JP2002111132A - 半導体レーザーダイオードの製造方法 - Google Patents
半導体レーザーダイオードの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザーダイオードの製造方法を提供
する。 【解決手段】 基板上にバッファ層、第１クラッド層、
第１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド層及び
キャップ層を順次形成する第１段階と、キャップ層をパ
ターニングし、このパターニングされたキャップ層を上
部層とするリッジ形に第２クラッド層をパターニングす
る第２段階と、キャップ層の周りのリッジ形にパターニ
ングされた第２クラッド層を覆うパッシベーション層を
選択的に形成する第３段階及びパッシベーション層上に
前記キャップ層と接触される電極を形成する第４段階を
含む。
する。 【解決手段】 基板上にバッファ層、第１クラッド層、
第１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド層及び
キャップ層を順次形成する第１段階と、キャップ層をパ
ターニングし、このパターニングされたキャップ層を上
部層とするリッジ形に第２クラッド層をパターニングす
る第２段階と、キャップ層の周りのリッジ形にパターニ
ングされた第２クラッド層を覆うパッシベーション層を
選択的に形成する第３段階及びパッシベーション層上に
前記キャップ層と接触される電極を形成する第４段階を
含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザーダ
イオードの製造方法に係り、より詳細には、自己整列方
法によりパッシベーション層を形成することにより、小
幅のリッジの上部に電極を安定的に形成できる半導体レ
ーザーダイオードの製造方法に関する。
イオードの製造方法に係り、より詳細には、自己整列方
法によりパッシベーション層を形成することにより、小
幅のリッジの上部に電極を安定的に形成できる半導体レ
ーザーダイオードの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、レーザーダイオードから発せら
れるレーザー光は、周波数の幅が狭く、しかも指向性が
高いため、光通信、多重通信、宇宙通信など、各種の分
野に応用されている。
れるレーザー光は、周波数の幅が狭く、しかも指向性が
高いため、光通信、多重通信、宇宙通信など、各種の分
野に応用されている。
【０００３】光通信と共に、レーザーダイオードの主と
した応用分野の一つが光ディスクであるが、最近、コン
パクトディスクプレーヤー（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ
Ｐｌａｙｅｒ）及びコンパクトディスク再生／記録装置
においては、低電流の発振が可能であり、しかも長時間
動作できる優れた特性を有するレーザーダイオードが望
まれている。
した応用分野の一つが光ディスクであるが、最近、コン
パクトディスクプレーヤー（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ
Ｐｌａｙｅｒ）及びコンパクトディスク再生／記録装置
においては、低電流の発振が可能であり、しかも長時間
動作できる優れた特性を有するレーザーダイオードが望
まれている。
【０００４】従来の窒化ガリウム（ＧａＮ）半導体レー
ザーダイオードは、サファイア基板上に多層のレーザー
構造を結晶成長させて製造するものであって、その構造
は多層結晶の成長後にｐ型電極を形成するリッジ構造を
有する。
ザーダイオードは、サファイア基板上に多層のレーザー
構造を結晶成長させて製造するものであって、その構造
は多層結晶の成長後にｐ型電極を形成するリッジ構造を
有する。
【０００５】具体的に、図１に示されたように、サファ
イア基板２上にバッファ層４、第１クラッド層６、第１
導波層８、活性層１０、第２導波層１２、第２クラッド
層１４及びキャップ層１６が順次形成される。バッファ
層４はｎ型ＧａＮ層から形成される。第１クラッド層６
はｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層から形成される。第１導波
層８はｎ型ＧａＮ層から形成される。活性層１０はＩｎ
ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｗｅｌｌ）層から形成される。第２導波層１２は
ｐ型ＧａＮ層から形成される。第２クラッド層１４はｐ
型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層から形成される。キャップ層１
６はｐ型ＧａＮ層から形成される。キャップ層１６上に
フォトレジスト膜（図示せず）が形成された後、写真工
程でリッジ構造の形成のためのフォトレジスト膜パター
ン１８が形成される。フォトレジスト膜パターン１８を
エッチングマスクとして第２クラッド層１４は所定深さ
までドライエッチングされる。次に、フォトレジスト膜
パターン１８が除去されれば、図２に示すように、第２
クラッド層１４はリッジ構造に形成される。続いて、図
３に示すように、フォトレジストパターン１８が除去さ
れた結果物の全面にパッシベーション層２２が形成され
る。
イア基板２上にバッファ層４、第１クラッド層６、第１
導波層８、活性層１０、第２導波層１２、第２クラッド
層１４及びキャップ層１６が順次形成される。バッファ
層４はｎ型ＧａＮ層から形成される。第１クラッド層６
はｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層から形成される。第１導波
層８はｎ型ＧａＮ層から形成される。活性層１０はＩｎ
ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔ
ｕｍ Ｗｅｌｌ）層から形成される。第２導波層１２は
ｐ型ＧａＮ層から形成される。第２クラッド層１４はｐ
型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層から形成される。キャップ層１
６はｐ型ＧａＮ層から形成される。キャップ層１６上に
フォトレジスト膜（図示せず）が形成された後、写真工
程でリッジ構造の形成のためのフォトレジスト膜パター
ン１８が形成される。フォトレジスト膜パターン１８を
エッチングマスクとして第２クラッド層１４は所定深さ
までドライエッチングされる。次に、フォトレジスト膜
パターン１８が除去されれば、図２に示すように、第２
クラッド層１４はリッジ構造に形成される。続いて、図
３に示すように、フォトレジストパターン１８が除去さ
れた結果物の全面にパッシベーション層２２が形成され
る。
【０００６】図４を参照すれば、パッシベーション層２
２上にフォトレジスト膜（図示せず）が形成された後、
写真工程でキャップ層１６上に形成されたパッシベーシ
ョン層２２を露出させるフォトレジスト膜パターン２３
が形成される。フォトレジスト膜パターン２３をエッチ
ングマスクとしてパッシベーション層２２の露出された
部分がエッチングされる。この結果、キャップ層１６が
露出されるビアホール２４が形成される。次に、フォト
レジスト膜パターン２３が除去される。
２上にフォトレジスト膜（図示せず）が形成された後、
写真工程でキャップ層１６上に形成されたパッシベーシ
ョン層２２を露出させるフォトレジスト膜パターン２３
が形成される。フォトレジスト膜パターン２３をエッチ
ングマスクとしてパッシベーション層２２の露出された
部分がエッチングされる。この結果、キャップ層１６が
露出されるビアホール２４が形成される。次に、フォト
レジスト膜パターン２３が除去される。
【０００７】図５及び図６を参照すれば、ビアホール２
４の周りのパッシベーション層２２上にキャップ層１６
と接触されるｐ型電極２６が形成されたり（図５）、ビ
アホール２４だけを充填する形のｐ型電極２６ａが形成
される（図６）。
４の周りのパッシベーション層２２上にキャップ層１６
と接触されるｐ型電極２６が形成されたり（図５）、ビ
アホール２４だけを充填する形のｐ型電極２６ａが形成
される（図６）。
【０００８】このとき、パッシベーション層２２はリッ
ジよりも広く形成されるｐ型電極２６、２６ａとエッチ
ングされた表面との間で電流を遮断する役目及び電流通
路を定義する役目をするが、リッジ幅が数μｍに過ぎな
いため、前記パッシベーション層２２のエッチング工程
（ビアホール２４の形成）の安定性及び再現性が低く、
工程が複雑である。この理由から、素子製造の工程が長
びき、さらに、難しくなるという問題点があった。
ジよりも広く形成されるｐ型電極２６、２６ａとエッチ
ングされた表面との間で電流を遮断する役目及び電流通
路を定義する役目をするが、リッジ幅が数μｍに過ぎな
いため、前記パッシベーション層２２のエッチング工程
（ビアホール２４の形成）の安定性及び再現性が低く、
工程が複雑である。この理由から、素子製造の工程が長
びき、さらに、難しくなるという問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする技術的課題は、リッジ構造の形成のための
エッチング工程に適用されたエッチングマスクを用い、
自己整列方法でパッシベーション層を形成することによ
り、ｐ型電極を安定的に形成し、しかも工程を単純化で
きる半導体レーザーダイオードの製造方法を提供するこ
とである。
しようとする技術的課題は、リッジ構造の形成のための
エッチング工程に適用されたエッチングマスクを用い、
自己整列方法でパッシベーション層を形成することによ
り、ｐ型電極を安定的に形成し、しかも工程を単純化で
きる半導体レーザーダイオードの製造方法を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記技術的課題を達成す
るために、本発明は、基板上にバッファ層、第１クラッ
ド層、第１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド
層及びキャップ層を順次形成する第１段階と、前記キャ
ップ層上にエッチングマスクを形成する第２段階と、前
記エッチングマスクを用い、前記活性層が露出されない
範囲内でエッチングすることにより、前記キャップ層及
び前記第２クラッド層を順次パターニングしてリッジ構
造を形成する第３段階と、前記エッチングマスクを用
い、前記キャップ層の側面及び前記リッジ構造にパター
ニングされた第２クラッド層を覆うパッシベーション層
を選択的に形成する第４段階と、前記エッチングマスク
を除去した状態で、前記パッシベーション層上に前記キ
ャップ層と接触される電極を形成する第５段階とを含む
ことを特徴とする半導体レーザーダイオードの製造方法
を提供する。
るために、本発明は、基板上にバッファ層、第１クラッ
ド層、第１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド
層及びキャップ層を順次形成する第１段階と、前記キャ
ップ層上にエッチングマスクを形成する第２段階と、前
記エッチングマスクを用い、前記活性層が露出されない
範囲内でエッチングすることにより、前記キャップ層及
び前記第２クラッド層を順次パターニングしてリッジ構
造を形成する第３段階と、前記エッチングマスクを用
い、前記キャップ層の側面及び前記リッジ構造にパター
ニングされた第２クラッド層を覆うパッシベーション層
を選択的に形成する第４段階と、前記エッチングマスク
を除去した状態で、前記パッシベーション層上に前記キ
ャップ層と接触される電極を形成する第５段階とを含む
ことを特徴とする半導体レーザーダイオードの製造方法
を提供する。
【００１１】望ましくは、前記パッシベーション層は、
前記リッジ構造の側面及び前記リッジ構造周りの露出さ
れた全面の表面を酸化させて形成する。
前記リッジ構造の側面及び前記リッジ構造周りの露出さ
れた全面の表面を酸化させて形成する。
【００１２】さらに、望ましくは、前記パッシベーショ
ン層は、リッジ構造の側面及び前記リッジ構造周りの露
出された全面に直接酸化膜を形成して形成する。
ン層は、リッジ構造の側面及び前記リッジ構造周りの露
出された全面に直接酸化膜を形成して形成する。
【００１３】さらに、望ましくは、前記リッジ構造周り
の露出された全面は前記リッジ構造周りの第２クラッド
層または第２導波層の全面である。
の露出された全面は前記リッジ構造周りの第２クラッド
層または第２導波層の全面である。
【００１４】さらに、望ましくは、前記基板はサファイ
ア基板または窒化ガリウム（ＧａＮ）基板またはシリコ
ンカーボン（ＳｉＣ）基板である。
ア基板または窒化ガリウム（ＧａＮ）基板またはシリコ
ンカーボン（ＳｉＣ）基板である。
【００１５】さらに、望ましくは、前記バッファ層及び
第１導波層はｎ型ＧａＮ層であり、前記第１クラッド層
はｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層であり、前記活性層はＩｎ
ＧａＮ層であり、前記第２導波層及びキャップ層はｐ型
ＧａＮ層であり、第２クラッド層はｐ型ＡｌＧａＮ／Ｇ
ａＮ層である。
第１導波層はｎ型ＧａＮ層であり、前記第１クラッド層
はｎ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ層であり、前記活性層はＩｎ
ＧａＮ層であり、前記第２導波層及びキャップ層はｐ型
ＧａＮ層であり、第２クラッド層はｐ型ＡｌＧａＮ／Ｇ
ａＮ層である。
【００１６】さらに、望ましくは、前記エッチングマス
クはフォトレジスト膜、シリコン酸化膜またはニッケル
膜である。
クはフォトレジスト膜、シリコン酸化膜またはニッケル
膜である。
【００１７】さらに、望ましくは、前記酸化膜はＴｉＯ
2、ＺｒＯ2またはＳｉＯ2である。
2、ＺｒＯ2またはＳｉＯ2である。
【００１８】さらに、望ましくは、前記電極はＰｄ膜か
ら形成する。
ら形成する。
【００１９】さらに、本発明は、前記技術的課題を達成
するために、基板上にバッファ層、第１クラッド層、第
１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド層及びキ
ャップ層を順次形成する第１段階と、前記キャップ層上
にエッチングマスクを形成する第２段階と、前記エッチ
ングマスクを用い、前記活性層が露出されない範囲内で
エッチングすることにより、前記キャップ層及び前記第
２クラッド層を順次パターニングしてリッジ構造を形成
する第３段階と、前記キャップ層及び第２クラッド層が
順次パターニングされたリッジ構造を含む露出された基
板の全面に金属膜を形成する第４段階と、前記エッチン
グマスクを除去する第５段階と、前記金属膜を酸化させ
る第６段階と、記酸化された金属膜上に前記キャップ層
と接触される電極を形成する第７段階とを含むことを特
徴とする半導体レーザーダイオードの製造方法を提供す
る。
するために、基板上にバッファ層、第１クラッド層、第
１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド層及びキ
ャップ層を順次形成する第１段階と、前記キャップ層上
にエッチングマスクを形成する第２段階と、前記エッチ
ングマスクを用い、前記活性層が露出されない範囲内で
エッチングすることにより、前記キャップ層及び前記第
２クラッド層を順次パターニングしてリッジ構造を形成
する第３段階と、前記キャップ層及び第２クラッド層が
順次パターニングされたリッジ構造を含む露出された基
板の全面に金属膜を形成する第４段階と、前記エッチン
グマスクを除去する第５段階と、前記金属膜を酸化させ
る第６段階と、記酸化された金属膜上に前記キャップ層
と接触される電極を形成する第７段階とを含むことを特
徴とする半導体レーザーダイオードの製造方法を提供す
る。
【００２０】ここで、望ましくは、前記金属膜はＴｉ
膜、Ｚｒ膜またはＳｉ膜から形成する。
膜、Ｚｒ膜またはＳｉ膜から形成する。
【００２１】さらに、望ましくは、前記金属膜は、酸素
雰囲気下で熱処理して酸化させる。
雰囲気下で熱処理して酸化させる。
【００２２】本発明によれば、自己整列方法でパッシベ
ーション層を形成することにより、従来のレーザーダイ
オードの製造方法において必要とされたパッシベーショ
ン層の形成後にリッジをオープンするための写真工程が
不要とし、コストを節減でき、しかも工程時間を短縮で
きるので、小幅のリッジの上部に電極を安定的に形成で
き、その結果、工程の再現性及び生産性を向上できる。
ーション層を形成することにより、従来のレーザーダイ
オードの製造方法において必要とされたパッシベーショ
ン層の形成後にリッジをオープンするための写真工程が
不要とし、コストを節減でき、しかも工程時間を短縮で
きるので、小幅のリッジの上部に電極を安定的に形成で
き、その結果、工程の再現性及び生産性を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の第１及び第２の実施の形態による半導体レーザ
ーダイオードの製造方法を詳細に説明する。
本発明の第１及び第２の実施の形態による半導体レーザ
ーダイオードの製造方法を詳細に説明する。
【００２４】＜第１の実施の形態＞図７を参照すれば、
基板３２上にバッファ層３４を形成する。ここで、望ま
しくは、基板３２はサファイアから形成するが、レーザ
ーダイオードの形成に適したものであれば、いかなる基
板であっても構わない。例えば、基板３２はサファイア
基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板またはシリコンカー
ボン（ＳｉＣ）基板である。バッファ層３４はｎ型の窒
化ガリウム（ＧａＮ）層から形成する。
基板３２上にバッファ層３４を形成する。ここで、望ま
しくは、基板３２はサファイアから形成するが、レーザ
ーダイオードの形成に適したものであれば、いかなる基
板であっても構わない。例えば、基板３２はサファイア
基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板またはシリコンカー
ボン（ＳｉＣ）基板である。バッファ層３４はｎ型の窒
化ガリウム（ＧａＮ）層から形成する。
【００２５】そして、バッファ層３４上に第１クラッド
層３６、第１導波層３８、活性層４０、第２導波層４
２、第２クラッド層４４及びキャップ層４６を順次形成
する。ここで、望ましくは、第１クラッド層３６はｎ型
のＡｌＧａＮ／ＧａＮ層から形成する。また、望ましく
は、第１導波層３８はｎ型の窒化ガリウム層から形成す
る。また、望ましくは、活性層４０はＩｎＧａＮ量子井
戸層（ＭＱＷ）から形成する。また、望ましくは、第２
導波層４２はｐ型の窒化ガリウム層から形成する。ま
た、望ましくは、第２クラッド層４４はｐ型のＡｌＧａ
Ｎ／ＧａＮ層から形成し、キャップ層４６はｐ型の窒化
ガリウム層から形成する。
層３６、第１導波層３８、活性層４０、第２導波層４
２、第２クラッド層４４及びキャップ層４６を順次形成
する。ここで、望ましくは、第１クラッド層３６はｎ型
のＡｌＧａＮ／ＧａＮ層から形成する。また、望ましく
は、第１導波層３８はｎ型の窒化ガリウム層から形成す
る。また、望ましくは、活性層４０はＩｎＧａＮ量子井
戸層（ＭＱＷ）から形成する。また、望ましくは、第２
導波層４２はｐ型の窒化ガリウム層から形成する。ま
た、望ましくは、第２クラッド層４４はｐ型のＡｌＧａ
Ｎ／ＧａＮ層から形成し、キャップ層４６はｐ型の窒化
ガリウム層から形成する。
【００２６】キャップ層４６上にエッチングマスクを形
成するためにフォトレジスト膜（図示せず）を形成す
る。このフォトレジスト膜をパターニングしてキャップ
層４６の一部の領域、例えば、第２クラッド層４４をリ
ッジ構造に形成するための領域を覆うフォトレジストパ
ターン４８を形成する。フォトレジストパターン４８を
エッチングマスクとしてキャップ層４６及び第２クラッ
ド層４４を順次エッチングする。
成するためにフォトレジスト膜（図示せず）を形成す
る。このフォトレジスト膜をパターニングしてキャップ
層４６の一部の領域、例えば、第２クラッド層４４をリ
ッジ構造に形成するための領域を覆うフォトレジストパ
ターン４８を形成する。フォトレジストパターン４８を
エッチングマスクとしてキャップ層４６及び第２クラッ
ド層４４を順次エッチングする。
【００２７】ここで、エッチングは、望ましくは、異方
性ドライエッチングを用いて行うが、エッチングにより
形成される被エッチング物のプロファイルの垂直性を確
保できるものであれば、いかなる方式のエッチングを用
いても構わない。また、エッチングはキャップ層４６の
露出された部分をエッチングした後、第２クラッド層４
４の露出された部分をエッチングするが、望ましくは、
活性層４０が露出されない範囲内でエッチングする。こ
のため、エッチングにより第２導波層４２が露出される
場合もある。エッチングにより、第２クラッド層４４は
一部が上に突出され、突出された部分の上部にキャップ
層４６が形成されたリッジ構造５０を有する形に形成さ
れる。
性ドライエッチングを用いて行うが、エッチングにより
形成される被エッチング物のプロファイルの垂直性を確
保できるものであれば、いかなる方式のエッチングを用
いても構わない。また、エッチングはキャップ層４６の
露出された部分をエッチングした後、第２クラッド層４
４の露出された部分をエッチングするが、望ましくは、
活性層４０が露出されない範囲内でエッチングする。こ
のため、エッチングにより第２導波層４２が露出される
場合もある。エッチングにより、第２クラッド層４４は
一部が上に突出され、突出された部分の上部にキャップ
層４６が形成されたリッジ構造５０を有する形に形成さ
れる。
【００２８】エッチングは第２クラッド層４４の露出さ
れた全面を所定の厚さにエッチングしてリッジ構造５０
周りの第２クラッド層４４の全面が露出されるように、
または第２クラッド層４４の露出された全面を完全に除
去してリッジ構造５０周りの第２導波層４２の全面が露
出されるように施しうる。
れた全面を所定の厚さにエッチングしてリッジ構造５０
周りの第２クラッド層４４の全面が露出されるように、
または第２クラッド層４４の露出された全面を完全に除
去してリッジ構造５０周りの第２導波層４２の全面が露
出されるように施しうる。
【００２９】図８を参照すれば、フォトレジスト膜パタ
ーン４８をエッチングマスクとしてリッジ構造５０の側
壁及び露出された第２クラッド層４４の全面に金属膜５
２を形成する。金属膜５２はチタニウム（Ｔｉ）から形
成する。金属膜５２はフォトレジスト膜パターン４８上
にも形成される。金属膜５２はチタニウム膜のほかに
も、酸化できるものであればいかなる金属膜でも使用で
きる。例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）膜やシリコン（Ｓ
ｉ）膜を金属膜５２として使用できる。
ーン４８をエッチングマスクとしてリッジ構造５０の側
壁及び露出された第２クラッド層４４の全面に金属膜５
２を形成する。金属膜５２はチタニウム（Ｔｉ）から形
成する。金属膜５２はフォトレジスト膜パターン４８上
にも形成される。金属膜５２はチタニウム膜のほかに
も、酸化できるものであればいかなる金属膜でも使用で
きる。例えば、ジルコニウム（Ｚｒ）膜やシリコン（Ｓ
ｉ）膜を金属膜５２として使用できる。
【００３０】フォトレジスト膜パターン４８と共に、そ
の上に形成された金属膜５２を除去する。これにより、
金属膜５２は、キャップ層４６の上部面を除く露出され
た全面にリッジ構造５０を選択的に形成したことと同一
になる。金属膜５２を酸素雰囲気下で熱処理する。この
とき、熱処理は、望ましくは、４００℃以上で行う。
の上に形成された金属膜５２を除去する。これにより、
金属膜５２は、キャップ層４６の上部面を除く露出され
た全面にリッジ構造５０を選択的に形成したことと同一
になる。金属膜５２を酸素雰囲気下で熱処理する。この
とき、熱処理は、望ましくは、４００℃以上で行う。
【００３１】熱処理の結果、図９に示すように、リッジ
構造５０の側壁及び第２クラッド層４４の露出された全
面に金属酸化膜５４が形成される。そして、金属酸化膜
５４はパッシベーション層として使用される。金属酸化
膜５４は選択的に形成されたものであるため、パッシベ
ーション層もまた選択的に形成される。すなわち、自己
整列的に形成される。金属酸化膜５４はチタニウム酸化
膜（ＴｉＯ2）である。
構造５０の側壁及び第２クラッド層４４の露出された全
面に金属酸化膜５４が形成される。そして、金属酸化膜
５４はパッシベーション層として使用される。金属酸化
膜５４は選択的に形成されたものであるため、パッシベ
ーション層もまた選択的に形成される。すなわち、自己
整列的に形成される。金属酸化膜５４はチタニウム酸化
膜（ＴｉＯ2）である。
【００３２】図１０を参照すれば、金属酸化膜５４が形
成された図９の結果物の全面に電極として使用する導電
膜（図示せず）を形成した後、写真及びエッチング工程
を行い、キャップ層４６と接触され、その周りの金属酸
化膜５４の一部と接触される導電膜パターン５６を形成
する。導電膜パターン５６は鉛（Ｐｂ）膜パターンであ
り、Ｐ型電極として使用される。
成された図９の結果物の全面に電極として使用する導電
膜（図示せず）を形成した後、写真及びエッチング工程
を行い、キャップ層４６と接触され、その周りの金属酸
化膜５４の一部と接触される導電膜パターン５６を形成
する。導電膜パターン５６は鉛（Ｐｂ）膜パターンであ
り、Ｐ型電極として使用される。
【００３３】＜第２の実施の形態＞以下の説明では、第
１の実施の形態で言及した部材と同一部材には同一の参
照番号を付して説明する。
１の実施の形態で言及した部材と同一部材には同一の参
照番号を付して説明する。
【００３４】図１１を参照すれば、基板３２上にキャッ
プ層４６までを形成した後、第２クラッド層４４をリッ
ジ構造に形成する段階までは、第１の実施の形態の方法
と同様に行う。しかし、ここでは、エッチングマスクと
してフォトレジスト膜パターンを使用する代わりに、ハ
ードマスク５８を使用する。望ましくは、ハードマスク
５８はシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはニッケル膜
（Ｎｉ）から形成する。
プ層４６までを形成した後、第２クラッド層４４をリッ
ジ構造に形成する段階までは、第１の実施の形態の方法
と同様に行う。しかし、ここでは、エッチングマスクと
してフォトレジスト膜パターンを使用する代わりに、ハ
ードマスク５８を使用する。望ましくは、ハードマスク
５８はシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）またはニッケル膜
（Ｎｉ）から形成する。
【００３５】図１２を参照すれば、リッジ構造５０に形
成された第２クラッド層４４の上部にキャップ層４６及
びハードマスク５８が順次形成されている結果物を大気
中で６００℃以上の温度下で熱処理する。第２クラッド
層の上部面はハードマスク５８により保護され、ハード
マスク５８そのものは酸化されたものであって、余分の
シリコン（Ｓｉ）が含まれていないため、前記熱処理の
結果、第２クラッド層４４の露出された全面及びリッジ
構造５０の側壁に限って選択的に酸化膜６０が形成され
る。酸化膜６０はパッシベーション層として使用され
る。
成された第２クラッド層４４の上部にキャップ層４６及
びハードマスク５８が順次形成されている結果物を大気
中で６００℃以上の温度下で熱処理する。第２クラッド
層の上部面はハードマスク５８により保護され、ハード
マスク５８そのものは酸化されたものであって、余分の
シリコン（Ｓｉ）が含まれていないため、前記熱処理の
結果、第２クラッド層４４の露出された全面及びリッジ
構造５０の側壁に限って選択的に酸化膜６０が形成され
る。酸化膜６０はパッシベーション層として使用され
る。
【００３６】熱処理後に、図１３に示すように、ハード
マスク５８を除去する。次に、ハードマスク５８を除去
した結果物の全面に電極として使用する導電膜（図示せ
ず）を形成する。前記導電膜を写真及びエッチング工程
により電極状にパターニングすれば、図１４に示すよう
に、キャップ層４６と接触され、その周りの酸化膜６０
と接触される導電膜パターン６２が形成される。導電膜
パターン６２はレーザーダイオードの電極として使用さ
れる鉛膜パターンである。
マスク５８を除去する。次に、ハードマスク５８を除去
した結果物の全面に電極として使用する導電膜（図示せ
ず）を形成する。前記導電膜を写真及びエッチング工程
により電極状にパターニングすれば、図１４に示すよう
に、キャップ層４６と接触され、その周りの酸化膜６０
と接触される導電膜パターン６２が形成される。導電膜
パターン６２はレーザーダイオードの電極として使用さ
れる鉛膜パターンである。
【００３７】＜第３の実施の形態＞第３の実施の形態で
は、第１の実施の形態の方法と同様にして行うが、パッ
シベーション層の形成過程が異なる。
は、第１の実施の形態の方法と同様にして行うが、パッ
シベーション層の形成過程が異なる。
【００３８】具体的に、図８及び図９を参照すれば、第
１の実施の形態ではリッジ構造５０の上部面を除く露出
された基板の全面に限って選択的に金属膜５２を形成
し、その結果物を酸化する方法によりパッシベーション
層として使用される金属酸化膜５４を形成するが、第３
の実施の形態では、第２クラッド層４４の上部にフォト
レジスト膜パターン４８が形成されている状態で第２ク
ラッド層４４の露出された全面及びリッジ構造５０の側
壁に直接酸化膜を形成し、フォトレジスト膜パターン４
８を除去してパッシベーション層を形成する。このと
き、直接形成する酸化膜は、チタニウム酸化膜（ＴｉＯ
2）、ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ2）またはシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2）である。
１の実施の形態ではリッジ構造５０の上部面を除く露出
された基板の全面に限って選択的に金属膜５２を形成
し、その結果物を酸化する方法によりパッシベーション
層として使用される金属酸化膜５４を形成するが、第３
の実施の形態では、第２クラッド層４４の上部にフォト
レジスト膜パターン４８が形成されている状態で第２ク
ラッド層４４の露出された全面及びリッジ構造５０の側
壁に直接酸化膜を形成し、フォトレジスト膜パターン４
８を除去してパッシベーション層を形成する。このと
き、直接形成する酸化膜は、チタニウム酸化膜（ＴｉＯ
2）、ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ2）またはシリコン酸
化膜（ＳｉＯ2）である。
【００３９】第１〜第３の実施の形態で述べたパッシベ
ーション層は、第２クラッド層４４の上に突出された部
分のリッジよりも広く形成されるｐ型電極５６、６０と
第２クラッド層４４との間で電流を遮断する役目をす
る。
ーション層は、第２クラッド層４４の上に突出された部
分のリッジよりも広く形成されるｐ型電極５６、６０と
第２クラッド層４４との間で電流を遮断する役目をす
る。
【００４０】図１５及び図１６は各々、本発明の第１及
び第２の実施の形態によるレーザーダイオードの製造方
法により形成されるパッシベーション層の電流遮断の役
目を示したグラフである。
び第２の実施の形態によるレーザーダイオードの製造方
法により形成されるパッシベーション層の電流遮断の役
目を示したグラフである。
【００４１】図１５を参照すれば、参照符号Ａはｐ型電
極であって、チタニウム酸化膜から形成したパッシベー
ション層上に、鉛膜パターンを形成したとき、すなわ
ち、本発明の第１の実施の形態を適用したときの電流−
電圧特性を示し、Ｂはキャップ層４６上に限ってｐ型電
極を形成した時、すなわち、従来の電流−電圧特性を示
したものである。これを参照すれば、従来の場合（Ｂ）
には、Ｂの傾きが垂直よりわずかに正の方向（時計回
り）に傾いているため、図１５内では図示しきれない
が、４．５Ｖで１０-3Ａの電流が流れるのに対し、自己
整列方法を適用した本発明の場合には、１５Ｖの高電圧
でも約１０-8Ａの極めて低い電流しか流れないことが分
かる。
極であって、チタニウム酸化膜から形成したパッシベー
ション層上に、鉛膜パターンを形成したとき、すなわ
ち、本発明の第１の実施の形態を適用したときの電流−
電圧特性を示し、Ｂはキャップ層４６上に限ってｐ型電
極を形成した時、すなわち、従来の電流−電圧特性を示
したものである。これを参照すれば、従来の場合（Ｂ）
には、Ｂの傾きが垂直よりわずかに正の方向（時計回
り）に傾いているため、図１５内では図示しきれない
が、４．５Ｖで１０-3Ａの電流が流れるのに対し、自己
整列方法を適用した本発明の場合には、１５Ｖの高電圧
でも約１０-8Ａの極めて低い電流しか流れないことが分
かる。
【００４２】図１６を参照すれば、参照符号Ｃは本発明
の第２の実施の形態によりパッシベーション層及びｐ型
電極を形成した場合の電流−電圧特性を示し、Ｄはｐ型
ＧａＮ上に形成されたｐ型電極の電流−電圧特性、すな
わち、従来の技術による特性を示す。この場合において
も、本発明の場合は１５Ｖの高電圧でも１０-7Ａの極め
て低い電流しか流れないことが分かる。
の第２の実施の形態によりパッシベーション層及びｐ型
電極を形成した場合の電流−電圧特性を示し、Ｄはｐ型
ＧａＮ上に形成されたｐ型電極の電流−電圧特性、すな
わち、従来の技術による特性を示す。この場合において
も、本発明の場合は１５Ｖの高電圧でも１０-7Ａの極め
て低い電流しか流れないことが分かる。
【００４３】
【発明の効果】本発明は、自己整列方法でパッシベーシ
ョン層を形成することにより、従来のレーザーダイオー
ドの製造方法において必要とされたパッシベーション層
の形成後にリッジをオープンするための写真工程を不要
とし、コストを節減でき、しかも工程時間を短縮でき
る。これにより、小幅のリッジの上部に電極を安定的に
形成できることから、工程の再現性及び生産性を向上で
きる。
ョン層を形成することにより、従来のレーザーダイオー
ドの製造方法において必要とされたパッシベーション層
の形成後にリッジをオープンするための写真工程を不要
とし、コストを節減でき、しかも工程時間を短縮でき
る。これにより、小幅のリッジの上部に電極を安定的に
形成できることから、工程の再現性及び生産性を向上で
きる。
【００４４】以上では、多くの事項が具体的に記載され
ているが、これらは本発明の技術的範囲を限定するもの
ではなく、望ましいの実施の形態の例示として解釈され
なければならない。例えば、本発明が属する技術分野に
おいて通常の知識を有する者であれば、パッシベーショ
ン層の形成のための物質膜として、金属酸化膜や酸化膜
のほかに、他の物質膜を使用でき、ｐ型電極物質も鉛膜
のほかに、他の物質膜を使用できることは言うまでもな
い。このような様々な可能性のために、本発明の技術的
範囲は、説明されたの実施の形態のみに限定されるので
はなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想によっ
て定まる。
ているが、これらは本発明の技術的範囲を限定するもの
ではなく、望ましいの実施の形態の例示として解釈され
なければならない。例えば、本発明が属する技術分野に
おいて通常の知識を有する者であれば、パッシベーショ
ン層の形成のための物質膜として、金属酸化膜や酸化膜
のほかに、他の物質膜を使用でき、ｐ型電極物質も鉛膜
のほかに、他の物質膜を使用できることは言うまでもな
い。このような様々な可能性のために、本発明の技術的
範囲は、説明されたの実施の形態のみに限定されるので
はなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想によっ
て定まる。
【図１】 従来の技術による半導体レーザーダイオード
の製造方法を段階別に示す断面図である。
の製造方法を段階別に示す断面図である。
【図２】 図１に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図３】 図２に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図４】 図３に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図５】 図４に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図６】 図５に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図７】 本発明の第１の実施の形態による半導体レー
ザーダイオードの製造方法を段階別に示した断面図であ
る。
ザーダイオードの製造方法を段階別に示した断面図であ
る。
【図８】 図７に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図９】 図８に続く半導体レーザーダイオードの製造
段階に示した断面図である。
段階に示した断面図である。
【図１０】 図９に続く半導体レーザーダイオードの製
造段階に示した断面図である。
造段階に示した断面図である。
【図１１】 本発明の第２の実施の形態による半導体レ
ーザーダイオードの製造方法を段階別に示した断面図で
ある。
ーザーダイオードの製造方法を段階別に示した断面図で
ある。
【図１２】 図１１に続く半導体レーザーダイオードの
製造段階に示した断面図である。
製造段階に示した断面図である。
【図１３】 図１２に続く半導体レーザーダイオードの
製造段階に示した断面図である。
製造段階に示した断面図である。
【図１４】 図１３に続く半導体レーザーダイオードの
製造段階に示した断面図である。
製造段階に示した断面図である。
【図１５】 本発明の第１の実施の形態による半導体レ
ーザーダイオードの製造方法により形成されるパッシベ
ーション層の電流遮断の役目を従来と比較して示したグ
ラフである。
ーザーダイオードの製造方法により形成されるパッシベ
ーション層の電流遮断の役目を従来と比較して示したグ
ラフである。
【図１６】 本発明の第２の実施の形態による半導体レ
ーザーダイオードの製造方法により形成されるパッシベ
ーション層の電流遮断の役目を従来と比較して示したグ
ラフである。
ーザーダイオードの製造方法により形成されるパッシベ
ーション層の電流遮断の役目を従来と比較して示したグ
ラフである。
３２…基板、 ３４…バッファ層、 ３６…クラッド層、 ３８…第１導波層、 ４０…活性層、 ４２…第２導波層、 ４４…クラッド層、 ４６…キャップ層、 ４８…フォトレジストパターン、 ４８…フォトレジスト膜パターン、 ５０…リッジ構造、 ５２…金属膜、 ５４…金属酸化膜、 ５６…導電膜パターン、 ５８…ハードマスク、 ６０…酸化膜、 ６２…導電膜パターン。
Claims (11)
- 【請求項１】 基板上にバッファ層、第１クラッド層、
第１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド層及び
キャップ層を順次形成する第１段階と、 前記キャップ層上にエッチングマスクを形成する第２段
階と、 前記エッチングマスクを用い、前記活性層が露出されな
い範囲内でエッチングすることにより、前記キャップ層
及び前記第２クラッド層を順次パターニングしてリッジ
構造を形成する第３段階と、 前記エッチングマスクを用い、前記キャップ層の側面及
び前記リッジ構造にパターニングされた第２クラッド層
を覆うパッシベーション層を選択的に形成する第４段階
と、 前記エッチングマスクを除去した状態で、前記パッシベ
ーション層上に前記キャップ層と接触される電極を形成
する第５段階とを含むことを特徴とする半導体レーザー
ダイオードの製造方法。 - 【請求項２】 前記パッシベーション層は、前記リッジ
構造の側面及び前記リッジ構造周りの露出された全面を
酸化させて形成することを特徴とする請求項１に記載の
半導体レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項３】 前記パッシベーション層は、リッジ構造
の側面及び前記第２クラッド層の露出された全面に直接
酸化膜を形成して形成することを特徴とする請求項１に
記載の半導体レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項４】 前記基板はサファイア基板または窒化ガ
リウム（ＧａＮ）基板またはシリコンカーボン（Ｓｉ
Ｃ）基板であることを特徴とする請求項１に記載の半導
体レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項５】 前記バッファ層及び第１導波層はｎ型Ｇ
ａＮ層であり、前記第１クラッド層はｎ型ＡｌＧａＮ／
ＧａＮ層であり、前記活性層はＩｎＧａＮ量子井戸層
（ＭＱＷ）であり、前記第２導波層及びキャップ層はｐ
型ＧａＮ層であり、第２クラッド層はｐ型ＡｌＧａＮ／
ＧａＮ層であることを特徴とする請求項１に記載の半導
体レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項６】 前記エッチングマスクはフォトレジスト
膜、シリコン酸化膜またはニッケル膜であることを特徴
とする請求項１に記載の半導体レーザーダイオードの製
造方法。 - 【請求項７】 前記酸化膜はＴｉＯ2、ＺｒＯ2またはＳ
ｉＯ2であることを特徴とする請求項３に記載の半導体
レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項８】 前記電極はＰｄ膜から形成することを特
徴とする請求項１に記載の半導体レーザーダイオードの
製造方法。 - 【請求項９】 基板上にバッファ層、第１クラッド層、
第１導波層、活性層、第２導波層、第２クラッド層及び
キャップ層を順次形成する第１段階と、 前記キャップ層上にエッチングマスクを形成する第２段
階と、 前記エッチングマスクを用い、前記活性層が露出されな
い範囲内でエッチングすることにより、前記キャップ層
及び前記第２クラッド層を順次パターニングしてリッジ
構造を形成する第３段階と、 前記キャップ層及び第２クラッド層が順次パターニング
されたリッジ構造を含む露出された基板の全面に金属膜
を形成する第４段階と、 前記エッチングマスクを除去する第５段階と、 前記金属膜を酸化させる第６段階と、 前記酸化された金属膜上に前記キャップ層と接触される
電極を形成する第７段階とを含むことを特徴とする半導
体レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項１０】 前記金属膜はＴｉ膜、Ｚｒ膜またはＳ
ｉ膜から形成することを特徴とする請求項９に記載の半
導体レーザーダイオードの製造方法。 - 【請求項１１】 前記金属膜は、酸素雰囲気下で熱処理
して酸化させることを特徴とする請求項９に記載の半導
体レーザーダイオードの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000046767A KR100338803B1 (ko) | 2000-08-12 | 2000-08-12 | 반도체 레이저 다이오드의 제조방법 |
| KR00P46767 | 2000-08-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002111132A true JP2002111132A (ja) | 2002-04-12 |
Family
ID=19682959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001243648A Pending JP2002111132A (ja) | 2000-08-12 | 2001-08-10 | 半導体レーザーダイオードの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2002111132A (ja) |
| KR (1) | KR100338803B1 (ja) |
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| JP2006511943A (ja) * | 2002-12-20 | 2006-04-06 | クリー インコーポレイテッド | 半導体デバイスの作製方法及び半導体デバイス |
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| CN103022897B (zh) * | 2012-12-28 | 2015-07-08 | 武汉华工正源光子技术有限公司 | 超辐射发光二极管及其制作方法 |
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- 2000-08-12 KR KR1020000046767A patent/KR100338803B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001243648A patent/JP2002111132A/ja active Pending
- 2001-08-10 US US09/925,327 patent/US6548319B2/en not_active Expired - Fee Related
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