JPS60224288A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体発光装置の製造方法Info
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- JPS60224288A JPS60224288A JP7941684A JP7941684A JPS60224288A JP S60224288 A JPS60224288 A JP S60224288A JP 7941684 A JP7941684 A JP 7941684A JP 7941684 A JP7941684 A JP 7941684A JP S60224288 A JPS60224288 A JP S60224288A
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- 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
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- 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】
（ａ） 発明の技術分野
÷’７Ｌ ｎ０１−） 車：曽Ａｈ ｚ！卑肚１り’
ルｉ； Ｉｆ Ｔ −ｎ ／Ｔ−／’ｌ−Ａ ＋’。
ルｉ； Ｉｆ Ｔ −ｎ ／Ｔ−／’ｌ−Ａ ＋’。
系ＢＨレーザのストライプ構造を再現性良く意図する形
状に実現する製造方法に関する。
状に実現する製造方法に関する。
（ｂ） 技術の背景
光を情報信号の媒体とする光通信その他のシステムにお
いて、光信号を発生する光源として半導体発光装置が極
めて重要な役割りを果している。
いて、光信号を発生する光源として半導体発光装置が極
めて重要な役割りを果している。
従って半導体発光装置特にレーザーについて、要求され
る波長帯域の実現、安定した単一の基本零次横モード発
振、単一の縦モード発振、閾値電流の低減、電流−光出
力特性の直線性の向上、これらの特性の温度依存性の低
減など緒特性の向上について多くの努力が重ねられてい
る。
る波長帯域の実現、安定した単一の基本零次横モード発
振、単一の縦モード発振、閾値電流の低減、電流−光出
力特性の直線性の向上、これらの特性の温度依存性の低
減など緒特性の向上について多くの努力が重ねられてい
る。
（ｅ） 従来技術と問題点
先に述べた如く半導体発光装置について既に多数の構造
が提供されている。その中で石英系ファイバによる伝送
に適する波長１．１乃至１．７μｍ程度の帯域の半導体
レーザとして、インジウム・燐／インジウム拳ガリウム
・砒素・燐（ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ）化合物半導体を
用いたＢ Ｈ（ｂｕｒｉｅｄ ｈｅｔｅｒｏ ５ｔｒ−
ｕｃｔｕｒｅ ）レーザ７３；仙らｈ、でいる。
が提供されている。その中で石英系ファイバによる伝送
に適する波長１．１乃至１．７μｍ程度の帯域の半導体
レーザとして、インジウム・燐／インジウム拳ガリウム
・砒素・燐（ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ）化合物半導体を
用いたＢ Ｈ（ｂｕｒｉｅｄ ｈｅｔｅｒｏ ５ｔｒ−
ｕｃｔｕｒｅ ）レーザ７３；仙らｈ、でいる。
第１図はこのＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系ＢＨレーザの一
例を示す模式断面図である。このＢＨレーザを製造する
には、ｎ型ＩｎＰ基板１上にまずｎ型ＩｎＰ閉じ込め層
２． ＩｎＧａＡａＰ活性層３． ｐ型ＩｎＰ閉＋ じ込め層４及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層５から
なるヘテロ接合積層構造を例えば液相エピタキシャル成
長方法（以下ＬＰＥ法と略称する）によって形成する。
例を示す模式断面図である。このＢＨレーザを製造する
には、ｎ型ＩｎＰ基板１上にまずｎ型ＩｎＰ閉じ込め層
２． ＩｎＧａＡａＰ活性層３． ｐ型ＩｎＰ閉＋ じ込め層４及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層５から
なるヘテロ接合積層構造を例えば液相エピタキシャル成
長方法（以下ＬＰＥ法と略称する）によって形成する。
この半導体基体上に例えば二酸化シリコン（Ｓｉｎｇ）
よりなるストライプマスクを設けてメサエッチングを施
し、このエツチングした領域にｐ型ＩｎＰ層６及びｎ型
ＩｎＰＭ４７を埋め込み成長する。この埋め込み成長層
上に絶縁層８を設けてｐ側電極９を形成し、基板１の裏
面にｎ側電極１０を設ける。
よりなるストライプマスクを設けてメサエッチングを施
し、このエツチングした領域にｐ型ＩｎＰ層６及びｎ型
ＩｎＰＭ４７を埋め込み成長する。この埋め込み成長層
上に絶縁層８を設けてｐ側電極９を形成し、基板１の裏
面にｎ側電極１０を設ける。
しかしながら、ストライプを（０１１）方向としメサエ
ッチング面を（１１１）Ａ面とするエツチング処理を行
なった場合に２活性層幅を意図する如く制御できないと
いう問題を生ずる。
ッチング面を（１１１）Ａ面とするエツチング処理を行
なった場合に２活性層幅を意図する如く制御できないと
いう問題を生ずる。
すなわち、第２図（ａ）は臭素（Ｂｒ ）のメタノール
溶液をエッチャントに用いた前記メサエッチング後の断
面形状の一例を示し１１は５ｉＯ１マスクである。この
メサエッチングの際にサイドエツチングがｐ型Ｉ ｎＧ
ａＡｓ Ｐコンタクト層５及びその近傍のｐ型ＩｎＰ閉
じ込め層４で大きく進行して、閉じ込め１４Ｋ（ひれを
生ずる。このためにＩｎＧａ−ＡｓＰ活性層３及びｎ型
ＩｎＰ閉じ込め層２のエツチングを必要な量まで進める
ことが不可能となり、活性層３の幅が広くなって横モー
ド制御が実現できない。
溶液をエッチャントに用いた前記メサエッチング後の断
面形状の一例を示し１１は５ｉＯ１マスクである。この
メサエッチングの際にサイドエツチングがｐ型Ｉ ｎＧ
ａＡｓ Ｐコンタクト層５及びその近傍のｐ型ＩｎＰ閉
じ込め層４で大きく進行して、閉じ込め１４Ｋ（ひれを
生ずる。このためにＩｎＧａ−ＡｓＰ活性層３及びｎ型
ＩｎＰ閉じ込め層２のエツチングを必要な量まで進める
ことが不可能となり、活性層３の幅が広くなって横モー
ド制御が実現できない。
また洩れ電流を阻止するｎｐ逆接合を形成するために１
第１図に示す如き位置関係が必要であるｐ型ＩｎＰ層６
及びｉ型ＩｎＰ層７が第２図（ｂ）に示す如く成長し易
く、横方向の洩れ電流が増大する結果を生じている。
第１図に示す如き位置関係が必要であるｐ型ＩｎＰ層６
及びｉ型ＩｎＰ層７が第２図（ｂ）に示す如く成長し易
く、横方向の洩れ電流が増大する結果を生じている。
（ｄ） 発明の目的
本発明は上述の状況に対処して、横モード制御、電流阻
止等が再現性よく行なわれて、閾値電流が低く量子効率
が優れるＢＨレーザを得ることができる、半導体発光装
置の製造方法を提供することを目的とする。
止等が再現性よく行なわれて、閾値電流が低く量子効率
が優れるＢＨレーザを得ることができる、半導体発光装
置の製造方法を提供することを目的とする。
（ｅ） 発明の構成
本発明の前記目的は、インジウム・燐化合物半導体基板
上に１インジウム・ガリウム・砒素・燐又はインジウム
・ガリウム・砒素化合物よりなる活性層とインジウム・
ガリウム・砒素・燐化合物よりなるコンタクト層とを含
み、かつ最上層がインジウム・燐化合物よ抄なる積層構
造をエピタキシャル成長し、該積層構造を（０１１）方
向のストライプ状とするメサエッチングを行ない、該エ
ツチング除去した空間にインジウム・燐化合物よりなり
少なくとも１つの逆接合を形成する積層構造をエピタキ
シャル成長し、電極の１つを前記コンタクト層に接して
配設する工程を含む半導体発光装置の製造方法により達
成される。
上に１インジウム・ガリウム・砒素・燐又はインジウム
・ガリウム・砒素化合物よりなる活性層とインジウム・
ガリウム・砒素・燐化合物よりなるコンタクト層とを含
み、かつ最上層がインジウム・燐化合物よ抄なる積層構
造をエピタキシャル成長し、該積層構造を（０１１）方
向のストライプ状とするメサエッチングを行ない、該エ
ツチング除去した空間にインジウム・燐化合物よりなり
少なくとも１つの逆接合を形成する積層構造をエピタキ
シャル成長し、電極の１つを前記コンタクト層に接して
配設する工程を含む半導体発光装置の製造方法により達
成される。
すなわち本発明はＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓＰ系積層構造の
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層上に最上層としてＩｎＰ層
を設けることによって、サイドエツチングを大幅に減小
さ」”て目的とする形状のメサ構造を再現性良く実現す
る。
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層上に最上層としてＩｎＰ層
を設けることによって、サイドエツチングを大幅に減小
さ」”て目的とする形状のメサ構造を再現性良く実現す
る。
本発明によるメサエッチングの進行状況を第３図（ａ）
及び（ｂ）によって説明する。エツチングの到達深さを
２．ストライプ領域のくびれの位置の深さをＹで表わし
、深さの比Ｙ／Ｚとエツチング時間との相関の例を示し
た図が第３図（ｂ）である。図中破線ＡはＩｎＧａＡａ
Ｐコンタクト層が最上層である場合を示し、１ｌＱａＡ
ｓＰ層のサイドエツチング速度が大きいためＫくびれが
浅い位置に生じ、かつエツチング時間の経過によって２
が増大するに伴なって深さの比Ｙ／Ｚが大幅に小さくな
る。
及び（ｂ）によって説明する。エツチングの到達深さを
２．ストライプ領域のくびれの位置の深さをＹで表わし
、深さの比Ｙ／Ｚとエツチング時間との相関の例を示し
た図が第３図（ｂ）である。図中破線ＡはＩｎＧａＡａ
Ｐコンタクト層が最上層である場合を示し、１ｌＱａＡ
ｓＰ層のサイドエツチング速度が大きいためＫくびれが
浅い位置に生じ、かつエツチング時間の経過によって２
が増大するに伴なって深さの比Ｙ／Ｚが大幅に小さくな
る。
これに対して図中実線ＢけＩｎＰ層を最上層とする場合
を示し、最上層のサイドエツチング速度が小さいために
エツチング側面の（１１１）Ａ面が伸びてくびれの位置
が深く、かつエツチング時間の経過とともにその深さが
大きくなって、深さの比Ｙ／Ｚは積層構造の構成に関係
するが７０乃至８０％程度のほぼ一定値となる。この性
質によりてメサエッチングのくびｉｌの位置を活性層に
よく合致させることができる。
を示し、最上層のサイドエツチング速度が小さいために
エツチング側面の（１１１）Ａ面が伸びてくびれの位置
が深く、かつエツチング時間の経過とともにその深さが
大きくなって、深さの比Ｙ／Ｚは積層構造の構成に関係
するが７０乃至８０％程度のほぼ一定値となる。この性
質によりてメサエッチングのくびｉｌの位置を活性層に
よく合致させることができる。
（ｆ） 発廚の実施例
以下本発明を実施例により図面を径照して具体的に説明
する。
する。
第４図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例を示す工程順
断面図である。
断面図である。
第４図（ａ）参照
ｎ型Ｉｎ＃”１の（１００）面上に、下記の半導体層２
２乃至２６よりなる積層構造を成長する０本実施例にお
いてはＬＰＥ法によって半導体層２２の成長開始温度を
６００°Ｃ２冷却速度を０．７℃／閣として、下記例の
如く成長する。
２乃至２６よりなる積層構造を成長する０本実施例にお
いてはＬＰＥ法によって半導体層２２の成長開始温度を
６００°Ｃ２冷却速度を０．７℃／閣として、下記例の
如く成長する。
１）ｎ型ＩｎＰ閉じ込め層２２
メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：５ｎ
＝ＩＩｌ：５．３ダニ１０■
成長時間； １００秒
成長厚さ； 約１μｍ
ｆｌ）ＩｎＯ，７０Ｇａ０．３０ＡｓＯ，６５Ｐ０．３
５活性層２３メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ
：ＩｎＰ＝１１４４．３ダニ９．２〜＝１．５〜成長時
間； １０秒 成長厚さ； 約０２μｍ ｍ）ｐ型ＩｎＰ閉じ込め層２４ メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：Ｃｄ ＝１．９：５．３■＝１０即 成長時間； ２００秒 成長厚さ； 約１μｍ １ｖ） ｐ型ＩｎＯ，７０ＧａＯ，３０Ａｓ０．６５
Ｐｏ、３５ ：ｌ ｙタクト層２５ メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ：ＩｎＰ：Ｚ
ｎミＩＪ：４４．３■：９．２■：１．５１ｖ： ０２
５■成長時間； ５０秒 成長厚さ； 約０．５μｍ Ｖ） ｎ型ＩｎＰ層２６ メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：５ｎ ＝ＩＩＩ：５．３ダニ１０■ 成長時間； １０秒 成長厚さ； 約０．５μｍ 前記ＩｎＰ層２６が本発明によって設けられた半導体層
でお抄本来その導電性は必要ではなく、本実施例におい
てはこれをｎ型としているがｐ塑成いはノンドープの何
れであってもよい。
５活性層２３メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ
：ＩｎＰ＝１１４４．３ダニ９．２〜＝１．５〜成長時
間； １０秒 成長厚さ； 約０２μｍ ｍ）ｐ型ＩｎＰ閉じ込め層２４ メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：Ｃｄ ＝１．９：５．３■＝１０即 成長時間； ２００秒 成長厚さ； 約１μｍ １ｖ） ｐ型ＩｎＯ，７０ＧａＯ，３０Ａｓ０．６５
Ｐｏ、３５ ：ｌ ｙタクト層２５ メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＡｓ：ＧａＡｓ：ＩｎＰ：Ｚ
ｎミＩＪ：４４．３■：９．２■：１．５１ｖ： ０２
５■成長時間； ５０秒 成長厚さ； 約０．５μｍ Ｖ） ｎ型ＩｎＰ層２６ メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：５ｎ ＝ＩＩＩ：５．３ダニ１０■ 成長時間； １０秒 成長厚さ； 約０．５μｍ 前記ＩｎＰ層２６が本発明によって設けられた半導体層
でお抄本来その導電性は必要ではなく、本実施例におい
てはこれをｎ型としているがｐ塑成いはノンドープの何
れであってもよい。
第４図（ｂ）参照
例えばＳ ｉ Ｏ，を用いて、＜０１１＞方向のストラ
イプマスク２７を設ける。
イプマスク２７を設ける。
本実施例においてはその幅を５μｍとする。臭素（Ｂｒ
）の２チメタノール溶液によって５分間のエツチング
を行なうことによって、図に示す如くくびれの位置が活
性層２３に合致するメサエッチングが実現し、活性層の
幅は約２μｍとなる。なお活性層２３より上方のエツチ
ング面は（１１１）Ａ面である。
）の２チメタノール溶液によって５分間のエツチング
を行なうことによって、図に示す如くくびれの位置が活
性層２３に合致するメサエッチングが実現し、活性層の
幅は約２μｍとなる。なお活性層２３より上方のエツチ
ング面は（１１１）Ａ面である。
第４図（ｃ）参照
ストライプマスク２７を残置して、メサエッチングで形
成した空間に半導体層２８及び２９の埋め込み成長を行
なう。本実施例においてはＬＰＥ法により、成長開始温
度及び冷却速度は前記例と等しくしている。
成した空間に半導体層２８及び２９の埋め込み成長を行
なう。本実施例においてはＬＰＥ法により、成長開始温
度及び冷却速度は前記例と等しくしている。
ＶＤ Ｉ）型ＩｎＰ層２８
メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：Ｃｄ
＝ １．９ ： ５．３■：３０■
成長時間； １０秒
Ｖｔｔ） ｎ型ＩｎＰ層２９
メルト組成； Ｉｎ：ＩｎＰ：５ｎ
＝１．９：５．３ダニ１０〜
成長時間； ３００秒
次いでＳ ｉ ＯＨマスク２７を弗酸（ＨＦ）で除去し
、改めてＳｉｎ、等を用いて絶縁膜′３０を被着し、こ
の絶縁膜３ρに選択的に開口を設け、ｎ型ＩｎＰ層２６
を例えば塩酸ＣＭＣＩ）と燐酸（Ｈｓ Ｐ ０４ ）と
の混合液等を用いて選択的に除去する。
、改めてＳｉｎ、等を用いて絶縁膜′３０を被着し、こ
の絶縁膜３ρに選択的に開口を設け、ｎ型ＩｎＰ層２６
を例えば塩酸ＣＭＣＩ）と燐酸（Ｈｓ Ｐ ０４ ）と
の混合液等を用いて選択的に除去する。
ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層面上に例えばチタン／白金
／金（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）よりなるｐ側電極３１を設け
、また基板２１の厚さ調整後、裏面に例えば金／錫（Ａ
ｕ／Ｓｎ）よりなるｎ側電極３２を設ける。
／金（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）よりなるｐ側電極３１を設け
、また基板２１の厚さ調整後、裏面に例えば金／錫（Ａ
ｕ／Ｓｎ）よりなるｎ側電極３２を設ける。
更に襞間等を行なって共振器長約２５０μｍのＢＨレー
ザが完成する。
ザが完成する。
上述の実施例について、閾値電流約２０ｍＡ、量子効率
約０．２５ｍＷ／ｆａｃｅｔでばらつきの少ない良好な
結果が再現性よく得られた。
約０．２５ｍＷ／ｆａｃｅｔでばらつきの少ない良好な
結果が再現性よく得られた。
（ｇ） 発明の詳細
な説明した如く本発明によれば、理想的な構造のＢＨレ
ーザを再現性良く実現する仁とが可能となり、安定した
単一の基本横モード、低閾値電流で量子効率が大きい光
源を光フアイバ通信システム等に提供することができる
。
ーザを再現性良く実現する仁とが可能となり、安定した
単一の基本横モード、低閾値電流で量子効率が大きい光
源を光フアイバ通信システム等に提供することができる
。
第１図はＢＨレーザの構造を示す模式図、第２図（ａ）
及び（ｂ）は従来の問題点を示す断面図、第３図（ａ）
はメサエッチング形状の説明図、同図（ｂ）はメサ断面
形状とエツチング時間との相関を示す図、第４図（ａ）
乃至（ｅ）は本発明の実施例を示す断面図であるＯ 図において、２１はｎ型１ｎＰ基板、２２．２６及び２
９はｎ型ＩｎＰ層、２３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、２４
及び２８はｐ型ＩｎＰ層、２５はｐＩｎＧａＡｓＰＩｎ
ＧａＡｓＰコツ５２スク、３０は絶縁膜、３１はｐ側電
極、３２はｎ側電極を示す。 第３因 （ａン （１′） □、７子、２．・時間 第４図
及び（ｂ）は従来の問題点を示す断面図、第３図（ａ）
はメサエッチング形状の説明図、同図（ｂ）はメサ断面
形状とエツチング時間との相関を示す図、第４図（ａ）
乃至（ｅ）は本発明の実施例を示す断面図であるＯ 図において、２１はｎ型１ｎＰ基板、２２．２６及び２
９はｎ型ＩｎＰ層、２３はＩｎＧａＡｓＰ活性層、２４
及び２８はｐ型ＩｎＰ層、２５はｐＩｎＧａＡｓＰＩｎ
ＧａＡｓＰコツ５２スク、３０は絶縁膜、３１はｐ側電
極、３２はｎ側電極を示す。 第３因 （ａン （１′） □、７子、２．・時間 第４図
Claims (1)
- インジウム・燐化合物半導体基板上に、インジウム・ガ
リウム・砒素・燐又はインジウム・ガリウム・砒素化合
物よりなる活性層とインジウム・ガリウム・砒素・燐化
合物よりなるコンタクト層とを含み、かつ最上層がイン
ジウム・燐化合物よりなる積層構造をエピタキシャル成
長し、該積層構造を（０１１）方向のストライプ状とす
るメサエッチングを行ない、該エツチング除去した空間
にインジウム・燐化合物よりなり少なくとも１つの逆接
合を形成する積層構造をエピタキシャル成長し、電極の
１つを前記コンタクト層に接して配設する工程を含むこ
とを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7941684A JPS60224288A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体発光装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7941684A JPS60224288A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体発光装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224288A true JPS60224288A (ja) | 1985-11-08 |
Family
ID=13689262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7941684A Pending JPS60224288A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 半導体発光装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224288A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5721751A (en) * | 1993-10-28 | 1998-02-24 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Semiconductor laser |
| KR100640393B1 (ko) | 2004-05-20 | 2006-10-30 | 삼성전자주식회사 | 역메사 구조를 이용한 광집적 소자 및 그 제조방법 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS602186A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-01-08 | フアイザー・インコーポレーテツド | ラクターゼ調整物の精製方法 |
| JPS6018991A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-31 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 埋め込みヘテロ構造半導体デバイスの製作方法 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP7941684A patent/JPS60224288A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| JPS6018991A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-31 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | 埋め込みヘテロ構造半導体デバイスの製作方法 |
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