JP2005183877A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特にＺｎ拡散領域など特殊な構造の領域を内部に有する半導体レーザにおいて、ウェハ上面からストライプを見ながら位置合わせを行う劈開の方法によっても、特に問題なく劈開し得る半導体レーザおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板１上に、活性層４を含む発光層形成部９を形成する工程と、発光層形成部９の一部を除去し凸形状を形成する工程と、凸形状の幅狭部の少なくとも側部に電流狭窄層５を埋め込む工程と、電流狭窄層５のうち、共振器端面を形成しようとする領域（以下Ａ領域という）とそれ以外の領域（以下Ｂ領域という）との膜厚を相違させる工程と、Ａ領域に沿って劈開する工程とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＤ、ＤＶＤドライブなどの光ディスク機器および光通信などに用いる半導体レーザ及びその製造方法に関する。特に、半導体レーザ内部に特殊な領域の構造を有する半導体レーザにおいて、簡易なプロセスで高出力特性を得ることを目的とする。

近年の光ディスク高密度化のため、光源として用いられる半導体レーザには高出力化が求められている。そして、半導体レーザの高出力化の手法としては、共振器端面に、活性層のバンドギャップよりも大きいバンドギャップを有するＺｎ拡散領域などを形成することで、端面部近傍の温度上昇を抑え、ＣＯＤ破壊（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｄａｍａｇｅ）を抑える構造などが開発されている（特許文献１参照）。

図４に従来の高出力半導体レーザの斜視図が示されるように、ＧａＡｓ基板５１上に、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５２ａ、ＩｎＧａＡｌＰ障壁層とＩｎＧａＰ井戸層とからなる多重量子井戸活性層５３、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層５４ａ、ｐ−ＩｎＧａＰエッチングストップ層５４ｂ、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層５４ｃおよびｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５４ｄとからなる凸形状の発光層形成部５９が形成されている。そして、凸形状の幅狭部の側面にはｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層５５が形成され、ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５４ｄおよびＧａＡｓ電流狭窄層５５上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層５１１が形成されている。さらに、共振器端面には活性層５３にまで達する斜線で示されるＺｎ拡散領域５７が形成されており、またｐ−ＧａＡｓコンタクト層５１１上、およびＧａＡｓ基板５１裏面側には、それぞれ図示しないｐ電極およびｎ電極が形成されている（特許文献１参照）。

この高出力半導体レーザを製造するには、まず、図５（ａ）に示されるようにＧａＡｓ基板５１上に、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層５２ａ、ＩｎＧａＡｌＰ障壁層（図示しない）とＩｎＧａＰ井戸層（図示しない）とからなる多重量子井戸活性層５３、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第１クラッド層５４ａ、ｐ−ＩｎＧａＰエッチングストップ層５４ｂ、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層５４ｃおよびｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５４ｄを順次成長し発光層形成部５９を形成する。次に、発光層形成部５９上の共振器端面を形成しようとする領域に図示しないＺｎＯなどを形成し、アニールすることなどにより、ＺｎＯ中のＺｎを活性層５３にまで拡散させ、活性層５３が無秩序化されたＺｎ拡散領域５７を形成する。その後、発光層形成部上にＳｉＯ₂からなる帯状の絶縁膜５８を形成し、図５（ｂ）に示されるように、ＳｉＯ₂絶縁膜５８に覆われていないｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５４およびｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層５４ｃをｐ−ＩｎＧａＰエッチングストップ層５４ｂに達するまでエッチングすることにより除去し、発光層形成部５９を凸形状とする。そして、図５（ｃ）に示されるようにＳｉＯ₂絶縁膜５８をマスクとして、ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層５４ｄおよびｐ−ＩｎＧａＡｌＰ第２クラッド層５４ｃが除去された領域（凸形状幅狭部）にｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層５５を選択的に埋め込む。埋め込み終了後ＳｉＯ₂を除去し、図５（ｄ）に示されるように全面にｐ−ＧａＡｓコンタクト層５１１を形成し、このように形成されたウェハに図示しない電極などを形成し、Ｚｎ拡散領域５７内のストライプ方向と垂直方向に沿って劈開し、共振器端面を形成することにより高出力半導体レーザが得られる。なお、実際の製造工程では複数の半導体レーザ素子が同時に作製されるが、説明上本明細書中では、一つの半導体レーザおよびその製法について説明する。
特開平２００１−２１０９０７号公報（図１６）

上述のようにＺｎ拡散領域など特殊な構造を半導体レーザ内部に形成する。この特殊な構造を有する半導体レーザにおいては特に、共振器端面を形成する場合、その特殊な構造の領域が共振器端面に設けられるようにして劈開する必要がある。一般に劈開する場合、ウェハ上面（結晶成長方向で結晶成長面側）からストライプを見ながら位置合わせを行い、ストライプ方向と垂直方向に共振器端面を形成することになる。しかしながら、上記特殊な構造の領域がどこに位置しているかをウェハ上面から見ても判別できないことが多い。また、ウェハの一部に劈開位置合わせ用のアライメントマークを設けていたとしても、劈開前に電極が形成されると、そのアライメントマークは非常に見えずらくなり、結局ウェハ上面から見ても判別できないことが多い。したがって、特殊な構造の領域において、ストライプ方向と垂直方向に沿って劈開し、共振器端面を形成しようとしても、現状のウェハ上面からストライプを見ながら位置合わせを行う劈開の方法では、特殊な構造の領域を視認することができず、うまく位置合わせすることができないという問題がある。また、劈開位置と特殊な構造の領域の位置がずれてしまえば、特殊な構造の領域の効果を十分に発揮できず所望の高出力特性が得られないという問題もある。

本発明はこのような問題を解決し、特にＺｎ拡散領域など特殊な構造の領域を内部に有する半導体レーザにおいて、ウェハ上面からストライプを見ながら位置合わせを行う劈開の方法によっても、特に問題なく劈開し得る半導体レーザおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の半導体レーザの製造方法は、基板上に化合物半導体からなり、活性層を含む発光層形成部を形成する工程と、前記発光層形成部の一部を除去し凸形状を形成する工程と、前記凸形状の幅狭部の少なくとも側部に電流狭窄層を埋め込む工程と、前記電流狭窄層のうち、共振器端面を形成しようとする領域とそれ以外の領域との膜厚を相違させる工程と、前記共振器端面を形成しようとする領域に沿って劈開する工程とを含むことを特徴とする特殊な構造の領域を内部に有する半導体レーザの製造方法である。

ここで、特殊な構造の領域を内部に有する半導体レーザとは、発光層形成部の構造が共振器端面と内部とで異なる構造を有する半導体レーザであって、具体的には共振器端面方向から見た半導体レーザの断面構造がストライプ方向に沿って層構造、不純物拡散、ストライプ幅などの点で一様ではない構造を有する半導体レーザをいう。

さらに、前記凸形状を形成する工程が、少なくとも発光層形成部上にパターニングされた第１絶縁膜をマスクとして発光層形成部の一部を除去する工程を有し、前記膜厚を相違させる工程が、少なくとも前記電流狭窄層上にパターニングされた第２絶縁膜を形成する工程と、前記第２絶縁膜をマスクとして該第１絶縁膜および前記電流狭窄層を連続して除去する工程と、前記第２絶縁膜を除去する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の半導体レーザは、基板と、該基板上に化合物半導体からなり、活性層を含む発光層形成部と、前記活性層で発生した光を出射する共振器端面とを少なくとも有する半導体レーザであって、前記発光層形成部の共振器端面方向から見た断面形状が凸形状からなり、該凸形状の幅狭部の側部に電流狭窄層が少なくとも設けられ、該電流狭窄層の膜厚が前記共振器端面と前記共振器端面以外の領域とで相違することを特徴とする。

本発明の製造方法によれば、特にＺｎ拡散領域など特殊な構造の領域を内部に有する半導体レーザにおいて、電流狭窄層のうち、共振器端面を形成しようとする領域とそれ以外の領域との膜厚を相違させるような工程を含んでいるため、共振器端面を形成しようとしている領域とそれ以外の領域との間で電流狭窄層に段差が設けられる。そのため劈開する際、共振器端面を形成しようとしている領域と他の領域とをウェハ上面から見て区別することができる。そして、共振器端面を形成しようとする領域において、ストライプ方向と垂直方向に沿って劈開することが可能となり、共振器端面を形成しようとする領域に確実に共振器端面が形成できる。したがって、特殊な構造の領域を所望の位置に設けることができ、所望の高出力特性が得られる半導体レーザが得られる。さらに、前記膜厚を相違させる工程で、発光層形成部の凸形状作製用マスクである第１絶縁層の除去と、劈開視認用に用いられる電流狭窄層段差部の形成とを連続して行う工程を含むことにより、工程が複雑化することなく共振器端面に確実に第１絶縁膜が形成された高出力特性を有する半導体レーザが得られる。

また、本発明による半導体レーザでは、本発明の半導体レーザの製造方法により形成された半導体レーザを表すものであり、共振器端面とそれ以外の領域との間で電流狭窄層に段差が設けられている。したがって、所望の位置で劈開し得るため、特殊な構造の領域を所望の位置に確実に設けられた半導体レーザが得られる。

以下、本発明の半導体レーザの製造方法について説明する。たとえば、本発明の半導体レーザの製造方法は、図１（ａ）乃至（ｅ）に示されるように、たとえば、半導体基板１上に、活性層４を含む発光層形成部９を形成する工程と、発光層形成部９の一部を除去し凸形状を形成する工程と、前記凸形状の幅狭部の少なくとも側部に電流狭窄層６を埋め込む工程と、前記電流狭窄層６のうち、共振器端面を形成しようとする領域（以下Ａ領域という）とそれ以外の領域（以下Ｂ領域という）との膜厚を相違させる工程と、前記Ａ領域に沿って劈開する工程とを含んでおり、内部に特殊な構造の領域を有している半導体レーザの製造方法である。

まず、基板１上に、活性層３を含む発光層形成部９を形成する。たとえば、図１（ａ）に示されるように、ＧａＡｓ基板１上に、ｎクラッド層２ａ、多重量子井戸構造からなる活性層３、第１ｐクラッド層４ａ、エッチングストップ層４ｂ、第２ｐクラッド層４ｃおよび中間バンドギャップ層４ｄを順次成長し発光層形成部９を形成する。

基板１は、図１（ａ）に示される例では、ＩｎＧａＡｌＰ系の材料からなる発光層形成部９を有するため、この系と格子整合するＧａＡｓ基板を用いているが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、ＧａＮ系、すなわち紫外、青色、緑色の発光をするような半導体レーザの場合には、サファイアやＳｉＣなども用いられるし、通信用に用いられるＩｎＰ系材料からなる通信用の半導体レーザの場合にはＩｎＰなどが用いられる。また、ＡｌＧａＡｓ系材料からなる場合には、ＧａＡｓ基板とほぼ格子整合するため、一般的にＧａＡｓ基板が使われる。また、上記基板の他にＧａＰ、Ｓｉ基板などであってもよい。ここで、ＩｎＧａＡｌＰ系材料とは、Ｉｎ_y（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_1-yＰで表わされる材料（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を、ＡｌＧａＡｓ系材料とは、Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓで表される材料（０≦ｚ≦１）を、ＧａＮ系材料とは、Ｉｎ_u（Ｇａ_1-vＡｌ_v）_1-uＮで表される材料（０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１）を、ＩｎＰ系材料とは、Ｉｎ_sＧａ_1-sＡｓ_tＰ_1-t（０≦ｓ≦１、０≦ｔ≦１）で表される材料をそれぞれ意味している。

発光層形成部９は、少なくとも活性層４を含んでいればよく、上述のようにクラッド層、エッチングストップ層、中間バンドギャップ層が含まれていてもよいし、その他の層が介在していてもよい。また、活性層３は、Ｚｎ拡散などにより共振器端面を無秩序化するような構造の場合には、量子井戸構造でないと無秩序化しないため量子井戸構造であることが好ましいが、バルク構造であってもよい。また、量子井戸構造は単一量子井戸構造でも多重量子井戸構造であってもよい。

より具体的には、基板１上に、１００００〜３００００Å程度、好ましくは、２５０００Å程度のｎ−Ｉｎ_0.5（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_0.5Ｐクラッド層２ａ（０.３≦ｘ≦０.９、好ましくはｘ＝０.７）、図示しない３０〜９０Å程度、好ましくは、６０Å程度のＩｎ_y（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_1-yＰ圧縮歪み井戸層（０≦ｘ≦０.１、０≦ｙ≦０.５、好ましくはｘ＝０、y＝０.５３）とアンドープの図示しない３０〜９０Å程度、好ましくは、４０Å程度Ｉｎ_0.5（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_0.5Ｐ障壁層（０.１≦ｘ≦０.５、好ましくはｘ＝０.５）との多重量子井戸構造からなる活性層３、１０００〜４０００Å、好ましくは２５００Å程度のｐ−Ｉｎ_0.5（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_0.5Ｐ第１クラッド層４ａ（０.３≦ｘ≦０.９、好ましくはｘ＝０.７）５０〜２００Å、好ましくは、１００Å程度のｐ−Ｉｎ_y（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_1-yＰエッチングストップ層４ｂ（０≦ｘ≦０.５、０≦ｙ≦０.５、好ましくはｘ＝０、ｙ＝０.３５）、５０００〜１５０００Å、好ましくは、１２０００Å程度のｐ−Ｉｎ_0.5（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_0.5Ｐ第２クラッド層４ｃ（０.３≦ｘ≦０.９、好ましくはｘ＝０.７）、１００〜５００Å、好ましくは３００Å程度のｐ−Ｉｎ_y（Ｇａ_1-xＡｌ_x）_1-yＰ中間バンドギャップ層４ｄ（０≦ｘ≦０.５、０≦ｙ≦０.５、好ましくはｘ＝０、ｙ＝０.５）からなる発光層形成部９を形成している。

つぎに、半導体レーザの内部に特殊な構造であるＺｎ拡散領域７ａを形成する。本発明は、特殊な構造を内部に有する半導体レーザに適用するものであるが、内部に特殊な領域を形成するのは、後述するＡ領域とＢ領域の電流狭窄層に段差を設ける工程を行う前であればいつ行ってもよい。ここで、特殊な構造を内部に有する半導体レーザとは、共振器端面方向から見た半導体レーザの断面構造がストライプ方向に沿って層構造、不純物拡散、ストライプ幅などの点で一様ではない構造を有する半導体レーザをいう。たとえば共振器端面と内部で層構造が相違する半導体レーザ、内部の一部の層構造が相違する半導体レーザはもちろんのこと、ストライプ方向でストライプ幅（リッジ幅狭部の幅）が異なるいわゆるテーパーストライプ構造も含まれる。図１（ａ）に示される例では、たとえば、発光層形成部９を積層後、Ａ領域にＺｎ拡散領域７ａを形成して、活性層３を無秩序化することにより、特殊な構造の領域を形成している。

Ｚｎ拡散領域７ａでは、活性層の量子井戸構造がＺｎにより無秩序化され、バンドギャップが大きくなっている。したがって、このような構造をＡ領域に形成し、その領域において、ストライプに垂直方向に沿って劈開すれば、共振器端面にＺｎ拡散領域７ａが形成されることになる。そうすると共振器端面では、内部からの光を吸収することがなくなり温度上昇は極力抑えられ、ＣＯＤ破壊を防止することができる。

より具体的には、発光層形成部９上のＡ領域に図示しないＺｎＯ層などのＺｎ拡散源を５００Å程度スパッタに法より形成し、４００〜６００℃で６０〜２４０分程度アニールすることなどにより、Ｚｎ拡散源中のＺｎを活性層にまで到達させる。その後、無秩序化された領域７ａが形成された後はＺｎＯなどをフッ酸などで除去する。

つぎに、発光層形成部９の一部を除去し、共振器端面方向から見た断面形状が凸形状（以下、同じ）になるようにエッチングをする。たとえば図１（ｂ）に示されるように、エッチングストップ層４ｂに達するまで中間バンドギャップ層４ｄおよび第２ｐクラッド層４ｃをウェットエッチングにより一部除去し、凸形状を形成する。また、発光層形成部９上にパターニングされた第１絶縁層８を形成し、第１絶縁層８をマスクとして発光層形成部９の一部を除去し凸形状を形成するほうが、後述のように共振器端面に第１絶縁膜８を設け電流狭窄効果を持たせる半導体レーザを作製する際にプロセスを簡易に進められる点で好ましい。

また、凸形状の形成は、エッチングストップ層４ｂや活性層３に達するまで除去して形成してもよいし、ｎクラッド層２ａに達するまで除去して形成してもよい。さらに除去する方法は、ウェットエッチング以外にドライエッチングでもよい。なお、第１絶縁膜８は、ＳｉＯ₂やＳｉ₃Ｎ₄など選択成長に適した絶縁体膜からなり、成膜の条件、膜厚などは適宜調整される。

より具体的には、まずｐ−Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐ中間バンドギャップ層４ｄ上に２０００Å程度のＳｉＯ₂からなる第１絶縁膜８を全面に形成する。その後、フォトリソ工程などを経ることにより第１絶縁膜８を一部パターニングして、帯状のパターニングされた形状とする。そして、パターニングされた第１絶縁膜８をマスクとして、ｐ−Ｉｎ_0.35Ｇａ_0.65Ｐエッチングストップ層４ｂに達するまでｐ−Ｉｎ_0.5Ｇａ_0.5Ｐ中間バンドギャップ層４ｄおよびｐ−Ｉｎ_0.5（Ｇａ_0.3Ａｌ_0.7）_0.5Ｐ第２クラッド層４ｃとを塩酸系のエッチング液などを用いてエッチングにより除去し発光層形成部９を凸形状とする。

つぎに、凸形状の幅狭部の少なくとも側部に電流狭窄層５を埋め込む。たとえば、図１（ｃ）に示されるように、ｎ−Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ第１層５ａとｎ−ＧａＡｓ第２層５ｂを順次選択成長して、凸形状の幅狭部の側部に電流狭窄層５を埋め込む。電流狭窄層７の埋め込みは、たとえば、第１絶縁膜８を利用した選択成長などにより行う。選択成長とは、マスクとなる第１絶縁膜８上に電流狭窄層５を形成させることなく、凸形状の幅狭部の側部にのみ選択的に電流狭窄層５を埋め込む手法であり、成長条件、たとえば成長温度、圧力などを通常の成長条件と変えることで達成される。

電流狭窄層５は、図１（ｃ）に示される例では２層であるが、この層は単層でもよいし２層以上の多層構造であってもよい。なお、多層構造からなる場合には、いずれか１層が電流ブロックできる機能を発揮し得る層であればよい。また、電流狭窄層５の厚さなどは、電流をブロックできる機能を発揮し得る程度にあればよい。他方、電流狭窄層５の厚さは、凸部の高さの１.５倍を超えると後述する選択成長を阻害しはじめるので、それ以下であることが好ましい。また、電流狭窄層５は、活性層３の光を吸収する材料であっても吸収しない材料であってもよく、特に活性層３の光を吸収しない材料を用いると低閾値電流で発振するため好ましい。

より具体的には、２０００〜１５０００Å程度、好ましくは、３０００Å程度のｎ−Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ第１層５ａ、２０００〜１５０００Å程度、好ましくは、２０００Å程度のｎ−ＧａＡｓ第２層５ｂを、ＳｉＯ₂をマスクとして、６００℃程度の低温成長により、凸形状の幅狭部の側部にのみ選択的に埋め込む。

つぎに、図１（ｄ）に示されるように、電流狭窄層５のうち、Ａ領域とＢ領域との膜厚を相違させる工程を行う。相違させる方法としては、ウェットエッチングやドライエッチングなどを用いて、いずれか一方の領域だけの電流狭窄層５をエッチングすることで膜厚を相違させることが考えられる。これにより、Ｂ領域の電流狭窄層５の膜厚を、Ａ領域の膜厚よりも小さくする。また、逆に、Ａ領域の電流狭窄層を一部除去して、Ａ領域の電流狭窄層５の膜厚を、Ｂ領域の膜厚よりも小さくすることも可能である。

電流狭窄層５の一部を除去しＡ領域とＢ領域との膜厚を相違させる場合、除去する電流狭窄層の量は、少なくとも２０００Å程度あれば、ウェハ表面から見て除去されている領域と除去されていない領域とを視認することができる。他方、除去後残存させる電流狭窄層５の膜厚は電流ブロック効果を妨げない程度が下限値となり、具体的には２０００Å程度残っていれば問題ない。また、図１（ｄ）に示される例では、電流狭窄層５の表面側の層であるｎ−ＧａＡｓ第２層５ｂがＢ領域で全部除去されているがｎ−ＧａＡｓ第２層５ｂがｎ−Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ第１層５ａに到達しない程度に一部除去してもよいし、ｎ−Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ第１層５ａの一部まで除去しても本発明の範囲内である。また、電流狭窄層５が材料の異なる２層からなる場合には、表面側の第１層をエッチングし、第２層をエッチングしないエッチング液を用いるほうが第１層と第２層の界面で確実にエッチングを停止できる点で好ましい。

つぎに、図１（ｅ）に示されるように、段差を形成した後、電極とオーミックコンタクトをとる２０００〜２００００Å、好ましくは、１００００Å程度のｐコンタクト層１１が中間バンドギャップ層４ｄ上に成長している。その後、たとえばｐコンタクト層６上、および基板１の裏面側に図示しないＡｕ-Ｇｅ／Ｎｉ電極、Ｔｉ／Ａｕ電極などが従来の手法により形成されている。なお、図示されていないが、後述する図２（ｄ）に示されるように、Ａ領域のみに第１絶縁層８を残存させておき、電流非注入領域を形成することが好ましい。

最後に、共器器端面を形成しようとする領域、すなわちＡ領域に沿って共振器端面を形成する。共振器端面の形成は、一般的な手法である劈開面を利用して行う。このとき、電流狭窄層５の厚さの相違によりＡ領域とＢ領域をウェハ上面から見て劈開しようとするとその領域間の違いを視認することができる。すなわち段差が生じているため、ウェハ上面から見るとＡ領域とＢ領域との境界が明確に視認することができる。したがって、Ａ領域でストライプの垂直方向に、たとえばダイヤモンドによるポイントスクライブやレーザスクライブなどを行うことによって、共振器端面を形成する。その後、共振器端面に保護膜、反射率調整膜などをスパッタなどにより適宜形成し、半導体レーザが得られる。

このように本発明の半導体レーザの製造方法によれば、上面側（基板の結晶成長面側）から見た場合に素子の面積の大部分、すなわち凸形状の発光層形成部の幅狭部以外の領域が電流狭窄層５に占められている。そして、このように上面側から見た素子の面積大部分を占める電流狭窄層の一部が除去されて段差が形成されている。そのため、Ａ領域とＢ領域とを上面側から見ると、Ａ領域とＢ領域との境界を明確に視認することができ、Ａ領域とＢ領域とをウェハ上面から見て区別することができる。したがって、共振器端面でストライプ方向に垂直方向に沿って劈開することが可能となり、Ａ領域に確実に共振器端面を形成できる。

上述のように本発明の製造方法は、内部に特殊な構造を有する半導体レーザとして、Ｚｎ拡散領域を有する半導体レーザを用いて説明したが、これ以外の内部に特殊な構造を有する半導体レーザについても適用することができる。

次に、さらに好ましい実施の形態を図２（ａ）乃至（ｅ）を用いて説明する。

さらに好ましい実施の形態としては、図１（ｃ）に示されるような第１絶縁膜８をマスクとして電流狭窄層５を埋め込む工程を行った後、電流狭窄層５上にパターニングされた第２絶縁膜１２をＡ領域に形成し、第２絶縁膜１２をマスクとして第１絶縁膜８および電流狭窄層５を連続して除去し、最後に第２絶縁膜１２を除去する半導体レーザの製造方法である。

先に説明した図１（ｃ）に示されるような電流狭窄層５が埋め込まれた状態で、まず図２（ａ）に示されるように少なくとも電流狭窄層５上にパターニングされた第２絶縁層１２を形成する。

この第２絶縁層１２が形成される位置は、共振器端面を形成しようとする領域、すなわちＡ領域である。たとえばＡ領域に、Ｚｎ拡散領域７ａを形成しているなど特殊な構造の領域が形成されている場合には、その領域に略一致するように形成する。なお、第２絶縁膜１２としては、レジストなどが考えられる。このときの位置合わせとしては、たとえばＺｎ拡散領域７ａを形成する際にウェハの隅部にアライメントマークを形成しておき、そのアライメントマークに合わせるように第２絶縁膜１２のパターニング形成用マスクをアライメントとすることによって、Ｚｎ拡散領域７ａと第２絶縁膜１２の位置を略一致させることができる。この段階では、まだ表面に電極を形成していないためＺｎ拡散領域形成時に設けたアライメントマークを明確に視認することができ、マスクの重ね合わせをすることができる。具体的には、電流狭窄層であるｎ−ＧａＡｓ第２層５ｂ上の、Ｚｎ拡散領域７ａが形成されているA領域に略一致するようにレジスト膜１２をパターニングして形成する。

次に、図２（ｂ）に示されるように、前記第２絶縁膜１２をマスクとして、マスクで覆われている以外の部分、すなわち凸形状幅狭部の頂部上に設けられているＢ領域の第１絶縁膜８を除去する。そして、図２（ｃ）に示されるように、第１絶縁膜８の除去終了後連続して、Ｂ領域の電流狭窄層５をエッチングし一部除去する。

第１絶縁膜８を除去するのに用いるエッチング液は、第２絶縁膜１２および第１絶縁膜８の下部に存在する層に対してエッチング耐性を有するものであればよく、たとえばフッ酸などが考えられる。電流狭窄層５を除去するのに用いるエッチング液は、第２絶縁膜１２、および凸部の幅狭部を形成する材料に対してエッチング耐性を有するものであればよく、硫酸系のエッチング液などが考えられる。具体的には、レジスト膜１２をマスクとして、B領域のＳｉＯ₂第１絶縁膜８をフッ酸で除去し（図２（ｂ））、連続して、ｎ−Ｉｎ_0.5Ａｌ_0.5Ｐ第１層５ａとの界面が露出するまでＢ領域のｎ−ＧａＡｓ第２層５ｂを硫酸系のエッチング液で除去する（図２（ｃ））。

そして、図２（ｄ）に示されるように、Ａ領域の第２絶縁膜１２を除去する。第２絶縁膜１２の除去は従来から行われている手法で行えばよい。このように第２絶縁膜１２が除去されると、第１絶縁膜８がＡ領域に残る。また、同時にＡ領域の電流狭窄層５の第２層５ｂも残るため、Ａ領域とＢ領域の間で、電流狭窄層の膜厚が相違することになる。最後に、図２（ｅ）に示されるようにコンタクト層１１を成長する。具体的には、レジスト膜１２をアルカリ系のエッチング液により除去し、第１絶縁膜８をＡ領域に露出させた後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１を成長する。それ以降に関しては既に説明した方法により半導体レーザを作製する。

このような製法を用いると、Ａ領域には、第１絶縁膜８が残ることになるとともに、Ｂ領域の電流狭窄層５の一部は除去されることになる。そして第１絶縁膜８は電流をブロックする働きを有するため、Ａ領域に共振器端面を形成すれば共振器端面に電流が流れない構造を形成することができる。他方、Ａ領域とＢ領域とで電流狭窄層５の膜厚が相違しているため、Ａ領域とＢ領域をウェハ上面から見て劈開しようとするとその領域間の違いを視認することができ、確実に第１絶縁膜８が存在するＡ領域で劈開することができる。したがって、共振器端面に電流ブロックの働きをする第１絶縁膜８を有し、ＣＯＤ破壊レベルを向上させた半導体レーザを簡易なプロセスで製造することができることになる。

次に、本発明の半導体レーザの好ましい実施の形態を図３（ａ）乃至（ｃ）を用いて説明する。

本発明の半導体レーザは、たとえば図３（ａ）乃至（ｃ）に示されるように、基板１と、基板１上にＩｎＧａＡｌＰ系の化合物半導体からなり、活性層３を含み、凸形状の発光層形成部９と、活性層３で発生した光を出射する共振器端面と、内部に特殊な領域７を少なくとも有し、凸形状の幅狭部の側部に電流狭窄層５が設けられており、電流狭窄層５の膜厚が共振器端面近傍と共振器端面近傍以外の領域とで相違している。なお、既に説明した各構成に関しては前述と同様であり説明を省略する。

ここで、内部に特殊な領域７を有するとは、共振器端面方向から見た半導体レーザの断面構造がストライプ方向に沿って層構造、不純物拡散、ストライプ幅などの点で一様ではない構造を有することをいう。たとえば図３（ａ）乃至（ｃ）に示される共振器端面と内部とで層構造が相違する半導体レーザはもちろんのこと、ストライプ方向でストライプ幅（リッジ幅狭部の幅）が異なるいわゆるテーパーストライプ構造を有する半導体レーザも含まれる。

図３（ａ）に示される例では、共振器端面にＺｎ拡散領域７ａのような特殊な構造の領域７が設けられているが、それ以外にも、図３（ｂ）に示されるように、共振器端面に電流狭窄層５による電流狭窄領域７ｂを有するような構造のものであっても適用できるし、図３（ｃ）に示されるように共振器端面にＺｎ拡散領域と第１絶縁膜８などによる電流狭窄領域の両方からなる領域７ｃを有するような構造にも適用できる。図３（ａ）乃至（ｃ）では、共振器端面にＺｎ拡散領域や電流狭窄領域などの特殊な構造の領域７を有しているため、共振器端面で電流非注入構造となっていたり、共振器端面での活性層のバンドギャップが大きい構造になっていたり、共振器端面で吸収を起こさないような構造となっている。

本発明による半導体レーザでは、共振器端面とそれ以外の領域との間で電流狭窄層に段差が設けられている。そのため劈開する際、共振器端面を形成しようとしている領域（Ａ領域）と他の領域（Ｂ領域）とをウェハ上面から見て、区別することができる。そして、共振器端面を形成しようとする領域（Ａ領域）に沿って劈開することが可能となり、共振器端面を形成しようとする領域（Ａ領域）に確実に共振器端面が形成できる。よって、共振器端面に特殊な構造を有する領域が設けられた機能を破壊することのない半導体レーザが得られる。さらに図３（ｃ）に示される半導体レーザは、本発明による半導体レーザの製造方法のうちで特に好ましい実施の形態で作られたものであり、共振器端面に電流ブロックの働きをし、位置ずれを生じていない第１絶縁膜８を有し、ＣＯＤ破壊レベルを向上させた簡易なプロセスで製造される半導体レーザである。

本発明の実施形態に係る半導体レーザの製法を説明する斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る半導体レーザの製法を説明する斜視図である。 本発明の実施形態に係る半導体レーザの斜視図である。 従来の半導体レーザを説明する斜視図である。 従来の半導体レーザの製法を説明する斜視図である。

符号の説明

１ 基板
３ 活性層
５ 電流狭窄層
９ 発光層形成部

Claims (3)

1. 基板上に化合物半導体からなり、活性層を含む発光層形成部を形成する工程と、前記発光層形成部の一部を除去し凸形状を形成する工程と、前記凸形状の幅狭部の少なくとも側部に電流狭窄層を埋め込む工程と、前記電流狭窄層のうち、共振器端面を形成しようとする領域とそれ以外の領域との膜厚を相違させる工程と、前記共振器端面を形成しようとする領域に沿って劈開する工程とを含む特殊な構造の領域を内部に有する半導体レーザの製造方法。
2. 前記凸形状を形成する工程が、少なくとも発光層形成部上にパターニングされた第１絶縁層をマスクとして発光層形成部の一部を除去する工程を有し、前記膜厚を相違させる工程が、少なくとも前記電流狭窄層上にパターニングされた第２絶縁層を形成する工程と、前記第２絶縁層をマスクとして該第１絶縁層および前記電流狭窄層を連続して除去する工程と、前記第２絶縁層を除去する工程とを含む請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
3. 基板と、該基板上に化合物半導体からなり、活性層を含む発光層形成部と、前記活性層で発生した光を出射する共振器端面に内部領域と異なる構造を少なくとも有する半導体レーザであって、
   前記発光層形成部の共振器端面方向から見た断面形状が凸形状からなり、該凸形状の幅狭部の側部に電流狭窄層が少なくとも設けられ、該電流狭窄層の膜厚が前記共振器端面と前記共振器端面以外の領域とで相違する半導体レーザ。
   

Images