JP2000349395A - リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法Info
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- JP2000349395A JP2000349395A JP11253919A JP25391999A JP2000349395A JP 2000349395 A JP2000349395 A JP 2000349395A JP 11253919 A JP11253919 A JP 11253919A JP 25391999 A JP25391999 A JP 25391999A JP 2000349395 A JP2000349395 A JP 2000349395A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ特性を向上させ、良好な信頼性を有す
るリッジ導波路型半導体レ−ザ素子の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 有機金属気相法を用いて、基板２上にク
ラッド層３と、活性層４と、クラッド層５と、エッチン
グストップ層６、クラッド層７、キャップ層８を順次積
層し、キャップ層８の中央部に絶縁層パターン９を形成
し、この絶縁層パターン９に覆われた以外のキャップ層
８からエッチングストップ層６までエッチングして、リ
ッジ部１０を形成後、酢酸系エッチング液を用いて、エ
ッチングストップ層６をエッチング除去し、リッジ部１
０、エッチングストップ層６の両側面及びクラッド層７
上にコンタクト層１１を形成する。
るリッジ導波路型半導体レ−ザ素子の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 有機金属気相法を用いて、基板２上にク
ラッド層３と、活性層４と、クラッド層５と、エッチン
グストップ層６、クラッド層７、キャップ層８を順次積
層し、キャップ層８の中央部に絶縁層パターン９を形成
し、この絶縁層パターン９に覆われた以外のキャップ層
８からエッチングストップ層６までエッチングして、リ
ッジ部１０を形成後、酢酸系エッチング液を用いて、エ
ッチングストップ層６をエッチング除去し、リッジ部１
０、エッチングストップ層６の両側面及びクラッド層７
上にコンタクト層１１を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理や通信、
計測機器に用いられるリッジ導波路型半導体レーザ素子
の製造方法に関する。
計測機器に用いられるリッジ導波路型半導体レーザ素子
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、情報処理や通信等に用いられ
る半導体レーザ素子は、高い信頼性が得られることから
リッジ導波路型が用いられる。以下に、従来のリッジ導
波路型半導体レーザ素子の製造方法について図２を用い
て説明する。図２は、従来のリッジ導波路型半導体レー
ザ素子の製造方法を示す製造工程図である。図３は、エ
ネルギーバンドを示す図であり、（Ａ）は、図２（Ｄ）
のａ,ａ断面のエネルギーバンドを示し、（Ｂ）は、図
２（Ｄ）のｂ,ｂ断面のエネルギーバンドを示してい
る。即ち、図３（Ａ）は、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層５（Ｘ＝０．７）、ｐ型ＧａＩｎＰ
キャップ層８及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１の断面
のエネルギーバンドを示し、図３（Ｂ）は、ｐ型（Ａｌ
XＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（Ｘ＝０．７）と
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１の断面のエネルギーバン
ドを示す。
る半導体レーザ素子は、高い信頼性が得られることから
リッジ導波路型が用いられる。以下に、従来のリッジ導
波路型半導体レーザ素子の製造方法について図２を用い
て説明する。図２は、従来のリッジ導波路型半導体レー
ザ素子の製造方法を示す製造工程図である。図３は、エ
ネルギーバンドを示す図であり、（Ａ）は、図２（Ｄ）
のａ,ａ断面のエネルギーバンドを示し、（Ｂ）は、図
２（Ｄ）のｂ,ｂ断面のエネルギーバンドを示してい
る。即ち、図３（Ａ）は、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐクラッド層５（Ｘ＝０．７）、ｐ型ＧａＩｎＰ
キャップ層８及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１の断面
のエネルギーバンドを示し、図３（Ｂ）は、ｐ型（Ａｌ
XＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（Ｘ＝０．７）と
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１の断面のエネルギーバン
ドを示す。
【０００３】（第１工程）図２（Ａ）に示すように、Ｍ
ＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、有機金
属気相法）により、（１００）面から２°〜１２°オフ
したｎ型ＧａＡｓ基板２上に厚さ１μｍのｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３と、厚さ０．１３μｍのＧａＩｎＰ
活性層４、厚さ１μｍのｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ
0.5Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．８）、厚さ０．
１μｍのｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８を順次積層する。
次に、スパッタ法により、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８
上にＳｉＯ2層を形成し、フォトリソグラフィ法及びエ
ッチング法により所定ピッチを有するＳｉＯ2パターン
９を形成する。
ＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法、有機金
属気相法）により、（１００）面から２°〜１２°オフ
したｎ型ＧａＡｓ基板２上に厚さ１μｍのｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３と、厚さ０．１３μｍのＧａＩｎＰ
活性層４、厚さ１μｍのｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ
0.5Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．８）、厚さ０．
１μｍのｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８を順次積層する。
次に、スパッタ法により、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８
上にＳｉＯ2層を形成し、フォトリソグラフィ法及びエ
ッチング法により所定ピッチを有するＳｉＯ2パターン
９を形成する。
【０００４】（第２工程）更に、図２（Ｂ）に示すよう
に、燐酸系エッチング液を用いて、ＳｉＯ2パターン９
で覆われた以外のｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８をｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0. 5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５までエッチ
ングし、引き続いて硫酸系エッチング液を用いて、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の途中まで
エッチングを行い、ストライプ状のリッジ部１５を形成
する。
に、燐酸系エッチング液を用いて、ＳｉＯ2パターン９
で覆われた以外のｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８をｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0. 5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５までエッチ
ングし、引き続いて硫酸系エッチング液を用いて、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の途中まで
エッチングを行い、ストライプ状のリッジ部１５を形成
する。
【０００５】（第３工程）続いて、図２（Ｃ）に示すよ
うに、ＳｉＯ2パターン９を除去後、ＭＯＣＶＤ法を用
いて、リッジ部１５及びｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ
0.5Ｐクラッド層５上に厚さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１１を積層する。
うに、ＳｉＯ2パターン９を除去後、ＭＯＣＶＤ法を用
いて、リッジ部１５及びｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ
0.5Ｐクラッド層５上に厚さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１１を積層する。
【０００６】（第４工程）次に、図２（Ｄ）に示すよう
に、真空蒸着法により、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１
上にｐ型オーミック電極１２を形成し、積層方向と反対
側のｎ型ＧａＡｓ基板２にｎ型オーミック電極１３を形
成して、リッジ導波路型半導体レーザ素子１４が得られ
る。
に、真空蒸着法により、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１
上にｐ型オーミック電極１２を形成し、積層方向と反対
側のｎ型ＧａＡｓ基板２にｎ型オーミック電極１３を形
成して、リッジ導波路型半導体レーザ素子１４が得られ
る。
【０００７】このリッジ導波路型半導体レーザ素子１４
の動作は以下のようにして行う。ｐ型オーミック電極１
２側から発振しきい値以上の電流をｎ型オーミック電極
１３側に向かって流すと、この電流は、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層１１→リッジ部１５→ＧａＩｎＰ活性層４→
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３→ｎ型ＧａＡｓ基板２
の経路を流れ、リッジ部１５下部に相当するＧａＩｎＰ
活性層４部分（発光部Ｐ）からレーザ光を出射する。
の動作は以下のようにして行う。ｐ型オーミック電極１
２側から発振しきい値以上の電流をｎ型オーミック電極
１３側に向かって流すと、この電流は、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層１１→リッジ部１５→ＧａＩｎＰ活性層４→
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３→ｎ型ＧａＡｓ基板２
の経路を流れ、リッジ部１５下部に相当するＧａＩｎＰ
活性層４部分（発光部Ｐ）からレーザ光を出射する。
【０００８】ここで、このリッジ導波路型半導体レーザ
素子１４に流れる電流がリッジ部１５のみを流れる理由
について図３を用いて説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）
では、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１側を正、ｐ型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５側を負にして電
圧Ｖを印加している状態のエネルギーバンド図を示し、
破線は、フェルミレベルＦを示している。この際、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５のＡｌ組成
比Ｘは、０．７である。
素子１４に流れる電流がリッジ部１５のみを流れる理由
について図３を用いて説明する。図３（Ａ）及び（Ｂ）
では、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１側を正、ｐ型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５側を負にして電
圧Ｖを印加している状態のエネルギーバンド図を示し、
破線は、フェルミレベルＦを示している。この際、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５のＡｌ組成
比Ｘは、０．７である。
【０００９】一般的に、バンドギャップが大きく異なる
２つの半導体層のヘテロ接合を行うと、２つの半導体層
のフェルミレベルが等しくなるように接合し、この２つ
の半導体層のヘテロ接合界面にバンド不連続を生じる。
このバンド不連続は、２つの半導体層のバンドギャップ
差が大きくなるほど、大きくなる。図３（Ａ）に示すよ
うに、図２（Ｄ）のａ,ａ断面では、ｐ型（ＡｌXＧａ
1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型ＧａＩｎＰキャ
ップ層８とのヘテロ界面及びｐ型ＧａＩｎＰキャップ層
８とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１とのヘテロ界面の価
電子帯にスパイクＱ1、Ｑ2を生じる。一方、図３（Ｂ）
に示すように、図２（Ｄ）のｂ,ｂ断面では、ｐ型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１１とのヘテロ界面の価電子帯にスパイク
Ｐを生じる。
２つの半導体層のヘテロ接合を行うと、２つの半導体層
のフェルミレベルが等しくなるように接合し、この２つ
の半導体層のヘテロ接合界面にバンド不連続を生じる。
このバンド不連続は、２つの半導体層のバンドギャップ
差が大きくなるほど、大きくなる。図３（Ａ）に示すよ
うに、図２（Ｄ）のａ,ａ断面では、ｐ型（ＡｌXＧａ
1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型ＧａＩｎＰキャ
ップ層８とのヘテロ界面及びｐ型ＧａＩｎＰキャップ層
８とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１とのヘテロ界面の価
電子帯にスパイクＱ1、Ｑ2を生じる。一方、図３（Ｂ）
に示すように、図２（Ｄ）のｂ,ｂ断面では、ｐ型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１１とのヘテロ界面の価電子帯にスパイク
Ｐを生じる。
【００１０】ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８のバンドギャ
ップがｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１とｐ型（ＡｌXＧ
ａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５との間の中間である
ため、スパイクＱ1、Ｑ2の障壁高さは、スパイクＰの障
壁高さよりも低くなる。ここで、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（Ｘ＝０．７）、ｐ型ＧａＩ
ｎＰキャップ層８及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１の
バンドギャップは、それぞれに対応して３００Ｋの温度
で２．３２ｅＶ、１．９１ｅＶ及び１．４２ｅＶであ
る。また、スパイクＰ、Ｑ1及びＱ2の障壁高さは、それ
ぞれに対応して、０．５２ｅＶ、０．２２ｅＶ及び０．
３０ｅＶである。このため、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
１とのヘテロ界面では、ホールに対して高い障壁となる
スパイクＰが生じているので、電流は流れないが、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型Ｇａ
ＩｎＰキャップ層８との間のヘテロ界面及びｐ型ＧａＩ
ｎＰキャップ層８とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１との
間のヘテロ界面のいずれもホールに対して低い障壁のス
パイクＱ1、Ｑ2が生じているので、電流は流れる。この
結果、電流は、リッジ部１５のみを流れるのである。
ップがｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１とｐ型（ＡｌXＧ
ａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５との間の中間である
ため、スパイクＱ1、Ｑ2の障壁高さは、スパイクＰの障
壁高さよりも低くなる。ここで、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（Ｘ＝０．７）、ｐ型ＧａＩ
ｎＰキャップ層８及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１の
バンドギャップは、それぞれに対応して３００Ｋの温度
で２．３２ｅＶ、１．９１ｅＶ及び１．４２ｅＶであ
る。また、スパイクＰ、Ｑ1及びＱ2の障壁高さは、それ
ぞれに対応して、０．５２ｅＶ、０．２２ｅＶ及び０．
３０ｅＶである。このため、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
１とのヘテロ界面では、ホールに対して高い障壁となる
スパイクＰが生じているので、電流は流れないが、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５とｐ型Ｇａ
ＩｎＰキャップ層８との間のヘテロ界面及びｐ型ＧａＩ
ｎＰキャップ層８とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１との
間のヘテロ界面のいずれもホールに対して低い障壁のス
パイクＱ1、Ｑ2が生じているので、電流は流れる。この
結果、電流は、リッジ部１５のみを流れるのである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リッジ導波路型半導体レーザ素子１４の製造方法には以
下の問題点を有していた。（第２工程）において、リッ
ジ部１５をｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層５の途中までエッチングを行って形成しているので、
ｐ型（ＡｌXＧａ1 -X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の平坦
部５Ａ、５Ａの厚さＤのバラツキを生じていた。
リッジ導波路型半導体レーザ素子１４の製造方法には以
下の問題点を有していた。（第２工程）において、リッ
ジ部１５をｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層５の途中までエッチングを行って形成しているので、
ｐ型（ＡｌXＧａ1 -X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の平坦
部５Ａ、５Ａの厚さＤのバラツキを生じていた。
【００１２】ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッ
ド層５の平坦部５Ａ、５Ａの厚さＤが厚くなると、リッ
ジ部１５を流れる電流が横広がりを生じやすくなるの
で、ＧａＩｎＰ活性層４に注入される電流密度が低くな
り、発振しきい値が高くなる。このため、リッジ導波路
型半導体レーザ素子１４の温度が上昇して結晶欠陥や転
位を生じ、リッジ導波路型半導体レーザ素子１４の信頼
性が低下する。また、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５の平坦部５Ａ、５Ａの厚さＤが薄くなり
すぎると、電流広がりが小さくなり、ニアフィールドパ
ターン等が小さくなる。このように、電流特性や発光特
性といったレーザ特性にバラツキを生じていた。
ド層５の平坦部５Ａ、５Ａの厚さＤが厚くなると、リッ
ジ部１５を流れる電流が横広がりを生じやすくなるの
で、ＧａＩｎＰ活性層４に注入される電流密度が低くな
り、発振しきい値が高くなる。このため、リッジ導波路
型半導体レーザ素子１４の温度が上昇して結晶欠陥や転
位を生じ、リッジ導波路型半導体レーザ素子１４の信頼
性が低下する。また、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５の平坦部５Ａ、５Ａの厚さＤが薄くなり
すぎると、電流広がりが小さくなり、ニアフィールドパ
ターン等が小さくなる。このように、電流特性や発光特
性といったレーザ特性にバラツキを生じていた。
【００１３】そこで、本発明は、上記のような問題点を
解消するためになされたもので、レーザ特性を向上さ
せ、良好な信頼性を有するリッジ導波路型半導体レーザ
素子の製造方法を提供することを目的とする。
解消するためになされたもので、レーザ特性を向上さ
せ、良好な信頼性を有するリッジ導波路型半導体レーザ
素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のリッジ導波路型
半導体レーザ素子の製造方法における第１の発明は、有
機金属気相法を用いて、第１導電型ＧａＡｓ基板上に第
1導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、活性層と、第２
導電型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（０．
６≦Ｘ≦０．８）と、第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5
Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（０<Ｙ≦０．３）、第
２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
（０．６≦Ｚ≦０．８）、第２導電型ＧａＩｎＰキャッ
プ層を順次積層し、前記第２導電型ＧａＩｎＰキャップ
層の中央部に絶縁層パターンを形成し、燐酸系エッチン
グ液を用いて、この絶縁層パターンに覆われた以外の前
記第２導電型ＧａＩｎＰキャップ層を前記第２導電型
（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層に達するまで
エッチングし、引き続き硫酸エッチング液を用いて、前
記第２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
を前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ングストップ層に達するまでエッチングしてレーザ光の
出射方向にストライプ状のリッジ部を形成後、酢酸系エ
ッチング液を用いて、前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層をエッチング除去
し、次に絶縁層パターンを除去し、前記リッジ部、前記
第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングス
トップ層の両側面及び前記第２導電型（ＡｌXＧａ1-X）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層上に第２導電型ＧａＡｓコンタ
クト層を形成することを特徴とする。第２の発明は、請
求項１記載のリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方
法において、前記酢酸系エッチング液は、酢酸：塩酸：
過酸化水素水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１
５）の体積比であり、前記酢酸系エッチング液を作製し
てから使用するまでの時間Ｔは、３０分≦Ｔ≦９０分で
あることを特徴とする。
半導体レーザ素子の製造方法における第１の発明は、有
機金属気相法を用いて、第１導電型ＧａＡｓ基板上に第
1導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、活性層と、第２
導電型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（０．
６≦Ｘ≦０．８）と、第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5
Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（０<Ｙ≦０．３）、第
２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
（０．６≦Ｚ≦０．８）、第２導電型ＧａＩｎＰキャッ
プ層を順次積層し、前記第２導電型ＧａＩｎＰキャップ
層の中央部に絶縁層パターンを形成し、燐酸系エッチン
グ液を用いて、この絶縁層パターンに覆われた以外の前
記第２導電型ＧａＩｎＰキャップ層を前記第２導電型
（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層に達するまで
エッチングし、引き続き硫酸エッチング液を用いて、前
記第２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
を前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ングストップ層に達するまでエッチングしてレーザ光の
出射方向にストライプ状のリッジ部を形成後、酢酸系エ
ッチング液を用いて、前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層をエッチング除去
し、次に絶縁層パターンを除去し、前記リッジ部、前記
第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングス
トップ層の両側面及び前記第２導電型（ＡｌXＧａ1-X）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層上に第２導電型ＧａＡｓコンタ
クト層を形成することを特徴とする。第２の発明は、請
求項１記載のリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方
法において、前記酢酸系エッチング液は、酢酸：塩酸：
過酸化水素水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１
５）の体積比であり、前記酢酸系エッチング液を作製し
てから使用するまでの時間Ｔは、３０分≦Ｔ≦９０分で
あることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のリッジ導波路型半導体レ
ーザ素子の製造方法の一実施形態について図１を用いて
説明する。図１は、本発明の実施形態のリッジ導波路型
半導体レーザ素子の製造方法を示す製造工程図である。
従来技術と同一構成には同一符号を用いて、その詳細な
説明を省略する。
ーザ素子の製造方法の一実施形態について図１を用いて
説明する。図１は、本発明の実施形態のリッジ導波路型
半導体レーザ素子の製造方法を示す製造工程図である。
従来技術と同一構成には同一符号を用いて、その詳細な
説明を省略する。
【００１６】（第１工程）図１（Ａ）に示すように、Ｍ
ＯＣＶＤ法により、（１００）面から２°〜１２°オフ
したｎ型ＧａＡｓ基板２上に厚さ１μｍのｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３と、厚さ０．１３μｍのＧａＩｎＰ
活性層４、厚さ０．２μｍのｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．８）、厚さ
３００オングストロームのｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐエッチングストップ層６（０<Ｙ≦０．３）、厚
さ０．８μｍのｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層７（０．６≦Ｚ≦０．８）、厚さ０．１μｍのｐ
型ＧａＩｎＰキャップ層８を順次積層する。これらの層
は、ＭＯＣＶＤ法により形成されるので、オングストロ
ームオーダの精度でそれらの厚さを制御することができ
る。次に、スパッタ法により、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ
層８上にＳｉＯ2層を形成し、フォトリソグラフィ法及
びエッチング法により所定ピッチを有するＳｉＯ2パタ
ーン９を形成する。
ＯＣＶＤ法により、（１００）面から２°〜１２°オフ
したｎ型ＧａＡｓ基板２上に厚さ１μｍのｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層３と、厚さ０．１３μｍのＧａＩｎＰ
活性層４、厚さ０．２μｍのｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5
Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．８）、厚さ
３００オングストロームのｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐエッチングストップ層６（０<Ｙ≦０．３）、厚
さ０．８μｍのｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層７（０．６≦Ｚ≦０．８）、厚さ０．１μｍのｐ
型ＧａＩｎＰキャップ層８を順次積層する。これらの層
は、ＭＯＣＶＤ法により形成されるので、オングストロ
ームオーダの精度でそれらの厚さを制御することができ
る。次に、スパッタ法により、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ
層８上にＳｉＯ2層を形成し、フォトリソグラフィ法及
びエッチング法により所定ピッチを有するＳｉＯ2パタ
ーン９を形成する。
【００１７】（第２工程）図１（Ｂ）に示すように、燐
酸系エッチング液（例えば、燐酸：過酸化水素水：水＝
１０：３：３の体積比）を用いて、ＳｉＯ2パターン９
で覆われた以外のｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８をｐ型
（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層７に達するま
でエッチング後、硫酸エッチング液（温度４０℃で加熱
した硫酸）を用いて、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層７をｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエ
ッチングストップ層６に達するまでエッチングを行っ
て、レーザ光の出射方向にストライプ状のリッジ部１０
を形成する。この時、リッジ部１０の底辺の幅は、Ｌで
ある。
酸系エッチング液（例えば、燐酸：過酸化水素水：水＝
１０：３：３の体積比）を用いて、ＳｉＯ2パターン９
で覆われた以外のｐ型ＧａＩｎＰキャップ層８をｐ型
（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層７に達するま
でエッチング後、硫酸エッチング液（温度４０℃で加熱
した硫酸）を用いて、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層７をｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエ
ッチングストップ層６に達するまでエッチングを行っ
て、レーザ光の出射方向にストライプ状のリッジ部１０
を形成する。この時、リッジ部１０の底辺の幅は、Ｌで
ある。
【００１８】なお、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
エッチングストップ層６のＡｌ組成比Ｙが０<Ｙ≦０．
３、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層７の
Ａｌ組成比Ｚが０．６≦Ｚ≦０．８である場合、硫酸エ
ッチング液は、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層７をエッチングし、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングしない選
択エッチング液である。例えば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６のＡｌ組成比Ｙを
０．２、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
７のＡｌ組成比Ｚを０．７にしてエッチングレートの差
を調べたところ、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y） 0.5Ｉｎ0.5Ｐエ
ッチングストップ層６に対するｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層７のエッチングレートは略１５
倍であった。
エッチングストップ層６のＡｌ組成比Ｙが０<Ｙ≦０．
３、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層７の
Ａｌ組成比Ｚが０．６≦Ｚ≦０．８である場合、硫酸エ
ッチング液は、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層７をエッチングし、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングしない選
択エッチング液である。例えば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６のＡｌ組成比Ｙを
０．２、ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
７のＡｌ組成比Ｚを０．７にしてエッチングレートの差
を調べたところ、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y） 0.5Ｉｎ0.5Ｐエ
ッチングストップ層６に対するｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）
0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層７のエッチングレートは略１５
倍であった。
【００１９】（第３工程）引き続き、図１（Ｃ）に示す
ように、酢酸系エッチング液（酢酸：塩酸：過酸化水素
水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）の体積
比を用いて、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ングストップ層６をエッチング除去し、ｐ型（ＡｌXＧ
ａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面でエッチング
を停止し、その表面を露出させる。この酢酸系エッチン
グ液は、選択エッチング液としての作用をする。また、
前記酢酸系エッチング液は、酢酸系エッチング液を作製
してから使用するまでの時間Ｔを３０分≦Ｔ≦９０分の
範囲で用いることが必要である。
ように、酢酸系エッチング液（酢酸：塩酸：過酸化水素
水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）の体積
比を用いて、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチ
ングストップ層６をエッチング除去し、ｐ型（ＡｌXＧ
ａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面でエッチング
を停止し、その表面を露出させる。この酢酸系エッチン
グ液は、選択エッチング液としての作用をする。また、
前記酢酸系エッチング液は、酢酸系エッチング液を作製
してから使用するまでの時間Ｔを３０分≦Ｔ≦９０分の
範囲で用いることが必要である。
【００２０】ここで、どのような酢酸系エッチング液を
用いれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0. 5Ｉｎ0.5Ｐエッチン
グストップ層６をエッチング除去し、ｐ型（ＡｌXＧａ
1-X） 0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面でエッチングを
停止できるかについて説明する。その説明をする前に酢
酸系エッチング液を用いてＡｌＧａＩｎＰをエッチング
する際の反応のメカニズムついて説明する。ＡｌＧａＩ
ｎＰを酢酸系エッチング液を用いてエッチングする際、
塩酸の体積Ｖの増加と共にＡｌＧａＩｎＰのエッチング
レートは、速くなる。これは、塩酸にＡｌを溶解させる
作用があると考えられる。
用いれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0. 5Ｉｎ0.5Ｐエッチン
グストップ層６をエッチング除去し、ｐ型（ＡｌXＧａ
1-X） 0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面でエッチングを
停止できるかについて説明する。その説明をする前に酢
酸系エッチング液を用いてＡｌＧａＩｎＰをエッチング
する際の反応のメカニズムついて説明する。ＡｌＧａＩ
ｎＰを酢酸系エッチング液を用いてエッチングする際、
塩酸の体積Ｖの増加と共にＡｌＧａＩｎＰのエッチング
レートは、速くなる。これは、塩酸にＡｌを溶解させる
作用があると考えられる。
【００２１】一方、過酸化水素水の体積Ｗの増加と共に
ＡｌＧａＩｎＰのエッチングレートは遅くなる。過酸化
水素水の体積Ｗ＝１５の時には、０となる。これは、過
酸化水素水とＡｌとの反応によるＡｌ酸化物がＡｌＧａ
ＩｎＰの表面に生じ、エッチングレートを遅くする作用
があると考えられる。更に、酢酸系エッチング液を作製
してから使用するまでの時間が長くなると、ＡｌＧａＩ
ｎＰのエッチングレートは、ほぼ０となる。酢酸系エッ
チング液は過酸化水素水と塩酸とが適度に反応した時、
ＡｌＧａＩｎＰを安定したエッチングレートでエッチン
グできるが、酢酸系エッチング液を作製してから使用す
るまでの時間が長くなると、過酸化水素水と塩酸とが反
応して塩酸の体積Ｖが減少するため、ＡｌＧａＩｎＰが
エッチングされなくなると考えられる。このように、酢
酸系エッチング液を用いてＡｌＧａＩｎＰがエッチング
されるメカニズムは、酢酸系エッチング液を作製してか
ら使用するまでの時間、酢酸、塩酸及び過酸化水素水の
体積比に依存することになる。
ＡｌＧａＩｎＰのエッチングレートは遅くなる。過酸化
水素水の体積Ｗ＝１５の時には、０となる。これは、過
酸化水素水とＡｌとの反応によるＡｌ酸化物がＡｌＧａ
ＩｎＰの表面に生じ、エッチングレートを遅くする作用
があると考えられる。更に、酢酸系エッチング液を作製
してから使用するまでの時間が長くなると、ＡｌＧａＩ
ｎＰのエッチングレートは、ほぼ０となる。酢酸系エッ
チング液は過酸化水素水と塩酸とが適度に反応した時、
ＡｌＧａＩｎＰを安定したエッチングレートでエッチン
グできるが、酢酸系エッチング液を作製してから使用す
るまでの時間が長くなると、過酸化水素水と塩酸とが反
応して塩酸の体積Ｖが減少するため、ＡｌＧａＩｎＰが
エッチングされなくなると考えられる。このように、酢
酸系エッチング液を用いてＡｌＧａＩｎＰがエッチング
されるメカニズムは、酢酸系エッチング液を作製してか
ら使用するまでの時間、酢酸、塩酸及び過酸化水素水の
体積比に依存することになる。
【００２２】以下に、所定の基板上にｐ型（ＡｌXＧａ
1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．
８）、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングス
トップ層６（０<Ｙ≦０．３）を順次積層して、このｐ
型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層
６側から酢酸系エッチングを用いて、ｐ型（ＡｌYＧａ
1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチン
グし、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X） 0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
をエッチングしない最適的な条件について調べた。
1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．
８）、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングス
トップ層６（０<Ｙ≦０．３）を順次積層して、このｐ
型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層
６側から酢酸系エッチングを用いて、ｐ型（ＡｌYＧａ
1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチン
グし、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X） 0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
をエッチングしない最適的な条件について調べた。
【００２３】まず始めに、酢酸系エッチング液の最適組
成範囲について説明する。ここでは、酢酸系エッチング
液を作製してから使用するまでの時間を１時間とした。
酢酸の体積を１００に対して、過酸化水素水の体積Ｗを
３<Ｗ≦１５、塩酸の体積ＶをＶ≧３にした酢酸系エッ
チング液を用いると、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0. 5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５もエッチングされてしまった。このこと
は、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５中
のＡｌが塩酸に溶解してしまうためと考えられる。
成範囲について説明する。ここでは、酢酸系エッチング
液を作製してから使用するまでの時間を１時間とした。
酢酸の体積を１００に対して、過酸化水素水の体積Ｗを
３<Ｗ≦１５、塩酸の体積ＶをＶ≧３にした酢酸系エッ
チング液を用いると、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0. 5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５もエッチングされてしまった。このこと
は、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５中
のＡｌが塩酸に溶解してしまうためと考えられる。
【００２４】また、酢酸及び過酸化水素水の体積を前記
と同様にして塩酸の体積ＶをＶ＝０にした酢酸系エッチ
ング液を用いると、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
エッチングストップ層６をエッチングすることができな
かった。このことは、過酸化水素水と塩酸との反応が行
われないためと考えられる。更に、酢酸の体積を１００
に対して、塩酸の体積Ｖを０<Ｖ≦３、過酸化水素水の
体積ＷをＷ>１５にした酢酸系エッチング液を用いる
と、ｐ型（ＡｌYＧａ1- Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ップ層６をエッチングすることができなかった。このこ
とは、過酸化水素水とｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5
Ｐエッチングストップ層６中のＡｌとの反応により、こ
の表面にＡｌ酸化物を生じエッチング停止膜を形成して
しまうためと考えられる。
と同様にして塩酸の体積ＶをＶ＝０にした酢酸系エッチ
ング液を用いると、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
エッチングストップ層６をエッチングすることができな
かった。このことは、過酸化水素水と塩酸との反応が行
われないためと考えられる。更に、酢酸の体積を１００
に対して、塩酸の体積Ｖを０<Ｖ≦３、過酸化水素水の
体積ＷをＷ>１５にした酢酸系エッチング液を用いる
と、ｐ型（ＡｌYＧａ1- Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ップ層６をエッチングすることができなかった。このこ
とは、過酸化水素水とｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5
Ｐエッチングストップ層６中のＡｌとの反応により、こ
の表面にＡｌ酸化物を生じエッチング停止膜を形成して
しまうためと考えられる。
【００２５】更にまた、酢酸の体積を１００に対して、
塩酸の体積Ｖを０<Ｖ≦３、過酸化水素水の体積Ｗ≦３
にした酢酸系エッチング液を用いると、ｐ型（ＡｌXＧ
ａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５もエッチングされて
しまった。一方、酢酸の体積を１００に対して、塩酸の
体積Ｖを０<Ｖ≦３、過酸化水素水の体積Ｗを３<Ｗ≦１
５の範囲にした酢酸系エッチング液を用いると、ｐ型
（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６
をエッチングし、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層５の表面でエッチングを停止した。この結果か
ら、酢酸：塩酸：過酸化水素水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<
Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）からなる酢酸系エッチング液を
作製して１時間後に使用すれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、
ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面
でエッチングを完全に停止できる。
塩酸の体積Ｖを０<Ｖ≦３、過酸化水素水の体積Ｗ≦３
にした酢酸系エッチング液を用いると、ｐ型（ＡｌXＧ
ａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５もエッチングされて
しまった。一方、酢酸の体積を１００に対して、塩酸の
体積Ｖを０<Ｖ≦３、過酸化水素水の体積Ｗを３<Ｗ≦１
５の範囲にした酢酸系エッチング液を用いると、ｐ型
（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６
をエッチングし、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層５の表面でエッチングを停止した。この結果か
ら、酢酸：塩酸：過酸化水素水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<
Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）からなる酢酸系エッチング液を
作製して１時間後に使用すれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、
ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面
でエッチングを完全に停止できる。
【００２６】次に、酢酸系エッチング液を作製してから
使用するまでの最適時間について説明する。ここでは、
酢酸系エッチング液としては、酢酸：塩酸：過酸化水素
水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）の組成
のものを用いた。前記酢酸系エッチング液を作製してか
ら使用するまでの時間ＴをＴ<３０分にすると、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５でエッチン
グが停止しなかった。このことは、前記酢酸系エッチン
グ液の過酸化水素水と反応していない塩酸が多いため、
ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５中のＡ
ｌとの溶解反応を生じるためと考えられる。
使用するまでの最適時間について説明する。ここでは、
酢酸系エッチング液としては、酢酸：塩酸：過酸化水素
水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）の組成
のものを用いた。前記酢酸系エッチング液を作製してか
ら使用するまでの時間ＴをＴ<３０分にすると、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５でエッチン
グが停止しなかった。このことは、前記酢酸系エッチン
グ液の過酸化水素水と反応していない塩酸が多いため、
ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５中のＡ
ｌとの溶解反応を生じるためと考えられる。
【００２７】また、前記酢酸系エッチング液を作製して
から使用するまでの時間ＴをＴ>９０分にすると、ｐ型
（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６
をエッチングすることができなかった。このことは、前
記酢酸系エッチング液中の塩酸と過酸化水素水との反応
生成物が揮発してしまうため、エッチング効果がなくな
ってしまうためと考えられる。一方、前記酢酸系エッチ
ング液を作製してから使用するまでの時間Ｔが３０分≦
Ｔ≦９０分の範囲内では、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面でエ
ッチングを停止した。この結果から、前記酢酸系エッチ
ング液を作製してから使用するまでの時間Ｔを、３０分
≦Ｔ≦９０分の範囲内にすれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、
ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面
でエッチングを停止できることがわかった。
から使用するまでの時間ＴをＴ>９０分にすると、ｐ型
（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６
をエッチングすることができなかった。このことは、前
記酢酸系エッチング液中の塩酸と過酸化水素水との反応
生成物が揮発してしまうため、エッチング効果がなくな
ってしまうためと考えられる。一方、前記酢酸系エッチ
ング液を作製してから使用するまでの時間Ｔが３０分≦
Ｔ≦９０分の範囲内では、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面でエ
ッチングを停止した。この結果から、前記酢酸系エッチ
ング液を作製してから使用するまでの時間Ｔを、３０分
≦Ｔ≦９０分の範囲内にすれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）
0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、
ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の表面
でエッチングを停止できることがわかった。
【００２８】以上のことから、酢酸：塩酸：過酸化水素
水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）からな
る酢酸系エッチング液を作製後、３０分≦Ｔ≦９０分の
範囲内で使用すれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5
Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、ｐ型（Ａｌ
XＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５表面でエッチング
を完全に停止することができる。
水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１５）からな
る酢酸系エッチング液を作製後、３０分≦Ｔ≦９０分の
範囲内で使用すれば、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5
Ｐエッチングストップ層６をエッチングし、ｐ型（Ａｌ
XＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５表面でエッチング
を完全に停止することができる。
【００２９】次に、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
クラッド層５のＡｌ組成比Ｘの範囲について以下に説明
する。ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
のバンドギャップは、Ａｌ組成比Ｘが０から０．８まで
単調増加し、これ以上で一定となる。このため、このＡ
ｌ組成比Ｘを０から０．８まで増加させていくと、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５のバンドギ
ャップが広がっていくため、ＧａＩｎＰ活性層４に注入
される電子の閉じ込めを効果的に行なうことができる。
しかし、Ａｌ組成比が０．８以上になると、ｐ型（Ａｌ
XＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５のバンドギャップ
が広がらない一方、熱抵抗が大きくなってくるので、こ
の熱抵抗による発熱が増すため、温度上昇を生じ、後述
するリッジ導波路型半導体レーザ素子１を劣化させる原
因となる。このため、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５のＡｌ組成比Ｘの範囲は、０．６≦Ｘ≦
０．８にすることが必要とされる。
クラッド層５のＡｌ組成比Ｘの範囲について以下に説明
する。ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５
のバンドギャップは、Ａｌ組成比Ｘが０から０．８まで
単調増加し、これ以上で一定となる。このため、このＡ
ｌ組成比Ｘを０から０．８まで増加させていくと、ｐ型
（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５のバンドギ
ャップが広がっていくため、ＧａＩｎＰ活性層４に注入
される電子の閉じ込めを効果的に行なうことができる。
しかし、Ａｌ組成比が０．８以上になると、ｐ型（Ａｌ
XＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５のバンドギャップ
が広がらない一方、熱抵抗が大きくなってくるので、こ
の熱抵抗による発熱が増すため、温度上昇を生じ、後述
するリッジ導波路型半導体レーザ素子１を劣化させる原
因となる。このため、ｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５のＡｌ組成比Ｘの範囲は、０．６≦Ｘ≦
０．８にすることが必要とされる。
【００３０】（第４工程）続いて、ＳｉＯ2パターン９
を除去後、ＭＯＣＶＤ法を用いて、リッジ部１０の両側
面、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ップ層６の両側面及びｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５上に厚さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１１を積層する。次に、図１（Ｄ）に示すように、
真空蒸着法により、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１上に
ｐ型オーミック電極１２を形成し、積層方向と反対側の
ｎ型ＧａＡｓ基板２にｎ型オーミック電極１３を形成し
て、リッジ導波路型半導体レーザ素子１が得られる。
を除去後、ＭＯＣＶＤ法を用いて、リッジ部１０の両側
面、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ップ層６の両側面及びｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層５上に厚さ３μｍのｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層１１を積層する。次に、図１（Ｄ）に示すように、
真空蒸着法により、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１上に
ｐ型オーミック電極１２を形成し、積層方向と反対側の
ｎ型ＧａＡｓ基板２にｎ型オーミック電極１３を形成し
て、リッジ導波路型半導体レーザ素子１が得られる。
【００３１】このように、リッジ部１０を形成後、酢酸
系エッチング液からなる選択エッチング液を用いて、ｐ
型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層
６（０<Ｙ≦０．３）をエッチング除去し、リッジ部１
０、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ップ層６の両側面及びｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0. 5
Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．８）上にｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１１を形成するので、ｐ型（ＡｌXＧａ
1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の厚さをＭＯＣＶＤ法
により形成されたままの良好な精度を有する厚さが確保
できるため、本発明のリッジ導波路型半導体レーザ素子
１の動作時の電流広がりが安定し、電流特性や発光特性
といったレーザ特性のバラツキを低減できる。
系エッチング液からなる選択エッチング液を用いて、ｐ
型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層
６（０<Ｙ≦０．３）をエッチング除去し、リッジ部１
０、ｐ型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングスト
ップ層６の両側面及びｐ型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0. 5
Ｐクラッド層５（０．６≦Ｘ≦０．８）上にｐ型ＧａＡ
ｓコンタクト層１１を形成するので、ｐ型（ＡｌXＧａ
1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層５の厚さをＭＯＣＶＤ法
により形成されたままの良好な精度を有する厚さが確保
できるため、本発明のリッジ導波路型半導体レーザ素子
１の動作時の電流広がりが安定し、電流特性や発光特性
といったレーザ特性のバラツキを低減できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明のリッジ導波路型半導体レ−ザ素
子の製造方法によれば、リッジ部形成後、酢酸系エッチ
ング液を用いて、前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5
Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（０<Ｙ≦０．３）をエ
ッチング除去し、前記リッジ部、前記第２導電型（Ａｌ
YＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層の両側面
及び前記第２導電型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層（０．６≦Ｘ≦０．８）上に第２導電型ＧａＡｓ
コンタクト層を形成するので、前記第２導電型（ＡｌX
Ｇａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層の厚さを有機金属気
相成長法により形成されたままの良好な精度を有する厚
さが確保できるため、電流広がりが安定し、電流特性や
発光特性といったレーザ特性のバラツキを低減できる。
子の製造方法によれば、リッジ部形成後、酢酸系エッチ
ング液を用いて、前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5
Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（０<Ｙ≦０．３）をエ
ッチング除去し、前記リッジ部、前記第２導電型（Ａｌ
YＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層の両側面
及び前記第２導電型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラ
ッド層（０．６≦Ｘ≦０．８）上に第２導電型ＧａＡｓ
コンタクト層を形成するので、前記第２導電型（ＡｌX
Ｇａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層の厚さを有機金属気
相成長法により形成されたままの良好な精度を有する厚
さが確保できるため、電流広がりが安定し、電流特性や
発光特性といったレーザ特性のバラツキを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のリッジ導波路型半導体レー
ザ素子の製造方法を示す製造工程図である。
ザ素子の製造方法を示す製造工程図である。
【図２】従来のリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造
方法を示す製造工程図である。
方法を示す製造工程図である。
【図３】ｐ型ＧａＡｓとｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉ
ｎ0.5Ｐの接合及びｐ型ＧａＡｓとｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ
0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐとの間にｐ型ＧａＩｎＰを形成した
のエネルギーバンドを示す図である。
ｎ0.5Ｐの接合及びｐ型ＧａＡｓとｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ
0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐとの間にｐ型ＧａＩｎＰを形成した
のエネルギーバンドを示す図である。
１…リッジ導波路型半導体レ−ザ素子、２…ｎ型ＧａＡ
ｓ基板（第１導電型ＧａＡｓ基板）、３…ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層（第１導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層）、４…ＧａＩｎＰ活性層（活性層）、５…ｐ型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0. 5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（第２導電型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層）、６…ｐ型（Ａ
ｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（第２
導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストッ
プ層）、７…ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッ
ド層（第２導電型ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層）、８…ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層（第２導電型Ｇａ
ＩｎＰキャップ層）、９…ＳｉＯ2パターン（絶縁層パ
ターン）、１０…リッジ部、１１…ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層（第２導電型ＧａＡｓコンタクト層）、１２…ｐ
型オーミック電極）、１３…ｎ型オーミック電極
ｓ基板（第１導電型ＧａＡｓ基板）、３…ｎ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層（第１導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド
層）、４…ＧａＩｎＰ活性層（活性層）、５…ｐ型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0. 5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層（第２導電型（Ａ
ｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層）、６…ｐ型（Ａ
ｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（第２
導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストッ
プ層）、７…ｐ型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッ
ド層（第２導電型ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層）、８…ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層（第２導電型Ｇａ
ＩｎＰキャップ層）、９…ＳｉＯ2パターン（絶縁層パ
ターン）、１０…リッジ部、１１…ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層（第２導電型ＧａＡｓコンタクト層）、１２…ｐ
型オーミック電極）、１３…ｎ型オーミック電極
Claims (2)
- 【請求項１】有機金属気相法を用いて、第１導電型Ｇａ
Ａｓ基板上に第1導電型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、
活性層と、第２導電型（ＡｌXＧａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層（０．６≦Ｘ≦０．８）と、第２導電型（Ａｌ
YＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層（０<Ｙ
≦０．３）、第２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐ
クラッド層（０．６≦Ｚ≦０．８）、第２導電型ＧａＩ
ｎＰキャップ層を順次積層し、前記第２導電型ＧａＩｎ
Ｐキャップ層の中央部に絶縁層パターンを形成し、燐酸
系エッチング液を用いて、この絶縁層パターンに覆われ
た以外の前記第２導電型ＧａＩｎＰキャップ層を前記第
２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層に達
するまでエッチングし、引き続き硫酸エッチング液を用
いて、前記第２導電型（ＡｌZＧａ1-Z）0.5Ｉｎ0.5Ｐク
ラッド層を前記第２導電型（Ａｌ YＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5
Ｐエッチングストップ層に達するまでエッチングしてレ
ーザ光の出射方向にストライプ状のリッジ部を形成後、
酢酸系エッチング液を用いて、前記第２導電型（ＡｌY
Ｇａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッチングストップ層をエッチ
ング除去し、次に絶縁層パターンを除去し、前記リッジ
部、前記第２導電型（ＡｌYＧａ1-Y）0.5Ｉｎ0.5Ｐエッ
チングストップ層の両側面及び前記第２導電型（ＡｌX
Ｇａ1-X）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層上に第２導電型Ｇａ
Ａｓコンタクト層を形成することを特徴とするリッジ導
波路型半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項２】前記酢酸系エッチング液は、酢酸：塩酸：
過酸化水素水＝１００：Ｖ：Ｗ（０<Ｖ≦３、３<Ｗ≦１
５）の体積比であり、前記酢酸系エッチング液を作製し
てから使用するまでの時間Ｔは、３０分≦Ｔ≦９０分で
あることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路型半
導体レーザ素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11253919A JP2000349395A (ja) | 1999-03-30 | 1999-09-08 | リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-88122 | 1999-03-30 | ||
| JP8812299 | 1999-03-30 | ||
| JP11253919A JP2000349395A (ja) | 1999-03-30 | 1999-09-08 | リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000349395A true JP2000349395A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=26429567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11253919A Pending JP2000349395A (ja) | 1999-03-30 | 1999-09-08 | リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000349395A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002198616A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Fujitsu Quantum Devices Ltd | 半導体装置の製造方法および光導波路の製造方法 |
| US7981704B2 (en) * | 2006-10-16 | 2011-07-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing semiconductor optical device |
-
1999
- 1999-09-08 JP JP11253919A patent/JP2000349395A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002198616A (ja) * | 2000-12-25 | 2002-07-12 | Fujitsu Quantum Devices Ltd | 半導体装置の製造方法および光導波路の製造方法 |
| US7981704B2 (en) * | 2006-10-16 | 2011-07-19 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing semiconductor optical device |
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