JPH05283736A - Light emitting diode - Google Patents
Light emitting diodeInfo
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- JPH05283736A JPH05283736A JP10533692A JP10533692A JPH05283736A JP H05283736 A JPH05283736 A JP H05283736A JP 10533692 A JP10533692 A JP 10533692A JP 10533692 A JP10533692 A JP 10533692A JP H05283736 A JPH05283736 A JP H05283736A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光センサ等の
光源などに使用できる発光ダイオードに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode which can be used for light sources such as optical communication and optical sensors.
【0002】[0002]
【従来の技術】発光ダイオードにおいて、立ち上がり、
立ち下がり時間の短い、高速な応答特性を実現するため
に、発光ダイオードの素子(チップ)の寄生容量を減ら
すことが考えられている。その手法として、例えば、レ
ーザダイオードにおいて、InGaAsP活性層の埋め
込み部の両側に平行に、p−InPバッファ層とn−I
nPブロック層の界面より深くメサ形成溝を掘り、メサ
構造とする方法が一般的に用いられている。2. Description of the Related Art In a light emitting diode,
In order to realize a high-speed response characteristic with a short fall time, it is considered to reduce the parasitic capacitance of the element (chip) of the light emitting diode. As a method thereof, for example, in a laser diode, a p-InP buffer layer and an n-I are arranged parallel to both sides of a buried portion of an InGaAsP active layer.
A method of forming a mesa structure by digging a mesa forming groove deeper than the interface of the nP block layer is generally used.
【0003】図9は、従来のレーザダイオードの一例の
断面図である。図中、1はp−InP基板、2はp−I
nPバッファ層、3はn−InPブロック層、4はp−
InPブロック層、5はp−InPクラッド層、5aは
p−InPの層、6はInGaAsP活性層、6aはI
nGaAsPの層、7はn−InPクラッド層、8はn
−InGaAsPキャップ層、9はSiNx絶縁膜、1
0はp電極、11はn電極、12はメサ形成溝、13は
アローヘッド型溝である。FIG. 9 is a sectional view of an example of a conventional laser diode. In the figure, 1 is a p-InP substrate, 2 is a p-I
nP buffer layer, 3 is n-InP block layer, 4 is p-
InP block layer, 5 is a p-InP clad layer, 5a is a p-InP layer, 6 is an InGaAsP active layer, and 6a is I.
nGaAsP layer, 7 is n-InP clad layer, 8 is n
-InGaAsP cap layer, 9 is SiNx insulating film, 1
Reference numeral 0 is a p electrode, 11 is an n electrode, 12 is a mesa forming groove, and 13 is an arrow head type groove.
【0004】図9に図示されている従来のレーザダイオ
ードの製造方法を説明する。まず、p−InP単結晶基
板1上に、p−InPバッファ層2、n−InPブロッ
ク層3、p−InPブロック層4を液相成長によりエピ
タキシャル結晶成長させる。次に、メサ頭頂部にあたる
部分にアローヘッド型溝13をエッチングにより作製す
る。さらに、p−InPクラッド層5、InGaAsP
活性層6、n−InPクラッド層7、n−InGaAs
Pキャップ層8の4層を液相成長により埋め込み成長を
行なう。5aはp−InPクラッド層5と同時に形成さ
れる層、6aはInGaAsP活性層6と同時に形成さ
れる層である。その後、先に作製したアローヘッド型溝
13の両側に、InGaAsP活性層6より深いメサ形
成溝12を掘り、メサを形成する。そして、SiNx絶
縁膜9を成膜後、導波路上にストライプ型の電流窓を開
け、p、n両側にp電極10およびn電極11を成膜す
る。ついで、劈開して個々のチップに分離し、レーザダ
イオード素子が完成する。A method of manufacturing the conventional laser diode shown in FIG. 9 will be described. First, the p-InP buffer layer 2, the n-InP block layer 3, and the p-InP block layer 4 are epitaxially grown on the p-InP single crystal substrate 1 by liquid phase growth. Next, the arrow head type groove 13 is formed by etching in a portion corresponding to the top of the mesa. Furthermore, the p-InP clad layer 5 and InGaAsP
Active layer 6, n-InP clad layer 7, n-InGaAs
The four layers of the P cap layer 8 are embedded and grown by liquid phase growth. Reference numeral 5a is a layer formed simultaneously with the p-InP cladding layer 5, and 6a is a layer formed simultaneously with the InGaAsP active layer 6. Then, on both sides of the arrow head type groove 13 produced previously, the mesa forming groove 12 deeper than the InGaAsP active layer 6 is dug to form a mesa. Then, after forming the SiNx insulating film 9, a stripe type current window is opened on the waveguide to form the p electrode 10 and the n electrode 11 on both sides of p and n. Then, it is cleaved and separated into individual chips to complete a laser diode element.
【0005】埋め込み成長のウエハは、比較的小さいの
でその小さなウエハ1枚1枚にメサ形成溝12を作製
し、メサを形成するよりも、例えば、化学エッチングな
どの手法によって、大きな基板に1回のプロセスでメサ
を形成すれば、製造コストを下げるのにも有益であり、
従来よりこの手法が用いられている。Since the wafer of embedded growth is relatively small, the mesa forming groove 12 is formed in each of the small wafers and the mesa is formed once. Forming mesas in this process is also useful for reducing manufacturing costs,
This method has been used conventionally.
【0006】上述のような、従来の製造方法では、化学
エッチング等でメサ形成溝12を作製するが、結晶成長
時の層厚のバラツキにより、同じ深さのメサ形成溝12
を作製しても、メサ形成溝12の底がp−InPバッフ
ァ層2とn−InPブロック層3の界面に達していない
場合がある。このような場合には、目的とする寄生容量
の低減はできない。In the conventional manufacturing method as described above, the mesa forming groove 12 is formed by chemical etching or the like, but the mesa forming groove 12 having the same depth is formed due to the variation in the layer thickness during crystal growth.
Even if the above is manufactured, the bottom of the mesa formation groove 12 may not reach the interface between the p-InP buffer layer 2 and the n-InP block layer 3. In such a case, the target parasitic capacitance cannot be reduced.
【0007】メサ形成溝12を掘る場合に、常にメサ形
成溝12の底を同じ位置にするためには、結晶の層厚、
エッチングの条件とメサ形成溝の深さの関係等につい
て、サブミクロンの精度で、データを作成しておいて、
それを再現することが必要である。また、場合により、
エッチングの進行状態を観測することも必要となる。し
たがって、高度な製造技術が要求され、工程管理に費用
を要し、コスト高となるという問題がある。When digging the mesa forming groove 12, in order to always keep the bottom of the mesa forming groove 12 at the same position, the crystal layer thickness,
Regarding the relationship between the etching conditions and the depth of the mesa formation groove, etc., create data with sub-micron accuracy,
It is necessary to reproduce it. Also, in some cases,
It is also necessary to observe the progress of etching. Therefore, there is a problem that advanced manufacturing technology is required, process management is expensive, and the cost is high.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題を解決するためになされたもので、結晶成長時の層厚
にバラツキがあっても、常に正確な位置までメサ形成溝
を作製することができる構造の発光ダイオードを提供す
ることを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and always forms a mesa forming groove up to an accurate position even if the layer thickness varies during crystal growth. An object of the present invention is to provide a light emitting diode having a structure capable of achieving the above.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、活性領域の両
側にメサ形成溝を有する発光ダイオードにおいて、メサ
形成のためのエッチングストップ層を結晶層内に有する
ことを特徴とするものである。The present invention is characterized in that a light emitting diode having a mesa forming groove on both sides of an active region has an etching stop layer for forming a mesa in a crystal layer.
【0010】[0010]
【作用】本発明によれば、活性領域の両側にメサ形成溝
を有する発光ダイオードにおいて、結晶層内にエッチン
グストップ層を有する構造を採用することにより、選択
性エッチングの深さが決定されるから、結晶の層厚やエ
ッチング条件に関係なく所望のメサ形成溝を作製するこ
とができる。According to the present invention, the depth of selective etching is determined by adopting the structure having the etching stop layer in the crystal layer in the light emitting diode having the mesa forming grooves on both sides of the active region. A desired mesa forming groove can be formed regardless of the crystal layer thickness and etching conditions.
【0011】[0011]
【実施例】図1は、本発明の一実施例のレーザダイオー
ドの断面図である。また、図2乃至図8は、上記レーザ
ダイオードの製造方法の一例を説明するためのの工程図
である。図中、図9と同様な部分には同じ符号を付して
説明を省略する。14はp−InGaAsPのエッチン
グストップ層、15はInGaAsPマスク層、16は
フォトレジストである。1 is a sectional view of a laser diode according to an embodiment of the present invention. 2 to 8 are process charts for explaining an example of the method for manufacturing the laser diode. In the figure, parts similar to those in FIG. 9 are assigned the same reference numerals and explanations thereof are omitted. Reference numeral 14 is a p-InGaAsP etching stop layer, 15 is an InGaAsP mask layer, and 16 is a photoresist.
【0012】この実施例は、図9で説明した従来例と同
様に、アローヘッド型溝を有するレーザダイオードに本
発明を適用したものであり、活性領域の両側に作製され
たメサ形成溝12によって、メサが形成されているもの
である。In this embodiment, like the conventional example described in FIG. 9, the present invention is applied to a laser diode having an arrow head type groove, and the mesa forming grooves 12 formed on both sides of the active region are used. , Mesas are formed.
【0013】図1のレーザダイオードの製造方法を説明
する。 p−InP単結晶基板1の上にp−InPバッファ
層2、p−InGaAsPのエッチングストップ層14
を結晶成長させる(図2)。 InGaAsP活性層を埋め込む部分付近のp−I
nGaAsPのエッチングストップ層14を除去する
(図3)。 n−InPブロック層3、p−InPブロック層4
をエピタキシャル結晶成長させる。さらにその上に、I
nGaAsPマスク層15を結晶成長させる(図4)。 InGaAsPマスク層15をパターニングし、エ
ッチングを行ない、アローヘッド型溝13を作製する
(図5)。エッチャントはHClを用いることができる
が、他のエッチャントでもよい。 InGaAsPマスク層を取り除き、p−InPク
ラッド層5、InGaAsP活性層6、n−InPクラ
ッド層7、n−InGaAsPキャップ層8の4層を成
長させる。p−InPクラッド層5とInGaAsP活
性層6を埋め込み成長させる際に、p−InPの層5a
とInGaAsPの層6aが同時に形成される(図
6)。 メサパターンを作製するためのフォトレジスト16
を成膜し、フォトリソグラフィにより、メサ形成溝の部
分をパターニングする(図7)。 フォトレジスト16をマスクとして、n−InGa
AsPキャップ層8を硫酸系のエッチャントで、n−I
nPクラッド層7を塩酸系のエッチャントでエッチング
する。ついで、InGaAsPの層6aを硫酸系のエッ
チャントでエッチングした後、p−InPの層5a、p
−InPブロック層4、n−InPブロック層3を塩酸
系のエッチャントでエッチングする。このエッチングの
際は、p−InGaAsPのエッチングストップ層14
によりエッチングの進行が規制される(図8)。 n側にSiNx絶縁膜9を成膜後、導波路上(アロ
ーヘッド型溝13上)にストライプ型の電流窓を開けて
n電極11を形成し、p電極10を形成して、個々のチ
ップに劈開する(図1)。 以上の手順によって、レーザダイオードが完成する。A method of manufacturing the laser diode shown in FIG. 1 will be described. On the p-InP single crystal substrate 1, a p-InP buffer layer 2 and a p-InGaAsP etching stop layer 14 are formed.
Are grown (FIG. 2). P-I near the portion where the InGaAsP active layer is embedded
The etching stop layer 14 of nGaAsP is removed (FIG. 3). n-InP block layer 3 and p-InP block layer 4
Are grown epitaxially. On top of that, I
Crystal growth of the nGaAsP mask layer 15 is performed (FIG. 4). The InGaAsP mask layer 15 is patterned and etched to form the arrow head type groove 13 (FIG. 5). HCl can be used as the etchant, but other etchants may be used. The InGaAsP mask layer is removed, and four layers of the p-InP clad layer 5, the InGaAsP active layer 6, the n-InP clad layer 7, and the n-InGaAsP cap layer 8 are grown. When the p-InP cladding layer 5 and the InGaAsP active layer 6 are embedded and grown, the p-InP layer 5a is formed.
And the InGaAsP layer 6a are simultaneously formed (FIG. 6). Photoresist 16 for making a mesa pattern
Is formed, and the portion of the mesa formation groove is patterned by photolithography (FIG. 7). Using the photoresist 16 as a mask, n-InGa
The AsP cap layer 8 is n-I with a sulfuric acid-based etchant.
The nP clad layer 7 is etched with a hydrochloric acid-based etchant. Then, the InGaAsP layer 6a is etched with a sulfuric acid-based etchant, and then the p-InP layers 5a and 5p are formed.
The -InP block layer 4 and the n-InP block layer 3 are etched with a hydrochloric acid-based etchant. At the time of this etching, the etching stop layer 14 of p-InGaAsP is used.
This restricts the progress of etching (FIG. 8). After forming the SiNx insulating film 9 on the n side, a stripe type current window is opened on the waveguide (on the arrow head type groove 13) to form the n electrode 11, the p electrode 10 and the individual chips. Cleave (Fig. 1). The laser diode is completed by the above procedure.
【0014】なお、上述の製造過程におけるInGa
AsPマスク層15は、エッチャントに対してのマスク
となれば他の物質でもよい。また、ブロック層、クラッ
ド層、活性層、キャップ層等のレーザダイオードを構成
する各層に用いる材料としても、上述した材料に限られ
るものではなく、他の適当な材料を用いたとしても、本
発明の製造方法が適用できることはいうまでもない。InGa in the above manufacturing process
The AsP mask layer 15 may be made of another substance as long as it serves as a mask for the etchant. Further, the material used for each layer constituting the laser diode such as the block layer, the clad layer, the active layer, and the cap layer is not limited to the above-mentioned materials, and other suitable materials may be used. It goes without saying that the manufacturing method of can be applied.
【0015】上述した実施例では、エッチングストップ
層にp−InGaAsPの層を用いたが、n−InGa
AsPの層を用いることもできる。しかし、この場合に
は、エッチングストップ層がpn接合を作り、寄生容量
の低減にならないから、メサ形成溝の下のn−InGa
AsPの層の部分をエッチングにより除去しておく必要
がある。In the above-mentioned embodiments, the p-InGaAsP layer is used as the etching stop layer, but n-InGa is used.
A layer of AsP can also be used. However, in this case, since the etching stop layer forms a pn junction and the parasitic capacitance is not reduced, the n-InGa under the mesa formation groove is not formed.
It is necessary to remove the portion of the AsP layer by etching.
【0016】上述の実施例では、p型の基板をベースに
したが、各層のp型をn型に、n型をp型に変えること
により、n型基板をベースにしたレーザダイオードを作
製することができる。In the above-mentioned embodiments, the p-type substrate is used as the base, but by changing the p-type of each layer to the n-type and changing the n-type to the p-type, a laser diode based on the n-type substrate is manufactured. be able to.
【0017】また、上述した実施例は、アローヘッド型
のレーザダイオードに本発明を適用した場合について説
明したものであるが、ストライプ型等、他の形式のレー
ザダイオードや端面発光ダイオードにも本発明を適用す
ることができることは明らかである。Further, although the above-described embodiments have been described with respect to the case where the present invention is applied to an arrow head type laser diode, the present invention is also applied to other types of laser diodes such as stripe type and edge emitting diodes. It is clear that can be applied.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、各層の層厚によることなく、選択性エッチン
グにより、確実にエッチングストップ層までメサ形成溝
を掘ることができる発光ダイオードを提供できるという
効果がある。その製造工程において、エッチング条件も
エッチング深さに影響を与えることがないから、サブミ
クロン精度のデータを必要とせず、エッチングの進行状
況を観測を特に必要とすることもないという利点がもた
らされるものである。As is apparent from the above description, according to the present invention, a light emitting diode capable of reliably digging a mesa forming groove up to an etching stop layer by selective etching without depending on the layer thickness of each layer is provided. There is an effect that it can be provided. In the manufacturing process, the etching conditions do not affect the etching depth, so that it does not require submicron-precision data and does not particularly require observation of the etching progress. Is.
【図1】本発明の製造方法で作製されたレーザダイオー
ドの一実施例の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a laser diode manufactured by a manufacturing method of the present invention.
【図2】〜[Figure 2]
【図8】本発明の製造方法の一実施例の工程図である。FIG. 8 is a process drawing of an example of the manufacturing method of the present invention.
【図9】従来のレーザダイオードの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional laser diode.
1 p−InP単結晶基板 2 p−InPバッファ層 3 n−InPブロック層 4 p−InPブロック層 5 p−InPクラッド層 6 InGaAsP活性層 7 n−InPクラッド層 8 n−InGaAsPキャップ層 9 SiNx絶縁膜 10 p電極 11 n電極 12 メサ形成溝 13 アローヘッド型溝 14 p−InGaAsPのエッチングストップ層14 15 InGaAsPマスク層 16 フォトレジスト 1 p-InP single crystal substrate 2 p-InP buffer layer 3 n-InP block layer 4 p-InP block layer 5 p-InP clad layer 6 InGaAsP active layer 7 n-InP clad layer 8 n-InGaAsP cap layer 9 SiNx insulation Film 10 p electrode 11 n electrode 12 mesa formation groove 13 arrow head type groove 14 p-InGaAsP etching stop layer 14 15 InGaAsP mask layer 16 photoresist
Claims (1)
光ダイオードにおいて、メサ形成のためのエッチングス
トップ層を結晶層内に有することを特徴とする発光ダイ
オード。1. A light emitting diode having a mesa forming groove on both sides of an active region, wherein the light emitting diode has an etching stop layer for forming a mesa in a crystal layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10533692A JPH05283736A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Light emitting diode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10533692A JPH05283736A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Light emitting diode |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283736A true JPH05283736A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=14404889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10533692A Pending JPH05283736A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Light emitting diode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05283736A (en) |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP10533692A patent/JPH05283736A/en active Pending
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