JPS61276284A - 埋込型半導体レ−ザの製造方法 - Google Patents

埋込型半導体レ−ザの製造方法

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JPS61276284A
JPS61276284A JP11700285A JP11700285A JPS61276284A JP S61276284 A JPS61276284 A JP S61276284A JP 11700285 A JP11700285 A JP 11700285A JP 11700285 A JP11700285 A JP 11700285A JP S61276284 A JPS61276284 A JP S61276284A
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JP
Japan
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width
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multilayer semiconductor
active layer
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JP11700285A
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Kazuhiro Tanaka
一弘 田中
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 埋込型半導体レーザにおける活性領域形成のための逆メ
サ形成エツチングにおいて、 逆メサの両側外部のエツチングが逆メサ側面の形成に先
行するようにし、且つ側面の指位置が活性層に達しない
ようにすることにより、活性層の側面が(111)A面
になるのを回避して活性層側面部の漏洩電流を低減させ
ながら、活性層の幅の制御を容易にしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、埋込型半導体レーザの製造方法に係り、特に
、その活性領域形成のための逆メサ形成方法に関す。
半導体レーザは、光を媒体にして多量の情報を扱う光通
信や情報処理の光信号源として多用されるようになって
きた。
このように使用される半導体レーザには、活性領域を逆
メサ形成エツチングにより形成されるBHレーザ(Bu
ried Heterostructure La5e
r)があるが、一層の特性向上例えば発撮しきい値電流
を低減させ、然も製造が容易であることが望まれている
〔従来の技術〕
第2図は従来の方法により製造されたBHレーザの代表
例を示す側断面図である。
同図において、1はn型インジウム燐(InP)の基板
、2はn型1nPのクラッド層、3はインジウムガリウ
ム砒素燐(InGaAsP)の活性層、4はp型InP
のクラッド層、5はp型1nGaAsPのコンタクト層
、6は2〜5で形成される帯状の逆メサで、活性層3が
ダブルヘテロ接合をなす活性領域となる。
また、7と8はそれぞれ逆メサ6の両側を埋めるp型1
nPとn型1nPの電流制限層、9と10は金属の電極
である。
このBHレーザは、電流制限層7と8が形成する逆方向
のP−N接合と、電流制限N7とクラッド層2の接合の
立ち上がり電圧がクラフト層4と2との間より高いこと
の作用により、電極9と10との間の電流を活性層3に
集中させて発振しレーザ光を発する。
上記レーザの製造において活性領域形成のため逆メサ6
の形成が行われるが、逆メサ6の形成手順は第3図(a
l (b)の工程順側断面図に示す如くである。
即ち〔図(a)参照〕、基板1上に、クラッド層2、活
性層3、クラッド層4、コンタクト層5を順次積層成長
し、コンタクト層5上の<OID方向に逆メサ6の幅に
相当する幅を有しエツチングのマスクとなる帯状のマス
ク11を形成する。マスク11の材料には、コンタクト
層5に対して密着性の良い材料例えば二酸化シリコン(
SiO2)などを使用する。
次いで〔回申)参照〕、マスク11をマスクにしブロム
メタノールを用いてクラッド層2まで一気にエツチング
し逆メサ6を形成する。このエツチングでは、逆メサ6
が逆三角形状になるようにその側面が各層の接合面に対
して略55度の角度をなしてエツチングが進み(6を逆
メサと称するのはこのためである)括12が生ずるが、
括12の位置がクラフト層2の中に来るようにして活性
領域を形成する。
この後は逆メサ6の両側を電流制限層7と8で埋め、マ
スク11を除去し、電極9とlOを形成して第2図図示
のレーザを完成する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した活性領域の形成方法で形成された活性層3の側
面3aは、上記略55度をなして(111)A面になる
このことは、当該レーザの特性を低下させる、即ち発振
に寄与しない漏洩電流が活性層3の側面38部に発生し
て発振しきい値電流を増大させる、問題がある〔例えば
、文献、“1.3#m InGaAsPエツチドメサB
Hレーザの発振しきい値電流に対する活性層の位置の影
響(Effect of active layerp
lacement on the threshold
 current of 1.3−μm  InGaA
sP  etched  mesa  buried 
 heterostructurelasers)”+
 Appl、Phys、Lett、、Vol、45+N
o、4+August1984、P。337〕 。
同文献によれば、第4図の側断面図に示す如く、活性層
3が逆メサ6の括12の位置より下に、即ち括12の位
置がクラッド層4の中に来るようにすることにより、活
性rr13の側面3aが(111)A面になるのを回避
して上記漏洩電流を低減させることが出来ることを指摘
している。
しかしながら、従来方法のエツチングにより形成される
逆メサ6の括12の下側近傍の面13は、各層接合面に
対し略25度程度と傾斜が緩いため、第4図図示のよう
に構成した場合には、活性層3の側面が面13に位置し
て、活性領域形成における活性層3の幅の制御が困難で
ある問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図(a)〜(I11)は本発明の方法によるBHレ
ーザ製造の実施例を示す工程順側断面図である。
上記問題点は、第1図に示される如く、半導体基板l上
にダブルヘテロ接合をなす活性層3を含む多層半導体層
(図(a)図示の2から5までの層)を成長し、 該多層半導体層の表面に対して密着性の高い第一の材料
からなる第一のマスク11bを該多層半導体層上に接し
て帯状に形成し、更に該第一の材料より密着性の低い第
二の材料からなる第二のマスク(14a)を該多層半導
体層の第一のマスク(11b)両側部分および該第一の
マスク mb)に接して帯状に形成(図(C1図示)し
、 第一および第二のマスク11b 、 14aをマスクに
したエツチングにより、上面の幅が第一のマスク11b
の幅に規制され且つ側面の括12位置が活性層3より該
上面側にある逆メサ6aを形成(図(d1図示)する本
発明の製造方法によって解決される。
〔作用〕
上記第一および第二のマスク11b 、14aを用いて
エツチングした場合には、上記多層半導体層の第二のマ
スク14aに接する部分がエツチングされ第一のマスク
11bに接する部分はエツチングされないようにするこ
とが出来る。
その場合、図(d)の鎖線に示す如く、エツチング進行
面15がマスク11bに到達する以前は、多層半導体層
の第二のマスク14aに接する部分のエツチングがその
外側の部分より遅れ、逆メサ6a形成領域の両側の部分
が共にエツチングされ、エツチング進行面15がマスク
11bに到達した以後は、逆メサ6aを形成しながらエ
ツチングが継続するので、逆メサ6aの括12の下側近
傍の面13aは、従来方法による場合の相当する面13
(第4図図示)より傾斜が急になる。
従って、第4図図示に相当する構成、即ち活性層3の側
面3aが(111)A面になるのを回避すべく括12の
位置を活性FJ3より上側にした際の活性領域形成にお
いて、活性層3の幅の制御が従来より容易になる。
かくして、活性層3側面部の漏洩電流を低減させて発振
しきい値電流を低減させた半導体レーザを容易に製造す
ることが可能になる。
〔実施例〕
以下に第1図を用いて本発明の方法によるBHレーザ製
造の実施例を説明する。この図で第2図と同一部分は同
一符号を付しである。
先ず〔図(a)参照〕、基板1上に、クラッド層2(厚
さ4μm程度)、活性層3 (厚さ0.15μm程度)
、クラッドN4  (厚さ2μm程度)、コンタクト層
5 (厚さ約0.5μm程度)を順次積層成長し、その
上にコンタクト層5に対して密着性が良く第一のマスク
11bを形成するための材料例えば5i02の被着膜1
1a(厚さ0.2μm程度)を例えばCVD法などによ
り被着する。更にその上に、レジストを用いて幅約6μ
mの帯状膜14(厚さ1μm程度)をコンタクト層5表
面の<011>方向に形成する。
帯状膜14の形成は、通常のホトレジスト加工技術を用
いれば良い。また被着膜11aの材料は、窒化シリコン
(Si3 Na )または燐珪酸ガラス(PSG)であ
っても良い。
次いで〔図(′b)参照〕、帯状膜14をマスクにして
被着膜11aを選択的にエツチングする。この際エツチ
ング時間を長くして帯状膜14領域を占める被着膜11
aの両側もサイドエッチして幅約4μmの第一のマスク
11bを形成する。このためのエツチング液は例えば緩
衝弗酸液〔弗化アンモニウム(NH4F)  十弗酸(
HF))などで良い。
上記サイドエッチは、帯状膜14の両側から同じ割合で
進行するので、マスク11bの中心は帯状膜14の中心
に合致する。
次いで〔図(C1参照〕、帯状膜14を形成するレジス
トのポストベーク温度例えば120℃程度で乾燥し帯状
膜14とコンタクト層5の間などに残った水分を十分に
除去してから、例えば200℃10分程度の加熱を加え
て帯状膜14を軟化させ、そのコンタクト層5との対向
面をコンタクト層5に接触させて第二のマスク14aを
形成する。言うまでもなくマスク11bとマスク14a
の中心は合致している。
次いで〔図(di参照〕、マスク14aをマスクにし従
来と同様にブロムメタノールを用いてエツチングし一気
に逆メサ6aを形成する。この際のエツチングは、マス
ク14aがレジストからなりコンタクトN5に対する密
着性が十分でないため、先に説明したように、上面の幅
がマスクIlbによって規制された逆メサ6aを形成す
るように進行する。そこで逆メサ6a側面の括12の位
置がクラフト層4内の活性層3近傍になるところでエツ
チングを止め−る。さすれば、括12の下側近傍の面1
3aの傾斜は略45度程度になり、活性層3の側面は面
13aに位置する。
従って、活性領域形成は第4図図示構成と同様でありな
がら、活性層3の幅の制御は遥かに容易になる。
次いで〔図+81参照〕、マスク14aを除去した後、
従来と同様に逆メサ6aの両側を電流制限層7と8で埋
め、マスク11bを除去し、電極9と10を形成して、
所望のBHレーザを完成する。
このようにして製造されたレーザは、これと対比させる
第2図図示レーザと比較して、発振しきい値電流が約2
0mA低減して特性が一段と向上した。
この向上はさきに述べた漏洩電流の低減に起因している
ことは改めて説明するまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の構成によれば、埋込型半
導体レーザにおける活性領域形成のための逆メサ形成に
おいて、活性層の側面が(111)へ面になるのを回避
して活性層側面部の漏洩電流を低減させながら、活性層
の幅の制御を容易にすることが出来、特性の優れた半導
体レーザを製造歩留り良く提供するのを可能にさせる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明の方法によるBHレーザ
製造の実施例を示す工程順側断面図、 第2図は従来の方法により製造されたBHレーザの代表
例を示す側断面図、 第3図(a) (b)はその活性領域形成を示す工程順
側断面図、 第4図は第2図図示レーザーザに対する対策案を示す側
断面図、である。 図において、 ■は基板、 2.4はクラッド層、 3は活性層、 5はコンタクト層、 6.6aは逆メサ、 7.8は電流制限層、 9.10は電極、 11はマスク、 11aは被着膜、 11bは第一のマスク、 12は括、 13.13aは12の下側近傍の面、 14は帯状膜、 14aは第二のマスク、 15はエツチング進行面、である。 検明プ1こ族イタ・1の工らr呈−N財イQ・+!耐C
≧丁革1図 従来例の対重(示す イ斐り #d1テ ロミ1 革4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体基板(1)上にダブルヘテロ接合をなす活性
    層(3)を含む多層半導体層を成長し、該多層半導体層
    の表面に対して密着性の高い第一の材料からなる第一の
    マスク(11b)を該多層半導体層上に接して帯状に形
    成し、 該第一の材料より密着性の低い第二の材料からなる第二
    のマスク(14a)を該多層半導体層の該第一のマスク
    (11b)両側部分および該第一のマスク(11b)に
    接して帯状に形成し、 該第一および第二のマスク(11b、14a)をマスク
    にして該多層半導体層をエッチングし、上面の幅が該第
    一のマスク(11b)の幅に規制され且つ側面の括(1
    2)位置が該活性層(3)より該上面側にある逆メサ(
    6a)を形成することを特徴とする埋込型半導体レーザ
    の製造方法。 2)上記多層半導体層上に上記第一の材料の被着膜(1
    1a)を形成し、 その上に上記第二の材料で上記第二のマスク(14a)
    の幅に相当する幅を有する帯状膜(14)を形成し、 該帯状膜(14)をマスクにして該被着膜(11a)を
    選択的に上記第一のマスク(11b)の幅になるまでエ
    ッチングし、 しかる後、該帯状膜(14)を軟化させ該多層半導体層
    との対向面を該多層半導体層に接しせしめて、該第一お
    よび第二のマスク(11b、14a)を形成することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の埋込型半導体レ
    ーザの製造方法。 3)上記第一の材料は、二酸化シリコン、窒化シリコン
    、燐珪酸ガラスの中の一つであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項または第2項記載の埋込型半導体レー
    ザ。 4)上記第二の材料は、レジストであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項から第3項の何れかに記載の埋
    込型半導体レーザの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62183590A (ja) * 1986-02-07 1987-08-11 Nec Corp 埋込み型半導体レ−ザ素子の製造方法
KR100939865B1 (ko) 2007-05-04 2010-01-29 엘에스전선 주식회사 언더 컷 비율이 향상된 메사 구조의 제작방법

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