(57)【要約】【課題】キンクの発生がなく、かつ良好なレーザ特性を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法を提供する。【解決手段】リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法において、リッジ部８を第２導電型クラッド層７を第２導電型エッチング停止層５から厚さｄだけ残してドライエッチングした後、酒石酸エッチング液により第２導電型エッチング停止層５上に残こった第２導電型クラッド層７を第２導電型エッチング停止層５までエッチングして矩形状に形成する。その際の厚さｄは、０．３μｍ以下である。【選択図】      図１
2004356365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッド層、第２導電型エッチング停止層、第２の第２導電型クラッド層を順次積層した後、前記第２の第２導電型クラッド層上にストライプマスクを形成し、次に、前記ストライプマスクに覆われていない前記第２の第２導電型クラッド層から前記第２導電型エッチング停止層までエッチングしてリッジ部を形成し、次に、前記第２導電型エッチング停止層上に前記リッジ部を挟持する一対の第１導電型電流狭窄層を形成し、前記一対の第１導電型電流狭窄層上及び前記リッジ部上に第２導電型コンタクト層を形成して作製されるリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法において、
前記リッジ部は、前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチング停止層から厚さｄだけ残してドライエッチングした後、酒石酸エッチング液により前記第２導電型エッチング停止層上に残った前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチング停止層までエッチングして矩形状に形成されることを特徴とするリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記厚さｄは、０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路型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、リッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リッジ導波路型半導体レーザ素子は、活性層を大気中に露出させることがないため、信頼性の点で優れた構造を有している。このリッジ導波路型半導体レーザ素子としては、特許文献１に開示されているものがある。
即ち、特許文献１には、ＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）により、ｎ型ＧａＡｓ基板上にｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層と、Ａｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓの活性層と、第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層と、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層と、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層と、を順次積層した後、このｐ型ＧａＡｓキャップ層上にＳｉＯ２ストライプマスクを形成する。
【０００３】
この後、前記ＳｉＯ２ストライプマスクに覆われた以外をｐ型ＧａＡｓキャップ層からｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層まで酒石酸エッチング液を用いてエッチング除去してストライプ状の断面が台形状のリッジ部を形成し、次に、前記ＳｉＯ２ストライプマスクから露出したｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層上及び前記リッジ部側面に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層を形成した後、前記ＳｉＯ２ストライプマスクを除去する。
【０００４】
更に、前記一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層上及び前記リッジ部上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層を積層した後、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層上にｐ型オーミック電極を形成し、前記ｎ型ＧａＡｓ基板に前記した積層方向と逆方向にｎ型オーミック電極を形成して、リッジ導波路型半導体レーザ素子を得る。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−４６０３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、リッジ導波路型半導体レーザ素子の高出力化のためにはＩ−Ｌ特性（電流−レーザ光出力特性）におけるキンクを抑制する必要がある。
キンクは、レーザ光出力の増大に伴い、前記リッジ部中央に対応する前記活性層内部のキャリア濃度が低下して、水平横モードがキャリア密度の高い方にシフトすることによって生じるものである。
【０００７】
キンクを抑制するためには、断面が台形状のリッジ部の下部幅を２．５μｍ以下に狭くして、前記活性層内部のキャリア密度を低減することが考えられるが、リッジ部の下部幅を狭くすると、上部幅が狭くなり過ぎて前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層とのコンタクトがとりにくくなるといった問題が生じる。
【０００８】
この対策として、前記リッジ部の形成の際、前記ＳｉＯ２ストライプマスクに覆われた以外の前記ｐ型ＧａＡｓキャップ層から前記ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層に達する直前までをドライエッチングで行った後、酒石酸過水エッチング液を用いて、残りの前記ｐ型ＧａＡｓキャップ層を前記ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層までエッチングを行って、前記リッジ部を矩形状にすることが考えられた。
【０００９】
しかしながら、残りの前記ｐ型ＧａＡｓキャップ層の厚さバラツキが前記一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層の結晶性に影響するという問題を生じた。
即ち、残りの前記ｐ型ＧａＡｓキャップ層の厚さが厚いほどドライエッチングにより前記リッジ部側面に生じた微小な凹凸差が大きくなり、この凹凸差が核となり、前記一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層に双晶が発生するといった問題を生じた。このため、前記一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層及び前記リッジ部上に形成される前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層の結晶性および平坦性が悪くなり、前記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層と前記ｐ型オーミックコンクト層との間のオーミック性が悪くなったりする場合があり、良好なレーザ特性が得られなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、キンクの発生がなく、かつ良好なレーザ特性を有するリッジ導波路型半導レーザ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願発明における第１の発明は、第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第１の第２導電型クラッド層、第２導電型エッチング停止層、第２の第２導電型クラッド層を順次積層した後、前記第２の第２導電型クラッド層上にストライプマスクを形成し、次に、前記ストライプマスクに覆われていない前記第２の第２導電型クラッド層から前記第２導電型エッチング停止層までエッチングしてリッジ部を形成し、次に、前記第２導電型エッチング停止層上に前記リッジ部を挟持する一対の第１導電型電流狭窄層を形成し、前記一対の第１導電型電流狭窄層上及び前記リッジ部上に第２導電型コンタクト層を形成して作製されるリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法において、前記リッジ部は、前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチング停止層から厚さｄだけ残してドライエッチングした後、酒石酸エッチング液により前記第２導電型エッチング停止層上に残った前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチング停止層までエッチングして矩形状に形成されることを特徴とするリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
第２の発明は、前記厚さｄは、０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態に係るリッジ導波路型半導体レーザ素子の製造方法について図１及び図２を用いて説明する。
従来例と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、（第１工程）を示し、（Ｂ）は、（第２工程）を示し、（Ｃ）は、（第３工程）を示し、（Ｄ）は、（第４工程）、（Ｅ）は、（第５工程）を示す。図２は、（第２工程）で、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層上に残された第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層の厚さｄと一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層に形成される双晶の数との関係を示す図である。
【００１３】
（第１工程）
図１（Ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法により１回目の成長を行って、ｎ型ＧａＡｓ基板１面上に厚さ１．５μｍのｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層２と、厚さ０．０７μｍのＡｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓ活性層３と、厚さ０．３μｍの第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層４と、厚さ０．０３μｍのｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５と、厚さ０．７μｍの第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６と、厚さ０．３μｍのｐ型ＧａＡｓキャップ層７と、を順次積層する。
【００１４】
次に、スパッタ法を用いて、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７上にＳｉＯ２を形成後、ストライプ状の図示しないフォトレジストパタ−ンを形成する。次に、フォトリソグラフィ法及びエッチング法によりＳｉＯ２ストライプマスク９を形成する。
【００１５】
（第２工程）
次に、ＳｉＯ２ストライプマスク９で覆われていない部分をドライエッチングして、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５からの厚さがｄとなるように第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６を残して矩形状にする。ここでは、厚さｄは、０．３μｍである。また、ドライエッチングは、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、Ａｒガスを用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）である。
【００１６】
（第３工程）
この後、図１（Ｃ）に示すように、酒石酸過水選択エッチング液（酒石酸：化酸過水素水：水＝５：５：１）により、残りの第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６をｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５までエッチングして、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６とｐ型ＧａＡｓキャップ層７とからなるストライプ状に矩形状のリッジ部８を形成する。
【００１７】
（第４工程）
次に、図１（Ｄ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法により２回目の成長を行って、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上及びリッジ部８の側面に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層１０、１０を形成する。この後、ＳｉＯ２ストライプマスク９を除去する。
【００１８】
（第５工程）
次に、図１（Ｅ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法により３回目の成長を行って、リッジ部８上及び一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層１０、１０上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１を積層する。
そして、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１上にｐ型オーミック電極１２を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１に前記した積層方向と逆方向にｎ型オーミック電極１３を形成して、リッジ導波路型半導体レーザ素子を得る。
【００１９】
ここで、（第２工程）において、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上に残された第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６の厚さｄと一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層１０、１０に形成される双晶の数との関係について調べた。その様子を図２に示す。
図２中、横軸は、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上に残された第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６の厚さｄであり、縦軸は、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層１０、１０に形成される双晶の数である。なお、この双晶の数は、０．０１ｍｍ２当りの数である。
【００２０】
図２に示すように、厚さｄが０．３μｍ以下であるときは、双晶の数は５個未満と少ないが、これを超えると、急激に増加し、３．５μｍの時には、２２個に達している。
双晶の数が５個未満の場合には、リッジ導波路型半導体レーザ素子の発振しきい値やファーフィルドパターン等のレーザ特性に異常が見られなかったのに対して、それ以上では、ｐ型オーミック性が悪く発振しきい値に異常が見られた。
このことから、厚さｄは、０．３μｍ以下にすると良いことがわかった。
【００２１】
以上のように、本発明の実施形態によれば、リッジ部８を形成する際、ドライエッチングを行ってｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５から０．３μｍ以下の厚さの第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６を残すようにした後、酒石酸過水選択エッチング液により、残った厚さｄの第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６をｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５までエッチングして行うので、リッジ部８が矩形状で、かつ一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層１０、１０に発生する双晶の数を５個以下と極めて少ないすることができるため、キンクの発生がなく、良好なレーザ特性を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、リッジ部は、第２の第２導電型クラッド層を第２導電型エッチング停止層から厚さｄだけ残してドライエッチングした後、酒石酸エッチング液により前記第２導電型エッチング停止層上に残こった前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチング停止層までエッチングして矩形状に形成されるので、キンクの発生がなく、良好なレーザ特性を有するリッジ導波路型半導体レーザ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、（第１工程）を示し、（Ｂ）は、（第２工程）を示し、（Ｃ）は、（第３工程）を示し、（Ｄ）は、（第４工程）を示し、（Ｅ）は、（第５工程）を示す。
【図２】（第２工程）で、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層上に残された第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層の厚さｄと一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層に形成される双晶の数との関係を示す図である。
【符号の説明】
１…ｎ型ＧａＡｓ基板（第１導電型半導体基板）、２…ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層（第１導電型半導体層）、３…活性層、４…第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層（第２導電型クラッド層）、５…ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層、６…第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、７…ｐ型ＧａＡｓキャップ層、８…リッジ部、９…ＳｉＯ２ストライプマスク、１０…ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層、１１…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層（第２導電型ＧａＡｓコンタクト層）、１２…ｐ型オーミック電極、１３…ｎ型オーミック電極
【図１】
2004356365.tif 000003
【図２】
2004356365.tif 000004