JPH05114763A - 半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents

半導体レ−ザの製造方法

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JPH05114763A
JPH05114763A JP8287691A JP8287691A JPH05114763A JP H05114763 A JPH05114763 A JP H05114763A JP 8287691 A JP8287691 A JP 8287691A JP 8287691 A JP8287691 A JP 8287691A JP H05114763 A JPH05114763 A JP H05114763A
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JP
Japan
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semiconductor laser
electrode
manufacturing
insulating film
plating
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Application number
JP8287691A
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English (en)
Inventor
Yuko Yamamoto
優子 山本
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 寄生容量を制御することにより、高速変調
(3Gb/s以上)可能なレ−ザの製造方法を提供す
る。 【構成】 ダブルヘテロ構造多層半導体の上に電流注入
のための窓を有する絶縁膜とその上に金属電極を形成す
る半導体レ−ザの製造方法において、前記窓に必要最小
幅のストライブ状電極を形成する工程及び該電極の上部
にのみ10μm以上のAuメッキ厚を形成する工程を含
む半導体レ−ザの製造方法であり、具体的には、SiO
2膜10を成長させた上に電流を流すコンタクト部11
を形成する。そして、メサストライプ22の上部にのみ
Cr−Au12、Ti−Pt−Au13及び厚さ10μ
m程度のAuメッキ15を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レ−ザの製造方
法に関し、特に、寄生容量を制御し、高速変調(3Gb
/s以上)を可能とする半導体レ−ザの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバ−通信の高ビットレ−
ト化に伴い、高速変調が可能な半導体レ−ザの要請が強
まってきているが、従来のこの種半導体レ−ザでは、寄
生容量が非常に大きく、その結果として、変調速度が2
Gb/s程度であり、また、高変調速度であるといって
も、2.4Gb/s程度であり、これが限界である。
【0003】従来のこの種半導体レ−ザの製造工程につ
いて簡単に説明すると、まず、ダブルヘテロ構造を有す
る半導体ウエハをLPE等の結晶成長方法により作成す
る。次いで、この半導体ウエハの上面に、寄生容量低減
のため、発光部分を挟んで両側にメサ溝を形成し、Si
2等の絶縁膜を形成した後、コンタクト窓を形成し、
上記ウエハ表面全面にわたって電極を形成している。こ
の半導体レ−ザは、その変調速度が2Gb/s程度のも
のである。
【0004】この変調速度を更に向上させた半導体レ−
ザの一例として、上記半導体ウエハの電極部分を、ワイ
ヤ−ボンデイングを行うパッド部分のみを残し、他の部
分は、絶縁膜が露出する構造の半導体レ−ザが知られて
いる。この半導体レ−ザを図3に基づいて説明すると、
図3のa〜eは、その製造工程を示す縦断面図であり、
図3のfは、図3のeの上面図である。
【0005】以下、図3のa〜eに基づき、その製造工
程順にしたがって、説明する。まず、図3のaに示すよ
うに、N−InP基板1上に、N−InGaAsPガイ
ド層3、InGaAsP活性層4、P−InPクラッド
層5を順に結晶成長させ、次いで、2つの平行な溝21
とそれによって挟まれるメサストライプ22をエッチン
グにより形成し、その後、メサストライプ22の上部を
除いてP−InPブロック層6及びN−InPブロック
層7を、そして、全面にP−InP層8及びP−InG
aAsPキャップ層9をそれぞれLPE法により形成
し、ダブルヘテロ構造の半導体レ−ザを得る。
【0006】次に、図3のbに示すように、チャンネル
部14、114をエッチングにより形成し、絶縁膜とし
てのSiO210を成長させ、その上に電流を流すコン
タクト部11をエッチングにより形成する。そして、図
3のcに示すように、その上にCr−Au12でコンタ
クト部11を少なくとも覆うように形成し、更に、N−
InP基板1の下にAuGe−AuNiからなる電極2
0を形成する。
【0007】次に、図3のdに示すように、その上にT
i−Pt−Au13でチャンネル部14、114を少な
くとも覆うように形成した後、ワイヤ−をボンディング
するパッド部分(直径100φ)に相当するAuメッキ
115、215の部分のみを残し(図3のf参照)、図
3のeに示すように、その残った電極の上に厚さ5μm
程度のAuメッキ15を形成する。
【0008】上記図3のa〜eで製造される従来の半導
体レ−ザは、図3のf(図3のeの上面図)に示すよう
に、発光部分の上部及びパッド部分を残し他の部分は、
SiO210が露出している構造のものであり、この半
導体レ−ザは、その変調速度が2.4Gb/s程度のも
のである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レ−ザ−
では、上記したとおり、寄生容量の低減が不十分であ
り、その結果として、従来のパッド構造電極を採用した
半導体レ−ザにおいても、その変調速度が2.4Gb/
s程度であり、これが限度である。また、パッド構造電
極を有さない前記従来の半導体レ−ザにおいては、同じ
く前述したとおり、その変調特性は更に劣り、たかだか
2Gb/s程度である。
【0010】この変調速度として、3Gb/s以上とす
ることを目標とすると、この解決手段としては、電極表
面積を更に最小限にする必要がある。しかしながら、従
来の半導体レ−ザにおいて、発光部分の上部にワイヤ−
ボンディングを行ない、電極面積を最小化しようとする
と、発光部分にストレスがかかり、その結果、L−I特
性において、キンクの発生及び信頼性の点で問題が生ず
る。
【0011】本発明は、上記問題点を解消し、そして、
3Gb/s以上の高速変調可能で、かつ、L−I特性及
び歩留まりが良好であり、しかも、信頼性に優れた半導
体レ−ザの製造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】そして、本発明は、上記
目的を達成する手段として、ダブルヘテロ構造多層半導
体の上に電流注入のための窓を有する絶縁膜とその上に
金属電極を形成する半導体レ−ザの製造方法において、
前記窓に必要最小幅のストライブ状電極を形成する工程
及び該電極の上部にのみ5μm以上のAuメッキ厚を形
成する工程を含むことを特徴とする半導体レ−ザの製造
方法である。
【0013】本発明は、前述した従来の半導体レ−ザの
製造方法に対し、半導体ウエハの電極面積を必要最小限
に抑え、かつ、半導体レ−ザ−チップに電流を流すため
のワイヤ−ボンディング時に半導体レ−ザにストレスを
与えない電極を形成するという点で相違する。
【0014】
【作用】即ち、本発明は、必要最小幅のストライブ状電
極を形成し、電極面積を極めて小さくすることにより、
寄生容量を低減し、その結果、高速変調を可能にし、こ
の高速変調において、十分良好なアイパタ−ンが得ら
れ、十分な高速応答性が得られる作用が生ずる。また、
本発明は、Auメッキ厚を従来の5μmからそれ以上に
することが好ましい。より好ましくは、10μm程度、
叉は、10μm以上である。このようなAuメッキ厚に
することにより、ワイヤ−ボンディング後においても十
分良好なL−I特性及び高信頼性が得られる作用が生ず
る。
【0015】
【実施例】次に、図1及び図2に基づいて、本発明を詳
細に説明する。図1は、本発明の実施例1の半導体レ−
ザを説明するための図であって、図1のa〜eは、その
製造工程の縦断面図であり、図1のfは、図1のeの上
面図である。また、図2は、本発明の実施例2の半導体
レ−ザを説明するための図であって、図2のa〜eは、
その製造工程の縦断面図であり、図2のfは、図2のe
の上面図である。
【0016】(実施例1)この実施例は、図3のa〜e
に示す前記従来の半導体レ−ザにおいて、パッド部を作
成しない構造のものである。以下、図1のa〜eに基づ
き、その製造工程順にしたがって、説明する。まず、図
1のaに示すように、N−InP基板1上に、N−In
GaAsPガイド層3、InGaAsP活性層4、P−
InPクラッド層5を順に結晶成長させ、次いで、2つ
の平行な溝21とそれによって挟まれるメサストライプ
22をエッチングにより形成し、その後、メサストライ
プ22の上部を除いて、P−InPブロック層6及びN
−InPブロック層7を、そして、全面にP−InP層
8及びP−InGaAsPキャップ層9をそれぞれLP
E法により形成し、ダブルヘテロ構造の半導体レ−ザを
得る。
【0017】次に、図1のbに示すように、チャンネル
部14、114をエッチングにより形成し、絶縁膜とし
てのSiO210を成長させ、その上に電流を流すコン
タクト部11をエッチングにより形成する。そして、図
1のcに示すように、その上にCr−Au12でコンタ
クト部11を少なくとも覆うように形成し、更に、N−
InP基板1の下にAuGe−AuNiからなる電極2
0を形成する。
【0018】次に、図1のdに示すように、その上にT
i−Pt−Au13でチャンネル部14、114を少な
くとも覆うように形成し、次いで、図3のeに示すよう
に、その残った電極の上に厚さ10μm程度のAuメッ
キ15を形成する。
【0019】図1のfは、図1のeの上面図であり、発
光部分の上部のみ残し他の部分は、SiO210が露出
している。このように製造した半導体レ−ザの変調特性
を測定したところ、6Gb/sNRZ変調において、十
分良好なアイパタ−ンが得られ、十分な高速応答性が得
られる。また、Auメッキ厚を従来の5μmから10μ
mにすることにより、ワイヤ−ボンディング(但し、ワ
イヤ−はリボンワイヤ−を使用した。)後においても、
十分良好なL−I特性及び信頼性が得られる。
【0020】(実施例2)図2のa〜fは、本発明の第
2の実施例を示す図である。前記実施例1は、Ti−P
t−Au13でチャンネル部14、114を少なくとも
覆うように形成し(図1のd参照)、その上にAuメッ
キ15を形成させる(図3のe参照)のに対し、この実
施例2は、図2のcで形成したCr−Au12の上部に
のみTi−Pt−Au13を形成させ、チャンネル部1
4、114を覆うように形成させない点(図2のd参
照)及びそのTi−Pt−Au13上にAuメッキ15
を形成させる点(図2のe参照)で両者相違する。そし
て、実施例2は、このTi−Pt−Au13の形成箇所
及びAuメッキ15の形成箇所を除いて前記実施例1と
同一であり、重複するので、図2のa〜fに基づく説明
は省略する。
【0021】前記実施例1においては、非常に優れた特
性を有するが、変調速度10Gb/S以上の高速変調が
必要な場合においては、不十分である。これに対して、
実施例2においては、更に電極面積を小さくすることが
でき、これによって、寄生容量をより一層低減させるこ
とができ、そして、Auメッキ厚を10μm以上にする
ことにより、ワイヤ−ボンディング時のストレスを回避
することができる。
【0022】この実施例2において形成した半導体レ−
ザにおいては、10Gb/sNRZ変調において、十分
良好なアイパタ−ンが得られ、十分な高速応答特性が得
られる。また、ワイヤ−ボンディング(但し、ワイヤ−
はリボンワイヤ−を使用した。)後においても、十分良
好なL−I特性及び信頼性が得られる。更に、この実施
例2は、電極面積を極めて小さくすることにより、10
Gb/s以上の非常に速い変調特性を有する半導体チッ
プを安定に提供することが可能になるという利点があ
る。
【0023】
【効果】本発明は、以上詳記したように、半導体レ−ザ
の製造方法において、少なくとも絶縁膜を施し、表面の
電極を製造上必要最小限の大きさに形成し、この電極部
分のみを残し、他の部分は、絶縁膜を露出させることに
より、半導体レ−ザ素子の寄生容量を減少させ、その構
造により、変調特性を大幅に改善できるという顕著な効
果が生ずる。また、本発明は、Auメッキ厚を従来の5
μmからそれ以上にすることにより、良好なL−I特性
及び高信頼性が得られる効果が生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の実施例1の半導体レ−ザを
説明するための図であり、そのうち、図1のa〜eは、
その製造工程の縦断面図、図1のfは、その上面図であ
る。
【図2】 図2は、本発明の実施例2の半導体レ−ザを
説明するための図であり、そのうち、図2のa〜eは、
その製造工程の縦断面図、図2のfは、その上面図であ
る。
【図3】 図3は、従来の半導体レ−ザを説明するため
の図であり、そのうち、図3のa〜eは、その製造工程
の縦断面図、図3のfは、その上面図である。
【符号の説明】
1 N−InP基板 21 溝 22 メサストライプ 3 N−InGaAsPガイド層 4 InGaAsP活性層 5 P−InPクラッド層 6 P−InPブロック層 7 N−InPブロック層 8 P−InP層 9 P−InGaAsPキャップ層 10 SiO2膜 11 コンタクト部 12 Cr−Au 13 Ti−Pt−Au 14 チャンネル部 114 チャンネル部 15 Auメッキ 115 Auメッキ 215 Auメッキ 20 AuGe−AuNi
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月30日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の半導体レーザの製造工程(a)〜
(c)の工程順縦断面図。
【図2】図1に続く製造工程(d)〜(e)の工程順縦
断面図。
【図3】図1(e)の上面図。
【図4】実施例2の半導体レーザの製造工程(a)〜
(c)の工程順縦断面図。
【図5】図4に続く製造工程(d)〜(e)の工程順縦
断面図。
【図6】図5(e)の上面図。
【図7】従来の半導体レーザの製造工程(a)〜(c)
の工程順縦断面図。
【図8】図7に続く工程(d)〜(e)の製造工程順縦
断面図。
【図9】図8(e)の上面図。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図5】
【図4】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダブルヘテロ構造多層半導体の上に電流
    注入のための窓を有する絶縁膜とその上に金属電極を形
    成する半導体レ−ザの製造方法において、前記窓に必要
    最小幅のストライブ状電極を形成する工程及び該電極の
    上部にのみ5μm以上のAuメッキ厚を形成する工程を
    含むことを特徴とする半導体レ−ザの製造方法。
  2. 【請求項2】 上記Auメッキ厚が10μm程度である
    請求項1に記載の半導体レーザの製造方法。
JP8287691A 1991-03-25 1991-03-25 半導体レ−ザの製造方法 Pending JPH05114763A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6583510B2 (en) 2001-02-19 2003-06-24 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with varying thickness gold electrode
US6654397B2 (en) 2000-08-31 2003-11-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device and manufacturing method thereof
CN100364189C (zh) * 2004-01-30 2008-01-23 夏普株式会社 半导体激光及其制造方法
CN100399655C (zh) * 2005-04-22 2008-07-02 夏普株式会社 半导体激光器

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