(57)【要約】【課題】埋込層から活性層への不純物の拡散を防ぎ、活性層の横に流れる無効電流を低減することができる半導体レーザ及びその製造方法を得る。【解決手段】（００１）面又は（００１）面付近の結晶面を主面とするｐ型ＩｎＰ基板１の主面上に、ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２、活性層３、及びｎ型ＩｎＰ上クラッド層４を順に形成する。ｎ型ＩｎＰ上クラッド層４、活性層３、及びｐ型ＩｎＰ下クラッド層２をエッチングして、活性層３の側面を（１１１）Ｂ面とし、ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２の側面を（００１）面と垂直にして、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状のメサストライプを形成する。メサストライプの側部を埋め込むように、ｐ型ＩｎＰ埋込層６、ｎ型ＩｎＰ埋込層７、及びｐ型ＩｎＰ埋込層８を順に形成する。ｎ型ＩｎＰ埋込層７を活性層３の横に位置する高さまで形成する。ｎ型ＩｎＰ埋込層７の形成時にＨＣｌガスを供給してｎ型ＩｎＰ埋込層７が活性層３に接触しないようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（００１）面又は（００１）面付近の結晶面を主面とする第１導電型の基板の前記主面上に、第１導電型の下クラッド層、活性層、及び第２導電型の上クラッド層を順に形成する工程と、
前記上クラッド層、前記活性層、及び前記下クラッド層をエッチングして、前記活性層の側面を（１１１）Ｂ面とし、前記下クラッド層の側面を（００１）面と垂直にして、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状のメサストライプを形成する工程と、
前記メサストライプの側部を埋め込むように、第１導電型の第１の埋込層、第２導電型の第２の埋込層、及び第１導電型の第３の埋込層を順に形成する工程とを備え、
前記第２の埋込層を前記活性層の横に位置する高さまで形成し、
前記第２の埋込層の形成時にＨＣｌガスを供給して前記第２の埋込層が前記活性層に接触しないようにすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
前記メサストライプを形成する工程は、
前記上クラッド層上に（１１０）方向に平行なストライプ形状を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜をマスクとした等方性エッチングにより前記上クラッド層、前記活性層、及び前記下クラッド層をエッチングして前記（１１１）Ｂ面を形成する工程と、
前記等方性エッチングの後に、前記絶縁膜をマスクとした垂直ドライエッチングにより前記下クラッド層をエッチングして前記下クラッド層の側面を（００１）面と垂直にする工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
前記メサストライプを形成する工程は、
前記上クラッド層上に（１１０）方向に平行なストライプ形状を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜をマスクとした垂直ドライエッチングにより前記上クラッド層、前記活性層、及び前記下クラッド層をエッチングして側面を（００１）面と垂直にする工程と、
前記垂直ドライエッチングの後に、前記絶縁膜をマスクとした等方性エッチングにより前記活性層をエッチングして前記（１１１）Ｂ面を形成する工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項４】
（００１）面又は（００１）面付近の結晶面を主面とする第１導電型の基板と、
前記基板の前記主面上に順に積層された第１導電型の下クラッド層、活性層、及び第２導電型の上クラッド層を有し、前記活性層の側面を（１１１）Ｂ面とし、前記下クラッド層の側面を（００１）面と垂直にした、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状のメサストライプと、
前記メサストライプの側部を埋め込むように前記基板上に順に積層された、第１導電型の第１の埋込層、第２導電型の第２の埋込層、及び第１導電型の第３の埋込層とを備え、
前記第２の埋込層は、前記活性層の横に位置する高さまで形成され、前記活性層に接触していないことを特徴とする半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メサストライプの側部を埋込層で埋め込んだ半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
側面が（００１）面と垂直なメサストライプの側部を第１導電型の第１の埋込層、第２導電型の第２の埋込層、及び第１導電型の第３の埋込層で順に埋め込んだ半導体レーザが提案されている。しかし、活性層の側面に接触する第１導電型の埋込層にドーピングされたＺｎが活性層に拡散して活性層が汚染され、半導体レーザの特性が悪化する。そこで、メサストライプの側面を（１１１）Ｂ面として、埋込層から活性層への不純物の拡散を防ぐことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、第２導電型の第２の埋込層が活性層の側面に接触し、活性層の横に流れる無効電流が発生するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は埋込層から活性層への不純物の拡散を防ぎ、活性層の横に流れる無効電流を低減することができる半導体レーザ及びその製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体レーザの製造方法は、（００１）面又は（００１）面付近の結晶面を主面とする第１導電型の基板の前記主面上に、第１導電型の下クラッド層、活性層、及び第２導電型の上クラッド層を順に形成する工程と、前記上クラッド層、前記活性層、及び前記下クラッド層をエッチングして、前記活性層の側面を（１１１）Ｂ面とし、前記下クラッド層の側面を（００１）面と垂直にして、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状のメサストライプを形成する工程と、前記メサストライプの側部を埋め込むように、第１導電型の第１の埋込層、第２導電型の第２の埋込層、及び第１導電型の第３の埋込層を順に形成する工程とを備え、前記第２の埋込層を前記活性層の横に位置する高さまで形成し、前記第２の埋込層の形成時にＨＣｌガスを供給して前記第２の埋込層が前記活性層に接触しないようにする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、埋込層から活性層への不純物の拡散を防ぎ、活性層の横に流れる無効電流を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る半導体レーザ及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザを示す断面図である。ｐ型ＩｎＰ基板１は、（００１）面又は（００１）面付近の結晶面を主面とする。
【００１１】
ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２、ＩｎＧａＡｓＰ又はＡｌを含む化合物からなる多重量子井戸構造の活性層３、及びｎ型ＩｎＰ上クラッド層４がｐ型ＩｎＰ基板１の主面上に順に積層され、それらがエッチングされてメサストライプ５が形成されている。このメサストライプ５は、活性層３の側面を（１１１）Ｂ面とし、ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２の側面を（００１）面と垂直にした、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状を有する。
【００１２】
ｐ型ＩｎＰ埋込層６、ｎ型ＩｎＰ埋込層７、及びｐ型ＩｎＰ埋込層８が、メサストライプ５の側部を埋め込むようにｐ型ＩｎＰ基板１上に順に積層されている。ｎ型ＩｎＰ埋込層７は、活性層３の横に位置する高さまで形成され、活性層３に接触していない。
【００１３】
ｎ型ＩｎＰ上クラッド層４とｐ型ＩｎＰ埋込層８上にｎ型ＩｎＰ層９が設けられ、その上に上側電極１０が設けられている。ｐ型ＩｎＰ基板１の下面に下側電極１１が設けられている。
【００１４】
続いて、上記の半導体レーザの製造方法を説明する。図２〜６は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。まず、図２に示すように、（００１）面又は（００１）面付近の結晶面を主面とするｐ型ＩｎＰ基板１の主面上に、ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２、活性層３、及びｎ型ＩｎＰ上クラッド層４を順に形成する。
【００１５】
次に、図３に示すように、ｎ型ＩｎＰ上クラッド層４上に（１１０）方向に平行なストライプ形状を有するＳｉＯ２などの絶縁膜１２を形成する。この絶縁膜１２をマスクとした垂直ドライエッチングによりｎ型ＩｎＰ上クラッド層４、活性層３、及びｐ型ＩｎＰ下クラッド層２をエッチングして側面を（００１）面と垂直にする。なお、垂直ドライエッチングは、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）又はＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）である。
【００１６】
次に、図４に示すように、絶縁膜１２をマスクとした等方性エッチングによりｎ型ＩｎＰ上クラッド層４、活性層３、及びｐ型ＩｎＰ下クラッド層２の上部をエッチングして（１１１）Ｂ面を形成する。これにより、活性層３の側面を（１１１）Ｂ面とし、ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２の側面を（００１）面と垂直にして、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状のメサストライプ５を形成する。なお、等方性エッチングは、例えば強酸系のエッチャントでのガスエッチング、又はＨＣｌとＨ２ＯとＣＨ３ＣＯＯＨ液を用いたウェットエッチングである。
【００１７】
次に、図５及び図６に示すように、メサストライプ５の側部を埋め込むように、Ｚｎドープのｐ型ＩｎＰ埋込層６、Ｒｕドープのｎ型ＩｎＰ埋込層７、及びＺｎドープのｐ型ＩｎＰ埋込層８を順に形成する。この際に、ｎ型ＩｎＰ埋込層７を活性層３の横に位置する高さまで形成する。また、図５に示すように、ｎ型ＩｎＰ埋込層７の形成時にＨＣｌガスを供給して（１１１）Ｂ面へのｎ型ＩｎＰ埋込層７を抑制して、ｎ型ＩｎＰ埋込層７が活性層３に接触しないようにする。その後、絶縁膜１２を除去して、ｎ型ＩｎＰ層９、上側電極１０、及び下側電極１１を形成する。
【００１８】
本実施の形態では、活性層３の側面を（１１１）Ｂ面とするため、埋込層から活性層３へのＺｎ等の不純物の拡散を防ぐことができる。これにより、活性層３が汚染されて半導体レーザの特性が悪化するのを防ぐことができる。
【００１９】
また、理想上は（１１１）Ｂ面にはｎ型ＩｎＰ埋込層７は成長しないが、活性層３の側面の（１１１）Ｂ面はある程度のラフネスを持っている。このため、従来は活性層３の側面の（１１１）Ｂ面にｎ型ＩｎＰ埋込層７が薄く形成されていた。そこで、本実施の形態ではｎ型ＩｎＰ埋込層７の形成時にＨＣｌガスを供給することで、ｎ型ＩｎＰ埋込層７が活性層３に接触しないようにすることができる。これにより、活性層３の横に流れる無効電流を低減することができる。
【００２０】
また、電流狭窄のためには、ｎ型ＩｎＰ埋込層７を活性層３の横に位置する十分な高さまで形成する必要がある。しかし、仮にメサストライプ５が（１１１）Ｂ面のみであると、ｐ型ＩｎＰ埋込層６を十分な高さまで成長することができない。そこで、本実施の形態では、ｐ型ＩｎＰ下クラッド層２の側面を（００１）面と垂直にしている。これにより、ｐ型ＩｎＰ埋込層６を十分な高さまで成長することができるため、その上のｎ型ＩｎＰ埋込層７を活性層３の横に位置する十分な高さまで形成することができる。
【００２１】
実施の形態２．
図７，８は、本発明の実施の形態２に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。実施の形態２は等方性エッチングと垂直ドライエッチングの順番が実施の形態１とは異なる。まず、図７に示すように、絶縁膜１２をマスクとした等方性エッチングによりｎ型ＩｎＰ上クラッド層４、活性層３、及びｐ型ＩｎＰ下クラッド層２をエッチングして（１１１）Ｂ面を形成する。次に、絶縁膜１２をマスクとした垂直ドライエッチングによりｐ型ＩｎＰ下クラッド層２をエッチングしてｐ型ＩｎＰ下クラッド層２の側面を（００１）面と垂直にして、（１１０）方向と平行な断面順メサ形状のメサストライプ５を形成する。このように等方性エッチングと垂直ドライエッチングの順番を変えた場合でも、実施の形態１と同様のメサストライプ５を得ることができる。
【００２２】
なお、実施の形態１，２において各層の構成物質はＩｎに限らず閃亜鉛型構造の結晶であればよい。また、各層の導電型が逆になっていてもよい。さらに、Ｚｎ以外の不純物が埋込層にドープされている場合でも、その不純物が埋込層から活性層３に拡散されるのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  ｐ型ＩｎＰ基板（基板）、２  ｐ型ＩｎＰ下クラッド層（下クラッド層）、３  活性層、４  ｎ型ＩｎＰ上クラッド層（上クラッド層）、５  メサストライプ、６  ｐ型ＩｎＰ埋込層（第１の埋込層）、７  ｎ型ＩｎＰ埋込層（第２の埋込層）、８  ｐ型ＩｎＰ埋込層（第３の埋込層）、１２  絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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