JPH0878784A - レーザーダイオードおよびその製造方法 - Google Patents

レーザーダイオードおよびその製造方法

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JPH0878784A
JPH0878784A JP6336195A JP33619594A JPH0878784A JP H0878784 A JPH0878784 A JP H0878784A JP 6336195 A JP6336195 A JP 6336195A JP 33619594 A JP33619594 A JP 33619594A JP H0878784 A JPH0878784 A JP H0878784A
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layer
photoresist
laser diode
passivation layer
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Seung-Kee Yang
ヤン スン−キー
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した自己整列構造を有し、抵抗性接触が
３次元的な接触であり、優れた熱発散能力を持つ改善さ
れた構造のレーザーダイオードを得る。 【構成】 次のようにしてレーザーダイオードを製造す
る。まず、活性層を含んだ多層のエピタキシャル層を半
導体基板１００上に形成する。次に、前記多層のエピタ
キシャル層の最上面に四角形のリッジを形成する。前記
エピタキシャル層上に所定の厚さのパシベーション層１
０７を蒸着する。前記パシベーション層上にフォトレジ
スト１０８を塗布する。前記フォトレジストに対して、
リッジ最上面の垂直方向で所定の深さ露光する。前記フ
ォトレジストの露光した部分を除去する。露出したパシ
ベーション層を除去する。前記リッジの両側に残留する
フォトレジストを除去する。前記構造の最上面に電流注
入層１０９を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザーダイオードと
その製造方法に関し、より具体的にはリッジ型の半導体
レーザーダイオードとこれを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、情報処理用のシステム，光通信レ
ーザープリンター，バーコード判読機（bar code reade
r)などのレーザーダイオード応用製品が商用化されるに
つれ、光源としてのレーザーダイオードの構造と製造方
法も多くの発展を成してきた。特に、上部に四角形の突
出部を有するリッジ型のレーザーダイオードは、低いス
レショルド電流下に駆動させうる構造であり、多くの研
究が進行されつつある。しかしながら、未ださまざまな
理由によって続く研究にもかかわらず従来のリッジ型の
レーザーダイオードは幾つかの問題点を持っている。
【０００３】図１は、従来のリッジ型の半導体レーザー
ダイオードの断層構造を示した断面図である。図１を参
照すれば、リッジ型のレーザーダイオードは、半導体基
板１上に、第１クラッド層２，第１導波層３，活性層
４，第２導波層５，第２クラッド層６，キャップ層７，
パシベーション層（passivation layer)８，および電流
注入層９が順次に積層された構造を有する。特に、第２
クラッド層６の上部の中央には四角形のリッジが形成さ
れている。これに加えて、特に前記リッジの頂上面に前
記キャップ層７が形成され、前記パシベーション層８は
前記リッジの頂上面を除いた部分を覆っており、前記電
流注入層９は前記パシベーション層８の開口部を通じて
前記キャップ層７と抵抗性接触を成している。
【０００４】前記レーザーダイオードの動作を簡単に説
明すれば次の通りである。先ず、前記電流注入層９に電
圧が印加されると、電子が電流注入層９とキャップ層７
との間の抵抗性接触面１０を通過してリッジの内部へ注
入される。この電子は内部の活性層４で正孔と結合して
光を生成し、生成された初期光はさらに他の電子−正孔
結合を誘導して同一周波数の光が生成され続ける。生成
された光はレーザーダイオードの前後面に備えられたミ
ラーの間で共振してレーザーとして発振する。
【０００５】このような素子の製作工程は、図３Ａから
図４Ｆに順に示されている。素子の製作順序を調べてみ
ると、先ず半導体基板１上に順次、第１クラッド層２，
第１導波層３，活性層４，第２導波層５，第２クラッド
層６，キャップ層７などのエピタキシャル層を成長させ
る（図３Ａ）。結晶成長はさまざまな蒸着法、例えばＭ
ＯＣＶＤ（metal organic chemical vapor depositio
n)，ＰＥＣＶＤ（plasma-enhanced chemical vapor dep
osition)，ＭＢＥ(molecular beam epitaxy)などで可能
である。次に、上部の第２クラッド層６に通常のパター
ニング技術を利用してSiO2マスク層を形成した後（図３
Ｂ）、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法で第２クラッ
ド層を蝕刻してリッジを作る（図３Ｃ）。SiO2マスクを
除去した後（図４Ｄ）、リッジ上にパシベーション層を
全体的に蒸着する（図４Ｅ）。ここで、再びパターニン
グ法でリッジの頂上面に重なったパシベーション層の中
間部分をエッチングしてエピタキシャル層を露出させ
る。最後に、この上に抵抗性接触面と電流注入層とを順
次に形成する（図４Ｆ）。
【０００６】以上のような従来の製造方法は、リッジに
対するパシベーション層のミスアラインを生じやすい方
式であって、前記抵抗性接触面を生成するパターニング
工程において微細アライン工程が必要である。レーザー
ダイオードのリッジ幅が２〜３μm であり、実際の抵抗
性接触面の幅が１〜２μm しかないので、極めて精密な
アライン作業が要求される。このような精密なアライン
方法は、ミスアラインを誘発させやすく、リッジから逸
脱した部分が蝕刻される現象を招く。
【０００７】図２は製造工程のうちでこのようなミスア
ラインが発生したレーザーダイオードの断面図である。
図２に示したように、パシベーション層８の開口部がリ
ッジの頂上面を逸脱した部分に形成されると、電流がリ
ッジの側面から注入され、動作時に致命的な性能低下を
もたらす。抵抗性接触面が狭いことにより、この面での
面抵抗が大きいという点と、これによって駆動時に発生
する熱を効果的に放出できないという点とが前記構造の
さらに他の問題点である。このような熱の放出は、リッ
ジの側壁よりは主にリッジの最上面のエピタキシャル層
を通じて多くなされるために、抵抗性接触面は熱伝達媒
体としての役割の遂行も重要である。しかしながら、前
記構造では抵抗性接触面の面積が狭くて熱放出が容易で
なく、これは素子の駆動安定性と寿命に決定的な悪影響
を及ぼす。
【０００８】このような問題を解決するために、アライ
ン工程を行うことなくパターニングのような効果を上げ
ることのできる自己整列（Self-align）法が最近研究さ
れつつある。図５Ａないし図６Ｆは、自己整列により抵
抗性接触面を生成したレーザーダイオードの製造工程図
である（日本特開平４−１６２６８９）。
【０００９】製造工程を調べてみると、先ず上面中央に
平坦な頂上面を有するリッジ１１ａの形成された半導体
基板１１上に第１クラッド層１２，活性層１３，第２ク
ラッド層１４，およびキャップ層１５を成長させ（図５
Ａ）、次に粘度の高いフォトレジスト３をその上に平坦
に塗布し（図５Ｂ）、これを酸素プラズマで蝕刻してリ
ッジ１５ａの上部の一部を露出させる（図５Ｃ）。次い
で、アンモニアと過酸化水素水を混ぜた溶液を利用して
前記フォトレジスト３の間に露出した屈曲部１５ａの上
部を除去して前記キャップ層１５の上面を平坦化させ
（図６Ｄ）、次いで蒸着工程を通じて前記フォトレジス
ト３の上面とフォトレジスト３の開口部に露出したキャ
ップ層１５の上面の中央とにマスク層のチタン膜２を蒸
着する（図６Ｅ）。その後、リッジ１５ａの両側部分の
残留フォトレジスト３をリフトオフ法でその上部のチタ
ン膜２と共に除去し、続く工程で基板の全面にプロトン
注入４をして残留チタン膜２の両側に高抵抗領域５を形
成する。これにより素子が完成する（図６Ｆ）。
【００１０】前記の方法は、微細アライン工程を行うこ
となく抵抗性接触領域をフォトレジスト３の開口部を通
じて露出させる自己整列法を使用するものである。それ
で、ミスアラインの問題が発生せず、よって製造工程の
正確性が向上する。しかしながら、高抵抗領域を形成す
る工程が屈曲部１５ａの除去，チタン膜の蒸着，プロト
ン注入などの複雑な作業からなり、素子の熱放出面積が
２次元的な平面であるリッジの頂上面に限られるため
に、熱放出があまり効率的でない。
【００１１】図７Ａないし図８Ｇは、米国特許５２０８
１８３号に開示された自己整列法を利用した製造方法に
関するものである。図８Ｇを参照すれば、Ａn/Ｓu/Ａu
からなる金属電極１２０が底面に形成されたｎ+ GaAs基
板１２１上に、GaAsバッファー層１２２，GaAlAs第１ク
ラッド層１２３，およびサンドイッチ構造の活性層と導
波層領域１２４が積層・形成される。そして、その中央
の上面にリッジを備えたGaAlAs第２クラッド層１２５，
リッジの頂上面を除いた第２クラッド層１２５の表面を
覆うSiO2パシベーション層６３，平坦化層１２７，AuBe
／Ti／Auの金属電極１２８，p-type GaAs 層１２９およ
びGaAsキャップ層１３０が形成されている。
【００１２】前記構造の製造工程は次の通りである。図
７Ａに示したように、まず半導体基板１２１上に、GaAs
バッファー層１２２，GaAlAs第１クラッド層１２３，サ
ンドイッチ構造の活性層と導波層領域１２４，およびGa
AlAs第２クラッド層１２５が形成される。そして、その
上に金属又はレジスト物質からなるマスク６２が形成さ
れる。
【００１３】図７Ｂに示したように、マスク６２の両側
に露出した部位を所定の深さだけ蝕刻して第２クラッド
層１２５の上部の中央にリッジ１２５ａを形成する。図
７Ｃに示したように、パシベーション層６３を前記積層
の全表面にわたって蒸着する。図８Ｄに示したように、
この構造の上部にポリイミドからなる平坦化層１２７を
形成する。
【００１４】図８Ｅに示したように、酸素プラズマを利
用したＲＩＥ法で前記平坦化層１２７の表面を所定の深
さほどエッチングしてリッジの頂上面に形成されたパシ
ベーション層６３の一部を露出させる。図８Ｆに示した
ように、前記平坦化層１２７の開口部に露出されたパシ
ベーション層６３の露出部位をエッチングしてマスク６
２の表面を露出させる。
【００１５】図８Ｇに示したように、前記マスク６２上
に金属電極層１２８を蒸着して所望のレーザーダイオー
ドを得る。前述した製造方法も同様に、微細アライン工
程を行うことなく自己整列法で抵抗性接触面を生成でき
るという長所を持っており、また前に述べた日本特開平
４−１６２６８９号の開示技術に比べて、より簡単な工
程からなる点も注目しなければならない。しかしなが
ら、この方法で製作されたレーザーダイオードは次のよ
うな幾つかの欠点を持っている。例えば、最終構造にお
いてリッジの両側に存する平坦化層１２７は熱抵抗体と
しての役割を果たし、よって駆動時に熱伝達を妨げる。
したがって、不十分な熱放出と熱集中に対する素子の劣
化による性能低下を避けることができない。特に、この
技術の実施例として提示されたポリイミドで平坦化層を
形成する場合、ポリイミド自体の低い熱伝導度（therma
l conductivity）によって熱集中による素子劣化の問題
はさらに深刻になる。
【００１６】平坦化層が最終構造に含まれることにより
発生するさらに他の問題は、このような平坦化層の素材
として使用されるポリイミドなどのように柔軟な物質が
クリービィング（cleaving）工程時に焼成・変形される
ことである。このような場合、素子の発振部分に重なる
ことがあり、よって光を遮ったりばらつかせりすること
により、所望の機能が得られなくなる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
した自己整列構造を有し、抵抗性接触が３次元的な接触
であり、優れた熱発散能力を持つ改善された構造のレー
ザーダイオードとこのための製造方法を提供することで
ある。
【００１８】
【課題を達成するための手段】請求項１に係るレーザー
ダイオードの製造方法は、半導体基板上に活性層を有す
るリッジ型のレーザーダイオードを製造する方法であっ
て、次の工程を含む。 ◎活性層を含んだ多層のエピタキシャル層を半導体基板
上に形成する工程 ◎前記多層のエピタキシャル層の最上面に四角形のリッ
ジを形成する工程 ◎前記リッジを有する多層のエピタキシャル層上に所定
の厚さのパシベーション層を蒸着する工程 ◎前記パシベーション層上にフォトレジストを塗布する
工程 ◎前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体又
は前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体
と、前記リッジ壁面のフォトレジストの上部とを、リッ
ジ最上面に対して垂直の方向へ所定の深さ露光する工程 ◎前記フォトレジストの露光された部分を除去する工程 ◎前記露出されたパシベーション層を除去する工程 ◎前記リッジの両側に残留するフォトレジストを除去す
る工程 ◎前記構造の最上面に電流注入層を形成する工程 請求項２に係るレーザーダイオードの製造方法は、次の
工程を含む。 ◎基板自体をエッチングしてリッジを形成し、その上に
活性層を含んだエピタキシャル層をリッジの形態を保ち
ながら積層・形成する工程 ◎所定の厚さのパシベーション層を前記リッジの形態を
維持しながら蒸着する工程 ◎前記パシベーション層上にフォトレジストを塗布する
工程 ◎前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体、
又は前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体
と前記リッジ壁面のフォトレジストの上部とをリッジ最
上面に対して垂直の方向へ所定の深さほど露光する工程 ◎前記フォトレジストの露光された部分を除去する工程 ◎前記露出されたパシベーション層を除去する工程 ◎前記リッジの両側に残留するフォトレジストを除去す
る工程 ◎前記構造の最上面に電流注入層を形成する工程 請求項３に係るレーザーダイオードの製造方法は、半導
体基板上に活性層を有する双チャネルリッジ型のレーザ
ーダイオードを製造する方法であって、次の工程を含
む。 ◎半導体基板上に活性層を含んだ多層の結晶成長層を形
成する工程 ◎前記多層のエピタキシャル層の最上面に双チャネル構
造のリッジを形成する工程 ◎前記多層のエピタキシャル層上に所定の厚さのパシベ
ーション層を蒸着する工程 ◎前記パシベーション層上にフォトレジストを塗布する
工程 ◎前記リッジ最上面のフォトレジスト全体、又は前記リ
ッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体と前記リッ
ジ壁面のフォトレジストの上部とをリッジ最上面に対し
て垂直の方向へ所定の深さほど露光する工程 ◎前記フォトレジストの露光された部分を除去する工程 ◎前記露出されたパシベーション層を除去する工程 ◎前記リッジの両側に残留するフォトレジストを除去す
る工程 ◎前記構造の最上面に電流注入層を形成する工程 請求項４に係るレーザーダイオードは、活性層を含んだ
エピタキシャル層にリッジが形成されており、リッジの
頂上面に対応する部位に開口部の備えられたパシベーシ
ョン層が前記リッジの形態を保ちながら該リッジ上に形
成されており、電流注入層が前記リッジの形態を維持し
ながら最上部に形成されたリッジ型のレーザーダイオー
ドである。このレーザーダイオードは、前記電流注入層
と前記エピタキシャル層間の接触面がリッジ最上面とリ
ッジの側壁部分とにわたっている構造を有することを特
徴としている。
【００１９】請求項５に係るレーザーダイオードは、請
求項４項記載のリッジ型のレーザーダイオードであっ
て、前記パシベーション層が、Al2O3 およびZnSeからな
るグループから選択された１つの物質で主に形成された
ことを特徴としている。
【００２０】
【作用】抵抗性接触面自体がリッジの最上層の全面と側
面の一部とにまで３次元的に拡大されると、抵抗が小さ
く熱発散効果の優れたレーザーダイオードが製作でき
る。
【００２１】
【実施例】図９Ａないし図１２Ｌは、本発明の製造方法
による本発明のレーザーダイオードの工程図であり、特
に図１２Ｌは本発明の製造方法により得られた本発明の
レーザーダイオードの概略的な断面図である。先ず、図
１２Ｌを参照すれば、本発明によるレーザーダイオード
は、ｎ+ GaAs半導体基板１００の上面に、１μm の厚さ
のｎ+ Ga0.6 Al0.4As 第１クラッド層１０１と、ｎ+ Al
x Ga1-x As導波層，ストレインド（strained）GaAs／In
0.2Ga0．８As量子ウェル構造活性層および１６４nmのｐ
- Alx Ga1-x As第２導波層の積層構造であるレーザー発
振層１０２と、１μm の厚さのｐ+ Ga0.6 Al0.4As 第２
クラッド層１０３と、３００nmの厚さの SiO2 からなる
パシベーション層１０７と、ｐ+ GaAsキャップ層１０４
およびCrPtAuからなる金属電極層１０９とが順次に形成
された構造を有する。
【００２２】前記のような構造のレーザーダイオードを
製造する方法は次の通りである。図９Ａに示したよう
に、先ず基状ＭＢＥ（Gas source-Molecular Beam Epit
axy ）法で成長されたGaAs基板上に、化学蒸着法（Chem
ical Vapor Deposition ：以下‘ＣＶＤ’），有機金属
化学蒸着法（Metal Organic CVD)，ＭＢＥ(molecular B
eam Epitaxy)，ＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy) ，ＶＤ
Ｅ（Vapor Phase Epitaxy)などの一般的な蒸着法を利用
して、第１クラッド層１０１，レーザー発振層１０２，
第２クラッド層１０３，およびキャップ層１０４などを
基板１００上に順に生成する。このような構造にさらに
所望の層を追加されることができ、またこのような構造
は要求される目的に応じて修正され得る。その後、図９
Ｂに示したように、積層の最上層、すなわちキャップ層
１０４の上面に、同様に前記一般的な蒸着法を通じてSi
O2層１０５を蒸着する。
【００２３】図９Ｃに示したように、前記SiO2層上にフ
ォトレジストＰＲを塗布し、通常のフォトリソグラフィ
ー法を通じてリッジフォトレジストマスク１０６を形成
する。図１０Ｄに示したように、フォトレジストマスク
１０６で覆われていないSiO2層の部分をエッチングし、
次いでフォトレジストマスク１０６を除去すれば、乾式
エッチング時に利用されるSiO2マスク１０５ａが形成で
きる。このようなマスクとしてはSiO2の代わりに金属を
使うこともできる。
【００２４】図１０Ｅに示したように、CH4/H2を使用し
た乾式エッチング工程、例えばＲＩＥ工程などを通じ
て、SiO2マスクで覆われている部分を除いた残りの部分
のエピタキシャル層構造をエッチングして、例えば広さ
３μm ，高さ２μm のリッジ１０３ａを第２クラッド層
１０３に形成する。図１０Ｆに示したように、前記SiO2
マスクを除去して基板全面にわたってSiO2やAl2O3 やZn
Seなどの電気抵抗の高い物質からなるパシベーション層
１０７を蒸着させて、リッジを有するレーザーダイオー
ドの基本形態を得る。
【００２５】次に、図１１Ｇに示したように、前記基板
上の第２クラッド層１０３とリッジ１０３ａの全表面
に、スピンコーター（Spin Coater)を利用してフォトレ
ジスト１０８を塗布する。この結果、リッジ上部のフォ
トレジストの厚さｄ１がその両側部分の厚さｄ２より薄
くなる。図１１Ｈに示したように、位置に応じて厚さに
差のあるフォトレジスト１０８に対して、基板に垂直の
方向に全面露光を施す。ここでは、リッジ１０３ａの頂
上面の上に位置したフォトレジスト１０８が完全に露光
されうる程度に、最小時間の露光を行う。この際に、露
光時間や光の強さを調節して、リッジの最上面に位置し
たフォトレジストとリッジの両側壁上に位置した両側の
フォトレジストの一部分１０８ａとが露光される。
【００２６】図１１Ｉに示したように、露光されたフォ
トレジスト１０８ａを除去して、パシベーション層１０
７の中央部位１０７ａ（すなわちリッジ１０３ａの頂上
面上に位置した部位）が露出されるようにする。図１２
Ｊに示したように、露出されたパシベーション層１０７
の中央部位１０７ａを、バッファードオキサイドエッチ
ング（buffered oxide etching）法やＲＩＥ法でエッチ
ングして除去する。
【００２７】図１２Ｋに示したように、残留するフォト
レジスト１０８ｂも除去してパシベーション層１０７を
完全に露出させる。そして、最後に図１２Ｌに示したよ
うに、最終的にＣr/Ｐt/Ａu の金属を蒸着して電流注入
層１０９を形成し、さらにn-GaAs底面にn-Au-Ge ／Vi／
Au金属を蒸着させることによりレーザーダイオードを完
成する。
【００２８】前記工程において、フォトレジストスピン
コーティング時には、実際の粘度が18cSt Shipely Micr
oposit S1400-27 のフォトレジストを使用する。スピン
コーターの回転速度が6000rpm ，リッジの高さが 2.0μ
m の場合には、ｄ１がおよそ0.2μm ，ｄ２がおよそ 1.
2μm 程度となった。リッジが他の部位より突出する構
造であるので、流動性のあるフォトレジストの塗布の際
には、常にリッジ最上面でのフォトレジストの厚さがそ
の他の部分の厚さより薄くなる。
【００２９】前記全面露光の場合、露光深さの範囲は、
リッジ両側のＲＩＥエッチング面に対して垂直の方向を
深さの方向としたとき、リッジ上部のパシベーション層
がエッチングによって全部除去される程度の深さ（最小
限）から、リッジの側壁面のフォトレジストが相当の深
さ露光されＲＩＥエッチング面上に一部厚さのフォトレ
ジストが残っている程度（最大限）までである。そし
て、露光の深さは、この範囲内でできる限り深いのが熱
伝達をより容易にさせるので好ましい。
【００３０】前記ＲＩＥ法は、エッチングの深さを正確
に調節できる長所があるが、イオンの強い衝突エネルギ
ーにより素子を損なうおそれがあるので、バッファード
オキサイドエッチング法の方がさらに望ましい。図１３
Ａは、前記図１１Ｇの工程後の断面構造を示すＳＥＭ写
真であり、フォトレジストの厚さｄ１が厚さｄ２より薄
いことが分かる。
【００３１】図１３Ｂは前記図１１Ｉの工程後の断面構
造を示すＳＥＭ写真であり、図１３Ｃはこれを立体的に
示すＳＥＭ写真であり、露光後にフォトレジストを除去
してエッチングされるSiO2層が露出される状態を示して
いる。図１４Ｄは前記図１２Ｊの工程後の断面構造を示
すＳＥＭ写真であり、SiO2をエッチングした後、GaAsが
晒されたことを示す。
【００３２】図１４Ｅは図１２Ｌの工程後の断面構造を
示すＳＥＭ写真であり、図１４Ｆはこれを立体的に示す
ＳＥＭ写真である。残留するフォトレジストを除去した
後、リッジ最上面の全体とリッジ壁の一部のGaAsとが晒
されて自己整列によって抵抗性接触面が生成されたこと
が分かる。一方、前記の方法とは異なる方法（第２実施
例）で、基板自体にリッジを構成することもできる。
【００３３】その製作方法では、まず、基板自体をエッ
チングしてリッジを形成し、その上に活性層を含んだエ
ピタキシャル層を前記リッジの形態を維持する状態に蒸
着する。そして、所定の厚さのパシベーション層を前記
結晶成長層上に蒸着し、前記パシベーション層上にフォ
トレジストを塗布し、前記リッジの頂上面に重畳される
フォトレジストの全体部分、又は前記リッジの頂上面に
重畳されるフォトレジストの全体部分と前記リッジの壁
面に位置したフォトレジストの上部部分とを露光し、前
記フォトレジストの露光された部分を除去し、露出した
パシベーション層を除去し、前記リッジの両側に残留す
るフォトレジストを除去し、前記構造の最上面に電流注
入層を形成する。
【００３４】前記のような製造方法により製造されたレ
ーザーダイオードは、ｎ+ GaAs半導体基板，１μm 厚さ
のｎ+ Ga0.6 Al0.4As 第１クラッド層，ｎ+ Alx Ga1-x
As導波層，ストレインドGaAs／In0.2Ga0．８As量子ウェ
ル構造活性層，１６４nmのｐ- Alx Ga1-x As第２導波
層，１μm の厚さのｐ+ Ga0.6 Al0.4As 第２クラッド
層，３００nmのSiO2からなるパシベーション層，ｐ+ Ga
Asキャップ層，およびCrPtAuからなるｐ- 金属電極層で
構成されている。
【００３５】前記第２実施例と前に述べた第１実施例の
差は、次の通りである。第１実施例の工程では、基板上
に平面のエピタキシャル層を生成した後、エッチングを
通じてリッジを生成したが、第２実施例の工程では、リ
ッジを有するエピタキシャル層を得るために半導体基板
がエッチングされ、そして続く工程を通じてその上にエ
ピタキシャル層が形成される。したがって、前記第２実
施例の工程は、前記第１実施例の工程と比べてエピタキ
シャル成長後にリッジを形成する工程を不要とする他に
は差がなく、各層の厚さ，ドーピングタイプ，機能など
も前記第１実施例の工程と同様である。
【００３６】図１５は、本発明の第３実施例により製造
されたレーザーダイオードの断面構造を示している。底
面に下部電極７００が備えられた基板上に、活性層３０
０を中間に置いて上下クラッド層２００，４００が積層
されている。上部クラッド層４００には中央のリッジと
その両側に突出部とを有することによって２つのチャネ
ルが備えられている。前記リッジの頂上面を除いた前記
突出部とチャネルとにパシベーション層５００が形成さ
れ、そしてこの上に電流注入層６００が備えられてい
る。
【００３７】以上のような双チャネル（double channe
l）構造のリッジ型のレーザーダイオードを製作する方
法は、活性層を含んだ多層のエピタキシャル層を基板上
に形成する工程と、前記多層のエピタキシャル層の最上
面に双チャネル構造のリッジを形成する工程と、前記エ
ピタキシャル層上に所定の厚さのパシベーション層を蒸
着する工程と、前記パシベーション層上にフォトレジス
トを塗布する工程と、前記構造の両チャネルの外側部位
の突出部の周辺は露光されないようにしながら、前記リ
ッジ最上面のフォトレジストの全体、又は前記リッジ最
上面のフォトレジスト全体と前記リッジ壁面のフォトレ
ジストとをリッジ最上面に対して垂直の方向へ所定の深
さ露光する工程と、前記フォトレジストの露光された部
分を除去する工程と、前記露出されたパシベーション層
を除去する工程と、前記リッジの両側に残留するフォト
レジストを除去する工程と、前記構造の最上面に電流注
入層を形成する工程とからなる。
【００３８】前記実施例も同様に、双チャネル構造を形
成する点の他には、前に述べた一般的な工程と事実上同
一である。前述した双チャネルレーザーダイオードの製
作方法を調べてみると、次の通りである。図１６Ａに示
したように、先ず、GaAs基板１００上に一般的な蒸着法
（PECVD，MOCVD ，MBE ，LPE ，sputteringなど）を利
用して下部クラッド層２００，活性層３００，および上
部クラッド層４００などを形成する。同様に、蒸着層は
目的に応じて追加，変更され得る。そして、この構造に
SiO2を蒸着して、一般的なパターニング法で双チャネル
生成に必要なSiO2マスク８００を形成する。
【００３９】図１６Ｂに示したように、ＲＩＥ法で前記
上部クラッド層４００の露出部位を所定の深さエッチン
グして、上部クラッド層４００の上部に双チャネル構造
を構成する。図１７Ｃに示したように、SiO2マスク８０
０を除去し、この上にさらに電流遮断層のSiO2層５００
を蒸着する。その後、一般的なスピンコーターでフォト
レジスト９００を塗布する。開口部の幅が中央のリッジ
と周辺の一部とに限定されたワイドストリップオープン
マスク１０００を用いてチャネル両端の突出部位は露光
されないようにしながら、リッジとリッジの周辺のフォ
トレジストとを、リッジ最上面に対して垂直の方向へ一
定の深さ露光する。
【００４０】図１７Ｄに示したように、フォトレジスト
の露光された部分を除去する。さらに、図１７Ｅに示し
たように、露出したリッジ頂上面の上のSiO2層をエッチ
ングする。図１８Ｆに示したように、残留するフォトレ
ジストを除去する。そして、図１８Ｇに示したように、
電流注入層の金属層６００をリッジの最上面に形成し、
基板の底面に下部電極７００を形成して工程を完了す
る。
【００４１】前記の実施例は、自己整列による抵抗性接
触面を双チャネル構造に適用するという特徴を有する
が、この際のパターニングのためのワイドストリップマ
スクが５０μm 以上に広いため、ミスアラインが防止で
きる。本発明に係る上述の各実施例を通じて、熱発散効
果の優れたリッジ型のレーザーダイオードを製作するこ
とができ、またその簡便性により工程収率を非常に向上
させうる。熱発散とアラインの問題は、レーザーダイオ
ードの製作において極めて重要な比重を占めるものであ
り、本発明の効果はそれほど波及効果が大きいだろうと
考えられる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、抵抗性接触面を生成す
る際において、微細アライン工程が必要でなくなる。し
かも、抵抗性接触面自体がリッジの最上層の全面と側面
の一部とにまで３次元的に拡大される。この結果、本発
明によれば、安定した自己整列構造を有し、抵抗性接触
が３次元的な接触であり、優れた熱発散能力を持つ改善
された構造のレーザーダイオードが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のリッジ型の半導体レーザーダイオードの
断層構造を示す。
【図２】従来の製作方法によりミスアラインされた状態
のレーザーダイオードの断面図である。
【図３】従来のレーザーダイオードの製作工程図であ
る。
【図４】図３の工程に続くレーザーダイオードの製作工
程図である。
【図５】従来の他のレーザーダイオードの製作工程図で
ある。
【図６】図５の工程に続くレーザーダイオードの製作工
程図である。
【図７】従来のさらに他の自己整列法を利用した従来の
レーザーダイオード製作工程図である。
【図８】図７の工程に続くレーザーダイオード製作工程
図である。
【図９】本発明の製造方法による本発明のレーザーダイ
オードの工程図である。
【図１０】図９の工程に続く本発明のレーザーダイオー
ドの工程図である。
【図１１】図１０の工程に続く本発明のレーザーダイオ
ードの工程図である。
【図１２】図１１の工程に続く本発明のレーザーダイオ
ードの工程図である。
【図１３】図９ないし図１２の工程で得られるレーザー
ダイオードの段階別の構造を示すＳＥＭ写真に基づく図
面である。
【図１４】図９ないし図１２の工程で得られるレーザー
ダイオードの段階別の構造を示すＳＥＭ写真に基づく図
面である。
【図１５】本発明のさらに他の実施例により製造された
レーザーダイオードの断面構造を示す。
【図１６】図１５の実施例の製造工程を示す工程図であ
る。
【図１７】図１５の実施例の製造工程を示す工程図であ
る。
【図１８】図１５の実施例の製造工程を示す工程図であ
る。
【符号の説明】
１００ 半導体基板 １０１ 第１クラッド層 １０２ レーザー発振層 １０３ 第２クラッド層 １０４ キャップ層 １０７ パシベーション層 １０９ 金属電極層 ７００ 下部電極 ３００ 活性層 ２００，４００ クラッド層 ５００ パシベーション層 ６００ 電流注入層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】半導体基板上に活性層を有するリッジ型の
    レーザーダイオードを製造する方法において、 活性層を含んだ多層のエピタキシャル層を半導体基板上
    に形成する工程と、 前記多層のエピタキシャル層の最上面に四角形のリッジ
    を形成する工程と、 前記リッジを有する多層のエピタキシャル層上に所定の
    厚さのパシベーション層を蒸着する工程と、 前記パシベーション層上にフォトレジストを塗布する工
    程と、 前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体又は
    前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体と、
    前記リッジ壁面のフォトレジストの上部とを、 リッジ最上面に対して垂直の方向へ所定の深さ露光する
    工程と、 前記フォトレジストの露光された部分を除去する工程
    と、 前記露出されたパシベーション層を除去する工程と、 前記リッジの両側に残留するフォトレジストを除去する
    工程と、 前記構造の最上面に電流注入層を形成する工程と、を含
    むレーザーダイオードの製造方法。
  2. 【請求項２】基板自体をエッチングしてリッジを形成
    し、その上に活性層を含んだエピタキシャル層をリッジ
    の形態を保ちながら積層・形成する工程と、 所定の厚さのパシベーション層を前記リッジの形態を維
    持しながら蒸着する工程と、 前記パシベーション層上にフォトレジストを塗布する工
    程と、 前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体、又
    は前記リッジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体と
    前記リッジ壁面のフォトレジストの上部とをリッジ最上
    面に対して垂直の方向へ所定の深さほど露光する工程
    と、 前記フォトレジストの露光された部分を除去する
    工程と、 前記露出されたパシベーション層を除去する工程と、 前記リッジの両側に残留するフォトレジストを除去する
    工程と、 前記構造の最上面に電流注入層を形成する工程と、を含
    むレーザーダイオードの製造方法。
  3. 【請求項３】半導体基板上に活性層を有する双チャネル
    リッジ型のレーザーダイオードを製作するにおいて、 半導体基板上に活性層を含んだ多層の結晶成長層を形成
    する工程と、 前記多層のエピタキシャル層の最上面に双チャネル構造
    のリッジを形成する工程と、 前記多層のエピタキシャル層上に所定の厚さのパシベー
    ション層を蒸着する工程と、 前記パシベーション層上にフォトレジストを塗布する工
    程と、 前記リッジ最上面のフォトレジスト全体、又は前記リッ
    ジ最上面に重畳されるフォトレジスト全体と前記リッジ
    壁面のフォトレジストの上部とをリッジ最上面に対して
    垂直の方向へ所定の深さほど露光する工程と、 前記フォトレジストの露光された部分を除去する工程
    と、 前記露出されたパシベーション層を除去する工程と、 前記リッジの両側に残留するフォトレジストを除去する
    工程と、 前記構造の最上面に電流注入層を形成する工程と、を含
    むレーザーダイオードの製造方法。
  4. 【請求項４】活性層を含んだエピタキシャル層にリッジ
    が形成されており、リッジの頂上面に対応する部位に開
    口部の備えられたパシベーション層が前記リッジの形態
    を保ちながら該リッジ上に形成されており、電流注入層
    が前記リッジの形態を維持しながら最上部に形成された
    リッジ型のレーザーダイオードにおいて、 前記電流注入層と前記エピタキシャル層間の接触面がリ
    ッジ最上面とリッジの側壁部分とにわたっている構造を
    有することを特徴とするリッジ型のレーザーダイオー
    ド。
  5. 【請求項５】前記パシベーション層が、Al2O3 およびZn
    Seからなるグループから選択された１つの物質で主に形
    成されたことを特徴とする請求項４項記載のリッジ型の
    レーザーダイオード。
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