JPH06216470A - 半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
半導体発光素子の製造方法Info
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- JPH06216470A JPH06216470A JP2188293A JP2188293A JPH06216470A JP H06216470 A JPH06216470 A JP H06216470A JP 2188293 A JP2188293 A JP 2188293A JP 2188293 A JP2188293 A JP 2188293A JP H06216470 A JPH06216470 A JP H06216470A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高性能な半導体発光素子を再現性良く、また
生産性良く製造できる半導体発光素子の製造方法を提供
する。 【構成】 ３−５族化合物半導体基板２１上に、３−５
族化合物半導体層２２、２３、２４、２５を積層してエ
ピウェハを形成し、次いで、前記エピウェハに光導波路
および電流狭窄層を形成する工程を有する半導体発光素
子の製造方法において、エピウェハの発光領域近傍２８
を酸化することにより光導波路および電流狭窄層を形成
する。
生産性良く製造できる半導体発光素子の製造方法を提供
する。 【構成】 ３−５族化合物半導体基板２１上に、３−５
族化合物半導体層２２、２３、２４、２５を積層してエ
ピウェハを形成し、次いで、前記エピウェハに光導波路
および電流狭窄層を形成する工程を有する半導体発光素
子の製造方法において、エピウェハの発光領域近傍２８
を酸化することにより光導波路および電流狭窄層を形成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体発光素子の製造
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来の半導体発光素子の製造方法を半導体
レーザ素子について説明する。半導体レーザ素子には、
一般に以下の特性が要求される。即ち、 １）レーザ光を効率よく発生させること。 そのためには、誘導放出により発生した光と注入された
キャリアの相互作用を強くすることが必要になる。 ２）発生したレーザ光を他の光素子、例えば光ファイ
バ、光回路素子などに高効率で結合できること。 そのためには、半導体レーザ素子内の光の界分布が、結
合させようとする光素子の界分布に近いことが必要にな
る。
レーザ素子について説明する。半導体レーザ素子には、
一般に以下の特性が要求される。即ち、 １）レーザ光を効率よく発生させること。 そのためには、誘導放出により発生した光と注入された
キャリアの相互作用を強くすることが必要になる。 ２）発生したレーザ光を他の光素子、例えば光ファイ
バ、光回路素子などに高効率で結合できること。 そのためには、半導体レーザ素子内の光の界分布が、結
合させようとする光素子の界分布に近いことが必要にな
る。
【０００３】これらの要求を実現するために、種々の半
導体レーザ素子の構造が提案されているが、それらの一
つに、図４に示すような、埋め込み（Buried Heterostr
ucture：ＢＨ）型半導体レーザ素子がある。このＢＨ型
半導体レーザ素子には、次のような特徴がある。即ち、 １）発光領域１の屈折率が他の領域に比べて高くなって
いるため、光が発光領域１に閉じ込められる。 ２）ｐ−ブロック層２、ｎ−ブロック層３により縦方向
にｐｎｐまたはｎｐｎ接合となるため、電流は発光領域
１に集中して流れる。従って、発光領域１のキャリア密
度を高めることができる。４はｎ型基板、５はｐ型クラ
ッド層である。 ３）発行領域１の寸法及び屈折率を適当に選ぶことによ
り、光素子との光結合の効率を最適化することができ
る。
導体レーザ素子の構造が提案されているが、それらの一
つに、図４に示すような、埋め込み（Buried Heterostr
ucture：ＢＨ）型半導体レーザ素子がある。このＢＨ型
半導体レーザ素子には、次のような特徴がある。即ち、 １）発光領域１の屈折率が他の領域に比べて高くなって
いるため、光が発光領域１に閉じ込められる。 ２）ｐ−ブロック層２、ｎ−ブロック層３により縦方向
にｐｎｐまたはｎｐｎ接合となるため、電流は発光領域
１に集中して流れる。従って、発光領域１のキャリア密
度を高めることができる。４はｎ型基板、５はｐ型クラ
ッド層である。 ３）発行領域１の寸法及び屈折率を適当に選ぶことによ
り、光素子との光結合の効率を最適化することができ
る。
【０００４】次に、図５により、ＩｎＰ系半導体を用い
たＢＨ型半導体レーザ素子の製造方法について説明す
る。即ち、 １）先ず、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に、順次、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層１２、ＧａＩｎＡｓＰ活性層１３、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１４を成長させる（図５（ａ））。 ２）次いで、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４上にＳｉＯ2 か
らなる誘電体ストライプ１５を形成し、この誘電体スト
ライプ１５をマスクとしてエッチングによりメサを形成
する（図５（ｂ））。 ３）次いで、誘電体ストライプ１５をマスクとして、メ
サの両側をｐ−ＩｎＰブロック層１６、ｎ−ＩｎＰブロ
ック層１７で埋め込む（図５（ｃ））。 ４）次いで、誘電体ストライプ１５を除去し、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１８、ｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層１
９を成長させる（図５（ｄ））。
たＢＨ型半導体レーザ素子の製造方法について説明す
る。即ち、 １）先ず、ｎ−ＩｎＰ基板１１上に、順次、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層１２、ＧａＩｎＡｓＰ活性層１３、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１４を成長させる（図５（ａ））。 ２）次いで、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４上にＳｉＯ2 か
らなる誘電体ストライプ１５を形成し、この誘電体スト
ライプ１５をマスクとしてエッチングによりメサを形成
する（図５（ｂ））。 ３）次いで、誘電体ストライプ１５をマスクとして、メ
サの両側をｐ−ＩｎＰブロック層１６、ｎ−ＩｎＰブロ
ック層１７で埋め込む（図５（ｃ））。 ４）次いで、誘電体ストライプ１５を除去し、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１８、ｐ−ＧａＩｎＡｓＰコンタクト層１
９を成長させる（図５（ｄ））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ＢＨ型半導体レーザ素子の製造方法には次のような問題
があった。即ち、 １）メサの形成に関して、単一モードで発振させるため
に、幅および高さをサブミクロンの精度で加工する必要
がある。 ２）メサ構造をｐ−ブロック層、ｎ−ブロック層により
埋め込む際に、埋め込み形状がメサの形状並びに成長条
件により微妙に変化し、レーザの特性、信頼性の再現性
がとぼしかった。 ３）ダブルヘテロエピタキシャル成長、埋め込み成長、
上クラッド層成長と３回にわけて結晶成長をおこなう必
要がある。 このように、従来の製造方法では、高精度のメサ加工、
および３回の結晶成長が必要になり、再現性が悪く、コ
ストが上昇するという問題があった。
ＢＨ型半導体レーザ素子の製造方法には次のような問題
があった。即ち、 １）メサの形成に関して、単一モードで発振させるため
に、幅および高さをサブミクロンの精度で加工する必要
がある。 ２）メサ構造をｐ−ブロック層、ｎ−ブロック層により
埋め込む際に、埋め込み形状がメサの形状並びに成長条
件により微妙に変化し、レーザの特性、信頼性の再現性
がとぼしかった。 ３）ダブルヘテロエピタキシャル成長、埋め込み成長、
上クラッド層成長と３回にわけて結晶成長をおこなう必
要がある。 このように、従来の製造方法では、高精度のメサ加工、
および３回の結晶成長が必要になり、再現性が悪く、コ
ストが上昇するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した半導体発光素子の製造方法を提供するもので、３
−５族化合物半導体基板上に、３−５族化合物半導体層
を積層してエピウェハを形成し、次いで、前記エピウェ
ハに光導波路および電流狭窄層を形成する工程を有する
半導体発光素子の製造方法において、エピウェハの発光
領域近傍を酸化することにより光導波路および電流狭窄
層を形成することを特徴とするものである。
決した半導体発光素子の製造方法を提供するもので、３
−５族化合物半導体基板上に、３−５族化合物半導体層
を積層してエピウェハを形成し、次いで、前記エピウェ
ハに光導波路および電流狭窄層を形成する工程を有する
半導体発光素子の製造方法において、エピウェハの発光
領域近傍を酸化することにより光導波路および電流狭窄
層を形成することを特徴とするものである。
【０００７】
【作用】一般に、半導体発光素子の材料となる３−５族
化合物半導体（おもにＧａＡｓ系およびＩｎＰ系）は、
酸化することにより、酸化前に比較してきわめて高い電
気抵抗および低い屈折率を示す。本発明は３−５族化合
物半導体のこの性質を利用したものでる。そこで、上述
のように、３−５族化合物半導体からなるエピウェハの
発光領域近傍を酸化すると、発光領域に比較してその近
傍の電気抵抗が高くなり、屈折率が低くなるため、効率
よく光および電流を閉じ込めることができる。従って、
本発明によれば、メサを形成する必要がなくなるので、
一回の結晶成長および酸化工程により、高性能な半導体
発光素子を再現性良く、また生産性良く製造できる。な
お、３−５族化合物半導体の酸化については、陽極酸化
法を用いると、大面積のウェハに容易に均一な酸化膜を
形成することができる。また、発光領域となるところだ
けに誘電体マスクを形成しておくと、選択的に酸化膜を
形成でき、酸化される領域の形状は、マスクの形状精度
だけで精度良くきめることができる。
化合物半導体（おもにＧａＡｓ系およびＩｎＰ系）は、
酸化することにより、酸化前に比較してきわめて高い電
気抵抗および低い屈折率を示す。本発明は３−５族化合
物半導体のこの性質を利用したものでる。そこで、上述
のように、３−５族化合物半導体からなるエピウェハの
発光領域近傍を酸化すると、発光領域に比較してその近
傍の電気抵抗が高くなり、屈折率が低くなるため、効率
よく光および電流を閉じ込めることができる。従って、
本発明によれば、メサを形成する必要がなくなるので、
一回の結晶成長および酸化工程により、高性能な半導体
発光素子を再現性良く、また生産性良く製造できる。な
お、３−５族化合物半導体の酸化については、陽極酸化
法を用いると、大面積のウェハに容易に均一な酸化膜を
形成することができる。また、発光領域となるところだ
けに誘電体マスクを形成しておくと、選択的に酸化膜を
形成でき、酸化される領域の形状は、マスクの形状精度
だけで精度良くきめることができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる半導体発光
素子の製造方法の一実施例である、ＧａＡｓ系半導体レ
ーザ素子の製造工程説明図である。その工程は以下の通
りである。即ち、 １）ｐ−ＧａＡｓ基板２１上に、順次、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２２、ＡｌＧａＡｓ活性層２３、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層２４、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層２
５を成長させる（図１（ａ））。 ２）ｎ−ＧａＡｓコンタクト層２５上に、ＳｉＯ2 から
なる誘電体ストライプ２６を形成する（図１（ｂ））。 ３）次いで、ｐ−ＧａＡｓ基板２１の裏側にｐ電極２７
を形成した後、白金を陰極とし、ＡＧＷ液（酒石酸やク
エン酸の緩衝水溶液とグリコールを混合した液）によ
り、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２まで陽極酸化を行
う。この工程により、光閉じ込め兼電流閉じ込め層２８
が形成される（図１（ｃ））。 ４）最後に、誘電体ストライプ２６を除去し、ｎ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層２５上にｎ電極２９を形成する（図１
（ｄ））ことにより埋め込み型レーザ素子ができる。 ここで、図２に示すように、陽極酸化の時間を調整し
て、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２４において陽極酸化
を止めると、リッジ型導波路レーザ素子を形成すること
もできる。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にか
かる他の実施例である面発光半導体レーザ素子の斜視
図、Ａ−Ａ断面図である。本実施例では、図２と同様に
ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２４まで酸化させている。
なお、図１（ｃ）に示したように、ｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層２２まで酸化させてもよいことは、言うまでも
ない。なお、上記実施例では、ＧａＡｓ系の半導体レー
ザ素子のｐ型基板を使用したが、ｎ型基板を用いてもよ
く、また、ＩｎＰ系半導体を用いてもよい。さらに、本
発明は、半導体レーザ素子に限定されず、発光ダイード
にも適用できる。
を詳細に説明する。図１は、本発明にかかる半導体発光
素子の製造方法の一実施例である、ＧａＡｓ系半導体レ
ーザ素子の製造工程説明図である。その工程は以下の通
りである。即ち、 １）ｐ−ＧａＡｓ基板２１上に、順次、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２２、ＡｌＧａＡｓ活性層２３、ｎ−Ａｌ
ＧａＡｓクラッド層２４、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層２
５を成長させる（図１（ａ））。 ２）ｎ−ＧａＡｓコンタクト層２５上に、ＳｉＯ2 から
なる誘電体ストライプ２６を形成する（図１（ｂ））。 ３）次いで、ｐ−ＧａＡｓ基板２１の裏側にｐ電極２７
を形成した後、白金を陰極とし、ＡＧＷ液（酒石酸やク
エン酸の緩衝水溶液とグリコールを混合した液）によ
り、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２２まで陽極酸化を行
う。この工程により、光閉じ込め兼電流閉じ込め層２８
が形成される（図１（ｃ））。 ４）最後に、誘電体ストライプ２６を除去し、ｎ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層２５上にｎ電極２９を形成する（図１
（ｄ））ことにより埋め込み型レーザ素子ができる。 ここで、図２に示すように、陽極酸化の時間を調整し
て、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２４において陽極酸化
を止めると、リッジ型導波路レーザ素子を形成すること
もできる。図３（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にか
かる他の実施例である面発光半導体レーザ素子の斜視
図、Ａ−Ａ断面図である。本実施例では、図２と同様に
ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２４まで酸化させている。
なお、図１（ｃ）に示したように、ｐ−ＡｌＧａＡｓク
ラッド層２２まで酸化させてもよいことは、言うまでも
ない。なお、上記実施例では、ＧａＡｓ系の半導体レー
ザ素子のｐ型基板を使用したが、ｎ型基板を用いてもよ
く、また、ＩｎＰ系半導体を用いてもよい。さらに、本
発明は、半導体レーザ素子に限定されず、発光ダイード
にも適用できる。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、３
−５族化合物半導体基板上に、３−５族化合物半導体層
を積層してエピウェハを形成し、次いで、前記エピウェ
ハに光導波路および電流狭窄層を形成する工程を有する
半導体発光素子の製造方法において、エピウェハの発光
領域近傍を酸化することにより光導波路および電流狭窄
層を形成するため、メサを形成する必要がなくなるの
で、一回の結晶成長および酸化工程により、高性能な半
導体発光素子を再現性良く、また生産性良く製造できる
という優れた効果がある。
−５族化合物半導体基板上に、３−５族化合物半導体層
を積層してエピウェハを形成し、次いで、前記エピウェ
ハに光導波路および電流狭窄層を形成する工程を有する
半導体発光素子の製造方法において、エピウェハの発光
領域近傍を酸化することにより光導波路および電流狭窄
層を形成するため、メサを形成する必要がなくなるの
で、一回の結晶成長および酸化工程により、高性能な半
導体発光素子を再現性良く、また生産性良く製造できる
という優れた効果がある。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明にかかる半導体発光
素子の製造方法の一実施例である半導体レーザ素子の製
造工程説明図である。
素子の製造方法の一実施例である半導体レーザ素子の製
造工程説明図である。
【図２】上記実施例において、酸化の範囲を変えた断面
図である。
図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にかかる他
の実施例の斜視図とＡ−Ａ断面図である。
の実施例の斜視図とＡ−Ａ断面図である。
【図４】半導体レーザ素子の説明図である。
【図５】従来の半導体レーザ素子の製造工程説明図であ
る。
る。
２１ ｐ−ＧａＡｓ基板 ２２ ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２３ ＡｌＧａＡｓ活性層 ２４ ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 ２５ ｎ−ＧａＡｓコンタクト層 ２６ 誘電体ストライプ ２７ ｐ電極 ２８ 光閉じ込め兼電流閉じ込め層 ２９ ｎ電極
Claims (1)
- 【請求項１】 ３−５族化合物半導体基板上に、３−５
族化合物半導体層を積層してエピウェハを形成し、次い
で、前記エピウェハに光導波路および電流狭窄層を形成
する工程を有する半導体発光素子の製造方法において、
エピウェハの発光領域近傍を酸化することにより光導波
路および電流狭窄層を形成することを特徴とする半導体
発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188293A JPH06216470A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2188293A JPH06216470A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216470A true JPH06216470A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=12067495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2188293A Pending JPH06216470A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06216470A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003283052A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007184644A (ja) * | 2007-04-02 | 2007-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008177615A (ja) * | 2008-04-07 | 2008-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP2188293A patent/JPH06216470A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003283052A (ja) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007184644A (ja) * | 2007-04-02 | 2007-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008177615A (ja) * | 2008-04-07 | 2008-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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