(57)【要約】【課題】製造工程を簡素化することができる、半導体レーザを提供すること。【解決手段】ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第１レーザ構造部３と、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第２レーザ構造部４とが形成されている。第１レーザ構造部３は、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２、ＭＱＷ活性層３３およびｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の積層構造を有し、第２レーザ構造部４は、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４２、ＭＱＷ活性層４３およびｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の積層構造を有している。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料にＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．４６）が用いられ、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料にＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）が用いられている。【選択図】図１
2008041963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長のレーザ光を出射する第１レーザ構造部と、第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２レーザ構造部とを同一の基板上に備える、半導体レーザであって、
前記第１レーザ構造部は、第１導電型の第１クラッド層、活性層および前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層の積層構造を有し、
前記第２レーザ構造部は、前記第１導電型の第１クラッド層、活性層および前記第２導電型の第２クラッド層の積層構造を有し、
前記第１レーザ構造部の前記第２クラッド層は、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウムヒ素）系材料を用いて、下部が前記活性層の表面全域を覆う薄層状に形成され、上部が下部よりも前記基板の表面と平行な方向に幅狭な断面台形状に形成され、
前記第２レーザ構造部の前記第２クラッド層は、ＩｎＧａＡｌＰ（インジウムガリウムアルミニウムリン）系材料を用いて、下部が前記活性層の表面全域を覆う薄層状に形成され、上部が下部よりも前記基板の表面と平行な方向に幅狭な断面台形状に形成され、
前記ＡｌＧａＡｓ系材料の堆積層をドライエッチングにより前記第１レーザ構造部の前記第２クラッド層に加工する際のエッチングレートと、前記ＩｎＧａＡｌＰ系材料の堆積層をドライエッチングにより前記第２レーザ構造部の前記第２クラッド層に加工する際のエッチングレートとが一致するように、前記ＡｌＧａＡｓ系材料のＡｌ組成が調整されていることを特徴とする、半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の異なる波長帯のレーザ光を出射する半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスクに対する情報の記録／再生には、光ディスクの種類に応じた波長帯のレーザ光が使用される。たとえば、ＣＤに対する情報の記録／再生には、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光が使用され、ＤＶＤに対する情報の記録／再生には、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光が使用される。
従来から、ＣＤに対する情報の記録／再生とＤＶＤに対する情報の記録／再生とに共用可能な光ピックアップとして、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する半導体レーザのチップと、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する半導体レーザのチップとを備える光ピックアップが提供されている。ところが、光ディスク記録／再生装置の小型化に伴い、光ピックアップの小型化が要求されており、従来の２個のチップを備える構成では、その小型化の要求に十分に応えることができない。
【０００３】
そこで、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する半導体レーザの構造と６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する半導体レーザの構造とを１チップに集約した、いわゆるモノリシック２波長レーザが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このモノリシック２波長レーザを光ピックアップに採用することにより、光ピックアップの小型化を図ることができ、ひいては光ディスク記録／再生装置の小型化を図ることができる。
【０００４】
モノリシック２波長レーザでは、たとえば、ｎ型基板上に積層されたｎ型バッファ層上に、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第１のレーザ構造部と、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第２のレーザ構造部とが互いに分離して形成されている。各レーザ構造部は、それぞれ、ｎ型バッファ層上に積層されたｎ型クラッド層と、ｎ型クラッド層上に積層された活性層と、活性層上に積層されたｐ型クラッド層とを備えている。
【０００５】
各レーザ構造部のｐ型クラッド層は、その下部が活性層の表面全域を覆う薄層状に形成され、上部が断面台形状のリッジ部として形成されている。このような形状のｐ型クラッド層は、活性層上にｐ型クラッド層の材料を堆積させた後、その材料の堆積層上にリッジ部を形成すべき領域を覆うレジスト膜をパターン形成し、レジスト膜をマスクとして堆積層をエッチングすることにより得られる。
【特許文献１】特開２００５−３４７４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
各レーザ構造部のｐ型クラッド層の材料には、各レーザ構造部の特性に最適な材料が選択され、この選択に際して、それらの材料のドライエッチングにおけるエッチングレートは考慮されない。そのため、従来のモノリシック２波長レーザでは、各レーザ構造部のｐ型クラッド層の材料が異なり、当然、それらのドライエッチングにおけるエッチングレートは相異している。
【０００７】
各レーザ構造部のｐ型クラッド層の材料が異なっていても、ドライエッチングの手法であれば、各材料の堆積層を並行してエッチングすることが可能である。しかしながら、各材料のドライエッチングにおけるエッチングレートが相異していると、各材料の堆積層のエッチングを同時に開始して同時に終了することができない。そのため、従来のモノリシック２波長レーザでは、各レーザ構造部のｐ型クラッド層のリッジ部を形成する工程を別工程で行わなければならず、製造工程が複雑であるという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、製造工程を簡素化することができる、半導体レーザを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、第１の波長のレーザ光を出射する第１レーザ構造部と、第１の波長とは異なる第２の波長のレーザ光を出射する第２レーザ構造部とを同一の基板上に備える、半導体レーザであって、前記第１レーザ構造部は、第１導電型の第１クラッド層、活性層および前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層の積層構造を有し、前記第２レーザ構造部は、前記第１導電型の第１クラッド層、活性層および前記第２導電型の第２クラッド層の積層構造を有し、前記第１レーザ構造部の前記第２クラッド層は、ＡｌＧａＡｓ（アルミニウムガリウムヒ素）系材料を用いて、下部が前記活性層の表面全域を覆う薄層状に形成され、上部が下部よりも前記基板の表面と平行な方向に幅狭な断面台形状に形成され、前記第２レーザ構造部の前記第２クラッド層は、ＩｎＧａＡｌＰ（インジウムガリウムアルミニウムリン）系材料を用いて、下部が前記活性層の表面全域を覆う薄層状に形成され、上部が下部よりも前記基板の表面と平行な方向に幅狭な断面台形状に形成され、前記ＡｌＧａＡｓ系材料の堆積層をドライエッチングにより前記第１レーザ構造部の前記第２クラッド層に加工する際のエッチングレートと、前記ＩｎＧａＡｌＰ系材料の堆積層をドライエッチングにより前記第２レーザ構造部の前記第２クラッド層に加工する際のエッチングレートとが一致するように、前記ＡｌＧａＡｓ系材料のＡｌ組成が調整されていることを特徴とする、半導体レーザである。
【００１０】
この構成によれば、第１レーザ構造部の第２クラッド層の材料として用いられるＡｌＧａＡｓ系材料の堆積層をドライエッチングにより第２クラッド層に加工する際のエッチングレートと、第２レーザ構造部の第２クラッド層の材料として用いられるＩｎＧａＡｌＰ系材料の堆積層をドライエッチングにより第２クラッド層に加工する際のエッチングレートとが一致するように、ＡｌＧａＡｓ系材料のＡｌ組成が調整されている。そのため、第１レーザ構造部の第２クラッド層を形成するためのエッチングと、第２レーザ構造部の第２クラッド層を形成するためのエッチングとを、同一の工程で行うことができる。その結果、半導体レーザの製造工程の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る半導体レーザの構成を示す模式的な断面図である。
この半導体レーザ１は、いわゆるモノリシック２波長レーザであり、ｎ型ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）基板２上に、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第１レーザ構造部３と、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第２レーザ構造部４とを備えている。第１レーザ構造部３および第２レーザ構造部４は、分離溝５により、ｎ型ＧａＡｓ基板２上で互いに分離して形成されている。
【００１２】
第１レーザ構造部３は、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３１と、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２と、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓからなるＭＱＷ（Multiple Quantum Well：多重量子井戸）活性層３３と、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５とを、この順に積層した構造を有している。
ｎ型ＧａＡｓバッファ層３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２およびＭＱＷ活性層３３は、断面台形状（メサ形状）に形成されている。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の下部は、ＭＱＷ活性層３３の表面全域を覆う薄層状に形成されている。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の上部は、その下部よりもｎ型ＧａＡｓ基板２の表面と平行な方向に幅狭な断面台形状に形成され、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５とともにエアリッジ部を構成している。
【００１３】
第２レーザ構造部４は、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１と、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４２と、ＩｎＧａＰ（インジウムガリウムリン）／ＩｎＧａＡｌＰからなるＭＱＷ活性層４３と、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５とを、この順に積層した構造を有している。
ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４２およびＭＱＷ活性層４３は、断面台形状（メサ形状）に形成されている。ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の下部は、ＭＱＷ活性層４３の表面全域を覆う薄層状に形成されている。ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の上部は、その下部よりもｎ型ＧａＡｓ基板２の表面と平行な方向に幅狭な断面台形状に形成され、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５とともにエアリッジ部を構成している。
【００１４】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板２上には、たとえば、ＳｉＮ（窒化シリコン）からなる絶縁膜６が形成されている。第１レーザ構造部３および第２レーザ構造部４は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５，４７の表面を除いて、その絶縁膜６によって覆われている。より具体的には、絶縁膜６は、ｎ型ＧａＡｓ基板２の表面、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２、ＭＱＷ活性層３３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の各側面、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の下部の表面、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４２、ＭＱＷ活性層４３、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の各側面、ならびにｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の下部の表面を覆っており、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５，４７の表面は、絶縁膜６から露出している。
【００１５】
第１レーザ構造部３および第２レーザ構造部４において、絶縁膜６上には、Ｔｉ（チタン）層７およびＡｕ（金）層８の２層構造を有するメタル層９（ｐ側電極）が形成されている。第１レーザ構造部３のメタル層９（Ｔｉ層７）は、絶縁膜６から露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の表面に接触し、第２レーザ構造部４のメタル層９（Ｔｉ層７）は、絶縁膜６から露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の表面に接触している。各メタル層９上には、Ａｕからなる配線１０が形成されている。
【００１６】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面には、その全面に、Ａｕ／Ｇｅ（ゲルマニウム）層１１、Ｎｉ（ニッケル）層１２およびＡｕ層１３をｎ型ＧａＡｓ基板２側からこの順に積層した構造を有する裏面メタル層１４（ｎ側電極）が形成されている。
そして、この半導体レーザ１では、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．４６）が用いられ、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）が用いられている。
【００１７】
従来のモノリシック２波長レーザには、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射するレーザ構造部のｐ型クラッド層の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．５３）を用い、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射するレーザ構造部のｐ型クラッド層の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いたものがある。この従来のモノリシック２波長レーザでは、各レーザ構造部のｐ型クラッド層の材料のドライエッチングにおけるエッチングレートが相異する。そのため、各レーザ構造部のｐ型クラッド層のリッジ部を形成する工程は、別工程で行わなければならず、製造工程が複雑であった。
【００１８】
そこで、本願発明者は、ＡｌXＧａ1-XＡｓの堆積層およびＩｎＧａ1-YＡｌYＰの堆積層をドライエッチングして、エアリッジ部を形成するときに、それらの堆積層のエッチングレートとを一致させることができないかと鋭意研究を重ねた結果、塩素系ガスを使用するＲＩＥにおいて、ＡｌXＧａ1-XＡｓのＡｌ組成ＸとエッチングレートＲとの間には、
Ｒ＝２１４２．９Ｘ＋６４．２８６
の関係があることを見出した。そして、この関係から、塩素系ガスを使用するＲＩＥにおいて、ＡｌXＧａ1-XＡｓの堆積層のエッチングレートＲをＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）の堆積層のエッチングレート（＝１０５０Å／ｍｉｎ）と一致させるために、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．４６）を用い、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いることを考えついた。
【００１９】
このように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．４６）を用い、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いることにより、塩素系ガスを使用するＲＩＥにおいて、各材料の堆積層をエッチングして、エアリッジ部を形成する際のエッチングレートを一致させることができる。
【００２０】
図２Ａ〜図２Ｈは、半導体レーザ１の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
まず、図２Ａに示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ＭＯＣＶＤ（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属化学気相蒸着）法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２、ＭＱＷ活性層３３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の各材料の堆積層が形成される。
【００２１】
次に、図２Ｂに示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の材料の堆積層上に、フォトリソグラフィにより、第１レーザ構造部３を形成すべき領域を覆うレジスト膜２１が形成される。その後、レジスト膜２１をマスクとして、たとえば、ウエットエッチングにより、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２、ＭＱＷ活性層３３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の各材料の堆積層が部分的に除去される。この後、レジスト膜２１は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の材料の堆積層上から除去される。
【００２２】
その後、図２Ｃに示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４２、ＭＱＷ活性層４３、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の各材料の堆積層が形成される。
つづいて、図２Ｄに示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の材料の堆積層上に、フォトリソグラフィにより、第２レーザ構造部４を形成すべき領域を覆うレジスト膜２２が形成される。その後、レジスト膜２２をマスクとして、たとえば、ウエットエッチングにより、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４２、ＭＱＷ活性層４３、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の各材料の堆積層が部分的に除去される。この後、レジスト膜２２は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の材料の堆積層上から除去される。
【００２３】
その後、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ基板２上の全領域を覆うＳｉＯ2（酸化シリコン）膜が形成され、フォトリソグラフィおよびウエットエッチングにより、図２Ｅに示すように、そのＳｉＯ２膜が第１レーザ構造部３および第２レーザ構造部４の各エアリッジ部に対応したストライプ形状のＳｉＯ2パターン２３に加工される。そして、それらのＳｉＯ2パターン２３をマスクとして、塩素系ガスを使用するＲＩＥにより、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５の材料の堆積層、ならびにｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５の材料の堆積層が部分的にエッチングされる。これにより、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５からなるエアリッジ部と、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５からなるエアリッジ部とが同時に形成される。
【００２４】
ＳｉＯ2パターン２３が除去された後、図２Ｆに示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２上の全領域を覆うＳｉＮ膜２４が形成される。
次いで、フォトリソグラフィおよびウエットエッチングにより、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５，４７上からＳｉＮ膜２４が除去される。これにより、図２Ｇに示すように、絶縁膜６が形成される。
【００２５】
その後、図２Ｈに示すように、第１レーザ構造部３および第２レーザ構造部４上に、Ｔｉ層７およびＡｕ層８が選択的に形成される。さらに、各Ａｕ層８上に、配線１０が形成される。そして、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面全域に、Ａｕ／Ｇｅ層１１、Ｎｉ層１２およびＡｕ層１３が形成されると、図１に示す構造の半導体レーザ１が得られる。Ｔｉ層７、Ａｕ層８、配線１０、Ａｕ／Ｇｅ層１１、Ｎｉ層１２およびＡｕ層１３は、たとえば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより形成することができる。
【００２６】
以上のように、この実施形態によれば、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料にＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．４６）を用い、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料にＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いて、各材料の塩素系ガスを使用するＲＩＥにおける各材料の堆積層のエッチングレートを一致させたことにより、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層３５からなるエアリッジ部と、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の上部およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層４５からなるエアリッジ部とを同一の工程で形成することができる。したがって、簡素な製造工程で、モノリシック２波長レーザの構造を得ることができる。
【００２７】
図３は、この発明の他の実施形態に係る半導体レーザの構成を示す模式的な断面図である。
この半導体レーザ１０１は、いわゆるモノリシック２波長レーザであり、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上に、７８０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第１レーザ構造部１０３と、６５０ｎｍ波長帯のレーザ光を出射する第２レーザ構造部１０４とを備えている。第１レーザ構造部１０３および第２レーザ構造部１０４は、分離溝１０５により、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上で互いに分離して形成されている。
【００２８】
第１レーザ構造部１０３は、全体として断面台形状（メサ形状）に形成されており、その断面と直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びている。この第１レーザ構造部１０３は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２側から、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３２、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓからなるＭＱＷ活性層１３３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５を、この順に積層した構造を有している。
【００２９】
第１レーザ構造部１０３には、２つの溝部１３６が、第１レーザ構造部１０３の長手方向と直交する方向（図３における左右方向）に間隔を隔てて形成されている。各溝部１３６は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の表面（上面）からｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４の途中部まで掘り下がった凹状をなし、第１レーザ構造部１０３の長手方向の全幅にわたって延びている。ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５において、２つの溝部１３６に挟まれた部分は、断面台形状のエアリッジ部１３７を構成している。
【００３０】
第２レーザ構造部１０４は、全体として断面台形状（メサ形状）に形成されており、その断面と直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）に延びている。この第２レーザ構造部１０４は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２側から、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４２、ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰからなるＭＱＷ活性層１４３、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５を、この順に積層した構造を有している。
【００３１】
第２レーザ構造部１０４には、２つの溝部１４６が、第２レーザ構造部１０４の長手方向と直交する方向（図３における左右方向）に間隔を隔てて形成されている。各溝部１４６は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の表面（上面）からｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４の途中部まで掘り下がった凹状をなし、第２レーザ構造部１０４の長手方向の全幅にわたって延びている。ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５において、２つの溝部１４６に挟まれた部分は、断面台形状のエアリッジ部１４７を構成している。
【００３２】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上には、たとえば、ＳｉＮ（窒化シリコン）からなる絶縁膜１０６が形成されている。第１レーザ構造部１０３および第２レーザ構造部１０４は、エアリッジ部１３７，４７上を除いて、その絶縁膜１０６によって覆われている。
第１レーザ構造部１０３および第２レーザ構造部１０４において、絶縁膜１０６上には、Ｔｉ層１０７およびＡｕ層１０８の２層構造を有するメタル層１０９（ｐ側電極）が形成されている。第１レーザ構造部１０３のメタル層１０９（Ｔｉ層１０７）は、絶縁膜１０６から露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の表面に接触し、第２レーザ構造部１０４のメタル層１０９（Ｔｉ層１０７）は、絶縁膜１０６から露出するｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の表面に接触している。各メタル層１０９上には、Ａｕからなる配線１１０が形成されている。
【００３３】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の裏面には、その全面に、Ａｕ／Ｇｅ層１１１、Ｎｉ層１１２およびＡｕ層１１３をｎ型ＧａＡｓ基板１０２側からこの順に積層した構造を有する裏面メタル層１１４（ｎ側電極）が形成されている。
そして、この半導体レーザ１０１では、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．６６）が用いられ、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）が用いられている。
【００３４】
本願発明者は、ＡｌXＧａ1-XＡｓの堆積層およびＩｎＧａ1-YＡｌYＰの堆積層をドライエッチングして、幅１０μｍの各溝部１３６，１４６を形成するときに、それらの堆積層のエッチングレートを一致させることができないかと鋭意研究を重ねた結果、塩素系ガスを使用するＲＩＥにおいて、ＡｌXＧａ1-XＡｓのＡｌ組成ＸとＡｌXＧａ1-XＡｓの堆積層のエッチングレートＲとの間に、
Ｒ＝８６９．２Ｘ＋２４７９．３
の関係があることを見出した。そして、この関係から、塩素系ガスを使用するＲＩＥにおいて、ＡｌXＧａ1-XＡｓのエッチングレートＲをＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）のエッチングレート（＝３０６７Å／ｍｉｎ）と一致させるために、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．６７）を用い、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いることを考えついた。
【００３５】
このように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料として、ＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．６７）を用い、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料として、ＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いることにより、塩素系ガスを使用するＲＩＥにおいて、各材料の堆積層のエッチングレートを一致させることができる。
図４Ａ〜図４Ｈは、半導体レーザ１０１の製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【００３６】
まず、図４Ａに示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３２、ＭＱＷ活性層１３３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の各材料の堆積層が形成される。
次に、図４Ｂに示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の材料の堆積層上に、フォトリソグラフィにより、第１レーザ構造部１０３を形成すべき領域を覆うレジスト膜２１が形成される。その後、レジスト膜２１をマスクとして、たとえば、ウエットエッチングにより、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１３１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３２、ＭＱＷ活性層１３３、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の各材料の堆積層が部分的に除去される。この後、レジスト膜２１は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の材料の堆積層上から除去される。
【００３７】
次いで、図４Ｃに示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４２、ＭＱＷ活性層１４３、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の各材料の堆積層が形成される。
つづいて、図４Ｄに示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の材料の堆積層上に、フォトリソグラフィにより、第２レーザ構造部１０４を形成すべき領域を覆うレジスト膜２２が形成される。その後、レジスト膜２２をマスクとして、たとえば、ウエットエッチングにより、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１４１、ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４２、ＭＱＷ活性層１４３、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の各材料の堆積層が部分的に除去される。この後、レジスト膜２２は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の材料の堆積層上から除去される。
【００３８】
レジスト膜２２の除去後、プラズマＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上の全領域を覆うＳｉＯ2（酸化シリコン）膜が形成される。そして、フォトリソグラフィおよびウエットエッチングにより、第１レーザ構造部１０３の各溝部１３６および第２レーザ構造部１０４の各溝部１４６を形成すべき領域上からＳｉＯ2膜が除去される。これにより、図４Ｅに示すように、各溝部１３６，４６を形成すべき領域に対向する開口部を有するＳｉＯ2パターン２３が得られる。
【００３９】
次いで、ＳｉＯ2パターン２３をマスクとして、ドライエッチング（この実施形態では、塩素系ガスを使用するＲＩＥ）により、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３５の材料の堆積層、ならびにｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４４およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１４５の材料の堆積層が部分的にエッチングされる。前述したように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層１３４の材料の堆積層のエッチングレートと、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料の堆積層のエッチングレートとが一致しているので、第１レーザ構造部１０３および第２レーザ構造部１０４に、それぞれ２つの溝部１３６，１４６が同時に形成される。その結果、エアリッジ部１３７，１４７が同時に得られる。
【００４０】
その後は、ＳｉＯ2パターン２３が除去される。そして、図４Ｆに示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２上の全領域を覆うＳｉＮ膜２４が形成される。
次いで、フォトリソグラフィおよびウエットエッチングにより、エアリッジ部１３７，４７上からＳｉＮ膜２４が除去される。これにより、図４Ｇに示すように、絶縁膜１０６が形成される。
【００４１】
その後、図４Ｈに示すように、第１レーザ構造部１０３および第２レーザ構造部１０４上に、Ｔｉ層１０７およびＡｕ層１０８が選択的に形成される。さらに、各Ａｕ層１０８上に、配線１１０が形成される。そして、ｎ型ＧａＡｓ基板１０２の裏面全域に、Ａｕ／Ｇｅ層１１１、Ｎｉ層１１２およびＡｕ層１１３が形成されると、図３に示す構造の半導体レーザ１０１が得られる。Ｔｉ層１０７、Ａｕ層１０８、配線１１０、Ａｕ／Ｇｅ層１１１、Ｎｉ層１１２およびＡｕ層１１３は、たとえば、スパッタリング法または真空蒸着法などにより形成することができる。
【００４２】
以上のように、この実施形態によれば、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３４の材料にＡｌXＧａ1-XＡｓ（Ｘ＝０．６７）を用い、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層４４の材料にＩｎＧａ1-YＡｌYＰ（Ｙ＝０．７）を用いて、各材料の堆積層の塩素系ガスを使用するＲＩＥにおけるエッチングレートを一致させたことにより、エアリッジ部１３７，１４７を同一の工程で形成することができる。したがって、簡素な製造工程で、モノリシック２波長レーザの構造を得ることができる。
【００４３】
以上、この発明の一実施形態を説明したが、この発明は他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態の場合と各半導体部分の導電型を反転した構成が採用されてもよい。すなわち、前述の実施形態におけるｐ型の部分がｎ型であり、ｎ型の部分がｐ型である構成が採用されてもよい。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の一実施形態に係る半導体レーザの構成を示す模式的な断面図である。
【図２Ａ】図１に示す半導体レーザの製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの次の工程を示す模式的な平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｂの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｃの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｄの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図２Ｆ】図２Ｅの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図２Ｇ】図２Ｆの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図２Ｈ】図２Ｇの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図３】この発明の一実施形態に係る半導体レーザの構成を示す模式的な断面図である。
【図４Ａ】図３に示す半導体レーザの製造工程を説明するための模式的な断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの次の工程を示す模式的な平面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｄ】図４Ｃの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｅ】図４Ｄの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｆ】図４Ｅの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｇ】図４Ｆの次の工程を示す模式的な断面図である。
【図４Ｈ】図４Ｇの次の工程を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１      半導体レーザ
２      ｎ型ＧａＡｓ基板
３      第１レーザ構造部
４      第２レーザ構造部
３２    ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
３３    ＭＱＷ活性層
３４    ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
４２    ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
４３    ＭＱＷ活性層
４４    ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
１０１  半導体レーザ
１０２  ｎ型ＧａＡｓ基板
１０３  第１レーザ構造部
１０４  第２レーザ構造部
１３２  ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１３３  ＭＱＷ活性層
１３４  ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
１４２  ｎ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
１４３  ＭＱＷ活性層
１４４  ｐ型ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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