(57)【要約】【課題】アルミニウムを含む層の界面で生じるアルミニウム酸化を防止することが可能なレーザーダイオードの製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウムを含む半導体材質の活性層を有するレーザーダイオード２００の製造方法であって、基板２１０上に相互に離隔された第１及び第２のスリットを有する第１のマスクを形成する段階と、第１のマスクを用いて選択領域成長(ＳＡＧ)を通じて第１及び第２のスリットによって限定される第１及び第２の酸化遮断層２７０，２８０を基板２１０上に形成する段階と、第１及び第２の酸化遮断層の間にアルミニウムを含む活性層２４０を有する複数の層２２０〜２６０を前記基板上に形成する段階と、を含む。【選択図】 図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムを含む半導体材質の活性層を有するレーザーダイオードの製造方法であって、
(ａ)基板上に、相互に離隔された第１及び第２のスリットを有する第１のマスクを形成する段階と、
(ｂ)前記第１のマスクを用いて選択領域成長(ＳＡＧ)により、前記第１及び第２のスリットによって限定される第１及び第２の酸化遮断層を、前記基板上に形成する段階と、
(ｄ)前記第１及び第２の酸化遮断層の間の前記基板上に、アルミニウムを含む活性層を有する複数の層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項２】
前記段階(ｂ)と段階(ｄ)との間に、前記第１及び第２の酸化遮断層の上に第２のマスクを形成する段階(ｃ)をさらに含むこと
を特徴とする請求項１記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項３】
前記段階(ｄ)は、
前記第１のマスクを除去する段階と、
記第１及び第２の酸化遮断層の間の前記基板上に、レーザーダイオードを形成する複数の層を、選択領域成長を通じて順次に積層する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項４】
前記段階(ａ)は、
(ａ-１)基板上に第１の層を形成する段階と、 
(ａ-２)前記第１の層が予め定められた間隔で相互に離隔された第１及び第２のスリットを有するように、前記第１の層をエッチングして第１のマスクを形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項５】
(ｆ)前記第１の酸化遮断層を第１の切断線に沿って切断し、前記第２の酸化遮断層を第２の切断線に沿って切断する段階をさらに含むこと
を特徴とする請求項１記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項６】
前記第１及び第２の酸化遮断層は、アルミニウムを含まない半導体材質であることを特徴とする請求項１記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の酸化遮断層の間に配置された複数の層は、
光を生成するための前記活性層と、
前記生成された光をガイドするための下部及び上部導波路層と、
前記光を前記活性層と前記下部及び上部導波路層内にトラッピングするためのバッファ層及びクラッド層と、
を含むことを特徴とする請求項３記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項８】
(ｅ)前記クラッド層上に、電流を印加するための電極を形成する段階をさらに含むこと
を特徴とする請求項７記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項９】
(ｆ)前記第１の酸化遮断層を第１の切断線に沿って切断し、前記第２の酸化遮断層を第２の切断線に沿って切断する段階をさらに含むこと
を特徴とする請求項８記載の酸化遮断層を有するレーザーダイオードの製造方法。
【請求項１０】
基板上に対向するように離隔されて位置し、実質的に垂直に形成される第１及び第２の遮断層と、
前記第１及び第２の遮断層の間に位置するように前記基板上に積層される複数の層と、を含み、
前記複数の層は、
光を生成するための活性層と、
前記生成された光をガイドするように前記活性層を取り囲む下部及び上部導波路層と、  前記下部及び上部導波路層を取り囲み、前記光を前記活性層と前記下部及び上部導波路層内にトラッピングするためのバッファ層及びクラッド層と、を含み、
前記遮断層は、アルミニウムを含まない半導体材質で形成されることを特徴とするレーザーダイオード。
【請求項１１】
前記第１の遮断層は第１の切断線に沿って切断され、前記第２の遮断層は第２の切断線に沿って切断されることを特徴とする請求項１０記載のレーザーダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーダイオードの製造方法に関し、特に、アルミニウムを含む半導体材質の活性層(ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）を有するレーザーダイオードの製造の際に発生するアルミニウム酸化を防止する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
よく知られたレーザーダイオードの内の一つであるリッジ導波路レーザーダイオード(Ｒｉｄｇｅ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：ＲＷＧ-ＬＤ）は、製造が比較的容易であり、単一モード(ｓｉｎｇｌｅ  ｍｏｄｅ)で動作し、外部導波路との結合が比較的容易である、などの沢山の長所を有している。
【０００３】
リッジ導波路レーザーダイオードは、公知の技術である。例えば、Ａｍａｎｎにより発明された下記特許文献１“Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ”には、二重接合構造(ｄｏｕｂｌｅ  ｈｅｔｅｒｏ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)を有し、ストリップ(ｓｔｒｉｐ)形状のリッジ導波路を有するリッジ導波路レーザーダイオードが開示されている。
【０００４】
図１は、典型的なＡｌＧａＩｎＡｓリッジ導波路レーザーダイオードを示す断面図である。図１に示すように、レーザーダイオード１００は、ＩｎＰ基板１１０上に、ＩｎＰバッファ層１２０と、ＡｌＧａＩｎＡｓ下部導波路層１３０と、多重量子井戸(ＭＱＷ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ)構造のＡｌＧａＩｎＡｓ活性層１４０と、ＡｌＧａＩｎＡｓ上部導波路層１５０と、ｐ-ＩｎＰクラッド層１６０と、を順次に積層形成することによって得られる。かかるレーザーダイオードの動作時には、活性層１４０は光を生成し、下部及び上部導波路層１３０，１５０は生成された光をガイドし、バッファ層１２０及びクラッド層１６０は、光を活性層１４０と下部及び上部導波路層１３０，１５０内にトラッピングする。
【０００５】
しかしながら、上述したように、典型的なリッジ導波路レーザーダイオード１００は、活性層１４０と下部及び上部導波路層１３０，１５０がアルミニウムを含む半導体物質で形成されるため、アルミニウムを含む層１３０，１４０，１５０の両断面１７０，１７５でアルミニウム酸化が発生し、それによってＣＯＤ(Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ)が発生する虞が生じる、という問題点があった。
【特許文献１】米国特許第４,３５２,１８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、上述した従来の問題点を解決するために、本発明の目的は、アルミニウムを含む層の界面で生じるアルミニウム酸化を防止することが可能なレーザーダイオードの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した問題点を解決するために、本発明は、アルミニウムを含む半導体材質の活性層を有するレーザーダイオードの製造方法であって、(ａ)基板上に、相互に離隔された第１及び第２のスリットを有する第１のマスクを形成する段階と、(ｂ)前記第１のマスクを用いた選択領域成長(ＳＡＧ：selective area growth)によって、前記第１及び第２のスリットによって限定される第１及び第２の酸化遮断層を前記基板上に形成する段階と、(ｄ)前記第１及び第２の酸化遮断層の前記基板上に、アルミニウムを含む活性層を有する複数の層を形成する段階と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、レーザーダイオードであって、基板上に対向するように離隔されて位置し、実質的に垂直に形成される第１及び第２の遮断層と、前記第１及び第２の遮断層の間に位置するように前記基板上に積層される複数の層と、を含み、前記複数の層は、光を生成するための活性層と、前記生成された光をガイドするように前記活性層を取り囲む下部及び上部導波路層と、前記下部及び上部導波路層を取り囲み、前記光を前記活性層と前記下部及び上部導波路層内にトラッピングするためのバッファ層及びクラッド層と、を含み、前記遮断層は、アルミニウムを含まない半導体材質で形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレーザーダイオードの製造方法によれば、アルミニウムを含む層の両断面に第１及び第２の酸化遮断層が形成されることにより、アルミニウムを含む層の両断面が大気と接触することを遮断することによって、アルミニウム酸化を効果的に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、明瞭性と簡潔性の観点より、関連した公知の機能や構成に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断された場合に、その詳細な説明を省略する。
【００１１】
図２は、本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードを示す断面図である。図２を参照すると、レーザーダイオード２００は、ＩｎＰ基板２１０の上に、ＩｎＰバッファ層２２０と、ＡｌＧａＩｎＡｓ下部導波路層２３０と、多重量子井戸(ＭＱＷ)構造のＡｌＧａＩｎＡｓ活性層２４０と、ＡｌＧａＩｎＡｓ上部導波路層２５０と、ｐ-ＩｎＰクラッド層２６０と、を順次に積層して形成し、かつ、バッファ層２２０、下部及び上部導波路層２３０，２５０、活性層２４０、及びクラッド層２６０の両断面に、ＩｎＰ材質の第１及び第２の酸化遮断層(ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｌａｙｅｒ）２７０，２８０を形成することによって得られる。このレーザーダイオード２００の動作時においては、活性層２４０は光を生成し、下部及び上部導波路層２３０，２５０は生成された光をガイドし、バッファ層２２０及びクラッド層２６０は光を活性層２４０と下部及び上部導波路層２３０，２５０内にトラッピングする。第１及び第２の酸化遮断層２７０，２８０は、アルミニウムを含む層２３０，２４０，２５０の両断面が周囲の大気と接触することを遮断することによって、アルミニウム酸化を防止する。第１及び第２の酸化遮断層２７０，２８０は、アルミニウムを含まない他の半導体材質から作られる。
【００１２】
図３乃至図１０は、本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。この製造方法は、以下に詳述する段階(ａ)〜(ｄ）を含む。
【００１３】
最初に行われる段階(ａ）は、基板上に、相互に離隔された第１及び第２のスリットを有する第１のマスクを形成する段階である。この段階(ａ）は、下記の(ａ-１)及び(ａ-２)のサブ段階を含む。
【００１４】
図３は、第１のマスクを形成するためのサブ段階(ａ-１）の典型的な具体例を示している。図３に示すように、段階(ａ-１）では、ＩｎＰ基板３１０の上にＳｉＯ２材質の第１の層３２０を積層形成する。
【００１５】
図４は、第１のマスクを形成するためのサブ段階(ａ-２）の典型的な具体例を示している。図４に示すように、段階(ａ-２）では、フォトレジストを用いる写真エッチング(ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ)工程を用いて、第１の層３２０が予め定められた間隔(すなわちレーザーダイオードのキャビティ長(ｃａｖｉｔｙ  ｌｅｎｇｔｈ)に該当する間隔)で相互に離隔された長方形の第１及び第２のスリット３２２，３２４を有するように、第１の層３２０をエッチングすることにより、第１のマスク３２０’(エッチングされたマスク層)を形成する。本実施形態では、レーザーダイオードのキャビティ長(ｃａｖｉｔｙ  ｌｅｎｇｔｈ)に該当する間隔として、３００μｍの間隔としている。
【００１６】
図４に示す構造物を平面図で示す図５を参照すると、第１及び第２のスリット３２２，３２４は、基板３１０の両端を横切って位置し、各々予め設定された所定の幅を有する長方形の形状を有する。
【００１７】
図６は、段階(ｂ）の典型的な具体例を示している。図６に示すように、段階(ｂ）は、第１のマスク３２０’を用いて、基板３１０の各スリット３２２，３２４からＩｎＰ材質の第１及び第２の酸化遮断層３３０，３３５を、選択領域成長(Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ａｒｅａ  Ｇｒｏｗｔｈ：ＳＡＧ)させて形成する過程である。これにより、本実施形態では、２つの酸化遮断層３３０，３３５が、各スリット３２２，３２４によって底面が限定（ないし規定）されながら、相互に平行に、かつそれぞれ基板３１０に対して実質的に垂直に形成される。
【００１８】
本実施形態では、酸化遮断層３３０，３３５を、その各主面が光の進行（通過）方向と対峙するように形成する。すなわち、図２乃至図９の左右側（左右方向）は、光の進行経路と一致し、図２乃至図９の前後側（紙面に垂直な方向）は、光の進行経路と直交する。
【００１９】
なお、本実施形態は、上述のように、酸化遮断層３３０，３３５の各主面が光の進行（通過）方向と対峙するように形成する例であるが、さらに、酸化遮断層を図２乃至図９の前後側の両断面にも（追加的に）形成することも可能である。但し、かかる両断面は光の進行と直接関係しないため、該両断面への酸化遮断層の形成は任意事項であり、コスト等の観点から形成しない場合であっても、十分な効果が得られる。
【００２０】
また、本実施形態では酸化遮断層３３０，３３５を断面略台形に形成する例について説明したが、本発明は、この形状に限定されるものではなく、酸化遮断層を例えば断面略長方形などの、他の形状に形成することも可能である。
【００２１】
図７は、次の段階(ｃ）の典型的な具体例を示している。図７に示すように、段階(ｃ）は、基板３１０上の第１のマスク３２０’を除去し、第１及び第２の酸化遮断層３３０，３３５上にＳｉＯ２材質の第２のマスク３４０，３４５を形成する過程である。かかる第２のマスク３４０，３４５を形成することにより、後述のように、酸化遮断層３３０，３３５の間に複数の層を選択領域成長(ＳＡＧ)させる過程で、酸化遮断層３３０，３３５上に不要な層が積層されることを防止することが可能となる。
【００２２】
図８は、次の段階(ｄ）の典型的な具体例を示している。図８に示すように、段階(ｄ）は、第１の酸化遮断層３３０と第２の酸化遮断層３３５との間に、ＩｎＰバッファ層４１０と、ＡｌＧａＩｎＡｓ下部導波路層４２０と、多重量子井戸構造のＡｌＧａＩｎＡｓ活性層４３０と、ＡｌＧａＩｎＡｓ上部導波路層４４０と、ｐ-ＩｎＰクラッド層４５０と、を選択領域成長(ＳＡＧ)により基板３１０の上に順次に形成する過程である。
【００２３】
図９は、次の段階(ｅ）の典型的な具体例を示している。図９に示すように、段階(ｅ）は、第２のマスク３４０，３４５を除去し、クラッド層４５０の上に電流印加のための電極４６０を形成する過程である。ここで、第２のマスク３４０，３４５を除去することにより、上述した酸化遮断層３３０，３３５上に不要な層（図示せず）が積層された場合であっても、かかる不要な層は、第２のマスク３４０，３４５と共に除去される。
【００２４】
図１０は、次の段階(ｆ）の典型的な具体例を示している。図１０に示すように、段階(ｆ）は、図９に示した構造物をチップ単位で切断(ｃｌｅａｖｉｎｇ)する過程である。この過程では、第１の酸化遮断層３３０を幅方向に両分する第１の切断線５１０と、第２の酸化遮断層３３５を幅方向に両分する第２の切断線５２０(図９を参照)と、に沿ってこの構造物を切断する。
【００２５】
以上、本発明を特定の好ましい実施形態に関して図示及び説明したが、形式や細部についての種々の変更が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】典型的なＡｌＧａＩｎＡｓリッジ導波路レーザーダイオードを示す断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードを示す断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図６】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図７】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図８】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図９】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の好ましい実施形態による酸化遮断層を有するリッジ導波路レーザーダイオードの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２７】
２００  レーザーダイオード
２１０，３１０  基板
３２０’  第１のマスク
３２２  第１のスリット
３２４  第２のスリット
３３０  第１の酸化遮断層
３３５  第２の酸化遮断層
２２０，４１０  バッファ層
２３０，４２０  下部導波路層
２４０，４３０  活性層
２５０，４４０  上部導波路層
２６０，４５０  クラッド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006140487.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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