JPH08250801A - Semiconductor laser device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor laser device and its manufacture

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JPH08250801A
JPH08250801A JP4830495A JP4830495A JPH08250801A JP H08250801 A JPH08250801 A JP H08250801A JP 4830495 A JP4830495 A JP 4830495A JP 4830495 A JP4830495 A JP 4830495A JP H08250801 A JPH08250801 A JP H08250801A
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JP
Japan
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layer
etching
ridge
gaas
contact layer
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Application number
JP4830495A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Nagai
豊 永井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH08250801A publication Critical patent/JPH08250801A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a highly reliable ridge type semiconductor laser device by relieving the level difference between a clad layer and contact layer caused by the difference of etching rate between both layers and preventing the deterioration of the characteristic of the device and a method for manufacturing the laser device. CONSTITUTION: A p-type Al0.25 Ga0.75 As etching buffer layer having an aluminum composition which is the intermediate composition between those of a p-type Al0.5 Ga0.5 As second clad layer 6 and p-type GaAs first clad layer 8 is formed between the layers 6 and 8. Since the layer 7 has an etching rate between those of the layers 8 and 6 against an organic acid/hydrogen peroxide solution due to its aluminum composition ratio dependency, the difference of etching rate between each layer is reduced from the conventional example and a ridge structure having a smooth side faces can be formed with high reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、リッジ構造を持つ半
導体レーザとその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser having a ridge structure and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は、従来の半導体レーザの構造を示
す斜視図である。図において、1はn−GaAs半導体
基板、2はn−Al0.5Ga0.5Asクラッド層、3は量
子井戸活性層、4はp−Al0.5Ga0.5As第1クラッ
ド層、5はp−Al0.7Ga0.3Asエッチングストッパ
ー層、6はp−Al0.5Ga0.5As第2クラッド層、8
はp−GaAs第1コンタクト層、9はリッジ型導波
路、10はn−GaAs電流ブロック層、11はp−G
aAs第2コンタクト層、12はp−電極、13はn−
電極をそれぞれ示す。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional semiconductor laser. In the figure, 1 is an n-GaAs semiconductor substrate, 2 is an n-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer, 3 is a quantum well active layer, 4 is a p-Al 0.5 Ga 0.5 As first cladding layer, and 5 is a p-Al 0.7 layer. Ga 0.3 As etching stopper layer, 6 is p-Al 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer, 8
Is a p-GaAs first contact layer, 9 is a ridge type waveguide, 10 is an n-GaAs current blocking layer, and 11 is p-G.
aAs second contact layer, 12 is p-electrode, 13 is n-
The electrodes are shown respectively.

【0003】次に、動作について説明する。p−電極1
2側に+、n−電極13側に−となるように電圧を印加
すると、ホールはp−GaAs第2コンタクト層11、
p−GaAs第1コンタクト層8、p−Al0.5Ga0.5
As第2クラッド層6、p−Al0.5Ga0.5As第1ク
ラッド層4を経て量子井戸活性層3へ、また電子はn−
GaAs半導体基板1、n−Al0.5Ga0.5Asクラッ
ド層2を経て量子井戸活性層3にそれぞれ注入され、電
子とホールの再結合が発生し、活性層内で誘導放出光が
生じる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導波路
の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じる。
Next, the operation will be described. p-electrode 1
When a voltage is applied so that + is applied to the 2 side and − is applied to the n− electrode 13 side, holes are formed in the p-GaAs second contact layer 11,
p-GaAs first contact layer 8, p-Al 0.5 Ga 0.5
After passing through the As second cladding layer 6 and the p-Al 0.5 Ga 0.5 As first cladding layer 4 to the quantum well active layer 3, electrons are n-
It is injected into the quantum well active layer 3 through the GaAs semiconductor substrate 1 and the n-Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 2, recombination of electrons and holes occurs, and stimulated emission light is generated in the active layer. If the amount of injected carriers is made sufficiently high and light exceeding the loss of the waveguide is generated, laser oscillation occurs.

【0004】次に、リッジ構造について説明する。リッ
ジ構造では、ストライプ状のリッジ領域以外のn−Ga
As電流ブロック層10に覆われている領域では、p−
AlGaAs第1クラッド層4とp−GaAs第2コン
タクト層11との間でそれぞれpn接合が形成されてお
り、p−電極12側を+になるように電圧を印加しても
リッジ領域以外ではpnpとなり逆バイアスとなるため
電流は流れない。つまり、n−GaAs電流ブロック層
10は、電流をブロックする機能を果たしている。よっ
て電流は、リッジ領域のみを流れるため、リッジ直下の
量子井戸活性層3領域のみに電流が集中し、レーザ発振
するのに十分な電流密度に達する。また、n−GaAs
電流ブロック層10は量子井戸活性層3で発したレーザ
光を吸収する性質がある。これはGaAsのバンドギャ
ップエネルギーが活性層3の実効的なバンドギャップエ
ネルギーより小さくなるよう設計されているためであ
る。このためリッジ領域の両脇ではレーザ光は強い吸収
を受けるため、リッジ領域の近傍のみにレーザ光も集中
する。この結果、半導体レーザの動作特性の中で重要な
水平横モードも安定に単峰の形状となる。
Next, the ridge structure will be described. In the ridge structure, n-Ga other than the striped ridge region is used.
In the region covered with the As current block layer 10, p−
A pn junction is formed between the AlGaAs first clad layer 4 and the p-GaAs second contact layer 11, and even if a voltage is applied so that the p-electrode 12 side becomes +, pnp is formed except in the ridge region. Since there is a reverse bias, no current flows. That is, the n-GaAs current blocking layer 10 has a function of blocking current. Therefore, the current flows only in the ridge region, so that the current is concentrated only in the region of the quantum well active layer 3 directly below the ridge, and reaches a current density sufficient for laser oscillation. In addition, n-GaAs
The current blocking layer 10 has a property of absorbing the laser light emitted from the quantum well active layer 3. This is because the band gap energy of GaAs is designed to be smaller than the effective band gap energy of the active layer 3. Therefore, the laser light is strongly absorbed on both sides of the ridge region, so that the laser light is also concentrated only near the ridge region. As a result, the horizontal transverse mode, which is important in the operating characteristics of the semiconductor laser, also has a stable single-peaked shape.

【0005】次に、従来の半導体レーザの製造方法を図
について説明する。図5−aに示すように、n−GaA
s半導体基板1上にn−Al0.5Ga0.5Asクラッド層
2、活性層3、p−Al0.5Ga0.5As第1クラッド層
4、p−Al0.7Ga0.3Asエッチングストッパー層
5、p−Al0.5Ga0.5As第2クラッド層6、p−G
aAs第1コンタクト層8の各層をエピタキシャル結晶
成長する。このウエハ上に図5−bに示すように、スト
ライプ状の絶縁膜14を形成する。材質としてはSi3
4、SiO2等が用いられる。この絶縁膜14は、リッ
ジエッチングのマスクとして機能する。すなわち、図5
−cに示すように、この絶縁膜14をマスクとしてリッ
ジ形状になるようエッチングを行う。このエッチングに
おいてはp−GaAs第1コンタクト層8、p−Al
0.5Ga0.5As第2クラッド層6はエッチングできる
が、p−Al0.7Ga0.3Asエッチングストッパー層5
はエッチングされないような選択エッチャントを用いる
ことにより、再現性良くリッジ構造を形成できる。
Next, a conventional method for manufacturing a semiconductor laser will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 5-a, n-GaA
n-Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer 2, active layer 3, p-Al 0.5 Ga 0.5 As first cladding layer 4, p-Al 0.7 Ga 0.3 As etching stopper layer 5, p-Al 0.5 on the semiconductor substrate 1. Ga 0.5 As second cladding layer 6, p-G
Each layer of the aAs first contact layer 8 is epitaxially grown. As shown in FIG. 5B, a stripe-shaped insulating film 14 is formed on this wafer. The material is Si 3
N 4 , SiO 2 or the like is used. This insulating film 14 functions as a mask for ridge etching. That is, FIG.
As shown in -c, etching is performed using the insulating film 14 as a mask so as to form a ridge shape. In this etching, p-GaAs first contact layer 8, p-Al
The 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer 6 can be etched, but the p-Al 0.7 Ga 0.3 As etching stopper layer 5 is formed.
The ridge structure can be formed with good reproducibility by using a selective etchant that is not etched.

【0006】次に、図5−dに示すように、再結晶成長
でリッジ部分以外の箇所をn−GaAs電流ブロック層
10で埋め込む。リッジ部分は、絶縁膜14が結晶成長
時のマスクともなるため、この上には結晶成長しない。
最後に、ウエットあるいはドライエッチングにより絶縁
膜14を除去した後、図5−eに示すようにp−GaA
s第2コンタクト層11を結晶成長する。その後、n−
GaAs半導体基板1側にn−電極13、p−GaAs
第2コンタクト層11側にp−電極12を形成すること
により図4に示すような半導体レーザが完成する。
Next, as shown in FIG. 5D, the portion other than the ridge portion is filled with the n-GaAs current blocking layer 10 by recrystallization growth. Since the insulating film 14 also serves as a mask during crystal growth, the ridge portion does not grow crystal on it.
Finally, after removing the insulating film 14 by wet or dry etching, as shown in FIG.
s Crystal growth of the second contact layer 11 is performed. Then n-
N-electrode 13, p-GaAs on the GaAs semiconductor substrate 1 side
By forming the p-electrode 12 on the second contact layer 11 side, the semiconductor laser as shown in FIG. 4 is completed.

【0007】以上が従来の半導体レーザ装置の製造方法
である。このような製造工程に用いられるエッチャント
の例としては、有機酸と過酸化水素の混合液が挙げられ
る。このエッチャントでは、図6に示すようなエッチン
グレートのアルミ組成比依存性があり、アルミ組成が大
きくなるほどエッチングレートは遅くなる傾向にある。
よって、選択エッチング中、p−GaAs第1コンタク
ト層8をエッチングし終わり、続いてp−Al0.5Ga
0.5As第2クラッド層6をエッチングしている際、両
者のエッチングレートの差により、サイドエッチングの
進み具合が異なる結果、図5−cに示すようにp−Ga
As第1コンタクト層8のサイドエッチングが進み、リ
ッジ側面にエピ層界面に沿って段差が発生する現象がし
ばしば生じる。この場合、次工程のn−GaAs電流ブ
ロック層10による埋め込み成長において、サイドエッ
チングによりp−GaAs第1コンタクト層8に接して
いない絶縁膜14部分が大きくなり、絶縁膜14下は完
全に成長しきらず、n−GaAs電流ブロック層表面に
図5−dに示すような段差ができてしまう。この段差
は、p−GaAs第2コンタクト層11の成長時に、図
5−eに示すようなリッジ両脇の部分に空洞の領域15
を形成したり、ウエハ表面上の大きな窪み16の原因と
なる。
The above is the conventional method for manufacturing a semiconductor laser device. An example of the etchant used in such a manufacturing process is a mixed solution of organic acid and hydrogen peroxide. In this etchant, the etching rate depends on the aluminum composition ratio as shown in FIG. 6, and the etching rate tends to decrease as the aluminum composition increases.
Therefore, during the selective etching, the etching of the p-GaAs first contact layer 8 is completed, and then the p-Al 0.5 Ga is completed.
When the 0.5 As second clad layer 6 is being etched, the progress of the side etching is different due to the difference in the etching rates of the both, and as a result, as shown in FIG.
As the side etching of the As first contact layer 8 proceeds, a step often occurs on the side surface of the ridge along the interface of the epi layer. In this case, in the subsequent step of buried growth with the n-GaAs current blocking layer 10, the side of the insulating film 14 not in contact with the p-GaAs first contact layer 8 becomes large due to side etching, and the portion under the insulating film 14 grows completely. However, a step as shown in FIG. 5D is formed on the surface of the n-GaAs current block layer. During the growth of the p-GaAs second contact layer 11, this step is formed in the cavity region 15 on both sides of the ridge as shown in FIG.
And may cause a large depression 16 on the wafer surface.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来のリッジ型半導体
レーザ装置は以上のように構成されているので、p−G
aAs第1コンタクト層8とp−Al0.5Ga0.5As第
2クラッド層6のエッチングレートの差により生じるリ
ッジ両脇の部分の空洞15がレーザ特性を劣化させた
り、ウエハ表面上の大きな窪み16により局所的なスト
レスが発生し、レーザ特性を劣化させたり、または後工
程での転写時にパターン精度を悪くさせるという問題が
あった。
Since the conventional ridge type semiconductor laser device is constructed as described above, p-G
The cavities 15 on both sides of the ridge caused by the difference in etching rate between the aAs first contact layer 8 and the p-Al 0.5 Ga 0.5 As second clad layer 6 deteriorate the laser characteristics, or due to the large depression 16 on the wafer surface. There has been a problem that local stress is generated, laser characteristics are deteriorated, or pattern accuracy is deteriorated at the time of transfer in a subsequent process.

【0009】この発明は、上記のような問題を解消する
ためになされたもので、p−コンタクト層とp−クラッ
ド層のエッチングレートの差により生じる両者の間の段
差を緩和し、レーザ特性を劣化させるリッジ両脇部分の
空洞やウエハ表面上の窪みを防止し、信頼性の高いリッ
ジ型半導体レーザ装置とその製造方法を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and alleviates the step between the p-contact layer and the p-clad layer caused by the difference in etching rate between them, thereby improving the laser characteristics. It is an object of the present invention to provide a highly reliable ridge-type semiconductor laser device and a method for manufacturing the same, which can prevent cavities on both sides of the ridge that are deteriorated and dents on the wafer surface.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明に係わる半導体
レーザ装置は、クラッド層、エッチングバッファ層およ
びコンタクト層によりリッジ型導波路を形成し、クラッ
ド層とコンタクト層の間に挿入されたエッチングバッフ
ァ層のアルミ組成比を、クラッド層とコンタクト層のそ
れぞれのアルミ組成比の中間的な値に設定したものであ
る。また、エッチングバッファ層に、アルミ組成比がク
ラッド層のアルミ組成比からコンタクト層のアルミ組成
比へと連続的に変化するグレイディド層を用いるもので
ある。
In a semiconductor laser device according to the present invention, a ridge type waveguide is formed by a clad layer, an etching buffer layer and a contact layer, and an etching buffer layer inserted between the clad layer and the contact layer. The aluminum composition ratio is set to an intermediate value between the aluminum composition ratios of the clad layer and the contact layer. Further, the etching buffer layer uses a graded layer whose aluminum composition ratio continuously changes from the aluminum composition ratio of the clad layer to the aluminum composition ratio of the contact layer.

【0011】この発明に係わる半導体レーザ装置の製造
方法は、n−GaAs半導体基板上に、n−Al0.5
0.5Asよりなるクラッド層、量子井戸活性層、p−
Al0.5Ga0.5Asよりなる第1クラッド層、p−Al
0.7Ga0.3Asよりなるエッチングストッパー層、p−
Al0.5Ga0.5Asよりなる第2クラッド層、p−Al
0.25Ga0.75Asよりなるエッチングバッファ層、p−
GaAsよりなる第1コンタクト層の各層を順次形成す
る工程と、第1コンタクト層上にリッジエッチングマス
クとして機能する絶縁膜を形成する工程と、有機酸と過
酸化水素の混合液によるウエットエッチングにて第1コ
ンタクト層、エッチングバッファ層、第2クラッド層を
エッチングし、リッジ構造を形成する工程を含むもので
ある。
According to the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, n-Al 0.5 G is formed on an n-GaAs semiconductor substrate.
a 0.5 As cladding layer, quantum well active layer, p-
First clad layer made of Al 0.5 Ga 0.5 As, p-Al
Etching stopper layer made of 0.7 Ga 0.3 As, p-
Second cladding layer made of Al 0.5 Ga 0.5 As, p-Al
Etching buffer layer made of 0.25 Ga 0.75 As, p-
By sequentially forming each layer of the first contact layer made of GaAs, forming an insulating film functioning as a ridge etching mask on the first contact layer, and performing wet etching with a mixed solution of organic acid and hydrogen peroxide. It includes a step of forming a ridge structure by etching the first contact layer, the etching buffer layer and the second cladding layer.

【0012】[0012]

【作用】この発明における半導体レーザ装置において
は、リッジ型導波路を形成するクラッド層とコンタクト
層の間に挿入されたエッチングバッファ層が、両者の中
間的なアルミ組成比を有するので、エッチングレートが
アルミ組成比依存性を有するエッチャントを用いてエッ
チングを行う際に、エッチングバッファ層は、第1コン
タクト層と第2クラッド層の中間的なエッチングレート
を有することになるため、各層間でのエッチングレート
差が小さくなり、段差のない滑らかな側面の形状のリッ
ジ構造が形成できる。また、アルミ組成比がクラッド層
のアルミ組成比からコンタクト層のアルミ組成比へと連
続的に変化するグレイディド層を用いるので、各層間で
エッチングレートの不連続な領域がなくなるため、さら
に安定で滑らかなリッジ構造が形成される。
In the semiconductor laser device according to the present invention, since the etching buffer layer inserted between the clad layer and the contact layer forming the ridge type waveguide has an aluminum composition ratio intermediate between the two, the etching rate is When etching is performed using an etchant having an aluminum composition ratio dependency, the etching buffer layer has an intermediate etching rate between the first contact layer and the second cladding layer, so that the etching rate between the layers is increased. The difference is reduced, and a ridge structure having a smooth side surface with no step can be formed. In addition, since the graded layer whose aluminum composition ratio changes continuously from the aluminum composition ratio of the clad layer to the aluminum composition ratio of the contact layer, there is no discontinuity in the etching rate between each layer, so it is more stable and smooth. Ridge structure is formed.

【0013】また、有機酸と過酸化水素の混合液による
ウエットエッチングによれば、第1コンタクト層、エッ
チングバッファ層、第2クラッド層を選択的にエッチン
グし、再現性良く安定にリッジ構造を形成することがで
きる。
Further, by wet etching with a mixed solution of organic acid and hydrogen peroxide, the first contact layer, the etching buffer layer and the second cladding layer are selectively etched to form a ridge structure stably with good reproducibility. can do.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1は、本実施例におけるリッジ型半導体レーザ
装置を示す図である。図において、7は、p−Al0.25
Ga0.75Asエッチングバッファ層である。なお、従来
例と同一部分には同一記号を付し、説明を省略する。
Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a ridge type semiconductor laser device in this embodiment. In the figure, 7 is p-Al 0.25
Ga 0.75 As etching buffer layer. The same parts as those of the conventional example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0015】次に、本実施例の半導体レーザの製造方法
を図について説明する。図2−aに示すように、n−G
aAs半導体基板1上にn−Al0.5Ga0.5Asクラッ
ド層2、量子井戸活性層3、p−Al0.5Ga0.5As第
1クラッド層4、p−Al0.7Ga0.3Asエッチングス
トッパー層5、p−Al0.5Ga0.5As第2クラッド層
6、p−Al0.25Ga0.75Asエッチングバッファ層
7、p−GaAs第1コンタクト層8の各層をエピタキ
シャル結晶成長する。このウエハ上に、図2−bに示す
ように、ストライプ状の絶縁膜14を形成する。材質と
してはSi34、SiO2等が用いられる。この絶縁膜
14は、リッジエッチングのマスクとして機能する。す
なわち、図2−cに示すように、この絶縁膜14をマス
クとしてリッジ形状になるようエッチングを行う。この
エッチングにおいてはp−GaAs第1コンタクト層
8、p−Al0.25Ga0.75Asエッチングバッファ層
7、p−Al0.5Ga0.5As第2クラッド層6はエッチ
ングできるが、p−Al0.7Ga0.3Asエッチングスト
ッパー層5はエッチングされないような選択エッチャン
トを用いることにより、再現性良くリッジ構造を形成で
きる。このようなエッチャントの例として、有機酸と過
酸化水素の混合液が挙げられる。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser of this embodiment will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 2-a, n-G
On the aAs semiconductor substrate 1, n-Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 2, quantum well active layer 3, p-Al 0.5 Ga 0.5 As first clad layer 4, p-Al 0.7 Ga 0.3 As etching stopper layer 5, p- The Al 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer 6, the p-Al 0.25 Ga 0.75 As etching buffer layer 7, and the p-GaAs first contact layer 8 are epitaxially grown. On this wafer, as shown in FIG. 2-b, a stripe-shaped insulating film 14 is formed. As the material, Si 3 N 4 , SiO 2 or the like is used. This insulating film 14 functions as a mask for ridge etching. That is, as shown in FIG. 2C, etching is performed using the insulating film 14 as a mask to form a ridge shape. In this etching, the p-GaAs first contact layer 8, the p-Al 0.25 Ga 0.75 As etching buffer layer 7, and the p-Al 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer 6 can be etched, but the p-Al 0.7 Ga 0.3 As etching is performed. The stopper layer 5 can form a ridge structure with good reproducibility by using a selective etchant that is not etched. An example of such an etchant is a mixed solution of an organic acid and hydrogen peroxide.

【0016】次に、図2−dに示すように、再結晶成長
でリッジ部分以外の箇所をn−GaAs電流ブロック層
10で埋め込む。リッジ部分は、絶縁膜14が結晶成長
時のマスクともなるため、この上には結晶成長しない。
続いて、ウエットあるいはドライエッチングにより絶縁
膜14を除去した後、図2−eに示すようにp−GaA
s第2コンタクト層11を結晶成長し、最後にn−Ga
As半導体基板1側にn−電極13、p−GaAs第2
コンタクト層11側にp−電極12を形成することによ
り、図1に示すようなリッジ型半導体レーザ装置が完成
する。
Next, as shown in FIG. 2D, the portion other than the ridge portion is filled with the n-GaAs current blocking layer 10 by recrystallization growth. Since the insulating film 14 also serves as a mask during crystal growth, the ridge portion does not grow crystal on it.
Subsequently, the insulating film 14 is removed by wet or dry etching, and then p-GaA is formed as shown in FIG.
s Crystal growth of the second contact layer 11 is performed, and finally n-Ga
N-electrode 13, p-GaAs second on the As semiconductor substrate 1 side
By forming the p-electrode 12 on the contact layer 11 side, the ridge type semiconductor laser device as shown in FIG. 1 is completed.

【0017】本実施例によるリッジ型半導体レーザ装置
においては、p−Al0.5Ga0.5As第2クラッド層6
とp−GaAs第1コンタクト層8の間に、両者の中間
的なアルミ組成を有するp−Al0.25Ga0.75Asエッ
チングバッファ層7が挿入されている。エッチングバッ
ファ層7は、有機酸・過酸化水素溶液に対してはアルミ
組成比依存性により図6に示すように第1コンタクト層
8と第2クラッド層6の中間的なエッチングレートを有
することになる。この結果、各層間でのエッチングレー
ト差が従来より小さくなるため、従来発生していたよう
な、リッジエッチング時に生じる段差が極めて生じにく
くなり、滑らかな側面の形状のリッジ構造が再現性良く
形成できる。
In the ridge type semiconductor laser device according to the present embodiment, the p-Al 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer 6 is used.
The p-Al 0.25 Ga 0.75 As etching buffer layer 7 having an aluminum composition intermediate between the two is inserted between the p-GaAs first contact layer 8 and the p-GaAs first contact layer 8. The etching buffer layer 7 has an intermediate etching rate between the first contact layer 8 and the second cladding layer 6 due to the aluminum composition ratio dependency with respect to the organic acid / hydrogen peroxide solution. Become. As a result, the difference in etching rate between the layers is smaller than in the prior art, so that the step that occurs during ridge etching, which has conventionally occurred, is extremely unlikely to occur, and a ridge structure having a smooth side surface can be formed with good reproducibility. .

【0018】実施例2.実施例1において導入したp−
Al0.25Ga0.75Asエッチングバッファ層7に対して
さらにエッチングレート差の緩和効果を増大させるた
め、図3に示すように、p−Al0.5Ga0.5As第2ク
ラッド層6とp−GaAs第1コンタクト層8の間にア
ルミ組成比を0から0.5まで連続的に変化させたグレ
イディドエッチングバッファ層17を設け、エッチング
レートの観点から不連続な領域をなくすことにより、さ
らに安定にリッジ導波路を形成することができる。
Example 2. P− introduced in Example 1
In order to further increase the effect of relaxing the etching rate difference with respect to the Al 0.25 Ga 0.75 As etching buffer layer 7, as shown in FIG. 3, the p-Al 0.5 Ga 0.5 As second cladding layer 6 and the p-GaAs first contact are formed. By providing the graded etching buffer layer 17 in which the aluminum composition ratio is continuously changed from 0 to 0.5 between the layers 8 to eliminate the discontinuous region from the viewpoint of the etching rate, the ridge waveguide is further stabilized. Can be formed.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、クラッ
ド層とコンタクト層の間に、両者の中間的なエッチング
レートを有するエッチングバッッファ層が挿入されてい
るので、各層間でのエッチングレート差が小さくなり、
段差のない滑らかな側面の形状のリッジ構造が再現性良
く形成でき、信頼性の高い半導体レーザ装置が得られ
る。また、グレイディド層を用いることにより、各層間
でエッチングレートの不連続な領域がなくなるため、さ
らに安定で滑らかなリッジ構造が形成できる効果があ
る。
As described above, according to the present invention, since the etching buffer layer having an intermediate etching rate between the clad layer and the contact layer is inserted between the clad layer and the contact layer, the layers between the layers are not separated. The etching rate difference becomes smaller,
A ridge structure having smooth side surfaces without steps can be formed with high reproducibility, and a highly reliable semiconductor laser device can be obtained. In addition, the use of the graded layer eliminates the region where the etching rate is discontinuous between the layers, so that a more stable and smooth ridge structure can be formed.

【0020】さらに、この発明の製造方法によれば、有
機酸と過酸化水素の混合液によるウエットエッチングに
より、第1コンタクト層、エッチングバッファ層、第2
クラッド層を選択的にエッチングし、再現性良く安定に
リッジ構造を形成することができる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, the first contact layer, the etching buffer layer and the second contact layer are formed by wet etching using a mixed solution of an organic acid and hydrogen peroxide.
The clad layer can be selectively etched to form a ridge structure stably with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の一実施例における半導体レーザ装置
の構造を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例における半導体レーザ装置
の製造フローを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing flow of a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 aは、本発明の実施例2における半導体レー
ザ装置を示す断面図、bは、グレイディドエッチングバ
ッファ層のAl組成比を示す図である。
3A is a cross-sectional view showing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a view showing an Al composition ratio of a graded etching buffer layer.

【図4】 従来の半導体レーザ装置の構造を示す斜視図
である。
FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a conventional semiconductor laser device.

【図5】 従来の半導体レーザ装置の製造フローを示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing flow of a conventional semiconductor laser device.

【図6】 有機酸・過酸化水素溶液におけるエッチング
レートとアルミ組成比の関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an etching rate in an organic acid / hydrogen peroxide solution and an aluminum composition ratio.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaAs半導体基板、2 n−Al0.5Ga0.5
Asクラッド層、3 量子井戸活性層、4 p−Al
0.5Ga0.5As第1クラッド層、5 p−Al0.7Ga
0.3Asエッチングストッパー層、6 p−Al0.5Ga
0.5As第2クラッド層、7 p−Al0.25Ga0.75
sエッチングバッファ層、8 p−GaAs第1コンタ
クト層、9 リッジ型導波路、10 n−GaAs電流
ブロック層、11 p−GaAs第2コンタクト層、1
2 p−電極、13 n−電極、14 絶縁膜によるリ
ッジマスク、15 p−GaAs第2コンタクト層中の
空洞部分、16 ウエハ表面上の窪み部分、17 グレ
イディドエッチングバッファ層。
1 n-GaAs semiconductor substrate, 2 n-Al 0.5 Ga 0.5
As cladding layer, 3 quantum well active layer, 4 p-Al
0.5 Ga 0.5 As 1st clad layer, 5 p-Al 0.7 Ga
0.3 As etching stopper layer, 6 p-Al 0.5 Ga
0.5 As second clad layer, 7 p-Al 0.25 Ga 0.75 A
s etching buffer layer, 8 p-GaAs first contact layer, 9 ridge type waveguide, 10 n-GaAs current blocking layer, 11 p-GaAs second contact layer, 1
2 p-electrode, 13 n-electrode, 14 Ridge mask by insulating film, 15 Cavity in p-GaAs second contact layer, 16 Dimple on wafer surface, 17 Graded etching buffer layer.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クラッド層とコンタクト層の間にエッチ
ングバッファ層を有するリッジ型導波路を備え、上記エ
ッチングバッファ層のアルミ組成比が、上記クラッド層
とコンタクト層のそれぞれのアルミ組成比の中間的な値
であることを特徴とする半導体レーザ装置。
1. A ridge type waveguide having an etching buffer layer between a clad layer and a contact layer, wherein the aluminum composition ratio of the etching buffer layer is intermediate between the aluminum composition ratios of the clad layer and the contact layer. The semiconductor laser device is characterized by various values.
【請求項2】 エッチングバッファ層は、アルミ組成比
が、クラッド層のアルミ組成比からコンタクト層のアル
ミ組成比へと連続的に変化するグレイディド層であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
2. The semiconductor according to claim 1, wherein the etching buffer layer is a graded layer whose aluminum composition ratio continuously changes from the aluminum composition ratio of the cladding layer to the aluminum composition ratio of the contact layer. Laser device.
【請求項3】 n−GaAs半導体基板上に、n−Al
0.5Ga0.5Asよりなるクラッド層、量子井戸活性層、
p−Al0.5Ga0.5Asよりなる第1クラッド層、p−
Al0.7Ga0.3Asよりなるエッチングストッパー層、
p−Al0.5Ga0.5Asよりなる第2クラッド層、p−
Al0.25Ga0.75Asよりなるエッチングバッファ層、
p−GaAsよりなる第1コンタクト層の各層を順次形
成する工程と、第1コンタクト層上にリッジエッチング
マスクとして機能する絶縁膜を形成する工程と、有機酸
と過酸化水素の混合液によるウエットエッチングにて第
1コンタクト層、エッチングバッファ層、第2クラッド
層をエッチングし、リッジ構造を形成する工程を含むこ
とを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
3. An n-Al is formed on an n-GaAs semiconductor substrate.
A cladding layer made of 0.5 Ga 0.5 As, a quantum well active layer,
p-Al 0.5 Ga 0.5 As first cladding layer, p-
An etching stopper layer made of Al 0.7 Ga 0.3 As,
a second clad layer made of p-Al 0.5 Ga 0.5 As, p-
An etching buffer layer made of Al 0.25 Ga 0.75 As,
A step of sequentially forming each layer of the first contact layer made of p-GaAs, a step of forming an insulating film functioning as a ridge etching mask on the first contact layer, and a wet etching with a mixed solution of organic acid and hydrogen peroxide. And a step of etching the first contact layer, the etching buffer layer, and the second cladding layer to form a ridge structure.
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