(57)【要約】【課題】  ドライエッチングの終点を精度良く検出することができるドライエッチング装置を提供する。【解決手段】  反応性ガスが導入された反応室１００内に高周波電力を供給することによって生じる、反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、反応室１００内に設置された被処理基板を加工するドライエッチング装置であって、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度を検出するフォトルミネセンス光検出装置１０６を備える。【選択図】  図１
2006222373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性ガスが導入された反応室内に高周波電力を供給することによって生じる、前記反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、前記反応室内に設置された被処理基板を加工するドライエッチング装置であって、
前記ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度を検出するフォトルミネセンス光検出装置を備えることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項２】
前記フォトルミネセンス光検出装置は、前記被処理基板を俯瞰するような位置に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング装置。
【請求項３】
前記ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記プラズマからのプラズマ発光の強度を検出するプラズマ発光検出装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング装置。
【請求項４】
反応性ガスが導入された反応室内に高周波電力を供給することによって生じる、前記反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、前記反応室内に設置された被処理基板を加工するドライエッチング方法であって、
前記ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度に基づいて、前記ドライエッチングを行うことを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項５】
前記ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記プラズマからのプラズマ発光の強度に更に基づいて、前記ドライエッチングを行うことを特徴とする請求項４に記載のドライエッチング方法。
【請求項６】
前記反応性ガスは、塩素系ガスと希ガスとの混合ガスよりなるエッチングガスを含み、
前記塩素系ガスは、Ｃｌ2 よりなるガス、ＳｉＣｌ4 よりなるガス、及びＢＣｌ3 よりなるガスのうち少なくとも１種類以上のガスを含み、
前記希ガスは、Ａｒよりなるガス、Ｈｅよりなるガス、及びＸｅよりなるガスのうち少なくとも１種類以上のガスを含むことを特徴とする請求項４に記載のドライエッチング方法。
【請求項７】
前記反応性ガスは、前記フォトルミネセンス光を誘導放出させるプラズマ発光を有する添加ガスを更に含むことを特徴とする請求項６に記載のドライエッチング方法。
【請求項８】
前記添加ガスは、Ｎ2 よりなるガス、ＣＯよりなるガス、Ｏ2 よりなるガス、Ｈ2 よりなるガス、Ｈ2 Ｏよりなるガス、及びＮＨ3 よりなるガスのうち少なくとも１種類以上のガスを含むことを特徴とする請求項７に記載のドライエッチング方法。
【請求項９】
半導体基板の上に、第１導電型のクラッド層、活性層、第２導電型の第１のクラッド層、エッチングストップ層、第２導電型の第２のクラッド層が下から順に積層されてなる半導体レーザーの製造方法であって、
反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、前記第２のクラッド層にリッジパターンを形成する工程を含み、
前記ドライエッチングは、前記ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記エッチングストップ層から誘導放出されるフォトルミネセンス光の強度に基づいて行われることを特徴とする半導体レーザーの製造方法。
【請求項１０】
前記ドライエッチングは、前記ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、前記反応性ガスよりなるプラズマからのプラズマ発光の強度に更に基づいて行われることを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザーの製造方法。
【請求項１１】
前記クラッド層、前記第１のクラッド層及び前記第２のクラッド層は、ＡｌＧａＩｎＰよりなり、且つ
前記活性層及び前記エッチングストップ層は、ＧａＩｎＰを含むことを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザーの製造方法。
【請求項１２】
前記ドライエッチングは、前記フォトルミネセンス光の強度に基づいて、前記ドライエッチングの条件が調整され、前記調整された条件の下で引き続き行われることを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザーの製造方法。
【請求項１３】
前記エッチングストップ層を構成する材料の組成比を調整することを特徴とする請求項９に記載の半導体レーザーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザーの製造、特に、リッジパターンの形成に用いられるドライエッチング装置、及び該装置を用いたドライエッチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
録画再生型ＤＶＤ又は高倍速ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスクシステムにおける光源として用いられる赤色半導体レーザーでは、高出力動作が可能な半導体レーザの実現が強く要求されている。
【０００３】
２００３年における市場要望では、１６０ｍＷまでの電力を出力することが可能な赤色半導体レーザーが求められていたが、２００４年では２４０ｍＷの電力を出力することが可能な赤色半導体レーザーが市場に登場し、２００６年以降には４００ｍＷ以上の電力を出力することが可能な赤色半導体レーザーが市場から求められると考えられる。
【０００４】
このような赤色半導体レーザーの高出力化を実現するには、キンクレベルを向上させることが必要であり、キンクレベルの向上には、半導体レーザーの共振器内におけるキャリア分布及び光分布の偏りを低減することが重要である。
【０００５】
このため、近年では、対称性及び垂直性に優れた形状を有するリッジパターンを備えた半導体レーザーの実現が求められており、これにより、半導体レーザーの共振器内におけるキャリア分布及び光分布の偏りを低減することができる。
【０００６】
このような要望に対応するため、リッジパターンの形成方法は、ウェットエッチング法に代わって、異方性エッチングが可能なドライエッチング法が採用されつつある。
【０００７】
以下に、ドライエッチング法を用いたリッジパターンの形成方法に用いられる、従来のドライエッチング装置について、図７を参照しながら説明する。
【０００８】
図７は、従来のドライエッチング装置の構成を示す断面図である。
【０００９】
図７に示すように、反応室４００の底部には、下部電極４０１が設けられており、下部電極４０１の上には、被処理基板（図示せず）が載置される。一方、反応室４００の天井部には、プラズマを発生させるための空間を挟んで下部電極４０１と対向するようにして上部電極４０２が設けられている。
【００１０】
反応室４００には、高周波電源４０３が設けられており、高周波電源４０３を用いて、例えば、１３．５６ＭＨｚの電力を下部電極４０１に対して印加する。また、反応室４００には、反応室４００内に反応性ガスを導入するためのガス導入口４０４と、反応室４００内から反応性ガスを排出するためのガス排気口４０５とが設けられている。
【００１１】
更に、反応室４００には、プラズマ発光検出装置４０６が設けられており、プラズマ発光検出装置４０６は、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、所定のプラズマからのプラズマ発光の強度を検出する。
【００１２】
以下に、従来のドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法、具体的には、リッジパターンの形成方法について、図８(a) 〜(d) 、図９、及び前述した図７を参照しながら説明する。
【００１３】
図８(a) 〜(d) は、従来のドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【００１４】
また、図９は、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応する、所定のプラズマからのプラズマ発光の強度を示す図である。
【００１５】
まず、図８(a)に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板５００の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰよりなるクラッド層５０１、ＧａＩｎＰ層及びＡｌＧａＩｎＰ層が積層されてなる活性層５０２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰよりなる第１のクラッド層５０３、ＧａＩｎＰよりなるエッチングストップ層（以下、ＥＳ層と記す）５０４、及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰよりなる第２のラッド層５０５を下から順に積層する。
【００１６】
続いて、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、第２のクラッド層５０５の上に、所望の形状にパターニングされたレジスト５０６を形成する。
【００１７】
ここで、活性層５０２は、層内に入射された特定波長を有する光を吸収することにより、ＰＬ発光を誘導放出させる材料を用いて構成されている。
【００１８】
次に、従来のドライエッチング装置における反応室４００（前述した図７参照）内に、複数の半導体層（５０１〜５０５）等が形成された半導体基板５００を搬送し、下部電極４０１の上に、複数の半導体層（５０１〜５０５）等が形成された半導体基板５００を設置する。
【００１９】
続いて、ガス導入口４０４を通じて反応室４００内へ反応性ガスを供給し、高周波電源４０３を用いて反応室４００内に高周波電力を供給する。これにより、反応室４００内において、反応性ガスよりなるプラズマを発生させると共に第２のクラッド層５０５に対して該プラズマを用いたドライエッチングを行う。
【００２０】
このようにして、第２のクラッド層５０５におけるレジスト５０６が存在していない部分のドライエッチングが開始される。
【００２１】
ドライエッチングの開始に伴って、所定のプラズマ、具体的には、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光が観測され始める。
【００２２】
このため、図９に示すように、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光の強度は、ドライエッチングの開始に伴って徐々に増大する。
【００２３】
次に、図８(b) に示すように、第２のクラッド層５０５におけるドライエッチングが進行するに従い、第２のクラッド層５０５におけるレジスト５０６が存在していない部分が選択的に除去され始める。
【００２４】
このように、第２のクラッド層５０５に対してドライエッチングが施される状態は、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光が安定して観測されるので、図９に示すように、エッチング時間ｔ１からエッチング時間ｔ３の間では、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光はほぼ一定の強度を示す。
【００２５】
次に、図８(c) に示すように、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層５０５におけるレジスト５０６が存在していない部分のうち一部が完全に除去されて、ＥＳ層５０４の一部が露出された露出部５０４ａが形成される。
【００２６】
このため、図９に示すように、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光の強度は、ドライエッチングの更なる進行に伴って徐々に低下する。
【００２７】
更に、ドライエッチングの更なる進行に伴って、図９に示すように、エッチング時間ｔ４において、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光の強度は低下することなく、ほぼ一定の強度を示す。
【００２８】
このように、従来のドライエッチング装置では、図９に示すように、第２のクラッド層５０５からのプラズマ発光の強度が低下した後に一定の強度を示す時点、すなわち、エッチング時間ｔ４を第２のクラッド層５０５におけるドライエッチングの終点とし、反応室４００内から半導体基板５００を搬出する。
【００２９】
ここで、反応室４００内から半導体基板５００を搬出することなく、更に引き続いて、第２のクラッド層５０５におけるドライエッチングを行う場合、図８(d) に示すように、第２のクラッド層５０５におけるレジスト５０６が存在していない部分が完全に除去されて、所望の形状を有するリッジパターン５０５ａを形成することはできる。
【００３０】
しかしながら、図８(d) に示すように、ＥＳ層５０４及び第１のクラッド層５０３に掘れ部５０７が形成されてしまう。
【００３１】
以上のように、従来のドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、該装置に具備されたプラズマ発光検出装置４０６を用いて、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、第２のクラッド層５０５に由来するプラズマからのプラズマ発光の強度を検出する。これにより、第２のクラッド層５０５におけるドライエッチングの終点を検出する。
【００３２】
しかしながら、従来のドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、以下に示す問題がある。
【００３３】
所望の形状を有するリッジパターン５０５ａの形成を行うために、第２のクラッド層５０５に対してドライエッチングを引き続き行う場合、図８(d) に示すように、ＥＳ層５０４及び第１のクラッド層５０３に掘れ部５０７が形成される。これにより、第１のクラッド層５０３が有する屈折率の数値が、予め設定された屈折率の数値よりも大きくなる。
【００３４】
このため、従来のドライエッチング装置を用いた半導体レーザの製造方法では、半導体レーザーの歩留まりが低下するだけでなく、所望のレーザー特性を有する半導体レーザーを実現することができない。
【００３５】
また、ドライエッチングの際に、反応室４００内に付着したドライエッチング反応の生成物によって、反応室４００内における圧力等が変動するので、プラズマ発光の揺らぎが引き起こされる。
【００３６】
このため、従来のドライエッチング装置を用いた半導体レーザの製造方法では、第２のクラッド層５０５におけるドライエッチングの終点を再現良く検出することができない。
【００３７】
特に、ドライエッチングの終点として、エッチング時間ｔ４ではなくエッチング時間ｔ３を検出する場合、反応室４００内の圧力変動等により、プラズマ発光の強度が変動する時点、すなわち、プラズマ発光の揺らぎが生じる時点を誤ってエッチング終点として検出する可能性があるため、所望の形状を有するリッジパターンを形成することができない。
【００３８】
これらの問題を解決するために、赤色半導体レーザーの製造方法では、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、リッジパターンの形成方法が提案されている（例えば、非特許文献１及び特許文献１参照）。
【００３９】
以下に、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、半導体レーザーの製造方法、具体的には、リッジパターンの形成方法について、図１０(a) 〜(c) 及び前述した図７を参照しながら説明する。
【００４０】
図１０(a) 〜(c) は、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【００４１】
図１０(a) 〜(c) において、前述した半導体レーザーと同一の構成要素については同一の符号を付す。したがって、以下の説明では、前述した半導体レーザーと同様の説明は繰り返し行わない。
【００４２】
まず、図１０(a) に示すように、前述した図８(a) に示される工程と同様に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、半導体基板５００の上に、複数の半導体層（５０１〜５０５）を形成すると共に、第２のクラッド層５０５の上に、所望の形状にパターニングされたレジスト５０６を形成する。
【００４３】
ここで、活性層５０２及びＥＳ層５０４は、層内に入射された特定波長を有する光を吸収することにより、ＰＬ発光を誘導放出させる材料を用いて構成されている。
【００４４】
次に、図１０(b) に示すように、従来のドライエッチング装置（前述した図７参照）を用いて、第２のクラッド層５０５に対してドライエッチングを行って、第２のクラッド層５０５におけるレジスト５０６が存在する部分の表面から所定の深さｄまで、第２のクラッド層５０５におけるレジスト５０６が存在していない部分を選択的に除去することにより、第２のクラッド層５０５ｂを形成する。
【００４５】
次に、図１０(c) に示すように、第２のクラッド層５０５ｂに対して、酒石酸及び過酸化水素水よりなる薬液を用いたウェットエッチングを行う。
【００４６】
これにより、ドライエッチング後の第２のクラッド層５０５ｂにおける残余部分が完全に除去されてＥＳ層５０４の一部が露出されると共に、ＥＳ層５０４の上にリッジパターン５０５ｃが形成される。
【００４７】
このように、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、半導体レーザーの製造方法では、図１０(c) に示すように、第２のクラッド層５０５ｂにおける残余部分が完全に除去された状態をウェットエッチングの終点とする。
【００４８】
例えば、ウェットエッチングの終点を検出する方法として、ＥＳ層５０４からのＰＬ発光を利用する方法が挙げられる（例えば、特許文献２、特許文献３及び実用新案文献１参照）。
【００４９】
この方法では、ウェットエッチングの際に、ウェットエッチング装置（図示せず）に具備された外部光源を用いて、ＥＳ層５０４に対して特定波長を有する光が照射される。ＥＳ層５０４内に照射された光がＥＳ層５０４内に吸収されることにより、ＥＳ層５０４からＰＬ発光が誘導放出されるので、ＥＳ層５０４からのＰＬ発光が観測される。
【００５０】
このように、ＥＳ層５０４からのＰＬ発光を利用することにより、ウェットエッチングの終点が検出される。
【００５１】
以上のように、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、半導体レーザーの製造方法では、ウェットエッチングの際に、適当な薬液を選択することができるので、ＥＳ層５０４に対して第２のクラッド層５０５ｂの選択比を１００以上にすることが可能である。
【００５２】
このため、第１のクラッド層５０３に対してウェットエッチングが施されることがないので、前述したように、ＥＳ層５０４及び第１のクラッド層５０３に掘れ部５０７（前述した図８(d) ５０７参照）が形成されることはない。
【００５３】
また、ウェットエッチングの終点を検出する方法として、ＥＳ層５０４からのＰＬ発光を利用する場合、ＥＳ層５０４からのＰＬ発光は、プラズマ発光と比較して反応室４００内の圧力変動等の影響を受け難い。
【００５４】
このため、ウェットエッチングの際に、ＥＳ層５０４からのＰＬ発光が大きく変動することがないので、第２のクラッド層５０５におけるウェットエッチングの終点を再現良く検出することができる。
【非特許文献１】Hiroyama  et al., "High-power 200mW 660nm AlGaInP Laser Diodes with Low Operating Current", Japanese  Journal of Applied Physics, vol.43, No.4B, pp.1951-1955 (2004).
【特許文献１】特開２００３−６９１５４号公報
【特許文献２】特開平６−１３４４６号公報
【特許文献３】特開平１０−２３３３８４号公報
【実用新案文献１】
【００５５】
公開実用新案公報  平３−１１０８３６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５６】
しかしながら、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、半導体レーザーの製造方法では、以下に示す問題がある。
【００５７】
一般的に、ウェットエッチングは等方性エッチングであり、図１０(c) に示すように、ウェットエッチング法を用いて形成されたリッジパターン５０５ｃはサイドエッチングされた形状を有する。
【００５８】
また、赤色半導体レーザーでは、第２のクラッド層５０５の材料としてＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いており、第２のクラッド層５０５ｂにおけるウェットエッチングの際に、安定面である（１１１）面が露出されたリッジパターン５０５ｃが形成される。一方、ＧａＡｓよりなる半導体基板５００として、（１００）面に対して１０°ｏｆｆ基板を用いている。
【００５９】
このため、図１０(c) に示すように、ウェットエッチング法を用いて形成されたリッジパターン５０５ｃは、左右非対称な形状を有する。
【００６０】
このように、ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、リッジパターンの形成方法では、垂直性且つ対称性に優れた形状を有するリッジパターンを備えた半導体レーザーを実現することができない。
【００６１】
以上のように、半導体レーザーの製造方法、具体的には、リッジパターンの形成方法として、ウェットエッチング法を用いる限り、垂直性且つ対称性に優れた形状を有するリッジパターンを備えた半導体レーザーを実現することができないので、高出力動作が可能な半導体レーザーを提供することは困難である。
【００６２】
前記に鑑み、本発明の目的は、ドライエッチングにおける終点を精度良く且つ再現良く検出することができるドライエッチング装置及び該装置を用いたドライエッチング方法を提供することにより、ウェットエッチング法を用いることなくドライエッチング法のみを用いて、垂直性且つ対称性に優れた形状を有するリッジパターンを備えた半導体レーザーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００６３】
前記の課題を解決するために、本発明に係るドライエッチング装置は、反応性ガスが導入された反応室内に高周波電力を供給することによって生じる、反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、反応室内に設置された被処理基板を加工するドライエッチング装置であって、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度を検出するフォトルミネセンス光検出装置を備えることを特徴とする。
【００６４】
本発明に係るドライエッチング装置によると、フォトルミネセンス光検出装置を用いて、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度を検出することができる。
【００６５】
これにより、被処理基板におけるドライエッチングの進行状況を正確に観測することができるので、ドライエッチングの終点を精度良く検出することができる。
【００６６】
また、本発明に係るドライエッチング装置によると、ドライエッチングの終点を検出する方法として、被処理基板からのフォトルミネセンス光を利用する。
【００６７】
このため、ドライエッチングの際に、反応室内に付着したドライエッチング反応の生成物によって、反応室内における圧力等が変動することにより、プラズマ発光の揺らぎ等が引き起こされることはあっても、被処理基板からのフォトルミネセンス光はプラズマ発光の揺らぎ等の影響を受け難いので、ドライエッチングの終点を再現良く検出することができる。
【００６８】
本発明に係るドライエッチング装置において、フォトルミネセンス光検出装置は、被処理基板を俯瞰するような位置に設置されていることが好ましい。
【００６９】
このようにすると、フォトルミネセンス光検出装置を用いて、被処理基板全体からのフォトルミネセンス光を観測することができる。このため、被処理基板におけるドライエッチングの進行状況を正確に観測することができるので、ドライエッチングの終点を精度良く検出することができる。
【００７０】
本発明に係るドライエッチング装置において、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、プラズマからのプラズマ発光の強度を検出するプラズマ発光検出装置を更に備えることが好ましい。
【００７１】
このようにすると、プラズマ発光検出装置を用いて、ドライエッチングの際に、反応室内における圧力等が変動することにより、プラズマ発光の強度が変動する様子、すなわち、プラズマ発光の揺らぎを観測することができる。
【００７２】
これにより、所定のプラズマ発光、具体的には、被処理基板からのフォトルミネセンス光を誘導放出させるプラズマ発光の揺らぎに対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度が変動する様子を検出することができる。
【００７３】
このため、被処理基板におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に観測することができるので、ドライエッチングの終点をより一層精度良く検出することができる。
【００７４】
本発明に係るドライエッチング方法は、反応性ガスが導入された反応室内に高周波電力を供給することによって生じる、反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、反応室内に設置された被処理基板を加工するドライエッチング方法であって、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度に基づいて、ドライエッチングを行うことを特徴とする。
【００７５】
本発明に係るドライエッチング方法によると、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【００７６】
これにより、被処理基板におけるドライエッチングの進行状況を正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるので、被処理基板に対してドライエッチングを過剰に行うことなく、ドライエッチングを良好に終了することができる。
【００７７】
また、本発明に係るドライエッチング方法によると、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度に基づいてドライエッチングを行う。
【００７８】
このため、ドライエッチングの際に、反応室内に付着したドライエッチング反応の生成物によって、反応室内における圧力等が変動することにより、プラズマ発光の揺らぎ等が引き起こされることはあっても、被処理基板からのフォトルミネセンス光はプラズマ発光の揺らぎ等の影響を受け難いので、被処理基板におけるドライエッチングの進行状況を正確に把握することができる。
【００７９】
本発明に係るドライエッチング方法において、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、プラズマからのプラズマ発光の強度に更に基づいて、ドライエッチングを行うことが好ましい。
【００８０】
このようにすると、ドライエッチングの際に、所定のプラズマ発光、具体的には、被処理基板からのフォトルミネセンス光を誘導放出させるプラズマ発光の強度に更に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【００８１】
このため、被処理基板におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるので、被処理基板に対してドライエッチングを過剰に行うことなく、ドライエッチングをより一層良好に終了することができる。
【００８２】
本発明に係るドライエッチング方法において、反応性ガスは、塩素系ガスと希ガスとの混合ガスよりなるエッチングガスを含み、塩素系ガスは、Ｃｌ2 よりなるガス、ＳｉＣｌ4 よりなるガス、及びＢＣｌ3 よりなるガスのうち少なくとも１種類以上のガスを含み、希ガスは、Ａｒよりなるガス、Ｈｅよりなるガス、及びＸｅよりなるガスのうち少なくとも１種類以上のガスを含むことが好ましい。
【００８３】
また、本発明に係るドライエッチング方法において、反応性ガスは、フォトルミネセンス光を誘導放出させるプラズマ発光を有する添加ガスを更に含むことが好ましい。
【００８４】
これにより、プラズマ発光によって被処理基板から誘導放出されるフォトルミネセンス光の強度に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【００８５】
本発明に係るドライエッチング方法において、添加ガスは、Ｎ2 よりなるガス、ＣＯよりなるガス、Ｏ2 よりなるガス、Ｈ2 よりなるガス、Ｈ2 Ｏよりなるガス、及びＮＨ3 よりなるガスのうち少なくとも１種類以上のガスを含むことが好ましい。
【００８６】
これにより、添加ガスに由来するプラズマ（ラジカル又はイオン）からのプラズマ発光によって、被処理基板からフォトルミネセンス光を誘導放出させることができる。
【００８７】
本発明に係る半導体レーザーの製造方法は、半導体基板の上に、第１導電型のクラッド層、活性層、第２導電型の第１のクラッド層、エッチングストップ層、第２導電型の第２のクラッド層が下から順に積層されてなる半導体レーザーの製造方法であって、反応性ガスよりなるプラズマを用いたドライエッチングにより、第２のクラッド層にリッジパターンを形成する工程を含み、ドライエッチングは、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、エッチングストップ層から誘導放出されるフォトルミネセンス光の強度に基づいて行われることを特徴とする。
【００８８】
本発明に係る半導体レーザーの製造方法によると、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光の強度に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【００８９】
このため、リッジパターンの形成の際に、第２のクラッド層におけるドライエッチングの進行状況を正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるため、従来のように、エッチングストップ層及び第１のクラッド層に掘れ部が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上を図ることができる。
【００９０】
更には、本発明に係る半導体レーザーの製造方法によると、ウェットエッチング法を用いることなくドライエッチング法のみを用いて、リッジパターンの形成を行うことができる。
【００９１】
このため、対称性及び垂直性に優れた形状を有するリッジパターンを備えた半導体レーザーを実現することができるので、高出力動作が可能な半導体レーザーを提供することができる。
【００９２】
また、本発明に係る半導体レーザーの製造方法によると、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光の強度に基づいてドライエッチングを行う。
【００９３】
このため、ドライエッチングの際に、反応室内に付着したドライエッチング反応の生成物によって、反応室内における圧力等が変動することにより、プラズマ発光の揺らぎ等が引き起こされることはあっても、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光はプラズマ発光の揺らぎ等の影響を受け難いので、第２のクラッド層におけるドライエッチングの進行状況を正確に把握することができる。
【００９４】
本発明に係る半導体レーザーの製造方法において、ドライエッチングは、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、反応性ガスよりなるプラズマからのプラズマ発光の強度に更に基づいて行われることが好ましい。
【００９５】
このようにすると、リッジパターンの形成の際に、所定のプラズマ発光、具体的には、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光を誘導放出させるプラズマ発光の強度に更に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【００９６】
このため、リッジパターンの形成の際に、第２のクラッド層におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるため、従来のように、エッチングストップ層及び第１のクラッド層に掘れ部が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【００９７】
本発明に係る半導体レーザーの製造方法において、クラッド層、第１のクラッド層及び第２のクラッド層は、ＡｌＧａＩｎＰよりなり、且つ活性層及びエッチングストップ層は、ＧａＩｎＰを含むことが好ましい。
【００９８】
また、本発明に係る半導体レーザーの製造方法において、ドライエッチングは、フォトルミネセンス光の強度に基づいて、ドライエッチングの条件が調整され、調整された条件の下で引き続き行われることが好ましい。
【００９９】
このようにすると、リッジパターンの形成の際に、第２のクラッド層におけるドライエッチングの進行状況に応じたドライエッチングを行うことができる。
【０１００】
例えば、エッチングストップ層が完全に露出する直前に、ドライエッチングの条件（具体的には、エッチングガスの流量等）を調整することにより、エッチングストップ層に対して第２のクラッド層の選択比が高いドライエッチングの条件へ変更する。
【０１０１】
これにより、リッジパターンの形成の際に、エッチングストップ層が完全に露出する直前から、第２のクラッド層に対して選択的にドライエッチングを行うことができるため、従来のように、エッチングストップ層及び第１クラッド層に掘れ部が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【０１０２】
本発明に係る半導体レーザーの製造方法において、エッチングストップ層を構成する材料の組成比を調整することが好ましい。
【０１０３】
このようにすると、エッチングストップ層が有するバンドギャップを調整することができるので、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光が所望の波長領域に発光ピークを示すように制御することができる。
【０１０４】
これにより、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光が示す発光ピークの波長（λｍａｘ）に対応して、添加ガスを適宜選択することができるので、添加ガスの選択肢を拡げることができる。
【０１０５】
また、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光が示す発光ピークの波長と、活性層からのフォトルミネセンス光が示す発光ピークの波長との差異を図ることができるので、両者の干渉を小さくすることができる。
【０１０６】
このため、リッジパターンの形成の際に、第２のクラッド層におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるため、従来のように、エッチングストップ層及び第１のクラッド層に掘れ部が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【発明の効果】
【０１０７】
本発明に係るドライエッチング装置では、フォトルミネセンス光検出装置を用いて、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光の強度を検出することができるので、ドライエッチングの終点を精度良く検出することができる。
【０１０８】
特に、本発明に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、リッジパターンの形成の際に、該装置に具備されたフォトルミネセンス光検出装置を用いて、第２のクラッド層におけるドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、エッチングストップ層からのフォトルミネセンス光の強度を検出することができる。
【０１０９】
このため、本発明に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、第２のクラッド層におけるドライエッチングの終点を精度良く検出することができるため、従来のように、エッチングストップ層及び第１のクラッド層に掘れ部が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上を図ることができる。
【０１１０】
更には、本発明に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ウェットエッチング法を用いることなくドライエッチング法のみを用いて、リッジパターンを形成することができる。
【０１１１】
このため、垂直性及び対象性が優れた形状を有するリッジパターンを備えた半導体レーザーを実現することができるので、高出力動作が可能な半導体レーザーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１２】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１１３】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置について、図１を参照しながら説明する。
【０１１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置の構成を示す断面図である。
【０１１５】
図１に示すように、反応室１００の底部には、下部電極１０１が設けられており、下部電極１０１の上には、被処理基板（図示せず）が載置される。一方、反応室１００の天井部には、プラズマを発生させるための空間を挟んで下部電極１０１と対向するようにして上部電極１０２が設けられている。
【０１１６】
反応室１００には、高周波電源１０３が設けられており、高周波電源１０３を用いて、例えば、１３．５６ＭＨｚの電力を下部電極１０１に対して印加する。また、反応室１００には、反応室１００内に反応性ガスを導入するためのガス導入口１０４と、反応室１００内から反応性ガスを排出するためのガス排気口１０５とが設けられている。
【０１１７】
更に、反応室１００には、ＰＬ発光検出装置１０６とプラズマ発光検出装置１０７とが設けられている。
【０１１８】
ＰＬ発光検出装置１０６は、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、被処理基板からのフォトルミネセンス光（以下、ＰＬ光と記す）の強度を検出する。
【０１１９】
一方、プラズマ発光検出装置１０７は、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、所定のプラズマからのプラズマ発光の強度を検出する。
【０１２０】
尚、プラズマ発光検出装置１０７を用いて検出されるプラズマ発光は、被処理基板からＰＬ発光を誘導放出させるプラズマ発光であり、具体的には、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ導入された反応性ガスよりなるプラズマ、又はドライエッチング反応の生成物よりなるプラズマからのプラズマ発光に相当する。
【０１２１】
以下に、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置を用いたドライエッチング方法、具体的には、半導体レーザーの製造方法について、図２(a) 〜(c) 、図３及び前述した図１を参照しながら説明する。
【０１２２】
図２(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【０１２３】
また、図３は、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応する、被処理基板からのＰＬ発光の強度を示す図である。
【０１２４】
まず、図２(a) に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型の基板２００の上に、ｎ型のクラッド層２０１、活性層２０２、ｐ型の第１のクラッド層２０３、エッチングストップ層（以下、ＥＳ層と記す）２０４、及びｐ型の第２のクラッド層２０５を下から順に積層する。
【０１２５】
続いて、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、第２のクラッド層２０５の上に、所望の形状にパターニングされたレジスト２０６を形成する。
【０１２６】
ここで、活性層２０２及びＥＳ層２０４は、層内に入射された特定波長を有する光を吸収することにより、ＰＬ発光を誘導放出させる材料を用いて構成されている。
【０１２７】
これにより、所定のプラズマからのプラズマ発光（すなわち、特定波長を有する光）によって、ＥＳ層２０４からＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０１２８】
次に、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置における反応室１００（前述した図１参照）内に、複数の半導体層（２０１〜２０５）等が形成された半導体基板２００を搬送し、下部電極１０１の上に、複数の半導体層（２０１〜２０５）等が形成された半導体基板２００を設置する。
【０１２９】
続いて、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ反応性ガスを供給し、高周波電源１０３を用いて反応室１００内に高周波電力を供給する。これにより、反応室１００内において、反応性ガスよりなるプラズマを発生させると共に第２のクラッド層２０５に対して該プラズマを用いたドライエッチングを行う。
【０１３０】
このようにして、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分のドライエッチングが開始される。
【０１３１】
ドライエッチングの開始に伴って、所定のプラズマからのプラズマ発光が第２のクラッド層２０５内に入射され始める。
【０１３２】
ここで、物質内に入射された光のうち、物質内に吸収されることなく透過する光の割合は、物質の厚みに比例することが一般的に知られている。
【０１３３】
このため、ドライエッチングの初期段階では、所定のプラズマからのプラズマ発光は、第２のクラッド層２０５内に完全に吸収される。このため、所定のプラズマからのプラズマ発光は、ＥＳ層２０４内へ到達することがないので、該プラズマ発光によってＥＳ層２０４からのＰＬ発光が誘導放出されることはない。
【０１３４】
したがって、ドライエッチングの初期段階におけるＰＬ発光検出装置１０６では、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が観測されることはない。
【０１３５】
次に、図２(b) に示すように、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングが進行するに従い、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分が選択的に除去され始める。
【０１３６】
前述したように、物質内に入射された光のうち、物質内に吸収されることなく透過する光の割合は、物質の厚みに比例することが一般的に知られている。
【０１３７】
このため、ドライエッチングの進行に伴って、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分の膜厚が減少するので、所定のプラズマからのプラズマ発光のうち一部は、第２のクラッド層２０５内に完全に吸収されることなく、第２のクラッド層２０５内を透過してＥＳ層２０４内へ到達する。このため、所定のプラズマからのプラズマ発光によって、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が誘導放出され始める。
【０１３８】
したがって、ドライエッチングの進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６では、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が観測され始める。
【０１３９】
また、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分の膜厚がより一層減少するので、所定のプラズマからのプラズマ発光のうち、第２のクラッド層２０５内に吸収されることなく、第２のクラッド層２０５内を透過してＥＳ層２０４内へ到達するプラズマ発光の割合が増加する。
【０１４０】
したがって、ドライエッチングの更なる進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６では、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が徐々に増大され始める。
【０１４１】
このように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度は、図３に示すように、ドライエッチングの進行に伴って徐々に増大し、領域ａにおける状態から領域ｂにおける状態へ変化する。
【０１４２】
次に、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分のうち一部が完全に除去されて、ＥＳ層２０４が露出され始める。
【０１４３】
このため、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分の膜厚がより一層減少すると共にＥＳ層２０４の一部が露出され始めるので、所定のプラズマからのプラズマ発光のうち一部は、第２のクラッド層２０５を介在することなく、ＥＳ層２０４内へ直接入射される。
【０１４４】
したがって、ドライエッチングの更なる進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６では、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が急激に増大する。
【０１４５】
次に、図２(c) に示すように、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５におけるレジスト２０６が存在していない部分が完全に除去される。これにより、ＥＳ層２０４におけるレジスト２０６が存在していない部分が完全に露出されると共に、ＥＳ層２０４の上に所望の形状を有するリッジパターン２０５ａを形成することができる。
【０１４６】
このため、図２(c) に示されるエッチング状態では、所定のプラズマからのプラズマ発光は全て、第２のクラッド層２０５を介在することなく、ＥＳ層２０４内へ直接入射される。
【０１４７】
したがって、ドライエッチングの更なる進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６では、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光はほぼ一定の強度を示す。
【０１４８】
このように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度は、図３に示すように、ドライエッチングの更なる進行に伴って、急激に増大した後に一定の強度を示し、領域ｂにおける状態から領域ｃにおける状態へ変化する。
【０１４９】
本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が増大した後に一定の強度を示す時点をドライエッチングの終点とする。
【０１５０】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置では、該装置に具備されたＰＬ発光検出装置１０６を用いて、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度を検出する。
【０１５１】
これにより、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況を正確に観測することができるので、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの終点を精度良く検出することができる。
【０１５２】
また、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置では、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、従来のように、第２のクラッド層（前述した図９参照）からのプラズマ発光の強度を検出するのではなく、図３に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度を検出する。
【０１５３】
このため、ドライエッチングの際に、反応室１００内に付着したドライエッチング反応の生成物によって、反応室１００内における圧力等が変動することにより、プラズマ発光の揺らぎ等が引き起こされることはあっても、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光はプラズマ発光の揺らぎ等の影響を受け難いので、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの終点を再現良く検出することができる。
【０１５４】
また、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置では、図１に示すように、該装置に具備されたＰＬ発光検出装置１０６が、被処理基板を俯瞰するような位置に設置されている。
【０１５５】
これにより、ＰＬ発光検出装置１０６を用いて、ＥＳ層２０４全体からのＰＬ発光を観測することができる。このため、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況を正確に観測することができるので、ドライエッチングの終点を精度良く検出することができる。
【０１５６】
また、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置を用いたドライエッチング方法、具体的には、半導体レーザーの製造方法では、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、第２のクラッド層２０５からのＰＬ発光の強度に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【０１５７】
これにより、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況を正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるので、第２のクラッド層２０５に対してドライエッチングを過剰に行うことなく、ドライエッチングを良好に終了することができる。
【０１５８】
すなわち、リッジパターン２０５ａの形成の際に、従来のように、ＥＳ層２０４及び第１のクラッド層２０３に掘れ部（前述した図８(d) ５０７参照）が形成されことがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上を図ることができる。
【０１５９】
更には、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ウェットエッチング法を用いることなくドライエッチング法のみを用いて、リッジパターン２０５ａの形成を行うことができる。
【０１６０】
このため、対称性及び垂直性に優れた形状を有するリッジパターン２０５ａを備えた半導体レーザーを実現することができるので、高出力動作が可能な半導体レーザーを提供することができる。
【０１６１】
尚、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置では、図１に示すように、該装置に具備されたＰＬ発光検出装置１０６は、被処理基板の全体を斜め上方から俯瞰するような位置に設置されているが、この位置に限定されることはなく、上部電極１０２、プラズマを発生させるコイル（図示せず）、又はアンテナ（図示せず）の設置箇所等を考慮して、ＰＬ発光検出装置１０６の取り付け位置を適宜選択すればよい。
【０１６２】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いたドライエッチング方法、具体的には、半導体レーザーの製造方法について、図４(a) 〜(d)、図５(a) 〜(c) 、図６及び前述した図１を参照しながら説明する。
【０１６３】
図４(a) 〜(d) 及び図５(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【０１６４】
また、図６は、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応する、被処理基板からのＰＬ発光の強度、及び所定のプラズマからのプラズマ発光の強度を示す図である。
【０１６５】
尚、図６に示される曲線ＰＬは、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度における時間変化を示しており、一方、図６に示される曲線ＯＥＳは、所定のプラズマ（具体的には、Ｎ2ラジカル）からのプラズマ発光の強度における時間変化を示している。
【０１６６】
まず、図４(a) に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、ｎ型ＧａＡｓよりなる基板２００の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰよりなるクラッド層２０１、ＧａＩｎＰ層及びＡｌＧａＩｎＰ層が積層されてなる活性層２０２、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐよりなる第１のクラッド層２０３、ＧａＩｎＰ層よりなるエッチングストップ層（以下、ＥＳ層と記す）２０４、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐよりなる第２のクラッド層２０５、及びｐ型ＧａＡｓよりなるキャップ層３０６を下から順に積層する。
【０１６７】
ここで、活性層２０２及びＥＳ層２０４は、層内に入射された特定波長を有する光を吸収することにより、ＰＬ発光を誘導放出させる材料を用いて構成されている。
【０１６８】
具体的に、ＥＳ層２０４は、波長６６０ｎｍ付近に発光ピークを示すように設計された材料を用いて構成されており、一方、活性層２０２は、波長６５０ｎｍ付近に発光ピークを示すように設計された材料を用いて構成されている。
【０１６９】
次に、図４(b) に示すように、キャップ層３０６の上に、酸化膜３０７を形成した後、リソグラフィー及びエッチング技術を用いて、酸化膜３０７の上に、所望の形状にパターニングされたレジスト２０６を形成する。
【０１７０】
次に、図４(c) に示すように、ドライエッチング技術を用いて、レジスト２０６をマスクとして、酸化膜３０７におけるレジスト２０６が存在していない部分を選択的に除去した後、レジスト２０６を除去する。
【０１７１】
これにより、キャップ層３０６の上に、所望の形状にパターニングされた酸化膜マスク３０７aを形成する。
【０１７２】
次に、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置における反応室１００（前述した図１参照）内に、複数の半導体層（２０１〜２０５及び３０６）等が形成された半導体基板２００（図４(c) 参照）を搬送し、下部電極１０１の上に、複数の半導体層（２０１〜２０５及び３０６）等が形成された半導体基板２００を設置する。
【０１７３】
続いて、反応室１００内の圧力が１Ｐａに制御された状態の下、ＳｉＣｌ4 ガスの流量が１０（ml/min）、Ａｒガスの流量が５０（ml/min）、及びＮ2 ガスの流量が５（ml/min）の下、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ各々のガスを供給する。
【０１７４】
このように、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ供給される反応性ガスは、エッチングガス及び添加ガスを用いて構成されている。
【０１７５】
エッチングガスは、塩素系ガスと希ガスとの混合ガスであり、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置では、塩素系ガスとしてＳｉＣｌ4 ガスを用いており、希ガスとしてＡｒガスを用いている。
【０１７６】
一方、添加ガスは、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光を誘導放出させるプラズマ発光を有するガスであり、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置では、添加ガスとしてＮ2 ガスを用いている。
【０１７７】
続いて、反応室１００内に設置された基板２００の温度を１５０（℃）まで上昇させ、高周波電源１０３を用いて、反応室１００内に５００（Ｗ）の高周波電力を供給する。これにより、反応室１００内に、エッチングガス及び添加ガスよりなる多数のプラズマ種を発生させる。
【０１７８】
ＳｉＣｌ4 ガスよりなるプラズマ種のうち、Ｃｌ* ラジカル又はＣｌ+イオンは、ＧａＡｓよりなるキャップ層３０６及び（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐよりなる第２のクラッド層２０５と反応することにより、塩化物、具体的には、ＡｓＣｌX 、ＡｌＣｌX 、ＧａＣｌX 、ＩｎＣｌX 、ＰＣｌX を生成して脱離する。このようにして、キャップ層３０６及び第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの反応が進行する。
【０１７９】
ここで、ガス導入口１０４を通じて、エッチングガスと共に反応室１００内へ供給される添加ガス（具体的には、Ｎ2 ガス）は、ドライエッチングの反応が進行することを阻害することはない。
【０１８０】
一方、Ｎ2 ガスよりなるプラズマ種のうち、Ｎ2 * ラジカルからのプラズマ発光は、６６０ｎｍ付近に発光ピークを示すので、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０１８１】
このように、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置では、エッチングガスよりなるプラズマを用いてキャップ層３０６及び第２のクラッド層２０５に対してドライエッチングを行うと共に、添加ガスよりなるプラズマを用いてＥＳ層２０４からのＰＬ発光を誘導放出させる。
【０１８２】
ドライエッチングの開始に伴って、所定のプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光が第２のクラッド層２０５内に入射され始める。
【０１８３】
ここで、物質内に入射された光のうち、物質内に吸収されることなく透過する光の割合は、物質の厚みに比例することが一般的に知られている。
【０１８４】
このため、ドライエッチングの初期段階では、Ｎ2 ガスに由来するプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光は、キャップ層３０６及び第２のクラッド層２０５内に完全に吸収される。このため、Ｎ2 ガスに由来するプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光は、ＥＳ層２０４内へ到達することがないので、該プラズマ発光によってＥＳ層２０４からのＰＬ発光が誘導放出されることはない。
【０１８５】
したがって、ドライエッチングの初期段階におけるＰＬ発光検出装置１０６（前述した図１参照）では、図６に示すように、エッチング時間ｔ１において、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が観測されることはない。
【０１８６】
続いて、キャップ層３０６及び第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングが進行するに従い、キャップ層３０６における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分が完全に除去されて、所望の形状にパターニングされたキャップ層３０６ａが形成される。
【０１８７】
次に、図４(d) に示すように、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングが進行するに従い、第２のクラッド層２０５における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分が選択的に除去され始める。
【０１８８】
前述したように、物質内に入射された光のうち、物質内に吸収されることなく透過する光の割合は、物質の厚みに比例することが一般的に知られている。
【０１８９】
このため、ドライエッチングの進行に伴って、第２のクラッド層２０５における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分の膜厚が減少するので、Ｎ2 ガスに由来するプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光のうち一部は、第２のクラッド層２０５内に完全に吸収されることなく、第２のクラッド層２０５内を透過してＥＳ層２０４内へ到達する。このため、Ｎ2 ガスに由来するプラズマからのプラズマ発光によって、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が誘導放出され始める。
【０１９０】
したがって、ドライエッチングの進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６（前述した図１参照）では、図６に示すように、エッチング時間ｔ２において、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が観測され始める。
【０１９１】
次に、図５(a) に示すように、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分のうち一部が完全に除去されて、ＥＳ層２０４の一部が露出された露出部２０４aが形成される。
【０１９２】
このため、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分の膜厚がより一層減少すると共にＥＳ層２０４の一部が露出され始めるので、Ｎ2 ガスに由来するプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光のうち一部は、第２のクラッド層２０５を介在することなく、ＥＳ層４０４内へ直接入射される。
【０１９３】
したがって、ドライエッチングの更なる進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６（前述した図１参照）では、図６に示すように、エッチング時間ｔ３において、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が急激に増大する。
【０１９４】
次に、図５(b) に示すように、ドライエッチングの更なる進行に伴って、第２のクラッド層２０５における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分が完全に除去される。これにより、ＥＳ層２０４における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分が完全に露出されると共に、ＥＳ層２０４の上に所望の形状を有するリッジパターン２０５ａを形成することができる。
【０１９５】
このため、図５(b) に示されるエッチング状態では、Ｎ2 ガスに由来するプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光は全て、第２のクラッド層２０５を介在することなく、ＥＳ層２０４内へ直接入射される。
【０１９６】
したがって、ドライエッチングの更なる進行に伴って、ＰＬ発光検出装置１０６（前述した図１を参照）では、図６に示すように、エッチング時間ｔ４において、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光はほぼ一定の強度を示す。
【０１９７】
このように、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、図６に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が増大した後に一定の強度を示す時点、すなわち、エッチング時間ｔ４をドライエッチングの終点とする。
【０１９８】
ＥＳ層２０４からのＰＬ発光は、波長６６０ｎｍ付近に発光ピークを示し、ＰＬ発光検出装置１０６（前述した図１参照）を用いて、図６に示すように、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、波長が６６０ｎｍにおけるＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が検出される（曲線ＰＬ参照）。
【０１９９】
一方、Ｎ2 * ラジカルからのプラズマ発光は、波長６５４ｎｍ付近に発光ピークを示し、プラズマ発光検出装置１０７（前述した図１参照）を用いて、図６に示すように、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、波長が６５４ｎｍにおけるＮ2 * ラジカルからのプラズマ発光の強度が検出される（曲線ＯＥＳ参照）。
【０２００】
次に、図５(c) に示すように、ＥＳ層２０４の上に、リッジパターン２０５ａを覆うように、電流ブロック層３０８を形成した後、酸化膜マスク３０７ａを除去することにより、キャップ層３０６ａが露出された電流注入領域（図示せず）を形成する。続いて、キャップ層３０６ａ（すなわち、電流注入領域）の上に、ｐ電極３０９を形成する。
【０２０１】
続いて、クラッド層２０１の上にｎ電極（図示せず）を形成することにより、電流狭窄構造を有する半導体レーザーを形成する。
【０２０２】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置では、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、該装置に具備されたＰＬ発光検出装置１０６を用いてＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度を検出するだけでなく、プラズマ発光検出装置１０７を用いて所定のプラズマからのプラズマ発光の強度を検出する。
【０２０３】
これにより、プラズマ発光検出装置１０７を用いて、ドライエッチングの際に、反応室１００内における圧力等が変動することにより、Ｎ2 ガスに由来するプラズマ（Ｎ2 * ラジカル）からのプラズマ発光の強度が変動する様子、すなわち、プラズマ発光の揺らぎを観測することができる。
【０２０４】
このため、Ｎ2 * ラジカルからのプラズマ発光、すなわち、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光を誘導放出させるプラズマ発光の揺らぎに対応して、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度が変動する様子を検出することができる。
【０２０５】
これにより、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に観測することができるので、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの終点をより一層精度良く検出することができる。
【０２０６】
また、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置では、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、従来のように、第２のクラッド層（前述した図９参照）からのプラズマ発光の強度を検出するのではなく、図６に示すように、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度を検出する。
【０２０７】
このため、ドライエッチングの際に、反応室１００内に付着したドライエッチング反応の生成物によって、反応室１００内における圧力等が変動することにより、プラズマ発光の揺らぎ等が引き起こされることはあっても、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光はプラズマ発光の揺らぎ等の影響を受け難いので、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの終点を再現良く検出することができる。
【０２０８】
また、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いたドライエッチング方法、具体的には、半導体レーザーの製造方法では、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、第２のクラッド層２０５からのＰＬ発光の強度だけでなく、Ｎ2 * ラジカルからのプラズマ発光、すなわち、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光を誘導放出させるプラズマ発光の強度に更に基づいて、ドライエッチングを行うことができる。
【０２０９】
例えば、ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応して、Ｎ2 * ラジカルからのプラズマ発光が示す強度を用いて、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度を規格化する。これにより、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度における時間変化についてのＳＮ比の向上を図ることができる。
【０２１０】
このように、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるので、第２のクラッド層２０５に対してドライエッチングを過剰に行うことなく、ドライエッチングをより一層良好に終了することができる。
【０２１１】
すなわち、リッジパターン２０５ａの形成の際に、従来のように、ＥＳ層２０４及び第１のクラッド層２０３に掘れ部（前述した図８(d) ５０７参照）が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【０２１２】
更には、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ウェットエッチング法を用いることなくドライエッチング法のみを用いて、リッジパターン２０５ａの形成を行うことができる。
【０２１３】
このため、対称性及び垂直性に優れた形状を有するリッジパターン２０５ａを備えた半導体レーザーを実現することができるので、高出力動作が可能な半導体レーザーを提供することができる。
【０２１４】
尚、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ供給される添加ガスとしてＮ2 ガスを用いたが、添加ガスはＮ2 ガスに限定されることはなく、ＧａＩｎＰよりなるＥＳ層２０４からのＰＬ発光（λｍａｘ＝６６０ｎｍ)付近に発光ピークを示すプラズマ（イオン又はラジカル）を発生させるガスであれば適宜選択して用いることができる。
【０２１５】
以下に、波長６６０ｎｍ付近に発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長について、[表１]を参照しながら説明する。
【０２１６】
【表１】
2006222373.tif 000003
【０２１７】
[表１]に示すように、添加ガスとしてＮ2 ガス、ＣＯガス、Ｈ2 Ｏガス、Ｈ2 ガス、及びＮＨ3 ガスを用いた場合、これらの添加ガスよりなるプラズマ種（ラジカル又はイオン）からのプラズマ発光は、波長６６０ｎｍ付近に強度の強い発光ピークを示す。
【０２１８】
このため、これらのガスのうち少なくとも１種類以上のガスを添加ガスとして選択し、エッチングガスと共にガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ供給することにより、ドライエッチングの際に、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０２１９】
尚、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いたドライエッチング方法では、図６に示されるエッチング時間ｔ４、すなわち、ＥＳ層２０４における酸化膜マスク３０７ａが存在していない部分が完全に露出された時点をドライエッチングの終点とし、ドライエッチングの条件を変更することなくドライエッチングを行ったが、本発明に係るドライエッチング方法はこれに限定されることはなく、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光の強度に基づいて、ドライエッチングの条件を調整し、調整された条件の下、引き続きドライエッチングを行っても良い。
【０２２０】
例えば、ＥＳ層２０４が完全に露出する直前、すなわち、図６に示されるエッチング時間ｔ３の直前に、ドライエッチングの条件（例えば、エッチングガスの流量等）を調整する。
【０２２１】
具体的には、前述した図４(c) に示される工程の後、反応室１００内における圧力が１Ｐａに制御された状態の下、ＳｉＣｌ4 ガスの流量を１０（ml/min）に保ち、Ａｒガスの流量を５０（ml/min）に保ち、及びＮ2 ガスの流量を１０（ml/min）に調整し、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ各々のガスを供給する。
【０２２２】
続いて、反応室１００内に設置された基板２００の温度を１５０（℃）に保ち、高周波電源１０３を用いて、反応室１００内に供給される高周波電力を２００（Ｗ）に調整する。
【０２２３】
このように、ドライエッチングの条件を調整することにより、ＥＳ層２０４に対して第２のクラッド層２０５の選択比が高いドライエッチングの条件へ変更することができる。
【０２２４】
このため、リッジパターン２０５ａの形成の際に、ＥＳ層２０４が完全に露出する直前から、第２のクラッド層２０５に対して選択的にドライエッチングを行うことができるため、従来のように、ＥＳ層２０４及び第１クラッド層２０３に掘れ部（前述した図８(d) 参照）が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【０２２５】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法について説明する。
【０２２６】
前述した本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層２０４から発生するＰＬ発光が波長６６０ｎｍ付近に発光ピークを示す場合を例に挙げて説明した。
【０２２７】
しかしながら、本発明に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層からのＰＬ発光が波長６６０ｎｍ付近に発光ピークを示す場合に限定されることはない。
【０２２８】
本発明に係るドライエッチング装置では、ＥＳ層から発生するＰＬ発光が示す発光ピークの波長（λｍａｘ）に対応して、ガス導入口を通じて反応室内へ供給される添加ガスを適宜選択して用いることにより、前述した本発明の第１及び第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法と同様の効果を得ることができる。
【０２２９】
以下に、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法について、前述した本発明の第１及び第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法と同様に、ＥＳ層を構成する材料がＧａＩｎＰである場合を例に挙げて説明する。
【０２３０】
例えば、ＧａＩｎＰよりなるＥＳ層において、Ｇａの混晶比が大きくなるようにＧａとＩｎとの組成比を調整する。これにより、ＥＳ層におけるバンドギャップの増大を図ることができるので、ＥＳ層からのＰＬ発光が示す発光ピークは短波長（〜６３０ｎｍ）側へシフトする。
【０２３１】
一方、例えば、ＧａＩｎＰよりなるＥＳ層において、Ｇａの混晶比が小さくなるようにＧａとＩｎとの組成比を調整する。これにより、ＥＳ層におけるバンドギャップの減少を図ることができるので、ＥＳ層からのＰＬ発光が示す発光ピークは長波長（〜６８０ｎｍ）側へシフトする。
【０２３２】
このように、ＥＳ層を構成する材料（ＧａＩｎＰ）におけるＧａとＩｎとの組成比を調整することにより、ＥＳ層が有するバンドギャップを調整することができるので、ＥＳ層からのＰＬ発光が６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域に発光ピークを示すように制御することができる。
【０２３３】
以下に、６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域に、発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長について、[表２]を参照しながら説明する。
【０２３４】
[表２]は、６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域に、発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長について示す表である。
【０２３５】
【表２】
2006222373.tif 000004
【０２３６】
[表２]に示すように、Ｎ2 ガス、Ｏ2 ガス、ＣＯガス、Ｈ2 Ｏガス、ＮＨ3 ガス、Ｈ2 ガス、及びＮＯ3 ガスに由来するプラズマ種（ラジカル又はイオン）からのプラズマ発光は、６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長領域に強度の強い発光ピークを示す。
【０２３７】
このため、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置では、これらのガスのうち少なくとも１種類以上のガスを添加ガスとして選択し、エッチングガスと共にガス導入口を通じて反応室内へ供給する。
【０２３８】
これにより、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ドライエッチングの際に、添加ガスに由来するプラズマからのプラズマ発光によって、ＥＳ層からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０２３９】
このように、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層からのＰＬ発光が示す発光ピークの波長（λｍａｘ＝６３０ｎｍ〜６８０ｎｍ）に対応して、添加ガスを適宜選択することができるので、前述した[表１]と比較して添加ガスの選択肢を拡げることができる。
【０２４０】
以下に、ＥＳ層から発生するＰＬ発光が波長６３０ｎｍ付近に発光ピークを示す場合を例に挙げて、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法について、前述した図４(a) 〜(d) 、前述した図５(a) 〜(c) 、及び前述した図１を参照しながら説明する。
【０２４１】
まず、前述した図４(a) に示される工程と同様に、ＭＯＣＶＤ法を用いて、半導体基板２００の上に、複数の半導体層（２０１〜２０５及び３０６）を下から順に積層する。
【０２４２】
ここで、ＭＯＣＶＤ法を用いて形成されるＧａＩｎＰよりなるＥＳ層２０４は、Ｇａの混晶比が０．５に調整されることにより、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が波長６３０ｎｍ付近に発光ピークを示すように制御されている。
【０２４３】
次に、図４(b) 及び図４(c) に示される工程と同様に、キャップ層３０６の上に、所望の形状にパターニングされた酸化膜マスク３０７ａを形成する。
【０２４４】
次に、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置における反応室１００（前述した図１参照）内に、複数の半導体層（２０１〜２０５及び３０６）等が形成された半導体基板２００（図４(c) 参照）を搬送し、下部電極１０１の上に、複数の半導体層（２０１〜２０５及び３０６）等が形成された半導体基板２００を設置する。
【０２４５】
続いて、反応室１００内における圧力が１Ｐａに制御された状態の下、ＳｉＣｌ4 ガスの流量が１０（ml/min）、Ａｒガスの流量が５０（ml/min）、及びＯ2 ガスの流量が１０（ml/min）の下、ガス導入口１０４を通じて反応室１００内へ各々のガスを供給する。
【０２４６】
続いて、反応室１００内に設置された基板２００の温度を１５０（℃）まで上昇させ、高周波電源１０３を用いて、反応室１００内に５００（Ｗ）の高周波電力を供給する。
【０２４７】
これにより、反応室１００内に、エッチングガス及び添加ガスよりなる多数のプラズマ種（ラジカル又はイオン）を発生させると共に、キャップ層３０６及び第２のクラッド層２０５に対して該プラズマを用いたドライエッチングを行う。
【０２４８】
このように、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置では、エッチングガスとしてＳｉＣｌ4 ガスとＡｒガスとの混合ガスを用いると共に添加ガスとしてＯ2 ガスを選択して用いる。
【０２４９】
Ｏ2 ガスに由来するプラズマ種のうち、Ｏ2 * ラジカルからのプラズマ発光は、波長６２８ｎｍ付近に発光ピークを示すので、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光（λｍａｘ＝６３０ｎｍ）を誘導放出させることができる。
【０２５０】
以上のように、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層２０４を構成する材料の組成比を調整することにより、ＥＳ層２０４が有するバンドギャップを調整することができるので、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が所望の波長領域（λｍａｘ＝６３０ｎｍ〜６８０ｎｍ）に発光ピークを示すように制御することができる。
【０２５１】
これにより、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が示す発光ピークの波長（λｍａｘ）に対応して、添加ガスを適宜選択することができるので、添加ガスの選択肢を拡げることができる。
【０２５２】
更には、例えば、添加ガスとしてＯ2 ガスを選択して用いる場合、ドライエッチングの際に、ＥＳ層２０４に対する第２のクラッド層２０５の選択比、及び酸化膜マスク３０７ａに対する第２のクラッド層２０５の選択比の向上を図ることができる。
【０２５３】
このため、リッジパターン２０５ａの形成の際に、第２のクラッド層２０５に対して選択的にドライエッチングを行うことができるため、従来のように、ＥＳ層２０４及び第１のクラッド層２０４に掘れ部（前述した図８(d) ５０７参照）が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【０２５４】
また、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層２０４からのＰＬ発光が示す発光ピークの波長（λｍａｘ＝６３０ｎｍ）と、活性層２０２からのＰＬ発光が示す発光ピークの波長（λｍａｘ＝６６０ｎｍ）との差異を図ることができるので、両者の干渉を小さくすることができる。
【０２５５】
これにより、ＰＬ発光検出装置１０６（前述した図１参照）を用いて、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に観測することができるので、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの終点をより一層精度良く検出することができる。
【０２５６】
このため、リッジパターン２０５ａの形成の際に、第２のクラッド層２０５におけるドライエッチングの進行状況をより一層正確に把握しながらドライエッチングを行うことができるため、従来のように、ＥＳ層２０４及び第１のクラッド層２０３に掘れ部（前述した図８(d) ５０７参照）が形成されることがないので、半導体レーザーの歩留まりの向上をより一層図ることができる。
【０２５７】
更には、本発明の第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ウェットエッチング法を用いることなくドライエッチング法のみを用いて、リッジパターン２０５ａの形成を行うことができる。
【０２５８】
このため、対称性及び垂直性に優れた形状を有するリッジパターン２０５ａを備えた半導体レーザーを実現することができるので、高出力動作が可能な半導体レーザーを提供することができる。
【０２５９】
尚、本発明の第１〜第３に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層を構成する材料としてＧａＩｎＰを用いて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、ＥＳ層を構成する材料としてＡｌＩｎＰを用いても良い。
【０２６０】
ＡｌＩｎＰよりなるＥＳ層から発生するＰＬ発光は、５１０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域に発光ピークを示すので、５１０〜５８０ｎｍの波長領域に発光ピークを示すプラズマ発光によって、ＥＳ層からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０２６１】
以下に、５１０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域に、発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長について、[表３]を参照しながら説明する。
【０２６２】
[表３]は、５１０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域に、発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長についてを示す表である。
【０２６３】
【表３】
2006222373.tif 000005
【０２６４】
[表３]に示すように、Ｎ2 ガス、Ｏ2 ガス、ＣＯガス、Ｈ2 Ｏガス、ＮＨ3 ガス、及びＨｅガスに由来するプラズマ種（ラジカル又はイオン）からのプラズマ発光は、５１０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長領域に強度の強い発光ピークを示す。
【０２６５】
このため、これらのガスのうち少なくとも１種類以上のガスを添加ガスとして選択し、エッチングガスと共にガス導入口を通じて反応室内へ供給することにより、ドライエッチングの際に、該添加ガスに由来するプラズマからのプラズマ発光によって、ＡｌＩｎＰよりなるＥＳ層からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０２６６】
このように、ＥＳ層を構成する材料としてＡｌＩｎＰを用いた場合でも、所望の添加ガスを適宜選択することにより、本発明の第１〜第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法と同様の効果を得ることができる。
【０２６７】
また、本発明の第１〜第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、赤色半導体レーザーを用いて説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、活性層及びＥＳ層を構成する材料としてＡｌＧａＡｓを用いた赤外半導体レーザーを用いても良い。
【０２６８】
ＡｌＧａＡｓよりなるＥＳ層から発生するＰＬ発光は、７３０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域、すなわち、赤外領域に発光ピークを示すので、７３０〜８００ｎｍの波長領域に発光ピークを示すプラズマ発光によって、ＥＳ層からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０２６９】
以下に、７３０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域に、発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長について、[表４]を参照しながら説明する。
【０２７０】
[表４]は、７３０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域に、発光ピークを示すプラズマ種及びその代表的な波長についてを示す表である。
【０２７１】
【表４】
2006222373.tif 000006
【０２７２】
[表４]に示すように、Ｎ2 ガス、Ｈ2 Ｏガス、Ｏ2 ガス、ＣＯガス、及びＡｒガスに由来するプラズマ種（ラジカル又はイオン）からのプラズマ発光は、７３０ｎｍ〜８００ｎｍの波長領域に強度の強い発光ピークを示す。
【０２７３】
このため、これらのガスのうち少なくとも１種類以上のガスを添加ガスとして選択し、エッチングガスと共にガス導入口を通じて反応室内へ供給することにより、ドライエッチングの際に、ＡｌＧａＡｓよりなるＥＳ層からのＰＬ発光を誘導放出させることができる。
【０２７４】
このように、赤外半導体レーザーを用いた場合でも、所望の添加ガスを適宜選択することにより、本発明の第１〜第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法と同様の効果を得ることができる。
【０２７５】
尚、本発明の第１〜第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた半導体レーザーの製造方法では、ＥＳ層からのＰＬ発光を誘導放出させる光として、添加ガスよりなるプラズマ（ラジカル又はイオン）からのプラズマ発光を用いたが、本発明はこれに限定されることはなく、ドライエッチング反応の生成物よりなるプラズマからのプラズマ発光等を用いてもよい。
【０２７６】
また、本発明の第１〜第３の実施形態に係るドライエッチング装置を用いたドライエッチング方法では、半導体レーザーにおけるリッジパターンの形成方法を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されることはない。
【産業上の利用可能性】
【０２７７】
本発明に係るドライエッチング装置は、ドライエッチングの終点を精度良く検出することができるので、高出力動作が可能な半導体レーザーの製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０２７８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置の構成を示す断面図である。
【図２】(a) 〜(c) は、本発明の第１の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【図３】ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応する、被処理基板からのＰＬ発光の強度を示す図である。
【図４】(a) 〜(d) は、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【図５】(a) 〜(c) は、本発明の第２の実施形態に係るドライエッチング装置を用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である
【図６】ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応する、被処理基板からのＰＬ発光の強度、及び所定のプラズマからのプラズマ発光の強度を示す図である。
【図７】従来のドライエッチング装置の構成を示す断面図である。
【図８】従来のドライエッチング装置を用いた、半導体レーザの製造方法を示す要部工程断面図である。
【図９】ドライエッチングが開始されてからの経過時間に対応する、被処理基板からのプラズマ発光の強度を示す図である。
【図１０】ドライエッチング法とウェットエッチング法とを併用して用いた、半導体レーザーの製造方法を示す要部工程断面図である。
【符号の説明】
【０２７９】
１００                            反応室
１０１                            下部電極
１０２                            上部電極
１０３                            高周波電源
１０４                            ガス導入口
１０５                            ガス排気口
１０６                            ＰＬ発光検出装置
１０７                            プラズマ発光検出装置
２００                            基板
２０１                            クラッド層
２０２                            活性層
２０３                            第１のクラッド層
２０４                            エッチングストップ層（ＥＳ層）
２０５                            第２のクラッド層
２０５a                           リッジパターン
２０６                            レジスト
３０６                            キャップ層
３０６ａ                          パターニングされたキャップ層
３０７                            酸化膜
３０７ａ                          酸化膜マスク
３０８                            電流ブロック層
３０９                            ｐ電極
４００                            反応室
４０１                            下部電極
４０２                            上部電極
４０３                            高周波電源
４０４                            ガス導入口
４０５                            ガス排気口
４０６                            ＰＬ発光検出装置
５００                            基板
５０１                            クラッド層
５０２                            活性層
５０３                            第１のクラッド層
５０４                            エッチングストップ層（ＥＳ層）
５０５                            第２のクラッド層
５０５a                           リッジパターン
５０５b                           第２のクラッド層
５０５ｃ                          リッジパターン
【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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【図９】
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【図１０】
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