JP2944312B2 - Method for manufacturing semiconductor laser device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor laser device

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JP2944312B2
JP2944312B2 JP17665492A JP17665492A JP2944312B2 JP 2944312 B2 JP2944312 B2 JP 2944312B2 JP 17665492 A JP17665492 A JP 17665492A JP 17665492 A JP17665492 A JP 17665492A JP 2944312 B2 JP2944312 B2 JP 2944312B2
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向星 ▲高▼橋
昌宏 細田
康夫 菅
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は屈折率導波構造を有す
る半導体レーザ素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser device having a refractive index waveguide structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ディスク、光磁気記録ディスク
などの光情報処理システムの記録および読み出し用の光
源として、半導体レーザ素子が広く用いられている。中
でも、システムを高機能化するために、GaAs基板上に
格子整合する(AlxGa1-x)0.5In0.5P結晶(0≦x≦1)
を成長させて、短波長域(600nm帯)で発振するように
した屈折率導波型半導体レーザ素子が注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor laser devices have been widely used as light sources for recording and reading in optical information processing systems such as optical disks and magneto-optical recording disks. Among them, in order to highly functional system, lattice matched to the GaAs substrate (Al x Ga 1-x) 0. 5 In 0. 5 P crystal (0 ≦ x ≦ 1)
The refractive index guided semiconductor laser device, which is made to oscillate in a short wavelength region (600 nm band) by growing a laser diode, has attracted attention.

【0003】屈折率導波型半導体レーザ素子は、一般に
図7(f)に示すような素子構造となっている。すなわ
ち、第1導電型GaAs基板1上に、第1導電型GaAsバ
ッファ層2、第1導電型GaInPバッファ層3、第1導
電型AlGaInPクラッド層4、GaInP活性層5、第
2導電型AlGaInPクラッド層6、第2導電型GaIn
P中間層9および第2導電型GaAsコンタクト層10が
この順に積層されている。上記AlGaInPクラッド層
6、GaInP中間層9およびGaAsコンタクト層10は
ストライプ状のメサ部35を構成しており、このストラ
イプ状のメサ部35の両側を埋め込むように第1導電型
GaAs電流阻止層11が設けられている。さらに、Ga
Asコンタクト層10およびGaAs電流阻止層11上に
電極12が設けられる一方、基板1の裏面に電極13が
設けられている。
[0003] A refractive index guided semiconductor laser device generally has an element structure as shown in FIG. That is, on the first conductivity type GaAs substrate 1, a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP cladding layer 4, a GaInP active layer 5, a second conductivity type AlGaInP cladding. Layer 6, second conductivity type GaIn
A P intermediate layer 9 and a second conductivity type GaAs contact layer 10 are stacked in this order. The AlGaInP cladding layer 6, the GaInP intermediate layer 9, and the GaAs contact layer 10 form a stripe-shaped mesa portion 35. The first conductivity type GaAs current blocking layer 11 is formed so as to fill both sides of the stripe-shaped mesa portion 35. Is provided. Furthermore, Ga
An electrode 12 is provided on the As contact layer 10 and the GaAs current blocking layer 11, while an electrode 13 is provided on the back surface of the substrate 1.

【0004】GaAs基板上にAlGaInP結晶を成長さ
せる方法としては、組成・膜厚制御性、界面急峻性、p
型ドーピング効率および安全性に優れたMBE(分子線
エピキタシー)法と、MOCVD(有機金属気相成長)法
とが期待されている。
A method for growing an AlGaInP crystal on a GaAs substrate includes composition / film thickness controllability, interface steepness, p
The MBE (Molecular Beam Epitaxy) method and the MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, which have excellent doping efficiency and safety, are expected.

【0005】上記屈折率導波型半導体レーザ素子は、M
BE法(MOMBE(有機金属分子線エピタキシー)法を
除く。以下、単に「MBE法」という。)による場合、次
のようにして作製されている。まず、図7(a)に示すよ
うに、第1導電型GaAs基板1上に、MBE法により、
第1導電型GaAsバッファ層2、第1導電型GaInPバ
ッファ層3、第1導電型AlGaInP第1クラッド層
4、GaInP活性層5、第2導電型AlGaInP第2ク
ラッド層6、第2導電型GaInP中間層9、第2導電型
GaAsコンタクト層10を順に成長させる(第1回目成
長)。次に、同図(b)に示すように、GaAsコンタクト層
10上にストライプ状にレジスト17をパターン形成
し、同図(c)に示すように、このレジスト17をマスク
としてGaAsコンタクト層10,GaInP中間層9およ
びAlGaInPクラッド層6の途中までを選択的にエッ
チングする。これにより、基板1上に、ストライプ状に
突起したメサ部35を形成する。次に、レジスト17を
除去した後、同図(d)に示すように、MBE法により、
この上に第1導電型GaAs電流阻止層11を成長させる
(第2回目成長)。これにより、メサ部35の両側をGa
As電流阻止層11によって埋める。このとき、GaAs
コンタクト層10上に、不要な結晶30が成長する。そ
こで、同図(e)に示すように、マスク合わせを用いたフ
ォトリソグラフィにより、GaAsコンタクト層10上の
結晶30を取り除く。最後に、同図(f)に示すように、
素子の表面側,裏面側にそれぞれ電極12,13を形成し
て作製を完了する。
[0005] The above-mentioned refractive index guided semiconductor laser device has an M
In the case of the BE method (excluding the MOMBE (organic metal molecular beam epitaxy) method; hereinafter, simply referred to as the “MBE method”), it is manufactured as follows. First, as shown in FIG. 7A, the first conductivity type GaAs substrate 1 is formed on the GaAs substrate 1 by the MBE method.
First conductivity type GaAs buffer layer 2, first conductivity type GaInP buffer layer 3, first conductivity type AlGaInP first cladding layer 4, GaInP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6, second conductivity type GaInP The intermediate layer 9 and the second conductivity type GaAs contact layer 10 are sequentially grown (first growth). Next, as shown in FIG. 2B, a resist 17 is patterned in a stripe pattern on the GaAs contact layer 10, and as shown in FIG. The GaInP intermediate layer 9 and the AlGaInP clad layer 6 are selectively etched partway. As a result, the mesa portion 35 protruding in a stripe shape is formed on the substrate 1. Next, after the resist 17 is removed, as shown in FIG.
A first conductivity type GaAs current blocking layer 11 is grown thereon.
(2nd growth). As a result, both sides of the mesa portion 35 are Ga.
It is filled with an As current blocking layer 11. At this time, GaAs
Unnecessary crystal 30 grows on contact layer 10. Therefore, as shown in FIG. 1E, the crystal 30 on the GaAs contact layer 10 is removed by photolithography using mask alignment. Finally, as shown in FIG.
The electrodes 12 and 13 are formed on the front and back sides of the device, respectively, to complete the fabrication.

【0006】一方、MOCVD法またはMOMBE法に
よる場合、図7に示したGaAs電流阻止層11を成長さ
せるとき、選択成長を行うことができる。すなわち、図
8(a)に示すように、メサ部35上にSiO2などの誘電
体膜16を形成しておき、同図(b)に示すように、MO
CVD法またはMOMBE法により、この上にGaAs電
流阻止層11を成長させる。このようにした場合、Si
2膜16上に不要な結晶は成長しない。この後、同図
(c),(d)に示すように、SiO2膜16を除去し、電極1
2,13を形成する。この工程によれば、素子を自己整
合で作製することができる。
On the other hand, in the case of MOCVD or MOMBE, selective growth can be performed when growing the GaAs current blocking layer 11 shown in FIG. That is, as shown in FIG. 8A, a dielectric film 16 such as SiO 2 is formed on the mesa portion 35, and the MO film is formed as shown in FIG.
The GaAs current blocking layer 11 is grown thereon by the CVD method or the MOMBE method. In this case, Si
Unnecessary crystals do not grow on the O 2 film 16. After this,
As shown in (c) and (d), the SiO 2 film 16 was removed and the electrode 1 was removed.
2, 13 are formed. According to this step, the element can be manufactured by self-alignment.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】MBE法によって屈折
率導波型半導体レーザ素子を作製する場合、上に述べた
ように、メサ部35(GaAsコンタクト層10)上の不要
な結晶30(図7(d)に示す)を除去するために、マスク
合わせを用いたフォトリソグラフィを行う必要がある。
ここで、このフォトリソグラフィを行うには相応の熟練
を要するという問題がある。また、結晶30の表面が平
坦でないため、結晶30をエッチングして除去した後、
GaAsコンタクト層10の表面形状が平坦でなくなる。
このため、電極12を形成するのに支障をきたす。ま
た、マウント時に、電極12とマウント台との密着が悪
くなって、熱放散が低下し、接触抵抗が増大するという
問題が発生する。この結果、作製した素子は、特性が悪
く、駆動電圧の素子間ばらつきが大きく、また、突発的
に劣化することもあり、信頼性に乏しかった。
When an index guided semiconductor laser device is manufactured by the MBE method, as described above, the unnecessary crystal 30 (FIG. 7) on the mesa portion 35 (GaAs contact layer 10) is used. (d), it is necessary to perform photolithography using mask alignment.
Here, there is a problem that performing this photolithography requires appropriate skill. Since the surface of the crystal 30 is not flat, the crystal 30 is removed by etching.
The surface shape of the GaAs contact layer 10 is not flat.
Therefore, formation of the electrode 12 is hindered. Further, at the time of mounting, the adhesion between the electrode 12 and the mounting table is deteriorated, so that there is a problem that heat dissipation is reduced and contact resistance is increased. As a result, the manufactured device had poor characteristics, a large variation in drive voltage among the devices, and a sudden deterioration of the device, resulting in poor reliability.

【0008】一方、MOCVD法またはMOMBE法に
よって屈折率導波型半導体レーザ素子を作製する場合、
メサ部35上は平坦となるが、GaAsコンタクト層10
の両側付近で、GaAs電流阻止層11が盛り上がった状
態に成長する。このため、素子表面が平坦とならず、上
記MBE法による場合と同様に、電極12を形成するの
に支障をきたす。また、電極12とマウント台との密着
が悪くなって、熱放散が低下し、接触抵抗が増大すると
いう問題が発生する。
On the other hand, when a refractive index guided semiconductor laser device is manufactured by MOCVD or MOMBE,
Although the mesa portion 35 becomes flat, the GaAs contact layer 10
The GaAs current blocking layer 11 grows in a raised state in the vicinity of both sides. For this reason, the surface of the element is not flat, which hinders the formation of the electrode 12 as in the case of the MBE method. In addition, the adhesion between the electrode 12 and the mount base is deteriorated, so that there is a problem that heat dissipation is reduced and contact resistance is increased.

【0009】ここで、MOCVD法による場合、いわゆ
る3回成長を行って素子表面を平坦化する手段がある。
すなわち、図12に示すように、GaAsコンタクト層1
0およびGaAs電流阻止層11上に、さらに第2導電型
GaAs第2コンタクト層19を厚く成長させることによ
って(第3回目成長)、素子表面を平坦化することができ
る。しかし、この場合、GaAs第2コンタクト層19が
厚いため、むしろ熱放散が悪くなる。また、3回成長を
行うため、成長装置の稼動効率が低下するという問題が
ある。
Here, in the case of the MOCVD method, there is a means for performing so-called growth three times to flatten the element surface.
That is, as shown in FIG.
The element surface can be flattened by further growing the second conductivity type GaAs second contact layer 19 on the 0 and GaAs current blocking layers 11 (third growth). However, in this case, since the second GaAs contact layer 19 is thick, heat dissipation is rather poor. Further, since the growth is performed three times, there is a problem that the operation efficiency of the growth apparatus is reduced.

【0010】なお、本出願人は、最近、MBE法によっ
て屈折率導波型半導体レーザ素子を作製する場合に、酸
化膜(誘電体膜)からなるエッチングストップ層を設ける
ことにより、素子表面を平坦化するプロセスを提案し
た。このプロセスでは、まず、図9(a)に示すように、
MBE法により、第1導電型GaAs基板1上に、第1導
電型GaAsバッファ層2、第1導電型GAInPバッフ
ァ層3、第1導電型AlGaInP第1クラッド層4、Ga
InP活性層5、第2導電型AlGaInP第2クラッド層
6、GaInPエッチングストップ層7、第2導電型Al
GaInP第3クラッド層8、第2導電型GaInP中間層
9、第2導電型GaAsコンタクト層10を順に成長させ
る(第1回目成長)。次に、第2導電型GaAsコンタクト
層10上にエッチングストップ層として酸化膜14を蒸
着し、続いて、この酸化膜14上にストライプ状にレジ
スト17をパターン形成する。次に、同図(b)に示すよ
うに、このレジスト17をマスクとして、酸化膜14を
選択的にエッチングする。次に、同図(c)に示すよう
に、レジスト17を除去した後、酸化膜14をマスクと
して、GaAsコンタクト層10、GaInP中間層9およ
びAlGaInPクラッド層8の途中までをエッチングす
る。これにより、基板1上に、突起したメサ部36を形
成する。その後、同図(d)に示すように、GaInPエッ
チングストップ層7の上まで選択的にエッチングを行
う。次に、図10(e)に示すように、MBE法により、
この上に第1導電型電流阻止層11を成長させる(第2
回目成長)。これにより、メサ部36の両側を第1導電
型電流素子層11で埋める。このとき、酸化膜14上に
はGaAs多結晶(不要な結晶)15が成長する。次に、同
図(f)に示すように、この上にレジスト18をスピナー
により塗布する。このとき、平坦な第1導電型電流阻止
層11上にはレジストが厚く塗布されるが、突起してい
るGaAs多結晶15上にはレジストはごく薄くしか塗布
されない。次に、同図(g)に示すように、レジスト18
の表面全域を時間を限ってアッシングして、第1導電型
電流阻止層11上にレジストを残す一方、GaAs多結晶
層15上のレジストを完全に除去する。次に、同図(h)
に示すように、残っているレジスト18をマスクとし
て、GaAs多結晶15を酸化膜14に至るまで選択的に
エッチングする。残っているレジスト18を除去した
後、図11(i)に示すように、酸化膜14をエッチング
して除去し、素子の表面側,裏面側に電極12,13を形
成する。このようにした場合、平坦な表面を有する屈折
率導波型半導体レーザ素子を作製することができる。し
かし、エッチングストップのために、半導体層でなく酸
化膜(誘電体膜)14を設けているため、酸化膜14を蒸
着する工程と酸化膜14をストライプ状にパターン形成
する工程を設けねばならず、この結果、工程数が増加し
ている。このため、多くの作業時間(工数)を要するとい
う問題がある。
Incidentally, the present applicant has recently provided an etching stop layer made of an oxide film (dielectric film) when manufacturing a refractive index guided semiconductor laser device by the MBE method, thereby flattening the device surface. Process was proposed. In this process, first, as shown in FIG.
The first conductivity type GaAs buffer layer 2, the first conductivity type GAInP buffer layer 3, the first conductivity type AlGaInP first cladding layer 4, Ga
InP active layer 5, second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6, GaInP etching stop layer 7, second conductivity type Al
A third GaInP cladding layer 8, a second conductivity type GaInP intermediate layer 9, and a second conductivity type GaAs contact layer 10 are sequentially grown (first growth). Next, an oxide film 14 is deposited as an etching stop layer on the second conductivity type GaAs contact layer 10, and a resist 17 is patterned on the oxide film 14 in a stripe shape. Next, as shown in FIG. 2B, the oxide film 14 is selectively etched using the resist 17 as a mask. Next, as shown in FIG. 2C, after removing the resist 17, the GaAs contact layer 10, the GaInP intermediate layer 9, and the AlGaInP clad layer 8 are partially etched using the oxide film 14 as a mask. Thus, the protruding mesa portion 36 is formed on the substrate 1. Thereafter, as shown in FIG. 4D, the etching is selectively performed up to the upper part of the GaInP etching stop layer 7. Next, as shown in FIG.
A first conductivity type current blocking layer 11 is grown thereon (second
Second growth). Thus, both sides of the mesa portion 36 are filled with the first conductivity type current element layer 11. At this time, a GaAs polycrystal (unnecessary crystal) 15 grows on the oxide film 14. Next, as shown in FIG. 2F, a resist 18 is applied thereon by a spinner. At this time, a thick resist is applied on the flat first conductivity type current blocking layer 11, but a very thin resist is applied on the protruding GaAs polycrystal 15. Next, as shown in FIG.
Ashing is performed on the entire surface of the substrate for a limited time to leave the resist on the first conductivity type current blocking layer 11 while completely removing the resist on the GaAs polycrystalline layer 15. Next, FIG.
As shown in FIG. 3B, the GaAs polycrystal 15 is selectively etched down to the oxide film 14 using the remaining resist 18 as a mask. After removing the remaining resist 18, as shown in FIG. 11 (i), the oxide film 14 is removed by etching, and electrodes 12 and 13 are formed on the front side and the back side of the device. In this case, a refractive index guided semiconductor laser device having a flat surface can be manufactured. However, since the oxide film (dielectric film) 14 is provided instead of the semiconductor layer to stop the etching, a step of depositing the oxide film 14 and a step of patterning the oxide film 14 in a stripe pattern must be provided. As a result, the number of steps is increasing. For this reason, there is a problem that much work time (man-hours) is required.

【0011】そこで、この発明の目的は、いわゆる2回
成長かつ自己整合で、エッチングストップのために誘電
体膜を設けることなく、平坦な表面を有する半導体レー
ザ素子を容易に作製でき、したがって、熱放散を良好に
し、接触抵抗を低減させ、素子特性および信頼性を向上
させることができる半導体レーザ素子の製造方法を提供
することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a so-called double growth and self-aligned semiconductor laser device having a flat surface without providing a dielectric film for stopping etching, and therefore, it is possible to easily manufacture a semiconductor laser device. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device capable of improving radiation, reducing contact resistance, and improving device characteristics and reliability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の半導体レーザ素子の製造方法は、第1導
電型半導体基板上に、第1導電型クラッド層と、活性層
と、第2導電型クラッド層と、第2導電型コンタクト層
と、(AlxGa1-x)Asからなるエッチングストップ層
と、上記エッチングストップ層よりも低いAl混晶比を
有する(AlyGa1-y)Asキャップ層を順に成長させる工
程と、フォトリソグラフィを行って上記キャップ層上に
ストライプ状にレジストを設け、このレジストをマスク
として、所定のエッチング液を用いて上記キャップ層か
ら第2導電型クラッド層の途中までエッチングを行っ
て、上記基板上にストライプ状のメサ部を形成する工程
と、上記レジストを除去した後、上記基板上に第1導電
型電流阻止層を成長させて、上記メサ部の両側を上記電
流阻止層によって埋める工程と、上記基板上にレジスト
を塗布し、このレジストを上記電流阻止層のうち上記メ
サ部上に堆積している部分が露出するまでアッシングす
る工程と、上記基板上に残っているレジストをマスクと
して、所定のエッチング液を用いて上記電流阻止層のう
ち上記メサ部上に堆積している部分と直下のキャップ層
とを、上記エッチングストップ層に至るまで選択的にエ
ッチングする工程と、上記残っているレジストを除去し
た後、所定のエッチング液を用いて上記メサ部に露出し
たエッチングストップ層を除去して、上記第2導電型コ
ンタクト層を露出させる工程を備えたことを特徴として
いる。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention comprises a first conductive type clad layer, an active layer, A two-conductivity-type cladding layer, a second-conductivity-type contact layer, an etching stop layer made of (Al x Ga 1-x ) As, and having an Al mixed crystal ratio lower than that of the etching stop layer (Al y Ga 1 -x ). y ) a step of sequentially growing an As cap layer, and providing a resist in a stripe shape on the cap layer by performing photolithography, and using the resist as a mask, a predetermined etching solution is used to remove the second conductive type from the cap layer. A step of forming a striped mesa portion on the substrate by etching halfway through the cladding layer, and removing the resist, and then growing a first conductivity type current blocking layer on the substrate. A step of filling both sides of the mesa portion with the current blocking layer, a step of applying a resist on the substrate, and ashing the resist until a portion of the current blocking layer deposited on the mesa portion is exposed And, using the resist remaining on the substrate as a mask, a portion of the current blocking layer deposited on the mesa portion and the cap layer immediately below the current blocking layer using a predetermined etching solution, as the etching stop layer. A step of selectively etching until the above, and after removing the remaining resist, removing the etching stop layer exposed on the mesa portion using a predetermined etching solution to expose the second conductive type contact layer. The method is characterized by including a step of causing the step to be performed.

【0013】また、この発明の半導体レーザ素子の製造
方法は、n型GaAs半導体基板上に、n型(AlpGa1-p)0.
5In0.5Pクラッド層と、(AlqGa1-q)0.5In0.5P活性
層と、p型(AlrGa1-r)0.5In0.5Pクラッド層と、p型
(AlsGa1-s)0.5In0.5P中間層と、p型GaAs第1コン
タクト層と、(AlxGa1-x)Asエッチングストップ層
と、(AlyGa1-y)Asキャップ層を、 q<p,r r>0.2 s<0.2 y<x なる条件をすべて満たすように成長させる工程と、フォ
トリソグラフィを行って上記(AlyGa1-y)Asキャップ
層上にストライプ状にレジストを設け、このレジストを
マスクとして、所定のエッチング液を用いて上記(Aly
Ga1-y)Asキャップ層からp型(AlrGa1-r)0.5In0.5
sクラッド層の途中までエッチングを行って、上記基板
上にストライプ状のメサ部を形成する工程と、上記レジ
ストを除去した後、上記基板上にp型GaAs第2コンタ
クト層を成長させて、上記メサ部の両側を上記第2コン
タクト層によって埋める工程と、上記基板上にレジスト
を塗布し、このレジストを上記第2コンタクト層のうち
上記メサ部上に堆積している部分が露出するまでアッシ
ングする工程と、上記基板上に残っているレジストをマ
スクとして、所定のエッチング液を用いて上記第2コン
タクト層のうち上記メサ部上に堆積している部分と直下
のキャップ層とを、上記エッチングストップ層に至るま
で選択的にエッチングする工程と、上記残っているレジ
ストを除去した後、所定のエッチング液を用いて上記メ
サ部に露出したエッチングストップ層を除去して、上記
第1コンタクト層を露出させる工程を備えたことを特徴
としている。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, an n-type (Al p Ga 1 -p ) 0 .0 is formed on an n-type GaAs semiconductor substrate.
5 and an In 0. 5 P clad layer, (Al q Ga 1-q ) 0. 5 In 0. 5 P active layer and, p-type (Al r Ga 1-r) 0. 5 In 0. 5 P cladding layer And the p-type
(AlsGa 1- s) 0. 5 In 0. 5 and P intermediate layer, and a p-type GaAs first contact layer, and the (Al x Ga 1-x) As etching stop layer, (Al y Ga 1-y ) As A step of growing a cap layer so as to satisfy all the conditions of q <p, rr> 0.2 s <0.2 y <x; and performing photolithography to form the (Al y Ga 1-y ) As cap layer. A resist is provided in the form of a stripe on the top, and using the resist as a mask, a predetermined etching solution is used to form the above (Aly ).
Ga 1-y) p-type from As cap layer (Al r Ga 1-r) 0. 5 In 0. 5 A
a step of forming a striped mesa portion on the substrate by etching halfway through the s-cladding layer, and after removing the resist, growing a p-type GaAs second contact layer on the substrate; A step of filling both sides of the mesa portion with the second contact layer, applying a resist on the substrate, and ashing the resist until the portion of the second contact layer deposited on the mesa portion is exposed; Using the resist remaining on the substrate as a mask, a predetermined etchant to remove the portion of the second contact layer deposited on the mesa portion and the cap layer immediately below, A step of selectively etching up to the layer, and an etching exposed to the mesa portion using a predetermined etching solution after removing the remaining resist. A step of removing the contact stop layer to expose the first contact layer.

【0014】また、上記(AlxGa1-x)Asからなるエッ
チングストップ層のAl混晶比xが、 0.4≦x≦1.0 の範囲内にあるのが望ましい。
Further, it is desirable that the Al mixed crystal ratio x of the etching stop layer made of (Al x Ga 1-x ) As be in the range of 0.4 ≦ x ≦ 1.0.

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明の半導体レーザ素子の製造方
法を実施例により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments.

【0016】図1〜図3は第1実施例の半導体レーザ素
子の製造方法の各工程を示している。この製造方法で
は、図3(i)に示す屈折率導波型半導体レーザ素子を作
製する。この半導体レーザ素子は、第1導電型GaAs基
板1上に、第1導電型GaAsバッファ層2、第1導電型
GaInPバッファ層3、第1導電型AlGaInP第1ク
ラッド層4、GaInP活性層5、第2導電型AlGaIn
P第2クラッド層6、GaInPエッチングストップ層
7、第2導電型AlGaInP第3クラッド層8、第2導
電型GaInP中間層9および第2導電型GaAsコンタク
ト層10を順に備えている。上記AlGaInP第3クラ
ッド層8、GaInP中間層9およびGaAsコンタクト層
10は、ストライプ状のメサ(幅4μm)を構成してい
る。このストライプ状のメサの両側を埋め込むように、
第1導電型GaAs電流阻止層11が設けられている。さ
らに、GaAsコンタクト層10およびGaAs電流阻止層
11上に電極12が設けられる一方、基板1の裏面に電
極13が設けられている。
FIGS. 1 to 3 show steps of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment. In this manufacturing method, the refractive index guided semiconductor laser device shown in FIG. This semiconductor laser device has a first conductivity type GaAs buffer layer 2, a first conductivity type GaInP buffer layer 3, a first conductivity type AlGaInP first cladding layer 4, a GaInP active layer 5 on a first conductivity type GaAs substrate 1. Second conductivity type AlGaIn
A P-type second cladding layer 6, a GaInP etching stop layer 7, a second conductivity type AlGaInP third cladding layer 8, a second conductivity type GaInP intermediate layer 9, and a second conductivity type GaAs contact layer 10 are provided in this order. The AlGaInP third cladding layer 8, the GaInP intermediate layer 9, and the GaAs contact layer 10 form a stripe-shaped mesa (4 μm in width). Embed both sides of this striped mesa,
A first conductivity type GaAs current blocking layer 11 is provided. Further, an electrode 12 is provided on the GaAs contact layer 10 and the GaAs current blocking layer 11, while an electrode 13 is provided on the back surface of the substrate 1.

【0017】上記半導体レーザ素子は、次のようにして
作製する。 まず、図1(a)に示すように、MBE法により、第1
導電型GaAs基板1上に、第1導電型GaAsバッファ層
2(厚さ0.5μm)、第1導電型GaInPバッファ層3
(厚さ0.5μm)、第1導電型AlGaInP第1クラッド
層4(厚さ1μm)、GaInP活性層5(厚さ0.06μ
m)、第2導電型AlGaInP第2クラッド層6(厚さ0.
2μm)、GaInPエッチングストップ層7(厚さ80
Å)、第2導電型AlGaInP第3クラッド層8(厚さ0.
8μm)、第2導電型GaInP中間層9(厚さ0.05μ
m)、第2導電型GaAsコンタクト層10(厚さ0.5μ
m)、(Al0.5Ga0.5)Asエッチングストップ層31(厚さ
200Å)、GaAsキャップ層32(厚さ0.1μm)を順
に成長させる(第1回目成長)。この発明の要点は、本出
願人が先に提案した製造方法(図9〜図11)で用いた酸
化膜14の代わりに、(AlxGa1-x)Asエッチングスト
ップ層(x=0.5)31を用いることにある。半導体から
なるエッチングストップ層31を用いることによって、
酸化膜(誘電体膜)14を蒸着したり、ストライプ状にパ
ターン形成したりする工程を省略することができる。な
お、上記エッチングストップ層31よりもAl混晶比が
低い(AlyGa1-y)Asキャップ層(y=0)32を設けてい
るのは、エッチングストップ層31が酸化されるのを防
止するためである。 次に、フォトリソグラフィにより、幅4μmのストラ
イプ状にレジスト17をパターン形成する。続いて、同
図(b)に示すように、このレジスト17をマスクとし
て、アンモニア系または硫酸系のGaAs選択エッチャン
トを用いて、GaAsキャップ層32、(Al0.5Ga0.5)A
sエッチングストップ層31、GaAsコンタクト層10
を一度にエッチングする。 次に、同図(c)に示すように、塩酸系または臭素系エ
ッチャントと硫酸系またはリン酸系のエッチャントとを
順に用いて、GaInP中間層9およびAlGaInP第3
クラッド層8をGaInPエッチングストップ層7が露出
するまでエッチングする。これにより、GaInP基板1
上に上記ストライプ状のメサを形成する。この後、レジ
スト17を除去する。 次に、同図(d)に示すように、MBE法により、この
上に第1導電型GaAs電流阻止層11(厚さ1.35μm)
を成長させる(第2回目成長)。このとき、GaAsキャッ
プ層32上に、突起状の不要な結晶30が成長する。 次に、図2(e)に示すように、この上に、レジスト1
8をスピナーにより塗布する。このとき、平坦なGaAs
電流阻止層11上にはレジストが厚く塗布されるが、リ
ッジストライプ状に突起している結晶30上にはレジス
トは殆んど塗布されない。 次に、同図(f)に示すように、レジスト18の表面全
域を時間を限ってわずかにアッシング(O3−UVアッシ
ングまたはO2プラズマアッシング)して、GaAs電流阻
止層11上にレジストを残す一方、結晶30上のレジス
トを完全に除去する。 次に、同図(g)に示すように、残っているレジスト1
8をマスクとして、アンモニア系の(Al0.5Ga0.5)As
選択エッチャントを用いて、結晶30とGaAsキャップ
層32を除去する。このとき、直下の(Al0.5Ga0.5)A
sエッチングストップ層31はエッチングされることは
ない。エッチングの選択性を確保するために、(AlxGa
1-x)Asエッチングストップ層の混晶比xを、0.4≦x≦
1としているからである。この後、同図(h)に示すよう
に、残っているレジスト18をすべて除去する。 次に、図3(i)に示すように、HF系エッチャントを
用いて、(Al0.5Ga0.5)Asエッチングストップ層31
を除去する。最後に、素子の表面側,裏面側に電極12,
13を形成して作製を完了する。
The semiconductor laser device is manufactured as follows. First, as shown in FIG.
A first conductivity type GaAs buffer layer 2 (0.5 μm thick) and a first conductivity type GaAs buffer layer 3 are formed on a conductivity type GaAs substrate 1.
(Thickness: 0.5 μm), first conductivity type AlGaInP first cladding layer 4 (thickness: 1 μm), GaInP active layer 5 (thickness: 0.66 μm)
m), the second conductivity type AlGaInP second cladding layer 6 (having a thickness of 0.3 mm).
2 μm), GaInP etching stop layer 7 (thickness 80
Å), the second conductive type AlGaInP third cladding layer 8 (having a thickness of 0.3 mm).
8 μm), the second conductive type GaInP intermediate layer 9 (0.05 μm thick).
m), the second conductivity type GaAs contact layer 10 (0.5 μm thick)
m), (Al 0. 5 Ga 0. 5) As the etching stop layer 31 (thickness 200 Å), is grown GaAs cap layer 32 (thickness 0.1 [mu] m) in order (first time growth). The gist of the present invention is that, instead of the oxide film 14 used in the manufacturing method (FIGS. 9 to 11) previously proposed by the present applicant, an (Al x Ga 1 -x ) As etching stop layer (x = 0. 5) Use 31. By using the etching stop layer 31 made of a semiconductor,
The step of depositing the oxide film (dielectric film) 14 or forming a pattern in a stripe pattern can be omitted. The provision of the (Al y Ga 1-y ) As cap layer (y = 0) 32 having a lower Al composition ratio than that of the etching stop layer 31 prevents the etching stop layer 31 from being oxidized. To do that. Next, a resist 17 is pattern-formed in a stripe shape having a width of 4 μm by photolithography. Subsequently, as shown in FIG. (B), the resist 17 as a mask, using a GaAs selective etchant ammonia based or based sulfate, GaAs cap layer 32, (Al 0. 5 Ga 0. 5) A
s etching stop layer 31, GaAs contact layer 10
Is etched all at once. Next, as shown in FIG. 3 (c), a GaInP intermediate layer 9 and an AlGaInP third etchant are sequentially used using a hydrochloric acid-based or bromine-based etchant and a sulfuric acid-based or phosphoric acid-based etchant.
The cladding layer 8 is etched until the GaInP etching stop layer 7 is exposed. Thereby, the GaInP substrate 1
The above-mentioned stripe-shaped mesas are formed thereon. After that, the resist 17 is removed. Next, as shown in FIG. 2D, the first conductivity type GaAs current blocking layer 11 (thickness: 1.35 μm) is formed thereon by MBE.
Is grown (second growth). At this time, an unnecessary crystal 30 having a projection shape grows on the GaAs cap layer 32. Next, as shown in FIG.
8 is applied by a spinner. At this time, the flat GaAs
Although a thick resist is applied on the current blocking layer 11, the resist is hardly applied on the crystal 30 projecting in a ridge stripe shape. Next, as shown in FIG. 2F, the entire surface of the resist 18 is slightly ashed (O 3 -UV ashing or O 2 plasma ashing) for a limited time, so that the resist is formed on the GaAs current blocking layer 11. On the other hand, the resist on the crystal 30 is completely removed. Next, as shown in FIG.
8 as a mask, the ammonia-based (Al 0. 5 Ga 0. 5) As
The crystal 30 and the GaAs cap layer 32 are removed using a selective etchant. In this case, just below (Al 0. 5 Ga 0. 5) A
s The etching stop layer 31 is not etched. To ensure etching selectivity, (AlxGa
1- x) The mixed crystal ratio x of the As etching stop layer is set to 0.4 ≦ x ≦
This is because it is set to 1. Thereafter, as shown in FIG. 2H, all the remaining resist 18 is removed. Next, as shown in FIG. 3 (i), using a HF-based etchant, (Al 0. 5 Ga 0 . 5) As the etching stop layer 31
Is removed. Finally, the electrodes 12 on the front and back sides of the device
13 is formed to complete the fabrication.

【0018】このように、この製造方法によれば、2回
成長かつ自己整合で、エッチングストップのために誘電
体膜を設けることなく、平坦な表面を有する屈折率導波
型半導体レーザ素子を容易に作製することができる。こ
の半導体レーザ素子は、表面が平坦であることから、良
好な電極12を作製でき、マウント時に電極12とマウ
ント台とを適正に密着させることができる。しかも、第
3回目の成長(厚いコンタクト層成長)を行っておらず、
2回成長に留どめているので、熱放散を高め、接触抵抗
も低減することができる。実際に、素子を作製したとこ
ろ、閾値電流40mA、微分量子効率片面当たり60
%、単一横モードを示し、光出力20mWに至るまで直
線的に増大する良好な電流−光出力特性を示した。ま
た、駆動電圧の素子間変動も減少し、信頼性を向上させ
ることができた。
As described above, according to this manufacturing method, a refractive index guided semiconductor laser device having a flat surface can be easily formed without growing a dielectric film for etching stop by growing twice and self-aligning. Can be manufactured. Since the surface of the semiconductor laser device is flat, a good electrode 12 can be manufactured, and the electrode 12 and the mount base can be properly brought into close contact with each other during mounting. Moreover, the third growth (thick contact layer growth) was not performed,
Since the growth is performed twice, the heat dissipation can be increased and the contact resistance can be reduced. When the device was actually fabricated, the threshold current was 40 mA, and the differential quantum efficiency was 60
%, A single transverse mode, and a good current-light output characteristic linearly increasing up to a light output of 20 mW. In addition, the fluctuation of the drive voltage between the elements was reduced, and the reliability was improved.

【0019】図4〜図6は、この発明の第2の実施例の
半導体レーザ素子の製造方法の各工程を示している。こ
の製造方法では、図6(i)に示す屈折率導波型半導体レ
ーザ素子を作製する。この半導体レーザ素子は、電流阻
止の手段としてAlGaInPとGaAsとの価電子帯障壁
を利用しており、この価電子帯障壁を構成するために、
基板21の導電型はn型としている。すなわち、この半
導体レーザ素子は、n型GaAs基板21上に、n型GaAs
バッファ層22、n型GaInPバッファ層23、n型Al
GaInP第1クラッド層24、GaInP活性層5、p型
AlGaInP第2クラッド層26、GaInPエッチング
ストップ層7、p型AlGaInP第3クラッド層28、p
型GaInP中間層29、p型GaAs第1コンタクト層2
10を順に備えている。上記p型AlGaInP第3クラッ
ド層28、p型GaInP中間層29およびp型GaAsコン
タクト層210は、ストライプ状のメサ(幅4μm)を構
成している。このストライプ状のメサの両側を埋め込む
ように、p型GaAs第2コンタクト層211が設けられ
ている。さらに、p型GaAs第1コンタクト層210お
よび第2GaAsコンタクト層211上に電極12が設け
られる一方、基板21の裏面に電極13が設けられてい
る。
FIGS. 4 to 6 show steps of a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention. In this manufacturing method, a refractive index guided semiconductor laser device shown in FIG. This semiconductor laser device utilizes a valence band barrier between AlGaInP and GaAs as a means for blocking current, and in order to constitute this valence band barrier,
The conductivity type of the substrate 21 is n-type. That is, this semiconductor laser device is formed on an n-type GaAs substrate 21 by n-type GaAs.
Buffer layer 22, n-type GaInP buffer layer 23, n-type Al
GaInP first cladding layer 24, GaInP active layer 5, p-type AlGaInP second cladding layer 26, GaInP etching stop layer 7, p-type AlGaInP third cladding layer 28, p
GaInP intermediate layer 29, p-type GaAs first contact layer 2
10 are provided in order. The p-type AlGaInP third cladding layer 28, the p-type GaInP intermediate layer 29, and the p-type GaAs contact layer 210 constitute a stripe-shaped mesa (4 μm in width). A p-type GaAs second contact layer 211 is provided so as to fill both sides of the stripe-shaped mesa. Further, the electrode 12 is provided on the p-type GaAs first contact layer 210 and the second GaAs contact layer 211, while the electrode 13 is provided on the back surface of the substrate 21.

【0020】この半導体レーザ素子は、第1実施例の工
程〜において第1導電型をn型、第2導電型をp型と
し、さらに、上記工程〜において第1導電型GaAs
電流阻止層11をp型(第2導電型に相当する)GaAs第
2コンタクト層211に変えて作製する。すなわち、 ′まず、図4(a)に示すように、MBE法により、n型
GaAs基板21上に、n型GaAsバッファ層22(厚さ
0.5μm)、n型GaInPバッファ層23(厚さ0.5μ
m)、n型AlGaInP第1クラッド層24(厚さ1μm)、
GaInP活性層5(厚さ0.06μm)、p型AlGaInP第
2クラッド層26(厚さ0.2μm)、GaInPエッチング
ストップ層7(厚さ80Å)、p型AlGaInP第3クラッ
ド層28(厚さ0.8μm)、p型GaInP中間層29(厚さ
0.05μm)、p型GaAs第1コンタクト層210(厚さ
0.5μm)、(Al0.5Ga0.5)Asエッチングストップ層3
1(厚さ200Å)、GaAsキャップ層32(厚さ0.1μ
m)を順に成長させる(第1回目成長)。 ′次に、フォトリソグラフィにより、幅4μmのスト
ライプ状にレジスト17をパターン形成する。続いて、
同図(b)に示すように、このレジスト17をマスクとし
て、アンモニア系または硫酸系のGaAs選択エッチャン
トを用いて、GaAsキャップ層32、(Al0.5Ga0.5)A
sエッチングストップ層31、GaAsコンタクト層21
0を一度にエッチングする。 ′次に、同図(c)に示すように、塩酸系または臭素系
エッチャントと硫酸系またはリン酸系のエッチャントと
を順に用いて、GaInP中間層29およびAlGaInP
第3クラッド層28をGaInPエッチングストップ層7
が露出するまでエッチングする。これにより、GaInP
基板21上に上記ストライプ状のメサを形成する。この
後、レジスト17を除去する。 ′次に、同図(d)に示すように、MBE法により、こ
の上にp型GaAs第2コンタクト層211(厚さ1.35
μm)を成長させる(第2回目成長)。このとき、GaAsキ
ャップ層32上に、突起状の不要な結晶33が成長す
る。 ′次に、図5(e)に示すように、この上に、レジスト
18をスピナーにより塗布する。このとき、平坦なGa
As第2コンタクト層211上にはレジストが厚く塗布
されるが、リッジストライプ状に突起している結晶33
上にはレジストは殆んど塗布されない。 ′次に、同図(f)に示すように、レジスト18の表面
全域を時間を限ってわずかにアッシングして、GaAs第
2コンタクト層211上にレジストを残す一方、結晶3
3上のレジストを完全に除去する。 ′次に、同図(g)に示すように、残っているレジスト
18をマスクとして、アンモニア系の(Al0.5Ga0.5)A
s選択エッチャントを用いて、結晶33とGaAsキャッ
プ層32を除去する。このとき、直下の(Al0.5Ga0.5)
Asエッチングストップ層31がエッチングされること
はない。エッチングの選択性を確保するために、(Alx
Ga1-x)Asエッチングストップ層の混晶比xを、0.4≦
x≦1としているからである。この後、同図(h)に示すよ
うに、残っているレジスト18をすべて除去する。 ′次に、図6(i)に示すように、HF系エッチャント
を用いて、(Al0.5Ga0.5)Asエッチングストップ層3
1を除去する。最後に、素子の表面側,裏面側に電極1
2,13を形成して作製を完了する。
In this semiconductor laser device, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type in the steps 1 to 3 of the first embodiment.
The current blocking layer 11 is formed by replacing the p-type (corresponding to the second conductivity type) GaAs second contact layer 211. First, as shown in FIG. 4A, an n-type GaAs buffer layer 22 (0.5 μm thick) and an n-type GaInP buffer layer 23 (thickness 0.5μ
m), n-type AlGaInP first cladding layer 24 (1 μm thick),
GaInP active layer 5 (0.06 μm thickness), p-type AlGaInP second cladding layer 26 (0.2 μm thickness), GaInP etching stop layer 7 (80 ° thick), p-type AlGaInP third cladding layer 28 (thickness 0.8 [mu] m), p-type GaInP intermediate layer 29 (thickness 0.05 .mu.m), p-type GaAs first contact layer 210 (thickness: 0.5μm), (Al 0. 5 Ga 0. 5) As the etching stop layer 3
1 (200 mm thick), GaAs cap layer 32 (0.1 μm thick)
m) are grown in order (first growth). 'Next, a resist 17 is pattern-formed in a stripe shape having a width of 4 μm by photolithography. continue,
As shown in FIG. (B), the resist 17 as a mask, using a GaAs selective etchant ammonia based or based sulfate, GaAs cap layer 32, (Al 0. 5 Ga 0. 5) A
s etching stop layer 31, GaAs contact layer 21
Etch 0 at a time. Next, as shown in FIG. 3C, the hydrochloric acid-based or bromine-based etchant and the sulfuric acid-based or phosphoric acid-based etchant are used in this order to form the GaInP intermediate layer 29 and the AlGaInP
The third cladding layer 28 is formed of the GaInP etching stop layer 7
Etch until is exposed. As a result, GaInP
The above-mentioned stripe-shaped mesas are formed on the substrate 21. After that, the resist 17 is removed. (D) Then, as shown in FIG. 3D, the p-type GaAs second contact layer 211 (thickness: 1.35
μm) (second growth). At this time, an unnecessary crystal 33 having a projection shape grows on the GaAs cap layer 32. 'Next, as shown in FIG. 5E, a resist 18 is applied thereon by a spinner. At this time, the flat Ga
Although a thick resist is applied on the As second contact layer 211, the crystal 33 protruding in a ridge stripe shape is formed.
Almost no resist is applied on top. Next, as shown in FIG. 3F, the entire surface of the resist 18 is slightly ashed for a limited time to leave the resist on the GaAs second contact layer 211, while the crystal 3
3 completely remove the resist. 'Next, as shown in FIG. (G), the remaining resist 18 as a mask, the ammonia-based (Al 0. 5 Ga 0. 5) A
The crystal 33 and the GaAs cap layer 32 are removed by using a selective etchant. In this case, just below (Al 0. 5 Ga 0. 5)
The As etching stop layer 31 is not etched. To ensure etching selectivity, (Al x
Ga 1-x ) The mixed crystal ratio x of the As etching stop layer is 0.4 ≦≦
This is because x ≦ 1. Thereafter, as shown in FIG. 2H, all the remaining resist 18 is removed. 'Next, as shown in FIG. 6 (i), using a HF-based etchant, (Al 0. 5 Ga 0 . 5) As the etching stop layer 3
Remove one. Finally, the electrodes 1 on the front and back sides of the device
The fabrication is completed by forming 2,13.

【0021】このように、この製造方法によれば、第1
実施例と同様に、2回成長かつ自己整合で、エッチング
ストップのために誘電体膜を設けることなく、平坦な表
面を有する屈折率導波型半導体レーザ素子を容易に作製
することができる。この半導体レーザ素子は、表面が平
坦であることから、良好な電極12を作製でき、マウン
ト時に電極12とマウント台とを適正に密着させること
ができる。しかも、第3回目の成長(厚いコンタクト層
成長)を行っておらず、2回成長に留どめているので、
熱放散を高め、接触抵抗も低減することができる。実際
に、この第2実施例で作製した半導体レーザ素子は、閾
値電流45mA、微分量子効率片面当たり50%、単一
横モードを示し、光出力10mWに至るまで直線的に増
大する良好な電流−光出力特性を示した。また、第1実
施例で作製した半導体レーザ素子と同様に、駆動電圧の
素子間変動も減少し、信頼性を向上させることができ
た。なお、GaInPエッチングストップ層7は80Åと
薄いためAlGaInPとGaAsの価電子帯障壁に影響を
及ぼすものではない。
As described above, according to this manufacturing method, the first
As in the embodiment, a refractive index guided semiconductor laser device having a flat surface can be easily manufactured by growing twice and self-aligning without providing a dielectric film for stopping etching. Since the surface of the semiconductor laser device is flat, a good electrode 12 can be manufactured, and the electrode 12 and the mount base can be properly brought into close contact with each other during mounting. Moreover, since the third growth (thick contact layer growth) is not performed, the growth is limited to the second growth.
Heat dissipation can be increased and contact resistance can be reduced. Actually, the semiconductor laser device manufactured in the second embodiment exhibits a threshold current of 45 mA, a differential quantum efficiency of 50% per one side, a single transverse mode, and a good current which linearly increases up to an optical output of 10 mW. Light output characteristics were shown. Further, as in the case of the semiconductor laser device manufactured in the first embodiment, the fluctuation of the driving voltage between the devices was reduced, and the reliability was improved. Since the GaInP etching stop layer 7 is as thin as 80 °, it does not affect the valence band barrier of AlGaInP and GaAs.

【0022】なお、上記第1実施例,第2実施例では、
半導体レーザ素子のクラッド層をAlGaInP、活性層
をGaInPとしてダブル・ヘテロ構造を作製したが、他
の組成のAlGaInP系半導体を用いて作製しても良
い。例えば、クラッド層をAlInP三元混晶としても良
い。また、活性層をAlGaInP四元混晶として作製し
ても良い。さらには、活性層として量子井戸構造や超格
子構造を有する層を用いても良く、クラッド層と活性層
の間にガイド層を設けてSCH(セパレート・コンファ
インメント・ヘテロストラクチャ)構造を作製しても良
い。
In the first and second embodiments,
Although the clad layer of the semiconductor laser device is made of AlGaInP and the active layer is made of GaInP, a double heterostructure is manufactured, but an AlGaInP-based semiconductor having another composition may be used. For example, the cladding layer may be made of an AlInP ternary mixed crystal. Further, the active layer may be made of AlGaInP quaternary mixed crystal. Further, a layer having a quantum well structure or a superlattice structure may be used as the active layer, and a guide layer is provided between the clad layer and the active layer to form an SCH (separate confinement heterostructure) structure. Is also good.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体レーザ素子の製造方法によれば、2回成長かつ自己
整合で、エッチングストップのために誘電体膜を設ける
ことなく、平坦な表面を有する屈折率導波型半導体レー
ザ素子を容易に作製することができる。この半導体レー
ザ素子は、表面が平坦であることから、良好な電極12
を作製でき、マウント時に電極12とマウント台とを適
正に密着させることができる。しかも、第3回目の成長
(厚いコンタクト層成長)を行っておらず、2回成長に留
どめているので、熱放散を高め、接触抵抗も低減するこ
とができる。
As is clear from the above, according to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, a flat surface can be formed without growing a dielectric film for etching stop by growing twice and self-aligning. It is possible to easily manufacture a semiconductor laser device having a refractive index waveguide. Since this semiconductor laser device has a flat surface,
Thus, the electrode 12 and the mounting table can be properly brought into close contact with each other at the time of mounting. And the third growth
Since (growth of a thick contact layer) is not performed and growth is performed twice, heat dissipation can be increased and contact resistance can be reduced.

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

【図1】 この発明の第1実施例の半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の第1実施例の半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の第1実施例の半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の第2実施例の半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の第2実施例の半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の第2実施例の半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 従来のMBE法による半導体レーザ素子の製
造方法を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device by a conventional MBE method.

【図8】 従来のMOCVD法による半導体レーザ素子
の製造方法を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device by a conventional MOCVD method.

【図9】 本出願人が先に提案した半導体レーザ素子の
製造方法を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser device previously proposed by the present applicant.

【図10】 本出願人が先に提案した半導体レーザ素子
の製造方法を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser device previously proposed by the present applicant.

【図11】 本出願人が先に提案した半導体レーザ素子
の製造方法を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser device previously proposed by the present applicant.

【図12】 従来のMOCVD法(3回成長)による半導
体レーザ素子の製造方法を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device by a conventional MOCVD method (growth three times).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1導電型GaAs基板 2 第1導電型GaAsバッファ層 3 第1導電型GaInPバッファ層 4 第1導電型AlGaInP第1クラッド層 5 GaInP活性層 6 第2導電型AlGaInP第2クラッド層 7 GaInPエッチングストップ層 8 第2導電型AlGaInP第3クラッド層 9 第2導電型GaInP中間層 10 第2導電型GaAsコンタクト層 11 第1導電型GaAs電流阻止層 12,13 電極 14 酸化膜 15 GaAs多結晶 16 誘電体膜 17,18 レジスト膜 19 第2導電型GaAs第2コンタクト層 21 n型GaAs基板 22 n型GaAsバッファ層 23 n型GaInPバッファ層 24 n型AlGaInP第1クラッド層 26 p型AlGaInP第2クラッド層 28 p型AlGaInP第3クラッド層 29 p型GaInP中間層 30,33 GaAs結晶 31 (Al0.5Ga0.5)Asエッチングストップ層 32 GaAsキャップ層 35,36,40,240 メサ部 210 p型GaAs第1コンタクト層 211 p型GaAs第2コンタクト層REFERENCE SIGNS LIST 1 First conductivity type GaAs substrate 2 First conductivity type GaAs buffer layer 3 First conductivity type GaInP buffer layer 4 First conductivity type AlGaInP first cladding layer 5 GaInP active layer 6 Second conductivity type AlGaInP second cladding layer 7 GaInP etching Stop layer 8 Second conductivity type AlGaInP third cladding layer 9 Second conductivity type GaInP intermediate layer 10 Second conductivity type GaAs contact layer 11 First conductivity type GaAs current blocking layer 12, 13 Electrode 14 Oxide film 15 GaAs polycrystal 16 Dielectric Body film 17, 18 Resist film 19 Second conductivity type GaAs second contact layer 21 n-type GaAs substrate 22 n-type GaAs buffer layer 23 n-type GaInP buffer layer 24 n-type AlGaInP first cladding layer 26 p-type AlGaInP second cladding layer 28 p-type AlGaInP third cladding layer 29 p-type GaInP intermediate layer 30, 33 GaAs crystal 31 (Al 0. 5 Ga 0 . 5) As etching stop layer 32 GaAs cap layer 35, 36, 40, 240 Mesa section 210 p-type GaAs first contact layer 211 p-type GaAs second contact layer

フロントページの続き (72)発明者 菅 康夫 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 (72)発明者 谷 健太郎 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4−303987(JP,A) 特開 平4−147687(JP,A) 特開 平2−156588(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01S 3/18 Continued on the front page (72) Inventor Yasuo Suga 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Kentaro Tani 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi Osaka Prefecture Inside Sharp Corporation (56 References JP-A-4-303987 (JP, A) JP-A-4-147687 (JP, A) JP-A-2-156588 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB (Name) H01S 3/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体基板上に、第1導電型
クラッド層と、活性層と、第2導電型クラッド層と、第
2導電型コンタクト層と、(AlxGa1-x)Asからなるエ
ッチングストップ層と、上記エッチングストップ層より
も低いAl混晶比を有する(AlyGa1-y)Asキャップ層を
順に成長させる工程と、 フォトリソグラフィを行って上記キャップ層上にストラ
イプ状にレジストを設け、このレジストをマスクとし
て、所定のエッチング液を用いて上記キャップ層から第
2導電型クラッド層の途中までエッチングを行って、上
記基板上にストライプ状のメサ部を形成する工程と、 上記レジストを除去した後、上記基板上に第1導電型電
流阻止層を成長させて、上記メサ部の両側を上記電流阻
止層によって埋める工程と、 上記基板上にレジストを塗布し、このレジストを上記電
流阻止層のうち上記メサ部上に堆積している部分が露出
するまでアッシングする工程と、 上記基板上に残っているレジストをマスクとして、所定
のエッチング液を用いて上記電流阻止層のうち上記メサ
部上に堆積している部分と直下のキャップ層とを、上記
エッチングストップ層に至るまで選択的にエッチングす
る工程と、 上記残っているレジストを除去した後、所定のエッチン
グ液を用いて上記メサ部に露出したエッチングストップ
層を除去して、上記第2導電型コンタクト層を露出させ
る工程を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子の製
造方法。
1. A first conductive type clad layer, an active layer, a second conductive type clad layer, a second conductive type contact layer, and (Al x Ga 1-x ) on a first conductive type semiconductor substrate. Sequentially growing an etching stop layer made of As and an (Al y Ga 1-y ) As cap layer having an Al mixed crystal ratio lower than that of the etching stop layer; and performing stripes on the cap layer by performing photolithography. Forming a stripe-shaped mesa portion on the substrate by etching the cap layer from the cap layer to the middle of the second conductivity type cladding layer using a predetermined etching solution with the resist as a mask. Removing the resist, growing a first conductivity type current blocking layer on the substrate, filling both sides of the mesa portion with the current blocking layer, and coating the substrate with a resist. Ashing the resist until the portion of the current blocking layer deposited on the mesa is exposed, and using a predetermined etchant with the resist remaining on the substrate as a mask. A step of selectively etching the portion of the current blocking layer deposited on the mesa portion and the cap layer immediately below until the etching stop layer is reached, after removing the remaining resist, A step of removing the etching stop layer exposed in the mesa portion by using the etching solution to expose the second conductivity type contact layer.
【請求項2】 n型GaAs半導体基板上に、n型(AlpGa
1-p)0.5In0.5Pクラッド層と、(AlqGa1-q)0.5In0.5
P活性層と、p型(AlrGa1-r)0.5In0.5Pクラッド層
と、p型(AlsGa1-s)0.5In0.5P中間層と、p型GaAs
第1コンタクト層と、(AlxGa1-x)Asエッチングスト
ップ層と、(AlyGa1-y)Asキャップ層を、 q<p,r r>0.2 s<0.2 y<x なる条件をすべて満たすように成長させる工程と、 フォトリソグラフィを行って上記(AlyGa1-y)Asキャ
ップ層上にストライプ状にレジストを設け、このレジス
トをマスクとして、所定のエッチング液を用いて上記
(AlyGa1-y)Asキャップ層からp型(AlrGa1-r)0.5In
0.5Asクラッド層の途中までエッチングを行って、上記
基板上にストライプ状のメサ部を形成する工程と、 上記レジストを除去した後、上記基板上にp型GaAs第
2コンタクト層を成長させて、上記メサ部の両側を上記
第2コンタクト層によって埋める工程と、 上記基板上にレジストを塗布し、このレジストを上記第
2コンタクト層のうち上記メサ部上に堆積している部分
が露出するまでアッシングする工程と、 上記基板上に残っているレジストをマスクとして、所定
のエッチング液を用いて上記第2コンタクト層のうち上
記メサ部上に堆積している部分と直下のキャップ層と
を、上記エッチングストップ層に至るまで選択的にエッ
チングする工程と、 上記残っているレジストを除去した後、所定のエッチン
グ液を用いて上記メサ部に露出したエッチングストップ
層を除去して、上記第1コンタクト層を露出させる工程
を備えたことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方
法。
2. An n-type (Al p GaAs) substrate is formed on an n-type GaAs semiconductor substrate.
1-p) 0. 5 In 0. 5 and P clad layer, (Al q Ga 1-q ) 0. 5 In 0. 5
And P active layer, p-type (Al r Ga 1-r) 0. 5 In 0. 5 and P cladding layer, p-type (AlsGa 1- s) 0. 5 In 0. 5 P and the intermediate layer, p-type GaAs
A first contact layer, and the (Al x Ga 1-x) As etching stop layer, the (Al y Ga 1-y) As cap layer, q <p, rr> 0.2 s <0.2 y <x and growing to meet all the requirements made by performing a photolithography resist provided on the (Al y Ga 1-y) a stripe shape as cap layer, using the resist as a mask, using a predetermined etchant Above
(Al y Ga 1-y) p -type from As cap layer (Al r Ga 1-r) 0. 5 In
0.5 by etching halfway As cladding layer, forming a stripe-shaped mesa portion on the substrate, after removing the resist, to grow a p-type GaAs second contact layer on the substrate Filling the two sides of the mesa with the second contact layer, applying a resist on the substrate, and exposing portions of the second contact layer deposited on the mesa in the second contact layer. Ashing step, and using a resist remaining on the substrate as a mask, a portion of the second contact layer deposited on the mesa portion and a cap layer immediately below, using a predetermined etching solution, A step of selectively etching up to the etching stop layer, and after removing the remaining resist, is exposed to the mesa portion using a predetermined etching solution. And the etching stop layer is removed, a method of manufacturing a semiconductor laser device comprising the step of exposing the first contact layer.
【請求項3】 上記(AlxGa1-x)Asからなるエッチン
グストップ層のAl混晶比xが、 0.4≦x≦1.0 の範囲内にあることを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
3. The etching stop layer comprising (Al x Ga 1-x ) As, wherein an Al composition ratio x of the etching stop layer is in a range of 0.4 ≦ x ≦ 1.0. A method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 2.
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