JP3147148B2 - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は単一横モード制御型
半導体レーザを高歩留まりで製造する方法に関し、特に
Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓ／Ｉｎ_y Ｇａ_1-y Ａｓ系半導体レー
ザの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ａｌ_x Ｇａ_1-x Ａｓ／Ｉｎ_y Ｇａ_1-y Ａ
ｓ系半導体レーザは短波長領域で発振する特徴を有する
が、特に９８０ｎｍ帯の半導体レーザはエルビウムドー
プファイバーアンプ（ＥＤＦＡ）における励起光源とし
て重要である。従来の技術による９８０ｎｍ帯レーザの
作製法は、例えばエレクトロニクスレターズ（１９９１
年第２７巻２２番２０３２頁〜２０３３頁）に記載され
ている。以下、図４を参照して従来例を用いた９８０ｎ
ｍ帯半導体レーザの作製方法について説明する。まず、
常圧ＭＢＥ（分子ビーム結晶成長）装置を用いて、ｎ型
ＧａＡｓ基板５１の上に、１μｍ厚のｎ型Ａｌ_0.22Ｇａ
_0.78Ａｓ内部クラッド層５２、２００ｎｍ厚のＧａＡｓ
光ガイド層５３（無添加）、井戸厚１０ｎｍのＩｎ_0.2
Ｇａ_0.8 Ａｓ単一量子井戸活性層５４（無添加）、２０
０ｎｍ厚のＧａＡｓ光ガイド層５５（無添加）、１３０
ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.22Ｇａ_0.78Ａｓ内部クラッド層５
６、３ｎｍ厚のＡｌＡｓエッチングストップ層５７（無
添加）、８７０ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.22Ｇａ_0.78Ａｓ外部
クラッド層５８、１００ｎｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ
層５９（Ｂｅ｛ベリリウム｝を添加）を順に形成する
（図２（ａ））。結晶成長時の基板温度は、Ｉｎ_0.2 Ｇ
ａ_0.8 Ａｓ単一量子井戸活性層、ＧａＡｓ層、Ａｌ_0.22
Ｇａ_0.78Ａｓ内部クラッド層、ＡｌＡｓエッチングスト
ップ層の各層に対し、それぞれ５３０℃、６００℃、６
５０℃、６５０℃とする。導波路となる領域はフォトリ
ソグラフィーによりストライプ状に形成したＳｉＯ₂ マ
スク６０で被覆する（図４（ａ））。次にエッチング液
を用意する。エッチング液は、２００ｇの琥珀酸を１リ
ットルの水に溶かし、水酸化アンモニウムを添加してｐ
Ｈを５に調整し、この琥珀酸、水酸化アンモニウム溶液
１５に対して３０％の過酸化水素水１を加えて作製す
る。つづいて、このエッチング液を用いてメサストライ
プ形成のためのエッチングを行い、１００ｎｍ厚のｐ型
ＧａＡｓキャップ層、及び８７０ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.22
Ｇａ_0.78Ａｓ外部クラッド層を選択的にエッチングす
る。エッチングは３ｎｍ厚のＡｌＡｓエッチングストッ
プ層で停止する。次にウェハの全面をスパッタ法により
ＳｉＯ₂ 電流ブロック層６１で被覆し、メサストライプ
の頂上を開口する。ｐ側にＴｉ（チタニウム）、Ａｕ
（金）の順で電極６２を形成し、ｎ側にＡｕ、Ｓｎ（ス
ズ）の順で電極６３を形成する（図４（ｃ））。最後に
ウェハを劈開することにより共振器を形成し、各々の素
子を切り分けることによりレーザ素子が完成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザに求めら
れる性能の一つに、高い基本横モード出力がある。特に
９８０ｎｍ帯の半導体レーザは、エルビウムドープファ
イバアンプへ高い光出力を供給することが求められるこ
とから、レーザの出力を光ファイバに効率よく結合させ
るため、半導体レーザは高い光出力時まで基本横モード
を保つことが重要となる。半導体レーザの基本横モード
出力はメサストライプ底部幅と、メサストライプ内外の
等価屈折率の差の２つに大きく依存し、特に２００ｍＷ
以上の基本横モード出力を得るためには、メサストライ
プ底部幅を３μｍ以下にし、適切な屈折率差を与えるこ
とが必要である。また、メサストライプ内外の等価屈折
率の差は、エッチング後のメサストライプ脇の活性層直
上の内部クラッド層厚で決定される。

【０００４】さらに、垂直方向（層厚方向）の発光スポ
ットを拡大することも重要である。発光スポットの拡大
は、垂直放射角を低減し光ファイバとの結合に用いる光
学素子（レンズ等）の有効径内により多くの光出力を集
中する効果と、発光スポット形状が円形に近付くことに
より光ファイバを伝搬する円形のフィールドとの重なり
積分を増大させる効果があり、ファイバとの結合効率の
増大につながる。そして、発光スポットを拡大するため
には、ＧａＡｓキャップ層や、ＧａＡｓ基板の高屈折率
層の影響を小さくするために、低屈折率なＡｌＧａＡｓ
内部クラッド層の層厚を十分大きくすることが重要であ
る。

【０００５】ところが、従来の製造方法では、メサスト
ライプ内外の等価屈折率の差をウェハ内で均一にする点
では優れているが、メサストライプを形成する際の選択
エッチングの際の横方向のエッチング量が大きく、３μ
ｍ以下のメサ底部幅を有するメサストライプをウェハ全
面に形成することは、フォトリソグラフィーやエッチン
グプロセスの均一性、再現性の点から極めて困難であっ
た。また、エッチング形状の異方性が大きく横方向のエ
ッチング速度が速いために、特に、面方位（−１１０）
に平行で、内部クラッド層が厚いメサストライプを作成
する場合、ｐ型ＧａＡｓキャップ層がサイドエッチング
により幅が小さくなりすぎてＳｉＯ₂ マスクが脱落する
場合があった。従って、より高いファイバ光出力を有す
るモジュールを実現するために必要な、より高性能な半
導体レーザを歩留まり良く製造することは、従来の方法
ではきわめて困難であった。

【０００６】本発明は、高い基本横モード出力を有し、
かつ、高いファイバ結合効率を有する半導体レーザを歩
留まり良く製造することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
製造方法は、基板上に活性層、内部クラッド層を含む多
層の半導体膜を形成する工程と、該半導体膜の上に少な
くともエッチングストップ層、外部クラッド層、キャッ
プ層、マスク層をこの順に形成する工程と、前記外部ク
ラッド層に到達する深さまでドライエッチングを行いメ
サストライプを形成する工程と、エッチング液により前
記外部クラッド層をさらにエッチングする工程とを含む
ことを特徴とする。このため、外部クラッド層の残り厚
を均一にすることができるので、均一な屈折率差を実現
できる。

【０００８】また、本発明の半導体レーザの製造方法
は、基板上に活性層、内部クラッド層を含む多層の半導
体膜を形成する工程と、該半導体膜の上に少なくともエ
ッチングストップ層、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（１≧Ｘ₁≧
０）外部クラッド層、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（１≧Ｘ₂＞
Ｘ₁≧０）外部クラッド層、キャップ層、マスク層をこ
の順に形成する工程と、前記Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ外部ク
ラッド層に到達する深さまでドライエッチングを行いメ
サストライプを形成する工程と、エッチング液により前
記Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ外部クラッド層をさらにエッチン
グする工程とを含むことを特徴とする。このため、サイ
ドエッチングの速度を一層抑制することができ、メサス
トライプ底部の幅の均一性を更に向上させることができ
る。

【０００９】本発明の半導体レーザは、基板上に活性
層、内部クラッド層を含む多層の半導体膜を有し、該半
導体膜の上に、少なくともＡｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（１≧Ｘ
₁ ≧０）外部クラッド層とＡｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓ（１≧Ｘ ₂
＞Ｘ ₁ ≧０）外部クラッド層とがこの順に積層してなる
メサストライプを備えた半導体レーザであって、前記Ａ
ｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓ外部クラッド層はドライエッチングに
より形成され、前記Ａｌ _x1 Ｇａ _1-x1 Ａｓ外部クラッド層
はエッチング液を用いたエッチングにより形成されたこ
とを特徴とする。このため、メサストライプ底部の幅の
均一性に優れ、また、サイドエッチングの際のマスクの
脱落を効果的に防ぐこともでき、生産性に優れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の半導体レーザの製造方法
は、ドライエッチングによりウェハ全面に垂直メサスト
ライプを均一に形成した後、選択エッチングにより矩形
のメサストライプ形状をほとんど変形させることなく、
外部クラッド層をエッチングストップ層直上までエッチ
ングする。

【００１１】本発明におけるエッチングストップ層と
は、エッチング液によるエッチングを停止させる層であ
り、ＡｌＡｓ層等を用いることができる。

【００１２】本発明における外部クラッド層は、活性層
からみてエッチングストップ層の外側に位置するクラッ
ド層をいう。外部クラッド層の材料としては、例えばＡ
ｌ_xＧａ_1-xＡｓ（１≧Ｘ≧０）を用いることができる。
外部クラッド層は２以上の層からなるものであってもよ
い。図２および図３に示すように、エッチングストップ
層３０の直上にＡｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ層３１（１≧Ｘ₁≧
０）、その上にＡｌ_{x 2}Ｇａ_1-x2Ａｓ層３２（１≧Ｘ₂＞
Ｘ₁≧０）を配置することにより、メサストライプ底部
幅の制御性、再現性を更に向上させることができる。こ
れは以下の理由による。Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ層３２はＡ
ｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ層３１よりもＡｌ組成比が高いためク
エン酸系エッチング液を用いた場合、エッチングされに
くい。したがって、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ層３１は、エッ
チングされにくいＡｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ層３２およびエッ
チングストップ層３０に挟まれた構造となる。このた
め、選択エッチング時のサイドエッチングの効果を抑制
することができ、メサストライプ底部幅の制御性、再現
性を向上させることができるのである。また、この効果
は、１≧Ｘ₂＞０．３５、０．３５≧Ｘ₁≧０とすればな
お顕著となり、０．５５≧Ｘ₂＞０．４５、０．２≧Ｘ₁
≧０とすれば更に好ましい。

【００１３】本発明におけるマスク層とは、エッチング
液に対して耐性を有し、メサストライプ側部の埋め込み
成長時に、半導体層がその上に成長しないような誘電体
層であり、通常ＳｉＯ₂等が用いられる。

【００１４】本発明におけるドライエッチングとは、反
応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）、反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）、エレクトロンサイクロトロン
共鳴（ＥＣＲ）エッチング等のエッチング方法をいう。

【００１５】本発明におけるエッチング液は、例えばコ
ハク酸、水酸化アンモニウム、過酸化水素水溶液等を用
いることができるが、内部クラッド層をＡｌ_xＧａ_1-xＡ
ｓ（１≧Ｘ≧０）層とした場合には、クエン酸を含む液
とするのが良い。微妙なｐＨコントロールを必要とせ
ず、エッチング液の時間的な安定性も高いからである。
例えば、クエン酸と過酸化水素水の混合液を用いるのが
良い。

【００１６】本発明の半導体レーザは、２以上の外部ク
ラッド層を設け、メサストライプ底部に位置する外部ク
ラッド層を、選択エッチングされにくい他の外部クラッ
ド層とエッチングストップ層とにより挟まれた構造とす
ることにより、サイドエッチングの速度を抑制し、メサ
ストライプ底部の幅の均一性を向上させたものである。
具体的には、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（１≧Ｘ₁≧０）外部
クラッド層と、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（１≧Ｘ₂＞Ｘ₁≧
０）外部クラッド層とをこの順に備えることを特徴とす
るが、特に、１≧Ｘ₂＞０．３５、０．３５≧Ｘ₁≧０と
するのが好ましく、０．５５≧Ｘ₂＞０．４５、０．２
≧Ｘ₁≧０とすれば更に好ましい。

【００１７】

【実施例】

（実施例１）本発明に係る半導体レーザの製造方法の実
施例について、図１を参照して説明する。まず、面方位
（００１）のｎ型ＧａＡｓ基板１の上に、常圧ＭＯＶＰ
Ｅ（有機金属気相結晶成長）装置を用いて、２．０μｍ
厚のｎ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層２（１×
１０¹⁷（ｃｍ ^-3）の濃度でＳｉ｛珪素｝を添加）、１０
０ｎｍ厚のｎ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストッ
プ層３（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉを添加）、
２００ｎｍ厚のｎ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド
層４（１×１０¹⁷（ｃｍ ^-3）の濃度でＳｉを添加）、５
０ｎｍ厚のｎ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド層５（１
×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉを添加）、井戸厚４．
５ｎｍ、バリア厚５ｎｍのＩｎ_0.24Ｇａ_0.76Ａｓ／Ｇａ
Ａｓ二重量子井戸活性層６（無添加）、５０ｎｍ厚のｐ
型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド層７（１×１０¹⁸（ｃ
ｍ^-3）の濃度でＭｇ｛マグネシウム｝を添加）、２００
ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド層８
（１×１０¹⁸（ｃｍ ^-3）の濃度でＭｇを添加）、１００
ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ
層９（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇを添加）、
２．０μｍ厚のｐ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド
層１０（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇを添加）、
０．５μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャップ層１１（１×１０
¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇを添加）をこの順に形成す
る。次いで選択成長の際のマスクとなるＳｉＯ₂ 薄膜１
２をスパッタ装置により２００ｎｍ厚だけ表面に堆積
し、導波路となる領域をフォトリソグラフィーによりス
トライプ状にフォトレジスト１３で被覆し、フッ素酸を
用いてパターンをＳｉＯ₂ に転写する（図１（ａ））。
この２段マスクを用いて、光導波路となるべき領域の側
部をｐ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ層９
の直上およそ２００ｎｍの深さまでドライエッチングを
行う（図１（ｂ））。次に、剥離液、ブタノン、アルコ
ールをこの順に用いて超音波洗浄を施し、フォトレジス
トパターンを除去する。この後、クエン酸水溶液と過酸
化水素水を混合したエッチング液にウェハを浸し、およ
そ３０秒間エッチングを行う（図１（ｃ））。３分間の
水洗後、フッ素酸水溶液で１０秒間ＳｉＯ₂ マスクを洗
浄し乾燥する。その後、ＳｉＯ₂ を選択成長マスクとし
たメサストライプ側部の選択成長埋め込みを行う。１．
６μｍ厚のｎ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓ低屈折率電流ブロ
ック層１４（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉを添
加）で埋め込み、その後同様の技術を用い、０．５μｍ
厚ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１５（１×１０¹⁷（ｃｍ
^-3）の濃度でＳｉを添加）で埋め込む。その後、ＳｉＯ
₂ マスク１３をフッ素酸により除去し（図２（ｅ））、
０．５μｍ厚のｐ型ＧａＡｓコンタクト層１６（１×１
０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇを添加）をウェハ全面に成
長する。スパッタ法によりｎ側にＴｉ（チタニウム）、
Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）の順で電極１７を形成する。
更に、ウェハを基板側から研磨し８０μｍの厚みにした
後、スパッタ法によりｐ側にＡｕ、Ｇｅ（ゲルマニウ
ム）、Ｎｉ（ニッケル）の順で電極１８を形成する（図
２（ｄ））。最後にウェハを劈開することにより共振器
を形成し、各々の素子を切り分けることによりレーザ素
子が完成する。選択エッチングに用いるクエン酸、過酸
化水素水混合液は、Ａｌ_0.32Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド
層に対しておよそ８００ｎｍ／ｍｉｎのエッチング速度
を持ち、Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ層に
対するエッチング速度はその百分の一程度と十分な選択
比を持つ。エッチング後の表面状態は良好であり、次に
続く埋め込み成長の状態も良好である。本実施例ではア
ルミ組成の大きな層をエッチングストップ層として用い
ているが、アルミ組成の小さな層をエッチングストップ
層として用いる場合と比較して特に問題を生じることは
ない。また、活性層の近傍にエッチングストップ層を形
成しても、キャリアをトラップして活性層への注入効率
の低下を招いたり、光の分布をエッチングストップ層へ
引き寄せて、活性層の光閉じ込め率の低下を招くことは
ない。

【００１８】なお、上記実施例１は、参照例である。 （実施例２） 本発明に係る半導体レーザの製造方法の実施例につい
て、図３を参照して説明する。まず、常圧ＭＯＶＰＥ
（有機金属気相結晶成長）装置を用いて、面方位（００
１）のｎ型ＧａＡｓ基板２１の上に、２．０μｍ厚のｎ
型Ａｌ_0.4 Ｇａ_0.6 Ａｓ外部クラッド層２２（１×１０
¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉ｛珪素｝を添加）、５００ｎ
ｍ厚のｎ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層２３
（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉ｛珪素｝を添
加）、５０ｎｍ厚のｎ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチン
グストップ層２４（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉ
を添加）、２００ｎｍ厚のｎ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内
部クラッド層２５（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉ
を添加）、５０ｎｍ厚のｎ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガ
イド層２６（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉを添
加）、井戸厚４．５ｎｍ、バリア厚５ｎｍのＩｎ_0.24Ｇ
ａ_0.76Ａｓ／ＧａＡｓ二重量子井戸活性層２７（無添
加）、５０ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド
層２８（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇ｛マグネシ
ウム｝を添加）、２００ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7
Ａｓ内部クラッド層２９（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度
でＭｇを添加）、５０ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａ
ｓエッチングストップ層３０（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の
濃度でＭｇを添加）、５００ｎｍ厚のｐ型Ａｌ_0.3 Ｇａ
_0.7 Ａｓ外部クラッド層３１（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の
濃度でＭｇを添加）、２．０μｍ厚のｐ型Ａｌ_0.3 Ｇａ
_0.7 Ａｓ外部クラッド層３２（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の
濃度でＭｇを添加）、０．５μｍ厚のｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層３３（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇを添
加）を順に形成する。選択成長マスクとなるＳｉＯ₂ 薄
膜３４をスパッタ装置により約２００ｎｍ厚に表面に堆
積し、導波路となる領域をフォトリソグラフィーにより
ストライプ状にフォトレジスト３５で被覆し、フッ素酸
を用いてパターンをＳｉＯ₂ に転写する（図３
（ａ））。この２段マスクを用いて、光導波路となるべ
き領域の側部をｐ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングス
トップ層３０の直上およそ２００ｎｍの深さまでドライ
エッチングを行う（図３（ｂ））。次に、剥離液、ブタ
ノン、アルコールをこの順に用いて超音波洗浄を施しフ
ォトレジストパターンを除去する。この後、クエン酸水
溶液と過酸化水素水を混合したエッチング液にウェハを
浸し、およそ３０秒間エッチングを行う（図３
（ｃ））。３分間の水洗後、フッ素酸水溶液で１０秒間
ＳｉＯ₂ マスクを洗浄し乾燥する。その後、ＳｉＯ₂ を
選択成長マスクとしたメサストライプ側部の選択成長埋
め込みを行う。１．６μｍ厚のｎ型Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａ
ｓ低屈折率電流ブロック層３６（１×１０¹⁷（ｃｍ^-3）
の濃度でＳｉを添加）で埋め込み、その後同様の技術を
用い０．５μｍ厚ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層３７（１
×１０¹⁷（ｃｍ^-3）の濃度でＳｉを添加）で埋め込む
（図３（ｄ））。その後、ＳｉＯ₂ マスク３４をフッ素
酸により除去し、０．５μｍ厚のｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層３８（１×１０¹⁸（ｃｍ^-3）の濃度でＭｇを添加）
をウェハ全面に成長する。スパッタ法によりｎ側にＴｉ
（チタニウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）の順で電極
３９を形成する。更に、ウェハを基板側から研磨し８０
μｍの厚みにした後、スパッタ法によりｐ側にＡｕ、Ｇ
ｅ（ゲルマニウム）、Ｎｉ（ニッケル）の順で電極４０
を形成する（図３（ｄ））。最後にウェハを劈開するこ
とにより共振器を形成し、各々の素子を切り分けること
によりレーザ素子が完成する。

【００１９】本実施例では、メサストライプ底部の幅を
決定するＡｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層が、選択
エッチング時にエッチングされないＡｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａ
ｓエッチングストップ層とＡｌ_0.4 Ｇａ_0.6 Ａｓ外部ク
ラッド層により挟まれた構造となっている。このため、
エッチング液によるサイドエッチングの速度が一層抑制
され、メサストライプ底部の幅の均一性を向上させるこ
とができるとともに、より厚い内部クラッド層を実現す
ることができる。また、面方位（−１１０）に平行で内
部クラッド層が厚いメサストライプを作成する場合、サ
イドエッチングによりｐ型ＧａＡｓキャップ層３３の幅
が狭くなりすぎることによるＳｉＯ₂ マスク３４の脱落
を防ぐこともできる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ドラ
イエッチングにより矩形メサストライプを均一に形成し
た後、エッチング液を用いて外部クラッド層を更にエッ
チングするため、矩形メサストライプの形を大きく変化
させることなく、メサストライプ底部の幅の均一性を向
上させることができる。また、外部クラッド層の残り厚
を均一にすることができるので、均一な屈折率差を実現
できる。特に、２以上の外部クラッド層を設け、メサス
トライプ底部に位置する外部クラッド層を、選択エッチ
ングされにくい他の外部クラッド層とエッチングストッ
プ層とにより挟まれた構造とすることにより、サイドエ
ッチングの速度を一層抑制することができ、メサストラ
イプ底部の幅の均一性を更に向上させることができる。

【００２１】従って、本発明の半導体レーザの製造方法
によれば、外部クラッド層を厚くすることを可能とし、
縦方向の発光スポットの拡大を図ることができる。ま
た、サイドエッチングの際のマスクの脱落を効果的に防
ぐこともできる。このため、高い基本モード出力、高い
ファイバ結合効率を有する半導体レーザ素子を歩留まり
良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体レーザの製造方法の一例を示す
模式的工程断面図である。

【図２】本発明の半導体レーザの一例を示す模式的断面
図である。

【図３】本発明の半導体レーザの製造方法の一例を示す
模式的工程断面図である。

【図４】従来の半導体レーザの製造方法の一例を示す模
式的工程断面図である。

【符号の説明】

１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層 ３ ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ層 ４ ｎ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド層 ５ ｎ−Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド層 ６ Ｉｎ_0.24Ｇａ_0.76Ａｓ／ＧａＡｓ活性層 ７ ｐ−Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド層 ８ ｐ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド層 ９ ｐ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ層 １０ ｐ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層 １１ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 １２ ＳｉＯ₂ マスク １３ フォトレジストマスク １４ ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓ低屈折率電流ブロッ
ク層 １５ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １６ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １７ ＴｉＰｔＡｕ電極 １８ ＡｕＧｅＮｉ電極 ２１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２２ ｎ−Ａｌ_0.4 Ｇａ_0.6 Ａｓ外部クラッド層 ２３ ｎ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層 ２４ ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ
層 ２５ ｎ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド層 ２６ ｎ−Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド層 ２７ Ｉｎ_0.24Ｇａ_0.76Ａｓ／ＧａＡｓ活性層 ２８ ｐ−Ａｌ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ光ガイド層 ２９ ｐ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ内部クラッド層 ３０ ｐ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓエッチングストップ
層 ３１ ｐ−Ａｌ_0.3 Ｇａ_0.7 Ａｓ外部クラッド層 ３２ ｐ−Ａｌ_0.4 Ｇａ_0.6 Ａｓ外部クラッド層 ３３ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ３４ ＳｉＯ₂ マスク ３５ フォトレジストマスク ３６ ｎ−Ａｌ_0.45Ｇａ_0.55Ａｓ低屈折率電流ブロッ
ク層 ３７ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 ３８ ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ３９ ＴｉＰｔＡｕ電極 ４０ ＡｕＧｅＮｉ電極 ５１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ５２ ｎ−Ａｌ_0.22Ｇａ_0.78Ａｓ内部クラッド層 ５３ ｎ−ＧａＡｓ光ガイド層 ５４ Ｉｎ_0.2 Ｇａ_0.8 Ａｓ単一量子井戸活性層 ５５ ｐ−ＧａＡｓ光ガイド層 ５６ ｐ−Ａｌ_0.22Ｇａ_0.78Ａｓ内部クラッド層 ５７ ＡｌＡｓエッチングストップ層 ５８ ｐ−Ａｌ_0.22Ｇａ_0.78Ａｓ外部クラッド層 ５９ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ６０ ＳｉＯ₂ マスク ６１ ＳｉＯ₂ 電流ブロック層 ６２ ＴｉＡｕ電極 ６３ ＡｕＳｎ電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に活性層、内部クラッド層を含む
   多層の半導体膜を形成する工程と、該半導体膜の上に少
   なくともエッチングストップ層、Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ
   （１≧Ｘ₁≧０）外部クラッド層、Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ
   （１≧Ｘ₂ ＞Ｘ₁≧０）外部クラッド層、キャップ層、
   マスク層をこの順に形成する工程と、前記Ａｌ_x1Ｇａ
   _1-x1Ａｓ外部クラッド層に到達する深さまでドライエッ
   チングを行いメサストライプを形成する工程と、エッチ
   ング液により前記Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ外部クラッド層を
   さらにエッチングする工程とを含むことを特徴とする半
   導体レーザの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザの製造方
   法において、１≧Ｘ₂＞０．３５、０．３５≧Ｘ₁≧０で
   ある半導体レーザの製造方法。
3. 【請求項３】 前記エッチング液がクエン酸を含む液で
   ある請求項１または２に記載の半導体レーザの製造方
   法。
4. 【請求項４】 基板上に活性層、内部クラッド層を含む
   多層の半導体膜を有し、該半導体膜の上に、少なくとも
   Ａｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（１≧Ｘ₁≧０）外部クラッド層と
   Ａｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（１≧Ｘ₂＞Ｘ₁≧０）外部クラッド
   層とがこの順に積層してなるメサストライプを備えた半
   導体レーザであって、 前記Ａｌ _x2 Ｇａ _1-x2 Ａｓ外部クラッド層はドライエッチ
   ングにより形成され、 前記Ａｌ _x1 Ｇａ _1-x1 Ａｓ外部クラッド層はエッチング液
   を用いたエッチングにより形成された ことを特徴とする
   半導体レーザ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の半導体レーザにおい
   て、１≧Ｘ ₂ ＞０．３５、０．３５≧Ｘ ₁ ≧０である半導
   体レーザ。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の半導体レーザ
   において、前記エッチング液がクエン酸を含むことを特
   徴とする半導体レーザ。