(57)【要約】      （修正有）【課題】  リッジストライプ構造を有する半導体レーザ素子の製造法において、リッジストライプ構造の長手方向側面に形成されるｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層をオーバーエッチングすることなく、リッジストライプ構造上層に形成される不要なｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層のみをエッチングにより選択的に除去し、閾値電流および動作電流が低く、外部微分量子効率が高い半導体レーザ素子を得る。【解決手段】  リッジストライプ構造上層の不要なｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂのみが外部に露出するようにレジスト膜１６を形成し、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂを等方性エッチング液（好ましくは飽和臭素水とリン酸とを含む混合液）およびリッジストライプ構造の頂部１４ａをエッチングしないエッチング液（好ましくはリン酸）によって除去し、その後レジスト膜１６を除去する。【選択図】図２Ｂ
2005166808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型第１クラッド層、エッチングストップ層、第２導電型第２クラッド層および第２導電型キャップ層を順次積層する工程と、第２導電型クラッド層および第２導電型キャップ層をエッチングしてリッジストライプ構造を形成する工程と、リッジストライプ構造の上層およびリッジストライプ構造の長手方向の側面であってエッチングストップ層の上層に第１導電型電流狭窄層を形成する工程と、リッジストライプ構造の上層の第１導電型電流狭窄層を除去する工程と、リッジストライプ構造の上層およびリッジストライプ構造の長手方向の側面に形成される第１導電型電流狭窄層の上層に第２導電型コンタクト層を形成する工程とを含む半導体レーザ素子の製造法において、
リッジストライプ構造の上層の第１導電型電流狭窄層を除去する工程が、
リッジストライプ構造上層の第１導電型電流狭窄層が露出し、かつ、リッジストライプ構造の両側の第１導電型電流狭窄層が隠蔽されるようにレジストを形成する工程と、
リッジストライプ構造上層の第１導電型電流狭窄層の一部を等方性エッチング液により除去する工程と、
リッジストライプ構造上層の第１導電型電流狭窄層の残部を、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液により除去する工程と、
レジストを除去する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ素子の製造法。
【請求項２】
リッジストライプ構造の上層の第１導電型電流狭窄層を除去する工程が、さらに、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液により生成する変成層を、該変成層を溶解することができるエッチング液を用いて除去する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子の製造法。
【請求項３】
第１導電型電流狭窄層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ結晶からなり、かつリッジストライプ構造の頂部がｐ型ＧａＡｓ結晶からなることを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ素子の製造法。
【請求項４】
等方性エッチング液が飽和臭素水とリン酸との混合液であることを特徴とする請求項３記載の半導体レーザ素子の製造法。
【請求項５】
リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液がバッファードフッ酸またはリン酸であることを特徴とする請求項３または４記載の半導体レーザ素子の製造法。
【請求項６】
変成層を溶解するエッチング液が酸化性エッチング液であることを特徴とする請求項３〜５のうちのいずれか１つに記載の半導体レーザ素子の製造法。
【請求項７】
酸化性エッチング液が硫酸および／または過酸化水素を含むエッチング液であることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ素子の製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
６００ｎｍ帯で発振するＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子は、ポインタ、バーコードリーダ、レーザビームプリンタなどの各種機器類、光ディスクなどの記録媒体などにおける情報処理用光源として、最近ますますその重要性が増加している。
【０００３】
従来のＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子としては、たとえば、リッジ構造をＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy、分子線エピタキシャル成長）法によって埋め込んだタイプが知られている。図４は、従来のＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子の製造法を概略的に示す断面図である。
【０００４】
図４Ａ（ａ）に示す工程では、（１００）面から［０１１］方向に１５°傾けた面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板２上に、ＭＢＥ法により、ｎ型ＧａＡｓバッファー層３、ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層４、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層７、ＧａＩｎＰエッチングストップ層８、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層９、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１１を順次成長させる。さらに、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１の上にＳｉＯ２膜１２を蒸着により形成する。
【０００５】
図４Ａ（ｂ）に示す工程では、フォトリソグラフィーによってＳｉＯ２膜１２上にストライプ状のレジストパターン１３を形成し、このレジストパターン１３をマスクとして、リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）を行う。その後、図示しないけれども、レジストパターン１３を除去し、ＳｉＯ２膜１２のパターン１２ａを形成する。
【０００６】
図４Ａ（ｃ）に示す工程では、ＳｉＯ２膜１２のパターン１２ａをマスクとして、ＩＰＣ装置によってドライエッチングを行い、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１およびｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０ならびにｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層９の途中まで除去する。さらに、ドライエッチング後の結晶表面を、臭素水とリン酸と水とを含むエッチング液で表面処理し、結晶表面に付着したエッチング残渣、不純物などを除去する。
【０００７】
図４Ａ（ｄ）に示す工程では、ＨＦエッチング液を用いて、ＧａＩｎＰエッチングストップ層８が完全に露出するまでエッチングを行い、図４Ａ（ｃ）の工程で残存するｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層９を除去し、リッジ１４を形成する。リッジ１４は、その頂部１４ａがｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０とｐ型ＧａＡｓキャップ層１１とを含んで構成される。なお、このエッチングにより、ＳｉＯ２膜１２のパターン１２ａも除去される。
【０００８】
図４Ｂ（ｅ）に示す工程では、２回目のＭＢＥ成長を行い、リッジ１４の長手方向（すなわち図示しないレーザ共振器）の側部であってかつＧａＩｎＰエッチングストップ層８の上層に、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａを形成する。この時、リッジ１４の頂部１４ａ（すなわちｐ型ＧａＡｓキャップ層１１）の上層にも、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂが成長する。ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂは、リッジ１４への通電を妨げるので、除去する必要がある。
【０００９】
図４Ｂ（ｆ）に示す工程では、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの一部が外部に露出するように、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａの上層に、スピナーによりレジストを塗布し、０３−ＵＶアッシング、全面のフラッシュ露光などにより塗布したレジストをわずかに現像し、レジスト膜１６を形成する。レジストには、リン酸によりエッチングされない材料を用いる。
【００１０】
図４Ｂ（ｇ）に示す工程では、レジスト膜１６をマスクとして、リン酸によりｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂのエッチングを行う。ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂがリン酸によるエッチングを受けると、図に示すように、完全に除去される途中の段階で三角形状になり、リン酸は電流狭窄層１５ｂの側面を伝ってリッジ１４とレジスト膜１６との会合部２０ａ，２０ｂに流れ込む。リン酸による電流狭窄層１５ｂの除去には長時間を要し、会合部２０ａ，２０ｂは長時間にわたってリン酸に晒されるので、レジスト膜１６のリッジ１４に対する密着性が低下する。
【００１１】
その結果、図４Ｂ（ｈ）に示すように、リン酸がリッジ１４とレジスト膜１６との界面に滲み込み、レジスト膜１６の下層である電流狭窄層１５ａの一部をもエッチング除去し、オーバーエッチング部分である空所２１ａ，２１ｂが形成される。なお、リン酸は、電流狭窄層１５ｂの下層のｐ型ＧａＡｓキャップ層１１を除去することはない。
【００１２】
図４Ｂ（ｉ）に示す工程では、エッチングにより、レジスト膜１６を除去する。
図４Ｂ（ｊ）に示す工程では、３回目のＭＢＥ成長を行い、リッジ１４およびｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａの上層に、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１７を形成する。さらに、図示しないけれども、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１７の上層およびｎ型ＧａＡｓ基板２の下層に、電極１８，１９をそれぞれ形成することにより、ＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子が得られる。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１７を形成する際に、オーバーエッチング部分にもｐ型ＧａＡｓが入り込むので、該コンタクト層１７とリッジ１４との接触面積が増大すると共に、ｐ型ＧａＡｓが活性層で生成する光を吸収する特性を有するので、半導体レーザ素子が適正な発光を行うための閾値電流ひいては動作電流の値が増大し、さらに外部微分量子効率が低下する。したがって、従来の方法で得られる半導体レーザ素子は、閾値電流および動作電流が高く、外部微分量子効率の低いものになる。
【００１３】
【特許文献１】特開平７−４５９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、リッジストライプ構造を有する半導体レーザ素子の製造法において、リッジストライプ構造の上層に形成される不要な第１導電型電流狭窄層をエッチングにより除去するに際し、リッジストライプ構造の側面に成長したｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層がオーバーエッチングされることがなく、閾値電流および動作電流が低く、外部微分量子効率の高い半導体レーザ素子を得ることのできる、半導体レーザ素子の製造法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、基板上に少なくとも第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型第１クラッド層、エッチングストップ層、第２導電型第２クラッド層および第２導電型キャップ層を順次積層する工程と、第２導電型クラッド層および第２導電型キャップ層をエッチングしてリッジストライプ構造を形成する工程と、リッジストライプ構造の上層およびリッジストライプ構造の長手方向の側面であってエッチングストップ層の上層に第１導電型電流狭窄層を形成する工程と、リッジストライプ構造の上層の第１導電型電流狭窄層を除去する工程と、リッジストライプ構造の上層およびリッジストライプ構造の長手方向の側面に形成される第１導電型電流狭窄層の上層に第２導電型コンタクト層を形成する工程とを含む半導体レーザ素子の製造法において、
リッジストライプ構造の上層の第１導電型電流狭窄層を除去する工程が、
リッジストライプ構造上層の第１導電型電流狭窄層が露出し、かつ、リッジストライプ構造の両側の第１導電型電流狭窄層が隠蔽されるようにレジストを形成する工程と、
リッジストライプ構造上層の第１導電型電流狭窄層の一部を等方性エッチング液により除去する工程と、
リッジストライプ構造上層の第１導電型電流狭窄層の残部を、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液により除去する工程と、
レジストを除去する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ素子の製造法である。
【００１６】
また本発明の半導体レーザ素子の製造法は、リッジストライプ構造の上層の第１導電型電流狭窄層を除去する工程が、さらに、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液により生成する変成層を、該変成層を溶解することができるエッチング液を用いて除去する工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
さらに本発明の半導体レーザ素子の製造法は、前述の第１導電型電流狭窄層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ結晶からなり、かつリッジストライプ構造の頂部がｐ型ＧａＡｓ結晶からなることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明の半導体レーザ素子の製造法は、前述の等方性エッチング液が飽和臭素水とリン酸との混合液であることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明の半導体レーザ素子の製造法は、前述の、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液がバッファードフッ酸またはリン酸であることを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明の半導体レーザ素子の製造法は、前述の変成層を溶解することができるエッチング液が酸化性エッチング液であることを特徴とする。
【００２１】
さらに本発明の半導体レーザ素子の製造法は、前述の酸化性エッチング液が硫酸および／または過酸化水素を含むエッチング液であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、リッジストライプ構造を有する半導体レーザ素子の製造法において、リッジストライプ構造の上層の不要な第１導電型電流狭窄層を除去するに際し、まず１）不要な第１導電型電流狭窄層が露出し、かつ、リッジストライプ構造の長手方向両側の第１導電型電流狭窄層が隠蔽保護されるようにレジスト膜を形成し、２）不要な第１導電型電流狭窄層の一部を等方性エッチング液により除去し、３）不要な第１導電型電流狭窄層の残部を、リッジストライプ構造の頂部がエッチングされないエッチング液により除去し、４）レジスト膜を除去することによって、リッジストライプ構造の両側の第１導電型電流狭窄層がオーバーエッチングされることなく、不要な第１導電型電流狭窄層を除去することができる。
【００２３】
したがって、不要な第１導電型電流狭窄層のエッチング除去の後に、リッジストライプ構造およびその側面の第１導電型電流狭窄層の上層に形成される第２導電型コンタクト層と、リッジストライプ構造の側面との接触面積が必要以上に増加し、半導体レーザ素子の閾値電流および動作電流が高くなり、外部微分量子効率が低下することを防止できる。
【００２４】
本発明の製造法により得られる半導体レーザ素子は、閾値電流および動作電流が低く、外部微分量子効率が高いので、長期にわたって安定した発光を行うことができ、電力消費量も少ない。
【００２５】
また本発明によれば、不要な第１導電型電流狭窄層を除去するに際し、前述のように、不要な第１導電型電流狭窄層のみが露出するようにレジスト膜を形成し、不要な第１導電型電流狭窄層を等方性エッチング液およびリッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液により除去した後、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液によって生成する変成層をエッチングにより除去し、さらにレジスト膜を除去することによって、不要な第１導電型電流狭窄層の除去を一層短時間で行うことができ、工業的に有利である。
【００２６】
さらに本発明によれば、本発明の製造法は、第１導電型電流狭窄層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ結晶からなり、かつリッジストライプ構造の頂部がｐ型ＧａＡｓ結晶からなる半導体レーザ素子の製造に特に適する。
【００２７】
さらに本発明によれば、第１導電型電流狭窄層がｎ型ＡｌＧａＩｎＰ結晶からなり、かつリッジストライプ構造の頂部がｐ型ＧａＡｓ結晶からなる半導体レーザ素子を製造する場合、等方性エッチング液としては飽和臭素水とリン酸との混合液を、リッジストライプ構造の頂部をエッチングしないエッチング液としてはバッファードフッ酸またはリン酸を、変成層を溶解することができるエッチング液としては硫酸、過酸化水素などを含む酸化性エッチング液をそれぞれ好ましく使用できる。このようなエッチング液を用いることによって、所定のエッチングを効率良くかつ精確に実施できる。
【００２８】
特に、等方性エッチング液として飽和臭素水とリン酸との混合液を用いることによって、リッジストライプ構造の上層の不要な第１導電型電流狭窄層が従来技術のように三角形状に変形するのではなく、その大部分が除去されかつエッチング面がほぼ平坦化されるので、リッジストライプ構造とレジスト膜との境界にエッチング液が長時間滞留してそれらの界面に侵入することがないので、リッジストライプ構造の長手方向両側の側面に形成される第１導電型電流狭窄層のオーバーエッチングを一層確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の製造法は、リッジストライプ構造を利用してＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を埋め込んだ実屈折率導波型レーザ素子を製造するのに適する。実屈折率導波型レーザ素子としては、たとえば、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザなどの赤色半導体レーザ素子が挙げられる。
【００３０】
なお、本明細書において、「第１導電型」とはｎ型の半導体材料および「第２導電型」とはｐ型の半導体材料をそれぞれ意味する。
【００３１】
図１は、本発明の製造法によって得られるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの構成を概略的に示す断面図である。ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１は、（１００）面から［０１１］方向に１５°傾けた面を主面とするｎ型ＧａＡｓ基板２上に順次積層されるｎ型ＧａＡｓバッファー層３、ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層４、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラッド層７およびＧａＩｎＰエッチングストップ層８と、ＧａＩｎＰエッチングストップ層８の上層に形成されるリッジ１４と、リッジ１４の長手方向側面に形成されるｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａと、リッジ１４およびｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａの上層に形成されるｐ型ＧａＡｓコンタクト層１７と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１７の上層に形成される電極１８と、ｎ型ＧａＡｓ基板２の下層に形成される電極１９とを含んで構成される。
【００３２】
リッジ１４は、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層９と、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１０およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１１からなる頂部１４ａとを含んで構成される。
ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１は、本発明の製造法に従って製造できる。
【００３３】
本発明の製造法は、リッジストライプ構造の上層の不要な第１導電型電流狭窄層を除去する工程に特徴があり、その他の工程は、リッジストライプ構造を有する半導体レーザ素子の従来の製造法と同様に実施できる。
【００３４】
図２は、本発明の実施の第１形態である半導体レーザ素子の製造法の構成を概略的に示す断面工程図である。
【００３５】
図２Ａ（ａ）〜図２Ｂ（ｆ）に示す工程は、先に示した図４Ａ（ａ）〜図４Ｂ（ｆ）の工程と同様に実施できるので、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３６】
図２Ｂ（ｇ）に示す工程では、まず、レジスト膜１６をマスクとし、等方性エッチング液を用いて、リッジ１４上層の、不要層であるｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂのエッチングを行う。
【００３７】
ただし、等方性エッチング液の中には、レーザ発光を行うのに必要な、リッジ頂部１４ａのｐ型ＧａＡｓキャップ層１１をもエッチングするものがある。したがって、図２Ｂ（ｇ）に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１にエッチングが至らない程度に、不要層であるｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂをエッチングする。
【００３８】
等方性エッチング液としては公知のものを使用できるけれども、飽和臭素水とリン酸とを含む混合液が好ましい。飽和臭素水とリン酸とを含む混合液を用いることによって、従来技術のように、不要層であるｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂが三角形状にエッチングされることが防止され、図２Ｂ（ｇ）に示すようなほぼ平坦にエッチングされる。なお、飽和臭素水とリン酸とを含む混合液は、リッジ頂部１４ａのｐ型ＧａＡｓキャップ層１１をもエッチングするので、前述のように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１にエッチングが至らない程度にエッチングを実施する必要がある。
【００３９】
飽和臭素水とリン酸とを含む混合液は、飽和臭素水、リン酸および水を混合することによって得ることができる。飽和臭素水とリン酸との配合割合は特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、たとえば、エッチング速度を高めることなどを考慮すると、飽和臭素水１００体積部に対して、リン酸を３０〜２５０体積部程度、好ましくは５０〜２００体積部程度用いればよい。また水の配合割合も特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、たとえば、飽和臭素水とリン酸とを体積比で２：１の割合で用いる場合には、同じく体積比で５〜１００の割合で用いればよい。また、この混合液の液温も特に制限されず、エッチングしようとする材料の種類などに応じて適宜選択すればよいが、通常は２０℃前後とすればよい。なお、本実施例では、飽和臭素水：リン酸：水＝２：１：５０（体積比）であり、液温２０℃の混合液を、等方性エッチング液として用いた。
【００４０】
図２Ｂ（ｈ）に示す工程では、図２Ｂ（ｇ）の工程でエッチングしたｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの残部を、リッジの頂部１４ａ、特にｐ型ＧａＡｓキャップ層１１をエッチングすることがないエッチング液を用いて除去する。このようなエッチング液としては特に制限されないけれども、たとえば、リン酸が挙げられる。なお、リン酸は、前述のとおり、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂを三角形状にエッチングし、さらにリッジ１４とレジスト膜１６との界面の密着性を弱め、界面に浸透する特性を有する。しかしながら、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの大部分が、図２Ｂ（ｇ）の工程で除去され、リン酸がリッジ１４とレジスト膜１６との界面に長時間滞留することがないので、従来技術のようなオーバーエッチングは生じない。
この工程によって、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂは、完全に除去される。
【００４１】
引き続く図２Ｂ（ｉ）および図２Ｂ（ｊ）の工程は、それぞれ図４Ｂ（ｉ）および図４Ｂ（ｊ）の工程と同様に実施できるので、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００４２】
このようにして、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａがオーバーエッチングされておらず、閾値電流および動作電流が低く、外部微分量子効率が高く、長期にわたって安定した発光を行うことができ、電力消費量も少ないＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子１を得ることができる。
【００４３】
図３は、本発明の実施の第２形態である半導体レーザ素子の製造法の構成を概略的に示す断面工程図である。
【００４４】
図３に示す実施の第２形態である半導体レーザ素子の製造法は、図２に示す実施の第１形態である半導体レーザ素子の製造法の工程（ａ）〜（ｊ）のうち、工程（ｇ）および工程（ｈ）、すなわち不要層であるｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂを除去する工程以外は同様に実施できるので、図示および説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態では、図２Ａ（ａ）〜図２Ｂ（ｈ）に示す工程と同様にして、各層２〜１１の積層、リッジ１４の形成、ならびに、リッジ１４およびｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａの上層にレジスト膜１６を形成する。
【００４６】
図３（ｇ）に示す工程では、まず、レジスト膜１６をマスクとし、等方性エッチング液を用いて、リッジ１４上層のｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂのエッチングを行い、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの一部を除去する。このエッチングは、前述と同様に、リッジ頂部１４ａがエッチングされない程度に留めておくことが必要である。ここで用いられる等方性エッチング液は、実施の第１形態の製造法と同様に、飽和臭素水とリン酸とを含む混合液である。このエッチングにより、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの大部分が除去され、ほぼ平坦なエッチング面が得られる。
【００４７】
図３（ｇ−１）に示す工程では、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの残部を、リッジ頂部１４ａ、特にｐ型ＧａＡｓキャップ層１１をエッチングすることのないエッチング液によってエッチングする。ここで、リッジ頂部１４ａをエッチングすることがないエッチング液には、たとえば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）が用いられる。バッファードフッ酸は、リン酸と同様に、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂを三角形状にエッチングする作用を示す。しかしながら、図３（ｇ）の工程で、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの大部分が除去され、エッチング面がほぼ平坦化されるのは前述のとおりである。したがって、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの残部の除去には時間を要しない。よって、バッファードフッ酸がリッジ１４とレジスト膜１６との界面に侵入する前に、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂの除去が完了する。
【００４８】
なお、バッファードフッ酸は、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ｂに作用して変成層２２を形成することがある。変成層２２は、次工程で除去される。
【００４９】
図３（ｈ）に示す工程では、バッファードフッ酸の作用によって生成する変成層２２を、酸化性エッチング液によってエッチングし、完全に除去する。ただし、酸化性エッチング液は、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１をもエッチングするので、本図に示すように、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１が、エッチング前の厚さを基準にして、少なくとも半分程度残存する程度にエッチングを行うのが好ましい。
【００５０】
ここで使用する酸化性エッチング液は、その酸化作用によりエッチングを行うエッチング液である。酸化性エッチング液としては、変成層をエッチングする速度が０．１〜１μｍ／分程度であれば特に制限されることなく使用でき、たとえば、硫酸、過酸化水素水、これらの混合物などが挙げられる。さらに、酸化性エッチング液には、エッチング速度の調整などを目的として水を添加することができる。硫酸と過酸化水素水とを混合する場合、混合割合は特に制限されず、たとえば、変成層の組成などに応じて広い範囲から適宜選択できる。また酸化性エッチング液の液温も特に制限されず、作業性などを考慮して、広い範囲から適宜選択される。本実施例では、体積比で、硫酸：過酸化水素水：水＝１：２：２０、液温１２℃の酸化性エッチング液を用いた。この時の硫酸濃度は９７％、過酸化水素濃度は３１％であった。
【００５１】
以後、図２Ｂ（ｉ）〜図２Ｂ（ｊ）に示す工程と同様にして、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層１５ａがオーバーエッチングされておらず、閾値電流および動作電流が低く、外部微分量子効率が高く、長期にわたって安定した発光を行うことができ、電力消費量も少ないＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子１を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の製造法によって得られるＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの構成を概略的に示す断面図である。
【図２Ａ】本発明の実施の第１形態である半導体レーザ素子の製造法を概略的に示す断面工程図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の第１形態である半導体レーザ素子の製造法を概略的に示す断面工程図である。
【図３】本発明の実施の第２形態である半導体レーザ素子の製造法を概略的に示す断面工程図である。
【図４Ａ】従来の半導体レーザ素子の製造法を概略的に示す断面工程図である。
【図４Ｂ】従来の半導体レーザ素子の製造法を概略的に示す断面工程図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  ＡｌＧａＩｎＰ系赤色半導体レーザ素子
２  ｎ型ＧａＡｓ基板上
３  ｎ型ＧａＡｓバッファー層
４  ｎ型ＧａＩｎＰバッファー層
５  ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
６  ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸活性層
７  ｐ型第１ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
８  ＧａＩｎＰエッチストップ層
９  ｐ型第２ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
１０  ｐ型ＧａＩｎＰ中間層
１１  ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１２，１２ａ  ＳｉＯ２膜
１３，１６  レジスト膜
１４  リッジ
１４ａ  リッジ頂部
１５ａ，ｂ  ｎ型ＡｌＩｎＰ電流狭窄層
１７  ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１８，１９  電極
２０ａ，２０ｂ  会合部
２１ａ，２１ｂ  空所
２２  変成層
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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