JPH10215023A - 内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法 - Google Patents
内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法Info
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- JPH10215023A JPH10215023A JP2588497A JP2588497A JPH10215023A JP H10215023 A JPH10215023 A JP H10215023A JP 2588497 A JP2588497 A JP 2588497A JP 2588497 A JP2588497 A JP 2588497A JP H10215023 A JPH10215023 A JP H10215023A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 結晶欠陥や転位を低減した高い信頼性を有す
る内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子を製造する方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 第１導電型ＧａＡｓ基板１に第１導電型
Ｇａ1-X ＡｌX Ａｓ第１クラッド層２、Ｇａ1-Y ＡｌY
Ａｓ活性層３、第２導電型Ｇａ1-Z ＡｌZ Ａｓ第２クラ
ッド層４、第２導電型ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓ
マスク層６を順次積層後、ＡｌＡｓマスク層６表面を酸
化してＡｌV ＯW 層７を形成する。次に、フォトレジス
トパタ−ン８を形成し、第２クラッド層４の途中までエ
ッチングを行い、ストライプ状メサ部９を形成し、フォ
トレジストパタ−ン８を除去後、ストライプ状メサ部９
の両側面に第１導電型ＧａＡｓ電流狭窄層１０を形成す
る。ＡｌＡｓマスク層６及び前記ＡｌV ＯW 層７を除去
後、第２導電型ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する。
る内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子を製造する方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 第１導電型ＧａＡｓ基板１に第１導電型
Ｇａ1-X ＡｌX Ａｓ第１クラッド層２、Ｇａ1-Y ＡｌY
Ａｓ活性層３、第２導電型Ｇａ1-Z ＡｌZ Ａｓ第２クラ
ッド層４、第２導電型ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓ
マスク層６を順次積層後、ＡｌＡｓマスク層６表面を酸
化してＡｌV ＯW 層７を形成する。次に、フォトレジス
トパタ−ン８を形成し、第２クラッド層４の途中までエ
ッチングを行い、ストライプ状メサ部９を形成し、フォ
トレジストパタ−ン８を除去後、ストライプ状メサ部９
の両側面に第１導電型ＧａＡｓ電流狭窄層１０を形成す
る。ＡｌＡｓマスク層６及び前記ＡｌV ＯW 層７を除去
後、第２導電型ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は内部電流狭窄型半導
体レ−ザ素子を製造する方法に関する。
体レ−ザ素子を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａは図
２に示す構造を有するものが知られており通常の外部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子では得られない優れた特徴を
有している。図２は従来の製造工程で形成された内部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａの正面からみた断面図であ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１（厚さ３００μｍ、キャリア濃
度３×１０18cm-3）の上にｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第
１クラッド層２（厚さ１．５μｍ、キャリア濃度５×１
０17cm-3）、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３（厚さ０．
１μｍ、ノンド−プ）が順次積層されている。Ｇａ0.87
Ａｌ0.13Ａｓ活性層３上にはｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ
第２クラッド層４（厚さ１．５μｍ、キャリア濃度５×
１０17cm-3）及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５（厚さ０．
５μｍ、キャリア濃度１×１０18cm-3）が積層され、ｐ
−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層５の中央部を残し、その両端部を途中ま
でメサエッチング加工して得られたストライプ状メサ部
９が形成されている。ストライプ状メサ部９の両側面に
は、ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層１０（厚さ１．７μｍ、キ
ャリア濃度５×１０19cm-3）が形成されている。更に、
ストライプ状メサ部９及びｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層１０
上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１（厚さ０．５μｍ、
キャリア濃度１×１０18cm-3）が積層されている。Ｇａ
0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３で発振した光は、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流狭窄層１０で吸収されるので、光がストライプ状
メサ部９内に閉じ込められ、ストライプ状メサ部９の底
部の幅ｌを適切に選ぶことにより素子の安定な横モ−ド
発振を可能となる。
２に示す構造を有するものが知られており通常の外部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子では得られない優れた特徴を
有している。図２は従来の製造工程で形成された内部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａの正面からみた断面図であ
る。ｎ−ＧａＡｓ基板１（厚さ３００μｍ、キャリア濃
度３×１０18cm-3）の上にｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第
１クラッド層２（厚さ１．５μｍ、キャリア濃度５×１
０17cm-3）、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３（厚さ０．
１μｍ、ノンド−プ）が順次積層されている。Ｇａ0.87
Ａｌ0.13Ａｓ活性層３上にはｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ
第２クラッド層４（厚さ１．５μｍ、キャリア濃度５×
１０17cm-3）及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５（厚さ０．
５μｍ、キャリア濃度１×１０18cm-3）が積層され、ｐ
−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層５の中央部を残し、その両端部を途中ま
でメサエッチング加工して得られたストライプ状メサ部
９が形成されている。ストライプ状メサ部９の両側面に
は、ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層１０（厚さ１．７μｍ、キ
ャリア濃度５×１０19cm-3）が形成されている。更に、
ストライプ状メサ部９及びｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層１０
上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１（厚さ０．５μｍ、
キャリア濃度１×１０18cm-3）が積層されている。Ｇａ
0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３で発振した光は、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流狭窄層１０で吸収されるので、光がストライプ状
メサ部９内に閉じ込められ、ストライプ状メサ部９の底
部の幅ｌを適切に選ぶことにより素子の安定な横モ−ド
発振を可能となる。
【０００３】この内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａは
以下に示す製造工程で製造される。図３（ａ）〜（ｄ）
は従来の内部電流狭窄型半導体レ−ザＡの製造工程図で
ある。なお、前述した図２と同一構成部分は同一符号を
用いその具体的な説明を省略する。まず、ｎ−ＧａＡｓ
基板１上にＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法を用いて７００℃〜８００℃の成長温度でｎ−Ｇ
ａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第１クラッド層２、Ｇａ0.87Ａｌ
0.13Ａｓ活性層３、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラ
ッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５を順次積層する
（図３（ａ））。
以下に示す製造工程で製造される。図３（ａ）〜（ｄ）
は従来の内部電流狭窄型半導体レ−ザＡの製造工程図で
ある。なお、前述した図２と同一構成部分は同一符号を
用いその具体的な説明を省略する。まず、ｎ−ＧａＡｓ
基板１上にＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法を用いて７００℃〜８００℃の成長温度でｎ−Ｇ
ａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第１クラッド層２、Ｇａ0.87Ａｌ
0.13Ａｓ活性層３、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラ
ッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５を順次積層する
（図３（ａ））。
【０００４】次に、ＳｉＯ2 をスパッタした後、フォト
レジストを塗布してパタ−ニングし、ＳｉＯ2 パタ−ン
マスク１２を形成する。そして、レジストを除去した
後、アンモニア系のエッチング液を用いて、ｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４の中央部を残し、そ
の両端部を途中までエッチングしてストライプ状メサ部
９を形成する（図３（ｂ））。
レジストを塗布してパタ−ニングし、ＳｉＯ2 パタ−ン
マスク１２を形成する。そして、レジストを除去した
後、アンモニア系のエッチング液を用いて、ｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４の中央部を残し、そ
の両端部を途中までエッチングしてストライプ状メサ部
９を形成する（図３（ｂ））。
【０００５】次に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、７５０℃〜
８５０℃の成長温度でｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層１０をス
トライプ状メサ部９の両側面に選択成長する（図３
（ｃ））。この時、ＳｉＯ2 パタ−ンマスク１２上に
は、ＧａＡｓ層は成長しないので、選択成長が可能とな
る。
８５０℃の成長温度でｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層１０をス
トライプ状メサ部９の両側面に選択成長する（図３
（ｃ））。この時、ＳｉＯ2 パタ−ンマスク１２上に
は、ＧａＡｓ層は成長しないので、選択成長が可能とな
る。
【０００６】ここで、選択成長がどのように行われるか
を考えてみる。一般に、ＭＯＣＶＤ法では有機金属化合
物と水素化合物を用いて高温で反応させることによって
成長が行われる。ＧａＡｌＡｓやＧａＡｓの成長では有
機金属化合物としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＡ（トリメチルアルミニウム）、水素化合物としてＡ
ｓＨ3 、ｎ型ド−パント及びｐ型ド−パントとしてそれ
ぞれＳｉＨ4 （シラン）及びＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）が用いられる。Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等
の半導体結晶に有機金属化合物や水素化合物が達する
と、Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等の半導体結晶
は、有機金属化合物を金属元素と有機アルキル基に、水
素化合物を水素との化合物元素と水素に分解させる触媒
作用がある。このため、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4
がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−
ＧａＡｓキャップ層５に到達すると、ＴＭＧはＧａとト
リメチル基に、ＰＨ3 はＰと水素とに、ＳｉＨ4 はＳｉ
と水素に分解する。このＧａ、Ｐ及びＳｉはｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層５上で互いに化学結合して、ｎ−ＧａＡｓ電流
狭窄層１０がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層
４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５上に成長する。一方、
では、上記のＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 がＳｉＯ2
等の絶縁物上に到達しても、触媒作用がないので、ＴＭ
Ｇ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 は分解せず化学反応もなく、
成長が行われない。このためＳｉＯ2 パタ−ンマスク１
２上には成長せず、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4Ａｓ第２クラ
ッド層４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５のみ成長するの
である。
を考えてみる。一般に、ＭＯＣＶＤ法では有機金属化合
物と水素化合物を用いて高温で反応させることによって
成長が行われる。ＧａＡｌＡｓやＧａＡｓの成長では有
機金属化合物としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＡ（トリメチルアルミニウム）、水素化合物としてＡ
ｓＨ3 、ｎ型ド−パント及びｐ型ド−パントとしてそれ
ぞれＳｉＨ4 （シラン）及びＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）が用いられる。Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等
の半導体結晶に有機金属化合物や水素化合物が達する
と、Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等の半導体結晶
は、有機金属化合物を金属元素と有機アルキル基に、水
素化合物を水素との化合物元素と水素に分解させる触媒
作用がある。このため、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4
がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−
ＧａＡｓキャップ層５に到達すると、ＴＭＧはＧａとト
リメチル基に、ＰＨ3 はＰと水素とに、ＳｉＨ4 はＳｉ
と水素に分解する。このＧａ、Ｐ及びＳｉはｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層５上で互いに化学結合して、ｎ−ＧａＡｓ電流
狭窄層１０がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層
４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５上に成長する。一方、
では、上記のＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 がＳｉＯ2
等の絶縁物上に到達しても、触媒作用がないので、ＴＭ
Ｇ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 は分解せず化学反応もなく、
成長が行われない。このためＳｉＯ2 パタ−ンマスク１
２上には成長せず、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4Ａｓ第２クラ
ッド層４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５のみ成長するの
である。
【０００７】そして、ＳｉＯ2 パタ−ンマスク１２を除
去し、ＭＯＣＶＤ法を用いて６００℃〜７０℃の成長温
度でｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する（図３
（ｄ））。以上のようにして、図２の構造を持つ内部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａを作製することができる。
去し、ＭＯＣＶＤ法を用いて６００℃〜７０℃の成長温
度でｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１を形成する（図３
（ｄ））。以上のようにして、図２の構造を持つ内部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａを作製することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
電流狭窄層１０を形成する工程（図３（ｃ）参照）には
次のような問題がある。ＳｉＯ2 及びｐ−ＧａＡｓの熱
膨脹係数はそれぞれ５．０×１０-71/K 、６．０×１０
-61/K であり、両者は、その熱膨脹係数の差が約１ケタ
異なる。ＭＯＣＶＤ法により７５０℃〜８５０℃からの
高温下での成長の際、その熱膨張係数の違いによりＳｉ
Ｏ2 パタ−ンマスク１２とｐ−ＧａＡｓキャップ層５と
の間で熱歪みが発生する。この熱歪みにより発生する結
晶欠陥や転位がＧａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３に伝搬す
ると、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３で発振したレ−ザ
光中に非発光再結合となるダ−クラインを生じる。この
ダ−クラインを流れる電流は発振に寄与しない無効電流
となり、発振したレ−ザ光はダ−クラインで吸収される
ため、所定のレ−ザ発振出力を得るには、より大きな電
流を流す必要がある。更に、この電流によって発生する
発熱は、内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａ内部の結晶
劣化を促進させるため、動作寿命を著しく低下させる。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するため
になされたもので、熱歪みの発生による結晶欠陥や転位
を低減した高い信頼性を有する内部電流狭窄型半導体レ
−ザ素子を製造する方法を提供することを目的とする。
電流狭窄層１０を形成する工程（図３（ｃ）参照）には
次のような問題がある。ＳｉＯ2 及びｐ−ＧａＡｓの熱
膨脹係数はそれぞれ５．０×１０-71/K 、６．０×１０
-61/K であり、両者は、その熱膨脹係数の差が約１ケタ
異なる。ＭＯＣＶＤ法により７５０℃〜８５０℃からの
高温下での成長の際、その熱膨張係数の違いによりＳｉ
Ｏ2 パタ−ンマスク１２とｐ−ＧａＡｓキャップ層５と
の間で熱歪みが発生する。この熱歪みにより発生する結
晶欠陥や転位がＧａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３に伝搬す
ると、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３で発振したレ−ザ
光中に非発光再結合となるダ−クラインを生じる。この
ダ−クラインを流れる電流は発振に寄与しない無効電流
となり、発振したレ−ザ光はダ−クラインで吸収される
ため、所定のレ−ザ発振出力を得るには、より大きな電
流を流す必要がある。更に、この電流によって発生する
発熱は、内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａ内部の結晶
劣化を促進させるため、動作寿命を著しく低下させる。
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するため
になされたもので、熱歪みの発生による結晶欠陥や転位
を低減した高い信頼性を有する内部電流狭窄型半導体レ
−ザ素子を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる内部電流
狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法においては、第１導
電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型Ｇａ1-X ＡｌX Ａｓ第
１クラッド層（0 ＜x＜1 ）、Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ活性
層（0 ＜Y ＜1 ）、第２導電型Ｇａ1-Z ＡｌZＡｓ第２
クラッド層（0 ＜Z ＜1 ）、第２導電型ＧａＡｓキャッ
プ層、ＡｌＡｓマスク層を順次積層する第１工程と、前
記ＡｌＡｓマスク層表面を酸化してＡｌV ＯW 層を形成
する第２工程と、前記ＡｌV ＯW 層上にフォトレジスト
パタ−ンを形成し、前記第２クラッド層の途中までエッ
チングを行い、ストライプ状メサ部を形成する第３工程
と、前記フォトレジストパタ−ンを除去後、前記ストラ
イプ状メサ部の両側面に第１導電型ＧａＡｓ電流狭窄層
を形成する第４工程と、前記ＡｌＡｓマスク層及び前記
ＡｌV ＯW 層を除去後、前記電流狭窄層及び前記ストラ
イプ状メサ部上に第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を形
成する第５工程とからなることを特徴とする。
狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法においては、第１導
電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型Ｇａ1-X ＡｌX Ａｓ第
１クラッド層（0 ＜x＜1 ）、Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ活性
層（0 ＜Y ＜1 ）、第２導電型Ｇａ1-Z ＡｌZＡｓ第２
クラッド層（0 ＜Z ＜1 ）、第２導電型ＧａＡｓキャッ
プ層、ＡｌＡｓマスク層を順次積層する第１工程と、前
記ＡｌＡｓマスク層表面を酸化してＡｌV ＯW 層を形成
する第２工程と、前記ＡｌV ＯW 層上にフォトレジスト
パタ−ンを形成し、前記第２クラッド層の途中までエッ
チングを行い、ストライプ状メサ部を形成する第３工程
と、前記フォトレジストパタ−ンを除去後、前記ストラ
イプ状メサ部の両側面に第１導電型ＧａＡｓ電流狭窄層
を形成する第４工程と、前記ＡｌＡｓマスク層及び前記
ＡｌV ＯW 層を除去後、前記電流狭窄層及び前記ストラ
イプ状メサ部上に第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を形
成する第５工程とからなることを特徴とする。
【００１０】第２の発明として、請求項１記載の内部電
流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法において、前記Ａ
ｌV ＯW 層は、オゾン雰囲気中で前記ＡｌＡｓマスク層
を酸化して形成することを特徴とする。
流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法において、前記Ａ
ｌV ＯW 層は、オゾン雰囲気中で前記ＡｌＡｓマスク層
を酸化して形成することを特徴とする。
【００１１】本発明によれば、前記第１導電型ＧａＡｓ
電流狭窄層を形成の際、ＡｌV ＯWはＧａＡｓとの熱膨
脹係数の差が小さいので、熱膨張係数の差によるＧａＡ
ｓキャップ層への熱歪みを大幅に低減することができ、
その熱歪みから生じる結晶歪みが低減される。そのた
め、前記Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ活性層への結晶欠陥や転位
が低減するので、良好な信頼性を有する内部電流狭窄型
半導体レ−ザ素子を得ることができる。
電流狭窄層を形成の際、ＡｌV ＯWはＧａＡｓとの熱膨
脹係数の差が小さいので、熱膨張係数の差によるＧａＡ
ｓキャップ層への熱歪みを大幅に低減することができ、
その熱歪みから生じる結晶歪みが低減される。そのた
め、前記Ｇａ1-Y ＡｌY Ａｓ活性層への結晶欠陥や転位
が低減するので、良好な信頼性を有する内部電流狭窄型
半導体レ−ザ素子を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施例に基づき図面
を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｅ）は本発明
の第１の実施例による内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子
Ａの製造工程図である。前述した図３と同一構成部分は
同一符号を付し、その具体的な説明を省略する。 （第１工程）まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＭＯＣＶＤ
法を用いて７００℃〜８００℃の成長温度で第１回目の
成長を行い、ｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第１クラッド層
２、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ
0.4 Ａｓ第２クラッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層
５、ＡｌＡｓマスク層６（厚さ５０ｎｍ、ノンド−プ）
を積層する（図１（ａ））。
を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｅ）は本発明
の第１の実施例による内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子
Ａの製造工程図である。前述した図３と同一構成部分は
同一符号を付し、その具体的な説明を省略する。 （第１工程）まず、ｎ−ＧａＡｓ基板１上にＭＯＣＶＤ
法を用いて７００℃〜８００℃の成長温度で第１回目の
成長を行い、ｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第１クラッド層
２、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ
0.4 Ａｓ第２クラッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層
５、ＡｌＡｓマスク層６（厚さ５０ｎｍ、ノンド−プ）
を積層する（図１（ａ））。
【００１３】（第２工程）次に、上記図１（ａ）の基板
を図示しない酸素アッシャ装置内に配置し、装置内を５
×１０-6Ｔｏｒｒの真空にした後、酸素ガスを導入し、
５０Ｐａにする。この状態で、５００Ｗの高周波電力を
印加して、酸素プラズマを発生させて、ＡｌＡｓマスク
層６表面を酸化し、例えば、厚さ１０ｎｍのＡｌV ０W
層７（0 ＜V ≦2 ，0 ＜W ≦3 、酸化アルミニウム層）
を形成する（図１（ｂ））。このＡｌV ０W 層７の厚さ
は酸素プラズマ中にさらしている時間により変化する。
その厚さはその時間や酸素ガス圧によって変えることが
できるが、薄過ぎると厚さムラを生じてしまうが、５ｎ
ｍ以上であれば厚さムラを生じないことが実験的にわか
っているので、その厚さは５ｎｍ以上が望ましい。な
お、ＡｌＡｓマスク層６の厚さを５０ｎｍとし、ＡｌＡ
ｓの表面を酸化して厚さ１０ｎｍのＡｌV ０W 層７を形
成するが、ＡｌＡｓマスク層６全体を酸化してＡｌV ０
W 層７となるようにしてもよい。このＡｌV ０W は高温
度下で分解や蒸発したりせず、化学的にも安定した材料
であるので、ＭＯＣＶＤ法での成長用には適した材料で
ある。
を図示しない酸素アッシャ装置内に配置し、装置内を５
×１０-6Ｔｏｒｒの真空にした後、酸素ガスを導入し、
５０Ｐａにする。この状態で、５００Ｗの高周波電力を
印加して、酸素プラズマを発生させて、ＡｌＡｓマスク
層６表面を酸化し、例えば、厚さ１０ｎｍのＡｌV ０W
層７（0 ＜V ≦2 ，0 ＜W ≦3 、酸化アルミニウム層）
を形成する（図１（ｂ））。このＡｌV ０W 層７の厚さ
は酸素プラズマ中にさらしている時間により変化する。
その厚さはその時間や酸素ガス圧によって変えることが
できるが、薄過ぎると厚さムラを生じてしまうが、５ｎ
ｍ以上であれば厚さムラを生じないことが実験的にわか
っているので、その厚さは５ｎｍ以上が望ましい。な
お、ＡｌＡｓマスク層６の厚さを５０ｎｍとし、ＡｌＡ
ｓの表面を酸化して厚さ１０ｎｍのＡｌV ０W 層７を形
成するが、ＡｌＡｓマスク層６全体を酸化してＡｌV ０
W 層７となるようにしてもよい。このＡｌV ０W は高温
度下で分解や蒸発したりせず、化学的にも安定した材料
であるので、ＭＯＣＶＤ法での成長用には適した材料で
ある。
【００１４】（第３工程）このＡｌV ０W 層７上にフォ
トレジストを塗布してパタ−ニングし、フォトレジスト
マスク８を作製した後、りん酸−過酸化水素水系エッチ
ング液（例えば、りん酸：過酸化化水素水：水＝３：
１：５０）を用いて、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4Ａｓ第２ク
ラッド層４の中央部を残し、その両端部を途中までエッ
チングしてストライプ状メサ部９を形成する（図１
（ｃ））。りん酸系エッチング液はフォトレジストをエ
ッチングせず、ＡｌV ０W 、ＡｌＡｓ及びｐ−Ｇａ0.6
Ａｌ0.4 Ａｓのみをエッチングする選択エッチング液で
ある。
トレジストを塗布してパタ−ニングし、フォトレジスト
マスク８を作製した後、りん酸−過酸化水素水系エッチ
ング液（例えば、りん酸：過酸化化水素水：水＝３：
１：５０）を用いて、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4Ａｓ第２ク
ラッド層４の中央部を残し、その両端部を途中までエッ
チングしてストライプ状メサ部９を形成する（図１
（ｃ））。りん酸系エッチング液はフォトレジストをエ
ッチングせず、ＡｌV ０W 、ＡｌＡｓ及びｐ−Ｇａ0.6
Ａｌ0.4 Ａｓのみをエッチングする選択エッチング液で
ある。
【００１５】ここで、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２ク
ラッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓマス
ク層６、及びＡｌV ０W 層７のエッチング形状について
考える。ＳｉＯ2 パタ−ンマスク１２に覆われ、順次積
層されたｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4Ａｓ第２クラッド層４、
ｐ−ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓマスク層６、及び
ＡｌV ０W 層７のエッチングは、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4
Ａｓ第２クラッド層４の途中深さまで行われるが、それ
と共にフォトレジストマスク８に沿ってサイドエッチン
グが行われる。そのサイドエッチング量は、ｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４の途中深さまでの長
時間に渡り、りん酸エッチング液にさらされているＡｌ
V ０W 層７で最も大きく、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第
２クラッド層４のエッチングの終点即ち、ストライプ状
メサ部９の底部で最も少ない。ところで、ＡｌV ０W 層
７、ＡｌＡｓマスク層６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５
のエッチングでは深さ方向のエッチング量とサイドエッ
チング量は等しく、等方的に行われるので、ＡｌV ０W
層７、ＡｌＡｓマスク層６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層
５のエッチング断面形状は垂直となり、ＡｌV ０W 層
７、ＡｌＡｓマスク層６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５
は同じ幅のｌ1 の形状となる。この結果、ストライプ状
メサ部９の上部の幅はｌ1 が底部の幅ｌよりも短い台形
形状となる。
ラッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓマス
ク層６、及びＡｌV ０W 層７のエッチング形状について
考える。ＳｉＯ2 パタ−ンマスク１２に覆われ、順次積
層されたｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4Ａｓ第２クラッド層４、
ｐ−ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓマスク層６、及び
ＡｌV ０W 層７のエッチングは、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4
Ａｓ第２クラッド層４の途中深さまで行われるが、それ
と共にフォトレジストマスク８に沿ってサイドエッチン
グが行われる。そのサイドエッチング量は、ｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４の途中深さまでの長
時間に渡り、りん酸エッチング液にさらされているＡｌ
V ０W 層７で最も大きく、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第
２クラッド層４のエッチングの終点即ち、ストライプ状
メサ部９の底部で最も少ない。ところで、ＡｌV ０W 層
７、ＡｌＡｓマスク層６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５
のエッチングでは深さ方向のエッチング量とサイドエッ
チング量は等しく、等方的に行われるので、ＡｌV ０W
層７、ＡｌＡｓマスク層６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層
５のエッチング断面形状は垂直となり、ＡｌV ０W 層
７、ＡｌＡｓマスク層６及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５
は同じ幅のｌ1 の形状となる。この結果、ストライプ状
メサ部９の上部の幅はｌ1 が底部の幅ｌよりも短い台形
形状となる。
【００１６】（第４工程）更に、フォトレジストマスク
８を例えば、有機溶剤を用いて除去後、ＭＯＣＶＤ法に
より８００℃の成長温度で第２回目の成長を行い、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層１０（厚さ１．７μｍ、キャリア濃
度５×１０19cm-3）をストライプ状メサ部９の両側面に
選択成長を行う（図１（ｄ））。この際、ＡｌV ０W 層
７上には成長は行われないので、ストライプ状メサ部９
の両側面にのみ選択成長が可能となる。
８を例えば、有機溶剤を用いて除去後、ＭＯＣＶＤ法に
より８００℃の成長温度で第２回目の成長を行い、ｎ−
ＧａＡｓ電流狭窄層１０（厚さ１．７μｍ、キャリア濃
度５×１０19cm-3）をストライプ状メサ部９の両側面に
選択成長を行う（図１（ｄ））。この際、ＡｌV ０W 層
７上には成長は行われないので、ストライプ状メサ部９
の両側面にのみ選択成長が可能となる。
【００１７】ここで、選択成長がどのように行われるか
を考えてみる。一般に、ＭＯＣＶＤ法では有機金属化合
物と水素化合物を用いて高温で反応させることによって
成長が行われる。ＧａＡｌＡｓやＧａＡｓの成長では有
機金属化合物としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＡ（トリメチルアルミニウム）、水素化合物としてＡ
ｓＨ3 、ｎ型ド−パント及びｐ型ド−パントとしてそれ
ぞれＳｉＨ4 （シラン）及びＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）が用いられる。Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等
の半導体結晶に有機金属化合物や水素化合物が達する
と、Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等の半導体結晶
は、有機金属化合物を金属元素と有機アルキル基に、水
素化合物を水素との化合物元素と水素に分解させる触媒
作用がある。このため、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4
がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−
ＧａＡｓキャップ層５に到達すると、ＴＭＧはＧａとト
リメチル基に、ＰＨ3 はＰと水素とに、ＳｉＨ4 はＳｉ
と水素に分解する。このＧａ、Ｐ及びＳｉはｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層５上で互いに化学結合して、ｎ−ＧａＡｓ電流
狭窄層１０がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層
４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５上に成長する。一方、
上記のＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 がＳｉＯ2 やＡｌ
V ＯW 等の絶縁物上に到達しても、触媒作用がないの
で、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 は分解せず化学反応
もなく、成長が行われない。このためＡｌV ＯW 層７上
には成長せず、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド
層４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５のみ成長するのであ
る。
を考えてみる。一般に、ＭＯＣＶＤ法では有機金属化合
物と水素化合物を用いて高温で反応させることによって
成長が行われる。ＧａＡｌＡｓやＧａＡｓの成長では有
機金属化合物としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＡ（トリメチルアルミニウム）、水素化合物としてＡ
ｓＨ3 、ｎ型ド−パント及びｐ型ド−パントとしてそれ
ぞれＳｉＨ4 （シラン）及びＤＥＺｎ（ジエチルジン
ク）が用いられる。Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等
の半導体結晶に有機金属化合物や水素化合物が達する
と、Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 ＡｓやＧａＡｓ等の半導体結晶
は、有機金属化合物を金属元素と有機アルキル基に、水
素化合物を水素との化合物元素と水素に分解させる触媒
作用がある。このため、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4
がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−
ＧａＡｓキャップ層５に到達すると、ＴＭＧはＧａとト
リメチル基に、ＰＨ3 はＰと水素とに、ＳｉＨ4 はＳｉ
と水素に分解する。このＧａ、Ｐ及びＳｉはｐ−Ｇａ
0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層４及びｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層５上で互いに化学結合して、ｎ−ＧａＡｓ電流
狭窄層１０がｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層
４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５上に成長する。一方、
上記のＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 がＳｉＯ2 やＡｌ
V ＯW 等の絶縁物上に到達しても、触媒作用がないの
で、ＴＭＧ、ＡｓＨ3 及びＳｉＨ4 は分解せず化学反応
もなく、成長が行われない。このためＡｌV ＯW 層７上
には成長せず、ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド
層４及びｐ−ＧａＡｓキャップ層５のみ成長するのであ
る。
【００１８】また、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５とｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層５上に形成されているＡｌV ０W 層７
との熱膨脹係数について考える。ＡｌV ０W の熱膨張係
数は0 ＜V ≦2 、0 ＜W ≦3 の範囲でほぼ等しく、この
x 及びY の範囲では８．５×１０-61/K である。ＧａＡ
ｓの熱膨張係数が６×１０-61/K であり、ＡｌV ０W の
熱膨張係数は８．５×１０-61/K であるので、ＧａＡｓ
とＡｌＡｓの熱膨張係数の差は２．５×１０-61/K であ
る。一方、ＧａＡｓとＳｉＯ2 の熱膨張係数の差は５．
５×１０-61/K である。上記のような高温下では、その
熱膨張係数差が大きくなると互いに熱歪みを生じるが、
ｐ−ＧａＡｓキャップ層５の上にＡｌV ０W が形成され
た場合の方がＳｉＯ2 が形成されているより、その熱膨
張係数差が小さいので、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５への
熱による結晶歪みが大幅に低減される。その結果、結晶
歪みが低減されたｐ−ＧａＡｓキャップ層５上に成長す
る結晶層は良好な結晶が得られる。
ａＡｓキャップ層５上に形成されているＡｌV ０W 層７
との熱膨脹係数について考える。ＡｌV ０W の熱膨張係
数は0 ＜V ≦2 、0 ＜W ≦3 の範囲でほぼ等しく、この
x 及びY の範囲では８．５×１０-61/K である。ＧａＡ
ｓの熱膨張係数が６×１０-61/K であり、ＡｌV ０W の
熱膨張係数は８．５×１０-61/K であるので、ＧａＡｓ
とＡｌＡｓの熱膨張係数の差は２．５×１０-61/K であ
る。一方、ＧａＡｓとＳｉＯ2 の熱膨張係数の差は５．
５×１０-61/K である。上記のような高温下では、その
熱膨張係数差が大きくなると互いに熱歪みを生じるが、
ｐ−ＧａＡｓキャップ層５の上にＡｌV ０W が形成され
た場合の方がＳｉＯ2 が形成されているより、その熱膨
張係数差が小さいので、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５への
熱による結晶歪みが大幅に低減される。その結果、結晶
歪みが低減されたｐ−ＧａＡｓキャップ層５上に成長す
る結晶層は良好な結晶が得られる。
【００１９】（第５工程）更に、塩酸原液を用いて、Ａ
ｌV ０W 層７及びＡｌＡｓマスク層６をエッチング除去
し、ＭＯＣＶＤ法により７００℃の成長温度で第３回目
の成長を行い、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１を得る
（図１（ｅ））。以上のようにして、図２の構造を持つ
内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａを作製することがで
きる。
ｌV ０W 層７及びＡｌＡｓマスク層６をエッチング除去
し、ＭＯＣＶＤ法により７００℃の成長温度で第３回目
の成長を行い、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１１を得る
（図１（ｅ））。以上のようにして、図２の構造を持つ
内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａを作製することがで
きる。
【００２０】次に、本発明の製造方法及び従来の製造方
法により作製した内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａを
おのおの１００個作製し、周囲温度５０℃でレ−ザ発振
出力３０ｍＷで発振させ、５０００時間連続発振を続け
るエ−ジング試験を行った。この結果、従来の製造方法
では、レ−ザ発振出力が低下または停止するという劣化
不良は４５個、本発明の製造方法では、１５個であり、
その不良率は１／３に低減した。このことは、本発明の
製造方法の第４工程によれば、ＧａＡｓとの熱膨脹係数
差の小さいＡｌＡｓ層を形成し、その表面を酸化してＡ
ｌV ０W 層７をパタ−ンマスクとして高温下での成長を
行うようにしているのでｐ−ＧａＡｓキャップ層５とＡ
ｌＡｓマスク層６との間で熱歪みが低減されるものであ
る。このように、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３領域へ
の結晶欠陥や転位の影響が低減された結果、不良率が低
下したものと考えられる。なお、本発明の内部電流狭窄
型半導体レ−ザ素子の製造方法ではＧａＡｌＡｓ系材料
を用いたが、ＩｎＧａＡｌＰ系の材料を用いても良い。
また、ＧａＡｌＡｓ系及びＩｎＧａＡｌＰ系材料を用い
た端面発光型ＬＥＤに適用することもできる。
法により作製した内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子Ａを
おのおの１００個作製し、周囲温度５０℃でレ−ザ発振
出力３０ｍＷで発振させ、５０００時間連続発振を続け
るエ−ジング試験を行った。この結果、従来の製造方法
では、レ−ザ発振出力が低下または停止するという劣化
不良は４５個、本発明の製造方法では、１５個であり、
その不良率は１／３に低減した。このことは、本発明の
製造方法の第４工程によれば、ＧａＡｓとの熱膨脹係数
差の小さいＡｌＡｓ層を形成し、その表面を酸化してＡ
ｌV ０W 層７をパタ−ンマスクとして高温下での成長を
行うようにしているのでｐ−ＧａＡｓキャップ層５とＡ
ｌＡｓマスク層６との間で熱歪みが低減されるものであ
る。このように、Ｇａ0.87Ａｌ0.13Ａｓ活性層３領域へ
の結晶欠陥や転位の影響が低減された結果、不良率が低
下したものと考えられる。なお、本発明の内部電流狭窄
型半導体レ−ザ素子の製造方法ではＧａＡｌＡｓ系材料
を用いたが、ＩｎＧａＡｌＰ系の材料を用いても良い。
また、ＧａＡｌＡｓ系及びＩｎＧａＡｌＰ系材料を用い
た端面発光型ＬＥＤに適用することもできる。
【００２１】次に、本発明の第２の実施例は、前記第１
の実施例の（第１工程）から（第４工程）のうち、（第
２工程）において、アンモニア−過酸化水素水系液（例
えば、アンモニア：過酸化水素水＝１：２０）によりＡ
ｌＡｓ層６を酸化して、ＡｌV ０W 層７を形成し、（第
３工程）において、硫酸−過酸化水素水系エッチング液
（例えば、硫酸：過酸化化水素水：水＝１０：１：１）
を用いて、エッチングしてストライプ状メサ部９を形成
するようにしたものである。それ以外の工程の説明は省
略する。
の実施例の（第１工程）から（第４工程）のうち、（第
２工程）において、アンモニア−過酸化水素水系液（例
えば、アンモニア：過酸化水素水＝１：２０）によりＡ
ｌＡｓ層６を酸化して、ＡｌV ０W 層７を形成し、（第
３工程）において、硫酸−過酸化水素水系エッチング液
（例えば、硫酸：過酸化化水素水：水＝１０：１：１）
を用いて、エッチングしてストライプ状メサ部９を形成
するようにしたものである。それ以外の工程の説明は省
略する。
【００２２】ＡｌＡｓ層６の酸化に用いるアンモニア−
過酸化水素水系液は、アンモニアの割合が増加してくる
と、ＡｌＡｓマスク層６をエッチングしてしまうので、
過酸化水素水に対してアンモニアの割合は、５％以内に
押さえることが望ましい。
過酸化水素水系液は、アンモニアの割合が増加してくる
と、ＡｌＡｓマスク層６をエッチングしてしまうので、
過酸化水素水に対してアンモニアの割合は、５％以内に
押さえることが望ましい。
【００２３】このようにすると、アンモニア−過酸化水
素水系液を用いて、ＡｌＡｓ層６の酸化を行うと、エッ
チングされたり、物理的ダメ−ジを与えられることがな
いので、結晶欠陥や転位のないＡｌV ０W 層７の形成が
可能となる。また、硫酸−過酸化水素水系エッチング液
は等方性エッチングを行えるので、ストライプ状メサ部
９の形成が可能となる。このように実施例２によれば、
実施例１を更に改善される。
素水系液を用いて、ＡｌＡｓ層６の酸化を行うと、エッ
チングされたり、物理的ダメ−ジを与えられることがな
いので、結晶欠陥や転位のないＡｌV ０W 層７の形成が
可能となる。また、硫酸−過酸化水素水系エッチング液
は等方性エッチングを行えるので、ストライプ状メサ部
９の形成が可能となる。このように実施例２によれば、
実施例１を更に改善される。
【００２４】次に、本発明の第３の実施例は、前記第１
の実施例の（第１工程）から（第４工程）のうち、（第
２工程）においてオゾン雰囲気中でＡｌＡｓ層６を酸化
して、ＡｌV ０W 層７を形成し、（第３工程）におい
て、酒石酸−過酸化水素水系エッチング液（例えば、酒
石酸：過酸化化水素水：水＝５：１：５）を用いて、エ
ッチングしてストライプ状メサ部９を形成するようにし
たものである。それ以外の工程の説明は省略する。
の実施例の（第１工程）から（第４工程）のうち、（第
２工程）においてオゾン雰囲気中でＡｌＡｓ層６を酸化
して、ＡｌV ０W 層７を形成し、（第３工程）におい
て、酒石酸−過酸化水素水系エッチング液（例えば、酒
石酸：過酸化化水素水：水＝５：１：５）を用いて、エ
ッチングしてストライプ状メサ部９を形成するようにし
たものである。それ以外の工程の説明は省略する。
【００２５】オゾン雰囲気中でのＡｌV ０W 層７の形成
は以下のようにして行う。次に、上記図１（ａ）の基板
を図示しない５００Ｗの紫外線ランプを設けたオゾン発
生装置内に配置し、装置内に酸素ガスを５００ｃｃ／分
の流速で導入する。この状態で、紫外線ランプを点灯さ
せ、オゾン分子（Ｏ3 ）を発生させて、オゾン雰囲気中
でＡｌＡｓマスク層６表面を酸化し、例えば、厚さ１０
ｎｍのＡｌV ０W 層７（0 ＜V ≦2 ，0 ＜W ≦3 、酸化
アルミニウム層）を形成する（図１（ｂ））。
は以下のようにして行う。次に、上記図１（ａ）の基板
を図示しない５００Ｗの紫外線ランプを設けたオゾン発
生装置内に配置し、装置内に酸素ガスを５００ｃｃ／分
の流速で導入する。この状態で、紫外線ランプを点灯さ
せ、オゾン分子（Ｏ3 ）を発生させて、オゾン雰囲気中
でＡｌＡｓマスク層６表面を酸化し、例えば、厚さ１０
ｎｍのＡｌV ０W 層７（0 ＜V ≦2 ，0 ＜W ≦3 、酸化
アルミニウム層）を形成する（図１（ｂ））。
【００２６】ここで、オゾン雰囲気中でのＡｌＡｓの酸
化のメカニズムについて説明する。酸素分子に紫外線を
照射すると、酸素分子（Ｏ2 ）は、紫外線のエネルギ−
を吸収して、分解生成した酸素原子（Ｏ）となり、この
酸素原子が酸素分子と化学反応することによってオゾン
分子が生成する。即ち、 Ｏ2 ＋Ｏ→Ｏ3 となる。このように、オゾン分子は酸素よりも高いエネ
ルギ−を有し、活性であるので、オゾン雰囲気中にＡｌ
Ａｓマスク層６を導入すると、ＡｌＡｓ中のＡｌとオゾ
ン分子が反応して、ＡｌV ０W 層７が形成される。
化のメカニズムについて説明する。酸素分子に紫外線を
照射すると、酸素分子（Ｏ2 ）は、紫外線のエネルギ−
を吸収して、分解生成した酸素原子（Ｏ）となり、この
酸素原子が酸素分子と化学反応することによってオゾン
分子が生成する。即ち、 Ｏ2 ＋Ｏ→Ｏ3 となる。このように、オゾン分子は酸素よりも高いエネ
ルギ−を有し、活性であるので、オゾン雰囲気中にＡｌ
Ａｓマスク層６を導入すると、ＡｌＡｓ中のＡｌとオゾ
ン分子が反応して、ＡｌV ０W 層７が形成される。
【００２７】ＡｌV ０W 層７は、オゾン分子中の酸素と
ＡｌＡｓ層６中のＡｓとを置換することにより形成でき
るので、エッチングされたり、物理的ダメ−ジが発生し
たりることがないため、結晶欠陥や転位のないＡｌV ０
W 層７を得ることができる。また、酒石酸−過酸化水素
水系エッチング液はエッチングレ−トが遅いため、フォ
トレジストマスク８下部のｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第
２クラッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓ
マスク層６及びＡｌV ＯW 層７のフォトレジストマスク
８に沿ってのサイドエッチング量を少なく押さえること
ができるので、更に設計値に近い幅ｌ1 のＡｌV ＯW 層
７を得ることができる。このように、実施例３によれ
ば、実施例１及び２を更に改善することができる。
ＡｌＡｓ層６中のＡｓとを置換することにより形成でき
るので、エッチングされたり、物理的ダメ−ジが発生し
たりることがないため、結晶欠陥や転位のないＡｌV ０
W 層７を得ることができる。また、酒石酸−過酸化水素
水系エッチング液はエッチングレ−トが遅いため、フォ
トレジストマスク８下部のｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第
２クラッド層４、ｐ−ＧａＡｓキャップ層５、ＡｌＡｓ
マスク層６及びＡｌV ＯW 層７のフォトレジストマスク
８に沿ってのサイドエッチング量を少なく押さえること
ができるので、更に設計値に近い幅ｌ1 のＡｌV ＯW 層
７を得ることができる。このように、実施例３によれ
ば、実施例１及び２を更に改善することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明による内部電流狭窄型半導体レ−
ザ素子の製造方法によれば、第２導電型キャップ層上に
ＡｌＡｓ及びＡｌV ＯW を形成した後、高温下での第１
導電型ＧａＡｓ電流狭窄層の形成する際、ＧａＡｓとＡ
ｌV ＯW との熱膨脹係数の差が小さいので、活性層への
結晶欠陥や転位の発生が低減された良好な信頼性を有す
る内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子を得ることができ
る。更に、オゾン雰囲気中でＡｌＡｓ層を酸化してＡｌ
V ＯW 層を形成した場合には、エッチングされたり、物
理的ダメ−ジを受けたりすることがないので、結晶欠陥
や転位のないＡｌV ＯW 層を得ることができる。
ザ素子の製造方法によれば、第２導電型キャップ層上に
ＡｌＡｓ及びＡｌV ＯW を形成した後、高温下での第１
導電型ＧａＡｓ電流狭窄層の形成する際、ＧａＡｓとＡ
ｌV ＯW との熱膨脹係数の差が小さいので、活性層への
結晶欠陥や転位の発生が低減された良好な信頼性を有す
る内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子を得ることができ
る。更に、オゾン雰囲気中でＡｌＡｓ層を酸化してＡｌ
V ＯW 層を形成した場合には、エッチングされたり、物
理的ダメ−ジを受けたりすることがないので、結晶欠陥
や転位のないＡｌV ＯW 層を得ることができる。
【図１】本発明の内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の断
面図である。
面図である。
【図２】内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の断面図であ
る。
る。
【図３】従来の内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造
工程図である。
工程図である。
１…ｎ−ＧａＡｓ基板 ２…ｎ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第１クラッド層 ３…Ｇａ0.87Ａｌ0.3 Ａｓ活性層 ４…ｐ−Ｇａ0.6 Ａｌ0.4 Ａｓ第２クラッド層 ５…ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ６…ＡｌＡｓマスク層 ７…ＡｌV ＯW 層（酸化アルミニウム層） ８…フォトレジストマスク ９…ストライプ状メサ部 １０…ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層 １１…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 １２…ＳｉＯ2 パタ−ンマスク
Claims (2)
- 【請求項１】第１導電型ＧａＡｓ基板上に第１導電型Ｇ
ａ1-X ＡｌX Ａｓ第１クラッド層（0 ＜x ＜1 ）、Ｇａ
1-Y ＡｌY Ａｓ活性層（0 ＜Y ＜1 ）、第２導電型Ｇａ
1-Z ＡｌZ Ａｓ第２クラッド層（0 ＜Z ＜1 ）、第２導
電型ＧａＡｓキャップ層、ＡｌＡｓマスク層を順次積層
する第１工程と、 前記ＡｌＡｓマスク層表面を酸化してＡｌV ＯW 層（0
＜V ≦2 ，0 ＜W ≦3）を形成する第２工程と、 前記ＡｌV ＯW 層上にフォトレジストパタ−ンを形成
し、前記第２クラッド層の途中までエッチングを行い、
ストライプ状メサ部を形成する第３工程と、 前記フォトレジストパタ−ンを除去後、前記ストライプ
状メサ部の両側面に第１導電型ＧａＡｓ電流狭窄層を形
成する第４工程と、 前記ＡｌＡｓマスク層及び前記ＡｌV ＯW 層を除去後、
前記電流狭窄層及び前記ストライプ状メサ部上に第２導
電型ＧａＡｓコンタクト層を形成する第５工程とからな
ることを特徴とする内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の
製造方法。 - 【請求項２】前記ＡｌV ＯW 層は、オゾン雰囲気中で前
記ＡｌＡｓマスク層を酸化して形成することを特徴とす
る請求項１記載の内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2588497A JPH10215023A (ja) | 1996-11-29 | 1997-01-24 | 内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33514596 | 1996-11-29 | ||
| JP8-335145 | 1996-11-29 | ||
| JP2588497A JPH10215023A (ja) | 1996-11-29 | 1997-01-24 | 内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10215023A true JPH10215023A (ja) | 1998-08-11 |
Family
ID=26363574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2588497A Pending JPH10215023A (ja) | 1996-11-29 | 1997-01-24 | 内部電流狭窄型半導体レ−ザ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10215023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001177183A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
| US6261855B1 (en) | 1999-01-26 | 2001-07-17 | Nec Corporation | Method for fabricating a semiconductor optical device |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP2588497A patent/JPH10215023A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6261855B1 (en) | 1999-01-26 | 2001-07-17 | Nec Corporation | Method for fabricating a semiconductor optical device |
| JP2001177183A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-06-29 | Nec Corp | 半導体レーザの製造方法 |
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