(57)【要約】【課題】コンタクト層との成長界面の抵抗を抑制することが可能な半導体レーザ装置の製造方法を提供する。【解決手段】ｎ型ＧａＡｓ基板１０の表面に、クラッド層１２、３２、活性層１３、４９、クラッド層１４、３６、エッチングストップ層１５、３７、クラッド層１６、３８、キャップ層１８、４０、及び保護層１９、４１等を有する構造体を形成し、この構造体の保護層１９、４１の表面に酸化シリコンを形成し、パターニングされたマスク４５、４６として、エッチングストップ層１５、３７までエッチング加工を行い、レーザ光を放出するストライプ構造の光導波路構造部４８、４９を形成し、マスク４５、４６上に開口を有し、光導波路構造部４８、４９を被う電流ブロック層５１を形成し、マスク４５、４６及び保護層１９、４１をエッチング除去して、その後、キャップ層１８、４０及び電流ブロック層５１を被うコンタクト層５３を形成する工程とを備える。【選択図】図４
2009016566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に、第１導電型の第１のクラッド層、活性層、第２導電型の第２のクラッド層、第２導電型のエッチングストップ層、第２導電型の第３のクラッド層、第２導電型のキャップ層、及び、第１導電型の保護層を有するダブルヘテロ構造体を形成する工程と、
前記ダブルヘテロ構造体の表面に誘電体膜を形成し、パターニングされた前記誘電体膜をマスクとして、前記エッチングストップ層までエッチング加工を行い、レーザ光を放出するストライプ構造を有する光導波路構造部を形成する工程と、
前記マスク上に開口を有し、前記光導波路構造部を被う第１導電型の電流ブロック層を形成する工程と、
前記マスク、及び前記保護層をエッチング除去して、その後、前記キャップ層、及び前記電流ブロック層を被う第２導電型のコンタクト層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２】
基板の表面の一部に、第１導電型の第１のクラッド層、第１の活性層、第２導電型の第２のクラッド層、第２導電型のエッチングストップ層、第２導電型の第３のクラッド層、第２導電型のキャップ層、及び、第１導電型の保護層を有する第１のダブルヘテロ構造体を形成する工程と、
前記基板の表面の一部に、第１導電型の第４のクラッド層、第２の活性層、第２導電型の第５のクラッド層、第２導電型のエッチングストップ層、第２導電型の第６のクラッド層、第２導電型のキャップ層、及び、第１導電型の保護層を有する第２のダブルヘテロ構造体を形成する工程と、
前記第１及び第２のダブルヘテロ構造体の表面に誘電体膜を形成し、パターニングされた前記誘電体膜をマスクとして、前記第１及び第２のダブルヘテロ構造体のエッチングストップ層までエッチング加工を行い、それぞれ、第１及び第２の波長のレーザ光を放出するストライプ構造を有する第１及び第２の光導波路構造部を形成する工程と、
前記マスク上に開口を有し、前記第１及び第２の光導波路構造部を被うアンドープ層及び第１導電型の層が積層された電流ブロック層を形成する工程と、
前記マスク、及び前記保護層をエッチング除去して、その後、前記キャップ層、及び前記電流ブロック層を被う第２導電型のコンタクト層を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項３】
前記第１の活性層はＡｌＧａＡｓ層を含み、前記第２の活性層はＩｎＧａＰ層を含むことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項４】
前記キャップ層及び前記電流ブロック層はＧａＡｓであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】
前記保護層はＩｎＧａＡｌＰ層及びＧａＡｓ層を有する積層構造であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ用の発光波長（赤色）を有するレーザ素子と、ＣＤ用の発光波長（近赤外）を有するレーザ素子を同一基板上に形成した２波長半導体レーザ装置は、例えば、ＩｎＧａＡｌＰ系の化合物を積層し、屈折率ガイド型の典型的な構造であるロスガイド構造を有するものが多い。ロスガイド構造は、リッジ構造を形成した後、例えば、ロスガイド吸収層と電流ブロック層とを兼ねたｎ型ＧａＡｓ層を選択成長させて、後工程にてｐ型ＧａＡｓコンタクト層を成長させる。このｐ型ＧａＡｓコンタクト層を結晶成長させる場合、ｐ型ＩｎＧａＰ層とｎ型ＧａＡｓ層が露出した状態にて昇温することになり、異なる化合物層のＰ及びＡｓからなるＶ族元素が結晶から抜けるという問題を有している。
【０００３】
Ｖ族元素が抜けるという現象は、昇温時、待機時、及び結晶成長時等において、蒸気圧が平衡からずれていることにより起こるが、例えば、異なる化合物層のＰ及びＡｓからなる２元素の蒸気圧を制御することは難しい。そこで、露出する化合物層を、同じ組成の層、または、異なる層であったとしても同一のＶ族元素を有する層として、Ｖ族元素の抜けを制御することが行われる。
【０００４】
例えば、ｐ型ＩｎＧａＰ層の上に、ｐ型ＧａＡｓ層を予め成長させておいて、リッジ構造を形成した後、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層を成長させ、その後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を成長させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。ｐ型ＧａＡｓコンタクト層を成長させるときに、露出している化合物層は、ｐ型ＧａＡｓ層とｎ型ＧａＡｓ層となるために、１つのＶ族元素の蒸気圧を制御するだけとなり、Ｖ族元素、すなわち、Ａｓの抜けを防止することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、この開示された方法では、結晶成長時のＶ族元素の抜けを防止できるものの、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層成長直前の最上層であるｐ型ＧａＡｓ層は、結晶成長後の工程、例えば、ＣＶＤ工程等において露出状態にあるので、ｐ型ＧａＡｓ層の表面に欠陥または汚染が導入される。その結果、ｐ型ＧａＡｓ層の上に成長させるｐ型ＧａＡｓコンタクト層が正常なエピタキシャル層を成長できなくなる場合があり、ｐ型ＧａＡｓ層とｐ型ＧａＡｓコンタクト層との間で、電気的な抵抗が高くなるという問題を有している。
【特許文献１】特開２００６−２８６８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、コンタクト層との成長界面の抵抗の上昇を抑制することが可能な半導体レーザ装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の半導体レーザ装置の製造方法は、基板の表面に、第１導電型の第１のクラッド層、活性層、第２導電型の第２のクラッド層、第２導電型のエッチングストップ層、第２導電型の第３のクラッド層、第２導電型のキャップ層、及び、第１導電型の保護層を有するダブルヘテロ構造体を形成する工程と、前記ダブルヘテロ構造体の表面に誘電体膜を形成し、パターニングされた前記誘電体膜をマスクとして、前記エッチングストップ層までエッチング加工を行い、レーザ光を放出するストライプ構造を有する光導波路構造部を形成する工程と、前記マスク上に開口を有し、前記光導波路構造部を被う第１導電型の電流ブロック層を形成する工程と、前記マスク、及び前記保護層をエッチング除去して、その後、前記キャップ層、及び前記電流ブロック層を被う第２導電型のコンタクト層を形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様の半導体レーザ装置の製造方法は、基板の表面の一部に、第１導電型の第１のクラッド層、第１の活性層、第２導電型の第２のクラッド層、第２導電型のエッチングストップ層、第２導電型の第３のクラッド層、第２導電型のキャップ層、及び、第１導電型の保護層を有する第１のダブルヘテロ構造体を形成する工程と、前記基板の表面の一部に、第１導電型の第４のクラッド層、第２の活性層、第２導電型の第５のクラッド層、第２導電型のエッチングストップ層、第２導電型の第６のクラッド層、第２導電型のキャップ層、及び、第１導電型の保護層を有する第２のダブルヘテロ構造体を形成する工程と、前記第１及び第２のダブルヘテロ構造体の表面に誘電体膜を形成し、パターニングされた前記誘電体膜をマスクとして、前記第１及び第２のダブルヘテロ構造体のエッチングストップ層までエッチング加工を行い、それぞれ、第１及び第２の波長のレーザ光を放出するストライプ構造を有する第１及び第２の光導波路構造部を形成する工程と、前記マスク上に開口を有し、前記第１及び第２の光導波路構造部を被うアンドープ層及び第１導電型の層が積層された電流ブロック層を形成する工程と、前記マスク、及び前記保護層をエッチング除去して、その後、前記キャップ層、及び前記電流ブロック層を被う第２導電型のコンタクト層を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンタクト層との成長界面の抵抗の上昇を抑制することが可能な半導体レーザ装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す図では、同一の構成要素には同一の符号を付す。
【実施例１】
【００１１】
本発明の実施例１に係る半導体レーザ装置の製造方法について、図１乃至図４を参照しながら説明する。図１は半導体レーザ装置を模式的に示す断面図である。図２は半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。図３は、図２に続く半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。図４は、図３に続く半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。図５は、図４に続く半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。なお、以下において、部材等の内、導電型または組成については、適宜、省略して記載する。
【００１２】
図１に示すように、本実施例の半導体レーザ装置の製造方法で作製される半導体レーザ装置１は、第１導電型であるｎ型ＧａＡｓ基板１０の表面に、第１の光導波路構造部であるＣＤ用（例えば、発光波長約７８０ｎｍ）の光導波路構造部４８と第２の光導波路構造部であるＤＶＤ用（例えば、発光波長約６５０ｎｍ）の光導波路構造部４９を有している。
【００１３】
図１の左側に示すように、ＣＤ用の光導波路構造部４８は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の上に、ｎ型のバッファ層１１、ｎ型のクラッド層１２、活性層１３、ｐ型のクラッド層１４、ｐ型のエッチングストップ層１５、ｐ型のクラッド層１６、ｐ型の通電容易層１７、及びｐ型ＧａＡｓのキャップ層１８が、順次積層されている。エッチングストップ層１５より下部の層は、より幅の広いストライプ状に形成され、エッチングストップ層１５より上部の層は、より幅の狭いストライプ状に形成されている。なお、活性層１３は量子井戸構造も可能である。
【００１４】
ストライプ状の光導波路構造部４８は、キャップ層１８の上面に開口を有するアンドープＧａＡｓとｎ型ＧａＡｓの積層された電流ブロック層５１で被われ、キャップ層１８の上面に接し、且つ電流ブロック層５１の上部に、ｐ型ＧａＡｓのコンタクト層５３、コンタクト層５３の上部にｐ側電極層５５、半田層６１が形成されている。コンタクト層５３は、不純物濃度の異なるｐ型ＧａＡｓの積層構造である。
【００１５】
図１の右側に示すように、ＤＶＤ用の光導波路構造部４９は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の上に、ｎ型のバッファ層３１、ｎ型のクラッド層３２、アンドープのガイド層３３、アンドープのウェル層とアンドープのバリア層とを交互に積層したＭＱＷ（Multi Quantum Well）構造の活性層３４、アンドープのガイド層３５、ｐ型のクラッド層３６、ｐ型のエッチングストップ層３７、ｐ型のクラッド層３８、ｐ型の通電容易層３９、及びｐ型ＧａＡｓのキャップ層４０が、順次積層されている。エッチングストップ層３７より下部の層は、より幅の広いストライプ状に形成され、エッチングストップ層３７より上部の層は、より幅の狭いストライプ状に形成されている。
【００１６】
ストライプ状の光導波路構造部４９は、キャップ層４０の上面に開口を有するアンドープＧａＡｓとｎ型ＧａＡｓの積層された電流ブロック層５１で被われ、キャップ層４０の上面に接して、電流ブロック層５１の上部に、ｐ型ＧａＡｓのコンタクト層５３、コンタクト層５３の上部にｐ側電極層５５、半田層６１が形成されている。コンタクト層５３は、不純物濃度の異なるｐ型ＧａＡｓの積層構造である。
【００１７】
ストライプ状の光導波路構造部４８、４９は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の上面から、電流ブロック層５１、及びコンタクト層５３を貫く分離溝６５により分離されている。ｐ側電極層５５及び半田層６１は、同様に、ＣＤ用及びＤＶＤ用のレーザで分離されている。ｎ型ＧａＡｓ基板１０の底面には、ｎ側電極層５７がＣＤ用及びＤＶＤ用共通に形成されている。
【００１８】
次に、半導体レーザ装置１の製造方法について説明する。図２（ａ）に示すように、第１の導電型であるｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、ＣＤ用レーザのために、ｎ型ＧａＡｓのバッファ層１１、ｎ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５２Ｐのクラッド層１２、Ａｌ０．１３Ｇａ０．８７Ａｓの活性層１３、ｐ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５２Ｐのクラッド層１４、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐのエッチングストップ層１５、ｐ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５２Ｐのクラッド層１６、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐの通電容易層１７、及びｐ型ＧａＡｓのキャップ層１８が順次エピタキシャル成長され、更に連続して、ｎ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．４Ａｌ０．６）０．５２Ｐの保護層１９及びｎ型ＧａＡｓの保護層２０が、順次エピタキシャル成長されている。エピタキシャル成長は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法により、例えば、温度約７３０℃で行われ、ｎ型には例えばシリコン（Ｓｉ）がドープされ、ｐ型には例えば亜鉛（Ｚｎ）がドープされている。なお、エッチングストップ層１５及び通電容易層１７は、ｐ型Ｉｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐであってもよい。
【００１９】
保護層１９及び保護層２０は、下地のｐ型のキャップ層１８とは異なり、ｎ型であり、膜厚は、それぞれ、５０ｎｍ及び６００ｎｍである。後工程で除去される保護層１９、２０を含めて、第１の、すなわち、ＣＤ用のダブルへテロ構造体をなしている。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、ＣＤ用のダブルへテロ構造体の上に、例えば、温度約６００℃の熱ＣＶＤ法により、膜厚約２００ｎｍのシリコン酸化膜を形成し、フォトリソグラフィ法により、幅約１３０μｍのマスク２５を形成する。
【００２１】
図２（ｃ）に示すように、マスク２５をマスクとして、硫酸、過酸化水素、及び水を混合したＳＨ液、及び塩酸により、適宜エッチングを行い、ｎ型ＧａＡｓ基板１０側に幅が広い形状のストライプを形成し、その後、マスク２５は、フッ化アンモニウムで除去される。保護層２０、キャップ層１８、活性層１３、及びバッファ層１１はＳＨ液によりエッチングされ、保護層１９、通電容易層１７、クラッド層１６、エッチングストップ層１５、クラッド層１４、及びクラッド層１２は塩酸によりエッチングされる。
【００２２】
図２（ｄ）に示すように、表面に露出しているｎ型ＧａＡｓをＳＨ液を用いてエッチング処理して、ＭＯＣＶＤ法により、ストライプ状の段差を有するｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、ＤＶＤ用レーザのために、ｎ型ＧａＡｓのバッファ層３１、ｎ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５２Ｐのクラッド層３２、アンドープＩｎ０．４８（Ｇａ０．５Ａｌ０．５）０．５２Ｐのガイド層３３、アンドープＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐのウェル層とアンドープＩｎ０．４８（Ｇａ０．５Ａｌ０．５）０．５２Ｐのバリア層とを交互に積層した活性層３４、アンドープＩｎ０．４８（Ｇａ０．５Ａｌ０．５）０．５２Ｐのガイド層３５、ｐ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５２Ｐのクラッド層３６、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐのエッチングストップ層３７、ｐ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．３Ａｌ０．７）０．５２Ｐのクラッド層３８、ｐ型Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐの通電容易層３９、ｐ型ＧａＡｓのキャップ層４０が順次エピタキシャル成長され、更に連続して、ｎ型Ｉｎ０．４８（Ｇａ０．４Ａｌ０．６）０．５２Ｐの保護層４１及びｎ型ＧａＡｓの保護層４２が、順次エピタキシャル成長されている。エピタキシャル成長の方法、条件等は、ＣＤ用レーザと同様である。なお、エッチングストップ層３７及び通電容易層３９は、ｐ型Ｉｎ０．４８Ｇａ０．５２Ｐであってもよい。
【００２３】
保護層４１及び保護層４２は、下地のｐ型のキャップ層４０とは異なり、ｎ型であり、膜厚は、それぞれ５０ｎｍである。後工程で除去される保護層４１、４２を含めて、第２の、すなわち、ＤＶＤ用のダブルへテロ構造体をなしている。
【００２４】
図３（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０に直接形成されているＤＶＤ用のダブルへテロ構造体の上に、例えば、温度約６００℃の熱ＣＶＤ法により、膜厚約２００ｎｍのシリコン酸化膜を形成し、フォトリソグラフィ法により、幅約１３０μｍのマスク２７を形成する。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、マスク２７をマスクとして、ＳＨ液及び塩酸により、適宜エッチングを行い、ｎ型ＧａＡｓ基板１０側に幅が広い形状のストライプを形成し、その後、マスク２７は、フッ化アンモニウムで除去される。保護層４２、キャップ層４０、及びバッファ層３１はＳＨ液によりエッチングされ、保護層４１、通電容易層３９、クラッド層３８、エッチングストップ層３７、クラッド層３６、ガイド層３５、活性層３４、ガイド層３３、及びクラッド層３２は塩酸によりエッチングされる。ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、ストライプ状の段差をなして対向配置されたＣＤ及びＤＶＤ用のダブルへテロ構造体が形成される。
【００２６】
図３（ｃ）に示すように、それぞれのストライプの最上にある、保護層２０及び保護層４２は、ＳＨ液にて選択的にエッチングされ、その後、温度約６００℃の熱ＣＶＤ法により、膜厚約２００ｎｍのシリコン酸化膜を形成し、フォトリソグラフィ法により、保護層１９の上に幅約５．５μｍ、保護層４１の上に幅約５μｍのマスク４５、４６をそれぞれ形成する。
【００２７】
図３（ｄ）に示すように、マスク４５、４６をそれぞれマスクとして、保護層１９、４１を約６５℃の熱リン酸にて、キャップ層１８、４０をＳＨ液にて、通電容易層１７、３９を臭素及び臭化水素を混合した水溶液にて、クラッド層１６、３８を熱リン酸にて、そして、エッチングストップ層１５、３７を臭素及び臭化水素の水溶液にて、エッチングする。幅の広いそれぞれのストライプの上に、幅の狭いそれぞれのストライプが形成され、いわゆる、リッジ形状を上に配したＣＤ用の光導波路構造部４８、及びＤＶＤ用の光導波路構造部４９が形成される。
【００２８】
図４（ａ）に示すように、光導波路構造部４８、４９を有するｎ型ＧａＡｓ基板１０をＳＨ液を用いてエッチング処理して、ＭＯＣＶＤ法により、ストライプ状の段差を有するｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、膜厚約１μｍのアンドープＧａＡｓ層及び膜厚約１μｍのｎ型ＧａＡｓ層からなる電流ブロック層５１を形成し、次に、フォトリソグラフィ法により、それぞれのマスク４５、４６の上面にある電流ブロック層５１に開口を形成する。
【００２９】
図４（ｂ）に示すように、電流ブロック層５１の開口から、マスク４５、４６をフッ化アンモニウム液によりエッチング除去し、その下の保護層１９、４１を熱リン酸にてエッチング除去する。
【００３０】
図４（ｃ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に露出したキャップ層１８、４０及び電流ブロック層５１の上に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚約２．４μｍのｐ型ＧａＡｓ及び膜厚約０．６μｍのｐ＋型ＧａＡｓからなるコンタクト層５３をエピタキシャル成長させる。キャップ層１８、４０の表面をエッチングした後は、水洗、乾燥、Ｖ族蒸気圧を制御されたＭＯＣＶＤ装置内での昇温等を経て、コンタクト層５３をエピタキシャル成長させる。ｐ＋型ＧａＡｓは、ｐ型ＧａＡｓより、不純物、例えば、亜鉛の濃度が高い。なお、コンタクト層５３のｐ型不純物の濃度は、キャップ層１８、４０から離れるに従って徐々に高くなるように傾斜を付けた変化としてもよい。
【００３１】
図５に示すように、コンタクト層５３の表面に、フォトリソグラフィ法により、光導波路構造部４８、４９の上部に開口を有するレジストパターン（図示略）を形成し、露出しているコンタクト層５３をＳＨ液にて処理した後、ｐ側電極層５５となるＡｕ、ＡｕＺｎ、Ｍｏ、及びＡｕを蒸着して、リフトオフ法にて、光導波路構造部４８、４９の上部以外の蒸着層を除去する。この後、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の厚さが約１００μｍとなるように研磨して、研磨面をＳＨ液にて処理した後、ｎ側電極層５７となるＡｎＧｅ、Ａｕ、Ｍｏ、及びＡｕを蒸着する。ｐ側及びｎ側蒸着層が付いたｎ型ＧａＡｓ基板１０をシンターして、アロイ化したｐ側電極層５５、ｎ側電極層５７を形成する。
【００３２】
そして、図１に示すように、ｎ側電極層５７に補強板５９を貼り付けて、ｐ側電極層５５の表面の光導波路構造部４８、４９の上部に開口を有するレジストパターン（図示略）を形成し、リフトオフ法にて、ｐ側電極層５５の表面の光導波路構造部４８、４９の上部にＡｕ及びＡｕＳｎからなる半田層６１を形成する。
【００３３】
図１に示すように、コンタクト層５３の表面に、ｐ側電極層５５にかからない開口を有するレジストパターン（図示略）を形成し、リン酸及び過酸化水素を混合した水溶液にて、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の表面までエッチングして、分離溝６５を形成する。分離溝６５により、ＣＤ用の光導波路構造部４８とＤＶＤ用の光導波路構造部４９は、電気的に分離される。その後、補強板５９を剥し、レジストパターンを除去することにより、図１に示す半導体レーザ装置１が完成する。
【００３４】
上述したように、半導体レーザ装置１の製造方法は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の表面に、ｎ型のクラッド層１２、３２、活性層１３、３４、ｐ型のクラッド層１４、３６、ｐ型のエッチングストップ層１５、３７、ｐ型のクラッド層１６、３８、ｐ型のキャップ層１８、４０、及び、ｎ型の保護層１９、２０、４１、４２等を有するダブルヘテロ構造体を形成し、その後、このダブルヘテロ構造体の表面の保護層２０、４２を除去した後、保護層１９、４１の表面に酸化シリコンを形成し、パターニングされたマスク４５、４６として、エッチングストップ層１５、３７までエッチング加工を行い、レーザ光を放出するストライプ構造を有する光導波路構造部４８、４９を形成し、その後、マスク４５、４６上に開口を有し、光導波路構造部４８、４９を被うｎ型の電流ブロック層５１を形成し、その後、マスク４５、４６、及び保護層１９、４１をエッチング除去して、その後、キャップ層１８、４０、及び電流ブロック層５１を被うｐ型のコンタクト層５３を形成する工程とを備えている。
【００３５】
更に、ｐ型のコンタクト層５３の上には、ｐ側電極層５５及び半田層６１が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板１０の底面には、ｎ側電極層５７が形成される。その結果、作製された半導体レーザ装置１の注入電流経路は、半田層６１、ｐ側電極層５５、ｐ型のコンタクト層５３、最上層にｐ型のキャップ層１８、４０と最下層にｎ型バッファ層１１、３１とを有する光導波路構造部４８、４９、ｎ型ＧａＡｓ基板１０、及びｎ側電極層５７の方向に沿って確保される。
【００３６】
上記工程では、キャップ層１８、４０の上に、コンタクト層５３をエピタキシャル成長させることになるが、キャップ層１８、４０の表面をエッチングにより露出させてからコンタクト層５３をエピタキシャル成長させるまでの間に、水洗、乾燥、Ｖ族蒸気圧を制御されたＭＯＣＶＤ装置内での昇温等を経るのみである。従って、キャップ層１８、４０の表面に欠陥が導入されることを抑制でき、キャップ層１８、４０の上のコンタクト層５３は、原子配列の乱れの少ない界面を有するエピタキシャル層となる。
【００３７】
保護層１９、４１を有する本実施例の半導体レーザ装置１に対して、保護層が形成されてない比較のための半導体レーザ装置を作製して、両者を比較した。注入電流経路の抵抗は、本実施例の半導体レーザ装置１の方が低いことが認められて、保護層は、エピタキシャル成長以外の他の工程が露出表面に与える影響を軽減し、相対的に良好なエピタキシャル成長を可能とすることを示した。そして、注入電流経路の抵抗が相対的に低いために、しきい値電流の低減、及び動作電圧の低減が可能となり、半導体レーザ装置の信頼性の向上が図られる。
【実施例２】
【００３８】
本発明の実施例２に係る半導体レーザ装置の製造方法について、図６を参照しながら説明する。図６は半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図である。１波長の光導波路構造部を有している点が、実施例１とは異なる。以下、実施例１と同一構成部分には同一の符号を付して、その説明は省略し、異なる構成部分について説明する。
【００３９】
図６に示すように、半導体レーザ装置は、１波長、例えば、ＣＤ用の光導波路構造部６８を有しており、光導波路構造部６８の積層構造、ｐ側及びｎ側の電極構造は、実施例１の半導体レーザ装置１の光導波路構造部４８と同様であるが、電流ブロック層７１の形状及び組成が、実施例１の電流ブロック層５１と異なる。電流ブロック層７１は、クラッド１４の表面より上方にあって、クラッド１４より下方には存在しない。電流ブロック層７１は、膜厚約２μｍのｎ型ＧａＡｓの単層である。なお、電流ブロック層７１は、実施例１の電流ブロック層５１と同様に、膜厚約１μｍのアンドープＧａＡｓ層及び膜厚約１μｍのｎ型ＧａＡｓ層とすることは可能である。
【００４０】
次に、半導体レーザ装置の製造方法について説明する。図６（ａ）に示すように、ダブルへテロ構造体は、図２（ａ）に示されたＣＤ用のダブルへテロ構造体と同様の構造であり、同様な工程で形成される。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、ダブルへテロ構造体の最上にある、保護層２０は、ＳＨ液にて選択的にエッチングされ、その後、温度約６００℃の熱ＣＶＤ法により、膜厚約２００ｎｍのシリコン酸化膜を形成し、フォトリソグラフィ法により、保護層１９の上に幅約５．５μｍのマスク４５を形成する。この後、マスク４５をマスクとして、保護層１９を約６５℃の熱リン酸にて、キャップ層１８をＳＨ液にて、通電容易層１７を臭素及び臭化水素を混合した水溶液にて、クラッド層１６を熱リン酸にて、そして、エッチングストップ層１５を臭素及び臭化水素の水溶液にて、エッチングする。クラッド１４の上に、リッジ形状を有するＣＤ用の光導波路構造部６８が形成される。
【００４２】
図６（ｃ）に示すように、光導波路構造部６８を有するｎ型ＧａＡｓ基板１０をＳＨ液を用いてエッチング処理して、ＭＯＣＶＤ法により、ストライプ状の段差を有するクラッド１４の上に、膜厚約２μｍのｎ型ＧａＡｓ層からなる電流ブロック層７１を形成し、次に、フォトリソグラフィ法により、マスク４５の上面にある電流ブロック層７１に開口を形成する。以後の工程は、分離溝６５を形成する工程を不要とする以外、実施例１の半導体レーザ装置１の製造工程と同様な工程となる。
【００４３】
本実施例の半導体レーザ装置は、ＣＤ用の１波長の光導波路構造部を有しているので、２波長の光導波路構造部を有する半導体レーザ装置１とは異なり、光導波路構造部を分離するために、電流ブロック層７１をｎ型ＧａＡｓ基板１０の表面に接するまで形成しておく必要がない。しかも、ｐ型のクラッド層１４に接して、クラッド層１４より上部のｐ形の領域にのみ接触するので、電流ブロック層７１はｎ型の単層である。
【００４４】
その結果、本実施例の半導体レーザ装置の製造方法は、実施例１の半導体レーザ装置１の製造方法が有する効果を同様に有している。その上、電流ブロック層７１を形成するためのエッチング時間は短縮が可能となり、電流ブロック層７１はより簡単な層構造となるために、歩留の低下を抑制することが可能となる。
【００４５】
また、本実施例の半導体レーザ装置の製造方法は、ＣＤ用の半導体レーザ装置についてのものであるが、ＤＶＤ用の半導体レーザ装置の製造方法、及びその他の半導体レーザ装置の製造方法に適用できることは言うまでもない。
【００４６】
本発明は、上述した実施例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内で、種々、変形して実施することができる。
【００４７】
例えば、実施例では、ＣＤ用およびＤＶＤ用の２波長または１波長からなる半導体レーザ装置の製造方法例を示したが、発光波長はこれらに限定されることはなく、つまり、基板及びエピタキシャル結晶の組成はこれらに限定されることはなく、また、基板上に形成する半導体レーザの個数は１個または２個に限定されることはない。例えば、波長のより短い半導体レーザを追加して、容量のより大きな光ディスクの光源としても使用可能とすることができる。
【００４８】
また、実施例では、キャップ層をＧａＡｓ、その上の、保護層をＩｎ０．４８（Ｇａ０．４Ａｌ０．６）０．５２Ｐとして、エッチングの選択比を大きく取れるようにしたが、保護層をエッチングするときに、キャップ層が消失しない程度の厚みを持たせることができれば、エッチングの選択比がより小さい材料及びエッチング液を選択することが可能である。例えば、キャップ層をＧａＡｓ、保護層をＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐ、エッチング液を臭素及び臭化水素を混合した水溶液とすることが可能である。
【００４９】
また、実施例では、キャップ層がＧａＡｓである例を示したが、キャップ層をＩｎＧａＡｓとすることは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体レーザ装置の構造を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体レーザ装置の図２に続く製造方法を工程順に模式的に示す断面図。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体レーザ装置の図３に続く製造方法を模式的に示す断面図。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体レーザ装置の図４に続く製造方法を模式的に示す断面図。
【図６】本発明の実施例２に係る半導体レーザ装置の製造方法を工程順に模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００５１】
１  半導体レーザ装置
１０  ｎ型ＧａＡｓ基板
１１、３１  バッファ層
１２、１４、１６、３２、３６、３８  クラッド層
１３、３４  活性層
１５、３７  エッチングストップ層
１７、３９  通電容易層
１８、４０  キャップ層、
１９、２０、４１、４２  保護層
２５、２７、４５、４６  マスク
３３、３５  ガイド層
４８、４９、６８  光導波路構造部
５１、５１  電流ブロック層
５３  コンタクト層
５５  ｐ側電極層
５７  ｎ側電極層
５９  補強板
６１  半田層
６５  分離溝
【図１】
2009016566.tif 000003
【図２】
2009016566.tif 000004
【図３】
2009016566.tif 000005
【図４】
2009016566.tif 000006
【図５】
2009016566.tif 000007
【図６】
2009016566.tif 000008