JP2002324938A - Ring semiconductor laser and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a ring semiconductor laser in structure which has only a mirror part etched deeply by single etching. SOLUTION: On a semiconductor substrate 100 including an active layer 102, an etching mask pattern 104 composed of an etching mask 104a for an optical waveguide and an etching mask 104b for the mirror part is formed as shown in Fig. 1 (A). As shown in Fig. 1 (B), the etching mask 104b for the mirror part is all etched until the semiconductor substrate in the area covered with the etching mask 104b for the mirror part is exposed. Further, etching is carried out until the mirror part 112 has a desired depth and then the area covered with the etching mask 104a for the optical waveguide is not etched, so a optical ridge waveguide 110 and the mirror part 112 etched deeper are automatically formed as shown in Fig. 1 (C).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、半導体リングレー
ザの製造方法に関し、特に寿命が長く、単一横モードで
発振する半導体リングレーザの製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor ring laser, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor ring laser having a long life and oscillating in a single transverse mode.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、小型で低しきい値の半導体レーザ
として半導体リングレーザが注目されている。例えば、
特開平７−１３１１２３号公報に開示されている半導体
リングレーザを図４及び図５に示す。2. Description of the Related Art In recent years, a semiconductor ring laser has attracted attention as a small and low threshold semiconductor laser. For example,
FIGS. 4 and 5 show a semiconductor ring laser disclosed in JP-A-7-131123.

【０００３】図４は半導体リングレーザの斜視図であ
り、図中４１０は半導体リングレーザ、４１０ａは上部
電極、４１０ｂは下部電極、４１０ｃはレーザ光出射
面、４１１は半導体基板、４１２は出力取り出し用プリ
ズム、４１５は活性層である。図から分かるように、半
導体レーザ４１０のリッジ導波路は活性層４１５よりも
深くエッチングを行って形成されており、導波路の側面
には活性層４１５が露出している。FIG. 4 is a perspective view of a semiconductor ring laser, in which 410 is a semiconductor ring laser, 410a is an upper electrode, 410b is a lower electrode, 410c is a laser light emitting surface, 411 is a semiconductor substrate, and 412 is an output output. The prism 415 is an active layer. As can be seen from the figure, the ridge waveguide of the semiconductor laser 410 is formed by etching deeper than the active layer 415, and the active layer 415 is exposed on the side surface of the waveguide.

【０００４】このように、導波路をエッチングによって
形成し、再成長などを用いていないため、簡便な工程に
より半導体リングレーザが製造出来る。しかしながら導
波路と空気の屈折率差が大きいため、横モードが単一モ
ードでなく、また、活性層が露出しているため、特にア
ルミを含んだ材料系においては寿命が著しく低下し、し
きい値が増大するという欠点があった。As described above, since a waveguide is formed by etching and regrowth is not used, a semiconductor ring laser can be manufactured by simple steps. However, since the refractive index difference between the waveguide and air is large, the transverse mode is not a single mode, and the active layer is exposed. There is a disadvantage that the value increases.

【０００５】又、例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖａ
ｃｕｕｍ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ
１２（５），Ｓｅｐ／Ｏｃｔ １９９４ ｐｐ．２９
２９−２９３２には、リッジ導波路のエッチングを活性
層の上までとし、ミラー部のみ活性層より深くエッチン
グした半導体リングレーザが記載されている。リッジ導
波路のエッチングを活性層よりも浅くし、ミラー部のみ
活性層より深くエッチングを行って、上記の問題に対応
している。この半導体レーザの製造方法を図５に示す。[0005] Also, for example, Journal of Va
cum Science Technology B
12 (5), Sep / Oct 1994 pp. 29
29-2932 describes a semiconductor ring laser in which the ridge waveguide is etched to above the active layer and only the mirror portion is etched deeper than the active layer. The ridge waveguide is etched shallower than the active layer, and only the mirror portion is etched deeper than the active layer to address the above problem. FIG. 5 shows a method of manufacturing this semiconductor laser.

【０００６】まず図５（Ａ）に示すように、活性層５０
２を有する基板５００上に、リッジ導波路のエッチング
マスク５０４を５００ｎｍ厚の二酸化珪素を用いて形成
する。First, as shown in FIG. 5A, an active layer 50 is formed.
An etching mask 504 for a ridge waveguide is formed on a substrate 500 having a thickness of 2 by using silicon dioxide having a thickness of 500 nm.

【０００７】次に図５（Ｂ）に示すように、ミラー部を
保護するためのレジストパターン５０６を形成する。Next, as shown in FIG. 5B, a resist pattern 506 for protecting the mirror portion is formed.

【０００８】この状態で、図５（Ｃ）に示すように、活
性層の手前まで半導体層をエッチングし、リッジ導波路
を形成する。In this state, as shown in FIG. 5C, the ridge waveguide is formed by etching the semiconductor layer up to just before the active layer.

【０００９】その後、図５（Ｄ）に示すように、全面に
４００ｎｍ厚の二酸化珪素５０８を電子線蒸着によって
成膜する。Then, as shown in FIG. 5D, a 400 nm thick silicon dioxide 508 is formed on the entire surface by electron beam evaporation.

【００１０】次に、図５（Ｅ）に示すように、アセトン
によるリフトオフを行い、ミラー部の二酸化珪素を除去
する。Next, as shown in FIG. 5E, lift-off with acetone is performed to remove silicon dioxide from the mirror portion.

【００１１】その後、図５（Ｆ）に示すように、ミラー
部以外に形成されている二酸化珪素をエッチングマスク
として、活性層より十分深くエッチングを行い、深くエ
ッチングされたミラー部５１０を形成している。[0011] Thereafter, as shown in FIG. 5 (F), etching is performed sufficiently deeper than the active layer using the silicon dioxide formed in portions other than the mirror portion as an etching mask to form a mirror portion 510 which is deeply etched. I have.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ミラー
部のみ深くエッチングするために、リッジ導波路部分と
ミラー部を個別にエッチングしており、工程数の増大を
招いている。However, since only the mirror portion is etched deeply, the ridge waveguide portion and the mirror portion are individually etched, which causes an increase in the number of steps.

【００１３】また、ミラー部のエッチングマスクを二酸
化珪素のリフトオフにて形成しているが、この手法では
パターンのエッジにばりなどがでやすく、半導体層のエ
ッチング時に悪影響を及ぼすことがある。Further, the etching mask of the mirror portion is formed by lift-off of silicon dioxide. However, in this method, burrs or the like are apt to be formed on the edge of the pattern, which may adversely affect the etching of the semiconductor layer.

【００１４】さらに、二酸化珪素の成膜方法として、ス
パッタ等被覆性の高い成膜方法を用いると、パターンの
エッジがなだらかになり、ミラーとして必要な半導体の
垂直エッチングが困難になるため、電子線蒸着など、限
定された手法しか利用できなかった。Further, when a film forming method having a high covering property such as sputtering is used as a film forming method for silicon dioxide, the edge of the pattern becomes gentle, and it becomes difficult to vertically etch a semiconductor required as a mirror. Only limited techniques such as evaporation were available.

【００１５】そこで、本発明は、一回のエッチングによ
って、ミラー部のみが深くエッチングされた構造の半導
体リングレーザを形成することを課題としている。Therefore, an object of the present invention is to form a semiconductor ring laser having a structure in which only a mirror portion is deeply etched by one etching.

【００１６】又、本発明は、一回のエッチングによっ
て、ミラー部のみを深くエッチングする具体的手法を提
供することを課題としている。Another object of the present invention is to provide a specific method for deeply etching only the mirror portion by one etching.

【００１７】又、本発明は、一回のエッチングによっ
て、ミラー部のみを深くエッチングするより簡便な手法
を提供することを課題としている。Another object of the present invention is to provide a simpler method of etching only the mirror portion deeply by one etching.

【００１８】又、本発明は、垂直性および平滑性の高い
エッチング方法を用いることにより、低しきい値の半導
体リングレーザを提供することを課題としている。Another object of the present invention is to provide a low threshold semiconductor ring laser by using an etching method having high perpendicularity and smoothness.

【００１９】又、本発明は、低しきい値で信頼性が高
く、低コストの半導体リングレーザを提供することを課
題としている。Another object of the present invention is to provide a semiconductor ring laser having a low threshold value, high reliability, and low cost.

【００２０】又、本発明は、低コストで高性能の半導体
装置を提供することを課題としている。It is another object of the present invention to provide a low-cost, high-performance semiconductor device.

【００２１】[0021]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の半導体リングレーザーの製造方法は、半導
体基板上に光導波路用エッチングマスクとミラー部用エ
ッチングマスクからなるエッチングマスクパターンを形
成する工程と、形成したエッチングマスクパターンのう
ち、ミラー部用エッチングマスクを全てエッチングした
後もエッチングを行い、ミラー部用エッチングマスクが
被覆していた領域が所望の深さになるまでエッチング
し、かつ光導波路用エッチングマスクに被覆されていた
部分はエッチングされない様にエッチングを行う工程と
を含んでいる。According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor ring laser, comprising: forming an etching mask pattern comprising an etching mask for an optical waveguide and an etching mask for a mirror portion on a semiconductor substrate; And etching, after etching all of the etching mask for the mirror portion of the formed etching mask pattern, etching until the region covered by the etching mask for the mirror portion has a desired depth, and Etching the part covered with the optical waveguide etching mask so as not to be etched.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１（Ｄ）は本発明の製造
法による半導体リングレーザの平面図であり、半導体基
板１００上にリッジ状光導波路１１０、ミラー部１１２
がエッチングによって作製されている。図１（Ａ）乃至
図１（Ｃ）は図１（Ｄ）におけるＡ−Ａ‘断面の製造工
程図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1D is a plan view of a semiconductor ring laser manufactured by the manufacturing method of the present invention, in which a ridge-shaped optical waveguide 110 and a mirror portion 112 are formed on a semiconductor substrate 100.
Are produced by etching. FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a manufacturing process taken along the line AA ′ in FIG. 1D.

【００２３】図１（Ａ）に示すように、活性層１０２を
含む半導体基板１００上に、光導波路用エッチングマス
ク１０４ａ、ミラー部用エッチングマスク１０４ｂから
構成されるエッチングマスクパターン１０４を形成す
る。このエッチングマスクパターン１０４の形成方法と
しては、例えばフォトリソグラフィー法などを用いる事
が出来る。As shown in FIG. 1A, an etching mask pattern 104 composed of an etching mask 104a for an optical waveguide and an etching mask 104b for a mirror portion is formed on a semiconductor substrate 100 including an active layer 102. As a method for forming the etching mask pattern 104, for example, a photolithography method or the like can be used.

【００２４】次に図１（Ｂ）に示すよううに、ミラー部
用エッチングマスク１０４ｂが全てエッチングされ、ミ
ラー部用エッチングマスク１０４ｂに被覆されていた領
域の半導体基板が露出するまでエッチングを行う。この
時点で、ミラー部１１２のみがある程度エッチングされ
た半導体基板上に、光導波路用エッチングマスク１０４
ａが形成されている状態が実現できている。さらにミラ
ー部１１２が所望の深さになるまでエッチングを続行す
ると、光導波路用エッチングマスク１０４ａに被覆され
ている領域はエッチングされないため、図１（Ｃ）に示
すように、リッジ状光導波路１１０、及びより深くエッ
チングされたミラー部１１２が自動的に形成される。Next, as shown in FIG. 1B, etching is performed until the entire etching mask 104b for the mirror portion is etched and the semiconductor substrate in the region covered with the etching mask 104b for the mirror portion is exposed. At this point, the etching mask 104 for an optical waveguide is placed on the semiconductor substrate on which only the mirror portion 112 has been etched to some extent.
The state where a is formed can be realized. When the etching is further continued until the mirror portion 112 reaches a desired depth, the region covered with the etching mask 104a for the optical waveguide is not etched, so that as shown in FIG. And the mirror portion 112 which is etched deeper is automatically formed.

【００２５】具体的には、基板上に形成された光導波路
用エッチングマスクとミラー部用エッチングマスクから
なるエッチングマスクパターンが、互いに異なる選択比
のエッチングマスクより構成されている。光導波路用エ
ッチングマスクとミラー部用エッチングマスクを異なる
選択比の材料で構成し、各々のエッチングマスクの材料
を適宜選定する事により、一回のエッチングでミラー部
のみ深くエッチング出来る。More specifically, the etching mask patterns formed on the substrate, which are composed of the etching mask for the optical waveguide and the etching mask for the mirror portion, are constituted by etching masks having different selectivity from each other. By forming the etching mask for the optical waveguide and the etching mask for the mirror portion with materials having different selectivity and appropriately selecting the material of each etching mask, only the mirror portion can be etched deeply by one etching.

【００２６】又、基板上に形成された光導波路用エッチ
ングマスクとミラー部用エッチングマスクからなるエッ
チングマスクパターンが、互いに異なる厚さのエッチン
グマスクより構成されている。光導波路用エッチングマ
スクとミラー部用エッチングマスクに同じ材料を使用す
ることが出来、使用材料が低減され、コスト的にも有利
である。Further, the etching mask patterns formed on the substrate, which are composed of the etching mask for the optical waveguide and the etching mask for the mirror portion, are constituted by etching masks having different thicknesses from each other. The same material can be used for the etching mask for the optical waveguide and the etching mask for the mirror portion, and the material used is reduced, which is advantageous in cost.

【００２７】又、半導体層をエッチングする方法とし
て、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）、誘導
性結合プラズマエッチング（ＩＣＰ）を用いる。半導体
層のエッチング方法として、反応性イオンビームエッチ
ング（ＲＩＢＥ）や、誘導性結合プラズマエッチング
（ＩＣＰ）を用いることにより、垂直かつ平滑な側面を
有するエッチングを高精度に行うことが出来る。また、
面方位依存性が少ないため、特に半導体リングレーザの
作製に有効である。As a method of etching the semiconductor layer, reactive ion beam etching (RIBE) and inductively coupled plasma etching (ICP) are used. By using reactive ion beam etching (RIBE) or inductively coupled plasma etching (ICP) as a method for etching a semiconductor layer, etching having vertical and smooth side surfaces can be performed with high accuracy. Also,
Since it has little dependence on the plane orientation, it is particularly effective for manufacturing a semiconductor ring laser.

【００２８】以上のように本発明による製造法によれ
ば、寿命が長く、単一横モードで発振する半導体リング
レーザが複雑な作製工程を経ることなく作製出来る。As described above, according to the manufacturing method of the present invention, a semiconductor ring laser having a long lifetime and oscillating in a single transverse mode can be manufactured without going through complicated manufacturing steps.

【００２９】[0029]

【実施例】［第１実施例］本発明の第１実施例として、
ＩｎＰおよびＩｎＧａＡｓＰを積層した半導体レーザ基
板を用いて半導体リングレーザーを作製した例を図２に
示す。[First Embodiment] As a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 shows an example in which a semiconductor ring laser is manufactured using a semiconductor laser substrate in which InP and InGaAsP are stacked.

【００３０】図２（Ａ）に示すように、ｎ−ＩｎＰ基板
２００上にｎ−ＩｎＰクラッド層２０２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層２０４、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＧａＡｓか
らなるノンドープ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０
６、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層２０８、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層２１０、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層２１
２を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により順次エ
ピタキシャル成長して作製したレーザ基板の上に、０．
１μｍ厚の窒化シリコンからなるミラー部用２１４を形
成した後、１．７μｍ厚のフォトレジストからなる光導
波路用エッチングマスク２１６を、フォトリソグラフィ
ー法によって形成した。As shown in FIG. 2A, an n-InP cladding layer 202 and an InGaAs
P light guide layer 204, non-doped multiple quantum well (MQW) active layer 20 composed of InGaAsP and InGaAs
6, p-InGaAsP light guide layer 208, p-InP
Cladding layer 210, p-InGaAsP cap layer 21
2 on a laser substrate produced by sequentially epitaxially growing MOVPE by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE).
After forming the mirror portion 214 made of silicon nitride having a thickness of 1 μm, an etching mask 216 for an optical waveguide made of a photoresist having a thickness of 1.7 μm was formed by photolithography.

【００３１】次に、半導体層のエッチングを行った。本
実施例においてはエッチング装置として電子サイクロト
ロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマを用いたリアクティブイオ
ンビームエッチング（ＲＩＢＥ）装置を使用し、エッチ
ングガスとしては塩素ガスを用いた。ＥＣＲ−ＲＩＢＥ
装置のエッチングチャンバーを３×１０^-6Ｐａの真空度
に到達するまでターボ分子ポンプにて排気した後、塩素
ガスを３ＳＣＣＭ導入し、チャンバー内圧力を１×１０
^-2Ｐａ、ＥＣＲプラズマパワー２００Ｗ、基板温度２８
０℃、加速電圧６５０Ｖの条件においてエッチングを行
った。このエッチング条件は、ＩｎＰ系化合物半導体に
対して垂直性の高いエッチング形状が得られる条件とし
て選択したものである。Next, the semiconductor layer was etched. In this embodiment, a reactive ion beam etching (RIBE) device using electron cyclotron resonance (ECR) plasma was used as an etching device, and chlorine gas was used as an etching gas. ECR-RIBE
After the etching chamber of the apparatus was evacuated with a turbo molecular pump until a vacuum degree of 3 × 10 ⁻⁶ Pa was reached, 3 SCCM of chlorine gas was introduced, and the pressure in the chamber was set at 1 × 10 ⁻⁶ Pa.
^-2 Pa, ECR plasma power 200W, substrate temperature 28
Etching was performed under the conditions of 0 ° C. and an acceleration voltage of 650 V. This etching condition was selected as a condition for obtaining an etching shape having high perpendicularity to the InP-based compound semiconductor.

【００３２】この条件において、図２（Ｂ）に示すよう
に、ミラー部２１８においてｎ−ＩｎＰクラッド層２０
２までエッチングした。この時、導波路部分は、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層２１０の途中までエッチングされてお
り、エッチング面からの活性層の深さは０．３μｍであ
った。光導波路部のフォトレジストを酸素プラズマによ
って剥離した後のＳＥＭ像を図２（Ｃ）に示す。Under this condition, as shown in FIG. 2B, the n-InP cladding layer 20 is formed in the mirror portion 218.
2 was etched. At this time, the waveguide portion is p-I
The nP cladding layer 210 was etched halfway, and the depth of the active layer from the etched surface was 0.3 μm. FIG. 2C shows an SEM image after the photoresist in the optical waveguide portion has been stripped by oxygen plasma.

【００３３】その後、図２（Ｄ）に示すように、全面に
窒化シリコン２００ｎｍをパッシベーション膜として成
膜し、光導波路部の窒化シリコンを除去した後、チタン
５０ｎｍ、金５００ｎｍを順次スパッタ法にて成膜し、
アノード２１３を形成した。さらに裏面を研磨した後、
チタン５０ｎｍ、金５００ｎｍを順次スパッタ法にて成
膜し、カソード２１５として素子を作製した。Thereafter, as shown in FIG. 2D, a 200 nm layer of silicon nitride is formed as a passivation film on the entire surface, the silicon nitride in the optical waveguide is removed, and then 50 nm of titanium and 500 nm of gold are sequentially deposited by sputtering. Film,
An anode 213 was formed. After further polishing the back,
Titanium 50 nm and gold 500 nm were sequentially formed by a sputtering method, and an element was manufactured as the cathode 215.

【００３４】［第２実施例］本発明の第２の実施例とし
て、ＩｎＰおよびＩｎＧａＡｓＰを積層した半導体レー
ザ基板を用いて半導体リングレーザーを作製した例を図
３に示す。[Second Embodiment] As a second embodiment of the present invention, FIG. 3 shows an example in which a semiconductor ring laser is manufactured using a semiconductor laser substrate on which InP and InGaAsP are stacked.

【００３５】図３（Ａ）に示すように、ｎ−ＩｎＰ基板
３００上にｎ−ＩｎＰクラッド層３０２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ光ガイド層３０４、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＧａＡｓか
らなるノンドープ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層３０
６、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層３０８、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層３１０、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層３１
２を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）により順次エ
ピタキシャル成長して作製したレーザ基板の上に、１．
７μｍ厚のフォトレジストからなる光導波路用エッチン
グマスク３１４と０．３μｍ厚のフォトレジストからな
るミラー部用エッチングマスク３１６を、フォトリソグ
ラフィー法によって形成した。次に、半導体層のエッチ
ングを行った。本実施例においてはエッチング装置とし
て電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマを用いた
リアクティブイオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）装置
を使用し、エッチングガスとしては塩素ガスを用いた。
ＥＣＲ−ＲＩＢＥ装置のエッチングチャンバーを３×１
０^-6Ｐａの真空度に到達するまでターボ分子ポンプにて
排気した後、塩素ガスを３ＳＣＣＭ導入し、チャンバー
内圧力を１×１０^-2Ｐａ、ＥＣＲプラズマパワー２００
Ｗ、基板温度２８０℃、加速電圧６５０Ｖの条件におい
てエッチングを行った。このエッチング条件は、ＩｎＰ
系化合物半導体に対して垂直性の高いエッチング形状が
得られる条件として選択したものである。As shown in FIG. 3A, an n-InP cladding layer 302 and an InGaAs
P light guide layer 304, non-doped multiple quantum well (MQW) active layer 30 made of InGaAsP and InGaAs
6, p-InGaAsP light guide layer 308, p-InP
Cladding layer 310, p-InGaAsP cap layer 31
2 was sequentially epitaxially grown by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE) on a laser substrate.
An optical waveguide etching mask 314 made of a 7 μm-thick photoresist and a mirror etching mask 316 made of a 0.3 μm-thick photoresist were formed by photolithography. Next, the semiconductor layer was etched. In this embodiment, a reactive ion beam etching (RIBE) device using electron cyclotron resonance (ECR) plasma was used as an etching device, and chlorine gas was used as an etching gas.
3 × 1 etching chamber of ECR-RIBE system
After evacuating with a turbo molecular pump until a vacuum degree of 0 ^-6 Pa is reached, chlorine gas is introduced at 3 SCCM, the chamber pressure is 1 × 10 ^-2 Pa, and the ECR plasma power is 200
Etching was performed under the conditions of W, a substrate temperature of 280 ° C., and an acceleration voltage of 650 V. This etching condition is InP
This is selected as a condition for obtaining an etching shape having high perpendicularity to the system compound semiconductor.

【００３６】この条件において、図３Ｂに示すよいう
に、ミラー部３１８においてｎ−ＩｎＰクラッド層３０
２までエッチングした。この時、導波路部分は、ｐ−Ｉ
ｎＰクラッド層３１０の途中までエッチングされてお
り、エッチング面からの活性層の深さは０．３μｍであ
った。この時点でのリングレーザのミラー部のＳＥＭ像
を図３（Ｃ）に示す。ミラー部が深くエッチングされて
いる事がはっきりと確認できる。Under these conditions, as shown in FIG. 3B, the n-InP cladding layer 30 is
2 was etched. At this time, the waveguide portion is p-I
Etching was performed partway through the nP cladding layer 310, and the depth of the active layer from the etched surface was 0.3 μm. An SEM image of the mirror portion of the ring laser at this time is shown in FIG. It can be clearly confirmed that the mirror portion is deeply etched.

【００３７】この後、エッチングマスクとして用いたフ
ォトレジストを酸素プラズマによって剥離した。Thereafter, the photoresist used as an etching mask was stripped by oxygen plasma.

【００３８】そして、図３（Ｄ）に示すように、全面に
窒化シリコン２００ｎｍをパッシベーション膜として成
膜し、光導波路部の窒化シリコンを除去した後、チタン
５０ｎｍ、金５００ｎｍを順次スパッタ法にて成膜し、
アノード３１３を形成した。さらに、裏面を研磨した
後、チタン５０ｎｍ、金５００ｎｍを順次スパッタ法に
て成膜し、カソードとして素子を作製した。Then, as shown in FIG. 3D, 200 nm of silicon nitride is formed as a passivation film on the entire surface, and after removing silicon nitride in the optical waveguide portion, 50 nm of titanium and 500 nm of gold are sequentially deposited by sputtering. Film,
An anode 313 was formed. Furthermore, after polishing the back surface, 50 nm of titanium and 500 nm of gold were sequentially formed into a film by a sputtering method, and an element was manufactured as a cathode.

【００３９】[0039]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、一回の半
導体層エッチングによって光導波路部とミラー部の深さ
の違う半導体リングレーザを形成する事が出来る。According to the present invention described above, it is possible to form a semiconductor ring laser having different optical waveguide portions and mirror portions by a single etching of the semiconductor layer.

【００４０】また、光導波路用エッチングマスクとミラ
ー部用エッチングマスクを異なる選択比の材料で構成
し、各々のエッチングマスクの材料を適宜選定する事に
より、一回のエッチングでミラー部のみ深くエッチング
出来る。Further, by forming the etching mask for the optical waveguide and the etching mask for the mirror portion with materials having different selectivity and appropriately selecting the material of each etching mask, only the mirror portion can be etched deeply by one etching. .

【００４１】さらに、光導波路用のエッチングマスクと
ミラー部用のエッチングマスクに同一の材質を使用する
事が出来、プロセス的に簡便になり、コストの低減が実
現できる。Further, since the same material can be used for the etching mask for the optical waveguide and the etching mask for the mirror portion, the process can be simplified and the cost can be reduced.

【００４２】更に、垂直性および平滑性の高いエッチン
グ方法を用いることにより、低しきい値の半導体リング
レーザが実現できる。Further, by using an etching method having high perpendicularity and smoothness, a semiconductor ring laser having a low threshold value can be realized.

【００４３】このように、本発明によれば、低しきい値
で信頼性が高く、低コストの半導体リングレーザが実現
できる。また、低コストで高性能の半導体装置が実現で
きる。As described above, according to the present invention, a low-cost semiconductor ring laser with low threshold value and high reliability can be realized. Further, a high-performance semiconductor device can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の概念を示す図FIG. 1 is a diagram showing the concept of the present invention.

【図２】本発明の第１の実施例の製造工程を示す図FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第２の実施例の製造工程を示す図FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process according to a second embodiment of the present invention.

【図４】従来の半導体リングレーザの図FIG. 4 is a diagram of a conventional semiconductor ring laser.

【図５】従来の半導体リングレーザの製造工程を示す図FIG. 5 is a diagram showing a manufacturing process of a conventional semiconductor ring laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ 半導体基板 １０２ 活性層 １０４ エッチングマスク １０４ａ 光導波路用エッチングマスク １０４ｂ ミラー部用エッチングマスク １１０ リッジ状光導波路 １１２ ミラー部 ２００ ｎ−ＩｎＰ基板 ２０２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ２０４ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ２０６ 多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層 ２０８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ２１０ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ２１２ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 ２１３ アノード ２１４ 窒化シリコンからなるミラー部用エッチングマ
スク ２１５ カソード ２１６ フォトレジストからなる光導波路用エッチング
マスク ２１８ コーナーミラー部 ３００ ｎ−ＩｎＰ基板 ３０２ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ３０４ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ３０６ 多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層 ３０８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層 ３１０ ｐ−ＩｎＰクラッド層 ３１２ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 ３１３ アノード ３１４ フォトレジストからなる光導波路用エッチング
マスク ３１５ カソード ３１６ フォトレジストからなるミラー部用エッチング
マスク ３１８ コーナーミラー部 ４１０ 半導体リングレーザ ４１０ａ 上部電極 ４１０ｂ 下部電極 ４１０ｃ レーザ出射面 ４１１ 半導体基板 ４１２ 出力取り出し用プリズム ４１５ 活性層 ５００ 基板 ５０２ 活性層 ５０４ リッジ導波路のエッチングマスク ５０６ ミラー部保護レジストパターン ５０８ 二酸化珪素 ５１０ 深くエッチングされたミラー部REFERENCE SIGNS LIST 100 semiconductor substrate 102 active layer 104 etching mask 104 a etching mask for optical waveguide 104 b etching mask for mirror section 110 ridge-shaped optical waveguide 112 mirror section 200 n-InP substrate 202 n-InP cladding layer 204 n-InGaAsP optical guide layer 206 multiple quantum Well (MQW) active layer 208 p-InGaAsP light guide layer 210 p-InP cladding layer 212 p-InGaAsP cap layer 213 anode 214 etching mask for mirror part made of silicon nitride 215 cathode 216 etching mask for optical waveguide made of photoresist 218 Corner mirror part 300 n-InP substrate 302 n-InP cladding layer 304 n-InGaAsP light guide layer 306 Multiple quantum well (MQW) active layer 30 Reference Signs List 8 p-InGaAsP light guide layer 310 p-InP clad layer 312 p-InGaAsP cap layer 313 anode 314 Photomask etching mask for optical waveguide 315 Cathode 316 Etching mask for mirror part made of photoresist 318 Corner mirror part 410 Semiconductor ring Laser 410a Upper electrode 410b Lower electrode 410c Laser emission surface 411 Semiconductor substrate 412 Output extraction prism 415 Active layer 500 Substrate 502 Active layer 504 Ridge waveguide etching mask 506 Mirror protection resist pattern 508 Silicon dioxide 510 Deep etched mirror

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 半導体基板上に光導波路用エッチングマ
スクとミラー部用エッチングマスクからなるエッチング
マスクパターンを形成する工程と、 形成したエッチングマスクパターンのうち、ミラー部用
エッチングマスクを全てエッチングした後もエッチング
を行い、ミラー部用エッチングマスクが被覆していた領
域が所望の深さになるまでエッチングし、かつ光導波路
用エッチングマスクに被覆されていた部分はエッチング
されない様にエッチングを行う工程とを含むことを特徴
とする半導体リングレーザの製造方法。1. A step of forming an etching mask pattern comprising an etching mask for an optical waveguide and an etching mask for a mirror portion on a semiconductor substrate, and after etching all the etching masks for the mirror portion in the formed etching mask patterns. Performing etching until the region covered by the mirror portion etching mask is etched to a desired depth, and performing etching so that the portion covered by the optical waveguide etching mask is not etched. A method for manufacturing a semiconductor ring laser. 【請求項２】 基板上に形成された光導波路用エッチン
グマスクの選択比は、ミラー部用エッチングマスクから
なるエッチングマスクパターンの選択比と異なることを
特徴とする請求項１記載の半導体リングレーザの製造方
法。2. The semiconductor ring laser according to claim 1, wherein the selectivity of the etching mask for the optical waveguide formed on the substrate is different from the selectivity of the etching mask pattern formed of the etching mask for the mirror portion. Production method. 【請求項３】 基板上に形成された光導波路用エッチン
グマスクの厚さは、ミラー部用エッチングマスクからな
るエッチングマスクパターンの厚さと異なることを特徴
とする請求項１記載の半導体リングレーザの製造方法。3. The semiconductor ring laser according to claim 1, wherein the thickness of the etching mask for the optical waveguide formed on the substrate is different from the thickness of the etching mask pattern formed of the etching mask for the mirror portion. Method. 【請求項４】 半導体層を、反応性イオンビームエッチ
ング（ＲＩＢＥ）、または誘導性結合プラズマエッチン
グ（ＩＣＰ）によってエッチングすることを特徴とする
請求項１記載の半導体リングレーザの製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the semiconductor layer is etched by reactive ion beam etching (RIBE) or inductively coupled plasma etching (ICP). 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一つに記載さ
れた半導体リングレーザの製造方法を用いて製造される
ことを特徴とする半導体リングレーザ。5. A semiconductor ring laser manufactured by using the method for manufacturing a semiconductor ring laser according to claim 1. 【請求項６】 請求項５記載の半導体リングレーザを構
成部分の一部とするか、又は該半導体リングレーザを使
用することを特徴とする半導体装置。6. A semiconductor device comprising the semiconductor ring laser according to claim 5 as a part of a constituent part or using the semiconductor ring laser.