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JP2869279B2 - 半導体レーザダイオード及びその製造方法並びに半導体レーザダイオードアレイ - Google Patents

半導体レーザダイオード及びその製造方法並びに半導体レーザダイオードアレイ

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JP2869279B2
JP2869279B2 JP5009921A JP992193A JP2869279B2 JP 2869279 B2 JP2869279 B2 JP 2869279B2 JP 5009921 A JP5009921 A JP 5009921A JP 992193 A JP992193 A JP 992193A JP 2869279 B2 JP2869279 B2 JP 2869279B2
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electrode
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザダイオー
ドおよびその製造方法に関し、特に基板内に選択的に埋
め込まれたＰＨＳ電極を備えた半導体レーザダイオード
の性能を向上できる半導体レーザダイオードおよびその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザダイオードの高出力
化，長寿命化など高性能化への要求が高まっている。特
に次世代の大容量，高速度の情報蓄積装置としてマルチ
チャンネル光ディスク装置の開発が進められており、キ
ーデバイスとなるマルチビーム半導体レーザダイオード
の高性能化が必須技術としてクローズアップされるにい
たった。
【０００３】このような背景のもと、レーザダイオード
の高性能化の一手段として放熱特性の向上とマウント時
の機械的，熱的ストレスの低減を狙ったプレーテッドヒ
ートシンク（Plated Heat Sink；以下ＰＨＳと略して記
述する）構造のレーザダイオードが提案されている。
【０００４】図１７は例えば特開昭５７−１９９２８６
に開示されたＰＨＳ電極を有する半導体レーザダイオー
ドの構造を示す図である。図において、１００はｎ型Ｇ
ａＡｓ基板である。レーザの活性領域となる多層エピタ
キシャル層１０１は基板１００上に配置され、ｐ側オー
ミック電極１０２は多層エピタキシャル層１０１上に配
置され、ＰＨＳ電極１０６はｐ側オーミック電極１０２
上に配置される。またｎ側オーミック電極１０３は基板
１００裏面に配置される。
【０００５】このレーザダイオードはマウント基台へア
センブリングする際に、多層エピタキシャル層１０１側
をマウント基台に接着させる、いわゆるジャンクション
ダウン配置とすることを前提として構成したものであ
り、この目的のためにＰＨＳ電極１０６はｐ型オーミッ
ク電極１０２を介して多層エピタキシャル層１０１の上
部に形成されている。ＰＨＳ電極はレーザ動作時に発生
する熱を速やかに放散させ、レーザの温度特性を向上さ
せるとともに、アセンブリング時における機械的，熱的
ストレスを低減させるために設けられており、ＰＨＳ電
極１０６の材料としては通常、熱伝導度に優れ展延性に
富んだ金メッキが用いられている。
【０００６】次にこのレーザダイオードがなぜ図１７に
示すように複雑な構造を有しているのか、その理由につ
いて簡単に説明する。半導体レーザダイオードの動作時
における光密度は発光端面で最も高くなることが知られ
ている。従って動作時の温度上昇は発光端面近傍が最も
高く、特に高出力動作時には温度上昇と光吸収の増大が
連鎖的に起こり、最悪の場合端面破壊を生じるという問
題点がある。またＰＨＳ電極１０６が多層エピタキシャ
ル層１０１の内側に形成された場合、ＰＨＳ電極のエッ
ジの部分に熱的，機械的ストレスが残留し、特性が劣化
することが報告されている（例えば特開昭５７−２７０
９０）。この２つの問題点のため放熱体としてのＰＨＳ
電極１０６はレーザダイオードの活性領域となる多層エ
ピタキシャル層１０１の全面を覆う構造とすることが望
ましい。しかしＰＨＳ電極１０６の材料である金は展延
性に優れているため、あらかじめウェハ全面にＰＨＳ電
極１０６を形成し、従来のようにへき開により端面形成
を行なうプロセスを適用することは困難である。そこで
この従来例装置は、図１８に示すような工程により作製
される。即ち、まず、図１８(a) に示すように基板１０
０上に多層エピタキシャル層１０１を結晶成長し、基板
１００裏面にｎ側オーミック電極１０３を、多層エピタ
キシャル層１０１上にｐ側オーミック電極１０２をそれ
ぞれ形成する。次にｐ側オーミック電極１０２上にマス
クパターンを形成し、ウェットエッチングの手法を用い
て端面形成を行なった後（図１８(b) ，(c) ）、ウエハ
全面にレジスト１０５を設け、これを多層エピタキシャ
ル層１０１の全面を開口部の底面とし、断面逆台形形状
に開口が広がるようにパターニングし（図１８(d) ）、
この台形形状の空間に金を充填しＰＨＳ電極１０６を形
成し、その後、チップ単位に分割することにより装置が
完成する。ここで、本従来例では、ＰＨＳ電極１０６の
上端が、共振器長方向のみならず素子の幅方向にも広が
った形状であり、多層エピタキシャル層部分は共振器端
面のみならず素子側面もエッチングにより形成している
ため、図１７に示すような複雑な構造となっている。
【０００７】次にＰＨＳ電極を有する半導体レーザダイ
オードの第２の従来例について説明する。図１９は半導
体基板の裏面側に選択的に埋め込まれたＰＨＳ電極を有
する従来の選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの構
造を示す斜視図である。図において、１はｎ型( 以下ｎ
−と記す）ＧａＡｓ基板である。ｎ−Ａｌx Ｇａ1-xＡ
ｓ第１クラッド層２は基板１上に配置され、ｐ型（以下
ｐ−と記す）Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ活性層３は第１クラッ
ド層２上に配置され、ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第２クラ
ッド層４は活性層３上に配置される。第２クラッド層４
はその一部がエッチングによりストライプリッジ形状に
成形されている。ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５は第２クラ
ッド層４のストライプリッジの両サイド上にリッジを埋
め込むように配置され、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層６は
電流阻止層５上及びストライプリッジ上に配置される。
また、基板１裏面には凹部が設けられており、ｎ側オー
ミック電極７は基板１裏面の凹部内面上に設けられ、プ
レーテッドヒートシンク（ＰＨＳ）電極８はｎ側オーミ
ック電極７上に基板１裏面の凹部を埋め込むように配置
される。また１０は基板端面からＰＨＳ電極８までの厚
み（以下端面厚みという）、１１は活性領域からＰＨＳ
電極８までの厚み（以下基板残し厚みという）、１４は
レーザ光である。
【０００８】この第２の従来例は上記第１の従来例と異
なり、ＰＨＳ電極８をｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面側に選
択的に埋め込んで形成していることを特徴としたもので
ある。これは、このレーザダイオードをマウント基台へ
アセンブリングする際にｎＧａＡｓ基板１側をマウント
基台へ接着させる、いわゆるジャンクションアップ配置
とすることを前提として構成したものであり、ＰＨＳ電
極８はｎ−ＧａＡｓ基板１に選択的に埋め込まれた構造
を有している。このような選択ＰＨＳ構造において放熱
特性を向上させるためには基板残し厚み１１はできるた
め薄いほうがよく、例えば２０μｍ以下の厚みであるこ
とが望ましい。また端面厚み１０はレーザ発光端面近傍
の放熱特性を向上させるためにできるだけ薄くするほう
が望ましいが、個々のレーザダイオードをチップ分離す
る際に歩留りよく分離するためには最低１００μｍ程度
の厚みを確保する必要があり、この制約のため１００μ
ｍ程度の厚みとなっている。
【０００９】第２の従来例で示した選択ＰＨＳ構造のレ
ーザダイオードはジャンクションアップでマウントでき
るため、複数個のレーザダイオードを並べてアレイレー
ザを構成した場合でもｐ−電極を個々のレーザダイオー
ド毎に独立に形成することが容易であり、個々のレーザ
ダイオードを独立に駆動させることができるという利点
を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来のＰＨＳ構造半導
体レーザダイオードは以上のように構成されているの
で、以下に示す問題点があった。図１７に示した第１の
従来のＰＨＳ構造半導体レーザダイオードにおいては、
ウェットエッチングの手法を用いて端面を形成した後、
多層エピタキシャル層１０１の表面全面を覆う形で台形
形状のＰＨＳ電極１０６を形成しなければならず、工程
が複雑で高精度のマスク合わせ技術を駆使しても歩留り
よく製造することができないという問題点があった。ま
たジャンクションダウンでマウントする構造であるため
にアレイレーザを構成する際に個々のレーザダイオード
毎にｐ−電極を形成することが困難であり、個々のレー
ザダイオードを独立に駆動させるアレイレーザに応用す
ることが困難であるなどの問題点があった。
【００１１】一方、図１９で示した第２の従来例におけ
る選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードはジャンクシ
ョンアップでマウントする構造であるため、アレイレー
ザを構成する際にも個々のレーザダイオード毎にｐ−電
極を形成することが容易であり、個々のレーザダイオー
ドを独立に駆動させるアレイレーザに適した構造となっ
ている。しかしＰＨＳ電極８はｎ−ＧａＡｓ基板１の内
側に選択的に埋め込まれた構造となっているために、活
性領域全面をカバーするＰＨＳを形成することは不可能
であり、特に発光端面における放熱特性を向上させるこ
とができないという問題点かあった。すなわち端面厚み
１０を例えば１０μｍとすることができれば、発光端面
近傍で発生する熱を効率よくＰＨＳ電極８は放散させる
ことが可能であるが、１０μｍという厚みを残してへき
開により発光端面を形成することは極めて困難であるた
め、実用的には端面厚み１０は１００μｍ程度の厚みと
しなければならず、ＰＨＳ電極８による放熱特性は最も
発熱量の大きい発光端面において著しく劣化し、高出
力，長寿命のアレイレーザを構成することが困難である
などの問題点があった。
【００１２】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、レーザ発光端面における放熱特
性を向上できるとともに、アレイレーザの構成にも適し
た高性能，長寿命の選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオ
ードを得ることを目的としており、さらにこの選択ＰＨ
Ｓ構造半導体レーザダイオードに適した製造方法を提供
することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザダイオードは、互いに対向する一主面と他主面とを
有する半導体基板と、この半導体基板の一主面上に配設
され、半導体基板の端面より基板の肩部を介して後退し
た共振器端面を有するレーザ積層構造と、半導体基板の
他主面に配設された凹部に埋め込まれた埋込部を有し、
この埋込部の共振器の導波方向の端部が共振器端面直下
またはこの共振器端面直下より半導体基板の端面側に位
置して配設されたＰＨＳ電極と、を備えたものである。
【００１４】さらに、凹部の周囲が半導体基板で囲まれ
たものである。
【００１５】またさらに、共振器端面を（０１１）面と
し、肩部表面を（３１１）Ａ面としたものである。
【００１６】またさらに、肩部を介して後退した共振器
端面を、レーザ積層構造幅の光導波路を含む一部とした
ものである。
【００１７】またさらに、ＰＨＳ電極の埋込部の導波方
向の長さを共振器の導波方向の長さと等しいかこれより
長くしたものである。
【００１８】またこの発明に係る半導体レーザダイオー
ドの製造方法は、互いに対向する一主面と他主面とを有
する半導体基板の、一主面上に活性層を含むレーザ積層
構造を形成する第１の工程と、レーザ積層構造の表面上
に、レジストを塗布し、共振器を形成する部分を残して
開口を有するマスクパターンを形成し、このマスクパタ
ーンをマスクとしてウエットエッチングを行い、マスク
パターンの共振器端面側の辺縁に近接するレーザ積層構
造の活性層を含む一部を残して、半導体基板に所定の深
さの溝を形成する第２の工程と、第２の工程で使用した
マスクパターンをマスクとして異方性エッチングを行
い、第２の工程で残した共振器端面側の辺縁に近接する
レーザ積層構造の一部を除去し共振器端面を形成する第
３の工程と、半導体基板の他主面に、共振器の導波方向
と交差する面を有する側壁がレーザ積層構造の共振器端
面直下またはこの共振器端面直下よりも半導体基板の溝
側に位置した凹部を形成し、この凹部にＰＨＳ電極を埋
め込む第４の工程と、を含むものである。
【００１９】またこの発明に係る半導体レーザダイオー
ドアレイは、互いに対向する一主面と他主面とを有する
半導体基板と、この半導体基板の一主面上に導波方向を
並列にして配設され、半導体基板の端面より基板の肩部
を介して後退した共振器端面を有する複数のレーザ積層
構造と、半導体基板の他主面に配設された凹部に埋め込
まれた埋込部を有し、この埋込部の共振器の導波方向の
端部が共振器端面直下またはこの共振器端面直下より半
導体基板の端面側に位置して配設されたＰＨＳ電極と、
を備えたものである。
【００２０】さらにＰＨＳ電極の埋込部の導波方向の長
さを共振器の導波方向の長さと等しいかこれより長くし
たものである。
【００２１】
【００２２】
【作用】この発明に係る半導体レーザダイオードは、半
導体基板の一主面上に配設され、半導体基板の端面より
基板の肩部を介して後退した共振器端面を有するレーザ
積層構造と、半導体基板の他主面に配設された凹部に埋
め込まれた埋込部を有し、この埋込部の共振器の導波方
向の端部が共振器端面直下またはこの共振器端面直下よ
り半導体基板の端面側に位置して配設されたＰＨＳ電極
と、を備えたので、レーザ発光端面における放熱特性を
向上できる。
【００２３】さらに、凹部の周囲が半導体基板で囲まれ
たものであるので、半導体基板の構造支持体としての機
械的強度が高くなる。
【００２４】またさらに、共振器端面を（０１１）面と
し、肩部表面を（３１１）Ａ面としたので、共振器端面
と肩部表面が容易に歩留りよく形成される構成となる。
【００２５】またさらに、肩部を介して後退した共振器
端面を、レーザ積層構造幅の光導波路を含む一部とした
ので、肩部を介して後退した部分が少なくなり半導体基
板の構造支持体としての機械的強度が高くなる。
【００２６】またさらに、ＰＨＳ電極の埋込部の導波方
向の長さを共振器の導波方向の長さと等しいかこれより
長くしたので、レーザ発光端面を含め共振器全面をＰＨ
Ｓ電極に近接することができ、共振器全体の放熱特性を
向上できる。
【００２７】またこの発明に係る半導体レーザダイオー
ドの製造方法は、半導体基板の一主面上に活性層を含む
レーザ積層構造を形成し、このレーザ積層構造の共振器
を形成する部分を残して所定の深さの溝をウエットエッ
チングにて形成し、さらに異方性エッチングを行なって
共振器端面を形成し、次いで半導体基板の他主面に共振
器の導波方向と交差する側壁が共振器端面直下またはこ
の共振器端面直下よりも半導体基板の上記溝側に位置し
た凹部を形成し、この凹部にＰＨＳ電極を埋め込むよう
にしたので、レーザ発光端面における放熱特性の向上し
たＰＨＳ構造の半導体レーザダイオードを歩留りよく製
造できる。
【００２８】またこの発明に係る半導体レーザダイオー
ドアレイは、半導体基板の一主面上に基板の端面より基
板の肩部を介して後退した共振器端面を有し並列する複
数のレーザ積層構造と、半導体基板の他主面に配設され
た凹部に埋め込まれた埋込部を有し、この埋込部の共振
器の導波方向の端部が共振器端面直下またはこの共振器
端面直下より半導体基板の端面側に位置して配設された
ＰＨＳ電極とを備えたので、レーザ発光端面における放
熱特性を向上できる。
【００２９】さらにＰＨＳ電極の埋込部の導波方向の長
さを共振器の導波方向の長さと等しいかこれより長くし
たので、レーザ発光端面を含め共振器全面をＰＨＳ電極
に近接することができ、共振器全体の放熱特性を向上で
きる。
【００３０】
【実施例】 実施例１．図１はこの発明の第１の実施例による半導体
レーザダイオードの構造の概略を示す斜視図である。図
において、１はｎ型（以下ｎ−と記す）ＧａＡｓ基板で
ある。ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第１クラッド層２は基板
１上に配置され、ｐ型（以下ｐ−と記す）Ａｌy Ｇａ1-
y Ａｓ活性層３は第１クラッド層２上に配置され、ｐ−
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第２クラッド層４は活性層３上に配
置される。第２クラッド層４はその一部がエッチングに
よりストライプリッジ形状に成形されている。ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層５は第２クラッド層４のストライプリッ
ジの両サイド上にリッジを埋め込むように配置され、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層６は電流阻止層５上及びストラ
イプリッジ上に配置される。また、基板１裏面には凹部
が設けられており、ｎ側オーミック電極７は基板１裏面
の凹部内面上に設けられ、プレーテッドヒートシンク
（ＰＨＳ）電極８はｎ側オーミック電極７上に基板１裏
面の凹部を埋め込むように配置される。また９はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板の肩部（以下基板肩部という）、１０は基板
端面からＰＨＳ電極８までの厚み（以下端面厚みとい
う）、１１は活性領域からＰＨＳ電極８までの厚み（以
下基板残し厚みという）、１２は活性領域の共振器方向
の長さ（以下共振器長という）、１３はＰＨＳ電極の共
振器方向の長さ（以下ＰＨＳ電極長と言う）、１４はレ
ーザ光である。
【００３１】なお、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層６上には
図示しないｐ側電極が配置される。
【００３２】図２はこの発明の一実施例における選択Ｐ
ＨＳ構造半導体レーザダイオードの構造をより詳しく説
明するための断面構造図であり、図２(a) は図１のIIａ
−IIａ線断面、即ち共振器方向に平行な平面で切断した
断面構造図であり、図２(b)は図１のIIａ−IIａ線断
面、即ち共振器方向に垂直な平面で切断した断面構造図
である。
【００３３】本第１の実施例では、第１クラッド層２，
活性層３，第２クラッド層４，電流阻止層５，及びコン
タクト層６で構成されるレーザ活性領域のレーザ共振器
長方向の端部は、基板１のレーザ共振器長方向の端部よ
りも内側に配置されており、また、基板裏面に選択的に
形成されたＰＨＳ電極８の共振器長方向の長さは、共振
器長１２をＡ、ＰＨＳ電極長１３をＢとしたときにＡ≦
Ｂの関係を満たすような長さとなっている。また、図２
(b) に示すように、共振器方向と垂直な面内において
は、ＰＨＳ電極８を活性領域の全幅にわたって形成され
ている。
【００３４】また、レーザ共振器長が基板１のレーザ共
振器長方向の寸法よりも短いために生ずる基板肩部９
は、共振器端面から所定のビーム広がり角をもって出射
されるレーザ光１４がこの基板肩部に当たって反射され
ることがないように、適当な角度θ2 をもったテーパ状
に加工されている。本実施例においてはテーパの角度θ
2 ＝２５°とした。発振波長が７８０nm程度の光磁気デ
ィスク用の高出力レーザの出射レーザ光の活性層厚方向
のビームの広がり角は、通常全角で２５°〜３０°程度
であるので、基板方向への広がり角θ1 はその約半分の
１２．５°〜１５°程度であり、テーパの角度が２５°
であれば、基板肩部におけるレーザ光の反射防止には十
分である。なお、代表的な光磁気ディスク用７８０ｎｍ
帯短波長レーザの活性領域を構成する各層の層厚及び材
料組成は、例えば、第１クラッド層２が層厚１．５ミク
ロンのｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ層、活性層３が層厚４
００オングストロームのｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層、
第２クラッド層４が層厚１．５ミクロンのｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ層（リッジ部以外の層厚０．３ミクロ
ン）、電流ブロック層５が層厚１．２ミクロンのｎ−Ｇ
ａＡｓ層、コンタクト層６がキャップ層も含めて層厚
３．０ミクロンのｐ−ＧａＡｓ層であり、この時の層厚
方向のビーム広がり角度は全角で２５°である。
【００３５】本実施例では、上述のような構造を採用す
ることにより少なくとも共振器において活性領域全面を
カバーする選択ＰＨＳ電極８を形成することができる。
さらに本実施例では端面厚み１０は１００μｍ程度とし
ており、へき開またはダイシングにより素子分離を容易
に行なうことができ、構造支持体としての機械的強度も
十分確保することができている。なお本実施例において
基板残し厚み１１は１５μｍとした。
【００３６】図３は図１に示す構造を有する選択ＰＨＳ
構造半導体レーザダイオード、及び図１６の従来の選択
ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードを６０℃，５０ｍＷ
で動作させた際の長期通電試験結果の一例を示したグラ
フである。図において、３１は図１６に示した従来の選
択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの試験結果、３２
は図１に示す構造を有する選択ＰＨＳ構造半導体レーザ
ダイオードの試験結果を示している。
【００３７】図に示すように本第１の実施例による選択
ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードは通電時間の増加と
ともに動作電流の若干の上昇はみられるものの、３５０
０時間を越えてもほぼ安定に動作しているが、従来の選
択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードは１５００時間以
内に急激な劣化を示した。劣化モードを調べたところほ
ぼ全数が端面劣化モードであり、図１６に示す従来の選
択ＰＨＳ構造レーザダイオードにおいては、発光端面近
傍の領域において十分な放熱効果が得られていないこと
を示している。一方本実施例による選択ＰＨＳ構造半導
体レーザダイオードは３５００時間の通電時においても
端面劣化モードによる故障は発生しておらず、共振器方
向において活性領域全面をカバーする選択ＰＨＳ電極８
を形成することにより、放熱特性を向上させることがで
き、レーザダイオードの寿命を改善できることが確認で
きた。
【００３８】実施例２．なお、上記第１の実施例では、
共振器方向と垂直な面内においてＰＨＳ電極８を活性領
域の全幅にわたって形成したものについて示したが、共
振器方向と垂直な面内においては、図２(c) に示す本発
明の第２の実施例のように、ＰＨＳ電極８は必ずしも活
性領域の全面をカバーしていなくてもよい。これはリッ
ジレーザダイオードにおいてはレーザ光の発光領域近
傍、すなわちリッジ２２近傍が最も発熱が大きく、リッ
ジの両側部分ではほとんど発熱しないためである。従っ
て、ＰＨＳ電極８はリッジ２２を十分にカバーする領域
に形成すればよい。
【００３９】本第２の実施例では基板側面からＰＨＳ電
極までの厚み２１を１００μｍ程度とし、ｎ−ＧａＡｓ
基板１の構造支持体としての機械的強度を十分確保でき
るように配慮している。
【００４０】実施例３．また図２(a) ，図２(b) に示す
実施例においては、共振器方向と垂直な面内においてＰ
ＨＳ電極８を活性領域と同一の幅，又は活性領域よりも
内側に形成したが、図２(d) に示すように、共振器方向
と垂直な面内においても活性領域をｎ−ＧａＡｓ基板１
の内側に形成し、ＰＨＳ電極８を活性領域全面をカバー
するように構成してもよい。
【００４１】実施例４．図４はこの発明の第４の実施例
における選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードのＰＨ
Ｓ電極の形状を示す上面図である。図において、１はｎ
−ＧａＡｓ基板、８はＰＨＳ電極、１４はレーザ光、４
１は活性領域、４２は活性領域内の電流通過領域となる
リッジ形成部分である。本第４の実施例は共振器方向に
おいて、共振器長１２をＡ、ＰＨＳ電極長１３をＢとし
たときにＡ≦Ｂとなる領域をリッジ４２の近傍領域に限
定して構成したものである。これは最も発熱の大きいリ
ッジ４２の近傍領域のみ重点的に放熱特性の向上をはか
ったもので、放熱特性が向上するとともに構造支持体と
してのｎ−ＧａＡｓ基板の機械的強度の確保も容易に行
なうことができる。
【００４２】実施例５．図５，及び図６はこの発明の第
５の実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオー
ドの製造方法を示す断面工程図である。本第５の実施例
による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの製造方
法は、上記第１〜第４の実施例による選択ＰＨＳ構造半
導体レーザダイオードを作製するのに適用されるもので
ある。図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
であり、６１はフォトレジスト、６２はレーザ発光端面
（共振器端面）である。
【００４３】以下、これら図に沿って製造工程を説明す
る。まず図５(a) に示すようにｎ−ＧａＡｓ基板１上に
レーザダイオード構造の活性領域４１を形成し、その上
部にフォトレジスト６１を塗布した後、このフォトレジ
スト６１をレーザの共振器の大きさにパターニングす
る。本実施例においては共振器長は３５０μｍ、レジス
トの開口部の共振器方向の長さを２５０μｍとした。
【００４４】次に図５(b) に示すように、フォトレジス
ト６１をエッチングマスクとしてテーパ状にエッチング
を施す。本実施例においてはエッチング液として酒石酸
と過酸化水素水と水との混合液を用い、例えば酒石酸：
Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ＝１０：１：２０の混合比でエッチン
グを施した場合、約２５°の角度でテーパ状にエッチン
グできることを確認した。
【００４５】次に、反応性イオンエッチング（Reactive
Ion Etching：ＲＩＥ）の手法を用いて、図５(c) に示
すように、同じくフォトレジスト６１をエッチングマス
クとして基板１に対し垂直方向に異方性エッチングを行
なう。一般にレーザダイオードの発光端面は共振器方向
に対して極めて垂直に近い角度で形成する必要があり、
この目的のために従来はへき開による端面形成が一般的
であったが、近年、ドライエッチング技術の飛躍的な発
展にともなってレーザ発光端面をドライエッチングの手
法を用いて形成することが可能となった。本実施例にお
いてはドライエッチングの一種であるＲＩＥの手法を用
いてレーザ発光端面６２を形成した。
【００４６】次に図５(d) に示すように基板１の厚みｔ
を約１００ミクロンまで研磨し、この基板１の裏面側に
所定のパターンのエッチングマスクを形成して、ＰＨＳ
電極に相当する大きさのホールをＲＩＥの手法を用いて
形成する。この時のエッチングマスクの形状により、上
記第１〜第４の実施例で示した各々異なる形状のＰＨＳ
電極を作り分けることができる。
【００４７】このようにしてホール６３を形成した基板
１の裏面上に、図５(e) に示すように、ｎ側オーミック
電極形成層６４とＰＨＳ電極形成層６５を順次形成す
る。本実施例においてはｎ側オーミック電極形成層６４
は真空蒸着によって形成し、ＰＨＳ電極形成層６５はオ
ーミック電極形成層６４を給電層として金メッキ法によ
り形成した。
【００４８】次に、図６(a) に示すように、ＰＨＳ電極
形成層６５及びｎ側オーミック電極形成層６４を、これ
らがホール内にのみ残るように削り取って、ｎ側オーミ
ック電極７，ＰＨＳ電極８とする。
【００４９】最後に、図６(b) に示すようにダイシング
またはへき開により個々のレーザダイオードをチップ分
離し、上記第１〜第４の実施例で示した選択ＰＨＳ構造
半導体レーザダイオードを得る。
【００５０】このように本実施例による半導体レーザダ
イオードの製造方法によれば、ウエットエッチングによ
るテーパエッチングとＲＩＥによる異方性エッチングを
組み合わせて、基板肩部のテーパ形成とレーザ発光端面
の形成を行ない、これらのプロセスを終了した後、ｎ−
ＧａＡｓ基板１の裏面側にＰＨＳ電極８を選択的に埋め
込み形成したので、上記第１〜第４の実施例による選択
ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードを歩留りよく製造す
ることができる。なお上記第５の実施例ではレーザ発光
端面の形成にＲＩＥの手法を用いたが、ＥＣＲエッチン
グなどの他のドライエッチングの手法を用いてもよく、
またフォーカスドイオンビーム法を応用しても同様の加
工が可能である。また、上記実施例ではｐ側電極の形成
については特に説明しなかったが、レジストパターン６
２を形成する前に活性領域４１上に形成し、エッチング
工程ではｐ側電極も含めてエッチングするようにすれば
よい。また、このｐ側電極を、図５(c) のドライエッチ
ング工程の後にエッチングした領域をレジスト等で覆
い、この状態で蒸着等により形成することも可能であ
る。
【００５１】実施例６．なお、上記第５の実施例では、
基板１裏面のＰＨＳ電極形成層６５及びｎ側オーミック
電極形成層６４を、これらがホール内にのみ残るように
削り取るようにしたものについて示したが、図７に示す
この発明の第６の実施例のように、これらがホール内以
外の基板１裏面上にも残るようにＰＨＳ電極形成層６５
のみを削り取るようにしてもよい。この実施例では、削
り取りの作業時間を短縮することができる。なお、図７
(b) に示すチップ分離の工程では、分離部分にｎ側オー
ミック電極７及びＰＨＳ電極８が存在するため、劈開で
はなく、ダイシングの手法を用いる。
【００５２】実施例７．図８はこの発明の第７の実施例
による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの主要製
造工程の概略を示す断面構造図である。本第７の実施例
による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの製造方
法は、上記第１〜第４の実施例による選択ＰＨＳ構造半
導体レーザダイオードを作製するのに適用されるもので
ある。図において、１はｎ−ＧａＡｓ基板、７はｎ型オ
ーミック電極、８はＰＨＳ電極、９はｎ−ＧａＡｓ基板
の肩部、４１は活性領域、６２はレーザ発光端面、６６
はＳｉＮ膜である。
【００５３】以下、図に沿って製造工程を説明する。ま
ず、図８(a) に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にレ
ーザダイオード構造の活性領域４１を形成し、その上部
にＳｉＮ膜６６を形成し、通常のフォトリソグラフィー
により、上記ＳｉＮ膜６６をレーザの共振器の大きさに
パターニングを施す。本実施例においては、共振器長を
３５０μｍ、レジストの開口部の共振器方向の長さを２
５０μｍとした。
【００５４】次に、図８（ｂ）に示すように、ＳｉＮ膜
６６をエッチングマスクとして、ＨＣｌガスエッチング
の手法を用いて、レーザ発光端面６２とｎ−ＧａＡｓ基
板の肩部９を一括同時に形成する。本発明の発明者が、
特願平４−２６９６１０号ですでに開示したように、Ｈ
Ｃｌガスエッチングの手法を用いた場合、形成されるメ
サの側面には図１０に示すような形状が露呈する。即
ち、ある特定の方向に絶縁膜をパターニングすることに
より、（０１１）面を発振端面とし、基板肩部を（３１
１）Ａ面とするようなエッチングを容易に行うことがで
きる。なお、エッチング条件の詳細は上記特願平４−２
６９６１０号に開示した方法と同様であるので、ここで
は説明を省略する。このようにＨＣｌガスエッチングの
手法を用いることで、図８（ｂ）に示す形状を容易に形
成することができる。
【００５５】次に、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面側にＰＨ
Ｓ電極に相当する大きさのホールをＲＩＥの手法を用い
て形成する。この時のエッチングマスクの形状により、
上記第１〜第４の実施例で示した各々異なる形状のＰＨ
Ｓ電極を作り分けることができる。この後、図８(c) に
示すように、ｎ型オーミック電極７とＰＨＳ電極８を順
次形成する。これらｎ型オーミック電極７とＰＨＳ電極
８の形成方法は、上記第５の実施例と同様、ｎ側オーミ
ック電極形成層を真空蒸着によって形成し、ＰＨＳ電極
形成層をオーミック電極形成層６４を給電層として金メ
ッキ法により形成した後、ＰＨＳ電極形成層及びｎ側オ
ーミック電極形成層を、これらがホール内にのみ残るよ
うに削り取って、ｎ側オーミック電極７，ＰＨＳ電極８
とすればよい。
【００５６】最後に、図８(d) に示すように、ダイシン
グまたはへき開により個々のレーザダイオードをチップ
分離し、上記第１〜第４の実施例で示した選択ＰＨＳ構
造半導体レーザダイオードを得る。
【００５７】この発明の第７の実施例によれば、ＨＣｌ
ガスエッチングの手法を用いて、レーザ発光端面とテー
パ状の基板肩部とを一括同時に形成し、これらのプロセ
スを終了した後、ｎ−ＧａＡｓ基板１の裏面側に選択的
に埋め込んだＰＨＳ電極８を形成したので、上記第１〜
第４の実施例で示した選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイ
オードを歩留りよく製造することができる。なお、本実
施例では絶縁膜としてＳｉＮ膜を用いた例について説明
したが、他の絶縁膜を用いてもよく、例えばＳｉＯ2
膜，ＳｉＯＮ膜を用いてもよい。
【００５８】実施例８．図９はこの発明の第８の実施例
による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの主要製
造工程の概略を示す断面構造図である。図において、図
８と同一符号は同一又は相当部分であり、また６７はＡ
ｌz Ｇａ1-z Ａｓ窓層である。
【００５９】まず、図９(a) に示すように、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１上にレーザダイオード構造の活性領域４１を形
成し、その上部にＳｉＮ膜６６を形成し、通常のフォト
リソグラフィーにより、上記ＳｉＮ膜６６をレーザの共
振器の大きさにパターニングを施す。本実施例において
は共振器長を３５０μｍ、レジストの開口部の共振器方
向の長さを２５０μｍとした。
【００６０】次に、図９(b) に示すように、ＳｉＮ膜６
６をエッチングマスクとして、ＨＣｌガスエッチングの
手法を用いて、レーザ発光端面６２とｎ−ＧａＡｓ基板
の肩部９を一括同時に形成する。ここまでは上記第８の
実施例で示した工程と同様の工程である。
【００６１】次に、ＭＯＣＶＤの手法を用いて、Ａｌz
Ｇａ1-z Ａｓ（ｚ＝０．５）窓層６７を成長する。この
Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ窓層６７はレーザ発光端面６２での
光吸収を抑制し、端面破壊を防止する目的で設けられた
もので、レーザの発振波長のエネルギーよりバンドギャ
ップの大きい半導体材料を、例えば０．１μｍ程度の厚
みで形成することにより所望の効果を得ることができ
る。例えば、７８０ｎｍ帯の高出力ＡｌＧａＡｓレーザ
の場合、発振波長のエネルギーは概略１．５９ｅＶであ
り、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ｚ＝０．５）のバンドギャッ
プエネルギーが概略２．０６ｅＶであることから、上記
Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ窓層６７を用いることにより端面破
壊を防止することができる。
【００６２】なお、ＨＣｌガスエッチングとＭＯＣＶＤ
によるＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ窓層６４の成長は同一チャン
バ内で連続して行うか、あるいはエッチングチャンバと
ＭＯＣＶＤチャンバを水素ガス雰囲気中で自動搬送でき
るシステムを用いることが望ましい。
【００６３】また、本第８の実施例では、窓層の材料と
してＡｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ｚ＝０．５）を用いた場合に
ついて記したが、レーザの発振波長のエネルギーよりバ
ンドギャップエネルギーの大きな材料を用いれば同様の
効果を得ることができ、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ（ｚ＝０．
５）に限るものではない。
【００６４】また、上記第７，第８の実施例において
は、ガスエッチングの手法を用いて発振端面と基板肩部
を一括同時に形成する工程を、ＨＣｌガスエッチングに
より行った例について記したが、他の塩素系ガスを用い
てもよく、例えばＣｌ2 ガスを用いても同様の加工を行
うことができる。
【００６５】実施例９．図１１(a) はこの発明の第９の
実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの
構造の概略を示す斜視図であり、図１１(b) は図１１
(a) のXIｂ−XIｂ線断面を示す図である。図において、
図１と同一符号は同一又は相当部分であり、５１はレー
ザ共振器端面を形成する凹部である。この凹部５１の幅
ｗは、共振器端面から所定のビーム広がり角をもって出
射されるレーザ光１４が凹部５１の側面に当たって反射
されることがないように、レーザ光１４のレーザ素子幅
方向の広がり幅よりも大きな幅としている。また凹部５
１の活性層３からの深さｄは、共振器端面から所定のビ
ーム広がり角をもって出射されるレーザ光１４が基板肩
部に当たって反射されることがないように、レーザ光１
４の上下方向の広がり幅よりも深くしている。
【００６６】このような本実施例においても、図１１
(b) に示すように、基板裏面に選択的に形成されたＰＨ
Ｓ電極８の共振器長方向の長さは、共振器長１２をＡ、
ＰＨＳ電極長１３をＢとしたときにＡ≦Ｂの関係を満た
すような長さとなっており、これにより、上記第１の実
施例と同様、放熱特性を向上させることができ、レーザ
ダイオードの寿命を改善できる。
【００６７】実施例１０．図１２(a) ，(b) はこの発明
の第１０の実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す斜視工程図である。本第１０
の実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオード
の製造方法は上記第９の実施例による選択ＰＨＳ構造半
導体レーザダイオードの作製に適用されるものである。
【００６８】以下、本第１０の実施例による選択ＰＨＳ
構造半導体レーザダイオードの製造方法の工程について
説明する。基板１上に第１クラッド層２，活性層３，第
２クラッド層４，電流阻止層５，及びコンタクト６から
なる活性領域を形成する工程は第５の実施例による製造
方法の図５(a) に示す工程と全く同様である。この後、
コンタクト層６上に図１２(a) に示すように、共振器端
面を形成すべき領域に開口部７１を有するレジストパタ
ーン７０を形成する。図１２(c) はこの状態でのウエハ
上面図である。この図に示すようにレジストパターン７
０の開口部７１はリッジストライプ４２の位置に一致す
るように形成される。図１２(c) において７５はレーザ
共振器長方向の素子分割線、７６は素子幅方向の素子分
割線である。次にレジストパターン７０をマスクとし
て、ＲＩＥ等による異方性エッチングを行なうことによ
り、図１２(b) に示すようにウエハ面に対し垂直なレー
ザ共振器端面を形成する。その後、第５の実施例による
製造方法の図５(d) ，図５(e) ，及び図６(a) に示す工
程と全く同様の工程によりｎ側オーミック電極７及びＰ
ＨＳ電極８を形成する。そして、図１２(c) に示す素子
分割線７５に沿って劈開し、さらに素子分割線７６に沿
ってダイシングすることにより図１１に示す半導体レー
ザ装置が完成する。
【００６９】このような本第１０の実施例によれば、共
振器端面と基板肩部のレーザ光の反射防止構造を一度の
ドライエッチングにより形成することができ、レーザ発
光端面における放熱特性が優れ、正常なスポットのレー
ザ光が得られる選択ＰＨＳ構造の半導体レーザダイオー
ドを容易に製造することができる。
【００７０】実施例１１．図１３はこの発明の第１１の
実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの
構造の概略を示す斜視図である。図において、図１１と
同一符号は同一又は相当部分である。５２はレーザ共振
器端面を形成する凹部である。凹部５２はレーザ素子の
全幅にわたって形成されている。また凹部５２の活性層
３からの深さは、上記第９の実施例の凹部５１と同様、
共振器端面から所定のビーム広がり角をもって出射され
るレーザ光１４が基板肩部に当たって反射されることが
ないように、レーザ光１４の上下方向の広がり幅よりも
深くしている。図１３中のＡ−Ａ線断面は上記第９の実
施例と同じ、即ち図１１(b) に示すようにあらわれる。
【００７１】このような本実施例においても、上記第９
の実施例と同様、図１１(b) に示すように、基板裏面に
選択的に形成されたＰＨＳ電極８の共振器長方向の長さ
は、共振器長１２をＡ、ＰＨＳ電極長１３をＢとしたと
きにＡ≦Ｂの関係を満たすような長さとなっており、こ
れにより、上記第１の実施例と同様、放熱特性を向上さ
せることができ、レーザダイオードの寿命を改善でき
る。
【００７２】実施例１２．図１４(a) ，(b) はこの発明
の第１２の実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す斜視工程図である。本第１２
の実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオード
の製造方法は上記第１１の実施例による選択ＰＨＳ構造
半導体レーザダイオードの作製に適用されるものであ
る。
【００７３】以下、本第１２の実施例による選択ＰＨＳ
構造半導体レーザダイオードの製造方法の工程について
説明する。基板１上に第１クラッド層２，活性層３，第
２クラッド層４，電流阻止層５，及びコンタクト６から
なる活性領域を形成する工程は第５の実施例による製造
方法の図５(a) に示す工程と全く同様である。この後、
コンタクト層６上に図１４(a) に示すように、共振器端
面を形成すべき領域に開口部８１を有するレジストパタ
ーン８０を形成する。図１４(c) はこの状態でのウエハ
上面図である。上記第９の実施例による製造方法ではレ
ジストパターン７０の開口部７１をリッジストライプ４
２の位置に一致するように形成していたが、本実施例で
は共振器端面を形成すべき領域にリッジストライプ４２
に対し垂直方向に延びるストライプ状の開口を形成して
いる。このため、レジストのパターニングの際のマスク
合わせは上記第１０の実施例の場合よりも容易である。
図１４(c) において７５はレーザ共振器長方向での素子
分割線、７６は素子幅方向での素子分割線である。次に
レジストパターン８０をマスクとして、ＲＩＥ等による
異方性エッチングを行なうことにより、図１４(b) に示
すようにウエハ面に対し垂直なレーザ共振器端面を形成
する。その後、第５の実施例による製造方法の図５(d)
，図５(e) ，及び図６(a) に示す工程と全く同様の工
程によりｎ側オーミック電極７及びＰＨＳ電極８を形成
する。そして、図１４(c) に示す素子分割線７５に沿っ
て劈開し、さらに素子分割線７６に沿ってダイシングす
ることにより図１３に示す半導体レーザ装置が完成す
る。
【００７４】このような本第１２の実施例によれば、共
振器端面と基板肩部のレーザ光の反射防止構造を一度の
ドライエッチングにより形成することができ、またレジ
ストのパターニングの際のマスク合わせが上記第１０の
実施例の場合よりも容易であるので、レーザ発光端面に
おける放熱特性が優れ、正常なスポットのレーザ光が得
られる選択ＰＨＳ構造の半導体レーザダイオードをさら
に容易に製造することができる。
【００７５】実施例１３．図１５はこの発明の第１３の
実施例における選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオード
の構造の概略を示す斜視図である。図において、５３は
凹状くぼみ部である。この発明の第１の実施例において
はレーザ光１４がｎ−ＧａＡｓ基板１で反射されること
を防止するために基板肩部を素子の全幅にわたってテー
パ状に加工したが、本第１３の実施例では基板肩部レー
ザ光１４のビーム広がりよりも大きな領域をテーパ状に
加工することでレーザ光１４の反射を防止している。そ
の他の部分の構造は上記第１の実施例と全く同じであ
り、上記第１の実施例と同様、放熱特性に優れ、かつ正
常な発光スポットを有する選択ＰＨＳ構造半導体レーザ
ダイオードが得られる。
【００７６】本第１３の実施例による半導体レーザダイ
オードは、上記第５の実施例による半導体レーザダイオ
ードの製造方法と全く同様のプロセスで製造することが
できるが、エッチング工程で使用するマスクのパターン
が異なる。即ち、図５(b) のテーパ状エッチングの時に
用いるレジストマスクの形状を、第１０の実施例による
製造方法で用いた図１２に示すレジストパターン７０の
ようにリッジストライプに対応する部分にのみ開口７１
を有する形状とし、図５(c) の異方性エッチングの時に
用いるレジストマスクの形状を、第１２の実施例による
製造方法で用いた図１４に示すレジストパターン８０の
ようにリッジストライプに対し垂直方向に延びるストラ
イプ状の開口８１を有する形状とすればよい。
【００７７】実施例１４．図１６はこの発明の第１４の
実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードア
レイの構造の概略図を示す斜視図である。図において、
９１は半導体レーザ、９２はエアブリッジ配線、９３は
ボンディングパッドである。
【００７８】図に示すように本第１４の実施例による半
導体レーザダイオードアレイは図１に示した第１の実施
例における選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオードと同
じ基本構造を有する６個のレーザダイオード９１を並列
に並べてモノリシックに構成したものである。個々の半
導体レーザはメサエッチングによりｎ−ＧａＡｓ基板１
上に分離して構成されているので、個々の半導体レーザ
のｐ側電極は電気的に分離されており、ｎ側電極は共通
となっている。ｎ側電極はｎ側オーミック電極７（図示
せず）とＰＨＳ電極８とで構成されており、ＰＨＳ電極
８はレーザの共振器方向においては共振器長をＡ、ＰＨ
Ｓ電極の長さをＢとしたときにＡ≦Ｂとなるように、ま
た共振器と直角方向においては６個の半導体レーザを全
て含む領域に形成されている。さらにボンディングパッ
ド９３は絶縁膜９４を介してｎ−ＧａＡｓ基板１上に形
成されており、個々の半導体レーザのｐ側電極とエアブ
リッジ配線９２によって電気的に接続されている。
【００７９】本実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レー
ザダイオードアレイは以上のように構成されているの
で、個々の半導体レーザによる発熱を速やかにＰＨＳ電
極へと放散させることができ、熱的クロストークによる
レーザ特性の劣化を防止することができる。さらにジャ
ンクションアップでマンウトできるため、ｐ側電極は上
述のように個々のレーザダイオード毎に独立に形成する
ことが容易であり、アレイレーザとして理想的な構造を
実現できる。この結果、単一レーザと同等レベルの長寿
命アレイレーザを得ることができた。
【００８０】実施例１５．なお上記第１４の実施例にお
いては、各半導体レーザの基本構造、即ち、レーザ活性
領域の構造，ＰＨＳ電極の構造，及び出射レーザ光の基
板肩部における反射を防止するための構造は図１に示す
第１の実施例による選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオ
ードと同様のものとし、これを並列に並べてモノリシッ
クに構成したが、例えばＰＨＳ電極の構造として上記第
４の実施例の構造を用いる、又は出射レーザ光の基板肩
部における反射を防止するための構造として上記第９の
実施例，第１１の実施例，あるいは第１３の実施例の構
造を用いることも可能であることはいうまでもない。ま
たアレイレーザを構成する個々の半導体レーザ毎にＰＨ
Ｓ電極を形成する構成にしてもよいが、放熱特性の向上
という観点からは第９の実施例で示した構造がより効果
的である。
【００８１】なお上記第１〜第１５の各実施例ではレー
ザダイオードの基本構造をリッジレーザダイオードとし
たが、他の構造のレーザダイオードに適用してもよく、
例えば電極ストライプレーザ、ＳＡＳレーザ（Self Ali
gned Structure Laser）などに適用した場合でも上記実
施例と同様の効果を奏する。
【００８２】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る半導体レー
ザダイオードは、半導体基板の一主面上に配設され、半
導体基板の端面より基板の肩部を介して後退した共振器
端面を有するレーザ積層構造と、半導体基板の他主面に
配設された凹部に埋め込まれた埋込部を有し、この埋込
部の共振器の導波方向の端部が共振器端面直下またはこ
の共振器端面直下より半導体基板の端面側に位置して配
設されたＰＨＳ電極と、を備えたので、レーザ発光端面
における放熱特性が向上し、高出力、長寿命の半導体レ
ーザダイオードを構成できる。
【００８３】さらに、凹部の周囲が半導体基板で囲まれ
たものであるので、半導体基板の構造支持体としての機
械的強度が高くなり、延いては取り扱い易く信頼性の高
い半導体レーザダイオードを構成できる。
【００８４】またさらに、共振器端面を（０１１）面と
し、肩部表面を（３１１）Ａ面としたので、共振器端面
と肩部表面が容易に歩留りよく形成される構成となる。
延いては安価な半導体レーザダイオードを得ることがで
きる。
【００８５】またさらに、肩部を介して後退した共振器
端面を、レーザ積層構造幅の光導波路を含む一部とした
ので、肩部を介して後退した部分が少なくなり半導体基
板の構造支持体としての機械的強度が高くなる。延いて
は取り扱い易く信頼性の高い半導体レーザダイオードを
構成できる。
【００８６】またさらに、ＰＨＳ電極の埋込部の導波方
向の長さを共振器の導波方向の長さと等しいかこれより
長くしたので、レーザ発光端面を含め共振器全面をＰＨ
Ｓ電極に近接することができ、共振器全体の放熱特性を
向上できるから、高出力、長寿命の半導体レーザダイオ
ードを構成できる。
【００８７】またこの発明に係る半導体レーザダイオー
ドの製造方法は、半導体基板の一主面上に活性層を含む
レーザ積層構造を形成し、このレーザ積層構造の共振器
を形成する部分を残して所定の深さの溝をウエットエッ
チングにて形成し、さらに異方性エッチングを行なって
共振器端面を形成し、次いで半導体基板の他主面に共振
器の導波方向と交差する側壁が共振器端面直下またはこ
の共振器端面直下よりも半導体基板の上記溝側に位置し
た凹部を形成し、この凹部にＰＨＳ電極を埋め込むよう
にしたので、レーザ発光端面における放熱特性の向上し
たＰＨＳ構造の半導体レーザダイオードを歩留りよく製
造でき、延いては安価な半導体レーザダイオードを提供
することができる。
【００８８】またこの発明に係る半導体レーザダイオー
ドアレイは、半導体基板の一主面上に基板の端面より基
板の肩部を介して後退した共振器端面を有し並列する複
数のレーザ積層構造と、半導体基板の他主面に配設され
た凹部に埋め込まれた埋込部を有し、この埋込部の共振
器の導波方向の端部が共振器端面直下またはこの共振器
端面直下より半導体基板の端面側に位置して配設された
ＰＨＳ電極とを備えたので、レーザ発光端面における放
熱特性が向上し、高出力、長寿命の半導体レーザダイオ
ードアレイを構成できる。
【００８９】さらにＰＨＳ電極の埋込部の導波方向の長
さを共振器の導波方向の長さと等しいかこれより長くし
たので、レーザ発光端面を含め共振器全面をＰＨＳ電極
に近接することができ、共振器全体の放熱特性が向上
し、高出力、長寿命の半導体レーザダイオードアレイを
構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例による半導体レーザダ
イオードの構造の概略を説明するための斜視図である。
【図２】この発明の第１，第２，及び第３の実施例によ
る半導体レーザダイオードの構造の概略を説明するため
の断面図である。
【図３】この発明の第１の実施例による半導体レーザダ
イオードの長期通電試験結果を示すグラフ図である。
【図４】この発明の第４の実施例による半導体レーザダ
イオードのＰＨＳ電極の形状を説明するための上面図で
ある。
【図５】この発明の第５の実施例による半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す断面工程図である。
【図６】この発明の第５の実施例による半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す断面工程図である。
【図７】この発明の第６の実施例による半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す断面工程図である。
【図８】この発明の第７の実施例による半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す断面工程図である。
【図９】この発明の第８の実施例による半導体レーザダ
イオードの製造方法を示す断面工程図である。
【図１０】この発明の第７，第８の実施例におけるエッ
チング形状を説明するための図である。
【図１１】この発明の第９の実施例による半導体レーザ
ダイオードを示す図である。
【図１２】この発明の第１０の実施例による半導体レー
ザダイオードの製造方法を示す図である。
【図１３】この発明の第１１の実施例による半導体レー
ザダイオードの構造を示す斜視図である。
【図１４】この発明の第１２の実施例による半導体レー
ザダイオードの製造方法を示す図である。
【図１５】この発明の第１３の実施例による半導体レー
ザダイオードの構造を示す斜視図である。
【図１６】この発明の第１４の実施例による半導体レー
ザダイオードアレイの構造の概略を説明するための斜視
図である。
【図１７】従来のＰＨＳ構造半導体レーザダイオードの
構造を説明するための斜視図である。
【図１８】図１４のＰＨＳ構造半導体レーザダイオード
の製造方法を示す工程斜視図である。
【図１９】従来の選択ＰＨＳ構造半導体レーザダイオー
ドの構造を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第１クラッド層 ３ ｐ−Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ活性層 ４ ｐ−Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ第１クラッド層 ５ ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ６ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ７ ｎ側オーミック電極 ８ ＰＨＳ電極 ９ ｎ−ＧａＡｓ基板の肩部 １０ 基板端面からＰＨＳ電極までの厚み部分 １１ 活性層からＰＨＳ電極までの厚み部分 １２ 活性領域の共振器方向の長さ １３ ＰＨＳ電極の共振器方向の長さ １４ レーザ光 ６６ ＳｉＮ膜 ６７ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ窓層

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに対向する一主面と他主面とを有す
    る半導体基板と、 この半導体基板の一主面上に配設され、半導体基板の端
    面より基板の肩部を介して後退した共振器端面を有する
    レーザ積層構造と、 上記半導体基板の他主面に配設された凹部に埋め込まれ
    た埋込部を有し、この埋込部の上記共振器の導波方向の
    端部が上記共振器端面直下またはこの共振器端面直下よ
    り半導体基板の上記端面側に位置して配設されたＰＨＳ
    電極と、 を備えた半導体レーザダイオード。
  2. 【請求項２】 凹部の周囲が半導体基板で囲まれている
    ことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザダイオー
    ド。
  3. 【請求項３】 共振器端面が（０１１）面で、肩部表面
    が（３１１）Ａ面であることを特徴とする請求項１記載
    の半導体レーザダイオード。
  4. 【請求項４】 肩部を介して後退した共振器端面が、レ
    ーザ積層構造幅の光導波路を含む一部であることを特徴
    とする請求項１記載の半導体レーザダイオード。
  5. 【請求項５】 ＰＨＳ電極の埋込部の導波方向の長さが
    共振器の導波方向の長さと等しいかこれより長いことを
    特徴とする請求項１記載の半導体レーザダイオード。
  6. 【請求項６】 互いに対向する一主面と他主面とを有す
    る半導体基板の、前記一主面上に活性層を含むレーザ積
    層構造を形成する第１の工程と、 レーザ積層構造の表面上に、レジストを塗布し、共振器
    を形成する部分を残して開口を有するマスクパターンを
    形成し、このマスクパターンをマスクとしてウエットエ
    ッチングを行い、マスクパターンの共振器端面側の辺縁
    に近接するレーザ積層構造の活性層を含む一部を残し
    て、半導体基板に所定の深さの溝を形成する第２の工程
    と、 第２の工程で使用したマスクパターンをマスクとして異
    方性エッチングを行い、第２の工程で残した共振器端面
    側の辺縁に近接するレーザ積層構造の一部を除去し共振
    器端面を形成する第３の工程と、 半導体基板の他主面に、共振器の導波方向と交差する面
    を有する側壁がレーザ 積層構造の共振器端面直下または
    この共振器端面直下よりも半導体基板の上記溝側に位置
    した凹部を形成し、この凹部にＰＨＳ電極を埋め込む第
    ４の工程と、を含む半導体レーザダイオードの製造方
    法。
  7. 【請求項７】 互いに対向する一主面と他主面とを有す
    る半導体基板と、 この半導体基板の一主面上に導波方向を並列にして配設
    され、半導体基板の端面より基板の肩部を介して後退し
    た共振器端面を有する複数のレーザ積層構造と、 上記半導体基板の他主面に配設された凹部に埋め込まれ
    た埋込部を有し、この埋込部の上記共振器の導波方向の
    端部が上記共振器端面直下またはこの共振器端面直下よ
    り半導体基板の上記端面側に位置して配設されたＰＨＳ
    電極と、 を備えた半導体レーザダイオードアレイ。
  8. 【請求項８】 ＰＨＳ電極の埋込部の導波方向の長さが
    共振器の導波方向の長さと等しいかこれより長いことを
    特徴とする請求項７記載の半導体レーザダイオードアレ
    イ。
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