JPS6369288A - Manufacture of semiconductor laser device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To effectively etch only an N-type Ga1-uAluAs layer by using an etchant exhibiting larger etching rate for the layer which becomes a current narrowing layer than a P-type Ga1-zAlzAs layer which becomes a clad layer. CONSTITUTION:A Ga1-xAlxAs layer 2 which becomes a clad layer, a Ga1-yAlyAs layer 3 which becomes an active layer, a P-type Ga1-zAlzAs layer 4 which becomes a clad layer and an N-type Ga1-uAluAs layer 5 which becomes a current narrowing layer are sequentially epitaxially grown on an N-type GaAs substrate 1, a pattern is formed on the layer 5, removed by etching until the layer 4 is exposed, and then a P-type Ga1-vAlvAs layer 7 is grown. An etchant selects to exhibit faster etching velocity for the layer 5 and not to etch the layer 4. Such an etchant is used to effectively remove by etching only the layer 5 without immersing the layer 4 to form an internal stripe structure with good reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体レーザ装置の製造に係υ、特に電流
狭窄層のエツチング材に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to the manufacture of semiconductor laser devices, and particularly to an etching material for a current confinement layer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第３図は従来の実屈折率導波形半導体レーザ装置の構造
を示すＶｒ面図である。Ｎ形ＧａＡｓ基板（１）上にク
ラッド層となるＮ形Ｇａ１−ｚＡｌｚＡｓ、す（２）、
活性層となるＧａ１−ｙＡｌｙＡｓ　層［３）、クラッ
ド】となるＰ形Ｇａｘ−ｚＡｌ　ｘＡａ　）Ｊ　（４１
、電流狭窄層となるＮ形Ｇａ　ｌ−ｕ　Ａｔ　ｕＡｓＭ
ｌ＋５１（ただし、Ｏ≦ｙ＜ｘ、ｘ、ｕかつｚ（ｕ）を
順次Ｊピタ＋シャル成長により形成し、このＮ形Ｇａ１
−ｕＡｌｕ〜８層（５）上にフォトレジストによりパタ
ーニンジを行ない、Ｈ２ＳＯ，系等のエツチング液によ
りｐ形Ｇａｌ−ｍＡ１ｇＡｓ層（４）が露出するまで除
去し、フォトレジストを除去した後にＰ形Ｇａ１−マＡ
１ｖＡｓ層（ｖ＜ｕ）（７）をエピタ＋シャル成長させ
、内部ストライプ構造を形成した。FIG. 3 is a Vr plane view showing the structure of a conventional real refractive index waveguide semiconductor laser device. N-type Ga1-zAlzAs, which becomes a cladding layer, on the N-type GaAs substrate (1) (2),
Ga1-yAlyAs layer [3) which becomes the active layer, P-type Gax-zAl xAa ) J (41
, N-type Ga lu At uAsM which becomes the current confinement layer
l+51 (where O≦y<x, x, u and z(u) are sequentially formed by J pita + crystal growth, and this
-UAlu ~ 8 layer (5) is patterned with photoresist, and removed with an etching solution such as H2SO, etc. until the p-type Gal-mA1gAs layer (4) is exposed, and after removing the photoresist, the P-type Ga1 - Ma A
A 1vAs layer (v<u) (7) was epitetally grown to form an internal stripe structure.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のような従来の実屈折率導波形半導体レーザ装置の
製造方法では、クラッド層であるＰ形Ｇａｘ−ｘＡｌｘ
Ａｓ層（４）と電流狭窄層であるＮ形Ｇａ１−ｕＡｌｕ
Ａｓ層（５）に対してエツチングレートのないＨ２ＳＯ
４系等のエツチング液を使用している念め、エツチング
量を時間で制御することになシ、Ｐ形Ｇ魯ｌ−２Ａｌｘ
Ａｓ層（４）まで侵されたシ、逆に電流狭窄層であるＮ
形Ｇａ１−ｕＡｌｕＡｓ層（５）が除去しきれなかつｆ
ｃ勺する事態が発生し、内部ストライプ構造を再現性良
く作製することが極めて困難であった。In the conventional manufacturing method of a real refractive index waveguide semiconductor laser device as described above, the cladding layer P-type Gax-xAlx
As layer (4) and current confinement layer N-type Ga1-uAlu
H2SO with no etching rate for As layer (5)
If you are using an etching solution such as 4 series, do not control the etching amount by time.
The As layer (4) was also attacked, and conversely, the N layer, which is the current confinement layer,
If the Ga1-uAluAs layer (5) is not completely removed and f
This resulted in an extremely difficult situation in which the internal stripe structure was produced with good reproducibility.

この発明は、上記のような従来の欠点を解決するために
なされたもので、良質な電流狭窄層を再現性良く作製す
ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and aims to produce a high-quality current confinement layer with good reproducibility.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この半導体レーザ装置に係る半導体レーザ装置の製造方
法は、クラッド層となるＰ形Ｇｅ１−ｚＡｌｘＡｓ層よ
りも電流狭窄層となるＮ形Ｇａ１−ｕＡｌｕＡｓ層に対
して大きなエツチングレートを示すエツチング材を用い
て、Ｐ形Ｇａ　１−ｘＡｌ　ｘＡｓ層の少なくとも一部
分をエツチング液去することで内部ストライプ構造を形
成するものである。A method for manufacturing a semiconductor laser device according to this semiconductor laser device uses an etching material that exhibits a larger etching rate for an N-type Ga1-uAluAs layer that will become a current confinement layer than for a P-type Ge1-zAlxAs layer that will become a cladding layer. , an internal stripe structure is formed by removing at least a portion of the P-type Ga 1-xAl xAs layer with an etching solution.

〔作用〕[Effect]

この発明においては、クラッド層となるＰ形Ｇ＠ｘ−ｘ
ＡｌｚＡｓ層よりも電流狭窄層となるＮ形Ｇａ　ｌ　−
ｕＡｌｕＡｓ層に対して大きなエツチングレートを示す
エツチング材を用いるので、電流狭窄層となるＮ形Ｇ５
１−ｕＡｌｕＡｓ層のみを選択的にエツチングすること
ができる。In this invention, P-type G@x-x which becomes the cladding layer
N-type Gal − becomes a current confinement layer rather than the AlzAs layer.
Since an etching material with a large etching rate is used for the uAluAs layer, the N-type G5 which becomes the current confinement layer is used.
Only the 1-uAluAs layer can be selectively etched.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による半導体レーザ装置の製造方
法を工程順に示す。第１図（、）に示すようにＮ形Ｇａ
Ａｓ基板ｔｌｌ上に、順次、クラッド層となるＮ形Ｇａ
１−！ＡＩＬｋａ（２）、活性層となるＧａ　：　−ｙ
ＡｌｙＡｓ層（３）、クラッド層となるＰ形Ｇａ１−ｓ
ＡｌｚＡｓ層（４）、電流狭窄層となるＮ形Ｇａ１−ｕ
ＡｌｕＡｓ層（６）（ただし、０≦ｙくｘ、かつｙ＝０
．１．かつｓ−０，５，かつｕ＝０．３）を順次エピタ
キシセル成長によシ形成し、このＮ形ＧＩＬＩ−ｕＡｌ
ｕＡｓ層（５）上にフォトレジストによシパターニンジ
を行う。次に第１図（ｂ）に示すように２８％もとてＰ
形ＧＡＩ−ｇＡｌｚＡａ層（４）が露出するまでエツチ
ング液去する。さらに、第１図（６）に示すように、フ
ォトレジストを除去した後にＰ形Ｇａ１−ｖＡｌｖＡｓ
層（Ｙ＜ｕ）（７）を成長させ、内部ストライプ構造を
形成する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st
The figure shows a method of manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention in the order of steps. As shown in Figure 1(,), N-type Ga
On the As substrate tll, N-type Ga is sequentially formed as a cladding layer.
1-! AILka (2), Ga forming active layer: -y
AlyAs layer (3), P-type Ga1-s that becomes the cladding layer
AlzAs layer (4), N-type Ga1-u which becomes the current confinement layer
AluAs layer (6) (0≦yx, and y=0
．． 1. and s-0.5, and u=0.3) by epitaxy cell growth, and this N-type GILI-uAl
A photoresist patterning is performed on the uAs layer (5). Next, as shown in Figure 1(b), 28%
The etching solution is removed until the GAI-gAlzAa layer (4) is exposed. Furthermore, as shown in FIG. 1 (6), after removing the photoresist, P-type Ga1-vAlvAs
A layer (Y<u) (7) is grown to form an internal stripe structure.

上記のような工程を含んだ半導体レーザ装置の製造方法
を用いると、第２図に示すように、前述のＮＨ２ＯＨ−
Ｈ２ｏ２系エッチング液（γ＝２０）がＮ形Ｇａ１−ｕ
ＡｌｕＡｓ層＋５Ｂｕ＝０．３）に対しては、５．２μ
ｍ／―という速いエツチング液度を示すのに対し、Ｐ形
Ｇａ　１−ｚＡｌ　ｘＡｓ　Ｒｆ４）　（ｚ　＝　０．
５　）に対しては０．１５μｍ／ｍとなりほとんどエツ
チングしない（電子通信学会技術研究報告ＳＳＤ　７３
−８０よシ引用）。このため、クラッド層であるＰ形Ｇ
ａ１−ｘＡｌｚＡｓ層（４）をほとんど侵すことなく、
電流狭窄層であるＮ形Ｇａ１−ｕＡｌｕＡｓ、寮（６）
を確実に除去することができ、再現性よく内部ストライ
プ構造を形成できる。When the method for manufacturing a semiconductor laser device including the steps described above is used, as shown in FIG.
H2o2 based etching solution (γ=20) is N type Ga1-u
5.2 μ for AluAs layer + 5Bu = 0.3)
m/-, whereas P-type Ga 1-zAl x As Rf4) (z = 0.
5), it is 0.15 μm/m and there is almost no etching (IEICE technical research report SSD 73
-80 (quote). For this reason, the P-type G which is the cladding layer
without almost attacking the a1-xAlzAs layer (4),
N-type Ga1-uAluAs current confinement layer, dormitory (6)
can be removed reliably and an internal stripe structure can be formed with good reproducibility.

なお、上記実施例では、エツチング液として２８％Ｎｆ
！４ＯＨ水溶液と３０％Ｈ，０２水溶液を容積比で１　
：　２０に混合したものを例に挙げたが、異なる濃度の
水溶液を用いた場合でも、また異なる混合比を用いた場
合でも同様の効果が得られる場合がある。また、上記例
では、Ａ１組成比としてｘ＝０．５　、　ｕ＝０．３と
したが、実際には工Ｎｕである場合のすべてに適用し得
る。エツチング材の液温においても、３０℃以外でも有
効である。また、材料やエツチング液法はこれに限るも
のではない。In the above example, 28%Nf was used as the etching solution.
! 4OH aqueous solution and 30% H,02 aqueous solution at a volume ratio of 1
: 20 was taken as an example, but the same effect may be obtained even if an aqueous solution of a different concentration or a different mixing ratio is used. Further, in the above example, the A1 composition ratio is x=0.5 and u=0.3, but it can actually be applied to all cases where the A1 composition ratio is 0.5 and u=0.3. It is also effective at liquid temperatures of etching materials other than 30°C. Furthermore, the materials and etching solution methods are not limited to these.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は以上説明したとお９、クラッド層となるＰ形
Ｇａ１−ｖＡｌｚＡｓ層よ）も電流狭窄層となるＮ形Ｇ
ａｘ−ｕＡｌｕＡｓ層に対して大きなエツチングレート
を示すエツチング材を用いるので、電流狭窄層となるＮ
形Ｇａ１−ｕＡｌｕＡａ層のみを選択的にエッチツクで
きる効果がある。As explained above, in this invention, the P-type Ga1-vAlzAs layer which becomes the cladding layer also has an N-type G layer which becomes the current confinement layer.
Since an etching material with a large etching rate is used for the ax-uAluAs layer, N
This has the effect of selectively etching only the Ga1-uAluAa layer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、この発明の一実施例による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程別断面図、第２図ｄ　ＮＨ４ＯＨ
−Ｈ，０２系ｘ　ツチ：／ジ液（ｒ＝２０）のエツチン
グレートのグラフ、第３図は従来の実屈折率導波形半導
体レーザ装置の断面図である。１はＮ形ＧａＡｓ基板、
２はクラッド層となるＮ形Ｇａ１−話１ｘＡａ層、３は
活性層となるＧａ１−ｙＡｌｙＡｓ層、４はクラッド層
となるＧａｌ−ｇＡｌｘＡ一層、５は電流狭窄層となる
Ｎ形Ｇａ１−ｕＡｌｕＡｓ層、６は７オトレジストマス
ク、７はＰ形ＧＢｘ−ｖＡｌｖＡｓ層である。なお、各
図中の同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a cross-sectional view of each process showing a method for manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2d is a NH4OH
FIG. 3 is a graph of the etching rate of -H,02 series x ts/di solution (r=20), and is a cross-sectional view of a conventional real refractive index waveguide semiconductor laser device. 1 is an N-type GaAs substrate,
2 is an N-type Ga1-1xAa layer which becomes a cladding layer, 3 is a Ga1-yAlyAs layer which is an active layer, 4 is a Gal-gAlxA layer which is a cladding layer, 5 is an N-type Ga1-uAluAs layer which is a current confinement layer, Reference numeral 6 indicates a 7 photoresist mask, and 7 indicates a P-type GBx-vAlvAs layer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）基板結晶上に、第１の禁制帯幅を持つ第１の半導
体層と、前記第１の禁制帯幅よりも小さい第２の禁制帯
幅を持つ第２の半導体層と、前記第２の禁制帯幅よりも
大きい第３の禁制帯幅を持つ第３の半導体層と、前記第
２の禁制帯幅よりも大きい第４の禁制帯幅を持つ第４の
半導体層を順次形成する工程と、前記第３の半導体層よ
りも前記第４の半導体層に対して大きなエッチングレー
トを示すエッチング材を用いて、前記第４の半導体層の
少なくとも一部分をエッチング除去する工程を含む半導
体レーザ装置の製造方法。(1) A first semiconductor layer having a first forbidden band width, a second semiconductor layer having a second forbidden band width smaller than the first forbidden band width, and a first semiconductor layer having a first forbidden band width, on a substrate crystal; A third semiconductor layer having a third forbidden band width larger than the second forbidden band width and a fourth semiconductor layer having a fourth forbidden band width larger than the second forbidden band width are sequentially formed. and a step of etching away at least a portion of the fourth semiconductor layer using an etching material that exhibits a higher etching rate for the fourth semiconductor layer than for the third semiconductor layer. manufacturing method. （２）第４の禁制帯幅が、第３の禁制帯幅よりも小さく
なるように形成する工程を含む特許請求の範囲第１項記
載の半導体レーザ装置の製造方法。(2) The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1, which includes the step of forming the fourth forbidden band width to be smaller than the third forbidden band width. （３）第１の半導体層をＧａ＿１＿−＿ｘＡｌ＿ｘＡｓ
、第２の半導体層をＧａ＿１＿−＿ｙＡｌ＿ｙＡｓ、第
３の半導体層をＧａ＿１＿−＿ｚＡｌ＿ｚＡｓ、第４の
半導体層をＧａ＿１＿−＿ｕＡｌ＿ｕＡｓ（ただし、０
≦ｙ＜ｘ、ｚ、ｕかつｕ＜ｚ）で形成する工程を含む特
許請求の範囲第２項記載の半導体レーザ装置の製造方法
。(3) The first semiconductor layer is made of Ga_1_-_xAl_xAs
, the second semiconductor layer is Ga_1_-_yAl_yAs, the third semiconductor layer is Ga_1_-_zAl_zAs, and the fourth semiconductor layer is Ga_1_-_uAl_uAs (however, 0
3. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 2, including a step of forming a semiconductor laser device such that ≦y<x, z, u and u<z. （４）エッチング材として、ＮＨ＿４ＯＨ−Ｈ＿２Ｏ＿
２系エッチング液を用いる工程を含む特許請求の範囲第
３項記載の半導体レーザ装置の製造方法。(4) As an etching material, NH_4OH-H_2O_
4. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 3, which includes a step of using a two-system etching solution.