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JP2000036634A - Method for manufacturing semiconductor light emitting device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor light emitting device

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Publication number
JP2000036634A
JP2000036634A JP11034575A JP3457599A JP2000036634A JP 2000036634 A JP2000036634 A JP 2000036634A JP 11034575 A JP11034575 A JP 11034575A JP 3457599 A JP3457599 A JP 3457599A JP 2000036634 A JP2000036634 A JP 2000036634A
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JP
Japan
Prior art keywords
layer
passivation layer
light emitting
face
semiconductor light
Prior art date
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Application number
JP11034575A
Other languages
Japanese (ja)
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JP3699851B2 (en
Inventor
Hideyoshi Horie
秀善 堀江
Hirotaka Oota
弘貴 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP03457599A priority Critical patent/JP3699851B2/en
Publication of JP2000036634A publication Critical patent/JP2000036634A/en
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Publication of JP3699851B2 publication Critical patent/JP3699851B2/en
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  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端面での界面準位密度を長期間にわたって安
定に抑制することができる半導体発光素子を簡便な方法
で製造すること。 【解決手段】 第一導電型クラッド層、活性層及び第二
導電型クラッド層を含む化合物半導体層を基板上に有す
る、共振器構造を備えた半導体発光素子の製造方法にお
いて;基板上に化合物半導体層を順次結晶成長した後、
共振器端面を形成する工程、該端面上に第一不活性化層
を形成する工程、該第一不活性化層にプラズマを照射す
る工程、および、プラズマ照射された第一不活性化層上
にさらに第二不活性化層を形成する工程を含むことを特
徴とする半導体発光素子の製造方法。
(57) [Problem] To manufacture a semiconductor light emitting element capable of stably suppressing the interface state density at an end face for a long period of time by a simple method. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a resonator structure, comprising a compound semiconductor layer including a first conductivity type cladding layer, an active layer, and a second conductivity type cladding layer on a substrate; After sequentially growing the layers,
Forming a cavity end face, forming a first passivation layer on the end face, irradiating the first passivation layer with plasma, and applying the plasma to the first passivation layer Forming a second passivation layer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光素子、特
に半導体レーザの製造方法に関するものである。本発明
は、光ファイバー増幅器用励起光源や光情報処理用の光
源等のように、高出力かつ長寿命であることを要求され
る半導体レーザの製造に好適に利用される。また本発明
は、スーパールミネッセントダイオード等のLEDで、
光の出射端が端面により形成されているものや、面発光
レーザ等の製造にも利用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, in particular, a semiconductor laser. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used for manufacturing a semiconductor laser that is required to have a high output and a long life, such as an excitation light source for an optical fiber amplifier and a light source for optical information processing. The present invention also relates to an LED such as a super luminescent diode,
It is also used for manufacturing a light emitting end formed by an end face, a surface emitting laser, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年における光情報処理技術、光通信技
術の進展には目ざましいものがある。例えば、光磁気デ
ィスクによる高密度記録、光ファイバーネットワークに
よる双方向通信など枚挙に暇がない。
2. Description of the Related Art In recent years, progress in optical information processing technology and optical communication technology has been remarkable. For example, high-density recording using a magneto-optical disk, two-way communication using an optical fiber network, and the like have no spare time.

【0003】例えば、通信分野においては、今後のマル
チメディア時代に本格的に対応する大容量の光ファイバ
ー伝送路とともに、その伝送方式に対する柔軟性を持つ
信号増幅用のアンプとして、Er3+等の希土類をドープ
した光ファイバー増幅器(EDFA)の研究が各方面で
盛んに行なわれている。そして、EDFAのコンポーネ
ントとして不可欠な要素である、高効率な励起光源用の
半導体レーザの開発が待たれている。
[0003] For example, in the communication field, a rare earth element such as Er 3+ is used as a signal amplification amplifier having flexibility for the transmission system together with a large-capacity optical fiber transmission line corresponding to the future of the multimedia age. Research on optical fiber amplifiers (EDFAs) doped with GaN has been actively conducted in various fields. Development of a highly efficient semiconductor laser for an excitation light source, which is an indispensable component of an EDFA, has been awaited.

【0004】EDFA応用に供することのできる励起光
源の発振波長は、原理的に800nm、980nm、1
480nmの3種類存在する。このうち増幅器の特性か
ら見れば980nmでの励起が、利得やノイズ等を考慮
すると最も望ましいことが知られている。このような9
80nmの発振波長を有するレーザは、励起光源として
高出力でありながら長寿命であるという相反する要求を
満たすことが要求されている。さらにこの近傍の波長、
例えば890〜1150nmにおいてはSHG光源、レ
ーザプリンタ用の熱源としての要求もあり、その他種々
の応用面においても高出力で信頼性の高いレーザの開発
が待たれている。また、情報処理分野では高密度記録、
高速書き込み及び読み出しを目的として半導体レーザの
高出力化、短波長化が進んでいる。従来の780nm発
振波長のLDに関しては高出力化が強く望まれており、
また、630〜680nm帯のLDの開発も各方面で精
力的に行われている。
[0004] The oscillation wavelength of an excitation light source that can be used for EDFA applications is 800 nm, 980 nm, and 1 in principle.
There are three types of 480 nm. From the characteristics of the amplifier, it is known that pumping at 980 nm is most desirable in consideration of gain, noise and the like. 9 like this
A laser having an oscillation wavelength of 80 nm is required to satisfy the contradictory requirements of a high output and a long life as an excitation light source. Wavelengths in the vicinity,
For example, in the case of 890 to 1150 nm, there is a demand as an SHG light source and a heat source for a laser printer, and development of a laser with high output and high reliability in various other application fields is awaited. In the information processing field, high density recording,
Higher output and shorter wavelength of semiconductor lasers are being promoted for the purpose of high-speed writing and reading. It is strongly desired to increase the output of a conventional LD having an oscillation wavelength of 780 nm.
In addition, LDs in the 630 to 680 nm band are also being vigorously developed in various fields.

【0005】これまで980nm近傍の半導体レーザに
ついては、50〜100mW程度の光出力において2年
程度の連続使用に耐える半導体レーザとその製造方法が
すでに開発されている。しかしながら、より高い光出力
における動作では急速な劣化がおこり、信頼性は不十分
である。これは780nm帯、630〜680nm帯の
LDにおいても同様であり、高出力時の信頼性確保は特
にGaAs基板を用いた系の半導体レーザ全体の課題に
なっている。
For semiconductor lasers having a wavelength of about 980 nm, semiconductor lasers capable of withstanding continuous use for about two years at an optical output of about 50 to 100 mW and a method of manufacturing the same have already been developed. However, operation at higher light output results in rapid degradation and poor reliability. The same is true for LDs in the 780 nm band and the 630 to 680 nm band, and securing reliability at high output is an issue particularly for the whole semiconductor laser using a GaAs substrate.

【0006】信頼性が不充分である原因のひとつは、非
常に高い光密度にさらされるレーザ光の出射端面の劣化
にある。GaAs/AlGaAs系半導体レーザでもよ
く知られているように、端面近傍には多数の表面準位が
存在するが、これらの準位がレーザ光を吸収するために
一般的に端面近傍の温度はレーザ内部の温度よりも高く
なり、この温度上昇がさらに端面近傍のバンドギャップ
を狭くし、さらにレーザ光を吸収しやすくするといった
正帰還がおきると説明されている。この現象は瞬時に大
電流を流した際に観測される端面破壊いわゆるCOD(C
atastrophic Optical Damage)として知られ、また長
期に通電試験した際のCODレベルの低下に伴う素子の
突然劣化は多くの半導体レーザ素子において共通の問題
となっている。
One of the causes of insufficient reliability is deterioration of the emission end face of a laser beam exposed to a very high light density. As is well known in GaAs / AlGaAs-based semiconductor lasers, there are many surface levels near the end face, and these levels absorb laser light. It is described that the temperature rises higher than the internal temperature, and that this temperature rise further narrows the band gap in the vicinity of the end face and causes positive feedback such that laser light is more easily absorbed. This phenomenon is the so-called COD (C
Known as atastrophic optical damage), sudden deterioration of the device due to a decrease in the COD level during a long-term energization test is a common problem in many semiconductor laser devices.

【0007】これらの問題を解消するために、これまで
にも種々の提案がなされている。例えば、端面近傍の活
性層領域のバンドギャップを発振波長に対して透明にな
るようにし、前述の端面近傍での光吸収をおさえる方法
がこれまでにも種々提案されている。これらの構造のレ
ーザは一般に窓構造レーザあるいはNAM(Non Absorb
ing Mirror)構造レーザと呼ばれており、高出力を必要
とする際には効果的である。しかしながら、レーザ端面
上に発振波長に対して透明な半導体材料をエピタキシャ
ル成長させる方法では、レーザをいわゆるバーの状態に
して端面へエピタキシャル成長を行うために、この後に
行う電極工程が非常に煩雑なものとなってしまう。
Various proposals have been made so far to solve these problems. For example, various methods have been proposed to make the band gap of the active layer region near the end face transparent to the oscillation wavelength and to suppress the light absorption near the end face. Lasers with these structures are generally window-structured lasers or NAMs (Non Absorb
ing Mirror) structure laser, which is effective when high output is required. However, in the method of epitaxially growing a semiconductor material transparent to the oscillation wavelength on the laser end face, since the laser is in a so-called bar state and epitaxial growth is performed on the end face, the subsequent electrode process is very complicated. Would.

【0008】また、ZnあるいはSi等をレーザの端面
近傍の活性層に不純物として意図的に熱拡散又はイオン
打ち込みさせることによって活性層を無秩序化させる方
法も種々提案されている(特開平2−45992号公
報、特開平3−31083号公報、特開平6−3029
06号公報)。しかし、一般にLD製造工程で行われる
不純物拡散はレーザ素子のエピタキシャル方向から基板
方向に向かって行われるため、拡散深さの制御や共振器
方向に対する横方向拡散の制御に問題があり安定した作
製は難しい。また、イオン打ち込みの場合には高エネル
ギーのイオンが端面から導入されるため、たとえアニー
ル処理を施したとしてもLD端面にダメージが残存しが
ちである。また不純物導入を行なった領域での抵抗の低
下に伴う無効電流の増加はレーザの閾値電流や駆動電流
を増加させる等の問題がある。
Various methods have also been proposed for disordering the active layer by intentionally diffusing or implanting Zn or Si or the like as impurities into the active layer near the end face of the laser (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-59992). JP, JP-A-3-31083, JP-A-6-3029
06 publication). However, since impurity diffusion generally performed in the LD manufacturing process is performed from the epitaxial direction of the laser element toward the substrate, there is a problem in controlling the diffusion depth and controlling the lateral diffusion with respect to the cavity direction. difficult. Also, in the case of ion implantation, high-energy ions are introduced from the end face, so that even if an annealing process is performed, damage tends to remain on the LD end face. In addition, an increase in reactive current due to a decrease in resistance in a region into which impurities are introduced has a problem that a threshold current and a drive current of a laser increase.

【0009】一方、特開平3−101183号公報に
は、汚染のない端面を形成し、これに半導体端面との反
応やそれ自体が拡散を起こさない酸素非含有物質をパッ
シベーション層として形成する製法が記載されている。
一般に大気中(例えばクリーンルーム内)での作業で
は、劈開時に端面に発生するGa−OやAs−O等の非
発光再結合中心の生成を抑制することはできない。 し
たがって、この公報に記載されるように「汚染のない端
面を形成」するためには、劈開したその場で不活性化層
を形成することが不可欠であるが、これを実現しうるの
は真空中での劈開だけである。しかし、真空中の劈開は
大気中での一般的な劈開に比較して、非常に煩雑な装置
と作業が要求される。また、この公報にはドライエッチ
ングによって端面を形成する方法も記載されているが、
劈開によって形成される端面と比較して多くの非発光再
結合中心を形成するため、長寿命を要求されるLDの作
製方法には適さない。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-101183 discloses a method of forming an end face without contamination, and forming a non-oxygen-containing substance which does not react with the end face of the semiconductor or diffuse itself as a passivation layer. Has been described.
Generally, in an operation in the air (for example, in a clean room), it is not possible to suppress the generation of non-radiative recombination centers such as Ga-O and As-O generated on an end face during cleavage. Therefore, as described in this publication, it is indispensable to form a passivation layer on the cleaved spot in order to “form an end face without contamination”, but this can be realized by a vacuum. Only cleavage inside. However, cleavage in vacuum requires much more complicated equipment and work than cleavage in general in the atmosphere. Although this publication also describes a method of forming an end face by dry etching,
Since many non-radiative recombination centers are formed as compared with the end face formed by cleavage, they are not suitable for an LD manufacturing method requiring a long life.

【0010】この公報にはパッシベーション材料として
Si又はアモルファスSiが最適であることが記載され
ているが、一般に全く拡散を起こさない物質は存在しな
い。特に高出力、高温下で長時間駆動することを前提と
する半導体レーザでは、これらのパッシベーション材料
の拡散が懸念される。また、この公報に類するものとし
て、L.W.Tu et al.,(In-vacuum cleavingand coating
of semiconductor laser facets using silicon
and adielectric、 J.Appl.Phys.80(11) 1 DEC. 19
96)には、Si/AlOx構造をレーザ端面にコーティ
ングする際に真空中で劈開すると、劈開面でのキャリア
の再結合速度が遅くなり、初期的なCODレベルが上が
ることが記載されている。しかしながら、この論文には
長期の信頼性に関する記述はなく、コーティングとLD
構造の関連についても述べられていない。
Although this publication describes that Si or amorphous Si is optimal as a passivation material, there is generally no substance that does not cause any diffusion. Particularly, in the case of a semiconductor laser which is assumed to be driven for a long time under high output and high temperature, there is a concern about diffusion of these passivation materials. Further, as similar to this publication, LWTu et al., (In-vacuum cleaving and coating
of semiconductor laser facets using silicon
and adielectric, J. Appl. Phys. 80 (11) 1 DEC. 19
96) describes that cleaving in a vacuum at the time of coating a laser end face with a Si / AlOx structure slows down the recombination rate of carriers at the cleavage face and increases the initial COD level. However, there is no mention of long-term reliability in this paper,
No mention is made of the structure.

【0011】また、半導体レーザの光出射端面での電界
強度を下げるために、共振器方向に存在する定在波の腹
の部分が端面部分と一致しないように、Siをコーティ
ング膜と半導体との界面に1/4波長分挿入することも
提案されている。しかし、一般の半導体レーザが実現さ
れている波長帯、特に高出力LDが望まれている400
〜1600nmにおいては、Siそのものが光の吸収体
として作用してしまうため、端面での温度上昇がデバイ
スの劣化を加速してしまう可能性がある。
Further, in order to reduce the electric field intensity at the light emitting end face of the semiconductor laser, Si is coated between the coating film and the semiconductor so that the antinode of the standing wave existing in the cavity direction does not coincide with the end face part. It has also been proposed to insert 1 / wavelength into the interface. However, a wavelength band in which a general semiconductor laser is realized, particularly a high output LD is desired.
At 6001600 nm, Si itself acts as a light absorber, so a rise in temperature at the end face may accelerate device degradation.

【0012】また、米国特許第4,563,368号明
細書には、Al、Si、Ta、V、Sb、Mn、Crま
たはTiを含む不活性化層を、劈開面の酸素だけを取り
除くのに必要十分な厚さに調節して劈開面に形成するこ
とが記載されている。しかしながら本発明者らの検討に
よると、この米国特許には、不活性化層が酸素を抱える
ために必要と思われるエネルギーの与え方が明示されて
いない。また、不活性化層のすべてを酸化させ、かつ端
面に残存する酸化物が十分にとりきれるほどの厚みを制
御性良く作製しなければならいが、これには製造上煩雑
なモニターリングが必要であり、再現性にも疑問が残
る。さらに、不活性化層が酸素と反応してすべて酸化物
となるため、長期的には不活性化層にプロセス時にとり
こまれた酸素が、レーザを長期的に駆動している際に、
再び端面を構成する元素と反応することが懸念され、信
頼性に疑問が残る。このように、これまでに提案された
半導体発光素子およびその製造方法はいずれも技術的に
満足しうるものではなかった。
Also, US Pat. No. 4,563,368 discloses that a passivation layer containing Al, Si, Ta, V, Sb, Mn, Cr or Ti is formed by removing only oxygen from a cleavage plane. It is described that the thickness is adjusted to a necessary and sufficient thickness and formed on the cleavage plane. However, according to studies by the present inventors, this U.S. Patent does not specify how to provide energy that would be necessary for the passivation layer to hold oxygen. In addition, it is necessary to oxidize all of the passivation layer and to produce a thickness with sufficient controllability to sufficiently remove the oxide remaining on the end face, but this requires complicated monitoring in production. , The question remains in reproducibility. Furthermore, since the passivation layer reacts with oxygen to form all oxides, oxygen incorporated into the passivation layer during the process in the long term, when driving the laser for a long time,
It is feared that it reacts again with the elements constituting the end face, leaving a question of reliability. As described above, none of the semiconductor light emitting devices proposed so far and the manufacturing method thereof have been technically satisfactory.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来技
術の問題点を解決することを課題とした。具体的には、
本発明は、端面での界面準位密度を長期間にわたって安
定に抑制し、しかも、不活性化層のLD駆動中の拡散が
起きても安定に動作する半導体発光素子を簡便に製造す
る方法を提供することを解決すべき課題とした。また本
発明は、端面での劣化を抑え、高出力と長寿命を両立さ
せた高性能の半導体発光素子を提供することを解決すべ
き課題とした。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. In particular,
The present invention provides a method for easily manufacturing a semiconductor light emitting device that stably suppresses the interface state density at the end face for a long period of time and that operates stably even when diffusion of the passivation layer occurs during LD driving. Providing was made an issue to be solved. Another object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor light emitting device that suppresses deterioration at the end face and achieves both high output and long life.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を進めた結果、半導体発光素子
の製造段階において共振器端面に不活性化層を形成して
プラズマ照射し、さらにその上に不活性化層をもう一層
形成することによって、端面の界面準位密度を長期間安
定に制御しうることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。すなわち本発明は、第一導電型クラッド層、活性層
及び第二導電型クラッド層を含む化合物半導体層を基板
上に有する、共振器構造を備えた半導体発光素子の製造
方法において、(1)基板上に化合物半導体層を順次結
晶成長した後、共振器端面を形成する工程、(2)該端
面上に第一不活性化層を形成する工程、(3)該第一不
活性化層にプラズマを照射する工程、および、(4)プ
ラズマ照射された第一不活性化層上にさらに第二不活性
化層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光
素子の製造方法を提供するものである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, at the stage of manufacturing a semiconductor light emitting device, formed an inactive layer on the end face of the resonator and irradiated with plasma. Further, they have found that by further forming a passivation layer thereon, the interface state density of the end face can be stably controlled for a long period of time, thereby completing the present invention. That is, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a resonator structure, comprising a compound semiconductor layer including a first conductivity type cladding layer, an active layer, and a second conductivity type cladding layer on a substrate. A step of forming a cavity facet after sequentially crystal-growing a compound semiconductor layer thereon; (2) a step of forming a first passivation layer on the facet; and (3) a plasma on the first passivation layer. And (4) forming a second passivation layer on the plasma-irradiated first passivation layer. It is.

【0015】本発明の製造方法は、共振器端面を形成し
た後に、該端面に露出した第一導電型クラッド層、活性
層及び第二導電型クラッド層にプラズマを照射する工程
をさらに有するのが好ましい。また、第一不活性化層を
構成する元素として、共振器端面を構成する少なくとも
1つの元素よりも酸化物の生成エンタルピーの絶対値が
大きい元素を選択するのが好ましい。同様に、第二不活
性化層を構成する元素として、第一不活性化層を構成す
る元素よりも酸化物の生成エンタルピーの絶対値が大き
い元素を選択するのが好ましい。第二不活性化層に、さ
らにプラズマを照射して不活性化層を形成する工程を少
なくとも1回行って3層以上の不活性化層を形成するこ
とができる。さらに、最外層である不活性化層の表面
に、誘電体又は誘電体及び半導体の組合せからなるコー
ティング層を形成する工程をさらに有するのが好まし
い。該コーティング層の形成は、該不活性化層表面にコ
ーティング層の原料を供給しながらプラズマを照射する
ことによって行うのが好ましい。
The manufacturing method of the present invention further comprises a step of, after forming the cavity facet, irradiating the first conductivity type clad layer, the active layer and the second conductivity type clad layer exposed on the facet with plasma. preferable. Further, it is preferable to select, as an element constituting the first passivation layer, an element having an absolute value of an enthalpy of formation of an oxide larger than at least one element constituting the end face of the resonator. Similarly, it is preferable to select, as an element constituting the second passivation layer, an element having an absolute value of an enthalpy of formation of an oxide larger than that of the element constituting the first passivation layer. The step of forming a passivation layer by further irradiating the second passivation layer with plasma may be performed at least once to form three or more passivation layers. It is preferable that the method further includes a step of forming a coating layer made of a dielectric or a combination of a dielectric and a semiconductor on the surface of the passivation layer which is the outermost layer. The formation of the coating layer is preferably performed by irradiating the surface of the passivation layer with plasma while supplying a raw material for the coating layer.

【0016】本発明の好ましい実施態様では、第一不活
性化層の厚さTp(1)、第二不活性化層の厚さTp(2)およ
びこれら二つの不活性化層の厚さの和Tp(1+2)はそれぞ
れ以下の式で表される範囲内にする。
In a preferred embodiment of the invention, the thickness of the first passivation layer T p (1) , the thickness of the second passivation layer T p (2) and the thickness of these two passivation layers Each of the sums T p (1 + 2) is set within a range represented by the following equation.

【数4】 0.2(nm)<Tp(1)<λ/8n1(nm)・・・・・(式1) 0.2(nm)<Tp(2)<λ/4n2(nm)・・・・・(式2) 0.4(nm)<Tp(1+2)<3λ/8n12(nm)・・・(式3) (式中、λは半導体発光素子の発振波長、n1は第一不
活性化層の波長λにおける屈折率の実数部分、n2は第
二不活性化層の波長λにおける屈折率の実数部分、n12
は二つの不活性化層の波長λにおける平均屈折率の実数
部分を表す。) 本発明の別の好ましい実施態様では、共振器端面へのプ
ラズマ照射からコーティング層の形成までの工程を、真
空中で連続的に行う。プラズマ照射は、Arのようにイ
オン化した希ガスのプラズマ照射であるのが好ましく、
照射するプラズマのエネルギーは25eV以上300e
V以下であるのが好ましい。本発明は、上記の製造方法
によって製造される半導体発光素子も提供するものであ
る。
0.2 (nm) <T p (1) <λ / 8n 1 (nm) (Equation 1) 0.2 (nm) <T p (2) <λ / 4n 2 (Nm)... (Equation 2) 0.4 (nm) <T p (1 + 2) <3λ / 8n 12 (nm) (Equation 3) (where λ is a semiconductor light emitting element) the oscillation wavelength, n 1 is a real number portion of the refractive index at the wavelength λ of the first passivation layer, n 2 is a real number portion of the refractive index at the wavelength λ of the second passivation layer, n 12
Represents the real part of the average refractive index at the wavelength λ of the two passivation layers. In another preferred embodiment of the present invention, the steps from plasma irradiation to the cavity facet to formation of the coating layer are continuously performed in a vacuum. The plasma irradiation is preferably plasma irradiation of a rare gas ionized like Ar,
Irradiation plasma energy is more than 25eV and 300e
V or less. The present invention also provides a semiconductor light emitting device manufactured by the above manufacturing method.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下において、本発明を詳細に説
明する。本発明の半導体発光素子の製造方法は、上記の
工程(1)〜(4)を含むことを特徴とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes the above steps (1) to (4).

【0018】本発明の工程(1)では、化合物半導体層
を基板上に順次結晶成長して半導体ウエハーを製造した
後、共振器端面を形成する。工程(1)で製造する半導
体ウエハーは、第一導電型クラッド層、活性層及び第二
導電型クラッド層を含む化合物半導体層を基板上に有し
ており、かつ、半導体発光素子の製造に使用しうるもの
であれば特にその種類は制限されない。したがって、半
導体ウエハーには上記以外の層が存在していてもよく、
また、各層に使用する材料の種類や量、その層構造は特
に限定されない。
In the step (1) of the present invention, a compound semiconductor layer is sequentially grown on a substrate to form a semiconductor wafer, and then a cavity facet is formed. The semiconductor wafer manufactured in the step (1) has a compound semiconductor layer including a first conductivity type clad layer, an active layer and a second conductivity type clad layer on a substrate, and is used for manufacturing a semiconductor light emitting device. The type is not particularly limited as long as it can be performed. Therefore, layers other than the above may be present in the semiconductor wafer,
The type and amount of the material used for each layer and the layer structure are not particularly limited.

【0019】以下において、工程(1)で製造する半導
体ウエハーの好ましい構成例およびその製造法について
具体的に説明する。説明する半導体ウエハーは、屈折率
導波構造を有し、第二導電型クラッド層が二層に分か
れ、第二導電型第二クラッド層と電流ブロック層とで電
流注入領域を形成し、さらに電極との接触抵抗を下げる
ためのコンタクト層を有するものである(図2)。この
例を始めとする様々なレーザの基本的エピタキシャル構
造の製法については、例えば特開平8−130344号
公報を参考にすることができる。この種のレーザは光通
信に用いられる光ファイバー増幅器用の光源や、情報処
理用の大規模光磁気メモリーのピックアップ光源として
用いられ、層構成や使用材料等を適宜選択することによ
ってさらに様々な用途へ応用することもできる。
Hereinafter, a preferred configuration example of the semiconductor wafer manufactured in the step (1) and a manufacturing method thereof will be specifically described. The semiconductor wafer to be described has a refractive index waveguide structure, the second conductivity type clad layer is divided into two layers, and a current injection region is formed by the second conductivity type second clad layer and the current block layer. (FIG. 2). For a method of manufacturing a basic epitaxial structure of various lasers including this example, for example, JP-A-8-130344 can be referred to. This type of laser is used as a light source for optical fiber amplifiers used for optical communication and as a pickup light source for large-scale magneto-optical memory for information processing, and can be used in various applications by appropriately selecting the layer configuration and materials used. It can also be applied.

【0020】図2は、本発明の半導体レーザにおけるエ
ピタキシャル構造の一例としてグルーブ型の半導体レー
ザの構成を示した概略断面図である。基板(1)として
は、所望の発振波長、格子整合性、意図的に活性層等に
導入される歪等の点からInP、GaAs、GaN、I
nGaAs、Al23等の単結晶基板が使用される。場
合によってはAl23のような誘電体基板も使用するこ
とができる。本発明の実施形態としては、V族としてA
s、P等を含むIII-V族半導体発光素子に対する格子整
合性の観点から、InP基板やGaAs基板を使用する
のが望ましい。V族としてAsを含む場合にはGaAs
基板を使用するのが最も好ましい。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of a groove type semiconductor laser as an example of the epitaxial structure in the semiconductor laser of the present invention. The substrate (1) may be made of InP, GaAs, GaN, or Ip from the viewpoints of desired oscillation wavelength, lattice matching, strain intentionally introduced into the active layer and the like.
A single crystal substrate of nGaAs, Al 2 O 3 or the like is used. In some cases, a dielectric substrate such as Al 2 O 3 can also be used. In an embodiment of the present invention, A
It is desirable to use an InP substrate or a GaAs substrate from the viewpoint of lattice matching with a III-V group semiconductor light emitting device containing s, P and the like. In the case where As is contained as a V group, GaAs
Most preferably, a substrate is used.

【0021】また、Al23等の誘電体基板は、III-V
族半導体発光素子の中でもV族として窒素等を含む材料
に使用されることがある。基板はいわゆるジャスト基板
だけではなく、エピタキシャル成長の際の結晶性を向上
させる観点から、いわゆるオフ基板の使用も可能であ
る。オフ基板は、ステップフローモードでの良好な結晶
成長を促進する効果を有しており、広く使用されてい
る。オフ基板は0.5度から2度程度の傾斜を持つもの
が広く用いられるが、量子井戸構造を構成する材料系に
よっては傾斜を10度前後にすることもある。基板は、
MBEあるいはMOCVD等の結晶成長技術を利用して
発光素子を製造するための準備として、あらかじめ化学
エッチングや熱処理等を施しておいてもよい。
A dielectric substrate such as Al 2 O 3 is made of a III-V
Among the group V semiconductor light emitting devices, it may be used for a material containing nitrogen or the like as V group. As the substrate, not only a so-called just substrate, but also a so-called off-substrate can be used from the viewpoint of improving crystallinity during epitaxial growth. Off-substrates have the effect of promoting good crystal growth in the step flow mode, and are widely used. The off-substrate having a slope of about 0.5 to 2 degrees is widely used, but the slope may be about 10 degrees depending on the material system constituting the quantum well structure. The substrate is
As a preparation for manufacturing a light emitting device using a crystal growth technique such as MBE or MOCVD, chemical etching, heat treatment, or the like may be performed in advance.

【0022】バッファ層(2)は、基板バルク結晶の不
完全性を緩和し、結晶軸を同一にしたエピタキシャル薄
膜の形成を容易にするために基板上に成長することが好
ましい。バッファ層(2)は、基板(1)と同一の化合
物で構成するのが好ましく、基板がGaAsの場合は通
常、GaAsが使用される。しかし、超格子層をバッフ
ァ層に使用することも広く行われており、同一の化合物
で形成されない場合もある。一方、誘電体基板を用いた
場合には必ずしも基板と同一の物質ではなく、その所望
の発光波長、デバイス全体の構造から、適宜、基板と異
なった材料が選ばれる場合もある。
The buffer layer (2) is preferably grown on the substrate to alleviate incompleteness of the substrate bulk crystal and facilitate the formation of an epitaxial thin film having the same crystallographic axis. The buffer layer (2) is preferably made of the same compound as the substrate (1). When the substrate is GaAs, GaAs is usually used. However, a superlattice layer is widely used as a buffer layer, and may not be formed of the same compound. On the other hand, when a dielectric substrate is used, a material different from that of the substrate may be appropriately selected depending on the desired emission wavelength and the overall structure of the device, not necessarily the same substance as the substrate.

【0023】第一導電型クラッド層(3)は一般的には
活性層(4)の平均屈折率より小さな屈折率を有する材
料で構成され、所望の発振波長を実現するために準備さ
れる基板(1)、バッファ層(2)、活性層(4)等に
より適宜材料が規定される。例えば基板(1)としてG
aAsが使用され、バッファ層(2)もGaAsの際に
はAlGaAs系材料、InGaAs系材料、AlGa
InP系材料、InGaP系材料等が用いられる。また
場合によっては、クラッド層全体を超格子構造にするこ
とも可能である。
The first conductivity type cladding layer (3) is generally made of a material having a refractive index smaller than the average refractive index of the active layer (4), and is prepared to realize a desired oscillation wavelength. The material is appropriately defined by (1), the buffer layer (2), the active layer (4) and the like. For example, as the substrate (1), G
aGaAs is used, and when the buffer layer (2) is GaAs, an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material,
InP-based materials and InGaP-based materials are used. In some cases, the entire cladding layer may have a superlattice structure.

【0024】本発明の効果は活性層(4)の導電型、材
料、構造等の如何によらず認められるが、導電型はP型
である方が好ましい。一般的に半導体のバンドギャップ
は、例えばHeterostructure Lasers (H.C.Casey,Jr.
M.B.Panish著 Academic Press 1978 P.157)に記載
されるように、ホール濃度が高い物質ほど小さくなる傾
向にある。例えば、GaAsのバンドギャップEg(e
V)は、P型のキャリア濃度をP(cm-3)として
The effect of the present invention can be recognized irrespective of the conductivity type, material, structure, etc. of the active layer (4), but the conductivity type is preferably P-type. Generally, the band gap of a semiconductor is, for example, Heterostructure Lasers (HCCasey, Jr.
As described in Academic Press 1978, p. 157) by MBPanish, a substance having a higher hole concentration tends to be smaller. For example, GaAs band gap Eg (e
V) is the P-type carrier concentration as P (cm −3 ).

【数5】Eg=1.424−1.6×10-8×P1/3 であることが示されている。本発明の1つの特徴は不活
性化層(14)、特に、第一不活性化層(14−1)と
してレーザ端面と誘電体界面に挿入される物質が、長期
のレーザ駆動中、特に高出力動作中に拡散を起こした
際、n型の不純物として活性層(4)中等に徐々に導入
され、補償効果によって実効的なホール濃度の低下を引
き起こす点にある。これは半導体端面近傍、言い替えれ
ば不活性化層(14)がLD駆動と共に、構成する一部
の元素が拡散されていく部分のバンドギャップを増大さ
せる事を意味し、端面での光の吸収を抑制する働きをす
ることが期待される。この点でP型の活性層が望まし
い。
## EQU5 ## It is shown that Eg = 1.424-1.6 × 10 −8 × P 1/3 . One of the features of the present invention is that the substance inserted between the laser end face and the dielectric interface as the passivation layer (14), particularly the first passivation layer (14-1), is particularly high during long-term laser driving. When the diffusion occurs during the output operation, it is gradually introduced as an n-type impurity into the active layer (4) or the like, and the effective hole concentration is reduced by the compensation effect. This means that the passivation layer (14) increases the band gap of the part where the constituent elements are diffused together with the LD driving, in the vicinity of the semiconductor end face, that is, the light absorption at the end face. It is expected to act to suppress. In this regard, a P-type active layer is desirable.

【0025】また、材料選択の観点からは、活性層
(4)はIn及び/又はGaを含む系が望ましい。これ
は結晶成長の際にいわゆる秩序化が起こりやすい材料系
であって、不活性化層(14)、特に、第一不活性化層
(14−1)としてレーザ端面と誘電体の界面に挿入さ
れる物質が、長期のレーザ駆動中に上記の様に拡散する
際に、端面近傍の無秩序化を引き起こすことも期待され
るからである。一般に材料の無秩序化はバンドギャップ
の増加をもたらすため、これはキャリアの補償効果と相
まって、さらなる端面の光吸収を長期的に抑制していく
こととなる。
Further, from the viewpoint of material selection, the active layer (4) is desirably a system containing In and / or Ga. This is a material system in which so-called ordering is likely to occur during crystal growth, and is inserted at the interface between the laser end face and the dielectric as a passivation layer (14), in particular, a first passivation layer (14-1). This is because, when the substance to be diffused as described above during the long-term laser driving, it is expected that disorder near the end face may be caused. Generally, disordering of the material causes an increase in the band gap, which, in combination with the compensation effect of the carrier, further suppresses the light absorption at the end face in the long term.

【0026】これら観点から、活性層(4)の材料とし
ては、AlGaAs系材料、InGaAs系材料、In
GaP系、AlGaInP系材料等が望ましく、具体的
にはAlxGa1-xAs(0≦x≦1)、InxGa1-x
s(0≦x≦1)または(AlxGa1-xyIn1-y
(0≦x,y≦1)であるのが望ましい。特に量子井戸
構造をとっていることが無秩序化をするうえで望まし
い。これら材料の選択は所望する発振波長によって規定
されるのが一般的である。
From these viewpoints, the active layer (4) may be made of an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material, or an InGaAs-based material.
A GaP-based or AlGaInP-based material is desirable, and specifically, Al x Ga 1-x As (0 ≦ x ≦ 1), In x Ga 1-x A
s (0 ≦ x ≦ 1) or (Al x Ga 1-x ) y In 1-y P
(0 ≦ x, y ≦ 1) is desirable. In particular, a quantum well structure is desirable for disordering. The choice of these materials is generally defined by the desired oscillation wavelength.

【0027】また、活性層(4)の構造は、単一の層か
らなる通常のバルク活性層でもよいが、単一量子井戸
(SQW)構造、二重量子井戸(DQW)構造、多重量
子(MQW)構造等の量子井戸構造も目的に応じて採用
することができる。量子井戸構造には、通常、光ガイド
層が併用され、必要に応じて量子井戸の分離のために障
壁層が併用される。活性層の構造としては、量子井戸の
両側に光ガイド層を設けた構造(SCH構造)、光ガイ
ド層の組成を徐々に変化させることにより屈折率を連続
的に変化させた構造(GRIN−SCH構造)等を採用
することができる。光ガイド層の材料としてはAlGa
As系材料、InGaAs系材料、InGaP系材料、
AlGaInP系材料等を活性層にあわせて選択するこ
とができる。
The structure of the active layer (4) may be an ordinary bulk active layer consisting of a single layer, but may be a single quantum well (SQW) structure, a double quantum well (DQW) structure, or a multiple quantum well (DQW) structure. A quantum well structure such as an MQW structure can be adopted according to the purpose. In the quantum well structure, a light guide layer is usually used in combination, and a barrier layer is used in combination for separation of the quantum well as needed. The structure of the active layer includes a structure in which light guide layers are provided on both sides of the quantum well (SCH structure) and a structure in which the refractive index is continuously changed by gradually changing the composition of the light guide layer (GRIN-SCH). Structure) can be adopted. The material of the light guide layer is AlGa
As-based materials, InGaAs-based materials, InGaP-based materials,
An AlGaInP-based material or the like can be selected according to the active layer.

【0028】一方、不活性化層(14)の材料としては
Siが望ましい。これは一般的に端面発光型デバイスで
共振器を構成する面となる(110)面、また面発光レ
ーザ等で出射端となる(100)面からの拡散でn型の
ドーパントとなりうるからであり、さらに、上記活性層
(4)の材料として好適に利用されるAlGaAs系材
料、InGaAs系材料、InGaP系材料、AlGa
InP系材料を無秩序化をすることが可能だからであ
る。
On the other hand, Si is desirable as the material of the passivation layer (14). This is because, in general, an n-type dopant can be formed by diffusion from the (110) plane which forms a resonator in an edge-emitting device or the (100) plane which becomes an emission end in a surface-emitting laser or the like. Further, an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material, an InGaP-based material, and an AlGa material preferably used as the material of the active layer (4).
This is because the InP-based material can be disordered.

【0029】第二導電型第一クラッド層(5)および第
二導電型第二クラッド層(8)は、第一導電型クラッド
層(3)と同様に一般的には活性層(4)の平均屈折率
より小さな屈折率を有する材料で構成され、基板
(1)、バッファ層(2)、活性層(4)等により適宜
材料が規定される。例えば基板(1)としてGaAsが
使用され、バッファ層(2)にもGaAsが使用されて
いるときにはAlGaAs系材料、InGaAs系材
料、AlGaInP系材料、InGaP系材料等が用い
られる。
The second conductive type first clad layer (5) and the second conductive type second clad layer (8) are generally the same as the first conductive type clad layer (3). It is composed of a material having a refractive index smaller than the average refractive index, and the material is appropriately defined by the substrate (1), the buffer layer (2), the active layer (4) and the like. For example, when GaAs is used for the substrate (1) and GaAs is also used for the buffer layer (2), an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material, an AlGaInP-based material, an InGaP-based material, or the like is used.

【0030】図2には、二種類のエッチング阻止層
(6)(7)及びキャップ層(10)が記載されている
が、これらの層は、本発明の好ましい態様において採用
され、電流注入領域の作り込みを精密かつ容易に行うの
に有効である。
FIG. 2 shows two types of etching stop layers (6) and (7) and a cap layer (10). These layers are employed in a preferred embodiment of the present invention, and the current injection region is formed. This is effective for making the production of the precision accurately and easily.

【0031】第二エッチング阻止層(6)が例えば、A
aGa1-aAs(0≦a≦1)材料にて構成される場合
には、通常はGaAsが好適に使用される。これはMO
CVD法等で第二導電型第二クラッド層(8)等を、特
にAlGaAs系で再成長させる際に結晶性よく積層す
ることができるためである。第二エッチング阻止層
(6)の厚さは通常2nm以上が好ましい。
The second etching stop layer (6) is made of, for example, A
When configured in l a Ga 1-a As ( 0 ≦ a ≦ 1) material is typically GaAs is preferably used. This is MO
This is because the second conductivity type second cladding layer (8) and the like can be laminated with good crystallinity when regrown by an AlGaAs-based method by the CVD method or the like. The thickness of the second etching stop layer (6) is usually preferably 2 nm or more.

【0032】第一エッチング阻止層(7)は、Inb
1-bP(0≦b≦1)で表される層が好適であり、G
aAsを基板として使用した場合は通常歪みのない系で
b=0.5にする。第一エッチング阻止層(7)の厚さ
は通常5nm以上であり、好ましくは10nm以上であ
る。5nm未満であると、膜厚の乱れ等により、エッチ
ングを阻止することができなくなってしまう危険性があ
る。一方膜厚によっては歪み系を用いることもでき、b
=0、b=1等の組成を採用することも可能である。
The first etching stop layer (7) is made of In b G
A layer represented by a 1-b P (0 ≦ b ≦ 1) is preferable.
When aAs is used as a substrate, b = 0.5 is usually set in a system without distortion. The thickness of the first etching stop layer (7) is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more. If the thickness is less than 5 nm, there is a risk that etching cannot be stopped due to a disorder of the film thickness or the like. On the other hand, depending on the film thickness, a strain system can be used.
It is also possible to adopt a composition such as = 0, b = 1, and the like.

【0033】キャップ層(10)は、第1回目の成長に
おいて電流ブロック層(9)の保護層として用いられる
と同時に第二導電型第二クラッド層(8)の成長を容易
にするために用いられ、素子構造を得る前に、一部又は
全て除去される。
The cap layer (10) is used as a protective layer for the current blocking layer (9) in the first growth and at the same time to facilitate the growth of the second conductive type second clad layer (8). And some or all are removed before obtaining the device structure.

【0034】電流ブロック層(9)は、文字通り電流を
ブロックして実質的に流さないようにすることが要求さ
れるので、その導電型は第一導電型クラッド層(3)と
同一かあるいはアンドープとすることが好ましい。ま
た、例えばAlGaAs系で電流ブロック層(9)を形
成する場合であれば、AlyGa1-yAs(0<y≦1)
からなる第二導電型第二クラッド層(8)より屈折率が
小さいことが好ましい。すなわち、電流ブロック層
(9)がAlzGa1-zAs(0≦z≦1)であれば、混
晶比としてはz>yになることが好ましい。
Since the current blocking layer (9) is required to literally block the current and substantially prevent the current from flowing, its conductivity type is the same as that of the first conductivity type cladding layer (3) or undoped. It is preferable that Further, for example, in the case of forming the current blocking layer (9) in an AlGaAs, Al y Ga 1-y As (0 <y ≦ 1)
It is preferable that the refractive index is lower than that of the second conductive type second cladding layer (8). That is, when the current blocking layer (9) is Al z Ga 1 -z As (0 ≦ z ≦ 1), the mixed crystal ratio is preferably z> y.

【0035】第二導電型第二クラッド層(8)の屈折率
は、通常、活性層(4)の屈折率以下である。また、第
二導電型第二クラッド層(8)は通常第一導電型クラッ
ド層(3)及び第二導電型第一クラッド層(5)と同一
とされる。また、本発明の好ましい態様のひとつとし
て、第二導電型第一クラッド層(5)、第二導電型第二
クラッド層(8)及び電流ブロック層(9)の全てを同
一組成の同一材料系で構成する場合を挙げることができ
る。その場合、第一エッチング阻止層(7)によって実
効屈折率差が形成され、また、キャップ層(10)を完
全には除去しない場合においては、第一エッチング層
(7)に加えてキャップ層(10)によっても実効屈折
率差が形成される。この様な層構成を採ることにより、
第二導電型第二クラッド層(8)及び電流ブロック層
(9)のそれぞれの界面における材料又は組成の不一致
に起因する諸問題を回避することができるため非常に好
ましい。
The refractive index of the second conductive type second cladding layer (8) is usually equal to or lower than the refractive index of the active layer (4). The second conductive type second clad layer (8) is usually the same as the first conductive type clad layer (3) and the second conductive type first clad layer (5). Further, as one preferred embodiment of the present invention, the second conductive type first clad layer (5), the second conductive type second clad layer (8) and the current blocking layer (9) are all made of the same material of the same composition. Can be cited. In that case, an effective refractive index difference is formed by the first etching stop layer (7), and when the cap layer (10) is not completely removed, in addition to the first etching layer (7), the cap layer ( An effective refractive index difference is also formed by (10). By adopting such a layer configuration,
It is very preferable because it is possible to avoid various problems caused by mismatching of materials or compositions at respective interfaces of the second conductivity type second cladding layer (8) and the current blocking layer (9).

【0036】第二導電型第二クラッド層(8)上には電
極(12)との接触抵抗率を下げるため等の目的でコン
タクト層(11)を設けるのが好ましい。コンタクト層
(11)は、通常、GaAs材料にて構成される。この
層は、通常電極との接触抵抗率を低くするためにキャリ
ア濃度を他の層より高くする。
It is preferable to provide a contact layer (11) on the second conductive type second clad layer (8) for the purpose of lowering the contact resistivity with the electrode (12). The contact layer (11) is usually made of a GaAs material. This layer usually has a higher carrier concentration than other layers in order to lower the contact resistivity with the electrode.

【0037】また、通常、バッファ層(2)の厚さは
0.1〜3μm、第一導電型クラッド層(3)の厚さは
0.5〜3μm、活性層(4)の厚さは量子井戸構造の
場合1層当たり0.0005〜0.02μm、第二導電
型第一クラッド層(5)の厚さは0.05〜0.3μ
m、第導電型第二クラッド層(8)の厚さは0.5〜3
μm、キャップ層(10)の厚さは0.005〜0.5
μm、電流ブロック層(9)の厚さは0.3〜2μmの
範囲から選択される。
In general, the thickness of the buffer layer (2) is 0.1 to 3 μm, the thickness of the first conductivity type cladding layer (3) is 0.5 to 3 μm, and the thickness of the active layer (4) is In the case of a quantum well structure, 0.0005 to 0.02 μm per layer, and the thickness of the second conductivity type first cladding layer (5) is 0.05 to 0.3 μm.
m, the thickness of the second cladding layer (8) of the first conductivity type is 0.5 to 3
μm, the thickness of the cap layer (10) is 0.005 to 0.5
μm, and the thickness of the current blocking layer (9) is selected from the range of 0.3 to 2 μm.

【0038】図2に示す半導体発光素子は、さらに電極
(12)、(13)を形成して構成される。電極(1
2)は、p型の場合、コンタクト層(11)表面に例え
ばTi/Pt/Auを順次に蒸着した後、合金化処理す
ることによって形成される。一方、電極(13)は、基
板(1)の表面に形成され、n型電極の場合、例えばA
uGe/Ni/Auを順次に蒸着した後、合金化処理す
ることによって形成される。以上、好ましい半導体ウエ
ハーの構成例と製造例について説明したが、本発明によ
って上記以外の構成を有する半導体ウエハーを製造する
こともできる。
The semiconductor light emitting device shown in FIG. 2 is constituted by further forming electrodes (12) and (13). Electrode (1
In the case of p-type, 2) is formed by sequentially depositing, for example, Ti / Pt / Au on the surface of the contact layer (11) and then performing an alloying treatment. On the other hand, the electrode (13) is formed on the surface of the substrate (1).
It is formed by sequentially depositing uGe / Ni / Au and then performing an alloying process. As described above, a configuration example and a manufacturing example of a preferable semiconductor wafer have been described, but a semiconductor wafer having a configuration other than the above can be manufactured by the present invention.

【0039】製造した半導体ウエハーには、共振器端面
を形成する。共振器端面は半導体発光素子の製造工程で
通常用いられている方法によって調製することができ、
その具体的な方法は特に制限されない。好ましいのは、
劈開により端面を形成する方法である。劈開は端面発光
型レーザの場合に広く用いられており、劈開によって形
成される端面は使用する基板の方位によって異なる。例
えば、好適に利用されるnominally(100)と結晶学
的に等価な面をもつ基板を使用して端面発光型レーザ等
の素子を形成する際には、(110)もしくはこれと結
晶学的に等価な面が共振器を形成する面となる。一方、
オフ基板(miss oriented substrate)を使用するときに
は、傾斜させた方向と共振器方向の関係によっては端面
が共振器方向と90度にならない場合もある。例えば
(100)基板から、(1−10)方向にむけて角度を
2度傾けた基板を使用した場合には端面も2度傾くこと
になる。なお、面発光レーザの様に共振器が結晶成長過
程で作製される場合もあるが、この場合も本発明の適用
対象になる。
A cavity facet is formed on the manufactured semiconductor wafer. The cavity facet can be prepared by a method usually used in a semiconductor light emitting device manufacturing process,
The specific method is not particularly limited. Preferred is
This is a method of forming an end face by cleavage. Cleavage is widely used in the case of edge-emitting lasers, and the end face formed by cleavage varies depending on the orientation of the substrate used. For example, when an element such as an edge-emitting laser is formed using a substrate having a plane which is crystallographically equivalent to the preferably used (100), the (110) or the crystallographically equivalent to this is used. The equivalent surface is the surface that forms the resonator. on the other hand,
When using an off-substrate (miss oriented substrate), the end face may not be at 90 degrees to the resonator direction depending on the relationship between the inclined direction and the resonator direction. For example, when a substrate whose angle is inclined by 2 degrees from the (100) substrate toward the (1-10) direction is used, the end face also inclines by 2 degrees. In some cases, such as a surface emitting laser, a resonator is manufactured during the crystal growth process, and this case is also an object of the present invention.

【0040】本発明では、真空中での繁雑な劈開工程を
行うことは必ずしも必要とされない。常圧の大気中ある
いは窒素雰囲気中で劈開しても構わないことから、本発
明を利用すれば製造工程全体を簡略化することができ
る。真空中での劈開が必須工程とされないのは、端面で
の非発光再結合中心となる酸化物及び/又は窒化物等の
一部又は全部を、後に行う端面へのプラズマ照射及び/
又は第一不活性化層形成後に行う第一不活性化層へのプ
ラズマ照射で除去することができるからである。すなわ
ち、第一導電型クラッド層(3)、活性層(4)、第二
導電型クラッド層(5)(8)、さらには端面に露出さ
れる基板(1)、電流ブロック層(9)、コンタクト層
(11)等の共振器ミラー近傍に位置する酸化物及び/
又は窒化物等をプラズマ照射することによって効果的に
除去することができるのである。
In the present invention, it is not always necessary to perform a complicated cleavage step in a vacuum. Since the cleavage may be performed in the atmospheric pressure or the nitrogen atmosphere, the entire manufacturing process can be simplified by using the present invention. Cleavage in a vacuum is not an essential step because part or all of oxides and / or nitrides, etc., which become non-radiative recombination centers at the end faces, is subjected to plasma irradiation and / or
Alternatively, the first passivation layer can be removed by plasma irradiation performed after the formation of the first passivation layer. That is, the first conductivity type clad layer (3), the active layer (4), the second conductivity type clad layers (5) and (8), the substrate (1) exposed at the end face, the current blocking layer (9), Oxides located near the resonator mirror such as the contact layer (11) and / or
Alternatively, the nitride or the like can be effectively removed by plasma irradiation.

【0041】本発明の好ましい実施態様では、上記工程
(1)で形成した共振器端面に対するプラズマ照射を上
記工程(2)を施す前に行う。本発明で行うプラズマ照
射は、希ガスをイオン化したプラズマ照射であるのが好
ましく、特に18族元素、中でもArプラズマ照射が効
果的である。Arプラズマの照射エネルギーは25eV
から300eV程度、より好ましくは25eVから10
0eVの低エネルギー範囲であるのが好ましい。これに
よって、半導体端面へ過度のダメージを与えることな
く、非発光再結合中心となる酸化物や窒化物等の一部を
除去することができる。プラズマ処理は、不純物のイオ
ン打ち込み等の従来技術に比べて非常に低いエネルギー
で行うことができるため、端面へのダメージを抑えるこ
とができる点で優れている。本発明のプラズマ処理を行
えば、例えばGaAs系の材料の場合には酸化物の中で
も特にAs−Oを効果的に除去することができる。ま
た、他の半導体端面を構成する元素と結合している酸素
等についても同様に除去できる場合がある。なお、本願
明細書においては、元素の族名を最新のIUPACの表
記法に準拠してアラビア数字で表記するのを原則とする
が、「III族」、「V族」の様にローマ数字で族名を表
記した場合は、半導体の分野における通常の表記法に従
っているものとする。例えば、「III族」はAl、Ga
等の元素からなる13族、「V族」はN、P、As等か
らなる15族を意味するものとする。
In a preferred embodiment of the present invention, plasma irradiation is performed on the end face of the resonator formed in the step (1) before the step (2) is performed. The plasma irradiation performed in the present invention is preferably plasma irradiation in which a rare gas is ionized, and in particular, irradiation with an Ar group 18 element, especially Ar plasma, is effective. The irradiation energy of Ar plasma is 25 eV
To 300 eV, more preferably 25 eV to 10
It is preferably in the low energy range of 0 eV. This makes it possible to remove a part of the oxide, nitride, or the like that becomes a non-radiative recombination center without excessively damaging the semiconductor end face. The plasma treatment can be performed with much lower energy than conventional techniques such as ion implantation of impurities, and thus is excellent in that damage to an end face can be suppressed. By performing the plasma treatment of the present invention, for example, in the case of a GaAs-based material, As-O can be effectively removed particularly among oxides. In some cases, oxygen and the like bonded to elements constituting another semiconductor end face can be similarly removed. In the specification of the present application, the group name of an element is basically written in Arabic numerals in accordance with the latest IUPAC notation, but it is expressed in Roman numerals such as "III group" and "V group". When a family name is described, it is assumed that the general notation in the field of semiconductors is used. For example, “Group III” refers to Al, Ga
Group 13 consisting of such elements as "V" means a Group 15 consisting of N, P, As and the like.

【0042】この低エネルギーのArプラズマの照射効
果は、酸化物や窒化物の除去にとどまらない。半導体ウ
エハーの活性層は量子井戸を形成し、特にその材料系は
AlGaAs系材料、InGaAs系材料、InGaP
系材料、AlGaInP系材料等であるのが好ましい
が、この半導体ウエハーにプラズマ照射すると、駆動中
の不活性化層の拡散ではなくレーザの作製工程中に端面
近傍を無秩序化し、かつ高抵抗化している端面を形成す
ることができる。これはレーザ作製初期における端面近
傍のバンドギャップの増大と端面近傍の高抵抗化、すな
わち端面での光吸収の抑制と破壊しやすい端面への電流
注入の抑制効果を意味し、レーザのさらなる長寿命化が
期待できる。
The irradiation effect of the low-energy Ar plasma is not limited to the removal of oxides and nitrides. The active layer of a semiconductor wafer forms a quantum well, and its material system is, in particular, an AlGaAs-based material, an InGaAs-based material, or an InGaP-based material.
Although it is preferable to use an AlGaInP-based material or the like, when the semiconductor wafer is irradiated with plasma, the vicinity of the end face is disordered and the resistance is increased during the laser manufacturing process instead of the diffusion of the inactive layer during driving. Can be formed. This means that the band gap near the end face is increased and the resistance near the end face is increased in the early stage of laser fabrication, that is, the effect of suppressing light absorption at the end face and suppressing the injection of current into the end face that is easily broken is longer. Can be expected.

【0043】また、このプラズマ照射は、上述のように
LD作製工程上で端面近傍のバンドギャップを広げる効
果もあり、不活性化層、特に第一不活性化層がLD駆動
中に拡散しながらさらに端面近傍のバンドギャップを広
げていく効果と相まって、高出力と長寿命を達成する。
This plasma irradiation also has the effect of widening the band gap near the end face in the LD fabrication process as described above, and the passivation layer, particularly the first passivation layer, is diffused during driving of the LD. Furthermore, high output and long life are achieved in combination with the effect of widening the band gap near the end face.

【0044】本発明の工程(2)では、共振器端面に第
一不活性化層を形成する。端面に第一不活性化層として
付着される元素は、活性層中に拡散した際にn型の不純
物となるものが望ましい。端面に第一不活性化層として
付着される元素としては、共振器端面を構成する少なく
とも1つの元素よりも酸化物の生成エンタルピーの絶対
値が大きい元素を選択するのが好ましい。このような条
件を満たす元素が、端面に第一不活性化層として付着さ
れる元素の少なくとも一部に含まれているのが望まし
い。半導体材料を構成する元素として、例えばGa23
の生成エンタルピーは−5.64eV/metal atom、In2
3の生成エンタルピーは−4.80eV/metal atom、M
gOの生成エンタルピーは−6.24eV/metal atomで
ある。これらの生成エンタルピーの絶対値よりも、酸化
物の生成エンタルピーの絶対値が大きい元素として、例
えばSc(Sc23:−9.89)、Y(Y23:−
9.46)、Ti(TiO2:−9.74)、Zr(Z
rO2:−11.41)、V(V25:−8.04)、
Ta(Ta23:−10.60)、Mo(MoO3:−
7.72)、W(WO3:−8.74)、Al(Al2
3:−8.68)、Si(SiO2:−9.44)やラン
タノイドを例示することができる(カッコ内は酸化物の
生成エンタルピーをeV/metal atom単位で表したもので
ある)。
In the step (2) of the present invention, a first passivation layer is formed on the end face of the resonator. The element attached to the end face as the first passivation layer desirably becomes an n-type impurity when diffused into the active layer. As the element attached to the end face as the first passivation layer, it is preferable to select an element having an absolute value of the enthalpy of formation of the oxide larger than at least one element constituting the end face of the resonator. It is desirable that an element satisfying such a condition be included in at least a part of the element attached to the end face as the first passivation layer. As an element constituting a semiconductor material, for example, Ga 2 O 3
Has an enthalpy of formation of -5.64 eV / metal atom, In 2
The enthalpy of formation of O 3 is −4.80 eV / metal atom, M
The enthalpy of formation of gO is −6.24 eV / metal atom. Than the absolute value of these enthalpy, as an absolute value is larger elements enthalpy of oxide, for example, Sc (Sc 2 O 3: -9.89 ), Y (Y 2 O 3: -
9.46), Ti (TiO 2: -9.74), Zr (Z
rO 2: -11.41), V ( V 2 O 5: -8.04),
Ta (Ta 2 O 3 : -10.60), Mo (MoO 3 :−)
7.72), W (WO 3: -8.74), Al (Al 2 O
3 : -8.68), Si (SiO 2 : -9.44) and lanthanoids (the enthalpy of formation of the oxide is expressed in eV / metal atom units in parentheses).

【0045】中でもSiを使用するのが好ましい。Si
はその製法によって構造や特徴が結晶学的に異なるが、
単結晶、多結晶、アモルファスのいずれの場合について
も効果が認められる。特に好適なのは、高真空中で低製
膜レートで形成されたアモルファスSiである。一般的
にSiの吸収端はその膜質によって異なるが、約2μm
以上の波長に対しては透明であり、吸収はないと考えら
れる。逆に約2μmよりも短い波長に対しては、Siの
屈折率NはN=n+ikとなる(nは屈折率の実数部
分、kは消散係数であり、nは約3.5である)。
Among them, it is preferable to use Si. Si
Is crystallographically different in structure and characteristics depending on the manufacturing method,
The effect is recognized in any case of single crystal, polycrystal, and amorphous. Particularly preferable is amorphous Si formed at a low film forming rate in a high vacuum. Generally, the absorption edge of Si differs depending on the film quality, but it is about 2 μm
It is considered that it is transparent to the above wavelengths and has no absorption. Conversely, for wavelengths shorter than about 2 μm, the refractive index N of Si is N = n + ik (n is the real part of the refractive index, k is the extinction coefficient, and n is about 3.5).

【0046】一般的に第一不活性化層の厚さは0.2n
mより厚いことが望ましい。しかし、極端に厚い膜厚
(例えば100nm等)は適さない場合がある。第一不
活性化層の望ましい厚さは、下限はそれ自体が膜として
存在するための要件から規定される。一方、上限は、活
性層から出射される光がSiによって吸収される効果
と、引き続き行われる第一不活性化層へのプラズマ照射
(工程(3))によって半導体端面と第一不活性化層界
面の化学反応を促進する効果を十分に発揮しうる範囲で
決定される。
Generally, the thickness of the first passivation layer is 0.2 n
It is desirable that the thickness be greater than m. However, an extremely thick film (for example, 100 nm or the like) may not be suitable. The desired thickness of the first passivation layer is defined at a lower limit by the requirement that it be present as a film itself. On the other hand, the upper limit is determined by the effect that the light emitted from the active layer is absorbed by Si and the subsequent irradiation of the first passivation layer with plasma (step (3)). It is determined within a range where the effect of promoting the chemical reaction at the interface can be sufficiently exhibited.

【0047】一般にSiによる発振波長の光の吸収は端
面の温度上昇をもたらし、極端な場合はレーザの劣化を
早めてしまう。また、後述する第二不活性化層への酸素
とりこみを妨げることにもなるため、厚すぎる不活性化
層は効果的でない。また、第一不活性化層の厚さは、照
射したプラズマの効果が界面に十分に到達し、そこで化
学反応を引き起こすことができる程度にするのが好まし
い。プラズマ照射の効果が界面に到達するか否かは、プ
ラズマのエネルギー等から決定される侵入深さにより判
断することができる。プラズマ照射の効果が界面に十分
に到達すれば、最初に行った端面へのイオン照射時にG
a−O等、結合エネルギーの大きな酸化物等が残留して
いたとしても、当該残留酸化物等から酸素を第一不活性
化層が引き離す効果が期待できる。このような見地か
ら、第一不活性化層を端面に堆積させた場合の望ましい
厚さは以下の式で表される範囲内であることが実験によ
り確認されている。
In general, absorption of light having an oscillation wavelength by Si causes a rise in the temperature of the end face, and in an extreme case, deterioration of the laser is accelerated. In addition, the oxygen incorporation into the second passivation layer, which will be described later, is prevented, so that a passivation layer that is too thick is not effective. Further, it is preferable that the thickness of the first passivation layer is such that the effect of the irradiated plasma sufficiently reaches the interface and a chemical reaction can be caused there. Whether or not the effect of the plasma irradiation reaches the interface can be determined based on the penetration depth determined from the energy of the plasma and the like. If the effect of plasma irradiation reaches the interface sufficiently, G can be
Even if an oxide having a large binding energy such as aO remains, an effect of separating the oxygen from the residual oxide or the like by the first passivation layer can be expected. From such a viewpoint, it has been experimentally confirmed that a desirable thickness when the first passivation layer is deposited on the end face is within a range represented by the following equation.

【数6】 0.2(nm)<Tp(1)<λ/8n1(nm)・・・・(式1) (式中、Tp(1)は第一不活性化層の厚さ、λは半導体発
光素子の発振波長、n1は第一不活性化層の波長λにお
ける屈折率の実数部分を表す。)但し、厚さが0.2n
m以下である場合にも効果は確認されている。
0.2 (nm) <T p (1) <λ / 8n 1 (nm) (1) (where T p (1) is the thickness of the first passivation layer) Here, λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, and n 1 is the real part of the refractive index at the wavelength λ of the first passivation layer.) However, the thickness is 0.2 n.
The effect has been confirmed even when it is less than m.

【0048】本発明の工程(3)では、第一不活性化層
にプラズマ照射する。第一不活性化層への照射は前述の
とおり、初期のレーザ端面に対するイオン照射で残留し
てしまった半導体端面の構成元素の酸化物及び/又は窒
化物から酸素及び/又は窒素を引き離す目的で行われ、
この際に第一不活性化層の一部は逆に酸化及び/又は窒
化される。この工程はレーザ駆動時に非発光再結合中心
として働く半導体端面の構成元素の酸化物及び/又は窒
化物を除去し、レーザの信頼性を向上させるために重要
である。第一不活性化層へのプラズマ照射は、前述のと
おり特に希ガスによる照射が好適である。さらには希ガ
スのなかでもArイオンによる照射は多大な効果があ
る。また、Arイオンの照射エネルギーは好ましくは2
5eVから300eV程度、より好ましくは50eVか
ら200eV程度の低エネルギー範囲で用いる。これに
よって、半導体端面へダメージを与えずに残留酸化物を
除去することができる。また、この際に例えばSiを第
一不活性化層として用いた場合には、SiがGa−Oか
ら酸素を引離し、Si−Oとなるため半導体端面近傍で
の光吸収が少なくなることも期待される。
In the step (3) of the present invention, the first passivation layer is irradiated with plasma. Irradiation to the first passivation layer is, as described above, for the purpose of separating oxygen and / or nitrogen from oxides and / or nitrides of the constituent elements of the semiconductor facet remaining by the ion irradiation on the initial laser facet. Done,
At this time, a part of the first passivation layer is oxidized and / or nitrided. This step is important for removing the oxides and / or nitrides of the constituent elements of the semiconductor end face that function as non-radiative recombination centers when driving the laser, thereby improving the reliability of the laser. As described above, the plasma irradiation on the first passivation layer is particularly preferably performed with a rare gas. Furthermore, irradiation with Ar ions among rare gases has a great effect. The irradiation energy of Ar ions is preferably 2
It is used in a low energy range of about 5 eV to 300 eV, more preferably about 50 eV to 200 eV. Thereby, the residual oxide can be removed without damaging the semiconductor end face. In this case, for example, when Si is used as the first passivation layer, Si separates oxygen from Ga-O and becomes Si-O, so that light absorption near the semiconductor end face may be reduced. Be expected.

【0049】本発明の工程(4)では、プラズマ照射し
た第一不活性化層上にさらに第二不活性化層を形成す
る。上記第一不活性化層の厚さには製法プロセス上の要
請から上限があるため、その第一不活性化層の厚さを補
うために第二不活性化層が形成される。すなわち、半導
体端面へのダメージを低減するために第一不活性化層に
対するプラズマ照射は低エネルギーで行われ、それに伴
って第一不活性化層の厚さは最適範囲の下限近傍になる
ことが多い。このとき、第二不活性化層を形成しておか
ないと、不活性化層上に形成される酸化物または窒化物
コーティング膜が、容易に酸素または窒素等の供給源に
なってしまう。第二不活性化層はこの問題を解決し、酸
化物または窒化物コーティング膜と半導体レーザ端面の
分離を完全に行うために形成する。
In the step (4) of the present invention, a second passivation layer is further formed on the first passivation layer irradiated with the plasma. Since there is an upper limit to the thickness of the first passivation layer due to requirements in the manufacturing process, the second passivation layer is formed to compensate for the thickness of the first passivation layer. That is, the plasma irradiation on the first passivation layer is performed with low energy in order to reduce the damage to the semiconductor end face, and accordingly, the thickness of the first passivation layer may be near the lower limit of the optimum range. Many. At this time, unless the second passivation layer is formed, the oxide or nitride coating film formed on the passivation layer easily becomes a supply source of oxygen or nitrogen. The second passivation layer is formed to solve this problem and completely separate the oxide or nitride coating film from the end face of the semiconductor laser.

【0050】第二不活性化層として付着される元素は、
第一不活性化層に近い屈折率を持ち、特に酸素を含まな
いものを選択するのが好ましい。第二不活性化層には第
一不活性化層と同様にSi等を使用してもよいし、第一
不活性化層と異なる物質を使用してもよい。また、第二
不活性化層には、屈折率がGaAsあるいはSi等に近
いといった観点からZnS、Ge等も使用することがで
きる。さらに、物性的な安定性からAlF、MgF2
のフッ化物も使用することができる。Siを使用する場
合は、Siの製法によって構造、特徴が結晶学的に異な
るが、単結晶、多結晶、アモルファスのいずれの場合に
ついても効果が認められる。Siの中で好適なのは、高
真空中で低製膜レートで形成されたアモルファスSiを
用いる場合である。第二不活性化層として付着される元
素として最も好ましいのは、第一不活性化層を構成する
元素よりも酸化物の生成エンタルピーの絶対値が大きい
元素である。このような条件を満たす元素が、第二不活
性化層として付着される元素の少なくとも一部に含まれ
ているのが望ましい。例えば、第一不活性化層としてS
i(SiO2:−9.44)を堆積させた場合は、第二
不活性化層としてSc(Sc23:−9.89)、Y
(Y23:−9.46)などの3族の元素、Ti(Ti
2:−9.74)、Zr(ZrO2:−11.41)な
どの4族の元素、Ta(Ta23:−10.60)など
の5族の元素等を好ましく堆積させることができる(カ
ッコ内は酸化物の生成エンタルピーをeV/metal atom単
位で表したものである)。
The elements deposited as the second passivation layer are:
It is preferable to select a material having a refractive index close to that of the first passivation layer and containing no oxygen. For the second passivation layer, Si or the like may be used similarly to the first passivation layer, or a material different from that of the first passivation layer may be used. For the second passivation layer, ZnS, Ge, or the like can also be used from the viewpoint that the refractive index is close to GaAs, Si, or the like. Further, fluorides such as AlF and MgF 2 can be used from the viewpoint of physical stability. In the case of using Si, the structure and characteristics are crystallographically different depending on the method of producing Si, but the effect is recognized in any of single crystal, polycrystal, and amorphous cases. Preferred among Si is the case where amorphous Si formed at a low film forming rate in a high vacuum is used. The most preferable element deposited as the second passivation layer is an element having an absolute value of the enthalpy of formation of the oxide larger than that of the element constituting the first passivation layer. It is desirable that the element satisfying such a condition be included in at least a part of the element deposited as the second passivation layer. For example, as the first passivation layer, S
When i (SiO 2 : −9.44) is deposited, Sc (Sc 2 O 3 : −9.89) and Y are used as the second passivation layer.
Group 3 elements such as (Y 2 O 3 : -9.46), Ti (Ti
Group 4 elements such as O 2 : -9.74) and Zr (ZrO 2 : -11.41), and elements of Group 5 such as Ta (Ta 2 O 3 : -10.60) are preferably deposited. (The values in parentheses indicate the enthalpy of formation of the oxide in eV / metal atom units.)

【0051】一般的に第二不活性化層の厚さは0.2n
m以上であるのが望ましい。一方、極端に厚い膜厚(例
えば100nm等)は適さない場合がある。第二不活性
化層も第一不活性化層と同様に、下限はそれ自体が膜と
して存在するための要件から規定される。一方、上限
は、第二不活性化層がレーザの発振波長に対して透明で
ない場合には、活性層から出射される光が第二不活性化
層によって吸収される程度によって規定される。これら
を考慮したうえで、第二不活性化層の望ましい厚さは以
下の式で表される範囲内であることが実験により確認さ
れている。
Generally, the thickness of the second passivation layer is 0.2 n
m or more. On the other hand, an extremely thick film thickness (eg, 100 nm) may not be suitable. Similarly to the first passivation layer, the lower limit of the second passivation layer is defined by the requirement that the second passivation layer itself exists as a film. On the other hand, the upper limit is defined by the degree to which light emitted from the active layer is absorbed by the second passivation layer when the second passivation layer is not transparent to the oscillation wavelength of the laser. In consideration of these, it has been experimentally confirmed that a desirable thickness of the second passivation layer is within a range represented by the following equation.

【数7】 0.2(nm)<Tp(2)<λ/4n2(nm)・・・・(式2) (式中、Tp(2)は第二不活性化層の厚さ、λは半導体発
光素子の発振波長、n2は第二不活性化層の波長λにお
ける屈折率の実数部分を表す。)さらに第一不活性化層
と第二不活性化層の厚さの和は以下の式で表される範囲
内であることが望ましい。
[Formula 7] 0.2 (nm) <T p (2) <λ / 4n 2 (nm) (2) (where T p (2) is the thickness of the second passivation layer) Here, λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, and n 2 is the real part of the refractive index at the wavelength λ of the second passivation layer.) Further, the thicknesses of the first passivation layer and the second passivation layer Is desirably within the range represented by the following equation.

【数8】 0.4(nm)<Tp(1+2)<3λ/8n12(nm)・・(式3) (式中、Tp(1+2)は二つの不活性化層の厚さの和、λは
半導体発光素子の発振波長、n12は該二つの不活性化層
の波長λにおける平均屈折率の実数部分を表す。)
## EQU8 ## 0.4 (nm) <T p (1 + 2) <3λ / 8n 12 (nm) (Equation 3) (where T p (1 + 2) is the two passivation layers) the sum of the thickness, lambda is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, n 12 represents the real part of the average refractive index at a wavelength lambda of the two passivation layer.)

【0052】本発明では、第二不活性化層に、さらにプ
ラズマを照射して不活性化層を形成する工程を行うこと
もできる。この工程は複数回繰り返して行うことがで
き、3層以上の不活性化層を形成することができる。3
層目以降の不活性化層に用いる元素は、第一不活性化層
や第二不活性化層に準じて選択することが可能である
が、隣接する不活性化層の元素より酸化物の生成エンタ
ルピーの絶対値が大きいものでも小さいものでも好まし
く使用することができる。
In the present invention, a step of forming a passivation layer by further irradiating the second passivation layer with plasma may be performed. This step can be repeated plural times, and three or more passivation layers can be formed. Three
The elements used for the passivation layers after the first passivation layer can be selected according to the first passivation layer or the second passivation layer. Either one having a large or small absolute value of the enthalpy of formation can be preferably used.

【0053】本発明では、露出した半導体端面上に構成
される第一不活性化層(14−1)、第二不活性化層
(14−2)の上に、さらに積層された誘電体又は誘電
体及び半導体の組合せからなるコーティング層(15)
(16)を形成するのが好ましい(図1)。特に、端面
へのプラズマ照射、第一不活性化層(14−1)の形
成、第一不活性化層へのプラズマ照射、第二不活性化層
(14−2)の形成、コーティング層(15)(16)
の形成は、連続して負圧下、より好ましくは真空中で行
うことが望ましい。コーティング層は、主に半導体レー
ザからの光の取り出し効率を上げ、端面の保護を強化す
るという2つの目的のために形成される。特に高出力を
達成するためには、発振波長に対して低反射率をもつコ
ーティングを前端面に施し、発振波長に対して高反射率
をもつコーティングを後端面に施す非対称コーティング
を行うのが一般的である。
According to the present invention, a dielectric or a dielectric layer further laminated on the first passivation layer (14-1) and the second passivation layer (14-2) formed on the exposed semiconductor end face. Coating layer composed of a combination of dielectric and semiconductor (15)
It is preferable to form (16) (FIG. 1). In particular, plasma irradiation on the end face, formation of the first passivation layer (14-1), plasma irradiation on the first passivation layer, formation of the second passivation layer (14-2), coating layer ( 15) (16)
Is desirably performed continuously under a negative pressure, more preferably in a vacuum. The coating layer is formed mainly for the two purposes of increasing the light extraction efficiency from the semiconductor laser and enhancing the protection of the end face. In particular, in order to achieve high output, it is common to apply an asymmetric coating in which a coating having low reflectance to the oscillation wavelength is applied to the front end face and a coating having high reflectance to the oscillation wavelength is applied to the rear end face. It is a target.

【0054】このコーティングにはさまざまな材料を用
いることができる。例えば、AlOx、TiOx、Si
Ox、SiN、Si及びZnSからなる群から選ばれる
1種又は2種以上の組合せを用いることが好ましい。低
反射コーティングとしてはAlOx、TiOx、SiO
x等が、また高反射コーティングとしてはAlOx/S
iの多層膜、TiOx/SiOxの多層膜等が用いられ
る。それぞれの膜厚は所望の反射率を実現するために調
整される。しかし、一般的には低反射コーティングとし
てはAlOx、TiOx、SiOx等がその波長λでの
屈設率の実数部分をnとしてλ/4n近傍の膜厚になる
ように調整されるのが一般的である。また、高反射多層
膜もそれを構成する各材料がλ/4n近傍になるように
調整され、さらにこの対を目的に応じて積層する手法が
好適である。
Various materials can be used for this coating. For example, AlOx, TiOx, Si
It is preferable to use one or a combination of two or more selected from the group consisting of Ox, SiN, Si and ZnS. AlOx, TiOx, SiO as low reflection coating
x, etc., and AlOx / S
A multilayer film of i, a multilayer film of TiOx / SiOx, or the like is used. Each film thickness is adjusted to achieve a desired reflectance. However, in general, as a low reflection coating, AlOx, TiOx, SiOx and the like are generally adjusted to have a film thickness in the vicinity of λ / 4n, where n is the real part of the bending ratio at the wavelength λ. It is. In addition, the high reflection multilayer film is also adjusted so that each material constituting the high reflection multilayer film is in the vicinity of λ / 4n, and it is preferable to stack this pair according to the purpose.

【0055】コーティング層(15)(16)の製法に
おいてはいわゆるIAD(Ion Assisted Depositio
n)法が好適に用いられる。これはコーティング材料の
真空蒸着と同時に、あるエネルギーをもったイオンを照
射する方法であって、特に希ガスによるイオン照射が好
適である。さらには希ガスのなかでもArイオンによる
IADは前記コーティング材料の膜質向上に多大な効果
がある。特にArイオンの照射エネルギーは、好ましく
は25eVから300eV程度、より好ましくは50e
Vから200eV程度の低エネルギー範囲にする。これ
によって、半導体端面へのダメージを与えずにコーティ
ングすることができる。
In the method for producing the coating layers (15) and (16), a so-called IAD (Ion Assisted Depositio) is used.
The n) method is preferably used. This is a method in which ions having a certain energy are irradiated simultaneously with the vacuum deposition of the coating material, and ion irradiation with a rare gas is particularly preferable. Further, among rare gases, IAD by Ar ions has a great effect on improving the film quality of the coating material. In particular, the irradiation energy of Ar ions is preferably about 25 eV to 300 eV, more preferably 50 eV.
A low energy range from V to about 200 eV. Thereby, coating can be performed without damaging the semiconductor end face.

【0056】このコーティング膜の形成と同時に照射さ
れるプラズマのエネルギーや、各不活性化層形成後に照
射されるプラズマや熱線のエネルギーによって、半導体
端面に酸化物が残存している場合は少なくともその一部
が酸化物の形態をとらなくなる。すなわち、不活性化層
の中に存在していて特に半導体端面に隣接している部分
の構成元素が、半導体端面に残存している酸素と結合す
る反応が促進される。その結果、半導体端面を構成する
元素と酸素との結合を非常に少なくするか、または皆無
にすることが可能になる。したがって、これらのプラズ
マ照射も前述した外因的な表面準位をおさえるために有
効である。なお、コーティング膜形成に伴うプラズマ照
射は、コーティング膜の形成と同時に行うのが最も好ま
しいが、コーティング膜の前後に行うこともできる。
If an oxide remains on the semiconductor end face due to the energy of the plasma irradiated simultaneously with the formation of the coating film or the energy of the plasma or heat rays irradiated after the formation of each passivation layer, at least one of the oxides remains. The part no longer takes the form of an oxide. That is, the reaction in which the constituent elements present in the passivation layer and particularly adjacent to the semiconductor end face are combined with oxygen remaining on the semiconductor end face is promoted. As a result, it becomes possible to make the bonding between the element constituting the semiconductor end face and oxygen extremely small or completely eliminated. Therefore, these plasma irradiations are also effective for suppressing the above-mentioned external surface states. The plasma irradiation accompanying the formation of the coating film is most preferably performed simultaneously with the formation of the coating film, but may be performed before and after the coating film.

【0057】このような反応を効果的に促進するため
に、第一不活性化層を構成する元素のうちの少なくとも
1種と酸素との生成エンタルピーの絶対値が、半導体端
面を構成する元素のうちの少なくとも1種と酸素との生
成エンタルピーの絶対値よりも大きいことが好ましい。
また、第二不活性化層を構成する元素のうちの少なくと
も1種と酸素との生成エンタルピーの絶対値が、第一不
活性化層を構成する元素のうちの少なくとも1種と酸素
との生成エンタルピーの絶対値よりも大きければより好
ましい。さらに、供給するプラズマのエネルギーや熱エ
ネルギー等が、この反応を引き起こすのに十分な大きさ
であることも必要である。ただし、これらのエネルギー
は半導体端面に過大なダメージを与えない範囲内で選択
することが望ましい。
In order to effectively promote such a reaction, the absolute value of the enthalpy of formation of oxygen with at least one of the elements constituting the first passivation layer is determined by the absolute value of the element constituting the end face of the semiconductor. It is preferable that the enthalpy of formation of at least one of them and oxygen is larger than the absolute value.
Further, the absolute value of the enthalpy of formation of oxygen with at least one of the elements constituting the second passivation layer is determined by the absolute value of the enthalpy of formation of oxygen with at least one of the elements constituting the first passivation layer. More preferably, it is larger than the absolute value of the enthalpy. Further, it is necessary that the energy of the supplied plasma and the heat energy are large enough to cause this reaction. However, it is desirable to select these energies within a range that does not cause excessive damage to the semiconductor end face.

【0058】例えば、半導体端面にGa−Oが残存して
いるときに各不活性化層を形成してプラズマ照射する
か、あるいは不活性化層形成後にAlOxの原料供給を
行いながらアルゴンプラズマを照射すると、不活性化層
の半導体端面側の金属元素はGa−Oに由来する酸素と
の結合が促進され、その結果、一部が金属酸化物の形態
をとるようになる。このため、半導体端面の一部を構成
するGaは酸化物の形態ではなく、金属Ga、または半
導体端面を構成する他の元素と結合し、例えばGa−A
sとなる。この結果、Ga−O結合に由来する半導体端
面に存在する非発光再結合中心は大幅に減少することに
なり、高出力でありながら長寿命でもある望ましい半導
体発光素子の提供に大きく貢献することができる。この
ような反応は原料供給を同時に行うIAD法でもっとも
効果があるが、不活性化層形成後に単独でイオン照射を
不活性化層に行った場合、また不活性化層形成後に熱線
の照射を行った場合、さらにプラズマ照射と同時に熱線
の照射を行った場合にも同様の効果をもたらす。
For example, when Ga—O remains on the semiconductor end face, each passivation layer is formed and plasma irradiation is performed, or after the passivation layer is formed, argon plasma is irradiated while supplying an AlOx raw material. Then, the bonding of the metal element on the semiconductor end face side of the passivation layer to oxygen derived from Ga—O is promoted, and as a result, a part of the metal element takes a form of a metal oxide. For this reason, Ga constituting a part of the semiconductor end face is not in the form of an oxide, but is bonded to metal Ga or another element constituting the semiconductor end face, for example, Ga-A
s. As a result, the non-radiative recombination center existing on the semiconductor end face due to the Ga-O bond is greatly reduced, which greatly contributes to the provision of a desirable semiconductor light-emitting element having high output and long life. it can. Such a reaction is most effective in the IAD method in which the raw material is supplied at the same time. However, when the ion irradiation is performed on the passivation layer alone after the passivation layer is formed, or when the irradiation with heat rays is performed after the passivation layer is formed. The same effect is obtained when the heat irradiation is performed simultaneously with the plasma irradiation.

【0059】特にIAD法によって上記反応を誘導する
ときには、不活性化層のコーティング膜側ではコーティ
ング膜を構成する一部の元素や製膜時にプラズマの形で
供給される窒素プラズマ等によって、半導体端面側とは
別の反応が起きることもある。すなわち、コーティング
膜が酸化物であるときには、不活性化層がこれによって
酸化されることもある。またコーティング膜が窒化物で
あるときには、窒化反応が促進されることもある。これ
らの反応の結果、不活性化層は化合物半導体層端面に隣
接する部分が酸化物などからなり、他の部分が初期に形
成した不活性化層の構成元素そのものとなる場合があ
る。また、不活性化層は化合物半導体層端面に隣接する
部分が酸化物等からなり、中間部が初期に形成した不活
性化層の構成元素あるいは化合物そのものからなり、コ
ーティング層に隣接する部分が酸化物、窒化物、硫化物
等からなる場合がある。このとき、第二不活性化層を構
成する元素の酸化物の生成エンタルピーの絶対値が、第
一不活性化層を構成する元素の酸化物の生成エンタルピ
ーの絶対値よりも大きいときは、第二不活性化層が第一
不活性化層にある酸素の一部をとりこんで金属酸化物に
なる。これらの酸化物等からなる層の厚みは形成される
不活性化層の厚みに依存する。通常は、半導体端面側、
またコーティング膜側には1〜10Å程度の酸化物層ま
たは窒化物層が生成され、その中心および/または半導
体端面との隣接部にはさらに変質しない数Åから数十Å
の不活性化層が残るように不活性化層の厚みを調整する
のが好ましい。
In particular, when the above reaction is induced by the IAD method, the semiconductor end face is formed on the coating film side of the passivation layer by a part of the elements constituting the coating film or nitrogen plasma supplied in the form of plasma during film formation. A different reaction may occur from the side. That is, when the coating film is an oxide, the passivation layer may be oxidized by this. When the coating film is nitride, the nitriding reaction may be accelerated. As a result of these reactions, the portion of the passivation layer adjacent to the end face of the compound semiconductor layer may be made of an oxide or the like, and the other portion may be the element itself of the passivation layer formed initially. The passivation layer has a portion adjacent to the end face of the compound semiconductor layer made of an oxide or the like, an intermediate portion made of the constituent elements or compounds of the passivation layer formed initially, and a portion adjacent to the coating layer oxidized. Material, nitride, sulfide, and the like. At this time, when the absolute value of the enthalpy of formation of the oxide of the element constituting the second passivation layer is larger than the absolute value of the enthalpy of formation of the oxide of the element constituting the first passivation layer, The second passivation layer takes in a portion of the oxygen in the first passivation layer to form a metal oxide. The thickness of the layer made of such an oxide or the like depends on the thickness of the passivation layer to be formed. Usually, the semiconductor end face side,
On the coating film side, an oxide layer or a nitride layer of about 1 to 10 ° is generated, and the center and / or the portion adjacent to the semiconductor end face is a few to several tens of degrees which are not further deteriorated.
It is preferable to adjust the thickness of the passivation layer so that the passivation layer remains.

【0060】これは不活性化層において、すべての不活
性化層構成元素が酸化されない程度の厚みや構造上の特
徴があることが望ましいからである。不活性化層が化合
物半導体層端面に由来する酸素によって、および/また
はコーティング層に由来する酸素または窒素によって、
その全体が酸化または窒化されてしまうと、不活性化層
中に取り込まれた酸素が長期間レーザを駆動しているう
ちに、再度、端面の酸化を引き起こす懸念があるからで
ある。また、半導体端面を構成する元素はすべてが酸素
との結合をもたないのが好ましいが、不活性化層全体が
酸化されてしまうと、半導体端面を構成する元素の酸素
との結合を完全に無くすことができなくなる懸念があ
り、これらは寿命改善の効果を減じることになるため好
ましくない。上記のように、第二不活性化層を構成する
元素の酸化物の生成エンタルピーの絶対値が、第一不活
性化層を構成する元素の酸化物の生成エンタルピーの絶
対値よりも大きいときは、第二不活性化層が第一不活性
化層にある酸素の一部をとりこんで金属酸化物になって
いるために、半導体端面の酸化をより効果的に防ぐこと
ができる。
This is because the passivation layer desirably has such a thickness and structural characteristics that all constituent elements of the passivation layer are not oxidized. The passivation layer is formed by oxygen derived from the end face of the compound semiconductor layer and / or by oxygen or nitrogen derived from the coating layer.
This is because, if the whole is oxidized or nitrided, there is a concern that the oxygen taken in the passivation layer may again oxidize the end face while driving the laser for a long time. Further, it is preferable that all the elements constituting the semiconductor end face do not have a bond with oxygen. However, when the entire passivation layer is oxidized, the bond between the element constituting the semiconductor end face and oxygen is completely eliminated. There is a concern that it will not be possible to eliminate them, and these are not preferred because the effect of improving the life is reduced. As described above, when the absolute value of the enthalpy of formation of the oxide of the element constituting the second passivation layer is larger than the absolute value of the enthalpy of formation of the oxide of the element constituting the first passivation layer, Since the second passivation layer takes in a part of oxygen in the first passivation layer to form a metal oxide, the oxidation of the semiconductor end face can be more effectively prevented.

【0061】[0061]

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
さらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、濃
度、厚さ、操作手順等は、本発明の精神から逸脱しない
限り適宜変更することができる。したがって、本発明の
範囲は以下の実施例に示す具体例に制限されるものでは
ない。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. Materials, concentrations, thicknesses, operation procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown in the following examples.

【0062】(実施例1)図2に示すグルーブ型のレー
ザ素子を以下の手順にしたがって製造した。キャリア濃
度1×1018cm-3のn型GaAs基板(1)上に、M
BE法にて、バッファ層(2)として厚さ1μmでキャ
リア濃度1×1018cm-3のn型GaAs層;第一導電
型クラッド層(3)として厚さ1.5μmでキャリア濃
度1×1018cm-3のn型Al0.35Ga0.65As層;次
いで、厚さ24nmのアンドープのGaAs光ガイド層
上に厚さ6nmのアンドープIn0.2Ga0.8Asの単一
量子井戸(SQW)、さらにその上に厚さ24nmのア
ンドープGaAs光ガイド層を有する活性層(4);第
二導電型第一クラッド層(5)として厚さ0.1μmで
キャリア濃度1×1018cm-3のp型Al0.35Ga0.65
As層;第2エッチング阻止層(6)として厚さ10n
mでキャリア濃度1×1018cm-3のp型GaAs層;
第1エッチング阻止層(7)として厚さ20nmでキャ
リア濃度5×1017cm-3のn型In0.49Ga0.51
層;電流ブロック層(9)として厚さ0.5μmでキャ
リア濃度5×1017cm-3のn型Al0.39Ga0.61As
層;キャップ層(10)として厚さ10nmでキャリア
濃度1×1018cm-3のn型GaAs層を順次積層し
た。
Example 1 A groove type laser device shown in FIG. 2 was manufactured according to the following procedure. On an n-type GaAs substrate (1) having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 , M
An n-type GaAs layer having a thickness of 1 μm and a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 as a buffer layer (2) by a BE method; a carrier concentration of 1 × and a thickness of 1.5 μm as a first conductivity type cladding layer (3) 10 18 cm -3 n-type Al 0.35 Ga 0.65 As layer; then a 6 nm thick undoped In 0.2 Ga 0.8 As single quantum well (SQW) on a 24 nm thick undoped GaAs light guide layer, and An active layer (4) having an undoped GaAs light guide layer having a thickness of 24 nm thereon; p-type Al having a thickness of 0.1 μm and a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 as a first cladding layer (5) of a second conductivity type. 0.35 Ga 0.65
As layer; 10 n thick as second etching stop layer (6)
a p-type GaAs layer having a carrier concentration of 1 × 10 18 cm -3 and m;
N-type carrier concentration of 5 × 10 17 cm -3 with a thickness of 20nm as a first etch stop layer (7) In 0.49 Ga 0.51 P
Layer: n-type Al 0.39 Ga 0.61 As having a thickness of 0.5 μm and a carrier concentration of 5 × 10 17 cm −3 as a current blocking layer (9)
Layer: An n-type GaAs layer having a thickness of 10 nm and a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 was sequentially laminated as a cap layer (10).

【0063】最上層の電流注入領域部分を除く部分に窒
化シリコンのマスクを設けた。このとき、窒化シリコン
マスクの開口部の幅は1.5μmとした。第1エッチン
グ阻止層(7)をエッチングストップ層として25℃で
30秒間エッチングを行い、電流注入領域部分のキャッ
プ層(10)と電流ブロック層(9)を除去した。エッ
チング剤は、硫酸(98wt%)、過酸化水素(30w
t%水溶液)及び水を体積比で1:1:5で混合した混
合液を使用した。
A mask of silicon nitride was provided on the uppermost layer except for the current injection region. At this time, the width of the opening of the silicon nitride mask was 1.5 μm. Etching was performed at 25 ° C. for 30 seconds using the first etching stop layer (7) as an etching stop layer to remove the cap layer (10) and the current block layer (9) in the current injection region. The etching agent is sulfuric acid (98wt%), hydrogen peroxide (30w
(% aqueous solution) and water at a volume ratio of 1: 1: 5.

【0064】次いでHF(49%)とNH4F(40
%)を1:6で混合した混合液に2分30秒浸漬して窒
化シリコン層を除去した。その後、第2エッチング阻止
層(6)をエッチングストップ層として25℃で2分間
エッチングを行い、電流注入領域部分の第1エッチング
阻止層をエッチング除去した。エッチング剤は、塩酸
(35wt%)と水を2:1に混合した混合液を使用し
た。
Next, HF (49%) and NH 4 F (40
%) In a mixture of 1: 6 for 2 minutes and 30 seconds to remove the silicon nitride layer. Thereafter, etching was performed at 25 ° C. for 2 minutes using the second etching stopper layer (6) as an etching stop layer, and the first etching stopper layer in the current injection region was removed by etching. As the etching agent, a mixed solution obtained by mixing hydrochloric acid (35 wt%) and water at a ratio of 2: 1 was used.

【0065】その後、MOCVD法にて第二導電型第二
クラッド層(8)としてキャリア濃度1×1018cm-3
のp型Al0.35Ga0.65As層を埋め込み部分(電流注
入領域部分)の厚さが1.5μmになるよう成長させ
た。さらに、電極との良好な接触を保つためのコンタク
ト層(11)として、キャリア濃度1×1019cm-3
p型GaAs層を厚さ7μmになるように成長させた。
電流注入領域の幅W(第二エッチング阻止層との界面に
おける第二導電型第二クラッド層の幅)は2.2μmで
あった。さらに、基板側にはn型電極としてAuGe/
Ni/Auを、またp型電極にはTi/Pt/Auを蒸
着させ400℃で合金化を5分間行って半導体ウエハー
を完成させた。
Thereafter, a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 is formed as a second conductive type second clad layer (8) by MOCVD.
The p-type Al 0.35 Ga 0.65 As layer was grown so that the thickness of the buried portion (current injection region) was 1.5 μm. Furthermore, as a contact layer (11) for maintaining good contact with the electrode, a p-type GaAs layer having a carrier concentration of 1 × 10 19 cm −3 was grown to a thickness of 7 μm.
The width W of the current injection region (the width of the second conductivity type second cladding layer at the interface with the second etching stop layer) was 2.2 μm. Further, on the substrate side, AuGe /
Ni / Au and Ti / Pt / Au were deposited on the p-type electrode and alloyed at 400 ° C. for 5 minutes to complete a semiconductor wafer.

【0066】続いて、窒素雰囲気中で、共振器長700
μmのレーザバーの状態に劈開し、Arプラズマ発生装
置を持つ真空チャンバーの中に入れた。真空チャンバー
内で、平均エネルギー60eV、電流密度150μA/
cm2のArプラズマを1分間端面に照射した。連続し
て、通常の電子ビーム蒸着法を用いてアモルファスSi
を2nm端面に堆積させて第一不活性化層(14−1)
を形成した。さらに連続して平均エネルギー120e
V、電流密度150μA/cm2のArプラズマを30
秒間第一不活性化層に照射した。さらに、通常の電子ビ
ーム蒸着法を用いてアモルファスSiを2nm端面に堆
積させて第二不活性化層(14−2)を形成した。続け
て、AlOx膜を発振波長980nmにおいて前端面の
反射率が2.5%になるように165nm製膜し、コー
ティング層(15)を形成した。AlOx製膜はIAD
法により行い、AlOxの端面への供給と同時に平均エ
ネルギー90eV、電流密度200μA/cm2のArプ
ラズマを照射した。
Subsequently, in a nitrogen atmosphere, a resonator length of 700
The substrate was cleaved into a μm laser bar and placed in a vacuum chamber having an Ar plasma generator. In a vacuum chamber, the average energy is 60 eV and the current density is 150 μA /
The end face was irradiated with cm 2 Ar plasma for 1 minute. Continuously, the amorphous Si
Is deposited on the end face of 2 nm to form a first passivation layer (14-1).
Was formed. Further continuous average energy 120e
V, Ar plasma having a current density of 150 μA / cm 2
The first passivation layer was irradiated for a second. Further, a second passivation layer (14-2) was formed by depositing amorphous Si on an end face of 2 nm using a normal electron beam evaporation method. Subsequently, an AlOx film was formed at 165 nm so that the reflectance at the front end face was 2.5% at an oscillation wavelength of 980 nm, and a coating layer (15) was formed. AlOx film is IAD
Ar plasma was irradiated with an average energy of 90 eV and a current density of 200 μA / cm 2 simultaneously with the supply of AlOx to the end face.

【0067】さらに後端面側の処理を行うために、一度
レーザバーを真空層から取り出した。後端面側において
も前端面側と全く同様にしてArプラズマ照射、第一不
活性化層(14−1)の形成、第一不活性化層へのプラ
ズマ照射、第二不活性化層(14−2)の形成を行っ
た。さらに連続して、厚さ170nmのAlOx層/厚
さ60nmのアモルファスSi層/厚さ170nmのA
lOx層/厚さ60nmのアモルファスSi層の4層か
らなるコーティング層(16)を形成し、反射率92%
の後端面を作製した。AlOx膜の製膜は、前端面側と
同様にIAD法により行なった。
In order to further process the rear end face, the laser bar was once taken out of the vacuum layer. Ar plasma irradiation, formation of the first passivation layer (14-1), plasma irradiation of the first passivation layer, and irradiation of the second passivation layer (14 -2) was formed. Further continuously, an AlOx layer having a thickness of 170 nm / an amorphous Si layer having a thickness of 60 nm / A having a thickness of 170 nm
A coating layer (16) consisting of four layers of an lOx layer / amorphous Si layer having a thickness of 60 nm was formed, and the reflectance was 92%.
Was manufactured. The AlOx film was formed by the IAD method as in the case of the front end face.

【0068】製造した半導体発光素子10デバイスを放
熱用サブマウント上にのせ、窒素雰囲気中でパッケージ
した。この半導体発光素子の平均的初期特性は、25℃
で閾値電流が23mAであり、350mA、250mW
でキンクが観測された。この集団に対して寿命試験を行
なった。225mW、70℃で加速試験をした結果、1
000時間経過した時点でもまったく動作不良はなく安
定な動作が確認された。
The manufactured semiconductor light-emitting device 10 was mounted on a submount for heat radiation and packaged in a nitrogen atmosphere. The average initial characteristic of this semiconductor light emitting device is 25 ° C.
And the threshold current is 23 mA, 350 mA, 250 mW
A kink was observed at. A life test was performed on this population. As a result of an acceleration test at 225 mW and 70 ° C., 1
Even after the elapse of 000 hours, there was no malfunction and stable operation was confirmed.

【0069】(実施例2)実施例1と同じ方法によって
半導体ウエハーを製造した後、窒素雰囲気中で、共振器
長700μmのレーザバーの状態に劈開し、Arプラズ
マ発生装置を持つ真空チャンバーの中に入れた。真空チ
ャンバー内で、平均エネルギー60eV、電流密度15
0μA/cm2のArプラズマを1分間端面に照射し
た。連続して、通常の電子ビーム蒸着法を用いてアモル
ファスSiを2nm端面に堆積させて第一不活性化層
(14−1)を形成した。さらに連続して平均エネルギ
ー120eV、電流密度150μA/cm2のArプラ
ズマを30秒間第一不活性化層に照射した。さらに、通
常の電子ビーム蒸着法を用いてTiを2nm端面に堆積
させて第二不活性化層(14−2)を形成した。ここ
で、SiO2の生成エンタルピーは−9.44eV/metal
atom、TiO2の生成エンタルピーは−9.74eV/meta
l atomである。さらに続けて、AlOx膜を発振波長9
80nmにおいて前端面の反射率が2.5%になるよう
に165nm製膜し、コーティング層(15)を形成し
た。AlOx製膜はIAD法により行い、AlOxの端
面への供給と同時に平均エネルギー110eV、電流密
度200μA/cm2のArプラズマを照射した。
Example 2 After a semiconductor wafer was manufactured by the same method as in Example 1, it was cleaved into a laser bar having a resonator length of 700 μm in a nitrogen atmosphere, and placed in a vacuum chamber having an Ar plasma generator. I put it. In a vacuum chamber, the average energy is 60 eV and the current density is 15
The end face was irradiated with 0 μA / cm 2 Ar plasma for 1 minute. Continuously, the first passivation layer (14-1) was formed by depositing amorphous Si on a 2 nm end face by using a normal electron beam evaporation method. Further, the first passivation layer was continuously irradiated with Ar plasma having an average energy of 120 eV and a current density of 150 μA / cm 2 for 30 seconds. Furthermore, a second passivation layer (14-2) was formed by depositing Ti on a 2 nm end face using a normal electron beam evaporation method. Here, the enthalpy of formation of SiO 2 is −9.44 eV / metal.
The enthalpy of formation of atom and TiO 2 is -9.74 eV / meta
l atom. Subsequently, the AlOx film was set to an oscillation wavelength of 9
A 165 nm film was formed so that the reflectivity of the front end face was 2.5% at 80 nm, and a coating layer (15) was formed. The AlOx film was formed by the IAD method. At the same time as the supply of AlOx to the end face, an Ar plasma having an average energy of 110 eV and a current density of 200 μA / cm 2 was irradiated.

【0070】さらに後端面側の処理を行うために、一度
レーザバーを真空層から取り出した。後端面側において
も前端面側と全く同様にしてArプラズマ照射、第一不
活性化層(14−1)の形成、第一不活性化層へのプラ
ズマ照射、第二不活性化層(14−2)の形成を行っ
た。さらに連続して、厚さ170nmのAlOx層/厚
さ60nmのアモルファスSi層/厚さ170nmのA
lOx層/厚さ60nmのアモルファスSi層の4層か
らなるコーティング層(16)を形成し、反射率92%
の後端面を作製した。AlOx膜の製膜は、前端面側と
同様にIAD法により行なった。
The laser bar was once taken out of the vacuum layer in order to further process the rear end face. Ar plasma irradiation, formation of the first passivation layer (14-1), plasma irradiation of the first passivation layer, and irradiation of the second passivation layer (14 -2) was formed. Further continuously, an AlOx layer having a thickness of 170 nm / an amorphous Si layer having a thickness of 60 nm / A having a thickness of 170 nm
A coating layer (16) consisting of four layers of an lOx layer / amorphous Si layer having a thickness of 60 nm was formed, and the reflectance was 92%.
Was manufactured. The AlOx film was formed by the IAD method as in the case of the front end face.

【0071】製造した半導体発光素子5デバイスを放熱
用サブマウント上にのせ、窒素雰囲気中でパッケージし
た。この半導体発光素子の平均的初期特性は、25℃で
閾値電流が23mAであり、350mA、250mWで
キンクが観測された。この集団に対して寿命試験を行な
った。225mW、70℃で加速試験をした結果、10
00時間経過した時点でもまったく動作不良はなく安定
な動作が確認された。
The manufactured semiconductor light emitting element 5 device was mounted on a submount for heat radiation and packaged in a nitrogen atmosphere. The average initial characteristics of this semiconductor light emitting device were such that the threshold current was 23 mA at 25 ° C., and kink was observed at 350 mA and 250 mW. A life test was performed on this population. As a result of an accelerated test at 225 mW and 70 ° C., 10
Even after the lapse of 00 hours, there was no malfunction and stable operation was confirmed.

【0072】(実施例3)実施例1と同じ方法によって
半導体ウエハーを製造した後、窒素雰囲気中で、共振器
長700μmのレーザバーの状態に劈開し、Arプラズ
マ発生装置を持つ真空チャンバーの中に入れた。真空チ
ャンバー内で、平均エネルギー60eV、電流密度15
0μA/cm2のArプラズマを1分間端面に照射し
た。連続して、通常の電子ビーム蒸着法を用いてアモル
ファスSiを2nm端面に堆積させて第一不活性化層
(14−1)を形成した。さらに連続して平均エネルギ
ー120eV、電流密度150μA/cm2のArプラ
ズマを30秒間第一不活性化層に照射した。さらに、通
常の電子ビーム蒸着法を用いてTiを2nm端面に堆積
させて第二不活性化層(14−2)を形成した。続け
て、平均エネルギー120eV、電流密度150μA/
cm2のArプラズマを30秒間第二不活性化層に照射
した。さらに、通常の電子ビーム蒸着法を用いてアモル
ファスSiを2nm端面に堆積させて第三不活性化層
(図示せず)を形成した。ここで、SiO2の生成エン
タルピーは−9.44eV/metal atom、TiO2の生成エ
ンタルピーは−9.74eV/metal atomである。さら
に、AlOx膜を発振波長980nmにおいて前端面の
反射率が2.5%になるように165nm製膜し、コー
ティング層(15)を形成した。AlOx製膜はIAD
法により行い、AlOxの端面への供給と同時に平均エ
ネルギー90eV、電流密度200μA/cm2のArプ
ラズマを照射した。
Example 3 After a semiconductor wafer was manufactured by the same method as in Example 1, it was cleaved into a laser bar having a resonator length of 700 μm in a nitrogen atmosphere and placed in a vacuum chamber having an Ar plasma generator. I put it. In a vacuum chamber, the average energy is 60 eV and the current density is 15
The end face was irradiated with 0 μA / cm 2 Ar plasma for 1 minute. Continuously, the first passivation layer (14-1) was formed by depositing amorphous Si on a 2 nm end face by using a normal electron beam evaporation method. Further, the first passivation layer was continuously irradiated with Ar plasma having an average energy of 120 eV and a current density of 150 μA / cm 2 for 30 seconds. Furthermore, a second passivation layer (14-2) was formed by depositing Ti on a 2 nm end face using a normal electron beam evaporation method. Subsequently, the average energy was 120 eV and the current density was 150 μA /
The second passivation layer was irradiated with cm 2 Ar plasma for 30 seconds. Further, a third passivation layer (not shown) was formed by depositing amorphous Si on a 2 nm end face by using a normal electron beam evaporation method. Here, the enthalpy of formation of SiO 2 is −9.44 eV / metal atom, and the enthalpy of formation of TiO 2 is −9.74 eV / metal atom. Further, an AlOx film was formed at 165 nm so that the reflectance at the front end face became 2.5% at an oscillation wavelength of 980 nm, and a coating layer (15) was formed. AlOx film is IAD
Ar plasma was irradiated with an average energy of 90 eV and a current density of 200 μA / cm 2 simultaneously with the supply of AlOx to the end face.

【0073】さらに後端面側の処理を行うために、一度
レーザバーを真空層から取り出した。後端面側において
も前端面側と全く同様にしてArプラズマ照射、第一不
活性化層の形成、第一不活性化層へのプラズマ照射、第
二不活性化層の形成、第二不活性化層へのプラズマ照
射、第三不活性化層の形成を行った。さらに連続して、
厚さ170nmのAlOx層/厚さ60nmのアモルフ
ァスSi層/厚さ170nmのAlOx層/厚さ60n
mのアモルファスSi層の4層からなるコーティング層
(16)を形成し、反射率92%の後端面を作製した。
AlOx膜の製膜は、前端面側と同様にIAD法により
行なった。
The laser bar was once taken out of the vacuum layer for further processing on the rear end face side. Ar plasma irradiation, formation of the first passivation layer, plasma irradiation of the first passivation layer, formation of the second passivation layer, formation of the second passivation on the rear end face side in exactly the same manner as the front end face side Irradiation of the plasma on the passivation layer and formation of the third passivation layer were performed. More continuously,
170 nm thick AlOx layer / 60 nm thick amorphous Si layer / 170 nm thick AlOx layer / 60 n thickness
A coating layer (16) consisting of four layers of m-Si layers was formed, and a rear end face having a reflectivity of 92% was formed.
The AlOx film was formed by the IAD method as in the case of the front end face.

【0074】製造した半導体発光素子5デバイスを放熱
用サブマウント上にのせ、窒素雰囲気中でパッケージし
た。この半導体発光素子の平均的初期特性は、25℃で
閾値電流が23mAであり、350mA、250mWで
キンクが観測された。この集団に対して寿命試験を行な
った。225mW、70℃で加速試験をした結果、10
00時間経過した時点でもまったく動作不良はなく安定
な動作が確認された。
The manufactured semiconductor light emitting device 5 device was mounted on a sub-mount for heat dissipation and packaged in a nitrogen atmosphere. The average initial characteristics of this semiconductor light emitting device were such that the threshold current was 23 mA at 25 ° C., and kink was observed at 350 mA and 250 mW. A life test was performed on this population. As a result of an accelerated test at 225 mW and 70 ° C., 10
Even after the lapse of 00 hours, there was no malfunction and stable operation was confirmed.

【0075】(実施例4)実施例1と同じ方法によって
半導体ウエハーを製造した後、窒素雰囲気中で、共振器
長700μmのレーザバーの状態に劈開し、Arプラズ
マ発生装置を持つ真空チャンバーの中に入れた。真空チ
ャンバー内で、平均エネルギー60eV、電流密度15
0μA/cm2のArプラズマを1分間端面に照射し
た。連続して、通常の電子ビーム蒸着法を用いてアモル
ファスSiを2nm端面に堆積させて第一不活性化層
(14−1)を形成した。さらに連続して平均エネルギ
ー120eV、電流密度150μA/cm2のArプラ
ズマを30秒間第一不活性化層に照射した。さらに、通
常の電子ビーム蒸着法を用いてTiを2nm端面に堆積
させて第二不活性化層(14−2)を形成した。続け
て、平均エネルギー120eV、電流密度150μA/
cm2のArプラズマを30秒間第二不活性化層に照射
した。さらに、通常の電子ビーム蒸着法を用いてTaを
2nm端面に堆積させて第三不活性化層(図示せず)を
形成し、形成した第三不活性化層に対して平均エネルギ
ー120eV、電流密度150μA/cm2のArプラ
ズマを30秒間照射した。ここで、SiO2の生成エン
タルピーは−9.44eV/metal atom、TiO2の生成エ
ンタルピーは−9.74eV/metal atom、Ta23の生
成エンタルピーは−10.60eV/metal atomである。
さらに、AlOx膜を発振波長980nmにおいて前端
面の反射率が2.5%になるように165nm製膜し、
コーティング層(15)を形成した。AlOx製膜は電
子ビーム蒸着法により行った。
Example 4 After a semiconductor wafer was manufactured by the same method as in Example 1, the wafer was cleaved in a nitrogen atmosphere into a laser bar having a resonator length of 700 μm and placed in a vacuum chamber having an Ar plasma generator. I put it. In a vacuum chamber, the average energy is 60 eV and the current density is 15
The end face was irradiated with 0 μA / cm 2 Ar plasma for 1 minute. Continuously, the first passivation layer (14-1) was formed by depositing amorphous Si on a 2 nm end face by using a normal electron beam evaporation method. Further, the first passivation layer was continuously irradiated with Ar plasma having an average energy of 120 eV and a current density of 150 μA / cm 2 for 30 seconds. Furthermore, a second passivation layer (14-2) was formed by depositing Ti on a 2 nm end face using a normal electron beam evaporation method. Subsequently, the average energy was 120 eV and the current density was 150 μA /
The second passivation layer was irradiated with cm 2 Ar plasma for 30 seconds. Further, a second passivation layer (not shown) is formed by depositing Ta on a 2 nm end face by using a normal electron beam evaporation method, and the formed third passivation layer has an average energy of 120 eV and a current. An Ar plasma having a density of 150 μA / cm 2 was irradiated for 30 seconds. Here, the enthalpy of formation of SiO 2 is −9.44 eV / metal atom, the enthalpy of formation of TiO 2 is −9.74 eV / metal atom, and the enthalpy of formation of Ta 2 O 3 is −10.60 eV / metal atom.
Further, an AlOx film is formed at 165 nm so that the reflectance of the front end face becomes 2.5% at an oscillation wavelength of 980 nm,
A coating layer (15) was formed. The AlOx film was formed by an electron beam evaporation method.

【0076】さらに後端面側の処理を行うために、一度
レーザバーを真空層から取り出した。後端面側において
も前端面側と全く同様にしてArプラズマ照射、第一不
活性化層の形成、第一不活性化層へのプラズマ照射、第
二不活性化層の形成、第二不活性化層へのプラズマ照
射、第三不活性化層の形成、第三不活性化層に対するプ
ラズマ照射を行った。さらに連続して、厚さ170nm
のAlOx層/厚さ60nmのアモルファスSi層/厚
さ170nmのAlOx層/厚さ60nmのアモルファ
スSi層の4層からなるコーティング層(16)を形成
し、反射率92%の後端面を作製した。AlOx膜の製
膜は、前端面側と同様に電子ビーム蒸着法により行なっ
た。
The laser bar was once taken out of the vacuum layer in order to further process the rear end face. Ar plasma irradiation, formation of the first passivation layer, plasma irradiation of the first passivation layer, formation of the second passivation layer, formation of the second passivation on the rear end face side in exactly the same manner as the front end face side The plasma irradiation on the passivation layer, the formation of the third passivation layer, and the plasma irradiation on the third passivation layer were performed. Further continuously, the thickness is 170 nm
A coating layer (16) consisting of an AlOx layer having a thickness of 60 nm, an amorphous Si layer having a thickness of 60 nm, an AlOx layer having a thickness of 170 nm, and an amorphous Si layer having a thickness of 60 nm was formed, and a rear end face having a reflectance of 92% was formed. . The AlOx film was formed by the electron beam evaporation method as in the case of the front end face side.

【0077】製造した半導体発光素子5デバイスを放熱
用サブマウント上にのせ、窒素雰囲気中でパッケージし
た。この半導体発光素子の平均的初期特性は、25℃で
閾値電流が23mAであり、350mA、250mWで
キンクが観測された。この集団に対して寿命試験を行な
った。225mW、70℃で加速試験をした結果、10
00時間経過した時点でもまったく動作不良はなく安定
な動作が確認された。
The manufactured semiconductor light emitting device 5 device was mounted on a sub-mount for heat dissipation and packaged in a nitrogen atmosphere. The average initial characteristics of this semiconductor light emitting device were such that the threshold current was 23 mA at 25 ° C., and kink was observed at 350 mA and 250 mW. A life test was performed on this population. As a result of an accelerated test at 225 mW and 70 ° C., 10
Even after the lapse of 00 hours, there was no malfunction and stable operation was confirmed.

【0078】(比較例1)以下の点を変更して実施例1
と同様の手順で比較用半導体発光素子を製造して試験し
た。すなわち、前端面及び後端面とも、レーザ端面への
Arプラズマ照射、第一不活性化層(14−1)の形
成、第一不活性化層へのArプラズマ照射および第二不
活性化層の形成を行わなかった。また、コーティング層
(15)及び(16)の形成をIAD法を用いずに、通
常の電子ビーム蒸着法を用いて行なった。これら以外
は、実施例1と全く同じ手順で半導体発光素子を製造し
た。製造した半導体発光素子の平均的初期特性は、実施
例と同様に25℃で閾値電流が23mAであり、350
mA、250mWでキンクが観測された。しかし、22
5mW、70℃で加速試験をした結果、100時間経過
するまでに実験に使用した10デバイスすべてが突然動
作不能になった。
(Comparative Example 1) Example 1 was changed with the following changes.
A comparative semiconductor light-emitting device was manufactured and tested in the same procedure as described above. That is, for both the front end face and the rear end face, Ar plasma irradiation on the laser end face, formation of the first passivation layer (14-1), Ar plasma irradiation on the first passivation layer, and formation of the second passivation layer No formation was performed. Further, the coating layers (15) and (16) were formed not by using the IAD method but by using a usual electron beam evaporation method. Except for these, a semiconductor light emitting device was manufactured in exactly the same procedure as in Example 1. The average initial characteristics of the manufactured semiconductor light emitting device were as follows: the threshold current was 25 mA at 25 ° C.
A kink was observed at 250 mA, mA. However, 22
As a result of an accelerated test at 5 mW and 70 ° C., all 10 devices used in the experiment suddenly became inoperable by the time 100 hours had elapsed.

【0079】(比較例2)前端面及び後端面とも、第一
不活性化層へのArプラズマ照射および第二不活性化層
の形成を行わなかった以外は、実施例1と同じ手順で半
導体発光素子を製造した。製造した半導体発光素子の平
均的初期特性は、実施例1と同様に25℃で閾値電流が
23mAであり、350mA、250mWでキンクが観
測された。225mW、70℃で加速試験をした結果、
200時間経過するまでに実験に使用した3デバイスす
べてが突然動作不能になった。
(Comparative Example 2) A semiconductor was manufactured in the same procedure as in Example 1 except that the first passivation layer was not irradiated with Ar plasma and the second passivation layer was not formed on both the front end face and the rear end face. A light emitting device was manufactured. As for the average initial characteristics of the manufactured semiconductor light emitting device, the threshold current was 23 mA at 25 ° C. as in Example 1, and kink was observed at 350 mA and 250 mW. As a result of an acceleration test at 225 mW and 70 ° C.,
By the time 200 hours had elapsed, all three devices used in the experiment suddenly became inoperable.

【0080】(比較例3)前端面及び後端面とも、レー
ザ端面へのArプラズマ照射を行わなかったことと、コ
ーティング層(15)及び(16)の形成をIAD法を
用いずに通常の電子ビーム蒸着法を用いて行なったこと
以外は、実施例2と同じ手順で半導体発光素子を製造し
た。製造した半導体発光素子の平均的初期特性は、実施
例2と同様に25℃で閾値電流が23mAであり、35
0mA、250mWでキンクが観測された。しかし、2
25mW、70℃で加速試験をした結果、150時間経
過するまでに実験に使用した10デバイスすべてが突然
動作不能になった。
Comparative Example 3 Both the front end face and the rear end face were not irradiated with the Ar plasma on the laser end face, and the formation of the coating layers (15) and (16) was carried out without using the IAD method. A semiconductor light-emitting device was manufactured in the same procedure as in Example 2, except that the light-emitting was performed using the beam evaporation method. The average initial characteristics of the manufactured semiconductor light emitting device were as follows: the threshold current was 23 mA at 25 ° C.
A kink was observed at 0 mA and 250 mW. However, 2
As a result of the accelerated test at 25 mW and 70 ° C., all the 10 devices used in the experiment suddenly became inoperable by the time 150 hours had elapsed.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明によれば、端面での界面準位密度
を長期間にわたって安定に抑制することができる半導体
レーザ等の半導体発光素子を製造することができる。し
かも、本発明の製造方法は極めて簡便であることから、
産業上の利用性は極めて高い。
According to the present invention, it is possible to manufacture a semiconductor light emitting device such as a semiconductor laser capable of stably suppressing the interface state density at the end face for a long period of time. Moreover, since the production method of the present invention is extremely simple,
Industrial applicability is extremely high.

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

【図1】 本発明の半導体発光素子の一態様を示す斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating one embodiment of a semiconductor light emitting device of the present invention.

【図2】 本発明の半導体発光素子の一態様を示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating one embodiment of the semiconductor light emitting device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:基板 2:バッファ層 3:第一導電型クラッド層
4:活性層 5:第二導電型第一クラッド層 6:第
二エッチング阻止層 7:第一エッチング阻止層8:第
二導電型第二クラッド層 9:電流ブロック層 10:
キャップ層 11:コンタクト層 12:電極 13:
電極 14−1:第一不活性化層 14−2:第二不活
性化層 15:コーティング層 16:コーティング
1: substrate 2: buffer layer 3: first conductivity type cladding layer 4: active layer 5: second conductivity type first cladding layer 6: second etching stop layer 7: first etching stop layer 8: second conductivity type Nicladding layer 9: Current blocking layer 10:
Cap layer 11: Contact layer 12: Electrode 13:
Electrode 14-1: First passivation layer 14-2: Second passivation layer 15: Coating layer 16: Coating layer

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一導電型クラッド層、活性層及び第二
導電型クラッド層を含む化合物半導体層を基板上に有す
る、共振器構造を備えた半導体発光素子の製造方法にお
いて、(1)基板上に化合物半導体層を順次結晶成長し
た後、共振器端面を形成する工程、(2)該端面上に第
一不活性化層を形成する工程、(3)該第一不活性化層
にプラズマを照射する工程、および、(4)プラズマ照
射された第一不活性化層上にさらに第二不活性化層を形
成する工程を含むことを特徴とする半導体発光素子の製
造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device having a resonator structure, comprising a compound semiconductor layer including a first conductivity type cladding layer, an active layer and a second conductivity type cladding layer on a substrate, wherein (1) the substrate A step of forming a cavity facet after sequentially crystal-growing a compound semiconductor layer thereon; (2) a step of forming a first passivation layer on the facet; and (3) a plasma on the first passivation layer. And (4) further forming a second passivation layer on the first passivation layer irradiated with plasma.
【請求項2】 前記共振器端面を形成した後に、該端面
に露出した第一導電型クラッド層、活性層及び第二導電
型クラッド層にプラズマを照射する工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体発光素子の製造
方法。
2. The method according to claim 1, further comprising, after forming the resonator end face, irradiating the first conductive type clad layer, the active layer, and the second conductive type clad layer exposed on the end face with plasma. Item 2. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to Item 1.
【請求項3】 前記共振器端面を常圧で劈開することに
より形成することを特徴とする請求項1または2記載の
半導体発光素子の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said resonator end face is formed by cleavage at normal pressure.
【請求項4】 前記共振器端面を大気中または窒素雰囲
気中で劈開することにより形成することを特徴とする請
求項1または2記載の半導体発光素子の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said cavity facet is formed by cleaving said cavity end face in air or nitrogen atmosphere.
【請求項5】 前記第一不活性化層を構成する元素とし
て、前記共振器端面を構成する少なくとも1つの元素よ
りも酸化物の生成エンタルピーの絶対値が大きい元素を
選択することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
載の半導体発光素子の製造方法。
5. An element forming the first passivation layer, wherein an element having an absolute value of an enthalpy of formation of an oxide larger than at least one element forming the resonator end face is selected. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1.
【請求項6】 前記第二不活性化層を構成する元素とし
て、前記第一不活性化層を構成する元素よりも酸化物の
生成エンタルピーの絶対値が大きい元素を選択すること
を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体発
光素子の製造方法。
6. An element constituting the second passivation layer, wherein an element having an absolute value of an enthalpy of formation of an oxide larger than that of the element constituting the first passivation layer is selected. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1.
【請求項7】 前記第二不活性化層に、さらにプラズマ
を照射して不活性化層を形成する工程を少なくとも1回
行って3層以上の不活性化層を形成することを特徴とす
る請求項1〜6のいずれかに記載の半導体発光素子の製
造方法。
7. The method of claim 3, further comprising irradiating the second passivation layer with plasma to form a passivation layer at least once to form three or more passivation layers. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1.
【請求項8】 最外層である不活性化層の表面に、さら
に誘電体又は誘電体及び半導体の組合せからなるコーテ
ィング層を形成することを特徴とする請求項1〜7のい
ずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein a coating layer comprising a dielectric or a combination of a dielectric and a semiconductor is further formed on the surface of the passivation layer which is the outermost layer. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device.
【請求項9】 最外層である不活性化層形成後に、該不
活性化層表面にコーティング層の原料を供給しながらプ
ラズマを照射することを特徴とする請求項8記載の半導
体発光素子の製造方法。
9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein after forming the outermost passivation layer, the surface of the passivation layer is irradiated with plasma while supplying a raw material for the coating layer. Method.
【請求項10】 前記共振器端面へのプラズマ照射から
前記コーティング層の形成までの工程を、真空中で連続
的に行うことを特徴とする請求項8または9記載の半導
体発光素子の製造方法。
10. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein the steps from the plasma irradiation to the cavity end face to the formation of the coating layer are continuously performed in a vacuum.
【請求項11】 前記第一不活性化層を下記(式1)で
表される範囲内の厚さに形成することを特徴とする請求
項1〜10のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方
法。 【数1】 0.2(nm)<Tp(1)<λ/8n1(nm)・・・・・(式1) (式中、Tp(1)は第一不活性化層の厚さ、λは半導体発
光素子の発振波長、n1は不活性化層の波長λにおける
屈折率の実数部分を表す。)
11. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the first passivation layer is formed to have a thickness within a range represented by the following (formula 1). Production method. 0.2 (nm) <T p (1) <λ / 8n 1 (nm) (1) (where T p (1) is the value of the first passivation layer) The thickness, λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, and n 1 is the real part of the refractive index at the wavelength λ of the passivation layer.)
【請求項12】 前記第二不活性化層を下記(式2)で
表される範囲内の厚さに形成することを特徴とする請求
項1〜11のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方
法。 【数2】 0.2(nm)<Tp(2)<λ/4n2(nm)・・・・・(式2) (式中、Tp(2)は第二不活性化層の厚さ、λは半導体発
光素子の発振波長、n2は第二不活性化層の波長λにお
ける屈折率の実数部分を表す。)
12. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the second passivation layer is formed to have a thickness within a range represented by the following (formula 2). Production method. 0.2 (nm) <T p (2) <λ / 4n 2 (nm) (2) (where T p (2) is the second passivation layer) The thickness, λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, and n 2 is the real part of the refractive index at the wavelength λ of the second passivation layer.)
【請求項13】 前記第一不活性化層と前記第二不活性
化層を、厚さの和が(式3)で表される範囲内になるよ
うに形成することを特徴とする請求項1〜12のいずれ
かに記載の半導体発光素子の製造方法。 【数3】 0.4(nm)<Tp(1+2)<3λ/8n12(nm)・・・(式3) (式中、Tp(1+2)は第一不活性化層と第二不活性化層の
厚さの和、λは半導体発光素子の発振波長、n12は第一
不活性化層と第二不活性化層の波長λにおける平均屈折
率の実数部分を表す。)
13. The method according to claim 1, wherein the first passivation layer and the second passivation layer are formed such that the sum of the thicknesses is within a range represented by (Equation 3). 13. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to any one of 1 to 12. ## EQU3 ## 0.4 (nm) <T p (1 + 2) <3λ / 8n 12 (nm) (3) (where T p (1 + 2) is the first inactivation ) The sum of the thicknesses of the layer and the second passivation layer, λ is the oscillation wavelength of the semiconductor light emitting element, and n 12 is the real part of the average refractive index at the wavelength λ of the first passivation layer and the second passivation layer. Represents.)
【請求項14】 前記プラズマ照射がイオン化した希ガ
スのプラズマ照射であることを特徴とする請求項1〜1
3のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
14. The plasma irradiation according to claim 1, wherein said plasma irradiation is plasma irradiation of an ionized rare gas.
3. The method for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to any one of 3.
【請求項15】 前記イオン化した希ガスがArである
ことを特徴とする請求項14記載の半導体発光素子の製
造方法。
15. The method according to claim 14, wherein the ionized rare gas is Ar.
【請求項16】 照射するArプラズマのエネルギーが
25eV以上300eV以下であることを特徴とする請
求項15記載の半導体発光素子の製造方法。
16. The method for manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 15, wherein the energy of the irradiated Ar plasma is not less than 25 eV and not more than 300 eV.
【請求項17】 請求項1〜16のいずれかに記載の製
造方法によって製造した半導体発光素子。
17. A semiconductor light emitting device manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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