JP3505913B2 - Method for manufacturing semiconductor light emitting device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor light emitting device

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JP3505913B2
JP3505913B2 JP13531496A JP13531496A JP3505913B2 JP 3505913 B2 JP3505913 B2 JP 3505913B2 JP 13531496 A JP13531496 A JP 13531496A JP 13531496 A JP13531496 A JP 13531496A JP 3505913 B2 JP3505913 B2 JP 3505913B2
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洋樹 長崎
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光装置の
製造方法に係わる。 【0002】 【従来の技術】半導体発光装置、例えば半導体レーザー
は、半導体基板上に第1クラッド層、活性層、第2クラ
ッド層等の半導体層がエピタキシャル成長されて積層さ
れた積層半導体層を有し、これの上に一方の電極層が形
成されてなる。 【0003】通常、この半導体レーザーのレーザー発振
を行わせるファブリ・ペロ共振器の両端面すなわち光出
射端面が形成される側面は、所要の光学的特性を有しか
つこれを保護する例えばSiNによる絶縁性保護膜の被
着がなされる。他の側面においても上述の絶縁性保護膜
の被着が同時になされるが、最終的には半導体レーザー
の製造過程で除去されてしまう。 【0004】一方、半導体レーザーにおける上述した積
層半導体層の厚さは、半導体基板に比し、その厚さが格
段に小であり、活性層と積層半導体層上の電極層との間
隔は数ないしは十数μm程度の厚さであることから、レ
ーザー発振部からの放熱効果を考慮して、この半導体レ
ーザーをヘッダーないしはヒートシンク等に、半田によ
って行うダイボンドは、上述の積層半導体層上の電極層
側でなされる。ところが、この場合、活性層の位置がダ
イボンド部に近接することになるので、その半田が半導
体レーザーの側面に沿って這い上がることによって容易
に活性層に達し、リークの発生を生じ、特性の低下ない
しは不良品の発生を来す。 【0005】更に、従来の半導体発光装置における問題
の理解を容易にするため、この種の従来の半導体レーザ
ーとその製造方法の一例について説明する。まず、図2
に示すように、基板1例えばn型のGaAs基板よりな
る基板1上に、n型のGaAsによるバッファ層2、n
型のAlX Ga1-X Asによるクラッド層3、Aly
1-y As(x>y)による活性層4、p型のAlX
1- X Asによるクラッド層5、p型のGaAsによる
キャップ層6を順次エピタキシャル成長した積層半導体
層8を形成し、これの上に選択エピタキシャル成長のマ
スク層7例えばSiO2 層を被着形成する。 【0006】図3に示すように、マスク層7に例えばフ
ォトリソグラフィによるパターンエッチングを行って、
このマスク層7を最終的に得る共振器幅に対応する幅を
有し、所要の間隔を保持して平行配列されたストライプ
パターンに形成し、さらにこのストライプパターン以外
の外部に露出したキャップ層6を横切って例えばクラッ
ド層5に至る深さの電流狭窄溝9をエッチングによって
形成して、各隣り合う電流狭窄溝9間にストライプ状の
リッジ10を形成する。 【0007】図4に示すように、ストライプ状マスク層
7によって覆われていない外部に露呈した電流狭窄溝9
内に、選択的CVD(Chemical Vapor Deposition) 法に
よってn型のGaAsによる電流狭窄層9を形成する。 【0008】図5に示すように、マスク層7の形成面側
から全面的にエッチバックを行ってマスク層7の除去を
行うとともに、表面の平坦化を行う。 【0009】図10に示すように、キャップ層6上にオ
ーミックにコンタクトする一方の電極層11を全面的に
被着形成し、各ストライプ状リッジ10間に、電極層1
1および積層半導体層8を各半導体発光装置毎に分離す
る分離溝13を形成してストライプ状メサ14を形成す
る。そして、図10中鎖線a1 ,a2 ・・・で示すよう
に、積層半導体層8を有する基板1を、ストライプ状メ
サ14を横切る面で、最終的に形成する共振器長に対応
する幅に切断して図11に示すように、複数の目的とす
る半導体発光装置が平行配列された半導体バー12を得
る 【0010】 その後、図12に示すように、半導体バ
ー12の側面、すなわち最終的に得る半導体発光装置の
光出射端面を覆って全表面に、光出射端面を保護する例
えばSiNによる絶縁性保護膜15をCVD法によって
被着形成する。このとき分離溝13の内側面すなわち光
出射端面を有しない側面13sと底面とに保護膜15の
形成がなされる。 【0011】次に、図13に示すように、ストライプ状
メサ14上の保護膜15を、基板面と直交する方向すな
わち基板1および積層半導体層8の厚さ方向にエッチン
グ性を示す異方性エッチングによって除去して電極層1
1を外部に露呈する。このようにして各メサ14、すな
わち各メサに形成した各半導体発光装置、例えば半導体
レーザーに関して特性測定を行ってそれぞれの良否の検
査を行う。 【0012】その後、半導体バー12を、各メサ14毎
に、すなわち各半導体発光装置毎に分断してそれぞれ半
導体発光装置の半導体チップを得て、これを図14にそ
の概略断面図を示すように、電極層11側において、ヘ
ッダー、ヒートシンク等の取付部16に半田17によっ
て半田付けする。 【0013】上述したように、半導体発光装置例えば半
導体レーザーを製造するに、各半導体レーザーに関して
その特性の良否の検査がなされるが、この検査は各半導
体レーザーがチップ化された状態で行うことは、その取
扱がきわめて煩雑となることから、通常、上述したよう
に、複数の半導体レーザーが配列された半導体バー12
の状態で行われる。 【0014】一方、半導体レーザーにおいて、レーザー
発振に必要な共振器特性にすぐれたファブリ・ペロ共振
器を構成するためには、その共振器端面すなわちレーザ
ー光の出射端面が鏡面性にすぐれた面によって構成する
ことが必要である。そこで、通常、その共振器端面すな
わち光出射端面は、表面性にすぐれた結晶の劈開面によ
って構成される。すなわち、上述の製造方法による場
合、その半導体バー12を分断して得る場合、図10に
おける面a1 ,a2 ・・・が、結晶の劈開面となるよう
にする。そこで、図2において、その基板1を(10
0)結晶面とするとき上記分断面a1 ,a2 ・・・が
(001)面となるように、ストライプ方向すなわちス
トライプ状の電流狭窄溝9および分離溝13の方向は、
図11に示すように、通常<0−11>軸方向に延長す
るようにしてフォトリソグラフィにより、例えばH2
4 とH22 とH2 Oとの混合によるエッチャントを
用いて化学的エッチングすると、分離溝13の断面は、
底部に向かって幅が小さくなるいわゆる順メサ状とな
る。このような分離溝13とするとき、上述した図12
で説明したCVD法による絶縁性保護膜15の形成工程
において、分離溝13内にもこの絶縁性保護膜15の形
成がなされるが、分離溝13の側面が分離溝13の上方
に広がる傾斜面であることから、図13で示したメサ1
4上の絶縁性保護膜15を除去する異方性エッチングに
際して、この上方に広がってすなわち上方に向けて傾斜
する分離溝13の側面13s上の絶縁性保護膜15も同
時にエッチング除去されてしまい、この側面13sにお
いて活性層4の端面が外部に露呈することになる。 【0015】したがって、このようにして形成した半導
体発光装置を、図14に示すように、取付部16に半田
17によって半田付けする場合、この半田17が、半導
体チップの側面に沿って盛り上がる場合これが活性層4
に近接ないしは接触すると、この側面13sにおいてリ
ークが生じ、特性の低下を来す。 【0016】 【発明が解決しようとする課題】本発明においては、半
導体発光装置において、製造工程数を増加することな
く、上述した取付部への半田付けによるダイボンドにお
いて、半田の這い上がりが発生してもリークの発生を効
果的に回避することができるようにした半導体発光装
製造方法を提供する。 【0017】 【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板上
に、少なくとも第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を有する積層半導体層が形成さ
れ、この積層半導体層の光出射端面を有する側面と、光
出射端面を有しない側面とに渡って絶縁性保護膜が形成
され、光出射端面を有しない側面が、半導体基板側に向
かって対向する逆メサ状傾斜面とされた半導体発光装置
を製造する。 【0018】 すなわち、本発明の半導体発光装置の製
造方法は、半導体基板上に、少なくとも第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を有する
積層半導体層をエピタキシャル成長するエピタキシャル
成長工程と、この積層半導体層上に電極層をオーミック
に被着形成する工程と、この電極層および積層半導体層
を厚さ方向に横切って断面形状が底部に向かって幅広と
なる逆メサ状の分離溝を所定の間隔をもって形成し、隣
り合う逆メサ状の分離溝間にストライプメサを形成する
逆メサ溝形成工程と、ストライプメサを所定の長さとす
る幅に、分断例えば劈開による分断を行って、この分断
面を光出射端面とする複数のストライプメサが平行配列
された半導体バーを得る分断工程と、この半導体バー
の、上記光出射端面を形成する分断面と、上記逆メサ状
の分離溝内に渡って全面的に絶縁性保護膜を被着形成す
る工程と、電極層上の上記絶縁性保護膜を、異方性エッ
チングによって除去する工程と、半導体バーを、分離溝
において切断して半導体発光部を有する半導体チップを
形成する工程とを経て目的とする半導体発光装置を作製
する。 【0019】上述の本発明方法によれば、半導体バーに
おける分離溝を逆メサ状に、すなわち分離溝の断面が開
口側に向かって幅広とされたストライプ状としたことか
ら、この分離溝の側面は、分離溝の底部に向かう傾斜面
とされる。したがって、この分離溝の側面に被着形成さ
れた絶縁性保護膜は、電極層上の絶縁性保護膜を除去す
る異方性エッチングによって除去されることなく、最終
的に形成する半導体チップの側面に残存する。したがっ
て、この半導体チップを、取付部に半田付けする場合に
おいて、半田の盛り上がりが生じて活性層に半田が接近
もしくは接触してもリークを回避できる。 【0020】 【発明の実施の形態】本発明による半導体発光装置とそ
の製造方法の一実施例を説明する。この例においては、
AlGaAs系のIII−V族化合物半導体によるダブ
ルへテロ接合型の半導体レーザーに適用する場合であ
る。 【0021】この場合、前述したと同様に、図2にその
一部の斜視図を示すように、基板1例えば第1導電型の
半導体基板、例えばn型のGaAs基板上に、第1導電
型の例えばn型のGaAsによるバッファ層2、第1導
電型の例えばn型のAlX Ga1-X Asによるクラッド
層3、Aly Ga1-y As(x>y)による活性層4、
第2導電型例えばp型のAlX Ga1-X Asによるクラ
ッド層5、第2導電型の例えばp型のGaAsによるキ
ャップ層6を順次エピタキシャル成長した積層半導体層
8を形成し、これの上に選択エピタキシャル成長のマス
ク層7例えばSiO2 層を被着形成する。 【0022】 図3に一部の斜視図を示すように、マス
ク層7に例えばフォトリソグラフィによるパターンエッ
チングを行って、このマスク層7を最終的に得る共振器
幅に対応する幅を有し、所要の間隔を保持して平行配列
されたストライプパターンに形成し、さらにこのストラ
イプパターン以外の外部に露出したキャップ層6を横切
って例えばクラッド層5に至る深さの電流狭窄層9
エッチングによって形成して、各隣り合う電流狭窄溝9
間にストライプ状のリッジを形成する。 【0023】この場合、半導体基板1の面方位は{10
0}結晶面とし、ストライプ方向は、図3に示すよう
に、<011>軸方向に選定する。 【0024】 図4に一部の斜視図を示すように、スト
ライプ状マスク層7が被着されずAlGaAsによる半
導体層が外部に露呈した電流狭窄溝9内に、第1導電
型例えばn型のGaAsによる電流狭窄層9を選択的C
VDによって形成する。 【0025】図5に一部の斜視図を示すように、マスク
層7の形成面側から全面的にエッチバックを行ってマス
ク層7の除去を行うとともに、表面の平坦化を行う。 【0026】図6に示すように、キャップ層7上にオー
ミックにコンタクトする一方の電極層11を全面的に被
着形成する。そして、この半導体バー12の形成前また
は形成後に、各ストライプ状リッジ10間に、電極層1
1および積層半導体層8を各半導体発光装置毎に分離す
るストライプ状分離溝13をリッジ10のストライプ方
向に沿って、すなわち<011>軸方向に沿って形成す
る。この分離溝13の深さは、活性層4を横切る深さ、
例えば積層半導体層8を横切る深さに形成して、分離溝
13によってストライプ状メサ14を形成する。この分
離溝13の形成は、図示しないが、電極層11上に全面
的にエッチングレジスト例えばフォトレジストを塗布
し、フォトリソグラフィによって、このレジストの、分
離溝の形成部に<011>軸方向に沿うストライプ状開
口を形成し、この開口を通じて例えばH2 SO4 とH2
2 とH2 Oとの混合液によるエッチャントを用いて化
学的エッチングして形成する。この場合、エッチング液
の選定によって断面が底部に向かって幅広となるいわゆ
る逆メサ状の分離溝13を形成することができる。すな
わち、この分離溝13は、その側面13sが基板1側に
対向するように傾いた逆テーパの傾斜面として形成する
ことができる。そして、図6中鎖線a1 ,a2 ・・・で
示すように、積層半導体層8を有する基板1を、ストラ
イプ状メサ14を横切る面で、最終的に形成する共振器
長に対応する幅に、図7に示すように、劈開切断して複
数の目的とする半導体発光装置が平行配列された半導体
バー12を得る。 【0027】その後、図8に更にその要部の断面図を示
すように、半導体バー12の表面を覆って例えばSiN
による絶縁性保護膜15を、CVD法によって形成す
る。このようにCVD法によるときは、分離溝13の内
側面13sが逆テーパに傾いていてもこの分離溝13の
側面13sおよび底面に保護膜15の形成が良好になさ
れる。 【0028】次に、図9に断面図を示すように、ストラ
イプ状メサ14上の保護膜15に対して、基板1および
積層半導体層の厚さ方向に高いエッチング性を示す異方
性エッチングを行って電極層11上の絶縁性保護膜15
を除去する。この異方性エッチングによるとき、逆テー
パの側面13sに被着形成されている絶縁性保護膜15
に関しては、メサ部に遮られてエッチングされることな
く確実に残される。つまり、この側面13sにおいても
活性層4の端面が外部に露出することがない。 【0029】このようにして各メサ14、すなわち各メ
サに形成した各半導体発光装置、例えば半導体レーザー
に関して分離された電極層11を通じて各半導体レーザ
ーの特性測定を行ってそれぞれの良否の検査を行う。 【0030】その後、半導体バー12を、各メサ14毎
に、すなわち各半導体発光装置毎に分断してそれぞれ図
1にその概略断面図を示す本発明による半導体発光装置
を得る。この半導体発光装置すなわち半導体チップは、
図1に示すように、電極層11側において、ヘッダー、
ヒートシンク等の取付部16に半田17によって半田付
けする。 【0031】 この本発明製造方法によって得た半導体
発光装置は、その側面13sに絶縁性保護膜15が形成
されていることから、半田17に這い上がりが生じて
も、これによって活性層の端面においてリークが発生
し、特性の劣化や、不良品の発生を生じることを回避で
きる。 【0032】また、上述の本発明によれば、側面13s
に絶縁性保護膜15が被着された構成とするにもかかわ
らず、この側面13sに特別に保護膜を形成する工程を
採るものではなく、本来形成する必要のある光出射端面
に対する絶縁性保護膜15の形成工程で形成するもので
あるから、工程数の増加、したがって製造の煩雑さを来
すことがない。 【0033】また、本発明によれば、ストライプ方向の
結晶方向の選定、すなわち分離溝の結晶方向の選定によ
って、光出射端面、すなわち半導体バー12の分断は、
結晶の劈開面で優れた面として形成し、しかも分離溝1
3の側面13sを逆テーパ面すなわち逆メサ溝として形
成することができるので、特性の良い半導体発光装置を
構成することができる。 【0034】 尚、上述した例は、AlGaAs系II
I−V族化合物半導体による半導体発光装置について説
明したが、AlGaInP系そのほか各種の化合物半導
体による半導体発光装置に本発明を適用することができ
る。また、上述した例ではダブルヘテロ接合型とした場
合であるが、上述の構成に限られるものではなく、活性
層4と第1および第2導電型クラッド層3および5との
間にガイド層が介在されるSCH(Separate
Confinement Heterostructu
re)型半導体レーザー、そのほか種々の構成による半
導体レーザーをはじめとする半導体発光装置に本発明を
適用することができる。 【0035】また、上述した例では、第1導電型がn型
で、第2導電型がp型であるが、これらを逆導電型とす
ることもできる。 【0036】 【発明の効果】上述したように、本発明によれば、活性
層、すなわち発光動作部の端面が臨む側面を、光出射端
面に被着する絶縁性保護膜によって覆う構成とするもの
であり、また本発明方法によれば、製造工程数を増加さ
せることなく、上述した絶縁性保護膜の形成を行うこと
ができるので、特性および量産性にすぐれた半導体発光
装置を製造することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a <br/> method for manufacturing the semiconductor light emitting equipment. 2. Description of the Related Art A semiconductor light emitting device, for example, a semiconductor laser has a laminated semiconductor layer in which semiconductor layers such as a first cladding layer, an active layer and a second cladding layer are epitaxially grown and laminated on a semiconductor substrate. , One electrode layer is formed thereon. Normally, both end faces of a Fabry-Perot resonator for causing laser oscillation of this semiconductor laser, that is, side faces on which light emitting end faces are formed, have required optical characteristics and are protected by, for example, SiN to protect them. A protective coating is applied. In other aspects, the above-mentioned insulating protective film is simultaneously deposited, but is eventually removed during the manufacturing process of the semiconductor laser. On the other hand, the thickness of the above-mentioned laminated semiconductor layer in the semiconductor laser is much smaller than that of the semiconductor substrate, and the distance between the active layer and the electrode layer on the laminated semiconductor layer is several or less. Since the thickness is about tens of μm, the die bonding performed by soldering this semiconductor laser to a header or a heat sink by soldering in consideration of the heat radiation effect from the laser oscillation part is performed on the electrode layer side on the above-described laminated semiconductor layer. Made in. However, in this case, since the position of the active layer is close to the die bond portion, the solder crawls along the side surface of the semiconductor laser to easily reach the active layer, causing a leak to occur and deteriorating characteristics. Or the occurrence of defective products. Further, in order to facilitate understanding of the problems in the conventional semiconductor light emitting device, an example of this type of conventional semiconductor laser and a method of manufacturing the same will be described. First, FIG.
As shown in FIG. 1, a buffer layer 2 made of n-type GaAs is formed on a substrate 1 such as an n-type GaAs substrate.
Layer 3 of Al x Ga 1-x As type, Al y G
a 1-y As (x> y) active layer 4, p-type Al X G
A laminated semiconductor layer 8 is formed by sequentially epitaxially growing a cladding layer 5 of a 1 -X As and a cap layer 6 of p-type GaAs, and a mask layer 7 for selective epitaxial growth, for example, an SiO 2 layer is deposited thereon. As shown in FIG. 3, the mask layer 7 is subjected to pattern etching by, for example, photolithography,
This mask layer 7 has a width corresponding to the finally obtained resonator width, is formed in a stripe pattern arranged in parallel while maintaining a required interval, and further, the cap layer 6 exposed to the outside other than the stripe pattern A current constriction groove 9 is formed by etching, for example, to a depth reaching the cladding layer 5 across the substrate, and a stripe-shaped ridge 10 is formed between each adjacent current confinement groove 9. [0007] As shown in FIG. 4, the current confining groove 9 which is not covered by the stripe-shaped mask layer 7 and is exposed to the outside.
Inside, a current confinement layer 9 of n-type GaAs is formed by a selective CVD (Chemical Vapor Deposition) method. As shown in FIG. 5, the mask layer 7 is removed by etching back the entire surface from the side where the mask layer 7 is formed, and the surface is flattened. As shown in FIG. 10, one electrode layer 11 which is in ohmic contact with the entire surface of the cap layer 6 is formed on the cap layer 6, and the electrode layer 1 is interposed between the stripe-shaped ridges 10.
1 and a stacked semiconductor layer 8 are separated for each semiconductor light emitting device to form a separation groove 13 to form a stripe-shaped mesa 14. Then, as shown by chain lines a 1 , a 2, ... In FIG. 10, the substrate 1 having the laminated semiconductor layer 8 is placed on a plane crossing the stripe-shaped mesa 14 so as to have a width corresponding to the resonator length to be finally formed. Then, as shown in FIG. 11, a plurality of target semiconductor light emitting devices are arranged in parallel to obtain a semiconductor bar 12. [0010] Thereafter, as shown in FIG. An insulating protective film 15 made of, for example, SiN for protecting the light emitting end face is formed on the entire surface covering the light emitting end face of the semiconductor light emitting device obtained by the CVD method. Formation of the coercive Mamorumaku 15 is made and the time the inner surface or no side 13s and the bottom surface of the light emitting end surface of the separation groove 13. Next, as shown in FIG. 13, the protective film 15 on the stripe-shaped mesa 14 is anisotropically showing an etching property in a direction perpendicular to the substrate surface, that is, in the thickness direction of the substrate 1 and the laminated semiconductor layer 8. The electrode layer 1 is removed by etching.
1 is exposed to the outside. In this way, the quality of each mesa 14, that is, each semiconductor light emitting device formed on each mesa, for example, a semiconductor laser is measured, and the quality of each is inspected. Thereafter, the semiconductor bar 12 is divided for each mesa 14, that is, for each semiconductor light emitting device to obtain a semiconductor chip of the semiconductor light emitting device, which is shown in a schematic sectional view in FIG. Then, on the side of the electrode layer 11, the solder 17 is soldered to a mounting portion 16 such as a header or a heat sink. As described above, when a semiconductor light emitting device, for example, a semiconductor laser is manufactured, each semiconductor laser is inspected for its quality. However, this inspection cannot be performed in a state where each semiconductor laser is chipped. Since the handling becomes extremely complicated, the semiconductor bar 12 in which a plurality of semiconductor lasers are arranged is usually used as described above.
It is performed in the state of. On the other hand, in a semiconductor laser, in order to form a Fabry-Perot resonator having excellent resonator characteristics required for laser oscillation, the end face of the resonator, that is, the emission end face of the laser beam, is required to have a mirror surface. It is necessary to configure. Therefore, usually, the cavity end face, that is, the light emission end face is constituted by a cleavage plane of a crystal having excellent surface properties. That is, in the case of the above-described manufacturing method, when the semiconductor bar 12 is obtained by being divided, the planes a 1 , a 2, ... In FIG. Therefore, in FIG.
0) When the crystal plane is used, the direction of the stripe, that is, the direction of the stripe-shaped current confinement groove 9 and the separation groove 13 is set so that the above-mentioned divided planes a 1 , a 2 .
As shown in FIG. 11, for example, H 2 S is formed by photolithography so as to extend in the <0-11> axis direction.
When chemically etched using an etchant formed by mixing O 4 , H 2 O 2 and H 2 O, the cross section of the separation groove 13 becomes
It becomes a so-called forward mesa shape in which the width decreases toward the bottom. When such a separation groove 13 is formed, FIG.
In the step of forming the insulating protective film 15 by the CVD method described in the above section, the insulating protective film 15 is also formed in the separation groove 13, but the side surface of the separation groove 13 is an inclined surface extending above the separation groove 13. Therefore, the mesa 1 shown in FIG.
In the anisotropic etching for removing the insulating protective film 15 on the upper surface 4, the insulating protective film 15 on the side surface 13 s of the separation groove 13 extending upward, that is, inclined upward, is also etched and removed at the same time. The end face of the active layer 4 is exposed to the outside on the side surface 13s. Therefore, when the semiconductor light emitting device thus formed is soldered to the mounting portion 16 with the solder 17 as shown in FIG. 14, when the solder 17 rises along the side surface of the semiconductor chip, Active layer 4
, A leak is generated at the side surface 13s, and the characteristics are degraded. According to the present invention, in a semiconductor light emitting device, solder creeps up in the above-described die bonding by soldering to a mounting portion without increasing the number of manufacturing steps. the semiconductor light emitting equipment which was also to be able to effectively avoid the occurrence of leak
And a method for producing the same. [0017] According to an aspect of the present onset Akira, on a semiconductor substrate, at least a first conductivity type cladding layer, an active layer, the laminated semiconductor layer is formed having a second conductivity type cladding layer An insulating protective film is formed over the side surface of the laminated semiconductor layer having the light emitting end surface and the side surface having no light emitting end surface, and the side surfaces having no light emitting end surface face toward the semiconductor substrate. Semiconductor light emitting device with inverted mesa-shaped inclined surface
To manufacture . That is, the method of manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention is directed to an epitaxial growth method for epitaxially growing a laminated semiconductor layer having at least a first conductive type clad layer, an active layer, and a second conductive type clad layer on a semiconductor substrate. A step of forming an electrode layer on the laminated semiconductor layer in an ohmic manner, and an inverse mesa-shaped separation in which the cross-sectional shape becomes wider toward the bottom across the electrode layer and the laminated semiconductor layer in the thickness direction. A groove is formed at a predetermined interval, and a reverse mesa groove forming step of forming a stripe mesa between adjacent reverse mesa-shaped separation grooves and a width of the stripe mesa having a predetermined length are cut, for example, by cleavage. A dividing step of obtaining a semiconductor bar in which a plurality of stripe mesas having the divided section as a light emitting end face are arranged in parallel, and setting the light emitting end face of the semiconductor bar to The step of depositing and forming an insulating protective film over the entire surface of the divided cross section and the reverse mesa-shaped separation groove; and removing the insulating protective film on the electrode layer by anisotropic etching. A target semiconductor light emitting device is manufactured through a step and a step of forming a semiconductor chip having a semiconductor light emitting portion by cutting the semiconductor bar in the separation groove. According to the above-described method of the present invention, the separation groove in the semiconductor bar is formed in an inverted mesa shape, that is, the separation groove is formed in a stripe shape in which the cross section becomes wider toward the opening side. Is an inclined surface toward the bottom of the separation groove. Therefore, the insulating protective film formed on the side surface of the separation groove is not removed by anisotropic etching for removing the insulating protective film on the electrode layer, and the side surface of the finally formed semiconductor chip is not removed. To remain. Therefore, when the semiconductor chip is soldered to the mounting portion, leakage can be avoided even if the solder rises and the solder approaches or contacts the active layer. An embodiment of a semiconductor light emitting device according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described. In this example,
This is a case where the present invention is applied to a double heterojunction type semiconductor laser using an AlGaAs III-V compound semiconductor. In this case, as described above, as shown in a perspective view of a part of FIG. 2, a substrate 1, for example, a semiconductor substrate of the first conductivity type, for example, an n-type GaAs substrate, is provided with the first conductivity type. for example the buffer layer 2 by n-type GaAs, Al, for example, n-type first conductivity type X Ga 1-X As cladding layer 3 by, Al y Ga 1-y As (x> y) active layer 4 by,
A stacked semiconductor layer 8 is formed by sequentially epitaxially growing a cladding layer 5 of a second conductivity type, for example, p-type Al x Ga 1 -x As, and a cap layer 6 of a second conductivity type, for example, p-type GaAs. A mask layer 7 for selective epitaxial growth, for example, an SiO 2 layer is deposited. As shown in a partial perspective view in FIG. 3, the mask layer 7 is subjected to pattern etching by, for example, photolithography, and has a width corresponding to the resonator width in which the mask layer 7 is finally obtained. It was formed in a stripe pattern in parallel arranged in a spaced relationship by a required distance, further by etching the current blocking layer 9 G of this stripe across the cap layer 6 which is exposed to the outside other than the pattern leading to for example the cladding layer 5 depth Formed, each adjacent current constriction groove 9
A stripe ridge is formed between G. In this case, the plane orientation of the semiconductor substrate 1 is {10
A crystal plane is defined as 0 °, and the stripe direction is selected in the <011> axis direction as shown in FIG. As shown in a partial perspective view in FIG. 4, a first conductivity type, eg, n-type, is formed in a current confinement groove 9 G in which a stripe-shaped mask layer 7 is not covered and a semiconductor layer made of AlGaAs is exposed to the outside. GaAs current confinement layer 9 is selectively C
It is formed by VD. As shown in a partial perspective view of FIG. 5, the mask layer 7 is removed by etching back from the side where the mask layer 7 is formed, and the surface is flattened. As shown in FIG. 6, one electrode layer 11 which is in ohmic contact with the cap layer 7 is entirely formed. Before or after the formation of the semiconductor bar 12, the electrode layer 1 is interposed between the stripe-shaped ridges 10.
1 and the stacked semiconductor layer 8 are formed along the stripe direction of the ridge 10, that is, along the <011> axis direction. The depth of the separation groove 13 is a depth crossing the active layer 4,
For example, a stripe-shaped mesa 14 is formed at a depth crossing the stacked semiconductor layer 8 by the separation groove 13. Although not shown, an etching resist such as a photoresist is applied to the entire surface of the electrode layer 11 and the separation groove 13 is formed along the <011> axis direction on the separation groove forming portion of the resist by photolithography. A stripe-shaped opening is formed, and through this opening, for example, H 2 SO 4 and H 2
It is formed by chemical etching using an etchant of a mixed solution of O 2 and H 2 O. In this case, a so-called inverted mesa-shaped separation groove 13 whose cross section becomes wider toward the bottom can be formed by selecting an etching solution. That is, the separation groove 13 can be formed as a reverse-tapered inclined surface that is inclined such that the side surface 13s faces the substrate 1 side. Then, as shown by chain lines a 1 , a 2, ... In FIG. 6, the substrate 1 having the laminated semiconductor layer 8 is placed on a plane crossing the stripe-shaped mesas 14 with a width corresponding to the finally formed resonator length. Next, as shown in FIG. 7, cleavage is performed to obtain a semiconductor bar 12 in which a plurality of target semiconductor light emitting devices are arranged in parallel. Thereafter, as shown in FIG. 8 which is a cross-sectional view of the main part, the surface of the semiconductor bar 12 is covered with, for example, SiN.
Is formed by the CVD method. As described above, when the CVD method is used, even if the inner side surface 13s of the separation groove 13 is inclined in a reverse taper, the protection film 15 can be formed well on the side surface 13s and the bottom surface of the separation groove 13. Next, as shown in the sectional view of FIG. 9, the protective film 15 on the stripe-shaped mesas 14 is subjected to anisotropic etching exhibiting high etching properties in the thickness direction of the substrate 1 and the laminated semiconductor layer. Go to the insulating protective film 15 on the electrode layer 11
Is removed. When this anisotropic etching is performed, the insulating protective film 15 formed on the side surface 13s of the reverse taper is formed.
Is reliably left without being blocked by the mesa portion and etched. That is, the end face of the active layer 4 is not exposed to the outside also on the side surface 13s. The characteristics of each semiconductor laser are measured through each mesa 14, that is, each semiconductor light emitting device formed on each mesa, for example, the electrode layer 11 separated with respect to the semiconductor laser, and the quality of each semiconductor laser is inspected. Thereafter, the semiconductor bar 12 is divided for each mesa 14, that is, for each semiconductor light emitting device, to obtain a semiconductor light emitting device according to the present invention whose schematic sectional view is shown in FIG. This semiconductor light emitting device, that is, a semiconductor chip,
As shown in FIG. 1, on the electrode layer 11 side, a header,
It is soldered to a mounting part 16 such as a heat sink by solder 17. In the semiconductor light emitting device obtained by the manufacturing method of the present invention, the insulating protective film 15 is formed on the side surface 13 s. It is possible to avoid the occurrence of a leak and deterioration of characteristics and occurrence of a defective product. According to the present invention described above, the side surface 13s
Despite the configuration in which the insulating protective film 15 is applied to the side surface, a process of forming a special protective film on the side surface 13s is not adopted, and the insulating protection for the light emitting end face that should be originally formed is not performed. Since it is formed in the step of forming the film 15, the number of steps is not increased, and thus the production is not complicated. Further, according to the present invention, by selecting the crystal direction of the stripe direction, that is, by selecting the crystal direction of the separation groove, the light emitting end face, that is, the division of the semiconductor bar 12 can be divided.
It is formed as an excellent surface in the cleavage plane of the crystal.
The third side surface 13s can be formed as a reverse tapered surface, that is, a reverse mesa groove, so that a semiconductor light emitting device having good characteristics can be configured. The above-mentioned example is based on the AlGaAs II
Although a semiconductor light emitting device using an IV group compound semiconductor has been described, the present invention can be applied to a semiconductor light emitting device using an AlGaInP-based compound semiconductor and various other compound semiconductors. In the above-described example, the double hetero junction type is used. However, the present invention is not limited to the above-described configuration, and a guide layer is provided between the active layer 4 and the first and second conductive type cladding layers 3 and 5. Interposed SCH (Separate
Confinement Heterostructure
The present invention can be applied to semiconductor light emitting devices including re) type semiconductor lasers and semiconductor lasers having various configurations. In the above-described example, the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type. However, these may be of the opposite conductivity type. [0036] [Effect of the Invention] As described above, according to this onset bright, active layer, i.e. the side end face of the light-emitting operation unit faces, a structure covered by an insulating protective film deposited on the light emitting end face According to the method of the present invention, it is possible to form the above-mentioned insulating protective film without increasing the number of manufacturing steps, so that it is possible to manufacture a semiconductor light emitting device having excellent characteristics and mass productivity. Can be.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明製造方法によって得る半導体発光装置の
一例の概略断面図である。 【図2】本発明製造方法の一例の一工程における一部を
断面図とした一部の斜視図である。 【図3】本発明製造方法の一例の一工程における一部を
断面図とした一部の斜視図である。 【図4】本発明製造方法の一例の一工程における一部を
断面図とした一部の斜視図である。 【図5】本発明製造方法の一例の一工程における一部を
断面図とした一部の斜視図である。 【図6】本発明製造方法の一例の一工程における一部を
断面図とした一部の斜視図である。 【図7】本発明製造方法の一例の一工程における一部を
断面図とした一部の斜視図である。 【図8】本発明製造方法の一例の一工程の断面図であ
る。 【図9】本発明製造方法の一例の一工程の断面図であ
る。 【図10】従来の製造方法の一工程における一部を断面
図とした一部の斜視図である。 【図11】従来の製造方法の一工程における一部を断面
図とした一部の斜視図である。 【図12】従来の製造方法の一工程における一部を断面
図とした一部の斜視図である。 【図13】従来の製造方法の一工程における一部を断面
図とした一部の斜視図である。 【図14】従来の半導体発光装置の概略断面図である。 【符号の説明】 1 半導体基板、2 バッファ層、3 第1導電型クラ
ッド層、4 活性層、5 第2導電型クラッド層、6
キャップ層、7 マスク層、8 積層半導体層、
流狭窄層、 電流狭窄溝、10 リッジ、11 電
極層、12 半導体バー、13 分離溝、13s
面、14 ストライプ状溝、15 絶縁性保護膜、16
取付部、17 半田
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a semiconductor light emitting device obtained by a manufacturing method of the present invention. FIG. 2 is a partial perspective view in which a part in one step of an example of the manufacturing method of the present invention is a cross-sectional view. FIG. 3 is a partial perspective view in which a part in one step of an example of the manufacturing method of the present invention is a cross-sectional view. FIG. 4 is a partial perspective view in which a part of one step of an example of the manufacturing method of the present invention is a cross-sectional view. FIG. 5 is a partial perspective view in which a part in one step of an example of the production method of the present invention is a cross-sectional view. FIG. 6 is a partial perspective view in which a part in one step of an example of the manufacturing method of the present invention is a cross-sectional view. FIG. 7 is a partial perspective view in which a part in one step of an example of the manufacturing method of the present invention is a cross-sectional view. FIG. 8 is a sectional view of one step of an example of the manufacturing method of the present invention. FIG. 9 is a sectional view of one step of an example of the manufacturing method of the present invention. FIG. 10 is a partial perspective view in which a part of one step of a conventional manufacturing method is a cross-sectional view. FIG. 11 is a partial perspective view in which a part of one step of a conventional manufacturing method is a cross-sectional view. FIG. 12 is a partial perspective view in which a part in one step of a conventional manufacturing method is a cross-sectional view. FIG. 13 is a partial perspective view in which a part in one step of a conventional manufacturing method is a cross-sectional view. FIG. 14 is a schematic sectional view of a conventional semiconductor light emitting device. [Description of Signs] 1 semiconductor substrate, 2 buffer layer, 3rd conductive type clad layer, 4 active layer, 5 second conductive type clad layer, 6
Cap layer, 7 mask layer, 8 laminated semiconductor layer, 9 electrodes
Flow constriction layer, 9 G current confinement groove, 10 ridge, 11 electrode layer, 12 semiconductor bar, 13 separation groove, 13 s side
Surface, 14 stripe-shaped grooves, 15 insulating protective film, 16
Mounting part, 17 solder

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板上に、少なくとも第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を有
する積層半導体層をエピタキシャル成長するエピタキシ
ャル成長工程と、 該積層半導体層上に電極層をオーミックに被着形成する
工程と、 該電極層および積層半導体層を厚さ方向に横切って断面
形状が底部に向かって幅広となる逆メサ状の分離溝を所
定の間隔をもって形成し、隣り合う逆メサ状の分離溝間
にストライプメサを形成する逆メサ溝形成工程と、 上記ストライプメサを所定の長さとする幅に分断し、該
分断面を光出射端面とする複数のストライプメサが平行
配列された半導体バーを得る分断工程と、 該半導体バーの、上記光出射端面を形成する分断面と、
上記逆メサ状の分離溝内に渡って全面的に絶縁性保護膜
を被着形成する工程と、 上記電極層上の上記絶縁性保護膜を、異方性エッチング
によって除去する工程と、 上記半導体バーを、分離溝において切断して半導体発光
部を有する半導体チップを形成する工程とを経ることを
特徴とする半導体発光装置の製造方法。
(57) Claims 1. An epitaxial growth step of epitaxially growing a laminated semiconductor layer having at least a first conductivity type clad layer, an active layer, and a second conductivity type clad layer on a semiconductor substrate. Forming an electrode layer on the laminated semiconductor layer in an ohmic manner, and forming an inverted mesa-shaped separation groove having a cross-section that becomes wider toward the bottom across the electrode layer and the laminated semiconductor layer in the thickness direction. An inverse mesa groove forming step of forming a stripe mesa between adjacent inverse mesa-shaped separation grooves formed at a predetermined interval, and dividing the stripe mesa into a width having a predetermined length, and dividing the divided section into a light emitting end face. A dividing step of obtaining a semiconductor bar in which a plurality of stripe mesas are arranged in parallel; and a dividing section of the semiconductor bar, the light emitting end face being formed.
A step of depositing and forming an insulating protective film over the entire surface of the reverse mesa-shaped separation groove; a step of removing the insulating protective film on the electrode layer by anisotropic etching; Forming a semiconductor chip having a semiconductor light emitting portion by cutting the bar at the separation groove.
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