JP2846086B2 - Method for forming protective film of semiconductor device - Google Patents

Method for forming protective film of semiconductor device

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JP2846086B2
JP2846086B2 JP2234603A JP23460390A JP2846086B2 JP 2846086 B2 JP2846086 B2 JP 2846086B2 JP 2234603 A JP2234603 A JP 2234603A JP 23460390 A JP23460390 A JP 23460390A JP 2846086 B2 JP2846086 B2 JP 2846086B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体素子の保護膜形成方法に関し、更に詳
しく述べれば半導体レーザ等においてエッチングにより
形成された端面及び光カプラ等の溝の端面の保護膜形成
方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forming a protective film for a semiconductor device, and more particularly, to protection of an end face formed by etching in a semiconductor laser or the like and an end face of a groove of an optical coupler or the like. The present invention relates to a film forming method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、半導体レーザを製造する際にエッチングによっ
て形成した加工端面に保護膜を形成する方法として、第
7図に示すように、ウエハー状態のままで(s)、又は
バー状態に細分化した後(p)、EB蒸着法やスパッタ法
等でAl2O3,SiO2,ZrO2等の酸化物保護膜を形成する方法
があった。また、レーザの光カプラ部等の微細な溝の端
面の保護膜形成にはスパッタ法、CVD法等が用いられて
いた。しかし、バー状態に細分化した後、保護膜を形成
する場合には、バー状態にする際にウエハーの割れが
生じ易く、ウエハーに損傷を与えて素子性能を劣化させ
る。狭いスリット状の溝内の端面に保護膜を形成でき
ない。第7図に示すように、保護膜を形成する際に、
一方の端面に保護膜を形成し(第7図(q))、次いで
素子を反転させた後、他方の端面に保護膜を形成する
(第7図(r))ことが一般に行われていたが工程が繁
雑である上、保護膜が端面以外の部分に廻り込んで形成
される等の問題があった。
Conventionally, as a method of forming a protective film on a processed end face formed by etching when manufacturing a semiconductor laser, as shown in FIG. 7, as shown in FIG. p), there has been a method of forming an oxide protective film of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 or the like by an EB vapor deposition method, a sputtering method, or the like. In addition, a sputtering method, a CVD method, or the like has been used for forming a protective film on an end face of a fine groove of a laser optical coupler or the like. However, when a protective film is formed after subdividing into a bar state, the wafer is liable to crack when the bar state is formed, causing damage to the wafer and deteriorating element performance. A protective film cannot be formed on the end face in the narrow slit-like groove. As shown in FIG. 7, when forming the protective film,
It has been common practice to form a protective film on one end face (FIG. 7 (q)), then invert the element and then form a protective film on the other end face (FIG. 7 (r)). However, there are problems in that the process is complicated, and that the protective film is formed by wrapping around portions other than the end faces.

また、ウエハー状態のままで保護膜を形成する場合に
は、逆メサ形状のエッチング端面に保護膜を形成し難
い。ウエハー全体に保護膜が形成され、エッチング端
面だけに保護膜を形成し難い(a)。0.5μm以下
の、幅の狭いスリット状の溝内の端面に保護を形成でき
ない等問題があり、微細な溝内の端面に保護膜が形成で
きない場合には、端面が常に大気雰囲気にさらされて酸
化されるため、端面劣化が起こり易く、このため素子の
耐久性が乏しくなる等の問題があった。
In the case where the protective film is formed in a wafer state, it is difficult to form the protective film on the etched end face of the inverted mesa shape. A protective film is formed on the entire wafer, and it is difficult to form the protective film only on the etched end face (a). When there is a problem that protection cannot be formed on the end face in the narrow slit-like groove having a width of 0.5 μm or less, and the protection film cannot be formed on the end face in the fine groove, the end face is always exposed to the atmosphere. Due to the oxidation, the end face is liable to be deteriorated, which causes a problem that the durability of the element is poor.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的と
するところは、バー状態に細分化することなくウエハー
状態のままで端面に保護膜を簡単、かつ歩留まり良く形
成でき、しかも逆メサ形状の端面にも、端面の形状に依
存することなく、かつ幅が0.5μm以下の狭いスリット
状の溝内の端面にも形成することができる保護膜の形成
方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to easily form a protective film on an end face in a wafer state without subdividing into a bar state, with a high yield, and to form an inverted mesa. It is an object of the present invention to provide a method for forming a protective film that can be formed on an end face and also on an end face in a narrow slit-like groove having a width of 0.5 μm or less without depending on the shape of the end face.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は半導体材料からなる層と、この上に形成され
た絶縁材料からなる膜とを有し、前記絶縁材料が露出し
た表面と、前記半導体材料が露出した端面又は溝の端面
とを有する半導体素子の保護膜形成方法であって、Al、
Si及びTiから選ばれた元素を含む気体状の化合物を反応
ガスに用いた選択的気相堆積法により該元素で構成され
た被膜層を前記半導体材料が露出した端面又は溝の端面
に選択的に形成し、ついで200℃〜700℃の範囲で酸素含
有雰囲気中で熱処理することにより前記被膜層を酸化物
膜とすることにより、半導体素子の保護膜を形成するも
ので、更に溝が光導波路を有する半導体レーザのスリッ
トである場合、端面が半導体レーザのミラー面である場
合、及び溝又は端面が光導波路の一部又は全部に形成さ
れたものである場合にも本発明を適用できる。
The present invention has a layer made of a semiconductor material and a film made of an insulating material formed thereon, a semiconductor having a surface where the insulating material is exposed, and an end face or an end face of the groove where the semiconductor material is exposed. A method for forming a protective film of an element, comprising:
By a selective gas phase deposition method using a gaseous compound containing an element selected from Si and Ti as a reaction gas, a coating layer composed of the element is selectively formed on an end face or an end face of a groove where the semiconductor material is exposed. And then heat-treated in an oxygen-containing atmosphere at a temperature in the range of 200 ° C. to 700 ° C. to turn the coating layer into an oxide film, thereby forming a protective film of a semiconductor element. The present invention can be applied to the case where the slit is a semiconductor laser having the above, the end face is a mirror face of the semiconductor laser, and the groove or the end face is formed in part or all of the optical waveguide.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明においては、シリコン等の半導体やGaAs,InP等
の化合物半導体の半導体基板上に所望のデバイスを形成
し、その溝又は端面に被膜層を形成し、次いで熱処理を
行って前記被膜層を酸化して保護膜とするものである
が、前記被膜層の形成に選択気相堆積法を採用するもの
である。選択気相堆積法は反応ガス雰囲気中にデバイス
を入れ、所定温度に保持することにより、デバイス表面
に被膜層を堆積せしめるものであるが、被膜層はデバイ
ス表面の絶縁膜の存在しない部分にのみ選択的に堆積
し、絶縁膜の存在する部分には被膜層は堆積しない(特
願平1−250021号)。
In the present invention, a desired device is formed on a semiconductor substrate of a semiconductor such as silicon or a compound semiconductor such as GaAs or InP, a coating layer is formed on a groove or an end face thereof, and then heat treatment is performed to oxidize the coating layer. In this case, a selective vapor deposition method is used to form the coating layer. In the selective vapor deposition method, a device layer is deposited on a device surface by placing a device in a reaction gas atmosphere and maintaining the device at a predetermined temperature. It is selectively deposited, and no coating layer is deposited on the portion where the insulating film exists (Japanese Patent Application No. 1-250021).

反応ガスとしては、例えば(CH32AlH,(C2H52Al
H,(CH3)HAlH等のアルキルアルミニウムハイドライド
や、SiH4,Si2H6,Si3H8,Si(CH34,SiCl4,SiH2Cl2,SiHC
l3等のケイ素化物、TiCl4,TiBr4,Ti(CH3等のチタ
ン化物、及びこれらの混合物が好適に使用できる。反応
温度は、反応ガスの種類、圧力、濃度によっても異なる
が一般に260℃〜450℃とすることが好ましい。このとき
の堆積速度はAl膜形成したとき、3000Å〜5000Å/分な
ので、反応時間は数秒程度とするものである。
As the reaction gas, for example, (CH 3 ) 2 AlH, (C 2 H 5 ) 2 Al
Alkyl aluminum hydrides such as H, (CH 3 ) HAlH, SiH 4 , Si 2 H 6 , Si 3 H 8 , Si (CH 3 ) 4 , SiCl 4 , SiH 2 Cl 2 , SiHC
silicides of l 3 etc., TiCl 4, TiBr 4, Ti (CH 3) 4 or the like of the titanium compound, and mixtures thereof can be preferably used. The reaction temperature varies depending on the type, pressure and concentration of the reaction gas, but is generally preferably from 260 ° C to 450 ° C. At this time, the deposition time is 3000 ° to 5000 ° / min when the Al film is formed, so that the reaction time is about several seconds.

本発明においては、上記選択気相堆積法により形成し
た被膜層を酸素雰囲気中で加熱し、被膜層を酸化して安
定な保護膜を形成するものである。加熱温度は通常200
〜700℃で、加熱時間は0.5〜10時間程度である。加熱方
法としてはハロゲンランプ等による加熱や各種発熱体に
よる加熱手段が利用できる。
In the present invention, the film layer formed by the selective vapor deposition method is heated in an oxygen atmosphere, and the film layer is oxidized to form a stable protective film. Heating temperature is usually 200
At ~ 700 ° C, the heating time is about 0.5-10 hours. As a heating method, heating using a halogen lamp or the like or heating means using various heating elements can be used.

上記のようにして形成した保護膜は化学的、機械的に
安定なもので、半導体デバイスの端面の保護膜として好
ましいものである。
The protective film formed as described above is chemically and mechanically stable, and is preferable as a protective film on the end face of the semiconductor device.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

〔実施例1〕 本実施例においては、半導体レーザの共振面の保護膜
を製造する場合につき、第1図を参照しながら説明す
る。
Embodiment 1 In this embodiment, a case of manufacturing a protective film for a resonance surface of a semiconductor laser will be described with reference to FIG.

まず、n型GaAs基板21上に分子線エビタキシ法によっ
て順次、バッファ層22としてn型GaAsを1μm、クラッ
ド層23としてn型Al0.4Ga0.6Asを2μmを形成した。活
性層24としては、ノンドープGaAsを100Å、Al0.2Ga0.8A
sを30Åを各4回繰り返し最後にGaAsを100Å積層し、多
重量子井戸構造のものを形成した。次にクラッド層25と
してP型Al0.4Ga0.6Asを1.5μm、キャップ層26としてG
aAsを0.5μm形成した。
First, on the n-type GaAs substrate 21, 1 μm of n-type GaAs was formed as the buffer layer 22 and 2 μm of n-type Al 0.4 Ga 0.6 As was formed as the cladding layer 23 by the molecular beam evitaxy method. As the active layer 24, 100% non-doped GaAs, Al 0.2 Ga 0.8 A
s was repeated 30 times four times each, and GaAs was finally stacked at 100 degrees to form a multiple quantum well structure. Next, 1.5 μm of P-type Al 0.4 Ga 0.6 As is used as the cladding layer 25, and G is used as the cap layer 26.
0.5 μm of aAs was formed.

次に、上記キャップ層26上に絶縁膜27としてSiO2を積
層し、その後積層した絶縁膜27をフォトリソグラフィー
工程によってパターニングした。次いで、Cl2ガス雰囲
気で反応性イオンビームエッチング法によって基板21近
くまで(2μm以上)エッチングをして端面28を形成
し、これにより、レーザの共振面29を形成した(第1図
(a))。
Next, SiO 2 was laminated as an insulating film 27 on the cap layer 26, and then the laminated insulating film 27 was patterned by a photolithography process. Next, etching was performed in a Cl 2 gas atmosphere to a position close to the substrate 21 (2 μm or more) by a reactive ion beam etching method to form an end face 28, thereby forming a laser resonance face 29 (FIG. 1A). ).

次に、上記のように形成したウエハーのエッチング面
(端面28)に選択気相堆積法により被膜層30を形成し
た。すなわち、上記ウエハーをAl気相成長用チャンバー
内に入れ、ジメチルアルミニウムハイドライドガスをH2
と共にスローリークバルブを用いて導入し、全圧を略1.
5Torr、ジメチルアルミニウムハイドライド分圧を略5.0
×10-3Torrとした。チャンバー内の温度を290℃で2秒
間保つと、絶縁膜の存在しないエッチング端面28のみに
Alの被膜層30が成長し、その膜厚は約100Åになった
(第1図(b))。更に、上記被膜層30を形成したウエ
ハーを酸素雰囲気中で400℃に120分間加熱することによ
り、Alの被膜層30を酸化させてAl2O3の保護膜31を得た
(第1図(c))。
Next, a coating layer 30 was formed on the etched surface (end face 28) of the wafer formed as described above by a selective vapor deposition method. In other words, put the wafer on the Al vapor phase growth chamber, a dimethylaluminum hydride gas H 2
Together with a slow leak valve to reduce the total pressure to approximately 1.
5 Torr, dimethyl aluminum hydride partial pressure approximately 5.0
× 10 −3 Torr. When the temperature in the chamber is kept at 290 ° C for 2 seconds, only the etched end surface 28 where no insulating film exists
The Al coating layer 30 grew, and its thickness became about 100 ° (FIG. 1 (b)). Further, the wafer on which the coating layer 30 was formed was heated at 400 ° C. for 120 minutes in an oxygen atmosphere to oxidize the Al coating layer 30 to obtain an Al 2 O 3 protective film 31 (FIG. 1 ( c)).

なお、本実施例においては端面28を形成するに際し、
ドライエッチング法を採用したが、ウエットエッチング
法によってもよく、また本法によれば第2図に示すよう
な逆メサ型の45゜ミラーのエッチング端面28でも保護膜
31を形成できるものである。
In the present embodiment, when forming the end face 28,
Although a dry etching method is employed, a wet etching method may be employed, and according to the present method, a protective film can be formed even on the etching end face 28 of an inverted mesa 45 ° mirror as shown in FIG.
31 can be formed.

〔実施例2〕 本実施例においては十字型共振器を備えた干渉型レー
ザを製造するものである。第3図は同レーザの平面図
で、同図中矢印A−A,B−B方向の断面図を第4,第5図
にそれぞれ示した。上記レーザの製造においては、まず
第4図中のシリコンウエハーよりなる基板1上に分子線
成長法(MBE)により第1クラッド層2、活性層3、第
2クラッド層4、キャップ層5からなるエピタキシャル
膜を順に成長させる。基板1との界面には必要に応じて
GaAsであるバッファ層を形成してもよい。第1,第2クラ
ッド層2,4の膜厚は1μmとし、活性層3の膜厚は約0.1
μmとした。次に、キャップ層5の上にSiO2膜(不図
示)をスパッタ法によって形成した。続いて、その上部
に幅3μmの十字型のパタンをフォトリソグラフィー法
により形成し、反応性イオンビームエッチングによって
リッジ部8を設けることにより横方向の光の閉じ込めを
行うストライプ構造とした。その後、加速電圧40KeVのG
a+イオンを用いるFIB(集束イオンビーム法)により、
第3図に示すカプラ部11のスリット溝12、及びミラー部
13a,13bのスリット溝14a,14bを形成した。カプラ部11の
スリット溝12の深さは、第5図に示すように、活性層3
の中央部付近まで達しており、またミラー部13a,13bの
スリット溝14a,14bは活性層3を越えて更に深くエッチ
ングした。また、それぞれのスリット溝12、14a,14bの
各端面角度は活性層3付近で85゜以上になるように加工
した。なお、上記カプラは波面分割型の分岐カプラを形
成し、活性層3中のスリット溝12の底部15の位置に制御
することにより、導波光の透過、反射の効率を所望の値
に設定できるものである。例えば底部15の位置を活性層
3中の導波光の光強度分布の中央付近に設定することに
よって導波光の透過、反射の比率をほぼ等しくすること
ができる。
Embodiment 2 In this embodiment, an interference laser having a cross-shaped resonator is manufactured. FIG. 3 is a plan view of the laser, and FIGS. 4 and 5 show cross-sectional views in the directions of arrows AA and BB in FIG. In the manufacture of the laser, first, a first clad layer 2, an active layer 3, a second clad layer 4, and a cap layer 5 are formed on a substrate 1 made of a silicon wafer in FIG. 4 by molecular beam epitaxy (MBE). Epitaxial films are grown sequentially. At the interface with the substrate 1
A buffer layer made of GaAs may be formed. The thickness of the first and second cladding layers 2 and 4 is 1 μm, and the thickness of the active layer 3 is about 0.1 μm.
μm. Next, an SiO 2 film (not shown) was formed on the cap layer 5 by a sputtering method. Subsequently, a cross-shaped pattern having a width of 3 μm was formed thereon by photolithography, and a ridge portion 8 was provided by reactive ion beam etching to form a stripe structure for confining lateral light. After that, G with acceleration voltage of 40 KeV
By FIB (focused ion beam method) using a + ion
The slit groove 12 of the coupler section 11 and the mirror section shown in FIG.
The slit grooves 14a and 14b of 13a and 13b were formed. As shown in FIG. 5, the depth of the slit groove 12 of the coupler portion 11 is
And the slit grooves 14a and 14b of the mirror portions 13a and 13b were etched deeper beyond the active layer 3. The slit grooves 12, 14a, and 14b were processed so that each end face angle was 85 ° or more near the active layer 3. The above coupler forms a wavefront splitting type branching coupler, and by controlling the position at the bottom 15 of the slit groove 12 in the active layer 3, the efficiency of transmission and reflection of guided light can be set to a desired value. It is. For example, by setting the position of the bottom 15 near the center of the light intensity distribution of the guided light in the active layer 3, the transmission and reflection ratios of the guided light can be made substantially equal.

本実施例においては上記のようにして素子を形成した
ウエハーを用いて、その素子の端面にAlの保護膜を形成
するものである。この場合、使用する気相成長装置は特
に限定されないが、第6図に示すように真空にすること
のできるチャンバーを備え、プラズマを発生できるもの
が好ましい。すなわち、第6図中40はロードロック室
で、素子はこの室40を通して反応室41に出し入れする。
前記ロードロック室40はゲートバルブ42,43を閉じて排
気系44を作動させることにより、内部を減圧にできる。
ロードロック室40に収納したウエハーは次いで、ゲート
バルブ43を通して反応室41に移動させる。水素ガスをガ
スライン45を通して反応室41に供給することにより、反
応室41内は水素雰囲気になる。その後、排気系46を作動
させることにより、反応室41内はほぼ1×10-8Torrにな
る。なお、反応室41内の真空度は1×20-8Torrよりも圧
力が高くてもAl被膜層は成長する。次いで、反応試薬で
あるジメチルアルミニウムハイドレイト(DMAH)供給チ
ャンバー47中のDMAHをガス導入ライン48を介してH2と共
に反応室41に導入する。反応室41内の圧力はライン48に
設けられたスローリークバルブ(不図示)の開度を調節
することにより、(本実施例においては反応室内の圧力
は1.5Torrでこの場合DMAHの分圧はほぼ5.0×10-3Torrで
あった)調節する。この状態で、ハロゲンランプ49を点
灯し、ウエハー50を直接加熱すると、ウエハー50上の絶
縁膜のない部分にのみAl被膜層が堆積する。このときウ
エハーの温度は270℃であった。Alが200Åの厚さで堆積
した後、反応室41及びロードロック室40の排気系46,44
によって両室41,40内の圧力を5×10-6Torr以下の真空
度にした。両室41,40が上記真空度に達したことを確認
した後、ロードロック室40にウエハー50を搬送し、その
後ウエハー50を取り出した。
In this embodiment, an Al protective film is formed on the end face of the device by using the wafer on which the device is formed as described above. In this case, the vapor phase growth apparatus to be used is not particularly limited. However, as shown in FIG. 6, it is preferable to use a chamber provided with a vacuum chamber and capable of generating plasma. That is, in FIG. 6, reference numeral 40 denotes a load lock chamber, and the elements are put in and out of the reaction chamber 41 through this chamber 40.
The inside of the load lock chamber 40 can be reduced in pressure by closing the gate valves 42 and 43 and operating the exhaust system 44.
Next, the wafer stored in the load lock chamber 40 is moved to the reaction chamber 41 through the gate valve 43. By supplying hydrogen gas to the reaction chamber 41 through the gas line 45, the inside of the reaction chamber 41 becomes a hydrogen atmosphere. After that, by operating the exhaust system 46, the inside of the reaction chamber 41 becomes approximately 1 × 10 −8 Torr. Note that the Al coating layer grows even if the degree of vacuum in the reaction chamber 41 is higher than 1 × 20 −8 Torr. Next, DMAH in a dimethylaluminum hydrate (DMAH) supply chamber 47 as a reaction reagent is introduced into the reaction chamber 41 together with H 2 through a gas introduction line 48. The pressure in the reaction chamber 41 is adjusted by adjusting the opening of a slow leak valve (not shown) provided in the line 48 (in this embodiment, the pressure in the reaction chamber is 1.5 Torr, and in this case, the partial pressure of DMAH is (Approximately 5.0 × 10 −3 Torr). In this state, when the halogen lamp 49 is turned on and the wafer 50 is directly heated, the Al coating layer is deposited only on the portion of the wafer 50 where there is no insulating film. At this time, the temperature of the wafer was 270 ° C. After the Al is deposited to a thickness of 200 mm, the exhaust systems 46 and 44 of the reaction chamber 41 and the load lock chamber 40 are provided.
Thus, the pressure in both chambers 41 and 40 was reduced to a vacuum of 5 × 10 −6 Torr or less. After confirming that both the chambers 41 and 40 reached the above-mentioned degree of vacuum, the wafer 50 was transferred to the load lock chamber 40, and then the wafer 50 was taken out.

次に、上記のようにしたAl被膜層を表面に形成したウ
エハーを酸素雰囲気中で加熱してAl被膜層を酸化し、保
護膜とした。すなわち、本実施例においては、上記ウエ
ハーを酸素の雰囲気中で600℃に120分間保った。これに
より、Al被膜層が酸化され強固なAl2O3の保護膜26が形
成された。
Next, the wafer having the Al coating layer formed on the surface as described above was heated in an oxygen atmosphere to oxidize the Al coating layer to form a protective film. That is, in this embodiment, the wafer was kept at 600 ° C. for 120 minutes in an oxygen atmosphere. As a result, the Al coating layer was oxidized, and a strong Al 2 O 3 protective film 26 was formed.

その後、SiO2膜をCF4ガス雰囲気中の反応性エッチン
グ(RIE)によって除去し、次いでプラズマCVD法により
窒化シリコン膜10を堆積させ、リッジ8上部をRIE法に
よって窓あけした。更に、真空蒸着法により上部電極7
であるCr−Auオーミック用電極を形成した。その後GaAs
基板1をラッピングで100μmの厚さまでけずり、n型
用オーミック電極6としてAu−Ge電極を蒸着した。
Thereafter, the SiO 2 film was removed by reactive etching (RIE) in a CF 4 gas atmosphere, then a silicon nitride film 10 was deposited by a plasma CVD method, and a window was formed above the ridge 8 by the RIE method. Further, the upper electrode 7 is formed by a vacuum evaporation method.
Was formed as a Cr-Au ohmic electrode. Then GaAs
The substrate 1 was scraped to a thickness of 100 μm by lapping, and an Au—Ge electrode was deposited as an n-type ohmic electrode 6.

続いて、P型、N型の電極のオーミックコンタクトを
とるための熱処理を行った後、共振面をへき開によって
形成し、スクライブで分離し、電極はワイアーボンディ
ングにより取り出した。
Subsequently, after performing heat treatment for making ohmic contact with the P-type and N-type electrodes, the resonance surface was formed by cleavage, separated by scribing, and the electrodes were taken out by wire bonding.

十字型のレーザ共振器構造では一種のマイケルソン型
の干渉計が構成されることになるため、複合の共振器モ
ードが形成され、発振波長の安定が図れる。本実施例に
おいては、ミラー部13a,13b及びカプラー部11のスリッ
ト溝14a,14b,12端面に保護膜16を形成したため、素子の
寿命(耐久性)が大幅に向上し、更に素子性能がより安
定化した。
In the cross-shaped laser resonator structure, a kind of Michelson-type interferometer is formed, so that a composite resonator mode is formed and the oscillation wavelength can be stabilized. In the present embodiment, since the protective film 16 is formed on the end faces of the slit grooves 14a, 14b, 12 of the mirror portions 13a, 13b and the coupler portion 11, the life (durability) of the element is greatly improved, and the element performance is further improved. Stabilized.

なお、上記の十字型共振器を備えた干渉型レーザにつ
いては文献J.Salzman et al:“Cross copuled cavity s
emiconductor laser"Appl.Phys.Lett.52,10,pp.767〜76
9(March,1988)に報告例がある。
The interference laser having the above-described cross resonator is described in J. Salzman et al: “Cross copuled cavity s”.
emiconductor laser "Appl.Phys.Lett. 52, 10 , pp.767~76
9 (March, 1988).

上記実施例においては、活性領域をMQW(多重量子井
戸構造)で形成したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、DH構造、SQW構造等であってもよい。
In the above embodiment, the active region is formed by MQW (multiple quantum well structure). However, the present invention is not limited to this, and may have a DH structure, SQW structure or the like.

また、以上の実施例においては、GaAs系を用いたリッ
ジウエーブ型構造を例にとって述べたが、BH構造、CSP
構造、電流光の狭窄のための吸収層を活性層近くに設け
た構造等の屈折率導波型のレーザに対しても有効であ
る。更に加えて、半導体レーザの材料はGaAs・AlGaAs系
の他、InP・InGaAsP系、AlGaInP系等の材料に対しても
同様にあてはまるのはいうまでもない。
In the above embodiments, the ridge wave type structure using GaAs was described as an example.
The present invention is also effective for a refractive index guided laser such as a structure in which an absorption layer for constricting current light is provided near an active layer. In addition, it goes without saying that the material of the semiconductor laser can be similarly applied to materials such as InP / InGaAsP and AlGaInP other than GaAs / AlGaAs.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、 ウエハー状態のまま、エッチング端面に保護膜が形成
できる。
As described above, according to the present invention, a protective film can be formed on an etched end face in a wafer state.

逆メサ状態のエッチング端面にも容易に保護膜が形成
できる。
A protective film can be easily formed on the etched end face in the reverse mesa state.

0.5μm以下の微細な溝部の端面にも保護膜が形成で
きる。
A protective film can also be formed on the end face of the fine groove of 0.5 μm or less.

等の利点を有し、更に非常にプロセスが容易で、歩留ま
り、再現性がよく、しかも半導体素子の寿命が大幅に延
びる。従って特に光分岐カプラ等のスリット部が構成さ
れている集積化デバイスの製造に適用した場合効果があ
る。
In addition, the process is very easy, the yield and the reproducibility are good, and the life of the semiconductor device is greatly extended. Therefore, the present invention is particularly effective when applied to the manufacture of an integrated device having a slit portion such as an optical branching coupler.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明方法によりレーザ素子を製造する工程の
説明用断面図、第2図は逆メサ型素子の断面図、第3図
は本発明方法の実施に係わる干渉型半導体レーザの平面
図、第4図及び第5図はそれぞれ第3図矢印A−A,B−
B方向断面図、第6図は本発明の実施に用いる気相成長
装置の一例を示す概略構成図、第7図は従来の半導体の
製造工程を示す説明図である。 1……基板、2……第1クラッド層、 3……活性層、4……第2クラッド層、 5……キャップ層、6……電極、 11……カプラ部、12……スリット溝、 13a,b……ミラー部、14a,b……スリット溝 16……保護膜、21……基板、 24……活性層、28……端面、 29……共振面、30……被膜層、 31……保護膜、40……ロードロック室、 41……反応室、47……供給チャンバー、 49……ハロゲンランプ、50……ウエハー。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a step of manufacturing a laser device by the method of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of an inverted mesa device, and FIG. 3 is a plan view of an interference semiconductor laser according to the method of the present invention. , FIGS. 4 and 5 are arrows AA and B- in FIG. 3, respectively.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of a vapor phase growth apparatus used for carrying out the present invention, and FIG. 7 is an explanatory view showing a conventional semiconductor manufacturing process. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... 1st cladding layer, 3 ... Active layer, 4 ... 2nd cladding layer, 5 ... Cap layer, 6 ... Electrode, 11 ... Coupler part, 12 ... Slit groove, 13a, b Mirror part, 14a, b Slit groove 16 Protective film, 21 Substrate 24 Active layer 28 End face 29 Resonant surface 30 Coating layer 31 … Protective film, 40… Load lock chamber, 41… Reaction chamber, 47… Supply chamber, 49… Halogen lamp, 50… Wafer.

───────────────────────────────────────────────────── 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──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01S 3/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体材料からなる層と、この上に形成さ
れた絶縁材料からなる膜とを有し、前記絶縁材料が露出
した表面と、前記半導体材料が露出した端面又は溝の端
面とを有する半導体素子の保護膜形成方法であって、A
l、Si及びTiから選ばれた元素を含む気体状の化合物を
反応ガスに用いた選択的気相堆積法により該元素で構成
された被膜層を前記半導体材料が露出した端面又は溝の
端面に選択的に形成し、ついで200℃〜700℃の範囲で酸
素含有雰囲気中で熱処理することにより前記被膜層を酸
化物膜とする工程を有することを特徴とする半導体素子
の保護膜形成方法。
1. A semiconductor device comprising: a layer made of a semiconductor material; and a film made of an insulating material formed thereon, wherein a surface where the insulating material is exposed, and an end face or an end face of the groove where the semiconductor material is exposed. A method for forming a protective film of a semiconductor device, comprising: A
l, a coating layer made of a gaseous compound containing an element selected from Si and Ti by a selective gas phase deposition method using a reactive gas as a reaction gas, on the end face or the end face of the groove where the semiconductor material is exposed. Forming a protective film on a semiconductor element by selectively forming the film and then performing a heat treatment in an oxygen-containing atmosphere at a temperature in the range of 200 ° C. to 700 ° C. to make the film layer an oxide film.
【請求項2】溝が光導波路を有する半導体レーザのスリ
ットである請求項1記載の半導体素子の保護膜形成方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the groove is a slit of a semiconductor laser having an optical waveguide.
【請求項3】半導体材料が露出した端面が半導体レーザ
のミラー面である請求項1記載の半導体素子の保護膜形
成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the exposed end surface of the semiconductor material is a mirror surface of the semiconductor laser.
【請求項4】半導体材料が露出した端面又は溝の端面が
光導波路の少なくとも一部に形成された請求項2記載の
半導体素子の保護膜形成方法。
4. The method according to claim 2, wherein the exposed end face of the semiconductor material or the end face of the groove is formed on at least a part of the optical waveguide.
【請求項5】熱処理時間は0.5〜10時間である請求項1
乃至4のいずれか1項に記載の半導体素子の保護膜形成
方法。
5. The heat treatment time is 0.5 to 10 hours.
5. The method for forming a protective film of a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4.
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