JP2013093439A - Method for manufacturing surface-emitting semiconductor laser - Google Patents

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Shoji Ono
昭次 小野
Makoto Koike
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a surface-emitting semiconductor laser capable of preventing the inhibition of an oxidation reaction of a layer to be formed into a current constriction layer in a step of forming the current constriction layer.SOLUTION: A method for manufacturing a surface-emitting semiconductor laser 100 which is a method for manufacturing a surface-emitting semiconductor laser having a columnar portion 20 including at least a part of a resonator includes the steps of: forming a silicon-containing film on a side face 21 of the columnar portion 20 while forming the columnar portion 20 by etching using gas containing SiCl; removing a silicon-containing film 110 by etching using fluorine-based gas; and oxidizing at least one layer out of layers constituting the columnar portion 20 from the side face of the columnar portion 20 to form a current constriction layer 28.

Description

本発明は、面発光型半導体レーザーの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser.

面発光型半導体レーザー(VCSEL)は、例えば、基板上に半導体多層膜を形成し、この半導体多層膜をパターニングして共振器となる柱状部を形成し、当該柱状部を構成する半導体多層膜のうち少なくとも1層を側面から酸化して、電流狭窄層を形成することにより形成される。   In a surface emitting semiconductor laser (VCSEL), for example, a semiconductor multilayer film is formed on a substrate, and the semiconductor multilayer film is patterned to form a columnar portion serving as a resonator, and a semiconductor multilayer film constituting the columnar portion is formed. Of these, at least one layer is oxidized from the side surface to form a current confinement layer.

ここで、上述した柱状部を形成する工程では、例えば特許文献1に開示されているように、エッチングガスとして、四塩化ケイ素(SiCl)とアルゴン(Ar)の混合ガスが用いられる。このようにSiClを含むガスを用いることで、ラテラルエッチングが抑制され、良好な柱状形状を得ることができる。 Here, in the step of forming the columnar portion described above, for example, as disclosed in Patent Document 1, a mixed gas of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) and argon (Ar) is used as an etching gas. By using a gas containing SiCl 4 in this manner, lateral etching is suppressed and a good columnar shape can be obtained.

特開2002−198359号公報JP 2002-198359 A

しかしながら、上記のように、SiClを含むガスを用いて柱状部を形成した場合、柱状部の側面にシリコンを含有する膜が形成され、電流狭窄層となる半導体層の酸化反応を阻害する場合があった。そのため、例えば、電流狭窄層となる半導体層の面内において酸化速度に差異が生じて電流狭窄層の形状が非対称になるなど、電流狭窄層を所望の形状に形成することができない場合があった。 However, as described above, when the columnar portion is formed using a gas containing SiCl 4 , a silicon-containing film is formed on the side surface of the columnar portion, thereby inhibiting the oxidation reaction of the semiconductor layer serving as the current confinement layer was there. Therefore, for example, the current confinement layer may not be formed in a desired shape, for example, a difference in oxidation rate occurs in the plane of the semiconductor layer that becomes the current confinement layer and the shape of the current confinement layer becomes asymmetric. .

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、電流狭窄層を形成する工程において、電流狭窄層となる層の酸化反応が阻害されることを抑制できる面発光型半導体レーザーの製造方法を提供することにある。   One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser capable of suppressing inhibition of an oxidation reaction of a layer that becomes a current confinement layer in a step of forming a current confinement layer. It is to provide.

本発明に係る面発光型半導体レーザーの製造方法は、
共振器の少なくとも一部を含む柱状部を有する面発光型半導体レーザーの製造方法であって、
SiClを含むガスを用いたエッチングにより、前記柱状部を形成しつつ、前記柱状部の側面にシリコン含有膜を形成する工程と、
フッ素系ガスを用いたエッチングにより、前記シリコン含有膜を除去する工程と、
前記柱状部を構成する層のうち少なくとも1層を側面から酸化することにより、電流狭窄層を形成する工程と、
を含む。
A method of manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to the present invention includes:
A method of manufacturing a surface emitting semiconductor laser having a columnar portion including at least a part of a resonator,
Forming a silicon-containing film on a side surface of the columnar portion while forming the columnar portion by etching using a gas containing SiCl 4 ;
Removing the silicon-containing film by etching using a fluorine-based gas;
Forming a current confinement layer by oxidizing at least one of the layers constituting the columnar portion from the side surface;
including.

このような面発光型半導体レーザーの製造方法によれば、フッ素系ガスを用いたエッチングを行うことにより、柱状部の側面に形成されたシリコン含有膜を除去することができる。したがって、電流狭窄層を形成する工程において、柱状部の側面に形成されたシリコン含有膜によって電流狭窄層となる層の酸化反応が阻害されることを抑制することができる。   According to such a method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser, the silicon-containing film formed on the side surface of the columnar portion can be removed by performing etching using a fluorine-based gas. Therefore, in the step of forming the current confinement layer, the oxidation reaction of the layer that becomes the current confinement layer can be suppressed from being inhibited by the silicon-containing film formed on the side surface of the columnar portion.

本発明に係る面発光型半導体レーザーの製造方法において、
前記フッ素系ガスは、CF、CHF、Cのいずれかを含むガスであってもよい。
In the method for producing a surface emitting semiconductor laser according to the present invention,
The fluorine-based gas may be a gas containing any of CF 4 , CHF 3 , and C 4 F 6 .

このような面発光型半導体レーザーの製造方法によれば、電流狭窄層を形成する工程において、柱状部の側面に形成されたシリコン含有膜によって電流狭窄層となる層の酸化反応が阻害されることを抑制することができる。   According to such a surface emitting semiconductor laser manufacturing method, in the step of forming the current confinement layer, the oxidation reaction of the layer that becomes the current confinement layer is inhibited by the silicon-containing film formed on the side surface of the columnar portion. Can be suppressed.

本発明に係る面発光型半導体レーザーの製造方法において、
前記シリコン含有膜を除去する工程では、前記フッ素系ガスにOガスを混合して用いてもよい。
In the method for producing a surface emitting semiconductor laser according to the present invention,
In the step of removing the silicon-containing film, O 2 gas may be mixed with the fluorine-based gas.

このような面発光型半導体レーザーの製造方法によれば、シリコン含有膜を除去する工程において、シリコン含有膜の除去およびレジスト等のアッシングの両方を行うことができる。   According to such a method for manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser, both the removal of the silicon-containing film and the ashing of a resist or the like can be performed in the step of removing the silicon-containing film.

本発明に係る面発光型半導体レーザーの製造方法において、
前記柱状部および前記シリコン含有膜を形成する工程では、SiClとArを混合したガスを用いてもよい。
In the method for producing a surface emitting semiconductor laser according to the present invention,
In the step of forming the columnar part and the silicon-containing film, a gas in which SiCl 4 and Ar are mixed may be used.

このような面発光型半導体レーザーの製造方法によれば、電流狭窄層を形成する工程において、柱状部の側面に形成されたシリコン含有膜によって電流狭窄層となる層の酸化反応が阻害されることを抑制することができる。   According to such a surface emitting semiconductor laser manufacturing method, in the step of forming the current confinement layer, the oxidation reaction of the layer that becomes the current confinement layer is inhibited by the silicon-containing film formed on the side surface of the columnar portion. Can be suppressed.

本実施形態に係る面発光型半導体レーザーを模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

1. 面発光型半導体レーザー
まず、本実施形態に係る面発光型半導体レーザーについて、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る面発光型半導体レーザー100を模式的に示す断面図である。
1. Surface Emitting Semiconductor Laser First, a surface emitting semiconductor laser according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a surface emitting semiconductor laser 100 according to this embodiment.

面発光型半導体レーザー100は、図1に示すように、基板10と、下部ミラー22と、活性層24と、上部ミラー26と、電流狭窄層28と、第1電極30と、第2電極32と、絶縁層40と、を含んで構成されている。   As shown in FIG. 1, the surface emitting semiconductor laser 100 includes a substrate 10, a lower mirror 22, an active layer 24, an upper mirror 26, a current confinement layer 28, a first electrode 30, and a second electrode 32. And the insulating layer 40.

基板10としては、例えば、第1導電型(例えばn型)GaAs基板などを用いることができる。   As the substrate 10, for example, a first conductivity type (for example, n-type) GaAs substrate or the like can be used.

基板10上には、第1導電型(例えばn型)の下部ミラー22が形成されている。下部ミラー22は、例えば、低屈折率層(図示せず)と高屈折率層(図示せず)とを交互に積層した分布ブラッグ反射型(DBR)ミラーである。低屈折率層は、例えば、n型Al0.9Ga0.1As層からなることができる。高屈折率層は、例えば、n型Al0.15Ga0.85As層からなることができる。低屈折率層と高屈折率層の積層数(ペア数)は、特に限定されないが、例えば、30〜40ペアとすることができる。 On the substrate 10, a first conductivity type (for example, n-type) lower mirror 22 is formed. The lower mirror 22 is, for example, a distributed Bragg reflection (DBR) mirror in which low refractive index layers (not shown) and high refractive index layers (not shown) are alternately stacked. The low refractive index layer can be composed of, for example, an n-type Al 0.9 Ga 0.1 As layer. The high refractive index layer can be composed of, for example, an n-type Al 0.15 Ga 0.85 As layer. The number of stacked layers (number of pairs) of the low refractive index layer and the high refractive index layer is not particularly limited, but may be, for example, 30 to 40 pairs.

下部ミラー22上には、活性層24が形成されている。活性層24は、例えば、GaAsウェル層とAl0.3Ga0.7Asバリア層とから構成される量子井戸構造を3層重ねた多重量子井戸(MQW)構造を有する。 An active layer 24 is formed on the lower mirror 22. The active layer 24 has, for example, a multiple quantum well (MQW) structure in which three quantum well structures each composed of a GaAs well layer and an Al 0.3 Ga 0.7 As barrier layer are stacked.

活性層24上には、第2導電型(例えばp型)の上部ミラー26が形成されている。上部ミラー26は、例えば、低屈折率層(図示せず)と高屈折率層(図示せず)とを交互に積層したDBRミラーであることができる。低屈折率層は、例えば、p型Al0.9Ga0.1As層からなることができる。高屈折率層は、例えば、p型Al0.15Ga0.85As層からなることができる。低屈折率層と高屈折率層の積層数(ペア数)は、特に限定されないが、例えば、30〜40ペアとすることができる。なお、上部ミラー26を構成する半導体多層膜の最上層は、第2電極32とオーミックコンタクトする層(コンタクト層)であってもよい。 On the active layer 24, an upper mirror 26 of the second conductivity type (for example, p-type) is formed. The upper mirror 26 can be, for example, a DBR mirror in which low refractive index layers (not shown) and high refractive index layers (not shown) are alternately stacked. The low refractive index layer can be composed of, for example, a p-type Al 0.9 Ga 0.1 As layer. The high refractive index layer can be composed of, for example, a p-type Al 0.15 Ga 0.85 As layer. The number of stacked layers (number of pairs) of the low refractive index layer and the high refractive index layer is not particularly limited, but may be, for example, 30 to 40 pairs. The uppermost layer of the semiconductor multilayer film constituting the upper mirror 26 may be a layer (contact layer) in ohmic contact with the second electrode 32.

なお、下部ミラー22、活性層24、および上部ミラー26を構成する各層の組成および層数は特に限定されるわけではなく、必要に応じて適宜調整されることができる。   Note that the composition and the number of layers constituting the lower mirror 22, the active layer 24, and the upper mirror 26 are not particularly limited, and can be appropriately adjusted as necessary.

下部ミラー22、活性層24、および上部ミラー26は、垂直共振器を構成することができる。p型の上部ミラー26、不純物がドーピングされていない活性層24、およびn型の下部ミラー22により、pinダイオードが構成される。上部ミラー26、活性層24、および下部ミラー22の一部は、柱状の半導体堆積体(以下「柱状部」という)20を構成することができる。すなわち、共振器の一部は、柱状部20に含まれている。なお、図示はしないが、共振器の全部が、柱状部20に含まれていてもよい。柱状部20の平面形状は、例えば円形などである。   The lower mirror 22, the active layer 24, and the upper mirror 26 can constitute a vertical resonator. The p-type upper mirror 26, the active layer 24 not doped with impurities, and the n-type lower mirror 22 constitute a pin diode. A part of the upper mirror 26, the active layer 24, and the lower mirror 22 can constitute a columnar semiconductor deposited body (hereinafter referred to as “columnar portion”) 20. That is, a part of the resonator is included in the columnar part 20. Although not shown, the entire resonator may be included in the columnar portion 20. The planar shape of the columnar portion 20 is, for example, a circle.

また、図1に示すように、例えば、上部ミラー26を構成する層のうちの少なくとも1層を電流狭窄層28とすることができる。電流狭窄層28は、活性層24に近い領域に形成されている。電流狭窄層28としては、例えば、AlGaAs層を酸化したものを用いることができる。電流狭窄層28は、開口部を有する絶縁層である。電流狭窄層28は、例えばリング状に形成されている。また、電流狭窄層28の開口部の平面形状は、例えば、円形である。   As shown in FIG. 1, for example, at least one of the layers constituting the upper mirror 26 can be a current confinement layer 28. The current confinement layer 28 is formed in a region close to the active layer 24. As the current confinement layer 28, for example, an oxidized AlGaAs layer can be used. The current confinement layer 28 is an insulating layer having an opening. The current confinement layer 28 is formed in a ring shape, for example. The planar shape of the opening of the current confinement layer 28 is, for example, a circle.

下部ミラー22上には、第1電極30が形成されている。第1電極30は、下部ミラー22と電気的に接続されている。なお、図示はしないが、第1電極30は、基板10の裏面(下部ミラー22が形成された面と反対側の面)に形成されていてもよい。   A first electrode 30 is formed on the lower mirror 22. The first electrode 30 is electrically connected to the lower mirror 22. Although not shown, the first electrode 30 may be formed on the back surface of the substrate 10 (the surface opposite to the surface on which the lower mirror 22 is formed).

上部ミラー26および絶縁層40の上には、第2電極32が形成されている。第2電極32は、上部ミラー26と電気的に接続されている。第2電極32は、柱状部20上に開口部を有する。該開口部によって、上部ミラー26の上面に第2電極32の設けられていない領域が形成される。この領域が、レーザー光の出射面となる。出射面の平面形状は、例えば、円形である。第1電極30と第2電極32とによって活性層24に電流が注入される。第1電極30および第2電極32は、面発光型半導体レーザー100を駆動させるために使用される。   A second electrode 32 is formed on the upper mirror 26 and the insulating layer 40. The second electrode 32 is electrically connected to the upper mirror 26. The second electrode 32 has an opening on the columnar portion 20. By the opening, a region where the second electrode 32 is not provided is formed on the upper surface of the upper mirror 26. This region is the laser light emission surface. The planar shape of the emission surface is, for example, a circle. A current is injected into the active layer 24 by the first electrode 30 and the second electrode 32. The first electrode 30 and the second electrode 32 are used for driving the surface emitting semiconductor laser 100.

絶縁層40は、下部ミラー22上に形成されている。絶縁層40は、柱状部20を取り囲むように形成されている。絶縁層40は、第2電極32と下部ミラー22とを電気的に分離させることができる。   The insulating layer 40 is formed on the lower mirror 22. The insulating layer 40 is formed so as to surround the columnar part 20. The insulating layer 40 can electrically separate the second electrode 32 and the lower mirror 22.

面発光型半導体レーザー100は、例えば、CPT(Coherent Population Trapping)を利用した原子発振器の光源や、照明装置等として用いられる。   The surface emitting semiconductor laser 100 is used, for example, as a light source of an atomic oscillator using CPT (Coherent Population Trapping), an illumination device, or the like.

2. 面発光型半導体レーザーの製造方法
次に、本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図2〜図7は、本実施形態に係る面発光型半導体レーザーの製造工程を模式的に示す断面図である。
2. Manufacturing Method of Surface Emitting Semiconductor Laser Next, a manufacturing method of the surface emitting semiconductor laser according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. 2-7 is sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the surface emitting semiconductor laser which concerns on this embodiment.

図2に示すように、基板10として、例えば、n型GaAs基板を用意する。次に、基板10上に、例えば、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、半導体多層膜101を形成する。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いることができる。半導体多層膜101は、下部ミラー22、活性層24、上部ミラー26を構成する半導体層を順に積層したものである。なお、上部ミラー26となる半導体多層膜を成長させる際に、活性層24近傍の少なくとも1層を、後に酸化されて電流狭窄層28となる半導体層28aとすることができる。電流狭窄層28となる半導体層28aとしては、例えば、Al組成が0.95以上のAlGaAs層などを用いることができる。   As shown in FIG. 2, for example, an n-type GaAs substrate is prepared as the substrate 10. Next, the semiconductor multilayer film 101 is formed on the substrate 10 by, for example, epitaxial growth while modulating the composition. As a method for epitaxial growth, for example, MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy) method or the like can be used. The semiconductor multilayer film 101 is formed by sequentially laminating semiconductor layers constituting the lower mirror 22, the active layer 24, and the upper mirror 26. Note that when the semiconductor multilayer film to be the upper mirror 26 is grown, at least one layer in the vicinity of the active layer 24 can be used as the semiconductor layer 28a to be oxidized later to become the current confinement layer 28. As the semiconductor layer 28a to be the current confinement layer 28, for example, an AlGaAs layer having an Al composition of 0.95 or more can be used.

図3に示すように、半導体多層膜101上にレジストRを形成する。レジストRは、レジストを成膜した後、露光処理および現像処理を行うことによって形成される。   As shown in FIG. 3, a resist R is formed on the semiconductor multilayer film 101. The resist R is formed by performing exposure processing and development processing after forming a resist film.

図4に示すように、レジストRをマスクとして、半導体多層膜101を異方性エッチングし、所望の形状の下部ミラー22、活性層24、上部ミラー26を形成する。これにより、柱状部20が形成される。半導体多層膜101のエッチングは、SiClを含むガスを用いて行われる。より具体的には、半導体多層膜101のエッチングは、SiClとArの混合ガスを用いて行われる。 As shown in FIG. 4, the semiconductor multilayer film 101 is anisotropically etched using the resist R as a mask to form a lower mirror 22, an active layer 24, and an upper mirror 26 having desired shapes. Thereby, the columnar part 20 is formed. Etching of the semiconductor multilayer film 101 is performed using a gas containing SiCl 4 . More specifically, the semiconductor multilayer film 101 is etched using a mixed gas of SiCl 4 and Ar.

SiClを含むガスを用いて半導体多層膜101をエッチングすると、図4に示すように、柱状部20が形成され、この柱状部20の側面21にはシリコン含有膜110が形成される。すなわち、本工程では、SiClを含むガスを用いて半導体多層膜101をエッチングすることにより、柱状部20を形成しつつ、柱状部20の側面21にシリコン含有膜110を形成している。ここで、シリコン含有膜110とは、その材質として、シリコンを含む膜である。シリコン含有膜110は、例えば、酸化シリコン等のシリコン化合物からなる膜であってもよい。シリコン含有膜110が柱状部20の側面21に形成されることにより、ラテラルエッチングが抑制され、良好な柱状形状が得られる。 When the semiconductor multilayer film 101 is etched using a gas containing SiCl 4 , the columnar portion 20 is formed as shown in FIG. 4, and the silicon-containing film 110 is formed on the side surface 21 of the columnar portion 20. That is, in this step, the silicon-containing film 110 is formed on the side surface 21 of the columnar portion 20 while the columnar portion 20 is formed by etching the semiconductor multilayer film 101 using a gas containing SiCl 4 . Here, the silicon-containing film 110 is a film containing silicon as its material. The silicon-containing film 110 may be a film made of a silicon compound such as silicon oxide, for example. By forming the silicon-containing film 110 on the side surface 21 of the columnar portion 20, lateral etching is suppressed and a good columnar shape is obtained.

図5に示すように、フッ素系ガスを用いたエッチングにより、シリコン含有膜110を除去する。フッ素系ガスとしては、例えば、CF、CHF、Cのいずれかを含むガスを用いることができる。さらに、フッ素系ガスにOガスを混合してエッチングを行うことにより、レジストRを除去することができる。すなわち、本工程において、フッ素系ガスとOガスの混合ガスを用いることにより、シリコン含有膜110の除去およびレジストRの除去(アッシング)の両方を行うことができる。 As shown in FIG. 5, the silicon-containing film 110 is removed by etching using a fluorine-based gas. As the fluorine-based gas, for example, a gas containing any of CF 4 , CHF 3 , and C 4 F 6 can be used. Furthermore, the resist R can be removed by mixing the fluorine-based gas with O 2 gas and performing etching. That is, in this step, both the removal of the silicon-containing film 110 and the removal of the resist R (ashing) can be performed by using a mixed gas of fluorine-based gas and O 2 gas.

図6に示すように、電流狭窄層28となる半導体層28aを側面から酸化することにより、電流狭窄層28を形成する。例えば、400℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって柱状部20が形成された基板10を投入することにより、半導体層28aを側面から酸化して、電流狭窄層28を形成する。半導体層28aの側面は、柱状部20の側面21を構成している。ここで、柱状部20を形成する工程で柱状部20の側面21(半導体層28aの側面)に形成されたシリコン含有膜110は、上述のように、フッ素系ガスを用いたエッチングにより除去されている。そのため、シリコン含有膜110によって電流狭窄層28となる半導体層28aの酸化反応が阻害されることを抑制することができる。したがって、例えば、半導体層28aの面内において酸化速度を均一化することができ、電流狭窄層28を所望の形状に形成することができる。   As shown in FIG. 6, the current confinement layer 28 is formed by oxidizing the semiconductor layer 28a to be the current confinement layer 28 from the side surface. For example, the current confinement layer 28 is formed by oxidizing the semiconductor layer 28a from the side surface by introducing the substrate 10 on which the columnar portion 20 is formed by the above-described process into a water vapor atmosphere at about 400 ° C. The side surface of the semiconductor layer 28 a constitutes the side surface 21 of the columnar portion 20. Here, the silicon-containing film 110 formed on the side surface 21 (side surface of the semiconductor layer 28a) of the columnar portion 20 in the step of forming the columnar portion 20 is removed by etching using a fluorine-based gas as described above. Yes. Therefore, inhibition of the oxidation reaction of the semiconductor layer 28a that becomes the current confinement layer 28 by the silicon-containing film 110 can be suppressed. Therefore, for example, the oxidation rate can be made uniform in the plane of the semiconductor layer 28a, and the current confinement layer 28 can be formed in a desired shape.

図7に示すように、下部ミラー22上に柱状部20を取り囲むように、絶縁層40を形成する。絶縁層40は、スピンコート法等を用いて下部ミラー22の上面および柱状部20の全面にポリイミド樹脂等からなる層を形成し、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術等を用いてこの層をパターニングすることにより形成される。このようにして、所望の形状の絶縁層40を形成することができる。   As shown in FIG. 7, an insulating layer 40 is formed on the lower mirror 22 so as to surround the columnar portion 20. The insulating layer 40 is formed by forming a layer made of polyimide resin or the like on the upper surface of the lower mirror 22 and the entire surface of the columnar portion 20 using a spin coat method or the like, and patterning this layer using a photolithography technique, an etching technique, or the like. It is formed by. In this way, the insulating layer 40 having a desired shape can be formed.

図1に示すように、第1電極30および第2電極32を形成する。電極30,32は、真空蒸着法およびリフトオフ法の組み合わせ等により、所望の形状に形成されることができる。なお、各電極30,32を形成する順番は特に限定されない。   As shown in FIG. 1, the first electrode 30 and the second electrode 32 are formed. The electrodes 30 and 32 can be formed in a desired shape by a combination of a vacuum deposition method and a lift-off method. In addition, the order in which each electrode 30 and 32 is formed is not specifically limited.

以上の工程により、面発光型半導体レーザー100を製造することができる。   Through the above steps, the surface emitting semiconductor laser 100 can be manufactured.

本実施形態に係る面発光型半導体レーザー100の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。   The method for manufacturing the surface-emitting type semiconductor laser 100 according to this embodiment has the following features, for example.

面発光型半導体レーザー100の製造方法によれば、上述のように、フッ素系ガスを用いたエッチングにより、シリコン含有膜110を除去する工程を含む。これにより、SiClを含むガスを用いたエッチングによって柱状部20の側面21に形成されたシリコン含有膜110を除去することができる。そのため、電流狭窄層28を形成する工程において、シリコン含有膜110によって電流狭窄層28となる半導体層28aの酸化反応が阻害されることを抑制することができる。したがって、例えば、半導体層28aの面内において酸化速度を均一化することができ、電流狭窄層28を所望の形状に形成することができる。これにより、装置の特性や信頼性を高めることができる。 As described above, the method for manufacturing the surface emitting semiconductor laser 100 includes the step of removing the silicon-containing film 110 by etching using a fluorine-based gas. Thereby, the silicon-containing film 110 formed on the side surface 21 of the columnar portion 20 can be removed by etching using a gas containing SiCl 4 . Therefore, in the step of forming the current confinement layer 28, it is possible to prevent the silicon-containing film 110 from inhibiting the oxidation reaction of the semiconductor layer 28a that becomes the current confinement layer 28. Therefore, for example, the oxidation rate can be made uniform in the plane of the semiconductor layer 28a, and the current confinement layer 28 can be formed in a desired shape. Thereby, the characteristic and reliability of an apparatus can be improved.

面発光型半導体レーザー100の製造方法によれば、シリコン含有膜110を除去する工程において、フッ素系ガスにOガスを混合して用いることにより、シリコン含有膜110の除去およびレジストRの除去(アッシング)の両方を行うことができる。したがって、製造工程の簡略化を図ることができる。 According to the method for manufacturing the surface emitting semiconductor laser 100, in the step of removing the silicon-containing film 110, the fluorine-containing gas is mixed with O 2 gas to use the silicon-containing film 110 and the resist R (see FIG. Ashing). Therefore, the manufacturing process can be simplified.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

10 基板、20 柱状部、21 側面、22 下部ミラー、24 活性層、26 上部ミラー、28 電流狭窄層、28a 半導体層、30 第1電極、32 第2電極、40 絶縁層、100 面発光型半導体レーザー、101 半導体多層膜、110 シリコン含有膜、R レジスト、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Board | substrate, 20 Columnar part, 21 Side surface, 22 Lower mirror, 24 Active layer, 26 Upper mirror, 28 Current confinement layer, 28a Semiconductor layer, 30 1st electrode, 32 2nd electrode, 40 Insulating layer, 100 Surface emitting semiconductor Laser, 101 semiconductor multilayer film, 110 silicon-containing film, R resist,

Claims (4)

共振器の少なくとも一部を含む柱状部を有する面発光型半導体レーザーの製造方法であって、
SiClを含むガスを用いたエッチングにより、前記柱状部を形成しつつ、前記柱状部の側面にシリコン含有膜を形成する工程と、
フッ素系ガスを用いたエッチングにより、前記シリコン含有膜を除去する工程と、
前記柱状部を構成する層のうち少なくとも1層を側面から酸化することにより、電流狭窄層を形成する工程と、
を含む、ことを特徴とする面発光型半導体レーザーの製造方法。
A method of manufacturing a surface emitting semiconductor laser having a columnar portion including at least a part of a resonator,
Forming a silicon-containing film on a side surface of the columnar portion while forming the columnar portion by etching using a gas containing SiCl 4 ;
Removing the silicon-containing film by etching using a fluorine-based gas;
Forming a current confinement layer by oxidizing at least one of the layers constituting the columnar portion from the side surface;
A method of manufacturing a surface-emitting type semiconductor laser comprising:
前記フッ素系ガスは、CF、CHF、Cのいずれかを含むガスである、ことを特徴とする請求項1に記載の面発光型半導体レーザーの製造方法。 The method for manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein the fluorine-based gas is a gas containing any one of CF 4 , CHF 3 , and C 4 F 6 . 前記シリコン含有膜を除去する工程では、前記フッ素系ガスにOガスを混合して用いる、ことを特徴とする請求項1または2に記載の面発光型半導体レーザーの製造方法。 3. The method of manufacturing a surface emitting semiconductor laser according to claim 1, wherein in the step of removing the silicon-containing film, O 2 gas is mixed with the fluorine-based gas. 前記柱状部および前記シリコン含有膜を形成する工程では、SiClとArを混合したガスを用いる、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の面発光型半導体レーザーの製造方法。 4. The surface-emitting type semiconductor laser according to claim 1, wherein a gas mixture of SiCl 4 and Ar is used in the step of forming the columnar part and the silicon-containing film. 5. Method.
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