JP2963916B2 - 面発光型半導体レーザ装置の製造方法 - Google Patents

面発光型半導体レーザ装置の製造方法

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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装
置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
一般に埋込み構造を有する面発光型半導体レーザ装置
の製造過程においては、GaAs基板表面に活性層,クラッ
ド層,キャップ層等を夫々所定の順序で結晶成長させた
後、キャップ層表面に二酸化ケイ素(SiO2)、或いはシ
リコンナイトライド(Si3N4)製の酸化層からなるマス
ク層を積層形成し、このマスク層表面にレジスト層を形
成してマスク層のパターニングを施した後、このレジス
ト層をマスクとして被埋込み部周囲のエッチングを行っ
て埋込み部を形成し、次にレジスト層を除去し、二酸化
ケイ素等の酸化膜のマスク層を残した状態で被埋込み部
の周囲に電流阻止機能を備えた複数のブロック層からな
る埋込み部を形成する、所謂埋込み過程を備えている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、上述した如き従来方法にあってはマスク層
材料として酸化膜を用いているため、活性層,クラッド
層,キャップ層等を結晶成長装置内で連続的に形成した
後、基板を結晶装置から外部に取り出し、別にマスク層
を形成するための蒸着工程が必要となること、また被埋
込み部を形成するためのエッチング過程において、被埋
込み部を形成する活性層,クラッド層,キャップ層等の
材料であるGaAs,GaAlAs用のエッチヤントでは二酸化ケ
イ素等の酸化膜が殆どエッチングされないためレジスト
層,マスク層が当初のパターニングの状態のまま残り、
マスク層下のクラッド層,活性層,キャップ層のみがエ
ッチングされることとなり、エッチング終了時にはマス
ク層下部がサイドエッチングされ、マスク層に対してそ
の下側が内側に凹む、所謂アンダーカットが形成され、
エッチング過程後の洗浄時等にマスク層が剥離する虞れ
がある外、被埋込み部を構成するクラッド層,活性層,
キャップ層等が均一性を欠き、十分な再現性を確保出来
ない等の問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、そ
の目的とするところは、被埋込み部形成のためのエッチ
ング過程におけるアンダーカットを防止し、均一性,再
現性に優れ、しかも工数の大幅な省略を図れるようにし
た面発光型半導体レーザ装置の製造方法を提供するにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る面発光型半導体レーザ装置の製造方法
は、基板上に第1導電型のクラッド層、活性層、第2導
電型のクラッド層を順に形成してダブルへテロ構造の半
導体層を構成した後、該ダブルへテロ構造の半導体層上
に、後に形成する埋込み部の成長を阻止するためのGaAl
As製のマスク層を形成する工程と、次いで、前記マスク
層の表面にレジスト層をパターニング形成した後、前記
マスク層と、前記ダブルへテロ構造の半導体層を構成す
る第2導電型のクラッド層及び活性層とを、エッチング
量に差がなく同大になるように、該活性層の途中までエ
ッチングし、残存するマスク層及び半導体層からなる被
埋込み部を成形する工程と、次いで、前記レジスト層を
除去した後、前記被埋込み部の周囲に残存する活性層を
メルトバックにより除去し、前記被埋込み部上を除いて
その周囲に露出した前記第1導電型のクラッド層上に、
第2導電型の第1ブロック層、第1導電型の第2ブロッ
ク層及び第2導電型の第3ブロック層をこの順序でエピ
タキシャル成長させ、前記第2ブロック層が完全に前記
第3ブロック層に覆われている埋込み部を形成する工程
とを有することを特徴とする。
〔作用〕
本発明はこれによって、マスク層を、被埋込み部を形
成するための結晶成長装置を用いて活性層,第1、第2
導電型のクラッド層等と共に連続的に形成することが可
能となることは勿論、被埋込み部を形成する際のエッチ
ングによってアンダーカットされることなく、同時的に
パターニング出来、レジスト層の除去によって直ちにマ
スク層として機能せしめ得、しかも被埋込み部形成の際
のエッチングにおいてアンダーカットが生じない。
〔実施例〕
以下本発明を図面に基づき具体的に説明する。第1図
(イ),(ロ),(ハ)は本発明方法の主要工程を示す
工程図であり、図中1は伝導型がn型のGaAs製の基板を
示している。
このGaAs製の基板1上に、結晶成長装置を用いて、例
えば液相結晶成長法(LPE法)、或いは有機金属気相成
長法(OMVPE法)等により伝導型がn型のクラッド層2,
伝導型がp型の活性層3,伝導がp型のクラッド層4,伝導
型がp型のキャップ層5をこの順序に形成してダブルへ
テロ構造を構成し、続いてGaAlAs製のマスク層6を積層
形成した後、基板1を結晶装置外に取り出し、第1図
(イ)に示す如くフォトリソグラフィー手法でレジスト
層(図示せず)をパターニング形成し、硫酸系エッチヤ
ントで活性層3の厚さの略1/2に達する深さに迄エッチ
ングを行い、第1図(ロ)に示す如く被埋込み部Aを形
成する。
このエッチング過程ではレジスト層はエッチングされ
ないが、その下方のマスク層6とキャップ層5,クラッド
層4、活性層3との間にはエッチング量に差がないため
これらはいずれも略同大に、換言すればマスク層6に対
してキャップ層,クラッド層,活性層3はアンダーカッ
トされることなくエッチングされることとなる。レジス
ト層を除去し、洗浄することによってマスク層6を構成
するGaAlAs膜はその表面が酸化された状態となる。
マスク層6を構成するGaAlAs膜はGa0.55Al0.45Asによ
って厚さ0.25μm程度に形成される。
なお、マスク層を構成するGaAlAs膜中のAlAsの組成は
未飽和メルトのAl溶解度に応じてAlAs組成をコントロー
ルすることにより広範囲に設定することが可能であり、
AlAs組成を多くすることにより酸化度合が強くなり、埋
込み過程におけるブロック層7,8,9に対する選択性を向
上させる効果がある。次にメルトバックによって被埋込
み部Aの周囲に残存する活性層3を除去し、被埋込み部
A周囲に露出させたクラッド層2上に、例えば液相成長
等によって伝導型がp型のブロック層7、伝導型がn型
のブロック層8、伝導型がp型のブロック層9をこの順
序でエピタキシャル成長させて、第1図(ハ)に示す如
くn型のブロック層8がp型のブロック層9に完全に覆
われている埋込み部Bを形成する。
メルトバックにおいては、溶解用Gaメルトの選択性の
ため、酸化されたGaAlAsは殆どメルトバックされること
なく、埋込み部A上にそのまま残留し、しかもこの酸化
されたGaAlAs上には埋込みの過程においてブロック層7,
8,9が形成されることはない。
〔効果〕
以上の如く本発明方法にあっては、マスク層と、半導
体層を構成するクラッド層及び活性層がエッチング量に
差がない同大となるようにエッチングして被埋込み部を
形成した後、被埋込み部の周囲に残存している活性層を
除去し、該被埋込み部の周囲に露出した第1導電型のク
ラッド層上に第1、第2、第3の各ブロック層を順次的
に形成して被埋込み部を形成することでマスク層と第2
導電型のクラッド層と活性層との間にはエッチング量に
差がないため、アンダーカットされることがなく、第
1、第2、第3の各ブロック層を不都合なく形成するこ
とが出来、加えて第2ブロック層の表面全体を第3ブロ
ック層にて覆うこととしたから、各ブロック層に表面準
位が生じることがなく、電流ブロック作用に悪影響を与
えることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ),(ロ),(ハ)は本発明方法の主要工程
を示す断面構造図である。 1……n型のGaAs製の基板、2……n型のクラッド層、
3……p型の活性層、4……p型のクラッド層、5……
p型のキャップ層、6……マスク層7,8,9……ブロック
層、A……被埋込み部B……埋込み部
フロントページの続き (72)発明者 茨木 晃 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 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 古沢 浩太郎 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 特開 昭57−199285(JP,A) IEEE JOURNAL OF Q UANTUM ELECTRONICS QE−23[6](1987)p882−888

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板上に第1導電型のクラッド層、活性
    層、第2導電型のクラッド層を順に形成してダブルへテ
    ロ構造の半導体層を構成した後、該ダブルへテロ構造の
    半導体層上に、後に形成する埋込み部の成長を阻止する
    ためのGaAlAs製のマスク層を形成する工程と、 次いで、前記マスク層の表面にレジスト層をパターニン
    グ形成した後、前記マスク層と、前記ダブルへテロ構造
    の半導体層を構成する第2導電型のクラッド層及び活性
    層とを、エッチング量に差がなく同大になるように、該
    活性層の途中までエッチングし、残存するマスク層及び
    半導体層からなる被埋込み部を成形する工程と、 次いで、前記レジスト層を除去した後、前記被埋込み部
    の周囲に残存する活性層をメルトバックにより除去し、
    前記被埋込み部上を除いてその周囲に露出した前記第1
    導電型のクラッド層上に、第2導電型の第1ブロック
    層、第1導電型の第2ブロック層及び第2導電型の第3
    ブロック層をこの順序でエピタキシャル成長させ、前記
    第2ブロック層が完全に前記第3ブロック層に覆われて
    いる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装置の
    製造方法。
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