JPH0362987A - Semiconductor laser and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor laser and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光情報処理分野に用いられる例えばAj!
Ga1nP系の可視光半導体レーザ等の化合物半導体系
の半導体レーザおよびその製造方法に関するものである
。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is applicable to, for example, Aj!
The present invention relates to a compound semiconductor semiconductor laser such as a Ga1nP visible light semiconductor laser and a method for manufacturing the same.
A7!Ga lnp系の可視光を発する半導体レーザと
して、従来第3図に示すようなものがある。A7! As a semiconductor laser that emits Galnp visible light, there is a conventional semiconductor laser as shown in FIG.
(63年秋応用物理学会予稿4I”ZC−11)。(Autumn 1963 Applied Physics Society Proceedings 4I”ZC-11).
第3図において、lはn GaAs1板、2はn71
、ffQalnP下部クラッド層、3はGa1nP活性
層、4はp−Aj!Ga1nP上部クラフト層、5はp
−Ga1nP酸化防止層、7はn−GaAs電流狭窄層
、8はリフシストライプ、9はp−GaAsキャンプ層
、10はカソード電極、1■はアノード電極である。In Figure 3, l is n GaAs1 plate, 2 is n71
, ffQalnP lower cladding layer, 3 is Ga1nP active layer, 4 is p-Aj! Ga1nP upper craft layer, 5 is p
7 is an n-GaAs current confinement layer, 8 is a rift stripe, 9 is a p-GaAs camp layer, 10 is a cathode electrode, and 1 is an anode electrode.
この半導体レーザは、n−GaAs電流狭窄層7によっ
て電流の通路を制限する。また、発光した光を吸収する
ために、横方向に等価的に屈折率差が存在し、屈折率導
波機構を有している。In this semiconductor laser, the current path is restricted by the n-GaAs current confinement layer 7. Further, in order to absorb the emitted light, there is an equivalent refractive index difference in the lateral direction, and a refractive index waveguide mechanism is provided.
第4図を参照して上記の第3図の半導体レーザの製造方
法を説明する。A method of manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 4.
この半導体レーザでは、まず第4図(alに示すように
、化合物半導体基板であるn−GaAs基板1上にn−
AlGa InP下部クラりド層2゜Ga InP活性
層3.p−AAGalnP上部クラフト層4りよびp−
Ga1nP酸化防止N5をMOVPE法により順次成長
させる。In this semiconductor laser, first, as shown in FIG. 4 (al), an n-GaAs substrate 1, which is a compound semiconductor substrate,
AlGa InP lower cladding layer 2°Ga InP active layer 3. p-AAGalnP upper craft layer 4 p-
Ga1nP anti-oxidation N5 is sequentially grown by MOVPE method.
つぎに、第4図fblに示すように、ストライプ状に形
成された5i02NからなるS i O2ストライブマ
スク6を用いてウェットエツチングを行い、p−AlG
a InP上部クラりド層4上にリッジストライプ8を
形成する。Next, as shown in FIG.
a Ridge stripes 8 are formed on the InP upper cladding layer 4.
その上に、第4図fclに示すように、前記のMOVP
E法による成長法により5i02ストライプマスク6を
残したままn−GaAs電流狭窄層7を選択的に成長さ
せてリッジストライプ8の両側を1里め込む。Furthermore, as shown in FIG. 4 fcl, the MOVP
Using the E method, an n-GaAs current confinement layer 7 is selectively grown with the 5i02 stripe mask 6 left in place, so as to extend one inch into both sides of the ridge stripe 8.
最後に、第4図+dlに示すように、S i O2スト
ライプマスク6を除去し、この後p−GaAsキャップ
W19を成長させ、カソード電極10およびアノード電
極11をそれぞれ形威する。Finally, as shown in FIG. 4+dl, the SiO2 stripe mask 6 is removed, and then a p-GaAs cap W19 is grown to form the cathode electrode 10 and the anode electrode 11, respectively.
以上のようにして作製したこの半導体レーザは、n−G
aAs電流狭窄層7のリフシストライプ8の側面付近に
は、盛り上がり部70が生しる。この結果、結晶表面を
平坦化するには、その上のpGaAsGaAsキャップ
層9とも3μm程度の膜厚が必要である。結晶表面の平
坦化は、半導体レーザチップが通常第5図に示すように
、アップサイドダウンでヒートシンク15に半田14で
マウントされることから必要となるものである。This semiconductor laser manufactured as described above is an n-G
A raised portion 70 is formed near the side surface of the rift stripe 8 of the aAs current confinement layer 7 . As a result, in order to flatten the crystal surface, the pGaAsGaAs cap layer 9 thereon needs to have a thickness of about 3 μm. Flattening of the crystal surface is necessary because a semiconductor laser chip is normally mounted upside down on a heat sink 15 with solder 14, as shown in FIG.
しかしながら、Aj!Ga1nP系の結晶は、熱祇抗率
が14℃IJ/W程度とかなり大きく、発熱部13とヒ
ートシンク15との距離が素子全体の熱抵抗を大きく左
むし、p−GaAsキャップ層9の膜厚が3μmもある
と、熱抵抗が大きくなる。However, Aj! The Ga1nP crystal has a fairly large thermal resistivity of about 14°C IJ/W, and the distance between the heat generating part 13 and the heat sink 15 greatly affects the thermal resistance of the entire device, and the thickness of the p-GaAs cap layer 9 If the thickness is as much as 3 μm, the thermal resistance will increase.
なお、−aに用いられるAu系のアノード電極11は、
熱抵抗が無視できるので、ヒートシンクと等価と考えて
よいものである。Note that the Au-based anode electrode 11 used for -a is
Since the thermal resistance can be ignored, it can be considered equivalent to a heat sink.
以上のように、第3図に示した半導体レーザでは、p−
GaAsキャップ層9はできるだけ薄い方が望ましい。As described above, in the semiconductor laser shown in FIG.
It is desirable that the GaAs cap layer 9 be as thin as possible.
しかし逆に、前記p−QaAsキャンプ層9が薄すぎて
も電流の通路が絞られすぎて素子抵抗が大きくなってし
まう。However, on the other hand, if the p-QaAs camp layer 9 is too thin, the current path will be too narrow and the device resistance will increase.
この発明の目的は、発熱部からヒートシンクまでの距離
を短くして熱抵抗を小さくし、成熟を良好にして高出力
化、高信頼性化を図ることができる半導体レーザを提供
することである。An object of the present invention is to provide a semiconductor laser that can shorten the distance from the heat generating part to the heat sink to reduce thermal resistance, improve maturation, and achieve high output and high reliability.
(課題を解決するための手段)
請求項(1)記載の半導体レーザは、キャンプ層を薄く
して半導体層表面に凹凸を残した状態で、オーミック接
触のための電極を形威し、この後ホンディングのための
バンプ層を特徴する
請求項(2)記載の半導体レーザの製造方法では、3+
ff求項(1)記載の半導体レーザを作成するに当たっ
て、オー旦・7り接触のための電極を真空蒸着により形
威し、ボンディングのためのバンプ層を電解メッキによ
り形成する。(Means for Solving the Problem) The semiconductor laser according to claim (1) is provided by forming electrodes for ohmic contact with the camp layer thinned and unevenness left on the surface of the semiconductor layer, and then forming an electrode for ohmic contact. In the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim (2), the method includes a bump layer for bonding.
In producing the semiconductor laser described in ff requirement (1), electrodes for over-the-counter contact are formed by vacuum evaporation, and bump layers for bonding are formed by electrolytic plating.
請求項(3)記載の半導体レーザは、リッジストライプ
の側面を基板表面に対して垂直になるように形威し、そ
の両側において上側クラ7ド層上に電流狭窄層を形成す
る。この際の電流狭窄層の膜厚は、リッジストライプの
高さと同一にする。In the semiconductor laser according to claim (3), the side surfaces of the ridge stripe are shaped perpendicularly to the substrate surface, and current confinement layers are formed on the upper cladding layer on both sides thereof. The thickness of the current confinement layer at this time is made the same as the height of the ridge stripe.
そして、平坦となったりフジストライプおよび電流狭窄
層の上面に膜厚が小さいキャンプ層を積層している。Then, a camp layer with a small thickness is laminated on the top surface of the flattened Fuji stripe and current confinement layer.
請求項(4)の半導体レーザの製造方法では、請求項+
1+記載の半導体レーザを作成するに当たって、リッジ
ストライプを反応性イオンエツチングにより形成する。In the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim (4), claim +
In producing the semiconductor laser described in 1+, a ridge stripe is formed by reactive ion etching.
請求項(1)記載の半導体レーザおよび請求項(2)記
載の半導体レーザの製造方法によれば、表面に凹凸を有
するり7ジストライプおよび電流狭窄層上に積層するキ
ャップ層が薄くて、キャップ層の表面に凹凸が残ってい
ても、その上に真空蒸着および電解メッキでそれぞれ形
成されるオーミック接触のための電極およびボンディン
グのためのバンプ層が凹凸を吸収することになり、バン
プ層の表面は平坦になる。この際、オーミック接触のた
めの電極およびボンディングのためのバンプ層はヒート
シンクと等価であるので、それらの膜厚が大きくなって
も、この部分の熱抵抗が増加することはなく、キャップ
層が薄くなることにより熱抵抗が減少する。According to the semiconductor laser according to claim (1) and the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim (2), the cap layer having an uneven surface and laminated on the di-stripes and the current confinement layer is thin and the cap layer is thin. Even if unevenness remains on the surface of the layer, the electrode for ohmic contact and the bump layer for bonding, which are formed on top of it by vacuum evaporation and electrolytic plating, respectively, will absorb the unevenness, and the surface of the bump layer will be smooth. becomes flat. At this time, the electrode for ohmic contact and the bump layer for bonding are equivalent to a heat sink, so even if their film thickness increases, the thermal resistance of these parts will not increase, and the cap layer will be thinner. This reduces thermal resistance.
したがって、発熱部とヒートシンクとの距離を従来の素
子と比較して半分以下に小さくできるので、熱抵抗を低
減することができ、半導体レーザの発熱を有効に放熱す
ることができる。したがって、半導体レーザの高出力化
2高信頼性化が可能となる。Therefore, the distance between the heat generating part and the heat sink can be reduced to less than half that of conventional elements, so thermal resistance can be reduced and the heat generated by the semiconductor laser can be effectively dissipated. Therefore, it is possible to increase the output power and reliability of the semiconductor laser.
請求項(3)記載の半導体レーザおよび請求項(4)記
載の半導体レーザの製造方法によれば、リッジストライ
プを塩素ガスを用いた反応性イオンエツチングで形成す
ることにより、側面が基板表面に対して垂直になるよう
にリッジストライプが形成される。この後、電流狭窄層
をリッジストライプの両側において上側クラッド層上に
選択成長させるときに、電流狭窄層の選択成長かりフジ
ストライプの側面にはほとんど成長しない。このため、
リッジストライプの側面付近の盛り上がりの発生が抑え
られ、この時点で表面が平坦化される。したがって、ギ
ャップ層でリッジストライプの側面付近の盛り上がりを
吸収することは不要となり、ギャップ層を薄くすること
が可能となる。According to the semiconductor laser according to claim (3) and the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim (4), the ridge stripe is formed by reactive ion etching using chlorine gas, so that the side surface is not attached to the substrate surface. A ridge stripe is formed vertically. Thereafter, when the current confinement layer is selectively grown on the upper cladding layer on both sides of the ridge stripe, the current confinement layer is selectively grown and hardly grows on the sides of the Fuji stripe. For this reason,
The occurrence of swelling near the side surfaces of the ridge stripe is suppressed, and the surface is flattened at this point. Therefore, it is not necessary for the gap layer to absorb the swelling near the side surfaces of the ridge stripe, and it is possible to make the gap layer thinner.
したがって、発熱部とヒートシンクとの距離を従来の素
子と比較して半分以下に小さくできるので、熱抵抗を低
減することができ、半導体レーザの発熱を有効に放熱す
ることができる。したがって、半導体レーザの高出力化
、高信頼性化が可能となる。Therefore, the distance between the heat generating part and the heat sink can be reduced to less than half that of conventional elements, so thermal resistance can be reduced and the heat generated by the semiconductor laser can be effectively dissipated. Therefore, it becomes possible to increase the output power and reliability of the semiconductor laser.
〔実施例〕
以下、この発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
大蓋史上
第1図に請求項(1)に対応する半導体レーザを示す、
この半導体レーザは、化合物半導体基板であるn−Ga
As基板1と、このn−GaAs基板1に順次積層形成
したn−AjlGa [nP下部クラッド層2.Ga1
nP活性層3.p−AIGarnP上部クランド層4り
よびp−ca+nr’M化防止層5と、このp−A6G
alnP上部クラッド層4およびp−Ga1nP酸化防
止層5上に形成したりフジストライプ8と、このリッジ
ストライプ8の両側を埋込むようにp−AlGa1nP
上部クラッド層4上に形成したn−GaAs電流狭窄層
7と、リッジストライプ8およびn −GaAs電流狭
窄層7の上面に積層形成した膜厚0、5〜1 p mの
p−Ga八へキャップ層9と、このp−GaAsキャッ
プ層9上に順に積層形成したオーミック接触のためのア
ノード”電極11およびボンディングのためのバンプ層
12と、n −GaAs基板l基板酸したカソード電極
10とを備えている。この場合、アノード電極11とバ
ンプ層12の膜厚の合計は、半導体層表面の凹凸を平坦
化するためには、3μm程度以上にすることが望ましい
。FIG. 1 shows a semiconductor laser corresponding to claim (1),
This semiconductor laser uses an n-Ga compound semiconductor substrate.
An As substrate 1 and an n-AjlGa [nP lower cladding layer 2. Ga1
nP active layer 3. p-AIGarnP upper ground layer 4, p-ca+nr'M prevention layer 5, and this p-A6G
P-AlGa1nP is formed on the alnP upper cladding layer 4 and the p-Ga1nP oxidation prevention layer 5, and fills the Fuji stripe 8 and both sides of this ridge stripe 8.
The n-GaAs current confinement layer 7 formed on the upper cladding layer 4 and the p-Ga layer 8 with a thickness of 0.5 to 1 pm laminated on the upper surfaces of the ridge stripe 8 and the n-GaAs current confinement layer 7 are capped. layer 9, an anode electrode 11 for ohmic contact and a bump layer 12 for bonding, which are laminated in order on the p-GaAs cap layer 9, and a cathode electrode 10 made of an n-GaAs substrate. In this case, the total thickness of the anode electrode 11 and the bump layer 12 is preferably about 3 μm or more in order to flatten the unevenness on the surface of the semiconductor layer.
つぎに、この半導体レーザの製造方法について説明する
。Next, a method for manufacturing this semiconductor laser will be explained.
この半導体レーザは、第3図(al〜(clについて説
明したのと同様の工程で、n−GaAs基板l上にn−
AllGa I nP下部クラッド層2. QaInP
活性層3.p−A7!Ga1nP上部クラッド層4およ
びp−Ga1nP酸化防止層5を順次積層し、5i02
ストライブマスク6を利用してリッジストライプ8を作
威し、この後、リッジストライプ8の両側にn−GaA
s電流狭窄層7をMOVPE法の選択成長技術により形
成する。この結果、従来例と同様にリッジ側面付近に盛
り上がり部70が生しる。この上に、S i O2スト
ライプマスク6を除去した後、膜JIが従来例よりはか
なり薄い膜厚が例えば0.5μmのp−GaAsキャッ
プ層9を成長させる。この時点で、半導体層表面には、
n−GaAs電流狭窄層7の盛り上がり部70を反映し
た凹凸が残っている。This semiconductor laser was fabricated on an n-GaAs substrate l by a process similar to that described for FIGS.
AllGa I nP lower cladding layer 2. QaInP
Active layer 3. p-A7! A Ga1nP upper cladding layer 4 and a p-Ga1nP oxidation prevention layer 5 are sequentially laminated, and 5i02
A ridge stripe 8 is created using a stripe mask 6, and then n-GaA is applied on both sides of the ridge stripe 8.
The s-current confinement layer 7 is formed by selective growth technique of MOVPE method. As a result, a raised portion 70 is formed near the side surface of the ridge, similar to the conventional example. After removing the S i O 2 stripe mask 6, a p-GaAs cap layer 9 is grown thereon, the film JI being much thinner than the conventional example and having a thickness of, for example, 0.5 μm. At this point, the surface of the semiconductor layer has
Unevenness reflecting the raised portion 70 of the n-GaAs current confinement layer 7 remains.
つぎに、カソード電極10として、AuGe/Ni/A
u、アノード電極11として、Cr/Auを真空蒸着に
より例えば約1μmの膜厚に形成した後、酸性のメッキ
浴中で、温度50℃、電解電流10mAにて、10分間
のAuメッキ形成を行う。こうして形成されたバンプ層
12は、膜厚約2μmで、p−GaAsキャップ層9に
残存する凹凸にかかわらずほぼ平坦な表面を有している
。Next, as the cathode electrode 10, AuGe/Ni/A
u. As the anode electrode 11, Cr/Au is formed to a thickness of, for example, about 1 μm by vacuum evaporation, and then Au plating is performed in an acidic plating bath at a temperature of 50° C. and an electrolytic current of 10 mA for 10 minutes. . The thus formed bump layer 12 has a thickness of about 2 μm and has a substantially flat surface regardless of the unevenness remaining on the p-GaAs cap layer 9.
尖旌班主 第2図に請求項(3)に対応する半導体レーザを示す。Chief of Tsimpei group FIG. 2 shows a semiconductor laser corresponding to claim (3).
この半導体レーザは、化合物半導体基板であるn−Ga
As vE板1と、このn−Ga八へ基半反1に順次積
層形成したn−A1!Ga1nP下部クラッド層2.G
aInP活性層3.p AIGaInP上部クランド層
4りよびp−Ga1nP酸化防止層5と、このp−A7
!Ga InP上部クラりド層4およびp−Ga1nP
酸化防止層5上に形成されて基板表面に対して垂直の側
面を有するリッジストライプ8と、このリッジストライ
プ8の高さと同一の膜厚でリッジストライプ8の両側に
形成したn−GaAs電流狭窄層7と、リッジストライ
プ8およびn−GaAs電流狭窄層7上に形成した膜厚
0.5〜1μmのp−GaAsキャップ層9と、p−G
aAsキャップ層9上に形成したアノード電極11と、
n−GaAs基板lに形成したカソード電極lOとを備
えている。This semiconductor laser uses an n-Ga compound semiconductor substrate.
As vE plate 1 and n-A1, which is formed by sequentially laminating this n-Ga 8 to 1 layer! Ga1nP lower cladding layer 2. G
aInP active layer 3. p-AIGaInP upper ground layer 4, p-Ga1nP oxidation prevention layer 5, and this p-A7
! Ga InP upper cladding layer 4 and p-Ga1nP
A ridge stripe 8 formed on the anti-oxidation layer 5 and having side surfaces perpendicular to the substrate surface, and an n-GaAs current confinement layer formed on both sides of the ridge stripe 8 with the same thickness as the height of the ridge stripe 8. 7, a p-GaAs cap layer 9 with a film thickness of 0.5 to 1 μm formed on the ridge stripe 8 and the n-GaAs current confinement layer 7, and a p-GaAs cap layer 9 formed on the ridge stripe 8 and the n-GaAs current confinement layer 7;
an anode electrode 11 formed on the aAs cap layer 9;
It includes a cathode electrode lO formed on an n-GaAs substrate l.
つぎに、この半導体レーザの製造方法について説明する
。Next, a method for manufacturing this semiconductor laser will be explained.
この半導体レーザは、第3図fa)について説明したの
と同様の工程で、n−GaAs基板l上にnAj!Ga
1nP下部クラッド層2.Ga1nP活性層3.p−A
fGalnP上部クラッドN4およびp−Ga1nP酸
化防止層5を順次積層し、この後St○2ストライプマ
スク6を利用してリッジストライプ8を作成する。この
場合、リッジストライプ8の側面は、基板表面に対して
垂直に形成されている。これは、ガス圧5 X 10−
’Torr。This semiconductor laser was fabricated on an n-GaAs substrate l using a process similar to that described in FIG. 3fa). Ga
1nP lower cladding layer2. Ga1nP active layer 3. p-A
An fGalnP upper cladding N4 and a p-Ga1nP oxidation prevention layer 5 are sequentially laminated, and then a ridge stripe 8 is formed using an St○2 stripe mask 6. In this case, the side surfaces of the ridge stripes 8 are formed perpendicular to the substrate surface. This is a gas pressure of 5 x 10-
'Torr.
引き出し電圧1.5 K Vの条件で塩素ガスによる反
応性イオンエツチングを行うことによって得られる。It is obtained by performing reactive ion etching using chlorine gas at an extraction voltage of 1.5 KV.
つぎに、このリッジストライプ8の両側に、MOVPE
法によってn−GaAs電流狭窄層7の選択成長を行う
。この結果、リッジストライプ側面80には、はとんど
戒長が起こらないために、リッジストライプ8の側面付
近の従来例のような盛り上がり部の発生は抑制すること
ができる。このため、リッジストライプ8の高さと同一
の膜厚に成長すると、表面がほぼ完全に平坦化される。Next, add MOVPE on both sides of this ridge stripe 8.
The n-GaAs current confinement layer 7 is selectively grown by the method. As a result, since the ridge stripe side surface 80 hardly ever gets bent, it is possible to suppress the occurrence of a raised portion near the side surface of the ridge stripe 8 as in the conventional example. Therefore, when the film is grown to the same thickness as the height of the ridge stripe 8, the surface is almost completely flattened.
この上に、膜厚が0.5μmのp−GaAsキャップ層
9を戒長し、最後にカソード?it極10.アノード電
極11を形成して半導体レーザが完成する。On top of this, a p-GaAs cap layer 9 with a film thickness of 0.5 μm is formed, and finally a cathode? it pole 10. The anode electrode 11 is formed to complete the semiconductor laser.
この場合、p−〇aAsキャップN9で盛り上がり部を
吸収する必要はないので、上記のように簿くすることが
可能となる。In this case, there is no need to absorb the raised portion with the p-○aAs cap N9, so it is possible to save the material as described above.
実施例1および実施例2の構成では、アノード″:rL
極11あるいはバンプ層12の熱抵抗が無視できるので
、それらがヒートシンクと等価と考えると、アップサイ
ドタウンでのマウント後の発熱部とヒートシンクとの距
離がp−AfGa InP上部クラりド層4およびp−
Ga1nP酸化防止層5の膜厚を、各々0.8μm、0
.1μmとすると、1.4μmと近接させることができ
る。このため、放熱が良好となり(1,1〜1.5倍)
、低熱抵抗化が実現できる。例えば、40℃/W前後か
ら、30℃/Wに低減できた。したがって、半導体レー
ザを有効に冷却することができ、半導体レーザの高出力
化、高信頼性化が可能となる。In the configurations of Example 1 and Example 2, the anode ″:rL
Since the thermal resistance of the pole 11 or the bump layer 12 can be ignored, if we consider that they are equivalent to a heat sink, the distance between the heat generating part and the heat sink after mounting in the upside town will be the same as that of the p-AfGa InP upper cladding layer 4 and the heat sink. p-
The film thickness of the Ga1nP oxidation prevention layer 5 was set to 0.8 μm and 0.8 μm, respectively.
.. If it is 1 μm, it can be made close to 1.4 μm. Therefore, heat dissipation is better (1.1 to 1.5 times)
, low thermal resistance can be achieved. For example, it was possible to reduce the temperature from around 40°C/W to 30°C/W. Therefore, the semiconductor laser can be effectively cooled, making it possible to increase the output and reliability of the semiconductor laser.
なお、実施例では、オーミック接触用のアノード電極1
1に、ノンアロイ型のCr / A u系を用いたため
、p−GaAsキャップ層9の膜厚を0.5μmとした
が、アロイ型のA u / Z n系などを用いる場合
には、合金層が形成されるため、pGaAsGaAsキ
ャップ層91μm程度必要である。この場合には、マウ
ント後の発熱部とヒートシンクとの距離がp−AlGa
TnP上部クラりド層4およびp−Ca1nP酸化防
止層5の膜厚が上記と同じであれば、1.9μmとなる
。In addition, in the example, the anode electrode 1 for ohmic contact
In 1, since a non-alloy type Cr/Au system was used, the thickness of the p-GaAs cap layer 9 was set to 0.5 μm. However, when using an alloy type Au/Zn system etc., the alloy layer is formed, so a pGaAsGaAs cap layer of about 91 μm is required. In this case, the distance between the heat generating part and the heat sink after mounting is
If the film thicknesses of the TnP upper cladding layer 4 and the p-Ca1nP oxidation prevention layer 5 are the same as above, they are 1.9 μm.
また、活性層にGa1nPを用いたが、AlGa1nP
のいかなる組成の材料でもさしつかえない。In addition, although Ga1nP was used for the active layer, AlGa1nP
Materials of any composition may be used.
また、pとnとを反転した構成の場合にも同一の効果を
有する。Furthermore, the same effect can be obtained even in the case of a configuration in which p and n are reversed.
請求項fi+記載の半導体レーザおよび請求項(2)記
載の半導体レーザの製造方法によれば、キャップ層の上
にオーミンク接触のための電極とボンディングのための
バンプ層とを形成したので、熱抵抗の大きなキャップ層
を薄<シても、熱抵抗が小さくヒートシンクと等価と考
えられるオーミンク接触のための?P極とボンディング
のためのバンプ層を11くすることにより素子表面の平
坦性を得ることができる。したがって、マウントのため
の素子表面の平坦性をmなうことなく、熱抵抗を低減す
ることができ、半導体レーザを有効に冷却することがで
き、半導体レーザの高出力化、高信頼性化が可能となる
。According to the semiconductor laser according to claim fi+ and the method for manufacturing a semiconductor laser according to claim (2), since the electrode for ohmink contact and the bump layer for bonding are formed on the cap layer, the thermal resistance is low. Even if the large cap layer is thin, the thermal resistance is small and it is considered equivalent to a heat sink for Ohmink contact? By making the bump layer for bonding with the P pole 11, the flatness of the element surface can be obtained. Therefore, the thermal resistance can be reduced without compromising the flatness of the element surface for mounting, and the semiconductor laser can be effectively cooled, making it possible to increase the output power and reliability of the semiconductor laser. It becomes possible.
alff求項(3)記載の半導体レーザおよび請求項(
4)記載の半導体レーザの製造方法によれば、上部クラ
ッド層上に基板表面に対して垂直の側面を有するり、シ
ストライプを形成したので、上部クラッド層上において
リッジストライプの両側に電流狭窄層を形成する際に、
リッジストライプの側面に電流狭窄層による盛り上がり
部の発生を抑制することができ、リッジストライプの両
側にリッジストライプの高さと同一の膜厚で電流狭窄層
を形成することでリッジストライプおよび電流狭窄層の
上面の平坦化を図ることができる。したがって、キャッ
プ層は薄くてもよく、マウントのための素子表面の平坦
性を損なうことなく、熱抵抗を低減することかでき、半
導体レーザを有効に冷却することができ、半導体レーザ
の高出力化、高信頼性化が可能となる。The semiconductor laser according to claim (3) and claim (
4) According to the method for manufacturing a semiconductor laser described above, since the upper cladding layer has side surfaces perpendicular to the substrate surface or the sistripes are formed, current confinement layers are formed on both sides of the ridge stripes on the upper cladding layer. When forming the
It is possible to suppress the generation of raised parts due to the current confinement layer on the sides of the ridge stripe, and by forming the current confinement layer on both sides of the ridge stripe with the same thickness as the height of the ridge stripe, the ridge stripe and current confinement layer can be suppressed. The top surface can be made flat. Therefore, the cap layer can be thin, and the thermal resistance can be reduced without impairing the flatness of the element surface for mounting, and the semiconductor laser can be effectively cooled, which can increase the output power of the semiconductor laser. , high reliability is possible.
第1図は実施例1の半導体レーザの断面図、第2図は実
施例2の半導体レーザの断面図、第3図は従来の半導体
レーザの断面図、第4図は従来の半導体レーザの製造工
程図、第5図は半導体レーザのマウント状態を示す断面
図である。
] −−−n −LG a A s基板、2−n−Al
Ga l nP下部クりッド層、3・・・Ga1nP活
性層、4・・・p−AAGalnP上部クラッド層、り
・P −GalnP酸化防止層、6・・・S iO2
ストライブマスク、7・・・n−GaAs電流狭窄層、
8・・・リッジストライプ、9・・・p−Qafi、s
キャップ層、10・・・カソード電極、11・・・アノ
ード電極、12・・・バンプ層、13・・・発熱部、1
4・・・ハンダ、15・・・ヒートシンク、70・・・
電梳狭窄層の盛り上がり部、80・・・リッジストライ
プ側面
第
図
第
図
8・・・’J 7ジストライプ
70・・・盛り上がり部
8・・・リッジストライプ
O・・・リッジストライプ側面
第FIG. 1 is a cross-sectional view of the semiconductor laser of Example 1, FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor laser of Example 2, FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser, and FIG. 4 is a conventional manufacturing method of the semiconductor laser. The process diagram and FIG. 5 are cross-sectional views showing the mounted state of the semiconductor laser. ] ---n-LG a As substrate, 2-n-Al
GalnP lower cladding layer, 3...Ga1nP active layer, 4...p-AAGalnP upper cladding layer, P-GalnP oxidation prevention layer, 6...SiO2
Strive mask, 7... n-GaAs current confinement layer,
8... Ridge stripe, 9... p-Qafi, s
Cap layer, 10... Cathode electrode, 11... Anode electrode, 12... Bump layer, 13... Heat generating part, 1
4...Solder, 15...Heat sink, 70...
Swelling part of electric comb constriction layer, 80... Ridge stripe side view Figure 8...'J 7 Distripe 70... Swelling part 8... Ridge stripe O... Ridge stripe side view
Claims (4)
に積層形成した下部クラッド層、活性層および上部クラ
ッド層と、この上部クラッド層上に形成したリッジスト
ライプと、このリッジストライプの両側を埋込むように
前記上部クラッド層上に形成した電流狭窄層と、前記リ
ッジストライプおよび電流狭窄層の上面に積層形成した
キャップ層と、このキャップ層上に順に積層形成したオ
ーミック接触のための電極およびボンディングのための
バンプ層とを備えた半導体レーザ。(1) A compound semiconductor substrate, a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer laminated in this order on this compound semiconductor substrate, a ridge stripe formed on this upper cladding layer, and a layer that embeds both sides of this ridge stripe. a current confinement layer formed on the upper cladding layer, a cap layer laminated on the upper surface of the ridge stripe and the current confinement layer, and an electrode for ohmic contact and a bonding layer laminated on the cap layer in this order. A semiconductor laser having a bump layer.
ミック接触のための電極を真空蒸着により形成し、ボン
ディングのためのバンプ層を電解メッキにより形成する
ことを特徴とする半導体レーザの製造方法。(2) A method of manufacturing a semiconductor laser according to claim (1), characterized in that the electrode for ohmic contact is formed by vacuum evaporation, and the bump layer for bonding is formed by electrolytic plating.
に積層形成した下部クラッド層、活性層および上部クラ
ッド層と、この上部クラッド層上に形成されて基板表面
に対して垂直の側面を有するリッジストライプと、この
リッジストライプの高さと同一の膜厚で前記リッジスト
ライプの両側に形成した電流狭窄層と、前記リッジスト
ライプおよび電流狭窄層上に形成したキャップ層とを備
えた半導体レーザ。(3) A compound semiconductor substrate, a lower cladding layer, an active layer, and an upper cladding layer formed on this compound semiconductor substrate in this order, and a ridge stripe formed on this upper cladding layer and having side surfaces perpendicular to the substrate surface. A semiconductor laser comprising: a current confinement layer formed on both sides of the ridge stripe to have the same thickness as the height of the ridge stripe; and a cap layer formed on the ridge stripe and the current confinement layer.
表面に対して垂直の側面を有するリッジストライプを塩
素ガスによる反応性イオンエッチングにより形成するこ
とを特徴とする半導体レーザの製造方法。(4) A method for manufacturing a semiconductor laser according to claim (3), characterized in that the ridge stripe having side surfaces perpendicular to the substrate surface is formed by reactive ion etching using chlorine gas.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19980089A JPH0362987A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Semiconductor laser and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19980089A JPH0362987A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Semiconductor laser and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0362987A true JPH0362987A (en) | 1991-03-19 |
Family
ID=16413836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19980089A Pending JPH0362987A (en) | 1989-07-31 | 1989-07-31 | Semiconductor laser and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0362987A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006100369A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
JP2008141039A (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Rohm Co Ltd | Edge emitting semiconductor laser |
-
1989
- 1989-07-31 JP JP19980089A patent/JPH0362987A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006100369A (en) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Sharp Corp | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
JP2008141039A (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Rohm Co Ltd | Edge emitting semiconductor laser |
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