JPH05190968A - 自己整合性半導体レーザのリッジ構造の形成方法 - Google Patents
自己整合性半導体レーザのリッジ構造の形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 例えば信号伝送システムに対して必要とされ
る長波長のデバイスに対して特に有用な自己整合性半導
体レーザのリッジ構造を形成する方法を提供する。 【構成】 ＩｎＰ系の二重ヘテロ構造（ＤＨ）レーザに
対して適用された場合の本方法が説明されている。薄い
Ｓｉ3 Ｎ4 レーザ層４１が、リッジ構造を画成するフォ
トレジストマスク４２と接触層３５との間に挿入され
る。この結果接着性を向上させ、エッチングによるアン
ダカッティングを低減させ、そのため接触面積が増加
し、熱発生が低減し、デバイスの特性が向上する。接着
性の向上のため、高いプラズマ励起周波数（ＲＦ）で被
着したＳｉ3 Ｎ4 層４１を用い、かつデバイスの埋没に
対して低周波数（ＬＦ）被着したＳｉ3 Ｎ4 層４３を用
いることにより、接着層をオーム接触金属化被着に対し
て露出するために用いるプロセスの過程で必要とされる
エッチングの選択性を提供する。
る長波長のデバイスに対して特に有用な自己整合性半導
体レーザのリッジ構造を形成する方法を提供する。 【構成】 ＩｎＰ系の二重ヘテロ構造（ＤＨ）レーザに
対して適用された場合の本方法が説明されている。薄い
Ｓｉ3 Ｎ4 レーザ層４１が、リッジ構造を画成するフォ
トレジストマスク４２と接触層３５との間に挿入され
る。この結果接着性を向上させ、エッチングによるアン
ダカッティングを低減させ、そのため接触面積が増加
し、熱発生が低減し、デバイスの特性が向上する。接着
性の向上のため、高いプラズマ励起周波数（ＲＦ）で被
着したＳｉ3 Ｎ4 層４１を用い、かつデバイスの埋没に
対して低周波数（ＬＦ）被着したＳｉ3 Ｎ4 層４３を用
いることにより、接着層をオーム接触金属化被着に対し
て露出するために用いるプロセスの過程で必要とされる
エッチングの選択性を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己整合性 III／Ｖ化
合物半導体二重ヘテロ構造（ＤＨ）レーザデバイスのリ
ッジ構造を形成する方法に関する。特に本発明は、信号
通信システムに必要とされ、リン化インジウム（Ｉｎ
Ｐ）系において構成しうる長波長レーザデバイスに関す
る。
合物半導体二重ヘテロ構造（ＤＨ）レーザデバイスのリ
ッジ構造を形成する方法に関する。特に本発明は、信号
通信システムに必要とされ、リン化インジウム（Ｉｎ
Ｐ）系において構成しうる長波長レーザデバイスに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザデバイスは、一部にはサイ
ズがコンパクトであること、また一部にはその技術が関
連の回路やその他の電気光学要素と適合性がある理由に
より、広範囲の情報ハンドリングシステムに用途があ
る。それらは、データ通信、光学記憶および光ビームプ
リントのような分野で使用されている。
ズがコンパクトであること、また一部にはその技術が関
連の回路やその他の電気光学要素と適合性がある理由に
より、広範囲の情報ハンドリングシステムに用途があ
る。それらは、データ通信、光学記憶および光ビームプ
リントのような分野で使用されている。
【０００３】広範囲の種々レーザ構造が提案されてき
て、現在使用されている。今日利用しうる基本的に最も
単純であって、かつ最も信頼性のあるレーザデバイスの
１つは自己整合性リッジレーザである。そのようなレー
ザ並びにその製造方法が（１９８６年９月２５日付Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＬｅｔｔｅｒｓのＶｏｌ．２２，
No．２０の１０８１−１０８２頁において公表された）
Ｃ．Ｈａｒｄｅｒ他の論文「Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｒ
ｉｄｇｅ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ＡｌＧａＡｓＧＲＩＮ
ＳＣＨ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ」に記載されている。
て、現在使用されている。今日利用しうる基本的に最も
単純であって、かつ最も信頼性のあるレーザデバイスの
１つは自己整合性リッジレーザである。そのようなレー
ザ並びにその製造方法が（１９８６年９月２５日付Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ＬｅｔｔｅｒｓのＶｏｌ．２２，
No．２０の１０８１−１０８２頁において公表された）
Ｃ．Ｈａｒｄｅｒ他の論文「Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｒ
ｉｄｇｅ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ＡｌＧａＡｓＧＲＩＮ
ＳＣＨ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ」に記載されている。
【０００４】過去において半導体レーザを構成するため
に払われた努力の大半は約０．８μｍの波長で作動する
ＧａＡｓ系デバイスに向けられた。しかしながら、特に
通信用については、（１．３μｍ程度の）より長い波長
のビームを放射するレーザも、頻繁に使用される光ファ
イバ・リンクの伝送特性によく適合するためその需要が
多い。
に払われた努力の大半は約０．８μｍの波長で作動する
ＧａＡｓ系デバイスに向けられた。しかしながら、特に
通信用については、（１．３μｍ程度の）より長い波長
のビームを放射するレーザも、頻繁に使用される光ファ
イバ・リンクの伝送特性によく適合するためその需要が
多い。
【０００５】リッジ導波路レーザを含むそのような構造
並びにそれらの性能についての多大な調査が（Ｎｅｗ
ＹｏｒｋのＶａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌ
ｄＣｏｍｐａｎｙにより刊行された）Ｇ．Ｐ Ａｇｒａ
ｗａｌおよびＮ．Ｋ Ｄｕｔｔａによる「Ｌｏｎｇ−Ｗ
ａｖｅｌｅｎｇｔｈ ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａ
ｓｅｒｓ」と題する本の第５章に記載されている。
並びにそれらの性能についての多大な調査が（Ｎｅｗ
ＹｏｒｋのＶａｎ Ｎｏｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌ
ｄＣｏｍｐａｎｙにより刊行された）Ｇ．Ｐ Ａｇｒａ
ｗａｌおよびＮ．Ｋ Ｄｕｔｔａによる「Ｌｏｎｇ−Ｗ
ａｖｅｌｅｎｇｔｈ ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａ
ｓｅｒｓ」と題する本の第５章に記載されている。
【０００６】自己整合性リッジレーザ構造を構成する場
合、全体のリッジ形成過程を通して全体の接点／リッジ
形状領域を画成するために通常単一の写真製版マスクが
用いられる。しかしながら、この過程を長波のＩｎＰ系
レーザに適用するときに問題が発生する。エッチング間
に厳しいアンダカッティングがフォトレジストとＧａＩ
ｎＡｓの接触面において発生し、そのためオーム接触面
積を著しく減少させることによって全体の接触抵抗が増
大する。このことによってデバイスの特性に対してマイ
ナスのインパクトが与えられレーザの加熱を増大させ
る。
合、全体のリッジ形成過程を通して全体の接点／リッジ
形状領域を画成するために通常単一の写真製版マスクが
用いられる。しかしながら、この過程を長波のＩｎＰ系
レーザに適用するときに問題が発生する。エッチング間
に厳しいアンダカッティングがフォトレジストとＧａＩ
ｎＡｓの接触面において発生し、そのためオーム接触面
積を著しく減少させることによって全体の接触抵抗が増
大する。このことによってデバイスの特性に対してマイ
ナスのインパクトが与えられレーザの加熱を増大させ
る。
【０００７】多くの研究者がフォトレジストのエッチン
グマスクのアンダカットの問題の発生する理由とその結
果に関して調査してきた。それらの論文の若干を下記す
る。−（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．のＳｏ
ｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙのＶｏｌ．１３５，No．９，２３３４−
２３３８頁に記載の）Ｄ．Ｔ．Ｃ．Ｈｕｓ他の「Ｐｒｅ
ｆｅｒｅｎｔｉａｌＥｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ＩｎＰ Ｔ
ｈｒｏｕｇｈ Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ Ｍａｓｋ
ｓ」。
グマスクのアンダカットの問題の発生する理由とその結
果に関して調査してきた。それらの論文の若干を下記す
る。−（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．のＳｏ
ｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙのＶｏｌ．１３５，No．９，２３３４−
２３３８頁に記載の）Ｄ．Ｔ．Ｃ．Ｈｕｓ他の「Ｐｒｅ
ｆｅｒｅｎｔｉａｌＥｔｃｈｉｎｇ ｏｆ ＩｎＰ Ｔ
ｈｒｏｕｇｈ Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ Ｍａｓｋ
ｓ」。
【０００８】−（１９８１年４月３０日付 Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ ＬｅｔｔｅｒｓのＶｏｌ．１７，No．９，
３１８−３２０頁に記載の）Ｉ．Ｐ．Ｋａｍｉｎｏｗ他
による「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａｎ ｉｍｐ
ｒｏｖｅｄ ＩｎＧａＡｓＰＲｉｄｇｅ Ｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅ Ｌａｓｅｒ ａｔ １．３μｍ」。
ｒｏｎｉｃ ＬｅｔｔｅｒｓのＶｏｌ．１７，No．９，
３１８−３２０頁に記載の）Ｉ．Ｐ．Ｋａｍｉｎｏｗ他
による「Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ａｎ ｉｍｐ
ｒｏｖｅｄ ＩｎＧａＡｓＰＲｉｄｇｅ Ｗａｖｅｇｕ
ｉｄｅ Ｌａｓｅｒ ａｔ １．３μｍ」。
【０００９】−（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．のＳｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎ
ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１３０，No．９の
１９１８−１９２６頁に記載の）Ｌ．Ａ．Ｃｏｌｄｒｅ
ｎ他による「Ｏｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｌａｎａｒ−Ｅｔｃｈｅｄ Ｆａｃｅｔｓ ｉｎ
ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔｅｒｏ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」。アンダエッチングの問題は、
少なくとも部分的には接触層に対するフォトレジストの
マスクの接着が非効率のためであることが判明した。
（接着促進フィルム、特殊マスク処理あるいは材料の使
用から特殊なエッチング液あるいは特殊なエッチング法
の使用までに到る）広範囲の接着促進技術が半導体技術
において公知ではあるものの、それらの技術は長波長リ
ッジ導波路レーザの製造においては満足な解決には到っ
ていない。現実的な製作公差に対して十分な「プロセス
ウインドウ」を提供する、単純で、加工性があり、かつ
再現性のあるリッジを形成する方法を提供するという全
体的なタスクはさらに、同じフォトレジストマスクを使
用した一連の処理過程において、必要とするリッジプロ
ファイルを作りうるために十分なエッチングの選択性、
即ち他方の材料の上の一方の材料を選択的に制御して除
去できることを達成する必要があるという点においてさ
らに複雑である。問題は特定の各々に対する解決を見出
すのみならず、相互にかけ離れていない問題を全体的に
解決する全体的な概念を提供することである。本出題人
の知る限りでは、多数の要件を満足する方法は未だ提供
されていない。
ｃ．のＳｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎ
ｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１３０，No．９の
１９１８−１９２６頁に記載の）Ｌ．Ａ．Ｃｏｌｄｒｅ
ｎ他による「Ｏｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｌａｎａｒ−Ｅｔｃｈｅｄ Ｆａｃｅｔｓ ｉｎ
ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ Ｄｏｕｂｌｅ Ｈｅｔｅｒｏ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」。アンダエッチングの問題は、
少なくとも部分的には接触層に対するフォトレジストの
マスクの接着が非効率のためであることが判明した。
（接着促進フィルム、特殊マスク処理あるいは材料の使
用から特殊なエッチング液あるいは特殊なエッチング法
の使用までに到る）広範囲の接着促進技術が半導体技術
において公知ではあるものの、それらの技術は長波長リ
ッジ導波路レーザの製造においては満足な解決には到っ
ていない。現実的な製作公差に対して十分な「プロセス
ウインドウ」を提供する、単純で、加工性があり、かつ
再現性のあるリッジを形成する方法を提供するという全
体的なタスクはさらに、同じフォトレジストマスクを使
用した一連の処理過程において、必要とするリッジプロ
ファイルを作りうるために十分なエッチングの選択性、
即ち他方の材料の上の一方の材料を選択的に制御して除
去できることを達成する必要があるという点においてさ
らに複雑である。問題は特定の各々に対する解決を見出
すのみならず、相互にかけ離れていない問題を全体的に
解決する全体的な概念を提供することである。本出題人
の知る限りでは、多数の要件を満足する方法は未だ提供
されていない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な目的
は、高性能の、長波長のリッジ導波路レーザを作るため
の単純で、従来の処理過程を含む予測可能でかつ再生可
能の方法を提供することである。
は、高性能の、長波長のリッジ導波路レーザを作るため
の単純で、従来の処理過程を含む予測可能でかつ再生可
能の方法を提供することである。
【００１１】本発明の別の目的は、マスクと接触層との
境界面でのアンダカッティングを実質的に排除すること
によりデバイスの抵抗および熱の発生を低減し、デバイ
スの特性を向上させる、ＩｎＰ材料系におけるリッジ導
波路レーザを作る方法を提供することである。
境界面でのアンダカッティングを実質的に排除すること
によりデバイスの抵抗および熱の発生を低減し、デバイ
スの特性を向上させる、ＩｎＰ材料系におけるリッジ導
波路レーザを作る方法を提供することである。
【００１２】本発明のさらに別の目的は、低オーム接触
抵抗および効果的な横方向の導波を許容するリッジ構造
を形成する方法を提供することである。
抵抗および効果的な横方向の導波を許容するリッジ構造
を形成する方法を提供することである。
【００１３】
【発明の概要】特許請求された本発明は前記目的に対応
し、レーザリッジ構造を形成するために使用されている
公知の方法の欠点を排除する意図のものである。本発明
による自己整合性プロセスを用いると、この意図は、単
一のフォトレジストマスクが、（１）リッジ位置とリッ
ジ領域の画成、（２）（接着促進層の使用を含む）オー
ミック接触面の形成、（３）リッジ導波路の形成、およ
び（４）電気デバイスの絶縁に必要な一連の選択的なエ
ッチング過程において使用されるという点で達成され
る。
し、レーザリッジ構造を形成するために使用されている
公知の方法の欠点を排除する意図のものである。本発明
による自己整合性プロセスを用いると、この意図は、単
一のフォトレジストマスクが、（１）リッジ位置とリッ
ジ領域の画成、（２）（接着促進層の使用を含む）オー
ミック接触面の形成、（３）リッジ導波路の形成、およ
び（４）電気デバイスの絶縁に必要な一連の選択的なエ
ッチング過程において使用されるという点で達成され
る。
【００１４】本明細書に記載し、かつ特許請求している
方法の各種の過程において適用されている概念のあるも
の、例えば一般的な接着促進剤の使用や、明確なエッチ
ング選択性を得る基本的技術は従来から公知のものであ
るが、全体的な方法は、本出願人の知る限りではこれま
で提案されてきた方法よりも優れていることが判明して
いる新規で、発明性のあるリッジ形成法を提供する。
方法の各種の過程において適用されている概念のあるも
の、例えば一般的な接着促進剤の使用や、明確なエッチ
ング選択性を得る基本的技術は従来から公知のものであ
るが、全体的な方法は、本出願人の知る限りではこれま
で提案されてきた方法よりも優れていることが判明して
いる新規で、発明性のあるリッジ形成法を提供する。
【００１５】
【実施例】本発明の一実施方法を特定の実施例を示す図
面を参照して以下詳細に説明する。本発明によるリッジ
形成法の一実施例を使用する前に、本方法を用いて作る
ことのできる典型的な、公知の III／Ｖ化合物の半導体
リッジレーザ構造の簡単な概要を示す。
面を参照して以下詳細に説明する。本発明によるリッジ
形成法の一実施例を使用する前に、本方法を用いて作る
ことのできる典型的な、公知の III／Ｖ化合物の半導体
リッジレーザ構造の簡単な概要を示す。
【００１６】図１は、公知のリッジレーザ構造１０の斜
視図で主要要素のみを示している。基板１１の上に生長
した層化構造は、少なくともクラッド層１２と１４との
間に挾持された活性層１３を含む。図は、接触層１５と
上部クラッド層１４のリッジ部分１４ａとからなる導波
路リッジ１６を形成するに必要な処理過程を完了した後
の構造を示す。図には、リッジの側壁を埋没し、かつ上
部クラッド層１４の表面を被覆する絶縁材や、完成した
デバイスに電気接点を提供する金属化層は示していな
い。
視図で主要要素のみを示している。基板１１の上に生長
した層化構造は、少なくともクラッド層１２と１４との
間に挾持された活性層１３を含む。図は、接触層１５と
上部クラッド層１４のリッジ部分１４ａとからなる導波
路リッジ１６を形成するに必要な処理過程を完了した後
の構造を示す。図には、リッジの側壁を埋没し、かつ上
部クラッド層１４の表面を被覆する絶縁材や、完成した
デバイスに電気接点を提供する金属化層は示していな
い。
【００１７】適当な作動電圧を付与してデバイスを付勢
すると、光線ビーム１７が放射される。図においては、
レーザの光モード領域は活性層１３の周りに求心し、ス
トリップリッジ１６により横方向が画成されている小さ
い楕円として示されている。本発明の目的は、前述のよ
うなレーザデバイスのリッジ構造を形成する方法を提供
することである。本発明は（波長が約１．３から１．５
μｍの）長波長レーザに対して特に有利であるが、原則
として、（例えば０．８μｍ以下の）短い波長のビーム
を放射するデバイスに対しても適用できる。以下に説明
する実施例に対して、ＩｎＰ系レーザ構造が長波長の通
信用に採用されることが多いのでＩｎＰ系レーザ構造を
選択した。しかしながら、本発明の方法はＩｎＰレーザ
に適しているのみならず、その他のグループの III／Ｖ
化合物の構造に対しても適している。
すると、光線ビーム１７が放射される。図においては、
レーザの光モード領域は活性層１３の周りに求心し、ス
トリップリッジ１６により横方向が画成されている小さ
い楕円として示されている。本発明の目的は、前述のよ
うなレーザデバイスのリッジ構造を形成する方法を提供
することである。本発明は（波長が約１．３から１．５
μｍの）長波長レーザに対して特に有利であるが、原則
として、（例えば０．８μｍ以下の）短い波長のビーム
を放射するデバイスに対しても適用できる。以下に説明
する実施例に対して、ＩｎＰ系レーザ構造が長波長の通
信用に採用されることが多いのでＩｎＰ系レーザ構造を
選択した。しかしながら、本発明の方法はＩｎＰレーザ
に適しているのみならず、その他のグループの III／Ｖ
化合物の構造に対しても適している。
【００１８】リッジ導波路レーザのリッジ構造を形成す
る上で肝要な問題の１つは、フォトレジストマスクを採
用して希望する幅に接触層をエッチングする際に発生す
るアンダカットによりもたらされる。図２のＡは、特に
ＩｎＰ系レーザについて見られる好ましくないアンダカ
ットされたプロファイルをもたらす従来の方法の結果を
示すものである。また、リッジの形成のために使用され
る公知の方法についての以下の説明においてもこの図面
を参照する。
る上で肝要な問題の１つは、フォトレジストマスクを採
用して希望する幅に接触層をエッチングする際に発生す
るアンダカットによりもたらされる。図２のＡは、特に
ＩｎＰ系レーザについて見られる好ましくないアンダカ
ットされたプロファイルをもたらす従来の方法の結果を
示すものである。また、リッジの形成のために使用され
る公知の方法についての以下の説明においてもこの図面
を参照する。
【００１９】リッジ形成の開始点は、リッジ構造がまだ
エッチングされていない、図１に示すもののようなエピ
タキシャル生長した層の積層体からである。この積層体
は、その間に活性のＧａＩｎＡｓＰ層１３を挾持したＩ
ｎＰクラッド層１２，１４と、最初は上部クラッド層１
４の上面全体を覆っているＧａＩｎＡｓ接触層１５とを
含む。次いで、フォトレジスト層が付与され、パターン
化されてリッジを画成するマスク２１を提供する。主と
してフォトレジストとＩｎＧａＡｓとの間の接着が悪い
ため、マスク２１と接触層１５との間の境面は不完全で
ある。接触層の化学的エッチングである次の過程の間
に、その悪い接着が、元の酸化物を優先的にエッチング
してしまうことによるエッチングの厳しいアンダカッテ
ィングをもたらし、新しいＩｎＰ面の方が早くエッチン
グされてしまう。このエッチング過程は結晶学的特性に
より支配されるのでなく、むしろ境面の優先的エッチン
グにより支配されるので、約３０度の非結晶学的エッチ
ング角が得られ、これが図において２２で指示する大き
いアンダカットに連がる。同じフォトレジストマスク２
１を用いた次のエッチング過程においては、上部クラッ
ド層１４が図示のような形状にパターン化される。その
結晶学的エッチング角は約５５度である。
エッチングされていない、図１に示すもののようなエピ
タキシャル生長した層の積層体からである。この積層体
は、その間に活性のＧａＩｎＡｓＰ層１３を挾持したＩ
ｎＰクラッド層１２，１４と、最初は上部クラッド層１
４の上面全体を覆っているＧａＩｎＡｓ接触層１５とを
含む。次いで、フォトレジスト層が付与され、パターン
化されてリッジを画成するマスク２１を提供する。主と
してフォトレジストとＩｎＧａＡｓとの間の接着が悪い
ため、マスク２１と接触層１５との間の境面は不完全で
ある。接触層の化学的エッチングである次の過程の間
に、その悪い接着が、元の酸化物を優先的にエッチング
してしまうことによるエッチングの厳しいアンダカッテ
ィングをもたらし、新しいＩｎＰ面の方が早くエッチン
グされてしまう。このエッチング過程は結晶学的特性に
より支配されるのでなく、むしろ境面の優先的エッチン
グにより支配されるので、約３０度の非結晶学的エッチ
ング角が得られ、これが図において２２で指示する大き
いアンダカットに連がる。同じフォトレジストマスク２
１を用いた次のエッチング過程においては、上部クラッ
ド層１４が図示のような形状にパターン化される。その
結晶学的エッチング角は約５５度である。
【００２０】この接触エッチング過程は、アンダカット
が、後の過程でそこにオーム接触が作られる領域２３を
減少させてしまうので重要なものである。レーザの接触
抵抗は面積の低減に伴い低減するので、デバイス加熱さ
せてしまい、従ってデバイスの性能に対して厳しいマイ
ナスのインパクトを与える。リッジの幅を広げることは
明らかに接触領域２３を増加させる手段であるものの、
リッジ構造の導波特性に深刻に影響するので、その点で
必要とされる程度までリッジの幅を広げることはできな
い。
が、後の過程でそこにオーム接触が作られる領域２３を
減少させてしまうので重要なものである。レーザの接触
抵抗は面積の低減に伴い低減するので、デバイス加熱さ
せてしまい、従ってデバイスの性能に対して厳しいマイ
ナスのインパクトを与える。リッジの幅を広げることは
明らかに接触領域２３を増加させる手段であるものの、
リッジ構造の導波特性に深刻に影響するので、その点で
必要とされる程度までリッジの幅を広げることはできな
い。
【００２１】本発明による方法の原理と本発明により得
られるリッジの形状とを図２のＢに概略図示する。ここ
でも、下部クラッド層１２−活性層１３−上部クラッド
層１４からなるサンドイッチ構造と、まだパターン化し
ていないＧａＩｎＡｓ接触層１５を頂部に備えたＩｎＰ
系層化構造から出発する。化学的エッチング過程の間に
ＧａＩｎＡｓ接触層１５をアンダカッティングから保護
するために、フォトレジストを付与しパターン化する前
に、薄いオキシ窒化シリコン層２４（例えばＳｉ
3 Ｎ4 ）を被着させてエッチングマスク２１を提供す
る。このことによって接触材料との概ね完全な境面を形
成し、概ね優先的エッチングを排除する。その結果エッ
チング角度は結晶学的特性によって決められ、アンダカ
ット２５は効果的に低減され、接触面２６が増加する。
上記概説した従来の方法のように、リッジ構造の形成
は、次に上部クラッド層１４を希望する深さまでエッチ
ングすることにより完了する。
られるリッジの形状とを図２のＢに概略図示する。ここ
でも、下部クラッド層１２−活性層１３−上部クラッド
層１４からなるサンドイッチ構造と、まだパターン化し
ていないＧａＩｎＡｓ接触層１５を頂部に備えたＩｎＰ
系層化構造から出発する。化学的エッチング過程の間に
ＧａＩｎＡｓ接触層１５をアンダカッティングから保護
するために、フォトレジストを付与しパターン化する前
に、薄いオキシ窒化シリコン層２４（例えばＳｉ
3 Ｎ4 ）を被着させてエッチングマスク２１を提供す
る。このことによって接触材料との概ね完全な境面を形
成し、概ね優先的エッチングを排除する。その結果エッ
チング角度は結晶学的特性によって決められ、アンダカ
ット２５は効果的に低減され、接触面２６が増加する。
上記概説した従来の方法のように、リッジ構造の形成
は、次に上部クラッド層１４を希望する深さまでエッチ
ングすることにより完了する。
【００２２】このように達成された改良は、図２のＡと
図２のＢとを比較すれば明らかであって、前者はフォト
レジストパターンのみを用いてエッチングした接触面を
示し、後者は、Ｓｉ3 Ｎ4 層を用いることにより境面を
改良させる新規な方法を用いることにより形成した接触
面を示す。注目されることは、リッジのプロファイルに
対して接触面が有するエッチング角が変ったことであ
る。窒化シリコン層２４を用いて得た結晶学的角度はＩ
ｎＰ（１１１Ｂ−ファセット）に対して約５５度であ
り、一方悪い境面では約３０度のより浅い角度をもたら
す。その結果、接触面積は窒化シリコン層を採用してい
ない方法により得られるものより著しく大きく、デバイ
スの性能は大きく向上する。
図２のＢとを比較すれば明らかであって、前者はフォト
レジストパターンのみを用いてエッチングした接触面を
示し、後者は、Ｓｉ3 Ｎ4 層を用いることにより境面を
改良させる新規な方法を用いることにより形成した接触
面を示す。注目されることは、リッジのプロファイルに
対して接触面が有するエッチング角が変ったことであ
る。窒化シリコン層２４を用いて得た結晶学的角度はＩ
ｎＰ（１１１Ｂ−ファセット）に対して約５５度であ
り、一方悪い境面では約３０度のより浅い角度をもたら
す。その結果、接触面積は窒化シリコン層を採用してい
ない方法により得られるものより著しく大きく、デバイ
スの性能は大きく向上する。
【００２３】レーザリッジ構造を作る本発明の方法の実
施例を以下詳細に説明する。リッジ構造をそれから形成
する基本的な層化構造３０が図３に概略図示されてい
る。前記の層の順序は低圧有機金属気相成長法（ＬＰ−
ＭＯＶＰＥ）を用いてエピタキシャル生長する順序であ
る。それらはＩｎＰウエファ３１の上で生長し、ｎ−ド
ーピングしたＩｎＰクラッド層３２とｐ−ドーピングし
たＩｎＰクラッド層３４との間に埋没されたＧａＩｎＡ
ｓＰ二重ヘテロ構造（ＤＨ）３３から構成されている。
この構造は高濃度のｐ−ドーピングしたＧａＩｎＡｓ接
触層３５によって完成する。
施例を以下詳細に説明する。リッジ構造をそれから形成
する基本的な層化構造３０が図３に概略図示されてい
る。前記の層の順序は低圧有機金属気相成長法（ＬＰ−
ＭＯＶＰＥ）を用いてエピタキシャル生長する順序であ
る。それらはＩｎＰウエファ３１の上で生長し、ｎ−ド
ーピングしたＩｎＰクラッド層３２とｐ−ドーピングし
たＩｎＰクラッド層３４との間に埋没されたＧａＩｎＡ
ｓＰ二重ヘテロ構造（ＤＨ）３３から構成されている。
この構造は高濃度のｐ−ドーピングしたＧａＩｎＡｓ接
触層３５によって完成する。
【００２４】選定した例においては、ＩｎＰウエファは
Ｓ−ドーピングされ（ｎ＝６×１０18cm-3）、下部のＩ
ｎＰクラッド層３２は均質にＳｉ−ドーピングされ（ｎ
＝１０18cm-3）、その厚さは１．４μｍであり、ドーピ
ングされていない活性のＧａＩｎＡｓＰ層３３は厚さが
０．１６５μｍで、最大の放射は、１．３μｍに極めて
近い波長において測定された。上部のクラッド層３４は
Ｚｎ−ドーピングされ（ｐ＝１０18cm-3）、低バンドギ
ャップのｐ−ＧａＩｎＡｓキャップ即ち接触層３５はそ
の表面近くで２×１０19cm-3の溶解限度までドーピング
され低抵抗性オーム接触に対して最適な状態を提供し
た。本発明に記載の例においては、図３の層化構造が本
発明によるリッジ形成法を適用しうる基本レーザ層とし
て用いられる。
Ｓ−ドーピングされ（ｎ＝６×１０18cm-3）、下部のＩ
ｎＰクラッド層３２は均質にＳｉ−ドーピングされ（ｎ
＝１０18cm-3）、その厚さは１．４μｍであり、ドーピ
ングされていない活性のＧａＩｎＡｓＰ層３３は厚さが
０．１６５μｍで、最大の放射は、１．３μｍに極めて
近い波長において測定された。上部のクラッド層３４は
Ｚｎ−ドーピングされ（ｐ＝１０18cm-3）、低バンドギ
ャップのｐ−ＧａＩｎＡｓキャップ即ち接触層３５はそ
の表面近くで２×１０19cm-3の溶解限度までドーピング
され低抵抗性オーム接触に対して最適な状態を提供し
た。本発明に記載の例においては、図３の層化構造が本
発明によるリッジ形成法を適用しうる基本レーザ層とし
て用いられる。
【００２５】本発明の方法を、その一連の過程を示す図
４のＡから図４のＩまでを参照して以下説明する。前記
の過程は、その過程と図面との間の対応を示す表１に列
挙されている。表はまた、本発明の方法を通して必要な
エッチング選択性要件の重要さと複雑さとを示すために
用いられる。この目的に対して、イエスおよびノーを付
した２個の「選択除去」の欄はそれぞれ、層あるいは材
料がエッチングされ、できるだけ影響を少なくするそれ
ぞれの除去、即ちエッチング過程を示す。
４のＡから図４のＩまでを参照して以下説明する。前記
の過程は、その過程と図面との間の対応を示す表１に列
挙されている。表はまた、本発明の方法を通して必要な
エッチング選択性要件の重要さと複雑さとを示すために
用いられる。この目的に対して、イエスおよびノーを付
した２個の「選択除去」の欄はそれぞれ、層あるいは材
料がエッチングされ、できるだけ影響を少なくするそれ
ぞれの除去、即ちエッチング過程を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】 基本的に、この方法により完全自己整合性のリッジレー
ザを作ることができる。この自己整合法は微妙な整合過
程の数を低減するという利点を有する。このことは以下
の処理過程、即ち（１）リッジの画成（図４のＣ）、
（２）形成物を介してのオーム接触（図４のＤおよび
Ｅ）、（３）リッジ導波路形成（図４のＦ）および
（４）絶縁（図４のＧ）の全てに対して単一の写真製版
マスクを用いることにより達成される。
ザを作ることができる。この自己整合法は微妙な整合過
程の数を低減するという利点を有する。このことは以下
の処理過程、即ち（１）リッジの画成（図４のＣ）、
（２）形成物を介してのオーム接触（図４のＤおよび
Ｅ）、（３）リッジ導波路形成（図４のＦ）および
（４）絶縁（図４のＧ）の全てに対して単一の写真製版
マスクを用いることにより達成される。
【００２８】さて図４のＡを参照すれば、リッジ形成過
程は図３に示す積層３０から始めることから開始され
る。
程は図３に示す積層３０から始めることから開始され
る。
【００２９】図４のＢに示す本方法の第１の過程におい
て、ＧａＩｎＡｓ接触層３５は、アンモニア（ＮＨ3 ）
を添加して１３．５６MHz のプラズマ励起周波数でプラ
ズマエンハンスした化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）により被
着された１０nm厚さの窒化シリコンＳｉ3 Ｎ4 の連続層
４１で被覆される。この誘電体層は、マスクと接触層と
の境界での接着性を向上させる。
て、ＧａＩｎＡｓ接触層３５は、アンモニア（ＮＨ3 ）
を添加して１３．５６MHz のプラズマ励起周波数でプラ
ズマエンハンスした化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）により被
着された１０nm厚さの窒化シリコンＳｉ3 Ｎ4 の連続層
４１で被覆される。この誘電体層は、マスクと接触層と
の境界での接着性を向上させる。
【００３０】次いで、第２の過程においては、フォトレ
ジスト４２が付与され、図４のＣに示すようにパターン
化されてリッジ領域を画成する。基板の結晶の配向に応
じてリッジが整合されてゆるやかな傾斜のリッジの側壁
を形成する。図示例においては、リッジは（１１０）の
方向に延びるよう選択されている。一連の処理過程にお
ける唯一の微妙な整合がこの過程において行われる。フ
ォトレジスト（ＰＲ）マスク４２はリッジ形成過程の中
の後続の全ての整合過程において用いられる。以下の第
３の過程において、Ｓｉ3 Ｎ4 層４１が、図４のＤで示
すようにマスクとしてフォトレジスト４２を用いてＣＦ
4 反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりエッチン
グされる。
ジスト４２が付与され、図４のＣに示すようにパターン
化されてリッジ領域を画成する。基板の結晶の配向に応
じてリッジが整合されてゆるやかな傾斜のリッジの側壁
を形成する。図示例においては、リッジは（１１０）の
方向に延びるよう選択されている。一連の処理過程にお
ける唯一の微妙な整合がこの過程において行われる。フ
ォトレジスト（ＰＲ）マスク４２はリッジ形成過程の中
の後続の全ての整合過程において用いられる。以下の第
３の過程において、Ｓｉ3 Ｎ4 層４１が、図４のＤで示
すようにマスクとしてフォトレジスト４２を用いてＣＦ
4 反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法によりエッチン
グされる。
【００３１】次いで、第４の過程において、ＧａＩｎＡ
ｓの接触層３５が硫酸、過酸化水素および水からなるＧ
ａＡｓエッチング液を用いて化学的に湿式エッチングさ
れる。このエッチング液はＩｎｐに対して高い選択性が
あり、図４のＥで示すようにＧａＩｎＡｓ接触層が除去
された後、エッチングはＩｎＰクラッド層３４の表面に
おいて止まる。
ｓの接触層３５が硫酸、過酸化水素および水からなるＧ
ａＡｓエッチング液を用いて化学的に湿式エッチングさ
れる。このエッチング液はＩｎｐに対して高い選択性が
あり、図４のＥで示すようにＧａＩｎＡｓ接触層が除去
された後、エッチングはＩｎＰクラッド層３４の表面に
おいて止まる。
【００３２】光導波路の形成は、（図４のＦで示す第５
の過程において）ＩｎＰクラッド層３４のエッチングに
続く。異なるエッチング液が用いられる。先にエッチン
グずみの接触材ＧａＩｎＡｓ３５をそれ以上エッチング
することなくＩｎＰをエッチングするよう臭化水素／酢
酸が選定される。エッチング速度を制御するために、エ
ッチング液が約５℃まで冷却されることによってエッチ
ング速度を約１１nm／秒まで下げる。エッチングはクラ
ッド層３４と活性層３３との境界の上方０．１０から
０．１５μｍのところで止まる。
の過程において）ＩｎＰクラッド層３４のエッチングに
続く。異なるエッチング液が用いられる。先にエッチン
グずみの接触材ＧａＩｎＡｓ３５をそれ以上エッチング
することなくＩｎＰをエッチングするよう臭化水素／酢
酸が選定される。エッチング速度を制御するために、エ
ッチング液が約５℃まで冷却されることによってエッチ
ング速度を約１１nm／秒まで下げる。エッチングはクラ
ッド層３４と活性層３３との境界の上方０．１０から
０．１５μｍのところで止まる。
【００３３】図４のＧは第６の過程、即ち１５０nm厚さ
の第２のＳｉ3 Ｎ4 層４３を等方性被着する過程を示
す。この層は、層構造をコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒ
ｍａｌ）絶縁体で埋没させ、露出された非保護領域を、
パッケージ化のためのパッドをボンディングするに必要
な後続の金属被着から電気的に分離させる作用をする。
この過程は別のＰＥＣＶＤ法を用いており、そのため第
１にいずれかの鋭い形状部分や大きい段を被覆する極め
て適合性のあるＳｉ3 Ｎ4 膜の被着をもたらし、そして
第２に図４のＧに示すようにアンダカット部分４４にお
いて、望ましく薄くて、潜在的に非連続性の被覆をもた
らす。このことは後続のリフトオフ過程に対して重要で
ある。埋没用絶縁Ｓｉ3 Ｎ4 膜４３が約５０kHz の低周
波数（ＬＦ）で被着される。このＬＦ窒化物は、プラズ
マにおいてアンモニア（ＮＨ3 ）を用いることなく被着
され、そのため上記膜の水素含有量が大きく低減される
ことによって緩衝化されたフッ化水素酸（ＢＨＦ）での
エッチング速度は低減する。このことは後続の処理過程
において選択的に要求されるエッチングに対して重要な
ことである。
の第２のＳｉ3 Ｎ4 層４３を等方性被着する過程を示
す。この層は、層構造をコンフォーマル（ｃｏｎｆｏｒ
ｍａｌ）絶縁体で埋没させ、露出された非保護領域を、
パッケージ化のためのパッドをボンディングするに必要
な後続の金属被着から電気的に分離させる作用をする。
この過程は別のＰＥＣＶＤ法を用いており、そのため第
１にいずれかの鋭い形状部分や大きい段を被覆する極め
て適合性のあるＳｉ3 Ｎ4 膜の被着をもたらし、そして
第２に図４のＧに示すようにアンダカット部分４４にお
いて、望ましく薄くて、潜在的に非連続性の被覆をもた
らす。このことは後続のリフトオフ過程に対して重要で
ある。埋没用絶縁Ｓｉ3 Ｎ4 膜４３が約５０kHz の低周
波数（ＬＦ）で被着される。このＬＦ窒化物は、プラズ
マにおいてアンモニア（ＮＨ3 ）を用いることなく被着
され、そのため上記膜の水素含有量が大きく低減される
ことによって緩衝化されたフッ化水素酸（ＢＨＦ）での
エッチング速度は低減する。このことは後続の処理過程
において選択的に要求されるエッチングに対して重要な
ことである。
【００３４】次の２過程７と８とは、後続のオーム接触
金属被着（図４のＩ）に接触領域を露出するために、フ
ォトレジストマスク４２を、その上に位置するＬＦ Ｓ
ｉ3 Ｎ4 （図４のＨ）並びにＧａＩｎＡｓ接触層３５を
被覆するＲＦ Ｓｉ3 Ｎ4 ４１と共に除去する。これは
２過程のプロセスである。まず、フォトレジストマスク
４２は温度を上げて、例えばＮメチルピリロドン（Ｎ−
ｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒｉｌｏｄｏｎｅ）（ＮＭＰ）のよ
うな溶剤で除去され、次いでアセトン及びプロパノール
浴で超音波撹拌される。フォトレジストの大部分を除去
した後、このサンプルは７：１のＢＨＦ溶液において１
から２秒浸漬され、接着促進剤として用いられたＲＦ
Ｓｉ3 Ｎ4 ４１を除去する。同時に、このために残り
のフォトレジスト分は後続のアセトン処理による浸食に
対して開放する。ＮＨ3 を用いずに低周波数で被着され
たＬＦ Ｓｉ3 Ｎ4 埋没層４３は、所与のＢＨＦ濃度で
極く僅かにエッチンクされる。即ち、より速くエッチン
グするＲＦ Ｓｉ3 Ｎ4 ４１は、選択的に除去されて接
触領域を開放し、一方より遅くエッチングするＬＦ Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ４３の絶縁膜は除去されないままである。
金属被着（図４のＩ）に接触領域を露出するために、フ
ォトレジストマスク４２を、その上に位置するＬＦ Ｓ
ｉ3 Ｎ4 （図４のＨ）並びにＧａＩｎＡｓ接触層３５を
被覆するＲＦ Ｓｉ3 Ｎ4 ４１と共に除去する。これは
２過程のプロセスである。まず、フォトレジストマスク
４２は温度を上げて、例えばＮメチルピリロドン（Ｎ−
ｍｅｔｈｙｌ ｐｙｒｉｌｏｄｏｎｅ）（ＮＭＰ）のよ
うな溶剤で除去され、次いでアセトン及びプロパノール
浴で超音波撹拌される。フォトレジストの大部分を除去
した後、このサンプルは７：１のＢＨＦ溶液において１
から２秒浸漬され、接着促進剤として用いられたＲＦ
Ｓｉ3 Ｎ4 ４１を除去する。同時に、このために残り
のフォトレジスト分は後続のアセトン処理による浸食に
対して開放する。ＮＨ3 を用いずに低周波数で被着され
たＬＦ Ｓｉ3 Ｎ4 埋没層４３は、所与のＢＨＦ濃度で
極く僅かにエッチンクされる。即ち、より速くエッチン
グするＲＦ Ｓｉ3 Ｎ4 ４１は、選択的に除去されて接
触領域を開放し、一方より遅くエッチングするＬＦ Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ４３の絶縁膜は除去されないままである。
【００３５】その後、金属層を被着してオームｐ−接点
およびｎ−接点を形成し、反射性コーティング等を付与
することにより従来の方法を用いてレーザデバイスを完
成させることができる。これらの過程はリッジ形成過程
の一部ではないので、本明細書では詳細に説明していな
い。
およびｎ−接点を形成し、反射性コーティング等を付与
することにより従来の方法を用いてレーザデバイスを完
成させることができる。これらの過程はリッジ形成過程
の一部ではないので、本明細書では詳細に説明していな
い。
【００３６】前述のプロセスについての説明から、Ｓｉ
3 Ｎ4 層を追加することにより得られる接着促進性の重
要性および全体のプロセスを通じてのエッチング選択性
の重要性が明らかである。このプロセスを用いることに
より高性能のリッジレーザが作られた。例えば、１．３
μｍのＧａＩｎＡｓＰ ＤＨリッジレーザデバイスはフ
ァセット当り３０mW程度の出力パワーで、低スレショル
ド電流並びにスレショルド電流密度を示す。
3 Ｎ4 層を追加することにより得られる接着促進性の重
要性および全体のプロセスを通じてのエッチング選択性
の重要性が明らかである。このプロセスを用いることに
より高性能のリッジレーザが作られた。例えば、１．３
μｍのＧａＩｎＡｓＰ ＤＨリッジレーザデバイスはフ
ァセット当り３０mW程度の出力パワーで、低スレショル
ド電流並びにスレショルド電流密度を示す。
【００３７】前述の説明は、主として特定の長波長のＩ
ｎＰ ＤＨレーザの製作を指向しているが、本実施例は
単に本発明による方法の例示である。厚さおよびその他
の寸法、使用材料並びに本明細書で示したプロセスパラ
メータは、例示を判り易くするために選択したものであ
って、限定的に考えるべきでない。
ｎＰ ＤＨレーザの製作を指向しているが、本実施例は
単に本発明による方法の例示である。厚さおよびその他
の寸法、使用材料並びに本明細書で示したプロセスパラ
メータは、例示を判り易くするために選択したものであ
って、限定的に考えるべきでない。
【００３８】例えば、本発明による方法を−前述したＩ
ｎＰ系以外の III／Ｖ族化合物の半導体からなるデバイ
スや、−相対的に厚い活性層を有するデバイスよりもむ
しろ量子ウェルデバイスや、あるいは、−さらに長波長
のビームを放射するデバイスに適用することにより、さ
らに向上したまたは異なるあるいはこれら両方のデバイ
ス性能特性を得ることができる。
ｎＰ系以外の III／Ｖ族化合物の半導体からなるデバイ
スや、−相対的に厚い活性層を有するデバイスよりもむ
しろ量子ウェルデバイスや、あるいは、−さらに長波長
のビームを放射するデバイスに適用することにより、さ
らに向上したまたは異なるあるいはこれら両方のデバイ
ス性能特性を得ることができる。
【００３９】また接触層やクラッド層をエッチングする
ための前述した湿式の化学的方法とは異なる方法を用い
ることができる。例えば前記エッチングを異方性エッチ
ング法で代替することができる。
ための前述した湿式の化学的方法とは異なる方法を用い
ることができる。例えば前記エッチングを異方性エッチ
ング法で代替することができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の方法により提供される主要な利
点は、長波長のレーザリッジ構造を信頼性があって、か
つ簡単に作れることであり、現実的な方法並びに現実的
な材料公差に対して十分大きいプロセスウインドウを提
供する。本発明の方法は、厳しくかつ部分的に制御され
ていないアンダカッティングにより起用する前述のマイ
ナス効果を排除し、処理過程を通して際どいエッチング
選択性要件を満足させる。
点は、長波長のレーザリッジ構造を信頼性があって、か
つ簡単に作れることであり、現実的な方法並びに現実的
な材料公差に対して十分大きいプロセスウインドウを提
供する。本発明の方法は、厳しくかつ部分的に制御され
ていないアンダカッティングにより起用する前述のマイ
ナス効果を排除し、処理過程を通して際どいエッチング
選択性要件を満足させる。
【図１】本発明による方法を用いて製作しうるリッジ導
波路レーザ構造体の概略斜視図。
波路レーザ構造体の概略斜視図。
【図２】従来の方法（図２のＡ）と、本発明による方法
（図２のＢ）を用いて得ることのできるオームｐ−接触
構造を比較する図。
（図２のＢ）を用いて得ることのできるオームｐ−接触
構造を比較する図。
【図３】本明細書で説明した実施例において本発明によ
る方法を適用した基本的な層化レーザ構造を示す概略
図。
る方法を適用した基本的な層化レーザ構造を示す概略
図。
【図４】長波長リッジ導波路レーザ構造を作るために用
いた本発明による方法の過程を示す図。
いた本発明による方法の過程を示す図。
１２：下部クラッド層、１３：活性層、１４：上部クラ
ッド層、１５：接触層、２１：エッチングマスク、２
４：オキシ窒化シリコン層、２５：アンダカット、２
６：接触面、３１：ウエファ、３２，３４：クラッド
層、３３：二重ヘテロ構造、３５：接触層、４１，４
３：窒化シリコン層、４２：フォトレジストマスク、４
４：アンダカット。
ッド層、１５：接触層、２１：エッチングマスク、２
４：オキシ窒化シリコン層、２５：アンダカット、２
６：接触面、３１：ウエファ、３２，３４：クラッド
層、３３：二重ヘテロ構造、３５：接触層、４１，４
３：窒化シリコン層、４２：フォトレジストマスク、４
４：アンダカット。
フロントページの続き (72)発明者 ヴィルヘルム・ホイベルガー スイス国 ツェーハー−8805、リヒテルス ヴィル，ライトホルツシュトラーセ 26番 地 ア (72)発明者 ピーター・ディー・ホー アメリカ合衆国12533、ニューヨーク州 ホープウェル・ジャンクション、ショー ト・コート アールアール 77番地
Claims (8)
- 【請求項１】 III−Ｖ族化合物半導体の二重ヘテロ構
造のレーザデバイスの自己整合性リッジ構造を形成する
方法において、 閉込めおよび利得のための導波路を形成するクラッド層
（３２，３４）の間に挾持された、再結合および光発生
のための活性領域（３３）を含み、かつ接触層（３５）
を頂部に有する、基本的なエピタキシャル生長の層化ヘ
テロ構造（３０）を提供するステップと、 ＰＥＣＶＤ法において、高励起周波数（ＲＦ）において
薄い第１のオキシ窒化シリコン層（４１）を被着するス
テップと、 リッジ構造を画成のためのマスクとして使用するフォト
レジスト層（４２）を被着し、かつパターン化するステ
ップと、 前記第１のオキシ窒化シリコン層（４１）を反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）して、前記のフォトレジストマ
スク（４２）で被覆された領域を残すステップと、 前記接触層（３５）を上方のクラッド層（３４）まで選
択的にエッチングして、前記第１のオキシ窒化シリコン
層（４１）の下で、結晶学的エッチング角を得て、その
ため小さいアンダカットを得るステップと、 前記上方のクラッド層（３４）を所定の深さまで選択的
にエッチングして前記接触層（３５）を実質的に作用を
受けないままにして残すステップと、 ＰＥＣＶＤ法により、前記第１のオキシ窒化シリコン層
（４１）よりエッチング速度の遅い第２の、適合するオ
キシ窒化シリコン層（４３）を低励起周波数（ＬＦ）で
被着するステップと、 前記のフォトレジストマスク（４２）の頂部に被着され
た前記第２のオキシ窒化シリコン層（４３）の部分を前
記のフォトレジストマスクを溶解することによりリフト
オフして前記第１のオキシ窒化シリコン層（４１）を露
出するステップと、 該露出された第１のオキシ窒化シリコン層（４１）を選
択的に除去して、前記第２の、適合したオキシ窒化シリ
コン層（４３）と前記接触層（３５）の露出された表面
とを実質的に作用を受けていない状態のまま残すステッ
プと、 を備える自己整合性リッジ構造を形成する方法。 - 【請求項２】 前記活性領域の層（３３）がＧａＩｎＡ
ｓＰからなり、前記クラッド層（３２，３４）および基
板（３１）がＩｎＰよりなり、前記接触層（３５）がＧ
ａＩｎＡｓよりなるＩｎＰ材料系において前記レーザデ
バイスを構成する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記第１（４１）と第２（４３）のオキ
シ窒化シリコン層がＳｉ3 Ｎ4 からなる請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】 前記の第１のＳｉ3 Ｎ4 層が、前記の第
２のＳｉ3 Ｎ4 層を付与するときの励起周波数（ＬＦ）
より著しく高いプラズマ励起周波数（ＲＦ）において被
着される請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記の第１のＳｉ3 Ｎ4 層が、１MHz よ
り高いプラズマ励起周波数において、かつアンモニア
（ＮＨ3 ）を添加して、プラズマエンハンスの化学蒸着
法（ＰＥＣＶＤ）を用いて被着され、前記の第２のＳｉ
3 Ｎ4 層が１００kHz より低いプラズマ励起周波数にお
いて、プラズマにアンモニア（ＮＨ3 ）を添加すること
なくＰＥＣＶＤ法を用いて被着される請求項４に記載の
方法。 - 【請求項６】 前記の第１のＳｉ3 Ｎ4 層（４１）が、
前記の第２のＳｉ3 Ｎ4 層（４３）に実質的に作用しな
い、緩衝されたフッ化水素（ＢＨＦ）溶液中で選択的に
除去される請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】 リッジ構造を画成する前記のフォトレジ
ストマスク（４２）が前記基板（３１）の（１１０）の
方向に延びている請求項２に記載の方法。 - 【請求項８】 放射されたレーザ光線ビームの波長が約
１．３μｍである請求項２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90810279A EP0450255B1 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Process for forming the ridge structure of a self-aligned semiconductor laser |
| CH90810279:1 | 1990-04-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190968A true JPH05190968A (ja) | 1993-07-30 |
| JPH06101612B2 JPH06101612B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=8205919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3040119A Expired - Fee Related JPH06101612B2 (ja) | 1990-04-06 | 1991-03-06 | 自己整合性半導体レーザのリッジ構造の形成方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5059552A (ja) |
| EP (1) | EP0450255B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06101612B2 (ja) |
| CA (1) | CA2039875C (ja) |
| DE (1) | DE69010485T2 (ja) |
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