(57)【要約】【課題】大きな発光強度および高い発光効率が得られると共に、広い波長幅を有する光を放出することができ、従って照明装置の光源の構成材料として好適に用いることのできるレーザダイオードチップおよびその製造方法を提供すること。【解決手段】レーザダイオードチップは、基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなり、第１クラッド層、活性層および第２クラッド層の各々の構成材料が特定の組合せよりなる構成を有し、第２クラッド層の上面に平行に形成された複数の溝状凹部内の各々に、液体酸化膜が焼成されてなる電流狭窄層を備え、これらの複数の電流狭窄層によって画成される発光単位領域の各々における活性層内に発光点が形成されており、当該電流狭窄層の最大深さが５．０μｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図１
2008311320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなり、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体、活性層がＡｌＧａＡｓ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる構成、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、活性層がＧａＩｎＰ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる構成、
または第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＮ系半導体、活性層がＧａＩｎＮ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＮ系半導体よりなる構成
のいずれかの構成を有し、
第２クラッド層の上面に平行に形成された複数の溝状凹部内の各々に、液体酸化膜が焼成されてなる電流狭窄層を備え、これらの複数の電流狭窄層によって画成される発光単位領域の各々における活性層内に発光点が形成されており、
当該電流狭窄層の最大深さが５．０μｍ以下であることを特徴とするレーザダイオードチップ。
【請求項２】
放出される光の半値幅が１〜５０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のレーザダイオードチップ。
【請求項３】
基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなり、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体、活性層がＡｌＧａＡｓ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる構成、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、活性層がＧａＩｎＰ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる構成、
または第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＮ系半導体、活性層がＧａＩｎＮ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＮ系半導体よりなる構成
のいずれかの構成を有し、
基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなる積層体に対して、当該第２クラッド層の上面に、エッチングにより複数の溝状凹部を平行に形成し、当該複数の溝状凹部内の各々に液体酸化膜を形成し、当該液体酸化膜を焼成し、平坦化することによって最大深さが５．０μｍ以下である電流狭窄層を複数形成する工程を経ることにより、複数の電流狭窄層によって画成される発光単位領域の各々における活性層内に発光点が形成されてなるレーザダイオードチップを得ることを特徴とするレーザダイオードチップの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザダイオードチップおよびその製造方法に関し、更に詳しくは、照明装置などにおける光源の構成材料として好適に用いられるレーザダイオードチップおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置などの光源としても用いられてきているＬＥＤ素子は、例えば基板上に、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層がこの順に積層されてなる半導体層が積重された構成のＬＥＤチップを備えており、当該ＬＥＤチップの発光層において発生した光が、ＬＥＤチップの厚み方向に放射、すなわちｐ型半導体層あるいはｎ型半導体層および基板を通過して外部へと放射される面発光構造を有している。
このように、ＬＥＤ素子においては、ＬＥＤチップの発光層において発生した光が、他の構成層を介して外部に放射されることとなるため、他の構成層を通過する過程において光の強度が小さくなる。
【０００３】
一方、例えば基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層などの半導体層がこの順に積層されてなる構成のレーザダイオード（ＬＤ）チップを備えたＬＤ素子は、当該ＬＤチップの活性層において発生した光が、当該活性層の端面であるへき開面より外部へと放出される端面発光構造を有しており、活性層において発生した光を他の構成層を介さずに直接当該活性層から外部に放出することができるため、ＬＥＤ素子に比して１０倍以上もの高い発光効率が得られる。
【０００４】
ＬＤチップの或る種のものとしては、高い発光効率を得ることを目的として、活性層における空間的に限定された領域内に発生した光を閉じ込めるために、電流狭窄層が形成されてなる構成のものが用いられており、また、電流狭窄層としては、エピタキシャル結晶成長法によって形成される半導体層よりなるものに代えて、液体酸化膜を焼成してなるものが提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、ＬＤチップは、放出される光の波長幅が半値幅で０．１〜１ｎｍ（１〜１０Å）と狭いことから、例えば蛍光体などの照明装置の光源の構成部材として用いられている部材と組み合わせて用いることが、当該部材が十分に機能する波長領域との関係などから困難となる場合があるため、照明装置の光源の構成部材として用いることが容易ではない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５３２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、大きな発光強度および高い発光効率が得られると共に、広い波長幅を有する光を放出することができ、従って照明装置の光源の構成材料として好適に用いることのできるレーザダイオードチップおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のレーザダイオードチップは、基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなり、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体、活性層がＡｌＧａＡｓ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる構成、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、活性層がＧａＩｎＰ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる構成、
または第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＮ系半導体、活性層がＧａＩｎＮ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＮ系半導体よりなる構成
のいずれかの構成を有し、
第２クラッド層の上面に平行に形成された複数の溝状凹部内の各々に、液体酸化膜が焼成されてなる電流狭窄層を備え、これらの複数の電流狭窄層によって画成される発光単位領域の各々における活性層内に発光点が形成されており、
当該電流狭窄層の最大深さが５．０μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のレーザダイオードチップは、放出される光の半値幅が１〜５０ｎｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明のレーザダイオードチップの製造方法は、基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなり、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体、活性層がＡｌＧａＡｓ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる構成、
第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、活性層がＧａＩｎＰ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる構成、
または第１クラッド層がｎ型ＡｌＧａＮ系半導体、活性層がＧａＩｎＮ系半導体および第２クラッド層がｐ型ＡｌＧａＮ系半導体よりなる構成
のいずれかの構成を有し、
基板上に、少なくとも第１クラッド層、活性層および第２クラッド層がこの順に積層されてなる積層体に対して、当該第２クラッド層の上面に、エッチングにより複数の溝状凹部を平行に形成し、当該複数の溝状凹部内の各々に液体酸化膜を形成し、当該液体酸化膜を焼成し、平坦化することによって最大深さが５．０μｍ以下である電流狭窄層を複数形成する工程を経ることにより、複数の電流狭窄層によって画成される発光単位領域の各々における活性層内に発光点が形成されてなるレーザダイオードチップを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のレーザダイオードチップによれば、基板上に積層されている第１クラッド層、活性層および第２クラッド層の各々の構成材料が特定の組合せよりなると共に、複数の電流狭窄層が設けられており、また、当該複数の電流狭窄層の各々が液体酸化膜が焼成されてなり、特定の最大深さを有するものであることから、複数の電流狭窄層によって複数の発光単位領域が画成されることにより、当該複数の発光単位領域の各々において発光点が形成され、これらの複数の発光点において光が生じることから、大きな発光強度が得られると共に、複数の発光単位領域の各々において、活性層が当該活性層よりも屈折率の小さい第１クラッド層および第２クラッド層に挟み込まれてなるダブルヘテロ構造が形成され、かつ液体酸化膜の焼成体よりなる電流狭窄層が比較的小さい屈折率を有するものであることから、発生した光を十分に活性層内における特定の領域に閉じ込めることができるため、高い発光効率が得られ、その上、放出される光には広い波長幅が得られる。
従って、本発明のレーザダイオードチップは、大きな発光強度および高い発光効率が得られると共に、放出される光の波長幅が大きいものであることから、照明装置の光源の構成部材として用いられている、特定の波長領域において十分に機能する部材との組合せの自由度が大きくなるため、照明装置の光源の構成材料として好適に用いることができる。
【００１２】
本発明のレーザダイオードチップの製造方法によれば、複数の電流狭窄層を同時に形成することができると共に、当該電流狭窄層が、液体酸化膜を焼成し、形成される焼成体層を平坦化することによって得られるものであることから、エピタキシャル結晶成長法によって半導体層よりなる電流狭窄層を形成する場合に必要とされるような精密な層厚制御を行う必要がないことから、大きな発光強度および高い発光効率が得られると共に、広い波長幅を有する光を放出することができるレーザダイオードチップを、高い歩留まりで容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明のレーザダイオードチップの構成の一例を示す説明図である。
このレーザダイオードチップ（ＬＤチップ）は、例えばｎ型ＧａＡｓ系半導体よりなる基板１１の上面（図１において上面）に、例えばｎ型ＧａＡｓ系半導体よりなるバッファ層１３が形成されており、このバッファ層１３上に、第１クラッド層１４、活性層１５および第２クラッド層１６がこの順に積層されており、当該第２クラッド層１６には、その上面（図１において上面）に、複数（図１においては１１個）の溝状凹部１６Ａが平行に形成されていると共に、当該溝状凹部１６Ａが形成されていない領域上に、例えばｐ型ＧａＡｓ系半導体よりなるキャップ層１７が形成されており、この第２クラッド層１６における溝状凹部１６Ａと、キャップ層１７とによって形成された電流狭窄層用凹部２１内に、電流狭窄層２２が設けられている。
このＬＤチップには、基板１１の下面（図１において下面）に、例えば膜厚５０ｎｍのＡｕＧｅ合金（金ゲルマニウム合金）膜、膜厚４０ｎｍのＮｉ（ニッケル）膜および膜厚２００ｎｍのＡｕ（金）膜よりなるｎ電極１８が形成されており、またキャップ層１７および電流狭窄層２２の上面（図１において上面）に、例えば膜厚５０ｎｍのＴｉ（チタン）膜、膜厚１００ｎｍのＰｔ（白金）膜および膜厚２００ｎｍのＡｕ膜よりなるｐ電極１９が形成されている。
【００１５】
そして、このＬＤチップは、第１クラッド層１４、活性層１５および第２クラッド層１６の各々の構成材料が特定の組合せよりなるものであり、具体的には、下記（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかの構成を有するものである。
【００１６】
（Ａ）第１クラッド層１４がｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体、活性層１５がＡｌＧａＡｓ系半導体および第２クラッド層１６がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる構成
（Ｂ）第１クラッド層１４がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体、活性層１５がＧａＩｎＰ系半導体および第２クラッド層１６がｐ型ＡｌＧａＩｎＰ系半導体よりなる構成
（Ｃ）第１クラッド層１４がｎ型ＡｌＧａＮ系半導体、活性層１５がＧａＩｎＮ系半導体および第２クラッド層１６がｐ型ＡｌＧａＮ系半導体よりなる構成
【００１７】
また、電流狭窄層２２は、液体酸化膜が焼成されてなる焼成体よりなるものであり、電流狭窄層用凹部２１を埋めるよう、かつその上面がキャップ層１７の上面と同一レベルとなるよう設けられている。
図１において、電流狭窄層２２は、その断面が略Ｕ字状であって紙面に垂直な方向に伸びる形態を有するものである。
【００１８】
電流狭窄層２２を構成する焼成体は、例えばＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）よりなる液化酸化膜を焼成することによって得られるものであって、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を主成分とするものである。
【００１９】
電流狭窄層２２は、その最大深さａが５．０μｍ以下であることが必要とされ、好ましくは０．０５〜５．０μｍである。
電流狭窄層２２の最大深さａが過大である場合には、放出される光の半値幅が狭くなる。
また、電流狭窄層２２の最大深さａが０．０５μｍ未満である場合には、電流狭窄層による光閉じ込め作用が不十分となり、放出される光の波長幅が大きくなり、レーザ発振が生じないおそれがある。
【００２０】
また、電流狭窄層２２が形成される溝状凹部１６Ａを有する第２クラッド層１６の最小厚みｂは、０．２μｍ以上であることが好ましい。
第２クラッド層１６の最小厚みｂが過小である場合には、光の閉じ込め作用が不十分となるおそれがある。
【００２１】
このＬＤチップには、複数（図１においては１１個）の電流狭窄層２２が設けられているが、互いに隣接する電流狭窄層２２の離間距離ｃは、２〜５μｍであることが好ましい。
図１の例においては、複数の電流狭窄層２２は、等間隔に設けられている。
【００２２】
このような構成のＬＤチップには、複数の電流狭窄層２２によって複数（図１においては１０個）の発光単位領域３０が画成されており、当該複数の発光単位領域３０の各々における活性層１５内に発光点が形成されている。
すなわち、ＬＤチップにおいては、共通の活性層１５内に、複数（図１において１０個）の発光点が形成されることとなる。
【００２３】
発光単位領域３０は、互いに隣接する発光単位領域３０が、電流狭窄層２２における最大深さａを有する箇所を含み、ＬＤチップの構成層の各々に垂直、かつ電流狭窄層２２に平行な仮想面Ｍを境界面として区画されており、第２クラッド層１６における互いに隣接する溝状凹部１６Ａ間に形成された、その断面が山状の凸部１６Ｂを介して電流狭窄層２２が対向するよう設けられてなる構造を有している。
図１において、仮想面Ｍは、その断面が一点鎖線で示されている。
【００２４】
発光単位領域３０においては、図２に示すように、互いに隣接する電流狭窄層２２間における第２クラッド層１６の凸部１６Ｂ上に形成されたキャップ層１７によって電流注入ポート部が形成されており、第２クラッド層１６には、当該電流注入ポート部の下方であって互いに隣接する電流狭窄層２２の間の領域に、厚み方向（図１における上下方向）に伸びる電流注入層３２が形成されていると共に、この電流注入層３２の両側に、各々、中間層３３が形成されている。
また、発光単位領域３０には、活性層１５における電流注入層３２の下方に位置する領域（以下、「活性領域」ともいう。）内に発光点が形成される。
【００２５】
ＬＤチップの寸法の一例としては、基板１１の厚みが３００μｍ、バッファ層１３の厚みが０．６μｍ、第１クラッド層１４の厚みが０．７μｍ、活性層１５の厚みが０．１μｍ、第２クラッド層１６の最大厚みが１．０μｍ、当該第２クラッド層１６の最小厚みｂが０．７μｍ、キャップ層１７の厚みが０．２μｍであり、電流狭窄層２２の最大深さａが０．５μｍ、電流狭窄層２２の離間距離ｃが３μｍである。
【００２６】
このような構成を有するＬＤチップは、以下において図を用いて詳細に説明するように、基板１１の上面全面にバッファ層１３、第１クラッド層１４、活性層１５、第２クラッド層１６およびキャップ層１７がこの順に積層されてなる積層体に対して、エッチングによって複数の電流狭窄層用凹部２１を形成し、当該複数の電流狭窄層用凹部２１内に、各々、液体酸化膜を形成し、当該液体酸化膜を焼成し、平坦化することによって電流狭窄層２２を形成する工程を経ることにより、製造することができる。
【００２７】
＜積層体形成過程＞
先ず、図３に示すように、基板１１の上面（図３において上面）全面に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）により、バッファ層１３、第１クラッド層１４、活性層１５、第２クラッド層１６およびキャップ層１７がこの順に積層されてなる構成の積層体４１を作製する。
【００２８】
＜電流狭窄層用凹部形成過程＞
そして、図４に示すように、得られた積層体４１の上面における電流狭窄層用凹部２１を形成すべき領域以外の領域（以下、「エッチング保護領域」ともいう。）上にのみ保護膜４３を形成し、この保護膜４３が形成された積層体４１に対してエッチングを施し、当該積層体４１におけるエッチング保護領域以外の領域におけるキャップ層１７および第２クラッド層１６の一部をエッチングすることにより、キャップ層１７がパターニングされると共に、第２クラッド層１６に溝状凹部１６Ａが形成される結果、電流狭窄層用凹部２１が形成される。
ここに、エッチング保護領域上にのみ保護膜４３を形成する手法としては、例えば積層体４１の上面全面に、例えばＣＶＤ法（気相成長法）によって保護膜４３を形成すると共に、当該保護膜４３の上面全面にフォトレジスト塗布膜を形成し、この塗布膜上にエッチング保護領域に対応したパターンを有するマスクを重ねて露光し、感光した部分を薬液によって除去することによって塗布膜をエッチング保護領域に対応したパターンを有するものとした後、ドライエッチングによって当該塗布膜が形成されていない領域、すなわちエッチング保護領域以外の領域に形成された保護膜４３を除去する手法を用いることができる。
【００２９】
エッチング液は、エッチングすべきキャップ層１７および第２クラッド層１６の構成材料に応じて適宜に選択されるが、例えばキャップ層１７がｐ型ＧａＡｓ系半導体、第２クラッド層１６がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる場合には、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）と過酸化水素（Ｈ2 Ｏ2 ）との混合液などを用いることができる。
【００３０】
エッチング処理条件は、エッチングすべきキャップ層１７および第２クラッド層１６の構成材料、形成すべき電流狭窄層２２の最大深さａ、エッチング液の種類および濃度にもよるが、例えばキャップ層１７がｐ型ＧａＡｓ系半導体よりなり、その厚みが０．２μｍであって、第２クラッド層１６がｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなり、形成すべき電流狭窄層２２の最大深さａが０．５μｍ（第２クラッド層１６に形成すべき溝状凹部１６Ａの最大深さ０．３μｍ、キャップ層１７の厚み０．２μｍ）であると共に、エッチング液として硫酸と過酸化水素との混合液（体積比（硫酸：過酸化水素）＝３：１）を用いた場合には、エッチング処理温度を２５℃とすると、エッチング処理時間は、例えば１５秒である。
【００３１】
ここに、このエッチング処理条件によれば、キャップ層１７のエッチング速度が、第２クラッド層１６のエッチング速度の約３倍となり、エッチング速度に差異が生じるため、この差異を利用することによって一のエッチング処理によって、キャップ層１７のエッチング保護領域以外の領域をエッチングすると共に、第２クラッド層１６のエッチング保護領域以外の領域の一部をエッチングすることができるため、その処理自体が容易となる。  また、第２クラッド層１６のエッチング速度が遅いことを利用して、形成される溝状凹部１６Ａをなだらかな傾斜面を有するものとすることができるため、溝状凹部１６Ａをこのような形状のものとすることにより、最終的に得られるＬＤチップにおいて、電流破壊の発生を防止することができる。
【００３２】
＜電流狭窄層形成過程＞
次いで、電流狭窄層用凹部２１が形成された積層体４１上に、当該電流狭窄層用凹部２１を埋め、かつ保護膜４３を覆うよう、液体酸化膜形成用液を、例えば回転塗布機を用いて塗布することにより、液体酸化膜を形成し、この液体酸化膜を、例えば水素ガス濃度が１〜５ｖｏｌ％の水素ガスと窒素ガスとの混合ガスの雰囲気中において、焼成処理することにより、液体酸化膜が焼成されてなる焼成体層を形成する。
そして、焼成体層が形成された積層体４１に対して、例えば四フッ化炭素（ＣＦ4 ）ガスと酸素ガスとの混合ガスによるエッチングによって、保護膜４３が露出するよう、当該焼成体層の一部を除去する共に、その上面をキャップ層１７の上面と同一レベルとなるよう平坦化し、さらに、露出された保護膜４３をエッチングによって除去することにより、図５に示すように、電流狭窄層用凹部２１内に電流狭窄層２２を形成する。
【００３３】
液体酸化膜形成用液としては、ＳＯＧ（ｓｐｉｎ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）を好適に用いることができる。
【００３４】
焼成処理条件としては、焼成温度は、通常、１５０〜５００℃であり、また、焼成処理時間は２０〜７０分間である。
【００３５】
＜電極作製過程＞
電流狭窄層用凹部２１に電流狭窄層２２が形成された積層体４１に対して、適宜の手法により、基板１１の下面にｎ電極１８を形成すると共に、キャップ層１７および電流狭窄層２２の上面にｐ電極１９を形成することにより、ＬＤチップが製造される。
【００３６】
このような構成のＬＤチップにおいては、ｎ電極１８およびｐ電極１９間に電圧を印加することによって活性層１５に電流が流れることとなるが、この活性層１５に流れる電流が、電流狭窄層２２によって限定されて第２クラッド層１６の電流注入層３２の下方に位置する活性領域に集中し、その結果、電流によって活性層１５に注入されるキャリア（電子およびホール）が活性領域内に集中するため、この活性領域内においてキャリアが結合して光が生じることによって発光点が形成され、さらに、発生した光が活性領域の中に閉じ込められる。そして、閾値電流を超えることによってレーザ発振が生じることにより、活性層１５の端面であるへき開面より外方方向（図１における紙面に垂直な方向）へと光が放出される。
【００３７】
而して、このＬＤチップにおいては、基板１１上に積層されている第１クラッド層１４、活性層１５および第２クラッド層１６の各々の構成材料が特定の組合せよりなると共に、複数の電流狭窄層２２が設けられており、また、当該複数の電流狭窄層２２の各々が液体酸化膜が焼成されてなり、特定の最大深さａを有するものであることから、複数の電流狭窄層２２によって複数の発光単位領域３０が画成されることにより、当該複数の発光単位領域３０の各々において発光点が形成され、これらの複数の発光点において光が生じることから、大きな発光強度が得られると共に、複数の発光単位領域３０の各々において、活性層１５が当該活性層１５よりも屈折率の小さい第１クラッド層１４および第２クラッド層１６に挟み込まれてなるダブルヘテロ構造が形成され、かつ焼成体よりなる電流狭窄層２２が、その屈折率が１．４程と比較的小さい屈折率を有するものであることから、発生した光を十分に活性領域に閉じ込めることができるため、高い発光効率が得られ、その上、放出される光は、広い波長幅が得られることとなる。
【００３８】
このＬＤチップから放出される光は、広い波長幅を有するものであるが、具体的には、その半値幅が１〜５０ｎｍである。
ＬＤチップから放出される光の波長幅は、電流狭窄層２２の最大深さａを調整することによって制御することができる。
【００３９】
従って、このような構成を有する本発明のＬＤチップは、大きな発光強度および高い発光効率が得られると共に、放出される光の波長幅が大きいものであることから、照明装置の光源の構成部材として用いられている、例えば蛍光体などの特定の波長領域において十分に機能する部材との組合せの自由度が大きくなるため、照明装置の光源の構成材料として好適に用いることができる。
【００４０】
このような構成の本発明のＬＤチップは、基板１１の上面全面にバッファ層１３、第１クラッド層１４、活性層１５、第２クラッド層１６およびキャップ層１７がこの順に積層されてなる積層体４１に対して、エッチングによって複数の電流狭窄層用凹部２１を形成し、当該複数の電流狭窄層用凹部２１内に、各々、液体酸化膜を形成し、当該液体酸化膜を焼成し、形成される焼成体層を平坦化することによって電流狭窄層２２を形成する工程を経ることにより得られるものであり、その製造上、複数の電流狭窄層２２を同時に形成することができると共に、エピタキシャル結晶成長法によって半導体層よりなる電流狭窄層を形成する場合に必要とされるような精密な層厚制御を行う必要がないことから、高い歩留まりで容易に製造することができる。
【００４１】
本発明においては、上記の実施の形態に限定されず種々の変更を加えることが可能である。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
〔実施例１〕
先ず、図３に示す構造を有し、ｎ型ＧａＡｓ系半導体よりなる厚み３００μｍの基板上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ系半導体よりなる厚み０．６μｍのバッファ層、ｎ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる厚み０．７μｍの第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる厚み０．１μｍの活性層、ｐ型ＡｌＧａＡｓ系半導体よりなる厚み１．０μｍの第２クラッド層およびｐ型ＧａＡｓ半導体よりなる厚み０．２μｍのキャップ層がこの順に積層されてなる構成の積層体を作製した。
【００４４】
次いで、得られた積層体の上面全面に、ＣＶＤ法によって保護膜を形成すると共に、当該保護膜の上面全面にフォトレジスト塗布膜を形成し、この塗布膜上にエッチング保護領域（電流狭窄層用凹部を形成すべき領域以外の領域）に対応したパターンを有するマスクを重ねて露光し、感光した部分を薬液によって除去することにより、塗布膜をエッチング保護領域に対応したパターンを有するものとした後、ドライエッチングによって当該塗布膜が形成されていない領域（エッチング保護領域以外の領域）に形成された保護膜を除去することにより、積層体の上面におけるエッチング保護領域上にのみ保護膜を形成した。  そして、前記保護膜が形成された積層体を、硫酸と過酸化水素との混合液（体積比（硫酸：過酸化水素）＝３：１）よりなるエッチング液に浸し、エッチング処理温度２５℃、エッチング処理時間１５分間の条件でエッチングを施すことにより、当該積層体におけるエッチング保護領域以外の領域におけるキャップ層および第２クラッド層の一部が除去され、キャップ層がパターニングされると共に、第２クラッド層になだらかな斜面を有する溝状凹部が形成され、これにより、積層体に、その最大深さが０．５μｍの電流狭窄層用凹部を、離間距離３μｍの等間隔で平行に１１個形成した。
【００４５】
このようにして１１個の電流狭窄層用凹部が形成された積層体上に、当該電流狭窄層用凹部を埋め、かつ保護膜を覆うよう、ＳＯＧよりなる液体酸化膜形成用液を回転塗布機を用いて塗布することにより、液体酸化膜を形成し、さらに、この液体酸化膜を、水素ガス濃度が３ｖｏｌ％の水素ガスと窒素ガスとの混合ガスの雰囲気中において、焼成温度４００℃、焼成処理時間３０分間の条件で焼成処理することにより、液体酸化膜が焼成されてなる焼成体層を形成した。
そして、焼成体層が形成された積層体に対して、四フッ化炭素ガスと酸素ガスとの混合ガスにより、保護膜が露出するよう、当該焼成体層の一部を除去する共に、その上面をキャップ層の上面と同一レベルとなるよう平坦化し、さらに、露出された保護膜をエッチングによって除去することにより、電流狭窄層用凹部内に電流狭窄層を形成した（図５参照）。
【００４６】
電流狭窄層用凹部の各々に電流狭窄層が形成された積層体に対して、基板の下面全面に、膜厚５０ｎｍのＡｕＧｅ合金膜、膜厚４０ｎｍのＮｉ膜および膜厚２００ｎｍのＡｕ膜よりなるｎ電極を形成すると共に、キャップ層および電流狭窄層の上面全面に、膜厚５０ｎｍのＴｉ（チタン）膜、膜厚１００ｎｍのＰｔ膜および膜厚２００ｎｍのＡｕ膜よりなるｐ電極を形成することにより、ＬＤチップ（以下、「ＬＤチップ（１）」ともいう。）を製造した。
【００４７】
得られたＬＤチップに対して３５０ｍＡの電流を供給し、放出される光の強度を測定したところ、３０ｍＷであった。
また、放出される光の半値幅を測定したところ、波長７８０ｎｍにピークを有しており、その半値幅は１８ｎｍであった。
【００４８】
〔実施例２〜４〕
実施例１において、得られる電流狭窄層用凹部の最大深さが、各々、０．２μｍ、０．４μｍ、０．８μｍおよび１．６μｍとなるようエッチング処理時間を変更したこと以外は実施例１と同様にして電流狭窄層の最大深さが、各々、０．２μｍ、０．４μｍ、０．８μｍおよび１．６μｍであるＬＤチップを製造した。
【００４９】
得られたＬＤチップについて、各々、実施例１と同様にして放出される光の半値幅を測定した。結果を表１および図６に示す。この表１および図６には実施例１に結果を併せて示す。
【００５０】
【表１】
2008311320.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のレーザダイオードチップの構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１のレーザダイオードチップにおける一の発光単位領域の要部を拡大して示す説明図である。
【図３】図１のレーザダイオードチップを得るために作製された積層体の構成の一例を示す説明図である。
【図４】図３の積層体に電流狭窄層用凹部が形成された状態を示す説明図である。
【図５】図４の電流狭窄層用凹部が形成された積層体に電流狭窄層が形成された状態を示す説明図である。
【図６】実施例１〜実施例４に係る電流狭窄層の最大深さと放出される光の半値幅の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１１    基板
１３    バッファ層
１４    第１クラッド層
１５    活性層
１６    第２クラッド層
１６Ａ    溝状凹部
１６Ｂ    凸部
１７    キャップ層
１８    ｎ電極
１９    ｐ電極
２１    電流狭窄層用凹部
２２    電流狭窄層
３０    発光単位領域
３２    電流注入層
３３    中間層
４１    積層体
４３    保護膜
【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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