(57)【要約】【課題】 第一多層積層膜と第二多層積層膜のいずれも均一性および平坦性を良好として、高性能で高品質な半導体レーザ素子を再現性良く作製する。【解決手段】 第一半導体レーザ素子２１の形成領域を開口させ、かつ第二半導体レーザ素子２２の形成領域上を保護するマスク層３を形成し、マスク開口領域とマスク保護領域にわたって第一多層積層膜を形成して、第二半導体レーザ素子２２の形成領域上の第一多層積層膜２１ａのみを除去した後、マスク層３を除去する。その基板１上に、第二半導体レーザ素子２２を構成する第二多層積層膜２２ａを形成して、第二半導体レーザ素子２２の形成領域上の第二多層積層膜のみを残してその他の領域の第二多層積層膜２２ａを除去する。第一多層積層膜が選択成長せず、マスク層３に対して第一多層積層膜が選択的にエッチング除去され、基板１に対してマスク層３が選択的にエッチング除去される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第一半導体発光素子および第二半導体発光素子を形成する半導体発光装置の製造方法において、
該基板上に、該第一半導体発光素子の形成領域を開口し、かつ該第二半導体発光素子の形成領域上を保護するマスク層を形成するマスク層形成工程と、
該マスク層の開口領域および保護領域上に、該第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜を形成する第一多層積層膜形成工程と、
該開口領域上の該第一多層積層膜を残して、該保護領域上の該第一多層積層膜を除去する工程と、
該マスク層を除去する工程と、
該基板および該第一多層積層膜上に、該第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜を形成する第二多層積層膜形成工程と、
該第二半導体発光素子の形成領域上の該第二多層積層膜を残して、その他の領域の該第二多層積層膜を除去する工程とを有する半導体発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一多層積層膜形成工程は、前記第一多層積層膜として、少なくとも第一導電型の第一クラッド層、第一活性層および第二導電型の第二クラッド層をこの順に形成し、
前記第二多層積層膜形成工程は、前記第二多層積層膜として、少なくとも第一導電型の第三クラッド層、第二活性層および第二導電型の第四クラッド層をこの順に形成する請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記第一多層積層膜は、前記第一導電型の第一クラッド層下に第一導電型のバッファ層を有し、前記第二導電型の第二クラッド層上に第二導電型のキャップ層を有し、
前記第二多層積層膜は、前記第一導電型の第三クラッド層下に第一導電型のバッファ層を有し、前記第二導電型の第四クラッド層上に第二導電型のキャップ層を有する請求項２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記第一多層積層膜形成工程は、前記第一多層積層膜をエピタキシャル成長法により形成し、前記第二多層積層膜形成工程は、前記第二多層積層膜をエピタキシャル成長法により形成する請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記マスク層形成工程は、前記第一多層積層膜が選択成長されず、かつ、前記マスク層に対して該第一多層積層膜が選択的にエッチング除去され、前記基板に対して該マスク層が選択的にエッチング除去可能とされる構成元素により該マスク層を形成する請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記マスク層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＡｓおよびＰの中から選択される元素を含み、前記第一多層積層膜が接する層側の構成元素と少なくとも一つが異なる構成元素であって、かつ、前記基板表面側の構成元素と少なくとも一つが異なる構成元素により形成する請求項１〜３および５のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記第一多層積層膜と前記第二多層積層膜を、少なくともその一部の組成比、層厚および不純物濃度の少なくともいずれかが異なるように形成して、前記第一半導体発光素子と前記第二半導体発光素子の素子特性を異ならせる請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記第一多層積層膜と前記第二多層積層膜を、少なくともその一部の組成比、層厚および不純物濃度の少なくともいずれかが異なるように形成して、前記第一半導体発光素子と前記第二半導体発光素子の発光波長を異ならせる請求項１または７に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記第一活性層と前記第二活性層を、構成元素が同じで、それぞれ異なる組成比により形成する請求項２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第一活性層と前記第二活性層を、互いに異なる構成元素により形成する請求項２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記基板の少なくとも表面部分が、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰおよびＩｎＰの中から選択される化合物を含む請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第一多層積層膜と前記第二多層積層膜がそれぞれ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＡｓおよびＰの中から選択される元素によって構成される層を少なくとも一層含む多層積層膜をそれぞれ形成する請求項１または２に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第一多層積層膜を除去する工程において、該第一多層積層膜がエッチングされ、前記マスク層がエッチングされないエッチング液を用いてエッチングを行い、
前記マスク層を除去する工程において、該マスク層がエッチングされ、前記基板がエッチングされないエッチング液を用いてエッチングを行う請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第一多層積層膜を除去する工程において、硫酸および過酸化水素水系のエッチング液によりエッチングを行い、
前記マスク層を除去する工程において、塩酸によりエッチングを行う請求項１３に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子に加えて一または複数の半導体発光素子が前記基板上に設けられている請求項１に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子は共に半導体レーザ素子である請求項１、７、８および１５のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第一半導体発光素子はＣＤ用の半導体レーザ素子であり、前記第二半導体発光素子はＤＶＤ用の半導体レーザ素子である請求項１６に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記第一半導体発光素子の発光波長が７８０ｎｍ帯であり、前記第二半導体発光素子の発光波長が６５０ｎｍ帯である請求項１６に記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記半導体発光素子の少なくとも一方が発光ダイオード素子である請求項１、７、８および１５のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子は、互いに発光パワーが異なっているかまたは同一である請求項１５、１６および１９のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤおよびＤＶＤなどの光ディスクに記録・再生などを行う光学ピックアップ装置などに用いられ、二つ以上の半導体発光素子を有する半導体発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＣＤおよびＤＶＤなどの光ディスクに記録・再生などを行う光ディスク装置には、光学ピックアップ装置が使用されている。この光学ピックアップ装置では、光ディスクの種類によって波長が異なるレーザ光が用いられている。例えば、ＣＤの記録・再生には７８０ｎｍ帯の波長で発振するレーザ光が用いられ、ＤＶＤの記録・再生には６５０ｎｍ帯の波長で発振するレーザ光が用いられる。
【０００３】
そこで、一つの光学ピックアップ装置によってＣＤおよびＤＶＤの両方を再生可能とするために、ＣＤを再生するために最適な７８０ｎｍ帯の半導体レーザ素子と、ＤＶＤを再生するために最適な６５０ｎｍ帯の半導体レーザ素子とを１チップに搭載させたモノリシック半導体レーザ装置が利用されている。
【０００４】
図５は、従来のモノリシック半導体レーザ装置の構成例を示す要部断面図である。
【０００５】
図５において、第一半導体レーザ素子（図５の左側）は、例えばｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８からなる第一多層積層膜が設けられている。第一多層積層膜は、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７の途中までエッチング除去されており、その除去部上にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６が形成されて、ロスガイド構造が構成されている。
【０００６】
一方、第二半導体レーザ素子（図５の右側）は、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層１０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１、活性層１２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１４からなる第二多層積層膜が設けられている。この第二多層積層膜は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３の途中までエッチング除去されており、その除去部上にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６が設けられて、ロスガイド構造が構成されている。
【０００７】
さらに、第一半導体レーザ素子のｐ型キャップ層８および第二半導体レーザ素子のｐ型キャップ層１４上にはｐ型電極１７が設けられ、ｎ型基板１の裏側にはｎ型電極１８が設けられている。
【０００８】
上記第一半導体レーザ素子と第二半導体レーザ素子の出射部の間隔は、一般に１００μｍ程度に設定されている。
【０００９】
上記従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造方法について、図６および図７を用いて説明する。
【００１０】
図６（ａ）〜図７（ｆ）は、従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程を説明するための要部断面図である。
【００１１】
まず、図６（ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）法などのエピタキシャル成長法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８をこの順に順次膜成長させて、７８０ｎｍ帯半導体レーザ素子用（ＣＤ用）の第一多層積層膜を形成する。
【００１２】
次に、図６（ｂ）に示すように、第一半導体レーザ素子形成領域をレジストマスク９で保護し、硫酸系のエッチング液を用いて無選択エッチングを行い、次に、ふっ酸系のエッチング液を用いてＡｌＧａＡｓ層の選択エッチングを行って、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５まで上記第一多層積層膜の右側部分を除去する。
【００１３】
さらに、図６（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法などのエピタキシャル成長法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４上に、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層１０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１、活性層１２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１４をこの順に順次膜成長させて、６５０ｎｍ帯半導体レーザ素子用（ＤＶＤ用）の第二多層積層膜を形成する。
【００１４】
さらに、図７（ｄ）に示すように、第二半導体レーザ素子形成領域をレジストマスク１５で保護し、硫酸系のエッチング液を用いてＧａＡｓキャップ層の選択エッチングを行い、次に、塩酸系のエッチング液を用いてＡｌＧａＩｎＰ層およびＧａＩｎＰ層の選択エッチングを行って、第二半導体レーザ素子形成領域以外の第二多層積層膜を除去すると共に、第一半導体レーザ素子領域と第二半導体レーザ素子領域間を分離する。
【００１５】
さらに、図７（ｅ）に示すように、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により、第一半導体レーザ素子領域と第二半導体レーザ素子領域の両方にリッジストライプ部を形成して、その除去部上にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６を形成して、ロスガイド型リッジストライプ構造を形成する。
【００１６】
さらに、図７（ｆ）に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８および１４側にｐ型電極１７を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面側にｎ型電極１８を形成して、モノリシック半導体レーザ装置を作製することができる。
【００１７】
しかしながら、上記従来の半導体レーザ装置の製造方法では、第一多層積層膜を硫酸系およびふっ酸系のエッチング液でエッチング除去する工程において、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５を完全に除去することが困難である。
【００１８】
上述したようなモノリシック半導体レーザ装置では、第一半導体レーザ素子を構成する第一多層積層膜をエッチング除去した領域に第二半導体レーザ素子を構成する第二多層積層膜をエピタキシャル成長させている。
【００１９】
このため、第二半導体レーザ素子形成領域において、第一多層積層膜をエッチング除去した面の平坦性が重要であり、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５が完全に除去されていない場合には、第二多層積層膜の平坦性が悪化して品質が低下し、第二半導体レーザ素子の特性が著しく悪化するという問題がある。
【００２０】
そこで、例えば特許文献１には、第二半導体レーザ素子を構成する第二多層積層膜の品質を悪化させないために、図８〜図１０に示すような半導体レーザ装置の製造方法が開示されている。
【００２１】
図８（ａ）〜図１０（ｈ）は、特許文献１に開示されている従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程を説明するための要部断面図である。
【００２２】
まず、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上の第二半導体レーザ素子形成領域に、酸化シリコンまたは窒化シリコンなどからなる絶縁膜マスク１９を形成し、図８（ｃ）に示すように、絶縁膜マスク１９以外の基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８をこの順に順次膜成長させて第一多層積層膜を形成する。この場合、絶縁膜マスク１９が設けられていない第一半導体レーザ素子形成領域にのみ、選択的に第一多層積層膜を成長させることができる。
【００２３】
次に、図９（ｄ）に示すように、ふっ酸系エッチング液により絶縁膜マスク１９を除去することによって、ｎ型ＧａＡｓ基板１面が露出されるため、第二半導体レーザ素子形成領域の平坦性は、ｎ型ＧａＡｓ基板１面と同等に維持されており、これにより、第二半導体レーザ素子を構成する第二多層積層膜の平坦性および品質は悪化しない。
【００２４】
さらに、図９（ｅ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層１０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１、活性層１２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１４をこの順に順次膜成長させて、第二多層積層膜を形成する。
【００２５】
さらに、図９（ｆ）に示すように、第二半導体レーザ素子形成領域をレジストマスク１５で保護し、硫酸系のエッチング液を用いてＧａＡｓキャップ層の選択エッチングを行い、次に、塩酸系のエッチング液を用いてＡｌＧａＩｎＰ層およびＧａＩｎＰ層の選択エッチングを行って、第二半導体レーザ素子形成領域以外の第二多層積層膜を除去するとともに、第一半導体レーザ素子領域と第二半導体レーザ素子領域間を分離する。
【００２６】
さらに、図１０（ｇ）に示すように、フォトリソグラフィー技術とエッチング技術により、第一半導体レーザ素子領域と第二半導体レーザ素子領域の両方にリッジストライプ部を形成し、この除去部上にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６を形成して、ロスガイド型リッジストライプ構造を形成する。
【００２７】
さらに、図１０（ｈ）に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層８および１４側にｐ型電極１７を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面側にｎ型電極１８を形成して、モノリシック半導体レーザ装置を作製することができる。
【特許文献１】特開２００１−２４４５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
上記特許文献１に開示されている従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造方法では、第一半導体レーザ素子を構成する第一多層積層膜をエピタキシャル成長させるときに、第二半導体レーザ素子形成領域に設けられた絶縁膜マスク１９上には成長せず、選択的に第一半導体レーザ素子形成領域にのみ、第一多層積層膜を成長させることができる。
【００２９】
しかしながら、絶縁膜マスク１９の近傍と絶縁膜マスク１９から距離が離れたところでは、膜厚および組成が異なってしまい、膜厚および組成に面内でむらが生じる。このため、第一多層積層膜の膜厚および組成の制御性が悪くなり、第一半導体レーザ素子の特性が不安定になって再現性が悪くなるという問題がある。
【００３０】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するもので、第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜および第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜のいずれも均一性および平坦性が良好で、高性能で高品質な半導体発光素子を再現性良く作製することができる半導体発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に少なくとも第一半導体発光素子および第二半導体発光素子を形成する半導体発光装置の製造方法において、該基板上に、該第一半導体発光素子の形成領域を開口し、かつ該第二半導体発光素子の形成領域上を保護するマスク層を形成するマスク層形成工程と、該マスク層の開口領域および保護領域上に、該第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜を形成する第一多層積層膜形成工程と、該開口領域上の該第一多層積層膜を残して、該保護領域上の該第一多層積層膜を除去する工程と、 該マスク層を除去する工程と、該基板および該第一多層積層膜上に、該第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜を形成する第二多層積層膜形成工程と、該第二半導体発光素子の形成領域上の該第二多層積層膜を残して、その他の領域の該第二多層積層膜を除去する工程とを有し、そのことにより上記目的が達成される。
【００３２】
また、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一多層積層膜形成工程は、前記第一多層積層膜として、少なくとも第一導電型の第一クラッド層、第一活性層および第二導電型の第二クラッド層をこの順に形成し、前記第二多層積層膜形成工程は、前記第二多層積層膜として、少なくとも第一導電型の第三クラッド層、第二活性層および第二導電型の第四クラッド層をこの順に形成する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一多層積層膜は、前記第一導電型の第一クラッド層下に第一導電型のバッファ層を有し、前記第二導電型の第二クラッド層上に第二導電型のキャップ層を有し、前記第二多層積層膜は、前記第一導電型の第三クラッド層下に第一導電型のバッファ層を有し、前記第二導電型の第四クラッド層上に第二導電型のキャップ層を有する。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一多層積層膜形成工程は、前記第一多層積層膜をエピタキシャル成長法により形成し、前記第二多層積層膜形成工程は、前記第二多層積層膜をエピタキシャル成長法により形成する。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法におけるマスク層形成工程は、前記第一多層積層膜が選択成長されず、かつ、前記マスク層に対して該第一多層積層膜が選択的にエッチング除去され、前記基板に対して該マスク層が選択的にエッチング除去可能とされる構成元素により該マスク層を形成する。
【００３６】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法におけるマスク層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＡｓおよびＰの中から選択される元素を含み、前記第一多層積層膜が接する層側の構成元素と少なくとも一つが異なる構成元素であって、かつ、前記基板表面側の構成元素と少なくとも一つが異なる構成元素により形成する。
【００３７】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一多層積層膜と前記第二多層積層膜を、少なくともその一部（一層）の組成比、層厚および不純物濃度の少なくともいずれかが異なるように形成して、前記第一半導体発光素子と前記第二半導体発光素子の素子特性を異ならせる。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一多層積層膜と前記第二多層積層膜を、少なくともその一部（一層）の組成比、層厚および不純物濃度の少なくともいずれかが異なるように形成して、前記第一半導体発光素子と前記第二半導体発光素子の発光波長を異ならせる。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一活性層と前記第二活性層を、構成元素が同じで、それぞれ異なる組成比により形成する。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一活性層と前記第二活性層を、互いに異なる構成元素により形成する。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における基板の少なくとも表面部分が、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰおよびＩｎＰの中から選択される化合物を含んでいる。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一多層積層膜と前記第二多層積層膜がそれぞれ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＡｓおよびＰの中から選択される元素によって構成される層を少なくとも一層含む多層積層膜をそれぞれ形成する。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一多層積層膜を除去する工程において、該第一多層積層膜がエッチングされ、前記マスク層がエッチングされないエッチング液を用いてエッチングを行い、前記マスク層を除去する工程において、該マスク層がエッチングされ、前記基板がエッチングされないエッチング液を用いてエッチングを行う。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一多層積層膜を除去する工程において、硫酸および過酸化水素水系のエッチング液によりエッチングを行い、 前記マスク層を除去する工程において、塩酸によりエッチングを行う。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一半導体発光素子および第二半導体発光素子に加えて一または複数の半導体発光素子が前記基板上に設けられている。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法における第一半導体発光素子および第二半導体発光素子は共に半導体レーザ素子である。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一半導体発光素子はＣＤ用の半導体レーザ素子であり、前記第二半導体発光素子はＤＶＤ用の半導体レーザ素子である。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一半導体発光素子の発光波長が７８０ｎｍ帯であり、前記第二半導体発光素子の発光波長が６５０ｎｍ帯である。
【００４９】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子の少なくとも一方が発光ダイオード素子である。
【００５０】
さらに、好ましくは、本発明の半導体発光装置の製造方法において、前記第一半導体発光素子および前記第二半導体発光素子は、互いに発光パワーが異なっているかまたは同一である。
【００５１】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００５２】
本発明にあっては、第一半導体発光素子の形成領域を開口させ、かつ第二半導体発光素子の形成領域上を保護するマスク層を形成し、マスク開口領域およびマスク保護領域上に第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜をエピタキシャル成長法により形成して、マスク開口領域（第一半導体発光素子の形成領域）上の第一多層積層膜を残してマスク保護領域（第二半導体発光素子の形成領域）上の第一多層積層膜を除去した後、マスク層を除去する。これによって、第一半導体発光素子の形成領域には平坦で均一な第一多層積層膜が形成されており、第二半導体発光素子の形成領域には平坦な基板表面が現れている。その基板上に、第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜をエピタキシャル成長法により形成して、第二半導体発光素子の形成領域上の第二多層積層膜を残してその他の領域の第二多層積層膜を除去する。これによって、第二半導体発光素子の形成領域に平坦で均一な第二多層積層膜が形成される。
【００５３】
また、第一多層積層膜が選択成長されず、かつ、マスク層に対して第一多層積層膜が選択的にエッチング除去され、基板に対してマスク層が選択的にエッチング除去される構成元素によりマスク層を形成することにより、基板上にマスク層の一部が残ったりせず、平坦な基板面が現れて、第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜および、第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜の両方とも、均一性および平坦性が良好となり、高性能で高品質な半導体発光素子を再現性良く作製することが可能となる。
【発明の効果】
【００５４】
以上説明したように、本発明によれば、第一半導体発光素子形成領域を開口させ、第二半導体発光素子形成領域を保護するマスク層を、第一多層積層膜が選択成長せず、第一多層積層膜と基板に対して選択的にエッチング除去可能な構成元素を用いて形成することにより、第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜および第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜の両方とも、均一性および平坦性が良好で、高性能で高品質な半導体発光素子を再現性良く作製することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下に、本発明の半導体発光装置の製造方法における実施形態を、第一半導体レーザ素子としてＣＤ再生用の７８０ｎｍ帯半導体レーザ素子と、第二半導体レーザ素子としてＤＶＤ再生用の６５０ｎｍ帯半導体レーザ素子とが１チップ上に搭載されたモノリシック半導体レーザ装置の製造方法に適用した場合について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５６】
図１は、本発明の実施形態に係るモノリシック半導体レーザ装置の構成例を示す要部断面図である。
【００５７】
図１において、本実施形態のモノリシック半導体レーザ装置２０は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１上に（またはｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に）、ＣＤ用の第一半導体レーザ素子２１と、ＤＶＤ用の第二半導体レーザ素子２２とが設けられている。
第一半導体レーザ素子２１は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５、活性層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７およびｐ型ＧａＡｓキャップ層８からなる第一多層積層膜２１ａが設けられている。この第一多層積層膜２１ａは、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７の途中までエッチング除去されており、その除去部上にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６が形成されて、ロスガイド構造が構成されている。
【００５８】
第二半導体レーザ素子２２は、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２上に、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層１０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１１、活性層１２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１４からなる第二多層積層膜２２ａが設けられている。この第二多層積層膜２２ａは、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３の途中までエッチング除去されており、その除去部上にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６が設けられて、ロスガイド構造が構成されている。
【００５９】
さらに、第一半導体レーザ素子２１のｐ型キャップ層８および第二半導体レーザ素子２２のｐ型キャップ層１４上にはｐ型電極１７が設けられ、ｎ型基板１の裏面側にはｎ型電極１８が設けられている。
【００６０】
以下に、本実施形態のモノリシック半導体レーザ装置２０の製造方法について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。
図２（ａ）〜図４（ｉ）は、図１のモノリシック半導体レーザ装置２０における各製造工程を説明するための要部断面図である。
【００６１】
まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、例えばＭＯＣＶＤ法などのエピタキシャル成長法により、マスク層としてｎ型ＧａＡｓバッファ層２およびＧａＩｎＰマスク層３をこの順に成長させる。フォトリソグラフィー技術を用いてレジストマスクをパターン形成し、レジストマスクを用いて、塩酸により選択的にＧａＩｎＰマスク層３のみをウェットエッチングして完全に除去することにより、図２（ｂ）に示すように第一半導体レーザ素子２１の形成領域を開口させ、第二半導体レーザ素子２２の形成領域上を保護するＧａＩｎＰマスク層３を形成する。このとき、ＧａＩｎＰマスク層３は、ｎ型ＧａＡｓ基板１に対して選択的にエッチング除去可能な構成元素によって形成されており、第一半導体レーザ素子２１の形成領域においてＧａＡｓバッファ層２は塩酸によってエッチングされず、ＧａＩｎＰマスク層３は完全に除去されるため、エッチングされた基板表面（ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の表面）はｎ型ＧａＡｓ基板１の表面と同等に平坦性が良好である。
【００６２】
次に、図２（ｃ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１およびＧａＩｎＰマスク層３上に、例えばＭＯＣＶＤ法などのエピタキシャル成長法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層５、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層７さらにＧａＡｓキャップ層８をこの順に順次膜成長させて、第一半導体レーザ素子２１を構成する第一多層積層膜２１ａを形成する。このとき、ＧａＩｎＰマスク層３は、第一半導体レーザ素子２１を構成する第一多層積層膜２１ａが選択成長しない構成元素によって形成されているため、マスク開口領域である第一半導体レーザ素子２１の形成領域および、マスク保護領域である第二半導体レーザ素子２２の形成領域にわたって第一多層積層膜２１ａが形成される。このため、第一多層積層膜２１ａにはＧａＩｎＰマスク層３の膜厚分だけ段差が形成されるが、段差部から段差部の間にある第一半導体レーザ素子２１の形成領域内では均一性および平坦性が良好な第一多層積層膜２１ａが成長されている。
【００６３】
さらに、図３（ｄ）に示すように、ＧａＩｎＰマスク開口部である第一半導体レーザ素子２１の形成領域のＧａＡｓキャップ層８上をレジストマスク９で保護し、硫酸と過酸化水素水系のエッチング液により、ＧａＩｎＰマスク３による保護領域（第二半導体レーザ素子２２の形成領域）上にあるの第一多層積層膜２１ａをエッチング除去する。このとき、ＧａＩｎＰマスク層３は、第一多層積層膜２１ａだけが選択的にエッチング除去可能な構成元素によって形成されており、硫酸と過酸化水素水系のエッチング液によってエッチングされず、エッチングストップ層として機能するため、ＧａＩｎＰマスク３上の第一多層積層膜２１ａを完全に除去することができる。
【００６４】
さらに、図３（ｅ）に示すように、塩酸によるウェットエッチングにより、ＧａＩｎＰマスク層３を完全に除去する。このとき、ＧａＩｎＰマスク層３は、基板１に対して選択的にエッチング除去可能な構成元素によって形成されており、ｎ型ＧａＡｓ基板１およびＧａＡｓバッファ層２は塩酸によってエッチングされず、ＧａＩｎＰマスク層３は完全にエッチング除去されるため、エッチングされた基板表面（ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の表面）はｎ型ＧａＡｓ基板１の表面と同等に平坦性が良好である。
【００６５】
さらに、図３（ｆ）に示すように、例えばＭＯＣＶＤ法などのエピタキシャル成長法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２が形成されたｎ型ＧａＡｓ基板１上（ｎ型ＧａＡｓバッファ層２上）に、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層１０、ｎ型ＡｌＧａＩｎｐクラッド層１１、ＧａＩｎＰ・ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層１２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１３さらにｐ型ＧａＡｓキャップ層１４をこの順に順次膜成長させて、第二半導体レーザ素子２２を構成する第二多層積層膜２２ａを順次膜成長させる。このとき、第二多層積層膜２２ａは、平坦性が良好な表面（ｎ型ＧａＡｓバッファ層２の表面）上に形成されるため、均一性および平坦性が良好な第二多層積層膜２２ａが膜成長される。
【００６６】
さらに、図４（ｇ）に示すように、第二半導体レーザ素子２２の形成領域におけるｐ型ＧａＡｓキャップ層１４上をレジストマスク１５で保護し、硫酸と過酸化水素水系のエッチング液によりｐ型ＧａＡｓキャップ層１４以外の選択エッチングを行い、塩酸系のエッチング液によりＡｌＧａＩｎＰ層およびＧａＩｎＰ層のエッチングを行って、第一半導体レーザ素子２１の形成領域上に積層された第二多層積層膜２２ａだけをエッチング除去すると共に、第一半導体レーザ素子２１の形成領域と第二半導体レーザ素子２２の形成領域間を素子分離する。
【００６７】
さらに、図４（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィー技術、ドライエッチング技術およびウェットエッチング技術により、第一半導体レーザ素子２１の領域と第二半導体レーザ素子２２の領域の両方にリッジストライプ部を形成し、リッジストライプ部の両側にｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１６を形成して、ロスガイド型リッジストライプ構造を形成する。
【００６８】
さらに、第一半導体レーザ素子２１の領域と第二半導体レーザ素子２２の領域の境界部のｎ型ＧａＡｓ層をフォトリソグラフィー技術とウェットエッチング技術により除去し、第一半導体レーザ素子２１の領域と第二半導体レーザ素子２２の領域間をさらに素子分離することもできる。
【００６９】
さらに、図４（ｉ）に示すように、ｐ型キャップ層８および１４側にｐ型電極１７を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面側にｎ型電極１８を形成する。
【００７０】
このようにして、第一半導体レーザ素子２１と第二半導体レーザ素子２２が一つのチップ上に搭載されたモノリシック半導体レーザ装置２０を作製することができる。
【００７１】
以上により、本実施形態のモノリシック半導体レーザ装置２０の製造方法によれば、第一半導体レーザ素子２１を構成する第一多層積層膜２１ａと、第二半導体レーザ素子２２を構成する第二多層積層膜２２ａとが、両方とも平坦性および均一性に優れ、高品質を有するため、高性能で高品質な第一半導体レーザ素子２１と第二半導体レーザ素子２２が一つのチップ上に搭載されたモノリシック半導体レーザ装置２０を製造することができる。
【００７２】
なお、本発明は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子は、半導体レーザ素子に限らず、発光ダイオード素子を作製することも可能である。また、発光波長についても、ＣＤ用の７８０ｎｍ帯とＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯に限定されるものではない。
【００７３】
また、複数個の半導体発光素子は、発光波長が異なる場合だけでなく、発光波長が同じで発光パワーが異なるなど、素子特性が異なってもよい。第一多層積層膜と第二多層積層膜は、少なくともその一部の組成比、層厚および不純物濃度のいずれか一つが異なるように形成することによって、第一半導体発光素子２１と第二半導体発光素子２２の発光波長を異ならせたり、素子特性を異ならせることができる。また、第一活性層６と第二活性層１２は、構成元素が同じでそれぞれ異なる組成比により形成してもよく、互いに異なる構成元素により形成してもよい。
【００７４】
さらに、複数個の半導体発光素子を有していればよく、同一の半導体発光素子であってもよい。半導体発光素子は、本実施形態のように２個でなく、３個以上であってもよい。
【００７５】
さらに、半導体レーザ素子の構造は、ロスガイド構造に限られず、ゲインガイド構造、リアルガイド構造、さらに自励発振型など、様々な構造の半導体レーザ装置に適用可能である。
【００７６】
ＧａＩｎＰマスク層３は、第一多層積層膜２１が選択成長されず、かつ、第一多層積層膜２１ａとｎ型ＧａＡｓ基板１（またはｎ型ＧａＡｓバッファ層２）に対して選択的にエッチング除去される構成元素からなるものであればよく、ＧａＩｎＰマスク層３に限らない。
【００７７】
基板１としては、その表面に、例えばＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰおよびＩｎＰの中から選択される化合物を含む基板を用いることができる。ここでは、基板１上にｎ型ＧａＡｓバッファ層２が形成されている。また、ＧａＩｎＰマスク層３は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＡｓおよびＰの中から選択される元素を含み、第一導電型の第一クラッド層５と少なくとも一つが異なる構成元素であって、かつ、基板１と少なくとも一つが異なる構成元素からなるものを形成する。また、第一多層積層膜２１ａと第二多層積層膜２２ａは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＡｓおよびＰの中から選択される元素によって構成される層を少なくとも一層含む多層積層膜を形成することができる。
【００７８】
第一多層積層膜２１ａを除去する工程においては、第一多層積層膜２１ａがエッチングされ、ＧａＩｎＰマスク層３がエッチングされないエッチング液を用いてエッチングを行うことができる。また、ＧａＩｎＰマスク層３を除去する工程においては、ＧａＩｎＰマスク層３がエッチングされ、ｎ型ＧａＡｓ基板１（またはｎ型ＧａＡｓバッファ層２）がエッチングされないエッチング液を用いてエッチングを行うことができる。
【００７９】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、光ディスクに記録・再生などを行う光学ピックアップ装置などに用いられ、基板上に二つ以上の半導体発光素子を搭載した半導体発光装置を製造する半導体発光装置の製造方法の分野において、第一半導体発光素子の形成領域を開口させ、第二半導体発光素子の形成領域上を保護するマスク層を、第一多層積層膜が選択成長せず、かつ、マスク層に対して第一多層積層膜が選択的にエッチング除去され、基板に対してマスク層が選択的にエッチング除去される構成元素でマスク層を形成することにより、第一半導体発光素子を構成する第一多層積層膜および、第二半導体発光素子を構成する第二多層積層膜の両方とも、均一性および平坦性が良好とすることができて、高性能で高品質な半導体発光素子を再現性良く作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に係るモノリシック半導体レーザ装置の構成例を示す要部断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造工程（その１）を示す要部断面図である。
【図３】（ｄ）〜（ｆ）は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造工程（その２）を示す要部断面図である。
【図４】（ｇ）〜（ｉ）は、本発明の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造工程（その３）を示す要部断面図である。
【図５】従来のモノリシック半導体レーザ装置の構成例を示す要部断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図５のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程（その１）を説明するための要部断面図である。
【図７】（ｄ）〜（ｆ）は、図５のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程（その２）を説明するための要部断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、特許文献１に開示された従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程（その１）を説明するための要部断面図である。
【図９】（ｄ）〜（ｆ）は、特許文献１に開示された従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程（その２）を説明するための要部断面図である。
【図１０】（ｇ）および（ｈ）は、特許文献１に開示された従来のモノリシック半導体レーザ装置の製造工程（その３）を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  ｎ型ＧａＡｓ基板
２  ｎ型ＧａＡｓバッファ層
３  ＧａＩｎＰマスク層
４  ｎ型ＧａＡｓバッファ層
５  ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
６  活性層
７  ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
８ ｐ型ＧａＡｓキャップ層
９  レジストマスク
１０ ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層
１１ ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１２ 活性層
１３ ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１４ ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１５ レジストマスク
１６ ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層
１７ ｐ型電極
１８ ｎ型電極
１９ 絶縁膜マスク
２０  モノリシック半導体レーザ装置
２１  第一半導体レーザ素子
２１ａ  第一多層積層膜
２２  第二半導体レーザ素子
２２ａ  第二多層積層膜
【図１】
2006261446.tif 000003
【図２】
2006261446.tif 000004
【図３】
2006261446.tif 000005
【図４】
2006261446.tif 000006
【図５】
2006261446.tif 000007
【図６】
2006261446.tif 000008
【図７】
2006261446.tif 000009
【図８】
2006261446.tif 000010
【図９】
2006261446.tif 000011
【図１０】
2006261446.tif 000012