DE69400459T2

DE69400459T2 - Halbleiterlaser und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69400459T2
Application number: DE69400459T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Nagai
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2014-02-17
Also published as: JPH06314841A; EP0622879A3; EP0622879B1; DE69400459D1; US5436923A; EP0622879A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halbleiterlaser und ein Herstellungsverfahren von diesem und insbesondere jene, die eine Beschichtungslage eines p-Typs auf einer Lichtreflexionsschicht eines Halbleiterlasers eines Typs mit einem vergrabenen Steg aufweisen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Haibleiterlaserdiode eines Typs mit einem vergrabenen Steg (hier im weiteren Verlauf als eine ES-LD bezeichnet) mit einer Ätzstoppschicht (hier im weiteren Verlauf als ES-Schicht bezeichnet).
Dieser Laser weist ein GaAs-Substrat 1 eines n-Typs als ein Substrat auf. Eine Al0.59a0.5As-Beschichtungslage 2 des n-Typs ist auf dem GaAs-Substrat 1 des n-Typs angeordnet und eine aktive Schicht 3 einer Multiquantumwell-(hier im weiteren Verlauf als MQW bezeichnet)-Struktur, die GaAs und Al0.2Ga0.8As aufweist, ist auf der Beschichtungslage 2 des n-Typs angeordnet. Eine erste Al0.5Ga0.5As-Beschichtungslage 4 eines p-Typs und eine AlGaAs-Ätzstoppschicht 5, die ein zusammensetzungsverhältnis von Al von über 0.6 aufweist, sind aufeinanderfolgend auf der aktiven MQW-Schicht 3 angeordnet. Eine zweite Al0.5Ga0.5As-Beschichtungslage 6 des p- Typs, die zusammen mit einer GaAs-Kontaktschicht 7 des p Typs, die auf der Schicht 6 ausgebildet ist, in einer Stegform 8 ausgebildet ist, und GaAs-Stromsperrschichten 9 des n-Typs, die die beiden Seiten des Stegs 8 vergraben und Zn- diffundierte Schichten 10 aufweisen, die Zn als Dotierstoff des p-Typs beinhalten, der an ihrem oberen Abschnitt dif fundiert ist, sind auf der Ätzstoppschicht 5 angeordnet. Eine n-seitige Elektrode 15 ist auf der hinteren Oberfläche des GaAs-Substrats 1 des n-Typs ausgebildet und eine p-seitige Elektrode 16 ist auf der GaAs-Kontaktschicht 7 des p- Typs und der Zn-Diffusionsschicht 10 an der vorderen Oberfläche der Vorrichtung ausgebildet.
Es wird eine Beschreibung der Funktionsweise dieser ES- LD gegeben.
Wenn der Halbleiterlaser zu betreiben ist, wird eine vorwärtsgerichtete Spannung zwischen der p-seitigen Elektrode 16 und der n-seitigen Elektrode 15 angelegt, wobei Elektronen von der Seite des GaAs-Substrats 1 des n-Typs injiziert werden und Löcher von der Seite der Deckschicht (Kontaktschicht) 7 des p-Typs injiziert werden. Die injizierten Löcher werden durch die GaAs-Stromsperrschichten 9 des n-Typs auf den Elementmittenabschnitt begrenzt und die Elektronen und Löcher werden wirkungsvoll in der aktiven Schicht 3 direkt unter dem Steg 8 rekombiniert, womit Licht einer Wellenlänge abgestrahlt wird, die dem Bandabstand der aktiven Schicht 3 entspricht. Bei dieser Vorrichtung im Stand der Technik weist das abgestrahlte Licht eine Wellenlänge von 780 nm auf. Das Licht, das direkt unter dem Steg 8 erzeugt wird, neigt dazu, sich entlang der aktiven Schicht 3 in der Horizontalrichtung zu verbreitern, aber durch den Lichtabsorptionseffekt aufgrund der Stromsperrschichten 9, die in der Nähe der aktiven Schicht 3 angeordnet sind, wird in der aktiven Schicht 3 in der Horizontalrichtung eine effektive Brechungsindexdifferenz erzeugt, wodurch das Licht innerhalb des Stegs 8 eingeschlossen wird. Dieser Lichteinschluß in der Vorrichtungsbreitenrichtung hängt stark von der Schichtdicke der ersten Al0.5Ga0.5As-Beschichtungslage 4 des p-Typs ab, wobei sich die besten Vorrichtungscharakteristiken zeigen, wenn die Schichtdicke 0.2 bis 0.3 µm beträgt.
Ein Herstellungsverfahren dieser ES-LD wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3(a) bis (d) beschrieben.
Figur 3 stellt den Verfahrensfluß zum Ausbilden des Stegabschnitts der ES-LD dar, die in Figur 2 gezeigt ist. In Figur 3 werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Elemente wie jene in Figur 2 zu bezeichnen, und das Bezugszeichen 11 bezeichnet einen Isolationsfilm.
Als allererstes wird, wie es in Figur 3(a) gezeigt ist, auf dem GaAs-Substrat 1 des n-Typs ein epitaxiales Wachstum durch zum Beispiel MOCVD (metallorganische chemische Dampfphasenabscheidung) ausgeführt, um aufeinanderfolgend die AlGaAs-Beschichtungslage 2 des n-Typs, die aktive Schicht 3, die erste AlGaAs-Beschichtungslage 4 des p-Typs, die AlGaAs-Ätzstoppschicht 5, die zweite AlGaAs-Beschichtungslage 6 des p-Typs und die GaAs-Kontaktschicht 7 des p-Typs aufzuwachsen.
Danach wird ein Isolationsfilm, der als eine Ätzmaske dient, die zum Beispiel SiN oder SiO aufweist, durch Zerstäubung, thermische CVD oder Plasma-CVD auf dem Wafer ausgebildet und ein Photoresist wird auf den Isolationsfilm 11 plattiert und Photolithographie und Ätzen werden durchgeführt, um einen steifenförmigen Isolationsfilm 11 auszubilden, der eine Breite aufweist, die der Breite eines Stegs entspricht, der später erzeugt wird.
Als nächstes werden, wie es in Figur 3(c) gezeigt ist, andere Abschnitte der Kontaktschicht 7 und Abschnitte der zweiten Beschichtungslage 6 als jene an dem Stegabschnitt durch Ätzen entfernt, das den Isolationsfilm 11 als eine Ätzmaske verwendet. Dann wird das Stoppen des Ätzens durch die Ätzstoppschicht 5 unter Verwendung eines Ätzmittels erzielt, das die AlGaAs-Schicht, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von über 0.6 aufweist, nicht ätzt, aber die AlGaAs-Schicht ätzt, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von unter 0.6 aufweist. Zum Beispiel kann ein Lösungsgemisch aus Weinsäure und Wasserstoffperoxid verwendet werden. Dadurch ist es möglich, die Dicke der ersten Beschichtungslage 4 des p-Typs, welche die Vorrichtungscharakteristiken stark beeinträchtigt, konstant zu halten, wodurch bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken vorgesehen werden.
Danach wird erneut ein epitaxiales Wachstum ausgeführt, um die GaAs-Stromsperrschichten 9 des n-Typs an den beiden Seiten des Stegs 8 aufzuwachsen, wodurch der Steg 8 vergraben wird (Figur 3(d)).
Schließlich werden Zn-Diffusionsbereiche 10 an oberen Abschnitten der Stromsperrschichten 9 durch zum Beispiel Ionenimplantation ausgebildet, die den Film 11 als eine Maske verwendet, und dann wird der Isolationsfilm 11 entfernt, wodurch die Vorrichtung vervollständigt ist. Hierbei kann die Diffusion von Zn durch Festphasendiffusion durchgeführt werden.
Die ES-LD im Stand der Technik ist aufgebaut, wie es zuvor beschrieben worden ist, und die Stromsperrschicht 9 ist auf der Ätzstoppschicht 5 ausgebildet, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von über 0.6 aufweist. Da die AlGaAs-Schicht, die ein hohes Zusammensetzungsverhältnis von Al aufweist, einen dicken Oberflächenoxidationsfilm aufweist, wenn darauf ein Kristaliwachstum ausgeführt wird, treten jedoch eine Menge von Oberflächendefekten in einer Menge von über 10&sup6;/cm² auf, wodurch eine Oberflächenmorphologie beträchtlich verschlechtert wird. Außerdem erhöht sich als ein Ergebnis von diesem ein Leckstrom, welcher im Betrieb durch die Oberflächendefekte fließt und überhaupt keinen Beitrag zu dem Vorrichtungsbetrieb leistet, mit der Zeit, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung beträchtlich verschlechtert wird.
Beispiele für Halbleiterlaservorrichtungen mit Ätzstoppschichten sind in der EP-A-0 452 146 und der EP-A- 477 013 offenbart. Halbleiterlaservorrichtungen, welche ein Lichtinterferenzverfahren verwenden, um eine Beschichtungslage zu ätzen, sind in der GP-A-2 221 094, der JP-A- 3 006 877, der JP-A-3 194 989 und in IEEE Photonics Technology Letters, 2(1990)10, Seiten 697 bis 698 offenbart.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 1 definiert ist, einen Halbleiterläser zu schaffen, der einen auf einen Dünnfilm eines zweiten Leitfähigkeitstyps, d.h., eine zweite Beschichtungslage eines p-Typs, die eine niedrige Oberflächendefektdichte aufweist, aufgewachsene Stromsperrschicht aufweist und der bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken und eine hohe Vorrichtungszuverlässigkeit aufweist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wie sie im Anspruch 5 definiert ist, ein Herstellungsverfahren eines Halbleiterlasers zu schaffen, das eine Dünnfilmschicht einer zweiten Beschichtungslage eines zweiten Leitfähigkeitstyps mit einer hohen Wiederholbarkeit erzeugen kann und das die Vorrichtungscharakteristiken einer hohen Wiederholbarkeit und einer hohen Gleichmäßigkeit vorsehen kann.
Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich, die hier im weiteren Verlauf gegeben wird; es sollte sich jedoch verstehen, daß die detaillierte Beschreibung und ein spezifisches Ausführungsbeispiel lediglich veranschaulichend gegeben sind, da verschiedene Änderungen und Ausgestaltungen innerhalb des Umfangs der Erfindung für Fachleute aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Halbleiterlaservorrichtung: ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps, eine untere Beschichtungslage des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf dem Halbleitersubstrat des ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet ist; eine aktive Schicht, die auf der unteren Beschichtungslage angeordnet ist; eine erste obere Beschichtungslage eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der aktiven Schicht angeordnet ist; eine AlzGa1-yAs-Lichtreflexionsschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der ersten oberen Beschichtungslage angeordnet ist, wobei z gleich oder größer als 0.6 ist; eine auf der Lichtreflexionsschicht angeordnete zweite obere Beschichtungslage des zweiten Leitfähigkeitstyps, die AlyGa1-yAs aufweist, die einen streifenförmigen Stegbereichsabschnitt und Dünnfilmschichtabschnitte beinhaltet; und Stromsperrschichten des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf den beiden seitlichen Dünnfilmabschnitten der zweiten oberen Beschichtungslage angeordnet sind, um den Stegbereichsabschnitt zu vergraben.
Durch diesen Aufbau kann die Oberflächendefektdichte von 10&sup6;/cm² im Stand der Technik auf 10&sup4;/cm² verringert werden, wodurch die Oberflächenmorphologie in einem großen Ausmaß verbessert wird, und eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung, die bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken aufweist, wird erzielt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Halbleiterlaservorrichtung eine gesamte Dicke der ersten oberen Beschichtungslage, der Lichtreflexionsschicht und des Dünnfilmschichtabschnitts der zweiten oberen Beschichtungslage auf, die gleich oder kleiner als 0.3 µm ist.
Durch diesen Aufbau entsteht kein Leerlaufstrom, welcher ansonsten aufgründ des injizierten Stroms entsteht, der in der Transversalrichtung unter den Stromsperrschichten verbreitert wird, wodurch bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken erzielt werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: aufeinanderfolgendes epi taxiales Aufwachsen einer unteren Beschichtungslage eines ersten Leitfähigkeitstyps, einer aktiven Schicht, einer ersten oberen Beschichtungslage eines zweiten Leitfähigkeitstyps, einer AlzGa1-zAs-Lichtreflexionsschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei z gleich oder größer als 0.6 ist, einer zweiten oberen Beschichtungslage des zweiten Leitfähigkeitstyps, die AlyGa1-yAs aufweist, und einer Kontaktschichtdes zweiten Leitfähigkeitstyps auf ein erstes Halbleitersubstrat; Ausführen eines Ätzens an der ersten Kontaktschicht und der zweiten oberen Beschichtungslage, wodurch ein streifenförmiger Stegbereichsabschnitt hergestellt wird, als auch Zurücklassen von Dünnfilmschichtabschnitten der zweiten oberen Beschichtungslage an beiden Seiten des Stegbereichs; kristallines Aufwachsen von Stromsperrschichten des ersten Leitfähigkeitstyps auf die Dünnfilmschichtabschnitte der zweiten oberen Beschichtungslage, um den Stegbereichsabschnitt zu vergraben; und Herstellen einer Kontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps über der gesamten oberen Oberfläche des Stegbereichsabschnitts und der Stromsperrschichten.
Durch diesen Aufbau wird die Oberflächenmorphologie stark verbessert und wird eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung, die bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken aufweist, hergestellt.
Gemäß einem vierten und einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren eines Zurücklassens der Dünnfilmschichtabschnitte an beiden Seiten der zweiten oberen Beschichtungslage die folgenden Schritte eines Überwachens des Interferenzlichts, welches dadurch erzielt wird, daß Licht, welches auf die zweite obere Beschichtungslage strahlt, die durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, und durch diese zweite obere Beschichtungslage läuft, von der Lichtreflexionsschicht reflektiert wird und dieses reflektierte Licht mit dem einfallenden Licht, das durch die zweite obere Beschichtungslage läuft, interfe riert, und eines Stoppens des Ätzens auf, wenn eine vorbestimmte Zeit von da an verstrichen ist, wenn es beginnt, daß das Interferenzlicht zu sehen ist oder wenn das Licht einer besonderen Wellenlänge eine vorbestimmte Zeitdauer überwacht worden ist.
Durch Ändern der Zeit oder der Zeitdauer zum Stoppen des Ätzens kann die Dicke der Dünnfilmschicht gesteuert werden und kann deshalb die zweite obere Beschichtungslage mit einer hohen Wiederholbarkeit dünn gemacht werden und wird eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung, die in der Wiederholbarkeit und Gleichmäßigkeit von Vorrichtungscharakteristiken hervorragend ist, erzielt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren eines Zurücklassens der Dünnfilm schichtabschnitte an beiden Seiten der zweiten oberen Beschichtungslage nach einem Herstellen bis zu der Kontaktschicht die folgenden Schritte eines Herstellens einer Rille, die eine Tiefe aufweist, die der Schichtdicke der Dünnfilmschicht entspricht, an der Oberfläche der Kontaktschicht, welche dem Ätzen des Stegs ausgesetzt wird, eines Überwachens des Interferenzlichts, welches dadurch erzielt wird, daß Licht, welches an dem Rillenabschnitt, der durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, auf die zweite obere Beschichtungslage strahlt und durch diese zweite obere Beschichtungslage läuft, von der Lichtreflexionsschicht reflektiert wird und das reflektierte Licht mit dem einfallenden Licht, das an dem Rillenabschnitt durch die zweite obere Beschichtungslage läuft, interferiert, und eines Stoppens des Ätzens auf, wenn das Interferenzucht verschwindet, um Dünnfilmschichtabschnitte an beiden Seiten der zweiten oberen Beschichtungslage zurückzulassen.
Durch dieses Verfahren können die Dünnfilmabschnitte der zweiten oberen Beschichtungslage mit einer höheren Genauigkeit auf der Lichtreflexionsschicht zurückgelassen werden und wird eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung, die in der Wiederholbarkeit und Gleichmäßigkeit der Vorrichtungscharakteristiken hervorragend ist, erzielt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Halbleiterlasers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Halbleiterlasers im Stand der Technik.
Figur 3 zeigt eine Darstellung zum Erklären des Herstellungsverfahrens des Halbleiterlasers im Stand der Technik.
Figur 4 zeigt eine Darstellung zum Erklären des Herstellungsverfahrens des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Figur 5 zeigt eine Darstellung zum Erklären des Herstellungsverfahrens des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Figur 6 zeigt eine Darstellung zum Erklären des Herstellungsverfahrens des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

1. Ausführungsbeispiel

Figur 1 zeigt eine Darstellung, die eine Struktur eines Halbleiterlasers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um die gleichen oder entsprechende Elemente zu bezeichnen.
Dieser Halbleiterlaser weist ein GaAs-Substrat 1 als ein Substrat auf. Auf dem GaAs-Substrat 1 eines n-Typs sind aufeinanderfolgend eine Al0.5Ga0.5As-Beschichtungslage 2 des n-Typs, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von 0.51 eine Filmdicke von 1.0 bis 2.0 µm und eine Trägerkonzentration von 5.0 x 10¹&sup7; cm&supmin;³ aufweist; eine Multiquantumwell(MQW)-Struktur, die abwechselnd eine Mehrzahl von GaAs- Schichten und AlGaAs-Schichten schichtet, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von unter 0.15 aufweisen und eine Dicke von unter 0.2 pin aufweisen; eine erste Al0.5Ga0.5As- Beschichtungslage 4 eines p-Typs, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von 0.5, eine Filmdicke von 0.2 bis 0.4 µm und eine Trägerkonzentration von 2.0 x 10¹&sup8; cm&supmin;³; und eine AlzGa1-zAs-Lichtreflexionsschicht 5 angeordnet, die ein Zusammensetzungsverhältnis z von Al von über 0.6, eine Filmdicke von unter 0.1 µm und eine Trägerkonzentration von 2.0 x 10¹&sup8; cm&supmin;³ aufweist. Weiterhin ist auf der Lichtreflexionsschicht 5 eine zweite Al0.5Ga0.5As-Beschichtungslage 17 des p-Typs angeordnet, die einen streifenförmigen Stegbereichsabschnitt 6, der eine Unterkantenlänge von 4 µm, eine Oberkantenlänge von 6 µm und eine Höhe von 2 µm aufweist, und Dünnfilmschichtabschnitte 13 aufweist, die eine Schichtdicke von unter 3 µm aufweisen, die die Dicke der ersten Beschichtungslage 4 und die Dicke der Lichtreflexionsschicht 5 und eine Trägerkonzentration von 2.0 x 10¹&sup8; cm&supmin;³ beinhaltet. Eine GaAs-Kontaktschicht 7 des p-Typs, die sich ebenso in einer Stegform befindet, ist auf dem Stegbereichsabschnitt 6 der zweiten Beschichtungslage 17 angeordnet und beide Seitenabschnitte des Stegbereichsabschnitts 6 sind durch die Stromsperrschichten 9 vergraben, die eine Trägerkonzentration von 1.0 x 10¹&sup8; cm&supmin;³ aufweisen. Auf der gesamten Oberfläche des Stegbereichsabschnitts 6 und der Stromsperrschicht 9 ist eine erste GaAs-Kontaktschicht 12 des p-Typs einer Dicke von 0.5 bis 2 µm angeordnet. Eine n- seitige Elektrode, die AuGe einer Dicke von 50 nm (500 Å), Ni einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Au einer Dicke von 300 nm (3000 Å) aufweist, ist auf der hinteren Oberfläche des GaAs-Substrats 1 des n-Typs angeordnet und eine p-seitige Elektrode, die Ti einer Dicke von 50 nm (500 Å) und Au einer Dicke von 300 nm (3000 Å) aufweist, ist auf der oberen Oberfläche der Vorrichtung angeordnet. Somit ist eine Halbleiterlaservorrichtung einer Breite von 300 µm, einer Länge von 300 bis 600 µm und einer Höhe von 100 µm vervollständigt. Hierbei weist die Zusammensetzung der Lichtreflexionsschicht 5 das gleiche Material von AlzGa1-zAs wie die Ätzstoppschicht der Halbleitervorrichtung im Stand der Technik auf.
Das Herstellungsverfahren dieser Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben.
Figur 4 zeigt einen Verfahrensfluß zum Herstellen des Halbleiterlasers dieses ersten Ausführungsbeispiels, wobei Figur 4(a) eine Querschnittsansicht des Wafers zeigt, bei der das Verfahren eines Zurücklassens der Dünnfilmschicht 13 der zweiten Beschichtungslage 17 beendet ist, und Figur 4(b) eine Darstellung zum Erklären eines Verfahrens zum Zurücklassen der Dünnfilmschicht 13 durch Stoppen des Ätzens zeigt, wenn eine vorgeschriebene Zeit von da an verstrichen ist, wenn das Interferenzlicht, welches dadurch erzielt wird, daß Licht, das auf die zweite Beschichtungslage 17 strahlt, von der Lichtreflexionsschicht 5 reflektiert wird und dieses reflektierte Licht mit dem einfallenden Licht interferiert, zu erscheinen beginnt oder beobachtet wird.
Das Herstellungsverfahren wird beschrieben.
Auf das GaAs-Substrat 1 des n-Typs werden aufeinanderfolgend durch MOCVD die AlGaAs-Beschichtungslage 2 des n- Typs, die aktive Schicht 3, die erste AlGaAs-Beschichtungslage 4 des p-Typs, die AlGaAs-Lichtreflexionsschicht 5, die zweite AlGaAs-Beschichtungslage 17 des p-Typs und die GaAs- Kontaktschicht 7 des p-Typs aufgewachsen und danach wird der streifenförmige Isolationsfilm 11 darauf ausgebildet. Bis zu diesem Schritt ist das Verfahren das gleiche wie das in dem Verfahren im Stand der Technik, das in den Figuren 3(a) und 3(b) gezeigt ist.
Danach wird ein Ätzen eines Stegs unter Verwendung eines Lösungsgemischs aus Weinsäure und Wasserstoffperoxid, das eine AlGaAs-Schicht, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von unter 0.6 aufweist, ätzen kann, durchgeführt, wobei Licht, zum Beispiel Weißlicht, auf die zweite Beschichtungslage 17 strahlt. Dann interferieren begleitend dazu, daß die Schichtdicke der zweiten Beschichtungslage 17 an dem geätzten Abschnitt allmählich verdünnt wird, Licht aus dem einfallenden Licht, das in der zweiten Beschichtungslage 17 vorhanden ist, und Licht aus dem von der Lichtreflexionsschicht 5 reflektierten Licht miteinander, wodurch ein Interferenzrand beobachtet wird. Dann kann Interferenzlicht, das einige Wellenlängenkomponenten aufweist, die zum Beispiel Rotlicht einer Wellenlänge von λ = 650 nm (6500 Å) beinhaltet, beobachtet werden. Dies ergibt sich daraus, daß der Brechungsindex n1 der zweiten Beschichtungslage 17 und der Brechungsindex n2 der Lichtreflexionsschicht 5 zueinander unterschiedlich sind und ebenso n2 > n1 gilt. Hierbei ist der Brechungsindex von AlGaAs bei einem höheren Zusammensetzungsverhältnis von Al kleiner.
Unterdessen ist, wenn der Brechungsindex der zweiten Beschichtungslage 17 und der Brechungsindex der Lichtreflexionsschicht 5 konstant sind, die Filmdicke der verbleibenden Schicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17, die erzielt wird, wenn es beginnt, daß das Interferenzlicht zu beobachten ist, zum Beispiel ungefähr 0.5 µm, für jeden Wafer immer konstant und deshalb ist die Zeit t, von da an, wenn es beginnt, daß der Interferenzrand zu beobachten ist, bis dahin, bis der Interferenzrand vollständig verschwindet, ebenso konstant.
Deshalb wird die Zeit, von da an, wenn es beginnt, daß das Interferenzucht durch das Ätzen des Stegs zu beobachten ist, bis dahin, wenn das Ätzen bis zu der Lichtreflexionsschicht 5 reicht, durch Überwachen des gleichen Wafers vorhergehend gemessen und sie wird als t (zum Beispiel 5 Minuten) eingestellt. Dann wird der Ätzzustand derart eingestellt, daß die Ätzzeit zum Beispiel 0.9t beträgt, wobei eine Zeit 0.1t bezüglich der gesamten Ätzzeit t verbleibt, und die Dicke der zweiten Beschichtungslage 17, die zurückzulassen ist, wird auf 0.1d eingestellt, das 0.1t entspricht. Unter der Annahme, daß ein Ätzen mit dieser Bedingung ausgeführt wird, wird das Ätzen gestoppt, wenn die Zeit von 0.9t verstrichen ist, nachdem es beginnt, daß das Interferenzlicht zu beobachten ist, und dann wird eine Dünnfilmschith 13 einer Schichtdicke von 0.1d (d1 ist in Figur 4(b) gezeigt) erfolgreich zurückgelassen.
Danach werden die GaAs-Stromsperrschichten 9 des n-Typs ähnlich wie bei dem Verfahren im Stand der Technik auf der anderen Dünnfilmschicht 13 als dem Stegbereich 6 vergraben.
Wie es zuvor beschrieben worden ist, wird in diesem ersten Ausführungsbeispiel die Dünnfilmschicht 13 der zweiten Beschichtungslage 17 auf der Lichtreflexionsschicht 5 zurückgelassen und wird die GaAs-Stromsperrschicht 9 des n- Typs nicht auf die AlGaAs-Schicht, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von über 0.6 aufweist, wie die Ätzstoppschicht in dem Verfahren im Stand der Technik, sondern auf die Dünnfilmschicht 13 der zweiten Beschichtungslage 17, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al aufweist, das kleiner als das der Lichtreflexionsschicht 5, zum Beispiel ungefähr 0.5, ist, aufgewachsen. Deshalb wird die Oberflächendefektdichte auf der Dünnfilmschicht 13 der Beschichtungslage 17 des p-Typs stark von 106 cm&supmin;² auf 10&sup4; cm&supmin;² verringert und wird die Oberflächenmorphologie stark verbessert. Dies führt ebenso zu einer starken Verringerung des Leckstroms, der durch die Defekte fließt, wodurch die Vorrichtungscharakteristiken stark verbessert werden und die Vorrichtungszuverlässigkeit ebenso stark verbessert wird.
Außerdem ist es erwünscht, daß die Beschichtungsschichtdicke S der anderen Schichten des p-Typs als an dem Stegbereich 6, das heißt,
S = (Schichtdicke d1 der Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs)
+ (Schichtdicke d2 der Lichtreflexionsschicht 5)
+ (Schichtdicke d3 der ersten oberen Beschichtungslage 4 des p-Typs),
innerhalb eines Fehlers von ±0.05 µm in einem Bereich von S < 0.3 µm gesteuert wird, um den Schwellwertstrom des Lasers klein zu halten. Dies ergibt sich deshalb, da, wenn diese Beschichtungsschichtdicke S größer ist, der Strom in der Transversalrichtung verbreitert wird und der Schwell wertstrom erhöht wird. Die Schichtdicke d2 der Lichtreflexionsschicht 5 und die Schichtdicke d3 der Beschichtungslage 4 können während des epitaxialen Wachstums mit hoher Genauigkeit gesteuert werden und durch Steuern der Dicke d1 der Dünnfilmschicht 13 durch das zuvor beschriebene Verfahren mit hoher Genauigkeit kann die gesamte Dicke der ersten oberen Beschichtungslage 4 des p-Typs, der Lichtreflexionsschicht 5 und der Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs mit hoher Genauigkeit auf unter 0.3 µm gesteuert werden und dadurch kann das Verbreitern des Stroms in der Transversalrichtung verringert werden und ein hochzuverlässiger Haibleiterlaser wird erzielt, der gleichmäßige Vorrichtungscharakteristiken aufweist.
Außerdem wird durch Beobachten des Interferenzlichts des Lichts, das von der Lichtreflexionsschicht 5 reflektiert wird, und Stoppen des Ätzens, wenn eine vorbestimmte Zeit von 0.9t verstrichen ist, nachdem es beginnt, daß das Interferenzucht zu sehen ist, die Dünnfilmschicht 13 einer Dicke von 0.1d, die der Zeit 0.1t entspricht, während welcher die zweite Beschichtungslage 17 des p-Typs vollständig verschwindet, belassen und das Steuern der Dicke der Dünnfilmschicht wird ziemlich vereinfacht und eine Halbleiterlaservorrichtung, die eine hohe Wiederholbarkeit und eine hohe Gleichmäßigkeit von Vorrichtungscharakteristiken aufweist, wird erzielt.

2. Ausführungsbeispiel

Figur 5 zeigt eine Darstellung zum Erklären eines Herstellungsverfahrens eines Halbleiterlasers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Figur 5(a) eine Darstellung zum Erklären des Verfahrens zum Zählen der Zeitdauern, wenn das Interferenzlicht einer besonderen Wellenlänge, die durch einfallendes Licht erzielt wird, das von der Lichtreflexionsschicht 5 reflektiert wird, periodisch erscheint, und Stoppen des Ätzens zeigt, wenn Beobachtungen von vorbestimmten Zeitdauern verstrichen sind, wodurch eine Dünnfilmschicht der zweiten oberen Beschichtungslage des p-Typs zurückbleibt, und Figur 5(b) eine Darstellung zeigt, die das Interferenzlicht darstellt, das periodisch beobachtet wird.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden ähnlich wie in dem Herstellungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels jeweilige Schichten der unteren AlGaAs-Beschichtungslage 2 des n-Typs, der aktiven Schicht 3, der ersten oberen AlGaAS-Beschichtungslage 4 des p-Typs, der AlGaAs- Lichtreflexionsschicht 5, der zweiten oberen AlGaAs-Beschichtungslage 17 des p-Typs und der GaAs-Kontaktschicht 7 des p-Typs aufeinanderfolgend durch MOCVD auf das GaAs- Substrat 1 des n-Typs aufgewachsen und wird danach ein streifenförmiger Isolationsfilm 11 ausgebildet und wird ein Ätzen eines Stegs durch ein Lösungsgemisch aus Weinsäure und Wasserstoffperoxid, das eine AlGaAs-Schicht, die ein Zusammensetzungsverhältnis von Al von unter 0.6 aufweist, ätzen kann, unter Verwendung des Isolationsfilms 11 als eine Ätzmaske ausgeführt, wodurch eine Dünnfilmschicht 13 hergestellt wird, wie es in Figur 4(a) gezeigt ist, und unterdessen wird die Dünnfilmschicht 13 durch periodisches Beobachten der Zeitpunkte, wenn das Interferenzlicht stark erscheint, mit einem Zählen der Zeitdauern, bis die Beschichtungslage 17 vollständig verschwindet, und Stoppen des Ätzens, wenn die Beobachtungen der vorbestimmten Zeitdauern verstrichen sind, zurückgelassen.
Anders ausgedrückt, während sich die Farbe des Interferenzlichts, das währenddessen erzeugt wird, wenn die Beschichtungslage 17 des p-Typs steggeätzt wird, mit dem Fortschreiten des Ätzens ändert, erfüllt seine Wellenlänge λ die folgende Formel (1).
N λ / 2 = n d (1)
wobei λ: Lichtwellenlänge
n: Brechungsindex der Beschichtungslage 13 des p-Typs
N: Ganzzahl
d: Schichtdicke der Beschichtungslage 13 des p-Typs ist.
Die Farbe (Wellenlänge) des Interferenzlichts ändert sich mit der Schichtdicke der zweiten Beschichtungslage 17 des p-Typs und eine besondere Wellenlänge erscheint periodisch. Genauer gesagt wird, wenn es beginnt, daß das Interferenzlicht von der Schichtdicke d von N λ / 2n zu beobachten ist, das Licht gleicher Wellenlänge N-mal beobachtet, bis das Ätzen die Lichtreflexionsschicht 5 erreicht.
Demgemäß wird, wenn die Zeitdauern N, zu denen das Interferenzlicht einer besonderen Wellenlänge, wie zum Beispiel Rotlicht, vorhergehend durch Überwachen des Wafers des gleichen Aufbaus gemessen worden sind und das Ätzen gestoppt ist, wenn das Beobachten des Interferenzlichts N-mal wiederholt worden ist, während ein Ätzen eines Stegs an der zweiten Beschichtungslage 7 des p-Typs durchgeführt wird, die verbleibende Schichtdicke d1 der zweiten Beschichtungslage 17 des p-Typs wie in der Formel (2),
d1 = λ / 2n
wobei λ: Lichtwellenlänge
n: Brechungsindex der Beschichtungslage 13 des p-Typs
N: Ganzzahl
d1: verbleibende Schichtdicke der Beschichtungslage 13 des p-Typs ist.
Hierbei ist es bevorzugt, obgleich die Zeitdauern N, zu denen das Interferenzlicht der besonderen wellenlänge wiederholt erscheint, ebenso theoretisch erzielt werden können, die Zeitdauern N aus dem Ergebnis eines Durchführens eines Überwachens des Wafers eines gleichen Aufbaus zu bestimmen, da das Bestimmen des Zeitpunkts, zu dem es tatsächlich beginnt, daß das Interferenzlicht zu beobachten ist, eine Schwierigkeit beim Bestimmen beinhaltet, welche Art eines Zustands ein Zustand ist, zu dem es beginnt, daß das Interferenzlicht zu beobachten ist.
Auf diese Weise entsteht, wenn Licht, zum Beispiel Weißlicht, auf einen Teil der zweiten oberen Beschichtungslage 17 strahlt, wobei dieses Teil während des Ätzens des Stegs geätzt wird, eine Interferenz zwischen dem einfallenden Licht in der zweiten Beschichtungslage 17 des p-Typs und dem Licht, das von der Lichtreflexionsschicht 5 reflektiert wird, und zu jedem Zeitpunkt, zu dem die Schichtdicke d der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs, die allmählich dünner wird, ein ganzzahlig Vielfaches einer vorbestimmten Wellenlänge λ (zum Beispiel λ = 650 nm (6500 Å)) wird, erscheint das Licht dieser Wellenlänge λ stark.
Deshalb ändert in diesem zweiten Ausführungsbeispiel, da die zweite obere Beschichtungslage 17 des p-Typs aufeinanderfolgend dünner wird, um eine Schichtdicke d16, dis, d14, d13, d12 und d11 (= d1) zu sein, das Interferenzlicht seine Wellenlänge, d.h., seine Farbe, aufeinanderfolgend. Wenn eine besondere Wellenlänge, zum Beispiel Rotlicht einer Wellenlänge von λ = 650 nm (6500 Å) betrachtet wird, wird das Interferenzlicht dieses Rotlichts sechsmal beobachtet, wie es in Figur 5(b) gezeigt ist, wenn die Schichtdicke d16 bis d11 (= d1) der zweiten Beschichtungslage 17 des p-Typs allmählich dünner wird. Deshalb ist es durch Stoppen des Ätzens, wenn das Interferenzucht sechsmal gesehen worden ist, während das Ätzen des Stegs mit einem Beobachten des Interferenzlichts ausgeführt wird, möglich, eine erwünschte Schichtdicke d11 (= d1) als die Dünnfilm schicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 zurückzulassen. Hierbei beträgt die Schichtdicke der zweiten oberen Beschichtungslage 17, die der Zeit, von da an, wo das Interferenzucht von Rotlicht zu sehen ist, bis dahin, bis es ebenso das nächste Mal zu sehen ist, entspricht,. zum Beispiel 0.094 µm, und ihr Wert wird aus der vorhergehenden Welleninge Å des Interferenzlichts und dem Brechungsindex n (ungefähr 3.5) der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs erzielt.
Auf diese Weise wird in dem Herstellungsverfahren dieses zweiten Ausführungsbeispiels das Ätzen gestoppt, wenn Interferenzlicht einer besonderen Wellenlänge, das penodisch erscheint, wiederholt N-mal gesehen wird, um die Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs zu erzielen, und die Schichtdicke d1 der letztlich verbleibenden Dünnfilmschicht 13d der oberen Beschichtungslage des p-Typs kann zu einem erwünschten Wert gemacht werden, wodurch sich ein hochgenaues Steuern der Dünnfilmschicht 13 ergibt.

3. Ausführungsbeispiel

Figur 6 zeigt eine Darstellung zum Erklären des Herstellungsverfahrens eines Halbleiterlasers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei Figur 6(a) eine Querschnittsansicht eines Wafers zeigt, bevor das Ätzen eines Stegs gestartet wird, und Figur 6(b) eine Querschnittsansicht des Wafers zeigt, wenn das Ätzen des Stegs vervollständigt ist. In der Figur werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder entsprechenden Elemente wie in Figur 1 zu bezeichnen. Das Bezugszeichen 14 bezeichnet einen Überwachungsbereich (hier im weiteren Verlauf ebenso als ein Rillenbereich bezeichnet) und das Bezugszeichen 14a bezeichnet einen Bodenbereich des Überwachungsbereichs 14.
In diesem dritten Ausführungsbeispiel wird ähnlich wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen nach einem Herstellen der Kontaktschicht 7 ein Rillenbereich 14 einer Tiefe, die der Dicke der Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs entspricht, an der anderen Oberfläche der Kontaktschicht 7 als an dem Stegbereich ausgebildet und wird danach ein Ätzen des Stegs ausgebildet und wird durch Stoppen des Ätzens des Stegs, wenn die Bodenoberfläche 14a des Rillenbereichs 14 die Lichtreflexionsschicht 5 erreicht, die Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs mit einer Dicke zurückgelassen, die gleich der Tiefe des Rillenbereichs 14 ist.
Das Verfahren dieses Ausführungsbeispiels wird im Detail beschrieben.
Als allererstes werden ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel die AlGaAs-Beschichtungslage 2 des n-Typs, die aktive Schicht 3, die erste obere AlGaAS-Beschichtungslage 4 des p-Typs, die AlGaAs-Lichtreflexionsschicht 5, die zweite obere AlGaAs-Beschichtungslage 17 des p-Typs und die Kontaktschicht 7 des p-Typs aufeinanderfolgend durch zum Beispiel MOCVD aufgewachsen und wird danach der streifenförmige Isolationsfilm 11 hergestellt.
Als nächstes wird, wie es in Figur 6(a) gezeigt ist, ein Überwachungsbereich 14 einer Rillenform einer Tiefe 1 an einer anderen Oberfläche als dem Bereich, der ein Vorrichtungsbereich wird, auf der GaAs-Kontaktschicht 7 des p- Typs hergestellt. Die Tiefe 1 des Überwachungsbereichs 14 kann durch ein Oberflächenrauhheitsmeßgerät oder ein Stufenmeßgerät gemessen werden.
Als nächstes wird ein Ätzen des Stegs durch ein Lösungsgemisch aus Weinsäure und Wasserstoffperoxid ausgeführt und werden aufeinanderfolgend die Kontaktschicht 7 und die zweite obere Beschichtungslage 17 des p-Typs mit der gleichen Geschwindigkeit gleichmäßig aufeinanderfolgend geätzt. Wenn Weißlicht während dieses Ätzens einstrahlt, kann es beobachtet werden, daß das Interferenzucht, zum Beispiel Rotlicht von = 650 nm (6500 Å), das dadurch erzielt wird, daß das eingestrahlte Licht von der Lichtre flexionsschicht 5 reflektiert wird und mit dem einfallenden Licht interferiert, an dem Überwachungsbereich 14 erscheint oder nicht. Dann wiederholt das Interferenzucht, abhängig von der sich ändernden Schichtdicke stark oder schwach zu erscheinen, und wenn die Bodenoberfläche 14a des Überwachungsbereichs 14 die Lichtreflexionsschicht 5 erreicht, das heißt, wenn die zweite obere Beschichtungslage 17 des p-Typs an dem Überwachungsbereich 14 vollständig weg ist, ist das Interferenzucht vollständig weg, und zu diesem Zeitpunkt wird das Ätzen gestoppt. Dadurch wird die Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs anders als an dem Überwachungsbereich 14 genau mit einer Dicke von 1 zurückgelassen.
In diesem dritten Ausführungsbeispiel wird ein rillenförmiger Überwachungsbereich 14 einer Tiefe 1, die der Fumdicke dl der Dünnfilmschicht 13 entspricht, an der Oberfläche der Kontaktschicht 7 ausgebildet, und wenn das Interferenzucht mit der die Lichtreflexionsschicht 5 erreichenden Bodenoberfläche 14a des Überwachungsbereichs 14 vollständig weg ist, wird das Ätzen gestoppt. Deshalb kann die Dünnfilmschicht 13 der zweiten oberen Beschichtungslage 17 des p-Typs mit einer Dicke von 1 auf der Lichtreflexionsschicht 5 zurückgelassen werden und zusätzlich zu dem Effekt des ersten Ausführungsbeispiels kann eine Dünnfilm schicht einer benötigten Dicke mit einer ziemlich dünnen und ziemlich genauen Dicke erzielt werden. Außerdem kann, da das Ätzen gestoppt wird, wenn das Interferenzucht während eines Beobachtens des Interferenzlichts weggeht, das Erfassen eines Abschlußpunkts ziemlich einfach durchgeführt werden.
In den zuvor beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen können mit den gleichen Effekten, wie sie zuvor beschrieben worden sind, die Leitfähigkeitstypen der jeweiligen Haibleiterschichten vom p-Typ zum n-Typ oder vom n-Typ zum p-Typ gewandelt werden.
In den zuvor beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen werden Materialien eines AlGaAs-Systems für die aktive Schicht 3 verwendet, aber die vorliegende Erfindung kann mit den gleichen Effekten, wie sie zuvor beschrieben worden sind, in einem Fall angewendet werden, in dem ein Laser einer Oszillationswellenlänge von ungefähr 800 nm andere Materialien, wie zum Beispiel InGaAsP, verwendet.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Halbleiterlaservorrichtung: ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps; eine untere Beschichtungslage des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf dem Halbleitersubstrat des ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet ist; eine aktive Schicht, die auf der unteren Beschichtungslage angeordnet ist; eine erste obere Beschichtungslage eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der aktiven Schicht angeordnet ist; eine AlzGa1-yAs- Lichtreflexionsschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der ersten oberen Beschichtungslage angeordnet ist, wobei z gleich oder größer als 0.6 ist; eine auf der Lichtreflexionsschicht angeordnete zweite obere Beschichtungslage des zweiten Leitfähigkeitstyps, die AlyGa1-yAs aufweist, die einen streifenförmigen Stegbereichsabschnitt und Dünnfilmschichtabschnitte beinhaltet; und Stromsperrschichten des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf den beiden seitlichen Dünnfilmabschnitten der zweiten oberen Beschichtungslage angeordnet sind, um den Stegbereichsabschnitt zu vergraben.
Deshalb kann die Oberflächendefektdichte von 10&sup6;/cm² im Stand der Technik auf 10&sup4;/cm² verringert werden und wird somit die Oberflächenmorphologie in einem großen Ausmaß verbessert und eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung wird erzielt, die bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken aufweist.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist eine Halbleiterlaservorrichtung eine gesamte Dicke der ersten oberen Beschichtungslage, der Lichtreflexionsschicht und des Dünnfilmschichtabschnitts der zweiten oberen Beschichtungslage auf, die gleich oder kleiner als 0.3 µm ist.
Deshalb entsteht kein Leerlaufstrom, welcher ansonsten aufgrund dessen entsteht, daß der injizierte Strom in der Transversalrichtung unter den Stromsperrschichten verbreitert wird, wodurch bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken erzielt werden.
Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Herstellungsverfahren einer Halbleiterlaservorrichtung die folgenden Schritte: aufeinanderfolgendes epitaxiales Aufwachsen einer unteren Beschichtungslage eines ersten Leitfähigkeitstyps, einer aktiven Schicht, einer ersten oberen Beschichtungslage eines zweiten Leitfähigkeitstyps, einer AlzGa1-zAs-Lichtreflexionsschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei z gleich oder größer als 0.6 ist, einer zweiten oberen Beschichtungslage des zweiten Leitfähigkeitstyps, die AlyGa1-yAs aufweist, und einer ersten Kontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps auf ein Halbleitersubstrat des ersten Leitfähigkeitstyps; Ausführen eines Ätzens an der ersten Kontaktschicht und der zweiten oberen Beschichtungslage, wodurch ein streifenförmiger Stegbereichsabschnitt hergestellt wird, als auch Zurücklassen von Dünnfilmschichtabschnitten der zweiten oberen Beschichtungslage an beiden Seiten des Stegbereichs; kristallines Aufwachsen von Stromsperrschichten des ersten Leitfähigkeitstyps auf die Dünnfilmschichtabschnitte der zweiten oberen Beschichtungslage, um den Stegbereichsabschnitt zu vergraben; und Herstellen einer zweiten Kontaktschicht des zweiten Leitfähigkeitstyps über der gesamten oberen Oberfläche des Stegbereichsabschnitts und der Stromsperrschichten.
Deshalb wird die Oberflächenmorphologie stark verbessert und wird eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung hergestellt, die bevorzugte Vorrichtungscharakteristiken aufweist.
Gemäß einem vierten und einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren eines Zurücklassens der Dünnfilmschichtabschnitte an beiden Seiten der zweiten oberen Beschichtungslage die Schritte eines Überwachens des Interferenzlichts, welches dadurch erzielt wird, daß Licht, welches auf die zweite obere Beschichtungslage strahlt, die durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, und durch die zweite obere Beschichtungslage läuft, von der Lichtreflexionsschicht reflektiert wird und mit dem einfallenden Licht, das durch die zweite obere Beschichtungslage läuft, interferiert, und eines Stoppens des Ätzens auf, wenn eine vorbestimmte Zeit von da an verstrichen ist, wenn es beginnt, daß das Interferenzlicht zu sehen ist, oder wenn Licht einer besonderen Wellenlänge eine vorbestimmte Zeitdauer bobachtet worden ist.
Deshalb kann durch Ändern der Zeit oder der Zeitdauern zum Stoppen des Ätzens die Dicke der Dünnfilmschicht gesteuert werden und kann deshalb die zweite obere Beschichtungslage mit einer hohen Wiederholbarkeit dünn gemacht werden und wird eine hochzuverlässige Haibleiterlaservorrichtung erzielt, die bei der Wiederholbarkeit und Gleichmäßigkeit der Vorrichtungscharakteristiken hervorragend ist.
Gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren eines Zurücklassens der Dünnfilmschichtabschnitte an beiden Seiten der zweiten oberen Beschichtungslage nach dem Herstellen bis zu der ersten Kontaktschicht die Schritte eines Herstellens einer Rille, die eine Tiefe aufweist, die der Schichtdicke der Dünnfilmschicht entspricht, an der Oberfläche der ersten Kontaktschicht, welche dem Ätzen des Stegs ausgesetzt ist, eines Überwachens des Interferenzlichts, das dadurch erzielt wird, daß Licht, welches auf die zweite obere Beschichtungslage strahlt, an dem Rillenabschnitt, der durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, und durch die zweite obere Beschichtungslage läuft, von der Lichtreflexionsschicht reflektiert wird und mit dem einfallenden Licht, das durch die zweite obere Beschichtungslage läuft, an dem Rillenabschnitt interferiert und eines Stoppens des Ätzens auf, wenn das Interferenzucht verschwindet, um Dünnfilmschichtabschnitte an beiden Seiten der zweiten oberen Beschichtungslage zurückzulassen.
Deshalb können die Dünnfilmschichtabschnitte der zweiten oberen Beschichtungslage mit einer höheren Genauigkeit auf der Lichtreflexionsschicht zurückgelassen werden und wird eine hochzuverlässige Halbleiterlaservorrichtung erzielt, die bei der Wiederholbarkeit und Gleichmäßigkeit der Vorrichtungscharakteristiken hervorragend ist.

Claims

1. Halbleiterlaservorrichtung, die aufweist:

ein Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähig keitstyps;

eine untere Beschichtungslage (2) des ersten Leitfähig keitstyps, die auf dem Halbleitersubstrat (1) des ersten Leitfähigkeitstyps angeordnet ist;

eine aktive Schicht (3), die auf der unteren Beschichtungslage (2) angeordnet ist;

eine erste obere Beschichtungslage (4) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf der aktiven Schicht (3) angeordnet ist, wobei der zweite Leitfähigkeitstyp zu dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist;

eine AlzGa1-zAs-Lichtreflexionsschicht (5) des zweiten Leitfähigkeitstyps zum Reflektieren von Licht, das während eines Wachstums der Laservorrichtung auf diese Schicht einfällt, die auf der ersten oberen Beschich tungslage (4) angeordnet ist, wobei z gleich oder größer als 0.6 ist;

eine auf der Lichtreflexionsschicht (5) angeordnete zweite obere Beschichtungslage (17) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die AlyGa1-yAs aufweist, wobei das Zusammensetzungsverhältnis y von Al niedriger als das Zusammensetzungsverhältnis z von Al ist, die einen streifenförmigen Stegbereichsabschnitt (6), der in der Mitte der Vorrichtung vorgesehen ist, um einen streifenförmigen Steg herzustellen, und Dünnfilmschichtabschnitte (13) beinhaltet, die an den beiden seitlichen Seiten des streifenförmigen Stegbereichsabschnitts (6) vorgesehen sind, die mit einem Bodenabschnitt des streifenförmigen Stegbereichsabschnitts (6) verbunden sind; und

Stromsperrschichten (9) des ersten Leitfähigkeitstyps, die auf den beiden seitlichen Dünnfilmabschnitten (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) angeordnet sind, um den Stegbereichsabschnitt (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (17), die einen streifenförmigen Steg herstellt, zu vergraben.

2. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin aufweist:

eine erste Kontaktschicht (7) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die auf dem streifenförmigen Stegbereichsabschnitt (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) angeordnet ist, um einen streifenförmigen Steg (8) zusammen mit dem streifenförmigen Stegbereichsabschnitt (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) herzustellen;

wobei die Stromsperrschichten (9) des ersten Leitfähigkeitstyps so angeordnet sind, daß sie den streifenförmigen Steg (8), der den Stegbereichsabschnitt (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) und die erste Kontaktschicht (7) aufweist, vergraben.

3. Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die gesamte Dicke der ersten oberen Beschichtungslage (4), der Lichtreflexionsschicht (5), des Dünnfilmschichtabschnitts (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) gleich oder kleiner als 0.3 µm ist.

4. Halbleiterlaservorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der erste Leitfähigkeitstyp der n-Typ ist und der zweite Leitfähigkeitstyp der p-Typ ist.

5. Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung, das die folgenden Schritte aufweist:

aufeinanderfolgendes epitaxiales Aufwachsen einer unteren Beschichtungslage (2) eines ersten Leitfähigkeits typs, einer aktiven Schicht (3), einer ersten oberen Beschichtungslage (4) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, einer AlzGa1-zAs-Lichtreflexionsschicht (5) des zweiten Leitfähigkeitstyps, wobei z gleich oder größer als 0.6 ist, einer zweiten oberen Beschichtungslage (17) des zweiten Leitfähigkeitstyps, die AlyGa1-yAs aufweist, wobei das Zusammensetzungsverhältnis y von Al niedriger als das Zusammensetzungsverhältnis z von Al ist, und einer Kontaktschichtausbildungsschicht (7) des zweiten Leitfähigkeitstyps auf ein erstes Halbleitersubstrat (1);

Ausführen eines Ätzens an der ersten Kontaktschichtausbildungsschicht (7) und der zweiten oberen Beschichtungslage (17), wodurch ein streifenförmiger Steg (8) hergestellt wird, der eine erste Kontaktschicht (7) und einen streifenförmigen Stegbereichsabschnitt (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (175 aufweist, als auch Zurücklassen von Dünnfilmschichtabschnitten (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17), die an beiden seitlichen Seiten des streifenförmigen Stegs (8) mit einem Bodenabschnitt des Stegbereichsabschnitts (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) verbunden sind, wobei dieses Ätzen durch ein Überwachen des Interferenzlichts gesteuert wird, welches von reflektiertem Licht erzielt wird, welches von Licht bewirkt wird, welches auf die zweite obere Beschichtungslage strahlt und nach einem Durchlaufen der zweiten oberen Beschichtungslage auf die Lichtreflexionsschicht einfällt;

kristallines Aufwachsen von Stromsperrschichten (9) des ersten Leitfähigkeitstyps auf die Dünnfilmschichtabschnitte (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17), um den streifenförmigen Steg (8) zu vergraben; und

Herstellen einer Kontaktschicht (12) des zweiten Leitfähigkeitstyps über der gesamten oberen Oberfläche der ersten Kontaktschicht (7) des streifenförmigen Stegs (8) und der Stromsperrschichten (9), die die beiden seitlichen Seiten davon vergraben.

6. Herstellungsverfahren einer Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 5, bei dem das Verfahren eines Zurücklassens des Dünnfilmschichtabschnitts (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) die folgenden Schritte aufweist:

Überwachen eines Interferenzlichts, welches dadurch erzielt wird, daß Licht, das auf die zweite obere Beschichtungslage (17) strahlt, die durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, und durch die zweite obere Beschichtungslage (17) läuft, von der Lichtreflexionsschicht (5) reflektiert wird, um mit dem einfallenden Licht, das durch die zweite obere Beschichtungslage (17) läuft, zu interferieren; und

Stoppen des Ätzen des Stegs, wenn eine vorbestimmte Zeit von da an verstrichen ist, wenn es beginnt, daß das Interferenzlicht zu sehen ist, um Dünnfilmschichtabschnitte (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) an den beiden seitlichen Seiten des streifenförmigen Stegs (8) zurückzulassen.

7. Herstellungsverfahren einer Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 5, bei dem das Verfahren eines Zurücklässens der Dünnfilmschichtabschnitte (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) die folgenden Schritte aufweist:

Überwachen von Licht einer besonderen Wellenlänge aus Interferenzlicht, welches dadurch erzielt wird, daß Licht, das auf die zweite obere Beschichtungslage (17) strahlt, die durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, und durch die zweite obere Beschichtungslage (17) läuft, von der Lichtreflexionsschicht (5) reflektiert wird, um mit dem einfallenden Licht, das durch die zweite obere Beschichtungslage (17) läuft, zu inter ferieren; und

Stoppen des Ätzens des Stegs, wenn Licht des Lichts der besonderen Wellenlänge eine vorbestimmte Zeitdauer überwacht worden ist, wodurch Dünnfilmschichtabschnitte (13) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) an beiden seitlichen Seiten des streifenförmigen Stegs (18) zurückgelassen werden.

8. Herstellungsverfahren einer Halbleiterlaservorrichtung nach Anspruch 4, bei dem das Verfahren eines Zurücklassens der Dünnfilmschichtabschnitte (13) die folgenden Schritte aufweist:

Herstellen einer Rille, die eine Tiefe aufweist, die einer Schichtdicke der Dünnfilmschicht entspricht, in einem Überwachungsbereich (14) an einer oberen Oberfläche der Kontaktschicht (7), die dem Ätzen des Stegs ausgesetzt wird, nach einem Herstellen der Kontaktschicht (7), und wobei sich dieser Überwachungsbereich (14) außerhalb des Bereichs befindet, der ein Laservorrichtungsbereich wird;

Überwachen von Interferenzlicht, welches dadurch erzielt wird, das Licht, das an dem Rillenabschnitt, der durch das Ätzen des Stegs allmählich dünner wird, auf die zweite obere Beschichtungslage (17) strahlt und durch die zweite obere Beschichtungslage (17) läuft, von der Lichtreflexionsschicht (5) reflektiert wird, um mit dem einfallenden Licht, das an dem Rillenabschnitt durch die zweite obere Beschichtungslage (17) läuft, zu interferieren; und

Stoppen des Ätzens, wenn das Interferenzlicht, verschwindet, wodurch Dünnfilmschichtabschnitte (13) an beiden Seiten des Stegbereichsabschnitts (6) der zweiten oberen Beschichtungslage (17) zurückgelassen werden.