JP2812187B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JP2812187B2 JP2812187B2 JP6035473A JP3547394A JP2812187B2 JP 2812187 B2 JP2812187 B2 JP 2812187B2 JP 6035473 A JP6035473 A JP 6035473A JP 3547394 A JP3547394 A JP 3547394A JP 2812187 B2 JP2812187 B2 JP 2812187B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの製造方法
に関し、特にＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製
造方法に関する。
に関し、特にＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の半導体レーザの製造方法
の一例を図３に示す。ここでは、横モード制御型ＡｌＧ
ａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法を示してお
り、その一例として特開平１−３００５８２号がある。
この横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レー
ザの構造は、図３（ｆ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基
板（１）上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層（２）が形成さ
れ、更にこのバッファ層（２）上にはｎ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）、Ｇａ0.5Ｉｎ
0.5Ｐ活性層（４）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ下部クラッド層（５）からなるダブルヘテロ接合
構造と、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層
（６）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラ
ッド層（７）、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層
（８）、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層（１０）とが形成され、上端及び下端に
は、p側電極（１１）、n側電極（１２）が形成されてい
る。
の一例を図３に示す。ここでは、横モード制御型ＡｌＧ
ａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法を示してお
り、その一例として特開平１−３００５８２号がある。
この横モード制御型ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レー
ザの構造は、図３（ｆ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基
板（１）上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層（２）が形成さ
れ、更にこのバッファ層（２）上にはｎ−（Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）、Ｇａ0.5Ｉｎ
0.5Ｐ活性層（４）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ下部クラッド層（５）からなるダブルヘテロ接合
構造と、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層
（６）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラ
ッド層（７）、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層
（８）、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層（１０）とが形成され、上端及び下端に
は、p側電極（１１）、n側電極（１２）が形成されてい
る。
【０００３】この構造を有する半導体レーザは、通常Ｍ
ＯＶＰＥ法もしくはＭＢＥ法により製造されるが、ここ
では量産性に優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について
述べる。先ず、図３（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ
基板（１）上に、１回目のＭＯＶＰＥ成長により、ｎ−
ＧａＡｓバッファ層（２）、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ 活
性層（４）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部
クラッド層（５）、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停
止層（６）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部
クラッド層（７）、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッフ
ァ層（８）の７層構造を連続成長する。
ＯＶＰＥ法もしくはＭＢＥ法により製造されるが、ここ
では量産性に優れたＭＯＶＰＥ法を用いた場合について
述べる。先ず、図３（ａ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ
基板（１）上に、１回目のＭＯＶＰＥ成長により、ｎ−
ＧａＡｓバッファ層（２）、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）、Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ 活
性層（４）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部
クラッド層（５）、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停
止層（６）、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部
クラッド層（７）、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッフ
ァ層（８）の７層構造を連続成長する。
【０００４】次に、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッフ
ァ層（８）の上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を形成す
る。そして、図３（ｂ）に示すように、写真蝕刻法によ
り、ＳｉＯ2膜からなる５μｍ幅のストライプ状マスク
（１３）を形成し、図３（ｃ）に示すように、これをマ
スクにｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層（８）と
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層
（７）を塩酸系や硫酸系のエッチング液によりエッチン
グして、ストライプ状のメサを形成する。ここで、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系混晶の場合、塩酸系や硫酸系によるエッチ
ング速度はＡｌ組成が高いほど速く、ＧａＩｎＰは遅
い。よってｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層
（６）はｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラ
ッド層（７）に比べてエッチング速度が遅くエッチング
を停止することができる。
ァ層（８）の上に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を形成す
る。そして、図３（ｂ）に示すように、写真蝕刻法によ
り、ＳｉＯ2膜からなる５μｍ幅のストライプ状マスク
（１３）を形成し、図３（ｃ）に示すように、これをマ
スクにｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層（８）と
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層
（７）を塩酸系や硫酸系のエッチング液によりエッチン
グして、ストライプ状のメサを形成する。ここで、Ａｌ
ＧａＩｎＰ系混晶の場合、塩酸系や硫酸系によるエッチ
ング速度はＡｌ組成が高いほど速く、ＧａＩｎＰは遅
い。よってｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層
（６）はｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラ
ッド層（７）に比べてエッチング速度が遅くエッチング
を停止することができる。
【０００５】次いで、２回目のＭＯＶＰＥ成長により図
３（ｄ）に示すように、ストライプ状のＳｉＯ2膜マス
クを除く部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）を選択的
に形成する。その後、図３（ｅ）に示すように、ＳｉＯ
2膜マスク（１３）を除去し、３回目のＭＯＶＰＥ成長
によって全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）を形
成し、コンタクト層（１０）の上面にｐ側電極（１
１）、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）の下面にｎ側電極（１
２）を形成することにより、図３（ｆ）に示す構造の半
導体レーザ素子が完成される。この構造では、電流狭窄
はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）によって行われる。ま
た、横モード制御はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）に光
吸収を行わせてｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下
部クラッド層（５）及びｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ上部クラッド層（７）に屈折率分布を形成する
ことにより達成される。またｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテ
ロバッファ層（８）は、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ上部クラッド層（７）とｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層（１０）との間の電気抵抗を低減する役割を果た
す。
３（ｄ）に示すように、ストライプ状のＳｉＯ2膜マス
クを除く部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）を選択的
に形成する。その後、図３（ｅ）に示すように、ＳｉＯ
2膜マスク（１３）を除去し、３回目のＭＯＶＰＥ成長
によって全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）を形
成し、コンタクト層（１０）の上面にｐ側電極（１
１）、ｎ−ＧａＡｓ基板（１）の下面にｎ側電極（１
２）を形成することにより、図３（ｆ）に示す構造の半
導体レーザ素子が完成される。この構造では、電流狭窄
はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）によって行われる。ま
た、横モード制御はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）に光
吸収を行わせてｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下
部クラッド層（５）及びｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ上部クラッド層（７）に屈折率分布を形成する
ことにより達成される。またｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテ
ロバッファ層（８）は、ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ上部クラッド層（７）とｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層（１０）との間の電気抵抗を低減する役割を果た
す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の構造において、
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッド層
（５）及びｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部ク
ラッド層（７）に屈折率分布を形成し、横モードを制御
するために、エッチング停止層（６）は、活性層の発振
光を実質的に吸収しないことが重要である。メサストラ
イプ形成時、上部クラッド層（７）とエッチング停止層
（６）の、塩酸系や硫酸系によるエッチング速度差を大
きくしエッチングを停止しやすくするためには、上述の
ようにエッチング停止層（６）のＡｌ組成は低い方が望
ましい。しかし、Ａｌ組成が低くなると活性層の発振光
を吸収しやすくなるため、膜厚を薄くする必要があり、
エッチング停止層（６）がｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐの場
合、４０〜５０Åとなる。
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッド層
（５）及びｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部ク
ラッド層（７）に屈折率分布を形成し、横モードを制御
するために、エッチング停止層（６）は、活性層の発振
光を実質的に吸収しないことが重要である。メサストラ
イプ形成時、上部クラッド層（７）とエッチング停止層
（６）の、塩酸系や硫酸系によるエッチング速度差を大
きくしエッチングを停止しやすくするためには、上述の
ようにエッチング停止層（６）のＡｌ組成は低い方が望
ましい。しかし、Ａｌ組成が低くなると活性層の発振光
を吸収しやすくなるため、膜厚を薄くする必要があり、
エッチング停止層（６）がｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐの場
合、４０〜５０Åとなる。
【０００７】エッチング停止層（６）をこのように非常
に薄くした場合、塩酸系や硫酸系のエッチング液を用い
て、確実にエッチングを停止することは困難で、エッチ
ング後の上部クラッド層（７）のメサ部底幅及び下部ク
ラッド層（５）の層厚の制御性と再現性が悪く、ロット
間でのばらつきが大きいという問題があった。本発明の
目的は、従来の半導体レーザの製造工程に起因するこの
ような問題点を解決し、歩留まり良くＡｌＧａＩｎＰ系
可視光半導体レーザを製造する方法を提供することにあ
る。
に薄くした場合、塩酸系や硫酸系のエッチング液を用い
て、確実にエッチングを停止することは困難で、エッチ
ング後の上部クラッド層（７）のメサ部底幅及び下部ク
ラッド層（５）の層厚の制御性と再現性が悪く、ロット
間でのばらつきが大きいという問題があった。本発明の
目的は、従来の半導体レーザの製造工程に起因するこの
ような問題点を解決し、歩留まり良くＡｌＧａＩｎＰ系
可視光半導体レーザを製造する方法を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明の半導体レーザの製造方法は、少なくと
も活性層の上層に、メサストライプ状のクラッド層と、
メサ部の両側面に形成された電流阻止層を具備した半導
体レーザの製造方法において、第１導電型半導体基板上
に、少なくとも、第１導電型クラッド層、活性層、第２
導電型クラッド層、第２導電型エッチング停止層、第１
導電型電流阻止層を成長形成する工程と、第１導電型電
流阻止層をストライプ溝状に一部除去するエッチング工
程と、ストライプ溝部に第２導電型クラッド層を選択的
に成長形成する工程と、全上面に第２導電型のコンタク
ト層を成長形成する工程とを備えたことを特徴とする半
導体レーザの製造方法である。
るため、本発明の半導体レーザの製造方法は、少なくと
も活性層の上層に、メサストライプ状のクラッド層と、
メサ部の両側面に形成された電流阻止層を具備した半導
体レーザの製造方法において、第１導電型半導体基板上
に、少なくとも、第１導電型クラッド層、活性層、第２
導電型クラッド層、第２導電型エッチング停止層、第１
導電型電流阻止層を成長形成する工程と、第１導電型電
流阻止層をストライプ溝状に一部除去するエッチング工
程と、ストライプ溝部に第２導電型クラッド層を選択的
に成長形成する工程と、全上面に第２導電型のコンタク
ト層を成長形成する工程とを備えたことを特徴とする半
導体レーザの製造方法である。
【０００９】また、活性層及びクラッド層が（ＡｌxＧ
ａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｘ≦１）であることを特徴
とするものであり、また、エッチング停止層が活性層の
発振光を実質的に吸収しない（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ（０≦ｙ≦１）であることを特徴とするものであ
り、また、電流阻止層がＡｌzＧａ1-zＡｓ（ｚ≦０．
７）であることを特徴とするものである。さらに具体的
には、活性層及びクラッド層が（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ（０≦ｘ≦１）であり、エッチング停止層が活
性層の発振光を実質的に吸収しない（ＡｌyＧａ1-y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｙ≦１）であり、電流阻止層がＡｌ
zＧａ1-zＡｓ（ｚ≦０．７）であることを特徴とするも
ので、ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法
において、上記のようなｘ、ｙ、ｚの範囲が好ましいも
のである。
ａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｘ≦１）であることを特徴
とするものであり、また、エッチング停止層が活性層の
発振光を実質的に吸収しない（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ
0.5Ｐ（０≦ｙ≦１）であることを特徴とするものであ
り、また、電流阻止層がＡｌzＧａ1-zＡｓ（ｚ≦０．
７）であることを特徴とするものである。さらに具体的
には、活性層及びクラッド層が（ＡｌxＧａ1-x）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐ（０≦ｘ≦１）であり、エッチング停止層が活
性層の発振光を実質的に吸収しない（ＡｌyＧａ1-y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｙ≦１）であり、電流阻止層がＡｌ
zＧａ1-zＡｓ（ｚ≦０．７）であることを特徴とするも
ので、ＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レーザの製造方法
において、上記のようなｘ、ｙ、ｚの範囲が好ましいも
のである。
【００１０】
【作用】本発明においては、メサストライプを形成する
工程において、第１導電型電流阻止層をエッチングする
ことにより、従来の第２導電型上部クラッド層をエッチ
ングするのに比べて、第２導電型エッチング停止層との
エッチング速度差が大きくなるため、確実にエッチング
を停止することができ、エッチング後の第１導電型電流
阻止層のストライプ溝底幅及び第２導電型下部クラッド
層の層厚の制御と再現性が向上するものである。
工程において、第１導電型電流阻止層をエッチングする
ことにより、従来の第２導電型上部クラッド層をエッチ
ングするのに比べて、第２導電型エッチング停止層との
エッチング速度差が大きくなるため、確実にエッチング
を停止することができ、エッチング後の第１導電型電流
阻止層のストライプ溝底幅及び第２導電型下部クラッド
層の層厚の制御と再現性が向上するものである。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。実施例において、第１導電型半導体基板は
ｎ−ＧａＡｓ基板（１）、第１導電型クラッド層はｎ−
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）、活
性層はＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（４）、第２導電型クラ
ッド層はｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラ
ッド層（５）、第２導電型エッチング停止層はｐ−Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層（６）、第１導電型電流
阻止層はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）、ストライプ溝
部に選択的に成長形成する第２導電型クラッド層はｐ−
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層
（７）、そして全上面に成長形成する第２導電型のコン
タクト層はｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）である。
て説明する。実施例において、第１導電型半導体基板は
ｎ−ＧａＡｓ基板（１）、第１導電型クラッド層はｎ−
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）、活
性層はＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層（４）、第２導電型クラ
ッド層はｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラ
ッド層（５）、第２導電型エッチング停止層はｐ−Ｇａ
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層（６）、第１導電型電流
阻止層はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）、ストライプ溝
部に選択的に成長形成する第２導電型クラッド層はｐ−
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層
（７）、そして全上面に成長形成する第２導電型のコン
タクト層はｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）である。
【００１２】［実施例１］図１（ａ）〜（ｆ）は本発明
の第１の実施例を工程順に示す縦断面である。先ず、原
料として、トリメチルインジウム［（ＣＨ3）3Ｉｎ］、
トリメチルガリウム［（ＣＨ3）3Ｇａ］、トリメチルア
ルミニウム［（ＣＨ3）3Ａｌ］、トリエチルガリウム
［（Ｃ2Ｈ5）3Ｇａ］、ジメチルジンク［（ＣＨ3）2Ｚ
ｎ］、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）、ジ
シラン（Ｓｉ2Ｈ6）を用い、減圧下でのＭＯＶＰＥ法に
より、約７００℃の温度で、図１（ａ）に示すように、
面方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板（１）（不純物濃
度：２×１０18cm-3）上に、厚さ０．５μｍのｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層（２）（不純物濃度：１×１０18c
m-3）、厚さ１．０μｍのｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層（３）（不純物濃度：５×１０17cm
-3）、厚さ０．０７μｍのＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層
（４）、厚さ１．０μｍのｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッド層（５）（不純物濃度：８×１
０17cm-3）、厚さ５０Åのｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ング停止層（６）（不純物濃度：８×１０17cm-3）、厚
さ０．８μｍのｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）（不純物
濃度：２×１０18cm-3）の計６層を順次形成する。
の第１の実施例を工程順に示す縦断面である。先ず、原
料として、トリメチルインジウム［（ＣＨ3）3Ｉｎ］、
トリメチルガリウム［（ＣＨ3）3Ｇａ］、トリメチルア
ルミニウム［（ＣＨ3）3Ａｌ］、トリエチルガリウム
［（Ｃ2Ｈ5）3Ｇａ］、ジメチルジンク［（ＣＨ3）2Ｚ
ｎ］、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）、ジ
シラン（Ｓｉ2Ｈ6）を用い、減圧下でのＭＯＶＰＥ法に
より、約７００℃の温度で、図１（ａ）に示すように、
面方位（１００）のｎ−ＧａＡｓ基板（１）（不純物濃
度：２×１０18cm-3）上に、厚さ０．５μｍのｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層（２）（不純物濃度：１×１０18c
m-3）、厚さ１．０μｍのｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層（３）（不純物濃度：５×１０17cm
-3）、厚さ０．０７μｍのＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層
（４）、厚さ１．０μｍのｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッド層（５）（不純物濃度：８×１
０17cm-3）、厚さ５０Åのｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ング停止層（６）（不純物濃度：８×１０17cm-3）、厚
さ０．８μｍのｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）（不純物
濃度：２×１０18cm-3）の計６層を順次形成する。
【００１３】次に、ｎ−ＧａＡｓ流阻止層（９）の上
に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を形成し、図１（ｂ）に
示すように、これに写真蝕刻を施してＳｉＯ2膜を幅６
μｍのストライプ状に一部除去する。続いて、これをマ
スクに、Ｈ3ＰＯ4、Ｈ2Ｏ2、Ｈ2Ｏの混合液を用いて、
図１（ｃ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
（９）をストライプ溝状に一部エッチングする。次に、
トリメチルインジウム［（ＣＨ3）3Ｉｎ］、トリメチル
アルミニウム［（ＣＨ3）3Ａｌ］、トリメチルガリウム
［（ＣＨ3）3Ｇａ］、ジメチルジンク［（ＣＨ3）2Ｚ
ｎ］、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）、塩
酸（ＨＣｌ）を原料として減圧下での２回目のＭＯＶＰ
Ｅ成長により、図１（ｄ）に示すように、ＳｉＯ2膜マ
スクを除く部分に、ストライプ溝中央部で厚さ０．８μ
ｍのｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド
層（７）（不純物濃度：８×１０17cm-3）、厚さ０．０
５μｍのｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層（８）
（不純物濃度：８×１０17cm-3）を選択的に成長させ
る。この成長では、塩酸（ＨＣｌ）を添加することによ
ってＡｌＧａＩｎＰ組成の選択成長度が高まり、形状及
び組成の安定したｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
上部クラッド層（７）が得られる。
に、ＣＶＤ法によりＳｉＯ2膜を形成し、図１（ｂ）に
示すように、これに写真蝕刻を施してＳｉＯ2膜を幅６
μｍのストライプ状に一部除去する。続いて、これをマ
スクに、Ｈ3ＰＯ4、Ｈ2Ｏ2、Ｈ2Ｏの混合液を用いて、
図１（ｃ）に示すように、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
（９）をストライプ溝状に一部エッチングする。次に、
トリメチルインジウム［（ＣＨ3）3Ｉｎ］、トリメチル
アルミニウム［（ＣＨ3）3Ａｌ］、トリメチルガリウム
［（ＣＨ3）3Ｇａ］、ジメチルジンク［（ＣＨ3）2Ｚ
ｎ］、ホスフィン（ＰＨ3）、アルシン（ＡｓＨ3）、塩
酸（ＨＣｌ）を原料として減圧下での２回目のＭＯＶＰ
Ｅ成長により、図１（ｄ）に示すように、ＳｉＯ2膜マ
スクを除く部分に、ストライプ溝中央部で厚さ０．８μ
ｍのｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド
層（７）（不純物濃度：８×１０17cm-3）、厚さ０．０
５μｍのｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層（８）
（不純物濃度：８×１０17cm-3）を選択的に成長させ
る。この成長では、塩酸（ＨＣｌ）を添加することによ
ってＡｌＧａＩｎＰ組成の選択成長度が高まり、形状及
び組成の安定したｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
上部クラッド層（７）が得られる。
【００１４】その後、ＳｉＯ2膜マスクを除去し、トリ
メチルガリウム［（ＣＨ3）3Ｇａ］、ジメチルジンク
［（ＣＨ3）2Ｚｎ］、アルシン（ＡｓＨ3）を原料とし
て減圧下での３回目のＭＯＶＰＥ成長により、全面に厚
さ３．０μｍのｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）（不
純物濃度：８×１０19cm-3 を形成する。最後に コンタ
クト層（１０）の上面に、p側電極（１１）、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板（１）の下面にｎ側電極（１２）を形成するこ
とにより、図１（ｆ）に示す構造の半導体レーザ素子が
作製される。この構造では、電流狭窄はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層（９）によって行われる。また、横モード制御
はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）に行わせてｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッド層（５）及びｐ
−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層
（７）に屈折率分布を形成することにより達成される。
メチルガリウム［（ＣＨ3）3Ｇａ］、ジメチルジンク
［（ＣＨ3）2Ｚｎ］、アルシン（ＡｓＨ3）を原料とし
て減圧下での３回目のＭＯＶＰＥ成長により、全面に厚
さ３．０μｍのｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）（不
純物濃度：８×１０19cm-3 を形成する。最後に コンタ
クト層（１０）の上面に、p側電極（１１）、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板（１）の下面にｎ側電極（１２）を形成するこ
とにより、図１（ｆ）に示す構造の半導体レーザ素子が
作製される。この構造では、電流狭窄はｎ−ＧａＡｓ電
流阻止層（９）によって行われる。また、横モード制御
はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）に行わせてｐ−（Ａｌ
0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッド層（５）及びｐ
−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層
（７）に屈折率分布を形成することにより達成される。
【００１５】そして、その製造に際しては、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流阻止層（９）をリン酸（Ｈ3ＰＯ4）系でエッチン
グすることにより、従来のｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層を塩酸系や硫酸系でエッチン
グするのに比べて、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停
止層（６）とのエッチング速度差を、約５倍から約５０
倍以上に大きくすることが可能となる。このため、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層（６）の層厚が、活
性層の発振光を実質的に吸収しないように５０Åと薄く
しても十分にエッチングを停止することができる。よっ
て、ストライプ溝を形成する際、溝部のサイドエッチの
みを問題にしてｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）のエッチ
ング時間を決めることができ、エッチング後の電流阻止
層（９）のストライプ溝底幅及び下部クラッド層（５）
の層厚の制御性と再現性を向上する事が可能となる。
ｓ電流阻止層（９）をリン酸（Ｈ3ＰＯ4）系でエッチン
グすることにより、従来のｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5
Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッド層を塩酸系や硫酸系でエッチン
グするのに比べて、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停
止層（６）とのエッチング速度差を、約５倍から約５０
倍以上に大きくすることが可能となる。このため、ｐ−
Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層（６）の層厚が、活
性層の発振光を実質的に吸収しないように５０Åと薄く
しても十分にエッチングを停止することができる。よっ
て、ストライプ溝を形成する際、溝部のサイドエッチの
みを問題にしてｎ−ＧａＡｓ電流阻止層（９）のエッチ
ング時間を決めることができ、エッチング後の電流阻止
層（９）のストライプ溝底幅及び下部クラッド層（５）
の層厚の制御性と再現性を向上する事が可能となる。
【００１６】これにより、ロット間の特性のばらつきが
小さく歩留まりの良いＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レ
ーザを製造することが可能となる。なお、この実施例で
は、電流阻止層（９）をしてｎ−ＧａＡｓを例とした
が、導電型がｎ型で、ＡｌzＧａ1-zＡｓ（ｚ≦０．７）
の範囲であれば、他の組成でもなんらさしつかえない。
また、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層（８）は
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（５）
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）との間の電気抵抗
を低減する役割を果たす。
小さく歩留まりの良いＡｌＧａＩｎＰ系可視光半導体レ
ーザを製造することが可能となる。なお、この実施例で
は、電流阻止層（９）をしてｎ−ＧａＡｓを例とした
が、導電型がｎ型で、ＡｌzＧａ1-zＡｓ（ｚ≦０．７）
の範囲であれば、他の組成でもなんらさしつかえない。
また、ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層（８）は
ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（５）
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層（１０）との間の電気抵抗
を低減する役割を果たす。
【００１７】［実施例２］図２（ａ）〜（ｆ）は本発明
の第２の実施例を工程順に示す縦断面である。第２の実
施例では、第１回目のＭＯＶＰＥ成長法により、ｎ−
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）を形
成するまでは先の実施例１と同様である。本実施例で
は、図２（ａ）に示すように、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）を形成し、その上に厚さ
５０ÅのＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐを井戸層とし厚さ５０Åの
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐをバリアとする１０周
期の量子井戸活性層（１４）を形成する。これ以降の工
程は先の実施例１と同じである。この実施例では、活性
層が量子井戸構造であり、これによりレーザー装置の温
度特性等の特性向上が可能となる利点がある。
の第２の実施例を工程順に示す縦断面である。第２の実
施例では、第１回目のＭＯＶＰＥ成長法により、ｎ−
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）を形
成するまでは先の実施例１と同様である。本実施例で
は、図２（ａ）に示すように、ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（３）を形成し、その上に厚さ
５０ÅのＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐを井戸層とし厚さ５０Åの
（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐをバリアとする１０周
期の量子井戸活性層（１４）を形成する。これ以降の工
程は先の実施例１と同じである。この実施例では、活性
層が量子井戸構造であり、これによりレーザー装置の温
度特性等の特性向上が可能となる利点がある。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メサストライプを形成する工程において、第１導電型電
流阻止層をリン酸（Ｈ3ＰＯ4）系でエッチングすること
により、従来の第２導電型上部クラッド層を塩酸系や硫
酸系でエッチングするのに比べて、第２導電型エッチン
グ停止層とのエッチング速度差が大きくなるため、確実
にエッチングを停止することができ、エッチング後の第
１導電型電流阻止層のストライプ溝底幅及び第２導電型
下部クラッド層の層厚の制御性と再現性が向上し、特性
のばらつきが小さく歩留まりの良いＡｌＧａＩｎＰ系可
視光半導体レーザを実現することができる。
メサストライプを形成する工程において、第１導電型電
流阻止層をリン酸（Ｈ3ＰＯ4）系でエッチングすること
により、従来の第２導電型上部クラッド層を塩酸系や硫
酸系でエッチングするのに比べて、第２導電型エッチン
グ停止層とのエッチング速度差が大きくなるため、確実
にエッチングを停止することができ、エッチング後の第
１導電型電流阻止層のストライプ溝底幅及び第２導電型
下部クラッド層の層厚の制御性と再現性が向上し、特性
のばらつきが小さく歩留まりの良いＡｌＧａＩｎＰ系可
視光半導体レーザを実現することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す工程順縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す工程順縦断面図。
【図３】従来例を示す工程順縦断面図。
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層 ４ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ活性層 ５ ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ下部クラッ
ド層 ６ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層 ７ ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッ
ド層 ８ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層 ９ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １０ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極 １３ マスク １４ 量子井戸活性層
ド層 ６ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチング停止層 ７ ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐ上部クラッ
ド層 ８ ｐ−Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐヘテロバッファ層 ９ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 １０ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １１ ｐ側電極 １２ ｎ側電極 １３ マスク １４ 量子井戸活性層
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも活性層の上層に、メサストラ
イプ状のクラッド層と、メサ部の両側面に形成された電
流阻止層を具備した半導体レーザの製造方法において、
第１導電型半導体基板上に、少なくとも、第１導電型ク
ラッド層、活性層、第２導電型クラッド層、第２導電型
エッチング停止層、第１導電型電流阻止層を成長形成す
る工程と、第１導電型電流阻止層をストライプ溝状に一
部除去するエッチング工程と、ストライプ溝部に第２導
電型クラッド層を選択的に成長形成する工程と、全上面
に第２導電型のコンタクト層を成長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の製造方法。 - 【請求項２】 活性層及びクラッド層が（ＡｌxＧ
ａ1-x）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦ｘ≦１）であることを特徴
とする請求項１に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 エッチング停止層が活性層の発振光を実
質的に吸収しない（ＡｌyＧａ1-y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ（０≦
ｙ≦１）であることを特徴とする請求項１または２に記
載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 電流阻止層がＡｌzＧａ1-zＡｓ（ｚ≦
０．７）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6035473A JP2812187B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6035473A JP2812187B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07221396A JPH07221396A (ja) | 1995-08-18 |
| JP2812187B2 true JP2812187B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=12442753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6035473A Expired - Fee Related JP2812187B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812187B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03185889A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
| JPH0472687A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-06 | Sharp Corp | 光半導体装置の製造方法 |
| JP2938198B2 (ja) * | 1991-01-24 | 1999-08-23 | 株式会社東芝 | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP6035473A patent/JP2812187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07221396A (ja) | 1995-08-18 |
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