JPH0638536B2 - 半導体レ−ザ−の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体レーザーの製造方法に関し、特に量産
化、集積化等に適した製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半導体レーザーは光通信用光源、光情報処理装置用光源
として実用化が始まっている。その主なものはファブリ
ペロー共振器型であり、小規模な量産も開始されてい
る。しかしながらファブリペロー型共振器端面の形成に
はへき開による方法が用いられるため量産性に乏しい問
題があった。

このため従来エッチングにより共振器端面を形成する方
法がいくつか試みられている。その方法としてはケミカ
ルエッチングによるものと反応性イオンエッチングによ
るものがある。しかしケミカルエッチングの場合エッチ
ングによって垂直面が得られ易い結晶方位とへき開の方
位が一致しなかったり、へき開方位が一致していても安
定して垂直な面を得ることが難しい問題があった。

第４図に例としてInP結晶の異方性ケミカルエッチング
を行った例を示す。この場合(110)面及び（１０）面
がへき開の容易な面である。またエッチングにより垂直
な面が得られるのは(100)面及び(010)面であり図に示す
通りへき開方向とは約45°の角度差がある。通常(100)
面(010)面にレーザー共振器が構成されることは少い。
それはレーザー素子分離の際(110)面、（１０）面方
向に亀裂が起って分離が良好に行われないことによる。
このためレーザー共振器は(110)面、（１０）面方向
に形成することが多い。ところがこれらの方向では図に
示す様にケミカルエッチングによって得られる垂直面は
１つの方向だけに限られており、図に示した（１０）
面がそれである。しかも実際にはこの面は不安定な面で
あり垂直な状態を安定に得ることは難しい。

次に、反応性イオンエッチングによる方法では結晶方位
によらず垂直に近い面を得ることができるがこの場合で
も安定に垂直な面を得ることが難しい問題があった。第
５図にそのエッチング例を示す。図に示したのは垂直か
ら少しはずれた面でエッチングされた状態である。この
ような状態では端面での反射率が変化したり、レーザー
ビームの変形が起きたりし易い。また第５図に示した状
態とは逆に垂直面より内側に傾いた状態になることもあ
る。これらの状態はエッチングガスの圧力、流量、温度
等によって変化し、ほぼ垂直な状態を得ることも可能で
あるが、そのためにはエッチングガスの状態を精密に制
御する必要があった。また垂直にエッチングされても良
好な鏡面が得られるとは限らず、更に反応性イオンエッ
チングではプラズマ放電によるエッチングガスのイオン
化を行っているため、プラズマによる半導体結晶への損
傷がしばしば起ることがあった。

これらの理由により、エッチングによるレーザー共振供
給の形成は本質的に安定な垂直結晶面をケミカルなエッ
チングで形成するのが望ましい。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来技術の問題を考慮して成された
もので、ケミカルエッチングによる良好な共振器端面が
形成できしかも量産性の高い半導体レーザーの製造方法
の提供を目的としている。

〔発明の概要〕

本発明は、共振器端面の形成は垂直面の得られ易い結晶
方位を用いると共に素子の分離は結晶成長用の下地基板
とは異なる結晶方位の得られる直接接着基板を使用する
ことで基板結晶のへき開の行いやすい方位に合わせて行
うことを特徴としている。即ち、第１の半導体基板上に
発光層を含む半導体多層膜を形成する工程と、該半導体
多層膜の表面及び第２の半導体基板の表面に各々平坦化
処理及び洗浄処理を施し、清浄雰囲気中において接触さ
せ、しかる後熱処理を行って接着する工程と、前記第１
の半導体基板を除去し、前記第１の半導体基板を除去し
た面から異方性ケミカルエッチングを施すことによって
前記半導体多層膜に垂直端面を形成し、この垂直端面に
沿って前記第２の半導体基板をへき開する工程とを具備
する事を特徴とする半導体レーザーの製造方法を提供す
るものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、良好なエッチング端面（共振器面）が
容易に得られ、しかも素子の分離も容易に行えるという
効果を奏する。

〔発明の実施例〕

以下図面を用いて説明を行っていく。

第１図は本発明方法による半導体レーザーであり、素子
分離を行う直前の状態である。図中エッチングによる左
右の面がレーザー共振器面となる。この状態での各結晶
面は第２図に示すごとくに構成される。つまり１〜４の
半導体多層膜のエッチング部分における面は垂直面の得
られ易い(100)又は(010)であり、第２の半導体基板５の
エッチング部分の面は（１０）のへき開面方向に特有
の逆三角形のエッチング面となる。このように構成され
れば、この後５をローラー等のような曲面にあてがい、
１の側から適度な圧力を加えることで容易に素子を分離
することができる。

次に第１図のような構成をさせるための本発明実施例に
ついて説明する。

第３図は本発明の実施例の工程を示す図である。ここで
は例としてInP系結晶を例に用いて説明を行う。まず(a)
図は第１のInP基板６上にInGaAsPオーミックコンタクト
層１、InPクラッド層２、InGaAsP活性層３、InPクラッ
ド層４を結晶成長させた状態である。結晶の方位は(e)
図に示す通りである。次に(4)の表面を平坦化処理を行
い、超純水中で洗浄処理を行った後、同様な処理を行っ
た第２のInP基板６をほぼ45°結晶方位を変えて清浄な
雰囲気で接触させる。しかる後約300℃以上の熱処理を
行って４及び５の接着を行う。この状態が(b)であり、
(f)に示すごとく第１の基板６で(110)面方向だった方位
は第２の基板５では(100)面方向となる。次に、１〜５
の各結晶を保護ワックスで覆い第１の基板６を塩酸（Ｈ
Ｃ）等の選択エッチング液で(c)図の如く除去する。
この後オーミックコンタクト層１上に(100)面方向又は
(010)面方向に溝をもったSiO₂等によるエッチングマス
ク７を形成し、ブロム・メタノール等の異方性ケミカル
エッチング液で第２の半導体基板５に達する溝状エッチ
ングを(d)図の如く施す。

そしてエッチングマスク７を除去すると第１図に示すよ
うな状態となる。

ここで各結晶の導電型は１、２を第１導伝型（Ｐ又は
Ｎ）、４、５を第２導伝型（Ｎ又はＰ）とし、３はどち
らでも良い。また電極金属等の形成は(c)図の状態の直
後、又は第１図の状態の直後に行えばよい。

〔発明の他の実施例〕

以上説明してきたように、本発明は良好なエッチング垂
直面が容易に得られ、素子の分離も容易に行える特徴を
有する。このため本発明では大量にウェハーを処理する
ことも可能となり、半導体レーザーの低価格化等にも有
効である。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば
使用材料、加工条件等は適用する対象によって決定すれ
ばよく、また半導体レーザーの層構成や電流狭搾方法等
についても同様である。要するに本発明はその主旨と範
囲を逸脱することなく種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明による半導体レーザーの構成断
面図、第３図は本発明実施例を示す工程断面図、第４図
は結晶方位によるエッチング特性の例を示す上面及び断
面図、第５図は従来例の構成断面図である。 １……オーミックコンタクト層（Ｎ又はＰ）、 ２……クラッド層（Ｎ又はＰ）、 ３……活性層、 ４……クラッド層（Ｐ又はＮ）、 ５……第２の半導体基板（Ｐ又はＮ）、 ６……第１の半導体基板、 ７……エッチングマスク、 ８……InP基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の半導体基板上に発光層を含む半導体
   多層膜を形成する工程と、該半導体多層膜の表面及び第
   ２の半導体基板の表面に各々平坦化処理及び洗浄処理を
   施し、清浄雰囲気中において接触させ、しかる後熱処理
   を行って接着する工程と、前記第１の半導体基板を除去
   し、前記第１の半導体基板を除去した面から異方性ケミ
   カルエッチングを施すことによって前記半導体多層膜に
   垂直端面を形成し、この垂直端面に沿った溝で前記第２
   の半導体基板をへき開する工程とを具備する事を特徴と
   する半導体レーザーの製造方法。