JP4067278B2 - Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体発光素子およびその製造方法に関し、特に、リッジ部を有する半導体発光素子およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光通信用、民生用および産業機器用光源として、半導体レーザなどの半導体発光素子が広く用いられている。そして、高出力の半導体発光素子を得るためには、活性層で発生した光の吸収損失をできるだけ小さくする必要がある。光の吸収損失を小さくするためには、光の吸収のないクラッド層からなるリッジ部の厚み(高さ)をできるだけ大きくすることが好ましい。このため、従来では、順メサ形状(台形形状)に比べてリッジ部を高くすることが可能な逆メサ形状(逆台形形状)のリッジ部を有する半導体発光素子がよく用いられる。逆メサ形状のリッジ部を有する半導体発光素子としては、たとえば、特開平5−21902号公報に開示されている。
【0003】
図10は、上記特開平5−21902号公報に開示された従来の半導体発光素子(半導体レーザ)の構造を示した断面図である。図10を参照して、この従来の半導体発光素子では、n型GaAs基板101上に、n型AlGaAsからなるn型クラッド層102および活性層103が形成されている。活性層103上には、逆メサ形状のリッジ部を有するp型AlGaAsからなるp型クラッド層104が形成されている。p型クラッド層104のリッジ部の上面上には、p型GaAsからなるp型オーミックコンタクト層105が形成されている。また、p型クラッド層104およびp型オーミックコンタクト層105からなるリッジ部を埋め込むとともに、p型オーミックコンタクト層105の上面を露出させるように、n型GaAsからなる電流阻止層107が形成されている。リッジ部上面に露出されたp型オーミックコンタクト層105上および電流阻止層107上には、p型電極109が形成されている。また、n型GaAs基板101の裏面には、n型電極108が形成されている。
【0004】
図11〜図13は、図10に示した従来の半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。図10〜図13を参照して、従来の半導体発光素子の製造プロセスについて説明する。
【0005】
まず、図11に示すように、n型GaAs基板101上に、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いて、n型AlGaAsからなるn型クラッド層102、活性層103、p型AlGaAsからなるp型クラッド層104、および、p型GaAsからなるp型オーミックコンタクト層105を連続的に成長させる。その後、p型オーミックコンタクト層105上の所定領域に、数μmの厚みを有するストライプ状のSiO2からなるマスク層110を形成する。
【0006】
次に、図12に示すように、マスク層110をマスクとして、p型クラッド層104およびp型オーミックコンタクト層105をエッチングすることにより、p型クラッド層104およびp型オーミックコンタクト層105からなるストライプ状の逆メサ形状のリッジ部を形成する。
【0007】
そして、マスク層110を選択成長マスクとして、MOCVD法を用いて、図13に示されるような、n型GaAsからなる電流阻止層107を形成する。このとき、電流阻止層107は、SiO2からなるマスク層110上には成長されずに、p型クラッド層104およびp型オーミックコンタクト層105からなるリッジ部の側面を完全に埋め込むように形成される。この後、マスク層110を除去する。
【0008】
最後に、図10に示したように、リッジ部の上面に露出したp型オーミックコンタクト層105上および電流阻止層107上に、p型電極109を形成する。また、n型GaAs基板101の裏面に、n型電極108を形成する。このようにして、従来の半導体発光素子が形成される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来の半導体発光素子では、p型クラッド層104およびp型オーミックコンタクト層105をエッチングすることにより、逆メサ形状のリッジ部を形成していた。この場合、リッジ部を形成した後、次の工程で、リッジ部を埋め込むように電流阻止層107を形成するまでの間、素子表面にリッジ部のみが突出した状態になる。従来では、このリッジ部のみが突出した状態の間に、リッジ部が衝撃やダメージを受けやすいという問題点があった。
【0010】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、
この発明の一つの目的は、発光に関与するリッジ部への衝撃やダメージを軽減することが可能な半導体発光素子を提供することである。
【0011】
この発明のもう一つの目的は、発光に関与するリッジ部への衝撃やダメージを軽減することが可能な半導体発光素子の製造方法を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明の一の局面による半導体発光素子は、活性層を含む半導体層と、半導体層の表面に形成されたリッジ部と、リッジ部と所定の間隔を隔てて形成され、リッジ部の長手方向の側縁部と平行でない長手方向の側縁部を有するダミーリッジ部とを備えている。
【0013】
この一の局面による半導体発光素子では、上記のように、ダミーリッジ部を設けることによって、リッジ部およびダミーリッジ部が突出した形状になるので、リッジ部のみが突出した形状に比べて、リッジ部が受ける衝撃やダメージを軽減することができる。また、リッジ部の長手方向の側縁部と平行でない長手方向の側縁部を有するダミーリッジ部を設けることによって、たとえば、リッジ部の長手方向の側縁部が[011]方向に形成されている場合に、それと平行でないダミーリッジ部の長手方向の側縁部上には、電流阻止層を充分に成長させることができる。これにより、リーク電流が発生するのを有効に防止することができる。
【0014】
上記一の局面による半導体発光素子において、好ましくは、リッジ部の長手方向の側縁部は、エッチングされた時に逆メサ形状になる結晶方向であって光軸方向になる方向に形成されており、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、リッジ部の長手方向の側縁部の方向と平行でない方向に形成されている。このように構成すれば、容易に、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部上に電流阻止層を充分に成長させることができる。また、好ましくは、リッジ部およびダミーリッジ部は、GaとAsとを含み、リッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行に形成されており、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行でない方向に形成されている。このように構成しても、容易に、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部上に電流阻止層を充分に成長させることができる。
【0015】
上記の場合、リッジ部以外のダミーリッジ部の全体を覆うように形成された電流阻止層をさらに備えるのが好ましい。このように構成すれば、リッジ部のみが電流阻止層に覆われないように形成されるので、リッジ部のみに容易に電流を供給することができる。
【0016】
上記の場合、ダミーリッジ部には接触せずに、リッジ部のみに接触するように形成されたコンタクト層をさらに備えるのが好ましい。このように構成すれば、コンタクト層を介して、リッジ部のみに容易に電流を供給することができる。
【0017】
この発明の他の局面による半導体発光素子の製造方法は、活性層を含む半導体層を形成する工程と、半導体層の表面上の所定領域に、レジスト膜を形成する工程と、レジスト膜をマスクとして半導体層をエッチングすることによって、リッジ部と、リッジ部の長手方向の側縁部と平行でない長手方向の側縁部を有するダミーリッジ部とを形成する工程とを備えている。
【0018】
この他の局面による半導体発光素子の製造方法では、上記のように、リッジ部と所定の間隔を隔ててダミーリッジ部を形成することによって、リッジ部およびダミーリッジ部が突出した形状になるので、リッジ部のみが突出した形状に比べて、リッジ部が受ける衝撃やダメージを軽減することができる。また、リッジ部の長手方向の側縁部と平行でない長手方向の側縁部を有するダミーリッジ部を設けることによって、たとえば、リッジ部の長手方向の側縁部が[011]方向に形成されている場合に、それと平行でないダミーリッジ部の長手方向の側縁部上には、電流阻止層を充分に成長させることができる。これにより、リーク電流が発生するのを有効に防止することが可能な半導体発光素子を容易に形成することができる。
【0019】
上記他の局面による半導体発光素子の製造方法において、好ましくは、リッジ部の長手方向の側縁部は、エッチングされた時に逆メサ形状になる結晶方向であって光軸方向になる方向に形成され、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、リッジ部の長手方向の側縁部の方向と平行でない方向に形成される。このように構成すれば、容易に、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部上に電流阻止層を充分に成長させることができる。
【0020】
また、上記の場合、好ましくは、リッジ部およびダミーリッジ部は、GaとAsとを含み、リッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行に形成され、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行でない方向に形成される。このように構成しても、容易に、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部上に電流阻止層を充分に成長させることができる。
【0021】
この場合、好ましくは、レジスト膜を形成する工程は、[011]方向に平行な第1レジスト膜と、[011]方向に平行でない第2レジスト膜とを形成する工程を含み、リッジ部およびダミーリッジ部を形成する工程は、第1レジスト膜および第2レジスト膜をマスクとして半導体層をエッチングすることによって、[011]方向に平行なリッジ部と、[011]方向に平行でないダミーリッジ部とを形成する工程を含む。このように構成すれば、[011]方向に平行なリッジ部と、[011]方向に平行でないダミーリッジ部とを容易に形成することができる。
【0022】
上記の場合、ダミーリッジ部の全体を覆うように、電流阻止層を成長させる工程をさらに備えるのが好ましい。このように構成すれば、ダミーリッジ部に電流を流すことなくリッジ部のみに容易に電流を供給することができる。
【0023】
上記の場合、好ましくは、電流阻止層を形成する工程は、リッジ部およびダミーリッジ部を覆うように電流阻止層を成長させた後、リッジ部上に位置する電流阻止層を除去することによって、リッジ部上に開口部を形成する工程を含む。このように構成すれば、リッジ部上の開口部を介して容易にリッジ部のみに電流を供給することができる。
【0024】
上記の場合、ダミーリッジ部には接触せずに、リッジ部のみに接触するようにコンタクト層を形成する工程をさらに備えるのが好ましい。このように構成すれば、コンタクト層を介してリッジ部のみに容易に電流を供給することができる。
【0025】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
図1は、本発明の一実施形態による半導体発光素子(半導体レーザ)の構造を示した断面図である。
【0027】
まず、図1を参照して、一実施形態による半導体発光素子(半導体レーザ)の構造について説明する。この一実施形態による半導体発光素子では、約90μmの厚みを有するn型GaAs基板1上に、約2.5μmの厚みを有するn型AlGaAsからなるn型クラッド層2、約0.05μmの厚みを有するn型AlGaAsからなるn型キャリヤブロック層3および活性層4が形成されている。この活性層4は、約0.008μmの厚みを有するAlGaAsからなるウェル層、約0.018μmの厚みを有するAlGaAsからなるガイド層、および、約0.008μmの厚みを有するAlGaAsからなるバリア層が積層された構造を有する。活性層4上には、約0.05μmの厚みを有するp型AlGaAsからなるp型キャリヤブロック層5、約0.13μmの厚みを有するp型AlGaAsからなるp型第1クラッド層6、および、約0.02μmの厚みを有するp型AlGaAsからなるp型エッチングストップ層7が形成されている。
【0028】
ここで、本実施形態では、p型エッチングストップ層7上に、p型AlGaAsからなるp型第2クラッド層8aと、p型GaAsからなるp型キャップ層9aとによって構成される逆メサ形状のリッジ部が形成されている。そして、そのリッジ部の長手方向の側縁部(側面上端部)は、エッチング時にリッジ部が逆メサ形状となる結晶方向であってレーザの光軸方向となる[011]方向に形成されている。また、中央に位置するリッジ部と所定の間隔を隔てて、リッジ部を挟むように、p型AlGaAsからなるp型第2クラッド層8bと、p型GaAsからなるp型キャップ層9bとによって構成されるダミーリッジ部が形成されている。そのダミーリッジ部の長手方向の側縁部(側面上端部)は、[011]方向に平行でない方向に形成されている。
【0029】
また、左右に位置するダミーリッジ部(8b、9b)の上面、側面および側縁部を含む全面を覆うとともに、中央部のリッジ部(8a、9a)の上面のみを露出させるように、約1.0μmの膜厚を有するn型AlGaAsからなる電流阻止層10が形成されている。
【0030】
また、電流阻止層10を覆うとともに、中央部のリッジ部の上面においてp型キャップ層9aと接触するように、約6.0μmの厚みを有するp型GaAsからなるp型コンタクト層11が形成されている。
【0031】
なお、n型クラッド層2、n型キャリヤブロック層3、活性層4、p型キャリヤブロック層5、p型第1クラッド層6およびp型エッチングストップ層7が、本発明の「活性層を含む半導体層」の一例である。また、p型コンタクト層11が、本発明の「コンタクト層」の一例である。
【0032】
上記のような構造を有する本実施形態の半導体発光素子の電流経路としては、p型コンタクト層11のリッジ部上に位置する部分から、リッジ部を構成するp型キャップ層9aおよびp型第2クラッド層8aを経て、活性層4へと電流が流れる。これにより、リッジ部の下方に位置する活性層4の領域において、レーザ光を発生させることができる。なお、左右に位置するダミーリッジ部の上面、側面および側縁部(側面上端部)は、電流阻止層10によって充分に覆われているので、ダミーリッジ部を構成するp型キャップ層9bには、電流が流れない。このため、ダミーリッジ部の下方の活性層4の領域には、レーザ光は発生しない。つまり、中央部に位置するリッジ部のみが発光に関与する。
【0033】
本実施形態では、上記のように、リッジ部と所定の間隔を隔てて、リッジ部を挟むように、ダミーリッジ部を設けることによって、リッジ部およびダミーリッジ部が突出した形状になるので、リッジ部のみが突出した形状に比べて、リッジ部が受ける衝撃やダメージを軽減することができる。
【0034】
また、本実施形態では、上記のように、長手方向の側縁部が[011]方向に平行でないダミーリッジ部を設けることによって、側縁部が[011]方向に平行なダミーリッジ部を設ける場合と異なり、後述する製造プロセスにおいて、ダミーリッジ部上に電流阻止層10を充分に成長させることができる。これにより、リーク電流が発生するのを有効に防止することができる。
【0035】
図2〜図8は、図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。次に、図1〜図8を参照して、一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスについて説明する。
【0036】
まず、図2に示すように、MOCVD法などを用いて、n型GaAs基板1上に、n型AlGaAsからなるn型クラッド層2、n型AlGaAsからなるn型キャリヤブロック層3、活性層4、p型AlGaAsからなるp型キャリヤブロック層5、p型AlGaAsからなるp型第1クラッド層6、p型AlGaAsからなるp型エッチングストップ層7、p型AlGaAsからなるp型第2クラッド層8、および、p型GaAsからなるp型キャップ層9を連続的に成長させる。
【0037】
その後、図3に示すように、p型キャップ層9上の所定領域に、ストライプ状のレジスト膜12aおよび12bを形成する。
【0038】
ここで、本実施形態では、図4に示すように、中央部のレジスト膜12aの長手方向の側縁部をGaAsの逆メサリッジ方向(エッチング時にリッジ部が逆メサ形状になる方向)であってレーザの光軸方向である[011]方向に形成する。また、左右に位置するレジスト膜12bの長手方向の側縁部を[011]方向から所定の角度θ(本実施形態では、30°)傾いた方向に形成する。なお、図4において、チップ分割線とは、ウエハプロセス終了後にチップ化する際に、分割する線を意味している。
【0039】
次に、図3および図4に示したレジスト膜12aおよび12bをマスクとして、p型第2クラッド層8およびp型キャップ層9を酒石酸系のエッチング液でウェットエッチングすることによって、図5に示されるような、p型第2クラッド層8aとp型キャップ層9aとからなる逆メサ形状を有するリッジ部と、p型第2クラッド層8bとp型キャップ層9bとからなる左右に位置するダミーリッジ部とを形成する。この場合、図6に示すように、中央部のリッジ部の長手方向の側縁部(側面上端部)は、[011]方向に形成される。その一方、左右に位置するダミーリッジ部の長手方向の側縁部(側面上端部)は、[011]方向から30°傾いた方向に形成される。なお、上記したリッジ部およびダミーリッジ部を形成するためのウェットエッチング工程において、p型エッチングストップ層7は、エッチングストッパとして機能する。このように、リッジ部およびダミーリッジ部を形成した後、レジスト膜12aおよび12bを除去する。
【0040】
次に、図7に示すように、p型エッチングストップ層7と、リッジ部と、ダミーリッジ部とを覆うように、n型AlGaAsからなる電流阻止層10を成長させる。このとき、電流阻止層10は、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部が[011]方向に平行でないため、ダミーリッジ部の側面および上面のみならず側縁部(側面上端部)においても充分に成長する。また、中央部のリッジ部の長手方向の側縁部は[011]方向に平行であるので、電流阻止層10は、中央部のリッジ部の長手方向の側縁部(側面上端部)では成長せずに、リッジ部の側縁部以外の部分を覆うように成長する。
【0041】
ここで、図9を参照して、本実施形態の比較例として、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部を、[011]方向に平行に形成した例について説明する。図9に示すように、[011]方向に平行なダミーリッジ部の長手方向の側縁部(側面上端部)には、電流阻止層20が成長しない。このため、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、p型GaAsコンタクト層21と接触する。その結果、[011]方向に平行なダミーリッジ部を形成した場合には、p型GaAsコンタクト層21から、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部を介して、矢印で示した方向に、リーク電流が発生するという不都合が生じる。
【0042】
そこで、本実施形態では、上記のように、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部を[011]方向に平行でない(30°傾斜する)ように形成する。これにより、図7に示したように、ダミーリッジ部の側縁部においても電流阻止層10を充分に成長させることができ、その結果、リーク電流が発生するのを有効に防止することができる。
【0043】
この後、電流阻止層10上の所定領域に、レジスト膜13を形成する。そして、レジスト膜13をマスクとして、中央部のリッジ部の上面上に形成された電流阻止層10をエッチングにより除去した後、レジスト膜13を除去する。これにより、図8に示すように、中央部のリッジ部の上面(p型キャップ層9a)のみが露出されるとともに、左右に位置するダミーリッジ部の全体が電流阻止層10によって覆われた形状が得られる。
【0044】
最後に、図1に示したように、電流阻止層10を覆うとともに、中央部のリッジ部の上面においてp型キャップ層9aと接触するように、p型GaAsからなるp型コンタクト層11を形成する。このようにして、本実施形態の半導体発光素子が形成される。
【0045】
本実施形態の製造プロセスでは、上記のように、リッジ部と所定の間隔を隔ててダミーリッジ部を形成することによって、リッジ部およびダミーリッジ部が突出した形状になるので、リッジ部のみが突出した形状に比べて、リッジ部が受ける衝撃やダメージを軽減することができる。
【0046】
また、本実施形態の半導体発光素子は、水平広がり角度8°で、150mW以上の基本横モード光出力が得られるとともに、60℃、130mWで、500時間以上安定に動作した。
【0047】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0049】
また、上記実施形態では、ダミーリッジ部の長手方向の側縁部を、発光に関与する中央部のリッジ部の長手方向の側縁部から30°傾けた方向に形成したが、本発明はこれに限らず、他の角度であっても良い。この場合、好ましくは、0.2°〜89.8°の範囲で傾けた方向に形成すればよく、さらに好ましくは、30°〜60°の範囲で形成すればよい。
【0050】
また、上記実施形態では、2つのダミーリッジ部を設けたが、本発明はこれに限らず、ダミーリッジ部を1つだけ設けてもよいし、3つ以上設けるようにしてもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、発光に関与するリッジ部への衝撃やダメージを軽減することが可能な半導体発光素子およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による半導体発光素子を示した断面図である。
【図2】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図3】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図4】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図5】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図6】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図7】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図8】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図9】図1に示した一実施形態による半導体発光素子の比較例を示した断面図である。
【図10】従来の半導体発光素子を示した断面図である。
【図11】従来の半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図12】従来の半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図13】従来の半導体発光素子の製造プロセスを説明するための断面図である。
【符号の説明】
1 n型GaAs基板(半導体層)
2 n型クラッド層(半導体層)
3 n型キャリヤブロック層(半導体層)
4 活性層(半導体層)
5 p型キャリヤブロック層(半導体層)
6 p型第1クラッド層(半導体層)
7 p型エッチングストップ層(半導体層)
8a、8b p型第2クラッド層(半導体層)
9a、9b p型キャップ層(半導体層)
8a、9a リッジ部
8b、9b ダミーリッジ部
10 電流阻止層
11 p型コンタクト層(コンタクト層)
12a、12b レジスト膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor light emitting device having a ridge portion and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, semiconductor light emitting devices such as semiconductor lasers have been widely used as light sources for optical communication, consumer use, and industrial equipment. In order to obtain a high-power semiconductor light emitting device, it is necessary to reduce the absorption loss of light generated in the active layer as much as possible. In order to reduce the light absorption loss, it is preferable to increase the thickness (height) of the ridge portion formed of the cladding layer that does not absorb light as much as possible. For this reason, conventionally, a semiconductor light emitting element having a ridge portion having an inverted mesa shape (inverted trapezoid shape) capable of making the ridge portion higher than a forward mesa shape (trapezoid shape) is often used. A semiconductor light emitting device having an inverted mesa ridge is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-21902.
[0003]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional semiconductor light emitting device (semiconductor laser) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-21902. Referring to FIG. 10, in this conventional semiconductor light emitting device, an n-
[0004]
11 to 13 are cross-sectional views for explaining a manufacturing process of the conventional semiconductor light emitting device shown in FIG. A conventional semiconductor light emitting device manufacturing process will be described with reference to FIGS.
[0005]
First, as shown in FIG. 11, an n-
[0006]
Next, as shown in FIG. 12, by using the
[0007]
Then, a
[0008]
Finally, as shown in FIG. 10, the p-
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional semiconductor light emitting device, the p-
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems,
One object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of reducing impact and damage to a ridge portion involved in light emission.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device capable of reducing impact and damage to a ridge portion involved in light emission.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A semiconductor light emitting device according to one aspect of the present invention includes a semiconductor layer including an active layer, a ridge formed on a surface of the semiconductor layer, a ridge formed at a predetermined interval, and extending in a longitudinal direction of the ridge. And a dummy ridge having a longitudinal side edge that is not parallel to the side edge.
[0013]
In the semiconductor light emitting device according to this aspect, since the dummy ridge portion is provided as described above, the ridge portion and the dummy ridge portion are protruded, so that the ridge portion is compared with the shape in which only the ridge portion protrudes. Can reduce impact and damage. Further, by providing a dummy ridge portion having a longitudinal side edge portion that is not parallel to the longitudinal side edge portion of the ridge portion, for example, the longitudinal side edge portion of the ridge portion is formed in the [011] direction. In this case, the current blocking layer can be sufficiently grown on the side edge in the longitudinal direction of the dummy ridge that is not parallel to the dummy ridge. This can effectively prevent the occurrence of leakage current.
[0014]
In the semiconductor light emitting device according to the above aspect, preferably, the side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion is formed in a direction that is a crystal direction that becomes a reverse mesa shape when etched and that is in the optical axis direction. The side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed in a direction not parallel to the direction of the side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion. If comprised in this way, a current blocking layer can be fully grown easily on the side edge part of the longitudinal direction of a dummy ridge part. Preferably, the ridge portion and the dummy ridge portion include Ga and As, and the side edges in the longitudinal direction of the ridge portion are formed in parallel to the [011] direction. The side edge is formed in a direction not parallel to the [011] direction. Even if comprised in this way, the electric current blocking layer can be sufficiently grown on the side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion easily.
[0015]
In the above case, it is preferable to further include a current blocking layer formed so as to cover the entire dummy ridge portion other than the ridge portion. With this configuration, since only the ridge portion is formed so as not to be covered with the current blocking layer, it is possible to easily supply current only to the ridge portion.
[0016]
In the above case, it is preferable to further include a contact layer formed so as to contact only the ridge portion without contacting the dummy ridge portion. If comprised in this way, an electric current can be easily supplied only to a ridge part via a contact layer.
[0017]
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to another aspect of the present invention includes a step of forming a semiconductor layer including an active layer, a step of forming a resist film in a predetermined region on the surface of the semiconductor layer, and using the resist film as a mask. Etching the semiconductor layer to form a ridge portion and a dummy ridge portion having a longitudinal side edge not parallel to the longitudinal side edge of the ridge.
[0018]
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to this other aspect, as described above, by forming the dummy ridge portion with a predetermined distance from the ridge portion, the ridge portion and the dummy ridge portion have a protruding shape. Compared to the shape in which only the ridge portion protrudes, the impact and damage received by the ridge portion can be reduced. Further, by providing a dummy ridge portion having a longitudinal side edge portion that is not parallel to the longitudinal side edge portion of the ridge portion, for example, the longitudinal side edge portion of the ridge portion is formed in the [011] direction. In this case, the current blocking layer can be sufficiently grown on the side edge in the longitudinal direction of the dummy ridge that is not parallel to the dummy ridge. Thereby, it is possible to easily form a semiconductor light emitting element capable of effectively preventing the occurrence of leakage current.
[0019]
In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the above other aspect, preferably, the side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion is formed in a crystal direction that becomes a reverse mesa shape when etched and in a direction that becomes the optical axis direction. The side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed in a direction not parallel to the direction of the side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion. If comprised in this way, a current blocking layer can be fully grown easily on the side edge part of the longitudinal direction of a dummy ridge part.
[0020]
In the above case, preferably, the ridge portion and the dummy ridge portion include Ga and As, and the side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion is formed in parallel to the [011] direction, and the length of the dummy ridge portion is The side edge of the direction is formed in a direction not parallel to the [011] direction. Even if comprised in this way, the electric current blocking layer can be sufficiently grown on the side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion easily.
[0021]
In this case, preferably, the step of forming the resist film includes a step of forming a first resist film parallel to the [011] direction and a second resist film not parallel to the [011] direction. The step of forming the ridge portion includes etching the semiconductor layer using the first resist film and the second resist film as a mask, thereby forming a ridge portion parallel to the [011] direction and a dummy ridge portion not parallel to the [011] direction. Forming a step. With this configuration, a ridge portion parallel to the [011] direction and a dummy ridge portion not parallel to the [011] direction can be easily formed.
[0022]
In the above case, it is preferable to further include a step of growing the current blocking layer so as to cover the entire dummy ridge portion. If comprised in this way, an electric current can be easily supplied only to a ridge part, without flowing an electric current into a dummy ridge part.
[0023]
In the above case, preferably, the step of forming the current blocking layer is performed by growing the current blocking layer so as to cover the ridge portion and the dummy ridge portion, and then removing the current blocking layer located on the ridge portion, Forming an opening on the ridge. If comprised in this way, an electric current can be easily supplied only to a ridge part through the opening part on a ridge part.
[0024]
In the above case, it is preferable to further include a step of forming a contact layer so as to contact only the ridge portion without contacting the dummy ridge portion. If comprised in this way, an electric current can be easily supplied only to a ridge part via a contact layer.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor light emitting device (semiconductor laser) according to an embodiment of the present invention.
[0027]
First, the structure of a semiconductor light emitting device (semiconductor laser) according to an embodiment will be described with reference to FIG. In the semiconductor light emitting device according to this embodiment, an n-
[0028]
Here, in the present embodiment, an inverted mesa shape constituted by a p-type
[0029]
Further, the dummy ridge portions (8b, 9b) located on the left and right sides cover the entire surface including the upper surface, side surfaces, and side edge portions, and only the upper surface of the central ridge portion (8a, 9a) is exposed. A
[0030]
A p-
[0031]
The n-
[0032]
As a current path of the semiconductor light emitting device of the present embodiment having the above-described structure, the p-
[0033]
In the present embodiment, as described above, by providing the dummy ridge portion so as to sandwich the ridge portion at a predetermined interval from the ridge portion, the ridge portion and the dummy ridge portion are projected, so the ridge portion Compared to the shape in which only the portion protrudes, the impact and damage to the ridge portion can be reduced.
[0034]
In the present embodiment, as described above, the dummy ridge portion whose side edge portion is parallel to the [011] direction is provided by providing the dummy ridge portion whose side edge portion in the longitudinal direction is not parallel to the [011] direction. Unlike the case, the
[0035]
2 to 8 are a cross-sectional view and a plan view for explaining a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. Next, with reference to FIGS. 1-8, the manufacturing process of the semiconductor light-emitting device by one Embodiment is demonstrated.
[0036]
First, as shown in FIG. 2, an n-
[0037]
Thereafter, as shown in FIG. 3, striped resist
[0038]
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the side edge portion in the longitudinal direction of the central resist
[0039]
Next, using the resist
[0040]
Next, as shown in FIG. 7, a
[0041]
Here, with reference to FIG. 9, as a comparative example of the present embodiment, an example in which the side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed in parallel to the [011] direction will be described. As shown in FIG. 9, the
[0042]
Therefore, in the present embodiment, as described above, the side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed so as not to be parallel to the [011] direction (tilt by 30 °). As a result, as shown in FIG. 7, the
[0043]
Thereafter, a resist
[0044]
Finally, as shown in FIG. 1, the p-
[0045]
In the manufacturing process of the present embodiment, as described above, by forming the dummy ridge portion with a predetermined distance from the ridge portion, the shape of the ridge portion and the dummy ridge portion protrudes, so that only the ridge portion protrudes. Compared to the shape, the impact and damage to the ridge portion can be reduced.
[0046]
In addition, the semiconductor light emitting device of the present embodiment was able to obtain a fundamental transverse mode light output of 150 mW or more at a horizontal spread angle of 8 °, and stably operated at 60 ° C. and 130 mW for 500 hours or more.
[0047]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
[0049]
In the above embodiment, the side edge in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed in a direction inclined by 30 ° from the side edge in the longitudinal direction of the central ridge portion involved in light emission. The angle is not limited to this, and may be another angle. In this case, it may be formed in a direction inclined in the range of 0.2 ° to 89.8 °, and more preferably in the range of 30 ° to 60 °.
[0050]
In the above embodiment, two dummy ridges are provided. However, the present invention is not limited to this, and only one dummy ridge may be provided, or three or more dummy ridges may be provided.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device capable of reducing the impact and damage to the ridge portion involved in light emission and a method for manufacturing the same.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to one embodiment shown in FIG. 1;
4 is a plan view for explaining a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to one embodiment shown in FIG. 1;
6 is a plan view for explaining a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
7 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
8 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 1;
9 is a cross-sectional view showing a comparative example of the semiconductor light emitting device according to the embodiment shown in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor light emitting device.
FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conventional semiconductor light emitting device.
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conventional semiconductor light emitting device.
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conventional semiconductor light emitting device.
[Explanation of symbols]
1 n-type GaAs substrate (semiconductor layer)
2 n-type cladding layer (semiconductor layer)
3 n-type carrier block layer (semiconductor layer)
4 Active layer (semiconductor layer)
5 p-type carrier block layer (semiconductor layer)
6 p-type first cladding layer (semiconductor layer)
7 p-type etching stop layer (semiconductor layer)
8a, 8b p-type second cladding layer (semiconductor layer)
9a, 9b p-type cap layer (semiconductor layer)
8a,
12a, 12b resist film
Claims (8)
前記半導体層の表面に形成された逆メサ形状のリッジ部と、
前記リッジ部と所定の間隔を隔てて形成され、前記リッジ部の長手方向の側縁部と平行でない長手方向の側縁部を有するダミーリッジ部とを備え、
前記リッジ部および前記ダミーリッジ部は、GaとAsとを含み、
前記リッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行であって光軸方向になる方向に形成されており、
前記ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行でない方向に形成されている、半導体発光素子。A semiconductor layer including an active layer;
An inverted mesa ridge formed on the surface of the semiconductor layer;
A dummy ridge portion formed at a predetermined interval from the ridge portion, and having a longitudinal side edge portion that is not parallel to the longitudinal side edge portion of the ridge portion ,
The ridge portion and the dummy ridge portion include Ga and As,
The side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion is formed in a direction parallel to the [011] direction and in the optical axis direction,
A semiconductor light emitting element, wherein a side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed in a direction not parallel to the [011] direction .
前記半導体層の表面上の所定領域に、レジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜をマスクとして前記半導体層をエッチングすることによって、逆メサ形状のリッジ部と、前記リッジ部の長手方向の側縁部と平行でない長手方向の側縁部を有するダミーリッジ部とを形成する工程とを備え、
前記リッジ部および前記ダミーリッジ部は、GaとAsとを含み、
前記リッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行であって光軸方向になる方向に形成され、
前記ダミーリッジ部の長手方向の側縁部は、[011]方向に平行でない方向に形成される、半導体発光素子の製造方法。Forming a semiconductor layer including an active layer;
Forming a resist film in a predetermined region on the surface of the semiconductor layer;
Etching the semiconductor layer using the resist film as a mask forms an inverted mesa-shaped ridge portion and a dummy ridge portion having a longitudinal side edge that is not parallel to the longitudinal side edge of the ridge portion Comprising the steps of :
The ridge portion and the dummy ridge portion include Ga and As,
A side edge portion in the longitudinal direction of the ridge portion is formed in a direction parallel to the [011] direction and in the optical axis direction,
A method of manufacturing a semiconductor light emitting device, wherein a side edge portion in the longitudinal direction of the dummy ridge portion is formed in a direction not parallel to the [011] direction .
[011]方向に平行な第1レジスト膜と、前記[011]方向に平行でない第2レジスト膜とを形成する工程を含み、
前記リッジ部および前記ダミーリッジ部を形成する工程は、前記第1レジスト膜および前記第2レジスト膜をマスクとして前記半導体層をエッチングすることによって、[011]方向に平行なリッジ部と、[011]方向に平行でないダミーリッジ部とを形成する工程を含む、請求項4に記載の半導体発光素子の製造方法。The step of forming the resist film includes:
Forming a first resist film parallel to the [011] direction and a second resist film not parallel to the [011] direction,
The step of forming the ridge portion and the dummy ridge portion includes etching the semiconductor layer using the first resist film and the second resist film as a mask, thereby forming a ridge portion parallel to the [011] direction, The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 4 , further comprising: forming a dummy ridge portion that is not parallel to the direction.
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