JP2003017809A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents

半導体発光素子及びその製造方法

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    • H01S5/22Structure 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
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    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力レーザ光の波長特性を改良する。 【解決手段】 第1導電型の半導体基板12と、半導体
基板の上面における長尺方向に沿って形成され、第1導
電型の第1のクラッド層17と活性層18と第2導電型
の第2のクラッド層19とからなる台形状断面形状を有
するメサストライプ部13と、メサストライプ部の外側
でかつ半導体基板上に形成された電流ブロック部16
と、メサストライプ部の上面と電流ブロック部の上面を
共通に覆う第2導電型の第3のクラッド層24とを備え
た半導体発光素子において、メサストライプ部を半導体
基板における長尺方向の少なくとも一方端との間に窓領
域32aを介在させて形成する。さらに、メサストライ
プ部における一方端部領域側の端面15a、15bは、
<100>方向及び<011>方向に対して傾斜させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子及
び半導体発光素子の製造方法に係わり、特に、広帯域波
長のレーザ光を出力できる半導体発光素子及び半導体発
光素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信システムの発展に伴い、光通信ケ
ーブルを介しての遠距離通信が実用化されている。この
ような光通信システムに光源として採用される光源装置
においては、高効率でかつ高出力の特性が求められる。
さらに、光通信ケーブルを用いた光通信を効率的に実施
するために、波長が異なる複数の光信号を一つの光信号
に合成して送信する波長多重通信システムが実用化され
ている。
【0003】このような波長多重通信システムの検査の
ために採用される波長可変光源装置に組込まれる半導体
発光素子においては、上述した特性の他に、出力される
レーザ光の波長が広帯域に変化でき、かつ各波長におけ
るレベルに大きな変化がないことが要求されている。
【0004】また、同波長多重通信システムに用いられ
る半導体光増幅器には、広い波長域に亘り、利得レベル
変動が少ないことが要求されている。
【0005】波長可変光源装置は、図10(a)に示す
ように、内部にメサストライプ部3が形成された埋込み
型の半導体発光素子1からの光を回折格子などの波長選
択手段を用いて帰還させることで所望の波長のレーザ光
4を得るという構成になっている。半導体発光素子1の
端面2a、2bのうち少なくとも回折格子側の端面2a
は、多重反射を抑えるために無反射膜が施されている。
当然、広い波長範囲に亘って滑らかに変化することが望
ましい。
【0006】しかし、実際には、無反射膜でも残留反射
率があるために、波長変化により出力が周期的に変動し
たり波長が飛ぶというような問題が生じる。また、図1
0(b)に示すように、半導体発光素子を半導体光増幅
器として使用する場合も両端面に無反射膜を施す。しか
し、この場合においても、残留反射率により利得の波長
依存性にうねりが生じる。
【0007】このような不都合を解消するために、半導
体発光素子の両端面に無反射膜を施す場合、図11に示
すように、活性層を含むメサストライプ部3の端面7
a、7bが、半導体発光素子5の端面2a、2bの内側
に位置するように、メサストライプ部3の端面7a、7
bと半導体発光素子5の端面2a、2bとの間に窓領域
32a、32bを設けた上で無反射膜を施す。さらに、
メサストライプ部3の端面7a、7bを活性層から出力
されるレーザ光4の出力方向に対して傾斜させることも
提唱されている。
【0008】このように、窓構造と無反射膜を併用する
ことで、レーザ光4の反射をある程度抑制することがで
きる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11
に示した半導体発光素子5においてもまだ、改良すべき
次のような課題があった。
【0010】すなわち、メサストライプ部の端面7a、
7bで反射を生じるために、出力されるレーザ光4の光
パワーの波長特性P(λ)は、図12に示すように、窓
領域32a、32bの寸法で定まる波長ピッチで変動す
る問題があった。
【0011】さらに、図11に示すように、メサストラ
イプ部3の端面7a、7bが半導体発光素子5の端面2
a、2bの内側に位置するように、メサストライプ部3
の長尺方向の長さを短縮して、メサストライプ部3の端
面7a、7bと半導体発光素子5の端面2a、2bとの
間に窓領域32a、32bを有し、さらに無反射膜を半
導体発光素子5の端面2a、2bに形成させた構造の半
導体発光素子5を製造するには、非常に複雑な工程を数
多く実施する必要がある。
【0012】具体的には、長方形形状を有する半導体基
板の全長Lに亘ってメサストライプ部3をエッチング処
理にて形成し、その後、メサストライプ部3の両側に電
流ブロック層を生成する。そして、半導体基板の全長L
のうち、メサストライプ部3の長さを除く両端の窓領域
部分、及び電流ブロック層の両端部分をエッチングす
る。このエッチングされた両端の窓領域部分に再度電流
ブロック層を生成させて、図11の半導体発光素子5と
する必要がある。
【0013】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、メサストライプ部を内部に組込むととも
に、メサストライプ部の端面を二つの結晶方向に対して
傾斜させることによって、レーザ光の端面及び窓領域内
での反射を極力抑制でき、広帯域の波長範囲内において
優れた光パワーの波長特性が得られる半導体発光素子、
及び簡単な工程で上述の優れた特性を有する半導体発光
素子の製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1導電型の
半導体基板と、この半導体基板の上面における長尺方向
に沿って形成され、第1導電型の第1のクラッド層と活
性層と第2導電型の第2のクラッド層とからなる台形状
断面形状を有するメサストライプ部と、このメサストラ
イプ部の外側でかつ半導体基板上に形成された電流ブロ
ック部と、メサストライプ部の上面と電流ブロック部の
上面を共通に覆う第2導電型の第3のクラッド層とを備
えた半導体発光素子である。
【0015】そして、メサストライプ部は、半導体基板
における長尺方向の少なくとも一方端との間に窓領域を
介在させた上で無反射膜が形成されている。さらに、メ
サストライプ部における窓領域側の端面は、<100>
方向及び<011>方向に対して傾斜している。
【0016】このように構成された半導体発光素子にお
いては、メサストライプ部における例えば活性層からレ
ーザ光が出力される端面は、半導体発光素子の長尺方向
の端面より窓領域分だけ内側に位置している。さらに、
この端面は、<100>方向すなわちレーザ光の出力方
向である長尺方向に直交する方向対して傾斜するととも
に、<011>方向すなわちレーザ光の出力方向である
長尺方向に対して傾斜している。
【0017】このように、活性層からレーザ光が出力さ
れるメサストライプ部の端面は二つの結晶方向に対して
傾斜しているので、活性層端部での反射で共振器を構成
することがないので、図12で示した出力されるレーザ
光の光パワーの波長特性P(λ)における窓領域の寸法
で定まる波長ピッチでの変動がほぼ解消され、滑らかな
光パワーの波長特性P(λ)が得られる。
【0018】また、別の発明は、上述した発明の半導体
発光素子において、第1導電型はn型であり、第2導電
型はp型である。
【0019】また、別の発明に係わる半導体発光素子の
製造方法においては、n型半導体基板上に、n型の第1
のクラッド層と活性層とp型の第2のクラッド層とを順
次生成させる工程と、この生成された第2のクラッド層
の上面のうちの長尺方向の少なくとも一方端に設けた窓
領域を除く領域に設定した矩形領域を覆うマスクを形成
するマスク形成工程と、マスクを形成した状態で、n型
半導体基板上に生成されたn型の第1のクラッド層と活
性層とp型の第2のクラッド層とをエッチングして、長
尺方向と直交する台形状断面形状を有するとともに、n
型半導体基板の端部より窓領域分だけ内側に位置し、か
つ長尺方向の窓領域側の端面が<100>方向及び<0
11>方向に対して傾斜している、メサストライプ部を
<011>方向に沿って形成する工程と、このメサスト
ライプ部の長尺方向と直交する側面と傾斜した端面及び
エッチングで露出されたn型半導体基板の上面に電流ブ
ロック部を形成する工程と、マスクを除去して、このマ
スクが除去されたメサストライプ部の上面と電流ブロッ
ク部の上面にこれらを共通に覆うp型の第3のクラッド
層を形成する工程とを備えている。
【0020】このように構成された半導体発光素子の製
造方法においては、第2のクラッド層の上面に矩形領域
を覆うマスクを形成して、その後、n型半導体基板上に
生成されたn型の第1のクラッド層と活性層とp型の第
2のクラッド層とをエッチングすることによって、n型
半導体基板上に長尺方向に沿って、メサストライプ部が
形成される。
【0021】さらに、マスクの長尺方向の端は窓領域を
含まないので、エッチングで形成されるメサストライプ
部の長尺方向の端面はn型半導体基板の端部より内側に
位置する。そして、この長尺方向の端面は、メサストラ
イプ部の側面と同様に、エッチング条件を適宜設定する
ことによって、簡単に長尺方向に対して傾斜させること
ができる。
【0022】メサストライプ部の側面と傾斜面との外側
に、電流ブロック部を生成し、さらに、第3のクラッド
層を生成する。その後、窓構造が両側又は片側となるよ
うに、へきかい手法により素子に切り出し、窓構造面に
無反射膜を施す。
【0023】このように、少なくとも長尺方向の端面が
半導体発光素子の内部に位置するメサストライプ部を1
回のエッチング工程で形成しているので、前述した従来
の半導体発光素子の製造方法に比較して、製造工程を大
幅に簡素化できる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態を図面
を用いて説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係る半
導体発光素子の構成を模式的に示す透視図であり、図2
(a)は半導体発光素子の上面図であり、図2(b)は
正面図であり、図2(c)は側面図である。
【0025】直方体形状を有した半導体発光素子11の
下部に、n型の不純物がドープされたn型InP基板1
2が形成されている。このn型InP基板12の上面1
2aにおける半導体発光素子11の長尺方向に沿って台
形断面形状を有するメサストライプ部12が<011>
方向に沿って形成されている。このメサストライプ部1
2の長尺方向の端面15a、15bと半導体発光素子1
1の長尺方向の端面14a、14bとの間には窓領域3
2a、32bが形成されている。
【0026】さらに、メサストライプ部13の端面15
a、15bは、<011>方向すなわち長尺方向に対し
て傾斜し、かつ、<100>方向に対して傾斜してい
る。したがって、結果として、メサストライプ部13の
端面15a、15bは、図示するように、鋭角に形成さ
れている。
【0027】図3は、図1に示す半導体発光素子11に
おける中央部分を、長尺方向と直交するA―A線で切断
した場合の断面図である。(100)結晶面を上面とす
るn型の不純物がドープされたn型InP基板12の上
面12aの中央部に台形形状を有するメサストライプ部
13が<011>方向に沿って形成され、n型InP基
板12の上面12aにおけるメサストライプ部13の外
側には、電流ブロック部16が形成されている。
【0028】メサストライプ部13においては、n型I
nP基板12に接する、n型不純物の濃度が1.0×1
18cm-3であるn型の第1のクラッド層17が形成さ
れている。この第1のクラッド層17の上側にノンドー
プのInGaAsP又はノンドープのInGaAsP又はこれ
らの組合せからなる多重量子井戸構造からなる活性層1
8が形成され、この活性層18の上側に、p型不純物の
濃度が5〜7×10 17cm-3であるp型の第2のクラッ
ド層19が形成されている。
【0029】メサストライプ部13の電流ブロック部1
6に接する側面20の傾斜角は、(111)B結晶面が
露出する54.7°の角度θに対して微少角度Δθだけ
離れた角度に設定されている。実施形態においては、こ
の微少角度Δθは±(1°〜5°)に設定されている。
また、n型InP基板12の上面12aの電流ブロック
部16に接する上面は(100)結晶面が露出してい
る。
【0030】メサストライプ部13の両側に位置する電
流ブロック部16は、下側に位置するp型InPで形成
されたp型電流ブロック層21と、上側に位置するn型
InPで形成されたn型電流ブロック層22とで構成さ
れている。
【0031】そして、下側に位置するp型電流ブロック
層21の先端23はメサストライプ部13の上面より上
方に位置する。p型電流ブロック層21は、p型不純物
としてZn又はCdが採用されている。また、上側に位
置するn型電流ブロック層22は、n型不純物としてS
iが採用されている。そして、n型電流ブロック層22
のn型不純物の濃度は2×1018cm-3である。
【0032】メサストライプ部13の上面と電流ブロッ
ク部16との上面に、これらの上面を共通に覆う、p型
不純物の濃度が1.0×1018cm-3であるp型の第3
のクラッド層24が形成されている。この第3のクラッ
ド層24の上側に、InGaAsPからなるコンタクト層
25が形成されている。このコンタクト層25の上面に
電極26が取付けられている。さらに、n型InP基板1
2の下側にも電極27が取付けられている。
【0033】メサストライプ部13の長尺方向と傾斜す
る端面15a、15bには、長尺なメサストライプ部1
3を斜め方向に切断した場合に対応するn型の第1のク
ラッド層17、活性層18、p型の第2のクラッド層1
9が露出している。
【0034】図4は、図1に示す半導体発光素子11に
おける長尺方向の一方の窓領域32bを、長尺方向と直
交するB―B線で切断した場合の断面図である。この窓
領域32bには、図1に示すように、メサストライプ部
13、及びその端面15a、15bは存在しない。
【0035】図4に示すように、n型InP基板12の
上面12aの全面に亘って、電流ブロック部16が形成
されている。電流ブロック部16は、下側に位置するp
型InPで形成されたp型電流ブロック層21と、上側
に位置するn型InPで形成されたn型電流ブロック層
22とで構成されている。
【0036】この電流ブロック部16におけるn型電流
ブロック層22の上面の全面に亘って、これらの上面を
覆うp型の第3のクラッド層24が形成されている。こ
の第3のクラッド層24の上側にコンタクト層25が形
成されている。このコンタクト層25の上面に電極26
が取付けられている。さらに、n型InP基板12の下側
にも電極27が取付けられている。へきかいにより素子
に切り出した後に、端面14a、14bに無反射膜33
a、33bを形成する。
【0037】なお、この図4に示すB―B線で切断した
場合の断面形状は、図1、図2に示す半導体発光素子1
1の端面14a、14bの形状と等しい。したがって、
半導体発光素子11の長尺方向の端面14a、14bに
は、電流ブロック部16が露出しているが、メサストラ
イプ部13の端面15a、15bは露出していない。
【0038】その結果、メサストライプ部13の端面1
5a、15bと半導体発光素子11の長尺方向の端面1
4a、14bとの間には、p型電流ブロック層21とn
型電流ブロック層22とで構成された電流ブロック層1
6が存在する。
【0039】なお、メサストライプ部13における、台
形形状の一辺を構成する側面20の傾斜角θ、及び端面
15a、15bの長尺方向に対する傾斜角βは、このメ
サストライプ部13をエッチング処理にて形成する場合
のエッチング条件によって定まる。
【0040】このように構成された半導体発光素子11
に対して、両側の電極26、27から直流の駆動電流を
印加すると、メサストライプ部13の活性層18に電流
が流れて、図1、図2における矢印で示す長尺方向にレ
ーザ光28が出力される。この活性層18から出力され
たレーザ光28は、メサストライプ部13の端面15
a、15bから、この端面15a、15bの長尺方向の
外側に位置する電流ブロック層16を介して、半導体発
光素子11の端面14a、14bから外部へ出力され
る。
【0041】このように構成された半導体発光素子11
においては、メサストライプ部13におけるレーザ光2
8が出力される端面15a、15bは、半導体発光素子
11の長尺方向の端面14a、14bより窓領域32
a、32b分だけ内側に位置している。さらに、この端
面15a、15bは、レーザ光28の出力方向である長
尺方向(<011>方向)とこの長尺方向に直交する方
向(<100>方向)とに対して傾斜している。
【0042】メサストライプ部13の活性層18から出
力されたレーザ光28は、レーザ光28の出力方向に対
して角度βだけ傾斜した端面15a、15bでその一部
が反射されるが、この反射されたレーザ光28はもと来
た経路へ帰ることはない。その結果、共振波長がメサス
トライプ部13の両端面15a、15b間の長さで定ま
る光共振器は形成されず、光パワーの波長特性P(λ)
における窓領域32a、32bの寸法で定まる波長ピッ
チでの変動がほぼ解消される、よって、この半導体発光
素子11の端面14a(14b)から出力されるレーザ
光28の光パワーの波長特性P(λ)に、光共振器の存
在に起因する特定波長に大きなピークが生じたり、特定
波長間隔で、パワー値が大きく変動する現象が生じるこ
とはない。その結果、広帯域の波長範囲内において大き
な変動のない優れた光パワーの波長特性P(λ)が得ら
れる。
【0043】図5(a)は図11に示す従来の半導体発
光素子5の実測された光パワーの波長特性P(λ)であ
り、図5(b)は図1に示す第1実施形態の半導体発光
素子11の実測された光パワーの波長特性P(λ)であ
る。
【0044】図5(a)の従来の半導体発光素子5の波
長特性P(λ)においては、波長特性波形に大きな振動
(変動)が重畳しているが、図5(b)の第1実施形態
の半導体発光素子11の波長特性P(λ)においては、
波長特性波形にこのような振動(変動)の重畳は生じて
いない。
【0045】(第2実施形態)図6は、本発明の第2実
施形態に係わる半導体発光素子11aの概略構成を示す
図である。図6(a)は半導体発光素子11aの上面図
であり、図6(b)は正面図であり、図6(c)は左側
面図であり、図6(d)は右側面図である。図1〜図4
に示した第1実施形態の半導体発光素子11と同一部分
には、同一符号が付してある。したがって重複する部分
の詳細説明を省略する。
【0046】この第2実施形態の半導体発光素子11a
においては、この半導体発光素子11a内に形成された
メサストライプ部13の一方(左側)の端面15aは、
半導体発光素子11aの端面14aより窓領域32a分
だけ内側に位置し、かつレーザ光28の出力方向に傾斜
している。しかし、メサストライプ部13の他方(右
側)においては、窓領域32bは形成されていなくて、
端面15cは半導体発光素子11aの右側の端面14b
に露出している。したがって、メサストライプ部13の
他方(右側)の端面15cは、半導体発光素子11aの
長尺方向に対して垂直である。
【0047】このように構成された半導体発光素子11
aにおいては、メサストライプ部13の両側に位置する
一対の端面15a、15bのうちの一方に端面15a
が、レーザ光28の出力方向に対して傾斜しているの
で、メサストライプ部13内に光共振器が形成されるこ
とはない。
【0048】さらに、図6(b)に示すように、半導体
発光素子を用いた波長可変光源装置においては、半導体
発光素子の長尺方向の一方端面14a(14b)から出
射された光を回折格子34等の波長選択手段を用いて帰
還することで所望のレーザ光28を抽出する。なお、図
6(b)では、リトロー配置の例を示したが、その他の
実施例も可能である。
【0049】(第3実施形態)次に、図1〜図4に示す
第1実施形態の半導体発光素子11の製造方法を図7〜
図9を用いて説明する。
【0050】図7(a)に示すように、(100)結晶
面を上面とする長方形に形成され、n型の不純物がドー
プされたn型InP基板12の上面に、有機金属気相成
長(MOVPE)法を用いて、層厚が0.5μmでn型
不純物の濃度が1.0×10 18cm-3であるn型の第1
のクラッド層17を形成する。このn型の第1のクラッ
ド層17の上面に、層厚が0.2μmでノンドープのI
nGaAsからなる多重量子井戸構造の活性層18を形成
する。
【0051】この活性層18の上側に、層厚が0.45
μmでp型不純物の濃度が5〜7×1017cm-3である
p型の第2のクラッド層19を形成する。さらに、この
p型の第2のクラッド層19の上側に、層厚が0.15
μmでp型不純物の濃度が5〜7×1017cm-3である
p型のInGaAsPからなるp型のキャップ層29を形
成する。
【0052】次に、図7(b)に示すように、キャップ
層29の上側に、プラズマCVD等を用いて、層厚が8
0nmのSiNxからなるマスク30を形成する。さら
に、図7(c)に示すように、キャップ層36の上側に
形成されたマスク30を、フォトリソグラフィ技術を用
いて、n型InP基板12の長尺方向である<011>
方向にストライプ状にエッチングする。このエッチング
されたマスク30の幅SWは、形成しようとする台形形
状のメサストライプ部13における上面の幅より若干広
い幅に設定する。さらに、エッチングされたマスク30
の長尺方向の長さSLは、n型InP基板12の長尺方向
の長さLより短く設定され、両側に窓領域32a、32
bを形成するために距離Lcの余白が設けられている。
【0053】次に、エッチング液として、塩酸、過酸化
水素水、水の混合液を使用し、上方からエッチングを実
施して、図8(d)の斜視図、図8(e)の正面図、図
8(f)の上面図に示すように、台形形状を有する高さ
h=2.4μm、長尺方向の長さLaのメサストライプ
部13を形成する。
【0054】この場合、キャップ層29のエッチング速
度は他の部分に比較して速いので、キャップ層29の下
側部分のエッチング速度も速くなる。したがって、キャ
ップ層29のサイドエッチング量を調整することによ
り、メサストライプ部13の側面20を所望の傾斜角度
θに設定可能となる。
【0055】実施形態の半導体発光素子11において
は、キャップ層29及びエッチング条件を設定すること
によって、メサストライプ部13の側面20の傾斜角を
(111)B結晶面が露出する54.7°の角度θに対
して微少角度Δθ=±(1°〜5°)だけ離れた角度
(θ±Δθ)に設定している。
【0056】次に、マスク30の長尺方向の端部30a
の下側に形成されるメサストライプ部13の端面15a
の形状を説明する。前述したように、マスク30の端部
30aの下側のキャップ層29のエッチング速度は他の
部分に比較して速いので、マスク30の端部30aにお
ける角(コーナ)部分は側面、先端面の両方からエッチ
ングされるので、エッチング量が多くなる。その結果、
メサストライプ部13の先端形状は、図8(d)〜
(f)に示すように、キャップ層29の近傍部分が最も
エッチング量が多く、n型InP基板12の上面12a
近傍部分が最もエッチング量が少なくなる。扁平角錐形
状となる。
【0057】したがって、メサストライプ部13の端面
15aは、n型InP基板12の上面12aに対して垂
直でなくて、長尺方向に傾斜する。具体的には、メサス
トライプ部13の端面15aは、<100>方向に対し
て傾斜するとともに、<0111>方向に対しても傾斜
する。
【0058】なお、メサストライプ部13の端面15a
の長尺方向に傾斜する傾斜角βは、前述したメサストラ
イプ部13の側面20の傾斜角θと同様に、キャップ層
29及びエッチング条件を設定することによって、所定
の範囲内において任意に設定可能である。
【0059】次に、図9(g)に示すように、メサスト
ライプ部13の周囲であるメサストライプ部13の各側
面20とn型InP基板12の上面12aに囲まれる部
分、及びメサストライプ部13の両端の各端面15a、
15bとn型InP基板12の上面12aに囲まれる部
分(窓領域32a、32b)、すなわち先にエッチング
された部分に、電流ブロック部16を生成させる。な
お、図9(g)は、メサストライプ部13が形成された
位置の断面形状を示す。
【0060】具体的には、層厚が0.7μmでZnを不
純物とし、不純物の濃度が1×101 8cm-3であるp型
電流ブロック層21を前述した有機金属気相成長(MO
VPE)法を用いて形成する。さらに、このp型電流ブ
ロック層21の上側に、層厚が1.15μmでSiを不
純物とし、不純物の濃度が2×1018cm-3であるn型
電流ブロック層21を前述した有機金属気相成長(MO
VPE)法を用いて形成する。そして、このp型電流ブ
ロック層21とn型電流ブロック層22とで電流ブロッ
ク部16が構成される。
【0061】次に、図9(h)に示すように、メサスト
ライプ部13におけるp型の第2のクラッド層19の上
側のキャップ層29及びマスク30を除去して、p型の
第2のクラッド層19の上面を露出させる。
【0062】次に、図9(i)に示すように、メサスト
ライプ部13の上面、及びこのメサストライプ部13の
両側面20と両端面15a、15bとの外側に位置する
電流ブロック部16の上面とに、これらの各上面を共通
に覆う、p型不純物の濃度が1.0×1018cm-3であ
るp型の第3のクラッド層24を形成する。この第3の
クラッド層24の上側に、InGaAaPからなるコンタ
クト層25を形成する。
【0063】図9(j)に示すように、このコンタクト
層25の上面に電極26を取付け、さらに、n型InP
基板12の下側にも電極27を取付ける。最後に、へき
かいにより素子に切り出した後に、端面14a、14b
に無反射膜33a、33bを形成する。
【0064】その結果、メサストライプ部13の端面1
5a、15bが長尺方向の端面14a、14bに対して
窓領域32a、32b分だけ内側に位置し、かつ端面1
5a、15bが長尺方向に対して傾斜し、さらに、長尺
方向の中央部分において図3に示す断面形状を有し、長
尺方向の両端部分において図4に示す断面形状を有する
半導体発光素子11が製造される。
【0065】このように構成された半導体発光素子の製
造方法においては、図7(c)に示すように、キャップ
層29の上面に、この長方形形状を有する上面のうちの
長尺方向の端部領域を除く領域に矩形のマスク30を形
成して、その後、n型の第1のクラッド層17と活性層
18とp型の第2のクラッド層19とキャップ層29と
をエッチングすることによって、n型InP基板上21に
長尺方向に沿って、長さLaを有し、端面15a、15
bが長尺方向(レーザ光28の出力方向)に対して傾斜
するメサストライプ部13が形成される。
【0066】このように、長尺方向の端面15a、15
bが半導体発光素子11の内部に位置するメサストライ
プ部13を1回のエッチング工程で形成しているので、
前述した従来の半導体発光素子5の製造方法に比較し
て、製造工程を大幅に簡素化できる。
【0067】なお、図6に示す第2実施形態の半導体発
光素子11aを製造する場合は、2倍の長さに矩形形状
のマスク30を用いて2倍の長さの半導体発光素子11
を製造して、へき開手法を用いて、この2倍の長さの半
導体発光素子11を半分に分割すればよい。
【0068】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体発
光素子においては、メサストライプ部を内部に組込むと
ともに、メサストライプ部の端面を二つの結晶方向に対
して傾斜させている。したがって、レーザ光の端面及び
窓領域内での反射を極力抑制でき、広帯域の波長範囲内
において優れた光パワーの波長特性が得られる。
【0069】また、本発明の半導体発光素子の製造方法
においては、長尺方向の端面が半導体発光素子の内部に
位置するメサストライプ部を1回のエッチング工程で形
成している。したがって、簡単な工程で上述の優れた特
性を有する半導体発光素子を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わる半導体発光素子
の概略構成を示す透視図
【図2】同第1実施形態の半導体発光素子の概略構成を
示す図
【図3】図1に示す第1実施形態の半導体発光素子にお
ける中央部分をA―A線で切断した場合の断面図
【図4】図1に示す第1実施形態の半導体発光素子にお
ける端部領域をB―B線で切断した場合の断面図
【図5】半導体発光素子の光パワーの波長特性を示す図
【図6】本発明の第2実施形態に係わる半導体発光素子
の概略構成を示す図
【図7】本発明の第3実施形態に係わる半導体発光素子
の製造方法を示す製造工程図
【図8】同じく同半導体発光素子の製造方法を示す製造
工程図
【図9】同じく同半導体発光素子の製造方法を示す製造
工程図
【図10】従来の半導体発光素子及び光パワーの波長特
性を示す図
【図11】別の従来の半導体発光素子の概略構成を示す
模式図
【図12】同従来の半導体発光素子の光パワーの波長特
性を示す図
【符号の説明】
11、11a…半導体発光素子 12…n型InP基板 13…メサストライプ部 14a、14b、15a、15b…端面 16…電流ブロック部 17…n型の第1のクラッド層 18…活性層 19…p型の第2のクラッド層 20…側面 21…p型電流ブロック層 22…n型電流ブロック層 24…p型の第3のクラッド層 25…コンタクト層 26、27…電極 29…キャップ層 30…マスク 32a、32b…窓領域 33a、33b…無反射膜 34…回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長島 靖明 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) 5F073 AA09 AA11 AA22 AA62 AA74 AA83 AA87 BA02 CA07 CB02 DA05 DA06 DA22 DA32 EA29

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板(12)と、 この半導体基板の上面における長尺方向に沿って形成さ
    れ、第1導電型の第1のクラッド層(17)と活性層
    (18)と第2導電型の第2のクラッド層(19)とか
    らなる台形状断面形状を有するメサストライプ部(1
    3)と、 このメサストライプ部の外側でかつ前記半導体基板上に
    形成された電流ブロック部(16)と、 前記メサストライプ部の上面と前記電流ブロック部の上
    面を共通に覆う第2導電型の第3のクラッド層(24)
    とを備えた半導体発光素子(11、11a)であって、 前記メサストライプ部は、前記半導体基板における長尺
    方向の少なくとも一方端との間に窓領域(32)を介在
    して形成され、 前記メサストライプ部における前記窓領域側の端面(1
    5a)は、<100>方向及び<011>方向に対して
    傾斜していることを特徴とする半導体発光素子。
  2. 【請求項2】 前記第1導電型はn型であり、前記第2
    導電型はp型であることを特徴とする請求項1記載の半
    導体発光素子。
  3. 【請求項3】 n型半導体基板上に、n型の第1のクラ
    ッド層と活性層とp型の第2のクラッド層とを順次生成
    させる工程と、 この生成された第2のクラッド層の上面のうちの長尺方
    向の少なくとも一方端に設けた窓領域を除く領域に設定
    した矩形領域を覆うマスクを形成するマスク形成工程
    と、 前記マスクを形成した状態で、前記n型半導体基板上に
    生成されたn型の第1のクラッド層と活性層とp型の第
    2のクラッド層とをエッチングして、前記長尺方向と直
    交する台形状断面形状を有するとともに、前記n型半導
    体基板の端部より前記窓領域分だけ内側に位置し、かつ
    前記長尺方向の窓領域側の端面が<100>方向及び<
    011>方向に対して傾斜している、メサストライプ部
    を<011>方向に沿って形成する工程と、 この形成されたメサストライプ部の長尺方向と直交する
    側面と前記傾斜した端面及びエッチングで露出された前
    記n型半導体基板の上面に電流ブロック部を形成する工
    程と、 前記マスクを除去して、このマスクが除去されたメサス
    トライプ部の上面と前記電流ブロック部の上面にこれら
    を共通に覆うp型の第3のクラッド層を形成する工程と
    を備えたことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
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