JP2595457B2 - Ｒｗｇ型半導体レーザー装置及び製造方法 - Google Patents
Ｒｗｇ型半導体レーザー装置及び製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＲＷＧ（Ｒｉｄｇｅ
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）型半導体レーザー装置の製造方法
に関するものである。
Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）型半導体レーザー装置の製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＲＷＧ型半導体レーザーは、断面
図が図１のような構造を有するもので、代表的な実施例
を見ると、ＩｎＰ基板１１の主表面に０．２μｍ程の厚
さを有する０．９５ｅＶのバンドギャップ構成のＩｎＧ
ａＡｓＰ層１２、０．２μｍ程の厚さを有する１．１２
ｅＶのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１３、１．５〜２μｍ程の
厚さを有するｐ−ＩｎＰ層１４、０．３〜０．５μｍ程
の厚さを有するｐ+−ＩｎＧａＡｓ層１５、ＬＰＥ（ｌ
ｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ）又はＭＯＣ
ＶＤ（ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏａｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等を利用し
て順に成長した後、パターン化された誘電体薄膜（Ｄｉ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＳｉＯ2 又はＳ
ｉ3Ｎ4）及びフォトレジスト等をエッチングマスクとし
て用いる化学エッチング方法又は乾式エッチング方法に
より、幅ｒを有するリッジ（ｒｉｄｇｅ）（図１で１３
の一部、１４，１５で形成された凸に盛り上がっている
部分）を選択的に形成する。
図が図１のような構造を有するもので、代表的な実施例
を見ると、ＩｎＰ基板１１の主表面に０．２μｍ程の厚
さを有する０．９５ｅＶのバンドギャップ構成のＩｎＧ
ａＡｓＰ層１２、０．２μｍ程の厚さを有する１．１２
ｅＶのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１３、１．５〜２μｍ程の
厚さを有するｐ−ＩｎＰ層１４、０．３〜０．５μｍ程
の厚さを有するｐ+−ＩｎＧａＡｓ層１５、ＬＰＥ（ｌ
ｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ）又はＭＯＣ
ＶＤ（ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｖａｐｏａｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等を利用し
て順に成長した後、パターン化された誘電体薄膜（Ｄｉ
ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＳｉＯ2 又はＳ
ｉ3Ｎ4）及びフォトレジスト等をエッチングマスクとし
て用いる化学エッチング方法又は乾式エッチング方法に
より、幅ｒを有するリッジ（ｒｉｄｇｅ）（図１で１３
の一部、１４，１５で形成された凸に盛り上がっている
部分）を選択的に形成する。
【０００３】前記リッジ（Ｒｉｄｇｅ）が形成されたウ
エハーは、エッチングマスクとして用いた誘電体薄膜或
いはフォトレジストを完全に除去した後、誘電体薄膜１
６であるＳｉＯ2又はＳｉ3Ｎ4層を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方
法、或いは、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎ
ｇ）、電子ビーム（ｂｅａｍ）蒸着方法等を利用して約
０．２μｍ程度増加する。
エハーは、エッチングマスクとして用いた誘電体薄膜或
いはフォトレジストを完全に除去した後、誘電体薄膜１
６であるＳｉＯ2又はＳｉ3Ｎ4層を、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方
法、或いは、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎ
ｇ）、電子ビーム（ｂｅａｍ）蒸着方法等を利用して約
０．２μｍ程度増加する。
【０００４】次いで、フォトレジストを利用して、前記
ｐ+−ＩｎＧａＡｓ層１５とｐ−電極１８との接触形成
のために、リッジ（ｒｉｄｇｅ）の一番上側の誘電体層
１６を幅ｗになるようにエッチングし、前記ｐ−電極１
７金属を蒸着した後、熱処理する。
ｐ+−ＩｎＧａＡｓ層１５とｐ−電極１８との接触形成
のために、リッジ（ｒｉｄｇｅ）の一番上側の誘電体層
１６を幅ｗになるようにエッチングし、前記ｐ−電極１
７金属を蒸着した後、熱処理する。
【０００５】その次に、レーザーの劈開（ｃｌｅａｖｉ
ｎｇ）を容易にするために、前記ＩｎＰ基板１１の他表
面を１００μｍ程度の厚さに研磨した後、ｎ−電極金属
１９を蒸着する。
ｎｇ）を容易にするために、前記ＩｎＰ基板１１の他表
面を１００μｍ程度の厚さに研磨した後、ｎ−電極金属
１９を蒸着する。
【０００６】このような製造方法で製造された従来のＲ
ＷＧ半導体レーザーは、幅ｗがリッジの一番上に形成さ
れなければならないので、リッジの幅ｒより小さくなけ
ればならない。従って、リッジの幅が、相当に大きくな
るよりは外はなかった。
ＷＧ半導体レーザーは、幅ｗがリッジの一番上に形成さ
れなければならないので、リッジの幅ｒより小さくなけ
ればならない。従って、リッジの幅が、相当に大きくな
るよりは外はなかった。
【０００７】例に、ｗが３μｍである時、ｒは少なくと
も４〜５μｍ以上になった時、整列許容度（ａｌｉｇｎ
ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）に基づくマスク整列が可能であ
る。しかし、ｒが４〜５μｍ以上に大きくなると、この
ようなリッジが具現されたレーザ装置においての高速動
作に支障が生じる。
も４〜５μｍ以上になった時、整列許容度（ａｌｉｇｎ
ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）に基づくマスク整列が可能であ
る。しかし、ｒが４〜５μｍ以上に大きくなると、この
ようなリッジが具現されたレーザ装置においての高速動
作に支障が生じる。
【０００８】このような従来の技術が米国特許番号４，
８８８，７８４に開示されている。
８８８，７８４に開示されている。
【０００９】また、半導体レーザーの最も重要な特性で
ある発振臨界電流（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｕｒｒｅｎ
ｔ）が増加することになり、一般的に３０ｍＡ以上の高
い臨界電流を有する原因となっている。
ある発振臨界電流（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ Ｃｕｒｒｅｎ
ｔ）が増加することになり、一般的に３０ｍＡ以上の高
い臨界電流を有する原因となっている。
【００１０】前記の特性低下原因を除去するため、ｒを
３μｍ以内に縮める場合、工程上ｗが１〜１．５μｍ程
縮まることになるが、この場合、リッジからのオーム接
触抵抗が問題となる。
３μｍ以内に縮める場合、工程上ｗが１〜１．５μｍ程
縮まることになるが、この場合、リッジからのオーム接
触抵抗が問題となる。
【００１１】即ち、ｐ−電極金属（図１の１７）とｐ−
ＩｎＧａＡｓ層１３との接触面積が縮まってオーム接触
抵抗が増加されることになり、これは、ｐｎ接合に印加
されるべき電圧を降下させる作用をするので、発振臨界
電流の増加を招く。
ＩｎＧａＡｓ層１３との接触面積が縮まってオーム接触
抵抗が増加されることになり、これは、ｐｎ接合に印加
されるべき電圧を降下させる作用をするので、発振臨界
電流の増加を招く。
【００１２】また、熱発生を深化させることになり、半
導体レーザーの特性を低下させて寿命も縮まる。
導体レーザーの特性を低下させて寿命も縮まる。
【００１３】従って、ＲＷＧ半導体レーザーの場合、図
１のｒは小さくしてｗは能うかぎり大きくすることので
きる構造を製造する方法が関心の焦点となっていた。
１のｒは小さくしてｗは能うかぎり大きくすることので
きる構造を製造する方法が関心の焦点となっていた。
【００１４】前記の問題を克服するため、エス プラム
（Ｓ．Ｐｌｕｍｂ）等は米国特許（ＰＡＴ ＮＯ．４，
８３０，９８６）にて図２に例示したような製造工程を
提案した。
（Ｓ．Ｐｌｕｍｂ）等は米国特許（ＰＡＴ ＮＯ．４，
８３０，９８６）にて図２に例示したような製造工程を
提案した。
【００１５】図２（ａ）でリッジの形成工程及び各層を
形成する工程（即ち、２１〜２５を形成する工程）は図
１と同様で、異なる点はフォトレジスト２６をエッチン
グマスクとして用いてリッジを形成することである。
形成する工程（即ち、２１〜２５を形成する工程）は図
１と同様で、異なる点はフォトレジスト２６をエッチン
グマスクとして用いてリッジを形成することである。
【００１６】図２（ａ）でのように、エッチングパター
ンは垂直でないこともあるし、この時フォトレジストの
下にエッチングされて入るアンダーカット（ｕｎｄｅｒ
−ｃｕｔ）現象を利用してエッチングされる。
ンは垂直でないこともあるし、この時フォトレジストの
下にエッチングされて入るアンダーカット（ｕｎｄｅｒ
−ｃｕｔ）現象を利用してエッチングされる。
【００１７】次いで、電子ビーム蒸着等の方法として誘
電体物質（主に、ＳｉＯ）２７が蒸着する。
電体物質（主に、ＳｉＯ）２７が蒸着する。
【００１８】この時、リッジ部分の壁面（ｓｉｄｅ ｗ
ａｌｌ）に誘電体物質が蒸着されるようにするため、図
２（ａ）でＡ矢印方向へ誘電体物質を蒸着した後、Ｂ、
Ｃ等の矢印方向へ蒸着しなければならない。
ａｌｌ）に誘電体物質が蒸着されるようにするため、図
２（ａ）でＡ矢印方向へ誘電体物質を蒸着した後、Ｂ、
Ｃ等の矢印方向へ蒸着しなければならない。
【００１９】万一壁面に誘電体物質が蒸着されなけれ
ば、漏洩電流が大いに発生されるので注意しなければな
らない。
ば、漏洩電流が大いに発生されるので注意しなければな
らない。
【００２０】誘電体物質２７の蒸着の後、アセトンに浸
漬してフォトレジスト２６を除去するが、この時、フォ
トレジスト上方の誘電体は、フォトレジストと共に除去
される。
漬してフォトレジスト２６を除去するが、この時、フォ
トレジスト上方の誘電体は、フォトレジストと共に除去
される。
【００２１】この過程をリフトオフ（ｌｉｆｔ−ｏｆ
ｆ）と称し、ｐ−面電極金属蒸着２８、ラピング（ｌａ
ｐｐｉｎｇ）及びｎ−面電極金属蒸着２９等により、図
２（ｂ）のように、半導体レーザー製造が完成される。
ｆ）と称し、ｐ−面電極金属蒸着２８、ラピング（ｌａ
ｐｐｉｎｇ）及びｎ−面電極金属蒸着２９等により、図
２（ｂ）のように、半導体レーザー製造が完成される。
【００２２】このような工程を経たＲＷＧ半導体レーザ
ーは、図１の構造よりオーム接触面積が広く、それでリ
ッジの幅（図１のｒ）を小さくすることができるので、
前記の半導体レーザー動作特性の低下を大いに減らすこ
とができる。
ーは、図１の構造よりオーム接触面積が広く、それでリ
ッジの幅（図１のｒ）を小さくすることができるので、
前記の半導体レーザー動作特性の低下を大いに減らすこ
とができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この構造は、
電子ビーム蒸着方法を用いて誘電体物質２７が蒸着され
るので、その製造工程が難しい。
電子ビーム蒸着方法を用いて誘電体物質２７が蒸着され
るので、その製造工程が難しい。
【００２４】特に、電子ビーム蒸着方法による誘電体
は、半導体との界面特性がよくないし、漏洩電流が多少
発生する恐れがある問題を有する。
は、半導体との界面特性がよくないし、漏洩電流が多少
発生する恐れがある問題を有する。
【００２５】本発明は、前記の諸般問題点を解決するた
めのＲＷＧ型半導体レーザー装置の製造方法を提供する
ことにその目的がある。
めのＲＷＧ型半導体レーザー装置の製造方法を提供する
ことにその目的がある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の一態様によれば、ＩｎＰ基板３１の上に、
活性層３２、光導波路層３３を有し、その上にクラッデ
ィング層３４とオーム接触層３５で構成されたリッジの
上に、このリッジの上層の幅ｒと同じ幅を有するｐ−電
極金属ストライプ３８、幅ｗ（ｗ＜ｒ）のオーム接触窓
（ｗｉｎｄｏｗ）ストライプを有する誘電体物質３９、
ｐ−面ボンディングパッド金属４０が順次形成された構
成を有するＲＷＧ型半導体レーザー装置。が提供され
る。
め、本発明の一態様によれば、ＩｎＰ基板３１の上に、
活性層３２、光導波路層３３を有し、その上にクラッデ
ィング層３４とオーム接触層３５で構成されたリッジの
上に、このリッジの上層の幅ｒと同じ幅を有するｐ−電
極金属ストライプ３８、幅ｗ（ｗ＜ｒ）のオーム接触窓
（ｗｉｎｄｏｗ）ストライプを有する誘電体物質３９、
ｐ−面ボンディングパッド金属４０が順次形成された構
成を有するＲＷＧ型半導体レーザー装置。が提供され
る。
【００２７】また、本発明の他の態用によれば、ＩｎＰ
３１の上に、活性層３２、光導波路層３３、クラッディ
ング層３４、オーム接触層３５が順次形成されたウエハ
ー上に、１０〜４０μｍの幅を有する誘電体薄膜３６を
マスクとしてＺｎを拡散した後、ｐ−電極金属ストライ
プ３８を形成して、これを熱処理した後、これをエッチ
ングマスクとして用いて、リッジ形成のためのエッチン
グをして、その上に誘電体物質３９を蒸着し、幅ｗ（ｗ
＜ｒ）のオーム接触窓ストライプ形成のためのエッチン
グをした後、ボンディングパッド金属４０を蒸着して、
ｎ−電極金属４１を基板３１裏面に形成するＲＷＧ型半
導体レーザー装置の製造方法が提供される。
３１の上に、活性層３２、光導波路層３３、クラッディ
ング層３４、オーム接触層３５が順次形成されたウエハ
ー上に、１０〜４０μｍの幅を有する誘電体薄膜３６を
マスクとしてＺｎを拡散した後、ｐ−電極金属ストライ
プ３８を形成して、これを熱処理した後、これをエッチ
ングマスクとして用いて、リッジ形成のためのエッチン
グをして、その上に誘電体物質３９を蒸着し、幅ｗ（ｗ
＜ｒ）のオーム接触窓ストライプ形成のためのエッチン
グをした後、ボンディングパッド金属４０を蒸着して、
ｎ−電極金属４１を基板３１裏面に形成するＲＷＧ型半
導体レーザー装置の製造方法が提供される。
【００２８】
【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２９】図３は、前記のような従来の製造工程上の
制約を除去し、あわせて半導体レーザー動作特性を向上
させるために導出した本発明の製造方法により製造され
たＲＷＧ型半導体レーザー装置の構造を例示している。
制約を除去し、あわせて半導体レーザー動作特性を向上
させるために導出した本発明の製造方法により製造され
たＲＷＧ型半導体レーザー装置の構造を例示している。
【００３０】図３で、ｎ−ＩｎＰ基板３１の上に０．２
μｍ程の厚さを有する活性層（０．９５ｅＶのバンドギ
ャップ構成のＩｎＧａＡｓＰ）３２、０．２μｍ程の厚
さを有する光導波路層（１．１２ｅＶのｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ）３３、１．５〜２μｍ程の厚さを有するクラッデ
ィング層（ｐ−ＩｎＰ）３４、０．３〜０．５μｍ程の
厚さを有するオーム接触層（ｐ+−ＩｎＧａＡｓ）３５
で順次に構成された半導体エピタキシャル層３２〜３５
に、従来の製造方法と同様にリッジを造り、このリッジ
の上にｐ−面電極３８、Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2等のよ
うな誘電体物質３９、その上にボンディングパッド金属
４０で構成される。
μｍ程の厚さを有する活性層（０．９５ｅＶのバンドギ
ャップ構成のＩｎＧａＡｓＰ）３２、０．２μｍ程の厚
さを有する光導波路層（１．１２ｅＶのｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ）３３、１．５〜２μｍ程の厚さを有するクラッデ
ィング層（ｐ−ＩｎＰ）３４、０．３〜０．５μｍ程の
厚さを有するオーム接触層（ｐ+−ＩｎＧａＡｓ）３５
で順次に構成された半導体エピタキシャル層３２〜３５
に、従来の製造方法と同様にリッジを造り、このリッジ
の上にｐ−面電極３８、Ｓｉ3Ｎ4またはＳｉＯ2等のよ
うな誘電体物質３９、その上にボンディングパッド金属
４０で構成される。
【００３１】この構造の長所は、前記ｐ−面電極３８が
ｐ+−ＩｎＧａＡｓ３５と広い面積で接触しているの
で、従来の半導体レーザー装置の構造と比較して見る
と、オーム接触抵抗が大いに低下し、なおリッジ幅とオ
ーム接触面積が同じなので、リッジ幅を３μｍ以内に縮
めることができるという長所を有する。
ｐ+−ＩｎＧａＡｓ３５と広い面積で接触しているの
で、従来の半導体レーザー装置の構造と比較して見る
と、オーム接触抵抗が大いに低下し、なおリッジ幅とオ
ーム接触面積が同じなので、リッジ幅を３μｍ以内に縮
めることができるという長所を有する。
【００３２】このような構造の半導体レーザー装置が図
４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｄ）に示される図
面を参考にして詳細に説明される。
４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｄ）に示される図
面を参考にして詳細に説明される。
【００３３】先ず、図４（ａ）に図示されるように、ｎ
−ＩｎＰ基板３１の上に０．２μｍ程の厚さを有する
０．９５ｅＶのバンドギャップ構成のＩｎＧａＡｓＰ
（活性層）３２、０．２μｍ程の厚さを有する１．１２
ｅＶのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（光導波路層）３３、１．５
〜２μｍ程の厚さを有するｐ−ＩｎＰ（クラッディング
層）３４、０．３〜０．５μｍ程の厚さを有するｐ+−
ＩｎＧａＡｓ（オーム接触層）３５を順次形成して構成
されたエピタキシャル層３２〜３５が形成される。
−ＩｎＰ基板３１の上に０．２μｍ程の厚さを有する
０．９５ｅＶのバンドギャップ構成のＩｎＧａＡｓＰ
（活性層）３２、０．２μｍ程の厚さを有する１．１２
ｅＶのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（光導波路層）３３、１．５
〜２μｍ程の厚さを有するｐ−ＩｎＰ（クラッディング
層）３４、０．３〜０．５μｍ程の厚さを有するｐ+−
ＩｎＧａＡｓ（オーム接触層）３５を順次形成して構成
されたエピタキシャル層３２〜３５が形成される。
【００３４】このようなエピタキシャル層は、ＬＰＥ
（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）又はＭ
ＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＶａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の装置を
利用して順に成長される。
（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）又はＭ
ＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌＶａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等の装置を
利用して順に成長される。
【００３５】次いで、Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＯ2等のような
所定パターンを有する誘電体薄膜３６をＣＶＤ等の方法
で形成した後、幅１０〜４０μｍのストライプ窓３６ａ
（ｓｔｒｉｐｅ ｗｉｎｄｏｗ）を形成するこのストラ
イプ窓３６ａを利用して、オーム接触抵抗を減らすた
め、図４（ｂ）のようにＺｎ拡散を施し、前記オーム接
触層３５の表面にｐ−タイプ不純物濃度を大いに増加さ
せた不純物注入部分３７を形成する。
所定パターンを有する誘電体薄膜３６をＣＶＤ等の方法
で形成した後、幅１０〜４０μｍのストライプ窓３６ａ
（ｓｔｒｉｐｅ ｗｉｎｄｏｗ）を形成するこのストラ
イプ窓３６ａを利用して、オーム接触抵抗を減らすた
め、図４（ｂ）のようにＺｎ拡散を施し、前記オーム接
触層３５の表面にｐ−タイプ不純物濃度を大いに増加さ
せた不純物注入部分３７を形成する。
【００３６】その上に、図４（ｃ）のように、フォトレ
ジスト等を利用して幅ｒを有するリッジ窓（ｒｉｄｇｅ
ｗｉｎｄｏｗ）４１ａを有する所定パターンのフォト
レジスト層４１を形成し、このフォトレジスト層４１上
と前記不純物注入部分３７の上にｐ−面電極金属層を蒸
着した後、図４（ｄ）と図５（ａ）のようにリフトオフ
方法でｐ−面電極３８を形成する。
ジスト等を利用して幅ｒを有するリッジ窓（ｒｉｄｇｅ
ｗｉｎｄｏｗ）４１ａを有する所定パターンのフォト
レジスト層４１を形成し、このフォトレジスト層４１上
と前記不純物注入部分３７の上にｐ−面電極金属層を蒸
着した後、図４（ｄ）と図５（ａ）のようにリフトオフ
方法でｐ−面電極３８を形成する。
【００３７】リフトオフは、化合物半導体工程で重要な
技術の中の一つで、フォトダイオード又はトランジスタ
ー等の電極金属パターンを形成する時、多く用いる公知
の技術である。
技術の中の一つで、フォトダイオード又はトランジスタ
ー等の電極金属パターンを形成する時、多く用いる公知
の技術である。
【００３８】このようなリフトオフにより、幅ｒを有す
る電極ストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）が、前記オーム接触
層３５に有する不純物注入部分３７上に形成されると、
熱処理をしてオーム接触抵抗特性を向上させた後、フォ
トレジストとこの上に有する電極金属を除去する。
る電極ストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）が、前記オーム接触
層３５に有する不純物注入部分３７上に形成されると、
熱処理をしてオーム接触抵抗特性を向上させた後、フォ
トレジストとこの上に有する電極金属を除去する。
【００３９】次いで、この電極３８のストライプとＺｎ
拡散用誘電体薄膜窓３６ａストライプをエッチングマス
クとして、前記光導波路層３３の所定厚さまでエッチン
グすれば、図５（ｂ）のようにリッジが形成される。
拡散用誘電体薄膜窓３６ａストライプをエッチングマス
クとして、前記光導波路層３３の所定厚さまでエッチン
グすれば、図５（ｂ）のようにリッジが形成される。
【００４０】この時、エッチング方法として選択的化学
エッチング方法を用いることもできるし、また、イオン
ビームエッチング等乾式エッチング方法を用いることも
できる。
エッチング方法を用いることもできるし、また、イオン
ビームエッチング等乾式エッチング方法を用いることも
できる。
【００４１】リッジが形成されたウエハーは、誘電体薄
膜３９であるＳｉＯ2又はＳｉ3Ｎ4をＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法
或いはスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、電子
ビーム蒸着方法等を利用して約０．２μｍ程度蒸着した
後、フォトレジストを利用してｐ−電極接触金属３８と
ボンディングパッド金属４０との接触形成のためｐ−電
極接触金属３８上方の誘電体層３９を、幅ｗになるよう
に、図５（ｃ）のようにエッチングする。
膜３９であるＳｉＯ2又はＳｉ3Ｎ4をＣＶＤ（Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法
或いはスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、電子
ビーム蒸着方法等を利用して約０．２μｍ程度蒸着した
後、フォトレジストを利用してｐ−電極接触金属３８と
ボンディングパッド金属４０との接触形成のためｐ−電
極接触金属３８上方の誘電体層３９を、幅ｗになるよう
に、図５（ｃ）のようにエッチングする。
【００４２】この時、マスク整列等の工程を容易にする
ため、幅ｗを１μｍ以下にかなり小さくしても、オーム
接触抵抗等レーザー特性の損傷を全然招くことがなく、
整列工程をとても容易になされることができる。
ため、幅ｗを１μｍ以下にかなり小さくしても、オーム
接触抵抗等レーザー特性の損傷を全然招くことがなく、
整列工程をとても容易になされることができる。
【００４３】その次に、ボンディングパッド金属４０
を、図５（ｄ）のように蒸着してレーザーの劈開（ｃｌ
ｅａｖｉｎｇ）を容易にするため、前記基板３１の背面
を１００μｍ程度の厚さに研磨した後、ｎ−電極金属４
１を蒸着する。
を、図５（ｄ）のように蒸着してレーザーの劈開（ｃｌ
ｅａｖｉｎｇ）を容易にするため、前記基板３１の背面
を１００μｍ程度の厚さに研磨した後、ｎ−電極金属４
１を蒸着する。
【００４４】このような製造工程により、図３に図示さ
れた構造を有するＲＷＧ型半導体レーザー装置が製造さ
れる。
れた構造を有するＲＷＧ型半導体レーザー装置が製造さ
れる。
【００４５】この装置は、光導波路層３３に回折格子
（ｇｒａｔｉｎｇ）を形成したＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂ
ｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）及びＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）のよ
うな単一波長半導体レーザーに応用すれば、卓越な効果
を期待することができる。
（ｇｒａｔｉｎｇ）を形成したＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂ
ｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ）及びＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）のよ
うな単一波長半導体レーザーに応用すれば、卓越な効果
を期待することができる。
【００４６】即ち、図６にリッジ付近のみを例示したＲ
ＷＧ−ＤＦＢ半導体レーザーの実施例を示している。
ＷＧ−ＤＦＢ半導体レーザーの実施例を示している。
【００４７】図６で、ｎ−ＩｎＰ基板５１の上に光導波
路（ＩｎＧａＡｓＰ：Ｅｇ＝０．９５ｅＶ，厚さ＝〜
０．２μｍ）層５２、活性層５３（ＩｎＧａＡｓＰ：Ｅ
ｇ＝０．８ｅＶ，厚さ＝〜０．２μｍ又はＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＰ量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ）構
造）、光導波路（ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ：Ｅｇ＝０．９５
ｅＶ，厚さ＝〜０．２ｍｍ）層５４を順に成長し、次い
で、回折格子５５を形成した後、２次エピタキシー方法
で、クラッディング層であるｐ−ｔｙｐｅ ＩｎＰ５
６、オーム接触層であるｐ+−ＩｎＧａＡｓ５７を成長
した後、図４の実施例のような方法で半導体レーザーを
製作することができる。
路（ＩｎＧａＡｓＰ：Ｅｇ＝０．９５ｅＶ，厚さ＝〜
０．２μｍ）層５２、活性層５３（ＩｎＧａＡｓＰ：Ｅ
ｇ＝０．８ｅＶ，厚さ＝〜０．２μｍ又はＩｎＧａＡｓ
／ＩｎＰ量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ）構
造）、光導波路（ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ：Ｅｇ＝０．９５
ｅＶ，厚さ＝〜０．２ｍｍ）層５４を順に成長し、次い
で、回折格子５５を形成した後、２次エピタキシー方法
で、クラッディング層であるｐ−ｔｙｐｅ ＩｎＰ５
６、オーム接触層であるｐ+−ＩｎＧａＡｓ５７を成長
した後、図４の実施例のような方法で半導体レーザーを
製作することができる。
【００４８】上述したように、本発明の半導体レーザー
の製造方法は、次のような作用効果を有する。
の製造方法は、次のような作用効果を有する。
【００４９】第一に、オーム接触抵抗が前述した如く減
少されるので、熱発生が減り、発振臨界電流が減少され
て、半導体レーザーの動作特性を大いに向上させること
ができる。
少されるので、熱発生が減り、発振臨界電流が減少され
て、半導体レーザーの動作特性を大いに向上させること
ができる。
【００５０】第二、前述した如くリッジの幅を縮めるこ
とができるので、部分的な光及び電子−正孔の密度は、
空間的に狭い領域内に制限されるので、発振臨界電流が
減少される。
とができるので、部分的な光及び電子−正孔の密度は、
空間的に狭い領域内に制限されるので、発振臨界電流が
減少される。
【００５１】なお、リッジの幅が縮まると変調速度が増
加することは、前述した如くであるので、半導体レーザ
ーの動作特性を大いに向上させることができる。
加することは、前述した如くであるので、半導体レーザ
ーの動作特性を大いに向上させることができる。
【００５２】第三に、本発明は、製造工程上公知の半導
体工程を利用することができるし、マスク整列時の整列
誤差の許容限界を大きくすることができるので、製作が
容易である。
体工程を利用することができるし、マスク整列時の整列
誤差の許容限界を大きくすることができるので、製作が
容易である。
【００５３】従って、高性能素子の多量生産に有利であ
る。
る。
【００５４】第四に、オーム接触のためのｐ−面電極ス
トライプ（図３と図４の３８）形成後、熱処理工程をす
ることになるので、既存の方法より誘電体と半導体の間
の界面特性を向上させることができる。
トライプ（図３と図４の３８）形成後、熱処理工程をす
ることになるので、既存の方法より誘電体と半導体の間
の界面特性を向上させることができる。
【００５５】第五に、単一波長半導体レーザーは、長距
離高速光通信用に用いられる素子で素子の動作時発生さ
れる熱により動作波長が変わることがあるので、オーム
抵抗の減少及び発振臨界電流の減少が必須的であるが、
本発明によりこのような要件を満たすことができる。
離高速光通信用に用いられる素子で素子の動作時発生さ
れる熱により動作波長が変わることがあるので、オーム
抵抗の減少及び発振臨界電流の減少が必須的であるが、
本発明によりこのような要件を満たすことができる。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、オーム接触抵抗を小さ
くして、リッジの幅を狭くすることができる。このた
め、熱発生が減り、発振臨界電流が減少される。また、
部分的な光及び電子−正孔の密度が、空間的に狭い領域
内に制限されるので、発振臨界電流が減少される。そし
て、リッジの幅が縮まるため変調速度が増加する。これ
らの作用効果により、半導体レーザーの動作特性を向上
させることができる。
くして、リッジの幅を狭くすることができる。このた
め、熱発生が減り、発振臨界電流が減少される。また、
部分的な光及び電子−正孔の密度が、空間的に狭い領域
内に制限されるので、発振臨界電流が減少される。そし
て、リッジの幅が縮まるため変調速度が増加する。これ
らの作用効果により、半導体レーザーの動作特性を向上
させることができる。
【００５７】また、本発明によれば、製造工程上公知の
半導体工程を利用することができ、しかも、マスク整列
時の整列誤差の許容限界を大きくすることができるの
で、製作が容易である。さら、既存の方法より誘電体と
半導体の間の界面特性を向上させることができる。
半導体工程を利用することができ、しかも、マスク整列
時の整列誤差の許容限界を大きくすることができるの
で、製作が容易である。さら、既存の方法より誘電体と
半導体の間の界面特性を向上させることができる。
【図１】従来のＲＷＧ型半導体レーザー装置構造の断面
図。
図。
【図２】（ａ）と（ｂ）は従来の他のＲＷＧ型半導体レ
ーザー装置を製造する工程を示した断面図。
ーザー装置を製造する工程を示した断面図。
【図３】本発明の実施例により製造されたＲＷＧ型半導
体レーザー装置の断面図。
体レーザー装置の断面図。
【図４】本発明の実施例に従ったＲＧＷ型半導体レーザ
ー装置の製造工程を示した断面図。
ー装置の製造工程を示した断面図。
【図５】本発明の実施例に従ったＲＧＷ型半導体レーザ
ー装置の製造工程を示した断面図。
ー装置の製造工程を示した断面図。
【図６】本発明の製造方法により製造された半導体レー
ザー装置の応用例を示した断面図。
ザー装置の応用例を示した断面図。
３１ ＩｎＰ基板 ３２ 活性層 ３３ 光導波路層 ３４ クラッディング層 ３５ オーム接触層 ３６ 誘電体薄膜 ３８ ｐ−電極金属ストライプ ３９ 誘電体物質 ４０ ボンディングパッド金属 ４１ ｎ−電極金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 景鉉 大韓民国大田直轄市儒城区魚隱洞99，ハ ンビットアパート102−1803 (72)発明者 金 弘晩 大韓民国大田直轄市儒城区魚隱洞99，ハ ンビットアパート111−802 (72)発明者 張 東薫 大韓民国大田直轄市儒城区魚隱洞99，ハ ンビットアパート112−104 (72)発明者 李 重基 大韓民国大田直轄市儒城区魚隱洞99，ハ ンビットアパート121−1506 (56)参考文献 特開 平４−303983（ＪＰ，Ａ)
Claims (12)
- 【請求項１】 ＩｎＰ基板３１の上に、活性層３２、光
導波路層３３を有し、その上にクラッディング層３４と
オーム接触層３５で構成されたリッジの上に、このリッ
ジの上層の幅ｒと同じ幅を有するｐ−電極金属ストライ
プ３８、幅ｗ（ｗ＜ｒ）のオーム接触窓（ｗｉｎｄｏ
ｗ）ストライプを有する誘電体物質３９、ｐ−面ボンデ
ィングパッド金属４０が順次形成された構成を有するＲ
ＷＧ型半導体レーザー装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 活性層３２の下方又は上方の光導波路層３３に、回折格
子を有することを特徴とするＲＷＧ型半導体レーザー装
置。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記基板３１と活性層３２との間に、光導波路層３３を
もう一つ有することを特徴とする半導体ＲＷＧ型半導体
レーザー装置。 - 【請求項４】 請求項１において、 前記リッジをチャンネル形態で有することを特徴とする
ＲＷＧ型半導体レーザー装置。 - 【請求項５】 請求項１において、 活性層３２が量子井戸（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構
造で形成されたことを特徴とするＲＷＧ型半導体レーザ
ー装置。 - 【請求項６】 請求項１において、 前記活性層３２がストレーン（Ｓｔｒａｉｎ）を有する
量子井戸構造に形成されたことを特徴とするＲＷＧ型半
導体レーザー装置。 - 【請求項７】 ＩｎＰ３１の上に、活性層３２、光導波
路層３３、クラッディング層３４、オーム接触層３５が
順次形成されたウエハー上に、１０〜４０μｍの幅を有
する誘電体薄膜３６をマスクとしてＺｎを拡散した後、
ｐ−電極金属ストライプ３８を形成して、これを熱処理
した後、これをエッチングマスクとして用いて、リッジ
形成のためのエッチングをして、その上に誘電体物質３
９を蒸着し、 幅ｗ（ｗ＜ｒ）のオーム接触窓ストライプ形成のための
エッチングをした後、ボンディングパッド金属４０を蒸
着して、ｎ−電極金属４１を基板３１裏面に形成するＲ
ＷＧ型半導体レーザー装置の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７において、 Ｚｎ拡散工程を行なわずｐ−電極金属ストライプ形成を
した後、半導体レーザーを製造することを特徴とするＲ
ＷＧ型半導体レーザー装置の製造方法。 - 【請求項９】 請求項７において、 リッジエッチングの後、誘電体物質６を除去して半導体
レーザーを製造することを特徴とするＲＷＧ型半導体レ
ーザー装置の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項７において、 前記ｐ−電極金属ストライプがリフトオフ工程により製
造されることを特徴とするＲＷＧ型半導体レーザー装置
の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項７において、 リッジエッチングを選択化学エッチングの方法で形成す
ることを特徴とするＲＷＧ型半導体レーザー装置の製造
方法。 - 【請求項１２】 請求項７において、 リッジエッチングを乾式エッチング（ｄｒｙ ｅｔｃｈ
ｉｎｇ）の方法で形成することを特徴とするＲＷＧ型半
導体レーザー製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR92-25018 | 1992-12-22 | ||
| KR1019920025018A KR960014732B1 (ko) | 1992-12-22 | 1992-12-22 | Rwg형 반도체 레이저장치 및 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06237046A JPH06237046A (ja) | 1994-08-23 |
| JP2595457B2 true JP2595457B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=19346207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318159A Expired - Fee Related JP2595457B2 (ja) | 1992-12-22 | 1993-12-17 | Ｒｗｇ型半導体レーザー装置及び製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5504768A (ja) |
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| KR (1) | KR960014732B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100357980B1 (ko) * | 1996-01-18 | 2003-01-14 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조 방법 |
| DE19640420A1 (de) * | 1996-09-30 | 1998-04-02 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Stegwellenleiters in III-V-Verbindungshalbleiter-Schichtstrukturen und Halbleiterlaservorrichtung |
| KR100226434B1 (ko) * | 1996-12-07 | 1999-10-15 | 이계철 | 고출력 반도체 레이저 구조 및 그 제조방법 |
| US6167072A (en) * | 1997-06-06 | 2000-12-26 | University Of Florida | Modulated cap thin p-clad semiconductor laser |
| DE19813180A1 (de) * | 1998-03-25 | 1999-10-07 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung eines Stegwellenleiters in III-V-Verbindungshalbleiter-Schichtstrukturen und Halbleiterlaservorrichtung besonders für niedere Serienwiderstände |
| JP4189610B2 (ja) | 1998-05-08 | 2008-12-03 | ソニー株式会社 | 光電変換素子およびその製造方法 |
| TW417320B (en) * | 1998-06-18 | 2001-01-01 | Ind Tech Res Inst | Self-aligned method for fabricating a ridge-waveguide semiconductor laser diode |
| TW443019B (en) * | 2000-02-18 | 2001-06-23 | Ind Tech Res Inst | Self-aligned manufacturing method and the structure of ridge-waveguide semiconductor laser |
| JP2001267675A (ja) | 2000-03-14 | 2001-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザおよびその製造方法 |
| FR2829883B1 (fr) * | 2001-09-20 | 2003-12-26 | Alcatel Optronics | Composant optique semi-conducteur et procede de fabrication d'un tel composant |
| KR100437330B1 (ko) * | 2002-04-27 | 2004-06-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 고출력 레이저 다이오드의 공정방법 |
| DE10219886B4 (de) | 2002-05-03 | 2007-10-04 | Chunghwa Telecom Co.Ltd. | Selbstjustierendes Verfahren zur Herstellung eines Stegwellenleiter-Halbleiterlasers |
| US7378681B2 (en) * | 2002-08-12 | 2008-05-27 | Agility Communications, Inc. | Ridge waveguide device surface passivation by epitaxial regrowth |
| JP4483728B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2010-06-16 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光デバイスの製造方法 |
| CN100391069C (zh) * | 2005-12-14 | 2008-05-28 | 中国科学院半导体研究所 | 单模f-p腔量子级联激光器的器件结构 |
| JP5082504B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2012-11-28 | 日亜化学工業株式会社 | 発光素子及び発光素子の製造方法 |
| JP2007311522A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ |
| JP4091647B2 (ja) * | 2006-07-21 | 2008-05-28 | 三菱電機株式会社 | 半導体光素子の製造方法 |
| KR101262226B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2013-05-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광 소자의 제조방법 |
| JP4883536B2 (ja) * | 2008-11-06 | 2012-02-22 | 三洋電機株式会社 | 半導体レーザ素子および半導体レーザ装置 |
| JP2010205829A (ja) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US9318874B2 (en) * | 2009-06-03 | 2016-04-19 | Nichia Corporation | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
| US8571080B2 (en) * | 2009-12-02 | 2013-10-29 | Massachusetts Institute Of Technology | High efficiency slab-coupled optical waveguide laser and amplifier |
| CN107257082B (zh) * | 2017-07-05 | 2020-03-17 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 一种脊波导激光器电极接触窗口的制作方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS60229389A (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-14 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ素子 |
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- 1992-12-22 KR KR1019920025018A patent/KR960014732B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1993
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- 1993-12-17 JP JP5318159A patent/JP2595457B2/ja not_active Expired - Fee Related
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