(57)【要約】【課題】本発明の目的は、メサ形状を有する上部クラッド層を形成する際に用いたエッチングマスクを、ドライエッチングによって除去するときに生じるブロック層表面の不所望な凹凸の影響で、上部電極表面の平坦度を劣化させることがないようにして、組立工程で、チップ認識ミスが発生しない可視光半導体レーザ及びその製造方法を提供することである。【解決手段】可視光半導体レーザ１０１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に順次、積層形成した下部クラッド層３，活性層４，第１上部クラッド層５，第１エッチングストッパ層６と、メサ形状をした第２上部クラッド層７と、その第２上部クラッド層７の両側を埋め込むように積層形成した第１ブロック層１０２及びその上の第２エッチングストッパ層１０３と、コンタクト層９と、上部電極１０と、下部電極１１とで構成されている。【選択図】　図１
2004119530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、少なくとも、順次、形成した下部クラッド層，活性層，メサ形状を有する上部クラッド層と、前記メサ形状を有する上部クラッド層を埋め込むように形成したブロック層と、前記ブロック層上に形成した前記ブロック層よりエッチングレートの小さい材料から成るエッチングストッパ層とを有することを特徴とする可視光半導体レーザ。
【請求項２】
前記ブロック層は、ＧａＡｓから成り、前記エッチングストッパ層は、ＧａＩｎＰから成ることを特徴とする請求項１に記載の可視光半導体レーザ。
【請求項３】
半導体基板上に、少なくとも、順次、下部クラッド層，活性層，上部クラッド層を形成する工程と、次に、前記上部クラッド層上にエッチングマスクを形成する工程と、次に、前記エッチングマスクを使って前記上部クラッド層をエッチング処理しメサ形状を形成する工程と、次に、前記メサ形状を有する上部クラッド層を埋め込むように、順次、ブロック層，前記ブロック層に比較してエッチングレートの小さい材料から成るエッチングストッパ層，前記ブロック層の３層を積層形成する工程と、次に、前記エッチングマスクをドライエッチングで除去する工程と、次に、前記エッチングストッパ層上の前記ブロック層を前記エッチングストッパ層までエッチング除去する工程とを含むことを特徴とする可視光半導体レーザの製造方法。
【請求項４】
前記ブロック層は、ＧａＡｓから成り、前記エッチングストッパ層は、ＧａＩｎＰから成ることを特徴とする請求項３に記載の可視光半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可視光半導体レーザ及びその製造方法に関し、特に、ブロック層表面の平坦度が良好である可視光半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可視光半導体レーザの一例の斜視図を図４に示す。可視光半導体レーザ１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に順次、積層形成したｎ型ＡｌＧａＩｎＰから成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰから成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰから成る第１エッチングストッパ層６と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成るメサ形状をした第２上部クラッド層７と、その第２上部クラッド層７の両側を埋め込むように形成したｎ型ＧａＡｓから成るブロック層８と、第２上部クラッド層７上面及びブロック層８上面に形成したｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層９と、表面に形成した上部電極１０と、裏面に形成した下部電極１１とで構成されている。
【０００３】
次に、従来の可視光半導体レーザ１の製造方法の一例の断面図を図５，図６に示す。先ず、図５（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰから成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰから成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰから成る第１エッチングストッパ層６，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成る第２上部クラッド層７ａを順次、有機金属気相成長法により積層形成した後、第２上部クラッド層７ａ上面に導波路方向に沿ったストライプ状のシリコン酸化膜から成る第１エッチングマスク１２を熱ＣＶＤ法またはスパッタリング法で形成する。
【０００４】
次に、図５（ｂ）に示すように、エッチングマスク１２を使って、第２上部クラッド層７ａを第１エッチングストッパ層６までエッチング除去しメサ形状をした第２上部クラッド層７を形成する。
【０００５】
次に、図５（ｃ）に示すように、エッチングマスク１２を用いて、選択エピタキシャル成長法によって、メサ形状をした第２上部クラッド層７の両側を埋め込むように、第２上部クラッド層７と逆導電型のｎ型ＧａＡｓから成るブロック層８を成長させる。
【０００６】
次に、図５（ｄ）に示すように、不要となったエッチングマスクをドライエッチング（ＲＩＥ：反応性イオンエッチング）によって除去する。ここで、ＲＩＥは、イオン化されたエッチング種が勢い良く加速されて被処理表面に当たるため、エッチングマスクを除去する際に、その両側のブロック層８表面に不所望な凹凸１３を生じさせることになる。
【０００７】
次に、図６（ｅ）に示すように、第２上部クラッド層７上面及びブロック層８上面にｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層９を有機金属気相成長法にて成長させる。ここで、ブロック層８表面に生じた凹凸１３は、その上に形成するコンタクト層９表面にも影響し、不所望な凹凸１３を生じさせることになった。
【０００８】
次に、図６（ｆ）に示すように、蒸着法にて、コンタクト層９上に上部電極１０を形成し、裏面に下部電極１１を形成する。ここで、ブロック層８表面に生じた凹凸１３は、コンタクト層９を介して、上部電極１０表面にも影響し、不所望な凹凸１３を生じさせることになった。
【０００９】
以上のようにして、電流狭窄構造を有する可視光半導体レーザ１が完成する。（例えば、特許文献１参照。）
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−１３０３４６（第７頁、第３図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、従来の可視光半導体レーザ及びその製造方法では、メサ形状をした上部クラッド層を形成する際に用いたエッチングマスクを、ドライエッチング（ＲＩＥ：反応性イオンエッチング）によって除去するとき、その両側のブロック層表面に不所望な凹凸が生じることは避けられず、この凹凸は、ブロック層上に形成するコンタクト層を介して上部電極表面にも影響した。そして、この上部電極表面の平坦度のばらつきは、組立工程で、チップを認識するカメラ（図示せず）への反射光レベルのばらつきとなり認識ミスの原因となった。
【００１２】
本発明の目的は、メサ形状を有する上部クラッド層を形成する際に用いたエッチングマスクを、ドライエッチングによって除去するときに生じるブロック層表面の不所望な凹凸の影響で、上部電極表面の平坦度を劣化させることがないようにして、組立工程で、チップ認識ミスが発生しない可視光半導体レーザ及びその製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の可視光半導体レーザは、半導体基板上に、少なくとも、順次、形成した下部クラッド層，活性層，メサ形状を有する上部クラッド層と、メサ形状を有する上部クラッド層を埋め込むように形成したブロック層と、ブロック層上に形成したブロック層よりエッチングレートの小さい材料から成るエッチングストッパ層とを有することを特徴とする可視光半導体レーザである。
【００１４】
本発明の可視光半導体レーザの製造方法は、半導体基板上に、少なくとも、順次、下部クラッド層，活性層，上部クラッド層を形成する工程と、次に、上部クラッド層上にエッチングマスクを形成する工程と、次に、エッチングマスクを使って上部クラッド層をエッチング処理しメサ形状を形成する工程と、次に、メサ形状を有する上部クラッド層を埋め込むように、順次、ブロック層，ブロック層に比較してエッチングレートの小さい材料から成るエッチングストッパ層，ブロック層の３層を積層形成する工程と、次に、エッチングマスクをドライエッチングで除去する工程と、次に、エッチングストッパ層上のブロック層をエッチングストッパ層までエッチング除去する工程とを含むことを特徴とする可視光半導体レーザの製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の可視光半導体レーザの一例の斜視図を図１に示す。尚、図４〜図６と同一部分には同一符号を付す。可視光半導体レーザ１０１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に順次、積層形成したｎ型ＡｌＧａＩｎＰから成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰから成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰから成る第１エッチングストッパ層６と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成るメサ形状をした第２上部クラッド層７と、その第２上部クラッド層７の両側を埋め込むように積層形成した第１ブロック層１０２及びその上の第２エッチングストッパ層１０３と、第２上部クラッド層７上面及び第２エッチングストッパ層１０３上面に形成したｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層９と、表面に形成した上部電極１０と、裏面に形成した下部電極１１とで構成されている。尚、ここで、第１ブロック層１０２は、ｎ型ＧａＡｓから成り、第２エッチングストッパ層１０３は、ＧａＩｎＰから成る。
【００１６】
次に、本発明の可視光半導体レーザ１０１の製造方法の一例の断面図を図２，図３に示す。先ず、図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰから成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰから成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰから成る第１エッチングストッパ層６，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰから成る第２上部クラッド層７ａを順次、有機金属気相成長法により積層形成した後、第２上部クラッド層７ａ上面に導波路方向に沿ったストライプ状のシリコン酸化膜から成る第１エッチングマスク１２を熱ＣＶＤ法またはスパッタリング法で形成する。
【００１７】
次に、図２（ｂ）に示すように、エッチングマスク１２を使って、第２上部クラッド層７ａを第１エッチングストッパ層６までエッチング除去しメサ形状をした第２上部クラッド層７を形成する。
【００１８】
次に、図２（ｃ）に示すように、エッチングマスク１２を用いて、選択エピタキシャル成長法によって、メサ形状をした第２上部クラッド層７の両側を埋め込むように、順次、第１ブロック層１０２，第２エッチングストッパ層１０３，第２ブロック層１０４を積層形成する。ここで、第１ブロック層１０２及び第２ブロック層１０４は、第２上部クラッド層７と逆導電型のｎ型ＧａＡｓから成り、第２エッチングストッパ層１０３は、ブロック層１０２，１０４（ｎ型ＧａＡｓ）よりもリン酸系エッチャントに対してエッチングレートが小さいＧａＩｎＰから成る。
【００１９】
次に、図２（ｄ）に示すように、不要となったエッチングマスクをドライエッチング（ＲＩＥ：反応性イオンエッチング）によって除去する。ここで、ＲＩＥは、イオン化されたエッチング種が勢い良く加速されて被処理表面に当たるため、エッチングマスクを除去する際に、その両側の第２ブロック層１０４表面に不所望な凹凸１３を生じさせることになる。
【００２０】
次に、エッチングマスクの除去が完了したら、図３（ｅ）に示すように、不所望な凹凸を有する第２ブロック層を、第２エッチングストッパ層１０３までリン酸系エッチャントでエッチング除去し、表面の平坦度が良好なエッチングストッパ層１０３を露出させる。
【００２１】
次に、図３（ｆ）に示すように、メサ形状をした第２上部クラッド層７上面及びエッチングストッパ層１０３上面にｐ型ＧａＡｓから成るコンタクト層９を有機金属気相成長法にて成長させる。ここで、エッチングストッパ層１０３表面は平坦度が良好であるため、その上に形成するコンタクト層９表面も平坦度は良好である。
【００２２】
次に、図３（ｇ）に示すように、蒸着法にて、コンタクト層９上に上部電極１０を形成し、裏面に下部電極１１を形成する。ここで、コンタクト層９表面は平坦度が良好であるため、その上に形成する上部電極１０表面も平坦度は良好である。
【００２３】
このようにして、電流狭窄構造を有する可視光半導体レーザ１０１が完成する。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の可視光半導体レーザ及びその製造方法によると、メサ形状を有する上部クラッド層を形成する際に用いたエッチングマスクを、ドライエッチングによって除去するときにブロック層表面に不所望な凹凸が生じても、ブロック層の下層にエッチングストッパ層を形成し、凹凸のあるブロック層をエッチング除去するため、その上に形成するコンタクト層や上部電極表面の平坦度を劣化させることがない。また、エッチングストッパ層の材料としては、ブロック層をＧａＡｓで成す場合、ＧａＡｓに比較してエッチングレートの小さいＧａＩｎＰが好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可視光半導体レーザの一例の斜視図
【図２】本発明の可視光半導体レーザの製造方法の一例の断面図
【図３】本発明の可視光半導体レーザの製造方法の一例の断面図
【図４】従来の可視光半導体レーザの斜視図
【図５】従来の可視光半導体レーザの製造方法の断面図
【図６】従来の可視光半導体レーザの製造方法の断面図
【符号の説明】
１　従来の可視光半導体レーザ
２　ＧａＡｓ基板
３　下部クラッド層
４　活性層
５　第１上部クラッド層
６　第１エッチングストッパ層
７　メサ形状をした第２上部クラッド層
７ａ　第２上部クラッド層
８　ブロック層
９　コンタクト層
１０　上部電極
１１　下部電極
１２　エッチングマスク
１３　凹凸
１０１　本発明の可視光半導体レーザ
１０２　第１ブロック層
１０３　第２エッチングストッパ層
１０４　第２ブロック層
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004119530.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004119530.tif 000007
【図６】
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