JPH0137873B2 - - Google Patents
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- JPH0137873B2 JPH0137873B2 JP24107184A JP24107184A JPH0137873B2 JP H0137873 B2 JPH0137873 B2 JP H0137873B2 JP 24107184 A JP24107184 A JP 24107184A JP 24107184 A JP24107184 A JP 24107184A JP H0137873 B2 JPH0137873 B2 JP H0137873B2
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Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
この発明は、半導体レーザの製造方法に係り、
特に、MBE装置でもつて製造されるAlGaAs系
半導体レーザの製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] (a) Field of Industrial Application This invention relates to a method of manufacturing a semiconductor laser,
In particular, the present invention relates to a method of manufacturing an AlGaAs semiconductor laser manufactured using an MBE apparatus.
(ロ) 従来技術
この種半導体レーザの製造方法において、例え
ば2回のMBE成長工程を必要とする構造の半導
体レーザを製造する場合を以下説明すると共に、
その問題点を指摘する。(b) Prior Art In the method for manufacturing this type of semiconductor laser, the case of manufacturing a semiconductor laser having a structure that requires, for example, two MBE growth steps will be described below, and
Point out the problem.
まず、1回目のMBE成長工程で第1成長層を
形成した後、MBE装置から半導体基板を取り出
し、ホトエツチング工程にて第1上部クラツド層
まで達する深さで、かつ、所定の幅のストライプ
溝を形成する。このホトエツチング工程を行つた
ことに伴い、前記エツチングした部分(第1上部
クラツド層の表面)に酸化物等の不純物が直接付
着するから、この不純物を所定の方法にて蒸発さ
せる。しかる後、2回目のMBE成長工程で第2
成長層を積層させる。 First, after forming a first growth layer in the first MBE growth process, the semiconductor substrate is taken out from the MBE apparatus, and a stripe groove of a predetermined width and a depth reaching the first upper cladding layer is formed in a photoetching process. Form. As this photoetching step is performed, impurities such as oxides are directly attached to the etched portion (the surface of the first upper cladding layer), so these impurities are evaporated by a predetermined method. After that, in the second MBE growth process, the second
Stack the growth layers.
しかして、前記不純物を蒸発させる工程におい
て、第1上部クラツド層のAl組成が0.4以上であ
る場合、前記酸化物等の不純物は蒸発されにくく
なる。そのため、第2の成長工程にて形成される
第2成長層の積層状態が劣化し、この部分を電流
が流れなくなるという問題を生じる。一方、前記
第1上部クラツド層のAl組成を0.4以下にすれば、
第2成長層の積層状態は比較的良好となるが、そ
の反面、光閉じ込め効率が低下するという問題を
生じる。これらのことに基づいて、従来方法では
電気的性質および光学的性質の良好な半導体レー
ザを製造するのが困難である。 Therefore, in the step of evaporating the impurities, if the Al composition of the first upper cladding layer is 0.4 or more, the impurities such as the oxides are difficult to evaporate. Therefore, the stacked state of the second growth layer formed in the second growth step deteriorates, causing a problem that current no longer flows through this portion. On the other hand, if the Al composition of the first upper cladding layer is set to 0.4 or less,
Although the stacked state of the second grown layer is relatively good, on the other hand, a problem arises in that the light confinement efficiency decreases. Based on these factors, it is difficult to manufacture semiconductor lasers with good electrical and optical properties using conventional methods.
(ハ) 目 的
この発明は、第1上部クラツド層のAl組成の
値に関係なく第2成長層の積層状態を良好とし、
電気的性質および光学的性質が良好な半導体レー
ザを容易に製造できる半導体レーザの製造方法を
提供することを目的としている。(c) Purpose This invention improves the stacking state of the second grown layer regardless of the Al composition value of the first upper cladding layer,
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor laser that can easily manufacture a semiconductor laser with good electrical and optical properties.
(ニ) 構 成
この発明に係る半導体レーザの製造方法の特徴
とするところは、第1の成長工程にて第1成長層
を形成し、次にエツチング工程において光吸収層
を適宜に残すような深さでエツチングして第1上
部クラツド層が露出しないようなストライプ溝を
形成し、前記残余の光吸収層および第1成長層の
最上層である表面保護層の一部又は全部をサーマ
ルクリーニング工程にて蒸発させ、第2の成長工
程にて第2成長層を形成したことにある。(D) Structure The method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention is characterized by forming a first growth layer in the first growth step, and leaving a light absorption layer as appropriate in the next etching step. A stripe groove is formed by deep etching so that the first upper cladding layer is not exposed, and a part or all of the remaining light absorption layer and the surface protection layer which is the top layer of the first growth layer are removed by a thermal cleaning process. The second growth layer was formed in the second growth step.
(ホ) 実施例
第1図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図である。(E) Embodiment FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention.
(a) 図示しないMBE装置内に装着したN型の
GaAsからなる半導体基板10を所定の方法に
て加熱する。蒸発源にそれぞれ収納された原料
物質を分子線の形で蒸発させる。この原料等を
図外の質量分析計でモニターすると共に図外の
コンピユータで蒸発源の温度やシヤツタを制御
することにより、N型AlXGa1-XAsからなる下
部クラツド層21(Al組成X=0.55)と、AlX
Ga1-XAsからなる活性層22(Al組成X=
0.12)と、P型AlXGa1-XAsからなる第1上部
クラツド層23(Al組成X=0.55)と、N型
GaAsからなる光吸収層24と、N型AlXGa1-X
Asからなる蒸発防止層25(Al組成x=0.35)
と、ノンドープGaAsからなる表面保護層26
とを順次積層させることにより第1成長層20
を形成する(第1の成長工程)。(a) N-type installed in the MBE device (not shown)
A semiconductor substrate 10 made of GaAs is heated by a predetermined method. The raw materials contained in the evaporation sources are evaporated in the form of molecular beams. By monitoring this raw material with a mass spectrometer (not shown ) and controlling the temperature and shutter of the evaporation source with a computer (not shown ), the lower cladding layer 21 (Al composition = 0.55) and Al
Active layer 22 made of Ga 1-X As (Al composition X=
0.12), the first upper cladding layer 23 made of P-type Al x Ga 1-x As (Al composition X = 0.55), and the N-type
A light absorption layer 24 made of GaAs and an N-type Al x Ga 1-x
Evaporation prevention layer 25 made of As (Al composition x = 0.35)
and a surface protective layer 26 made of non-doped GaAs.
The first growth layer 20 is formed by sequentially laminating the
(first growth step).
(b) 第1成長層20が形成された半導体基板10
をMBE装置から外部に取り出した後、半導体
基板10の裏面をラツピングする。次に、ホト
レジスト塗布・露光・現像工程を経てストライ
プ溝を形成すべき部分以外の表面保護層26を
ホトレジスト60で覆う。このホトレジスト6
0をマスクとして光吸収層24が適宜に(例え
ば1000Å程度)残るような深さまで表面保護層
26と蒸発防止層25と光吸収層24とをそれ
ぞれ選択エツチングしてストライプ溝30を形
成する(エツチング工程)。なお、本実施例で
はホトリソグラフイ技術が用いられる。(b) Semiconductor substrate 10 on which first growth layer 20 is formed
After taking out the semiconductor substrate 10 from the MBE apparatus, the back surface of the semiconductor substrate 10 is wrapped. Next, through photoresist coating, exposure, and development steps, the surface protective layer 26 other than the portion where the stripe grooves are to be formed is covered with a photoresist 60. This photoresist 6
0 as a mask, the surface protection layer 26, evaporation prevention layer 25, and light absorption layer 24 are selectively etched to a depth such that the light absorption layer 24 remains at an appropriate depth (for example, approximately 1000 Å) to form stripe grooves 30 (etching). process). Note that photolithography technology is used in this embodiment.
(c) 前記ホトレジスト60を除去した半導体基板
10を有機洗浄する。その後、前記半導体基板
10を再度MBE装置内に装着する。ここで、
半導体基板10に砒素分子線を当てながら半導
体基板10を約740℃で加熱する。このまま約
20分間行うことにより前記エツチング工程にて
付着した不純物等を蒸発させ、さらに前記残余
の光吸収層24および表面保護層26の一部又
は全部を蒸発させる(サーマルクリーニング工
程)。尚、これによりストライプ溝上の第1上
部クラツド層23の表面が露出されるが、
MBE装置内で行われているため不純物等が付
着する心配はない。(c) The semiconductor substrate 10 from which the photoresist 60 has been removed is organically cleaned. After that, the semiconductor substrate 10 is mounted again into the MBE apparatus. here,
The semiconductor substrate 10 is heated at about 740° C. while applying an arsenic molecular beam to the semiconductor substrate 10. As it is, about
By performing the etching for 20 minutes, impurities etc. attached in the etching process are evaporated, and furthermore, part or all of the remaining light absorption layer 24 and surface protection layer 26 are evaporated (thermal cleaning process). Note that this exposes the surface of the first upper cladding layer 23 above the stripe grooves, but
Since the process is carried out inside the MBE equipment, there is no need to worry about impurities adhering to it.
(d) (c)の工程の状態において半導体基板10の温
度を約600℃に設定し、(a)工程と同様の方法で
もつてP型AlYGa1-YAsからなる第2上部クラ
ツド層41(Al組成Y=0.35)と、P+型GaAs
からなるキヤツプ層42とを順次積層すること
により第2成長層40を形成する(第2の成長
工程)。以下、通常の半導体レーザの製造方法
と同様にP型電極50、N型電極51とを形成
する。(d) In the state of step (c), the temperature of the semiconductor substrate 10 is set to about 600°C, and a second upper cladding layer made of P-type Al Y Ga 1-Y As is formed by the same method as in step (a). 41 (Al composition Y = 0.35) and P + type GaAs
A second growth layer 40 is formed by sequentially stacking a cap layer 42 consisting of the following (second growth step). Thereafter, a P-type electrode 50 and an N-type electrode 51 are formed in the same manner as in a normal semiconductor laser manufacturing method.
第2図はAlGaAsおよびGaAsにおける温度と
蒸発速度との関係を示す説明図であり、図によれ
ば温度を上昇させるとAlGaAs(第1上部クラツ
ド層23)はほとんど蒸発しないが、GaAs(光
吸収層24)は温度上昇に伴つて蒸発速度が速く
なる。つまり、GaAsを蒸発させる場合において
下方にあるAlGaAsへの影響はほとんどないと言
える。 Figure 2 is an explanatory diagram showing the relationship between temperature and evaporation rate in AlGaAs and GaAs. According to the figure, when the temperature is increased, AlGaAs (first upper cladding layer 23) hardly evaporates, but GaAs (light absorption The evaporation rate of the layer 24) increases as the temperature increases. In other words, it can be said that when GaAs is evaporated, there is almost no effect on AlGaAs located below.
本実施例において下部クラツド層21と第1上
部クラツド層23とのAl組成を0.55にしたから、
前記下部クラツド層21と第1上部クラツド層2
3との光閉じ込め効果を向上させることができ
る。 In this example, since the Al composition of the lower cladding layer 21 and the first upper cladding layer 23 was set to 0.55,
The lower cladding layer 21 and the first upper cladding layer 2
It is possible to improve the light confinement effect with 3.
尚、上記実施例において、AlXGa1-XAsおよび
AlYGa1-YAsからなる各層のAl組成をそれぞれ記
しているが、この発明はこれに限定されず、適宜
に変更できることは勿論である。 In addition, in the above example, Al X Ga 1-X As and
Although the Al composition of each layer made of Al Y Ga 1-Y As is shown, the invention is not limited to this, and it goes without saying that it can be changed as appropriate.
さらに、上記表面保護層26、残余の光吸収層
24のGaAsで半導体基板の表面全体にパシベー
シヨン効果を持たせてAlXGa1-XAsの上にAlY
Ga1-YAsを再成長させる上記方法は、半導体レー
ザを製造する場合に限定されず、他の半導体素子
にも応用できることは勿論である。 Furthermore, the surface protective layer 26 and the remaining light absorption layer 24 of GaAs provide a passivation effect to the entire surface of the semiconductor substrate, and Al Y
The above method of regrowing Ga 1-Y As is not limited to manufacturing semiconductor lasers, but can of course be applied to other semiconductor devices.
(ヘ) 効 果
この発明は、エツチング工程にて形成したスト
ライプ溝の上部に残した光吸収層と、第1成長層
の最上層である表面保護層とで半導体基板の表面
全体にパシベーシヨン効果を持たせているから、
エツチング工程において第1上部クラツド層と蒸
発防止層との表面に不純物が直接付着するのを防
止できる。しかも、サーマルクリーニング工程に
おいても前記残余の光吸収層および表面保護層の
一部又は全部を蒸発させることにより半導体基板
の表面全体を清浄になすため、第1上部クラツド
層のAl組成の値に関係なく第2成長層の積層状
態を良好にすることができる。(F) Effect This invention produces a passivation effect on the entire surface of the semiconductor substrate using the light absorption layer left on the top of the stripe groove formed in the etching process and the surface protection layer that is the top layer of the first growth layer. Because I have it,
In the etching process, it is possible to prevent impurities from directly adhering to the surfaces of the first upper cladding layer and the evaporation prevention layer. Moreover, in the thermal cleaning process, the entire surface of the semiconductor substrate is cleaned by evaporating part or all of the remaining light absorption layer and surface protective layer, so the Al composition value of the first upper cladding layer is not affected. Therefore, the stacked state of the second grown layer can be improved.
従つて、この発明は特別高精度な技術を必要と
せず、しかも工程数を増やす必要もないという著
大な効果を奏する。即ち、電気的性質および光学
的性質の良好な半導体レーザを容易に製造するこ
とを可能とした。 Therefore, the present invention has a significant effect in that it does not require particularly high-precision technology and does not require an increase in the number of steps. That is, it has become possible to easily manufacture a semiconductor laser with good electrical and optical properties.
第1図はこの発明に係る半導体レーザの製造方
法の一実施例を示す説明図、第2図はAlGaAsお
よびGaAsの温度と蒸発速度との関係を示す説明
図である。
10……半導体基板、20……第1成長層、2
1……下部クラツド層、22……活性層、23…
…第1上部クラツド層、24……光吸収層、25
……蒸発防止層、26……表面保護層、30……
ストライプ溝、40……第2成長層、41……第
2上部クラツド層、42……キヤツプ層。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between temperature and evaporation rate of AlGaAs and GaAs. 10... Semiconductor substrate, 20... First growth layer, 2
1... lower cladding layer, 22... active layer, 23...
...first upper cladding layer, 24...light absorption layer, 25
... Evaporation prevention layer, 26 ... Surface protective layer, 30 ...
Stripe groove, 40...second growth layer, 41...second upper cladding layer, 42...cap layer.
Claims (1)
導体レーザの製造方法において、 下部クラツド層と、活性層と、第1上部クラツ
ド層と、GaAsからなる光吸収層と、蒸発防止層
と、GaAsからなる表面保護層とを半導体基板の
表面に順次積層する第1の成長工程と、 前記光吸収層を適宜に残すような深さおよび所
望の幅のストライプ溝を形成するエツチング工程
と、 前記ストライプ溝が形成された半導体基板を再
度成長室内に導入し、前記半導体基板を加熱しな
がら前記半導体基板を砒素でもつて衝撃しつつ、
前記残余の光吸収層および前記半導体基板の最上
層である表面保護層の一部又は全部を蒸発させる
サーマルクリーニング工程と、 前記サーマルクリーニングされた半導体基板の
表面に第2上部クラツド層と、キヤツプ層とを順
次積層する第2の成長工程とを具備したことを特
徴とする半導体レーザの製造方法。[Claims] 1. A method for manufacturing an AlGaAs semiconductor laser manufactured using an MBE apparatus, comprising: a lower cladding layer, an active layer, a first upper cladding layer, a light absorption layer made of GaAs, and an evaporation prevention layer. and a surface protection layer made of GaAs on the surface of the semiconductor substrate, and an etching step to form a stripe groove of a desired width and depth to leave the light absorption layer as appropriate. , reintroducing the semiconductor substrate on which the stripe grooves have been formed into the growth chamber, and bombarding the semiconductor substrate with arsenic while heating the semiconductor substrate;
a thermal cleaning step of evaporating part or all of the remaining light absorption layer and the surface protection layer that is the top layer of the semiconductor substrate; and forming a second upper cladding layer and a cap layer on the thermally cleaned surface of the semiconductor substrate. and a second growth step of sequentially stacking.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24107184A JPS61119090A (en) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | Manufacture of semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24107184A JPS61119090A (en) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | Manufacture of semiconductor laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61119090A JPS61119090A (en) | 1986-06-06 |
| JPH0137873B2 true JPH0137873B2 (en) | 1989-08-09 |
Family
ID=17068862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24107184A Granted JPS61119090A (en) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | Manufacture of semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61119090A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61289621A (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-19 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Molecular beam epitaxial growth |
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-
1984
- 1984-11-14 JP JP24107184A patent/JPS61119090A/en active Granted
Also Published As
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| JPS61119090A (en) | 1986-06-06 |
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