JPS5984592A - 半導体レ−ザ−素子およびその製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザ−素子およびその製造方法

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JPS5984592A
JPS5984592A JP19474082A JP19474082A JPS5984592A JP S5984592 A JPS5984592 A JP S5984592A JP 19474082 A JP19474082 A JP 19474082A JP 19474082 A JP19474082 A JP 19474082A JP S5984592 A JPS5984592 A JP S5984592A
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JP
Japan
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layer
chip
semiconductor
active layer
insulator
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JP19474082A
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English (en)
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Seiichiro Ogiwara
荻原 誠一郎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure 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
    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
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    • H01S5/22Structure 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
    • H01S5/227Buried mesa structure ; Striped active layer
    • H01S5/2275Buried mesa structure ; Striped active layer mesa created by etching

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体レーザー素子お↓ひその製造方法に関す
る。
半導体レーザー(レーザーダイオード)としては、Ga
AtAs系で作られる可視レーザー(含赤外レーザー)
または工fiGaA8p系で形作られる長波長レーザー
が知られている。これら半導体レーザーの素子(チップ
)構造の一つとして、示1図に示す工うな埋込みへテロ
構造(BH構造)が知られている。同図は長波長レーザ
ー素子におけるBE構造紫示すものである。
千ツブ1はn導電形(n形)のInPの基板2を基に形
成されている。すなわち、この基板2の土面には中央部
が帯状のメサ部3となるTθを含む工nPからなるn形
りラッド層4が設けられている。1飢 このメサ部3上
にはInGaAθPからなる活性層5 、Z nを含む
工nPからなるp導電形(p形)クラッド層6.Zn’
r含む工nGaA8Fからなるp形のキャップ層7が順
次積層形成されている。1だ、メサ部3の画側の活性層
5工りも低い部分にはzn’l含む工r、Pからなるp
形のブロッキング層8が埋め込1れている。また、この
ブロッキング層8上にはTe′に含む工nPからなるn
形埋込層9が設けられている。また、n形埋込層9の上
面は絶縁膜10で被われている。そして、ストライプ状
に延在するキャンプ層7およびキャップ層7の両側の絶
縁膜10部分にれ[金糸のアノード電極11が形成され
ている。また、キャンプ層7からp形りラッド層6の上
部はZnが拡散層れで電極コンタクト用拡散層12(図
中点点を施した領域)が設けられている。さらに、基機
2の下面には金糸のカソード@ % 1.3が形成され
ている。
ところで、前記チップlにおけるブロッキングff1i
8およびn形埋込層9の製造は、基板2上にハロ次n形
クラッド層4.活性屡5.p形りラッド層6、キャップ
層7を積層した半導体板(ウェー・)において、n形り
ラッド層4の途中に1で達する1対の溝全エツチングに
よって多慰平行に設けた後、これら溝部分に液相エピタ
キシャル成長法によって順次ブロッキング層8およびn
形埋込層9を形成する。
しかし、この方法ではつぎのよう々欠点があることが本
発明者によって見いだされた。すなわち、ブロッキング
層8とn形埋込層9のJ5?さは液相エピタキシャル成
長時間によってコントロールしているが、再現性に乏し
い。このため、キャンプ層7面とn形埋込層9の表面と
の間の段差(h)のばらつきが大きくなる。この際、キ
ャンプ層7の上面よりもn形埋込層9の上面が低く、か
つその段差(h)が大きい場合(たとえば1μm以上)
には、アノード電極11をソルダーによってザブマウン
トに固定する際の押付力によってチップ1にクランクが
入り易くなり歩留低下を引き起丁原因となる。特に、B
H槽構造ヘテ゛口接合であることから、ブロッキング層
8およびn形埋込層9の成長時、メサ部3およびメサ部
3上の活性N5゜p形りランド層6.キャンプ層7との
界面部分での成丹が他の部分よりも早いことから、第1
図で示す工うに、キャンプ層70両側部分で盛り上がる
傾向がある。この結果、前記デツプボンディング時のチ
ップクランク全助長することになる。
また、チップ1はウエノ・全格子状に分断することによ
って形作られる。この際、活性層5が露出する端面はレ
ーザー光を出射する出射面となるが、この面はレーザー
光全出射させるために伊面としておく必要がある。そこ
で、ウェハの分断に際しては、あらかじめスクライブ作
業前に外3力を加えて半導体結晶の分開線を走らせ、ス
クライブ時にこの襞間線部分で襞間させることによって
襞間面r働面として使用している。
し2かし、前記のように、キャップ層7とn形埋込層9
との間の段差(h)が大きくなると、前iピ襞間線を走
らせる際、ウェハの19さの異る前記段差部分で襞開線
がずれてし1い、チップ】における出射面の伊面化がで
きなくなってし1い、所望のレーザー発振が行なえなく
なる。
したがって、本発明の目的はBH槽構造レーザーチップ
において、メサ部上の最上半導体層の上面と、両側の埋
込層の上面との間の段差が小さいチップおよびその製造
方法全提供することにある。
このような目的を達成するために本発明は、端面からレ
ーザー光を出射する化合物半導体からなる活性層と、こ
の活性層の上下にそれぞれ設けられる相互に逆導電形と
なる化合物半導体層と、會有する半導体レーザー素子に
おいて、前記活性層の両側には耐熱性かつ耐薬品性の絶
縁体が配設されてい、るものであり、かつこの絶縁体の
上面は活性層上の最上層の化合物半導体層の上面と略一
致しているものである。
また、チップの製造にあっては、化合物牛導体基板の上
面上に化合物1牛zn体で順次クラッド層。
活性層、クラッド層を少なくとも積層形成する工程と、
この積層状態の半導体板の上面に前記化合物中型体基板
に達する深さの1対の溝を複数平行に設けるエツチング
剤稈と、前記溝内にml熱性でかつ耐薬品性の絶絢体を
埋め込み塞ぐ工程と、前記絶縁体音マスクとして活性層
上の化合物半導体R・)表層部に電極コンタクト用不純
物を拡散する工程と、前記半導体板の上面お工ひその下
面にそれぞれ電極を形成する工程と、前記半導体板を格
子状に分断して複ムの半導体レーザー素子とする工程と
、によってチップを製造するものである。
以下、実施例によQ本発明全説明する。
第2図(a)〜(θ)は本発明の一実施例による半導体
レーザー素子の製造方法全ポア断面図である。この実施
例でシよ同図(a)に示すように、半導体板(ウェー・
)147用意する。この半導体板14は、In 、G&
’、As 、P等からなる化合物半導体層を積)96シ
た構造となっていて、最下層は100μm桿度の+9さ
のn彫工nPの基板2となっている。□この基板2」二
にはTe’?含む工nPからなるn形りラッド層4.I
nGaASFからなる活性層5゜Zny含む工nPから
なるp形りラッドJ(jN6.znを含む工fiG、A
9Fからなるp形のキャップ層7が順次形成されている
。前記活性層5は防百Aとなり、他の層は1μm前後の
厚さと々っている。なお、キャップ層7は後工程の熱処
理時にPの蒸発全防止するために設けるが、場合によっ
ては必ずしも必要ではない。
つきに、同図(b)で示す工うに、このウエノ・14の
上面に平行に帯状のマスク15を形成した後、マスク1
5から露出する半導体層を11−次エッチングして溝1
6を形成する。溝16は1チツプを作るためには1対必
すとなる。丁なわち、後述するが、ウェハ14は相互に
隣接する1対の溝16の中間部分、′t′溝16に沿っ
て分断されるとともに、溝16に沿う方向に一定間隔で
襞間分断されることによってチップとなる。前記マスク
15はたとえばリンガラス(pSa )、5to2に工
って形成される。
つぎに、同図(c)に示すように、ウェハ14の溝16
を耐熱性でかつ耐薬品性の絶縁体17で埋ぬて盃ぐとと
もに、マスク15に除去する。前記絶H体17はマスク
15の除去時のエツチング剤、たとえばぶつ酸系エッチ
ャントに対して劣化するものであってハ在らないととも
に、以後の製造工程およびチップとなって和文てられる
工程における熱処理時(たとえは、高熱処理としては電
極形成時の蒸着瀞度360℃がある。)に劣化してはな
らガい。したがって、絶縁体17は側熱性。劇薬品性が
要求される。絶縁体1701例と(7てはポリイミド系
樹脂が好適である。また、絶縁体17の上面とキャップ
層7の上面との段差はできるだけ小さくテる工うにし、
小くともチップ化、チンプホンデイング時に支障を生じ
ない以下の段差となるようにする。従来は、たとえは1
μmの段差が艮品と不艮品との判定の目安とするとした
場合、この実施例では絶縁体17′にスピンナー塗布に
よって行うことによってV十μmと低い段差とすること
も可能である。また、ポリイミド系樹脂はヒドラジン系
エッチャントによって容易に除去可能であることから、
塗布し丁ぎの場合には除去して再度新に塗布することが
できるとともに、塗布不足の場合は新に塗布してその塗
布itk増大させることができる。したがって、絶縁体
形成は再生処理が可能となる。
つきに、同図(C)に示すように、絶縁体17をマスク
として電極コンタクト用不純物であるznを図中点々で
示すようにキャップ層7お工びp形りラッド層6表層部
に拡散させて、電極コンタクト用拡散層12を形成する
つきに、同図(b)で示す工うに、ウェハ14の上面、
丁なわちキャップ層7上側およびウェハ14の下面に金
糸電極i1.5・〜2μmの厚さに蓋着で形成し、上面
にアノード電極11.下面にカソード電極13會形成す
る。
つぎ、に、ウェハ14は絶縁体17が延在する長手方向
に沿って一定間隔、たとえば400μm間隔に平行に襞
間線が走らせられる。その後、ウェー・14は襞間線で
スクライブによって分断されるとともに、各絶縁体17
の中央部分で分断され、同図(θ)で示すような多数の
半導体レーザー素子(チップ)■となる。
このような実施例によれば、躬1造されたチップ1はキ
ャップ層7の上面と絶縁体17の上面とは略同−面とな
り、従来のような大きな段差とはなら々い。このため、
アノード電袷11の上面(表面)も平坦となることから
、アノード電極面全ソルダーによってザブマウントに固
定した場合、固定時のチップ1に加わる押圧力はチップ
全体に均一に加わり、従来のような段差によるチップク
ランクは起きない。このため、チップボンティングの歩
留向上が図れるとともに、チップボンディングの信頼度
、丁なわち半導体レーザー装置の信頼度が向上する。
また、この実施例のチップ1では、活性層50両側部は
従来の半導体から絶縁体になったことから、電流リーク
はより以上に防止でき、素子特性の向」二、たとえは、
しきい値電流飴(■th)?r低くすることができる。
1だ、この実施例を製造上の観点で捕えてみるど、キャ
ップFI7と?縁体17の表面での段差が椅めて少なく
、ウェハ14の上面は略平坦となる。
この結果、外力を加えてウニ・・14に襞間線を走らせ
た場合、段差がなく、ウエノ・14の厚みが均一である
ことから襞間線は真直に走り、従来のように活性層近傍
で襞間面がずれる等の不都合は生じない。この結果、チ
ップ1の出射面はψ面となることから、レーザー光発振
が確実となり、その出力も安定するとともに、チップ製
造歩留も向上する。
でた、ウニ・・14の溝16に埋める工程は、従来のブ
ロッキング層およびn形埋込層の2回のエピタキシャル
成長に代えて、この実施例では絶縁体形成の1回の塗布
、ベーク作業によって行なえること、It、絶縁体形成
は修正が可能であることから、製造コストの低減を図る
ことができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
また、この発明はG、ALAB系のBH構造の半導体レ
ーザー素子お工ひその製造方法にも同様に適用でき、同
様の効果を奏する。
以上のように、本発明によれば、BH構造の半導体レー
ザー素子の活性層上の最上半導体層の上面と、両側の埋
込層の上面との間の段差が小宴くなるため、半導体レー
ザー素子の上面は平坦となる。このため、半導体レーザ
ー素子の取付時に半導体レーザー素子が前記段差が原因
となるような破損は防止できる。
また、ウェハを分断して多数の半導体レーザー素子とす
る際にも前記段差が小さいことがら分断不良も生じ難い
。したがって、半導体レーザー装置製造の歩留向上、特
性向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のBH構造のレーザーチップを示す断面図
、 第2図(a)〜(θ)ld本発明の一実施例にょるB)
I構造のレーザーチップの製造方法を示す断面図である
、 ■・・・チップ、2・・・基板、3・・・メサ部、4・
・・n形りラッド層、5・・・活性層、6・・p形りラ
ッド層、7・・・キャンプ層、11・・・7ノード電極
、13・・・カンード電極、14・・・ウェハ、16・
・・溝、17・・・絶縁体。 代理人 弁理士 薄 1)利 幸 第  1  図 第  2  図 第  2  図 43

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、端面からレーザー光を出射する化合物半導体からな
    る活性層と、この活性層の上下にそれぞれ設けられる相
    互に逆導電形となる化合物半導体層と、を有する半導体
    レーザー素子において、前記活性層の両側には耐熱性か
    つ耐薬品性の絶縁体が配設きれていることを特徴とする
    半導体レーザー素子。 2、前記活性層上には少なくとも1層以上の化合物半導
    体層が設けられているとともに、この化合物半導体層の
    最上層の上面と前iピ絶縁体の上面とは略同−高さとな
    っていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    半導体レーザー素子。 3、化合物半導体基板の上面上に化合物半導体で順次ク
    ラッド層、活性層、クラッド層を少なくとも積層形成す
    る工程と、この積層状態の半導体板の上面に前配化合物
    半導体基板に達する深さの1対の溝を複数平行に設ける
    エソチップ工程と、前配溝内に耐熱性でかつ耐薬品性の
    絶縁体を伸め込み塞ぐ工程と、前記絶縁体をマスクとし
    て活性層上の化合物半導体層表層部に[9コンタクト用
    不純物を拡散する工程と、前記半導体板の上面お工びそ
    の下面にそれぞれ電極を形成する工程と、前記半導体板
    を格子状に分断して複数の半導体1)−ザー素子とする
    工程と、を有することを特徴とする半導体レーザー素子
    の製造方法。
JP19474082A 1982-11-08 1982-11-08 半導体レ−ザ−素子およびその製造方法 Pending JPS5984592A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61194889A (ja) * 1985-02-25 1986-08-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レ−ザ
JPS61196591A (ja) * 1985-02-25 1986-08-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体レ−ザ
JPS63122187A (ja) * 1986-11-11 1988-05-26 Omron Tateisi Electronics Co 半導体レ−ザ
JPS63220588A (ja) * 1987-03-10 1988-09-13 Omron Tateisi Electronics Co 半導体レ−ザ

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