JPH0712099B2 - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPH0712099B2 JPH0712099B2 JP59270876A JP27087684A JPH0712099B2 JP H0712099 B2 JPH0712099 B2 JP H0712099B2 JP 59270876 A JP59270876 A JP 59270876A JP 27087684 A JP27087684 A JP 27087684A JP H0712099 B2 JPH0712099 B2 JP H0712099B2
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- passivation
- laser device
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、量産化や電子回路との集積化に適した、半導
体レーザ素子の反射面パツシベーシヨン処理方法に関す
る。
体レーザ素子の反射面パツシベーシヨン処理方法に関す
る。
半導体レーザ素子は小形、高効率、消費電力が小さい、
等、他のレーザにない優れた特徴を有し、光通信用光源
や光デイスク用ピツクアツプ等に広く応用されるように
なつてきた。このように半導体レーザの実用化が急速に
進んだ理由の１つには、半導体レーザ共振器反射面に誘
電体等のパツシベーシヨン処理を施し、端面劣化に起因
するレーザの劣化現象を著しく改善したことがあげられ
る。
等、他のレーザにない優れた特徴を有し、光通信用光源
や光デイスク用ピツクアツプ等に広く応用されるように
なつてきた。このように半導体レーザの実用化が急速に
進んだ理由の１つには、半導体レーザ共振器反射面に誘
電体等のパツシベーシヨン処理を施し、端面劣化に起因
するレーザの劣化現象を著しく改善したことがあげられ
る。
反射面パツシベーシヨン処理の実施例は数多くみられる
（例えばケー・クレッセル他、アール・シー・エー・レ
ビュー第36巻，第２号，第230頁,1975年（K.Kressel et
al., RCA Review Vol.36,No.2,P.230,1975）やエフ・
アール・ナッシュ他、アプライドフイジックスレター第
35巻，第12号，第905頁,1979年（F.R.Nash et al. App
l. Phys. Lett. Vol.35No.12,P.905,1979））。
（例えばケー・クレッセル他、アール・シー・エー・レ
ビュー第36巻，第２号，第230頁,1975年（K.Kressel et
al., RCA Review Vol.36,No.2,P.230,1975）やエフ・
アール・ナッシュ他、アプライドフイジックスレター第
35巻，第12号，第905頁,1979年（F.R.Nash et al. App
l. Phys. Lett. Vol.35No.12,P.905,1979））。
しかしながら、これまでの半導体レーザの共振器用反射
面は、結晶の特定方位を利用したへき開面によつて作製
している。従つて、レーザの高信頼性化のために施され
る反射面への誘電体膜コーテイング等のパツシベーシヨ
ン処理は、へき開を行つたチツプ状態、あるいはステム
等にボンデイングした後に行つていた。そのため、上記
のレーザ反射面パツシベーシヨン処理は非常に作業性が
悪く、量産性に乏しいという大きな問題があつた。
面は、結晶の特定方位を利用したへき開面によつて作製
している。従つて、レーザの高信頼性化のために施され
る反射面への誘電体膜コーテイング等のパツシベーシヨ
ン処理は、へき開を行つたチツプ状態、あるいはステム
等にボンデイングした後に行つていた。そのため、上記
のレーザ反射面パツシベーシヨン処理は非常に作業性が
悪く、量産性に乏しいという大きな問題があつた。
本発明の目的は、前記問題を解決し、作業性、量産性の
優れた、半導体レーザ反射面パツシベーシヨン法を提供
するものである。
優れた、半導体レーザ反射面パツシベーシヨン法を提供
するものである。
上記目的を達成するために、本発明においては、以下に
示すような方法でレーザ反射面のパツシベーシヨン処理
を行う。
示すような方法でレーザ反射面のパツシベーシヨン処理
を行う。
まず、たとえば化学エツチング法あるいはドライエツチ
ング法等でレーザダブルヘテロ層をほぼ垂直に加工し、
レーザ反射面を形成する。つぎに、このままウエーハ状
態で表面全体にパツシベーシヨン用誘電体膜を形成す
る。パツシベーシヨン用誘電体膜として以下の実施例で
はSiO2の例を示したが、他の周知誘電体膜を用いても良
いことはいうまでもない。この際、反射面を成す凹部へ
の誘電体膜の回り込みによつて、反射面のパツシベーシ
ヨン処理を行う。次にホトリソグラフイ技術を利用し
て、表面電極上等の誘電体膜を除去し、電極面を露出さ
せる。
ング法等でレーザダブルヘテロ層をほぼ垂直に加工し、
レーザ反射面を形成する。つぎに、このままウエーハ状
態で表面全体にパツシベーシヨン用誘電体膜を形成す
る。パツシベーシヨン用誘電体膜として以下の実施例で
はSiO2の例を示したが、他の周知誘電体膜を用いても良
いことはいうまでもない。この際、反射面を成す凹部へ
の誘電体膜の回り込みによつて、反射面のパツシベーシ
ヨン処理を行う。次にホトリソグラフイ技術を利用し
て、表面電極上等の誘電体膜を除去し、電極面を露出さ
せる。
本発明によれば、ウエーハ状態でレーザ反射面のパツシ
ベーシヨン処理が可能になるため、従来のチツプ状態で
行う方法に比べて、作業性、量産性が著しく改善され
る。
ベーシヨン処理が可能になるため、従来のチツプ状態で
行う方法に比べて、作業性、量産性が著しく改善され
る。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
第１図は本発明の実施例を示す、Channeled Sudstrate
Planar（略してCSP）構造GaAs-GaAlAs系半導体レーザ
の、光の進行方向の断面図（ａ）および、垂直方向の断
面図、（ｂ）である。
Planar（略してCSP）構造GaAs-GaAlAs系半導体レーザ
の、光の進行方向の断面図（ａ）および、垂直方向の断
面図、（ｂ）である。
各部を説明すると、１はｎ形GaAs基板（Siドープ，〜１
×1018cm-3,（100）面）で、基板表面に巾約５μｍ、深
さ約1.3μｍの帯状凹溝２が形成され、この上にｎ形G
a0.6Al0.4Asクラツド層３（Teドープ、ｎ〜１×1018cm
-3、厚さ溝の外側で約0.3μｍ）４、Ga0.86Al0.14As活
性層４（アンドープ、約0.06μｍ）、ｐ形Ga0.6Al0.4As
クラツド層５（Znドープ、ｐ〜５×1017cm-3、厚さ約２
μｍ）、ｎ形GaAsキヤツプ層６（Teドープ、ｎ〜１×10
18cm-3、厚さ約0.5μｍ）が形成されている。７は、Zn
拡散によりｐ形に反転した領域で、電流はこの部分を通
して活性領域に効率よく集中して流れる構造となつてい
る。共振器用反射面上には、本発明のパツシベーシヨン
膜10が形成されている。本実施例では、パツシベーシヨ
ン膜10はスパツタコーテイング法で形成したSiO2膜、約
230nmである。次に本発明の特徴を第２図を用いて説明
する。第２図は第１図に示した本発明の実施例の素子作
製法を示したものである。半導体レーザ素子作製工程に
おいて、半導体基板上に各半導体層を積層した後、ｐ側
電極８を形成し、ホトレジスト膜をマスクにして反応性
イオンビームエツチング法により、共振器反射面11を形
成した（第２図（ａ））。エツチングガスには塩素Cl2
を用い、圧力約１×10-1Pa、加速電圧400Vでエツチング
を行つた。エツチング深さは約７μｍである。反射面の
角度は、ほぼ垂直に形成することができた。次に、スパ
ツタコーテイング法により、SiO210を全面に形成した
（第２図（ｂ））。
×1018cm-3,（100）面）で、基板表面に巾約５μｍ、深
さ約1.3μｍの帯状凹溝２が形成され、この上にｎ形G
a0.6Al0.4Asクラツド層３（Teドープ、ｎ〜１×1018cm
-3、厚さ溝の外側で約0.3μｍ）４、Ga0.86Al0.14As活
性層４（アンドープ、約0.06μｍ）、ｐ形Ga0.6Al0.4As
クラツド層５（Znドープ、ｐ〜５×1017cm-3、厚さ約２
μｍ）、ｎ形GaAsキヤツプ層６（Teドープ、ｎ〜１×10
18cm-3、厚さ約0.5μｍ）が形成されている。７は、Zn
拡散によりｐ形に反転した領域で、電流はこの部分を通
して活性領域に効率よく集中して流れる構造となつてい
る。共振器用反射面上には、本発明のパツシベーシヨン
膜10が形成されている。本実施例では、パツシベーシヨ
ン膜10はスパツタコーテイング法で形成したSiO2膜、約
230nmである。次に本発明の特徴を第２図を用いて説明
する。第２図は第１図に示した本発明の実施例の素子作
製法を示したものである。半導体レーザ素子作製工程に
おいて、半導体基板上に各半導体層を積層した後、ｐ側
電極８を形成し、ホトレジスト膜をマスクにして反応性
イオンビームエツチング法により、共振器反射面11を形
成した（第２図（ａ））。エツチングガスには塩素Cl2
を用い、圧力約１×10-1Pa、加速電圧400Vでエツチング
を行つた。エツチング深さは約７μｍである。反射面の
角度は、ほぼ垂直に形成することができた。次に、スパ
ツタコーテイング法により、SiO210を全面に形成した
（第２図（ｂ））。
このとき、共振器反射面上にもSiO2が回り込み、表面平
坦部に対して約60％の速度で、パツシベーシヨン膜が形
成された。反射面上でパツシベーシヨン膜厚は約230nm
であつた。スパツタコーテイングの方法としては、ター
ゲツトにSiO2を用い、Ar雰囲気中で高周波スパツタ法で
行つた。スパツタコーテイングの特長は上記のように溝
の内部等にも誘電体膜の形成が可能である点にある。次
に、ホトリソグラフイ法によつてホトレジストマスクを
形成し、ｐ電極上のSiO2をエツチングで除去した。エツ
チヤントにはフツ酸、フツ化アンモンの混合液を用い
た。
坦部に対して約60％の速度で、パツシベーシヨン膜が形
成された。反射面上でパツシベーシヨン膜厚は約230nm
であつた。スパツタコーテイングの方法としては、ター
ゲツトにSiO2を用い、Ar雰囲気中で高周波スパツタ法で
行つた。スパツタコーテイングの特長は上記のように溝
の内部等にも誘電体膜の形成が可能である点にある。次
に、ホトリソグラフイ法によつてホトレジストマスクを
形成し、ｐ電極上のSiO2をエツチングで除去した。エツ
チヤントにはフツ酸、フツ化アンモンの混合液を用い
た。
つづけて、裏面側を研磨、エツチングして、ウエーハ厚
約250μｍとした後、ｎ側電極を形成した（第２図
（ｃ））。
約250μｍとした後、ｎ側電極を形成した（第２図
（ｃ））。
本半導体レーザはしきい電流値約50mA、発振波長約780n
mで、光出力10mW程度まで横基本モードで発振した。本
実施例で述べたように、半導体レーザ反射面のパツシベ
ーシヨン処理は、ウエーハ段階で行つているため、従来
のチツプ状態で行う方法に比較して、作製工程が著しく
簡略化された。
mで、光出力10mW程度まで横基本モードで発振した。本
実施例で述べたように、半導体レーザ反射面のパツシベ
ーシヨン処理は、ウエーハ段階で行つているため、従来
のチツプ状態で行う方法に比較して、作製工程が著しく
簡略化された。
以上述べたように、本発明によれば半導体レーザ反射面
のパツシベーシヨン処理をチツプに分割する前に行うこ
とが可能になり、半導体レーザ素子作製工程が著しく改
善された。また、本発明は、GaAlAs系のみならず、その
他の材料や、光集積素子、光・電子集積素子等への応用
も可能である。
のパツシベーシヨン処理をチツプに分割する前に行うこ
とが可能になり、半導体レーザ素子作製工程が著しく改
善された。また、本発明は、GaAlAs系のみならず、その
他の材料や、光集積素子、光・電子集積素子等への応用
も可能である。
以上述べたように、本発明はウエーハ状態で半導体レー
ザの反射面パツシベーシヨンを行い、電極表面上等の不
要な誘電体膜は除去してしまう方法を提供するもので、
従来のチツプ状態等でパツシベーシヨン処理を行う方法
に比較して、素子作製工程が著しく改善され、量産性に
適した作製工程が可能になつた。また、本発明は、光集
積素子や、レーザと電子回路を集積化した、光・電子集
積素子への応用も可能で、その実用上の効果は大であ
る。
ザの反射面パツシベーシヨンを行い、電極表面上等の不
要な誘電体膜は除去してしまう方法を提供するもので、
従来のチツプ状態等でパツシベーシヨン処理を行う方法
に比較して、素子作製工程が著しく改善され、量産性に
適した作製工程が可能になつた。また、本発明は、光集
積素子や、レーザと電子回路を集積化した、光・電子集
積素子への応用も可能で、その実用上の効果は大であ
る。
第１図（ａ）は本発明の実施例を示す半導体レーザの光
の進行方向に平行な断面図、第１図（ｂ）はその垂直方
向の断面図である。第２図は本発明の半導体レーザの素
子作製工程を示す断面図である。 １…n-GaAs基板、３…n-Ga0.6Al0.4Asクラツド層、４…
Ga0.86Al0.14As活性層、５…p-Ga0.6Al0.4Asクラツド
層、10…反射面SiO2パツシベーシヨン膜、11…レーザ反
射面。
の進行方向に平行な断面図、第１図（ｂ）はその垂直方
向の断面図である。第２図は本発明の半導体レーザの素
子作製工程を示す断面図である。 １…n-GaAs基板、３…n-Ga0.6Al0.4Asクラツド層、４…
Ga0.86Al0.14As活性層、５…p-Ga0.6Al0.4Asクラツド
層、10…反射面SiO2パツシベーシヨン膜、11…レーザ反
射面。
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板上に活性層を含む複数の半導体
層を積層する工程と、上記半導体層上に電極を形成する
工程と、上記活性層を含む複数の半導体層の表面から上
記半導体基板方向に複数の凹部を形成する工程と、上記
凹部形成工程ののち上記凹部及び電極の表面全体に誘電
体膜を形成する工程と、上記電極部分の誘電体膜を除去
する工程とを有することを特徴とする半導体レーザ素子
の製造方法。 - 【請求項２】上記誘電体膜はスパッタリング法を用いて
形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の半導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270876A JPH0712099B2 (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59270876A JPH0712099B2 (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8025019A Division JP2783240B2 (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61150291A JPS61150291A (ja) | 1986-07-08 |
| JPH0712099B2 true JPH0712099B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=17492195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59270876A Expired - Lifetime JPH0712099B2 (ja) | 1984-12-24 | 1984-12-24 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712099B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6386490A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体レ−ザのチツプ分離方法 |
| CN115157016A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-11 | 核工业西南物理研究院 | 高温超导哈氏合金基带表面离子束抛光方法及装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8104068A (nl) * | 1981-09-02 | 1983-04-05 | Philips Nv | Halfgeleiderlaser. |
| JPS58125887A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS59110185A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-26 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置端面保護膜の形成方法 |
| JPS59219974A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザの製造方法 |
| JPS6199395A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザの製造方法 |
-
1984
- 1984-12-24 JP JP59270876A patent/JPH0712099B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61150291A (ja) | 1986-07-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |