JP2960926B2 - レーザダイオードの製造方法 - Google Patents
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はレーザダイオードに
関し、特に光特性及び電流特性の向上したレーザダイオ
ード及びその製造方法に関する。
関し、特に光特性及び電流特性の向上したレーザダイオ
ード及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、一般的に制作されている６３５ｎ
ｍ、６５０ｎｍ、そして６７０ｎｍ帯域の可視光の半導
体レーザダイオードはＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＩｎＰのヘ
テロ構造(heterostructure)を用いたインデクスウェー
ブガイドタイプ(index waveguide-type)である。この類
の半導体レーザダイオードの制作のためのエピ(epi)構
造は、結晶成長時に自然的に発生するスーパーラチス(s
uperlattice)構造を避け、光記録密度の向上に関連して
もう少し短い領域の波長を得るために一般的に幾度（例
えば、９度、１５度）程度ミスオリエントされた(misor
iented)基板上に制作される。
ｍ、６５０ｎｍ、そして６７０ｎｍ帯域の可視光の半導
体レーザダイオードはＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＩｎＰのヘ
テロ構造(heterostructure)を用いたインデクスウェー
ブガイドタイプ(index waveguide-type)である。この類
の半導体レーザダイオードの制作のためのエピ(epi)構
造は、結晶成長時に自然的に発生するスーパーラチス(s
uperlattice)構造を避け、光記録密度の向上に関連して
もう少し短い領域の波長を得るために一般的に幾度（例
えば、９度、１５度）程度ミスオリエントされた(misor
iented)基板上に制作される。
【０００３】従って、デバイスの制作時に、湿式エッチ
を用いてリッジ(ridge)を形成すると、基板による影響
によって非対称的な模様を有するようになる。これによ
って、レーザダイオードの特性中の水平放射角の大きさ
を減少させ、モード(mode)の安定性を低下させる結果を
もたらす。更に、湿式エッチの不安定に起因する大量生
産性及び収率増加に少なからず影響を及ぼす。
を用いてリッジ(ridge)を形成すると、基板による影響
によって非対称的な模様を有するようになる。これによ
って、レーザダイオードの特性中の水平放射角の大きさ
を減少させ、モード(mode)の安定性を低下させる結果を
もたらす。更に、湿式エッチの不安定に起因する大量生
産性及び収率増加に少なからず影響を及ぼす。
【０００４】以下、図面を参照して上記問題点を有する
従来のレーザダイオードを更に詳細に説明する。
従来のレーザダイオードを更に詳細に説明する。
【０００５】図１は湿式エッチを利用して制作するＳＢ
Ｒ(Selectively Buried Ridge)ウェーブガイド(wavegui
de)のレーザダイオードとして幅広く用いられるインデ
クスガイド(index guided)のＡｌＧａＩｎＰレーザ構造
である。
Ｒ(Selectively Buried Ridge)ウェーブガイド(wavegui
de)のレーザダイオードとして幅広く用いられるインデ
クスガイド(index guided)のＡｌＧａＩｎＰレーザ構造
である。
【０００６】ここで、均一な厚さ（ｔ）を維持するため
に、図２に示すように数十Åのエッチストップ層(etch
stop layer)を有する構造に発展してきた。
に、図２に示すように数十Åのエッチストップ層(etch
stop layer)を有する構造に発展してきた。
【０００７】厚さ（ｔ）はレーザのモード特性、光特
性、そして電流特性に重要な影響を及ぼす要素であり、
一定に維持すべきである。
性、そして電流特性に重要な影響を及ぼす要素であり、
一定に維持すべきである。
【０００８】図２に示すＳＢＲ構造は、制作上単純であ
るという利点がある。しかしながら、基本的に制作時に
構造的な問題点を持っている。すなわち、絶縁膜をマス
クとして用いて湿式エッチを経てリッジ(ridge)を形成
するため、図２に示すように、上部リッジ幅(top ridge
width)ＷTと下部リッジ幅(bottom ridge width)ＷBと
の間に大きな違いができ、基板特性に起因して角度
（ａ）、（ｂ）のように非対称的な模様になる。
るという利点がある。しかしながら、基本的に制作時に
構造的な問題点を持っている。すなわち、絶縁膜をマス
クとして用いて湿式エッチを経てリッジ(ridge)を形成
するため、図２に示すように、上部リッジ幅(top ridge
width)ＷTと下部リッジ幅(bottom ridge width)ＷBと
の間に大きな違いができ、基板特性に起因して角度
（ａ）、（ｂ）のように非対称的な模様になる。
【０００９】ここで、ＷTの大きさは電流特性中の発振
開始電流（Ｉｔｈ）と連関性を有し、ＷBの大きさは光
特性中の水平放射角(parallel far-field angle)特性と
密接な連関性を有する。
開始電流（Ｉｔｈ）と連関性を有し、ＷBの大きさは光
特性中の水平放射角(parallel far-field angle)特性と
密接な連関性を有する。
【００１０】ＳＢＲ構造では絶縁膜の大きさを持ってＷ
T、ＷBの大きさを調節するが、ＷTとＷBとの間には発振
開始電流と水平放射角間のトレードオフ(trade off)が
発生するようになるから、２つの特性を同時に向上させ
るリッジ構造を作る必要性がある。
T、ＷBの大きさを調節するが、ＷTとＷBとの間には発振
開始電流と水平放射角間のトレードオフ(trade off)が
発生するようになるから、２つの特性を同時に向上させ
るリッジ構造を作る必要性がある。
【００１１】すなわち、水平放射角を増加させるために
はＷBを小さくすべきであるが、これはＷTも更に減少さ
せるようになる。結局、ＷTが所定の大きさ以下に小さ
くなると、発振開始電流が急激に増加し、このためＷB
の大きさに限界が発生するようになる。逆に、発振開始
電流を減少させるためにはＷTを大きくすべきである。
しかし、これはＷBの大きさを増加させる結果をもたら
して水平放射角を減少させることになる。
はＷBを小さくすべきであるが、これはＷTも更に減少さ
せるようになる。結局、ＷTが所定の大きさ以下に小さ
くなると、発振開始電流が急激に増加し、このためＷB
の大きさに限界が発生するようになる。逆に、発振開始
電流を減少させるためにはＷTを大きくすべきである。
しかし、これはＷBの大きさを増加させる結果をもたら
して水平放射角を減少させることになる。
【００１２】かかる問題点を改善するために、図３に示
すように、反応性イオンエッチを用いて垂直なリッジ構
造を作る研究がたくさんなされている。
すように、反応性イオンエッチを用いて垂直なリッジ構
造を作る研究がたくさんなされている。
【００１３】反応性イオンエッチは非等方性エッチであ
り、ミスオリエントされたウェハ（misoriented wafer)
に成長されたエピ構造でも対称的且つ垂直的なリッジ構
造を容易に具現することができ、エッチの深さの調節が
湿式エッチに比べて容易であってデバイス制作にいろい
ろの利点があるからである。
り、ミスオリエントされたウェハ（misoriented wafer)
に成長されたエピ構造でも対称的且つ垂直的なリッジ構
造を容易に具現することができ、エッチの深さの調節が
湿式エッチに比べて容易であってデバイス制作にいろい
ろの利点があるからである。
【００１４】図３に示すようなＷTとＷBとの違いは、図
２に示すような湿式エッチを用いたリッジ構造に比べて
遥かに小さいので、前述した特性を満たすことができ
る。
２に示すような湿式エッチを用いたリッジ構造に比べて
遥かに小さいので、前述した特性を満たすことができ
る。
【００１５】しかしながら、反応性イオンエッチを用い
た方法では、上記厚さ（ｔ）を維持するに図２のように
エッチストップ層を使用することができないため、反応
性イオンエッチの均一度及びエッチの厚さの調整能力に
依存する。この点が、図２と比較して問題点として指摘
されている。
た方法では、上記厚さ（ｔ）を維持するに図２のように
エッチストップ層を使用することができないため、反応
性イオンエッチの均一度及びエッチの厚さの調整能力に
依存する。この点が、図２と比較して問題点として指摘
されている。
【００１６】又、反応性イオンエッチにより表面にダメ
ージ(damage)を被るため、ｎ−ＧａＡｓ電流遮断層を成
長させるのに問題が発生する可能性がある。
ージ(damage)を被るため、ｎ−ＧａＡｓ電流遮断層を成
長させるのに問題が発生する可能性がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術によるレー
ザダイオードにおいては以下のような問題点があった。
ザダイオードにおいては以下のような問題点があった。
【００１８】湿式エッチを用いて制作するレーザダイオ
ードは、リッジの模様が非対称的となり、水平放射角の
大きさを減少させ、モードの安定性を低下させる。
ードは、リッジの模様が非対称的となり、水平放射角の
大きさを減少させ、モードの安定性を低下させる。
【００１９】反応性イオンエッチを用いて制作するレー
ザダイオードは、エッチの均一度及びエッチの厚さの調
整が難しい。
ザダイオードは、エッチの均一度及びエッチの厚さの調
整が難しい。
【００２０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、湿式エッ
チを用いたリッジ構造、反応性イオンエッチを用いたリ
ッジ構造での短所を改善して光特性及び電流特性を向上
させるレーザダイオード及びその製造方法を提供するこ
とにある。
されたものであり、その目的とするところは、湿式エッ
チを用いたリッジ構造、反応性イオンエッチを用いたリ
ッジ構造での短所を改善して光特性及び電流特性を向上
させるレーザダイオード及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明によるレーザダイ
オードは、第１導電型の基板上に順次に形成される第１
導電型のクラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッ
ド層、エッチストップ層と、前記エッチストップ層上の
所定領域に一定の幅に側面が垂直な形態に形成される第
２導電型の第２クラッド層と、第２導電型の第２クラッ
ド層上に第２導電型の第２クラッド層と同じ幅に形成さ
れる第２導電型のＩｎＧａＰ層と、第２導電型の第２ク
ラッド層の両側面に形成される電流遮断層と、前記電流
遮断層及び第２導電型のＩｎＧａＰ層上に形成される電
流導通層と、前記基板の下部及び電流導通層の上部に形
成される電極とを有し、このことにより、上記の目的を
達成する。
オードは、第１導電型の基板上に順次に形成される第１
導電型のクラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッ
ド層、エッチストップ層と、前記エッチストップ層上の
所定領域に一定の幅に側面が垂直な形態に形成される第
２導電型の第２クラッド層と、第２導電型の第２クラッ
ド層上に第２導電型の第２クラッド層と同じ幅に形成さ
れる第２導電型のＩｎＧａＰ層と、第２導電型の第２ク
ラッド層の両側面に形成される電流遮断層と、前記電流
遮断層及び第２導電型のＩｎＧａＰ層上に形成される電
流導通層と、前記基板の下部及び電流導通層の上部に形
成される電極とを有し、このことにより、上記の目的を
達成する。
【００２２】本発明によるレーザダイオードの製造方法
は、第１導電型の基板上に第１導電型のクラッド層、活
性層、第２導電型の第１クラッド層、エッチストップ
層、第２導電型の第２クラッド層、第２導電型のＩｎＧ
ａＰ層、第２導電型のＧａＡｓ層を順次形成するステッ
プと、前記第２導電型のＧａＡｓ層上に絶縁膜を形成
し、パターニングして所定領域の第２導電型のＧａＡｓ
層を露出させるステップと、パターニングされた絶縁膜
をマスクとして用いて反応性イオンエッチして、露出さ
れた第２導電型のＧａＡｓ層、第２導電型のＩｎＧａＰ
層、第２導電型の第２クラッド層を所定の深さに除去し
て第２導電型の第２クラッド層の一部分を残すステップ
と、絶縁膜を含んだ全面にフォトレジストを形成し、パ
ターニングして残っている第２導電型の第２クラッド層
を露出させるステップと、フォトレジストをマスクとし
て用いて湿式エッチして、露出された第２導電型の第２
クラッド層を除去してエッチストップ層を露出させた
後、残っているフォトレジスト及び絶縁膜を除去するス
テップと、露出されたエッチストップ層上に電流遮断層
を形成し、電流遮断層を含んだ全面に電流導通層を形成
するステップと、電流導通層の上部及び基板の下部にそ
れぞれ電極を形成するステップとを包含し、このことに
より、上記の目的を達成する。
は、第１導電型の基板上に第１導電型のクラッド層、活
性層、第２導電型の第１クラッド層、エッチストップ
層、第２導電型の第２クラッド層、第２導電型のＩｎＧ
ａＰ層、第２導電型のＧａＡｓ層を順次形成するステッ
プと、前記第２導電型のＧａＡｓ層上に絶縁膜を形成
し、パターニングして所定領域の第２導電型のＧａＡｓ
層を露出させるステップと、パターニングされた絶縁膜
をマスクとして用いて反応性イオンエッチして、露出さ
れた第２導電型のＧａＡｓ層、第２導電型のＩｎＧａＰ
層、第２導電型の第２クラッド層を所定の深さに除去し
て第２導電型の第２クラッド層の一部分を残すステップ
と、絶縁膜を含んだ全面にフォトレジストを形成し、パ
ターニングして残っている第２導電型の第２クラッド層
を露出させるステップと、フォトレジストをマスクとし
て用いて湿式エッチして、露出された第２導電型の第２
クラッド層を除去してエッチストップ層を露出させた
後、残っているフォトレジスト及び絶縁膜を除去するス
テップと、露出されたエッチストップ層上に電流遮断層
を形成し、電流遮断層を含んだ全面に電流導通層を形成
するステップと、電流導通層の上部及び基板の下部にそ
れぞれ電極を形成するステップとを包含し、このことに
より、上記の目的を達成する。
【００２３】前記絶縁膜はＳｉＯ2又はＳｉＮｘであっ
てもよい。
てもよい。
【００２４】前記反応性イオンエッチ時において残留さ
せる第２導電型の第２クラッド層の厚さは１０００〜２
０００Åであってもよい。
せる第２導電型の第２クラッド層の厚さは１０００〜２
０００Åであってもよい。
【００２５】また、本発明によるレーザダイオードの製
造方法は、第１導電型の基板上に第１導電型のクラッド
層、活性層、第２導電型の第１クラッド層、エッチスト
ップ層、第２導電型の第２クラッド層、第２導電型のＩ
ｎＧａＰ層、第２導電型のＧａＡｓ層を順次形成するス
テップと、前記第２導電型のＧａＡｓ層上に第１絶縁膜
を形成し、パターニングして所定領域の第２導電型のＧ
ａＡｓ層を露出させるステップと、パターニングされた
第１絶縁膜をマスクとして用いて反応性イオンエッチし
て、露出された第２導電型のＧａＡｓ層、第２導電型の
ＩｎＧａＰ層、第２導電型の第２クラッド層を所定の深
さに除去して第２導電型の第２クラッド層の一部分を残
すステップと、第１絶縁膜を含んだ全面に第２絶縁膜及
びフォトレジストを形成し、フォトレジストをパターニ
ングして、残っている第２導電型の第２クラッド層の上
部の第２絶縁膜を露出させるステップと、フォトレジス
トをマスクとして用いて湿式エッチして、露出された第
２絶縁膜及び第２導電型の第２クラッド層を除去してエ
ッチストップ層を露出させた後、残っているフォトレジ
スト及び第１、第２絶縁膜を除去するステップと、露出
されたエッチストップ層上に電流遮断層を形成し、電流
遮断層を含んだ全面に電流導通層を形成するステップ
と、電流導通層の上部及び基板の下部にそれぞれ電極を
形成するステップを包含し、このことにより、上記の目
的を達成する。
造方法は、第１導電型の基板上に第１導電型のクラッド
層、活性層、第２導電型の第１クラッド層、エッチスト
ップ層、第２導電型の第２クラッド層、第２導電型のＩ
ｎＧａＰ層、第２導電型のＧａＡｓ層を順次形成するス
テップと、前記第２導電型のＧａＡｓ層上に第１絶縁膜
を形成し、パターニングして所定領域の第２導電型のＧ
ａＡｓ層を露出させるステップと、パターニングされた
第１絶縁膜をマスクとして用いて反応性イオンエッチし
て、露出された第２導電型のＧａＡｓ層、第２導電型の
ＩｎＧａＰ層、第２導電型の第２クラッド層を所定の深
さに除去して第２導電型の第２クラッド層の一部分を残
すステップと、第１絶縁膜を含んだ全面に第２絶縁膜及
びフォトレジストを形成し、フォトレジストをパターニ
ングして、残っている第２導電型の第２クラッド層の上
部の第２絶縁膜を露出させるステップと、フォトレジス
トをマスクとして用いて湿式エッチして、露出された第
２絶縁膜及び第２導電型の第２クラッド層を除去してエ
ッチストップ層を露出させた後、残っているフォトレジ
スト及び第１、第２絶縁膜を除去するステップと、露出
されたエッチストップ層上に電流遮断層を形成し、電流
遮断層を含んだ全面に電流導通層を形成するステップ
と、電流導通層の上部及び基板の下部にそれぞれ電極を
形成するステップを包含し、このことにより、上記の目
的を達成する。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、上記特徴を有する本発明に
よるレーザダイオード及びその製造方法を添付図面を参
照して実施形態別に説明する。
よるレーザダイオード及びその製造方法を添付図面を参
照して実施形態別に説明する。
【００２７】＜第１実施形態＞図４ａ〜図４ｉは本発明
の第１実施形態によるレーザダイオードの製造工程を示
す工程断面図である。
の第１実施形態によるレーザダイオードの製造工程を示
す工程断面図である。
【００２８】図４ａに示すように、ｎ型のＧａＡｓ基板
１１上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層１２、ｎ型のＡｌ
ＧａＩｎＰクラッド層１３、活性層１４、ｐ型の１次Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１５、ｐ型のＩｎＧａＰエッチ
ストップ層１６、ｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１７、ｐ型のＩｎＧａＰ層１８、ｐ型のＧａＡｓ層１９
を順次に成長させる。
１１上に、ｎ型のＧａＡｓバッファ層１２、ｎ型のＡｌ
ＧａＩｎＰクラッド層１３、活性層１４、ｐ型の１次Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層１５、ｐ型のＩｎＧａＰエッチ
ストップ層１６、ｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１７、ｐ型のＩｎＧａＰ層１８、ｐ型のＧａＡｓ層１９
を順次に成長させる。
【００２９】次いで、図４ｂに示すように、ストライプ
形のリッジ(stripe type ridge)、テーパ形のリッジ(ta
pered type ridge)等のように所望のリッジ(ridge)構造
を制作するために、ｐ型のＧａＡｓ層１９上に第１絶縁
膜２０を形成し、パターニングして所定領域のｐ型のＧ
ａＡｓ層１９を露出させる。ここで、第１絶縁膜２０は
ＳｉＯ2又はＳｉＮｘから形成する。
形のリッジ(stripe type ridge)、テーパ形のリッジ(ta
pered type ridge)等のように所望のリッジ(ridge)構造
を制作するために、ｐ型のＧａＡｓ層１９上に第１絶縁
膜２０を形成し、パターニングして所定領域のｐ型のＧ
ａＡｓ層１９を露出させる。ここで、第１絶縁膜２０は
ＳｉＯ2又はＳｉＮｘから形成する。
【００３０】図４ｃに示すように、パターニングされた
第１絶縁膜２０をマスクとして用いて反応性イオンエッ
チして、露出されたｐ型のＧａＡｓ層１９、ｐ型のＩｎ
ＧａＰ層１８、ｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１
７の一部分を除去する。ここで、ｐ型のＩｎＧａＰエッ
チストップ層１６上にあるｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層１７の残余厚さ（ｔ）が約１０００〜２０００
Åになるように適切に調節する。これは、反応性イオン
エッチに起因する表面のダメージ(damage)の除去、及び
後工程の湿式エッチ工程に関連がある。
第１絶縁膜２０をマスクとして用いて反応性イオンエッ
チして、露出されたｐ型のＧａＡｓ層１９、ｐ型のＩｎ
ＧａＰ層１８、ｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１
７の一部分を除去する。ここで、ｐ型のＩｎＧａＰエッ
チストップ層１６上にあるｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰク
ラッド層１７の残余厚さ（ｔ）が約１０００〜２０００
Åになるように適切に調節する。これは、反応性イオン
エッチに起因する表面のダメージ(damage)の除去、及び
後工程の湿式エッチ工程に関連がある。
【００３１】図４ｄに示すように、ｐ型の２次ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１７を含んだ全面に第１フォトレジス
ト２１を形成する。
ＩｎＰクラッド層１７を含んだ全面に第１フォトレジス
ト２１を形成する。
【００３２】図４ｅに示すように、第１フォトレジスト
２１をパターニングすることにより、厚さのｔだけ残っ
ているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７を露出
させる。
２１をパターニングすることにより、厚さのｔだけ残っ
ているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７を露出
させる。
【００３３】図４ｆに示すように、第１フォトレジスト
２１をマスクとして用いて湿式エッチして、厚さのｔだ
け残っているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７
を除去し、残っている第１フォトレジスト２１及び第１
絶縁膜２０を除去する。エッチ工程を終えると、全体的
なリッジの模様は垂直に近い構造を維持するようにな
る。この部分は本発明で最も重要な工程であり、更に詳
細な説明は後述する。次いで、図４ｇに示すように、リ
ッジを含んだ全面にｎ型のＧａＡｓ電流遮断層２２を形
成し、ｎ型のＧａＡｓ電流遮断層２２上に第２フォトレ
ジスト２３を形成する。そして、第２フォトレジスト２
３をパターニングすることにより、リッジ上側のｎ型の
ＧａＡｓ電流遮断層２２を露出させる。
２１をマスクとして用いて湿式エッチして、厚さのｔだ
け残っているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７
を除去し、残っている第１フォトレジスト２１及び第１
絶縁膜２０を除去する。エッチ工程を終えると、全体的
なリッジの模様は垂直に近い構造を維持するようにな
る。この部分は本発明で最も重要な工程であり、更に詳
細な説明は後述する。次いで、図４ｇに示すように、リ
ッジを含んだ全面にｎ型のＧａＡｓ電流遮断層２２を形
成し、ｎ型のＧａＡｓ電流遮断層２２上に第２フォトレ
ジスト２３を形成する。そして、第２フォトレジスト２
３をパターニングすることにより、リッジ上側のｎ型の
ＧａＡｓ電流遮断層２２を露出させる。
【００３４】図４ｈに示すように、前記露出されたｎ型
のＧａＡｓ電流遮断層２２を湿式エッチしてｐ型のＧａ
Ａｓ層１９を露出させたのち、残っている第２フォトレ
ジスト２３を除去する。
のＧａＡｓ電流遮断層２２を湿式エッチしてｐ型のＧａ
Ａｓ層１９を露出させたのち、残っている第２フォトレ
ジスト２３を除去する。
【００３５】次いで、図４ｉに示すように、ｎ型のＧａ
Ａｓ電流遮断層２２を含んだ全面にｐ型のＧａＡｓ電流
導通層２４を形成する。そして、ｐ型のＧａＡｓ電流導
通層２４上にｐ型の電極２５を形成し、ｎ型のＧａＡｓ
基板１１の下部にはｎ型の電極２６を形成して、レーザ
ダイオードを制作する。
Ａｓ電流遮断層２２を含んだ全面にｐ型のＧａＡｓ電流
導通層２４を形成する。そして、ｐ型のＧａＡｓ電流導
通層２４上にｐ型の電極２５を形成し、ｎ型のＧａＡｓ
基板１１の下部にはｎ型の電極２６を形成して、レーザ
ダイオードを制作する。
【００３６】＜第２実施形態＞図５ａ〜図５ｉは本発明
の第２実施形態によるレーザダイオード製造工程を示す
工程断面図である。ここで、図５ａ〜図５ｃは第１実施
形態の図４ａ〜図４ｃの製造工程と同様なので、その説
明は省略する。
の第２実施形態によるレーザダイオード製造工程を示す
工程断面図である。ここで、図５ａ〜図５ｃは第１実施
形態の図４ａ〜図４ｃの製造工程と同様なので、その説
明は省略する。
【００３７】図５ｄに示すように、ｐ型の２次ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１７を含んだ全面に第２絶縁膜２７及
び第１フォトレジスト２１を順次形成する。
ＩｎＰクラッド層１７を含んだ全面に第２絶縁膜２７及
び第１フォトレジスト２１を順次形成する。
【００３８】ここで、第１実施形態とは異なるように第
２絶縁膜２７を形成する理由は以下の通りである。つま
り、厚さのｔだけ残っているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１７を除去するエッチ溶液が主としてＨ2Ｓ
Ｏ4系なので、第１フォトレジスト２１マスクが影響を
受けることがある。このため、これを改善するために第
２絶縁膜を形成する。
２絶縁膜２７を形成する理由は以下の通りである。つま
り、厚さのｔだけ残っているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層１７を除去するエッチ溶液が主としてＨ2Ｓ
Ｏ4系なので、第１フォトレジスト２１マスクが影響を
受けることがある。このため、これを改善するために第
２絶縁膜を形成する。
【００３９】次いで、図５ｅに示すように、第１フォト
レジスト２１をパターニングして厚さのｔだけ残ってい
るｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７の上部にあ
る第２絶縁膜２７を露出させ、第１フォトレジスト２１
をマスクとして用いて露出された第２絶縁膜２７を除去
して次工程の湿式エッチのための絶縁膜マスクを制作す
る。
レジスト２１をパターニングして厚さのｔだけ残ってい
るｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７の上部にあ
る第２絶縁膜２７を露出させ、第１フォトレジスト２１
をマスクとして用いて露出された第２絶縁膜２７を除去
して次工程の湿式エッチのための絶縁膜マスクを制作す
る。
【００４０】図５ｆに示すように、第２絶縁膜２７をマ
スクとして用いて湿式エッチして、厚さのｔだけ残って
いるｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７を除去
し、残っている第１フォトレジスト２１及び第１、第２
絶縁膜２０、２７を除去する。こうすると、全体的なリ
ッジの模様は垂直に近い構造を維持するようになる。こ
の部分は本発明の第１実施形態と同様に最も重要な工程
なので、更に詳細な説明は後述する。
スクとして用いて湿式エッチして、厚さのｔだけ残って
いるｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１７を除去
し、残っている第１フォトレジスト２１及び第１、第２
絶縁膜２０、２７を除去する。こうすると、全体的なリ
ッジの模様は垂直に近い構造を維持するようになる。こ
の部分は本発明の第１実施形態と同様に最も重要な工程
なので、更に詳細な説明は後述する。
【００４１】図５ｇから図５ｉは第１実施形態の図４ｇ
から図４ｉの製造工程と同様なので、その説明は省略す
る。
から図４ｉの製造工程と同様なので、その説明は省略す
る。
【００４２】このように、垂直形態のリッジ構造を有す
るレーザダイオードの制作時において最も重要な工程
は、第１実施形態の図４ｅ及び第２実施形態の図５ｅに
示すように、厚さのｔだけ残っているｐ型の２次ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層を湿式エッチする工程である。
るレーザダイオードの制作時において最も重要な工程
は、第１実施形態の図４ｅ及び第２実施形態の図５ｅに
示すように、厚さのｔだけ残っているｐ型の２次ＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層を湿式エッチする工程である。
【００４３】図６を見ると、本発明の第１実施形態の図
４ｅ過程及び第２実施形態の図５ｅ過程がどうして重要
なのかが判る。
４ｅ過程及び第２実施形態の図５ｅ過程がどうして重要
なのかが判る。
【００４４】図６は反応性エッチ後に湿式エッチした最
終のリッジの模様を示す写真である。
終のリッジの模様を示す写真である。
【００４５】図６に示すように、本発明の第１実施形態
の図４ｅ過程及び第２実施形態の図５ｅ過程を経ずに反
応性エッチ後に真っ直ぐに湿式エッチを行うと、基板特
性によってａ面の勾配はｂ面の勾配に比べて垂直に近い
が、ｂ面は依然として勾配が緩慢である。
の図４ｅ過程及び第２実施形態の図５ｅ過程を経ずに反
応性エッチ後に真っ直ぐに湿式エッチを行うと、基板特
性によってａ面の勾配はｂ面の勾配に比べて垂直に近い
が、ｂ面は依然として勾配が緩慢である。
【００４６】このように、図６のように、厚さのｔだけ
残っているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を湿式
エッチする間、ｂ面は基板特性及び物質特性によって勾
配が垂直である構造を有することができない。このた
め、これを改善するために、本発明では第１実施形態の
図４ｅ過程及び第２実施形態の第４ｅ過程を導入するよ
うになった。
残っているｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層を湿式
エッチする間、ｂ面は基板特性及び物質特性によって勾
配が垂直である構造を有することができない。このた
め、これを改善するために、本発明では第１実施形態の
図４ｅ過程及び第２実施形態の第４ｅ過程を導入するよ
うになった。
【００４７】図７は本発明の第１実施形態の図４ｅを詳
細に示す図である。
細に示す図である。
【００４８】図７に示すように、リッジの最終的な模様
は、実際に完全に垂直なものでなく、リッジ下側の左右
側が若干傾いている。その理由は、フォトレジストのパ
ターニング時にエッチ溶液に多少の影響を受けるからで
あるが、従来のリッジ構造に比べて大きく改善されたこ
とが分かる。
は、実際に完全に垂直なものでなく、リッジ下側の左右
側が若干傾いている。その理由は、フォトレジストのパ
ターニング時にエッチ溶液に多少の影響を受けるからで
あるが、従来のリッジ構造に比べて大きく改善されたこ
とが分かる。
【００４９】又、上記説明したように、フォトレジスト
をリッジの中央に正確に整列する必要がないため、工程
が易しくなるという長所がある。この理由は、図６のよ
うに、リッジのａ面に対してはフォトレジストマスクを
強いる必要がないからである。
をリッジの中央に正確に整列する必要がないため、工程
が易しくなるという長所がある。この理由は、図６のよ
うに、リッジのａ面に対してはフォトレジストマスクを
強いる必要がないからである。
【００５０】一方、図８は本発明の第２実施形態の図５
ｅを詳細に示す図である。
ｅを詳細に示す図である。
【００５１】フォトレジストをパターニングした後、第
２絶縁膜マスクを作るために第２絶縁膜をエッチする
際、そのエッチを適切に調節すると、ｂ面側にある第２
絶縁膜の整列位置を調節することができ、下部リッジ幅
ＷBを最小限に減少させることができる。
２絶縁膜マスクを作るために第２絶縁膜をエッチする
際、そのエッチを適切に調節すると、ｂ面側にある第２
絶縁膜の整列位置を調節することができ、下部リッジ幅
ＷBを最小限に減少させることができる。
【００５２】第２実施形態の図５ｅ過程は、第１実施形
態の図４ｅ過程に比べて第２絶縁膜蒸着工程を更に追加
させるという短所があるが、下部リッジ幅を最大限に減
少させることができて工程上の効率性が一層高い。
態の図４ｅ過程に比べて第２絶縁膜蒸着工程を更に追加
させるという短所があるが、下部リッジ幅を最大限に減
少させることができて工程上の効率性が一層高い。
【００５３】図９は本発明によるレーザダイオードのリ
ッジ構造を示す写真である。
ッジ構造を示す写真である。
【００５４】図９に示すように、ｂ面が図６のｂ面と大
きな違いを示している。
きな違いを示している。
【００５５】すなわち、本発明の製造工程により制作さ
れたレーザダイオードは、最も好適なリッジ構造を具現
することができ、リッジの上部幅と下部幅との違いに起
因する光特性及び電流特性を大幅に改善することができ
る。
れたレーザダイオードは、最も好適なリッジ構造を具現
することができ、リッジの上部幅と下部幅との違いに起
因する光特性及び電流特性を大幅に改善することができ
る。
【００５６】
【発明の効果】本発明によるレーザダイオード及びその
製造方法においては以下のような効果がある。
製造方法においては以下のような効果がある。
【００５７】本発明は、反応性イオンエッチ及び湿式エ
ッチを用いてリッジ構造を最適化させることにより、従
来のように湿式エッチのみの工程、反応性イオンエッチ
のみの工程での各々の問題点を解決することができる。
ッチを用いてリッジ構造を最適化させることにより、従
来のように湿式エッチのみの工程、反応性イオンエッチ
のみの工程での各々の問題点を解決することができる。
【００５８】すなわち、リッジの上部幅と下部幅との違
いに起因する光特性及び電流特性を改善させることがで
きるので、低い発振開始電流及び高い水平放射角を確保
することができ、これを用いたシステムをより効率的に
使用することができる。
いに起因する光特性及び電流特性を改善させることがで
きるので、低い発振開始電流及び高い水平放射角を確保
することができ、これを用いたシステムをより効率的に
使用することができる。
【００５９】又、湿式エッチのみを用いた工程よりは均
一性及び再現性に優れるので、量産性及び収率の向上を
図ることができる。
一性及び再現性に優れるので、量産性及び収率の向上を
図ることができる。
【図１】従来の技術によるレーザダイオードを示す構造
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の技術によるレーザダイオードを示す構造
断面図である。
断面図である。
【図３】従来の技術によるレーザダイオードを示す構造
断面図である。
断面図である。
【図４ａ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｂ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｃ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｄ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｅ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｆ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｇ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｈ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図４ｉ】本発明の第１実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ａ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｂ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｃ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｄ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｅ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｆ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｇ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｈ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図５ｉ】本発明の第２実施形態によるレーザダイオー
ドの製造工程を示す工程断面図である。
ドの製造工程を示す工程断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の図４ｅを詳細に示す図
である。
である。
【図７】反応性イオンエッチ後に湿式エッチした最終の
リッジの模様を示す写真である。
リッジの模様を示す写真である。
【図８】本発明の第２実施形態の図５ｅを詳細に示す図
である。
である。
【図９】本発明によるレーザダイオードのリッジ構造を
示す写真である。
示す写真である。
１１ ｎ型のＧａＡｓ基板 １２ ｎ型のＧａＡｓバッファ層 １３ ｎ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １４ 活性層 １５ ｐ型の１次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １６ ｐ型のＩｎＧａＰエッチストップ層 １７ ｐ型の２次ＡｌＧａＩｎＰクラッド層 １８ ｐ型のＩｎＧａＰ層 １９ ｐ型のＧａＡｓ層 ２０ 第１絶縁膜 ２１ 第１フォトレジスト ２２ ｎ型のＧａＡｓ電流遮断層 ２３ 第２フォトレジスト ２４ ｐ型のＧａＡｓ電流導通層 ２５ ｐ型の電極 ２６ ｎ型の電極 ２７ 第２絶縁膜
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−112590（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−86698（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−173278（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−37393（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (3)
- 【請求項１】 第１導電型の基板上に、第１導電型のク
ラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッド層、エッ
チストップ層、第２導電型の第２クラッド層、第２導電
型のＩｎＧａＰ層、第２導電型のＧａＡｓ層を順次形成
するステップと、 前記第２導電型のＧａＡｓ層上に第１絶縁膜を形成し、
パターニングして所定領域の第２導電型のＧａＡｓ層を
露出させるステップと、 前記パターニングされた第１絶縁膜をマスクとして用い
て反応性イオンエッチして、前記露出された第２導電型
のＧａＡｓ層、第２導電型のＩｎＧａＰ層、第２導電型
の第２クラッド層を所定の深さに除去して第２導電型の
第２クラッド層の一部分を残すステップと、 前記第１絶縁膜を含んだ全面に第２絶縁膜及びフォトレ
ジストを順次形成し、前記フォトレジストをパターニン
グして前記残っている第２導電型の第２クラッド層の上
部の第２絶縁膜を露出させるステップと、 前記フォトレジストをマスクとして用いて湿式エッチし
て、前記露出された第２絶縁膜及び第２導電型の第２ク
ラッド層を除去してエッチストップ層を露出させた後、
残っているフォトレジスト及び第１、第２絶縁膜を除去
するステップと、 前記露出されたエッチストップ層上に電流遮断層を形成
し、電流遮断層を含んだ全面に電流導通層を形成するス
テップと、 前記電流導通層の上部及び基板の下部にそれぞれ電極を
形成するステップとを備えることを特徴とするレーザダ
イオードの製造方法。 - 【請求項２】 前記絶縁膜はＳｉＯ2又はＳｉＮｘであ
ることを特徴とする請求項１記載のレーザダイオードの
製造方法。 - 【請求項３】 前記反応性イオンエッチ時において残留
させる第２導電型の第２クラッド層の厚さは１０００〜
２０００Åであることを特徴とする請求項１記載のレー
ザダイオードの製造方法。
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|---|---|---|---|
| KR1019970039729A KR100239473B1 (ko) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | 레이저 다이오드 및 그 제조방법 |
| KR1997-39729 | 1997-08-20 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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