JPS6016487A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6016487A JPS6016487A JP59112975A JP11297584A JPS6016487A JP S6016487 A JPS6016487 A JP S6016487A JP 59112975 A JP59112975 A JP 59112975A JP 11297584 A JP11297584 A JP 11297584A JP S6016487 A JPS6016487 A JP S6016487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- face
- deterioration
- end surface
- diode
- protective film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
- H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体装置に関し、特に半導体レーザダイオ
ードの光出射端面の保護１に関する。
ードの光出射端面の保護１に関する。
半導体レーザダイオードの光出射端面に誘電体を被着し
て保護膜を形成することにより、該端面の劣化を低減で
きることはよく知られている。しかし、従来の保護膜の
効果は１次の理由から不完全であった。すなわち、保護
膜を被着する以前に、前記端面が汚染されている場合、
ダイオードの劣化を十分に抑止することは困難である。
て保護膜を形成することにより、該端面の劣化を低減で
きることはよく知られている。しかし、従来の保護膜の
効果は１次の理由から不完全であった。すなわち、保護
膜を被着する以前に、前記端面が汚染されている場合、
ダイオードの劣化を十分に抑止することは困難である。
ダイオードの端面は、ウェノ・伸開工程、該工程後の各
種作業工程において１人為的な欠陥の発生、異物の被着
、外気による汚染、あるいは酸化などの化学的反応によ
シ、何らかの欠陥を含んでいる。したがって、前記南面
に保護膜を被着する直前に、該端面の表面層を除去する
必要がある。この場合、表面層の除去工程と、保護膜の
被着工程の間で、ダイオードの端面を汚染させないこと
が肝要である０上記問題点を解決する方法として、ダイ
オードの端面な化学流でエツチングし、欠陥を含む表面
層を除去したのちに保護膜を形成することが考えられる
。しかし、この方法では、保護膜を被着する前に、端面
が外気に触れるため、酸化などの化学反応を防止できな
い。
種作業工程において１人為的な欠陥の発生、異物の被着
、外気による汚染、あるいは酸化などの化学的反応によ
シ、何らかの欠陥を含んでいる。したがって、前記南面
に保護膜を被着する直前に、該端面の表面層を除去する
必要がある。この場合、表面層の除去工程と、保護膜の
被着工程の間で、ダイオードの端面を汚染させないこと
が肝要である０上記問題点を解決する方法として、ダイ
オードの端面な化学流でエツチングし、欠陥を含む表面
層を除去したのちに保護膜を形成することが考えられる
。しかし、この方法では、保護膜を被着する前に、端面
が外気に触れるため、酸化などの化学反応を防止できな
い。
以上述べたように、従来の保護膜を被着したレーザダイ
オードは、端面近傍に発生する劣化現象を抑止するのに
、まだ不完全であった。まなわち。
オードは、端面近傍に発生する劣化現象を抑止するのに
、まだ不完全であった。まなわち。
端面近傍の欠陥に起因する劣化現象の中で、従来方法に
よる保護膜を被着するだけでは抑止できないものがある
。
よる保護膜を被着するだけでは抑止できないものがある
。
従来、レーザダイオードの劣化は、動作中に。
しきい値電流の増加、発根効率の低下という形態で把握
されていた。しかし、この種の劣化が全く認められない
ダイオードでも、高速パルス電流で動作すると、出力光
に異常がみられることが分っテキた。この劣化現象は、
セルフパルセーションと呼ばれておシ、正常なダイオー
ドでは、矩形の光出力波形であるが、この種の劣化をも
つダイオードでは、光出力波形に高周波振動が現れる。
されていた。しかし、この種の劣化が全く認められない
ダイオードでも、高速パルス電流で動作すると、出力光
に異常がみられることが分っテキた。この劣化現象は、
セルフパルセーションと呼ばれておシ、正常なダイオー
ドでは、矩形の光出力波形であるが、この種の劣化をも
つダイオードでは、光出力波形に高周波振動が現れる。
レーザダイオードを光通信用光源として用いる場合、前
記セルフパルセーションの発生は、伝送信号の誤り率の
増大を招き、著しい信頼性の低下ニ連がる。セルフパル
セーションの発生原因として、端面近傍の劣化が主な原
因と考えられている。
記セルフパルセーションの発生は、伝送信号の誤り率の
増大を招き、著しい信頼性の低下ニ連がる。セルフパル
セーションの発生原因として、端面近傍の劣化が主な原
因と考えられている。
この様に従来の光出射端面では微細な劣化に基づくセル
フパルセーション現象まで阻止できない欠点が存住した
。
フパルセーション現象まで阻止できない欠点が存住した
。
本発明の目的は、上記の端面近傍の劣化を抑止する牛導
体装置を提供することにある。
体装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の構成は。
１０−２〜１ （１” Ｔｏｒｒの不活性ガス募囲気中
で１００〜１０００人イオンエツチングによシエッチさ
れた光出射端面上にスパッタリングにより５００〜３０
００人の膜厚で誘導体膜を設けることにある。
で１００〜１０００人イオンエツチングによシエッチさ
れた光出射端面上にスパッタリングにより５００〜３０
００人の膜厚で誘導体膜を設けることにある。
イオンエツチングによシエッチングされた端面は有害又
は不要な吸着ガスを完全に排除された面を呈している。
は不要な吸着ガスを完全に排除された面を呈している。
又、襞間時に基板表面近傍に残留している歪なども完全
に除去された面となる。このように清浄な面を有する光
出射は全く劣化現象がみられない。とくに、スパッタリ
ングにより、上記端面は絶縁性の保護膜が５００〜３０
００人被覆しＣいるので、長時間光出射を行なっても。
に除去された面となる。このように清浄な面を有する光
出射は全く劣化現象がみられない。とくに、スパッタリ
ングにより、上記端面は絶縁性の保護膜が５００〜３０
００人被覆しＣいるので、長時間光出射を行なっても。
上記端面は全く汚染されることなく安定な光を放射を行
なった。上記保護膜の膜厚は外気からの汚染を阻止する
と共に、光出射時に発生する熱による劣化の影響も全く
受けない。すなわち、５（ＩＱλ未満だと外気汚染から
の阻止が充分でなく、また３０００人を越える厚さでは
熱伝導の差による熱損傷を招くこととなる。
なった。上記保護膜の膜厚は外気からの汚染を阻止する
と共に、光出射時に発生する熱による劣化の影響も全く
受けない。すなわち、５（ＩＱλ未満だと外気汚染から
の阻止が充分でなく、また３０００人を越える厚さでは
熱伝導の差による熱損傷を招くこととなる。
この様に、スパッタリングによる端面のエツチングと保
護膜の形成が連続して行ない得る。全く外気から隔絶し
た高真空雰囲気中で容易に形成でき、汚染の導入は完全
に遮蔽される０劣化の原因となるガスとしては、酸素、
水蒸気などがあるがその他の微粒子も影響する。しかし
、これらのガス等は１Ｏ−２〜１Ｏ−６Ｔｏｒｒ 雰囲
気中では実害がない。望ましくは、より高真空中でエツ
チングを行ない、かつ被膜を形成した方がよいことは云
うまでもない。このようにして、従来から指摘されてい
たセル７バルセーシヨンなどの劣化現象を完全に除去で
き、信頼性の高い信号を有した光を射出することができ
た０ 以下、実施例によシ詳細に説明する。
護膜の形成が連続して行ない得る。全く外気から隔絶し
た高真空雰囲気中で容易に形成でき、汚染の導入は完全
に遮蔽される０劣化の原因となるガスとしては、酸素、
水蒸気などがあるがその他の微粒子も影響する。しかし
、これらのガス等は１Ｏ−２〜１Ｏ−６Ｔｏｒｒ 雰囲
気中では実害がない。望ましくは、より高真空中でエツ
チングを行ない、かつ被膜を形成した方がよいことは云
うまでもない。このようにして、従来から指摘されてい
たセル７バルセーシヨンなどの劣化現象を完全に除去で
き、信頼性の高い信号を有した光を射出することができ
た０ 以下、実施例によシ詳細に説明する。
第１図＋８１は、レーザダイオードを示し、光出射端面
１、該端面近護の表面層２を示した。保護膜の被着は、
ダイオードの両端面を行うが、ここでは片面（第１図の
右側端面）の場げについて述べる。他の片面も同様なの
で簡単の為である〇まず、レーザダイオード１１を、真
空装置内に設ｉｔする。ダイオード１１は、保護膜を被
着する端面の他の部分は、金属製治具あるいは、樹棺な
とで覆い保護膜の被着を防止する。真空度は。
１、該端面近護の表面層２を示した。保護膜の被着は、
ダイオードの両端面を行うが、ここでは片面（第１図の
右側端面）の場げについて述べる。他の片面も同様なの
で簡単の為である〇まず、レーザダイオード１１を、真
空装置内に設ｉｔする。ダイオード１１は、保護膜を被
着する端面の他の部分は、金属製治具あるいは、樹棺な
とで覆い保護膜の被着を防止する。真空度は。
１Ｏ−６Ｔｏｒｒ程度とする０また、保護膜の材料とな
る誘電体物質は、前記真空装置内に予め設置しておく。
る誘電体物質は、前記真空装置内に予め設置しておく。
次に、真空装置内にＡｒガス金流入し。
真空度を１ （１’ Ｔｏｒｒにする。以上の＋１幀を
経たのち保ａ膜の被着工程に入る。
経たのち保ａ膜の被着工程に入る。
ダイオード端面１近傍の表ｍｔ−２の除去は次のように
して行う。まず、ダイオードの電位を誘電体物質に対し
′でマイナス、例えは−２００ｖにする。これにより、
Ａｒ” イオンは、夕°イオードの端面１に衝突し、い
わゆるイオンエツチングにより表面層２が除去される。
して行う。まず、ダイオードの電位を誘電体物質に対し
′でマイナス、例えは−２００ｖにする。これにより、
Ａｒ” イオンは、夕°イオードの端面１に衝突し、い
わゆるイオンエツチングにより表面層２が除去される。
エツチング量は、Ａｒガス圧、印加電圧、およびエツチ
ング時間で任意に調整できる０この工程において、ダイ
オード端面は、不活性なＡｒガスにさらされるだけあり
。
ング時間で任意に調整できる０この工程において、ダイ
オード端面は、不活性なＡｒガスにさらされるだけあり
。
第１図＋８１に示すように、新たに形成された端面３は
清浄を保つことができる。次に、ダイオードを、例えば
、零電位とし、誘電体物質を一４００■とすることによ
り、Ａｒ＋ イオンを誘電体物質に衝突させる、いわゆ
るスノ（、クリングにより、清浄化された端面３上に、
第１図１ｃ）に示す如く保護膜４を被着する。以上の工
程を、他方の端面について行い本発明による保護膜の被
着工程を終了する。
清浄を保つことができる。次に、ダイオードを、例えば
、零電位とし、誘電体物質を一４００■とすることによ
り、Ａｒ＋ イオンを誘電体物質に衝突させる、いわゆ
るスノ（、クリングにより、清浄化された端面３上に、
第１図１ｃ）に示す如く保護膜４を被着する。以上の工
程を、他方の端面について行い本発明による保護膜の被
着工程を終了する。
底面層２に含まれる欠陥、ダイオード１１の材質に応じ
て、保護膜の被着条件を変えることは可能である。例え
ば、０．８μｍ帯の発振波長をもっＧａＡＪＡｓ／（）
ａＡａダブルへテロ接合レーザダイオードの例では１表
面層２の厚さは、約５００λ程度であシ、誘電体物質は
、例えば５ｉ０２Ａｊ２０３゜５ｉ３Ｎ４．ａ−ｓｉ
（アモルファス・シリコｙ）およびこれらの多層膜など
が適当である。
て、保護膜の被着条件を変えることは可能である。例え
ば、０．８μｍ帯の発振波長をもっＧａＡＪＡｓ／（）
ａＡａダブルへテロ接合レーザダイオードの例では１表
面層２の厚さは、約５００λ程度であシ、誘電体物質は
、例えば５ｉ０２Ａｊ２０３゜５ｉ３Ｎ４．ａ−ｓｉ
（アモルファス・シリコｙ）およびこれらの多層膜など
が適当である。
第２図は、本発明による改善効果を示す図である。すな
わち、０．８．ｌｊｍ帯ＧａＡｊＡｓ／ＧａＡａダブル
へテロ接合レーザダイオードを周囲温度７゜°０、初期
光出力５ｍＷの条件で定電流駆動させた１ ときの光出力の経時変化特許を示し、特性５は。
わち、０．８．ｌｊｍ帯ＧａＡｊＡｓ／ＧａＡａダブル
へテロ接合レーザダイオードを周囲温度７゜°０、初期
光出力５ｍＷの条件で定電流駆動させた１ ときの光出力の経時変化特許を示し、特性５は。
本発明の方法によるＳｉＯ２端面保護膜を施した素子の
例、特性６は、第１図での表面層２を除去しない従来方
法によるＳｉＯ□ 端面保護膜を施し作の初期段階に生
ずる素子劣化を防止することができる。
例、特性６は、第１図での表面層２を除去しない従来方
法によるＳｉＯ□ 端面保護膜を施し作の初期段階に生
ずる素子劣化を防止することができる。
第３図は、光出力の過渡応答特性を示す。特性７は、従
来のＳｉＯ□端面保護膜を用いた素子の例、特性８は本
考案によるＳｉＯ２端面保護膜を用いた素子の例であシ
、それぞれ１周囲源度７０°０、光出力５ｍｗの条件で
約１，０００時間動作させた後の光出力の過渡応答波形
である。従来方法を用いた素子では第２図の特性６に示
したような僅かな劣化に伴い、特性７のようなセルフパ
スセーションの発生がみられたが、本発明により劣化を
防止した素子では、特性８に示すように光出力波形の劣
化はみられず、本発明による改善効果が明白である。
来のＳｉＯ□端面保護膜を用いた素子の例、特性８は本
考案によるＳｉＯ２端面保護膜を用いた素子の例であシ
、それぞれ１周囲源度７０°０、光出力５ｍｗの条件で
約１，０００時間動作させた後の光出力の過渡応答波形
である。従来方法を用いた素子では第２図の特性６に示
したような僅かな劣化に伴い、特性７のようなセルフパ
スセーションの発生がみられたが、本発明により劣化を
防止した素子では、特性８に示すように光出力波形の劣
化はみられず、本発明による改善効果が明白である。
以上詳述したように、本発明は１００〜１０００人イオ
ンエ、チングを行なった半導体装置の光出射端面に膜厚
５００〜３０００人のスパッタ誘電体膜を設けることに
より、劣化現象のない電気的光学的性質の良好な高信頼
匿の光射出を行なう半導体装置を提供できる点工業的利
益大なるものである。
ンエ、チングを行なった半導体装置の光出射端面に膜厚
５００〜３０００人のスパッタ誘電体膜を設けることに
より、劣化現象のない電気的光学的性質の良好な高信頼
匿の光射出を行なう半導体装置を提供できる点工業的利
益大なるものである。
上述の実施例では半導体レーザのみについて述べたが、
発光素子の全てに本発明が適用できることは当業者であ
れば容易に理解されるであろう。
発光素子の全てに本発明が適用できることは当業者であ
れば容易に理解されるであろう。
第１図は１本発明による一実施例としてレーザダイオー
ドの端面保護膜およびその被着工程を説明する図、第２
図および第３図は、本発明による改善効果を説明する特
性図である。 １・・・レーザダイオードの光出射端面、２・・・欠陥
を含む表面層、３・・・清浄化された端面、４・・・誘
電体膜、５．８・・・本発明を用いた素子の特性、６゜
７・・・従来方法を用いた素子の特性、１１・・・レー
ザダイオード。 Ｙｌ＋ 図 猶 ２ 図 ％ ３ 図
ドの端面保護膜およびその被着工程を説明する図、第２
図および第３図は、本発明による改善効果を説明する特
性図である。 １・・・レーザダイオードの光出射端面、２・・・欠陥
を含む表面層、３・・・清浄化された端面、４・・・誘
電体膜、５．８・・・本発明を用いた素子の特性、６゜
７・・・従来方法を用いた素子の特性、１１・・・レー
ザダイオード。 Ｙｌ＋ 図 猶 ２ 図 ％ ３ 図
Claims (1)
- 発光領域を形成する結晶端面がイオンエツチングされた
結晶端面であり、且当該結晶端面上に少なくとも誘電体
膜を有することを特徴とすふ半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112975A JPS6016487A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112975A JPS6016487A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016487A true JPS6016487A (ja) | 1985-01-28 |
Family
ID=14600245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112975A Pending JPS6016487A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016487A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269643A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Toshiba Corp | Optical lens |
| JPS5269592A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Toshiba Corp | Semiconductor luminescent element |
| JPS5360588A (en) * | 1976-11-11 | 1978-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS54136282A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Compound semiconductor light emitting element and its manufacture |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59112975A patent/JPS6016487A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5269643A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Toshiba Corp | Optical lens |
| JPS5269592A (en) * | 1975-12-08 | 1977-06-09 | Toshiba Corp | Semiconductor luminescent element |
| JPS5360588A (en) * | 1976-11-11 | 1978-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser device |
| JPS54136282A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Compound semiconductor light emitting element and its manufacture |
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