JPH0653609A - 光半導体素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 光半導体素子の光の出射面、受光面、反射
面、素子端面、導波層、活性層、或いは導波路の形状、
特性の向上を図り、素子の発振しきい値の上昇を防ぎ、
光の取りだし効率、取り入れ効率を向上する。 【構成】 レーザビームを照射することによって、光の
出射面、受光面、反射面、素子端面、導波層３０４、活
性層３０３、或いは導波路の内少なくとも一つを加工す
ることを特徴とする光半導体素子の製造方法、或はレー
ザビームを照射することによってメサ状に活性層３０３
或は導波層３０４を加工する工程と、前記活性層或は前
記導波層を結晶層で埋め込む工程とを外気に晒すこと無
く連続的に行うことを特徴とする光半導体素子の製造方
法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光半導体素子の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】光半導体素子を代表する半導体レーザは
光とキャリアの閉じ込めを行うための光導波層の作製、
良好な光の出射面の形成が要求される。光導波層は積層
方向と垂直方向に屈折率の差を設けるなどある種の構造
を作らなければならないため、湿式エッチングによりメ
サ状あるいはＶ溝を形成し、その上に結晶層で埋め込む
方法が主である。この場合、露出した活性層の側面や光
導波層と、再成長結晶との界面を清浄化することが重要
である。また、光の出射面の形成や素子のアイソレーシ
ョンには、任意方向に出射面が形成でき、へき開をしや
すくするために基板を研磨する必要のないドライエッチ
ング等が用いられている。図２３〜図２９を用いて従来
の半導体レーザの製造方法を述べる。ｎ型基板２３０１
上にｎ型クラッド層２３０２、活性層となる半導体層２
３０３、光導波層となる半導体層２３０４を順次結晶成
長する（図２３）。

【０００３】次に、半導体層２３０４上にSiO ₂ ２００
０オングストローム（以下Ａと記す）程度形成し、有機
レジストと光露光によりストライプ状にレジストパター
ンを形成をする。その後、NH₄ F とHFの混合液でレジス
トパターンをエッチングマスクとしてSiO ₂ をストライ
プ状に残し、マスク層２４０１を形成する（図２４）。

【０００４】次に、SiO ₂ マスク層２４０１をマスクと
して光導波路層と活性層を湿式エッチングでメサ状のス
トライプを形成した後、用いたSiO ₂ マスク層２４０１
を除去する（図２５）。

【０００５】次に、ｐ型半導体層２６０１を活性層２３
０３、光導波層２３０４を覆うように基板上に成長さ
せ、続いてｐ型コンタクト層２６０２を順次成長させる
（図２６）。次に、ｐ側にＡｕ／ＡｕＺｎ電極２７０
２、ｎ側にＡｕ／ＡｕＧｅ電極２７０１を抵抗加熱蒸着
により形成する（図２７）。次に、素子の端面の形成方
法を述べる。出射面の形成には、任意方向に出射面が形
成できて基板を研磨する必要のないドライエッチングが
用いられている。まず、パターンを有するSiO ₂ エッチ
ングマスク２８０１を表面に形成する（図２８）。

【０００６】次に、電極をArプラズマでエッチングし、
その後、塩素などの反応性のガスに変えて半導体結晶層
をプラズマエッチングして光の出射面２９０２の形成と
隣合うレーザ素子２９０１同士の電気的素子分離をする
（図２９）。

【０００７】しかしながら、レ−ザ素子端面である出射
面２９０２は活性層からの発光の取り出し口にあたるた
め、端面反射率の低下による光の損失を防ぐために、へ
き開面と同等な平坦性、垂直性が要求されるが、ドライ
エッチングを用いると活性層付近のヘテロ接合の部分で
エッチング速度の差が出て活性層の端面に凹凸が生じ易
くレ−ザ光が散乱され光の取り出し効率が低下したり、
発振しきい値電流の上昇を招くという問題点があった。
また、エッチングマスクの形成及び除去の工程がありそ
の度に外気に晒されてしまうので素子の劣化を招いてい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の光半導体の製造方法では、ヘテロ接合の部分でエッチ
ング速度の差が出て活性層の端面に凹凸が生じ易くレ−
ザ光が散乱され光の取り出し効率が低下したり、発振し
きい値電流の上昇を招く、エッチングマスクの形成及び
除去の工程で外気に晒されてしまうので素子の劣化を生
じる、という問題点があった。

【０００９】そこで、本発明は上記問題点を解決し、形
状に乱れを生じず、光の出射面、受光面、反射面、素子
端面、導波層、活性層、或いは導波路を良好に加工する
ことができる光半導体素子の製造方法を提供することを
目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、光半導体素子の製造方法において、
レーザビームを照射することによって、光の出射面、受
光面、反射面、素子端面、導波層、活性層、或いは導波
路の内少なくとも一つを加工することを特徴とする光半
導体素子の製造方法を提供するものである。

【００１１】また、第２の発明は、光半導体素子の製造
方法において、レーザビームを照射することによってメ
サ状に活性層或は導波層を加工する工程と、前記活性層
或は前記導波層を結晶層で埋め込む工程とを外気に晒す
こと無く連続的に行うことを特徴とする光半導体素子の
製造方法を提供するものである。ここで、メサとは丘状
の構造を意味し、下部から上部に向けて次第に広がるい
わゆる逆テーパ形状の構造のものでも良い。

【００１２】

【作用】加工レーザを基板に照射すると加工用レーザ光
のエネルギーで被エッチング基板中の分子或は原子の結
合を切り、蒸発させることによりエッチングができる。
こうすることによって加工面を歪みの無い所望のものに
することができる。 加工用レーザ光の走査はプログラ
ムに従って行われることも可能であるため、簡単に自由
なパターン状に加工でき、レーザビーム径を絞ることに
よりμｍオーダーの微細加工もできる。

【００１３】

【実施例】図１を用いて本発明に使用する加工用レーザ
照射により光半導体素子の光の出射面、受光面、反射
面、素子端面、導波層、活性層、或いは導波路を加工す
る装置の概略を説明する。

【００１４】まず、ガス供給装置１０１からＫｒＦガス
をレーザヘッド１０４内のチューブに供給し、電源１０
２によりエキシマレーザを発振さる。冷却装置１０３は
加工用レーザの過熱を防止するとともに、基板ホールダ
ー１１５を冷却して加工用レーザ光の照射による加工基
板の加熱を防ぐ。レーザの駆動は繰り返し周波数２５０
Ｈｚ程度までのパルスで行い平均出力を１００Ｗ程度ま
であげることができる。レーザヘッド１０４からの光を
３つのミラー１０５、１０６、１０７で反射させイメー
ジングレンズ１０８でビームを絞り被加工基板１０９に
当てる。基板ホールダー１１５をｘ，ｙ方向に走査させ
ることにより被加工基板にレーザ光を相対的に走査させ
ることができ、またイメージングレンズの位置をｚ方向
に微動させることにより、レーザビーム径を変えられ、
被加工基板に照射するレーザパワー密度を調節すること
ができる。ｘ，ｙ方向走査とｚ方向のイメージングレン
ズの微動はドライバーユニット１１０により行う。加工
と同時にレーザヘッド１０４に内蔵した強度モニターに
よりレーザパワーを測定し、本体のレーザ駆動電源１０
２にフィードバックすることにより基板照射レーザパワ
ーを安定に制御することができる。基板の走査とイメー
ジングレンズの微動はすべてコンピューター１１１でコ
ントロールする。加工を行うチャンバ１１２内は加工用
レーザ光が被加工基板１０９に到達する前に散乱された
り、チャンバ内のダストが付着したり、エッチングした
物質の再付着が起こる環境でなければ、真空である本質
的な必要性はないが、ここではエッチングされた物質が
滞留したり、被加工基板への再付着を防ぐためにターボ
分子ポンプ１１３で排気し、エッチング中にも10^-3Torr
程度以下に真空を保っておく。また、レーザ光の走査は
基板ホールダー１１５を動かす方法以外にミラーを走査
させる方法がある。また、走査する代わりに、レーザ出
射のビーム径を広くしておき、ミラー１０６とミラー１
０７の間にパターンを有するマスク１１４をはさむこと
よってパターンを被加工基板上に転写すると同時に、パ
ターン状にレーザ加工を行うことができる。マスクによ
る単位素子の転写エッチングが終了するごとに、ｘ，ｙ
方向に基板を動し、マスクパターンを周期的に転写し同
時に加工することができるので、被加工基板の面積が大
きいものにも適する。マーカー検出による基板の位置合
わせを行えるシステムにして複数回のマスク転写エッチ
ングも可能である。マスクによる転写エッチングは縮小
投影に適しており、レンズ系を設計して、クォーターサ
ブミクロンの加工にも利用できる。エキシマレーザの波
長は２００ｎｍ程度であるため、光の干渉は２００ｎｍ
程度までは起こらず微細転写エッチングには有利であ
る。次に図２を用いて本発明の第１の実施例に使用した
装置の説明をする。

【００１５】この装置は、図１に示したレーザエッチン
グ装置をＭＯＣＶＤ装置に組み込んだ構造をしている。
レーザユニット２０１から照射されたレーザ光はミラー
２０２で反射され、イメージングレンズ２０３で絞られ
た後、石英ガラス窓２０４を通って基板ホールダ２０５
に達する。基板ホールダ２０５はドライブユニット２０
６によってＸ，Ｙ，Ｚ方向に駆動することができ、基板
上で加工用レーザ光を走査することができる。レーザユ
ニット２０１、イメージングレンズ２０３及びドライブ
ユニット２０６はコントロールユニット２０７によって
制御されている。

【００１６】一方２０８〜２１１はＭＯＣＶＤ装置に係
るもので、容器２０８の回りには加熱用コイル２０９が
配置され、吸気口２１０から原料ガスを供給し、排気口
２１１から余分なガスを廃棄する構造になっている。レ
ーザ加工機能の詳細は図１で説明したものと同じであ
る。この装置では成長の直前にレーザ照射による加工を
行いその直後に成長を行えるため、加工面への酸化物等
の汚染が少なく、２つのプロセスを一つの装置で行える
ため、工程の簡略化が行える。次に、図３〜図８を用い
て図２に示した装置を使用して作成した本発明の第１の
実施例である半導体レーザの製造方法を説明する。

【００１７】本実施例においては、埋め込み型InP ／In
GaAsP 半導体レ−ザについておこなった。InP 基板３０
１上にバッファ層のｎ型InP （１μｍ）３０２、InGaAs
P 活性層（0.1 μｍ）３０３、InGaAsP 光導波層（0.2
μｍ）３０４までＭＯＣＶＤ法で成長する（図３）。活
性層はInGaAsP でInP に格子定数がマッチングしてお
り、発光波長で１〜１．６μｍである。

【００１８】次に表面からのAsやP 抜けを抑えるためAs
H ₃ とPH₃ を流し熱分解によりAs圧とP 圧をかけなが
ら、１〜３μｍ幅のストライプ状のメサを残すようにそ
の他の部分に加工用レーザを照射してレーザ光導波層及
び活性層を加工する。使用するＫｒＦエキシマレーザ
（波長２４８ｎｍ）は出射口での１パルスあたり２５０
ｍＪ、繰り返し周波数２００Ｈｚ（５０Ｗに相当する）
で駆動し、イメージングレンズでビームを絞ることによ
り、パワー密度１２Ｊ／パルスでInGaAsP 光導波層３０
４、InGaAsP 活性層３０３、ｎ型InP 層３０２を一度に
エッチングする。ｎ型InP 層３０２のエッチングの深さ
は0.3 μｍとした。レーザのスキャン速度は約１００μ
ｍ／秒で繰り返し同じ所を走査する方式を取り、エッチ
ング速度は５０００Ａ／秒程度であった。AsH ₃ やPH₃
はエキシマレーザ照射により分解が促進されるので、表
面からのAsやP 抜けを抑える効果を増進する。

【００１９】次に、供給ガスを変えてFeドープInP 電流
ブロック層５０１を選択成長させてストライプ間の溝を
埋め込む。続いてInP クラッド層５０２、InGaAsP コン
タクト層５０３を成長する（図５）。ここでFeドープIn
P 電流ブロック層５０１を選択成長させた後レーザ光の
エネルギーを落として成長層表面をクリーニングし、そ
の後光導波層上FeドープInP を除いた。なぜなら光導波
路層上にわずかでも、FeドープInP が残っていると、電
流が流れなくなってしまうので光導波路層上のFeドープ
InP は取り除く事が重要である。

【００２０】ここまでの工程を従来の湿式エッチングと
選択成長を用いて行おうとすると、光導波層までの成長
（１回目成長）、光導波層の加工、電流ブロック層の選
択成長（２回目成長）、選択成長マスクを除去してコン
タクト層まで（３回目成長）の３回成長をしなければな
らず、エッチングの工程でマスクを形成したり除去した
りする度に外気に晒されることになる。次に、容器２０
８から基板を取り出しＡｕ／ＡｕＺｎのｐ側電極６０１
を５０００Ａ、Ａｕ／ＡｕＧｅのｎ側電極６０２を形成
する。

【００２１】しかる後、再び図１のレーザ加工装置に電
極を形成した基板を装着して光の出射端面形成と隣合う
素子分離を行う。端面は光導波層ストライプと垂直に、
素子分離溝は光導波層ストライプに平行な方向に形成し
た（図７）。図中７０２は光の出射面、７０３は分離さ
れた半導体レーザ素子を表す。端面の溝の幅は５０μ
ｍ、半導体レーザ素子７０３の縦の長さは共振器長に相
当し代表的には２５０μｍとした。ＫｒＦエキシマレー
ザの照射条件は波長２４８ｎｍで、出射口での１パルス
あたり２５０ｍＪ、繰り返し周波数２００Ｈｚ（５０Ｗ
に相当する）で駆動した。イメージングレンズでビーム
を絞ることによりパワー密度を１５Ｊ／パルスにしてＡ
ｕ／ＡｕＺｎ電極層６０１厚さ５０００Ａを加工する。
次にパワー密度１２Ｊ／パルスで光の出射端面（GaInAs
P コンタクト層５０３とInP クラッド層５０２とGaInAs
P 光導波層３０４、GaInAsP 活性層３０３を含む）を形
成する。レーザのスキャン速度は約１００μｍ／秒で繰
り返し同じ所を走査する方式を取り、それぞれのエッチ
ング速度は電極：１０００Ａ／秒、ＩｎＰ及びＧａＩｎ
ＡｓＰ：５０００Ａ／秒程度であった。

【００２２】図８に出射面の様子を詳しく示す。出射面
はヘテロ界面付近でも凹凸のない垂直平坦面であった
し、素子分離面も同様に平坦であった。上記に述べた光
半導体製造方法のうち、加工用レーザで半導体レーザの
光導波層を加工したり、光出射端面を形成することがポ
イントである。

【００２３】本実施例により作製した半導体レーザ素子
の特性と、湿式エッチングにより光導波層及び活性層を
形成し塩素系のドライエッチングにより出射端面を作製
した半導体レーザの特性を比べた。

【００２４】まず、本発明によるものはリーク電流が活
性層に注入される電流に比べ無視できるくらいに小さい
のに対し、通常方法で作製したレーザのリーク電流はお
おむね大きく、活性層に注入した電流の２０％程度を占
めていた。このことは本発明によりメサ状に形成された
活性層及び導波層の界面が非常に良好であることを示
す。さらに基板を（１００）面から１５度オフした基板
ではメサ状の活性層及び導波層を湿式エッチングで形成
したものはメサが左右非対称な構造になりその素子特性
は全体の９０％以上にキンクが見られたのに対し、本発
明によるものは１０％以下であった。このことによって
本発明の優位性がうかがわれる。

【００２５】次に、端面の評価を行った。端面の平坦
性、垂直性などの良否を評価するためには端面反射率を
調べるのが一般的である。理想的なへき開面の端面反射
率は本材料系では３２％である。本実施例により光出射
端面を加工したものとドライエッチングにより光出射端
面を加工したものについて端面反射率を測定したとこ
ろ、本発明による試料は３０〜３２％の範囲にあり平均
値は31.5％と良好であった。これに対し、ドライエッチ
ングによる試料は２６〜３５％の範囲に広がりばらつき
が大きく、その平均値は２８％であった。一般に発振し
きい値は共振器長と端面の反射率に依存し、しきい電流
Ｉthは以下の数式によって表される。

【００２６】

【数１】 Ｉth＝ｄＬＳＪ0 ｅｘｐ｛（１／βＪ0 Γv ）（αfc＋ln（1/R)／Ｌ）｝

【００２７】（ここで、ｄ：活性層の厚さ、Ｌ：共振器
長、Ｓ：活性層幅、β：係数、Γv：活性層からしみ出
さず、閉じこめられている光エネルギーの割合、αfc：
活性層内の自由キャリア吸収損失、Ｒ：端面反射率、Ｊ
0 ：利得を発生させるのに必要な電流密度である。）

【００２８】上記数式において、共振器長Ｌが大きい
と、活性層内の吸収損失（ｅｘｐ内の第一項）のため、
ＬとともにＩthが大きくなる。またＬ〜ln(1/R)/βJ0Γ
v で極小値をとり、それよりＬが小さくなるにつれ、Ｉ
thは∞に発散する。

【００２９】図９に示すグラフによってその様子を示
す。横軸は共振器長［μｍ］、縦軸は発振しきい値［ｍ
Ａ］を表し、実線は本実施例によるもの、波線はドライ
エッチングによるものである。共振器長を２０〜１００
０μｍの間で変化させてしきい値電流を調べたところ、
共振器長が５００μｍ以上では本発明によるものとドラ
イエッチングによるもので両者で差異はなく、共振器長
５００μｍで３５ｍＡであった。共振器長が５００μｍ
以下になると、ドライエッチング端面の場合、急激な上
昇が見られた。このしきい値電流の上昇は共振器長に大
きく依存し、共振器長が短くなるほど端面での反射損失
が発振しきい値電流に与える影響が大きくなるためであ
る。本発明により端面を形成した試料は共振器２００μ
ｍまでしきい値が低下し２０ｍＡになった。共振器２０
０μｍ以下ではしきい値は上昇し共振器長３０μｍまで
発振し、その時のしきい値は１００ｍＡであった。これ
はへき開レーザとほぼ同じであった。このことは、出射
面の凹凸が十分に抑えられていることを示す。また、本
実施例ではメサを埋め込む工程までを外気に触れさせる
こと無く行う例を示したが基板をひっくり返す手段を設
けることにより両電極ともＭＯＣＶＤにより形成するこ
とができる。この場合、電極としてＭｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、
Ｐｔ、Ａｕ等が形成できる。

【００３０】また、逆テーパ状である逆メサ状の埋め込
みレーザ構造の場合、埋め込み層は逆メサ部よりも盛り
上がり、結果として活性層上に盛り上がりの分だけ溝が
できる場合もある。溝の幅を一番広いところで定義する
と、５〜１０μｍであり、その深さは２〜３μｍに達す
ることもある。近年光半導体素子単体の高性能化、電子
デバイスとの集積化に伴い、段差を有する構造が避けら
れなくなってきている。その段差は場合によっては、３
〜５μｍ程度にまで拡大することがあるが、この様な基
板を加工する場合、段差上に通常のＰＥＰ工程を施す
と、段差部の上部と底部でレジストの厚さが異なるた
め、最適な露光条件が違い、基板面方向に段差形状を反
映した凹凸が生じる。このため、例えば半導体レ−ザの
光の出射面をドライエッチングによって形成する際に、
この様な凹凸のあるマスクを使用すると、出射面が膨ら
んだり凹んだりして曲率をもち、レ−ザ光が散乱され光
の取り出し効率が低下したり、発振しきい値電流の上昇
を招くという問題点があった。

【００３１】本発明による端面形成はこの様な段差構造
部において特に効力を発揮する。段差が３μｍ以上の場
合も上記と同じようにレーザ加工ができ端面も段差部で
凹凸のない垂直端面が形成された。端面反射率を調べる
と３０〜３２％の範囲にあり平均は３１．５％と良好な
値が得られた。

【００３２】また、活性層のメサ構造を作成する場合、
基板面が（１００）面などの結晶面からオフされている
と湿式エッチングの時に面方位依存性が現れ、メサ状の
活性層が左右非対称の形状になる。その結果、光の横方
向のモードが不安定になりキンクが発生し易いなどの問
題があった。この場合も本発明のレーザエッチングを用
いると基板面がオフされていても対称性の高いメサ構造
を作成することができる。次に、活性層界面が外気に触
れさせること無く連続形成可能な装置の例を図１０及び
図１１を用いて説明する。

【００３３】図１０はレーザ照射装置が独立していて外
気と遮断されている基板搬送系１０１０と弁１０１１を
介してＭＯＣＶＤ或はＭＢＥ等の結晶成長装置１０１２
と接続されている例である。レーザユニット１００１か
ら照射されたレーザ光は石英ガラス窓１００２を通って
ミラー１００３で反射され、イメージングレンズ１００
４で絞られた後、基板ホールダ１００５に達する。基板
ホールダー１００５はドライブユニット１００６によっ
てＸ，Ｙ方向に駆動することができ、基板上で加工用レ
ーザ光を走査することができる。レーザユニット１００
１、イメージングレンズ１００４及びドライブユニット
１００６はコントロールユニット１００７によって制御
されている。１００８は披加工基板を外気と遮断する容
器、１００９は排気口である。レーザ加工機能の詳細は
図１で説明したものと同じである。

【００３４】図１１はＭＢＥ装置にレーザ照射装置が付
属している例である。レーザユニット１１０１から照射
されたレーザ光はイメージングレンズ１１０２で絞られ
た後、石英ガラス窓１１０３を通って、ミラー１１０４
で反射され、基板ホールダー１１０９に達する。基板ホ
ールダー１１０９は９０度に回転することによってレー
ザ加工と成長工程を切り替えることができる。ミラー１
１０４はドライブユニット１１０６によって基板上で加
工用レーザ光を走査することができる様に駆動する。レ
ーザユニット１１０１、イメージングレンズ１１０２、
基板ホールダー１１０９及びドライブユニット１１０６
はコントロールユニット１１１０によって制御されてい
る。

【００３５】一方１１１１〜１１１３はＭＢＥ装置に係
るもので、容器１１１１の中に原料ホールダー１１１
２、シャッター１１１３が配置されている。レーザ加工
機能の詳細は図１で説明したものと同じである。この装
置では成長の直前にレーザ照射による加工を行いその直
後に成長を行えるため、加工面への酸化物等の汚染が少
なく、２つのプロセスを一つの装置で行えるため、工程
の簡略化が行える。

【００３６】上記したような装置では、電極工程、端面
形成、端面コートプロセスを連続して行うこともでき
る。この場合の装置の例としてはクヌッセンセルを有す
る抵抗加熱蒸着装置とSiN ／SiO ₂ 多層膜が成長できる
プラズマＣＶＤ、エキシマレーザ加工装置を集積したも
のが挙げられる。

【００３７】本実施例により作成した半導体レーザは端
面形成後、チップに切り出しても良いし、半導体レーザ
アレイ（半導体レ−ザの間隔、即ち活性層ストライプの
間隔が１００〜４００μｍ）として用いても良い。共振
器長２５０μｍの１６チャンネルの半導体レーザアレイ
を本方法で作製した場合は、各素子のしきい値のばらつ
きは、ドライエッチングで作製した場合の３０〜１００
ｍＡに対し、本発明によるものは２０〜３０ｍＡの範囲
にあり均一性も優れていた。

【００３８】以上説明したように本発明によるとメサ状
の活性層或は導波層をレーザ加工により形成した後に、
このメサを埋め込む工程、電極を形成する工程、レーザ
加工により端面を形成する工程、端面に無反射膜をプラ
ズマＣＶＤやＥーガンなどで形成する工程が一つの装置
で、しかも外気に晒されること無く連続して短時間で行
える。またレジストなどの有機物やエッチングマスク形
成とマスク抜きなどの工程が不要であるため、界面の清
浄化を安定に実現できる。

【００３９】さらに照射するレーザ光と基板との角度を
９０度から小さくしていくとエッチング速度が低下し４
５度では２桁以上小さくなる。これを利用して、なす角
度を９０度より小さくしエッチングされない所に設定し
再成長や蒸着などの次のプロセスの前の基板のクリーニ
ングにも用いることができる。

【００４０】また、この様な装置を用いてＤＦＢレーザ
の光導波層を作成する場合はエキシマレーザを二光束に
分け基板上で干渉させその干渉条件を変えて周期を自由
に決められる。例えば周期２５００Ａの一次の回折格子
を光導波層の上に形成し、しかる後に１〜１０μｍのス
トライプ上のメサを残し、エキシマレーザ照射により他
の部分をエッチングする。回折格子の深さは光導波層の
0.2 μｍより小さくなければならず、例えば５００Ａで
あればよい。次に図１２を用いて本発明の第２の実施例
である半導体レーザの製造方法を説明する。

【００４１】ｎ型InP 基板１２０１表面上にｎ型InP ク
ラッド層１２０２が形成され、ｎ型InP 層１２０２上に
InGaAsP 活性層１２０６、ｐ型InP 層１２０４、電極層
１２０５から成るリッジ部が形成されている。このリッ
ジ部はストライプ状に形成されており幅が１０μｍ、高
さが３μｍである。また、活性層１２０６であるInGaAs
P はInP に格子定数がマッチングしており、発光波長は
１〜１．６μｍ、活性層１２０６の幅は１〜３μｍであ
る。ｐ型InP クラッド層１２０４とｎ型InP クラッド層
１２０２との間の埋め込みはInの塩化物、臭素化物、沃
化物輸送によるもの、フォスフィン雰囲気化アニ−ルに
よるものなどいろいろある。この様な半導体レーザ素子
に対して出射面を形成するにあたり素子表面に凹凸があ
るためにドライエッチング用のマスク形成が精度良く行
えない。本実施例では上記した半導体レーザ素子に対し
てエキシマレーザ加工により光の出射面を形成した。

【００４２】活性層を含むリッジ部をストライプに垂直
に５０μｍ幅の溝を２５０μｍ間隔に彫り光の出射面を
形成した。ドライエッチングにより光の出射面を形成し
たものと本発明により光の出射面を形成したものを比べ
ると第１の実施例で説明したような傾向が見られ、やは
り本発明により作製した半導体レーザ素子は、発振しき
い値が低く、端面の反射率もへき開面で報告されている
３２％にきわめて近かった。次に、図１３を用いて本発
明の第３の実施例を説明する。

【００４３】本実施例は、半導体レ−ザ素子と受光素子
の集積化を同一基板上に集積するものである。ここでレ
−ザ構造はメサ埋め込み型でも、埋め込み構造でないリ
ッジ型でもよく、半導体レ−ザとその出射光をモニタ−
するための受光器を同一基板に備えていればよい。実施
例１と同様な方法でｎ型基板１３０１上に半導体層を形
成し、１３０２を半導体レーザ素子、１３０４を半導体
受光素子として使用する（図１３）。

【００４４】ここで、半導体レーザ素子１３０２におい
て矢印Ａは所望の用途に使用するレーザビームで矢印Ｂ
は受光素子１３０４でモニターするためのレーザビーム
である。１３０３は活性層、１３０５は受光層である。
また、半導体レ−ザ素子と受光素子の間に５〜５０μｍ
の溝を形成することにより素子分離を行うと同時に半導
体レーザ素子１３０２右面のモニターするための光の出
射面、半導体レーザ素子１３０２左面の光の出射面、及
び受光素子１３０４左面の受光面を形成する。活性層１
３０３で発信したレーザ光の内モニター光は矢印Ｂのよ
うに進み受光素子１３０４の受光層１３０２で吸収する
ことによって半導体レーザの出力をモニターするのであ
る。

【００４５】半導体レ−ザ素子１３０２がＤＦＢレ−ザ
の場合はモニター光を取り出す端面をファブリ・ペロ−
モ−ドを抑えるためにへき開面から５〜４５度斜めにし
た方がよい。また同様に受光面も５度程度斜めに傾け
て、受光面での反射光がレ−ザ後面に入って波長がずれ
たり他モ−ドが立ったりしてレ−ザの動作を乱すのを抑
制することもできる。この様にへき開面からずれるよう
に端面を形成する場合には本発明が特に効力を発揮す
る。本発明によると斜め端面を形成する場合その角度の
均一性に優れ、しきい値電流や発振スペクトル、ＤＦＢ
レ−ザではモ−ド制御などの素子特性が極めて良好であ
った。

【００４６】また、半導体レ−ザ素子と受光素子を集積
化した場合はレ−ザ後面の形状は基板面となす角度が４
５度程度のテ−パ形状にし、この面を反射鏡にして上面
に光を取り出して、面発光レ−ザとして機能させたり、
オンウエハ検査ができるようにしてもよい。次に半導体
レ−ザと導波路の集積化を含む場合の第４の実施例につ
いて述べる。

【００４７】レ−ザの活性層からの光の波長が導波路の
導波層に吸収されず、導波するときの光の減衰が小さい
ように設計されるのでレ−ザの活性層のバンドギャップ
が導波層のバンドギャップより小さい事が必要である。
従って、半導体レーザ素子の活性層と導波路の導波層は
キャリア濃度を変えるなり、組成を変えてバンドギャッ
プを導波層の方が大きくなるようにすることが必要にな
る。このため、多数回の選択成長を含み、構造の平坦化
が難しくなり、段差構造が避けられなくなる。一例とし
て図１４〜図１５において上述したような半導体レーザ
素子と導波路層を集積したものの本発明による製造方法
を示す。ｎ型基板１３０１上に実施例１と同様な方法で
半導体レーザ１４０２を形成する（図１４）。１３０３
は活性層である。

【００４８】次に、導波路を形成するために半導体層１
５０１、活性層１３０３よりもバンドギャップの大きい
半導体層１５０２、半導体層１５０３を順次積層する
（図１５）。

【００４９】次に、レーザビームを用いて半導体レーザ
素子１４０２の反射面、光の出射面、及び導波路１６０
２を形成し、電極１６０１を形成する（図１６）。半導
体レーザ素子１４０２と導波路１６０２の間の溝は結晶
で埋め込んでも良い。

【００５０】この様に半導体レ−ザ素子と導波路を集積
化する場合にも、選択成長のために段差ができている基
板を加工する必要があり、本発明が有効になってくる。
特に、光の取り出し効率や受光効率の低下がないため、
へき開と同様な平坦な端面を任意の方向に作成できるの
で、導波路との結合効率が大きくできるのはもちろんの
こと、設計の自由度も大きくなる。また可変波長レ−
ザ、導波路、スイッチング素子、それぞれの素子の駆動
回路、受光器などを機能的に集積したフォトニックＩＣ
（ＰＩＣ）などの複雑な層構造を有するものにも適用で
きる。次に電子写真プリンタ用光源を加工するときの第
５の実施例について図１７、図１８を用いて説明する。
製造装置は実施例１で使用した装置で行った。

【００５１】素子分離をする基板は、図１７に示すよう
に、ガラス基板１７０１上に共通電極であるＣｒ／Ｐｄ
／Ａｕ電極１７０２を２０００Ａ形成し、Ｙ₂ Ｏ₃ 誘電
体膜１７０３を２０００Ａを蒸着し、その上にＭｎをド
ープした活性層ＺｎＳポリ結晶１７０４を1.5 μｍスパ
ッタ法で形成し、その上にＹ₂ Ｏ₃ 誘電体層１７０５を
２０００Ａを蒸着し、さらに上部電極層であるＣｒ／Ｐ
ｄ／Ａｕ電極１７０６を２０００Ａ形成した３０〜４０
ｃｍ四方の大きさである。

【００５２】使用するＫｒＦエキシマレーザ（波長２４
８ｎｍ）は出射口での１パルスあたり２５０ｍＪ、繰り
返し周波数２００Ｈｚ（５０Ｗに相当する）で駆動し、
前記基板を８０μｍ間隔に１５μｍ幅の溝を形成するこ
とにより素子分離を行う。

【００５３】まず、イメージングレンズでビームを絞る
ことによりパワー密度を１５Ｊ／パルスにして上部電極
層であるＣｒ／Ｐｄ／Ａｕ電極１７０６を２０００Ａ加
工する。次にパワー密度１０Ｊ／パルスでＹ₂ Ｏ₃ 誘電
体膜１７０５、ＭｎドープＺｎＳ活性層１７０４、誘電
体膜Ｙ2 Ｏ3 １７０３をエッチングする。レーザのスキ
ャン速度は約１００μｍ／秒で繰り返し同じ所を走査す
る方式を取り、それぞれのエッチング速度は電極：１０
００Ａ／秒、Ｙ₂ Ｏ₃ ／ＺｎＳ（Ｍｎドープ）／Ｙ₂ Ｏ
₃ ：４０００Ａ／秒程度とした。図１８に上記のように
して素子分離を行った基板の様子を示す。

【００５４】本実施例により得られたＥＬアレイの素子
分離面は垂直平坦面が実現された。次に、４ｃｍ幅のア
レイバー状に切り出して端面からの発光特性を調べた。
本実施例により作製したＥＬアレイの特性は中心波長５
９０ｎｍ半値幅は±７０ｎｍ程度であった。端面光の強
度はＹ₂ Ｏ₃ ／ＺｎＳ（Ｍｎドープ）／Ｙ₂ Ｏ₃ 構造で
ＺｎＳで発光した光が両側のＹ₂ Ｏ₃ で全反射され端面
からでてくる原理であるため、素子分離端面で再結合す
る割合が影響してくる。塩素系のドライエッチングを用
いると３００Ａ／分程度にエッチング速度を上げられる
が、出射光強度が弱いことや素子間のばらつきが大きい
などの問題があった。本実施例によるＥＬアレイの端面
光強度は塩素系のドライエッチングで素子分離したもの
の端面光強度の２０倍、湿式エッチングによる端面光強
度の1.1 倍と良好な結果が得られた。ドライエッチング
の場合はエッチングマスクの凹凸が結晶端面にも反映し
素子分離面が必ずしも平坦でないことや、表面分析を行
うとチャンバ材質の一部のＦｅやＡｌが検出されること
から不純物が影響していると思われる。また被加工基板
は一辺が３０〜４０ｃｍなので同程度の大面積イオン源
が必要になる。プラズマ状態を広範囲に安定に均一に制
御することは難しく素子ごとに特性にばらつきが多かっ
た。このことからも本発明の有効性がうかがわれる。

【００５５】次にカメラ自動フォーカス用発光ダイオー
ドアレイを素子分離する場合の第６の実施例を図１９〜
図２２を用いて説明する。製造装置は実施例１で使用し
た装置を用いた。

【００５６】まず、図２の装置内でｐ型ＧａＡｓ基板１
９０１上にｎ型ＧａＡｓ１９０２を１０μｍ成長し、As
抜けが起きないようにAsH ₃ を流して同じ成長温度の７
００℃に待機する。そのままレーザ加工を行い図１９の
ような形状に加工する。分離溝幅は５０〜２００μｍ、
深さは１５μｍとした。

【００５７】次に、この溝を埋め込むようにｐ型GaAlAs
層２００１を成長し、続いてｐ型GaAlAs活性層２００
２、ｎ型GaAlAs層２００３を成長する。この後、電極２
００４を形成する（図２０）。次に、レーザ加工により
１０〜５０μｍの溝を幅３０μｍで彫り素子分離を行っ
た（図２１）。

【００５８】本発明によると素子分離のパターンは図２
１のように多様な構造に対しても良好な特性を得ること
ができる。この場合、通常のドライエッチングを行うと
１０μｍ以上の溝をエッチングするのはエッチングマス
クとの選択比がとれず難しい。本実施例による素子分離
の条件は以下の通りである。所定の素子分離線に沿って
幅３０μｍ、深さ４０μｍ溝を形成する。ＫｒＦエキシ
マレーザ（波長２４８ｎｍ）は出射口での１パルスあた
り２５０ｍＪ、繰り返し周波数２００Ｈｚ（５０Ｗに相
当する）で駆動する。イメージングレンズでビームを絞
ることによりパワー密度を１５Ｊ／パルスにして電極２
００４を５０００Ａ加工する。次にパワー密度１２Ｊ／
パルスでｎ型GaAlAs層２００３、ｐ型GaAlAs活性層２０
０２、ｐ型GaAlAs層２００１をエッチングする。レーザ
の相対的スキャン速度は約１００μｍ／秒で繰り返し同
じ所を走査する方式を取り、それぞれのエッチング速度
は電極：１０００Ａ／秒、GaAlAs：５０００Ａ／秒程度
であった。本実施例によるＬＥＤ素子はＢＣｌ₃ （塩化
ホウ素）のドライエッチングによるものと比べて、発光
強度が平均で５倍、素子間のばらつきも１０％以内にお
さまっており、極めて良好な特性が得られた。ドライエ
ッチングによる試料は発光しないものが１０％程度あり
発光するものでもそのばらつきが５０％程度あった。ま
た本方法によるものはリーク電流がドライエッチングに
よるものより１／１０に低下した。さらに微細化してい
くと、ドライエッチングしたものは、ますます発光強度
がばらつく結果となったのに対し、本方法によるものは
１０％以内であった。この様に微細化していっても本発
明の効果は十分に発揮されるものである。もちろん面発
光レーザアレイなどについても本発明の主旨を逸脱しな
い範囲で適用することができる。これまでの説明では主
にInP 基板を用いたInP ／InGaAsP 系の半導体レ−ザに
ついて説明したが、本発明は材料を限定するものではな
い。

【００５９】InP 基板を用いた場合は、活性層をInGaAs
P とした場合、InP に格子定数がマッチングしており、
発光波長で１〜１. ６μｍである。またこの他に活性層
として、InP に格子定数がマッチングしたInGaAsを用い
ても良い。また、活性層としてInGaAsと、組成の異なる
複数のInGaAsP 薄層の組み合わせで構成した多重量子井
戸構造のものにしてもよい。多重量子井戸構造はそれぞ
れの格子定数が基板とマッチングしていなくてもよく、
故意に組成をずらして歪みをいれる場合もある。クラッ
ド層は、InP の替わりにInAlAsを用いたもの、あるいは
活性層からクラッド層に組成が徐々に変わるグレイデッ
ド構造でもよい。

【００６０】また基板にGaAsを用いた場合は、活性層を
GaAlAs、クラッド層を活性層より屈折率の低いGaAlAsと
したものでもよい。またこの場合は、活性層をGaAsと、
組成の異なる複数のGaAlAs薄層の組み合わせで構成した
多重量子井戸構造とし、クラッド層を、GaAlAsまたはGa
Asとしたものとしてもよい。多重量子井戸構造はそれぞ
れの格子定数が基板とマッチングしていなくてもよく、
故意に組成をずらして歪みをいれる場合もある。また、
活性層からクラッド層に組成が徐々に変わるグレイデッ
ド構造であるものでもよい。

【００６１】基板をGaAsとし活性層をInGaP 、クラッド
層をInGaAlP 、InAlP 、或はGaAlAsとしてもよい。また
この場合、活性層をInGaAlP とし、クラッド層を活性層
より屈折率が小さい組成のInGaAlP としたものとしても
よい。また、活性層をGaAsとしクラッド層をInGaP とし
たものとしてもよい。また、活性層をInGaP と、組成の
異なる複数のInGaAlP 薄層の組み合わせで構成した多重
量子井戸構造とし、クラッド層をInGaP またはInGaAlP
としたものでもよい。多重量子井戸構造はそれぞれの格
子定数が基板とマッチングしていなくてもよく、故意に
組成をずらして歪みをいれる場合もある。また、活性層
からクラッド層に組成が徐々に変わるグレイデッド構造
であるものでもよい。

【００６２】基板をGaP とし、GaAsP を基板から成長方
向にAs組成を徐々に増やして１０〜１００μｍ成長さ
せ、表面をGaAsP とした基板を用いて、活性層をGaAsP
に格子定数がマッチングしたInGaAsP とし発光波長が
０．６５〜０. ７５μｍ、クラッド層をGaAsP としたも
のでも良い。

【００６３】その他、どの様な構造でも光半導体素子の
段差構造が決まれば本発明を適宜変形して適用する事が
できる。例えばCdS 、CdSSe 、ZnS 、ZnSSe 、PbS 、Pb
SSe、CdHgTe、CdTeというような − 族化合物半導体
をその構造中に含むものにも適用できる。それ自体発光
しないSiや酸化物などの上に形成した光半導体素子で
も、光半導体素子の部分には本発明は有効である。次に
本発明の第７の実施例に係るＳｉＣ二次元ＬＥＤアレイ
の製造方法を記述する。本実施例ではレーザビームを用
いて素子分離を行った。

【００６４】図３０において、先ず、ｎ型ＳｉＣ基板３
００１上にｎ型ＳｉＣバッファ層３００２を５０μｍ、
ｐ型ＳｉＣ層３００３を２０μｍ形成する。次にｎ型Ｓ
ｉＣ基板３００１側の全面にＮｉ電極３００４を形成し
１０００℃で熱処理する。しかる後にｐ型ＳｉＣ層３０
０３側の面に３００μｍ間隔周期で二次元に１００μｍ
直径の円形のＡｌ／Ｔｉ電極３００５を形成し１０００
℃で熱処理する。

【００６５】次に図３１に示すように、Ａｌ／Ｔｉ電極
３００５の間に１００μｍ間隔に十字状に溝３００６
（巾４２μｍ）を形成し個々の素子を分離する。この溝
の形成方法は本発明によるレーザエッチングを用いたも
のであり以下に溝の形成方法を示す。

【００６６】レーザエッチングの装置は図１に示すもの
を使用した。ＫｒガスとＦ₂ ガスを混合したＫｒＦエキ
シマレーザ（波長２４８ｎｍ）は出射口での１パルスあ
たり２５０ｍＪ（パルス間隔１６ｎｓｅｃ）、繰り返し
周波数２００Ｈｚ（５０Ｗに相当する）で駆動する。マ
スクユニット１１４に一辺５００μｍの正方形の穴の空
いたＣｒマスクを配置しエキシマレーザビームを一辺５
００μｍの正方形に整形する。パワー密度は１００ｍＪ
／ｃｍ² ・パルスであった。イメージングレンズ１０８
でこの整形ビームを絞ることによりパワー密度を高めら
れる。ｘ，ｙ方向の縮小倍率をＭとするとパワー密度は
Ｍ² 倍になる。本実施例ではＭ＝１２で行ったので基板
面上のビーム形状は４２μｍ×４２μｍの正方形、パワ
ー密度１４．４Ｊ／ｃｍ² ・パルスであった。

【００６７】ＳｉＣ結晶のエッチング速度はパワー密度
１４．４Ｊ／ｃｍ² ・パルスの時、０．２μｍ／パルス
であった。試料を２．８ｍｍ／ｓｅｃの速度で、移動を
５０回繰り返す。この移動速度はほぼ３パルス分の照射
に相当するので５０回の移動で３０μｍ加工された。た
だし、縦方向の溝と横方向の溝の交点はレーザが二回交
差するので３０μｍより深くなった。また、レーザによ
るエッチング側壁形状はほぼ９０°であった。

【００６８】次に、本発明により作製した二次元ＬＥＤ
アレイの一つ一つの素子に２０ｍＡ流して光出力を測定
したところ、強度も湿式エッチングにより素子分離した
ものの３０ｍｃｄに比べて、本発明によるものは５０ｍ
ｃｄと高く、光出力のばらつく割合も湿式エッチングに
より素子分離したものが５０％に対し本発明によるもの
は５％以内であった。５０ｍＡ長期通電による光出力の
減少は湿式エッチングにより素子分離したものが１００
０時間で見られたのに対し、本発明によるものは５００
０時間を経過しても光出力の減少が見られなかった。

【００６９】本実施例ではレーザビームのマスクとして
穴のあいたＣｒマスクを用いたがこの代わりに石英板に
Ｃｒを蒸着し電子ビーム描画装置でパターンを形成しＣ
ｒに転写したものを用いれば、マスクの段階で最小パタ
ーン幅が０．１μｍさらには０．０５μｍ程度の精度の
ものが可能であるので、エキシマレーザの波長程度のパ
ターンのレーザ加工をおこなうことができる。エキシマ
の種類をＡｒＦに選べば、１９３ｎｍであるので０．２
μｍまでのパターンを加工することも可能である。この
ように本発明は微細加工にも効力を発揮する。

【００７０】次に種々の化合物半導体の例としてＳｉ
Ｃ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＧａＡｓ及びＩｎＰを本発明による
レーザエッチングによって表面加工を行った例を示す。
これらの化合物半導体のレーザ加工面はレーザビームの
エネルギー密度によりモホロジーが変わるので化合物半
導体の材料及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体においてはＶ
族元素の雰囲気分圧と最適なレーザビームのエネルギー
密度との関係を実験により求めた。

【００７１】先ず、図３２に１０〜１００Ｊ／ｃｍ² ・
パルスのエネルギー密度で処理したＳｉＣ、Ｓｉ、Ｇａ
Ｐ，ＧａＡｓ、ＩｎＰの表面の状態と表面が１０００℃
でのそれぞれの半導体の蒸気圧の関係を示す。図中領域
Ａは半導体の表面が荒れた状態の領域、領域Ｂは半導体
の表面が良好にエッチングされ平坦で損傷の無かった領
域、領域Ｃはエネルギー密度が大きすぎ半導体表面が損
傷した領域を表す。

【００７２】左側のひし形のドットで表したラインから
分かるようにＳｉやＳｉＣのように蒸気圧が比較的小さ
い物質の方が平坦加工に要するエネルギー密度は小さく
て良いが、ＩｎＰのように蒸気圧の高いものほど平坦加
工面を得るために大きなエネルギー密度が必要なことが
判明した。

【００７３】一方右側の丸のドットで表したラインから
分かるようにエネルギー密度を高くするとレーザ加工に
よる損傷や歪のため、ひび割れが観察され、比較的蒸気
圧が低く熱に強い方がひび割れが起きにくかった。

【００７４】この様に加工面が平坦でかつ損傷の入らな
いエネルギー密度を材料により使い分けることが可能で
ある。ＩｎＰのように熱に弱い物質は平坦面で克つ損傷
の無い面に加工するエネルギー密度のマージンが狭い
が、ＳｉＣのように熱に強い物質はエネルギー密度のマ
ージンが広くとれることがわかった。

【００７５】次に図３３及び図３４にＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の例としてＧａＡｓとＩｎＰの表面加工をした
場合のＧａＡｓに対してはＡｓ、ＩｎＰに対してはＰの
雰囲気分圧と最適なレーザビームのエネルギー密度との
関係を示す。図中領域Ａは半導体の表面が荒れた状態の
領域、領域Ｂは半導体の表面が良好にエッチングされ平
坦で損傷の無かった領域、領域Ｃはエネルギー密度が大
きすぎ半導体表面が損傷した領域を表す。図３３にＧａ
ＡｓにＡｓ圧力をかけてレーザ加工を行ったとき、Ａｓ
分圧（全圧力は１気圧）と、平坦でかつ損傷のない加工
に必要なエネルギー密度の関係を示した。また図３４に
はＩｎＰにＰ圧力をかけてレーザ加工を行ったとき、Ｐ
分圧（全圧力は１気圧）と、平坦でかつ損傷のない加工
に必要なエネルギー密度の関係を示した。

【００７６】本発明者らの研究によると、レーザビーム
のエネルギー密度が小さいほどＰやＡｓの抜けが優先的
に起こりＩｎやＧａがメタル状で残ることによる表面の
荒れが観察された（領域Ａ）。また、エネルギー密度を
増加していくと加工面が平坦になる傾向にあった（領域
Ｂ）。

【００７７】また、加工面が平坦になるエネルギー密度
は基板の蒸気圧とも関係していて、ＰやＡｓの分圧が低
くＰやＡｓなどの抜けやすい状態にあるものほど大きな
エネルギー密度を必要とし、逆にこの場合加工面が損傷
してしまう最少のエネルギー密度は低くなる傾向にあっ
た。

【００７８】上記のことから特に熱に強く蒸発しにくい
基板材料が本発明の有効性を発揮できる事が分かった。
熱に弱い材料でも基板の構成元素のうち蒸発し易いもの
の圧力をかけて蒸発を防げば、平坦加工面の得られるエ
ネルギー密度も低減でき、熱応力にも強いことが明らか
になった。

【００７９】尚、本発明によりメタル／半導体積層構造
をレーザビームで加工する場合、メタルを加工し連続し
てその下の半導体を加工するときに熱により溶けた半導
体がメタルを下から押し上げるためにメタルが剥がれて
しまう。これを避けるためには熱処理などによりメタル
と半導体のアロイ化を十分行う必要がある。

【００８０】以上説明してきた各実施例では、ＫｒＦエ
キシマレーザについて述べてきたが、この他にＡｒＦ
（１９３ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＸｅＦ（３
５０ｎｍ）なども用いることができる。これらのレーザ
の長所は加工物に熱を生じさせない非熱プロセスである
ために、熱に弱い有機物などに対しても適用可能である
点である。加工対象物が熱に耐性があれば、ＣＯ₂ レー
ザやＹＡＧレーザを適用してもかまわない。

【００８１】

【発明の効果】本発明による光半導体素子の製造方法を
用いると、光半導体素子の作製プロセスが簡単になるば
かりではなく、端面反射率低下による悪影響である発振
しきい値の上昇を防ぎ、光の出射面、受光面を改善する
ことにより、光半導体素子の光の取りだし効率、取り入
れ効率を向上することができる。また、外気に晒すこと
無く再成長が可能なため、活性層界面の変質を防ぐこと
ができ、リーク電流の低減、キンク発生を防止ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を実施するレーザビームを用いた光半
導体素子加工装置の概略図。

【図２】 本発明を実施するＭＯＣＶＤ装置とレーザビ
ームを用いた光半導体素子加工装置の概略図。

【図３】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子の製造工程を説明する断面図。

【図４】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子の製造工程を説明する断面図。

【図５】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子の製造工程を説明する断面図。

【図６】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子の製造工程を説明する断面図。

【図７】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子の製造工程を説明する斜視図。

【図８】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子の製造工程を説明する断面図。

【図９】 本発明の第１の実施例に係る半導体レーザ素
子と従来の方法により製造した半導体レーザ素子のキャ
ビティ長としきい値の関係を表すグラフ。

【図１０】 外気に晒すこと無く形成できる成長装置と
レーザビームを用いた光半導体素子加工装置の概略図。

【図１１】 外気に晒すこと無く形成できるＭＢＥ装置
とレーザビームを用いた光半導体素子加工装置の概略
図。

【図１２】 本発明の第２の実施例に係る半導体レーザ
素子の製造工程を説明する断面図。

【図１３】 本発明の第３の実施例に係る半導体レーザ
素子と半導体受光素子の製造工程を説明する断面図。

【図１４】 本発明の第４の実施例に係る半導体レーザ
素子と光導波路の製造工程を説明する断面図。

【図１５】 本発明の第４の実施例に係る半導体レーザ
素子と光導波路の製造工程を説明する断面図。

【図１６】 本発明の第４の実施例に係る半導体レーザ
素子と光導波路の製造工程を説明する断面図。

【図１７】 本発明の第５の実施例に係る電子写真用光
源の製造工程を説明する断面図。

【図１８】 本発明の第５の実施例に係る電子写真用光
源の製造工程を説明する斜視図。

【図１９】 本発明の第６の実施例に係るＬＥＤアレイ
素子の製造工程を説明する断面図。

【図２０】 本発明の第６の実施例に係るＬＥＤアレイ
素子の製造工程を説明する断面図。

【図２１】 本発明の第６の実施例に係るＬＥＤアレイ
素子の製造工程を説明する断面図。

【図２２】 本発明の第６の実施例に係るＬＥＤアレイ
素子の製造工程を説明する斜視図。

【図２３】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
断面図。

【図２４】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
断面図。

【図２５】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
断面図。

【図２６】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
断面図。

【図２７】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
断面図。

【図２８】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
斜視図。

【図２９】 従来の半導体レーザの製造工程を説明する
斜視図。

【図３０】 本発明の第７の実施例に係るＬＥＤアレイ
素子の製造工程を説明する断面図。

【図３１】 本発明の第７の実施例に係るＬＥＤアレイ
素子の製造工程を説明する断面図。

【図３２】 本願発明によるレーザエッチングを施した
各半導体の表面の状態と１０００℃での蒸気圧の関係を
示した図。

【図３３】 本願発明によるレーザエッチングを施した
ＧａＡｓ基盤の表面の状態とレーザのエネルギー密度、
Ａｓ分圧の関係を表した図。

【図３４】 本願発明によるレーザエッチングを施した
ＩｎＰ基盤の表面の状態とレーザのエネルギー密度、Ｐ
分圧の関係を表した図。

【符号の説明】

１０１ ガスボンベ １０２ 電源 １０３ 冷却装置 １０４ レーザヘッド １０５〜１０７ ミラー １０８ イメージングレンズ １０９ 被加工基板 １１０ ドライバユニット １１１ 制御用コンピュータ １１２ チャンバ １１３ ターボ分子ポンプ １１４ マスク １１５ 基板ホールダ １１６ 窓

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光半導体素子の製造方法において、レー
   ザビームを照射することによって、光の出射面、受光
   面、反射面、素子端面、導波層、活性層、或いは導波路
   の内少なくとも一つを加工することを特徴とする光半導
   体素子の製造方法。
2. 【請求項２】 光半導体素子の製造方法において、 レーザビームを照射することによってメサ状に活性層或
   は導波層を加工する工程と、 前記活性層或は前記導波層を結晶層で埋め込む工程とを
   外気に晒すこと無く連続的に行うことを特徴とする光半
   導体素子の製造方法。