JPH0864907A - 平面埋込型レーザダイオードの製造方法 - Google Patents
平面埋込型レーザダイオードの製造方法Info
- Publication number
- JPH0864907A JPH0864907A JP7199989A JP19998995A JPH0864907A JP H0864907 A JPH0864907 A JP H0864907A JP 7199989 A JP7199989 A JP 7199989A JP 19998995 A JP19998995 A JP 19998995A JP H0864907 A JPH0864907 A JP H0864907A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor substrate
- current blocking
- laser diode
- crystal growth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
- H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34306—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength longer than 1000nm, e.g. InP based 1300 and 1500nm lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34313—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer having only As as V-compound, e.g. AlGaAs, InGaAs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体基板と第1の電流遮断層との接合面から
の漏泄電流と、サイリスタ構造による漏泄電流とを減少
する。 【解決手段】マスク29を介して第2のクラッド層2
7、活性層25、第1のクラッド層23および半導体基
板21を非選択エッチング液で、円錐台形になるように
エッチングしたのち、活性層25以外の各層27,2
3,21を、結晶面が正確に露出するように選択的にエ
ッチングし、第2のクラッド層27の側面上方から半導
体基板21上面にかけて全体を覆うように、第1の電流
遮断層と第2の電流遮断層とを形成する。
の漏泄電流と、サイリスタ構造による漏泄電流とを減少
する。 【解決手段】マスク29を介して第2のクラッド層2
7、活性層25、第1のクラッド層23および半導体基
板21を非選択エッチング液で、円錐台形になるように
エッチングしたのち、活性層25以外の各層27,2
3,21を、結晶面が正確に露出するように選択的にエ
ッチングし、第2のクラッド層27の側面上方から半導
体基板21上面にかけて全体を覆うように、第1の電流
遮断層と第2の電流遮断層とを形成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はレーザダイオードの製
造方法に関し、特に、高速で変調できる平面埋込型の異
種接合(planar buried heteros
tructure)の構造を有するレーザダイオードの
製造方法に関するものである。
造方法に関し、特に、高速で変調できる平面埋込型の異
種接合(planar buried heteros
tructure)の構造を有するレーザダイオードの
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、高速の変調ができ、光通信用の
光源として広く用られているレーザダイオードは埋込型
異種接合構造を有する。この埋込型異種接合構造のレー
ザダイオードは、低い発振開始電流、高い量子効率、お
よび、高い特性温度(characteristic
temperature)値などのいくつかの利点を備
える。これは、このレーザダイオードでは、2つのクラ
ッド(clad)層の間に形成された活性層の側面に電
流遮断層が形成されるため、作動中に電流のひろがりが
抑制されるからである。
光源として広く用られているレーザダイオードは埋込型
異種接合構造を有する。この埋込型異種接合構造のレー
ザダイオードは、低い発振開始電流、高い量子効率、お
よび、高い特性温度(characteristic
temperature)値などのいくつかの利点を備
える。これは、このレーザダイオードでは、2つのクラ
ッド(clad)層の間に形成された活性層の側面に電
流遮断層が形成されるため、作動中に電流のひろがりが
抑制されるからである。
【0003】図2(a)〜(d)に、従来の平面埋込型
レーザダイオードの製造工程図を示す。
レーザダイオードの製造工程図を示す。
【0004】まず、図2(a)に示すように、n型In
Pの半導体基板1上に、n型InPの第1のクラッド層
2、多層量子井戸(Multiple Quantum
Well:以下、「MQW」と記す)構造を有する活
性層3、および、p型InPの第2のクラッド層4を、
第1の結晶成長工程によって順次形成する。MQW構造
は、複数の、不純物がドーピングされていないInGa
As/InGaAsPの対(pair)により形成され
る。上記第1の結晶成長工程において、MQW構造を有
する活性層3は、有機金属化学気相蒸着(Metal
OrganicChemical Vapor Dep
osition:以下、MOCVDと記す)法により形
成される。
Pの半導体基板1上に、n型InPの第1のクラッド層
2、多層量子井戸(Multiple Quantum
Well:以下、「MQW」と記す)構造を有する活
性層3、および、p型InPの第2のクラッド層4を、
第1の結晶成長工程によって順次形成する。MQW構造
は、複数の、不純物がドーピングされていないInGa
As/InGaAsPの対(pair)により形成され
る。上記第1の結晶成長工程において、MQW構造を有
する活性層3は、有機金属化学気相蒸着(Metal
OrganicChemical Vapor Dep
osition:以下、MOCVDと記す)法により形
成される。
【0005】つぎに、図2(b)に示すように、前記第
2のクラッド層4の上部に通常のフォトリソグラフィ法
により、パターン化されたSiO2またSi3NX(X≒
4)のマスク層5を形成し、このマスク層5をエッチン
グマスクとして使用して、第2のクラッド層4、活性層
3、および第1のクラッド層2を、半導体基板1が露出
するまでエッチング液でメサ(mesa)エッチングす
る。
2のクラッド層4の上部に通常のフォトリソグラフィ法
により、パターン化されたSiO2またSi3NX(X≒
4)のマスク層5を形成し、このマスク層5をエッチン
グマスクとして使用して、第2のクラッド層4、活性層
3、および第1のクラッド層2を、半導体基板1が露出
するまでエッチング液でメサ(mesa)エッチングす
る。
【0006】活性層3のMQW構造を構成するInGa
AsとInGaAsPとの、選択性エッチング液による
エッチング速度が互いに異なるため、エッチングの工程
では、非選択性エッチング液が用いられる。第1のクラ
ッド層2、活性層3および第2のクラッド層4は、湿式
エッチング法により等方性エッチングされるため、基板
表面のなす面に水平な断面の輪郭が円状である構造が形
成される。
AsとInGaAsPとの、選択性エッチング液による
エッチング速度が互いに異なるため、エッチングの工程
では、非選択性エッチング液が用いられる。第1のクラ
ッド層2、活性層3および第2のクラッド層4は、湿式
エッチング法により等方性エッチングされるため、基板
表面のなす面に水平な断面の輪郭が円状である構造が形
成される。
【0007】つぎに、図2(c)に示すように、得られ
た円錐台状構造の側面に、第2の結晶成長工程により、
第1のおよび第2の電流遮断層6,7を形成する。第1
の電流遮断層6はp型InPからなり、第2の電流遮断
層7はn型InPからなる。第1のおよび第2の電流遮
断層6,7は、液相結晶成長(Liquid Phas
e Epitaxy:以下、LPEと記す)法により形
成される。この時、前記第1のおよび第2の電流遮断層
6,7はマスク層5の上部には形成されないので、第2
の電流遮断層7の表面はほぼ平坦になる。
た円錐台状構造の側面に、第2の結晶成長工程により、
第1のおよび第2の電流遮断層6,7を形成する。第1
の電流遮断層6はp型InPからなり、第2の電流遮断
層7はn型InPからなる。第1のおよび第2の電流遮
断層6,7は、液相結晶成長(Liquid Phas
e Epitaxy:以下、LPEと記す)法により形
成される。この時、前記第1のおよび第2の電流遮断層
6,7はマスク層5の上部には形成されないので、第2
の電流遮断層7の表面はほぼ平坦になる。
【0008】図2(d)に示すように、マスク層5を除
去した後、第2の電流遮断層7上に、第3の結晶成長工
程により、p型InPの第3のクラッド層8とP型In
GaAsのオーミック接触層(ohmic conta
ct層)9が順次形成される。第3のクラッド層8とオ
ーミック接触層9とは、LPE法によって形成される。
つぎに、半導体基板1の露出面にn型電極10を形成
し、オーミック接触層9の表面にp型電極11を形成す
る。
去した後、第2の電流遮断層7上に、第3の結晶成長工
程により、p型InPの第3のクラッド層8とP型In
GaAsのオーミック接触層(ohmic conta
ct層)9が順次形成される。第3のクラッド層8とオ
ーミック接触層9とは、LPE法によって形成される。
つぎに、半導体基板1の露出面にn型電極10を形成
し、オーミック接触層9の表面にp型電極11を形成す
る。
【0009】前述した従来技術による平面埋込型レーザ
ダイオードは、第3のクラッド層−第2の電流遮断層−
第1の電流遮断層−半導体基板により構成されるサイリ
スタ(thyristor)構造が形成されている。こ
のサイリスタ構造では、第1の電流遮断層は、漏泄電流
が流れることを防止するために、半導体基板上の厚さd
1を厚くし、ドーピング濃度をp型クラッド層より高く
しなければならない。
ダイオードは、第3のクラッド層−第2の電流遮断層−
第1の電流遮断層−半導体基板により構成されるサイリ
スタ(thyristor)構造が形成されている。こ
のサイリスタ構造では、第1の電流遮断層は、漏泄電流
が流れることを防止するために、半導体基板上の厚さd
1を厚くし、ドーピング濃度をp型クラッド層より高く
しなければならない。
【0010】しかし、第1の電流遮断層の半導体基板上
の厚さd1を厚くし、ドーピング濃度を高くすると、第
1の電流遮断層の抵抗が低くなり電流がよく流れること
になるので、半導体基板と第1の電流遮断層との接合面
に漏泄電流が流れることとなる。この漏泄電流は活性層
と第2の電流遮断層との間の間隔d2に比例する。ゆえ
に、半導体基板と第1の電流遮断層との接合面の漏泄電
流を減少させるためには、第1の電流遮断層の形成時
に、できるだけ活性層と第2の電流遮断層との間の間隔
d2を狭くしなければならない。
の厚さd1を厚くし、ドーピング濃度を高くすると、第
1の電流遮断層の抵抗が低くなり電流がよく流れること
になるので、半導体基板と第1の電流遮断層との接合面
に漏泄電流が流れることとなる。この漏泄電流は活性層
と第2の電流遮断層との間の間隔d2に比例する。ゆえ
に、半導体基板と第1の電流遮断層との接合面の漏泄電
流を減少させるためには、第1の電流遮断層の形成時
に、できるだけ活性層と第2の電流遮断層との間の間隔
d2を狭くしなければならない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来の平面埋込型レー
ザダイオードの製造方法には、サイリスタ構造による漏
泄電流を防止するために第1の電流遮断層を半導体基板
上に厚く形成すれば、活性層と第2の電流遮断層の間の
間隔d2が大きくなって半導体基板と第1の電流遮断層
の間の接合面からの漏泄電流が増加するという問題点が
あった。また、活性層と第2の電流遮断層との間の間隔
d2を狭くすることで半導体基板と第1の電流遮断層と
の間の接合面の漏泄電流を減少させるため、第1の電流
遮断層の厚さd1を薄くすれば、サイリスタ構造による
漏泄電流が増加するという問題点があった。
ザダイオードの製造方法には、サイリスタ構造による漏
泄電流を防止するために第1の電流遮断層を半導体基板
上に厚く形成すれば、活性層と第2の電流遮断層の間の
間隔d2が大きくなって半導体基板と第1の電流遮断層
の間の接合面からの漏泄電流が増加するという問題点が
あった。また、活性層と第2の電流遮断層との間の間隔
d2を狭くすることで半導体基板と第1の電流遮断層と
の間の接合面の漏泄電流を減少させるため、第1の電流
遮断層の厚さd1を薄くすれば、サイリスタ構造による
漏泄電流が増加するという問題点があった。
【0012】そこで、本発明は、サイリスタ構造による
漏泄電流を減少させ、半導体基板と第1の電流遮断層の
接合面から漏泄する漏泄電流を減少させることができる
平面埋込型レーザダイオード製造方法を提供することを
目的としている。
漏泄電流を減少させ、半導体基板と第1の電流遮断層の
接合面から漏泄する漏泄電流を減少させることができる
平面埋込型レーザダイオード製造方法を提供することを
目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による平面埋込型レーザダイオードの製造方
法は、第1の導電型の半導体基板の上に第1の導電型の
第1のクラッド層と、不純物がドーピングされない活性
層と、第2導電型の第1のクラッド層とを順次形成する
第1の結晶成長工程と;前記第1のクラッド層上の所定
の部位にマスクパータンを形成する工程と、前記マスク
パータンをエッチングマスクとして利用して、前記第2
のクラッド層、活性層、第1のクラッド層および半導体
基板を非選択的にエッチングする第1のエッチング工程
と;前記半導体基板、第1および第2のクラッド層を選
択的にエッチングする第2のエッチング工程と;記第2
のクラッド層側面上方から半導体基板上面にかけて全体
を覆うように、第2の導電型の第1の電流遮断層と第1
の導電型の第2の電流遮断層を順次形成する第2の結晶
成長工程と;前記マスクパータンを除去し、第2導電型
の第3のクラッド層と第2導電型のオーミック接触層と
を順次形成する第3の結晶成長工程と;前記半導体基板
と第3のクラッド層との表面に、第1および第2電極を
形成する工程とを有する。
め、本発明による平面埋込型レーザダイオードの製造方
法は、第1の導電型の半導体基板の上に第1の導電型の
第1のクラッド層と、不純物がドーピングされない活性
層と、第2導電型の第1のクラッド層とを順次形成する
第1の結晶成長工程と;前記第1のクラッド層上の所定
の部位にマスクパータンを形成する工程と、前記マスク
パータンをエッチングマスクとして利用して、前記第2
のクラッド層、活性層、第1のクラッド層および半導体
基板を非選択的にエッチングする第1のエッチング工程
と;前記半導体基板、第1および第2のクラッド層を選
択的にエッチングする第2のエッチング工程と;記第2
のクラッド層側面上方から半導体基板上面にかけて全体
を覆うように、第2の導電型の第1の電流遮断層と第1
の導電型の第2の電流遮断層を順次形成する第2の結晶
成長工程と;前記マスクパータンを除去し、第2導電型
の第3のクラッド層と第2導電型のオーミック接触層と
を順次形成する第3の結晶成長工程と;前記半導体基板
と第3のクラッド層との表面に、第1および第2電極を
形成する工程とを有する。
【0014】
【作用】本発明による平面埋込型レーザダイオードは、
つぎのようにして作製される。まず、マスクパータンを
エッチングマスクとして使用して、第2のクラッド層、
活性層、第1のクラッド層および半導体基板をメサ(m
esa)構造を成すように非選択エッチング液で、円錐
台形になるように第1のエッチングを行う。つぎに、活
性層を除いた各層、すなわち、半導体基板と、第1およ
び第2のクラッド層とを、結晶面が正確に露出するよう
に選択的に第2のエッチングを行なった後、第1の電流
遮断層と第2の電流遮断層とを、結晶を成長させること
により形成する。このようにすれば、結晶面が正確に露
出された半導体基板と、第1および第2のクラッド層と
の表面より、結晶面が正確に露出されていない活性層の
側面の方が結晶の成長速度が遅いため、第2の電流遮断
層の活性層側面部分は薄く形成され、活性層と第2の電
流遮断層の間の距離(図1にDとして図示)が狭くな
る。
つぎのようにして作製される。まず、マスクパータンを
エッチングマスクとして使用して、第2のクラッド層、
活性層、第1のクラッド層および半導体基板をメサ(m
esa)構造を成すように非選択エッチング液で、円錐
台形になるように第1のエッチングを行う。つぎに、活
性層を除いた各層、すなわち、半導体基板と、第1およ
び第2のクラッド層とを、結晶面が正確に露出するよう
に選択的に第2のエッチングを行なった後、第1の電流
遮断層と第2の電流遮断層とを、結晶を成長させること
により形成する。このようにすれば、結晶面が正確に露
出された半導体基板と、第1および第2のクラッド層と
の表面より、結晶面が正確に露出されていない活性層の
側面の方が結晶の成長速度が遅いため、第2の電流遮断
層の活性層側面部分は薄く形成され、活性層と第2の電
流遮断層の間の距離(図1にDとして図示)が狭くな
る。
【0015】
【実施例】以下、添付した図面を参照して本発明の実施
例を詳しく説明する。図1(a)〜(e)に、本発明の
平面埋込型レーザダイオードの製造工程図を示す。
例を詳しく説明する。図1(a)〜(e)に、本発明の
平面埋込型レーザダイオードの製造工程図を示す。
【0016】図1(a)に示すように、n型InPの半
導体基板21上にn型InPの第1のクラッド層23、
不純物がドーピングされない活性層25、および、p型
InPの第2のクラッド層27を、第1の結晶成長工程
によって順次形成する。
導体基板21上にn型InPの第1のクラッド層23、
不純物がドーピングされない活性層25、および、p型
InPの第2のクラッド層27を、第1の結晶成長工程
によって順次形成する。
【0017】前記半導体基板21は、3×1018cm-3
〜5×1018cm-3程度の濃度でSiなどがドーピング
されており、第1のクラッド層23は、1×1018cm
-3〜3×1018cm-3程度の濃度でSiなどがドーピン
グされて500〜1500オングストローム程度の厚さ
で形成される。なお、活性層25は不純物がドーピング
されない、複数のInGaAs/InGaAsP対(p
air)からなるMQW構造を有する。MQW構造の厚
さは、500〜1500オングストローム程度である。
第2のクラッド層27は1×1017cm-3〜1×1018
cm-3程度の濃度でZnなどがドーピングされ、200
0〜4000オングストローム程度の厚さで形成され
る。この第1の結晶成長工程は、活性層25をMWQ構
造で形成しなければならないので、MOCVD法により
形成する。
〜5×1018cm-3程度の濃度でSiなどがドーピング
されており、第1のクラッド層23は、1×1018cm
-3〜3×1018cm-3程度の濃度でSiなどがドーピン
グされて500〜1500オングストローム程度の厚さ
で形成される。なお、活性層25は不純物がドーピング
されない、複数のInGaAs/InGaAsP対(p
air)からなるMQW構造を有する。MQW構造の厚
さは、500〜1500オングストローム程度である。
第2のクラッド層27は1×1017cm-3〜1×1018
cm-3程度の濃度でZnなどがドーピングされ、200
0〜4000オングストローム程度の厚さで形成され
る。この第1の結晶成長工程は、活性層25をMWQ構
造で形成しなければならないので、MOCVD法により
形成する。
【0018】つぎに、図1(b)に示すように、前記第
2のクラッド層27上の所定の部位に、通常のフォトリ
ソグラフィ法により、SiO2またはSi3Nx(X≒
4)などからなる、活性層25の幅を定めるためのマス
クパータン29を、1000〜3000オングストロー
ム程度の厚さで形成する。
2のクラッド層27上の所定の部位に、通常のフォトリ
ソグラフィ法により、SiO2またはSi3Nx(X≒
4)などからなる、活性層25の幅を定めるためのマス
クパータン29を、1000〜3000オングストロー
ム程度の厚さで形成する。
【0019】そして、前記マスクパータン29をエッチ
ングマスクとして使用して、半導体基板21が露出する
まで、第2のクラッド層27、活性層25および第1の
クラッド層23がメサ構造になるようにエッチング液で
第1のエッチングをする。なお、活性層25のMQW構
造を形成するInGaAsとInGaAsPとは、選択
的エッチング液によるエッチング速度が異なる。そこ
で、この工程では、HBrとH3PO4とK2Cr2O7と
の混合液(混合比(体積比)は、HBr:H3PO4:K
2Cr2O7=2:2:1)などの非選択性エッチング液
でエッチングする。このため、第1のクラッド層23、
活性層25および第2のクラッド層27は、湿式エッチ
ング法によって等方性エッチングされるので、断面が円
形である外周面が形成されることになり、結晶面が正確
に露出されない。
ングマスクとして使用して、半導体基板21が露出する
まで、第2のクラッド層27、活性層25および第1の
クラッド層23がメサ構造になるようにエッチング液で
第1のエッチングをする。なお、活性層25のMQW構
造を形成するInGaAsとInGaAsPとは、選択
的エッチング液によるエッチング速度が異なる。そこ
で、この工程では、HBrとH3PO4とK2Cr2O7と
の混合液(混合比(体積比)は、HBr:H3PO4:K
2Cr2O7=2:2:1)などの非選択性エッチング液
でエッチングする。このため、第1のクラッド層23、
活性層25および第2のクラッド層27は、湿式エッチ
ング法によって等方性エッチングされるので、断面が円
形である外周面が形成されることになり、結晶面が正確
に露出されない。
【0020】つぎに、図1(c)に示すように、前述し
た構造をHClとH3PO4とを所定の比率(HCl:H
3PO4=1:5〜10)で混合した、選択的にInPを
除去する選択性エッチング液で第2のエッチングをす
る。これにより、活性層25を除く各層、すなわち、I
nPの形成されている半導体基板21と、第1および第
2のクラッド層23,27とが選択的にエッチングされ
る。このとき、半導体基板21は斜めにエッチングされ
るが、第1のクラッド層23は上部に活性層25が結晶
成長されているのでアンダカット(undercut)
されず、垂直にエッチングされ、第2のクラッド層27
はエッチングされて幅が狭くなる。この第1のエッチン
グ工程において、結晶面が正確に露出されない部分が除
去され、活性層25の側面を除いた、半導体基板21と
第1および第2のクラッド層23,27との側面には、
結晶面が正確に露出される。
た構造をHClとH3PO4とを所定の比率(HCl:H
3PO4=1:5〜10)で混合した、選択的にInPを
除去する選択性エッチング液で第2のエッチングをす
る。これにより、活性層25を除く各層、すなわち、I
nPの形成されている半導体基板21と、第1および第
2のクラッド層23,27とが選択的にエッチングされ
る。このとき、半導体基板21は斜めにエッチングされ
るが、第1のクラッド層23は上部に活性層25が結晶
成長されているのでアンダカット(undercut)
されず、垂直にエッチングされ、第2のクラッド層27
はエッチングされて幅が狭くなる。この第1のエッチン
グ工程において、結晶面が正確に露出されない部分が除
去され、活性層25の側面を除いた、半導体基板21と
第1および第2のクラッド層23,27との側面には、
結晶面が正確に露出される。
【0021】図1(d)に示すように、第2のクラッド
層27側面上方から半導体基板上面にかけて全体を覆う
ように、p型InPの第1の電流遮断層31とn型In
Pの第2の電流遮断層33とを、LPE法またはMOC
VD法による第2の結晶成長工程によって順次形成す
る。第1の電流遮断層31は1×1018cm-3〜3×1
018cm-3程度の濃度で亜鉛(Zn)などがドーピング
され、第2の電流遮断層33は3×1018cm-3〜5×
1018cm-3程度の濃度でテルル(Te)などがドーピ
ングされており、サイリスタから漏泄電流を減らすため
に、各々1.3〜1.7μm程度の厚さで形成される。
層27側面上方から半導体基板上面にかけて全体を覆う
ように、p型InPの第1の電流遮断層31とn型In
Pの第2の電流遮断層33とを、LPE法またはMOC
VD法による第2の結晶成長工程によって順次形成す
る。第1の電流遮断層31は1×1018cm-3〜3×1
018cm-3程度の濃度で亜鉛(Zn)などがドーピング
され、第2の電流遮断層33は3×1018cm-3〜5×
1018cm-3程度の濃度でテルル(Te)などがドーピ
ングされており、サイリスタから漏泄電流を減らすため
に、各々1.3〜1.7μm程度の厚さで形成される。
【0022】通常、結晶成長時の特性上、結晶の成長速
度は、結晶面が正確に露出された部分より正確に露出さ
れていない部分の方が遅い。従って、第1の電流遮断層
31は、活性層25の側面には、半導体基板21、第1
のクラッド層23、および第2のクラッド層27の露出
された側面より薄く形成される。また、第2の電流遮断
層33は、マスクパータン29によって、うさぎのみみ
(rabbit ear)状に結晶が成長する現像が抑
制されるため、表面が平坦に形成される。
度は、結晶面が正確に露出された部分より正確に露出さ
れていない部分の方が遅い。従って、第1の電流遮断層
31は、活性層25の側面には、半導体基板21、第1
のクラッド層23、および第2のクラッド層27の露出
された側面より薄く形成される。また、第2の電流遮断
層33は、マスクパータン29によって、うさぎのみみ
(rabbit ear)状に結晶が成長する現像が抑
制されるため、表面が平坦に形成される。
【0023】つぎに、図1(e)に示すように、マスク
パータン29を除去した後、第2のクラッド層27と、
第1および第2の電流遮断層31,33との上にp型I
nPの第3のクラッド層25およびp型InGaAsの
オーミック接触層37を、LPE法またはMOCVD法
による第3の結晶成長工程によって順次形成する。
パータン29を除去した後、第2のクラッド層27と、
第1および第2の電流遮断層31,33との上にp型I
nPの第3のクラッド層25およびp型InGaAsの
オーミック接触層37を、LPE法またはMOCVD法
による第3の結晶成長工程によって順次形成する。
【0024】第3のクラッド層35は、第1の電流遮断
層31より低い不純物の濃度を有するように、1×10
17cm-3〜1×1018cm-3程度の濃度でZnなどがド
ーピングされ、1.3〜1.7μm程度の厚さで形成さ
れる。オーミック接触層37はZnなどが1×1019c
m-3以上の高濃度でドーピングされ、3000〜500
0オングストローム程度の厚さで形成される。
層31より低い不純物の濃度を有するように、1×10
17cm-3〜1×1018cm-3程度の濃度でZnなどがド
ーピングされ、1.3〜1.7μm程度の厚さで形成さ
れる。オーミック接触層37はZnなどが1×1019c
m-3以上の高濃度でドーピングされ、3000〜500
0オングストローム程度の厚さで形成される。
【0025】最後に、半導体基板21表面に、導電性が
よい金属からなるn型電極38を形成し、オーミック接
触層37表面に、導電性がよい金属からなるn型電極3
9を形成する。
よい金属からなるn型電極38を形成し、オーミック接
触層37表面に、導電性がよい金属からなるn型電極3
9を形成する。
【0026】図3は、活性層25と第2の電流遮断層3
3との間の距離Dを変えて、−0.5Vの電圧を印加
し、半導体基板21と第1の電流遮断層31の接合面の
漏泄電流の変化を測定した結果を示すグラフである。
3との間の距離Dを変えて、−0.5Vの電圧を印加
し、半導体基板21と第1の電流遮断層31の接合面の
漏泄電流の変化を測定した結果を示すグラフである。
【0027】このグラフの作成において、半導体基板2
1と第1の電流遮断層31との接合面の漏泄電流の変化
を測定するのに使用された素子は、第1の電流遮断層3
1の厚さを変えることによって、活性層25と第2の電
流遮断層33との間の距離Dを変えた以外は、同一の工
程によって作成した。図1からわかるように、半導体基
板21と第1の電流遮断層31の接合面の漏泄電流は、
距離Dに比例して変化する。
1と第1の電流遮断層31との接合面の漏泄電流の変化
を測定するのに使用された素子は、第1の電流遮断層3
1の厚さを変えることによって、活性層25と第2の電
流遮断層33との間の距離Dを変えた以外は、同一の工
程によって作成した。図1からわかるように、半導体基
板21と第1の電流遮断層31の接合面の漏泄電流は、
距離Dに比例して変化する。
【0028】例えば、半導体基板21と第1の電流遮断
層31との接合面での漏泄電流は、活性層25と第2の
電流遮断層33との間の距離Dが1.13μmであれ
ば、約210μAであるが、距離Dを0.6μmと2倍
程度狭くすると、約90μAと1/2以下に削減するこ
とができる。さらに、活性層25と第2の電流遮断層3
3との間の距離Dを0.4μmに狭めれば、半導体基板
21と第1の電流遮断層31との接合面の漏泄電流は、
約30μAとなり、無視する程度に減少する。
層31との接合面での漏泄電流は、活性層25と第2の
電流遮断層33との間の距離Dが1.13μmであれ
ば、約210μAであるが、距離Dを0.6μmと2倍
程度狭くすると、約90μAと1/2以下に削減するこ
とができる。さらに、活性層25と第2の電流遮断層3
3との間の距離Dを0.4μmに狭めれば、半導体基板
21と第1の電流遮断層31との接合面の漏泄電流は、
約30μAとなり、無視する程度に減少する。
【0029】
【発明の効果】上述のように、本発明は、活性層と第2
の電流遮断層の間の距離Dを狭めることによって半導体
基板と第1の電流遮断層との接合面から漏泄する漏泄電
流を減少させ、素子の性能を向上させることができる。
の電流遮断層の間の距離Dを狭めることによって半導体
基板と第1の電流遮断層との接合面から漏泄する漏泄電
流を減少させ、素子の性能を向上させることができる。
【図1】図1は、本発明による平面埋込型レーザダイオ
ードの製造工程図である。
ードの製造工程図である。
【図2】図2は、従来の平面埋込型レーザダイオードの
製造工程図である。
製造工程図である。
【図3】活性層と電流遮断層との距離と漏泄電流値との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
21…半導体基板、23…第1のクラッド層、25…活
性層、27…第2のクラッド層、29…マスクパータ
ン、31…第1の電流遮断層、33…第2の電流遮断
層、35…第3のクラッド層、37…オーミック接触
層、38…n型電極、39…p型電極。
性層、27…第2のクラッド層、29…マスクパータ
ン、31…第1の電流遮断層、33…第2の電流遮断
層、35…第3のクラッド層、37…オーミック接触
層、38…n型電極、39…p型電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 景鉉 大韓民国大田直轄市儒城区魚隱洞ハンビッ トアパート102棟1803戸
Claims (7)
- 【請求項1】第1の導電型の半導体基板の上に、第1の
導電型の第1のクラッド層と、不純物がドーピングされ
ていない活性層と、第2の導電型の第2のクラッド層と
を順次形成する第1の結晶成長工程と;前記第1のクラ
ッド層上の所定の位置にマスクパターンを形成する工程
と;前記マスクパータンをエッチングマスクとして、前
記第2のクラッド層、活性層、第1のクラッド層および
半導体基板を非選択的にエッチングする第1のエッチン
グ工程と;前記半導体基板、第1のクラッド層、および
第2のクラッド層を選択的にエッチングする第2のエッ
チング工程と;前記第2のクラッド層側面上方から半導
体基板上面にかけて全体を覆うように、第2の導電型の
第1の電流遮断層と、第1の導電型の第2の電流遮断層
とを順次形成する第2の結晶成長工程と;前記マスクパ
ータンを除去し、第2のクラッド層と、第1の電流遮断
層と、第2の電流遮断層との表面に、第2導電型の第3
のクラッド層と、第2導電型のオーミック接触層とを順
次形成する第3の結晶成長工程と;前記半導体基板の表
面に第1の電極を形成し、前記第3のクラッド層の表面
に第2の電極を形成する工程とを備えることを特徴とす
る平面埋込型レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項2】前記半導体基板はInPであることを特徴
とする請求項1記載の平面埋込型レーザダイオードの製
造方法。 - 【請求項3】前記第1の結晶成長工程は、有機金属の化
学気相蒸着法により行われることを特徴とする請求項1
記載の平面埋込型レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項4】前記活性層は、複数の、InGaAs/I
nGaAsP対からなる多層量子井戸構造を有するよう
に形成されることを特徴とする請求項1記載の平面埋込
型レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項5】前記第1のエッチング工程は、HBrとH
3PO4とK2Cr2O7とを混合(混合比(体積比)は、
HBr:H3PO4:K2Cr2O7=2:2:1)して得
られる非選択性エッチング液を用いて行われることを特
徴とする請求項1記載の平面埋込型レーザダイオードの
製造方法。 - 【請求項6】前記第1の結晶成長工程および第2の結晶
成長工程は、液相結晶成長法または有機金属化学気相蒸
着法により行われることを特徴とする請求項1記載の平
面埋込型レーザダイオードの製造方法。 - 【請求項7】前記第2のエッチング工程は、HClとH
3PO4とを混合(混合比(体積比)は、HCl:H3P
O4=1:5〜10)して得られる選択性エッチング液
を用いて行われることを特徴とする請求項1記載の平面
埋込型レーザダイオードの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR94-19496 | 1994-08-08 | ||
KR1019940019496A KR0146714B1 (ko) | 1994-08-08 | 1994-08-08 | 평면 매립형 레이저 다이오드의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0864907A true JPH0864907A (ja) | 1996-03-08 |
JP3053357B2 JP3053357B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=19389969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7199989A Expired - Fee Related JP3053357B2 (ja) | 1994-08-08 | 1995-08-04 | 平面埋込型レーザダイオードの製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5665612A (ja) |
JP (1) | JP3053357B2 (ja) |
KR (1) | KR0146714B1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011249766A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-12-08 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 光半導体装置およびその製造方法 |
JP2019071397A (ja) * | 2017-10-11 | 2019-05-09 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光半導体素子およびその製造方法 |
JPWO2019193679A1 (ja) * | 2018-04-04 | 2020-12-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3907854B2 (ja) * | 1998-12-07 | 2007-04-18 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
EP1134858A1 (en) * | 2000-03-06 | 2001-09-19 | Agilent Technologies Inc. a Delaware Corporation | Buried mesa semiconductor device |
US6664605B1 (en) | 2000-03-31 | 2003-12-16 | Triquint Technology Holding Co. | Dopant diffusion blocking for optoelectronic devices using InAlAs and/or InGaAlAs |
KR20020078189A (ko) | 2001-04-06 | 2002-10-18 | 한국전자통신연구원 | 매립형 리지 구조의 전류 차단층을 갖는 광소자 및 그제조 방법 |
KR100620912B1 (ko) * | 2003-12-05 | 2006-09-13 | 한국전자통신연구원 | 반도체 레이저 및 그 제작 방법 |
JP4552549B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-09-29 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光素子 |
DE102004037191B4 (de) * | 2004-07-30 | 2008-04-03 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Halbleiterbautelement mit einer Passivierungsschicht und Verfahren zu seiner Herstellung |
JP4853008B2 (ja) * | 2005-12-14 | 2012-01-11 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光素子を作製する方法 |
JP5151627B2 (ja) * | 2008-04-02 | 2013-02-27 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60154689A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-14 | Hitachi Ltd | 発光素子およびこれを用いた光通信装置 |
JPS61150393A (ja) * | 1984-12-25 | 1986-07-09 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザおよびその製造方法 |
JPH0821751B2 (ja) * | 1986-02-28 | 1996-03-04 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置 |
JPS62159486A (ja) * | 1986-01-07 | 1987-07-15 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
GB8622767D0 (en) * | 1986-09-22 | 1986-10-29 | British Telecomm | Semiconductor structures |
JPS63169086A (ja) * | 1987-01-06 | 1988-07-13 | Fujikura Ltd | 埋込型半導体レ−ザの製造方法 |
KR910008439B1 (ko) * | 1989-04-06 | 1991-10-15 | 재단법인 한국전자통신연구소 | 매립형 레이저 다이오드의 제조방법 |
NL8902292A (nl) * | 1989-09-14 | 1991-04-02 | Philips Nv | Werkwijze voor het vervaardigen van een een mesa bevattende halfgeleiderinrichting. |
JP2827326B2 (ja) * | 1989-09-27 | 1998-11-25 | 住友電気工業株式会社 | 半導体レーザの製造方法 |
JP2561163B2 (ja) * | 1990-02-28 | 1996-12-04 | 富士通株式会社 | メサ埋め込み型光半導体装置の製造方法 |
US5227015A (en) * | 1990-07-30 | 1993-07-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating semiconductor laser |
JP2943510B2 (ja) * | 1991-08-09 | 1999-08-30 | 日本電気株式会社 | 可変波長半導体レーザ装置 |
JP2950028B2 (ja) * | 1992-07-23 | 1999-09-20 | 日本電気株式会社 | 光半導体素子の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-08 KR KR1019940019496A patent/KR0146714B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-08-04 JP JP7199989A patent/JP3053357B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-07 US US08/512,224 patent/US5665612A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011249766A (ja) * | 2010-04-27 | 2011-12-08 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 光半導体装置およびその製造方法 |
JP2019071397A (ja) * | 2017-10-11 | 2019-05-09 | 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 | 光半導体素子およびその製造方法 |
JPWO2019193679A1 (ja) * | 2018-04-04 | 2020-12-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体レーザおよびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3053357B2 (ja) | 2000-06-19 |
US5665612A (en) | 1997-09-09 |
KR0146714B1 (ko) | 1998-11-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2547001B2 (ja) | 半導体構造の製造方法 | |
JP2827326B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
JPH05304337A (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
JP3053357B2 (ja) | 平面埋込型レーザダイオードの製造方法 | |
JPH0918079A (ja) | 半導体装置の製造方法,及び半導体装置 | |
JPS609356B2 (ja) | 半導体発光装置の製法 | |
US5271028A (en) | Semiconductor laser device | |
US5561681A (en) | Semiconductor laser | |
JPS6080292A (ja) | 半導体レ−ザ | |
JP2003283047A (ja) | リッジ導波路型分布帰還レーザ | |
JP2629678B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
JP3108183B2 (ja) | 半導体レーザ素子とその製造方法 | |
JP3451818B2 (ja) | 半導体レーザー | |
JPH07283482A (ja) | 半導体レーザ装置及びその作製方法 | |
JPH084180B2 (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
JPH1174624A (ja) | レーザダイオード及びその製造方法 | |
JPH10510102A (ja) | チャネル内のリッジ状レーザ | |
JPS59181084A (ja) | 半導体レ−ザ装置 | |
JP2736382B2 (ja) | 埋め込み型半導体レーザおよびその製造方法 | |
JPS6361793B2 (ja) | ||
JPS60258987A (ja) | 半導体レ−ザ装置およびその製造方法 | |
JPS6318875B2 (ja) | ||
JPS62193189A (ja) | 半導体発光装置 | |
JPH10107367A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法 | |
JPS59222984A (ja) | 半導体レ−ザ装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000314 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |