(57)【要約】【課題】従来の可視光半導体レーザの製造方法では、エッチングマスク１２をドライエッチングで除去する際に、ブロック層８表面に不所望な凹凸１３ａが生じ、上部電極１０表面の平坦度が悪化しチップ認識の際にカメラへの反射光レベルのばらつきを招きチップ認識ミスの原因となった。【解決手段】本発明の可視光半導体レーザ１０１の製造方法は、ｎ型ＧａＡｓ基板２上に、下部クラッド層３，活性層４，第１上部クラッド層５を形成する工程と、第１上部クラッド層５をメサ形状に形成するためのエッチングマスク１２を形成する工程と、第１上部クラッド層５の一部をエッチング除去しメサ部７を形成する工程と、メサ部７を埋込むようにブロック層８を形成する工程と、ブロック層８表面をフォトレジスト膜で成る保護被膜１０２で被覆する工程と、エッチングマスク１２をドライエッチングで除去する工程とを含む。【選択図】  図２
2004288679.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、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、
前記上部クラッド層をメサ形状に形成するためのエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを使って前記上部クラッド層の一部をエッチング除去しメサ部を形成する工程と、
前記メサ部を埋込むようにブロック層を形成する工程と、
前記ブロック層表面をドライエッチングに対する保護被膜で被覆する工程と、
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、
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２】
前記保護被膜は、フォトレジスト膜であ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の製造方法に関し、特に、表面の平坦度が良好である可視光半導体レーザ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。
【０００３】
従来の可視光半導体レーザ１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に順次、形成したｎ型ＡｌＧａＩｎＰで成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰで成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰで成るエッチングストッパ層６と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで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を埋込むように形成したｎ型ＧａＡｓで成るブロック層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で成るコンタクト層９と、その上に形成した上部電極１０と、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面に形成した下部電極１１とで構成されている。
【０００４】
ここで、上部電極１０表面の内、第２上部クラッド層７の真上の領域は平坦であるが、それ以外の領域１０ａ（図中、破線で囲んだ領域）の表面は、微細な凹凸形状となっている。その理由を以下の製造方法の説明に記載する。
【０００５】
従来の可視光半導体レーザ１の製造方法の一例を図５，図６に示す。図５，図６は工程順を示す断面図である。
【０００６】
先ず、図５（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰで成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰで成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰで成るエッチングストッパ層６，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで成る第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で成るエッチングマスク１２をＣＶＤ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。
【０００７】
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上部クラッド層を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。
【０００８】
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を埋込むように、第２上部クラッド層７と逆導電型のｎ型ＧａＡｓで成るブロック層８を成長させる。
【０００９】
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（例えば、反応性イオンエッチング；ＲＩＥ）によって除去する。ここで、反応性イオンエッチング（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、エッチング種がブロック層８表面に衝突し、ブロック層８表面に不所望な凹凸１３ａを生じさせることになった。
【００１０】
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で成るコンタクト層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にも反映され、第２上部クラッド層７の真上部分を除くコンタクト層９表面に不所望な凹凸１３ｂを生じさせることになった。
【００１１】
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、ｎ型ＧａＡｓ基板２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表面にも反映され、第２上部クラッド層７の真上部分を除く上部電極１０表面に不所望な凹凸１３ｃを生じさせることになった。
【００１２】
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。
【００１３】
尚、上記では、第２上部クラッド層７ａをメサ形状に形成する際に用いるエッチングストッパ層６を備えた構成で説明したが、エッチングストッパ層６を形成せずに、第２上部クラッド層７ａの途中までエッチング除去する構成であってもよい。
（例えば、非特許文献１参照。）
【００１４】
【非特許文献１】
神戸宏著「はじめての半導体レーザ技術」工業調査会出版、２００１年４月２０日、ｐ．１１０、図７．６
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、従来の可視光半導体レーザの製造方法では、エッチングマスク１２を、ドライエッチング（例えば、反応性イオンエッチング；ＲＩＥ）によって除去する際に、ブロック層８表面に不所望な凹凸１３ａが生じることは避けられなかった。そして、この凹凸１３ａは、コンタクト層９を介して上部電極１０表面にも反映され、この上部電極１０表面の平坦度のばらつきは、組立工程におけるチップ認識の際にカメラ（図示せず）への反射光レベルのばらつきを招きチップ認識ミスの原因となった。
【００１６】
本発明の目的は、上部クラッド層をメサ形状に形成するため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際に、ブロック層表面に不所望な凹凸が生じることのない可視光半導体レーザの製造方法を提供することである。
【００１７】
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、
上部クラッド層をメサ形状に形成するためのエッチングマスクを形成する工程と、
エッチングマスクを使って上部クラッド層の一部をエッチング除去しメサ部を形成する工程と、
メサ部を埋込むようにブロック層を形成する工程と、
ブロック層表面をドライエッチングに対する保護被膜で被覆する工程と、
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、
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。
【００１８】
【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と同一部分には同一符号を付す。
【００１９】
本発明の可視光半導体レーザ１０１は、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に順次、形成したｎ型ＡｌＧａＩｎＰで成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰで成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰで成るエッチングストッパ層６と、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで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を埋込むように形成したｎ型ＧａＡｓで成るブロック層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で成るコンタクト層９と、その上に形成した上部電極１０と、ｎ型ＧａＡｓ基板２の裏面に形成した下部電極１１とで構成されている。
【００２０】
即ち、構造においては、従来の可視光半導体レーザ１とまったく同じであるが、従来の可視光半導体レーザ１の上部電極１０表面の特定の領域１０ａ（図中、破線で囲んだ領域）に見られた微細な凹凸形状がなく全面が平坦となっている。その理由を以下の製造方法の説明に記載する。
【００２１】
本発明の可視光半導体レーザ１０１の製造方法の一例を図２，図３に示す。図２，図３は工程順を示す断面図である。尚、図５，図６と同一部分には同一符号を付す。
【００２２】
先ず、図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰで成る下部クラッド層３，ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰで成る活性層４，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで成る第１上部クラッド層５，ｐ型ＧａＩｎＰで成るエッチングストッパ層６，ｐ型ＡｌＧａＩｎＰで成る第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で成るエッチングマスク１２をＣＶＤ法およびフォトリソグラフィ法を用いて形成する。
【００２３】
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。
【００２４】
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を埋込むように、第２上部クラッド層７と逆導電型のｎ型ＧａＡｓで成るブロック層８を成長させる。
【００２５】
次に、図２（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いて、エッチングマスク１２部分を開口し、ブロック層８部分を被覆するフォトレジスト膜で成る保護被膜１０２を形成する。本発明の特徴であるこの保護被膜１０２は、後でエッチングマスク１２をドライエッチング（例えば、反応性イオンエッチング；ＲＩＥ）で除去するときに、ブロック層８にエッチングダメージを与えないための保護の役目をする。
【００２６】
次に、図３（ｅ）に示すように、不要となったエッチングマスクを反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって除去する。ここで、反応性イオンエッチング（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、エッチング種が保護被膜１０２表面にも衝突し、保護被膜１０２表面に凹凸１３ｄを生じさせるが、その下層のブロック層８は、保護被膜１０２で保護されているため平坦なままである。
【００２７】
次に、図３（ｆ）に示すように、保護被膜１０２を除去した後、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で成るコンタクト層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。
【００２８】
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、ｎ型ＧａＡｓ基板２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。
【００２９】
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１０１が完成する。
【００３０】
尚、上記では、第２上部クラッド層７ａをメサ形状に形成する際に用いるエッチングストッパ層６を備えた構成で説明したが、エッチングストッパ層６を形成せずに、第２上部クラッド層７ａの途中までエッチング除去する構成であってもよい。
【００３１】
また、ブロック層８の保護被膜１０２としては、フォトレジスト膜に限るものではないが、フォトレジスト膜は塗布形成および除去が容易で好適である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の可視光半導体レーザの製造方法によると、上部クラッド層をメサ形状にエッチングするために使用するエッチングマスクをドライエッチングで除去するときに、ブロック層表面をエッチングダメージから守る保護被膜が形成されているため、ブロック層表面に不所望な凹凸を生じさせることがなく、その結果、上部電極表面の平坦度も良好である。
【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一例の斜視図
【図５】従来の可視光半導体レーザの製造方法の一例の断面図
【図６】従来の可視光半導体レーザの製造方法の一例の断面図
【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  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
１０ａ  上部電極１０の凹凸形状の領域
１１  下部電極
１２  エッチングマスク
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ  凹凸
１０１  本発明の可視光半導体レーザ
１０２  保護被膜
【図１】
2004288679.tif 000003
【図２】
2004288679.tif 000004
【図３】
2004288679.tif 000005
【図４】
2004288679.tif 000006
【図５】
2004288679.tif 000007
【図６】
2004288679.tif 000008