JP2000299528A - Semiconductor laser and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor laser and manufacture thereof

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JP2000299528A
JP2000299528A JP11104370A JP10437099A JP2000299528A JP 2000299528 A JP2000299528 A JP 2000299528A JP 11104370 A JP11104370 A JP 11104370A JP 10437099 A JP10437099 A JP 10437099A JP 2000299528 A JP2000299528 A JP 2000299528A
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Inventor
Akitaka Kimura
明隆 木村
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Nec Corp
日本電気株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ridge waveguide type semiconductor laser of a constitution, wherein an electrode can be formed at a prescribed position with good accuracy even in the case where a deviation is generated in the electrode formation position, a good current constriction can be realized and the adhesion of a semiconductor layer to an insulating film is good. SOLUTION: A P-type contact layer 101 and a first electrode layer 113 are formed on a ridge part 120 provided in a P-type clad layer 112. The layer 113 is formed in a two-layer structure consisting of a first layer Ni layer and a second layer Pt layer. A silicon oxide film 102 and a second electrode layer 114 are formed on the layers 113 and 112 in the order of the film 102 and the layer 114. The layer 114 is formed in a three-layer structure consisting of a first layer Ti layer, a second layer Pt layer and a third layer Au layer. A connection hole to reach the layer 13 is provided in the film 102, and the layers 114 and 113 are connected with each other via this connection hole.

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】本発明はリッジ導波路型半導体レーザにおける電極の構造および形成方法に関し、詳しくは、クラッド層等にリッジ部(凸部)を形成することで電流狭窄と光の閉じ込めを図る半導体レーザの電極形成技術に関するものである。 The present invention relates to relates to the structure and method of forming the electrodes in the ridge waveguide semiconductor laser, the details, the confinement of the current confinement and light by forming a ridge portion (convex portion) on the cladding layer or the like to a semiconductor laser of the electrode formation technology to realize.

【0002】 [0002]

【従来の技術】半導体レーザにおける水平横モードの制御方法として、屈折率導波路構造を採用することが有効である。 As a control method of the horizontal transverse mode in the Prior Art Semiconductor lasers, it is effective to employ a refractive index waveguide structure. 屈折率導波路構造は大別して、リブ導波路型、 Refractive index waveguide structure roughly rib waveguide,
リッジ導波路型、および埋め込み導波路型に分けられる。 Ridge waveguide, and is divided into the buried waveguide. このうちリッジ導波路型半導体レーザは、電流狭窄と光の閉じ込めを同時に実現できるため、安定な水平横モードが得られ、低い発振しきい値等、優れた素子特性を実現することができる。 Among ridge waveguide type semiconductor laser, it is possible to realize a confinement current confinement and light at the same time, to obtain a stable horizontal transverse mode, low oscillation threshold and the like, it is possible to achieve excellent device characteristics. リッジ導波路構造は、製造プロセスにおいて活性層を空気中にさらさなくて済むため、空気との接触により発光効率が顕著に低下する材料を活性層に用いる場合、特に有効な手段となる。 Ridge waveguide structure, because it requires the active layer in the manufacturing process without exposure to the air, when using a material emission efficiency is significantly decreased due to contact with the air in the active layer is particularly effective means.

【0003】ところが、リッジ導波路構造を特定の半導体材料を用いた半導体レーザに適用しようとすると、素子特性上あるいは製造プロセス上の理由により、リッジ部に設ける電極の構造や形成方法に種々の制約が加わる場合がある。 [0003] However, an attempt to apply the ridge waveguide structure semiconductor laser using a specific semiconductor material, for reasons of element characteristics or manufacturing process, various restrictions on the structure and method of forming the electrode provided on the ridge there is a case that is applied. たとえば、窒化ガリウム系半導体レーザにリッジ導波路構造を適用した場合、p電極の構造や形成方法に種々の制約が加わる。 For example, when applying the ridge waveguide structure to a gallium nitride-based semiconductor laser, various restrictions on the structure and method of forming the p-electrode is applied. すなわち、p電極を所望の位置に精度良く形成しつつ、電極コンタクトの良好なオーミック性を実現し、かつ電極と半導体層の密着性も良好にすることが必要となる。 That is, while the p-electrode is accurately formed at a desired position, to achieve a good ohmic property of the electrode contact, and it is necessary to adhesion to the electrode and the semiconductor layer good. 以下、窒化ガリウム系レーザにリッジ導波路構造を適用した従来技術について説明する。 The following describes the prior art of applying a ridge waveguide structure in a gallium nitride-based laser.

【0004】図10は代表的な窒化ガリウム系半導体レーザの断面構造を示す図である(Proceedings of The S [0004] FIG. 10 is a view showing a sectional structure of a typical GaN-based semiconductor laser (Proceedings of The S
econd International Conference on Nitride Semicond econd International Conference on Nitride Semicond
uctors, S-3)。 uctors, S-3). この窒化物系半導体レーザでは、n型SiC基板601上に、n型Al 0.09 Ga 0.91 N層60 In the nitride semiconductor laser, on the n-type SiC substrate 601, n-type Al 0.09 Ga 0.91 N layer 60
2、n型GaN層603、n型Al 0.09 Ga 0.91 Nクラッド層604、n型GaN光閉込層605、多重量子井戸構造活性層606、p型Al 0.18 Ga 0.82 N層60 2, n-type GaN layer 603, n-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding layer 604, n-type GaN optical confinement layer 605, a multiple quantum well structure active layer 606, p-type Al 0.18 Ga 0.82 N layer 60
7、p型GaN光閉込層608、p型Al 0.09 Ga 0.91 7, p-type GaN optical confinement layer 608, p-type Al 0.09 Ga 0.91
Nクラッド層609、p型GaNコンタクト層610が形成されている。 N cladding layer 609, p-type GaN contact layer 610 is formed. ストライプ状の接続孔が設けられた酸化珪素膜611の上にp電極612が形成され、n型S p electrode 612 on the silicon oxide film 611 which stripe-shaped connection hole is provided is formed, n-type S
iC基板601の裏面にn電極613が形成されている。 n electrode 613 is formed on the rear surface of iC substrate 601. p電極612の第1層はNi、第2層はTi、第3 The first layer is Ni of the p-electrode 612, the second layer Ti, third
層はAuである。 Layer is Au. n電極613の第1層はNi、第2層はTi、第3層はAuである。 The first layer of the n-electrode 613 of Ni, the second layer Ti, the third layer is Au.

【0005】この半導体レーザは、p型Al 0.09 Ga [0005] This semiconductor laser is, p-type Al 0.09 Ga
0.91 Nクラッド層609にリッジ部620が設けられているため、リッジ部620直下の領域では、他の領域に比べてクラッド層が厚くなっている。 0.91 N for the ridge portion 620 to the cladding layer 609 is provided, in the region directly below the ridge portion 620, the cladding layer is thicker than the other areas. このためリッジ部直下の領域では他の領域に比べて実効屈折率実数部が大きくなり、水平方向の実効屈折率分布により光の閉じこめが実現される。 Thus effective refractive index real part is larger than the other regions in the region directly below the ridge portion, the optical confinement is achieved by the effective refractive index distribution in the horizontal direction. また電流についても、リッジ部620 As for the current also, the ridge portion 620
を経由する経路にのみ電流が流れるため、水平方向への拡がりが抑えられる。 Since current flows only path through is suppressed spreads in the horizontal direction.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来技術は、以下のような課題を有していた。 [0005] However the prior art had the following problems.

【0007】第一の課題は、電極形成の際の位置合わせが困難なことである。 [0007] The first problem is the alignment at the time of electrode formation is difficult. リッジ導波路型を採用した場合、 When employing a ridge waveguide,
p電極をリッジ部に精度良く形成する必要がある。 The p-electrode to the ridge it is necessary to accurately form. ところがこのリッジ部は、良好な電流狭窄および光閉じ込めを実現するため、狭い幅で形成する必要がある。 However this ridge, in order to realize a confinement good current constriction and light, it is necessary to form a narrow width. たとえば窒化ガリウム系半導体レーザでは、通常、2〜3μm For example, in a gallium nitride-based semiconductor laser, typically, 2 to 3 [mu] m
程度とする。 The degree. このようにリッジ幅を狭くした場合、p電極をリッジ部に精度良く形成することが困難となる。 Thus if you narrow ridge width, it is difficult to accurately form a p electrode on the ridge portion. この点について図10を参照して説明する。 This point will be described with reference to FIG. リッジ導波路型半導体レーザにおいては、図10のように、接続孔を有する絶縁膜611を形成し、この上に電極層612を形成した構造とすることが一般的である。 In the ridge waveguide type semiconductor laser, as shown in FIG. 10, an insulating film 611 having a contact hole, it is common to have a structure of forming the electrode layer 612 thereon. これによりリッジ部にのみ電流が流れるようになり、良好な電流狭窄が実現される。 Thus now the current flows only to the ridge, good current confinement is achieved. ここで、接続孔を形成する際に半導体層に形成されたパターンと露光用マスクとの目合わせが必要となるが、この目合わせの困難さは、リッジ幅に比べ接続孔の幅が狭い程、緩和される。 Here, the eye adjustment between the semiconductor layer to form a pattern and the exposure mask when forming a contact hole but is required, the difficulty of this visual alignment is enough width of the connecting hole as compared to the ridge width is narrower , it is relaxed. ところが図10に示す従来技術において接続孔の幅を狭くすると、電極層とGaN半導体層とのコンタクト面積が減少し、コンタクト抵抗が上昇してしまう。 However, when decreasing the width of the connection hole in the prior art shown in FIG. 10, reduces the contact area between the electrode layer and the GaN semiconductor layer, the contact resistance increases. したがって従来技術においては、コンタクト抵抗の低減を図りつつ上記目合わせを容易にし電極を精度良く所定の位置に形成することが困難であった。 Thus in the prior art, it is difficult to form the electrode to facilitate the eyes alignment while reducing the contact resistance in precisely predetermined positions.

【0008】また、窒化物系半導体レーザの場合、基板材料としてサファイア基板が用いられることが多いが、 [0008] In the case of the nitride semiconductor laser, although a sapphire substrate is often used as a substrate material,
窒化物系半導体層とサファイア基板の間には大きな熱膨張係数差が存在する。 Between the nitride semiconductor layer and the sapphire substrate there is a large difference in thermal expansion coefficient. このため、表面に窒化物系半導体を形成したサファイア基板は反りやすく、特に窒化物系半導体層が10μm程度以上に厚くなるとこの反りは顕著となる。 Therefore, the sapphire substrate is easily warped forming a nitride-based semiconductor on the surface, the warp becomes remarkable especially nitride-based semiconductor layer is thicker than about 10 [mu] m. このように基板の反りが大きくなると、p電極形成の際の位置合わせはさらに困難となる。 With such warping of the substrate is increased, the alignment at the time of the p-electrode formation becomes more difficult.

【0009】第二の課題は、電極形成位置の位置ずれが生じた場合、電流狭窄が良好に行われなくなり、レーザ効率が低下することである。 [0009] The second problem is, when the positional deviation of the electrode forming position occurs, current confinement is not satisfactorily performed, is that the laser efficiency drops. たとえば図10の従来の半導体レーザでは、絶縁膜611の接続孔をp型GaNコンタクト層610の上部にのみ設け、リッジ部620以外の領域でp電極612が直接p型クラッド層609と接触することを防いでいる。 For example, in the conventional semiconductor laser in FIG. 10, the connection hole of the insulating film 611 is provided only on the p-type GaN contact layer 610, the p electrode 612 in a region other than the ridge portion 620 is in contact with the p-type cladding layer 609 directly It is prevented. これにより電流の流れる領域をリッジ部にのみ制限し、良好な電流狭窄を実現している。 This limits the area in which the current flows only to the ridge realizes a good current confinement. ところがシリコン酸化膜611の接続孔の位置ずれが生じると図11のようになる。 However, when positional deviation of the connection hole of the silicon oxide film 611 is generated is shown in Figure 11. この場合、電流が図中矢印の経路を通ってp電極612からp型クラッド層609に流れ、水平方向に電流が拡がることとなる。 In this case, a current flows through the p-type cladding layer 609 from the p-electrode 612 through the path indicated by an arrow in FIG, so that the current spreads in the horizontal direction. ここで、p電極612の最下層は、通常、窒化ガリウム半導体層との接触抵抗の低いNi等の材料で構成されるため、上記経路を経由する電流は一定程度の大きさとなる。 Here, the lowest layer of the p-electrode 612 is typically because it is composed of a material of low Ni, contact resistance between the gallium nitride semiconductor layer, current passing through the path is constant about the size. したがって電流狭窄が不良となり、しきい値電流が増大する等、素子特性が低下することとなる。 Thus the current confinement is poor, etc. the threshold current increases, so that the thereby degrading the device characteristics.

【0010】第三の課題は、電極の剥離が生じやすいことである。 [0010] The third problem is that electrode peeling is likely to occur. 特定の半導体材料を用いたレーザでは、半導体層と電極層との接触抵抗を低減するため、電極層の最下層の構成材料を適切に選択する必要がある。 The laser using a specific semiconductor material, in order to reduce the contact resistance between the semiconductor layer and the electrode layer, it is necessary to select the lowest layer of the material of the electrode layer appropriately. しかしながらこのような観点から選択された電極材料は、半導体層との密着性に劣る場合があり、電極の剥離が生じやすくなることがあった。 However electrode materials selected from this point of view, there may be poor adhesion to the semiconductor layer, peeling of the electrode was sometimes easily occur. たとえば窒化物系半導体レーザにおいては、p電極の第1層の材料として、一般に、Ni For example, in the nitride semiconductor laser, as a material of the first layer of the p-electrode, in general, Ni
やPdやPtなどの仕事関数の大きい金属が用いられる。 And metal having a large work function, such as Pd or Pt is used. これにより窒化物系半導体層とp電極との間の接触抵抗を低減することができる。 This makes it possible to reduce the contact resistance between the nitride semiconductor layer and the p-electrode. ところがこれらの金属は半導体層や絶縁膜との密着性に劣り、p電極の剥離を招くことがあった。 However these metals are poor in adhesion with the semiconductor layer or the insulating film, there may lead to peeling of the p-electrode.

【0011】以上、窒化ガリウム系レーザを例にとって課題を説明したが、上記課題は窒化ガリウム系レーザだけでなく、リッジ導波路型半導体レーザに共通するものである。 [0011] Having described the object of gallium nitride laser as an example, the problem is not only the gallium nitride laser, is common to the ridge waveguide type semiconductor laser.

【0012】上述した課題のうち、第一および第二の課題はリッジ導波路構造を採用した場合に特有の課題であり、非リッジ導波路構造の場合にはあまり問題とならない。 [0012] Among the problems described above, the first and second challenges are problems peculiar to the case of adopting the ridge waveguide structure, in the case of non-ridge waveguide structure not a serious problem. たとえば図12(a)、(b)は非リッジ導波路構造の窒化ガリウム半導体レーザの代表例であるが、このような構造では電極形成の際の位置ずれはあまり問題とならず、また、絶縁膜302の接続孔の位置が多少ずれても問題とならない。 For example, FIG. 12 (a), (b), but are representative of a gallium nitride semiconductor laser of the non-ridge waveguide structure, positional deviation at the time of electrode formation in such a structure does not become much of a problem, also, the insulating no problem even if slightly misaligned connection hole of the film 302. 但しこの構造を採用した場合、電流狭窄が充分に行われず、現在望まれているような高水準のレーザ特性を実現することは困難である。 However the case of employing this structure, the current confinement is not sufficiently performed, it is difficult to realize a high level of laser characteristics, such as currently demanded.

【0013】本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、リッジ導波路構造を採用して良好な電流狭窄および光閉じ込めを実現した場合において、電極を精度良く所定の位置に形成することができ、電極形成位置にずれが生じた場合であっても良好な電流狭窄が実現することができ、さらに半導体層や絶縁膜との密着性が良好な、半導体レーザを提供することを目的とする。 [0013] The present invention has been made in view of the above circumstances, in the case of employ ridge waveguide structure to achieve confinement good current constriction and light, to form an electrode with high accuracy place can, even when a deviation in the electrode formation position has occurred can be realized good current confinement, further good adhesion to the semiconductor layer and the insulating film, and an object thereof is to provide a semiconductor laser .

【0014】 [0014]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発明によれば、活性層と、リッジ部を有し前記活性層の上部に設けられた半導体層とを有し、前記リッジ部に第一の電極層が形成され、前記第一の電極層および前記半導体層の上に、前記第一の電極層に達する接続孔の設けられた絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上に、前記接続孔を通じて前記第一の電極層と接続する第二の電極層が形成されたことを特徴とする半導体レーザが提供される。 According to the Summary of the present invention to solve the above problems, has an active layer, and a semiconductor layer provided on top of the active layer has a ridge portion, the said ridge portion first electrode layer is formed, on the first electrode layer and the semiconductor layer, the first electrode layer to reach the connection hole of provided insulating film is formed, on the insulating film, the connection a semiconductor laser, wherein the second electrode layer connected to the first electrode layer through holes are formed is provided.

【0015】また本発明によれば、基板上に、活性層と該活性層の上部に設けられた半導体層とを含む半導体多層膜を形成する工程と、前記半導体層の上に直接またはコンタクト層を介して第一の電極層を形成する工程と、 [0015] According to the invention, on a substrate, the active layer and forming a semiconductor multilayer film including a semiconductor layer provided on top of the active layer directly on the semiconductor layer or contact layer forming a first electrode layer through the,
第一の電極層上の所定箇所にマスクを形成した後、前記マスクの形成されていない領域に対し前記半導体層の一部を残すようにエッチング処理を行い、前記半導体層にリッジ部を形成する工程と、前記マスクを除去した後、 After forming a mask at a predetermined position on the first electrode layer, it was etched so as to leave a portion of the semiconductor layer for a region which is not formed of the mask to form a ridge portion on said semiconductor layer a step, after removing the mask,
第一の電極層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に、前記第一の電極層に達する接続孔を設ける工程と、前記絶縁膜上に、前記接続孔を埋め込むように第二の電極層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体レーザが提供される。 Forming an insulating film on the first electrode layer, the insulating film, and a step of forming a contact hole reaching the first electrode layer, on the insulating film, first to fill the connection hole a semiconductor laser, characterized by a step of forming a second electrode layer.

【0016】また本発明によれば、基板上に、活性層と該活性層の上部に設けられた半導体層とを含む半導体多層膜を形成する工程と、前記半導体層の上に開口部の設けられたマスクを形成する工程と、前記開口部内に前記半導体層をさらに成長させ、リッジ部を形成する工程と、前記半導体層の上に直接またはコンタクト層を介して第一の電極層を形成する工程と、前記第一の電極層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に、第一の電極層に達する接続孔を設ける工程と、前記絶縁膜上に、 [0016] According to the present invention, on a substrate, forming a semiconductor multilayer film including a provided above the active layer and the active layer a semiconductor layer, provided the opening over the semiconductor layer forming a mask that is, the is further growing the semiconductor layer in the opening, forming a step of forming a ridge portion, a first electrode layer directly or via a contact layer on the semiconductor layer a step, a step of forming an insulating film on the first electrode layer, the insulating film, and a step of forming a contact hole reaching the first electrode layer, on the insulating film,
前記接続孔を埋め込むように第二の電極層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法が提供される。 The method of manufacturing a semiconductor laser, characterized by a step of forming a second electrode layer so as to fill the connection hole is provided.

【0017】本発明の半導体レーザは、活性層の上にリッジ部を有する半導体層が形成されたリッジ導波路構造を有しており、安定な水平横モードが得られ、良好な電流狭窄および光閉じ込めが実現される。 The semiconductor laser of the present invention has a ridge waveguide structure in which a semiconductor layer is formed having a ridge portion on the active layer, a stable horizontal transverse mode can be obtained, satisfactory current constriction and light confinement is realized. しかも、電極構造を上記のような構造としているため、次のような種々の効果が得られる。 Moreover, since the electrode structure has a structure as described above, various effects such as the following are obtained.

【0018】第一に、電極を精度良く所定の位置に形成することのできる製造安定性に優れた半導体レーザが得られる。 [0018] First, excellent semiconductor laser manufacturing stability capable of forming an electrode on precisely predetermined position is obtained. 前述したように従来技術においては、電極抵抗低減の観点から絶縁膜中の接続孔の幅を一定程度大きくしなければならず、このため接続孔形成の際において、 In As mentioned above the prior art, must the width of the connection hole in the viewpoint of an insulating film electrode resistance reduction is increased a certain degree, in the time of this for connection hole,
半導体層に形成されたパターンと露光用マスクとの目合わせが困難となっていた。 Pitch alignment between the pattern formed on the semiconductor layer and the exposure mask has been difficult. これに対し本発明では、絶縁膜の接続孔の幅を狭くしてもコンタクト抵抗の上昇を招くことがなく、上記問題を解決することができる。 In contrast, in the present invention, without causing an increase in contact resistance by narrowing the width of the connecting hole of the insulating film, it is possible to solve the above problems. この点について図1を参照して説明する。 This point will be described with reference to FIG. 1. 図1は本発明の半導体レーザの一例である窒化ガリウム系半導体レーザの概略構造を示す図である。 Figure 1 illustrates a semiconductor which is an example schematic structure of a gallium nitride semiconductor laser of the laser of the present invention. 図のように、第一の電極層1 As shown, the first electrode layer 1
13が、リッジ部に設けられたp型コンタクト層101 13, p-type contact layer 101 provided on the ridge
の上に形成されている。 It is formed on the. そして酸化珪素膜102に設けられた接続孔121を介して第二の電極層114と第一の電極層113とが接続している。 And the second electrode layer 114 through a contact hole 121 provided in the silicon oxide film 102 and the first electrode layer 113 is connected. 電極の抵抗は特にG Resistance of the electrode particularly G
aN系半導体層と金属電極層とのコンタクト抵抗、すなわちこれらの層の接触面積の大小に支配されることとなるが、上記電極構造では第一の電極層113とp型コンタクト層101の接触面はリッジ幅全面にわたっており、充分に低いコンタクト抵抗を得ることができる。 Contact resistance between aN based semiconductor layer and the metal electrode layer, i.e., the be governed by the size of the contact area of ​​these layers, in the above electrode structure contact surface of the first electrode layer 113 and the p-type contact layer 101 is over the ridge width entire surface, it is possible to obtain a sufficiently low contact resistance. 一方、接続孔121は金属層同士の接続箇所であるので、 On the other hand, since the connection hole 121 is a connection point between the metal layer,
この部分の幅を狭くしても電極抵抗の上昇幅は小さい。 Rise of even electrode resistance by narrowing the width of this portion is small.
したがって本発明に係る半導体レーザでは、電極抵抗の上昇を防止しつつ接続孔121の幅を狭くして目合わせを容易にすることができるのである。 In the semiconductor laser according to the present invention, therefore, it is possible to facilitate the visual alignment by narrowing the width of the connecting holes 121 while preventing an increase in electrode resistance. さらに本発明においては、電極部が特有の構造を有しているため、エッチバック法を用いることによって接続孔121をセルフアラインに形成することもできる。 Further, in the present invention, since the electrode portion has a specific structure, it can be formed in self-aligned contact holes 121 by using an etch-back method. このような方法を採用した場合、より一層、電極を精度良く所定の位置に形成することが可能となる。 When employing such a method, further, it is possible to form an electrode with high accuracy position. この点については、実施例の項にて後述する(実施例2)。 This will be described later in the Examples section (Example 2).

【0019】第二に、電極形成位置の位置ずれが生じた場合においても良好な電流狭窄を維持することのできる製造安定性に優れた半導体レーザが得られる。 [0019] Secondly, an excellent semiconductor laser manufacturing stability which can also maintain good current confinement when positional deviation of the electrode forming position occurs is obtained. 前述したように図10に示す従来技術の半導体レーザでは、シリコン酸化膜611の接続孔の位置ずれが生じると図11 In the semiconductor laser of the prior art shown in FIG. 10 as described above, the positional deviation of the connection hole of the silicon oxide film 611 occurs 11
のようになり、電流狭窄が不良となってしきい値電流が増大する等、素子特性が低下するという問題があった。 It would be, like the threshold current becomes the current confinement and defect increases, disadvantageously degrading the device characteristics.
これに対し本発明では、接続孔の位置ずれが生じたとしても良好な電流狭窄が実現される。 In contrast, in the present invention, the position is also good current confinement as shift occurs in the contact hole is achieved. 図9(a)に示す本発明の半導体レーザでは、実線矢印の経路を電流が流れる。 In the semiconductor laser of the present invention is shown in FIG. 9 (a), current flows through the path of the solid line arrows. この半導体レーザにおいて酸化珪素膜102に設けられる接続孔の位置がずれた場合、図9(b)のような構造となる。 If the position of the connection holes provided in the silicon oxide film 102 in the semiconductor laser deviated, the structure as shown in FIG. 9 (b). ここで、この半導体レーザにおいては、第一の電極層102の最下層は窒化ガリウム半導体層との接触抵抗の低いNi等の材料で構成する必要があるものの、第二の電極層114の最下層については、そのような制約は無い。 Here, in this semiconductor laser, although the bottom layer of the first electrode layer 102 should be made of a material of low Ni, contact resistance between the gallium nitride semiconductor layer, the lowest layer of the second electrode layer 114 for, such a restriction is not. したがって、第二の電極層114の最下層の材料として、接触抵抗の高いものを適宜に選択することにより、図9(b)中の点線矢印の経路を経由する電流を低減できる。 Therefore, as the lowest layer of the material of the second electrode layer 114, having a high contact resistance by selecting appropriately, it is possible to reduce the current passing through the path of the dotted arrow in FIG. 9 (b). このような観点で選択し得る材料は数多くあり、上記Ni等の特定の材料以外の材料を用いれば、一定の電流低減効果が得られる。 Such are numerous materials that can be selected in view, the use of materials other than the specific materials such as the Ni, constant current reduction effect is obtained. ただし後述する電極層の密着性改善を意図する場合は、かかる観点も考慮して材料を選択することが望ましい。 However, if intended to improve adhesion of later-described electrode layers, it is desirable to select such a viewpoint also be considered material.

【0020】以上のように本発明では第二の電極層の最下層の材料の制約が除かれるため、接続孔の位置ずれがあった場合にも良好な電流狭窄を維持することのできる半導体レーザを得ることができる。 [0020] Because the present invention constraints of the lowermost material of the second electrode layer is removed as described above, a semiconductor laser capable of maintaining a good current confinement even if there is a positional deviation of the connection hole it is possible to obtain.

【0021】第三に、半導体層に対する電極層の密着性を向上させることができる。 [0021] Thirdly, it is possible to improve the adhesion of the electrode layer to the semiconductor layer. 図1に示す本発明の半導体レーザでは、第一の電極層113とp型コンタクト層1 In the semiconductor laser of the present invention shown in FIG. 1, the first electrode layer 113 and the p-type contact layer 1
01との間については、従来技術と同様、かならずしも充分な密着性は得られない。 For between 01, as in the prior art, not necessarily sufficient adhesion are obtained. 第一の電極層113の最下層は、窒化ガリウム系半導体との接触抵抗の低い材料で構成する必要があるためである。 Lowermost layer of the first electrode layer 113 is because it is necessary to configure a low contact resistance with the gallium nitride-based semiconductor material. ところが本発明における第二の電極層114の最下層については、そのような制約は無い。 The lowest layer of the second electrode layer 114 in the present invention, however, such a restriction is not. このため第二の電極層114の最下層の材料を適宜に選択することにより、第二の電極層114 Thus by selecting the lowest layer of the material of the second electrode layer 114 suitably, the second electrode layer 114
と、酸化珪素膜102との間の密着性を充分に高くすることができる。 When, it is possible to sufficiently increase the adhesion between the silicon oxide film 102. 第一の電極層は、酸化珪素膜102および第二の電極層114によって覆われた構造となっており、このため第一の電極層113とp型コンタクト層1 The first electrode layer, has a covered structure by the silicon oxide film 102 and the second electrode layer 114 and thus the first electrode layer 113 and the p-type contact layer 1
01との密着性が良好でなくとも電極全体としては充分に高い密着性が実現されることとなる。 Adhesion to the 01 so that the sufficiently high adhesion is achieved as a whole electrode need not satisfactory. また、酸化珪素膜102と第二の電極層114が接する面積は図のように充分に広くすることができ、狭いストライプ幅のリッジ構造を採用した場合においても充分な電極密着性が得られるのである。 The area of ​​the silicon oxide film 102 is the second electrode layer 114 in contact can be sufficiently wide as shown in the figure, since a sufficient electrode adhesion can be obtained even in the case of adopting the ridge structure of narrow stripe width is there.

【0022】本発明においては、窒化ガリウム系半導体層と接し低いコンタクト抵抗を実現するための第一の電極層と、電極層を半導体レーザ本体に密着性良く配設するための第二の電極層とを備えている。 [0022] In the present invention, the first electrode layer to achieve a low contact resistance in contact with the gallium nitride based semiconductor layer, the second electrode layer for good adhesion provided an electrode layer on the semiconductor laser body It is equipped with a door. このように、本発明では異なる機能を有する2つの電極層を設けることにより、低い電極抵抗と良好な電極密着性とを両立させることができる。 In this way, by providing the two electrode layers with different functions in the present invention, it is possible to achieve both low electrode resistance and good electrode adhesion.

【0023】以上述べた利点を有する半導体レーザは、 Semiconductor laser having a [0023] The above-mentioned advantages,
上述した本発明の半導体レーザの製造方法によって好適に製造することができる。 It can be suitably produced by the manufacturing method of the semiconductor laser of the present invention described above. 本発明の製造方法によれば、 According to the production method of the present invention,
比較的簡便な工程で電極を精度良く所定の位置に形成することができる。 The electrode can be formed accurately predetermined position in a relatively simple process. また、この製造方法によって製造された半導体レーザは、電極形成位置にずれが生じた場合であっても良好な電流狭窄が実現することができ、さらに半導体層や絶縁膜との密着性が良好である。 The semiconductor laser manufactured by this manufacturing method, even if a deviation occurs in the electrode formation position can be realized good current confinement, further it has good adhesion to the semiconductor layer and the insulating film is there.

【0024】 [0024]

【発明の実施の形態】本発明においては、活性層の上部に設けられた半導体層にリッジ部を形成しており、このリッジ部により、水平方向の電流狭窄および光閉じ込めを実現している。 In DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention forms a ridge in the semiconductor layer provided on top of the active layer, the ridge portion realizes a confinement horizontal direction of the current constriction and light. この半導体層は、たとえば、クラッド層や光閉じ込め層等、光導波路層に光を閉じ込める機能を有する半導体層とすることができる。 The semiconductor layer is, for example, be a semiconductor layer having the cladding layer and optical confinement layer, etc., the function of confining light to the optical waveguide layer. なお、上記半導体層と活性層との間には、他の半導体層が介在してもよい。 Between the above-mentioned semiconductor layer and the active layer, another semiconductor layer may be interposed.

【0025】本発明の半導体レーザにおいて、リッジ部の形成は、活性層の上部に設けられた半導体層を一部エッチングしたり、あるいは選択成長によりリッジ部を構成する半導体層を成長させることにより行われる。 [0025] In the semiconductor laser of the present invention, formation of the ridge portion, line by growing a semiconductor layer constituting the ridge portion of the semiconductor layer provided on top of the active layer by a portion etching or, or selective growth divide.

【0026】本発明の半導体レーザにおいて、第一の電極層は、リッジ部上に、直接に、またはコンタクト層を介して形成される。 [0026] In the semiconductor laser of the present invention, the first electrode layer, on the ridge portion, it is formed directly or via the contact layer. 第一の電極層はリッジ部にのみ形成することが好ましい。 The first electrode layer is preferably formed only on the ridge portion. また、コンタクト層を介して形成する場合は、コンタクト層をリッジ部にのみ形成することが好ましい。 In the case of forming via contact layer, it is preferable to form the contact layer only in the ridge portion. このようにすれば水平方向の電流の拡がりを抑制し、良好な電流狭窄を実現することができる。 Thus to suppress the spread in the horizontal direction of the current If, it is possible to realize a good current confinement.

【0027】本発明の半導体レーザにおいて、第二の電極層が、リッジ部およびリッジ部以外の領域にわたって形成された構造とすることが好ましい。 [0027] In the semiconductor laser of the present invention, the second electrode layer, it is preferable that the ridge portion and formed over a region other than the ridge portion structure. ここで絶縁膜は上記半導体層の全面を覆うように形成することが好ましい。 Here insulating film is preferably formed so as to cover the entire surface of the semiconductor layer. これにより半導体層中に不要な電流が流れることを防ぎ、良好な電流狭窄が実現される。 This prevents unnecessary current from flowing into the semiconductor layer, good current confinement is achieved. また第二の電極層を、リッジ部およびリッジ部以外の領域にわたって形成するようにすれば、広い電極面積が確保され、ワイヤーをボンディングしたり電流プローブを接触させたりする際の位置合わせの困難さを低減できる。 Also the second electrode layer, if so as to form over the region other than the ridge portion and the ridge portion, large electrode area is secured, the difficulty of alignment when or by contacting the current probe or bonding wire It can be reduced.

【0028】本発明の半導体レーザにおいて、接続孔は前記第一の電極層にのみ接続することが好ましい。 [0028] In the semiconductor laser of the present invention, the connection holes are preferably connected only to the first electrode layer. このようにすれば第二の電極層が半導体層と接触することが無くなり、第二の電極層と半導体層とのアロイ化を防止することができる。 Thus the second electrode layer if it no longer be in contact with the semiconductor layer, it is possible to prevent alloying between the second electrode layer and the semiconductor layer.

【0029】本発明において、活性層の上部に設けられた半導体層がリッジ部を備えている。 [0029] In the present invention, a semiconductor layer provided on top of the active layer and a ridge portion. このリッジ部の形状については特に制限が無いが、低抵抗の電極を簡便な方法で形成する観点から、平面方向にストライプ状に延在した形状とすることが好ましい。 Although there is no particular limitation on the shape of the ridge, from the viewpoint of forming a low resistance electrodes by a simple method, it is preferable that a shape extending in a stripe shape in the planar direction. この場合、リッジ部の幅は、半導体レーザの発光波長に応じて適宜に定められるが、高効率・高出力のレーザ特性を実現する観点から、好ましくは5μm以下、さらに好ましくは0.3〜 In this case, the width of the ridge portion is determined as appropriate according to the emission wavelength of the semiconductor laser, from the viewpoint of realizing the laser characteristics of high efficiency and high output, preferably 5μm or less, more preferably 0.3
4μmとする。 And 4μm. なおリッジ部の幅とは、リッジ部の底部における幅をいう。 Note that the width of the ridge portion, refer to the width at the bottom of the ridge portion. このようなリッジ幅とした場合、従来技術においては電極形成位置のずれや電極の密着不良といった問題が生じやすかった。 When such a ridge width, problems such as poor adhesion of the deviation and the electrodes of the electrode forming position is likely to occur in the prior art. 本発明によればこのような問題を解決しつつリッジ幅を狭くすることができ、 According to the present invention it is possible to narrow the ridge width while solving such problems,
高効率・高出力のレーザ特性を実現する上で有利なレーザ構造を実現することができる。 Preferred laser structure in realizing the laser characteristics of high efficiency and high output can be realized. 本発明において、第一の電極層は一または二以上の層により構成される。 In the present invention, the first electrode layer is composed of one or more layers. 第一の電極層の最下層は、Ni、Pd、Ptまたはこれらを含む合金からなることが好ましく、特にNiが好ましい。 Lowermost layer of the first electrode layer, Ni, Pd, is preferably made of an alloy containing Pt or these, particularly Ni is preferable. このような材料を選択すれば、第一の電極層と半導体層とのコンタクト抵抗を一層低減することができる。 By selecting such a material, the contact resistance between the first electrode layer and the semiconductor layer can be further reduced.

【0030】本発明において、第二の電極層は一または二以上の層により構成される。 [0030] In the present invention, the second electrode layer is composed of one or more layers. 第二の電極層の最下層は、Cr、Al、Tiまたはこれらを含む合金からなることが好ましく、特にTiが好ましい。 Lowermost layer of the second electrode layer, Cr, Al, is preferably made of an alloy containing Ti or these, particularly Ti is preferred. このような材料を選択すれば、第一の電極層と半導体層とのコンタクト抵抗を一層低減することができる。 By selecting such a material, the contact resistance between the first electrode layer and the semiconductor layer can be further reduced.

【0031】本発明における絶縁膜としては、絶縁性の良好な膜であれば特に制限がなく、たとえば酸化珪素膜、窒化珪素膜、またはこれらの多層膜とすることができる。 [0031] As the insulating film in the present invention, if good film insulating not particularly limited and may be, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or these multilayer films.

【0032】本発明においては半導体材料についての制約は特になく、III-V族半導体レーザやII-VI族半導体レーザ等に適用することができるが、窒化ガリウム系半導体レーザに適用した場合、特に効果的である。 The constraints are no particular for semiconductor materials in the present invention, if it can be applied to the Group III-V semiconductor laser or group II-VI semiconductor laser, it applied to a gallium nitride-based semiconductor laser, particularly effective is a basis. 窒化ガリウム系半導体レーザでは、活性層材料が空気に曝されると発光効率が著しく低下することから、活性層を含む半導体層の水平方向の幅を一定以上としつつ、水平方向の電流狭窄および光閉じ込めを行うことが望ましい。 The gallium nitride semiconductor laser, since the active layer material is significantly decreased light emission efficiency when exposed to air, while the horizontal width of the semiconductor layers including an active layer constant above, the horizontal direction of the current constriction and light it is desirable to perform the confinement. このため窒化ガリウム系半導体レーザにおいてはリッジ導波路構造の採用が有効であり、本発明の適用が特に効果的となる。 Thus in the gallium nitride semiconductor laser is effective to employ a ridge waveguide structure, application is particularly effective in the present invention. また、窒化ガリウム系半導体との接触抵抗の低い電極材料を使用することの要請から、電極の密着性の問題が顕著となるため、かかる点からも本発明の適用が有効となる。 Further, a demand for the use of lower electrode material contact resistance between the gallium nitride-based semiconductor, the adhesion problem of the electrode becomes significant, it is effective to apply the present invention from this point. 窒化ガリウム系半導体に本発明を適用した場合、第一の電極層が窒化ガリウム系半導体層の上面に接して形成された構造となる。 If the present invention is applied to a gallium nitride-based semiconductor, a first electrode layer formed in contact with the upper surface of the gallium nitride based semiconductor layer structure. この場合、低いコンタクト抵抗と良好な電極密着性を両立させることは困難であったが、本発明によれば、窒化ガリウム系半導体層と接し低いコンタクト抵抗を実現するための第一の電極層と、電極層を半導体レーザ本体に密着性良く配設するための第二の電極層とを備えることにより、上記課題を有効に解決することができる。 In this case, it has been difficult to achieve both low contact resistance and good electrode adhesion, according to the present invention, the first electrode layer to achieve a low contact resistance in contact with the gallium nitride based semiconductor layer , by providing a second electrode layer for good adhesion provided an electrode layer on the semiconductor laser body, it can effectively solve the above problems. なお、窒化ガリウム系半導体とは、窒素およびガリウムを構成元素として含む半導体をいう。 Here, the gallium nitride-based semiconductor, a semiconductor containing nitrogen and gallium as a constituent element.

【0033】上記のように、第一の電極層が窒化ガリウム系半導体層の上面に接して形成された構造を採用した場合、基板の材料としては、その上に窒化ガリウム系半導体層を好適に成長させることのできる材料を選択することが望ましい。 [0033] As described above, when the first electrode layer is adopted a structure formed in contact with the upper surface of the gallium nitride-based semiconductor layer, the material of the substrate, on the suitably gallium nitride based semiconductor layer that it is desirable to select a material which can be grown. このような材料として、サファイア、 As such a material, sapphire,
GaN、Si、SiC等が挙げられる。 GaN, Si, SiC and the like. このうちサファイアはを選択した場合、従来技術においては、基板の反りにより電極形成位置のずれが生じやすいという問題があったが、本発明によればこのような問題を有効に解決できる。 If these sapphire selects, in the prior art, the deviation of the electrode forming position is a problem that tends to occur by warping of the substrate can be effectively solve such a problem, according to the present invention.

【0034】本発明の半導体レーザの製造方法において、絶縁膜に第一の電極層に達する接続孔を設ける工程は、下記工程(a)〜(c)により行うことが好ましい。 [0034] In the manufacturing method of the semiconductor laser of the present invention, the step of providing a connection hole in the insulating film reaches the first electrode layer is preferably performed by the following steps (a) ~ (c). (a)絶縁膜上の全面にマスク層を形成する工程 (b)マスク層をエッチバックすることにより第一の電極層上に位置する絶縁膜を露出させる工程 (c)絶縁膜の露出部分を除去し、第一の電極層を露出させる接続孔を設ける工程 この方法はエッチバック技術を利用して接続孔を形成するものである。 : (A) the exposed portion of the first step of exposing the insulating film located on the electrode layer (c) an insulating film by etching back the step (b) mask layer to form a mask layer on the entire surface of the insulating film removed, comprising the steps of providing a connecting hole for exposing the first electrode layer is to form a connection hole by using an etch-back technique. この方法によれば、第一の電極層にのみ接続する接続孔をセルフアラインに形成することができ、より一層、精度良く電極形成を行うことができる。 According to this method, a connection hole which connects only to the first electrode layer can be formed in self-alignment, it can be further accurately performed electrode formation.

【0035】ここで、上記方法により接続孔を形成できる理由は、本発明の半導体レーザが特有の構造を有していることによる。 [0035] Here, the reason why can form a connection hole by the above method is by the semiconductor laser of the present invention has a specific structure. この点について図13、図4を参照して説明する。 In this regard FIG. 13 will be described with reference to FIG.

【0036】図4は、上記方法を適用した本発明のプロセスを示す工程断面図である。 [0036] FIG. 4 is a process sectional view showing a process of the present invention applied the above method. まず全面にレジスト10 First, resist 10 on the entire surface
3を設けた後(図4(a))、エッチバックにより酸化珪素膜102を露出させる(図4(b))。 3 after the provided (FIG. 4 (a)), to expose the silicon oxide film 102 by etching back (Figure 4 (b)). 次いで、残ったレジスト103をマスクとして、酸化珪素膜102 Then, the remaining resist 103 as a mask, the silicon oxide film 102
に開口部を形成する(図4(c))。 Forming an opening (FIG. 4 (c)). このような方法により、接続孔をセルフアラインに形成することができる。 By this method, it is possible to form the connection hole in self-alignment.

【0037】上記方法は、第一の電極層を含む凸部の高さが充分でないと好適に実施することができない。 [0037] The above method can not height of the convex portion including the first electrode layer is preferably performed unless sufficient. 図1 Figure 1
3は従来の半導体レーザを上記方法を適用して作製した場合の想定図である。 3 a conventional semiconductor laser which is assumed diagram when manufactured by applying the above method. この構造では凸部の高さは充分でないため、マスク層をエッチバックした際、酸化珪素膜302上にマスク層のエッチング残り340が発生しやすくなる(図13(b))。 Since this structure height of the convex portion is not sufficient, when the etch-back of the mask layer, etching residue 340 of the mask layer is likely to occur on the silicon oxide film 302 (FIG. 13 (b)). このため、その後の工程で接続孔を好適に形成することが困難となる。 Therefore, it is difficult to suitably form the connection hole in a subsequent step. これに対し本発明の半導体レーザでは、第一の電極層の厚みを自由に設定することができるので、第一の電極層を厚膜に形成して凸部の高さをかせぐことができる。 In the semiconductor laser of the present invention, on the other hand, it is possible to set the thickness of the first electrode layer freely, the first electrode layer can earn the height of the convex portion is formed in the thick film. このため、図4(b)のように、マスク層のエッチング残りが生ずることがなく、上記方法により、接続孔を好適に形成することができるのである。 Therefore, as in FIG. 4 (b), without etching the remaining mask layer occurs, by the method described above, it is possible to suitably form the connection hole.

【0038】なお本発明の半導体レーザの製造方法において、電極形成後、基板を除去してもよい。 [0038] In the method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention, after the electrode formation, the substrate may be removed.

【0039】 [0039]

【実施例】(実施例1)本実施例に係る窒化ガリウム系半導体レーザの構造を図1に示す。 EXAMPLES (Example 1) the structure of the gallium nitride semiconductor laser according to this embodiment is shown in FIG. 図中、電極部以外については主要な層のみを示している。 In the figure, it shows only main layers except for the electrode portions. この半導体レーザは、サファイア基板150上にn型クラッド層151、 This semiconductor laser, n-type cladding layer 151 on a sapphire substrate 150,
活性層152、p型クラッド層112がこの順で積層された構造を有している。 Active layer 152, p-type cladding layer 112 has a laminated in this order. これらの層はいずれもGaN系半導体材料により構成されている。 Both of these layers is composed of a GaN-based semiconductor material. p型クラッド層11 p-type cladding layer 11
2はリッジ部120を有しており、これにより水平方向の光閉じ込めおよび電流狭窄が図られる。 2 has a ridge portion 120, thereby is achieved that the light confinement and current constriction in the horizontal direction. リッジ部12 The ridge portion 12
0の上には、GaN系半導体材料からなるp型コンタクト層101および第一の電極層113が積層されている。 On 0, p-type contact layer 101 and the first electrode layer 113 made of GaN-based semiconductor material is laminated. 第一の電極層113は、第1層目がNi、第2層目がPtからなる2層構造となっている。 The first electrode layer 113, the first layer is Ni, the second layer has a two-layer structure consisting of Pt. 第一の電極層1 The first electrode layer 1
13およびp型クラッド層112の上には酸化珪素膜1 13 and silicon oxide on the p-type cladding layer 112 film 1
02および第二の電極層114が積層されている。 02 and the second electrode layer 114 are stacked. 第二の電極層114は、第1層目がTi、第2層目がPt、 Second electrode layer 114, the first layer is Ti, the second layer is Pt,
第3層目がAuからなる3層構造である。 Third layer is a three-layer structure consisting of Au. 酸化珪素膜1 A silicon oxide film 1
02には第一の電極層113に達する接続孔が設けられており、この接続孔を介して第二の電極層114と第一の電極層113とが接続している。 The 02 has connection hole is provided to reach the first electrode layer 113, the second electrode layer 114 through the contact hole and the first electrode layer 113 is connected. なお、n型クラッド層151上にはn電極160が設けられている。 Incidentally, n electrode 160 is provided on the n-type cladding layer 151.

【0040】この半導体レーザでは、酸化珪素膜102 [0040] In this semiconductor laser, a silicon oxide film 102
の表面が酸化珪素膜102との密着が良いTi膜とのみ接しており、また、広い接触面積が確保されている。 Surface is in contact only with the contact is good Ti film of a silicon oxide film 102, also, a large contact area is secured. このため電極の密着性に優れた構造となっている。 Therefore it has a structure excellent in adhesiveness to the electrode. また、 Also,
接続孔は酸化珪素膜102に形成されているため、エッチング等により容易に接続孔を設けることができる。 Connection hole because it is formed on the silicon oxide film 102, can be provided easily contact hole by etching or the like. このため所望の大きさの接続孔を制御性良く形成できる。 Thus it can be controlled with good form the desired size of the connection hole.

【0041】一方、第二の電極層114の電極面積を広くとることが出来るため、ワイヤーをボンディングしたり電流プローブを接触させたりする際の位置合わせの困難さが低減される。 On the other hand, since it is possible to widen the electrode area of ​​the second electrode layer 114, the difficulty of alignment when or by contacting the current probe or bonding wire is reduced. また、リッジ上部以外の領域でワイヤーボンディング等を行うことができることとなり、活性層に損傷を与える危険性も低減される。 Also, it is to be able to perform wire bonding or the like in a region other than the ridge top is reduced danger of damage to the active layer.

【0042】また、第二の電極層114はp型コンタクト層101に接していない。 [0042] The second electrode layer 114 is not in contact with the p-type contact layer 101. これらが接触する場合、p If you are in contact, p
電極アロイの工程等において、第二の電極層114とp In step or the like of the electrode alloy, p and a second electrode layer 114
型コンタクト層のアロイが進行して素子のpコンタクト抵抗が悪化することがあるが、本実施例の半導体レーザではこのような問題が解消されている。 Although it alloy type contact layer proceeds and p-contact resistance of the device can be exacerbated, this problem is solved in the semiconductor laser of the present embodiment.

【0043】以下、図1の半導体レーザの製造方法について、図2〜3を参照して説明する。 [0043] Hereinafter, a method for fabricating a semiconductor laser of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2-3. ここで図2〜3は活性層152を形成した後につづく工程を示すものであり、活性層152より上の部分についてのみ示している。 Here, FIG. 2-3 are those showing a step subsequent after forming the active layer 152 is shown only for the portion above the active layer 152.

【0044】まず図2(a)のように、窒化物系半導体からなる活性層152上に、p型クラッド層112、p [0044] First, as shown in FIG. 2 (a), on the active layer 152 made of a nitride-based semiconductor, p-type cladding layer 112, p
型コンタクト層101および第一の電極層113をこの順で形成し、その上にレジスト103を塗布した。 -Type contact layer 101 and the first electrode layer 113 was formed in this order, it was coated with a resist 103 thereon. 次に、露光および現像等によりレジスト103をストライプ状にパターニングした(図2(b))。 Then, by exposure and development or the like to pattern the resist 103 in stripes (Figure 2 (b)). 次に、ストライプ状のレジスト103をマスクとして、塩素ガスを用いた反応性イオンビームエッチング法により、p型クラッド層112の一部を残すようにエッチングを行った(図2(c))。 Next, a stripe-shaped resist 103 as a mask by reactive ion beam etching using a chlorine gas was etched so as to leave a portion of the p-type cladding layer 112 (FIG. 2 (c)).

【0045】有機洗浄によりレジスト103を除去した後、熱化学気相堆積法を用いて全面に酸化珪素膜102 [0045] After removing the resist 103 by an organic washing the entire surface a silicon oxide film using a thermal chemical vapor deposition method 102
を形成し、さらにその表面にレジスト103を塗布した(図3(a))。 Form was further coated with a resist 103 on the surface (Figure 3 (a)). 次に、露光および現像等によりレジスト103に開口部を形成した(図3(b))。 Next, an opening is formed in the resist 103 by exposure and development or the like (Figure 3 (b)). つづいて開口部が形成されたレジスト103をマスクとして、バッファード弗酸を用いたウエットエッチングにより、酸化珪素膜102に開口部を形成した(図3(c))。 The resist 103 having an opening formed subsequently as the mask by wet etching using buffered hydrofluoric acid, an opening is formed in the silicon oxide film 102 (Figure 3 (c)). 有機洗浄によりレジスト103を除去した後、蒸着により全面に第二の第一の電極層114を形成した。 After removing the resist 103 by an organic washing the entire surface to form a second first electrode layer 114 by vapor deposition.

【0046】その後、公知の方法を用いてn電極160 Thereafter, n electrode 160 by a known method
等を形成し、図1に示す半導体レーザを完成した。 Or the like is formed and was complete the semiconductor laser shown in FIG. 得られた半導体レーザは、電極が所定の位置に精度良く形成され、電極の密着性も良好であった。 The resulting semiconductor laser, the electrodes are accurately formed in a predetermined position, were the adhesion of the electrode is also good.

【0047】(実施例2)本実施例の半導体レーザの製造方法について図面を参照して説明する。 [0047] (Example 2) A manufacturing method of a semiconductor laser of this embodiment will be described with reference to the drawings. まず図2 First, FIG. 2
(a)〜(c)と同様の工程を行った後、マスク103 (A) After the same steps as ~ (c), the mask 103
を除去した。 It was removed. つづいて図4(a)のように、全面にレジスト103を塗布した。 As shown in FIG. 4 (a) followed, it was applied on the entire surface resist 103. 次に酸素ガスを用いた反応性イオンビームエッチング法により、第一のp電極113上の酸化珪素膜102が露出するまでレジスト103のエッチングを行った(図4(b))。 Then by reactive ion beam etching using oxygen gas, a silicon oxide film 102 on the first p electrode 113 is subjected to etching of the resist 103 to expose (Figure 4 (b)). 残ったレジスト10 The remaining resist 10
3をマスクとして、バッファード弗酸を用いたウエットエッチングにより、酸化珪素膜102に開口部を形成した(図4(c))。 3 as a mask, by wet etching using buffered hydrofluoric acid, an opening is formed in the silicon oxide film 102 (FIG. 4 (c)). 有機洗浄によりレジスト103を除去した後(図4(d))、蒸着により全面に第二の電極層114を形成した。 After removing the resist 103 by organic cleaning (FIG. 4 (d)), the entire surface to form a second electrode layer 114 by vapor deposition. ここで第二の電極層114は、第1層目がTi、第2層目がPt、第3層目がAuからなる3層構造とした。 Wherein the second electrode layer 114, the first layer is Ti, the second layer is Pt, a three-layer structure in which the third layer is made of Au.

【0048】その後、公知の方法を用いてn電極等を形成し、半導体レーザを完成した。 [0048] Thereafter, the n electrode or the like is formed by using a known method, thereby completing the semiconductor laser. 得られた半導体レーザは、電極位置が所定の位置に精度良く形成され、電極の密着性も良好であった。 The resulting semiconductor laser, the electrode positions are accurately formed in a predetermined position, were the adhesion of the electrode is also good.

【0049】本実施例の製造方法においては、第一のp [0049] In the production method of the present embodiment, the first p
電極113上の酸化珪素膜102を露出させる際に、いわゆるエッチバック法を用いているため、半導体層に形成されたパターンと露光用マスクとの目合わせを行なう必要がなく、セルフアラインに接続孔を形成できる。 When exposing the silicon oxide film 102 on the electrode 113, so-called because of the use of an etch-back method, it is not necessary to carry out visual alignment between the pattern formed on the semiconductor layer and the exposure mask, connected to a self-aligned hole a can be formed. このため一層、精度良く電極形成を行うことができた。 Therefore more, it was possible to accurately perform the electrode formation. (実施例3)本実施例の半導体レーザは、図8に示すような構造を有している。 The semiconductor laser of Example 3 This example has the structure shown in FIG. 以下、この半導体レーザの製造方法について、図5〜7を参照して説明する。 Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser will be described with reference to FIGS. 5-7. ここで図5〜7は活性層152を形成した後につづく工程を示すものであり、活性層152より上の部分についてのみ示している。 Here 5-7 are those showing a step subsequent to the formation of the active layer 152 is shown only for the portion above the active layer 152.

【0050】まず図5(a)のように、窒化物系半導体からなる活性層152上に、p型クラッド層112およびp型コンタクト層101を形成した後、熱化学気相堆積法により酸化珪素膜130を形成した。 [0050] First, as FIG. 5 (a), a silicon oxide on the active layer 152 made of a nitride-based semiconductor, after forming the p-type cladding layer 112 and the p-type contact layer 101, a thermal chemical vapor deposition method to form a film 130. 次いでその表面にレジスト103を塗布した(図5(a))。 Then applying a resist 103 on the surface thereof (Figure 5 (a)). 次に露光および現像等によりレジスト103に開口部を形成した(図5(b))。 Then an opening is formed in the resist 103 by exposure and development or the like (Figure 5 (b)). つづいて開口部が形成されたレジスト103をマスクとして、バッファード弗酸を用いたウエットエッチングにより、酸化珪素膜130に開口部を形成した(図5(c))。 The resist 103 having an opening formed subsequently as the mask by wet etching using buffered hydrofluoric acid, an opening is formed in the silicon oxide film 130 (FIG. 5 (c)).

【0051】有機洗浄によりレジスト103を除去した後、酸化珪素膜102の開口部にのみ選択的に有機化学気相成長法によりp型クラッド層112およびp型コンタクト層101を形成し、続いて全面に第一の電極層1 [0051] After removing the resist 103 by an organic wash, a p-type cladding layer 112 and the p-type contact layer 101 is formed by selectively organic chemical vapor deposition only in the openings of the silicon oxide film 102, followed by the entire surface the first electrode layer 1
13を形成した(図6(a))。 13 was formed (FIG. 6 (a)). 第一の電極層113 The first electrode layer 113
は、第1層目がNi、第2層目がPtからなる2層構造とした。 Is the first layer is Ni, the second layer has a two-layer structure consisting of Pt.

【0052】次に、弗酸を用いたウエットエッチングにより、酸化珪素膜130を除去することにより、酸化珪素膜130上の第一の第一の電極層113もまた除去し、選択的に形成したp型クラッド層112およびp型コンタクト層101上にのみ第一の電極層113が残るようにした(図6(b))。 Next, by wet etching using hydrofluoric acid, by removing the silicon oxide film 130, the first first electrode layer 113 on the silicon oxide film 130 is also removed, and selectively formed was set to p-type cladding layer 112 and the p-type contact layer 101 only on the first electrode layer 113 is left (Figure 6 (b)). つづいて熱化学気相堆積法により全面に酸化珪素膜102を形成し、さらに酸化珪素膜102の表面にレジスト103を塗布した(図6 Thermochemical by vapor deposition to form a silicon oxide film 102 on the entire surface, and further coated with a resist 103 on the surface of the silicon oxide film 102 followed (FIG. 6
(c))。 (C)).

【0053】露光および現像等によりレジスト103に開口部を形成した後(図7(a))、このレジスト10 [0053] After forming an opening in the resist 103 by exposure and development or the like (FIG. 7 (a)), the resist 10
3をマスクとして、バッファード弗酸を用いたウエットエッチングにより、酸化珪素膜102に開口部を形成した(図7(b))。 3 as a mask, by wet etching using buffered hydrofluoric acid, an opening is formed in the silicon oxide film 102 (FIG. 7 (b)). 有機洗浄によりレジスト103を除去した後に、蒸着により全面に第二の電極層114を形成した(図7(c))。 After removing the resist 103 by an organic washing the entire surface to form a second electrode layer 114 by vapor deposition (FIG. 7 (c)). 第二の電極層114は、第1層目がTi、第2層目がPt、第3層目がAuからなる3 Second electrode layer 114, the first layer is Ti, the second layer is Pt, the third layer is made of Au 3
層構造とした。 And a layer structure.

【0054】その後、公知の方法を用いてn電極160 [0054] Thereafter, n electrode 160 by a known method
等を形成し、図8に示す半導体レーザを完成した。 Or the like is formed and was complete the semiconductor laser shown in FIG. 得られた半導体レーザは、電極が所定の位置に精度良く形成され、電極の密着性も良好であった。 The resulting semiconductor laser, the electrodes are accurately formed in a predetermined position, were the adhesion of the electrode is also good.

【0055】 [0055]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体レーザは、リッジ導波路型レーザにおいて、リッジ部上に第一の電極層を形成し、その上に第一の電極層に達する接続孔の設けられた絶縁膜を形成し、さらにその上に第二の電極層を形成している。 The semiconductor laser of the present invention as described above, according to the present invention, in a ridge waveguide laser, a first electrode layer formed on the ridge portion, of the connection hole thereon reaches the first electrode layer provided insulating film is formed, to form a second electrode layer further thereon. そして、上記接続孔を通じて前記第一の電極層と第二の電極層とが接続する構造となっている。 Then, the a first electrode layer and the second electrode layer has a structure connected through the connection hole. このため、電極を精度良く所定の位置に形成することができ、電極形成位置にずれが生じた場合であっても良好な電流狭窄が実現することができ、さらに半導体層や絶縁膜との密着性が良好な半導体レーザを得ることができる。 Therefore, it is possible to form an electrode with high accuracy place, even if a deviation occurs in the electrode formation position can be realized good current confinement, further contact between the semiconductor layer and the insulating film sex it is possible to obtain satisfactory semiconductor laser.

【0056】また本発明の半導体レーザの製造方法は、 [0056] The manufacturing method of the semiconductor laser of the present invention,
リッジ部をエッチングまたは選択成長により形成しているため、上記のような利点を持つ半導体レーザを簡便な工程で歩留まり良く製造することができる。 Because the ridge portion is formed by etching or selective growth can be manufactured with good yield by a simple process of a semiconductor laser having advantages such as described above. 特にエッチバック法を利用した方法を採用すれば、電極中に設けられる接続孔をセルフアラインに形成することができ、より精度良く電極部を形成することが可能となる。 Especially by adopting a method in which an etch back method, a connection hole provided in the electrode can be formed in self-alignment, it is possible to form more accurately electrode portion.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の半導体レーザの一例を示す概略断面図である。 1 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor laser of the present invention.

【図2】本発明の半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図である。 2 is a process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図3】本発明の半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図である。 3 is a process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図4】本発明の半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図である。 4 is a process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図5】本発明の半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図である。 5 is a process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図6】本発明の半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図である。 6 is a process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図7】本発明の半導体レーザの製造方法を説明する工程断面図である。 7 is a process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor laser of the present invention.

【図8】本発明の半導体レーザの一例を示す概略断面図である。 8 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor laser of the present invention.

【図9】本発明の半導体レーザの作用を説明する図である。 9 is a diagram for explaining the operation of the semiconductor laser of the present invention.

【図10】従来の半導体レーザの代表例を示す図である。 10 is a diagram showing a typical example of a conventional semiconductor laser.

【図11】従来の半導体レーザの有する課題を説明するための図である。 11 is a diagram for explaining the problems of the conventional semiconductor laser.

【図12】従来技術に係る非リッジ導波路型の半導体レーザの概略断面図である。 12 is a schematic sectional view of a semiconductor laser of the non-ridge waveguide according to the prior art.

【図13】従来の半導体レーザにエッチバック法を適用した場合の状態を示す図である。 [13] to a conventional semiconductor laser is a diagram showing a state of applying the etch-back method.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 p型コンタクト層 102 酸化珪素膜 103 レジスト 112 p型クラッド層 113 第一の電極層 114 第二の電極層 120 リッジ部 121 接続孔 150 サファイア基板 151 n型クラッド層 152 活性層 160 n電極 301 p型コンタクト層 302 酸化珪素膜 312 p型クラッド層 330 p電極 340 エッチング残り 350 サファイア基板 351 n型クラッド層 352 活性層 360 n電極 601 n型SiC基板 602 n型Al 0.09 Ga 0.91 N層 603 n型GaN層 604 n型Al 0.09 Ga 0.91 Nクラッド層 605 n型GaN光閉込層 606 多重量子井戸構造活性層 607 p型Al 0.18 Ga 0.82 N電子オーバーフロー防止層 608 p型GaN光閉込層 609 p型Al 0.09 Ga 0.91 Nクラッド層 6 101 p-type contact layer 102 a silicon oxide film 103 resist 112 p-type cladding layer 113 first electrode layer 114 second electrode layer 120 ridge 121 connection hole 150 a sapphire substrate 151 n-type cladding layer 152 an active layer 160 n electrode 301 p -type contact layer 302 a silicon oxide film 312 p-type cladding layer 330 p electrode 340 etching residue 350 sapphire substrate 351 n-type cladding layer 352 an active layer 360 n electrode 601 n-type SiC substrate 602 n-type Al 0.09 Ga 0.91 n layer 603 n-type GaN layer 604 n-type Al 0.09 Ga 0.91 n cladding layer 605 n-type GaN optical confinement layer 606 multiple quantum well structure active layer 607 p-type Al 0.18 Ga 0.82 n electron overflow prevention layer 608 p-type GaN optical confinement layer 609 p-type Al 0.09 Ga 0.91 N cladding layer 6 0 p型GaNコンタクト層 611 酸化珪素膜 612 p電極 613 n電極 620 リッジ部 0 p-type GaN contact layer 611 a silicon oxide film 612 p electrode 613 n electrode 620 ridge

Claims (17)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 活性層と、リッジ部を有し前記活性層の上部に設けられた半導体層とを有し、前記リッジ部に第一の電極層が形成され、前記第一の電極層および前記半導体層の上に、前記第一の電極層に達する接続孔の設けられた絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上に、前記接続孔を通じて前記第一の電極層と接続する第二の電極層が形成されたことを特徴とする半導体レーザ。 And 1. A active layer has a ridge portion and a semiconductor layer provided on top of the active layer, the first electrode layer is formed on the ridge portion, the first electrode layer and wherein on the semiconductor layer, the first electrode layer to reach the connection hole of provided insulating film is formed, on the insulating film, a second electrode connected to the first electrode layer through said contact hole a semiconductor laser, wherein the layer is formed.
  2. 【請求項2】 前記第二の電極層が、前記リッジ部および前記リッジ部以外の領域にわたって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。 Wherein said second electrode layer, a semiconductor laser according to claim 1, characterized in that it is formed over a region other than the ridge portion and the ridge portion.
  3. 【請求項3】 前記第二の電極層が、前記接続孔において第一の電極層にのみ接続することを特徴とする請求項1または2に記載の半導体レーザ。 Wherein said second electrode layer, a semiconductor laser according to claim 1 or 2, characterized in that only connecting to the first electrode layer in the connection hole.
  4. 【請求項4】 前記リッジ部が平面方向にストライプ状に延在した形状を有し、前記リッジ部の幅が5μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の半導体レーザ。 4. A has a shape that the ridge extending in a stripe shape in the planar direction, the semiconductor laser according to claim 1, wherein the width of said ridge portion is 5μm or less .
  5. 【請求項5】 前記第一の電極層の最下層は、Ni、P 5. The lowermost layer of the first electrode layer, Ni, P
    d、Ptまたはこれらを含む合金からなることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の半導体レーザ。 d, Pt or the semiconductor laser according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an alloy containing these.
  6. 【請求項6】 前記第二の電極層の最下層は、Cr、A 6. A bottom layer of the second electrode layer, Cr, A
    l、Tiまたはこれらを含む合金からなることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の半導体レーザ。 l, Ti or the semiconductor laser according to claim 1 to 5, characterized in that an alloy containing these.
  7. 【請求項7】 前記第一の電極層が、窒化ガリウム系半導体層の上面に接して形成されたことを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の半導体レーザ。 Wherein said first electrode layer, a semiconductor laser according to any of claims 1 to 6, characterized in that formed in contact with the upper surface of the gallium nitride based semiconductor layer.
  8. 【請求項8】 前記活性層が、他の層を介してサファイア基板上に形成されたことを特徴とする請求項7に記載の半導体レーザ。 8. A semiconductor laser according to claim 7, wherein the active layer, characterized in that formed on the sapphire substrate via another layer.
  9. 【請求項9】 基板上に、活性層と該活性層の上部に設けられた半導体層とを含む半導体多層膜を形成する工程と、前記半導体層の上に直接またはコンタクト層を介して第一の電極層を形成する工程と、第一の電極層上の所定箇所にマスクを形成した後、前記マスクの形成されていない領域に対し前記半導体層の一部を残すようにエッチング処理を行い、前記半導体層にリッジ部を形成する工程と、前記マスクを除去した後、第一の電極層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に、前記第一の電極層に達する接続孔を設ける工程と、前記絶縁膜上に、 9. A substrate, forming a semiconductor multilayer film including a provided above the active layer and the active layer a semiconductor layer, the first directly or via a contact layer on the semiconductor layer carried forming the electrode layer, forming a mask at a predetermined position on the first electrode layer, an etching process so as to leave a portion of the semiconductor layer for a region which is not formed of the mask, forming a ridge portion on said semiconductor layer, after removing the mask, forming an insulating film on the first electrode layer, the insulating layer, connecting holes reaching the first electrode layer a step of providing a on the insulating film,
    前記接続孔を埋め込むように第二の電極層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor laser, characterized by a step of forming a second electrode layer so as to fill the connection hole.
  10. 【請求項10】 基板上に、活性層と該活性層の上部に設けられた半導体層とを含む半導体多層膜を形成する工程と、前記半導体層の上に開口部の設けられたマスクを形成する工程と、前記開口部内に前記半導体層をさらに成長させ、リッジ部を形成する工程と、前記半導体層の上に直接またはコンタクト層を介して第一の電極層を形成する工程と、前記第一の電極層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に、第一の電極層に達する接続孔を設ける工程と、前記絶縁膜上に、前記接続孔を埋め込むように第二の電極層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体レーザの製造方法。 10. A substrate, forming a semiconductor multilayer film including an active layer and the active layer a semiconductor layer provided on top of the mask provided with the opening on the semiconductor layer formation a step of, said by further growing the semiconductor layer in the opening, forming a step of forming a ridge portion, a first electrode layer directly or via a contact layer on the semiconductor layer, the second forming an insulating film on the first electrode layer, the insulating film, and a step of forming a contact hole reaching the first electrode layer, on the insulating film, the second to fill the connection hole the method of manufacturing a semiconductor laser, characterized by a step of forming an electrode layer.
  11. 【請求項11】 前記絶縁膜に、第一の電極層に達する接続孔を設ける工程を、下記工程(a)〜(c)により行うことを特徴とする請求項9または10に記載の半導体レーザの製造方法。 To wherein said insulating film, the step of providing a connecting hole reaching the first electrode layer, a semiconductor laser according to claim 9 or 10, characterized in that the following steps (a) ~ (c) the method of production. (a)前記絶縁膜上の全面にマスク層を形成する工程 (b)前記マスク層をエッチバックすることにより前記第一の電極層上に位置する前記絶縁膜を露出させる工程 (c)前記絶縁膜の露出部分を除去し、前記第一の電極層に達する接続孔を設ける工程 (A) said step of exposing the insulating film located on the first electrode layer forming a mask layer on the entire surface of the insulating film (b) the mask layer is etched back (c) the insulating process to remove exposed portions of the film, providing a contact hole reaching the first electrode layer
  12. 【請求項12】 前記第二の電極層を、前記リッジ部および前記リッジ部以外の領域にわたって形成することを特徴とする請求項9乃至11いずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 12. The method of claim 11, wherein the second electrode layer, the ridge portion and the semiconductor laser manufacturing method according to any one claims 9 to 11, characterized in that formed over the region other than the ridge portion.
  13. 【請求項13】 前記リッジ部が平面方向にストライプ状に延在した形状を有し、前記リッジ部の幅が5μm以下であることを特徴とする請求項9乃至12いずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 13. has a shape that the ridge extending in a stripe shape in the planar direction, the semiconductor laser according to any one claims 9 to 12, wherein the width of the ridge portion is 5μm or less the method of production.
  14. 【請求項14】 前記第一の電極層の最下層は、Ni、 Lowermost 14. The first electrode layer, Ni,
    Pd、Ptまたはこれらを含む合金からなることを特徴とする請求項9乃至13いずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 Pd, Pt or a semiconductor laser manufacturing method according to any one claims 9 to 13, characterized in that it consists of an alloy containing these.
  15. 【請求項15】 前記第二の電極層の最下層は、Cr、 Lowermost 15. The second electrode layer, Cr,
    Al、Tiまたはこれらを含む合金からなることを特徴とする請求項9乃至14いずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 Al, Ti, or a semiconductor laser manufacturing method according to any one of claims 9 to 14, characterized in that it consists of an alloy containing these.
  16. 【請求項16】 前記第一の電極層を窒化ガリウム系半導体層の上面に接して形成することを特徴とする請求項9乃至15いずれかに記載の半導体レーザの製造方法。 16. A semiconductor laser manufacturing method according to any one of claims 9 to 15, characterized in that is formed in contact with the upper surface of the first electrode layer of gallium nitride-based semiconductor layer.
  17. 【請求項17】 前記基板がサファイア基板であることを特徴とする請求項16に記載の半導体レーザの製造方法。 17. A semiconductor laser manufacturing method according to claim 16, wherein the substrate is a sapphire substrate.
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