JPH1154829A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents
半導体レーザの製造方法Info
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- JPH1154829A JPH1154829A JP20492597A JP20492597A JPH1154829A JP H1154829 A JPH1154829 A JP H1154829A JP 20492597 A JP20492597 A JP 20492597A JP 20492597 A JP20492597 A JP 20492597A JP H1154829 A JPH1154829 A JP H1154829A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回折格子を有する半導体レーザの製造時に、
回折格子の位置ずれを起こすことなく、良好な特性が得
られる製造方法を提供する。 【解決手段】 コンタクト層１６の上部にあらかじめ保
護層３０を形成しておき、この２層をエッチングしてス
トライプ状凸部１６Ａを構成した後、上部クラッド層１
５をエッチングすることで、所定の位置に回折格子を形
成する。
回折格子の位置ずれを起こすことなく、良好な特性が得
られる製造方法を提供する。 【解決手段】 コンタクト層１６の上部にあらかじめ保
護層３０を形成しておき、この２層をエッチングしてス
トライプ状凸部１６Ａを構成した後、上部クラッド層１
５をエッチングすることで、所定の位置に回折格子を形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザの製
造方法に関するものであり、特に安定な縦単一モード発
振を可能にした分布帰還型半導体レーザの製造方法に関
する。
造方法に関するものであり、特に安定な縦単一モード発
振を可能にした分布帰還型半導体レーザの製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの応用分野として、光メモ
リ、光通信、光応用計測、ホログラムスキャナなどが知
られている。そして、これら応用分野の中においても光
通信の分野では、光ファイバの導波特性との関係で赤外
波長帯の半導体レーザが好ましい。このような背景か
ら、従来の半導体レーザはファブリ−ペロ型が一般的に
使用されているが、モードホッピングによる発振波長λ
1の変動があり、さらに使用温度によって発振波長が変
動するという欠点を有し、高速変調時に縦単一モードの
発振が不可能なものとなっている。そこで、分布帰還型
半導体レーザが注目されている。
リ、光通信、光応用計測、ホログラムスキャナなどが知
られている。そして、これら応用分野の中においても光
通信の分野では、光ファイバの導波特性との関係で赤外
波長帯の半導体レーザが好ましい。このような背景か
ら、従来の半導体レーザはファブリ−ペロ型が一般的に
使用されているが、モードホッピングによる発振波長λ
1の変動があり、さらに使用温度によって発振波長が変
動するという欠点を有し、高速変調時に縦単一モードの
発振が不可能なものとなっている。そこで、分布帰還型
半導体レーザが注目されている。
【０００３】図６（Ａ）から図７（Ｇ）は、従来の分布
帰還型半導体レーザの製造過程の一例を示す図である。
これらの図は全て、半導体レーザの端面から見たもので
ある。まず、図６（Ａ）に示すように、半導体基板５１
上に、ＩｎＰ下部クラッド層５２、活性層５３、エッチ
ングストップ層５４、ＩｎＰ上部クラッド層５５、Ｉｎ
ＧａＡｓコンタクト層５６を順次積層する。次に、図６
（Ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡｓコンタクト層５６を
パターニングすることにより、ストライプ状の凸部５６
Ａを形成する。なお、ストライプ状凸部５６Ａの両側の
部分が後で回折格子を形成する領域となる。
帰還型半導体レーザの製造過程の一例を示す図である。
これらの図は全て、半導体レーザの端面から見たもので
ある。まず、図６（Ａ）に示すように、半導体基板５１
上に、ＩｎＰ下部クラッド層５２、活性層５３、エッチ
ングストップ層５４、ＩｎＰ上部クラッド層５５、Ｉｎ
ＧａＡｓコンタクト層５６を順次積層する。次に、図６
（Ｂ）に示すように、ＩｎＧａＡｓコンタクト層５６を
パターニングすることにより、ストライプ状の凸部５６
Ａを形成する。なお、ストライプ状凸部５６Ａの両側の
部分が後で回折格子を形成する領域となる。
【０００４】次に、図６（Ｃ）に示すように、ＩｎＰ上
部クラッド層５５およびストライプ状凸部５６Ａの上
に、反射防止層（図示せず）およびフォトレジスト５７
を塗布する。次に、図６（Ｄ）に示すように、ストライ
プ状凸部５６Ａの形状に合わせた窓部を持つフォトマス
ク５８をフォトレジスト５７に密着させ、光を照射する
ことで、ストライプ状凸部５６Ａの上部にあたる部分の
フォトレジスト５７だけを先に露光しておく。次に、図
７（Ｅ）に示すように、全面に二光束干渉露光を行う。
すると、ストライプ状凸部５６Ａの上方にあたる部分の
フォトレジスト５７は、既に感光してしまっているた
め、ストライプ状凸部両側のまだ露光していないフォト
レジスト部分にのみ正弦波形状のパターンが形成され
る。
部クラッド層５５およびストライプ状凸部５６Ａの上
に、反射防止層（図示せず）およびフォトレジスト５７
を塗布する。次に、図６（Ｄ）に示すように、ストライ
プ状凸部５６Ａの形状に合わせた窓部を持つフォトマス
ク５８をフォトレジスト５７に密着させ、光を照射する
ことで、ストライプ状凸部５６Ａの上部にあたる部分の
フォトレジスト５７だけを先に露光しておく。次に、図
７（Ｅ）に示すように、全面に二光束干渉露光を行う。
すると、ストライプ状凸部５６Ａの上方にあたる部分の
フォトレジスト５７は、既に感光してしまっているた
め、ストライプ状凸部両側のまだ露光していないフォト
レジスト部分にのみ正弦波形状のパターンが形成され
る。
【０００５】次に、図７（Ｆ）に示すように、正弦波形
状のフォトレジスト５７表面にＳｉＯ2膜の斜方蒸着を
行い、蒸着したＳｉＯ2膜をマスクとしてフォトレジス
ト５７、反射防止層を酸素プラズマによりエッチングす
る。その後ＩｎＰ上部クラッド層５５をドライエッチン
グする。さらに、図７（Ｇ）に示すように、反射防止層
およびフォトレジスト層５７を剥離し、ＩｎＰ上部クラ
ッド層５５のエッチング部分を、エッチングストップ層
５４に達するまでさらにウェットエッチングして凹部５
９を形成する。このＩｎＰ上部クラッド層５５を絶縁層
で覆い、半導体基板５１の下面およびストライプ状凸部
５６Ａの上面にそれぞれ上部電極層、下部電極層を形成
することで、複数の凹部５９、５９…からなる回折格子
を有する分布帰還型半導体レーザを得ることができる。
状のフォトレジスト５７表面にＳｉＯ2膜の斜方蒸着を
行い、蒸着したＳｉＯ2膜をマスクとしてフォトレジス
ト５７、反射防止層を酸素プラズマによりエッチングす
る。その後ＩｎＰ上部クラッド層５５をドライエッチン
グする。さらに、図７（Ｇ）に示すように、反射防止層
およびフォトレジスト層５７を剥離し、ＩｎＰ上部クラ
ッド層５５のエッチング部分を、エッチングストップ層
５４に達するまでさらにウェットエッチングして凹部５
９を形成する。このＩｎＰ上部クラッド層５５を絶縁層
で覆い、半導体基板５１の下面およびストライプ状凸部
５６Ａの上面にそれぞれ上部電極層、下部電極層を形成
することで、複数の凹部５９、５９…からなる回折格子
を有する分布帰還型半導体レーザを得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の分布帰還型半導体レーザの製造過程においては、図
６（Ｄ）に示すように、ストライプ状凸部５６Ａの形に
合わせた窓部を持つフォトマスク５８をフォトレジスト
５７に密着させて光を照射する際に、数μｍの幅しかな
いストライプ状凸部５６Ａの上に、同じ幅の窓部を有す
るフォトマスク５８を位置がずれないようにアライメン
トさせるのは非常に困難である。もしフォトマスク５８
の位置がストライプ状凸部の幅方向にずれてしまった場
合、図８に示すように、本来回折格子を形成したはずの
ＩｎＰ上部クラッド層５５の一部５５Ａには回折格子を
形成することができず、逆に回折格子を形成してはいけ
ないストライプ状凸部５６Ａの一部５６Ｂに回折格子が
形成されてしまう。
来の分布帰還型半導体レーザの製造過程においては、図
６（Ｄ）に示すように、ストライプ状凸部５６Ａの形に
合わせた窓部を持つフォトマスク５８をフォトレジスト
５７に密着させて光を照射する際に、数μｍの幅しかな
いストライプ状凸部５６Ａの上に、同じ幅の窓部を有す
るフォトマスク５８を位置がずれないようにアライメン
トさせるのは非常に困難である。もしフォトマスク５８
の位置がストライプ状凸部の幅方向にずれてしまった場
合、図８に示すように、本来回折格子を形成したはずの
ＩｎＰ上部クラッド層５５の一部５５Ａには回折格子を
形成することができず、逆に回折格子を形成してはいけ
ないストライプ状凸部５６Ａの一部５６Ｂに回折格子が
形成されてしまう。
【０００７】このようなアライメントのずれを生じた場
合、得られた分布帰還型半導体レーザのレーザ特性に
は、結合係数の低下、それに伴うしきい電流値の増大、
光強度分布が非対称になることに起因する出射光のかた
よりなどの問題点が生じる。上記の点に鑑み、本発明
は、回折格子の位置ずれを起こすことなく、良好な特性
が得られる分布帰還型半導体レーザの製造方法を提供す
ることを目的とする。
合、得られた分布帰還型半導体レーザのレーザ特性に
は、結合係数の低下、それに伴うしきい電流値の増大、
光強度分布が非対称になることに起因する出射光のかた
よりなどの問題点が生じる。上記の点に鑑み、本発明
は、回折格子の位置ずれを起こすことなく、良好な特性
が得られる分布帰還型半導体レーザ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】本発明に係る半導体レー
ザの製造方法は、半導体基板上に、下部クラッド層と、
活性層と、上部クラッド層と、コンタクト層と、電流通
路を成すストライプ溝を有する電流ストップ層と、電極
層とを順次積層し、底部が前記上部クラッド層に至る断
面四角形状の複数の凹部をそれぞれ所定間隔あけて前記
ストライプ溝方向に並設した回折格子を有する半導体レ
ーザを製造する方法において、前記上部クラッド層上に
前記コンタクト層を形成した後上部クラッド層のドライ
エッチング時の耐食性を有する保護層を前記コンタクト
層上に形成し、該保護層および前記コンタクト層をエッ
チングして前記ストライプ溝の外形形状に合わせた外形
形状を有するストライプ状の凸部を前記上部クラッド層
上に形成し、該ストライプ状凸部および前記クラッド層
の上に前記複数の凹部形成用のマスクを成膜しドライエ
ッチングして前記複数の凹部を形成し、前記マスクおよ
び前記ストライプ状凸部の表層を成す前記保護層部分を
除去し、次いで前記電流ストップ層を前記クラッド層上
に形成するとともに前記電極層を前記残ったストライプ
状凸部上に形成することを特徴とする。
ザの製造方法は、半導体基板上に、下部クラッド層と、
活性層と、上部クラッド層と、コンタクト層と、電流通
路を成すストライプ溝を有する電流ストップ層と、電極
層とを順次積層し、底部が前記上部クラッド層に至る断
面四角形状の複数の凹部をそれぞれ所定間隔あけて前記
ストライプ溝方向に並設した回折格子を有する半導体レ
ーザを製造する方法において、前記上部クラッド層上に
前記コンタクト層を形成した後上部クラッド層のドライ
エッチング時の耐食性を有する保護層を前記コンタクト
層上に形成し、該保護層および前記コンタクト層をエッ
チングして前記ストライプ溝の外形形状に合わせた外形
形状を有するストライプ状の凸部を前記上部クラッド層
上に形成し、該ストライプ状凸部および前記クラッド層
の上に前記複数の凹部形成用のマスクを成膜しドライエ
ッチングして前記複数の凹部を形成し、前記マスクおよ
び前記ストライプ状凸部の表層を成す前記保護層部分を
除去し、次いで前記電流ストップ層を前記クラッド層上
に形成するとともに前記電極層を前記残ったストライプ
状凸部上に形成することを特徴とする。
【０００９】従来の製造方法においては、ストライプ状
凸部の両側に回折格子を配置する手段として、ストライ
プ状凸部とほぼ同じ幅の窓部を有するフォトマスクを用
いて、ストライプ状凸部の部分にあたるフォトレジスト
のみをあらかじめ露光しておき、この部分には二光束干
渉露光作用が及ばないようにする方法を採っていた。そ
してこの工程が、ストライプ状凸部に対して回折格子の
位置ずれが生じる原因となっていた。
凸部の両側に回折格子を配置する手段として、ストライ
プ状凸部とほぼ同じ幅の窓部を有するフォトマスクを用
いて、ストライプ状凸部の部分にあたるフォトレジスト
のみをあらかじめ露光しておき、この部分には二光束干
渉露光作用が及ばないようにする方法を採っていた。そ
してこの工程が、ストライプ状凸部に対して回折格子の
位置ずれが生じる原因となっていた。
【００１０】そこで、本発明はこの工程を設ける代わり
に、回折格子をなす凹部を形成するためのマスクを全面
に形成しながらも、ストライプ状凸部の上だけは保護層
により覆っておき、上部クラッド層をドライエッチング
して凹部を形成する際に、ストライプ状凸部部分のコン
タクト層をこのドライエッチングから保護することによ
って、ストライプ状凸部の両側だけに回折格子を形成す
るという方法である。従って、本発明の方法では、従来
のようにフォトマスクを用いた露光工程自体がないた
め、ストライプ状凸部に対する回折格子の位置ずれが生
じることがない。この保護層は、回折格子を形成するた
めの上部クラッド層のエッチングに耐えられる材質であ
ればよく、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4などを用いる
ことができる。また、凹部形成のマスクを形成する具体
的な手段としては、フォトレジストを塗布した後、二
光束干渉露光により正弦波状のレジストパターンを形成
する方法、電子ビーム直接描画により窓部を有するレ
ジストパターンを形成する方法などを採用することがで
きる。
に、回折格子をなす凹部を形成するためのマスクを全面
に形成しながらも、ストライプ状凸部の上だけは保護層
により覆っておき、上部クラッド層をドライエッチング
して凹部を形成する際に、ストライプ状凸部部分のコン
タクト層をこのドライエッチングから保護することによ
って、ストライプ状凸部の両側だけに回折格子を形成す
るという方法である。従って、本発明の方法では、従来
のようにフォトマスクを用いた露光工程自体がないた
め、ストライプ状凸部に対する回折格子の位置ずれが生
じることがない。この保護層は、回折格子を形成するた
めの上部クラッド層のエッチングに耐えられる材質であ
ればよく、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4などを用いる
ことができる。また、凹部形成のマスクを形成する具体
的な手段としては、フォトレジストを塗布した後、二
光束干渉露光により正弦波状のレジストパターンを形成
する方法、電子ビーム直接描画により窓部を有するレ
ジストパターンを形成する方法などを採用することがで
きる。
【００１１】本発明に係る半導体レーザの製造方法にお
いては、保護層の厚さを１００ないし４０００Åの範囲
とすることが好ましい。その理由は、保護層の厚さが１
００Å未満であると耐エッチング性が不十分となり、ス
トライプ状凸部のコンタクト層がエッチングされてしま
う恐れがあり、逆に保護層の厚さが４０００Åを超える
と、ストライプ状凸部の高さが高くなり過ぎ、例えば複
数の凹部形成用のマスク形成時に二光束干渉露光を用い
る場合、基板全体の傾きによってストライプ状凸部の近
傍に影を生じ、その影の部分に凹部が形成されない恐れ
があるためである。
いては、保護層の厚さを１００ないし４０００Åの範囲
とすることが好ましい。その理由は、保護層の厚さが１
００Å未満であると耐エッチング性が不十分となり、ス
トライプ状凸部のコンタクト層がエッチングされてしま
う恐れがあり、逆に保護層の厚さが４０００Åを超える
と、ストライプ状凸部の高さが高くなり過ぎ、例えば複
数の凹部形成用のマスク形成時に二光束干渉露光を用い
る場合、基板全体の傾きによってストライプ状凸部の近
傍に影を生じ、その影の部分に凹部が形成されない恐れ
があるためである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明について
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態例のみに
限定されるものではない。図１は本発明の方法によって
作製される分布帰還型半導体レーザの一実施形態例を示
す斜視図、図２は図１のａ−ａ線矢視断面図である。図
１と図２に示すように、本実施の形態の分布帰還型半導
体レーザ１は、半導体基板１２の下面に下部電極層１１
が形成されている。また、半導体基板１２の上には、下
部クラッド層１３、活性層１４、上部クラッド層１５が
積層され、上部クラッド層１５の上面中央部には所定幅
寸法のコンタクト層１６が形成されている。また、前記
活性層１４と前記上部クラッド層１５との間にエッチン
グストップ層１０が挟まれるように設けられている。
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態例のみに
限定されるものではない。図１は本発明の方法によって
作製される分布帰還型半導体レーザの一実施形態例を示
す斜視図、図２は図１のａ−ａ線矢視断面図である。図
１と図２に示すように、本実施の形態の分布帰還型半導
体レーザ１は、半導体基板１２の下面に下部電極層１１
が形成されている。また、半導体基板１２の上には、下
部クラッド層１３、活性層１４、上部クラッド層１５が
積層され、上部クラッド層１５の上面中央部には所定幅
寸法のコンタクト層１６が形成されている。また、前記
活性層１４と前記上部クラッド層１５との間にエッチン
グストップ層１０が挟まれるように設けられている。
【００１３】さらに、上部クラッド層１５の上には絶縁
層からなる電流ストップ層１７が形成されており、電流
ストップ層１７の中央部には所定幅寸法のストライプ溝
１９が開口されている。また、電流ストップ層１７およ
びストライプ溝１９の上面には、コンタクト層１６に接
するように上部電極層１８が形成されている。上記各層
からなる半導体エピタキシャル基板は、ＭＯＣＶＤ（有
機金属気相成長）装置を用いるなどしたエピタキシャル
結晶成長により製作することができる。
層からなる電流ストップ層１７が形成されており、電流
ストップ層１７の中央部には所定幅寸法のストライプ溝
１９が開口されている。また、電流ストップ層１７およ
びストライプ溝１９の上面には、コンタクト層１６に接
するように上部電極層１８が形成されている。上記各層
からなる半導体エピタキシャル基板は、ＭＯＣＶＤ（有
機金属気相成長）装置を用いるなどしたエピタキシャル
結晶成長により製作することができる。
【００１４】この半導体エピタキシャル基板において、
上部クラッド層１５からエッチングストップ層１０に至
る断面四角形状の多数の凹部２０がそれぞれ所定間隔を
あけてストライプ溝方向に並設されている。隣接する凹
部２０、２０…間には凸部２１、２１…が形成されるこ
ととなり、これら凹部２０とこれら凸部２１により回折
格子が構成されている。これら回折格子は図１の形態で
は、ストライプ溝１９の両側に２列形成されている。凹
部２０の各底部はエッチングストップ層１０表面に到達
しており、各凹部２０の底部は均一な深さにされている
とともに、各凹部２０の底部にも電流ストップ層１７形
成時に同時に形成された絶縁層２２が設けられている。
上部クラッド層１５からエッチングストップ層１０に至
る断面四角形状の多数の凹部２０がそれぞれ所定間隔を
あけてストライプ溝方向に並設されている。隣接する凹
部２０、２０…間には凸部２１、２１…が形成されるこ
ととなり、これら凹部２０とこれら凸部２１により回折
格子が構成されている。これら回折格子は図１の形態で
は、ストライプ溝１９の両側に２列形成されている。凹
部２０の各底部はエッチングストップ層１０表面に到達
しており、各凹部２０の底部は均一な深さにされている
とともに、各凹部２０の底部にも電流ストップ層１７形
成時に同時に形成された絶縁層２２が設けられている。
【００１５】本例では、半導体基板１２はｎ型ＩｎＰ、
下部クラッド層１３はｎ型ＩｎＰ、活性層１４はＩｎＧ
ａＡｓＰ、上部クラッド層１５はｐ型ＩｎＰ、コンタク
ト層１６はＩｎＧａＡｓもしくはＩｎＧａＡｓＰから構
成されている。従って、この構成の半導体レーザ１は、
クラッド層をＩｎＰ、活性層をＩｎＧａＡｓＰから形成
しているので、基本的には発振波長が赤外波長帯とな
る。エッチングストップ層１０は、ＩｎＧａＡｓもしく
はＩｎＧａＡｓＰからなる。このストライプ溝１９の幅
寸法内の活性層１４において上部電極層１８と下部電極
層１１に対して所定周波数の交流駆動電圧が与えられる
と、活性層１４の発振領域では、後述する凹部２０と凸
部２１とからなる回折格子が共振器となって共振（帰
還）が発生し、共振波長λ1の縦単一モードのレーザ光
が発生される。
下部クラッド層１３はｎ型ＩｎＰ、活性層１４はＩｎＧ
ａＡｓＰ、上部クラッド層１５はｐ型ＩｎＰ、コンタク
ト層１６はＩｎＧａＡｓもしくはＩｎＧａＡｓＰから構
成されている。従って、この構成の半導体レーザ１は、
クラッド層をＩｎＰ、活性層をＩｎＧａＡｓＰから形成
しているので、基本的には発振波長が赤外波長帯とな
る。エッチングストップ層１０は、ＩｎＧａＡｓもしく
はＩｎＧａＡｓＰからなる。このストライプ溝１９の幅
寸法内の活性層１４において上部電極層１８と下部電極
層１１に対して所定周波数の交流駆動電圧が与えられる
と、活性層１４の発振領域では、後述する凹部２０と凸
部２１とからなる回折格子が共振器となって共振（帰
還）が発生し、共振波長λ1の縦単一モードのレーザ光
が発生される。
【００１６】次に、図１および図２に示す構造の分布帰
還型半導体レーザ１の製造方法の一例について説明す
る。上記分布帰還型半導体レーザ１を製造するには、ま
ず、ｎ型ＩｎＰからなる半導体基板１２上に、ｎ型Ｉｎ
Ｐからなる１μｍ厚の下部クラッド層１３と、ＩｎＧａ
ＡｓＰからなる０．２μｍ厚の活性層１４と、Ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰからなる０．００５μｍ厚のエッチングスト
ップ層１０と、Ｐ型ＩｎＰからなる０．７μｍ厚の上部
クラッド層１５と、Ｐ型ＩｎＧａＡｓからなる０．２μ
ｍ厚のコンタクト層１６とを積層した素基板を製造す
る。この素基板は、ＭＯＣＶＤ装置を用いるなどしたエ
ピタキシャル結晶成長技術により半導体基板１２上に各
層を成膜することにより製造できる。
還型半導体レーザ１の製造方法の一例について説明す
る。上記分布帰還型半導体レーザ１を製造するには、ま
ず、ｎ型ＩｎＰからなる半導体基板１２上に、ｎ型Ｉｎ
Ｐからなる１μｍ厚の下部クラッド層１３と、ＩｎＧａ
ＡｓＰからなる０．２μｍ厚の活性層１４と、Ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰからなる０．００５μｍ厚のエッチングスト
ップ層１０と、Ｐ型ＩｎＰからなる０．７μｍ厚の上部
クラッド層１５と、Ｐ型ＩｎＧａＡｓからなる０．２μ
ｍ厚のコンタクト層１６とを積層した素基板を製造す
る。この素基板は、ＭＯＣＶＤ装置を用いるなどしたエ
ピタキシャル結晶成長技術により半導体基板１２上に各
層を成膜することにより製造できる。
【００１７】次に、図３（Ａ）に示すように、スパッタ
などの成膜法により素基板の上面にＳｉＯ2からなる厚
さ１００ないし４０００Åの保護層３０を積層する。次
に、図３（Ｂ）に示すように、形成しようとするストラ
イプ凸部の上を覆うレジストパターン（図示せず）を形
成した後、このレジストパターンをマスクとして保護層
３０をウェットエッチング（エッチング液は、ＨＦ：Ｎ
Ｈ4Ｆ＝１：１０を用いる）によりパターニングし、次
いでコンタクト層１６をウェットエッチング（エッチン
グ液は、Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏ＝１：１：１０を用
いる）によりパターニングして、保護層３０とコンタク
ト層１６からなるストライプ状凸部１６Ａを形成する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、有機材料膜（ＡＲＣ）
からなる反射防止層３１を成膜した後、スピンコータな
どの塗布装置を用いてフォトレジスト３２を塗布し、ク
リーンオーブンなどの加熱装置を用いてプリベークして
フォトレジスト３２を硬化させる。
などの成膜法により素基板の上面にＳｉＯ2からなる厚
さ１００ないし４０００Åの保護層３０を積層する。次
に、図３（Ｂ）に示すように、形成しようとするストラ
イプ凸部の上を覆うレジストパターン（図示せず）を形
成した後、このレジストパターンをマスクとして保護層
３０をウェットエッチング（エッチング液は、ＨＦ：Ｎ
Ｈ4Ｆ＝１：１０を用いる）によりパターニングし、次
いでコンタクト層１６をウェットエッチング（エッチン
グ液は、Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏ＝１：１：１０を用
いる）によりパターニングして、保護層３０とコンタク
ト層１６からなるストライプ状凸部１６Ａを形成する。
次に、図３（Ｃ）に示すように、有機材料膜（ＡＲＣ）
からなる反射防止層３１を成膜した後、スピンコータな
どの塗布装置を用いてフォトレジスト３２を塗布し、ク
リーンオーブンなどの加熱装置を用いてプリベークして
フォトレジスト３２を硬化させる。
【００１８】次に、図４（Ｄ）に示すように、二光束干
渉露光法によりフォトレジスト３２の全面を露光した後
に、このフォトレジスト３２を現像し、加熱装置でポス
トベークして水分を飛ばすことでフォトレジスト３２表
面を波形に形成する。次に、前記フォトレジスト３２の
上に真空斜方蒸着法などの成膜法でＳｉＯ2膜などの厚
さ１０ｎｍの保護膜３３を斜方蒸着する。
渉露光法によりフォトレジスト３２の全面を露光した後
に、このフォトレジスト３２を現像し、加熱装置でポス
トベークして水分を飛ばすことでフォトレジスト３２表
面を波形に形成する。次に、前記フォトレジスト３２の
上に真空斜方蒸着法などの成膜法でＳｉＯ2膜などの厚
さ１０ｎｍの保護膜３３を斜方蒸着する。
【００１９】次に、図４（Ｅ）に示すように、この保護
膜３３をマスクとして、保護膜３３に覆われていない部
分のフォトレジスト層３２および反射防止層３１を酸素
ガスによる反応性イオンエッチング（ドライエッチン
グ）により除去する。次に、エッチングガスとしてＨ2
とＣＨ4とＡｒの混合ガスを用いたドライエッチングを
行い、上部クラッド層１５を保護膜３３とフォトレジス
ト層３２のエッチング残留部分と反射防止層３１のエッ
チング残留部分をマスクとしてエッチングして、上部ク
ラッド層１５に凹部２０を多数形成する。
膜３３をマスクとして、保護膜３３に覆われていない部
分のフォトレジスト層３２および反射防止層３１を酸素
ガスによる反応性イオンエッチング（ドライエッチン
グ）により除去する。次に、エッチングガスとしてＨ2
とＣＨ4とＡｒの混合ガスを用いたドライエッチングを
行い、上部クラッド層１５を保護膜３３とフォトレジス
ト層３２のエッチング残留部分と反射防止層３１のエッ
チング残留部分をマスクとしてエッチングして、上部ク
ラッド層１５に凹部２０を多数形成する。
【００２０】次に、図４（Ｆ）に示すように、フォトレ
ジスト３２および反射防止層３１の残留部分をアセトン
で除去し、続いて保護層３０をウェットエッチング（エ
ッチング液はＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０を用いる）によ
り除去する。次に、塩酸と酢酸の混合酸（ＨＣｌ：ＣＨ
3ＣＯＯＨ＝１：４のもの、あるいは、ＨＣｌ：ＣＨ3Ｃ
ＯＯＨ：Ｈ2Ｏ＝１：４：０．５のものなど）を用いた
ウェットエッチングにより、上部クラッド層１５に形成
した凹部２０の底部をエッチングストップ層１０までエ
ッチングする。
ジスト３２および反射防止層３１の残留部分をアセトン
で除去し、続いて保護層３０をウェットエッチング（エ
ッチング液はＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０を用いる）によ
り除去する。次に、塩酸と酢酸の混合酸（ＨＣｌ：ＣＨ
3ＣＯＯＨ＝１：４のもの、あるいは、ＨＣｌ：ＣＨ3Ｃ
ＯＯＨ：Ｈ2Ｏ＝１：４：０．５のものなど）を用いた
ウェットエッチングにより、上部クラッド層１５に形成
した凹部２０の底部をエッチングストップ層１０までエ
ッチングする。
【００２１】次に、図５（Ｇ）に示すようにスパッタな
どの成膜手段でＳｉＯ2からなる厚さ１５００ないし２
０００Åの電流ストップ層１７を成膜する。これによ
り、凹部２０の底部の絶縁層２２も同時に形成される。
次に、図５（Ｈ）に示すように、ストライプ溝１９を形
成するため、この溝形状に合わせた窓を中央部に有する
フォトレジストを電流ストップ層１７の上面に形成し、
加熱装置でプリベークし、露光し現像する。そしてエッ
チング（エッチング液はＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０を用
いる）して電流ストップ層１７の前記窓部分を除去する
ことにより、ストライプ溝１９を形成する。その後、有
機溶剤、例えばアセトンなどによりフォトレジストを除
去する。
どの成膜手段でＳｉＯ2からなる厚さ１５００ないし２
０００Åの電流ストップ層１７を成膜する。これによ
り、凹部２０の底部の絶縁層２２も同時に形成される。
次に、図５（Ｈ）に示すように、ストライプ溝１９を形
成するため、この溝形状に合わせた窓を中央部に有する
フォトレジストを電流ストップ層１７の上面に形成し、
加熱装置でプリベークし、露光し現像する。そしてエッ
チング（エッチング液はＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０を用
いる）して電流ストップ層１７の前記窓部分を除去する
ことにより、ストライプ溝１９を形成する。その後、有
機溶剤、例えばアセトンなどによりフォトレジストを除
去する。
【００２２】さらに、基板１２の底面を機械研磨および
化学研磨により研磨して基板１２の厚さを調節し、基板
１２の底面にＡｕを主体とした下部電極層１１を形成す
る。そして、電流ストップ層１７およびストライプ溝１
９上に真空蒸着によりＡｕを主体とした上部電極層１８
を形成することにより、図５（Ｉ）に示した半導体レー
ザ１が得られる。
化学研磨により研磨して基板１２の厚さを調節し、基板
１２の底面にＡｕを主体とした下部電極層１１を形成す
る。そして、電流ストップ層１７およびストライプ溝１
９上に真空蒸着によりＡｕを主体とした上部電極層１８
を形成することにより、図５（Ｉ）に示した半導体レー
ザ１が得られる。
【００２３】本実施の形態の分布帰還型半導体レーザの
製造方法は、従来の技術のように半導体レーザに回折格
子を形成する際、マスキングにより回折格子を形成しな
い部分を保護するのではなく、あらかじめ保護層３０と
コンタクト層１６からなるストライプ状の凸部１６Ａを
上部クラッド層１５上に形成しておき、このストライプ
状凸部１６Ａ以外の部分をエッチングして回折格子を形
成するという方法である。この方法を採ると、製造時に
おける回折格子の位置ずれがなくなるので、回折格子の
位置ずれに伴う結合係数の低下、それに伴うしきい電流
値の増大、光強度分布が非対称になることに起因する出
射光のかたよりなどを生じることなく、良好な特性が得
られる分布帰還型半導体レーザを得ることができる。
製造方法は、従来の技術のように半導体レーザに回折格
子を形成する際、マスキングにより回折格子を形成しな
い部分を保護するのではなく、あらかじめ保護層３０と
コンタクト層１６からなるストライプ状の凸部１６Ａを
上部クラッド層１５上に形成しておき、このストライプ
状凸部１６Ａ以外の部分をエッチングして回折格子を形
成するという方法である。この方法を採ると、製造時に
おける回折格子の位置ずれがなくなるので、回折格子の
位置ずれに伴う結合係数の低下、それに伴うしきい電流
値の増大、光強度分布が非対称になることに起因する出
射光のかたよりなどを生じることなく、良好な特性が得
られる分布帰還型半導体レーザを得ることができる。
【００２４】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば本実施の形態では、半導体基板１２および下部クラ
ッド層１３はｎ型ＩｎＰ、活性層１４はＩｎＧａＡｓ
Ｐ、上部クラッド層１５はｐ型ＩｎＰ、エッチングスト
ップ層１０およびコンタクト層１６はＩｎＧａＡｓもし
くはＩｎＧａＡｓＰから構成されているが、適用できる
原材料はこれらに限るものではない。また、本実施の形
態で用いた各層の具体的な数値、各工程の具体的な処理
方法や処理条件に関しては適宜変更が可能である。
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば本実施の形態では、半導体基板１２および下部クラ
ッド層１３はｎ型ＩｎＰ、活性層１４はＩｎＧａＡｓ
Ｐ、上部クラッド層１５はｐ型ＩｎＰ、エッチングスト
ップ層１０およびコンタクト層１６はＩｎＧａＡｓもし
くはＩｎＧａＡｓＰから構成されているが、適用できる
原材料はこれらに限るものではない。また、本実施の形
態で用いた各層の具体的な数値、各工程の具体的な処理
方法や処理条件に関しては適宜変更が可能である。
【００２５】
【発明の効果】上述のように本発明による分布帰還型レ
ーザの製造方法によれば、製造時に回折格子の位置ずれ
を起こすことがないので、回折格子の位置ずれに伴う結
合係数の低下、それに伴うしきい電流値の増大、光強度
分布が非対称になることに起因する出射光のかたよりな
どを生じることなく、良好な特性が得られる分布帰還型
半導体レーザを得ることができる。
ーザの製造方法によれば、製造時に回折格子の位置ずれ
を起こすことがないので、回折格子の位置ずれに伴う結
合係数の低下、それに伴うしきい電流値の増大、光強度
分布が非対称になることに起因する出射光のかたよりな
どを生じることなく、良好な特性が得られる分布帰還型
半導体レーザを得ることができる。
【図１】 本発明に係る分布帰還型半導体レーザの一形
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図２】 図１のａ−ａ線矢視断面図である。
【図３】 同半導体レーザの製造方法を工程順を追って
示すプロセスフロー図である。
示すプロセスフロー図である。
【図４】 同プロセスフロー図の続きである。
【図５】 同プロセスフロー図の続きである。
【図６】 従来の分布帰還型半導体レーザの製造方法を
工程順を追って示すプロセスフロー図である。
工程順を追って示すプロセスフロー図である。
【図７】 同プロセスフロー図の続きである。
【図８】 従来の方法により製造された分布帰還型半導
体レーザの一例を示す部分拡大図である。
体レーザの一例を示す部分拡大図である。
１０ エッチングストップ層 １１ 下部電極層 １２ 半導体基板 １３ 下部クラッド層 １４ 活性層 １５ 上部クラッド層 １６ コンタクト層 １６Ａ ストライプ状凸部 １７ 電流ストップ層 １８ 上部電極層 １９ ストライプ溝 ２０ 凹部 ２１ 凸部 ２２ 絶縁層
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上に、下部クラッド層と、活
性層と、上部クラッド層と、コンタクト層と、電流通路
を成すストライプ溝を有する電流ストップ層と、電極層
とを順次積層し、底部が前記上部クラッド層に至る断面
四角形状の複数の凹部をそれぞれ所定間隔あけて前記ス
トライプ溝方向に並設した回折格子を有する半導体レー
ザを製造する方法において、 前記上部クラッド層上に前記コンタクト層を形成した
後、上部クラッド層のドライエッチング時の耐食性を有
する保護層を前記コンタクト層上に形成し、該保護層お
よび前記コンタクト層をエッチングして前記ストライプ
溝の外形形状に合わせた外形形状を有するストライプ状
の凸部を前記上部クラッド層上に形成し、該ストライプ
状凸部および前記クラッド層の上に前記複数の凹部形成
用のマスクを成膜しドライエッチングして前記複数の凹
部を形成し、前記マスクおよび前記ストライプ状凸部の
表層を成す前記保護層部分を除去し、次いで前記電流ス
トップ層を前記クラッド層上に形成するとともに前記電
極層を前記残ったストライプ状凸部上に形成することを
特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 前記保護層の厚さを１００ないし４００
０Åの範囲とすることを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20492597A JPH1154829A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20492597A JPH1154829A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154829A true JPH1154829A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16498643
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20492597A Withdrawn JPH1154829A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 半導体レーザの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154829A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165027A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20492597A patent/JPH1154829A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165027A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US7852890B2 (en) | 2004-12-02 | 2010-12-14 | Fujitsu Limited | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20051110 |
|
| A072 | Dismissal of procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072 Effective date: 20060214 |