JPH0621570A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体発光装置の製造方法Info
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- JPH0621570A JPH0621570A JP17843592A JP17843592A JPH0621570A JP H0621570 A JPH0621570 A JP H0621570A JP 17843592 A JP17843592 A JP 17843592A JP 17843592 A JP17843592 A JP 17843592A JP H0621570 A JPH0621570 A JP H0621570A
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- diffraction grating
- layer
- inp
- compound semiconductor
- semiconductor layer
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、半導体発光装置の製造方法に関
し、回折格子上に高温下でクラッド層を形成する際、回
折格子の熱変形及び歪み等を生じ難くして、所望の回折
効率を得ることができ、所望のレーザ特性を得ることが
できる半導体発光装置の製造方法を提供する。 【構成】 下地の化合物半導体層1上に第1のリン含有
化合物半導体層2及び該第1のリン含有化合物半導体層
2とは異なる構成材料からなる第2のリン含有化合物半
導体層3を順次形成する工程と、次いで、第1のリン含
有化合物半導体層2に回折格子2aを形成するととも
に、該回折格子2aの凸部上に該第2のリン含有化合物
半導体層3を残す工程と、次いで、熱処理することによ
り該回折格子2a凸部上の該第2のリン含有化合物半導
体層3を該回折格子2aの凹部内に埋め込む工程とを含
むように構成する。
し、回折格子上に高温下でクラッド層を形成する際、回
折格子の熱変形及び歪み等を生じ難くして、所望の回折
効率を得ることができ、所望のレーザ特性を得ることが
できる半導体発光装置の製造方法を提供する。 【構成】 下地の化合物半導体層1上に第1のリン含有
化合物半導体層2及び該第1のリン含有化合物半導体層
2とは異なる構成材料からなる第2のリン含有化合物半
導体層3を順次形成する工程と、次いで、第1のリン含
有化合物半導体層2に回折格子2aを形成するととも
に、該回折格子2aの凸部上に該第2のリン含有化合物
半導体層3を残す工程と、次いで、熱処理することによ
り該回折格子2a凸部上の該第2のリン含有化合物半導
体層3を該回折格子2aの凹部内に埋め込む工程とを含
むように構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光装置の製造
方法に係り、詳しくは、回折格子を有する分布帰還型半
導体レーザ(以下DFBレーザと記す)等の製造方法に
適用することができ、特に、回折格子上に高温下でクラ
ッド層を形成する際、回折格子に熱変形及び歪み等を生
じ難くして所望の回折効率を得ることができる半導体発
光装置の製造方法に関する。
方法に係り、詳しくは、回折格子を有する分布帰還型半
導体レーザ(以下DFBレーザと記す)等の製造方法に
適用することができ、特に、回折格子上に高温下でクラ
ッド層を形成する際、回折格子に熱変形及び歪み等を生
じ難くして所望の回折効率を得ることができる半導体発
光装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の半導体発光装置の製造方法
を説明する図である。図示例はDFBレーザの製造方法
に適用することができる。図6において、41はp−In
P等の基板であり、42〜44は基板41上に順次形成された
p−InP等のバッファ層、p−InPGaAs等の活
性層、n−InPGaAsP等のガイド層である。そし
て、44aはガイド層44にレーザによる干渉露光等によっ
て形成された回折格子であり、45は回折格子44aを覆う
ように形成されたn−InP等のクラッド層である。
を説明する図である。図示例はDFBレーザの製造方法
に適用することができる。図6において、41はp−In
P等の基板であり、42〜44は基板41上に順次形成された
p−InP等のバッファ層、p−InPGaAs等の活
性層、n−InPGaAsP等のガイド層である。そし
て、44aはガイド層44にレーザによる干渉露光等によっ
て形成された回折格子であり、45は回折格子44aを覆う
ように形成されたn−InP等のクラッド層である。
【0003】次に、その半導体発光装置の製造方法につ
いて説明する。図6ではレーザ素子部分の形成工程を示
している。まず、図6(a)に示す如く、p−InP基
板41を用い、図6(b)に示すように、MOVPE法等
によりp−InP基板41上にp−InP、p−InGa
AsP及びn−InGaAsPを順次成長してp−In
Pバッファ層42、p−InGaAsP活性層43及びn−
InGaAsPガイド層44を形成する。
いて説明する。図6ではレーザ素子部分の形成工程を示
している。まず、図6(a)に示す如く、p−InP基
板41を用い、図6(b)に示すように、MOVPE法等
によりp−InP基板41上にp−InP、p−InGa
AsP及びn−InGaAsPを順次成長してp−In
Pバッファ層42、p−InGaAsP活性層43及びn−
InGaAsPガイド層44を形成する。
【0004】次いで、図6(c)に示すように、レーザ
による干渉露光等によってガイド層44を加工して回折格
子44aを形成する。次に、図6(d)に示すように、M
OVPE法等により回折格子44aを覆うようにn−In
Pを成長してn−InPクラッド層45を形成する。そし
て、n−InPクラッド層45からp−InP基板41まで
メサエッチングし、エッチングされた部分にLPE法等
により電流狭窄層となるp−InP/n−InP/p−
InP等の埋め込み層を形成した後、更に全面にLPE
法等によりn−InP等のクラッド層、n−InGaA
sP等のコンタクト層を形成し、両面に蒸着等によりA
uGe−Au等のp電極、Ti/Pt/Au等のn電極
を形成することにより、DFBレーザを得ることができ
る。
による干渉露光等によってガイド層44を加工して回折格
子44aを形成する。次に、図6(d)に示すように、M
OVPE法等により回折格子44aを覆うようにn−In
Pを成長してn−InPクラッド層45を形成する。そし
て、n−InPクラッド層45からp−InP基板41まで
メサエッチングし、エッチングされた部分にLPE法等
により電流狭窄層となるp−InP/n−InP/p−
InP等の埋め込み層を形成した後、更に全面にLPE
法等によりn−InP等のクラッド層、n−InGaA
sP等のコンタクト層を形成し、両面に蒸着等によりA
uGe−Au等のp電極、Ti/Pt/Au等のn電極
を形成することにより、DFBレーザを得ることができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体発光装置の製造方法では、回折格子44a
形成後にこの回折格子44aを覆うように600〜650
℃という温度下でn−InPを成長させてn−InPク
ラッド層45を形成していたため、図7(a)〜(d)に
示すように、回折格子44aが熱の影響を受けて変形し易
く、波線に示す如く所望の形状の回折格子44aが得られ
難いという問題があった。回折格子44aが熱により変形
し易いのは次のような理由によるものと考えられてい
る。回折格子44aの構成材料はInGaAsPである
が、この構成材料のPは他の構成材料のIn,Ga,A
sに比べて蒸気圧が非常に高いため、高温になると、回
折格子44aの構成材料のPが蒸気となって抜けてしま
い、変形してしまう。このため、回折格子44aを覆うよ
うに600〜650℃という高温下でn−InPを成長
すると上記理由から回折格子44aが変形してしまうと考
えられる。図7では、回折格子44a上部の角度から徐々
に変形して崩れていき、このくずれた部分が回折格子44
a凹部に埋まっていく様子を示している。
た従来の半導体発光装置の製造方法では、回折格子44a
形成後にこの回折格子44aを覆うように600〜650
℃という温度下でn−InPを成長させてn−InPク
ラッド層45を形成していたため、図7(a)〜(d)に
示すように、回折格子44aが熱の影響を受けて変形し易
く、波線に示す如く所望の形状の回折格子44aが得られ
難いという問題があった。回折格子44aが熱により変形
し易いのは次のような理由によるものと考えられてい
る。回折格子44aの構成材料はInGaAsPである
が、この構成材料のPは他の構成材料のIn,Ga,A
sに比べて蒸気圧が非常に高いため、高温になると、回
折格子44aの構成材料のPが蒸気となって抜けてしま
い、変形してしまう。このため、回折格子44aを覆うよ
うに600〜650℃という高温下でn−InPを成長
すると上記理由から回折格子44aが変形してしまうと考
えられる。図7では、回折格子44a上部の角度から徐々
に変形して崩れていき、このくずれた部分が回折格子44
a凹部に埋まっていく様子を示している。
【0006】そこで、ガイド層44が熱の影響を受けて変
形してしまうという上記問題を解消するために従来で
は、図8(a)に示す如く、回折格子44a形成後、図8
(b)に示すように、回折格子44aを覆うように300
〜400℃という低温下でMOVPE法等により膜厚数
十Åという薄膜のGaAsを成長してGaAs保護層51
を形成した後、図8(c)に示すように、薄膜のGaA
s保護層51で回折格子44aを保護した状態で600〜6
50℃に昇温してn−InPクラッド層45を形成すると
いう方法が知られている。この方法によれば、回折格子
44aを覆うようにGaAsを成長する際、Pが蒸発しな
いで回折格子44aがほとんど熱変形しない300〜40
0℃という低温下で行い、しかも厚膜にするのではなく
薄膜にして短時間で済ませるようにしたため、GaAs
成長中に回折格子44aをほとんど熱変形しないようにす
ることができる。そして、GaAs保護層51は構成材料
のGaAsがPに比べて熱気圧が十分低いため、次の6
00〜650℃という高温でn−InPを成長させて
も、GaAs保護層51を熱変形させないようにすること
ができる。このように、熱変形し難いGaAs保護層51
で回折格子44aを保護しているため、次工程で高温処理
しても回折格子44aを熱変形し難くすることができる。
形してしまうという上記問題を解消するために従来で
は、図8(a)に示す如く、回折格子44a形成後、図8
(b)に示すように、回折格子44aを覆うように300
〜400℃という低温下でMOVPE法等により膜厚数
十Åという薄膜のGaAsを成長してGaAs保護層51
を形成した後、図8(c)に示すように、薄膜のGaA
s保護層51で回折格子44aを保護した状態で600〜6
50℃に昇温してn−InPクラッド層45を形成すると
いう方法が知られている。この方法によれば、回折格子
44aを覆うようにGaAsを成長する際、Pが蒸発しな
いで回折格子44aがほとんど熱変形しない300〜40
0℃という低温下で行い、しかも厚膜にするのではなく
薄膜にして短時間で済ませるようにしたため、GaAs
成長中に回折格子44aをほとんど熱変形しないようにす
ることができる。そして、GaAs保護層51は構成材料
のGaAsがPに比べて熱気圧が十分低いため、次の6
00〜650℃という高温でn−InPを成長させて
も、GaAs保護層51を熱変形させないようにすること
ができる。このように、熱変形し難いGaAs保護層51
で回折格子44aを保護しているため、次工程で高温処理
しても回折格子44aを熱変形し難くすることができる。
【0007】しかしながら、この方法では、InGaA
sP回折格子44a、GaAs保護層51、InPクラッド
層45という構成になるため、InGaAsPに直接In
Pを形成する場合に比べてInGaAs/GaAs/I
nPの格子整合は悪いうえ、GaAsの屈折率が高過ぎ
る。このため、GaAs保護層51上にInPクラッド層
45を形成すると、回折格子44aの結晶に歪が生じてしま
い、所望の回折効率が得られ難くなり、所望のレーザ特
性が得られ難いという問題があった。
sP回折格子44a、GaAs保護層51、InPクラッド
層45という構成になるため、InGaAsPに直接In
Pを形成する場合に比べてInGaAs/GaAs/I
nPの格子整合は悪いうえ、GaAsの屈折率が高過ぎ
る。このため、GaAs保護層51上にInPクラッド層
45を形成すると、回折格子44aの結晶に歪が生じてしま
い、所望の回折効率が得られ難くなり、所望のレーザ特
性が得られ難いという問題があった。
【0008】そこで本発明は、回折格子上に高温下でク
ラッド層を形成する際、回折格子の熱変形及び歪み等を
生じ難くして所望の回折効率を得ることができ、所望の
レーザ特性を得ることができる半導体発光装置の製造方
法を提供することを目的としている。
ラッド層を形成する際、回折格子の熱変形及び歪み等を
生じ難くして所望の回折効率を得ることができ、所望の
レーザ特性を得ることができる半導体発光装置の製造方
法を提供す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発光
装置の製造方法は上記目的達成のため、下地の化合物半
導体層上に第1のリン含有化合物半導体層及び該第1の
リン含有化合物半導体層とは異なる構成材料からなる第
2のリン含有化合物半導体層を順次形成する工程と、次
いで、第1のリン含有化合物半導体層に回折格子を形成
するとともに、該回折格子の凸部上に該第2のリン含有
化合物半導体層を残す工程と、次いで、熱処理すること
により該回折格子凸部上の該第2のリン含有化合物半導
体層を該回折格子の凹部内に埋め込む工程とを含むもの
である。
装置の製造方法は上記目的達成のため、下地の化合物半
導体層上に第1のリン含有化合物半導体層及び該第1の
リン含有化合物半導体層とは異なる構成材料からなる第
2のリン含有化合物半導体層を順次形成する工程と、次
いで、第1のリン含有化合物半導体層に回折格子を形成
するとともに、該回折格子の凸部上に該第2のリン含有
化合物半導体層を残す工程と、次いで、熱処理すること
により該回折格子凸部上の該第2のリン含有化合物半導
体層を該回折格子の凹部内に埋め込む工程とを含むもの
である。
【0010】本発明においては、回折格子凹部内に埋め
込まれる第2のリン含有化合物半導体層は、回折格子凹
部を少なくとも一部埋め込みさえすれば従来の埋め込ま
ない場合よりも本発明の効果を得ることができるが、好
ましくは、回折格子凹部を少なくとも完全に埋め込む
(オーバーして形成してもよい)場合であり、この場
合、回折格子凹部内が完全に回折格子とは異なる構成材
料の第2のリン含有化合物半導体層(クラッド層と同じ
材料)で埋め込まれているため、その後高温熱処理、例
えば高温下でクラッド層を成長しても、回折格子凸部を
効率良く熱変形させないようにすることができる。
込まれる第2のリン含有化合物半導体層は、回折格子凹
部を少なくとも一部埋め込みさえすれば従来の埋め込ま
ない場合よりも本発明の効果を得ることができるが、好
ましくは、回折格子凹部を少なくとも完全に埋め込む
(オーバーして形成してもよい)場合であり、この場
合、回折格子凹部内が完全に回折格子とは異なる構成材
料の第2のリン含有化合物半導体層(クラッド層と同じ
材料)で埋め込まれているため、その後高温熱処理、例
えば高温下でクラッド層を成長しても、回折格子凸部を
効率良く熱変形させないようにすることができる。
【0011】
【作用】図1は本発明の原理説明図である。図1におい
て、1はp−InP等の基板上のp−InP等のバッフ
ァ層上に形成されたp−InGaAsP等の活性層であ
り、2,3は活性層1上に順次形成されたn−InGa
AsP等のガイド層、n−InP層であり、2aはレー
ザによる干渉露光等によりガイド層2に形成された回折
格子である。なお、n−InP層3は回折格子2a形成
の際に回折格子2a凸部上に残され、その後高温熱処理
により回折格子2a凹部内に埋め込まれる。
て、1はp−InP等の基板上のp−InP等のバッフ
ァ層上に形成されたp−InGaAsP等の活性層であ
り、2,3は活性層1上に順次形成されたn−InGa
AsP等のガイド層、n−InP層であり、2aはレー
ザによる干渉露光等によりガイド層2に形成された回折
格子である。なお、n−InP層3は回折格子2a形成
の際に回折格子2a凸部上に残され、その後高温熱処理
により回折格子2a凹部内に埋め込まれる。
【0012】本発明では、まず図1(a)に示す如く、
MOVPE法等によりp−InP基板上にp−InP、
p−InGaAsP、n−InGaAsP及びp−In
Pを順次成長してp−InPバッファ層、p−InGa
AsP活性層1、n−InGaAsPガイド層2及びn
−InP層3を形成し、図1(b)に示す如く、レーザ
による干渉露光等によりガイド層2に回折格子2aを形
成するとともに、回折格子2a上にn−InP層3を残
す。次に、回折格子2a上にn−InP層3を残した状
態で高温熱処理すると、回折格子2a上のn−InP層
3は蒸気圧の高いpを含有しているため、pが蒸気にな
って飛んでしまい、図1(c)、(d)に示す如く、n
−InP層3上部の角部から徐々に粘性が低くなって熱
変形していき、この粘性が低くなって熱変形した部分が
回折格子2a凸部上から回折格子2a凹部内に崩れ落ち
て埋まっていく。そして、図3(e)に示す如く、最終
的には回折格子2a上のn−InP層3を回折格子2a
凹部内に埋め込むことができる。この時、回折格子2a
もpを含有しているため、熱変形する恐れがあるが、回
折格子2a上部の角部が熱変形する前に回折格子2a凹
部内をn−InP層3で完全に埋め込んでしまえばよい
ので、回折格子2a上のn−InP層3は少なくとも回
折格子2a凹部内を完全に埋め込むに必要な量を形成し
ておくのが望ましい。これを図2の回折格子2a形成後
の構造を示す断面拡大図で説明すると、回折格子2a凹
部の深さをgとし、回折格子2a上のn−InP層3の
膜厚をhとし、回折格子2aのピッチをλ1 とし、回折
格子2a凹部の幅をλ2 とすると、n−InP層3の膜
厚hは、h≧g×λ2 /(λ1 −λ2 )となるようにす
るのが望ましい。
MOVPE法等によりp−InP基板上にp−InP、
p−InGaAsP、n−InGaAsP及びp−In
Pを順次成長してp−InPバッファ層、p−InGa
AsP活性層1、n−InGaAsPガイド層2及びn
−InP層3を形成し、図1(b)に示す如く、レーザ
による干渉露光等によりガイド層2に回折格子2aを形
成するとともに、回折格子2a上にn−InP層3を残
す。次に、回折格子2a上にn−InP層3を残した状
態で高温熱処理すると、回折格子2a上のn−InP層
3は蒸気圧の高いpを含有しているため、pが蒸気にな
って飛んでしまい、図1(c)、(d)に示す如く、n
−InP層3上部の角部から徐々に粘性が低くなって熱
変形していき、この粘性が低くなって熱変形した部分が
回折格子2a凸部上から回折格子2a凹部内に崩れ落ち
て埋まっていく。そして、図3(e)に示す如く、最終
的には回折格子2a上のn−InP層3を回折格子2a
凹部内に埋め込むことができる。この時、回折格子2a
もpを含有しているため、熱変形する恐れがあるが、回
折格子2a上部の角部が熱変形する前に回折格子2a凹
部内をn−InP層3で完全に埋め込んでしまえばよい
ので、回折格子2a上のn−InP層3は少なくとも回
折格子2a凹部内を完全に埋め込むに必要な量を形成し
ておくのが望ましい。これを図2の回折格子2a形成後
の構造を示す断面拡大図で説明すると、回折格子2a凹
部の深さをgとし、回折格子2a上のn−InP層3の
膜厚をhとし、回折格子2aのピッチをλ1 とし、回折
格子2a凹部の幅をλ2 とすると、n−InP層3の膜
厚hは、h≧g×λ2 /(λ1 −λ2 )となるようにす
るのが望ましい。
【0013】このように、本発明では、ガイド層2に回
折格子2aを形成する際に回折格子2a上にn−InP
層3を残し、回折格子2a上にn−InP層3を残した
状態で高温熱処理することで回折格子2a上のn−In
P層3を回折格子2a凹部内に埋め込んで回折格子2a
を保持するようにしたため、この後、回折格子2aを覆
うように高温下でn−InPクラッド層を形成しても、
従来のn−InP層で埋め込まないで直接回折格子上に
形成する場合よりも回折格子2aの熱変形を生じ難くす
ることができる。そして、回折格子2a上にオーバーに
形成したn−InP層を介して、あるいは直接InPク
ラッド層(オーバーに形成せず埋め込んだ時)を形成す
ることができるため、従来のGaAs層を介して形成す
る場合よりも格子整合をよくすることができる。このた
め、回折格子2a上にInPクラッド層を形成しても回
折格子2aに歪みを生じ難くすることができる。従って
所望の回折効率を得ることができ、所望のレーザ特性を
得ることができる。
折格子2aを形成する際に回折格子2a上にn−InP
層3を残し、回折格子2a上にn−InP層3を残した
状態で高温熱処理することで回折格子2a上のn−In
P層3を回折格子2a凹部内に埋め込んで回折格子2a
を保持するようにしたため、この後、回折格子2aを覆
うように高温下でn−InPクラッド層を形成しても、
従来のn−InP層で埋め込まないで直接回折格子上に
形成する場合よりも回折格子2aの熱変形を生じ難くす
ることができる。そして、回折格子2a上にオーバーに
形成したn−InP層を介して、あるいは直接InPク
ラッド層(オーバーに形成せず埋め込んだ時)を形成す
ることができるため、従来のGaAs層を介して形成す
る場合よりも格子整合をよくすることができる。このた
め、回折格子2a上にInPクラッド層を形成しても回
折格子2aに歪みを生じ難くすることができる。従って
所望の回折効率を得ることができ、所望のレーザ特性を
得ることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 (実施例1)図3,4は本発明の実施例1に則した半導
体発光装置の製造方法を説明する図であり、図3(a)
〜(e)は共振器方向とは対向する側の断面図、図3
(f)〜(j)は共振器方向の断面図を示している。図
示例はDFBレーザの製造方法に適用する場合である。
図3,4において、11はp−InP等の基板であり、12
〜15は基板11上に順次形成されたp−InP等のバッフ
ァ層、p−InGaAsP等の活性層、n−InGaA
sP等のガイド層、n−InP等の埋め込み層であり、
14aはレーザによる干渉露光等によりガイド層14に形成
された回折格子である。なお、埋め込み層15は回折格子
14a形成の際に回折格子14a凸部上に残され、その後高
温熱処理により回折格子14a凹部内に埋め込まれる。
体発光装置の製造方法を説明する図であり、図3(a)
〜(e)は共振器方向とは対向する側の断面図、図3
(f)〜(j)は共振器方向の断面図を示している。図
示例はDFBレーザの製造方法に適用する場合である。
図3,4において、11はp−InP等の基板であり、12
〜15は基板11上に順次形成されたp−InP等のバッフ
ァ層、p−InGaAsP等の活性層、n−InGaA
sP等のガイド層、n−InP等の埋め込み層であり、
14aはレーザによる干渉露光等によりガイド層14に形成
された回折格子である。なお、埋め込み層15は回折格子
14a形成の際に回折格子14a凸部上に残され、その後高
温熱処理により回折格子14a凹部内に埋め込まれる。
【0015】次いで、16〜18はクラッド層16上に形成さ
れた各々n−InP等のクラッド層、InGaAsP等
のキャップ層、SiO2 等のマスクパターンであり、19
〜21は電流狭窄層となる各々p−InP層、n−InP
層、p−InP層である。そして、22,23は各々n−I
nP等のクラッド層、n−InGaAsPコンタクト層
であり、24は基板11側に形成されたp電極であり、25は
コンタクト層23側に形成されたTi/Pt層25aおよび
Au層25bからなるn電極である。
れた各々n−InP等のクラッド層、InGaAsP等
のキャップ層、SiO2 等のマスクパターンであり、19
〜21は電流狭窄層となる各々p−InP層、n−InP
層、p−InP層である。そして、22,23は各々n−I
nP等のクラッド層、n−InGaAsPコンタクト層
であり、24は基板11側に形成されたp電極であり、25は
コンタクト層23側に形成されたTi/Pt層25aおよび
Au層25bからなるn電極である。
【0016】次に、その半導体発光装置の製造方法につ
いて説明する。まず、図3(a)に示す如く、p−In
P基板11を用い、図3(b)に示す示すように、MOV
PE法等によりp−InP基板11上にp−InP、p−
InGaAsP、n−InGaAsP及びn−InPを
順次成長して膜厚0.5μmのバッファ層12、膜厚0.
12μmで波長1.3μmのp−InGaAsP活性層
13、膜厚0.14μmで波長1.0μmのn−InGa
AsPガイド層14、膜厚0.05μmのn−InP埋め
込み層15を形成する。
いて説明する。まず、図3(a)に示す如く、p−In
P基板11を用い、図3(b)に示す示すように、MOV
PE法等によりp−InP基板11上にp−InP、p−
InGaAsP、n−InGaAsP及びn−InPを
順次成長して膜厚0.5μmのバッファ層12、膜厚0.
12μmで波長1.3μmのp−InGaAsP活性層
13、膜厚0.14μmで波長1.0μmのn−InGa
AsPガイド層14、膜厚0.05μmのn−InP埋め
込み層15を形成する。
【0017】次に、図3(c)に示すように、レーザに
よる干渉露光等によりガイド層14に回折格子14aを形成
するとともに、回折格子14a上に埋め込み層15を残す。
この時、回折格子14a凹部の深さgは0.03μm、回
折格子14a上の埋め込み層15の膜厚hは0.04μm、
回折格子14aのピッチλ1 は0.202μm、回折格子
14a凹部の幅λ2 は0.09μmである。なお、レーザ
による干渉条件は、波長の325nmのHe−Cdレー
ザを、入射角53.56°で照射して行った。この時、
レジストとしては、ポジ系を用い0.2μmの厚みであ
る。又、露光後のエッチングには、メタンガスを用い
た。
よる干渉露光等によりガイド層14に回折格子14aを形成
するとともに、回折格子14a上に埋め込み層15を残す。
この時、回折格子14a凹部の深さgは0.03μm、回
折格子14a上の埋め込み層15の膜厚hは0.04μm、
回折格子14aのピッチλ1 は0.202μm、回折格子
14a凹部の幅λ2 は0.09μmである。なお、レーザ
による干渉条件は、波長の325nmのHe−Cdレー
ザを、入射角53.56°で照射して行った。この時、
レジストとしては、ポジ系を用い0.2μmの厚みであ
る。又、露光後のエッチングには、メタンガスを用い
た。
【0018】次に、図3(d)に示すように、PH3 ガ
ス雰囲気中で、600〜650℃、15分程度で高温熱
処理することにより回折格子14a上の埋め込み層15をガ
イド層14凹部内に埋め込む。このように、回折格子14a
上に埋め込み層15を残した状態で高温熱処理すると、回
折格子14a上のn−InP埋め込み層15は構成材料にP
を含有しているため、Pが蒸気になって飛んでしまい、
埋め込み層15上部の角部から徐々に粘性が低くなって熱
変形していき、この粘性が低くなって熱変形した部分が
回折格子14a凸部上から回折格子14a凹部内に崩れ落ち
て埋まっていき、そして、回折格子14a上の埋め込み層
15は予め回折格子14a凹部内を完全に埋め込むに必要な
量を形成してあるため、最終的には回折格子14a上の埋
め込み層15を回折格子14a凹部内に完全に埋め込むこと
ができる。この時、回折格子2aも構成材料にPを含有
しているため、熱変形する恐れがあるが、回折格子14a
上部の角部が熱変形する前に回折格子14a凹部内を埋め
込み層15で完全に埋め込んで回折格子14aを保持するた
め、回折格子14aを熱変形させないようにすることがで
きる。
ス雰囲気中で、600〜650℃、15分程度で高温熱
処理することにより回折格子14a上の埋め込み層15をガ
イド層14凹部内に埋め込む。このように、回折格子14a
上に埋め込み層15を残した状態で高温熱処理すると、回
折格子14a上のn−InP埋め込み層15は構成材料にP
を含有しているため、Pが蒸気になって飛んでしまい、
埋め込み層15上部の角部から徐々に粘性が低くなって熱
変形していき、この粘性が低くなって熱変形した部分が
回折格子14a凸部上から回折格子14a凹部内に崩れ落ち
て埋まっていき、そして、回折格子14a上の埋め込み層
15は予め回折格子14a凹部内を完全に埋め込むに必要な
量を形成してあるため、最終的には回折格子14a上の埋
め込み層15を回折格子14a凹部内に完全に埋め込むこと
ができる。この時、回折格子2aも構成材料にPを含有
しているため、熱変形する恐れがあるが、回折格子14a
上部の角部が熱変形する前に回折格子14a凹部内を埋め
込み層15で完全に埋め込んで回折格子14aを保持するた
め、回折格子14aを熱変形させないようにすることがで
きる。
【0019】次に、図3(e)に示すように、MOVP
E法等により600〜650℃の高温下で回折格子14a
と埋め込み層15上にn−InPを成長して膜厚0.5μ
mのn−InPクラッド層16を形成し、クラッド層16上
に膜厚0.05μmで波長1.2μmのInGaAsP
キャップ層17を形成する。次に図4(f)に示すように
キャップ層17上にSiO2 マスクパターン18を形成す
る。
E法等により600〜650℃の高温下で回折格子14a
と埋め込み層15上にn−InPを成長して膜厚0.5μ
mのn−InPクラッド層16を形成し、クラッド層16上
に膜厚0.05μmで波長1.2μmのInGaAsP
キャップ層17を形成する。次に図4(f)に示すように
キャップ層17上にSiO2 マスクパターン18を形成す
る。
【0020】次に、図4(g)に示すように、マスクパ
ターン18をマスクとして、マスクパターン18から基板11
までメサエッチングした後、図4(h)に示すように、
LPE法等によりメサエッチングされた部分にp−In
P/n−InP/p−InPを成長して電流狭窄層とす
るp−InP層19、n−InP層20及びp−InP層21
を形成する。
ターン18をマスクとして、マスクパターン18から基板11
までメサエッチングした後、図4(h)に示すように、
LPE法等によりメサエッチングされた部分にp−In
P/n−InP/p−InPを成長して電流狭窄層とす
るp−InP層19、n−InP層20及びp−InP層21
を形成する。
【0021】次に、図4(i)に示すように、LPE法
等により全面にn−InP、n−InGaAsPを順次
成長して膜厚1.5μmクラッド層22及び膜厚0.1μ
mで波長1.2μmのコンタクト層23を形成する。そし
て、蒸着等によりp−InP基板11側にAuGe−Au
からなるp電極24を形成するとともに、n−InGaA
sPコンタクト層23側にTi/Pt層25a及びAu層25
bからなるn電極25を形成することにより、図4(j)
に示すようなDFBレーザを得ることができる。
等により全面にn−InP、n−InGaAsPを順次
成長して膜厚1.5μmクラッド層22及び膜厚0.1μ
mで波長1.2μmのコンタクト層23を形成する。そし
て、蒸着等によりp−InP基板11側にAuGe−Au
からなるp電極24を形成するとともに、n−InGaA
sPコンタクト層23側にTi/Pt層25a及びAu層25
bからなるn電極25を形成することにより、図4(j)
に示すようなDFBレーザを得ることができる。
【0022】このように、本実施例では、ガイド層14に
回折格子14aを形成する際に回折格子14a上に埋め込み
層15を残し、回折格子14a上に埋め込み15を残した状態
で高温熱処理することで回折格子14a上の埋め込み層15
を回折格子14a凹部内に埋め込んで回折格子14aを保持
するようにしたため、この後、回折格子14aを覆うよう
に高温下でn−InPクラッド層16を形成しても、従来
のn−InP層で埋め込まないで直接回折格子2a上に
形成する場合より回折格子14aの熱変形を生じ難くする
ことができる。そして、回折格子14a上に埋め込み層15
を介して、あるいは直接InPクラッド層16を形成する
ことができるため、従来のGaAs層を介して形成する
場合よりも格子整合を良くすることができる。このた
め、回折格子14a上にInPクラッド層を形成しても回
折格子14aに歪みを生じ難くすることができる。従っ
て、所望の回折効率を得ることができる。 (実施例2)次に、図5は本発明の実施例2に則した半
導体発光装置の製造方法を説明する図である。図示例は
DFBレーザの製造方法に適用することができる。図5
において、31はn−InP等の基板であり、32,33は基
板31上に順次形成されたn−InP等のバッファ層、n
−InGaAsP等のガイド層であり、32aはレーザに
よる干渉露光等によりバッファ層32に形成された回折格
子である。そして、34,35はガイド層33上に形成された
各々InGaAsP等の活性層、p−InP等のクラッ
ド層である。なお、ガイド層33は回折格子32a形成の際
に回折格子32a凸部上に残され、その後高温熱処理によ
り回折格子32a凹部内に埋め込まれる。
回折格子14aを形成する際に回折格子14a上に埋め込み
層15を残し、回折格子14a上に埋め込み15を残した状態
で高温熱処理することで回折格子14a上の埋め込み層15
を回折格子14a凹部内に埋め込んで回折格子14aを保持
するようにしたため、この後、回折格子14aを覆うよう
に高温下でn−InPクラッド層16を形成しても、従来
のn−InP層で埋め込まないで直接回折格子2a上に
形成する場合より回折格子14aの熱変形を生じ難くする
ことができる。そして、回折格子14a上に埋め込み層15
を介して、あるいは直接InPクラッド層16を形成する
ことができるため、従来のGaAs層を介して形成する
場合よりも格子整合を良くすることができる。このた
め、回折格子14a上にInPクラッド層を形成しても回
折格子14aに歪みを生じ難くすることができる。従っ
て、所望の回折効率を得ることができる。 (実施例2)次に、図5は本発明の実施例2に則した半
導体発光装置の製造方法を説明する図である。図示例は
DFBレーザの製造方法に適用することができる。図5
において、31はn−InP等の基板であり、32,33は基
板31上に順次形成されたn−InP等のバッファ層、n
−InGaAsP等のガイド層であり、32aはレーザに
よる干渉露光等によりバッファ層32に形成された回折格
子である。そして、34,35はガイド層33上に形成された
各々InGaAsP等の活性層、p−InP等のクラッ
ド層である。なお、ガイド層33は回折格子32a形成の際
に回折格子32a凸部上に残され、その後高温熱処理によ
り回折格子32a凹部内に埋め込まれる。
【0023】次に、その半導体発光装置の製造方法につ
いて説明する。図5はレーザ素子部分の工程を示してい
る。まず、図5(a)に示す如く、n−InP基板31を
用い、図5(b)に示すように、MOVPE法等により
n−InP基板31上にn−InP、n−InGaAsP
を順次成長して膜厚0.5μmのn−InPバッファ層
32、膜厚0.04μmで波長1.0nmのn−InGa
AsPガイド層33を形成する。
いて説明する。図5はレーザ素子部分の工程を示してい
る。まず、図5(a)に示す如く、n−InP基板31を
用い、図5(b)に示すように、MOVPE法等により
n−InP基板31上にn−InP、n−InGaAsP
を順次成長して膜厚0.5μmのn−InPバッファ層
32、膜厚0.04μmで波長1.0nmのn−InGa
AsPガイド層33を形成する。
【0024】次に、図5(c)に示すように、レーザに
よる干渉露光等によりバッファ層32に回折格子32aを形
成するとともに、回折格子32a上にガイド層33を残す。
この時、回折格子32a凹部の深さgは0.03μm、回
折格子32a上のガイド層33の膜厚hは0.04μm、回
折格子32aのピッチλ1 は0.2020μm、回折格子
32a凹部の幅λ2 は0.09である。なお、レーザによ
る干渉条件は、波長の325nmのHe−Cdレーザ
を、入射角53.56°で照射して行った。この時、レ
ジストとしては、ポジ系を用い0.2μmの厚みであ
る。又、露光後のエッチングには、メタンガスを用い
た。
よる干渉露光等によりバッファ層32に回折格子32aを形
成するとともに、回折格子32a上にガイド層33を残す。
この時、回折格子32a凹部の深さgは0.03μm、回
折格子32a上のガイド層33の膜厚hは0.04μm、回
折格子32aのピッチλ1 は0.2020μm、回折格子
32a凹部の幅λ2 は0.09である。なお、レーザによ
る干渉条件は、波長の325nmのHe−Cdレーザ
を、入射角53.56°で照射して行った。この時、レ
ジストとしては、ポジ系を用い0.2μmの厚みであ
る。又、露光後のエッチングには、メタンガスを用い
た。
【0025】次に、図5(d)に示すように、PH3 ガ
ス雰囲気中で、600〜650℃、15分程度で高温熱
処理することにより回折格子32a上のガイド層33を回折
格子32a凹分内に埋め込む。このように、回折格子32a
上に埋め込み層33を残した状態で高温熱処理するとPが
蒸気になって飛んでしまい。埋め込み層33上部の角度か
ら徐々に粘性が低くなって熱変形していき、この粘性が
低くなって熱変形した部分が回折格子32a凸部上から回
折格子32a凹部内に崩れ落ちて埋まっていく。そして回
折格子32a上の埋め込み層33は予め回折格子32a凹部内
を完全に埋め込むに必要な量を形成してあるため、最終
的には、回折格子32a上の埋め込み層33を回折格子32a
凹部内に完全に埋め込むことができる。この時、回折格
子32aもPを含有しているため、熱変形する恐れがある
が、回折格子32aの上部角部が熱変形する前に回折格子
32a凹内を埋め込み層33で完全に埋め込んで回折格子32
aを保持するため、回折格子14aを熱変形させないよう
にすることができる。
ス雰囲気中で、600〜650℃、15分程度で高温熱
処理することにより回折格子32a上のガイド層33を回折
格子32a凹分内に埋め込む。このように、回折格子32a
上に埋め込み層33を残した状態で高温熱処理するとPが
蒸気になって飛んでしまい。埋め込み層33上部の角度か
ら徐々に粘性が低くなって熱変形していき、この粘性が
低くなって熱変形した部分が回折格子32a凸部上から回
折格子32a凹部内に崩れ落ちて埋まっていく。そして回
折格子32a上の埋め込み層33は予め回折格子32a凹部内
を完全に埋め込むに必要な量を形成してあるため、最終
的には、回折格子32a上の埋め込み層33を回折格子32a
凹部内に完全に埋め込むことができる。この時、回折格
子32aもPを含有しているため、熱変形する恐れがある
が、回折格子32aの上部角部が熱変形する前に回折格子
32a凹内を埋め込み層33で完全に埋め込んで回折格子32
aを保持するため、回折格子14aを熱変形させないよう
にすることができる。
【0026】そして、回折格子格子32a上にInGaA
sP活性層34及びp−InPクラッド層35、波長1.2
μmのInGaAsPキャップ層36を形成し、実施例1
と同様の工程を得ることにより、DFBレーザを得るこ
とができる。本実施例も実施例1と同様の効果を得るこ
とができる。
sP活性層34及びp−InPクラッド層35、波長1.2
μmのInGaAsPキャップ層36を形成し、実施例1
と同様の工程を得ることにより、DFBレーザを得るこ
とができる。本実施例も実施例1と同様の効果を得るこ
とができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、回折格子上に高温下で
クラッド層を形成する際、回折格子に熱変形及び歪み等
を生じ難くして、所望の回折効率を得ることができ、所
望のレーザー特性を得ることができるという効果があ
る。
クラッド層を形成する際、回折格子に熱変形及び歪み等
を生じ難くして、所望の回折効率を得ることができ、所
望のレーザー特性を得ることができるという効果があ
る。
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の原理説明図である。
【図3】本発明の実施例1に則した半導体発光装置の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図4】本発明の実施例1に則した半導体発光装置の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図5】本発明の実施例2に則した半導体発光装置の製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
【図6】従来例の半導体発光装置の製造方法を説明する
図である。
図である。
【図7】従来例の課題を説明するための回折格子が熱に
より変形する様子を示す図である。
より変形する様子を示す図である。
【図8】従来例の別の半導体発光装置の製造方法を説明
する図である。
する図である。
1,13,34 活性層 2,14,33 ガイド層 2a,14a,33a 回折格子 3,20 n−InP層 11,31 基板 12,32 バッファ層 15 埋め込み層 16,22 クラッド層 17, 36 キャップ層 18 マスクパターン 19,21 p−InP層 23 コンタクト層 24 p電極 25 n電極 25a Ti/Pt層 25b Au層
Claims (1)
- 【請求項1】 下地の化合物半導体層(1)上に第1の
リン含有化合物半導体層(2)及び該第1のリン含有化
合物半導体層(2)とは異なる構成材料からなる第2の
リン含有化合物半導体層(3)を順次形成する工程と、 次いで、第1のリン含有化合物半導体層(2)に回折格
子(2a)を形成するとともに、該回折格子(2a)の
凸部上に該第2のリン含有化合物半導体層(3)を残す
工程と、 次いで、熱処理することにより該回折格子(2a)凸部
上の該第2のリン含有化合物半導体層(3)を該回折格
子(2a)の凹部内に埋め込む工程とを含むことを特徴
とする半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17843592A JPH0621570A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 半導体発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17843592A JPH0621570A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0621570A true JPH0621570A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16048469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17843592A Withdrawn JPH0621570A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0621570A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006261300A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子、半導体光素子の製造方法および光モジュール |
JP2007042759A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子を作製する方法 |
JP2009087994A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子の作製方法および半導体レーザ素子 |
JP2010067639A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US8409889B2 (en) | 2009-05-22 | 2013-04-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing semiconductor optical device |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP17843592A patent/JPH0621570A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006261300A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Opnext Japan Inc | 半導体光素子、半導体光素子の製造方法および光モジュール |
JP4638753B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2011-02-23 | 日本オプネクスト株式会社 | 半導体光素子および半導体光素子の製造方法 |
JP2007042759A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体発光素子を作製する方法 |
JP2009087994A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体レーザ素子の作製方法および半導体レーザ素子 |
JP2010067639A (ja) * | 2008-09-08 | 2010-03-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US8409889B2 (en) | 2009-05-22 | 2013-04-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing semiconductor optical device |
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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: 19991005 |