JP2966504B2 - 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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- JP2966504B2 JP2966504B2 JP29435790A JP29435790A JP2966504B2 JP 2966504 B2 JP2966504 B2 JP 2966504B2 JP 29435790 A JP29435790 A JP 29435790A JP 29435790 A JP29435790 A JP 29435790A JP 2966504 B2 JP2966504 B2 JP 2966504B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、素子内部にリッジが設けられた屈折率導波
型半導体レーザの製造方法に関する。
型半導体レーザの製造方法に関する。
（ロ）従来の技術 AlGaInPは、0.6μｍ帯の波長を有し、可視光半導体レ
ーザの材料として用いられている。
ーザの材料として用いられている。
第３図は従来のAlGaInP系半導体レーザを示し、例え
ば信学技報、OQE87−46、115頁（1989）等に記載されて
いる。
ば信学技報、OQE87−46、115頁（1989）等に記載されて
いる。
斯るAlGaInP系半導体レーザは、以下のように製造さ
れる。
れる。
先ず、ｎ型GaAsからなる基板（20）の一主面（20a）
上に周知のMOCVD法を用いて、ｎ型GaAsからなるバッフ
ァ層（21）、ｎ型InAlPからなるｎ型クラッド層（2
2）、アンドープInGaPからなる活性層（23）、ｐ型InAl
Pからなるｐ型クラッド層（24）、ｐ型GaAsからなるキ
ャップ層（25）を順次積層する。そして、キャップ層
（25）及びｐ型クラッド層（24）を選択的にエッチング
して、レーザ共振器方向に延在する、幅５μｍ程度のス
トライプ状のリッジ（26）を形成する。
上に周知のMOCVD法を用いて、ｎ型GaAsからなるバッフ
ァ層（21）、ｎ型InAlPからなるｎ型クラッド層（2
2）、アンドープInGaPからなる活性層（23）、ｐ型InAl
Pからなるｐ型クラッド層（24）、ｐ型GaAsからなるキ
ャップ層（25）を順次積層する。そして、キャップ層
（25）及びｐ型クラッド層（24）を選択的にエッチング
して、レーザ共振器方向に延在する、幅５μｍ程度のス
トライプ状のリッジ（26）を形成する。
次に、リッジ（26）頂部を除くｐ型クラッド層（24）
上にｎ型GaAsからなるブロック層（27）を積層し、露出
したｐ型クラッド層（24）のリッジ（26）頂部及びブロ
ック層（27）上にｐ型GaAsからなるコンタクト層（28）
を積層する。
上にｎ型GaAsからなるブロック層（27）を積層し、露出
したｐ型クラッド層（24）のリッジ（26）頂部及びブロ
ック層（27）上にｐ型GaAsからなるコンタクト層（28）
を積層する。
最後に、コンタクト層（28）上にｐ側電極（29）、基
板（20）の他主面（20b）上に側電極（30）を夫々形成
する。
板（20）の他主面（20b）上に側電極（30）を夫々形成
する。
（ハ）発明が解決しようとする課題 第３図に示す構造の半導体レーザにおいては、従来、
リッジ（26）をエッチングにより形成するエッチャント
として、ハロゲン系のエッチャントが用いられている。
リッジ（26）をエッチングにより形成するエッチャント
として、ハロゲン系のエッチャントが用いられている。
しかし乍ら、斯るハロゲン系エッチャントを用いてリ
ッジ（26）を形成すると、第４図に示すように、リッジ
（26）基幹部（第３図中Ａで示される部分）でｐ型クラ
ッド層（24）がオーバーエッチングされ、溝（31）が形
成される。すると、この溝（31）の中に光吸収層として
作用するブロック層（27）が入り込むので、通電の際に
溝（31）下部の活性層（23）で発生する光が多く吸収さ
れ、活性層（23）内にダークライン、ダークスポットと
呼ばれる結晶欠陥が発生する。このダークライン、ダー
クスポットは、活性層（23）内に結晶欠陥を発生させ、
素子の寿命、信頼性を低下させる原因となる。
ッジ（26）を形成すると、第４図に示すように、リッジ
（26）基幹部（第３図中Ａで示される部分）でｐ型クラ
ッド層（24）がオーバーエッチングされ、溝（31）が形
成される。すると、この溝（31）の中に光吸収層として
作用するブロック層（27）が入り込むので、通電の際に
溝（31）下部の活性層（23）で発生する光が多く吸収さ
れ、活性層（23）内にダークライン、ダークスポットと
呼ばれる結晶欠陥が発生する。このダークライン、ダー
クスポットは、活性層（23）内に結晶欠陥を発生させ、
素子の寿命、信頼性を低下させる原因となる。
従って、本発明は、リッジ（26）基幹部のオーバーエ
ッチングによる溝（31）の発生を抑制し、信頼性の高い
半導体レーザを製造できる方法を提供するものである。
ッチングによる溝（31）の発生を抑制し、信頼性の高い
半導体レーザを製造できる方法を提供するものである。
（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、基板の一主面上に第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次積層する第
１の工程と、前記第１の工程の後、面方位依存性を有す
るエッチャントを用いて、前記第２導電型のクラッド層
の途中までエッチングすることにより、レーザ共振器方
向に延在するストライプ状のリッジを形成する第２の工
程と、前記第２の工程の後、面方位依存性のないエッチ
ャントを用いて、前記第２の工程により発生した前記リ
ッジの基幹部の溝を消滅するように、前記第２導電型の
クラッド層をエッチングする第３の工程とを有すること
を特徴とする。
層、活性層、第２導電型のクラッド層を順次積層する第
１の工程と、前記第１の工程の後、面方位依存性を有す
るエッチャントを用いて、前記第２導電型のクラッド層
の途中までエッチングすることにより、レーザ共振器方
向に延在するストライプ状のリッジを形成する第２の工
程と、前記第２の工程の後、面方位依存性のないエッチ
ャントを用いて、前記第２の工程により発生した前記リ
ッジの基幹部の溝を消滅するように、前記第２導電型の
クラッド層をエッチングする第３の工程とを有すること
を特徴とする。
（ホ）作用 本発明においても、面方位依存性を有するエッチャン
トによるエッチングの際に、リッジ基幹部に溝が形成さ
れるが、次の面方位依存性のないエッチャントによっ
て、リッジ部分からリッジ以外の部分にかけてなだらか
な形状にエッチングされ、リッジ基幹部の溝が平坦化さ
れる。
トによるエッチングの際に、リッジ基幹部に溝が形成さ
れるが、次の面方位依存性のないエッチャントによっ
て、リッジ部分からリッジ以外の部分にかけてなだらか
な形状にエッチングされ、リッジ基幹部の溝が平坦化さ
れる。
（ヘ）実施例 本発明方法の一実施例を第１図を参照して説明する。
第１図（ａ）は第１の工程を示し、ｎ型GaAsからなる
基板（１）の一主面（1a）上に、周知のMOCVD法を用い
て、ｎ型Ga0.5In0.5Ｐからなるバッファ層（２）、ｎ型
（Al0.5Ga0.5）0.5In0.5Ｐからなるｎ型クラッド層
（３）、アンドープGa0.5In0.5Ｐからなる活性層
（４）、ｐ型（Al0.5Ga0.5）0.5In0.5Ｐからなるｐ型ク
ラッド層（５）、ｐ型Ga0.5In0.5Ｐからなるコンタクト
層（６）を順次積層する。これらの層の結晶成長は、原
料ガスにとして、TM（トリメチル）In、TMAl、TMGa、As
H3、PH3を、ドーパント材料ガスとして、SiH4、DM（ジ
メチル）Znを、夫々適宜選択して用い、成長温度を700
℃、成長圧力を70Torrとした条件で行った。また、各層
の層厚、キャリア濃度は表１の通りである。
基板（１）の一主面（1a）上に、周知のMOCVD法を用い
て、ｎ型Ga0.5In0.5Ｐからなるバッファ層（２）、ｎ型
（Al0.5Ga0.5）0.5In0.5Ｐからなるｎ型クラッド層
（３）、アンドープGa0.5In0.5Ｐからなる活性層
（４）、ｐ型（Al0.5Ga0.5）0.5In0.5Ｐからなるｐ型ク
ラッド層（５）、ｐ型Ga0.5In0.5Ｐからなるコンタクト
層（６）を順次積層する。これらの層の結晶成長は、原
料ガスにとして、TM（トリメチル）In、TMAl、TMGa、As
H3、PH3を、ドーパント材料ガスとして、SiH4、DM（ジ
メチル）Znを、夫々適宜選択して用い、成長温度を700
℃、成長圧力を70Torrとした条件で行った。また、各層
の層厚、キャリア濃度は表１の通りである。
第１図（ｂ）は第２の工程を示し、コンタクト層
（６）上に、幅５μｍのストライプ状のSiO2（７）をレ
ーザ共振器方向（紙面垂直方向）に沿って形成し、これ
をマスクとして、ｐ型クラッド層（５）の途中までエッ
チングを行い、ストライプ状のリッジ（８）を形成す
る。斯るエッチングは、面方位依存性を有するエッチャ
ント、例えばHBrを用いて、５℃の条件下で、深さ0.4μ
ｍ程度行う。このとき、リッジ（８）の基幹部にはオー
バーエッチングによる溝（９）が発生する。
（６）上に、幅５μｍのストライプ状のSiO2（７）をレ
ーザ共振器方向（紙面垂直方向）に沿って形成し、これ
をマスクとして、ｐ型クラッド層（５）の途中までエッ
チングを行い、ストライプ状のリッジ（８）を形成す
る。斯るエッチングは、面方位依存性を有するエッチャ
ント、例えばHBrを用いて、５℃の条件下で、深さ0.4μ
ｍ程度行う。このとき、リッジ（８）の基幹部にはオー
バーエッチングによる溝（９）が発生する。
また、面方位依存性を有するエッチャントとして、HB
rの代わりに、硫酸系、塩酸系のエッチャントを用いて
も良い。
rの代わりに、硫酸系、塩酸系のエッチャントを用いて
も良い。
第１図（ｃ）は第３の工程を示し、再度SiO2（７）を
マスクとして、面方位依存性のないエッチャント、例え
ば王水を用いて、５℃程度の条件下で、エッチング部分
のｐ型クラッド層（５）の厚さが0.2μｍ程度になるま
でエッチングする。このとき、エッチングは、リッジ
（８）基幹部の溝（９）の中ではあまり進行せず、主に
リッジ（８）以外の平坦部分で進行する。これによっ
て、リッジ（８）基幹部の溝（９）はほぼ消滅し、リッ
ジ（８）基幹部は同図に示すように、なだらかな形状に
なる。
マスクとして、面方位依存性のないエッチャント、例え
ば王水を用いて、５℃程度の条件下で、エッチング部分
のｐ型クラッド層（５）の厚さが0.2μｍ程度になるま
でエッチングする。このとき、エッチングは、リッジ
（８）基幹部の溝（９）の中ではあまり進行せず、主に
リッジ（８）以外の平坦部分で進行する。これによっ
て、リッジ（８）基幹部の溝（９）はほぼ消滅し、リッ
ジ（８）基幹部は同図に示すように、なだらかな形状に
なる。
第１図（ｄ）は第４の工程を示し、SiO2（７）をマス
クとし、MOCVD法を用いて、露出したｐ型クラッド層
（５）上及びリッジ（８）側面に選択的にｎ型GaAsから
なるブロック層（10）を積層し、次いでSiO2（７）をHF
溶液で除去する。また、斯るブロック層（10）は、層厚
を0.8〜1.0μｍ、キャリア濃度を１×1018cm-3とした。
クとし、MOCVD法を用いて、露出したｐ型クラッド層
（５）上及びリッジ（８）側面に選択的にｎ型GaAsから
なるブロック層（10）を積層し、次いでSiO2（７）をHF
溶液で除去する。また、斯るブロック層（10）は、層厚
を0.8〜1.0μｍ、キャリア濃度を１×1018cm-3とした。
第１図（ｅ）は第５の工程を示し、露出したコンタク
ト層（６）及びブロック層（10）上に、ｐ型GaAsからな
るキャップ層（11）を積層する。最後に、キャップ層
（11）上にCr,Auをこの順に蒸着したｐ側電極（12）
を、基板（１）の他主面（1b）上にCr,Sn,Auをこの順に
蒸着したｎ側電極（13）を形成することによって本実施
例装置が製造される。
ト層（６）及びブロック層（10）上に、ｐ型GaAsからな
るキャップ層（11）を積層する。最後に、キャップ層
（11）上にCr,Auをこの順に蒸着したｐ側電極（12）
を、基板（１）の他主面（1b）上にCr,Sn,Auをこの順に
蒸着したｎ側電極（13）を形成することによって本実施
例装置が製造される。
以上、本実施例の中でリッジ（８）は、HBrによるエ
ッチングと王水によるエッチングとよって形成される
が、これは、王水のみのエッチングによってリッジ
（８）を形成すると、リッジ（８）側面がなだらかにな
ってリッジ底部が広がり、リッジ形状に応じて制限され
るレーザ光の横モードが十分に制御できなくなるからで
ある。即ち、本発明方法では、先ず面方位依存性を有す
るエッチャントを用いて予めリッジ形状を作っておくこ
とによって、リッジ底部が過度に広がらないため、十分
に横モードの制御ができるのである。
ッチングと王水によるエッチングとよって形成される
が、これは、王水のみのエッチングによってリッジ
（８）を形成すると、リッジ（８）側面がなだらかにな
ってリッジ底部が広がり、リッジ形状に応じて制限され
るレーザ光の横モードが十分に制御できなくなるからで
ある。即ち、本発明方法では、先ず面方位依存性を有す
るエッチャントを用いて予めリッジ形状を作っておくこ
とによって、リッジ底部が過度に広がらないため、十分
に横モードの制御ができるのである。
次に、本実施例装置を、40℃の温度下で3mWの定出力
駆動させて信頼性試験を行った。その結果を第２図に実
線にて示す。また、比較のため、リッジをHBrのみで形
成した以外は本実施例装置と同様にして製造した比較装
置の信頼性試験結果を同図に破線にて併記する。
駆動させて信頼性試験を行った。その結果を第２図に実
線にて示す。また、比較のため、リッジをHBrのみで形
成した以外は本実施例装置と同様にして製造した比較装
置の信頼性試験結果を同図に破線にて併記する。
図から明らかなように、本実施例では1000時間以上駆
動しても駆動電流値の変化はなく、長寿命化が図れてい
ることが分かる。また、1000時間以上駆動した本実施例
装置のレーザ光出射端面を観察したところ、ダークスポ
ットと思われる劣化は認められなかった。
動しても駆動電流値の変化はなく、長寿命化が図れてい
ることが分かる。また、1000時間以上駆動した本実施例
装置のレーザ光出射端面を観察したところ、ダークスポ
ットと思われる劣化は認められなかった。
（ト）発明の効果 本発明方法によれば、素子内部において光の分布を制
限するリッジを、面方位依存性を有するエッチャントと
面方位依存性のないエッチャントとを順次用いて形成す
ることによって、リッジ基幹部のオーバーエッチングに
よって形成される溝を平坦化することができ、活性層内
にダークライン、ダークスポットと呼ばれる結晶欠陥が
発生するのを抑え、素子の寿命、信頼性の低下を抑制す
ることができる。
限するリッジを、面方位依存性を有するエッチャントと
面方位依存性のないエッチャントとを順次用いて形成す
ることによって、リッジ基幹部のオーバーエッチングに
よって形成される溝を平坦化することができ、活性層内
にダークライン、ダークスポットと呼ばれる結晶欠陥が
発生するのを抑え、素子の寿命、信頼性の低下を抑制す
ることができる。
第１図は本発明方法の一実施例を示す工程別断面図、第
２図は本実施例装置及び比較装置の信頼性特性図、第３
図は従来装置を示す断面図、第４図は従来装置の要部拡
大図である。
２図は本実施例装置及び比較装置の信頼性特性図、第３
図は従来装置を示す断面図、第４図は従来装置の要部拡
大図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−256491（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−260636（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−216389（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−7526（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−67980（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/18
Claims (1)
- 【請求項１】基板の一主面上に第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次積層する第
１の工程と、 前記第１の工程の後、面方位依存性を有するエッチャン
トを用いて、前記第２導電型のクラッド層の途中までエ
ッチングすることにより、レーザ共振器方向に延在する
ストライプ状のリッジを形成する第２の工程と、 前記第２の工程の後、面方位依存性のないエッチャント
を用いて、前記第２の工程により発生した前記リッジの
基幹部の溝を消滅するように、前記第２導電型のクラッ
ド層をエッチングする第３の工程と を有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29435790A JP2966504B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29435790A JP2966504B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04167489A JPH04167489A (ja) | 1992-06-15 |
| JP2966504B2 true JP2966504B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=17806666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29435790A Expired - Fee Related JP2966504B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2966504B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP29435790A patent/JP2966504B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04167489A (ja) | 1992-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Year of fee payment: 8 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070813 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080813 Year of fee payment: 9 |
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