JPH11274637A - 横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH11274637A JPH11274637A JP10072866A JP7286698A JPH11274637A JP H11274637 A JPH11274637 A JP H11274637A JP 10072866 A JP10072866 A JP 10072866A JP 7286698 A JP7286698 A JP 7286698A JP H11274637 A JPH11274637 A JP H11274637A
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- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
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-
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- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
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- H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 グレーティングとリッジ型導波路との光学的
結合を向上させた横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】レーザ基板の半導体活性層１０上に積層し
たリッジストライプ材料のクラッド層上に所定幅のリッ
ジマスクを形成し、クラッド層１１から、リッジマスク
の両側平坦部とこれらから突出し平坦上面部にリッジマ
スクを冠着したリッジストライプ１５とを形成する工程
と、両側平坦部Ｆ並びにリッジストライプの側面Ｓ及び
リッジマスク上に、グレーティングマスクを形成する工
程と、両側平坦部並びにリッジストライプの側面をドラ
イエッチングし、さらにウエットエッチングして両側平
坦部並びにリッジストライプの側面及び活性層上にリッ
ジストライプ材料のグレーティングを形成するとともに
リッジストライプを画定する工程と、を含む。
結合を向上させた横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ
及びその製造方法を提供する。 【解決手段】レーザ基板の半導体活性層１０上に積層し
たリッジストライプ材料のクラッド層上に所定幅のリッ
ジマスクを形成し、クラッド層１１から、リッジマスク
の両側平坦部とこれらから突出し平坦上面部にリッジマ
スクを冠着したリッジストライプ１５とを形成する工程
と、両側平坦部Ｆ並びにリッジストライプの側面Ｓ及び
リッジマスク上に、グレーティングマスクを形成する工
程と、両側平坦部並びにリッジストライプの側面をドラ
イエッチングし、さらにウエットエッチングして両側平
坦部並びにリッジストライプの側面及び活性層上にリッ
ジストライプ材料のグレーティングを形成するとともに
リッジストライプを画定する工程と、を含む。
Description
【０００１】
【本発明の属する技術分野】本発明は、光集積回路の形
成方法に関し、特に、光学的横結合をなすリッジ導波路
を有する分布帰還型（Distributed Feedback）（以下、
DFBともいう）の半導体レーザ及びその製造方法に関す
る。
成方法に関し、特に、光学的横結合をなすリッジ導波路
を有する分布帰還型（Distributed Feedback）（以下、
DFBともいう）の半導体レーザ及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＤＦＢ半導体レーザは、光ＣＡＴＶなど
の光通信システムや、高密度情報記録ＳＨＧ短波長レー
ザ、又は小型固体レーザのポンプ光源や、光計測分野な
どに応用され得る素子として知られている。また、光集
積回路において他の半導体素子とともに光源としても用
いられている。
の光通信システムや、高密度情報記録ＳＨＧ短波長レー
ザ、又は小型固体レーザのポンプ光源や、光計測分野な
どに応用され得る素子として知られている。また、光集
積回路において他の半導体素子とともに光源としても用
いられている。
【０００３】従来の分布帰還型半導体レーザはいわゆる
２段階以上のエピタキシャル成長によって、形成されて
いることが多い。２段階以上のエピタキシャル成長で形
成するリッジ型ＤＦＢ半導体レーザでは、レーザの導波
層にグレーティング(回折格子)を設け、その後導波路上
にその他の層をエピタキシャル成長させて形成する。
２段階以上のエピタキシャル成長によって、形成されて
いることが多い。２段階以上のエピタキシャル成長で形
成するリッジ型ＤＦＢ半導体レーザでは、レーザの導波
層にグレーティング(回折格子)を設け、その後導波路上
にその他の層をエピタキシャル成長させて形成する。
【０００４】近年、２段階以上のエピタキシャル成長の
煩雑性を回避するために、１段階エピタキシャル成長に
よって作製される即ち再エピタキシャル成長の無い、い
わゆる分布帰還型半導体レーザも開発されている。たと
えば、R.D.Martin et al.. "CW Performance of an InG
aAs-GaAs-AlGaAsLaterally-Coupled Distributed Feedb
ack (LC-DFB) Ridge Laser Diode" IEEEPhotonics Tech
nology Letters, Vol.7,No.3, pp244-246, March 1995
において、基板に活性層、クラッド層をエピタキシャル
成長させ、クラッド層にリッジストライプを形成し、リ
ッジストライプ上面部及びその両側平坦部にグレーティ
ングを設けたInGaAs-GaAs-AlGaAsを用いた横結合分布帰
還型半導体レーザが開示されている。かかる分布帰還型
半導体レーザの製造方法において、グレーティングは電
子ビーム（ＥＢ）直接描画法によって、リッジ型導波路
の上面部領域を含む基板全領域に周期Λのグレーティン
グを形成している。一般にＤＦＢ半導体レーザでは、レ
ーザ光が伝搬する方向に周期Λで変化する周期構造が形
成され、そのため屈折率も周期的に変化し、周期的に反
射されてくる光の位相が一致する波長で反射率が高くな
り（ブラッグ反射）、レーザ発振が起こる。よって分布
帰還型半導体レーザの発振波長は周期構造の周期Λによ
って決まり、一般にΛ＝ｍλ／２ｎを満たす条件にて単
一縦モードが得られる。なおｍは整数、λは発振波長
（真空中）、及びｎはレーザ媒体の屈折率を示す。一般
にブラッグ反射波長近傍で発振するが、Ｉｎ1-xＧａxＡ
ｓ1-yＰ活性層、ＩｎＰリッジストライプ材料クラッド
層の屈折率、膜厚、アスペクト比を、更には共振器（劈
開面）の反射率を、また更には横方向の光結合率をも勘
案して、周期Λは決定される。
煩雑性を回避するために、１段階エピタキシャル成長に
よって作製される即ち再エピタキシャル成長の無い、い
わゆる分布帰還型半導体レーザも開発されている。たと
えば、R.D.Martin et al.. "CW Performance of an InG
aAs-GaAs-AlGaAsLaterally-Coupled Distributed Feedb
ack (LC-DFB) Ridge Laser Diode" IEEEPhotonics Tech
nology Letters, Vol.7,No.3, pp244-246, March 1995
において、基板に活性層、クラッド層をエピタキシャル
成長させ、クラッド層にリッジストライプを形成し、リ
ッジストライプ上面部及びその両側平坦部にグレーティ
ングを設けたInGaAs-GaAs-AlGaAsを用いた横結合分布帰
還型半導体レーザが開示されている。かかる分布帰還型
半導体レーザの製造方法において、グレーティングは電
子ビーム（ＥＢ）直接描画法によって、リッジ型導波路
の上面部領域を含む基板全領域に周期Λのグレーティン
グを形成している。一般にＤＦＢ半導体レーザでは、レ
ーザ光が伝搬する方向に周期Λで変化する周期構造が形
成され、そのため屈折率も周期的に変化し、周期的に反
射されてくる光の位相が一致する波長で反射率が高くな
り（ブラッグ反射）、レーザ発振が起こる。よって分布
帰還型半導体レーザの発振波長は周期構造の周期Λによ
って決まり、一般にΛ＝ｍλ／２ｎを満たす条件にて単
一縦モードが得られる。なおｍは整数、λは発振波長
（真空中）、及びｎはレーザ媒体の屈折率を示す。一般
にブラッグ反射波長近傍で発振するが、Ｉｎ1-xＧａxＡ
ｓ1-yＰ活性層、ＩｎＰリッジストライプ材料クラッド
層の屈折率、膜厚、アスペクト比を、更には共振器（劈
開面）の反射率を、また更には横方向の光結合率をも勘
案して、周期Λは決定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】かかるＤＦＢ半導体レ
ーザでは、エッチング加工により、クラッド層に伸長す
るリッジストライプを形成し、リッジストライプ上面部
及びその両側平坦部にグレーティングを設けような構造
を作り込む。従来その加工には、その制御性等の優位性
からドライエッチングによる加工を用いてきた。
ーザでは、エッチング加工により、クラッド層に伸長す
るリッジストライプを形成し、リッジストライプ上面部
及びその両側平坦部にグレーティングを設けような構造
を作り込む。従来その加工には、その制御性等の優位性
からドライエッチングによる加工を用いてきた。
【０００６】しかしながら、そのドライエッチング方法
では、リッジの形状に起因するマスク形成及び転写の困
難さのために、リッジ側面の加工が失敗することが多
く、特にＤＦＢ半導体レーザの特性を左右するリッジ近
傍底部の形状にも影響していた。また、ドライエッチン
グは基板表面に損傷を与える場合があり、特性にも影響
が残るおそれがある。一方、ウエットエッチングは損傷
が少ない反面その特性が結晶面に制限され易く、それ単
独ではこの横結合ＤＦＢ半導体レーザの形成には適して
いないと考えられている。
では、リッジの形状に起因するマスク形成及び転写の困
難さのために、リッジ側面の加工が失敗することが多
く、特にＤＦＢ半導体レーザの特性を左右するリッジ近
傍底部の形状にも影響していた。また、ドライエッチン
グは基板表面に損傷を与える場合があり、特性にも影響
が残るおそれがある。一方、ウエットエッチングは損傷
が少ない反面その特性が結晶面に制限され易く、それ単
独ではこの横結合ＤＦＢ半導体レーザの形成には適して
いないと考えられている。
【０００７】従って、従来の横結合分布帰還リッジ型半
導体レーザにおいては、グレーティングとリッジ型導波
路との光学的結合を十分に確保することが非常に難し
い。そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、グレーティ
ングとリッジ型導波路との光学的結合を向上させた横結
合分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法を提
供することを目的とする。
導体レーザにおいては、グレーティングとリッジ型導波
路との光学的結合を十分に確保することが非常に難し
い。そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、グレーティ
ングとリッジ型導波路との光学的結合を向上させた横結
合分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、半導体
活性層と、前記半導体活性層上のクラッド層からその平
坦上面部が突出して形成されたリッジストライプと、前
記リッジストライプの側面及び／又は両横側にその伸長
方向に周期構造を備えたグレーティングと、を有する横
結合分布帰還リッジ型半導体レーザの製造方法であっ
て、レーザ基板の半導体活性層上に積層したリッジスト
ライプ材料のクラッド層上に所定幅のリッジマスクを形
成し、前記クラッド層から、選択的ウエットエッチング
により、前記リッジマスクの両側平坦部とこれらから突
出し平坦上面部に前記リッジマスクを冠着したリッジス
トライプとを形成するリッジストライプ形成工程と、前
記両側平坦部並びに前記リッジストライプの側面及び前
記リッジマスク上に、前記リッジマスクの伸長方向に周
期構造を有するグレーティングマスクを形成するグレー
ティングマスク形成工程と、前記グレーティングマスク
を介して、前記両側平坦部並びに前記リッジストライプ
の側面をドライエッチングし、さらにウエットエッチン
グして前記両側平坦部並びに前記リッジストライプの側
面及び前記活性層上に前記リッジストライプ材料のグレ
ーティングを形成するとともにリッジストライプを画定
するグレーティング形成工程と、を含むことを特徴とす
る。
活性層と、前記半導体活性層上のクラッド層からその平
坦上面部が突出して形成されたリッジストライプと、前
記リッジストライプの側面及び／又は両横側にその伸長
方向に周期構造を備えたグレーティングと、を有する横
結合分布帰還リッジ型半導体レーザの製造方法であっ
て、レーザ基板の半導体活性層上に積層したリッジスト
ライプ材料のクラッド層上に所定幅のリッジマスクを形
成し、前記クラッド層から、選択的ウエットエッチング
により、前記リッジマスクの両側平坦部とこれらから突
出し平坦上面部に前記リッジマスクを冠着したリッジス
トライプとを形成するリッジストライプ形成工程と、前
記両側平坦部並びに前記リッジストライプの側面及び前
記リッジマスク上に、前記リッジマスクの伸長方向に周
期構造を有するグレーティングマスクを形成するグレー
ティングマスク形成工程と、前記グレーティングマスク
を介して、前記両側平坦部並びに前記リッジストライプ
の側面をドライエッチングし、さらにウエットエッチン
グして前記両側平坦部並びに前記リッジストライプの側
面及び前記活性層上に前記リッジストライプ材料のグレ
ーティングを形成するとともにリッジストライプを画定
するグレーティング形成工程と、を含むことを特徴とす
る。
【０００９】本発明によれば、リッジストライプ形成工
程において、リッジの長手方向を結晶方位
程において、リッジの長手方向を結晶方位
【００１０】
【外１】
【００１１】に平行に選んで、ウエットエッチングする
ことによりリッジ構造を形成し、結晶面及びエッチング
条件で決定する０〜５５°程度の緩やかな傾斜角を有す
るリッジ側面のリッジストライプを作製する。この傾斜
面は、従来の略９０°の角度で傾斜した斜面の場合と比
較して斜面が緩やかなために、グレーティングマスク形
成工程におけるグレーティングマスクの形成条件、特に
リソグラフィのＥＢレジストパターン形成条件が緩和さ
れ、次に行うグレーティング形成工程のドライエッチン
グによる確実な転写が可能となる。さらに、ドライエッ
チングによりクラッド層両側平坦部並びにリッジストラ
イプの側面にてグレーティングの溝を掘り込んで、さら
にウェットエッチングするので、リッジストライプにお
いては鉛直側面の結晶面が現れ、グレーティング部にお
いてはグレーティング凸部の側面が
ことによりリッジ構造を形成し、結晶面及びエッチング
条件で決定する０〜５５°程度の緩やかな傾斜角を有す
るリッジ側面のリッジストライプを作製する。この傾斜
面は、従来の略９０°の角度で傾斜した斜面の場合と比
較して斜面が緩やかなために、グレーティングマスク形
成工程におけるグレーティングマスクの形成条件、特に
リソグラフィのＥＢレジストパターン形成条件が緩和さ
れ、次に行うグレーティング形成工程のドライエッチン
グによる確実な転写が可能となる。さらに、ドライエッ
チングによりクラッド層両側平坦部並びにリッジストラ
イプの側面にてグレーティングの溝を掘り込んで、さら
にウェットエッチングするので、リッジストライプにお
いては鉛直側面の結晶面が現れ、グレーティング部にお
いてはグレーティング凸部の側面が
【００１２】
【外２】
【００１３】となり鉛直側面の結晶面が現れ、他の部分
においては、レートが早いためドライエッチングによる
損傷部が取り除かれる。結果として、半導体活性層の発
光領域付近に、深くて、加工損傷の少ない理想的なグレ
ーティングが形成できる。上記半導体レーザ製造方法に
おいて、前記レーザ基板の前記クラッド層上に電極と接
触すべきコンタクト層を予め積層して、前記リッジスト
ライプ形成工程にて、前記コンタクト層を選択ウエット
エッチングマスクとして用いることを特徴とする。
においては、レートが早いためドライエッチングによる
損傷部が取り除かれる。結果として、半導体活性層の発
光領域付近に、深くて、加工損傷の少ない理想的なグレ
ーティングが形成できる。上記半導体レーザ製造方法に
おいて、前記レーザ基板の前記クラッド層上に電極と接
触すべきコンタクト層を予め積層して、前記リッジスト
ライプ形成工程にて、前記コンタクト層を選択ウエット
エッチングマスクとして用いることを特徴とする。
【００１４】上記半導体レーザ製造方法において、前記
リッジストライプ形成工程として、前記半導体活性層上
にリッジストライプ材料のクラッド層を積層する際に、
前記リッジストライプ材料のクラッド層に挟まれたウエ
ットエッチング停止層を形成することを特徴とする。こ
のようにクラッド層間にウエットエッチング停止層を設
ければ、表面における非発光再結合の発生のし易い半導
体活性層及びガイド層を露出させることなくグレーティ
ング形成が可能となる。
リッジストライプ形成工程として、前記半導体活性層上
にリッジストライプ材料のクラッド層を積層する際に、
前記リッジストライプ材料のクラッド層に挟まれたウエ
ットエッチング停止層を形成することを特徴とする。こ
のようにクラッド層間にウエットエッチング停止層を設
ければ、表面における非発光再結合の発生のし易い半導
体活性層及びガイド層を露出させることなくグレーティ
ング形成が可能となる。
【００１５】上記半導体レーザ製造方法において、前記
ウエットエッチング停止層は、ＩｎＧａＡｓＰ若しくは
ＩｎＧａＡｓからなることを特徴とする。上記半導体レ
ーザ製造方法において、前記活性層がＩｎ1-xＧａxＡｓ
1-yＰy（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１）を主成分とす
るバルク層又は単一量子井戸若しくは多量子井戸層であ
り、前記リッジストライプ材料を構成するクラッド層が
ＩｎＰからなり、前記コンタクト層がＩｎＧａＡｓＰ若
しくはＩｎＧａＡｓからなることを特徴とする。
ウエットエッチング停止層は、ＩｎＧａＡｓＰ若しくは
ＩｎＧａＡｓからなることを特徴とする。上記半導体レ
ーザ製造方法において、前記活性層がＩｎ1-xＧａxＡｓ
1-yＰy（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１）を主成分とす
るバルク層又は単一量子井戸若しくは多量子井戸層であ
り、前記リッジストライプ材料を構成するクラッド層が
ＩｎＰからなり、前記コンタクト層がＩｎＧａＡｓＰ若
しくはＩｎＧａＡｓからなることを特徴とする。
【００１６】上記半導体レーザ製造方法において、前記
リッジストライプ形成の選択的ウエットエッチングにお
いて、塩酸系エッチャントによる前記リッジストライプ
材料の内のＩｎＰを食刻することを特徴とする。上記半
導体レーザ製造方法において、前記グレーティングマス
ク形成工程において、前記両側平坦部並びに前記リッジ
ストライプの側面及び前記リッジマスク上にわたって保
護膜及びレジスト層を順に形成する工程と、前記レジス
ト層上に、リッジストライプの伸長方向に周期構造を有
するグレーティングマスクの潜像を形成し、前記レジス
ト層の現像によりグレーティングマスクを形成する工程
と、を含むことを特徴とする。
リッジストライプ形成の選択的ウエットエッチングにお
いて、塩酸系エッチャントによる前記リッジストライプ
材料の内のＩｎＰを食刻することを特徴とする。上記半
導体レーザ製造方法において、前記グレーティングマス
ク形成工程において、前記両側平坦部並びに前記リッジ
ストライプの側面及び前記リッジマスク上にわたって保
護膜及びレジスト層を順に形成する工程と、前記レジス
ト層上に、リッジストライプの伸長方向に周期構造を有
するグレーティングマスクの潜像を形成し、前記レジス
ト層の現像によりグレーティングマスクを形成する工程
と、を含むことを特徴とする。
【００１７】上記半導体レーザ製造方法において、前記
グレーティングマスク形成工程においては、電子ビーム
直接描画法により前記潜像を形成することを特徴とす
る。上記半導体レーザ製造方法において、前記グレーテ
ィング形成工程の後に、前記保護膜及び前記リッジマス
クを除去して、前記グレーティング及び前記平坦上面部
の全面に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層から前記
平坦上面部だけをエッチングにより露出せしめた後、前
記平坦上面部上に電極を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。
グレーティングマスク形成工程においては、電子ビーム
直接描画法により前記潜像を形成することを特徴とす
る。上記半導体レーザ製造方法において、前記グレーテ
ィング形成工程の後に、前記保護膜及び前記リッジマス
クを除去して、前記グレーティング及び前記平坦上面部
の全面に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層から前記
平坦上面部だけをエッチングにより露出せしめた後、前
記平坦上面部上に電極を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。
【００１８】本発明の半導体レーザは、半導体活性層
と、前記半導体活性層上のクラッド層からその平坦上面
部が突出して形成されたリッジストライプと、前記リッ
ジストライプの側面及び／又は両横側にその伸長方向に
周期構造を備えたグレーティングと、を有する横結合分
布帰還リッジ型半導体レーザであって、前記リッジスト
ライプの側面と前記グレーティングの各々とを結合しか
つ前記リッジストライプのクラッド層の平坦上面から前
記グレーティングの平坦上面部まで傾斜面を有するブラ
ケット状グレーティング部分を有することを特徴とす
る。
と、前記半導体活性層上のクラッド層からその平坦上面
部が突出して形成されたリッジストライプと、前記リッ
ジストライプの側面及び／又は両横側にその伸長方向に
周期構造を備えたグレーティングと、を有する横結合分
布帰還リッジ型半導体レーザであって、前記リッジスト
ライプの側面と前記グレーティングの各々とを結合しか
つ前記リッジストライプのクラッド層の平坦上面から前
記グレーティングの平坦上面部まで傾斜面を有するブラ
ケット状グレーティング部分を有することを特徴とす
る。
【００１９】上記半導体レーザにおいて、前記活性層が
Ｉｎ1-xＧａxＡｓ1-yＰy（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦
１）を主成分とするバルク層又は単一量子井戸若しくは
多量子井戸層であり、前記クラッド層がＩｎＰであるこ
とを特徴とする。本発明によれば、グレーティングをリ
ッジ及び平坦部間の段差のところまでグレーティングを
均一に揃えることができる。特に、選択的ウエットエッ
チング及びドライエッチングにより、上記リッジの両側
側面とグレーティングの各々とを結合しかつ傾斜面を有
するブラケット状グレーティング部分が形成され、確実
な横光結合が達成されたグレーティング構造を形成で
き、高歩留り、低コスト、高品質でＤＦＢリッジ型半導
体レーザを製造できる。
Ｉｎ1-xＧａxＡｓ1-yＰy（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦
１）を主成分とするバルク層又は単一量子井戸若しくは
多量子井戸層であり、前記クラッド層がＩｎＰであるこ
とを特徴とする。本発明によれば、グレーティングをリ
ッジ及び平坦部間の段差のところまでグレーティングを
均一に揃えることができる。特に、選択的ウエットエッ
チング及びドライエッチングにより、上記リッジの両側
側面とグレーティングの各々とを結合しかつ傾斜面を有
するブラケット状グレーティング部分が形成され、確実
な横光結合が達成されたグレーティング構造を形成で
き、高歩留り、低コスト、高品質でＤＦＢリッジ型半導
体レーザを製造できる。
【００２０】
【発明の実施の形】以下、本発明の実施例を図面を参照
しつつ説明する。気相成長法、特に原料として有機金属
化合物ガスを用いた有機金属化合物気相成長法(MOCVD)
により、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系のＤＦＢリッジ型半
導体レーザを作製する。
しつつ説明する。気相成長法、特に原料として有機金属
化合物ガスを用いた有機金属化合物気相成長法(MOCVD)
により、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系のＤＦＢリッジ型半
導体レーザを作製する。
【００２１】１．基板成膜 まず、図１に示すように、所定面方位面例えば（１０
０）のｎ−ＩｎＰ結晶基板９のウエハを用意し、化学エ
ッチングで表面を清浄し、所定のエピタキシャル成長方
法、液相成長法、有機金属気相成長法、分子線成長法な
どで、それぞれＩｎ1-xＧａxＡｓ1-yＰy（但し、０≦ｘ
＜１，０≦ｙ≦１）のガイド層、活性層及びガイド層を
順に形成してＳＣＨ(Separate Confinement Heterostra
cture)構造活性層領域１０を積層して半導体層構造を基
板上に作製する。すなわち、活性層がＩｎ1-xＧａxＡｓ
1-yＰy（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１）を主成分とす
るバルク層又は単一量子井戸若しくは多量子井戸層であ
る。次に、この上にリッジストライプ材料例えばｐ−Ｉ
ｎＰでクラッド層１１ａを積層する。ここで、このクラ
ッド層１１ａの次に、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ又はｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓのウエットエッチング用エッチング停止層１２
が設けられる。その後、ｐ−ＩｎＰのクラッド層１１ｂ
を再度積層して、最後にｐ−ＩｎＧａＡｓのコンタクト
層１３を形成する。このように、レーザ構造を有するレ
ーザ基板を形成する。
０）のｎ−ＩｎＰ結晶基板９のウエハを用意し、化学エ
ッチングで表面を清浄し、所定のエピタキシャル成長方
法、液相成長法、有機金属気相成長法、分子線成長法な
どで、それぞれＩｎ1-xＧａxＡｓ1-yＰy（但し、０≦ｘ
＜１，０≦ｙ≦１）のガイド層、活性層及びガイド層を
順に形成してＳＣＨ(Separate Confinement Heterostra
cture)構造活性層領域１０を積層して半導体層構造を基
板上に作製する。すなわち、活性層がＩｎ1-xＧａxＡｓ
1-yＰy（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１）を主成分とす
るバルク層又は単一量子井戸若しくは多量子井戸層であ
る。次に、この上にリッジストライプ材料例えばｐ−Ｉ
ｎＰでクラッド層１１ａを積層する。ここで、このクラ
ッド層１１ａの次に、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ又はｐ−Ｉｎ
ＧａＡｓのウエットエッチング用エッチング停止層１２
が設けられる。その後、ｐ−ＩｎＰのクラッド層１１ｂ
を再度積層して、最後にｐ−ＩｎＧａＡｓのコンタクト
層１３を形成する。このように、レーザ構造を有するレ
ーザ基板を形成する。
【００２２】２．リッジストライプ形成 フォトレジストを用いたリソグラフィによって、ＳｉＯ
2をパターニングしそのＳｉＯ2パターンを用いて半導体
のリッジ加工をする。すなわち、リッジストライプが所
定方位
2をパターニングしそのＳｉＯ2パターンを用いて半導体
のリッジ加工をする。すなわち、リッジストライプが所
定方位
【００２３】
【外３】
【００２４】に伸長するようにＳｉＯ2等からなる所定
幅のリッジマスク１４を、コンタクト層１３上に形成し
て、ドライエッチングを用いて、コンタクト層１３をエ
ッチングして、次に、このコンタクト層１３をマスクと
してウエットエッチングを用いて、リッジストライプ材
料クラッド層１１ｂをエッチングして、図２に示すよう
に、両側平坦部Ｆと、これから突出する平坦上面部Ｔを
有するリッジストライプ１５とを形成する。
幅のリッジマスク１４を、コンタクト層１３上に形成し
て、ドライエッチングを用いて、コンタクト層１３をエ
ッチングして、次に、このコンタクト層１３をマスクと
してウエットエッチングを用いて、リッジストライプ材
料クラッド層１１ｂをエッチングして、図２に示すよう
に、両側平坦部Ｆと、これから突出する平坦上面部Ｔを
有するリッジストライプ１５とを形成する。
【００２５】このようになだらかな側面を有し、リッジ
マスク１４を冠着したリッジストライプ１５を形成す
る。従来ではドライエッチングのみで両層をエッチング
していたが、ここではドライエッチングで、まずInGaAs
コンタクト層１３のみ加工し、その後、上部のＩｎＰク
ラッド層１１ｂをウエットエッチングで加工している。
従来では、リッジ加工に非選択エッチングであるドライ
エッチングを用いているためリッジ高さがエッチングレ
ートの安定性で左右されていた。これにより形成された
リッジ中の光の閉じ込めも微妙に変化し、重要なパラメ
ータである結合係数が変動していた。ここでは、図３に
示すように、リッジストライプ１５は選択ウェットエッ
チングの結果として自動的に露出してくるウエットエッ
チング停止層１２の上面、及びリッジ側面Ｓの結晶面で
規定される面で構成されるため、加工精度が向上し、作
製されたレーザの出力光の特性も安定化される。また、
次工程やレーザ素子特性に影響するおそれがあるドライ
エッチングされた側面の荒れ及び加工損傷の問題が解消
する。
マスク１４を冠着したリッジストライプ１５を形成す
る。従来ではドライエッチングのみで両層をエッチング
していたが、ここではドライエッチングで、まずInGaAs
コンタクト層１３のみ加工し、その後、上部のＩｎＰク
ラッド層１１ｂをウエットエッチングで加工している。
従来では、リッジ加工に非選択エッチングであるドライ
エッチングを用いているためリッジ高さがエッチングレ
ートの安定性で左右されていた。これにより形成された
リッジ中の光の閉じ込めも微妙に変化し、重要なパラメ
ータである結合係数が変動していた。ここでは、図３に
示すように、リッジストライプ１５は選択ウェットエッ
チングの結果として自動的に露出してくるウエットエッ
チング停止層１２の上面、及びリッジ側面Ｓの結晶面で
規定される面で構成されるため、加工精度が向上し、作
製されたレーザの出力光の特性も安定化される。また、
次工程やレーザ素子特性に影響するおそれがあるドライ
エッチングされた側面の荒れ及び加工損傷の問題が解消
する。
【００２６】３．ＥＢ描画によるグレーティングマスク
パターン形成 次に、図４に示すように、クラッド層の両側平坦部Ｆ及
びリッジストライプ平坦上面部Ｔ上にわたって、グレー
ティング加工用のＳｉＯ2等の保護膜１６をスパッタリ
ングなどで成膜する。保護膜１６はＰ脱離防止及びエッ
チングマスク用である。また、保護膜１６は次工程の高
温ベークが必要な高解像度ＥＢレジストの均一な膜を得
るために有用である。
パターン形成 次に、図４に示すように、クラッド層の両側平坦部Ｆ及
びリッジストライプ平坦上面部Ｔ上にわたって、グレー
ティング加工用のＳｉＯ2等の保護膜１６をスパッタリ
ングなどで成膜する。保護膜１６はＰ脱離防止及びエッ
チングマスク用である。また、保護膜１６は次工程の高
温ベークが必要な高解像度ＥＢレジストの均一な膜を得
るために有用である。
【００２７】次に、図５に示すように、両側平坦部並び
にリッジの平坦上面部及び側面にわたって、ＥＢ描画用
レジストをスピンコーティング後、ベークしてレジスト
層１７を形成して、その後、リッジストライプ上面部を
も含め、所望のレーザ発振波長に合わせた周期で、ライ
ンを所定結晶方位に沿ってＥＢ描画し、レジスト層１７
上に、リッジストライプの伸長方向に交差し周期Λで変
化する周期構造を有するグレーティングマスクの潜像を
形成する。
にリッジの平坦上面部及び側面にわたって、ＥＢ描画用
レジストをスピンコーティング後、ベークしてレジスト
層１７を形成して、その後、リッジストライプ上面部を
も含め、所望のレーザ発振波長に合わせた周期で、ライ
ンを所定結晶方位に沿ってＥＢ描画し、レジスト層１７
上に、リッジストライプの伸長方向に交差し周期Λで変
化する周期構造を有するグレーティングマスクの潜像を
形成する。
【００２８】この後、グレーティングマスクの潜像を現
像して、図６に示すグレーティングマスク１８を形成す
る。図７に示すように、従来のドライエッチングによる
切り立ったリッジ１５ａではその側面がほぼ垂直に近い
ために、スパッタリングなどで形成されたＳｉＯ2保護
膜１６がリッジ根本部分で不連続になり、さらにスピン
コート成膜されたレジスト層１８がリッジ根本近傍で膜
厚過多となり、ＥＢ露光条件を厳しくしなければならな
かったなど問題があったが、図６に示すように、本発明
によれば、リッジストライプの側面が緩やかな傾斜面の
ためにどちらの問題も生じない。
像して、図６に示すグレーティングマスク１８を形成す
る。図７に示すように、従来のドライエッチングによる
切り立ったリッジ１５ａではその側面がほぼ垂直に近い
ために、スパッタリングなどで形成されたＳｉＯ2保護
膜１６がリッジ根本部分で不連続になり、さらにスピン
コート成膜されたレジスト層１８がリッジ根本近傍で膜
厚過多となり、ＥＢ露光条件を厳しくしなければならな
かったなど問題があったが、図６に示すように、本発明
によれば、リッジストライプの側面が緩やかな傾斜面の
ためにどちらの問題も生じない。
【００２９】４．グレーティング形成 次に、グレーティング形成工程として、グレーティング
マスクを介して、ＣＦ 4ガスを用いたドライエッチング
でＳｉＯ2の保護膜１６にグレーティングを転写し、両
側平坦部のクラッド層を選択的に両側平坦部からグレー
ティング２０を形成するとともにリッジストライプを画
定する。その後、塩酸系エッチャントでウエットエッチ
ングを行い、図８に示すように、保護膜１６を除去す
る。ドライエッチングにおいて、リッジストライプ平坦
上面部Ｔのリッジマスク１４及び保護膜１６の積層と両
側平坦部Ｆの保護膜１６との膜厚差（リッジマスク１４
に相当する）があるために、リッジストライプ平坦上面
部のコンタクト層１３がドライエッチングから免れ、そ
れ以外のなだらかなリッジ側面Ｓ及び両側平坦部Ｆのク
ラッド層が食刻される。このようにして、リッジストラ
イプのほぼ垂直な側面Ｖとグレーティング２０の各々と
を結合しかつリッジストライプ１５の平坦上面部からグ
レーティング２０の平坦上面部まで傾斜面を有するブラ
ケット状グレーティング部分部分２０ａを有するように
なる。
マスクを介して、ＣＦ 4ガスを用いたドライエッチング
でＳｉＯ2の保護膜１６にグレーティングを転写し、両
側平坦部のクラッド層を選択的に両側平坦部からグレー
ティング２０を形成するとともにリッジストライプを画
定する。その後、塩酸系エッチャントでウエットエッチ
ングを行い、図８に示すように、保護膜１６を除去す
る。ドライエッチングにおいて、リッジストライプ平坦
上面部Ｔのリッジマスク１４及び保護膜１６の積層と両
側平坦部Ｆの保護膜１６との膜厚差（リッジマスク１４
に相当する）があるために、リッジストライプ平坦上面
部のコンタクト層１３がドライエッチングから免れ、そ
れ以外のなだらかなリッジ側面Ｓ及び両側平坦部Ｆのク
ラッド層が食刻される。このようにして、リッジストラ
イプのほぼ垂直な側面Ｖとグレーティング２０の各々と
を結合しかつリッジストライプ１５の平坦上面部からグ
レーティング２０の平坦上面部まで傾斜面を有するブラ
ケット状グレーティング部分部分２０ａを有するように
なる。
【００３０】上記グレーティング形成工程の結果は、Ｓ
ＥＭ写真によって観察したところ、幅がリッジストライ
プの両側基板領域にわたり、周期がサブマイクロメータ
オーダのグレーティング構造がリッジ側面まで均一に形
成されていることが確認された。従来はグレーティング
の加工にもドライエッチングのみを用いており、加工深
さに不安定性があった。また、活性層付近の加工となる
ため、損傷の影響があるが、ここでは、ウェットエッチ
ングをドライエッチング後に併用しているためこのよう
な問題は発生しない。
ＥＭ写真によって観察したところ、幅がリッジストライ
プの両側基板領域にわたり、周期がサブマイクロメータ
オーダのグレーティング構造がリッジ側面まで均一に形
成されていることが確認された。従来はグレーティング
の加工にもドライエッチングのみを用いており、加工深
さに不安定性があった。また、活性層付近の加工となる
ため、損傷の影響があるが、ここでは、ウェットエッチ
ングをドライエッチング後に併用しているためこのよう
な問題は発生しない。
【００３１】また、従来では、リッジ側面が垂直に近い
ため該側面への加工が困難であったが、ここでは、なだ
らかな側面を有するリッジストライプを形成してからそ
のリッジ側面にドライエッチング及びウェットエッチン
グ加工するため、リッジ側面から非常に深いグレーティ
ングが形成でき、光結合係数を大きく取れることにな
る。
ため該側面への加工が困難であったが、ここでは、なだ
らかな側面を有するリッジストライプを形成してからそ
のリッジ側面にドライエッチング及びウェットエッチン
グ加工するため、リッジ側面から非常に深いグレーティ
ングが形成でき、光結合係数を大きく取れることにな
る。
【００３２】５．絶縁膜埋め込み及び電極形成 次に、図９に示すように、リッジストライプ１５及びグ
レーティング２０のある全面に水ガラス（Spin On Glas
s）などの珪素化合物を塗布し、これを硬化させて無機
保護層（絶縁層）２１を形成する。この電流ブロック用
保護膜である無機保護層２１は、リッジストライプ１５
の平面上部ではグレーティング２０の上部よりも薄い膜
厚で形成される。
レーティング２０のある全面に水ガラス（Spin On Glas
s）などの珪素化合物を塗布し、これを硬化させて無機
保護層（絶縁層）２１を形成する。この電流ブロック用
保護膜である無機保護層２１は、リッジストライプ１５
の平面上部ではグレーティング２０の上部よりも薄い膜
厚で形成される。
【００３３】その後、図１０に示すように、リッジスト
ライプ上面部Ｔが露出するまで無機保護層２１を除去す
る。リッジストライプ１５の平面上部とグレーティング
２０の上部との無機保護層２１の膜厚差が生じた状態
で、ドライエッチングすることによって、リッジストラ
イプ１５の平面上部Ｔだけを露出させることができる。
これはいわゆるセルフアライン法による電極窓形成であ
る。
ライプ上面部Ｔが露出するまで無機保護層２１を除去す
る。リッジストライプ１５の平面上部とグレーティング
２０の上部との無機保護層２１の膜厚差が生じた状態
で、ドライエッチングすることによって、リッジストラ
イプ１５の平面上部Ｔだけを露出させることができる。
これはいわゆるセルフアライン法による電極窓形成であ
る。
【００３４】次に、図１１に示すように、露出したリッ
ジストライプ上面部Ｔのコンタクト層上に電極３０を形
成する。この際、リッジストライプ上面部Ｔにはグレー
ティングがなく平坦になっているので接触不良のない電
極を形成することができる。そして、ｎ−ＩｎＰの基板
９の対向面にも対向電極３１を形成する。電極には整流
性を有しないオーミック接触の金属が選択される。一般
にｎ側にはＡｕＧｅＮｉ、ｐ側にはＣｒＡｕが真空蒸着
により形成される。
ジストライプ上面部Ｔのコンタクト層上に電極３０を形
成する。この際、リッジストライプ上面部Ｔにはグレー
ティングがなく平坦になっているので接触不良のない電
極を形成することができる。そして、ｎ−ＩｎＰの基板
９の対向面にも対向電極３１を形成する。電極には整流
性を有しないオーミック接触の金属が選択される。一般
にｎ側にはＡｕＧｅＮｉ、ｐ側にはＣｒＡｕが真空蒸着
により形成される。
【００３５】なお、このレーザにおいて、活性層はバル
クで、端面は劈開面である。リッジストライプ幅は５μ
ｍであり、強い結合を求める場合は２μｍ以下とするこ
ともできる。グレーティングは３次であるが、１次でも
形成できる。グレーティングの深さは周期の１／４〜１
／３であるが、１／３以上であってもよい。このよう
に、水ガラスなどの絶縁膜で埋め込み、n側、ｐ側両方
に電極を形成して横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ
が完成する。
クで、端面は劈開面である。リッジストライプ幅は５μ
ｍであり、強い結合を求める場合は２μｍ以下とするこ
ともできる。グレーティングは３次であるが、１次でも
形成できる。グレーティングの深さは周期の１／４〜１
／３であるが、１／３以上であってもよい。このよう
に、水ガラスなどの絶縁膜で埋め込み、n側、ｐ側両方
に電極を形成して横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ
が完成する。
【００３６】得られたＤＦＢ半導体レーザの特性につい
て発振波長対相対強度のスペクトラム分布並びに注入電
流密度対光出力を調べた。その結果、得られたＤＦＢ半
導体レーザでは、素子へ電流注入効率が高く、単一モー
ドの発光が得られることが確認された。上記実施例では
ウエットエッチング停止層を設けた場合について説明し
たが、ウエットエッチング停止層を用いる場合は、リッ
ジ近傍のウエットエッチング停止層が食刻されるまでウ
エットエッチングすることが好ましい。なお、本発明に
おいては、ウエットエッチング停止層を用いなくても、
かまわない。ウエットエッチングにより緩やかな傾斜角
を有するリッジ側面を作製して、ＥＢレジストパターン
形成条件が緩和され、次に行うドライエッチングによる
転写が確保されるからである。
て発振波長対相対強度のスペクトラム分布並びに注入電
流密度対光出力を調べた。その結果、得られたＤＦＢ半
導体レーザでは、素子へ電流注入効率が高く、単一モー
ドの発光が得られることが確認された。上記実施例では
ウエットエッチング停止層を設けた場合について説明し
たが、ウエットエッチング停止層を用いる場合は、リッ
ジ近傍のウエットエッチング停止層が食刻されるまでウ
エットエッチングすることが好ましい。なお、本発明に
おいては、ウエットエッチング停止層を用いなくても、
かまわない。ウエットエッチングにより緩やかな傾斜角
を有するリッジ側面を作製して、ＥＢレジストパターン
形成条件が緩和され、次に行うドライエッチングによる
転写が確保されるからである。
【００３７】なお、本発明におけるＤＦＢ半導体レーザ
構造においては、グレーティングと導波光との結合は、
主に、屈折率結合を生じるように機能している。しかし
ながら、その一方で、電流が流入される活性層の幅がグ
レーティングにより変調されているため、光利得を生ず
る領域の幅が変調されることとなる。よって、その結
果、利得も変調されることになるため利得結合も併せて
機能する。
構造においては、グレーティングと導波光との結合は、
主に、屈折率結合を生じるように機能している。しかし
ながら、その一方で、電流が流入される活性層の幅がグ
レーティングにより変調されているため、光利得を生ず
る領域の幅が変調されることとなる。よって、その結
果、利得も変調されることになるため利得結合も併せて
機能する。
【００３８】したがって、本発明における横結合ＤＦＢ
半導体レーザでは、デバイスとしてのグレーティングと
導波光の結合は、屈折率結合と利得結合の複素結合とな
り得る。
半導体レーザでは、デバイスとしてのグレーティングと
導波光の結合は、屈折率結合と利得結合の複素結合とな
り得る。
【００３９】
【発明の効果】このように、本発明によれば、リッジの
両側平坦部だけでなくリッジの側壁面まで一体的に形成
することが可能なため、グレーティング領域が広くなり
エバネッセント波の広がりが大きく結合係数を大きく取
れる。横方向の光結合率も充分である横結合分布帰還リ
ッジ型半導体レーザの実現が可能となる。また、ウエッ
トエッチングで仕上げるため、ドライエッチング時の損
傷部を除去できる。また、全てのリッジ側面が結晶面で
構成されるため、不必要な散乱を抑えられる。デバイス
寸法を決定する部分をドライエッチングで加工し、その
後、ウエットエッチングで加工しているために、加工精
度が高く、歩留まりも向上する。本発明によれば、リッ
ジ型レーザ導波路の上面部は平滑であるために、電極層
との接触の良いグレーティング構造を得ることができ
る。
両側平坦部だけでなくリッジの側壁面まで一体的に形成
することが可能なため、グレーティング領域が広くなり
エバネッセント波の広がりが大きく結合係数を大きく取
れる。横方向の光結合率も充分である横結合分布帰還リ
ッジ型半導体レーザの実現が可能となる。また、ウエッ
トエッチングで仕上げるため、ドライエッチング時の損
傷部を除去できる。また、全てのリッジ側面が結晶面で
構成されるため、不必要な散乱を抑えられる。デバイス
寸法を決定する部分をドライエッチングで加工し、その
後、ウエットエッチングで加工しているために、加工精
度が高く、歩留まりも向上する。本発明によれば、リッ
ジ型レーザ導波路の上面部は平滑であるために、電極層
との接触の良いグレーティング構造を得ることができ
る。
【図１】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図２】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図３】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略部分拡大断面図であ
る。
造工程中におけるレーザ基板の概略部分拡大断面図であ
る。
【図４】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図５】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図６】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略部分拡大斜視図であ
る。
造工程中におけるレーザ基板の概略部分拡大斜視図であ
る。
【図７】従来のドライエッチングのみによるＤＦＢ半導
体レーザの製造工程中におけるレーザ基板の概略部分拡
大斜視図である。
体レーザの製造工程中におけるレーザ基板の概略部分拡
大斜視図である。
【図８】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図９】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの製
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図１０】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの
製造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
製造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
【図１１】本発明による実施例のＤＦＢ半導体レーザの
製造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
製造工程中におけるレーザ基板の概略斜視図である。
９ 基板 １０ 活性層領域 １１ クラッド層 １２ ウエットエッチング停止層 １３ コンタクト層 １４ リッジマスク １５ リッジストライプ Ｓ リッジ側面 Ｆ 両側平坦部 Ｔ リッジストライプ平坦上面部 １６ 保護膜 １７ レジスト層 １８ グレーティングマスク ２０ グレーティング Ｖ リッジストライプのほぼ垂直な側面 ２０ａ ブラケット状グレーティング部分部分 ２１ 絶縁層 ３０ 電極 ３１ 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹間 清文 埼玉県鶴ヶ島市富士見６丁目１番１号パイ オニア株式会社総合研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体活性層と、前記半導体活性層上の
クラッド層からその平坦上面部が突出して形成されたリ
ッジストライプと、前記リッジストライプの側面及び／
又は両横側にその伸長方向に周期構造を備えたグレーテ
ィングと、を有する横結合分布帰還リッジ型半導体レー
ザの製造方法であって、 レーザ基板の半導体活性層上に積層したリッジストライ
プ材料のクラッド層上に所定幅のリッジマスクを形成
し、前記クラッド層から、選択的ウエットエッチングに
より、前記リッジマスクの両側平坦部とこれらから突出
し平坦上面部に前記リッジマスクを冠着したリッジスト
ライプとを形成するリッジストライプ形成工程と、 前記両側平坦部並びに前記リッジストライプの側面及び
前記リッジマスク上に、前記リッジマスクの伸長方向に
周期構造を有するグレーティングマスクを形成するグレ
ーティングマスク形成工程と、 前記グレーティングマスクを介して、前記両側平坦部並
びに前記リッジストライプの側面をドライエッチング
し、さらにウエットエッチングして前記両側平坦部並び
に前記リッジストライプの側面及び前記活性層上に前記
リッジストライプ材料のグレーティングを形成するとと
もにリッジストライプを画定するグレーティング形成工
程と、を含むことを特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項２】 前記レーザ基板の前記クラッド層上に電
極と接触すべきコンタクト層を予め積層して、前記リッ
ジストライプ形成工程にて、前記コンタクト層を選択ウ
エットエッチングマスクとして用いることを特徴とする
請求項１記載の半導体レーザ製造方法。 - 【請求項３】 前記リッジストライプ形成工程として、
前記半導体活性層上にリッジストライプ材料のクラッド
層を積層する際に、前記リッジストライプ材料のクラッ
ド層に挟まれたウエットエッチング停止層を形成するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の半導体レーザ製造
方法。 - 【請求項４】 前記ウエットエッチング停止層は、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ若しくはＩｎＧａＡｓからなることを特徴と
する請求項３記載の半導体レーザ製造方法。 - 【請求項５】 前記活性層がＩｎ1-xＧａxＡｓ1-yＰ
y（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１）を主成分とするバ
ルク層又は単一量子井戸若しくは多量子井戸層であり、
前記リッジストライプ材料を構成するクラッド層がＩｎ
Ｐからなり、前記コンタクト層がＩｎＧａＡｓＰ若しく
はＩｎＧａＡｓからなることを特徴とする請求項１〜４
いずれか１記載の半導体レーザ製造方法。 - 【請求項６】 前記リッジストライプ形成の選択的ウエ
ットエッチングにおいて、塩酸系エッチャントによる前
記リッジストライプ材料の内のＩｎＰを食刻することを
特徴とする請求項５記載の半導体レーザ製造方法。 - 【請求項７】 前記グレーティングマスク形成工程にお
いて、前記両側平坦部並びに前記リッジストライプの側
面及び前記リッジマスク上にわたって保護膜及びレジス
ト層を順に形成する工程と、 前記レジスト層上に、リッジストライプの伸長方向に周
期構造を有するグレーティングマスクの潜像を形成し、
前記レジスト層の現像によりグレーティングマスクを形
成する工程と、を含むことを特徴とする請求項１〜６い
ずれか１記載の半導体レーザ製造方法。 - 【請求項８】 前記グレーティングマスク形成工程にお
いては、電子ビーム直接描画法により前記潜像を形成す
ることを特徴とする請求項１〜７いずれか１記載の半導
体レーザ製造方法。 - 【請求項９】 前記グレーティング形成工程の後に、前
記保護膜及び前記リッジマスクを除去して、前記グレー
ティング及び前記平坦上面部の全面に絶縁層を形成する
工程と、 前記絶縁層から前記平坦上面部だけをエッチングにより
露出せしめた後、前記平坦上面部上に電極を形成する工
程と、を含むことを特徴とする請求項１〜８いずれか１
記載の半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１０】 半導体活性層と、前記半導体活性層上
のクラッド層からその平坦上面部が突出して形成された
リッジストライプと、前記リッジストライプの側面及び
／又は両横側にその伸長方向に周期構造を備えたグレー
ティングと、を有する横結合分布帰還リッジ型半導体レ
ーザであって、前記リッジストライプの側面と前記グレ
ーティングの各々とを結合しかつ前記リッジストライプ
のクラッド層の平坦上面から前記グレーティングの平坦
上面部まで傾斜面を有するブラケット状グレーティング
部分を有することを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項１１】 前記活性層がＩｎ1-xＧａxＡｓ1-yＰy
（但し、０≦ｘ＜１，０≦ｙ≦１）を主成分とするバル
ク層又は単一量子井戸若しくは多量子井戸層であり、前
記クラッド層がＩｎＰであることを特徴とする請求項１
０記載の半導体レーザ。
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|---|---|---|---|
| JP10072866A JPH11274637A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | 横結合分布帰還リッジ型半導体レーザ及びその製造方法 |
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