(57)【要約】　　【課題】　III-Ｖ族化合物半導体に対するエッチング制御を容易に且つ確実に行なえるようにする。　　【解決手段】　ｐ型第１クラッド層１８の上に、アルミニウムの組成がｐ型第１クラッド層１８よりも大きく且つ厚さが約５０ｎｍのｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９Ａを成長する。続いて、エッチング停止層１９Ａの上に、厚さが約０．４μｍのｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０と、厚さが約０．１μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層２１を成長する。続いて、第１の絶縁性パターン２２Ｂをマスクとして、ｐ型第２クラッド層２０に対して、ドライエッチングを行なうことにより、ｐ型第２クラッド層を、第１の絶縁性パターン２２Ｂが転写されたリッジ形状にパターニングする。【選択図】　　　　図３
2004006969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成する第１の工程と、
　前記エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工程とを備え、
　前記エッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、前記第２の半導体層のエッチングレートよりも小さいことを特徴とする半導体レーザ発光装置の製造方法であって、
　前記エッチング停止層は、窒化シリコンからなる絶縁膜により構成されている、半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項２】
　第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成する第１の工程と、
　前記エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工程とを備え、
　前記エッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、前記第２の半導体層のエッチングレートよりも小さいことを特徴とする半導体レーザ発光装置の製造方法であって、
　前記第１の半導体層はマグネシウムを含み、
　前記エッチング停止層は、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化物半導体の導電性を決定する不純物元素とからなり、
　前記不純物元素はマグネシウムであって、
　前記エッチング停止層に含まれるマグネシウムの量は、前記第１の半導体層に含まれているマグネシウムの量よりも多い、半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項３】
　前記エッチング停止層に含まれるマグネシウムの量は、約１×１０20ｃｍ-3以上であることを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項４】
　第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成する第１の工程と、
　前記エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工程とを備え、
　前記エッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、前記第２の半導体層のエッチングレートよりも小さく、
　前記第２の工程よりも後に、前記第２の半導体層に対してドライエッチングを行なう第３の工程をさらに備え、
　前記第３の工程において、前記エッチング停止層を検出したときに、前記第２の半導体層に対するエッチングを停止する、請求項１に記載の半導体レーザ発光装置の製造方法であって、
　前記エッチング停止層はＡｌを含み、
　前記エッチング停止層に含まれるＡｌの量は、前記第２の半導体層に含まれるＡｌの量よりも多く、
　前記第３の工程は、
　前記第２の半導体層の表面にレーザ光を照射する工程と、
　前記レーザ光により励起されて発せられるフォトルミネッセンス光を受光する工程と、
　受光したフォトルミネッセンス光の波長が短くなった時に前記エッチング停止層の表面が露出したことを推定する工程とを含む、半導体レーザ発光装置の製造方法。
【請求項５】
　第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成する第１の工程と、
　前記エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工程とを備え、
　前記エッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、前記第２の半導体層のエッチングレートよりも小さく、
　前記第２の工程よりも後に、前記第２の半導体層に対してドライエッチングを行なう第３の工程をさらに備え、
　前記第３の工程において、前記エッチング停止層を検出したときに、前記第２の半導体層に対するエッチングを停止する、請求項１に記載の半導体レーザ発光装置の製造方法であって、
　前記エッチング停止層はＡｌを含み、
　前記エッチング停止層に含まれるＡｌの量は、前記第２の半導体層に含まれるＡｌの量よりも多く、
　前記第３の工程は、
　前記第２の半導体層の表面にＸ線を照射する工程と、
　前記Ｘ線の回折角度を測定する工程と、
　前記回折角度が大きくなった時に前記エッチング停止層の表面が露出したことを推定する工程とを含む、半導体レーザ発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、III-Ｖ族化合物半導体及びそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　近年、次世代の高密度光ディスク用光源として青紫色光を出力する半導体レーザ素子に対する要望が高まり、特に波長帯域が青紫色光と比較的に短波長帯で動作可能な窒化ガリウム（ＧａＮ）系のIII-Ｖ族化合物半導体からなる発光素子の研究開発が盛んに行なわれている。
【０００３】
　窒化ガリウム系半導体は、化学的に安定で且つ高硬度であるため、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）又は燐化インジウム（ＩｎＰ）のような他のIII-Ｖ族化合物半導体の製造プロセスで用いられているウエットエッチング法を用いることができない。このため、通常、窒化ガリウム系半導体に対するエッチングにはドライエッチング法が用いられている。
【０００４】
　しかしながら、ドライエッチング法はウエットエッチング法と比べて、エッチング対象の半導体層を選択的にエッチングしたり、所望の膜厚でエッチングを停止するというような制御が困難である。
【０００５】
　例えば、エッチング対象の半導体層におけるエッチングの停止位置が窒化ガリウム系半導体レーザ素子の動作特性にどのような影響を及ぼすかが、論文「第６１回応用物理学会学術講演会　講演予稿集第１分冊 p.325(7p-L-4),2000.9.」に報告されている。この論文には、半導体レーザ素子における動作電流を低減するには、活性層上に設けるｐ型クラッド層のエッチング後の膜厚を正確に制御する必要があることが述べられている。
【０００６】
　また、他の論文「第４７回応用物理学関係連合講演会　講演予稿集第１分冊 p.378(30a-YQ-7),2000.3.」には、窒化物系半導体レーザ素子に対するドライエッチング時の実時間深さの測定に関する報告がされている。しかしながら、本論文には、半導体層に対するエッチングの制御方法については報告されていない。
【０００７】
　ところで、従来の窒化物系半導体に対するドライエッチング処理は、ＡｌxＧａ1-xＮ（但し、０≦ｘ≦１である）のように、混晶組成がそれぞれ異なる複数の半導体層の積層体に対して行なわれるため、各半導体層に対してエッチングレートをそれぞれ測定しておき、測定された各エッチングレートに基づいてエッチング時間を管理しながら行なわれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　しかしながら、前記従来のIII-Ｖ族化合物半導体に対するドライエッチング法は、エッチングレートを組成が異なる半導体層ごとに測定し且つ管理する必要がある。その上、温度及びプラズマ状態等のドライエッチング条件をも制御し且つ管理する必要があるため、生産性及び歩留りが低下し、さらにはコストの高騰を招くという問題がある。
【０００９】
　本発明は、前記従来の問題を解決し、III-Ｖ族化合物半導体に対するエッチング制御を容易に且つ確実に行なえるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　前記の目的を達成するため、本発明は、エッチング対象となるIII-Ｖ族化合物半導体の下側の少なくとも一部に、エッチング停止層を設ける構成とする。
【００１１】
　具体的に、本発明に係る半導体の製造方法は、第１の半導体層の上に、エッチング停止層を形成する第１の工程と、エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する第２の工程とを備え、エッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、第２の半導体層のエッチングレートよりも小さい。
【００１２】
　本発明の半導体の製造方法によると、エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する。このエッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、第２の半導体層のエッチングレートよりも小さい。このため、第２の半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえるので、第１の半導体層に対するオーバエッチを防止することができる。すなわち、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層に対するドライエッチングの制御性が容易となる。
【００１３】
　本発明の半導体の製造方法は、第１の工程において、エッチング停止層を、アルミニウムを含むIII-Ｖ族化合物半導体により形成することが好ましい。このように、エッチング停止層をIII-Ｖ族化合物半導体により形成すると、該エッチング停止層が第２の半導体層と同等の化合物半導体となるため、第２の半導体層の結晶性が劣化する虞がない。さらに、アルミニウムを含むIII-Ｖ族化合物半導体はエッチングに対する耐性が向上するため、第２の半導体層に対するドライエッチングの選択性が良好となる。その上、通常の半導体製造装置のままでエッチング停止層を形成することができる。
【００１４】
　この場合に、第２の半導体層がアルミニウムを含み、第１の工程において、エッチング停止層のアルミニウムの組成を、第２の半導体層のアルミニウムの組成よりも大きくなるように形成することが好ましい。このようにすると、III-Ｖ族化合物半導体においてアルミニウムの組成が大きい方がエッチングレートが小さくなるため、エッチング停止層はその機能を確実に発揮することができる。
【００１５】
　本発明の半導体の製造方法は、第１の工程において、エッチング停止層を、ＡｌxＧａ1-xＮ（但し、０≦ｘ≦１である）とＡｌyＧａ1-yＮ（但し、０≦ｙ≦１、ｘ≠ｙである）とを交互に積層してなる超格子層とすることが好ましい。
【００１６】
　この場合に、エッチング停止層を、波長が約３６０ｎｍ以上且つ５００ｎｍ以下の光を反射する膜厚を持つ反射鏡とすることが好ましい。このようにすると、製造された半導体からレーザ素子を作製した場合に、該レーザ素子から放出される自然放出光を外部に漏らすことなく、誘導放出光として有効に導くことが可能となる。
【００１７】
　本発明の半導体の製造方法において、エッチング停止層が、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化物半導体の導電性を決定する不純物元素とからなることが好ましい。このようにすると、第２の半導体層がIII-Ｖ族窒化物半導体である場合に、エッチング停止層を形成するための新たな原料が不要となる。従って、半導体製造装置に何らの変更を加えることなく、エッチング停止層を容易に且つ確実に形成することができる。
【００１８】
　この場合に、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素が窒素であり、不純物元素がシリコンであることが好ましい。このようにすると、第２の半導体層がIII-Ｖ族窒化物半導体からなる場合に、例えば窒素源としてアンモニアを用い、シリコン源としてシランガスを用いれば、エッチング停止層を、例えば窒化シリコンからなる絶縁膜により構成することができる。その結果、第２の半導体層とのエッチング選択比を大きくすることができるので、第２の半導体層に対するエッチング制御性が向上する。
【００１９】
　また、この場合に、不純物元素がマグネシウムであることが好ましい。このようにすると、エッチング停止層がｐ導電型を示すため、導電性に優れたエッチング停止層を得ることができるため、得られた半導体から半導体素子を形成しても、該素子の動作特性に悪影響を与えにくくなる。
【００２０】
　この場合のマグネシウムの不純物濃度は、約１×１０20ｃｍ-3以上であることが好ましい。このように、III-Ｖ族窒化物半導体においてマグネシウムの不純物濃度を約１×１０20ｃｍ-3以上とすると、エッチングレートが低下するため、第２の半導体層に対するエッチング制御性が向上する。
【００２１】
　本発明の半導体の製造方法は、第２の工程よりも後に、２の半導体層に対してドライエッチングを行なう第３の工程をさらに備え、第３の工程が、エッチング停止層を検出したときに、第２の半導体層に対するエッチングを停止することが好ましい。このようにすると、第２の半導体層のドライエッチング中に、エッチング停止層を確認することが可能となるため、第２の半導体層に対するエッチングを確実に行なえる。
【００２２】
　この場合に、第３の工程が、第２の半導体層の表面にレーザ光を照射し、該レーザ光により励起されて発せられるフォトルミネッセンス光を受光し、受光したフォトルミネッセンス光の波長の変化を検出することにより、エッチング停止層の表面が露出したことを推定する工程とを含むことが好ましい。
【００２３】
　また、この場合に、第３の工程が、第２の半導体層の表面にＸ線を照射し、該Ｘ線の回折角度を測定する工程と、第２の半導体層による回折角度の変化を検出することにより、エッチング停止層の表面が露出したことを推定する工程とを含むことが好ましい。
【００２４】
　本発明に係る半導体装置の製造方法は、基板上に、活性層を含む第１の半導体層、エッチング停止層及びIII-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を順次形成する工程と、第２の半導体層に対して選択的にドライエッチングを行なう工程とを備え、エッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、第２の半導体層のエッチングレートよりも小さい。
【００２５】
　本発明の半導体装置の製造方法によると、エッチング停止層の上に、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層を形成する。このエッチング停止層のドライエッチングによるエッチングレートは、第２の半導体層のエッチングレートよりも小さい。従って、第２の半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえるため、エッチング領域に第２の半導体層が残ることもなく、第１の半導体層がエッチングされることもない。すなわち、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層に対するドライエッチングの制御性が容易となる。
【発明の効果】
【００２６】
　本発明に係る半導体の製造方法によると、III-Ｖ族化合物半導体からなる第２の半導体層の下側にエッチング停止層を形成するため、第２の半導体層に対してドライエッチングを選択的に行なえるので、第１の半導体層に対するオーバエッチを防止することができる。その結果、第２の半導体層に対するドライエッチングの制御性が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
　（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
　図１（ａ）〜図１（ｃ）乃至図５（ａ）〜図５（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。
【００２９】
　第１の実施形態においては、エッチング停止層を設けたIII-Ｖ族窒化物半導体から半導体レーザ装置を作製する際のドライエッチングによるリッジ部の加工時に、エッチング対象であるｐ型クラッド層に対するエッチング選択性を容易且つ確実にする。
【００３０】
　まず、径が約５．１ｃｍ（２インチ）のサファイアからなる基板１１を用意し、その表面を酸性の水溶液により洗浄する。続いて、洗浄した基板１１を、例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）装置の反応炉内のサセプタ（図示せず）に保持し、反応炉を真空に排気する。続いて、反応炉内を、圧力が約３００×１３３．３２２Ｐａ（３００Ｔｏｒｒ）の水素雰囲気とし、温度を約１１００℃にまで昇温し基板１１を加熱して、基板表面のサーマルクリーニングを約１０分間行なう。
【００３１】
　次に、図１（ａ）に示すように、反応炉を約５００℃にまで降温した後、基板１１上に、供給量が約２５μｍｏｌ／ｍｉｎのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）と、供給量が約７.５Ｌ／ｍｉｎのアンモニア（ＮＨ3 ）ガスと、水素からなるキャリアガスとを同時に供給することにより、厚さが約２０ｎｍの窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる低温バッファ層（図示せず）を成長する。このとき、Ｖ族原料であるアンモニアガスとIII 族原料であるＴＭＧとの供給比の値は、約６５００である。
【００３２】
　続いて、反応炉内の温度を約１０００℃にまで昇温し、ｎ型ドーパントとしてシラン（ＳｉＨ4 ）ガスをも供給しながら、低温バッファ層の上に、厚さが約４μｍでシリコン（Ｓｉ）の不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなるｎ型コンタクト層１２を成長する。続いて、ｎ型コンタクト層１２の上に、III 族原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）をも供給しながら、厚さが約０．７μｍでＳｉの不純物濃度が５×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｎ型クラッド層１３を成長する。続いて、ｎ型クラッド層１３の上に、厚さが約１００ｎｍでＳｉの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなるｎ型光ガイド層１４を成長する。
【００３３】
　その後、反応炉内の温度を約８００℃にまで降温し、キャリアガスを水素から窒素に変更し、厚さが約３ｎｍのＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなる３層の歪量子井戸と、厚さが約９ｎｍのＧａＮからなる２層のバリア層とを交互に積層して、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層１５を成長する。ここで、歪量子井戸層の成長時には、III 族原料にＴＭＩとＴＭＧとを供給し、バリア層の成長時には、III 族原料にＴＭＧを供給する。
【００３４】
　その後、再度、反応炉内の温度を約１０００℃にまで昇温し、キャリアガスを窒素から水素に戻して、基板１１上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴＭＧと、Ｖ族原料のアンモニアガスと、ｐ型ドーパントであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2 Ｍｇ）ガスとを供給しながら、ＭＱＷ活性層１５の上に、厚さが約２０ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャップ層１６を成長する。続いて、キャップ層１６の上に、ＴＭＡの供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層１７を成長する。
【００３５】
　続いて、III 族原料にＴＭＡを追加して、ｐ型光ガイド層１７の上に、厚さが約２００ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長する。続いて、ｐ型第１クラッド層１８の上に、アルミニウムの組成がｐ型第１クラッド層１８よりも大きく且つ厚さが約５０ｎｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９Ａを成長する。続いて、エッチング停止層１９Ａの上に、厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０を成長する。
【００３６】
　ドライエッチング法により、ｐ型半導体層に電流狭搾用のリッジ部を形成する際には、エッチング停止層１９Ａでエッチングを停止するため、ｐ型クラッド層として光学的に機能するｐ型半導体層のエッチング後の残し厚は、厚さが約２００ｎｍのｐ型第１クラッド層１８と、厚さが約５０ｎｍのエッチング停止層１９Ａとの約２５０ｎｍとなる。ここで、半導体層のエッチング後の残し厚とは、半導体層におけるエッチング後に残したい部分の設計膜厚をいう。その後、ｐ型第２クラッド層２０の上に、厚さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃度が１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層２１を成長する。
【００３７】
　次に、図１（ｂ）に示すように、ｐ型コンタクト層２１まで成長した基板１１を反応炉から取り出し、ｐ型コンタクト層２１の表面を有機溶剤により洗浄し、さらにフッ酸系のウエットエッチングによりクリーニングした後、例えばプラズマＣＶＤ法を用いて、ｐ型コンタクト層２１の上に全面にわたって厚さが約０.１μｍの二酸化シリコン（ＳｉＯ２ ）からなる第１の酸化絶縁膜２２Ａを堆積する。
【００３８】
　次に、図１（ｃ）に示すように、スピナーを用いて、第１の酸化絶縁膜２２Ａの上に全面にわたって第１のレジスト膜５１Ａを塗布する。
【００３９】
　次に、図２（ａ）に示すように、フォトリングラフィ法により、第１のレジスト膜５１Ａから、マスク幅が約２μｍで且つ約５００μｍピッチのストライプ状の第１のレジストパターン５１Ｂを、窒化ガリウム結晶の晶帯軸の＜１−１００＞方向に延びるように形成する。なお、本願明細書においては、晶帯軸を表わす指数の反転は、便宜上、反転を示す指数の前に負符号”−”を付すことによって表わす。
【００４０】
　次に、図２（ｂ）に示すように、第１のレジストパターン５１Ｂをマスクとして、第１の酸化絶縁膜２２Ａに対して、フッ酸系の水溶液を用いたウェットエッチングを行なって、第１の酸化絶縁膜２２Ａから、ストライプ形状が転写された第１の絶縁性パターン２２Ｂを形成する。その後、図２（ｃ）に示すように、第１のレジストパターン５１Ｂを有機溶剤により除去する。
【００４１】
　次に、図３（ａ）に示すように、第１の絶縁性パターン２２Ｂをマスクとして、ｐ型第２クラッド層２０に対して、例えば塩素（Ｃｌ2 ）ガスを用いたドライエッチングを行なうことにより、ｐ型第２クラッド層を、第１の絶縁性パターン２２Ｂが転写されたリッジ形状にパターニングする。ここでは、ｐ型第２クラッド層２０のエッチングは、あらかじめ設定したエッチング時間に基づいて行なう。
【００４２】
　第１の実施形態においては、エッチング対象のｐ型第２クラッド層２０の下にエッチング停止層１９Ａを設けているため、エッチング時間のマージンが大きくなるので、ｐ型第１クラッド層１８に対するエッチングが防止され、所定の厚さが確保されるので、所定の光学的特性を得ることができる。
【００４３】
　次に、図３（ｂ）に示すように、プラズマＣＶＤ法を用いて、エッチング停止層１９の上に、リッジ状のｐ型第２クラッド層２０、ｐ型コンタクト層２１及び第１の絶縁性パターン２２Ｂを含む全面にわたって、厚さが約０.１μｍの二酸化シリコンからなる第２の酸化絶縁膜２２Ｃを堆積する。
【００４４】
　次に、図３（ｃ）に示すように、スピナーを用いて、第２の酸化絶縁膜２２Ｃの上に全面にわたって第２のレジスト膜５２Ａを塗布する。
【００４５】
　次に、図４（ａ）に示すように、フォトリングラフィ法により、第２のレジスト膜５２Ａから、マスク幅が約４０μｍで且つピッチが約５００μｍのストライプ状の第２のレジストパターン５２Ｂを、窒化ガリウム結晶の晶帯軸の＜１−１００＞方向に延び且つその中央部分でｐ型コンタクト層２１を覆うように形成する。
【００４６】
　次に、図４（ｂ）に示すように、第２のレジストパターン５２Ｂをマスクとして、第２の酸化絶縁膜２２Ｃに対して、フッ酸系の水溶液を用いたウェットエッチングを行なって、第２の酸化絶縁膜２２Ｃから、第２のレジストパターン５２Ｂのストライプ形状が転写された第２の絶縁性パターン２２Ｄを形成する。その後、図４（ｃ）に示すように、第２のレジストパターン５２Ｂを有機溶剤により除去する。
【００４７】
　次に、図５（ａ）に示すように、第２の絶縁性パターン２２Ｄをマスクとして、ｎ型コンタクト層１２が露出するまで、例えば塩素（Ｃｌ2 ）ガスを用いたドライエッチングを行なう。
【００４８】
　次に、図５（ｂ）に示すように、蒸着法等により、露出したｎ型コンタクト層１２の上面に、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）との積層体からなるｎ側電極２３を形成する。
【００４９】
　次に、図５（ｃ）に示すように、第２の絶縁性パターン２２Ｄに対してフッ酸系の水溶液によるウェットエッチングを選択的に行なって、ｐ型コンタクト層２１を露出する。続いて、蒸着法等により、第２の絶縁性パターン２２Ｄ及びｐ型コンタクト層２１の上面に、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）との積層体からなり、ｐ型コンタクト層２１と電気的に接続されるｐ側電極２４を形成する。
【００５０】
　次に、図示はしていないが、レーザ素子の共振器構造を、ドライエッチング及びへき開によって形成し、その後、へき開した共振器の各端面にそれぞれ反射率が９０％及び７０％の、二酸化シリコン及び二酸化チタンからなる高反射コートを形成する。ここでは、共振器長は１ｍｍ程度としている。
【００５１】
　以上説明したように、第１の実施形態は、半導体レーザ素子を構成する半導体層における、エッチング対象の半導体層の下側にドライエッチング用のエッチング停止層１９を設けていることを特徴とする。
【００５２】
　エッチング停止層１９を設けた半導体層から半導体レーザ装置を作製すると、以下に述べるように優れた動作特性を達成することができる。
【００５３】
　第１の実施形態に係る半導体レーザ装置は、図３（ａ）に示すドライエッチング工程において、エッチング対象であるｐ型第２クラッド層２０に対してドライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層２０の下側に設けたｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９Ａにより、エッチング時間にマージンが生じる。なぜなら、エッチング停止層１９Ａのエッチングレートは、Ａｌの組成が０．１０であり、第２ｐ型クラッド層２０のＡｌの組成の０．０７よりも大きいため、ｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも小さくなるからである。
【００５４】
　従って、ｐ型第２クラッド層２０に対するエッチング量（深さ）は、時間で制御するものの、エッチング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっても、エッチング停止層１９Ａに対するエッチングレートはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライエッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。
【００５５】
　第１の実施形態により作製した半導体レーザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認している。
【００５６】
　一方、エッチング停止層１９Ａを設けない従来の半導体レーザ装置は、室温で連続発振するものの、しきい値電流は約７０ｍＡで、スロープ効率は約０．５Ｗ／Ａである。
【００５７】
　このように、第１の実施形態によると、エッチング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側にエッチング停止層１９Ａを形成するため、第１ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このため、ｐ型第２クラッド層２０にエッチング残りが生じることなく、且つ、第１ｐ型クラッド層１８の膜厚にも、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができる。その結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメージが防止されていることによる。
【００５８】
　さらに、基板１１上にエッチング停止層１９Ａを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄与する。
【００５９】
　（第１の実施形態の第１変形例）
　以下、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図面を参照しながら説明する。
【００６０】
　図６は本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の断面構成を示している。図６において、図５（ｃ）に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００６１】
　第１変形例に係るエッチング停止層１９Ｂは、超格子構造により形成されていることを特徴とする。そのエッチング停止層１９Ｂの形成方法について図７を用いて説明する。
【００６２】
　図７は第１変形例に係るエッチング停止層１９Ｂの断面構成を示している。
【００６３】
　まず、図７に示すように、ＭＯＶＰＥ法等により、第１の実施形態と同様に、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長し、続いて、それぞれ、厚さが約５ｎｍで、Ｍｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3である、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第１層１９ａとｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂとを１対とし、これを５対分成長させることにより、総膜厚が約５０ｎｍの超格子構造を持つエッチング停止層１９Ｂを形成する。
【００６４】
　続いて、エッチング停止層１９Ｂの上に、厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０を成長する。
【００６５】
　この後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型コンタクト層２１を成長し、さらに、ｐ型コンタクト層２１及びｐ型第２クラッド層２０に対して、エッチング停止層１９Ｂが露出するまで、リッジ状のドライエッチングを行なう。さらに、ｎ側電極２３を設けるためのドライエッチングと、ｐ側電極２４を形成する。
【００６６】
　第１変形例に係る半導体レーザ装置は、ｐ型第２クラッド層２０に対してドライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層２０の下側に設けた、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第１層１９ａ及びｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂを１対とする５対分の超格子構造を有するエッチング停止層１９Ｂにより、エッチング時間にマージンが生じる。なぜなら、エッチング停止層１９Ｂのエッチングレートは、Ａｌの平均組成が０．０６と第２ｐ型クラッド層２０のＡｌの組成の０．０７よりも小さいものの、超格子構造における第２層１９ｂのＡｌの組成が０．１０であり、第２ｐ型クラッド層２０のＡｌの組成よりも大きいからである。
【００６７】
　従って、ｐ型第２クラッド層２０に対するエッチング量（深さ）は、時間で制御はするが、エッチング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっても、エッチング停止層１９Ｂに対するエッチングレートはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライエッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。
【００６８】
　第１変形例により作製した半導体レーザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認している。
【００６９】
　このように、第１変形例によると、エッチング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側に超格子構造を有するエッチング停止層１９Ｂを形成するため、第１ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようになる。その結果、第１ｐ型クラッド層１８の膜厚に、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができる。これにより、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメージが防止されていることによる。
【００７０】
　さらに、基板１１上にエッチング停止層１９Ｂを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄与する。
【００７１】
　（第１の実施形態の第２変形例）
　以下、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図面を参照しながら説明する。
【００７２】
　図８は本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の断面構成を示している。図８において、図５（ｃ）に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００７３】
　第２変形例に係るエッチング停止層１９Ｃは、ブラッグ反射鏡となる超格子構造により形成されていることを特徴とする。これにより、第２変形例と同様の効果を得られる上に、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が向上する。
【００７４】
　図９は第２変形例に係るエッチング停止層１９Ｃの断面構成を示している。
【００７５】
　まず、図９に示すように、ＭＯＶＰＥ法等により、第１の実施形態と同様に、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第１クラッド層１８を成長し、続いて、それぞれＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3であり、厚さが約４５ｎｍのｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第１層１９ａと、厚さが約４０ｎｍのｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂとを１対とし、これを５対分成長させることにより、総膜厚が約４２５ｎｍの超格子構造を持つエッチング停止層１９Ｃを形成する。エッチング停止層１９Ｃにおける超格子構造の各膜厚は、λ／（４ｎ）により設計される。ここで、λはレーザ装置の発振波長を示し、ｎは超格子構造の各層１９ａ、１９ｂの屈折率を示す。この膜厚はブラッグ反射を起こす膜厚であるため、ＭＱＷ活性層１５から外部に漏れる光（迷光）が減少するので、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が向上する。
【００７６】
　続いて、エッチング停止層１９Ｃの上に、厚さが約０．４μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０を成長する。
【００７７】
　この後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型コンタクト層２１を成長し、さらに、ｐ型コンタクト層２１及びｐ型第２クラッド層２０に対して、エッチング停止層１９Ｃが露出するまで、リッジ状のドライエッチングを行なう。さらに、ｎ側電極２３を設けるためのドライエッチングと、ｐ側電極２４を形成する。
【００７８】
　第２変形例に係る半導体レーザ装置は、第１変形例と同様に、ｐ型第２クラッド層２０に対してドライエッチングを行なう際には、ｐ型第２クラッド層２０の下側に設けた、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる第１層１９ａ及びｐ型Ａｌ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる第２層１９ｂを１対とする５対分の超格子構造を有するエッチング停止層１９Ｃにより、エッチング時間にマージンが生じる。
【００７９】
　従って、ｐ型第２クラッド層２０に対するエッチング量（深さ）は、時間で制御はするが、エッチング時間が所定時間を超えてしまったような場合であっても、エッチング停止層１９Ｃに対するエッチングレートはｐ型第２クラッド層２０のエッチングレートよりも小さくなる。このため、第１のｐ型クラッド層１８は所定の膜厚を、容易に且つ確実に残すことができ、ドライエッチングによる加工時の膜厚の制御性が向上する。
【００８０】
　第２変形例により作製した半導体レーザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動作に到り、レーザ発振のしきい値電流は約４５ｍＡで、スロープ効率は約１．０Ｗ／Ａであることを確認している。
【００８１】
　このように、第２変形例によると、エッチング対象のｐ型第２クラッド層２０の下側に超格子構造を有するエッチング停止層１９Ｂを形成するため、第１ｐ型クラッド層１８の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようになる。その結果、第１ｐ型クラッド層１８の膜厚に、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができる。これにより、ＭＱＷ活性層１５への光閉じ込め効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメージが防止されていることによる。
【００８２】
　その上、エッチング停止層１９Ｃは、これを構成する第１層１９ａ及び第２層１９ｂの各膜厚をブラッグ反射を起こすように設定された超格子構造を有するため、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が向上したことにもよる。
【００８３】
　また、基板１１上にエッチング停止層１９Ｂを形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄与する。
【００８４】
　なお、第１の実施形態においては、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃをｐ型第１クラッド層１８の上に形成しているが、各エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、いずれも他の半導体層と成長の一環として結晶成長により形成されるため、その形成位置は設計により容易に変更できる。
【００８５】
　また、第１の実施形態及びその変形例においては、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを第１ｐ型クラッド層１８の全面に形成したが、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、第１ｐ型クラッド層１８の面内におけるエッチングむらを考慮して、複数箇所に分散してエッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを形成することが好ましい。例えば、図５（ｃ）において、第１ｐ型クラッド層１８上における第２の絶縁性パターン２２Ｄにより覆われない領域に、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを形成すると、該エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、最終的にレーザ構造から除去されるため、半導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切なくなる。その結果、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃはその光学的電気的特性に規制されなくなるので、各エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの構成の自由度がそれぞれ大きくなる。
【００８６】
　また、第１の実施形態及びその変形例においては、基板１１の表面側から該基板１１に向かってエッチングを行なっているが、これに限らず、基板１１の表面側以外の面から、例えば側面側からドライエッチングを施して、エッチング停止層１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃのみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸状とすることも可能である。この半導体側面に形成された凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。
【００８７】
　（第２の実施形態）
　以下、本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００８８】
　第１の実施形態においては、エッチング停止層１９Ａの上側に形成されたエッチング対象となる半導体層に対するドライエッチングをエッチング時間で制御しているが、第２の実施形態においては、エッチング停止層を光学的に検出することにより、エッチング時間に依らずに、エッチング対象の半導体層に対する選択的なドライエッチングを可能とする。
【００８９】
　そこで、第２の実施形態に係るドライエッチング装置には、ヘリウム（Ｈｅ）−カドミウム（Ｃｄ）レーザ装置と光検出器とを備えている。このため、エッチング中の試料（ウエハ）を装置から取り出すことなく、ドライエッチング装置内において、Ｈｅ−Ｃｄレーザ光を試料の表面に入射することにより、エッチング中の半導体層の表面を光学的に励起し、励起後に放出されるフォットルミネッセンス（ＰＬ）光を光検出器で検出する。
【００９０】
　このように、エッチング中に、ＰＬ光の波長の変化、すなわちｐ型第２クラッド層２０とエッチング停止層１９Ａとの差を検出することにより、エッチング停止層１９Ａの表面を実時間で且つ非接触で確認することができる。
【００９１】
　ここで、図１０にドライエッチング後の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したIII-Ｖ族窒化物半導体に対するエッチング深さと半導体層ごとのＰＬ波長との関係を示す。ここで、半導体は第１の実施形態において作製したIII-Ｖ族窒化物半導体とし、図１０において、半導体層と対応するグラフには、各半導体層に付した符号と同一の符号を付している。
【００９２】
　図１０に示すように、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０のエッチング時には、検出されるＰＬ光の波長は、室温におけるピーク波長として３５０ｎｍ程度である。さらに、エッチングが進行して、エッチング表面が、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９Ａに近づくと、検出されるＰＬ光の波長が３４５ｎｍ程度と、ｐ型第２クラッド層２０の場合と比べて短い波長を検出するようになる。これは、前述したように、エッチング停止層１９ＡのＡｌの組成がｐ型第２クラッド層７２のＡｌのＡｌの組成よりも大きいためである。
【００９３】
　また、エッチング表面がエッチング停止層１９Ａの最表面に到達すると、エッチング停止層１９ＡからのＰＬ発光強度が最大となるため、その発光強度を測定することによっても、エッチング停止層１９Ａの表面を確認することができる。
【００９４】
　このように、エッチング停止層１９ＡからのＰＬ光を検出した段階でエッチングを停止すると、エッチング停止層１９Ａを残したまま、ｐ型第２クラッド層２０に対するドライエッチングを確実に停止できる。その結果、レーザ装置の光学的特性に影響を与えるｐ型第１クラッド層４８の膜厚（残し厚）に、時間制御に依らずに所定値を得られるようになり、残し厚の制御性が向上する。
【００９５】
　すなわち、第２の実施形態によると、第１の実施形態のように、エッチング停止層１９Ａを半導体層中に形成しておき、さらに、ドライエッチング装置を、エッチング対象の半導体層のエネルギーギャップよりも大きいエネルギーに相当する波長を発振するレーザ装置と光検出器とを設ける構成とする。これにより、ｐ型クラッド層に対して、その残し厚を所望の膜厚となるように高精度に加工することができ、その結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が大幅に改善される。また、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメージも回避される。
【００９６】
　なお、エッチング停止層は、第１の実施形態で示したエッチング停止層１９Ａに限られず、第１の実施形態の各変形例に示したエッチング停止層１９Ｂ、１９Ｃであっても良い。
【００９７】
　（第３の実施形態）
　以下、本発明の第３の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００９８】
　第３の実施形態も、第２の実施形態と同様に、エッチング停止層を光学的に検出することにより、エッチング時間に依らずに、エッチング対象の半導体層に対する選択的なドライエッチングを可能とする。
【００９９】
　そこで、第３の実施形態に係るドライエッチング装置には、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを備えている。このため、エッチング中の試料（ウエハ）を装置から取り出すことなく、ドライエッチング装置内で、Ｘ線を試料の表面に入射することにより、エッチング中の半導体層の表面からの回折線をＸ線検出器により検出することができる。これにより、第１の実施形態と同様の構成を持つ半導体に含まれるエッチング停止層１９Ａの表面を実時間で且つ非接触で確認することができる。
【０１００】
　例えば、４結晶Ｘ線回折（ＸＲＤ）装置を用いた場合には、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型第２クラッド層２０のエッチング時に検出される、面方位（０００２）面からの回折角度（２θ）は３４．７°程度である。さらに、エッチングが進行して、エッチング表面が、ｐ型Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなるエッチング停止層１９Ａに近づくと、検出される回折角度（２θ）は３４．８°程度を検出するようになる。これは、前述したように、エッチング停止層１９ＡのＡｌの組成がｐ型第２クラッド層７２のＡｌのＡｌの組成よりも大きいためである。ちなみに、この場合のＧａＮにおける（０００２）面からの回折角度は３４．６°である。
【０１０１】
　また、エッチング表面がエッチング停止層１９Ａの最表面に到達すると、エッチング停止層１９ＡからのＸ線回折強度が最大となるため、その回折強度を測定することによっても、エッチング停止層１９Ａの表面を確認することができる。
【０１０２】
　このように、エッチング停止層１９ＡからのＸ線回折角度を検出した段階でエッチングを停止すると、エッチング停止層１９Ａを残したまま、ｐ型第２クラッド層２０に対するドライエッチングを確実に停止できる。その結果、レーザ装置の光学的特性に影響を与えるｐ型第１クラッド層４８の膜厚（残し厚）に、時間制御に依らずに所定値を得られるようになり、残し厚の制御性が向上する。
【０１０３】
　すなわち、第３の実施形態によると、第１の実施形態のように、エッチング停止層１９Ａを半導体層中に形成しておき、さらに、ドライエッチング装置を、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを設ける構成とする。これにより、ｐ型クラッド層に対して、その残し厚を所望の膜厚となるように高精度に加工することができ、その結果、ＭＱＷ活性層１５における光閉じ込め効率が大幅に改善される。また、ＭＱＷ活性層１５に対するエッチングダメージも回避される。
【０１０４】
　なお、エッチング停止層は、第１の実施形態で示したエッチング停止層１９Ａ以外にも、第１の実施形態の各変形例に示したエッチング停止層１９Ｂ、１９Ｃの構成であっても良い。
【０１０５】
　（第４の実施形態）
　以下、本発明の第４の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１０６】
　図１１は本発明の第４の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の断面の一部を示している。
【０１０７】
　第４の実施形態は、エッチング停止層を、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化物半導体の導電性を決定する不純物元素（ドーパント）とにより構成し、特に窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる絶縁膜とする。
【０１０８】
　図１１に示すように、まず、第１の実施形態と同様に、反応炉内の温度を約１０００℃、キャリアガスを水素とし、基板上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴＭＧと、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと、ｐ型ドーパントであるＣｐ2 Ｍｇガスとを供給しながら、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャップ層３１を成長する。
【０１０９】
　続いて、キャップ層３１の上に、ＴＭＡの供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層３２を成長する。
【０１１０】
　次に、ｐ型ドーパントを含むＣｐ2 ＭｇガスとＴＭＧとの供給を停止して、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと水素からなるキャリアガスとをｐ型光ガイド層３２上に供給する。ここで、ｎ型ドーパントを含むＳｉＨ4 ガスを供給すると、ＮＨ3 ガスとＳｉＨ4 ガスとが反応して、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるエッチング停止層３３がｐ型光ガイド層３２上に堆積する。ＳｉＮからなるエッチング停止層３３の膜厚は、ＳｉＨ4 ガスの供給時間で制御することができ、ここではその厚さを約２０ｎｍとしている。
【０１１１】
　その後、ＳｉＨ4 ガスの供給を停止して、エッチング停止層３３の上に、ＴＭＧ、ＴＭＡ及びＣｐ2 Ｍｇガスを再度供給することにより、厚さが約０．７μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層３４を成長する。この場合、エッチング停止層３３上におけるｐ型クラッド層３４の成長は比較的に容易である。なぜなら、図１２（ａ）に示すように、エッチング停止層３３は一様で緻密な膜ではなく、ｐ型光ガイド層３２が部分的に露出するような孔３３ａが空いている。その結果、図１２（ｂ）に示すように、孔３３ａから、ｐ型クラッド層３４が選択的に成長する。但し、エッチング停止層３３の膜厚を大きくし過ぎると、孔３３ａが消失してしまう虞があるため、エッチング停止層３３の厚さは、１００ｎｍ程度以下とすることが好ましい。
【０１１２】
　なお、第４の実施形態においては、ｐ型光ガイド層３２の上にエッチング停止層３３を形成したが、該エッチング停止層３３は結晶成長の一環として行なうため、その形成位置は設計により容易に変更できる。但し、エッチング停止層３３の上にｐ型クラッド層３４を成長する際に、該ｐ型クラッド層３４が多結晶化することも考えられる。これは、成長時におけるアルミニウムの拡散長が小さいことに起因する。この場合、エッチング停止層３３の上にはアルミニウムを含まないｐ型ＧａＮ層を成長した後、ｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層３４を成長することにより、ｐ型クラッド層３４の多結晶化を抑制することができる。
【０１１３】
　その後は、ｐ型クラッド層３４の上に、厚さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層３５を成長する。
【０１１４】
　続いて、第１の実施形態と同様に、ｐ型コンタクト層３５及びｐ型クラッド層３４に対して、ドライエッチングによりリッジ状のパターニングを行なう。このとき、ＳｉＮからなるエッチング停止層３３は、そのエッチングレートがＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層３４のエッチングレートの約１００分の１であるため、ｐ型クラッド層３４と比べてエッチングされにくいので、エッチング停止層３３は十分にその機能を果たすことができる。
【０１１５】
　ドライエッチング時におけるｐ型クラッド層３４に対するエッチングモニタは、第２の実施形態と同様に、ＰＬ光を観測する場合には、ｐ型クラッド層３４に相当するＰＬスペクトルが消失し、且つ、ｐ型光ガイド層３２に相当するＰＬスペクトルが出現しないという現象から、進行中のエッチングがエッチング停止層３３に到達したことを確認することができる。
【０１１６】
　また、エッチングモニタに第３の実施形態と同様のＸ線を用いる場合には、ｐ型クラッド層３４に相当する回折ピークが消失し、次いで、エッチング停止層３３に相当する回折ピークが出現し、そのピーク強度が最大となる現象から、進行中のエッチングがエッチング停止層３３に到達したことを確認することができる。
【０１１７】
　第４の実施形態により作製した半導体レーザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動作に到り、その動作特性は第１の実施形態に係る半導体レーザ装置と同程度である。第４の実施形態に係るエッチング停止層３３は絶縁性であるため、活性層への電流注入が困難となる虞があるが、第４の実施形態に係る半導体レーザ装置は、電流注入が阻害されることはないことを確認している。これは、エッチング停止層３３の膜厚を約２０ｎｍと薄膜化したことにより、注入される電流が、エッチング停止層３３をトンネル電流として通過したと考えられる。
【０１１８】
　このように、第４の実施形態によると、エッチング対象のｐ型クラッド層３４の下側にエッチング停止層３３を形成するため、ｐ型クラッド層３４の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このため、ｐ型クラッド層３４にエッチング残りが生じることなく、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができる。その結果、ＭＱＷ活性層における光閉じ込め効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層に対するエッチングダメージが防止されていることによる。
【０１１９】
　さらに、基板上にエッチング停止層３３を形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄与する。
【０１２０】
　なお、第４の実施形態においては、エッチング停止層３３をｐ型クラッド層３２の全面に形成したが、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、ｐ型クラッド層３２の面内におけるエッチングむらを考慮して、複数箇所に分散してエッチング停止層３３を形成することが好ましい。例えば、ｐ型クラッド層３２上におけるレーザ構造から除去される領域に形成すると、半導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切なくなる。その結果、エッチング停止層３３はその光学的電気的特性に規制されなくなるので、エッチング停止層３３の構成の自由度が大きくなる。
【０１２１】
　また、第４の実施形態においては、基板の表面側から該基板に向かってエッチングを行なうが、これに限らず、基板の表面側以外の面から、例えば側面側からドライエッチングを施して、エッチング停止層３３のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸状とすることも可能である。この半導体側面に形成された凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。
【０１２２】
　（第５の実施形態）
　以下、本発明の第５の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【０１２３】
　図１３は本発明の第５の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の断面の一部を示している。
【０１２４】
　第５の実施形態は、エッチング停止層を、III-Ｖ族窒化物半導体に含まれる元素と、III-Ｖ族窒化物半導体の導電性を決定する不純物元素（ドーパント）とにより構成し、特にｐ型不純物を高濃度に含むIII-Ｖ族窒化物半導体からなる導電膜とする。
【０１２５】
　図１１に示すように、まず、第１の実施形態と同様に、反応炉内の温度を約１０００℃、キャリアガスを水素とし、基板上に、III 族原料のＴＭＡ及びＴＭＧと、Ｖ族原料のＮＨ3 ガスと、ｐ型ドーパントであるＣｐ2 Ｍｇガスとを供給しながら、ｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャップ層４１を成長する。
【０１２６】
　続いて、キャップ層４１の上に、ＴＭＡの供給を止めて、厚さが約１００ｎｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型光ガイド層４２を成長する。
【０１２７】
　次に、ｐ型光ガイド層４２の成長時におけるＴＭＧの供給量を維持した状態で、Ｃｐ2 Ｍｇガスのみを過剰に供給する。このように、Ｃｐ2 Ｍｇガスを過剰に供給すると、ｐ型光ガイド層４２の上面に成長するｐ型ＧａＮ層におけるマグネシウム（Ｍｇ）の不純物濃度が上昇し、ｐ+ 型ＧａＮからなるエッチング停止層４３が成長する。ｐ+ 型ＧａＮからなるエッチング停止層４３の厚さは、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給時間で制御することができ、ここではその厚さを約２０ｎｍとしている。
【０１２８】
　具体的には、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給量を、２次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）法による測定値で１×１０19ｃｍ-3（Ｍｇの不純物濃度では１×１０18ｃｍ-3）程度から１×１０20ｃｍ-3程度に１桁増大することにより、エッチング停止層４３を成長する。
【０１２９】
　その後、Ｃｐ2 Ｍｇガスの供給量を元に戻して、エッチング停止層４３上にＴＭＡを再度供給することにより、厚さが約０．７μｍでＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.07Ｇａ0.93Ｎからなるｐ型クラッド層４４を成長する。続いて、ＴＭＡの供給を停止して、ｐ型クラッド層４４の上に、厚さが約０．１μｍでＭｇの不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層４５を成長する。但し、エッチング停止層４３は、Ｍｇの導入量が過剰であるため、該エッチング停止層４３の上にｐ型クラッド層４４を成長する際に、該ｐ型クラッド層４４にヒロックが発生し、結晶表面状態（モホロジー）が劣化する虞がある。この場合には、エッチング停止層４３の厚さを１００ｎｍ程度以下とすることにより、結晶表面状態の劣化を抑制することができる。
【０１３０】
　なお、第５の実施形態においては、ｐ型光ガイド層４２の上にエッチング停止層４３を形成したが、該エッチング停止層４３は結晶成長の一環として行なうため、その形成位置は設計により容易に変更できる。
【０１３１】
　その後は、第１の実施形態と同様に、ｐ型コンタクト層４５及びｐ型クラッド層４４に対して、ドライエッチングによりリッジ状のパターニングを行なう。このとき、ＭｇのＳＩＭＳ法による濃度が約１×１０20ｃｍ-3のエッチング停止層４３は、そのエッチングレートがＭｇの不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型クラッド層４４のエッチングレートの約５０分の１であるため、ｐ型クラッド層４４と比べてエッチングされにくいので、エッチング停止層４３は十分にその機能を果たすことができる。また、エッチング停止層４３は導電性を有するため、活性層に対する注入電流の妨げとはならず、該レーザ装置の動作特性に悪影響を与える虞がない。
【０１３２】
　ドライエッチング時におけるｐ型クラッド層４４に対するエッチングモニタは、第２の実施形態と同様に、ＰＬ光を観測する場合には、ｐ型クラッド層４４に相当するＰＬスペクトルが消失し、且つ、エッチング停止層４３に起因する波長４２０ｎｍ程度のＰＬスペクトルが出現するという現象から、進行中のエッチングがエッチング停止層４３に到達したことを確認することができる。この場合４２０ｎｍというＰＬスペクトルは、エッチング停止層４３にマグネシウムが過剰に導入されていることに起因する。
【０１３３】
　また、エッチングモニタに第３の実施形態と同様のＸ線を用いる場合には、ｐ型クラッド層４４に相当する回折ピークが消失した段階で、進行中のエッチングがエッチング停止層４３に到達したことを確認することができる。
【０１３４】
　第５の実施形態により作製した半導体レーザ装置に、実際に室温で直流電流を印加すると、連続発振動作に到り、その動作特性は第１の実施形態に係る半導体レーザ装置と同程度である。
【０１３５】
　このように、第５の実施形態によると、エッチング対象のｐ型クラッド層４４の下側にエッチング停止層４３を形成するため、ｐ型クラッド層４４の膜厚（残し厚）を高精度で制御できるようになる。このため、ｐ型クラッド層４４にエッチング残りが生じることなく、所望の膜厚、すなわち最適値を得ることができる。その結果、ＭＱＷ活性層における光閉じ込め効率が大幅に改善される。これは、ＭＱＷ活性層に対するエッチングダメージが防止されていることによる。
【０１３６】
　さらに、基板上にエッチング停止層４３を形成すると、径が約５．１ｃｍの基板面内で、エッチングの残し厚のばらつきが抑制されるため、半導体レーザ装置の歩留りが向上するので、コストの低減に大きく寄与する。
【０１３７】
　なお、第５の実施形態においては、エッチング停止層４３をｐ型クラッド層４２の全面に形成したが、部分的に形成してもよい。但し、この場合には、ｐ型クラッド層４２の面内におけるエッチングむらを考慮して、複数箇所に分散してエッチング停止層４４を形成することが好ましい。例えば、ｐ型クラッド層４２上におけるレーザ構造から除去される領域に形成すると、半導体レーザ装置の動作特性に影響を与えることが一切なくなる。その結果、エッチング停止層４３はその光学的電気的特性に規制されなくなるので、エッチング停止層４３の構成の自由度が大きくなる。
【０１３８】
　また、第５の実施形態においては、基板の表面側から該基板に向かってエッチングを行なうが、これに限らず、基板の表面側以外の面から、例えば側面側からドライエッチングを施して、エッチング停止層４３のみを選択的に残し、積層された半導体層の側面を凹凸状とすることも可能である。この半導体側面に形成された凹凸形状をデバイス形成時に応用しても良い。
【０１３９】
　なお、以上説明した第１の実施形態及びその変形例乃至第５の実施形態においては、エピタキシャル成長させる化合物半導体にIII-Ｖ族窒化物半導体を用いたが、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）やリン化インジウム（ＩｎＰ）等の他のIII-Ｖ族化合物半導体であってもよい。
【０１４０】
　また、エッチング停止層の下側に形成する半導体層は、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のII−VI族化合物であってもよい。
【０１４１】
　また、半導体レーザ装置の構造は、図５（ａ）等に示す構造に限られない。
【０１４２】
　また、半導体装置はレーザ装置に限られず、III-Ｖ族化合物半導体を含み、製造時に、III-Ｖ族化合物半導体をドライエッチングにより選択的に加工する必要がある半導体装置であればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置を示す構成断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る半導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す構成断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体の製造方法及び該半導体を用いた半導体レーザ装置を示す構成断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る半導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す構成断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る半導体の製造方法におけるドライエッチング後の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したIII-Ｖ族窒化物半導体に対するエッチング深さと半導体層ごとのＰＬ波長との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る半導体の製造方法におけるエッチング停止層を含む領域を示す部分的な構成断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体の製造方法におけるエッチング停止層を示す斜視図である。（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体の製造方法におけるエッチング停止層の上に成長を始めたｐ型クラッド層を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係る半導体の製造方法におけるエッチング停止層を含む領域を示す部分的な構成断面図である。
【符号の説明】
【０１４４】
　１１　　　基板
　１２　　　ｎ型コンタクト層
　１３　　　ｎ型クラッド層
　１４　　　ｎ型光ガイド層
　１５　　　多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層
　１６　　　キャップ層
　１７　　　ｐ型光ガイド層
　１８　　　ｐ型第１クラッド層
　１９Ａ　　エッチング停止層
　１９Ｂ　　エッチング停止層
　１９Ｃ　　エッチング停止層
　１９ａ　　第１層
　１９ｂ　　第２層
　２０　　　ｐ型第２クラッド層
　２１　　　ｐ型コンタクト層
　２２Ａ　　第１の酸化絶縁膜
　２２Ｂ　　第１の絶縁性パターン
　２２Ｃ　　第２の酸化絶縁膜
　２２Ｄ　　第２の絶縁性パターン
　２３　　　ｎ側電極
　２４　　　ｐ側電極
　３１　　　キャップ層
　３２　　　ｐ型光ガイド層
　３３　　　エッチング停止層
　３３ａ　　孔
　３４　　　ｐ型クラッド層
　３５　　　ｐ型コンタクト層
　４１　　　キャップ層
　４２　　　ｐ型光ガイド層
　４３　　　エッチング停止層
　４４　　　ｐ型クラッド層
　４５　　　ｐ型コンタクト層
　５１Ａ　　第１のレジスト膜
　５１Ｂ　　第１のレジストパターン
　５２Ａ　　第２のレジスト膜
　５２Ｂ　　第２のレジストパターン
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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