JP2001284735A - Semiconductor light emitting device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor light emitting device and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エッチストップ層
を有する半導体発光素子及びその製造方法に係り、特に
活性層の位置制御が可能な半導体発光素子及びその製造
方法に関するものである。The present invention relates to a semiconductor light emitting device having an etch stop layer and a method for manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor light emitting device capable of controlling the position of an active layer and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は、従来の半導体発光素子を示す図
である。この半導体発光素子30は、半導体基板31上
に、n−InPクラッド層32,活性層33及びp−I
nPクラッド層34を積層してストライプ状にマスキン
グした後にウェットエッチング処理して、メサ構造35
を形成している。メサ構造35の両側には、埋め込み層
36が形成されている。p−InPクラッド層34は、
気相成長法により埋め込み層36を覆う。その成長膜厚
は、約2〜5μmである。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a conventional semiconductor light emitting device. The semiconductor light emitting device 30 includes an n-InP cladding layer 32, an active layer 33 and a p-I
After the nP cladding layer 34 is laminated and masked in a stripe shape, wet etching is performed to form a mesa structure 35.
Is formed. On both sides of the mesa structure 35, buried layers 36 are formed. The p-InP cladding layer 34 is
The buried layer 36 is covered by a vapor growth method. The grown film thickness is about 2 to 5 μm.
【0003】ここで、活性層の位置制御の問題について
述べる。活性層33の位置制御とは、複数の半導体発光
素子を、半導体発光素子表面がボンディング面となるよ
うにサブマウントにボンディングした場合において、そ
れぞれの活性層33を同一の高さに位置させることであ
る。このためには、ボンディング面である半導体発光素
子の表面から活性層33の位置までの距離を正確に把握
する必要がある。Here, the problem of position control of the active layer will be described. Controlling the position of the active layer 33 means that when a plurality of semiconductor light emitting devices are bonded to a submount such that the surface of the semiconductor light emitting device becomes a bonding surface, the respective active layers 33 are positioned at the same height. is there. For this purpose, it is necessary to accurately grasp the distance from the surface of the semiconductor light emitting element, which is the bonding surface, to the position of the active layer 33.
【0004】しかし、ボンディングされる面となるクラ
ッド層34の上面は、活性層33が下方に位置する部分
ではフラットではなく、やや膨らみをもった形状となっ
ている場合が多い。このクラッド層34の上面の膨らみ
は、活性層33を包含するメサ構造35を覆う様にクラ
ッド層34を成長するために発生する。一方、クラッド
層34の端部34aでは上記膨らみが発生せず、フラッ
トであり、また、端部34aは半導体基板31の上面と
平行関係を維持しているので、クラッド層34の上面の
端部と活性層33との距離関係を基準に活性層33の位
置を制御すべきである。However, the upper surface of the cladding layer 34, which is the surface to be bonded, often has a slightly bulged shape at the portion where the active layer 33 is located below. The swelling of the upper surface of the clad layer 34 occurs because the clad layer 34 is grown so as to cover the mesa structure 35 including the active layer 33. On the other hand, the bulge does not occur at the end 34 a of the clad layer 34, and the end 34 a is flat, and the end 34 a maintains a parallel relationship with the upper surface of the semiconductor substrate 31. The position of the active layer 33 should be controlled based on the distance relationship between the active layer 33 and the active layer 33.
【0005】クラッド層34の上面の端部34aと活性
層33の距離A(厚さA)を制御するためには、メサ構
造35の底部から活性層33までの距離Bと、メサ構造
35の底部の延長線上の部分から埋め込み層36の端部
上面までの距離Cとを求め、その差を用いて決定された
所望の厚さDを有するクラッド層34を成長させればよ
い。ここで、距離Bは、SEMで直接活性層33の位置
とメサ構造35の底部を観察すれば求めることができる
が、距離Cは埋め込み層36とn−InPクラッド層3
2との境目が不明確である結果、求めることができな
い。In order to control the distance A (thickness A) between the edge 34a on the upper surface of the cladding layer 34 and the active layer 33, the distance B from the bottom of the mesa structure 35 to the active layer 33 and the distance A of the mesa structure 35 The distance C from the portion on the extension of the bottom to the upper surface of the end of the buried layer 36 is obtained, and the clad layer 34 having the desired thickness D determined by using the difference is grown. Here, the distance B can be obtained by directly observing the position of the active layer 33 and the bottom of the mesa structure 35 with a SEM, while the distance C is obtained by burying the embedded layer 36 and the n-InP clad layer 3.
As the boundary between the two is unclear, it cannot be found.
【0006】そこで、距離Cを求めるためには、埋め込
み層36とn−InPクラッド層34との境界部を半導
体発光素子の端面で明確に示すマーカーが必要となる。
また距離Bと距離Cとの差を活性層33の延長線を基準
として求める場合は、SEMの同一視野上に活性層33
と埋め込み層36端部がなければならない。しかし、実
際には、活性層33と埋め込み層36は約200μm離
れているので、今回必要な0.1μm程度の精度で測定
する場合、SEMの性能上不可能である。Therefore, in order to obtain the distance C, it is necessary to use a marker that clearly indicates the boundary between the buried layer 36 and the n-InP clad layer 34 on the end face of the semiconductor light emitting device.
When the difference between the distance B and the distance C is obtained with reference to the extension of the active layer 33, the active layer 33 is placed on the same field of view of the SEM.
And the end of the buried layer 36. However, in practice, the active layer 33 and the buried layer 36 are separated from each other by about 200 μm, so that it is impossible to perform the measurement with the required accuracy of about 0.1 μm this time due to the performance of the SEM.
【0007】また、実際には、ウェハー面内には、複数
のメサ構造35を形成するので、これらの厚さAを一定
にするためには、メサ構造35の高さをウェハー面内で
一定にする必要がある。しかし、メサ構造35はウェッ
トエッチングにより形成されているため、ウェハー面内
でエッチング速度がばらつき、結果的に、メサ構造35
の高さがウェハー面内で異なってしまうこととなる。In practice, since a plurality of mesa structures 35 are formed in the wafer surface, the height of the mesa structure 35 must be constant in the wafer surface in order to keep the thickness A constant. Need to be However, since the mesa structure 35 is formed by wet etching, the etching rate fluctuates in the wafer surface, and as a result, the mesa structure 35 is formed.
Is different in the wafer plane.
【0008】このため、図10に示すように、n−In
Pクラッド層32上にエッチストップ層37を形成し、
その上にメサ構造35を形成している。しかし、一般に
エッチストップ層37は、InPとの選択エッチングが
必要なため、4元素からなるInGaAsP又は3元素
からなるInGaAsが使用されるが、4元(InGa
AsP)又は3元(InGaAs)上の再成長では、安
定した成長が得られにくい。また、図9に示すような、
n−InP,p−InPの接合に比して、n−InP,
n−InGaAsP(又はn−InGaAs),p−I
nP接合は、電流ブロック障壁の高さが低くなるので、
リークパスになりやすく、素子の特性を劣化させる可能
性がある。For this reason, as shown in FIG.
Forming an etch stop layer 37 on the P cladding layer 32;
A mesa structure 35 is formed thereon. However, since the etch stop layer 37 generally requires selective etching with InP, InGaAsP composed of four elements or InGaAs composed of three elements is used.
Regrowth on (AsP) or ternary (InGaAs) makes it difficult to obtain stable growth. Also, as shown in FIG.
Compared to the junction of n-InP and p-InP, n-InP,
n-InGaAsP (or n-InGaAs), p-I
Since the nP junction has a low current block barrier,
It is likely to be a leak path and may degrade the characteristics of the element.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
除くためになされたものであり、従来技術と同様、エッ
チストップ層の挿入によって活性層の位置制御と、面内
均一化の向上を達成することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks. As in the prior art, it is possible to control the position of the active layer and improve the in-plane uniformity by inserting an etch stop layer. To achieve.
【0010】また他の目的は、半導体基板上に、素子の
端面まで延びて露出されるマーカ層を形成することによ
り、素子(半導体基板)の端部においても活性層位置を
容易に測定することができる。It is another object of the present invention to easily measure the position of an active layer even at an end of an element (semiconductor substrate) by forming a marker layer which extends to an end face of the element and is exposed on the semiconductor substrate. Can be.
【0011】更に他の目的は、エッチストップ層(又は
マーカ層)をメサ構造の底部にのみ設け、第一の導電型
の第一クラッド層(又は第一の導電型の半導体基板)と
第二の導電型の第一埋め込み層とが他の層を介すること
なく直接接する構造としたので、成長時において、4元
上(ないしは3元上)再成長による成長の不安定性を解
消し、素子動作時においてはリーク電流の発生の解消を
図ることにある。Still another object is to provide an etch stop layer (or a marker layer) only on the bottom of the mesa structure, and to form a first conductive type first clad layer (or a first conductive type semiconductor substrate) and a second conductive type first clad layer (or a first conductive type semiconductor substrate). The structure is such that the first buried layer of the conductivity type is in direct contact with the other layer without any intervening layer, so that the growth instability due to quaternary (or ternary) regrowth during growth is eliminated, and device operation In some cases, it is necessary to eliminate the occurrence of a leak current.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】要するに、本発明の請求
項1記載の半導体発光素子は、光の出射方向に垂直な断
面が、第1の導電型の半導体基板(1)と、該半導体基
板上の上部全体に延在して形成された、前記半導体基板
と組成が異なる第1の導電型のマーカ層(2)と、該第
1の導電型のマーカ層上に形成された前記第1の導電型
の第一クラッド層と(3)、該第一クラッド層上の一部
に形成され、前記第一クラッド層と組成が異なる第1の
導電型のエッチストップ層(4)と、該エッチストップ
層上に形成された活性層を含む前記第1の導電型のメサ
構造(10)と、該メサ構造の両側に互いに該メサ構造
から分離して該メサ構造に対してほぼ対称に形成された
第1の導電型の第二埋め込み層(12)と、前記メサ構
造の頂部及び前記一対の第二埋め込み層の上部に延在す
る、前記第1の導電型と異なる第2の導電型の第三クラ
ッド層(7)と、前記メサ構造の両側及び前記一対の第
二埋め込み層の下部に延在し、前記第一クラッド層と直
接接する前記第2の導電型の第一埋め込み層(11)
と、からなることを特徴とする。In summary, a semiconductor light emitting device according to a first aspect of the present invention has a semiconductor substrate (1) of a first conductivity type having a cross section perpendicular to a light emission direction. A first conductive type marker layer (2) having a composition different from that of the semiconductor substrate, formed over the entire upper portion thereof, and the first conductive type marker layer formed on the first conductive type marker layer; A first conductive type etch stop layer (4) formed on a part of the first clad layer and having a different composition from the first clad layer; A first conductivity type mesa structure including an active layer formed on an etch stop layer, and formed on both sides of the mesa structure so as to be separated from the mesa structure and substantially symmetric with respect to the mesa structure; The first buried layer of the first conductivity type (12), the top of the mesa structure and the A third cladding layer (7) of a second conductivity type different from the first conductivity type, which extends above the pair of second buried layers; A first buried layer of the second conductivity type extending downward and in direct contact with the first cladding layer;
And characterized by the following.
【0013】また、請求項2記載の半導体発光素子は、
請求項1記載の半導体発光素子において、前記エッチス
トップ層が、前記第2の導電型の第一埋め込み層と接し
ないように、前記メサ構造の基部に埋め込まれているこ
とを特徴とする。[0013] The semiconductor light emitting device according to claim 2 is
2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said etch stop layer is buried in a base of said mesa structure so as not to contact said first buried layer of said second conductivity type.
【0014】更に、請求項3記載の半導体発光素子は、
光の出射方向に垂直な断面が、第1の導電型の半導体基
板(1)と、該半導体基板の上部の両端部及び該両端部
の間の位置にそれぞれ形成された前記第1の導電型のマ
ーカ層(2,2a)と、前記両端部の間の位置に形成さ
れたマーカ層上に形成された活性層を含む第1の導電型
のメサ構造(10)と、該メサ構造の両側に互いに該メ
サ構造から分離して該メサ構造に対してほぼ対称に形成
された前記第1の導電型の第二埋め込み層(12)と、
前記メサ構造の頂部及び前記一対の第二埋め込み層の上
部に延在する、前記第1の導電型と異なる第2の導電型
の第三クラッド層(7)と、前記メサ構造の両側及び前
記一対の第二埋め込み層の下部に延在し、前記第1の導
電型の半導体基板と直接接する前記第2の導電型の第一
埋め込み層(11)と、からなることを特徴とする。Further, the semiconductor light emitting device according to claim 3 is
A semiconductor substrate (1) of a first conductivity type has a cross section perpendicular to the light emission direction, and the first conductivity type formed at both ends of the upper portion of the semiconductor substrate and at a position between the two ends. Marker layer (2, 2a), a first conductivity type mesa structure (10) including an active layer formed on the marker layer formed at a position between the both ends, and both sides of the mesa structure A second buried layer (12) of the first conductivity type, separated from the mesa structure and formed substantially symmetrically with respect to the mesa structure;
A third cladding layer (7) of a second conductivity type different from the first conductivity type, extending over a top portion of the mesa structure and an upper portion of the pair of second buried layers; A first buried layer of the second conductivity type extending below the pair of second buried layers and directly contacting the semiconductor substrate of the first conductivity type.
【0015】請求項1の発明においては、半導体基板上
の上部全体に延在して形成された、半導体基板と組成が
異なる第1の導電型のマーカ層、すなわち、光の出射方
向に垂直な断面でみて、マーカ層2を半導体基板1の全
面に設けたので、マーカ層が素子(チップ)の端部まで
達する構造となった。また、エッチストップ層をメサ構
造の基部のみに設けているので、第1の導電型の第一ク
ラッド層3と第2の導電型の第一埋め込み層11とが他
の層を介することなく直接接する構造となる。これによ
り、素子成長時においては4元上、(ないしは3元上)
再成長による成長の不安定性は解消し、素子動作時にお
いてはリーク電流の発生が抑制できる。According to the first aspect of the present invention, a first conductive type marker layer having a composition different from that of the semiconductor substrate and formed perpendicularly to the light emitting direction is formed so as to extend over the entire upper portion of the semiconductor substrate. When viewed from the cross section, the marker layer 2 is provided on the entire surface of the semiconductor substrate 1, so that the marker layer reaches the end of the element (chip). Further, since the etch stop layer is provided only at the base of the mesa structure, the first cladding layer 3 of the first conductivity type and the first buried layer 11 of the second conductivity type are directly interposed without interposing other layers. It is a structure that touches. Thereby, at the time of element growth, it is quaternary (or ternary).
The instability of the growth due to the regrowth is eliminated, and the generation of the leak current can be suppressed during the operation of the device.
【0016】請求項2の発明では、エッチストップ層4
が、第2の導電型の第一埋め込み層11と接しないよう
に、メサ構造10の基部に埋め込まれているので、エッ
チストップ層4を経由する電流のリークを更に抑制する
ことができる。According to the invention of claim 2, the etch stop layer 4
Is embedded in the base of the mesa structure 10 so as not to be in contact with the first buried layer 11 of the second conductivity type, so that leakage of current through the etch stop layer 4 can be further suppressed.
【0017】請求項3の発明では、マーカ層2をマーキ
ング(目印)として半導体基板1上の両端部に設けると
共に、その両端部の間の位置にもマーカ層2を設けてそ
の上部にメサ構造10を形成する構造としているので、
半導体基板1と第一埋め込み層11とが、他の層を介す
ることなく直接接する構造は維持されている。また、素
子成長時においては4元上、(ないしは3元上)再成長
による成長の不安定性は解消し、素子動作時において
は、リーク電流の発生も抑制できる。According to the third aspect of the present invention, the marker layer 2 is provided as a marking (mark) at both ends on the semiconductor substrate 1, and the marker layer 2 is also provided at a position between the two ends to form a mesa structure on the top. Because it has a structure to form 10,
The structure in which the semiconductor substrate 1 and the first buried layer 11 are in direct contact with each other without any intervening layers is maintained. In addition, the growth instability due to quaternary (or ternary) regrowth during device growth is eliminated, and the occurrence of leak current can be suppressed during device operation.
【0018】また、請求項4記載の半導体発光素子の製
造方法は、第1の導電型の半導体基板(1)上に第1の
導電型のマーカ層(2),第1の導電型の第一クラッド
層(3),エッチストップ層(4),前記第1の導電型
の第二クラッド層(5),活性層(6),前記第1の導
電型と異なる第2の導電型の第三クラッド層(7)及び
キャップ層(8)を順次成長させる工程と、前記キャッ
プ層の一部にエッチングマスク(9)を形成し、前記キ
ャップ層,前記第三クラッド層,前記活性層及び前記第
二クラッド層を除去する工程と、前記第二クラッド層の
露出した部分を前記エッチストップ層まで除去する工程
と、前記エッチストップ層の露出した部分を前記第一ク
ラッド層まで除去してメサ構造(10)を形成する工程
と、前記メサ構造の両側に埋め込み層(11,12)を
形成する工程と、前記メサ構造上の前記エッチングマス
ク及び前記キャップ層を除去する工程と、前記メサ構造
の第三クラッド層をエピタキシャル成長させてコンタク
ト層(13)を形成する工程と、からなることを特徴と
する。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor light emitting device, a first conductive type marker layer (2) is provided on a first conductive type semiconductor substrate (1). One cladding layer (3), an etch stop layer (4), a second cladding layer (5) of the first conductivity type, an active layer (6), and a second cladding layer of a second conductivity type different from the first conductivity type. A step of sequentially growing a three-cladding layer (7) and a cap layer (8); and forming an etching mask (9) on a part of the cap layer to form the cap layer, the third cladding layer, the active layer and the active layer. Removing the second cladding layer; removing the exposed portion of the second cladding layer to the etch stop layer; removing the exposed portion of the etch stop layer to the first cladding layer to form a mesa structure. Forming (10) and the mesa structure Forming a buried layer on both sides, removing the etching mask and the cap layer on the mesa structure, and epitaxially growing a third clad layer of the mesa structure to form a contact layer. And a step of forming
【0019】更に、本発明の請求項5記載の半導体発光
素子の製造方法は、請求項4記載の半導体発光素子の製
造方法において、前記メサ構造の形成後、前記メサ構造
の下部において露出されている前記エッチストップ層の
側縁部を、マストランスポート法により前記第2クラッ
ド層で埋め込む工程を具備することを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the fourth aspect, after the mesa structure is formed, the semiconductor device is exposed at a lower portion of the mesa structure. Filling a side edge of the etch stop layer with the second clad layer by a mass transport method.
【0020】また、請求項6記載の半導体発光素子の製
造方法は、第1の導電型の半導体基板(1)上に第1の
導電型のマーカ層(2),第1の導電型の第二クラッド
層(5),活性層(6),前記第1の導電型と異なる第
2の導電型の第三クラッド層(7)及びキャップ層
(8)を順次成長させる工程と、前記キャップ層の一部
にエッチングマスク(9)を形成し、前記キャップ層,
前記第三クラッド層,前記活性層及び前記第二クラッド
層を除去する工程と、前記第二クラッド層の露出した部
分を前記マーカ層まで除去する工程と、前記マーカ層の
露出部分を前記半導体基板上まで除去してメサ構造(1
0)を形成しつつ、前記マーカ層の露出部分のうち前記
メサ構造を挟む前記半導体基板の両端縁上に形成されて
いる前記マーカ層の露出部分を残してマーカ部(2a)
とする工程と、前記メサ構造の両側に埋め込み層(1
1,12)を形成する工程と、前記メサ構造上の前記エ
ッチングマスク及び前記キャップ層を除去する工程と、
前記メサ構造の第三クラッド層をエピタキシャル成長さ
せてコンタクト層(13)を形成する工程と、からなる
ことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor light emitting device, a first conductive type marker layer (2) is provided on a first conductive type semiconductor substrate (1). Sequentially growing a two-cladding layer (5), an active layer (6), a third cladding layer (7) of a second conductivity type different from the first conductivity type, and a cap layer (8); Forming an etching mask (9) on a part of the cap layer,
Removing the third clad layer, the active layer and the second clad layer, removing the exposed portion of the second clad layer to the marker layer, and removing the exposed portion of the marker layer from the semiconductor substrate The mesa structure (1
0), while leaving the exposed portions of the marker layer formed on both end edges of the semiconductor substrate sandwiching the mesa structure among the exposed portions of the marker layer, the marker portion (2a).
And a buried layer (1) on both sides of the mesa structure.
Forming the (1,12), removing the etching mask and the cap layer on the mesa structure,
Forming a contact layer (13) by epitaxially growing the third cladding layer having the mesa structure.
【0021】更に、本発明の請求項7記載の半導体発光
素子の製造方法は、請求項6記載の半導体発光素子の製
造方法において、前記メサ構造の形成後、前記メサ構造
の下部において露出されている前記マーカ層の側縁部
を、マストランスポート法により前記第2クラッド層で
埋め込む工程を具備する。According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the sixth aspect, after the mesa structure is formed, the semiconductor device is exposed at a lower portion of the mesa structure. Embedding a side edge of the marker layer with the second clad layer by a mass transport method.
【0022】上記製造方法により製造された半導体発光
素子を用いて、マーカ層から活性層までの高さB,マー
カ層から埋め込み層までの高さC及び第3クラッド層の
成長膜厚Dを測定する。そして、これらに基づいて活性
層から第3クラッド層までの実際の高さAを算出し、活
性層の位置を得る。Using the semiconductor light emitting device manufactured by the above manufacturing method, the height B from the marker layer to the active layer, the height C from the marker layer to the buried layer, and the growth thickness D of the third cladding layer are measured. I do. Then, based on these, the actual height A from the active layer to the third cladding layer is calculated, and the position of the active layer is obtained.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明による半導
体発光素子の製造方法の第一実施の形態を示す工程図で
ある。まず、図1(a)に示すように、n−InP半導
体基板1上に、n−InGaAsPマーカ層2,第1ク
ラッド層(n−InP)3,n−InGaAsエッチス
トップ層4,第2クラッド層(n−InP)5,活性層
(MQW+SCH)6,第3クラッド層(p−InP)
7,p−InGaAsPキャップ層8を順次成長させ
る。各層の成長膜厚は、n−InGaAsPマーカ層
0.1μm,第1クラッド層0.3μm,n−InGa
Asエッチストップ層5nm,第2クラッド層4μm,
活性層約0.3μm,第3クラッド層0.3μm,p−
InGaAsPキャップ層約0.1μmである。1 and 2 are process diagrams showing a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention. First, as shown in FIG. 1A, an n-InGaAsP marker layer 2, a first clad layer (n-InP) 3, an n-InGaAs etch stop layer 4, a second clad layer Layer (n-InP) 5, active layer (MQW + SCH) 6, third cladding layer (p-InP)
7. A p-InGaAsP cap layer 8 is sequentially grown. The growth film thickness of each layer is n-InGaAsP marker layer 0.1 μm, first cladding layer 0.3 μm, n-InGaP.
As etch stop layer 5 nm, second cladding layer 4 μm,
Active layer about 0.3 μm, third cladding layer 0.3 μm, p-
The thickness of the InGaAsP cap layer is about 0.1 μm.
【0024】次に、図1(b)に示すように、p−In
GaAsPキャップ層8上にCVD法でSiNx膜エッ
チングマスク9を形成し、更にフォトリソグラフィ法に
より幅約4.5μmのストライプ状のマスクにする。こ
のストライプ状のSiNx膜9をマスクとして硫酸系エ
ッチャントでp−InGaAsPキャップ層8のみにサ
イドエッチを入れる。p−InGaAsPキャップ層8
の幅を約2.2μmにする。次に、塩酸で、p−InG
aAsPキャップ層8をマスクとして、第3クラッド層
(p−InP)7を活性層まで選択エッチングする。Next, as shown in FIG. 1B, p-In
An SiNx film etching mask 9 is formed on the GaAsP cap layer 8 by a CVD method, and is further formed into a striped mask having a width of about 4.5 μm by a photolithography method. Using the striped SiNx film 9 as a mask, only the p-InGaAsP cap layer 8 is side-etched with a sulfuric acid-based etchant. p-InGaAsP cap layer 8
Is set to about 2.2 μm. Next, with hydrochloric acid, p-InG
Using the aAsP cap layer 8 as a mask, the third cladding layer (p-InP) 7 is selectively etched down to the active layer.
【0025】そして、HBr系エッチャントで活性層6
と第2クラッド層(n−InP)5をエッチングする。
このとき、p−InGaAsPキャップ層8に若干サイ
ドエッチが入れられる。そして、図1(c)に示すよう
に、塩酸で第2クラッド層(n−InP)5を、InG
aAsエッチストップ層4まで選択エッチングする。Then, the active layer 6 is formed with an HBr-based etchant.
And the second cladding layer (n-InP) 5 are etched.
At this time, the p-InGaAsP cap layer 8 is slightly side-etched. Then, as shown in FIG. 1C, the second cladding layer (n-InP) 5 is
Selective etching is performed up to the aAs etch stop layer 4.
【0026】次に、図1(d)に示すように、硫酸系エ
ッチャントでInGaAsエッチストップ層4を選択的
に除去する。これにより、メサ構造10が形成される。
そして、図2(a)に示すように、メサ構造10が形成
されていない第1クラッド層(n−InP)3上に、M
OVPE成長装置により第1埋め込み層(p−InP)
11と第2埋め込み層(n−InP)12を成長させ
る。なお、選択成長性により、埋め込み層11,12は
SiNx膜9上には成長しない。このとき、第1埋め込
み層(p−InP)11,第2埋め込み層(n−In
P)12の成長後、ウェハーの一部分を切り出し、SE
MによりB,Cを測定する。Next, as shown in FIG. 1D, the InGaAs etch stop layer 4 is selectively removed with a sulfuric acid-based etchant. Thereby, the mesa structure 10 is formed.
Then, as shown in FIG. 2A, M is formed on the first cladding layer (n-InP) 3 where the mesa structure 10 is not formed.
First buried layer (p-InP) by OVPE growth equipment
11 and a second buried layer (n-InP) 12 are grown. The buried layers 11 and 12 do not grow on the SiNx film 9 due to the selective growth. At this time, the first buried layer (p-InP) 11 and the second buried layer (n-InP)
After the growth of P) 12, a part of the wafer is cut out and SE
Measure B and C by M.
【0027】次に、図2(b)に示すように、バッファ
ードフッ酸によりSiNx膜9を除去するとともに、硫
酸系エッチャントにより、p−InGaAsPキャップ
層8を除去する。Next, as shown in FIG. 2B, the SiNx film 9 is removed with buffered hydrofluoric acid, and the p-InGaAsP cap layer 8 is removed with a sulfuric acid-based etchant.
【0028】次に、図2(c)に示すように、MOVP
E成長装置により第3クラッド層(p−InP)7を成
長させ、その上にp−InGaAsコンタクト層13を
成長させる。このときの第3クラッド層(p−InP)
7の膜厚Dは、例えばAを2μmに設計する場合、D=
2−(C−B)となる。また、p−InGaAsコンタ
クト層13の膜厚は0.3μmである。Next, as shown in FIG.
A third cladding layer (p-InP) 7 is grown by an E growth apparatus, and a p-InGaAs contact layer 13 is grown thereon. At this time, the third cladding layer (p-InP)
For example, when A is designed to be 2 μm, the film thickness D of D = 7
2- (CB). The thickness of the p-InGaAs contact layer 13 is 0.3 μm.
【0029】次に、図2(d)に示すように、p−In
GaAsコンタクト層13を、フォトリソグラフィー法
により、活性層6の直上付近のみストライプ状(幅約2
00μm)に形成する。そして、p−InGaAsコン
タクト層13上に電極14(Ti/Pt/Au,厚み2
0nm/50nm/300nm)を電子ビーム蒸着装置
で形成する。なお、電極パターン形成方法には、リフト
オフ法を用いる。次に、InP基板側を機械研磨及び化
学研磨することにより、半導体発光素子20の総厚を約
100μm程度にする。そして、InP基板1面に電極
15(AuGe/Cr/Au,厚み50nm/50nm
/300nm)を電子ビーム蒸着装置で形成する。最後
に、電極15と半導体をオーミック接合させるためにア
ロイングを行う。Next, as shown in FIG.
The GaAs contact layer 13 is formed in a stripe shape (width of about 2
00 μm). Then, an electrode 14 (Ti / Pt / Au, thickness 2) is formed on the p-InGaAs contact layer 13.
0 nm / 50 nm / 300 nm) with an electron beam evaporation apparatus. Note that a lift-off method is used as the electrode pattern forming method. Next, the total thickness of the semiconductor light emitting device 20 is reduced to about 100 μm by mechanically polishing and chemically polishing the InP substrate side. Then, an electrode 15 (AuGe / Cr / Au, thickness 50 nm / 50 nm) is formed on one surface of the InP substrate.
/ 300 nm) with an electron beam evaporation apparatus. Finally, alloying is performed to form an ohmic junction between the electrode 15 and the semiconductor.
【0030】図2(d)に示すように、半導体発光素子
20の光の出射方向に垂直な断面は、n−InP半導体
基板1上の全体に延在して、半導体基板1と組成が異な
るInGaAsPマーカ層2が形成されている。マーカ
層2はn−InP半導体基板1と同一の導電型である。As shown in FIG. 2D, the cross section of the semiconductor light emitting element 20 perpendicular to the light emitting direction extends over the entire n-InP semiconductor substrate 1 and has a different composition from the semiconductor substrate 1. An InGaAsP marker layer 2 is formed. The marker layer 2 has the same conductivity type as the n-InP semiconductor substrate 1.
【0031】InGaAsPマーカ層2上には、第一ク
ラッド層(n−InP)3が形成されている。この第一
クラッド層(n−InP)3上の一部には、InGaA
sエッチストップ層4が形成されている。エッチストッ
プ層4はn−InP半導体基板1と同一の導電型であ
る。On the InGaAsP marker layer 2, a first cladding layer (n-InP) 3 is formed. A part of the first cladding layer (n-InP) 3 has InGaAs
An s etch stop layer 4 is formed. The etch stop layer 4 has the same conductivity type as the n-InP semiconductor substrate 1.
【0032】InGaAsエッチストップ層4上には、
活性層を含むメサ構造10が形成されている。メサ構造
10は、はn−InP半導体基板1と同一の導電型であ
る。On the InGaAs etch stop layer 4,
A mesa structure 10 including an active layer is formed. The mesa structure 10 has the same conductivity type as the n-InP semiconductor substrate 1.
【0033】メサ構造10の両側には、左右一対の第2
埋め込み層(n−InP)12,12が、互いにメサ構
造10から分離して、メサ構造10に対してほぼ対称に
形成されている。メサ構造10の頂部である活性層6及
び一対の第2埋め込み層12,12の上部には、第3ク
ラッド層(p−InP)7が形成されている。On both sides of the mesa structure 10, a pair of left and right second
The buried layers (n-InP) 12, 12 are separated from the mesa structure 10 and are formed substantially symmetrically with respect to the mesa structure 10. A third clad layer (p-InP) 7 is formed on the active layer 6 which is the top of the mesa structure 10 and on the pair of second buried layers 12 and 12.
【0034】また、メサ構造10の両側及び一対の第2
埋め込み層(n−InP)12,12の下部には、第一
クラッド層3と直接接する第1埋め込み層(p−In
P)11,11が延在している。Further, both sides of the mesa structure 10 and a pair of second
Below the buried layers (n-InP) 12, 12, a first buried layer (p-InP) directly in contact with the first cladding layer 3 is formed.
P) 11, 11 are extended.
【0035】なお、上述した実施の形態において、エッ
チストップ層4の露出した部分を第一クラッド層3まで
除去して、メサ構造10の両側に埋め込み層11,12
を成長させていたが、図3に示すように、メサ構造10
基部の残されたエッチストップ層4の露出している端部
をマストランスポート法により第2クラッド層5で埋め
込み処理をしてもよい。この場合、エッチストップ層4
の露出した部分を除去した後、マストランスポート法に
より第2クラッド層5で埋め込み処理をする。これによ
り、活性層6のリークパスを更に抑制することができ
る。In the above-described embodiment, the exposed portion of the etch stop layer 4 is removed up to the first cladding layer 3 and the buried layers 11 and 12 are formed on both sides of the mesa structure 10.
Was grown, but as shown in FIG.
The exposed end of the etch stop layer 4 where the base is left may be filled with the second cladding layer 5 by a mass transport method. In this case, the etch stop layer 4
After removing the exposed part of the second cladding layer 5, the embedding process is performed with the second cladding layer 5 by the mass transport method. Thereby, the leak path of the active layer 6 can be further suppressed.
【0036】次に、上述のように製造された半導体発光
素子20の活性層6の位置測定について説明する。な
お、MOVPE成長装置の成長膜厚の誤差を10%以内
とし、エッチストップ層4によってメサ高さが均一であ
り、活性層6から成長した第3クラッド層(p−In
P)7までの高さである設計値A’を2μm±0.2μ
mとなるように制御することとする。なお、設計値A’
は、活性層直上から約200μm離れた素子端部での値
とする。Next, the measurement of the position of the active layer 6 of the semiconductor light emitting device 20 manufactured as described above will be described. The error of the thickness of the grown film of the MOVPE growth apparatus is kept within 10%, the mesa height is uniform by the etch stop layer 4, and the third clad layer (p-In) grown from the active layer 6 is formed.
P) The design value A ′, which is a height up to 7, is 2 μm ± 0.2 μm.
m. The design value A '
Is a value at an element end approximately 200 μm away from immediately above the active layer.
【0037】まず、図2(b)に示すように、埋め込み
層11,12を成長させた時点で、SEMにより、マー
カ層2から活性層6までの高さB及びマーカ層2から第
2埋め込み層12までの高さCを測定する。なお、膜厚
Bは、元ウェハー成長時点でも測定可能である。そし
て、第2埋め込み層12の成長後に成長させた第3クラ
ッド層(p−InP)7の成長膜厚の設計値D’は、 D’=A’−(C−B)・・・・・・ で決定される。第3クラッド層(p−InP)7の成長
膜厚の実際の測定値Dが設計値D’の許容誤差範囲内で
あれば、図2(c)に示すように、活性層6から成長し
た第3クラッド層(p−InP)7までの実際の高さA
は、式より、 A=D+(C−B)・・・・ で求められるので、Aもまた設計値A’の許容範囲内で
あることが確かめられる。First, as shown in FIG. 2B, when the buried layers 11 and 12 are grown, the height B from the marker layer 2 to the active layer 6 and the second buried from the marker layer 2 are determined by SEM. The height C up to the layer 12 is measured. The film thickness B can be measured even when the original wafer is grown. The design value D ′ of the grown film thickness of the third clad layer (p-InP) 7 grown after the growth of the second buried layer 12 is as follows: D ′ = A ′ − (CB)・ Determined by. If the actual measured value D of the growth film thickness of the third cladding layer (p-InP) 7 is within the allowable error range of the design value D ′, the layer was grown from the active layer 6 as shown in FIG. Actual height A up to third cladding layer (p-InP) 7
Is obtained from the equation as follows: A = D + (CB)... Therefore, it is confirmed that A is also within the allowable range of the design value A ′.
【0038】このように形成された半導体発光素子20
を、凹部のあるSiCサブマウント16に半田17を介
してJ-Downボンディングさせる。このサブマウント16
は、更に不図示のチップキャリアにボンディングされ、
モジュールへと組み立てられる。このモジュール組み立
て工程中において、半導体発光素子20から光を取り出
すために、ファイバー端面を活性層6からの光が一番フ
ァイバーに入るように合わせる軸合わせ工程がある。活
性層6の位置は、上記式により計算により決定される
ため、常に一定の位置に活性層6があり、軸あわせ工程
が非常に簡単になって自動化が容易に行えることとな
る。The semiconductor light emitting device 20 thus formed
Is J-Down bonded to the SiC submount 16 having a concave portion via the solder 17. This submount 16
Is further bonded to a chip carrier (not shown),
Assembled into modules. During the module assembling step, there is an axis aligning step of aligning the fiber end face so that light from the active layer 6 enters the fiber most in order to extract light from the semiconductor light emitting element 20. Since the position of the active layer 6 is determined by calculation according to the above equation, the active layer 6 is always at a fixed position, and the axis alignment process is very simple, and automation can be easily performed.
【0039】次に、本発明による半導体発光素子及びそ
の製造方法の第二実施の形態について、図5及び図6を
用いて説明する。なお、第一実施の形態と同一箇所に
は、同一符号を付し、その説明を省略する。Next, a second embodiment of the semiconductor light emitting device and the method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0040】まず、図5(a)に示すように、n−In
P半導体基板1上に、n−InGaAsPマーカ層2,
第2クラッド層(n−InP)5,活性層(MQW+S
CH)6,第3クラッド層(p−InP)7,p−In
GaAsPキャップ層8を順次成長させる。First, as shown in FIG.
N-InGaAsP marker layer 2 on P semiconductor substrate 1
Second cladding layer (n-InP) 5, active layer (MQW + S
CH) 6, third cladding layer (p-InP) 7, p-In
The GaAsP cap layer 8 is sequentially grown.
【0041】次に、図5(b)に示すように、p−In
GaAsPキャップ層8上にCVD法でSiNx膜エッ
チングマスク9を形成し、更にフォトリソグラフィ法に
よりストライプ状のマスクにする。このストライプ状の
SiNx膜9をマスクとして硫酸系エッチャントでp−
InGaAsPキャップ層8のみにサイドエッチを入れ
る。次に、塩酸で、p−InGaAsPキャップ層8を
マスクとして、第3クラッド層(p−InP)7を活性
層まで選択エッチングする。Next, as shown in FIG.
An SiNx film etching mask 9 is formed on the GaAsP cap layer 8 by a CVD method, and further a striped mask is formed by a photolithography method. Using the striped SiNx film 9 as a mask, a p-
Side etching is performed only on the InGaAsP cap layer 8. Next, the third cladding layer (p-InP) 7 is selectively etched to an active layer with hydrochloric acid using the p-InGaAsP cap layer 8 as a mask.
【0042】そして、HBr系エッチャントで活性層6
と第2クラッド層(n−InP)5をエッチングする。
このとき、InGaAsキャップ層8に若干サイドエッ
チが入れられる。そして、図5(c)に示すように、塩
酸で第2クラッド層(n−InP)5を、マーカ層2ま
で選択エッチングする。この後、半導体基板1の両端縁
上に形成されているマーカ層2(以下「マーカ部2
a」)を、フォトリソグラフィ法でパターニングしたレ
ジストをマスクとして、マーカ層2の露出部分を半導体
基板1までエッチングすることにより形成する。これに
より、図5(d)に示すように、メサ構造10及びマー
カ部2aが形成される。その後、マーカ部2a上部のレ
ジストを除去する。Then, the active layer 6 is formed with an HBr-based etchant.
And the second cladding layer (n-InP) 5 are etched.
At this time, the InGaAs cap layer 8 is slightly etched. Then, as shown in FIG. 5C, the second cladding layer (n-InP) 5 is selectively etched down to the marker layer 2 with hydrochloric acid. Thereafter, the marker layer 2 formed on both edges of the semiconductor substrate 1 (hereinafter referred to as “marker portion 2”)
a)) is formed by etching the exposed portion of the marker layer 2 down to the semiconductor substrate 1 using a resist patterned by photolithography as a mask. Thereby, as shown in FIG. 5D, the mesa structure 10 and the marker 2a are formed. Thereafter, the resist on the marker section 2a is removed.
【0043】そして、図6(a)に示すように、メサ構
造10が形成されていない半導体基板1及びマーカ部2
a上に、MOVPE成長装置により第1埋め込み層(p
−InP)11と第2埋め込み層(n−InP)12を
成長させる。なお、選択成長性により、埋め込み層1
1,12はSiNx膜9上には成長しない。このとき、
第1埋め込み層(p−InP)11,第2埋め込み層
(n−InP)12の成長後、ウェハーの一部分を切り
出し、SEMによりB,Cを測定する。この後の製造工
程は、図6(b)〜(c)に示してあるが、第一実施の
形態と同様であるので、その説明を省略する。Then, as shown in FIG. 6A, the semiconductor substrate 1 on which the mesa structure 10 is not formed and the marker portion 2
a on the first buried layer (p
-InP) 11 and a second buried layer (n-InP) 12 are grown. Note that the buried layer 1
1 and 12 do not grow on the SiNx film 9. At this time,
After the growth of the first buried layer (p-InP) 11 and the second buried layer (n-InP) 12, a part of the wafer is cut out, and B and C are measured by SEM. Subsequent manufacturing steps are shown in FIGS. 6B to 6C, but are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0044】図6(d)に示すように、半導体発光素子
21の光の出射方向に垂直な断面は、n−InP半導体
基板1上に、半導体基板1と組成が異なるn−InGa
AsPマーカ層が形成されている。マーカ層は、半導体
基板1の両端縁上に残されたマーカ部2aとなってい
る。As shown in FIG. 6D, a cross section of the semiconductor light emitting element 21 perpendicular to the light emission direction is formed on the n-InP semiconductor substrate 1 by n-InGa having a composition different from that of the semiconductor substrate 1.
An AsP marker layer is formed. The marker layer serves as a marker portion 2a left on both edges of the semiconductor substrate 1.
【0045】また、マーカ部2a間に形成されるInG
aAsPマーカ層2上には、活性層を含むメサ構造10
が形成されている。メサ構造10は、n−InP半導体
基板1と同一の導電型である。The InG formed between the marker portions 2a
On the AsP marker layer 2, a mesa structure 10 including an active layer
Are formed. The mesa structure 10 has the same conductivity type as the n-InP semiconductor substrate 1.
【0046】メサ構造10の両側には、左右一対の第2
埋め込み層(n−InP)12,12が、互いにメサ構
造10から分離して、メサ構造10に対してほぼ対称に
形成されている。メサ構造10の頂部である活性層6及
び一対の第2埋め込み層12,12の上部には、第3ク
ラッド層(p−InP)7が形成されている。On both sides of the mesa structure 10, a pair of left and right second
The buried layers (n-InP) 12, 12 are separated from the mesa structure 10 and are formed substantially symmetrically with respect to the mesa structure 10. A third clad layer (p-InP) 7 is formed on the active layer 6 which is the top of the mesa structure 10 and on the pair of second buried layers 12 and 12.
【0047】また、メサ構造10の両側及び一対の第2
埋め込み層(n−InP)12,12の下部には、半導
体基板1と直接接する第1埋め込み層(p−InP)1
1,11が延在している。Further, both sides of the mesa structure 10 and a pair of second
Below the buried layers (n-InP) 12, 12, a first buried layer (p-InP) 1 directly in contact with the semiconductor substrate 1 is provided.
1, 11 extend.
【0048】なお、上述した実施の形態において、マー
カ層の露出した部分を半導体基板1まで除去して、メサ
構造10の両側に埋め込み層11,12を成長させてい
たが、図7に示すように、メサ構造10基部に残された
マーカ層の露出している端部をマストランスポート法に
より第2クラッド層5で埋め込み処理をしてもよい。こ
の場合、マーカ部2aを除くマーカ層の露出した部分を
除去した後、マストランスポート法により第2クラッド
層5で埋め込み処理をする。これにより、活性層6のリ
ークパスを更に抑制することができる。In the above-described embodiment, the exposed portion of the marker layer is removed to the semiconductor substrate 1 and the buried layers 11 and 12 are grown on both sides of the mesa structure 10, as shown in FIG. Alternatively, the exposed end of the marker layer left at the base of the mesa structure 10 may be filled with the second cladding layer 5 by a mass transport method. In this case, after removing the exposed portion of the marker layer except for the marker portion 2a, the filling process is performed with the second cladding layer 5 by the mass transport method. Thereby, the leak path of the active layer 6 can be further suppressed.
【0049】なお、上述のように製造された半導体発光
素子21の活性層6の位置測定について説明する。な
お、MOVPE成長装置の成長膜厚の誤差を10%以内
とし、エッチストップ層4によってメサ高さが均一であ
り、活性層6から成長した第3クラッド層(p−In
P)7までの高さである設計値A’を2μm±0.2μ
mとなるように制御することとする。なお、設計値A’
は、活性層直上から約200μm離れた素子端部での値
とする。The position measurement of the active layer 6 of the semiconductor light emitting device 21 manufactured as described above will be described. The error of the thickness of the grown film of the MOVPE growth apparatus is kept within 10%, the mesa height is uniform by the etch stop layer 4, and the third clad layer (p-In) grown from the active layer 6 is formed.
P) Design value A ′, which is a height up to 7, is 2 μm ± 0.2 μm.
m. The design value A '
Is a value at an element end approximately 200 μm away from immediately above the active layer.
【0050】まず、図6(b)に示すように、埋め込み
層11,12を成長させた時点で、SEMにより、マー
カ部2aから活性層6までの高さB及びマーカ部2aか
ら第2埋め込み層12までの高さCを測定する。なお、
膜厚Bは、元ウェハー成長時点でも測定可能である。そ
して、第2埋め込み層12の成長後に成長させた第3ク
ラッド層(p−InP)7の成長膜厚の設計値D’は、 D’=A’−(C−B)・・・・・・ で決定される。第3クラッド層(p−InP)7の成長
膜厚の実際の測定値Dが設計値D’の許容誤差範囲内で
あれば、図6(c)に示すように、活性層6から成長し
た第3クラッド層(p−InP)7までの実際の高さA
は、式より、 A=D+(C−B)・・・・ で求められるので、Aもまた設計値A’の許容範囲内で
あることが確かめられる。First, as shown in FIG. 6B, when the buried layers 11 and 12 are grown, the height B from the marker portion 2a to the active layer 6 and the second burying from the marker portion 2a are determined by SEM. The height C up to the layer 12 is measured. In addition,
The film thickness B can be measured even when the original wafer is grown. The design value D ′ of the grown film thickness of the third clad layer (p-InP) 7 grown after the growth of the second buried layer 12 is as follows: D ′ = A ′ − (CB)・ Determined by. If the actual measured value D of the growth film thickness of the third cladding layer (p-InP) 7 is within the allowable error range of the design value D ′, the layer was grown from the active layer 6 as shown in FIG. Actual height A up to third cladding layer (p-InP) 7
Is obtained from the equation as follows: A = D + (CB)... Therefore, it is confirmed that A is also within the allowable range of the design value A ′.
【0051】このように形成された半導体発光素子21
を、第一実施の形態と同様、図8に示すように、凹部の
あるSiCサブマウント16に半田17を介してJ-Down
ボンディングさせる。そして、活性層6の位置は、上記
式により計算により決定されるため、常に一定の位置
に活性層6があり、軸あわせ工程が非常に簡単になって
自動化が容易に行えることとなる。The semiconductor light emitting device 21 thus formed
As in the first embodiment, as shown in FIG. 8, the J-Down
Bond. Since the position of the active layer 6 is determined by calculation using the above formula, the active layer 6 is always located at a fixed position, so that the axis alignment process is very simple and automation can be easily performed.
【0052】なお、上述した2つの実施の形態では、ほ
ぼ同様な工程で半導体発光素子20,21を製造した
が、この製造方法は一例であり、最終的に製造された素
子における光の出射方向の断面が、半導体発光素子2
0,21の断面であればよい。In the above-described two embodiments, the semiconductor light emitting devices 20 and 21 were manufactured in substantially the same steps. However, this manufacturing method is an example, and the light emission direction of the finally manufactured device is described. Of the semiconductor light emitting element 2
The cross section may be 0 or 21.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上説明したように本発明による半導体
発光素子の製造方法では、エッチストップ層の挿入によ
って活性層の位置制御と、面内均一化の向上を達成する
ことができる。As described above, in the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention, the position of the active layer can be controlled and the in-plane uniformity can be improved by inserting the etch stop layer.
【0054】また、半導体基板と第一クラッド層との間
に、素子の端面まで延びており、端面から露出されるマ
ーカ層を形成することにより、素子(半導体基板)の端
部においても活性層位置を容易に測定することができ
る。By forming a marker layer extending between the semiconductor substrate and the first cladding layer to the end face of the element and exposed from the end face, the active layer can be formed at the end of the element (semiconductor substrate). The position can be easily measured.
【0055】更に、エッチストップ層(又はマーカ層)
をメサ構造の基部にのみ設け、第一の導電型の第一クラ
ッド層(又は第一の導電型の半導体基板)と第二の導電
型の第一埋め込み層とが他の層を介することなく直接接
する構造としたので、成長時においては、4元上(ない
しは3元上)再成長による成長の不安定性が解消し、素
子動作時においてはリーク電流の発生の解消を図ること
ができる。Further, an etch stop layer (or a marker layer)
Is provided only at the base of the mesa structure, so that the first cladding layer of the first conductivity type (or the semiconductor substrate of the first conductivity type) and the first buried layer of the second conductivity type do not pass through another layer. Since the structure is in direct contact, growth instability due to quaternary (or ternary) regrowth during growth is eliminated, and generation of leakage current during device operation can be prevented.
【図1】本発明による半導体発光素子の製造方法の第一
実施の形態の前段工程図である。FIG. 1 is a first-stage process diagram of a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention.
【図2】本発明による半導体発光素子の製造方法の第一
実施の形態の後段工程図である。FIG. 2 is a post-stage process drawing of the first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention.
【図3】本発明による半導体発光素子の製造方法の第一
実施の形態の追加工程図である。FIG. 3 is an additional process diagram of the first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention.
【図4】本発明による半導体発光素子の第一実施の形態
の製造方法で製造された半導体発光素子をサブマウント
にボンディングした図である。FIG. 4 is a view in which a semiconductor light emitting device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention is bonded to a submount.
【図5】本発明による半導体発光素子の製造方法の第二
実施の形態の前段工程図である。FIG. 5 is a first-stage process diagram of the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention.
【図6】本発明による半導体発光素子の製造方法の第二
実施の形態の後段工程図である。FIG. 6 is a post-stage process diagram of the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention.
【図7】本発明による半導体発光素子の製造方法の第二
実施の形態の追加工程図である。FIG. 7 is an additional process diagram of the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention.
【図8】本発明による半導体発光素子の第二実施の形態
の製造方法で製造された半導体発光素子をサブマウント
にボンディングした図である。FIG. 8 is a view in which a semiconductor light emitting device manufactured by a method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention is bonded to a submount.
【図9】従来の半導体発光素子の側断面図である。FIG. 9 is a side sectional view of a conventional semiconductor light emitting device.
【図10】従来のエッチストップ層を有する半導体発光
素子の側断面図である。FIG. 10 is a side sectional view of a conventional semiconductor light emitting device having an etch stop layer.
1…半導体基板 2…マーカ層 3…第一クラッド層 4…エッチストップ層 5…第二クラッド層 6…活性層 7…第三クラッド層 8…キャップ層 9…エッチングマスク 10…メサ構造 11…第一埋め込み層 12…第二埋め込み層 13…コンタクト層 20,21…半導体素子 REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 2 marker layer 3 first cladding layer 4 etch stop layer 5 second cladding layer 6 active layer 7 third cladding layer 8 cap layer 9 etching mask 10 mesa structure 11 One buried layer 12 ... second buried layer 13 ... contact layer 20, 21 ... semiconductor element
フロントページの続き (72)発明者 篠根 克典 東京都港区南麻布五丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA37 CA04 CA05 CA34 CA39 CA65 CA74 5F073 AA22 AA46 AA51 AA53 AA74 CA12 DA05 DA23 DA35 FA15 FA16 FA22 Continuation of the front page (72) Inventor Katsunori Shinone 5-10-27 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu Corporation F-term (reference) 5F041 AA37 CA04 CA05 CA34 CA39 CA65 CA74 5F073 AA22 AA46 AA51 AA53 AA74 CA12 DA05 DA23 DA35 FA15 FA16 FA22
Claims (7)
半導体基板と組成が異なる第1の導電型のマーカ層
(2)と、 該第1の導電型のマーカ層上に形成された前記第1の導
電型の第一クラッド層と(3)、 該第一クラッド層上の一部に形成され、前記第一クラッ
ド層と組成が異なる第1の導電型のエッチストップ層
(4)と、 該エッチストップ層上に形成された活性層を含む前記第
1の導電型のメサ構造(10)と、 該メサ構造の両側に互いに該メサ構造から分離して該メ
サ構造に対してほぼ対称に形成された第1の導電型の第
二埋め込み層(12)と、 前記メサ構造の頂部及び前記一対の第二埋め込み層の上
部に延在する、前記第1の導電型と異なる第2の導電型
の第三クラッド層(7)と、 前記メサ構造の両側及び前記一対の第二埋め込み層の下
部に延在し、前記第一クラッド層と直接接する前記第2
の導電型の第一埋め込み層(11)と、からなることを
特徴とする半導体発光素子。1. A semiconductor substrate (1) of a first conductivity type having a cross section perpendicular to a light emitting direction, and a semiconductor substrate (1) formed to extend over the entire upper portion of the semiconductor substrate. A different first conductivity type marker layer (2); a first cladding layer of the first conductivity type formed on the first conductivity type marker layer; and (3) a first cladding layer on the first cladding layer And an etch stop layer (4) of a first conductivity type having a composition different from that of the first cladding layer; and an active layer formed on the etch stop layer. A first buried layer of a first conductivity type formed on both sides of the mesa structure so as to be separated from the mesa structure and substantially symmetrical with respect to the mesa structure; A different from the first conductivity type, extending over the top of the structure and above the pair of second buried layers. A third cladding layer of the second conductivity type (7), wherein extending the lower part of both sides and the pair of second buried layer of the mesa structure, the second direct contact with the first cladding layer
And a first buried layer (11) of the conductivity type described above.
電型の第一埋め込み層と接しないように、前記メサ構造
の基部に埋め込まれていることを特徴とする請求項1記
載の半導体発光素子。2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said etch stop layer is embedded in a base of said mesa structure so as not to contact said first embedded layer of said second conductivity type. element.
それぞれ形成された前記第1の導電型のマーカ層(2,
2a)と、 前記両端部の間の位置に形成されたマーカ層上に形成さ
れた活性層を含む第1の導電型のメサ構造(10)と、 該メサ構造の両側に互いに該メサ構造から分離して該メ
サ構造に対してほぼ対称に形成された前記第1の導電型
の第二埋め込み層(12)と、 前記メサ構造の頂部及び前記一対の第二埋め込み層の上
部に延在する、前記第1の導電型と異なるする第2の導
電型の第三クラッド層(7)と、 前記メサ構造の両側及び前記一対の第二埋め込み層の下
部に延在し、前記第1の導電型の半導体基板と直接接す
る前記第2の導電型の第一埋め込み層(11)と、から
なることを特徴とする半導体発光素子。3. A semiconductor substrate (1) of a first conductivity type having a cross section perpendicular to a light emitting direction, the semiconductor substrate being formed at both ends of an upper portion of the semiconductor substrate and at positions between the both ends. The marker layer of the first conductivity type (2,
2a), a first conductivity type mesa structure (10) including an active layer formed on a marker layer formed at a position between the two end portions, and from the mesa structure on both sides of the mesa structure. A second buried layer of the first conductivity type separated and formed substantially symmetrically with respect to the mesa structure, and extending over a top of the mesa structure and above the pair of second buried layers. A third cladding layer (7) of a second conductivity type different from the first conductivity type, the first cladding layer extending on both sides of the mesa structure and below the pair of second buried layers; A first buried layer of the second conductivity type, which is in direct contact with the semiconductor substrate of the second type.
1の導電型のマーカ層(2),第1の導電型の第一クラ
ッド層(3),エッチストップ層(4),前記第1の導
電型の第二クラッド層(5),活性層(6),前記第1
の導電型と異なる第2の導電型の第三クラッド層(7)
及びキャップ層(8)を順次成長させる工程と、 前記キャップ層の一部にエッチングマスク(9)を形成
し、前記キャップ層,前記第三クラッド層,前記活性層
及び前記第二クラッド層を除去する工程と、 前記第二クラッド層の露出した部分を前記エッチストッ
プ層まで除去する工程と、 前記エッチストップ層の露出した部分を前記第一クラッ
ド層まで除去してメサ構造(10)を形成する工程と、 前記メサ構造の両側に埋め込み層(11,12)を形成
する工程と、 前記メサ構造上の前記エッチングマスク及び前記キャッ
プ層を除去する工程と、 前記メサ構造の第三クラッド層をエピタキシャル成長さ
せてコンタクト層(13)を形成する工程と、からなる
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。4. A first conductive type marker layer (2), a first conductive type first cladding layer (3), and an etch stop layer (4) on a first conductive type semiconductor substrate (1). , The first conductive type second cladding layer (5), the active layer (6),
A third cladding layer of a second conductivity type different from the first conductivity type (7)
And a step of sequentially growing a cap layer (8); and forming an etching mask (9) on a part of the cap layer to remove the cap layer, the third clad layer, the active layer, and the second clad layer. Removing the exposed portion of the second cladding layer to the etch stop layer; and removing the exposed portion of the etch stop layer to the first cladding layer to form a mesa structure (10). Forming a buried layer (11, 12) on both sides of the mesa structure; removing the etching mask and the cap layer on the mesa structure; and epitaxially growing a third cladding layer of the mesa structure. And forming a contact layer (13).
下部において露出されている前記エッチストップ層の側
縁部を、マストランスポート法により前記第2クラッド
層で埋め込む工程を具備することを特徴とする請求項4
記載の半導体発光素子の製造方法。5. The method according to claim 1, further comprising, after forming the mesa structure, burying a side edge of the etch stop layer exposed at a lower portion of the mesa structure with the second cladding layer by a mass transport method. Claim 4
The manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the above.
1の導電型のマーカ層(2),第1の導電型の第二クラ
ッド層(5),活性層(6),前記第1の導電型と異な
る第2の導電型の第三クラッド層(7)及びキャップ層
(8)を順次成長させる工程と、 前記キャップ層の一部にエッチングマスク(9)を形成
し、前記キャップ層,前記第三クラッド層,前記活性層
及び前記第二クラッド層を除去する工程と、 前記第二クラッド層の露出した部分を前記マーカ層まで
除去する工程と、 前記マーカ層の露出部分を前記半導体基板上まで除去し
てメサ構造(10)を形成しつつ、前記マーカ層の露出
部分のうち前記メサ構造を挟む前記半導体基板の両端縁
上に形成されている前記マーカ層の露出部分を残してマ
ーカ部(2a)とする工程と、 前記メサ構造の両側に埋め込み層(11,12)を形成
する工程と、 前記メサ構造上の前記エッチングマスク及び前記キャッ
プ層を除去する工程と、 前記メサ構造の第三クラッド層をエピタキシャル成長さ
せてコンタクト層(13)を形成する工程と、からなる
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。6. A first conductive type marker layer (2), a first conductive type second clad layer (5), an active layer (6), and a first conductive type marker layer (2) on a first conductive type semiconductor substrate (1). Sequentially growing a third cladding layer (7) and a cap layer (8) of a second conductivity type different from the first conductivity type; and forming an etching mask (9) on a part of the cap layer; Removing the cap layer, the third cladding layer, the active layer, and the second cladding layer; removing the exposed portion of the second cladding layer to the marker layer; and exposing the marker layer. Is removed to above the semiconductor substrate to form a mesa structure (10), and among the exposed portions of the marker layer, the exposed portions of the marker layer formed on both end edges of the semiconductor substrate sandwiching the mesa structure Leaving a marker portion (2a); Forming buried layers (11, 12) on both sides of the mesa structure; removing the etching mask and the cap layer on the mesa structure; and contacting the third clad layer of the mesa structure by epitaxial growth. Forming a layer (13). A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising:
下部において露出されている前記マーカ層の側縁部を、
マストランスポート法により前記第2クラッド層で埋め
込む工程を具備することを特徴とする請求項6記載の半
導体発光素子の製造方法。7. After the formation of the mesa structure, a side edge of the marker layer exposed at a lower portion of the mesa structure is
7. The method according to claim 6, further comprising a step of embedding the second clad layer by a mass transport method.
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