JP2003258376A - 半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＤＦＢレーザの回折格子のエッチングにおい
て、マスクパターンとエッチング媒体との反応に起因す
るエッチングレートの変動を防止する。 【解決手段】 回折格子層の一方を構成するｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層３９を含む積層上に、光導波路方向と直交す
る長辺を有する矩形の第１の開口４１ｂを光導波路方向
に周期的に複数並列したＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを
形成し、このＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを残してこの
上に、第１の開口４１ｂの長辺より狭い幅で光導波路方
向に帯状に延長された第２の開口４３ｂを有するＳiＮ
絶縁膜パターン４３ａを形成し、ＳiＯ2絶縁膜パターン
４１ａ及びＳiＮ絶縁膜パターン４３ａをマスクとし、
エッチング媒体としてメタンガスと水素プラズマとを用
いて、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９を含む積層をドライエ
ッチングするものである。
て、マスクパターンとエッチング媒体との反応に起因す
るエッチングレートの変動を防止する。 【解決手段】 回折格子層の一方を構成するｐ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ層３９を含む積層上に、光導波路方向と直交す
る長辺を有する矩形の第１の開口４１ｂを光導波路方向
に周期的に複数並列したＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを
形成し、このＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを残してこの
上に、第１の開口４１ｂの長辺より狭い幅で光導波路方
向に帯状に延長された第２の開口４３ｂを有するＳiＮ
絶縁膜パターン４３ａを形成し、ＳiＯ2絶縁膜パターン
４１ａ及びＳiＮ絶縁膜パターン４３ａをマスクとし、
エッチング媒体としてメタンガスと水素プラズマとを用
いて、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９を含む積層をドライエ
ッチングするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ装
置の製造方法に係り、特に分布帰還型半導体レーザの製
造方法に関するものである。
置の製造方法に係り、特に分布帰還型半導体レーザの製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回折格子を光導波路リッジ内部に形成し
た従来の光導波路リッジを備えた分布帰還型半導体レー
ザ（以下、ＤＦＢレーザという）においては、半導体レ
ーザ装置の製造方法の工程の一部である回折格子を形成
する際に、リッジ幅より広めの回折格子形状の開口を有
するＳiＯ2膜のマスクパターンとこのマスクパターンの
上層に形成されたリッジ幅と同じ幅を有し光導波路方向
に延長された開口を備えたレジストパターンとを用い
て、リッジ幅と同じ幅になる回折格子層のエッチングを
行っていた。
た従来の光導波路リッジを備えた分布帰還型半導体レー
ザ（以下、ＤＦＢレーザという）においては、半導体レ
ーザ装置の製造方法の工程の一部である回折格子を形成
する際に、リッジ幅より広めの回折格子形状の開口を有
するＳiＯ2膜のマスクパターンとこのマスクパターンの
上層に形成されたリッジ幅と同じ幅を有し光導波路方向
に延長された開口を備えたレジストパターンとを用い
て、リッジ幅と同じ幅になる回折格子層のエッチングを
行っていた。
【０００３】従来の回折格子の製造方法について説明す
る。図３３、図３５、及び図３９は、例えば特願２００
０−３５２４５０号に記載された従来の半導体レーザの
製造方法の一工程を示す半導体レーザの平面図で、図３
４は図３３の３４−３４断面における半導体レーザの断
面図、図３６は図３５の３６−３６断面における半導体
レーザの断面図、図３７は図３５の３７−３７断面にお
ける半導体レーザの断面図、図３８は図３５の３８−３
８断面における半導体レーザの断面図、そして図４０は
図３９の４０−４０断面における半導体レーザの断面図
である。
る。図３３、図３５、及び図３９は、例えば特願２００
０−３５２４５０号に記載された従来の半導体レーザの
製造方法の一工程を示す半導体レーザの平面図で、図３
４は図３３の３４−３４断面における半導体レーザの断
面図、図３６は図３５の３６−３６断面における半導体
レーザの断面図、図３７は図３５の３７−３７断面にお
ける半導体レーザの断面図、図３８は図３５の３８−３
８断面における半導体レーザの断面図、そして図４０は
図３９の４０−４０断面における半導体レーザの断面図
である。
【０００４】まず、ｎ型ＩｎＰ基板（以下“ｎ型”を
“ｎ−”と、また“ｐ型”を“ｐ−”と表記する）上に
ｎ−ＩｎＰクラッド層、ｎ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層、
ｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層、ＡｌＧａＩｎＡｓ
量子井戸層、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層、ｐ−
ＡｌＩｎＡｓクラッド層、ｐ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、及びｐ−ＩｎＰ層を積層成長させる。次いで
ＳiＯ2絶縁膜を形成し、その上にレジスト膜を形成す
る。次いで、約２０００Åのピッチｐ10で、幅１０μｍ
でＥＢ露光を行って（露光部はピッチｐ10の１／２で１
０００Å）現像し、レジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンを用いてＳiＯ2絶縁膜をエッチングし、
ＳiＯ2絶縁膜パターンを形成し、ついでレジストパター
ンを除去する。この工程の結果が図３３及び図３４であ
る。
“ｎ−”と、また“ｐ型”を“ｐ−”と表記する）上に
ｎ−ＩｎＰクラッド層、ｎ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層、
ｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層、ＡｌＧａＩｎＡｓ
量子井戸層、ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層、ｐ−
ＡｌＩｎＡｓクラッド層、ｐ−ＩｎＰ層、ｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層、及びｐ−ＩｎＰ層を積層成長させる。次いで
ＳiＯ2絶縁膜を形成し、その上にレジスト膜を形成す
る。次いで、約２０００Åのピッチｐ10で、幅１０μｍ
でＥＢ露光を行って（露光部はピッチｐ10の１／２で１
０００Å）現像し、レジストパターンを形成し、このレ
ジストパターンを用いてＳiＯ2絶縁膜をエッチングし、
ＳiＯ2絶縁膜パターンを形成し、ついでレジストパター
ンを除去する。この工程の結果が図３３及び図３４であ
る。
【０００５】図３３および図３４において１２２はＳi
Ｏ2絶縁膜パターン、１２２ａはＳiＯ2絶縁膜開口で、
ＳiＯ2絶縁膜開口１２２ａの長さａ10はＥＢの露光幅１
０μｍに相当し、ＳiＯ2絶縁膜開口１２２ａの幅ｗ10は
ＥＢ露光のピッチｐ10の１／２、つまり１０００Åに相
当する。図３４において、１０１はｎ−ＩｎＰ基板、１
０２はｎ−ＩｎＰクラッド層、１０３はｎ−ＡｌＩｎＡ
ｓクラッド層、１０４はｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込
め層、１０５はＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、１０６は
ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層、１０７はｐ−Ａｌ
ＩｎＡｓクラッド層、１０８はｐ−ＩｎＰ層、１１０は
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、そして１２１はｐ−ＩｎＰ層で
ある。
Ｏ2絶縁膜パターン、１２２ａはＳiＯ2絶縁膜開口で、
ＳiＯ2絶縁膜開口１２２ａの長さａ10はＥＢの露光幅１
０μｍに相当し、ＳiＯ2絶縁膜開口１２２ａの幅ｗ10は
ＥＢ露光のピッチｐ10の１／２、つまり１０００Åに相
当する。図３４において、１０１はｎ−ＩｎＰ基板、１
０２はｎ−ＩｎＰクラッド層、１０３はｎ−ＡｌＩｎＡ
ｓクラッド層、１０４はｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込
め層、１０５はＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、１０６は
ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層、１０７はｐ−Ａｌ
ＩｎＡｓクラッド層、１０８はｐ−ＩｎＰ層、１１０は
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、そして１２１はｐ−ＩｎＰ層で
ある。
【０００６】図３５、図３６及び図３７を参照して、次
にＳiＯ2絶縁膜パターン１２２上にレジストを塗布し、
ＳiＯ2絶縁膜開口１２２ａの並びに沿うレジストパター
ン開口１２４ａを有するレジストパターン１２４を、写
真製版工程により形成する。この工程の結果が図３５、
図３６、図３７及び図３８である。図３５において、レ
ジストパターン開口１２４ａの幅（ｗ20）は１．８μｍ
でこの幅は後に形成する光導波路リッジの幅と同じにな
っている。図３７はｐ−ＩｎＰ層１２１がＳiＯ2絶縁膜
パターン１２２に覆われた部分の断面を、図３８はｐ−
ＩｎＰ層１２１がＳiＯ2絶縁膜パターン１２２に覆われ
ておらずレジストパターン開口１２４ａの幅の寸法ｗ20
にて、表面に露呈した部分の断面を示している。
にＳiＯ2絶縁膜パターン１２２上にレジストを塗布し、
ＳiＯ2絶縁膜開口１２２ａの並びに沿うレジストパター
ン開口１２４ａを有するレジストパターン１２４を、写
真製版工程により形成する。この工程の結果が図３５、
図３６、図３７及び図３８である。図３５において、レ
ジストパターン開口１２４ａの幅（ｗ20）は１．８μｍ
でこの幅は後に形成する光導波路リッジの幅と同じにな
っている。図３７はｐ−ＩｎＰ層１２１がＳiＯ2絶縁膜
パターン１２２に覆われた部分の断面を、図３８はｐ−
ＩｎＰ層１２１がＳiＯ2絶縁膜パターン１２２に覆われ
ておらずレジストパターン開口１２４ａの幅の寸法ｗ20
にて、表面に露呈した部分の断面を示している。
【０００７】次にＳiＯ2絶縁膜パターン１２２とレジス
トパターン１２４とをマスクとし、エッチング媒体とし
てメタンガスと水素プラズマとを用いたドライエッチン
グにより、ＳiＯ2絶縁膜パターン１２２とレジストパタ
ーン１２４との無い部分つまり、図３８にて断面で表面
に露呈した部分の、ｐ−ＩｎＰ層１２１とｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層１１０とがエッチングされ、ｐ−ＩｎＰ層１０
８を露呈させる。ついで、ＳiＯ2絶縁膜パターン１２２
とレジストパターン１２４とを除去する。この工程の結
果が図３９、及び図４０である。この後、ｐ−ＩｎＰ層
を埋込成長させることにより、ｐ−ＩｎＧａＡｓ／ｐ−
ＩｎＰ層からなる回折格子層が形成される。
トパターン１２４とをマスクとし、エッチング媒体とし
てメタンガスと水素プラズマとを用いたドライエッチン
グにより、ＳiＯ2絶縁膜パターン１２２とレジストパタ
ーン１２４との無い部分つまり、図３８にて断面で表面
に露呈した部分の、ｐ−ＩｎＰ層１２１とｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層１１０とがエッチングされ、ｐ−ＩｎＰ層１０
８を露呈させる。ついで、ＳiＯ2絶縁膜パターン１２２
とレジストパターン１２４とを除去する。この工程の結
果が図３９、及び図４０である。この後、ｐ−ＩｎＰ層
を埋込成長させることにより、ｐ−ＩｎＧａＡｓ／ｐ−
ＩｎＰ層からなる回折格子層が形成される。
【０００８】この従来の回折格子の製造方法において、
ＳiＯ2絶縁膜パターン１２２とレジストパターン１２４
とをマスクとし、エッチング媒体としてメタンガスと水
素プラズマとを用いたドライエッチングにおいて、エッ
チング媒体であるメタンガスと水素プラズマが有機物で
あるレジストと反応してエッチングレートを決めるメタ
ンガスと水素プラズマの濃度が変化し、場合によっては
レジストパターン開口１２４ａの幅ｗ20に沿った方向の
エッチングの深さが均一にならないということが発生す
ることがあった。
ＳiＯ2絶縁膜パターン１２２とレジストパターン１２４
とをマスクとし、エッチング媒体としてメタンガスと水
素プラズマとを用いたドライエッチングにおいて、エッ
チング媒体であるメタンガスと水素プラズマが有機物で
あるレジストと反応してエッチングレートを決めるメタ
ンガスと水素プラズマの濃度が変化し、場合によっては
レジストパターン開口１２４ａの幅ｗ20に沿った方向の
エッチングの深さが均一にならないということが発生す
ることがあった。
【０００９】図４１は従来の回折格子のＳiＯ2絶縁膜開
口１２２ａの幅ｗ10に沿った方向の深さ分布を示す模式
図、図４２はレジストパターン開口１２４ａの幅ｗ20に
沿った方向の深さ分布を示す模式図である。図４２から
判るように、レジストに近い側の溝深さはエッチングレ
ートが遅くなったために浅くなっている。またレジスト
の表面状態により、レジストとメタン及び水素プラズマ
との反応が変化するためにエッチングレートのレジスト
の表面状態による依存性が発生し、ロット毎にエッチン
グレートが異なるということがあった。このために、リ
ッジ導波路の幅方向において均一な厚さを有する回折格
子の形成がし難く、半導体レーザのレーザ特性にばらつ
きが生じ、延いては半導体レーザ装置の歩留まりが低下
するという問題点があった。
口１２２ａの幅ｗ10に沿った方向の深さ分布を示す模式
図、図４２はレジストパターン開口１２４ａの幅ｗ20に
沿った方向の深さ分布を示す模式図である。図４２から
判るように、レジストに近い側の溝深さはエッチングレ
ートが遅くなったために浅くなっている。またレジスト
の表面状態により、レジストとメタン及び水素プラズマ
との反応が変化するためにエッチングレートのレジスト
の表面状態による依存性が発生し、ロット毎にエッチン
グレートが異なるということがあった。このために、リ
ッジ導波路の幅方向において均一な厚さを有する回折格
子の形成がし難く、半導体レーザのレーザ特性にばらつ
きが生じ、延いては半導体レーザ装置の歩留まりが低下
するという問題点があった。
【００１０】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、第１の目的は、均一な厚みの回折格子
を有しレーザ特性の揃った半導体レーザを容易に製造す
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。なお、公知技術として、特開平６−２９１４０
８号公報がある。この公報には、回折格子を形成するパ
ターン形成膜の材料として、レジスト、酸化膜あるいは
窒化膜が使用されることが記載されている。
なされたもので、第１の目的は、均一な厚みの回折格子
を有しレーザ特性の揃った半導体レーザを容易に製造す
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。なお、公知技術として、特開平６−２９１４０
８号公報がある。この公報には、回折格子を形成するパ
ターン形成膜の材料として、レジスト、酸化膜あるいは
窒化膜が使用されることが記載されている。
【００１１】また、特開昭６２−１６５３９２号公報に
は、λ／４シフト型回折格子を形成するときに周期性が
反転した各領域のエッチングをＳiＯ2酸化膜のパターニ
ング層とアルミニウム膜のパターニング層を使用して個
別にエッチングする製造方法が記載されている。
は、λ／４シフト型回折格子を形成するときに周期性が
反転した各領域のエッチングをＳiＯ2酸化膜のパターニ
ング層とアルミニウム膜のパターニング層を使用して個
別にエッチングする製造方法が記載されている。
【００１２】さらに、特開昭６２−１３９５０３号公報
には、特定の領域に回折格子を形成するために、特定の
領域を窓とした第１のフォトレジストのマスクパターン
と第１のフォトレジストと反応しない回折格子形成用の
第２のフォトレジストのマスクパターンとを重ねて形成
し、これら２種類のマスクパターンをマスクとしてエッ
チングし回折格子を形成する方法が記載されている。
には、特定の領域に回折格子を形成するために、特定の
領域を窓とした第１のフォトレジストのマスクパターン
と第１のフォトレジストと反応しない回折格子形成用の
第２のフォトレジストのマスクパターンとを重ねて形成
し、これら２種類のマスクパターンをマスクとしてエッ
チングし回折格子を形成する方法が記載されている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、
第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第
１の第２クラッド層、第２導電型であって第２クラッド
層と屈折率の異なる半導体層、及び第２導電型の第２の
第２クラッド層を順次積層する第１の工程と、第３の第
２クラッド層の表面上に第１の絶縁膜を形成し、この第
１の絶縁膜により光導波路方向と交差する方向に所定の
長さを有して延在する帯状の形状を有し光導波路方向に
所定の間隔で複数並列した第１の開口部を有する第１の
絶縁膜パターンを形成する第２の工程と、第１の絶縁膜
パターンを介して半導体基板上に第２の絶縁膜を形成し
た後、第２の絶縁膜により光導波路方向に延在した帯状
の形状を有しその幅が第１の開口部の光導波路方向と交
差する方向の長さより狭い幅の第２の開口部を有する第
２の絶縁膜パターンを、第１の絶縁膜パターンを残して
形成する第３の工程と、第２の絶縁膜パターン及び第１
の絶縁膜パターンをマスクとして第３の第２クラッド層
および半導体層をエッチングし半導体層を貫通する第３
の開口部を形成する第４の工程と、第２の絶縁膜パター
ン及び第１の絶縁膜パターンを除去し、第２導電型の第
３の第２クラッド層により第３の開口部を介して第２の
第２クラッド層および半導体層を埋込む第５の工程と、
を含むもので、第１の開口部を有するマスクパターンと
第２の開口を有するマスクパターンとをともに絶縁膜と
することにより、エッチングの際にマスクパターン材料
とエッチング媒体との反応が起こりにくくし、マスクパ
ターン材料とエッチング媒体との反応に基づくエッチン
グレートの不安定な変動を抑制することができる。
ーザ装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板上に、
第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第
１の第２クラッド層、第２導電型であって第２クラッド
層と屈折率の異なる半導体層、及び第２導電型の第２の
第２クラッド層を順次積層する第１の工程と、第３の第
２クラッド層の表面上に第１の絶縁膜を形成し、この第
１の絶縁膜により光導波路方向と交差する方向に所定の
長さを有して延在する帯状の形状を有し光導波路方向に
所定の間隔で複数並列した第１の開口部を有する第１の
絶縁膜パターンを形成する第２の工程と、第１の絶縁膜
パターンを介して半導体基板上に第２の絶縁膜を形成し
た後、第２の絶縁膜により光導波路方向に延在した帯状
の形状を有しその幅が第１の開口部の光導波路方向と交
差する方向の長さより狭い幅の第２の開口部を有する第
２の絶縁膜パターンを、第１の絶縁膜パターンを残して
形成する第３の工程と、第２の絶縁膜パターン及び第１
の絶縁膜パターンをマスクとして第３の第２クラッド層
および半導体層をエッチングし半導体層を貫通する第３
の開口部を形成する第４の工程と、第２の絶縁膜パター
ン及び第１の絶縁膜パターンを除去し、第２導電型の第
３の第２クラッド層により第３の開口部を介して第２の
第２クラッド層および半導体層を埋込む第５の工程と、
を含むもので、第１の開口部を有するマスクパターンと
第２の開口を有するマスクパターンとをともに絶縁膜と
することにより、エッチングの際にマスクパターン材料
とエッチング媒体との反応が起こりにくくし、マスクパ
ターン材料とエッチング媒体との反応に基づくエッチン
グレートの不安定な変動を抑制することができる。
【００１４】さらに、第１の工程において、活性層を量
子井戸構造とするとともに、第１クラッド層と活性層と
の間に第１導電型の第１光閉じ込め層を、活性層と第１
の第２クラッド層との間に第２導電型の第２光閉じ込め
層をそれぞれさらに形成するもので、量子井戸構造の半
導体レーザの製造方法において第１の開口部を有するマ
スクパターンと第２の開口を有するマスクパターンとを
ともに絶縁膜とすることにより、エッチングの際にマス
クパターン材料とエッチング媒体との反応が起こりにく
くし、マスクパターン材料とエッチング媒体との反応に
基づくエッチングレートの不安定な変動を抑制すること
ができる。
子井戸構造とするとともに、第１クラッド層と活性層と
の間に第１導電型の第１光閉じ込め層を、活性層と第１
の第２クラッド層との間に第２導電型の第２光閉じ込め
層をそれぞれさらに形成するもので、量子井戸構造の半
導体レーザの製造方法において第１の開口部を有するマ
スクパターンと第２の開口を有するマスクパターンとを
ともに絶縁膜とすることにより、エッチングの際にマス
クパターン材料とエッチング媒体との反応が起こりにく
くし、マスクパターン材料とエッチング媒体との反応に
基づくエッチングレートの不安定な変動を抑制すること
ができる。
【００１５】またさらに、第３の工程において、所定の
エッチング媒体に対して第１の絶縁膜のエッチングレー
トが第２の絶縁膜のエッチングレートより小さくなるよ
うにするもので、第１の絶縁膜パターンを残し第２の開
口部の形成を行うための第２の絶縁膜のエッチングの制
御を行いやすくすることができる。
エッチング媒体に対して第１の絶縁膜のエッチングレー
トが第２の絶縁膜のエッチングレートより小さくなるよ
うにするもので、第１の絶縁膜パターンを残し第２の開
口部の形成を行うための第２の絶縁膜のエッチングの制
御を行いやすくすることができる。
【００１６】さらに、第１の絶縁膜をＳiＯ2膜、第２の
絶縁膜をＳiＮ膜としたもので、扱いやすい材料で、第
１の絶縁膜パターンを残し第２の開口部の形成を行うた
めの第２の絶縁膜のエッチングの制御を行いやすくする
ことができる。
絶縁膜をＳiＮ膜としたもので、扱いやすい材料で、第
１の絶縁膜パターンを残し第２の開口部の形成を行うた
めの第２の絶縁膜のエッチングの制御を行いやすくする
ことができる。
【００１７】またさらに、第４の工程において、第２の
絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンをマスクとし
て、メタンガスと水素プラズマとをエッチング媒体とし
たドライエッチングによりエッチングするもので、第２
の絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンがエッチン
グ媒体との反応を起こしにくいので、エッチング媒体の
濃度が安定し、ドライエッチングの際のエッチングレー
トを安定させることができる。
絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンをマスクとし
て、メタンガスと水素プラズマとをエッチング媒体とし
たドライエッチングによりエッチングするもので、第２
の絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンがエッチン
グ媒体との反応を起こしにくいので、エッチング媒体の
濃度が安定し、ドライエッチングの際のエッチングレー
トを安定させることができる。
【００１８】またさらに、第３の第２クラッド層上に第
３の絶縁膜を形成し、この第３の絶縁膜により第３の開
口部の直上において第３の開口部と対向し第３の開口部
の光導波路方向と交差する方向の長さに対応した幅を有
して光導波路方向に延在した帯状の部分を残しこの帯状
の部分の両側に所定の幅の第４の開口を有する第３の絶
縁膜パターンを形成し、この第３の絶縁膜パターンをマ
スクとして、第１の第２クラッド層を除去し第１の第２
クラッド層の下層表面を露呈させるエッチング工程をさ
らに含むもので、リッジ光導波路型の半導体レーザにお
いて、第１の開口部を有するマスクパターンと第２の開
口を有するマスクパターンとをともに絶縁膜とすること
により、エッチングの際にマスクパターン材料とエッチ
ング媒体との反応が起こりにくくし、マスクパターン材
料とエッチング媒体との反応に基づくエッチングレート
の不安定な変動を抑制することができる。
３の絶縁膜を形成し、この第３の絶縁膜により第３の開
口部の直上において第３の開口部と対向し第３の開口部
の光導波路方向と交差する方向の長さに対応した幅を有
して光導波路方向に延在した帯状の部分を残しこの帯状
の部分の両側に所定の幅の第４の開口を有する第３の絶
縁膜パターンを形成し、この第３の絶縁膜パターンをマ
スクとして、第１の第２クラッド層を除去し第１の第２
クラッド層の下層表面を露呈させるエッチング工程をさ
らに含むもので、リッジ光導波路型の半導体レーザにお
いて、第１の開口部を有するマスクパターンと第２の開
口を有するマスクパターンとをともに絶縁膜とすること
により、エッチングの際にマスクパターン材料とエッチ
ング媒体との反応が起こりにくくし、マスクパターン材
料とエッチング媒体との反応に基づくエッチングレート
の不安定な変動を抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の一つの実施の形態に係る半導体レーザの一部破断斜視
図である。図２は図１の２−２断面における半導体レー
ザの断面図である。
の一つの実施の形態に係る半導体レーザの一部破断斜視
図である。図２は図１の２−２断面における半導体レー
ザの断面図である。
【００２０】図１および図２において、８０はこの実施
の形態に係るリッジ導波路を備えたＤＦＢレーザであ
る。８２は光導波路リッジで半導体レーザ８０の中央部
にレーザ光の出射方向に延在している。１は半導体基板
としてのｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＰ基板１の上に
配設された第１クラッド層としてのｎ−ＩｎＰの第１ｎ
クラッド層で厚さは１μｍ、キャリア濃度はＮ＝１×１
０１８ｃｍ−３、３はｎ−第１クラッド層２の上に配設
されたｎ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層で厚さは０．１μ
ｍ、キャリア濃度はＮ＝１×１０１８ｃｍ−３、４はｎ
−ＡｌＩｎＡｓクラッド層３の上に配設された第１導電
型の第１光閉じ込め層としてのｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓの
ｎ−光閉じ込め層で厚さは０．１μｍ、キャリア濃度は
Ｎ＝１×１０１８ｃｍ−３、５は活性層としてのＡｌＧ
ａＩｎＡｓの量子井戸層で、この実施の形態では量子井
戸構造の活性層を用いているが、バルクの活性層でもよ
い。
の形態に係るリッジ導波路を備えたＤＦＢレーザであ
る。８２は光導波路リッジで半導体レーザ８０の中央部
にレーザ光の出射方向に延在している。１は半導体基板
としてのｎ−ＩｎＰ基板、２はｎ−ＩｎＰ基板１の上に
配設された第１クラッド層としてのｎ−ＩｎＰの第１ｎ
クラッド層で厚さは１μｍ、キャリア濃度はＮ＝１×１
０１８ｃｍ−３、３はｎ−第１クラッド層２の上に配設
されたｎ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層で厚さは０．１μ
ｍ、キャリア濃度はＮ＝１×１０１８ｃｍ−３、４はｎ
−ＡｌＩｎＡｓクラッド層３の上に配設された第１導電
型の第１光閉じ込め層としてのｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓの
ｎ−光閉じ込め層で厚さは０．１μｍ、キャリア濃度は
Ｎ＝１×１０１８ｃｍ−３、５は活性層としてのＡｌＧ
ａＩｎＡｓの量子井戸層で、この実施の形態では量子井
戸構造の活性層を用いているが、バルクの活性層でもよ
い。
【００２１】６は量子井戸層５の上に配設された第２導
電型の第２光閉じ込め層としてのｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ
のｐ−光閉じ込め層で厚さは０．１μｍ、キャリア濃度
はＮ＝１×１０１８ｃｍ−３、７はｐ−光閉じ込め層６
の上に配設されたｐ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層で厚さは
０．１μｍ、キャリア濃度はＮ＝１、×１０１８ｃｍ
−３である。
電型の第２光閉じ込め層としてのｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ
のｐ−光閉じ込め層で厚さは０．１μｍ、キャリア濃度
はＮ＝１×１０１８ｃｍ−３、７はｐ−光閉じ込め層６
の上に配設されたｐ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層で厚さは
０．１μｍ、キャリア濃度はＮ＝１、×１０１８ｃｍ
−３である。
【００２２】８は光導波路リッジ８２の最下層の第２導
電型の第１の第２クラッド層としてのｐ−ＩｎＰの第１
ｐ−クラッド層で厚さは０．１μｍ、キャリア濃度はＮ
＝１×１０１８ｃｍ−３、９はｐ−第１ＩｎＰ層８上に
配設されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層９ａとｐ−ＩｎＰ層９
ｂとで構成される回折格子層（以下、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層９ａとｐ−ＩｎＰ層９ｂとの構成をｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ／ｐ−ＩｎＰと表記する）で、回折格子層９は光導
波方向にピッチｐ1＝２０００Åの周期構造を有し、ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層９ａとｐ−ＩｎＰ層９ｂはともにｐ
1／２、つまり１０００Åで交互に配設されている。ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層９ａの厚みは０．０６μｍ、キャリ
ア濃度は１×１０１８ｃｍ−３である。
電型の第１の第２クラッド層としてのｐ−ＩｎＰの第１
ｐ−クラッド層で厚さは０．１μｍ、キャリア濃度はＮ
＝１×１０１８ｃｍ−３、９はｐ−第１ＩｎＰ層８上に
配設されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層９ａとｐ−ＩｎＰ層９
ｂとで構成される回折格子層（以下、ｐ−ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層９ａとｐ−ＩｎＰ層９ｂとの構成をｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ／ｐ−ＩｎＰと表記する）で、回折格子層９は光導
波方向にピッチｐ1＝２０００Åの周期構造を有し、ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層９ａとｐ−ＩｎＰ層９ｂはともにｐ
1／２、つまり１０００Åで交互に配設されている。ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層９ａの厚みは０．０６μｍ、キャリ
ア濃度は１×１０１８ｃｍ−３である。
【００２３】１０は回折格子層９の上に配設された第２
導電型の第２の第２クラッド層としてのｐ−ＩｎＰから
なる第２ｐ−クラッド層、１１は第２ｐ−クラッド層１
０の上に配設された第２導電型の第３の第２クラッド層
としてのｐ−ＩｎＰからなる第３ｐ−クラッド層で、第
２ｐ−クラッド層１０と第３ｐ−クラッド層１１とで厚
さが１．５μｍ、キャリア濃度は１×１０１８ｃ
ｍ−３、１２はｐ−ＩｎＧａＡｓのコンタクト層で、厚
さが０．１μｍ、キャリア濃度は１×１０１９ｃｍ− ３
である。光導波路リッジ８２は第１ｐ−クラッド層８、
回折格子層９、第２ｐ−クラッド層１０、第３ｐ−クラ
ッド層１１及びコンタクト層１２により構成され、光導
波路リッジ８２の幅は１．８μｍである。
導電型の第２の第２クラッド層としてのｐ−ＩｎＰから
なる第２ｐ−クラッド層、１１は第２ｐ−クラッド層１
０の上に配設された第２導電型の第３の第２クラッド層
としてのｐ−ＩｎＰからなる第３ｐ−クラッド層で、第
２ｐ−クラッド層１０と第３ｐ−クラッド層１１とで厚
さが１．５μｍ、キャリア濃度は１×１０１８ｃ
ｍ−３、１２はｐ−ＩｎＧａＡｓのコンタクト層で、厚
さが０．１μｍ、キャリア濃度は１×１０１９ｃｍ− ３
である。光導波路リッジ８２は第１ｐ−クラッド層８、
回折格子層９、第２ｐ−クラッド層１０、第３ｐ−クラ
ッド層１１及びコンタクト層１２により構成され、光導
波路リッジ８２の幅は１．８μｍである。
【００２４】１３は半導体レーザ表面を覆うＳiＯ2絶縁
膜で、光導波路リッジ８２の頂部に光導波路方向に延長
された電流経路となる開口部１３ａを有している。１４
はＴi層とＡu層で構成された半導体レーザ８０のｐ型電
極、１５はｎ−ＩｎＰ基板１の裏面上に配設されたＡｕ
層、Ｇe層、Ｎi層及びＡu層で構成された半導体レーザ
８０のｎ型電極である。
膜で、光導波路リッジ８２の頂部に光導波路方向に延長
された電流経路となる開口部１３ａを有している。１４
はＴi層とＡu層で構成された半導体レーザ８０のｐ型電
極、１５はｎ−ＩｎＰ基板１の裏面上に配設されたＡｕ
層、Ｇe層、Ｎi層及びＡu層で構成された半導体レーザ
８０のｎ型電極である。
【００２５】次に半導体レーザ８０の製造方法について
説明する。図３，図４、図６、図７、図９、図１１、図
１３、図１４、図１６，図１７、図１９、図２０、図２
２、図２３、図２４、図２７、図２８、図２９、図３
０、図３１、及び図３２はこの発明の一実施の形態に係
る半導体レーザの製造方法の一工程における半導体レー
ザの断面図、図５、図８、及び図２１はこの発明の一実
施の形態に係る半導体レーザの製造方法の一工程におけ
る半導体レーザの平面図、図１０、図１２、図１５、及
び図１８はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザ
の製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過平
面図である。これらの平面図または一部透過平面図にお
ける斜線は断面を示すためではなく、各層を明確にする
ために画いたものである。
説明する。図３，図４、図６、図７、図９、図１１、図
１３、図１４、図１６，図１７、図１９、図２０、図２
２、図２３、図２４、図２７、図２８、図２９、図３
０、図３１、及び図３２はこの発明の一実施の形態に係
る半導体レーザの製造方法の一工程における半導体レー
ザの断面図、図５、図８、及び図２１はこの発明の一実
施の形態に係る半導体レーザの製造方法の一工程におけ
る半導体レーザの平面図、図１０、図１２、図１５、及
び図１８はこの発明の一実施の形態に係る半導体レーザ
の製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過平
面図である。これらの平面図または一部透過平面図にお
ける斜線は断面を示すためではなく、各層を明確にする
ために画いたものである。
【００２６】また、図６は図５の６−６断面における、
図９は図８の９−９断面における、図１１は図１０の１
１−１１断面における、図１３は図１２の１３−１３断
面における、図１４は図１２の１４−１４断面におけ
る、図１６は図１５の１６−１６断面における、図１７
は図１５の１７−１７断面における、図１９は図１８の
１９−１９断面における、図２０は図１８の２０−２０
断面における、図２２は図２１の２２−２２断面におけ
る、図２３は図２１の２３−２３断面における、図２４
は図２１の２４−２４断面における断面図である。
図９は図８の９−９断面における、図１１は図１０の１
１−１１断面における、図１３は図１２の１３−１３断
面における、図１４は図１２の１４−１４断面におけ
る、図１６は図１５の１６−１６断面における、図１７
は図１５の１７−１７断面における、図１９は図１８の
１９−１９断面における、図２０は図１８の２０−２０
断面における、図２２は図２１の２２−２２断面におけ
る、図２３は図２１の２３−２３断面における、図２４
は図２１の２４−２４断面における断面図である。
【００２７】また、図３，図４、図６、図７、図９、図
１１、及び図２４は光導波路に沿う方向の断面における
断面図、図１３、図１４、図１６，図１７、図１９、図
２０、図２２、図２３、図２７、図２８、図２９、図３
０、図３１、及び図３２は光導波路に直交する断面にお
ける断面図である。
１１、及び図２４は光導波路に沿う方向の断面における
断面図、図１３、図１４、図１６，図１７、図１９、図
２０、図２２、図２３、図２７、図２８、図２９、図３
０、図３１、及び図３２は光導波路に直交する断面にお
ける断面図である。
【００２８】図３に示すように、ｎ−ＩｎＰ基板１とな
るｎ−ＩｎＰ基板３１上に、ｎ−第１クラッド層２とし
てのｎ−ＩｎＰ層３２、ｎ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層３
としてのｎ−ＡｌＩｎＡｓ層３３、ｎ−光閉じ込め層４
としてのｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓ３４、量子井戸層５とし
てのＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層３５、ｐ−光閉じ込め
層６としてのｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ層３６、ｐ−ＡｌＩ
ｎＡｓクラッド層７としてのｐ−ＡｌＩｎＡｓ層３７、
第１ｐ−クラッド層８としてのｐ−ＩｎＰ層３８、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ−ＩｎＰの回折格子層９の一方を構
成するｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９、および第２ｐ−クラ
ッド層１０としてのｐ−ＩｎＰ層４０を、例えばＭＯＣ
ＶＤ法により順次積層成長させる。このウエハに写真製
版の位置合わせ用にマーカー（図示せず）をエッチング
により形成しておく。
るｎ−ＩｎＰ基板３１上に、ｎ−第１クラッド層２とし
てのｎ−ＩｎＰ層３２、ｎ−ＡｌＩｎＡｓクラッド層３
としてのｎ−ＡｌＩｎＡｓ層３３、ｎ−光閉じ込め層４
としてのｎ−ＡｌＧａＩｎＡｓ３４、量子井戸層５とし
てのＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層３５、ｐ−光閉じ込め
層６としてのｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ層３６、ｐ−ＡｌＩ
ｎＡｓクラッド層７としてのｐ−ＡｌＩｎＡｓ層３７、
第１ｐ−クラッド層８としてのｐ−ＩｎＰ層３８、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ−ＩｎＰの回折格子層９の一方を構
成するｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９、および第２ｐ−クラ
ッド層１０としてのｐ−ＩｎＰ層４０を、例えばＭＯＣ
ＶＤ法により順次積層成長させる。このウエハに写真製
版の位置合わせ用にマーカー（図示せず）をエッチング
により形成しておく。
【００２９】次に図４に示すように、例えばプラズマＣ
ＶＤにより、ｐ−ＩｎＰ層４０の表面にＳiＯ2絶縁膜４
１を形成し、このＳiＯ2絶縁膜４１表面にレジスト膜４
２を塗布する。次に図５及び図６に示すように、レジス
ト膜４２において長さａ1＝１０μｍ、幅ｗ1＝１０００
Åの矩形状領域を、光導波路方向にピッチｐ1＝２００
０Åで周期的にＥＢ露光を行い現像し、レジスト膜開口
４２ｂを有するレジストパターン４２ａを形成する。回
折格子層９の幅は１．８μｍで、レジスト膜開口４２ｂ
の長さａ1＝１０μｍは回折格子層９の幅より大幅に長
くなっているが、これを最初から短く形成するとパター
ンむらが発生して、正確なパターニングができないため
である。
ＶＤにより、ｐ−ＩｎＰ層４０の表面にＳiＯ2絶縁膜４
１を形成し、このＳiＯ2絶縁膜４１表面にレジスト膜４
２を塗布する。次に図５及び図６に示すように、レジス
ト膜４２において長さａ1＝１０μｍ、幅ｗ1＝１０００
Åの矩形状領域を、光導波路方向にピッチｐ1＝２００
０Åで周期的にＥＢ露光を行い現像し、レジスト膜開口
４２ｂを有するレジストパターン４２ａを形成する。回
折格子層９の幅は１．８μｍで、レジスト膜開口４２ｂ
の長さａ1＝１０μｍは回折格子層９の幅より大幅に長
くなっているが、これを最初から短く形成するとパター
ンむらが発生して、正確なパターニングができないため
である。
【００３０】次に図７に示すように、レジストパターン
４２ａをマスクとして、エッチング媒体としてＣＨＦ3
とＯ2ガスとを用い、ドライエッチングを行い、ＳiＯ2
絶縁膜４１を完全に除去し、ｐ−ＩｎＰ層４０を露呈さ
せる。次に図８および図９に示すようにレジストパター
ン４２ａを除去する。これによりＳiＯ2絶縁膜開口４１
ｂを有するＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを形成する。次
に図１０および図１１に示すように、ＳiＯ2絶縁膜パタ
ーン４１ａを介して全面に、例えばプラズマＣＶＤによ
りＳiＮ絶縁膜４３を形成する。図１０においてＳiＮ絶
縁膜４３は透過層で示し斜線を施している。
４２ａをマスクとして、エッチング媒体としてＣＨＦ3
とＯ2ガスとを用い、ドライエッチングを行い、ＳiＯ2
絶縁膜４１を完全に除去し、ｐ−ＩｎＰ層４０を露呈さ
せる。次に図８および図９に示すようにレジストパター
ン４２ａを除去する。これによりＳiＯ2絶縁膜開口４１
ｂを有するＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを形成する。次
に図１０および図１１に示すように、ＳiＯ2絶縁膜パタ
ーン４１ａを介して全面に、例えばプラズマＣＶＤによ
りＳiＮ絶縁膜４３を形成する。図１０においてＳiＮ絶
縁膜４３は透過層で示し斜線を施している。
【００３１】次に図１２に示すように、ＳiＮ絶縁膜４
３の表面上にレジスト膜を塗布し、最初に形成したマー
カーを基準にしてステッパーによる写真製版工程によ
り、ＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂの配列の直上において光導
波路方向の沿って、リッジ光導波路８２と同じ幅のレジ
スト膜開口４４ｂを有するレジストパターン４４を形成
する。レジスト膜開口４４ｂの開口幅ｗ2は約１．８μ
ｍである。図１３はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂがある部分
の断面図であり、図１４はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂが無
い部分の断面図である。また図１２の光導波路方向に沿
った断面であるＡ−Ａ断面では図１１と同じ図になる。
３の表面上にレジスト膜を塗布し、最初に形成したマー
カーを基準にしてステッパーによる写真製版工程によ
り、ＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂの配列の直上において光導
波路方向の沿って、リッジ光導波路８２と同じ幅のレジ
スト膜開口４４ｂを有するレジストパターン４４を形成
する。レジスト膜開口４４ｂの開口幅ｗ2は約１．８μ
ｍである。図１３はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂがある部分
の断面図であり、図１４はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂが無
い部分の断面図である。また図１２の光導波路方向に沿
った断面であるＡ−Ａ断面では図１１と同じ図になる。
【００３２】次に、図１５、図１６及び図１７に示すよ
うに、レジストパターン４４をマスクとして、エッチン
グ媒体としてＣＨＦ3とＯ2との混合ガスを用いて、Ｓi
Ｎ絶縁膜４３の下層のＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを残
しながら、ＳiＮ絶縁膜４３のドライエッチングを行い
完全に除去し、ＳiＮ絶縁膜開口４３ｂを有するＳiＮ絶
縁膜パターン４３ａを形成する。ＳiＮ絶縁膜開口４３
ｂの開口幅はｗ2である。ＣＨＦ3とＯ2との混合ガスを
用いた場合には、ＳiＮ絶縁膜４３のエッチングレート
はＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａのエッチングレートに比
べて３倍程度速いので、エッチング時間によるエッチン
グの制御が容易になり、安定したドライエッチングが可
能となる。
うに、レジストパターン４４をマスクとして、エッチン
グ媒体としてＣＨＦ3とＯ2との混合ガスを用いて、Ｓi
Ｎ絶縁膜４３の下層のＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａを残
しながら、ＳiＮ絶縁膜４３のドライエッチングを行い
完全に除去し、ＳiＮ絶縁膜開口４３ｂを有するＳiＮ絶
縁膜パターン４３ａを形成する。ＳiＮ絶縁膜開口４３
ｂの開口幅はｗ2である。ＣＨＦ3とＯ2との混合ガスを
用いた場合には、ＳiＮ絶縁膜４３のエッチングレート
はＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａのエッチングレートに比
べて３倍程度速いので、エッチング時間によるエッチン
グの制御が容易になり、安定したドライエッチングが可
能となる。
【００３３】図１６はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂがある部
分の断面図であり、図１７はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂが
無い部分の断面図である。図１５においてはＳiＮ絶縁
膜パターン４３ａとレジストパターン４４とを透過層と
して画きそれぞれの斜線を重ねて画いている。また図１
５の光導波路方向に沿った断面であるＢ−Ｂ断面では図
９と同じ図になる。次に、図１８、図１９、及び図２０
に示すように、レジストパターン４４を除去する。図１
９はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂがある部分の断面図であ
り、図２０はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂが無い部分の断面
図である。図１８においてはＳiＮ絶縁膜パターン４３
ａを透過層として画き、斜線を施している。
分の断面図であり、図１７はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂが
無い部分の断面図である。図１５においてはＳiＮ絶縁
膜パターン４３ａとレジストパターン４４とを透過層と
して画きそれぞれの斜線を重ねて画いている。また図１
５の光導波路方向に沿った断面であるＢ−Ｂ断面では図
９と同じ図になる。次に、図１８、図１９、及び図２０
に示すように、レジストパターン４４を除去する。図１
９はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂがある部分の断面図であ
り、図２０はＳiＯ2絶縁膜開口４１ｂが無い部分の断面
図である。図１８においてはＳiＮ絶縁膜パターン４３
ａを透過層として画き、斜線を施している。
【００３４】次に、図２１、図２２、図２３、及び図２
４に示すように、ＳiＮ絶縁膜パターン４３ａとＳiＯ2
絶縁膜パターン４１ａとをマスクとして、エッチング媒
体としてメタンガスと水素プラズマとを用いて、ｐ−Ｉ
ｎＰ層４０とｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９とをエッチング
して除去し、この結果形成された開口４５を介してｐ−
ＩｎＰ層３８を露呈させる。この後ＳiＮ絶縁膜パター
ン４３ａとＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａとを除去する。
図２２は開口４５のある部分の断面図で、図２３は開口
４５の無い部分の断面図である。
４に示すように、ＳiＮ絶縁膜パターン４３ａとＳiＯ2
絶縁膜パターン４１ａとをマスクとして、エッチング媒
体としてメタンガスと水素プラズマとを用いて、ｐ−Ｉ
ｎＰ層４０とｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９とをエッチング
して除去し、この結果形成された開口４５を介してｐ−
ＩｎＰ層３８を露呈させる。この後ＳiＮ絶縁膜パター
ン４３ａとＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａとを除去する。
図２２は開口４５のある部分の断面図で、図２３は開口
４５の無い部分の断面図である。
【００３５】形成された開口４５は光導波方向の幅がｗ
1つまり１０００Åで、光導波方向と直交する方向の長
さがｗ2つまり１．８μｍの矩形状であり、光導波方向
に１０００Å間隔で、つまりピッチｐ1＝２０００Å
で、並列している。ｐ−ＩｎＰ層４０とｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ層３９とをエッチングするこの工程において、この
実施の形態ではＳiＮ絶縁膜パターン４３ａを使用して
いるが、従来技術ではレジストパターンを使用してい
た。このためエッチング媒体として使用しているメタン
ガスと水素プラズマとがレジストパターンと反応して、
エッチング媒体の濃度が不安定になり、エッチングレー
トに影響を及ぼしていたが、ＳiＮ絶縁膜パターン４３
ａを使用することにより、エッチング媒体として使用し
ているメタンガスと水素プラズマとがＳiＮ絶縁膜パタ
ーン４３ａと反応し難いために、エッチングに際してエ
ッチング媒体の濃度が安定し、エッチングレートが変動
しにくくなった。このため各ロット毎の開口４５の深さ
が均一に形成され、光導波方向と直交する方向の回折格
子層９の厚みが均一に形成されるようになった。
1つまり１０００Åで、光導波方向と直交する方向の長
さがｗ2つまり１．８μｍの矩形状であり、光導波方向
に１０００Å間隔で、つまりピッチｐ1＝２０００Å
で、並列している。ｐ−ＩｎＰ層４０とｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ層３９とをエッチングするこの工程において、この
実施の形態ではＳiＮ絶縁膜パターン４３ａを使用して
いるが、従来技術ではレジストパターンを使用してい
た。このためエッチング媒体として使用しているメタン
ガスと水素プラズマとがレジストパターンと反応して、
エッチング媒体の濃度が不安定になり、エッチングレー
トに影響を及ぼしていたが、ＳiＮ絶縁膜パターン４３
ａを使用することにより、エッチング媒体として使用し
ているメタンガスと水素プラズマとがＳiＮ絶縁膜パタ
ーン４３ａと反応し難いために、エッチングに際してエ
ッチング媒体の濃度が安定し、エッチングレートが変動
しにくくなった。このため各ロット毎の開口４５の深さ
が均一に形成され、光導波方向と直交する方向の回折格
子層９の厚みが均一に形成されるようになった。
【００３６】なおこの実施の形態１では、ＳiＮ絶縁膜
パターン４３ａとＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａとをマス
クとして用いているが、ＳiＮ絶縁膜パターン４３ａに
替えてＳiＯ2絶縁膜パターンを用いても構わない。図２
５及び図２６はこの発明の一実施の形態に係る半導体レ
ーザの回折格子層の開口の深さを示す模式図である。従
来の製造方法によって形成された回折格子層の開口の深
さ形状を示す図４１及び図４２と比較して、この実施の
形態に係る製造方法により形成された開口４５において
は、光導波方向と直交する方向の深さが均一に形成され
ていることが判る。
パターン４３ａとＳiＯ2絶縁膜パターン４１ａとをマス
クとして用いているが、ＳiＮ絶縁膜パターン４３ａに
替えてＳiＯ2絶縁膜パターンを用いても構わない。図２
５及び図２６はこの発明の一実施の形態に係る半導体レ
ーザの回折格子層の開口の深さを示す模式図である。従
来の製造方法によって形成された回折格子層の開口の深
さ形状を示す図４１及び図４２と比較して、この実施の
形態に係る製造方法により形成された開口４５において
は、光導波方向と直交する方向の深さが均一に形成され
ていることが判る。
【００３７】次に図２７に示すように、開口４５を介し
て、ｐ−ＩｎＰ層３８の表面上に第３ｐ−クラッド層１
１としてのｐ−ＩｎＰ層４６を埋込成長させる。この埋
込成長により、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ−ＩｎＰの回折
格子層９が形成されたことになる。さらにｐ−ＩｎＰ層
４６の上にコンタクト層１２としてのｐ−ＩｎＧａＡｓ
層４７を形成する。次に図２８に示すように、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓ層４７の表面上にＳiＯ2絶縁膜を形成し、開口
４５の真上に光導波方向と直交する方向の長さがｗ2つ
まり１．８μｍの幅で光導波方向に延在した帯状の部分
を残して、この両側に光導波路リッジ８２を形成するた
めの開口４８ｂを有するＳiＯ2絶縁膜パターン４８を形
成する。次に、図２９に示すように、ＳiＯ2絶縁膜パタ
ーン４８をマスクとしてドライエッチングにより、ｐ−
ＩｎＧａＡｓ層４７を完全に除去し、ｐ−ＩｎＰ層４６
の途中までエッチングする。
て、ｐ−ＩｎＰ層３８の表面上に第３ｐ−クラッド層１
１としてのｐ−ＩｎＰ層４６を埋込成長させる。この埋
込成長により、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ−ＩｎＰの回折
格子層９が形成されたことになる。さらにｐ−ＩｎＰ層
４６の上にコンタクト層１２としてのｐ−ＩｎＧａＡｓ
層４７を形成する。次に図２８に示すように、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓ層４７の表面上にＳiＯ2絶縁膜を形成し、開口
４５の真上に光導波方向と直交する方向の長さがｗ2つ
まり１．８μｍの幅で光導波方向に延在した帯状の部分
を残して、この両側に光導波路リッジ８２を形成するた
めの開口４８ｂを有するＳiＯ2絶縁膜パターン４８を形
成する。次に、図２９に示すように、ＳiＯ2絶縁膜パタ
ーン４８をマスクとしてドライエッチングにより、ｐ−
ＩｎＧａＡｓ層４７を完全に除去し、ｐ−ＩｎＰ層４６
の途中までエッチングする。
【００３８】次に、図３０に示すように、ＳiＯ2絶縁膜
パターン４８をマスクとしてウエットエッチングにより
ｐ−ＩｎＰ層４６、ｐ−ＩｎＰ層４０を完全に除去し、
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９で止める。このエッチングの
エッチング液としては、例えば塩酸とリン酸の混合液
（混合比は塩酸対リン酸が１：２）を用いる。この塩酸
とリン酸の混合液を用いればＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓＰ
層のエッチングの選択比が大きく、つまりＩｎＰ層のエ
ッチングレートが速く、ＩｎＧａＡｓＰ層のエッチング
レートが遅いので、ＩｎＧａＡｓＰ層４７で止めること
ができる。また塩酸とリン酸の混合液は下部方向にのみ
エッチングが進み、横方向にはほとんどエッチングされ
ないので、垂直なリッジを形成することができる。さら
にＳiＯ2絶縁膜パターン４８をマスクとして、ドライエ
ッチングによりｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９を完全に除去
し、ｐ−ＩｎＰ層３８の途中までエッチングする。
パターン４８をマスクとしてウエットエッチングにより
ｐ−ＩｎＰ層４６、ｐ−ＩｎＰ層４０を完全に除去し、
ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９で止める。このエッチングの
エッチング液としては、例えば塩酸とリン酸の混合液
（混合比は塩酸対リン酸が１：２）を用いる。この塩酸
とリン酸の混合液を用いればＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓＰ
層のエッチングの選択比が大きく、つまりＩｎＰ層のエ
ッチングレートが速く、ＩｎＧａＡｓＰ層のエッチング
レートが遅いので、ＩｎＧａＡｓＰ層４７で止めること
ができる。また塩酸とリン酸の混合液は下部方向にのみ
エッチングが進み、横方向にはほとんどエッチングされ
ないので、垂直なリッジを形成することができる。さら
にＳiＯ2絶縁膜パターン４８をマスクとして、ドライエ
ッチングによりｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９を完全に除去
し、ｐ−ＩｎＰ層３８の途中までエッチングする。
【００３９】次に図３１に示すように、ＳiＯ2絶縁膜パ
ターン４８をマスクとして、ウエットエッチングによ
り、ｐ−ＩｎＰ層３８を完全に除去し、ｐ−ＡｌＩｎＡ
ｓ層３７に少し入り込む程度で止める。このエッチング
のエッチング液としては、例えば塩酸とリン酸の混合液
（混合比は塩酸対リン酸が１：２）を用いる。ＡｌＩｎ
Ａｓ層のエッチングレートはＩｎＰ層に比べて少し遅く
なるので、エッチングレートを考慮し、エッチング時間
を設定することにより、ｐ−ＡｌＩｎＡｓ層３７に少し
入り込む程度で止めることができる。
ターン４８をマスクとして、ウエットエッチングによ
り、ｐ−ＩｎＰ層３８を完全に除去し、ｐ−ＡｌＩｎＡ
ｓ層３７に少し入り込む程度で止める。このエッチング
のエッチング液としては、例えば塩酸とリン酸の混合液
（混合比は塩酸対リン酸が１：２）を用いる。ＡｌＩｎ
Ａｓ層のエッチングレートはＩｎＰ層に比べて少し遅く
なるので、エッチングレートを考慮し、エッチング時間
を設定することにより、ｐ−ＡｌＩｎＡｓ層３７に少し
入り込む程度で止めることができる。
【００４０】先の開口４５が光導波方向と直交する方向
の長さをｗ2つまり１．８μｍとし、後に形成するリッ
ジ幅と同じにする理由は、ｐ−ＩｎＰ層３８を除去する
エッチングの際にｐ−ＩｎＰ層とｐ−ＡｌＩｎＡｓ層と
の間にあまりエッチングレートの差がないことに起因し
ている。すなわち、ウエットエッチングによりｐ−Ｉｎ
Ｐ層４６、ｐ−ＩｎＰ層４０を完全に除去し、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層３９で止める工程において、エッチングの
制御はエッチング時間により行うため少しオーバーエッ
チ気味にエッチング時間を設定する。
の長さをｗ2つまり１．８μｍとし、後に形成するリッ
ジ幅と同じにする理由は、ｐ−ＩｎＰ層３８を除去する
エッチングの際にｐ−ＩｎＰ層とｐ−ＡｌＩｎＡｓ層と
の間にあまりエッチングレートの差がないことに起因し
ている。すなわち、ウエットエッチングによりｐ−Ｉｎ
Ｐ層４６、ｐ−ＩｎＰ層４０を完全に除去し、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層３９で止める工程において、エッチングの
制御はエッチング時間により行うため少しオーバーエッ
チ気味にエッチング時間を設定する。
【００４１】このためにｐ−ＩｎＧａＡｓＰ／ｐ−Ｉｎ
Ｐの回折格子層９が後に形成するリッジ幅より広い幅で
形成されていると、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９がある部
分ではエッチングが停止するがｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３
９が無い部分ではさらにエッチングが進む。この後、ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層３９をドライエッチングにより除去
したとしてもｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９のあったところ
と無かったところでは、ｐ−ＩｎＰ層３８の厚みが異な
り、ｐ−ＩｎＰ層とｐ−ＡｌＩｎＡｓ層との間にあまり
エッチングレートの差がないことから、ｐ−ＩｎＰ層３
８をエッチングするときに設定されたエッチング時間に
おいて、このｐ−ＩｎＰ層３８の厚みの差によって、ｐ
−ＡｌＩｎＡｓ層３７に深くエッチングされる部分が発
生する。そうするとレーザ特性にばらつきが生じやすく
なるために回折格子層９の幅とリッジ幅とを同じに形成
しておくのである。
Ｐの回折格子層９が後に形成するリッジ幅より広い幅で
形成されていると、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９がある部
分ではエッチングが停止するがｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３
９が無い部分ではさらにエッチングが進む。この後、ｐ
−ＩｎＧａＡｓＰ層３９をドライエッチングにより除去
したとしてもｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９のあったところ
と無かったところでは、ｐ−ＩｎＰ層３８の厚みが異な
り、ｐ−ＩｎＰ層とｐ−ＡｌＩｎＡｓ層との間にあまり
エッチングレートの差がないことから、ｐ−ＩｎＰ層３
８をエッチングするときに設定されたエッチング時間に
おいて、このｐ−ＩｎＰ層３８の厚みの差によって、ｐ
−ＡｌＩｎＡｓ層３７に深くエッチングされる部分が発
生する。そうするとレーザ特性にばらつきが生じやすく
なるために回折格子層９の幅とリッジ幅とを同じに形成
しておくのである。
【００４２】次に図３２に示すように、ＳiＯ2絶縁膜パ
ターン４８を除去し、改めてウエハ全面にＳiＯ2絶縁膜
４９を形成し、光導波路リッジ８２の頂部に電流経路と
しての開口４９ａを形成する。さらに、ＳiＯ2絶縁膜４
９上にＴi層とＡu層で構成された半導体レーザ８０のｐ
型電極及びｎ−ＩｎＰ基板３１を所定の厚さに研磨しこ
のｎ−ＩｎＰ基板３１の裏面上に配設されたＡｕ層、Ｇ
e層、Ｎi層及びＡu層で構成されたｎ型電極を形成し、
図１及び図２に示された半導体レーザ８０として完成す
る。
ターン４８を除去し、改めてウエハ全面にＳiＯ2絶縁膜
４９を形成し、光導波路リッジ８２の頂部に電流経路と
しての開口４９ａを形成する。さらに、ＳiＯ2絶縁膜４
９上にＴi層とＡu層で構成された半導体レーザ８０のｐ
型電極及びｎ−ＩｎＰ基板３１を所定の厚さに研磨しこ
のｎ−ＩｎＰ基板３１の裏面上に配設されたＡｕ層、Ｇ
e層、Ｎi層及びＡu層で構成されたｎ型電極を形成し、
図１及び図２に示された半導体レーザ８０として完成す
る。
【００４３】以上述べたようにこの実施の形態に係る半
導体レーザの製造方法においては、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
／ｐ−ＩｎＰの回折格子層９の形成に際して、光導波路
リッジと同じ幅の開口４５を形成するドライエッチング
において、エッチング媒体としてメタンガスと水素プラ
ズマとを用いてＳiＮ絶縁膜パターン４３ａとＳiＯ2絶
縁膜パターン４１ａとをマスクとして、ｐ−ＩｎＰ層４
０とｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９とをエッチングして除去
している。このためマスクパターンとエッチング媒体と
の反応を防止することができ、マスクパターンとエッチ
ング媒体との反応に基づきエッチング媒体の濃度が変動
するという不具合を防止することができ、エッチングの
際のエッチングレートが不安定に変動することを防止す
ることができる。
導体レーザの製造方法においては、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
／ｐ−ＩｎＰの回折格子層９の形成に際して、光導波路
リッジと同じ幅の開口４５を形成するドライエッチング
において、エッチング媒体としてメタンガスと水素プラ
ズマとを用いてＳiＮ絶縁膜パターン４３ａとＳiＯ2絶
縁膜パターン４１ａとをマスクとして、ｐ−ＩｎＰ層４
０とｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層３９とをエッチングして除去
している。このためマスクパターンとエッチング媒体と
の反応を防止することができ、マスクパターンとエッチ
ング媒体との反応に基づきエッチング媒体の濃度が変動
するという不具合を防止することができ、エッチングの
際のエッチングレートが不安定に変動することを防止す
ることができる。
【００４４】従って、ｐ−ＩｎＰ層４０とｐ−ＩｎＧａ
ＡｓＰ層３９とに形成された開口４５の深さを均一にす
ることができ、回折格子層の厚みを均一にすることがで
きる。延いては、安定した光学特性を有する回折格子を
形成することができ、レーザ特性の安定した光導波路リ
ッジを備えたＤＦＢレーザを形成することができる。こ
のためレーザ特性の揃った半導体レーザ装置を安価に提
供することができる。
ＡｓＰ層３９とに形成された開口４５の深さを均一にす
ることができ、回折格子層の厚みを均一にすることがで
きる。延いては、安定した光学特性を有する回折格子を
形成することができ、レーザ特性の安定した光導波路リ
ッジを備えたＤＦＢレーザを形成することができる。こ
のためレーザ特性の揃った半導体レーザ装置を安価に提
供することができる。
【００４５】
【発明の効果】この発明に係る半導体レーザ装置の製造
方法は以上に説明したような工程を備えているので、以
下のような効果を有する。この発明に係る半導体レーザ
装置の製造方法においては、第１導電型の半導体基板上
に、第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型
の第１の第２クラッド層、第２導電型であって第２クラ
ッド層と屈折率の異なる半導体層、及び第２導電型の第
２の第２クラッド層を順次積層する第１の工程と、第３
の第２クラッド層の表面上に第１の絶縁膜を形成し、こ
の第１の絶縁膜により光導波路方向と交差する方向に所
定の長さを有して延在する帯状の形状を有し光導波路方
向に所定の間隔で複数並列した第１の開口部を有する第
１の絶縁膜パターンを形成する第２の工程と、第１の絶
縁膜パターンを介して半導体基板上に第２の絶縁膜を形
成した後、第２の絶縁膜により光導波路方向に延在した
帯状の形状を有しその幅が第１の開口部の光導波路方向
と交差する方向の長さより狭い幅の第２の開口部を有す
る第２の絶縁膜パターンを、第１の絶縁膜パターンを残
して形成する第３の工程と、第２の絶縁膜パターン及び
第１の絶縁膜パターンをマスクとして第３の第２クラッ
ド層および半導体層をエッチングし半導体層を貫通する
第３の開口部を形成する第４の工程と、第２の絶縁膜パ
ターン及び第１の絶縁膜パターンを除去し、第２導電型
の第３の第２クラッド層により第３の開口部を介して第
２の第２クラッド層および半導体層を埋込む第５の工程
と、を含むもので、第１の開口部を有するマスクパター
ンと第２の開口を有するマスクパターンとをともに絶縁
膜とすることにより、エッチングの際にマスクパターン
材料とエッチング媒体との反応が起こりにくくし、マス
クパターン材料とエッチング媒体との反応に基づくエッ
チングレートの不安定な変動を抑制することができる。
従って、回折格子層の厚みを均一にすることができるの
で、安定した光学特性を有する回折格子を形成すること
ができ、レーザ特性の安定したＤＦＢレーザを形成する
ことができる。延いてはレーザ特性の揃ったＤＦＢレー
ザ装置を安価に提供することができる。
方法は以上に説明したような工程を備えているので、以
下のような効果を有する。この発明に係る半導体レーザ
装置の製造方法においては、第１導電型の半導体基板上
に、第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型
の第１の第２クラッド層、第２導電型であって第２クラ
ッド層と屈折率の異なる半導体層、及び第２導電型の第
２の第２クラッド層を順次積層する第１の工程と、第３
の第２クラッド層の表面上に第１の絶縁膜を形成し、こ
の第１の絶縁膜により光導波路方向と交差する方向に所
定の長さを有して延在する帯状の形状を有し光導波路方
向に所定の間隔で複数並列した第１の開口部を有する第
１の絶縁膜パターンを形成する第２の工程と、第１の絶
縁膜パターンを介して半導体基板上に第２の絶縁膜を形
成した後、第２の絶縁膜により光導波路方向に延在した
帯状の形状を有しその幅が第１の開口部の光導波路方向
と交差する方向の長さより狭い幅の第２の開口部を有す
る第２の絶縁膜パターンを、第１の絶縁膜パターンを残
して形成する第３の工程と、第２の絶縁膜パターン及び
第１の絶縁膜パターンをマスクとして第３の第２クラッ
ド層および半導体層をエッチングし半導体層を貫通する
第３の開口部を形成する第４の工程と、第２の絶縁膜パ
ターン及び第１の絶縁膜パターンを除去し、第２導電型
の第３の第２クラッド層により第３の開口部を介して第
２の第２クラッド層および半導体層を埋込む第５の工程
と、を含むもので、第１の開口部を有するマスクパター
ンと第２の開口を有するマスクパターンとをともに絶縁
膜とすることにより、エッチングの際にマスクパターン
材料とエッチング媒体との反応が起こりにくくし、マス
クパターン材料とエッチング媒体との反応に基づくエッ
チングレートの不安定な変動を抑制することができる。
従って、回折格子層の厚みを均一にすることができるの
で、安定した光学特性を有する回折格子を形成すること
ができ、レーザ特性の安定したＤＦＢレーザを形成する
ことができる。延いてはレーザ特性の揃ったＤＦＢレー
ザ装置を安価に提供することができる。
【００４６】さらに、第１の工程において、活性層を量
子井戸構造とするとともに、第１クラッド層と活性層と
の間に第１導電型の第１光閉じ込め層を、活性層と第１
の第２クラッド層との間に第２導電型の第２光閉じ込め
層をそれぞれさらに形成するもので、活性層が量子井戸
構造の半導体レーザの製造方法において、第１の開口部
を有するマスクパターンと第２の開口を有するマスクパ
ターンとをともに絶縁膜とすることにより、エッチング
の際にマスクパターン材料とエッチング媒体との反応が
起こりにくくし、マスクパターン材料とエッチング媒体
との反応に基づくエッチングレートの不安定な変動を抑
制することができる。従って、活性層が量子井戸構造の
半導体レーザにおいて回折格子層の厚みを均一にするこ
とができるので、安定した光学特性を有する回折格子を
形成することができ、レーザ特性の安定したＤＦＢレー
ザを形成することができる。延いてはレーザ特性の揃っ
たＤＦＢレーザ装置を安価に提供することができる。
子井戸構造とするとともに、第１クラッド層と活性層と
の間に第１導電型の第１光閉じ込め層を、活性層と第１
の第２クラッド層との間に第２導電型の第２光閉じ込め
層をそれぞれさらに形成するもので、活性層が量子井戸
構造の半導体レーザの製造方法において、第１の開口部
を有するマスクパターンと第２の開口を有するマスクパ
ターンとをともに絶縁膜とすることにより、エッチング
の際にマスクパターン材料とエッチング媒体との反応が
起こりにくくし、マスクパターン材料とエッチング媒体
との反応に基づくエッチングレートの不安定な変動を抑
制することができる。従って、活性層が量子井戸構造の
半導体レーザにおいて回折格子層の厚みを均一にするこ
とができるので、安定した光学特性を有する回折格子を
形成することができ、レーザ特性の安定したＤＦＢレー
ザを形成することができる。延いてはレーザ特性の揃っ
たＤＦＢレーザ装置を安価に提供することができる。
【００４７】またさらに、第３の工程において、所定の
エッチング媒体に対して第１の絶縁膜のエッチングレー
トが第２の絶縁膜のエッチングレートより小さくなるよ
うにするもので、第１の絶縁膜パターンを残し第２の開
口部の形成を行うための第２の絶縁膜のエッチングの制
御を行いやすくすることができる。このため回折格子の
製造工程を簡易に行うことができる。延いてはＤＦＢレ
ーザ装置の歩留まりを高めることができる。
エッチング媒体に対して第１の絶縁膜のエッチングレー
トが第２の絶縁膜のエッチングレートより小さくなるよ
うにするもので、第１の絶縁膜パターンを残し第２の開
口部の形成を行うための第２の絶縁膜のエッチングの制
御を行いやすくすることができる。このため回折格子の
製造工程を簡易に行うことができる。延いてはＤＦＢレ
ーザ装置の歩留まりを高めることができる。
【００４８】さらに、第１の絶縁膜をＳiＯ2膜、第２の
絶縁膜をＳiＮ膜としたもので、扱いやすい材料で、第
１の絶縁膜パターンを残し第２の開口部の形成を行うた
めの第２の絶縁膜のエッチングの制御を行いやすくする
ことができる。このため回折格子の製造工程をさらに簡
易に行うことができる。延いてはＤＦＢレーザ装置を安
価に、歩留まりを高めることができる。
絶縁膜をＳiＮ膜としたもので、扱いやすい材料で、第
１の絶縁膜パターンを残し第２の開口部の形成を行うた
めの第２の絶縁膜のエッチングの制御を行いやすくする
ことができる。このため回折格子の製造工程をさらに簡
易に行うことができる。延いてはＤＦＢレーザ装置を安
価に、歩留まりを高めることができる。
【００４９】またさらに、第４の工程において、第２の
絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンをマスクとし
て、メタンガスと水素プラズマとをエッチング媒体とし
たドライエッチングによりエッチングするもので、第２
の絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンがエッチン
グ媒体との反応を起こしにくいので、エッチング媒体の
濃度が安定し、ドライエッチングの際のエッチングレー
トを安定させることができる。従って、良好な特性を有
する回折格子を安定的に効率よく形成することができ、
延いてはレーザ特性の揃ったＤＦＢレーザ装置を安価に
提供することができる。
絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンをマスクとし
て、メタンガスと水素プラズマとをエッチング媒体とし
たドライエッチングによりエッチングするもので、第２
の絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンがエッチン
グ媒体との反応を起こしにくいので、エッチング媒体の
濃度が安定し、ドライエッチングの際のエッチングレー
トを安定させることができる。従って、良好な特性を有
する回折格子を安定的に効率よく形成することができ、
延いてはレーザ特性の揃ったＤＦＢレーザ装置を安価に
提供することができる。
【００５０】またさらに、第３の第２クラッド層上に第
３の絶縁膜を形成し、この第３の絶縁膜により第３の開
口部の直上において第３の開口部と対向し第３の開口部
の光導波路方向と交差する方向の長さに対応した幅を有
して光導波路方向に延在した帯状の部分を残しこの帯状
の部分の両側に所定の幅の第４の開口を有する第３の絶
縁膜パターンを形成し、この第３の絶縁膜パターンをマ
スクとして、第１の第２クラッド層を除去し第１の第２
クラッド層の下層表面を露呈させるエッチング工程をさ
らに含むもので、リッジ光導波路型の半導体レーザにお
いて、第１の開口部を有するマスクパターンと第２の開
口を有するマスクパターンとをともに絶縁膜とすること
により、エッチングの際にマスクパターン材料とエッチ
ング媒体との反応が起こりにくくし、マスクパターン材
料とエッチング媒体との反応に基づくエッチングレート
の不安定な変動を抑制することができる。従って、光導
波路リッジを備えたＤＦＢレーザにおいて回折格子層の
厚みを均一にすることができるので、安定した光学特性
を有する回折格子を形成することができ、レーザ特性の
安定した光導波路リッジを備えたＤＦＢレーザを形成す
ることができる。延いてはレーザ特性の揃ったリッジ導
波路型ＤＦＢレーザ装置を安価に提供することができ
る。
３の絶縁膜を形成し、この第３の絶縁膜により第３の開
口部の直上において第３の開口部と対向し第３の開口部
の光導波路方向と交差する方向の長さに対応した幅を有
して光導波路方向に延在した帯状の部分を残しこの帯状
の部分の両側に所定の幅の第４の開口を有する第３の絶
縁膜パターンを形成し、この第３の絶縁膜パターンをマ
スクとして、第１の第２クラッド層を除去し第１の第２
クラッド層の下層表面を露呈させるエッチング工程をさ
らに含むもので、リッジ光導波路型の半導体レーザにお
いて、第１の開口部を有するマスクパターンと第２の開
口を有するマスクパターンとをともに絶縁膜とすること
により、エッチングの際にマスクパターン材料とエッチ
ング媒体との反応が起こりにくくし、マスクパターン材
料とエッチング媒体との反応に基づくエッチングレート
の不安定な変動を抑制することができる。従って、光導
波路リッジを備えたＤＦＢレーザにおいて回折格子層の
厚みを均一にすることができるので、安定した光学特性
を有する回折格子を形成することができ、レーザ特性の
安定した光導波路リッジを備えたＤＦＢレーザを形成す
ることができる。延いてはレーザ特性の揃ったリッジ導
波路型ＤＦＢレーザ装置を安価に提供することができ
る。
【図１】 この発明の一つの実施の形態に係る半導体レ
ーザの一部破断斜視図である。
ーザの一部破断斜視図である。
【図２】 図１の２−２断面における半導体レーザの断
面図である。
面図である。
【図３】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置の
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図４】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置の
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図５】 この発明の一実施の形態に係る半導体レーザ
の製造方法の一工程における半導体レーザの平面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの平面図であ
る。
【図６】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置の
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図７】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置の
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図８】 この発明の一実施の形態に係る半導体レーザ
の製造方法の一工程における半導体レーザの平面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの平面図であ
る。
【図９】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置の
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図１０】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
【図１１】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図１２】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
【図１３】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図１４】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図１５】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
【図１６】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図１７】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図１８】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの一部透過
平面図である。
【図１９】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２０】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２１】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの平面図で
ある。
ザの製造方法の一工程における半導体レーザの平面図で
ある。
【図２２】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２３】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２４】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２５】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの回折格子層の開口の深さを示す模式図である。
ザの回折格子層の開口の深さを示す模式図である。
【図２６】 この発明の一実施の形態に係る半導体レー
ザの回折格子層の開口の深さを示す模式図である。
ザの回折格子層の開口の深さを示す模式図である。
【図２７】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２８】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図２９】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図３０】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図３１】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図３２】 この発明の一実施の形態に係る半導体装置
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
の製造方法の一工程における半導体レーザの断面図であ
る。
【図３３】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの平面図である。
示す半導体レーザの平面図である。
【図３４】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの断面図である。
示す半導体レーザの断面図である。
【図３５】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの平面図である。
示す半導体レーザの平面図である。
【図３６】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの断面図である。
示す半導体レーザの断面図である。
【図３７】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの断面図である。
示す半導体レーザの断面図である。
【図３８】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの断面図である。
示す半導体レーザの断面図である。
【図３９】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの平面図である。
示す半導体レーザの平面図である。
【図４０】 従来の半導体レーザの製造方法の一工程を
示す半導体レーザの断面図である。
示す半導体レーザの断面図である。
【図４１】 従来の半導体レーザの回折格子層の開口の
深さを示す模式図である。
深さを示す模式図である。
【図４２】 従来の半導体レーザの回折格子層の開口の
深さを示す模式図である。
深さを示す模式図である。
３１ ｎ−ＩｎＰ基板、 ３２ ｎ−ＩｎＰ層、
３５ ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、 ３８ ｐ−Ｉ
ｎＰ層、 ３９ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、４０ ｐ−
ＩｎＰ層、 ４１ ＳiＯ2絶縁膜４１、 ４１ｂ
ＳiＯ2絶縁膜開口、 ４１ａ ＳiＯ2絶縁膜パター
ン、 ４３ ＳiＮ絶縁膜、 ４３ｂ ＳiＮ絶縁膜
開口、 ４３ａ ＳiＮ絶縁膜パターン、 ４５
開口、４６ ｐ−ＩｎＰ層、 ３４ ｎ−ＡｌＧａＩ
ｎＡｓ層、 ３６ ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ層、 ４
８ｂ 開口、 ４８ ＳiＯ2絶縁膜パターン。
３５ ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸層、 ３８ ｐ−Ｉ
ｎＰ層、 ３９ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、４０ ｐ−
ＩｎＰ層、 ４１ ＳiＯ2絶縁膜４１、 ４１ｂ
ＳiＯ2絶縁膜開口、 ４１ａ ＳiＯ2絶縁膜パター
ン、 ４３ ＳiＮ絶縁膜、 ４３ｂ ＳiＮ絶縁膜
開口、 ４３ａ ＳiＮ絶縁膜パターン、 ４５
開口、４６ ｐ−ＩｎＰ層、 ３４ ｎ−ＡｌＧａＩ
ｎＡｓ層、 ３６ ｐ−ＡｌＧａＩｎＡｓ層、 ４
８ｂ 開口、 ４８ ＳiＯ2絶縁膜パターン。
Claims (6)
- 【請求項１】 第１導電型の半導体基板上に、第１導電
型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第１の第２
クラッド層、第２導電型であって第２クラッド層と屈折
率の異なる半導体層、及び第２導電型の第２の第２クラ
ッド層を順次積層する第１の工程と、 第３の第２クラッド層の表面上に第１の絶縁膜を形成
し、この第１の絶縁膜により光導波路方向と交差する方
向に所定の長さを有して延在する帯状の形状を有し光導
波路方向に所定の間隔で複数並列した第１の開口部を有
する第１の絶縁膜パターンを形成する第２の工程と、 第１の絶縁膜パターンを介して半導体基板上に第２の絶
縁膜を形成した後、第２の絶縁膜により光導波路方向に
延在した帯状の形状を有しその幅が第１の開口部の光導
波路方向と交差する方向の長さより狭い幅の第２の開口
部を有する第２の絶縁膜パターンを、第１の絶縁膜パタ
ーンを残して形成する第３の工程と、 第２の絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンをマス
クとして第３の第２クラッド層および半導体層をエッチ
ングし半導体層を貫通する第３の開口部を形成する第４
の工程と、 第２の絶縁膜パターン及び第１の絶縁膜パターンを除去
し、第２導電型の第３の第２クラッド層により第３の開
口部を介して第２の第２クラッド層および半導体層を埋
込む第５の工程と、を含む半導体レーザ装置の製造方
法。 - 【請求項２】 第１の工程において、活性層を量子井戸
構造とするとともに、第１クラッド層と活性層との間に
第１導電型の第１光閉じ込め層を、活性層と第１の第２
クラッド層との間に第２導電型の第２光閉じ込め層をそ
れぞれさらに形成することを特徴とした請求項１記載の
半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項３】 第３の工程において、所定のエッチング
媒体に対して第１の絶縁膜のエッチングレートが第２の
絶縁膜のエッチングレートより小さくなることを特徴と
した請求項１または２記載の半導体レーザ装置の製造方
法。 - 【請求項４】 第１の絶縁膜をＳiＯ2膜、第２の絶縁膜
をＳiＮ膜としたことを特徴とする請求項３に記載の半
導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項５】 第４の工程において、第２の絶縁膜パタ
ーン及び第１の絶縁膜パターンをマスクとして、メタン
ガスと水素プラズマとをエッチング媒体としたドライエ
ッチングによりエッチングすることを特徴とした請求項
１乃至４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置の製
造方法。 - 【請求項６】 第３の第２クラッド層上に第３の絶縁膜
を形成し、この第３の絶縁膜により第３の開口部の直上
において第３の開口部と対向し第３の開口部の光導波路
方向と交差する方向の長さに対応した幅を有して光導波
路方向に延在した帯状の部分を残しこの帯状の部分の両
側に所定の幅の第４の開口を有する第３の絶縁膜パター
ンを形成し、この第３の絶縁膜パターンをマスクとし
て、第１の第２クラッド層を除去し第１の第２クラッド
層の下層表面を露呈させるエッチング工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記
載の半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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ID=28668679
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP4031263B2 (ja) |
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| JP5026905B2 (ja) | 2007-10-02 | 2012-09-19 | 富士通株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| JP2009212386A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子の製造方法 |
| JP7046484B2 (ja) * | 2016-11-30 | 2022-04-04 | 日本ルメンタム株式会社 | アレイ半導体光素子、光送信モジュール、及び光モジュール、並びに、それらの製造方法 |
| CN111370995B (zh) * | 2020-03-12 | 2021-05-18 | 中国科学院半导体研究所 | 表面光栅半导体激光器及其制作方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH088394B2 (ja) * | 1989-06-30 | 1996-01-29 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| JPH06291408A (ja) | 1993-04-01 | 1994-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP3226065B2 (ja) * | 1993-06-28 | 2001-11-05 | キヤノン株式会社 | 単一波長半導体レーザ |
| EP0727099B1 (en) * | 1994-09-06 | 2001-05-23 | Uniphase Opto Holdings, Inc. | Optoelectronic semiconductor device with a semiconductor diode laser |
| JP4786024B2 (ja) | 2000-11-20 | 2011-10-05 | 三菱電機株式会社 | 分布帰還型レーザおよびその製造方法 |
-
2002
- 2002-03-05 JP JP2002058804A patent/JP4031263B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-07-25 US US10/202,023 patent/US6642075B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2007035784A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 分布帰還型半導体レーザ |
| WO2011105162A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 | リッジ型半導体レーザ及びリッジ型半導体レーザの製造方法 |
| JP2011181567A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Ntt Electornics Corp | リッジ型半導体レーザ及びリッジ型半導体レーザの製造方法 |
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|---|---|
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| US20030170924A1 (en) | 2003-09-11 |
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