JPH067622B2 - 半導体レ−ザ装置の製造方法 - Google Patents
半導体レ−ザ装置の製造方法Info
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- JPH067622B2 JPH067622B2 JP6937084A JP6937084A JPH067622B2 JP H067622 B2 JPH067622 B2 JP H067622B2 JP 6937084 A JP6937084 A JP 6937084A JP 6937084 A JP6937084 A JP 6937084A JP H067622 B2 JPH067622 B2 JP H067622B2
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- semiconductor laser
- layer
- laser device
- cavity surface
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- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
- H01S5/0203—Etching
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Weting (AREA)
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装置の製造方法に関するものであ
る。
る。
従来例の構成とその問題点 GaAsやGaAlAs系の化合物半導体の化学エッチングは以前
から研究されており、そのエッチング特性については数
多くの報告がある。エッチャント，エッチング速度，Ga
AsあるいはGaAlAsの選択エッチング液，エッチングプロ
ファイルなどについてその詳細が知られている。このよ
うな化学エッチング技術を用いてGaAsの表面処理やGaAs
／GaAlAsからなるウエハの選択エッチングが行なわれて
きた。さらに、半導体レーザなどのキャビティ面の作製
にもこのような技術が利用されてきた。
から研究されており、そのエッチング特性については数
多くの報告がある。エッチャント，エッチング速度，Ga
AsあるいはGaAlAsの選択エッチング液，エッチングプロ
ファイルなどについてその詳細が知られている。このよ
うな化学エッチング技術を用いてGaAsの表面処理やGaAs
／GaAlAsからなるウエハの選択エッチングが行なわれて
きた。さらに、半導体レーザなどのキャビティ面の作製
にもこのような技術が利用されてきた。
半導体レーザは一般にへき開法によってキャビティ面を
形成しているが、光ＩＣなどのように半導体レーザとデ
ィテクターや駆動回路などの素子とをモノリシックに集
積化しようとする場合、へき開法は全く用いることはで
きない。そのために、化学エッチング法によるウエット
エッチ法やリアクティブイオンエッチ（ＲＩＥ）などに
よるドライエッチ法が研究されている。量産化や信頼性
を考慮すると化学エッチング法が優れており、その容易
さから、いろいろな方法によるキャビティ面の作製が試
みられてきた。化学エッチング法によるキャビテイ面の
作製で問題となることは、キャビティ面の垂直性と表面
の平担性である。
形成しているが、光ＩＣなどのように半導体レーザとデ
ィテクターや駆動回路などの素子とをモノリシックに集
積化しようとする場合、へき開法は全く用いることはで
きない。そのために、化学エッチング法によるウエット
エッチ法やリアクティブイオンエッチ（ＲＩＥ）などに
よるドライエッチ法が研究されている。量産化や信頼性
を考慮すると化学エッチング法が優れており、その容易
さから、いろいろな方法によるキャビティ面の作製が試
みられてきた。化学エッチング法によるキャビテイ面の
作製で問題となることは、キャビティ面の垂直性と表面
の平担性である。
第１図ａ，ｂにキャビティ面の傾きθと規格化された反
射率との関係を示す。同図からもわかるようにキャビテ
ィ面が約５°傾くだけで反射率は５０％も減少してしま
うため、しきい値の上昇や外部微分量子効率の低下につ
ながる。さらにキャビティ面の表面の荒れによって反射
率は著しく低下する。従来の化学エッチング法によって
作製されたレーザではこのような問題のためにへき開法
に比べてしきい値電流密度が高く連続発振が極めて困難
な状況にあった。
射率との関係を示す。同図からもわかるようにキャビテ
ィ面が約５°傾くだけで反射率は５０％も減少してしま
うため、しきい値の上昇や外部微分量子効率の低下につ
ながる。さらにキャビティ面の表面の荒れによって反射
率は著しく低下する。従来の化学エッチング法によって
作製されたレーザではこのような問題のためにへき開法
に比べてしきい値電流密度が高く連続発振が極めて困難
な状況にあった。
発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、エッチング法によって垂直か
つ平担なキャビティ面を形成する半導体レーザ装置の製
造方法を提供するものである。
つ平担なキャビティ面を形成する半導体レーザ装置の製
造方法を提供するものである。
発明の構成 この目的を達成するために、本発明の半導体レーザ装置
の製造方法は、キャップ層の一部を除去した後、クラッ
ド層上に＜０１１＞方向の開孔端を有するマスクを形成
し、開孔部を通してエッチングを行ってキャビティ面を
形成することから構成されている。
の製造方法は、キャップ層の一部を除去した後、クラッ
ド層上に＜０１１＞方向の開孔端を有するマスクを形成
し、開孔部を通してエッチングを行ってキャビティ面を
形成することから構成されている。
実施例の説明 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第２図は（１００）GaAs基板上にGa1-xAlxAs層を
成長させ＜０１１＞方向に沿ったストライプ状のマスク
を通してエッチングを行なった時のエッチングプロファ
イルの傾き角についての実験結果を示している。傾き角
θ1およびθ2はAlAs混晶比ｘによって大きく変化してい
る。ｘの値が０．２近傍および０．４近傍では傾き角θ
1は約９０°となる。一方、GaAs基板との界面に生じる
角θ2はｘ＜０．１およびｘ〜０．４のところでほぼ０
となっている。ｘが０．４近傍に注目してみるとθ1〜
９０°でθ2〜０℃となり、エッチング端面は垂直かつ
平坦な面となる。この結果を半導体レーザに応用すると
へき開面とほぼ等価なキャビティ面が得られることにな
る。
する。第２図は（１００）GaAs基板上にGa1-xAlxAs層を
成長させ＜０１１＞方向に沿ったストライプ状のマスク
を通してエッチングを行なった時のエッチングプロファ
イルの傾き角についての実験結果を示している。傾き角
θ1およびθ2はAlAs混晶比ｘによって大きく変化してい
る。ｘの値が０．２近傍および０．４近傍では傾き角θ
1は約９０°となる。一方、GaAs基板との界面に生じる
角θ2はｘ＜０．１およびｘ〜０．４のところでほぼ０
となっている。ｘが０．４近傍に注目してみるとθ1〜
９０°でθ2〜０℃となり、エッチング端面は垂直かつ
平坦な面となる。この結果を半導体レーザに応用すると
へき開面とほぼ等価なキャビティ面が得られることにな
る。
実施例の一つとして第２図の結果からクラッドのAlAs混
晶比を０．４としてその作製法を説明する。
晶比を０．４としてその作製法を説明する。
第３図(a)に示すように、ｎ型GaAs（１００）基板１上
にｎ型Ga0.6Al0.4Asクラッド層２、GaAs活性層３、ｐ型
Ga0.6Al0.4Asクラッド層４およびｐ型GaAsキャップ層５
を連続的に成長させる。
にｎ型Ga0.6Al0.4Asクラッド層２、GaAs活性層３、ｐ型
Ga0.6Al0.4Asクラッド層４およびｐ型GaAsキャップ層５
を連続的に成長させる。
その後、ストライプ状のフォトマスク６を＜０１１＞方
向に沿って形成し、そのマスクを通してGaAsキャップ層
５のみを選択的にエッチングする（第３図(b)）。
向に沿って形成し、そのマスクを通してGaAsキャップ層
５のみを選択的にエッチングする（第３図(b)）。
さらにレジスト６を除去した後、露出したｐ型Ga0.6Al
0.4Asクラッド層４上にストライプ状のフォトマスク６
を＜０１１＞方向に沿って形成し、このマスクを通して
基板までエッチングを行なう（第３図(c)）。なお、使
用したエッチャントは１H2SO4：８H2O2：１H2O（２０
℃）である。
0.4Asクラッド層４上にストライプ状のフォトマスク６
を＜０１１＞方向に沿って形成し、このマスクを通して
基板までエッチングを行なう（第３図(c)）。なお、使
用したエッチャントは１H2SO4：８H2O2：１H2O（２０
℃）である。
上記の方法でエッチングを行なうとキャビティ面となる
端面はｐｎ接合面に垂直でかつ極めて平担な鏡面が得ら
れる。ちなみに、第３図(a)のウエハにおいて、ｐ型GaA
sキャップ層５の上からフォトマスクを通してエッチン
グを行なうと第４図のように逆メサ状のエッチングプロ
ファイルを示し、半導体レーザのキャビティ面としては
極めて程度の低いものとなる。
端面はｐｎ接合面に垂直でかつ極めて平担な鏡面が得ら
れる。ちなみに、第３図(a)のウエハにおいて、ｐ型GaA
sキャップ層５の上からフォトマスクを通してエッチン
グを行なうと第４図のように逆メサ状のエッチングプロ
ファイルを示し、半導体レーザのキャビティ面としては
極めて程度の低いものとなる。
第３図(a)〜(c)で得られたウエハのキャップ層上に正電
極７を形成し、基板側に負電極８を形成した後、エッチ
ングを行なった溝のところでブレイクして第５図に示す
ようは半導体レーザ素子を得る。
極７を形成し、基板側に負電極８を形成した後、エッチ
ングを行なった溝のところでブレイクして第５図に示す
ようは半導体レーザ素子を得る。
第５図の半導体レーザ素子の光出力−電流特性を第６図
に示す。連続発振で非常に高歩留で得られており、典型
的な発振しきい値は７２ｍＡ（へき開法では７０ｍＡ）
で微分量子効率は片面当り２９％（へき開法では３０
％）とへき開法とほとんど差のない特性が得られた。
に示す。連続発振で非常に高歩留で得られており、典型
的な発振しきい値は７２ｍＡ（へき開法では７０ｍＡ）
で微分量子効率は片面当り２９％（へき開法では３０
％）とへき開法とほとんど差のない特性が得られた。
発明の効果 本発明の特徴は接合面に垂直かつ鏡面のキャビティ面を
化学エッチング法によって作製できるということであ
る。このようにへき開面と等価なキャビティ面が化学エ
ッチング法によって得られることの利点は同一基板上に
他の素子の一体化しやすいこと，ショートキャビティレ
ーザが作製できること，レーザ端面の保護膜形成がバッ
チ処理できること，特性の検査がウエハのままでできる
ことなどがあげられ、その実用的効果は大なるものがあ
る。
化学エッチング法によって作製できるということであ
る。このようにへき開面と等価なキャビティ面が化学エ
ッチング法によって得られることの利点は同一基板上に
他の素子の一体化しやすいこと，ショートキャビティレ
ーザが作製できること，レーザ端面の保護膜形成がバッ
チ処理できること，特性の検査がウエハのままでできる
ことなどがあげられ、その実用的効果は大なるものがあ
る。
第１図(a)，(b)はキャビティ面の傾きと反射率との関係
を示す図、第２図は（１００）GaAs基板上にGa1-xAlxAs
層を成長させ＜０１１＞方向に沿ったストライプ状のマ
スクを通してエッチングを行なった時のエッチング端面
の傾きを示す図、第３図(a)，(b)，(c)は本発明による
半導体レーザのエッチングによるキャビティ面の製造方
法を示す図、第４図は従来のエッチングによるウエハの
エッチングプロファイルを示す図、第５図は本発明の製
造方法によって作製された半導体レーザの斜視図、第６
図は同半導体レーザの光出力−電流特性を示す図であ
る。 １……ｎ型GaAs（１００）基板、２……ｎ型Ga0.6Al0.4
Asクラッド層、３……GaAs活性層、４……ｐ型Ga0.6Al
0.4Asクラッド層、５……ｐ型GaAsキャップ層、６……
フォトマスク、７……正電極、８……負電極。
を示す図、第２図は（１００）GaAs基板上にGa1-xAlxAs
層を成長させ＜０１１＞方向に沿ったストライプ状のマ
スクを通してエッチングを行なった時のエッチング端面
の傾きを示す図、第３図(a)，(b)，(c)は本発明による
半導体レーザのエッチングによるキャビティ面の製造方
法を示す図、第４図は従来のエッチングによるウエハの
エッチングプロファイルを示す図、第５図は本発明の製
造方法によって作製された半導体レーザの斜視図、第６
図は同半導体レーザの光出力−電流特性を示す図であ
る。 １……ｎ型GaAs（１００）基板、２……ｎ型Ga0.6Al0.4
Asクラッド層、３……GaAs活性層、４……ｐ型Ga0.6Al
0.4Asクラッド層、５……ｐ型GaAsキャップ層、６……
フォトマスク、７……正電極、８……負電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 裕一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 杉野 隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】（１００）ＧａＡｓ基板上に活性層と前記
活性層をはさむ混晶比ｘが０．１５≦ｘ≦０．２５また
は０．３５≦ｘ≦０．４５のＧａ1-xＡｌｘＡｓクラッ
ド層とを形成し、さらに前記クラッド層の上にキャップ
層を形成した後、前記キャップ層の一部を除去して前記
クラッド層の表面を露出させた後、前記クラッド層上に
＜０１１＞方向に沿うストライプ状の開孔部をもつマス
クを形成し、硫酸、過酸化水素水および水よりなるエッ
チング液により前記開孔部を通して前記ＧａＡｓ基板ま
でエッチングを行って垂直かつ平坦なキャビティ面を形
成することを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6937084A JPH067622B2 (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6937084A JPH067622B2 (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60213072A JPS60213072A (ja) | 1985-10-25 |
| JPH067622B2 true JPH067622B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=13400599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6937084A Expired - Lifetime JPH067622B2 (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 半導体レ−ザ装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH067622B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020130017A1 (de) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zum herstellen einer mehrzahl von halbleiterlasern und halbleiterlaser |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6937084A patent/JPH067622B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60213072A (ja) | 1985-10-25 |
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