JPS59208885A - 半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPS59208885A JPS59208885A JP8269883A JP8269883A JPS59208885A JP S59208885 A JPS59208885 A JP S59208885A JP 8269883 A JP8269883 A JP 8269883A JP 8269883 A JP8269883 A JP 8269883A JP S59208885 A JPS59208885 A JP S59208885A
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- JP
- Japan
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- layer
- type inp
- type
- mask
- substrate
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/227—Buried mesa structure ; Striped active layer
- H01S5/2275—Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
■発明の技術分野
本発明は、半導体レーデ素子、−より詳しく述べるなら
ば、埋め込みダブルへテロ構造の半導体レーデ素子の製
造方法に関するものである。
ば、埋め込みダブルへテロ構造の半導体レーデ素子の製
造方法に関するものである。
(イ)従来技術と問題点
従来の埋め込みダブルへテロ構造の半導体レーデ素子は
多くはn型InP基板を用いて次のようにして製造され
ている。このn型InP基板上にn型InPクラッド層
、I nGaAsP活性層、p型InPクラッド層およ
びp型I nGaAsPコンタクト層を順次エピタキシ
ャル成長させる。コンタクト層の表面に5in2rat
形成し、ホトエツチングによって5IO2ストライプに
する。この5IO2ストライプ全マスクとしてエツチン
グによってp型11GaAsP層、p型InP層および
InGaAm活性層、さらにはn型InP層の一部を除
去してメサ状(台形状)部分を残す。次に1メサ状部分
の両側にp型InP層およびn型InP層を順次エピタ
キシャル成長させる。
多くはn型InP基板を用いて次のようにして製造され
ている。このn型InP基板上にn型InPクラッド層
、I nGaAsP活性層、p型InPクラッド層およ
びp型I nGaAsPコンタクト層を順次エピタキシ
ャル成長させる。コンタクト層の表面に5in2rat
形成し、ホトエツチングによって5IO2ストライプに
する。この5IO2ストライプ全マスクとしてエツチン
グによってp型11GaAsP層、p型InP層および
InGaAm活性層、さらにはn型InP層の一部を除
去してメサ状(台形状)部分を残す。次に1メサ状部分
の両側にp型InP層およびn型InP層を順次エピタ
キシャル成長させる。
5IO2ストライプを除去してからAuZn r Au
Cr又はAuP tT iのp電極層を形成する。へき
開するのに適した厚さにするために、n型InP基板(
通常約300 /lZm厚)を約100μm厚さまで研
磨する。
Cr又はAuP tT iのp電極層を形成する。へき
開するのに適した厚さにするために、n型InP基板(
通常約300 /lZm厚)を約100μm厚さまで研
磨する。
研磨したn型InP基板上にAuGeNi又はAuSn
のn電極層を形成する。そして、へき開によって所定サ
イズの半導体レーザを得ている。(例えば、藤本正友:
長距離光ファイ・9通信用の1〜1.7μm帯半導体レ
ーザー、日経エレクトロニクス、1980年11月24
日号、p、 128、第8図〔日経マグロウヒル社〕参
照) このようにして製造される半導体レーザ素子では、p電
極層が形成されるp型InGaAsPコンタクト層およ
びn型InP層の表面が平坦でないために、電極形成工
程以降の工程においてフォトリソグラフィーを用いる際
、パターン原版を押しつける(密着する)時にウェア・
を破損したり、またウェハ研磨時にウェア1表面に余分
な応力を加えた知損傷を与えたりして、歩留を低下させ
てしまうという欠点があった。
のn電極層を形成する。そして、へき開によって所定サ
イズの半導体レーザを得ている。(例えば、藤本正友:
長距離光ファイ・9通信用の1〜1.7μm帯半導体レ
ーザー、日経エレクトロニクス、1980年11月24
日号、p、 128、第8図〔日経マグロウヒル社〕参
照) このようにして製造される半導体レーザ素子では、p電
極層が形成されるp型InGaAsPコンタクト層およ
びn型InP層の表面が平坦でないために、電極形成工
程以降の工程においてフォトリソグラフィーを用いる際
、パターン原版を押しつける(密着する)時にウェア・
を破損したり、またウェハ研磨時にウェア1表面に余分
な応力を加えた知損傷を与えたりして、歩留を低下させ
てしまうという欠点があった。
(つ)発明の目的
本発明の目的は、上述の欠点の生じない埋込みダブルへ
テロ構造の半導体レーザ素子の製造方法全提案すること
である。
テロ構造の半導体レーザ素子の製造方法全提案すること
である。
本発明の別の目的は、n型InP基板でなくp型11n
P基板上にエピタキシャル成長させたI5全使用した半
導体レーデ素子の製造方法全提案することである。
P基板上にエピタキシャル成長させたI5全使用した半
導体レーデ素子の製造方法全提案することである。
(→発明の溶成
上述の目的が次のような埋め込みダブルへテロ構造の半
導体レーザ紫子の製造方法によって達成される。この製
造方法は下記(力〜(ハ)工程:(7) p型InP基
板上にp型InGaAsP層、p型InPクラッド層、
InGaAs活性層およびn型InPクラ、ド層を順次
形成する工程;(イ)n型InPクラッド層上にストラ
イプ状のマスクmt形成する工程;(つ)マスク層をマ
スクとして前記n型InPクラッド層、InCaAsP
活性層およびp型InPクラッド層の積層体を選択的に
除去する工程;に)ストライフ伏の前記積層体の両側に
n型rnP層およびp型InP層を順次形成する工程;
ht、型InPクラッド鳳およびp型InP層の上に
n型InP層を形成する工程;(イ)p型InP基板を
除去する工程;および(ホ)電極を形成する工程;を含
んでなる。
導体レーザ紫子の製造方法によって達成される。この製
造方法は下記(力〜(ハ)工程:(7) p型InP基
板上にp型InGaAsP層、p型InPクラッド層、
InGaAs活性層およびn型InPクラ、ド層を順次
形成する工程;(イ)n型InPクラッド層上にストラ
イプ状のマスクmt形成する工程;(つ)マスク層をマ
スクとして前記n型InPクラッド層、InCaAsP
活性層およびp型InPクラッド層の積層体を選択的に
除去する工程;に)ストライフ伏の前記積層体の両側に
n型rnP層およびp型InP層を順次形成する工程;
ht、型InPクラッド鳳およびp型InP層の上に
n型InP層を形成する工程;(イ)p型InP基板を
除去する工程;および(ホ)電極を形成する工程;を含
んでなる。
本発明は、n型InP基板上にエピタキシャル成長させ
た多層構造を利用した半導体レーザよシもp型InP基
杭上のエピタキシャル多層構造を利用した半導体レーザ
のほうが大出力動作可能等の特性が良いとの報告〔例え
ば、Y、Nakano et at。
た多層構造を利用した半導体レーザよシもp型InP基
杭上のエピタキシャル多層構造を利用した半導体レーザ
のほうが大出力動作可能等の特性が良いとの報告〔例え
ば、Y、Nakano et at。
Electron Lett、 17 + 783 (
1981) ’、 FJlectronLett、 1
7 p 、645 (1981) : Japan、
J、 ApplPhys 19.L612(1980)
)に基づいておシ、さらに、前述のに)工程でのn型I
nP層を厚く形成することでその表面をほぼ平坦にして
その上に電極を形成する時の従来の間頓点が解消できる
。
1981) ’、 FJlectronLett、 1
7 p 、645 (1981) : Japan、
J、 ApplPhys 19.L612(1980)
)に基づいておシ、さらに、前述のに)工程でのn型I
nP層を厚く形成することでその表面をほぼ平坦にして
その上に電極を形成する時の従来の間頓点が解消できる
。
0)発明の実施態様例
以下、添付図面に関連した本発明の好ましい実施態様例
によって本発明を詳しく説ヴ」する。
によって本発明を詳しく説ヴ」する。
第1図に示すように、p型InP基板1の上にエピタキ
シャル成長法で順次p型InGaAsPコンタクト層2
、p型InPクラッド層3、InGaAsP活性層4お
よびn型InPクラッド層5を形成する。
シャル成長法で順次p型InGaAsPコンタクト層2
、p型InPクラッド層3、InGaAsP活性層4お
よびn型InPクラッド層5を形成する。
エピタキシャル成長は液相エピタキシャル成長法、気相
エピタキシャル成長法、分子線エピタキシャル成長法、
有機金属CVD法のいずれでも可能であるが、多くの場
合に液相エピタキシャル成長法で行なわれている。例え
ば、InP基板1にはInド−fp型(001) In
P基板(キャリア濃度p−1×10 crfL 、厚さ
約350μm)を使用してその上にコンタクト層2とし
てZnドープp型I nGaAsP層(キャリア濃度p
= 3 X 1018(:m−’ r厚さ約1.5μ
m)を形成する。さらにその上にp型クラッド層3とし
てCdドドーp型InP層(キャリア濃度p = I
X 1018CTL−3+厚さ約1μm)を、活性層4
としてノンドープInGaAsP層(発光波長λ−i、
30 μm N厚さ0.15〜0.211m )をそ
してn型クラッド層5としてSnドーグn型InP層(
キャリア濃度n=lX10 cvt 、厚a1.5
μm)全形成する。次に、n型InPクラッド層5の上
にストライプ状のマスク層6を形成する。このマスク層
6は、化学的気相成長法(CVD )法によって全面に
二re化珪素(S i02 )Fl’J= (1’lさ
約0.−3 μm )を形成し、ホトエツチング法によ
って選択的にエツチングして幅約2μmのストライプと
することによって形成できる。なお、ストライプの方向
を結晶の<ilo>又(110)方向と平行にする。
エピタキシャル成長法、分子線エピタキシャル成長法、
有機金属CVD法のいずれでも可能であるが、多くの場
合に液相エピタキシャル成長法で行なわれている。例え
ば、InP基板1にはInド−fp型(001) In
P基板(キャリア濃度p−1×10 crfL 、厚さ
約350μm)を使用してその上にコンタクト層2とし
てZnドープp型I nGaAsP層(キャリア濃度p
= 3 X 1018(:m−’ r厚さ約1.5μ
m)を形成する。さらにその上にp型クラッド層3とし
てCdドドーp型InP層(キャリア濃度p = I
X 1018CTL−3+厚さ約1μm)を、活性層4
としてノンドープInGaAsP層(発光波長λ−i、
30 μm N厚さ0.15〜0.211m )をそ
してn型クラッド層5としてSnドーグn型InP層(
キャリア濃度n=lX10 cvt 、厚a1.5
μm)全形成する。次に、n型InPクラッド層5の上
にストライプ状のマスク層6を形成する。このマスク層
6は、化学的気相成長法(CVD )法によって全面に
二re化珪素(S i02 )Fl’J= (1’lさ
約0.−3 μm )を形成し、ホトエツチング法によ
って選択的にエツチングして幅約2μmのストライプと
することによって形成できる。なお、ストライプの方向
を結晶の<ilo>又(110)方向と平行にする。
本実施態様例では(110)方向と平行にする。
次いで第2図に示すようにマスク層6をマスクとして、
Br27CH30H系エツチヤントで、n型InPクラ
ッド1偕5、InGaAsP活性層4およびp型InP
層3からなる積層体を選択的にエツチングして、メサ状
(台形状)ストライプ部分7′ff:形成する。このエ
ッチャントではp型IHGaAsPコンタクト層2のエ
ツチング速度が遅いので、このコンタクト層2が少しエ
ツチングされたところでエツチング処理をやめるわけで
ある。なお、マスク層6のストライプ方向が<110>
方向であるならば、逆メサ状(逆袷形状)のストライプ
部分が形成される。
Br27CH30H系エツチヤントで、n型InPクラ
ッド1偕5、InGaAsP活性層4およびp型InP
層3からなる積層体を選択的にエツチングして、メサ状
(台形状)ストライプ部分7′ff:形成する。このエ
ッチャントではp型IHGaAsPコンタクト層2のエ
ツチング速度が遅いので、このコンタクト層2が少しエ
ツチングされたところでエツチング処理をやめるわけで
ある。なお、マスク層6のストライプ方向が<110>
方向であるならば、逆メサ状(逆袷形状)のストライプ
部分が形成される。
次に、マスク層6全付着させたままで、第3図のように
n型InP層8およびp型InP層9を順次エピタキシ
ャル成長法で形成する。これらInP層8.9が電流阻
止層として働く。そして、マスク層6をその上に付着し
たInP層(図示せず)と共にマスク層(5io2)用
エッチャントで除去する。
n型InP層8およびp型InP層9を順次エピタキシ
ャル成長法で形成する。これらInP層8.9が電流阻
止層として働く。そして、マスク層6をその上に付着し
たInP層(図示せず)と共にマスク層(5io2)用
エッチャントで除去する。
次に、第4図に示すように、表出したn型InPクラッ
ド層5およびp型InP層9の上にエピタキシャル成長
法で比較的厚い(50μm以上厚の)n型InP層10
をその表面がほぼ平坦となるように形成する。例えば、
Snドー7’n型InP層(キャリア濃度n = I
X 1018am−3の液相エピタキシャル成長金繰シ
返してInP層10とする。なお、ウェハ全体として見
るとわずかに凸凹があるが個々のチップとなる領域では
平坦な表面になっている。
ド層5およびp型InP層9の上にエピタキシャル成長
法で比較的厚い(50μm以上厚の)n型InP層10
をその表面がほぼ平坦となるように形成する。例えば、
Snドー7’n型InP層(キャリア濃度n = I
X 1018am−3の液相エピタキシャル成長金繰シ
返してInP層10とする。なお、ウェハ全体として見
るとわずかに凸凹があるが個々のチップとなる領域では
平坦な表面になっている。
その後に、p型InP基板1のみをHBr、4(F系エ
ッチャントで、第5図のように除去する。このエッチャ
ントではp型InGaAsPコンタクト層2はエツチン
グされない。次に、n型InP層11の上にn’l!極
層をまたp型InGaAsPコンタクト層2の上にp電
極層12を形成する。例えば、n電甑11にはNi/G
e/Au層(厚さ約0.5μm)を、Pit4返12に
はTi/Pt/Au層(厚さ約0.3μm)全公知の方
法で形成する。そして、所足寸法の半導体レーデチラノ
にへき開によってウエノ1を分割する。
ッチャントで、第5図のように除去する。このエッチャ
ントではp型InGaAsPコンタクト層2はエツチン
グされない。次に、n型InP層11の上にn’l!極
層をまたp型InGaAsPコンタクト層2の上にp電
極層12を形成する。例えば、n電甑11にはNi/G
e/Au層(厚さ約0.5μm)を、Pit4返12に
はTi/Pt/Au層(厚さ約0.3μm)全公知の方
法で形成する。そして、所足寸法の半導体レーデチラノ
にへき開によってウエノ1を分割する。
その個々のチップをp電極層12を下にしてステム(図
示せず)上にAu/Sn又はInなどを介して装着し、
n屯価層にボンディングで配線を接続して製品C埋め込
みダブルへテロ構造の半導体レーザ素子)が得られる。
示せず)上にAu/Sn又はInなどを介して装着し、
n屯価層にボンディングで配線を接続して製品C埋め込
みダブルへテロ構造の半導体レーザ素子)が得られる。
<h)発明の効果
本発明に係る製造方法ではp型InP基板上にInGa
AsP活性層を含めたエピタキシャル多層全形成してお
シ、准極層形成の際にその被形成表面が平坦であり、か
つ研磨工程がないことによって、良好な特性を有する埋
め込みダブルへテロ構造の半導体レーデ素子を歩留シ良
く製造できる。
AsP活性層を含めたエピタキシャル多層全形成してお
シ、准極層形成の際にその被形成表面が平坦であり、か
つ研磨工程がないことによって、良好な特性を有する埋
め込みダブルへテロ構造の半導体レーデ素子を歩留シ良
く製造できる。
第1図ないし第5図は、本発明に係る製造方法の製造工
程を説明する半導体レーデの概略断面図である。 1 ・p型InP基板、2 ・p型InGaAsP コ
ンタクト層、3・・・p型InPクラッド層、4・・・
IHGaAsP活性層、5・・・n型1nPクラッr層
、6・・・マスク層、7・・・メサ状部分、10・・・
yI W InP層、11・・・n Tg極層、12・
・・p電極層。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 2CJ 2 !力 第30 第4ト1(
程を説明する半導体レーデの概略断面図である。 1 ・p型InP基板、2 ・p型InGaAsP コ
ンタクト層、3・・・p型InPクラッド層、4・・・
IHGaAsP活性層、5・・・n型1nPクラッr層
、6・・・マスク層、7・・・メサ状部分、10・・・
yI W InP層、11・・・n Tg極層、12・
・・p電極層。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 内 1)幸 男 弁理士 山 口 昭 之 2CJ 2 !力 第30 第4ト1(
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 下記工程(7)〜(至): ■ p型InP基板上にp型InGaAsP層、p型I
nPクラッド層、I 1GaAsP活性As上びn型I
nPクラッド層を順次形成する工程: (イ)前記n型InPクラッド層上にストライプ状のマ
スク層を形成する工程: ←)前記マスク層をマスクとして前記n型InPクラッ
ド層、I nGaAgP活性Ag上びp型InPクラッ
ド層の積層体を選択的に除去する工程:に)ストライプ
状の前記積層体の両側にn型InP層およびp型InP
層を順次形成する工程:(イ)前記n型InPクラッド
層および前記p型InP層の上にn型InP層を形成す
る工程;(ロ)前記p型InP基板を除去する工程;お
よび (至)゛電極を形成する工程; を含んでなることを特徴どする半導体レーザ素子の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8269883A JPS59208885A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8269883A JPS59208885A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59208885A true JPS59208885A (ja) | 1984-11-27 |
Family
ID=13781624
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8269883A Pending JPS59208885A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59208885A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61222190A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Nec Corp | 2次元量子井戸構造半導体レ−ザ及びその製造方法 |
US5028563A (en) * | 1989-02-24 | 1991-07-02 | Laser Photonics, Inc. | Method for making low tuning rate single mode PbTe/PbEuSeTe buried heterostructure tunable diode lasers and arrays |
US5119388A (en) * | 1989-02-24 | 1992-06-02 | Laser Photonics, Inc. | Low tuning rate PbTe/PbEuSeTe buried quantum well tunable diode lasers and arrays |
US5179040A (en) * | 1990-07-16 | 1993-01-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser device |
US5304283A (en) * | 1991-02-26 | 1994-04-19 | France Telecom Etablissment Autonome De Droit Public | Process for producing a buried stripe semiconductor laser using dry etching for forming said stripe and laser obtained by this process |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8269883A patent/JPS59208885A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61222190A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Nec Corp | 2次元量子井戸構造半導体レ−ザ及びその製造方法 |
US5028563A (en) * | 1989-02-24 | 1991-07-02 | Laser Photonics, Inc. | Method for making low tuning rate single mode PbTe/PbEuSeTe buried heterostructure tunable diode lasers and arrays |
US5119388A (en) * | 1989-02-24 | 1992-06-02 | Laser Photonics, Inc. | Low tuning rate PbTe/PbEuSeTe buried quantum well tunable diode lasers and arrays |
US5179040A (en) * | 1990-07-16 | 1993-01-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of making a semiconductor laser device |
US5304283A (en) * | 1991-02-26 | 1994-04-19 | France Telecom Etablissment Autonome De Droit Public | Process for producing a buried stripe semiconductor laser using dry etching for forming said stripe and laser obtained by this process |
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