに形成し、そのSiO2層a上に図略のフォトレジストb
を塗布した。そして、紫外線を用いた露光装置を使い、
フォトリソグラフィー工程によって、高キャリア濃度n
+ 層103に形成する負電極140の蒸着部位等を有す
る領域A(図2、図3の露出面)に対応する位置のフォ
トレジストbを除去した。
Next, an unillustrated SiO 2 layer a is formed to a thickness of 200 nm on the p-type contact layer 109 by sputtering, and an unillustrated photoresist b is formed on the SiO 2 layer a.
Was applied. Then, using an exposure device using ultraviolet light,
High carrier concentration n by photolithography process
The photoresist b at the position corresponding to the region A (the exposed surface in FIGS. 2 and 3) having the deposition portion of the negative electrode 140 formed on the + layer 103 was removed.

【0047】ただし、このフォトリソグラフィー工程に
おいては、図1(b)及び式(4)に示す共振器端部の
エッチング形状を得るために、図1(a)及び式
(2),(3)に示すレジストマスクの形成パターンを
採用した。
However, in this photolithography step, in order to obtain the etched shape of the end portion of the resonator shown in FIG. 1B and Expression (4), FIG. 1A and Expressions (2) and (3) are used. The formation pattern of the resist mask shown in FIG.

【0048】次に、フォトレジストbによって覆われて
いない領域Aの図略のSiO2層aをフッ化水素酸系エッチ
ング液で除去した。次に、フォトレジストb及びSiO2
aによって覆われていない部位(領域A)のp型コンタ
クト層109、p型クラッド層108、p型光導波層1
07、MQW活性層106、n型光導波層105、n型
クラッド層104及び高キャリア濃度n+ 層103の一
部を真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/
cm 2 、BCl3ガスを10ml/分の割合で供給しドライ
エッチングした。更に、その後、同領域AをArでドライ
エッチングした。これらのドライエッチング工程で共振
器は、図1、図2、図3に示すようなI字形状に残って
成形され、高キャリア濃度n+ 層103に対する負電極
140の蒸着面が露出された。その後、SiO2層aを除去
した。
Next, the photoresist b
Unillustrated SiO in region ATwoLayer a is etched with hydrofluoric acid
And removed with a cleaning solution. Next, photoresist b and SiOTwolayer
p-type contour at a site not covered by a (region A)
Layer 109, p-type cladding layer 108, p-type optical waveguide layer 1
07, MQW active layer 106, n-type optical waveguide layer 105, n-type
Cladding layer 104 and high carrier concentration n+One of layer 103
Part is vacuum degree 0.04 Torr, high frequency power 0.44 W /
cm Two, BClThreeSupply gas at a rate of 10 ml / min and dry
Etched. After that, the area A is dried with Ar.
Etched. Resonance in these dry etching processes
The vessel remains in an I-shape as shown in FIGS. 1, 2 and 3.
Molded, high carrier concentration n+Negative electrode for layer 103
140 deposition surfaces were exposed. Then the SiOTwoRemove layer a
did.

【0049】次に、上方に露出している面に一様に、ロ
ジウム又は白金(膜厚約0.3μmの第1金属層)、金(膜
厚約1.2μmの第2金属層)、チタン(膜厚約30Åの第3
金属層)を順次蒸着し、フォトレジストの塗布、フォト
リソグラフィー工程、エッチング工程を経て、p型コン
タクト層109の上に正電極120を形成した。一方、
高キャリア濃度n+ 層103に対しては、膜厚約175Å
のバナジウム(V)層と、膜厚約1.8μmのアルミニウム(A
l)層とを順次蒸着して負電極140を形成した。
Next, rhodium or platinum (first metal layer having a thickness of about 0.3 μm), gold (second metal layer having a thickness of about 1.2 μm), titanium ( The third with a thickness of about 30mm
A positive electrode 120 was formed on the p-type contact layer 109 through successive application of a photoresist, a photolithography step, and an etching step. on the other hand,
For the high carrier concentration n + layer 103, a film thickness of about 175 °
Vanadium (V) layer and aluminum (A
l) layers were sequentially deposited to form a negative electrode 140.

【0050】その後、上記の如く処理されたウエハをレ
ーザの共振器の長さ方向(y軸方向)に沿ってスクライ
ビングしてスクライブ溝を形成し、共振器の端面に平行
なx軸方向にダイシンクして、短冊片を得た。
Thereafter, the wafer processed as described above is scribed along the length direction (y-axis direction) of the laser resonator to form a scribe groove, and a die sink is formed in the x-axis direction parallel to the end face of the resonator. Then, a strip was obtained.

【0051】次に、共振器端面を保護するために、共振
器端面にSiO2をスパッタリングにより蒸着した。そし
て、各短冊片をローラで押圧して、既に、y軸方向に沿
って形成されているスクライブ溝を利用して、各素子チ
ップに分離した。このようにして、基板101に対する
垂直度及び端面間の平行度が高く、しかも、表面の平坦
性が高く鏡面性の高い共振器端面が得られた。
Next, in order to protect the end face of the resonator, SiO 2 was deposited on the end face of the resonator by sputtering. Then, each strip was pressed by a roller, and separated into each element chip by using a scribe groove already formed along the y-axis direction. In this way, a resonator end face having a high degree of perpendicularity to the substrate 101 and a high degree of parallelism between the end faces, and having a high flatness of the surface and a high specularity was obtained.

【0052】これにより、共振器端面での光の反射率が
高くなり、高い光の閉じ込め効果を得ることができた。
また、共振器端部を従来よりも小さく作ることにより、
共振器端部付近においても電流狭窄を効果的に発生させ
ると同時に、電極間の電流路を短くすることができた。
As a result, the reflectance of light at the end face of the resonator was increased, and a high light confinement effect was obtained.
Also, by making the resonator end smaller than before,
Current constriction was effectively generated also near the end of the resonator, and the current path between the electrodes could be shortened.

【0053】これらの作用により、しきい値電流、及び
発熱量を低下させることができた。このようにして得た
レーザダイオード100は、駆動電流は1000mAにて発
光出力10mW,発振ピーク波長 380nmであった。
By these actions, the threshold current and the calorific value could be reduced. The laser diode 100 thus obtained had a drive current of 1000 mA, an emission output of 10 mW, and an oscillation peak wavelength of 380 nm.

【0054】尚、上記の共振器端面には、SiO2の保護膜
が形成されているが、更に、SiO2等の酸化珪素、Si3N4
等の窒化珪素、その他のTiO2等の誘電体による多重層を
端面に形成しても良い。この多重層の各層の厚さを最適
に設計することで、端面での反射率をさらに向上させる
ことができる。
Incidentally, a protective film of SiO 2 is formed on the end face of the above-mentioned resonator, and further, silicon oxide such as SiO 2 , Si 3 N 4
May be formed on the end face by a dielectric such as silicon nitride or other TiO 2 . By optimally designing the thickness of each of the multiple layers, the reflectance at the end face can be further improved.

【0055】以上の様に、端面発光型半導体レーザダイ
オードを構成することにより、消費電力や発熱量が低
く、エネルギー効率の高いレーザダイオードを実現する
ことができる。また、歩留りが良好で、小型で高性能等
の、前記の本発明の効果を得ることができる。
As described above, by configuring the edge-emitting semiconductor laser diode, a laser diode with low power consumption and heat generation and high energy efficiency can be realized. Further, the effects of the present invention, such as good yield, small size, and high performance, can be obtained.

【0056】尚、上記の実施例における活性層106の
構造は、多重量子井戸(MQW)構造であったが、活性
層106の構造は、単一量子井戸(SQW)構造であっ
ても良い。
Although the structure of the active layer 106 in the above embodiment is a multiple quantum well (MQW) structure, the structure of the active layer 106 may be a single quantum well (SQW) structure.

【0057】また、上記実施例において、半導体層10
2〜半導体層109までの結晶材料は窒化ガリウム系化
合物半導体であれば良く、結晶材料や組成比には特に限
定されない。これらの半導体としては、一般式「Alx Ga
y In1-x-y N(0≦x,0≦y,x+y≦1)」で表さ
れる2元、3元、4元の任意の III族窒化物系化合物半
導体等を用いることができる。
In the above embodiment, the semiconductor layer 10
The crystal material from the second layer to the semiconductor layer 109 may be a gallium nitride-based compound semiconductor, and there is no particular limitation on the crystal material and composition ratio. These semiconductors have the general formula “Al x Ga
Any binary, ternary or quaternary Group III nitride-based compound semiconductor represented by y In 1-xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) or the like can be used.

【0058】また、活性層106とクラッド層104、
108の組成比は、ダブルヘテロ接合を形成する場合に
は、活性層106のバンドギャップがクラッド層10
4、108のバンドギャップよりも狭くなり、格子定数
が整合するように選択すれば良い。
Further, the active layer 106 and the clad layer 104,
When a double hetero junction is formed, the band gap of the active layer
The band gap may be selected so as to be smaller than the band gaps of 4, 108 and to match the lattice constant.

【0059】又、4元の任意の III族窒化物系化合物半
導体を用いる場合には、バンドギャップと格子定数を独
立変化させることができるので、各層での格子定数を一
致させたダブルヘテロ接合が可能となる。
When an arbitrary quaternary group III nitride compound semiconductor is used, the band gap and the lattice constant can be changed independently, so that a double heterojunction having the same lattice constant in each layer can be formed. It becomes possible.

【0060】また、p型光導波層107、p型クラッド
層108、及びp型コンタクト層109を電子線照射に
より低抵抗化したが、このような低抵抗化処理は、熱ア
ニーリング、N2プラズマガス中での熱処理、レーザ照射
によって行ってもよい。
[0060] Further, p-type optical waveguide layer 107, p-type cladding layer 108, and a p-type contact layer 109 to reduce the resistance by electron beam irradiation, such a low-resistance treatment, thermal annealing, N 2 plasma Heat treatment in a gas or laser irradiation may be performed.

【0061】上記の実施例において、負電極140を形
成する領域Aのエッチング工程のマスクには、SiO2
他、金属、レジスト等、ドライエッチングに対する耐エ
ッチング性があり、下層のGaN 系の半導体に対して選択
的にエッチング又は剥離できるものなら採用できる。
In the above embodiment, the mask used in the etching step for the region A where the negative electrode 140 is formed has etching resistance to dry etching, such as metal and resist, in addition to SiO 2 , and the underlying GaN-based semiconductor Any material that can be selectively etched or peeled off from the substrate can be used.

【0062】尚、上記の実施例においては特に示してい
ないが、以下に示す様に、共振器端面を整形するための
ドライエッチングを行っても良い。 (a)まず、ウエハの上部に露出している全上面に一様
にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィによ
り、y軸方向にストライプ幅、x軸方向に長さS(図
2)を有するストライプ状の領域B(共振器とy座標が
重ならない2つの領域、及び、共振器の両端面付近とy
座標が一致する領域:図4、図6参照)のフォトレジス
トを除去することにより、できあがる共振器の長さY分
の幅(図2)を有するレジストマスクをx軸に沿って残
す。
Although not particularly shown in the above embodiment, dry etching for shaping the end face of the resonator may be performed as shown below. (A) First, a photoresist is uniformly applied to the entire upper surface exposed at the upper part of the wafer, and a stripe having a stripe width in the y-axis direction and a length S (FIG. 2) in the x-axis direction is formed by photolithography. Region B (two regions where the y coordinate does not overlap with the resonator, and near both end surfaces of the resonator and y
By removing the photoresist in the area where the coordinates match (see FIGS. 4 and 6), a resist mask having a width corresponding to the length Y of the completed resonator (FIG. 2) is left along the x-axis.

【0063】(b)次に、真空度1mTorr、高周波電力30
0WでCl2 ガスを5 ml/ 分の割合で供給し、レジストマス
クで覆われていないストライプ状の上記の領域Bをサフ
ァイア基板101が露出するまで、反応性イオンビーム
エッチング(RIBE)によりドライエッチングする。
(B) Next, the degree of vacuum is 1 mTorr and the high frequency power is 30
By supplying Cl 2 gas at a rate of 5 ml / min at 0 W, dry etching is performed by reactive ion beam etching (RIBE) until the sapphire substrate 101 is exposed in the striped region B not covered with the resist mask. I do.

【0064】この様に、反応性イオンビームエッチング
(RIBE)を実施することで、共振器端面の鏡面精度をさら
に向上させることができる。この様な共振器端面を形成
するためのエンチング(RIBE)工程のマクスには、フォト
レジストの他、 SiO2 等のドライエッチングに対する耐
エッチング性があり、下層の電極に対して、選択的にエ
ッチング又は剥離できるもの等を採用することができ
る。
As described above, reactive ion beam etching
By performing (RIBE), it is possible to further improve the mirror accuracy of the end face of the resonator. The Makusu of such Enchingu for forming the resonator end faces (RIBE) process, other photoresist, has etching resistance to dry etching of SiO 2 or the like, to the underlying electrodes, selectively etching Alternatively, a material that can be peeled off or the like can be used.

【0065】また、半導体に添加するアクセプタ不純物
元素には、亜鉛の他、II族元素又は、IV族元素を使用で
き、ドナー不純物元素には、シリコンの他、IV族元素、
VI族元素を用いることができる。
The acceptor impurity element added to the semiconductor may be a group II element or a group IV element in addition to zinc, and the donor impurity element may be a group IV element or a silicon element other than silicon.
Group VI elements can be used.

【0066】また、上記実施例では、サファイア基板を
用いたが、基板結晶成長基板には、シリコン(Si)、SiC
、GaN 、MgAl2O4 等を用いることができる。又、バッ
ファ層にはAlN を用いたがAlGaN 、GaN 、InAlGaN 等を
用いることができる。
In the above embodiment, a sapphire substrate was used, but silicon (Si), SiC
, GaN, MgAl 2 O 4 or the like can be used. Although AlN is used for the buffer layer, AlGaN, GaN, InAlGaN, or the like can be used.

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

【図1】本発明の作用を例示する端面発光型半導体レー
ザの共振器端部の平面図。
FIG. 1 is a plan view of a cavity end portion of an edge-emitting semiconductor laser illustrating the operation of the present invention.

【図2】本発明の効果を例示する端面発光型半導体レー
ザの平面図。
FIG. 2 is a plan view of an edge-emitting semiconductor laser illustrating the effects of the present invention.

【図3】本発明の実施例の端面発光型半導体レーザ10
0の斜視図。
FIG. 3 shows an edge-emitting semiconductor laser 10 according to an embodiment of the present invention.
0 is a perspective view.

【図4】従来技術による端面発光型半導体レーザ900
の設計段階における斜視図。
FIG. 4 shows a conventional edge emitting semiconductor laser 900.
FIG.

【図5】従来技術による端面発光型半導体レーザ900
の共振器端部の平面図。
FIG. 5 shows a conventional edge emitting semiconductor laser 900.
FIG.

【図6】従来技術による端面発光型半導体レーザ900
の平面図。
FIG. 6 shows a conventional edge emitting semiconductor laser 900.
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 … 端面発光型半導体レーザ 101 … サファイヤ基板 102 … バッファ層 103 … 高キャリア濃度n+ 層 104 … n型クラッド層 105 … n型光導波層 106 … MQW活性層 107 … p型光導波層 108 … p型クラッド層 109 … p型コンタクト層 120 … 正電極 140 … 負電極REFERENCE SIGNS LIST 100 edge emitting semiconductor laser 101 sapphire substrate 102 buffer layer 103 high carrier concentration n + layer 104 n-type cladding layer 105 n-type optical waveguide layer 106 MQW active layer 107 p-type optical waveguide layer 108 p-type cladding layer 109 p-type contact layer 120 positive electrode 140 negative electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 弘 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 小島 彰 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA03 CA04 CA05 CA34 CA40 CA46 CA87 CA92 CB05 5F073 AA22 AA45 AA55 AA73 AA74 AA86 CA07 CB05 CB22 DA05 DA35 EA23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Yamashita 1 Ochiai Nagahata, Kasuga-machi, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Inside Toyoda Gosei Co., Ltd. F term (reference) in Toyoda Gosei Co., Ltd. 5F041 AA03 CA04 CA05 CA34 CA40 CA46 CA87 CA92 CB05 5F073 AA22 AA45 AA55 AA73 AA74 AA86 CA07 CB05 CB22 DA05 DA35 EA23

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の上に III族窒化物系化合物半導体
から成る複数の半導体層を結晶成長させ、共振器部分を
残してその周辺部分をエッチングにより除去すること
で、結晶成長方向の上方から見た共振器の形状をI字形
状のメサストライプ型に形成する端面発光型半導体レー
ザの製造方法であって、 前記共振器の前記エッチングに対するレジストマスクの
形成パターンにおける前記共振器の端面の幅Dを、 前記共振器の発光部本体の前記端面に平行なメサストラ
イプ幅Wよりも、 前記上方から見た前記端面の縁の角の前記エッチングに
伴う削損長δの約2.0〜2.2倍だけ長く設定するこ
とを特徴とする端面発光型半導体レーザの製造方法。
1. A plurality of semiconductor layers made of a group III nitride compound semiconductor are crystal-grown on a substrate, and a peripheral portion thereof is removed by etching while leaving a resonator portion, so that the semiconductor layer is removed from above in a crystal growth direction. A method of manufacturing an edge-emitting semiconductor laser in which the shape of a resonator viewed is an I-shaped mesa stripe type, comprising: a width D of an end face of the resonator in a resist mask formation pattern for the etching of the resonator. The width of the mesa stripe W parallel to the end face of the light emitting portion main body of the resonator is more than 2.0 to 2. A method for manufacturing an edge-emitting semiconductor laser, wherein the length is set to be twice as long.
【請求項2】 前記形成パターンにおける前記I字形状
の前記端面を有する左右への突出部の前記端面に垂直な
方向の幅dを前記削損長δの約2.0〜2.2倍とする
ことを特徴とする請求項1に記載の端面発光型半導体レ
ーザの製造方法。
2. A width d in a direction perpendicular to the end face of a left and right protruding portion having the I-shaped end face in the formation pattern is set to about 2.0 to 2.2 times the cutting length δ. The method for manufacturing an edge-emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記 III族窒化物系化合物半導体として
Alx Gay In1-x-y N(0≦x,0≦y,x+y≦1)を
用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
端面発光型半導体レーザの製造方法。
3. The group III nitride compound semiconductor
3. The method according to claim 1, wherein Al x Ga y In 1-xy N (0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) is used.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006165407A (en) * 2004-12-10 2006-06-22 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser device
JP2012044075A (en) * 2010-08-23 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp Optical element

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