JPH11233896A - Manufacture of semiconductor light emitting device - Google Patents

Manufacture of semiconductor light emitting device

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JPH11233896A
JPH11233896A JP22429498A JP22429498A JPH11233896A JP H11233896 A JPH11233896 A JP H11233896A JP 22429498 A JP22429498 A JP 22429498A JP 22429498 A JP22429498 A JP 22429498A JP H11233896 A JPH11233896 A JP H11233896A
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semiconductor light
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秀善 堀江
Hirotaka Oota
弘貴 太田
Toshinari Fujimori
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of an end face by a method wherein compound semiconductor layers are grown in succession on a substrate and then end faces for a resonator are formed by cleaving and, after desorbing part of constituent elements near an end face of an active layer exposed on at least one end face of the resonator, an inactive layer is formed in a vacuum. SOLUTION: On inactive layers 14 formed on exposed end faces of a semiconductor, coating layers 15, 16 are formed which are dielectrics deposited in multilayers or a combination of a dielectric and a semiconductor. Preferably, irradiation of electron beams, heat rays and/or light beams on the end faces, formation of the inactive layers 14, and formation of the coating layers 15, 16 are conducted continuously in a vacuum. By this method, a light outputting efficiency from a semiconductor can be increased and the end faces can be also protected. Especially, for large output, a coating of a low refractive index against the oscillation frequency is applied onto the front end face and a coating of a high refractive index is applied onto the rear end face. By this method, the deterioration of the end faces can be prevented.

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】本発明は半導体発光素子、特
に半導体レーザの製造方法に関するもので、本発明の製
法は光ファイバー増幅器用励起光源、光情報処理用の光
源等の、高出力、長寿命の両立を要求される用途の半導
体レーザに好適に利用される。またスーパールミネッセ
ントダイオード等のLEDで、光の出射端が端面により
形成されているもの、また、面発光レーザ等への応用も
可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, particularly, a semiconductor laser. It is suitably used for semiconductor lasers for applications requiring compatibility. Also, an LED such as a super luminescent diode having a light emitting end formed by an end face can be applied to a surface emitting laser or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における光情報処理技術、光通信技
術の進展には目ざましい物がある。例えば、光磁気ディ
スクによる高密度記録、光ファイバーネットワークによ
る双方向通信と枚挙に暇がない。例えば、通信分野にお
いては、今後のマルチメディア時代に本格的に対応する
大容量の光ファイバー伝送路とともに、その伝送方式に
対する柔軟性を持つ信号増幅用のアンプとして、Er3+
等の希土類をドープした光ファイバー増幅器(EDF
A)の研究が各方面で盛んに行なわれている。そして、
EDFAのコンポーネントとして不可欠な要素である、
高効率な励起光源用の半導体レーザの開発が待たれてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, progress in optical information processing technology and optical communication technology has been remarkable. For example, there is no shortage of high-density recording using a magneto-optical disk and two-way communication using an optical fiber network. For example, in the telecommunications field, Er 3+ is used as an amplifier for signal amplification that has flexibility in the transmission system, as well as a large-capacity optical fiber transmission line corresponding to the future of the multimedia age.
Optical fiber amplifier (EDF) doped with rare earth such as
The research of A) is being actively conducted in various fields. And
It is an essential element as a component of EDFA,
Development of a semiconductor laser for a highly efficient excitation light source is awaited.

【0003】EDFA応用に供することのできる励起光
源の発振波長は原理的に3種類存在し、800nm、9
80nm、1480nmである。このうち増幅器の特性
から見れば980nmでの励起が、利得、ノイズ等を考
慮すると最も望ましいことが知られている。このような
980nmの発振波長を有するレーザは励起光源として
高出力であることと長寿命であるという相反する特性を
満足することを望まれている。さらにこの近傍の波長、
たとえば890−1150nmにおいてはSHG光源、
レーザプリンタ用の熱源としての要求もあり、その他種
々の応用面においても高出力で信頼性の高いレーザの開
発がまたれている。
[0003] In principle, there are three types of oscillation wavelengths of an excitation light source that can be used for EDFA applications.
80 nm and 1480 nm. From the characteristics of the amplifier, it is known that pumping at 980 nm is most desirable in consideration of gain, noise, and the like. It is desired that such a laser having an oscillation wavelength of 980 nm satisfies the contradictory characteristics of a high output and a long life as an excitation light source. Wavelengths in the vicinity,
For example, at 890-1150 nm, an SHG light source,
There is also a demand as a heat source for a laser printer, and development of a laser with high output and high reliability is also straddled in various other applications.

【0004】また、情報処理分野では高密度記録、短時
間書き込み、読み出しを目的として半導体レーザの、高
出力化、短波長化が進んでおり、従来の780nm発振
波長のLDに関しては高出力化が強く望まれており、ま
た、630−680nm帯のLDの開発も各方面で精力
的に行われている。これら、レーザ実現のために欠かせ
ない高出力、高信頼性の両立のアプローチとしては、例
えば、端面近傍の活性層領域のバンドギャップを発振波
長に対して透明になるようにし、前述の端面近傍での光
吸収をおさえる方法が種々提案されている。これら構造
のレーザは一般に窓構造レーザあるいはNAM(non Ab
sorbing Mirror)構造レーザと呼ばれており、高出力を
必要とする際には非常に効果的である。
In the information processing field, the output and wavelength of semiconductor lasers have been increasing for the purpose of high density recording, short time writing and reading, and high output has been achieved for conventional LDs having an oscillation wavelength of 780 nm. There is a strong demand, and the development of LDs in the 630-680 nm band is also being vigorously conducted in various fields. As an approach for achieving both high power and high reliability indispensable for realizing the laser, for example, the band gap of the active layer region near the end face is made transparent to the oscillation wavelength, and Various methods have been proposed to reduce the light absorption in the light. Lasers with these structures are generally window-structured lasers or NAMs (non Ab
This laser is called a sorbing mirror (structured laser) and is very effective when high power is required.

【0005】一方、特開平3−101183号公報の様
な問題解決法も提起されている。これによれば、汚染の
ない端面を形成し、これに半導体端面との反応、又はそ
れ自体が拡散を起こさない物質で、かつ、酸素を含有し
ない物質をパッシベーション層あるいは、その一部とし
て形成する製法が効果的だとされれいる。また、上記特
開平3−101183号公報に類する公知文献として、
L.W.Tuet al.,(In-vacuum cleaving and coating
of semiconductor laser facets using silicon
and a dielectric、 J.Appl.Phys.80(11) 1 DEC. 19
96)がある。これによれば、Si/AlOx構造をレーザ
端面にコーティングする際に真空中で劈開すると、劈開
面でのキャリアの再結合速度が遅くなり、初期的なCO
Dレベルがあがることが記載されている。
On the other hand, a solution to the problem as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-101183 has been proposed. According to this, an end face without contamination is formed, and a substance which does not cause a reaction with the semiconductor end face or diffusion itself and does not contain oxygen is formed as a passivation layer or a part thereof. The manufacturing method is said to be effective. Further, as a known document similar to the above-mentioned JP-A-3-101183,
LWTuet al., (In-vacuum cleaving and coating
of semiconductor laser facets using silicon
and a dielectric, J. Appl. Phys. 80 (11) 1 DEC. 19
96). According to this, when the Si / AlO x structure is coated on the laser end face and cleaved in a vacuum, the recombination rate of carriers at the cleaved face is reduced, and the initial CO 2
It is described that the D level rises.

【0006】さらに、半導体レーザの光出射端面での電
界強度を下げるために、共振器方向に存在する定在波の
腹の部分が端面部分と一致しないように、Siをコーテ
ィング膜と半導体との界面に1/4波長分挿入する技術
も知られている。
Further, in order to reduce the electric field intensity at the light emitting end face of the semiconductor laser, Si is coated between the coating film and the semiconductor so that the antinode of the standing wave existing in the cavity direction does not coincide with the end face part. A technique of inserting a quarter wavelength into the interface is also known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】例えば、980nm近
傍の半導体レーザでは、50−100mW程度の光出力
において2年程度の連続使用に耐える半導体レーザ及び
その製造方法はすでに開発されているが、より高い光出
力における動作では急速な劣化がおこり、信頼性は不十
分である。これは780nm帯、630−680nm帯
のLDにおいても事情は同様であり、高出力時の信頼性
確保は特にGaAs基板を用いた系の半導体レーザ全体
の課題である。
For example, for a semiconductor laser having a wavelength of about 980 nm, a semiconductor laser capable of withstanding continuous use for about two years at an optical output of about 50-100 mW and a method of manufacturing the same have already been developed. The operation at the light output causes a rapid deterioration and the reliability is insufficient. The situation is the same for LDs in the 780 nm band and the 630-680 nm band, and securing reliability at high output is an issue especially for the entire semiconductor laser using a GaAs substrate.

【0008】この原因のひとつには、非常に高い光密度
にさらされるレーザ光の出射端面の劣化に起因するもの
がある。GaAs/AlGaAs系半導体レーザでもよ
く知られているように、端面近傍には多数の表面準位が
存在するが、これらの準位がレーザ光を吸収するため、
一般的に端面近傍の温度はレーザ内部の温度よりも高く
なり、この温度上昇がさらに端面近傍のバンドギャップ
を狭くし、さらにレーザ光を吸収しやすくするといった
正帰還がおきると説明されている。この現象は瞬時に大
電流を流した際に観測される端面破壊いわゆるCOD(c
atastrophic Optical Damage)として知られ、また長
期に通電試験した際のCODレベルの低下に伴う素子の
突然劣化は多くの半導体レーザ素子において共通の問題
となっている。これら課題の解決の試みは上記の様に精
力的に行われてはいるが、まだ技術的に不十分である。
[0008] One of the causes is caused by deterioration of an emission end face of a laser beam exposed to a very high light density. As is well known in GaAs / AlGaAs-based semiconductor lasers, there are many surface levels near the end face, but these levels absorb laser light.
In general, it is described that the temperature near the end face becomes higher than the temperature inside the laser, and this temperature rise further narrows the band gap near the end face, and further causes positive feedback such that laser light is more easily absorbed. This phenomenon is called end-face destruction, so-called COD (c
Known as atastrophic optical damage), sudden deterioration of the device due to a decrease in the COD level during a long-term energization test is a common problem in many semiconductor laser devices. Attempts to solve these problems have been made vigorously as described above, but are still technically insufficient.

【0009】従来の窓構造を有するLDの場合を考える
と、たとえば、レーザ端面上に発振波長に対して透明な
半導体材料をエピタキシャル成長させる製造方法があ
る。この方法ではレーザをいわゆるバーの状態にして端
面へエピタキシャル成長を行うために、この後に行う電
極工程が非常に煩雑なものとなってしまう。また、Zn
あるいはSi等をレーザの端面近傍の活性層に不純物と
して意図的に熱拡散又はイオン打ち込みをさせる方法
で、上記活性層を無秩序化させる方法も種々提案されて
いる。これらの公知文献としては特開平2−45992
号公報、特開平3−31083号公報、特開平6−30
2906号公報等をあげることができる。
Considering a conventional LD having a window structure, for example, there is a manufacturing method of epitaxially growing a semiconductor material transparent to an oscillation wavelength on a laser end face. In this method, since the laser is grown in a so-called bar state and epitaxial growth is performed on the end face, an electrode process performed thereafter becomes very complicated. Also, Zn
Alternatively, various methods have been proposed for disordering the active layer by intentionally thermally diffusing or implanting Si or the like as impurities into the active layer near the end face of the laser. These known documents are disclosed in JP-A-2-45992.
JP, JP-A-3-31083, JP-A-6-30
No. 2906 can be cited.

【0010】しかし、一般にLD製造工程で行われる不
純物拡散はレーザ素子のエピタキシャル方向から基板方
向に向かって行われるため、拡散深さの制御性、また共
振器方向に対する横方向拡散の制御性に問題があり安定
した作製は難しい。また、イオン打ち込みの場合には高
エネルギーのイオンが端面から導入されるため、たとえ
アニール処理を施した後もLD端面にダメージが残存し
がちである。また不純物導入を行なった領域での抵抗の
低下に伴う無効電流の増加はレーザのしきい値電流や駆
動電流を増加させる等の問題があった。
However, since impurity diffusion generally performed in the LD manufacturing process is performed from the epitaxial direction of the laser element toward the substrate, there is a problem in controllability of the diffusion depth and controllability of lateral diffusion with respect to the cavity direction. It is difficult to make stable production. In addition, in the case of ion implantation, high-energy ions are introduced from the end face, so that damage tends to remain on the LD end face even after annealing. In addition, an increase in reactive current due to a decrease in resistance in a region into which impurities are introduced has a problem that a threshold current and a drive current of a laser increase.

【0011】一方、例えば、前記特開平3−10118
3号公報に開示の、汚染のない端面を形成し、これに半
導体端面との反応、又はそれ自体が拡散を起こさない物
質で、酸素を含有しない物質をパッシベーション層ある
いは、その一部として形成する製法の技術的問題点は以
下のとおりである。一般に、大気中等の例えばクリーン
ルーム内での作業によっては、劈開時に端面に発生す
る、例えば、Ga−O、またAs−O等の非発光再結合
中心の生成を抑制する効果はなく、この点で、前記特許
が開示している具体的<汚染のない端面の形成方法>は
第1クレームに記載のとおり、劈開したその場で不活性
化層を形成することが不可欠となり、この具体的実現可
能な環境は第10クレームにあるとおり真空中での劈開
のみである。しかし、これは大気中での一般的劈開に比
較して、非常に煩雑な装置と作業が要求される。また、
一般的に第11クレームから第14クレームに開示され
ているドライエッチングによって形成される端面は、劈
開によって形成される端面と比較して多くの非発光再結
合中心を形成し、長寿命を要求されるLDの作製方法と
しては適さない。
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
No. 3 discloses a non-contaminated end face, on which a reaction with the semiconductor end face or a substance which does not itself diffuse and does not contain oxygen is formed as a passivation layer or a part thereof. The technical problems of the manufacturing method are as follows. Generally, there is no effect of suppressing the generation of non-radiative recombination centers, such as Ga-O and As-O, which are generated on the end face at the time of cleavage, for example, in an atmosphere or the like, for example, in a clean room. As described in the first claim, in the specific method disclosed in the above-mentioned patent <Method of forming an end face without contamination>, it is indispensable to form a passivation layer in the cleaved in-situ, and this specific realization is possible. The only environment is cleavage in a vacuum as described in the tenth claim. However, this requires very complicated equipment and work compared to general cleavage in the atmosphere. Also,
Generally, the end face formed by dry etching disclosed in the eleventh to fourteenth claims forms more non-radiative recombination centers than the end face formed by cleavage, and is required to have a long life. It is not suitable as a method for producing an LD.

【0012】また、パッシベーション層として最適なも
のとしてSi、又はアモルファスSiがあげられている
が、一般に全く拡散を起こさない物質は存在せず、特に
高出力、高温下で長時間駆動することを前提とする様な
半導体レーザでは、前記特許で開示されたパッシベーシ
ョン材料の拡散が懸念される。また、上記、L.W.Tu et
al.,(In-vacuum cleaving and coating of semi
conductor laser facets using silicon and a
dielectric、 J.Appl.Phys.80(11) 1 DEC. 1996)で
は、Si/AlOx構造をレーザ端面にコーティングす
る際に真空中で劈開すると、劈開面でのキャリアの再結
合速度が遅くなり、初期的なCODレベルがあがるとあ
るが、長期の信頼性に関する記述はなく、コーティング
とLD構造の関連についても述べられていない。
[0012] Although Si or amorphous Si is mentioned as the most suitable as the passivation layer, there is generally no substance which does not cause any diffusion at all, and it is assumed that the device is driven for a long time under high power and high temperature. In such a semiconductor laser, there is a concern about diffusion of the passivation material disclosed in the patent. In addition, LWTu et
al., (In-vacuum cleaving and coating of semi
conductor laser facets using silicon and a
In dielectric, J. Appl. Phys. 80 (11) 1 DEC. 1996), when the Si / AlO x structure is coated on the laser end face by cleaving in a vacuum, the recombination rate of carriers at the cleaved face becomes slow. Although the initial COD level is raised, there is no description on long-term reliability, and no mention is made of the relationship between the coating and the LD structure.

【0013】さらに、半導体レーザの光出射端面での電
界強度を下げるために、共振器方向に存在する定在波の
腹の部分が端面部分と一致しないように、Siをコーテ
ィング膜と半導体との界面に1/4波長分挿入する技術
においては、一般の半導体レーザが実現されている波長
帯、特に高出力LDが望まれている400−1600n
mにおいては、Siそのものが光の吸収体として作用し
てしまうため、端面での温度上昇がデバイスの劣化を加
速してしまう可能性がある。
Further, in order to reduce the electric field strength at the light emitting end face of the semiconductor laser, Si is coated between the coating film and the semiconductor so that the antinode of the standing wave existing in the cavity direction does not coincide with the end face part. In the technology of inserting a quarter wavelength into the interface, a wavelength band in which a general semiconductor laser is realized, particularly a high output LD is desired to be 400-1600n.
In m, since Si itself acts as a light absorber, a temperature rise at the end face may accelerate the deterioration of the device.

【0014】本発明は、かかる課題を解決するためにお
こなわれたもので、その目的は、半導体レーザ等の半導
体発光素子端面での界面準位密度を長期間にわたって安
定に抑制し、しかも、不活性化層のLD駆動中の拡散が
起こった際にも安定に動作する半導体レーザを提供す
る、簡便な製造方法の実現であり、これは、すなわち、
端面での劣化を抑えた、高出力と長寿命を両立させた高
性能の半導体レーザの提供に他ならない。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to stably suppress the interface state density at the end face of a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser for a long period of time, and furthermore, to achieve the above object. It is a realization of a simple manufacturing method that provides a semiconductor laser that operates stably even when diffusion of an activation layer during LD driving occurs.
This is nothing but to provide a high-performance semiconductor laser that achieves both high output and long life while suppressing degradation at the end face.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく鋭意検討した結果、基板上に、第一導電
型クラッド層、活性層及び第二導電型クラッド層を含む
化合物半導体層が形成されてなり、共振器構造を有する
半導体発光素子の製造方法において、基板上に化合物半
導体層を順次結晶成長し、劈開により共振器端面を形成
し、次いで、少なくとも1つの該端面に露出した、少な
くとも活性層の端面近傍の構成元素の一部を熱線、電子
線、光等の照射によって脱離させて半導体発光素子の端
面近傍に、発振波長に対して透明な領域を作り込んだ
後、真空中で不活性化層を形成する方法で作製された半
導体発光素子が、簡便な製法であるにもかかわらず、従
来技術をはるかにしのぐレベルで高出力、長寿命を両立
することを見い出し、本発明に到達した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that a compound containing a first conductive type clad layer, an active layer and a second conductive type clad layer on a substrate. In the method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a semiconductor layer formed thereon and having a resonator structure, a compound semiconductor layer is sequentially crystal-grown on a substrate, and a resonator end face is formed by cleavage, and then at least one end face is formed. Exposed, at least some of the constituent elements near the end face of the active layer were desorbed by irradiation with heat rays, electron beams, light, etc., to create a region transparent to the oscillation wavelength near the end face of the semiconductor light emitting device. Later, the semiconductor light emitting device manufactured by the method of forming the passivation layer in a vacuum, despite the simple manufacturing method, to achieve both high output and long life at a level far beyond the conventional technology Find And it reached the present invention.

【0016】即ち、本発明の要旨は、基板上に、第一導
電型クラッド層、活性層及び第二導電型クラッド層を含
む化合物半導体層が形成されてなり、共振器構造を有す
る半導体発光素子の製造方法において、基板上に化合物
半導体層を順次結晶成長し、劈開により共振器端面を形
成し、次いで、少なくとも1つの該端面に露出した、少
なくとも活性層の端面近傍の構成元素の一部を脱離させ
た後、真空中で不活性化層を形成することを特徴とする
半導体発光素子の製造方法に存する。
That is, the gist of the present invention is that a compound semiconductor layer including a first conductivity type clad layer, an active layer and a second conductivity type clad layer is formed on a substrate, and has a resonator structure. In the manufacturing method, a compound semiconductor layer is sequentially crystal-grown on a substrate, a cavity facet is formed by cleavage, and then at least one of the constituent elements exposed on at least one of the facets near the facet of the active layer is removed. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, characterized in that after desorption, a passivation layer is formed in a vacuum.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の半導体発光素子の製造方法は、基板上に、第一
導電型クラッド層、活性層及び第二導電型クラッド層を
含む化合物半導体層が形成されてなり、共振器構造を有
する半導体発光素子の製造方法において、基板上に化合
物半導体層を順次結晶成長し、劈開により共振器端面を
形成し、次いで、少なくとも1つの該端面に露出した、
少なくとも活性層の端面近傍の構成元素の一部を脱離さ
せた後、真空中で不活性化層を形成することを特徴とす
る半導体発光素子の製造方法であれば、特にその素子等
の構造は限定されないが 、以下に具体的製造方法の1
例として、屈折率導波構造を有し、第二導電型クラッド
層が第一のそれと第二のそれの二層に分かれ、第二導電
型第二クラッド層と電流ブロック層とで電流注入領域を
形成し、さらに電極との接触抵抗を下げるためのコンタ
クト層をもつ構造の半導体レーザを作製し本発明を適用
した場合について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention is a semiconductor light emitting device having a resonator structure in which a compound semiconductor layer including a first conductivity type clad layer, an active layer and a second conductivity type clad layer is formed on a substrate. In the manufacturing method, a compound semiconductor layer is sequentially crystal-grown on a substrate, a resonator end face is formed by cleavage, and then exposed to at least one of the end faces.
A method for manufacturing a semiconductor light emitting device, comprising forming at least a passivation layer in a vacuum after desorbing at least a part of the constituent elements near the end face of the active layer, particularly the structure of the device or the like. Although not limited, one of the specific manufacturing methods is described below.
As an example, having a refractive index waveguide structure, the second conductivity type cladding layer is divided into a first layer and a second layer, and the second conductivity type second cladding layer and the current blocking layer form a current injection region. A case where a semiconductor laser having a structure having a contact layer for lowering contact resistance with an electrode is formed and the present invention is applied will be described.

【0018】そのようなレーザの基本的エピタキシャル
構造の製法はたとえば堀江らの特開平8−130344
号公報に記載のレーザが相当し、この類のレーザは光通
信に用いられる光ファイバー増幅器用の光源、また、情
報処理用の大規模光磁気メモリーのピックアップ光源と
して用いられ、活性層、またクラッド層等の層構成、ま
た材料構成等の違いによって、さらに様々な用途への応
用が可能である。
A method for manufacturing a basic epitaxial structure of such a laser is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-130344 by Horie et al.
This type of laser is used as a light source for an optical fiber amplifier used for optical communication and as a pickup light source for a large-scale magneto-optical memory for information processing, and includes an active layer and a cladding layer. Depending on the layer configuration such as the above and the material configuration, it can be further applied to various uses.

【0019】図2は、本発明の半導体レーザにおけるエ
ピタキシャル構造の一例としてグルーブ型の半導体レー
ザを構成した模式的一例である。基板(1)としては所
望の発振波長、格子整合性、意図的に活性層等に導入さ
れる歪等の点からInP、GaAs、GaN、InGa
As、Al23等の単結晶基板が使用される。Al23
の様に場合によっては誘電体基板も使用可能である。本
発明で実施される形態としてはInP基板、GaAs基
板が、V族としてAs、P等を含むIII-V族半導体発光
素子に対して格子整合性の観点から望ましく、V族とし
てAsを含む場合には最も好適にはGaAs基板が使用
される。
FIG. 2 is a schematic example in which a groove type semiconductor laser is formed as an example of the epitaxial structure in the semiconductor laser of the present invention. The substrate (1) may be made of InP, GaAs, GaN, InGa in view of a desired oscillation wavelength, lattice matching, distortion intentionally introduced into the active layer and the like.
A single crystal substrate such as As or Al 2 O 3 is used. Al 2 O 3
In some cases, a dielectric substrate can be used. As an embodiment of the present invention, an InP substrate or a GaAs substrate is preferable from the viewpoint of lattice matching with a III-V semiconductor light emitting device containing As, P, or the like as a V group, and includes As as a V group. Most preferably, a GaAs substrate is used.

【0020】また、Al23等の誘電体基板はIII-V族
半導体発光素子のなかでもV族として窒素等を含む材料
に使用されることがある。基板はいわゆるジャスト基板
だけではなく、エピタキシャル成長の際の結晶性を向上
させる観点から、いわゆるオフ基板(miss oriented su
bstrate)の使用も可能である。これはステップフロー
モードでの良好な結晶成長を促進する効果をもち、広く
使われている。オフ基板は0.5度から2度程度の傾斜
を持つものが広く用いられるが、量子井戸構造を構成す
る材料系によっては10度前後の傾斜とすることもあ
る。
A dielectric substrate such as Al 2 O 3 may be used for a material containing nitrogen or the like as a V group among III-V semiconductor light emitting devices. The substrate is not only a so-called just substrate, but also a so-called off-substrate (miss oriented su substrate) from the viewpoint of improving crystallinity during epitaxial growth.
bstrate) can also be used. This has the effect of promoting good crystal growth in the step flow mode and is widely used. The off-substrate having an inclination of about 0.5 to 2 degrees is widely used, but may have an inclination of about 10 degrees depending on the material system constituting the quantum well structure.

【0021】基板はMBEあるいはMOCVD等の結晶
成長技術を利用した、発光素子の作り込みの準備とし
て、化学エッチング、熱処理等をされる場合もある。バ
ッファ層(2)は、基板バルク結晶の不完全性を緩和
し、結晶軸を同一にしたエピタキシャル薄膜の形成を容
易にするために基板上に成長することが好ましい。バッ
ファ層(2)は、基板(1)と同一の化合物で構成する
のが好ましく、基板がGaAsの場合は通常、GaAs
が使用される。しかし、超格子層をバッファ層に使用す
ることも広く行われており、同一の化合物で形成されな
い場合もある。一方誘電体基板を用いた場合には必ずし
も基板と同一の物質ではなく、その所望の発光波長、デ
バイス全体の構造から、適宜、基板と異なった材料が選
ばれる場合もある。
In some cases, the substrate is subjected to chemical etching, heat treatment, etc., in preparation for the fabrication of a light emitting device, utilizing a crystal growth technique such as MBE or MOCVD. The buffer layer (2) is preferably grown on the substrate to alleviate the incompleteness of the substrate bulk crystal and facilitate the formation of an epitaxial thin film having the same crystallographic axis. The buffer layer (2) is preferably made of the same compound as the substrate (1). When the substrate is GaAs, it is usually GaAs.
Is used. However, a superlattice layer is widely used as a buffer layer, and may not be formed of the same compound. On the other hand, when a dielectric substrate is used, a material different from that of the substrate may be appropriately selected depending on the desired emission wavelength and the structure of the entire device, instead of the same material as the substrate.

【0022】第一導電型クラッド層(3)は一般的には
活性層(4)の平均的屈折率より小さな屈折率を有する
材料で構成され、所望の発振波長を実現するために準備
される基板(1)、バッファ層(2)、活性層(4)等
により適宜材料が規定される。例えば基板(1)として
GaAsが使用され、バッファ層(2)もGaAsの際
にはAlGaAs系材料、InGaAs系材料、AlG
aInP系材料、InGaP系材料等が用いられる。ま
た場合によってはクラッド層全体を超格子構造にするこ
とも可能である。
The first conductivity type cladding layer (3) is generally made of a material having a refractive index smaller than the average refractive index of the active layer (4), and is prepared to realize a desired oscillation wavelength. The material is appropriately defined by the substrate (1), the buffer layer (2), the active layer (4), and the like. For example, GaAs is used as the substrate (1), and when the buffer layer (2) is GaAs, an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material,
aInP-based materials, InGaP-based materials, and the like are used. In some cases, the entire cladding layer may have a superlattice structure.

【0023】本発明の効果は活性層(4)の導電型、材
料、構造等によらずに効果があるが、まず導電型につい
ては、P型であったほうが好ましい。P型のドーパント
としては、Zn、C、Be、Mg等既知のものを母材と
成長方法に照らして適宜選択すればよく、好ましくはB
e及び/又はC、最も好ましくはBeである。一般的に
半導体のバンドギャップは、例えばHeterostructure L
asers (H.C.Casey,Jr. M.B.Panish著 Academic Pres
s 1978 P.157)に記載のとおり、ホール濃度が高い物
質ほどそれが小さくなる傾向にある。例えば、GaAs
の場合には、そのバンドギャップをEg(eV)、P型
のキャリア濃度をP(cm-3)として Eg=1.424−1.6×10-8×P1/3 であることが示されている。本発明の1つの特徴は不活
性化層(14)としてレーザ端面と誘電体界面に挿入さ
れる物質が、長期のレーザ駆動中、特に高出力動作中に
拡散を起こした際、n型の不純物として活性層(4)中
等に徐々に導入され、補償効果によって実効的なホール
濃度の低下を引き起こす点にある。これは半導体端面近
傍、言い替えれば不活性化層(14)がLD駆動と共
に、構成する一部の元素が拡散されていく部分のバンド
ギャップを増大させる事を意味し、端面での光の吸収を
抑制する働きをすることが期待される。この点でP型の
活性層が望ましい。
Although the effect of the present invention is effective irrespective of the conductivity type, material, structure, etc. of the active layer (4), it is preferable that the conductivity type is first P-type. As the P-type dopant, a known dopant such as Zn, C, Be, or Mg may be appropriately selected in consideration of the base material and the growth method.
e and / or C, most preferably Be. Generally, the band gap of a semiconductor is, for example, Heterostructure L
asers (HCCasey, Jr. MBPanish Academic Pres
As described in s 1978, p. 157), a substance having a higher hole concentration tends to be smaller. For example, GaAs
In the case of Eg, the bandgap is Eg (eV), and the P-type carrier concentration is P (cm −3 ), indicating that Eg = 1.424-1.6 × 10 −8 × P 1/3. Have been. One feature of the present invention is that when a substance inserted as a passivation layer (14) between a laser end face and a dielectric interface diffuses during long-term laser driving, particularly during high-power operation, the n-type impurity is removed. Is gradually introduced into the active layer (4) or the like to cause an effective decrease in hole concentration due to the compensation effect. This means that the passivation layer (14) increases the band gap of the part where the constituent elements are diffused together with the LD driving, in the vicinity of the semiconductor end face, that is, the light absorption at the end face. It is expected to act to suppress. In this regard, a P-type active layer is desirable.

【0024】また、材料選択の観点からは、活性層
(4)はIn及び/又はGaを含む系、より好ましくは
Inを含む系、最も好ましくはIn及びGaを含む系が
望ましい。これは結晶成長の際にいわゆる秩序化が起こ
りやすい材料系であって、不活性化層(14)としてレ
ーザ端面と誘電体の界面に挿入される物質が、長期のレ
ーザ駆動中に上記の様に拡散する際に、端面近傍の無秩
序化を引き起こすことも期待されるからである。一般に
材料の無秩序化はバンドギャップの増加をもたらすた
め、これはキャリアの補償効果と相まって、さらなる端
面の光吸収を長期的に抑制していくこととなる。
Further, from the viewpoint of material selection, the active layer (4) is preferably a system containing In and / or Ga, more preferably a system containing In, and most preferably a system containing In and Ga. This is a material system in which so-called ordering is liable to occur during crystal growth, and a substance inserted at the interface between the laser end face and the dielectric as a passivation layer (14) is formed as described above during long-term laser driving. This is because it is expected that when diffused, the disorder near the end face may be caused. Generally, disordering of the material causes an increase in the band gap, which, in combination with the compensation effect of the carrier, further suppresses the light absorption at the end face in the long term.

【0025】これら観点から、活性層(4)の材料とし
ては、具体的には、AlGaAs系材料、InGaAs
系材料、InGaP材料系、AlGaInP系材料等、
中でも、InXGa1-xAs(0<x<1)又は(Alx
Ga1-xyIn1-yP(0<x,y<1)を含むことが
望ましく、特に量子井戸構造をとっていることが無秩序
化をする観点で望ましい。これら材料の選択は所望する
発振波長によって規定されるのが普通である。
From these viewpoints, as the material of the active layer (4), specifically, an AlGaAs-based material, InGaAs
Materials, InGaP materials, AlGaInP materials, etc.
Among them, In x Ga 1-x As (0 <x <1) or (Al x
It is desirable to include Ga 1-x ) y In 1-y P (0 <x, y <1), and it is particularly desirable to have a quantum well structure from the viewpoint of disordering. The choice of these materials is usually dictated by the desired oscillation wavelength.

【0026】活性層の材料選択により、化合物半導体発
光素子の発振波長λ(nm)がほぼ決定されるが、該発
振波長λ(nm)は、Si吸収端より短波長であること
が好ましい。また、活性層(4)は構造として、単一の
層からなる通常のバルク活性層でもよいが、単一量子井
戸(SQW)構造、二重量子井戸(DQW)構造、多重
量子(MQW)構造等の量子井戸構造が目的に応じて採
用される。そして、量子井戸構造には、通常、光ガイド
層が併用され、必要に応じて量子井戸の分離のために障
壁層が併用される。活性層の構造としては、量子井戸の
両側に光ガイド層を設けた構造(SCH構造)、光ガイ
ド層の組成を徐々に変化させることにより屈折率を連続
的に変化させた構造(GRIN−SCH構造)等を採用
することが出来る。光ガイド層の材料としてはAlGa
As系材料、InGaAs系材料、InGaP系材料A
lGaInP系材料等、活性層にあわせ選択が可能であ
る。また、光ガイド層は前記材料を組み合わせた超格子
とすることも可能である。
Although the oscillation wavelength λ (nm) of the compound semiconductor light emitting device is substantially determined by the selection of the material of the active layer, the oscillation wavelength λ (nm) is preferably shorter than the Si absorption edge. The active layer (4) may be a normal bulk active layer composed of a single layer, but may have a single quantum well (SQW) structure, a double quantum well (DQW) structure, or a multiple quantum (MQW) structure. Etc. are adopted according to the purpose. In the quantum well structure, an optical guide layer is usually used in combination, and if necessary, a barrier layer is also used for separating the quantum well. The structure of the active layer includes a structure in which light guide layers are provided on both sides of the quantum well (SCH structure) and a structure in which the refractive index is continuously changed by gradually changing the composition of the light guide layer (GRIN-SCH). Structure) can be adopted. The material of the light guide layer is AlGa
As-based material, InGaAs-based material, InGaP-based material A
Selection can be made according to the active layer, such as an lGaInP-based material. Also, the light guide layer can be a superlattice combining the above materials.

【0027】一方、不活性化層(14)の具体的材料と
してはSiが望ましい。これは一般的に端面発光型デバ
イスで共振器を構成する面となる(110)面、また面
発光レーザ等で出射端となる(100)面からの拡散で
n型のドーパントとなりうるからであり、さらに、上記
活性層(4)の材料として好適に利用されるAlGaA
s系材料、InGaAs系材料、InGaP系、AlG
aInP系材料を無秩序化をすることが可能だからであ
る。
On the other hand, Si is desirable as a specific material of the passivation layer (14). This is because, in general, an n-type dopant can be formed by diffusion from the (110) plane which forms a resonator in an edge-emitting device or the (100) plane which becomes an emission end in a surface-emitting laser or the like. And AlGaAs preferably used as a material for the active layer (4).
s-based material, InGaAs-based material, InGaP-based, AlG
This is because it is possible to disorder the aInP-based material.

【0028】第二導電型第一、第二クラッド層(5)、
(8)は第一導電型クラッド層(3)同様、一般的には
活性層(4)の平均的屈折率より小さな屈折率を有する
材料で構成され、基板(1)、バッファ層(2)、活性
層(4)等により適宜材料が規定される。例えば基板
(1)としてGaAsが使用され、バッファ層(2)も
GaAsの際にはAlGaAs系材料、InGaAs系
材料、AlGaInP系材料、InGaP系材料等が用
いられる。
A second conductive type first and second cladding layer (5);
(8), like the first conductivity type clad layer (3), is generally made of a material having a refractive index smaller than the average refractive index of the active layer (4), and the substrate (1) and the buffer layer (2). The material is appropriately defined by the active layer (4) and the like. For example, GaAs is used as the substrate (1), and when the buffer layer (2) is GaAs, an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material, an AlGaInP-based material, an InGaP-based material, or the like is used.

【0029】図2には、二種類のエッチング阻止層
(6)、(7)及びキャップ層(10)が記載されてい
るが、これらの層は、本発明の好ましい態様において採
用され、電流注入領域の作り込みを精密かつ容易に行う
のに有効である。第二エッチング阻止層(6)が例え
ば、AlaGa1-aAs(0≦a≦1)材料にて構成され
る場合には、通常はGaAsが好適に使用される。これ
はMOCVD法等で第二導電型第二クラッド層(8)等
を、特に、AlGaAs系で再成長させる際に結晶性よ
く積層することができるためである。第二エッチング阻
止層(6)の厚さは通常2nm以上が好ましい。
FIG. 2 illustrates two types of etch stop layers (6) and (7) and a cap layer (10), which are employed in a preferred embodiment of the present invention and This is effective for accurately and easily creating a region. When the second etching stop layer (6) is made of, for example, a material of Al a Ga 1-a As (0 ≦ a ≦ 1), usually, GaAs is preferably used. This is because the second conductive type second cladding layer (8) and the like can be laminated with good crystallinity when regrowth is performed by the MOCVD method or the like, particularly, in the case of AlGaAs. The thickness of the second etching stop layer (6) is usually preferably 2 nm or more.

【0030】第一エッチング阻止層(7)は、Inb
1-b P(0≦b≦1)で表される層が好適であり、本
発明のようにGaAsを基板として使用した際は、通常
歪みのない系でb=0.5が用いられる。第一エッチン
グ阻止層(7)の厚さは通常5nm以上であり、好まし
くは10nm以上である。5nm未満であると、膜厚の
乱れ等により、エッチングを阻止することができなくな
ってしまう可能性がある。一方膜厚によっては歪み系を
用いることもでき、b=0、b=1等を用いることも可
能である。
The first etching stop layer (7) is made of In b G
A layer represented by a 1-b P (0 ≦ b ≦ 1) is preferable, and when GaAs is used as the substrate as in the present invention, b = 0.5 is usually used in a strain-free system. . The thickness of the first etching stop layer (7) is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more. If the thickness is less than 5 nm, etching may not be able to be prevented due to disorder of the film thickness or the like. On the other hand, depending on the film thickness, a strain system can be used, and b = 0, b = 1, and the like can be used.

【0031】キャップ層(10)は、第1回目成長にお
いて電流ブロック層(9)の保護層として用いられると
同時に第二導電型第二クラッド層(8)の成長を容易に
するために用いられ、素子構造を得る前に、一部又は全
て除去される。電流ブロック層(9)としては、文字通
り電流をブロックして実質的に流さないことが必要であ
るので、その導電型は第一導電型クラッド層(3)と同
一かあるいはアンドープとすることが好ましく、また、
たとえばAlGaAs系で電流ブロック層(9)を形成
する場合であれば、AlyGa1-yAs(0<y≦1)か
らなる第二導電型第二クラッド層(8)より屈折率が小
さいことが好ましい。すなわち、電流ブロック層(9)
がAlzGa1-zAs(0≦z≦1)であれば、したがっ
て混晶比としてはz>yになることが好ましい。
The cap layer (10) is used as a protective layer for the current blocking layer (9) in the first growth and at the same time to facilitate the growth of the second conductive type second clad layer (8). Before the element structure is obtained, some or all of the elements are removed. Since it is necessary for the current blocking layer (9) to literally block the current and not substantially flow, the conductivity type is preferably the same as that of the first conductivity type cladding layer (3) or undoped. ,Also,
For example, when the current blocking layer (9) is formed of an AlGaAs system, the refractive index is lower than that of the second conductivity type second cladding layer (8) made of Al y Ga 1-y As (0 <y ≦ 1). Is preferred. That is, the current blocking layer (9)
There If Al z Ga 1-z As ( 0 ≦ z ≦ 1), therefore it is preferable to become z> y As mixed crystal ratio.

【0032】第二導電型第二クラッド層(8)の屈折率
は、通常、活性層(4)の屈折率以下とされる。又、第
二導電型第二クラッド層(8)は通常第一導電型クラッ
ド層(3)及び第二導電型第一クラッド層(5)と同一
とされる。また、本発明の好ましい態様のひとつとし
て、第二導電型第一クラッド層(5)、第二導電型第二
クラッド層(8)及び電流ブロック層(9)の全てを同
一組成の同一材料系で構成することが挙げられる。その
場合、第一エッチング阻止層(7)によって実効屈折率
差が形成され、また、キャップ層(10)を完全には除
去しない場合においては、第一エッチング層(7)に加
えてキャップ層(10)によっても実効屈折率差が形成
される。この様な層構成を採ることにより、第二導電型
第二クラッド層(8)及び電流ブロック層(9)のそれ
ぞれの界面における材料又は組成の不一致に起因する諸
問題を回避することができ、非常に好ましい。
The refractive index of the second-conductivity-type second cladding layer (8) is usually lower than that of the active layer (4). The second conductive type second clad layer (8) is usually the same as the first conductive type clad layer (3) and the second conductive type first clad layer (5). Further, as one preferred embodiment of the present invention, the second conductive type first clad layer (5), the second conductive type second clad layer (8) and the current blocking layer (9) are all made of the same material of the same composition. It is constituted by. In that case, an effective refractive index difference is formed by the first etching stop layer (7), and when the cap layer (10) is not completely removed, in addition to the first etching layer (7), the cap layer ( An effective refractive index difference is also formed by (10). By adopting such a layer configuration, it is possible to avoid various problems caused by mismatching of materials or compositions at respective interfaces of the second conductivity type second cladding layer (8) and the current blocking layer (9), Very preferred.

【0033】第二導電型第二クラッド層(8)上には電
極(12)との接触抵抗率を下げるため等の目的でコン
タクト層(11)を設けるのが好ましい。コンタクト層
(11)は、通常、GaAs材料にて構成される。この
層は通常電極との接触抵抗率を低くするためにキャリア
濃度を他の層より高くすることが行われる。また、通
常、バッファ層(2)の厚さは0.1〜3μm、第一導
電型クラッド層(3)の厚さは0.5〜3μm、活性層
(4)の厚さは量子井戸構造の場合1層当たり0.00
05〜0.02μm、第二導電型第一クラッド層(5)
の厚さは0.05〜0.3μm第二導電型第二クラッド
層(8)の厚さは0.5〜3μm、キャップ層(10)
の厚さは0.005〜0.5μm、電流ブロック層
(9)の厚さは0.3〜2μmの範囲から選択される。
It is preferable to provide a contact layer (11) on the second conductive type second clad layer (8) for the purpose of lowering the contact resistivity with the electrode (12). The contact layer (11) is usually made of a GaAs material. In this layer, the carrier concentration is usually made higher than the other layers in order to lower the contact resistivity with the electrode. The buffer layer (2) generally has a thickness of 0.1 to 3 μm, the first conductivity type cladding layer (3) has a thickness of 0.5 to 3 μm, and the active layer (4) has a quantum well structure. 0.00 per layer
05 to 0.02 μm, second conductive type first clad layer (5)
The thickness of the second cladding layer (8) of the second conductivity type is 0.5 to 3 μm, and the thickness of the cap layer (10) is 0.05 to 0.3 μm.
Is selected from the range of 0.005 to 0.5 μm, and the thickness of the current blocking layer (9) is selected from the range of 0.3 to 2 μm.

【0034】図2に示す半導体発光素子は、さらに電極
(12)、(13)を形成して構成される。電極(1
2)は、p型の場合、コンタクト層(11)表面に例え
ばTi/Pt/Auを順次に蒸着した後、アロイ処理す
ることによって形成される。一方、電極(13)は、基
板(1)の表面に形成され、n型電極の場合、例えばA
uGe/Ni/Auを順次に蒸着した後、アロイ処理す
ることによって形成される。
The semiconductor light emitting device shown in FIG. 2 is constituted by further forming electrodes (12) and (13). Electrode (1
In the case of p-type, 2) is formed by sequentially depositing, for example, Ti / Pt / Au on the surface of the contact layer (11), followed by alloying. On the other hand, the electrode (13) is formed on the surface of the substrate (1).
It is formed by sequentially depositing uGe / Ni / Au and then performing an alloying process.

【0035】このようにして形成された半導体ウエハー
を劈開していわゆるレーザーバーの状態とするが、本発
明では必ずしも一般的にいって繁雑な真空中での劈開工
程を必要としない。常圧の大気中あるいは窒素雰囲気中
での劈開においても、端面で発光波長の吸収を抑制でき
るからである。このための技術のひとつが、少なくとも
活性層の端面近傍の構成元素の一部を脱離させ発振波長
に対して、端面近傍の活性層を透明化することである。
このための具体的手段としては、一つの端面に、熱応答
の早い熱線を照射する方法、電子線や光を照射する方法
等が有効である。
Although the semiconductor wafer thus formed is cleaved into a so-called laser bar state, the present invention does not always require a complicated cleavage step in a vacuum. This is because the absorption of the emission wavelength at the end face can be suppressed even in the cleavage at normal pressure in the air or in a nitrogen atmosphere. One of the techniques for this purpose is to desorb at least a part of the constituent elements near the end face of the active layer to make the active layer near the end face transparent to the oscillation wavelength.
As a specific means for this, a method of irradiating one end face with a heat ray having a fast thermal response, a method of irradiating an electron beam or light, or the like is effective.

【0036】前述の通り、活性層(4)の材料は、目的
とする発光波長や出力などによって、適宜選択される
が、たとえば、980nm近傍の発振波長を得るために
通常用いられるInuGa1-uAs(0.15≦u≦0.35)に
おいては、III族元素の砒素化合物の真空中での再蒸発
に関わる蒸気圧はInAs>GaAs>AlAsであ
る。これらの混晶半導体は例えば、熱処理温度を選ぶこ
とにより、元素を選択的に再蒸発させることができる。
InGaAsの場合500℃〜650℃でInAsが選
択的に再蒸発するので、端面近傍の選択的加熱によっ
て、In濃度が低い領域が熱処理を施した領域に形成さ
れる。これにより表面近傍のバンドギャップを広げるこ
とができ、いわゆる窓構造が端面近傍にのみ実現され
る。
As described above, the material of the active layer (4) is appropriately selected depending on the intended emission wavelength and output. For example, In u Ga 1 which is usually used to obtain an oscillation wavelength near 980 nm is used. In -u As (0.15 ≦ u ≦ 0.35), the vapor pressure related to the re-evaporation of a group III arsenic compound in vacuum is InAs>GaAs> AlAs. For example, these mixed crystal semiconductors can selectively re-evaporate elements by selecting a heat treatment temperature.
In the case of InGaAs, InAs is selectively re-evaporated at a temperature of 500 ° C. to 650 ° C., and a region having a low In concentration is formed in the region subjected to the heat treatment by selective heating near the end face. Thereby, the band gap near the surface can be widened, and a so-called window structure is realized only near the end face.

【0037】また、照射する熱源、場合によっては光源
は、活性層に用いる材料が吸収する波長を含むものであ
れば良い。通常ハロゲンランプ、キセノンランプ等が熱
源としても光源としても好適に用いられる。電子線、熱
線及び/又は光線の照射量はレーザーバーの表面が目的
とする温度に上昇するよう、適宜調節すればよい。レー
ザーバー全体の熱負荷を軽減するために、照射時間はな
るべく短時間であることが好ましく、通常10分以下で
あるが、より好ましくは5分以下である。また、このプ
ロセスは真空中で行われるが、その真空度は、10-3To
rr以下程度、好ましくは10-4Torr以下、最も好ましく
は10-7Torr以下程度が好ましい。
The heat source to be irradiated, and in some cases, the light source may be any as long as it contains a wavelength that is absorbed by the material used for the active layer. Usually, a halogen lamp, a xenon lamp or the like is suitably used as both a heat source and a light source. The irradiation amount of the electron beam, the heat beam and / or the light beam may be appropriately adjusted so that the surface of the laser bar rises to a target temperature. In order to reduce the thermal load on the entire laser bar, the irradiation time is preferably as short as possible, usually 10 minutes or less, and more preferably 5 minutes or less. This process is performed in a vacuum, and the degree of vacuum is 10 −3 To
rr or less, preferably 10 -4 Torr or less, and most preferably 10 -7 Torr or less.

【0038】これら手法は電極形成後に端面処理を行え
るため、言い換えると、劈開前のウエハに電極を形成す
ることができるので、例えば、端面に半導体層を成長し
て透明化する場合と比べ、劈開後のレーザーバーのひと
つひとつに電極を形成するという煩雑な工程が不要とな
るので製造上圧倒的に有利である。このような処理が可
能な材料として、まさに前述の、AlGaAs系材料、
InGaAs系材料、InGaAsP系材料、InGa
AlP系材料等が挙げられ、好ましくはIn及びGaを
含む材料、最も好ましくは、InxGa1-xAs(0<x
<1)の様なIn、Ga及びAsを含む材料からなる活
性層を有する980nm近傍、即ち、890〜1200
nm程度の発光波長の半導体レーザに対して好適に作用
する。
In these methods, since the end face processing can be performed after the electrodes are formed, in other words, the electrodes can be formed on the wafer before cleavage. This is overwhelmingly advantageous in manufacturing since a complicated process of forming electrodes on each of the subsequent laser bars is not required. As a material capable of performing such a treatment, the AlGaAs-based material described above,
InGaAs-based material, InGaAsP-based material, InGa
An AlP-based material or the like can be mentioned, preferably a material containing In and Ga, and most preferably InxGa1-xAs (0 <x
In the vicinity of 980 nm having an active layer made of a material containing In, Ga and As as in <1), that is, 890 to 1200
It works suitably for a semiconductor laser having an emission wavelength of about nm.

【0039】この端面近傍の処理による透明領域の作り
込みは、不活性化層(14)がLD駆動中に拡散しなが
ら、さらに、端面近傍のバンドギャップを広げていく効
果と相まって、高出力、長寿命の素子を実現するもので
ある。さらに、熱、光の照射による端面構成元素の脱離
には、大気中又は窒素雰囲気中等でウェハを劈開する際
に生成し、非発光再結合中心となる酸化物や窒化物の除
去という副次的な効果もある。第一導電型クラッド層
(3)、活性層(4)、第二導電型クラッド層(5)、
(8)、さらには端面に露出される基板(1)、電流ブ
ロック層(9)、コンタクト層(11)等の構成要素で
ある各元素の中で、共振器ミラー近傍に位置する元素の
うちの、少なくともひとつの酸化物及び/又は窒化物
等、特に酸化物の状態で存在するものが除去されること
により、一層、高出力、長寿命の半導体発光素子とする
ことができる。
The formation of the transparent region by the processing near the end face is combined with the effect of expanding the band gap near the end face while the passivation layer (14) is diffused during driving of the LD. This realizes a long-life element. Further, the desorption of the end face constituent elements due to heat and light irradiation is a secondary step of removing oxides and nitrides that are generated when the wafer is cleaved in the air or in a nitrogen atmosphere and become non-radiative recombination centers. There is also a positive effect. A first conductivity type cladding layer (3), an active layer (4), a second conductivity type cladding layer (5),
(8) Among the elements that are constituent elements of the substrate (1), the current blocking layer (9), the contact layer (11), and the like exposed at the end face, among the elements located near the resonator mirror, By removing at least one of the oxides and / or nitrides, particularly those present in an oxide state, a semiconductor light emitting device with higher output and longer life can be obtained.

【0040】なお、構成元素の少なくともひとつ以上が
酸化物の形態では存在しないかどうかを分析する方法と
しては、例えばXPS(X-ray Photo-electron Spectr
oscopy X線光電子分光法)がある。これは各元素の化
学結合状態を知る上で非常に有益な手段であって、100
μm×100μm程度の大きさに絞ったX−線を、レーザ
端面に照射し、この結果発生する光電子をエネルギー分
光することでレーザ端面を構成する各元素の化学的結合
状態を確認できる。この時に、光電子検出器のサンプル
表面となす角度を変化させることで、表面近傍の情報の
みを得ることも容易に行うことが出来る。また、一般の
レーザは後述の通り誘電体、あるいは誘電体と半導体の
対によるコーティングが端面に施されているため、上記
XPS測定の前に種々のエッチング法を用いて、分析に
適した厚みまで、コーティング膜を薄くすることが行わ
れるのが普通である。また、2nm程度の薄いコーティ
ング膜が形成されているレーザに関しては、この様なエ
ッチング等の処理をすることなく半導体レーザ端面の分
析も可能である。
As a method for analyzing whether at least one of the constituent elements does not exist in the form of an oxide, for example, XPS (X-ray Photo-electron Spectr
oscopy X-ray photoelectron spectroscopy). This is a very useful tool for knowing the chemical bonding state of each element.
By irradiating the laser end face with X-rays having a size of about μm × 100 μm, and photo-electrons generated as a result of the energy spectroscopy, the chemical bonding state of each element constituting the laser end face can be confirmed. At this time, by changing the angle between the photoelectron detector and the sample surface, it is possible to easily obtain only information near the surface. In addition, since a general laser is coated on its end face with a dielectric or a dielectric and semiconductor pair as described later, various etching methods are used before the XPS measurement to a thickness suitable for analysis. Usually, the coating film is thinned. Further, with respect to a laser on which a thin coating film of about 2 nm is formed, it is possible to analyze the end face of the semiconductor laser without performing such processing as etching.

【0041】端面の形成には好適には劈開が利用され
る。これは端面発光型のレーザの場合に広く用いられる
が、面発光レーザの様に共振器が結晶成長過程で作製さ
れる場合もある。
Cleavage is preferably used for forming the end face. This is widely used in the case of an edge-emitting laser, but there are also cases where a resonator is formed during the crystal growth process like a surface-emitting laser.

【0042】劈開によって形成される端面は使用する基
板の方位によって異なる。例えば、好適に利用される名
目上(100)(nominally (100))と結晶学的に
等価な面をもつ基板を使用し端面発光型レーザ等の素子
を形成する際には、(110)もしくはこれと結晶学的
に等価な面が共振器を形成する面となるが、前述のオフ
基板(miss oriented substrate)を使用した際には、そ
の傾斜させた方向と共振器方向の関係によっては端面が
共振器方向と90°をなさない場合もある。たとえば
(100)基板から、(1−10)方向にむけて角度を
2°傾けた基板を使用した際には端面も2度傾く事とな
る。
The end face formed by cleavage varies depending on the orientation of the substrate used. For example, when forming an element such as an edge emitting laser using a substrate having a crystallographically equivalent surface to the nominally (100) (nominally (100)) preferably used, (110) or The plane crystallographically equivalent to this is the plane that forms the resonator, but when the above-mentioned off substrate (miss oriented substrate) is used, depending on the relationship between the tilted direction and the resonator direction, the end face May not form 90 ° with the resonator direction. For example, when a substrate whose angle is inclined by 2 ° from the (100) substrate toward the (1-10) direction is used, the end face is also inclined by 2 degrees.

【0043】本発明において、不活性化層とは、化合物
半導体発光素子の端面に形成され、端面を構成する元素
が結合すると非発光再結合中心を形成してしまう、たと
えば酸素等の元素との化学反応を防止する層である。不
活性化層は、少なくとも端面を形成する第1導電型クラ
ッド層、活性層及び第2導電型クラッド層を被覆する様
に形成されるが、通常は、端面全体を被覆する様に形成
される。
In the present invention, the passivation layer is formed on the end face of the compound semiconductor light emitting device, and forms a non-radiative recombination center when the elements constituting the end face are combined. This layer prevents chemical reactions. The passivation layer is formed so as to cover at least the first conductivity type clad layer, the active layer and the second conductivity type clad layer which form the end face, but is usually formed so as to cover the entire end face. .

【0044】本発明においては、不活性化層は、端面に
真空中でプラズマ照射後、引き続き真空中、即ち、10
-3Torr以下程度の真空中、好ましくは10-6Torr以下程
度、最も好ましくは10-7Torr以下程度の高真空中で形
成される。不活性化層の材料としては、Si、Ge、
S、Se等が挙げられるが、中でもSiを含むことが好
ましく、50原子%以上のSiを不活性化層に含むこと
が好ましい。
In the present invention, the passivation layer is formed by irradiating the end face with plasma in a vacuum, and subsequently in a vacuum, ie, 10 μm.
The film is formed in a vacuum of about -3 Torr or less, preferably in a high vacuum of about 10 -6 Torr or less, and most preferably in a vacuum of about 10 -7 Torr or less. As a material of the passivation layer, Si, Ge,
Among them, S, Se and the like can be mentioned. Among them, it is preferable to include Si, and it is preferable to include 50 at% or more of Si in the passivation layer.

【0045】半導体端面に不活性化層(14)として付
着される元素は活性層中に拡散した際にn型の不純物と
なるものが望ましく、好適には前述のとおりSiが利用
される。Siはその製法によって構造、特徴が結晶学的
に異なるが、単結晶、多結晶、アモルファスのいずれの
場合についても効果が認められる。特に好適には高真空
中で低製膜レートで形成されたアモルファスSiが利用
される。一般的にSiの吸収端はその膜質によって異な
るが、約2μm以上の波長に対しては透明であり、吸収
はないと考えられる。逆に約2μmよりも短い波長にた
いしては、Siの屈折率NはN=n+ikとなりnは屈
折率の実数部分、kは消散係数であり、nは約3.5で
ある。
The element attached to the semiconductor end face as the passivation layer (14) is preferably an element which becomes an n-type impurity when diffused into the active layer. Preferably, Si is used as described above. Although the structure and characteristics of Si differ crystallographically depending on the manufacturing method, the effect is recognized in any of single crystal, polycrystal and amorphous. Particularly preferably, amorphous Si formed at a low film formation rate in a high vacuum is used. In general, the absorption edge of Si differs depending on the film quality, but it is considered that the absorption edge is transparent for a wavelength of about 2 μm or more and does not absorb. Conversely, for wavelengths shorter than about 2 μm, the refractive index N of Si is N = n + ik, where n is the real part of the refractive index, k is the extinction coefficient, and n is about 3.5.

【0046】一般的に不活性化層(14)の厚みT
p(nm)は0.2(nm)より厚いことが望ましい。
しかし、一方極端に厚い膜厚、例えば100nm等も適
さない場合がある。不活性化層(14)の望ましい厚み
は、下限はそれ自体が膜として存在するための要件から
規定され、また上限は、活性層から出射される光がSi
によって吸収される効果とのバランスで決定される。す
なわち端面が全面不活性化膜で覆われる要件と、Siの
吸収による端面の温度上昇の両面の効果がSiを端面に
堆積させた場合には考えられるわけであり、この望まし
い範囲は本発明者らの実験結果では、 0.2(nm)<Tp(nm)<λ/8n(nm)・・・・・(I) (ただし、式(I)中、λは半導体発光素子の発振波長
を、nは該不活性化層の波長λにおける屈折率の実数部
分を表す。)であることを確認している。但し0.2n
m以下の厚みの場合にも効果は確認されている。
Generally, the thickness T of the passivation layer (14)
It is desirable that p (nm) is thicker than 0.2 (nm).
However, on the other hand, an extremely thick film thickness, for example, 100 nm may not be suitable. The desirable thickness of the passivation layer (14) is defined by the lower limit based on the requirement that the passivation layer itself exists as a film, and the upper limit is defined by the fact that light emitted from the active layer is Si.
It is determined by the balance with the effect absorbed by. That is, the requirement that the end face be entirely covered with the passivation film and the effect of both sides such as the temperature rise of the end face due to the absorption of Si can be considered when Si is deposited on the end face. According to the experimental results, 0.2 (nm) <T p (nm) <λ / 8n (nm) (I) (where, in the formula (I), λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element. And n represents the real part of the refractive index at the wavelength λ of the passivation layer.) However, 0.2n
The effect has been confirmed even when the thickness is less than m.

【0047】さらに、露出した半導体端面上に構成され
る不活性化層(14)の上に、積層された誘電体又は誘
電体及び半導体の組合せからなるコーティング層(1
5)(16)を有することが重要である。特に望ましく
は端面への電子線、熱線及び/又は光線の照射、不活性
化層(14)の形成、そしてコーティング層(15)
(16)の形成は連続して真空中で行う。これは主には
半導体レーザからの光の取りだし効率を上げるための目
的と、さらなる端面の保護を行うという2つの目的で行
われる。特に、高出力を得るためには発振波長に対して
低反射率をもつコーティングを前端面に施し、後端面に
対しては高い反射率のそれを施す、非対称コーティング
が広く用いられる。
Further, on the passivation layer (14) formed on the exposed semiconductor end face, a coating layer (1) made of a laminated dielectric or a combination of a dielectric and a semiconductor is formed.
5) It is important to have (16). Particularly preferably, the end face is irradiated with an electron beam, a heat ray and / or a light beam, the passivation layer (14) is formed, and the coating layer (15) is formed.
The formation of (16) is continuously performed in a vacuum. This is mainly performed for the two purposes of increasing the efficiency of extracting light from the semiconductor laser and further protecting the end face. Particularly, in order to obtain a high output, an asymmetric coating is widely used, in which a coating having a low reflectance with respect to the oscillation wavelength is applied to the front end face, and a coating having a high reflectance is applied to the rear end face.

【0048】本コーティングにはさまざまな材料を用い
ることが出来、AlOx、TiOx、SiOx、SiN、
Si及びZnSからなる群から選ばれる1種又は2種以
上の組合せることが好ましいが、低反射コーティングと
してはAlOx、TiOx、SiOx等が、また高反射コー
ティングとしてはAlOx/Siの多層膜、TiOx/S
iOxの多層膜等が用いられる。それぞれの膜厚は所望
の反射率を実現するために調整される。しかし、一般的
には低反射コーティングとしてはAlOx、TiOx、S
iOx等がその波長λでの屈折率の実数部分をnとして
λ/4n近傍の膜厚になるように調整されるのが一般的
である。また、高反射多層膜もそれを構成する各材料が
λ/4n近傍になるように調整され、さらにこの対を目
的に応じて積層する手法が好適である。
Various materials can be used for the coating, such as AlO x , TiO x , SiO x , SiN,
It is preferable to use one or two or more selected from the group consisting of Si and ZnS. However, as the low reflection coating, AlO x, TiO x , SiO x and the like are used, and as the high reflection coating, AlO x / Si is used. Multilayer film, TiO x / S
An iO x multilayer film or the like is used. Each film thickness is adjusted to achieve a desired reflectance. However, generally, AlO x , TiO x , S
In general, iO x and the like are adjusted so that the film thickness is in the vicinity of λ / 4n, where n is the real part of the refractive index at the wavelength λ. In addition, the high reflection multilayer film is also adjusted so that each material constituting the high reflection multilayer film is in the vicinity of λ / 4n, and it is preferable to stack this pair according to the purpose.

【0049】コーティング層(15)(16)の製法に
おいてはいわゆるIAD(Ion Assisted Depositio
n)法が好適に用いられる。これはコーティング材料の
真空蒸着と同時に、あるエネルギーをもったイオンを照
射する方法であって、特に希ガスによるイオン照射が好
適である。さらには希ガスのなかでもArイオンによる
IADは前記コーティング材料の膜質向上に多大な効果
がある。特にArイオンの照射の最適な条件は、25e
Vから300eV程度、より好ましくは50eVから2
00eV程度の低エネルギー範囲で用いる事であり、こ
れによって、半導体端面へのダメージを与えずにコーテ
ィングが可能である。また、10-3Torr以下、より好ま
しくは10-4Torr以下、最も好ましくは10-5Torr以下
程度の真空中で行うのがよい。
In the method of producing the coating layers (15) and (16), a so-called IAD (Ion Assisted Depositio) is used.
The n) method is preferably used. This is a method in which ions having a certain energy are irradiated simultaneously with the vacuum deposition of the coating material, and ion irradiation with a rare gas is particularly preferable. Further, among rare gases, IAD by Ar ions has a great effect on improving the film quality of the coating material. In particular, the optimal condition for Ar ion irradiation is 25 e
V to about 300 eV, more preferably 50 eV to 2
This is to be used in a low energy range of about 00 eV, whereby coating can be performed without damaging the semiconductor end face. In addition, it is preferable to perform the treatment in a vacuum of about 10 −3 Torr or less, more preferably about 10 −4 Torr or less, and most preferably about 10 −5 Torr or less.

【0050】[0050]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。 (実施例1)図2に示すグルーブ型のレーザ素子を以下
の通り製造した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention. Example 1 A groove type laser device shown in FIG. 2 was manufactured as follows.

【0051】キャリア濃度1×1018cm-3のn型Ga
As基板(1)上に、MBE法にて、バッファ層(2)
として1μmの厚さのキャリア濃度1×1018cm-3
n型GaAs層、第一導電型クラッド層(3)として
1.5μmの厚さのキャリア濃度1×1018cm-3のn
型Al0.35Ga0.65As層、次いで厚さ30nmのアン
ドープのGaAs光ガイド層上に厚さ6nmのアンドー
プIn0.2 Ga0.8 Asの単一量子井戸(SQW)、さ
らにその上に厚さ30nmのアンドープGaAs光ガイ
ド層を有する活性層(4)、第二導電型第一クラッド層
(5)として厚さ0.1μm、キャリア濃度1×1018
cm-3のp型Al0.35Ga0.65As層、第2エッチング
阻止層(6)として厚さ10nm、キャリア濃度1×1
18cm-3のp型GaAs層、第1エッチング阻止層
(7)として厚さ20nm、キャリア濃度5×1017
-3のn型In0.5Ga0.5P層、電流ブロック層(9)
として厚さ0.5μm、キャリア濃度5×1017cm-3
のn型Al0.39Ga0.61As層、キャップ層(10)と
して厚さ10nm、キャリア濃度1×1018cm-3のn
型GaAs層、を順次積層した。
N-type Ga having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm -3
Buffer layer (2) on As substrate (1) by MBE method
N-type GaAs layer having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 having a thickness of 1 μm, and n having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 having a thickness of 1.5 μm as a first conductive type cladding layer (3).
Type Al 0.35 Ga 0.65 As layer, then a 6 nm thick undoped In 0.2 Ga 0.8 As single quantum well (SQW) on a 30 nm thick undoped GaAs light guide layer, and then a 30 nm thick undoped GaAs The active layer (4) having a light guide layer and the second conductive type first clad layer (5) have a thickness of 0.1 μm and a carrier concentration of 1 × 10 18.
cm −3 p-type Al 0.35 Ga 0.65 As layer, 10 nm thick as second etching stop layer (6), carrier concentration 1 × 1
0 18 cm -3 p-type GaAs layer, 20 nm thick as first etching stop layer (7), carrier concentration 5 × 10 17 c
m −3 n-type In 0.5 Ga 0.5 P layer, current blocking layer (9)
Thickness 0.5 μm, carrier concentration 5 × 10 17 cm −3
N-type Al 0.39 Ga 0.61 As layer, n as a cap layer (10) having a thickness of 10 nm and a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 .
GaAs layers were sequentially stacked.

【0052】次に、最上層の電流注入領域部分を除く部
分に窒化シリコンのマスクを設けた。この場合に、窒化
シリコンマスクの開口部の幅は1.5μmとした。第1
エッチング阻止層をエッチングストップ層としてエッチ
ングを行い、電流注入領域部分のキャップ層(10)と
電流ブロック層(9)を除去した。この時用いたエッチ
ャントは、硫酸(98wt%)、過酸化水素(30wt
%水溶液)及び水を体積比で1:1:5で混合したもの
を用い、25℃で30秒間行った。
Next, a mask of silicon nitride was provided on the portion except for the current injection region on the uppermost layer. In this case, the width of the opening of the silicon nitride mask was 1.5 μm. First
Etching was performed using the etching stopper layer as an etching stop layer, and the cap layer (10) and the current block layer (9) in the current injection region were removed. The etchant used at this time was sulfuric acid (98 wt%), hydrogen peroxide (30 wt%).
% Aqueous solution) and water at a volume ratio of 1: 1: 5, and performed at 25 ° C. for 30 seconds.

【0053】次いでHF(49%)とNH4F(40
%)を1:6で混合したエッチング液に2分30秒間浸
漬して窒化シリコン層を除去し、更に第2エッチング阻
止層をエッチングストップ層として、電流注入領域部分
の第1エッチング阻止層をエッチング除去した。この時
用いたエッチャントは、塩酸(35wt%)と水を2:
1に混合したものであり、温度は25℃、時間は2分間
とした。
Next, HF (49%) and NH 4 F (40
%) In an etching solution mixed at a ratio of 1: 6 to remove the silicon nitride layer for 2 minutes and 30 seconds, and further etch the first etching stop layer in the current injection region using the second etch stop layer as an etch stop layer. Removed. The etchant used at this time was hydrochloric acid (35 wt%) and water:
1, and the temperature was 25 ° C. and the time was 2 minutes.

【0054】この後、MOCVD法にて第二導電型第二
クラッド層(8)としてキャリア濃度1×1018cm-3
のp型Al0.35Ga0.65As層を埋め込み部分(電流注
入領域部分)で1.5μmの厚さになるよう成長させ、
最後に電極との良好な接触を保つためのコンタクト層
(11)として、厚さ7μm、キャリア濃度1×1019
cm-3のp型GaAs層を成長させレーザ素子を形成し
た。このレーザ素子の電流注入領域の幅W、即ち、第二
導電型第二クラッド層の、第二導電型第一クラッド層と
の界面における幅は、2.2μmであった。
Thereafter, a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 is formed as a second conductivity type second cladding layer (8) by MOCVD.
The p-type Al 0.35 Ga 0.65 As layer is grown to a thickness of 1.5 μm at the buried portion (current injection region),
Finally, as a contact layer (11) for maintaining good contact with the electrode, a thickness of 7 μm and a carrier concentration of 1 × 10 19
A p-type GaAs layer of cm −3 was grown to form a laser device. The width W of the current injection region of this laser element, that is, the width of the second conductive type second clad layer at the interface with the second conductive type first clad layer was 2.2 μm.

【0055】このウエハーに対して基板側にはn−型電
極(13)としてAuGeNi/Auを、またp−側電
極(12)にはTi/Pt/Auを蒸着させ400°C
でアロイを行いウエハーを完成させた。続いて、大気中
で、共振器長700μmのレーザーバーの状態に劈開し
て(110)面を露出させ、Arプラズマ発生装置を持
つ真空チャンバーのなかにレーザーバーをいれた。ここ
で、先ず前端面(劈開面)に出力4.5KWのハロゲン
ランプを用いて、1×10-6Torrの真空中で熱線と光線
を3分間照射した。この際のレーザーバーの端面温度は
約550度であった。さらに、2×10-7Torrの真空中
でアモルファスSi不活性化層を2nm端面に堆積さ
せ、連続的にAlO x膜コーティング層を発振波長98
0nmにおいて前端面の反射率が2.5%になるように
165nm製膜した。AlOx製膜時には4×10-5Tor
rの真空中で平均エネルギー120eV、電流密度20
0μA/cm2のArプラズマを原料の端面への供給と
同時に照射した。
An n-type electrode is placed on the substrate side of the wafer.
AuGeNi / Au as the pole (13) and the p-side
Electrode (12) is Ti / Pt / Au deposited at 400 ° C.
And completed the wafer. Then in the atmosphere
Then, it is cleaved into a laser bar with a cavity length of 700 μm.
To expose the (110) plane and hold the Ar plasma generator.
A laser bar was placed inside the vacuum chamber. here
First, a 4.5 KW halogen output was applied to the front end face (cleavage face).
1 × 10 using a lamp-6Heat rays and rays in Torr vacuum
For 3 minutes. In this case, the temperature of the end face of the laser bar is
It was about 550 degrees. Furthermore, 2 × 10-7Torr vacuum
Deposited amorphous Si passivation layer on 2nm end face
And continuously use AlO xOscillation wavelength 98
At 0 nm, the front end face has a reflectivity of 2.5%.
A 165 nm film was formed. AlOx4 × 10 during film formation-FiveTor
average energy 120 eV, current density 20 in vacuum r
0 μA / cmTwoSupply of the Ar plasma to the end face of the raw material
Irradiated simultaneously.

【0056】さらに後端面側の処理を行うために、一度
レーザーバーを真空チャンバーから取りだした。後端面
側においても前端面側同様の処理をおこなうため、出力
4.5KWのハロゲンランプを用いて、1×10-6Torr
の真空中で熱線と光線を3分間照射し、連続して、2×
10-7Torrの真空中でアモルファスSi不活性化層を2
nm端面に堆積させた。さらに連続的に4×10-5Torr
の真空中でAlOx膜を170nm/アモルファスSi
を60nm/AlOx膜を170nm/アモルファスS
iを60nmと連続した4層のコーティング層を、Al
x膜はIAD法で、アモルファスSiは電子ビーム蒸
着法で形成し反射率92%の後端面を作製した。
In order to further process the rear end face, the laser bar was once taken out of the vacuum chamber. To perform the same processing on the rear end face side as on the front end face side, 1 × 10 −6 Torr using a 4.5 KW halogen lamp.
Irradiate heat rays and light rays for 3 minutes in a vacuum of 2.
Amorphous Si passivation layer in vacuum at 10 -7 Torr
nm. 4 × 10 -5 Torr continuously
170 nm / amorphous Si the AlO x film in vacuum
60 nm / AlO x film 170 nm / amorphous S
The four coating layers where i was 60 nm
O x film is IAD method, amorphous Si was prepared rear end face of the formed reflectance 92% by electron beam evaporation.

【0057】なお、980nmでのアモルファスSiの
屈折率は、その実数部分が約3.4であることを確認し
ている。
It has been confirmed that the real part of the refractive index of amorphous Si at 980 nm is about 3.4.

【0058】このレーザーバーから10デバイスを放熱
用サブマウント上にのせ、窒素雰囲気中でパッケージし
た。デバイスの平均的初期特性としては25℃で閾値電
流が21mAであり、350mA、250mWでキンク
が観測された。デバイスの発振波長は980nmであっ
た。この集団に対して寿命試験を行った結果を図3に示
す。150mW 70°Cで加速試験をした結果、10
00hs経過した時点での突然死はなく安定な動作が確
認された。
From the laser bar, 10 devices were mounted on a submount for heat radiation and packaged in a nitrogen atmosphere. As the average initial characteristics of the device, the threshold current was 21 mA at 25 ° C., and kink was observed at 350 mA and 250 mW. The oscillation wavelength of the device was 980 nm. FIG. 3 shows the results of a life test performed on this group. As a result of an acceleration test at 150 mW 70 ° C., 10
There was no sudden death at the time of 00hs, and a stable operation was confirmed.

【0059】このレーザバーの1サンプルを端面分析用
としてXPS測定を行なった。この際に光電子のとりだ
し角度は75度とし半導体レーザ端面の状態を観測し
た。この結果通常大気に一度さらされてしまったGaA
s(110)面に存在するGa−O、As−Oともまっ
たく検出されなかった。また、このレーザーバーから分
析用サンプルとして1デバイスを取り出し、前端面のA
lOx層とSi層をフッ酸系のエッチャントで取り除い
た後真空分析装置に入れ、電子エネルギー損失分光法を
用いて活性層の前端面近傍のバンドギャップを測定し
た。電子エネルギー損失分光法はサンプル表面近傍(最
大分析深さ1.5nm程度)のみの情報を得る分析法で
あるため、バルク領域の物性値に影響されることなくレ
ーザ端面のバンドギャップを測定する有力な手法であ
る。100nmφ程度に絞った1000eVの電子線を
レーザ端面の活性層付近に照射し、表面酸化層の奥で半
導体そのものの端面から1nmの深さの領域から回折し
た損失電子のエネルギーを分析したところ、バンド間遷
移に起因する損失ピークから、InGaAs活性層端面
のバンドギャップが1.45eVであった。フォトルミ
ネッセンス測定から求めた室温のInGaAs量子井戸
活性層の量子準位間のエネルギーギャップは1.29e
Vであり、活性層中の主にInAsが脱離した効果によ
って、端面近傍のバンドギャップが広がり、端面は発振
波長に対して透明である事を確認した。(実施例2)実
施例1と同様のウエハー構造を用いて、レーザ端面の処
理を以下の様に変更した。
One sample of this laser bar was subjected to XPS measurement for end face analysis. At this time, the take-out angle of the photoelectrons was set to 75 degrees, and the state of the end face of the semiconductor laser was observed. As a result, GaAs normally exposed once to the atmosphere
Neither Ga-O nor As-O existing on the s (110) plane was detected at all. Also, one device was taken out of the laser bar as a sample for analysis, and A at the front end face was taken.
After removing the lO x layer and the Si layer with a hydrofluoric acid-based etchant, the layer was placed in a vacuum analyzer, and the band gap near the front end face of the active layer was measured using electron energy loss spectroscopy. Since electron energy loss spectroscopy is an analysis method that obtains information only near the sample surface (maximum analysis depth of about 1.5 nm), it is a powerful method for measuring the band gap of the laser end face without being affected by the physical properties of the bulk region. It is an effective method. When an electron beam of 1000 eV focused on about 100 nmφ is irradiated to the vicinity of the active layer on the laser end face, the energy of the loss electron diffracted from the area of 1 nm deep from the end face of the semiconductor itself behind the surface oxide layer is analyzed. From the loss peak due to the inter-transition, the band gap at the end face of the InGaAs active layer was 1.45 eV. The energy gap between the quantum levels of the InGaAs quantum well active layer at room temperature determined by photoluminescence measurement was 1.29 e.
V, and it was confirmed that the band gap near the end face was widened due to the effect of the desorption of InAs mainly in the active layer, and the end face was transparent to the oscillation wavelength. (Embodiment 2) Using the same wafer structure as in Embodiment 1, the processing of the laser end face was changed as follows.

【0060】大気中で、共振器長700μmのレーザー
バーの状態に劈開し、Arプラズマ発生装置を持つ真空
チャンバーのなかにレーザーバーをいれた。ここで、先
ず前端面に出力4.5KWのハロゲンランプを用いて、
1×10-6Torrの真空中で熱線と光線を3分間照射し
た。この際のレーザーバーの端面温度は約550度であ
った。さらに、連続して、2×10-7Torrの真空中でア
モルファスSi不活性化層を3nm端面に堆積させ、連
続的にコーティング層としてAlOx膜を発振波長98
0nmにおいて前端面の反射率が2.5%になるように
165nm製膜した。AlOx製膜時には4×10-5Tor
rの真空中で平均エネルギー150eV、電流密度20
0μA/cm2のプラズマを原料の端面への供給と同時
に照射した。
The laser bar was cleaved in the atmosphere into a laser bar having a cavity length of 700 μm, and the laser bar was placed in a vacuum chamber having an Ar plasma generator. Here, first, using a 4.5 KW halogen lamp on the front end face,
Heat rays and light rays were irradiated for 3 minutes in a vacuum of 1 × 10 −6 Torr. At this time, the end face temperature of the laser bar was about 550 degrees. Further, an amorphous Si passivation layer is continuously deposited on a 3 nm end face in a vacuum of 2 × 10 −7 Torr, and an AlO x film is continuously formed as a coating layer at an oscillation wavelength of 98 nm.
A 165 nm film was formed so that the reflectance at the front end face was 2.5% at 0 nm. 4 × 10 -5 Tor during AlO x film formation
average energy 150 eV, current density 20 in vacuum r
The plasma of 0 μA / cm 2 was irradiated simultaneously with the supply of the raw material to the end face.

【0061】さらに後端面側の処理を行うために、一度
レーザーバーを真空チャンバーから取りだした。後端面
側においても前端面側同様の処理をおこなうため、出力
4.5KWのハロゲンランプを用いて、1×10-6Torr
の高真空中で熱線と光線を3分間照射し、連続して、2
×10-7Torrの真空中でアモルファスSiを3nm端面
に堆積させた。さらに連続的にSiOx膜を200nm
/TiOxを120nm/SiOx膜を200nm/Ti
xを120nm/SiOx膜を200nm/TiOx
120nmと連続した6層のコーティング層を形成し、
反射率88%の後端面を作製した。なお、後端面側のコ
ーティング層の形成の際にも、前端面側コーティング層
形成時と同様にプラズマ照射を行った。
In order to further process the rear end face, the laser bar was once taken out of the vacuum chamber. To perform the same processing on the rear end face side as on the front end face side, 1 × 10 −6 Torr using a 4.5 KW halogen lamp.
In a high vacuum for 3 minutes.
Amorphous Si was deposited on a 3 nm end face in a vacuum of × 10 −7 Torr. Further, the SiO x film is continuously formed to a thickness of 200 nm.
/ TiO x 120 nm / SiO x film 200 nm / Ti
The O x a 120 nm / SiO x film 200 nm / TiO x to form a coating layer of 6-layer continuous with 120 nm,
A rear end face having a reflectance of 88% was produced. When forming the coating layer on the rear end face side, plasma irradiation was performed in the same manner as when forming the coating layer on the front end face side.

【0062】このレーザーバーから5デバイスを放熱用
サブマウント上にのせ、窒素雰囲気中でパッケージし
た。デバイスの平均的初期特性としては25℃で閾値電
流が23mAであり、350mA、250mWでキンク
が観測された。デバイスの発振波長は980nmであっ
た。この集団に対して寿命試験を行った結果を図4に示
す。150mW 70°Cで加速試験をした結果、10
00hs経過した時点での突然死はなく安定な動作が確
認された。
From the laser bar, 5 devices were mounted on a sub-mount for heat radiation, and packaged in a nitrogen atmosphere. As the average initial characteristics of the device, the threshold current was 23 mA at 25 ° C., and kink was observed at 350 mA and 250 mW. The oscillation wavelength of the device was 980 nm. FIG. 4 shows the results of a life test performed on this group. As a result of an acceleration test at 150 mW 70 ° C., 10
There was no sudden death at the time of 00hs, and a stable operation was confirmed.

【0063】このレーザバーの1サンプルを端面分析用
として前記実施例1と全く同様にXPS測定を行なった
ところ、Ga−O、As−Oともまったく検出されなか
った。
When one sample of this laser bar was subjected to XPS measurement for end face analysis in the same manner as in Example 1, neither Ga-O nor As-O was detected.

【0064】さらに、前記実施例1と全く同様に、電子
エネルギー損失分光法を用いて活性層の前端面近傍のバ
ンドギャップを測定したところ、InGaAs活性層端
面のバンドギャップが1.45eVであった。フォトル
ミネッセンス測定から求めた室温のInGaAs量子井
戸活性層の量子準位間のエネルギーギャップは1.29
eVであり、活性層中の主にInAsが脱離した効果に
よって、端面近傍のバンドギャップが広がり、端面は発
振波長に対して透明である事を確認した。(比較例1)
前端面、後端面とも、Si不活性化層の形成、また、こ
れに先立つ端面を透明化するための高温に端面を選択的
にさらす工程を行わずに、かつコーティング層の形成を
IAD法ではなく通常の電子ビーム蒸着法を用いた以外
は、前記実施例1と全く同様にしたところ、デバイスの
平均的初期特性としては25℃で閾値電流が21mAで
あり、350mA、250mWでキンクが観測された。
これは実施例1と同様の結果であった。しかし、このデ
バイス10個の集団に対して行った寿命試験(150m
W 70°C)では、150hs経過した時点ですべて
のデバイスが突然死した。結果を図5に示す。
Further, the band gap near the front end face of the active layer was measured by electron energy loss spectroscopy exactly in the same manner as in Example 1, and the band gap at the end face of the InGaAs active layer was 1.45 eV. . The energy gap between the quantum levels of the InGaAs quantum well active layer at room temperature determined from photoluminescence measurement was 1.29.
It was eV, and it was confirmed that the band gap near the end face was widened and the end face was transparent with respect to the oscillation wavelength due to the effect of the desorption of InAs mainly in the active layer. (Comparative Example 1)
Both the front end face and the rear end face do not form a Si passivation layer, and do not perform a step of selectively exposing the end face to a high temperature for making the end face transparent prior thereto, and form the coating layer by the IAD method. In the same manner as in Example 1 except that the ordinary electron beam evaporation method was used, the average initial characteristics of the device were as follows: the threshold current was 21 mA at 25 ° C., and kink was observed at 350 mA and 250 mW. Was.
This was the same result as in Example 1. However, the life test (150 m
W 70 ° C), all devices died suddenly after 150 hs. FIG. 5 shows the results.

【0065】レーザバーの1サンプルを端面分析用とし
て前記実施例1と全く同様にXPS測定を行なったとこ
ろ、Ga−O及びAs−Oがどちらも検出された。ま
た、前記実施例1と同様にして電子エネルギー損失分光
法を用いて活性層の前端面近傍のバンドギャップを測定
したところ、フォトルミネッセンス測定から求めた室温
のInGaAs量子井戸活性層の量子準位間のエネルギ
ーギャップとほぼ同じであった。 (比較例2)前端面、後端面とも、Si不活性化層の形
成を行わず、かつコーティング層の形成をIAD法では
なく通常の電子ビーム蒸着法を用いた以外は、前記実施
例1と全く同様にしたところ、デバイスの平均的初期特
性としては25℃で閾値電流が21mAであり、350
mA、250mWでキンクが観測された。これは実施例
1と同様の結果であった。しかし、このデバイス10個
の集団に対して行った寿命試験では(150mW 70
°C)、1000hs経過した時点での突然死が4デバ
イス確認された。結果を図6に示す。また劣化速度も実
施例1より大きくなってしまった。
When one sample of the laser bar was subjected to XPS measurement for the end face analysis in the same manner as in Example 1, both Ga—O and As—O were detected. When the band gap near the front end face of the active layer was measured by using electron energy loss spectroscopy in the same manner as in Example 1, the quantum gap between the quantum levels of the InGaAs quantum well active layer at room temperature obtained from photoluminescence measurement was measured. Energy gap was almost the same. (Comparative Example 2) The same as in Example 1 except that the Si passivation layer was not formed on both the front end face and the rear end face, and that the coating layer was formed using a normal electron beam evaporation method instead of the IAD method. In exactly the same way, the average initial characteristics of the device were that the threshold current was 21 mA at 25 ° C.
A kink was observed at 250 mA, mA. This was the same result as in Example 1. However, in a life test performed on a group of 10 devices, (150 mW 70
° C), four devices were confirmed to die suddenly after 1000 hs. FIG. 6 shows the results. In addition, the deterioration rate was higher than that of the first embodiment.

【0066】なお、レーザバーの1サンプルを端面分析
用として前記実施例1と全く同様にXPS測定を行なっ
たところ、As−Oは検出されなかった。 (比較例3)前端面、後端面とも、Si不活性化層の形
成に先立つ、端面を透明化するための高温に端面を選択
的にさらす工程も、電子線照射等の工程も行わなかった
以外は、前記実施例1と全く同様にしたところ、デバイ
スの平均的初期特性としては25℃で閾値電流が21m
Aであり、350mA、250mWでキンクが観測され
た。これは実施例1と同様の結果であった。しかし、実
施例1と同数の10デバイスの集団に対して行った寿命
試験(150mW 70°C)は400hs経過した時
点ですべてのデバイスが突然死した。結果を図7に示
す。
When one sample of the laser bar was subjected to XPS measurement in the same manner as in Example 1 for end face analysis, As-O was not detected. (Comparative Example 3) Before the formation of the Si passivation layer, neither the step of selectively exposing the end face to a high temperature for making the end face transparent nor the step of irradiating an electron beam were performed on both the front end face and the rear end face. Except for the above, the device was completely the same as that of the first embodiment. The average initial characteristics of the device were that the threshold current was 21 m at 25 ° C.
A, and kink was observed at 350 mA and 250 mW. This was the same result as in Example 1. However, in a life test (150 mW, 70 ° C.) performed on a group of 10 devices in the same number as in Example 1, all devices died suddenly after 400 hs. FIG. 7 shows the results.

【0067】レーザバーの1サンプルを端面分析用とし
て前記実施例1と全く同様にXPS測定を行なったとこ
ろ、Ga−O及びAs−Oがどちらも検出された。ま
た、前記実施例1と同様にして電子エネルギー損失分光
法を用いて活性層の前端面近傍のバンドギャップを測定
したところ、フォトルミネッセンス測定から求めた室温
のInGaAs量子井戸活性層の量子準位間のエネルギ
ーギャップとほぼ同じであった。 (比較例4)前端面、後端面とも、Si不活性化層の形
成、また、これに先立つ端面を透明化するための高温に
端面を選択的にさらす工程を行わず、かつコーティング
層の形成をIAD法ではなく通常の電子ビーム蒸着法を
用いた以外は、前記実施例2と全く同様にしたところ、
電子エネルギー損失分光法により測定したInGaAs
量子井戸活性層のバンドギャップは1.28eVとPL
で測定したバルク領域の値とほぼ同じであった。また、
この集団10デバイスについて寿命試験(150mW7
0℃)を行った結果250hs経過した時点ですべての
デバイスが突然死した。結果を図8に示す。
When one sample of the laser bar was subjected to XPS measurement in the same manner as in Example 1 for end face analysis, both Ga—O and As—O were detected. When the band gap near the front end face of the active layer was measured by using electron energy loss spectroscopy in the same manner as in Example 1, the quantum gap between the quantum levels of the InGaAs quantum well active layer at room temperature obtained from photoluminescence measurement was measured. Energy gap was almost the same. (Comparative Example 4) Forming a coating layer without forming a Si passivation layer on both the front end face and the rear end face, and selectively exposing the end face to a high temperature for making the end face transparent prior thereto. Was performed in exactly the same manner as in Example 2 except that a normal electron beam evaporation method was used instead of the IAD method.
InGaAs measured by electron energy loss spectroscopy
The band gap of the quantum well active layer is 1.28 eV and PL
The value was almost the same as the value of the bulk region measured in. Also,
Life test (150 mW7
(0 ° C.), all devices died suddenly after 250 hs. FIG. 8 shows the results.

【0068】レーザバーの1サンプルを端面分析用とし
て前記実施例1と全く同様にXPS測定を行なったとこ
ろ、Ga−O及びAs−Oがどちらも検出された。ま
た、前記実施例1と同様にして電子エネルギー損失分光
法を用いて活性層の前端面近傍のバンドギャップを測定
したところ、フォトルミネッセンス測定から求めた室温
のInGaAs量子井戸活性層の量子準位間のエネルギ
ーギャップとほぼ同じであった。
When one sample of the laser bar was subjected to XPS measurement in the same manner as in Example 1 for end face analysis, both Ga—O and As—O were detected. When the band gap near the front end face of the active layer was measured by using electron energy loss spectroscopy in the same manner as in Example 1, the quantum gap between the quantum levels of the InGaAs quantum well active layer at room temperature obtained from photoluminescence measurement was measured. Energy gap was almost the same.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明は半導体レーザ端面での光吸収を
窓構造を採用することで長期間にわたって安定に抑制
し、しかも、不活性化層を誘電体又は誘電体と半導体の
組合せからなるコーティング層との間に挿入すること
で、長期安定な端面を実現し、さらには不活性化層の拡
散が起こった際にも安定に動作する半導体レーザを、簡
便な方法で実現可能とすることであり、多大な工業的利
益を提供するものである。
According to the present invention, light absorption at the end face of a semiconductor laser is stably suppressed for a long period of time by employing a window structure, and a passivation layer is formed of a coating made of a dielectric or a combination of a dielectric and a semiconductor. By inserting between these layers, a long-term stable end face can be realized, and a semiconductor laser that operates stably even when diffusion of the passivation layer occurs can be realized by a simple method. Yes, providing significant industrial benefits.

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

【図1】本発明の半導体発光素子の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor light emitting device of the present invention.

【図2】本発明実施例1の半導体レーザの共振器方向か
ら見た断面説明図である。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention as viewed from the direction of the resonator.

【図3】本発明実施例1の半導体レーザの寿命試験結果
である。
FIG. 3 shows a life test result of the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明実施例2の半導体レーザの寿命試験結果
である。
FIG. 4 is a result of a life test of the semiconductor laser of Example 2 of the present invention.

【図5】比較例1の半導体レーザの寿命試験結果であ
る。
FIG. 5 is a life test result of the semiconductor laser of Comparative Example 1.

【図6】比較例2の半導体レーザの寿命試験結果であ
る。
6 is a result of a life test of the semiconductor laser of Comparative Example 2. FIG.

【図7】比較例3の半導体レーザの寿命試験結果であ
る。
FIG. 7 is a life test result of the semiconductor laser of Comparative Example 3.

【図8】比較例4の半導体レーザの寿命試験結果であ
る。
8 is a result of a life test of the semiconductor laser of Comparative Example 4. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板 2:バッファ層 3:第一導電型クラッド層
4:活性層 5:第二導電型第一クラッド層 6:第
二エッチング阻止層 7:第一エッチング阻止層 8:第二導電型第二クラッド層 9:電流ブロック層
10:キャップ層 11:コンタクト層 12:電極
13:電極 14:不活性化層 15:コーティング層
16:コーティング層
1: substrate 2: buffer layer 3: first conductivity type cladding layer 4: active layer 5: second conductivity type first cladding layer 6: second etching stop layer 7: first etching stop layer 8: second conductivity type Nicladding layer 9: Current blocking layer
10: Cap layer 11: Contact layer 12: Electrode
13: electrode 14: passivation layer 15: coating layer 16: coating layer

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、第一導電型クラッド層、活性
層及び第二導電型クラッド層を含む化合物半導体層が形
成されてなり、共振器構造を有する半導体発光素子の製
造方法において、基板上に化合物半導体層を順次結晶成
長し、劈開により共振器端面を形成し、次いで、少なく
とも1つの端面に露出した、少なくとも活性層の端面近
傍の構成元素の一部を脱離させた後、真空中で不活性化
層を形成することを特徴とする半導体発光素子の製造方
法。
1. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a resonator structure, comprising: forming a compound semiconductor layer including a first conductivity type cladding layer, an active layer, and a second conductivity type cladding layer on a substrate; A compound semiconductor layer is sequentially crystal-grown thereon, a cavity facet is formed by cleavage, and at least a part of constituent elements exposed on at least one facet and at least near the facet of the active layer is desorbed. Forming a passivation layer in the semiconductor light emitting device.
【請求項2】 前記の活性層の端面近傍の構成元素の一
部を脱離させる手段として、少なくとも一つの端面に、
電子線、熱線及び/又は活性層によって決まる発振波長
よりも短い波長を含む光を照射することを特徴とする請
求項1記載の半導体発光素子の製造方法。
2. As means for desorbing a part of constituent elements near the end face of the active layer, at least one end face has
2. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein light including a wavelength shorter than an oscillation wavelength determined by an electron beam, a heat ray, and / or an active layer is irradiated.
【請求項3】 活性層の端面近傍の構成元素の一部脱離
した領域が、当該活性層の発振波長に対して透明になっ
ている事を特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載
の半導体発光素子の製造方法。
3. The active layer according to claim 1, wherein an area near the end face of the active layer, in which a part of the constituent element is desorbed, is transparent to the oscillation wavelength of the active layer. The manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the above.
【請求項4】 前記活性層が、Inを含むことを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の半導体発光素子の
製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the active layer contains In.
【請求項5】 前記活性層がInxGa1-xAs(0<x
<1)又は(AlxGa1-xyIn1-yP(0<x,y<
1)を含むことを特徴とする請求項4記載の半導体発光
素子の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the active layer is formed of In x Ga 1 -x As (0 <x
<1) or (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y P (0 <x, y <
5. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein 1) is included.
【請求項6】 前記活性層が、量子井戸構造を有する事
を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体発
光素子の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said active layer has a quantum well structure.
【請求項7】 前記劈開を常圧で行うことを特徴とする
請求項1〜6のいずれかに記載の半導体発光素子の製造
方法。
7. The method according to claim 1, wherein the cleavage is performed at normal pressure.
【請求項8】 前記劈開を大気中もしくは窒素雰囲気中
で行うことを特徴とする請求項7記載の半導体発光素子
の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein the cleavage is performed in the air or in a nitrogen atmosphere.
【請求項9】 前記不活性化層を、活性層に拡散させた
際にn型の不純物となる材料で構成することを特徴とす
る請求項1〜9のいずれかに記載の半導体発光素子の製
造方法。
9. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the passivation layer is made of a material that becomes an n-type impurity when diffused into the active layer. Production method.
【請求項10】 前記不活性化層が、Siを含むことを
特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の半導体発光
素子の製造方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said passivation layer contains Si.
【請求項11】 前記不活性化層を、その厚みTp(n
m)が下記式(I)で表される範囲となる様に形成する
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の半
導体発光素子の製造方法。 0.2(nm)<Tp(nm)<λ/8n(nm)・・・・・(I) (ただし、式(I)中、λは半導体発光素子の発振波長
を、nは該不活性化層の波長λ(nm)における屈折率
の実数部分を表す。)
11. The passivation layer having a thickness T p (n
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 10, wherein m) is formed so as to fall within a range represented by the following formula (I). 0.2 (nm) <T p (nm) <λ / 8n (nm) (I) (where, in the formula (I), λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, and n is (It represents the real part of the refractive index at the wavelength λ (nm) of the activation layer.)
【請求項12】 前記不活性化層の形成後、その表面に
更に誘電体又は誘電体及び半導体の組合せからなるコー
ティング層を形成することを特徴とする請求項1〜11
のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
12. The method according to claim 1, further comprising, after forming the passivation layer, further forming a coating layer comprising a dielectric or a combination of a dielectric and a semiconductor on the surface thereof.
The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of the above.
【請求項13】 前記コーティング層を、不活性化層の
形成後、引き続き真空中で形成することを特徴とする請
求項12記載の半導体発光素子の製造方法。
13. The method according to claim 12, wherein the coating layer is formed in a vacuum after forming the passivation layer.
【請求項14】 前記コーティング層を形成する際、真
空中で、端面に対するコーティング層の原料供給とプラ
ズマ照射を同時に行うことを特徴とする請求項12又は
13記載の半導体発光素子の製造方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 12, wherein, when forming the coating layer, the supply of the coating layer material to the end face and the plasma irradiation are simultaneously performed in a vacuum.
【請求項15】 前記プラズマ照射が18族元素のプラ
ズマ照射であることを特徴とする請求項14記載の半導
体発光素子の製造方法。
15. The method according to claim 14, wherein the plasma irradiation is plasma irradiation of a Group 18 element.
【請求項16】 前記18族元素がArであることを特
徴とする請求項15記載の半導体発光素子の製造方法。
16. The method according to claim 15, wherein the group 18 element is Ar.
【請求項17】 照射するArプラズマのエネルギーが
25eV以上300eV以下であることを特徴とする請
求項16記載の半導体発光素子の製造方法。
17. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 16, wherein the energy of the irradiated Ar plasma is not less than 25 eV and not more than 300 eV.
【請求項18】 前記コーティング層が、AlOx、T
iOx、SiOx、SiN、Si及びZnSからなる群か
ら選ばれる1種又は2種以上の組合せからなることを特
徴とする請求項12〜17のいずれかに記載の半導体発
光素子の製造方法。
18. The method according to claim 18, wherein the coating layer is made of AlO x , T
iO x, SiO x, a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of claims 12 to 17, characterized in that it consists of one or more combinations selected from the group consisting of SiN, Si and ZnS.
【請求項19】 前記コーティング層が、低反射コーテ
ィング層及び高反射コーティング層を含むことを特徴と
する請求項12〜18のいずれかに記載の半導体発光素
子の製造方法。
19. The method according to claim 12, wherein the coating layer includes a low reflection coating layer and a high reflection coating layer.
【請求項20】 前記低反射コーティング層がAlOx
を含み、前記高反射コーティング層がAlOx及びSi
を含むことを特徴とする請求項19記載の半導体発光素
子の製造方法。
20. The low reflection coating layer is made of AlO x
Wherein the highly reflective coating layer comprises AlO x and Si
20. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 19, comprising:
【請求項21】 共振器端面が(110)面又はそれと
結晶学的に等価な面であることを特徴とする請求項1〜
20のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
21. The resonator according to claim 1, wherein the end face of the resonator is a (110) plane or a plane crystallographically equivalent thereto.
20. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of 20.
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