JP2001244572A - 半導体レーザ発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ発光装置の製造方法Info
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- JP2001244572A JP2001244572A JP2000056947A JP2000056947A JP2001244572A JP 2001244572 A JP2001244572 A JP 2001244572A JP 2000056947 A JP2000056947 A JP 2000056947A JP 2000056947 A JP2000056947 A JP 2000056947A JP 2001244572 A JP2001244572 A JP 2001244572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ４元系化合物半導体層の異常成長を防止し
て、半導体レーザ発光素子間の間隔を狭くすることによ
り、高集積化を図るとともに半導体レーザ発光装置の性
能の向上を図る。 【解決手段】 基板１０に、異なる波長のレーザ光を発
振する第１の半導体レーザ発光素子３と第２の半導体レ
ーザ発光素子５とを形成する半導体レーザ発光装置１の
製造方法であって、第１の半導体レーザ発光素子の形成
領域２に第１の半導体レーザ発光素子３を構成する第１
の積層体１６を残す工程を行った後でかつ第２の半導体
レーザ発光素子５を構成する第２の積層体２６を形成す
る前に、残した第１の積層体１６のレーザ光発振方向に
沿った側面１６Ｓを｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜面
に形成することを特徴としている。
て、半導体レーザ発光素子間の間隔を狭くすることによ
り、高集積化を図るとともに半導体レーザ発光装置の性
能の向上を図る。 【解決手段】 基板１０に、異なる波長のレーザ光を発
振する第１の半導体レーザ発光素子３と第２の半導体レ
ーザ発光素子５とを形成する半導体レーザ発光装置１の
製造方法であって、第１の半導体レーザ発光素子の形成
領域２に第１の半導体レーザ発光素子３を構成する第１
の積層体１６を残す工程を行った後でかつ第２の半導体
レーザ発光素子５を構成する第２の積層体２６を形成す
る前に、残した第１の積層体１６のレーザ光発振方向に
沿った側面１６Ｓを｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜面
に形成することを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ発光
装置の製造方法に関し、詳しくは異なる波長のレーザ光
を発振する第１の半導体レーザ発光素子と第２の半導体
レーザ発光素子とを形成する半導体レーザ発光装置の製
造方法に関する。
装置の製造方法に関し、詳しくは異なる波長のレーザ光
を発振する第１の半導体レーザ発光素子と第２の半導体
レーザ発光素子とを形成する半導体レーザ発光装置の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の２波長（発振波長が６５０ｎｍと
７８０ｎｍ）のレーザ光を発振する半導体レーザ発光装
置の製造方法の一例を、特にレーザ発振に係わる結晶成
長層の製造方法を以下に説明する。
７８０ｎｍ）のレーザ光を発振する半導体レーザ発光装
置の製造方法の一例を、特にレーザ発振に係わる結晶成
長層の製造方法を以下に説明する。
【０００３】有機金属気相エピタキシャル成長〔ＭＯＶ
ＰＥ（Metal Organic Vapor PhaseEpitaxial growth
）〕法によって、ＧａＡｓからなるｎ型基板上に、例
えばＧａＡｓからなるｎ型バッファ層、ＡｌＧａＡｓか
らなるｎ型クラッド層、発振波長が７８０ｎｍとなる多
重量子井戸構造の活性層、ＡｌＧａＡｓからなるｐ型ク
ラッド層、ＧａＡｓからなるｐ型キャップ層を順に積層
する。
ＰＥ（Metal Organic Vapor PhaseEpitaxial growth
）〕法によって、ＧａＡｓからなるｎ型基板上に、例
えばＧａＡｓからなるｎ型バッファ層、ＡｌＧａＡｓか
らなるｎ型クラッド層、発振波長が７８０ｎｍとなる多
重量子井戸構造の活性層、ＡｌＧａＡｓからなるｐ型ク
ラッド層、ＧａＡｓからなるｐ型キャップ層を順に積層
する。
【０００４】次に、レジスト塗布、リソグラフィー技術
によるエッチングマスクの形成を行った後、ウエットエ
ッチングによって、上記積層膜をパターニングし、第１
の半導体レーザ発光素子の形成領域上に上記ｎ型クラッ
ド層からｐ型キャップ層までを堆積してなる第１の積層
体を形成する。
によるエッチングマスクの形成を行った後、ウエットエ
ッチングによって、上記積層膜をパターニングし、第１
の半導体レーザ発光素子の形成領域上に上記ｎ型クラッ
ド層からｐ型キャップ層までを堆積してなる第１の積層
体を形成する。
【０００５】次いで、ＭＯＶＰＥ法によって、上記Ｇａ
Ａｓからなるｎ型バッファ層上に上記第１の積層体を覆
うように、ＩｎＧａＰからなるｎ型バッファ層、ＡｌＧ
ａＩｎＰからなるｎ型クラッド層、発振波長が６５０ｎ
ｍとなる多重量子井戸構造の活性層、ＡｌＧａＩｎＰか
らなるｐ型クラッド層、ＧａＡｓからなるｐ型キャップ
層を順に積層する。
Ａｓからなるｎ型バッファ層上に上記第１の積層体を覆
うように、ＩｎＧａＰからなるｎ型バッファ層、ＡｌＧ
ａＩｎＰからなるｎ型クラッド層、発振波長が６５０ｎ
ｍとなる多重量子井戸構造の活性層、ＡｌＧａＩｎＰか
らなるｐ型クラッド層、ＧａＡｓからなるｐ型キャップ
層を順に積層する。
【０００６】次に、レジスト塗布、リソグラフィー技術
によるエッチングマスクの形成を行った後、ウエットエ
ッチングによって、上記ＩｎＧａＰのｎ型バッファ層か
らＧａＡｓのｐ型キャップ層までの積層膜をパターニン
グし、第２の半導体レーザ発光素子の形成領域上に上記
ＡｌＧａＩｎＰのｎ型クラッド層からＡｌＧａＩｎＰの
ｐ型キャップ層までを堆積してなる第２の積層体を形成
する。その結果、第１の積層体と第２の積層体とに分離
形成される。
によるエッチングマスクの形成を行った後、ウエットエ
ッチングによって、上記ＩｎＧａＰのｎ型バッファ層か
らＧａＡｓのｐ型キャップ層までの積層膜をパターニン
グし、第２の半導体レーザ発光素子の形成領域上に上記
ＡｌＧａＩｎＰのｎ型クラッド層からＡｌＧａＩｎＰの
ｐ型キャップ層までを堆積してなる第２の積層体を形成
する。その結果、第１の積層体と第２の積層体とに分離
形成される。
【０００７】次に、第１、第２の積層体上層に、電流注
入領域を形成するための電流狭窄領域を形成し、ゲイン
ガイド型の電流狭窄構造となるストライプ構造を形成す
る。
入領域を形成するための電流狭窄領域を形成し、ゲイン
ガイド型の電流狭窄構造となるストライプ構造を形成す
る。
【０００８】その後、上記第１、第２の積層体に形成さ
れている各ｐ型キャップ層に接続するｐ型電極を形成す
るとともに、ｎ型基板に接続するｎ型電極を形成する。
れている各ｐ型キャップ層に接続するｐ型電極を形成す
るとともに、ｎ型基板に接続するｎ型電極を形成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第２の
積層体を形成する際に、図６の（１）に示すように、Ａ
ｌＧａＡｓ系半導体材料からなる第１の積層体２１１の
レーザ光が発振される方向に沿った側面２１１Ｓに｛１
１１｝Ａ面が存在する場合、図６の（２）に示すよう
に、｛１１１｝Ａ面となっている第１の積層体２１１の
側面２１１Ｓにおいて、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体材料の
第２の積層体２２１が良好に成長せず、第２の積層体２
２１は異常成長を起こして、ヒロックが発生するという
問題が生じていた。これは、異常成長によって、異常成
長領域付近の成長速度が異なることによって、均一な膜
厚が得られず、レーザ特性に影響を与えることになる。
積層体を形成する際に、図６の（１）に示すように、Ａ
ｌＧａＡｓ系半導体材料からなる第１の積層体２１１の
レーザ光が発振される方向に沿った側面２１１Ｓに｛１
１１｝Ａ面が存在する場合、図６の（２）に示すよう
に、｛１１１｝Ａ面となっている第１の積層体２１１の
側面２１１Ｓにおいて、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体材料の
第２の積層体２２１が良好に成長せず、第２の積層体２
２１は異常成長を起こして、ヒロックが発生するという
問題が生じていた。これは、異常成長によって、異常成
長領域付近の成長速度が異なることによって、均一な膜
厚が得られず、レーザ特性に影響を与えることになる。
【００１０】特に２波長レーザ発光装置においては、半
導体レーザ発光素子間隔を狭くすることが要求されてい
る。ところが、第１、第２の積層体間において異常成長
が起こるとその異常成長した部分を除去する必要がある
ために半導体レーザ発光素子間隔を広げて設計する必要
が生じる。このことは、２波長のレーザ光を発振する半
導体レーザ発光装置の製造上、好ましいことではない。
導体レーザ発光素子間隔を狭くすることが要求されてい
る。ところが、第１、第２の積層体間において異常成長
が起こるとその異常成長した部分を除去する必要がある
ために半導体レーザ発光素子間隔を広げて設計する必要
が生じる。このことは、２波長のレーザ光を発振する半
導体レーザ発光装置の製造上、好ましいことではない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされた半導体レーザ発光装置の製造方法
である。
決するためになされた半導体レーザ発光装置の製造方法
である。
【００１２】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法
は、基板に、異なる波長のレーザ光を発振する第１の半
導体レーザ発光素子と第２の半導体レーザ発光素子とを
形成する半導体レーザ発光装置の製造方法であって、基
板上に前記第１の半導体レーザ発光素子を構成する化合
物半導体層を積層して第１の積層体を形成する工程と、
第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１の積
層体を残して、その他の領域に形成されている前記第１
の積層体を除去する工程と、前記基板上に前記第２の半
導体レーザ発光素子を構成する化合物半導体層を積層し
て第２の積層体を形成する工程と、第２の半導体レーザ
発光素子の形成領域に前記第２の積層体を残して、その
他の領域に形成されている前記第２の積層体を除去する
工程と、前記第１の積層体と前記第２の積層体とに電流
注入領域を形成するための電流狭窄領域を形成する工程
とを備えた半導体レーザ発光装置の製造方法において、
前記第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１
の積層体を残す工程を行った後でかつ前記第２の積層体
を形成する前に、残した前記第１の積層体のレーザ光発
振方向に沿った側面を｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜
面に形成する工程を備えている製造方法である。
は、基板に、異なる波長のレーザ光を発振する第１の半
導体レーザ発光素子と第２の半導体レーザ発光素子とを
形成する半導体レーザ発光装置の製造方法であって、基
板上に前記第１の半導体レーザ発光素子を構成する化合
物半導体層を積層して第１の積層体を形成する工程と、
第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１の積
層体を残して、その他の領域に形成されている前記第１
の積層体を除去する工程と、前記基板上に前記第２の半
導体レーザ発光素子を構成する化合物半導体層を積層し
て第２の積層体を形成する工程と、第２の半導体レーザ
発光素子の形成領域に前記第２の積層体を残して、その
他の領域に形成されている前記第２の積層体を除去する
工程と、前記第１の積層体と前記第２の積層体とに電流
注入領域を形成するための電流狭窄領域を形成する工程
とを備えた半導体レーザ発光装置の製造方法において、
前記第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１
の積層体を残す工程を行った後でかつ前記第２の積層体
を形成する前に、残した前記第１の積層体のレーザ光発
振方向に沿った側面を｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜
面に形成する工程を備えている製造方法である。
【００１３】上記半導体レーザ発光装置の製造方法で
は、第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１
の積層体を残す工程を行った後でかつ前記第２の積層体
を形成する前に、残した前記第１の積層体のレーザ光発
振方向に沿った側面を｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜
面に形成する工程を備えていることから、第１の積層体
の側面は４元系化合物半導体が異常成長を起こしやすい
｛１１１｝Ａ面にならないため、エピタキシャル成長に
よって第１の積層体上に４元系化合物半導体を堆積して
も、４元系化合物半導体は異常成長を起こすことなく堆
積される。
は、第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１
の積層体を残す工程を行った後でかつ前記第２の積層体
を形成する前に、残した前記第１の積層体のレーザ光発
振方向に沿った側面を｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜
面に形成する工程を備えていることから、第１の積層体
の側面は４元系化合物半導体が異常成長を起こしやすい
｛１１１｝Ａ面にならないため、エピタキシャル成長に
よって第１の積層体上に４元系化合物半導体を堆積して
も、４元系化合物半導体は異常成長を起こすことなく堆
積される。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の半導体レーザ発光装置の
製造方法に係る第１の実施の形態を、図１および図２の
製造工程断面図によって説明する。
製造方法に係る第１の実施の形態を、図１および図２の
製造工程断面図によって説明する。
【００１５】図１の（１）に示すように、有機金属気相
エピタキシャル成長〔ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapo
r Phase Epitaxial growth ）〕法に代表されるエピタ
キシャル成長法によって、ｎ型基板１０上に、ｎ型バッ
ファ層１１、第１導電型（ここではｎ型とする）クラッ
ド層１２、発振波長が７８０ｎｍの多重量子井戸構造の
活性層１３、第２導電型（ここではｐ型とする）クラッ
ド層１４、ｐ型キャップ層１５を順に積層する。上記ｎ
型基板１０は例えばｎ型ＧａＡｓ基板を用い、上記ｎ型
バッファ層１１は例えばｎ型ＧａＡｓ層で形成し、上記
ｎ型クラッド層１２は例えばｎ型ＡｌＧａＡｓ層で形成
し、上記ｐ型クラッド層１４は例えばｐ型ＡｌＧａＡｓ
層で形成し、ｐ型キャップ層１５は例えばｐ型ＧａＡｓ
層で形成する。なお、活性層１３と各クラッド層１２，
１４との間にガイド層を設けてもよい。
エピタキシャル成長〔ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapo
r Phase Epitaxial growth ）〕法に代表されるエピタ
キシャル成長法によって、ｎ型基板１０上に、ｎ型バッ
ファ層１１、第１導電型（ここではｎ型とする）クラッ
ド層１２、発振波長が７８０ｎｍの多重量子井戸構造の
活性層１３、第２導電型（ここではｐ型とする）クラッ
ド層１４、ｐ型キャップ層１５を順に積層する。上記ｎ
型基板１０は例えばｎ型ＧａＡｓ基板を用い、上記ｎ型
バッファ層１１は例えばｎ型ＧａＡｓ層で形成し、上記
ｎ型クラッド層１２は例えばｎ型ＡｌＧａＡｓ層で形成
し、上記ｐ型クラッド層１４は例えばｐ型ＡｌＧａＡｓ
層で形成し、ｐ型キャップ層１５は例えばｐ型ＧａＡｓ
層で形成する。なお、活性層１３と各クラッド層１２，
１４との間にガイド層を設けてもよい。
【００１６】次に、第１の半導体レーザ発光素子の形成
領域２上を覆うレジスト膜（図示せず）を形成し、その
レジスト膜をマスクに用いた硫酸系の無選択エッチング
およびフッ酸（ＨＦ）系のＡｌＧａＡｓ選択エッチング
などのウエットエッチングによって、第１の半導体レー
ザ発光素子の形成領域２を除く部分の上記ｐ型キャップ
層１５から上記ｎ型クラッド層１２までを除去する。そ
の結果、第１の半導体レーザ発光素子の形成領域２上
に、ｎ型バッファ層１１、ｎ型クラッド層１２、活性層
１３、ｐ型クラッド層１４、ｐ型キャップ層１５を順に
積層した第１の積層体１６が残される。
領域２上を覆うレジスト膜（図示せず）を形成し、その
レジスト膜をマスクに用いた硫酸系の無選択エッチング
およびフッ酸（ＨＦ）系のＡｌＧａＡｓ選択エッチング
などのウエットエッチングによって、第１の半導体レー
ザ発光素子の形成領域２を除く部分の上記ｐ型キャップ
層１５から上記ｎ型クラッド層１２までを除去する。そ
の結果、第１の半導体レーザ発光素子の形成領域２上
に、ｎ型バッファ層１１、ｎ型クラッド層１２、活性層
１３、ｐ型クラッド層１４、ｐ型キャップ層１５を順に
積層した第１の積層体１６が残される。
【００１７】次に、図１の（２）に示すように、レジス
ト塗布およびリソグラフィー技術によって、残した前記
第１の積層体１６のレーザ光発振方向となる方向に沿っ
た側面１６Ｓ上を開口するマスク３１を形成する。
ト塗布およびリソグラフィー技術によって、残した前記
第１の積層体１６のレーザ光発振方向となる方向に沿っ
た側面１６Ｓ上を開口するマスク３１を形成する。
【００１８】次に、図１の（３）に示すように、上記マ
スク３１を用いたエッチングによって、残した前記第１
の積層体１６のレーザ光発振方向となる方向に沿った側
面１６Ｓを｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜面に形成す
る。すなわち、ｎ型基板１０の表面に対して５４．７°
未満の傾斜角となるように側面１６Ｓをエッチングす
る。このエッチングでは、例えば硫酸系のウエットエッ
チングを用いる。詳しくは、一例として、Ｈ2 ＳＯ4 と
Ｈ2 Ｏ2とＨ2 Ｏとを３：２：１の割合で混合したエッ
チング液を用い、エッチング時間を例えば１０秒に設定
して、上記エッチングを行った。
スク３１を用いたエッチングによって、残した前記第１
の積層体１６のレーザ光発振方向となる方向に沿った側
面１６Ｓを｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜面に形成す
る。すなわち、ｎ型基板１０の表面に対して５４．７°
未満の傾斜角となるように側面１６Ｓをエッチングす
る。このエッチングでは、例えば硫酸系のウエットエッ
チングを用いる。詳しくは、一例として、Ｈ2 ＳＯ4 と
Ｈ2 Ｏ2とＨ2 Ｏとを３：２：１の割合で混合したエッ
チング液を用い、エッチング時間を例えば１０秒に設定
して、上記エッチングを行った。
【００１９】次いで、図１の（４）に示すように、例え
ばＭＯＶＰＥ法などのエピタキシャル成長法によって、
例えばｎ型バッファ層１１上に、ｎ型バッファ層２１、
第１導電型（ｎ型）クラッド層２２、発振波長が６５０
ｎｍの多重量子井戸構造の活性層２３、第２導電型（ｐ
型）クラッド層２４、ｐ型キャップ層２５を順に積層す
る。上記ｎ型バッファ層２１は例えばｎ型ＩｎＧａＰ層
で形成し、上記ｎ型クラッド層２２は例えばｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ層で形成し、上記ｐ型クラッド層２４は例えば
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層で形成し、ｐ型バッファ層２５は
例えばｐ型ＧａＡｓ層で形成する。
ばＭＯＶＰＥ法などのエピタキシャル成長法によって、
例えばｎ型バッファ層１１上に、ｎ型バッファ層２１、
第１導電型（ｎ型）クラッド層２２、発振波長が６５０
ｎｍの多重量子井戸構造の活性層２３、第２導電型（ｐ
型）クラッド層２４、ｐ型キャップ層２５を順に積層す
る。上記ｎ型バッファ層２１は例えばｎ型ＩｎＧａＰ層
で形成し、上記ｎ型クラッド層２２は例えばｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰ層で形成し、上記ｐ型クラッド層２４は例えば
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ層で形成し、ｐ型バッファ層２５は
例えばｐ型ＧａＡｓ層で形成する。
【００２０】次に、図２の（５）に示すように、第２の
半導体レーザ発光素子の形成領域４上を覆うレジスト膜
（図示せず）を形成する。そのレジスト膜をマスクに用
いた硫酸系のキャップ層エッチングおよびリン酸塩酸系
の４元系化合物半導体の選択エッチング、塩酸系の分離
エッチングなどのウエットエッチングによって、第２の
半導体レーザ発光素子の形成領域４を除く部分の上記ｐ
型キャップ層２５から上記ｎ型クラッド層２２までを除
去して、第２の半導体レーザ発光素子の形成領域４上
に、ｎ型バッファ層２１、ｎ型クラッド層２２、活性層
２３、ｐ型クラッド層２４、ｐ型キャップ層２５を順に
積層した第２の積層体２６を残す。したがって、第１の
積層体１６と第２の積層体２６とに分離される。
半導体レーザ発光素子の形成領域４上を覆うレジスト膜
（図示せず）を形成する。そのレジスト膜をマスクに用
いた硫酸系のキャップ層エッチングおよびリン酸塩酸系
の４元系化合物半導体の選択エッチング、塩酸系の分離
エッチングなどのウエットエッチングによって、第２の
半導体レーザ発光素子の形成領域４を除く部分の上記ｐ
型キャップ層２５から上記ｎ型クラッド層２２までを除
去して、第２の半導体レーザ発光素子の形成領域４上
に、ｎ型バッファ層２１、ｎ型クラッド層２２、活性層
２３、ｐ型クラッド層２４、ｐ型キャップ層２５を順に
積層した第２の積層体２６を残す。したがって、第１の
積層体１６と第２の積層体２６とに分離される。
【００２１】次に、図２の（６）に示すように、第１、
第２の積層体１６、２６上に、電流注入領域１７，２７
となる部分を覆うマスク（図示せず）を形成した後、そ
のマスクに用いたエッチングによって、ｐ型キャップ層
１５、２５の表面からｐ型クラッド層１４、２４の途中
の深さまで不純物を導入して電流狭窄領域１８、２８を
形成し、ゲインガイド型の電流狭窄構造となるストライ
プ構造を形成する。
第２の積層体１６、２６上に、電流注入領域１７，２７
となる部分を覆うマスク（図示せず）を形成した後、そ
のマスクに用いたエッチングによって、ｐ型キャップ層
１５、２５の表面からｐ型クラッド層１４、２４の途中
の深さまで不純物を導入して電流狭窄領域１８、２８を
形成し、ゲインガイド型の電流狭窄構造となるストライ
プ構造を形成する。
【００２２】その後、上記マスクを除去する。次いで、
図２の（７）に示すように、上記ｐ型キャップ層１４、
２４に接続するｐ型電極１９、２９をＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
の積層体で形成するとともに、ｎ型基板１０に接続する
ｎ型電極５１を例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの積層体で
形成する。
図２の（７）に示すように、上記ｐ型キャップ層１４、
２４に接続するｐ型電極１９、２９をＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
の積層体で形成するとともに、ｎ型基板１０に接続する
ｎ型電極５１を例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの積層体で
形成する。
【００２３】上記説明したようにして、第１の積層体１
６を主要構成とした第１の半導体レーザ発光素子３と、
第２の積層体２６を主要構成とした第２の半導体レーザ
発光素子５とを同一チップに搭載した半導体レーザ発光
装置１が完成する。
６を主要構成とした第１の半導体レーザ発光素子３と、
第２の積層体２６を主要構成とした第２の半導体レーザ
発光素子５とを同一チップに搭載した半導体レーザ発光
装置１が完成する。
【００２４】上記半導体レーザ発光装置１の製造方法で
は、第１の半導体レーザ発光素子の形成領域２に前記第
１の積層体１６を残す工程を行った後でかつ第２の積層
体２６を形成する前に、残した前記第１の積層体１６の
レーザ光発振方向となる方向に沿った側面１６Ｓをｎ型
基板１０の表面に対して｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾
斜面に形成する工程を備えていることから、第１の積層
体１６の側面１６Ｓは４元系化合物半導体が異常成長を
起こしやすい｛１１１｝Ａ面にならないため、エピタキ
シャル成長によって第１の積層体１６上に４元系化合物
半導体であるｎ型クラッド層２２、活性層２３、ｐ型ク
ラッド層２４、ｐ型キャップ層２５等を堆積しても、４
元系化合物半導体は異常成長を起こすことなく堆積され
る。
は、第１の半導体レーザ発光素子の形成領域２に前記第
１の積層体１６を残す工程を行った後でかつ第２の積層
体２６を形成する前に、残した前記第１の積層体１６の
レーザ光発振方向となる方向に沿った側面１６Ｓをｎ型
基板１０の表面に対して｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾
斜面に形成する工程を備えていることから、第１の積層
体１６の側面１６Ｓは４元系化合物半導体が異常成長を
起こしやすい｛１１１｝Ａ面にならないため、エピタキ
シャル成長によって第１の積層体１６上に４元系化合物
半導体であるｎ型クラッド層２２、活性層２３、ｐ型ク
ラッド層２４、ｐ型キャップ層２５等を堆積しても、４
元系化合物半導体は異常成長を起こすことなく堆積され
る。
【００２５】上記製造方法によって形成された上記半導
体レーザ発光装置１における第１の半導体レーザ発光素
子３は、それを構成する第１の積層体１６の側面が基板
表面に対して｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜を有する
面になっている。それによって、第２の半導体レーザ発
光素子５を構成する第２の積層体２６は、正常なエピタ
キシャル成長層によって構成されたものとなっている。
そして、この半導体レーザ発光装置１は、第１の半導体
レーザ発光素子３のレーザ光射出部と、第２の半導体レ
ーザ発光素子５のレーザ光射出部との間隔が例えば１０
０μｍ〜２００μｍ程度の範囲に設定されている。各レ
ーザ光射出部からは、例えば７８０ｎｍ帯の波長のレー
ザ光Ｌ１および６５０ｎｍ帯の波長のレーザ光Ｌ２とが
ｎ型基板１０表面と平行であってほぼ同一方向（ほぼ平
行）に射出される。
体レーザ発光装置１における第１の半導体レーザ発光素
子３は、それを構成する第１の積層体１６の側面が基板
表面に対して｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜を有する
面になっている。それによって、第２の半導体レーザ発
光素子５を構成する第２の積層体２６は、正常なエピタ
キシャル成長層によって構成されたものとなっている。
そして、この半導体レーザ発光装置１は、第１の半導体
レーザ発光素子３のレーザ光射出部と、第２の半導体レ
ーザ発光素子５のレーザ光射出部との間隔が例えば１０
０μｍ〜２００μｍ程度の範囲に設定されている。各レ
ーザ光射出部からは、例えば７８０ｎｍ帯の波長のレー
ザ光Ｌ１および６５０ｎｍ帯の波長のレーザ光Ｌ２とが
ｎ型基板１０表面と平行であってほぼ同一方向（ほぼ平
行）に射出される。
【００２６】また、上記構造の半導体レーザ発光装置１
は、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルヴァーサタ
イルディスク（ＤＶＤ）などの波長の異なる光ディスク
システムの光学系ピックアップ装置などを構成するのに
好適な、発光波長が異なる２種類の半導体レーザ発光素
子を１チップ上に搭載する、モノリシック半導体レーザ
発光装置になる。
は、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルヴァーサタ
イルディスク（ＤＶＤ）などの波長の異なる光ディスク
システムの光学系ピックアップ装置などを構成するのに
好適な、発光波長が異なる２種類の半導体レーザ発光素
子を１チップ上に搭載する、モノリシック半導体レーザ
発光装置になる。
【００２７】図３に示すように、上記半導体レーザ発光
装置（モノリシック半導体レーザ発光装置）１は、ｐ型
電極１９、２９側から半導体ブロック６１上に形成され
た電極６２、６３に、はんだなどを用いて接続、固定さ
れて使用される。この場合、例えば第１の半導体レーザ
発光素子３のｐ型電極１９を接続させる電極６２にはリ
ード６４により、例えば第２の半導体レーザ発光素子５
のｐ型電極２８を接続させる電極６３にはリード６５に
より、また、第１、第２の半導体レーザ発光素子３、５
に共通のｎ型電極５１にはリード６６により、それぞれ
電圧が印加される。
装置（モノリシック半導体レーザ発光装置）１は、ｐ型
電極１９、２９側から半導体ブロック６１上に形成され
た電極６２、６３に、はんだなどを用いて接続、固定さ
れて使用される。この場合、例えば第１の半導体レーザ
発光素子３のｐ型電極１９を接続させる電極６２にはリ
ード６４により、例えば第２の半導体レーザ発光素子５
のｐ型電極２８を接続させる電極６３にはリード６５に
より、また、第１、第２の半導体レーザ発光素子３、５
に共通のｎ型電極５１にはリード６６により、それぞれ
電圧が印加される。
【００２８】上記半導体レーザ発光装置を用いて、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤなどの波長の異なる光学記録媒体に対して光
照射によって記録、再生を行う光学ピックアップ装置に
好適なレーザカプラを構成することも可能であり、その
構成例の一例を図４によって説明する。
Ｄ、ＤＶＤなどの波長の異なる光学記録媒体に対して光
照射によって記録、再生を行う光学ピックアップ装置に
好適なレーザカプラを構成することも可能であり、その
構成例の一例を図４によって説明する。
【００２９】図４の（１）に示すように、レーザカプラ
７は、第１のパッケージ部材７１の凹部７２に装填さ
れ、ガラス等の透明な第２のパッケージ部材７３によっ
て封止されている。その要部を図４の（２）の概略構成
斜視図によって説明する。
７は、第１のパッケージ部材７１の凹部７２に装填さ
れ、ガラス等の透明な第２のパッケージ部材７３によっ
て封止されている。その要部を図４の（２）の概略構成
斜視図によって説明する。
【００３０】図４の（２）に示すように、例えば、シリ
コンの単結晶を切り出して形成した基板である集積回路
基板８１上に、モニター用の光検出素子としてＰＩＮダ
イオード８２が形成された半導体ブロック８３が配置さ
れ、さらにこの半導体ブロック８３上に、発光素子とし
て第１の半導体レーザ発光素子３および第２の半導体レ
ーザ発光素子５を１チップに搭載した半導体レーザ発光
装置（モノリシック半導体レーザ発光装置）１が配置さ
れている。
コンの単結晶を切り出して形成した基板である集積回路
基板８１上に、モニター用の光検出素子としてＰＩＮダ
イオード８２が形成された半導体ブロック８３が配置さ
れ、さらにこの半導体ブロック８３上に、発光素子とし
て第１の半導体レーザ発光素子３および第２の半導体レ
ーザ発光素子５を１チップに搭載した半導体レーザ発光
装置（モノリシック半導体レーザ発光装置）１が配置さ
れている。
【００３１】また、集積回路基板８１には、例えば第１
のフォトダイオード（８６、８７）および第２のフォト
ダイオード（８８，８９）が形成されており、この第
１、第２のフォトダイオード８６〜８９上に、第１、第
２の半導体レーザ発光素子３、５と所定間隔をおいて、
プリズム９０が搭載されている。
のフォトダイオード（８６、８７）および第２のフォト
ダイオード（８８，８９）が形成されており、この第
１、第２のフォトダイオード８６〜８９上に、第１、第
２の半導体レーザ発光素子３、５と所定間隔をおいて、
プリズム９０が搭載されている。
【００３２】上記レーザカプラ７では、第１の半導体レ
ーザ発光素子３から射出されたレーザ光Ｌ１は、プリズ
ム９０の分光面９０Ｓで一部反射して進行方向を屈曲
し、第２のパッケージ部材７３に形成された射出窓から
射出方向に射出し、図示をしていない反射鏡や対物レン
ズ等を介して光ディスク（ＣＤ）などの被照射対象物に
照射される。
ーザ発光素子３から射出されたレーザ光Ｌ１は、プリズ
ム９０の分光面９０Ｓで一部反射して進行方向を屈曲
し、第２のパッケージ部材７３に形成された射出窓から
射出方向に射出し、図示をしていない反射鏡や対物レン
ズ等を介して光ディスク（ＣＤ）などの被照射対象物に
照射される。
【００３３】上記被照射対象物からの反射光は、被照射
対象物への入射方向と反対方向に進み、レーザカプラ７
からの射出方向からプリズム９０の分光面９０Ｓに入射
する。このプリズム９０の上面で焦点を結びながら、プ
リズム９０の下面となる集積回路基板８１に形成された
前部第１のフォトダイオード８６および後部第２のフォ
トダイオード８７に入射する。
対象物への入射方向と反対方向に進み、レーザカプラ７
からの射出方向からプリズム９０の分光面９０Ｓに入射
する。このプリズム９０の上面で焦点を結びながら、プ
リズム９０の下面となる集積回路基板８１に形成された
前部第１のフォトダイオード８６および後部第２のフォ
トダイオード８７に入射する。
【００３４】一方、第２の半導体レーザ発光素子５から
射出されたレーザ光Ｌ２は、上記第１の半導体レーザ発
光素子３から射出されたレーザ光Ｌ１と同様に、プリズ
ム９０の分光面９０Ｓで一部反射して進行方向を屈曲
し、第２のパッケージ部材７３に形成された射出窓から
射出方向に射出し、図示をしていない反射鏡や対物レン
ズ等を介して光ディスク（ＤＶＤ）などの被照射対象物
に照射される。
射出されたレーザ光Ｌ２は、上記第１の半導体レーザ発
光素子３から射出されたレーザ光Ｌ１と同様に、プリズ
ム９０の分光面９０Ｓで一部反射して進行方向を屈曲
し、第２のパッケージ部材７３に形成された射出窓から
射出方向に射出し、図示をしていない反射鏡や対物レン
ズ等を介して光ディスク（ＤＶＤ）などの被照射対象物
に照射される。
【００３５】上記被照射対象物からの反射光は、被照射
対象物への入射方向と反対方向に進み、レーザカプラ７
からの射出方向からプリズム９０の分光面９０Ｓに入射
する。このプリズム９０の上面で焦点を結びながら、プ
リズム９０の下面となる集積回路基板８１に形成された
前部第２のフォトダイオード８８および後部第２のフォ
トダイオード８９に入射する。
対象物への入射方向と反対方向に進み、レーザカプラ７
からの射出方向からプリズム９０の分光面９０Ｓに入射
する。このプリズム９０の上面で焦点を結びながら、プ
リズム９０の下面となる集積回路基板８１に形成された
前部第２のフォトダイオード８８および後部第２のフォ
トダイオード８９に入射する。
【００３６】また、半導体ブロック８３上に形成された
ＰＩＮダイオード８２は、例えば二つに分割された領域
を有し、第１および第２の半導体レーザ発光素子３、５
それぞれについて、リア側に射出されてレーザ光を感知
し、レーザ光の強度を測定して、レーザ光の強度が一定
となるように第１、第２の半導体レーザ発光素子３、５
の駆動電流を制御するＡＰＣ制御が行なわれる。
ＰＩＮダイオード８２は、例えば二つに分割された領域
を有し、第１および第２の半導体レーザ発光素子３、５
それぞれについて、リア側に射出されてレーザ光を感知
し、レーザ光の強度を測定して、レーザ光の強度が一定
となるように第１、第２の半導体レーザ発光素子３、５
の駆動電流を制御するＡＰＣ制御が行なわれる。
【００３７】よって、本発明の製造方法によって製造さ
れた半導体レーザ発光装置１を用いることによって、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤなどの波長の異なる光学記録媒体に対して光
照射によって記録、再生を行う光学ピックアップ装置に
おいて信号の検出を安定的して行うことが可能となり、
記録、再生の信頼性の向上が図れる。
れた半導体レーザ発光装置１を用いることによって、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤなどの波長の異なる光学記録媒体に対して光
照射によって記録、再生を行う光学ピックアップ装置に
おいて信号の検出を安定的して行うことが可能となり、
記録、再生の信頼性の向上が図れる。
【００３８】次に、上記説明した本発明の半導体レーザ
発光装置の製造方法を応用して、窓構造の半導体レーザ
発光装置を形成する一例を、第２の実施の形態として、
図５によって説明する。
発光装置の製造方法を応用して、窓構造の半導体レーザ
発光装置を形成する一例を、第２の実施の形態として、
図５によって説明する。
【００３９】先ず、図５の（１）に示すように、前記図
１の（１）によって説明したプロセスを行って、ｎ型基
板１０上にバッファ層（図示せず）を介して第１の積層
体１６を形成する。この第１の積層体１６の側面１６Ｓ
は、｛１１１｝Ａ面となっている。
１の（１）によって説明したプロセスを行って、ｎ型基
板１０上にバッファ層（図示せず）を介して第１の積層
体１６を形成する。この第１の積層体１６の側面１６Ｓ
は、｛１１１｝Ａ面となっている。
【００４０】次いで、図５の（２）に示すように、前記
図１の（２）によって説明したプロセスと同様に、ｎ型
基板１０上に第１の積層体１６を被覆するマスク３１を
形成する。その際、前記第１の実施の形態とは異なっ
て、マスク３１には、上記第１の積層体１６の側面１６
Ｓ上の一部に開口部３１Ｗを形成する。
図１の（２）によって説明したプロセスと同様に、ｎ型
基板１０上に第１の積層体１６を被覆するマスク３１を
形成する。その際、前記第１の実施の形態とは異なっ
て、マスク３１には、上記第１の積層体１６の側面１６
Ｓ上の一部に開口部３１Ｗを形成する。
【００４１】そして上記マスク３１を用いたウエットエ
ッチングによって、開口部３１Ｗに露出した側面１６Ｓ
をエッチングして、その側面１６Ｓを基板表面に対して
｛１１１｝Ａ面よりも緩やかな傾斜面に形成する。その
結果、開口部３１Ｗより臨む領域の側面１６Ｓ（１６Ｓ
Ａ）は基板表面に対して｛１１１｝Ａ面よりも緩やかな
傾斜面になり、マスク３１に被覆されていた部分の側面
１６Ｓ（１６ＳＢ）は｛１１１｝Ａ面となる。
ッチングによって、開口部３１Ｗに露出した側面１６Ｓ
をエッチングして、その側面１６Ｓを基板表面に対して
｛１１１｝Ａ面よりも緩やかな傾斜面に形成する。その
結果、開口部３１Ｗより臨む領域の側面１６Ｓ（１６Ｓ
Ａ）は基板表面に対して｛１１１｝Ａ面よりも緩やかな
傾斜面になり、マスク３１に被覆されていた部分の側面
１６Ｓ（１６ＳＢ）は｛１１１｝Ａ面となる。
【００４２】その後、マスク３１を除去した後、図５の
（３）に示すように、前記図１の（４）によって説明し
たのと同様に、ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ型基板１０上
にバッファ層（図示せず）を介して第１の積層体１６を
被覆するようにＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体層を積層
して第２の積層体２６を形成する。その際、基板表面に
対して｛１１１｝Ａ面よりも緩やかな傾斜面に形成され
た側面１６ＳＡ上では正常にＡｌＧａＩｎＰ系化合物半
導体層がエピタキシャル成長し、｛１１１｝Ａ面となっ
ている側面１６ＳＢではＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体
層が異常成長を起こす。このように異常成長があると異
常成長領域に成膜原料が消費されるため、成長速度が低
下する。それによって、異常成長領域では膜厚が薄くな
る。そして、上記積層したＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導
体層からなる第２の積層体２６に形成される活性層に量
子井戸を形成すれば、異常成長長部分で量子準位が高く
なるため、窓構造を有する半導体レーザ発光素子を形成
することが可能になる。
（３）に示すように、前記図１の（４）によって説明し
たのと同様に、ＭＯＶＰＥ法によって、ｎ型基板１０上
にバッファ層（図示せず）を介して第１の積層体１６を
被覆するようにＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体層を積層
して第２の積層体２６を形成する。その際、基板表面に
対して｛１１１｝Ａ面よりも緩やかな傾斜面に形成され
た側面１６ＳＡ上では正常にＡｌＧａＩｎＰ系化合物半
導体層がエピタキシャル成長し、｛１１１｝Ａ面となっ
ている側面１６ＳＢではＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体
層が異常成長を起こす。このように異常成長があると異
常成長領域に成膜原料が消費されるため、成長速度が低
下する。それによって、異常成長領域では膜厚が薄くな
る。そして、上記積層したＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導
体層からなる第２の積層体２６に形成される活性層に量
子井戸を形成すれば、異常成長長部分で量子準位が高く
なるため、窓構造を有する半導体レーザ発光素子を形成
することが可能になる。
【００４３】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の半導体レ
ーザ発光装置の製造方法によれば、第１の半導体レーザ
発光素子の形成領域に前記第１の積層体を残す工程を行
った後でかつ第２の積層体を形成する前に、残した第１
の積層体のレーザ光発振方向に沿った側面を｛１１１｝
Ａ面より緩やかな傾斜面に形成する工程を備えているの
で、第１の積層体の側面は４元系化合物半導体が異常成
長を起こしやすい｛１１１｝Ａ面にならないため、エピ
タキシャル成長によって第１の積層体上に４元系化合物
半導体を堆積しても、４元系化合物半導体は異常成長を
起こすことなく均一な膜厚に堆積することができる。よ
って、レーザ特性の向上が図れる。特に２波長レーザ発
光装置においては、異常成長部分を除去するために半導
体レーザ発光素子間隔を広くする必要がなくなるので、
高集積化が図れる。
ーザ発光装置の製造方法によれば、第１の半導体レーザ
発光素子の形成領域に前記第１の積層体を残す工程を行
った後でかつ第２の積層体を形成する前に、残した第１
の積層体のレーザ光発振方向に沿った側面を｛１１１｝
Ａ面より緩やかな傾斜面に形成する工程を備えているの
で、第１の積層体の側面は４元系化合物半導体が異常成
長を起こしやすい｛１１１｝Ａ面にならないため、エピ
タキシャル成長によって第１の積層体上に４元系化合物
半導体を堆積しても、４元系化合物半導体は異常成長を
起こすことなく均一な膜厚に堆積することができる。よ
って、レーザ特性の向上が図れる。特に２波長レーザ発
光装置においては、異常成長部分を除去するために半導
体レーザ発光素子間隔を広くする必要がなくなるので、
高集積化が図れる。
【図１】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係
る第１の実施の形態を示す製造工程断面図である。
る第１の実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図２】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係
る第１の実施の形態を示す製造工程断面図である。
る第１の実施の形態を示す製造工程断面図である。
【図３】本発明の半導体レーザ発光装置の使用例を示す
概略構成断面図である。
概略構成断面図である。
【図４】本発明の半導体レーザ発光装置をレーザカプラ
に搭載した一例を示す概略構成斜視図である。
に搭載した一例を示す概略構成斜視図である。
【図５】本発明の半導体レーザ発光装置の製造方法に係
る第２の実施の形態を示す製造工程平面図である。
る第２の実施の形態を示す製造工程平面図である。
【図６】従来の４元系化合物半導体の結晶成長に係わる
課題を説明する概略構成断面図である。
課題を説明する概略構成断面図である。
１…半導体レーザ発光装置、３…第１の半導体レーザ発
光素子、５…第２の半導体レーザ発光素子、１０…基
板、１１…第１の半導体レーザ発光素子の形成領域、１
６…第１の積層体、１６Ｓ…側面、２１…第２の半導体
レーザ発光素子の形成領域、２６…第２の積層体、１
７，２７…電流注入領域、１８，２８…電流狭窄領域
光素子、５…第２の半導体レーザ発光素子、１０…基
板、１１…第１の半導体レーザ発光素子の形成領域、１
６…第１の積層体、１６Ｓ…側面、２１…第２の半導体
レーザ発光素子の形成領域、２６…第２の積層体、１
７，２７…電流注入領域、１８，２８…電流狭窄領域
Claims (2)
- 【請求項１】 基板に、異なる波長のレーザ光を発振す
る第１の半導体レーザ発光素子と第２の半導体レーザ発
光素子とを形成する半導体レーザ発光装置の製造方法で
あって、 基板上に前記第１の半導体レーザ発光素子を構成する化
合物半導体層を積層して第１の積層体を形成する工程
と、 第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１の積
層体を残して、その他の領域に形成されている前記第１
の積層体を除去する工程と、 前記基板上に前記第２の半導体レーザ発光素子を構成す
る化合物半導体層を積層して第２の積層体を形成する工
程と、 第２の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第２の積
層体を残して、その他の領域に形成されている前記第２
の積層体を除去する工程と、 前記第１の積層体と前記第２の積層体とに電流注入領域
を形成するための電流狭窄領域を形成する工程とを備え
た半導体レーザ発光装置の製造方法において、 前記第１の半導体レーザ発光素子の形成領域に前記第１
の積層体を残す工程を行った後でかつ前記第２の積層体
を形成する前に、 残した前記第１の積層体のレーザ光発振方向に沿った側
面を｛１１１｝Ａ面より緩やかな傾斜面に形成する工程
を備えたことを特徴とする半導体レーザ発光装置の製造
方法。 - 【請求項２】 前記第１の積層体を３元系化合物半導体
で形成し、 前記第２の積層体の少なくとも第３のクラッド層を４元
系化合物半導体で形成することを特徴とする請求項１記
載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000056947A JP4696332B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
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| JP2000056947A JP4696332B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP2000056947A Expired - Fee Related JP4696332B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-03-02 | 半導体レーザ発光装置の製造方法 |
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|---|---|
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| KR100568323B1 (ko) | 2004-10-29 | 2006-04-05 | 삼성전기주식회사 | 다파장 반도체 레이저 제조방법 |
| KR100568320B1 (ko) | 2004-10-26 | 2006-04-05 | 삼성전기주식회사 | 다파장 반도체 레이저 제조방법 |
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-
2000
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