JPH0521906A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH0521906A JPH0521906A JP3176840A JP17684091A JPH0521906A JP H0521906 A JPH0521906 A JP H0521906A JP 3176840 A JP3176840 A JP 3176840A JP 17684091 A JP17684091 A JP 17684091A JP H0521906 A JPH0521906 A JP H0521906A
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- JP
- Japan
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- layer
- groove
- stripe groove
- block layer
- stripe
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、液相成長時の熱的なエッチングに
起因する、レーザ光の不所望な滲みだしによる局所的な
発熱を防止し、半導体レーザの寿命を向上させることが
できる製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の半導体レーザの製造方法は、一導電
型の基板上に積層された逆導電型のブロック層に、上記
基板まで達する深さを有するストライプ状の溝を形成す
る第１の工程と、レジストを、上記溝内を含んで上記ブ
ロック層上に、上記ストライプ溝の肩の部分で途切れる
程度に薄く塗布する第２の工程と、上記レジストをマス
クとして、上記溝の肩の部分をエッチングし、段差を有
するストライプ溝を形成する第３の工程と、上記段差を
有するストライプ溝の溝内を含んで上記ブロック層上
に、活性層を含む発振層を液相成長する第４の工程と、
を備える。
起因する、レーザ光の不所望な滲みだしによる局所的な
発熱を防止し、半導体レーザの寿命を向上させることが
できる製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の半導体レーザの製造方法は、一導電
型の基板上に積層された逆導電型のブロック層に、上記
基板まで達する深さを有するストライプ状の溝を形成す
る第１の工程と、レジストを、上記溝内を含んで上記ブ
ロック層上に、上記ストライプ溝の肩の部分で途切れる
程度に薄く塗布する第２の工程と、上記レジストをマス
クとして、上記溝の肩の部分をエッチングし、段差を有
するストライプ溝を形成する第３の工程と、上記段差を
有するストライプ溝の溝内を含んで上記ブロック層上
に、活性層を含む発振層を液相成長する第４の工程と、
を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液相成長法を用いる半導
体レーザの製造方法に関する。
体レーザの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザの構造の１つに、図
６に示すＶＳＩＳ(V-channeled Substrate Inner Strip
e)レーザがあり、例えばJournal Applied Physics,53(1
1),1982,P.7224〜7234に記載されている。
６に示すＶＳＩＳ(V-channeled Substrate Inner Strip
e)レーザがあり、例えばJournal Applied Physics,53(1
1),1982,P.7224〜7234に記載されている。
【０００３】斯る半導体レーザは以下のように製造され
る。
る。
【０００４】先ず、ｐ型ＧａＡｓからなる基板(１)上に
ｎ型ＧａＡｓからなるブロック層(２)が積層されるとと
もに、斯るブロック層(２)に基板(１)まで達する深さの
ストライプ溝(３)がエッチング形成される。
ｎ型ＧａＡｓからなるブロック層(２)が積層されるとと
もに、斯るブロック層(２)に基板(１)まで達する深さの
ストライプ溝(３)がエッチング形成される。
【０００５】次に、ストライプ溝(３)内を含んで、ブロ
ック層(２)上に、ｐ型ＡｌyＧａ1-yＡｓからなるｐ型ク
ラッド層(４)、アンドープＡｌxＧａ1-xＡｓ(ｘ＜ｙ)か
らなる活性層(５)、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓからなるｎ型
クラッド層(６)、ｎ型ＧａＡｓからなるキャップ層(７)
が、順次液相成長される。
ック層(２)上に、ｐ型ＡｌyＧａ1-yＡｓからなるｐ型ク
ラッド層(４)、アンドープＡｌxＧａ1-xＡｓ(ｘ＜ｙ)か
らなる活性層(５)、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＡｓからなるｎ型
クラッド層(６)、ｎ型ＧａＡｓからなるキャップ層(７)
が、順次液相成長される。
【０００６】最後に、キャップ層(７)上にｎ側電極
(８)、基板(１)裏面にｐ側電極(９)が夫々形成される。
(８)、基板(１)裏面にｐ側電極(９)が夫々形成される。
【０００７】実際の製造においては、上述のように、基
体ウェハ上に各層及び電極を形成した後、斯る基体ウェ
ハを分割することによって、図２に示される半導体レー
ザを１枚の基体ウェハから複数個得ている。
体ウェハ上に各層及び電極を形成した後、斯る基体ウェ
ハを分割することによって、図２に示される半導体レー
ザを１枚の基体ウェハから複数個得ている。
【０００８】近年、基体ウェハを大型化して半導体レー
ザの量産性を向上させることが行われている。この場
合、均一で良質な半導体層の液相成長のため、基体ウェ
ハと原料メルトとのぬれ性を良くする意味で、通常８０
０℃程度で行われている液相成長温度をさらに高くする
必要がある。
ザの量産性を向上させることが行われている。この場
合、均一で良質な半導体層の液相成長のため、基体ウェ
ハと原料メルトとのぬれ性を良くする意味で、通常８０
０℃程度で行われている液相成長温度をさらに高くする
必要がある。
【０００９】そこで、ストライプ溝(３)が形成されたブ
ロック層(２)上に、例えば８２０℃以上でｐ型クラッド
層(４)を液相成長すると、斯る成長時に、ブロック層
(２)の表面、特にストライプ溝(３)から離れた平坦部分
が熱的にエッチングされ、最終的には図２に示すよう
に、ストライプ溝(３)の両側の肩の部分(図中Ａ)が盛り
上がった形状となる。このため、この上に形成されるｐ
型クラッド層(４)は肩部Ａ上で薄くなる。
ロック層(２)上に、例えば８２０℃以上でｐ型クラッド
層(４)を液相成長すると、斯る成長時に、ブロック層
(２)の表面、特にストライプ溝(３)から離れた平坦部分
が熱的にエッチングされ、最終的には図２に示すよう
に、ストライプ溝(３)の両側の肩の部分(図中Ａ)が盛り
上がった形状となる。このため、この上に形成されるｐ
型クラッド層(４)は肩部Ａ上で薄くなる。
【００１０】このように、ブロック層(２)に肩部Ａに盛
り上がりが形成された半導体レーザでは、活性層(５)で
生じたレーザ光が肩部Ａ上のｐ型クラッド層(４)の薄く
なった部分から多く滲みだし、ブロック層(２)の肩部Ａ
で吸収される。このため、この肩部Ａで局所的に発熱が
大きくなり、斯る発熱により肩部Ａ直上の活性層(５)部
分が熱的に劣化しやすくなる。このことは、特に高出力
用のレーザにおいて、素子寿命を低下させる大きな原因
となっていた。
り上がりが形成された半導体レーザでは、活性層(５)で
生じたレーザ光が肩部Ａ上のｐ型クラッド層(４)の薄く
なった部分から多く滲みだし、ブロック層(２)の肩部Ａ
で吸収される。このため、この肩部Ａで局所的に発熱が
大きくなり、斯る発熱により肩部Ａ直上の活性層(５)部
分が熱的に劣化しやすくなる。このことは、特に高出力
用のレーザにおいて、素子寿命を低下させる大きな原因
となっていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、ス
トライプ溝の肩部の盛り上がりを防止し、高出力動作時
においても、肩部の盛り上がりに起因する熱劣化を起こ
すことがなく、素子寿命の長い半導体レーザの製造方法
を提供するものである。
トライプ溝の肩部の盛り上がりを防止し、高出力動作時
においても、肩部の盛り上がりに起因する熱劣化を起こ
すことがなく、素子寿命の長い半導体レーザの製造方法
を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、一導電型
の基板上に積層された逆導電型のブロック層に、上記基
板まで達する深さを有するストライプ状の溝を形成する
第１の工程と、レジストを、上記溝内を含んで上記ブロ
ック層上に、上記ストライプ溝の肩の部分で途切れる程
度に薄く塗布する第２の工程と、上記レジストをマスク
として、上記溝の肩の部分をエッチングし、段差を有す
るストライプ溝を形成する第３の工程と、上記段差を有
するストライプ溝の溝内を含んで上記ブロック層上に、
活性層を含む発振層を液相成長する第４の工程と、を備
えることを特徴とする。
の基板上に積層された逆導電型のブロック層に、上記基
板まで達する深さを有するストライプ状の溝を形成する
第１の工程と、レジストを、上記溝内を含んで上記ブロ
ック層上に、上記ストライプ溝の肩の部分で途切れる程
度に薄く塗布する第２の工程と、上記レジストをマスク
として、上記溝の肩の部分をエッチングし、段差を有す
るストライプ溝を形成する第３の工程と、上記段差を有
するストライプ溝の溝内を含んで上記ブロック層上に、
活性層を含む発振層を液相成長する第４の工程と、を備
えることを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明によれば、ストライプ溝に段差が設けら
れ、溝上部における溝幅が広くなるため、ストライプ溝
の肩部に盛り上がりが生じ、クラッド層の層厚が薄くな
る部分が形成されても、その部分が溝中央部、即ち発光
領域から離れることとなり、このクラッド層の薄い部分
から滲みだすレーザ光量は減少する。
れ、溝上部における溝幅が広くなるため、ストライプ溝
の肩部に盛り上がりが生じ、クラッド層の層厚が薄くな
る部分が形成されても、その部分が溝中央部、即ち発光
領域から離れることとなり、このクラッド層の薄い部分
から滲みだすレーザ光量は減少する。
【００１４】
【実施例】図１〜図５を参照して本発明の一実施例を説
明する。
明する。
【００１５】図１は第１の工程を示し、ｐ型ＧａＡｓか
らなる基板(１)上に厚さ１．１μｍのｎ型ＧａＡｓから
なるブロック層(２)が積層された基体ウェハ(10)を準備
し、周知のフォトリソ技術を用いて、ブロック層(２)
に、レーザ共振器方向(図面垂直方向)に延在する、幅
２．８μｍ、深さ１．６μｍのストライプ溝(３)をエッ
チング形成する。
らなる基板(１)上に厚さ１．１μｍのｎ型ＧａＡｓから
なるブロック層(２)が積層された基体ウェハ(10)を準備
し、周知のフォトリソ技術を用いて、ブロック層(２)
に、レーザ共振器方向(図面垂直方向)に延在する、幅
２．８μｍ、深さ１．６μｍのストライプ溝(３)をエッ
チング形成する。
【００１６】斯るエッチングは、エッチャントとして、
リン酸：過酸化水素：メタノール＝１：１：２からなる
混合液を用い、エッチング時間を２４秒として行う。
リン酸：過酸化水素：メタノール＝１：１：２からなる
混合液を用い、エッチング時間を２４秒として行う。
【００１７】図２は第２の工程を示し、ストライプ溝
(３)内を含んでブロック層(２)上に、レジスト(10)を、
ストライプ溝(３)の肩部でレジスト(10)が途切れ、ブロ
ック層(２)が露出する程度に薄く塗布する。
(３)内を含んでブロック層(２)上に、レジスト(10)を、
ストライプ溝(３)の肩部でレジスト(10)が途切れ、ブロ
ック層(２)が露出する程度に薄く塗布する。
【００１８】このように、肩部で途切れる程度のレジス
ト(10)形状は、一例として、富士ハント製のレジスト、
ＩＣ４３Ｔ−３を用い、スピンナーの回転数を５０００
ｒｐｍとして、ブロック層(２)の平坦部での厚さが１５
００Å以下、例えば１０００Åとなる程度にレジスト(1
0)を塗布することによって得られる。これらの数値はレ
ジスト(10)の粘度、溝深さ等を考慮して適宜選べば良
い。
ト(10)形状は、一例として、富士ハント製のレジスト、
ＩＣ４３Ｔ−３を用い、スピンナーの回転数を５０００
ｒｐｍとして、ブロック層(２)の平坦部での厚さが１５
００Å以下、例えば１０００Åとなる程度にレジスト(1
0)を塗布することによって得られる。これらの数値はレ
ジスト(10)の粘度、溝深さ等を考慮して適宜選べば良
い。
【００１９】図３は第３の工程を示し、上述のエッチャ
ントを用い、レジスト(10)をマスクとして、露出したブ
ロック層(２)を１０秒間エッチングする。これにより、
ストライプ溝(３)は、その肩部が除去され、上部におけ
る幅が３．６μｍに広がり、図３に示すような段差形状
となる。
ントを用い、レジスト(10)をマスクとして、露出したブ
ロック層(２)を１０秒間エッチングする。これにより、
ストライプ溝(３)は、その肩部が除去され、上部におけ
る幅が３．６μｍに広がり、図３に示すような段差形状
となる。
【００２０】図４は第４の工程を示し、段差形状のスト
ライプ溝(３)が形成されたブロック層(２)上に、周知の
液相成長方法を用いて、層厚０．３２μｍのｐ型ＡｌＧ
ａＡｓからなるｐ型クラッド層(４)、層厚０．０６μｍ
のアンドープＡｌＧａＡｓからなる活性層(５)、層厚
２．５μｍのｎ型ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層
(６)、層厚３．５μｍのｎ型ＧａＡｓからなるキャップ
層(７)を順次液相成長する。
ライプ溝(３)が形成されたブロック層(２)上に、周知の
液相成長方法を用いて、層厚０．３２μｍのｐ型ＡｌＧ
ａＡｓからなるｐ型クラッド層(４)、層厚０．０６μｍ
のアンドープＡｌＧａＡｓからなる活性層(５)、層厚
２．５μｍのｎ型ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層
(６)、層厚３．５μｍのｎ型ＧａＡｓからなるキャップ
層(７)を順次液相成長する。
【００２１】この液相成長では、成長開始温度を８２０
℃、冷却速度を０．５℃／ｍｉｎ、成長前の過飽和度を
０．５℃として、ｐ型クラッド層(４)を７０秒間、活性
層(５)を１秒間、ｎ型クラッド層(６)を１７分間、キャ
ップ層(７)を１５分間成長させる。
℃、冷却速度を０．５℃／ｍｉｎ、成長前の過飽和度を
０．５℃として、ｐ型クラッド層(４)を７０秒間、活性
層(５)を１秒間、ｎ型クラッド層(６)を１７分間、キャ
ップ層(７)を１５分間成長させる。
【００２２】図５は第５の工程を示し、キャップ層(７)
上にｎ側電極(８)、基板(１)裏面にｐ側電極(９)を夫々
形成する。
上にｎ側電極(８)、基板(１)裏面にｐ側電極(９)を夫々
形成する。
【００２３】このようにして製造された半導体レーザの
共振器長を６００μｍとし、レーザ共振器端面の前後面
に反射率が夫々８％、８０％の反射膜を形成して、周囲
温度５０℃における１００ｍＷ動作時の平均故障時間を
調べたところ、第２，第３の工程を省略したこと以外は
本実施例と同じ条件で製造した、ストライプ溝に段差が
設けられていない比較装置の平均故障時間が２００時間
程度であったのに対し、本実施例装置の平均故障時間は
２０００時間であった。
共振器長を６００μｍとし、レーザ共振器端面の前後面
に反射率が夫々８％、８０％の反射膜を形成して、周囲
温度５０℃における１００ｍＷ動作時の平均故障時間を
調べたところ、第２，第３の工程を省略したこと以外は
本実施例と同じ条件で製造した、ストライプ溝に段差が
設けられていない比較装置の平均故障時間が２００時間
程度であったのに対し、本実施例装置の平均故障時間は
２０００時間であった。
【００２４】これは以下の理由によるものである。
【００２５】本実施例においても、図４及び図５に示す
ように、ｐ型クラッド層(４)の液相成長時にストライプ
溝(３)の肩部Ａに盛り上がりが形成され、ｐ型クラッド
層(４)は肩部Ａ上で薄くなる。しかし、本実施例装置に
おける肩部Ａは、比較装置よりも、溝中央部、即ち発光
領域から離れているため、肩部Ａ上のｐ型クラッド層
(４)から滲みだすレーザ光量は減少する。従って、本実
施例装置では、比較装置に比べ、ｐ型クラッド層(４)を
滲みだすレーザ光による局所的な発熱が減少するため、
素子の熱的劣化が抑制される。
ように、ｐ型クラッド層(４)の液相成長時にストライプ
溝(３)の肩部Ａに盛り上がりが形成され、ｐ型クラッド
層(４)は肩部Ａ上で薄くなる。しかし、本実施例装置に
おける肩部Ａは、比較装置よりも、溝中央部、即ち発光
領域から離れているため、肩部Ａ上のｐ型クラッド層
(４)から滲みだすレーザ光量は減少する。従って、本実
施例装置では、比較装置に比べ、ｐ型クラッド層(４)を
滲みだすレーザ光による局所的な発熱が減少するため、
素子の熱的劣化が抑制される。
【００２６】以上、本実施例では、ｐ型クラッド層(４)
の成長開始温度を８２０℃としたが、８２０℃以上でも
肩部の盛り上がりは形成されないことが確認された。但
し、成長開始温度を高くすると、基体と原料メルトとの
ぬれ性は改善されるが、高すぎると成長層の結晶性が損
なわれるため、成長開始温度は８２０〜８５０℃程度が
好ましい。
の成長開始温度を８２０℃としたが、８２０℃以上でも
肩部の盛り上がりは形成されないことが確認された。但
し、成長開始温度を高くすると、基体と原料メルトとの
ぬれ性は改善されるが、高すぎると成長層の結晶性が損
なわれるため、成長開始温度は８２０〜８５０℃程度が
好ましい。
【００２７】また、本実施例方法は、斯るＶＳＩＳレー
ザにおいて、レーザ共振器端面近傍でストライプ溝の深
さを浅くすることによって電流非注入領域を設けた端面
非注入型の半導体レーザ(特開平２−２２４２８８号公
報参照)にも適用できる。この場合、レーザ共振器端面
近傍においては、溝の深さが浅いため、レジストは溝の
肩部で途切れず、従ってレーザ共振器中央部分の電流注
入領域のみが段差ストライプ形状となる。
ザにおいて、レーザ共振器端面近傍でストライプ溝の深
さを浅くすることによって電流非注入領域を設けた端面
非注入型の半導体レーザ(特開平２−２２４２８８号公
報参照)にも適用できる。この場合、レーザ共振器端面
近傍においては、溝の深さが浅いため、レジストは溝の
肩部で途切れず、従ってレーザ共振器中央部分の電流注
入領域のみが段差ストライプ形状となる。
【００２８】
【発明の効果】本発明方法によれば、ストライプ溝に段
差が設けられ、溝上部における溝幅が広くなるため、ス
トライプ溝の肩部に盛り上がりが生じ、クラッド層の層
厚が薄くなる部分が形成されても、その部分が溝中央
部、即ち発光領域から離れることとなり、このクラッド
層の薄い部分から滲みだすレーザ光量は減少する。これ
によって、クラッド層の薄い部分から滲みだすレーザ光
による局所的な発熱が減少するため、素子の熱的劣化が
抑制され、半導体レーザの寿命が向上する。
差が設けられ、溝上部における溝幅が広くなるため、ス
トライプ溝の肩部に盛り上がりが生じ、クラッド層の層
厚が薄くなる部分が形成されても、その部分が溝中央
部、即ち発光領域から離れることとなり、このクラッド
層の薄い部分から滲みだすレーザ光量は減少する。これ
によって、クラッド層の薄い部分から滲みだすレーザ光
による局所的な発熱が減少するため、素子の熱的劣化が
抑制され、半導体レーザの寿命が向上する。
【図１】本発明方法の一実施例を示し、第１の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図２】本発明方法の一実施例を示し、第２の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図３】本発明方法の一実施例を示し、第３の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図４】本発明方法の一実施例を示し、第４の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図５】本発明方法の一実施例を示し、第５の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図６】従来装置を示す断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一導電型の基板上に積層された逆導電型
のブロック層に、上記基板まで達する深さを有するスト
ライプ状の溝を形成する第１の工程と、 レジストを、上記溝内を含んで上記ブロック層上に、上
記ストライプ溝の肩の部分で途切れる程度に薄く塗布す
る第２の工程と、 上記レジストをマスクとして、上記溝の肩の部分をエッ
チングし、段差を有するストライプ溝を形成する第３の
工程と、 上記段差を有するストライプ溝の溝内を含んで上記ブロ
ック層上に、活性層を含む発振層を液相成長する第４の
工程と、 を備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176840A JPH0521906A (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3176840A JPH0521906A (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521906A true JPH0521906A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16020753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3176840A Pending JPH0521906A (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521906A (ja) |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP3176840A patent/JPH0521906A/ja active Pending
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