(57)【要約】【課題】  歩留まりの向上やコストの低減等を図る。【解決手段】  ＧaＡs基板５１上に、ＧaＡsバッファ層５２〜ＩnＧaＡsＰエッチングストップ層５９,ＡlＧaＡs第２上クラッド層６０,ＧaＡs第１キャップ層６１およびＧaＡs第２キャップ層６２を結晶成長させ、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液(体積混合比＝硫酸：過酸化水素水：水＝１：８：５０)でエッチングを行ってメサストライプ部６５aを形成する。そして、全面にｐ電極６３を形成し、ＧaＡs基板５１の裏面にｎ電極６４を形成する。こうして、ｐ電極６３を、メサストライプ側方部６５bにおいてショットキー接合させる一方、メサストライプ部６５aにおいてオーミック接合させることによって、メサストライプ部６５aにのみ電流が流れる。また、上記半導体レーザ装置の形成に必要な結晶成長回数は１回のみであり、製造工程や製造コストを大幅に減少できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
III‐Ｖ族化合物半導体基板上に、順次積層された少なくともＰを含む第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層とＰを含まない第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層とを有する化合物半導体装置であって、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層は、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の直上に、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成されており、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の頂部から上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にかけて被覆する電極を有している
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の化合物半導体装置において、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層は、順メサ形状に形成されている
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の化合物半導体装置において、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層は、組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層で構成されている
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の化合物半導体装置において、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層を構成する複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層のうちの上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層以外の層の水平方向への幅が、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層における上面の水平方向への幅以下である
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の化合物半導体装置において、
上記III‐Ｖ族化合物半導体基板は、ＧaＡsからなり、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の組成は、ＧaＡs,ＡlＧaＡsおよびＩnＧaＡsの何れかから選出された組成であり、
上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の組成は、ＩnＧaＡsＰおよびＧaＡsＰの何れかから選出された組成である
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の化合物半導体装置において、
上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層のＶ族元素中におけるＰの組成比が０.５以上である
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の化合物半導体装置において、
上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の層厚は１００Å以上である
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項８】
請求項１に記載の化合物半導体装置において、
半導体レーザ装置として機能する
ことを特徴とする化合物半導体装置。
【請求項９】
請求項１に記載の化合物半導体装置の製造方法であって、
上記III‐Ｖ族化合物半導体基板上に、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層と第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層とを上述の順序で連続して成長させる工程と、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にエッチングマスクを形成する工程と、
上記エッチングマスクを用いて上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対してエッチングを行う工程と、
上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の表面で上記エッチングを停止させる工程
を含むことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の化合物半導体装置の製造方法において、
上記エッチングは、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対するエッチング速度が上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対するエッチング速度よりも遅くなるようなエッチャントを用いて行う
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の化合物半導体装置の製造方法において、
上記エッチングに用いるエッチャントは、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液である
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の化合物半導体装置の製造方法において、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程では、組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層を順次成長させるようになっており、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対してエッチングを行う工程は、上記組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層のうちの上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層以外の少なくとも１層に対して再度エッチングを行う工程を含んでいる
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の化合物半導体装置の製造方法において、
上記再度行われるエッチングに用いるエッチャントは、アンモニアと過酸化水素水との混合水溶液である
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の化合物半導体装置の製造方法において、
上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にエッチングマスクを形成する工程の後に、深さ方向に関して上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の途中までドライエッチングにてエッチングを施す工程を含んでいる
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の化合物半導体装置の製造方法において、
製造される化合物半導体装置は半導体レーザ装置である
ことを特徴とする化合物半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項８に記載の化合物半導体装置を用いたことを特徴とする光伝送モジュール。
【請求項１７】
請求項８に記載の化合物半導体装置を用いたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、化合物半導体装置,化合物半導体装置の製造方法,光伝送モジュールおよび光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体装置においては、量子井戸やトランジスタ等の様々な構造に対して、電気的なコンタクトをとるために電極が配されている。通常、微細な構造に通電させるために微細領域から電極を引き出したり、コンタクト領域を広く確保するために通電領域以外を樹脂や半導体層で埋め込んで金属のワイヤ等をボンディングし易くするようにしている。また、その通電領域の多くは、化合物半導体層をメサ形状に加工して形成されている。
【０００３】
上述のような化合物半導体装置の一例として、従来のＡlＧaＡs系半導体レーザ装置の構造および作成手順を、図９に示す概略構成図に従って簡単に説明する(特許文献１(特開平１１‐２７４６４４号公報)参照)。
【０００４】
すなわち、ｎ‐ＧaＡs基板１上に、ｎ‐ＧaＡsバッファ層２、ｎ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs下クラッド層３、Ａl0.35Ｇa0.65Ａs下ガイド層４、Ａl0.12Ｇa0.88Ａs井戸層（層厚８０Å,２層）とＡl0.35Ｇa0.65Ａs障壁層(層厚５０Å,３層)とを交互に積層して成る多重量子井戸活性層５、Ａl0.35Ｇa0.65Ａs上ガイド層６、ｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第１上クラッド層７、ｐ‐ＧaＡsエッチングストップ層８、ｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第２上クラッド層９、および、ｐ‐ＧaＡsキャップ層１０が、ＭＯＣＶＤ(有機金属化学気相成長)法によって順次積層される。
【０００５】
次に、上記ｐ‐ＧaＡsキャップ層１０上に写真工程によってレジストマスクを作成し、エッチングを行って庇状のｐ‐ＧaＡsキャップ層１０を上部に有する逆メサストライプ形状のｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第２上クラッド層９が形成される。
【０００６】
次に、ｎ‐Ａl0.7Ｇa0.3Ａs第１電流ブロック層１１、ｎ‐ＧaＡs第２電流ブロック層１２、及び、ｐ‐ＧaＡs平坦化層１３が、同様にＭＯＣＶＤ法によって順次積層される。そして、再び写真工程によって上記メサストライプ部以外の領域がレジストマスクによって覆われ、エッチングによって、上記ｐ‐ＧaＡsキャップ層１０の上にある第１電流ブロック層１１,第２電流ブロック層１２および平坦化層１３が除去される。こうして、上記メサストライプ以外の領域に、電流狭窄部が形成される。
【０００７】
続いて、全面にｐ‐ＧaＡsコンタクト層１４が積層され、さらに全面にｐ電極１５が形成される。また、ｎ‐ＧaＡs基板１の裏面(上記各半導体層２〜１４が積層されている面とは反対側の面)を研削またはエッチング等で１００μm程度に薄くした後に、ｎ電極１６が形成されている。こうして、半導体レーザ装置が得られる。
【０００８】
上記構成の半導体レーザ装置においては、通電領域は上記メサストライプ部であるが、その幅が数μm程度と微細であって直接金属ワイヤを上記メサストライプ部のみにボンディングすることは不可能である。そのために、上記通電領域外を第１電流ブロック層１１および第２電流ブロック層１２で電流狭窄し、その上方全面にコンタクト層１４およびｐ電極１５を形成して、金属ワイヤ１７をボンディングする領域を確保しているのである。
【０００９】
また、上述のような化合物半導体装置の他の例として、従来のＧaＡs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタの構造および作成手順を、図１２に示す概略図に従って、簡単に説明する(特許文献２(特開２００３‐１００７６７号公報)参照)。
【００１０】
すなわち、半絶縁性のＧaＡs基板３１の上に、ｎ+型ＧaＡsサブコレクタ層３２、ｎ型ＧaＡsコレクタ層３３、ｎ+型ＧaＡsベース層３４、ｎ型ＡlＧaＡsエミッタ層３５、ｎ+型ＧaＡs第１エミッタコンタクト層３６、および、ｎ+型ＩnＧaＡs第２エミッタコンタクト層３７が、順次ＭＯＣＶＤ法によってエピタキシャル成長される。続いて、公知のフォトリソグラフィ法とエッチングとの組み合わせによって、ｎ+型ＧaＡsベース層３４の表面とｎ+型ＧaＡsサブコレクタ層３２の表面とが、露出される。
【００１１】
次に、エミッタオーミック接触電極３８としてＷＮxが形成される。同様に、ベースオーミック接触電極３９としてＰt/Ｔi/Ｐt/Ａuが、コレクタオーミック接触電極４０としてＡuＧe/Ｎｉ/Ａuが、夫々蒸着法によって積層形成される。続いて、アロイ工程を行ってベースおよびコレクタのオーミック接続が得られる。
【００１２】
次に、上記エミッタオーミック接触電極３８およびベースオーミック接触電極３９の上に、Ｔi/Ｐt/Ａuから成る中間金属膜４１,４２が夫々形成される。但し、コレクタの中間金属膜は形成されず、先にメサ段差を埋めるための熱硬化性樹脂４３が形成される。尚、熱硬化性樹脂４３としては感光性のポリイミドを使用する。すなわち、溶媒で希釈したポリイミド前駆体がスピンコート法によって基板上に塗布され、所望のパターンが露光・現像によって形成され、熱処理を加えてポリイミド化させることによって形成される。その場合、ポリイミドのパターンはできるだけ、コレクタオーミック接触電極４０が形成された領域とは重ならないように設計されている。但し、図１２においては、表現の制約上、上記コレクタオーミック接触電極４０の形成領域に重なって熱硬化性樹脂４３が描かれている。次に、コレクタオーミック接触電極４０上に、Ｔi/Ｐt/Ａuから成る中間金属膜(図示せず)が形成される。引き続いて、熱硬化性樹脂４３上に、ベースオーミック接触電極３９上の中間金属膜４２に接続された配線金属４４およびエミッタオーミック接触電極３８上の中間金属膜４１に接続された配線金属４５が形成される。こうして、ヘテロ接合バイポーラトランジスタが完成する。
【００１３】
上記構成を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいては、上記エミッタオーミック接触電極３８上の中間金属膜４１から引き出された配線金属電極４５と、ベースオーミック接触電極３９上の中間金属膜４２から引き出された配線金属電極４４とは、メサ形状を有する半導体層の上部から引き出されるため、メサの段差を埋めるために形成された熱硬化性樹脂４３の上に、段差によって途切れる所謂「段切れ」が起きないように配されている。
【００１４】
しかしながら、図９に示す上記従来の半導体レーザ装置においては、以下のような問題がある。すなわち、上記第１電流ブロック層１１および第２電流ブロック層１２はメサストライプ部以外にのみ形成される必要がある。そのために、メサストライプ部を形成した後に、全面に電流ブロック層１１,１２を結晶成長によって積層した後に、上記メサストライプ部上の電流ブロック層１１,１２のみを除去する工程を要したり、あるいは、予め上記メサストライプ部上にＳiＯ2等による誘電体マスクを配してから、選択結晶成長によって電流ブロック層１１,１２を形成し、その後上記誘電体マスクを除去する工程を要することになる。また、広いコンタクト領域を確保するために、上述した工程の後に、全面にｐ‐ＧaＡsコンタクト層１４を結晶成長させる工程を要する。したがって、工程数が増加することによる歩留まりの低下やコストの増加等の問題があるのである。
【００１５】
また、図１２に示す従来のヘテロ接合バイポーラトランジスタにおいては、電極をメサ上部から段切れさせることなく引き出すために、樹脂等の絶縁物質をメサ側面に部分的に埋め込む工程が必要となる。そのために、上記半導体レーザ装置の場合と同様に工程が増加し、歩留まりの低下やコストの増加等の問題がある。
【特許文献１】特開平１１‐２７４６４４号公報(段落００５３,図１)
【特許文献２】特開２００３‐１００７６７号公報(段落００２４,図４(a))
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、この発明の課題は、歩留まりの向上やコストの低減等を図ることができる化合物半導体装置、化合物半導体装置の製造方法、上記化合物半導体装置を用いた光伝送モジュール、および、上記化合物半導体装置を用いた光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、この発明の化合物半導体装置は、III‐Ｖ族化合物半導体基板上に,順次積層された少なくともＰを含む第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層とＰを含まない第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層とを有する化合物半導体装置であって、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層は、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の直上に、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成されており、第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の頂部から上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にかけて被覆する電極を有していることを特徴としている。
【００１８】
上記構成によれば、上記形状に形成された第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の上面と、上記形状に形成された領域以外の上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の上面とに、段差による切断(段切れ)が生ずることなく連続して電極を配置することが可能になる。したがって、歩留まりの向上を図り、以ってコストの低減を図ることができる。
【００１９】
また、１実施例の化合物半導体装置では、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層は、順メサ形状に形成されている。
【００２０】
この実施例によれば、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の側面に結晶方位を出すことで、上記基板に対する側面の傾斜角やメサ形状が安定になり、製造ばらつきが減少するため、歩留の向上を図ることができ、以ってコストの低減を図ることができる。
【００２１】
また、１実施例の化合物半導体装置では、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層は、組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層で構成されている。
【００２２】
この実施例によれば、上記組成の異なる複数の第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対して、組成に依存して加工幅を変更できるような、夫々の半導体層に適切なエッチャントを用いることができるので、上記組成の異なる複数の第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の幅を個別に制御することが可能になり、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分の上方部のみの幅を小さく加工することが可能になる。したがって、さらに容易に、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分とそれ以外の部分とに段切れ無く電極を配置することが可能になる。
【００２３】
また、１実施例の化合物半導体装置では、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層を構成する複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層のうちの上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層以外の層の水平方向への幅が、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層における上面の水平方向への幅以下である。
【００２４】
この実施例によれば、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層が複数の半導体層からなっている場合にも、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分とそれ以外の部分とに段切れ無く電極を配置することが可能になる。
【００２５】
また、１実施例の化合物半導体装置では、上記III‐Ｖ族化合物半導体基板は、ＧaＡsからなり、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の組成は、ＧaＡs,ＡlＧaＡsおよびＩnＧaＡsの何れかから選出された組成であり、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の組成は、ＩnＧaＡsＰおよびＧaＡsＰの何れかから選出された組成である。
【００２６】
この実施例によれば、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層のエッチング速度を、上記ＧaＡs基板上に作製されるＧaＡs系材料からなる上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層のエッチング速度よりも、容易に遅くすることができるため、基板としてＧaＡsを用いて作製されるIII‐Ｖ族化合物半導体からなる化合物半導体装置の加工に対して、的確に上記エッチングを制御・停止させることができる。
【００２７】
また、１実施例の化合物半導体装置では、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層のＶ族元素中におけるＰの組成比が０.５以上である。
【００２８】
この実施例によれば、上記Ｐを含まない第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対する硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングによって上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に加工する場合に、エッチング速度を遅く制御することができ、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状への加工を容易に行うことができる。
【００２９】
また、１実施例の化合物半導体装置では、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の層厚は１００Å以上である。
【００３０】
この実施例によれば、上記Ｐを含まない第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層をエッチングによって上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に加工する場合に、上記エッチングを上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層で確実に停止させることができ、且つ、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状の幅が制御し易くなる。そのために、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状への加工をより好適に行うことができる。
【００３１】
また、１実施例の化合物半導体装置では、半導体レーザ装置として機能する。
【００３２】
この実施例によれば、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分とそれ以外の部分とに段切れ無く電極を配置することが可能になるため、歩留まりの向上を図り以ってコストの低減を図ることが可能な半導体レーザ装置を提供できる。
【００３３】
また、この発明の化合物半導体装置の製造方法は、請求項１に記載の化合物半導体装置の製造方法であって、上記III‐Ｖ族化合物半導体基板上に,上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層と第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層とを上述の順序で連続して成長させる工程と、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にエッチングマスクを形成する工程と、上記エッチングマスクを用いて上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層にエッチングを行う工程と、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の表面で上記エッチングをストップさせる工程を含むことを特徴としている。
【００３４】
上記構成によれば、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層が上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成される。したがって、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の上面と、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された領域以外の上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の上面とに、段切れが生ずることなく連続して電極を配置することが可能になる。したがって、歩留まりの向上を図り、以ってコストの低減を図ることができる。
【００３５】
さらに、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層と第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層とを含む化合物半導体層の積層体を１回の結晶成長によって形成することが可能になり、製造工程や製造コストを大幅に減少させることができる。
【００３６】
また、１実施例の化合物半導体装置の製造方法では、上記エッチングは、第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対するエッチング速度が第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対するエッチング速度よりも遅くなるようなエッチャントを用いて行う。
【００３７】
この実施例によれば、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対して、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状になるようなエッチングを制御性よく行うことが可能になる。
【００３８】
また、１実施例の化合物半導体装置の製造方法では、上記エッチングに用いるエッチャントは、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液である。
【００３９】
この実施例によれば、上記Ｐを含まない第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層がＡlＧaＡs層とＧaＡs層とで構成されている場合、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液を用いることによって、上記２種類の化合物半導体に対して非選択的にエッチングが進むために、容易に上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状が得られる。
【００４０】
また、１実施例の化合物半導体装置の製造方法では、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層を成長させる工程では,組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層を順次成長させるようになっており、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に対してエッチングを行う工程は,上記組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層のうちの上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層以外の少なくとも１層に対して再度エッチングを行う工程を含んでいる。
【００４１】
この実施例によれば、最初のエッチングによって、上記組成の異なる複数のIII‐Ｖ族化合物半導体層のうちの上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層以外の何れか１層の幅が、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に最も近い層における上面の幅よりも大きくなったとしても、その層に対して再度エッチングを行うことによって、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状の部分における上方部の幅を小さくすることが可能になる。したがって、さらに容易に、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分とそれ以外の部分とに段切れ無く電極を配置することが可能になる。
【００４２】
また、１実施例の化合物半導体装置の製造方法では、上記再度行われるエッチングに用いるエッチャントは、アンモニアと過酸化水素水との混合水溶液である。
【００４３】
この実施例によれば、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層がＡlＧaＡs層とこのＡlＧaＡs層よりも上側のＧaＡs層を含んで構成されている場合、下側に在るＡlＧaＡs層はアンモニアと過酸化水素水との混合水溶液によって殆どエッチングされることがない。したがって、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状の部分における上方部の幅をより好適に小さくすることができる。
【００４４】
また、１実施例の化合物半導体装置の製造方法では、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にエッチングマスクを形成する工程の後に、深さ方向に関して上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の途中までドライエッチングにてエッチングを施す工程を含んでいる。
【００４５】
この実施例によれば、上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングを行う前に、深さ方向に関して上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の途中まで予めドライエッチングが施されているため、上記エッチングマスク下部の上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の途中までの側面が予め略垂直に形成されており、上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングにより、上記エッチングマスク下部における最下部の幅をより狭く形成することができ、かつ上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の水平方向の幅が大きくなる形状に形成されるため、後に配する電極が、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層の頂部から上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層上にかけて被覆する電極が段切れを起こさないような形状を形成することができる。
【００４６】
また、１実施例の化合物半導体装置の製造方法では、製造される化合物半導体装置は半導体レーザ装置である。
【００４７】
この実施例によれば、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分とそれ以外の部分とに段切れ無く電極を配置することが可能になると共に、結晶成長の回数を１回にすることが可能になるため、歩留まりの向上,製造工程の減少およびコストの低減を図ることが可能な半導体レーザ装置の製造方法を提供できる。
【００４８】
また、この発明の光伝送モジュールは、この発明の半導体レーザ装置として機能する化合物半導体装置を用いたことを特徴としている。
【００４９】
上記構成によれば、歩留まり向上を図り以ってコストの低減を図ることができ、且つ、半導体レーザ装置として機能する化合物半導体装置を用いているため、モジュール単価を大幅に低く抑えることができる。
【００５０】
また、この発明の光ディスク装置は、この発明の半導体レーザ装置として機能する化合物半導体装置を用いたことを特徴としている。
【００５１】
上記構成によれば、歩留まり向上を図り以ってコストの低減を図ることができ、且つ、半導体レーザ装置として機能する化合物半導体装置を用いているため、装置単価を大幅に低く抑えることができる。
【発明の効果】
【００５２】
以上より明らかなように、この発明の化合物半導体装置は、Ｐを含まない第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層が、少なくともＰを含む第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の直上に上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成されているので、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分の上面と上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分以外の部分の上面とに、段切れが生ずることなく連続して電極を配置することが可能になる。したがって、歩留まりの向上を図り、以ってコストの低減を図ることができる。
【００５３】
また、この発明の化合物半導体装置の製造方法は、ＧaＡs基板上に、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層と第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層とを連続して成長させ、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層にエッチングを行い、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層の表面で上記エッチングを停止させるので、上記第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層を上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成することができる。したがって、上記第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に向かって水平方向の幅が大きくなっている形状に形成された部分とそれ以外の部分との上面に、段切れが生ずることなく連続して電極を配置することが可能になる。したがって、歩留まりの向上を図り、以ってコストの低減を図ることができる。
【００５４】
さらに、上記第１,第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層を含む化合物半導体層の積層体を１回の結晶成長によって形成することができ、製造工程や製造コストを大幅に減少させることができる。
【００５５】
また、この発明の光伝送モジュールは、歩留まり向上を図り以ってコストの低減を図ることができ、この発明の半導体レーザ装置として機能する化合物半導体装置を用いているので、モジュール単価を大幅に低く抑えることができる。
【００５６】
また、この発明の光ディスク装置は、歩留まり向上を図り以ってコストの低減を図ることができ、この半導体レーザ装置として機能する化合物半導体装置を用いているので、装置単価を大幅に低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５８】
・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の化合物半導体装置としての半導体レーザ装置における概略構造を示す断面図である。
【００５９】
この半導体レーザ装置では、ｎ‐ＧaＡs基板５１上に、ｎ‐ＧaＡsバッファ層５２、ｎ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第１下クラッド層５３、ｎ‐Ａl0.422Ｇa0.578Ａs第２下クラッド層５４、Ａl0.25Ｇa0.75Ａs下ガイド層５５、多重歪量子井戸活性層５６、Ａl0.4Ｇa0.6Ａs上ガイド層５７、ｐ‐Ａl0.558Ｇa0.442Ａs第１上クラッド層５８、および、ｐ‐Ｉn0.1568Ｇa0.8432Ａs0.4Ｐ0.6エッチングストップ層５９が、順次積層されている。さらに、エッチングストップ層５９上には、順メサストライプ形状に順次積層されたｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第２上クラッド層６０,ｐ‐ＧaＡs第１キャップ層６１およびｐ++‐ＧaＡs第２キャップ層６２が設けられている。そして、エッチングストップ層５９,第２上クラッド層６０,第１キャップ層６１および第２キャップ層６２上の全面にはｐ電極６３が形成され、基板５１の裏面(上記各半導体層５２〜６２が積層されている面とは反対側の面)にはｎ電極６４が形成されている。また、本半導体レーザ装置は、メサストライプ部６５aと、そのメサストライプ部６５aの両側方に位置するメサストライプ側方部６５bと、を有している。
【００６０】
図２〜図４は、図１に示す半導体レーザ装置の各製造工程における断面を示す。以下、図２〜図４に従って、上記半導体レーザ装置の製造方法について詳細に説明する。
【００６１】
先ず、図２に示すように、(１００)面を有するｎ‐ＧaＡs基板５１上に、ｎ‐ＧaＡsバッファ層５２(層厚０.５μm)、ｎ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第１下クラッド層５３(層厚２μm)、ｎ‐Ａl0.422Ｇa0.578Ａs第２下クラッド層５４(層厚０.１μm)、Ａl0.25Ｇa0.75Ａs下ガイド層５５(層厚３０Å)、多重歪量子井戸活性層５６を、順次ＭＯＣＶＤ法によって結晶成長させる。ここで、多重歪量子井戸活性層５６は、Ｉn0.1001Ｇa0.8999Ａs圧縮歪量子井戸層(歪量＋０.７％,層厚４６Å,２層)と、Ｉn0.238Ｇa0.762Ａs0.5462Ｐ0.4538障壁層(３層,各層厚は基板５１側から順に２１５Å,７９Å,２１５Å)とを、交互に積層して形成される。
【００６２】
引き続き、上記多重歪量子井戸活性層５６上に、Ａl0.4Ｇa0.6Ａs上ガイド層５７(層厚０.１μm）、ｐ‐Ａl0.558Ｇa0.442Ａs第１上クラッド層５８（層厚０.３μm）、第１のIII‐Ｖ族化合物半導体層に相当するｐ‐Ｉn0.1568Ｇa0.8432Ａs0.4Ｐ0.6エッチングストップ層５９(層厚１５０Å)、ｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第２上クラッド層６０(層厚１.２８μm)、ｐ‐ＧaＡs第１キャップ層６１(層厚０.２μm)、および、ｐ++‐ＧaＡs第２キャップ層６２(層厚０.３μm)を、順次ＭＯＣＶＤ法によって結晶成長させる(ここで、上記第２上クラッド層６０、第１キャップ層６１および第２キャップ層６２は、第２のIII‐Ｖ族化合物半導体層に相当する半導体層群である)。ここで、ｎ‐ＧaＡsバッファ層５２からｐ++‐ＧaＡs第２キャップ層６２までは１回の結晶成長によって形成する。尚、上記「歪量」とは、ＧaＡs基板５１の格子定数をａGaAsとし、多重歪量子井戸活性層５６の格子定数をａ1とした場合に、「｛(ａ1−ａGaAs)/ａGaAs｝×１００」で表される。この値が正であれば圧縮歪であり、負であれば引張歪である。そして、メサストライプ部を形成する部分に、レジストマスク６６(マスク幅５μm)をストライプ方向が(０１−１)方向を有するように写真工程によって形成する。
【００６３】
次に、図３に示すように、上記レジストマスク６６以外の部分をエッチングして、メサストライプ部６５aを形成する。ここで、上記エッチングは、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液(体積混合比は硫酸：過酸化水素水：水＝１：８：５０、液温は１０℃)で行い、エッチングストップ層５９の直上まで行う。尚、上記エッチングにおいては、エッチングストップ層５９であるＩnＧaＡsＰは、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングレートがおよそ毎秒４Åと非常に遅いことを利用して、エッチング面の平坦化およびメサストライプ部６５aの幅制御を可能にしている。エッチング時間は２１０秒である。その際におけるエッチングの深さは１.７８μmであり、メサストライプ部６５aにおける最下部の幅は約３.３μmである。
【００６４】
続いて、アンモニアと過酸化水素水との混合水溶液(体積混合比はアンモニア：過酸化水素水：水＝１：３０：５０、液温は１０℃)によって、第１キャップ層６１および第２キャップ層６２の側面にエッチングを施して、図４に示すようなメサストライプ部６５aの形状が得られる。尚、エッチング時間は５秒である。その際に、第２上クラッド層６０とエッチングストップ層５９とは、上記エッチャントによって殆どエッチングされることはない。その後、レジストマスク６６を除去して、図４に示すような形状の半導体積層構造物が得られる。
【００６５】
そして、全面に、上記Ｔi/Ｐt/Ａuからなるｐ電極６３を形成する。その後、ＧaＡs基板５１の裏面(結晶成長を行っていない側の面)をエッチングして全体の厚さを１００μm程度にし、ｎ電極６４を形成する。さらに、上記メサストライプの方向に対して垂直な面で劈開し、得られた劈開面にコーティング膜(図示せず)を施す。こうして、図１に示すような構造を有する半導体レーザ装置が得られるのである。尚、６７は電流注入のための金属ワイヤであり、図１に示すように、メサストライプ側方部６５b上に形成されたｐ電極６３にボンディングされる。
【００６６】
上記構造を有する半導体レーザ装置は、その発振波長が８９０nmであり、図５に示すように、パルス電流によって、閾値電流が２０mＡ、外部量子効率が１.０の特性を有することが確認された。尚、この特性は、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長を３回行って形成した図９に示す従来の半導体レーザ装置と同等である。そして、本実施の形態における半導体レーザ装置の形成に必要な結晶成長回数は１回のみであり、製造工程や製造コストを大幅に減少させることができるのである。
【００６７】
また、〔背景技術〕において説明した図９に示す従来の半導体レーザ装置の製造方法を変更して、電流ブロック層１１,１２による上記メサストライプ部以外の領域の埋め込みを行わず、図１０に示すように、上記メサストライプ部以外の領域において、金属‐半導体間の接触抵抗を利用して電流狭窄を行い、ｐ電極１８を上記メサストライプ部におけるキャップ層１０から引き出す構造にすることによって、ＭＯＣＶＤ法による結晶成長を１回にすることが考えられる。しかしながら、その場合には、上記メサストライプ部を庇のない順メサ形状にすることが必要となる。その理由は、キャップ層１０からｐ電極１８を段切れすることなく引き出す必要があるためであり、図１０に示す構造の場合には、上記メサストライプ部の側面には逆メサ形状によるくびれがあること、および、キャップ層１０による庇があることによって、ｐ電極１８が図１０に示すごとく段切れを起こしてしまうのである。
【００６８】
また、上述した図９に示す従来の半導体レーザ装置の製造方法と同様にして、図１１に示すように、ＧaＡs基板１上に、ＧaＡsバッファ層２〜ＧaＡsエッチングストップ層２１,ＡlＧaＡs第２上クラッド層２２およびＧaＡsキャップ層２３でなる積層構造を形成した後に、図３と同様のエッチングを行って順メサ形状のメサストライプ部を作成することにより、ｐ電極の段切れを防止することが考えられる。しかしながら、その場合には、ＧaＡsキャップ層２３とＧaＡsエッチングストップ層２１とが同じＧaＡsで形成されているため、ＧaＡsキャップ層２３およびＡlＧaＡs第２上クラッド層２２にエッチングを施すと、同時にＧaＡsエッチングストップ層２１もエッチングされてしまい、図１１に示すように、上記メサストライプ部にあるエッチングストップ層２１がサイドエッチングを受けてしまうという問題が生ずるのである。
【００６９】
これに対して、本実施の形態における半導体レーザ装置の製造方法では、少なくともＰを含むIII‐Ｖ族化合物半導体層をエッチングストップ層５９とし、その上にＰを含まないIII‐Ｖ族化合物半導体層を形成し、このＰを含まないIII‐Ｖ族化合物半導体層に対してエッチングを行うことによって順メサ形状のメサストライプ部６５aを形成している。この場合、エッチングストップ層５９がＰを含むIII‐Ｖ族化合物半導体層からなり、メサストライプ部６５aがＰを含まない第２上クラッド層６０,第１キャップ層６１および第２キャップ層６２からなるため、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液でエッチングを行うことによって容易に順メサ形状のメサストライプ部６５aを得ることができるのである。この効果は、第２上クラッド層６０がＡlＧaＡsからなり、第１キャップ層６１および第２キャップ層６２がＧaＡsからなっているために、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液を用いると上記２種類の化合物半導体に対して非選択的にエッチングが進むことによって得られるのである。
【００７０】
また、本実施の形態においては、上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングの後に、第１キャップ層６１と第２キャップ層６２との側面をエッチングすることによって、メサストライプ部６５aの上方部のみを小さくすることができる。したがって、より好適に段切れが生じないようにｐ電極６３を配することができる。さらに、このエッチングに対して、アンモニアと過酸化水素水との混合水溶液を用いることによって、さらに好適に上述と同様の効果を得ることができる。このように加工することで、上記エッチングストップ層よりも上部に複数の半導体層がある場合にも、電極が段切れすることのない形状を作製することができる。
【００７１】
このように、本実施の形態における層構造およびエッチングによって、初めて制御性よく且つ簡便に、ｐ電極６３が段切れを起こさないような順メサ形状のメサストライプ部６５aを形成することができるのである。
【００７２】
また、本実施の形態における半導体レーザ装置では、上記ｐ電極６３は、メサストライプ側方部６５bにおいて半導体層とショットキー接合を有する一方、メサストライプ部６５aにおいては半導体層とオーミック接合を有している。したがって、メサストライプ部６５aにのみ電流が流れる構造となっている。
【００７３】
また、本実施の形態においては、直接金属ワイヤによるボンディングが不可能な電流注入部のみを順メサ形状にすることによって、ｐ電極６３を、非電流注入部であるメサストライプ側方部６５b上と電流注入部である第２キャップ層６２上との間で段切れを生じることなく配することができる。したがって、メサストライプ側方部６５b上の電極に金属ワイヤ６７をボンディングすることによって、メサストライプ部６５aの領域に電流を流すことができるのである。
【００７４】
また、本実施の形態においては、上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液の体積混合比を、硫酸：過酸化水素水：水＝１：８：５０とすることによって、好適にエッチングを行うことができる。この場合、硫酸の体積比が大きい場合にはエッチングレートが大きくなってエッチング制御が困難になる。また、逆に、過酸化水素水の体積比が大きい場合は、ＧaＡs(第１キャップ層６１および第２キャップ層６２)とＡlＧaＡs(第２上クラッド層６０)とのエッチングに対する非選択性が少なくなって所望のメサ形状が得難くなる。そのために、略上記体積混合比が望ましいのである。
【００７５】
また、本実施の形態においては、Ｐを含むIII‐Ｖ族化合物半導体層であるエッチングストップ層５９のＶ族元素中におけるＰの組成比(以下、「ＰのＶ族組成比」と言う)は、０.６である。このように、ＰのＶ族組成比を０.５以上とすることによって、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチング速度を遅く制御することができ、容易に上述の様なメサストライプ部６５aを形成することができる。さらに、エッチングストップ層５９の層厚を、１００Å以上である１５０Åに厚くすることによって、確実にエッチングをストップさせることができ、且つ、メサストライプ部６５aの幅が制御し易くなる。そのために、より好適に上述の効果を得ることが可能になる。
【００７６】
また、本実施の形態においては、上記エッチングマスクを形成した後に、上記メサストライプ側方部６５bを深さ方向に関して上記ｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第２上クラッド層６０の途中まで(例えば上記ｐ‐Ｉn0.1568Ｇa0.8432Ａs0.4Ｐ0.6エッチングストップ層５９の上方０．２μｍまで)ドライエッチングにてエッチングを施し、その後に上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングを行ってもよい。この場合、上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングを行う前に、上記メサストライプ部６５ａの側面が予め略垂直に形成されており、上記硫酸と過酸化水素水との混合水溶液によるエッチングにより、ドライエッチングを施さない場合に比べ上記メサストライプ部６５ａの側面がより垂直に近くなるものの、上記メサストライプ部６５ａにおける最下部の幅をより狭く形成することができ、且つ上記ｐ‐Ｉn0.1568Ｇa0.8432Ａs0.4Ｐ0.6エッチングストップ層５９に向かって、上記メサストライプ部６５ａにおけるｐ++‐ＧaＡs第２キャップ層６２、ｐ‐ＧaＡs第１キャップ層６１およびｐ‐Ａl0.5Ｇa0.5Ａs第２上クラッド層６０の水平方向の幅が大きくなる形状に形成されるため、後に配するｐ電極６３が段切れを起こさないような形状のメサストライプ部６５aを形成することができる。さらに、第１キャップ層６１と第２キャップ層６２との側面をエッチングすることによって、メサストライプ部６５aの上方部のみを小さくすることができる。したがって、より好適に段切れが生じないようにｐ電極６３を配することができる。さらに、このエッチングに対して、アンモニアと過酸化水素水との混合水溶液を用いることによって、さらに好適に上述と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
尚、上記実施の形態においては、半導体レーザ装置の波長を８９０nmとしているが、これに限定されるものではない。
【００７８】
また、本実施の形態においては、上記基板はＧaＡsからなり、上記エッチングストップ層は少なくともＰを含んでおり、上記第２上クラッド層と、上記第１および第２キャップ層はＡlＧaＡsおよびＧaＡsから夫々選出された組成であるので、基板としてＧaＡsを用いて作製される化合物半導体装置に対して、その加工に際し、Ｐを含むエッチングストップ層を使用すると、的確に上記エッチングを制御・停止させることができ、歩留の向上やコストの低減を図ることが可能となる。また他の材料として、たとえば上記第２キャップ層としてＩnＧaＡsを用いてもよい。さらに、ＡlＡs,ＩnＡs,ＡlＩnＡs,ＡlＧaＩnＡsでも同様の傾向が見られる。
【００７９】
また、本実施の形態においては、上記エッチングストップ層５９をＩnＧaＡsＰで構成しているが、少なくともＰを含むIII‐Ｖ族化合物半導体であればＩnＧaＡsＰに限定されるものではない。例えば、ＧaＡsＰによって構成してもよい。その際に、これらのＰを含むIII‐Ｖ族化合物半導体層におけるＰのＶ族組成比が０.５以上であれば、より好適である。また、上記エッチングストップ層は、ＰのＶ族組成比が０．５以上であればＩnＧaＰ,ＡlＧaＩnＰ,ＡlＧaＩnＡsＰ,ＡlＧaＡsＰでも同様の傾向が見られる。
【００８０】
また、本実施の形態の化合物半導体装置は半導体レーザ装置であるが、この発明はこれに限定されるものではない。トランジスタ等の化合物半導体からなる装置であっても差し支えない。
【００８１】
・第２実施の形態
本実施の形態は、上記第１実施の形態における半導体レーザ装置を用いた光伝送モジュールに関する。図６は、光伝送モジュール７１を示す断面図である。また、図７は、図６における光源の部分を示す斜視図である。
【００８２】
本光伝送モジュール７１では、光源として、上記第１実施の形態において説明した発振波長８９０nmのＩnＧaＡs系半導体レーザ装置(レーザチップ)７２を用いている。また、受光素子７３として、シリコン(Ｓi)のpinフォトダイオードを用いている。尚、本光伝送モジュール７１を用いて構成された光伝送システムにおいては、信号を送受信する相手側も同じ光伝送モジュール７１を備えていることを前提としている。
【００８３】
図６において、回路基板７４上には半導体レーザ駆動用の正負両電極のパターン(図示せず)が形成されており、上記レーザチップ７２を搭載する部分には深さ３００μmの凹部７４aが設けられている。この凹部７４aの底部は平坦になっており、この平坦部上にレーザチップ７２が搭載されたレーザマウント(マウント材)７５を半田で固定する。レーザマウント７５の正電極７６の平坦部７７(図７参照)は、回路基板７４上のレーザ駆動用正電極部(図示せず)とワイヤ７８aによって電気的に接続されている。また、凹部７４aはレーザ光の放射を妨げない程度の深さになっており、表面の粗さが放射角に影響を与えないようになっている。
【００８４】
上記受光素子７３は、上記レーザマウント７５と同様に回路基板７４に実装されて、ワイヤ７８bによって電気信号が取り出されるようになっている。この他に、回路基板７４上には、レーザ駆動用や受信信号処理用のＩＣ回路(集積回路)７９が実装されている。
【００８５】
また、上記回路基板７４の凹部７４aに搭載されたレーザマウント７５は、シリコン樹脂８０によって封止されている。この樹脂封止は、回路基板７４におけるレーザマウント７５が固定された凹部７４aの部分に光を拡散するフィラーが混入された液状のシリコン樹脂８０を適量滴下し、８０℃で約５分間加熱してゼリー状になるまで硬化させることによって行われる。上述のように滴下されたシリコン樹脂８０は、表面張力のために凹部７４a内に留まり、レーザマウント７５を覆い且つ凹部７４aに固定するのである。尚、本実施の形態においては、回路基板７４上に凹部７４aを設け、この凹部７４a内にレーザマウント７５を実装しているが、シリコン樹脂８０は表面張力によってレーザチップ７２の表面およびその近傍に留まるので、凹部７４aは必ずしも設ける必要はない。
【００８６】
さらに、上記回路基板７４上全体が、透明なエポキシ樹脂モールド８１によって被覆されている。その際に、レーザチップ７２の上面には、放射角制御のためのレンズ部８２が形成され、受光素子７３の上面には信号光を集光するためのレンズ部８３が形成されている。このレンズ部８２とレンズ部８３とは一体と成ってモールドレンズを構成している。
【００８７】
次に、図７にしたがって、上記レーザマウント７５について詳細に説明する。図７において、レーザチップ７２は、Ｌ字型のヒートシンク８４の垂直部８４aにＩn糊剤を用いてダイボンドされている。ここで、レーザチップ７２は、上記第１実施の形態におけるＩnＧaＡs系半導体レーザ装置であり、そのチップ下面７２bには高反射膜(図示せず)がコーティングされる一方、チップ上面７２aには低反射膜(図示せず)がコーティングされている。これらの反射膜は、レーザチップ７２端面の保護も兼ねている。
【００８８】
上記ヒートシンク８４の基部８４bには、正電極７６が、ヒートシンク８４と導通しないように絶縁物によって固着されている。この正電極７６とレーザチップ７２表面のショットキー接合部上に設けられた電極領域７２cとは、金ワイヤ７８cによって接続されている。上記構成を有するレーザマウント７５は、図６に示すように、回路基板７４の凹部７４aにおける平坦部に形成された負電極(図示せず)に半田で固定される一方、正電極７６上部の平坦部７７と回路基板７４上のレーザ駆動用正電極部(図示せず)とがワイヤ７８aで接続される。このように配線されることによって、発振によってレーザビーム８５を得ることが可能な光伝送モジュール７１が完成する。
【００８９】
上述したように、本光伝送モジュール７１を用いて構成された光伝送システムにおいては、相手側も同じ構成を有する光伝送モジュール７１を保持して、光信号の送受信を行うことを前提としている。そして、光伝送モジュール７１の光源(レーザチップ７２)から、特定の情報を表す信号光(データ信号が重畳されたレーザ光)が出射されると、この信号光は、相手の光伝送モジュール７１の受光素子７３によって受信される。同様にして、相手の光伝送モジュール７１の光源(レーザチップ７２)から発信された信号光は当該光伝送モジュール７１の受光素子７３によって受信されるのである。
【００９０】
以上のごとく、本実施の形態における光伝送モジュール７１は、上記第１実施の形態における１回の結晶成長によって低コストで製造できる半導体レーザ装置を使用している。したがって、モジュール単価を従来に比べて大幅に低く抑えることができる。
【００９１】
・第３実施の形態
本実施の形態は、上記第１実施の形態における半導体レーザ装置を用いた光ディスク装置に関する。図８は、本実施の形態における光ディスク装置の構成図である。この光ディスク装置は、光ディスク９１にデータを書き込んだり、光ディスク９１に書き込まれたデータを再生したりするものであり、その際に用いる発光素子として、上記第１実施の形態の半導体レーザ装置における量子井戸活性層等に変更が加えられて、７８０nmで発振するように形成された半導体レーザ装置９２を備えている。尚、順メサ形状を形成する工程等は上記第１実施の形態と同様である。
【００９２】
以下、本光ディスク装置の構成および動作について説明する。本光ディスク装置は、書き込みの際には、半導体レーザ装置９２から出射された信号光(データ信号が重畳されたレーザ光)はコリメートレンズ９３を通過して平行光となり、ビームスプリッタ９４を透過する。そして、λ/４偏光板９５によって偏光状態が調節された後に、レーザ光照射用対物レンズ９６によって集光されて光ディスク９１を照射する。こうして、データ信号が重畳されたレーザ光によって、光ディスク９１にデータが書き込まれる。
【００９３】
一方、読み出しの際には、上記半導体レーザ装置９２から出射されたデータ信号が重畳されていないレーザ光が、上記書き込みの場合と同じ経路を辿って光ディスク９１を照射する。そして、データが記録された光ディスク９１の表面で反射されたレーザ光は、レーザ光照射用対物レンズ９６およびλ/４偏光板９５を経た後、ビームスプリッタ９４で反射されて進行方向が９０°変更される。その後、再生光用対物レンズ９７によって集光され、信号検出用受光素子９８に入射される。そして、こうして信号検出用受光素子９８内で、入射したレーザ光の強弱に応じて光ディスク９１から読み出されたデータ信号が電気信号に変換され、信号光再生回路９９によって元の情報信号に再生されるのである。
【００９４】
本実施の形態における光ディスク装置においては、上述したように、従来の半導体レーザ装置よりも製造工程や製造コストを低減した半導体レーザ装置９２を使用している。したがって、従来の光ディスク装置に比べてより低コストな光ディスク装置を提供することができるのである。
【００９５】
尚、本実施の形態においては、上記第１実施の形態に基づく半導体レーザ装置を記録再生型の光ディスク装置に適用した例について説明したが、同じ波長７８０nm帯を用いる光ディスク記録装置や光ディスク再生装置にも適用可能であることは言うまでもない。
【００９６】
また、この発明の化合物半導体装置,化合物半導体装置の製造方法,光伝送モジュールおよび光ディスク装置は、上記第１形態における化合物半導体装置およびその製造方法、上記第２実施の形態における光伝送モジュール、および、上記第３実施の形態における光ディスク装置に、限定されるものではない。例えば、井戸層・障壁層の層厚や層数等に、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論のことである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の化合物半導体装置の製造方法は、１回の結晶成長によるため低コスト化に有用であり、半導体レーザ装置等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】この発明の化合物半導体装置としての半導体レーザ装置における断面図である。
【図２】図１に示す半導体レーザ装置の製造工程における断面図である。
【図３】図２に続く製造工程における断面図である。
【図４】図３に続く製造工程における断面図である。
【図５】図１に示す半導体レーザ装置における特性を示す図である。
【図６】この発明の光伝送モジュールにおける断面図である。
【図７】図６における光源の部分を示す斜視図である。
【図８】この発明の光ディスク装置における構成を示す図である。
【図９】従来のＡlＧaＡs系半導体レーザ装置における断面図である。
【図１０】図９に示す従来の半導体レーザ装置に１回の結晶成長による製造を適用した場合におけるｐ電極の段切れを示す図である。
【図１１】図９に示す従来の半導体レーザ装置の製造方法においてエッチングによって順メサ形状のメサストライプ部を作成した場合のエッチングストップ層に対するサイドエッチングの状態を示す図である。
【図１２】従来のＧaＡs系ヘテロ接合バイポーラトランジスタの断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
５１…ｎ‐ＧaＡs基板、
５２…ｎ‐ＧaＡsバッファ層、
５３…ｎ‐ＡlＧaＡs第１下クラッド層、
５４…ｎ‐ＡlＧaＡs第２下クラッド層、
５５…ＡlＧaＡs下ガイド層、
５６…多重歪量子井戸活性層、
５７…ＡlＧaＡs上ガイド層、
５８…ｐ‐ＡlＧaＡs第１上クラッド層、
５９…ｐ‐ＩnＧaＡsＰエッチングストップ層、
６０…ｐ‐ＡlＧaＡs第２上クラッド層、
６１…ｐ‐ＧaＡs第１キャップ層、
６２…ｐ++‐ＧaＡs第２キャップ層、
６３…ｐ電極、
６４…ｎ電極、
６５a…メサストライプ部、
６５b…メサストライプ側方部、
６６…レジストマスク、
６７…金属ワイヤ、
７１…光伝送モジュール、
７２…ＩnＧaＡs系半導体レーザ装置(レーザチップ)、
７３…受光素子、
７４…回路基板、
７５…レーザマウント、
７６…正電極、
７８a,７８b,７８c…ワイヤ、
７９…ＩＣ回路、
８０…シリコン樹脂、
８１…エポキシ樹脂モールド、
８２,８３…レンズ部、
８４…ヒートシンク、
８５…レーザビーム、
９１…光ディスク、
９２…半導体レーザ装置、
９３…コリメートレンズ、
９４…ビームスプリッタ、
９５…λ/４偏光板、
９６…レーザ光照射用対物レンズ、
９７…再生光用対物レンズ、
９８…信号検出用受光素子、
９９…信号光再生回路。
【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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