半导体激光器元件及其制造方法技术

台面(34)具有谐振器和第2导电型接触层(24)。在台面(34)的两侧形成有槽(32)。由包含谐振器的端面在内的台面(34)的侧面和第1导电型接触层(12)形成有L字形状(50)。槽(32)和L字形状(50)的上表面都由第1导电型接触层(12)构成。槽(32)的侧面由底面(46)附近的倾斜面(38)和其上的侧面(42)构成。L字形状(50)的侧面由底面(48)附近的倾斜面(40)和其上的侧面(44)构成。具有在槽(32)的底面(46)与第1导电型接触层(12)连接的第1电极(28)。具有在台面(34)的上方与第2导电型接触层(24)连接的第2电极(30)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光器元件及其制造方法
本专利技术涉及通过干蚀刻而形成谐振器端面的表面安装型的半导体激光器元件及其制造方法。
技术介绍
由于在光通信网络中交换的数据量持续增大，因此对于在光通信网络中使用的半导体激光器元件，持续要求动作速度的高速化。在半导体激光器元件中，为了实现高速化，集成了多个DFB(DistributedFeedback)激光器。作为一个例子，举出如下结构，即，集成波长不同的4个25GbpsDFB激光器，在内部将从它们射出的激光合波而输出100Gbps的光信号。为了实现这样的多波长集成半导体激光器元件，电容的降低和谐振器端面的位置精度提高是重要的。电容的降低有助于对半导体激光器元件进行调制的电信号的高速化。谐振器端面的位置精度提高使谐振器端面的衍射光栅的相位控制变得容易，关系到SMSR(SideModeSuppressionRatio)成品率的提高。为了降低电容，表面安装型构造的应用是有效的。在非表面安装型的半导体激光器元件中，2个电极分别处于元件表面和背面，因此元件电容变大。另一方面，在表面安装型中，使2个电极都形成于元件表面侧，因此元件电容降低。此外，由于能够进行倒装芯片安装，因此能够降低由导线配线引起的寄生电容。为了提高谐振器端面的位置精度，在端面形成中使用干蚀刻是有效的。如果在端面形成中使用解理而不使用干蚀刻，则由于机械波动而位置精度变差。另一方面，就干蚀刻而言，位置精度由光刻的叠加精度决定，其值为亚微米水平，因此，如果在端面形成中使用干蚀刻，则能够提高位置精度。r>对表面安装型的半导体激光器元件有所记载的文献有专利文献1、2。它们所记载的半导体激光器元件的谐振器端面的形成是通过解理而实施的。另外，对表面安装型、且通过干蚀刻而实施了谐振器端面的形成的半导体激光器元件有所记载的文献有专利文献3。在该文献中公开了通过1次干蚀刻而实施谐振器端面形成和用于衬底侧电极形成的接触层露出的方法。专利文献1：日本特开平7-135369号公报专利文献2：日本特开2012-209489号公报专利文献3：日本特开2004-288876号公报
技术实现思路
如专利文献1、2所述，在谐振器端面的形成中使用解理而不使用干蚀刻的情况下，存在由于机械波动而端面位置精度会恶化的问题。这在DFB激光器中要求高度的端面相位控制的情况下，特别是在制造用于100Gbps通信的4波长集成DFB激光器的情况下，成为使SMSR成品率大幅下降的主要原因。另一方面，如专利文献3所述，在通过干蚀刻而形成端面的情况下，端面位置精度得到改善。从工序简化的观点出发，优选通过该干蚀刻进行的端面形成工序兼顾衬底侧接触层露出，其中，该衬底侧接触层用于设置衬底侧电极引出部分，但在这种情况下存在以下所述的制造方面的问题。通常，干蚀刻速率在晶片面内具有分布，而且由于离子的遮蔽而在蚀刻侧面附近速率变慢，产生拖尾。因此，为了在晶片的整面，在所期望的区域，使衬底侧接触层可靠地露出，需要考虑速率分布及拖尾而进行过蚀刻。在这种情况下，由于过蚀刻，衬底侧接触层的厚度减小，导致元件电阻增大，所以，这次考虑到层厚减小而需要预先使其厚膜化。但是，接触层厚膜化使外延生长装置的生产量下降。并且，在除了DFB激光器以外希望将例如监视器PD集成于同一芯片之上的情况下，希望抑制两元件间的电流泄漏，为此需要使衬底侧接触层局部地高电阻化。为了高电阻化，设想了杂质的热扩散或离子注入这样的方法，但如果接触层厚，则高电阻化所需的热扩散的时间或离子注入能量飞跃性地增大，进一步导致制造工作量增大。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于得到寄生电容及元件电容小、谐振器端面的位置精度高，能够通过将接触层膜厚抑制为最小限度而增大生产量的半导体激光器元件及其制造方法。本专利技术涉及的半导体激光器元件具有：衬底；以及半导体层，其形成于衬底之上，具有第1导电型接触层，在半导体层设置有台面，该台面具有谐振器，两侧被槽夹着，具有第2导电型接触层，包含谐振器的至少一侧的端面在内的台面的侧面和第1导电型接触层的上表面形成L字形状，槽的底面及L字形状的底面都由第1导电型接触层的上表面构成，槽的侧面由位于槽的底面附近且倾斜的第1倾斜面，以及位于第1倾斜面之上且大致垂直的第1侧面构成，L字形状的侧面由位于L字形状的底面附近且倾斜的第2倾斜面，以及位于第2倾斜面之上且大致垂直的第2侧面构成，具有在至少1个槽的底面与第1导电型接触层连接的第1电极，具有与第2导电型接触层连接的第2电极。本专利技术涉及的半导体激光器元件的制造方法是具有台面的半导体激光元件的制造方法，该台面具有谐振器，其中，该半导体激光器元件的制造方法具有：在衬底之上依次层叠第1导电型接触层、第1导电型包层、有源层、第2导电型包层以及第2导电型接触层的工序；干蚀刻工序，以使第1导电型包层的一部分残留的方式进行干蚀刻，由此形成处于台面两侧的槽，形成具有包含谐振器的端面在内的台面的侧面的L字形状；湿蚀刻工序，对在干蚀刻工序中形成的蚀刻侧面进行掩模，使用对第1导电型接触层具有选择性的蚀刻剂，对槽的底面以及L字形状的底面之上的第1导电型包层进行湿蚀刻，由此使第1导电型接触层露出；形成在至少1个槽的底面与第1导电型接触层连接的第1电极的工序；以及形成在有源层的上方与第2导电型接触层连接的第2电极的工序。专利技术的效果本专利技术涉及的半导体激光器元件能够使得，寄生电容及元件电容小，谐振器端面的位置精度高，将接触层的膜厚设为最小限度。如果使用本专利技术涉及的制造方法，则能够制造寄生电容及元件电容小、谐振器端面的位置精度高、将接触层的膜厚抑制为最小限度的半导体激光器元件。另外，外延生长装置的生产量提高。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体激光器元件的剖面图。图2是实施方式1涉及的半导体激光器元件的俯视图。图3是实施方式1涉及的半导体激光器元件的剖面图。图4是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图5是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图6是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图图。图7是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图8是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图9是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图10是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图11是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图12是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图13是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图14是用于对实施方式1涉及的半导体激光器元件的制造方法进行说明的剖面图。图15是在本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器元件，其具有：/n衬底；以及/n半导体层，其形成于所述衬底之上，具有第1导电型接触层，/n在所述半导体层设置有台面，该台面具有谐振器，两侧被槽夹着，具有第2导电型接触层，/n包含所述谐振器的至少一侧的端面在内的所述台面的侧面和所述第1导电型接触层的上表面形成L字形状，/n所述槽的底面由所述第1导电型接触层的上表面构成，/n所述槽的侧面由位于所述槽的底面附近且倾斜的第1倾斜面，以及位于所述第1倾斜面之上且大致垂直的第1侧面构成，/n所述L字形状的侧面由位于所述L字形状的底面附近且倾斜的第2倾斜面，以及位于所述第2倾斜面之上且大致垂直的第2侧面构成，/n具有在至少1个所述槽的底面与所述第1导电型接触层连接的第1电极，/n具有与所述第2导电型接触层连接的第2电极。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体激光器元件，其具有：
衬底；以及
半导体层，其形成于所述衬底之上，具有第1导电型接触层，
在所述半导体层设置有台面，该台面具有谐振器，两侧被槽夹着，具有第2导电型接触层，
包含所述谐振器的至少一侧的端面在内的所述台面的侧面和所述第1导电型接触层的上表面形成L字形状，
所述槽的底面由所述第1导电型接触层的上表面构成，
所述槽的侧面由位于所述槽的底面附近且倾斜的第1倾斜面，以及位于所述第1倾斜面之上且大致垂直的第1侧面构成，
所述L字形状的侧面由位于所述L字形状的底面附近且倾斜的第2倾斜面，以及位于所述第2倾斜面之上且大致垂直的第2侧面构成，
具有在至少1个所述槽的底面与所述第1导电型接触层连接的第1电极，
具有与所述第2导电型接触层连接的第2电极。


2.根据权利要求1所述的半导体激光器元件，其中，
所述谐振器自下而上依次包含第1导电型包层、有源层、第2导电型包层，
在所述第1导电型包层或所述第2导电型包层具有衍射光栅构造。


3.根据权利要求1或2所述的半导体激光器元件，其中，
所述衬底由半绝缘性的InP构成，
所述第1导电型接触层由n型InGaAs或n型InGaAsP构成，
所述第1导电型包层由n型InP构成。


4.一种半导体激光器元件的制造方法，该半导体激光器元件具有台面，该台面具有谐振器，其中，该半导体激光器元件的制造方法具有：
在衬底之上依次层叠第1导电型接触层、第1导电型包层、有源层、第2导电型包层以及第2导电型接触层...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸本一诚，中村直干，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP