JP2003163414A - Semiconductor laser element and method of manufacturing the same - Google Patents

Semiconductor laser element and method of manufacturing the same

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JP2003163414A
JP2003163414A JP2001360295A JP2001360295A JP2003163414A JP 2003163414 A JP2003163414 A JP 2003163414A JP 2001360295 A JP2001360295 A JP 2001360295A JP 2001360295 A JP2001360295 A JP 2001360295A JP 2003163414 A JP2003163414 A JP 2003163414A
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JP
Japan
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layer
groove
crystal layer
semiconductor laser
mask
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JP2001360295A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Mukoyama
明博 向山
Toshiaki Kuniyasu
利明 国安
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve covering property of an insulating film and a metal film in a semiconductor laser element including a groove or an end face which is partly removed. <P>SOLUTION: On an n-GaAs buffer layer 2, an n-Al<SB>0.64</SB>Ga<SB>0.36</SB>As lower clad layer 3, an active layer, a p-Al<SB>0.64</SB>Ga<SB>0.36</SB>As upper first clad layer 5, an InGaAsP etching stop layer 6, an n-In<SB>0.49</SB>(Al<SB>0.3</SB>Ga<SB>0.7</SB>)<SB>0.51</SB>P current constriction layer 7, a p-Al<SB>0.64</SB>Ga<SB>0.36</SB>As upper second clad layer 8, and a p-GaAs contact layer 9, are formed. A groove is formed, in parallel to the current injection area, by removing, with the etching process, the contact layer 9 and upper second clad layer 8 with a mixed solution of the aqueous solution of tartaric acid and hydrogen peroxide water using a resist mask. Side wall of the contact layer 9 is drawn using a mixed solution of aqueous solution of NH<SB>4</SB>OH and hydrogen peroxide water, and the resist mask is removed. Thereafter, the current constriction layer 7 is selectively etched with the aqueous solution of HCl. Using a mask of SiO<SB>2</SB>insulation film 10, the etching is performed up to the buffer 2 with the mixed solution of methanol and bromine to form an insulation film 11 and a p-electrode layer 12. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明は、電流注入領域以外
の領域に溝を備えた半導体レーザ素子、素子の端部の一
部が除去されている半導体レーザ素子およびその製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device having a groove in a region other than a current injection region, a semiconductor laser device in which a part of an end portion of the device is removed, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ素子には、レーザ発振効率
向上のためのリッジ導波路の形成、高周波特性の改善の
ためのクラッド層の電気容量の低減、あるいは、へき開
性向上等の様々な目的のために溝が形成される場合があ
る。このような溝は半導体レーザを構成するエピタキシ
ャル結晶材料に対応したエッチング液を選択して形成さ
れるが、複数の材料が積層された構造では、エッチング
によって形成された溝の側壁が後退し、溝の側壁が凹凸
形状となる場合、あるいは側壁が垂直に切り立った形状
となる場合がある。通常、これらの溝には電気的に絶縁
を行うために、SiO2あるいは窒化珪素等の絶縁膜が
被覆され、さらに電極材が上層に形成される。先述した
側壁形状が凹凸あるいは垂直となっていると、絶縁膜お
よび電極層の被覆性が著しく低下し、ショートもしくは
断線といった電気的特性において問題を生じさせること
がある。
2. Description of the Related Art Semiconductor laser devices have various purposes such as formation of a ridge waveguide for improving laser oscillation efficiency, reduction of electric capacitance of a cladding layer for improvement of high frequency characteristics, and improvement of cleavage. Therefore, a groove may be formed. Such a groove is formed by selecting an etching solution corresponding to the epitaxial crystal material forming the semiconductor laser, but in the structure in which a plurality of materials are stacked, the side wall of the groove formed by etching recedes, and There is a case where the side wall has a concavo-convex shape, or the side wall has a vertically raised shape. Usually, in order to electrically insulate these grooves, an insulating film such as SiO 2 or silicon nitride is coated, and an electrode material is formed in the upper layer. When the side wall shape described above is uneven or vertical, the coverage of the insulating film and the electrode layer is significantly reduced, which may cause a problem in electrical characteristics such as short circuit or disconnection.

【0003】例えば、従来の1060nm半導体レーザ素子
は、図5に示すように、n−GaAs基板81上に、n−
GaAsバッファ層82、p−Al0.64Ga0.36As下部
クラッド層83、iまたはn−In0.49Ga0.51P光導波
層84、i−GaAs第1中間層85、In0.3Ga0.7As
活性層86、i−GaAs第2中間層87、iまたはp−I
0.49Ga0.51P光導波層88、p−Al0.64Ga0.36
s上部第1クラッド層89、InGaAsPエッチングス
トップ層90、n−In0.49(Ga0.7Al0.30. 51P電
流狭窄層91およびp−Al0.64Ga0.36As上部第2ク
ラッド層92、p−GaAsコンタクト層93が積層されて
なるものがある。
For example, a conventional 1060 nm semiconductor laser device has an n-GaAs substrate 81 and an n-
GaAs buffer layer 82, p-Al 0.64 Ga 0.36 As lower cladding layer 83, i or n-In 0.49 Ga 0.51 P optical waveguide layer 84, i-GaAs first intermediate layer 85, In 0.3 Ga 0.7 As
Active layer 86, i-GaAs second intermediate layer 87, i or p-I
n 0.49 Ga 0.51 P optical waveguide layer 88, p-Al 0.64 Ga 0.36 A
s upper first cladding layer 89, InGaAsP etching stop layer 90, n-In 0.49 (Ga 0.7 Al 0.3) 0. 51 P current confinement layer 91 and p-Al 0.64 Ga 0.36 As second upper cladding layer 92, p-GaAs There is one in which the contact layer 93 is laminated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のようなエピタキ
シャル結晶材の積層体において、p−Al0.64Ga0.36
As上部第2クラッド層92およびp−GaAsコンタク
ト層93を酒石酸水溶液と過酸化水素水との混合液でエッ
チング加工し、n−In0.49(Ga0.7Al0.3 0.51
電流狭窄層91をHCl水溶液でエッチングし、メタノー
ルと臭素との混合液でさらにエッチングして溝加工を行
うと、n−In0.49(Ga0.7Al0.30. 51P電流狭窄
層91の側壁部分が選択的に凹状に後退してしまう。この
ような溝が形成された積層体の上に絶縁膜94および金属
層95を形成したところ、電極層95が被覆されず、電気的
導通が得られないという問題が生じた。従って、電気特
性が安定な半導体レーザ素子を得るために、絶縁膜およ
び電極層の被覆性が良い溝形状を得るような製造方法お
よび半導体レーザ素子を新たに考案する必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention]
In a stack of char crystal materials, p-Al0.64Ga0.36
As upper second cladding layer 92 and p-GaAs contact
Layer 93 with a mixture of tartaric acid solution and hydrogen peroxide solution.
N-In0.49(Ga0.7Al0.3) 0.51P
The current confinement layer 91 is etched with an aqueous HCl solution, and
Groove with further etching with a mixed solution of bromine and bromine.
Uto, n-In0.49(Ga0.7Al0.3)0. 51P current constriction
The sidewall portion of layer 91 selectively recedes in a concave shape. this
The insulating film 94 and the metal are formed on the laminated body in which the groove is formed.
When the layer 95 is formed, the electrode layer 95 is not covered and
There was a problem that continuity could not be obtained. Therefore, the electrical characteristics
In order to obtain a semiconductor laser device with stable properties, the insulating film and
And a manufacturing method for obtaining a groove shape with good coverage of the electrode layer.
And it is necessary to newly devise a semiconductor laser device.

【0005】本発明は上記事情に鑑みて、電流注入領域
以外の領域に溝を備えた半導体レーザ素子、素子端部の
一部が除去されている半導体レーザ素子であって、溝上
あるいは前記一部除去された領域上に形成する絶縁膜お
よび金属層の被覆が良好な信頼性の高い半導体レーザ素
子、および、絶縁膜および金属層の被覆を良好に行うこ
とができる半導体レーザ素子の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
In view of the above circumstances, the present invention provides a semiconductor laser device having a groove in a region other than the current injection region, and a semiconductor laser device in which a part of the device end portion is removed, which is on the groove or in the part thereof. Provided are a highly reliable semiconductor laser device having good insulation film and metal layer coating formed on the removed region, and a method of manufacturing a semiconductor laser device capable of satisfactorily covering the insulation film and metal layer. The purpose is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ素
子は、活性層を含み、互いに異なる半導体材料からなる
複数の層が積層されてなる積層体からなり、該積層体の
電流注入領域以外の領域に、積層体上面から少なくとも
活性層までの深さの溝が設けられており、溝が設けられ
た積層体の上に絶縁膜および金属層をこの順に備えた半
導体レーザ素子において、溝が、第1の溝と、該第1の
溝の中に位置する第1の溝の幅より狭い幅を有する第2
の溝とからなり、該第1の溝および第2の溝の幅が、該
溝の底面に向かって次第に狭くなっており、該溝の側壁
上の絶縁膜および金属層が、50%以上のステップカバ
レッジを有することを特徴とするものである。
A semiconductor laser device of the present invention comprises a laminated body including an active layer and a plurality of layers made of semiconductor materials different from each other, and is provided in a region other than a current injection region of the laminated body. In the region, a groove having a depth from the upper surface of the stacked body to at least the active layer is provided, and in the semiconductor laser device including the insulating film and the metal layer in this order on the stacked body having the groove, the groove is A first groove and a second groove having a width narrower than a width of the first groove located in the first groove.
The width of the first groove and the second groove is gradually narrowed toward the bottom surface of the groove, and the insulating film and the metal layer on the side wall of the groove are 50% or more. It is characterized by having step coverage.

【0007】また、本発明の別の半導体レーザ素子は、
活性層を含み、互いに異なる半導体材料からなる複数の
層が積層されてなる、電流注入のためのストライプを備
えた積層体からなり、該積層体の上に絶縁膜および金属
層をこの順に備えた半導体レーザ素子において、積層体
のストライプに平行な少なくとも一方の端部が、積層体
の幅が該積層体の下層に向かって次第に広がるような傾
斜を有する第1傾斜面と、該第1傾斜面の下端に連続す
る水平面と、該水平面の外縁に連続し、積層体の幅が該
積層体の下層に向かって次第に広がるような傾斜を有す
る第2傾斜面とを有し、該端部上の絶縁膜および金属層
が、50%以上のステップカバレッジを有することを特
徴とするものである。
Another semiconductor laser device of the present invention is
It is composed of a laminated body having a stripe for current injection, which is formed by laminating a plurality of layers made of different semiconductor materials including an active layer, and an insulating film and a metal layer are provided in this order on the laminated body. In the semiconductor laser device, at least one end parallel to the stripe of the laminated body has a first inclined surface having an inclination such that the width of the laminated body gradually expands toward a lower layer of the laminated body, and the first inclined surface. A horizontal plane continuous to the lower end of the horizontal plane and a second inclined plane continuous to the outer edge of the horizontal plane and having an inclination such that the width of the laminated body gradually expands toward the lower layer of the laminated body. The insulating film and the metal layer have a step coverage of 50% or more.

【0008】なお、積層体は、GaAs、AlGaA
s、InGaP、InGaAs、InGaAsPおよび
InGaAlPからなることが望ましい。
The laminated body is composed of GaAs and AlGaA.
s, InGaP, InGaAs, InGaAsP and InGaAlP are preferable.

【0009】積層体は、第1GaAs結晶層、第1Al
GaAs結晶層、第1InGaP結晶層、第2GaAs
結晶層、InGaAs結晶層、第3GaAs結晶層、第
2InGaP結晶層、第2AlGaAs結晶層、InG
aAsP結晶層、InGaAlP結晶層、第3AlGa
As結晶層および第4GaAs結晶層をこの順に積層さ
れてなることが望ましい。
The laminated body comprises a first GaAs crystal layer and a first Al layer.
GaAs crystal layer, first InGaP crystal layer, second GaAs
Crystal layer, InGaAs crystal layer, third GaAs crystal layer, second InGaP crystal layer, second AlGaAs crystal layer, InG
aAsP crystal layer, InGaAlP crystal layer, third AlGa
It is desirable that the As crystal layer and the fourth GaAs crystal layer are laminated in this order.

【0010】金属層は、Ti、Pt、Au、Pdおよび
Moの少なくとも1つを含む金属からなることが望まし
い。
The metal layer is preferably made of a metal containing at least one of Ti, Pt, Au, Pd and Mo.

【0011】本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、
第1GaAs結晶層、第1AlGaAs結晶層、第1I
nGaP結晶層、第2GaAs結晶層、InGaAs結
晶層、第3GaAs結晶層、第2InGaP結晶層、第
2AlGaAs結晶層、InGaAsP結晶層、InG
aAlP結晶層、第3AlGaAs結晶層および第4G
aAs結晶層をこの順に積層してなる積層体を形成し、
該積層体の電流注入領域以外の領域に開口を有する第1
のマスクを用いて、第4GaAs結晶層および第3Al
GaAs結晶層を酒石酸水溶液と過酸化水素水との混合
液でエッチングし、続いて、該エッチングにより露出し
た第4GaAs結晶層の側壁近傍をNH4OH水溶液と
過酸化水素水との混合液でエッチングし、さらにInG
aAlP結晶層をHCl水溶液でエッチングして、第1
の溝を形成し、次に、第1のマスクの開口領域に対応す
る領域に第1のマスクの開口幅より狭い幅の開口を有す
る第2マスクを用いて、InGaAsP結晶層から少な
くとも第1InGaP結晶層までを、臭素とメタノール
との混合液でエッチングして、第1の溝の中に第2の溝
を形成した後、第1の溝および第2の溝が形成された積
層体の上に絶縁膜および金属層をこの順に形成すること
を特徴とするものである。
The method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention comprises:
First GaAs crystal layer, first AlGaAs crystal layer, first I
nGaP crystal layer, second GaAs crystal layer, InGaAs crystal layer, third GaAs crystal layer, second InGaP crystal layer, second AlGaAs crystal layer, InGaAsP crystal layer, InG
aAlP crystal layer, third AlGaAs crystal layer, and fourth G
to form a laminated body in which aAs crystal layers are laminated in this order,
A first opening having an opening in a region other than the current injection region of the laminate;
The fourth GaAs crystal layer and the third Al using the mask of
The GaAs crystal layer is etched with a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution, and subsequently, the vicinity of the sidewall of the fourth GaAs crystal layer exposed by the etching is etched with a mixed solution of an NH 4 OH aqueous solution and a hydrogen peroxide solution. And then InG
The aAlP crystal layer is etched with a HCl aqueous solution to form a first layer.
Of the InGaAsP crystal layer and at least the first InGaP crystal layer is formed by using a second mask having an opening having a width narrower than the opening width of the first mask in a region corresponding to the opening region of the first mask. Etching up to the layer with a mixed solution of bromine and methanol to form a second groove in the first groove, and then on the laminated body in which the first groove and the second groove are formed. It is characterized in that an insulating film and a metal layer are formed in this order.

【0012】なお、第1のマスクがレジストからなる場
合、NH4OH水溶液と過酸化水素水との混合液でのエ
ッチングが終了した後、該第1のマスクを除去し、少な
くとも第3AlGaAs結晶層をマスクにしてInGa
AlP結晶層をHCl水溶液でエッチングして第1の溝
を形成し、次に、絶縁膜からなる第2のマスクを形成し
てもよい。その場合、第2のマスクは、SiO2、窒化
珪素およびAl23のいずれか1つからなることが望ま
しい。
When the first mask is made of a resist, the first mask is removed after etching with a mixed solution of an NH 4 OH aqueous solution and a hydrogen peroxide solution, and at least the third AlGaAs crystal layer is formed. As a mask
The AlP crystal layer may be etched with an aqueous HCl solution to form a first groove, and then a second mask made of an insulating film may be formed. In that case, the second mask is preferably made of any one of SiO 2 , silicon nitride and Al 2 O 3 .

【0013】また、第1のマスクが絶縁膜からなる場
合、第1の溝を形成した後、第1のマスクを除去せずに
第1のマスクの上にレジストからなる第2のマスクを形
成してもよい。その場合、第1のマスクは、SiO2
窒化珪素およびAl23のいずれか1つからなることが
望ましい。
When the first mask is made of an insulating film, after forming the first groove, a second mask made of a resist is formed on the first mask without removing the first mask. You may. In that case, the first mask is SiO 2 ,
It is desirable to be made of any one of silicon nitride and Al 2 O 3 .

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明の半導体レーザ素子によれば、溝
が、第1の溝と、該第1の溝の中に位置する第1の溝の
幅より狭い幅を有する第2の溝とからなり、第1の溝お
よび第2の溝の幅が、溝の底面に向かって次第に狭くな
っており、溝の側壁上の絶縁膜および金属層が50%以
上のステップカバレッジを有することにより、ショート
あるいは断線等が無く電気特性が安定しているので高い
信頼性を得ることができる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, the groove includes the first groove and the second groove having a width narrower than the width of the first groove located in the first groove. The widths of the first groove and the second groove are gradually narrowed toward the bottom surface of the groove, and the insulating film and the metal layer on the sidewall of the groove have a step coverage of 50% or more. Since there is no short circuit or disconnection and the electrical characteristics are stable, high reliability can be obtained.

【0015】また、本発明の別の半導体レーザ素子によ
れば、ストライプに平行な端部が第1傾斜面と水平面と
第2傾斜面とを有し、端部上の絶縁膜および金属層が5
0%以上のステップカバレッジを有することにより、上
記同様、ショートあるいは断線等が無く電気特性が安定
しているので高い信頼性を得ることができる。
Further, according to another semiconductor laser device of the present invention, the end portion parallel to the stripe has the first inclined surface, the horizontal surface and the second inclined surface, and the insulating film and the metal layer on the end portion are 5
By having a step coverage of 0% or more, similarly to the above, there is no short circuit or disconnection and the electrical characteristics are stable, so high reliability can be obtained.

【0016】また、本発明の半導体レーザ素子の製造方
法によれば、上記のようなマスクとエッチング液を用い
ることにより、第1の溝の中に第1の溝の幅より狭い幅
の第2の溝が形成され、かつ、従来発生していたような
凹状に後退した部分が無く、溝の幅が溝の底面に向かっ
て次第に狭く形成されるので、溝側壁上に形成する絶縁
膜および金属層の被覆を良好に行うことができ、ショー
トあるいは断線等の発生を無くすことができる。よっ
て、電気特性が安定した信頼性の高い半導体レーザ素子
を得ることができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, by using the mask and the etching solution as described above, the second groove having a width narrower than the width of the first groove is formed in the first groove. Since the groove is formed and there is no recessed portion that has been conventionally generated and the width of the groove is gradually narrowed toward the bottom surface of the groove, the insulating film and the metal formed on the side wall of the groove are formed. The layers can be coated well, and the occurrence of short circuit, disconnection, etc. can be eliminated. Therefore, a highly reliable semiconductor laser device having stable electric characteristics can be obtained.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0018】本発明の第1の実施の形態による半導体レ
ーザ素子についてその製造方法に沿って説明する。図1
にその半導体レーザ素子の2素子分の製造過程の断面図
を示し、図2にその半導体レーザ素子の実装図を示す。
The semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention will be described along with its manufacturing method. Figure 1
2A and 2B are cross-sectional views of the manufacturing process of the two semiconductor laser elements, and FIG. 2 is a mounting view of the semiconductor laser element.

【0019】図1(a)に示すように、減圧MOCVD
法により、n−GaAs基板1(1.0.0面方位、Si=
2×1018cm-3ドープ)の上にn−GaAsバッファ
層2(Si=5×1017cm-3ドープ、厚さ0.5μ
m)、n−Al0.64Ga0.36As下部クラッド層3(S
i=5×1017cm-3ドープ、厚さ1μm)、アンドー
プSCH(Separate Confinement Heterostructure)
活性層4、p−Al0.64Ga 0.36As上部第1クラッド
層5(Zn=7×1017cmドープ、厚さ0.2μm)、
InGaAsPエッチングストップ層6、n−In0.49
(Al0.3Ga0.70. 51P電流狭窄層7(厚さ0.5μ
m)、GaAsキャップ層(厚さ0.2μm、図示せず)
を形成する。
As shown in FIG. 1A, low pressure MOCVD is performed.
N-GaAs substrate 1 (1.0.0 plane orientation, Si =
2 x 1018cm-3N-GaAs buffer on top of dope)
Layer 2 (Si = 5 × 1017cm-3Dope, thickness 0.5μ
m), n-Al0.64Ga0.36As lower clad layer 3 (S
i = 5 × 1017cm-3Dope, thickness 1 μm), Ando
SCH (Separate Confinement Heterostructure)
Active layer 4, p-Al0.64Ga 0.36As upper first clad
Layer 5 (Zn = 7 × 1017cm dope, thickness 0.2 μm),
InGaAsP etching stop layer 6, n-In0.49
(Al0.3Ga0.7)0. 51P current constriction layer 7 (thickness 0.5 μ
m), GaAs cap layer (thickness 0.2 μm, not shown)
To form.

【0020】フォトリソグラフィ法によってオリフラに
平行に3μm幅のストライプ開口を形成し、酒石酸水溶
液と過酸化水素水との混合液を用いて、GaAsキャッ
プ層をエッチング除去する。レジストを剥離し、GaA
sキャップ層をマスクにして、HCl水溶液で、n−I
0.49(Al0.3Ga0.70.51P電流狭窄層7をエッチ
ング除去する。続いて、酒石酸水溶液と過酸化水素水と
の混合液を用いてInGaAsPエッチングストップ層
6およびGaAsキャップ層を除去して、電流注入領域
を形成する。
A stripe opening having a width of 3 μm is formed parallel to the orientation flat by a photolithography method, and the GaAs cap layer is removed by etching using a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution. Remove the resist and remove GaA
Using the s cap layer as a mask, an aqueous HCl solution was used to
n 0.49 (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.51 P The current confinement layer 7 is removed by etching. Then, the InGaAsP etching stop layer 6 and the GaAs cap layer are removed using a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution to form a current injection region.

【0021】次に、p−Al0.64Ga0.36As上部第2
クラッド層8(Zn=7×1017cm-3ドープ、厚さ2
μm )およびp−GaAsコンタクト層9(Zn=2
×1019cm-3ドープ、厚さ0.3μm )を形成する。
Next, p-Al 0.64 Ga 0.36 As upper second
Clad layer 8 (Zn = 7 × 10 17 cm −3 doped, thickness 2
μm) and p-GaAs contact layer 9 (Zn = 2)
× 10 19 cm −3 dope, thickness 0.3 μm) is formed.

【0022】なお、アンドープSCH活性層4は、iま
たはn−In0.49Ga0.51P光導波層、i−GaAs第
1中間層、In0.3Ga0.7As量子井戸層(アンドー
プ、厚さ10nm)、i−GaAs第2中間層およびiまた
はp−In0.49Ga0.51P光導波層をこの順に積層して
なるものである。
The undoped SCH active layer 4 consists of an i or n-In 0.49 Ga 0.51 P optical waveguide layer, an i-GaAs first intermediate layer, an In 0.3 Ga 0.7 As quantum well layer (undoped, thickness 10 nm), i. -GaAs second intermediate layer and i or p-in 0.49 Ga 0.51 P optical waveguide layer is formed by laminating in this order.

【0023】次に、p−GaAsコンタクト層9上に、
レジストを塗布し、フォトリソグラフィ法によって、電
流注入領域となるストライプに平行で、かつこのストラ
イプの間に溝が形成されるように、溝ストライプパター
ンの開口を形成する。酒石酸水溶液と過酸化水素水との
混合液を用いて、p−GaAsコンタクト層9およびp
−Al0.64Ga0.36As上部第2クラッド層8を同時に
エッチング除去する。このとき、n−In0.49(Al
0.3Ga0.70.51P電流狭窄層7に達すると酒石酸水溶
液と過酸化水素水との混合液ではエッチングは進行しな
いで停止する。
Next, on the p-GaAs contact layer 9,
A resist is applied and a groove stripe pattern opening is formed by a photolithography method so as to be parallel to the stripes to be the current injection region and to form a groove between the stripes. A p-GaAs contact layer 9 and a p-GaAs contact layer 9 and a p-GaAs contact layer 9 were formed using a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution.
-Al 0.64 Ga 0.36 As The upper second cladding layer 8 is simultaneously removed by etching. At this time, n-In 0.49 (Al
0.3 Ga 0.7 ) 0.51 P When reaching the current confinement layer 7, the etching is stopped without proceeding with the mixed solution of the tartaric acid aqueous solution and the hydrogen peroxide solution.

【0024】次に、NH4OH水溶液と過酸化水素水と
の混合液にてp−GaAsコンタクト層9のみを選択的
に後退エッチングさせた後、レジストを剥離する。
Next, only the p-GaAs contact layer 9 is selectively back-etched with a mixed solution of an aqueous NH 4 OH solution and a hydrogen peroxide solution, and then the resist is peeled off.

【0025】次に、n−In0.49(Al0.3Ga0.7
0.51P電流狭窄層7を結晶方位面が得られるHCl水溶
液で選択エッチングを行い、InGaAsエッチングス
トップ層6上で停止させる。ここで第1の溝が形成され
る。
Next, n-In 0.49 (Al 0.3 Ga 0.7 )
The 0.51 P current confinement layer 7 is selectively etched with an HCl aqueous solution capable of obtaining a crystal orientation plane and stopped on the InGaAs etching stop layer 6. Here, the first groove is formed.

【0026】次に、マスクとしてSiO2絶縁膜10を形
成し、その上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ
法により、第1の溝に対応する領域で、第1の溝に平行
に、第1の溝の作製に用いたマスクの幅より狭い幅aの
溝ストライプのレジストパターンを形成する。さらにこ
のレジストパターンをマスクにしてバッファードフッ酸
溶液にてSiO2絶縁膜10を除去する。その後、レジス
トを剥離する。
Next, a SiO 2 insulating film 10 is formed as a mask, a resist is applied on the SiO 2 insulating film 10, and the first groove is formed by photolithography in a region corresponding to the first groove in parallel with the first groove. A resist pattern of a groove stripe having a width a narrower than the width of the mask used for forming the groove is formed. Further, using this resist pattern as a mask, the SiO 2 insulating film 10 is removed with a buffered hydrofluoric acid solution. Then, the resist is peeled off.

【0027】次に、SiO2絶縁膜10からなるマスクを
用いて、メタノールと臭素との混合液にて、InGaA
sPエッチングストップ層6、p−Al0.64Ga0.36
s上部第1クラッド層5、アンドープSCH活性層4、
n−Al0.64Ga0.36Asクラッド層3およびn−Ga
Asバッファ層2を順にエッチング除去する。ここで第
2の溝が形成される。n−GaAs基板1は一部エッチ
ングされてもよい。なお、マスクとなる絶縁膜10はSi
の代わりに窒化珪素またはAl23を用いてもよ
い。
Next, using a mask made of the SiO 2 insulating film 10, a mixed solution of methanol and bromine was used to remove InGaA.
sP etching stop layer 6, p-Al 0.64 Ga 0.36 A
s upper first cladding layer 5, undoped SCH active layer 4,
n-Al 0.64 Ga 0.36 As cladding layer 3 and n-Ga
The As buffer layer 2 is sequentially removed by etching. Here, the second groove is formed. The n-GaAs substrate 1 may be partially etched. The insulating film 10 serving as a mask is made of Si
Silicon nitride or Al 2 O 3 may be used instead of O 2 .

【0028】次に、図1(b)に示すように、マスクと
して使用したSiO2絶縁膜10をバッファードフッ酸に
より全面除去した後、新たに絶縁膜11を被覆処理し、フ
ォトリソグラフィ法によって、絶縁膜11に電流注入領域
をエッチング開口した後、p電極層12を形成する。全体
の厚さを100μm程度に研磨した後、n−GaAs基
板1側にn電極層13を形成する。このようにして作製さ
れた試料をバー状にへき開分離し、共振器端面の一方に
10%低反射(LR)パッシベーション膜15、他方に95
%高反射(HR)パッシベーション膜16を形成する。さ
らに、溝14で各素子にへき開し、半導体レーザ素子17を
完成させる。
Next, as shown in FIG. 1 (b), the SiO 2 insulating film 10 used as a mask is entirely removed by buffered hydrofluoric acid, and then a new insulating film 11 is coated, and photolithography is performed. After the current injection region is opened in the insulating film 11 by etching, the p electrode layer 12 is formed. After polishing the entire thickness to about 100 μm, an n electrode layer 13 is formed on the n-GaAs substrate 1 side. The sample prepared in this way is cleaved into bars and separated into one of the resonator end faces.
10% low reflection (LR) passivation film 15, 95 on the other
% High reflection (HR) passivation film 16 is formed. Further, the semiconductor laser device 17 is completed by cleaving each device along the groove 14.

【0029】本実施の形態による半導体レーザ素子の製
造方法は、はじめにレジストマスクでウェットエッチン
グにてエッチングストップ層6表面までの第1の溝を形
成し、次に、SiO2膜マスクを用いてウェットエッチ
ングにてGaAs基板1表面までの第2の溝を形成する
ことにより、第1の溝と第1の溝の幅より狭い幅の第2
の溝とからなり、底面に向かって次第に幅が狭くなる溝
を形成するものである。
In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present embodiment, first, a first groove is formed up to the surface of the etching stop layer 6 by wet etching using a resist mask, and then wet etching is performed using a SiO 2 film mask. By forming the second groove up to the surface of the GaAs substrate 1 by etching, the second groove having a width narrower than that of the first groove and the first groove is formed.
And a groove of which the width is gradually narrowed toward the bottom surface.

【0030】本実施の形態による半導体レーザ素子は、
n−GaAs基板1およびn−GaAsバッファ層2か
らなる第1GaAs結晶層、n−Al0.64Ga0.36As
下部クラッド層3からなる第1AlGaAs結晶層、ア
ンドープSCH活性層4からなる第1InGaP結晶
層、第2GaAs結晶層、InGaAs結晶層、第3G
aAs結晶層および第2InGaP結晶層、p−Al
0.64Ga0.36As上部第1クラッド層5からなる第2A
lGaAs結晶層、InGaAsPエッチングストップ
層6からなるInGaAsP結晶層、n−In0.49(A
0.3Ga0.70.51P電流狭窄層7からなるInGaA
lP結晶層、p−Al0.64Ga0.36As上部第2クラッ
ド層8からなる第3AlGaAs結晶層、p−GaAs
コンタクト層9からなる第4GaAs結晶層をこの順に
積層してなる積層体からなるものであり、素子のストラ
イプに平行な端部が、p−GaAsコンタクト層からI
nGaAsPエッチングストップ層表面までの第1傾斜
面と、InGaAsPエッチングストップ層表面である
水平面と、InGaAsPエッチングストップ層からn
−GaAs基板表面までの第2傾斜面とを有するもので
あるので、絶縁膜11およびp電極層12において良好な被
覆性を得ることができる。絶縁膜11の平坦な場所での膜
厚をdとし、側壁での絶縁膜11の膜厚をdi1とする
と、側壁での絶縁膜11のステップカバレッジ(%)はd
i1/d×100で表され、その値は50%以上であ
る。また、p電極層12の平坦な場所での膜厚をd
し、側壁でのp電極層12の膜厚をdm1とすると、側壁
でのp電極層12のステップカバレッジ(%)はdm1
×100で表され、その値は50%以上である。
The semiconductor laser device according to the present embodiment is
A first GaAs crystal layer composed of an n-GaAs substrate 1 and an n-GaAs buffer layer 2, n-Al 0.64 Ga 0.36 As
First AlGaAs crystal layer composed of lower clad layer 3, first InGaP crystal layer composed of undoped SCH active layer 4, second GaAs crystal layer, InGaAs crystal layer, 3G
aAs crystal layer and second InGaP crystal layer, p-Al
0.64 Ga 0.36 As Second A consisting of upper first cladding layer 5
lGaAs crystal layer, InGaAsP crystal layer composed of InGaAsP etching stop layer 6, n-In 0.49 (A
l 0.3 Ga 0.7 ) 0.51 P InGaA composed of current confinement layer 7
lP crystal layer, the 3AlGaAs crystal layer made of p-Al 0.64 Ga 0.36 As second upper cladding layer 8, p-GaAs
The fourth GaAs crystal layer composed of the contact layer 9 is laminated in this order, and the end portion parallel to the stripe of the device is formed from the p-GaAs contact layer to I.
The first inclined surface to the surface of the nGaAsP etching stop layer, the horizontal surface which is the surface of the InGaAsP etching stop layer, and the n plane from the InGaAsP etching stop layer
-Since it has the second inclined surface up to the surface of the GaAs substrate, the insulating film 11 and the p electrode layer 12 can have good coverage. Assuming that the film thickness of the insulating film 11 in a flat place is d i and the film thickness of the insulating film 11 on the side wall is d i1 , the step coverage (%) of the insulating film 11 on the side wall is d.
It is represented by i 1 / d i × 100, and the value is 50% or more. Further, the thickness of a flat place of the p-electrode layer 12 and d m, and the thickness of the p-electrode layer 12 on the side wall and d m1, step coverage of the p electrode layer 12 in the side wall (%) of d m1 /
It is represented by d m × 100, and the value is 50% or more.

【0031】半導体レーザ素子の実装形態は、図2に示
すように、半導体レーザ素子17のp電極層12面をステム
18にはんだ材19でボンディングした後、n電極層13面を
Auワイヤー20により別端子21にボンディングされるも
のである。
As shown in FIG. 2, the mounting form of the semiconductor laser device is such that the surface of the p-electrode layer 12 of the semiconductor laser device 17 is placed on the stem.
After the solder material 19 is bonded to 18, the surface of the n-electrode layer 13 is bonded to another terminal 21 by an Au wire 20.

【0032】本半導体レーザ素子は、従来のように側壁
で絶縁膜の被覆不良箇所にはんだ材などが接触して生じ
ていたショートも皆無であり、良好な電気特性を得るこ
とができる。
The semiconductor laser device according to the present invention has no short circuit which is caused by contact of a solder material or the like with a defective coating portion of the insulating film on the side wall as in the conventional case, and good electrical characteristics can be obtained.

【0033】また、本半導体レーザ素子に形成された溝
14は、n−GaAs基板1まで到達する深さであるの
で、へき開が容易であり、再現性の良いチップ分離(へ
き開)を行うことができる。
Further, a groove formed in the present semiconductor laser device
Since 14 is the depth reaching the n-GaAs substrate 1, cleavage is easy, and chip separation (cleavage) with good reproducibility can be performed.

【0034】次に本発明の第2の実施の形態による半導
体レーザ素子について説明する。その半導体レーザ素子
の2素子分の製造過程の断面図を図3に示す。
Next, a semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a sectional view showing the process of manufacturing the two semiconductor laser devices.

【0035】図3(a)に示すように、減圧MOCVD
法により、n−GaAs基板31(1.0.0面方位、Si=
2×1018cm-3ドープ)の上にn−GaAsバッファ
層32(Si=5×1017cm-3ドープ、厚さ0.5μ
m)、n−Al0.64Ga0.36As下部クラッド層33(S
i=5×1017cm-3ドープ、厚さ1μm)、アンドー
プSCH(Separate Confinement Heterostructure)
活性層34、p−Al0.64Ga0.36As上部第1クラッド
層35(Zn=7×1017cmドープ、厚さ0.2μm)、
InGaAsPエッチングストップ層36、n−In0.49
(Al0.3Ga0.7 0.51P電流狭窄層37(厚さ0.5μ
m)、GaAsキャップ層(厚さ0.2μm、図示せず)
を形成する。
As shown in FIG. 3A, low pressure MOCVD is performed.
N-GaAs substrate 31 (1.0.0 plane orientation, Si =
2 x 1018cm-3N-GaAs buffer on top of dope)
Layer 32 (Si = 5 × 1017cm-3Dope, thickness 0.5μ
m), n-Al0.64Ga0.36As lower clad layer 33 (S
i = 5 × 1017cm-3Dope, thickness 1 μm), Ando
SCH (Separate Confinement Heterostructure)
Active layer 34, p-Al0.64Ga0.36As upper first clad
Layer 35 (Zn = 7 × 1017cm dope, thickness 0.2 μm),
InGaAsP etching stop layer 36, n-In0.49
(Al0.3Ga0.7) 0.51P current constriction layer 37 (thickness 0.5μ
m), GaAs cap layer (thickness 0.2 μm, not shown)
To form.

【0036】フォトリソグラフィ法によってオリフラに
平行に3μm幅のストライプを形成し、酒石酸水溶液と
過酸化水素水との混合液を用いて、GaAsキャップ層
をエッチングする。レジストを剥離し、GaAsキャッ
プ層をマスクにして、HCl水溶液で、n−In
0.49(Al0.3Ga0.70.51P電流狭窄層37をエッチン
グする。続いて、酒石酸水溶液と過酸化水素水との混合
液を用いてInGaAsPエッチングストップ層36を除
去して、幅3μmの電流注入領域を形成する。
A stripe having a width of 3 μm is formed parallel to the orientation flat by the photolithography method, and the GaAs cap layer is etched using a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution. The resist was peeled off, and the GaAs cap layer was used as a mask to form an n-In
0.49 (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.51 P The current confinement layer 37 is etched. Then, the InGaAsP etching stop layer 36 is removed using a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution to form a current injection region having a width of 3 μm.

【0037】次に、p−Al0.64Ga0.36As上部第2
クラッド層38(Zn=7×1017cm-3ドープ、厚さ2
μm )およびp−GaAsコンタクト層39(Zn=2
×1019cm-3ドープ、厚さ0.3μm )を形成する。
Next, p-Al 0.64 Ga 0.36 As upper second
Clad layer 38 (Zn = 7 × 10 17 cm -3 doped, thickness 2
μm) and p-GaAs contact layer 39 (Zn = 2)
× 10 19 cm −3 dope, thickness 0.3 μm) is formed.

【0038】なお、アンドープSCH活性層34は、iま
たはn−In0.49Ga0.51P光導波層、i−GaAs第
1中間層、In0.3Ga0.7As量子井戸層(アンドー
プ、厚さ10nm)、i−GaAs第2中間層およびiまた
はp−In0.49Ga0.51P光導波層をこの順に積層して
なるものである。
The undoped SCH active layer 34 is composed of i or n-In 0.49 Ga 0.51 P optical waveguide layer, i-GaAs first intermediate layer, In 0.3 Ga 0.7 As quantum well layer (undoped, thickness 10 nm), i. -GaAs second intermediate layer and i or p-in 0.49 Ga 0.51 P optical waveguide layer is formed by laminating in this order.

【0039】次に、p−GaAsコンタクト層39上に、
第1のマスクとなる絶縁膜40を形成し、さらにレジスト
を塗布し、フォトリソグラフィ法によって、電流注入領
域となるストライプに平行で、かつこのストライプの間
に溝が形成されるように、レジストに溝ストライプパタ
ーンの開口を形成する。さらにこのレジストパターンを
マスクにしてバッファードフッ酸溶液にて絶縁膜40を除
去する。次に、酒石酸水溶液と過酸化水素水との混合液
を用いて、p−GaAsコンタクト層39およびp−Al
0.64Ga0.36As上部第2クラッド層38を同時にエッチ
ング除去する。このとき、n−In0.49(Al0.3Ga
0.70.51P電流狭窄層37に達すると酒石酸水溶液と過
酸化水素水との混合液ではエッチングは進行せず停止す
る。
Next, on the p-GaAs contact layer 39,
An insulating film 40 to be a first mask is formed, a resist is further applied, and a resist is applied to the resist by photolithography so that a groove is formed in parallel with stripes to be a current injection region and between the stripes. An opening having a groove stripe pattern is formed. Further, the insulating film 40 is removed with a buffered hydrofluoric acid solution using this resist pattern as a mask. Next, using a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution, the p-GaAs contact layer 39 and the p-Al are formed.
The 0.64 Ga 0.36 As upper second cladding layer 38 is simultaneously removed by etching. At this time, n-In 0.49 (Al 0.3 Ga
0.7 ) When reaching the 0.51 P current constriction layer 37, etching does not proceed with the mixed solution of the tartaric acid aqueous solution and the hydrogen peroxide solution and stops.

【0040】次に、NH4OH水溶液と過酸化水素水と
の混合液にてp−GaAsコンタクト層39の側壁のみを
選択的に後退エッチングさせた後、レジストを剥離す
る。
Next, only the side wall of the p-GaAs contact layer 39 is selectively recessed and etched by a mixed solution of NH 4 OH aqueous solution and hydrogen peroxide solution, and then the resist is peeled off.

【0041】次に、n−In0.49(Al0.3Ga0.7
0.51P電流狭窄層37を結晶方位面が得られるHCl水溶
液で選択エッチングを行い、InGaAsPエッチング
ストップ層36表面で停止させる。ここで第1の溝が形成
される。
Next, n-In 0.49 (Al 0.3 Ga 0.7 )
The 0.51 P current confinement layer 37 is selectively etched with an HCl aqueous solution capable of obtaining a crystal orientation plane, and stopped at the surface of the InGaAsP etching stop layer 36. Here, the first groove is formed.

【0042】次に、SiO2絶縁膜40を残したまま、そ
の上に第2のマスクとなるレジスト41を塗布し、フォト
リソグラフィ法により、第1のマスクである絶縁膜40の
開口幅より狭い幅aの溝ストライプのレジストパターン
を形成する。このレジストパターンをマスクにして、メ
タノールと臭素との混合液にて、InGaAsPエッチ
ングストップ層36、p−Al0.64Ga0.36As上部第1
クラッド層35、アンドープSCH活性層34、n−Al
0.64Ga0.36Asクラッド層33およびn−GaAsバッ
ファ層32を順にエッチング除去する。ここで第2の溝が
形成される。なお、n−GaAs基板31の一部はエッチ
ングされてもよい。
Next, while leaving the SiO 2 insulating film 40, a resist 41 serving as a second mask is applied on the SiO 2 insulating film 40, and the opening width of the insulating film 40 serving as the first mask is narrower by photolithography. A groove stripe resist pattern having a width a is formed. Using this resist pattern as a mask, an InGaAsP etching stop layer 36, p-Al 0.64 Ga 0.36 As upper first layer was formed with a mixed solution of methanol and bromine.
Cladding layer 35, undoped SCH active layer 34, n-Al
The 0.64 Ga 0.36 As cladding layer 33 and the n-GaAs buffer layer 32 are sequentially removed by etching. Here, the second groove is formed. Note that a part of the n-GaAs substrate 31 may be etched.

【0043】その後、第2のマスクとして使用したレジ
スト41を剥離し、最後に、第1の溝形成に用いた絶縁膜
40をバッファードフッ酸溶液にて全面除去する。
After that, the resist 41 used as the second mask is peeled off, and finally, the insulating film used for forming the first groove is formed.
40 is entirely removed with a buffered hydrofluoric acid solution.

【0044】次に、図3(b)に示すように、絶縁膜42
を被覆処理してからフォトリソグラフィ法によって電流
注入領域をエッチング開口し、その上にp電極層43を形
成し、全体の厚さを100μm程度に研磨した後、n−
GaAs基板31の裏面にn電極層44を形成する。このよ
うにして作製された試料をバー状にへき開分離し、共振
器端面の一方に10%低反射(LR)パッシベーション
膜、他方に95%高反射(HR)パッシベーション膜を
形成する。さらに、溝14で各素子にへき開し、半導体レ
ーザ素子を完成させる。
Next, as shown in FIG. 3B, the insulating film 42
And a p-electrode layer 43 is formed on the current injection region by photolithography to form a p-electrode layer 43, and the entire thickness is polished to about 100 μm.
An n electrode layer 44 is formed on the back surface of the GaAs substrate 31. The sample thus produced is cleaved into bars to form a 10% low reflection (LR) passivation film on one of the cavity end faces and a 95% high reflection (HR) passivation film on the other. Further, the semiconductor laser device is completed by cleaving each device in the groove 14.

【0045】本実施の形態による半導体レーザ素子の製
造方法は、第1の溝を形成するマスクとして絶縁膜を用
いており、さらに第2の溝を形成するマスクとして、第
1のマスクである絶縁膜を除去せずにその上に形成した
レジストを用いている。
In the method of manufacturing the semiconductor laser device according to the present embodiment, the insulating film is used as the mask for forming the first groove, and the insulating film which is the first mask is used as the mask for forming the second groove. A resist formed on the film without removing the film is used.

【0046】本実施の形態による半導体レーザ素子は、
InGaAsPエッチングストップ層表面までの深さの
第1の溝と、n−GaAs基板31表面までの深さの第2
の溝とからなる、幅が次第に狭くなる溝14が作りつけら
れている。本半導体レーザ素子は、上記第1の実施の形
態による半導体レーザ素子と同様、絶縁膜42とp電極層
43の溝側壁でのステップカバレッジが50%以上となり
良好な電気特性を得ることができる。
The semiconductor laser device according to the present embodiment is
A first groove having a depth to the surface of the InGaAsP etching stop layer and a second groove having a depth to the surface of the n-GaAs substrate 31.
A groove 14 having a gradually narrowing width is formed. This semiconductor laser device is similar to the semiconductor laser device according to the first embodiment in that the insulating film 42 and the p electrode layer are formed.
The step coverage on the side wall of the groove 43 is 50% or more, and good electrical characteristics can be obtained.

【0047】次に、本発明の第3の実施の形態による半
導体レーザ素子について説明する。その半導体レーザ素
子の断面図を図4に示す。本実施の形態による半導体レ
ーザ素子は上記第1の実施の形態による半導体レーザ素
子と同要素には同符号を付し、その説明を省略する。
Next explained is a semiconductor laser device according to the third embodiment of the invention. A sectional view of the semiconductor laser device is shown in FIG. In the semiconductor laser device according to the present embodiment, the same elements as those of the semiconductor laser device according to the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0048】本実施の形態による半導体レーザ素子は、
図4に示すように、第1の溝と第2の溝とからなり、溝
の幅が溝底面に向かって次第に狭くなっている溝14が発
光領域の両側に平行に2つ形成されている。さらに本半
導体レーザ素子は、発光領域上の狭いp電極層12上では
なく、溝14を挟んで隣の広い積層体の上にワイヤー50に
よってボンディングされるので、良好にボンディングが
行われる。また、活性層へのボンディングによる歪の影
響が無いので、信頼性の高いビームを得ることができ
る。
The semiconductor laser device according to the present embodiment is
As shown in FIG. 4, two grooves 14 each having a first groove and a second groove, the width of which gradually narrows toward the groove bottom, are formed in parallel on both sides of the light emitting region. . Further, since the semiconductor laser device is bonded by the wire 50 not on the narrow p electrode layer 12 on the light emitting region but on the adjacent wide laminated body with the groove 14 interposed therebetween, the bonding is performed well. Further, since there is no influence of strain due to bonding to the active layer, a highly reliable beam can be obtained.

【0049】なお、酒石酸水溶液と過酸化水素水との混
合液において、体積混合比率は、50%酒石酸水溶液1〜
3に対して30%過酸化水素水1が好ましい。
In the mixed solution of the tartaric acid aqueous solution and the hydrogen peroxide solution, the volume mixing ratio is 50% tartaric acid aqueous solution 1 to
1 to 30% hydrogen peroxide solution is preferable to 3.

【0050】また、メタノールと臭素との混合液におい
て、体積混合比率は、メタノール1000に対して臭素2〜
8が好ましい。
In addition, in the mixed liquid of methanol and bromine, the volume mixing ratio is such that bromine is 2 to 1000 to methanol.
8 is preferable.

【0051】また、HCl水溶液の濃度は36重量%が
好ましい。
The concentration of the HCl aqueous solution is preferably 36% by weight.

【0052】また、NH4OH水溶液と過酸化水素水と
の混合液において、体積混合比率は、29%NH4OH水
溶液1に対して30%過酸化水素水40〜60が好まし
い。
Further, in the mixed solution of the NH 4 OH aqueous solution and the hydrogen peroxide solution, the volume mixing ratio is preferably 30 to 60% of 30% hydrogen peroxide solution to 1 of 29% NH 4 OH aqueous solution.

【0053】また、p電極の積層構造としては、積層順
に、Ti/Pt/Au、Ti/Pt/Ti/Pt/Au、Ti
/Pd/Au、Ti/Pd/Au/Mo/Au、あるいはTi
/Pt/Au/Mo/Au等が好ましい。
The laminated structure of the p-electrode is Ti / Pt / Au, Ti / Pt / Ti / Pt / Au, Ti in the order of lamination.
/ Pd / Au, Ti / Pd / Au / Mo / Au, or Ti
/ Pt / Au / Mo / Au and the like are preferable.

【0054】本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、
チップ分離用のへき開溝、レーザ発振効率向上のための
リッジ導波路形成、および高周波特性改善のためのクラ
ッド層の容量低減化等の溝形成に適用できる。
The method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention comprises:
It can be applied to a cleavage groove for chip separation, formation of a ridge waveguide for improving laser oscillation efficiency, and formation of a groove for reducing capacitance of a cladding layer for improving high frequency characteristics.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ
素子の2素子分の製造過程を示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a process of manufacturing two semiconductor laser devices according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ
素子を実装した様子を示す概略斜視図
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention is mounted.

【図3】本発明の第2の実施の形態による半導体レーザ
素子の2素子分の製造過程を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a process of manufacturing two semiconductor laser devices according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】従来の半導体レーザ素子を示す断面図FIG. 5 is a sectional view showing a conventional semiconductor laser device.

【符号の説明】 1 n−GaAs基板 2 n−GaAsバッファ層 3 n−Al0.64Ga0.36As下部クラッド層 4 アンドープSCH活性層 5 p−Al0.64Ga0.36As上部第1クラッド層 6 InGaAsPエッチングストップ層 7 n−In0.49(Al0.3Ga0.70.51P電流狭窄
層 8 p−Al0.64Ga0.36As上部第2クラッド層 9 p−GaAsコンタクト層 10 SiO2絶縁膜 11 絶縁膜 12 p電極層 13 n電極層 14 溝
[Description of Reference Signs] 1 n-GaAs substrate 2 n-GaAs buffer layer 3 n-Al 0.64 Ga 0.36 As lower cladding layer 4 undoped SCH active layer 5 p-Al 0.64 Ga 0.36 As upper first cladding layer 6 InGaAsP etching stop layer 7 n-In 0.49 (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.51 P current confinement layer 8 p-Al 0.64 Ga 0.36 As upper second cladding layer 9 p-GaAs contact layer 10 SiO 2 insulating film 11 insulating film 12 p electrode layer 13 n electrode Layer 14 groove

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性層を含み、互いに異なる半導体材料
からなる複数の層が積層されてなる積層体からなり、該
積層体の電流注入領域以外の領域に、該積層体上面から
少なくとも前記活性層を貫通する深さの溝が設けられて
おり、該溝が設けられた積層体の上に絶縁膜および金属
層をこの順に備えた半導体レーザ素子において、 前記溝が、第1の溝と、該第1の溝の中に位置する前記
第1の溝の幅より狭い幅を有する第2の溝とからなり、
該第1の溝および第2の溝の幅が、該溝の底面に向かっ
て次第に狭くなっており、該溝の側壁上の前記絶縁膜お
よび金属層が、50%以上のステップカバレッジを有す
ることを特徴とする半導体レーザ素子。
1. A laminated body including an active layer, wherein a plurality of layers made of semiconductor materials different from each other are laminated, and a region other than the current injection region of the laminated body is at least the active layer from the upper surface of the laminated body. A groove having a depth penetrating the groove, and a semiconductor laser device having an insulating film and a metal layer in this order on a laminated body provided with the groove, wherein the groove is a first groove, and A second groove located within the first groove and having a width narrower than the width of the first groove,
The width of the first groove and the second groove is gradually narrowed toward the bottom surface of the groove, and the insulating film and the metal layer on the side wall of the groove have a step coverage of 50% or more. A semiconductor laser device characterized by:
【請求項2】 活性層を含み、互いに異なる半導体材料
からなる複数の層が積層されてなる、電流注入のための
ストライプを備えた積層体からなり、該積層体の上に絶
縁膜および金属層をこの順に備えた半導体レーザ素子に
おいて、 前記積層体のストライプに平行な少なくとも一方の端部
が、前記積層体の幅が該積層体の下層に向かって次第に
広がるような傾斜を有する第1傾斜面と、該第1傾斜面
の下端に連続する水平面と、該水平面の外縁に連続し、
前記積層体の幅が該積層体の下層に向かって次第に広が
るような傾斜を有する第2傾斜面とを有し、 該端部上の前記絶縁膜および金属層が、50%以上のス
テップカバレッジを有することを特徴とする半導体レー
ザ素子。
2. A laminate having a stripe for current injection, which is formed by laminating a plurality of layers made of different semiconductor materials, including an active layer, and an insulating film and a metal layer on the laminate. In the semiconductor laser device having the above order, at least one end portion parallel to the stripe of the stacked body has a slope such that the width of the stacked body gradually widens toward a lower layer of the stacked body. And a horizontal plane continuous to the lower end of the first inclined surface, and continuous to the outer edge of the horizontal plane,
A second inclined surface having an inclination such that the width of the laminated body gradually expands toward a lower layer of the laminated body, and the insulating film and the metal layer on the end portion have a step coverage of 50% or more. A semiconductor laser device having.
【請求項3】 第1GaAs結晶層、第1AlGaAs
結晶層、第1InGaP結晶層、第2GaAs結晶層、
InGaAs結晶層、第3GaAs結晶層、第2InG
aP結晶層、第2AlGaAs結晶層、InGaAsP
結晶層、InGaAlP結晶層、第3AlGaAs結晶
層および第4GaAs結晶層をこの順に積層してなる積
層体を形成し、 該積層体の電流注入領域以外の領域に開口を有する第1
のマスクを用いて、前記第4GaAs結晶層および第3
AlGaAs結晶層を酒石酸水溶液と過酸化水素水との
混合液でエッチングし、続いて、該エッチングにより露
出した前記第4GaAs結晶層の側壁近傍をNH4OH
水溶液と過酸化水素水との混合液でエッチングし、さら
に前記InGaAlP結晶層をHCl水溶液でエッチン
グして、第1の溝を形成し、 次に、前記第1のマスクの開口領域に対応する領域に前
記第1のマスクの開口幅より狭い幅の開口を有する第2
マスクを用いて、前記InGaAsP結晶層から少なく
とも第1InGaP結晶層までを、臭素とメタノールと
の混合液でエッチングして、前記第1の溝の中に第2の
溝を形成した後、 前記第1の溝および第2の溝が形成された積層体の上に
絶縁膜および金属層をこの順に形成することを特徴とす
る半導体レーザ素子の製造方法。
3. A first GaAs crystal layer, a first AlGaAs
A crystal layer, a first InGaP crystal layer, a second GaAs crystal layer,
InGaAs crystal layer, third GaAs crystal layer, second InG
aP crystal layer, second AlGaAs crystal layer, InGaAsP
A first laminate having a crystal layer, an InGaAlP crystal layer, a third AlGaAs crystal layer, and a fourth GaAs crystal layer, which are laminated in this order, and has an opening in a region other than the current injection region of the first laminate.
The fourth GaAs crystal layer and the third
The AlGaAs crystal layer is etched with a mixed solution of a tartaric acid aqueous solution and a hydrogen peroxide solution, and then, the vicinity of the side wall of the fourth GaAs crystal layer exposed by the etching is NH 4 OH.
Etching with a mixed solution of an aqueous solution and hydrogen peroxide solution, further etching the InGaAlP crystal layer with an aqueous HCl solution to form a first groove, and then, a region corresponding to the opening region of the first mask. A second opening having a width narrower than that of the first mask
Using the mask, the InGaAsP crystal layer to at least the first InGaP crystal layer are etched with a mixed liquid of bromine and methanol to form a second groove in the first groove, and then the first groove is formed. 2. A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising: forming an insulating film and a metal layer in this order on a laminated body in which the groove and the second groove are formed.
【請求項4】 前記第1のマスクがレジストからなり、
前記NH4OH水溶液と過酸化水素水との混合液でのエ
ッチングが終了した後、該第1のマスクを除去し、少な
くとも前記第3AlGaAs結晶層をマスクにして前記
InGaAlP結晶層をHCl水溶液でエッチングして
前記第1の溝を形成し、次に、絶縁膜からなる前記第2
のマスクを形成することを特徴とする請求項3記載の半
導体レーザ素子の製造方法。
4. The first mask is made of resist,
After the etching with the mixed solution of the NH 4 OH solution and the hydrogen peroxide solution is completed, the first mask is removed, and the InGaAlP crystal layer is etched with the HCl solution using at least the third AlGaAs crystal layer as a mask. To form the first groove, and then form the second groove made of an insulating film.
4. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 3, wherein the mask is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10612126B2 (en) 2014-06-13 2020-04-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for producing a coating and optoelectronic semiconductor component having a coating

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