JPH01244689A - 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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- JPH01244689A JPH01244689A JP7229188A JP7229188A JPH01244689A JP H01244689 A JPH01244689 A JP H01244689A JP 7229188 A JP7229188 A JP 7229188A JP 7229188 A JP7229188 A JP 7229188A JP H01244689 A JPH01244689 A JP H01244689A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体レーザの製造方法、特に第１の結晶成長
２選択エツチング、第２の気相成長の工程を順次含む製
造方法において、酸化膜等の半導体表面の変成による結
晶性悪化のない量産性にすぐれた製造方法に関するもの
である。
２選択エツチング、第２の気相成長の工程を順次含む製
造方法において、酸化膜等の半導体表面の変成による結
晶性悪化のない量産性にすぐれた製造方法に関するもの
である。
第２図は従来技術によって作られた半導体レーザの構造
を示す断面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）はその製造方法を
示す工程図である（例えば、ＩＥＤＭ’ ８３ Ｐｙｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ ＰＰ ２９２〜２９５） 。
を示す断面図、第３図（ａ）〜（Ｃ）はその製造方法を
示す工程図である（例えば、ＩＥＤＭ’ ８３ Ｐｙｏ
ｃｅｅｄｉｎｇｓ ＰＰ ２９２〜２９５） 。
第１の気相成長例えばメタル・オーガニック・ケミカル
・ベーパデポジション法（以下ＭＯＣＶＤ法と略記する
。）を用いてｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ａ ｌ Ｏ、
４５Ｇ ａ ｏ −５５Ａ ８層２．ＡＩ；！ｏ、８゜
Ａｓ活性層３．Ｐ型Ａ ｅ ０．４５Ｇ ａ ０．５５
Ａ ８層４゜ｎ型ＧａＡｓ層５を形成する（第３図（ａ
））、次に化学エツチングによる選択エツチングを行な
ってＰ型Ａ ｅ （１，４５Ｇ ａ Ｏ，５５Ａ ５層
４が露出する溝６を形成しく第３図（ｂ））、この後筒
２の気相埋め込み成長を行ってＰ型Ａ ｊ？ ０．４５
Ｇ ａ ００５Ａｓ層７、Ｐ型ＧａＡｓ層８を形成して
（第３図（Ｃ））、第２図に示した半導体レーザ結晶が
完成する。ｎ型ＧａＡｓ層５は電流阻止層と損失ガイド
による横モード制御のための光吸収層の役割をしている
。この製造方法は量産性にすぐれたＭＯＣＶＤ法を用い
るため、少なくとも結晶成長工程に限っていえば量産性
は従来の液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）を用い
るのに比べれば格段に優れている。
・ベーパデポジション法（以下ＭＯＣＶＤ法と略記する
。）を用いてｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型Ａ ｌ Ｏ、
４５Ｇ ａ ｏ −５５Ａ ８層２．ＡＩ；！ｏ、８゜
Ａｓ活性層３．Ｐ型Ａ ｅ ０．４５Ｇ ａ ０．５５
Ａ ８層４゜ｎ型ＧａＡｓ層５を形成する（第３図（ａ
））、次に化学エツチングによる選択エツチングを行な
ってＰ型Ａ ｅ （１，４５Ｇ ａ Ｏ，５５Ａ ５層
４が露出する溝６を形成しく第３図（ｂ））、この後筒
２の気相埋め込み成長を行ってＰ型Ａ ｊ？ ０．４５
Ｇ ａ ００５Ａｓ層７、Ｐ型ＧａＡｓ層８を形成して
（第３図（Ｃ））、第２図に示した半導体レーザ結晶が
完成する。ｎ型ＧａＡｓ層５は電流阻止層と損失ガイド
による横モード制御のための光吸収層の役割をしている
。この製造方法は量産性にすぐれたＭＯＣＶＤ法を用い
るため、少なくとも結晶成長工程に限っていえば量産性
は従来の液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）を用い
るのに比べれば格段に優れている。
しかし、この際問題となるのは溝６の選択エツチング工
程である。Ａ ｅ ｘ Ｇ ａ １ ｘ Ａ ｓはＸが
大きくなるほど酸化されやすく、Ａｊ’ＸＧａ１ ＸＡ
ｓの露出した表面は空気中で容易に酸化膜を形成し、加
熱によって酸化膜が除去されない。これに比べてＧａＡ
ｓ表面もやはり空気中で酸化膜を形成するが還元性のガ
ス中で加熱すれば容易に分解する。したがって、溝６の
底面、ＡｌｘＧａＩ−ｘＡｓ（第３図のＰ型Ａ ｅ 、
）、４５Ｇ ａ ０．５５Ａｓ層４〉表面は空気中にさ
らされるため酸化膜の上に気相埋め込み成長を行うこと
になる。その結果、電気的特性の悪化、埋め込み層７．
８における結晶欠陥の発生、さらには埋め込み成長その
ものができなくなる。また、通常Ｐ型Ａｆｏ、４ｓＧ
ａ ６４５Ａ Ｓ相４は２０００〜５０００人と薄いた
め、化学エツチングを用いて１１Ｂ６の底面がＰ型Ａ
Ｉ ０．４５Ｇ ａ ｏ、５５Ａ Ｓ相４を貫通しない
ように制御するのは困難である。ＧａＡｓとＡｅＸＧ
ａ Ｉ−ｘ Ａ ｓの選択エツチング法を用いることも
考えられるが、通常の選択エツチング、いわゆる化学エ
ツチング法はＡｆｆｘＧａｌ−ＸＡｓ層表面に厚い酸化
膜を形成する。
程である。Ａ ｅ ｘ Ｇ ａ １ ｘ Ａ ｓはＸが
大きくなるほど酸化されやすく、Ａｊ’ＸＧａ１ ＸＡ
ｓの露出した表面は空気中で容易に酸化膜を形成し、加
熱によって酸化膜が除去されない。これに比べてＧａＡ
ｓ表面もやはり空気中で酸化膜を形成するが還元性のガ
ス中で加熱すれば容易に分解する。したがって、溝６の
底面、ＡｌｘＧａＩ−ｘＡｓ（第３図のＰ型Ａ ｅ 、
）、４５Ｇ ａ ０．５５Ａｓ層４〉表面は空気中にさ
らされるため酸化膜の上に気相埋め込み成長を行うこと
になる。その結果、電気的特性の悪化、埋め込み層７．
８における結晶欠陥の発生、さらには埋め込み成長その
ものができなくなる。また、通常Ｐ型Ａｆｏ、４ｓＧ
ａ ６４５Ａ Ｓ相４は２０００〜５０００人と薄いた
め、化学エツチングを用いて１１Ｂ６の底面がＰ型Ａ
Ｉ ０．４５Ｇ ａ ｏ、５５Ａ Ｓ相４を貫通しない
ように制御するのは困難である。ＧａＡｓとＡｅＸＧ
ａ Ｉ−ｘ Ａ ｓの選択エツチング法を用いることも
考えられるが、通常の選択エツチング、いわゆる化学エ
ツチング法はＡｆｆｘＧａｌ−ＸＡｓ層表面に厚い酸化
膜を形成する。
本発明は上述の問題点を解決し、結晶欠陥のない結晶相
を形成して電気的特性や信頼性の優れた半導体レーザを
作ることを目的としている。
を形成して電気的特性や信頼性の優れた半導体レーザを
作ることを目的としている。
本発明は、第１のＧａＡｓ層と第２のＧａＡｓ層との間
に少なくともＡ ｌ ｘ Ｇ ａ １−Ｘ Ａ ｓ層（
Ｘ：Ｏ，５＞を有し、かつ前記第２のＧａＡｓ層が最上
層となっている積層構造を少なくとも具備する多層構造
を基板上に形成する第１の結晶成長工程と、前記Ａ Ｉ
！ Ｘ Ｇ ａ ｔ−ｘ Ａ ｓ層（Ｘと０．５）が露
出する深さの溝のを前記多層構造に形成するエツチング
工程と、溝底部に露出している前記ＡｆｘＧａ１．ｘＡ
ｓ層＜ｘ＝５＞のみを選択エツチングして第１のＧａＡ
ｓ層を溝底部に露出する工程と、溝底部に露出している
前記第１のＧａＡｓ層を塩化水素による気相エツチング
により除去した後、引続き同じく装置内で前記溝部およ
び前記第２のＧａＳｓ層上に半導体層を形成する第２の
結晶成長工程とを少なくとも備えた構成となっている。
に少なくともＡ ｌ ｘ Ｇ ａ １−Ｘ Ａ ｓ層（
Ｘ：Ｏ，５＞を有し、かつ前記第２のＧａＡｓ層が最上
層となっている積層構造を少なくとも具備する多層構造
を基板上に形成する第１の結晶成長工程と、前記Ａ Ｉ
！ Ｘ Ｇ ａ ｔ−ｘ Ａ ｓ層（Ｘと０．５）が露
出する深さの溝のを前記多層構造に形成するエツチング
工程と、溝底部に露出している前記ＡｆｘＧａ１．ｘＡ
ｓ層＜ｘ＝５＞のみを選択エツチングして第１のＧａＡ
ｓ層を溝底部に露出する工程と、溝底部に露出している
前記第１のＧａＡｓ層を塩化水素による気相エツチング
により除去した後、引続き同じく装置内で前記溝部およ
び前記第２のＧａＳｓ層上に半導体層を形成する第２の
結晶成長工程とを少なくとも備えた構成となっている。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。
第１の結晶成長を例えばＭＯＣＶＤ法を用いて行ない、
ｎ型ＧａＡｓ基板９上にｎ型Ａ１！ｏ、４゜Ｇ ａ ｏ
、５５Ａ ｓ層１０ 、Ａ ｅ ｏ、１５Ｇ ａ ｏ、
ｓｓＡ ｓ活性層１１．Ｐ型Ａ Ｉ ０．４５Ｇ ａ
０−５５Ａ ｓ層１２、ｎ型ＧａＡｓ層（第１のＧａＡ
ｓ層）１３、ｎ型Ａ ｅ Ｏ，５Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ
ｓ層１４、ｎ型ＧａＡｓ層（第２のＧａＡｓ層）１５を
形成する（第１図（ａ））、次にＮ Ｈａ ： Ｈ２０
２＝ １ ： ２０の選択エッチャントを用いて、ｎ型
Ａ ｅ ａ、！Ｓ Ｇ ａ ０．５Ａｓ層１４表面に到
達する溝１７を形成する（第１図（ｂ））。この後、Ｈ
Ｆ液を用いてｎ型Ａ ｅ Ｏ，５Ｇ ａｏ、５ Ａ ｓ
層１４のみを選択エツチングし、ｎ型ＧａＡｓ層（第１
のＧａＡｓ層）１（第１のＧａＡｓ層（第１ＧａＡｓ層
）１３表面を露出させる（第１図（Ｃ））。続いて塩化
水素を用いた気相エツチングを行なってｎ型ＧａＡｓ層
（第１のＧａＡｓ層）１３を除去する（第１図（ｄ））
、この直後に連続して第２のＭＯＣＶＤ法を用いた気相
成長を行なってＰ型Ａｇｏ−４５Ｇ ａ ０−５５Ａ
ｓ層１７、Ｐ型ＧａＡｓ層１８を形成して（第１図（ｅ
））本発明に係る半導体レーザ結晶が完成する。本発明
の製造工程に用いる気相エツチングの条件は、−例とし
て温度８５０°ＣにおいてＨＣＩ正味流量５ ｃｃ／
ｍｉｎ、、 Ａ ｓ Ｈｇ正味流量５０ ｃｃ／ ｗｉ
ｎ、、キャリアガスとしての水素ガス流量が１２１７ｍ
１ｎ、で、ＧａＡｓのエツチング速度は約２６００人／
ｗｉｎ、である６したがって、溝１６底部のｎ型ＧａＡ
ｓ層（第１のＧａＡｓ層）１３の層厚を１０００人とし
て、エツチング時間を２０〜２５秒程度に設定すれば７
１１１６底部のｎ型ＧａＡｓ層（第１のＧａＡｓ層）１
３は完全に除去され、鏡面のＰ型Ａ Ｉ Ｃ１，４５Ｇ
ａ ｏ、５５Ａ ｓ層１２が露出する。この工程は第
２の気相埋め込み成長を行なう反応管内で行なわれるた
め、その表面は酸化膜の存在しない極めて清浄なもので
ある。このため、気相エツチング直後に連続して形成さ
れる埋め込み層１７．１８は結晶欠陥が少なく良質のも
のである。
ｎ型ＧａＡｓ基板９上にｎ型Ａ１！ｏ、４゜Ｇ ａ ｏ
、５５Ａ ｓ層１０ 、Ａ ｅ ｏ、１５Ｇ ａ ｏ、
ｓｓＡ ｓ活性層１１．Ｐ型Ａ Ｉ ０．４５Ｇ ａ
０−５５Ａ ｓ層１２、ｎ型ＧａＡｓ層（第１のＧａＡ
ｓ層）１３、ｎ型Ａ ｅ Ｏ，５Ｇ ａ ｏ、ｓ Ａ
ｓ層１４、ｎ型ＧａＡｓ層（第２のＧａＡｓ層）１５を
形成する（第１図（ａ））、次にＮ Ｈａ ： Ｈ２０
２＝ １ ： ２０の選択エッチャントを用いて、ｎ型
Ａ ｅ ａ、！Ｓ Ｇ ａ ０．５Ａｓ層１４表面に到
達する溝１７を形成する（第１図（ｂ））。この後、Ｈ
Ｆ液を用いてｎ型Ａ ｅ Ｏ，５Ｇ ａｏ、５ Ａ ｓ
層１４のみを選択エツチングし、ｎ型ＧａＡｓ層（第１
のＧａＡｓ層）１（第１のＧａＡｓ層（第１ＧａＡｓ層
）１３表面を露出させる（第１図（Ｃ））。続いて塩化
水素を用いた気相エツチングを行なってｎ型ＧａＡｓ層
（第１のＧａＡｓ層）１３を除去する（第１図（ｄ））
、この直後に連続して第２のＭＯＣＶＤ法を用いた気相
成長を行なってＰ型Ａｇｏ−４５Ｇ ａ ０−５５Ａ
ｓ層１７、Ｐ型ＧａＡｓ層１８を形成して（第１図（ｅ
））本発明に係る半導体レーザ結晶が完成する。本発明
の製造工程に用いる気相エツチングの条件は、−例とし
て温度８５０°ＣにおいてＨＣＩ正味流量５ ｃｃ／
ｍｉｎ、、 Ａ ｓ Ｈｇ正味流量５０ ｃｃ／ ｗｉ
ｎ、、キャリアガスとしての水素ガス流量が１２１７ｍ
１ｎ、で、ＧａＡｓのエツチング速度は約２６００人／
ｗｉｎ、である６したがって、溝１６底部のｎ型ＧａＡ
ｓ層（第１のＧａＡｓ層）１３の層厚を１０００人とし
て、エツチング時間を２０〜２５秒程度に設定すれば７
１１１６底部のｎ型ＧａＡｓ層（第１のＧａＡｓ層）１
３は完全に除去され、鏡面のＰ型Ａ Ｉ Ｃ１，４５Ｇ
ａ ｏ、５５Ａ ｓ層１２が露出する。この工程は第
２の気相埋め込み成長を行なう反応管内で行なわれるた
め、その表面は酸化膜の存在しない極めて清浄なもので
ある。このため、気相エツチング直後に連続して形成さ
れる埋め込み層１７．１８は結晶欠陥が少なく良質のも
のである。
以上説明したように、本発明によれば酸化膜のない清浄
な結晶表面上に良質の結晶層を形成することができ、良
好な電気的特性と信頼性の高い半導体レーザを容易に得
ることができる。さらに、半導体レーザにおける電流通
路となる溝底部の深さを選択エツチングで制御できるた
め、量産性に優れた製造方法である。また、Ｐ型Ａ ｅ
０−４５０ ａ 、）、５５Ａ ｓ層１２上のｎ型Ｇ
ａＡｓ層（第１のＧａＡｓ層）１３を１０００人程度に
薄くしておけば気相エツチングの時間も短かく、エツチ
ング深さのばらつきを軽減でき、Ｐ型Ａ Ｉ！ ０．４
９０ ａ ６．５５Ａ ｓ層１２を貫通するようなこと
もなく、半導体レーザの素子特性および歩留りも向上で
きる。
な結晶表面上に良質の結晶層を形成することができ、良
好な電気的特性と信頼性の高い半導体レーザを容易に得
ることができる。さらに、半導体レーザにおける電流通
路となる溝底部の深さを選択エツチングで制御できるた
め、量産性に優れた製造方法である。また、Ｐ型Ａ ｅ
０−４５０ ａ 、）、５５Ａ ｓ層１２上のｎ型Ｇ
ａＡｓ層（第１のＧａＡｓ層）１３を１０００人程度に
薄くしておけば気相エツチングの時間も短かく、エツチ
ング深さのばらつきを軽減でき、Ｐ型Ａ Ｉ！ ０．４
９０ ａ ６．５５Ａ ｓ層１２を貫通するようなこと
もなく、半導体レーザの素子特性および歩留りも向上で
きる。
第１図（ａ）〜（８）は本発明の一実施例を示す工程図
、第２図は従来技術により得られる半導体レーザの一例
の構造を示す断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）はその製造
工程図を示す。 図において、１．９−・−ｎ型ＧａＡｓ基板、２゜１０
＝−ｎ型Ａ ｌ Ｏ，４５Ｇ ａ （１，５５Ａ ３
層、３．１１・・・Ａ ｆ □、１５Ｇ ａ Ｏ，６５
Ａ ｓ活性層、４．１２・ Ｐ型Ａ （！ ０．４５０
ａ ０．５５Ａ ｓ層、５ ・・・ｎ型ＧａＡｓ層、
６．１６−・・溝、７．１７−Ｐ型Ｐ ｌ ａ、ａｓＧ
ａ ａ−、ｑＡｓ層、８．１８−Ｐ型ＧａＡｓ層、１
３−ｎ型ＧａＡｓ層（第１のＧａＡｓ層＞、１４−ｎ型
Ａ ｌ ｇ、５ Ｇ ａ □、５ Ａ ８層、１５−・
ｎ型ＧａＡｓ層（第２のＧａＡｓ層）。
、第２図は従来技術により得られる半導体レーザの一例
の構造を示す断面図、第３図（ａ）〜（ｃ）はその製造
工程図を示す。 図において、１．９−・−ｎ型ＧａＡｓ基板、２゜１０
＝−ｎ型Ａ ｌ Ｏ，４５Ｇ ａ （１，５５Ａ ３
層、３．１１・・・Ａ ｆ □、１５Ｇ ａ Ｏ，６５
Ａ ｓ活性層、４．１２・ Ｐ型Ａ （！ ０．４５０
ａ ０．５５Ａ ｓ層、５ ・・・ｎ型ＧａＡｓ層、
６．１６−・・溝、７．１７−Ｐ型Ｐ ｌ ａ、ａｓＧ
ａ ａ−、ｑＡｓ層、８．１８−Ｐ型ＧａＡｓ層、１
３−ｎ型ＧａＡｓ層（第１のＧａＡｓ層＞、１４−ｎ型
Ａ ｌ ｇ、５ Ｇ ａ □、５ Ａ ８層、１５−・
ｎ型ＧａＡｓ層（第２のＧａＡｓ層）。
Claims (1)
- 第１のＧａＡｓ層と第２のＧａＡｓ層との間に少なく
ともＡｌ＿ＸＧａ＿１＿−＿ＸＡｓ層（Ｘ≧０．５）を
有し、かつ前記第２のＧａＡｓ層が最上層となっている
積層構造を少なくとも具備する多層構造を基板上に形成
する第１の結晶成長工程と、前記Ａｌ＿ＸＧａ＿１＿−
＿ＸＡｓ層（Ｘ≧０．５）が露出する深さの溝のを前記
多層構造に形成するエッチング工程と、溝底部に露出し
ている前記Ａｌ＿ＸＧａ＿１＿−＿ＸＡｓ層（Ｘ≧５）
のみを選択エッチングして第１のＧａＡｓ層を溝底部に
露出する工程と、溝底部に露出している前記第１のＧａ
Ａｓ層を塩化水素による気相エッチングにより除去した
後、引続き同じく装置内で前記溝部および前記第２のＧ
ａＳｓ層上に半導体層を形成する第２の結晶成長工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする半導体レーザの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229188A JPH01244689A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229188A JPH01244689A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01244689A true JPH01244689A (ja) | 1989-09-29 |
Family
ID=13485021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7229188A Pending JPH01244689A (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01244689A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04119680A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-21 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の作製方法 |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP7229188A patent/JPH01244689A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04119680A (ja) * | 1990-09-10 | 1992-04-21 | Sharp Corp | 半導体レーザ素子の作製方法 |
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