JPH07221396A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH07221396A JPH07221396A JP3547394A JP3547394A JPH07221396A JP H07221396 A JPH07221396 A JP H07221396A JP 3547394 A JP3547394 A JP 3547394A JP 3547394 A JP3547394 A JP 3547394A JP H07221396 A JPH07221396 A JP H07221396A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メサストライプ形成時のエッチングの制御性
と再現性を改善し、特性のばらつきが小さく歩留まりの
良いAlGaInP系可視光半導体レーザの製造方法を
提供する。 【構成】 n−GaAs基板(1)上に、クラッド層
(3)、活性層(4)、下部クラッド層(5)、エッチ
ング停止層(6)、電流阻止層(9)を成長形成し、電
流阻止層(9)を一部除去するエッチングし、上部クラ
ッド層(7)を選択的に成長形成し、全上面にコンタク
ト層(10)を成長形成するもので、電流阻止層(9)
をリン酸(H3PO4)系でエッチングすることにより、
従来の第2導電型上部クラッド層を塩酸系や硫酸系でエ
ッチングするのに比べて、第2導電型エッチング停止層
とのエッチング速度差が大きくなるため、確実にエッチ
ングを停止することができ、電流阻止層(9)のストラ
イプ溝底幅及び下部クラッド層(7)の層厚の制御性と
再現性が向上し、特性のばらつきが小さく歩留まりの良
いAlGaInP系可視光半導体レーザを実現すること
ができる。
と再現性を改善し、特性のばらつきが小さく歩留まりの
良いAlGaInP系可視光半導体レーザの製造方法を
提供する。 【構成】 n−GaAs基板(1)上に、クラッド層
(3)、活性層(4)、下部クラッド層(5)、エッチ
ング停止層(6)、電流阻止層(9)を成長形成し、電
流阻止層(9)を一部除去するエッチングし、上部クラ
ッド層(7)を選択的に成長形成し、全上面にコンタク
ト層(10)を成長形成するもので、電流阻止層(9)
をリン酸(H3PO4)系でエッチングすることにより、
従来の第2導電型上部クラッド層を塩酸系や硫酸系でエ
ッチングするのに比べて、第2導電型エッチング停止層
とのエッチング速度差が大きくなるため、確実にエッチ
ングを停止することができ、電流阻止層(9)のストラ
イプ溝底幅及び下部クラッド層(7)の層厚の制御性と
再現性が向上し、特性のばらつきが小さく歩留まりの良
いAlGaInP系可視光半導体レーザを実現すること
ができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの製造方法
に関し、特にAlGaInP系可視光半導体レーザの製
造方法に関する。
に関し、特にAlGaInP系可視光半導体レーザの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の半導体レーザの製造方法
の一例を図3に示す。ここでは、横モード制御型AlG
aInP系可視光半導体レーザの製造方法を示してお
り、その一例として特開平1−300582号がある。
この横モード制御型AlGaInP系可視光半導体レー
ザの構造は、図3(f)に示すように、n−GaAs基
板(1)上に、n−GaAsバッファ層(2)が形成さ
れ、更にこのバッファ層(2)上にはn−(Al0.6G
a0.4)0.5In0.5Pクラッド層(3)、Ga0.5In
0.5P活性層(4)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In
0.5P下部クラッド層(5)からなるダブルヘテロ接合
構造と、p−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層
(6)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラ
ッド層(7)、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層
(8)、n−GaAs電流阻止層(9)、p−GaAs
コンタクト層(10)とが形成され、上端及び下端に
は、p側電極(11)、n側電極(12)が形成されてい
る。
の一例を図3に示す。ここでは、横モード制御型AlG
aInP系可視光半導体レーザの製造方法を示してお
り、その一例として特開平1−300582号がある。
この横モード制御型AlGaInP系可視光半導体レー
ザの構造は、図3(f)に示すように、n−GaAs基
板(1)上に、n−GaAsバッファ層(2)が形成さ
れ、更にこのバッファ層(2)上にはn−(Al0.6G
a0.4)0.5In0.5Pクラッド層(3)、Ga0.5In
0.5P活性層(4)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In
0.5P下部クラッド層(5)からなるダブルヘテロ接合
構造と、p−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層
(6)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラ
ッド層(7)、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層
(8)、n−GaAs電流阻止層(9)、p−GaAs
コンタクト層(10)とが形成され、上端及び下端に
は、p側電極(11)、n側電極(12)が形成されてい
る。
【0003】この構造を有する半導体レーザは、通常M
OVPE法もしくはMBE法により製造されるが、ここ
では量産性に優れたMOVPE法を用いた場合について
述べる。先ず、図3(a)に示すように、n−GaAs
基板(1)上に、1回目のMOVPE成長により、n−
GaAsバッファ層(2)、n−(Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5Pクラッド層(3)、Ga0.5In0.5P 活
性層(4)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部
クラッド層(5)、p−Ga0.5In0.5Pエッチング停
止層(6)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部
クラッド層(7)、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッフ
ァ層(8)の7層構造を連続成長する。
OVPE法もしくはMBE法により製造されるが、ここ
では量産性に優れたMOVPE法を用いた場合について
述べる。先ず、図3(a)に示すように、n−GaAs
基板(1)上に、1回目のMOVPE成長により、n−
GaAsバッファ層(2)、n−(Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5Pクラッド層(3)、Ga0.5In0.5P 活
性層(4)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部
クラッド層(5)、p−Ga0.5In0.5Pエッチング停
止層(6)、p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部
クラッド層(7)、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッフ
ァ層(8)の7層構造を連続成長する。
【0004】次に、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッフ
ァ層(8)の上に、CVD法によりSiO2膜を形成す
る。そして、図3(b)に示すように、写真蝕刻法によ
り、SiO2膜からなる5μm幅のストライプ状マスク
(13)を形成し、図3(c)に示すように、これをマ
スクにp−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層(8)と
p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド層
(7)を塩酸系や硫酸系のエッチング液によりエッチン
グして、ストライプ状のメサを形成する。ここで、Al
GaInP系混晶の場合、塩酸系や硫酸系によるエッチ
ング速度はAl組成が高いほど速く、GaInPは遅
い。よってp−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層
(6)はp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラ
ッド層(7)に比べてエッチング速度が遅くエッチング
を停止することができる。
ァ層(8)の上に、CVD法によりSiO2膜を形成す
る。そして、図3(b)に示すように、写真蝕刻法によ
り、SiO2膜からなる5μm幅のストライプ状マスク
(13)を形成し、図3(c)に示すように、これをマ
スクにp−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層(8)と
p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド層
(7)を塩酸系や硫酸系のエッチング液によりエッチン
グして、ストライプ状のメサを形成する。ここで、Al
GaInP系混晶の場合、塩酸系や硫酸系によるエッチ
ング速度はAl組成が高いほど速く、GaInPは遅
い。よってp−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層
(6)はp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラ
ッド層(7)に比べてエッチング速度が遅くエッチング
を停止することができる。
【0005】次いで、2回目のMOVPE成長により図
3(d)に示すように、ストライプ状のSiO2膜マス
クを除く部分にn−GaAs電流阻止層(9)を選択的
に形成する。その後、図3(e)に示すように、SiO
2膜マスク(13)を除去し、3回目のMOVPE成長
によって全面にp−GaAsコンタクト層(10)を形
成し、コンタクト層(10)の上面にp側電極(1
1)、n−GaAs基板(1)の下面にn側電極(1
2)を形成することにより、図3(f)に示す構造の半
導体レーザ素子が完成される。この構造では、電流狭窄
はn−GaAs電流阻止層(9)によって行われる。ま
た、横モード制御はn−GaAs電流阻止層(9)に光
吸収を行わせてp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下
部クラッド層(5)及びp−(Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5P上部クラッド層(7)に屈折率分布を形成する
ことにより達成される。またp−Ga0.5In0.5Pヘテ
ロバッファ層(8)は、p−(Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5P上部クラッド層(7)とp−GaAsコンタク
ト層(10)との間の電気抵抗を低減する役割を果た
す。
3(d)に示すように、ストライプ状のSiO2膜マス
クを除く部分にn−GaAs電流阻止層(9)を選択的
に形成する。その後、図3(e)に示すように、SiO
2膜マスク(13)を除去し、3回目のMOVPE成長
によって全面にp−GaAsコンタクト層(10)を形
成し、コンタクト層(10)の上面にp側電極(1
1)、n−GaAs基板(1)の下面にn側電極(1
2)を形成することにより、図3(f)に示す構造の半
導体レーザ素子が完成される。この構造では、電流狭窄
はn−GaAs電流阻止層(9)によって行われる。ま
た、横モード制御はn−GaAs電流阻止層(9)に光
吸収を行わせてp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下
部クラッド層(5)及びp−(Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5P上部クラッド層(7)に屈折率分布を形成する
ことにより達成される。またp−Ga0.5In0.5Pヘテ
ロバッファ層(8)は、p−(Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5P上部クラッド層(7)とp−GaAsコンタク
ト層(10)との間の電気抵抗を低減する役割を果た
す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述の構造において、
p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラッド層
(5)及びp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部ク
ラッド層(7)に屈折率分布を形成し、横モードを制御
するために、エッチング停止層(6)は、活性層の発振
光を実質的に吸収しないことが重要である。メサストラ
イプ形成時、上部クラッド層(7)とエッチング停止層
(6)の、塩酸系や硫酸系によるエッチング速度差を大
きくしエッチングを停止しやすくするためには、上述の
ようにエッチング停止層(6)のAl組成は低い方が望
ましい。しかし、Al組成が低くなると活性層の発振光
を吸収しやすくなるため、膜厚を薄くする必要があり、
エッチング停止層(6)がp−Ga0.5In0.5Pの場
合、40〜50Åとなる。
p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラッド層
(5)及びp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部ク
ラッド層(7)に屈折率分布を形成し、横モードを制御
するために、エッチング停止層(6)は、活性層の発振
光を実質的に吸収しないことが重要である。メサストラ
イプ形成時、上部クラッド層(7)とエッチング停止層
(6)の、塩酸系や硫酸系によるエッチング速度差を大
きくしエッチングを停止しやすくするためには、上述の
ようにエッチング停止層(6)のAl組成は低い方が望
ましい。しかし、Al組成が低くなると活性層の発振光
を吸収しやすくなるため、膜厚を薄くする必要があり、
エッチング停止層(6)がp−Ga0.5In0.5Pの場
合、40〜50Åとなる。
【0007】エッチング停止層(6)をこのように非常
に薄くした場合、塩酸系や硫酸系のエッチング液を用い
て、確実にエッチングを停止することは困難で、エッチ
ング後の上部クラッド層(7)のメサ部底幅及び下部ク
ラッド層(5)の層厚の制御性と再現性が悪く、ロット
間でのばらつきが大きいという問題があった。本発明の
目的は、従来の半導体レーザの製造工程に起因するこの
ような問題点を解決し、歩留まり良くAlGaInP系
可視光半導体レーザを製造する方法を提供することにあ
る。
に薄くした場合、塩酸系や硫酸系のエッチング液を用い
て、確実にエッチングを停止することは困難で、エッチ
ング後の上部クラッド層(7)のメサ部底幅及び下部ク
ラッド層(5)の層厚の制御性と再現性が悪く、ロット
間でのばらつきが大きいという問題があった。本発明の
目的は、従来の半導体レーザの製造工程に起因するこの
ような問題点を解決し、歩留まり良くAlGaInP系
可視光半導体レーザを製造する方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明の半導体レーザの製造方法は、少なくと
も活性層の上層に、メサストライプ状のクラッド層と、
メサ部の両側面に形成された電流阻止層を具備した半導
体レーザの製造方法において、第1導電型半導体基板上
に、少なくとも、第1導電型クラッド層、活性層、第2
導電型クラッド層、第2導電型エッチング停止層、第1
導電型電流阻止層を成長形成する工程と、第1導電型電
流阻止層をストライプ溝状に一部除去するエッチング工
程と、ストライプ溝部に第2導電型クラッド層を選択的
に成長形成する工程と、全上面に第2導電型のコンタク
ト層を成長形成する工程とを備えたことを特徴とする半
導体レーザの製造方法である。
るため、本発明の半導体レーザの製造方法は、少なくと
も活性層の上層に、メサストライプ状のクラッド層と、
メサ部の両側面に形成された電流阻止層を具備した半導
体レーザの製造方法において、第1導電型半導体基板上
に、少なくとも、第1導電型クラッド層、活性層、第2
導電型クラッド層、第2導電型エッチング停止層、第1
導電型電流阻止層を成長形成する工程と、第1導電型電
流阻止層をストライプ溝状に一部除去するエッチング工
程と、ストライプ溝部に第2導電型クラッド層を選択的
に成長形成する工程と、全上面に第2導電型のコンタク
ト層を成長形成する工程とを備えたことを特徴とする半
導体レーザの製造方法である。
【0009】また、活性層及びクラッド層が(AlxG
a1-x)0.5In0.5P(0≦x≦1)であることを特徴
とするものであり、また、エッチング停止層が活性層の
発振光を実質的に吸収しない(AlyGa1-y)0.5In
0.5P(0≦y≦1)であることを特徴とするものであ
り、また、電流阻止層がAlzGa1-zAs(z≦0.
7)であることを特徴とするものである。さらに具体的
には、活性層及びクラッド層が(AlxGa1-x)0.5I
n0.5P(0≦x≦1)であり、エッチング停止層が活
性層の発振光を実質的に吸収しない(AlyGa1-y)
0.5In0.5P(0≦y≦1)であり、電流阻止層がAl
zGa1-zAs(z≦0.7)であることを特徴とするも
ので、AlGaInP系可視光半導体レーザの製造方法
において、上記のようなx、y、zの範囲が好ましいも
のである。
a1-x)0.5In0.5P(0≦x≦1)であることを特徴
とするものであり、また、エッチング停止層が活性層の
発振光を実質的に吸収しない(AlyGa1-y)0.5In
0.5P(0≦y≦1)であることを特徴とするものであ
り、また、電流阻止層がAlzGa1-zAs(z≦0.
7)であることを特徴とするものである。さらに具体的
には、活性層及びクラッド層が(AlxGa1-x)0.5I
n0.5P(0≦x≦1)であり、エッチング停止層が活
性層の発振光を実質的に吸収しない(AlyGa1-y)
0.5In0.5P(0≦y≦1)であり、電流阻止層がAl
zGa1-zAs(z≦0.7)であることを特徴とするも
ので、AlGaInP系可視光半導体レーザの製造方法
において、上記のようなx、y、zの範囲が好ましいも
のである。
【0010】
【作用】本発明においては、メサストライプを形成する
工程において、第1導電型電流阻止層をエッチングする
ことにより、従来の第2導電型上部クラッド層をエッチ
ングするのに比べて、第2導電型エッチング停止層との
エッチング速度差が大きくなるため、確実にエッチング
を停止することができ、エッチング後の第1導電型電流
阻止層のストライプ溝底幅及び第2導電型下部クラッド
層の層厚の制御と再現性が向上するものである。
工程において、第1導電型電流阻止層をエッチングする
ことにより、従来の第2導電型上部クラッド層をエッチ
ングするのに比べて、第2導電型エッチング停止層との
エッチング速度差が大きくなるため、確実にエッチング
を停止することができ、エッチング後の第1導電型電流
阻止層のストライプ溝底幅及び第2導電型下部クラッド
層の層厚の制御と再現性が向上するものである。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。実施例において、第1導電型半導体基板は
n−GaAs基板(1)、第1導電型クラッド層はn−
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層(3)、活
性層はGa0.5In0.5P活性層(4)、第2導電型クラ
ッド層はp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラ
ッド層(5)、第2導電型エッチング停止層はp−Ga
0.5In0.5Pエッチング停止層(6)、第1導電型電流
阻止層はn−GaAs電流阻止層(9)、ストライプ溝
部に選択的に成長形成する第2導電型クラッド層はp−
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド層
(7)、そして全上面に成長形成する第2導電型のコン
タクト層はp−GaAsコンタクト層(10)である。
て説明する。実施例において、第1導電型半導体基板は
n−GaAs基板(1)、第1導電型クラッド層はn−
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層(3)、活
性層はGa0.5In0.5P活性層(4)、第2導電型クラ
ッド層はp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラ
ッド層(5)、第2導電型エッチング停止層はp−Ga
0.5In0.5Pエッチング停止層(6)、第1導電型電流
阻止層はn−GaAs電流阻止層(9)、ストライプ溝
部に選択的に成長形成する第2導電型クラッド層はp−
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド層
(7)、そして全上面に成長形成する第2導電型のコン
タクト層はp−GaAsコンタクト層(10)である。
【0012】[実施例1]図1(a)〜(f)は本発明
の第1の実施例を工程順に示す縦断面である。先ず、原
料として、トリメチルインジウム[(CH3)3In]、
トリメチルガリウム[(CH3)3Ga]、トリメチルア
ルミニウム[(CH3)3Al]、トリエチルガリウム
[(C2H5)3Ga]、ジメチルジンク[(CH3)2Z
n]、ホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)、ジ
シラン(Si2H6)を用い、減圧下でのMOVPE法に
より、約700℃の温度で、図1(a)に示すように、
面方位(100)のn−GaAs基板(1)(不純物濃
度:2×1018cm-3)上に、厚さ0.5μmのn−Ga
Asバッファ層(2)(不純物濃度:1×1018c
m-3)、厚さ1.0μmのn−(Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5Pクラッド層(3)(不純物濃度:5×1017cm
-3)、厚さ0.07μmのGa0.5In0.5P活性層
(4)、厚さ1.0μmのp−(Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5P下部クラッド層(5)(不純物濃度:8×1
017cm-3)、厚さ50Åのp−Ga0.5In0.5Pエッチ
ング停止層(6)(不純物濃度:8×1017cm-3)、厚
さ0.8μmのn−GaAs電流阻止層(9)(不純物
濃度:2×1018cm-3)の計6層を順次形成する。
の第1の実施例を工程順に示す縦断面である。先ず、原
料として、トリメチルインジウム[(CH3)3In]、
トリメチルガリウム[(CH3)3Ga]、トリメチルア
ルミニウム[(CH3)3Al]、トリエチルガリウム
[(C2H5)3Ga]、ジメチルジンク[(CH3)2Z
n]、ホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)、ジ
シラン(Si2H6)を用い、減圧下でのMOVPE法に
より、約700℃の温度で、図1(a)に示すように、
面方位(100)のn−GaAs基板(1)(不純物濃
度:2×1018cm-3)上に、厚さ0.5μmのn−Ga
Asバッファ層(2)(不純物濃度:1×1018c
m-3)、厚さ1.0μmのn−(Al0.6Ga0.4)0.5I
n0.5Pクラッド層(3)(不純物濃度:5×1017cm
-3)、厚さ0.07μmのGa0.5In0.5P活性層
(4)、厚さ1.0μmのp−(Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5P下部クラッド層(5)(不純物濃度:8×1
017cm-3)、厚さ50Åのp−Ga0.5In0.5Pエッチ
ング停止層(6)(不純物濃度:8×1017cm-3)、厚
さ0.8μmのn−GaAs電流阻止層(9)(不純物
濃度:2×1018cm-3)の計6層を順次形成する。
【0013】次に、n−GaAs流阻止層(9)の上
に、CVD法によりSiO2膜を形成し、図1(b)に
示すように、これに写真蝕刻を施してSiO2膜を幅6
μmのストライプ状に一部除去する。続いて、これをマ
スクに、H3PO4、H2O2、H2Oの混合液を用いて、
図1(c)に示すように、n−GaAs電流阻止層
(9)をストライプ溝状に一部エッチングする。次に、
トリメチルインジウム[(CH3)3In]、トリメチル
アルミニウム[(CH3)3Al]、トリメチルガリウム
[(CH3)3Ga]、ジメチルジンク[(CH3)2Z
n]、ホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)、塩
酸(HCl)を原料として減圧下での2回目のMOVP
E成長により、図1(d)に示すように、SiO2膜マ
スクを除く部分に、ストライプ溝中央部で厚さ0.8μ
mのp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド
層(7)(不純物濃度:8×1017cm-3)、厚さ0.0
5μmのp−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層(8)
(不純物濃度:8×1017cm-3)を選択的に成長させ
る。この成長では、塩酸(HCl)を添加することによ
ってAlGaInP組成の選択成長度が高まり、形状及
び組成の安定したp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P
上部クラッド層(7)が得られる。
に、CVD法によりSiO2膜を形成し、図1(b)に
示すように、これに写真蝕刻を施してSiO2膜を幅6
μmのストライプ状に一部除去する。続いて、これをマ
スクに、H3PO4、H2O2、H2Oの混合液を用いて、
図1(c)に示すように、n−GaAs電流阻止層
(9)をストライプ溝状に一部エッチングする。次に、
トリメチルインジウム[(CH3)3In]、トリメチル
アルミニウム[(CH3)3Al]、トリメチルガリウム
[(CH3)3Ga]、ジメチルジンク[(CH3)2Z
n]、ホスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)、塩
酸(HCl)を原料として減圧下での2回目のMOVP
E成長により、図1(d)に示すように、SiO2膜マ
スクを除く部分に、ストライプ溝中央部で厚さ0.8μ
mのp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド
層(7)(不純物濃度:8×1017cm-3)、厚さ0.0
5μmのp−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層(8)
(不純物濃度:8×1017cm-3)を選択的に成長させ
る。この成長では、塩酸(HCl)を添加することによ
ってAlGaInP組成の選択成長度が高まり、形状及
び組成の安定したp−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P
上部クラッド層(7)が得られる。
【0014】その後、SiO2膜マスクを除去し、トリ
メチルガリウム[(CH3)3Ga]、ジメチルジンク
[(CH3)2Zn]、アルシン(AsH3)を原料とし
て減圧下での3回目のMOVPE成長により、全面に厚
さ3.0μmのp−GaAsコンタクト層(10)(不
純物濃度:8×1019cm-3 を形成する。最後に コンタ
クト層(10)の上面に、p側電極(11)、n−Ga
As基板(1)の下面にn側電極(12)を形成するこ
とにより、図1(f)に示す構造の半導体レーザ素子が
作製される。この構造では、電流狭窄はn−GaAs電
流阻止層(9)によって行われる。また、横モード制御
はn−GaAs電流阻止層(9)に行わせてp−(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラッド層(5)及びp
−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド層
(7)に屈折率分布を形成することにより達成される。
メチルガリウム[(CH3)3Ga]、ジメチルジンク
[(CH3)2Zn]、アルシン(AsH3)を原料とし
て減圧下での3回目のMOVPE成長により、全面に厚
さ3.0μmのp−GaAsコンタクト層(10)(不
純物濃度:8×1019cm-3 を形成する。最後に コンタ
クト層(10)の上面に、p側電極(11)、n−Ga
As基板(1)の下面にn側電極(12)を形成するこ
とにより、図1(f)に示す構造の半導体レーザ素子が
作製される。この構造では、電流狭窄はn−GaAs電
流阻止層(9)によって行われる。また、横モード制御
はn−GaAs電流阻止層(9)に行わせてp−(Al
0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラッド層(5)及びp
−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッド層
(7)に屈折率分布を形成することにより達成される。
【0015】そして、その製造に際しては、n−GaA
s電流阻止層(9)をリン酸(H3PO4)系でエッチン
グすることにより、従来のp−(Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5P上部クラッド層を塩酸系や硫酸系でエッチン
グするのに比べて、p−Ga0.5In0.5Pエッチング停
止層(6)とのエッチング速度差を、約5倍から約50
倍以上に大きくすることが可能となる。このため、p−
Ga0.5In0.5Pエッチング停止層(6)の層厚が、活
性層の発振光を実質的に吸収しないように50Åと薄く
しても十分にエッチングを停止することができる。よっ
て、ストライプ溝を形成する際、溝部のサイドエッチの
みを問題にしてn−GaAs電流阻止層(9)のエッチ
ング時間を決めることができ、エッチング後の電流阻止
層(9)のストライプ溝底幅及び下部クラッド層(5)
の層厚の制御性と再現性を向上する事が可能となる。
s電流阻止層(9)をリン酸(H3PO4)系でエッチン
グすることにより、従来のp−(Al0.6Ga0.4)0.5
In0.5P上部クラッド層を塩酸系や硫酸系でエッチン
グするのに比べて、p−Ga0.5In0.5Pエッチング停
止層(6)とのエッチング速度差を、約5倍から約50
倍以上に大きくすることが可能となる。このため、p−
Ga0.5In0.5Pエッチング停止層(6)の層厚が、活
性層の発振光を実質的に吸収しないように50Åと薄く
しても十分にエッチングを停止することができる。よっ
て、ストライプ溝を形成する際、溝部のサイドエッチの
みを問題にしてn−GaAs電流阻止層(9)のエッチ
ング時間を決めることができ、エッチング後の電流阻止
層(9)のストライプ溝底幅及び下部クラッド層(5)
の層厚の制御性と再現性を向上する事が可能となる。
【0016】これにより、ロット間の特性のばらつきが
小さく歩留まりの良いAlGaInP系可視光半導体レ
ーザを製造することが可能となる。なお、この実施例で
は、電流阻止層(9)をしてn−GaAsを例とした
が、導電型がn型で、AlzGa1-zAs(z≦0.7)
の範囲であれば、他の組成でもなんらさしつかえない。
また、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層(8)は
p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層(5)
とp−GaAsコンタクト層(10)との間の電気抵抗
を低減する役割を果たす。
小さく歩留まりの良いAlGaInP系可視光半導体レ
ーザを製造することが可能となる。なお、この実施例で
は、電流阻止層(9)をしてn−GaAsを例とした
が、導電型がn型で、AlzGa1-zAs(z≦0.7)
の範囲であれば、他の組成でもなんらさしつかえない。
また、p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層(8)は
p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層(5)
とp−GaAsコンタクト層(10)との間の電気抵抗
を低減する役割を果たす。
【0017】[実施例2]図2(a)〜(f)は本発明
の第2の実施例を工程順に示す縦断面である。第2の実
施例では、第1回目のMOVPE成長法により、n−
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層(3)を形
成するまでは先の実施例1と同様である。本実施例で
は、図2(a)に示すように、n−(Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5Pクラッド層(3)を形成し、その上に厚さ
50ÅのGa0.5In0.5Pを井戸層とし厚さ50Åの
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pをバリアとする10周
期の量子井戸活性層(14)を形成する。これ以降の工
程は先の実施例1と同じである。この実施例では、活性
層が量子井戸構造であり、これによりレーザー装置の温
度特性等の特性向上が可能となる利点がある。
の第2の実施例を工程順に示す縦断面である。第2の実
施例では、第1回目のMOVPE成長法により、n−
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層(3)を形
成するまでは先の実施例1と同様である。本実施例で
は、図2(a)に示すように、n−(Al0.6Ga0.4)
0.5In0.5Pクラッド層(3)を形成し、その上に厚さ
50ÅのGa0.5In0.5Pを井戸層とし厚さ50Åの
(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pをバリアとする10周
期の量子井戸活性層(14)を形成する。これ以降の工
程は先の実施例1と同じである。この実施例では、活性
層が量子井戸構造であり、これによりレーザー装置の温
度特性等の特性向上が可能となる利点がある。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メサストライプを形成する工程において、第1導電型電
流阻止層をリン酸(H3PO4)系でエッチングすること
により、従来の第2導電型上部クラッド層を塩酸系や硫
酸系でエッチングするのに比べて、第2導電型エッチン
グ停止層とのエッチング速度差が大きくなるため、確実
にエッチングを停止することができ、エッチング後の第
1導電型電流阻止層のストライプ溝底幅及び第2導電型
下部クラッド層の層厚の制御性と再現性が向上し、特性
のばらつきが小さく歩留まりの良いAlGaInP系可
視光半導体レーザを実現することができる。
メサストライプを形成する工程において、第1導電型電
流阻止層をリン酸(H3PO4)系でエッチングすること
により、従来の第2導電型上部クラッド層を塩酸系や硫
酸系でエッチングするのに比べて、第2導電型エッチン
グ停止層とのエッチング速度差が大きくなるため、確実
にエッチングを停止することができ、エッチング後の第
1導電型電流阻止層のストライプ溝底幅及び第2導電型
下部クラッド層の層厚の制御性と再現性が向上し、特性
のばらつきが小さく歩留まりの良いAlGaInP系可
視光半導体レーザを実現することができる。
【図1】本発明の第1の実施例を示す工程順縦断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を示す工程順縦断面図。
【図3】従来例を示す工程順縦断面図。
1 n−GaAs基板 2 n−GaAsバッファ層 3 n−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5Pクラッド層 4 Ga0.5In0.5P活性層 5 p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P下部クラッ
ド層 6 p−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層 7 p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッ
ド層 8 p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層 9 n−GaAs電流阻止層 10 p−GaAsコンタクト層 11 p側電極 12 n側電極 13 マスク 14 量子井戸活性層
ド層 6 p−Ga0.5In0.5Pエッチング停止層 7 p−(Al0.6Ga0.4)0.5In0.5P上部クラッ
ド層 8 p−Ga0.5In0.5Pヘテロバッファ層 9 n−GaAs電流阻止層 10 p−GaAsコンタクト層 11 p側電極 12 n側電極 13 マスク 14 量子井戸活性層
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも活性層の上層に、メサストラ
イプ状のクラッド層と、メサ部の両側面に形成された電
流阻止層を具備した半導体レーザの製造方法において、
第1導電型半導体基板上に、少なくとも、第1導電型ク
ラッド層、活性層、第2導電型クラッド層、第2導電型
エッチング停止層、第1導電型電流阻止層を成長形成す
る工程と、第1導電型電流阻止層をストライプ溝状に一
部除去するエッチング工程と、ストライプ溝部に第2導
電型クラッド層を選択的に成長形成する工程と、全上面
に第2導電型のコンタクト層を成長形成する工程とを備
えたことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項2】 活性層及びクラッド層が(AlxG
a1-x)0.5In0.5P(0≦x≦1)であることを特徴
とする請求項1に記載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項3】 エッチング停止層が活性層の発振光を実
質的に吸収しない(AlyGa1-y)0.5In0.5P(0≦
y≦1)であることを特徴とする請求項1または2に記
載の半導体レーザの製造方法。 - 【請求項4】 電流阻止層がAlzGa1-zAs(z≦
0.7)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6035473A JP2812187B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6035473A JP2812187B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07221396A true JPH07221396A (ja) | 1995-08-18 |
JP2812187B2 JP2812187B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=12442753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6035473A Expired - Fee Related JP2812187B2 (ja) | 1994-02-08 | 1994-02-08 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2812187B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03185889A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
JPH0472687A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-06 | Sharp Corp | 光半導体装置の製造方法 |
JPH04240790A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-28 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-02-08 JP JP6035473A patent/JP2812187B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH03185889A (ja) * | 1989-12-15 | 1991-08-13 | Hitachi Ltd | 半導体レーザ素子およびその製造方法 |
JPH0472687A (ja) * | 1990-07-12 | 1992-03-06 | Sharp Corp | 光半導体装置の製造方法 |
JPH04240790A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-08-28 | Toshiba Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
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JP2812187B2 (ja) | 1998-10-22 |
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