JP3464991B2 - 半導体レーザ発光装置の製造方法 - Google Patents
半導体レーザ発光装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、III-Ｖ族化合物半
導体及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、次世代の高密度光ディスク用光源
として青紫色光を出力する半導体レーザ素子に対する要
望が高まり、特に波長帯域が青紫色光と比較的に短波長
帯で動作可能な窒化ガリウム（ＧａＮ）系のIII-Ｖ族化
合物半導体からなる発光素子の研究開発が盛んに行なわ
れている。 【０００３】窒化ガリウム系半導体は、化学的に安定で
且つ高硬度であるため、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）又は
燐化インジウム（ＩｎＰ）のような他のIII-Ｖ族化合物
半導体の製造プロセスで用いられているウエットエッチ
ング法を用いることができない。このため、通常、窒化
ガリウム系半導体に対するエッチングにはドライエッチ
ング法が用いられている。 【０００４】しかしながら、ドライエッチング法はウエ
ットエッチング法と比べて、エッチング対象の半導体層
を選択的にエッチングしたり、所望の膜厚でエッチング
を停止するというような制御が困難である。 【０００５】例えば、エッチング対象の半導体層におけ
るエッチングの停止位置が窒化ガリウム系半導体レーザ
素子の動作特性にどのような影響を及ぼすかが、論文
「第６１回応用物理学会学術講演会 講演予稿集第１分
冊 p.325(7p-L-4),2000.9.」に報告されている。この論
文には、半導体レーザ素子における動作電流を低減する
には、活性層上に設けるｐ型クラッド層のエッチング後
の膜厚を正確に制御する必要があることが述べられてい
る。 【０００６】また、他の論文「第４７回応用物理学関係
連合講演会 講演予稿集第１分冊 p.378(30a-YQ-7),200
0.3.」には、窒化物系半導体レーザ素子に対するドライ
エッチング時の実時間深さの測定に関する報告がされて
いる。しかしながら、本論文には、半導体層に対するエ
ッチングの制御方法については報告されていない。 【０００７】ところで、従来の窒化物系半導体に対する
ドライエッチング処理は、ＡｌxＧａ1-xＮ（但し、０≦
ｘ≦１である）のように、混晶組成がそれぞれ異なる複
数の半導体層の積層体に対して行なわれるため、各半導
体層に対してエッチングレートをそれぞれ測定してお
き、測定された各エッチングレートに基づいてエッチン
グ時間を管理しながら行なわれている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のIII-Ｖ族化合物半導体に対するドライエッチング法
は、エッチングレートを組成が異なる半導体層ごとに測
定し且つ管理する必要がある。その上、温度及びプラズ
マ状態等のドライエッチング条件をも制御し且つ管理す
る必要があるため、生産性及び歩留りが低下し、さらに
はコストの高騰を招くという問題がある。 【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決し、III-
Ｖ族化合物半導体に対するエッチング制御を容易に且つ
確実に行なえるようにすることを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、エッチング対象となるIII-Ｖ族化合物半
導体の下側の少なくとも一部に、エッチング停止層を設
ける構成とする。 【００１１】具体的に、本発明に係る半導体の製造方法
は、第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成す
る第１の工程と、エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化
合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工
程とを備え、エッチング停止層のドライエッチングによ
るエッチングレートは、第２の半導体層のエッチングレ
ートよりも小さい。 【００１２】本発明の半導体の製造方法によると、エッ
チング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第
２の半導体層を形成する。このエッチング停止層のドラ
イエッチングによるエッチングレートは、第２の半導体
層のエッチングレートよりも小さい。このため、第２の
半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえる
ので、第１の半導体層に対するオーバエッチを防止する
ことができる。すなわち、III-Ｖ族化合物半導体からな
る第２の半導体層に対するドライエッチングの制御性が
容易となる。 【００１３】本発明の半導体の製造方法は、第１の工程
において、エッチング停止層を、アルミニウムを含むII
I-Ｖ族化合物半導体により形成することが好ましい。こ
のように、エッチング停止層をIII-Ｖ族化合物半導体に
より形成すると、該エッチング停止層が第２の半導体層
と同等の化合物半導体となるため、第２の半導体層の結
晶性が劣化する虞がない。さらに、アルミニウムを含む
III-Ｖ族化合物半導体はエッチングに対する耐性が向上
するため、第２の半導体層に対するドライエッチングの
選択性が良好となる。その上、通常の半導体製造装置の
ままでエッチング停止層を形成することができる。 【００１４】この場合に、第２の半導体層がアルミニウ
ムを含み、第１の工程において、エッチング停止層のア
ルミニウムの組成を、第２の半導体層のアルミニウムの
組成よりも大きくなるように形成することが好ましい。
このようにすると、III-Ｖ族化合物半導体においてアル
ミニウムの組成が大きい方がエッチングレートが小さく
なるため、エッチング停止層はその機能を確実に発揮す
ることができる。 【００１５】本発明の半導体の製造方法は、第１の工程
において、エッチング停止層を、ＡｌxＧａ1-xＮ（但
し、０≦ｘ≦１である）とＡｌyＧａ1-yＮ（但し、０≦
ｙ≦１、ｘ≠ｙである）とを交互に積層してなる超格子
層とすることが好ましい。 【００１６】この場合に、エッチング停止層を、波長が
約３６０ｎｍ以上且つ５００ｎｍ以下の光を反射する膜
厚を持つ反射鏡とすることが好ましい。このようにする
と、製造された半導体からレーザ素子を作製した場合
に、該レーザ素子から放出される自然放出光を外部に漏
らすことなく、誘導放出光として有効に導くことが可能
となる。 【００１７】本発明の半導体の製造方法において、エッ
チング停止層が、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素
と、III-Ｖ族窒化物半導体の導電性を決定する不純物元
素とからなることが好ましい。このようにすると、第２
の半導体層がIII-Ｖ族窒化物半導体である場合に、エッ
チング停止層を形成するための新たな原料が不要とな
る。従って、半導体製造装置に何らの変更を加えること
なく、エッチング停止層を容易に且つ確実に形成するこ
とができる。 【００１８】この場合に、III-Ｖ族窒化物半導体に含ま
れる元素が窒素であり、不純物元素がシリコンであるこ
とが好ましい。このようにすると、第２の半導体層がII
I-Ｖ族窒化物半導体からなる場合に、例えば窒素源とし
てアンモニアを用い、シリコン源としてシランガスを用
いれば、エッチング停止層を、例えば窒化シリコンから
なる絶縁膜により構成することができる。その結果、第
２の半導体層とのエッチング選択比を大きくすることが
できるので、第２の半導体層に対するエッチング制御性
が向上する。 【００１９】また、この場合に、不純物元素がマグネシ
ウムであることが好ましい。このようにすると、エッチ
ング停止層がｐ導電型を示すため、導電性に優れたエッ
チング停止層を得ることができるため、得られた半導体
から半導体素子を形成しても、該素子の動作特性に悪影
響を与えにくくなる。 【００２０】この場合のマグネシウムの不純物濃度は、
約１×１０20ｃｍ-3以上であることが好ましい。このよ
うに、III-Ｖ族窒化物半導体においてマグネシウムの不
純物濃度を約１×１０20ｃｍ-3以上とすると、エッチン
グレートが低下するため、第２の半導体層に対するエッ
チング制御性が向上する。 【００２１】本発明の半導体の製造方法は、第２の工程
よりも後に、２の半導体層に対してドライエッチングを
行なう第３の工程をさらに備え、第３の工程が、エッチ
ング停止層を検出したときに、第２の半導体層に対する
エッチングを停止することが好ましい。このようにする
と、第２の半導体層のドライエッチング中に、エッチン
グ停止層を確認することが可能となるため、第２の半導
体層に対するエッチングを確実に行なえる。 【００２２】この場合に、第３の工程が、第２の半導体
層の表面にレーザ光を照射し、該レーザ光により励起さ
れて発せられるフォトルミネッセンス光を受光し、受光
したフォトルミネッセンス光の波長の変化を検出するこ
とにより、エッチング停止層の表面が露出したことを推
定する工程とを含むことが好ましい。 【００２３】また、この場合に、第３の工程が、第２の
半導体層の表面にＸ線を照射し、該Ｘ線の回折角度を測
定する工程と、第２の半導体層による回折角度の変化を
検出することにより、エッチング停止層の表面が露出し
たことを推定する工程とを含むことが好ましい。 【００２４】本発明に係る半導体装置の製造方法は、基
板上に、活性層を含む第１の半導体層、エッチング停止
層及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を
順次形成する工程と、第２の半導体層に対して選択的に
ドライエッチングを行なう工程とを備え、エッチング停
止層のドライエッチングによるエッチングレートは、第
２の半導体層のエッチングレートよりも小さい。 【００２５】本発明の半導体装置の製造方法によると、
エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からな
る第２の半導体層を形成する。このエッチング停止層の
ドライエッチングによるエッチングレートは、第２の半
導体層のエッチングレートよりも小さい。従って、第２
の半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえ
るため、エッチング領域に第２の半導体層が残ることも
なく、第１の半導体層がエッチングされることもない。
すなわち、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体
層に対するドライエッチングの制御性が容易となる。 【００２６】 【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について図面を参照しながら説明する。 【００２７】図１（ａ）〜図１（ｃ）乃至図５（ａ）〜
図５（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製
造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方
法の工程順の断面構成を示している。 【００２８】第１の実施形態においては、エッチング停
止層を設けたIII-Ｖ族窒化物半導体から半導体レーザ装
置を作製する際のドライエッチングによるリッジ部の加
工時に、エッチング対象であるｐ型クラッド層に対する
エッチング選択性を容易且つ確実にする。 【００２９】まず、径が約５．１ｃｍ（２インチ）のサ
ファイアからなる基板１１を用意し、その表面を酸性の
水溶液により洗浄する。続いて、洗浄した基板１１を、
例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置の反応炉内
のサセプタ（図示せず）に保持し、反応炉を真空に排気
する。続いて、反応炉内を、圧力が約３００×１３３．
３２２Ｐａ（３００Ｔｏｒｒ）の水素雰囲気とし、温度
を約１１００℃にまで昇温し基板１１を加熱して、基板
表面のサーマルクリーニングを約１０分間行なう。 【００３０】次に、図１（ａ）に示すように、反応炉を
約５００℃にまで降温した後、基板１１上に、供給量が
約２５μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）と、供給量が約７.５Ｌ／ｍｉｎのアンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）ガスと、水素からなるキャリアガスとを同時に供
給することにより、厚さが約２０ｎｍの窒化ガリウム
（ＧａＮ）からなる低温バッファ層（図示せず）を成長
する。このとき、Ｖ族原料であるアンモニアガスとIII
族原料であるＴＭＧとの供給比の値は、約６５００であ
る。 【００３１】続いて、反応炉内の温度を約１０００℃に
まで昇温し、ｎ型ドーパントとしてシラン（ＳｉＨ4 ）
ガスをも供給しながら、低温バッファ層の上に、厚さが
約４μｍでシリコン（Ｓｉ）の不純物濃度が約１×１０
18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層１２を
成長する。続いて、ｎ型コンタクト層１２の上に、III
族原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）をも供
給しながら、厚さが約０．７μｍでＳｉの不純物濃度が
５×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｎ
型クラッド層１３を成長する。続いて、ｎ型クラッド層
１３の上に、厚さが約１００ｎｍでＳｉの不純物濃度が
約１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなるｎ型光ガイド
層１４を成長する。 【００３２】その後、反応炉内の温度を約８００℃にま
で降温し、キャリアガスを水素から窒素に変更し、厚さ
が約３ｎｍのＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなる３層の歪量子井
戸と、厚さが約９ｎｍのＧａＮからなる２層のバリア層
とを交互に積層して、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１
５を成長する。ここで、歪量子井戸層の成長時には、II
I 族原料にＴＭＩとＴＭＧとを供給し、バリア層の成長
時には、III 族原料にＴＭＧを供給する。 【００３３】その後、再度、反応炉内の温度を約１００
０℃にまで昇温し、キャリアガスを窒素から水素に戻し
て、基板１１上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴＭＧと、
Ｖ族原料のアンモニアガスと、ｐ型ドーパントであるビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2 Ｍｇ）ガ
スとを供給しながら、ＭＱＷ活性層１５の上に、厚さが
約２０ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3の
ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャップ層１６を成長
する。続いて、キャップ層１６の上に、ＴＭＡの供給を
止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度が約１
×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層１
７を成長する。 【００３４】続いて、III 族原料にＴＭＡを追加して、
ｐ型光ガイド層１７の上に、厚さが約２００ｎｍでＭｇ
の不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長する。続
いて、ｐ型第１クラッド層１８の上に、アルミニウムの
組成がｐ型第１クラッド層１８よりも大きく且つ厚さが
約５０ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3の
ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９
Ａを成長する。続いて、エッチング停止層１９Ａの上
に、厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１
０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２
クラッド層２０を成長する。 【００３５】ドライエッチング法により、ｐ型半導体層
に電流狭搾用のリッジ部を形成する際には、エッチング
停止層１９Ａでエッチングを停止するため、ｐ型クラッ
ド層として光学的に機能するｐ型半導体層のエッチング
後の残し厚は、厚さが約２００ｎｍのｐ型第１クラッド
層１８と、厚さが約５０ｎｍのエッチング停止層１９Ａ
との約２５０ｎｍとなる。ここで、半導体層のエッチン
グ後の残し厚とは、半導体層におけるエッチング後に残
したい部分の設計膜厚をいう。その後、ｐ型第２クラッ
ド層２０の上に、厚さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃
度が１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタ
クト層２１を成長する。 【００３６】次に、図１（ｂ）に示すように、ｐ型コン
タクト層２１まで成長した基板１１を反応炉から取り出
し、ｐ型コンタクト層２１の表面を有機溶剤により洗浄
し、さらにフッ酸系のウエットエッチングによりクリー
ニングした後、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型
コンタクト層２１の上に全面にわたって厚さが約０.１
μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）からなる第１の酸
化絶縁膜２２Ａを堆積する。 【００３７】次に、図１（ｃ）に示すように、スピナー
を用いて、第１の酸化絶縁膜２２Ａの上に全面にわたっ
て第１のレジスト膜５１Ａを塗布する。 【００３８】次に、図２（ａ）に示すように、フォトリ
ングラフィ法により、第１のレジスト膜５１Ａから、マ
スク幅が約２μｍで且つ約５００μｍピッチのストライ
プ状の第１のレジストパターン５１Ｂを、窒化ガリウム
結晶の晶帯軸の＜１−１００＞方向に延びるように形成
する。なお、本願明細書においては、晶帯軸を表わす指
数の反転は、便宜上、反転を示す指数の前に負符号”
−”を付すことによって表わす。 【００３９】次に、図２（ｂ）に示すように、第１のレ
ジストパターン５１Ｂをマスクとして、第１の酸化絶縁
膜２２Ａに対して、フッ酸系の水溶液を用いたウェット
エッチングを行なって、第１の酸化絶縁膜２２Ａから、
ストライプ形状が転写された第１の絶縁性パターン２２
Ｂを形成する。その後、図２（ｃ）に示すように、第１
のレジストパターン５１Ｂを有機溶剤により除去する。 【００４０】次に、図３（ａ）に示すように、第１の絶
縁性パターン２２Ｂをマスクとして、ｐ型第２クラッド
層２０に対して、例えば塩素（Ｃｌ2 ）ガスを用いたド
ライエッチングを行なうことにより、ｐ型第２クラッド
層を、第１の絶縁性パターン２２Ｂが転写されたリッジ
形状にパターニングする。ここでは、ｐ型第２クラッド
層２０のエッチングは、あらかじめ設定したエッチング
時間に基づいて行なう。 【００４１】第１の実施形態においては、エッチング対
象のｐ型第２クラッド層２０の下にエッチング停止層１
９Ａを設けているため、エッチング時間のマージンが大
きくなるので、ｐ型第１クラッド層１８に対するエッチ
ングが防止され、所定の厚さが確保されるので、所定の
光学的特性を得ることができる。 【００４２】次に、図３（ｂ）に示すように、プラズマ
ＣＶＤ法を用いて、エッチング停止層１９の上に、リッ
ジ状のｐ型第２クラッド層２０、ｐ型コンタクト層２１
及び第１の絶縁性パターン２２Ｂを含む全面にわたっ
て、厚さが約０.１μｍの二酸化シリコンからなる第２
の酸化絶縁膜２２Ｃを堆積する。 【００４３】次に、図３（ｃ）に示すように、スピナー
を用いて、第２の酸化絶縁膜２２Ｃの上に全面にわたっ
て第２のレジスト膜５２Ａを塗布する。 【００４４】次に、図４（ａ）に示すように、フォトリ
ングラフィ法により、第２のレジスト膜５２Ａから、マ
スク幅が約４０μｍで且つピッチが約５００μｍのスト
ライプ状の第２のレジストパターン５２Ｂを、窒化ガリ
ウム結晶の晶帯軸の＜１−１００＞方向に延び且つその
中央部分でｐ型コンタクト層２１を覆うように形成す
る。 【００４５】次に、図４（ｂ）に示すように、第２のレ
ジストパターン５２Ｂをマスクとして、第２の酸化絶縁
膜２２Ｃに対して、フッ酸系の水溶液を用いたウェット
エッチングを行なって、第２の酸化絶縁膜２２Ｃから、
第２のレジストパターン５２Ｂのストライプ形状が転写
された第２の絶縁性パターン２２Ｄを形成する。その
後、図４（ｃ）に示すように、第２のレジストパターン
５２Ｂを有機溶剤により除去する。 【００４６】次に、図５（ａ）に示すように、第２の絶
縁性パターン２２Ｄをマスクとして、ｎ型コンタクト層
１２が露出するまで、例えば塩素（Ｃｌ2 ）ガスを用い
たドライエッチングを行なう。 【００４７】次に、図５（ｂ）に示すように、蒸着法等
により、露出したｎ型コンタクト層１２の上面に、チタ
ン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層体からなる
ｎ側電極２３を形成する。 【００４８】次に、図５（ｃ）に示すように、第２の絶
縁性パターン２２Ｄに対してフッ酸系の水溶液によるウ
ェットエッチングを選択的に行なって、ｐ型コンタクト
層２１を露出する。続いて、蒸着法等により、第２の絶
縁性パターン２２Ｄ及びｐ型コンタクト層２１の上面
に、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）との積層体からな
り、ｐ型コンタクト層２１と電気的に接続されるｐ側電
極２４を形成する。 【００４９】次に、図示はしていないが、レーザ素子の
共振器構造を、ドライエッチング及びへき開によって形
成し、その後、へき開した共振器の各端面にそれぞれ反
射率が９０％及び７０％の、二酸化シリコン及び二酸化
チタンからなる高反射コートを形成する。ここでは、共
振器長は１ｍｍ程度としている。 【００５０】以上説明したように、第１の実施形態は、
半導体レーザ素子を構成する半導体層における、エッチ
ング対象の半導体層の下側にドライエッチング用のエッ
チング停止層１９を設けていることを特徴とする。 【００５１】エッチング停止層１９を設けた半導体層か
ら半導体レーザ装置を作製すると、以下に述べるように
優れた動作特性を達成することができる。 【００５２】第１の実施形態に係る半導体レーザ装置
は、図３（ａ）に示すドライエッチング工程において、
エッチング対象であるｐ型第２クラッド層２０に対して
ドライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層
２０の下側に設けたｐ型Ａｌ0. 10Ｇａ0.90Ｎからなるエ
ッチング停止層１９Ａにより、エッチング時間にマージ
ンが生じる。なぜなら、エッチング停止層１９Ａのエッ
チングレートは、Ａｌの組成が０．１０であり、第２ｐ
型クラッド層２０のＡｌの組成の０．０７よりも大きい
ため、ｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートより
も小さくなるからである。 【００５３】従って、ｐ型第２クラッド層２０に対する
エッチング量（深さ）は、時間で制御するものの、エッ
チング時間が所定時間を超えてしまったような場合であ
っても、エッチング停止層１９Ａに対するエッチングレ
ートはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートより
も小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は
所定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドラ
イエッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。 【００５４】第１の実施形態により作製した半導体レー
ザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発
振動作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡ
で、スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認し
ている。 【００５５】一方、エッチング停止層１９Ａを設けない
従来の半導体レーザ装置は、室温で連続発振するもの
の、しきい値電流は約７０ｍＡで、スロープ効率は約
０．５Ｗ／Ａである。 【００５６】このように、第１の実施形態によると、エ
ッチング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側にエッチ
ング停止層１９Ａを形成するため、第１ｐ型クラッド層
１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようにな
る。このため、ｐ型第２クラッド層２０にエッチング残
りが生じることなく、且つ、第１ｐ型クラッド層１８の
膜厚にも、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることがで
きる。その結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め
効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に
対するエッチングダメージが防止されていることによ
る。 【００５７】さらに、基板１１上にエッチング停止層１
９Ａを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エ
ッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体
レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大
きく寄与する。 【００５８】（第１の実施形態の第１変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第１変形例について図面を参照
しながら説明する。 【００５９】図６は本発明の第１の実施形態の第１変形
例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体
レーザ装置の断面構成を示している。図６において、図
５（ｃ）に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符
号を付すことにより説明を省略する。 【００６０】第１変形例に係るエッチング停止層１９Ｂ
は、超格子構造により形成されていることを特徴とす
る。そのエッチング停止層１９Ｂの形成方法について図
７を用いて説明する。 【００６１】図７は第１変形例に係るエッチング停止層
１９Ｂの断面構成を示している。 【００６２】まず、図７に示すように、ＭＯＶＰＥ法等
により、第１の実施形態と同様に、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長し、続い
て、それぞれ、厚さが約５ｎｍで、Ｍｇの不純物濃度が
約５×１０17ｃｍ-3である、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎか
らなる第１層１９ａとｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる
第２層１９ｂとを１対とし、これを５対分成長させるこ
とにより、総膜厚が約５０ｎｍの超格子構造を持つエッ
チング停止層１９Ｂを形成する。 【００６３】続いて、エッチング停止層１９Ｂの上に、
厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17
ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラ
ッド層２０を成長する。 【００６４】この後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型
コンタクト層２１を成長し、さらに、ｐ型コンタクト層
２１及びｐ型第２クラッド層２０に対して、エッチング
停止層１９Ｂが露出するまで、リッジ状のドライエッチ
ングを行なう。さらに、ｎ側電極２３を設けるためのド
ライエッチングと、ｐ側電極２４を形成する。 【００６５】第１変形例に係る半導体レーザ装置は、ｐ
型第２クラッド層２０に対してドライエッチングを行な
う際には、ｐ型第２クラッド層２０の下側に設けた、ｐ
型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第１層１９ａ及びｐ型Ａ
ｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂを１対とする５
対分の超格子構造を有するエッチング停止層１９Ｂによ
り、エッチング時間にマージンが生じる。なぜなら、エ
ッチング停止層１９Ｂのエッチングレートは、Ａｌの平
均組成が０．０６と第２ｐ型クラッド層２０のＡｌの組
成の０．０７よりも小さいものの、超格子構造における
第２層１９ｂのＡｌの組成が０．１０であり、第２ｐ型
クラッド層２０のＡｌの組成よりも大きいからである。 【００６６】従って、ｐ型第２クラッド層２０に対する
エッチング量（深さ）は、時間で制御はするが、エッチ
ング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっ
ても、エッチング停止層１９Ｂに対するエッチングレー
トはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも
小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所
定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライ
エッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。 【００６７】第１変形例により作製した半導体レーザ装
置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動
作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、
スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認してい
る。 【００６８】このように、第１変形例によると、エッチ
ング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側に超格子構造
を有するエッチング停止層１９Ｂを形成するため、第１
ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御で
きるようになる。その結果、第１ｐ型クラッド層１８の
膜厚に、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。これにより、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め
効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に
対するエッチングダメージが防止されていることによ
る。 【００６９】さらに、基板１１上にエッチング停止層１
９Ｂを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エ
ッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体
レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大
きく寄与する。 【００７０】（第１の実施形態の第２変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第２変形例について図面を参照
しながら説明する。 【００７１】図８は本発明の第１の実施形態の第２変形
例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体
レーザ装置の断面構成を示している。図８において、図
５（ｃ）に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符
号を付すことにより説明を省略する。 【００７２】第２変形例に係るエッチング停止層１９Ｃ
は、ブラッグ反射鏡となる超格子構造により形成されて
いることを特徴とする。これにより、第２変形例と同様
の効果を得られる上に、ＭＱＷ活性層１５における光閉
じ込め効率が向上する。 【００７３】図９は第２変形例に係るエッチング停止層
１９Ｃの断面構成を示している。 【００７４】まず、図９に示すように、ＭＯＶＰＥ法等
により、第１の実施形態と同様に、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長し、続い
て、それぞれＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3で
あり、厚さが約４５ｎｍのｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎから
なる第１層１９ａと、厚さが約４０ｎｍのｐ型Ａｌ0.02
Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂとを１対とし、これを
５対分成長させることにより、総膜厚が約４２５ｎｍの
超格子構造を持つエッチング停止層１９Ｃを形成する。
エッチング停止層１９Ｃにおける超格子構造の各膜厚
は、λ／（４ｎ）により設計される。ここで、λはレー
ザ装置の発振波長を示し、ｎは超格子構造の各層１９
ａ、１９ｂの屈折率を示す。この膜厚はブラッグ反射を
起こす膜厚であるため、ＭＱＷ活性層１５から外部に漏
れる光（迷光）が減少するので、ＭＱＷ活性層１５にお
ける光閉じ込め効率が向上する。 【００７５】続いて、エッチング停止層１９Ｃの上に、
厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17
ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラ
ッド層２０を成長する。 【００７６】この後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型
コンタクト層２１を成長し、さらに、ｐ型コンタクト層
２１及びｐ型第２クラッド層２０に対して、エッチング
停止層１９Ｃが露出するまで、リッジ状のドライエッチ
ングを行なう。さらに、ｎ側電極２３を設けるためのド
ライエッチングと、ｐ側電極２４を形成する。 【００７７】第２変形例に係る半導体レーザ装置は、第
１変形例と同様に、ｐ型第２クラッド層２０に対してド
ライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層２
０の下側に設けた、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第
１層１９ａ及びｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層
１９ｂを１対とする５対分の超格子構造を有するエッチ
ング停止層１９Ｃにより、エッチング時間にマージンが
生じる。 【００７８】従って、ｐ型第２クラッド層２０に対する
エッチング量（深さ）は、時間で制御はするが、エッチ
ング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっ
ても、エッチング停止層１９Ｃに対するエッチングレー
トはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも
小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所
定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライ
エッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。 【００７９】第２変形例により作製した半導体レーザ装
置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動
作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、
スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認してい
る。 【００８０】このように、第２変形例によると、エッチ
ング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側に超格子構造
を有するエッチング停止層１９Ｂを形成するため、第１
ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御で
きるようになる。その結果、第１ｐ型クラッド層１８の
膜厚に、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。これにより、ＭＱＷ活性層１５への光閉じ込め効率
が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に対す
るエッチングダメージが防止されていることによる。 【００８１】その上、エッチング停止層１９Ｃは、これ
を構成する第１層１９ａ及び第２層１９ｂの各膜厚をブ
ラッグ反射を起こすように設定された超格子構造を有す
るため、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が向
上したことにもよる。 【００８２】また、基板１１上にエッチング停止層１９
Ｂを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッ
チングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レ
ーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大き
く寄与する。 【００８３】なお、第１の実施形態においては、エッチ
ング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃをｐ型第１クラッド
層１８の上に形成しているが、各エッチング停止層１９
Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、いずれも他の半導体層と成長の
一環として結晶成長により形成されるため、その形成位
置は設計により容易に変更できる。 【００８４】また、第１の実施形態及びその変形例にお
いては、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを第
１ｐ型クラッド層１８の全面に形成したが、部分的に形
成してもよい。但し、この場合には、第１ｐ型クラッド
層１８の面内におけるエッチングむらを考慮して、複数
箇所に分散してエッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９
Ｃを形成することが好ましい。例えば、図５（ｃ）にお
いて、第１ｐ型クラッド層１８上における第２の絶縁性
パターン２２Ｄにより覆われない領域に、エッチング停
止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを形成すると、該エッチン
グ停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、最終的にレーザ構
造から除去されるため、半導体レーザ装置の動作特性に
影響を与えることが一切なくなる。その結果、エッチン
グ停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃはその光学的電気的特
性に規制されなくなるので、各エッチング停止層１９
Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの構成の自由度がそれぞれ大きくな
る。 【００８５】また、第１の実施形態及びその変形例にお
いては、基板１１の表面側から該基板１１に向かってエ
ッチングを行なっているが、これに限らず、基板１１の
表面側以外の面から、例えば側面側からドライエッチン
グを施して、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ
のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸
状とすることも可能である。この半導体側面に形成され
た凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。 【００８６】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【００８７】第１の実施形態においては、エッチング停
止層１９Ａの上側に形成されたエッチング対象となる半
導体層に対するドライエッチングをエッチング時間で制
御しているが、第２の実施形態においては、エッチング
停止層を光学的に検出することにより、エッチング時間
に依らずに、エッチング対象の半導体層に対する選択的
なドライエッチングを可能とする。 【００８８】そこで、第２の実施形態に係るドライエッ
チング装置には、ヘリウム（Ｈｅ）−カドミウム（Ｃ
ｄ）レーザ装置と光検出器とを備えている。このため、
エッチング中の試料（ウエハ）を装置から取り出すこと
なく、ドライエッチング装置内において、Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザ光を試料の表面に入射することにより、エッチング
中の半導体層の表面を光学的に励起し、励起後に放出さ
れるフォットルミネッセンス（ＰＬ）光を光検出器で検
出する。 【００８９】このように、エッチング中に、ＰＬ光の波
長の変化、すなわちｐ型第２クラッド層２０とエッチン
グ停止層１９Ａとの差を検出することにより、エッチン
グ停止層１９Ａの表面を実時間で且つ非接触で確認する
ことができる。 【００９０】ここで、図１０にドライエッチング後の走
査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したIII-Ｖ族窒化物半導
体に対するエッチング深さと半導体層ごとのＰＬ波長と
の関係を示す。ここで、半導体は第１の実施形態におい
て作製したIII-Ｖ族窒化物半導体とし、図１０におい
て、半導体層と対応するグラフには、各半導体層に付し
た符号と同一の符号を付している。 【００９１】図１０に示すように、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０のエッチング時
には、検出されるＰＬ光の波長は、室温におけるピーク
波長として３５０ｎｍ程度である。さらに、エッチング
が進行して、エッチング表面が、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90
Ｎからなるエッチング停止層１９Ａに近づくと、検出さ
れるＰＬ光の波長が３４５ｎｍ程度と、ｐ型第２クラッ
ド層２０の場合と比べて短い波長を検出するようにな
る。これは、前述したように、エッチング停止層１９Ａ
のＡｌの組成がｐ型第２クラッド層７２のＡｌのＡｌの
組成よりも大きいためである。 【００９２】また、エッチング表面がエッチング停止層
１９Ａの最表面に到達すると、エッチング停止層１９Ａ
からのＰＬ発光強度が最大となるため、その発光強度を
測定することによっても、エッチング停止層１９Ａの表
面を確認することができる。 【００９３】このように、エッチング停止層１９Ａから
のＰＬ光を検出した段階でエッチングを停止すると、エ
ッチング停止層１９Ａを残したまま、ｐ型第２クラッド
層２０に対するドライエッチングを確実に停止できる。
その結果、レーザ装置の光学的特性に影響を与えるｐ型
第１クラッド層４８の膜厚（残し厚）に、時間制御に依
らずに所定値を得られるようになり、残し厚の制御性が
向上する。 【００９４】すなわち、第２の実施形態によると、第１
の実施形態のように、エッチング停止層１９Ａを半導体
層中に形成しておき、さらに、ドライエッチング装置
を、エッチング対象の半導体層のエネルギーギャップよ
りも大きいエネルギーに相当する波長を発振するレーザ
装置と光検出器とを設ける構成とする。これにより、ｐ
型クラッド層に対して、その残し厚を所望の膜厚となる
ように高精度に加工することができ、その結果、ＭＱＷ
活性層１５における光閉じ込め効率が大幅に改善され
る。また、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメー
ジも回避される。 【００９５】なお、エッチング停止層は、第１の実施形
態で示したエッチング停止層１９Ａに限られず、第１の
実施形態の各変形例に示したエッチング停止層１９Ｂ、
１９Ｃであっても良い。 【００９６】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【００９７】第３の実施形態も、第２の実施形態と同様
に、エッチング停止層を光学的に検出することにより、
エッチング時間に依らずに、エッチング対象の半導体層
に対する選択的なドライエッチングを可能とする。 【００９８】そこで、第３の実施形態に係るドライエッ
チング装置には、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを備えて
いる。このため、エッチング中の試料（ウエハ）を装置
から取り出すことなく、ドライエッチング装置内で、Ｘ
線を試料の表面に入射することにより、エッチング中の
半導体層の表面からの回折線をＸ線検出器により検出す
ることができる。これにより、第１の実施形態と同様の
構成を持つ半導体に含まれるエッチング停止層１９Ａの
表面を実時間で且つ非接触で確認することができる。 【００９９】例えば、４結晶Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置を
用いた場合には、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ 0.93Ｎからなるｐ型
第２クラッド層２０のエッチング時に検出される、面方
位（０００２）面からの回折角度（２θ）は３４．７°
程度である。さらに、エッチングが進行して、エッチン
グ表面が、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング
停止層１９Ａに近づくと、検出される回折角度（２θ）
は３４．８°程度を検出するようになる。これは、前述
したように、エッチング停止層１９ＡのＡｌの組成がｐ
型第２クラッド層７２のＡｌのＡｌの組成よりも大きい
ためである。ちなみに、この場合のＧａＮにおける（０
００２）面からの回折角度は３４．６°である。 【０１００】また、エッチング表面がエッチング停止層
１９Ａの最表面に到達すると、エッチング停止層１９Ａ
からのＸ線回折強度が最大となるため、その回折強度を
測定することによっても、エッチング停止層１９Ａの表
面を確認することができる。 【０１０１】このように、エッチング停止層１９Ａから
のＸ線回折角度を検出した段階でエッチングを停止する
と、エッチング停止層１９Ａを残したまま、ｐ型第２ク
ラッド層２０に対するドライエッチングを確実に停止で
きる。その結果、レーザ装置の光学的特性に影響を与え
るｐ型第１クラッド層４８の膜厚（残し厚）に、時間制
御に依らずに所定値を得られるようになり、残し厚の制
御性が向上する。 【０１０２】すなわち、第３の実施形態によると、第１
の実施形態のように、エッチング停止層１９Ａを半導体
層中に形成しておき、さらに、ドライエッチング装置
を、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを設ける構成とする。
これにより、ｐ型クラッド層に対して、その残し厚を所
望の膜厚となるように高精度に加工することができ、そ
の結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が大
幅に改善される。また、ＭＱＷ活性層１５に対するエッ
チングダメージも回避される。 【０１０３】なお、エッチング停止層は、第１の実施形
態で示したエッチング停止層１９Ａ以外にも、第１の実
施形態の各変形例に示したエッチング停止層１９Ｂ、１
９Ｃの構成であっても良い。 【０１０４】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【０１０５】図１１は本発明の第４の実施形態に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
の断面の一部を示している。 【０１０６】第４の実施形態は、エッチング停止層を、
III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化
物半導体の導電性を決定する不純物元素（ドーパント）
とにより構成し、特に窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる
絶縁膜とする。 【０１０７】図１１に示すように、まず、第１の実施形
態と同様に、反応炉内の温度を約１０００℃、キャリア
ガスを水素とし、基板上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴ
ＭＧと、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと、ｐ型ドーパントであ
るＣｐ2 Ｍｇガスとを供給しながら、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎからなるキャップ層３１を成長する。 【０１０８】続いて、キャップ層３１の上に、ＴＭＡの
供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度
が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイ
ド層３２を成長する。 【０１０９】次に、ｐ型ドーパントを含むＣｐ2 Ｍｇガ
スとＴＭＧとの供給を停止して、Ｖ族原料のＮＨ3 ガス
と水素からなるキャリアガスとをｐ型光ガイド層３２上
に供給する。ここで、ｎ型ドーパントを含むＳｉＨ4 ガ
スを供給すると、ＮＨ3 ガスとＳｉＨ4 ガスとが反応し
て、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるエッチング停止層
３３がｐ型光ガイド層３２上に堆積する。ＳｉＮからな
るエッチング停止層３３の膜厚は、ＳｉＨ4 ガスの供給
時間で制御することができ、ここではその厚さを約２０
ｎｍとしている。 【０１１０】その後、ＳｉＨ4 ガスの供給を停止して、
エッチング停止層３３の上に、ＴＭＧ、ＴＭＡ及びＣｐ
2 Ｍｇガスを再度供給することにより、厚さが約０．７
μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａ
ｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層３４を成長す
る。この場合、エッチング停止層３３上におけるｐ型ク
ラッド層３４の成長は比較的に容易である。なぜなら、
図１２（ａ）に示すように、エッチング停止層３３は一
様で緻密な膜ではなく、ｐ型光ガイド層３２が部分的に
露出するような孔３３ａが空いている。その結果、図１
２（ｂ）に示すように、孔３３ａから、ｐ型クラッド層
３４が選択的に成長する。但し、エッチング停止層３３
の膜厚を大きくし過ぎると、孔３３ａが消失してしまう
虞があるため、エッチング停止層３３の厚さは、１００
ｎｍ程度以下とすることが好ましい。 【０１１１】なお、第４の実施形態においては、ｐ型光
ガイド層３２の上にエッチング停止層３３を形成した
が、該エッチング停止層３３は結晶成長の一環として行
なうため、その形成位置は設計により容易に変更でき
る。但し、エッチング停止層３３の上にｐ型クラッド層
３４を成長する際に、該ｐ型クラッド層３４が多結晶化
することも考えられる。これは、成長時におけるアルミ
ニウムの拡散長が小さいことに起因する。この場合、エ
ッチング停止層３３の上にはアルミニウムを含まないｐ
型ＧａＮ層を成長した後、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎから
なるｐ型クラッド層３４を成長することにより、ｐ型ク
ラッド層３４の多結晶化を抑制することができる。 【０１１２】その後は、ｐ型クラッド層３４の上に、厚
さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃ
ｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層３５を成長
する。 【０１１３】続いて、第１の実施形態と同様に、ｐ型コ
ンタクト層３５及びｐ型クラッド層３４に対して、ドラ
イエッチングによりリッジ状のパターニングを行なう。
このとき、ＳｉＮからなるエッチング停止層３３は、そ
のエッチングレートがＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド
層３４のエッチングレートの約１００分の１であるた
め、ｐ型クラッド層３４と比べてエッチングされにくい
ので、エッチング停止層３３は十分にその機能を果たす
ことができる。 【０１１４】ドライエッチング時におけるｐ型クラッド
層３４に対するエッチングモニタは、第２の実施形態と
同様に、ＰＬ光を観測する場合には、ｐ型クラッド層３
４に相当するＰＬスペクトルが消失し、且つ、ｐ型光ガ
イド層３２に相当するＰＬスペクトルが出現しないとい
う現象から、進行中のエッチングがエッチング停止層３
３に到達したことを確認することができる。 【０１１５】また、エッチングモニタに第３の実施形態
と同様のＸ線を用いる場合には、ｐ型クラッド層３４に
相当する回折ピークが消失し、次いで、エッチング停止
層３３に相当する回折ピークが出現し、そのピーク強度
が最大となる現象から、進行中のエッチングがエッチン
グ停止層３３に到達したことを確認することができる。 【０１１６】第４の実施形態により作製した半導体レー
ザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発
振動作に到り、その動作特性は第１の実施形態に係る半
導体レーザ装置と同程度である。第４の実施形態に係る
エッチング停止層３３は絶縁性であるため、活性層への
電流注入が困難となる虞があるが、第４の実施形態に係
る半導体レーザ装置は、電流注入が阻害されることはな
いことを確認している。これは、エッチング停止層３３
の膜厚を約２０ｎｍと薄膜化したことにより、注入され
る電流が、エッチング停止層３３をトンネル電流として
通過したと考えられる。 【０１１７】このように、第４の実施形態によると、エ
ッチング対象のｐ型クラッド層３４の下側にエッチング
停止層３３を形成するため、ｐ型クラッド層３４の膜厚
（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このた
め、ｐ型クラッド層３４にエッチング残りが生じること
なく、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。その結果、ＭＱＷ活性層における光閉じ込め効率が
大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層に対するエッ
チングダメージが防止されていることによる。 【０１１８】さらに、基板上にエッチング停止層３３を
形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチン
グの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ
装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄
与する。 【０１１９】なお、第４の実施形態においては、エッチ
ング停止層３３をｐ型クラッド層３２の全面に形成した
が、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、ｐ
型クラッド層３２の面内におけるエッチングむらを考慮
して、複数箇所に分散してエッチング停止層３３を形成
することが好ましい。例えば、ｐ型クラッド層３２上に
おけるレーザ構造から除去される領域に形成すると、半
導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切な
くなる。その結果、エッチング停止層３３はその光学的
電気的特性に規制されなくなるので、エッチング停止層
３３の構成の自由度が大きくなる。 【０１２０】また、第４の実施形態においては、基板の
表面側から該基板に向かってエッチングを行なうが、こ
れに限らず、基板の表面側以外の面から、例えば側面側
からドライエッチングを施して、エッチング停止層３３
のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸
状とすることも可能である。この半導体側面に形成され
た凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。 【０１２１】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【０１２２】図１３は本発明の第５の実施形態に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
の断面の一部を示している。 【０１２３】第５の実施形態は、エッチング停止層を、
III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化
物半導体の導電性を決定する不純物元素（ドーパント）
とにより構成し、特にｐ型不純物を高濃度に含むIII-Ｖ
族窒化物半導体からなる導電膜とする。 【０１２４】図１１に示すように、まず、第１の実施形
態と同様に、反応炉内の温度を約１０００℃、キャリア
ガスを水素とし、基板上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴ
ＭＧと、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと、ｐ型ドーパントであ
るＣｐ2 Ｍｇガスとを供給しながら、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎからなるキャップ層４１を成長する。 【０１２５】続いて、キャップ層４１の上に、ＴＭＡの
供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度
が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイ
ド層４２を成長する。 【０１２６】次に、ｐ型光ガイド層４２の成長時におけ
るＴＭＧの供給量を維持した状態で、Ｃｐ2 Ｍｇガスの
みを過剰に供給する。このように、Ｃｐ2 Ｍｇガスを過
剰に供給すると、ｐ型光ガイド層４２の上面に成長する
ｐ型ＧａＮ層におけるマグネシウム（Ｍｇ）の不純物濃
度が上昇し、ｐ+ 型ＧａＮからなるエッチング停止層４
３が成長する。ｐ+ 型ＧａＮからなるエッチング停止層
４３の厚さは、Ｃｐ2Ｍｇガスの供給時間で制御するこ
とができ、ここではその厚さを約２０ｎｍとしている。 【０１２７】具体的には、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給量を、
２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）法による測定値で１×
１０19ｃｍ-3（Ｍｇの不純物濃度では１×１０18ｃ
ｍ-3）程度から１×１０20ｃｍ-3程度に１桁増大するこ
とにより、エッチング停止層４３を成長する。 【０１２８】その後、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給量を元に戻
して、エッチング停止層４３上にＴＭＡを再度供給する
ことにより、厚さが約０．７μｍでＭｇの不純物濃度が
約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる
ｐ型クラッド層４４を成長する。続いて、ＴＭＡの供給
を停止して、ｐ型クラッド層４４の上に、厚さが約０．
１μｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型
ＧａＮからなるｐ型コンタクト層４５を成長する。但
し、エッチング停止層４３は、Ｍｇの導入量が過剰であ
るため、該エッチング停止層４３の上にｐ型クラッド層
４４を成長する際に、該ｐ型クラッド層４４にヒロック
が発生し、結晶表面状態（モホロジー）が劣化する虞が
ある。この場合には、エッチング停止層４３の厚さを１
００ｎｍ程度以下とすることにより、結晶表面状態の劣
化を抑制することができる。 【０１２９】なお、第５の実施形態においては、ｐ型光
ガイド層４２の上にエッチング停止層４３を形成した
が、該エッチング停止層４３は結晶成長の一環として行
なうため、その形成位置は設計により容易に変更でき
る。 【０１３０】その後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型
コンタクト層４５及びｐ型クラッド層４４に対して、ド
ライエッチングによりリッジ状のパターニングを行な
う。このとき、ＭｇのＳＩＭＳ法による濃度が約１×１
０20ｃｍ-3のエッチング停止層４３は、そのエッチング
レートがＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型
クラッド層４４のエッチングレートの約５０分の１であ
るため、ｐ型クラッド層４４と比べてエッチングされに
くいので、エッチング停止層４３は十分にその機能を果
たすことができる。また、エッチング停止層４３は導電
性を有するため、活性層に対する注入電流の妨げとはな
らず、該レーザ装置の動作特性に悪影響を与える虞がな
い。 【０１３１】ドライエッチング時におけるｐ型クラッド
層４４に対するエッチングモニタは、第２の実施形態と
同様に、ＰＬ光を観測する場合には、ｐ型クラッド層４
４に相当するＰＬスペクトルが消失し、且つ、エッチン
グ停止層４３に起因する波長４２０ｎｍ程度のＰＬスペ
クトルが出現するという現象から、進行中のエッチング
がエッチング停止層４３に到達したことを確認すること
ができる。この場合４２０ｎｍというＰＬスペクトル
は、エッチング停止層４３にマグネシウムが過剰に導入
されていることに起因する。 【０１３２】また、エッチングモニタに第３の実施形態
と同様のＸ線を用いる場合には、ｐ型クラッド層４４に
相当する回折ピークが消失した段階で、進行中のエッチ
ングがエッチング停止層４３に到達したことを確認する
ことができる。 【０１３３】第５の実施形態により作製した半導体レー
ザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発
振動作に到り、その動作特性は第１の実施形態に係る半
導体レーザ装置と同程度である。 【０１３４】このように、第５の実施形態によると、エ
ッチング対象のｐ型クラッド層４４の下側にエッチング
停止層４３を形成するため、ｐ型クラッド層４４の膜厚
（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このた
め、ｐ型クラッド層４４にエッチング残りが生じること
なく、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。その結果、ＭＱＷ活性層における光閉じ込め効率が
大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層に対するエッ
チングダメージが防止されていることによる。 【０１３５】さらに、基板上にエッチング停止層４３を
形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチン
グの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ
装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄
与する。 【０１３６】なお、第５の実施形態においては、エッチ
ング停止層４３をｐ型クラッド層４２の全面に形成した
が、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、ｐ
型クラッド層４２の面内におけるエッチングむらを考慮
して、複数箇所に分散してエッチング停止層４４を形成
することが好ましい。例えば、ｐ型クラッド層４２上に
おけるレーザ構造から除去される領域に形成すると、半
導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切な
くなる。その結果、エッチング停止層４３はその光学的
電気的特性に規制されなくなるので、エッチング停止層
４３の構成の自由度が大きくなる。 【０１３７】また、第５の実施形態においては、基板の
表面側から該基板に向かってエッチングを行なうが、こ
れに限らず、基板の表面側以外の面から、例えば側面側
からドライエッチングを施して、エッチング停止層４３
のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸
状とすることも可能である。この半導体側面に形成され
た凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。 【０１３８】なお、以上説明した第１の実施形態及びそ
の変形例乃至第５の実施形態においては、エピタキシャ
ル成長させる化合物半導体にIII-Ｖ族窒化物半導体を用
いたが、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）やリン化インジウム
（ＩｎＰ）等の他のIII-Ｖ族化合物半導体であってもよ
い。 【０１３９】また、エッチング停止層の下側に形成する
半導体層は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のII−VI族化
合物であってもよい。 【０１４０】また、半導体レーザ装置の構造は、図５
（ａ）等に示す構造に限られない。 【０１４１】また、半導体装置はレーザ装置に限られ
ず、III-Ｖ族化合物半導体を含み、製造時に、III-Ｖ族
化合物半導体をドライエッチングにより選択的に加工す
る必要がある半導体装置であればよい。 【０１４２】 【発明の効果】本発明に係る半導体の製造方法による
と、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層の下
側にエッチング停止層を形成するため、第２の半導体層
に対してドライエッチングを選択的に行なえるので、第
１の半導体層に対するオーバエッチを防止することがで
きる。その結果、第２の半導体層に対するドライエッチ
ングの制御性が容易となる。
導体及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、次世代の高密度光ディスク用光源
として青紫色光を出力する半導体レーザ素子に対する要
望が高まり、特に波長帯域が青紫色光と比較的に短波長
帯で動作可能な窒化ガリウム（ＧａＮ）系のIII-Ｖ族化
合物半導体からなる発光素子の研究開発が盛んに行なわ
れている。 【０００３】窒化ガリウム系半導体は、化学的に安定で
且つ高硬度であるため、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）又は
燐化インジウム（ＩｎＰ）のような他のIII-Ｖ族化合物
半導体の製造プロセスで用いられているウエットエッチ
ング法を用いることができない。このため、通常、窒化
ガリウム系半導体に対するエッチングにはドライエッチ
ング法が用いられている。 【０００４】しかしながら、ドライエッチング法はウエ
ットエッチング法と比べて、エッチング対象の半導体層
を選択的にエッチングしたり、所望の膜厚でエッチング
を停止するというような制御が困難である。 【０００５】例えば、エッチング対象の半導体層におけ
るエッチングの停止位置が窒化ガリウム系半導体レーザ
素子の動作特性にどのような影響を及ぼすかが、論文
「第６１回応用物理学会学術講演会 講演予稿集第１分
冊 p.325(7p-L-4),2000.9.」に報告されている。この論
文には、半導体レーザ素子における動作電流を低減する
には、活性層上に設けるｐ型クラッド層のエッチング後
の膜厚を正確に制御する必要があることが述べられてい
る。 【０００６】また、他の論文「第４７回応用物理学関係
連合講演会 講演予稿集第１分冊 p.378(30a-YQ-7),200
0.3.」には、窒化物系半導体レーザ素子に対するドライ
エッチング時の実時間深さの測定に関する報告がされて
いる。しかしながら、本論文には、半導体層に対するエ
ッチングの制御方法については報告されていない。 【０００７】ところで、従来の窒化物系半導体に対する
ドライエッチング処理は、ＡｌxＧａ1-xＮ（但し、０≦
ｘ≦１である）のように、混晶組成がそれぞれ異なる複
数の半導体層の積層体に対して行なわれるため、各半導
体層に対してエッチングレートをそれぞれ測定してお
き、測定された各エッチングレートに基づいてエッチン
グ時間を管理しながら行なわれている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のIII-Ｖ族化合物半導体に対するドライエッチング法
は、エッチングレートを組成が異なる半導体層ごとに測
定し且つ管理する必要がある。その上、温度及びプラズ
マ状態等のドライエッチング条件をも制御し且つ管理す
る必要があるため、生産性及び歩留りが低下し、さらに
はコストの高騰を招くという問題がある。 【０００９】本発明は、前記従来の問題を解決し、III-
Ｖ族化合物半導体に対するエッチング制御を容易に且つ
確実に行なえるようにすることを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、エッチング対象となるIII-Ｖ族化合物半
導体の下側の少なくとも一部に、エッチング停止層を設
ける構成とする。 【００１１】具体的に、本発明に係る半導体の製造方法
は、第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成す
る第１の工程と、エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化
合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工
程とを備え、エッチング停止層のドライエッチングによ
るエッチングレートは、第２の半導体層のエッチングレ
ートよりも小さい。 【００１２】本発明の半導体の製造方法によると、エッ
チング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第
２の半導体層を形成する。このエッチング停止層のドラ
イエッチングによるエッチングレートは、第２の半導体
層のエッチングレートよりも小さい。このため、第２の
半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえる
ので、第１の半導体層に対するオーバエッチを防止する
ことができる。すなわち、III-Ｖ族化合物半導体からな
る第２の半導体層に対するドライエッチングの制御性が
容易となる。 【００１３】本発明の半導体の製造方法は、第１の工程
において、エッチング停止層を、アルミニウムを含むII
I-Ｖ族化合物半導体により形成することが好ましい。こ
のように、エッチング停止層をIII-Ｖ族化合物半導体に
より形成すると、該エッチング停止層が第２の半導体層
と同等の化合物半導体となるため、第２の半導体層の結
晶性が劣化する虞がない。さらに、アルミニウムを含む
III-Ｖ族化合物半導体はエッチングに対する耐性が向上
するため、第２の半導体層に対するドライエッチングの
選択性が良好となる。その上、通常の半導体製造装置の
ままでエッチング停止層を形成することができる。 【００１４】この場合に、第２の半導体層がアルミニウ
ムを含み、第１の工程において、エッチング停止層のア
ルミニウムの組成を、第２の半導体層のアルミニウムの
組成よりも大きくなるように形成することが好ましい。
このようにすると、III-Ｖ族化合物半導体においてアル
ミニウムの組成が大きい方がエッチングレートが小さく
なるため、エッチング停止層はその機能を確実に発揮す
ることができる。 【００１５】本発明の半導体の製造方法は、第１の工程
において、エッチング停止層を、ＡｌxＧａ1-xＮ（但
し、０≦ｘ≦１である）とＡｌyＧａ1-yＮ（但し、０≦
ｙ≦１、ｘ≠ｙである）とを交互に積層してなる超格子
層とすることが好ましい。 【００１６】この場合に、エッチング停止層を、波長が
約３６０ｎｍ以上且つ５００ｎｍ以下の光を反射する膜
厚を持つ反射鏡とすることが好ましい。このようにする
と、製造された半導体からレーザ素子を作製した場合
に、該レーザ素子から放出される自然放出光を外部に漏
らすことなく、誘導放出光として有効に導くことが可能
となる。 【００１７】本発明の半導体の製造方法において、エッ
チング停止層が、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素
と、III-Ｖ族窒化物半導体の導電性を決定する不純物元
素とからなることが好ましい。このようにすると、第２
の半導体層がIII-Ｖ族窒化物半導体である場合に、エッ
チング停止層を形成するための新たな原料が不要とな
る。従って、半導体製造装置に何らの変更を加えること
なく、エッチング停止層を容易に且つ確実に形成するこ
とができる。 【００１８】この場合に、III-Ｖ族窒化物半導体に含ま
れる元素が窒素であり、不純物元素がシリコンであるこ
とが好ましい。このようにすると、第２の半導体層がII
I-Ｖ族窒化物半導体からなる場合に、例えば窒素源とし
てアンモニアを用い、シリコン源としてシランガスを用
いれば、エッチング停止層を、例えば窒化シリコンから
なる絶縁膜により構成することができる。その結果、第
２の半導体層とのエッチング選択比を大きくすることが
できるので、第２の半導体層に対するエッチング制御性
が向上する。 【００１９】また、この場合に、不純物元素がマグネシ
ウムであることが好ましい。このようにすると、エッチ
ング停止層がｐ導電型を示すため、導電性に優れたエッ
チング停止層を得ることができるため、得られた半導体
から半導体素子を形成しても、該素子の動作特性に悪影
響を与えにくくなる。 【００２０】この場合のマグネシウムの不純物濃度は、
約１×１０20ｃｍ-3以上であることが好ましい。このよ
うに、III-Ｖ族窒化物半導体においてマグネシウムの不
純物濃度を約１×１０20ｃｍ-3以上とすると、エッチン
グレートが低下するため、第２の半導体層に対するエッ
チング制御性が向上する。 【００２１】本発明の半導体の製造方法は、第２の工程
よりも後に、２の半導体層に対してドライエッチングを
行なう第３の工程をさらに備え、第３の工程が、エッチ
ング停止層を検出したときに、第２の半導体層に対する
エッチングを停止することが好ましい。このようにする
と、第２の半導体層のドライエッチング中に、エッチン
グ停止層を確認することが可能となるため、第２の半導
体層に対するエッチングを確実に行なえる。 【００２２】この場合に、第３の工程が、第２の半導体
層の表面にレーザ光を照射し、該レーザ光により励起さ
れて発せられるフォトルミネッセンス光を受光し、受光
したフォトルミネッセンス光の波長の変化を検出するこ
とにより、エッチング停止層の表面が露出したことを推
定する工程とを含むことが好ましい。 【００２３】また、この場合に、第３の工程が、第２の
半導体層の表面にＸ線を照射し、該Ｘ線の回折角度を測
定する工程と、第２の半導体層による回折角度の変化を
検出することにより、エッチング停止層の表面が露出し
たことを推定する工程とを含むことが好ましい。 【００２４】本発明に係る半導体装置の製造方法は、基
板上に、活性層を含む第１の半導体層、エッチング停止
層及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を
順次形成する工程と、第２の半導体層に対して選択的に
ドライエッチングを行なう工程とを備え、エッチング停
止層のドライエッチングによるエッチングレートは、第
２の半導体層のエッチングレートよりも小さい。 【００２５】本発明の半導体装置の製造方法によると、
エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からな
る第２の半導体層を形成する。このエッチング停止層の
ドライエッチングによるエッチングレートは、第２の半
導体層のエッチングレートよりも小さい。従って、第２
の半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえ
るため、エッチング領域に第２の半導体層が残ることも
なく、第１の半導体層がエッチングされることもない。
すなわち、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体
層に対するドライエッチングの制御性が容易となる。 【００２６】 【発明の実施の形態】（第１の実施形態）本発明の第１
の実施形態について図面を参照しながら説明する。 【００２７】図１（ａ）〜図１（ｃ）乃至図５（ａ）〜
図５（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製
造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方
法の工程順の断面構成を示している。 【００２８】第１の実施形態においては、エッチング停
止層を設けたIII-Ｖ族窒化物半導体から半導体レーザ装
置を作製する際のドライエッチングによるリッジ部の加
工時に、エッチング対象であるｐ型クラッド層に対する
エッチング選択性を容易且つ確実にする。 【００２９】まず、径が約５．１ｃｍ（２インチ）のサ
ファイアからなる基板１１を用意し、その表面を酸性の
水溶液により洗浄する。続いて、洗浄した基板１１を、
例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置の反応炉内
のサセプタ（図示せず）に保持し、反応炉を真空に排気
する。続いて、反応炉内を、圧力が約３００×１３３．
３２２Ｐａ（３００Ｔｏｒｒ）の水素雰囲気とし、温度
を約１１００℃にまで昇温し基板１１を加熱して、基板
表面のサーマルクリーニングを約１０分間行なう。 【００３０】次に、図１（ａ）に示すように、反応炉を
約５００℃にまで降温した後、基板１１上に、供給量が
約２５μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）と、供給量が約７.５Ｌ／ｍｉｎのアンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）ガスと、水素からなるキャリアガスとを同時に供
給することにより、厚さが約２０ｎｍの窒化ガリウム
（ＧａＮ）からなる低温バッファ層（図示せず）を成長
する。このとき、Ｖ族原料であるアンモニアガスとIII
族原料であるＴＭＧとの供給比の値は、約６５００であ
る。 【００３１】続いて、反応炉内の温度を約１０００℃に
まで昇温し、ｎ型ドーパントとしてシラン（ＳｉＨ4 ）
ガスをも供給しながら、低温バッファ層の上に、厚さが
約４μｍでシリコン（Ｓｉ）の不純物濃度が約１×１０
18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層１２を
成長する。続いて、ｎ型コンタクト層１２の上に、III
族原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）をも供
給しながら、厚さが約０．７μｍでＳｉの不純物濃度が
５×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｎ
型クラッド層１３を成長する。続いて、ｎ型クラッド層
１３の上に、厚さが約１００ｎｍでＳｉの不純物濃度が
約１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなるｎ型光ガイド
層１４を成長する。 【００３２】その後、反応炉内の温度を約８００℃にま
で降温し、キャリアガスを水素から窒素に変更し、厚さ
が約３ｎｍのＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなる３層の歪量子井
戸と、厚さが約９ｎｍのＧａＮからなる２層のバリア層
とを交互に積層して、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１
５を成長する。ここで、歪量子井戸層の成長時には、II
I 族原料にＴＭＩとＴＭＧとを供給し、バリア層の成長
時には、III 族原料にＴＭＧを供給する。 【００３３】その後、再度、反応炉内の温度を約１００
０℃にまで昇温し、キャリアガスを窒素から水素に戻し
て、基板１１上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴＭＧと、
Ｖ族原料のアンモニアガスと、ｐ型ドーパントであるビ
スシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2 Ｍｇ）ガ
スとを供給しながら、ＭＱＷ活性層１５の上に、厚さが
約２０ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3の
ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャップ層１６を成長
する。続いて、キャップ層１６の上に、ＴＭＡの供給を
止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度が約１
×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層１
７を成長する。 【００３４】続いて、III 族原料にＴＭＡを追加して、
ｐ型光ガイド層１７の上に、厚さが約２００ｎｍでＭｇ
の不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長する。続
いて、ｐ型第１クラッド層１８の上に、アルミニウムの
組成がｐ型第１クラッド層１８よりも大きく且つ厚さが
約５０ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3の
ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９
Ａを成長する。続いて、エッチング停止層１９Ａの上
に、厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１
０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２
クラッド層２０を成長する。 【００３５】ドライエッチング法により、ｐ型半導体層
に電流狭搾用のリッジ部を形成する際には、エッチング
停止層１９Ａでエッチングを停止するため、ｐ型クラッ
ド層として光学的に機能するｐ型半導体層のエッチング
後の残し厚は、厚さが約２００ｎｍのｐ型第１クラッド
層１８と、厚さが約５０ｎｍのエッチング停止層１９Ａ
との約２５０ｎｍとなる。ここで、半導体層のエッチン
グ後の残し厚とは、半導体層におけるエッチング後に残
したい部分の設計膜厚をいう。その後、ｐ型第２クラッ
ド層２０の上に、厚さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃
度が１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタ
クト層２１を成長する。 【００３６】次に、図１（ｂ）に示すように、ｐ型コン
タクト層２１まで成長した基板１１を反応炉から取り出
し、ｐ型コンタクト層２１の表面を有機溶剤により洗浄
し、さらにフッ酸系のウエットエッチングによりクリー
ニングした後、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型
コンタクト層２１の上に全面にわたって厚さが約０.１
μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）からなる第１の酸
化絶縁膜２２Ａを堆積する。 【００３７】次に、図１（ｃ）に示すように、スピナー
を用いて、第１の酸化絶縁膜２２Ａの上に全面にわたっ
て第１のレジスト膜５１Ａを塗布する。 【００３８】次に、図２（ａ）に示すように、フォトリ
ングラフィ法により、第１のレジスト膜５１Ａから、マ
スク幅が約２μｍで且つ約５００μｍピッチのストライ
プ状の第１のレジストパターン５１Ｂを、窒化ガリウム
結晶の晶帯軸の＜１−１００＞方向に延びるように形成
する。なお、本願明細書においては、晶帯軸を表わす指
数の反転は、便宜上、反転を示す指数の前に負符号”
−”を付すことによって表わす。 【００３９】次に、図２（ｂ）に示すように、第１のレ
ジストパターン５１Ｂをマスクとして、第１の酸化絶縁
膜２２Ａに対して、フッ酸系の水溶液を用いたウェット
エッチングを行なって、第１の酸化絶縁膜２２Ａから、
ストライプ形状が転写された第１の絶縁性パターン２２
Ｂを形成する。その後、図２（ｃ）に示すように、第１
のレジストパターン５１Ｂを有機溶剤により除去する。 【００４０】次に、図３（ａ）に示すように、第１の絶
縁性パターン２２Ｂをマスクとして、ｐ型第２クラッド
層２０に対して、例えば塩素（Ｃｌ2 ）ガスを用いたド
ライエッチングを行なうことにより、ｐ型第２クラッド
層を、第１の絶縁性パターン２２Ｂが転写されたリッジ
形状にパターニングする。ここでは、ｐ型第２クラッド
層２０のエッチングは、あらかじめ設定したエッチング
時間に基づいて行なう。 【００４１】第１の実施形態においては、エッチング対
象のｐ型第２クラッド層２０の下にエッチング停止層１
９Ａを設けているため、エッチング時間のマージンが大
きくなるので、ｐ型第１クラッド層１８に対するエッチ
ングが防止され、所定の厚さが確保されるので、所定の
光学的特性を得ることができる。 【００４２】次に、図３（ｂ）に示すように、プラズマ
ＣＶＤ法を用いて、エッチング停止層１９の上に、リッ
ジ状のｐ型第２クラッド層２０、ｐ型コンタクト層２１
及び第１の絶縁性パターン２２Ｂを含む全面にわたっ
て、厚さが約０.１μｍの二酸化シリコンからなる第２
の酸化絶縁膜２２Ｃを堆積する。 【００４３】次に、図３（ｃ）に示すように、スピナー
を用いて、第２の酸化絶縁膜２２Ｃの上に全面にわたっ
て第２のレジスト膜５２Ａを塗布する。 【００４４】次に、図４（ａ）に示すように、フォトリ
ングラフィ法により、第２のレジスト膜５２Ａから、マ
スク幅が約４０μｍで且つピッチが約５００μｍのスト
ライプ状の第２のレジストパターン５２Ｂを、窒化ガリ
ウム結晶の晶帯軸の＜１−１００＞方向に延び且つその
中央部分でｐ型コンタクト層２１を覆うように形成す
る。 【００４５】次に、図４（ｂ）に示すように、第２のレ
ジストパターン５２Ｂをマスクとして、第２の酸化絶縁
膜２２Ｃに対して、フッ酸系の水溶液を用いたウェット
エッチングを行なって、第２の酸化絶縁膜２２Ｃから、
第２のレジストパターン５２Ｂのストライプ形状が転写
された第２の絶縁性パターン２２Ｄを形成する。その
後、図４（ｃ）に示すように、第２のレジストパターン
５２Ｂを有機溶剤により除去する。 【００４６】次に、図５（ａ）に示すように、第２の絶
縁性パターン２２Ｄをマスクとして、ｎ型コンタクト層
１２が露出するまで、例えば塩素（Ｃｌ2 ）ガスを用い
たドライエッチングを行なう。 【００４７】次に、図５（ｂ）に示すように、蒸着法等
により、露出したｎ型コンタクト層１２の上面に、チタ
ン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層体からなる
ｎ側電極２３を形成する。 【００４８】次に、図５（ｃ）に示すように、第２の絶
縁性パターン２２Ｄに対してフッ酸系の水溶液によるウ
ェットエッチングを選択的に行なって、ｐ型コンタクト
層２１を露出する。続いて、蒸着法等により、第２の絶
縁性パターン２２Ｄ及びｐ型コンタクト層２１の上面
に、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）との積層体からな
り、ｐ型コンタクト層２１と電気的に接続されるｐ側電
極２４を形成する。 【００４９】次に、図示はしていないが、レーザ素子の
共振器構造を、ドライエッチング及びへき開によって形
成し、その後、へき開した共振器の各端面にそれぞれ反
射率が９０％及び７０％の、二酸化シリコン及び二酸化
チタンからなる高反射コートを形成する。ここでは、共
振器長は１ｍｍ程度としている。 【００５０】以上説明したように、第１の実施形態は、
半導体レーザ素子を構成する半導体層における、エッチ
ング対象の半導体層の下側にドライエッチング用のエッ
チング停止層１９を設けていることを特徴とする。 【００５１】エッチング停止層１９を設けた半導体層か
ら半導体レーザ装置を作製すると、以下に述べるように
優れた動作特性を達成することができる。 【００５２】第１の実施形態に係る半導体レーザ装置
は、図３（ａ）に示すドライエッチング工程において、
エッチング対象であるｐ型第２クラッド層２０に対して
ドライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層
２０の下側に設けたｐ型Ａｌ0. 10Ｇａ0.90Ｎからなるエ
ッチング停止層１９Ａにより、エッチング時間にマージ
ンが生じる。なぜなら、エッチング停止層１９Ａのエッ
チングレートは、Ａｌの組成が０．１０であり、第２ｐ
型クラッド層２０のＡｌの組成の０．０７よりも大きい
ため、ｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートより
も小さくなるからである。 【００５３】従って、ｐ型第２クラッド層２０に対する
エッチング量（深さ）は、時間で制御するものの、エッ
チング時間が所定時間を超えてしまったような場合であ
っても、エッチング停止層１９Ａに対するエッチングレ
ートはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートより
も小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は
所定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドラ
イエッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。 【００５４】第１の実施形態により作製した半導体レー
ザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発
振動作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡ
で、スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認し
ている。 【００５５】一方、エッチング停止層１９Ａを設けない
従来の半導体レーザ装置は、室温で連続発振するもの
の、しきい値電流は約７０ｍＡで、スロープ効率は約
０．５Ｗ／Ａである。 【００５６】このように、第１の実施形態によると、エ
ッチング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側にエッチ
ング停止層１９Ａを形成するため、第１ｐ型クラッド層
１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようにな
る。このため、ｐ型第２クラッド層２０にエッチング残
りが生じることなく、且つ、第１ｐ型クラッド層１８の
膜厚にも、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることがで
きる。その結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め
効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に
対するエッチングダメージが防止されていることによ
る。 【００５７】さらに、基板１１上にエッチング停止層１
９Ａを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エ
ッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体
レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大
きく寄与する。 【００５８】（第１の実施形態の第１変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第１変形例について図面を参照
しながら説明する。 【００５９】図６は本発明の第１の実施形態の第１変形
例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体
レーザ装置の断面構成を示している。図６において、図
５（ｃ）に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符
号を付すことにより説明を省略する。 【００６０】第１変形例に係るエッチング停止層１９Ｂ
は、超格子構造により形成されていることを特徴とす
る。そのエッチング停止層１９Ｂの形成方法について図
７を用いて説明する。 【００６１】図７は第１変形例に係るエッチング停止層
１９Ｂの断面構成を示している。 【００６２】まず、図７に示すように、ＭＯＶＰＥ法等
により、第１の実施形態と同様に、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長し、続い
て、それぞれ、厚さが約５ｎｍで、Ｍｇの不純物濃度が
約５×１０17ｃｍ-3である、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎか
らなる第１層１９ａとｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる
第２層１９ｂとを１対とし、これを５対分成長させるこ
とにより、総膜厚が約５０ｎｍの超格子構造を持つエッ
チング停止層１９Ｂを形成する。 【００６３】続いて、エッチング停止層１９Ｂの上に、
厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17
ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラ
ッド層２０を成長する。 【００６４】この後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型
コンタクト層２１を成長し、さらに、ｐ型コンタクト層
２１及びｐ型第２クラッド層２０に対して、エッチング
停止層１９Ｂが露出するまで、リッジ状のドライエッチ
ングを行なう。さらに、ｎ側電極２３を設けるためのド
ライエッチングと、ｐ側電極２４を形成する。 【００６５】第１変形例に係る半導体レーザ装置は、ｐ
型第２クラッド層２０に対してドライエッチングを行な
う際には、ｐ型第２クラッド層２０の下側に設けた、ｐ
型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第１層１９ａ及びｐ型Ａ
ｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂを１対とする５
対分の超格子構造を有するエッチング停止層１９Ｂによ
り、エッチング時間にマージンが生じる。なぜなら、エ
ッチング停止層１９Ｂのエッチングレートは、Ａｌの平
均組成が０．０６と第２ｐ型クラッド層２０のＡｌの組
成の０．０７よりも小さいものの、超格子構造における
第２層１９ｂのＡｌの組成が０．１０であり、第２ｐ型
クラッド層２０のＡｌの組成よりも大きいからである。 【００６６】従って、ｐ型第２クラッド層２０に対する
エッチング量（深さ）は、時間で制御はするが、エッチ
ング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっ
ても、エッチング停止層１９Ｂに対するエッチングレー
トはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも
小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所
定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライ
エッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。 【００６７】第１変形例により作製した半導体レーザ装
置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動
作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、
スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認してい
る。 【００６８】このように、第１変形例によると、エッチ
ング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側に超格子構造
を有するエッチング停止層１９Ｂを形成するため、第１
ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御で
きるようになる。その結果、第１ｐ型クラッド層１８の
膜厚に、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。これにより、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め
効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に
対するエッチングダメージが防止されていることによ
る。 【００６９】さらに、基板１１上にエッチング停止層１
９Ｂを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エ
ッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体
レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大
きく寄与する。 【００７０】（第１の実施形態の第２変形例）以下、本
発明の第１の実施形態の第２変形例について図面を参照
しながら説明する。 【００７１】図８は本発明の第１の実施形態の第２変形
例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体
レーザ装置の断面構成を示している。図８において、図
５（ｃ）に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符
号を付すことにより説明を省略する。 【００７２】第２変形例に係るエッチング停止層１９Ｃ
は、ブラッグ反射鏡となる超格子構造により形成されて
いることを特徴とする。これにより、第２変形例と同様
の効果を得られる上に、ＭＱＷ活性層１５における光閉
じ込め効率が向上する。 【００７３】図９は第２変形例に係るエッチング停止層
１９Ｃの断面構成を示している。 【００７４】まず、図９に示すように、ＭＯＶＰＥ法等
により、第１の実施形態と同様に、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長し、続い
て、それぞれＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3で
あり、厚さが約４５ｎｍのｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎから
なる第１層１９ａと、厚さが約４０ｎｍのｐ型Ａｌ0.02
Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂとを１対とし、これを
５対分成長させることにより、総膜厚が約４２５ｎｍの
超格子構造を持つエッチング停止層１９Ｃを形成する。
エッチング停止層１９Ｃにおける超格子構造の各膜厚
は、λ／（４ｎ）により設計される。ここで、λはレー
ザ装置の発振波長を示し、ｎは超格子構造の各層１９
ａ、１９ｂの屈折率を示す。この膜厚はブラッグ反射を
起こす膜厚であるため、ＭＱＷ活性層１５から外部に漏
れる光（迷光）が減少するので、ＭＱＷ活性層１５にお
ける光閉じ込め効率が向上する。 【００７５】続いて、エッチング停止層１９Ｃの上に、
厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17
ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラ
ッド層２０を成長する。 【００７６】この後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型
コンタクト層２１を成長し、さらに、ｐ型コンタクト層
２１及びｐ型第２クラッド層２０に対して、エッチング
停止層１９Ｃが露出するまで、リッジ状のドライエッチ
ングを行なう。さらに、ｎ側電極２３を設けるためのド
ライエッチングと、ｐ側電極２４を形成する。 【００７７】第２変形例に係る半導体レーザ装置は、第
１変形例と同様に、ｐ型第２クラッド層２０に対してド
ライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層２
０の下側に設けた、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第
１層１９ａ及びｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層
１９ｂを１対とする５対分の超格子構造を有するエッチ
ング停止層１９Ｃにより、エッチング時間にマージンが
生じる。 【００７８】従って、ｐ型第２クラッド層２０に対する
エッチング量（深さ）は、時間で制御はするが、エッチ
ング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっ
ても、エッチング停止層１９Ｃに対するエッチングレー
トはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも
小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所
定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライ
エッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。 【００７９】第２変形例により作製した半導体レーザ装
置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動
作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、
スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認してい
る。 【００８０】このように、第２変形例によると、エッチ
ング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側に超格子構造
を有するエッチング停止層１９Ｂを形成するため、第１
ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御で
きるようになる。その結果、第１ｐ型クラッド層１８の
膜厚に、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。これにより、ＭＱＷ活性層１５への光閉じ込め効率
が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に対す
るエッチングダメージが防止されていることによる。 【００８１】その上、エッチング停止層１９Ｃは、これ
を構成する第１層１９ａ及び第２層１９ｂの各膜厚をブ
ラッグ反射を起こすように設定された超格子構造を有す
るため、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が向
上したことにもよる。 【００８２】また、基板１１上にエッチング停止層１９
Ｂを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッ
チングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レ
ーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大き
く寄与する。 【００８３】なお、第１の実施形態においては、エッチ
ング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃをｐ型第１クラッド
層１８の上に形成しているが、各エッチング停止層１９
Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、いずれも他の半導体層と成長の
一環として結晶成長により形成されるため、その形成位
置は設計により容易に変更できる。 【００８４】また、第１の実施形態及びその変形例にお
いては、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを第
１ｐ型クラッド層１８の全面に形成したが、部分的に形
成してもよい。但し、この場合には、第１ｐ型クラッド
層１８の面内におけるエッチングむらを考慮して、複数
箇所に分散してエッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９
Ｃを形成することが好ましい。例えば、図５（ｃ）にお
いて、第１ｐ型クラッド層１８上における第２の絶縁性
パターン２２Ｄにより覆われない領域に、エッチング停
止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを形成すると、該エッチン
グ停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、最終的にレーザ構
造から除去されるため、半導体レーザ装置の動作特性に
影響を与えることが一切なくなる。その結果、エッチン
グ停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃはその光学的電気的特
性に規制されなくなるので、各エッチング停止層１９
Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの構成の自由度がそれぞれ大きくな
る。 【００８５】また、第１の実施形態及びその変形例にお
いては、基板１１の表面側から該基板１１に向かってエ
ッチングを行なっているが、これに限らず、基板１１の
表面側以外の面から、例えば側面側からドライエッチン
グを施して、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ
のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸
状とすることも可能である。この半導体側面に形成され
た凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。 【００８６】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【００８７】第１の実施形態においては、エッチング停
止層１９Ａの上側に形成されたエッチング対象となる半
導体層に対するドライエッチングをエッチング時間で制
御しているが、第２の実施形態においては、エッチング
停止層を光学的に検出することにより、エッチング時間
に依らずに、エッチング対象の半導体層に対する選択的
なドライエッチングを可能とする。 【００８８】そこで、第２の実施形態に係るドライエッ
チング装置には、ヘリウム（Ｈｅ）−カドミウム（Ｃ
ｄ）レーザ装置と光検出器とを備えている。このため、
エッチング中の試料（ウエハ）を装置から取り出すこと
なく、ドライエッチング装置内において、Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザ光を試料の表面に入射することにより、エッチング
中の半導体層の表面を光学的に励起し、励起後に放出さ
れるフォットルミネッセンス（ＰＬ）光を光検出器で検
出する。 【００８９】このように、エッチング中に、ＰＬ光の波
長の変化、すなわちｐ型第２クラッド層２０とエッチン
グ停止層１９Ａとの差を検出することにより、エッチン
グ停止層１９Ａの表面を実時間で且つ非接触で確認する
ことができる。 【００９０】ここで、図１０にドライエッチング後の走
査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したIII-Ｖ族窒化物半導
体に対するエッチング深さと半導体層ごとのＰＬ波長と
の関係を示す。ここで、半導体は第１の実施形態におい
て作製したIII-Ｖ族窒化物半導体とし、図１０におい
て、半導体層と対応するグラフには、各半導体層に付し
た符号と同一の符号を付している。 【００９１】図１０に示すように、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ
0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０のエッチング時
には、検出されるＰＬ光の波長は、室温におけるピーク
波長として３５０ｎｍ程度である。さらに、エッチング
が進行して、エッチング表面が、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90
Ｎからなるエッチング停止層１９Ａに近づくと、検出さ
れるＰＬ光の波長が３４５ｎｍ程度と、ｐ型第２クラッ
ド層２０の場合と比べて短い波長を検出するようにな
る。これは、前述したように、エッチング停止層１９Ａ
のＡｌの組成がｐ型第２クラッド層７２のＡｌのＡｌの
組成よりも大きいためである。 【００９２】また、エッチング表面がエッチング停止層
１９Ａの最表面に到達すると、エッチング停止層１９Ａ
からのＰＬ発光強度が最大となるため、その発光強度を
測定することによっても、エッチング停止層１９Ａの表
面を確認することができる。 【００９３】このように、エッチング停止層１９Ａから
のＰＬ光を検出した段階でエッチングを停止すると、エ
ッチング停止層１９Ａを残したまま、ｐ型第２クラッド
層２０に対するドライエッチングを確実に停止できる。
その結果、レーザ装置の光学的特性に影響を与えるｐ型
第１クラッド層４８の膜厚（残し厚）に、時間制御に依
らずに所定値を得られるようになり、残し厚の制御性が
向上する。 【００９４】すなわち、第２の実施形態によると、第１
の実施形態のように、エッチング停止層１９Ａを半導体
層中に形成しておき、さらに、ドライエッチング装置
を、エッチング対象の半導体層のエネルギーギャップよ
りも大きいエネルギーに相当する波長を発振するレーザ
装置と光検出器とを設ける構成とする。これにより、ｐ
型クラッド層に対して、その残し厚を所望の膜厚となる
ように高精度に加工することができ、その結果、ＭＱＷ
活性層１５における光閉じ込め効率が大幅に改善され
る。また、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメー
ジも回避される。 【００９５】なお、エッチング停止層は、第１の実施形
態で示したエッチング停止層１９Ａに限られず、第１の
実施形態の各変形例に示したエッチング停止層１９Ｂ、
１９Ｃであっても良い。 【００９６】（第３の実施形態）以下、本発明の第３の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【００９７】第３の実施形態も、第２の実施形態と同様
に、エッチング停止層を光学的に検出することにより、
エッチング時間に依らずに、エッチング対象の半導体層
に対する選択的なドライエッチングを可能とする。 【００９８】そこで、第３の実施形態に係るドライエッ
チング装置には、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを備えて
いる。このため、エッチング中の試料（ウエハ）を装置
から取り出すことなく、ドライエッチング装置内で、Ｘ
線を試料の表面に入射することにより、エッチング中の
半導体層の表面からの回折線をＸ線検出器により検出す
ることができる。これにより、第１の実施形態と同様の
構成を持つ半導体に含まれるエッチング停止層１９Ａの
表面を実時間で且つ非接触で確認することができる。 【００９９】例えば、４結晶Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置を
用いた場合には、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ 0.93Ｎからなるｐ型
第２クラッド層２０のエッチング時に検出される、面方
位（０００２）面からの回折角度（２θ）は３４．７°
程度である。さらに、エッチングが進行して、エッチン
グ表面が、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング
停止層１９Ａに近づくと、検出される回折角度（２θ）
は３４．８°程度を検出するようになる。これは、前述
したように、エッチング停止層１９ＡのＡｌの組成がｐ
型第２クラッド層７２のＡｌのＡｌの組成よりも大きい
ためである。ちなみに、この場合のＧａＮにおける（０
００２）面からの回折角度は３４．６°である。 【０１００】また、エッチング表面がエッチング停止層
１９Ａの最表面に到達すると、エッチング停止層１９Ａ
からのＸ線回折強度が最大となるため、その回折強度を
測定することによっても、エッチング停止層１９Ａの表
面を確認することができる。 【０１０１】このように、エッチング停止層１９Ａから
のＸ線回折角度を検出した段階でエッチングを停止する
と、エッチング停止層１９Ａを残したまま、ｐ型第２ク
ラッド層２０に対するドライエッチングを確実に停止で
きる。その結果、レーザ装置の光学的特性に影響を与え
るｐ型第１クラッド層４８の膜厚（残し厚）に、時間制
御に依らずに所定値を得られるようになり、残し厚の制
御性が向上する。 【０１０２】すなわち、第３の実施形態によると、第１
の実施形態のように、エッチング停止層１９Ａを半導体
層中に形成しておき、さらに、ドライエッチング装置
を、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを設ける構成とする。
これにより、ｐ型クラッド層に対して、その残し厚を所
望の膜厚となるように高精度に加工することができ、そ
の結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が大
幅に改善される。また、ＭＱＷ活性層１５に対するエッ
チングダメージも回避される。 【０１０３】なお、エッチング停止層は、第１の実施形
態で示したエッチング停止層１９Ａ以外にも、第１の実
施形態の各変形例に示したエッチング停止層１９Ｂ、１
９Ｃの構成であっても良い。 【０１０４】（第４の実施形態）以下、本発明の第４の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【０１０５】図１１は本発明の第４の実施形態に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
の断面の一部を示している。 【０１０６】第４の実施形態は、エッチング停止層を、
III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化
物半導体の導電性を決定する不純物元素（ドーパント）
とにより構成し、特に窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる
絶縁膜とする。 【０１０７】図１１に示すように、まず、第１の実施形
態と同様に、反応炉内の温度を約１０００℃、キャリア
ガスを水素とし、基板上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴ
ＭＧと、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと、ｐ型ドーパントであ
るＣｐ2 Ｍｇガスとを供給しながら、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎからなるキャップ層３１を成長する。 【０１０８】続いて、キャップ層３１の上に、ＴＭＡの
供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度
が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイ
ド層３２を成長する。 【０１０９】次に、ｐ型ドーパントを含むＣｐ2 Ｍｇガ
スとＴＭＧとの供給を停止して、Ｖ族原料のＮＨ3 ガス
と水素からなるキャリアガスとをｐ型光ガイド層３２上
に供給する。ここで、ｎ型ドーパントを含むＳｉＨ4 ガ
スを供給すると、ＮＨ3 ガスとＳｉＨ4 ガスとが反応し
て、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるエッチング停止層
３３がｐ型光ガイド層３２上に堆積する。ＳｉＮからな
るエッチング停止層３３の膜厚は、ＳｉＨ4 ガスの供給
時間で制御することができ、ここではその厚さを約２０
ｎｍとしている。 【０１１０】その後、ＳｉＨ4 ガスの供給を停止して、
エッチング停止層３３の上に、ＴＭＧ、ＴＭＡ及びＣｐ
2 Ｍｇガスを再度供給することにより、厚さが約０．７
μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａ
ｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層３４を成長す
る。この場合、エッチング停止層３３上におけるｐ型ク
ラッド層３４の成長は比較的に容易である。なぜなら、
図１２（ａ）に示すように、エッチング停止層３３は一
様で緻密な膜ではなく、ｐ型光ガイド層３２が部分的に
露出するような孔３３ａが空いている。その結果、図１
２（ｂ）に示すように、孔３３ａから、ｐ型クラッド層
３４が選択的に成長する。但し、エッチング停止層３３
の膜厚を大きくし過ぎると、孔３３ａが消失してしまう
虞があるため、エッチング停止層３３の厚さは、１００
ｎｍ程度以下とすることが好ましい。 【０１１１】なお、第４の実施形態においては、ｐ型光
ガイド層３２の上にエッチング停止層３３を形成した
が、該エッチング停止層３３は結晶成長の一環として行
なうため、その形成位置は設計により容易に変更でき
る。但し、エッチング停止層３３の上にｐ型クラッド層
３４を成長する際に、該ｐ型クラッド層３４が多結晶化
することも考えられる。これは、成長時におけるアルミ
ニウムの拡散長が小さいことに起因する。この場合、エ
ッチング停止層３３の上にはアルミニウムを含まないｐ
型ＧａＮ層を成長した後、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎから
なるｐ型クラッド層３４を成長することにより、ｐ型ク
ラッド層３４の多結晶化を抑制することができる。 【０１１２】その後は、ｐ型クラッド層３４の上に、厚
さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃ
ｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層３５を成長
する。 【０１１３】続いて、第１の実施形態と同様に、ｐ型コ
ンタクト層３５及びｐ型クラッド層３４に対して、ドラ
イエッチングによりリッジ状のパターニングを行なう。
このとき、ＳｉＮからなるエッチング停止層３３は、そ
のエッチングレートがＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド
層３４のエッチングレートの約１００分の１であるた
め、ｐ型クラッド層３４と比べてエッチングされにくい
ので、エッチング停止層３３は十分にその機能を果たす
ことができる。 【０１１４】ドライエッチング時におけるｐ型クラッド
層３４に対するエッチングモニタは、第２の実施形態と
同様に、ＰＬ光を観測する場合には、ｐ型クラッド層３
４に相当するＰＬスペクトルが消失し、且つ、ｐ型光ガ
イド層３２に相当するＰＬスペクトルが出現しないとい
う現象から、進行中のエッチングがエッチング停止層３
３に到達したことを確認することができる。 【０１１５】また、エッチングモニタに第３の実施形態
と同様のＸ線を用いる場合には、ｐ型クラッド層３４に
相当する回折ピークが消失し、次いで、エッチング停止
層３３に相当する回折ピークが出現し、そのピーク強度
が最大となる現象から、進行中のエッチングがエッチン
グ停止層３３に到達したことを確認することができる。 【０１１６】第４の実施形態により作製した半導体レー
ザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発
振動作に到り、その動作特性は第１の実施形態に係る半
導体レーザ装置と同程度である。第４の実施形態に係る
エッチング停止層３３は絶縁性であるため、活性層への
電流注入が困難となる虞があるが、第４の実施形態に係
る半導体レーザ装置は、電流注入が阻害されることはな
いことを確認している。これは、エッチング停止層３３
の膜厚を約２０ｎｍと薄膜化したことにより、注入され
る電流が、エッチング停止層３３をトンネル電流として
通過したと考えられる。 【０１１７】このように、第４の実施形態によると、エ
ッチング対象のｐ型クラッド層３４の下側にエッチング
停止層３３を形成するため、ｐ型クラッド層３４の膜厚
（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このた
め、ｐ型クラッド層３４にエッチング残りが生じること
なく、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。その結果、ＭＱＷ活性層における光閉じ込め効率が
大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層に対するエッ
チングダメージが防止されていることによる。 【０１１８】さらに、基板上にエッチング停止層３３を
形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチン
グの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ
装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄
与する。 【０１１９】なお、第４の実施形態においては、エッチ
ング停止層３３をｐ型クラッド層３２の全面に形成した
が、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、ｐ
型クラッド層３２の面内におけるエッチングむらを考慮
して、複数箇所に分散してエッチング停止層３３を形成
することが好ましい。例えば、ｐ型クラッド層３２上に
おけるレーザ構造から除去される領域に形成すると、半
導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切な
くなる。その結果、エッチング停止層３３はその光学的
電気的特性に規制されなくなるので、エッチング停止層
３３の構成の自由度が大きくなる。 【０１２０】また、第４の実施形態においては、基板の
表面側から該基板に向かってエッチングを行なうが、こ
れに限らず、基板の表面側以外の面から、例えば側面側
からドライエッチングを施して、エッチング停止層３３
のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸
状とすることも可能である。この半導体側面に形成され
た凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。 【０１２１】（第５の実施形態）以下、本発明の第５の
実施形態について図面を参照しながら説明する。 【０１２２】図１３は本発明の第５の実施形態に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
の断面の一部を示している。 【０１２３】第５の実施形態は、エッチング停止層を、
III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化
物半導体の導電性を決定する不純物元素（ドーパント）
とにより構成し、特にｐ型不純物を高濃度に含むIII-Ｖ
族窒化物半導体からなる導電膜とする。 【０１２４】図１１に示すように、まず、第１の実施形
態と同様に、反応炉内の温度を約１０００℃、キャリア
ガスを水素とし、基板上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴ
ＭＧと、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと、ｐ型ドーパントであ
るＣｐ2 Ｍｇガスとを供給しながら、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎからなるキャップ層４１を成長する。 【０１２５】続いて、キャップ層４１の上に、ＴＭＡの
供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度
が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイ
ド層４２を成長する。 【０１２６】次に、ｐ型光ガイド層４２の成長時におけ
るＴＭＧの供給量を維持した状態で、Ｃｐ2 Ｍｇガスの
みを過剰に供給する。このように、Ｃｐ2 Ｍｇガスを過
剰に供給すると、ｐ型光ガイド層４２の上面に成長する
ｐ型ＧａＮ層におけるマグネシウム（Ｍｇ）の不純物濃
度が上昇し、ｐ+ 型ＧａＮからなるエッチング停止層４
３が成長する。ｐ+ 型ＧａＮからなるエッチング停止層
４３の厚さは、Ｃｐ2Ｍｇガスの供給時間で制御するこ
とができ、ここではその厚さを約２０ｎｍとしている。 【０１２７】具体的には、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給量を、
２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）法による測定値で１×
１０19ｃｍ-3（Ｍｇの不純物濃度では１×１０18ｃ
ｍ-3）程度から１×１０20ｃｍ-3程度に１桁増大するこ
とにより、エッチング停止層４３を成長する。 【０１２８】その後、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給量を元に戻
して、エッチング停止層４３上にＴＭＡを再度供給する
ことにより、厚さが約０．７μｍでＭｇの不純物濃度が
約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなる
ｐ型クラッド層４４を成長する。続いて、ＴＭＡの供給
を停止して、ｐ型クラッド層４４の上に、厚さが約０．
１μｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型
ＧａＮからなるｐ型コンタクト層４５を成長する。但
し、エッチング停止層４３は、Ｍｇの導入量が過剰であ
るため、該エッチング停止層４３の上にｐ型クラッド層
４４を成長する際に、該ｐ型クラッド層４４にヒロック
が発生し、結晶表面状態（モホロジー）が劣化する虞が
ある。この場合には、エッチング停止層４３の厚さを１
００ｎｍ程度以下とすることにより、結晶表面状態の劣
化を抑制することができる。 【０１２９】なお、第５の実施形態においては、ｐ型光
ガイド層４２の上にエッチング停止層４３を形成した
が、該エッチング停止層４３は結晶成長の一環として行
なうため、その形成位置は設計により容易に変更でき
る。 【０１３０】その後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型
コンタクト層４５及びｐ型クラッド層４４に対して、ド
ライエッチングによりリッジ状のパターニングを行な
う。このとき、ＭｇのＳＩＭＳ法による濃度が約１×１
０20ｃｍ-3のエッチング停止層４３は、そのエッチング
レートがＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型
クラッド層４４のエッチングレートの約５０分の１であ
るため、ｐ型クラッド層４４と比べてエッチングされに
くいので、エッチング停止層４３は十分にその機能を果
たすことができる。また、エッチング停止層４３は導電
性を有するため、活性層に対する注入電流の妨げとはな
らず、該レーザ装置の動作特性に悪影響を与える虞がな
い。 【０１３１】ドライエッチング時におけるｐ型クラッド
層４４に対するエッチングモニタは、第２の実施形態と
同様に、ＰＬ光を観測する場合には、ｐ型クラッド層４
４に相当するＰＬスペクトルが消失し、且つ、エッチン
グ停止層４３に起因する波長４２０ｎｍ程度のＰＬスペ
クトルが出現するという現象から、進行中のエッチング
がエッチング停止層４３に到達したことを確認すること
ができる。この場合４２０ｎｍというＰＬスペクトル
は、エッチング停止層４３にマグネシウムが過剰に導入
されていることに起因する。 【０１３２】また、エッチングモニタに第３の実施形態
と同様のＸ線を用いる場合には、ｐ型クラッド層４４に
相当する回折ピークが消失した段階で、進行中のエッチ
ングがエッチング停止層４３に到達したことを確認する
ことができる。 【０１３３】第５の実施形態により作製した半導体レー
ザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発
振動作に到り、その動作特性は第１の実施形態に係る半
導体レーザ装置と同程度である。 【０１３４】このように、第５の実施形態によると、エ
ッチング対象のｐ型クラッド層４４の下側にエッチング
停止層４３を形成するため、ｐ型クラッド層４４の膜厚
（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このた
め、ｐ型クラッド層４４にエッチング残りが生じること
なく、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができ
る。その結果、ＭＱＷ活性層における光閉じ込め効率が
大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層に対するエッ
チングダメージが防止されていることによる。 【０１３５】さらに、基板上にエッチング停止層４３を
形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチン
グの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ
装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄
与する。 【０１３６】なお、第５の実施形態においては、エッチ
ング停止層４３をｐ型クラッド層４２の全面に形成した
が、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、ｐ
型クラッド層４２の面内におけるエッチングむらを考慮
して、複数箇所に分散してエッチング停止層４４を形成
することが好ましい。例えば、ｐ型クラッド層４２上に
おけるレーザ構造から除去される領域に形成すると、半
導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切な
くなる。その結果、エッチング停止層４３はその光学的
電気的特性に規制されなくなるので、エッチング停止層
４３の構成の自由度が大きくなる。 【０１３７】また、第５の実施形態においては、基板の
表面側から該基板に向かってエッチングを行なうが、こ
れに限らず、基板の表面側以外の面から、例えば側面側
からドライエッチングを施して、エッチング停止層４３
のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸
状とすることも可能である。この半導体側面に形成され
た凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。 【０１３８】なお、以上説明した第１の実施形態及びそ
の変形例乃至第５の実施形態においては、エピタキシャ
ル成長させる化合物半導体にIII-Ｖ族窒化物半導体を用
いたが、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）やリン化インジウム
（ＩｎＰ）等の他のIII-Ｖ族化合物半導体であってもよ
い。 【０１３９】また、エッチング停止層の下側に形成する
半導体層は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のII−VI族化
合物であってもよい。 【０１４０】また、半導体レーザ装置の構造は、図５
（ａ）等に示す構造に限られない。 【０１４１】また、半導体装置はレーザ装置に限られ
ず、III-Ｖ族化合物半導体を含み、製造時に、III-Ｖ族
化合物半導体をドライエッチングにより選択的に加工す
る必要がある半導体装置であればよい。 【０１４２】 【発明の効果】本発明に係る半導体の製造方法による
と、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層の下
側にエッチング停止層を形成するため、第２の半導体層
に対してドライエッチングを選択的に行なえるので、第
１の半導体層に対するオーバエッチを防止することがで
きる。その結果、第２の半導体層に対するドライエッチ
ングの制御性が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
を示す構成断面図である。 【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半
導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す構成断
面図である。 【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
を示す構成断面図である。 【図９】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半
導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す構成断
面図である。 【図１０】本発明の第２の実施形態に係る半導体の製造
方法におけるドライエッチング後の走査電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）で観察したIII-Ｖ族窒化物半導体に対するエッチ
ング深さと半導体層ごとのＰＬ波長との関係を示すグラ
フである。 【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体の製造
方法におけるエッチング停止層を含む領域を示す部分的
な構成断面図である。 【図１２】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る半導
体の製造方法におけるエッチング停止層を示す斜視図で
ある。（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体の
製造方法におけるエッチング停止層の上に成長を始めた
ｐ型クラッド層を示す斜視図である。 【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体の製造
方法におけるエッチング停止層を含む領域を示す部分的
な構成断面図である。 【符号の説明】 １１ 基板 １２ ｎ型コンタクト層 １３ ｎ型クラッド層 １４ ｎ型光ガイド層 １５ 多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層 １６ キャップ層 １７ ｐ型光ガイド層 １８ ｐ型第１クラッド層 １９Ａ エッチング停止層 １９Ｂ エッチング停止層 １９Ｃ エッチング停止層 １９ａ 第１層 １９ｂ 第２層 ２０ ｐ型第２クラッド層 ２１ ｐ型コンタクト層 ２２Ａ 第１の酸化絶縁膜 ２２Ｂ 第１の絶縁性パターン ２２Ｃ 第２の酸化絶縁膜 ２２Ｄ 第２の絶縁性パターン ２３ ｎ側電極 ２４ ｐ側電極 ３１ キャップ層 ３２ ｐ型光ガイド層 ３３ エッチング停止層 ３３ａ 孔 ３４ ｐ型クラッド層 ３５ ｐ型コンタクト層 ４１ キャップ層 ４２ ｐ型光ガイド層 ４３ エッチング停止層 ４４ ｐ型クラッド層 ４５ ｐ型コンタクト層 ５１Ａ 第１のレジスト膜 ５１Ｂ 第１のレジストパターン ５２Ａ 第２のレジスト膜 ５２Ｂ 第２のレジストパターン
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係
る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ
装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。 【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
を示す構成断面図である。 【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半
導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す構成断
面図である。 【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半
導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置
を示す構成断面図である。 【図９】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半
導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す構成断
面図である。 【図１０】本発明の第２の実施形態に係る半導体の製造
方法におけるドライエッチング後の走査電子顕微鏡（Ｓ
ＥＭ）で観察したIII-Ｖ族窒化物半導体に対するエッチ
ング深さと半導体層ごとのＰＬ波長との関係を示すグラ
フである。 【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体の製造
方法におけるエッチング停止層を含む領域を示す部分的
な構成断面図である。 【図１２】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る半導
体の製造方法におけるエッチング停止層を示す斜視図で
ある。（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体の
製造方法におけるエッチング停止層の上に成長を始めた
ｐ型クラッド層を示す斜視図である。 【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体の製造
方法におけるエッチング停止層を含む領域を示す部分的
な構成断面図である。 【符号の説明】 １１ 基板 １２ ｎ型コンタクト層 １３ ｎ型クラッド層 １４ ｎ型光ガイド層 １５ 多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層 １６ キャップ層 １７ ｐ型光ガイド層 １８ ｐ型第１クラッド層 １９Ａ エッチング停止層 １９Ｂ エッチング停止層 １９Ｃ エッチング停止層 １９ａ 第１層 １９ｂ 第２層 ２０ ｐ型第２クラッド層 ２１ ｐ型コンタクト層 ２２Ａ 第１の酸化絶縁膜 ２２Ｂ 第１の絶縁性パターン ２２Ｃ 第２の酸化絶縁膜 ２２Ｄ 第２の絶縁性パターン ２３ ｎ側電極 ２４ ｐ側電極 ３１ キャップ層 ３２ ｐ型光ガイド層 ３３ エッチング停止層 ３３ａ 孔 ３４ ｐ型クラッド層 ３５ ｐ型コンタクト層 ４１ キャップ層 ４２ ｐ型光ガイド層 ４３ エッチング停止層 ４４ ｐ型クラッド層 ４５ ｐ型コンタクト層 ５１Ａ 第１のレジスト膜 ５１Ｂ 第１のレジストパターン ５２Ａ 第２のレジスト膜 ５２Ｂ 第２のレジストパターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2000−200946（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−75012（ＪＰ，Ａ)
Ｊ．Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｃ．Ｊ．Ｐａｎ,
Ｇ．Ｃ．Ｃｈｉ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｎｇ
ｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅａｒ ｓｕｒ
ｒｆａｃｅ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｖｅｌ
ｙ ｉｏｎ ｅｔｃｈｅｄ ｎ−Ｇａ
Ｎ，Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ，1999年，43，649−652
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
H01S 5/02
H01S 5/323 610
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 第１の半導体層の上に、エッチング停止
層を形成する第１の工程と、 前記エッチング停止層の上に、ＩＩＩ―Ｖ族化合物半導
体からなる第２の半導体層を形成する第２の工程とを備
え、 前記エッチング停止層のドライエッチングによるエッチ
ングレートは、前記第２の半導体層のエッチングレート
よりも小さいことを特徴とする半導体レーザ発光装置の
製造方法であって、 前記第１の工程において、前記エッチング停止層を、Ａ
ｌｘＧａ１―ｘＮ層（但し、０≦ｘ≦１である）とＡｌ
ｙＧａ１―ｙＮ層（但し、０≦ｙ≦１、ｘ≠ｙである）
とを交互に積層してなる超格子層からなり、波長が約３
６０ｎｍ以上且つ５００ｎｍ以下の光を反射する膜厚を
持つ反射鏡とし、 前記各ＡｌｘＧａ１―ｘＮ層及び各ＡｌｙＧａ１―ｙＮ
層の膜厚は、それぞれλ／（４ｎ）である（ここで、λ
は半導体レーザ発光装置の発振波長を示し、ｎは各Ａｌ
ｘＧａ１―ｘＮ層及び各ＡｌｙＧａ１―ｙＮ層の屈折率
を示す）、半導体レーザ発光装置の製造方法。
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| JP2000-360615 | 2000-11-28 | ||
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Related Child Applications (1)
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- 2001-11-21 JP JP2001355467A patent/JP3464991B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Ｊ．Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｃ．Ｊ．Ｐａｎ，Ｇ．Ｃ．Ｃｈｉ，Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｅａｒ ｓｕｒｒｆａｃｅ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｖｅｌｙ ｉｏｎ ｅｔｃｈｅｄ ｎ−ＧａＮ，Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，１９９９年，４３，６４９−６５２ |
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