JPH06164052A - 半導体発光装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体発光装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH06164052A
JPH06164052A JP31316992A JP31316992A JPH06164052A JP H06164052 A JPH06164052 A JP H06164052A JP 31316992 A JP31316992 A JP 31316992A JP 31316992 A JP31316992 A JP 31316992A JP H06164052 A JPH06164052 A JP H06164052A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
mesa stripe
mask
conductivity type
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP31316992A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Matsumoto
信一 松本
Etsuo Noguchi
悦男 野口
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP31316992A priority Critical patent/JPH06164052A/ja
Publication of JPH06164052A publication Critical patent/JPH06164052A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光通信用光源として重要である高抵抗層埋め
込み構造半導体発光装置およびその製造方法を提供す
る。 【効果】 第一の導電型を有する半導体基板4と、該半
導体基板4上に配置され、第一の導電型を有するバッフ
ァ層2、および活性層1を少なくとも含み、且つストラ
イプ状に形成された第一のメサストライプ9と、 半絶
縁性高低抗層を少なくとも有する電流阻止層5が、前記
メサストライプ9の両側面に配置される半導体発光装置
において、前記電流阻止層5内の半絶縁性高低抗層と活
性層1との間が、素子全体を平坦化させるように素子全
面に配置される第二の導電型を有する埋め込み層7によ
って隔てられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用光源として重
要である高抵抗層埋め込み構造半導体発光装置およびそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半絶縁性高低抗InP結晶を埋め
込み層とする半絶縁性高低抗層埋め込み構造半導体レー
ザは、素子容量が小さく、高速変調が可能となることか
ら、大容量光通信用光源として重要視されている。
【0003】図4に従来の半絶縁性高低抗層埋め込み構
造半導体レーザの概略を示す。図中、01は活性層,0
2はバッファ層,03はクラッド層,04は電極層,0
5は基板,06は埋め込み層,07はマスクを各々図示
する。
【0004】この半絶縁性高低抗層埋め込み構造半導体
レーザは、3μm程度の厚い埋め込み層06を必要とす
るため、埋め込み層06の形成時におけるメサストライ
プの高さもまた3μm程度と高くなる。
【0005】このような高いメサストライプの両わき
を、半絶縁性高低抗InP結晶の成長が容易である有機
金属気相成長法によって埋め込もうとすると、図4に示
すような結晶の異常成長部分08や溝09が発生し、素
子の平坦化が実現できない。
【0006】このため、従来、メサストライプの形成工
程において、図5に示すようなマスクに庇010を設
け、異常成長の発生を抑えていた(参考文献:真田達行
ほかアブライド フィジックス レターズ vol.5
1(1987)1054−1056)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、庇010の形
成にはウエットエッチングを必要とするため、メサスト
ライプ幅の制御が困難となるばかりでなく、プロセス工
程の途中において当該庇010が破損すると、平坦化埋
め込みができなくなり、素子作製歩留まりを著しく損な
うことになる。
【0008】一方、電流阻止層として用いられる半絶縁
性高低抗InP結晶は、InPにFeをドーピングする
ことで得られるが、Feは深い準位を形成し非発光再結
合中心となる。このため、FeをドーピングしたInP
結晶が活性層に直接接するような構造の半導体レーザで
は、Feが活性層中に拡散したり、あるいは、電流阻止
層形成時の再成長界面の一部である活性層側面にFeが
パイルアップするなどして、素子の高効率動作ならびに
長期安定動作を阻むことになる。
【0009】このように、従来の半絶縁性高低抗層埋め
込み構造半導体レーザには、素子作製、ならびに素子構
造上の問題があった。
【0010】本発明は上記事情に鑑み、素子の高効率動
作、長期安定動作が可能な半絶縁性高低抗層埋め込み構
造半導体発光素子およびその簡便な製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る半導体装置の構成は、第一の導電型を有する半
導体基板と、該半導体基板上に配置され、第一の導電型
を有するバッファ層、および活性層を少なくとも含み、
且つストライプ状に形成されたメサストライプと、半絶
縁性高低抗層を少なくとも有する電流阻止層が、前記メ
サストライプの両側面に配置される半導体発光装置にお
いて、前記電流阻止層内の半絶縁性高低抗層と活性層と
の間が、素子全体を平坦化させるように素子全面に配置
される第二の導電型を有する埋め込み層によって隔てら
れている、ことを特徴とする。
【0012】また、一方の本発明に係る半導体装置の製
造方法の構成は、(1)第一の導電型を有する半導体基
板上に、少なくとも第一の導電型を有するバッファ層、
活性層、および第二の導電型を有するクラッド層をこの
順次積層して積層体を形成する工程と、(2)該積層体
上に、誘電体薄膜からなる所定の形状のマスクを形成す
る工程と、(3)該マスクを介して、少くとも前記活性
層までエッチングし、第二のメサストライプを形成する
工程と、(4)該第二のメサストライプを備えた半導体
基体表面全面に誘電体薄膜を形成し、第二のメサストラ
イプの上面、側面、ならびにエッチングによって露出し
た半導体表面上に誘電体薄膜を形成する工程と、(5)
少なくとも、エッチングによって露出した半導体表面上
に形成した誘電体薄膜を除去し、半導体表面を再度露出
させるとともに、上面、ならびに側面が誘電体薄膜によ
って被覆されている第三のメサストライプを形成する工
程と、(6)第三のメサストライプを被覆する誘電体薄
膜をエッチング用マスクとして、半導体基板、あるいは
半導体層を所定の深さまでエッチングし、メサストライ
プ上面とメサストライプ上部側面の一部が誘電体薄膜か
らなるマスクによって被覆されている、第三のメサスト
ライプを形成する工程と、(7)該マスクを選択成長用
マスクとして、該第三のメサストライプの両わきに、少
なくとも半絶縁性高低抗結晶層を含む電流阻止層を配置
する工程と、(8)該マスクを除去する工程と、(9)
素子全体を平坦化するよう素子基体全面に、基板と反対
導電型の埋め込み層を形成することで、活性層側面に該
埋め込み層を配置し、活性層と半絶縁性高低抗層を隔て
る工程と、(10)引き続き、電極層を形成する工程
と、を備えたことを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明による素子は、電流阻止層を構成する半
絶縁性高低抗InP結晶と活性層の間が、素子全体を平
坦化させるべく配置された、基板と反対導電型の埋め込
み層の一部によって隔てられている。すなわち、本発明
では、活性層を備えたメサストライプにおいて、選択成
長用マスクをメサストライプ上部側面において配置する
ので、このようなメサストライプの両わきを埋め込み成
長すると、メサストライプ上部側面は、マスクが配置さ
れているため結晶が付着せず、異常成長が抑えられる。
さらに、活性層側面をを被覆するようにメサストライプ
側面にマスクを配置することで、FeドープInP埋め
込み層と活性層の接触を避けることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0015】図1は、本発明の一実施例である、n基板
半絶縁性高低抗層埋め込み構造半導体レーザの構造図で
ある。図中、活性層1は、発光波長1.55μmに相当す
るInGaAsP半導体結晶である。この活性層1は、
n−InP基板4上の第1のメサストライプ9内におい
て、p−InPクラッド層3とn−InPバッファ層2
に上下から挟まれている。電流阻止層領域には、半絶縁
性高低抗InP結晶層からなる電流阻止層5と、n−I
nP層からなるスペーサ層6とが配置されている。p−
InP埋め込み層7とp−InGaAsからなる電極層
8とは、素子全面に配置されており、活性層1と半絶縁
性高低抗InP結晶層からなる電流阻止層5との間は、
p−InP埋め込み層7によって隔てられている。n型
電極10は、基板裏面の全面に形成されており、p型電
極11は、素子上面に形成されている。
【0016】次に図2を参照して、本実施例の製造工程
を説明する。
【0017】(工程1)先ず、(100)面n型InP
基板4(キャリア濃度2×1018cm -3)上に、Seをド
ーパントとするn−InPバッファ層2(キャリア濃度
1×1018cm-3、厚さ0.2μm)、発光波長1.55μm
に相当するノンドープInGaAsP活性層1(厚さ0.
15μm)、Znをドーパントとするp−InPクラッ
ド層3(キャリア濃度1×1018cm-3、厚さ0.2μ
m)、およびノンドープInGaAsバッファ層12
(厚さ約0.1μm)を、減圧有機金属気相成長法によ
り、順次積層する。
【0018】(工程2)ノンドープInGaAsバッフ
ァ層12の上面中央に、幅1.5μm、厚さ0.2μmのS
iO2 マスク13を配置する(図2(A)参照)。
【0019】(工程3)SiO2 マスク13をエッチン
グ用マスクとして、反応性イオンエッチング法により、
半導体基板4までエッチングし、幅1.5μm、高さ0.8
μmの第二のメサストライプ14ならびにエッチング基
板表面16を形成する(図2(B)参照)。
【0020】(工程4)第二のメサストライプ14を含
む素子基体全面にSiO2 膜15を形成する(図2
(C)参照)。
【0021】(工程5)エッチング基体表面16が露出
するまでSiO2 膜15をエッチングし、上面、および
側面がSiO2 膜15によって被覆された第三のメサス
トライプ17を形成する(図2(D)参照)。
【0022】(工程6)第三のメサストライプ17の上
面、および側面を被覆するSiO2膜15をエッチング
用マスクとして、反応性イオンエッチング法によりエッ
チングを行い、上面、および上部側面の一部にSiO2
膜15を配置した、幅1.5μm、高さ4μmの第四のメ
サストライプ18を形成する(図3(A)参照)。
【0023】(工程7)次に、InPにFeをドーピン
グすることで得られる半絶縁性高低抗InP結晶からな
る電流阻止層5、ならびにSeをドーパントとするn−
InP結晶からなるスペーサ層6(キャリア濃度1×1
18cm-3、厚さ0.2μm)によって、第四のメサストラ
イプ18の両わきを埋め込む(図3(B)参照)。
【0024】(工程8)SiO2 膜15のマスク、ノン
ドープInGaAsバッファ層12を除去する(図3
(C)参照)。
【0025】(工程9)活性層側面の溝19を埋め込ん
で素子全体を平坦化するように、素子全面にp−InP
埋め込み層7(キャリア濃度5×1017cm-3、厚さ1.5
μm)、p−InGaAs電極層8(キャリア濃度1×
1018cm-3、厚さ0.5μm)を液相成長法により形成す
る。このとき、p−InP埋め込み層成長時には、活性
層側面がメルトバックされ、活性層側面のダメージ層が
取り除かれる(図3(D)参照)。
【0026】(工程10)最後にn型電極10、p型電
極11を各々形成し、個々のレーザに切り出すことで、
図1に示すような構造のレーザを得た。
【0027】製作された半導体レーザの室温における特
性は、発振しきい値電流15mA、最高出力は25mWであ
り、変調強度が3dB低下する遮断周波数は13GHz であ
った。これらの値は、従来の半絶縁性高低抗InP層埋
め込み構造半導体レーザでえられている値に比べて、遜
色のない値である。
【0028】なお本実施例では、活性層1としてInG
aAsP半導体層のみからなるものについて述べた。こ
れに対して多重量子井戸構造や歪層超格子など複数の半
導体層から構成される活性層を備えた半導体レーザの場
合、さらには、回析格子を備えた半導体レーザの場合に
おいても、本実施例と同様な構造の半絶縁性高低抗In
P層埋め込み構造半導体レーザを得ることができる。
【0029】
【発明の効果】以上のべてきたように、本発明では、半
絶縁性高低抗InP結晶を形成する際、メサストライプ
上面だけでなく、側面においてもSiO2 膜等のマスク
を配置することで埋め込み成長を行った。この方法によ
り、異常成長するとなく平坦化埋め込み成長が可能とな
り、厚い半絶縁性高低抗層を備えた埋め込み構造半導体
レーザを作製することができた。このため、従来厚い埋
め込み層の形成に必要であった、庇を備えたマスクの作
製といったプロセスが省略され、素子作製が容易になる
とともに、素子作製中における庇の破損といった問題が
なくなり、素子作製歩留まりが著しく向上した。また、
本発明では、素子作製上、活性層とFeドープInP結
晶が直接接することがなく、活性層側面へのFeのパイ
ルアップや活性層中へのFe拡散といった問題が回避さ
れる。さらに、活性層側面を液相成長法によって埋め込
むことで、活性層側面がメルトバックされ、活性層側面
の高品質化が達成でき、素子の長期安定動作が可能とな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半絶縁性高低抗層埋め
込み構造半導体レーザの概略図である。
【図2】実施例の製造工程の概略を示す。
【図3】同じく実施例の製造工程の概略を示す。
【図4】従来技術の半絶縁性高低抗層埋め込み構造半導
体レーザの概略図である。
【図5】従来技術の半絶縁性高低抗層埋め込み構造半導
体レーザの概略図である。
【符号の説明】
1 活性層(発光波長1.55μmのInGaAsP結
晶) 2 n−InPバッファ層 3 p−InPクラッド層 4 n−InP基板 5 電流阻止層(半絶縁性高低抗InP結晶) 6 スペーサ層(n−InP結晶) 7 p−InP埋め込み層 8 p−InGaAs電極層 9 第一のメサストライプ 10 n型電極 11 p型電極 12 ノンドープInGaAsバッファ層 13 SiO2 マスク 14 第二のメサストライプ 15 SiO2 膜 16 エッチング基板表面 17 第三のメサストライプ 18 第四のメサストライプ 19 溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一の導電型を有する半導体基板と、 該半導体基板上に配置され、第一の導電型を有するバッ
    ファ層、および活性層を少なくとも含み、且つストライ
    プ状に形成されたメサストライプと、 半絶縁性高低抗層を少なくとも有する電流阻止層が、前
    記メサストライプの両側面に配置される半導体発光装置
    において、 前記電流阻止層内の半絶縁性高低抗層と活性層との間
    が、素子全体を平坦化させるように素子全面に配置され
    る第二の導電型を有する埋め込み層によって隔てられて
    いる、 ことを特徴とする半導体発光装置。
  2. 【請求項2】 (1)第一の導電型を有する半導体基板
    上に、少なくとも第一の導電型を有するバッファ層、活
    性層、および第二の導電型を有するクラッド層をこの順
    次積層して積層体を形成する工程と、 (2)該積層体上に、誘電体薄膜からなる所定の形状の
    マスクを形成する工程と、 (3)該マスクを介して、少くとも前記活性層までエッ
    チングし、第二のメサストライプを形成する工程と、 (4)該第二のメサストライプを備えた半導体基体表面
    全面に誘電体薄膜を形成し、第二のメサストライプの上
    面、側面、ならびにエッチングによって露出した半導体
    表面上に誘電体薄膜を形成する工程と、 (5)少なくとも、エッチングによって露出した半導体
    表面上に形成した誘電体薄膜を除去し、半導体表面を再
    度露出させるとともに、上面、ならびに側面が誘電体薄
    膜によって被覆されている第三のメサストライプを形成
    する工程と、 (6)第三のメサストライプを被覆する誘電体薄膜をエ
    ッチング用マスクとして、半導体基板、あるいは半導体
    層を所定の深さまでエッチングし、メサストライプ上面
    とメサストライプ上部側面の一部が誘電体薄膜からなる
    マスクによって被覆されている、第三のメサストライプ
    を形成する工程と、 (7)該マスクを選択成長用マスクとして、該第三のメ
    サストライプの両わきに、少なくとも半絶縁性高低抗結
    晶層を含む電流阻止層を配置する工程と、 (8)該マスクを除去する工程と、 (9)素子全体を平坦化するよう素子基体全面に、基板
    と反対導電型の埋め込み層を形成することで、活性層側
    面に該埋め込み層を配置し、活性層と半絶縁性高低抗層
    を隔てる工程と、 (10)引き続き、電極層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
JP31316992A 1992-11-24 1992-11-24 半導体発光装置およびその製造方法 Withdrawn JPH06164052A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31316992A JPH06164052A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 半導体発光装置およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31316992A JPH06164052A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 半導体発光装置およびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06164052A true JPH06164052A (ja) 1994-06-10

Family

ID=18037941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31316992A Withdrawn JPH06164052A (ja) 1992-11-24 1992-11-24 半導体発光装置およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06164052A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6193408B1 (en) 1999-03-19 2001-02-27 Yoshino Gypsum Co., Ltd. Mixer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6193408B1 (en) 1999-03-19 2001-02-27 Yoshino Gypsum Co., Ltd. Mixer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2980435B2 (ja) 半導体装置
WO2019208697A1 (ja) 光半導体素子およびその製造方法ならびに光集積半導体素子およびその製造方法
JPH06164052A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPH0590700A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPH05235481A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPH05160506A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JP3108183B2 (ja) 半導体レーザ素子とその製造方法
JP2555984B2 (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JPS5884483A (ja) 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ
JP2002026455A (ja) 半導体光素子およびその製造方法
JPS6244440B2 (ja)
JPH0677605A (ja) 半導体光素子及びその製造方法
JPH06302914A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPH06104527A (ja) 半導体レーザの製造方法
JPS641072B2 (ja)
JPS6237914B2 (ja)
JPH08222809A (ja) 半導体発光装置
JPH0715089A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPH0513889A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JPH06152065A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
JPS61247084A (ja) 埋め込みヘテロ構造半導体レ−ザ
JPH0983077A (ja) 半導体光装置
JP2860207B2 (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH05175599A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JPH06224519A (ja) 半導体発光装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20000201