(57)【要約】【課題】半導体レーザの製造における窓部への酸化亜鉛拡散処理後、確認が難しい不要な酸化亜鉛の残存状態未確認のまま、後工程の熱処理を含むプロセスに入ってしまうと残存した酸化亜鉛があった場合、必要以上に窓部に亜鉛が拡散し、半導体レーザの特性を悪化させるという不具合を防止した半導体レーザの製造方法を提供する。【解決手段】半導体レーザの窓構造形成工程（Ｓ２）後の第１の酸化亜鉛除去工程（Ｓ４）終了後において酸化亜鉛への紫外線照射を含む酸化亜鉛の残存量測定工程（Ｓ５）を配置し、この酸化亜鉛の残存量測定工程（Ｓ５）において熱拡散した後の酸素欠陥が生じている酸化亜鉛の前記酸素欠陥に電子がトラップされ色中心が紫外線領域となり黒色に変色する現象に基づき酸化亜鉛の残存量を測定する。【選択図】図１
2009182093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板にエピタキシャル成長層を形成するエピタキシャル層形成工程と、
前記エピタキシャル成長層の窓構造形成領域上に酸化亜鉛を形成する酸化亜鉛形成工程と、
前記酸化亜鉛から亜鉛を拡散させて窓構造を形成する窓構造形成工程と、
前記酸化亜鉛をウェットエッチングにより除去する第１の酸化亜鉛除去工程と、
表面に紫外線を照射することによって前記半導体基板上の酸化亜鉛の量を測定する酸化亜鉛残存量測定工程とを備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
前記酸化亜鉛残存量測定工程に基づき酸化亜鉛の残存が確認された場合、前記残存する酸化亜鉛をウェットエッチングにより除去する第２の酸化亜鉛除去工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
前記酸化亜鉛残存量測定工程によって得られた酸化亜鉛の残存量に基づいて、前記第２の酸化亜鉛除去工程の処理時間を算出する処理時間算出手段を更に備えたことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザの製造方法、特に、半導体レーザの窓構造の形成に用いられる酸化亜鉛の除去方法を含む半導体レーザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体レーザの製造方法おいて、半導体レーザのレーザ出力端面に亜鉛拡散を行なうことによってこれを無秩序化して窓構造を形成することにより、高出力の半導体レーザを得ることが知られている。
【０００３】
この半導体レーザの窓構造形成工程は、酸化亜鉛を拡散源として亜鉛を窓部に拡散させることにより窓構造を形成するものであるが、この窓構造形成後に、拡散源として用いた不要な膜状の酸化亜鉛を除去する必要があり、一例として特許文献１のような弗酸系のエッチャントによるウェットエッチング又はドライエッチングが用いられる。
【特許文献１】特開２００７―７３５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の弗酸系のエッチャントによるウェットエッチングでは、拡散されている膜状の酸化亜鉛が白色であることからこれが完全に除去されていることを確認するのが難しい。従って、もし酸化亜鉛のエッチング残りが生じていた場合には窓構造形成プロセス以降の熱処理を有するプロセスで、残存した酸化亜鉛により必要以上に窓部に亜鉛が拡散することになり、半導体レーザの特性を悪化させることになる。
【０００５】
また、従来の弗酸系のエッチャントによるドライエッチング処理により不要な酸化亜鉛を完全に除去する方法もあるが、この方法では半導体レーザの表面にダメージが入って結晶性が悪くなり半導体レーザの特性を悪化させる。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決し、半導体レーザの窓構造形成における拡散処理後の不要な膜状の酸化亜鉛の除去において、ウェットエッチング処理を用いたその効果的な検出および除去方法を含む半導体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明は、半導体基板にエピタキシャル成長層を形成するエピタキシャル層形成工程と、前記エピタキシャル成長層の窓構造形成領域上に酸化亜鉛を形成する酸化亜鉛形成工程と、前記酸化亜鉛から亜鉛を拡散させて窓構造を形成する窓構造形成工程と、前記酸化亜鉛をウェットエッチングにより除去する第１の酸化亜鉛除去工程と、表面に紫外線を照射することによって前記半導体基板上の酸化亜鉛の量を測定する酸化亜鉛残存量測定工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係わる半導体レーザの製造方法では、窓構造形成における拡散処理後のウェットエッチングによる不要な膜状の酸化亜鉛除去処理後、そのエッチング不足により更に残存している酸化亜鉛があってもこれを容易に検出することが可能となり、追加エッチングにより完全に除去することができる。
【０００９】
この結果、問題の多いドライエッチング処理を使用する必要がないので、この処理に起因する製品へのダメージを与えることなく、不要な酸化亜鉛を容易に除去することが可能となる。
【００１０】
従って、窓構造形成プロセス以降に熱処理を有するプロセスがあっても、前記残存した酸化亜鉛に起因する必要以上の亜鉛拡散が起こることはなく、製品としての半導体レーザの特性不良を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本発明半導体レーザの製造方法の一実施の形態における各工程のフロー図、図２はこれに基づき製造された半導体レーザの窓部端面を示す断面図であり、図２（ａ）はアニール処理後の同窓部端面の断面図、図２（ｂ）はウェットエッチング処理後の同窓部端面の断面図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態における半導体レーザの製造工程としては先ず半導体基板に窓構造形成領域を有するエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成工程（Ｓ１）に始まり、次にこの窓構造形成領域上に拡散源となる酸化亜鉛を形成する酸化亜鉛形成工程（Ｓ２）に入り、次に前記酸化亜鉛から亜鉛を拡散させて窓構造を形成する窓構造形成工程（Ｓ３）に入ることになる。
【００１４】
以下、図２を参照して詳細に説明する。図２において、１はキャップ層、２は拡散源（酸化亜鉛）、３はマスク層、４はエピタキシャル成長層、５はＧａＡｓ基板、６は拡散された亜鉛であり、７は紫外線、８は残存酸化亜鉛を示す。
【００１５】
この窓構造形成工程（Ｓ３）においてこの前記酸化亜鉛を選択的に拡散させるため亜鉛を拡散させない非窓部にマスク層３、例えば、窒化膜又は酸化膜を用いてマスクを形成して、マスク層３上に拡散源２をスパッタ法により形成し、拡散源２上にキャップ層１、例えば、窒化膜又は酸化膜を用いて形成する。窓部にはマスク層３を処理せずに、直接拡散源２をスパッタ法により形成すると共に、拡散源２上にキャップ層１を形成し、その後、アニール処理により、拡散源２に含まれる亜鉛を窓部に拡散させて窓構造を形成する。
【００１６】
次に拡散源２として用いられ、不要になった酸化亜鉛をウェットエッチングにより除去する第１の酸化亜鉛除去工程（Ｓ４）に入る。即ち、先に形成した非窓部のキャップ層１、拡散源２、マスク層３、窓部の拡散源２、マスク層３膜の除去を弗酸系のエッチャント、例えばバッファード弗酸を用いてウェットエッチング処理により除去する。
【００１７】
次に前記半導体基板上の酸化亜鉛の量を測定する酸化亜鉛の残存量測定に入り、本実施の形態においては図１のフロー図に示す紫外線照射工程を含む酸化亜鉛残存量測定工程（Ｓ５）により行われる。まず、この紫外線照射は図２（ｂ）に示す紫外線７、例えば、Ｘｅランプの照射をＧａＡｓ基板５表面のエピタキシャル成長層４側に１分以上行なうことにより実施される。次にアニール処理（図示省略）において、高温状態に曝された拡散源２の膜状の酸化亜鉛に酸素欠陥（空孔）が生じていることと、拡散源２の酸化亜鉛の吸収ピークは、およそ２．８ｅＶ（４５０ｎｍ）であるが吸収帯が長波長側にも存在することから、残存酸化亜鉛８の酸素欠陥に自由電子がトラップされて色中心の濃度が高くなることにより図２（ｂ）に示すように残存酸化亜鉛８が黒色に変色する。この黒色への変色により残存酸化亜鉛８の検出が容易となる。
【００１８】
このようにして黒色に変色した残留酸化亜鉛８が検出された場合は、第２の酸化亜鉛除去工程（Ｓ６）において前記バッファード弗酸を用いて再度ウェットエッチング処理によりその除去を行なう。
【００１９】
その後、同様にＸｅランプの照射をＧａＡｓ基板５表面のエピタキシャル成長層４側に１分以上行なった後、更に黒色に変色した残存酸化亜鉛８が確認された場合は、再度追加ウェットエッチング処理を行なうことになる。
【００２０】
このように、前記Ｘｅランプの照射と追加ウェットエッチング処理を繰り返すことによっても黒色に変色した残存酸化亜鉛８が確認されなくなった後、熱処理を有するプロセスなどを含む次工程へ処理を進め、最終的に安定した特性の半導体レーザを得る。
【００２１】
この実施の形態において更に第２の酸化亜鉛除去工程（Ｓ６）の前にＧａＡｓ基板５表面のエピタキシャル成長層４側を測定し、基板表面上の検査エリア内の黒色に変色した残存酸化亜鉛８の数量を検出するようにすればより効率的に半導体レーザを製造することができる。
【００２２】
例えば、前記バッファード弗酸を用いてウェットエッチング処理によりその除去を行なった後、一般的に用いられるＸｅランプによる画像認識方式の検査装置を用い、第一の検査ステップとしてＧａＡｓ基板５の表面のエピタキシャル成長層４側全体をＸｅランプで１分以上照射する工程を経た後、第二の検査ステップとしてＧａＡｓ基板５の表面のエピタキシャル成長層４側を測定すれば、基板表面上の検査エリア内の黒色に変色した残存酸化亜鉛８の数量を検出することが可能となる。
【００２３】
この検出された残存酸化亜鉛８の数量が０の場合は、不要な酸化亜鉛が完全に除去されているため次工程へ処理を進め、これが検出された場合は検出数量に応じて残存する膜状の酸化亜鉛８の膜厚が算出され、算出された残存する酸化亜鉛８の膜厚に応じて、バッファード弗酸による追加ウェットエッチングの処理時間がされる。
【００２４】
この算出された処理時間にオーバーエッチング時間を加味した処理時間を別途設けられた処理時間算出手段により算出し、エッチングを実施すれば追加ウェットエッチングの処理時間が完全に把握された状態で工程が進められるので効率的に処理を行うことができる。
【００２５】
なお、上記実施の形態において紫外線はＸｅランプを例として説明したが、他の紫外線源であっても同様の効果が得られることはいうまでもない。また、ウェットエッチングに使用するエッチャントはバファード弗酸と説明したが、酸化亜鉛膜の除去、且つ、酸化膜の除去、且つ、窒化膜の除去が可能なエッチャント、且つ、砒素系及び燐系をエッチングしないエッチャントを使用しても同様の効果が得られることもいうまでもない。
【００２６】
また、算出された処理時間にオーバーエッチング時間を加味した処理時間で追加ウェットエッチングを実施した後、次工程への処理を進めるとしたが、再度前記第一の検査ステップもしくは、第二の検査ステップから検査を実施して確認する作業を繰り返しても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、半導体の製造工程に適用され、特に素材表面に拡散被着された酸化亜鉛などの金属の状態確認に利用することにより、必要に応じた対応を図ることができ有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明半導体レーザの製造方法の一実施の形態における工程フロー図
【図２】本発明半導体レーザの製造方法の一実施の形態においてこれに基づき製造された半導体レーザ窓部端面を示す断面図
【符号の説明】
【００２９】
１  キャップ層
２  拡散源
３  マスク層
４  エピタキシャル成長層
５  ＧａＡｓ基板
６  拡散された亜鉛
７  紫外線
８  残存酸化亜鉛膜
【図１】
2009182093.tif 000003
【図２】
2009182093.tif 000004