JPH0529707A - 内部電流狭窄型半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

内部電流狭窄型半導体レーザ素子の製造方法

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JPH0529707A
JPH0529707A JP18272891A JP18272891A JPH0529707A JP H0529707 A JPH0529707 A JP H0529707A JP 18272891 A JP18272891 A JP 18272891A JP 18272891 A JP18272891 A JP 18272891A JP H0529707 A JPH0529707 A JP H0529707A
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JP
Japan
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layer
contact layer
current confinement
type semiconductor
semiconductor laser
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JP18272891A
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English (en)
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Kunio Matsubara
邦雄 松原
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】内部電流狭窄型半導体レーザ素子を製造するに
当たり、ウエハ劈開後のバー状態で素子の良否を判定す
る特性測定を、測定作業の効率よくしかも測定上の判断
ミスなく行なうことができるようにする。 【構成】内部電流狭窄型半導体レーザ素子を製造する過
程において、電流狭窄層を形成した後、その表面上に素
子を分離するSiO2 膜をレーザ光進行方向と平行にパ
ターニングした後、第二のコンタクト層を選択的に成長
させ、その表面に電極を蒸着することにより、エピタキ
シャル成長の段階で素子を分離しているので、ウエハ劈
開後のバー状態で特性の測定を行なうとき、短時間にし
かも個々の素子について特性の良否を誤って判断するこ
とがなくなり、測定時の歩留りと生産性を向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内部電流狭窄型半導体レ
ーザ素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】内部電流狭窄型半導体レーザ素子は、図
2に示す構造を有するものが知られており、通常の外部
電流狭窄型半導体レーザ素子では得られない優れた特徴
を持っている。図2は内部電流狭窄型半導体レーザ素子
の正面から見た模式断面図であり、図2のようにこの素
子はGaAs基板1の上に第1クラッド層2,活性層
3,第2クラッド層4,エッチングストップ層5,第3
クラッド層6,コンタクト層がこの順に形成されてお
り、第3クラッド層6とコンタクト層に形成されたス
トライプ状メサ部のレーザ光進行方向と平行な両側面を
電流狭窄層8で埋め込んである。この電流狭窄層8は光
の吸収層の役割を持っており、エッチングストップ層5
上の第3クラッド層6の正面から見た幅を適切に選ぶこ
とにより、素子の安定な横モード発振を可能とし、さら
に外部電流狭窄型素子に比べて、電流狭窄層8が活性層
3の発光領域に近いため、電流が活性層3の一部に集中
して流れ、発振しきい値電流を低減させることができる
ものである。
【0003】このように、内部電流狭窄型半導体レーザ
素子は、高出力化に適した構造を持っており、通常次の
ようにして製造される。図3(a)〜(d)はその主な
工程順を示したものであり、図1と共通部分を同一符号
で表わしてある。まず基板1(n−GaAs,厚さ30
0μm,キャリア濃度3×1018/cm3 )上に、減圧M
OCVD法(有機金属気相成長法)を用いて第1クラッ
ド層2(n−Alx Ga1-x As,厚さ1.5μm,キ
ャリア濃度5×1017/cm3 ),活性層3(p−Alx
Ga1-x As,厚さ0.1μm,キャリア濃度3×10
17/cm3 ),第2クラッド層4(p−Alx Ga1-x
s,厚さ1.5μm,キャリア濃度5×1017/c
m3 ),エッチングストップ層5(p−Aly Ga1-y
As,厚さ0.1μm,キャリア濃度5×1017/c
m3 ),第3クラッド層6(p−Alx Ga 1-x As,
厚さ1.2μm,キャリア濃度1×1018/cm3 ),第
一のコンタクト層7a(p−GaAs,厚さ0.5μ
m,キャリア濃度1×1018/cm3 )を順次成長させ
る。ただし、活性層3,第2クラッド層4,エッチング
ストップ層5,第3クラッド層6のAl組成z,x,y
はz<y<xの関係となるように設定する。[図3
(a)]。
【0004】次にこの積層体の上面全面にSiO2 膜9
をスパッタにより付着させ、フォトレジストを塗布して
パターニングし、幅5μmのSiO2 膜9をストライプ
状に形成してレジストを除去した後、SiO2膜9をマ
スクとして、はじめに硫酸系エッチング液(硫酸:過酸
化水素水:水=10:1:1),次に沃素系エッチング
液(沃素:過酸化水素水:水=100:1:1)を用い
て第3クラッド層6、第一のコンタクト層7aのエッチ
ングを行ない、第3クラッド層6の途中までエッチング
して、ストライプ状メサ部を形成する[図3(b)]。
このとき、沃素系エッチング液のAl組成に対するエッ
チング速度の違いを利用して、エッチングストップ層5
の位置で第3クラッド層6のエッチングを停止させるこ
とができる。例えば、第3クラッド層6のAl組成xを
0.45,エッチングストップ層5のAl組成yを0.
2とした場合、エッチング速度の比は5:1であり、こ
のエッチング速度の差を利用して、第3クラッド層6の
エッチングを停止させるのである。
【0005】次いでSiO2 膜9を付着させたまま再度
減圧MOCVD法を用いて電流狭窄層8(n−GaA
s,厚さ1.7μm,キャリア濃度5×1019/cm3
をメサ部の両側に選択成長させる[図3(c)]。
【0006】そして、SiO2 膜9を除去し、さらにM
OCVD法を用いてp−GaAsの第二のコンタクト層
7bを3μm再成長させ、始めに形成された第一のコン
タクト層7aと一体となるようにコンタクト層を形成
する。これは素子をレーザ発振させるときの放熱効果を
高めるように、素子の活性層3側の面をヒートシンクに
マウントする際、半田材料が発光領域を塞がないように
するためである。[図3(d)]。
【0007】以上のような積層構造は、基板1となる半
導体ウエハ上に形成される多数個の素子について行なわ
れるものであり、このウェハの上下両面にそれぞれp側
オーミック電極10としてAuZn,n側オーミック電
極11としてAuGeを形成し、その後バー状に劈開
し、さらにチップ化を行なって、図2に示す内部電流狭
窄型半導体レーザ素子を得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の方法に
より内部電流狭窄型半導体レーザ素子を製造するとき、
次のような問題がある。それは、得られた半導体レーザ
素子のチップを、組み立てて製品とする前に、多数のチ
ップの電気的な特性を個別に測定して、これらの中から
良品を選別するのにかなりの時間を要することである。
それぞれのチップの大きさは、縦横寸法が0.3mm角
程度の極めて小さなものであるから、この選別を手作業
で行なうとすれば、非常に時間がかかり、また自動測定
を行なう場合も、このように小さなチップを精度よくレ
ーザ光出射方向に揃えるのが非常に難しい。チップとす
る前のウエハを劈開したバーの状態では、その大きさは
0.3mm角で長さが20mm程度あるから、この状態
で特性測定を行なえば、取扱いやすくなり、所要時間も
短くて済ませられるが、そのバー上に形成されているそ
れぞれのチップの特性を分離するのが難しく、良品と不
良品との区別に誤判断を起こすことがある。即ち、バー
状のウエハには複数個の素子が含まれており、互いに分
離されていないから電流が重畳して流れると、所期の光
出力を得るためには見掛け上電流が大き過ぎ、個々の素
子について、良品を不良品として扱ってしまうことであ
る。
【0009】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、内部電流狭窄型半導体レーザ素子を
製造するに当たり、ウエハ劈開後のバー状態で素子の良
否を判定する特性測定を、測定作業の効率よくしかも測
定上の判断ミスなく行なうことができる製造方法を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は内部電流狭窄型半導体レーザ素子を製造
する過程において、電流狭窄層を形成した後、その表面
上に素子を分離するSiO2 膜をレーザ光進行方向と平
行にパターニングした後、第二のコンタクト層を選択的
に成長させるものであり、第二のコンタクト層表面に電
極を蒸着するとき、蒸着源に対して基板を素子のレーザ
光進行方向と傾けて配置し、隣合って対向する第二のコ
ンタクト層の両側面の一方にのみレーザ光進行方向と平
行な方向に電極を形成する。
【0011】
【作用】本発明は以上の方法を用いることにより、エピ
タキシャル成長の段階で素子を分離しているので、ウエ
ハ劈開後のバー状態で特性の測定を行なうとき、短時間
にしかも個々の素子について特性の良否を誤って判断す
ることがなくなり、測定時の歩留りも向上する。
【0012】
【実施例】以下本発明を実施例に基づき説明する。本発
明の方法は、図3(c)の電流狭窄層8をメサ部の両側
に選択成長させる過程までは、従来と同じであるからそ
の説明を省略し、その後の工程を図1(a)〜(c)を
参照して述べるが、ここでは、素子の分離個所を図示す
るために、説明の便宜上、二つの素子構造を有する領域
で示してある。図1(a)〜(c)における図3(a)
〜(d)と共通する部分を同一符号で表わす。
【0013】本発明では、まず図3(c)に相当するS
iO2 膜9を除去した後、再びウエハ全面にSiO2
9aを付着させて、素子を分離する個所にのみSiO2
膜9aを残し、それ以外の個所に付着しているSiO2
膜9aは除去する[図1(a)]。
【0014】次に、再度MOCVD法を用いて、第二の
コンタクト層7bを3μm再成長させる。このとき、電
流狭窄層8を成長させたときと同様に、第二のコンタク
ト層7bの選択成長が行なわれ、第一のコンタクト層7
aと一体に形成されるコンタクト層は、素子毎に完全
に分離される[図1(b)]。
【0015】かくして形成された複数個のコンタクト層
は、第2クラッド層4の表面上でSiO2 膜9aを挟
んで隣り合う側面同士が、傾斜して対向するようになる
ので、コンタクト層上にp側電極10を形成すると
き、斜め蒸着の手法を用いて、このウエハを蒸着源に対
し、傾けてセットする。そして電極材料の蒸着を行なう
と、傾斜して対向する第二のコンタクト層7bの側面の
一方は、他方の第二のコンタクト層7bによって蒸着が
遮られ、その面には蒸着が行なわれず、素子間の電極1
0も分離させることができる[図1(c)]。
【0016】次いで、n側電極(図示せず)を形成した
後、バー状に劈開し、チップ化を行ない、本発明の方法
を用いた内部電流狭窄型半導体レーザ素子が得られる。
このようにして得られる内部電流狭窄型半導体レーザ素
子を、劈開終了後のバーの状態で、そのバーに属する素
子の特性測定を行ない、同時に従来の方法により作製し
たバー状のものも測定し、良品と不良品との分別作業に
おける測定時の誤判断の割合を比較した。その結果、本
発明の方法により作製した素子は、良否の判断ミスは2
%であったのに対し、従来の方法により作製した素子は
38%であり、本発明の方法を用いることにより、36
%も判断ミスを減少させることができた。これは、測定
したバーに形成されている多数個の素子が、互いによく
分離され電気的に相互の影響を及ぼすことがないからで
ある。
【0017】なお、本発明の方法において、コンタクト
上にp側電極10を形成するのを、斜め蒸着の手法
を用いる代わりに、図1(b)の状態からコンタクト層
の表面、即ち第二のコンタクト層7bの表面全面に、
p側電極10を付着させた後、これをパターニングして
素子を分離しても、前述と同様の構造を持つ素子を得る
ことができる。このようにして作製したバーについての
素子特性測定時の良否判別の誤りは1%に過ぎず、この
場合も素子間の分離がよく行なわれていることを示して
いる。
【0018】
【発明の効果】本発明は内部電流狭窄型半導体レーザ素
子を製造するに当たり、電流狭窄層を形成した後、その
表面上に素子を分離するSiO2 膜をレーザ光進行方向
と平行にパターニングした後、第二のコンタクト層を選
択的に成長させ、第二のコンタクト層表面に電極を蒸着
することにより、エピタキシャル成長の段階で素子を分
離したために、ウエハ劈開後のバー状態で特性の測定を
行なうとき、効率よくしかも個々の素子について特性の
良否を誤って判断することがないので、測定時の歩留り
も向上し、素子の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は本発明による内部電流狭窄型
半導体レーザ素子の製造工程図
【図2】内部電流狭窄型半導体レーザ素子の模式断面図
【図3】(a)〜(d)は内部電流狭窄型半導体レーザ
素子の製造工程図
【符号の説明】
1 基板 2 第1クラッド層 3 活性層 4 第2クラッド層 5 エッチングストップ層 6 第3クラッド層 コンタクト層 7a 第一のコンタクト層 7b 第二のコンタクト層 8 電流狭窄層 9 SiO2 膜 9a SiO2 膜 10 p側電極 11 n側電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板の一主面上に少なくとも第1ク
    ラッド層,活性層,第2クラッド層,第3クラッド層,
    および第一のコンタクト層を順次形成し、前記第一のコ
    ンタクト層が前記第3クラッド層に形成されるメサ部上
    面と接触する領域のレーザ光進行方向と平行な両側面
    に、前記第2クラッド層とは逆導電型の電流狭窄層を埋
    め込み、この電流狭窄層は前記第2クラッド層の前記活
    性層と反対側の面で第二のコンタクト層と接触し、前記
    第一のコンタクト層と前記第二のコンタクト層が一体と
    なる素子構造を前記基板上に多数形成する内部電流狭窄
    型半導体レーザ素子の製造方法であって、前記電流狭窄
    層を形成した後、その表面上に素子を分離するSiO2
    膜をレーザ光進行方向と平行にパターニングする工程
    と、前記第二のコンタクト層を選択的に成長させる工程
    とを有することを特徴とする内部電流狭窄型半導体レー
    ザ素子の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の選択成長した第二のコンタ
    クト層表面に蒸着法を用いて電極を形成するに当たり、
    蒸着源に対して基板を素子のレーザ光進行方向と傾けて
    配置し、隣合って対向する前記第二のコンタクト層の両
    側面の一方にのみ前記レーザ光進行方向と平行な方向に
    電極を形成することを特徴とする内部電流狭窄型半導体
    レーザ素子の製造方法。
JP18272891A 1991-07-24 1991-07-24 内部電流狭窄型半導体レーザ素子の製造方法 Pending JPH0529707A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11177184A (ja) * 1997-12-11 1999-07-02 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ装置およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11177184A (ja) * 1997-12-11 1999-07-02 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ装置およびその製造方法

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