JP2004303897A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】選択成長が不要で、生産性を向上させる半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】ＧａＡｓ基板１の（１００）面上にクラッド層３、活性層４、クラッド層５、クラッド層７、コンタクト層８を順次積層し、次に、コンタクト層８上にリッジ部１０を形成し、コンタクト層８上にリッジ部１０を挟持する一対の電流ブロック層１１、１１及びリッジ部１０上に上積み層１３を積層した後、引き続いて、上積み層１４を積層した後、一対の電流ブロック層１１、１１上にはコンタクト層１２を形成して、リッジ部１０上には上積み層１３、１４からなる三角部１５を形成し、上積み層１３と共に上積み層１４を選択除去して、コンタクト層１２を露出させる。
【選択図】 図１
【解決手段】ＧａＡｓ基板１の（１００）面上にクラッド層３、活性層４、クラッド層５、クラッド層７、コンタクト層８を順次積層し、次に、コンタクト層８上にリッジ部１０を形成し、コンタクト層８上にリッジ部１０を挟持する一対の電流ブロック層１１、１１及びリッジ部１０上に上積み層１３を積層した後、引き続いて、上積み層１４を積層した後、一対の電流ブロック層１１、１１上にはコンタクト層１２を形成して、リッジ部１０上には上積み層１３、１４からなる三角部１５を形成し、上積み層１３と共に上積み層１４を選択除去して、コンタクト層１２を露出させる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流ブロック層を有する内部狭窄型の半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体レーザ素子について図５を用いて説明する。
図５は、従来の半導体レ−ザ素子を示す断面図である。
図５に示すように、従来の半導体レーザ素子１９は、ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上に１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ（シリコン）をドーピングしたｎ型ＧａＡｓバッファ層２と、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉをドーピングしたｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３と、ノンドープＭＱＷ活性層４（以下、単に活性層４という）と、５×１０１７ｃｍ−３のＺｎ（亜鉛）をドーピングした第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５と、１×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６と、が順次積層されている。
【０００３】
ここでは、活性層４は、ノンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ井戸層４ＡとノンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ障壁層４Ｂを交互に積層して構成されている。そして、ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３と、活性層４と、第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５とでダブルへテロ構造を形成している。
更に、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上には、１×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングした第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７と、２×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型ＧａＡｓキャップ層２０と、が順次積層されてなるリッジ部２１が形成されている。このリッジ部２１は、上辺の長さが下辺の長さよりも短い台形形状である。
【０００４】
更にまた、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上には、リッジ部２１を挟持する１×１０１８ｃｍ−３のＳｉをドーピングした一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２と、リッジ部２１上及び一対のｎ型ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２上に形成された２×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３と、が順次積層されている。
【０００５】
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３上にはＡｕ系のｐ型オーミック電極１６が形成され、積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板１にはＡｕ系のｎ型オーミック電極１７が形成されている。
なお、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６は、エッチングを停止して、一定形状のリッジ部２１を得るために設けられたものである。
【０００６】
次に、この従来の半導体レーザ素子１９の動作について説明する。
ｐ型オ−ミック電極１６側からｎ型オ−ミック電極１７側に向かって順方向電流を注入すると、この電流は、ｐ型オ−ミック電極１６→ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３→一対のｎ型ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２で狭窄されたリッジ部２１→ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６→第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５→活性層４→ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３→ｎ型ＧａＡｓバッファ層２→ｎ型ＧａＡｓ基板１→ｎ型オ−ミック電極１７の順で流れ、発振しきい値以上になるとリッジ部２１の下部に対応した部位の活性層４でレ−ザ発振して、活性層４からレーザ光が出射する。
【０００７】
この半導体レーザ素子１９は、選択成長技術を用いて以下のように作製される。
１回目の結晶成長を行って、ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上にｎ型ＧａＡｓバッファ層２〜ｐ型ＧａＡｓキャップ層２０までを順次積層した後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２０上にストライプ状のフォトレジストマスクパターンを形成し、このフォトレジストマスクパターンで覆われた以外をｐ型ＧａＡｓキャップ層２０〜ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６に達するまでエッチングして、リッジ部２１を形成する。
【０００８】
次に、フォトレジストマスクパターンを除去後、リッジ部２１上にＳｉＯ２等の絶縁マスクを形成し、２回目の結晶成長を行って、このリッジ部２１及びｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にリッジ部２１の両側面を挟持する一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２を形成する。この際、絶縁マスク上には結晶成長されない。これがいわゆる選択成長といわれるものである。
【０００９】
次に、前記絶縁マスクを除去した後、３回目の結晶成長を行って、リッジ部２１及び一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３を形成する。
この後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３上にＡｕ系のｐ型オーミック電極１６を形成し、積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板２にＡｕ系のｎ型オーミック電極１７を形成して半導体レーザ素子１９を作製する。
【００１０】
このような半導体レーザ素子１９は、リッジストライプ型のＳＢＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ ｂｕｒｉｅｄ ｒｉｄｇｅ ｗａｖｅｇｕｉｄ）レ−ザとして知られており、一対のｎ型ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２をレーザ発振波長に対して透明な材料で構成することにより損失を抑え、高出力化に対応できるようにされたものである。この種の半導体レーザ素子は、非特許文献１等にも開示されている。
【００１１】
【非特許文献１】
第５７回応用物理学会学術講演会／講演予稿集Ｎｏ．３／ｐ９２１／７ａ−ＫＨ−７
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２回目の結晶成長を行って、リッジ部２１の両側面に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２を形成する際には、前記絶縁マスク上への結晶成長は阻害されるものの、前記絶縁マスク上に非晶質の析出することがあった。この非晶質が多少であっても絶縁マスク上に発生する場合には、これを取り除くための新たな工程が必要となり、製造工程が不安定かつ複雑にならざるを得ないという問題があった。このため、生産性が悪かった。
【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、選択成長が不要で、生産性を向上させる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】
本発明における第１の発明は、１回目の結晶成長により、第１導電型ＧａＡｓ基板の（１００）面上に第１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッド層、第２の第２導電型クラッド層、第１の第２導電型コンタクト層を順次積層する工程と、前記第１の第２導電型コンタクト層上にフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンに覆われた以外の前記第１の第２導電型コンタクト層から前記第２の第２導電型クラッド層の途中までエッチングしてリッジ部を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを除去後、２回目の結晶成長により、前記第１の第２導電型コンタクト層上に前記リッジ部を挟持し、かつ前記リッジ部の厚さよりも薄い一対の第１導電型の電流ブロック層及び前記リッジ部上に第１導電型の第１の上積み層を積層した後、引き続いて、導電型を特定しない第２の上積み層を積層し、前記一対の第１導電型の電流ブロック層上にはコンタクト層を形成し、前記リッジ部上には前記第１及び第２の上積み層の両側面に生じる（１１１）Ｂ面と前記リッジ部上面とで囲まれる三角部を形成する工程と、前記第１の上積み層を選択的にエッチングする選択エッチング液を用いて、前記第１の上積み層と共に前記第２の上積み層を除去して、前記リッジ部の前記第１の第２導電型コンタクト層を露出させる工程と、からなることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
第２の発明は、前記リッジ部の上面の幅をｗ、その高さをｈ、前記第１の導電型コンタクト層の厚さをｔ１、前記第１の上積み層の厚さをｔ２、前記第２の上積み層の厚さをｔ３、前記リッジ部の上面と前記三角部の傾斜面とのなす角をθｔとするとき、
ｈ≧ｗ／２ｔａｎ（θｔ）、但し、θｔ＝５５°
かつ
ｈ−ｔ１＜ｔ２＋ｔ３＜ｈ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法について図１乃至図４を用いて説明する。
従来技術と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（１回目成長工程）を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（リッジ部形成工程）を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（２回目成長工程）を示す断面図である。図４は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（素子完成工程）を示す断面図である。
【００１６】
（１回目成長工程）
以下の結晶成長で用いられるＩＩＩ族材料は、全てメチル系のものであり、結晶成長は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法である。
図１に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、１回目のｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上に、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ（シリコン）をドーピングしたｎ型ＧａＡｓバッファ層２と、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉをドーピングしたｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３と、ノンドープＭＱＷ活性層４と、５×１０１７ｃｍ−３のＺｎ（亜鉛）をドーピングした第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５と、２×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６と、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７と、２×１０１９ｃｍ−３のＺｎをドーピングした第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８と、を順次積層する。活性層４は、ノンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ井戸層４ＡとノンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ障壁層４Ｂを交互に積層して形成されている。
【００１７】
（リッジ部形成工程）
次に、図２に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８上にストライプ状のフォトレジストパタ−ン９を形成する。この後、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８からｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６に至る直前までＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法等のドライエッチングプロセスにより行った後、続いて、選択エッチング液を用いた化学的エッチング処理を軽く行い、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６に至るまで除去して、ｎ型ＧａＡｓ基板１表面に垂直な側壁をもつ第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７と第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とからなるストライプ状のリッジ部１０を形成する。
【００１８】
（２回目成長工程）
図３に示すように、フォトレジストパターン９を除去後、ＭＯＣＶＤ法により２回目の結晶成長を行って、リッジ部１０上及びｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上に、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉドーピングされたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓと２×１０１９ｃｍ−３のＺｎドーピングされたｐ型ＧａＡｓとを順次積層する。
【００１９】
こうして、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にあって、かつ、リッジ部１０の両側面を挟持する一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２とが順次形成される。この際、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１の厚さは、リッジ部１０よりも薄くする。
一方、リッジ部１０上には、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と同じ組成のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２と同じ組成のｐ型ＧａＡｓ上積み層１４とが順次積層される。このｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４全体で三角部１５を構成する。
【００２０】
ここで、リッジ部１０上に形成されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４とで三角部１５が形成される理由について説明する。リッジ部１０上での成長結晶では、リッジ部１０の両側面に連結して形成される結晶面として（１１１）Ｂ面が現れる。
【００２１】
（１１１）Ｂ面のエピタキシャル成長速度が（１００）面等の成長速度に比べ著しく小さいため、上記のようにひとたび（１１１）Ｂ面が発生すると、この面に対しては結晶成長がほぼ停止し、リッジ部１１上での結晶成長は（１００）面上でのみ進行する。従って、最終的には（１１１）Ｂ面からなる側壁が閉じたところでリッジ部１０上での結晶成長自体もほとんど停止する。この結果、リッジ部１０上に順次積層されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４の断面形状は、三角形となり、三角部１５が形成されるのである。三角部１５の傾斜面１５ａがリッジ部１０のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３表面となす角をθｔとするとき、θｔ≒５５°である。
【００２２】
ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４との合計の厚さ（ｔ２＋ｔ３）が、（１１１）Ｂ面からなる側壁が閉じるのに不足する場合は、断面形状は台形となる。
【００２３】
次に、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にあって、リッジ部１０の両側面に形成される一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２が矩形状に形成される理由について説明する。
リッジ部１０の両側面は、（０１−１）面であり、（１００）面に比較して成長速度が非常に遅い。即ち、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上に積層される成長量よりもリッジ部１０の両側面に積層される成長量は、少ないため、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上に垂直上方に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２が積層されることにより矩形状となるのである。
【００２４】
更に、リッジ部１０の幅をｗ、高さをｈ、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の高さをｔ１、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１の高さをｔ２、第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２の高さをｔ３とするとき、これらの間には、以下の関係を有するようにする。
ｈ≧（ｗ／２）ｔａｎ（θｔ）、ただし、θｔ≒５５°
かつ
ｈ−ｔ１＜ｔ２＋ｔ３＜ｈ
【００２５】
このようにすると、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４との両者の少なくとも一部の高さが揃うため、リッジ部１０に含まれる第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７の上部は、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４によって覆われ、かつリッジ部１０上に積層されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３は、少なくとも（１１１）Ｂ面として形成された側壁が露出することになる。
【００２６】
ここで、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７とリッジ部１０の両側面に形成された第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２との間には、成長条件によっては、リッジ部１０の両側面の（０１−１）面における成長速度が僅かに生じることによりＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓの層が介在する場合がある。しかしながら、これらＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓの層は非常に薄いため、次の工程のエッチングでは、この部分のエッチングの進行は非常に遅くなるので、現実上は問題になることはない。
【００２７】
（素子完成工程）
次に、図４に示すように、ＡｌＧａＡｓを選択的にエッチングする選択エッチング液、例えばフッ酸系エッチング液を用いて、リッジ部１０上に積層されたｐ型ＧａＡｓ上積み層１４をｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と共に除去する。
このように、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３上にＧａＡｓからなるｐ型ＧａＡｓ上積み層１４があっても、下部のＡｌＧａＡｓ層をエッチング除去することによって、上部のＧａＡｓも同時に除去されるので問題はない。
【００２８】
また、ｔ２＞（ｗ／２）ｔａｎ（θｔ）、但しθｔ≒５５゜である場合は、リッジ部１０上に積層された層は、全てｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３となるため、一層容易に除去される。
こうして、リッジ部１０の上面に第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８が露出した後は、この第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８および第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２上にパターン化されたＡｕ系のｐオ−ミック電極１６を形成する。
更に、積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板２面を研磨して全体の厚さを１００μｍ程度にした後、Ａｕ系のｎ型オ−ミック電極１７を形成する。
こうして、半導体レーザ素子１８を作製する。
【００２９】
以上のように、本発明の実施形態によれば、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にリッジ部１０を形成した後、２回目の結晶成長により、Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ、ｐ型ＧａＡｓを順次積層して、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にあって、リッジ部１０の両側面を挟持した一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２を形成すると共にリッジ部１０上に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と同一組成のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２と同一組成のｐ型ＧａＡｓ上積み層１４とを順次積層し、次に、ＡｌＧａＡｓを選択的にエッチングする選択エッチング液を用いてリッジ部１０に形成されたｐ型ＧａＡｓ上積み層１４をｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と共に除去して行うので、選択成長を行う不要となり、しかも２回の結晶成長で作製できるため、半導体レーザ素子１８の生産性を向上させることができる。
【００３０】
なお、本発明の実施形態では、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６を形成した場合について説明したが、これを用いなくてもエッチング制御ができる場合には、形成しなくても良い。この場合、（リッジ部形成工程）において、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７の途中でエッチングを行って、リッジ部１０を形成する。
また、第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２及びこれと同じ組成のｐ型ＧａＡｓ上積み層１４は、導電型を指定しない層としても良い。
更にまた、波長が７８０ｎｍ帯のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ素子について説明したが、化合物半導体材料は所望の波長に応じて適宜選べばよい。例えば、波長が６５０ｎｍ帯のＩｎＧａＡｌＰ系の半導体レーザでも良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、選択成長が不要となり、しかも２回の結晶成長で作製できるため、半導体レーザ素子の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（１回目成長工程）を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（リッジ部形成工程）を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（２回目成長工程）を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（素子完成工程）を示す断面図である。
【図５】従来の半導体レ−ザ素子を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ｎ型ＧａＡｓ基板、２・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層、３…ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、４・・・活性層、５・・・第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、６・・・ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層、７・・・第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、８・・・第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層、９・・・フォトレジストパタ−ン、１０・・・リッジ部、１１・・・ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層、１２・・・第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３・・・ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層、１４・・・ｐ型ＧａＡｓ上積み層、１５・・・三角部、１５ａ・・・傾斜面、１６・・・ｐ型オーミック電極、１７・・・ｎ型オーミック電極、１８…半導体レーザ素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流ブロック層を有する内部狭窄型の半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体レーザ素子について図５を用いて説明する。
図５は、従来の半導体レ−ザ素子を示す断面図である。
図５に示すように、従来の半導体レーザ素子１９は、ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上に１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ（シリコン）をドーピングしたｎ型ＧａＡｓバッファ層２と、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉをドーピングしたｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３と、ノンドープＭＱＷ活性層４（以下、単に活性層４という）と、５×１０１７ｃｍ−３のＺｎ（亜鉛）をドーピングした第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５と、１×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６と、が順次積層されている。
【０００３】
ここでは、活性層４は、ノンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ井戸層４ＡとノンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ障壁層４Ｂを交互に積層して構成されている。そして、ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３と、活性層４と、第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５とでダブルへテロ構造を形成している。
更に、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上には、１×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングした第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７と、２×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型ＧａＡｓキャップ層２０と、が順次積層されてなるリッジ部２１が形成されている。このリッジ部２１は、上辺の長さが下辺の長さよりも短い台形形状である。
【０００４】
更にまた、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上には、リッジ部２１を挟持する１×１０１８ｃｍ−３のＳｉをドーピングした一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２と、リッジ部２１上及び一対のｎ型ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２上に形成された２×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３と、が順次積層されている。
【０００５】
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３上にはＡｕ系のｐ型オーミック電極１６が形成され、積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板１にはＡｕ系のｎ型オーミック電極１７が形成されている。
なお、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６は、エッチングを停止して、一定形状のリッジ部２１を得るために設けられたものである。
【０００６】
次に、この従来の半導体レーザ素子１９の動作について説明する。
ｐ型オ−ミック電極１６側からｎ型オ−ミック電極１７側に向かって順方向電流を注入すると、この電流は、ｐ型オ−ミック電極１６→ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３→一対のｎ型ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２で狭窄されたリッジ部２１→ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６→第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５→活性層４→ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３→ｎ型ＧａＡｓバッファ層２→ｎ型ＧａＡｓ基板１→ｎ型オ−ミック電極１７の順で流れ、発振しきい値以上になるとリッジ部２１の下部に対応した部位の活性層４でレ−ザ発振して、活性層４からレーザ光が出射する。
【０００７】
この半導体レーザ素子１９は、選択成長技術を用いて以下のように作製される。
１回目の結晶成長を行って、ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上にｎ型ＧａＡｓバッファ層２〜ｐ型ＧａＡｓキャップ層２０までを順次積層した後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２０上にストライプ状のフォトレジストマスクパターンを形成し、このフォトレジストマスクパターンで覆われた以外をｐ型ＧａＡｓキャップ層２０〜ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６に達するまでエッチングして、リッジ部２１を形成する。
【０００８】
次に、フォトレジストマスクパターンを除去後、リッジ部２１上にＳｉＯ２等の絶縁マスクを形成し、２回目の結晶成長を行って、このリッジ部２１及びｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にリッジ部２１の両側面を挟持する一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２を形成する。この際、絶縁マスク上には結晶成長されない。これがいわゆる選択成長といわれるものである。
【０００９】
次に、前記絶縁マスクを除去した後、３回目の結晶成長を行って、リッジ部２１及び一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３を形成する。
この後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２３上にＡｕ系のｐ型オーミック電極１６を形成し、積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板２にＡｕ系のｎ型オーミック電極１７を形成して半導体レーザ素子１９を作製する。
【００１０】
このような半導体レーザ素子１９は、リッジストライプ型のＳＢＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ ｂｕｒｉｅｄ ｒｉｄｇｅ ｗａｖｅｇｕｉｄ）レ−ザとして知られており、一対のｎ型ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２をレーザ発振波長に対して透明な材料で構成することにより損失を抑え、高出力化に対応できるようにされたものである。この種の半導体レーザ素子は、非特許文献１等にも開示されている。
【００１１】
【非特許文献１】
第５７回応用物理学会学術講演会／講演予稿集Ｎｏ．３／ｐ９２１／７ａ−ＫＨ−７
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２回目の結晶成長を行って、リッジ部２１の両側面に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層２２、２２を形成する際には、前記絶縁マスク上への結晶成長は阻害されるものの、前記絶縁マスク上に非晶質の析出することがあった。この非晶質が多少であっても絶縁マスク上に発生する場合には、これを取り除くための新たな工程が必要となり、製造工程が不安定かつ複雑にならざるを得ないという問題があった。このため、生産性が悪かった。
【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、選択成長が不要で、生産性を向上させる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】
本発明における第１の発明は、１回目の結晶成長により、第１導電型ＧａＡｓ基板の（１００）面上に第１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッド層、第２の第２導電型クラッド層、第１の第２導電型コンタクト層を順次積層する工程と、前記第１の第２導電型コンタクト層上にフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンに覆われた以外の前記第１の第２導電型コンタクト層から前記第２の第２導電型クラッド層の途中までエッチングしてリッジ部を形成する工程と、前記フォトレジストパターンを除去後、２回目の結晶成長により、前記第１の第２導電型コンタクト層上に前記リッジ部を挟持し、かつ前記リッジ部の厚さよりも薄い一対の第１導電型の電流ブロック層及び前記リッジ部上に第１導電型の第１の上積み層を積層した後、引き続いて、導電型を特定しない第２の上積み層を積層し、前記一対の第１導電型の電流ブロック層上にはコンタクト層を形成し、前記リッジ部上には前記第１及び第２の上積み層の両側面に生じる（１１１）Ｂ面と前記リッジ部上面とで囲まれる三角部を形成する工程と、前記第１の上積み層を選択的にエッチングする選択エッチング液を用いて、前記第１の上積み層と共に前記第２の上積み層を除去して、前記リッジ部の前記第１の第２導電型コンタクト層を露出させる工程と、からなることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
第２の発明は、前記リッジ部の上面の幅をｗ、その高さをｈ、前記第１の導電型コンタクト層の厚さをｔ１、前記第１の上積み層の厚さをｔ２、前記第２の上積み層の厚さをｔ３、前記リッジ部の上面と前記三角部の傾斜面とのなす角をθｔとするとき、
ｈ≧ｗ／２ｔａｎ（θｔ）、但し、θｔ＝５５°
かつ
ｈ−ｔ１＜ｔ２＋ｔ３＜ｈ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法について図１乃至図４を用いて説明する。
従来技術と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（１回目成長工程）を示す断面図である。図２は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（リッジ部形成工程）を示す断面図である。図３は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（２回目成長工程）を示す断面図である。図４は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（素子完成工程）を示す断面図である。
【００１６】
（１回目成長工程）
以下の結晶成長で用いられるＩＩＩ族材料は、全てメチル系のものであり、結晶成長は、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法である。
図１に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、１回目のｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上に、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉ（シリコン）をドーピングしたｎ型ＧａＡｓバッファ層２と、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉをドーピングしたｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層３と、ノンドープＭＱＷ活性層４と、５×１０１７ｃｍ−３のＺｎ（亜鉛）をドーピングした第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層５と、２×１０１８ｃｍ−３のＺｎをドーピングしたｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６と、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７と、２×１０１９ｃｍ−３のＺｎをドーピングした第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８と、を順次積層する。活性層４は、ノンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ａｓ井戸層４ＡとノンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ障壁層４Ｂを交互に積層して形成されている。
【００１７】
（リッジ部形成工程）
次に、図２に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８上にストライプ状のフォトレジストパタ−ン９を形成する。この後、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８からｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６に至る直前までＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法等のドライエッチングプロセスにより行った後、続いて、選択エッチング液を用いた化学的エッチング処理を軽く行い、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６に至るまで除去して、ｎ型ＧａＡｓ基板１表面に垂直な側壁をもつ第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７と第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とからなるストライプ状のリッジ部１０を形成する。
【００１８】
（２回目成長工程）
図３に示すように、フォトレジストパターン９を除去後、ＭＯＣＶＤ法により２回目の結晶成長を行って、リッジ部１０上及びｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上に、１×１０１８ｃｍ−３のＳｉドーピングされたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓと２×１０１９ｃｍ−３のＺｎドーピングされたｐ型ＧａＡｓとを順次積層する。
【００１９】
こうして、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にあって、かつ、リッジ部１０の両側面を挟持する一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２とが順次形成される。この際、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１の厚さは、リッジ部１０よりも薄くする。
一方、リッジ部１０上には、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と同じ組成のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２と同じ組成のｐ型ＧａＡｓ上積み層１４とが順次積層される。このｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４全体で三角部１５を構成する。
【００２０】
ここで、リッジ部１０上に形成されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４とで三角部１５が形成される理由について説明する。リッジ部１０上での成長結晶では、リッジ部１０の両側面に連結して形成される結晶面として（１１１）Ｂ面が現れる。
【００２１】
（１１１）Ｂ面のエピタキシャル成長速度が（１００）面等の成長速度に比べ著しく小さいため、上記のようにひとたび（１１１）Ｂ面が発生すると、この面に対しては結晶成長がほぼ停止し、リッジ部１１上での結晶成長は（１００）面上でのみ進行する。従って、最終的には（１１１）Ｂ面からなる側壁が閉じたところでリッジ部１０上での結晶成長自体もほとんど停止する。この結果、リッジ部１０上に順次積層されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４の断面形状は、三角形となり、三角部１５が形成されるのである。三角部１５の傾斜面１５ａがリッジ部１０のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３表面となす角をθｔとするとき、θｔ≒５５°である。
【００２２】
ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４との合計の厚さ（ｔ２＋ｔ３）が、（１１１）Ｂ面からなる側壁が閉じるのに不足する場合は、断面形状は台形となる。
【００２３】
次に、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にあって、リッジ部１０の両側面に形成される一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２が矩形状に形成される理由について説明する。
リッジ部１０の両側面は、（０１−１）面であり、（１００）面に比較して成長速度が非常に遅い。即ち、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上に積層される成長量よりもリッジ部１０の両側面に積層される成長量は、少ないため、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上に垂直上方に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２が積層されることにより矩形状となるのである。
【００２４】
更に、リッジ部１０の幅をｗ、高さをｈ、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の高さをｔ１、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１の高さをｔ２、第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２の高さをｔ３とするとき、これらの間には、以下の関係を有するようにする。
ｈ≧（ｗ／２）ｔａｎ（θｔ）、ただし、θｔ≒５５°
かつ
ｈ−ｔ１＜ｔ２＋ｔ３＜ｈ
【００２５】
このようにすると、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４との両者の少なくとも一部の高さが揃うため、リッジ部１０に含まれる第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７の上部は、第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とｐ型ＧａＡｓ上積み層１４によって覆われ、かつリッジ部１０上に積層されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３は、少なくとも（１１１）Ｂ面として形成された側壁が露出することになる。
【００２６】
ここで、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７とリッジ部１０の両側面に形成された第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２との間には、成長条件によっては、リッジ部１０の両側面の（０１−１）面における成長速度が僅かに生じることによりＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓの層が介在する場合がある。しかしながら、これらＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓの層は非常に薄いため、次の工程のエッチングでは、この部分のエッチングの進行は非常に遅くなるので、現実上は問題になることはない。
【００２７】
（素子完成工程）
次に、図４に示すように、ＡｌＧａＡｓを選択的にエッチングする選択エッチング液、例えばフッ酸系エッチング液を用いて、リッジ部１０上に積層されたｐ型ＧａＡｓ上積み層１４をｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と共に除去する。
このように、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３上にＧａＡｓからなるｐ型ＧａＡｓ上積み層１４があっても、下部のＡｌＧａＡｓ層をエッチング除去することによって、上部のＧａＡｓも同時に除去されるので問題はない。
【００２８】
また、ｔ２＞（ｗ／２）ｔａｎ（θｔ）、但しθｔ≒５５゜である場合は、リッジ部１０上に積層された層は、全てｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３となるため、一層容易に除去される。
こうして、リッジ部１０の上面に第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８が露出した後は、この第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８および第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２上にパターン化されたＡｕ系のｐオ−ミック電極１６を形成する。
更に、積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板２面を研磨して全体の厚さを１００μｍ程度にした後、Ａｕ系のｎ型オ−ミック電極１７を形成する。
こうして、半導体レーザ素子１８を作製する。
【００２９】
以上のように、本発明の実施形態によれば、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にリッジ部１０を形成した後、２回目の結晶成長により、Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ、ｐ型ＧａＡｓを順次積層して、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６上にあって、リッジ部１０の両側面を挟持した一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２を形成すると共にリッジ部１０上に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層１１、１１と同一組成のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２と同一組成のｐ型ＧａＡｓ上積み層１４とを順次積層し、次に、ＡｌＧａＡｓを選択的にエッチングする選択エッチング液を用いてリッジ部１０に形成されたｐ型ＧａＡｓ上積み層１４をｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層１３と共に除去して行うので、選択成長を行う不要となり、しかも２回の結晶成長で作製できるため、半導体レーザ素子１８の生産性を向上させることができる。
【００３０】
なお、本発明の実施形態では、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層６を形成した場合について説明したが、これを用いなくてもエッチング制御ができる場合には、形成しなくても良い。この場合、（リッジ部形成工程）において、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層７の途中でエッチングを行って、リッジ部１０を形成する。
また、第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２及びこれと同じ組成のｐ型ＧａＡｓ上積み層１４は、導電型を指定しない層としても良い。
更にまた、波長が７８０ｎｍ帯のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ素子について説明したが、化合物半導体材料は所望の波長に応じて適宜選べばよい。例えば、波長が６５０ｎｍ帯のＩｎＧａＡｌＰ系の半導体レーザでも良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、選択成長が不要となり、しかも２回の結晶成長で作製できるため、半導体レーザ素子の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（１回目成長工程）を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（リッジ部形成工程）を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（２回目成長工程）を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法の（素子完成工程）を示す断面図である。
【図５】従来の半導体レ−ザ素子を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ｎ型ＧａＡｓ基板、２・・・ｎ型ＧａＡｓバッファ層、３…ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、４・・・活性層、５・・・第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、６・・・ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層、７・・・第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、８・・・第１のｐ型ＧａＡｓコンタクト層、９・・・フォトレジストパタ−ン、１０・・・リッジ部、１１・・・ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流ブロック層、１２・・・第２のｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３・・・ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層、１４・・・ｐ型ＧａＡｓ上積み層、１５・・・三角部、１５ａ・・・傾斜面、１６・・・ｐ型オーミック電極、１７・・・ｎ型オーミック電極、１８…半導体レーザ素子
Claims (2)
- １回目の結晶成長により、第１導電型ＧａＡｓ基板の（１００）面上に第１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッド層、第２の第２導電型クラッド層、第１の第２導電型コンタクト層を順次積層する工程と、
前記第１の第２導電型コンタクト層上にフォトレジストパターンを形成し、前記フォトレジストパターンに覆われた以外の前記第１の第２導電型コンタクト層から前記第２の第２導電型クラッド層の途中までエッチングしてリッジ部を形成する工程と、
前記フォトレジストパターンを除去後、２回目の結晶成長により、前記第１の第２導電型コンタクト層上に前記リッジ部を挟持し、かつ前記リッジ部の厚さよりも薄い一対の第１導電型の電流ブロック層及び前記リッジ部上に第１導電型の第１の上積み層を積層した後、引き続いて、導電型を特定しない第２の上積み層を積層し、前記一対の第１導電型の電流ブロック層上にはコンタクト層を形成し、前記リッジ部上には前記第１及び第２の上積み層の両側面に生じる（１１１）Ｂ面と前記リッジ部上面とで囲まれる三角部を形成する工程と、
前記第１の上積み層を選択的にエッチングする選択エッチング液を用いて、前記第１の上積み層と共に前記第２の上積み層を除去して、前記リッジ部の前記第１の第２導電型コンタクト層を露出させる工程と、
からなることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記リッジ部の上面の幅をｗ、その高さをｈ、前記第１の導電型コンタクト層の厚さをｔ１、前記第１の上積み層の厚さをｔ２、前記第２の上積み層の厚さをｔ３、前記リッジ部の上面と前記三角部の傾斜面とのなす角をθｔとするとき、
ｈ≧ｗ／２ｔａｎ（θｔ）、但し、θｔ≒５５°
かつ
ｈ−ｔ１＜ｔ２＋ｔ３＜ｈ
の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子の製造方法。
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