(57)【要約】【課題】ＣＯＤが抑制された高出力の半導体レーザ素子を工程を簡略化して製造する半導体レーザ素子の製造方法を提供する。また、ＣＯＤが抑制された高出力の半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】半導体基板１上に、第１クラッド層３，活性層４，第２クラッド層５，エッチングストップ層６，第３クラッド層７，及びコンタクト層８を順次積層し、第３クラッド層及びコンタクト層を選択的にエッチングしてリッジ１４を形成し、リッジ及びエッチングストップ層上にリッジの延在方向に対して略直交する方向にストライプ状に延在する絶縁層１８を形成し、この絶縁層をマスクとしてコンタクト層を選択的にエッチングし、この絶縁層をマスクとして不純物を選択的に拡散させて不純物拡散領域を形成し、リッジ上の絶縁層を除去する。【選択図】図８
2007266255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な一対の共振器面と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域とを有する端面出射型の半導体レーザ素子を製造するための半導体レーザ素子の製造方法において、
第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導電型の第１クラッド層，活性層，第２導電型の第２クラッド層，第２導電型のエッチングストップ層，第２導電型の第３クラッド層，及び第２導電型のコンタクト層を順次積層する積層工程と、
前記第３クラッド層及び前記コンタクト層を選択的にエッチングすることにより、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の第２導電型のリッジを形成するリッジ形成工程と、
前記リッジ及び前記エッチングストップ層上に、前記リッジが延在する方向に対して略直交する方向に延在するように、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層をエッチングマスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記リッジ形成工程で残した前記コンタクト層を選択的にエッチングするコンタクト層除去工程と、
前記絶縁層を不純物拡散マスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記リッジ側から積層方向とは反対方向に不純物を選択的に拡散させ、前記不純物が拡散された領域を前記不純物拡散領域とする拡散工程と、
前記リッジ上の前記絶縁層を除去する除去工程と、
を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
互いに平行な一対の共振器面と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域とを有する端面出射型の半導体レーザ素子において、
第１導電型の半導体基板と、
該半導体基板上に積層された第１導電型の第１クラッド層と、
該第１クラッド層上に積層された活性層と、
該活性層上に積層された第２導電型の第２クラッド層と、
該第２クラッド層上に前記各共振器面に直交する方向に延在するように形成された第２導電型のリッジと、
前記第２クラッド層上に前記リッジが形成された範囲と前記各共振器面及び面近傍の範囲とを残して形成された絶縁層と、
を有すると共に、
前記リッジは、第２導電型の第３クラッド層と、該第３クラッド層上に前記各共振器面及び面近傍の範囲を残して形成された第２導電型のコンタクト層とを有し、
前記第１クラッド層，前記活性層，前記第２クラッド層，及び前記第３クラッド層は、前記各共振器面及び面近傍の範囲に前記不純物拡散領域を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項３】
互いに平行な一対の共振器面と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域とを有する端面出射型の半導体レーザ素子を製造するための半導体レーザ素子の製造方法において、
第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導電型の第１クラッド層，活性層，及び第２導電型の第２クラッド層を順次積層する積層工程と、
前記第２クラッド層上に、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の第２導電型のリッジを形成するリッジ形成工程と、
前記第２クラッド層上に、前記リッジの段差を埋めるように第１導電型の電流狭窄層を形成する電流狭窄層形成工程と、
前記電流狭窄層及び前記リッジ上に、第２導電型のコンタクト層を形成するコンタクト層形成工程と、
前記コンタクト層上に、前記リッジが延在する方向に対して略直交する方向に延在するように、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層をエッチングマスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記コンタクト層を選択的にエッチングするコンタクト層除去工程と、
前記絶縁層を不純物拡散マスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記リッジ側から積層方向とは反対方向に前記第１クラッド層の途中まで不純物を選択的に拡散させ、前記不純物が拡散された領域を前記不純物拡散領域とする拡散工程と、
前記リッジ上の前記絶縁層を除去する除去工程と、
を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
互いに平行な一対の共振器面と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域とを有する端面出射型の半導体レーザ素子において、
第１導電型の半導体基板と、
該半導体基板上に積層された第１導電型の第１クラッド層と、
該第１クラッド層上に積層された活性層と、
該活性層上に積層された第２導電型の第２クラッド層と、
該第２クラッド層上に前記各共振器面に直交する方向に延在するように形成された第２導電型のリッジと、
前記第２クラッド層上に前記リッジの段差を埋めるように形成された第１導電型の電流狭窄層と、
該電流狭窄層及び前記リッジ上に前記各共振器面及び面近傍の範囲を残して形成された第２導電型のコンタクト層と、
該コンタクト層上に前記リッジが形成された範囲を残して形成された絶縁層と、
を有すると共に、
前記第１クラッド層，前記活性層，前記第２クラッド層，前記リッジ，及び前記電流狭窄層は、前記各共振器面及び面近傍の範囲に前記不純物拡散領域を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【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方法及び半導体レーザ素子に係り、特に端面出射型の半導体レーザ素子の製造方法及び半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子は、光通信をはじめ、映像、音楽、その他のデジタル情報の記録再生に利用されている。特に、光ディスクドライブの書き込み光源として、例えば３０ｍＷ以上の高出力の半導体レーザ素子が使用されている。また、高出力の半導体レーザ素子として、通常、端面出射型の半導体レーザ素子が用いられる。
ところが、高出力の半導体レーザ素子は、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）と呼ばれる光学損傷を起こしやすく、この光学損傷により半導体レーザ素子の信頼性が低下するといった問題を生じるため、その改善が望まれている。
【０００３】
このＣＯＤは、活性層の共振器面近傍部が素子内部の活性層で発生したレーザ光に対して吸収領域になっていることにより発生する。
通常、半導体レーザ素子の製造工程において、所定の工程を経た半導体ウエハを劈開することによって、その劈開面が共振器面となる半導体レーザ素子が複数得られる。その際、劈開を大気中で行うため、共振器面を含む面近傍部が大気中の酸素と反応して酸化される。
この酸化された領域における活性層のバンドギャップは、酸化されていない素子内部における活性層のバンドギャップよりも狭いのでレーザ光の吸収領域となる。このため、レーザ発振する際に、活性領域における酸化された活性層の温度は上昇し、この温度上昇により、この活性領域における酸化された活性層のバンドギャップがさらに狭くなり、レーザ光の吸収がますます起こりやすくなる。その結果、活性領域における酸化された活性層は温度上昇を続け、ついには共振器面が溶融して半導体レーザ素子は破壊される。
【０００４】
このＣＯＤの発生を抑制する方法として、半導体レーザ素子における活性層の共振器面近傍部を無秩序化することにより、この活性層の共振器面近傍部のバンドギャップを素子内部の活性層よりも広くするという方法がある。この方法により共振器面近傍部におけるレーザ光の吸収を少なくする窓構造を有する半導体レーザ素子の一例が特許文献１に記載されている。
【０００５】
この特許文献１の記載によれば、第２のｐ型クラッド層のＺｎ濃度を５Ｅ１８ｃｍ−３以上の高濃度にし、かつ、リッジを形成する前に、共振器面を含む面近傍部にＺｎを拡散させて活性層における共振器面を含む面近傍部を無秩序化させることによって、ＣＯＤの発生を抑制できるとしている。
【特許文献１】特開２００４−２８８８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような半導体レーザ素子の製造方法では、リッジを形成する前に、Ｚｎ拡散を行って活性層の共振器面及びその近傍となる領域を無秩序化させるためのアニールを行わなければならない。
また、このアニールにより、エッチングストップ層も無秩序化されて隣接するクラッド層と混晶化してしまい、エッチングストップ層のエッチング耐性は悪化することが考えられる。
エッチング耐性が悪化すると、リッジを形成する際に、エッチングストップ層でエッチングを停止することが困難になるため、クラッド層の一部までエッチングされてしまう場合が生じる。
このようにクラッド層の一部がエッチングされた半導体レーザ素子は、この除去の程度によって、レーザ特性が悪化する、例えば、発光効率が低下するといった問題が発生する。
【０００７】
また、特許文献１に記載されているような半導体レーザ素子の製造方法では、活性層の共振器面及びその近傍となる領域を無秩序化させるための工程が複雑になるため、工程の簡略化が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ＣＯＤが抑制された高出力の半導体レーザ素子を工程を簡略化して製造する半導体レーザ素子の製造方法を提供すること、また、ＣＯＤが抑制された高出力の半導体レーザ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本願各発明は次の手段を有する。
１）互いに平行な一対の共振器面（Ａａ，Ｂａ）と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域（Ｚａ，Ｚｂ）とを有する端面出射型の半導体レーザ素子（５０）を製造するための半導体レーザ素子の製造方法において、第１導電型の半導体基板（１）上に、少なくとも、第１導電型の第１クラッド層（３），活性層（４），第２導電型の第２クラッド層（５），第２導電型のエッチングストップ層（６），第２導電型の第３クラッド層（７），及び第２導電型のコンタクト層（８）を順次積層する積層工程と、前記第３クラッド層及び前記コンタクト層を選択的にエッチングすることにより、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の第２導電型のリッジ（１４）を形成するリッジ形成工程と、前記リッジ及び前記エッチングストップ層上に、前記リッジが延在する方向に対して略直交する方向に延在するように、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の絶縁層（１８）を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層をエッチングマスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記リッジ形成工程で残した前記コンタクト層を選択的にエッチングするコンタクト層除去工程と、前記絶縁層を不純物拡散マスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記リッジ側から積層方向とは反対方向に不純物を選択的に拡散させ、前記不純物が拡散された領域を前記不純物拡散領域とする拡散工程と、前記リッジ上の前記絶縁層を除去する除去工程と、を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法である。
２）互いに平行な一対の共振器面（Ａａ，Ｂａ）と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域（Ｚａ，Ｚｂ）とを有する端面出射型の半導体レーザ素子（５０）において、第１導電型の半導体基板（１）と、該半導体基板上に積層された第１導電型の第１クラッド層（３）と、該第１クラッド層上に積層された活性層（４）と、該活性層上に積層された第２導電型の第２クラッド層（５）と、該第２クラッド層上に前記各共振器面に直交する方向に延在するように形成された第２導電型のリッジ（１４）と、前記第２クラッド層上に前記リッジが形成された範囲と前記各共振器面及び面近傍の範囲とを残して形成された絶縁層（１８）と、を有すると共に、前記リッジは、第２導電型の第３クラッド層（７）と、該第３クラッド層上に前記各共振器面及び面近傍の範囲を残して形成された第２導電型のコンタクト層（８）とを有し、前記第１クラッド層，前記活性層，前記第２クラッド層，及び前記第３クラッド層は、前記各共振器面及び面近傍の範囲に前記不純物拡散領域を有することを特徴とする半導体レーザ素子である。
３）互いに平行な一対の共振器面（Ａｂ，Ｂｂ）と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域（Ｚｃ，Ｚｄ）とを有する端面出射型の半導体レーザ素子（１００）を製造するための半導体レーザ素子の製造方法において、第１導電型の半導体基板（１）上に、少なくとも、第１導電型の第１クラッド層（３），活性層（４），及び第２導電型の第２クラッド層（５）を順次積層する積層工程と、前記第２クラッド層上に、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の第２導電型のリッジ（６１）を形成するリッジ形成工程と、前記第２クラッド層上に、前記リッジの段差を埋めるように第１導電型の電流狭窄層（６５）を形成する電流狭窄層形成工程と、前記電流狭窄層及び前記リッジ上に、第２導電型のコンタクト層（６７）を形成するコンタクト層形成工程と、前記コンタクト層上に、前記リッジが延在する方向に対して略直交する方向に延在するように、所定の間隔を有する略平行なストライプ状の絶縁層（６９）を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層をエッチングマスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記コンタクト層を選択的にエッチングするコンタクト層除去工程と、前記絶縁層を不純物拡散マスクとし、前記絶縁層が形成されている範囲を残して、前記リッジ側から積層方向とは反対方向に前記第１クラッド層の途中まで不純物を選択的に拡散させ、前記不純物が拡散された領域を前記不純物拡散領域とする拡散工程と、前記リッジ上の前記絶縁層を除去する除去工程と、を有することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法である。
４）互いに平行な一対の共振器面（Ａｂ，Ｂｂ）と、該各共振器面近傍部にそれぞれ形成された不純物拡散領域（Ｚｃ，Ｚｄ）とを有する端面出射型の半導体レーザ素子（１００）において、第１導電型の半導体基板（１）と、該半導体基板上に積層された第１導電型の第１クラッド層（３）と、該第１クラッド層上に積層された活性層（４）と、該活性層上に積層された第２導電型の第２クラッド層（５）と、該第２クラッド層上に前記各共振器面に直交する方向に延在するように形成された第２導電型のリッジ（６１）と、前記第２クラッド層上に前記リッジの段差を埋めるように形成された第１導電型の電流狭窄層（６５）と、該電流狭窄層及び前記リッジ上に前記各共振器面及び面近傍の範囲を残して形成された第２導電型のコンタクト層（６７）と、該コンタクト層上に前記リッジが形成された範囲を残して形成された絶縁層（６９）と、を有すると共に、前記第１クラッド層，前記活性層，前記第２クラッド層，前記リッジ，及び前記電流狭窄層は、前記各共振器面及び面近傍の範囲に前記不純物拡散領域を有することを特徴とする半導体レーザ素子である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体レーザ素子の製造方法において、上記の１）項に記載の手順、また、３）項に記載の手順により、ＣＯＤが抑制された高出力の半導体レーザ素子を工程を簡略化して製造することが可能になるという効果を奏する。
【００１１】
また、本発明によれば、半導体レーザ素子において、上記の２）項に記載の構成、また、４）項に記載の構成により、ＣＯＤが抑制された高出力の半導体レーザ素子を得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図１９を用いて説明する。
【００１３】
まず、第１実施例をＡ１工程〜Ａ８工程として図１〜図８を用いて説明する。
図１〜図８は、本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ１工程〜Ａ８工程をそれぞれ説明するための斜視図である。
【００１４】
＜第１実施例＞
以下に説明するｎ型基板１は、半導体レーザ素子５０がマトリクス状に複数形成され、このｎ型基板１を所定の間隔で劈開及び分断することによって、単体の半導体レーザ素子５０を複数得ることができるものであるが、図１〜図８では、説明をわかりやすくするために、工程の始めから単体の半導体レーザ素子５０の構造を示すこととする。
【００１５】
（Ａ１工程）［図１参照］
ＧａＡｓからなるｎ型基板１上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層３，活性層４，ＡｌＧａＡｓからなる第１のｐ型クラッド層５，エッチングストップ層６，ＡｌＧａＡｓからなる第２のｐ型クラッド層７，及びＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層８を、例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Metalorganic Vapor Phase Epitaxy）法により、順次積層する。
なお、エッチングストップ層６は、後述するリッジ１４を形成するためのエッチングによって、下層である第１のｐ型クラッド層５がエッチングダメージを受けないように設けられている。
【００１６】
次に、ｐ型コンタクト層８の表面全体に、ＳｉＯ２（二酸化シリコン）膜１０を例えばスパッタ法により成膜する。
その後、このＳｉＯ２膜１０をフォトリソ法によって選択的にエッチングすることによって、共振器面Ａａ，Ｂａとなる面に対して直交する方向に延在するエッチングマスク層１２を、略平行なストライプ状に複数形成する。なお、図１には、複数形成されたエッチングマスク層１２のうちの一つを示している。
ここで、共振器面Ａａとは図１における右側の側面全面を示し、共振器面Ｂａとは共振器面Ａａに対して反対側の側面全面を示し、共振器面Ａａと共振器面Ｂａとは互いに平行である。
【００１７】
（Ａ２工程）［図２参照］
エッチングマスク層１２により保護されていない範囲、即ち、ｐ型コンタクト層８が露出した範囲に対応する、第２のｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８をエッチングすることにより、第２のｐ型クラッド層７及びｐ型コンタクト層８からなるリッジ１４を、所定の間隔を有する略平行なストライプ状に複数形成する。なお、図２には、複数形成されたリッジ１４のうちの一つを示している。
その後、エッチングマスク層１２を除去する。
【００１８】
この段階では、エッチングストップ層６は、そのエッチング耐性を悪化させるアニールが行われてないので、十分なエッチング耐性を有している。従って、上述したエッチングをこのエッチングストップ層６で精度良く停止させることができるので、下層である第１のｐ型クラッド層５をこのエッチングによってエッチングされることを防止できる。
【００１９】
（Ａ３工程）［図３参照］
リッジ１４及びＡ２工程により露出したエッチングストップ層６を覆うように、ＳｉＯ２膜１６を例えばスパッタ法により成膜する。
次に、共振器面Ａａ，Ｂａとなる面近傍の範囲に対応するリッジ１４及びエッチングストップ層６が露出するように、ＳｉＯ２膜１６を、フォトリソ法によって選択的にエッチングしてエッチングマスク層１８とする。
【００２０】
（Ａ４工程）［図４参照］
エッチングマスク層１８により保護されていない範囲、即ち、共振器面Ａａ，Ｂａとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層８を、例えばアンモニア過酸化水素水系のエッチング液でエッチングする。
この共振器面Ａａ，Ｂａとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層８をエッチングする理由については、後述することとする。
【００２１】
（Ａ５工程）［図５参照］
エッチングマスク層１８、エッチングストップ層６、及びＡ４工程により露出した第２のｐ型クラッド層７を覆うように、ＺｎＯ（酸化亜鉛）とＳｉＯ２との混晶膜である拡散源層２０を形成する。
【００２２】
（Ａ６工程）［図６参照］
Ａ５工程を経たｎ型基板１をアニールすることにより、拡散源層２０から、ｎ型基板１側に向かい、エッチングストップ層６及び活性層４を通過して、ｎ型クラッド層３の途中までの領域に、拡散源層２０中のＺｎ（亜鉛）を不純物として拡散させる。
この拡散の際、エッチングマスク層１８は拡散マスクとしても機能するので、エッチングマスク層１８が形成された範囲に対応する、第２のｐ型クラッド層７，エッチングストップ層６，第１のｐ型クラッド層５，活性層４，及びｎ型クラッド層３には上述のＺｎは拡散しない。
従って、この拡散によって、エッチングマスク層１８で保護されていない範囲、即ち、共振器面Ａａ，Ｂａとなる面近傍の範囲に対応する、第２のｐ型クラッド層７，エッチングストップ層６，第１のｐ型クラッド層５，活性層４，及びｎ型クラッド層３にＺｎが拡散して不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂを形成する。
なお、図５では、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂをわかりやすくするために、網掛け範囲で表した。
【００２３】
また、このアニールによって不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂにおける活性層４が十分に無秩序化されるようにアニール条件を設定する。不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂにおける活性層４が十分に無秩序化されるためには、アニール温度を高くしたり、アニール時間を長くして、活性層４に不純物であるＺｎをより拡散させればよい。第１実施例では、アニール温度を約６２５℃、アニール時間を約２０分とした。
【００２４】
このアニール条件は、本実施例に限定されるものではない。
発明者らが鋭意検討した結果、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂにおける活性層４のフォトルミネッセンス波長と、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域における活性層４のフォトルミネッセンス波長との差が４０ｎｍ以上であれば、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂにおける活性層４は十分に無秩序化されていることを見出している。
従って、上述したフォトルミネッセンス波長の差が４０ｎｍ以上になるように、アニール条件を設定すればよい。具体的には、アニール温度を高くしたり、アニール時間を長くすることにより、上述したフォトルミネッセンス波長の差を大きくすることができる。但し、アニール温度が８００℃を超えると、活性層４に隣接する第１のｐ型クラッド層５から活性層４へのＺｎ拡散が起こり、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域における活性層４も無秩序化されてしまう虞がある。不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂ以外の領域における活性層４まで無秩序化されてしまうと、作製した半導体レーザ素子はレーザ発振しなくなってしまう。
従って、アニール温度を８００℃以下に設定する必要がある。
【００２５】
ところで、このアニールによってエッチングストップ層６は無秩序化されるのでエッチングストップ層６のエッチング耐性は悪化するが、エッチング耐性が必要なリッジ１０を形成する工程（Ａ２工程）はすでに完了しているため、製造上及び構造上の問題はない。
【００２６】
（Ａ７工程）［図７参照］
ｐ型コンタクト層８が形成されている範囲に対応する拡散源層２０及びエッチングマスク層１８をエッチングして、ｐ型コンタクト層８を露出させる。
【００２７】
（Ａ８工程）［図８参照］
露出したｐ型コンタクト層８上にＰ側電極２２を形成する。このＰ側電極２２は、図８に示すように、エッチングマスク層１８上に形成してもよい。
また、ｎ型基板１における上述の積層方向とは反対方向側の面（図８における下側の面）にｎ側電極２４を形成する。
【００２８】
次に、上述した工程によりＰ側電極２２及びｎ側電極２４が形成されたｎ型基板１を、拡散領域Ｚａ，Ｚｂを延在する方向に二分する面に沿って劈開し、その劈開面が共振器面Ａａ，Ｂａとなるバー（図示せず）を形成する。
このバーを、ストライプ状に形成したリッジ１４間の中心線を通り上述の工程を経たｎ型基板１の表面に対して直交する面で分断することによって、第１実施例の半導体レーザ素子５０を得る。
【００２９】
この半導体レーザ素子５０に、ｐ側電極２０側からｎ側電極２１側に向かって電流を注入する。この注入される電流が発振しきい値以上になったとき、リッジ１４の下部に対応した活性層４でレーザ発振が起こり、レーザ光が活性層４の共振器面Ａａ，Ｂａの一方の面Ａａから出射される。
【００３０】
半導体レーザ素子５０において、エッチングマスク層１８は絶縁膜として機能するので、ｐ側電極２０に注入された電流はリッジ１４に集中的に流れるため、リッジ１４の下部に対応した活性層４でレーザ発振を効率的に起こすことができる。従って、半導体レーザ素子５０は、高出力のレーザ光を出射することができる。
【００３１】
また、エッチングマスク層１８は、絶縁膜として機能する他に、Ａ４工程ではエッチングマスクとして機能し、Ａ６工程では拡散マスクとして機能するので、新たに拡散マスクや絶縁膜を作製する必要がないため、製造工程の簡略化が図れる。
【００３２】
ところで、半導体レーザ素子５０をレーザ発振させる際、上述のＡ６工程でＺｎが拡散された不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂにおける活性層４に流れる電流は、レーザ発振に寄与しない所謂リーク電流となる。そこで、Ａ４工程において、共振器面Ａａ，Ｂａとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層８をエッチングして除去することにより、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂにおける活性層４に流れる電流を抑制できるので、リーク電流を低減することができる。
【００３３】
次に、第２実施例を、Ｂ１工程〜Ｂ１１工程として図９〜図１９を用いて説明する。
図９〜図１９は、本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ１工程〜Ｂ１１工程をそれぞれ説明するための斜視図である。
なお、第２実施例において、上述した第１実施例における構成部材と同一の構成部材に関しては同一の符号を付す。
【００３４】
＜第２実施例＞
以下に説明するｎ型基板１は、半導体レーザ素子１００がマトリクス状に複数形成され、このｎ型基板１を所定の間隔で劈開及び分断することによって、単体の半導体レーザ素子１００を複数得ることができるものであるが、図９〜図１９では、説明をわかりやすくするために、工程の始めから単体の半導体レーザ素子１００の構造を示すこととする。
【００３５】
（Ｂ１工程）［図９参照］
ＧａＡｓからなるｎ型基板１上に、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型クラッド層３，活性層４，ＡｌＧａＡｓからなる第１のｐ型クラッド層５，エッチングストップ層６，及びＡｌＧａＡｓからなる第２のｐ型クラッド層７を、例えば有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Metalorganic Vapor Phase Epitaxy）法により、順次積層する。
なお、エッチングストップ層６は、後述するリッジ６１を形成するためのエッチングによって、下層である第１のｐ型クラッド層５がエッチングダメージを受けないように設けられている。
【００３６】
次に、第２のｐ型クラッド層７の表面全体に、ＳｉＯ２（二酸化シリコン）膜１０を例えばスパッタ法により成膜する。
その後、このＳｉＯ２膜１０をフォトリソ法によって選択的にエッチングすることによって、共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる面に対して直交する方向に延在するエッチングマスク層１２を、略平行なストライプ状に複数形成する。なお、図９には、複数形成されたエッチングマスク層１２のうちの一つを示している。
ここで、共振器面Ａｂとは図９における右側の側面全面を示し、共振器面Ｂｂとは共振器面Ａｂに対して反対側の側面全面を示し、共振器面Ａｂと共振器面Ｂｂとは互いに平行である。
【００３７】
（Ｂ２工程）［図１０参照］
エッチングマスク層１２により保護されていない範囲、即ち、第２のｐ型クラッド層７が露出した範囲に対応する、第２のｐ型クラッド層７をエッチングすることにより、第２のｐ型クラッド層７からなるリッジ６１を、所定の間隔を有する略平行なストライプ状に複数形成する。なお、図１０には、複数形成されたリッジ６１のうちの一つを示している。
その後、エッチングマスク層１２を除去する。
【００３８】
この段階では、エッチングストップ層６は、そのエッチング耐性を悪化させるアニールが行われてないので、十分なエッチング耐性を有している。従って、上述したエッチングをこのエッチングストップ層６で精度良く停止させることができるので、下層である第１のｐ型クラッド層５がこのエッチングによってエッチングされることを防止できる。
【００３９】
（Ｂ３工程）［図１１参照］
リッジ６１及びＢ２工程で露出したエッチングストップ層６を覆うと共にリッジ６１の段差を埋めるように、ＡｌＧａＡｓからなるｎ型半導体膜６３を例えば有機金属気相成長法により成膜する。
【００４０】
（Ｂ４工程）［図１２参照］
リッジ６１が形成された範囲に対応するｎ型半導体膜６３を選択的にエッチングすることによって、リッジ６１を露出させる。
また、このエッチングによって、ｎ型半導体膜６３はｎ型電流狭窄層６５となる。
【００４１】
（Ｂ５工程）［図１３参照］
リッジ６１及びｎ型電流狭窄層６５を覆うように、ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層６７を例えば有機金属気相成長法により形成する。
【００４２】
（Ｂ６工程）［図１４参照］
ｐ型コンタクト層６７の表面全体に、ＳｉＯ２膜１６を例えばスパッタ法により成膜する。
次に、共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層６７が露出するように、ＳｉＯ２膜１６を、フォトリソ法によって選択的にエッチングしてエッチングマスク層６９とする。
【００４３】
（Ｂ７工程）［図１５参照］
エッチングマスク層６９により保護されていない範囲、即ち、共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層６７を、例えばアンモニア過酸化水素水系のエッチング液でエッチングする。
この共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層６７をエッチングする理由は、第１実施例でｐ型コンタクト層８をエッチングする理由と同じである。
【００４４】
（Ｂ８工程）［図１６参照］
Ｂ７工程により露出したリッジ６１及びｎ型電流狭窄層６５の表面上に、ＺｎＯ（酸化亜鉛）とＳｉＯ２との混晶膜である拡散源層７１を形成する。このとき、エッチングマスク層６９の表面上にも拡散源層７１は形成される。
【００４５】
（Ｂ９工程）［図１７参照］
Ｂ８工程を経たｎ型基板１をアニールすることにより、拡散源層７１から、ｎ型基板１側に向かい、エッチングストップ層６及び活性層４を通過して、ｎ型クラッド層３の途中までの領域に、拡散源層７１中のＺｎ（亜鉛）を不純物として拡散させる。
この拡散の際、エッチングマスク層６９は拡散マスクとしても機能するので、エッチングマスク層６９が形成された範囲に対応する、第２のｐ型クラッド層７，ｎ型電流狭窄層６５，エッチングストップ層６，第１のｐ型クラッド層５，活性層４，及びｎ型クラッド層３には上述のＺｎは拡散しない。
従って、この拡散によって、エッチングマスク層６９で保護されていない範囲、即ち、共振器面Ａａ，Ｂａとなる面近傍の範囲に対応する、第２のｐ型クラッド層７，ｎ型電流狭窄層６５，エッチングストップ層６，第１のｐ型クラッド層５，活性層４，及びｎ型クラッド層３にＺｎが拡散して不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄを形成する。
なお、図１７では、不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄをわかりやすくするために、網掛け範囲で表した。
【００４６】
また、このアニールによって不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄにおける活性層４が十分に無秩序化されるようにアニール条件を設定する。不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄにおける活性層４が十分に無秩序化されるためには、アニール温度を高くしたり、アニール時間を長くして、活性層４に不純物であるＺｎをより拡散させればよい。第２実施例では、アニール温度を約６２５℃、アニール時間を約２０分とした。
【００４７】
このアニール条件は、本実施例に限定されるものではなく、第１実施例で詳述した理由と同様の理由により、不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄにおける活性層４のフォトルミネッセンス波長と、不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄ以外の領域における活性層４のフォトルミネッセンス波長との差が４０ｎｍ以上になるように、アニール条件を設定すればよい。
【００４８】
ところで、このアニールによってエッチングストップ層６は無秩序化されるのでエッチングストップ層６のエッチング耐性は悪化するが、エッチング耐性が必要なリッジ６１を形成する工程（Ｂ２工程）はすでに完了しているため、製造上及び構造上の問題はない。
【００４９】
（Ｂ１０工程）［図１８参照］
第２のｐ型クラッド層７が形成されている範囲に対応する拡散源層７１及びエッチングマスク層６９をエッチングして、第２のｐ型クラッド層７を露出させる。
【００５０】
（Ｂ１１工程）［図１９参照］
露出した第２のｐ型クラッド層７上にＰ側電極７３を形成する。このＰ側電極７３は、図１９に示すように、エッチングマスク層６９上に形成してもよい。
また、ｎ型基板１における上述の積層方向とは反対方向側の面（図１９における下側の面）にｎ側電極７５を形成する。
【００５１】
次に、上述した工程によりＰ側電極７３及びｎ側電極７５が形成されたｎ型基板１を、拡散領域Ｚｃ，Ｚｄを延在する方向に二分する面に沿って劈開し、その劈開面が共振器面Ａｂ，Ｂｂとなるバー（図示せず）を形成する。
このバーを、ストライプ状に形成したリッジ６１間の中心線を通り上述の工程を経たｎ型基板１の表面に対して直交する面で分断することによって、第２実施例の半導体レーザ素子１００を得る。
【００５２】
この半導体レーザ素子１００に、ｐ側電極７３側からｎ側電極７５側に向かって電流を注入する。この注入される電流が発振しきい値以上になったとき、リッジ６１の下部に対応した活性層４でレーザ発振が起こり、レーザ光が活性層４の共振器面Ａｂ，Ｂｂの一方の面Ａｂから出射される。
【００５３】
半導体レーザ素子１００において、エッチングマスク層６９は絶縁膜として機能するので、ｐ側電極７３に注入された電流はリッジ６１に集中的に流れるため、リッジ６１の下部に対応した活性層４でレーザ発振を効率的に起こすことができる。従って、半導体レーザ素子１００は、高出力のレーザ光を出射することができる。
【００５４】
また、エッチングマスク層１８は、絶縁膜として機能する他に、Ｂ７工程ではエッチングマスクとして機能し、Ｂ９工程では拡散マスクとして機能するので、新たに拡散マスクや絶縁膜を作製する必要がないため、製造工程の簡略化が図れる。
【００５５】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００５６】
例えば、第１実施例では、拡散源層２０を形成し、この拡散源層２０から不純物となるＺｎを拡散させて不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂを形成したが、これに限定されるものではなく、Ｚｎ等の不純物をイオン注入し、このイオン注入された不純物をアニールにより拡散させることによって、不純物拡散領域Ｚａ，Ｚｂを形成してもよい。
同様に、第２実施例では、拡散源層７１を形成し、この拡散源層７１から不純物となるＺｎを拡散させて不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄを形成したが、これに限定されるものではなく、Ｚｎ等の不純物をイオン注入し、このイオン注入された不純物をアニールにより拡散させることによって、不純物拡散領域Ｚｃ，Ｚｄを形成してもよい。
【００５７】
また、第２実施例では、リッジ６１を第２のｐ型クラッド層７からなる構成としたがこれに限定されるものではない。
例えば、リッジ６１を、第１実施例のリッジ１４と同様に、第２のｐ型クラッド層７と、この第２のｐ型クラッド層７上に積層されたｐ型コンタクト層８からなる積層構造としてもよい。この場合、Ｂ７工程において、共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層６７をアンモニア過酸化水素水系のエッチング液でエッチングする際に、このエッチング液で共振器面Ａｂ，Ｂｂとなる面近傍の範囲に対応するｐ型コンタクト層８をエッチングすることができる。
【００５８】
また、第１実施例及び第２実施例におけるｎ型の各層をそれぞれｐ型とし、ｐ型の各層をそれぞれｎ型としてもよく、第１実施例及び第２実施例と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ１工程を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ２工程を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ３工程を説明するための斜視図である。
【図４】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ４工程を説明するための斜視図である。
【図５】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ５工程を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ６工程を説明するための斜視図である。
【図７】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ７工程を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第１実施例におけるＡ８工程を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ１工程を説明するための斜視図である。
【図１０】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ２工程を説明するための斜視図である。
【図１１】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ３工程を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ４工程を説明するための斜視図である。
【図１３】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ５工程を説明するための斜視図である。
【図１４】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ６工程を説明するための斜視図である。
【図１５】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ７工程を説明するための斜視図である。
【図１６】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ８工程を説明するための斜視図である。
【図１７】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ９工程を説明するための斜視図である。
【図１８】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ１０工程を説明するための斜視図である。
【図１９】本発明の半導体レーザ素子及びその製造方法の第２実施例におけるＢ１１工程を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  基板、  ３，５，７  クラッド層、  ４  活性層、  ６  エッチングストップ層、  ８，６７  コンタクト層、  １０，１６  ＳｉＯ２膜、  １２，６９  エッチングマスク層、  １４，６１  リッジ、  １８  エッチングマスク層、  ２０，７１  拡散源層、  ２２，２４，７３，７５  電極、  ５０，１００  半導体レーザ素子、  ６３  半導体膜、  ６５  電流狭窄層、  Ａａ，Ｂａ，Ａｂ，Ｂｂ  共振器面、  Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ，Ｚｄ  不純物拡散領域
【図１】
2007266255.tif 000003
【図２】
2007266255.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007266255.tif 000006
【図５】
2007266255.tif 000007
【図６】
2007266255.tif 000008
【図７】
2007266255.tif 000009
【図８】
2007266255.tif 000010
【図９】
2007266255.tif 000011
【図１０】
2007266255.tif 000012
【図１１】
2007266255.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2007266255.tif 000017
【図１６】
2007266255.tif 000018
【図１７】
2007266255.tif 000019
【図１８】
2007266255.tif 000020
【図１９】
2007266255.tif 000021