JP2001160657A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法 - Google Patents
Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法Info
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- JP2001160657A JP2001160657A JP34218699A JP34218699A JP2001160657A JP 2001160657 A JP2001160657 A JP 2001160657A JP 34218699 A JP34218699 A JP 34218699A JP 34218699 A JP34218699 A JP 34218699A JP 2001160657 A JP2001160657 A JP 2001160657A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路接続が容易、安定、かつ確実で、負電極
の接続不良や高抵抗化等の不具合が発生する恐れが無い
半導体レーザを効率よく製造（量産）する。 【解決手段】 マスクａ、又はマスクｂに覆われていな
い最上面Σより、ｎ型半導体層１０３の一部までをＲＩ
ＢＥ処理した。本エッチング処理は、真空度０.0４Tor
r、高周波電力0.44W/cm2 成る条件下で、ArガスとＣl2
ガスを供給することにより実施した。その後、このエッ
チングによる露出面を更に、Arガスを用いてドライエッ
チングした。これらのドライエッチング工程で、ｎ型半
導体層１０３に対する負電極１０７の蒸着面が露出され
た。後のＡｒによるエッチングは、上記の塩素系ガスに
よるＲＩＢＥの後処理として行ったものである。その
後、マスクａ、及びマスクｂを溶剤により除去した。以
上の工程により、略垂直に立脚した共振器と傾斜角φが
約６０°のテーパ部を同時に形成した。
の接続不良や高抵抗化等の不具合が発生する恐れが無い
半導体レーザを効率よく製造（量産）する。 【解決手段】 マスクａ、又はマスクｂに覆われていな
い最上面Σより、ｎ型半導体層１０３の一部までをＲＩ
ＢＥ処理した。本エッチング処理は、真空度０.0４Tor
r、高周波電力0.44W/cm2 成る条件下で、ArガスとＣl2
ガスを供給することにより実施した。その後、このエッ
チングによる露出面を更に、Arガスを用いてドライエッ
チングした。これらのドライエッチング工程で、ｎ型半
導体層１０３に対する負電極１０７の蒸着面が露出され
た。後のＡｒによるエッチングは、上記の塩素系ガスに
よるＲＩＢＥの後処理として行ったものである。その
後、マスクａ、及びマスクｂを溶剤により除去した。以
上の工程により、略垂直に立脚した共振器と傾斜角φが
約６０°のテーパ部を同時に形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリップチップ型
の III族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法に関す
る。
の III族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】公開特許公報「特開平１０−２３３５４
９：窒化物半導体レーザ」、「特開平１０−２００２１
３：窒化ガリウム系半導体レーザ」等に記載されている
半導体レーザでは、電流狭窄を効率よく発生させるため
に、発光部（共振器）が略垂直に立脚している。
９：窒化物半導体レーザ」、「特開平１０−２００２１
３：窒化ガリウム系半導体レーザ」等に記載されている
半導体レーザでは、電流狭窄を効率よく発生させるため
に、発光部（共振器）が略垂直に立脚している。
【０００３】また、これらの半導体レーザでは、正電極
のヒートシンクに対する接着面と、負電極のヒートシン
クに対する接着面とを略同じ高さにすることにより、半
導体素子をヒートシンクに制御性や再現性が良く容易
に、安定した状態で確実に融着できる様な工夫がなされ
ている。
のヒートシンクに対する接着面と、負電極のヒートシン
クに対する接着面とを略同じ高さにすることにより、半
導体素子をヒートシンクに制御性や再現性が良く容易
に、安定した状態で確実に融着できる様な工夫がなされ
ている。
【０００４】これらの従来の半導体レーザとしては、共
振器（発光部）や負電極積層部（侵食残骸部）が垂直に
立脚している構造のものが多く見られる。しかし、上記
の様な両電極が略同じ高さの半導体レーザを製造する場
合、図１に示す様に負電極１０７を積層する面（図１の
Σ，Φ等の露出面）の一部（側壁）を傾斜させることに
より、更に、以下の利点が得られることが判ってきてい
る。
振器（発光部）や負電極積層部（侵食残骸部）が垂直に
立脚している構造のものが多く見られる。しかし、上記
の様な両電極が略同じ高さの半導体レーザを製造する場
合、図１に示す様に負電極１０７を積層する面（図１の
Σ，Φ等の露出面）の一部（側壁）を傾斜させることに
より、更に、以下の利点が得られることが判ってきてい
る。
【０００５】（利点１）負電極１０７を積層する面の垂
直方向の落差が、形成される負電極（金属層）の膜厚に
対して比較的大きい場合にも、この面（側壁）に負電極
（金属層）をムラなく一定の厚さに形成することができ
る。 （利点２）このため、露出された半導体層の側壁（傾斜
面Φ）にも負電極を真空蒸着等により比較的短時間で形
成することが容易となり、負電極の断線による接続不良
や負電極の高抵抗化等の不具合が発生する恐れが無くな
る。 （利点３）更に、側壁（傾斜面Φ）に形成される金属層
（負電極）の面積が広くなると共に、発光部（共振器）
と侵食残骸部との間の空間が大きくなるため、放熱効果
が向上する。
直方向の落差が、形成される負電極（金属層）の膜厚に
対して比較的大きい場合にも、この面（側壁）に負電極
（金属層）をムラなく一定の厚さに形成することができ
る。 （利点２）このため、露出された半導体層の側壁（傾斜
面Φ）にも負電極を真空蒸着等により比較的短時間で形
成することが容易となり、負電極の断線による接続不良
や負電極の高抵抗化等の不具合が発生する恐れが無くな
る。 （利点３）更に、側壁（傾斜面Φ）に形成される金属層
（負電極）の面積が広くなると共に、発光部（共振器）
と侵食残骸部との間の空間が大きくなるため、放熱効果
が向上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１に
示す様な傾斜面Φを有する構造の半導体素子を形成する
場合、共振器側の傾斜角（略９０°）と侵食残骸部（負
電極を形成するテーパ部）側の傾斜角φとを大きく異な
らせる必要が生じるため、発光部（共振器）と侵食残骸
部とを同じ工程で同時に形成することは困難であった。
示す様な傾斜面Φを有する構造の半導体素子を形成する
場合、共振器側の傾斜角（略９０°）と侵食残骸部（負
電極を形成するテーパ部）側の傾斜角φとを大きく異な
らせる必要が生じるため、発光部（共振器）と侵食残骸
部とを同じ工程で同時に形成することは困難であった。
【０００７】このため、従来技術では、図１に示す様な
傾斜面Φを有する構造の半導体素子を形成する場合、共
振器と侵食残骸部とをそれぞれ別工程で形成する必要が
有った。しかし、これらをそれぞれ別工程で形成する場
合、レジストマスクの形成工程やエッチング工程等の類
似又は同等の工程を何度も繰り返さなくてはならず、生
産性が低かった。また、上記の傾斜角φを所望の値に製
造（制御）することが難しく、この傾斜角φの値は、個
々の製品に渡りバラツキが生じ易かった。
傾斜面Φを有する構造の半導体素子を形成する場合、共
振器と侵食残骸部とをそれぞれ別工程で形成する必要が
有った。しかし、これらをそれぞれ別工程で形成する場
合、レジストマスクの形成工程やエッチング工程等の類
似又は同等の工程を何度も繰り返さなくてはならず、生
産性が低かった。また、上記の傾斜角φを所望の値に製
造（制御）することが難しく、この傾斜角φの値は、個
々の製品に渡りバラツキが生じ易かった。
【０００８】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、負電極の断線による接
続不良や負電極の高抵抗化等の不具合が発生する恐れが
無い半導体レーザを効率よく製造（量産）する方法を提
供することである。
されたものであり、その目的は、負電極の断線による接
続不良や負電極の高抵抗化等の不具合が発生する恐れが
無い半導体レーザを効率よく製造（量産）する方法を提
供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、以下の手段が有効である。即ち、第１の手段
は、基板の上に III族窒化物系化合物半導体から成る複
数の半導体層を積層し、周辺部分をエッチングにより除
去することにより形成された垂直で平頂な共振器と、エ
ッチングの対象とされずに残された、傾斜角φ（０＜φ
＜９０°）の傾斜面Φを有する侵食残骸部とを備えたフ
リップチップ型の半導体レーザの製造過程において、上
記の半導体層の最上面に、傾斜角θ（０＜θ＜９０°）
の傾斜面Θより構成されたテーパ状の周辺部を有するマ
スクａを形成する工程Ａと、最上面、及び／又は、マス
クａの上面に、マスクｂを形成する工程Ｂと、マスク
ａ、及びマスクｂを用いて半導体層をエッチングする工
程Ｃとを順次実行することにより、共振器と侵食残骸部
とを同じエッチング工程で同時に成形することである。
めには、以下の手段が有効である。即ち、第１の手段
は、基板の上に III族窒化物系化合物半導体から成る複
数の半導体層を積層し、周辺部分をエッチングにより除
去することにより形成された垂直で平頂な共振器と、エ
ッチングの対象とされずに残された、傾斜角φ（０＜φ
＜９０°）の傾斜面Φを有する侵食残骸部とを備えたフ
リップチップ型の半導体レーザの製造過程において、上
記の半導体層の最上面に、傾斜角θ（０＜θ＜９０°）
の傾斜面Θより構成されたテーパ状の周辺部を有するマ
スクａを形成する工程Ａと、最上面、及び／又は、マス
クａの上面に、マスクｂを形成する工程Ｂと、マスク
ａ、及びマスクｂを用いて半導体層をエッチングする工
程Ｃとを順次実行することにより、共振器と侵食残骸部
とを同じエッチング工程で同時に成形することである。
【００１０】ただし、上記の工程Ｂにおいては、必ずし
もマスクａの上面には、マスクｂを形成し無くとも良
い。マスクａの上面に形成するマスクｂは、侵食残骸部
の平頂部の平坦度を維持することにより、半導体層と負
電極との接触抵抗、又はこの負電極のオーミック特性を
良好に保つためのものである。従って、マスクａの深さ
方向の侵食進行速度Ｒがマスクａの全面に渡り略均一な
場合、或いは、図１の傾斜面Φやｎ型 III族窒化物系化
合物半導体層１０３と蒸着等により結合される負電極１
０７との接触抵抗、又はこの負電極のオーミック特性が
良好に確保できる場合には、必ずしもマスクｂをマスク
ａの上面に形成しなくとも良い。この様な場合において
も、後から詳述する本発明の作用・効果を得ることがで
きる。
もマスクａの上面には、マスクｂを形成し無くとも良
い。マスクａの上面に形成するマスクｂは、侵食残骸部
の平頂部の平坦度を維持することにより、半導体層と負
電極との接触抵抗、又はこの負電極のオーミック特性を
良好に保つためのものである。従って、マスクａの深さ
方向の侵食進行速度Ｒがマスクａの全面に渡り略均一な
場合、或いは、図１の傾斜面Φやｎ型 III族窒化物系化
合物半導体層１０３と蒸着等により結合される負電極１
０７との接触抵抗、又はこの負電極のオーミック特性が
良好に確保できる場合には、必ずしもマスクｂをマスク
ａの上面に形成しなくとも良い。この様な場合において
も、後から詳述する本発明の作用・効果を得ることがで
きる。
【００１１】また、上記のマスクａ、及びマスクｂの材
料としては、例えば、ノボラック系樹脂、ゴム系樹脂、
或いは、ポリイミド等が挙げられる。
料としては、例えば、ノボラック系樹脂、ゴム系樹脂、
或いは、ポリイミド等が挙げられる。
【００１２】また、第２の手段は、上記の第１の手段に
おいて、共振器の最上面の高さと、侵食残骸部の最上面
の高さとを略同じ高さに維持することである。これによ
り、半導体素子を安定した状態でヒートシンク等の回路
基板に接着することが可能となる。
おいて、共振器の最上面の高さと、侵食残骸部の最上面
の高さとを略同じ高さに維持することである。これによ
り、半導体素子を安定した状態でヒートシンク等の回路
基板に接着することが可能となる。
【００１３】また、第３の手段は、上記の第１又は第２
の手段において、傾斜角φの正接に対する傾斜角θの正
接の比βと、工程Ｃでのエッチングにおける、半導体層
の侵食進行速度ｒに対するマスクａの侵食進行速度Ｒの
比γとを略一致させることにより、傾斜角φを所望の角
度に制御することである。
の手段において、傾斜角φの正接に対する傾斜角θの正
接の比βと、工程Ｃでのエッチングにおける、半導体層
の侵食進行速度ｒに対するマスクａの侵食進行速度Ｒの
比γとを略一致させることにより、傾斜角φを所望の角
度に制御することである。
【００１４】尚、この傾斜角φ（０＜φ＜９０°）は、
概ね２０°〜８５°程度で十分に効果的であるが、望ま
しくは４０°〜７０°程度が良い。また、更により望ま
しい値としては、６０°前後が理想的である。この傾斜
角φが小さ過ぎると、負電極が必要以上に広くなり、半
導体の歩留りが劣化する。また、この傾斜角φが大き過
ぎると、半導体レーザが従来の構造（φ≒９０°）と略
同じとなり、前記の利点１〜３が得られなくなる。即
ち、上記の第３の手段の「所望の角度」とは、半導体レ
ーザを量産する上でこれらの条件を鑑みた効果的、好
適、又は最適な角度のことである。
概ね２０°〜８５°程度で十分に効果的であるが、望ま
しくは４０°〜７０°程度が良い。また、更により望ま
しい値としては、６０°前後が理想的である。この傾斜
角φが小さ過ぎると、負電極が必要以上に広くなり、半
導体の歩留りが劣化する。また、この傾斜角φが大き過
ぎると、半導体レーザが従来の構造（φ≒９０°）と略
同じとなり、前記の利点１〜３が得られなくなる。即
ち、上記の第３の手段の「所望の角度」とは、半導体レ
ーザを量産する上でこれらの条件を鑑みた効果的、好
適、又は最適な角度のことである。
【００１５】また、第４の手段は、上記の第１乃至第３
の何れか１つの手段において、 III族窒化物系化合物半
導体をＩｎy Ｇａx Ａｌ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ
＋ｙ≦１）より形成することである。
の何れか１つの手段において、 III族窒化物系化合物半
導体をＩｎy Ｇａx Ａｌ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ
＋ｙ≦１）より形成することである。
【００１６】また、第５の手段は、上記の第１乃至第４
の何れか１つの手段において、上記の共振器を端面発光
するメサ型のレーザのメサ部として構成することであ
る。
の何れか１つの手段において、上記の共振器を端面発光
するメサ型のレーザのメサ部として構成することであ
る。
【００１７】また、第６の手段は、上記の第１乃至第５
の何れか１つの手段の工程Ａにおいて、マスクａの傾斜
角θを熱変成作用により、所望の角度に調整する熱変成
工程（工程Ａ１）を設けることである。
の何れか１つの手段の工程Ａにおいて、マスクａの傾斜
角θを熱変成作用により、所望の角度に調整する熱変成
工程（工程Ａ１）を設けることである。
【００１８】また、第７の手段は、上記の第６の手段の
熱変成工程（工程Ａ１）において、半導体層の最上面の
一部に形成された膜厚約３００ｎｍ〜３０００ｎｍのレ
ジスト層ａ０を約１７０℃〜２３０℃の温度下で、約１
０分間〜１００分間熱処理することにより、第１ハード
ベークレジスト層（マスクａ）を形成することである。
熱変成工程（工程Ａ１）において、半導体層の最上面の
一部に形成された膜厚約３００ｎｍ〜３０００ｎｍのレ
ジスト層ａ０を約１７０℃〜２３０℃の温度下で、約１
０分間〜１００分間熱処理することにより、第１ハード
ベークレジスト層（マスクａ）を形成することである。
【００１９】ただし、上記の第７の手段における熱処理
実施条件は、「レジスト層ａ０の膜厚が約１００ｎｍ〜
１００００ｎｍ、熱処理温度が１５０℃〜２８０℃、熱
処理時間が約３分間〜１２０分間」成る範囲内において
適用可能である。また、例えば、ノボラック系樹脂より
マスクａ、及び、マスクｂを成膜する場合には、「レジ
スト層ａ０の膜厚が約８００ｎｍ、熱処理温度が２００
℃、熱処理時間が約３０分間」とすれば好適な熱処理条
件下で上記の熱変成工程（工程Ａ１）を実施することが
できる。
実施条件は、「レジスト層ａ０の膜厚が約１００ｎｍ〜
１００００ｎｍ、熱処理温度が１５０℃〜２８０℃、熱
処理時間が約３分間〜１２０分間」成る範囲内において
適用可能である。また、例えば、ノボラック系樹脂より
マスクａ、及び、マスクｂを成膜する場合には、「レジ
スト層ａ０の膜厚が約８００ｎｍ、熱処理温度が２００
℃、熱処理時間が約３０分間」とすれば好適な熱処理条
件下で上記の熱変成工程（工程Ａ１）を実施することが
できる。
【００２０】また、第８の手段は、上記の第１乃至第７
の何れか１つの手段の工程Ｂにおいて、第２ハードベー
クレジスト層、金属層、及びソフトベークレジスト層を
有する多層レジストを半導体層の最上面、及びマスクａ
の上面に積層する多層レジスト積層工程（工程Ｂ１）を
設けることである。
の何れか１つの手段の工程Ｂにおいて、第２ハードベー
クレジスト層、金属層、及びソフトベークレジスト層を
有する多層レジストを半導体層の最上面、及びマスクａ
の上面に積層する多層レジスト積層工程（工程Ｂ１）を
設けることである。
【００２１】また、第９の手段は、上記の第１乃至第８
の何れか１つの手段の工程Ｂにおいて、酸素プラズマを
含むプラズマガスを用いたドライエッチングにより、マ
スクｂを成形する工程（工程Ｂ２）を設けることであ
る。ドライエッチング用のプラズマガスに酸素プラズマ
ガスを含めることにより、更に、エッチング時間を短縮
することが可能となる。
の何れか１つの手段の工程Ｂにおいて、酸素プラズマを
含むプラズマガスを用いたドライエッチングにより、マ
スクｂを成形する工程（工程Ｂ２）を設けることであ
る。ドライエッチング用のプラズマガスに酸素プラズマ
ガスを含めることにより、更に、エッチング時間を短縮
することが可能となる。
【００２２】更に、第１０の手段は、上記の第１乃至第
９の何れか１つの手段の工程Ｃにおいて、塩素系ガス、
又は不活性ガス等による反応性イオンビームエッチング
（ＲＩＢＥ）を行う工程（工程Ｃ１）を設けることであ
る。反応性イオンビームエッチングの塩素系ガスに不活
性ガスを含めることにより、更に、エッチング時間を短
縮することが可能となる。以上の手段により、前記の課
題を解決することができる。
９の何れか１つの手段の工程Ｃにおいて、塩素系ガス、
又は不活性ガス等による反応性イオンビームエッチング
（ＲＩＢＥ）を行う工程（工程Ｃ１）を設けることであ
る。反応性イオンビームエッチングの塩素系ガスに不活
性ガスを含めることにより、更に、エッチング時間を短
縮することが可能となる。以上の手段により、前記の課
題を解決することができる。
【００２３】
【作用及び発明の効果】図２は、本発明の工程Ｃの作用
を示す幾何学的な説明図である。図１の半導体層１０２
〜１０５に対応する半導体層σの最上面Σには、傾斜角
θ（０＜θ＜９０°）の傾斜面Θより構成されたテーパ
状の周辺部を有する膜厚Ｈのマスクａが形成されてい
る。また、マスクａの上面には、マスクａよりも耐蝕性
の強いマスクｂが形成されている。
を示す幾何学的な説明図である。図１の半導体層１０２
〜１０５に対応する半導体層σの最上面Σには、傾斜角
θ（０＜θ＜９０°）の傾斜面Θより構成されたテーパ
状の周辺部を有する膜厚Ｈのマスクａが形成されてい
る。また、マスクａの上面には、マスクａよりも耐蝕性
の強いマスクｂが形成されている。
【００２４】これらのマスクａ，ｂを用いて共振器（発
光部）と侵食残骸部とを成形するためのエッチング（工
程Ｃ）を実施する際の、半導体層σの単位時間当りの侵
食進行速度をｒ、マスクａの侵食進行速度をＲとする。
本エッチング（工程Ｃ）を開始してから、時間τ／２＝
Ｈ／２Ｒ後の半導体層σの断面図を図２（ｂ）に、τ＝
Ｈ／Ｒ（＝ｈ／ｒ）後の半導体層σの断面図を図２
（ｃ）にそれぞれ示す。
光部）と侵食残骸部とを成形するためのエッチング（工
程Ｃ）を実施する際の、半導体層σの単位時間当りの侵
食進行速度をｒ、マスクａの侵食進行速度をＲとする。
本エッチング（工程Ｃ）を開始してから、時間τ／２＝
Ｈ／２Ｒ後の半導体層σの断面図を図２（ｂ）に、τ＝
Ｈ／Ｒ（＝ｈ／ｒ）後の半導体層σの断面図を図２
（ｃ）にそれぞれ示す。
【００２５】本図２から判る様に、これらの侵食進行速
度ｒ，Ｒと、侵食残骸部の傾斜角φとの間には、次式
（１）に示す関係が成り立つ。
度ｒ，Ｒと、侵食残骸部の傾斜角φとの間には、次式
（１）に示す関係が成り立つ。
【数１】 β≡ｔａｎθ／ｔａｎφ， γ≡Ｒ／ｒ， β＝Ｈ／ｈ＝γ …（１）
【００２６】従って、侵食残骸部の傾斜面Φの傾斜角φ
は、次式（２）に示す様に、マスクａの周辺部の傾斜面
Θの傾斜角θと、半導体層σの侵食進行速度ｒと、マス
クａの侵食進行速度Ｒにより決定することができる。
は、次式（２）に示す様に、マスクａの周辺部の傾斜面
Θの傾斜角θと、半導体層σの侵食進行速度ｒと、マス
クａの侵食進行速度Ｒにより決定することができる。
【数２】 φ＝ｔａｎ-1｛ｒ（ｔａｎθ）／Ｒ｝ …（２） この様な方法により、侵食残骸部の傾斜面Φの傾斜角φ
を制御することが可能である。
を制御することが可能である。
【００２７】また、共振器（発光部）を形成すべき位置
の半導体層σの最上面Σに直接、周辺部の傾きが垂直な
マスクｂを上記のマスクｂとは別個に積層すれば、上記
の工程Ｃにおいて、同一のエッチング工程により、更
に、図１に示す様な略垂直に立脚する共振器（発光部）
を同時に形成することが可能となる。
の半導体層σの最上面Σに直接、周辺部の傾きが垂直な
マスクｂを上記のマスクｂとは別個に積層すれば、上記
の工程Ｃにおいて、同一のエッチング工程により、更
に、図１に示す様な略垂直に立脚する共振器（発光部）
を同時に形成することが可能となる。
【００２８】この様に、傾斜面Θを有するマスクａを侵
食残骸部の方だけに設けることにより、図１に示す様な
略垂直に立脚する共振器（発光部）と、傾斜角φ（０＜
φ＜９０°）の傾斜面Φを有する侵食残骸部とを同じエ
ッチング工程で同時に成形することが可能となり、これ
により、半導体レーザの生産性を向上することができ
る。
食残骸部の方だけに設けることにより、図１に示す様な
略垂直に立脚する共振器（発光部）と、傾斜角φ（０＜
φ＜９０°）の傾斜面Φを有する侵食残骸部とを同じエ
ッチング工程で同時に成形することが可能となり、これ
により、半導体レーザの生産性を向上することができ
る。
【００２９】尚、侵食残骸部の傾斜面Φの傾斜角φを６
０°前後の所望の値に設定するためには、工程Ａの熱変
成工程Ａ１において、半導体層の最上面Σの一部に形成
された膜厚約３００ｎｍ〜３０００ｎｍのレジスト層ａ
０を約１７０℃〜２３０℃の温度下で、約１０分間〜１
００分間熱処理することにより、マスクａ（第１ハード
ベークレジスト層）を形成すればよい。
０°前後の所望の値に設定するためには、工程Ａの熱変
成工程Ａ１において、半導体層の最上面Σの一部に形成
された膜厚約３００ｎｍ〜３０００ｎｍのレジスト層ａ
０を約１７０℃〜２３０℃の温度下で、約１０分間〜１
００分間熱処理することにより、マスクａ（第１ハード
ベークレジスト層）を形成すればよい。
【００３０】例えば、γ＝１／３の時、ｈ＝３μｍ，φ
＝６０°なる侵食残骸部を形成するためには、（１）よ
り、Ｈ＝１μｍ，θ＝３０°とすれば良いことが判る。
この様なマスクａを形成するためには、工程Ａで、膜厚
約１μｍのレジスト層ａ０を成膜後、レジスト層ａ０の
必要部分だけを残し、更に、熱変成工程Ａ１における熱
処理温度Ｔを約２００℃、熱処理時間ｔを約３０分とす
れば良いことが実験的に確認されている。
＝６０°なる侵食残骸部を形成するためには、（１）よ
り、Ｈ＝１μｍ，θ＝３０°とすれば良いことが判る。
この様なマスクａを形成するためには、工程Ａで、膜厚
約１μｍのレジスト層ａ０を成膜後、レジスト層ａ０の
必要部分だけを残し、更に、熱変成工程Ａ１における熱
処理温度Ｔを約２００℃、熱処理時間ｔを約３０分とす
れば良いことが実験的に確認されている。
【００３１】また、上記の実施条件（Ｈ＝１μｍ，θ＝
３０°）の近傍においては、傾斜角θの値は、熱処理温
度Ｔ〔℃〕が高くなる程、また、熱処理時間ｔ〔分〕が
長くなる程大きくなる傾向にあることが実験的に確認さ
れている。
３０°）の近傍においては、傾斜角θの値は、熱処理温
度Ｔ〔℃〕が高くなる程、また、熱処理時間ｔ〔分〕が
長くなる程大きくなる傾向にあることが実験的に確認さ
れている。
【００３２】尚、これらの作用・効果は、少なくともＡ
ｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦
１）にて表される２元系、３元系若しくは４元系の半導
体から成る半導体層が積層された III族窒化物系化合物
半導体レーザ一般に対して得ることができる。また、 I
II族元素の一部は、ボロン（Ｂ）、タリウム（Tl）で置
き換えても良く、また、窒素（Ｎ）の一部をリン
（Ｐ）、砒素（As）、アンチモン（Sb）、ビスマス（B
i）で置き換えても良い。
ｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦
１）にて表される２元系、３元系若しくは４元系の半導
体から成る半導体層が積層された III族窒化物系化合物
半導体レーザ一般に対して得ることができる。また、 I
II族元素の一部は、ボロン（Ｂ）、タリウム（Tl）で置
き換えても良く、また、窒素（Ｎ）の一部をリン
（Ｐ）、砒素（As）、アンチモン（Sb）、ビスマス（B
i）で置き換えても良い。
【００３３】また、これらの半導体層を結晶成長させる
方法としては、分子線気相成長法（ＭＢＥ）、有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハライド気相成長法（ＨＶ
ＰＥ）、液相成長法等が有効である。
方法としては、分子線気相成長法（ＭＢＥ）、有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハライド気相成長法（ＨＶ
ＰＥ）、液相成長法等が有効である。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。 （第１実施例）図１は、本第１実施例の III族窒化物系
化合物半導体レーザ１００の模式的な斜視図である。本
図において記号Πは、端面発光型の共振器の平頂部を表
し、記号Σは、侵食残骸部（負電極積層部）の半導体の
最上層の上面を表しており、記号Φは、エッチングによ
り傾けて露出された侵食残骸部の側面、即ち、傾斜角φ
の傾斜面（テーパ部）を示している。本共振器は、端面
発光するメサ型のレーザ（半導体レーザ１００）のメサ
部として構成されている。
基づいて説明する。 （第１実施例）図１は、本第１実施例の III族窒化物系
化合物半導体レーザ１００の模式的な斜視図である。本
図において記号Πは、端面発光型の共振器の平頂部を表
し、記号Σは、侵食残骸部（負電極積層部）の半導体の
最上層の上面を表しており、記号Φは、エッチングによ
り傾けて露出された侵食残骸部の側面、即ち、傾斜角φ
の傾斜面（テーパ部）を示している。本共振器は、端面
発光するメサ型のレーザ（半導体レーザ１００）のメサ
部として構成されている。
【００３５】サファイヤ基板１０１の上には、窒化アル
ミニウム（AlＮ）から成るバッファ層１０２が積層され
ている。更にその上には、シリコン(Si)ドープのGaN か
ら成る高キャリア濃度ｎ+ 層、ノンドープのIn0.03Ga
0.97N から成る中間層、及びGaN から成るｎ型クラッド
層の順に積層された、これら計３層の半導体層より成る
ｎ型層１０３が形成されている。
ミニウム（AlＮ）から成るバッファ層１０２が積層され
ている。更にその上には、シリコン(Si)ドープのGaN か
ら成る高キャリア濃度ｎ+ 層、ノンドープのIn0.03Ga
0.97N から成る中間層、及びGaN から成るｎ型クラッド
層の順に積層された、これら計３層の半導体層より成る
ｎ型層１０３が形成されている。
【００３６】更にその上には、公知の端面発光型レーザ
に見られる端面発光型の活性層１０４が形成されてい
る。
に見られる端面発光型の活性層１０４が形成されてい
る。
【００３７】この活性層１０４の上には、GaN から成る
キャップ層、マグネシウム(Mg)ドープのｐ型Al0.12Ga
0.88N から成るｐ型クラッド層、及びＭｇドープのｐ型
Al0.05Ga0.95N から成るｐ型コンタクト層の順に積層さ
れた、これら計３層の半導体層より成るｐ型層１０５が
形成されている。
キャップ層、マグネシウム(Mg)ドープのｐ型Al0.12Ga
0.88N から成るｐ型クラッド層、及びＭｇドープのｐ型
Al0.05Ga0.95N から成るｐ型コンタクト層の順に積層さ
れた、これら計３層の半導体層より成るｐ型層１０５が
形成されている。
【００３８】後で詳述するエッチング工程により、ｎ型
層１０３は、上方（ｐ型層１０５側）からの侵食作用で
その一部が露出されており、これにより、平頂な共振器
部分（発光部）と侵食残骸部（テーパ部）とが形成され
ている。
層１０３は、上方（ｐ型層１０５側）からの侵食作用で
その一部が露出されており、これにより、平頂な共振器
部分（発光部）と侵食残骸部（テーパ部）とが形成され
ている。
【００３９】共振器の平頂部（ｐ型層１０５）の上に
は、ニッケル（Ｎｉ）より成る正電極１０６が、蒸着に
より成膜されている。ただし、正電極１０６は、ニッケ
ル（Ｎｉ）以外にも、例えば、ロジウム（Ｒｈ）等から
形成しても良い。露出したｎ型層１０３の露出部から傾
斜した半導体層の側壁（上記のテーパ部）を経て、侵食
残骸部の半導体の最上層の上面にかけては、ニッケル
（Ｎｉ）より成る負電極１０７が、蒸着により成膜され
ている。
は、ニッケル（Ｎｉ）より成る正電極１０６が、蒸着に
より成膜されている。ただし、正電極１０６は、ニッケ
ル（Ｎｉ）以外にも、例えば、ロジウム（Ｒｈ）等から
形成しても良い。露出したｎ型層１０３の露出部から傾
斜した半導体層の側壁（上記のテーパ部）を経て、侵食
残骸部の半導体の最上層の上面にかけては、ニッケル
（Ｎｉ）より成る負電極１０７が、蒸着により成膜され
ている。
【００４０】このテーパ部の傾斜は垂直に切り立ってい
る他の側壁に比べ、十分になだらかなため、このテーパ
部にはムラなく十分に膜厚のある負電極１０７が形成さ
れている。このため、上記の正電極１０６と負電極１０
７の両者は略同じ膜厚に形成されている。
る他の側壁に比べ、十分になだらかなため、このテーパ
部にはムラなく十分に膜厚のある負電極１０７が形成さ
れている。このため、上記の正電極１０６と負電極１０
７の両者は略同じ膜厚に形成されている。
【００４１】本実施例における端面発光型半導体レーザ
１００の構成は、以上の通りである。以下、上記の端面
発光型半導体レーザ１００の製造方法を、本発明の手段
を用いたエッチング工程を中心に説明する。
１００の構成は、以上の通りである。以下、上記の端面
発光型半導体レーザ１００の製造方法を、本発明の手段
を用いたエッチング工程を中心に説明する。
【００４２】上記の半導体レーザ１００の半導体結晶
（多層構造のウエハ）は、有機金属化合物気相成長法
（ＭＯＶＰＥ）による気相成長により結晶成長されたも
のである。ここで用いられたガスは、NH3 と、キャリア
ガスH2、又はN2と、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)と、
トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)と、トリメチルイン
ジウム(In(CH3)3)と、シラン(SiH4)と、シクロペンタジ
エニルマグネシウム(Mg(C5H5)2) である。
（多層構造のウエハ）は、有機金属化合物気相成長法
（ＭＯＶＰＥ）による気相成長により結晶成長されたも
のである。ここで用いられたガスは、NH3 と、キャリア
ガスH2、又はN2と、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)と、
トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)と、トリメチルイン
ジウム(In(CH3)3)と、シラン(SiH4)と、シクロペンタジ
エニルマグネシウム(Mg(C5H5)2) である。
【００４３】ただし、これらの半導体層を結晶成長させ
る方法としては、上記の有機金属化合物気相成長法（Ｍ
ＯＶＰＥ）の他にも、分子線気相成長法（ＭＢＥ）、ハ
ライド気相成長法（ＨＶＰＥ）等が有効である。
る方法としては、上記の有機金属化合物気相成長法（Ｍ
ＯＶＰＥ）の他にも、分子線気相成長法（ＭＢＥ）、ハ
ライド気相成長法（ＨＶＰＥ）等が有効である。
【００４４】この様な半導体の結晶成長により得られた
多層構造のウエハに対して、次に、電子線照射装置を用
いて、そのｐ型半導体層の低抵抗化処理を実施した。即
ち、ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層１０５に一様に
電子線を照射した。電子線の照射条件は、加速電圧約１
０ｋＶ、試料電流１μＡ、ビームの移動速度０．２ｍｍ
／ｓｅｃ、ビーム径６０μｍφ、真空度５．０×１０-5
Ｔｏｒｒである。ただし、この様な低抵抗化処理は、熱
アニーリング、N2プラズマガス中での熱処理、レーザ照
射等によって行ってもよい。
多層構造のウエハに対して、次に、電子線照射装置を用
いて、そのｐ型半導体層の低抵抗化処理を実施した。即
ち、ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層１０５に一様に
電子線を照射した。電子線の照射条件は、加速電圧約１
０ｋＶ、試料電流１μＡ、ビームの移動速度０．２ｍｍ
／ｓｅｃ、ビーム径６０μｍφ、真空度５．０×１０-5
Ｔｏｒｒである。ただし、この様な低抵抗化処理は、熱
アニーリング、N2プラズマガス中での熱処理、レーザ照
射等によって行ってもよい。
【００４５】以上の様にして、ｐ型層低抵抗化処理済み
の多層構造のウエハ（ III族窒化物系化合物半導体結
晶）を得た。以下、本発明の特徴であるエッチング工
程、即ち、前記の工程Ａ、工程Ｂ、及び工程Ｃを順次実
行することにより、発光部（共振器）と侵食残骸部（負
電極積層部）とを同じエッチング工程で同時に成形する
方法について、具体的に説明する。
の多層構造のウエハ（ III族窒化物系化合物半導体結
晶）を得た。以下、本発明の特徴であるエッチング工
程、即ち、前記の工程Ａ、工程Ｂ、及び工程Ｃを順次実
行することにより、発光部（共振器）と侵食残骸部（負
電極積層部）とを同じエッチング工程で同時に成形する
方法について、具体的に説明する。
【００４６】（工程Ａ）図３に、本実施例における工程
Ａの説明図を示す。図３（ａ）のサファイア基板１０１
の上には、 III族窒化物系化合物半導体（Ｉｎy Ｇａx
Ａｌ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１））より成
る半導体層σが積層されている。ただし、この半導体層
σは、図１の複数の半導体層（バッファ層１０２，ｎ型
III族窒化物系化合物半導体層１０３，活性層１０４，
ｐ型III族窒化物系化合物半導体層１０５）が順次積層
されることにより形成されたものである。以下、図１の
半導体レーザ等に見られるこれらの半導体層１０２〜１
０５を総括的に「半導体層σ」と言う場合がある。ま
た、この半導体層σの最上面のことを単に「最上面Σ」
と言う場合がある。
Ａの説明図を示す。図３（ａ）のサファイア基板１０１
の上には、 III族窒化物系化合物半導体（Ｉｎy Ｇａx
Ａｌ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１））より成
る半導体層σが積層されている。ただし、この半導体層
σは、図１の複数の半導体層（バッファ層１０２，ｎ型
III族窒化物系化合物半導体層１０３，活性層１０４，
ｐ型III族窒化物系化合物半導体層１０５）が順次積層
されることにより形成されたものである。以下、図１の
半導体レーザ等に見られるこれらの半導体層１０２〜１
０５を総括的に「半導体層σ」と言う場合がある。ま
た、この半導体層σの最上面のことを単に「最上面Σ」
と言う場合がある。
【００４７】前記の低抵抗化処理後に得られた多層構造
のウエハ（ III族窒化物系化合物半導体結晶）の断面図
を図３（ａ）に示す。本工程Ａでは、まず最初に、図３
（ａ）の半導体層σの最上面Σの全面に一様にフォトレ
ジストを塗布し、フォトリソグラフ工程により、図３
（ｂ）に示す様に、膜厚約１μｍのレジスト層ａ０を半
導体層σの侵食残骸部に対応する最上面Σに残した（図
３（ａ）→（ｂ））。
のウエハ（ III族窒化物系化合物半導体結晶）の断面図
を図３（ａ）に示す。本工程Ａでは、まず最初に、図３
（ａ）の半導体層σの最上面Σの全面に一様にフォトレ
ジストを塗布し、フォトリソグラフ工程により、図３
（ｂ）に示す様に、膜厚約１μｍのレジスト層ａ０を半
導体層σの侵食残骸部に対応する最上面Σに残した（図
３（ａ）→（ｂ））。
【００４８】（工程Ａ１）：熱変成工程（図３（ｂ）→
（ｃ）） 次に、上記のレジスト層ａ０を熱処理温度約２００℃で
約３０分間熱処理（ハードベーク処理）した。本熱処理
により、レジスト層ａ０は熱変成され、この熱変成作用
により、図３（ｃ）に示す様に、傾斜角約３０°の傾斜
面Θをその周辺部として有するマスクａ（第１ハードベ
ークレジスト層）が形成された。
（ｃ）） 次に、上記のレジスト層ａ０を熱処理温度約２００℃で
約３０分間熱処理（ハードベーク処理）した。本熱処理
により、レジスト層ａ０は熱変成され、この熱変成作用
により、図３（ｃ）に示す様に、傾斜角約３０°の傾斜
面Θをその周辺部として有するマスクａ（第１ハードベ
ークレジスト層）が形成された。
【００４９】（工程Ｂ）図４に、本実施例における工程
Ｂの説明図を示す。 （工程Ｂ１）：多層レジスト積層工程（図４（ａ）→
（ｂ）） 工程Ａ１終了後、マスクａの上面と傾斜面Θ、及び半導
体層σの露出面（最上面Σ）に、一様にフォトレジスト
を塗布し、所定の熱処理を実施することにより、膜厚約
１．３μｍの第２ハードベークレジスト層ｂ０を形成し
た。これによりＲＩＢＥ（後述の工程Ｃ１）における耐
蝕性が高いレジスト層が形成された。
Ｂの説明図を示す。 （工程Ｂ１）：多層レジスト積層工程（図４（ａ）→
（ｂ）） 工程Ａ１終了後、マスクａの上面と傾斜面Θ、及び半導
体層σの露出面（最上面Σ）に、一様にフォトレジスト
を塗布し、所定の熱処理を実施することにより、膜厚約
１．３μｍの第２ハードベークレジスト層ｂ０を形成し
た。これによりＲＩＢＥ（後述の工程Ｃ１）における耐
蝕性が高いレジスト層が形成された。
【００５０】更に、第２ハードベークレジスト層ｂ０の
上面に、チタン（Ｔｉ）を蒸着することにより、膜厚約
５０ｎｍの金属層ｃを積層した。その後、更に、金属層
ｃの上面に一様にフォトレジストを塗布し、所定のフォ
トリソグラフ工程、熱処理工程を経て、図４（ｂ）に示
す位置、即ち、メサ部（共振器）及び侵食残骸部（テー
パ部）を形成すべき位置に、膜厚約１．３μｍのソフト
ベークレジスト層ｄを形成した。
上面に、チタン（Ｔｉ）を蒸着することにより、膜厚約
５０ｎｍの金属層ｃを積層した。その後、更に、金属層
ｃの上面に一様にフォトレジストを塗布し、所定のフォ
トリソグラフ工程、熱処理工程を経て、図４（ｂ）に示
す位置、即ち、メサ部（共振器）及び侵食残骸部（テー
パ部）を形成すべき位置に、膜厚約１．３μｍのソフト
ベークレジスト層ｄを形成した。
【００５１】（工程Ｂ２）：プラズマガスによるエッチ
ング工程（図４（ｂ）→（ｃ）） その後、プラズマエッチング装置により、以下のドライ
エッチングを実施した。即ち、まず最初に、図４（ｂ）
のウエハをプラズマエッチング装置の反応室の所定の位
置（電極間の台座）に配置し、反応室内を真空度が 1×
10-5Torr以下になるまで排気しする。次に、Ｃl2ガスを
流速７.5cc／分に、また、Ａｒガスを流速２１cc／分
に、それぞれ制御して反応室に導入する。ただし、この
時、反応室の真空度は正確に0.02Torrに調整する。
ング工程（図４（ｂ）→（ｃ）） その後、プラズマエッチング装置により、以下のドライ
エッチングを実施した。即ち、まず最初に、図４（ｂ）
のウエハをプラズマエッチング装置の反応室の所定の位
置（電極間の台座）に配置し、反応室内を真空度が 1×
10-5Torr以下になるまで排気しする。次に、Ｃl2ガスを
流速７.5cc／分に、また、Ａｒガスを流速２１cc／分
に、それぞれ制御して反応室に導入する。ただし、この
時、反応室の真空度は正確に0.02Torrに調整する。
【００５２】そして、電極間に0.2 Ｗ／cm2 (400W)の高
周波電力を供給することにより、電極間でのグロー放電
を開始する。これにより、導入されたＣl2ガス、Ａｒガ
スはプラズマ状態となり、このプラズマガスによりエッ
チングが進行する。次にＯ2 ガスを導入し、ハードベー
クレジストをエッチングする。
周波電力を供給することにより、電極間でのグロー放電
を開始する。これにより、導入されたＣl2ガス、Ａｒガ
スはプラズマ状態となり、このプラズマガスによりエッ
チングが進行する。次にＯ2 ガスを導入し、ハードベー
クレジストをエッチングする。
【００５３】約３０分間、エッチングを行った結果、図
４（ｂ）のウエハは、ソフトベークレジスト層ｄに覆わ
れた部分では、第２ハードベークレジスト層ｂ０（マス
クｂ）の上面が露出するまでエッチングが進行し、ソフ
トベークレジスト層ｄに覆われていない部分では、半導
体層σの最上面Σが露出するまでエッチングが進行し
た。以上の工程Ｂ２により、図４（ｂ）のウエハは、図
４（ｃ）の形状になるまでドライエッチングされた。
４（ｂ）のウエハは、ソフトベークレジスト層ｄに覆わ
れた部分では、第２ハードベークレジスト層ｂ０（マス
クｂ）の上面が露出するまでエッチングが進行し、ソフ
トベークレジスト層ｄに覆われていない部分では、半導
体層σの最上面Σが露出するまでエッチングが進行し
た。以上の工程Ｂ２により、図４（ｂ）のウエハは、図
４（ｃ）の形状になるまでドライエッチングされた。
【００５４】（工程Ｃ）図５に、本実施例における工程
Ｃの説明図を示す。 （工程Ｃ１）：ＲＩＢＥ工程（図５（ａ）→（ｂ）） 次に、マスクａ、又はマスクｂに覆われていない最上面
Σより、ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層１０５、活
性層１０４、及び、ｎ型 III族窒化物系化合物半導体層
１０３の一部をドライエッチング（ＲＩＢＥ）した。
Ｃの説明図を示す。 （工程Ｃ１）：ＲＩＢＥ工程（図５（ａ）→（ｂ）） 次に、マスクａ、又はマスクｂに覆われていない最上面
Σより、ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層１０５、活
性層１０４、及び、ｎ型 III族窒化物系化合物半導体層
１０３の一部をドライエッチング（ＲＩＢＥ）した。
【００５５】本エッチング処理は、真空度０.0４Torr、
高周波電力0.４４Ｗ／ｃｍ2 成る条件下で、Ａｒガス及
びＣl2ガスを供給することにより実施した。この時の半
導体層σの侵食進行速度ｒは、約0.03μｍ／分、マスク
ａの侵食進行速度Ｒは、約0.01μｍ／分、両者の比γ
（＝Ｒ／ｒ）は約１／３であった。その後、このエッチ
ングによる露出面を更に、Ａｒガスを用いてドライエッ
チングした。
高周波電力0.４４Ｗ／ｃｍ2 成る条件下で、Ａｒガス及
びＣl2ガスを供給することにより実施した。この時の半
導体層σの侵食進行速度ｒは、約0.03μｍ／分、マスク
ａの侵食進行速度Ｒは、約0.01μｍ／分、両者の比γ
（＝Ｒ／ｒ）は約１／３であった。その後、このエッチ
ングによる露出面を更に、Ａｒガスを用いてドライエッ
チングした。
【００５６】これらのドライエッチング工程で、ｎ型 I
II族窒化物系化合物半導体層（高キャリア濃度ｎ+ 層）
１０３に対する負電極１０７の蒸着面が露出された。上
記のＡｒによるエッチングは、この蒸着面の接触抵抗と
オーミック特性を良好にするため、上記の塩素系ガスに
よるドライエッチング（ＲＩＢＥ）の後処理として行っ
たものである。その後、マスクａ、及びマスクｂを溶剤
により除去した。
II族窒化物系化合物半導体層（高キャリア濃度ｎ+ 層）
１０３に対する負電極１０７の蒸着面が露出された。上
記のＡｒによるエッチングは、この蒸着面の接触抵抗と
オーミック特性を良好にするため、上記の塩素系ガスに
よるドライエッチング（ＲＩＢＥ）の後処理として行っ
たものである。その後、マスクａ、及びマスクｂを溶剤
により除去した。
【００５７】以上の工程Ｃ１により、図５（ｂ）（及び
図１）に示す様に、略垂直に立脚した共振器（メサ部）
と、傾斜角φが約６０°の傾斜面Φを有する侵食残骸部
（テーパ部）とを同時に形成した。
図１）に示す様に、略垂直に立脚した共振器（メサ部）
と、傾斜角φが約６０°の傾斜面Φを有する侵食残骸部
（テーパ部）とを同時に形成した。
【００５８】次に、ウエハの上全面に一様にNiを蒸着す
ることにより、膜厚約１．５μｍの金属層を成膜し、フ
ォトレジストの塗布、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、図１に示す様に、共振器の平頂部Π
（ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層１０５）に正電極
１０６を形成し、同時に、ｎ型半導体層（高キャリア濃
度ｎ+ 層）１０３の露出面の一部、傾斜面Φ、及び半導
体最上層の上面Σに負電極１０７を形成した。
ることにより、膜厚約１．５μｍの金属層を成膜し、フ
ォトレジストの塗布、フォトリソグラフィ工程、エッチ
ング工程を経て、図１に示す様に、共振器の平頂部Π
（ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層１０５）に正電極
１０６を形成し、同時に、ｎ型半導体層（高キャリア濃
度ｎ+ 層）１０３の露出面の一部、傾斜面Φ、及び半導
体最上層の上面Σに負電極１０７を形成した。
【００５９】その後、上記の如く処理されたウエハをレ
ーザの共振器の長さ方向（ｙ軸方向）に沿ってスクライ
ビングしてスクライブ溝を形成し、共振器の端面に平行
なｘ軸方向にダイシンクして、短冊片を得た。
ーザの共振器の長さ方向（ｙ軸方向）に沿ってスクライ
ビングしてスクライブ溝を形成し、共振器の端面に平行
なｘ軸方向にダイシンクして、短冊片を得た。
【００６０】尚、上記の実施例の製造方法においても、
端面間の平行度、基板１０１に対する垂直度、及び端面
の平坦度の良い共振器端面が得られるが、以下に示す様
に、共振器端面形成後に、更に、共振器端面を整形する
ためのドライエッチングを行っても良い。
端面間の平行度、基板１０１に対する垂直度、及び端面
の平坦度の良い共振器端面が得られるが、以下に示す様
に、共振器端面形成後に、更に、共振器端面を整形する
ためのドライエッチングを行っても良い。
【００６１】（ａ）まず、ウエハの上部に露出している
全上面に一様にフォトレジストを塗布し、次に、フォト
リソグラフィにより、共振器の各端面近傍の以下に説明
する図略の領域Ｓのフォトレジストを除去する。即ち、
この領域Ｓとは、図１のｘ軸方向を長手方向とし、ｙ軸
方向にストライプ幅を有するストライプ状の矩形領域で
あり、共振器とｙ座標が重ならない領域、及び、共振器
の両端面とｙ座標が略一致する領域である。このフォト
リソグラフィ工程により、整形後の共振器部分をｘ軸に
沿って覆い隠すレジストマスクが残される。
全上面に一様にフォトレジストを塗布し、次に、フォト
リソグラフィにより、共振器の各端面近傍の以下に説明
する図略の領域Ｓのフォトレジストを除去する。即ち、
この領域Ｓとは、図１のｘ軸方向を長手方向とし、ｙ軸
方向にストライプ幅を有するストライプ状の矩形領域で
あり、共振器とｙ座標が重ならない領域、及び、共振器
の両端面とｙ座標が略一致する領域である。このフォト
リソグラフィ工程により、整形後の共振器部分をｘ軸に
沿って覆い隠すレジストマスクが残される。
【００６２】（ｂ）次に、真空度1mTorr、高周波電力30
0WでCl2 ガスを5 ml/ 分の割合で供給し、レジストマス
クで覆われていないストライプ状の上記の領域Ｓをサフ
ァイア基板１０１が露出するまで、反応性イオンビーム
エッチング(RIBE)によりドライエッチングする。
0WでCl2 ガスを5 ml/ 分の割合で供給し、レジストマス
クで覆われていないストライプ状の上記の領域Ｓをサフ
ァイア基板１０１が露出するまで、反応性イオンビーム
エッチング(RIBE)によりドライエッチングする。
【００６３】この様に、反応性イオンビームエッチング
(RIBE)を実施することで、共振器端面の鏡面精度をさら
に向上させることができる。この様な共振器端面を形成
するためのエンチング(RIBE)工程のマスクには、フォト
レジストの他、 SiO2 等のドライエッチングに対する耐
エッチング性があり、下層の電極に対して、選択的にエ
ッチング又は剥離できるもの等を採用することができ
る。
(RIBE)を実施することで、共振器端面の鏡面精度をさら
に向上させることができる。この様な共振器端面を形成
するためのエンチング(RIBE)工程のマスクには、フォト
レジストの他、 SiO2 等のドライエッチングに対する耐
エッチング性があり、下層の電極に対して、選択的にエ
ッチング又は剥離できるもの等を採用することができ
る。
【００６４】又、RIBEの反応性ガスにはＣl2の他、ＢＣ
l3，SiCl4,CCl4等の塩素系ガスを用いることもできる。
さらに、ドライエッチングにはRIBEの他、反応性イオン
エッチング(RIE) 、イオンビームアシストエッチング(I
BAE)でも良い。
l3，SiCl4,CCl4等の塩素系ガスを用いることもできる。
さらに、ドライエッチングにはRIBEの他、反応性イオン
エッチング(RIE) 、イオンビームアシストエッチング(I
BAE)でも良い。
【００６５】或いは、更に、これらの端面の仕上げ加工
として、アルゴン（Ａｒ) 等を用いて行われるガスクラ
スタイオンビームエッチング等を行っても良い。また、
本ドライエッチング工程に用いるガスとしては、ヘリウ
ム(He), ネオン(Ne), クリプトン(Kr), キセノン(Xe),
ラドン(Rn), 窒素(H2)等の不活性ガス、或いは、CO2ガ
ス等を用いても良い。この様なガスクラスタイオンビー
ムエッチングは、例えば、素子を形成したウエハを端面
に並行に短冊状に切断して、その短冊状の片を立てて、
この端面を上に向けて水平にした状態で実行することが
できる。
として、アルゴン（Ａｒ) 等を用いて行われるガスクラ
スタイオンビームエッチング等を行っても良い。また、
本ドライエッチング工程に用いるガスとしては、ヘリウ
ム(He), ネオン(Ne), クリプトン(Kr), キセノン(Xe),
ラドン(Rn), 窒素(H2)等の不活性ガス、或いは、CO2ガ
ス等を用いても良い。この様なガスクラスタイオンビー
ムエッチングは、例えば、素子を形成したウエハを端面
に並行に短冊状に切断して、その短冊状の片を立てて、
この端面を上に向けて水平にした状態で実行することが
できる。
【００６６】次に、共振器端面を保護するために、共振
器端面にSiO2をスパッタリングにより蒸着した。そし
て、各短冊片をローラで押圧して、既に、ｙ軸方向に沿
って形成されているスクライブ溝を利用して、各素子チ
ップに分離した。
器端面にSiO2をスパッタリングにより蒸着した。そし
て、各短冊片をローラで押圧して、既に、ｙ軸方向に沿
って形成されているスクライブ溝を利用して、各素子チ
ップに分離した。
【００６７】ただし、共振器の端面には、SiO2等の酸化
珪素、Si3N4 等の窒化珪素、又は、その他のTiO2等の誘
電体等による多重層を形成しても良い。この様な多重層
の各層の厚さを最適に設計することで、共振器端面での
反射率をさらに向上させることができる。
珪素、Si3N4 等の窒化珪素、又は、その他のTiO2等の誘
電体等による多重層を形成しても良い。この様な多重層
の各層の厚さを最適に設計することで、共振器端面での
反射率をさらに向上させることができる。
【００６８】以上の様に、侵食残骸部（負電極積層部）
がテーパ形状の III族窒化物系化合物半導体レーザ１０
０を構成し、ヒートシンク等の回路基板に接続すれば、
本レーザ１００は傾かず、安定して確実にヒートシンク
上に固定することができる。また、負電極１０７は広面
積を持ち、幅広くヒートシンクと接合することができ
る。この構成により、本レーザ１００においては、高い
放熱効果を得ることが可能である。
がテーパ形状の III族窒化物系化合物半導体レーザ１０
０を構成し、ヒートシンク等の回路基板に接続すれば、
本レーザ１００は傾かず、安定して確実にヒートシンク
上に固定することができる。また、負電極１０７は広面
積を持ち、幅広くヒートシンクと接合することができ
る。この構成により、本レーザ１００においては、高い
放熱効果を得ることが可能である。
【００６９】また、本レーザ１００においては、エッチ
ング等により露出された半導体層の側壁が斜めに形成さ
れており、この側壁に負電極をムラなく一定の厚さに形
成することが容易なため、接続不良や負電極の高抵抗化
等の不具合が発生せず、量産される全製品に渡って駆動
電圧が安定する。
ング等により露出された半導体層の側壁が斜めに形成さ
れており、この側壁に負電極をムラなく一定の厚さに形
成することが容易なため、接続不良や負電極の高抵抗化
等の不具合が発生せず、量産される全製品に渡って駆動
電圧が安定する。
【００７０】以上の手順により、前記の利点１〜３を有
する半導体レーザ１００を従来よりも効率よく量産する
ことができる。
する半導体レーザ１００を従来よりも効率よく量産する
ことができる。
【００７１】（第２実施例）図６は、本第２実施例（応
用事例）を示す III族窒化物系化合物半導体レーザ３０
０の模式的な斜視図である。本レーザ３００は、面発光
型の共振器を２つ備えており、ｎ型層３０３、活性層３
０４、ｐ型層３０５の計３層は、それぞれ公知の面発光
型レーザに見られる面発光に好適な半導体層が形成され
ている。
用事例）を示す III族窒化物系化合物半導体レーザ３０
０の模式的な斜視図である。本レーザ３００は、面発光
型の共振器を２つ備えており、ｎ型層３０３、活性層３
０４、ｐ型層３０５の計３層は、それぞれ公知の面発光
型レーザに見られる面発光に好適な半導体層が形成され
ている。
【００７２】本レーザ３００のその他の構成要素には、
特に、前記のレーザ１００との大きな差異がないものに
ついては、各々同一の記号を付している。
特に、前記のレーザ１００との大きな差異がないものに
ついては、各々同一の記号を付している。
【００７３】図６から判る様に、本レーザ３００の正電
極１０６と負電極１０７との間には、レーザ１００と同
様に、十分な間隔が確保されており、半田で接続する際
に短絡の恐れが無い。ただし、本レーザ３００は、面発
光型であるため、図１のｎ型層１０３、活性層１０４、
ｐ型層１０５は、各々面発光型のｎ型層３０３、活性層
３０４、ｐ型層３０５と読み替えるものとする。
極１０６と負電極１０７との間には、レーザ１００と同
様に、十分な間隔が確保されており、半田で接続する際
に短絡の恐れが無い。ただし、本レーザ３００は、面発
光型であるため、図１のｎ型層１０３、活性層１０４、
ｐ型層１０５は、各々面発光型のｎ型層３０３、活性層
３０４、ｐ型層３０５と読み替えるものとする。
【００７４】この様に、 III族窒化物系化合物半導体レ
ーザ３００を構成し、接続することにより、本レーザ３
００においても、第１実施例の III族窒化物系化合物半
導体レーザ１００と同様に、本発明の作用・効果を得る
ことができる。
ーザ３００を構成し、接続することにより、本レーザ３
００においても、第１実施例の III族窒化物系化合物半
導体レーザ１００と同様に、本発明の作用・効果を得る
ことができる。
【００７５】尚、上記の各実施例におけるエッチング工
程のマスクには、SiO2の他、金属、レジスト等、ドライ
エッチングに対する耐エッチング性があり、下層のGaN
系の半導体に対して選択的にエッチング又は剥離できる
ものなら採用できる。
程のマスクには、SiO2の他、金属、レジスト等、ドライ
エッチングに対する耐エッチング性があり、下層のGaN
系の半導体に対して選択的にエッチング又は剥離できる
ものなら採用できる。
【００７６】また、ｐ型半導体層１０５を電子線照射に
より低抵抗化したが、このような低抵抗化処理は、熱ア
ニーリング、N2プラズマガス中での熱処理、レーザ照射
によって行ってもよい。
より低抵抗化したが、このような低抵抗化処理は、熱ア
ニーリング、N2プラズマガス中での熱処理、レーザ照射
によって行ってもよい。
【００７７】また、上記の各実施例においては、ｎ型層
１０３／３０３およびｐ型層１０５／３０５は、それぞ
れ複数の層で構成してもよく、或いは、単数の層構成と
しても良い。また、活性層、及びその他の層は、一般式
「Alx Gay In1-x-y N （０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦
１）」より成る任意の混晶比の４元、３元、２元系の I
II族窒化物系化合物半導体として良い。
１０３／３０３およびｐ型層１０５／３０５は、それぞ
れ複数の層で構成してもよく、或いは、単数の層構成と
しても良い。また、活性層、及びその他の層は、一般式
「Alx Gay In1-x-y N （０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦
１）」より成る任意の混晶比の４元、３元、２元系の I
II族窒化物系化合物半導体として良い。
【００７８】また、アクセプタ不純物元素には、亜鉛の
他、II族元素又は、IV族元素を使用でき、ドナー不純物
元素には、シリコンの他、IV族元素、VI族元素を用いる
ことができる。
他、II族元素又は、IV族元素を使用でき、ドナー不純物
元素には、シリコンの他、IV族元素、VI族元素を用いる
ことができる。
【００７９】また、上記の実施例における活性層１０４
の構造は、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であったが、活
性層１０４の構造は、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造であ
っても良い。
の構造は、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造であったが、活
性層１０４の構造は、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造であ
っても良い。
【００８０】また、本発明の各手段は、前記の第２実施
例でも示した様に、面発光型の半導体レーザに対して適
用した場合にも有効であり、或いは、テーパ部（傾斜面
Φ）を有する任意の形状の半導体発光素子を製造する場
合においても、第１実施例の端面発光型の半導体レーザ
１００の場合と同様に、本発明の作用・効果を得ること
ができる。
例でも示した様に、面発光型の半導体レーザに対して適
用した場合にも有効であり、或いは、テーパ部（傾斜面
Φ）を有する任意の形状の半導体発光素子を製造する場
合においても、第１実施例の端面発光型の半導体レーザ
１００の場合と同様に、本発明の作用・効果を得ること
ができる。
【００８１】尚、バッファ層は、ＡｌＮの他、ＧａＮ，
ＩｎＮ，Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１），Ｉｎx Ｇａ
1-x Ｎ（０＜ｘ＜１），Ａｌx Ｉｎ1-x Ｎ（０＜ｘ＜
１），Ａｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ
＜１，０＜ｘ＋ｙ＜１）、その他、一般式Ａｌx Ｇａy
Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦
１）において、III 族元素のうちの一部をボロン
（Ｂ）、タリウム（Ｔｉ）で置換しても良く、窒素の一
部をリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、
ビスマス（Ｂｉ）等で置換しても良い。さらに、Ｓｉ等
のｎ型ドーパント、Ｍｇ等のｐ型ドーパントが添加され
ていても良い。
ＩｎＮ，Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１），Ｉｎx Ｇａ
1-x Ｎ（０＜ｘ＜１），Ａｌx Ｉｎ1-x Ｎ（０＜ｘ＜
１），Ａｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（０＜ｘ＜１，０＜ｙ
＜１，０＜ｘ＋ｙ＜１）、その他、一般式Ａｌx Ｇａy
Ｉｎ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦
１）において、III 族元素のうちの一部をボロン
（Ｂ）、タリウム（Ｔｉ）で置換しても良く、窒素の一
部をリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、
ビスマス（Ｂｉ）等で置換しても良い。さらに、Ｓｉ等
のｎ型ドーパント、Ｍｇ等のｐ型ドーパントが添加され
ていても良い。
【００８２】また、バッファ層は、４００℃〜８００℃
の低温で形成するものの他、１０００℃〜１１８０℃の
範囲で、ＭＯＣＶＤ法で形成しても良い。この温度範囲
は、１０５０℃〜１１７０℃が望ましく、さらに、望ま
しくは、１１００℃〜１１５０℃である。サファイア基
板上に厚さ２．３μｍのＡｌＮから成るバッファ層を、
成長温度１０５０℃、１１１０℃、１１３０℃、１１５
０℃、１１７０℃、１２００℃の各温度で成長させ、そ
の上に厚さ２μｍのＧａＮを同一成長温度で形成して、
そのＧａＮの表面モホロジィーを光学顕微鏡で観察し
た。
の低温で形成するものの他、１０００℃〜１１８０℃の
範囲で、ＭＯＣＶＤ法で形成しても良い。この温度範囲
は、１０５０℃〜１１７０℃が望ましく、さらに、望ま
しくは、１１００℃〜１１５０℃である。サファイア基
板上に厚さ２．３μｍのＡｌＮから成るバッファ層を、
成長温度１０５０℃、１１１０℃、１１３０℃、１１５
０℃、１１７０℃、１２００℃の各温度で成長させ、そ
の上に厚さ２μｍのＧａＮを同一成長温度で形成して、
そのＧａＮの表面モホロジィーを光学顕微鏡で観察し
た。
【００８３】その結果、１１３０℃でバッファ層を成長
させた場合が、最も、ＧａＮの表面モホロジィーが良
く、次に、１１１０℃、１１５０℃で成長したものが良
く、次に１０５０℃、１１７０℃で形成したものが良か
った。１２００℃で形成すると表面モホロジィーが良く
なかった。この表面モホロジィーの結果から、バッファ
層の成長温度は上記範囲が望ましい。
させた場合が、最も、ＧａＮの表面モホロジィーが良
く、次に、１１１０℃、１１５０℃で成長したものが良
く、次に１０５０℃、１１７０℃で形成したものが良か
った。１２００℃で形成すると表面モホロジィーが良く
なかった。この表面モホロジィーの結果から、バッファ
層の成長温度は上記範囲が望ましい。
【００８４】また、バッファ層は、ＭＯＣＶＤ法の他、
ＭＢＥ法が使用できる。又、スパッタリングを使用する
ことも可能である。ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用
いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガスを原材料とし
て、リアクティブスパッタ法によりＡｌＮから成るバッ
ファ層を形成することもできる。
ＭＢＥ法が使用できる。又、スパッタリングを使用する
ことも可能である。ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用
いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガスを原材料とし
て、リアクティブスパッタ法によりＡｌＮから成るバッ
ファ層を形成することもできる。
【００８５】その他、金属アルミニウム、金属ガリウ
ム、金属インジウム、窒素ガス又はアンモニアガスを用
いて、上記（１）と同様に、一般に、「Ａｌx Ｇａy Ｉ
ｎ1-x- y Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦
１、組成比は任意）」成る２元、３元、或いは、４元の
任意の組成のバッファ層を形成することが可能である。
スパッタリングの他、蒸着法、イオンプレーティング
法、レーザアブレーション法、ＥＣＲ法を用いることが
できる。これらの物理蒸着法によるバッファ層は、２０
０〜６００℃で行うのが望ましい。さらに望ましくは３
００〜５００℃であり、さらに望ましくは４００〜５０
０℃である。
ム、金属インジウム、窒素ガス又はアンモニアガスを用
いて、上記（１）と同様に、一般に、「Ａｌx Ｇａy Ｉ
ｎ1-x- y Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｘ＋ｙ≦
１、組成比は任意）」成る２元、３元、或いは、４元の
任意の組成のバッファ層を形成することが可能である。
スパッタリングの他、蒸着法、イオンプレーティング
法、レーザアブレーション法、ＥＣＲ法を用いることが
できる。これらの物理蒸着法によるバッファ層は、２０
０〜６００℃で行うのが望ましい。さらに望ましくは３
００〜５００℃であり、さらに望ましくは４００〜５０
０℃である。
【００８６】これらのスパッタリング法等の物理蒸着法
を用いた場合には、バッファ層の厚さは、１００〜３０
００Åが望ましい。さらに望ましくは、１００〜２００
０Åが望ましく、最も望ましくは、１００〜３００Åで
ある。このように形成されたバッファ層は、水素ガスと
アンモニアガスとの混合ガス雰囲気中で１０００℃で５
分間加熱処理して、バッファ層のＲＨＥＥＤパターンを
測定した。この結果、熱処理をしたバッファ層は、熱処
理をしないバッファ層に比べて結晶性が改善される。
を用いた場合には、バッファ層の厚さは、１００〜３０
００Åが望ましい。さらに望ましくは、１００〜２００
０Åが望ましく、最も望ましくは、１００〜３００Åで
ある。このように形成されたバッファ層は、水素ガスと
アンモニアガスとの混合ガス雰囲気中で１０００℃で５
分間加熱処理して、バッファ層のＲＨＥＥＤパターンを
測定した。この結果、熱処理をしたバッファ層は、熱処
理をしないバッファ層に比べて結晶性が改善される。
【００８７】この熱処理の時の水素ガスとアンモニアガ
スの流量比は、１：０．１〜１が望ましい。さらに望ま
しくは、１：０．１〜０．５である。加熱温度は、１０
００〜１２５０℃が望ましく、さらに望ましくは、１０
５０〜１２００℃であり、最も望ましくは、１１００〜
１１５０℃である。これらの加熱条件やガス比条件を各
種変化させて、バッファ層のＲＨＥＥＤパターンを測定
した。この結果、上記の範囲の時に結晶性が良いことが
分かった。これは、バッファ層の再結晶化により単結晶
性が強くなったものと思われる。
スの流量比は、１：０．１〜１が望ましい。さらに望ま
しくは、１：０．１〜０．５である。加熱温度は、１０
００〜１２５０℃が望ましく、さらに望ましくは、１０
５０〜１２００℃であり、最も望ましくは、１１００〜
１１５０℃である。これらの加熱条件やガス比条件を各
種変化させて、バッファ層のＲＨＥＥＤパターンを測定
した。この結果、上記の範囲の時に結晶性が良いことが
分かった。これは、バッファ層の再結晶化により単結晶
性が強くなったものと思われる。
【００８８】又、このように形成されたバッファ層上に
厚さ４μｍのＧａＮをＭＯＣＶＤ法で成長させ、そのＧ
ａＮのロッキングカーブをＸ線回折装置を用いて測定し
た。その結果、この結果、このように熱処理されたバッ
ファ層を用いた場合には、その上の結晶の単結晶性が、
ＭＯＣＶＤ法で基板上にバッファ層とＧａＮとを成長さ
せた場合と比べて、同等以上であった。このＧａＮの単
結晶性が良くなったのは、物理蒸着でバッファ層を形成
した後、高温で熱処理したために、単結晶化がすすみ、
単結晶化したバッファ層の上に形成されたＧａＮの単結
晶性も向上するものと思われる。
厚さ４μｍのＧａＮをＭＯＣＶＤ法で成長させ、そのＧ
ａＮのロッキングカーブをＸ線回折装置を用いて測定し
た。その結果、この結果、このように熱処理されたバッ
ファ層を用いた場合には、その上の結晶の単結晶性が、
ＭＯＣＶＤ法で基板上にバッファ層とＧａＮとを成長さ
せた場合と比べて、同等以上であった。このＧａＮの単
結晶性が良くなったのは、物理蒸着でバッファ層を形成
した後、高温で熱処理したために、単結晶化がすすみ、
単結晶化したバッファ層の上に形成されたＧａＮの単結
晶性も向上するものと思われる。
【００８９】又、基板には、サファイア、スピネル、シ
リコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、砒
化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ガ
リウムチチウム（ＬｉＧａＯ2 ）、硫化モリブデン（Ｍ
ｏＳ）等の材料を用いることができる。
リコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、砒
化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ガ
リウムチチウム（ＬｉＧａＯ2 ）、硫化モリブデン（Ｍ
ｏＳ）等の材料を用いることができる。
【００９０】又、活性層において、井戸層と障壁層との
成長条件は、８３０℃〜９３０℃の範囲で、障壁層と井
戸層との成長温度差ΔＴを、ΔＴ≦５０℃とすること
で、より活性層の結晶性を向上させ得ることも分かっ
た。障壁層の成長温度が井戸層の成長温度よりも高い方
がより望ましい。
成長条件は、８３０℃〜９３０℃の範囲で、障壁層と井
戸層との成長温度差ΔＴを、ΔＴ≦５０℃とすること
で、より活性層の結晶性を向上させ得ることも分かっ
た。障壁層の成長温度が井戸層の成長温度よりも高い方
がより望ましい。
【図１】共振器と傾斜面Φを有する侵食残骸部とを備え
た III族窒化物系化合物半導体レーザの斜視図。
た III族窒化物系化合物半導体レーザの斜視図。
【図２】本発明の工程Ｃの作用を示す幾何学的な説明
図。
図。
【図３】本発明の実施例における工程Ａ１等から成る工
程Ａの説明図。
程Ａの説明図。
【図４】本発明の実施例における工程Ｂ１，Ｂ２等から
成る工程Ｂの説明図。
成る工程Ｂの説明図。
【図５】本発明の実施例における工程Ｃ１等から成る工
程Ｃの説明図。
程Ｃの説明図。
【図６】本発明の第２実施例（応用事例）を示す III族
窒化物系化合物半導体レーザの斜視図。
窒化物系化合物半導体レーザの斜視図。
１００，３００… III族窒化物系化合物半導体レーザ Π … 共振器（発光部）の平頂部 σ … 半導体層（１０２〜１０５の総称） Σ … 半導体層σの最上面 Φ … 侵食残骸部の傾斜面（テーパ部） φ … 傾斜面Φの傾斜角 ａ … マスク（第１ハードベークレジスト層） ｂ … マスク（第２ハードベークレジスト層） Θ … マスクａの周辺部の傾斜面 θ … 傾斜面Θの傾斜角 Ｈ … マスクａの膜厚 ｈ … 半導体層σのエッチング長（深さ） Ｒ … マスクａの侵食進行速度 ｒ … 半導体層σの侵食進行速度 Ａ … マスクａを形成する工程（工程Ａ１等から成
る） Ｂ … マスクｂを形成する工程（工程Ｂ１，Ｂ２等か
ら成る） Ｃ … 半導体層σをエッチングする工程（工程Ｃ１等
から成る） １０１ … サファイア基板 １０２ … バッファ層 １０３，３０３… ｎ型 III族窒化物系化合物半導体層 １０４，３０４… 活性層 １０５，３０５… ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層 １０６ … 正電極 １０７ … 負電極 ２１０ … 絶縁膜
る） Ｂ … マスクｂを形成する工程（工程Ｂ１，Ｂ２等か
ら成る） Ｃ … 半導体層σをエッチングする工程（工程Ｃ１等
から成る） １０１ … サファイア基板 １０２ … バッファ層 １０３，３０３… ｎ型 III族窒化物系化合物半導体層 １０４，３０４… 活性層 １０５，３０５… ｐ型 III族窒化物系化合物半導体層 １０６ … 正電極 １０７ … 負電極 ２１０ … 絶縁膜
フロントページの続き (72)発明者 山崎 史郎 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA04 AA05 BA04 BA11 BB13 CA01 CA04 DA00 DA04 DA22 DA23 DA26 DB19 DB25 EA02 EA06 EB02 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AB18 AC01 AC08 AC12 AC19 AF02 AF03 AF04 AF09 BB12 CA12 DA53 DA55 HA02 HA13 HA16 HA18 HA19 5F073 AA74 CA17 CB05 CB07 DA05 DA25 FA11
Claims (10)
- 【請求項１】 基板の上に III族窒化物系化合物半導体
から成る複数の半導体層を積層し、周辺部分をエッチン
グにより除去することにより形成された垂直で平頂な共
振器と、前記エッチングの対象とされずに残された、傾
斜角φ（０＜φ＜９０°）の傾斜面Φを有する侵食残骸
部とを備えたフリップチップ型の半導体レーザの製造方
法であって、 前記半導体層の最上面に、傾斜角θ（０＜θ＜９０°）
の傾斜面Θより構成されたテーパ状の周辺部を有するマ
スクａを形成する工程Ａと、 前記最上面、及び／又は、前記マスクａの上面に、マス
クｂを形成する工程Ｂと、 前記マスクａ及び前記マスクｂを用いて前記半導体層を
エッチングする工程Ｃとを順次実行することにより、 前記共振器と前記侵食残骸部とを同じエッチング工程で
同時に成形することを特徴とする III族窒化物系化合物
半導体レーザの製造方法。 - 【請求項２】 前記共振器の最上面の高さと、前記侵食
残骸部の最上面の高さとを略同じ高さに維持することを
特徴とする請求項１に記載の III族窒化物系化合物半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項３】 前記傾斜角φの正接に対する前記傾斜角
θの正接の比βと、 前記工程Ｃでの前記エッチングにおける、前記半導体層
の侵食進行速度ｒに対する前記マスクａの侵食進行速度
Ｒの比γとを略一致させることにより、 前記傾斜角φを所望の角度に制御することを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の III族窒化物系化合物半
導体レーザの製造方法。 - 【請求項４】 前記 III族窒化物系化合物半導体は、 Ｉｎy Ｇａx Ａｌ1-x-y Ｎ（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦
１）より成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
何れか１項に記載の III族窒化物系化合物半導体レーザ
の製造方法。 - 【請求項５】 前記共振器は、 端面発光するメサ型のレーザのメサ部であることを特徴
とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の III
族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項６】 前記工程Ａは、 前記マスクａの前記傾斜角θを熱変成作用により、所望
の角度に調整する熱変成工程（工程Ａ１）を有すること
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載
の III族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項７】 前記熱変成工程（工程Ａ１）は、前記最
上面の一部に形成された膜厚約３００ｎｍ〜３０００ｎ
ｍのレジスト層ａ０を約１７０℃〜２３０℃の温度下
で、 約１０分間〜１００分間 熱処理することにより、第１ハードベークレジスト層
（前記マスクａ）を形成することを特徴とする請求項６
に記載の III族窒化物系化合物半導体レーザの製造方
法。 - 【請求項８】 前記工程Ｂは、 第２ハードベークレジスト層、金属層、及びソフトベー
クレジスト層を有する多層レジストを前記最上面、及び
前記マスクａの上面に積層する多層レジスト積層工程
（工程Ｂ１）を有することを特徴とする請求項１乃至請
求項７の何れか１項に記載の III族窒化物系化合物半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項９】 前記工程Ｂは、 酸素プラズマを含むプラズマガスを用いたドライエッチ
ングにより、前記マスクｂを成形する工程（工程Ｂ２）
を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れ
か１項に記載の III族窒化物系化合物半導体レーザの製
造方法。 - 【請求項１０】 前記工程Ｃは、 塩素系ガス、又は不活性ガス等による反応性イオンビー
ムエッチング（ＲＩＢＥ）を行う工程（工程Ｃ１）を有
することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１
項に記載の III族窒化物系化合物半導体レーザの製造方
法。
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|---|---|---|---|
| JP34218699A JP2001160657A (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34218699A JP2001160657A (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001160657A true JP2001160657A (ja) | 2001-06-12 |
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ID=18351789
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34218699A Withdrawn JP2001160657A (ja) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザの製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001160657A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6924515B2 (en) | 2002-06-06 | 2005-08-02 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting element |
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-
1999
- 1999-12-01 JP JP34218699A patent/JP2001160657A/ja not_active Withdrawn
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