(57)【要約】【課題】面発光半導体レーザの活性層のＰＬスペクトルを正確に知ることができる面発光半導体レーザの製造方法を提供する。【解決手段】基板２５上に、第１のＤＢＲ１３、第１のＤＢＲ１３上に設けられる活性層１５、及び活性層１５上に設けられる第１の半導体スペーサ層１７を含む積層構造を形成する工程と、積層構造を熱処理する工程と、活性層１５のフォトルミネッセンス（ＰＬ）波長を測定し、ＰＬ強度がピークとなる波長が所定の波長範囲に含まれるか否かを判定する工程と、活性層１５のＰＬ強度がピークとなる波長が所定の波長範囲に含まれる場合に、活性層１５へ流れる電流を狭窄するためのトンネル接合領域３５と第２の半導体スペーサ層１９とを第１の半導体スペーサ層１７上に形成する工程と、第２の半導体スペーサ層１９上に第２のＤＢＲ２３を形成する工程とを備える。【選択図】図１
2009231603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面発光半導体レーザを製造する方法であって、
基板上に、第１の分布ブラッグリフレクタ、前記第１の分布ブラッグリフレクタ上に設けられる活性層、及び前記活性層上に設けられる第１の半導体スペーサ層を含む積層構造を形成する工程と、
前記積層構造を熱処理する工程と、
前記活性層のフォトルミネッセンス波長を測定し、フォトルミネッセンス強度がピークとなる波長が所定の波長範囲に含まれるか否かを判定する工程と、
前記活性層のフォトルミネッセンス強度がピークとなる波長が前記所定の波長範囲に含まれる場合に、前記活性層へ流れる電流を狭窄するための電流狭窄領域と第２の半導体スペーサ層とを前記第１の半導体スペーサ層上に形成する工程と、
前記第２の半導体スペーサ層上に第２の分布ブラッグリフレクタを形成する工程と
を備えることを特徴とする、面発光半導体レーザの製造方法。
【請求項２】
前記電流狭窄領域及び前記第２の半導体スペーサ層を前記第１の半導体スペーサ層上に形成する前に、前記積層構造を熱処理する工程により生じた前記第１の半導体スペーサ層表面の変質層を除去することを特徴とする、請求項１に記載の面発光半導体レーザの製造方法。
【請求項３】
前記活性層がＧａＩｎＮＡｓを含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の面発光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、面発光半導体レーザの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、面発光半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：VerticalCavity Surface Emitting Laser）が記載されている。この面発光半導体レーザは、ＧａＡｓ基板上に設けられた多層膜からなる第１の分布ブラッグリフレクタ（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）と、この第１のＤＢＲ上に設けられた量子井戸構造を含む活性層と、該活性層上に設けられた第２のＤＢＲとを含む。この文献には、このような面発光半導体レーザのフォトルミネッセンス（ＰＬ）のスペクトルを測定すると、半値幅の狭いピークが観測されることが記載されている。
【非特許文献１】Yoshihiko Hanamakiet al., ”Spontaneous emission alteration in InGaAs/GaAs vertical cavity surfaceemitting laser (VCSEL) structures”, Semiconductor Science and Technology, Volume14, pp797-803 (1999)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
面発光半導体レーザにおいて発光効率を高める為には、活性層のＰＬスペクトルのピーク波長が、共振波長との関係によって定まる所定の波長範囲内にあることが好ましい。したがって、面発光半導体レーザを製造する際に、活性層のＰＬスペクトルのピーク波長が所定の波長範囲内にあることを確認することが望まれる。しかしながら、面発光半導体レーザから出力される光は共振波長をピークとするスペクトルを有しており、ＰＬスペクトル及びそのピークを観測することは困難である。面発光半導体レーザを僅かな電流でもって発光させつつその側面から洩れる光を測定する方法も考えられるが、そのような微弱な光では活性層のＰＬスペクトルを正確に測定することが難しい。
【０００４】
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、面発光半導体レーザの活性層のＰＬスペクトルを正確に知ることができる面発光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】
【０００５】
上記した課題を解決するために、本発明による面発光半導体レーザの製造方法は、面発光半導体レーザを製造する方法であって、基板上に、第１の分布ブラッグリフレクタ、第１の分布ブラッグリフレクタ上に設けられる活性層、及び活性層上に設けられる第１の半導体スペーサ層を含む積層構造を形成する工程と、積層構造を熱処理する工程と、活性層のフォトルミネッセンス波長を測定し、フォトルミネッセンス強度がピークとなる波長が所定の波長範囲に含まれるか否かを判定する工程と、活性層のフォトルミネッセンス強度がピークとなる波長が所定の波長範囲に含まれる場合に、活性層へ流れる電流を狭窄するための電流狭窄領域と第２の半導体スペーサ層とを第１の半導体スペーサ層上に形成する工程と、第２の半導体スペーサ層上に第２の分布ブラッグリフレクタを形成する工程とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この面発光半導体レーザの製造方法においては、第１のＤＢＲ、活性層、及び第１の半導体スペーサ層を基板上に形成したのち、電流狭窄領域、第２の半導体スペーサ層、及び第２のＤＢＲを形成する前に熱処理を行い、活性層のＰＬ波長を測定している。このように、面発光半導体レーザの共振器構造が完成する前に成長を止めてＰＬ波長を測定することにより、活性層本来のＰＬ波長を測定結果に正確に反映させることができる。したがって、この面発光半導体レーザの製造方法によれば、活性層のＰＬスペクトルを正確に知ることができるので、このＰＬスペクトルのピーク波長が所定の波長範囲に含まれる基板を用いて面発光半導体レーザを作製することにより、発光効率の高い面発光半導体レーザを提供できる。
【０００７】
また、面発光半導体レーザの製造方法は、電流狭窄領域及び第２の半導体スペーサ層を第１の半導体スペーサ層上に形成する前に、積層構造を熱処理する工程により生じた第１の半導体スペーサ層表面の変質層を除去することを特徴としてもよい。これにより、電流狭窄領域や第２の半導体スペーサ層の結晶性を向上させ、面発光半導体レーザの信頼性を高めることができる。
【０００８】
また、面発光半導体レーザの製造方法は、活性層がＧａＩｎＮＡｓを含むことを特徴としてもよい。ＧａＩｎＮＡｓは熱処理の際にＰＬ波長が変化するので、活性層のＰＬスペクトルを特に正確に知ることが望まれる。したがって、上記した面発光半導体レーザの製造方法は、活性層がＧａＩｎＮＡｓを含む場合に極めて有用である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による面発光半導体レーザの製造方法によれば、面発光半導体レーザの活性層のＰＬスペクトルを正確に知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明による面発光半導体レーザの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明に係る面発光半導体レーザの製造方法により製造される面発光半導体レーザの一形態として、面発光半導体レーザ１１の断面構造を示す図面である。面発光半導体レーザ１１は、第１の分布ブラッグリフレクタ（以下、「第１のＤＢＲ」と記す）１３と、活性層１５と、第１の半導体スペーサ層１７と、第２の半導体スペーサ層１９と、第１の電極２１と、第２の分布ブラッグリフレクタ（以下、「第２のＤＢＲ」と記す）２３とを備える。第１のＤＢＲ１３は、基板２５上に設けられ半導体から成る。基板２５は、例えば半絶縁性のＧａＡｓといったIII−Ｖ化合物半導体から成る。活性層１５は、第１のＤＢＲ１３上に設けられている。第１の半導体スペーサ層１７は、活性層１５上に設けられており、例えば炭素（Ｃ）がドープされたｐ型ＧａＡｓから成ることができる。第２の半導体スペーサ層１９は、第１の半導体スペーサ層１７上に設けられており、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたｎ型ＧａＡｓから成ることができる。第１の電極２１は、第２の半導体スペーサ層１９上に設けられている。第２のＤＢＲ２３は、第２の半導体スペーサ層１９上に設けられている。
【００１２】
第１のＤＢＲ１３は、交互に配列された第１及び第２の半導体層を含んでおり、第１の半導体層の屈折率と第２の半導体層の屈折率とは互いに異なる。第１及び第２の半導体層を構成する材料としては、例えばＧａＡｓ及びＡｌＧａＡｓが挙げられる。また、第２のＤＢＲ２３は、交互に配列された第１及び第２の層を含んでおり、第１の層の屈折率と第２の層の屈折率とは互いに異なる。第１及び第２の層を構成する材料としては、例えばＳｉＯ2及びＴｉＯ2といった誘電体が挙げられる。活性層１５は、例えば量子井戸構造を有しており、交互に配列された井戸層及び障壁層を含む。活性層１５を構成する半導体としては、例えばＧａＩｎＮＡｓやＧａＩｎＮＡｓＳｂ、ＧａＮＡｓなどが挙げられる。
【００１３】
面発光半導体レーザ１１は、活性層１５へ流れる電流を狭窄するための電流狭窄領域としてのトンネル接合領域３５を更に備える。トンネル接合領域３５はｐ型半導体層３５ａ及びｎ型半導体層３５ｂを含むことができ、また、これらの半導体層３５ａ及び３５ｂは、トンネル接合を構成する。ｐ型半導体層３５ａ及びｎ型半導体層３５ｂは、例えば炭素（Ｃ）が高濃度にドープされたＩｎＧａＡｓ、及びシリコン（Ｓｉ）が高濃度にドープされたｎ型ＩｎＧａＡｓによって構成されることができる。第１の半導体スペーサ層１７及び第２の半導体スペーサ層１９は、それぞれ、ｐ型半導体層３５ａ及びｎ型半導体層３５ｂに接合している。トンネル接合領域３５はメサ形状であることが好ましい。半導体メサからなるトンネル接合領域３５は活性層１５の中央付近の上方に設けられている。この半導体メサは、第２の半導体スペーサ層１９により埋め込まれる。
【００１４】
第１のＤＢＲ１３、活性層１５、トンネル接合領域３５、及び第２のＤＢＲ２３は、所定の軸に沿って配列されている。トンネル接合領域３５の位置および形状は、電極からの電流の閉じ込め及び電流分布を規定する。活性層１５はキャリアの注入に応答して発光する。活性層１５からの光は、第１のＤＢＲ１３と第２のＤＢＲ２３とによって繰り返し反射されてレーザ発振に至る。面発光半導体レーザ１１は、第２のＤＢＲ２３を介してレーザ光Ｌを提供する。
【００１５】
面発光半導体レーザ１１は、第３の半導体スペーサ層３９を更に備える。第３の半導体スペーサ層３９は、第１のＤＢＲ１３上に設けられており、例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされたｎ型ＧａＡｓから成ることができる。第２の電極４１は、第３の半導体スペーサ層３９の一部の領域上に設けられており、また半導体スペーサ層３９に対しオーミック接触を成す。活性層１５は、第３の半導体スペーサ層３９上に設けられている。
【００１６】
面発光半導体レーザ１１は共振器メサ３７を含む。共振器メサ３７は、活性層１５、第１の半導体スペーサ層１７、トンネル接合領域３５および第２の半導体スペーサ層１９を含むことができる。共振器メサ３７は、必要な場合には、良好なオーミック接合を得るためにコンタクト層４５を含むことができる。第１の電極２１は、コンタクト層４５とオーミック接触を成す。
【００１７】
共振器メサ３７の上面及び側面並びに第３の半導体スペーサ層３９の表面は、絶縁性の保護膜４３により覆われている。保護膜４３は、第３の半導体スペーサ層３９上に設けられた第１の開口、及び共振器メサ３７の上面に設けられた第２の開口を含む。第１の開口を通して、第２の電極４１は、第３の半導体スペーサ層３９に接続される。第１の電極２１は、第２の開口を通してコンタクト層４５に接続される。また、第２の開口の中央付近には、第２のＤＢＲ２３が配置されている。
【００１８】
次いで、面発光半導体レーザの製造方法の一実施形態について説明する。図２は、面発光半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。図３〜図７は、この製造方法における各工程を説明するための断面図である。この製造方法においては、面発光半導体レーザのための各半導体層は、例えば分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法あるいは有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により成長される。
【００１９】
まず、第１のＤＢＲ、第１のスペーサ層、及び活性層を基板上に形成する（図２に示す工程Ｓ１）。すなわち、図３（ａ）に示されるように、ウェハ状の半絶縁性ＧａＡｓ基板といった基板５１上に、第１のＤＢＲのための半導体多層構造５５を成長させる。そして、図３（ｂ）に示されるように、半導体多層構造５５上に、第３の半導体スペーサ層のための半導体スペーサ層５７、活性層５９、第１の半導体スペーサ層のための半導体スペーサ層６１を順に成長させる。このようにして、半導体多層構造５５、半導体スペーサ層５７、活性層５９、及び半導体スペーサ層６１を含む半導体積層構造５３を基板５１上に形成する。半導体多層構造５５は、例えば３２対のアンドープＧａＡｓ／Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓから成る。半導体スペーサ層５７は、例えばＳｉ添加のｎ型ＧａＡｓから成り、その好適な厚さは例えば０．１［μｍ］〜０．２［μｍ］（発振波長の設計による）である。活性層５９は、例えば３周期にわたって交互に積層されたＧａ0.7Ｉｎ0.3Ｎ0.01Ａｓ0.99から成る井戸層とＧａＡｓから成る障壁層とを有する。半導体スペーサ層６１は、例えばＣ添加のｐ型ＧａＡｓから成り、その好適な厚さは例えば０．１［μｍ］〜０．２［μｍ］（発振波長の設計による）である。
【００２０】
次に、半導体積層構造５３が形成された基板５１を成長炉から取り出し、熱処理炉を用いて熱処理を行う（図２に示す工程Ｓ２）。熱処理の方法としては、例えばＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）を用いることができる。この熱処理における好適な基板温度及び熱処理時間は、例えば井戸層のＩｎ組成が０．３、Ｎ組成が０．０１（すなわちＧａ0.7Ｉｎ0.3Ｎ0.01Ａｓ0.99）である場合、６００℃〜７５０℃の温度範囲、より好ましくは６００℃〜７００℃の温度範囲で１０分〜６０分が望ましい。なお、この熱処理は、半導体積層構造５３を成長させた成長炉（ＭＢＥ炉又はＭＯＣＶＤ炉）において基板５１を取り出さずに行っても良い。また、この熱処理工程において、半導体積層構造５３の表面からのＡｓ抜けを防ぐため、別のＧａＡｓ基板を用いて半導体積層構造５３の表面を保護することが望ましい。或いは、Ａｓを含む雰囲気中で熱処理を行うこともＡｓ抜け防止の観点から効果的である。
【００２１】
続いて、活性層５９のＰＬ波長を測定し、ＰＬ強度がピークとなる波長が所定の波長範囲に含まれるか否かを判定する（図２に示す工程Ｓ３）。この工程では、熱処理が完了した半導体積層構造５３と共に基板５１を熱処理炉から取り出し、活性層５９に励起光を照射してＰＬを発生させることにより行う（図４（ａ））。そして、測定されたピーク波長が所定の波長範囲に含まれる場合には、当該基板５１及び半導体積層構造５３を以下の工程に使用する。なお、ＰＬ波長を測定する際には、基板５１の基板面内におけるＰＬ波長の分布を測定し、このＰＬ波長分布の全体が所定の波長範囲に含まれるか否かを判定すれば尚良い。
【００２２】
続いて、電流狭窄用のトンネル接合領域を半導体スペーサ層６１上に形成する。まず、熱処理された半導体積層構造５３の表面にはＡｓ抜けや酸化膜形成による変質層が存在するので、この変質層を除去する。すなわち、アンモニア、アンモニア及び過酸化水素の混合液、又はリン酸等を使用して半導体スペーサ層６１表面の変質層を除去する。次に、図４（ｂ）に示されるように、トンネル接合領域の第１導電型半導体層のための半導体層６３、及び第２導電型半導体層のための半導体層６５を半導体スペーサ層６１上に成長させる（図２に示す工程Ｓ４）。半導体層６３は、例えば高濃度Ｃ添加のｐ＋＋型ＩｎＧａＡｓから成り、半導体層６５は、例えば高濃度Ｓｉ添加のｎ＋＋型ＩｎＧａＡｓから成る。半導体層６３及び６５は、互いにトンネル接合を成す。次に、トンネル接合メサを形成するためにフォトリソグラフィによって円形レジストのマスクを形成し、このマスクを用いて半導体層６３及び６５のウェットエッチングを行う。これにより、図５（ａ）に示されるように、円形のメサ形状のトンネル接合領域６７が半導体スペーサ層６１上に形成される（図２に示す工程Ｓ５）。
【００２３】
続いて、図５（ｂ）に示されるように、半導体スペーサ層６１上及びトンネル接合領域６７上に、第２の半導体スペーサ層のための半導体スペーサ層６９を成長させ、更にその上にコンタクト層７１を成長させる（図２に示す工程Ｓ６）。これにより、トンネル接合領域６７は半導体スペーサ層６９で埋め込まれる。半導体スペーサ層６９及びコンタクト層７１は、例えばＳｉ添加のｎ型ＧａＡｓから成る。半導体スペーサ層６９の厚さは例えば０．１［μｍ］〜０．３［μｍ］であり、コンタクト層７１の厚さは例えば５０［ｎｍ］である。
【００２４】
その後、基板５１を成長炉から再び取り出して共振波長を測定する。このとき、活性層５９で発光した光は半導体多層構造５５（第１のＤＢＲ）及びコンタクト層７１の表面において反射し共振するので、反射率が局所的に低下する波長を共振波長として認識することができる。コンタクト層７１を除去する場合には、実際の共振波長は計測される波長に対してコンタクト層７１の光学膜厚分だけ短くなる。発光強度がピークとなる波長（共振波長）が所定の波長範囲に含まれている場合には、当該基板を以下の工程に使用する。なお、後述する第２のＤＢＲまで成長を終えた後にＰＬ波長を測定し、ＰＬ強度がピークとなる波長を共振波長として採用してもよい。
【００２５】
続いて、図６（ａ）に示すように、コンタクト層７１上に共振器メサ構造のためのマスク７３を形成する。マスク７３は、例えばレジストから成る。マスク７３を用いて半導体のドライエッチングを行い、共振器メサ７５を形成する。共振器メサ７５は、略円柱形状であり、またコンタクト層７１、半導体スペーサ層６９、トンネル接合領域６７、半導体スペーサ層６１、活性層５９および半導体スペーサ層５７を含む。共振器メサ７５の周囲には、半導体スペーサ層５７の表面が露出している。共振器メサ７５とトンネル接合領域６７の中心は一致している。
【００２６】
続いて、保護膜及び電極を形成する（図２に示す工程Ｓ７）。まず、図６（ｂ）に示されるように、共振器メサ７５の上面及び側面、並びに半導体スペーサ層５７の表面に、保護膜７７を形成する。保護膜７７は、例えばＳｉＮといったシリコン系絶縁性無機化合物からなる。保護膜７７は、半導体スペーサ層５７の表面上に設けられた第１の開口７７ａ、共振器メサ７５の上面に設けられた第２の開口７７ｂを含む。その後、アノード電極７９ａおよびカソード電極７９ｂを蒸着により形成する。この際、カソード電極７９ｂは第１の開口７７ａを通して半導体スペーサ層５７に接続される。また、アノード電極７９ａは第２の開口７７ｂを通してコンタクト層７１に接続されるとともに、後述する第２のＤＢＲのための開口を有する。
【００２７】
続いて、図７に示されるように、第２のＤＢＲ８１のための誘電体積層を半導体スペーサ層６９上（本実施形態ではコンタクト層７１上）に形成する（図２に示す工程Ｓ８）。誘電体積層は、交互に配置された第１の誘電体層及び第２の誘電体層を含む。第１の誘電体層は例えばＳｉＯ2膜であり、第２の誘電体層は例えばＴｉＯ2膜である。この第２のＤＢＲ８１は、例えばリフトオフ法により好適に形成される。第２のＤＢＲ８１は、アノード電極７９ａの開口に位置する。
【００２８】
以上の工程を経て作製された基板生産物をチップ状に分割することにより、図１に示した面発光半導体レーザ１１が好適に製造される。
【００２９】
なお本実施形態では、活性層１５（５９）へ流れる電流を狭窄するための電流狭窄領域として、トンネル接合領域６７を半導体スペーサ層６１上に形成しているが、電流狭窄領域としてはこれ以外にも例えば酸化ＡｌＧａＡｓ領域を形成してもよい。すなわち、高アルミニウム組成を有するＡｌＧａＡｓ層の酸化速度が低アルミニウム組成層の酸化速度よりも大きいことを利用し、高アルミニウム組成層を選択的に酸化することで、電流狭窄を行うことが可能である。この場合、熱処理工程（Ｓ２）の後に当該酸化ＡｌＧａＡｓ領域を形成し、その上に、Ｃ添加ＧａＡｓから成る半導体スペーサ層、及びＣ添加ＧａＡｓから成るコンタクト層を成長させるとよい。
【００３０】
また、共振器を構成するエピタキシャル層（半導体スペーサ層５７、活性層５９、半導体スペーサ層６１、半導体スペーサ層６９、及びコンタクト層７１）の光学膜厚の総和が発振波長（共振波長）の整数倍、好ましくは２倍又は３倍になるように各層の厚さを設定するとよい。更に、活性層５９の厚さ方向の配置に関しては、上記共振器内において共振する光の強度が最大となる位置が好適である。
【００３１】
本実施形態による面発光半導体レーザの製造方法によって得られる効果は次の通りである。この面発光半導体レーザの製造方法においては、半導体多層構造５５（第１のＤＢＲ）、活性層５９、及び半導体スペーサ層６１（第１の半導体スペーサ層）を基板５１上に形成したのち（Ｓ１）、トンネル接合領域６７（電流狭窄領域）、半導体スペーサ層６９（第２の半導体スペーサ層）、及び第２のＤＢＲ８１を形成する工程（Ｓ４〜Ｓ８）の前に熱処理工程（Ｓ２）を行い、活性層５９のＰＬ波長を測定している（Ｓ３）。このように、面発光半導体レーザの共振器構造が完成する前に成長を止めてＰＬ波長を測定することにより、活性層５９本来のＰＬ波長を測定結果に正確に反映させることができる。したがって、この面発光半導体レーザの製造方法によれば、活性層５９のＰＬスペクトルを正確に知ることができるので、このＰＬスペクトルのピーク波長が所定の波長範囲に含まれる基板５１を用いて面発光半導体レーザを作製することにより、発光効率の高い面発光半導体レーザ１１を提供できる。
【００３２】
ここで、図８は、熱処理工程（Ｓ２）後の活性層５９において観察されるＰＬスペクトル形状（グラフＧ１）と、コンタクト層７１以下の全ての構造を成長させた後に観察されるＰＬスペクトル形状（グラフＧ２）とを示す図である。一般的に、面発光半導体レーザの温度特性を考慮して、室温でのＰＬピーク波長と共振波長とは互いに少し異なることが望ましい。しかしながら、コンタクト層まで成長させると第１のＤＢＲとコンタクト層表面との間で共振器が構成されてしまい、ＰＬ測定によって得られるスペクトルは共振による影響を受けたものとなり（グラフＧ２）、そのピーク波長は共振波長となる。上述したように活性層本来のＰＬピーク波長は共振波長と異なるため、このような場合には活性層本来のＰＬ強度の測定が困難となる。これに対し、本実施形態による面発光半導体レーザの製造方法によれば、共振器構造が完成する前に成長を止めてＰＬ波長を測定するので、活性層本来のＰＬスペクトル（グラフＧ１）を正確に測定することができる。
【００３３】
また、本実施形態のように、トンネル接合領域６７（電流狭窄領域）及び半導体スペーサ層６９（第２の半導体スペーサ層）を半導体スペーサ層６１（第１の半導体スペーサ層）上に形成する前に、半導体積層構造５３を熱処理する工程（Ｓ２）により生じた半導体スペーサ層６１表面の変質層を除去することが好ましい。これにより、トンネル接合領域６７や半導体スペーサ層６９の結晶性を向上させ、面発光半導体レーザ１１の信頼性を高めることができる。なお、変質層を除去する方法としては、例えばアンモニア、アンモニアと過酸化水素の混合溶液、塩酸、またはフッ酸などによるウェットエッチングが挙げられる。
【００３４】
また、本実施形態のように、活性層５９はＧａＩｎＮＡｓを含むことが好ましい。ＧａＩｎＮＡｓは熱処理の際にＰＬ波長が変化するので、活性層５９はＧａＩｎＮＡｓを含む場合には活性層５９のＰＬスペクトルを特に正確に知ることが望まれる。したがって、本実施形態による面発光半導体レーザの製造方法は、活性層５９がＧａＩｎＮＡｓを含む場合に極めて有用である。
【００３５】
本発明による面発光半導体レーザの製造方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態において、活性層の構造として量子井戸構造を例示したが、単一の層によって構成されても良い。また、活性層を構成する半導体材料としてＧａＩｎＮＡｓ，ＧａＩｎＮＡｓＳｂ，及びＧａＮＡｓを例示したが、本発明に係る面発光半導体レーザの製造方法は、活性層がこれら以外の半導体材料から成る場合においても上記した効果を好適に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明に係る面発光半導体レーザの製造方法により製造される面発光半導体レーザの一形態の断面構造を示す図面である。
【図２】図２は、面発光半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、（ａ）第１のＤＢＲを形成する工程、並びに（ｂ）第３の半導体スペーサ層、活性層、及び第１の半導体スペーサ層を成長させる工程をそれぞれ示す断面図である。
【図４】図４は、（ａ）活性層のＰＬ波長を測定する工程、及び（ｂ）トンネル接合層の第１導電型半導体層および第２導電型半導体層を成長させる工程をそれぞれ示す断面図である。
【図５】図５は、（ａ）トンネル接合領域を形成する工程、及び（ｂ）第２の半導体スペーサ層およびコンタクト層を成長させる工程をそれぞれ示す断面図である。
【図６】図６は、（ａ）共振器メサを形成する工程、（ｂ）保護膜および電極を形成する工程のそれぞれを示す断面図である。
【図７】図７は、第２のＤＢＲを形成する工程を示す断面図である。
【図８】図８は、熱処理工程後の活性層において観察されるＰＬスペクトル形状（グラフＧ１）と、コンタクト層以下の全ての構造を成長させた後に観察されるＰＬスペクトル形状（グラフＧ２）とを示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１１…面発光半導体レーザ、１５，５９…活性層、１７…第１の半導体スペーサ層、１９…第２の半導体スペーサ層、２１，４１…電極、２５，５１…基板、３５，６７…トンネル接合領域、３５ａ…ｐ型半導体層、３５ｂ…ｎ型半導体層、３７，７５…共振器メサ、３９…第３の半導体スペーサ層、４３，７７…保護膜、４５，７１…コンタクト層、５３…半導体積層構造、５５…半導体多層構造、５７，６１，６９…半導体スペーサ層、７３…マスク、７９ａ…アノード電極、７９ｂ…カソード電極、Ｌ…レーザ光。
【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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