JP2006303211A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザ特性がばらつくことなく、ＣＯＤを発生させない、高出力の半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】 共振器面Ａ，Ｂ近傍部において、エッチングストップ層が十分なエッチング耐性を有する条件で、エッチングストップ層６側から基板１に向かって第１導電型クラッド層３の途中までの領域に、不純物を選択的に拡散する第１アニール工程と、エッチングストップ層６の表面にリッジ１１をエッチングにより形成する工程と、この拡散された不純物をさらに拡散させて不純物拡散領域の活性層４を十分に無秩序化させる第２アニール工程とを有する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、光ディスクドライブにおける高出力動作の用途等に用いられる半導体レーザ素子の製造方法に関する。

半導体レーザ素子は、光通信をはじめ、映像、音楽、その他のデジタル情報の記録再生に利用されており、特に、光ディスクドライブの書き込み光源として、例えば３０ｍＷ以上の高出力の半導体レーザ素子が使用されている。
ところが、高出力の半導体レーザ素子において、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）と呼ばれる光学損傷が問題となっており、信頼性の低下をもたらしている。
このＣＯＤは、レーザ光を発生する活性層の共振器面近傍部が、素子内部で発生したレーザ光に対して吸収領域になっていることにより発生する。
素子製造工程において、通常、大気中で劈開することによって、その劈開面が共振器面として得られる。このとき、劈開を大気中で行うため、大気中の酸素と反応して、共振器面には自然酸化層が形成されてしまう。
この自然酸化層のバンドギャップは素子内部の活性層のバンドギャップより小さいために吸収領域となり温度上昇を伴うため、この温度上昇により共振器面近傍のバンドギャップがさらに狭くなり、レーザ光の吸収がますます起こりやすくなる。その結果、上述の現象を繰り返し、ついには共振器面が溶融して半導体レーザ素子が破壊される。

このＣＯＤを発生させない方法として、半導体レーザ素子における活性層の共振器面近傍部を無秩序化することによって、活性層の共振器面近傍部のバンドギャップを、共振器面近傍部より内部の活性層よりも大きくするという方法がある。この方法により、共振器面近傍部のレーザ光の吸収が少ない窓構造を有した半導体レーザ素子が開発された。
このような窓構造を有する半導体レーザ素子の例が、特許文献１に記載されている。

まず、従来例である特許文献１に記載された半導体レーザ素子１００の製造方法について、図７〜９を用いて説明する。図７〜９は、特許文献１の半導体レーザ素子１００の製造方法を説明するための斜視図である。
ところで、後述する所定の工程を経たｎ型基板１０１は、複数の半導体レーザ素子１００がマトリクス状に形成されており、このｎ型基板１０１を所定の間隔で劈開及び分断することによって、単体の半導体レーザ素子１００を得ることができるが、図７〜９では、説明をわかりやすくするために、工程の始めから、単体の半導体レーザ素子１００の構造を示すこととした。

図７に示すように、ＧａＡｓからなるｎ型基板１０１上に、ＧａＡｓからなるｎ型バッファ層１０２，ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層１０３，活性層１０４，ＡｌＧａＡｓからなる第１のｐ型クラッド層１０５，ＧａＩｎＰからなるｐ型エッチングストップ層１０６，ＡｌＧａＡｓからなり５Ｅ１８／ｃｍ³以上のＺｎ（亜鉛）濃度を有する第２のｐ型クラッド層１０７，及びＧａＩｎＰからなるｐ型キャップ層１０８を順次積層する。
次に、キャップ層１０８の表面において、共振器面Ａａ，Ｂａとなる部分に相当する領域に、不純物としてＺｎを含むＧａＡｓからなる拡散源層１０９を、平行なストライプ状に形成する。この拡散源層１０９から、ｎ型基板１０１に向かって、活性層１０４を通過して、ｎ型クラッド層１０３の途中の領域まで、拡散源層１０９中のＺｎをアニールにより選択的に拡散させる。
ここで、共振器面Ａａとは図７における手前の全面を示し、共振器面Ｂａとは共振器面Ａａに対して反対側の全面を示し、共振器面Ａａと共振器面Ｂａとは互いに平行である。
なお、図７では、Ｚｎを拡散させた領域Ｚｅ，Ｚｆをわかりやすくするために、網掛け範囲で表した。

その後、図８に示すように、拡散源層１０９を除去した後、フォトリソ法を用いて、第２のｐ型クラッド層１０７及びキャップ層１０８を選択的にエッチングして、共振器面Ａａ，Ｂａに対して直交方向に延在するリッジ１１０を、所定の間隔を有する平行なストライプ状に形成する。

さらに、図９に示すように、エッチングストップ層１０６及びリッジ１１０上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型ブロック層１１１，ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層１１２，及びｐ型電極１１３を順次積層形成し、積層方向とは逆方向側のｎ型基板１０１面に、ｎ型電極１１４を形成する。

次に、劈開面が共振器面Ａａ，Ｂａになるように、上述の工程を経たｎ型基板１０１を、上述のＺｎ拡散領域を延在する方向に二分する面に沿って劈開することによって、バー（図示せず）を得る。
このバーを、ストライプ状に形成したリッジ１１０間の中心線を通り上述の工程を経たｎ型基板１０１の表面に対して直交する面で分断することによって、特許文献１に記載された半導体レーザ素子１００を得る。

この半導体レーザ素子１００は、ｐ型電極１１３側からｎ型電極１１４側に向かって順方向電流を注入し、この電流が発振しきい値以上になったとき、リッジ１１０の下部に対応した活性層１０４部からレーザ発振させて、レーザ光を活性層１０４の共振器面Ａａ，Ｂａの一方の面Ａａから出射させるものである。

特許文献１の発明の特徴は、第２のｐ型クラッド層１０７のＺｎ濃度を５Ｅ１８／ｃｍ³以上の高濃度にし、かつ、一度の拡散で、共振器面Ａａ，Ｂａ近傍のＺｎ拡散領域Ｚｅ，Ｚｆの活性層１０４を無秩序化させることである。

しかしながら、上述した特許文献１に記載された半導体レーザ素子１００の製造方法は、以下に示す課題がある。

一度のＺｎ拡散で、活性層１０４の共振器面Ａａ，Ｂａ近傍部を十分に無秩序化させるために、アニール温度を上げたり、アニール時間を長くしたりして、Ｚｎ拡散条件を厳しくすると、エッチングストップ層１０６にもＺｎがより拡散されるため、リッジ１１０を形成するときに、エッチングストップ層のエッチング耐性が失われてしまう。
即ち、リッジ１１０を形成するときのエッチングにエッチングストップ層１０６が耐えられず、このエッチングによって、エッチングストップ層１０６と第１のｐ型クラッド層１０５の一部とが除去されるため、作製した半導体レーザ素子１００は、レーザ特性がばらつくといった問題が発生する場合がある。

そこで、アニールを２度に分けて行うことによって、上述の課題を解決しようとする半導体レーザ素子の製造方法が、特許文献２に記載されている。
特許文献２の発明の特徴は、詳細については後述するが、不純物となるＺｎを、まず、拡散源層２０９から第２のｐ型クラッド層２０７の途中まで拡散させる第１のアニール工程と、この拡散されたＺｎをさらにｎ型クラッド層２０３の途中まで拡散させる第２のアニール工程とによって、活性層２０４の共振器面Ａａ，Ｂａ近傍部を無秩序化させることである。

そこで、従来例である特許文献２に記載された半導体レーザ素子２００の製造方法について、図１０〜１３を用いて説明する。図１０〜１３は、特許文献２の半導体レーザ素子２００の製造方法を説明するための斜視図である。
ところで、後述する所定の工程を経たｎ型基板２０１は、複数の半導体レーザ素子２００がマトリクス状に形成されており、このｎ型基板２０１を所定の間隔で劈開及び分断することによって、単体の半導体レーザ素子２００を得ることができるが、図１０〜１３では、説明をわかりやすくするために、工程の始めから、単体の半導体レーザ素子２００の構造を示すこととした。

図１０に示すように、ＧａＡｓからなるｎ型基板２０１上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層２０３，活性層２０４，ＡｌＧａＩｎＰからなる第１のｐ型クラッド層２０５，ＧａＩｎＰからなるｐ型エッチングストップ層２０６，ＡｌＧａＩｎＰからなる第２のｐ型クラッド層２０７，及びＧａＡｓからなるｐ型キャップ層２０８を順次積層する。
次に、ｐ型キャップ層２０８の表面において、共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる部分に相当する領域に、ＺｎＯ（酸化亜鉛）からなる拡散源層２０９を、平行なストライプ状に形成した後、この拡散源層２０９及びキャップ層２０８の表面に、ＳｉＯ₂（二酸化シリコン）層２１０を形成する。そして、拡散源層２０９から、ｐ型エッチングストップ層２０６に向かって、第２のｐ型クラッド層２０７の途中の領域まで、拡散源層２０９中のＺｎ（亜鉛）を第１のアニールにより選択的に拡散させて、第１のＺｎ拡散領域Ｚｇ，Ｚｈを形成する。
ここで、共振器面Ａｂとは図１０における手前の全面を示し、共振器面Ｂｂとは共振器面Ａｂに対して反対側の全面を示し、共振器面Ａｂと共振器面Ｂｂとは互いに平行である。なお、図１０では、第１のＺｎ拡散領域Ｚｇ，Ｚｈをわかりやすくするために、網掛け範囲で表した。

その後、図１１に示すように、ＳｉＯ₂層２１０及び拡散源層２０９を除去した後、フォトリソ法を用いて、第２のｐ型クラッド層２０７及びキャップ層２０８を選択的にエッチングして、共振器面Ａｂ，Ｂｂに対して直交方向に延在するリッジ２１１を、所定の間隔を有する平行なストライプ状に形成する。

次に、図１２に示すように、エッチングストップ層２０６及びリッジ２１１上に、ＡｌＩｎＰからなるｎ型ブロック層２１２，ＳｉＯ₂層２１３を順次積層した後、第１のアニールにより第２のｐ型クラッド層２０７の途中まで拡散させたＺｎを、第２のアニールにより、さらにｎ型クラッド層２０３の途中の領域まで拡散させて、第１のＺｎ拡散領域Ｚｇ，Ｚｈを第２のＺｎ拡散領域Ｚｉ，Ｚｊ（Ｚｊは図示せず）にする。

さらに、図１３に示すように、ＳｉＯ₂層２１３を除去後、リッジ２１１上面が露出するようにブロック層２１２上部を除去する。その後、リッジ２１１及びブロック層２１２表面に、ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層２１４，ｐ型電極２１５を順次積層形成し、積層方向とは逆方向側のｎ型基板２０１面に、ｎ型電極２１６を形成する。

次に、上述の工程を経たｎ型基板２０１を、第２のＺｎ拡散領域を延在する方向に二分する面に沿って劈開し、その劈開面が共振器面Ａｂ，Ｂｂとなるバー（図示せず）を形成する。
このバーを、ストライプ状に形成したリッジ２１１間の中心線を通り上述の工程を経たｎ型基板２０１の表面に対して直交する面で分断し、特許文献２に記載された半導体レーザ素子２００を得る。

この半導体レーザ素子２００は、ｐ型電極２１５側からｎ型電極２１６側に向かって順方向電流を注入し、この電流が発振しきい値以上になったとき、リッジ２１１の下部に対応した活性層２０４部からレーザ発振させて、レーザ光を活性層２０４の共振器面Ａｂ，Ｂｂの一方の面Ａｂから出射させるものである。

特開２００４−２８８８９４号公報 特開２００３−７８２０４号公報

しかしながら、上述した特許文献２に記載された半導体レーザ素子２００の製造方法は、以下に示す課題がある。

まず、第１のアニール工程では、第２のアニール工程で活性層２０４を十分に無秩序化させるために、Ｚｎ濃度がある程度の高濃度になるようにＺｎを十分に拡散させなければならない。
次に、第２のアニール工程では、第１のアニール工程で拡散させたＺｎを拡散源とするので、拡散源層２０９に比べて第１のＺｎ拡散領域Ｚｇ，ＺｈのＺｎ濃度が低いため、アニール温度を上げないとこのＺｎをさらに拡散させることは難しい。
また、第２のアニールにより、第１のＺｎ拡散領域Ｚｇ，Ｚｈを第２のＺｎ拡散領域Ｚｉ，Ｚｊになるように、Ｚｎ拡散するためには、長時間のアニールが必要である。
従って、第２のアニール工程は、共振器面Ａｂ，Ｂｂ近傍部の活性層２０４が十分に無秩序化するように、十分な拡散を行わなければならない。
十分に拡散を行うには、高温で長時間のアニールが必要となるが、高温で長時間のアニールを行うと、Ｚｎ拡散領域以外の活性層２０４部が熱劣化を起こすため、作製した半導体レーザ素子２００のレーザ出力が低下するといった問題が発生する場合がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、レーザ特性がばらつくことなく、ＣＯＤを発生させない、高出力の半導体レーザ素子の製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願各発明は手段として次の手順を有する。
１）互いに平行な一対の共振器面（Ａ，Ｂ）を有する半導体レーザ素子（５０）の製造方法において、第１導電型半導体基板（１）上に、少なくとも、第１導電型クラッド層（３），活性層（４），第１の第２導電型クラッド層（５），第２導電型エッチングストップ層（６），第２の第２導電型クラッド層（７），及び第２導電型キャップ層（８）をこの順序で積層した積層基板を形成する積層工程と、前記第２導電型キャップ層（８）の表面において、不純物を有する拡散源層（９）を、所定の間隔を有する略平行なストライプ状に形成する拡散源層形成工程と、前記不純物を拡散して、前記拡散源層（９）と前記前記第２導電型キャップ層（８）との界面から前記第１導電型クラッド層（３）の途中までの領域に、不純物拡散領域（Ｚａ，Ｚｂ）を形成する第１アニール工程と、前記拡散源層（９）を除去する除去工程と、前記第２導電型キャップ層（８）及び前記第２の第２導電型クラッド層（７）を選択的にエッチングして、前記拡散源層（９）が延在した方向に対して略直交方向に延在するリッジ（１１）を、所定の間隔を有する略平行なストライプ状に形成するリッジ形成工程と、前記第１アニール工程で拡散した前記不純物拡散領域（Ｚａ，Ｚｂ）中の前記不純物をさらに拡散させて前記不純物拡散領域（Ｚｃ，Ｚｄ）内の前記活性層（４）を無秩序化する第２アニール工程と、前記積層基板を、各前記不純物拡散領域（Ｚｃ，Ｚｄ）がその延在する方向に沿って二分する面で劈開し、一対の劈開面を有する複数の半導体レーザ素子アレイバーを形成するアレイバー形成工程と、前記半導体レーザ素子アレイバーを、ストライプ状に形成した前記リッジ（１１）それぞれの間の略中心線を通り前記積層基板の表面に対して略直交する面で分断し、前記一対の劈開面を前記一対の共振器面（Ａ，Ｂ）とする複数の半導体レーザ素子（５０）を形成する工程と、をこの順序で有することを特徴とする半導体レーザ素子（５０）の製造方法である。
２）前記第１アニール工程は、前記不純物拡散領域（Ｚａ，Ｚｂ）以外の領域内の前記活性層（４）におけるフォトルミネッセンス波長に対して、前記不純物拡散領域（Ｚａ，Ｚｂ）内の前記活性層（４）におけるフォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフト量が１５〜３０ｎｍの範囲になるように、前記不純物を拡散させることを特徴とする１）記載の半導体レーザ素子（５０）の製造方法である。

本発明によれば、第２導電型エッチングストップ層がエッチング耐性を失わない範囲で、拡散源層から、第２導電型エッチングストップ層及び活性層を通過して、第１導電型クラッド層の途中までの領域に不純物を選択的に拡散する第１アニール工程と、この拡散した不純物をさらに拡散させて、共振器面近傍部の活性層を十分に無秩序化させる第２アニール工程とを有する製造方法により、レーザ特性がばらつくことなく、共振器面近傍部の活性層が十分に無秩序化されるためＣＯＤを引き起こさない、高出力の半導体レーザ素子が得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜６を用いて説明する。
図１は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第１工程を説明するための斜視図である。
図２は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第２工程を説明するための斜視図である。
図３は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第３工程を説明するための斜視図である。
図４は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第４工程を説明するための斜視図である。
図５は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第５工程を説明するための斜視図である。
図６は、本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第６工程、及び実施例の半導体レーザ素子を説明するための斜視図である。
ところで、後述する所定の工程を経たｎ型基板１は、複数の半導体レーザ素子５０がマトリクス状に形成されており、このｎ型基板１を所定の間隔で劈開及び分断することによって、単体の半導体レーザ素子５０を得ることができるが、図１〜図６では、説明をわかりやすくするために、工程の始めから、単体の半導体レーザ素子５０の構造を示すこととした。

以下に、本発明の半導体レーザ素子５０の製造方法の実施例について説明する。
（第１工程）［図１参照］
ＧａＡｓからなるｎ型基板１上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層３，活性層４，ＡｌＧａＡｓからなる第１のｐ型クラッド層５，ＡｌＧａＡｓからなるエッチングストップ層６，ＡｌＧａＡｓからなる第２のｐ型クラッド層７，及びＧａＡｓからなるｐ型キャップ層８を、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Metalorganic Vapor Phase Epitaxy）法により、順次積層する。
なお、エッチングストップ層６は、後述するリッジ１１形成のためのエッチングによって、第１のｐ型クラッド層５がエッチングダメージを受けないように設けられている。
次に、ｐ型キャップ層８の表面において、共振器面Ａ，Ｂとなる部分に相当する領域に、ＺｎＯ（酸化亜鉛）／ＳｉＯ₂（二酸化シリコン）からなる拡散源層９を、平行なストライプ状に形成した後、この拡散源層９及びｐ型キャップ層８の表面に、ＳｉＯ₂層１０を形成する。
ここで、共振器面Ａとは図１における手前の全面を示し、共振器面Ｂとは共振器面Ａに対して反対側の全面を示し、共振器面Ａと共振器面Ｂとは互いに平行である。

（第２工程）［図２参照］
拡散源層９から、ｎ型基板１側に向かって、エッチングストップ層６及び活性層４を通過して、ｎ型クラッド層３の途中までの領域に、拡散源層９中の不純物となるＺｎ（亜鉛）を第１のアニールにより選択的に拡散させて、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂを形成する。
第１のアニールにおけるＺｎ拡散によって第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのエッチングストップ層６がエッチング耐性を失わないように、第１のアニール条件を設定しなければならない。
本実施例では、第２のｐ型クラッド層７のキャリア濃度が２〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3になるように、６２５℃で２３分間の第１のアニールを行い、ｎ型クラッド層３と活性層４との界面から、ｎ型基板１側に向かって、５０ｎｍまでのｎ型クラッド層３の領域までをＺｎ拡散させた。
ただし、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂの活性層４は、まだ十分に無秩序化されていないため、後述する第２のアニールで、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄの活性層４の無秩序化を十分に行う。
なお、図２では、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂをわかりやすくするために、網掛け範囲で表した。

（第３工程）［図３参照］
ＳｉＯ₂層１０及び拡散源層９を除去した後、フォトリソ法によって、第２のｐ型クラッド層７及びキャップ層８を選択的にエッチングして、共振器面Ａ，Ｂに対して直交方向に延在するリッジ１１を、所定の間隔を有する平行なストライプ状に形成する。
このとき、エッチングストップ層６が第１のアニールにおけるＺｎ拡散によってエッチング耐性を失っていないため、第１のｐ型クラッド層５は、このエッチングによるダメージを受けない。

（第４工程）［図４参照］
エッチングストップ層６及びリッジ１１上に、ｎ型ブロック層１２，ＳｉＯ₂層１３を順次積層する。

（第５工程）［図５参照］
第１のアニールで拡散させたＺｎを、第２のアニールによりさらに拡散させて、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂを第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄにする。
この第５工程では、第２のアニールにおけるＺｎ拡散によって第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄの活性層４が十分に無秩序化するように、第２のアニール条件を設定しなければならない。
本実施例では、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄの活性層４におけるキャリア濃度が３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下になるように、７５０℃で１５時間の第２のアニールを行って、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄの活性層４を十分に無秩序化させた。
なお、この第２のアニールによって、エッチングストップ層６はエッチング耐性を失うが、このエッチング耐性が必要なリッジ１１形成工程はすでに完了しているため、製造上及び構造上の問題はない。

（第６工程）［図６参照］
ＳｉＯ₂層１３を除去した後、リッジ１１の上面が露出するようにブロック層１２上部を除去する。その後、リッジ１１及びブロック層１２上に、ｐ型コンタクト層１４，ｐ型電極１５を順次積層形成し、積層方向とは逆方向側のｎ型基板１面に、ｎ型電極１６を形成する。
次に、上述の工程を経たｎ型基板１を、第２のＺｎ拡散領域を延在する方向に二分する面に沿って劈開し、その劈開面が共振器面Ａ，Ｂとなるバー（図示せず）を形成する。
このバーを、ストライプ状に形成したリッジ１１間の中心線を通り上述の工程を経たｎ型基板１の表面に対して直交する面で分断し、本実施例の半導体レーザ素子５０を得る。

この半導体レーザ素子５０は、ｐ型電極１５側からｎ型電極１６側に向かって順方向電流を注入し、この電流が発振しきい値以上になったとき、リッジ１１の下部に対応した活性層４部からレーザ発振させて、レーザ光を活性層４の共振器面Ａ，Ｂの一方の面Ａから出射させるものである。

ところで、本実施例の第１のアニールにおいて、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂの活性層４を十分に無秩序化させるために、アニール温度を上げたり、アニール時間を長くして、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂの活性層４にＺｎをより拡散させると、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのエッチングストップ層６にも同様にＺｎがより拡散する。そうすると、上述したように、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのエッチングストップ層６は、エッチング耐性を失ってしまう場合がある。エッチングストップ層６がエッチング耐性を失うと、リッジ１１を形成するときのエッチングにエッチングストップ層６が耐えられず、このエッチングによって、エッチングストップ層６と第１のｐ型クラッド層５の一部とが除去されるため、作製した半導体レーザ素子５０は、レーザ特性がばらつくといった問題を生じる場合がある。
従って、エッチングストップ層６がエッチング耐性を失わないように、第１のアニールの条件を設定する必要がある。

そこで、発明者らが鋭意検討した結果、活性層４において、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域のフォトルミネッセンス波長に対して、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのフォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフト量が３０ｎｍ以下になるように第１のアニール条件を設定することによって、エッチングストップ層６はエッチング耐性を失わないことを見出したが、この第１のアニールにおけるＺｎ拡散によって、秩序構造の活性層４を、ある程度無秩序化しておかないと、第２のアニールにおけるＺｎ拡散によって、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂの活性層４を十分に無秩序化させることが困難になる。
そこで、発明者らが鋭意検討した結果、活性層４において、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域のフォトルミネッセンス波長に対して、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのフォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフト量が１５ｎｍ以上になるよ第１のアニール条件を設定することによって、第２のアニールで、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄの活性層４を十分に無秩序化できることを見出した。

上述の結果から、活性層４において、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域のフォトルミネッセンス波長に対して、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのフォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフト量が１５〜３０ｎｍの範囲になるように、第１のアニール条件を設定すればよいことがわかった。
即ち、本実施例の第１のアニール条件を、アニール温度６２５℃、アニール時間２３分にすれば、シフト量を３０ｎｍにでき、アニール温度６２５℃、アニール時間１５分にすれば、シフト量を１５ｎｍにできる。

上述のシフト量を大きくするには、第１のアニール条件であるアニール温度を上げるか、アニール時間を長くすればよく、逆に、小さくするには、第１のアニール条件であるアニール温度を下げるか、アニール時間を短くすればよい。
即ち、第１のアニール条件は、本実施例に限定されるものではなく、活性層４において、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域のフォトルミネッセンス波長に対して、第１の拡散領域Ｚａ，Ｚｂのフォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフト量が１５〜３０ｎｍの範囲になるように、それぞれの半導体レーザ素子に適した設定をすればよい。

ところで、本実施例の第２のアニールにおいて、第１のアニールで拡散させたＺｎを、第２のアニールによってさらに拡散させることによって、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄの活性層４を十分に無秩序化させる。このとき、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄのエッチングストップ層６にも同様にＺｎがより拡散されるため、その領域のエッチングストップ層６は、エッチング耐性を失ってしまう場合がある。
しかしながら、エッチングストップ層６のエッチング耐性は、リッジ１１を形成するときにのみ必要であるため、リッジ１１形成後の第２のアニールでエッチング耐性が失われても、半導体レーザ素子５０としては問題ない。
従って、第２のアニール条件は、本実施例に限定されるものではなく、第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄ以外の活性層４部が劣化しない範囲、即ち、半導体レーザ素子５０のレーザ出力が低下しない範囲で、活性層４の第２の拡散領域Ｚｃ，Ｚｄを十分に無秩序化させるような条件に設定すればよい。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。

本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第１工程を説明するための斜視図である。 本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第２工程を説明するための斜視図である。 本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第３工程を説明するための斜視図である。 本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第４工程を説明するための斜視図である。 本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第５工程を説明するための斜視図である。 本発明の半導体レーザ素子の製造方法の実施例の第６工程、及び実施例の半導体レーザ素子を説明するための斜視図である。 特許文献１の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。 特許文献１の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。 特許文献１の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。 特許文献２の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。 特許文献２の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。 特許文献２の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。 特許文献２の半導体レーザ素子の製造方法を説明するための斜視図である。

符号の説明

１，１０１，２０１ ｎ型基板 、 ３，１０３，２０３ ｎ型クラッド層 、 ４，１０４，２０４ 活性層 、 ５，１０５，２０５ 第１のｐ型クラッド層 、 ６，１０６，２０６ エッチングストップ層 、 ７，１０７，２０７ 第２のｐ型クラッド層 、 ８，１０８，２０８ ｐ型キャップ層 、 ９，１０９，２０９ 拡散源層 、 １０，１３，２１０，２１３ ＳｉＯ₂層 、 １１，１１０，２１１ リッジ 、 １２，１１１，２１２ ｎ型ブロック層 、 １４，１１２，２１４ ｐ型コンタクト層 、 １５，１１３，２１５ ｐ型電極 、 １６，１１４，２１６ ｎ型電極 、 １０２ ｎ型バッファ層 、 ５０，１００，２００ 半導体レーザ素子 、 Ａ，Ａａ，Ａｂ，Ｂ，Ｂａ，Ｂｂ 共振器面 、 Ｚａ,Ｚｂ，Ｚｃ,Ｚｄ，Ｚｅ，Ｚｆ，Ｚｇ，Ｚｈ，Ｚｉ，Ｚｊ Ｚｎ拡散領域

Claims (2)

1. 互いに平行な一対の共振器面を有する半導体レーザ素子の製造方法において、
   第１導電型半導体基板上に、少なくとも、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導電型エッチングストップ層，第２の第２導電型クラッド層，及び第２導電型キャップ層をこの順序で積層した積層基板を形成する積層工程と、
   前記第２導電型キャップ層の表面において、不純物を有する拡散源層を、所定の間隔を有する略平行なストライプ状に形成する拡散源層形成工程と、
   前記不純物を拡散して、前記拡散源層と前記第２導電型キャップ層との界面から前記第１導電型クラッド層の途中までの領域に、不純物拡散領域を形成する第１アニール工程と、
   前記拡散源層を除去する除去工程と、
   前記第２導電型キャップ層及び前記第２の第２導電型クラッド層を選択的にエッチングして、前記拡散源層が延在した方向に対して略直交方向に延在するリッジを、所定の間隔を有する略平行なストライプ状に形成するリッジ形成工程と、
   前記第１アニール工程で拡散した前記不純物拡散領域中の前記不純物をさらに拡散させて前記不純物拡散領域内の前記活性層を無秩序化する第２アニール工程と、
   前記積層基板を、各前記不純物拡散領域がその延在する方向に沿って二分する面で劈開し、一対の劈開面を有する複数の半導体レーザ素子アレイバーを形成するアレイバー形成工程と、
   前記半導体レーザ素子アレイバーを、ストライプ状に形成した前記リッジそれぞれの間の略中心線を通り前記積層基板の表面に対して略直交する面で分断し、前記一対の劈開面を前記一対の共振器面とする複数の半導体レーザ素子を形成する工程と、
   をこの順序で有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
2. 前記第１アニール工程は、前記不純物拡散領域以外の領域内の前記活性層におけるフォトルミネッセンス波長に対して、前記不純物拡散領域内の前記活性層におけるフォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフト量が１５〜３０ｎｍの範囲になるように、前記不純物を拡散させる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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