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JPH0810780B2 - Method for manufacturing semiconductor laser - Google Patents
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JPH0810780B2 - Method for manufacturing semiconductor laser - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor laser

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JPH0810780B2
JPH0810780B2 JP3959887A JP3959887A JPH0810780B2 JP H0810780 B2 JPH0810780 B2 JP H0810780B2 JP 3959887 A JP3959887 A JP 3959887A JP 3959887 A JP3959887 A JP 3959887A JP H0810780 B2 JPH0810780 B2 JP H0810780B2
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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の製造方法に係わり、特にp型
半導体を基板とした埋込み構造の半導体レーザの製造方
法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor laser having a buried structure using a p-type semiconductor as a substrate.

[従来の技術] 近年,光通信の光源などの用途で、種々の半導体レー
ザが開発されているが、このような半導体レーザとして
p型半導体を基板とした埋込み構造の半導体レーザが開
発されている。
[Prior Art] In recent years, various semiconductor lasers have been developed for applications such as a light source for optical communication. As such a semiconductor laser, a semiconductor laser having a buried structure using a p-type semiconductor as a substrate has been developed. .

第6図はp型半導体基板としてp型InPを使用した半
導体レーザの断面図である。すなわち、図中1はp型In
P基板であり、このp型InP基板1上に同じくp型InPの
クラッド層2,InGaAsPからなる活性層3,n型InPのクラッ
ド層4が積層されている。そして、積層されたクラッド
層2,活性層3,クラッド層4の周囲をn型InP埋込層5と
p型InP埋込層6とで覆っている。そして、両側に電極
7,8が取付けられている。
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor laser using p-type InP as a p-type semiconductor substrate. That is, 1 in the figure is p-type In
On the p-type InP substrate 1, a p-type InP clad layer 2, an active layer 3 made of InGaAsP, and an n-type InP clad layer 4 are laminated on the p-type InP substrate 1. The surroundings of the clad layer 2, the active layer 3 and the clad layer 4 which are stacked are covered with an n-type InP burying layer 5 and a p-type InP burying layer 6. And electrodes on both sides
7,8 are installed.

このような構造の半導体レーザの製造方法は、例えば
特開昭57−206082号公報に記載されているように、p型
InP基板1上にp型InPのクラッド層2をエピタキシャル
成長法で形成させ、このp型InPのクラッド層2上にさ
らにInGaAsPの活性層3を同じくエピタキシャル成長法
で成長させ、この活性層3の上にn型InPのクラッド層
4をエピタキシャル成長法で形成する。その後、このn
型InPのクラッド層4のストライプ形成用パターン位置
にSiO2の絶縁層を形成し、この絶縁層をマスクにしてこ
のエピタキシャル成長層を〈110〉方向にp型InP基板1
に達するまで逆メサ形状にエッチングする。その後、メ
サエッチングされた部分にn型InP埋込層5をエピタキ
シャル成長させ、さらにこのn型InP埋込層5の上に、
p型InP埋込層6をエピタキシャル成長させる。その
後、SiO2の絶縁層を除去し、両側に電極7,8を蒸着す
る。
A method for manufacturing a semiconductor laser having such a structure is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-206082, for example, as disclosed in
A p-type InP clad layer 2 is formed on the InP substrate 1 by the epitaxial growth method, and an InGaAsP active layer 3 is further grown on the p-type InP clad layer 2 by the epitaxial growth method. The n-type InP cladding layer 4 is formed by an epitaxial growth method. Then this n
An insulating layer made of SiO 2 is formed at the stripe forming pattern position of the clad layer 4 of the InP-type InP, and this epitaxial layer is used as a mask to p-type InP substrate 1 in the <110> direction.
Etch into an inverted mesa shape until reaching. After that, an n-type InP buried layer 5 is epitaxially grown on the mesa-etched portion, and further on the n-type InP buried layer 5,
The p-type InP buried layer 6 is epitaxially grown. Then, the insulating layer of SiO 2 is removed, and electrodes 7 and 8 are vapor-deposited on both sides.

この場合、電流制限層となるn型InP埋込層5とp型I
nP埋込層6との間のpn接合部9の位置を活性層3より下
方に位置させることにより、活性層3を通過しない図中
点線で示すもれ電流は、抵抗率の高いp型InP層6を経
由するので、その値は少なくなり、高効率,高出力の半
導体レーザが実現できる。
In this case, the n-type InP buried layer 5 and the p-type I that serve as the current limiting layer
By arranging the position of the pn junction 9 between the nP buried layer 6 and the nP buried layer 6 below the active layer 3, the leakage current shown by the dotted line in FIG. Since it passes through the layer 6, its value is reduced, and a semiconductor laser with high efficiency and high output can be realized.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述した製造方法で製造された第6図
に示す半導体レーザにおいてもまだ次のような問題があ
った。すなわち、半導体レーザにおいて安定したレーザ
光線を得ると共に低しきい値電流を得るためには、活性
層3の幅Wをできるだけ狭くして、横方向に対して単一
の発振モードで発光するように制御することが必要であ
る。しかし、第6図の構造の半導体レーザにおいては、
活性層3の幅Wは逆メサ構造のくびれ部の幅dより必ず
大きくなる。したがって、活性層3の幅Wを狭くするに
は、くびれ部の幅dをできるだけ狭くする必要がある。
しかしながら、くびれ部の幅dを狭くすると、実線で示
す電流の通路が狭くなるので、急激に垂直方向の抵抗が
増大して発熱が生じ、高出力が得られなくなる問題が発
生する。例えば必要とするレーザ光線の波長によっては
上記活性層3の幅Wを2μm以下に制御するのが望まし
い場合が発生するが、前述した製造方法で製造された第
6図の半導体レーザにおいては、活性層3の幅Wを2μ
m以下にするとくびれ部の幅dをさらに狭くする必要が
あるので、現実問題として活性層3の幅を2μm以下に
することは非常に困難である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the semiconductor laser shown in FIG. 6 manufactured by the above-described manufacturing method still has the following problems. That is, in order to obtain a stable laser beam and a low threshold current in a semiconductor laser, the width W of the active layer 3 is made as narrow as possible so that light is emitted in a single oscillation mode in the lateral direction. It is necessary to control. However, in the semiconductor laser having the structure shown in FIG.
The width W of the active layer 3 is always larger than the width d of the constricted portion of the inverted mesa structure. Therefore, in order to narrow the width W of the active layer 3, it is necessary to make the width d of the constricted portion as narrow as possible.
However, if the width d of the constricted portion is narrowed, the current path indicated by the solid line is narrowed, so that the resistance in the vertical direction rapidly increases and heat is generated, resulting in a problem that a high output cannot be obtained. For example, depending on the required wavelength of the laser beam, it may be desirable to control the width W of the active layer 3 to 2 μm or less. In the semiconductor laser of FIG. Width W of layer 3 is 2μ
If the width is less than or equal to m, the width d of the constricted portion needs to be further narrowed. Therefore, as a practical matter, it is very difficult to reduce the width of the active layer 3 to less than 2 μm.

なお、活性層3の位置をくびれ部の方へ接近させるこ
とが考えられるが、過渡に活性層3とくびれ部とを接近
させると、エッチング工程や埋込層のエピタキシャル成
長工程における寸法精度との関係で不良品が多発して製
造製品の歩留りが低下する問題がある。
It is considered that the position of the active layer 3 is made closer to the constricted portion. However, when the active layer 3 and the constricted portion are transiently brought close to each other, the relationship with the dimensional accuracy in the etching process and the epitaxial growth process of the buried layer is considered. However, there is a problem that defective products frequently occur and the yield of manufactured products decreases.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、くびれ部を解消するよう
に垂直形状にエッチングすることによって、活性層の幅
を狭くし、さらに第1の埋込層として基板と同じp型を
用いることにより、直列抵抗を下げ、高出力を維持した
ままレーザ光線の発振モードの安定化と低きしい値電流
化を可能にした半導体レーザの製造方法を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to reduce the width of the active layer by etching in a vertical shape so as to eliminate the constricted portion. By using the same p-type as the substrate as the buried layer, it is possible to reduce the series resistance and to stabilize the oscillation mode of the laser beam while maintaining a high output, and to achieve a low value current. To provide.

[問題点を解決するための手段] 本発明の半導体レーザの製造方法は、p型半導体基板
上に、少なくともInGaAsP活性層を含む半導体層を積層
させた多層膜構造ウエハーを形成する第1のエピタキシ
ャル成長工程と;多層膜構造ウエハー表面に帯状に絶縁
膜を形成し、絶縁膜が形成された多層膜構造ウエハーを
第1のエッチング液で活性層に達するまで逆メサ形状に
エッチングする第1のエッチング工程と;第2のエッチ
ング液で活性層より下部を垂直形状及び順メサ形状にエ
ッチングする第2のエッチング工程と;第1および第2
のエッチング工程によって形成された逆メサ形状と垂直
形状と順メサ形状とが連続するメサストライプの周囲
を、p型の第1の埋込層とn型の第2の埋込層とp型の
第3の埋込層とをこの順序に形成するように埋込む第2
のエピタキシャル成長工程とを具備するものである。
[Means for Solving Problems] According to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the first epitaxial growth is performed to form a multilayer film structure wafer in which a semiconductor layer including at least an InGaAsP active layer is laminated on a p-type semiconductor substrate. A first etching step of forming a strip-shaped insulating film on the surface of the multi-layered structure wafer and etching the multi-layered structure wafer on which the insulation film is formed into a reverse mesa shape with a first etching solution until the active layer is reached. A second etching step of etching a portion below the active layer into a vertical shape and a regular mesa shape with a second etching solution;
Of the p-type first buried layer, the n-type second buried layer, and the p-type mesa stripe, which are formed by the etching process of FIG. The second buried layer is formed so as to form the third buried layer in this order.
And an epitaxial growth step.

[作用] このような半導体レーザの製造方法であれば、第1の
エピタキシャル成長工程で作成された多層膜構造ウエハ
ーは第1のエッチング工程によって活性層に達するまで
逆メサ形状にエッチングされ、続いて第2のエッチング
工程によって活性層より下部が垂直形状および順メサ形
状にエッチングされる。その結果、多層膜構造ウエハー
は上から逆メサ形状,垂直形状,順メサ形状が連続する
メサストライプにエッチングされる。そして、このメサ
ストライプにp−n−pの順序で埋込層が形成される。
その結果、従来のくびれ部が解消され、活性層の幅を垂
直部の幅にほぼ一致させることが可能となる。また、活
性層下方の直列抵抗を低下させることができる。
[Operation] According to such a semiconductor laser manufacturing method, the multilayer film structure wafer formed in the first epitaxial growth step is etched into an inverted mesa shape by the first etching step until it reaches the active layer, and then the first etching step is performed. The lower part of the active layer is etched into a vertical shape and a forward mesa shape by the second etching process. As a result, the multi-layered structure wafer is etched from above into a mesa stripe in which an inverted mesa shape, a vertical shape, and a regular mesa shape are continuous. Then, a buried layer is formed in this mesa stripe in the order of p-n-p.
As a result, the conventional constricted portion is eliminated, and the width of the active layer can be made substantially equal to the width of the vertical portion. Also, the series resistance below the active layer can be reduced.

[実施例] 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は実施例の半導体レーザの製造方法で製造され
た半導体レーザの断面図である。図示するようにp型In
P基板11上に同じくp型InPのクラッド層12,InGaAsPから
なる活性層13,n型InPのクラッド層14が積層されてい
る。積層されたクラッド層12,活性層13,クラッド層14の
周囲をp型InP埋込層15とn型InP埋込層16とp型InP埋
込層17とで覆っている。そして、両側に電極18,19が取
付けられている。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor laser manufactured by the method for manufacturing a semiconductor laser of the embodiment. P-type In
On the P substrate 11, a p-type InP clad layer 12, an active layer 13 made of InGaAsP, and an n-type InP clad layer 14 are laminated. The surroundings of the laminated clad layer 12, active layer 13, and clad layer 14 are covered with a p-type InP buried layer 15, an n-type InP buried layer 16 and a p-type InP buried layer 17. The electrodes 18 and 19 are attached to both sides.

このような構造において、クラッド層14と活性層13と
で逆メサ形状部20を形成し、クラッド層12とp型InP基
板11の上端部とで垂直形状部21を形成し、p型InP基板
の上部で順メサ形状部22を形成している。
In such a structure, the clad layer 14 and the active layer 13 form an inverted mesa-shaped portion 20, and the clad layer 12 and the upper end of the p-type InP substrate 11 form a vertical-shaped portion 21. A forward mesa-shaped portion 22 is formed on the upper part of the.

次に第1図に示す半導体レーザの製造方法を第2図を
用いて説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

まず、第2図(a)に示すように、Znを不純物(キャ
リア濃度5×1018cm-3)とする(100)面のp型InP基板
11上に同じくZnを不純物(キャリア濃度2×1017cm-3
とする厚さ2.0μmのp型InPのクラッド層12,Znを不純
物(キャリア濃度2×1017cm-3)とする厚さ0.1μmの
p型In1-xGaxAs1-yPyの活性層13,Snを不純物(キャリア
濃度7×1017cm-3)とする厚さ2.0μmのn型InPのクラ
ッド層14を通常の液相エピタキシャル成長法より上記各
寸法に順次成長させる。そして、多層膜構造ウエハーを
得る。但し、0≦x≦0.47,0≦y≦1である。
First, as shown in FIG. 2A, a p-type InP substrate having a (100) plane with Zn as an impurity (carrier concentration 5 × 10 18 cm −3 ).
Similarly, Zn is an impurity on top of 11 (carrier concentration 2 × 10 17 cm -3 ).
P-type InP clad layer with a thickness of 2.0 μm, active layer of p-type In 1-x GaxAs 1-y Py with a thickness of 0.1 μm using Zn as an impurity (carrier concentration 2 × 10 17 cm −3 ). A clad layer 14 of n-type InP having a thickness of 2.0 μm and containing 13, Sn as an impurity (carrier concentration of 7 × 10 17 cm −3 ) is sequentially grown to each of the above dimensions by a normal liquid phase epitaxial growth method. Then, a multilayer film structure wafer is obtained. However, 0 ≦ x ≦ 0.47 and 0 ≦ y ≦ 1.

次に第2図(b)に示すようにn型InPのクラッド層1
4の上に〈011〉方向に平行にストライプ形成用パターン
位置に、絶縁層23として酸化シリコン(SiO2)又は窒化
シリコン(Si3N4)を帯状に形成する。その後第2図
(c)に示すように、第1のエッチング液としてブロム
ーメタノール液(Br2−CH3OH)で活性層13を越えてわず
かにp型InPのクラッド層12に達するまでエッチングを
行ない、逆メサ形状部20{(111)A面}を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the n-type InP clad layer 1
On the 4 <011> parallel to the stripe forming patterns positioned in a direction to form a silicon oxide (SiO 2) or silicon nitride (Si 3 N 4) is a strip as the insulating layer 23. After that, as shown in FIG. 2 (c), etching is performed with a bromou methanol solution (Br 2 —CH 3 OH) as a first etching solution until the p-type InP clad layer 12 is slightly crossed beyond the active layer 13. To form the inverted mesa shape portion 20 {(111) A surface}.

次に第2図(d)に示すように、第2のエッチング液
として塩酸溶液(HCl:H2O=4:1)を用いて例えば室温で
35秒間程度、p型InP基板11の中間位置までエッチング
する。すると図示するように、クラッド層12とp型InP
基板11部に垂直形状部21{(01)面}および順メサ形
状部22{(111)B面}が形成される。そして、最終的
に上から下へ逆メサ形状部20,垂直形状部21,順メサ形状
部22が連続するメサストライプが得られる。なお、垂直
形状部21の高さは約2.0μmである。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a hydrochloric acid solution (HCl: H 2 O = 4: 1) is used as the second etching solution at room temperature, for example.
Etching is performed up to an intermediate position of the p-type InP substrate 11 for about 35 seconds. Then, as shown in the figure, the cladding layer 12 and the p-type InP
A vertical shape portion 21 {(01) plane} and a normal mesa shape portion 22 {(111) B plane} are formed on the substrate 11. Then, finally, a mesa stripe in which the inverted mesa-shaped portion 20, the vertical-shaped portion 21, and the normal mesa-shaped portion 22 are continuous from top to bottom is obtained. The height of the vertical shape portion 21 is about 2.0 μm.

次に第2図(e)に示すように、上記メサストライプ
の周囲を埋込むために、第1の埋込層として過飽和度12
℃でZnを不純物(キャリア濃度2×1017cm-3)とするp
型InP埋込層15をエピタキシャル成長法で成長させる。
この場合、p型InP埋込層15の上端をメサストライプの
垂直形状部21の中間部よりやや上部に位置させる。次に
この第1の埋込層15の次に第2の埋込層としてSnを不純
物(キャリア濃度1×1017cm-3)とするn型InP埋込層1
6を二相融液法で成長させる。この場合、n型InP埋込層
16の上端を垂直形状部21の活性層13の直下とする。最後
に第3の埋込層としてZnを不純物(キャリア濃度2×10
17cm-3)とするp型InP埋込層17を絶縁層23の高さまで
過飽和度12℃で成長させる。
Next, as shown in FIG. 2 (e), in order to fill the periphery of the mesa stripe, a supersaturation degree of 12 is used as the first buried layer.
Zn as impurity (carrier concentration 2 × 10 17 cm -3 ) at ℃ p
The type InP buried layer 15 is grown by an epitaxial growth method.
In this case, the upper end of the p-type InP burying layer 15 is located slightly above the intermediate portion of the vertical shaped portion 21 of the mesa stripe. Next, the n-type InP buried layer 1 containing Sn as an impurity (carrier concentration 1 × 10 17 cm −3 ) is used as a second buried layer next to the first buried layer 15.
6 is grown by the two-phase melt method. In this case, n-type InP buried layer
The upper end of 16 is directly below the active layer 13 of the vertical shape part 21. Finally, Zn was used as an impurity (carrier concentration 2 × 10
The p-type InP buried layer 17 of 17 cm −3 ) is grown to the height of the insulating layer 23 at a supersaturation degree of 12 ° C.

その後、第2図(f)に示すように、絶縁層23を除去
し、n型InPのクラッド層14及びp型InP埋込層17の表面
にAu−Ge−Niを蒸着してn側の電極18を形成し、p型In
P基板11の裏面にAu−Znを蒸着してp側の電極19を形成
する。しかして、第1図に示す構造の半導体レーザが得
られる。
After that, as shown in FIG. 2 (f), the insulating layer 23 is removed, and Au—Ge—Ni is vapor-deposited on the surfaces of the n-type InP cladding layer 14 and the p-type InP burying layer 17 to remove the n-side material. Electrode 18 is formed and p-type In
Au-Zn is deposited on the back surface of the P substrate 11 to form the p-side electrode 19. Thus, the semiconductor laser having the structure shown in FIG. 1 is obtained.

次にこのような製造方法で製造された半導体レーザの
電極18,19間に電圧を印加すると、電流が第1図中実線
矢印で示すようにp型InP基板11から順メサ形状部22,垂
直形状部21を通過して活性層13へ流入する。また、実線
で示す電流の他に、図中一点鎖線矢印で示すように、p
型InP基板11からp型InP埋込層15を経由する電流も活性
層へ流入する。したがって、活性層13はこれ等の電流に
よって励起される。
Next, when a voltage is applied between the electrodes 18 and 19 of the semiconductor laser manufactured by such a manufacturing method, a current flows from the p-type InP substrate 11 to the normal mesa-shaped portion 22 and the vertical direction as shown by the solid arrow in FIG. It passes through the shaped portion 21 and flows into the active layer 13. In addition to the current indicated by the solid line, as indicated by the alternate long and short dash line arrow in the figure, p
The current from the type InP substrate 11 via the p-type InP buried layer 15 also flows into the active layer. Therefore, the active layer 13 is excited by these currents.

この場合、活性層13の幅Wは垂直形状部21の幅wとほ
ぼ等しくなる。すなわち、活性層13の幅Wと垂直形状部
分21の幅wとの間の寸法関係は、第6図に示した従来の
半導体レーザの活性層3の幅Wとくびれ部の幅dとの間
の寸法関係に比較して大幅に改良される。したがって、
たとえ活性層13の幅Wを狭くしてもこの幅Wより狭いく
びれ部の幅dが存在しないために、電流路の幅が制限さ
れることがないので、直列抵抗が大幅に上昇することは
ない。加えて、電流はp型InP埋込層15にも流れるた
め、さらに直列抵抗が低下する。その結果、高出力を維
持したままで、活性層13の幅Wを狭くすることによっ
て、レーザ光線の発振モードの安定化と低しきい値電流
化が可能となる。
In this case, the width W of the active layer 13 becomes substantially equal to the width w of the vertical shape portion 21. That is, the dimensional relationship between the width W of the active layer 13 and the width w of the vertical shape portion 21 is such that the width W of the active layer 3 of the conventional semiconductor laser shown in FIG. It is greatly improved compared to the dimensional relationship of. Therefore,
Even if the width W of the active layer 13 is narrowed, the width d of the constricted portion, which is narrower than the width W, does not exist, so that the width of the current path is not limited, so that the series resistance is not significantly increased. Absent. In addition, since the current also flows through the p-type InP buried layer 15, the series resistance further decreases. As a result, it is possible to stabilize the oscillation mode of the laser beam and reduce the threshold current by narrowing the width W of the active layer 13 while maintaining the high output.

第3図および第4図は第1図に示した実施例の構造の
半導体レーザの特性図であり、第6図に示した従来構造
の半導体レーザとの比較で示す。但し実施例構造および
従来構造の半導体レーザの活性層13,3の幅Wを共に1.5
μmとした場合を示す。この場合、実施例構造における
垂直形状部21の幅wは1.5μmであるのに対して、従来
構造におけるくびれ部の幅dは0.5μmである。第3図
から明らかなように、実施例構造においては、くびれ部
が存在しないために、垂直方向の抵抗が少ないので、電
流増加に対して電圧上昇が少なく、対電圧特性に優れて
いることが理解できる。
FIGS. 3 and 4 are characteristic diagrams of the semiconductor laser having the structure of the embodiment shown in FIG. 1, and are shown in comparison with the semiconductor laser having the conventional structure shown in FIG. However, the widths W of the active layers 13 and 3 of the semiconductor lasers of the example structure and the conventional structure are both 1.5.
The figure shows the case of μm. In this case, the width w of the vertical shape portion 21 in the embodiment structure is 1.5 μm, while the width d of the constricted portion in the conventional structure is 0.5 μm. As is clear from FIG. 3, in the structure of the embodiment, since the constriction does not exist, the resistance in the vertical direction is small, and therefore the voltage increase is small with respect to the current increase, and the voltage withstanding characteristic is excellent. Understandable.

さらに、第4図においても、同一電流値に対してレー
ザ光線の出力を増大できることが理解できる。
Further, also in FIG. 4, it can be understood that the output of the laser beam can be increased for the same current value.

また、垂直形状部21の幅wと活性層13の幅Wとはほぼ
同じ寸法であるので、同一活性層幅Wを得る場合、活性
層13の幅W制御が第6図に示した従来構造の活性層3の
幅W制御に比較して製造時における制御が容易である。
また、エッチング工程時における制御すべき最小幅は第
6図の従来構造においてはくびれ部の幅dであるのに対
して実施例においては活性層13の幅Wである。したがっ
て、エッチング精度により制御可能な最小幅が規制され
る場合は、活性幅Wを従来構造に比較してより狭く設定
できる。
Further, since the width w of the vertical shape portion 21 and the width W of the active layer 13 are almost the same, when the same active layer width W is obtained, the width W control of the active layer 13 is controlled by the conventional structure shown in FIG. The control at the time of manufacture is easier than the width W control of the active layer 3.
Further, the minimum width to be controlled during the etching step is the width d of the constricted portion in the conventional structure shown in FIG. 6, whereas it is the width W of the active layer 13 in the embodiment. Therefore, when the controllable minimum width is restricted by the etching accuracy, the active width W can be set narrower than that of the conventional structure.

さらに、第5図(a)に示すように(111)B面が露
出するように順メサ形状部22をエッチング形成している
ので、p型InP埋込層15を過飽和度12℃でエピタキシャ
ル成長させる場合に、結晶成長がスムースに行なわれ
る。その結果、順メサ形状部22および垂直形状部部21近
傍における各埋込層15,16の寸法精度を大幅に向上でき
る。
Further, as shown in FIG. 5 (a), since the forward mesa portion 22 is formed by etching so that the (111) B surface is exposed, the p-type InP buried layer 15 is epitaxially grown at a supersaturation degree of 12 ° C. In this case, the crystal growth proceeds smoothly. As a result, the dimensional accuracy of the buried layers 15 and 16 in the vicinity of the forward mesa shape portion 22 and the vertical shape portion 21 can be significantly improved.

ちなみに、第5図(b)に示すように順メサ形状部を
形成せずに、垂直形状部のみの構造であれば、垂直形状
部の成長が早くなりすぎて、図示するように埋込層の結
晶がスムースに成長しなくて境界面においてとぎれ部が
発生する場合が多い。
By the way, as shown in FIG. 5 (b), if the normal mesa shape portion is not formed and only the vertical shape portion is formed, the vertical shape portion grows too fast and the buried layer In many cases, the crystal does not grow smoothly and a discontinuity occurs at the boundary surface.

また、逆メサ形状部20と(01)面を有する重直形状
部21と(111)B面を有する順メサ形状部22とでメサス
トライプを形成するとともに、活性層13と逆メサ形状部
20における垂直形状部21との接続部の真上に位置させて
いるので、二相融液法によるエピタキシャル成長法を用
いることによってn型InP埋込層16の先端を活性層13の
直下で止まらせることが容易である。したがって、n型
InP埋込層16とp型InP埋込層17との間の境界pn接合部の
位置を活性層13の直下に形成することが可能であるの
で、もれ電流をより少なくできる。
Further, the mesa stripe is formed by the inverted mesa shaped portion 20, the heavy straight shaped portion 21 having the (01) plane, and the forward mesa shaped portion 22 having the (111) B plane, and the active layer 13 and the inverted mesa shaped portion are formed.
Since it is located right above the connection portion with the vertical shape portion 21 in 20, the tip of the n-type InP buried layer 16 is stopped immediately below the active layer 13 by using the epitaxial growth method by the two-phase melt method. It is easy to do. Therefore, n-type
Since the position of the boundary pn junction between the InP buried layer 16 and the p-type InP buried layer 17 can be formed immediately below the active layer 13, the leakage current can be further reduced.

[発明の効果] 以上説明したように本発明の半導体レーザの製造方法
によれば、くびれ部を解消するように垂直形状にエッチ
ングしているので、活性層の幅を狭くできる。さらに、
第1の埋込層として基板と同型を用いるため、高出力を
維持したままレーザ光線の発振モードの安定化と低しき
い値電流化を可能にできる。また、垂直形状の下部を順
メサ形状にエッチングしているので、埋込層の寸法精度
を向上でき、製品の歩留りを大幅に向上できる。
[Effect of the Invention] According to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention as described above, since the etching is performed in the vertical shape so as to eliminate the constricted portion, the width of the active layer can be narrowed. further,
Since the same type as the substrate is used as the first buried layer, it is possible to stabilize the oscillation mode of the laser beam and reduce the threshold current while maintaining a high output. Also, since the lower portion of the vertical shape is etched into a regular mesa shape, the dimensional accuracy of the buried layer can be improved, and the product yield can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係わる半導体レーザの製造
方法で製造された半導体レーザを示す断面図、第2図は
実施例の製造方法の各製造工程を示す図、第3図および
第4図は実施例の製造方法の効果を示す特性図、第5図
は実施例の製造方法の寸法精度を説明するための図、第
6図は従来の製造方法で製造された半導体レーザの断面
図である。 11……p型InP基板、12……p型InPのクラッド層、13…
…活性層、14……n型InPのクラッド層、15……p型InP
埋込層、16……n型InP埋込層、17……p型InP埋込層、
18,19……電極、20……逆メサ形状部、21……垂直形状
部、22……順メサ形状部、23……絶縁層、W……活性層
幅、d……くびれ部の幅。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor laser manufactured by a method for manufacturing a semiconductor laser according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a drawing showing each manufacturing step of the manufacturing method of the embodiment, FIGS. 4 is a characteristic diagram showing the effect of the manufacturing method of the embodiment, FIG. 5 is a diagram for explaining the dimensional accuracy of the manufacturing method of the embodiment, and FIG. 6 is a cross section of a semiconductor laser manufactured by the conventional manufacturing method. It is a figure. 11 ... p-type InP substrate, 12 ... p-type InP clad layer, 13 ...
… Active layer, 14 …… n-type InP cladding layer, 15 …… p-type InP
Buried layer, 16 ... n-type InP buried layer, 17 ... p-type InP buried layer,
18,19 ...... Electrode, 20 ...... Inverse mesa shape part, 21 …… Vertical shape part, 22 …… Mesa shape part, 23 …… Insulating layer, W …… Active layer width, d …… Constricted part width .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 昭彦 東京都港区南麻布5丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 (72)発明者 牧田 克男 東京都港区南麻布5丁目10番27号 アンリ ツ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Asai 5-1027 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu Co., Ltd. (72) Inventor Katsuo Makita 5-1027 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo Anri Tsu Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】p型半導体基板上に、少なくともInGaAsP
活性層を含む半導体層を積層させた多層膜構造ウエハー
を形成する第1のエピタキシャル成長工程と;前記多層
膜構造ウエハー表面に帯状に絶縁膜を形成し、絶縁膜が
形成された多層膜構造ウエハーを第1のエッチング液で
前記活性層に達するまで逆メサ形状にエッチングする第
1のエッチング工程と;第2のエッチング液で前記活性
層より下部を垂直形状及び順メサ形状にエッチングする
第2のエッチング工程と;前記第1および第2のエッチ
ング工程によって形成された逆メサ形状と垂直形状と順
メサ形状とが連続するメサストライプの周囲を、p型の
第1の埋込層とn型の第2の埋込層とp型の第3の埋込
層とをこの順序に形成するように埋込む第2のエピタキ
シャル成長工程とを具備する半導体レーザの製造方法。
1. At least InGaAsP on a p-type semiconductor substrate.
A first epitaxial growth step of forming a multilayer film structure wafer in which semiconductor layers including an active layer are laminated; an insulating film is formed in a strip shape on the surface of the multilayer film structure wafer, and the multilayer film structure wafer having the insulating film formed thereon is formed. A first etching step of etching in a reverse mesa shape with a first etching solution until it reaches the active layer; a second etching step of etching a portion below the active layer into a vertical shape and a forward mesa shape with a second etching solution. A step of: forming a p-type first buried layer and an n-type first buried layer around a mesa stripe formed by the first and second etching steps and having a continuous continuous reverse mesa shape, vertical shape, and forward mesa shape. A method of manufacturing a semiconductor laser, comprising a second epitaxial growth step of burying a second buried layer and a p-type third buried layer in this order.
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