JP2849500B2 - 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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- JP2849500B2 JP2849500B2 JP4046975A JP4697592A JP2849500B2 JP 2849500 B2 JP2849500 B2 JP 2849500B2 JP 4046975 A JP4046975 A JP 4046975A JP 4697592 A JP4697592 A JP 4697592A JP 2849500 B2 JP2849500 B2 JP 2849500B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
- H01S5/0203—Etching
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ、特に光
ディスク用、第２高調波発生用、固体レーザ励起用、レ
ーザビームプリンタ用、光ファイバ増幅器励起用、光通
信用、レーザ加工用、レーザ治療用なとせに用いられる
高出力半導体レーザの製造方法に関する。
ディスク用、第２高調波発生用、固体レーザ励起用、レ
ーザビームプリンタ用、光ファイバ増幅器励起用、光通
信用、レーザ加工用、レーザ治療用なとせに用いられる
高出力半導体レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、小型、高効率、低価格といった利
点を有する半導体レーザの実用化によって、従来レーザ
光源の使用が困難であった一般産業機器、民生機器への
レーザ応用が進展している。このような多くの利点を有
する半導体レーザをさらに高出力動作可能とすることに
より、光ディスクの高速化、第２高調波あるいは固体レ
ーザ光の効率的発生、レーザビームプリンタの高速化、
光ファイバアンプを用いた光通信システムにおける中継
距離の延長あるいは伝送速度の高速化、レーザ加工機あ
るいはレーザ治療機の大幅な小型化などの用途が期待さ
れている。
点を有する半導体レーザの実用化によって、従来レーザ
光源の使用が困難であった一般産業機器、民生機器への
レーザ応用が進展している。このような多くの利点を有
する半導体レーザをさらに高出力動作可能とすることに
より、光ディスクの高速化、第２高調波あるいは固体レ
ーザ光の効率的発生、レーザビームプリンタの高速化、
光ファイバアンプを用いた光通信システムにおける中継
距離の延長あるいは伝送速度の高速化、レーザ加工機あ
るいはレーザ治療機の大幅な小型化などの用途が期待さ
れている。
【０００３】しかし、半導体レーザの高出力動作時に
は、出射端面がその強い光密度のために破壊されてしま
うという問題点を有していた。この点を克服するため
に、以下の方法が効果があることが知られている。
は、出射端面がその強い光密度のために破壊されてしま
うという問題点を有していた。この点を克服するため
に、以下の方法が効果があることが知られている。
【０００４】 導波ストライプ幅を広げることによっ
て端面の光密度を減少させる。
て端面の光密度を減少させる。
【０００５】 導波ストライプ幅に垂直な方向の光の
広がりを大きくすることによって端面の光密度を減少さ
せる。
広がりを大きくすることによって端面の光密度を減少さ
せる。
【０００６】 端面近傍に電流非注入領域を設ける。
【０００７】 端面近傍に、内部の半導体結晶に対し
て格子整合し、活性層よりもバンドギャップの広い半導
体層を設けることにより、端面に生じている界面準位を
除去し、端面を光非吸収層とする。
て格子整合し、活性層よりもバンドギャップの広い半導
体層を設けることにより、端面に生じている界面準位を
除去し、端面を光非吸収層とする。
【０００８】これらの対策のいくつかを組み合わせるこ
とにより、より一層の高出力化を図ることができる。
とにより、より一層の高出力化を図ることができる。
【０００９】この中のに当たる対策のうち、一旦光出
射面（端面）を劈開あるいはエッチングによって形成
し、その面上にごく薄く光非吸収層（以後窓層と呼ぶ）
を形成する方法は、内部の導波光が出射面で反射されて
再び導波路に結合する際の窓層での光拡散による損失が
ほとんどないため、効率が窓層のない場合に対してほと
んど悪化しないという利点を有している。
射面（端面）を劈開あるいはエッチングによって形成
し、その面上にごく薄く光非吸収層（以後窓層と呼ぶ）
を形成する方法は、内部の導波光が出射面で反射されて
再び導波路に結合する際の窓層での光拡散による損失が
ほとんどないため、効率が窓層のない場合に対してほと
んど悪化しないという利点を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】端面に窓層を成長させ
る場合、結晶成長装置の汚染を防止するため、一般には
電極形成前に窓層成長を行う。ところが窓層を形成する
前に、光出射端面を露出させるため、先に劈開をしてウ
エハをバー状に分割する必要がある。そのためウエハ単
位でなく、数がウエハ状態に比べて数十〜数百倍に増え
たバー状態で電極形成を行う必要がある。しかも、バー
は幅が例えば４００μｍと非常に細いためハンドリング
が厄介であり、さらにその細いバー幅ぎりぎり一杯に電
極を形成せねばならず、しかも電極が端面に回り込むこ
とは許されない。そしてこの電極形成工程は表面・裏面
それぞれについて少なくとも各１回、通常各２回必要で
ある。
る場合、結晶成長装置の汚染を防止するため、一般には
電極形成前に窓層成長を行う。ところが窓層を形成する
前に、光出射端面を露出させるため、先に劈開をしてウ
エハをバー状に分割する必要がある。そのためウエハ単
位でなく、数がウエハ状態に比べて数十〜数百倍に増え
たバー状態で電極形成を行う必要がある。しかも、バー
は幅が例えば４００μｍと非常に細いためハンドリング
が厄介であり、さらにその細いバー幅ぎりぎり一杯に電
極を形成せねばならず、しかも電極が端面に回り込むこ
とは許されない。そしてこの電極形成工程は表面・裏面
それぞれについて少なくとも各１回、通常各２回必要で
ある。
【００１１】バーに電極を形成する方法によってｐ型Ｇ
ａＡｓ基板を用いた半導体レーザに電極を形成する手順
を以下に示す。図１０（ａ）に示すように、バーの両端
を支持するための溝を形成したホルダー９０１にバー２
を成長面が上になる様に挿入し、その上に図１０（ｂ）
に示すようにバー幅よりも狭い開口部を有するマスク９
０２を置き、ホルダー９０１とマスク９０２を動かない
ように固定する。この状態のまま、真空蒸着機内にマス
ク１０２の開口部を下（蒸着源側）にして置き、ＡｕＧ
ｅ／Ｎｉ表面（成長面）電極４０を真空蒸着により形成
する。マスク９０２・ホルダー９０１を取り出して両者
を分離し、バーの上下を反転して再びホルダー９０１へ
挿入・マスク９０２を固定後、ＡｕＺｎ裏面電極４２を
真空蒸着する。その後でバーを蒸着機・ホルダー９０１
から取り出し、熱処理炉で１０分間４５０℃に加熱す
る。再びホルダー９０１上にバー２を成長面が上になる
ように置いてマスク９０２を固定し、蒸着機にセットし
て、Ｍｏ／Ａｕ表面電極４４を真空蒸着する。再びホル
ダー９０１内のバーの上下を反転した後、Ａｌ裏面電極
４６を真空蒸着する。この様にして、バーの両端面近傍
以外の表面・裏面に電極を形成する。
ａＡｓ基板を用いた半導体レーザに電極を形成する手順
を以下に示す。図１０（ａ）に示すように、バーの両端
を支持するための溝を形成したホルダー９０１にバー２
を成長面が上になる様に挿入し、その上に図１０（ｂ）
に示すようにバー幅よりも狭い開口部を有するマスク９
０２を置き、ホルダー９０１とマスク９０２を動かない
ように固定する。この状態のまま、真空蒸着機内にマス
ク１０２の開口部を下（蒸着源側）にして置き、ＡｕＧ
ｅ／Ｎｉ表面（成長面）電極４０を真空蒸着により形成
する。マスク９０２・ホルダー９０１を取り出して両者
を分離し、バーの上下を反転して再びホルダー９０１へ
挿入・マスク９０２を固定後、ＡｕＺｎ裏面電極４２を
真空蒸着する。その後でバーを蒸着機・ホルダー９０１
から取り出し、熱処理炉で１０分間４５０℃に加熱す
る。再びホルダー９０１上にバー２を成長面が上になる
ように置いてマスク９０２を固定し、蒸着機にセットし
て、Ｍｏ／Ａｕ表面電極４４を真空蒸着する。再びホル
ダー９０１内のバーの上下を反転した後、Ａｌ裏面電極
４６を真空蒸着する。この様にして、バーの両端面近傍
以外の表面・裏面に電極を形成する。
【００１２】このようにバー状態での電極形成は非常に
繁雑であるため、劈開面に窓層成長を行った高出力半導
体レーザは高性能ではあるが非常に高価なものとなり、
普及の大きな妨げとなっていた。
繁雑であるため、劈開面に窓層成長を行った高出力半導
体レーザは高性能ではあるが非常に高価なものとなり、
普及の大きな妨げとなっていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、以上の問題
点を解決するため、表面および裏面の電極蒸着部に対応
し、バー幅より狭い、少なくとも１つの開口部、および
バーと開口部との位置ずれを防止する支持部を設けた治
具にバーを固定し、その状態で表面および裏面の電極形
成、および必要に応じて熱処理を行い、電極形成工程終
了後に治具から各バーを取り出す。
点を解決するため、表面および裏面の電極蒸着部に対応
し、バー幅より狭い、少なくとも１つの開口部、および
バーと開口部との位置ずれを防止する支持部を設けた治
具にバーを固定し、その状態で表面および裏面の電極形
成、および必要に応じて熱処理を行い、電極形成工程終
了後に治具から各バーを取り出す。
【００１４】
【作用】本発明によれば、バーに電極を形成する際、多
数のバーを両面に開口部を有する治具に固定するため、
治具全体をあたかもウエハの様に取り扱うことができ
る。そのため全電極形成工程における工程数のウエハプ
ロセスに対する増加は、最初にバーを治具に挿入・固定
する工程と、最後に治具からバーを取り出す工程だけに
なり、各電極工程間にバーを１本ずつ取り扱って電極形
成を行う場合に比べて繁雑さが大幅に減少する。
数のバーを両面に開口部を有する治具に固定するため、
治具全体をあたかもウエハの様に取り扱うことができ
る。そのため全電極形成工程における工程数のウエハプ
ロセスに対する増加は、最初にバーを治具に挿入・固定
する工程と、最後に治具からバーを取り出す工程だけに
なり、各電極工程間にバーを１本ずつ取り扱って電極形
成を行う場合に比べて繁雑さが大幅に減少する。
【００１５】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。
する。
【００１６】・実施例１ まず、半導体レーザ内部構造成長済ウエハ１を作製し
（詳細は後述）、厚さ１００μｍにラッピングする。次
に、このウエハをストライプ（レーザ発振導波路）と垂
直方向に劈開して幅４００μｍ・長さ１２ｍｍのバー２
に分割し、レーザ構造成長面（表面）が上になるように
適当な間隔をおいて並べ、有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）によって高抵抗Ａｌ0・5Ｇａ0・5Ａｓ層３０Ａお
よび３０Ｂをそれぞれ前端面および後端面に０．２μｍ
成長する。次にバーの前端面にＡｌ 2Ｏ3反射防止膜３
２、後端面にＡｌ2Ｏ3／Ｓｉ／Ａｌ2Ｏ3／Ｓｉ／Ａｌ2
Ｏ3高反射率反射膜３４を真空蒸着法によって形成す
る。この段階のバーの斜視図を図２に示す（内部構造は
活性層１６以外図示せず）。
（詳細は後述）、厚さ１００μｍにラッピングする。次
に、このウエハをストライプ（レーザ発振導波路）と垂
直方向に劈開して幅４００μｍ・長さ１２ｍｍのバー２
に分割し、レーザ構造成長面（表面）が上になるように
適当な間隔をおいて並べ、有機金属気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）によって高抵抗Ａｌ0・5Ｇａ0・5Ａｓ層３０Ａお
よび３０Ｂをそれぞれ前端面および後端面に０．２μｍ
成長する。次にバーの前端面にＡｌ 2Ｏ3反射防止膜３
２、後端面にＡｌ2Ｏ3／Ｓｉ／Ａｌ2Ｏ3／Ｓｉ／Ａｌ2
Ｏ3高反射率反射膜３４を真空蒸着法によって形成す
る。この段階のバーの斜視図を図２に示す（内部構造は
活性層１６以外図示せず）。
【００１７】この後で、図１に示すように、電極形成部
に対応した幅３８０μｍ・長さ１０ｍｍの窓を開けた金
属製マスク９１と、バー２の両端を支持する長さ１２．
２ｍｍ×幅〔４１０μｍ（両側１ｍｍづつ）−１０００
μｍ（中間１０．２ｍｍ）〕の溝を有する金属製マスク
９３を位置合わせ・仮固定し、マスク９３の溝にバー２
を成長面が下になるように置き、電極形成部に対応した
幅３８０μｍ・長さ１０ｍｍの窓を開けた金属製マスク
９２をマスク９１・９３に位置合わせして置き、ビス９
５・ナット９６・ワッシャー９７によって３つのマスク
を固定する。この状態をマスクセットと呼ぶことにす
る。
に対応した幅３８０μｍ・長さ１０ｍｍの窓を開けた金
属製マスク９１と、バー２の両端を支持する長さ１２．
２ｍｍ×幅〔４１０μｍ（両側１ｍｍづつ）−１０００
μｍ（中間１０．２ｍｍ）〕の溝を有する金属製マスク
９３を位置合わせ・仮固定し、マスク９３の溝にバー２
を成長面が下になるように置き、電極形成部に対応した
幅３８０μｍ・長さ１０ｍｍの窓を開けた金属製マスク
９２をマスク９１・９３に位置合わせして置き、ビス９
５・ナット９６・ワッシャー９７によって３つのマスク
を固定する。この状態をマスクセットと呼ぶことにす
る。
【００１８】マスク９１が下になるようにマスクセット
をベルジャー内に置き、表面（成長面）電極ＡｕＧｅ／
Ｎｉ４０を真空蒸着により形成する。マスクセットの上
下を反転して再びベルジャー内に置き、裏面電極ＡｕＺ
ｎ４２を真空蒸着する。その後でマスクセットごとバー
を熱処理炉に入れ、１０分間４５０℃に加熱する。さら
にマスクセットをマスク９１が下になるように置き、表
面電極Ｍｏ／Ａｕ４４を真空蒸着する。マスクセットの
上下を反転して、裏面電極Ａｌ４６を真空蒸着する。
をベルジャー内に置き、表面（成長面）電極ＡｕＧｅ／
Ｎｉ４０を真空蒸着により形成する。マスクセットの上
下を反転して再びベルジャー内に置き、裏面電極ＡｕＺ
ｎ４２を真空蒸着する。その後でマスクセットごとバー
を熱処理炉に入れ、１０分間４５０℃に加熱する。さら
にマスクセットをマスク９１が下になるように置き、表
面電極Ｍｏ／Ａｕ４４を真空蒸着する。マスクセットの
上下を反転して、裏面電極Ａｌ４６を真空蒸着する。
【００１９】ビス９５・ナット９６・ワッシャー９７を
外してマスク９２を外し、各バー２を取り出す。バーを
チップに分割し、チップを成長面が下になるようにステ
ムにダイボンドし、裏面にリード線をワイヤボンドす
る。その後、窒素雰囲気中でウインド付キャップをシー
ルする。
外してマスク９２を外し、各バー２を取り出す。バーを
チップに分割し、チップを成長面が下になるようにステ
ムにダイボンドし、裏面にリード線をワイヤボンドす
る。その後、窒素雰囲気中でウインド付キャップをシー
ルする。
【００２０】なおマスク９１・９２・９３はステンレス
製、厚さは１００μｍとした。マスク９１・９３は一旦
圧着したあとは分解・再位置合わせする事なく再利用で
きる。マスク９１・９３は圧着でなくネジ止めで固定し
てもよい。この説明ではマスク９１を表面電極用とした
が、これを裏面電極用とし、裏面を下にしてバー２をマ
スク９３に挿入してもよい。
製、厚さは１００μｍとした。マスク９１・９３は一旦
圧着したあとは分解・再位置合わせする事なく再利用で
きる。マスク９１・９３は圧着でなくネジ止めで固定し
てもよい。この説明ではマスク９１を表面電極用とした
が、これを裏面電極用とし、裏面を下にしてバー２をマ
スク９３に挿入してもよい。
【００２１】本実施例では、反射膜形成後に電極形成す
るものとして説明したが、逆に電極形成後に反射膜形成
としもよい。反射膜は前面と後面とで同一構成としもよ
い。さらに本窓構造では端面の劣化が十分抑えられてい
るので、反射膜を設けなくても素子は長期に渡って十分
安定に動作する。
るものとして説明したが、逆に電極形成後に反射膜形成
としもよい。反射膜は前面と後面とで同一構成としもよ
い。さらに本窓構造では端面の劣化が十分抑えられてい
るので、反射膜を設けなくても素子は長期に渡って十分
安定に動作する。
【００２２】本実施例において、３枚のマスクの位置合
わせが完全な場合、バーの端面付近１０μｍ±５μｍの
領域が電極非形成部となる。この程度の幅の非形成部に
よっては素子抵抗および電流−光出力特性は電極非形成
部がない場合に比べてほとんど変わらない。
わせが完全な場合、バーの端面付近１０μｍ±５μｍの
領域が電極非形成部となる。この程度の幅の非形成部に
よっては素子抵抗および電流−光出力特性は電極非形成
部がない場合に比べてほとんど変わらない。
【００２３】図３は、本実施例によって、作製された半
導体レーザチップの断面図である。ｐ型ＧａＡｓ基板１
０上にｎ型電流ブロックＧａＡｓ層１２を成長し、エッ
チングによって基板１０に達するＶ溝を形成する。その
上にｐ型Ａｌ0・45Ｇａ0・55Ａ第１クラッド層１４、アン
ドープＡｌ0・15Ｇａ0・85Ａｓ活性層１６、ｎ型Ａｌ0・45
Ｇａ0・55Ａｓ第２クラッド層１８、ｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層２０をＬＰＥ法によって成長した。
導体レーザチップの断面図である。ｐ型ＧａＡｓ基板１
０上にｎ型電流ブロックＧａＡｓ層１２を成長し、エッ
チングによって基板１０に達するＶ溝を形成する。その
上にｐ型Ａｌ0・45Ｇａ0・55Ａ第１クラッド層１４、アン
ドープＡｌ0・15Ｇａ0・85Ａｓ活性層１６、ｎ型Ａｌ0・45
Ｇａ0・55Ａｓ第２クラッド層１８、ｎ型ＧａＡｓキャッ
プ層２０をＬＰＥ法によって成長した。
【００２４】この半導体レーザは波長７８０ｎｍで発振
し、閾値電流は７０ｍＡ、最大光出力は約３２０ｍＷで
あった。
し、閾値電流は７０ｍＡ、最大光出力は約３２０ｍＷで
あった。
【００２５】・実施例２ 実施例２では、波長６７０ｎｍで発振するＩｎＧａＡｌ
Ｐ系ブロードエリアレーザの製造に本発明を適用した。
Ｐ系ブロードエリアレーザの製造に本発明を適用した。
【００２６】ｎ型ＧａＡｓ基板１１０に後述する半導体
レーザ内部構造を形成し、ウエハを厚さ１００μｍにラ
ッピングした後、幅４００μｍのバー状に劈開し、バー
の成長面が下になるように並べ、端面にＩｎ0・5（Ｇａ
0・8Ａｌ0・2）0・5Ｐ層１３０をＭＯＣＶＤ法により形成
する。
レーザ内部構造を形成し、ウエハを厚さ１００μｍにラ
ッピングした後、幅４００μｍのバー状に劈開し、バー
の成長面が下になるように並べ、端面にＩｎ0・5（Ｇａ
0・8Ａｌ0・2）0・5Ｐ層１３０をＭＯＣＶＤ法により形成
する。
【００２７】このバーをマスク１９１・１９２に挿入す
る。図４（ａ）にマスク１９１・１９２にバーを挿入し
た内部の断面が分かるようにした位置関係説明図、図４
（ｂ）にマスク１９１の斜視図（手前は断面）を示す。
マスク１９２も１９１と同じ構造である。このようにマ
スク１９１・１９２はバー挿入側が外側に比べて広い非
対称な断面となっており、このためマスク１９１・１９
２の周辺部でバーを固定することができる。マスク１９
１・１９２はどちらも厚さは１００μｍ、外側からの開
口部が幅３８０μｍ・長さ１０ｍｍ、バー挿入側からの
開口部は長さ１２．２ｍｍ・幅４１０μｍ（両端１ｍｍ
づつ）−幅６００μｍ（中間部）である。マスク１９１
にバーを挿入し、マスク１９２をかぶせ、さらに図４
（ａ）に示すサイドクリップ１９７で固定する。
る。図４（ａ）にマスク１９１・１９２にバーを挿入し
た内部の断面が分かるようにした位置関係説明図、図４
（ｂ）にマスク１９１の斜視図（手前は断面）を示す。
マスク１９２も１９１と同じ構造である。このようにマ
スク１９１・１９２はバー挿入側が外側に比べて広い非
対称な断面となっており、このためマスク１９１・１９
２の周辺部でバーを固定することができる。マスク１９
１・１９２はどちらも厚さは１００μｍ、外側からの開
口部が幅３８０μｍ・長さ１０ｍｍ、バー挿入側からの
開口部は長さ１２．２ｍｍ・幅４１０μｍ（両端１ｍｍ
づつ）−幅６００μｍ（中間部）である。マスク１９１
にバーを挿入し、マスク１９２をかぶせ、さらに図４
（ａ）に示すサイドクリップ１９７で固定する。
【００２８】以上のようにしてバーをセットしたマスク
セットをスパッタ装置内に成長面が下になるように置
き、成長面にＡｕＺｎ電極１４１をスパッタで形成し、
マスクセットを反転して裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極１４
３をスパッタで形成する。その後マスクセットごと４５
０℃１０分熱処理する。再びマスクセットをスパッタ装
置内に成長面が下になるように置き、成長面にＭｏ／Ａ
ｕ電極１４４をスパッタで形成し、マスクセットを反転
して裏面にＡｌ電極１４６をスパッタで形成する。なお
各スパッタにおいてターゲットは下置きとした。これを
上置きとしてもよいが、その場合はスパッタを行う面が
上になる様にマスクセットをスパッタ装置内に置く必要
がある。
セットをスパッタ装置内に成長面が下になるように置
き、成長面にＡｕＺｎ電極１４１をスパッタで形成し、
マスクセットを反転して裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極１４
３をスパッタで形成する。その後マスクセットごと４５
０℃１０分熱処理する。再びマスクセットをスパッタ装
置内に成長面が下になるように置き、成長面にＭｏ／Ａ
ｕ電極１４４をスパッタで形成し、マスクセットを反転
して裏面にＡｌ電極１４６をスパッタで形成する。なお
各スパッタにおいてターゲットは下置きとした。これを
上置きとしてもよいが、その場合はスパッタを行う面が
上になる様にマスクセットをスパッタ装置内に置く必要
がある。
【００２９】以上の後マスクセットのサイドクリップ１
９７を外して各バーを取り出す。
９７を外して各バーを取り出す。
【００３０】バーを端面が揃うように並べ、前端面にＳ
ｉＯ2反射防止膜１３２、後端面にＳｉＯ2／ＴｉＯ2／
ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2高反射率膜１３４をそれぞ
れ形成する。その後各チップに分割しパッケージングす
る。
ｉＯ2反射防止膜１３２、後端面にＳｉＯ2／ＴｉＯ2／
ＳｉＯ2／ＴｉＯ2／ＳｉＯ2高反射率膜１３４をそれぞ
れ形成する。その後各チップに分割しパッケージングす
る。
【００３１】半導体レーザ内部の断面図を図５に示す。
ｎ型ＧａＡｓ基板１１０にＭＯＣＶＤ法によって、ｎ型
Ｉｎ0・5Ａｌ0・5Ｐクラッド層１１２、アンドープＩｎ
0・5Ｇａ0・5Ｐ活性層１１４、ｐ型Ｉｎ0・5Ａｌ0・5Ｐクラ
ッド層１１６、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１８を形成す
る。続いて成長面全体にＳｉ3Ｎ4膜１２０をＣＶＤ法で
形成し、幅２００μｍのストライプ状に除去する。
ｎ型ＧａＡｓ基板１１０にＭＯＣＶＤ法によって、ｎ型
Ｉｎ0・5Ａｌ0・5Ｐクラッド層１１２、アンドープＩｎ
0・5Ｇａ0・5Ｐ活性層１１４、ｐ型Ｉｎ0・5Ａｌ0・5Ｐクラ
ッド層１１６、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１８を形成す
る。続いて成長面全体にＳｉ3Ｎ4膜１２０をＣＶＤ法で
形成し、幅２００μｍのストライプ状に除去する。
【００３２】本素子は、波長６７０ｎｍで発振し、最大
光出力は８８０ｍＷが得られた。
光出力は８８０ｍＷが得られた。
【００３３】・実施例３ 実施例３は基板にＩｎＰを用いた長波長レーザに本発明
を適用した例である。内部半導体レーザの断面を図６に
示す。ｎ型ＩｎＰ基板２１０上にｎ型ＩｎＰクラッド層
２１２、アンドープＩｎ0・84Ｇａ0・16Ａｓ0・33Ｐ0・67活
性層２１４、ｐ型ＩｎＰクラッド層２１６をＭＯＣＶＤ
法により形成し、ストライプ領域以外をエッチングで除
去し、さらにＭＯＣＶＤ法によってＰ型ＩｎＰ層２１
８、ｎ型ＩｎＰ層２２０でストライプ周囲を埋め込んだ
構造をしている。このエピ済ウエハを劈開し、バーの端
面および成長面上に高抵抗ＩｎＰ層２３０をＭＯＣＶＤ
法によって形成する。続いて前端面にＡｌ2Ｏ3保護膜２
３２、後端面にＡｌ2Ｏ3／Ｓｉ／Ａｌ2Ｏ3反射膜２３４
を形成する。
を適用した例である。内部半導体レーザの断面を図６に
示す。ｎ型ＩｎＰ基板２１０上にｎ型ＩｎＰクラッド層
２１２、アンドープＩｎ0・84Ｇａ0・16Ａｓ0・33Ｐ0・67活
性層２１４、ｐ型ＩｎＰクラッド層２１６をＭＯＣＶＤ
法により形成し、ストライプ領域以外をエッチングで除
去し、さらにＭＯＣＶＤ法によってＰ型ＩｎＰ層２１
８、ｎ型ＩｎＰ層２２０でストライプ周囲を埋め込んだ
構造をしている。このエピ済ウエハを劈開し、バーの端
面および成長面上に高抵抗ＩｎＰ層２３０をＭＯＣＶＤ
法によって形成する。続いて前端面にＡｌ2Ｏ3保護膜２
３２、後端面にＡｌ2Ｏ3／Ｓｉ／Ａｌ2Ｏ3反射膜２３４
を形成する。
【００３４】電極形成に用いた治具２９０を図７に示
す。この治具は、表面用マスク２９１・裏面用マスク２
９２・バー支持用マスク２９３を圧着したものである。
バー支持用マスク２９３は、バーの一方の端に対応する
部分がテーパー状に開いており、ここからバーを入れ
る。図７に示すように治具２９０をバー入り口が上にな
るように立て、バーをこの入り口に軽く当てて放すこと
により、バーの重さによって自動的にバーは支持マスク
２９３に精度良くはめこまれる。バーが入り口からこぼ
れ落ちないよう、フタ２９５で入り口を覆う。
す。この治具は、表面用マスク２９１・裏面用マスク２
９２・バー支持用マスク２９３を圧着したものである。
バー支持用マスク２９３は、バーの一方の端に対応する
部分がテーパー状に開いており、ここからバーを入れ
る。図７に示すように治具２９０をバー入り口が上にな
るように立て、バーをこの入り口に軽く当てて放すこと
により、バーの重さによって自動的にバーは支持マスク
２９３に精度良くはめこまれる。バーが入り口からこぼ
れ落ちないよう、フタ２９５で入り口を覆う。
【００３５】この治具２９０を真空蒸着機内に成長面が
下になるように置き、成長面にＡｕＺｎ電極２４１を蒸
着し、治具２９０を反転して裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極
２４３を蒸着する。その後治具２９０ごと４５０℃１０
分熱処理する。
下になるように置き、成長面にＡｕＺｎ電極２４１を蒸
着し、治具２９０を反転して裏面にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極
２４３を蒸着する。その後治具２９０ごと４５０℃１０
分熱処理する。
【００３６】以上の後治具２９０のフタ２９５を外して
各バーを取り出す。
各バーを取り出す。
【００３７】チップ分割、パッケージングを終えた素子
は波長１．５１μｍで発振した。本素子は、長期信頼性
が保証できる実用光出力として８０ｍＷが得られるの
で、無中継距離伝送に有利となる。
は波長１．５１μｍで発振した。本素子は、長期信頼性
が保証できる実用光出力として８０ｍＷが得られるの
で、無中継距離伝送に有利となる。
【００３８】・実施例４ 実施例４はＩｎＧａＡｓ歪量子井戸レーザに本製造方法
を適用した例である。内部に歪量子井戸レーザ構造を成
長させたウエハ３０１を厚さ１００μｍにラッピング
し、幅３００μｍのバー３０２に劈開する。バー３０２
の端面に、ＭＢＥ法によって、窓層となるアンドープＧ
ａＡｓ層３３０を形成する。
を適用した例である。内部に歪量子井戸レーザ構造を成
長させたウエハ３０１を厚さ１００μｍにラッピング
し、幅３００μｍのバー３０２に劈開する。バー３０２
の端面に、ＭＢＥ法によって、窓層となるアンドープＧ
ａＡｓ層３３０を形成する。
【００３９】反射膜としては、前端面にＳｉ3Ｎ4膜３３
２、後端面にＳｉ3Ｎ4／Ｓｉ／Ｓｉ3Ｎ4／Ｓｉ／Ｓｉ3
Ｎ4膜３３４をＣＶＤ法で形成した。
２、後端面にＳｉ3Ｎ4／Ｓｉ／Ｓｉ3Ｎ4／Ｓｉ／Ｓｉ3
Ｎ4膜３３４をＣＶＤ法で形成した。
【００４０】電極形成は、図８（ａ）に示す電極蒸着治
具３９０を用いて行った。これはバーの端面近傍を覆う
部品３９４、バーおよび部品３９４の両端を支持する部
品３９１・部品３９２と、弾性板３９５よりなる。部品
３９１の枠に部品３９４とバー３０２を少し隙間をあけ
て図に示す向きに交互に置き、部品３９２を取り付け
て、最後に弾性板３９５を押し付けて部品３９４とバー
３０２間の隙間がなくなるように取り付ける。部品３９
４は図８（ｂ）に示すような断面を有しており、両端の
突起Ａ、Ｃで電極が端面に回り込むのを防ぐとともに、
中央の小さい突起Ｂで端面の中央部と接触することによ
り、端面の端にある光出射部と接触しないようになって
いる。また部品３９４の端面は図８（ｃ）に示すように
部品３９１と接触する部分が削られており、バー３０２
と部品３９４を共に部品３９１に載せたときに互いの位
置が合うようになっている。
具３９０を用いて行った。これはバーの端面近傍を覆う
部品３９４、バーおよび部品３９４の両端を支持する部
品３９１・部品３９２と、弾性板３９５よりなる。部品
３９１の枠に部品３９４とバー３０２を少し隙間をあけ
て図に示す向きに交互に置き、部品３９２を取り付け
て、最後に弾性板３９５を押し付けて部品３９４とバー
３０２間の隙間がなくなるように取り付ける。部品３９
４は図８（ｂ）に示すような断面を有しており、両端の
突起Ａ、Ｃで電極が端面に回り込むのを防ぐとともに、
中央の小さい突起Ｂで端面の中央部と接触することによ
り、端面の端にある光出射部と接触しないようになって
いる。また部品３９４の端面は図８（ｃ）に示すように
部品３９１と接触する部分が削られており、バー３０２
と部品３９４を共に部品３９１に載せたときに互いの位
置が合うようになっている。
【００４１】治具３９０に挿入した状態で、バーの成長
面にＡｕＺｎ電極３４１を形成し、治具を反転して裏面
にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極３４３を形成する。治具ごとバー
を４５０℃１０分熱処理する。その後各チップに分割し
パッケージングする。
面にＡｕＺｎ電極３４１を形成し、治具を反転して裏面
にＡｕＧｅ／Ｎｉ電極３４３を形成する。治具ごとバー
を４５０℃１０分熱処理する。その後各チップに分割し
パッケージングする。
【００４２】本実施例に示した電極形成方式では、バー
幅が幾らあっても同一の治具で作製できる。また電極非
蒸着部の大きさは、部品３９４の突起Ａ・Ｃと突起Ｂと
の差Ｌ（図８（ｂ））に応じてほぼ正確に決まる。本実
施例ではＬ＝１０μｍであるので、各バーの両端に１０
μｍづつ電極非蒸着部が形成される。
幅が幾らあっても同一の治具で作製できる。また電極非
蒸着部の大きさは、部品３９４の突起Ａ・Ｃと突起Ｂと
の差Ｌ（図８（ｂ））に応じてほぼ正確に決まる。本実
施例ではＬ＝１０μｍであるので、各バーの両端に１０
μｍづつ電極非蒸着部が形成される。
【００４３】素子断面図を図９に示す。ｎ型ＧａＡｓ基
板３１０にｎ型Ａｌ0・5Ｇａ0・5Ａｓクラッド層３１２、
混晶比ｘが徐々に０．５→０へ変化するｎ型ＡｌxＧａ
1-xＡｓクラッド層３１４、厚さ１００Åのアンドープ
Ｉｎ0・2Ｇａ0・8Ａｓ歪量子井戸活性層３１６、混晶比ｘ
が徐々に０→０．５へ変化するｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓク
ラッド層３１８、ｐ型Ａｌ0・5Ｇａ0・5Ａｓクラッド層３
２０、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３２２をＭＢＥ法によっ
て成長する。ｐ型クラッド層３２０、ｐ型キャップ層３
２２を幅３μｍのメサ形状となるようにエッチングし、
ｐ型キャップ層３２２の表面以外をＳｉ3Ｎ4層３２４で
覆う。ここで歪量子井戸活性層３１６に用いたＩｎＧａ
Ａｓは一般には基板と格子整合しないが、この実施例の
ように非常に膜厚が薄い場合、結晶が歪むことにより格
子欠陥のない結晶成長をすることが可能である。
板３１０にｎ型Ａｌ0・5Ｇａ0・5Ａｓクラッド層３１２、
混晶比ｘが徐々に０．５→０へ変化するｎ型ＡｌxＧａ
1-xＡｓクラッド層３１４、厚さ１００Åのアンドープ
Ｉｎ0・2Ｇａ0・8Ａｓ歪量子井戸活性層３１６、混晶比ｘ
が徐々に０→０．５へ変化するｐ型ＡｌxＧａ1-xＡｓク
ラッド層３１８、ｐ型Ａｌ0・5Ｇａ0・5Ａｓクラッド層３
２０、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３２２をＭＢＥ法によっ
て成長する。ｐ型クラッド層３２０、ｐ型キャップ層３
２２を幅３μｍのメサ形状となるようにエッチングし、
ｐ型キャップ層３２２の表面以外をＳｉ3Ｎ4層３２４で
覆う。ここで歪量子井戸活性層３１６に用いたＩｎＧａ
Ａｓは一般には基板と格子整合しないが、この実施例の
ように非常に膜厚が薄い場合、結晶が歪むことにより格
子欠陥のない結晶成長をすることが可能である。
【００４４】この半導体レーザは、発行波長が０．９８
μｍであるので、Ｅｒドープ・ファイバの励起用光源に
適している。またＩｎＧａＡｓ層３１６の混晶比および
膜厚を変化させることにより、波長０．９〜１．１μｍ
の半導体レーザを作ることが可能である。
μｍであるので、Ｅｒドープ・ファイバの励起用光源に
適している。またＩｎＧａＡｓ層３１６の混晶比および
膜厚を変化させることにより、波長０．９〜１．１μｍ
の半導体レーザを作ることが可能である。
【００４５】最大出力としては、１２０ｍＶが得られ
た。
た。
【００４６】なお、実施例１〜４に用いる治具の材料と
しては、高精度な加工が可能で、電極形成時に安定なも
のであれば特に限定されない。例えばステンレス鋼、真
鋳、アルミニウムなどの金属材料、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｉ
ｎＰなどの半導体、ＡＩＮ、ＢＮ、カーボンなどの誘電
体を用いることができる。
しては、高精度な加工が可能で、電極形成時に安定なも
のであれば特に限定されない。例えばステンレス鋼、真
鋳、アルミニウムなどの金属材料、Ｓｉ、ＧａＡｓ、Ｉ
ｎＰなどの半導体、ＡＩＮ、ＢＮ、カーボンなどの誘電
体を用いることができる。
【００４７】
【発明の効果】本発明の半導体レーザの製造方法は、多
数の劈開済みのバーをマスクで挟み込んで固定し、マス
クに固定されたバー全体をウエハの様に扱って電極形成
を行うため、各バーを個々に扱う場合と比べて工程の繁
雑さを大幅に低減でき、素子の価格の上昇を抑えること
ができる。
数の劈開済みのバーをマスクで挟み込んで固定し、マス
クに固定されたバー全体をウエハの様に扱って電極形成
を行うため、各バーを個々に扱う場合と比べて工程の繁
雑さを大幅に低減でき、素子の価格の上昇を抑えること
ができる。
【００４８】従って本発明は、非常に優れた特性を有す
る劈開面成長窓構造半導体レーザの普及、それを用いた
各種機器の高性能化、低価格化に大いに役立つ。
る劈開面成長窓構造半導体レーザの普及、それを用いた
各種機器の高性能化、低価格化に大いに役立つ。
【図１】第１の実施例による半導体レーザの製造法の説
明図である。
明図である。
【図２】第１の実施例による半導体レーザバーの構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】第１の実施例に用いた半導体レーザの断面図で
ある。
ある。
【図４】第２の実施例による半導体レーザの製造法の説
明図である。
明図である。
【図５】第２の実施例に用いた半導体レーザの断面図で
ある。
ある。
【図６】第３の実施例に用いた半導体レーザの断面図で
ある。
ある。
【図７】第３の実施例による半導体レーザの製造法の説
明図である。
明図である。
【図８】第４の実施例による半導体レーザの製造法の説
明図である。
明図である。
【図９】第４の実施例に用いた半導体レーザの断面図で
ある。
ある。
【図１０】従来例による半導体レーザの製造法の説明図
である。
である。
２ 内部成長済バー ３０Ａ・３０Ｂ 窓層 ３２，３４ 反射膜 ４０・４２・４４・４６ 電極 ９１・９２ 電極形成用マスク ９３ バー支持マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−227485（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−106090（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−220390（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−9681（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−286295（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−55891（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−140779（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−268382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−308992（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板上に活性層を含む発光構造を
結晶成長させ、前記基板をバー状に劈開してレーザ光の
出射端面を露出させ、前記出射端面に活性層よりも広い
バンドギャップを有する半導体層を成長させた半導体レ
ーザの製造方法において、 前記バーの表面および裏面に形成する電極蒸着部に対応
する開口部および前記開口部との位置ずれを防止する指
示部を設けた治具にバーを固定し、 その状態で表面および裏面の電極形成、および必要に応
じて熱処理を行い、電極形成工程終了後に前記治具から
前記バーを取り出すものであって、 前記治具は、少なくとも、表面電極が形成されるバー幅
よりも狭い開口部を有する第１のマスクと、裏面電極が
形成されるバー幅よりも狭い開口部を有する第２のマス
クと、前記第１、及び第２マスクを固定するための機構
よりなる ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 前記治具は、前記バーを固定するための
バー幅よりも広いスロットを有し、前記第１のマスクと
第２のマスクとの間に配置された第３のマスクを備える
と共に、該第３のマスクは、前記両マスクを固定するた
めの機構によりなることを特徴とする請求項１記載の半
導体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 前記第１及び第２のマスクの少なくとも
一方に、前記バーを固定するためのバー幅よりも広いス
ロットを有してなることを特徴とする請求項１記載の半
導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 前記開口部が少なくとも１つ備わってな
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4046975A JP2849500B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 半導体レーザの製造方法 |
| US07/995,064 US5413956A (en) | 1992-03-04 | 1992-12-22 | Method for producing a semiconductor laser device |
| EP92311823A EP0558856B1 (en) | 1992-03-04 | 1992-12-24 | A method for producing a semiconductor laser device |
| DE69230694T DE69230694T2 (de) | 1992-03-04 | 1992-12-24 | Herstellungsverfahren einer Halbleiterlaservorrichtung |
| EP97106425A EP0789430B1 (en) | 1992-03-04 | 1992-12-24 | A method of producing a semiconductor laser device |
| DE69224617T DE69224617T2 (de) | 1992-03-04 | 1992-12-24 | Herstellungsverfahren für einen Halbleiterlaser |
| US08/314,585 US5571750A (en) | 1992-03-04 | 1994-09-28 | Method for producing a semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4046975A JP2849500B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05251824A JPH05251824A (ja) | 1993-09-28 |
| JP2849500B2 true JP2849500B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=12762246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4046975A Expired - Fee Related JP2849500B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849500B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6852384B2 (en) | 1998-06-22 | 2005-02-08 | Han H. Nee | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| US6764735B2 (en) | 1998-06-22 | 2004-07-20 | Target Technology Company, Llc | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| US6790503B2 (en) | 1998-06-22 | 2004-09-14 | Target Technology Company, Llc | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| US6544616B2 (en) | 2000-07-21 | 2003-04-08 | Target Technology Company, Llc | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| US7045187B2 (en) | 1998-06-22 | 2006-05-16 | Nee Han H | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| US6007889A (en) * | 1998-06-22 | 1999-12-28 | Target Technology, Llc | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| TWI368819B (en) | 2003-04-18 | 2012-07-21 | Target Technology Co Llc | Metal alloys for the reflective or the semi-reflective layer of an optical storage medium |
| US10991547B2 (en) * | 2019-09-25 | 2021-04-27 | Applied Materials, Inc. | Method and device for a carrier proximity mask |
| US10957512B1 (en) * | 2019-09-25 | 2021-03-23 | Applied Materials, Inc. | Method and device for a carrier proximity mask |
-
1992
- 1992-03-04 JP JP4046975A patent/JP2849500B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05251824A (ja) | 1993-09-28 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |