(57)【要約】【課題】安定した良好なコンタクトを有する半導体レーザ素子の製造方法を提供する。【解決手段】リッジストライプ９を有する半導体レーザ素子の製造方法において、リッジストライプ９を形成後、過酸化水素水を含むエッチング液を用いてＳｉを含む絶縁マスク８を酸化処理して、この表面処理を不活性化にする。【選択図】      図１
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【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導電型エッチングストッパー層、第２の第２導電型クラッド層、第２導電型キャップ層を順次積層した後、前記第２導電型キャップ層上にＳｉを含む絶縁マスクを形成し、
次に、前記Ｓｉを含む絶縁マスクに覆われていない前記第２導電型キャップ層から前記第２の第２導電型クラッド層の途中までドライエッチングし、
更に、前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチングストッパー層までウェットエッチングしてリッジストライプを形成し、
次に、前記Ｓｉを含む絶縁マスク上方から前記第２導電型エッチング停止層上に前記リッジストライプを挟持する一対の第１導電型電流狭窄層を形成し、
次に、前記Ｓｉを含む絶縁マスクを除去後、前記一対の第１導電型電流狭窄層上及び前記リッジストライプ上に第２導電型コンタクト層を形成し、
前記リッジストライプを形成後、過酸化水素水を含むエッチング液を用いて前記Ｓｉを含む絶縁マスク表面を酸化処理して、不活性化したことを特徴とする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係り、特にＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体レーザ素子の製造方法について図３を用いて説明する。
（第１工程）
図３（Ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）による１回目の成長を行って、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層２、活性層３、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰエッチングストッパー層５、第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰブロック層６、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層７を順次積層する。
【０００３】
更に、スパッタ法により、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層７上にＳｉＯ２を形成後、このＳｉＯ２上にフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法を用いてＳｉＯ２ストライプマスク８を形成する。
【０００４】
（第２工程）
次に、図３（Ｂ）に示すように、Ｃｌ系ガスを用いたドライエッチングにより、ＳｉＯ２ストライプマスク８で覆われた以外をｐ型ＧａＩｎＰキャップ層７から第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰブロック層６の途中までエッチングする。
【０００５】
更に、フッ酸系エッチング液を用いて、前記したドライエッチングによって発生したＳｉ残渣を除去した後、硫酸系エッチング液を用いて、残りの第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰブロック層６をｐ型ＡｌＧａＩｎＰエッチングストッパー層５に達するまでエッチングしてリッジストライプ９を形成する。
【０００６】
（第３工程）
次に、図３（Ｃ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法による２回目の成長を行って、ＳｉＯ２ストライプマスク８で覆われた以外のｐ型ＡｌＧａＩｎＰエッチングストッパー層５上にリッジストライプ９を挟んだｎ型ＡｌＩｎＰブロック層１０、ｎ型ＧａＡｓブロック層１１を順次積層する。
【０００７】
（第４工程）
次に、図３（Ｄ）に示すように、ドライエッチング及びフッ酸系エッチングによって、ＳｉＯ２ストライプマスク８を除去して、ＭＯＣＶＤ法により３回目の成長を行って、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２を積層する。
【０００８】
更に、ｐ型オーミック電極１３をｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２に、ｎ型オーミック電極１４を積層方向と反対側のｎ型ＧａＡｓ基板１に形成する。
【０００９】
ところで、（第３工程）において、ｎ型ＡｌＩｎＰブロック層１０及びｎ型ＧａＡｓブロック層１１を積層する際、ＳｉＯ２ストライプマスク８上にＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層も積層するので、（第４工程）において、フッ酸系エッチングによって、これらのＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層をＳｉＯ２ストライプマスク８の除去と共にしようとしても、フッ酸系エッチング液よっては、ＳｉＯ２ストライプマスク８は、溶けるが、これらのＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層は、溶けない。このため、図４に示すように、ＳｉＯ２ストライプマスク８だけが除去されて、ｎ型ＡｌＩｎＰブロック層１０及びｎ型ＧａＡｓブロック層１１と連続したＡｌＩｎＰ層及びＧａＡｓ層がｐ型ＧａＩｎＰキャップ層７上方に宙を浮かした状態で存在する。
【００１０】
この結果、（第４工程）において、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２を積層した際に、リッジストライプ９及びｎ型ＧａＡｓブロック層１１とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２との間に良好な接合ができなくなってしまう。
【００１１】
このようになる原因としては、ＳｉＯ２ストライプマスク８には、汚れや結晶欠陥があるため、これらが成長核となって、ＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層が２次元的に形成されてしまうためと思われる。この成長核は、モル比でＳｉＯ２を５０％以上含んだ絶縁材料の表面にＯＨ基、Ｏ基欠損によるＳｉ−Ｓｉ結合及び歪んだＳｉ−Ｏ結合等の結晶欠陥があった場合、これらの結晶欠陥に成長材料としてのＡｌ等の活性化したガスが結合して生じると考えられる。
【００１２】
この対策としては、特許文献１に開示されている固体の選択成長方法がある。
即ち、シリコンからなる基材上に中央部が開口した二酸化珪素マスクを形成し、前記二酸化珪素上方からクロルシランガスを吹き付けて、前記二酸化珪素表面を不活性化した後、前記二酸化珪素表面には形成せず前記基材上にだけシリコンを選択成長することにより、半導体集積回路等の生産性を効率させられることが開示されている。
【００１３】
【特許文献】
特開２００１−６８４１９号公報（第３−５頁、第１図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、クロルシランガスを用いるため安全対策を施した特殊な装置が必要となり、装置も大掛かりなものとなっていた。
【００１５】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、簡単方法でストライプマスクの表面処理ができ、安定した良好なコンタクトを有する半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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導電型エッチングストッパー層、第２の第２導電型クラッド層、第２導電型キャップ層を順次積層した後、前記第２導電型キャップ層上にＳｉを含む絶縁マスクを形成し、
次に、前記Ｓｉを含む絶縁マスクに覆われていない前記第２導電型キャップ層から前記第２の第２導電型クラッド層の途中までドライエッチングし、
更に、前記第２の第２導電型クラッド層を前記第２導電型エッチングストッパー層までウェットエッチングしてリッジストライプを形成し、
次に、前記Ｓｉを含む絶縁マスク上方から前記第２導電型エッチング停止層上に前記リッジストライプを挟持する一対の第１導電型電流狭窄層を形成し、
次に、前記Ｓｉを含む絶縁マスクを除去後、前記一対の第１導電型電流狭窄層上及び前記リッジストライプ上に第２導電型コンタクト層を形成し、
前記リッジストライプを形成後、過酸化水素水を含むエッチング液を用いて前記Ｓｉを含む絶縁マスク表面を酸化処理して、不活性化したことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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について図１を用いて説明する。
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の（表面安定化工程）を示す断面図である。
【００１８】
（表面安定化工程）
従来例の（第１工程）、（第２工程）を経た後、（第３工程）において、前記したＣｌ系ガスを含むドライエッチングによって発生したＳｉ残渣を除去した後と硫酸系エッチング液による処理との間に、図１に示すように、燐酸過水エッチング液（燐酸：過酸化水素水：水＝３：１：５０）を用いて、ＳｉＯ２ストライプマスク８の酸化処理を行って、不活性化する。
以下は、従来例の（第４工程）、（第５工程）を経て半導体レーザを得る。
【００１９】
ここで、従来例で生じたＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層がＳｉＯ２ストライプマスク８上に形成しないようにすることができるかについて、図２を用いて説明する。
このことを説明するために、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にＳｉＯ２１５が形成されたモデルを用いる。
図２は、ＳｉＯ２にＣｌ系ガスを含むドライエッチングを施した場合におけるその表面変化を説明するための断面図である。
図２（Ａ）に示すように、（表面安定化工程）において、ドライエッチングした際に発生したＳｉＯ２ストライプマスク８の結晶欠陥にＣｌが付着してＳｉＯ２ストライプマスク８表面にはＳｉ−Ｃｌ結合が生じる。
【００２０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、フッ酸系エッチング液でエッチング処理を行うと、Ｓｉ−Ｃｌが除去されてＳｉＯ２ストライプマスク８表縁に新たなに欠陥が発生し、この欠陥にＨが付着して、ＳｉＯ２ストライプマスク８表面に、Ｓｉ−Ｈ結合が生じる。
【００２１】
次に、図２（Ｃ）に示すように、燐酸過水エッチング液で酸化処理を行うと、Ｃｌが燐酸過水エッチング液中のＯと置換されて、ＳｉＯ２ストライプマスク８表面には、高温でも不活性で安定なＳｉ−Ｏ結合が生じる。
このように、ＳｉＯ２ストライプマスク８の表面が不活性で安定であるため、従来例で生じたＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層は、ＳｉＯ２ストライプマスク８上には形成されないのである。
【００２２】
以上のように、本発明の実施形態によれば、ｎ型ＡｌＩｎＰブロック層１０及びｎ型ＧａＡｓブロック層１１を形成する前にＳｉＯ２ストライプマスク８を燐酸過水エッチング液でエッチング処理を行って、その表面を不活性化して安定させるので、ＳｉＯ２ストライプマスク８上にｎ型ＡｌＩｎＰブロック層１０及びｎ型ＧａＡｓブロック層１１と同じ組成のＡｌＩｎＰ層やＧａＡｓ層が形成されないため、簡単な方法でＳｉＯ２ストライプマスク８の酸化処理を行って、安定したＧａＡｓコンタクト層１２を形成できる。
この結果、リッジストライプ９及びｎ型ＧａＡｓブロック層１１とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２との間に良好な接合を形成することができる。
なお、ＳｉＯ２中のＳｉとＯとを結合させることによって、ＳｉＯ２表面を安定させることは過酸化水素水を含んだエッチング液以外にも酸化性を有するエッチング液であれば本発明の実施形態以外のものも用いることができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、リッジストライプを形成後、過酸化水素水を含むエッチング液を用いてＳｉを含む絶縁マスクを酸化処理して、不活性化しているので、Ｓｉを含む絶縁マスク上に第１導電型電流狭窄層と同じ組成材料が形成されないため、リッジストライプ及び一対の第１導電型電流狭窄層と第２導電型コンタクト層との間に良好な接合を形成することができる。
【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の（表面安定化工程）を示す断面図である。
【図２】ＳｉＯ２にＣｌ系ガスを含むドライエッチングを施した場合におけるその表面変化を説明するための説明断面図である。
【図３】従来の半導体レーザ素子の製造方法を示す図であり、（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）を示す。
【図４】ＳｉＯ２ストライプマスクのエッチングをした状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ｎ型ＧａＡｓ基板、２…ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、３…活性層、４…第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、５…ｐ型ＡｌＧａＩｎＰエッチングストッパー層、６…第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰブロック層、７…ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層、８…リッジストライプ、９…ＳｉＯ２ストライプマスク、１０…ｎ型ＡｌＩｎＰブロック層、１１…ｎ型ＧａＡｓブロック層、１２…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１３…ｐ型オーミック電極、１４…ｎ型オーミック電極、１５…ＳｉＯ２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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