JP2864258B2 - 面発光型半導体レーザの製造方法 - Google Patents
面発光型半導体レーザの製造方法Info
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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、活性領域を含む被埋込み部の周囲に埋込み
部を形成した埋込み構造を有する面発光型半導体レーザ
の製造方法に関する。
部を形成した埋込み構造を有する面発光型半導体レーザ
の製造方法に関する。
活性領域を埋込んだ埋込み構造を有する面発光型半導
体レーザの製造方法において、GaAlAs薄膜をマスクとし
て利用した選択液相成長法（選択LPE法）により活性領
域を埋込むようにした製造方法が提案されている（特願
昭63−332066号等）。第２図はこのような製造方法の主
要工程を示す断面図である。まず、GaAs基板21上に、バ
ッファ層22,第１クラッド層23,活性層24,第２クラッド
層25,キャップ層26,GaAlAs膜からなるマスク層27をこの
順に結晶成長させ、更にマスク層27表面にレジスト層28
をパターン形成する（第２図（ａ））。レジスト層28を
マスクとした硫酸系エッチェントによる化学的エッチン
グ法により、第１クラッド層23直上までエッチングして
メサ部を形成する（第２図（ｂ））。次いで、レジスト
層28を除去した後、マスク層27をマスクとした選択LPE
法により、第１電流ブロック層31,第２電流ブロック層3
2を形成した後、マスク層27をエッチング除去する。そ
うすると基板21上に、被埋込み部Ａ及びこれを取り囲む
埋込み部Ｂが形成される（第２図（ｃ））。以後、更に
反射鏡，電極等を形成して、面発光型半導体レーザを製
造する。
体レーザの製造方法において、GaAlAs薄膜をマスクとし
て利用した選択液相成長法（選択LPE法）により活性領
域を埋込むようにした製造方法が提案されている（特願
昭63−332066号等）。第２図はこのような製造方法の主
要工程を示す断面図である。まず、GaAs基板21上に、バ
ッファ層22,第１クラッド層23,活性層24,第２クラッド
層25,キャップ層26,GaAlAs膜からなるマスク層27をこの
順に結晶成長させ、更にマスク層27表面にレジスト層28
をパターン形成する（第２図（ａ））。レジスト層28を
マスクとした硫酸系エッチェントによる化学的エッチン
グ法により、第１クラッド層23直上までエッチングして
メサ部を形成する（第２図（ｂ））。次いで、レジスト
層28を除去した後、マスク層27をマスクとした選択LPE
法により、第１電流ブロック層31,第２電流ブロック層3
2を形成した後、マスク層27をエッチング除去する。そ
うすると基板21上に、被埋込み部Ａ及びこれを取り囲む
埋込み部Ｂが形成される（第２図（ｃ））。以後、更に
反射鏡，電極等を形成して、面発光型半導体レーザを製
造する。
またこのような製造方法とは異なり、SiO2膜をマスク
としたリアクティブイオンビームエッチング法（PIBE
法）を用いて被埋込み部を形成する方法も提案されてい
る（電子情報通信学会春季全国大会,1989年,C−417）。
この製造方法では、活性層，クラッド層，キャップ層等
を基板に連続形成した後、更に所定の径のSiO2膜を形成
し、活性層を所望の厚さに残すまでRIBE法によりエッチ
ング除去する。その後、イオンビーム照射に伴う損傷部
分を化学エッチングにより除去し、このSiO2膜をマスク
として選択LPE法による埋込み部の形成を行う。
としたリアクティブイオンビームエッチング法（PIBE
法）を用いて被埋込み部を形成する方法も提案されてい
る（電子情報通信学会春季全国大会,1989年,C−417）。
この製造方法では、活性層，クラッド層，キャップ層等
を基板に連続形成した後、更に所定の径のSiO2膜を形成
し、活性層を所望の厚さに残すまでRIBE法によりエッチ
ング除去する。その後、イオンビーム照射に伴う損傷部
分を化学エッチングにより除去し、このSiO2膜をマスク
として選択LPE法による埋込み部の形成を行う。
ところが、硫酸系エッチャントを用いて被埋込み部
（メサ部）を形成する製造方法では、エッチングに結晶
方位依存性があり、しかもサイドエッチング量が大きく
て、所望の形状の被埋込み部が得られないという問題点
がある。
（メサ部）を形成する製造方法では、エッチングに結晶
方位依存性があり、しかもサイドエッチング量が大きく
て、所望の形状の被埋込み部が得られないという問題点
がある。
また、RIBE法を用いる上述した製造方法では、化学エ
ッチングを行う際に、SiO2膜は殆どエッチングされない
ので、その下部がサイドエッチングされ、エッチング過
程後の洗浄時にSiO2膜が剥離する虞があり、また被埋込
み部を構成するクラッド層，活性層，キャップ層が均一
性を欠くことにもなる。従って、このような難点を解消
するために、選択LPE法を行う際のマスクとなるGaAlAs
膜をSiO2膜の下方に更に設けることが考えられる。とこ
ろが、フッ酸系のSiO2用のエッチャントにてSiO2膜を除
去しようとする際に、SiO2膜とこのGaAlAs膜とが反応し
ているので、SiO2用のエッチャントでは完全に除去でき
ない。
ッチングを行う際に、SiO2膜は殆どエッチングされない
ので、その下部がサイドエッチングされ、エッチング過
程後の洗浄時にSiO2膜が剥離する虞があり、また被埋込
み部を構成するクラッド層，活性層，キャップ層が均一
性を欠くことにもなる。従って、このような難点を解消
するために、選択LPE法を行う際のマスクとなるGaAlAs
膜をSiO2膜の下方に更に設けることが考えられる。とこ
ろが、フッ酸系のSiO2用のエッチャントにてSiO2膜を除
去しようとする際に、SiO2膜とこのGaAlAs膜とが反応し
ているので、SiO2用のエッチャントでは完全に除去でき
ない。
また、GaAlAsマスク層上に形成したレジスト層をマス
クとしたRIBE法により被埋込み部を形成する方法も考え
られるが、イオンビームの照射によりレジストが変質し
て、O2プラズマアッシング法等ではレジストを完全に除
去できない。第３図は、このような製造工程においてリ
アクティブイオンビームを照射した後の状態を示す断面
図であり、GaAlAsマスク層27上に変質したレジスト残留
物29が残っている。従って、この後に引き続いて行う選
択LPE法に使用する系が汚染する虞がある。
クとしたRIBE法により被埋込み部を形成する方法も考え
られるが、イオンビームの照射によりレジストが変質し
て、O2プラズマアッシング法等ではレジストを完全に除
去できない。第３図は、このような製造工程においてリ
アクティブイオンビームを照射した後の状態を示す断面
図であり、GaAlAsマスク層27上に変質したレジスト残留
物29が残っている。従って、この後に引き続いて行う選
択LPE法に使用する系が汚染する虞がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、RI
BE法にてエッチングする際のマスクとしてSiO2膜とレジ
スト層との積層マスクを用い、RIBE法を用いたエッチン
グにより被埋込み部を形成した後、GaAlAs用のエッチャ
ントでのエッチング処理,SiO2用のエッチャントでのエ
ッチング処理を引き続いて行って、前記積層マスクを除
去することにより、精度良くGaAlAs膜からなる第１マス
ク層を得ることができ、活性領域の微小化を図ることが
できる面発光型半導体レーザの製造方法を提供すること
を目的とする。
BE法にてエッチングする際のマスクとしてSiO2膜とレジ
スト層との積層マスクを用い、RIBE法を用いたエッチン
グにより被埋込み部を形成した後、GaAlAs用のエッチャ
ントでのエッチング処理,SiO2用のエッチャントでのエ
ッチング処理を引き続いて行って、前記積層マスクを除
去することにより、精度良くGaAlAs膜からなる第１マス
ク層を得ることができ、活性領域の微小化を図ることが
できる面発光型半導体レーザの製造方法を提供すること
を目的とする。
本発明に係る面発光型半導体レーザの製造方法は、活
性領域を含む被埋込み部の周囲に埋込み部を形成した面
発光型半導体レーザを製造する方法において、前記被埋
込み部を構成する積層体とGaAlAs膜からなる第１マスク
層とをこの順に形成する工程と、該第１マスク層上に、
SiO2膜及びレジスト層を積層させてなる第２マスク層を
パターン形成する工程と、該第２マスク層をマスクと
し、リアクティブイオンビームエッチング法により、前
記積層体及び第１マスク層の一部を除去して前記被埋込
み部を形成する工程と、GaAlAs用のエッチャントを用い
て前記第１マスク層の周縁部を除去した後、前記SiO2膜
に化学的エッチングを施して前記第２マスク層を除去す
る工程と、前記第１マスク層をマスクとして選択液相成
長法により前記埋込み部を形成する工程とを有すること
を特徴とする。
性領域を含む被埋込み部の周囲に埋込み部を形成した面
発光型半導体レーザを製造する方法において、前記被埋
込み部を構成する積層体とGaAlAs膜からなる第１マスク
層とをこの順に形成する工程と、該第１マスク層上に、
SiO2膜及びレジスト層を積層させてなる第２マスク層を
パターン形成する工程と、該第２マスク層をマスクと
し、リアクティブイオンビームエッチング法により、前
記積層体及び第１マスク層の一部を除去して前記被埋込
み部を形成する工程と、GaAlAs用のエッチャントを用い
て前記第１マスク層の周縁部を除去した後、前記SiO2膜
に化学的エッチングを施して前記第２マスク層を除去す
る工程と、前記第１マスク層をマスクとして選択液相成
長法により前記埋込み部を形成する工程とを有すること
を特徴とする。
本発明の面発光型半導体レーザの製造方法にあって
は、RIBE法におけるマスクとして、SiO2膜とレジスト層
との積層体（第２マスク層）を用いる。そうするとメサ
部の周縁部においてのみGaAlAs膜からなる第１マスク層
とSiO2膜とが反応する。次に、GaAlAs用のエッチャント
にてエッチング処理を行う。すると第１マスク層はサイ
ドエッチングされて、未反応の部分のSiO2膜が露出され
る。そこでSiO2用のエッチャントを用いてSiO2膜をエッ
チングすることにより、第２マスク層の除去を完全に行
なえる。従って、残留物が存在しない第１マスク層を得
ることが可能である。
は、RIBE法におけるマスクとして、SiO2膜とレジスト層
との積層体（第２マスク層）を用いる。そうするとメサ
部の周縁部においてのみGaAlAs膜からなる第１マスク層
とSiO2膜とが反応する。次に、GaAlAs用のエッチャント
にてエッチング処理を行う。すると第１マスク層はサイ
ドエッチングされて、未反応の部分のSiO2膜が露出され
る。そこでSiO2用のエッチャントを用いてSiO2膜をエッ
チングすることにより、第２マスク層の除去を完全に行
なえる。従って、残留物が存在しない第１マスク層を得
ることが可能である。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明に係る面発光型半導体レーザの製造方
法の工程を示す断面図である。まず、GaAs基板１上に、
有機金属気相成長法（OMVPE法）を用いて、バッファ層
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,Ga1-xAlxAs膜（ｘ≧0.3）からなる第１マスク層７
を連続的に成長させる。次いで第１マスク層７上に、電
子ビーム蒸着法（EB蒸着法）を用いて、SiO2膜８（膜
厚：〜0.2μｍ）を形成し、更にこの上にレジスト層９
を径５μｍのパターンにて形成する（第１図（ａ））。
法の工程を示す断面図である。まず、GaAs基板１上に、
有機金属気相成長法（OMVPE法）を用いて、バッファ層
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,Ga1-xAlxAs膜（ｘ≧0.3）からなる第１マスク層７
を連続的に成長させる。次いで第１マスク層７上に、電
子ビーム蒸着法（EB蒸着法）を用いて、SiO2膜８（膜
厚：〜0.2μｍ）を形成し、更にこの上にレジスト層９
を径５μｍのパターンにて形成する（第１図（ａ））。
レジスト層９形成部分以外のSiO2膜８を、SiO2用のエ
ッチャント例えばBHFによりエッチング除去する（第１
図（ｂ））。次いで、SiO2膜８及びレジスト層９の積層
体（第２マスク層）をマスクとしてRIBE法により、この
成長層を第１クラッド層３直上までエッチングし、円形
のメサ部を形成する。この際、SiO2膜８の端部には、Si
O2とGaAlAs（第１マスク層７）との反応物10が、幅0.2
μｍ以下にわたって生成される（第１図（ｃ））。
ッチャント例えばBHFによりエッチング除去する（第１
図（ｂ））。次いで、SiO2膜８及びレジスト層９の積層
体（第２マスク層）をマスクとしてRIBE法により、この
成長層を第１クラッド層３直上までエッチングし、円形
のメサ部を形成する。この際、SiO2膜８の端部には、Si
O2とGaAlAs（第１マスク層７）との反応物10が、幅0.2
μｍ以下にわたって生成される（第１図（ｃ））。
GaAlAsエッチャント例えばH2SO4:H2O2:H2O＝1:8:8溶
液（30℃）にて、約３秒間エッチング処理する。そうす
ると第１マスク層７は約0.3μｍ程度サイドエッチング
され、SiO2膜８の未反応部分8aが露出する（第１図
（ｄ））。次に、SiO2用のエッチャント例えばBHFによ
りSiO2膜８をエッチング除去する。この際、レジスト層
９及び反応物10も併せて除去される（第１図（ｅ））。
液（30℃）にて、約３秒間エッチング処理する。そうす
ると第１マスク層７は約0.3μｍ程度サイドエッチング
され、SiO2膜８の未反応部分8aが露出する（第１図
（ｄ））。次に、SiO2用のエッチャント例えばBHFによ
りSiO2膜８をエッチング除去する。この際、レジスト層
９及び反応物10も併せて除去される（第１図（ｅ））。
第１マスク層７をマスクとして、選択LPE法により、
第１電流ブロック層11,第２電流ブロック層12を成長さ
せて埋込み部を形成した後、第１マスク層７をエッチン
グ除去して被埋込み部を形成する。被埋込み部及び埋込
み部上に、平坦化層13,半導体多層膜反射鏡14,コンタク
ト層15,電極16を、この順に形成する。最後に基板１を
エッチング除去して出射窓17を形成した後、露出したバ
ッファ層２の下面に誘電体多層膜反射鏡18を形成し、残
存する基板１の下面に電極19を形成して面発光型半導体
レーザを製造する（第１図（ｆ））。なお、光出力は白
抜矢符にて示すように基板１側から取り出される。
第１電流ブロック層11,第２電流ブロック層12を成長さ
せて埋込み部を形成した後、第１マスク層７をエッチン
グ除去して被埋込み部を形成する。被埋込み部及び埋込
み部上に、平坦化層13,半導体多層膜反射鏡14,コンタク
ト層15,電極16を、この順に形成する。最後に基板１を
エッチング除去して出射窓17を形成した後、露出したバ
ッファ層２の下面に誘電体多層膜反射鏡18を形成し、残
存する基板１の下面に電極19を形成して面発光型半導体
レーザを製造する（第１図（ｆ））。なお、光出力は白
抜矢符にて示すように基板１側から取り出される。
なお、上述したような製造工程は、本発明の製造方法
の一例を示すものであり、RIBE法を用いて被埋込み部の
メサ形状を形成し、GaAlAs製のマスク層を用いた選択LP
E法により活性層を埋込むようにして、面発光型半導体
レーザを製造する方法であれば、任意の構成をなす面発
光型半導体レーザを製造する際に本発明を適応すること
ができる。
の一例を示すものであり、RIBE法を用いて被埋込み部の
メサ形状を形成し、GaAlAs製のマスク層を用いた選択LP
E法により活性層を埋込むようにして、面発光型半導体
レーザを製造する方法であれば、任意の構成をなす面発
光型半導体レーザを製造する際に本発明を適応すること
ができる。
本発明の製造方法では、SiO2膜とレジスト層との積層
体をマスクとしてRIBE法によりメサ部を形成し、その後
GaAlAsに対する化学的エッチング,SiO2に対する化学的
エッチングを行うので、結晶方位依存性が小さい微小な
被埋込み部を形成でき、またエッチングマスクの除去を
完全に行なえる。この結果、活性領域の微小化を安定性
良く行えて、しきい値電流の低減を図ることが可能であ
る。また、エッチングマスクの残留物は存在しないの
で、不純物が混じらない良好な面発光型半導体レーザを
製造することができ、歩留りが向上する。
体をマスクとしてRIBE法によりメサ部を形成し、その後
GaAlAsに対する化学的エッチング,SiO2に対する化学的
エッチングを行うので、結晶方位依存性が小さい微小な
被埋込み部を形成でき、またエッチングマスクの除去を
完全に行なえる。この結果、活性領域の微小化を安定性
良く行えて、しきい値電流の低減を図ることが可能であ
る。また、エッチングマスクの残留物は存在しないの
で、不純物が混じらない良好な面発光型半導体レーザを
製造することができ、歩留りが向上する。
第１図は本発明に係る面発光型半導体レーザの製造方法
の工程を示す断面図、第２図は従来の面発光型半導体レ
ーザの製造方法の工程を示す断面図、第３図は別の従来
の面発光型半導体レーザの製造方法の工程の一部を示す
断面図である。 １……GaAs基板、４……活性層、７……第１マスク層、
８……SiO2膜、９……レジスト層
の工程を示す断面図、第２図は従来の面発光型半導体レ
ーザの製造方法の工程を示す断面図、第３図は別の従来
の面発光型半導体レーザの製造方法の工程の一部を示す
断面図である。 １……GaAs基板、４……活性層、７……第１マスク層、
８……SiO2膜、９……レジスト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川島 健児 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 石川 徹 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 1989年（平成元年）秋季第50回応物学 会予稿集29ａ−ＺＧ−７ ｐ．909 1989年（平成元年）秋季第50回応物学 会予稿集29ａ−ＺＧ−８ ｐ．909 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (1)
- 【請求項１】活性領域を含む被埋込み部の周囲に埋込み
部を形成した面発光型半導体レーザを製造する方法にお
いて、 前記被埋込み部を構成する積層体とGaAlAs膜からなる第
１マスク層とをこの順に形成する工程と、 該第１マスク層上に、SiO2膜及びレジスト層を積層させ
てなる第２マスク層をパターン形成する工程と、 該第２マスク層をマスクとし、リアクティブイオンビー
ムエッチング法により、前記積層体及び第１マスク層の
一部を除去して前記被埋込み部を形成する工程と、 GaAlAs用のエッチャントを用いて前記第１マスク層の周
縁部を除去した後、前記SiO2膜に化学的エッチングを施
して前記第２マスク層を除去する工程と、 前記第１マスク層をマスクとして選択液相成長法により
前記埋込み部を形成する工程と を有することを特徴とする面発光型半導体レーザの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31682589A JP2864258B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 面発光型半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31682589A JP2864258B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 面発光型半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03177088A JPH03177088A (ja) | 1991-08-01 |
| JP2864258B2 true JP2864258B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=18081340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31682589A Expired - Fee Related JP2864258B2 (ja) | 1989-12-05 | 1989-12-05 | 面発光型半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2864258B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4609830B2 (ja) * | 2003-06-04 | 2011-01-12 | 古河電気工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-12-05 JP JP31682589A patent/JP2864258B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| １９８９年（平成元年）秋季第５０回応物学会予稿集２９ａ−ＺＧ−７ ｐ．９０９ |
| １９８９年（平成元年）秋季第５０回応物学会予稿集２９ａ−ＺＧ−８ ｐ．９０９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03177088A (ja) | 1991-08-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |