JP2817515B2 - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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- JP2817515B2 JP2817515B2 JP4140748A JP14074892A JP2817515B2 JP 2817515 B2 JP2817515 B2 JP 2817515B2 JP 4140748 A JP4140748 A JP 4140748A JP 14074892 A JP14074892 A JP 14074892A JP 2817515 B2 JP2817515 B2 JP 2817515B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、或る半導体層上にエッ
チングストッパを介在させて他の半導体層を形成し、こ
の他の半導体層を所定パターンにエッチングする際に上
記エッチングストッパでエッチングを停止させるように
して製造されるマルチビーム型半導体レーザ装置および
その製造方法に関するものである。
チングストッパを介在させて他の半導体層を形成し、こ
の他の半導体層を所定パターンにエッチングする際に上
記エッチングストッパでエッチングを停止させるように
して製造されるマルチビーム型半導体レーザ装置および
その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置は、レーザプリンタの
画像書込用や光ディスクに対する記録／再生用の光源と
して従来から用いられている。しかし、レーザプリンタ
における画像書込速度や光ディスク記録／再生装置にお
けるデータ転送速度は必ずしも十分ではなく、さらなる
高速処理が要望されている。
画像書込用や光ディスクに対する記録／再生用の光源と
して従来から用いられている。しかし、レーザプリンタ
における画像書込速度や光ディスク記録／再生装置にお
けるデータ転送速度は必ずしも十分ではなく、さらなる
高速処理が要望されている。
【０００３】そこで、独立して制御できる２本のビーム
を近接した位置から発生させることができるマルチビー
ム型半導体レーザ装置を用い、描画や記録／再生のため
の１つの光学系を２本のビームに共通に用いることが提
案されている。すなわち、２本のビームにより並行して
描画や記録／再生処理を行わせることで、データ転送速
度が２倍のシステムを構築できることが期待される。
を近接した位置から発生させることができるマルチビー
ム型半導体レーザ装置を用い、描画や記録／再生のため
の１つの光学系を２本のビームに共通に用いることが提
案されている。すなわち、２本のビームにより並行して
描画や記録／再生処理を行わせることで、データ転送速
度が２倍のシステムを構築できることが期待される。
【０００４】図６はマルチビーム型半導体レーザ装置の
断面図である。Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１に、ｎ型バッファ
層２、ｎ型クラッド層３、活性層４、ｐ型クラッド層５
が積層されている。このｐ型クラッド層５は、２つの発
光領域２１，２２に対応した２つのメサ形状部６ａ，７
ａを有している。このメサ形状部６ａ，７ａの頂部に
は、それぞれｐ型キャップ層６ｂ，７ｂが形成されてお
り、さらに大きな全体のメサ形状部６，７が構成されて
いる。このメサ形状部６，７は、図６に垂直な方向にス
トライプ状に延びて形成されており、このメサ形状部
６，７の各両側には、このメサ形状部６，７の部分の活
性層４に電流を集中させて発光効率を高めるためのｎ型
電流ブロック層８が形成されている。そして、キャップ
層６ｂ，７ｂおよび電流ブロック層８を被覆するように
ｐ型コンタクト層９がさらに積層され、このｐ型コンタ
クト層９の表面には、合金化により形成したオーミック
電極１０が形成されている。また、基板１の底面にも合
金化により形成されたオーミック電極１１が設けられて
いる。
断面図である。Ｓｉ−ＧａＡｓ基板１に、ｎ型バッファ
層２、ｎ型クラッド層３、活性層４、ｐ型クラッド層５
が積層されている。このｐ型クラッド層５は、２つの発
光領域２１，２２に対応した２つのメサ形状部６ａ，７
ａを有している。このメサ形状部６ａ，７ａの頂部に
は、それぞれｐ型キャップ層６ｂ，７ｂが形成されてお
り、さらに大きな全体のメサ形状部６，７が構成されて
いる。このメサ形状部６，７は、図６に垂直な方向にス
トライプ状に延びて形成されており、このメサ形状部
６，７の各両側には、このメサ形状部６，７の部分の活
性層４に電流を集中させて発光効率を高めるためのｎ型
電流ブロック層８が形成されている。そして、キャップ
層６ｂ，７ｂおよび電流ブロック層８を被覆するように
ｐ型コンタクト層９がさらに積層され、このｐ型コンタ
クト層９の表面には、合金化により形成したオーミック
電極１０が形成されている。また、基板１の底面にも合
金化により形成されたオーミック電極１１が設けられて
いる。
【０００５】２つの発光領域２１，２２は、電流ブロッ
ク層８で区切られており、発光領域２１，２２に対応す
る活性層４の各領域から、それぞれ独立に制御されたレ
ーザビームを発生させることができる。ところで、発光
領域２１，２２から発生される各ビームをレーザプリン
タの画像書込用や光ディスクに対する記録／再生用の光
として共通に用いるためには、２つのビームの特性を揃
えることが重要である。
ク層８で区切られており、発光領域２１，２２に対応す
る活性層４の各領域から、それぞれ独立に制御されたレ
ーザビームを発生させることができる。ところで、発光
領域２１，２２から発生される各ビームをレーザプリン
タの画像書込用や光ディスクに対する記録／再生用の光
として共通に用いるためには、２つのビームの特性を揃
えることが重要である。
【０００６】発光領域２１，２２から発生されるビーム
の特性を揃えるためには、電流ブロック層８の下部にお
けるｐ型クラッド層５の層厚ｄを各部で均一化すること
が重要となる。この層厚ｄが各部で不均一であると、電
流狭窄の度合いがビーム毎に異なり、発生されるビーム
の特性が不均一になる。ところが、ｐ型クラッド層５の
メサ形状部６ａ，７ａは、ストライプ状に形成されたＳ
ｉＮ膜などをマスクに用いたエッチングにより形成さ
れ、この際にストライプに挟まれた細い部分はエッチン
グされにくいので、上記の層厚ｄを各部で均一に保つこ
とは困難である。このような傾向は、３本以上のビーム
を得るために３本以上のメサ形状部を形成する場合に特
に顕著である。
の特性を揃えるためには、電流ブロック層８の下部にお
けるｐ型クラッド層５の層厚ｄを各部で均一化すること
が重要となる。この層厚ｄが各部で不均一であると、電
流狭窄の度合いがビーム毎に異なり、発生されるビーム
の特性が不均一になる。ところが、ｐ型クラッド層５の
メサ形状部６ａ，７ａは、ストライプ状に形成されたＳ
ｉＮ膜などをマスクに用いたエッチングにより形成さ
れ、この際にストライプに挟まれた細い部分はエッチン
グされにくいので、上記の層厚ｄを各部で均一に保つこ
とは困難である。このような傾向は、３本以上のビーム
を得るために３本以上のメサ形状部を形成する場合に特
に顕著である。
【０００７】エッチングの均一性を向上して上記の問題
を解決するために一般に適用される効果的な方法は、図
７に示されているように、ｐ型クラッド層５を内部クラ
ッド層５ａと外部クラッド層５ｂとに分割し、両クラッ
ド層５ａ，５ｂ間にエッチングストッパ層１５を設ける
ことである。そして、外部クラッド層５ｂによりメサ形
状部６ａ，７ａが構成される。このようにすれば、エッ
チングストッパ層１５で外部クラッド層５ｂのエッチン
グが確実に停止するから、電流ブロック層８の下部の内
部クラッド層５ａの層厚を確実に均一化できる。
を解決するために一般に適用される効果的な方法は、図
７に示されているように、ｐ型クラッド層５を内部クラ
ッド層５ａと外部クラッド層５ｂとに分割し、両クラッ
ド層５ａ，５ｂ間にエッチングストッパ層１５を設ける
ことである。そして、外部クラッド層５ｂによりメサ形
状部６ａ，７ａが構成される。このようにすれば、エッ
チングストッパ層１５で外部クラッド層５ｂのエッチン
グが確実に停止するから、電流ブロック層８の下部の内
部クラッド層５ａの層厚を確実に均一化できる。
【０００８】このようなエッチングストッパを用いた技
術は、たとえば「『HIGH-POWER OPERATION OF A TRANSV
ERS-MODE STABILISED AlGaInP VISIBLE LIGHT ( λL )
＝683nm) SEMICONDUCTOR LASER』(ELECTRONICS LETTERS
27th August 1987 Vol.23 No.18, PP938-939)」に開示
されている。この文献に記載された技術では、活性層に
GaInP を用い、クラッド層にAlGaInP を用いた半導体レ
ーザ装置において、エッチングストッパとしてGaInP や
AlGaAsを用いている。この技術は、マルチビーム型半導
体レーザ装置にも適用できる。
術は、たとえば「『HIGH-POWER OPERATION OF A TRANSV
ERS-MODE STABILISED AlGaInP VISIBLE LIGHT ( λL )
＝683nm) SEMICONDUCTOR LASER』(ELECTRONICS LETTERS
27th August 1987 Vol.23 No.18, PP938-939)」に開示
されている。この文献に記載された技術では、活性層に
GaInP を用い、クラッド層にAlGaInP を用いた半導体レ
ーザ装置において、エッチングストッパとしてGaInP や
AlGaAsを用いている。この技術は、マルチビーム型半導
体レーザ装置にも適用できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のエッ
チングストッパを用いてエッチングの均一性を図った技
術では、図７において参照符号１６で示す電流のクロス
トークが大きく、各ビームの独立した制御が困難になる
という問題がある。この問題をさらに詳述する。エッチ
ングストッパ層１５でエッチングが停止した場合、エッ
チングストッパ層１５の少なくとも一部は内部クラッド
層５ａ上に残留している。このようにエッチングストッ
パ層１５が残留していると、エッチングストッパ層１５
内またはエッチングストッパ層１５と内部クラッド層５
ａとの界面を通って、参照符号１６で示すように電流の
漏れが生じるのである。
チングストッパを用いてエッチングの均一性を図った技
術では、図７において参照符号１６で示す電流のクロス
トークが大きく、各ビームの独立した制御が困難になる
という問題がある。この問題をさらに詳述する。エッチ
ングストッパ層１５でエッチングが停止した場合、エッ
チングストッパ層１５の少なくとも一部は内部クラッド
層５ａ上に残留している。このようにエッチングストッ
パ層１５が残留していると、エッチングストッパ層１５
内またはエッチングストッパ層１５と内部クラッド層５
ａとの界面を通って、参照符号１６で示すように電流の
漏れが生じるのである。
【００１０】このような電流のクロストークは、図７の
ようにエッチングストッパ層１５が全て残っている場合
のみならず、たとえ一部にでもエッチングストッパが残
留しているときには増大されることになる。
ようにエッチングストッパ層１５が全て残っている場合
のみならず、たとえ一部にでもエッチングストッパが残
留しているときには増大されることになる。
【００１１】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、第１の半導体層上にエッチングストッパを
介在させて第２の半導体層が積層され、この第２の半導
体層を所定のパターンにエッチングするようにして製造
され、上記エッチングストッパが素子特性に与える影響
を抑制することができるマルチビーム型半導体レーザ装
置およびその製造方法を提供することである。
題を解決し、第１の半導体層上にエッチングストッパを
介在させて第２の半導体層が積層され、この第２の半導
体層を所定のパターンにエッチングするようにして製造
され、上記エッチングストッパが素子特性に与える影響
を抑制することができるマルチビーム型半導体レーザ装
置およびその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するための本発明の半導体レーザ装置は、単一チッ
プ上に電流を集中させるための電流閉じ込め構造部を複
数個有し、各電流閉じ込め構造部に対応する領域でそれ
ぞれ発光させることができるとともに、各電流閉じ込め
構造部への電流の供給を独立に制御することにより、各
電流閉じ込め構造部から独立制御されたビームを発光さ
せることができるマルチビーム型半導体レーザ装置であ
って、上記複数の電流閉じ込め構造部にわたって連続し
た活性層と、この活性層上に積層された第１の半導体層
と、この第１の半導体層上にエッチングストッパを介在
させて積層され、上記複数個の電流閉じ込め構造部を形
成するようにエッチングされており、そのエッチングが
上記エッチングストッパによって停止されるようにして
所定のパターンに形成された第２の半導体層とを有し、
上記第２の半導体層のエッチングの後に露出する領域の
上記エッチングストッパが除去されていることを特徴と
する。
達成するための本発明の半導体レーザ装置は、単一チッ
プ上に電流を集中させるための電流閉じ込め構造部を複
数個有し、各電流閉じ込め構造部に対応する領域でそれ
ぞれ発光させることができるとともに、各電流閉じ込め
構造部への電流の供給を独立に制御することにより、各
電流閉じ込め構造部から独立制御されたビームを発光さ
せることができるマルチビーム型半導体レーザ装置であ
って、上記複数の電流閉じ込め構造部にわたって連続し
た活性層と、この活性層上に積層された第１の半導体層
と、この第１の半導体層上にエッチングストッパを介在
させて積層され、上記複数個の電流閉じ込め構造部を形
成するようにエッチングされており、そのエッチングが
上記エッチングストッパによって停止されるようにして
所定のパターンに形成された第２の半導体層とを有し、
上記第２の半導体層のエッチングの後に露出する領域の
上記エッチングストッパが除去されていることを特徴と
する。
【００１３】また、本発明の半導体レーザ装置の製造方
法は、単一チップ上に電流を集中させるための電流閉じ
込め構造部を複数個有し、各電流閉じ込め構造部に対応
する領域でそれぞれ発光させることができるとともに、
各電流閉じ込め構造部への電流の供給を独立に制御する
ことにより、各電流閉じ込め構造部から独立制御された
ビームを発光させることができるマルチビーム型半導体
レーザ装置の製造方法であって、上記複数の電流閉じ込
め構造部にわたって連続した活性層上に積層された第１
の半導体層上にエッチングストッパを介在させて第２の
半導体層を積層し、この第２の半導体層を、上記複数個
の電流閉じ込め構造部を形成するように所定のパターン
にエッチングするとともに、そのエッチングを上記エッ
チングストッパによって停止させ、上記第２の半導体層
のエッチングの後に露出する領域の上記エッチングスト
ッパをエッチング除去することを特徴とする。
法は、単一チップ上に電流を集中させるための電流閉じ
込め構造部を複数個有し、各電流閉じ込め構造部に対応
する領域でそれぞれ発光させることができるとともに、
各電流閉じ込め構造部への電流の供給を独立に制御する
ことにより、各電流閉じ込め構造部から独立制御された
ビームを発光させることができるマルチビーム型半導体
レーザ装置の製造方法であって、上記複数の電流閉じ込
め構造部にわたって連続した活性層上に積層された第１
の半導体層上にエッチングストッパを介在させて第２の
半導体層を積層し、この第２の半導体層を、上記複数個
の電流閉じ込め構造部を形成するように所定のパターン
にエッチングするとともに、そのエッチングを上記エッ
チングストッパによって停止させ、上記第２の半導体層
のエッチングの後に露出する領域の上記エッチングスト
ッパをエッチング除去することを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、第１の半導体層上にエッ
チングストッパを介在させて積層形成されている第２の
半導体層をエッチングした後に、このエッチング後に露
出する領域のエッチングストッパがエッチング除去され
る。このため、このエッチングストッパが素子特性に与
える影響を抑制できる。また、エッチングストッパを用
いることで第２の半導体層のエッチングを均一に行える
ので、所望の素子特性を確実に得ることができる。
チングストッパを介在させて積層形成されている第２の
半導体層をエッチングした後に、このエッチング後に露
出する領域のエッチングストッパがエッチング除去され
る。このため、このエッチングストッパが素子特性に与
える影響を抑制できる。また、エッチングストッパを用
いることで第２の半導体層のエッチングを均一に行える
ので、所望の素子特性を確実に得ることができる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】すなわち、電流閉じ込め構造部の間にエッ
チングストッパが存在しないので、各電流閉じ込め構造
部間でのクロストークを良好に防止できる。その結果、
活性層が複数の電流閉じ込め構造部に渡って連続してい
るにもかからわず、各ビームの独立した制御を良好に行
うことができる。
チングストッパが存在しないので、各電流閉じ込め構造
部間でのクロストークを良好に防止できる。その結果、
活性層が複数の電流閉じ込め構造部に渡って連続してい
るにもかからわず、各ビームの独立した制御を良好に行
うことができる。
【００１８】
【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係
るマルチビーム型半導体レーザ装置の構成を示す断面図
である。Ｓｉを添加したＧａＡｓ半導体基板３１上に、
ｎ型ドーパントとしてＳｉを添加したＧａＡｓからなる
ｎ型バッファ層３２、およびＳｉを添加した（Al0.7Ga
0.3)0.5In0.5 P からなるｎ型クラッド層３３が順に積
層されており、このｎ型クラッド層３３上にアンドープ
GaInP からなる活性層３４が形成されている。
照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例に係
るマルチビーム型半導体レーザ装置の構成を示す断面図
である。Ｓｉを添加したＧａＡｓ半導体基板３１上に、
ｎ型ドーパントとしてＳｉを添加したＧａＡｓからなる
ｎ型バッファ層３２、およびＳｉを添加した（Al0.7Ga
0.3)0.5In0.5 P からなるｎ型クラッド層３３が順に積
層されており、このｎ型クラッド層３３上にアンドープ
GaInP からなる活性層３４が形成されている。
【００１９】活性層３４上には、ｐ型ドーパントとして
Ｚｎを添加した(Al0.7Ga0.3)0.5In0 .5P からなる第１の
半導体層であるｐ型内部クラッド層３５ｂ、Ｚｎを添加
したGa0.5In0.5P からなるエッチングストッパ層３６、
Ｚｎを添加した(Al0.7Ga0.3) 0.5In0.5P からなる第２の
半導体層であるｐ型外部クラッド層３５ａ、およびＺｎ
を添加したGa0.5In0.5P からなるｐ型キャップ層３７が
順に積層されている。
Ｚｎを添加した(Al0.7Ga0.3)0.5In0 .5P からなる第１の
半導体層であるｐ型内部クラッド層３５ｂ、Ｚｎを添加
したGa0.5In0.5P からなるエッチングストッパ層３６、
Ｚｎを添加した(Al0.7Ga0.3) 0.5In0.5P からなる第２の
半導体層であるｐ型外部クラッド層３５ａ、およびＺｎ
を添加したGa0.5In0.5P からなるｐ型キャップ層３７が
順に積層されている。
【００２０】ｐ型キャップ層３７、ｐ型内部クラッド層
３５ｂ、エッチングストッパ層３６およびｐ型外部クラ
ッド層３５ａの一部は、図１の紙面に垂直な方向にスト
ライプ状にエッチングされて、断面が台形状となった電
流閉じ込め構造部であるメサ形状部４１，４２を構成し
ている。このメサ形状部４１，４２の各両側部にはメサ
形状部４１，４２に電流を集中させるためのｎ型電流ブ
ロック層３８が形成されている。このｎ型電流ブロック
層３８はたとえばＳｉを添加したＧａＡｓで構成され
る。
３５ｂ、エッチングストッパ層３６およびｐ型外部クラ
ッド層３５ａの一部は、図１の紙面に垂直な方向にスト
ライプ状にエッチングされて、断面が台形状となった電
流閉じ込め構造部であるメサ形状部４１，４２を構成し
ている。このメサ形状部４１，４２の各両側部にはメサ
形状部４１，４２に電流を集中させるためのｎ型電流ブ
ロック層３８が形成されている。このｎ型電流ブロック
層３８はたとえばＳｉを添加したＧａＡｓで構成され
る。
【００２１】ｐ型キャップ層３７およびｎ型電流ブロッ
ク層３８の各表面は、Ｚｎを添加したＧａＡｓで構成し
たｐ型コンタクト層３９で被覆されており、このｐ型コ
ンタクト層３９の表面にたとえばTi/Pt/Auからなるｐ側
電極４０が形成されている。この電極４０は、窒化シリ
コン膜４３によって、メサ形状部４１，４２ごとに分離
されている。したがって、メサ形状部４１，４２には互
いに独立に電流を流すことができる。なお、半導体基板
３１の底面に形成されるｎ側電極４４は、たとえばAuGe
/Ni/Auにより構成されている。
ク層３８の各表面は、Ｚｎを添加したＧａＡｓで構成し
たｐ型コンタクト層３９で被覆されており、このｐ型コ
ンタクト層３９の表面にたとえばTi/Pt/Auからなるｐ側
電極４０が形成されている。この電極４０は、窒化シリ
コン膜４３によって、メサ形状部４１，４２ごとに分離
されている。したがって、メサ形状部４１，４２には互
いに独立に電流を流すことができる。なお、半導体基板
３１の底面に形成されるｎ側電極４４は、たとえばAuGe
/Ni/Auにより構成されている。
【００２２】上記の窒化シリコン膜４３は電流ブロック
層３８の内部に至る深さまで形成された溝に埋め込まれ
ており、この窒化シリコン膜４３によりコンタクト層３
９および電流ブロック層３８の一部が分離されている。
これにより、クロストークの低減が図られている（特願
平４−３３３３４号参照。）。上記の構成によって、メ
サ形状部４１，４２に選択的に電流を流すことによっ
て、活性層３４における参照符号Ａ１，Ａ２で示す各領
域から、個別に制御されたレーザビームを発生させるこ
とができる。このようにして、各ビームを独立に制御す
ることができるマルチビーム型半導体レーザ装置が実現
される。
層３８の内部に至る深さまで形成された溝に埋め込まれ
ており、この窒化シリコン膜４３によりコンタクト層３
９および電流ブロック層３８の一部が分離されている。
これにより、クロストークの低減が図られている（特願
平４−３３３３４号参照。）。上記の構成によって、メ
サ形状部４１，４２に選択的に電流を流すことによっ
て、活性層３４における参照符号Ａ１，Ａ２で示す各領
域から、個別に制御されたレーザビームを発生させるこ
とができる。このようにして、各ビームを独立に制御す
ることができるマルチビーム型半導体レーザ装置が実現
される。
【００２３】この実施例の半導体レーザ装置では、各メ
サ形状部４１，４２の間のエッチングストッパ層３６が
除去されており、このため各メサ形状部４１，４２に対
応する領域の活性層３４からのビームの発生を、相互に
影響を与え合うことなく良好に独立制御できる。すなわ
ち、活性層３４はメサ形状部４１，４２の領域に渡って
連続して形成されているけれども、メサ形状部４１，４
２間にエッチングストッパ層３６が存在しないから、図
５に示す従来の構成において問題となっていた電流のク
ロストークが生じることがない。
サ形状部４１，４２の間のエッチングストッパ層３６が
除去されており、このため各メサ形状部４１，４２に対
応する領域の活性層３４からのビームの発生を、相互に
影響を与え合うことなく良好に独立制御できる。すなわ
ち、活性層３４はメサ形状部４１，４２の領域に渡って
連続して形成されているけれども、メサ形状部４１，４
２間にエッチングストッパ層３６が存在しないから、図
５に示す従来の構成において問題となっていた電流のク
ロストークが生じることがない。
【００２４】図２乃至図５は上記の半導体レーザ装置の
製造方法を工程順に示す断面図である。先ず、図２(a)
に示すように、たとえば厚さ７０μｍ程度の(100) Ｓｉ
−ＧａＡｓ半導体基板３１上に、有機金属気相成長法な
どによって、層厚０．２μｍのｎ型バッファ層３２、層
厚１μｍのｎ型クラッド層３３、層厚０．０８μｍの活
性層３４、層厚０．３μｍのｐ型内部クラッド層３５
ｂ、層厚７０Åのエッチングストッパ層３６、層厚０．
７μｍのｐ型外部クラッド層３５ａ、および層厚０．１
３５μｍのｐ型キャップ層３７が順にエピタキシャル成
長させられる。
製造方法を工程順に示す断面図である。先ず、図２(a)
に示すように、たとえば厚さ７０μｍ程度の(100) Ｓｉ
−ＧａＡｓ半導体基板３１上に、有機金属気相成長法な
どによって、層厚０．２μｍのｎ型バッファ層３２、層
厚１μｍのｎ型クラッド層３３、層厚０．０８μｍの活
性層３４、層厚０．３μｍのｐ型内部クラッド層３５
ｂ、層厚７０Åのエッチングストッパ層３６、層厚０．
７μｍのｐ型外部クラッド層３５ａ、および層厚０．１
３５μｍのｐ型キャップ層３７が順にエピタキシャル成
長させられる。
【００２５】次に、図２(b) に示すように、図２の紙面
に垂直な方向に延びるストライプ状の窒化シリコン膜４
５がパターン形成され、この窒化シリコン膜４５をマス
クとして、キャップ層３７およびｐ型外部クラッド層３
５ａがエッチングされる。このエッチングには、たとえ
ば次のエッチャントＩ，IIが用いられる。 エッチャントＩ … 濃硫酸、過酸化水素水および水を 濃硫酸：過酸化水素水：水＝５：１：１ に混合し、５０℃に加熱したもの エッチャントII … 濃硫酸を６０℃に加熱したもの 各エッチャントＩ，IIのGaInP およびAlGaInP に対する
エッチング速度は、次の表１に示すとおりである。
に垂直な方向に延びるストライプ状の窒化シリコン膜４
５がパターン形成され、この窒化シリコン膜４５をマス
クとして、キャップ層３７およびｐ型外部クラッド層３
５ａがエッチングされる。このエッチングには、たとえ
ば次のエッチャントＩ，IIが用いられる。 エッチャントＩ … 濃硫酸、過酸化水素水および水を 濃硫酸：過酸化水素水：水＝５：１：１ に混合し、５０℃に加熱したもの エッチャントII … 濃硫酸を６０℃に加熱したもの 各エッチャントＩ，IIのGaInP およびAlGaInP に対する
エッチング速度は、次の表１に示すとおりである。
【００２６】
【表１】
【００２７】窒化シリコン膜４５の形成後には、まずエ
ッチャントＩを用いて１００秒間にわたってエッチング
処理が行われる。これにより、窒化シリコン膜４５が形
成されている領域以外の領域におけるキャップ層３７が
除去され、さらに外部クラッド層３５ａがわずかにエッ
チングされる。次に、エッチャントIIを用いて８５秒間
にわたってエッチング処理が行われる。このエッチャン
トIIによるエッチングは、エッチングストッパ層３６で
停止する。これにより図２(b) の状態となる。
ッチャントＩを用いて１００秒間にわたってエッチング
処理が行われる。これにより、窒化シリコン膜４５が形
成されている領域以外の領域におけるキャップ層３７が
除去され、さらに外部クラッド層３５ａがわずかにエッ
チングされる。次に、エッチャントIIを用いて８５秒間
にわたってエッチング処理が行われる。このエッチャン
トIIによるエッチングは、エッチングストッパ層３６で
停止する。これにより図２(b) の状態となる。
【００２８】従来ではこの状態でエッチング工程を終了
していたのであるが、本実施例では、図２(b) の状態か
らさらにエッチャントＩを用いて１０秒間エッチング
し、メサ形状部４１，４２以外の部分のエッチングスト
ッパ層３６がエッチング除去され、さらに内部クラッド
層３５ｂがわずかにエッチングされる。この状態が図３
(c) に示されている。この状態では、隣接するメサ形状
部４１，４２の間にはエッチングストッパは存在してい
ない。
していたのであるが、本実施例では、図２(b) の状態か
らさらにエッチャントＩを用いて１０秒間エッチング
し、メサ形状部４１，４２以外の部分のエッチングスト
ッパ層３６がエッチング除去され、さらに内部クラッド
層３５ｂがわずかにエッチングされる。この状態が図３
(c) に示されている。この状態では、隣接するメサ形状
部４１，４２の間にはエッチングストッパは存在してい
ない。
【００２９】図３(c) の状態から、次に、メサ形状部４
１，４２の頂部４１ａ，４２ａにたとえば窒化シリコン
膜（図示せず。）が形成され、この窒化シリコン膜をマ
スクとした有機金属気相成長法などによって、電流ブロ
ック層３８がメサ形状部４１，４２の各両側に選択的に
エピタキシャル成長させられる。そして、上記の窒化シ
リコン膜を除去した後には、コンタクト層３９がエピタ
キシャル成長させられ、図３(d) の状態となる。
１，４２の頂部４１ａ，４２ａにたとえば窒化シリコン
膜（図示せず。）が形成され、この窒化シリコン膜をマ
スクとした有機金属気相成長法などによって、電流ブロ
ック層３８がメサ形状部４１，４２の各両側に選択的に
エピタキシャル成長させられる。そして、上記の窒化シ
リコン膜を除去した後には、コンタクト層３９がエピタ
キシャル成長させられ、図３(d) の状態となる。
【００３０】次に、図４(e) に示すように、窒化シリコ
ン膜４６がパターン形成され、この窒化シリコン膜４６
をマスクとしたエッチングにより、メサ形状部４１，４
２の間に電流ブロック層３８にまで至る深さの溝４７が
形成される。この溝４７の形成後には窒化シリコン膜４
６は除去され、図４(f) に示すように全面に新たな窒化
シリコン膜４８が形成される。
ン膜４６がパターン形成され、この窒化シリコン膜４６
をマスクとしたエッチングにより、メサ形状部４１，４
２の間に電流ブロック層３８にまで至る深さの溝４７が
形成される。この溝４７の形成後には窒化シリコン膜４
６は除去され、図４(f) に示すように全面に新たな窒化
シリコン膜４８が形成される。
【００３１】次に、フォトリソグラフィ技術によって溝
４７上の部分にレジスト膜４９がパターン形成され、こ
のレジスト膜４９をマスクとして窒化シリコン膜４８が
パターニングされる。これにより、図５(g) に示すよう
にパターニングされた窒化シリコン膜４３が得られる。
窒化シリコン膜４３上にレジスト膜４９が形成されてい
る状態で、さらに全面にTi/Pt/Auの３層膜からなる金属
膜４０ａが形成される。この金属膜４０ａにおいて窒化
シリコン膜４３上の部分は、エッチングによりレジスト
膜４９とともに除去される。これにより、図１に示すよ
うに窒化シリコン膜４３により分離されたｐ側電極４０
が得られる。
４７上の部分にレジスト膜４９がパターン形成され、こ
のレジスト膜４９をマスクとして窒化シリコン膜４８が
パターニングされる。これにより、図５(g) に示すよう
にパターニングされた窒化シリコン膜４３が得られる。
窒化シリコン膜４３上にレジスト膜４９が形成されてい
る状態で、さらに全面にTi/Pt/Auの３層膜からなる金属
膜４０ａが形成される。この金属膜４０ａにおいて窒化
シリコン膜４３上の部分は、エッチングによりレジスト
膜４９とともに除去される。これにより、図１に示すよ
うに窒化シリコン膜４３により分離されたｐ側電極４０
が得られる。
【００３２】最後に、裏面にAuGe/Ni/Auの３層膜からな
るｎ側電極４４が形成され、これにより、図１の半導体
レーザ装置が得られる。以上のような方法で製造された
半導体レーザ装置では、メサ形状部４１，４２間のエッ
チングストッパ層３６は完全に除去されているので、各
メサ形状部４１，４２に対応する活性層３４から発生す
るビームを独立に制御する際に電流のクロストークが生
じることがない。
るｎ側電極４４が形成され、これにより、図１の半導体
レーザ装置が得られる。以上のような方法で製造された
半導体レーザ装置では、メサ形状部４１，４２間のエッ
チングストッパ層３６は完全に除去されているので、各
メサ形状部４１，４２に対応する活性層３４から発生す
るビームを独立に制御する際に電流のクロストークが生
じることがない。
【００３３】また、外部クラッド層３５ａのエッチング
をエッチングストッパ層３６で停止させることにより、
この外部クラッド層３５ａのエッチングは、各部で均一
化される。そして、この後に、薄いエッチングストッパ
３６がエッチング除去されるのであるから、メサ形状部
４１，４２の間における下層内部クラッド層３５ｂの層
厚ｄは、各部で均一に保たれる。この結果、メサ形状部
４１，４２に対応する部分の活性層３４から発生される
各ビームの特性が均一化されることになる。
をエッチングストッパ層３６で停止させることにより、
この外部クラッド層３５ａのエッチングは、各部で均一
化される。そして、この後に、薄いエッチングストッパ
３６がエッチング除去されるのであるから、メサ形状部
４１，４２の間における下層内部クラッド層３５ｂの層
厚ｄは、各部で均一に保たれる。この結果、メサ形状部
４１，４２に対応する部分の活性層３４から発生される
各ビームの特性が均一化されることになる。
【００３４】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではない。たとえば上記の実施例では、AlGaInP 系
のレーザ装置について説明したが、他の材料系の半導体
レーザ装置にも本発明を適用することができる。具体的
には、半導体レーザ装置のクラッド材料およびエッチン
グストッパの材料の組合せに対して、上記のエッチャン
トＩ，IIに対応する役割のエッチャントには、次の表２
に示すエッチャントを用いるのが好ましい。
ものではない。たとえば上記の実施例では、AlGaInP 系
のレーザ装置について説明したが、他の材料系の半導体
レーザ装置にも本発明を適用することができる。具体的
には、半導体レーザ装置のクラッド材料およびエッチン
グストッパの材料の組合せに対して、上記のエッチャン
トＩ，IIに対応する役割のエッチャントには、次の表２
に示すエッチャントを用いるのが好ましい。
【００３５】
【表２】
【００３６】また、上記の実施例において示した各層の
構成材料の組成比や層厚などの数値は一例であって、こ
れらは適宜変更されてもよいことは言うまでもない。な
お、レーザプリンタや光ディスクに対する記録／再生の
ために現在用いられている半導体レーザ装置は、AlGaAs
系の0.78〜0.84μｍ程度の波長のものであるが、GaInP
またはAlGaInP 系の0.6 〜0.7 μｍの波長の光を発生さ
せることができるものでは、光スポットを小さく絞り易
く、またレーザプリンタでは高感度の感光材を用いるこ
とができるなどという利点がある。
構成材料の組成比や層厚などの数値は一例であって、こ
れらは適宜変更されてもよいことは言うまでもない。な
お、レーザプリンタや光ディスクに対する記録／再生の
ために現在用いられている半導体レーザ装置は、AlGaAs
系の0.78〜0.84μｍ程度の波長のものであるが、GaInP
またはAlGaInP 系の0.6 〜0.7 μｍの波長の光を発生さ
せることができるものでは、光スポットを小さく絞り易
く、またレーザプリンタでは高感度の感光材を用いるこ
とができるなどという利点がある。
【００３７】また、上記の実施例では、２本のビームが
生成されるマルチビーム型半導体レーザ装置を例にとっ
たが、３本以上のビームが生成されるマルチビーム型半
導体レーザ装置に対しても、本発明は容易に応用するこ
とができる。
生成されるマルチビーム型半導体レーザ装置を例にとっ
たが、３本以上のビームが生成されるマルチビーム型半
導体レーザ装置に対しても、本発明は容易に応用するこ
とができる。
【００３８】
【００３９】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
種々の設計変更を施すことが可能である。
種々の設計変更を施すことが可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第２の半
導体層を所望のパターンに形成した後に露出するエッチ
ングストッパがエッチング除去される。これにより、エ
ッチングストッパを用いて第２の半導体層を均一にエッ
チングすることができるとともに、エッチングストッパ
が素子特性に与える影響を抑制することができる。
導体層を所望のパターンに形成した後に露出するエッチ
ングストッパがエッチング除去される。これにより、エ
ッチングストッパを用いて第２の半導体層を均一にエッ
チングすることができるとともに、エッチングストッパ
が素子特性に与える影響を抑制することができる。
【００４１】すなわち、単一チップ上に複数個設けられ
た電流閉じ込め構造部の間において、エッチングストッ
パによる電流のクロストークが生じることがないので、
各ビームの独立制御を良好に行うことができる。
た電流閉じ込め構造部の間において、エッチングストッ
パによる電流のクロストークが生じることがないので、
各ビームの独立制御を良好に行うことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体レーザ装置の構
成を示す断面図である。
成を示す断面図である。
【図２】上記実施例の半導体レーザ装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
【図３】上記実施例の半導体レーザ装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
【図４】上記実施例の半導体レーザ装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
【図５】上記実施例の半導体レーザ装置の製造方法を工
程順に示す断面図である。
程順に示す断面図である。
【図６】従来からのマルチビーム型半導体レーザ装置の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図７】ビームの特性を均一化するためにエッチングス
トッパを用いて製造された半導体レーザ装置の構成を示
す断面図である。
トッパを用いて製造された半導体レーザ装置の構成を示
す断面図である。
３４ 活性層 ３５ａ 外部クラッド層（第２の半導体層） ３５ｂ 内部クラッド層（第１の半導体層） ３６ エッチングストッパ層 ３８ 電流ブロック層 ４１ メサ形状部（電流閉じ込め構造部） ４２ メサ形状部（電流閉じ込め構造部）
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18 H01L 21/306 H01S 3/25
Claims (2)
- 【請求項１】単一チップ上に電流を集中させるための電
流閉じ込め構造部を複数個有し、各電流閉じ込め構造部
に対応する領域でそれぞれ発光させることができるとと
もに、各電流閉じ込め構造部への電流の供給を独立に制
御することにより、各電流閉じ込め構造部から独立制御
されたビームを発光させることができるマルチビーム型
半導体レーザ装置であって、 上記複数の電流閉じ込め構造部にわたって連続した活性
層と、 この活性層上に積層された第１の半導体層と、 この 第１の半導体層上にエッチングストッパを介在させ
て積層され、上記複数個の電流閉じ込め構造部を形成す
るようにエッチングされており、そのエッチングが上記
エッチングストッパによって停止されるようにして所定
のパターンに形成された第２の半導体層とを有し、 上記第２の半導体層のエッチングの後に露出する領域の
上記エッチングストッパが除去されていることを特徴と
する半導体レーザ装置。 - 【請求項２】単一チップ上に電流を集中させるための電
流閉じ込め構造部を複数個有し、各電流閉じ込め構造部
に対応する領域でそれぞれ発光させることができるとと
もに、各電流閉じ込め構造部への電流の供給を独立に制
御することにより、各電流閉じ込め構造部から独立制御
されたビームを発光させることができるマルチビーム型
半導体レーザ装置の製造方法であって、 上記複数の電流閉じ込め構造部にわたって連続した活性
層上に積層された第１の半導体層上にエッチングストッ
パを介在させて第２の半導体層を積層し、 この第２の半導体層を、上記複数個の電流閉じ込め構造
部を形成するように所定のパターンにエッチングすると
ともに、そのエッチングを上記エッチングストッパによ
って停止させ、 上記第２の半導体層のエッチングの後に露出する領域の
上記エッチングストッパをエッチング除去することを特
徴とする半導体レーザ装置の製造方法 。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140748A JP2817515B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| US08/019,652 US5359619A (en) | 1992-02-20 | 1993-02-19 | Multi-beam semiconductor laser and method for producing the same |
| CA002089900A CA2089900C (en) | 1992-02-20 | 1993-02-19 | Multi-beam semiconductor laser and method for producing the same |
| DE69319261T DE69319261D1 (de) | 1992-02-20 | 1993-02-22 | Mehrstrahlhalbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung |
| EP93102753A EP0556863B1 (en) | 1992-02-20 | 1993-02-22 | Multi-beam semiconductor laser and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140748A JP2817515B2 (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335690A JPH05335690A (ja) | 1993-12-17 |
| JP2817515B2 true JP2817515B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=15275820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140748A Expired - Fee Related JP2817515B2 (ja) | 1992-02-20 | 1992-06-01 | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2817515B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019102499A1 (de) * | 2019-01-31 | 2020-08-06 | Forschungsverbund Berlin E.V. | Vorrichtung zur Erzeugung von Laserstrahlung |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS647584A (en) * | 1987-06-29 | 1989-01-11 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor laser |
| JPS6427285A (en) * | 1987-07-22 | 1989-01-30 | Seiko Epson Corp | Multi-wavelength integrated semiconductor laser |
| JPH02257691A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-18 | Seiko Epson Corp | 集積型半導体レーザ |
| JPH04130692A (ja) * | 1990-09-20 | 1992-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
| JPH04144296A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置とその製造方法 |
| JPH04206587A (ja) * | 1990-11-30 | 1992-07-28 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2863677B2 (ja) * | 1992-02-13 | 1999-03-03 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-06-01 JP JP4140748A patent/JP2817515B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335690A (ja) | 1993-12-17 |
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