JPH04340286A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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JPH04340286A
JPH04340286A JP1616591A JP1616591A JPH04340286A JP H04340286 A JPH04340286 A JP H04340286A JP 1616591 A JP1616591 A JP 1616591A JP 1616591 A JP1616591 A JP 1616591A JP H04340286 A JPH04340286 A JP H04340286A
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JP
Japan
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etching
semiconductor
semiconductor laser
active layer
mask
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JP1616591A
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English (en)
Inventor
Yoshihiro Koizumi
善裕 小泉
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用、もしくは光
情報処理用光源として用いられる半導体レーザの製造方
法であって、特に半導体レーザの共振器を結晶のへき開
を用いず、エッチングにより形成する半導体レーザの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザは、従来、特定の結晶面を
へき開により出して、相対面した一対の反射鏡を形成し
、レーザ共振器を構成していた。この従来の方法によれ
ば、レーザ共振器を得るために、半導体レーザをおのお
の切り離さなければならず、光集積回路を構成すること
が難しかった。また、従来のへき開によるレーザ共振器
の形成方法によれば、光は基板面と平行な方向に取り出
されるため、半導体レーザの2次元アレイ化が難しく、
他のアレイ光デバイスとの結合が困難であった。また、
へき開によるレーザ共振器の形成方法では、半導体レー
ザを素子ごとに切り離して、素子特性を測定しなくては
いけないため、素子の検査工程に大幅な工数を必要とし
ていた。
【0003】上記の問題点を解決するための手段として
、エッチングによる反射鏡の形成に関する研究開発がな
されている。エッチングによる反射鏡の形成においては
、通常図2に示すように、リアクティブイオンビームエ
ッチング法(Reactive  Ion  Beam
  Etching;以下RIBEと略記する)を用い
る。 この方法によれば、活性層20を含む多層構造から成る
半導体積層構造体の表面に開口を有するSiO2 膜か
ら成るエッチングマスク21を形成し、積層構造体の積
層面に対して斜めにイオンビーム23を照射し、壁面が
斜めの溝24を形成する[図2(a)]。溝の一方の壁
面が反射鏡となる。次に、基板に対して垂直に再度RI
BEを行ない、底部が先に形成した溝の底部と連なる溝
を形成する[図2(b)]。この、後に形成した溝の壁
面25が共振器面を構成する一方の反射鏡となる。最後
に、エッチングマスク21を取り除くと、2つの溝で挟
まれた部分も除去され、図2(c)に示す形状の溝が積
層構造体に形成される。
【0004】以上に説明した作製方法により、半導体レ
ーザの反射鏡がエッチングにより形成され、出射光は斜
めに形成された反射鏡に反射して、基板面に対しておよ
そ垂直の方向の光出力が得られる。
【0005】以上述べたRIBEによる反射鏡の形成に
おいては、2回のRIBEによるエッチング工程が必要
となる。それに加えて、2回目のエッチングマスク形成
工程において、精密なマスク合わせの工程が必要となる
と共に、RIBEの照射角度の微調整、エッチング時間
の精密制御が必要となる。
【0006】以上述べたように従来の技術では、簡単な
工程により良質のエッチングによる斜め反射鏡を得るこ
とが難しかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術では簡単な工程により良質のエッチングによる半
導体レーザ用斜め反射鏡を容易に得ることが難しかった
【0008】本発明は新たな半導体レーザの製造方法を
導入することにより、簡単な工程により良質の反射鏡を
有する半導体レーザを得ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザの製造方法は、(100)半導体基板に対し、〈01
1〉方向に光が導波する構造を有する2重ヘテロ構造半
導体レーザにおいて、〈011〉方向に光が導波する構
造を作製する工程を終えた後、〈01−1〉方向にスト
ライプ状の間隙を有する誘電体エッチングマスクを形成
した後、該ストライプ状の間隙のほぼ中央部分に、間隙
の幅よりも狭い幅のストライプ状のフォトレジスト膜を
形成し、気相エッチング法により半導体レーザの活性層
位置よりも深くまでエッチングする工程と、気相エッチ
ング後、ブロムメタノール溶液により、気相エッチング
により形成された半導体溝部分をさらにエッチングする
工程とを少なくとも具備した構成になっている。
【0010】
【作用】次に本発明の作用について図面を参照して説明
する。図1は本発明による半導体レーザの製造方法の作
製プロセスの概略を説明するための図である。活性層1
2を有し、(100)半導体基板面に対して〈011〉
方向に光が導波する構造を有する多層積層構造体を作製
し、その後〈01−1〉方向にストライプ状の間隙を有
する誘電体エッチングマスク10を形成する[図1(a
)]その後、この誘電体エッチングマスクのストライプ
状間隙のほぼ中央部分に〈01−1〉方向にフォトレジ
ストによるストライプ状エッチングマスク13を形成す
る[図1(b)]。次に、例えばリアクティブイオンビ
ームエッチング法(以下略してRIBE法と称す)など
に代表される気相エッチング法を用いて、半導体レーザ
の活性層12位置を越える深さまで半導体エッチングを
施す[図1(c)]。このとき、RIBE法等の気相エ
ッチング法を用いれば、エッチング速度に面異方性が出
ることはなく、(100)半導体基板面に対して、ほぼ
垂直にエッチングが施される。気相エッチングを終えた
後、先に形成した誘電体エッチングマスク10,フォト
レジストによるエッチングマスク13を用いて、ブロム
メタノール溶液により半導体をエッチングする。ブロム
メタノール溶液による化学エッチングでは、フォトレジ
ストエッチングマスク下ではサイドエッチングが生じ、
エッチングが等方的に進行するため、図1(d)に示す
ように、滑らかな凹面状の面14が形成される。一方、
誘電体エッチングマスク下では、(01−1)面では、
ブロムメタノール溶液では元来、順メサ状の台形型の形
状になるが、誘電体エッチングマスク直下のサイドエッ
チングがないため、気相エッチングにより形成された(
100)面に対する垂直面が崩れることはない。しがっ
て、以上に説明した作用により、本発明の半導体レーザ
の製造方法を用いれば、図1(e)に示したような形状
の半導体レーザ用反射鏡を作製することが可能となる。
【0011】図1(e)に示した形状の半導体レーザ用
反射鏡では、図3に示すように、半導体レーザ30より
出射した光は、反斜面31において反射し、半導体基板
面に体し、ほぼ垂直に光が出射する。また、反射鏡31
は、凹面状の形状をしているため、半導体レーザより出
射して広がった光ビームに対して、集光する機能も有す
る。
【0012】本発明による半導体レーザの製造方法によ
れば、簡単な作製プロセスで半導体基板面に垂直に光が
出射する半導体レーザを形成することができ、面発光レ
ーザ,半導体基板単位での各半導体レーザの特性検査等
が可能となる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本実施例は、半導体レーザの基本横モード
制御構造に2重チャネルプレーナ埋め込みヘテロ構造(
以下DC−PBH  LDと略す)を用いた例で、その
斜視図を図4に示す。
【0014】(100)面を表面に有する硫黄(S)ド
ーピングN型InP基板40上に有機金属気相エピタキ
シャル成長(MOVPE)法を用いて、硫黄ドーピング
N型InP層41(N=1.0×1018cm−3)を
厚み2μm、発光波長1.3μmの禁制帯幅を有するI
nGaAsP活性層42を厚み0.12μm、亜鉛(Z
n)ドーピングP型InPクラッド層43(P=1.0
×1018cm−3)を1.0μm順次エピタキシャル
成長する。
【0015】次に、フォトリソグラフィー及び化学エッ
チングにより、〈011〉方向に2重チャンネル44を
形成する。次に、液相成長(LPE)法を用いて、亜鉛
ドーピングP型InP電流ブロック層45(P=1.0
×1018cm−3)、スズ(Sn)ドーピングN型I
nP電流ブロック層46(N=1.0×1018cm−
3)、そして亜鉛ドーピングP型InPクラッド層47
、亜鉛ドーピングP型InGaAsP層48(P=5×
1018cm−3)を順次エピタキシャル成長し、DC
−PBH  LD構造を作製する。
【0016】次に、P型半導体側電極49を真空蒸着法
を用いて形成する。その後、化学エッチング法を用いて
、〈01−1〉方向に幅200μmの電極の間隙部をス
トライプ状に設け、その部分の半導体を露出させる。 次に、誘電体エッチングマスクとして、SiO2 をC
VD技術により基板表面全体に堆積させる。次に、フォ
トリソグラフィー及び化学エッチングにより、先に形成
した電極の間隙部分内に幅150μmのストライプ状S
iO2 間隙部を〈01−1〉方向に形成する。さらに
、SiO2 エッチングマスクを形成した後、ネガ型フ
ォトレジストにより〈01−1〉方向に幅50μmのス
トライプ状エッチングマスクを、SiO2 エッチング
マスク間隙部内に形成する。SiO2 エッチングマス
ク及びフォトレジストマスクを形成した後、リアクティ
ブイオンビームエッチング法(RIBE)を用いて活性
層42の位置よりも1μm下まわる位置までエッチング
する。RIBEによる半導体エッチングが終了した後、
前記SiO2 エッチングマスク及びフォトレジストマ
スクをつけたまま、ブロムメタノール溶液により化学エ
ッチングを施す。ストライプ状フォトレジストマスク端
部より5μm程度サイドエッチングが進行した時点で化
学エッチングを停止する。この後、SiO2 エッチン
グマスク,フォトレジストマスクを除去する。
【0017】以上の製作工程を終了したら、N型InP
半導体基板40を厚み120μm程度まで研磨し、In
GaAsP層48とN型半導体側に電極49,50を真
空蒸着法により形成する。N型半導体電極形成後、アニ
ーリングを施し、本実施例で説明する全プロセス工程を
終了する。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体レーザの製造方法によれば、簡単な作製工程により、
良質の半導体レーザ用反射鏡を結晶のへき開を用いずに
、エッチングにより形成することができ、これにより、
半導体基板に対し垂直に光を出射する半導体レーザを作
製することが可能となる。
【0019】半導体基板に対し垂直に光を出射する半導
体レーザでは、半導体基板から半導体レーザに結晶をへ
き開する以前に、半導体レーザ素子特性を測定すること
が可能となるほか、他の2次元アレイ光デバイスとの集
積も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体レーザの製造方法の作製工
程の概略を説明するための図である。
【図2】エッチングにより半導体共振器を作製する従来
の半導体レーザの製造方法の概略を説明するための図で
ある。
【図3】本発明による半導体レーザの製造方法により作
製した半導体レーザの出射光の光線の軌跡を概略的に示
した図である。
【図4】本発明による半導体レーザの製造方法により作
製した半導体レーザの実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
10    誘電体エッチングマスク 12    活性層 13    フォトレジストマスク 14    凹面状反射鏡 20    活性層 21    エッチングマスク 23    イオンビーム 24    溝 25    垂直反射鏡 30    半導体レーザ 31    凹面状反射鏡 40    N型半導体基板 41    N型InP層 42    InGaAsP活性層 43    P型InP層 44    2重チャンネル 45    P型InP電流ブロック層46    N
型InP電流ブロック層47    P型InP層 48    P型InGaAsP層 49    P型半導体用電極 50    N型半導体用電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  (100)半導体基板面に対し、〈0
    11〉方向に光が導波する構造を有し、かつ活性層が、
    活性層よりも禁制帯幅の大きな半導体層で挟まれた2重
    ヘテロ接合構造を有する多層積層構造体を形成する工程
    と、〈01−1〉方向にストライプ状の間隙を有する誘
    電体エッチングマスクを前記積層構造体表面に形成した
    後、該ストライプ状の間隙のほぼ中央部分に間隙の幅よ
    りも狭い幅のストライプ状のフォトレジスト膜を形成し
    、気相エッチング法により活性層位置よりも深くまで前
    記積層構造体をエッチングする工程と、気相エッチング
    後、ブロムメタノール溶液により、気相エッチングによ
    り形成された半導体溝部分をさらにエッチングする工程
    とを少くとも含むことを特徴とした半導体レーザの製造
    方法。
JP1616591A 1991-02-07 1991-02-07 半導体レーザの製造方法 Pending JPH04340286A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010510628A (ja) * 2006-11-21 2010-04-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 光学ミクロ構造体を有する有機発光ダイオードデバイス
JP2015502052A (ja) * 2011-12-08 2015-01-19 ビノプティクス・コーポレイションBinoptics Corporation 端面発光エッチングファセットレーザ

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