JP2003110187A - Semiconductor laser and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor laser and method of manufacturing the same

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JP2003110187A
JP2003110187A JP2001306586A JP2001306586A JP2003110187A JP 2003110187 A JP2003110187 A JP 2003110187A JP 2001306586 A JP2001306586 A JP 2001306586A JP 2001306586 A JP2001306586 A JP 2001306586A JP 2003110187 A JP2003110187 A JP 2003110187A
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JP
Japan
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semiconductor laser
film
oxygen
alumina film
alumina
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JP2001306586A
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Tomoki Yamamoto
智樹 山本
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor laser capable of forming an end face protective film formed of an alumina film having a good anti-moisture property on the end face of a semiconductor laser chip rapidly. SOLUTION: On a compound semiconductor substrate, a p-side electrode, an n-side electrode, and other layers are formed (steps S1-S7). The compound semiconductor substrate is cut into pieces corresponding to individual semiconductor laser elements by cleavage to turn them into chips (step S8). On both end faces of each semiconductor laser chip, end face protective films formed of alumina are formed in an inert gas (step S9). These semiconductor laser chips are dipped in water to attach water molecules H2 O to the end face protective films (step S10). Immediately after this, the semiconductor laser chips are inverse-bias-etched with the bias direction inversed in an oxygen atmosphere (step S11).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、CD−ROMお
よびDVD−ROMなどの光ディスク用読み取り光源、
CD−R/RWおよびDVD−RAMなどの光ディスク
用書き込み光源、レーザビームプリンタにおける書き込
み光源、ならびにレーザポインタの光源などに用いられ
る半導体レーザおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reading light source for optical disks such as CD-ROM and DVD-ROM,
The present invention relates to a semiconductor laser used as a writing light source for an optical disc such as a CD-R / RW and a DVD-RAM, a writing light source in a laser beam printer, and a light source for a laser pointer, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザは、電子および正孔の再結
合により発生した光をチップの両端面で内方に反射さ
せ、これによりレーザ発振を生じさせるようにした発光
装置である。半導体レーザのチップの両端面、すなわち
レーザ出射側端面および反射側端面には、反射膜を兼ね
る端面保護膜が形成されている。端面保護膜は、たとえ
ばアルミナ(Alxy(0≦x≦2,0≦y≦3))で
構成されている。レーザ光が取り出されるレーザ出射側
端面には、たとえば、端面保護膜のみが形成されている
が、反対側の端面である反射側端面には、たとえば、端
面保護膜の上にアモルファスシリコン等の膜が多層に形
成され、より多くの光をチップの内方に反射する反射膜
が形成されている。
2. Description of the Related Art A semiconductor laser is a light emitting device in which light generated by recombination of electrons and holes is reflected inward on both end faces of a chip to generate laser oscillation. On both end faces of the semiconductor laser chip, that is, the laser emission side end face and the reflection side end face, end face protection films which also serve as reflection films are formed. The end face protective film is made of, for example, alumina (Al x O y (0 ≦ x ≦ 2, 0 ≦ y ≦ 3)). For example, only the end face protection film is formed on the laser emission side end face from which the laser light is taken out, but the reflection side end face which is the opposite end face is formed on the end face protection film with a film such as amorphous silicon. Are formed in multiple layers, and a reflective film that reflects more light inward of the chip is formed.

【0003】端面保護膜としてのアルミナ膜の典型的な
成膜方法は、アルミナ固体(Al23)をターゲットと
したスパッタ法である。ところが、このスパッタ法によ
り成膜されたアルミナ膜は、酸素が欠損した状態となる
ことが知られている。この酸素が欠損したアルミナ膜
は、化学的に不安定であって、水分子H2Oまたはヒド
ロキシル基OHと結合しやすい。より具体的には、ベー
マイト(AlO・(OH))が形成されやすい。したが
って、酸素が欠損した状態のアルミナ膜は、良好な耐湿
性を有することができない。そのため、このようなアル
ミナ膜で端面保護膜が構成された半導体レーザは、満足
な信頼性を有することができない。
A typical method for forming an alumina film as an end face protective film is a sputtering method using alumina solid (Al 2 O 3 ) as a target. However, it is known that the alumina film formed by this sputtering method is in a state of lacking oxygen. The oxygen-deficient alumina film is chemically unstable and easily bonds with water molecules H 2 O or hydroxyl groups OH. More specifically, boehmite (AlO. (OH)) is easily formed. Therefore, the oxygen-deficient alumina film cannot have good moisture resistance. Therefore, the semiconductor laser having the end face protective film made of such an alumina film cannot have satisfactory reliability.

【0004】この問題を解決するために、アルゴン雰囲
気中でアルミナ膜をスパッタ成膜する際に、処理室内に
酸素を導入する手法が知られている。すなわち、アルゴ
ン雰囲気に酸素を添加することによって、成膜されるア
ルミナ膜中の酸素の欠損が減少する。これによって、水
分子H2Oまたはヒドロキシル基OHと結合しにくいア
ルミナ膜、すなわち耐湿性の良好なアルミナ膜を形成す
ることができる。
In order to solve this problem, a method is known in which oxygen is introduced into the processing chamber when the alumina film is formed by sputtering in an argon atmosphere. That is, by adding oxygen to the argon atmosphere, oxygen vacancies in the formed alumina film are reduced. As a result, it is possible to form an alumina film that is less likely to bond with water molecules H 2 O or hydroxyl groups OH, that is, an alumina film having good moisture resistance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
は、アルミナ膜の成膜速度が著しく低下するうえ、成膜
速度が不安定となる。そのため、半導体レーザの生産性
が悪く、量産には必ずしも適していない。そこで、この
発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、半導体レー
ザチップの端面に、耐湿性の良好なアルミナ膜を含む端
面保護膜を速やかに成膜することができる半導体レーザ
の製造方法を提供することである。
However, according to this method, the film formation rate of the alumina film is remarkably reduced and the film formation rate becomes unstable. Therefore, the productivity of the semiconductor laser is poor and it is not necessarily suitable for mass production. Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned technical problems, and to provide a semiconductor laser manufacturing method capable of quickly forming an end face protective film including an alumina film having good moisture resistance on an end face of a semiconductor laser chip. Is to provide.

【0006】また、この発明の他の目的は、半導体レー
ザチップの端面に、良好なアルミナ膜を含む端面保護膜
を速やかに成膜することができる構成の半導体レーザを
提供することである。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser having a structure capable of rapidly forming an end face protective film containing a good alumina film on the end face of a semiconductor laser chip.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項1記載の発明は、半導体レ
ーザチップの端面に、スパッタ法によって、端面保護膜
としてのアルミナ膜を成膜する工程と、上記成膜された
アルミナ膜に酸素原子を補う工程とを含むことを特徴と
する半導体レーザの製造方法である。この発明によれ
ば、スパッタ法によって端面保護膜としてのアルミナ膜
を成膜した後に、このアルミナ膜に酸素原子が補われ
る。すなわち、スパッタ法によってアルミナ膜を成膜す
ると、このアルミナ膜は酸素が欠損した状態となるけれ
ども、これに酸素原子を補うことによって、酸素欠損を
減少させることができる。これによって、水分子やヒド
ロキシル基と結合しにくいアルミナ膜、すなわち耐湿性
に優れたアルミナ膜を含む端面保護膜を半導体レーザチ
ップの端面に形成することができる。その結果、半導体
レーザの信頼性を向上することができる。
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 forms an alumina film as an end face protective film on the end face of a semiconductor laser chip by a sputtering method. And a step of supplementing the formed alumina film with oxygen atoms. According to the present invention, after forming the alumina film as the end face protective film by the sputtering method, oxygen atoms are supplemented to the alumina film. That is, when the alumina film is formed by the sputtering method, the alumina film is in a state of being deficient in oxygen, but by supplementing this with oxygen atoms, the oxygen deficiency can be reduced. As a result, an alumina film that does not easily bond with water molecules or hydroxyl groups, that is, an end face protective film including an alumina film having excellent moisture resistance can be formed on the end face of the semiconductor laser chip. As a result, the reliability of the semiconductor laser can be improved.

【0008】しかも、アルミナ膜をスパッタ成膜する際
に処理雰囲気中に酸素を導入する必要がないので、請求
項2に記載のように、アルミナ膜の成膜は、酸素を添加
しない不活性ガス雰囲気中におけるスパッタ法によって
行うことができる。これにより、耐湿性に優れたアルミ
ナ膜を含む端面保護膜を速やかに成膜することができ
る。これによって、半導体レーザを良好な生産性で量産
することができる。請求項3記載の発明は、上記酸素原
子を補う工程は、上記アルミナ膜の成膜後に、このアル
ミナ膜の表面に水分子を付着させる工程と、この水分子
を付着させた直後に、上記アルミナ膜に酸素プラズマを
接触させる工程とを含むことを特徴とする請求項1また
は2記載の半導体レーザの製造方法である。
Moreover, since it is not necessary to introduce oxygen into the processing atmosphere when forming the alumina film by sputtering, the alumina film is formed by using an inert gas to which oxygen is not added. It can be performed by a sputtering method in an atmosphere. Thereby, the end face protective film including the alumina film having excellent moisture resistance can be rapidly formed. As a result, semiconductor lasers can be mass-produced with good productivity. According to a third aspect of the present invention, in the step of supplementing the oxygen atoms, the step of attaching water molecules to the surface of the alumina film after the formation of the alumina film and the step of immediately adding the water molecules to the alumina 3. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, further comprising the step of bringing oxygen plasma into contact with the film.

【0009】この発明においては、アルミナ膜の成膜後
に水分子がアルミナ膜の表面に付着させられる。これに
よって、アルミナ膜中の酸素欠損が水分子によって補わ
れる。この直後に、アルミナ膜に酸素プラズマを接触さ
せると、アルミナ膜に付着した水分子における水素原子
の結合が切り離される。このようにして、酸素欠損が減
少された良好な耐湿性のアルミナ膜を成膜することがで
きる。請求項4記載の発明は、上記酸素原子を補う工程
は、上記アルミナ膜に酸素プラズマを接触させる工程を
含むことを特徴とする請求項1または2記載の半導体レ
ーザの製造方法である。
In the present invention, water molecules are attached to the surface of the alumina film after the formation of the alumina film. As a result, oxygen vacancies in the alumina film are supplemented by water molecules. Immediately after this, when oxygen plasma is brought into contact with the alumina film, hydrogen atom bonds in water molecules attached to the alumina film are separated. In this way, it is possible to form an alumina film having good oxygen resistance and reduced oxygen vacancies. The invention according to claim 4 is the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 1 or 2, wherein the step of supplementing the oxygen atoms includes a step of bringing oxygen plasma into contact with the alumina film.

【0010】この発明では、スパッタ成膜されたアルミ
ナ膜に酸素プラズマを接触させることによって、アルミ
ナ膜中の酸素欠損部に酸素が補われる。これによって、
酸素欠損が減少された良好な耐湿性のアルミナ膜を得る
ことができる。請求項5記載の発明は、上記アルミナ膜
に酸素プラズマを接触させる工程を、酸素原子が半導体
レーザチップの表面のアルミナ膜に衝突するようにバイ
アスをかけた逆バイアスエッチング処理により行うこと
を特徴とする請求項3または4記載の半導体レーザの製
造方法である。
According to the present invention, oxygen is supplemented to the oxygen vacancy portion in the alumina film by bringing the oxygen film into contact with the sputtered alumina film. by this,
It is possible to obtain an alumina film having good moisture resistance with reduced oxygen vacancies. The invention according to claim 5 is characterized in that the step of bringing oxygen plasma into contact with the alumina film is performed by a reverse bias etching process in which a bias is applied so that oxygen atoms collide with the alumina film on the surface of the semiconductor laser chip. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 3 or 4.

【0011】この発明により、プラズマ状態の酸素原子
をアルミナ膜に導いて、アルミナ膜中に酸素原子を補う
ことができる。請求項6記載の発明は、上記逆バイアス
エッチング処理を、上記アルミナ膜を成膜した処理室内
で行うことを特徴とする請求項5記載の半導体レーザの
製造方法である。この発明によれば、アルミナ膜をスパ
ッタ成膜した処理室と同じ処理室内において、バイアス
方向を逆方向とした逆バイアスエッチング処理を行うこ
とにより、酸素プラズマ中の酸素原子をスパッタリング
ターゲットとは反対方向、すなわち、成膜対象である半
導体レーザチップの方向へと導くことができる。これに
より、アルミナ膜の成膜と、このアルミナ膜に酸素原子
を補う処理とを同一の処理室内で行うことができるか
ら、生産設備の規模を小さくすることができる。
According to the present invention, oxygen atoms in a plasma state can be guided to the alumina film to supplement the oxygen atoms in the alumina film. The invention according to claim 6 is the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 5, wherein the reverse bias etching process is performed in a processing chamber in which the alumina film is formed. According to the present invention, by performing a reverse bias etching process in which the bias direction is the reverse direction in the same process chamber where the alumina film is formed by sputtering, the oxygen atoms in the oxygen plasma are directed in the opposite direction to the sputtering target. That is, it can be guided in the direction of the semiconductor laser chip which is the object of film formation. As a result, the formation of the alumina film and the process of supplementing the alumina film with oxygen atoms can be performed in the same processing chamber, so that the scale of the production facility can be reduced.

【0012】特に、請求項4記載の発明の場合には、ア
ルミナ膜のスパッタ成膜に引き続き、連続して逆バイア
スエッチングを行うことができるから、半導体レーザの
生産性を向上することができる。請求項7記載の発明
は、上記酸素原子を補う工程は、大気中または酸素雰囲
気中で、上記成膜されたアルミナ膜に熱処理を加える工
程を含むことを特徴とする請求項1または2記載の半導
体レーザの製造方法である。
Particularly, in the case of the invention described in claim 4, since the reverse bias etching can be continuously performed following the sputter deposition of the alumina film, the productivity of the semiconductor laser can be improved. The invention according to claim 7 is characterized in that the step of supplementing the oxygen atoms includes a step of subjecting the formed alumina film to heat treatment in the air or an oxygen atmosphere. It is a method of manufacturing a semiconductor laser.

【0013】この発明では、酸素が存在する雰囲気中、
すなわち大気中または酸素雰囲気中において、アルミナ
膜に熱処理が加えられ、これによって酸素欠損が生じて
いるアルミナ膜に酸素原子が補われる。この熱処理によ
って、良好な耐湿性のアルミナ膜が得られる。ただし、
熱処理には比較的長い時間を要するので、量産性を考慮
すると、請求項3または請求項4に記載した工程によっ
て酸素原子をアルミナ膜に補うことが好ましい。
According to the present invention, in an atmosphere containing oxygen,
That is, heat treatment is applied to the alumina film in the air or the oxygen atmosphere, and thereby oxygen atoms are supplemented to the alumina film in which oxygen deficiency occurs. By this heat treatment, an alumina film having good moisture resistance can be obtained. However,
Since the heat treatment requires a relatively long time, it is preferable to supplement the alumina film with oxygen atoms by the process described in claim 3 or 4 in consideration of mass productivity.

【0014】請求項8記載の発明は、半導体レーザチッ
プの端面に端面保護膜としてのアルミナ膜が形成された
半導体レーザであって、上記アルミナ膜の表層部の酸素
含有量が、上記アルミナ膜の膜深部の酸素含有量よりも
多くなっていることを特徴とする半導体レーザである。
このような構造の半導体レーザは、請求項1ないし7の
いずれかに記載した方法によって作製することができ
る。すなわち、アルミナ膜をスパッタ成膜した後に、こ
のアルミナ膜の表面から酸素原子が補われることになる
から、アルミナ膜は表層部においてより多くの酸素を含
有することになり、膜深部においては表層部よりも酸素
含有量が少なくなる。表層部における酸素欠損が少なけ
れば、アルミナ膜は良好な耐湿性を有することができる
から、半導体レーザの信頼性を確保できる。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser in which an alumina film as an end face protective film is formed on an end face of a semiconductor laser chip, wherein an oxygen content of a surface layer of the alumina film is equal to that of the alumina film. The semiconductor laser is characterized in that the oxygen content is higher than the deep part of the film.
The semiconductor laser having such a structure can be manufactured by the method described in any one of claims 1 to 7. That is, after the alumina film is formed by sputtering, oxygen atoms are supplemented from the surface of this alumina film, so that the alumina film contains more oxygen in the surface layer portion, and the surface layer portion in the film deep portion. Oxygen content is lower than that. If the oxygen deficiency in the surface layer portion is small, the alumina film can have good moisture resistance, so that the reliability of the semiconductor laser can be secured.

【0015】請求項9記載の発明は、上記表層部の酸素
含有量が第1レベルであり、上記膜深部の酸素含有量が
上記第1レベルよりも少ない第2レベルであって、上記
アルミナ膜の表面からの深さに対する酸素含有量の変化
が、上記第1レベルと第2レベルとの間でステップ状の
変化を示すことを特徴とする請求項8記載の半導体レー
ザである。アルミナ膜をスパッタ成膜した後にその表面
から酸素原子を補うと、請求項9に記載したように、表
層部と膜深部との間で酸素含有量の変化がステップ状の
変化を示すことになる。
According to a ninth aspect of the present invention, the oxygen content in the surface layer portion is at a first level and the oxygen content in the film deep portion is at a second level lower than the first level, and the alumina film is 9. The semiconductor laser according to claim 8, wherein the change of the oxygen content with respect to the depth from the surface of the step shows a stepwise change between the first level and the second level. When oxygen atoms are supplemented from the surface of the alumina film formed by sputtering, the change in oxygen content between the surface layer portion and the film deep portion shows a step-like change as described in claim 9. .

【0016】このように、この発明の半導体レーザは、
アルミナ膜をスパッタ成膜する際に処理雰囲気中に酸素
を添加する必要のない製造方法によって作製することが
できる。したがって、端面保護膜としてのアルミナ膜を
短時間に成膜することができる。このようにして、量産
に適した構造の半導体レーザを実現できる。
Thus, the semiconductor laser of the present invention is
It can be manufactured by a manufacturing method that does not require the addition of oxygen to the processing atmosphere when the alumina film is formed by sputtering. Therefore, the alumina film as the end face protection film can be formed in a short time. In this way, a semiconductor laser having a structure suitable for mass production can be realized.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、この
発明の一実施形態に係る製造方法によって作製されるべ
き半導体レーザの構成を簡略化して示す斜視図である。
また、図2は、上記半導体レーザの横断面図である。こ
の半導体レーザは、半導体レーザチップ10の両端面に
端面保護膜11,12をそれぞれ形成し、一方の端面に
は端面保護膜12の上にさらにアモルファスシリコン膜
13を形成して構成される。端面保護膜11,12は、
レーザ光が取り出されるレーザ出射側端面、および半導
体レーザチップ10内で発生した光の大部分をチップ内
に反射する反射側端面に形成されており、たとえばスパ
ッタ成膜されたアルミナの単膜からなる。反射側端面に
は、端面保護膜12の上に、スパッタ成膜されたアモル
ファスシリコン膜13が形成されており、これにより、
2層構造の反射膜が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a simplified structure of a semiconductor laser to be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Further, FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor laser. This semiconductor laser is configured by forming end face protective films 11 and 12 on both end faces of a semiconductor laser chip 10, and further forming an amorphous silicon film 13 on the end face protective film 12 on one end face. The end face protective films 11 and 12 are
It is formed on the laser emission side end face from which laser light is extracted and on the reflection side end face that reflects most of the light generated in the semiconductor laser chip 10 into the chip, and is made of, for example, a single film of alumina sputter-deposited. . An amorphous silicon film 13 formed by sputtering is formed on the end face protective film 12 on the reflection side end face.
A reflective film having a two-layer structure is formed.

【0018】図2に示すように、半導体レーザチップ1
0は、GaAs等の化合物半導体基板1上に、n型クラ
ッド層2、活性層3、p型クラッド層4、p型コンタク
ト層5をこの順に積層して構成されている。p型クラッ
ド層4の膜厚方向中間部付近には、チップ内に流れる電
流を半導体レーザチップ10の中心軸付近に狭搾するた
めの電流阻止層6が設けられている。さらに、化合物半
導体基板1の表面(n型クラッド層2とは反対側の表
面)には、n側電極7がオーミック接触している。同様
に、p型コンタクト層5の露出表面には、p側電極8が
オーミック接触している。
As shown in FIG. 2, the semiconductor laser chip 1
0 is constituted by laminating an n-type cladding layer 2, an active layer 3, a p-type cladding layer 4, and a p-type contact layer 5 in this order on a compound semiconductor substrate 1 such as GaAs. A current blocking layer 6 for narrowing the current flowing in the chip near the central axis of the semiconductor laser chip 10 is provided near the middle portion of the p-type cladding layer 4 in the film thickness direction. Further, the n-side electrode 7 is in ohmic contact with the surface of the compound semiconductor substrate 1 (the surface opposite to the n-type cladding layer 2). Similarly, the p-side electrode 8 is in ohmic contact with the exposed surface of the p-type contact layer 5.

【0019】図3は、上述の構造の半導体レーザの製造
工程を概説するためのフローチャートである。化合物半
導体基板1の上に、n型クラッド層2(ステップS
1)、活性層3(ステップS2)、p型クラッド層4
(ステップS3)、電流阻止層6(ステップS4)、お
よびp型コンタクト層5(ステップS5)を順次結晶成
長する。これらは、1枚の大きな化合物半導体基板上
に、図2に示す半導体レーザ素子の個片部を密に配した
状態に形成される。
FIG. 3 is a flow chart for outlining the manufacturing process of the semiconductor laser having the above structure. On the compound semiconductor substrate 1, the n-type cladding layer 2 (step S
1), active layer 3 (step S2), p-type cladding layer 4
(Step S3), the current blocking layer 6 (step S4), and the p-type contact layer 5 (step S5) are sequentially crystal-grown. These are formed on one large compound semiconductor substrate in a state where the individual portions of the semiconductor laser device shown in FIG. 2 are densely arranged.

【0020】その後、化合物半導体基板1(n型クラッ
ド層2とは反対側の面)をラッピング処理し、試料を所
望の厚さに薄くする(ステップS6)。続いて、p型コ
ンタクト層5が形成されている面にp側電極8を形成
し、化合物半導体基板1側にn側電極7を形成する(ス
テップS7)。そして、劈開により個々の半導体レーザ
素子に対応する個片に切り出し、チップ化する(ステッ
プS8)。得られた半導体レーザチップ10において、
図2に示す断面に平行な両端面およびその近傍の側面
に、端面保護膜11,12を構成するアルミナ膜を形成
する(ステップS9)。このアルミナ膜は酸素を添加し
ていない不活性ガス、たとえばアルゴン雰囲気中でスパ
ッタ成膜により形成する。すると、酸素が欠損したアル
ミナAlXY(X=2、0≦Y≦3、Y/X<3/2)
からなる膜が形成される。
Then, the compound semiconductor substrate 1 (the surface opposite to the n-type cladding layer 2) is subjected to a lapping process to thin the sample to a desired thickness (step S6). Then, the p-side electrode 8 is formed on the surface on which the p-type contact layer 5 is formed, and the n-side electrode 7 is formed on the compound semiconductor substrate 1 side (step S7). Then, it is cut into individual pieces corresponding to individual semiconductor laser elements by cleavage, and is made into chips (step S8). In the obtained semiconductor laser chip 10,
Alumina films forming the end face protective films 11 and 12 are formed on both end faces parallel to the cross section shown in FIG. 2 and side faces in the vicinity thereof (step S9). This alumina film is formed by sputtering film formation in an atmosphere of an inert gas to which oxygen is not added, for example, argon. Then, oxygen-deficient alumina Al X O Y (X = 2, 0 ≦ Y ≦ 3, Y / X <3/2)
Is formed.

【0021】次に、得られた試料(半導体レーザチップ
の両端面に端面保護膜11,12としてのアルミナ膜を
形成したもの)を水中に浸漬し、端面保護膜11,12
に水分子H2Oを付着させる(ステップS10)。する
と、水分子H2Oの酸素原子Oが、アルミナの酸素欠損
部に捕捉された状態となる。この直後に、試料(端面保
護膜11,12に水分子を付着させた半導体レーザチッ
プ)を酸素雰囲気中で、バイアス方向を逆方向とした逆
バイアスエッチングする(ステップS11)。すると、
酸素プラズマが生成され、この酸素プラズマ中の活性化
された酸素原子が試料の方向に導かれて、アルミナ膜に
付着した水分子H2Oに衝突する。これにより、水分子
2Oの水素原子Hの結合が切り離され、水素原子Hか
ら切り離された酸素原子Oが、アルミナ膜表面の酸素欠
損を補うので、表面に酸素欠損がほとんどないアルミナ
膜(端面保護膜11,12)が得られる。
Next, the obtained sample (a semiconductor laser chip having alumina films as the end face protective films 11 and 12 formed on both end faces) is immersed in water to form the end face protective films 11 and 12.
Water molecules H 2 O are attached to the surface (step S10). Then, the oxygen atom O of the water molecule H 2 O is in a state of being trapped in the oxygen vacancy portion of alumina. Immediately after this, the sample (semiconductor laser chip in which water molecules are attached to the end face protective films 11 and 12) is subjected to reverse bias etching in the oxygen atmosphere with the bias direction reversed (step S11). Then,
Oxygen plasma is generated, and activated oxygen atoms in the oxygen plasma are guided toward the sample and collide with water molecules H 2 O attached to the alumina film. As a result, the bond of the hydrogen atom H of the water molecule H 2 O is separated, and the oxygen atom O separated from the hydrogen atom H supplements the oxygen deficiency on the surface of the alumina film. The end face protective films 11, 12) are obtained.

【0022】一方の端面保護膜12上に、適当な段階で
アモルファスシリコン膜13を成膜すれば、半導体レー
ザは完成する。たとえば、端面保護膜11,12を形成
(ステップS9)した直後にアモルファスシリコン膜1
3の成膜を行い、その後に、端面保護膜11に水分子を
付着させ(ステップS10)、逆バイアスエッチング
(ステップS11)を行ってもよい。また、端面保護膜
11,12の形成(ステップS9)を行い、端面保護膜
11,12に水分子を付着させ(ステップS10)、逆
バイアスエッチング(ステップS11)を行った後、ア
モルファスシリコン膜13の成膜を行ってもよい。アモ
ルファスシリコン膜13を形成した側の端面が反射側端
面、端面保護膜のみの側の端面がレーザ出射側端面とな
る。
The semiconductor laser is completed by forming the amorphous silicon film 13 on the one end face protective film 12 at an appropriate stage. For example, the amorphous silicon film 1 is formed immediately after the end face protective films 11 and 12 are formed (step S9).
3 may be formed, and thereafter, water molecules may be attached to the end face protective film 11 (step S10) and reverse bias etching (step S11) may be performed. Further, the end face protective films 11 and 12 are formed (step S9), water molecules are attached to the end face protective films 11 and 12 (step S10), and reverse bias etching (step S11) is performed, and then the amorphous silicon film 13 is formed. May be formed. The end face on the side where the amorphous silicon film 13 is formed is the reflection side end face, and the end face only on the end face protective film is the laser emission side end face.

【0023】図4は、図3のステップS9に示すアルミ
ナ膜のスパッタ成膜、およびステップS11の逆バイア
スエッチング処理を実行するための処理装置の構成を示
す図解的な断面図である。処理室21の内部には平板電
極22と平板電極23a,23bとが対向配置されてい
る。一方側の電極22の表面上には、半導体レーザチッ
プ10(図4では複数個)が配置され、他方側の電極2
3a,23b上にはバッキングプレート25a,25b
を介して、薄膜の原料物質であるターゲット26a,2
6bが固定されている。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of a processing apparatus for carrying out the sputter deposition of the alumina film shown in step S9 of FIG. 3 and the reverse bias etching process of step S11. Inside the processing chamber 21, a plate electrode 22 and plate electrodes 23a and 23b are arranged opposite to each other. Semiconductor laser chips 10 (a plurality of in FIG. 4) are arranged on the surface of the electrode 22 on the one side, and the electrode 2 on the other side is arranged.
Backing plates 25a and 25b are provided on 3a and 23b.
Through the target 26a, 2 which is the raw material of the thin film.
6b is fixed.

【0024】成膜時には、流量コントロールバルブB1
を開き、ガス導入部Aからアルゴンなどの不活性ガスを
処理室21内に導入し、処理室21内を不活性ガス雰囲
気にする。併せて、処理室21に接続した排気系Bによ
り処理室21内を減圧し、処理室21内部を10-1To
rr程度以下の減圧状態とする。ターゲット26aおよ
びターゲット26bは、互いに異なる種類のものであっ
てもかまわない。ターゲット26aを使用する場合、す
なわち、ターゲット26aを原料とした成膜を行う場合
(たとえばステップS9)、シャッタ27aを開放し、
シャッタ27bを閉じ、電源28Tによりターゲット2
6a側の電極23aの電位を制御する。ターゲット26
b側の電極23bには電源28Tを接続しない。スイッ
チSをオンにし、電極22がアースをとられた状態とす
る。すると、電極22,23a間に電圧が生じる。電源
28Tが交流電源である場合、電極22,23a間には
交流電圧が生じる。この交流電圧の作用により処理室2
1内のガスがプラズマ状態となり、放電する。
During film formation, the flow rate control valve B1
Is opened, and an inert gas such as argon is introduced into the processing chamber 21 from the gas introduction part A to make the inside of the processing chamber 21 an inert gas atmosphere. At the same time, the pressure inside the processing chamber 21 is reduced by the exhaust system B connected to the processing chamber 21, and the inside of the processing chamber 21 is reduced to 10 −1 To.
The pressure is reduced to about rr or less. The targets 26a and 26b may be of different types. When the target 26a is used, that is, when the film is formed using the target 26a as a raw material (for example, step S9), the shutter 27a is opened,
The shutter 27b is closed, and the power source 28T is used for the target 2
The potential of the electrode 23a on the 6a side is controlled. Target 26
The power source 28T is not connected to the electrode 23b on the b side. The switch S is turned on so that the electrode 22 is grounded. Then, a voltage is generated between the electrodes 22 and 23a. When the power source 28T is an AC power source, an AC voltage is generated between the electrodes 22 and 23a. Due to the action of this AC voltage, the processing chamber 2
The gas in 1 becomes a plasma state and is discharged.

【0025】マッチングボックス29Tは、回路の定数
を調節することにより、処理室21内部のインピーダン
スが変わっても、処理室21内部で消費される高周波電
力の効率が高くなるように調整する働きをする。運動エ
ネルギーを持った不活性ガスの原子がターゲット26a
の表面に衝突することで、ターゲット26aを構成する
原子が飛び出し、対向した半導体レーザチップ10の表
面に到達し堆積する。これにより、半導体レーザチップ
10の表面にターゲット26aの構成材料からなる薄膜
が形成される。
The matching box 29T functions to adjust the circuit constants so that the efficiency of the high frequency power consumed in the processing chamber 21 becomes high even if the impedance inside the processing chamber 21 changes. . Inert gas atom with kinetic energy is the target 26a
By colliding with the surface of, the atoms forming the target 26a are ejected, reach the surface of the semiconductor laser chip 10 facing and are deposited. As a result, a thin film made of the constituent material of the target 26a is formed on the surface of the semiconductor laser chip 10.

【0026】逆バイアスエッチング時(ステップS1
1)には、スイッチSをオフにし、電源28Sを電極2
2に接続し、電極22の電位を制御した状態で、スパッ
タ成膜時と同様ターゲット26a側の電極23aの電位
を制御する。このとき、マッチングボックス29Sによ
って、電源28Sによる高周波電力の効率が高くなるよ
うに調整される。すると、半導体レーザチップ10側に
バイアス電圧が印加された状態となり、気体の原子は主
に半導体レーザチップ10に衝突する。ステップS11
の工程では、酸素を含む雰囲気中で逆バイアスエッチン
グを行うために、流量コントロールバルブB2を開き、
ガス導入部Aから処理室21内に酸素ガスを導入し、処
理室21内を適当な酸素分圧に調整する。
During reverse bias etching (step S1
In 1), switch S is turned off and power supply 28S is connected to electrode 2
2, the potential of the electrode 22 is controlled, and the potential of the electrode 23a on the target 26a side is controlled in the same manner as in the sputtering film formation. At this time, the matching box 29S adjusts the efficiency of the high frequency power from the power source 28S to be high. Then, a bias voltage is applied to the semiconductor laser chip 10 side, and gas atoms mainly collide with the semiconductor laser chip 10. Step S11
In the step of, the flow control valve B2 is opened to perform reverse bias etching in an atmosphere containing oxygen,
Oxygen gas is introduced into the processing chamber 21 from the gas introduction part A to adjust the inside of the processing chamber 21 to an appropriate oxygen partial pressure.

【0027】電源28T,28S、マッチングボックス
29T,29Sによる高周波電力や、流量コントロール
バルブB1によるアルゴンガス流量、流量コントロール
バルブB2による酸素ガス流量、スイッチSの開閉など
は、コントローラ30により制御される。図5は、端面
保護膜11,12(特に端面保護膜11)を構成するア
ルミナ膜の表面からの深さに対する酸素含有量の変化を
示すグラフである。表層部(表面からの深さが30nm
〜50nm以下)での平均的な酸素含有量は、比較的高
い値である第1レベルにある。図5では、酸素含有量を
Al量Xに対するO量Yの割合Y/X(原子比)で示し
ているが、第1レベルではY/Xはほぼ1.5であり、
酸素欠損がほとんどない状態を示している。Al量Xに
対するO量Yの比Y/Xは、表面からの深さがある程度
深くなると急激に下がり、それより深い膜深部ではほぼ
一定の値となる。膜深部(表面からの深さが30nm〜
50nm以上)での平均的な酸素含有量は、第1レベル
よりも低い第2レベルである。
The controller 30 controls the high frequency power from the power supplies 28T and 28S and the matching boxes 29T and 29S, the argon gas flow rate from the flow rate control valve B1, the oxygen gas flow rate from the flow rate control valve B2, and the opening and closing of the switch S. FIG. 5 is a graph showing changes in the oxygen content with respect to the depth from the surface of the alumina film forming the end face protective films 11 and 12 (particularly the end face protective film 11). Surface layer (depth from the surface is 30 nm
The average oxygen content at ˜50 nm) is at the first level, which is a relatively high value. In FIG. 5, the oxygen content is shown by the ratio Y / X (atomic ratio) of the O amount Y to the Al amount X, but at the first level, Y / X is about 1.5,
It shows a state where there is almost no oxygen deficiency. The ratio Y / X of the O amount Y to the Al amount X sharply decreases when the depth from the surface becomes deep to some extent, and becomes a substantially constant value in the deeper portion of the film. Deep part of the film (depth from the surface is 30 nm ~
The average oxygen content at 50 nm and above) is a second level lower than the first level.

【0028】このようにステップ状に変化する酸素含有
量の深さ分布は、酸素含有量がほぼ第2レベルである酸
素欠損を多く含むアルミナ膜が形成された後、このアル
ミナ膜の表面から酸素が供給され、表面に近い浅い領域
のみ酸素含有量が高い第1レベルになったことにより形
成される。本発明の第1の実施形態に係る製造方法によ
り、このような酸素含有量の分布を持った端面保護膜で
あるアルミナ膜が形成された半導体レーザが得られる。
As described above, the depth distribution of the oxygen content which changes stepwise is such that after the alumina film containing a large amount of oxygen deficiency whose oxygen content is almost the second level is formed, the oxygen is removed from the surface of the alumina film. Is supplied, and only in a shallow region near the surface, the oxygen content reaches a high first level. By the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, a semiconductor laser having an alumina film, which is an end face protective film having such an oxygen content distribution, can be obtained.

【0029】表1は、耐湿性の加速試験であるプレッシ
ャークッカーテストに供した前後のアルミナ膜の反射率
を測定しまとめたものである。テストには端面保護膜の
形成方法が異なる3種類の試料を用いた。一つは、上記
第1の実施形態を適用した場合、他の一つは、従来の耐
湿性向上方法を適用した場合、残る一つは、耐湿性向上
処理なしで行った場合である。従来の耐湿性向上方法と
は、端面保護膜であるアルミナ膜を、酸素を添加したア
ルゴン雰囲気中におけるスパッタによって形成する方法
である。耐湿性向上処理なしとは、端面保護膜であるア
ルミナ膜を、酸素を添加しないアルゴン雰囲気中でのス
パッタにより形成し、その後に酸素原子を補う処理を行
わない場合である。第1の実施形態に対応する試料の作
成の際には、スパッタ雰囲気はアルゴン単独とした。
Table 1 shows a summary of the measured reflectance of the alumina film before and after the pressure cooker test, which is an accelerated moisture resistance test. For the test, three types of samples having different methods for forming the end face protective film were used. One is when the first embodiment is applied, the other is when the conventional method for improving the moisture resistance is applied, and the other is when the processing is performed without the moisture resistance improving treatment. The conventional method for improving moisture resistance is a method for forming an alumina film, which is an end face protective film, by sputtering in an argon atmosphere containing oxygen. The term “without moisture resistance improving treatment” means that the alumina film, which is the end face protective film, is formed by sputtering in an argon atmosphere in which oxygen is not added, and thereafter the treatment for supplementing oxygen atoms is not performed. When the sample corresponding to the first embodiment was created, the sputtering atmosphere was argon alone.

【0030】プレッシャークッカーテストの条件は、試
料を121℃、相対湿度100%、2気圧の環境下に2
時間放置することとした。
The condition of the pressure cooker test is that the sample is kept in an environment of 121 ° C., relative humidity of 100% and 2 atm.
I decided to leave it for an hour.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】端面保護膜の反射率は、耐湿性向上処理な
しの場合は、テスト前に比してテスト後大きく下がった
のに対して、第1の実施形態を適用した場合、および従
来の耐湿性向上方法を適用した場合は、テスト後の反射
率はテスト前の反射率と同等の値を維持していた。すな
わち、第1の実施形態を適用した場合および従来の耐湿
性向上方法を適用した場合では、良好な耐湿性を有する
端面保護膜が得られている。
The reflectance of the end face protective film was greatly decreased after the test as compared with that before the test in the case without the moisture resistance improving treatment, whereas in the case of applying the first embodiment and the conventional moisture resistance. When the property improving method was applied, the reflectance after the test maintained the same value as the reflectance before the test. That is, when the first embodiment is applied and when the conventional moisture resistance improving method is applied, the end face protective film having good moisture resistance is obtained.

【0033】アルミナ膜をスパッタ成膜する際の雰囲気
として、アルゴンに酸素を添加したものを用いる場合
は、アルゴン単独の場合に比して、成膜速度が著しく低
下し、かつ成膜速度が不安定となる。このため、従来の
耐湿性向上方法では、生産性が悪く、量産化が困難であ
る。また、端面保護膜の反射率は膜厚によって変わるの
で、成膜速度が一定しないと膜厚のばらつきが生じ、端
面保護膜の反射率を精度良く制御することができない。
When an atmosphere in which oxygen is added to argon is used as the atmosphere for forming the alumina film by sputtering, the film forming rate is significantly reduced and the film forming rate is unsatisfactory as compared with the case of using argon alone. Be stable. Therefore, the conventional method for improving moisture resistance has poor productivity and is difficult to be mass-produced. Further, since the reflectance of the end face protective film changes depending on the film thickness, if the film formation rate is not constant, the film thickness varies, and the reflectance of the end face protective film cannot be accurately controlled.

【0034】これに対して、本実施形態では、スパッタ
成膜(ステップS9)はアルゴン単独の雰囲気中で行っ
ているので、成膜速度を充分に速くでき、成膜速度が安
定しているので膜厚を精度良く制御できる。アルミナ膜
に水を付着させる工程(ステップS10)や酸素雰囲気
中での逆バイアスエッチングの工程(ステップS11)
は、比較的短時間で終了する。したがって、本実施形態
により良好な耐湿性を有するアルミナ膜を含む端面保護
膜を速やかに成膜することが可能である。また、得られ
た端面保護膜の反射率のばらつきを小さくすることが可
能である。
On the other hand, in this embodiment, since the sputter film formation (step S9) is performed in an atmosphere of argon alone, the film formation rate can be made sufficiently high and the film formation rate is stable. The film thickness can be controlled accurately. Step of attaching water to the alumina film (step S10) and step of reverse bias etching in an oxygen atmosphere (step S11)
Ends in a relatively short time. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to quickly form the end face protective film including the alumina film having good moisture resistance. Further, it is possible to reduce variations in the reflectance of the obtained end face protective film.

【0035】また、この実施形態では、端面保護膜を構
成するアルミナ膜をスパッタ成膜する(ステップS9)
ための処理室21と、逆バイアスエッチング処理を行う
(ステップS11)ための処理室21とは、電源28S
によりバイアス方向を制御することによって、同一のも
のを使用することが可能である。これにより、生産設備
の規模を小さくすることが可能である。図6は、本発明
の第2の実施形態に係る半導体レーザの製造工程を概説
するためのフローチャートである。
Further, in this embodiment, the alumina film forming the end face protective film is formed by sputtering (step S9).
The processing chamber 21 for performing the reverse bias etching process (step S11) includes a power source 28S.
The same can be used by controlling the bias direction by. This makes it possible to reduce the scale of production equipment. FIG. 6 is a flowchart for outlining the manufacturing process of the semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention.

【0036】端面保護膜11,12を形成する工程まで
(ステップS1〜S9)は、第1の実施形態(図3)と
同様である。端面保護膜11,12をアルゴンなどの不
活性雰囲気中でスパッタ成膜することにより形成し(ス
テップS9)、その後試料(半導体レーザチップの両端
面に端面保護膜11,12を構成するアルミナ膜を形成
したもの)を、同じ処理室21(図4参照)の中に保持
したまま、処理室21内の雰囲気を酸素に置換し、逆バ
イアスエッチングを行う(ステップS20)。
The steps up to the step of forming the end face protective films 11 and 12 (steps S1 to S9) are the same as those in the first embodiment (FIG. 3). The end face protective films 11 and 12 are formed by sputter deposition in an inert atmosphere such as argon (step S9), and then a sample (alumina films constituting the end face protective films 11 and 12 are formed on both end faces of the semiconductor laser chip). While maintaining the same (formed material) in the same processing chamber 21 (see FIG. 4), the atmosphere in the processing chamber 21 is replaced with oxygen and reverse bias etching is performed (step S20).

【0037】端面保護膜11,12の形成は不活性雰囲
気中で行っているので、スパッタ成膜した段階(ステッ
プS9)では、端面保護膜11,12を形成するアルミ
ナ膜中には酸素欠損が多数存在する。そこで、酸素雰囲
気中で逆バイアスエッチングする(ステップS20)こ
とにより、酸素プラズマが生成され、活性化された酸素
原子が、アルミナの酸素欠損部に供給される。これによ
り、アルミナ膜の表層部は酸素欠損がほとんどない状態
になる。したがって、水分子やヒドロキシル基との結合
により表面にベーマイトが形成されることがないので、
このようなアルミナ膜は高い耐湿性を持つ。
Since the end face protection films 11 and 12 are formed in an inert atmosphere, oxygen vacancies are not present in the alumina film forming the end face protection films 11 and 12 at the stage of sputtering film formation (step S9). There are many. Therefore, by performing reverse bias etching in an oxygen atmosphere (step S20), oxygen plasma is generated and activated oxygen atoms are supplied to the oxygen vacancy portion of alumina. As a result, the surface layer portion of the alumina film is in a state in which there is almost no oxygen deficiency. Therefore, because boehmite is not formed on the surface due to bonding with water molecules or hydroxyl groups,
Such an alumina film has high humidity resistance.

【0038】この第2の実施の形態によっても、図5に
示すような酸素含有量の深さ分布、すなわち表層部で酸
素量が多く、膜深部で酸素量が少なく、かつその間がス
テップ状に変化する分布を有する端面保護膜11,12
を備えた半導体レーザが得られる。端面保護膜11,1
2を構成するアルミナ膜をスパッタ成膜する(ステップ
S9)ための処理室21と、逆バイアスエッチング処理
を行う(ステップS20)ための処理室21とは、電源
28Sによりバイアス方向を制御することによって、同
一のものを使用することが可能である。これにより、生
産設備の規模を小さくすることが可能である。
Also according to the second embodiment, the depth distribution of the oxygen content as shown in FIG. 5, that is, the oxygen amount is large in the surface layer portion, the oxygen amount is small in the film deep portion, and the interval is stepwise. End face protective films 11, 12 having varying distribution
A semiconductor laser provided with is obtained. End face protective film 11, 1
The processing chamber 21 for sputter-depositing the alumina film (step S9) and the processing chamber 21 for performing the reverse bias etching process (step S20) are controlled by the power supply 28S in the bias direction. , It is possible to use the same one. This makes it possible to reduce the scale of production equipment.

【0039】さらに、第2の実施形態においては、スパ
ッタ装置の処理室21中に試料を保持したままで、アル
ミナ膜の成膜(ステップS9)と酸素欠損部への酸素供
給(ステップS20)とを連続して行える。したがっ
て、大幅な生産性の向上を図ることができる。図7は、
第3の実施形態に係る半導体レーザの製造工程を概説す
るためのフローチャートである。
Further, in the second embodiment, the alumina film is formed (step S9) and oxygen is supplied to the oxygen deficient portion (step S20) while the sample is held in the processing chamber 21 of the sputtering apparatus. Can be performed continuously. Therefore, it is possible to significantly improve the productivity. Figure 7
9 is a flowchart for outlining the manufacturing process of the semiconductor laser according to the third embodiment.

【0040】端面保護膜11,12を形成する工程まで
(ステップS1〜S9)は、第1の実施形態(図3)と
同様である。その後、大気中または酸素雰囲気中で熱処
理を行う(ステップS30)。端面保護膜11,12の
形成はアルゴンなどの不活性雰囲気中で行っているの
で、スパッタ成膜した段階(ステップS9)では、端面
保護膜11,12を形成するアルミナ膜中には酸素欠損
が多数存在する。そこで、大気中または酸素雰囲気中で
熱処理する(ステップS30)ことにより、雰囲気中の
酸素がアルミナの酸素欠損部に供給されるので、アルミ
ナ膜表面は酸素欠損がほとんどない状態になる。したが
って、水分子やヒドロキシル基との結合によりベーマイ
トが形成されることがないので、このようなアルミナ膜
は高い耐湿性を持つ。
The steps up to the step of forming the end face protective films 11 and 12 (steps S1 to S9) are the same as those in the first embodiment (FIG. 3). Then, heat treatment is performed in the air or an oxygen atmosphere (step S30). Since the end face protective films 11 and 12 are formed in an inert atmosphere such as argon, at the stage of sputtering film formation (step S9), oxygen vacancies are not present in the alumina film forming the end face protective films 11 and 12. There are many. Therefore, by performing a heat treatment in the air or in an oxygen atmosphere (step S30), oxygen in the atmosphere is supplied to the oxygen deficiency portion of alumina, so that the surface of the alumina film has almost no oxygen deficiency. Therefore, since boehmite is not formed by bonding with water molecules or hydroxyl groups, such an alumina film has high moisture resistance.

【0041】この第3の実施の形態によっても、図5に
示すような酸素含有量の深さ分布、すなわち表層部で酸
素量が多く、膜深部で酸素量が少なく、かつその間がス
テップ状に変化する分布を有する端面保護膜11,12
を備えた半導体レーザが得られる。上述の表1には、端
面保護膜11,12に第3の実施形態を適用した場合の
試料について、プレッシャークッカーテストに供した前
後のアルミナ膜の反射率の測定結果が示されている。
Also in the third embodiment, the depth distribution of the oxygen content as shown in FIG. 5, that is, the oxygen amount is large in the surface layer portion, the oxygen amount is small in the film deep portion, and the interval is stepwise. End face protective films 11, 12 having varying distribution
A semiconductor laser provided with is obtained. In Table 1 above, the measurement results of the reflectance of the alumina film before and after being subjected to the pressure cooker test are shown for the samples when the third embodiment is applied to the end face protective films 11 and 12.

【0042】プレッシャークッカーテストは、試料を1
21℃、相対湿度100%、2気圧の環境下に2時間放
置することによった。上記第3の実施形態を適用して作
成した試料では、テスト後の反射率はテスト前の反射率
と同等の値を維持していた。この第3の実施形態を適用
した場合では、スパッタ成膜(ステップS9)は酸素を
添加しないアルゴン雰囲気中で行っているので、成膜速
度を充分に速くでき、かつ成膜速度が安定しているので
膜厚を精度良く制御できる。熱処理(ステップS30)
には1時間ないし2時間を要するが、多量の試料を一括
で処理することが可能であるので、生産性が大きく下が
ることはない。したがって、第3の実施形態適用により
良好な耐湿性を有するアルミナを含む端面保護膜を速や
かに成膜することが可能である。また、得られた端面保
護膜11,12の反射率のばらつきを小さくすることが
可能である。
In the pressure cooker test, 1 sample was used.
It was carried out by leaving it for 2 hours in an environment of 21 ° C., 100% relative humidity and 2 atm. In the sample prepared by applying the third embodiment, the reflectance after the test maintained the same value as the reflectance before the test. In the case of applying the third embodiment, since the sputter film formation (step S9) is performed in an argon atmosphere in which oxygen is not added, the film formation rate can be sufficiently increased and the film formation rate can be stabilized. Therefore, the film thickness can be controlled accurately. Heat treatment (step S30)
It takes 1 to 2 hours to process, but since a large amount of samples can be processed at once, the productivity does not drop significantly. Therefore, by applying the third embodiment, it is possible to quickly form the end face protective film containing alumina having good moisture resistance. Further, it is possible to reduce the variation in the reflectance of the obtained end face protective films 11 and 12.

【0043】以上は本発明の実施形態の例であり、特許
請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の変更を施す
ことが可能である。たとえば、成膜速度を落とさない範
囲で、アルゴン雰囲気中に酸素を微量添加して、端面保
護膜をスパッタ成膜するようにしてもよい。この場合に
も、アルミナ膜の成膜後にアルミナ膜表面の酸素欠損部
に酸素原子を補うことによって、良好な耐湿性を有する
端面保護膜を速やかに成膜することが可能である。
The above is an example of the embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the matters described in the claims. For example, the end face protective film may be formed by sputtering by adding a small amount of oxygen to the argon atmosphere within a range that does not reduce the film forming rate. Also in this case, it is possible to quickly form the end face protective film having good moisture resistance by compensating oxygen atoms in the oxygen vacancy portion on the surface of the alumina film after forming the alumina film.

【0044】また、本発明が適用される半導体レーザチ
ップは、図2に構造を示すものに限られるものではな
く、他の様々な構造の半導体レーザチップに本発明が適
用可能である。以上の実施形態において、レーザ出射側
端面には端面保護膜11のみが形成された単層構造とさ
れ、反射側端面には端面保護膜12の上にアモルファス
シリコン膜13が形成された2層構造とされていたが、
本発明は、これに限定されるものではない。たとえば、
これらの一方または双方が端面保護膜12(11)とア
モルファスシリコン膜13とが交互に積層した多層膜で
あってもよい。その場合、各層の層厚で反射率を調整す
ることができるので、一方を反射側端面として機能さ
せ、他方をレーザ出射側端面として機能させることがで
きる。
The semiconductor laser chip to which the present invention is applied is not limited to the structure shown in FIG. 2, but the present invention can be applied to semiconductor laser chips having various other structures. In the above embodiment, the laser emission side end face has a single layer structure in which only the end face protection film 11 is formed, and the reflection side end face has a two layer structure in which the amorphous silicon film 13 is formed on the end face protection film 12. It was said that,
The present invention is not limited to this. For example,
One or both of these may be a multilayer film in which the end face protective film 12 (11) and the amorphous silicon film 13 are alternately laminated. In that case, since the reflectance can be adjusted by the layer thickness of each layer, one of the layers can function as a reflection-side end surface, and the other can function as a laser emission-side end surface.

【0045】このような構造の半導体レーザは、1つの
半導体レーザチップ10の端面に、端面保護膜12(1
1)とアモルファスシリコン膜13とを、交互に繰り返
し成膜することにより得ることができる。この場合、端
面保護膜11,12を構成するアルミナ膜の酸素欠損を
補うための処理(ステップS10,S11,S20,S
30)は、たとえば、端面保護膜11,12を形成する
工程(ステップS9)が終了するごとに実施してもよ
く、最表層側の端面保護膜11,12を形成する工程
(ステップ9)の後にのみ実施してもよい。
In the semiconductor laser having such a structure, the end face protective film 12 (1
It can be obtained by alternately and repeatedly forming 1) and the amorphous silicon film 13. In this case, processing for compensating for oxygen vacancies in the alumina film forming the end face protective films 11 and 12 (steps S10, S11, S20, S
30) may be performed, for example, each time the step (step S9) of forming the end face protective films 11 and 12 is completed, and the step of forming the outermost surface side end face protective films 11 and 12 (step 9) may be performed. It may be performed only later.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る製造方法によって作
製されるべき半導体レーザの構成を簡略化して示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a simplified configuration of a semiconductor laser to be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記半導体レーザの横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor laser.

【図3】本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザの
製造方法を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態に係る製造方法に用いるス
パッタ成膜装置の構造を示す図解的な断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a structure of a sputtering film forming apparatus used in a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態に係る製造方法によって作
製されるべき半導体レーザの端面保護膜中におけるO量
/Al量比の深さ分布を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a depth distribution of an O amount / Al amount ratio in an end face protective film of a semiconductor laser to be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザの
製造方法を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor laser according to the second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザの
製造方法を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor laser according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 半導体レーザチップ 11 端面保護膜(アルミナ膜) 12 端面保護膜(アルミナ膜) 21 処理室 22 電極 23a 電極 23b 電極 25a バッキングプレート 25b バッキングプレート 26a ターゲット 26b ターゲット 27a シャッタ 27b シャッタ 28T 電源 28S 電源 29T マッチングボックス 29S マッチングボックス 30 コントローラ 10 Semiconductor laser chip 11 Edge protection film (alumina film) 12 Edge protection film (alumina film) 21 Processing room 22 electrodes 23a electrode 23b electrode 25a backing plate 25b backing plate 26a target 26b target 27a shutter 27b shutter 28T power supply 28S power supply 29T matching box 29S Matching Box 30 controller

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体レーザチップの端面に、スパッタ法
によって、端面保護膜としてのアルミナ膜を成膜する工
程と、 上記成膜されたアルミナ膜に酸素原子を補う工程とを含
むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
1. A method comprising: forming an alumina film as an end face protective film on an end face of a semiconductor laser chip by a sputtering method; and supplementing the formed alumina film with oxygen atoms. Of manufacturing a semiconductor laser.
【請求項2】上記アルミナ膜の成膜は、酸素を添加しな
い不活性ガス雰囲気中におけるスパッタ法により行うこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの製造方
法。
2. The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the alumina film is formed by a sputtering method in an inert gas atmosphere to which oxygen is not added.
【請求項3】上記酸素原子を補う工程は、 上記アルミナ膜の成膜後に、このアルミナ膜の表面に水
分子を付着させる工程と、 この水分子を付着させた直後に、上記アルミナ膜に酸素
プラズマを接触させる工程とを含むことを特徴とする請
求項1または2記載の半導体レーザの製造方法。
3. The step of supplementing the oxygen atoms comprises the steps of, after forming the alumina film, attaching water molecules to the surface of the alumina film and immediately after attaching the water molecules to the oxygen film. 3. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, further comprising the step of contacting with plasma.
【請求項4】上記酸素原子を補う工程は、 上記アルミナ膜に酸素プラズマを接触させる工程を含む
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体レーザ
の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the step of supplementing the oxygen atoms includes a step of bringing oxygen plasma into contact with the alumina film.
【請求項5】上記アルミナ膜に酸素プラズマを接触させ
る工程を、酸素原子が半導体レーザチップの表面のアル
ミナ膜に衝突するようにバイアスをかけた逆バイアスエ
ッチング処理により行うことを特徴とする請求項3また
は4記載の半導体レーザの製造方法。
5. The step of bringing oxygen plasma into contact with the alumina film is performed by a reverse bias etching process in which a bias is applied so that oxygen atoms collide with the alumina film on the surface of the semiconductor laser chip. 3. The method for manufacturing a semiconductor laser according to 3 or 4.
【請求項6】上記逆バイアスエッチング処理を、上記ア
ルミナ膜を成膜した処理室内で行うことを特徴とする請
求項5記載の半導体レーザの製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 5, wherein the reverse bias etching process is performed in a processing chamber in which the alumina film is formed.
【請求項7】上記酸素原子を補う工程は、大気中または
酸素雰囲気中で上記成膜されたアルミナ膜に熱処理を加
える工程を含むことを特徴とする請求項1または2記載
の半導体レーザの製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 1, wherein the step of supplementing the oxygen atoms includes a step of subjecting the formed alumina film to a heat treatment in the air or an oxygen atmosphere. Method.
【請求項8】半導体レーザチップの端面に端面保護膜と
してのアルミナ膜が形成された半導体レーザであって、 上記アルミナ膜の表層部の酸素含有量が、上記アルミナ
膜の膜深部の酸素含有量よりも多くなっていることを特
徴とする半導体レーザ。
8. A semiconductor laser having an alumina film as an end face protective film formed on an end face of a semiconductor laser chip, wherein an oxygen content of a surface layer portion of the alumina film is an oxygen content of a deep portion of the alumina film. Semiconductor lasers characterized by more than
【請求項9】上記表層部の酸素含有量が第1レベルであ
り、上記膜深部の酸素含有量が上記第1レベルよりも少
ない第2レベルであって、上記アルミナ膜の表面からの
深さに対する酸素含有量の変化が、上記第1レベルと第
2レベルとの間でステップ状の変化を示すことを特徴と
する請求項8記載の半導体レーザ。
9. The oxygen content of the surface layer portion is at a first level, the oxygen content of the film deep portion is at a second level lower than the first level, and the depth from the surface of the alumina film is 9. The semiconductor laser according to claim 8, wherein the change of the oxygen content with respect to the above-mentioned shows a stepwise change between the first level and the second level.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006190797A (en) * 2005-01-06 2006-07-20 Sony Corp Manufacturing method for semiconductor laser
JP2007073631A (en) * 2005-09-05 2007-03-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device

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