JP2001111160A - 半導体素子の製造方法及び半導体素子、リング共振器型半導体レーザ、ジャイロ - Google Patents
半導体素子の製造方法及び半導体素子、リング共振器型半導体レーザ、ジャイロInfo
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極形成部のサイズが小さくなると、フォト
リソグラフィー工程における目合わせが難しく、例え
ば、幅５μｍのメサ上に幅４μｍの電極を形成すること
さえ難しい。 【解決手段】 基板１上に半導体層を有する部材２〜４
を用意する工程、該半導体層上に電極層５を形成する工
程、該電極層５上にエッチングマスク６を形成する工
程、及び該電極層５及び半導体層をエッチングし、メサ
形状を形成する工程を具備する。
リソグラフィー工程における目合わせが難しく、例え
ば、幅５μｍのメサ上に幅４μｍの電極を形成すること
さえ難しい。 【解決手段】 基板１上に半導体層を有する部材２〜４
を用意する工程、該半導体層上に電極層５を形成する工
程、該電極層５上にエッチングマスク６を形成する工
程、及び該電極層５及び半導体層をエッチングし、メサ
形状を形成する工程を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ、半
導体光スイッチや半導体光フィルターや半導体光変調器
等の半導体素子の製造方法に関する。更に詳しくは、セ
ルフアライメント・プロセス（Self-Alignment Proces
s）で半導体素子を製造することが可能な半導体素子の
製造方法及びその製造方法を用いた半導体素子、リング
共振器型半導体レーザ、ジャイロに関するものである。
導体光スイッチや半導体光フィルターや半導体光変調器
等の半導体素子の製造方法に関する。更に詳しくは、セ
ルフアライメント・プロセス（Self-Alignment Proces
s）で半導体素子を製造することが可能な半導体素子の
製造方法及びその製造方法を用いた半導体素子、リング
共振器型半導体レーザ、ジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体光素子を製造するには、発
光、受光、導波、変調など所望の機能を実現する半導体
層を結晶成長によって基板上に形成し、その後、所望の
特性を実現するようなサイズ、形状となるようにエッチ
ングを行い、最後に電極を形成している。例えば、特開
平５−７０１９号公報に記載がある。
光、受光、導波、変調など所望の機能を実現する半導体
層を結晶成長によって基板上に形成し、その後、所望の
特性を実現するようなサイズ、形状となるようにエッチ
ングを行い、最後に電極を形成している。例えば、特開
平５−７０１９号公報に記載がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体光素子の製造方法では、電極形成部のサイズが小
さくなると、フォトリソグラフィー工程における目合わ
せが困難になり、例えば幅５ミクロンのメサ上に幅４ミ
クロンの電極を形成することさえ極めて難しかった。
半導体光素子の製造方法では、電極形成部のサイズが小
さくなると、フォトリソグラフィー工程における目合わ
せが困難になり、例えば幅５ミクロンのメサ上に幅４ミ
クロンの電極を形成することさえ極めて難しかった。
【０００４】また、従来においては半導体層の上にフォ
トレジスト等のエッチングマスクを形成し、その後、半
導体層のエッチング及びエッチングマスクの除去という
プロセスにより製造する方法が採られている。しかし、
フォトレジスト等のエッチングマスクの塗布から除去ま
でのプロセスの間に半導体層が汚染されてしまい、電極
形成時に良好なオーミック接触を得るのが難しい場合も
あった。もちろん、良好なオーミック接触を得るために
は、電極形成部の半導体層の汚染を除去する目的で半導
体層をエッチングするプロセスを加えればよいが、これ
では製造工程が増加するという問題があった。
トレジスト等のエッチングマスクを形成し、その後、半
導体層のエッチング及びエッチングマスクの除去という
プロセスにより製造する方法が採られている。しかし、
フォトレジスト等のエッチングマスクの塗布から除去ま
でのプロセスの間に半導体層が汚染されてしまい、電極
形成時に良好なオーミック接触を得るのが難しい場合も
あった。もちろん、良好なオーミック接触を得るために
は、電極形成部の半導体層の汚染を除去する目的で半導
体層をエッチングするプロセスを加えればよいが、これ
では製造工程が増加するという問題があった。
【０００５】本発明は、メサとメサ上電極の目合わせを
不要とすることが可能な半導体素子の製造方法及びその
製造方法を用いた半導体素子、リング共振器型半導体レ
ーザを提供することを目的とする。
不要とすることが可能な半導体素子の製造方法及びその
製造方法を用いた半導体素子、リング共振器型半導体レ
ーザを提供することを目的とする。
【０００６】また、本発明は、上記製造方法を用いて、
互いに逆回りの周回状に光が伝搬するリング共振器型半
導体レーザを有するジャイロを提供することを目的とす
る。
互いに逆回りの周回状に光が伝搬するリング共振器型半
導体レーザを有するジャイロを提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体素子
の製造方法は、基板上に半導体層を有する部材を用意す
る工程、該半導体層上に電極層を形成する工程、該電極
層上にエッチングマスクを形成する工程、及び該電極層
及び半導体層をエッチングし、メサ形状を形成する工程
を含むことを特徴とする。
の製造方法は、基板上に半導体層を有する部材を用意す
る工程、該半導体層上に電極層を形成する工程、該電極
層上にエッチングマスクを形成する工程、及び該電極層
及び半導体層をエッチングし、メサ形状を形成する工程
を含むことを特徴とする。
【０００８】前記半導体層は、複数の層であることを特
徴とする。
徴とする。
【０００９】また、本発明に係る半導体素子は、前記メ
サ形状をそれぞれ構成する前記半導体層と前記電極層の
幅が同一であることを特徴とする。
サ形状をそれぞれ構成する前記半導体層と前記電極層の
幅が同一であることを特徴とする。
【００１０】また、本発明に係る半導体素子の製造方法
は、半導体層を基板上に形成する第１の成膜工程、第１
の電極材料を前記半導体層に成膜する第２の成膜工程、
該第１の電極材料の上に保護膜を形成する第３の成膜工
程、エッチングマスクを選択的に形成する工程、該保護
膜を選択的にエッチングする第１のエッチング工程、該
第１の電極材料を選択的にエッチングする第２のエッチ
ング工程、該半導体層を所望の深さまでエッチングする
第３のエッチング工程、該エッチングマスクと保護膜を
除去する工程、該基板に第２の電極を形成する工程を含
むことを特徴とする。
は、半導体層を基板上に形成する第１の成膜工程、第１
の電極材料を前記半導体層に成膜する第２の成膜工程、
該第１の電極材料の上に保護膜を形成する第３の成膜工
程、エッチングマスクを選択的に形成する工程、該保護
膜を選択的にエッチングする第１のエッチング工程、該
第１の電極材料を選択的にエッチングする第２のエッチ
ング工程、該半導体層を所望の深さまでエッチングする
第３のエッチング工程、該エッチングマスクと保護膜を
除去する工程、該基板に第２の電極を形成する工程を含
むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明による第
１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す図である。
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明による第
１の実施形態の半導体素子の製造方法を示す図である。
【００１２】まず、図１（ａ）に示すように基板１上に
半導体層を有する半導体部材を用意する。図１（ａ）に
おいては３層の半導体層を有する場合を示しているが、
もちろん１層であってもよい。例えば、半導体レーザを
製造する場合は、３は活性層、２及び４は該活性層を挟
む低屈折率層である。もちろん、所望の特性が得られる
のであれば、上記構成に限らない。
半導体層を有する半導体部材を用意する。図１（ａ）に
おいては３層の半導体層を有する場合を示しているが、
もちろん１層であってもよい。例えば、半導体レーザを
製造する場合は、３は活性層、２及び４は該活性層を挟
む低屈折率層である。もちろん、所望の特性が得られる
のであれば、上記構成に限らない。
【００１３】次に、図１（ｂ）に示すようにメサ上電極
を構成する電極層５を形成する。そして、図１（ｃ）に
示すようにエッチングマスク６を形成する。その後、図
１（ｄ）に示すようにエッチングマスク６を用いてメサ
構造を形成する。前記エッチングマスク６を除去する
（図１（ｅ））。こうしてメサ上に電極５を有する基体
が得られる。
を構成する電極層５を形成する。そして、図１（ｃ）に
示すようにエッチングマスク６を形成する。その後、図
１（ｄ）に示すようにエッチングマスク６を用いてメサ
構造を形成する。前記エッチングマスク６を除去する
（図１（ｅ））。こうしてメサ上に電極５を有する基体
が得られる。
【００１４】以上のプロセスを用いることで、メサ上に
電極５を容易に作製することができる。本発明によれ
ば、非常に微細な素子上であっても、セルフアライメン
ト・プロセスにより素子上に電極形成が可能となる。な
お、基板１の下部に電極を形成する場合は、図１（ｅ）
のようにエッチングによりメサ形成後であっても、ま
た、エッチング前に形成しておいてもよい。
電極５を容易に作製することができる。本発明によれ
ば、非常に微細な素子上であっても、セルフアライメン
ト・プロセスにより素子上に電極形成が可能となる。な
お、基板１の下部に電極を形成する場合は、図１（ｅ）
のようにエッチングによりメサ形成後であっても、ま
た、エッチング前に形成しておいてもよい。
【００１５】上述のようにメサ形成前にメサ上電極を形
成しておくことは、素子のサイズが小さい場合に特に有
効な電極形成方法となる。具体的には、４μｍ程度以下
の場合には、とりわけ有効となる。これは、フォトリソ
グラフィー工程におけるフォトマスクの位置決め精度が
２μｍ程度であるためである。従って、従来の製法で
は、片側につき位置ずれの許容度を２μｍとすると、最
低でも素子サイズが４μｍよりも大きくなければならな
かった。これに対して、本発明の方法では、フォトマス
クの位置合わせが不要となるので、４μｍ以下のサイズ
の素子を作製することができるようになる。
成しておくことは、素子のサイズが小さい場合に特に有
効な電極形成方法となる。具体的には、４μｍ程度以下
の場合には、とりわけ有効となる。これは、フォトリソ
グラフィー工程におけるフォトマスクの位置決め精度が
２μｍ程度であるためである。従って、従来の製法で
は、片側につき位置ずれの許容度を２μｍとすると、最
低でも素子サイズが４μｍよりも大きくなければならな
かった。これに対して、本発明の方法では、フォトマス
クの位置合わせが不要となるので、４μｍ以下のサイズ
の素子を作製することができるようになる。
【００１６】次に本発明に係る半導体素子の製造方法を
用いたジャイロに関して説明する。上記方法を用いて図
２に示す導波路形状１００を有する半導体レーザ素子を
形成する。図２のＡ−Ａ´線における断面図を図３に示
す。図３中、１は基板、２及び４はクラッド層、３は活
性層、５及び７は電極である。電極から電流注入を行
い、それが閾値を超えると、レーザ発振が生じる。図２
のような導波路を有していれば、互いに反対方向の周回
状に伝搬する第１及び第２のレーザ光１００１、１００
２が共存することになる。１０４はミラーである。
用いたジャイロに関して説明する。上記方法を用いて図
２に示す導波路形状１００を有する半導体レーザ素子を
形成する。図２のＡ−Ａ´線における断面図を図３に示
す。図３中、１は基板、２及び４はクラッド層、３は活
性層、５及び７は電極である。電極から電流注入を行
い、それが閾値を超えると、レーザ発振が生じる。図２
のような導波路を有していれば、互いに反対方向の周回
状に伝搬する第１及び第２のレーザ光１００１、１００
２が共存することになる。１０４はミラーである。
【００１７】例えば、該レーザ素子を定電流で駆動して
いる場合を考える。該レーザ素子が回転運動を受ける
と、第１のレーザ光１００１と第２のレーザ光１００２
の発振周波数に差が生じるので、サニヤック効果により
互いのレーザ光は干渉し合いビートが生じる。前記ビー
トは、レーザ素子にかかる電圧変化、より具体的には電
圧の周波数変化として検出されるので、これを用いて物
体の角速度を検出できる。上電圧変化として角速度が検
知できることに関しては、特開昭５７−４３４８６号公
報（米国特許第４４３１３０８号）、特開平４−１７４
３１７号公報に記載がある。
いる場合を考える。該レーザ素子が回転運動を受ける
と、第１のレーザ光１００１と第２のレーザ光１００２
の発振周波数に差が生じるので、サニヤック効果により
互いのレーザ光は干渉し合いビートが生じる。前記ビー
トは、レーザ素子にかかる電圧変化、より具体的には電
圧の周波数変化として検出されるので、これを用いて物
体の角速度を検出できる。上電圧変化として角速度が検
知できることに関しては、特開昭５７−４３４８６号公
報（米国特許第４４３１３０８号）、特開平４−１７４
３１７号公報に記載がある。
【００１８】なお、図２に示すように導波路が対称な導
波路であれば、静止時にはビートは生じないが、図４に
示すように、例えば非対称のテーパ形状１０３を形成す
るなどして、静止時においても第１及び第２のレーザ光
１００１、１００２の発振周波数に差が生じるようにレ
ーザ素子を形成することもできる。かかる場合には、静
止時におけるビート周波数と回転時におけるビート周波
数との差を比較することで、物体の角速度とともに回転
方向も検知可能となる。導波路形状は、四角の場合を図
に示しているが、円形でも三角形でも多角形でもよい。
また、導波路は必ずしもリング形状でなくてもよい。ま
た、効率よくレーザ発振を行うには、導波路側面全面が
全反射面となっていることが好ましい。
波路であれば、静止時にはビートは生じないが、図４に
示すように、例えば非対称のテーパ形状１０３を形成す
るなどして、静止時においても第１及び第２のレーザ光
１００１、１００２の発振周波数に差が生じるようにレ
ーザ素子を形成することもできる。かかる場合には、静
止時におけるビート周波数と回転時におけるビート周波
数との差を比較することで、物体の角速度とともに回転
方向も検知可能となる。導波路形状は、四角の場合を図
に示しているが、円形でも三角形でも多角形でもよい。
また、導波路は必ずしもリング形状でなくてもよい。ま
た、効率よくレーザ発振を行うには、導波路側面全面が
全反射面となっていることが好ましい。
【００１９】次に、レーザ素子の電圧信号等の変化を検
出する手段について述べる。図３１に示すように定電流
源３１０２を用意し、レーザ装置として半導体レーザ３
１００を当該電流源と抵抗３１０１を介して接続する。
そして電圧検出回路３１０６により半導体レーザ３１０
０の電気信号（この場合は電圧信号）を読みとる。図３
１のように必要に応じて保護回路としてボルテージフォ
ロワ３１０５を設けることが好ましい。
出する手段について述べる。図３１に示すように定電流
源３１０２を用意し、レーザ装置として半導体レーザ３
１００を当該電流源と抵抗３１０１を介して接続する。
そして電圧検出回路３１０６により半導体レーザ３１０
０の電気信号（この場合は電圧信号）を読みとる。図３
１のように必要に応じて保護回路としてボルテージフォ
ロワ３１０５を設けることが好ましい。
【００２０】図３２にレーザを定電流駆動し、半導体レ
ーザ３１００のアノード電位の変化を読み出し、回転検
知を行う回路の一例を示す。半導体レーザ３１００のア
ノードは、保護抵抗３２０２を介して演算増幅器３２０
３の出力端子に接続され、半導体レーザ３１００のカソ
ードは演算増幅器３２０３の反転入力端子に接続され
る。マイコンからの入力電位Ｖｉｎに対応して、該演算
増幅器３２０３は信号Ｖｏｕｔを出力する。この信号Ｖ
ｏｕｔは、角速度に比例したビート周波数を持つので、
当該信号を公知の周波数−電圧変換回路（Ｆ−Ｖ変換回
路）等により電圧に変換し、回転を検知する。
ーザ３１００のアノード電位の変化を読み出し、回転検
知を行う回路の一例を示す。半導体レーザ３１００のア
ノードは、保護抵抗３２０２を介して演算増幅器３２０
３の出力端子に接続され、半導体レーザ３１００のカソ
ードは演算増幅器３２０３の反転入力端子に接続され
る。マイコンからの入力電位Ｖｉｎに対応して、該演算
増幅器３２０３は信号Ｖｏｕｔを出力する。この信号Ｖ
ｏｕｔは、角速度に比例したビート周波数を持つので、
当該信号を公知の周波数−電圧変換回路（Ｆ−Ｖ変換回
路）等により電圧に変換し、回転を検知する。
【００２１】なお、図３３に周波数−電圧変換回路（Ｆ
−Ｖ変換回路）の例を示す。この回路は、トランジス
タ、ダイオード、コンデンサ、抵抗で構成され、出力電
圧ＶC2は次式で表される。
−Ｖ変換回路）の例を示す。この回路は、トランジス
タ、ダイオード、コンデンサ、抵抗で構成され、出力電
圧ＶC2は次式で表される。
【００２２】
【数１】 ここで、Ｅi は入力電圧のｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋの
値、ｆはビート周波数である。Ｃ2 ＞＞Ｃ1 、Ｒ0 Ｃ2
ｆ＜１となるように回路パラメータを設計することで、
次式に示すようなＶC2が得られ、ビート周波数に比例し
た電圧出力を得ることが可能となる。
値、ｆはビート周波数である。Ｃ2 ＞＞Ｃ1 、Ｒ0 Ｃ2
ｆ＜１となるように回路パラメータを設計することで、
次式に示すようなＶC2が得られ、ビート周波数に比例し
た電圧出力を得ることが可能となる。
【００２３】ＶC2＝（Ｅi Ｃ1 Ｒ0 ｆ）／２ 次に、レーザ装置の電流変化により回転を検知する場合
について説明する。電源として定電圧源を用いると、回
転の角速度を半導体レーザに流れる電流の変化として測
定することができる。図３４や図３５に示すように定電
圧源として電池を用いると、駆動系の小型化、軽量化に
つながる。図３４では半導体レーザ３４００と直列に抵
抗３４０１を接続し、抵抗の両端の電圧の変化として半
導体レーザに流れる電流を測定している。３４０２は電
池（バッテリー）、３４０６は電圧計である。一方、図
３５では半導体レーザ３５００と直列に電流計３５０６
を接続し、じかに半導体レーザに流れる電流を測定して
いる。３５０１は抵抗である。
について説明する。電源として定電圧源を用いると、回
転の角速度を半導体レーザに流れる電流の変化として測
定することができる。図３４や図３５に示すように定電
圧源として電池を用いると、駆動系の小型化、軽量化に
つながる。図３４では半導体レーザ３４００と直列に抵
抗３４０１を接続し、抵抗の両端の電圧の変化として半
導体レーザに流れる電流を測定している。３４０２は電
池（バッテリー）、３４０６は電圧計である。一方、図
３５では半導体レーザ３５００と直列に電流計３５０６
を接続し、じかに半導体レーザに流れる電流を測定して
いる。３５０１は抵抗である。
【００２４】次に、ビート信号を検出するための別の回
路構成について説明する。図３６に半導体レーザを定電
圧駆動し、半導体レーザ３６００のアノード電位の変化
を読み出し、回転検知を行う回路の一例を示す。半導体
レーザ３６００のアノードは、抵抗３６０３を介して演
算増幅器３６１０の出力端子に接続され、レーザ３６０
０のカソードは基準電位に接地されている。マイコン等
から演算増幅器３６１０の反転入力端子に定電圧（Ｖｉ
ｎ）を与えると、その電位が常に抵抗３６０３とレーザ
３６００にかかる定電圧ドライブ構成になる。抵抗３６
０３は、ボルテージフォロワ３６１１に接続される。
路構成について説明する。図３６に半導体レーザを定電
圧駆動し、半導体レーザ３６００のアノード電位の変化
を読み出し、回転検知を行う回路の一例を示す。半導体
レーザ３６００のアノードは、抵抗３６０３を介して演
算増幅器３６１０の出力端子に接続され、レーザ３６０
０のカソードは基準電位に接地されている。マイコン等
から演算増幅器３６１０の反転入力端子に定電圧（Ｖｉ
ｎ）を与えると、その電位が常に抵抗３６０３とレーザ
３６００にかかる定電圧ドライブ構成になる。抵抗３６
０３は、ボルテージフォロワ３６１１に接続される。
【００２５】ボルテージフォロワ３６１１は、信号Ｖｏ
ｕｔを出力する。この信号Ｖｏｕｔは、角速度に比例し
たビート周波数であるので、公知の周波数−電圧変換回
路（Ｆ−Ｖ変換回路）等により電圧に変換し、回転を検
知する。もちろん、ボルテージフォロワ３６１１を通さ
ず、抵抗３６０３と等電位部分の信号を直接Ｆ−Ｖ変換
回路に入れて、回転検知してもよい。またビート信号検
出手段として周波数カウンタを用いることもできる。
ｕｔを出力する。この信号Ｖｏｕｔは、角速度に比例し
たビート周波数であるので、公知の周波数−電圧変換回
路（Ｆ−Ｖ変換回路）等により電圧に変換し、回転を検
知する。もちろん、ボルテージフォロワ３６１１を通さ
ず、抵抗３６０３と等電位部分の信号を直接Ｆ−Ｖ変換
回路に入れて、回転検知してもよい。またビート信号検
出手段として周波数カウンタを用いることもできる。
【００２６】次に、図３６と同じ定電圧ドライブ回路構
成に加え、減算回路３７１５を用いて、信号電位の基準
をアースにとる場合を図３７に示す。マイコン等から演
算増幅器３７１０の反転入力端子に定電位Ｖ1 を与え
る。３７００はレーザ、３７１１、３７１２はボルテー
ジフォロワ、３７０３、３７１６、３７１９は抵抗であ
り、３７１６と３７１７、３７１８と３７１９は抵抗値
をそれぞれ等しくしている。
成に加え、減算回路３７１５を用いて、信号電位の基準
をアースにとる場合を図３７に示す。マイコン等から演
算増幅器３７１０の反転入力端子に定電位Ｖ1 を与え
る。３７００はレーザ、３７１１、３７１２はボルテー
ジフォロワ、３７０３、３７１６、３７１９は抵抗であ
り、３７１６と３７１７、３７１８と３７１９は抵抗値
をそれぞれ等しくしている。
【００２７】抵抗３７０３の両端の電位Ｖ1 、Ｖ2 が、
ボルテージフォロワ３７１１、３７１２及び抵抗３７１
６、３７１８を通して、該演算増幅器３７２０の反転入
力端子、非反転入力端子につなげられている。こうする
ことにより、基準電位をアースにとって、電気抵抗３７
０３にかかる電圧（Ｖ2 −Ｖ1 ＝Ｖ0 ）の変化を検出す
ることができる。即ち、レーザ３７００に流れる電流変
化を検出できる。得られる信号をＦ−Ｖ変換回路等を通
して、回転を検知する。
ボルテージフォロワ３７１１、３７１２及び抵抗３７１
６、３７１８を通して、該演算増幅器３７２０の反転入
力端子、非反転入力端子につなげられている。こうする
ことにより、基準電位をアースにとって、電気抵抗３７
０３にかかる電圧（Ｖ2 −Ｖ1 ＝Ｖ0 ）の変化を検出す
ることができる。即ち、レーザ３７００に流れる電流変
化を検出できる。得られる信号をＦ−Ｖ変換回路等を通
して、回転を検知する。
【００２８】また、電源の種類に拘らず、直接インピー
ダンスメータ３８０９で半導体レーザ３８００のインピ
ーダンスの変化を測定することもできる。３８０１は抵
抗、３８０２は電源である。この場合、端子電圧や素子
に流れる電流を測定する場合と違って、駆動電源の雑音
の影響が小さくなる。この例を図３８に示す。
ダンスメータ３８０９で半導体レーザ３８００のインピ
ーダンスの変化を測定することもできる。３８０１は抵
抗、３８０２は電源である。この場合、端子電圧や素子
に流れる電流を測定する場合と違って、駆動電源の雑音
の影響が小さくなる。この例を図３８に示す。
【００２９】次に、本発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００３０】（実施例１）図５は本発明による第１の実
施例の半導体素子の製造方法を示す図である。なお、本
実施例では、半導体素子として半導体レーザを製造する
場合の方法を例として説明する。まず、半導体レーザを
製造する場合、図５（ａ）に示すように基板上に半導体
レーザを構成する複数の半導体層を形成する。ここで、
１は基板、１１はバッファー層、１２は光ガイド層、１
３は活性層、１４は光ガイド層、１５はクラッド層、１
６はキャップ層である。
施例の半導体素子の製造方法を示す図である。なお、本
実施例では、半導体素子として半導体レーザを製造する
場合の方法を例として説明する。まず、半導体レーザを
製造する場合、図５（ａ）に示すように基板上に半導体
レーザを構成する複数の半導体層を形成する。ここで、
１は基板、１１はバッファー層、１２は光ガイド層、１
３は活性層、１４は光ガイド層、１５はクラッド層、１
６はキャップ層である。
【００３１】具体的には、図５（ａ）に示す部材を有機
金属気相成長法を用いて、ｎ−ＩｎＰ基板１（厚み３５
０μｍ）の上にｎ−ＩｎＰバッファー層１１（厚み０．
０５μｍ）、１．３μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層１２（厚み０．１５μｍ）、１．５５μｍ
組成のアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３（厚み０．
１μｍ）、１．３μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓＰ
光ガイド層１４（厚み０．１５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層１５（厚み２μｍ）、１．４μｍ組成のｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層１６（厚み０．３μｍ）を成長さ
せた。
金属気相成長法を用いて、ｎ−ＩｎＰ基板１（厚み３５
０μｍ）の上にｎ−ＩｎＰバッファー層１１（厚み０．
０５μｍ）、１．３μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層１２（厚み０．１５μｍ）、１．５５μｍ
組成のアンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層１３（厚み０．
１μｍ）、１．３μｍ組成のアンドープＩｎＧａＡｓＰ
光ガイド層１４（厚み０．１５μｍ）、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層１５（厚み２μｍ）、１．４μｍ組成のｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰキャップ層１６（厚み０．３μｍ）を成長さ
せた。
【００３２】次いで、蒸着装置を用いて、図５（ｂ）に
示すようにキャップ層１６の上にアノード電極２１とし
てＣｒ／Ａｕ（Ｃｒの厚み５ｎｍ、Ａｕの厚み０．１５
μｍ）を形成した。続いて、図５（ｃ）に示すようにプ
ラズマＣＶＤ装置を用いてアノード電極２１の上に保護
膜３１としてＳｉＮ（厚み０．３μｍ）を形成した。そ
の後、スピンコーターを用いて、保護膜（ＳｉＮ）３１
の上にフォトレジストＡＺ−１３５０（ヘキスト製）を
膜厚が１μｍとなるように塗布し、プリベークを８０℃
で３０分間行った後、ウエハーにマスク（幅５μｍ）を
かけて露光を行い、更に現像、リンスを行うことにより
図５（ｄ）に示すように保護膜３１上の一部にエッチン
グマスク４１を形成した。
示すようにキャップ層１６の上にアノード電極２１とし
てＣｒ／Ａｕ（Ｃｒの厚み５ｎｍ、Ａｕの厚み０．１５
μｍ）を形成した。続いて、図５（ｃ）に示すようにプ
ラズマＣＶＤ装置を用いてアノード電極２１の上に保護
膜３１としてＳｉＮ（厚み０．３μｍ）を形成した。そ
の後、スピンコーターを用いて、保護膜（ＳｉＮ）３１
の上にフォトレジストＡＺ−１３５０（ヘキスト製）を
膜厚が１μｍとなるように塗布し、プリベークを８０℃
で３０分間行った後、ウエハーにマスク（幅５μｍ）を
かけて露光を行い、更に現像、リンスを行うことにより
図５（ｄ）に示すように保護膜３１上の一部にエッチン
グマスク４１を形成した。
【００３３】次に、リアクティブ・イオン・エッチング
装置の中で、ＣＦ4 ガスを用いて保護膜（ＳｉＮ）３１
をエッチングした後、Ａｒガスに切り替えてＡｕのエッ
チングを行い、この後、再びＣＦ4 ガスを用いてＣｒの
エッチングを行う。この工程により、アノード電極２１
のエッチングを行い、図５（ｅ）に示すようにエッチン
グマスク４１が形成されている領域以外はキャップ層１
６が露出した状態となる。この状態で、ウエハーをリア
クティブ・イオンビーム・エッチング装置に導入し、塩
素ガスを用いて、深さが５μｍとなるようにエッチング
を行った。図５（ｆ）はこのエッチング後の状態を示し
ている。エッチングマスク４１が形成されている領域以
外は、保護膜３１、アノード電極２１、半導体層はすべ
てエッチングされた状態となる。
装置の中で、ＣＦ4 ガスを用いて保護膜（ＳｉＮ）３１
をエッチングした後、Ａｒガスに切り替えてＡｕのエッ
チングを行い、この後、再びＣＦ4 ガスを用いてＣｒの
エッチングを行う。この工程により、アノード電極２１
のエッチングを行い、図５（ｅ）に示すようにエッチン
グマスク４１が形成されている領域以外はキャップ層１
６が露出した状態となる。この状態で、ウエハーをリア
クティブ・イオンビーム・エッチング装置に導入し、塩
素ガスを用いて、深さが５μｍとなるようにエッチング
を行った。図５（ｆ）はこのエッチング後の状態を示し
ている。エッチングマスク４１が形成されている領域以
外は、保護膜３１、アノード電極２１、半導体層はすべ
てエッチングされた状態となる。
【００３４】エッチングを完了すると、プラズマアッシ
ング装置に導入し、酸素プラズマによってエッチングマ
スク４１を除去し、その後、バッファードフッ酸を用い
て、保護膜３１をウエットエッチングによって除去し
た。このようにして図５（ｇ）に示すようにメサトップ
と同じサイズのアノード電極２１を形成することができ
た。最後に、図５（ｈ）に示すようにｎ−ＩｎＰ基板１
の下面にカソード電極２２として、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａ
ｕを蒸着し、その後、水素雰囲気中でアニールを行い、
オーミック接触をとることにより半導体レーザを作製し
た。アノード及びカソードの接触抵抗は、ともに０．５
Ω以下で、良好なオーミック接触が得られていた。
ング装置に導入し、酸素プラズマによってエッチングマ
スク４１を除去し、その後、バッファードフッ酸を用い
て、保護膜３１をウエットエッチングによって除去し
た。このようにして図５（ｇ）に示すようにメサトップ
と同じサイズのアノード電極２１を形成することができ
た。最後に、図５（ｈ）に示すようにｎ−ＩｎＰ基板１
の下面にカソード電極２２として、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａ
ｕを蒸着し、その後、水素雰囲気中でアニールを行い、
オーミック接触をとることにより半導体レーザを作製し
た。アノード及びカソードの接触抵抗は、ともに０．５
Ω以下で、良好なオーミック接触が得られていた。
【００３５】本実施例では、半導体層を結晶成長させる
ことで形成しているので、半導体層の層厚や組成を高精
度に制御することが可能となる。
ことで形成しているので、半導体層の層厚や組成を高精
度に制御することが可能となる。
【００３６】また、拡散やイオン注入等の方法を用いて
も層構造を形成することができる。ここで、従来の製造
方法のようにメサ５０の形成後にメサ電極２１を形成し
ないで済むので、フォトレジスト塗布から除去までのプ
ロセスの間に半導体層の表面が汚染されることなく、キ
ャップ層１６と電極２１との良好なオーミック接触を実
現することができる。
も層構造を形成することができる。ここで、従来の製造
方法のようにメサ５０の形成後にメサ電極２１を形成し
ないで済むので、フォトレジスト塗布から除去までのプ
ロセスの間に半導体層の表面が汚染されることなく、キ
ャップ層１６と電極２１との良好なオーミック接触を実
現することができる。
【００３７】また、本実施例においては、アノード電極
２１の上に保護膜３１を形成しているので、エッチング
マスク（例えば、フォトレジスト）４１と半導体層との
エッチングの際の選択比が小さい場合でも、半導体層を
エッチングする時に電極面を保護することができる。も
ちろん、十分な選択比がとれる場合等には、保護膜３１
を形成しなくてもよい。
２１の上に保護膜３１を形成しているので、エッチング
マスク（例えば、フォトレジスト）４１と半導体層との
エッチングの際の選択比が小さい場合でも、半導体層を
エッチングする時に電極面を保護することができる。も
ちろん、十分な選択比がとれる場合等には、保護膜３１
を形成しなくてもよい。
【００３８】保護膜３１として、例えば、ＳｉＯ2 やＳ
ｉＮ等の誘電体あるいは絶縁体を用いると、ドライエッ
チングなどに対しても強い耐性を得ることができる。ま
た、後述する実施例で説明するが、エッチングマスク４
１と半導体層のエッチングレートの比が小さい場合、こ
の性質を積極的に利用して半導体層のエッチング時にエ
ッチングマスク４１を完全に除去し、保護膜３１を露出
させることもできる。この場合は、エッチング後にエッ
チングマスクを除去する工程が不要となるので、製造プ
ロセスを簡素化できる。
ｉＮ等の誘電体あるいは絶縁体を用いると、ドライエッ
チングなどに対しても強い耐性を得ることができる。ま
た、後述する実施例で説明するが、エッチングマスク４
１と半導体層のエッチングレートの比が小さい場合、こ
の性質を積極的に利用して半導体層のエッチング時にエ
ッチングマスク４１を完全に除去し、保護膜３１を露出
させることもできる。この場合は、エッチング後にエッ
チングマスクを除去する工程が不要となるので、製造プ
ロセスを簡素化できる。
【００３９】また、本実施例では、フォトレジスト等を
エッチングマスク４１とし、その後、エッチングマスク
４１が形成されていない領域を保護膜３１、アノード電
極２１、半導体層の順番でエッチングしている。従っ
て、エッチング後におけるメサの上面のサイズと電極の
サイズをほぼ等しくできる。また、メサ上の電極形成に
際し、マスクの目合わせを不要にできるので、セルフア
ライメント・プロセスによる製造方法を実現することが
できる。
エッチングマスク４１とし、その後、エッチングマスク
４１が形成されていない領域を保護膜３１、アノード電
極２１、半導体層の順番でエッチングしている。従っ
て、エッチング後におけるメサの上面のサイズと電極の
サイズをほぼ等しくできる。また、メサ上の電極形成に
際し、マスクの目合わせを不要にできるので、セルフア
ライメント・プロセスによる製造方法を実現することが
できる。
【００４０】本発明により、電極形成部のサイズが小さ
くても、メサ上に容易に電極を形成でき、位置精度が高
く、且つ、製造工程数の少ない製造方法を実現すること
ができる。
くても、メサ上に容易に電極を形成でき、位置精度が高
く、且つ、製造工程数の少ない製造方法を実現すること
ができる。
【００４１】（実施例２）図６は本発明の第２の実施例
の半導体素子の製造方法を示す図である。前述の第１の
実施例との違いは、図６（ａ）に示すように一番最初に
カソード電極２２を基板１に形成したことである。その
他は、図６（ｂ）〜（ｈ）に示すように第１の実施例と
同じプロセスを行った。本実施例において、アノード電
極２１、カソード電極２２における接触抵抗も第１の実
施例と同様な値が得られた。このように最初にカソード
電極２２を基板１に形成してもよい。
の半導体素子の製造方法を示す図である。前述の第１の
実施例との違いは、図６（ａ）に示すように一番最初に
カソード電極２２を基板１に形成したことである。その
他は、図６（ｂ）〜（ｈ）に示すように第１の実施例と
同じプロセスを行った。本実施例において、アノード電
極２１、カソード電極２２における接触抵抗も第１の実
施例と同様な値が得られた。このように最初にカソード
電極２２を基板１に形成してもよい。
【００４２】（実施例３）図７は本発明の第３の実施例
を示す図である。第１の実施例との違いは、半導体層を
エッチングする際に、図７（ｆ）に示すように半導体層
とエッチングマスク４１とのエッチング選択比を小さく
して、エッチングマスク４１をすべて除去し、保護膜３
１を露出させていることである。例えば、リアクティブ
・イオンビーム・エッチングの際の加速電圧を大きくす
ることにより、選択比を小さくすることができる。その
他は、図７（ａ）〜（ｅ）、図７（ｇ）、（ｈ）に示す
ように第１の実施例と同様である。本実施例では、半導
体層のエッチング後、エッチングマスク４１を除去する
工程がなくなるので、第１の実施例に比べて製造工程を
簡素化することができる。なお、アノード電極２１やカ
ソード電極２２の接触抵抗も第１の実施例と同様な値が
得られた。
を示す図である。第１の実施例との違いは、半導体層を
エッチングする際に、図７（ｆ）に示すように半導体層
とエッチングマスク４１とのエッチング選択比を小さく
して、エッチングマスク４１をすべて除去し、保護膜３
１を露出させていることである。例えば、リアクティブ
・イオンビーム・エッチングの際の加速電圧を大きくす
ることにより、選択比を小さくすることができる。その
他は、図７（ａ）〜（ｅ）、図７（ｇ）、（ｈ）に示す
ように第１の実施例と同様である。本実施例では、半導
体層のエッチング後、エッチングマスク４１を除去する
工程がなくなるので、第１の実施例に比べて製造工程を
簡素化することができる。なお、アノード電極２１やカ
ソード電極２２の接触抵抗も第１の実施例と同様な値が
得られた。
【００４３】（実施例４）図８は本発明の第４の実施例
を示す図である。第３の実施例との違いは、図８（ａ）
に示すように一番最初にカソード電極２２を基板１に形
成していることである。その他は、図８（ｂ）〜（ｈ）
に示すように第３の実施例と同じである。かかる場合に
もアノード電極２１及びカソード電極２２の接触抵抗は
第１の実施例と同様な値が得られた。
を示す図である。第３の実施例との違いは、図８（ａ）
に示すように一番最初にカソード電極２２を基板１に形
成していることである。その他は、図８（ｂ）〜（ｈ）
に示すように第３の実施例と同じである。かかる場合に
もアノード電極２１及びカソード電極２２の接触抵抗は
第１の実施例と同様な値が得られた。
【００４４】（実施例５）図９は本発明の第５の実施例
を示す図である。第１の実施例との違いは、保護膜３１
とアノード電極２１をエッチングする際に、図９（ｅ）
に示すように保護膜３１あるいはアノード電極２１とエ
ッチングマスク４１とのエッチング選択比を小さくし
て、エッチングマスク４１をすべて除去し、保護膜３１
を露出させていることである。
を示す図である。第１の実施例との違いは、保護膜３１
とアノード電極２１をエッチングする際に、図９（ｅ）
に示すように保護膜３１あるいはアノード電極２１とエ
ッチングマスク４１とのエッチング選択比を小さくし
て、エッチングマスク４１をすべて除去し、保護膜３１
を露出させていることである。
【００４５】その他は、図９（ａ）〜（ｄ）、図９
（ｆ）〜（ｈ）に示すように第１の実施例と同様であ
る。本実施例では、半導体層のエッチング後に、エッチ
ングマスク４１を除去する工程がなくなるので、第１の
実施例に比べて製造工程を簡素化できる。かかる場合に
もアノード電極やカソード電極の接触抵抗は第１の実施
例と同様な値が得られた。なお、保護膜３１あるいはア
ノード電極２１とエッチングマスク４１とのエッチング
選択比を小さくするには、具体的には、リアクティブ・
イオンビーム・エッチングの際の加速電圧を大きくする
ことにより、選択比を小さくできる。
（ｆ）〜（ｈ）に示すように第１の実施例と同様であ
る。本実施例では、半導体層のエッチング後に、エッチ
ングマスク４１を除去する工程がなくなるので、第１の
実施例に比べて製造工程を簡素化できる。かかる場合に
もアノード電極やカソード電極の接触抵抗は第１の実施
例と同様な値が得られた。なお、保護膜３１あるいはア
ノード電極２１とエッチングマスク４１とのエッチング
選択比を小さくするには、具体的には、リアクティブ・
イオンビーム・エッチングの際の加速電圧を大きくする
ことにより、選択比を小さくできる。
【００４６】（実施例６）図１０は本発明の第６の実施
例を示す図である。第５の実施例との違いは、図１０
（ａ）に示すように一番最初にカソード電極２２を基板
１に形成したことである。その他は図１０（ｂ）〜
（ｈ）に示すように第５の実施例と同様である。かかる
場合にもアノード電極２１やカソード電極２２の接触抵
抗は第１の実施例と同様な値が得られた。
例を示す図である。第５の実施例との違いは、図１０
（ａ）に示すように一番最初にカソード電極２２を基板
１に形成したことである。その他は図１０（ｂ）〜
（ｈ）に示すように第５の実施例と同様である。かかる
場合にもアノード電極２１やカソード電極２２の接触抵
抗は第１の実施例と同様な値が得られた。
【００４７】（実施例７）図１１は本発明の第７の実施
例を示す図である。第１の実施例との違いは、図１１
（ｃ）に示すようにアノード電極２１の上に直接エッチ
ングマスク４１を形成していることである。即ち、エッ
チングマスク４１と、アノード電極２１及び半導体層と
のエッチング選択比を大きくすることで、保護膜を使用
しなくても済むようにしている。他の工程は、図１１
（ａ）、（ｂ）、図１１（ｅ）〜（ｇ）に示すように第
１の実施例と同様である。本実施例では、保護膜の形
成、そのエッチング、除去工程が不要となるので、第１
の実施例に比べて製造工程を大幅に簡素化できる。かか
る場合にもアノード電極２１やカソード電極２２の接触
抵抗は第１の実施例と同様な値が得られた。
例を示す図である。第１の実施例との違いは、図１１
（ｃ）に示すようにアノード電極２１の上に直接エッチ
ングマスク４１を形成していることである。即ち、エッ
チングマスク４１と、アノード電極２１及び半導体層と
のエッチング選択比を大きくすることで、保護膜を使用
しなくても済むようにしている。他の工程は、図１１
（ａ）、（ｂ）、図１１（ｅ）〜（ｇ）に示すように第
１の実施例と同様である。本実施例では、保護膜の形
成、そのエッチング、除去工程が不要となるので、第１
の実施例に比べて製造工程を大幅に簡素化できる。かか
る場合にもアノード電極２１やカソード電極２２の接触
抵抗は第１の実施例と同様な値が得られた。
【００４８】（実施例８）図１２は本発明の第８の実施
例を示す図である。第７の実施例との違いは、図１２
（ａ）に示すように一番最初にカソード電極２２を基板
１に形成したことである。その他は図１２（ｂ）〜
（ｇ）に示すように第７の実施例と同じである。アノー
ド電極２１やカソード電極２２の接触抵抗も第１の実施
例と同様な値が得られた。
例を示す図である。第７の実施例との違いは、図１２
（ａ）に示すように一番最初にカソード電極２２を基板
１に形成したことである。その他は図１２（ｂ）〜
（ｇ）に示すように第７の実施例と同じである。アノー
ド電極２１やカソード電極２２の接触抵抗も第１の実施
例と同様な値が得られた。
【００４９】なお、以上の実施例では、半導体光素子の
例として半導体レーザを製造する場合の方法について説
明したが、本発明は、発光ダイオード、スーパールミネ
ッセントダイオード等の発光素子、フォトダイオード、
アバランシェフォトダイオード等の受光素子、光フィル
タ、光スイッチ、光変調器等どのような半導体光素子の
製造にも使用できることは言うまでもない。また、半導
体材料として、ＩｎＧａＡｓＰ系のものを用いたが、Ｇ
ａＡｓ系、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等
どのような材料系であってもかまわない。アノード電
極、カソード電極、保護膜についてもここで挙げた例に
とどまらず、本実施例と同様な効果をもつ材料であれば
何でもよい。活性層は、バルク構造に限らず、単一量子
井戸構造（ＳＱＷ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）であ
ってもよい。
例として半導体レーザを製造する場合の方法について説
明したが、本発明は、発光ダイオード、スーパールミネ
ッセントダイオード等の発光素子、フォトダイオード、
アバランシェフォトダイオード等の受光素子、光フィル
タ、光スイッチ、光変調器等どのような半導体光素子の
製造にも使用できることは言うまでもない。また、半導
体材料として、ＩｎＧａＡｓＰ系のものを用いたが、Ｇ
ａＡｓ系、ＺｎＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等
どのような材料系であってもかまわない。アノード電
極、カソード電極、保護膜についてもここで挙げた例に
とどまらず、本実施例と同様な効果をもつ材料であれば
何でもよい。活性層は、バルク構造に限らず、単一量子
井戸構造（ＳＱＷ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）であ
ってもよい。
【００５０】以下に、本発明に係る半導体素子の製造方
法を用いて作製される、リング共振器型半導体レーザを
備えたジャイロについて説明する。
法を用いて作製される、リング共振器型半導体レーザを
備えたジャイロについて説明する。
【００５１】（実施例９）図１３から図２０を用いて、
リング共振器型半導体レーザを備えたジャイロの作製方
法について説明する。
リング共振器型半導体レーザを備えたジャイロの作製方
法について説明する。
【００５２】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、Ａｌ
0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ／ＧａＡｓの３層からなる多重量子井
戸構造の活性層１１３があり、この活性層を挟むように
Ａｌ 0.3 Ｇａ0.7 Ａｓの光ガイド層１２３が設けられて
いる。そして、更にそれらを挟むようにクラッド層（１
１５はｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、１１２はｎ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ）が形成され、そして、基板１０１上
にｎ−ＧａＡｓからなるバッファー層１１１、上部クラ
ッド層１１５上にｐ−ＧａＡｓからなるキャップ層１１
６を有する多層構造基板を用意する（図１３）。
0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ／ＧａＡｓの３層からなる多重量子井
戸構造の活性層１１３があり、この活性層を挟むように
Ａｌ 0.3 Ｇａ0.7 Ａｓの光ガイド層１２３が設けられて
いる。そして、更にそれらを挟むようにクラッド層（１
１５はｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、１１２はｎ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ）が形成され、そして、基板１０１上
にｎ−ＧａＡｓからなるバッファー層１１１、上部クラ
ッド層１１５上にｐ−ＧａＡｓからなるキャップ層１１
６を有する多層構造基板を用意する（図１３）。
【００５３】該キャップ層１１６上にアノード１２１と
なるＣｒ／Ａｕ（又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ）を形成する
（図１４）。そして、フォトレジスト１４１を塗布後、
図１５のようにパターンニングする。パターンニングさ
れたフォトレジスト１４１をマスクにアノード１２１を
ドライエッチングする（図１６）。
なるＣｒ／Ａｕ（又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ）を形成する
（図１４）。そして、フォトレジスト１４１を塗布後、
図１５のようにパターンニングする。パターンニングさ
れたフォトレジスト１４１をマスクにアノード１２１を
ドライエッチングする（図１６）。
【００５４】次に、半導体層をドライエッチングにより
除去し（図１７）、そしてフォトレジスト１４１を剥離
する（図１８）。図１７では、バッファー層１１１を残
しているが、バッファー層までエッチングしてもよい。
フォトレジスト剥離後、水素雰囲気中でアニールし、ア
ロイ化する。
除去し（図１７）、そしてフォトレジスト１４１を剥離
する（図１８）。図１７では、バッファー層１１１を残
しているが、バッファー層までエッチングしてもよい。
フォトレジスト剥離後、水素雰囲気中でアニールし、ア
ロイ化する。
【００５５】必要に応じて基板研磨後、ＡｎＧｅＮｉ／
Ａｕからなるカソード１２２を蒸着する（図１９）。再
び水素雰囲気中でアニールし、アロイ化する。そして、
アノード１２１上に、半導体レーザに生じるビート信号
を電流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出す
るために、端子１５０を設ける（図２０）。端子１５０
から出力されたビート信号は、検出回路（図示せず）に
より電流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出
される。
Ａｕからなるカソード１２２を蒸着する（図１９）。再
び水素雰囲気中でアニールし、アロイ化する。そして、
アノード１２１上に、半導体レーザに生じるビート信号
を電流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出す
るために、端子１５０を設ける（図２０）。端子１５０
から出力されたビート信号は、検出回路（図示せず）に
より電流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出
される。
【００５６】こうして図２１に示すリング共振器型半導
体レーザ２００を有するジャイロが形成できる。なお、
図２１において、活性層１１３のみ示し、それを挟むク
ラッド層等は省略している。１５１はアノードから伸び
た電流注入等のための配線である。
体レーザ２００を有するジャイロが形成できる。なお、
図２１において、活性層１１３のみ示し、それを挟むク
ラッド層等は省略している。１５１はアノードから伸び
た電流注入等のための配線である。
【００５７】図２１の構成に係るリング共振器型半導体
レーザにおいては、互いに逆方向の周回状に光が伝搬す
る。そして、該レーザが回転した場合には、サニヤック
効果により発振周波数が変化し互いの光が干渉し合い、
ビートが生じる。このビートに伴う変化を電流、電圧、
又はインピーダンスの変化として検出することにより物
体の角速度を検出するジャイロとなる。
レーザにおいては、互いに逆方向の周回状に光が伝搬す
る。そして、該レーザが回転した場合には、サニヤック
効果により発振周波数が変化し互いの光が干渉し合い、
ビートが生じる。このビートに伴う変化を電流、電圧、
又はインピーダンスの変化として検出することにより物
体の角速度を検出するジャイロとなる。
【００５８】上記構成において、アノード１２１から半
導体レーザに電流を注入すると、半導体と空気では屈折
率が異なるため、界面で反射が生じる。半導体の屈折率
を３．５とすると、界面に対する法線とレーザ光とのな
す角が１６．６度以上で全反射が生じる。
導体レーザに電流を注入すると、半導体と空気では屈折
率が異なるため、界面で反射が生じる。半導体の屈折率
を３．５とすると、界面に対する法線とレーザ光とのな
す角が１６．６度以上で全反射が生じる。
【００５９】全反射を受けるモードは、他のモードに比
べてミラー損失が無い分だけ発振しきい利得が小さくて
済むので、低注入電流レベルで発振が開始する。しかも
この発振モードに利得が集中するため、他のモードの発
振は抑制される。半導体レーザ２００からなる素子の半
径が１０μｍ、活性層の厚さが０．１μｍのとき発振し
きい電流は０．８ｍＡであった。駆動電流３ｍＡのと
き、カメラの手ぶれや、自動車の振動程度の毎秒３０度
の回転を受けると、電極端子から電圧振幅１００ｍＶ、
周波数４３．０Ｈｚの信号が得られた。
べてミラー損失が無い分だけ発振しきい利得が小さくて
済むので、低注入電流レベルで発振が開始する。しかも
この発振モードに利得が集中するため、他のモードの発
振は抑制される。半導体レーザ２００からなる素子の半
径が１０μｍ、活性層の厚さが０．１μｍのとき発振し
きい電流は０．８ｍＡであった。駆動電流３ｍＡのと
き、カメラの手ぶれや、自動車の振動程度の毎秒３０度
の回転を受けると、電極端子から電圧振幅１００ｍＶ、
周波数４３．０Ｈｚの信号が得られた。
【００６０】（実施例１０）次に、図２２に示すよう
な、筒状構造の半導体リングレーザを有するジャイロの
作製方法について説明する。図２３から図３０を用い
て、リング共振器型半導体レーザを備えたジャイロの作
製方法について説明する。
な、筒状構造の半導体リングレーザを有するジャイロの
作製方法について説明する。図２３から図３０を用い
て、リング共振器型半導体レーザを備えたジャイロの作
製方法について説明する。
【００６１】まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、Ａｌ
0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ／ＧａＡｓの３層からなる多重量子井
戸構造の活性層１１３があり、この活性層を挟むように
Ａｌ 0.3 Ｇａ0.7 Ａｓの光ガイド層１２３が設けられ、
更にそれらを挟むようにクラッド層（１１５はｐ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、１１２はｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ）が形成され、そして、基板１０１上にｎ−ＧａＡｓ
からなるバッファー層１１１、上部クラッド層１１５上
にｐ−ＧａＡｓからなるキャップ層１１６を有する多層
構造基板を用意する（図２３）。
0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ／ＧａＡｓの３層からなる多重量子井
戸構造の活性層１１３があり、この活性層を挟むように
Ａｌ 0.3 Ｇａ0.7 Ａｓの光ガイド層１２３が設けられ、
更にそれらを挟むようにクラッド層（１１５はｐ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ、１１２はｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ）が形成され、そして、基板１０１上にｎ−ＧａＡｓ
からなるバッファー層１１１、上部クラッド層１１５上
にｐ−ＧａＡｓからなるキャップ層１１６を有する多層
構造基板を用意する（図２３）。
【００６２】該キャップ層１１６上にアノード１２１と
なるＣｒ／Ａｕ（又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ）を形成する
（図２４）。そして、フォトレジスト１４１を塗布後、
図２５のようにパターンニングする。パターンニングさ
れたフォトレジスト１４１をマスクにアノード１２１を
ドライエッチングする（図２６）。
なるＣｒ／Ａｕ（又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ）を形成する
（図２４）。そして、フォトレジスト１４１を塗布後、
図２５のようにパターンニングする。パターンニングさ
れたフォトレジスト１４１をマスクにアノード１２１を
ドライエッチングする（図２６）。
【００６３】次に、半導体層をドライエッチングにより
除去し（図２７）、そしてフォトレジストを剥離する
（図２８）。図２７では、バッファー層１１１を残して
いるが、バッファー層までエッチングしてもよい。フォ
トレジスト剥離後、水素雰囲気中でアニールし、アロイ
化する。必要に応じて基板研磨後、ＡｎＧｅＮｉ／Ａｕ
からなるカソード１２２を蒸着する（図２９）。再び水
素雰囲気中でアニールし、アロイ化する。そして、アノ
ード１２１上に半導体レーザに生じるビート信号を電
流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出するた
めに、端子１５０を設ける（図３０）。端子１５０から
出力されたビート信号は、検出回路（図示せず）により
電流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出され
る。
除去し（図２７）、そしてフォトレジストを剥離する
（図２８）。図２７では、バッファー層１１１を残して
いるが、バッファー層までエッチングしてもよい。フォ
トレジスト剥離後、水素雰囲気中でアニールし、アロイ
化する。必要に応じて基板研磨後、ＡｎＧｅＮｉ／Ａｕ
からなるカソード１２２を蒸着する（図２９）。再び水
素雰囲気中でアニールし、アロイ化する。そして、アノ
ード１２１上に半導体レーザに生じるビート信号を電
流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出するた
めに、端子１５０を設ける（図３０）。端子１５０から
出力されたビート信号は、検出回路（図示せず）により
電流、電圧、又はインピーダンスの変化として検出され
る。
【００６４】こうして図２２に示すリング共振器型半導
体レーザ２００を有するジャイロが形成できる。なお、
図２２において、活性層１１３のみ示し、それを挟むク
ラッド層等は省略している。
体レーザ２００を有するジャイロが形成できる。なお、
図２２において、活性層１１３のみ示し、それを挟むク
ラッド層等は省略している。
【００６５】ここで、導波路の幅が５μｍ、１辺の長さ
が４００μｍの時、発振閾値は４ｍＡである。駆動電流
５ｍＡのとき、カメラの手ぶれや、自動車の振動程度の
毎秒３０度の回転を受けると、電極端子１５０から電圧
振幅１００ｍＶ、周波数８６０Ｈｚの信号が得られる。
これによって、発振閾値電流が小さい光ジャイロが実現
される。本実施例においては、活性層をリング状にする
ことで、活性層体積を減少させ、低電流駆動を図った
が、筒状の構造にする代わりに、半導体レーザの中央部
を、プロトン等のイオン注入により高抵抗化して、主と
して周囲に電流が注入されるようにすることで、低電流
化を図ることもできる。
が４００μｍの時、発振閾値は４ｍＡである。駆動電流
５ｍＡのとき、カメラの手ぶれや、自動車の振動程度の
毎秒３０度の回転を受けると、電極端子１５０から電圧
振幅１００ｍＶ、周波数８６０Ｈｚの信号が得られる。
これによって、発振閾値電流が小さい光ジャイロが実現
される。本実施例においては、活性層をリング状にする
ことで、活性層体積を減少させ、低電流駆動を図った
が、筒状の構造にする代わりに、半導体レーザの中央部
を、プロトン等のイオン注入により高抵抗化して、主と
して周囲に電流が注入されるようにすることで、低電流
化を図ることもできる。
【００６６】また、図４に示すように導波路を非対称の
テーパ形状にすると、静止時においてもビート周波数を
得ることができた。これにより角速度とともに、回転方
向の検知も可能となった。なお、レーザ素子の端子電圧
の周波数変化等を検出する際には、公知のＦ−Ｖ変換回
路等を用いることも好ましいものである。
テーパ形状にすると、静止時においてもビート周波数を
得ることができた。これにより角速度とともに、回転方
向の検知も可能となった。なお、レーザ素子の端子電圧
の周波数変化等を検出する際には、公知のＦ−Ｖ変換回
路等を用いることも好ましいものである。
【００６７】なお、メサ構造を形成する場合のエッチン
グ方法としては、既述のリアクティブ・イオンビーム・
エッチング（ＲＩＢＥ）の他にウエットエッチングやガ
スエッチング、プラズマエッチング、スパッタエッチン
グ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを適宜用い
ることができる。
グ方法としては、既述のリアクティブ・イオンビーム・
エッチング（ＲＩＢＥ）の他にウエットエッチングやガ
スエッチング、プラズマエッチング、スパッタエッチン
グ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などを適宜用い
ることができる。
【００６８】また、活性層の材料としては、ＧａＡｓ、
ＩｎＰ、ＺｎＳｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｉ
ｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａ
ＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＩｎＡｓＳｂＰ、ＰｂＳ
ｎＴｅ、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧ
ａＮ、ＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、ＳｉＧｅ系、等が挙
げられる。
ＩｎＰ、ＺｎＳｅ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｉ
ｎＧａＡｌＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＩｎＧａ
ＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＩｎＡｓＳｂＰ、ＰｂＳ
ｎＴｅ、ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧ
ａＮ、ＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓ、ＳｉＧｅ系、等が挙
げられる。
【００６９】また、半導体レーザの構造としては、活性
層はバルク構造に限らず、単一量子井戸構造（ＳＱ
Ｗ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）等の構造を用いるこ
ともできる。量子井戸型レーザを用いる場合には歪量子
井戸構造をとることも好ましいものである。例えば、約
１％の圧縮歪を持つＩｎＧａＡｓＰ量子井戸８層とＩｎ
ＧａＡｓＰの障壁層により活性層を形成する。もちろん
ＭＩＳ構造を用いることもできる。
層はバルク構造に限らず、単一量子井戸構造（ＳＱ
Ｗ）、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）等の構造を用いるこ
ともできる。量子井戸型レーザを用いる場合には歪量子
井戸構造をとることも好ましいものである。例えば、約
１％の圧縮歪を持つＩｎＧａＡｓＰ量子井戸８層とＩｎ
ＧａＡｓＰの障壁層により活性層を形成する。もちろん
ＭＩＳ構造を用いることもできる。
【００７０】基板としては、所望の材料を成長させるこ
とができる基板であればよく、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基
板、ＧａＳｂ基板、ＩｎＡｓ基板、ＰｂＴｅ基板、Ｇａ
Ｎ基板、ＺｎＳｅ基板、ＺｎＳ基板、などの化合物半導
体や、ＳｉＣ基板、４Ｈ−ＳｉＣ基板、６Ｈ−ＳｉＣ基
板、サファイヤ基板、シリコン基板、ＳＯＩ基板等を用
いることができる。
とができる基板であればよく、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基
板、ＧａＳｂ基板、ＩｎＡｓ基板、ＰｂＴｅ基板、Ｇａ
Ｎ基板、ＺｎＳｅ基板、ＺｎＳ基板、などの化合物半導
体や、ＳｉＣ基板、４Ｈ−ＳｉＣ基板、６Ｈ−ＳｉＣ基
板、サファイヤ基板、シリコン基板、ＳＯＩ基板等を用
いることができる。
【００７１】半導体レーザの活性層等の形成には、液相
エピタキシ（ＬＰＥ法）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ
法）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ
法）、原子層成長法（ＡＬＥ法）、有機金属分子線エピ
タキシ（ＭＯＭＢＥ）、化学ビームエピタキシ（ＣＢ
Ｅ）などを用いることができる。
エピタキシ（ＬＰＥ法）、分子線エピタキシ（ＭＢＥ
法）、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ
法）、原子層成長法（ＡＬＥ法）、有機金属分子線エピ
タキシ（ＭＯＭＢＥ）、化学ビームエピタキシ（ＣＢ
Ｅ）などを用いることができる。
【００７２】アノード電極としては、Ｃｒ／Ａｕ、Ｔｉ
／Ｐｔ／Ａｕ、ＡｕＺｎ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等を用いる
ことができる。カソード電極としては、ＡｕＧｅ／Ｎｉ
／ＡｕやＡｕＳｎ／Ｍｏ／Ａｕ等を用いることができ
る。もちろん、これらに限定されるものではない。
／Ｐｔ／Ａｕ、ＡｕＺｎ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ等を用いる
ことができる。カソード電極としては、ＡｕＧｅ／Ｎｉ
／ＡｕやＡｕＳｎ／Ｍｏ／Ａｕ等を用いることができ
る。もちろん、これらに限定されるものではない。
【００７３】また、基板や活性層等の導電性に応じて適
宜、電極の配置を図面の記載の形態と逆にすることも可
能である。なお、基板下にカソード電極があるように図
示しているが、もちろん基板の種類によっては、アノー
ド、カソードの配置が逆になることもある。また、半導
体レーザの熱に対する影響を防止するため、放熱材料
（ヒートシンク）上に半導体レーザチップをマウントす
ることも好ましいものである。ヒートシンク材料として
は、Ｃｕ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ダイヤモンドなどを
用いることができる。もちろん、これに限定されるもの
ではない。また、必要に応じて温度制御用としてペルチ
ェ素子を用いることもできる。
宜、電極の配置を図面の記載の形態と逆にすることも可
能である。なお、基板下にカソード電極があるように図
示しているが、もちろん基板の種類によっては、アノー
ド、カソードの配置が逆になることもある。また、半導
体レーザの熱に対する影響を防止するため、放熱材料
（ヒートシンク）上に半導体レーザチップをマウントす
ることも好ましいものである。ヒートシンク材料として
は、Ｃｕ、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＡｌＮ、ダイヤモンドなどを
用いることができる。もちろん、これに限定されるもの
ではない。また、必要に応じて温度制御用としてペルチ
ェ素子を用いることもできる。
【００７４】また、半導体レーザが確実に全反射面とな
るように、あるいは劣化防止等のため、半導体レーザの
側面（光が存在している領域の側面）に、絶縁膜（コー
ティング膜）を形成することも好ましいものである。こ
のコーティング材料としてはＳｉＯ2 、ＳｉＮ、Ａｌ2
Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 などの絶縁膜やアモルファスシリコン
（α−Ｓｉ）等を用いることができる。
るように、あるいは劣化防止等のため、半導体レーザの
側面（光が存在している領域の側面）に、絶縁膜（コー
ティング膜）を形成することも好ましいものである。こ
のコーティング材料としてはＳｉＯ2 、ＳｉＮ、Ａｌ2
Ｏ3 、Ｓｉ3 Ｎ4 などの絶縁膜やアモルファスシリコン
（α−Ｓｉ）等を用いることができる。
【００７５】（実施例１１）また、フォトニック結晶を
用いると、光路を切り換える光スイッチを構成できる。
フォトニック結晶は、波長オーダーのサイズ（発振波長
０．８５μｍのレーザ光のＧａＡｓ結晶内での波長は、
０．８５μｍ／３．５＝０．２４３μｍ）の構造が周期
的に配置されたものであり、このように小さな構造を電
気的に制御する場合、本発明の製造方法はきわめて好適
となる。フォトニック結晶に順バイアスで電流を注入す
るか、あるいは逆バイアスの電圧をかけることで屈折率
を変調できるので、スネルの法則にしたがって光の伝搬
方向を変えることができる。
用いると、光路を切り換える光スイッチを構成できる。
フォトニック結晶は、波長オーダーのサイズ（発振波長
０．８５μｍのレーザ光のＧａＡｓ結晶内での波長は、
０．８５μｍ／３．５＝０．２４３μｍ）の構造が周期
的に配置されたものであり、このように小さな構造を電
気的に制御する場合、本発明の製造方法はきわめて好適
となる。フォトニック結晶に順バイアスで電流を注入す
るか、あるいは逆バイアスの電圧をかけることで屈折率
を変調できるので、スネルの法則にしたがって光の伝搬
方向を変えることができる。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、メ
サの上面のサイズと電極サイズをほぼ等しくできるばか
りでなく、マスクの目合わせを不要にすることができ
る。すなわち、メサ上面電極に関し、セルフアライメン
ト・プロセスによる製造方法を実現することができる。
従って、位置精度が高く、製造工程数の少ない製造方法
を実現できる。
サの上面のサイズと電極サイズをほぼ等しくできるばか
りでなく、マスクの目合わせを不要にすることができ
る。すなわち、メサ上面電極に関し、セルフアライメン
ト・プロセスによる製造方法を実現することができる。
従って、位置精度が高く、製造工程数の少ない製造方法
を実現できる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体素子の製
造方法を示す図である。
造方法を示す図である。
【図２】本発明に係る製造方法を用いて作製された導波
路形状を説明するための図である。
路形状を説明するための図である。
【図３】本発明に係る製造方法を用いて作製された半導
体素子の模式的断面図である。
体素子の模式的断面図である。
【図４】本発明に係る製造方法を用いて作製された導波
路形状を説明するための図である。
路形状を説明するための図である。
【図５】本発明の実施例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施例を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施例を説明するための図である。
【図１３】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１４】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１６】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１７】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１８】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１９】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２０】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２１】本発明に係るジャイロの実施例１の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２２】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２３】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２４】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２５】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２６】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２７】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２８】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図２９】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３０】本発明に係るジャイロの実施例２の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３１】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
【図３２】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
【図３３】Ｆ−Ｖ変換回路の一例を示す図である。
【図３４】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
【図３５】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
【図３６】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
【図３７】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
【図３８】半導体レーザの電圧信号を検出するための回
路図の一例である。
路図の一例である。
１ 基板 ２、４ 低屈折率層 ３ 活性層 ５、７ 電極層 ６ エッチングマスク １１ バッファー層 １２ 光ガイド層 １３ 活性層 １４ 光ガイド層 １５ クラッド層 １６ キャップ層 ２１ アノード電極 ２２ カソード電極 ３１ 保護膜 ４１ エッチングマスク １０１ ｎ−ＧａＡｓ基板 １１１ バッファー層 １１３ 活性層 １１５ 上部クラッド層 １１６ キャップ層 １２１ アノード １２２ カソード １２３ 光ガイド層 １４１ フォトレジスト １５０ 端子 ２００ リング共振器型半導体レーザ １００１、１００２ レーザ光 ３１０１ 抵抗 ３１０２ 定電流源 ３１０５ ボルテージフォロワ ３１０６ 電圧検出回路 ３１００ 半導体レーザ ３２０１、３２０２ 抵抗 ３２０３ 演算増幅器 ３４００ 半導体レーザ ３４０１ 抵抗 ３４０２ 電池（バッテリー） ３４０６ 電圧計 ３５００ 半導体レーザ ３５０１ 抵抗 ３５０６ 電流計 ３６００ 半導体レーザ ３６０３ 抵抗 ３６１０ 演算増幅器 ３６１１ ボルテージフォロワ ３７１５ 減算回路 ３７１６〜３７１９ 抵抗 ３７２０ 演算増幅器 ３８００ 半導体レーザ ３８０１ 抵抗 ３８０２ 電源 ３８０９ インピーダンスメータ
Claims (18)
- 【請求項１】 基板上に半導体層を有する部材を用意す
る工程、該半導体層上に電極層を形成する工程、該電極
層上にエッチングマスクを形成する工程、及び該電極層
及び半導体層をエッチングし、メサ形状を形成する工程
を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記電極層上に保護膜を形成した後、前
記エッチングマスクを形成する請求項１記載の半導体素
子の製造方法。 - 【請求項３】 前記保護膜は、絶縁膜あるいは誘電体膜
である請求項２記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記メサ形状を形成した後、前記基板下
面に電極層を形成する請求項１記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項５】 前記半導体層は、複数の層である請求項
１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記半導体層は、下部クラッド層、活性
層及び上部クラッド層を含む請求項１記載の半導体素子
の製造方法。 - 【請求項７】 前記メサ形状を形成した後、前記エッチ
ングマスクを除去する工程を含む請求項１記載の半導体
素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記電極層及び前記半導体層のエッチン
グ後、前記エッチングマスク下の保護膜が露出している
請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記エッチングマスクは、フォトレジス
トである請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項１〜９記載の方法を用いて作製
される半導体素子。 - 【請求項１１】 請求項１〜９記載の方法を用いて作製
される半導体素子であって、前記メサ形状をそれぞれ構
成する前記半導体素子と前記電極層の幅が同一である半
導体素子。 - 【請求項１２】 請求項１記載の製造方法により作製さ
れる半導体素子が、リング共振器型半導体レーザであ
り、該レーザを用いたジャイロ。 - 【請求項１３】 前記レーザは、リング状の活性層を有
する請求項１２記載のジャイロ。 - 【請求項１４】 前記レーザは、導波路に非対称なテー
パ形状部を有する請求項１２記載のジャイロ。 - 【請求項１５】 請求項１記載の製造方法を用いて作製
されるリング共振器型半導体レーザ。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載のリング共振器型半
導体レーザを有し、且つ、該半導体レーザに生じるビー
ト信号を電流、電圧、又はインピーダンスの変化として
検出する手段を備えていることを特徴とするジャイロ。 - 【請求項１７】 半導体層を基板上に形成する第１の成
膜工程、第１の電極材料を前記半導体層に成膜する第２
の成膜工程、該第１の電極材料の上に保護膜を形成する
第３の成膜工程、エッチングマスクを選択的に形成する
工程、該保護膜を選択的にエッチングする第１のエッチ
ング工程、該第１の電極材料を選択的にエッチングする
第２のエッチング工程、該半導体層を所望の深さまでエ
ッチングする第３のエッチング工程、該エッチングマス
クと保護膜を除去する工程、該基板に第２の電極を形成
する工程を含むことを特徴とする半導体素子の製造方
法。 - 【請求項１８】 前記第２または第３のエッチング工程
において、前記エッチングマスクを完全に除去して前記
保護膜を露出させ、前記第３のエッチング工程に続いて
前記保護膜を除去することを特徴とする請求項１６に記
載の半導体素子の製造方法。
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