JPH0410484A - Manufacture of semiconductor laser - Google Patents

Manufacture of semiconductor laser

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JPH0410484A
JPH0410484A JP11111590A JP11111590A JPH0410484A JP H0410484 A JPH0410484 A JP H0410484A JP 11111590 A JP11111590 A JP 11111590A JP 11111590 A JP11111590 A JP 11111590A JP H0410484 A JPH0410484 A JP H0410484A
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JP
Japan
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layer
type
cladding layer
conductivity type
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP11111590A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kagawa
仁志 香川
Tetsuya Yagi
哲哉 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH0410484A publication Critical patent/JPH0410484A/en
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  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the products having uniform characteristics by accurately regulating a thickness of a second clad layer consisting of conductive type AlxGa(1-x)As in the manufacture of a semiconductor laser. CONSTITUTION:On a N-type GaAs substrate 1, a first clad layer 2 of N-type AlxGa(1-x)As, an active layer 3 of p-type AlxGa(1-x)As, a second clad layer 4 of a P-type AlxGa1-xAs, an etching stopper layer 11 of n-type AlxGa(1-x)As, and a third clad layer 12 of N-type AlxGa(1-x)As are laminated in order. Then, a resist 10 is formed on the third clad layer 12, followed by etching for exposing the etching stopper layer 11. Next, when a P-type GaAs buffer layer 7 and an N-type GaAs block layer 8 are formed, N-type impurities are diffused in the etching stopper layer 11 at the same time. As a result, the etching stopper layer 11 is inverted from N-type to P-type and all of the second clad layer 4, the etching stopper layer 11 and the third clad layer 12 become P-type AlxGa(1-x)As so that (D) can be regulated accurately.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、GaAs半導体を用いたレーザの製造方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of manufacturing a laser using a GaAs semiconductor.

(従来の技術) 従来、第2図(d)に示すような構成の半導体レーザが
知られている。即ち、n形GaAsよりなる基板1上に
、n型Aj2.Ga++−0Asよりなる第1クラッド
層2と、p型AlyGa++−y>ASよりなる活性層
3と、p型AJ2yGa++−x>Asよりなる第2ク
ラッド層4とか順に積層形成され、第2クラッド層4の
上面には紙面に垂直な方向に伸びるストライプ状の凸部
5か形成されている。第2クラッド層4の上面の凹所6
には、p型GaAsよりなるバッファ層7及びn形Ga
Asよりなるフロック層8が順に積層され、四部5の頂
上とブロック層8の上面とに跨っで、p形GaAsより
なるコンタクト層9か形成されている。
(Prior Art) Conventionally, a semiconductor laser having a configuration as shown in FIG. 2(d) is known. That is, on a substrate 1 made of n-type GaAs, n-type Aj2. A first cladding layer 2 made of Ga++-0As, an active layer 3 made of p-type AlyGa++-y>AS, and a second cladding layer 4 made of p-type AJ2yGa++-x>As are laminated in this order. A striped convex portion 5 extending in a direction perpendicular to the plane of the paper is formed on the upper surface of the paper 4 . Recess 6 on the top surface of second cladding layer 4
includes a buffer layer 7 made of p-type GaAs and an n-type GaAs buffer layer 7.
Flock layers 8 made of As are laminated in order, and a contact layer 9 made of p-type GaAs is formed spanning the tops of the four parts 5 and the upper surface of the block layer 8.

このような半導体レーザは、次のようにして製造する。Such a semiconductor laser is manufactured as follows.

先ず、第2図(a)に示すように、基板l上に、第1ク
ラッド層2と活性層3と厚さHの第2クラッド層4とを
順に積層形成し、第2クラッド層4の上面に写真製版技
術によりストライプ状のレジスト10を形成させる。
First, as shown in FIG. 2(a), a first cladding layer 2, an active layer 3, and a second cladding layer 4 having a thickness of H are laminated in this order on a substrate l, and the second cladding layer 4 is laminated in this order. A striped resist 10 is formed on the upper surface by photolithography.

次に、エツチング液に浸しで、第2クラッド層4の表面
のレジスト10て覆われていない部分をエツチングする
と、第2図(b)に示すように、レジスト10て覆われ
た部分は厚さHのまま残って凸部5が形成され、残りの
部分は厚さDにまてエツチングされて凹所6か形成され
る。
Next, when the portions of the surface of the second cladding layer 4 that are not covered with the resist 10 are etched by immersion in an etching solution, the portions covered with the resist 10 have a thickness as shown in FIG. 2(b). The remaining portion is etched to a thickness D to form a concave portion 6.

それから、第2図(C)に示すように、凹所6にバッフ
ァ層7及びブロック層8を順に積層し、レジスト10を
除去し、第2図(d)に示すように、凸部5の上面とブ
ロック層8の上面とにわたってコンタクト層9を積層す
る。
Then, as shown in FIG. 2(C), a buffer layer 7 and a block layer 8 are sequentially laminated in the recess 6, the resist 10 is removed, and the convex portion 5 is removed as shown in FIG. 2(d). A contact layer 9 is laminated over the upper surface and the upper surface of the block layer 8 .

(発明か解決しようとする課題) 上述した従来の半導体レーザの製造方法においては、第
2図(b)に示すエツチング工程の進行か、エツチング
の方法1条件等によって変動し、その制御か困難である
ために、凹所6における第2クラッド層4の厚さDを所
定値に規制しにくい。その結果、得られた半導体レーザ
のレーザビーム広がり角、発振閾値電流、外部量子効率
等の特性か一定しなかった。
(Problem to be solved by the invention) In the conventional semiconductor laser manufacturing method described above, the progress of the etching process shown in FIG. 2(b) varies depending on the etching method 1 conditions, etc., and it is difficult to control it. Therefore, it is difficult to regulate the thickness D of the second cladding layer 4 in the recess 6 to a predetermined value. As a result, the characteristics of the obtained semiconductor laser, such as the laser beam divergence angle, oscillation threshold current, and external quantum efficiency, were not constant.

この発明は、第2図(d)に示したような半導体レーザ
の凹所6における第2クラッド層4の厚さを正確に規定
することによっで、均一な特性の製品を得ようとするも
のである。
This invention attempts to obtain a product with uniform characteristics by accurately defining the thickness of the second cladding layer 4 in the recess 6 of the semiconductor laser as shown in FIG. 2(d). It is something.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明の第1の工程では、第1の導電型の基板上に、 第1の導電型のAlxGa(1−x)Asよりなる第1
クラッド層 第1、第2または真性の導電型のAAyGa (+ −
IllAsよりなる活性層 第2の導電型の八Ω、Ga(+−x)Asよりなる第2
クラッド層 第1の導電型のALGatI−w>Asよりなるエツチ
ングストッパ層 第2クラツI〜層と等しい材料よりなる第3クラッド層 を順に積層形成させる。
In the first step of the present invention, a first substrate made of AlxGa(1-x)As of the first conductivity type is placed on the substrate of the first conductivity type.
Cladding layer first, second or intrinsic conductivity type AAyGa (+ −
The active layer is made of IllAs, the second conductivity type is 8Ω, and the second is made of Ga(+-x)As.
A third cladding layer made of the same material as the etching stopper layer of the first conductivity type ALGatI-w>As and the second cladding layer are laminated in this order.

続く第2の工程ては、導電型の違いによって異なるエツ
チングレートな有するエツチング液の中で、写真製版に
より形成されたレジストにより所定のストライプパター
ンを残すように、上記第3クラッド層の表面から上記エ
ツチングストッパ層に達するまでエツチングを施こす。
In the subsequent second step, the above-mentioned etching layer is removed from the surface of the third cladding layer using an etching solution having different etching rates depending on the conductivity type, so as to leave a predetermined stripe pattern using a resist formed by photolithography. Etching is performed until the etching stopper layer is reached.

第3の工程では、エツチングによって除去された部位、
換言すれば露出したエツチングストッパ層上に、選択的
に 第2の導電型のバッファ層 第1の導電型のブロック層 を順に形成させ、かつ上記エツチングスト・シバ層を上
記第2クラッド層、第3クラッド層及びバッファ層から
拡散された不純物によっで、第1の導電型から第2の導
電型に反転させる。
In the third step, the part removed by etching,
In other words, a buffer layer of the second conductivity type and a block layer of the first conductivity type are selectively formed on the exposed etching stopper layer, and the etching stopper layer is formed on the second cladding layer and the blocking layer of the first conductivity type. The first conductivity type is inverted to the second conductivity type by impurities diffused from the third cladding layer and the buffer layer.

第4の工程ては、上記第3クラッド層の上記エツチング
かなされなかった部分と上記ブロック層とに跨っで、そ
の表面上に第2の導電型のコンタクト層を形成させる。
In a fourth step, a contact layer of a second conductivity type is formed on the surface of the block layer and the portion of the third cladding layer that has not been etched.

〔作   用〕[For production]

この発明の第1の工程ては、従来の製造方法て基板上に
第1クラツド層、活性層、第2クラッド層の3層を積層
していたのに対し、基板上に第1クラッド層、活性層、
第2クラッド層、エツチングストッパ層、第3クラッド
層を順に積層する。
In the first step of the present invention, in contrast to the conventional manufacturing method in which three layers, the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer, are laminated on the substrate, the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer are laminated on the substrate. active layer,
A second cladding layer, an etching stopper layer, and a third cladding layer are laminated in this order.

ここで、従来の製造方法における第2のクラッド層の最
初の厚さをH、エツチング後に歿す厚さをDとするなら
ば、この発明においては、第2クラッド層及びエツチン
グストッパ層の厚さの和をDに選び、第2クラッド層と
エッチンクストッパ層と第3クラッド層の厚さの和をH
に選ぶ。
Here, if the initial thickness of the second cladding layer in the conventional manufacturing method is H and the thickness after etching is D, then in this invention, the thickness of the second cladding layer and the etching stopper layer is The sum of the thicknesses of the second cladding layer, the etching stopper layer, and the third cladding layer is selected as H.
choose.

続く第2の工程では、エツチング液を適当に選択するこ
とによっで、エツチングの深さかエツチングストッパ層
に達したとき、エツチングを停止することか可能になる
ため、正確に厚さDの層を歿すことかてきる。
In the subsequent second step, by appropriately selecting the etching solution, it is possible to stop the etching when the etching depth or the etching stopper layer is reached. I can die.

第3の工程では、バッファ層及びブロック層の形成と共
に、不純物の拡散を行なわせるときは、エツチングスト
ッパ層内に第2クラッド層、残された第3クラッド層及
びバッファ層から不純物が拡散しで、その導電型を第2
及び第3クラッド層と同じ型に反転させる。その結果、
第2クラッド層、エツチングストッパ層及び第3クラッ
ド層の3者は一体化され、全体か従来の半導体レーザに
おける第2クラッド層と同し性質のものに変わる。
In the third step, when the impurity is diffused together with the formation of the buffer layer and the block layer, the impurity can be diffused from the second cladding layer, the remaining third cladding layer, and the buffer layer into the etching stopper layer. , its conductivity type is the second
and inverted to the same type as the third cladding layer. the result,
The second cladding layer, the etching stopper layer, and the third cladding layer are integrated, and the entire structure is changed to have the same properties as the second cladding layer in a conventional semiconductor laser.

従っで、第4の工程を経て得られたこの発明による半導
体レーザは、従来の半導体レーザと全く同じ構造になる
が、エツチング後に残った第2クラッド層の凹所の厚さ
Dか正確に規定されている点か異なる。
Therefore, the semiconductor laser according to the present invention obtained through the fourth step has exactly the same structure as the conventional semiconductor laser, but the thickness D of the recess in the second cladding layer remaining after etching is precisely defined. It is different in that it is.

その結果、この発明による半導体レーザは、レーザビー
ムの広がり角、発振閾値電流、外部量子効率等の諸特性
を一定させることがてきる。
As a result, the semiconductor laser according to the present invention can maintain constant properties such as the divergence angle of the laser beam, the oscillation threshold current, and the external quantum efficiency.

(実 施 例) 第1図(a)に示すように、n形GaAs基板l上に、
n型AQxGa<+−x)Asの第1クラッド層2と、
p型AUyGa(+−y+Asの活性層3と、p型AL
Ga++−x)Asの第2クラッド層4と、n型Alx
Ga(1−x)Asのエツチングストッパ層11と、第
2クラッド層4と同じp型AU、Ga++−x)Asの
第3クラッド層12とを順に積層形成する。
(Example) As shown in FIG. 1(a), on an n-type GaAs substrate l,
a first cladding layer 2 of n-type AQxGa<+-x)As;
p-type AUyGa (+-y+As active layer 3 and p-type AL
Ga++-x)As second cladding layer 4 and n-type Alx
An etching stopper layer 11 of Ga(1-x)As and a third cladding layer 12 of p-type AU, Ga++-x)As, which is the same as the second cladding layer 4, are laminated in this order.

そしで、第3クラウド層12の上面に紙面に垂直なスト
ライプ状にレジスト1oを設け、エツチングを行うこと
によっで、第1図(b)に示すように。
Then, a resist 1o is provided on the upper surface of the third cloud layer 12 in the form of stripes perpendicular to the plane of the paper and etched, as shown in FIG. 1(b).

第3クラッド層12はストライブ状の凸部5を残して除
去され、形成された凹所6にはエツチングストッパ層1
1が露出する。
The third cladding layer 12 is removed leaving stripe-shaped protrusions 5, and the etching stopper layer 1 is placed in the recesses 6 formed.
1 is exposed.

第1図(c)に示すように、露出したエツチングストッ
パ層11上に、p型GaAsのバッファ層7及びn型G
aAsのブロック層8を順に重ねて形成すると同時に、
第2クラツト層4.第3クラッド層12及びバッファ層
7からエツチングストッパ層ll内へp型不純物を拡散
させるときは、エツチングストッパ層IIはn型からp
型へ反転し、これにより第2クラッド層4、エツチング
ストッパ層11及び第3クラッド層12は、何れもp型
AJ2.Ga(、□)Asよりなる部分に一体化される
As shown in FIG. 1(c), a p-type GaAs buffer layer 7 and an n-type G
At the same time as forming aAs block layers 8 in order,
2nd crust layer 4. When diffusing p-type impurities from the third cladding layer 12 and the buffer layer 7 into the etching stopper layer ll, the etching stopper layer II is changed from n-type to p-type.
As a result, the second cladding layer 4, the etching stopper layer 11, and the third cladding layer 12 are all p-type AJ2. It is integrated into a part made of Ga(,□)As.

第1図(d)に示すように、凸部5及びブロック層8上
にp型GaAsのコンタクト層9を設けることにより、
半導体レーザを完成する。
As shown in FIG. 1(d), by providing a p-type GaAs contact layer 9 on the convex portion 5 and the block layer 8,
Completes semiconductor laser.

従っで、最初に第2クラッド層4及びエツチングストッ
パ層】1の厚さの合計をDに選んておけば。
Therefore, first, the total thickness of the second cladding layer 4 and the etching stopper layer 1 is selected to be D.

完成した半導体レーザにおいで、ブロック層8及びバッ
ファ層7の下方に位置するp型AJ2xGa (1−X
IAs層の厚さをDに規定することかできる。
In the completed semiconductor laser, p-type AJ2xGa (1-X
The thickness of the IAs layer can be defined as D.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によるときは、従来の半導体レ
ーザの第2クラッド層に相当する部分の厚さを正確に規
定てきるので、レーザビームの広かり角、発振閾値電流
、外部量子効率等の諸特性か均一な半導体レーザを得る
ことかできる。
As described above, according to the present invention, since the thickness of the portion corresponding to the second cladding layer of a conventional semiconductor laser can be accurately defined, the width angle of the laser beam, the oscillation threshold current, the external quantum efficiency, etc. It is possible to obtain a semiconductor laser with uniform characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の1実施例における製造工程を示す断
面図、第2図は従来の製造工程を示す断面図である。 l・・・・基板、2・・・・第1クラッド層、3・・・
・活性層、4・・・・第2クラッド層、5・・・・凸部
、6・・・・凹所(除去された部位)、7・・・・バッ
ファ層、8・・・・ブロック層、9・・・・コンタクト
層、11・・・・エツチングストッパ層、12・・・・
第3クラッド層。 代  理  人   大  岩  増  雄弔 ] 口 売 目
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process in one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a conventional manufacturing process. l...substrate, 2...first cladding layer, 3...
-Active layer, 4...Second cladding layer, 5...Protrusion, 6...Recess (removed portion), 7...Buffer layer, 8...Block Layer, 9...Contact layer, 11...Etching stopper layer, 12...
Third cladding layer. Agent Yusuke Oiwa Masu] Private sale

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1の導電型の基板上に、第1の導電型のAl_
xGa_(_1_−_x_)Asよりなる第1クラッド
層と、第1、第2、または真性の導電型のAl_yGa
_(_1_−_y_)Asよりなる活性層と、第2の導
電型のAl_xGa_(_1_−_x_)Asよりなる
第2クラッド層と、第1の導電型のAl_xGa_(_
1_−_x_)Asよりなるエッチングストッパ層と、
第2クラッド層と等しい材料よりなる第3クラッド層と
を順に積層形成させる工程と;導電型の違いによって異
なるエッチングレートを有するエッチング液中で、写真
製版により形成された所定のストライプパターンの凸部
を残すように上記第3クラッド層の上面から上記エッチ
ングストッパ層に達するまでをエッチングする工程と;
このエッチングによって除去された部位に選択的に第2
の導電型のバッファ層及び第1の導電型のブロック層を
順に形成させ、かつ第1の導電型の上記エッチングスト
ッパ層を上記第2クラッド層、第3クラッド層及びバッ
ファ層からの不純物拡散によって第2の導電型に反転さ
せる工程と;上記第3クラッド層の上記エッチングによ
って除去されなかった部分及び上記ブロック層に跨って
その表面上に第2の導電型のコンタクト層を形成させる
工程を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
(1) On the substrate of the first conductivity type, Al_
A first cladding layer made of xGa_(_1_−_x_)As and a first, second, or intrinsic conductivity type Al_yGa
An active layer made of _(_1_-_y_)As, a second cladding layer made of Al_xGa_(_1_-_x_)As of the second conductivity type, and an Al_xGa_(_
1_-_x_) an etching stopper layer made of As;
a step of sequentially laminating a third cladding layer made of the same material as the second cladding layer; a predetermined striped pattern of convex portions formed by photolithography in an etching solution having different etching rates depending on the conductivity type; etching from the upper surface of the third cladding layer until reaching the etching stopper layer so as to leave;
A second layer is selectively added to the area removed by this etching.
A buffer layer of a conductivity type and a block layer of a first conductivity type are sequentially formed, and the etching stopper layer of the first conductivity type is formed by impurity diffusion from the second cladding layer, the third cladding layer, and the buffer layer. a step of inverting the third cladding layer to a second conductivity type; and forming a contact layer of a second conductivity type on the surface of the third cladding layer, spanning the portion of the third cladding layer that was not removed by the etching and the blocking layer. A method for manufacturing a semiconductor laser, characterized in that:
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