JP2009135148A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体発光装置を構成する半導体層を形成してから、狭い範囲に窓部を形成することを可能にする。
【解決手段】半導体発光装置が形成されるもので第１クラッド層１３と第２クラッド層１７，１９との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成するときに第２クラッド層１７，１９の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成しておき、半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２を形成し、該第１溝２２底部に形成した拡散物質を含む膜（図示せず）中の拡散物質を第１溝２２底部から拡散させて、第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成した後、拡散物質を含む膜を除去してから第１溝２２底部の拡散領域２５に第２溝２６を形成して、第２溝２６側面に活性層１５の端面を露出させることを特徴とする。
【選択図】図４
【解決手段】半導体発光装置が形成されるもので第１クラッド層１３と第２クラッド層１７，１９との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成するときに第２クラッド層１７，１９の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成しておき、半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２を形成し、該第１溝２２底部に形成した拡散物質を含む膜（図示せず）中の拡散物質を第１溝２２底部から拡散させて、第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成した後、拡散物質を含む膜を除去してから第１溝２２底部の拡散領域２５に第２溝２６を形成して、第２溝２６側面に活性層１５の端面を露出させることを特徴とする。
【選択図】図４
Description
本発明は、半導体発光装置の製造方法に関するものである。
従来の半導体レーザ素子の作製方法は、一例として、ＧａＡｓ基板１１１上に、ＧａＡｓバッファ層１１２、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなるｎクラッド層１１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１１４、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１１６、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなるｐクラッド層１１７、ＧａＡｓキャップ層１１８を順に成膜する。
その後、ＧａＡｓキャップ層１１８上に、窓部を形成する領域上に開口部１２２を有するマスク１２１を形成した後、例えば不純物拡散もしくはイオン注入によって、活性層１１５のへき開される部分に窓部１１９を形成する。
その後、ＧａＡｓキャップ層１１８上に、窓部を形成する領域上に開口部１２２を有するマスク１２１を形成した後、例えば不純物拡散もしくはイオン注入によって、活性層１１５のへき開される部分に窓部１１９を形成する。
しかし、上記窓部１１９を形成するための不純物拡散では、拡散距離が長くなるので横方向拡散が起こるため、不純物の非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題があった。また、イオン注入では、深い位置までイオン注入を行うために高エネルギーでイオン注入を行うため、イオン注入領域に結晶欠陥が発生するという問題が生じる。
また、上記説明したような最表層からの不純物拡散の場合、活性層１１５までの距離が長いため拡散時間が長く、制御性が悪い。またレーザダイオードＬＤの窓部１１９の大部分に不純物拡散するので、欠陥が広範囲に導入され信頼性が悪化する。
また、窓部（窓構造部）を形成するときに、イオン注入の深さを浅くするために、上部クラッド層を形成する途中で、窓部を形成するためのイオン注入を行い、その後残りの上部クラッド層を形成するという従来技術の製造方法が開示されている。
この従来技術の製造方法は、例えば、ｎ−ＧａＡｓ基板上に、下部クラッド層、Ｐ自然超格子下部光導波層、量子井戸活性層、Ｐ自然超格子上部光導波層、第１上部クラッド層を順に積層して形成する。
その後、ｐ−ＧａＡｓキャップ層を積層し、さらにｐ−ＧａＡｓキャップ層の表面をＳｉＯ2膜で被覆する。そしてＳｉＯ2膜の表面をフォトレジスト膜で被覆した後、所定の光共振器長の間隔で４０μｍ程度の幅のストライプ状にフォトレジスト膜を除去し、Ｎイオンを注入する。
次いで、残りのフォトレジスト膜をすべて除去し、８５０℃、３０分程度のアニールを施すことにより、無秩序化された領域を形成する。
アニール後、ＳｉＯ2膜およびｐ−ＧａＡｓキャップ層を除去し、上記第１上部クラッド層上に、第２上部クラッド層、ｐ−ＧａＡｓのコンタクト層が順次積層する。
またｎ−ＧａＡｓ基板の表面にはｎ側電極を設け、コンタクト層の表面にはｐ側電極を設ける。
そしてｎ−ＧａＡｓ基板のへき開を４０μｍ程度の幅のストライプの中心線に沿って行い、へき開面に無秩序化された領域、すなわち窓構造部（窓部）を表出させる。
このへき開して得られる端面の一方には高反射率膜を、また他方には低反射率膜を設けるという製造方法である（例えば、特許文献１参照。）。
その後、ｐ−ＧａＡｓキャップ層を積層し、さらにｐ−ＧａＡｓキャップ層の表面をＳｉＯ2膜で被覆する。そしてＳｉＯ2膜の表面をフォトレジスト膜で被覆した後、所定の光共振器長の間隔で４０μｍ程度の幅のストライプ状にフォトレジスト膜を除去し、Ｎイオンを注入する。
次いで、残りのフォトレジスト膜をすべて除去し、８５０℃、３０分程度のアニールを施すことにより、無秩序化された領域を形成する。
アニール後、ＳｉＯ2膜およびｐ−ＧａＡｓキャップ層を除去し、上記第１上部クラッド層上に、第２上部クラッド層、ｐ−ＧａＡｓのコンタクト層が順次積層する。
またｎ−ＧａＡｓ基板の表面にはｎ側電極を設け、コンタクト層の表面にはｐ側電極を設ける。
そしてｎ−ＧａＡｓ基板のへき開を４０μｍ程度の幅のストライプの中心線に沿って行い、へき開面に無秩序化された領域、すなわち窓構造部（窓部）を表出させる。
このへき開して得られる端面の一方には高反射率膜を、また他方には低反射率膜を設けるという製造方法である（例えば、特許文献１参照。）。
上記っ従来技術の製造方法では、上部クラッド層を形成する途中、すなわち、第１上部クラッド層を形成した後に、窓構造部を形成するためのイオン注入、アニール処理等を行い、イオン注入のマスクとして用いたフォトレジスト膜およびＳｉＯ2膜の除去を行った後に、残りの上部クラッド層、すなわち、第２上部クラッド層およびコンタクト層を形成しているため、ｎ−ＧａＡｓ基板上に下部クラッド層、Ｐ自然超格子下部光導波層、量子井戸活性層、Ｐ自然超格子上部光導波層、上部クラッド層、コンタクト層を連続成膜により形成することができない。このため、上部クラッド層を形成するとき、特にフォトレジスト膜およびＳｉＯ2膜を除去するときに、第１上部クラッド層が汚染され、素子の発光特性に悪影響を及ぼす可能性がある。
また、連続成膜ができないため、成膜のスループットが低下する。
また、連続成膜ができないため、成膜のスループットが低下する。
解決しようとする問題点は、半導体発光装置を構成する半導体層を形成してから窓部を形成するための拡散領域を形成したのでは、活性層までの距離が長いため、拡散領域が広がり過ぎて、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなる点である。
本発明は、半導体発光装置を構成する半導体層を形成してから、狭い範囲に窓部を形成することを可能にする。
本発明の半導体発光装置の製造方法（第１製造方法）は、基板上に第１伝導型の第１クラッド層と前記第１伝導型とは逆の第２伝導型の第２クラッド層との間に活性層を有する半導体層を形成する工程を備えた半導体発光装置の製造方法であって、前記半導体層を形成するとき前記基板側に前記第１クラッド層を形成し、前記第２クラッド層を形成するときに前記第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、前記半導体層を形成した後、前記半導体層で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、前記エッチングストッパ層に達する第１溝を形成する工程と、前記第１溝の底部に拡散物質を含む膜を形成する工程と、前記拡散物質を含む膜中の拡散物質を前記第１溝の底部から拡散させて前記第２クラッド層から前記第１クラッド層に達する拡散領域を形成する工程と、前記拡散物質を含む膜を除去する工程と、前記第１溝の底部の前記拡散領域に第２溝を形成して、該第２溝の側面に前記活性層の端面を露出させる工程とを有することを特徴とする。
本発明の半導体発光装置の第１製造方法では、基板上に半導体発光装置を構成する半導体層を形成するとき、第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、その半導体層に、上記エッチングストッパ層上まで第１溝を形成することから、第１溝は、活性層まで到達せず、活性層上に第２クラッド層の下層を残した状態で形成される。そして、第１溝の底部に拡散物質を含む膜を形成し、この拡散物質を含む膜中の拡散物質を第２クラッド層の下層から第１クラッド層に達するように拡散させて、窓部となる拡散領域を形成していることから、拡散物質を含む膜からの拡散物質の拡散距離が短くなるので、拡散領域が広がりすぎることが抑制される。
本発明の半導体発光装置の製造方法（第２製造方法）は、基板上に第１伝導型の第１クラッド層と前記第１伝導型とは逆の第２伝導型の第２クラッド層との間に活性層を有する半導体層を形成する半導体発光装置の製造方法であって、前記半導体層を形成するとき前記基板側に前記第１クラッド層を形成し、前記第２クラッド層を形成するときに前記第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、前記半導体層を形成した後、前記半導体層で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、前記エッチングストッパ層に達する第１溝を形成する工程と、前記第１溝の底部を露出させたイオン注入マスクを形成する工程と、イオン注入によって前記第１溝の底部の前記第２クラッド層から前記第１クラッド層に達するように拡散物質を注入して拡散領域を形成する工程と、前記第１溝の底部の前記拡散領域に第２溝を形成して、該第２溝の側面に前記活性層の端面を露出させる工程とを有することを特徴とする。
本発明の半導体発光装置の第２製造方法では、基板上に半導体発光装置を構成する半導体層を形成するとき、第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、その半導体層に、上記エッチングストッパ層上まで第１溝を形成することから、第１溝は、活性層まで到達せず、活性層上に第２クラッド層の下層を残した状態で形成される。そして、イオン注入によって第１溝の底部から第２クラッド層の下層から第１クラッド層に達するように拡散物質を注入して、窓部となる拡散領域を形成していることから、イオン注入による拡散物質の半導体層中の飛程が短くなるので、拡散領域が広がりすぎることが抑制される。また、イオン注入の深さを浅くできるので、低いイオン注入エネルギーで拡散領域の形成が可能になる。そのため、イオン注入によるダメージが抑制される。
本発明の半導体発光装置の製造方法（第３製造方法）は、基板上に第１伝導型の第１クラッド層と前記第１伝導型とは逆の第２伝導型の第２クラッド層との間に活性層を有する半導体層を形成する半導体発光装置の製造方法であって、前記半導体層を形成するとき前記基板側に前記第１クラッド層を形成し、前記第２クラッド層を形成するときに前記第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、前記半導体層を形成した後、前記半導体層で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、前記エッチングストッパ層に達する第１溝を形成する工程と、前記第１溝の底部を露出させた拡散マスクを形成する工程と、気相拡散によって前記第１溝の底部の前記第２クラッド層から前記第１クラッド層に達するように拡散物質を拡散させて拡散領域を形成する工程と、前記拡散マスク層を除去する工程と、前記第１溝の底部の前記拡散領域に第２溝を形成して、該第２溝の側面に前記活性層の端面を露出させる工程とを有することを特徴とする。
本発明の半導体発光装置の第３製造方法では、基板上に半導体発光装置を構成する半導体層を形成するとき、第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、その半導体層に、上記エッチングストッパ層上まで第１溝を形成することから、第１溝は、活性層まで到達せず、活性層上に第２クラッド層の下層を残した状態で形成される。そして、第１溝の底部から、拡散物質を第２クラッド層の下層から第１クラッド層に達するように拡散させて、窓部となる拡散領域を形成していることから、拡散物質を含む膜からの拡散物質の拡散距離が短くなるので、拡散領域が広がり過ぎることが抑制される。
本発明の半導体発光装置の第１製造方法は、拡散領域が広がり過ぎることが抑制されるため、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、固相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、固相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
本発明の半導体発光装置の第２製造方法は、拡散領域が広がり過ぎることが抑制されるため、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、半導体層中のイオンの飛程が短くなるので、イオン注入による欠陥の発生が抑制でき、信頼性に優れるという利点がある。
また、半導体層中のイオンの飛程が短くなるので、イオン注入による欠陥の発生が抑制でき、信頼性に優れるという利点がある。
本発明の半導体発光装置の第３製造方法は、拡散領域が広がり過ぎることが抑制されるため、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、気相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、気相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
本発明の半導体発光装置の製造方法（第１製造方法）に係る一実施の形態（第１実施例）を、図１〜図６の製造工程断面図によって説明する。第１製造方法の第１実施例では、半導体発光装置の一例としてＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ発振装置を説明する。
図１（１）に示すように、基板１１上に、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３と第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層１７との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成する。
上記基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、バッファ層１２、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、バリア層（ガイド層）１４、ウエル層（活性層）１５、バリア層（ガイド層）１６、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７）、エッチングストップ層１８、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の上層１９）、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、ＧａＡｓからなるバッファ層１２、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１４、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１６、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の下層１７、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の上層１９、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
上記エッチングストップ層１８は、上記第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）のアルミニウムガリウムヒ素よりもアルミニウムの組成比が少なくガリウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成する。一例として、上記説明したように、第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９はＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓとし、エッチングストップ層１８はＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓとした。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９をアルミニウムガリウムヒ素という同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９をアルミニウムガリウムヒ素という同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
また、ここでは、第１クラッド層１３と第２クラッド層の下層１７との間にウエル層（活性層）１５を有する半導体層２１が形成される。この実施例では、バッファ層１２からキャップ層２０までを半導体層２１と称する。
上記各層の膜厚は、一例として、ＧａＡｓからなるバッファ層１２を３００ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第１クラッド層１３を４０５０ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１４を７ｎｍ、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１５を８ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１６を７ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の下層１７を２１０ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８を５０ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９を１３５０ｎｍ、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を１００ｎｍの厚さとする。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
次に、図１（２）に示すように、上記半導体層２１を形成した後、上記半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、上記エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２をストライプ状に形成する。
上記第１溝２２の形成方法は、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４２を形成する。この開口部４２は、上記基板１１上に上記半導体層２１で形成される複数の半導体発光装置を区分するように形成され、例えばスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４１をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記キャップ層２０および上記第２クラッド層の上層１９に第１溝２２を形成する。このエッチングでは、例えばフッ酸系緩衝溶液によるウエットエッチングを用いる。
フッ酸系緩衝溶液は、ＧａＡｓからなるキャップ層２０およびＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１（２）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
フッ酸系緩衝溶液は、ＧａＡｓからなるキャップ層２０およびＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１（２）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図２（３）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４３を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４４を形成する。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
次いで、上記第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成する。この拡散物質を含む膜２３は、例えば酸化亜鉛膜で形成される。その形成方法は、例えばスパッタ法、蒸着法による。この成膜では、第１溝２２の側壁に成膜されないように、指向性の強い成膜方法が好ましい。上記酸化亜鉛膜は、例えば２００ｎｍの厚さに形成される。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
次いで、上記第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成する。この拡散物質を含む膜２３は、例えば酸化亜鉛膜で形成される。その形成方法は、例えばスパッタ法、蒸着法による。この成膜では、第１溝２２の側壁に成膜されないように、指向性の強い成膜方法が好ましい。上記酸化亜鉛膜は、例えば２００ｎｍの厚さに形成される。
その後、リフトオフ法により、上記レジスト膜４３とともにレジスト膜４３上に形成されている拡散物質を含む膜２３を除去する。
この結果、図２（４）に示すように、第１溝２２の底部に酸化亜鉛膜からなる拡散物質を含む膜２３が形成される。
この結果、図２（４）に示すように、第１溝２２の底部に酸化亜鉛膜からなる拡散物質を含む膜２３が形成される。
次に、図３（５）に示すように、上記第１溝２２内で上記拡散物質を含む膜２３を被覆するように上記半導体層２１上に拡散マスク層２４を形成する。この拡散マスク層２４は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などの絶縁膜で形成され、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法等により成膜することができる。
なお、拡散マスク層２４は形成することが好ましいが、後の拡散工程で拡散物質の気相への拡散が問題ない場合には、拡散マスク層２４の形成を省略してもよい。
なお、拡散マスク層２４は形成することが好ましいが、後の拡散工程で拡散物質の気相への拡散が問題ない場合には、拡散マスク層２４の形成を省略してもよい。
次に、図３（６）に示すように、上記拡散マスク層２４をマスクにして、上記拡散物質を含む膜２３中の拡散物質である亜鉛（Ｚｎ）を上記第１溝２２の底部から拡散させて、上記エッチングストッパ層１８に拡散させ、上記第２クラッド層の下層１７から前記第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成する。
上記拡散工程は、例えば不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で３０分の熱処理（アニール）により行う。この拡散工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５より下層まで拡散すればよい。なお、この拡散では、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される。
上記拡散工程は、例えば不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で３０分の熱処理（アニール）により行う。この拡散工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５より下層まで拡散すればよい。なお、この拡散では、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される。
上記拡散工程では、上記エッチングストップ層１８の膜厚が５０ｎｍであり、上記第２クラッド層の下層１７の膜厚が２１０ｎｍであることから、この２層の膜厚が２６０ｎｍと薄くなっているので、従来の半導体層２１の最上層から拡散させる方法より、拡散源の上記拡散物質を含む膜２３から活性層１５までの距離が大幅に短縮されている。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。
上記拡散工程が終了した後、上記拡散マスク層２４と上記拡散物質を含む膜２３を除去する。
この結果、図４（７）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
この結果、図４（７）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
次に、図４（８）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４５を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第２溝を形成する領域上に開口部４６を形成する。この開口部４６は、上記第１溝２２内に形成され、上記第１溝２２と同様にスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図４（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図４（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、図５（９）に示すように、上記第１溝２２の内部、上記第２溝２６の内面を被覆するように、上記半導体層２１上に絶縁膜２７を形成する。この絶縁膜２７は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の半導体装置の絶縁膜として用いられている材料で形成される。
次に図５（１０）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記絶縁膜２７上にレジスト膜４７を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、電極を形成する領域上に開口部４８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
次に、図６（１１）に示すように、通常の電極形成技術によって、上記絶縁膜２７の電極形成の開口部２８に電極２９を形成する。この電極２９は、隣接する電極２９と短絡することがなければ、電極形成の開口部２８よりはみ出すように形成されていても差し支えない。
次に、図６（１２）に示すように、上記基板１１の裏面を研磨し、上記基板１１を所望の厚さに形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
図示はしないが、その後、上記加工を行った上記半導体層２１を有する基板１１を、上記第１溝２２、第２溝２６にそってバー状に加工し、半導体発光装置の裏面側の端面に所望の反射率となるような絶縁膜を成膜する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
上記第１製造方法の第１実施例では、基板１１上に半導体発光装置を構成する半導体層２１を形成するとき、第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成し、その半導体層２１に、上記エッチングストッパ層１８上まで第１溝２１を形成することから、第１溝２１は、活性層１５まで到達せず、活性層１５上に第２クラッド層の下層１７を残した状態で形成される。そして、第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成し、この拡散物質を含む膜２３中の拡散物質を第２クラッド層の下層１７から第１クラッド層１３に達するように拡散させて、窓部となる拡散領域２５を形成していることから、拡散物質を含む膜２３からの拡散物質の拡散距離が短くなるので、拡散領域２５が広がりすぎることが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。これによって、半導体発光装置の信頼性の向上が図れる。
また、拡散距離が短くなるので、固相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。これによって、半導体発光装置の信頼性の向上が図れる。
また、拡散距離が短くなるので、固相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
次に、本発明の半導体発光装置の製造方法（第１製造方法）に係る一実施の形態（第２実施例）を、前記図１〜図６の製造工程断面図によって説明する。第１製造方法の第２実施例では、半導体発光装置の一例としてＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ発振装置を説明する。
図１（１）に示すように、基板１１上に、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３と第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層１７との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、バッファ層１２、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、バリア層（ガイド層）１４、ウエル層（活性層）１５、バリア層（ガイド層）１６、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７）、エッチングストップ層１８、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の上層１９）、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、ＧａＩｎＰからなるバッファ層１２、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１４、ＧａＩｎＰからなるウエル層（活性層）１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１６、Ａｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の下層１７、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の上層１９、ＧａＩｎＰとＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
上記エッチングストップ層１８は、上記第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）のアルミニウムガリウムインジウムリンからアルミニウムを除いた組成のガリウムインジウムリンで形成する。一例として、上記説明したように、第２クラッド層の下層１７はＡｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰ、エッチングストップ層１８はＧａＩｎＰ、第２クラッド層の上層１９はＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰとした。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９を同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９を同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
また、ここでは、第１クラッド層１３と第２クラッド層の下層１７との間にウエル層（活性層）１５を有する半導体層２１が形成される。この実施例では、バッファ層１２からキャップ層２０までを半導体層２１と称する。
上記各層の膜厚は、一例として、ＧａＩｎＰからなるバッファ層１２を３０ｎｍ、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第１クラッド層１３を２１００ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１４を６ｎｍ、ＧａＩｎＰからなるウエル層（活性層）１５を４ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１６を６ｎｍ、Ａｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰからなる第２クラッド層の下層１７を１３００ｎｍ、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８を３０ｎｍ、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９を１３５０ｎｍ、キャップ層２０の下層のＧａＩｎＰ層を５０ｎｍ、キャップ層２０の上層のＧａＡｓ層を１００ｎｍの厚さとする。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
次に、図１（２）に示すように、上記半導体層２１を形成した後、上記半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、上記エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２をストライプ状に形成する。さらに、上記第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成する。
上記第１溝２２の形成方法は、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４２を形成する。この開口部４２は、上記基板１１上に上記半導体層２１で形成される複数の半導体発光装置を区分するように形成され、例えばスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４１をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記キャップ層２０および上記第２クラッド層の上層１９に第１溝２２を形成する。このエッチングでは、例えば硫酸によるウエットエッチングを用いる。
硫酸は、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなるキャップ層２０およびＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１（２）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
硫酸は、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなるキャップ層２０およびＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１（２）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図２（３）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４３を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４４を形成する。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
次いで、上記第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成する。この拡散物質を含む膜２３は、例えば酸化亜鉛膜で形成される。その形成方法は、例えばスパッタ法、蒸着法による。この成膜では、第１溝２２の側壁に成膜されないように、指向性の強い成膜方法が好ましい。上記酸化亜鉛膜は、例えば２００ｎｍの厚さに形成される。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
次いで、上記第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成する。この拡散物質を含む膜２３は、例えば酸化亜鉛膜で形成される。その形成方法は、例えばスパッタ法、蒸着法による。この成膜では、第１溝２２の側壁に成膜されないように、指向性の強い成膜方法が好ましい。上記酸化亜鉛膜は、例えば２００ｎｍの厚さに形成される。
その後、リフトオフ法により、上記レジスト膜４３とともにレジスト膜４３上に形成されている拡散物質を含む膜２３を除去する。
この結果、図２（４）に示すように、第１溝２２の底部に酸化亜鉛膜からなる拡散物質を含む膜２３が形成される。
この結果、図２（４）に示すように、第１溝２２の底部に酸化亜鉛膜からなる拡散物質を含む膜２３が形成される。
次に、図３（５）に示すように、上記第１溝２２内で上記拡散物質を含む膜２３を被覆するように上記半導体層２１上に拡散マスク層２４を形成する。この拡散マスク層２４は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などの絶縁膜で形成され、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法等により成膜することができる。
次に、図３（６）に示すように、上記拡散マスク層２４をマスクにして、上記拡散物質を含む膜２３中の拡散物質である亜鉛（Ｚｎ）を上記第１溝２２の底部から拡散させて、上記エッチングストッパ層１８に拡散させ、上記第２クラッド層の下層１７から前記第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成する。
上記拡散工程は、例えば不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で３０分の熱処理（アニール）により行う。この拡散工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５より下層まで拡散すればよい。なお、この拡散では、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される。
上記拡散工程は、例えば不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で３０分の熱処理（アニール）により行う。この拡散工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５より下層まで拡散すればよい。なお、この拡散では、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される。
上記拡散工程では、上記第２クラッド層の上層１９の膜厚の１３５０ｎｍ分だけ、従来の半導体層２１の最上層から拡散させる方法より、拡散源の上記拡散物質を含む膜２３から活性層１５までの距離が短縮される。
そのため、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。
そのため、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。
上記拡散工程が終了した後、上記拡散マスク層２４と上記拡散物質を含む膜２３を除去する。
この結果、図４（７）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
この結果、図４（７）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
次に、図４（８）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４５を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第２溝を形成する領域上に開口部４６を形成する。この開口部４６は、上記第１溝２２内に形成され、上記第１溝２２と同様にスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図４（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図４（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、図５（９）に示すように、上記第１溝２２の内部、上記第２溝２６の内面を被覆するように、上記半導体層２１上に絶縁膜２７を形成する。この絶縁膜２７は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の半導体装置の絶縁膜として用いられている材料で形成される。
次に図５（１０）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記絶縁膜２７上にレジスト膜４７を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、電極を形成する領域上に開口部４８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図５（１０）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図５（１０）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、図６（１１）に示すように、通常の電極形成技術によって、上記絶縁膜２７の電極形成の開口部２８に電極２９を形成する。この電極２９は、隣接する電極２９と短絡することがなければ、電極形成の開口部２８よりはみ出すように形成されていても差し支えない。
次に、図６（１２）に示すように、上記基板１１の裏面を研磨し、上記基板１１を所望の厚さに形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
図示はしないが、その後、上記加工を行った上記半導体層２１を有する基板１１を、上記第１溝２２、第２溝２６にそってバー状に加工し、半導体発光装置の裏面側の端面に所望の反射率となるような絶縁膜を成膜する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
上記第１製造方法の第２実施例では、基板１１上に半導体発光装置を構成する半導体層２１を形成するとき、第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成し、その半導体層２１に、上記エッチングストッパ層１８上まで第１溝２１を形成することから、第１溝２１は、活性層１５まで到達せず、活性層１５上に第２クラッド層の下層１７を残した状態で形成される。そして、第１溝２２の底部に拡散物質を含む膜２３を形成し、この拡散物質を含む膜２３中の拡散物質を第２クラッド層の下層１７から第１クラッド層１３に達するように拡散させて、窓部となる拡散領域２５を形成していることから、拡散物質を含む膜２３からの拡散物質の拡散距離が短くなるので、拡散領域２５が広がりすぎることが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。これによって、半導体発光装置の信頼性の向上が図れる。
また、拡散距離が短くなるので、固相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。これによって、半導体発光装置の信頼性の向上が図れる。
また、拡散距離が短くなるので、固相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
次に、本発明の半導体発光装置の製造方法（第２製造方法）に係る一実施の形態（第１実施例）を、図７〜図１１の製造工程断面図によって説明する。第２製造方法の第１実施例では、半導体発光装置の一例としてＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ発振装置を説明する。
図７（１）に示すように、基板１１上に、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３と第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層１７との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成する。
上記基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、バッファ層１２、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、バリア層（ガイド層）１４、ウエル層（活性層）１５、バリア層（ガイド層）１６、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７）、エッチングストップ層１８、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の上層１９）、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、ＧａＡｓからなるバッファ層１２、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１４、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１６、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の下層１７、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の上層１９、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
上記エッチングストップ層１８は、上記第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）のアルミニウムガリウムヒ素よりもアルミニウムの組成比が少なくガリウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成する。一例として、上記説明したように、第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９はＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓとし、エッチングストップ層１８はＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓとした。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９をアルミニウムガリウムヒ素という同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９をアルミニウムガリウムヒ素という同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
また、ここでは、第１クラッド層１３と第２クラッド層の下層１７との間にウエル層（活性層）１５を有する半導体層２１が形成される。この実施例では、バッファ層１２からキャップ層２０までを半導体層２１と称する。
上記各層の膜厚は、一例として、ＧａＡｓからなるバッファ層１２を３００ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第１クラッド層１３を４０５０ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１４を７ｎｍ、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１５を８ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１６を７ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の下層１７を２１０ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８を５０ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９を１３５０ｎｍ、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を１００ｎｍの厚さとする。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
次に、上記半導体層２１を形成した後、上記半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、上記エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２をストライプ状に形成する。
上記第１溝２２の形成方法は、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４２を形成する。この開口部４２は、上記基板１１上に上記半導体層２１で形成される複数の半導体発光装置を区分するように形成され、例えばスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４１をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記キャップ層２０および上記第２クラッド層の上層１９に第１溝２２を形成する。このエッチングでは、例えばフッ酸系緩衝溶液によるウエットエッチングを用いる。
フッ酸系緩衝溶液は、ＧａＡｓからなるキャップ層２０およびＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図７（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
フッ酸系緩衝溶液は、ＧａＡｓからなるキャップ層２０およびＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図７（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図７（２）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記半導体層２１上にレジスト膜４３を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝２２上に開口部４４を形成する。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
次に、図８（３）に示すように、上記レジスト膜４３をイオン注入マスクにして、上記第１溝２２の底部から亜鉛（Ｚｎ）をイオン注入して、上記第２クラッド層の下層１７（エッチングストップ層１８も含まれていてもよい）から前記第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成する。
上記イオン注入工程では、上記エッチングストップ層１８の膜厚が５０ｎｍであり、上記第２クラッド層の下層１７の膜厚が２１０ｎｍであることから、この２層の膜厚が２６０ｎｍと薄くなっているので、従来の半導体層２１の最上層からイオン注入させる方法より、活性層１５までの半導体層２１中のイオンの飛程が大幅に短縮されている。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。また、イオン注入による注入領域のダメージ、例えば結晶性のダメージが抑制される。
上記イオン注入工程は、例えば、加速エネルギーを１００ｋｅＶ、ドーズ量を１×１０Ｅ１４ｃｍ-2として、亜鉛を注入する。その後、不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で６０分の熱処理（アニール）を行う。このイオン注入工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５およびその近傍にイオン注入されればよい。なお、上記熱処理によって、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。また、イオン注入による注入領域のダメージ、例えば結晶性のダメージが抑制される。
上記イオン注入工程は、例えば、加速エネルギーを１００ｋｅＶ、ドーズ量を１×１０Ｅ１４ｃｍ-2として、亜鉛を注入する。その後、不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で６０分の熱処理（アニール）を行う。このイオン注入工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５およびその近傍にイオン注入されればよい。なお、上記熱処理によって、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
上記イオン注入工程が終了した後、上記レジスト膜４３を除去する。
このようにして、図８（４）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
このようにして、図８（４）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
次に、図９（５）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記半導体層２１上にレジスト膜４５を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第２溝を形成する領域上に開口部４６を形成する。この開口部４６は、上記第１溝２２内に形成され、上記第１溝２２と同様にスクライブ状に形成される。
次に、図９（６）に示すように、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記第１溝２２底部の上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図９（６）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図９（６）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、図１０（７）に示すように、上記第１溝２２の内部、上記第２溝２６の内面を被覆するように、上記半導体層２１上に絶縁膜２７を形成する。この絶縁膜２７は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の半導体装置の絶縁膜として用いられている材料で形成される。
次に図１０（８）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４７を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、電極を形成する領域上に開口部４８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１０（８）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１０（８）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、図１１（９）に示すように、通常の電極形成技術によって、上記絶縁膜２７の電極形成の開口部２８に電極２９を形成する。この電極２９は、隣接する電極２９と短絡することがなければ、電極形成の開口部２８よりはみ出すように形成されていても差し支えない。
次に、図１１（１０）に示すように、上記基板１１の裏面を研磨し、上記基板１１を所望の厚さに形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
図示はしないが、その後、上記加工を行った上記半導体層２１を有する基板１１を、上記第１溝２２、第２溝２６にそってバー状に加工し、半導体発光装置の裏面側の端面に所望の反射率となるような絶縁膜を成膜する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
上記第２製造方法の第１実施例では、基板１１上に半導体発光装置を構成する半導体層２１を形成するとき、第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７、第２クラッド層の上層１９）の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成し、その半導体層２１に、上記エッチングストッパ層１８上まで第１溝２２を形成することから、第１溝２２は、活性層１５まで到達せず、活性層１５上に第２クラッド層の下層１７を残した状態で形成される。そして、イオン注入によって第１溝２２の底部から第２クラッド層の下層１７から第１クラッド層１３に達するように拡散物質を注入して、窓部となる拡散領域２５を形成していることから、イオン注入による拡散物質の半導体層２１中の飛程が短くなるので、拡散領域２５が広がりすぎることが抑制される。
また、イオン注入の深さを浅くできるので、低いイオン注入エネルギーで拡散領域２５の形成が可能になる。そのため、イオン注入によるダメージが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、半導体層２１中のイオンの飛程が短くなるので、イオン注入による欠陥の発生が抑制でき、信頼性に優れるという利点がある。
また、イオン注入の深さを浅くできるので、低いイオン注入エネルギーで拡散領域２５の形成が可能になる。そのため、イオン注入によるダメージが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、半導体層２１中のイオンの飛程が短くなるので、イオン注入による欠陥の発生が抑制でき、信頼性に優れるという利点がある。
次に、本発明の半導体発光装置の製造方法（第２製造方法）に係る一実施の形態（第２実施例）を、前記図７〜図１１の製造工程断面図によって説明する。第２製造方法の第１実施例では、半導体発光装置の一例としてＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ発振装置を説明する。
図７（１）に示すように、基板１１上に、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３と第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層１７との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成する。
上記基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、バッファ層１２、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、バリア層（ガイド層）１４、ウエル層（活性層）１５、バリア層（ガイド層）１６、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７）、エッチングストップ層１８、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の上層１９）、キャップ層２０を順に成膜する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、ＧａＩｎＰからなるバッファ層１２、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１４、ＧａＩｎＰからなるウエル層（活性層）１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１６、Ａｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の下層１７、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の上層１９、ＧａＩｎＰとＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
上記エッチングストップ層１８は、上記第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）のアルミニウムガリウムインジウムリンからアルミニウムを除いた組成のガリウムインジウムリンで形成する。一例として、上記説明したように、第２クラッド層の下層１７はＡｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰ、エッチングストップ層１８はＧａＩｎＰ、第２クラッド層の上層１９はＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰとした。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９を同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９を同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
また、ここでは、第１クラッド層１３と第２クラッド層の下層１７との間にウエル層（活性層）１５を有する半導体層２１が形成される。この実施例では、バッファ層１２からキャップ層２０までを半導体層２１と称する。
上記各層の膜厚は、一例として、ＧａＩｎＰからなるバッファ層１２を３０ｎｍ、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第１クラッド層１３を２１００ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１４を６ｎｍ、ＧａＩｎＰからなるウエル層（活性層）１５を４ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１６を６ｎｍ、Ａｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰからなる第２クラッド層の下層１７を１３００ｎｍ、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８を３０ｎｍ、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９を１３５０ｎｍ、キャップ層２０の下層のＧａＩｎＰ層を５０ｎｍ、キャップ層２０の上層のＧａＡｓ層を１００ｎｍの厚さとする。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
次に、上記半導体層２１を形成した後、上記半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、上記エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２をストライプ状に形成する。
上記第１溝２２の形成方法は、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４２を形成する。この開口部４２は、上記基板１１上に上記半導体層２１で形成される複数の半導体発光装置を区分するように形成され、例えばスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４１をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記キャップ層２０および上記第２クラッド層の上層１９に第１溝２２を形成する。このエッチングでは、例えば硫酸によるウエットエッチングを用いる。
硫酸は、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなるキャップ層２０およびＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図７（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
硫酸は、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなるキャップ層２０およびＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図７（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図７（２）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記半導体層２１上にレジスト膜４３を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝２２上に開口部４４を形成する。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
上記開口部４４は上記第１溝２２と一致させるのが最も好ましいが、第１溝２２内に開口部４４の底部が位置するようになっていればよい。
次に、図８（３）に示すように、上記レジスト膜４３をイオン注入マスクにして、上記第１溝２２の底部から亜鉛（Ｚｎ）をイオン注入して、上記第２クラッド層の下層１７（エッチングストップ層１８も含まれていてもよい）から前記第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成する。
上記イオン注入工程では、上記第２クラッド層の上層１９の膜厚の１３５０ｎｍ分だけ、従来の半導体層２１の最上層からイオン注入させる方法より、活性層１５までの半導体層２１中のイオンの飛程が短縮される。
そのため、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。また、イオン注入による注入領域のダメージ、例えば結晶性のダメージが抑制される。
上記イオン注入工程は、例えば、加速エネルギーを１００ｋｅＶ、ドーズ量を１×１０Ｅ１４ｃｍ-2として、亜鉛を注入する。その後、不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で６０分の熱処理（アニール）を行う。このイオン注入工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５およびその近傍にイオン注入されればよい。なお、上記熱処理によって、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
そのため、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。また、イオン注入による注入領域のダメージ、例えば結晶性のダメージが抑制される。
上記イオン注入工程は、例えば、加速エネルギーを１００ｋｅＶ、ドーズ量を１×１０Ｅ１４ｃｍ-2として、亜鉛を注入する。その後、不活性な雰囲気中、例えば窒素ガス雰囲気もしくは不活性ガス雰囲気中で、５５０℃で６０分の熱処理（アニール）を行う。このイオン注入工程では、亜鉛（Ｚｎ）が活性層１５およびその近傍にイオン注入されればよい。なお、上記熱処理によって、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
上記イオン注入工程が終了した後、上記レジスト膜４３を除去する。
このようにして、図８（４）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
このようにして、図８（４）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
次に、図９（５）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記半導体層２１上にレジスト膜４５を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第２溝を形成する領域上に開口部４６を形成する。この開口部４６は、上記第１溝２２内に形成され、上記第１溝２２と同様にスクライブ状に形成される。
次に、図９（６）に示すように、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記第１溝２２底部の上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図９（６）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図９（６）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、図１０（７）に示すように、上記第１溝２２の内部、上記第２溝２６の内面を被覆するように、上記半導体層２１上に絶縁膜２７を形成する。この絶縁膜２７は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の半導体装置の絶縁膜として用いられている材料で形成される。
次に図１０（８）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４７を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、電極を形成する領域上に開口部４８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１０（８）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１０（８）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、図１１（９）に示すように、通常の電極形成技術によって、上記絶縁膜２７の電極形成の開口部２８に電極２９を形成する。この電極２９は、隣接する電極２９と短絡することがなければ、電極形成の開口部２８よりはみ出すように形成されていても差し支えない。
次に、図１１（１０）に示すように、上記基板１１の裏面を研磨し、上記基板１１を所望の厚さに形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
図示はしないが、その後、上記加工を行った上記半導体層２１を有する基板１１を、上記第１溝２２、第２溝２６にそってバー状に加工し、半導体発光装置の裏面側の端面に所望の反射率となるような絶縁膜を成膜する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
上記第２製造方法の第２実施例では、基板１１上に半導体発光装置を構成する半導体層２１を形成するとき、第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７、第２クラッド層の上層１９）の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成し、その半導体層２１に、上記エッチングストッパ層１８上まで第１溝２２を形成することから、第１溝２２は、活性層１５まで到達せず、活性層１５上に第２クラッド層の下層１７を残した状態で形成される。そして、イオン注入によって第１溝２２の底部から第２クラッド層の下層１７から第１クラッド層１３に達するように拡散物質を注入して、窓部となる拡散領域２５を形成していることから、イオン注入による拡散物質の半導体層２１中の飛程が短くなるので、拡散領域２５が広がりすぎることが抑制される。
また、イオン注入の深さを浅くできるので、低いイオン注入エネルギーで拡散領域２５の形成が可能になる。そのため、イオン注入によるダメージが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、半導体層２１中のイオンの飛程が短くなるので、イオン注入による欠陥の発生が抑制でき、信頼性に優れるという利点がある。
また、イオン注入の深さを浅くできるので、低いイオン注入エネルギーで拡散領域２５の形成が可能になる。そのため、イオン注入によるダメージが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、半導体層２１中のイオンの飛程が短くなるので、イオン注入による欠陥の発生が抑制でき、信頼性に優れるという利点がある。
次に、本発明の半導体発光装置の製造方法（第３製造方法）に係る一実施の形態（第１実施例）を、図１２〜図１７の製造工程断面図によって説明する。第２製造方法の第１実施例では、半導体発光装置の一例としてＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ発振装置を説明する。
図１２（１）に示すように、基板１１上に、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３と第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層１７との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成する。
上記基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、バッファ層１２、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、バリア層（ガイド層）１４、ウエル層（活性層）１５、バリア層（ガイド層）１６、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７）、エッチングストップ層１８、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の上層１９）、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、ＧａＡｓからなるバッファ層１２、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１４、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１６、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の下層１７、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の上層１９、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
上記エッチングストップ層１８は、上記第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）のアルミニウムガリウムヒ素よりもアルミニウムの組成比が少なくガリウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成する。一例として、上記説明したように、第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９はＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓとし、エッチングストップ層１８はＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓとした。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９をアルミニウムガリウムヒ素という同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９をアルミニウムガリウムヒ素という同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
また、ここでは、第１クラッド層１３と第２クラッド層の下層１７との間にウエル層（活性層）１５を有する半導体層２１が形成される。この実施例では、バッファ層１２からキャップ層２０までを半導体層２１と称する。
上記各層の膜厚は、一例として、ＧａＡｓからなるバッファ層１２を３００ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第１クラッド層１３を４０５０ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１４を７ｎｍ、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなるウエル層（活性層）１５を８ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるバリア層（ガイド層）１６を７ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の下層１７を２１０ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８を５０ｎｍ、Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９を１３５０ｎｍ、ＧａＡｓからなるキャップ層２０を１００ｎｍの厚さとする。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
次に、上記半導体層２１を形成した後、上記半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、上記エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２をストライプ状に形成する。
上記第１溝２２の形成方法は、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４２を形成する。この開口部４２は、上記基板１１上に上記半導体層２１で形成される複数の半導体発光装置を区分するように形成され、例えばスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４１をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記キャップ層２０および上記第２クラッド層の上層１９に第１溝２２を形成する。このエッチングでは、例えばフッ酸系緩衝溶液によるウエットエッチングを用いる。
フッ酸系緩衝溶液は、ＧａＡｓからなるキャップ層２０およびＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１２（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
フッ酸系緩衝溶液は、ＧａＡｓからなるキャップ層２０およびＡｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１２（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図１２（２）に示すように、上記第１溝２２内面を被覆するように上記半導体層２１上に拡散マスク層３１を形成する。この拡散マスク層３１は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などの絶縁膜で形成され、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法等により成膜することができる。
次に、図１３（３）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記拡散マスク層３１上にレジスト膜４９を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部５０を形成する。
上記開口部５０は上記第１溝２２の側壁に上記拡散マスク層３１が残るように形成されるが、第１溝２２内に開口部５０の底部が位置するようになっていればよい。
上記開口部５０は上記第１溝２２の側壁に上記拡散マスク層３１が残るように形成されるが、第１溝２２内に開口部５０の底部が位置するようになっていればよい。
次に、図１３（４）に示すように、上記レジスト膜４９をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記拡散マスク層３１に気相拡散用の開口部３２を形成する。上記エッチングでは、下地へのダメージを抑制するために、例えばウエットエッチングを用いた。
その後、上記レジスト膜４９を除去する。なお、図１３（４）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
その後、上記レジスト膜４９を除去する。なお、図１３（４）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図１４（５）に示すように、亜鉛拡散炉を用い、上記拡散マスク層３１を用いて、上記第１溝２２の底部から亜鉛（Ｚｎ）を気相拡散して、上記第２クラッド層の下層１７（エッチングストップ層１８も含まれていてもよい）から前記第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成する。
上記亜鉛の拡散工程は、例えば、拡散源にジエチル亜鉛を用い、６００℃のジエチル亜鉛雰囲気中で３０分の気相拡散で行う。
上記亜鉛の拡散工程は、例えば、拡散源にジエチル亜鉛を用い、６００℃のジエチル亜鉛雰囲気中で３０分の気相拡散で行う。
上記拡散工程では、上記エッチングストップ層１８の膜厚が５０ｎｍであり、上記第２クラッド層の下層１７の膜厚が２１０ｎｍであることから、この２層の膜厚が２６０ｎｍと薄くなっているので、従来の半導体層２１の最上層から拡散させる方法より、活性層１５までの半導体層２１中の拡散距離が大幅に短縮されている。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。なお、上記拡散処理によって、第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。なお、上記拡散処理によって、第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
上記拡散工程が終了した後、上記拡散マスク層３１を除去する。上記拡散マスク層３１の除去は例えばウエットエッチングによる。
このようにして、図１４（６）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
このようにして、図１４（６）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
次に、図１５（７）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４５を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第２溝を形成する領域上に開口部４６を形成する。この開口部４６は、上記第１溝２２内に形成され、上記第１溝２２と同様にスクライブ状に形成される。
次に、図１５（８）に示すように、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図１５（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図１５（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、図１６（９）に示すように、上記第１溝２２の内部、上記第２溝２６の内面を被覆するように、上記半導体層２１上に絶縁膜２７を形成する。この絶縁膜２７は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の半導体装置の絶縁膜として用いられている材料で形成される。
次いで、アニール処理を行う。ここでは、一例として、５５０℃で４０分の熱アニールを施す。
次いで、アニール処理を行う。ここでは、一例として、５５０℃で４０分の熱アニールを施す。
次に図１６（１０）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４７を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、電極を形成する領域上に開口部４８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１６（１０）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１６（１０）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、図１７（１１）に示すように、通常の電極形成技術によって、上記絶縁膜２７の電極形成の開口部２８に電極２９を形成する。この電極２９は、隣接する電極２９と短絡することがなければ、電極形成の開口部２８よりはみ出すように形成されていても差し支えない。
次に、図１７（１２）に示すように、上記基板１１の裏面を研磨し、上記基板１１を所望の厚さに形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
図示はしないが、その後、上記加工を行った上記半導体層２１を有する基板１１を、上記第１溝２２、第２溝２６にそってバー状に加工し、半導体発光装置の裏面側の端面に所望の反射率となるような絶縁膜を成膜する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
上記第３製造方法の第１実施例では、基板１１上に半導体発光装置を構成する半導体層２１を形成するとき、第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成し、その半導体層２１に、上記エッチングストッパ層１８上まで第１溝２２を形成することから、第１溝２２は、活性層１５まで到達せず、活性層１５上に第２クラッド層の下層１７を残した状態で形成される。そして、第１溝２２の底部から、気相拡散によって、拡散物質を第２クラッド層の下層１７から第１クラッド層１３に達するように拡散させて、窓部となる拡散領域２５を形成していることから、拡散物質の拡散距離が短くなるので、拡散領域２５が広がり過ぎることが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、気相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、気相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
次に、本発明の半導体発光装置の製造方法（第３製造方法）に係る一実施の形態（第２実施例）を、前記図１２〜図１７の製造工程断面図によって説明する。第２製造方法の第１実施例では、半導体発光装置の一例としてＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ発振装置を説明する。
図１２（１）に示すように、基板１１上に、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３と第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層１７との間に活性層１５を有する半導体層２１を形成する。
上記基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、バッファ層１２、第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、バリア層（ガイド層）１４、ウエル層（活性層）１５、バリア層（ガイド層）１６、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７）、エッチングストップ層１８、第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層（第２クラッド層の上層１９）、キャップ層２０を順に成膜する。
具体的には、基板１１に、例えばガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板を用い、この基板１１上に、一例として、ＧａＩｎＰからなるバッファ層１２、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第１伝導型（ｎ型）の第１クラッド層１３、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１４、ＧａＩｎＰからなるウエル層（活性層）１５、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１６、Ａｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の下層１７、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２伝導型（ｐ型）の第２クラッド層の上層１９、ＧａＩｎＰとＧａＡｓからなるキャップ層２０を順に成膜する。
上記エッチングストップ層１８は、上記第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）のアルミニウムガリウムインジウムリンからアルミニウムを除いた組成のガリウムインジウムリンで形成する。一例として、上記説明したように、第２クラッド層の下層１７はＡｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰ、エッチングストップ層１８はＧａＩｎＰ、第２クラッド層の上層１９はＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰとした。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９を同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
このように、第２クラッド層の下層１７、エッチングストップ層１８、第２クラッド層の上層１９を同系材料で形成することで、上記第２クラッド層の下層１７、上記エッチングストップ層１８および上記第２クラッド層の上層１９を第２クラッド層２２とすることができる。また、組成比を変えてあるエッチングストップ層１８に対して第２クラッド層の上層１９を選択的にエッチングすることが可能になる。
また、ここでは、第１クラッド層１３と第２クラッド層の下層１７との間にウエル層（活性層）１５を有する半導体層２１が形成される。この実施例では、バッファ層１２からキャップ層２０までを半導体層２１と称する。
上記各層の膜厚は、一例として、ＧａＩｎＰからなるバッファ層１２を３０ｎｍ、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第１クラッド層１３を２１００ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１４を６ｎｍ、ＧａＩｎＰからなるウエル層（活性層）１５を４ｎｍ、Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＩｎＰからなるバリア層（ガイド層）１６を６ｎｍ、Ａｌ0.6Ｇａ0.4ＩｎＰからなる第２クラッド層の下層１７を１３００ｎｍ、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８を３０ｎｍ、Ａｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９を１３５０ｎｍ、キャップ層２０の下層のＧａＩｎＰ層を５０ｎｍ、キャップ層２０の上層のＧａＡｓ層を１００ｎｍの厚さとする。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
上記成膜は、例えばエピタキシャル成長装置を用い、同一チャンバ内で原料ガスを変えることで連続成膜により形成することができる。すなわち、ｉｎ−ｓｉｔｕで大気開放することなく、同一チャンバ内で連続成膜が可能となる。
次に、上記半導体層２１を形成した後、上記半導体層２１で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、上記エッチングストッパ層１８に達する第１溝２２をストライプ状に形成する。
上記第１溝２２の形成方法は、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４１を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部４２を形成する。この開口部４２は、上記基板１１上に上記半導体層２１で形成される複数の半導体発光装置を区分するように形成され、例えばスクライブ状に形成される。
次に、上記レジスト膜４１をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記キャップ層２０および上記第２クラッド層の上層１９に第１溝２２を形成する。このエッチングでは、例えば硫酸によるウエットエッチングを用いる。
硫酸は、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなるキャップ層２０およびＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１２（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
硫酸は、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなるキャップ層２０およびＡｌ0.55Ｇａ0.45ＩｎＰからなる第２クラッド層の上層１９をエッチングするが、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１８をエッチングしない。このため、このウエットエッチングはエッチングストップ層１８上で停止される。
このようにして、半導体発光装置の端面部分の一部を形成する。
その後、上記レジスト膜４１を除去する。なお、図１２（１）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図１２（２）に示すように、上記第１溝２２内面を被覆するように上記半導体層２１上に拡散マスク層３１を形成する。この拡散マスク層３１は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などの絶縁膜で形成され、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法等により成膜することができる。
次に、図１３（３）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記拡散マスク層３１上にレジスト膜４９を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第１溝を形成する領域上に開口部５０を形成する。
上記開口部５０は上記第１溝２２の側壁に上記拡散マスク層３１が残るように形成されるが、第１溝２２内に開口部５０の底部が位置するようになっていればよい。
上記開口部５０は上記第１溝２２の側壁に上記拡散マスク層３１が残るように形成されるが、第１溝２２内に開口部５０の底部が位置するようになっていればよい。
次に、図１３（４）に示すように、上記レジスト膜４９をエッチングマスクに用いて、エッチングにより上記拡散マスク層３１に気相拡散用の開口部３２を形成する。上記エッチングでは、下地へのダメージを抑制するために、例えばウエットエッチングを用いた。
その後、上記レジスト膜４９を除去する。なお、図１３（４）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
その後、上記レジスト膜４９を除去する。なお、図１３（４）はレジスト膜４１を除去する前の状態を示した。
次に、図１４（５）に示すように、亜鉛拡散炉を用い、上記拡散マスク層３１を用いて、上記第１溝２２の底部から亜鉛（Ｚｎ）を気相拡散して、上記第２クラッド層の下層１７（エッチングストップ層１８も含まれていてもよい）から前記第１クラッド層１３に達する拡散領域２５を形成する。
上記亜鉛の拡散工程は、例えば、拡散源にジエチル亜鉛を用い、６００℃のジエチル亜鉛雰囲気中で３０分の気相拡散で行う。
上記亜鉛の拡散工程は、例えば、拡散源にジエチル亜鉛を用い、６００℃のジエチル亜鉛雰囲気中で３０分の気相拡散で行う。
上記拡散工程では、上記エッチングストップ層１８の膜厚が５０ｎｍであり、上記第２クラッド層の下層１７の膜厚が２１０ｎｍであることから、この２層の膜厚が２６０ｎｍと薄くなっているので、従来の半導体層２１の最上層から拡散させる方法より、活性層１５までの半導体層２１中の拡散距離が大幅に短縮されている。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。なお、上記拡散処理によって、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
そのため、拡散距離が大幅に短くなるので、拡散領域２５が横方向に広がり過ぎることが抑制される。なお、上記拡散処理によって、上層の第２クラッド層の上層１９の一部にも拡散される場合もある。
上記拡散工程が終了した後、上記拡散マスク層３１を除去する。上記拡散マスク層３１の除去は例えばウエットエッチングによる。
このようにして、図１４（６）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
このようにして、図１４（６）に示すように、第１溝２２の底部から、上記活性層１５より下層まで、亜鉛（Ｚｎ）を拡散させた拡散領域２５が形成される。
次に、図１５（７）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記半導体層２１上にレジスト膜４５を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、第２溝を形成する領域上に開口部４６を形成する。この開口部４６は、上記第１溝２２内に形成され、上記第１溝２２と同様にスクライブ状に形成される。
次に、図１５（８）に示すように、上記レジスト膜４５をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記拡散領域２５に第２溝２６を形成して、この第２溝２６の側面に上記活性層１５の端面を露出させる。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図１５（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
例えば、上記エッチングストッパ層１８、第２クラッド層の下層１７から上記バリア層１６、活性層１５、バリア層１４を貫通して第１クラッド層１３に達するように第２溝２６を形成する。
このようにして、半導体発光装置の端面部分を形成する。
その後、上記レジスト膜４５を除去する。なお、図１５（８）はレジスト膜４５を除去する前の状態を示した。
次に、図１６（９）に示すように、上記第１溝２２の内部、上記第２溝２６の内面を被覆するように、上記半導体層２１上に絶縁膜２７を形成する。この絶縁膜２７は、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の半導体装置の絶縁膜として用いられている材料で形成される。
次いで、アニール処理を行う。ここでは、一例として、５５０℃で４０分の熱アニールを施す。
次いで、アニール処理を行う。ここでは、一例として、５５０℃で４０分の熱アニールを施す。
次に図１６（１０）に示すように、通常のレジスト塗布およびリソグラフィー技術を用いて、上記キャップ層２０上にレジスト膜４７を形成し、フォトリソグラフィ技術によって、電極を形成する領域上に開口部４８を形成する。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１６（１０）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、上記レジスト膜４７をエッチングマスクに用いて、エッチングにより、上記絶縁膜２７に電極形成の開口部２８を形成する。
その後、上記レジスト膜４７を除去する。なお、図１６（１０）はレジスト膜４７を除去する前の状態を示した。
次に、図１７（１１）に示すように、通常の電極形成技術によって、上記絶縁膜２７の電極形成の開口部２８に電極２９を形成する。この電極２９は、隣接する電極２９と短絡することがなければ、電極形成の開口部２８よりはみ出すように形成されていても差し支えない。
次に、図１７（１２）に示すように、上記基板１１の裏面を研磨し、上記基板１１を所望の厚さに形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
次いで、通常の電極形成技術によって、研磨して薄くした上記基板１１の裏面に裏面電極３０を形成する。
図示はしないが、その後、上記加工を行った上記半導体層２１を有する基板１１を、上記第１溝２２、第２溝２６にそってバー状に加工し、半導体発光装置の裏面側の端面に所望の反射率となるような絶縁膜を成膜する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
次いで、上記バー状に加工された半導体層２１を有する基板１１を、半導体発光装置のチップに加工する。
上記チップは、例えば半田にてヒートシンクに接着する。
その後、チップに配線を形成し、チップを封止する。
上記第３製造方法の第２実施例では、基板１１上に半導体発光装置を構成する半導体層２１を形成するとき、第２クラッド層（第２クラッド層の下層１７と第２クラッド層の上層１９）の中間層としてエッチングストッパ層１８を形成し、その半導体層２１に、上記エッチングストッパ層１８上まで第１溝２２を形成することから、第１溝２２は、活性層１５まで到達せず、活性層１５上に第２クラッド層の下層１７を残した状態で形成される。そして、第１溝２２の底部から、気相拡散によって、拡散物質を第２クラッド層の下層１７から第１クラッド層１３に達するように拡散させて、窓部となる拡散領域２５を形成していることから、拡散物質の拡散距離が短くなるので、拡散領域２５が広がり過ぎることが抑制される。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、気相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
よって、狭い範囲に拡散領域２５を形成することができるので、非注入領域を作る電極部分の設計マージンが狭くなるという問題が解決され、電極部分に不要な不純物拡散を起こさず、電極の設計マージンを広く取ることができるという利点がある。
また、拡散距離が短くなるので、気相拡散による拡散時間が短縮され、制御性に優れるという利点がある。
上記各第１実施例において、エッチングストッパ層１８をアルミニウムガリウムヒ素系の第２クラッド層の上層１９よりもアルミニウムの組成比が少ない場合には、上記説明したように、フッ酸系緩衝溶液を用いることができる。一方、上記エッチングストッパ層１８をアルミニウムガリウムヒ素系の第２クラッド層の上層１９よりもアルミニウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成することもできる。この場合の第１溝２２を形成するウエットエッチングには、アンモニア過水水溶液やクエン酸系エッチャントを用いることができる。
１１…基板、１３…第１クラッド層、１５…活性層、１７…第２クラッド層の下層、１８…エッチングストッパ層、１９…第２クラッド層の上層、２１…半導体層、２２…第１溝、２３…拡散物質を含む膜、２５…拡散領域、２６…第２溝
Claims (18)
- 基板上に第１伝導型の第１クラッド層と前記第１伝導型とは逆の第２伝導型の第２クラッド層との間に活性層を有する半導体層を形成する工程を備えた半導体発光装置の製造方法であって、
前記半導体層を形成するとき前記基板側に前記第１クラッド層を形成し、
前記第２クラッド層を形成するときに前記第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、
前記半導体層を形成した後、
前記半導体層で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、前記エッチングストッパ層に達する第１溝を形成する工程と、
前記第１溝の底部に拡散物質を含む膜を形成する工程と、
前記拡散物質を含む膜中の拡散物質を前記第１溝の底部から拡散させて前記第２クラッド層から前記第１クラッド層に達する拡散領域を形成する工程と、
前記拡散物質を含む膜を除去する工程と、
前記第１溝の底部の前記拡散領域に第２溝を形成して、該第２溝の側面に前記活性層の端面を露出させる工程と
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 前記拡散物質を含む膜中の拡散物質を拡散させる前に、
前記第１溝内で前記拡散物質を含む膜を被覆するように前記半導体層上に拡散マスク層を形成し、
前記前記拡散物質を含む膜を除去する工程で、前記拡散マスク層を除去する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記拡散物質を含む膜は酸化亜鉛膜である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記拡散物質の拡散は熱処理により行う
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記第２クラッド層はアルミニウムガリウムヒ素で形成し、
前記エッチングストッパ層は前記第２クラッド層のアルミニウムガリウムヒ素よりもアルミニウムの組成比が少なくガリウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記第２クラッド層はアルミニウムガリウムインジウムリンで形成し、
前記エッチングストッパ層はアルミニウムインジウムリンで形成する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記半導体層の最上層にキャップ層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。 - 基板上に第１伝導型の第１クラッド層と前記第１伝導型とは逆の第２伝導型の第２クラッド層との間に活性層を有する半導体層を形成する半導体発光装置の製造方法であって、
前記半導体層を形成するとき前記基板側に前記第１クラッド層を形成し、
前記第２クラッド層を形成するときに前記第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、
前記半導体層を形成した後、
前記半導体層で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、前記エッチングストッパ層に達する第１溝を形成する工程と、
前記第１溝の底部を露出させたイオン注入マスクを形成する工程と、
イオン注入によって前記第１溝の底部の前記第２クラッド層から前記第１クラッド層に達するように拡散物質を注入して拡散領域を形成する工程と、
前記第１溝の底部の前記拡散領域に第２溝を形成して、該第２溝の側面に前記活性層の端面を露出させる工程と
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 前記拡散物質は亜鉛イオンもしくはシリコンイオンである
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記イオン注入後にアニール処理を行う
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記第２クラッド層はアルミニウムガリウムヒ素で形成し、
前記エッチングストッパ層は前記第２クラッド層のアルミニウムガリウムヒ素よりもアルミニウムの組成比が少なくガリウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成する
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記第２クラッド層はアルミニウムガリウムインジウムリンで形成し、
前記エッチングストッパ層はアルミニウムインジウムリンで形成する
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記半導体層の最上層にキャップ層を形成する
ことを特徴とする請求項８記載の半導体発光装置の製造方法。 - 基板上に第１伝導型の第１クラッド層と前記第１伝導型とは逆の第２伝導型の第２クラッド層との間に活性層を有する半導体層を形成する半導体発光装置の製造方法であって、
前記半導体層を形成するとき前記基板側に前記第１クラッド層を形成し、
前記第２クラッド層を形成するときに前記第２クラッド層の中間層としてエッチングストッパ層を形成し、
前記半導体層を形成した後、
前記半導体層で形成される半導体発光装置の発光端面が形成される領域上に、前記エッチングストッパ層に達する第１溝を形成する工程と、
前記第１溝の底部を露出させた拡散マスクを形成する工程と、
気相拡散によって前記第１溝の底部の前記第２クラッド層から前記第１クラッド層に達するように拡散物質を拡散させて拡散領域を形成する工程と、
前記拡散マスク層を除去する工程と、
前記第１溝の底部の前記拡散領域に第２溝を形成して、該第２溝の側面に前記活性層の端面を露出させる工程と
を有することを特徴とする半導体発光装置の製造方法。 - 前記拡散物質は亜鉛である
ことを特徴とする請求項１４記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記第２クラッド層はアルミニウムガリウムヒ素で形成し、
前記エッチングストッパ層は前記第２クラッド層のアルミニウムガリウムヒ素よりもアルミニウムの組成比が少なくガリウムの組成比が多いアルミニウムガリウムヒ素で形成する
ことを特徴とする請求項１４記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記第２クラッド層はアルミニウムガリウムインジウムリンで形成し、
前記エッチングストッパ層はアルミニウムインジウムリンで形成する
ことを特徴とする請求項１４記載の半導体発光装置の製造方法。 - 前記半導体層の最上層にキャップ層を形成する
ことを特徴とする請求項１４記載の半導体発光装置の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2007307864A JP2009135148A (ja) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | 半導体発光装置の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013191622A (ja) * | 2012-03-12 | 2013-09-26 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光素子及びその製造方法 |
| US9300111B2 (en) | 2013-02-01 | 2016-03-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device |
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2007
- 2007-11-28 JP JP2007307864A patent/JP2009135148A/ja active Pending
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