(57)【要約】【課題】半導体レーザ素子の組み立て工程中に端面に付着したダストを容易なやり方により除去して、ダストが端面に付着していない半導体レーザ素子を製造する方法を提供する。【解決手段】レーザバー状の半導体レーザ素子アレイを構成する半導体レーザ素子２０のの出射端面及びリア端面に、フロント端面コート膜４４、及びリア端面コート膜４６を成膜する。フロント端端面コート膜４４上及びリア端面コート膜４６上の双方に、保護膜として膜厚５０ｎｍのＫＣｌ膜４８を電子線蒸着法により蒸着させる。次いで、半導体レーザ素子アレイを半導体レーザ・モジュールに組み立てた後、半導体レーザ素子のフロント側端面及びリヤ側端面を純水により洗浄して、ＫＣｌ膜を溶解させ、取り除く。モジュールの組み立て中、ＫＣｌ膜上にはダストが付着するが、ＫＣｌ膜の溶解に伴って除去され、清浄なフロント端面コート膜及びリヤ端面コート膜を露出させることができる。【選択図】　　　　図１
2004128297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子を製造する際、
半導体レーザ素子のレーザ構造を構成する、化合物半導体層からなる積層構造を形成し、次いで半導体レーザ素子の出射端面及びリヤ端面に端面コーティングを行って、出射端面及びリヤ端面のそれぞれに誘電体薄膜を成膜する工程に続いて、
水溶性物質からなる薄膜を保護膜として出射端面の誘電体薄膜上に成膜する工程と、
所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面を水洗浄して保護膜を溶解し、除去する工程と
を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
保護膜としてＫＣｌ膜、ＮａＣｌ膜、及びＭｇＣｌ２　膜のいずれかを成膜することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
保護膜を誘電体薄膜上に成膜する工程では、出射端面及びリア端面の誘電体薄膜上に保護膜を成膜し、所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面及びリア端面を水洗浄して保護膜を溶解し、除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
半導体レーザ素子を製造する際、
半導体レーザ素子のレーザ構造を構成する、化合物半導体層からなる積層構造を形成し、次いで半導体レーザ素子の出射端面及びリヤ端面に端面コーティングを行って、出射端面及びリヤ端面のそれぞれに誘電体薄膜を成膜する工程に続いて、
有機溶剤に溶解し易い有機物からなる薄膜を保護膜として出射端面の誘電体薄膜上に成膜する工程と、
所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面を有機溶剤で洗浄して保護膜を溶解し、除去する工程と
を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
保護膜を誘電体薄膜上に成膜する工程では、出射端面及びリア端面の誘電体薄膜上に保護膜を成膜し、所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面及びリア端面を有機溶剤で洗浄して保護膜を溶解し、除去することを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
半導体レーザ素子を製造する際、
半導体レーザ素子のレーザ構造を構成する、化合物半導体層からなる積層構造を形成し、次いで半導体レーザ素子の出射端面及びリヤ端面に端面コーティングを行って、出射端面及びリヤ端面のそれぞれに誘電体薄膜を成膜する工程に続いて、
昇華し易い物質からなる薄膜を保護膜として出射端面の誘電体薄膜上に成膜する工程と、
所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面を加熱して保護膜を昇華させ、除去する工程と
を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
保護膜を誘電体薄膜上に成膜する工程では、出射端面及びリア端面の誘電体薄膜上に保護膜を成膜し、所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面及びリア端面を加熱して保護膜を昇華させ、除去することを特徴とする請求項６に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
保護膜として樟脳（Ｃ１０Ｈ１６Ｏ）又はナフタレン（Ｃ１０Ｈ８　）を成膜することを特徴とする請求項４から７のうちのいずれか１項に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子の製造方法に関し、更に詳細には、高出力半導体レーザ素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高出力半導体レーザ素子、例えば出力５００ｍＷ以上の高出力半導体レーザ素子は、光増幅器のポンプ光源、加工機器の光源、レーザディスプレイ用光源等に用いられている。
このような用途で用いられる高出力半導体レーザ素子は、端面の発光領域幅が５０μｍ〜４００μｍ程度と広い、いわゆるブロードストライプ型半導体レーザ素子が多い。また、高出力半導体レーザ素子は発熱量が多いので、半導体レーザ素子のチップをハンダでサブマウントへ融着し、更にサブマウントをヒートシンクへ融着して、ヒートシンクをペルチェ素子等により温度調節することにより、半導体レーザ素子の動作環境を所定の温度条件に保持することが多い。
【０００３】
ところで、高出力半導体レーザ素子では、閾値電流密度を下げるために、一般的には、半導体レーザ素子のチップの出射端面及びリア端面に端面コーティングを施して、誘電体膜からなる端面コート膜を成膜している。
従来の半導体レーザ素子では、端面コート膜として、例えば、Ａｌ２　Ｏ３　膜、ＳｉＮ膜、α−Ｓｉ膜、ＴｉＯ２　膜等の誘電体膜、更にはそれら誘電体膜を積層した誘電体多層膜を用いている。
【０００４】
ここで、図８（ａ）及び（ｂ）を参照して、半導体レーザ素子の端面コート膜の構成を説明する。図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、半導体レーザ素子の概略的全体斜視図、及び図８（ａ）の線ＩＩ−ＩＩでの断面図である。
半導体レーザ素子１０のフロント側端面（出射端面）及びリア側端面（リア端面）には、それぞれ、端面コート膜１２及び１４が成膜されている。ストライプ電極１６に沿った断面ＩＩ−ＩＩで見て、図８（ｂ）に示すように、フロント側端面に設けた端面コート膜１２はＡｌ２　Ｏ３　単層膜で構成され、リア側端面に設けた端面コート膜１４はＡｌ２　Ｏ３　膜１４ａとα−Ｓｉ膜１４ｂとを交互に３層ずつ設けた多層膜で構成されている。
【０００５】
ところで、半導体レーザ素子チップを半導体レーザ装置として組み立てる過程では、必ずしも半導体レーザ素子の前工程と同じクラスのクリーンルームで組み立て作業を行うわけではないので、無機性及び有機性のダストやパーティクルが端面コート膜上に付着することが多い。
ダストやパーティクルが半導体レーザ素子の端面の発光領域上や発光領域の近傍領域上に付着していると、半導体レーザ素子を動作させたとき、レーザ光を吸収して局所的な発熱を引き起こし、その発熱が発光層の局所的な劣化を促進する。そして、この劣化が結晶内部を伝播して、半導体レーザ素子の故障の一因となり、素子全体の信頼性を低下させる。
そこで、製品検査段階で、半導体レーザ素子を検査し、ダストの付着した製品を不良品として出荷しないので、製品歩留まりが低下する。
【０００６】
特に、ブロードストライプ型半導体レーザ素子等の超高出力レーザでは、端面の発光領域幅が５０〜４００μｍ程度と広く、ダストが付着し易いので、ダストの付着による素子信頼性の低下の問題が顕著である。
【０００７】
また、半導体レーザ素子をアレイ状に配列した半導体レーザ素子アレイをモジュールとして組み立てる際には、例えば金錫、錫鉛、またはインジューム錫等の合金ハンダ、または、錫あるいはインジュームなどのハンダを使用して、半導体レーザ素子チップを接合する。
このハンダ付けの際、チップ面のハンダの濡れ性がハンダ表面の酸化等によって低下することを回避するために、例えばフラックス等の有機物を含む材料を使用することが多い。
接合の後、フラックスを洗浄して取り除くものの、フラックスの残渣が、半導体レーザ素子の端面に残ると、ダストと同様に歩留まりの低下や信頼性の低下を引き起こしていた。
【０００８】
特開２００１−１５６２３号公報は、組み立て後にパッケージ内部およびパッケージを密封する窓付きキャップをオゾン水によりクリーニングし、その後、パッケージを窓付きキャップにより密封する手法を開示している。
しかし、単に洗浄する方法では、チップ端面に強固に付着したダストや、フラックス等の有機物残渣が洗浄後にも残り、これがレーザ素子の信頼性の低下を招く原因となる。特に、発光領域の広いブロードストライプ型半導体レーザ素子では、僅かな残渣が出射端面に残っていても、それを起点に劣化が始まるので、深刻な問題となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−１５６２３号公報（第４頁及び第５頁）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ダストが半導体レーザ素子の端面の発光強度の高い領域上や発光領域の近傍領域上に付着すると、ダストがレーザ光を吸収するために局所的な発熱が生じ、局所的な劣化を促進する。そして、半導体レーザ素子の動作中に劣化が結晶内部を伝播して、故障の原因になる。端面の発光領域幅が５０〜４００μｍ程度と広いブロードストライプ型半導体レーザ素子等の超高出力半導体レーザ素子では、ダストが付着し易いので、この現象が著しい。
しかし、従来の技術では、ダスト付着による半導体レーザ素子の劣化を防止することが難しかった。
【００１１】
以上のような事情に鑑みて、本発明の目的は、半導体レーザ素子の組み立て工程中に端面に付着したダストを容易な方法で除去して、ダストが端面に付着していない半導体レーザ素子を製造する方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法（以下、第１の発明方法と言う）は、半導体レーザ素子を製造する際、
半導体レーザ素子のレーザ構造を構成する、化合物半導体層からなる積層構造を形成し、次いで半導体レーザ素子の出射端面及びリヤ端面に端面コーティングを行って、出射端面及びリヤ端面のそれぞれに誘電体薄膜を成膜する工程に続いて、
水溶性物質からなる薄膜を保護膜として出射端面の誘電体薄膜上に成膜する工程と、
所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面を水洗浄して保護膜を溶解し、除去する工程と
を有することを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る別の半導体レーザ素子の製造方法（以下、第２の発明方法と言う）は、半導体レーザ素子を製造する際、
半導体レーザ素子のレーザ構造を構成する、化合物半導体層からなる積層構造を形成し、次いで半導体レーザ素子の出射端面及びリヤ端面に端面コーティングを行って、出射端面及びリヤ端面のそれぞれに誘電体薄膜を成膜する工程に続いて、
有機溶剤に溶解し易い有機物からなる薄膜を保護膜として出射端面の誘電体薄膜上に成膜する工程と、
所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面を有機溶剤で洗浄して保護膜を溶解し、除去する工程と
を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明に係る更に別の半導体レーザ素子の製造方法（以下、第３の発明方法と言う）は、半導体レーザ素子を製造する際、
半導体レーザ素子のレーザ構造を構成する、化合物半導体層からなる積層構造を形成し、次いで半導体レーザ素子の出射端面及びリヤ端面に端面コーティングを行って、出射端面及びリヤ端面のそれぞれに誘電体薄膜を成膜する工程に続いて、
昇華し易い物質からなる薄膜を保護膜として出射端面の誘電体薄膜上に成膜する工程と、
所定の工程を経た後、半導体レーザ素子の出射端面を加熱して保護膜を昇華させ、除去する工程と
を有することを特徴としている。
【００１５】
本発明方法で、半導体レーザ素子とは、チップ状の半導体レーザ素子自体に加えて、半導体レーザ素子を帯状或いは面状のアレイとして配列した半導体レーザ素子アレイ、更には半導体レーザ素子に出力制御用の受光素子、サブマウント、及びヒートシンクを取り付け、組み立てた半導体レーザ・モジュールを含む概念である。
【００１６】
本発明方法では、除去し易い保護膜、例えば水溶性薄膜、有機溶媒に対して易溶性の有機薄膜、昇華し易い薄膜等を端面コート膜上に成膜し、次いで所定の工程を経た後、保護膜を除去する。
これにより、組み立て作業等の所定の作業工程中は、パーティクル、ダストの付着に従来程気を使う必要なく、所定の作業を進めることができるので、所定の作業の能率を高めることができる。
また、所定の工程、例えば半導体レーザ素子チップをハンダで固定する作業の後、ダスト等の付着した保護膜を除去することにより、パーティクル、ダスト等の異物が付着していない清浄な端面を露出させることができる。
よって、半導体レーザ素子の組み立て作業の能率が向上し、かつ製品歩留りを高めることができる。
【００１７】
第１の発明方法では、保護膜として水溶性の薄膜である限り、膜種には制約は無いが、好適には、ＫＣｌ膜、ＮａＣｌ膜、及びＭｇＣｌ２　膜のいずれかを成膜する。
これらの膜は、水に溶解し易い水溶性の塩類であって、しかも端面コート膜に悪い影響を及ぼすようなことはない。
【００１８】
また、第２及び第３の発明方法では、保護膜として樟脳（Ｃ１０Ｈ１６Ｏ）又はナフタレン（Ｃ１０Ｈ８　）を成膜する。
これらの有機薄膜は、アセトン等の有機溶媒に溶解し易い有機物であって、しかも端面コート膜に悪い影響を及ぼすようなことはない。また、これらの膜は、加熱して昇温することにより、昇華させることによって容易に取り除くことができる。
【００１９】
本発明方法は、半導体レーザ素子の積層構造を構成する化合物半導体層の組成に制約なく適用でき、また、誘電体薄膜に損傷を与えない材料であって、本発明方法で特定した材料である限り、保護膜の材料に制約は無い。
また、半導体レーザ素子の出射端面に加えて、本発明方法をリア端面にも適用してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。尚、以下の実施形態例で示す成膜方法、化合物半導体層の組成及び膜厚、リッジ幅、プロセス条件等は、本発明の理解を容易にするための一つの例示であって、本発明はこの例示に限定されるものではない。
実施形態例１
本実施形態例は第１の発明方法に係る半導体レーザ素子の製造方法の実施形態の一例である。図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本実施形態例の方法により製造した半導体レーザ素子の概略的全体斜視図、及び図１（ａ）の線Ｉ−Ｉでの断面図である。図２は本実施形態例の方法により製造した半導体レーザ素子の層構成を示す断面図、図３は半導体レーザ・アレイの斜視図、及び図４は半導体レーザ・モジュールの斜視図である。
本実施形態例の方法では、先ず、図２に示すような積層構造を備えた、発振波長８０８ｎｍ帯の半導体レーザ素子２０を作製する。
【００２１】
半導体レーザ素子２０の作製に際しては、図２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２２上に、減圧下、例えば１００Ｔｏｒｒ程度の減圧下で、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法等のエピタキシャル成長法により、膜厚０．５μｍのｎ型ＧａＡｓ第１バッファ層２４、膜厚０．５μｍのｎ型Ａｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓ第２バッファ層２６、膜厚１．８μｍのｎ型Ａｌ０．４７Ｇａ０．５３Ａｓクラッド層２８、活性層／ガイド層３０、膜厚１．８μｍのｐ型Ａｌ０．４７Ｇａ０．５３Ａｓクラッド層３２、及び膜厚０．５μｍのｐ型ＧａＡｓキャップ層３４をエピタキシャル成長させ、ダブルヘテロ（ＤＨ）接合の積層構造を形成する。
【００２２】
活性層／ガイド層３０は、膜厚６０ｎｍ以上６５ｎｍ以下のＡｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓガイド層と、屈折率がガイド層より大きい膜厚１０ｎｍのＡｌ０．１　Ｇａ０．９　Ａｓ活性層と、膜厚６０ｎｍ以上６５ｎｍ以下のＡｌ０．３　Ｇａ０．７　Ａｓガイド層との３層積層膜として構成する。
【００２３】
次いで、電流非注入領域３８の形成工程に移行する。先ず、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３４上に、ストライプ状に電流注入領域３６を覆い、その両側のｐ型ＧａＡｓキャップ層３４を露出させるような開口パターンを有するイオン注入用マスクをＡｌ膜等により形成する。
次いで、マスク上からＢ＋　（ボロン）等のイオンをイオン注入して、電気抵抗の高い電流非注入領域３８をｐ型ＧａＡｓキャップ層３４及びｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２の上部に形成する。
イオン注入により、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層３２の上部及びｐ型ＧａＡｓキャップ層３４からなる電流注入領域３６は、幅が広い、例えばストライプ幅Ｗが１００μｍのリッジ状ワイドストライプとして形成される。リッジ状ワイドストライプの両側は電流非注入領域３８となっている。
ストライプ幅の設定の際には、半導体レーザ素子の最大光出力や共振器長を考慮して、５０〜４００μｍの範囲でストライプ幅を設定する。
【００２４】
次いで、金属膜、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの多層金属膜からなるｐ側電極４０を、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３４全面、つまり電流注入領域３６及び電流非注入領域３８の双方上に形成する。
また、ｎ型ＧａＡｓ基板２２の裏面を研磨して、所定の基板厚さに調整し、次いで金属膜、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの多層金属膜からなるｎ側電極４２をｎ型ＧａＡｓ基板２２の裏面に形成する。
【００２５】
以上の工程を経て、図２に示すレーザ構造を有するＧａＡｓウエハを作製することができる。続いて、ＧａＡｓウエハを劈開して、図３に示すように、半導体レーザ素子２０を並列に配列してなるレーザバー状の半導体レーザ素子アレイ４３を作製する。
【００２６】
次いで、共振器端面の反射率を制御して、高出力を低い電流値で得られるように、図１（ｂ）に示すように、半導体レーザ素子２０の出射端面及びリア端面に、それぞれ、フロント端面コート膜４４、及びリア端面コート膜４６を成膜する。
反射率は、光を出射する側（フロント端面）とその反対側（リア端面）にそれぞれ端面コーティングを施して、フロント反射率が１５％になるフロント端面コート膜４４、リア反射率が９５％になるリア端面コート膜４６を成膜する。
設定した反射率を得るために、フロント端面には、フロント端面コート膜４４として膜厚３３０ｎｍのＡｌ２　Ｏ３　膜を電子線蒸着法で蒸着する。また、リア端面には、膜厚１２０ｎｍのＡｌ２　Ｏ３　膜４６ａと膜厚４９ｎｍのアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）膜４６ｂとを交互に３回を電子線蒸着法で蒸着して６層膜からなる端面コート膜４６を形成する。
【００２７】
次いで、本実施形態例では、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、フロント端端面コート膜４４上及びリア端面コート膜４６上の双方に、保護膜として膜厚５０ｎｍのＫＣｌ膜４８を電子線蒸着法により蒸着させる。
【００２８】
次いで、半導体レーザ素子アレイ４３を図４に示す半導体レーザ・モジュール５０に組み立てる。
先ず、サブマウント５２を介して半導体レーザ素子アレイ４３の発熱をヒートシンク５４に迅速に逃がすために、Ｃｕ製等の熱伝導率の高い材料からなるサブマウント５２をヒートシンク５４にインジューム錫の合金ハンダを使用して接合する。ヒートシンク５４は、ＳｉＣ、ＣｕＷ、ダイヤモンド等の熱伝導率の大きい材料で形成されている。
次いで、半導体レーザ素子アレイ４３をサブマウント５２にインジューム鉛の合金ハンダを使用して、接合する。
【００２９】
半導体レーザ素子アレイ４３をサブマウント５２にハンダ接合する際、サブマウント５２に半導体レーザ素子アレイ４３のレーザ構造を結晶成長させた側、つまりｎ型ＧａＡｓ基板２２とは反対側を接合する。そして、半導体レーザ素子アレイ４３を接合するサブマウント５２の接合面のハンダの濡れ性がハンダ表面の酸化等によって低下することを防止するために、フラックスを含む材料を使用して、ハンダ接合を行う。
【００３０】
また、半導体レーザ素子アレイ４３に電流を供給するために、ヒートシンク５４上にエポキシ樹脂又はガラス板からなる絶縁板５６を介して−（マイナス）電極を構成するＣｕ板５８を取り付け、各半導体レーザ素子２０のｎ側電極４２とＣｕ板からなる電極板５８との間をＡｕワイヤまたはＡｕ箔でボンディングする。
また、リヤ端面からのレーザ光を受光して、半導体レーザ素子２０の光出力を検出するＰＤをアレイ状に配置してなるＰＤアレイ６０を半導体レーザ素子アレイ４３の各半導体レーザ素子２０のリヤ端面に対向する位置に設置し、次いでＰＤアレイ６０に対する必要な配線を設ける。
以上の工程を経ることにより、半導体レーザ・モジュール５０を作製することができる。
【００３１】
続いて、本実施形態例では、半導体レーザ・モジュール５０のフロント側端面及びリヤ側端面を純水により洗浄して、両端面のＫＣｌ膜４８を溶解させ、取り除く。
本実施形態例を実施した際、ＫＣｌ膜４８上には、ハンダフラックスや、組み立ての過程で付着した無機性ダストやパーティクル状の有機物が付着していたが、ＫＣｌ膜４８の溶解に伴って除去され、清浄なフロント端面コート膜４４及びリヤ端面コート膜４６を露出させることができた。
【００３２】
本実施形態例では、ＫＣｌ膜を保護膜として用いているが、ＫＣｌ膜に代えて、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ２　等の水溶性の塩類からなる膜を用いることができる。
本実施形態例を適用できる半導体レーザ素子は、ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子に限らない。例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザのレーザアレイ、あるいは、ＡｌＧａＩｎＮ系半導体レーザのレーザアレイにも本実施形態例を適用できる。
【００３３】
実施形態例２
本実施形態例は第１の発明方法に係る半導体レーザ素子の製造方法の実施形態の別の例であって、図５は本実施形態例の方法により製造した半導体レーザ素子の層構造を示す断面図である。
本実施形態例で製造する半導体レーザ素子７０は、発振波長６４０ｎｍ帯の埋め込みリッジ型のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ素子であって、図５に示すような層構造を備えている。
半導体レーザ素子７０を作製する際には、先ず、ｎ型ＧａＡｓ基板７２上に、ＭＯＣＶＤ法によって、順次、ｎ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰクラッド層７４、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ光導波層７６、活性層７８、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ光導波層８０、ｐ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰクラッド層８２、ｐ型ＧａＩｎＰエッチング停止層８４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８６、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層８８、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層９０をエピタキシャル成長させて、積層構造を形成する。
【００３４】
ｎ型ＧａＡｓ基板７２には、例えば｛１００｝面から〈１１０〉方向に所定の角度、例えば８°〜１６°程度オフした主面を有する基板を使用する。
また、活性層７８には、アンドープのＧａＩｎＰ量子井戸層とアンドープのＡｌＧａＩｎＰ障壁層とからなるＭＱＷ構造を形成する。
次いで、ＧａＩｎＰエッチング停止層８４を停止層にしてｐ型ＧａＡｓキャップ層９０、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層８８、及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８６をエッチングして、ストライプ状リッジを形成する。
次いで、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層９２をリッジ両側のＧａＩｎＰエッチング停止層８４上に再成長させる。
これにより、リッジのｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８６の両側をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層９２で埋め込んだ電流狭窄構造を形成することができる。
【００３５】
ｐ型ＧａＡｓキャップ層９０及びｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層９２上には例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極からなるｐ側電極９４を形成する。
また、ｎ型ＧａＡｓ基板７２の裏面を研磨して所定の基板厚さに調整した後、ｎ型ＧａＡｓ基板７２の裏面に例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ電極からなるｎ側電極９６を形成する。
【００３６】
レーザ構造を構成する各化合物半導体層の厚さの一例を挙げると、ｎ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰクラッド層７４の膜厚は１μｍ、ＡｌＧａＩｎＰ光導波層７６、８０の膜厚は、それぞれ、５０ｎｍ、ＧａＩｎＰ量子井戸層の膜厚は５ｎｍ、ＡｌＧａＩｎＰ障壁層の膜厚は５ｎｍ、ｐ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰクラッド層８２の膜厚は０．１５〜０．５μｍ、ｐ型ＧａＩｎＰエッチング停止層８４の膜厚は１０〜５００ｎｍ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８６の厚さは０．８μｍ、及びｐ型ＧａＡｓキャップ層１０の膜厚は０．３μｍである。
【００３７】
以上の工程を経て、図５に示すレーザ構造を有するＧａＡｓウエハを作製することができる。
続いて、実施形態例１と同様にして、ＧａＡｓウエハを劈開し、図６に示すように、半導体レーザ素子７０を並列に配列してなるレーザバー状の半導体レーザ素子アレイ９８を作製する。
【００３８】
次いで、共振器端面の反射率を制御して、高出力を低い電流値で得られるように、図７に示すように、半導体レーザ素子７０の出射端面及びリア端面に、それぞれ、端面コーティングを施して、フロント反射率が１５％になるフロント端面コート膜１００及びリア反射率が９５％になるリア端面コート膜１０２を成膜する。
設定した反射率を得るために、フロント端面には、フロント端面コート膜１００として膜厚２５０ｎｍのＡｌ２　Ｏ３　膜を電子線蒸着法で蒸着する。また、リア端面には、膜厚９９ｎｍのＡｌ２　Ｏ３　膜１００ａと膜厚４５ｎｍのアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）膜１００ｂとを交互に３回を電子線蒸着法で蒸着して６層膜からなる端面コート膜１０２を成膜する。
【００３９】
次いで、本実施形態例では、図７に示すように、フロント端端面コート膜１００上及びリア端面コート膜１０２上の双方に、保護膜として膜厚５０ｎｍのＭｇＣｌ２　膜１０４を電子線蒸着法により蒸着させる。
【００４０】
続いて、実施形態例１と同様にして、半導体レーザ素子アレイ９８を半導体レーザ・モジュールとして組み立てる。
続いて、本実施形態例では、半導体レーザ・モジュール９８のフロント側端面及びリヤ側端面を純水により洗浄して、ＭｇＣｌ２　膜１０４を溶解させ、取り除く。
本実施形態例を実施した際、ＭｇＣｌ２　膜１０４上には、ハンダフラックスや、組み立ての過程で付着した無機性ダストやパーティクル状の有機物が付着していたが、ＭｇＣｌ２　膜１０４の溶解に伴って除去され、清浄なフロント端面コート膜１００及びリヤ端面コート膜１０２を露出させることができた。
【００４１】
本実施形態例では、ＭｇＣｌ２　膜を保護膜として用いているが、ＭｇＣｌ２　膜に代えて、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等の水溶性の塩類からなる膜を好適に用いることができる。
【００４２】
実施形態例３
本実施形態例は、第２の発明方法に係る半導体レーザ素子の製造方法の実施形態の一例である。
本実施形態例では、実施形態例１のＫＣｌ膜４８及び実施形態例２のＭｇＣｌ２　膜１０４に代えて、樟脳（Ｃ１０Ｈ１６Ｏ、融点１７８℃、沸点２０９℃）やナフタレン（Ｃ１０Ｈ８　、融点８１℃、沸点２１８℃）からなる膜厚１００ｎｍの有機薄膜をフロント端面コート膜及びリヤ端面コート膜上に成膜する。
次いで、所定の工程を経た後、アセトン等の有機溶剤で洗浄して、有機薄膜を除去する。有機薄膜で保護することにより、実施形態例１及び２と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
実施形態例４
本実施形態例は、第３の発明方法に係る半導体レーザ素子の製造方法の実施形態の一例である。
本実施形態例では、実施形態例３と同様に、樟脳（Ｃ１０Ｈ１６Ｏ、融点１７８℃、沸点２０９℃）やナフタレン（Ｃ１０Ｈ８　、融点８１℃、沸点２１８℃）からなる膜厚１００ｎｍの有機薄膜をフロント端面コート膜及びリヤ端面コート膜上に成膜する。
次いで、所定の工程を経た後、有機薄膜を加熱して蒸発又は昇華させる。これにより、実施形態例１及び２と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
実施形態例１から４では、いわゆるレーザバー状の半導体レーザ素子アレイの端面に保護膜を塗布し、次いで半導体レーザ・モジュールに組み立てる例を示したが、これに限らず、いわゆるレーザバーをペレタイズして、チップ状の半導体レーザ素子に加工し、各チップの出射端面及びリア端面に保護膜を成膜する。次いで、チップ状の半導体レーザ素子を支持体又は装置に組み立てた後に、半導体レーザ素子チップの出射端面及びリア端面の保護膜を除去するようにしても良い。
また、レーザバー状の半導体レーザ素子アレイに代えて、チップ状の半導体レーザ素子を並列に配置してレーザアレイにした形態、あるいは、複数のレーザバーを並列に配置した面状のレーザアレイにも実施形態例１から４の方法を適用できる。
【００４５】
言うまでもないが、本発明方法の適用は、光増幅器用ポンプ光源、レーザ加工機、レーザ溶接機等に用いられる高出力半導体レーザ素子に限定されるものではなく、端面出射型の半導体レーザ素子全般に適用できる。また、ダスト付着の影響が顕著な出射端面のみに適用することもできる。
また、出射端面にのみ保護膜を設けることにより、面発光型半導体レーザ素子にも適用できる。
以上、本発明方法を実施形態例１から４により説明したが、本発明方法は本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明の範囲からこれらを排除するものではない。
【００４６】
【発明の効果】
第１及び第２の発明方法によれば、水溶性物質からなる薄膜又は有機溶剤に可溶性の物質からなる薄膜を保護膜として端面の誘電体薄膜上に成膜し、所定の工程を経た後、端面を水洗浄又は有機溶剤による洗浄を施して、保護膜を溶解して除去する。これにより、本来、誘電体薄膜上に付着するダスト等を保護膜上に付着させ、保護膜の除去と共に清浄な端面を露出させることができる。
更に説明すると、溶解により容易に除去できる保護膜を端面に設けることにより、組み立て作業等の所定の作業工程中は、パーティクル、ダストの付着に従来程気を使う必要なく、所定の作業に集中できるので、所定の作業の能率を高めることができる。また、所定の工程、例えば半導体レーザ素子チップをハンダで固定する工程の後、ダスト等の付着した保護膜を除去することにより、パーティクル、ダスト等の異物が付着していない清浄な端面を露出させることができる。
よって、半導体レーザ素子の組み立て作業の能率が向上し、かつ製品歩留りを高めることができる。
また、保護膜の面積が小さく、短時間で洗浄できるので、塗布及び除去処理が簡単であり、コストが嵩むこともなく、また手間が要しない。
更には、半導体レーザ素子の故障の原因となるダストが付着していない出射端面を有し、高い長期信頼性を有する高品質の半導体レーザ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施形態例１の方法により製造した半導体レーザ素子の概略的全体斜視図、及び図１（ａ）の線Ｉ−Ｉでの断面図である。
【図２】実施形態例１の方法により製造した半導体レーザ素子の層構成を示す断面図である。
【図３】半導体レーザ・アレイの斜視図である。
【図４】半導体レーザ・モジュールの斜視図である。
【図５】実施形態例２の方法により製造した半導体レーザ素子の層構成を示す断面図である。
【図６】半導体レーザ・アレイの斜視図である。
【図７】半導体レーザ素子の端面コート膜及び保護膜の構成を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、半導体レーザ素子の概略的全体斜視図、及び図８（ａ）の線ＩＩ−ＩＩでの断面図である。
【符号の説明】
１０……半導体レーザ素子、１２……フロント端面コート膜、１４……リア端面コート膜、１６……ストライプ電極、２０……実施形態例１の方法により作製した半導体レーザ素子の層構造、２２……ｎ型ＧａＡｓ基板、２４……ｎ型ＧａＡｓ第１バッファ層、２６……ｎ型ＡｌＧａＡｓ第２バッファ層、２８……ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、３０……活性層／ガイド層、３２……ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、３４……ｐ型ＧａＡｓキャップ層、３６……電流注入領域、３８……電流非注入領域、４０……ｐ側電極、４２……ｎ側電極、４３……半導体レーザ素子アレイ、４４……フロント端面コート膜、４６……リア端面コート膜、４８……ＫＣｌ膜、５０……半導体レーザ・モジュール、５２……サブマウント、５４……ヒートシンク、５６……絶縁板、５８……電極板、６０……ＰＤアレイ、７０……実施形態例２で製造した半導体レーザ素子の層構造、７２……ｎ型ＧａＡｓ基板、７４……ｎ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰクラッド層、７６……アンドープのＡｌＧａＩｎＰ光導波層、７８……活性層、８０……アンドープのＡｌＧａＩｎＰ光導波層、８２……ｐ型Ａｌ（Ｇａ）ＩｎＰクラッド層、８４……ｐ型ＧａＩｎＰエッチング停止層、８６……ｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、８８……ｐ型ＧａＩｎＰ中間層、９０……ｐ型ＧａＡｓキャップ層、９２……ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層、９４……ｐ側電極、９６……ｎ側電極、９８……半導体レーザ素子アレイ、１００……フロント端面コート膜、１０２……リア端面コート膜、１０４……ＭｇＣｌ２　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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【図７】
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【図８】
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