JP2008028219A - Semiconductor laser device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体レーザ素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof.
半導体レーザ素子は、次世代DVD(Digital Versatile Disc)を含む大容量光ディスク用光源として開発が進められている。このような用途においては、大容量化のために、レーザのスポット径は小さくかつ高いビーム品質が必要である。このために、横方向水平モードの制御性に優れたリッジ導波路型構造が用いられる。 Development of a semiconductor laser element has been advanced as a light source for a large-capacity optical disk including a next-generation DVD (Digital Versatile Disc). In such applications, in order to increase the capacity, the laser spot diameter is small and high beam quality is required. For this reason, a ridge waveguide structure having excellent controllability in the horizontal direction is used.
このリッジ導波路型構造においては、活性層上部に設けられたクラッド層内で上方に向かって凸であるリッジ部が設けられ、その側面および非リッジ部上面が誘電体膜で覆われる。リッジ部の上部には電極が設けられる。このようなリッジ部近傍の構造においては、半導体レーザ素子の放熱性、光学特性、応力低減などを考慮した設計が必要である。また、リッジ部上面と電極とが良好なオーム接触をなすような製造プロセスが必要である。 In this ridge waveguide structure, a ridge portion that protrudes upward is provided in the cladding layer provided on the active layer, and the side surface and the upper surface of the non-ridge portion are covered with a dielectric film. An electrode is provided on the ridge portion. Such a structure in the vicinity of the ridge portion needs to be designed in consideration of heat dissipation, optical characteristics, stress reduction, and the like of the semiconductor laser element. In addition, a manufacturing process is required in which the upper surface of the ridge portion and the electrode make good ohmic contact.
窒化物系半導体レーザ素子において、リッジ部側部近傍の誘電体ブロック層に半導体ブロック層が設けられた技術開示例がある(特許文献1)。
本発明は、放熱性及び上部電極との接触抵抗が改善された半導体レーザ素子及びその製造方法を提供する。 The present invention provides a semiconductor laser device with improved heat dissipation and contact resistance with an upper electrode, and a method for manufacturing the same.
本発明の一態様によれば、光共振器方向にストライプ状に延在するリッジ部と前記リッジ部の両側に位置する非リッジ部とを有する半導体積層体の上に誘電体膜を形成する工程と、前記誘電体膜の上に第1のマスク層を形成する工程と、前記マスク層を選択的に除去して前記リッジ部の上を覆う前記誘電体膜を露出させる工程と、前記誘電体膜の前記露出された部分をエッチングすることにより、前記リッジ部の上を覆う前記誘電体膜を残しつつその厚みを減らす工程と、前記リッジ部の上に開口を有する第2のマスク層を形成する工程と、前記リッジ部の上を覆う前記誘電体膜を除去し前記リッジ部の上面を露出させる工程と、前記リッジ部の上面と接触する上部電極を形成する工程と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, a step of forming a dielectric film on a semiconductor stacked body having a ridge portion extending in a stripe shape in the direction of the optical resonator and a non-ridge portion located on both sides of the ridge portion. A step of forming a first mask layer on the dielectric film, a step of selectively removing the mask layer to expose the dielectric film covering the ridge portion, and the dielectric Etching the exposed portion of the film to reduce the thickness while leaving the dielectric film covering the ridge portion, and forming a second mask layer having an opening on the ridge portion A step of removing the dielectric film covering the ridge portion to expose the upper surface of the ridge portion, and a step of forming an upper electrode in contact with the upper surface of the ridge portion. Manufacture of semiconductor laser devices The law is provided.
また、本発明の他の一態様によれば、光共振器方向にストライプ状に延在するリッジ部と前記リッジ部の両側に位置する非リッジ部とを有する半導体積層体と、前記リッジ部の側面の少なくとも一部及び前記非リッジ部を覆うように設けられた誘電体膜と、前記リッジ部上面とオーム接触をなし、前記リッジ部近傍に設けられた上部電極と、を備え、前記上部電極の下における前記誘電体膜の厚みは、前記上部電極から離間した外側領域における前記誘電体膜の厚みより小さいことを特徴とする半導体レーザ素子が提供される。 According to another aspect of the present invention, a semiconductor multilayer body having a ridge portion extending in a stripe shape in the direction of the optical resonator and a non-ridge portion located on both sides of the ridge portion, and the ridge portion A dielectric film provided so as to cover at least a part of a side surface and the non-ridge portion; and an upper electrode which is in ohmic contact with the upper surface of the ridge portion and is provided in the vicinity of the ridge portion. The thickness of the dielectric film below the lower electrode is smaller than the thickness of the dielectric film in the outer region spaced from the upper electrode.
本発明により、放熱性及び上部電極との接触抵抗が改善された半導体レーザ素子及びその製造方法が提供される。 The present invention provides a semiconductor laser device with improved heat dissipation and contact resistance with the upper electrode, and a method for manufacturing the same.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態につき説明する。
図1は、本発明の具体例にかかる半導体レーザ素子の模式断面図であり 、レーザ共振方向に対して垂直な断面を表す。
n型GaN基板120上に、n型AlGaNクラッド層122(厚み1.5μm)、n型GaN光ガイド層124(厚み0.07μm)、活性層126が積層されている。さらに、活性層126の上には、p+型AlGaNオーバーフロー防止層127(厚み0.01μm)、p型光ガイド層128(厚み0.03μm)、p型AlGaNからなるクラッド層15(厚み0.6μm)、p+型GaNコンタクト層132(厚み0.1μm)が積層されている。この半導体積層体は、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いて、n型GaN基板120上に順次成長される。n型不純物としてはシリコンが、p型不純物としてはマグネシウムが一般的に用いられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a specific example of the present invention, showing a cross section perpendicular to the laser resonance direction.
On the n-
図1に例示される構造は、リッジ導波路型とも呼ばれ、屈折率導波構造に属する。すなわち、p型AlGaNからなるクラッド層15はリッジ部10及び非リッジ部13を有し、リッジ部10の両側面及び非リッジ部13の上面には誘電体膜12が設けられる。この結果、横方向水平モードが制御できる。
The structure illustrated in FIG. 1 is also called a ridge waveguide type and belongs to a refractive index waveguide structure. That is, the
p型AlGaNからなるクラッド層15の上部にはp+型GaNコンタクト層132が設けられており、上部電極20とオーム接触をなす。誘電体膜12の厚みは、リッジ部10の両外側でありかつ上部電極20の下方の領域において、上部電極20から離間した外側領域におけるよりも小さい。なお、図1は、窒化物系半導体につき説明したが、本発明はこれに限定されず、InGaAlP,GaAlAsなどを含む半導体材料であってもよい。
A p + -type
本具体例において、誘電体膜12の厚みは、絶縁性と放熱性とのトレードオフである。例えば、活性層126の近傍で生じた熱をリッジ部10を経由し、上部電極20からヒートシンクへと放熱すると熱放散の効率が良い。この場合、上部電極20の下方における誘電体膜12の厚みEを薄くすると熱抵抗が低減できる。しかしながら、誘電体膜12を薄くするとピンホールを生じやすい。上部電極20の上方にはヒートシンク(図示せず)との接着のために大面積であるパッド電極34が設けられる。誘電体膜12にピンホールがあると、上部電極20及びパッド電極34とクラッド層15との間に電流経路を生じるので好ましくない。本具体例においては、上部電極20の下方における誘電体膜12の厚みEを、上部電極20から離間した外側領域における厚みDよりも小さくすることにより、放熱性を改善しつつパッド電極34の下方のピンホールによる電流経路の発生を抑制できる。
In this specific example, the thickness of the
また、窒化物系半導体はヤング率が高い硬い材料であるので、リッジ部10近傍の誘電体膜12の厚みを小さくすると、上部電極20及びパッド電極34との間に生じる応力を低減できる。さらに、横方向への光閉じ込めなどの光学特性の制御のためには、誘電体膜12の厚みが大きすぎないことが好ましい。
In addition, since the nitride-based semiconductor is a hard material having a high Young's modulus, the stress generated between the
図1においては、リッジ部10はp型AlGaNからなるクラッド層15の上部を構成している。しかし、本発明はこれに限定されない。リッジ部10は半導体積層体を構成するp型GaN光ガイド層128、p+型AlGaNオーバーフロー防止層127、活性層126、n型GaN光ガイド層124、n型AlGaNクラッド層122を含んでもよい。図2は、リッジ部10がn型AlGaNクラッド層122までの半導体積層体により構成された半導体レーザ素子の変形例の模式断面図である。なお、図1と同様の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。本変形例の構造によれば、横方向水平モードが活性層126の上方及び下方において制御でき、横方向水平高次モードがより容易に制御できる。
In FIG. 1, the
次に、図1に例示された半導体レーザ素子の製造方法の第1具体例につき説明する。図3は第1具体例の工程断面図である。
例えば、p型AlGaNからなるクラッド層15は、凸部状のリッジ部10と非リッジ部13とを有する。リッジ部10の幅Wは、用途に応じて、例えば、0.5乃至10μmの範囲で決めることができる。リッジ部10及び非リッジ部13を覆うように誘電体膜12が設けられた後、図3(a)のようにポジレジスト、ネガレジスト、ポリイミドを含む高分子樹脂などからなるマスク層14が塗布される。なお、図3以降の工程断面図においてリッジ部10の両側面はほぼ垂直であるとして表してあるが、図1のように傾斜している場合も含むものとする。また、図4以降の工程断面図において図3と同様の構成要素には同一番号を付して詳細な説明を省略する。
Next, a first specific example of the method for manufacturing the semiconductor laser device illustrated in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a process sectional view of the first specific example.
For example, the
誘電体膜12は、例えば600nmの厚みを有する酸化シリコン(SiO2)をCVD法により形成する。レジストのスピンコートにおける回転数を例えば3000rpm、ポストベーク温度を120℃とすると、リッジ部10の段差にもかかわらずレジスト上面を平坦にできる。続いて、図3(b)のように、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)法などを用いてリッジ部10上部の誘電体膜12を露出させる。
For the
さらに、図3(c)のように溶液エッチングなどにより誘電体膜12の選択エッチングを行う。誘電体膜12が、厚み600nmのSiO2の場合には、例えば、フッ化アンモニウムやバッファードフッ酸などフッ酸系溶液により厚み200nmとする。このようにして誘電体膜12に凸部50が形成される。
Further, as shown in FIG. 3C, the
続いて、図3(d)のようにマスク層14を除去後、例えば、リフトオフレジストマスク16などを用いてリッジ部10の近傍を開口部18とした第2のマスク層を形成する。
Subsequently, after removing the
続いて、図3(e)のようにリッジ部上面11が露出するまで、リフトオフレジストマスク16の開口部18に露出している凸部50の誘電体膜12をウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去する。この場合、誘電体膜12が単層であればリッジ部10の両側の非リッジ部13上の誘電体膜12の一部がエッチングにより薄くできて、誘電体膜12の厚みEがリフトオフレジストマスク16の下部における厚みDより小さくできる。誘電体膜12がSiO2の場合、フッ化アンモニウムによるウェットエッチングを用いることができる。また、リッジ部上面11のSiO2を残さないように、エッチング時間を長めに設定すると、図3(e)の破線丸印で表すようにリッジ部10の両側面及び開口部18下部に隣接する領域のSiO2がオーバーエッチング気味となる。
Subsequently, as shown in FIG. 3E, the
さらに、図3(f)のようにリッジ部上面11とオーム接触をなす上部電極20が、例えば、リフトオフ法により形成される。リフトオフレジストマスク16の除去後、図3(g)のようにパッド電極34が形成される。なお、リッジ部10の両側面の誘電体膜12とリッジ部10との屈折率差により、横方向水平モードの制御がなされる。また、リッジ部10において、クラッド層15と上部電極20との間の接触抵抗を低減するためコンタクト層を挟むこともできる。例えば、窒化物系半導体レーザ素子の場合、クラッド層はAlGaN膜とし、コンタクト層はGaN膜とすることができる。
Further, as shown in FIG. 3F, the
なお、誘電体膜12の材料としては、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)などの酸化物または窒化物などを用いることができる。さらに、誘電体膜12は2層以上から構成されてもよい。積層する誘電体膜12の総膜厚は、絶縁性確保のために50nm以上、誘電体膜12のクラック抑制のために1000nm以下とすることが好ましい。
As a material of the
図3(c)において、溶液エッチングを用いて誘電体膜12の上部をエッチングしている。しかし、ドライエッチングを用いることもできる。この場合、マスク層14も同時に加工されるので、エッチング後は図3(h)のように、マスク層14及び誘電体膜12の上面をほぼ揃えることができる。図3(d)以降の工程はほぼ同様とできる。
In FIG. 3C, the upper portion of the
次に、比較例にかかる半導体レーザ素子の製造方法につき説明する。
図4は、比較例の工程断面図である。
誘電体膜12は図4(a)のようにリッジ部上面11が露出するまでエッチングが行われる。この結果、リフトオフレジストマスク16のパターニング工程においては、図4(b)に表したように、リッジ部上面11が露出し、リフトオフレジストマスク16や現像液にさらされリフトオフレジストマスク16の残渣を生じたりする。続いて、図4(c)に表したように、電極リフトオフ工程が行われる。
Next, a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a comparative example will be described.
FIG. 4 is a process cross-sectional view of a comparative example.
The
図5は、リッジ部上面11におけるカーボン(C)量のXPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)分析結果を表すグラフ図である。ここで、試料(1)は比較例による製造方法により、試料(2)は第1具体例の製造方法による。
リッジ部10は、共にAlGaNからなり、縦軸はC/Gaの原子数比を表す。いずれも3回の実験による分析結果であるが、本具体例によれば、カーボン原子数は比較例の約6分の1と小さい。すなわち、本具体例によれば図3(d)に表したようにリフトオフレジストマスク16のパターニング後までリッジ部上面11に誘電体膜12の一部を残してある。この結果、カーボン及び酸化物などの付着物による表面汚染を低減できプロセスの制御性及び再現性が改善されるので、動作電圧の低減、共振器軸方向の電流分布の均一化、閾値電流の変動の低減などが可能となる。
FIG. 5 is a graph showing the result of XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) analysis of the amount of carbon (C) in the ridge portion
Both the
図6は、第1具体例の半導体レーザ素子製造方法の第1変形例を表す工程断面図である。図6(a)のように表面が平坦になるようにマスク層14を塗布後、反応性イオンエッチング法などを用いてリッジ部10の上部の誘電体膜12の膜厚が、例えば200nmとなるようにマスク層14及び誘電体膜12をエッチングする。この場合、反応性イオンエッチングの条件は、マスク層14と誘電体膜12のエッチングレート比がほぼ1:1となるように設定する。このようにすると、図6(b)のように、誘電体膜12の表面をほぼ平坦にできる。
FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a first modification of the semiconductor laser device manufacturing method of the first specific example. After coating the
続いて、図6(c)のようにリフトオフレジストマスク16のパターニングを行い、同図(d)のようにリッジ部10が露出するまで、開口部18内の誘電体膜12をウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去する。この場合、リッジ部10の両側の非リッジ部13の上方の誘電体膜12の一部を薄くでき、厚みEをリフトオフレジストマスク16の下部における厚みDより小さくできる。続いて、図6(e)のようにリッジ部上面11及びオーム接触をなす上部電極20が形成され、リフトオフレジストマスク16の除去後、同図(f)のようにパッド電極34が形成される。本変形例によれば、リッジ部10の両側面の誘電体膜12をほぼ平坦にできる。リッジ部10の両側面の誘電体膜12を薄くすると、放熱性及び上部電極との接触抵抗の改善が容易となる。
Subsequently, the lift-off resist
図7は、第1具体例の半導体レーザ素子製造方法の第2変形例を表す工程断面図である。リッジ部10は、クラッド層15に設けられた2本の溝部30にはさまれた領域とされる。図7(a)は2本の溝部30を有したクラッド層15上に誘電体膜12が設けられ、表面が平坦になるようにマスク層14が設けられた状態をあらわす。
FIG. 7 is a process cross-sectional view illustrating a second modification of the semiconductor laser device manufacturing method of the first specific example. The
リッジ部10の上部の誘電体膜12のエッチング後、マスク層14が除去され、図7(b)に表したように溝部30のそれぞれの外側側面の誘電体膜12を覆うようにリフトオフレジストマスク16のパターニングを行う。この場合、2本の溝部30ではさまれたリッジ部上面11には誘電体膜12の一部が残された凸部50が残され、リッジ部上面11が保護される。
After etching the
さらに、図7(c)に表したように、リッジ部上面11とオーム接触をなす上部電極20がリフトオフ法により形成される。この場合も、上部電極20の下方における誘電体膜12の厚みを小さくすることにより放熱性の改善ができる。このあと、図7(d)のように上部電極20の上部にパッド電極34が形成される。この溝部30の幅を3乃至50μmとすることにより、半導体レーザ素子をサブマウント基板などへアップサイドダウン構造により接着する場合の応力を溝部30の外側へも分散できる。
Further, as shown in FIG. 7C, the
図8は、半導体レーザ素子の製造方法の第2具体例を表す工程断面図である。
本具体例において、誘電体膜12は2層により構成される。図8(a)に表したように、リッジ部10を有するクラッド層15上に、例えば厚み200nmの酸化ジルコニア(ZrO2)22が電子ビーム蒸着法により形成され、さらに厚み200nmのSiO2、24がCVD法により形成される。この2層からなる誘電体膜12上に、表面が平坦になるようにマスク層14が塗布される。塗布条件は第1具体例と同様とする。
FIG. 8 is a process cross-sectional view illustrating a second specific example of a method of manufacturing a semiconductor laser element.
In this specific example, the
続いて、図8(b)のようにリッジ部10上のSiO2が露出するまで、例えば、反応性イオンエッチングによりマスク層14の除去を行う。さらに、図8(c)のようにフッ化アンモニウムなどのフッ酸系溶液によりリッジ部10上部のSiO2をエッチングにより除去する。このようにして、誘電体膜12の凸部50が形成される。なお、誘電体膜12を構成する2層誘電体構造においては、例えばその界面でエッチングを停止することが容易になる。このように2層構造においては、エッチングの制御性が改善できる。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, the
続いて、マスク層14を除去した後、図8(d)に表したように、上部電極20を形成する部分に開口部18を設けるようにリフトオフレジストマスク16のパターニングを行う。さらに、リッジ部上面11が露出するように、フッ化アンモニウムのようなフッ酸系溶液によりZrO2のエッチングを行う。このとき、図8(e)に表したように、リフトオフレジストマスク16の開口部18に露出し、凸部50の両側に位置する領域のSiO2もエッチングにより除去される。
Subsequently, after removing the
続いて、リッジ部上面11とオーム接触をなす上部電極20が形成されリフトオフレジストマスク16が除去される。このあと、上部電極20上にパッド電極34が形成される。この場合、リッジ部10の両側かつ上部電極20の下方はZrO2のみ残され、上部電極20の両外側は2層の誘電体膜12となり実質的に誘電体膜12の厚みが大きくできる。すなわち、第1具体例による製造方法とほぼ同様な構造とできる。この結果、上部電極20の下方の誘電体膜12の厚みを小さくでき、放熱性が改善できる。
Subsequently, the
図9は、半導体レーザ素子の製造方法の第3具体例を表す工程断面図である。 本具体例において、誘電体膜12は2層により構成される。すなわち、図9(a)に表したように、リッジ部10を有するクラッド層15上に、例えば厚み100nmの窒化シリコン(SiN)23がプラズマCVD法により形成され、さらに厚み100nmのSiO2、24がCVD法により形成される。この2層からなる誘電体膜12上に、表面が平坦になるようにマスク層14が塗布される。塗布条件は第1具体例と同様とする。
FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating a third specific example of the method for manufacturing a semiconductor laser element. In this specific example, the
続いて、図9(b)に表したように、リッジ部10上のSiO2が露出するまで、例えば、反応性イオンエッチングによりマスク層14の除去を行う。さらに、図9(c)に表したようにフッ化アンモニウムなどのフッ酸系溶液によりリッジ部10上部のSiO2をエッチング法により除去する。SiNのフッ化アンモニウムによるエッチングレートはSiO2の数分の1であるので、エッチング時間に対する工程マージンが大きい。
Subsequently, as shown in FIG. 9B, the
続いて、マスク層14を除去した後、図7(d)に表したように、上部電極20を形成する部分に開口部18を設けるようにリフトオフレジストマスク16のパターニングを行う。さらに、リッジ部上面11が露出するように、CF4と酸素との混合ガスを用いたRIEによりSiNのエッチングを行う。このとき、図9(e)に表したようにリフトオフレジストマスク16の開口部18から露出しているSiO2のリッジ部10近傍も表面側がエッチングされる。CF4と酸素との混合ガスを用いたRIEによるSiO2のエッチングレートは、SiNのそれの数分の1以下であるのでエッチング時間に対する工程マージンは大きい。
Subsequently, after removing the
続いて、上部電極20が形成されリフトオフレジストマスク16が除去される。この場合、上部電極20の下方領域はSiN及び表面がエッチングされたSiO2が残され、外側領域は2層誘電体膜となる。この具体例においては、SiO2とSiNが互いにエッチングストップ層となるので、工程マージンを大きくできて歩留り改善が可能となる。このあとパッド電極34が形成される。この構造の場合にも、上部電極20の下方における誘電体膜12のの厚みを小さくすることにより放熱性の改善ができる。
Subsequently, the
図10は、第3具体例の変形例を表す工程断面図である。本具体例においても、誘電体膜12は2層構造により構成される。
まず、図10(a)に表したように、リッジ部10を有するクラッド層15上に、例えば、厚み100nmのSiO2、24がCVD法により形成され、さらに厚み100nmのSiN、23が減圧CVD法により形成される。この2層からなる誘電体膜12上に、表面が平坦になるようにマスク材14が塗布される。塗布条件は第1具体例と同様とする。
FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a modification of the third specific example. Also in this specific example, the
First, as shown in FIG. 10A, on the
図10(b)に表したように、リッジ部10上方のSiNが露出するまで、例えば、反応性イオンエッチングによりマスク層14の除去を行う。さらに、図10(c)に表したように、CF4と酸素との混合ガスを用いたRIEによりリッジ部10上方のSiNをエッチング法により除去する。CF4と酸素との混合ガスを用いたRIEによるSiO2のエッチングレートはSiNの数分の1以下であるので、エッチング時間に対する工程マージンが大きい。
As shown in FIG. 10B, the
続いて、マスク層14を除去した後、図10(d)に表したように、上部電極20を形成する部分に開口部18を設けるようにリフトオフレジストマスク16のパターニングを行う。さらに、リッジ部上面11が露出するように、フッ化アンモニウムなどのフッ酸系溶液によりSiO2のウェットエッチングを行う。フッ化アンモニウムによるSiNのエッチングレートは、SiO2のそれの数分の1であるのでエッチング時間に対する工程マージンは大きい。
Subsequently, after removing the
続いて、上部電極20が形成されリフトオフレジストマスク16が除去される。この場合、上部電極20の下方部領域とリッジ部10の外側領域とはともに2層の誘電体膜12からなっている。上部電極20の下方領域においてはSiNがフッ化アンモニウムによりわずかにエッチングされている可能性があるが、第1及び第2具体例と比べると誘電体膜12の厚み差は小さい。また、2層の膜が互いにエッチングストップ層となるので工程マージンを大きくできる。このあとパッド電極34が形成される。
Subsequently, the
以上、半導体レーザ素子製造方法の第1乃至第3具体例、それらに付随した変形例において説明したように、本実施形態においては、電極形成用リフトオフレジストパターニング工程後にもリッジ部上面11に誘電体膜12が残されている。上部電極20の金属が蒸着される直前にリッジ部上面11の誘電体膜12を除去することによりカーボンや酸化膜などを含まない清浄なリッジ部上面11に上部電極20を設けることができる。このように、リッジ部10の近傍の製造プロセスの制御性が改善される。この結果、半導体レーザ素子において、動作電圧の低減、閾値電流の低減、電流分布の均一化など特性改善が可能となる。このような製造方法を用いることにより、上部電極20の下方における誘電体膜12の厚みを小さくした半導体レーザ素子が実現できる。この結果、放熱性が改善され、応力が低減され、光学特性が改善される。
As described above in the first to third specific examples of the semiconductor laser device manufacturing method and the modifications associated therewith, in the present embodiment, the dielectric material remains on the ridge portion
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態につき説明した。しかし本発明はこれらに限定されない。半導体レーザ素子を構成する材料は、InGaAlP,AlGaAs,InGaAsPなどの化合物半導体を用いることができる。また、半導体レーザ素子を構成する誘電体膜、電極、リッジ部、溝部などのサイズ、形状、材質などに関して、また製造プロセスの条件などに関して当業者が各種設計変更を行ったものであっても本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these. As a material constituting the semiconductor laser element, a compound semiconductor such as InGaAlP, AlGaAs, or InGaAsP can be used. In addition, even if a person skilled in the art makes various design changes regarding the size, shape, material, etc. of the dielectric film, electrode, ridge portion, groove portion, etc. constituting the semiconductor laser element, and the conditions of the manufacturing process, etc. It is included in the scope of the present invention without departing from the gist of the invention.
10・・・リッジ部、11・・・リッジ部上面、12・・・誘電体膜、13・・・非リッジ部、14・・・マスク層、15・・・クラッド層、16・・・リフトオフレジストマスク、18・・・開口部、20・・・上部電極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記誘電体膜の上に第1のマスク層を形成する工程と、
前記マスク層を選択的に除去して前記リッジ部の上を覆う前記誘電体膜を露出させる工程と、
前記誘電体膜の前記露出された部分をエッチングすることにより、前記リッジ部の上を覆う前記誘電体膜を残しつつその厚みを減らす工程と、
前記リッジ部の上に開口を有する第2のマスク層を形成する工程と、
前記リッジ部の上を覆う前記誘電体膜を除去し前記リッジ部の上面を露出させる工程と、
前記リッジ部の上面と接触する上部電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 Forming a dielectric film on a semiconductor stacked body having a ridge portion extending in a stripe shape in the direction of the optical resonator and a non-ridge portion provided on both sides of the ridge portion;
Forming a first mask layer on the dielectric film;
Selectively removing the mask layer to expose the dielectric film covering the ridge portion;
Etching the exposed portion of the dielectric film to reduce its thickness while leaving the dielectric film overlying the ridge portion;
Forming a second mask layer having an opening on the ridge portion;
Removing the dielectric film covering the top of the ridge portion to expose the top surface of the ridge portion;
Forming an upper electrode in contact with the upper surface of the ridge portion;
A method for manufacturing a semiconductor laser device, comprising:
前記誘電体膜を残しつつその厚みを減らす工程において、前記第1の誘電体膜を残しつつ前記第2の誘電体膜を除去することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 In the step of forming the dielectric film, the first dielectric film and the second dielectric film are laminated in this order,
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein in the step of reducing the thickness of the dielectric film while leaving the dielectric film, the second dielectric film is removed while leaving the first dielectric film. Manufacturing method.
前記リッジ部の側面の少なくとも一部及び前記非リッジ部を覆うように設けられた誘電体膜と、
前記リッジ部の上面とオーム接触をなし、前記リッジ部近傍に設けられた上部電極と、
を備え、
前記上部電極の下における前記誘電体膜の厚みは、前記上部電極から離間した外側領域における前記誘電体膜の厚みよりも小さいことを特徴とする半導体レーザ素子。 A semiconductor laminate having a ridge portion extending in a stripe shape in the direction of the optical resonator and non-ridge portions provided on both sides of the ridge portion;
A dielectric film provided to cover at least part of the side surface of the ridge portion and the non-ridge portion;
Making an ohmic contact with the upper surface of the ridge, and an upper electrode provided in the vicinity of the ridge;
With
A thickness of the dielectric film under the upper electrode is smaller than a thickness of the dielectric film in an outer region spaced from the upper electrode.
5. The semiconductor laser according to claim 4, wherein the semiconductor stacked body includes an active layer and a clad layer provided on the active layer, and the clad layer includes the ridge portion and the non-ridge portion. element.
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