JPH0697594A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0697594A
JPH0697594A JP27358892A JP27358892A JPH0697594A JP H0697594 A JPH0697594 A JP H0697594A JP 27358892 A JP27358892 A JP 27358892A JP 27358892 A JP27358892 A JP 27358892A JP H0697594 A JPH0697594 A JP H0697594A
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JP
Japan
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groove
active region
sides
semiconductor device
region
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JP27358892A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Tada
仁史 多田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダブルチャネル構造の半導体レーザにおい
て、結晶表面の平坦な素子を得る。 【構成】 ダブルチャネル10両脇のN−InP電流ブ
ロック層7が薄くなる領域にプロトンのイオン注入を行
いイオン注入領域9を設けて該領域を高抵抗化する。 【効果】 結晶表面が平坦になるため、高精度の加工が
できるだけでなく、放熱性も改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置及びその製
造方法に関し、特にダブルチャネルを有する半導体レー
ザの構造及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のダブルチャネルを有するD
C−PBH(Double Channel-PlannerBurried Heterost
ructure)構造の半導体レーザを示す断面図である。図に
おいて、1はn−InP基板、2はこのn−InP基板
1上に形成されたn−InP下クラッド層、3はこのn
−InP下クラッド層2及びp−InP上クラッド層4
間に形成されたInGaAsP活性層である。また、
6,7は上記活性層3及びクラッド層2,4を挟むよう
に形成されたp−InP電流ブロック層,n−InP電
流ブロック層であり、電流狭窄構造を実現するものとな
っている。5は上記クラッド層7,電流ブロック層6を
覆うp−InGaAsPキャップ層である。
【0003】次に製造方法について説明する。n−In
P基板1上に有機金属気相成長(MOCVD)法によ
り、n−InP下クラッド層2,InGaAsP活性層
3,p−InP上クラッド層4を順次成長する(図5
(a) )。
【0004】次にBr−メタノール溶液をエッチャント
として用い、レジスト8をマスクとして、レーザ構造を
貫通して基板1に達する幅10μm ,深さ4μm 程度の
2つの溝10a,10bからなるダブルチャネル10を
形成する(図5 (b))。
【0005】次に上記レジスト8を除去した後、液相エ
ピタキシャル(LPE)法により、p−InP電流ブロ
ック層6a,n−InP電流ブロック層7,p−InP
電流ブロック層6bを順次成長し、最後にp−InGa
AsPキャップ層5を成長する(図5(c) )。
【0006】ここでダブルチャネル10のために段差が
生じ、液相成長時にn−InP電流ブロック層7がダブ
ルチャネル10の両脇で途切れたり、その膜厚が非常に
薄くなることがある。このn−InP7が途切れると、
そこはリーク電流の経路となり、電流狭窄構造としての
機能が十分に作用せず、半導体レーザの特性が著しく低
下することとなるため、通常はダブルチャネル10の両
脇をエッチングにより除去して図5 (d)に示すような構
造としている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のDC−PBH構
造の半導体レーザは以上のように構成及び製造されてお
り、ダブルチャネルの両脇をエッチングにより除去して
いるため、結晶表面に凹凸が生じ、後に電極を形成する
際のフォトリソグラフィー工程において露光焦点がずれ
たりして高精度の加工が困難になったり、高出力動作時
に放熱性が悪くなるなどの問題点があった。
【0008】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電流ブロック層がダブルチャネ
ルの両脇で途切れない、あるいは途切れてもリーク電流
が生じないようにすることで、ダブルチャネルの両脇の
エッチングを不要とすることができる半導体装置及びこ
れに適した製造方法を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置及びその製造方法は、電流ブロック層の埋込み成長終
了後に、ブロック層の途切れる可能性のある領域をイオ
ン注入により高抵抗化したり、また、ダブルチャネルを
構成する溝の形状を変えることで埋込み成長時のダブル
チャネル両脇で電流ブロック層の膜厚を増大させるよう
にしたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、ブロック層の途切れる可
能性のある領域をイオン注入により高抵抗化したり、ま
た、ダブルチャネルを構成する溝の形状を変えることで
埋込み成長時のダブルチャネル両脇で電流ブロック層の
膜厚を増大させるようにしたから、電流ブロック層とし
ての機能を維持することができ、ダブルチャネルの両脇
をエッチングで除去する必要がなくなる。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。 実施例1.図1は本発明の第1の実施例によるDC−P
BH構造の半導体レーザの製造工程を示す図であり、図
5と同一符号は同一または相当部分を示し、9はプロト
ンをイオンに注入して形成された高抵抗領域を示す。
【0012】次に製造方法について説明する。従来と同
様にして、n−InP基板1上に有機金属気相成長(M
OCVD)法により、n−InP下クラッド層2,In
GaAsP活性層3,p−InP上クラッド層4を順次
成長した後、レジスト8をマスクとしてBr−メタノー
ル溶液により、これらn−InP下クラッド層2,In
GaAsP活性層3,p−InP上クラッド層4を貫通
して基板1に達する幅10μm ,深さ4μm 程度の溝1
0a,10bからなるダブルチャネル10を形成する
(図1(a) )。
【0013】次に上記レジスト8を除去した後、液相エ
ピタキシャル(LPE)法により、p−InP6a,n
−InP7,p−InP6bからなる電流ブロック層を
成長し、最後にp−InGaAsPキャップ層5を成長
する(図1(b) )。次にn−InP電流ブロック層7の
膜厚が薄くなるダブルチャネル10の両脇にプロトンの
イオン注入を行い高抵抗領域9を設ける。(図1(c)
)。
【0014】このように本実施例によれば、電流ブロッ
ク層6,7をダブルチャネル10に埋め込み形成した
後、電流ブロック層6,7の段差部の電流ブロック層7
の膜厚が薄くなっている領域にプロトンを注入してイオ
ン注入領域9を設け、該領域を高抵抗化するようにした
から、ダブルチャネル10の両脇でn−InP電流ブロ
ック層7が途切れても、該領域近傍が高抵抗化されてい
るため電流のリークが起こらず、従って従来のようにダ
ブルチャネル両側をエッチングにより除去する必要がな
くなり、結晶表面が平坦で精度の高い加工ができ、また
高出力動作時の放熱性も改善される。
【0015】実施例2.次に本発明の第2の実施例によ
る半導体装置の製造方法を図2に基づいて説明する。こ
の実施例では、ダブルチャネル10を構成する溝10
a,10bの段差部の形状を変えることにより、電流ブ
ロック層形成時の膜厚を増大させるようにしたものであ
る。すなわち11a,11bは、溝10a,10bの、
活性領域が形成された側と反対側の上端部分に形成され
た緩慢な傾斜面であり、これにより溝10a,10bの
段差部の形状が滑らかな湾曲形状となり、電流ブロック
層形成時の段差を軽減している。
【0016】次に製造方法について説明する。上記第1
の実施例と同様にして、ダブルチャネル10の形成を行
った後、活性領域となるメサの部分以外のマスク8を除
去し、Br−メタノール液でライトエッチングを行う。
このライトエッチングにより、ダブルチャネル10を構
成する溝10a,10bの角がとれて緩慢な傾斜面11
a,11bとなる。(図2(a))。
【0017】続いて上記第1の実施例と同様にして、p
−InP6a,n−InP7,p−InP6bを液相成
長させて電流ブロックを埋め込み成長すると、ダブルチ
ャネル10の角が取れているため、n−InP電流ブロ
ック層7が途切れることなく結晶成長が行える。(図2
(b))。このようにすることで上記実施例と同様の効果
を得ることができる。
【0018】実施例3.次に本発明の第3の実施例によ
る半導体装置の製造方法を図3に基づいて説明する。こ
の実施例では、ダブルチャネルの形状自体を変えて電流
ブロック層形成時の溝の段差を軽減するようにしたもの
である。すなわち12a,12bはそれぞれ溝10a,
10bに隣接し、かつ接続するように形成された第2の
溝であり、ダブルチャネル10を構成する溝10a,1
0bよりも深さの浅い形状を有している。
【0019】次に製造方法について説明する。上記各実
施例と同様にしてn−InP基板1上にn−InP下ク
ラッド層2,InGaAsP活性層3,p−InP上ク
ラッド層4をMOCVD法により成長する(図3(a)
)。
【0020】次に図3 (b)に示すように、所定形状にパ
ターニングされたマスク8を設け、幅10μm 深さ4μ
m 程度のダブルチャネル10を形成するとともに、この
両脇に連続して、ダブルチャネル10よりも深さの浅い
もう一つの溝12a,12bを形成する(図3(c) )。
【0021】次にレジスト8を除去した後、p−InP
6a,n−InP7,p−InP6bからなる電流ブロ
ック層を成長すれば、溝10a,10bの両脇でn−I
nP電流ブロック層7が途切れることなく結晶成長でき
る(図3 (d))。このようにすることで上記実施例と同
様の効果を奏することができる。
【0022】実施例4.次に本発明の第4の実施例によ
る半導体装置の製造方法を図4に基づいて説明する。こ
の実施例ではダブルチャネル10と接続する第2の溝を
形成するのに、一旦ダブルチャネル10と隣接し、隔壁
を残した状態で第2の溝を形成した後、電流ブロック層
形成時にメルトバックさせて隔壁を取り除くようにした
ものである。
【0023】以下、この製造方法について説明する。上
記各実施例と同様にして、n−InP基板1上にn−I
nP下クラッド層2,InGaAsP活性層3,p−I
nP上クラッド層4を順次結晶成長する(図4(a) )。
【0024】次に所定形状にパターニングされたマスク
8を用いてエッチングを行い、ダブルチャネル10及
び、これの両脇に隣接し、ダブルチャネル0よりも深さ
の浅いもう1つの溝13a,13bを形成する(図4
(b))。
【0025】次にLPE法により、p−InP6a,n
−InP7,p−InP6bからなる電流ブロック層を
成長させると同時に、2つの溝間10a−13a,10
b−13bの境界部分をメルトバックさせて消滅させ、
隣接する溝間を接続させる(図4(c) )。その結果、上
記第3の実施例と同様の形状となり、n−InP電流ブ
ロック層7を途切れることなく成長することができる。
【0026】なお、上記各実施例ではn−InP基板を
用いる半導体レーザについて示したが、p−InP基板
を用いる半導体レーザについても本発明を適用すること
で同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0027】また、上記各実施例ではInGaAsP活
性層を有する半導体レーザについて示したが、活性層と
して多重量子井戸構造や歪超格子構造を有するレーザで
あっても構わない。また、反射器として回析格子を有す
る半導体レーザをに適用することもできる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ブロ
ック層の途切れる可能性のある領域をイオン注入により
高抵抗化するようにしたので、n−InP電流ブロック
層が途切れても電流のリークを防止することができ、ま
たダブルチャネルを構成する溝の形状を変えることで埋
込み成長時のダブルチャネル両脇で電流ブロック層の膜
厚を増大させるようにしたから、n−InP電流ブロッ
ク層が途切れないので、従来のようにダブルチャネルの
両脇をエッチングする必要がなく、従って、結晶表面の
凹凸がなくなり、ウエハプロセスでの加工精度が向上す
るだけでなく、高出力動作時の放熱性も向上するという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。
【図2】本発明の第2の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。
【図3】本発明の第3の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。
【図4】本発明の第4の実施例による半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。
【図5】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面
図。
【符号の説明】
1 N−InP基板 2 N−InP下クラッド層 3 InGaAsP活性層 4 P−InP上クラッド層 5 P−InGaAsPキャップ層 6 P−InP電流ブロック層 7 N−InP電流ブロック層 8 レジスト 9 イオン注入領域 10 ダブルチャネル 10a,10b 溝 11a,11b 緩慢な傾斜面 12a,12b 溝(第2の溝) 13a,13b 溝(第2の溝)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上の所定領域に形成された活性領域
    と、該活性領域両側に溝を形成し、該溝内及びその周辺
    にわたって複数の半導体層を積層してなる電流ブロック
    層とを備えた半導体装置において、 上記電流ブロック層の段差部は高抵抗領域となっている
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 基板上の所定領域に形成された活性領域
    と、該活性領域両側に溝を形成し、該溝内及びその周辺
    にわたって複数の半導体層を積層してなる電流ブロック
    層とを備えた半導体装置において、 上記電流ブロック層の段差部の形状を、滑らかな湾曲形
    状としたことを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 基板上の所定領域に形成された活性領域
    と、該活性領域両側に溝を形成し、該溝内及びその周辺
    にわたって複数の半導体層を積層してなる電流ブロック
    層とを備えた半導体装置において、 上記活性領域両側に形成された溝は、 上記活性領域両側に形成された第1の溝部と、上記活性
    領域が形成された領域とは反対の領域において上記第1
    の溝部と接続し、かつ第1の溝部よりも深さの浅い第2
    の溝部とから構成されていることを特徴とする半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 レーザ構造を含む基板上にマスクを設け
    てエッチングを行い活性領域両側に溝を形成した後、該
    溝内及びその周辺にわたって複数の半導体層を積層して
    電流ブロック層を形成する工程を有する半導体装置の製
    造方法において、 上記電流ブロック層の段差部にプロトンを注入して該領
    域を高抵抗領域に変化させる工程を含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 レーザ構造を含む基板上にマスクを設け
    てエッチングを行い活性領域両側に溝を形成した後、該
    溝内及びその周辺にわたって複数の半導体層を積層して
    電流ブロック層を形成する工程を有する半導体装置の製
    造方法において、 上記活性領域両側に溝を形成した後、活性領域上のみに
    マスクを残存させてエッチングを行い、上記溝の段差部
    の形状を滑らかな湾曲形状にする工程を含むことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 レーザ構造を含む基板上にマスクを設け
    てエッチングを行い活性領域両側に溝を形成した後、該
    溝内及びその周辺にわたって複数の半導体層を積層して
    電流ブロック層を形成する工程を有する半導体装置の製
    造方法において、 上記活性領域両側に第1の溝部を形成するとともに、該
    溝部に接続し、該溝部よりも深さの浅い第2の溝部を形
    成する工程と、 上記第1及び第2の溝部内に複数の半導体層を埋め込ん
    で電流ブロック層を形成する工程とを含むことを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 レーザ構造を含む基板上にマスクを設け
    てエッチングを行い活性領域両側に溝を形成した後、該
    溝内及びその周辺にわたって複数の半導体層を積層して
    電流ブロック層を形成する工程を有する半導体装置の製
    造方法において、 上記活性領域両側に第1の溝部を形成するとともに、該
    溝部に隣接し、該溝部よりも深さの浅い第2の溝部を形
    成する工程と、 上記第1及び第2の溝部内に複数の半導体層を積層して
    電流ブロック層を成長させるとともに、上記第1及び第
    2の溝部の隔壁を溶融消失させて上記第1及び第2の溝
    部を接続する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110581168A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 爱思开海力士系统集成电路有限公司 高电压半导体器件及其制造方法

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CN110581168A (zh) * 2018-06-11 2019-12-17 爱思开海力士系统集成电路有限公司 高电压半导体器件及其制造方法
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