JPS6370592A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光電子集積回路に適した半導体レーザの製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

光電子集積回路は光デバイスとその周辺電子回路を同一
基板上に集積することにより、配線に起因する寄生容量
、寄生インダクタンスを低減して光デバイスをより高速
で動作させることができるだけでなく、集積化による装
置の小型化・高信頼化等が図れるなどの利点があり、そ
の開発が期待されている。

ところで、ＩｎＰ系の光デバイスは、光ファイバの低損
失波長に適合し、長距離光伝送が可能なだけでなく、信
顆性も高いため、この材料系での開発が望まれる。しか
し、光デバイスの電子デバイスを集積化するには、構造
の違い等に起因する製造上の問題が種々ある。これらの
中でも光デバイスである半導体レーザと電子回路を集積
化する場合には、半導体レーザの共振器面の形成方法が
問題となる。即ち、単体の場合には、結晶のへき開によ
り簡単に形成できるが、電子回路と集積した場合にはへ
き開では、チップの長さが半導体レーザの共振器長で制
限され、またチップをまたいでしまうため、電子回路の
配線が制限され、また、２つ以上の半導体レーザを集積
できない。

そのため、へき開以外の方法で共振器面を形成する必要
があり、エツチングによる方法として従来からは、Ｔｉ
Ｏ□をマスクとして、ウェハーを傾け、Ｃｅ２とＡｒの
混合ガスによる反応性イオンエツチングで形成する方法
が知られていたく昭和６０年度　秋季　第４６回応用物
理学会学術講演会予稿集３Ｐ−Ｎ−１６参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このエツチングにより共振器を形成する場合、エツチン
グ端面の垂直性が重要なのは言うまでもないが、出射し
たレーザ光がエツチング面で反射しないように少なくと
もエツチング深さを１０μｍ以上にする必要がある。し
かし、従来の方法では、ウェハーとＴｉＯ２のエツチン
グの選択比は高々１０であることからＴｉＯ２は１μｍ
以上の厚さが必要であるか、１μｍ以上の厚さのＴｉＯ
２をウェハー上に堆積させると、ウェハーとの間に大き
なストレスを生じ、ウェハーに悪影響を及ぼす、また、
共振器形成は電極形成後に行なわれるが、光電子集積回
路ではウェハー表面に電子デバイスが形成されており残
ったＴｉＯ□を除去するのにＣＦ４のドライエツチング
や、ＨＦ型のウェットエツチングを行なうと、電極金属
が侵されるためマスクの除去方法が問題となる。

本発明の目的は、このような問題を解決し、光電子回路
に適した半導体レーザの共振器面を形成できる半導体レ
ーザの製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体レーザの製造方法の構成は、ＩｎＰ型混
晶によりなる半導体ウェハーを誘電体をマスクとして臭
素及びメチルアルコールによりメサエッチングする第１
の工程と、フォトレジストをマスクとして少なくともＩ
ｎに対して反応性を持つガスイオンを前記半導体ウェハ
ーのメサエッチング面に対して３０°乃至４０°の角度
で照射して反応性イオンエツチングを行う第２の工程と
により、レーザの共振器面を垂直な端面に形成すること
を特徴とする。

〔実施例〕

次に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の一実施例の半導体レー
ザの製造方法を工程順に説明する素子断面図であり、第
１図（ａ）は（０１１）面、第１図（ｂ）〜（ｅ）は（
０１１）面の示す。本実施例では、まずキャリア濃度が
Ｉ　Ｘ　１０”Ｃ１１−３のｎ型ＴｎＰよりなる基板１
の（１００）面上に、厚さ１μｍでキャリア濃度が５Ｘ
１０”Ｃ１１−３ののｎ型ＩｎＰよりなるバッファ層２
．厚さ０．２μｍのアンドープＩ　ｎ　０・７６Ｇ　ａ
　０−２４Ａ　Ｓ　０−５６Ｐｏ、４４よりなる活性層
３．厚さ２μｍでキャリア濃度がｌＸｌ０”ｃｍ−３の
ｐ型ＩｎＰよりなるクラッド層４．厚さ１μｍでキャリ
ア濃度がＩ　Ｘ　１０１８ｃｍ”−’　のｐ型１　ｎ　
Ｏ，８７Ｇ　ａ　ｏ、１３Ａ　ＳＵ、２９Ｐ　０８７２
よりなるキャップ層５を順次結晶成長してウェハを製作
する。さらに成長面側６に５ｉ０２７を３０００人堆積
させ、幅５μｍ長さ３００μｍの電流狭窄用のストライ
プ状の第１の窓８を（０１１＞方向に形成する。さらに
、幅３１０μｍのストライプ状のＣｒＡｕ電極９をく０
１１〉方向に形成し第１の窓８を覆う（第１図（ａ））
。

次に、基板１を１１０μｍ厚に研磨し、ＡｕＧｅ電極１
０を形成する。次に、フォトレジストにより第１の窓８
より１０μｍ（０１１＞方向に離して５０μｍ角の第２
の窓１２を形成する（第１図（ｂ））。

次に、ＣＨＦ３ガスによりＳｉＯ□７をドライエツチン
グし第３の窓１３を形成し、更に臭素及びメチルアルコ
ールよりなるエツチング液で深さ１０μｍまでエツチン
グするく第１図（Ｃ））。

次に、ウェハーに対し６０°の角度でＣ１２ガスイオン
１４を照射し反応性イオンエツチングし垂直端面を形成
する（第１図（ｄ））。次に、フォトレジスト１１を除
去した後、片面をへき開してレーザが完成される（第１
図（ｅ））。

本実施例では、まず臭素及びメチルアルコールよりなる
エツチング液で１０μｍ程度の深さまでエツチングし、
その後のＣｅ２ガスイオンによるエツチングでは垂直な
形状に加工するだけであるので、ドライエツチングによ
り、エツチングする量は単独の場合に比べ１／３以下に
減らされる。

従って、選択比のとれないフォトレジストでも充分マス
クとして用いることができる。また、臭素及びメチルア
ルコールによるエツチングは電流狭窄用のＳ　ｉ　０２
をマスクとして用いており、また厘メサのできるエツチ
ングであるなめ、５ｉ０２に対してサイドエツチングを
生じず加工精度がよく、また通常の埋め込みレーザは共
振器がいわゆる逆メサ＜００１＞方向に走っているため
、この方法で共振器面の形成ができる。また、除去が容
易なフォトレジストをマスクとして用いることができる
ため、光電子集積回路製作に適用した場合、電子デバイ
ス電極等を損ねることがない。なお、レーザ構造は共振
器が＜０１１＞方向を向いているものでかつ誘電体で電
流狭窄しているものであれば、いかなるものにも適用可
能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、除去の容易なフ
ォトレジストをマスクに用い、１０μｍ以上の深さまで
エツチングができ、光電子集積回路製造に適した半導体
レーザの共振器面が形成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の詳細な説明するための
工程図である。 １・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・活性層、
４・・・キャップ層、５・・・キャップ層、６・・・成
長面側、７・・・ＳｉＯ２，８・・・第１の窓、９・・
・ＣｒＡｕ電極、１０・・・ＡｕＧｅ電極、１１・・・
フォトレジスト、１２・・・第２の窓、１３・・・第３
の窓、１４・・・Ｃｅ２ガスイオン。 ０くθ／Ｄ 衿／　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＩｎＰ系混晶によりなる半導体ウェハーを誘電体をマス
   クとして臭素及びメチルアルコールによりメサエッチン
   グする第１の工程と、フォトレジストをマスクとして少
   なくともＩｎに対して反応性を持つガスイオンを前記半
   導体ウェハーのメサエッチング面に対して３０°乃至４
   ０°の角度で照射して反応性イオンエッチングを行う第
   ２の工程とにより、レーザの共振器面を垂直な端面に形
   成することを特徴とする半導体レーザの製造方法。