JPH10107368A - Manufacture of semiconductor laser - Google Patents
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- JPH10107368A JPH10107368A JP25724496A JP25724496A JPH10107368A JP H10107368 A JPH10107368 A JP H10107368A JP 25724496 A JP25724496 A JP 25724496A JP 25724496 A JP25724496 A JP 25724496A JP H10107368 A JPH10107368 A JP H10107368A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、埋込み型半導体レ
ーザおよびその製造方法に関する。The present invention relates to a buried semiconductor laser and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】PNPNサイリスタ構造を活性層の両脇
に形成して電流狭窄効果を持たせた埋込み型半導体レー
ザは、現在光通信用途等の半導体レーザ構造に広く採用
されている。しかし、十分な電流狭窄効果を得るために
は、活性層の両脇の電流狭窄層を比較的厚く形成するこ
とが必要である。例えば、特開昭62−61381「半
導体レーザ」記載の素子では、N型基板中にP型ドーパ
ントを拡散またはイオン打込みによって注入してP型電
流阻止層を形成し、その後の結晶成長で形成したP型電
流阻止層とを合わせて、厚いP型電流阻止層を形成する
ことによって電流狭窄効果を向上させようとしている。2. Description of the Related Art A buried semiconductor laser having a PNPN thyristor structure formed on both sides of an active layer and having a current confinement effect is currently widely used in semiconductor laser structures for optical communication applications and the like. However, in order to obtain a sufficient current confinement effect, it is necessary to form the current confinement layers on both sides of the active layer relatively thick. For example, in the device described in JP-A-62-61381 "Semiconductor laser", a P-type dopant is implanted into an N-type substrate by diffusion or ion implantation to form a P-type current blocking layer, and then formed by crystal growth. By forming a thick P-type current blocking layer together with the P-type current blocking layer, the current confinement effect is to be improved.
【0003】以下、上記従来例について、図面を参照し
て詳細に説明する。特開昭62−61381「半導体レ
ーザ」中の2つの構造例の半導体レーザをそれぞれ図3
(a)及び(b)に示す。図3(a)に示した素子は、
N型InP基板1中にP型ドーパントを拡散(またはイ
オン打込み)によって注入してP型拡散(またはイオン
打込み)層5bを形成したのち、活性層3,P型InP
クラッド層4,InGaAsPキャップ層8aよりなる
メサ領域Mを、P型拡散(またはイオン打込み)層5b
が形成されていないN型InP基板1上に形成し、その
後メサ領域Mの側面及びP型拡散(またはイオン打込
み)層5b上に、P型電流阻止層5a及びN型電流阻止
層6とを形成した構造を有している。[0003] The above conventional example will be described in detail with reference to the drawings. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-61381 "Semiconductor Laser" shows two structural examples of the semiconductor laser in FIG.
(A) and (b). The element shown in FIG.
After a P-type dopant is implanted into the N-type InP substrate 1 by diffusion (or ion implantation) to form a P-type diffusion (or ion implantation) layer 5b, the active layer 3 and the P-type InP
The mesa region M composed of the cladding layer 4 and the InGaAsP cap layer 8a is replaced with a P-type diffusion (or ion-implanted) layer 5b.
Are formed on the N-type InP substrate 1 on which the P-type current blocking layer 5a and the N-type current blocking layer 6 are formed on the side surface of the mesa region M and the P-type diffusion (or ion implantation) layer 5b. It has a formed structure.
【0004】一方、図3(b)記載の半導体レーザで
は、逆にメサ領域Mを形成前に、N型基板1中にP型ド
ーパントを拡散(またはイオン打込み)し、N型基板1
中にP型拡散(またはイオン打込み)層5bを形成した
構造を有している。いずれの素子とも拡散(またはイオ
ン打込み)層上にP型及びN型の電流阻止層を形成する
構造である。On the other hand, in the semiconductor laser shown in FIG. 3B, a P-type dopant is diffused (or ion-implanted) into the N-type substrate 1 before the mesa region M is formed.
It has a structure in which a P-type diffusion (or ion implantation) layer 5b is formed. Each element has a structure in which P-type and N-type current blocking layers are formed on a diffusion (or ion implantation) layer.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、上述
した従来の半導体レーザでは図3(a),(b)に示し
たように、拡散またはイオン打込みによってN型InP
基板1中にP型ドーパントを注入してP型拡散(または
イオン打込み)層5bを形成し、その上にP型電流阻止
層5a及びN型電流阻止層6を形成していたため、素子
特性並びに信頼性の悪化を招くことである。The first problem is that, in the above-described conventional semiconductor laser, as shown in FIGS. 3A and 3B, N-type InP is diffused or ion-implanted.
Since a P-type dopant was implanted into the substrate 1 to form a P-type diffusion (or ion-implanted) layer 5b, and a P-type current blocking layer 5a and an N-type current blocking layer 6 were formed thereon, the device characteristics and This leads to deterioration in reliability.
【0006】その理由は、P型ドーパントを拡散または
イオン注入する際、結晶中に点欠陥及び転位の導入は避
けられず、その上に形成されたP型電流阻止層5a及び
N型電流阻止層6の結晶品質の悪化を招いてしまうから
である。このためP型電流阻止層5aとN型電流阻止層
6のPN接合界面で結晶欠陥を介してのリーク電流が発
生し、十分な電流阻止効果が得られなくなって素子特性
の悪化を招いてしまう。さらに、このリーク電流によっ
て結晶欠陥の増殖が起こり、リーク電流がさらに増加す
ることとなり、素子信頼性の悪化をも招く。The reason is that when a P-type dopant is diffused or ion-implanted, point defects and dislocations are unavoidably introduced into the crystal, and the P-type current blocking layer 5a and the N-type current blocking layer formed thereon are inevitable. This is because the crystal quality of No. 6 is deteriorated. For this reason, a leak current occurs via a crystal defect at the PN junction interface between the P-type current blocking layer 5a and the N-type current blocking layer 6, and a sufficient current blocking effect cannot be obtained, leading to deterioration of device characteristics. . In addition, the leak current causes the growth of crystal defects, and further increases the leak current, which leads to deterioration of device reliability.
【0007】第2の問題点は、拡散またはイオン打込み
によって形成されたP型拡散(またはイオン打込み)層
5bが、活性層3の両脇に精度良く形成されず、電流狭
窄効果の悪化を招いてしまうことである。例えば、電流
狭窄効果を向上させようとして拡散されていない領域を
狭めた場合には、活性層3の下にP型拡散(またはイオ
ン打込み)層5bが形成されて電流を有効に活性層3に
注入出来ない不良が多発してしまう。逆にこの不良を低
減しようとして、拡散されていない領域を比較的広く形
成した場合には、P型電流阻止層5aの薄い領域が、P
型拡散(またはイオン打込み)層5bが形成されていな
い領域上に位置してしまい、十分な電流狭窄効果が得ら
れない不良が発生する。The second problem is that the P-type diffusion (or ion implantation) layer 5b formed by diffusion or ion implantation is not accurately formed on both sides of the active layer 3, and the current confinement effect is deteriorated. It is to be. For example, when the region not diffused is narrowed in order to improve the current confinement effect, a P-type diffusion (or ion implantation) layer 5b is formed under the active layer 3 so that a current can be effectively transmitted to the active layer 3. Failures that cannot be injected occur frequently. Conversely, if the non-diffused region is formed relatively wide in an attempt to reduce this defect, the thin region of the P-type current blocking layer 5a becomes
This is located on a region where the mold diffusion (or ion implantation) layer 5b is not formed, and a defect occurs in which a sufficient current confinement effect cannot be obtained.
【0008】その理由は、P型拡散(またはイオン打込
み)層5bを形成する工程と活性層3を含むメサ領域M
を形成する工程が独立しているため、両者の工程におけ
るマスクの目合せのずれによって、P型拡散(またはイ
オン打込み)層5bとメサ領域Mの形成位置が大きくず
れ、上記の不良が発生してしまうことによる。The reason is that a step of forming a P-type diffusion (or ion implantation) layer 5b and a mesa region M including an active layer 3 are formed.
Are formed independently of each other, the misalignment of the masks in both the steps significantly shifts the formation positions of the P-type diffusion (or ion-implanted) layer 5b and the mesa region M, and causes the above-described failure. It depends.
【0009】本発明の目的は、素子特性や信頼性の悪化
を招くことなく、十分な電流狭窄効果を得るために必要
な厚さのP型電流阻止層を歩留り良く形成できる半導体
レーザとその製造方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of forming a P-type current blocking layer having a thickness necessary for obtaining a sufficient current confinement effect with good yield without deteriorating device characteristics and reliability, and manufacturing thereof. It is to provide a method.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、N型InP基板表面に形成したSiO2 膜をマスク
として、活性層を含む成長膜を選択的に形成したのちS
iO2 膜を除去し、SiO2 膜を除去したN型InP基
板表面をエッチングし、さらに前記成長膜のうち発光領
域となるメサ領域上部を除いた領域に、P型電流阻止層
とN型電流阻止層を形成した構造を有している。The semiconductor laser of the present invention In order to achieve the above object, according to the SiO 2 film formed on the N-type InP substrate surface as a mask, after selectively forming a growth film including an active layer S
The surface of the N-type InP substrate from which the iO 2 film was removed and the SiO 2 film was removed was etched, and a P-type current blocking layer and an N-type current It has a structure in which a blocking layer is formed.
【0011】また本発明の半導体レーザ製造方法は、N
型InP基板表面に形成したSiO2 膜をマスクに用い
てN型InP基板表面に活性層を含む成長膜を選択的に
形成する工程と、上記成長膜側面上が他の領域より薄く
なるようにSiO2 膜を全面に形成したのち、成長膜側
面のSiO2 膜のみ除去される範囲でSiO2 膜をエッ
チングする工程と、全面にレジストを塗布したのち、N
型InP基板表面上のSiO2 膜を除去することによっ
て、成長膜側面と上部を覆って残る範囲で、レジストを
除去する工程と、上記レジストをマスクとしてN型In
P基板表面をエッチングする工程と、上記レジストを除
去してメサ領域M上部のSiO2 膜をマスクとしてP型
電流阻止層とN型電流阻止層を形成する工程を少なくと
も含んでいる。Further, the method for manufacturing a semiconductor laser according to the present invention comprises the steps of:
Selectively forming a growth film including an active layer on the surface of the N-type InP substrate by using the SiO 2 film formed on the surface of the N-type InP substrate as a mask, and so as to make the side surface of the growth film thinner than other regions. After forming the SiO 2 film on the entire surface, etching the SiO 2 film to the extent that only the SiO 2 film on the side of the growth film is removed, applying a resist on the entire surface,
Removing the SiO 2 film on the surface of the type InP substrate, thereby removing the resist to the extent that it covers the side surface and upper portion of the growth film, and using the resist as a mask,
At least a step of etching the surface of the P substrate and a step of removing the resist and forming a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer using the SiO 2 film above the mesa region M as a mask are included.
【0012】また本発明によれば、N型InP基板表面
上に選択的に活性層を含むメサ状成長膜およびその両側
に成長膜を形成し、前記メサ状成長膜および両側の成長
膜の間のN型InP基板表面をエッチングし、そのエッ
チングした領域を含めて、前記活性層を含むメサ状成長
膜上部を除く領域に、P型電流阻止層とN型電流阻止層
を形成し、さらに全面にP型InP層とキャップ層を形
成した構造を有する半導体レーザが得られる。According to the present invention, a mesa-like growth film including an active layer is selectively formed on the surface of an N-type InP substrate, and growth films are formed on both sides of the mesa-like growth film. Then, a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer are formed in a region excluding the upper portion of the mesa growth film including the active layer, including the etched region. Thus, a semiconductor laser having a structure in which a P-type InP layer and a cap layer are formed is obtained.
【0013】また本発明によれば、N型InP基板表面
に1対のストライプ状のマスクを設け、N型InP基板
表面に選択的に活性層を含むメサ状成長膜およびその両
側に成長膜を形成する工程と、前記メサ状成長膜および
その両側の成長膜上にマスクを形成する工程と、全面に
レジストを塗布したのちN型InP基板表面上のマスク
とその上のレジストを除去する工程と、前記メサ状成長
膜とその両側の成長膜を覆って残ったレジストをマスク
としてN型InP基板表面をエッチングする工程と、前
記残ったレジストと前記活性層を含むメサ状成長膜上部
以外に形成したマスクを除去する工程と、前記メサ状成
長膜上部以外の領域にP型電流阻止層とN型電流阻止層
を形成する工程と、前記メサ状成長膜上部のマスクを除
去し全面にP型InP層とキャップ層を形成する工程と
を有する半導体レーザの製造方法が得られる。Further, according to the present invention, a pair of stripe-shaped masks is provided on the surface of the N-type InP substrate, and a mesa-like growth film including an active layer is selectively formed on the surface of the N-type InP substrate, and growth films are formed on both sides thereof. Forming a mask, forming a mask on the mesa growth film and the growth film on both sides thereof, applying a resist on the entire surface, and then removing the mask on the surface of the N-type InP substrate and removing the resist thereon. Etching the surface of the N-type InP substrate using the resist remaining as a mask to cover the mesa-like growth film and the growth films on both sides thereof, and forming a portion other than the upper portion of the mesa-like growth film including the remaining resist and the active layer. Removing the mask that has been removed, forming a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer in a region other than above the mesa-like growth film, and removing the mask above the mesa-like growth film to form a P-type current blocking layer over the entire surface. I Method for manufacturing a semiconductor laser and a step of forming a P layer and the cap layer.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】次に本発明の第1の実施の形態に
ついて図面を参照して詳細に説明する。まず図1(a)
〜(e)に従って本実施の形態の半導体レーザの製法を
説明する。図1(a)に示すように、N型InP基板1
表面にSiO2 膜を形成してこれをストライプ状に抜
き、このSiO2 ストライプマスク9aを用いてN型I
nP基板1表面にN型InPクラッド層2,活性層3,
P型InPクラッド層4,InGaAsPキャップ層8
aよりなるメサ領域Mを選択的に形成する。次に図1
(b)に示すように、メサ領域Mの側面上のみが他の領
域より薄くなるように、SiO2 膜をSiO2 ストライ
プマスク9a上及びメサ領域Mの上部と側面を覆って形
成したのち、メサ領域Mの側面表面のSiO2 膜のみな
くなる範囲でSiO2 膜をエッチングする。次に図1
(c)に示すように、全面にレジスト11を塗布したの
ち、SiO2 ストライプマスク9aを除去することによ
って、メサ領域Mの側面と上部を覆って残るようにレジ
ストを除去する。次に図1(d)に示すように、メサ領
域Mの側面と上部を覆って形成されたレジスト11をマ
スクとしてN型InP基板1表面をエッチングする。次
に図1(e)に示すようにレジスト11を除去してメサ
領域M上部のSiO2 膜10をマスクとしてP型電流阻
止層5aとN型電流阻止層6及びInGaAsPキャッ
プ層8bを形成する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a first embodiment of the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to the drawings. First, FIG.
According to (e), the manufacturing method of the semiconductor laser of this embodiment is
explain. As shown in FIG. 1A, an N-type InP substrate 1
SiO on the surfaceTwoForm a film and remove it in a stripe
This SiOTwoN-type I using stripe mask 9a
An N-type InP cladding layer 2, an active layer 3,
P-type InP cladding layer 4, InGaAsP cap layer 8
The mesa region M made of a is selectively formed. Next, FIG.
As shown in FIG. 2B, only the side surface of the mesa region M has another region.
SiO 2TwoFilm is SiOTwoStrike
Over the mask 9a and the top and sides of the mesa region M.
After the formation, SiO on the side surface of the mesa region MTwoAll of the membranes
SiOTwo Etch the film. Next, FIG.
As shown in (c), the resist 11 was applied to the entire surface.
And SiOTwoBy removing the stripe mask 9a
Therefore, the registration is performed so as to cover the side surface and the upper portion of the mesa region M.
Remove the strike. Next, as shown in FIG.
The resist 11 formed so as to cover the side surface and the upper portion of the region M is masked.
The surface of the N-type InP substrate 1 is etched as a mask. Next
Next, as shown in FIG.
SiO above region MTwoP-type current blocking using film 10 as a mask
Stop layer 5a, N-type current blocking layer 6, and InGaAsP cap.
Forming layer 8b.
【0015】したがって、本実施の形態の半導体レーザ
は、P型電流阻止層5a並びにN型電流阻止層6は少な
くとも拡散層上に形成していないため、結晶性の悪化を
招くことなく、良好な素子特性並びに信頼性を実現でき
る構造を有している。Therefore, in the semiconductor laser of the present embodiment, since the P-type current blocking layer 5a and the N-type current blocking layer 6 are not formed at least on the diffusion layer, good crystallinity is obtained without deteriorating the crystallinity. It has a structure that can realize element characteristics and reliability.
【0016】また、本実施の形態の半導体レーザの製法
では、図1に示したようにメサ領域Mを形成する際に用
いたSiO2 ストライプマスク9aを利用して、N型I
nP基板1表面をエッチングする際にマスクとして用い
るレジスト11を除去している。このため、N型InP
基板1表面をエッチングする際、そのエッチング領域は
必然的にメサ領域Mが形成されていない領域となる。こ
れにより、従来起きていたメサ領域M下にP型電流阻止
層5aが形成されて、電流を有効に活性層3に注入出来
ない不良及び、P型電流阻止層の一部領域において薄く
なり、PNPNサイリスタのターンオンが起こり十分な
電流狭窄効果が得られないという不良を改善することが
できる。In the method of manufacturing a semiconductor laser according to the present embodiment, an N-type I-type semiconductor laser is formed by using the SiO 2 stripe mask 9a used for forming the mesa region M as shown in FIG.
The resist 11 used as a mask when etching the surface of the nP substrate 1 is removed. Therefore, N-type InP
When the surface of the substrate 1 is etched, the etched region is necessarily a region where the mesa region M is not formed. As a result, the P-type current blocking layer 5a is formed under the mesa region M, which has conventionally occurred, and a defect that a current cannot be effectively injected into the active layer 3 and a partial region of the P-type current blocking layer become thin. It is possible to improve a defect that the PNPN thyristor is turned on and a sufficient current confinement effect cannot be obtained.
【0017】なお、本実施の形態の半導体レーザは、I
nP基板1表面をエッチングすることによって、エッチ
ングしない場合に比べてP型電流阻止層5aを十分厚く
形成できる構造となったため、十分な電流狭窄効果を得
ることが可能となったことは言うまでもない。上記実施
の形態の説明ではSiO2 膜をマスクとして用いる例を
述べたが、マスクとしては窒化膜を用いてもよい。It should be noted that the semiconductor laser of the present embodiment
By etching the surface of the nP substrate 1, the P-type current blocking layer 5a can be formed to have a sufficiently large thickness as compared with the case where the nP substrate 1 is not etched. Needless to say, a sufficient current confinement effect can be obtained. In the above embodiment, an example in which the SiO 2 film is used as a mask has been described, but a nitride film may be used as a mask.
【0018】次に図1(a)〜(e)に従って本実施の
形態の半導体レーザの製法の実施例を説明する。図1
(a)に示すように、N型InP基板1表面に厚さ20
00オングストロームのSiO2 膜を形成してこれをス
トライプ状に抜き、このSiO2 ストライプマスク9a
を用いてN型InP基板1表面に厚さ0.3μmのN型
InPクラッド層2と、トータルの厚さが0.1μmの
バンドギャップの違う2つのInGaAsPよりなるい
わゆるMQW(多重量子井戸)活性層3と、厚さ0.9
μmのP型InPクラッド層4と、厚さ0.3μmのI
nGaAsPキャップ層8aよりなるメサ領域Mを選択
的に形成する。次に図1(b)に示すようにメサ領域M
の側面表面で厚さが1000オングストローム、他の領
域表面で厚さ2000オングストロームとなるように、
SiO2 膜をSiO2 ストライプマスク9a上及びメサ
領域Mの上部と側面を覆って形成する。そして、メサ領
域M側面のSiO2 膜のみなくなるように、SiO2 膜
を1200オングストローム程度エッチングする。次に
図1(c)に示すように、全面にレジストを塗布したの
ち、SiO2 ストライプマスク9aを除去することによ
って、メサ領域M側面と上部を覆って残るようにレジス
トを除去する。次に図1(d)に示すように、メサ領域
M側面と上部を覆って形成されたレジスト11をマスク
としてN型InP基板1表面を深さ0.5μmウエット
エッチング(またはドライエッチング)する。次に図1
(e)に示すように、レジスト11を除去してメサ領域
M上部のSiO2 膜10をマスクとして厚さ1μmのP
型電流阻止層5aと厚さ0.8μmのN型電流阻止層6
及び厚さ0.3μmのInGaAsPキャップ層8bを
形成する。Next, an example of a method of manufacturing a semiconductor laser according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG.
As shown in (a), the surface of the N-type InP substrate 1 has a thickness of 20 μm.
A 100 angstrom SiO 2 film is formed and stripped, and this SiO 2 stripe mask 9a is formed.
A so-called MQW (multiple quantum well) activity comprising an N-type InP cladding layer 2 having a thickness of 0.3 μm on the surface of an N-type InP substrate 1 and two InGaAsPs having a total thickness of 0.1 μm and different band gaps. Layer 3 and thickness 0.9
μm P-type InP cladding layer 4 and 0.3 μm thick I
A mesa region M made of the nGaAsP cap layer 8a is selectively formed. Next, as shown in FIG.
So that the thickness is 1000 angstroms on the side surface and 2000 angstroms on the other surface.
An SiO 2 film is formed on the SiO 2 stripe mask 9a and over the upper and side surfaces of the mesa region M. Then, the SiO 2 film is etched by about 1200 angstroms so that only the SiO 2 film on the side surface of the mesa region M is removed. Next, as shown in FIG. 1C, after applying a resist on the entire surface, the SiO 2 stripe mask 9a is removed, so that the resist is removed so as to cover the side surfaces and the upper portion of the mesa region M. Next, as shown in FIG. 1D, the surface of the N-type InP substrate 1 is wet-etched (or dry-etched) with a depth of 0.5 μm using the resist 11 formed so as to cover the side surface and the upper portion of the mesa region M as a mask. Next, FIG.
As shown in (e), the resist 11 is removed, and the SiO 2 film 10 above the mesa region M is used as a mask to form a 1 μm thick P
Current blocking layer 5a and 0.8 μm thick N-type current blocking layer 6
Then, an InGaAsP cap layer 8b having a thickness of 0.3 μm is formed.
【0019】このように本実施例の半導体レーザは、I
nP基板1表面を深さ0.5μmエッチングすることに
よって、エッチングしない場合に比べてP型電流阻止層
5aを0.5μmから1μmに倍増することができたた
め、十分な電流狭窄効果を得ることが可能である。As described above, the semiconductor laser of this embodiment has
By etching the surface of the nP substrate 1 to a depth of 0.5 μm, the P-type current blocking layer 5a can be doubled from 0.5 μm to 1 μm as compared with the case without etching, so that a sufficient current confinement effect can be obtained. It is possible.
【0020】次に本発明の第2の実施の形態について図
面を参照して詳細に説明する。まず図2(a)〜(e)
に従って本実施の形態の半導体レーザの製法を説明す
る。図2(a)に示すように、N型InP基板1表面に
厚さ2000オングストロームのSiO2 膜を形成して
これをストライプ状に抜き、一対のSiO2 ストライプ
マスク9bを設け、これらSiO2 ストライプマスク9
b以外のN型InP基板1表面に厚さ0.2μmのN型
InPクラッド層2と、トータルの厚さが0.1μmの
バンドギャップの違う2つのInGaAsPよりなるい
わゆるMQW(多重量子井戸)活性層3と、厚さ0.3
μmのP型InPクラッド層4よりなるメサ領域Mを選
択的に形成する。この場合には、図2(a)のように中
央のメサ領域Mおよびその外側にメサ状の成長膜が残さ
れた構造となる。次に図2(b)に示すようにメサ領域
M側面の表面とSiO2 ストライプマスク9bの外側に
形成された成長膜側面の表面に厚さが1000オングス
トローム、他の領域表面で厚さ2000オングストロー
ムとなるように、SiO2 膜10を形成する。そして、
メサ領域M側面とSiO2 ストライプマスク9bの外側
に形成された成長膜側面に形成されたSiO2 膜のみ除
去される範囲で、SiO2 膜を全面に渡って1200オ
ングストローム程度エッチングする。次に図2(c)に
示すように全面にレジストを塗布したのち、SiO2 ス
トライプマスク9bを除去することによって、外側に形
成された成長膜側面と上部及び、メサ領域M側面と上部
を覆って残る範囲で、レジストを除去する。次に図2
(d)に示すようレジスト11をマスクとしてN型In
P基板1表面を深さ0.5μmウエットエッチング(ま
たはドライエッチング)する。次に図2(e)に示すよ
うに、レジスト11を除去してメサ領域M上部のSiO
2 膜10をマスクとして、ウエットエッチング(または
ドライエッチング)した領域のうちのN型InP基板1
上において厚さ1μmとなるようにP型電流阻止層5a
を形成する。そしてP型電流阻止層5a上に厚さ0.8
μmのN型電流阻止層6を形成する。次にメサ領域M上
部のSiO2 膜10を除去して、全面に平坦部での厚さ
が2μmのP型InP層7と厚さ1μmのP型InGa
AsPキャップ層8aを形成する。このようにして二重
チャネルプレーナ埋込ヘテロ構造(DCPBH構造)の
半導体レーザが完成する。Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, FIGS. 2A to 2E
The manufacturing method of the semiconductor laser according to the present embodiment will be described below. As shown in FIG. 2 (a), disconnect them in stripes to form a 2000 Å thick of SiO 2 film in the N-type InP substrate 1, a pair of SiO 2 stripe masks 9b, these SiO 2 stripe Mask 9
A so-called MQW (multiple quantum well) activity comprising an N-type InP cladding layer 2 having a thickness of 0.2 μm and two InGaAsPs having a total thickness of 0.1 μm and having different band gaps on the surface of the N-type InP substrate 1 other than b. Layer 3 and thickness 0.3
A mesa region M composed of a P-type InP cladding layer 4 of μm is selectively formed. In this case, as shown in FIG. 2A, the structure has a mesa region M at the center and a mesa growth film left outside the mesa region M. Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the side surface of the mesa region M and the surface of the side surface of the growth film formed outside the SiO 2 stripe mask 9b have a thickness of 1000 Å and the other regions have a thickness of 2,000 Å. The SiO 2 film 10 is formed such that And
To the extent that only the SiO 2 film formed on the side surfaces of the mesa region M and the growth film formed outside the SiO 2 stripe mask 9b is removed, the entire surface of the SiO 2 film is etched by about 1200 Å. Next, as shown in FIG. 2C, a resist is applied to the entire surface, and then the SiO 2 stripe mask 9b is removed to cover the side surfaces and the upper portion of the growth film formed outside and the side surfaces and the upper portion of the mesa region M. The resist is removed in the remaining area. Next, FIG.
As shown in (d), the resist 11 is used as a mask to form N-type In.
The surface of the P substrate 1 is wet-etched (or dry-etched) with a depth of 0.5 μm. Next, as shown in FIG. 2E, the resist 11 is removed, and the SiO 2 on the mesa region M is removed.
2 N-type InP substrate 1 in a region subjected to wet etching (or dry etching) using film 10 as a mask.
P-type current blocking layer 5a having a thickness of 1 μm
To form Then, a thickness of 0.8 is formed on the P-type current blocking layer 5a.
A μm N-type current blocking layer 6 is formed. Next, the SiO 2 film 10 above the mesa region M is removed, and a P-type InP layer 7 having a thickness of 2 μm and a P-type InGa
An AsP cap layer 8a is formed. Thus, a semiconductor laser having a double channel planar buried heterostructure (DCPBH structure) is completed.
【0021】したがって、本実施の形態の半導体レーザ
は、P型電流阻止層5a並びにN型電流阻止層6は少な
くとも拡散層上に形成していないため、結晶性の悪化を
招くことなく、良好な素子特性並びに信頼性を実現でき
る構造を有している。Therefore, in the semiconductor laser of this embodiment, since the P-type current blocking layer 5a and the N-type current blocking layer 6 are not formed at least on the diffusion layer, good crystallinity is not caused. It has a structure that can realize element characteristics and reliability.
【0022】また、本実施の形態の半導体レーザの製法
では、図2に示したようにメサ領域Mを形成する際に用
いたSiO2 ストライプマスク9bを利用して、レジス
ト11を除去している。かつこのレジスト11はN型I
nP基板1表面をエッチングする際に、マスクとして用
いている。このため、N型InP基板1表面をエッチン
グする際、そのエッチング領域は必然的にメサ領域Mが
形成されていない領域となる。これにより、従来起きて
いたメサ領域M下にP型電流阻止層5aが形成されて、
電流を有効に活性層3に注入出来ない不良及び、P型電
流阻止層5aの一部の領域だけ薄くなって十分な電流狭
窄効果が得られないという不良を改善することができ
る。In the method of manufacturing a semiconductor laser according to the present embodiment, the resist 11 is removed by using the SiO 2 stripe mask 9b used for forming the mesa region M as shown in FIG. . And this resist 11 is N-type I
It is used as a mask when etching the surface of the nP substrate 1. Therefore, when the surface of the N-type InP substrate 1 is etched, the etched region is necessarily a region where the mesa region M is not formed. As a result, the P-type current blocking layer 5a is formed below the mesa region M, which has conventionally occurred, and
It is possible to improve a defect that a current cannot be effectively injected into the active layer 3 and a defect that a sufficient current confinement effect cannot be obtained because only a part of the P-type current blocking layer 5a is thinned.
【0023】なお、本実施の形態の半導体レーザは、I
nP基板1表面を深さ0.5μmエッチングすることに
よって、エッチングしない場合に比べてP型電流阻止層
5aを0.5μmから1μmに倍増することができたた
め、十分な電流狭窄効果を得ることがで可能となった。It should be noted that the semiconductor laser of the present embodiment
By etching the surface of the nP substrate 1 to a depth of 0.5 μm, the P-type current blocking layer 5a can be doubled from 0.5 μm to 1 μm as compared with the case without etching, so that a sufficient current confinement effect can be obtained. Made possible.
【0024】この第2の実施の形態の半導体レーザはD
CPBH構造であるので、第1の実施の形態の半導体レ
ーザに比べて、埋込み領域のPNPNサイリスタのター
ンオンがより起こりにくくなるので電流阻止が効果的に
行なえる利点がある。The semiconductor laser according to the second embodiment has a D
Since the semiconductor laser has the CPBH structure, the turn-on of the PNPN thyristor in the buried region is less likely to occur than in the semiconductor laser according to the first embodiment, so that there is an advantage that the current can be effectively blocked.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上述べた本発明の第1の効果は、活性
層を含む成長膜のうち発光領域となるメサ領域の両脇に
P型電流阻止層とN型電流阻止層を形成する際、従来の
半導体レーザのように結晶性を悪化させることがないた
め、良好な素子特性及び信頼性を有する半導体レーザを
実現することができる。The first effect of the present invention described above is that a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer are formed on both sides of a mesa region to be a light emitting region in a growth film including an active layer. Since the crystallinity is not deteriorated unlike a conventional semiconductor laser, a semiconductor laser having good device characteristics and reliability can be realized.
【0026】その理由は、本発明の半導体レーザは、従
来のように拡散層上にP型電流阻止層とN型電流阻止層
を形成するのではなく、N型InP基板表面をエッチン
グで除去して、その上にP型電流阻止層及びN型電流阻
止層を形成した構造を有しているので、P型電流阻止層
及びN型電流阻止層中には従来構造の半導体レーザのよ
うに甚だしい結晶欠陥が導入される心配がなく、良質な
結晶よりなる電流阻止層を形成することができるためで
ある。The reason is that the semiconductor laser of the present invention does not form the P-type current blocking layer and the N-type current blocking layer on the diffusion layer as in the conventional case, but removes the surface of the N-type InP substrate by etching. Since the P-type current blocking layer and the N-type current blocking layer have a structure formed thereon, the P-type current blocking layer and the N-type current blocking layer have enormous amounts as in the conventional semiconductor laser. This is because a current blocking layer made of a high-quality crystal can be formed without a fear of introducing a crystal defect.
【0027】第2の効果は、従来の半導体レーザのよう
に、メサ領域下にP型電流阻止層が形成されるような不
良や、P型電流阻止層の薄い領域が、P型拡散(または
イオン打込み)層が形成されていない領域上に位置して
しまい十分な電流狭窄効果が得られない不良を改善する
ことができる。The second effect is that a defect such as the formation of a P-type current blocking layer below the mesa region as in a conventional semiconductor laser, or a region where the P-type current blocking layer is thin is formed by P-type diffusion (or It is possible to improve a defect in which a sufficient current confinement effect cannot be obtained due to being located on a region where the (ion-implanted) layer is not formed.
【0028】その理由は、本発明の半導体レーザはメサ
領域を形成する際に用いたSiO2ストライプマスクを
利用して、N型InP基板表面をエッチングする際にマ
スクとして用いるレジスト11を除去している。メサ領
域を形成する工程と、N型InP基板表面にエッチング
する工程が従来の半導体レーザのように独立しておら
ず、同じSiO2 マスクを介して行われる。これによ
り、従来起きていた電流を有効に活性層に注入出来ない
不良やP型電流阻止層5aの一部の領域だけ薄くなって
十分な電流狭窄効果が得られないという不良を改善する
ことができる。The reason is that the semiconductor laser of the present invention uses the SiO 2 stripe mask used for forming the mesa region and removes the resist 11 used as a mask when etching the surface of the N-type InP substrate. I have. The step of forming the mesa region and the step of etching the surface of the N-type InP substrate are not independent as in a conventional semiconductor laser, but are performed through the same SiO 2 mask. As a result, it is possible to improve a defect in which a current cannot be effectively injected into the active layer and a defect in which a sufficient current confinement effect cannot be obtained because only a part of the P-type current blocking layer 5a is thinned. it can.
【0029】なお第3の効果として、本発明の半導体レ
ーザは、メサ領域に注入された電流がP型電流阻止層に
リークすることなく、十分厚いP型電流阻止層を形成し
た構造であるため十分な電流狭窄効果を有している。As a third effect, the semiconductor laser of the present invention has a structure in which a sufficiently thick P-type current blocking layer is formed without the current injected into the mesa region leaking to the P-type current blocking layer. It has a sufficient current confinement effect.
【0030】その理由は、本発明の半導体レーザは、メ
サ領域の成長膜が薄く形成されても、メサ領域両脇のN
型InP基板をエッチングすることによって、活性層上
方にP型電流阻止層を形成することなくP型電流阻止層
を形成できるため、メサ領域中の活性層上方のP型In
Pクラッド層とP型電流阻止層の接触面積を増やすこと
なく、すなわち注入された電流がP型電流阻止層にリー
クすることなく、十分厚いP型電流阻止層を形成できる
ためである。The reason is that in the semiconductor laser of the present invention, even if the growth film in the mesa region is formed thin,
By etching the p-type InP substrate, the p-type current blocking layer can be formed without forming the p-type current blocking layer above the active layer.
This is because a sufficiently thick P-type current blocking layer can be formed without increasing the contact area between the P-cladding layer and the P-type current blocking layer, that is, without leaking the injected current to the P-type current blocking layer.
【図1】(a)〜(e)は本発明の半導体レーザの第1
の実施の形態の製造工程と構造を示す断面図である。FIGS. 1A to 1E show a first example of a semiconductor laser according to the present invention.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process and structure of 2nd Embodiment.
【図2】(a)〜(e)は本発明の半導体レーザの第2
の実施の形態の製造工程と構造を示す断面図である。FIGS. 2A to 2E show a second example of the semiconductor laser of the present invention.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process and structure of 2nd Embodiment.
【図3】(a),(b)は従来の半導体レーザを示す断
面図である。FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views showing a conventional semiconductor laser.
1 N型InP基板 2 N型InPクラッド層 3 活性層 4 P型InPクラッド層 5a P型電流狭窄層 5b P型拡散層 6 N型電流狭窄層 7 P型InP層 8a P型InGaAsP層キャップ層 8b P型InGaAsP層キャップ層 9a SiO2 ストライプマスク 9b 1対のSiO2 ストライプマスク 10 SiO2 膜 11 レジスト 12 拡散層マスクReference Signs List 1 N-type InP substrate 2 N-type InP cladding layer 3 Active layer 4 P-type InP cladding layer 5 a P-type current confinement layer 5 b P-type diffusion layer 6 N-type current confinement layer 7 P-type InP layer 8 a P-type InGaAsP layer cap layer 8 b P-type InGaAsP layer cap layer 9a SiO 2 stripe mask 9b 1 pair of SiO 2 stripe masks 10 SiO 2 film 11 resist 12 diffusion layer mask
Claims (4)
を含むメサ状成長膜を形成し、このメサ状成長膜以外の
前記N型InP基板表面をエッチングし、そのエッチン
グした領域を含めて、前記メサ状成長膜上部を除く領域
に、P型電流阻止層とN型電流阻止層を形成した構造を
有することを特徴とする半導体レーザ。1. A mesa-like growth film including an active layer is selectively formed on a surface of an n-type InP substrate, and the surface of the n-type InP substrate other than the mesa-like growth film is etched. A semiconductor laser having a structure in which a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer are formed in a region excluding the mesa-shaped growth film.
スクを設け、N型InP基板表面に活性層を含むメサ状
成長膜を選択的に形成する工程と、前記メサ状成長膜上
にマスクを形成する工程と、全面にレジストを塗布した
のち、N型InP基板表面上のマスクとその上に塗布さ
れたレジストを除去する工程と、前記メサ状成長膜を覆
って残ったレジストをマスクとしてN型InP基板表面
をエッチングする工程と、前記レジストを除去してメサ
状成長膜側面とN型InP基板表面上にP型電流阻止層
とN型電流阻止層を形成する工程とを有することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。2. A step of providing a stripe-shaped mask on the surface of an N-type InP substrate, selectively forming a mesa-like growth film including an active layer on the surface of the N-type InP substrate, and forming a mask on the mesa-like growth film. Forming, applying a resist on the entire surface, removing the mask on the surface of the N-type InP substrate and removing the resist applied thereon, and using the resist remaining over the mesa growth film as a mask, Etching the surface of the N-type InP substrate, and removing the resist to form a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer on the side surface of the mesa growth film and the N-type InP substrate surface. Manufacturing method of a semiconductor laser.
を含むメサ状成長膜およびその両側に成長膜を形成し、
前記メサ状成長膜および両側の成長膜の間のN型InP
基板表面をエッチングし、そのエッチングした領域を含
めて、前記活性層を含むメサ状成長膜上部を除く領域
に、P型電流阻止層とN型電流阻止層を形成し、さらに
全面にP型InP層とキャップ層を形成した構造を有す
ることを特徴とする半導体レーザ。3. A mesa-like growth film selectively including an active layer on a surface of an N-type InP substrate and growth films formed on both sides thereof.
N-type InP between the mesa growth film and the growth films on both sides
The surface of the substrate is etched, and a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer are formed in a region excluding the upper portion of the mesa growth film including the active layer, including the etched region. A semiconductor laser having a structure in which a layer and a cap layer are formed.
状のマスクを設け、N型InP基板表面に選択的に活性
層を含むメサ状成長膜およびその両側に成長膜を形成す
る工程と、前記メサ状成長膜およびその両側の成長膜上
にマスクを形成する工程と、全面にレジストを塗布した
のちN型InP基板表面上のマスクとその上のレジスト
を除去する工程と、前記メサ状成長膜とその両側の成長
膜を覆って残ったレジストをマスクとしてN型InP基
板表面をエッチングする工程と、前記残ったレジストと
前記活性層を含むメサ状成長膜上部以外に形成したマス
クを除去する工程と、前記メサ状成長膜上部以外の領域
にP型電流阻止層とN型電流阻止層を形成する工程と、
前記メサ状成長膜上部のマスクを除去し全面にP型In
P層とキャップ層を形成する工程とを有することを特徴
とする半導体レーザの製造方法。4. A step of providing a pair of stripe-shaped masks on the surface of the N-type InP substrate and selectively forming a mesa-like growth film including an active layer on the surface of the N-type InP substrate and growth films on both sides thereof; Forming a mask on the mesa growth film and the growth film on both sides thereof, applying a resist on the entire surface, removing the mask on the surface of the N-type InP substrate and removing the resist thereon, Etching the surface of the N-type InP substrate using the resist remaining as a mask covering the film and the growth film on both sides thereof, and removing the mask formed on the mesa-like growth film including the remaining resist and the active layer, except for the upper portion. Forming a P-type current blocking layer and an N-type current blocking layer in a region other than the upper portion of the mesa growth film;
The mask above the mesa-like growth film is removed, and P-type In
A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising: forming a P layer and a cap layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25724496A JPH10107368A (en) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Manufacture of semiconductor laser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25724496A JPH10107368A (en) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Manufacture of semiconductor laser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107368A true JPH10107368A (en) | 1998-04-24 |
Family
ID=17303702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25724496A Pending JPH10107368A (en) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | Manufacture of semiconductor laser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107368A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345064B1 (en) | 1997-11-07 | 2002-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor laser having an improved current blocking layers and method of forming the same |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25724496A patent/JPH10107368A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6345064B1 (en) | 1997-11-07 | 2002-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor laser having an improved current blocking layers and method of forming the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990105 |