JPH09232678A - Semiconductor device, manufacturing method thereof, semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device, manufacturing method thereof, semiconductor laser and manufacturing method thereof

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JPH09232678A
JPH09232678A JP3243996A JP3243996A JPH09232678A JP H09232678 A JPH09232678 A JP H09232678A JP 3243996 A JP3243996 A JP 3243996A JP 3243996 A JP3243996 A JP 3243996A JP H09232678 A JPH09232678 A JP H09232678A
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JP
Japan
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semiconductor
layer
mesa
composition
etchant
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Application number
JP3243996A
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Japanese (ja)
Inventor
Kentaro Tada
健太郎 多田
Hitoshi Hotta
等 堀田
Fumito Miyasaka
文人 宮坂
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser having a high kink level and high efficiency by devising the layer structure formed by the crystal growth to improve the mesa shape formed by wet etching. SOLUTION: A first and second outer clad layers 206, 207, hetero buffer layer 208 and cap layer 209 are laminated to form a multilayer structure on a substrate 201. The clad layers 206, 207 are made of materials different in etching rates. Thereby when the mesa forming is made by wet etching, a mesa shape having a small difference between the mesa top and bottom widths results.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、2段メサ構造、あるいは複数段のメ
サ構造、あるいは矩形のメサ構造、あるいはメサ側辺の
底辺に対する角度が55°以上である形状のメサ構造を
有する半導体装置及びその製造方法、並びに半導体レー
ザ及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and has a two-step mesa structure, a multi-step mesa structure, a rectangular mesa structure, or an angle of 55 ° or more with respect to the base of the mesa side. The present invention relates to a semiconductor device having a mesa structure of a certain shape, a manufacturing method thereof, a semiconductor laser and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のメサ構造を有する半導体装置の一
種である半導体レーザの製造方法と半導体レーザについ
て図を用いて説明する。図3(a)に示すようにn型G
aAs基板(面方位:(001))101上にn型(A
0.6Ga0.40.5In0.5Pクラッド層102,多重量
子井戸活性層103,p型(Al0.6Ga0.40.5In0
.5Pインナークラッド層104,p型GaInPエッチ
ングストッパ層105,p型(Al0.6Ga0.40.5
0.5Pアウタークラッド層106,p型GaInPヘ
テロバッファ層107,p型GaAsキャップ層108
を順にエピタキシャル成長し、熱CVD,フォトリソグ
ラフィなどの工程によりSiO2膜9をマスクとして<
1(反位)10>方向にストライプ状に形成する。
2. Description of the Related Art A conventional method of manufacturing a semiconductor laser, which is a kind of semiconductor device having a mesa structure, and a semiconductor laser will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 3A, n-type G
On the aAs substrate (plane orientation: (001)) 101, n-type (A
l 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P cladding layer 102, multiple quantum well active layer 103, p-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0
.5 P inner clad layer 104, p-type GaInP etching stopper layer 105, p-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 I
n 0.5 P outer cladding layer 106, p-type GaInP heterobuffer layer 107, p-type GaAs cap layer 108
Are sequentially epitaxially grown, and the SiO 2 film 9 is used as a mask by processes such as thermal CVD and photolithography.
The stripes are formed in the 1 (reverse) 10> direction.

【0003】次に図3(b)に示すようにp型GaAs
キャップ層108,p型GaInPヘテロバッファ層1
07,p型(Al0.6Ga0.40.5In0.5Pアウターク
ラッド層106を順次リン酸系,臭化水素系などの適当
なエッチング液を用いてエッチングストッパ層のところ
までエッチングし、メサを形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, p-type GaAs
Cap layer 108, p-type GaInP heterobuffer layer 1
07, p-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P outer cladding layer 106 is sequentially etched up to the etching stopper layer by using an appropriate etching solution such as phosphoric acid type and hydrogen bromide type to form a mesa. .

【0004】その後、図3(c)に示すようにメサの側
面をn型GaAs電流ブロック層110で埋め込み、S
iO2膜109を除去した後、p型GaAsコンタクト
層111を積層する。
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the side surface of the mesa is embedded with an n-type GaAs current blocking layer 110, and S
After removing the iO 2 film 109, a p-type GaAs contact layer 111 is laminated.

【0005】このようにして作成されたウェハp,n両
電極をつけ、300〜1000μm程度のキャビティ長
になるようにへき開し、個々のチップに分解することに
より半導体レーザが製作できる。以上のような構造の半
導体装置の製造方法及び半導体レーザは、例えば、アイ
トリプルイー・ジャーナル・オブ・カンタム・エレクト
ロニクス,29巻,1851ページ,(著者:上野
他)などに掲載されている。
A semiconductor laser can be manufactured by attaching both the wafer p and n electrodes thus prepared, cleaving them so as to have a cavity length of about 300 to 1000 μm, and disassembling into individual chips. A method of manufacturing a semiconductor device having the above-described structure and a semiconductor laser are described, for example, in Eye Triple E Journal of Quantum Electronics, Vol. 29, page 1851 (Author: Ueno
Other) has been published.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法及び半導体レーザではp型アウタークラッド層1
06が単一組成であり、かつ<1(反位)10>方向に
ストライプを形成しているために、硫酸系,塩酸系,臭
化水素酸系エッチング液等を用いた場合には、エッチン
グの選択性により図3(c)に示すように(1(反位)
10)断面形状で見た場合のメサ側壁が(001)面に
対して54.7°の角度をなす台形状メサとなる。
In the conventional method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor laser, the p-type outer cladding layer 1 is used.
Since 06 is a single composition and stripes are formed in the <1 (reverse) 10> direction, etching is performed when a sulfuric acid-based, hydrochloric acid-based, hydrobromic acid-based etching solution or the like is used. As shown in FIG. 3 (c), the selectivity of (1 (reverse)
10) A trapezoidal mesa whose side wall when viewed in a sectional shape forms an angle of 54.7 ° with the (001) plane.

【0007】一方、メサ形状とレーザ特性の関係を詳細
に調べると、メサ形状は外部微分量子効率及び横モード
安定性と大きく関係していることが分かってきた。同じ
クラッド層厚で比べた場合、半導体レーザの発振時の外
部微分量子効率はメサトップ幅が広いときに高く、また
横モード制御が乱れる光出力、いわゆるキンクレベルは
メサボトム幅が狭いときに高い。
On the other hand, when the relationship between the mesa shape and the laser characteristics is examined in detail, it has been found that the mesa shape is greatly related to the external differential quantum efficiency and the transverse mode stability. When compared with the same clad layer thickness, the external differential quantum efficiency during oscillation of the semiconductor laser is high when the mesa top width is wide, and the optical output that disturbs the transverse mode control, so-called kink level, is high when the mesa bottom width is narrow.

【0008】したがって、従来の製造方法により製作さ
れる半導体レーザの台形状メサではメサトップ幅が狭
く、メサボトム幅が広いために、高い外部微分量子効率
と高いキンクレベルを同時に両立することが難しいとい
う問題点がある。
Therefore, in the trapezoidal mesa of the semiconductor laser manufactured by the conventional manufacturing method, since the mesa top width is narrow and the mesa bottom width is wide, it is difficult to simultaneously achieve both high external differential quantum efficiency and high kink level. There is a point.

【0009】本発明の目的は、エピタキシャル成長によ
って積層する層構造を工夫することによって、従来のも
のに比べて、メサトップ幅が広く、メサボトム幅が狭
い、すなわちメサトップ幅とメサボトム幅の差が小さい
メサ形状の半導体装置及びその製造方法を提供し、更
に、これらを半導体レーザに適用することによって、発
振時の効率が大きく、キンクレベルが高い半導体レーザ
及びその製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to devise a layer structure to be laminated by epitaxial growth so that the mesa top width is wider and the mesa bottom width is narrower than the conventional one, that is, the mesa shape in which the difference between the mesa top width and the mesa bottom width is small. The present invention provides a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and further, by applying these to a semiconductor laser, a semiconductor laser having high oscillation efficiency and a high kink level, and a method of manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置は、半導体基板上にメサ型
のストライプが形成されている半導体装置であって、前
記メサの、ストライプ方向と垂直な断面形状は、台形を
2段もしくは3段以上に重ねた形をしており、前記多重
台形形状において、活性層から遠い側の台形の下底辺の
長さは、活性層に近い側の台形の上底辺の長さより長
く、前記多重台形形状の活性層から遠い側の台形部分を
構成する半導体の組成は、エッチャントに対して、活性
層から近い側の台形部分を構成する半導体の組成よりエ
ッチングレートが遅い組成となっているものである。
In order to achieve the above-mentioned object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which a mesa-type stripe is formed on a semiconductor substrate, wherein The vertical cross-sectional shape is a shape in which trapezoids are stacked in two steps or three or more steps. In the multi-trapezoidal shape, the length of the lower base of the trapezoid far from the active layer is closer to the active layer. The composition of the semiconductor, which is longer than the length of the upper base of the trapezoid and constitutes the trapezoidal portion on the side far from the active layer of the multiple trapezoidal shape, is higher than the composition of the semiconductor which constitutes the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant. The composition has a slow etching rate.

【0011】また本発明に係る半導体装置は、半導体基
板上にメサ型のストライプが形成されている半導体装置
であって、前記メサの、ストライプ方向と垂直な断面形
状は、台形状メサの下底辺の両端を切り落とした形、す
なわち2重台形形状で、かつ活性層から遠い側の台形の
下底辺の長さと活性層に近い側の台形の上底辺の長さが
ほぼ同じとなっており、前記多重台形形状の活性層から
遠い側の台形部分を構成する半導体の組成は、エッチャ
ントに対して、活性層から近い側の台形部分を構成する
半導体の組成よりエッチングレートが遅い組成となって
いるものである。
The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which mesa-shaped stripes are formed on a semiconductor substrate, and the cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the stripe direction is the bottom base of a trapezoidal mesa. In the shape in which both ends of the trapezoid are cut off, that is, a double trapezoidal shape, and the length of the lower base of the trapezoid farther from the active layer is substantially the same as the length of the upper base of the trapezoid closer to the active layer. The composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side far from the multi-trapezoidal active layer is such that the etching rate is slower than the composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant. Is.

【0012】また本発明に係る半導体装置は、半導体基
板上にメサ型のストライプが形成されている半導体装置
であって、前記メサの、ストライプ方向と垂直な断面形
状は、矩形、あるいはメサ側辺の底辺に対する角度が5
5゜以上90°以下である形状をなしており、前記メサ
部分を構成している組成は、エッチャントに対して、活
性層から遠い方から近い方に向かって、エッチングレー
トが速くなるように連続的に変化しているものである。
The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device in which mesa-shaped stripes are formed on a semiconductor substrate, and the cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the stripe direction is a rectangle or a side of a mesa. Angle to the base of is 5
The composition of the mesa portion is 5 ° or more and 90 ° or less, and the composition of the mesa is continuous with the etchant from the far side to the near side of the active layer so that the etching rate becomes faster. Is changing.

【0013】また本発明に係る半導体レーザは、横モー
ド制御のためのメサ型クラッド層を有する半導体レーザ
であって、前記メサの、導波路方向と垂直な断面形状
は、台形を2段もしくは3段以上に重ねた形をしてお
り、前記多重台形形状において、活性層から遠い側の台
形の下底辺の長さは、活性層に近い側の台形の上底辺の
長さより長く、前記多重台形形状の活性層から遠い側の
台形部分を構成する半導体の組成は、エッチャントに対
して、活性層から近い側の台形部分を構成する半導体の
組成よりエッチングレートが遅い組成となっているもの
である
The semiconductor laser according to the present invention is a semiconductor laser having a mesa-type cladding layer for transverse mode control, and the cross-section of the mesa perpendicular to the waveguide direction is a trapezoid in two steps or three steps. In the multi-trapezoidal shape, the length of the lower base of the trapezoid farther from the active layer is longer than the length of the upper base of the trapezoid closer to the active layer. The composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side farther from the active layer has a slower etching rate than the composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant.

【0014】また前記半導体レーザにおいて、特に、前
記メサを構成するクラッド層は、(AlxGa1-x0.5
In0.5P(0.5≦x≦0.8)からなる半導体層を
含むものである。
In the semiconductor laser, the cladding layer forming the mesa is (Al x Ga 1 -x ) 0.5.
It includes a semiconductor layer made of In 0.5 P (0.5 ≦ x ≦ 0.8).

【0015】また前記半導体レーザにおいて、特に、前
記多重台形形状の各台形部分を構成する半導体の組成
は、活性層から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x1
0.5In0 .5P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P、(A
x3Ga1-x30.5In0.5P・・・(AlxnGa1-xn
0.5In0.5P(0.5≦x1<x2<x3<・・・<xn≦
0.8)というような組成になっているものである。
In the semiconductor laser, in particular, the composition of the semiconductor forming each trapezoidal portion of the multi-trapezoidal shape is (Al x1 Ga 1 -x1 ) in order from the side far from the active layer.
0.5 In 0 .5 P, (Al x2 Ga 1-x2) 0.5 In 0.5 P, (A
l x3 Ga 1-x3 ) 0.5 In 0.5 P ... (Al xn Ga 1-xn )
0.5 In 0.5 P (0.5 ≦ x1 <x2 <x3 <... <xn ≦
0.8).

【0016】また本発明に係る半導体レーザは、横モー
ド制御のためのメサ型クラッド層を有する半導体レーザ
であって、前記メサの、導波路方向と垂直な断面形状
は、台形状メサの下底辺の両端を切り落とした形、すな
わち2重台形形状で、かつ活性層から遠い側の台形の下
底辺の長さと活性層に近い側の台形の上底辺の長さがほ
ぼ同じとなっており、前記多重台形形状の活性層から遠
い側の台形部分を構成する半導体の組成は、エッチャン
トに対して、活性層から近い側の台形部分を構成する半
導体の組成よりエッチングレートが遅い組成となってい
るものである。
The semiconductor laser according to the present invention is a semiconductor laser having a mesa-type cladding layer for lateral mode control, wherein the cross section of the mesa perpendicular to the waveguide direction has a trapezoidal mesa lower base. In the shape in which both ends of the trapezoid are cut off, that is, a double trapezoidal shape, and the length of the lower base of the trapezoid farther from the active layer is substantially the same as the length of the upper base of the trapezoid closer to the active layer. The composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side far from the multi-trapezoidal active layer is such that the etching rate is slower than the composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant. Is.

【0017】また前記半導体レーザにおいて、特に、前
記メサを構成するクラッド層は、(AlxGa1-x0.5
In0.5P(0.5≦x≦0.8)からなる半導体層を
含むものである。
In the semiconductor laser, in particular, the cladding layer forming the mesa is (Al x Ga 1-x ) 0.5.
It includes a semiconductor layer made of In 0.5 P (0.5 ≦ x ≦ 0.8).

【0018】また前記半導体レーザにおいて、特に、前
記多重台形形状の各台形部分を構成する半導体の組成
は、活性層から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x1
0.5In0 .5P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P(0.
5≦x1<x2≦0.8)というような組成になっている
ものである。
In the semiconductor laser, in particular, the composition of the semiconductor forming each trapezoidal portion of the multi-trapezoidal shape is (Al x1 Ga 1 -x1 ) in order from the side farther from the active layer.
0.5 In 0 .5 P, (Al x2 Ga 1-x2) 0.5 In 0.5 P (0.
The composition is such that 5 ≦ x1 <x2 ≦ 0.8).

【0019】また本発明に係る半導体レーザは、横モー
ド制御のためのメサ型クラッド層を有する半導体レーザ
であって、前記メサの、導波路方向と垂直な断面形状
は、矩形、あるいはメサ側辺の底辺に対する角度が55
°以上90°以下である形状をなしており、前記メサ部
分を構成している半導体の組成は、エッチャントに対し
て、活性層から遠い方から近い方に向かって、エッチン
グレートが速くなるように連続的に変化しているもので
ある。
The semiconductor laser according to the present invention is a semiconductor laser having a mesa-type cladding layer for lateral mode control, wherein the cross section of the mesa perpendicular to the waveguide direction is a rectangle or a side of the mesa. Angle to the base of is 55
The composition of the semiconductor, which has a shape of not less than 90 ° and not more than 90 °, is such that the etching rate becomes faster from the far side to the closer side of the etchant with respect to the etchant. It is continuously changing.

【0020】また前記半導体レーザにおいて、特に、前
記メサを構成するクラッド層は、(AlxGa1-x0.5
In0.5P(0.5≦x≦0.8)からなる半導体層を
含むものである。
In the semiconductor laser, particularly, the cladding layer forming the mesa is (Al x Ga 1 -x ) 0.5.
It includes a semiconductor layer made of In 0.5 P (0.5 ≦ x ≦ 0.8).

【0021】また前記半導体レーザにおいて、特に、前
記メサ部分を構成する半導体の組成は、組成を(Alx
Ga1-x0.5In0.5Pと書き表わしたときに、xがx1
からx2(0.5≦x1<x2≦0.8)まで連続的に変
化した組成になっているものである。
Further, in the semiconductor laser, in particular, the composition of the semiconductor forming the mesa portion is (Al x
Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P, x is x 1
To x2 (0.5≤x1 <x2≤0.8).

【0022】また本発明に係る半導体装置の製造方法
は、エッチャントに対してエッチングレートが異なる多
層の化合物半導体層をエッチングレートの小さい方が上
になるように連続して半導体基板上に積層させ、その連
続積層された最上層の化合物半導体層上にマスクを形成
した後、前記化合物半導体層を前記エッチャントを用い
てエッチングするものである。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a multi-layer compound semiconductor layer having a different etching rate with respect to an etchant is continuously laminated on the semiconductor substrate so that the smaller etching rate is on the upper side. A mask is formed on the continuously stacked uppermost compound semiconductor layer, and then the compound semiconductor layer is etched using the etchant.

【0023】また前記半導体基板上に積層される化合物
半導体層を2層とし、エッチャントに対してエッチング
レートが異なる2層の化合物半導体層をエッチングレー
トの小さい方が上になるように連続して積層させ、その
最上層の化合物半導体層上にマスクを形成した後に前記
化合物半導体層を前記エッチャントを用いてエッチング
するものである。
Two compound semiconductor layers are laminated on the semiconductor substrate, and two compound semiconductor layers having different etching rates with respect to the etchant are successively laminated so that the smaller etching rate is the upper side. Then, after forming a mask on the uppermost compound semiconductor layer, the compound semiconductor layer is etched using the etchant.

【0024】また本発明に係る半導体装置の製造方法
は、エッチャントに対してエッチングが進行するほどエ
ッチングレートが速くなるように連続的に組成が変化す
る化合物半導体層を半導体基板上に積層させ、その最上
層の化合物半導体層上にマスクを形成した後に前記化合
物半導体層を前記エッチャントを用いてエッチングする
ものである。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a compound semiconductor layer whose composition continuously changes so that the etching rate becomes faster as the etching progresses with respect to the etchant is laminated on the semiconductor substrate, After forming a mask on the uppermost compound semiconductor layer, the compound semiconductor layer is etched using the etchant.

【0025】また本発明に係る半導体装置の製造方法
は、エッチャントに対してエッチングレートが異なる多
層の化合物半導体層をエッチングレートの小さい方が上
になるように連続して半導体基板上に積層させ、その連
続積層された最上層の化合物半導体層上にマスクを形成
した後、前記化合物半導体層を前記エッチャントを用い
てエッチングするものである。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a multi-layer compound semiconductor layer having a different etching rate with respect to an etchant is successively laminated on the semiconductor substrate so that the smaller etching rate is the upper side, A mask is formed on the continuously stacked uppermost compound semiconductor layer, and then the compound semiconductor layer is etched using the etchant.

【0026】また特に前記多層化合物半導体層を、活性
層から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x10.5In0.5
P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P、(Alx3Ga
1-x30.5In0.5P・・・(AlxnGa1-xn0.5In
0.5P(0.5≦x1<x2<x3<・・・<xn≦0.
8)というような組成になるように積層させ、前記エッ
チャントとして、臭化水素酸を用いるものである。
In particular, the multi-layer compound semiconductor layer is formed from the side farther from the active layer in order of (Al x1 Ga 1 -x1 ) 0.5 In 0.5.
P, (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.5 In 0.5 P, (Al x3 Ga
1-x3 ) 0.5 In 0.5 P ... (Al xn Ga 1-xn ) 0.5 In
0.5 P (0.5≤x1 <x2 <x3 <... <xn≤0.
8) is laminated so as to have a composition as described above, and hydrobromic acid is used as the etchant.

【0027】また前記半導体基板上に積層される化合物
半導体層を2層とし、 エッチャントに対してエッチン
グレートが異なる2層の化合物半導体層をエッチングレ
ートの小さい方が上になるように連続して半導体基板に
積層させ、その連続積層された最上層の化合物半導体層
上にマスクを形成した後、前記化合物半導体層を前記エ
ッチャントを用いてエッチングするものである。
Two compound semiconductor layers are laminated on the semiconductor substrate, and two compound semiconductor layers having different etching rates with respect to the etchant are continuously formed so that the smaller etching rate is the upper side. The compound semiconductor layer is laminated on a substrate, a mask is formed on the continuously laminated uppermost compound semiconductor layer, and then the compound semiconductor layer is etched using the etchant.

【0028】また特に前記2層化合物半導体層を、活性
層から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x10.5In0.5
P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P(0.5≦x1<
x2≦0.8)というような組成になるように積層さ
せ、前記エッチャントとして、臭化水素酸を用いるもの
である。
Further, in particular, the two-layer compound semiconductor layer is (Al x1 Ga 1 -x1 ) 0.5 In 0.5 in order from the side distant from the active layer.
P, (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.5 In 0.5 P (0.5 ≦ x1 <
x2 ≦ 0.8), and hydrobromic acid is used as the etchant.

【0029】また本発明に係る半導体装置の製造方法
は、エッチャントに対してエッチングが進行するほどに
エッチングレートが速くなるように連続的に組成が変化
する化合物半導体層を半導体基板上に積層させ、その連
続積層された最上層の化合物半導体層上にマスクを形成
した後、前記化合物半導体層を前記エッチャントを用い
てエッチングするものである。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises stacking on a semiconductor substrate a compound semiconductor layer whose composition continuously changes so that the etching rate becomes faster as the etching progresses with respect to the etchant. A mask is formed on the continuously stacked uppermost compound semiconductor layer, and then the compound semiconductor layer is etched using the etchant.

【0030】また特に、前記化合物半導体層は、その組
成を(AlxGa1-x0.5In0.5Pと書き表わしたとき
に、xがx1からx2(0.5≦x1<x2≦0.8)まで
連続的に変化した組成となっており、前記エッチャント
として、臭化水素酸を用いるものである。
In particular, when the composition of the compound semiconductor layer is written as (Al x Ga 1 -x ) 0.5 In 0.5 P, x is from x1 to x2 (0.5≤x1 <x2≤0. The composition is continuously changed up to 8), and hydrobromic acid is used as the etchant.

【0031】[0031]

【作用】化合物半導体は、その組成比や材料によってエ
ッチング液によるエッチングレートが異なる。本発明で
は半導体基板上に各層の組成比が異なり、かつ各層のエ
ッチングレートが順に小さくなるように化合物半導体層
を連続して積層させ、マスクを形成した後、前記化合物
半導体層のエッチングを行うことにより、メサトップ幅
とメサボトム幅の差が小さいメサ構造を有する半導体装
置を作製している。ここでは、メサトップ幅とメサボト
ム幅の差が小さいメサを形成するための化合物半導体装
置の一例としてAlGaInP層を用いて説明する。
Function The etching rate of the compound semiconductor varies depending on the composition ratio and the material of the compound semiconductor. In the present invention, the compound semiconductor layers are successively laminated so that the composition ratio of each layer is different on the semiconductor substrate and the etching rate of each layer is decreased in order, and after forming a mask, the compound semiconductor layer is etched. Thus, a semiconductor device having a mesa structure with a small difference between the mesa top width and the mesa bottom width is manufactured. Here, an AlGaInP layer is used as an example of a compound semiconductor device for forming a mesa having a small difference between the mesa top width and the mesa bottom width.

【0032】(AlSGa1-StIn1-tPにおいて、
0.7≧s≧0.5,0.6≧t≧0.4の範囲では
(001)面に積層されたAlGaInP結晶を臭化水
素酸と水の混合溶液により23℃でエッチングしたとき
の深さ方向及び横方向のエッチング速度はほぼ以下の式
に従う。 深さ方向のエッチング速度: Vd(μm/min.)=13.8139×s×u−
4.56084×s−6.30373×u+2.046
188 横方向のエッチング速度: Vs(μm/min.)=−0.395×s×u+0.
237×s+0.7179×u−0.30784
In (Al S Ga 1-S ) t In 1-t P,
In the range of 0.7 ≧ s ≧ 0.5 and 0.6 ≧ t ≧ 0.4, the AlGaInP crystal laminated on the (001) plane was etched at 23 ° C. with a mixed solution of hydrobromic acid and water. The etching rate in the depth direction and the etching rate in the lateral direction substantially follow the following equations. Etching rate in the depth direction: Vd (μm / min.) = 13.8139 × s × u−
4.56084 x s-6.30373 x u + 2.046
188. Lateral etching rate: Vs (μm / min.) = − 0.395 × s × u + 0.
237 x s + 0.7179 x u-0.30784

【0033】ここで、uは臭化水素水の体積を臭化水素
酸と水の合計の体積で割った値である。例えば、s=
0.5,t=0.5,u=0.4のときには、Vd=
0.00756(μm/min.),Vs=0.018
82(μm/min.),s=0.7,t=0.5,u
=0.4のときには、Vd=0.2(μm/mi
n.),Vs=0.03462(μm/min.)とな
る。
Here, u is a value obtained by dividing the volume of hydrobromic acid water by the total volume of hydrobromic acid and water. For example, s =
When 0.5, t = 0.5 and u = 0.4, Vd =
0.00756 (μm / min.), Vs = 0.018
82 (μm / min.), S = 0.7, t = 0.5, u
= 0.4, Vd = 0.2 (μm / mi
n. ), Vs = 0.03462 (μm / min.).

【0034】このようにAlGaInP結晶の組成、及
びエッチング液の組成によって深さ方向及び横方向のエ
ッチング速度が変化する。さらに、組成の異なる半導体
層をエッチングし、メサを形成する場合は、上述のエッ
チング速度の差から生じるエッチング液中のイオン消費
量がメサの各部で異なり、そのイオン濃度分布がメサ形
状に影響を与える。
As described above, the etching rates in the depth direction and the lateral direction change depending on the composition of the AlGaInP crystal and the composition of the etching solution. Furthermore, when a semiconductor layer having a different composition is etched to form a mesa, the amount of ion consumption in the etching solution caused by the above-mentioned difference in the etching rate differs at each part of the mesa, and the ion concentration distribution affects the mesa shape. give.

【0035】例えば、半導体基板上に組成が0.7≧x
≧y≧0.5,0.6≧z,w≧0.4であるような
(AlXGa1-XZIn1-ZP層と、それより基板から遠
くに位置する(AlyGa1-ywIn1-wP層とが連続し
た層構造を臭化水素酸と水の混合溶液によりエッチング
したときにできるメサ構造は図2(a)に示すような2
段メサとなる。さらに、上下2層のエッチング速度の差
が大きい場合は、図2(b)に示すような形状になる。
これらの形状はx,y及びエッチング液の組成によって
変えることができる。
For example, the composition is 0.7 ≧ x on a semiconductor substrate.
(Al x Ga 1 -x) Z In 1 -z p layer such that ≧ y ≧ 0.5, 0.6 ≧ z, w ≧ 0.4, and a position farther from the substrate (Al y Ga 1-y ) w In 1-w P layer has a continuous mesa structure formed by etching with a mixed solution of hydrobromic acid and water as shown in FIG.
It becomes a step mesa. Further, when the difference between the etching rates of the upper and lower layers is large, the shape is as shown in FIG.
These shapes can be changed depending on x, y and the composition of the etching solution.

【0036】さらに、基板上に基板に遠い方から順にエ
ッチング速度が大きくなるように3層以上の層を積層し
た場合には、図2(c)に示すようなメサ構造になる。
さらに基板に近くなるに連れて、エッチング速度が連続
的に大きくなるように、半導体層の組成を連続的に変化
させると、図2(d)に示すような矩形のメサをウェッ
トエッチングで形成することが可能である。また前記メ
サの、ストライプ方向と垂直な断面形状は、矩形、ある
いはメサ側辺の底辺に対する角度が55゜以上90°以
下である形状をなしており、前記メサ部分を構成してい
る組成は、エッチャントに対して、活性層から遠い方か
ら近い方に向かって、エッチングレートが速くなるよう
に連続的に変化している。
Further, when three or more layers are laminated on the substrate so that the etching rate increases from the side farther from the substrate, a mesa structure as shown in FIG. 2C is obtained.
When the composition of the semiconductor layer is continuously changed so that the etching rate becomes continuously higher as it gets closer to the substrate, a rectangular mesa as shown in FIG. 2D is formed by wet etching. It is possible. In addition, the cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the stripe direction is a rectangle or a shape in which the angle of the side of the mesa with respect to the base is 55 ° or more and 90 ° or less, and the composition forming the mesa portion is With respect to the etchant, the etching rate continuously changes from the far side to the near side of the active layer so as to increase the etching rate.

【0037】以上のようにエッチング速度が異なるよう
な半導体層を連続して基板上に成長することによってメ
サ形状を比較的自由に制御できる。特に基板に近い側の
半導体層のエッチング速度が速くなるようにした場合に
は、メサ形状は矩形に近づく。上記の例では半導体材料
としてAlGaInP,エッチャントとして臭化水素酸
と水の混合溶液を用いて説明したが、本発明に係る半導
体装置及びその製造方法、並びに半導体レーザ及びその
製造方法は、他の半導体材料においても適当なエッチャ
ントを用いて実施することができる。
As described above, the mesa shape can be controlled relatively freely by continuously growing semiconductor layers having different etching rates on the substrate. In particular, when the etching rate of the semiconductor layer on the side closer to the substrate is increased, the mesa shape approaches a rectangle. In the above example, the explanation was made using AlGaInP as the semiconductor material and a mixed solution of hydrobromic acid and water as the etchant, but the semiconductor device and the manufacturing method thereof, and the semiconductor laser and the manufacturing method according to the present invention are the same as those of other semiconductors. The material can also be implemented by using an appropriate etchant.

【0038】上記したようなメサ形状を有する半導体レ
ーザは従来例の図3(c)で示したようなメサ形状を有
する半導体レーザに比べて、メサトップ幅とメサボトム
幅の差が小さくなっているために、レーザ発振時の効率
が大きく、キンクレベルが高いという特徴を有する。
The semiconductor laser having the mesa shape as described above has a smaller difference between the mesa top width and the mesa bottom width than the semiconductor laser having the mesa shape as shown in FIG. 3C of the conventional example. In addition, it is characterized by high efficiency during laser oscillation and high kink level.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置及
びその製造方法を半導体レーザ及びその製造方法に適用
した場合の実施形態について説明する。この実施形態で
は、半導体レーザとしてAlGaInP系半導体レーザ
を用いている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to embodiments in which the semiconductor laser and the method for manufacturing the same are applied. In this embodiment, an AlGaInP-based semiconductor laser is used as the semiconductor laser.

【0040】図1(a)に示すようにn型GaAs基板
(面方位:(001))201上にn型(Al0.6Ga
0.40.5In0.5Pクラッド層202(厚さ:1.5μ
m),多重量子井戸活性層203,p型(Al0.6Ga
0.40.5In0.5Pインナークラッド層204(厚さ:
0.3μm),p型GaInPエッチングストッパ層2
05(厚さ:0.01μm),p型(Al0.65
0.350.5In0.5P第1アウタークラッド層206
(厚さ:0.3μm),p型(Al0.6Ga0.40.5
0.5P第2アウタークラッド層207(厚さ:0.9
μm),p型GaInPヘテロバッファ層208(厚
さ:0.02μm),p型GaAsキャップ層209
(厚さ:0.3μm)をMOVPE法でエピタキシャル
成長し、熱CVD,フォトリソグラフィなどの工程によ
りSiO2膜210(厚さ:0.3μm)をマスクとし
て<1(反位)10>方向にストライプ状に形成する。
As shown in FIG. 1A, an n-type (Al 0.6 Ga) is formed on an n-type GaAs substrate (plane orientation: (001)) 201.
0.4 ) 0.5 In 0.5 P clad layer 202 (thickness: 1.5 μ
m), multiple quantum well active layer 203, p-type (Al 0.6 Ga
0.4 ) 0.5 In 0.5 P inner clad layer 204 (thickness:
0.3 μm), p-type GaInP etching stopper layer 2
05 (thickness: 0.01 μm), p-type (Al 0.65 G
a 0.35 ) 0.5 In 0.5 P first outer cladding layer 206
(Thickness: 0.3 μm), p-type (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 I
n 0.5 P second outer cladding layer 207 (thickness: 0.9
μm), p-type GaInP heterobuffer layer 208 (thickness: 0.02 μm), p-type GaAs cap layer 209.
(Thickness: 0.3 μm) is epitaxially grown by the MOVPE method, and stripes are formed in the <1 (recession) 10> direction using the SiO 2 film 210 (thickness: 0.3 μm) as a mask by a process such as thermal CVD or photolithography. Form.

【0041】次に図1(b)に示すようにGaAsキャ
ップ層209,GaInPヘテロバッファ層208,
(Al0.6Ga0.40.5In0.5P第2アウタークラッド
層207と(Al0.65Ga0.350.5In0.5P第1アウ
タークラッド層206を順に燐酸と過酸化水素水と水,
臭化水素酸と過酸化水素水と水,臭化水素酸と水の混合
溶液を用いてエッチングストッパ層のところまでエッチ
ングし、メサを形成する。第1,第2のアウタークラッ
ド層206,207を例えば臭化水素酸と水の混合比が
1:1のエッチング液でエッチングすると、図1(b)
に示すような2段メサが形成できる。
Next, as shown in FIG. 1B, the GaAs cap layer 209, the GaInP hetero buffer layer 208,
The (Al 0.6 Ga 0.4 ) 0.5 In 0.5 P second outer clad layer 207 and the (Al 0.65 Ga 0.35 ) 0.5 In 0.5 P first outer clad layer 206 are sequentially provided with phosphoric acid, hydrogen peroxide solution, and water.
Etching is performed up to the etching stopper layer using a mixed solution of hydrobromic acid, hydrogen peroxide and water, or hydrobromic acid and water to form a mesa. When the first and second outer clad layers 206 and 207 are etched with an etching solution having a mixing ratio of hydrobromic acid and water of 1: 1, for example, FIG.
A two-step mesa as shown in can be formed.

【0042】その後、図1(c)に示すようにメサの側
面をn型GaAs電流ブロック層211(厚さ:1μ
m)で埋め込み、SiO2膜210を除去した後、p型
GaAsコンタクト層212(厚さ:3μm)を積層す
る。
After that, as shown in FIG. 1C, the side surface of the mesa is covered with an n-type GaAs current blocking layer 211 (thickness: 1 μm).
m), the SiO 2 film 210 is removed, and then a p-type GaAs contact layer 212 (thickness: 3 μm) is laminated.

【0043】このようにして作成されたウェハp,n両
電極をつけ、700μm程度のキャビティ長になるよう
にへき開し、個々のチップに分解することにより半導体
レーザを製作する。
The wafer p and n electrodes thus formed are attached, cleaved so as to have a cavity length of about 700 μm, and disassembled into individual chips to manufacture a semiconductor laser.

【0044】このようにして作製した半導体レーザに前
面反射率30%,後面反射率85%の端面コーティング
を施し、メサ底幅が5μmのレーザの特性を評価したと
ころ、従来の同じサイズのレーザの効率が0.55W/
A,キンクレベルが55mWであったのに比べて、本発
明のレーザは効率が0.6W/A,キンクレベルが60
mWであった。
An end face coating having a front surface reflectance of 30% and a rear surface reflectance of 85% was applied to the semiconductor laser thus manufactured, and the characteristics of the laser having a mesa bottom width of 5 μm were evaluated. Efficiency is 0.55W /
A, the kink level was 55 mW, whereas the laser of the present invention had an efficiency of 0.6 W / A and a kink level of 60.
mW.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エッチン
グ速度が異なるような半導体層を連続して基板上に成長
することによってメサ形状を比較的自由に制御できる。
特に基板に近い側の半導体層のエッチング速度が速くな
るようにした場合には、前記メサの、ストライプ方向と
垂直な断面形状は、矩形、あるいはメサ側辺の底辺に対
する角度が55゜以上90°以下である形状を形成する
ことができる。
As described above, according to the present invention, the mesa shape can be controlled relatively freely by continuously growing the semiconductor layers having different etching rates on the substrate.
In particular, when the etching rate of the semiconductor layer on the side closer to the substrate is increased, the cross section of the mesa perpendicular to the stripe direction is rectangular, or the angle of the side of the mesa with respect to the bottom is 55 ° or more and 90 ° or more. The following shapes can be formed.

【0046】さらに半導体レーザに適用すれば、ウェッ
トエッチングで形成されるメサ形状を改善することがで
き、キンクレベルが高く、効率の高い半導体レーザを提
供することができる。
When applied to a semiconductor laser, the mesa shape formed by wet etching can be improved, and a semiconductor laser having a high kink level and high efficiency can be provided.

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

【図1】本発明の一実施形態を工程順に示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention in process order.

【図2】本発明の作用を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing the operation of the present invention.

【図3】従来例を工程順に示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional example in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

201 基板 202 クラッド層 203 多重量子井戸活性層 204 インナークラッド層 205 エッチングストッパ層 206 第1アウタークラッド層 207 第2アウタークラッド層 208 ヘテロバッファ層 209 キャップ層 201 substrate 202 clad layer 203 multiple quantum well active layer 204 inner clad layer 205 etching stopper layer 206 first outer clad layer 207 second outer clad layer 208 heterobuffer layer 209 cap layer

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にメサ型のストライプが形
成されている半導体装置であって、 前記メサの、ストライプ方向と垂直な断面形状は、台形
を2段もしくは3段以上に重ねた形をしており、 前記多重台形形状において、活性層から遠い側の台形の
下底辺の長さは、活性層に近い側の台形の上底辺の長さ
より長く、 前記多重台形形状の活性層から遠い側の台形部分を構成
する半導体の組成は、エッチャントに対して、活性層か
ら近い側の台形部分を構成する半導体の組成よりエッチ
ングレートが遅い組成となっていることを特徴とする半
導体装置。
1. A semiconductor device in which mesa-shaped stripes are formed on a semiconductor substrate, wherein a cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the stripe direction is a trapezoid formed in two or three or more stacked layers. In the multi-trapezoidal shape, the length of the lower base of the trapezoid on the side farther from the active layer is longer than the length of the upper base of the trapezoid on the side closer to the active layer, and the side farther from the active layer of the multi-trapezoidal shape. The semiconductor device that constitutes the trapezoidal portion of the semiconductor device has a slower etching rate than the composition of the semiconductor that constitutes the trapezoidal portion on the side closer to the active layer than the etchant.
【請求項2】半導体基板上にメサ型のストライプが形成
されている半導体装置であって、 前記メサの、ストライプ方向と垂直な断面形状は、台形
状メサの下底辺の両端を切り落とした形、すなわち2重
台形形状で、かつ活性層から遠い側の台形の下底辺の長
さと活性層に近い側の台形の上底辺の長さがほぼ同じと
なっており、 前記多重台形形状の活性層から遠い側の台形部分を構成
する半導体の組成は、エッチャントに対して、活性層か
ら近い側の台形部分を構成する半導体の組成よりエッチ
ングレートが遅い組成となっていることを特徴とする半
導体装置。
2. A semiconductor device in which mesa-shaped stripes are formed on a semiconductor substrate, wherein a cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the stripe direction is a shape in which both ends of a lower base of a trapezoidal mesa are cut off, That is, in the double trapezoidal shape, the length of the lower base of the trapezoid farther from the active layer is substantially the same as the length of the upper base of the trapezoid closer to the active layer. A semiconductor device, wherein the composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the far side is a composition having an etching rate slower than that of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant.
【請求項3】半導体基板上にメサ型のストライプが形成
されている半導体装置であって、 前記メサの、ストライプ方向と垂直な断面形状は、矩
形、あるいはメサ側辺の底辺に対する角度が55゜以上
90°以下である形状をなしており、 前記メサ部分を構成している組成は、エッチャントに対
して、活性層から遠い方から近い方に向かって、エッチ
ングレートが速くなるように連続的に変化していること
を特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device having a mesa-shaped stripe formed on a semiconductor substrate, wherein the cross-section of the mesa perpendicular to the stripe direction is rectangular, or the angle of the side of the mesa with respect to the bottom is 55 °. It has a shape of 90 ° or less, and the composition of the mesa portion is such that the etching rate increases continuously from the far side to the near side of the active layer with respect to the etchant. A semiconductor device characterized by being changed.
【請求項4】 横モード制御のためのメサ型クラッド層
を有する半導体レーザであって、 前記メサの、導波路方向と垂直な断面形状は、台形を2
段もしくは3段以上に重ねた形をしており、 前記多重台形形状において、活性層から遠い側の台形の
下底辺の長さは、活性層に近い側の台形の上底辺の長さ
より長く、 前記多重台形形状の活性層から遠い側の台形部分を構成
する半導体の組成は、エッチャントに対して、活性層か
ら近い側の台形部分を構成する半導体の組成よりエッチ
ングレートが遅い組成となっていることを特徴とする半
導体レーザ。
4. A semiconductor laser having a mesa-type cladding layer for transverse mode control, wherein the cross-section of the mesa perpendicular to the waveguide direction has a trapezoidal shape.
In the multi-trapezoidal shape, the length of the lower base of the trapezoid farther from the active layer is longer than the length of the upper base of the trapezoid closer to the active layer, The composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side far from the multi-trapezoidal active layer is such that the etching rate is slower than that of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant. A semiconductor laser characterized by the above.
【請求項5】 前記半導体レーザにおいて、特に、前記
メサを構成するクラッド層は、(AlxGa1-x0.5
0.5P(0.5≦x≦0.8)からなる半導体層を含
むことを特徴とする請求項4に記載の半導体レーザ。
5. In the semiconductor laser, in particular, the cladding layer forming the mesa is (Al x Ga 1 -x ) 0.5 I.
The semiconductor laser according to claim 4, further comprising a semiconductor layer made of n 0.5 P (0.5 ≦ x ≦ 0.8).
【請求項6】 前記半導体レーザにおいて、特に、前記
多重台形形状の各台形部分を構成する半導体の組成は、
活性層から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x10.5
0.5P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P、(Alx3
Ga1-x30.5In0 .5P・・・(AlxnGa1-xn0.5
In0.5P(0.5≦x1<x2<x3<・・・<xn≦
0.8)というような組成になっていることを特徴とす
る請求項4に記載の半導体レーザ。
6. In the semiconductor laser, in particular, the composition of the semiconductor constituting each trapezoidal portion of the multiple trapezoidal shape is
From the side farther from the active layer, (Al x1 Ga 1 -x1 ) 0.5 I
n 0.5 P, (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.5 In 0.5 P, (Al x3
Ga 1-x3) 0.5 In 0 .5 P ··· (Al xn Ga 1-xn) 0.5
In 0.5 P (0.5 ≦ x1 <x2 <x3 <... <xn ≦
The semiconductor laser according to claim 4, which has a composition such as 0.8).
【請求項7】 横モード制御のためのメサ型クラッド層
を有する半導体レーザであって、 前記メサの、導波路方向と垂直な断面形状は、台形状メ
サの下底辺の両端を切り落とした形、すなわち2重台形
形状で、かつ活性層から遠い側の台形の下底辺の長さと
活性層に近い側の台形の上底辺の長さがほぼ同じとなっ
ており、 前記多重台形形状の活性層から遠い側の台形部分を構成
する半導体の組成は、エッチャントに対して、活性層か
ら近い側の台形部分を構成する半導体の組成よりエッチ
ングレートが遅い組成となっていることを特徴とする半
導体レーザ。
7. A semiconductor laser having a mesa-type cladding layer for lateral mode control, wherein a cross-sectional shape of the mesa perpendicular to the waveguide direction is a trapezoidal mesa with the lower base side cut off at both ends. That is, in the double trapezoidal shape, the length of the lower base of the trapezoid farther from the active layer is substantially the same as the length of the upper base of the trapezoid closer to the active layer. A semiconductor laser, wherein the composition of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the far side is a composition having an etching rate slower than that of the semiconductor forming the trapezoidal portion on the side closer to the active layer with respect to the etchant.
【請求項8】 前記半導体レーザにおいて、特に、前記
メサを構成するクラッド層は、(AlxGa1-x0.5
0.5P(0.5≦x≦0.8)からなる半導体層を含
むことを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ。
8. In the semiconductor laser, in particular, the cladding layer forming the mesa is (Al x Ga 1 -x ) 0.5 I.
The semiconductor laser according to claim 7, further comprising a semiconductor layer made of n 0.5 P (0.5 ≦ x ≦ 0.8).
【請求項9】 前記半導体レーザにおいて、特に、前記
多重台形形状の各台形部分を構成する半導体の組成は、
活性層から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x10.5
0.5P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P(0.5≦
x1<x2≦0.8)というような組成になっていること
を特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ。
9. In the semiconductor laser, in particular, the composition of the semiconductor constituting each trapezoidal portion of the multiple trapezoidal shape is
From the side farther from the active layer, (Al x1 Ga 1 -x1 ) 0.5 I
n 0.5 P, (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.5 In 0.5 P (0.5 ≦
8. The semiconductor laser according to claim 7, wherein the composition is such that x1 <x2 ≦ 0.8).
【請求項10】 横モード制御のためのメサ型クラッド
層を有する半導体レーザであって、 前記メサの、導波路方向と垂直な断面形状は、矩形、あ
るいはメサ側辺の底辺に対する角度が55°以上90°
以下である形状をなしており、 前記メサ部分を構成している半導体の組成は、エッチャ
ントに対して、活性層から遠い方から近い方に向かっ
て、エッチングレートが速くなるように連続的に変化し
ていることを特徴とする半導体レーザ。
10. A semiconductor laser having a mesa-type cladding layer for lateral mode control, wherein the cross section of the mesa perpendicular to the waveguide direction is rectangular, or the angle of the side of the mesa with respect to the base is 55 °. 90 ° or more
It has the following shape, and the composition of the semiconductor forming the mesa portion continuously changes with respect to the etchant from the far side to the near side of the active layer so that the etching rate becomes faster. A semiconductor laser characterized in that
【請求項11】 前記半導体レーザにおいて、特に、前
記メサを構成するクラッド層は、(AlxGa1-x0.5
In0.5P(0.5≦x≦0.8)からなる半導体層を
含むことを特徴とする請求項10に記載の半導体レー
ザ。
11. In the semiconductor laser, in particular, the cladding layer forming the mesa is (Al x Ga 1 -x ) 0.5.
The semiconductor laser according to claim 10, comprising a semiconductor layer made of In 0.5 P (0.5 ≦ x ≦ 0.8).
【請求項12】 前記半導体レーザにおいて、特に、前
記メサ部分を構成する半導体の組成は、組成を(Alx
Ga1-x0.5In0.5Pと書き表わしたときに、xがx1
からx2(0.5≦x1<x2≦0.8)まで連続的に変
化した組成になっていることを特徴とする請求項10に
記載の半導体レーザ。
12. In the semiconductor laser, in particular, a composition of a semiconductor forming the mesa portion has a composition of (Al x
Ga 1-x ) 0.5 In 0.5 P, x is x 1
11. The semiconductor laser according to claim 10, wherein the composition has a composition that continuously changes from 1 to x2 (0.5≤x1 <x2≤0.8).
【請求項13】 エッチャントに対してエッチングレー
トが異なる多層の化合物半導体層をエッチングレートの
小さい方が上になるように連続して半導体基板上に積層
させ、 その連続積層された最上層の化合物半導体層上にマスク
を形成した後、前記化合物半導体層を前記エッチャント
を用いてエッチングすることを特徴とする半導体装置の
製造方法。
13. A compound semiconductor layer, which is a multi-layered compound semiconductor layer having a different etching rate with respect to an etchant, is continuously laminated on a semiconductor substrate so that the smaller etching rate is on the upper side, and the continuously laminated uppermost compound semiconductor layer is formed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a mask on a layer; and etching the compound semiconductor layer using the etchant.
【請求項14】 前記半導体基板上に積層される化合物
半導体層を2層とし、エッチャントに対してエッチング
レートが異なる2層の化合物半導体層をエッチングレー
トの小さい方が上になるように連続して積層させ、 その最上層の化合物半導体層上にマスクを形成した後に
前記化合物半導体層を前記エッチャントを用いてエッチ
ングすることを特徴とする請求項13に記載の半導体装
置の製造方法。
14. The compound semiconductor layer to be laminated on the semiconductor substrate is made into two layers, and two compound semiconductor layers having different etching rates with respect to the etchant are continuously formed so that the smaller etching rate is the upper side. 14. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 13, wherein the compound semiconductor layer is stacked, a mask is formed on the uppermost compound semiconductor layer, and then the compound semiconductor layer is etched using the etchant.
【請求項15】 エッチャントに対してエッチングが進
行するほどエッチングレートが速くなるように連続的に
組成が変化する化合物半導体層を半導体基板上に積層さ
せ、 その最上層の化合物半導体層上にマスクを形成した後に
前記化合物半導体層を前記エッチャントを用いてエッチ
ングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. A compound semiconductor layer, the composition of which continuously changes so that the etching rate increases as the etching progresses with respect to the etchant, is stacked on a semiconductor substrate, and a mask is formed on the uppermost compound semiconductor layer. After the formation, the compound semiconductor layer is etched using the etchant, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項16】エッチャントに対してエッチングレート
が異なる多層の化合物半導体層をエッチングレートの小
さい方が上になるように連続して半導体基板上に積層さ
せ、 その連続積層された最上層の化合物半導体層上にマスク
を形成した後、前記化合物半導体層を前記エッチャント
を用いてエッチングすることを特徴とする半導体レーザ
の製造方法。
16. A compound semiconductor layer, which is a multi-layered compound semiconductor layer having different etching rates with respect to an etchant, is continuously laminated on a semiconductor substrate so that the smaller etching rate is on the upper side, and the continuously laminated uppermost compound semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising forming a mask on a layer, and etching the compound semiconductor layer using the etchant.
【請求項17】特に前記多層化合物半導体層を、活性層
から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x10.5In
0.5P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P、(Alx3
1-x30.5In0.5P・・・(AlxnGa1-xn0.5
0.5P(0.5≦x1<x2<x3<・・・<xn≦0.
8)というような組成になるように積層させ、 前記エッチャントとして、臭化水素酸を用いることを特
徴とする請求項16に記載の半導体レーザ。
17. Particularly, the multi-layer compound semiconductor layer is formed from a side farther from an active layer in order of (Al x1 Ga 1 -x1 ) 0.5 In.
0.5 P, (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.5 In 0.5 P, (Al x3 G
a 1-x3 ) 0.5 In 0.5 P ... (Al xn Ga 1-xn ) 0.5 I
n 0.5 P (0.5 ≦ x1 <x2 <x3 <... <xn ≦ 0.
The semiconductor laser according to claim 16, wherein the semiconductor lasers are stacked so as to have a composition like 8), and hydrobromic acid is used as the etchant.
【請求項18】前記半導体基板上に積層される化合物半
導体層を2層とし、 エッチャントに対してエッチングレートが異なる2層の
化合物半導体層をエッチングレートの小さい方が上にな
るように連続して半導体基板に積層させ、 その連続積層された最上層の化合物半導体層上にマスク
を形成した後、前記化合物半導体層を前記エッチャント
を用いてエッチングすることを特徴とする請求項16に
記載の半導体レーザの製造方法。
18. The compound semiconductor layer laminated on the semiconductor substrate is made into two layers, and the two compound semiconductor layers having different etching rates with respect to the etchant are consecutively arranged so that the smaller etching rate is higher. 17. The semiconductor laser according to claim 16, wherein the compound semiconductor layer is stacked on a semiconductor substrate, a mask is formed on the continuously stacked uppermost compound semiconductor layer, and then the compound semiconductor layer is etched using the etchant. Manufacturing method.
【請求項19】特に前記2層化合物半導体層を、活性層
から遠い側から、順に(Alx1Ga1-x10.5In
0.5P、(Alx2Ga1-x20.5In0.5P(0.5≦x1
<x2<≦0.8)というような組成になるように積層
させ、 前記エッチャントとして、臭化水素酸を用いることを特
徴とする請求項18に記載の半導体レーザ。
19. Particularly, the two-layer compound semiconductor layer is formed in order from the side farther from the active layer to (Al x1 Ga 1 -x1 ) 0.5 In.
0.5 P, (Al x2 Ga 1 -x2 ) 0.5 In 0.5 P (0.5 ≦ x1
19. The semiconductor laser according to claim 18, wherein the layers are stacked to have a composition of <x2 <≦ 0.8), and hydrobromic acid is used as the etchant.
【請求項20】エッチャントに対してエッチングが進行
するほどにエッチングレートが速くなるように連続的に
組成が変化する化合物半導体層を半導体基板上に積層さ
せ、 その連続積層された最上層の化合物半導体層上にマスク
を形成した後、前記化合物半導体層を前記エッチャント
を用いてエッチングすることを特徴とする半導体レーザ
の製造方法。
20. A compound semiconductor layer, the composition of which continuously changes so that the etching rate becomes faster as the etching progresses with respect to the etchant, is stacked on a semiconductor substrate, and the continuously stacked uppermost compound semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising forming a mask on a layer, and etching the compound semiconductor layer using the etchant.
【請求項21】 特に前記化合物半導体層は、その組成
を(AlxGa1-x0. 5In0.5Pと書き表わしたとき
に、xがx1からx2(0.5≦x1<x2≦0.8)まで
連続的に変化した組成となっており、 前記エッチャントとして、臭化水素酸を用いることを特
徴とする請求項20に記載の半導体レーザの製造方法。
21. In particular the compound semiconductor layer, when expressed writes the composition as (Al x Ga 1-x) 0. 5 In 0.5 P, x is x1 from x2 (0.5 ≦ x1 <x2 ≦ The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 20, wherein the composition has a composition that continuously changes up to 0.8), and hydrobromic acid is used as the etchant.
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