JPS6142186A - Manufacture of semiconductor laser device - Google Patents
Manufacture of semiconductor laser deviceInfo
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- JPS6142186A JPS6142186A JP16186184A JP16186184A JPS6142186A JP S6142186 A JPS6142186 A JP S6142186A JP 16186184 A JP16186184 A JP 16186184A JP 16186184 A JP16186184 A JP 16186184A JP S6142186 A JPS6142186 A JP S6142186A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体レーザ装置の製造方法に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor laser device.
従来例の構成とその問題点
GaAsやGaAlAs系の化合物半導体の化学エツチ
ングは以前から研究されており、そのエツチング特性に
ついては数多くの報告がある。エッチャント、エツチン
グ速度、GaAsあるいはGaAlAsの選択エツチン
グ液、エツチングプロファイルなどについてその詳細が
知られている。このような化学エツチング技術を用いて
GaAsの表面処理やGaAs/GaAβAsから成る
ウエノ・の選択エツチングが行なわれてきた。さらに、
半導体レーザなどのキャビティ面の作製にもこのような
技術が利用されてきた。Conventional Structures and Problems Chemical etching of GaAs and GaAlAs-based compound semiconductors has been studied for some time, and there have been many reports on their etching characteristics. Details of the etchant, etching rate, selective etching solution for GaAs or GaAlAs, etching profile, etc. are known. Such chemical etching techniques have been used for surface treatment of GaAs and selective etching of wafers made of GaAs/GaAβAs. moreover,
Such technology has also been used to fabricate cavity surfaces for semiconductor lasers and the like.
半導体レーザは一般にへき開法によってキャビティ面を
形成しているが、光ICなどのように半導体レーザとデ
ィテクターや駆動回路などの素子とをモノリンツクに集
積化しようとする場合、へき開法は全く用いることはで
きない。そのために、化学エツチング法によるウェット
エッチ法やりアクティブイオンエッチ(RIE)などに
よるドライエッチ法が研究されている。量産化や信頼性
を考慮すると化学エツチング法が優れており、その容易
さから、いろいろな方法によるキャビティ面の作製が試
みられてきた。化学エツチング法によるキャビティ面の
作製で問題となることは、キャビティ面の垂直性と表面
の平坦性である。Semiconductor lasers generally have a cavity surface formed by the cleavage method, but when attempting to integrate a semiconductor laser and elements such as a detector and drive circuit into a monolink, such as in an optical IC, the cleavage method cannot be used at all. Can not. For this purpose, wet etching methods such as chemical etching methods and dry etching methods such as active ion etching (RIE) are being studied. Chemical etching is superior in terms of mass production and reliability, and because of its ease, various methods have been tried to fabricate the cavity surface. Problems in producing a cavity surface by chemical etching are the perpendicularity of the cavity surface and the flatness of the surface.
第1図にキャビティ面の傾きθと規格化された反射率と
の関係を示す。これからもわかるようにキャビティ面が
約5°傾くだけで反射率は50チも減少してし捷うため
、しきい値の上昇や外部微分量子効率の低下につながる
。さらにキャビティ面の表面の荒れによって反射率は著
しく低下する。FIG. 1 shows the relationship between the inclination θ of the cavity surface and the normalized reflectance. As can be seen from this, the reflectance decreases by 50 degrees when the cavity surface is tilted by only about 5 degrees, which leads to an increase in the threshold value and a decrease in the external differential quantum efficiency. Furthermore, the reflectance is significantly reduced due to the roughness of the cavity surface.
従来の化学エツチング法によって作製されたレーザでは
このような問題のためにへき開法に比べてしきい値電流
密度が高く連続発振が極めて困難な状況にあった。Due to these problems, lasers fabricated by the conventional chemical etching method have a higher threshold current density than the cleavage method, making continuous oscillation extremely difficult.
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み化学エツチング法によって垂直
かつ平坦なキャビティ面を形成することのできる半導体
レーザ装置の製造方法を提供するものである。OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor laser device in which a vertical and flat cavity surface can be formed by chemical etching.
発明の構成
この目的を達成するために、本発明の半導体レーザ装置
の製造方法は、AIAξ混晶比が0.2〜0.3または
0.45〜0.55(7) GaA[Asからナルクラ
ット層を形成する工程と、化学エツチングによってキャ
ビティ面を形成する工程とをそなえて構成されている。Structure of the Invention In order to achieve this object, the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention. The method includes a step of forming a layer and a step of forming a cavity surface by chemical etching.
実施例の説明
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第2図は(1oo)基板1上のくoll〉方向に
沿ったストライプ状のマスク2を通してエツチングを行
なった時の断面図を示す5これは一般的に知られている
ような逆メサ状の断面となりその角度θ1は66°とな
る。第3図は(1oo)基板1上にGa 1xAI J
g層3およびG aAs層4を成長させ、同様に〈ol
l〉方向に沿ったストライプ状のマスク2を通してエツ
チングを行なった時の断面である。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 2 shows a cross-sectional view when etching is carried out through a striped mask 2 along the (1oo) direction on the substrate 15. It becomes a cross section, and its angle θ1 is 66°. Figure 3 shows (1oo) Ga 1xAI J on substrate 1.
G layer 3 and GaAs layer 4 are grown, and similarly <ol
This is a cross section when etching is performed through a striped mask 2 along the <l> direction.
最上層のGaAs層4は第2図のGaAs基板の場合と
同様、65°の角度をもつ逆メサ状断面となるが、その
下のGa1−xA1xAB層3との界面では第3図のよ
りなθ2の折れ曲がりをもつ。この角度θ2は第4図に
示すようにAlAs混晶比Xによって大きく変化する。The uppermost GaAs layer 4 has an inverted mesa-shaped cross section with an angle of 65°, as in the case of the GaAs substrate shown in FIG. It has a bend of θ2. This angle θ2 varies greatly depending on the AlAs mixed crystal ratio X, as shown in FIG.
この結果から明らかなようにθ2はX=Q、25.およ
び0.5の近傍で90°となることがわかる。この結果
を半導体レーザに応用すると化学エツチングによって、
へき開面と等価なキャビティ面が得られることになる。As is clear from this result, θ2 is X=Q, 25. It can be seen that the angle becomes 90° near 0.5. Applying this result to semiconductor lasers, chemical etching
A cavity surface equivalent to a cleavage surface is obtained.
実施例の一第6図aに示すようにn型GaAs (10
0)基板1上にn型Ga、6A(l o、 5Asクラ
ッド層5およびGaAs活性層活性層型Ga、5A(1
,5As クラッド層7およびP型GaAsキャップ層
8を連続に成長させる。次KP型GaAs キャップ層
8上にストライプ状のフォトマスク2を<011>方向
に沿って形成し、そのマスクを通してGaAs基板1ま
でエツチングを行なった(第6図b)。エツチングによ
る断面はクラッド層5,7で垂直となり、へき開面と等
価なキャビティ面が得られる。本発明では、活性層6と
両クラッド層6,7との界面の不均性を無視するために
活性層6の膜厚を極めて薄くして、不均一性の影響を無
視している。化学エツチングによって垂直なキャビティ
面を作製した後、P型GaA+s キャップ層8上に正
電極9を、さらに基板側に負電極1oを形成した後、エ
ツチングを行なった溝のところでブレイクして第6図に
示すような半導体レーザ素子を得た。Example 1 As shown in FIG. 6a, n-type GaAs (10
0) An n-type Ga, 6A (lo, 5As cladding layer 5) and a GaAs active layer active layer type Ga, 5A (1
, 5As cladding layer 7 and P-type GaAs cap layer 8 are successively grown. Next, a striped photomask 2 was formed on the KP type GaAs cap layer 8 along the <011> direction, and etching was performed through the mask to the GaAs substrate 1 (FIG. 6b). The etched cross section becomes perpendicular to the cladding layers 5 and 7, and a cavity surface equivalent to a cleavage surface is obtained. In the present invention, in order to ignore the non-uniformity of the interface between the active layer 6 and both cladding layers 6 and 7, the thickness of the active layer 6 is made extremely thin, thereby ignoring the influence of the non-uniformity. After forming a vertical cavity surface by chemical etching, a positive electrode 9 was formed on the P-type GaA+s cap layer 8, and a negative electrode 1o was further formed on the substrate side, and the etching was broken at the etched groove, as shown in FIG. A semiconductor laser device as shown in FIG. 1 was obtained.
発明の効果
本発明の特徴は接合面に垂直なキャビティ面を化学エツ
チングによって作製できるということである。このよう
にへき開面と等価なキャビティ面が化学エツチング法に
よって得られることのメリットは同一基板上に他の素子
と一体化しやすいこと、短キャビティレーザが作製でき
ること、レーザ端面の保護膜形成がバッチ処理でできる
こと、特性の検査がウェハの11でできることなどがあ
げられ、その実用的効果は大なるものがある。Effects of the Invention A feature of the present invention is that the cavity surface perpendicular to the bonding surface can be created by chemical etching. The advantages of obtaining a cavity surface equivalent to a cleavage surface using the chemical etching method are that it is easy to integrate other elements on the same substrate, that short cavity lasers can be fabricated, and that the formation of a protective film on the laser end face is done in a batch process. It has great practical effects, such as being able to perform tests on the characteristics of a wafer.
本発明で作製した半導体レーザは連続発振で非常に高歩
留で得られており、へき開法によって作製された同一素
子に比べて発振しきい値の上昇も0.5%以下と極めて
小さい。外部微分量子効率の差から求められる化学エツ
チングによるキャビティ面の反射率は約29チ(へき開
32%)と極めて高くすぐれたキャビティ面であること
がわかる。The semiconductor laser fabricated according to the present invention is a continuous oscillation laser and is obtained at a very high yield, and the increase in the oscillation threshold is extremely small, 0.5% or less, compared to the same device fabricated by the cleavage method. It can be seen that the reflectance of the cavity surface due to chemical etching determined from the difference in external differential quantum efficiency is extremely high at approximately 29 inches (cleavage 32%), indicating that the cavity surface is excellent.
第1図はキャビティ面の傾きと反射率との関係を示す図
、第2図は(100) GaAs基板上に〈oll〉方
向に沿ったストライプ状のマスクを通してエツチングを
行なった時の断面図、第3図は(100) GaAs基
板上にGaAlAs層およびGaAs層を成長させ<0
11>方向に沿ったストライプ状のマスクを通してエツ
チングを行なった関係を示す図、第6図a、bは本発明
に基づいて作製したウェハ構造を示す図、第6図は本発
明の半導体レーザ装置の斜視図である。
1・・・・・・GaAs i板、2・・・・・・マスク
、3・・・・・GaA/As層、4−・・・・GaA+
s層、5−・−・−・n型Gao、 sA#、6Asク
ラッド層、6・・・・・・GaAs活性層、7・・・・
・・P型Ga、5Al、5Asクラッド層、8・・・・
・・P型GaAsキャップ層、9・・・・・・正電極、
10・・・・・・負電極0
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
0 5 10 15 2
θキイビクィ面9イ頃き角 0 (渡り第2図
第4図
0 7)、2 0.4 0.6
(L、S /、0AIAs 混晶比
X
第5図
(b)Fig. 1 is a diagram showing the relationship between the inclination of the cavity surface and the reflectance, and Fig. 2 is a cross-sectional view when etching is performed on a (100) GaAs substrate through a striped mask along the <oll> direction. Figure 3 shows the growth of a GaAlAs layer and a GaAs layer on a (100) GaAs substrate.
Figures 6a and 6b are diagrams showing the wafer structure manufactured based on the present invention. Figure 6 is a semiconductor laser device of the present invention. FIG. 1...GaAs i plate, 2...mask, 3...GaA/As layer, 4-...GaA+
s layer, 5-...n-type Gao, sA#, 6As cladding layer, 6...GaAs active layer, 7...
...P-type Ga, 5Al, 5As cladding layer, 8...
...P-type GaAs cap layer, 9...Positive electrode,
10... Negative electrode 0 Name of agent Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 1st
Figure 0 5 10 15 2
θ Kiibiki surface 9i angle 0 (crossing Fig. 2 Fig. 4 0 7), 2 0.4 0.6
(L, S /, 0 AIAs Mixed crystal ratio X Figure 5 (b)
Claims (1)
または0.45〜0.55のGa_1_−_xAl_x
Asからなるクラッド層を形成する工程と、GaAsか
らなるキャップ層を形成する工程と、前記キャップ層上
にマスクを形成する工程と、前記マスクを通して化学エ
ッチングによりキャビティ面を形成する工程とをそなえ
たことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。On the GaAs substrate, the AlAs mixed crystal ratio X is 0.2 to 0.3.
or 0.45-0.55 Ga_1_-_xAl_x
The method includes a step of forming a cladding layer made of As, a step of forming a cap layer made of GaAs, a step of forming a mask on the cap layer, and a step of forming a cavity surface by chemical etching through the mask. A method of manufacturing a semiconductor laser device, characterized in that:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16186184A JPS6142186A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Manufacture of semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16186184A JPS6142186A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Manufacture of semiconductor laser device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS6142186A true JPS6142186A (en) | 1986-02-28 |
Family
ID=15743351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16186184A Pending JPS6142186A (en) | 1984-08-01 | 1984-08-01 | Manufacture of semiconductor laser device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6142186A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010050647A (en) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Sony Corp | Headphone |
US10111781B2 (en) | 2003-08-12 | 2018-10-30 | 180S, Inc. | Ear warmer with a substantially continuous surface |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58116788A (en) * | 1981-12-29 | 1983-07-12 | Fujitsu Ltd | Integrated photosemiconductor device and manufacture thereof |
-
1984
- 1984-08-01 JP JP16186184A patent/JPS6142186A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58116788A (en) * | 1981-12-29 | 1983-07-12 | Fujitsu Ltd | Integrated photosemiconductor device and manufacture thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10111781B2 (en) | 2003-08-12 | 2018-10-30 | 180S, Inc. | Ear warmer with a substantially continuous surface |
JP2010050647A (en) * | 2008-08-20 | 2010-03-04 | Sony Corp | Headphone |
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