(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面を光出射面とする窒化ガリウム系化合物半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法であって、レジストパターンを、素子分離溝の側面を前記端面として前記窒化ガリウム系化合物半導体層表面のうちの前記端面を除く部分に形成する工程と、第１の誘電体を過飽和に溶解した水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層を浸して前記端面上に第１の誘電体膜を選択的に析出させる工程と、第２の誘電体を過飽和に溶解した水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層を浸して前記第１の誘電体上に第２の誘電体膜を選択的に析出させる工程と、を交互に行い、前記端面上に前記第１の誘電体膜と前記第２の誘電体膜との多層反射膜を形成する工程と、を備え、前記第１または第２の誘電体膜がＳｉＯ２膜であり、前記第２または第１の誘電体膜がＴｉＯ２膜およびＺｒＯ２膜のいずれかであることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩｎＧａＡｌＮなどの窒化ガリウム系化合物半導体を用いた青色発光の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの開発が進められている。この窒化ガリウム系化合物半導体半導体レーザは、短波長であり、小さなビーム径が得られるため、光ディスクなどの高密度情報処理用の光源として、期待されている。光ディスクシステム等への応用では、レーザの出射ビームを極小スポットに絞ることが必要であるとともに、基本横モード発振が不可欠である。このような窒化ガリウム系半導体レーザとして、従来、リッジ構造のレーザが多く報告され、また販売されている。このリッジ構造のレーザにおいて、発振閾値および横モードの制御などの素子特性は、リッジ部の深さおよびリッジ部の幅に大きく依存する。特に、リッジ部の幅は約２μm以下にする必要がある。
【０００３】
このリッジ構造のレーザの製造方法を、図１２を用いて簡単に説明する。図１２は模式図であり各部分の倍率を変えて示している。リッジ構造のレーザの製造方法においては、まず、基板６０１上に積層体６０２を形成し、この積層体６０２の各レーザ部分Ｌ（ｉ）に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）や反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）などのエッチング法により、リッジＲ（ｉ）を形成する。次に、積層対６０２上にＣＶＤあるいはスパッタリング等の成膜法によりＳｉＯ２膜Ｓを形成する。次に、ガラスマスク６０３の窓Ｗ（ｉ）を用いた光露光プロセスによりＳｉＯ２膜Ｓにストライプ状の開口Ｈ（ｉ）を開ける。ここで、リッジＲ（３）の位置と、開口Ｈ（３）の位置と、は一致するようにする。次に、この開口Ｈ（ｉ）からリッジＲ（ｉ）に電極メタルを蒸着する。その後、基板６０１上の各レーザ部分Ｌ（ｉ）を素子分離して、レーザ素子が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリッジ構造のレーザは、サファイアあるいは炭化珪素からなる基板６０１上に形成されるのが一般的である。しかし、図１２に示すように、基板６０１には、基板６０１と、積層体６０２と、の熱膨張係数の違いに起因する大きな反りが発生する。この反りは、リッジＲ（ｉ）の幅約２μｍと比べて大きな反りであり、例えば、直径約５ｃｍの基板６０１を水平面上に置いた場合、基板６０１の中心部と端部との高さの差は数十μｍにも及ぶ。このため、基板６０１の端部では、リッジＲ（ｉ）と、開口Ｈ（ｉ）との位置がずれてしまう。すなわち、基板６０１中心部のレーザ部分Ｌ（３）ではリッジＲ（３）と開口Ｈ（３）の位置が一致するのに対し、基板６０１端部のレーザ部分Ｌ（１）ではリッジＲ（１）と開口Ｈ（１）との位置がずれてしまう。
【０００５】
このように、従来の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法では、基板６０１の端部では、リッジＲ（ｉ）と開口Ｈ（ｉ）の位置がずれるために、リッジＲ（ｉ）と電極の位置がずれてしまった。これにより、基板６０１の端部のレーザ部分Ｌ（ｉ）では、抵抗が上昇したり、リークが発生したりしてレーザ発振が得られなくなった。このため、基板６０１の端部ほどレーザ素子の歩留まりが低下していた。レーザ素子が得られるのは、基板６０１の中心付近の２０％程度以下の領域しかなかった。
【０００６】
以上のように、従来の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法では、リッジＲ（ｉ）への電極形成の歩留まりが極端に悪いという課題があった。また、このような基板の反りによる歩留まり低下の問題は、窒化ガリウム系化合物半導体レーザ以外の他の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子や、窒化ガリウム系化合物半導体素子にもあった。
【０００７】
本発明は、上述した課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、歩留まりが高い窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法は、端面を光出射面とする窒化ガリウム系化合物半導体層を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法であって、レジストパターンを、素子分離溝の側面を前記端面として前記窒化ガリウム系化合物半導体層表面のうちの前記端面を除く部分に形成する工程と、第１の誘電体を過飽和に溶解した水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層を浸して前記端面上に第１の誘電体膜を選択的に析出させる工程と、第２の誘電体を過飽和に溶解した水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層を浸して前記第１の誘電体上に第２の誘電体膜を選択的に析出させる工程と、を交互に行い、前記端面上に前記第１の誘電体膜と前記第２の誘電体膜との多層反射膜を形成する工程と、を備え、前記第１または第２の誘電体膜がＳｉＯ２膜であり、前記第２または第１の誘電体膜がＴｉＯ２膜およびＺｒＯ２膜のいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照にしつ、本発明の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法について説明する。本実施形態の特徴の１つは、図１（ｃ）から分かるように、レジストパターンＭが形成された窒化ガリウム系化合物半導体層１０２上にＳｉＯ２膜Ｓ（誘電体膜）を形成する方法において、本発明者が独自に開発した液相成長法（ＬＰＤ）を用いることにより、レジストパターンＭ上にはＳｉＯ２膜Ｓを形成せず、レジストパターンＭが形成されていない窒化ガリウム系化合物半導体層１０２上に選択的にＳｉＯ２膜Ｓを形成する点である。以下、まず、この液相堆積法について説明し、次に、参考例および第１の実施例でこの液相堆積法を用いた窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法について説明する。
【００１２】
図１（ａ）〜（ｄ）は、窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法を示す図である。
【００１３】
（１）まず、図１（ａ）に示すように、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により、サファイア基板１０１上にＧａＮ層（窒化ガリウム系化合物半導体層）１０２を成長する。
【００１４】
（２）次に、ＧａＮ層１０２上にポジレジストを塗布し、図１（ｂ）に示すように、光露光プロセスにより所望のレジストパターンＭを形成する。その後、窒素雰囲気中で１０５℃でベーキングを行う。
【００１５】
（３）次に、図１（ｃ）に示すように、本発明者が独自に開発した液相堆積法により、レジストパターンＭが形成されていないＧａＮ層１０２上に選択的にＳｉＯ２膜Ｓ（誘電体膜）を形成する。具体的には、液温を３０℃に保持し、ＳｉＯ２を過飽和に溶解したＨ２ＳｉＦ６水溶液（０．３５ｍｏｌ／ｌ）中へウェーハを浸し、Ａｌ箔を僅かに溶液中に添加することによって、次の化学反応により、ＳｉＯ２膜Ｓが析出する。
【００１６】
Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ＝ＳｉＯ２＋６ＨＦ  ・・・・（１）
６ＨＦ     ＋  Ａｌ ＝ＡｌＦ６＋３Ｈ２   ・・・・（２）
この時、ＳｉＯ２膜Ｓは、レジストパターンＭ上には析出せず、ＧａＮ層１０２上にのみ析出する。ここでＡｌは、（１）式における反応を右側に進めて、ＳｉＯ２膜Ｓを析出しやすくする働きをする。この堆積条件でのＳｉＯ２膜Ｓの堆積速度は、０．１μｍ／ｈｒである。
【００１７】
（４）次に、レジストパターンＭを除去し、図１（ｄ）に示すように、ＳｉＯ２膜Ｓに所定のパターンの開口Ｈが得られる。この開口Ｈは、電極形成等に用いることができる。
【００１８】
なお、以上説明した窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法は、次のように把握できる。すなわち、窒化ガリウム系化合物半導体層１０２上にレジストパターンＭを形成する工程と（図１（ｂ））、ＳｉＯ２（誘電体）を過飽和に溶解したＨ２ＳｉＦ６水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層１０２を浸して前記レジストパターンＭが形成された部分を除いて前記窒化ガリウム系化合物半導体層１０２上にＳｉＯ２膜Ｓ（誘電体膜）を選択的に析出させる工程と（図１（ｃ））、を備えるものとして把握できる。
【００１９】
以上説明した図１の窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法では、液相堆積法を用いることにより、図１（ｃ）のようにＧａＮ層１０２層上に選択的にＳｉＯ２膜Ｓを形成することができる。これにより、開口Ｈを、設計した場所に位置ずれなく形成でき、電極などを位置ずれなく形成することができる。
【００２０】
もっとも、従来、窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法では、ＳｉＯ２膜Ｓの選択的な堆積は極めて困難であると考えられていた。このため、このような選択的な堆積ができないことを前提にして製造プロセスが設計されていた。そして上記の液相堆積法を用いた選択的堆積も、従来、ほとんど注目されていなかった。この原因の１つとして、本発明者は、液相堆積法によってＳｉＯ２膜Ｓの選択的堆積を行うことは、堆積条件に影響されやすく、通常の技術者は容易に達成することができなかったからであると考えている。しかしながら本発明者は、不断の研究開発により、以下のような条件で、上記のような選択的堆積ができることを見出した。
【００２１】
まず、ＳｉＯ２膜Ｓの選択的な形成を行うには、レジストパターンＭ形成後のベーキング温度を１５０℃未満にすると良いことが分かった。図１の製造方法では、レジストパターンＭ形成後のベーキング温度を１０５℃としたが、本発明者の実験によれば、ベーキング温度を１５０℃以上にすると、レジストパターンＭが変質してしまい、レジストパターンＭ上へもＳｉＯ２膜Ｓが析出してしまった。そしてこれによりＳｉＯ２膜Ｓの選択性が失われてしまった。
【００２２】
ここで、図１の製造方法において、図１（ｂ）の工程の後に、レジストパターンＭをマスクとして、塩素系ガスを用いたドライエッチングを行い、このレジストパターンＭをそのまま、選択堆積用のマスクに用いることもできる。この場合も、エッチング中のウェーハ温度を１５０℃以下に抑えることにより、選択性が失われないことが分かった。
【００２３】
次に、図１の製造方法では、堆積速度が、溶液の濃度、溶液の温度により変化することが分かった。そして、堆積速度０．５μm／ｈ以上では、溶液中での均一核生成により生じたＳｉＯ２膜Ｓがウェーハ上に付着し、ＳｉＯ２膜Ｓのモホロジーを著しく劣化させることが分かった。また、ＳｉＯ２膜Ｓがレジストパターン上にも堆積してしまい、選択性が失われてしまうことが分かった。本発明者はさらに実験を行った結果、ＳｉＯ２膜Ｓの選択的な形成を行うには、ＳｉＯ２膜Ｓの堆積速度を０．２μｍ／ｈ以下にするのが望ましいことが分かった。
【００２４】
本発明者はさらに、このような堆積速度を得るための詳細な研究を行った。その結果、Ｈ２ＳｉＦ６水溶液濃度を０．３ｍｏｌ／ｌ以上０．７ｍｏｌ／ｌ以下、望ましくは０．３ｍｏｌ／ｌ以上０．５ｍｏｌ／ｌ以下にすると良いことが分かった。さらに、堆積時の温度は４０℃以下で行うことが良いことが分かった。
【００２５】
以上述べたように、本発明による窒化ガリウム系半導体１０２上へのＳｉＯ２膜Ｓの選択的堆積については、堆積条件に影響され容易に達成されるものではなく、不断の研究開発により見出されたものである。
【００２６】
以上説明した図１の窒化物ガリウム系化合物半導体素子の製造方法では、誘電体膜ＳとしてＳｉＯ２膜を用いたが、ＴｉＯ２膜やＺｒＯ２膜を用いることもできる。ＳｉＯ２膜を用いる場合は、液層堆積法において使用する水溶液として、ケイフッ化水素酸Ｈ２ＳｉＦ６水溶液の他に、ケイフッ化アンモニウム（ＮＨ４）２ＳｉＦ６水溶液、ケイフッ化カリウムＫ２ＳｉＦ６水溶液、ケイ酸ナトリウムＮａ２ＳｉＯ３水溶液、ケイフッ化ナトリウムＮａ２ＳｉＦ６水溶液、等を用いることができる。ＴｉＯ２膜を用いる場合は、液層堆積法において使用する水溶液として、ヘキサフルオロチタン酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＴｉＦ６水溶液、フッ化カリウムチタンＫ２ＴｉＦ６水溶液、ヘキサフルオロチタン酸ナトリウムＮａ２ＴｉＦ６水溶液、等を用いることができる。ＺｒＯ２膜を用いる場合は、液層堆積法において使用する水溶液として、フッ化ジルコニウムカリウムＫ２ＺｒＦ６水溶液を用いることができる。
【００２７】
次に、図面を参照にしつつ、上記の液相堆積法を用いた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法を説明する。まず、参考例では、窒化上ガリウム系半導体レーザの電極を位置ずれなく形成する方法について説明し、第１の実施例では、窒化ガリウム系半導体レーザの端面に高反射コーティング膜を選択的に形成する方法について説明する。
【００２８】
（参考例）
図２は、参考例に係わる窒化ガリウム系化合物半導体レーザの概略断面図である。サファイア基板２０１上には、窒化ガリウム系化合物半導体層２０２〜２１０が形成されている。すなわち、基板２０１上には、ＧａＮバッファ層２０２、ｎ−ＧａＮコンタクト層２０３、ｎ−ＧａＡｌＮクラッド層２０４、ｎ−ＧａＮ導波層２０５、ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６、ｎ−ＧａＡｌＮオーバーフロー防止層２０７、ｐ−ＧａＮ導波層２０８、ｐ−ＧａＡｌＮクラッド層２０９、ｐ−ＧａＮコンタクト層２１０が順次積層されている。ｐ−ＧａＮコンタクト層２１０とｐ−ＧａＡｌＮクラッド層２０９の一部は図２に示すようにｐ−ＧａＡｌＮクラッド層２１０の途中までエッチング除去され、ストライプ状のリッジＲが形成されている。図２のレーザの図中上側の面上には、ＳｉＯ２膜Ｓが形成されている。そして、リッジＲ上部のＳｉＯ２膜Ｓには開口が形成されている。後述のように、本参考例では、このＳｉＯ２膜Ｓの開口を液相堆積法（ＬＰＤ）を用いて形成している。一方側の電極であるｐ側電極２３０は、この開口を用いて、ｐ−ＧａＮコンタクト層２１０に接するように蒸着されている。また、他方側の電極であるｎ側電極２２０は、ｐ−ＧａＮコンタクト層２１０からｎ−ＧａＡｌＮクラッド層２０４までが部分的に除去されて露呈したｎ−ＧａＮコンタクト層２０３に蒸着されている。
【００２９】
次に、図２の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法について図３〜図９を参照にして説明する。
【００３０】
図３は、図２の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を説明するための概念斜視図である。図２のレーザは、図３から分かるように、基板２０１上に複数のレーザ部分Ｌ（ｉ）が形成されたウェーハを素子分離することにより得られる。ここで、図３では、図２の２０２〜２０５層を２００ｎ、図２の２０７〜２１０層を２００ｐ、と示している。図３は直径約５×１０４μｍの円形の基板２０１の一部分を示した概念図であり、各レーザ部分Ｌ（ｉ）の幅は約５×１０２μｍである。
【００３１】
本参考例の特徴の１つは、前述したＳｉＯ２膜の選択成長方法を用いて、ＳｉＯ２膜Ｓの開口を位置ずれなく形成した点である。これにより、ＳｉＯ２膜Ｓの開口に形成されるｐ側電極２３０と、リッジＲと、の位置ずれがなくなる。以下、図３のレーザ部分Ｌ（ｉ）の製造方法を、各レーザ部分Ｌ（ｉ）を拡大して示した図４〜図９の概念断面図を用いて、詳しく説明する。
【００３２】
（１）まず、図４に示すように、サファイア基板２０１上に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）により窒化ガリウム系化合物半導体層２００（２００ｎ、２０６、２００ｐ）を形成する。すなわち、基板２０１上に、膜厚１０〜２００ｎｍのバッファ層２０２、膜厚４μｍのｎ−ＧａＮコンタクト層２０３、膜厚０．６μｍのｎ−ＧａＡｌＮクラッド層２０４、膜厚０．１μｍのｎ−ＧａＮ光ガイド層２０５、Ｉｎ０.２５Ｇａ０.７５Ｎ井戸層／Ｉｎ０.０５Ｇａ０.９５Ｎ障壁層からなる多重量子井戸の活性層２０６、ｐ−ＧａＡｌＮからなるキャリアオーバーフロー防止層２０７、膜厚０．１μｍのｐ−ＧａＮ光ガイド層２０８、膜厚０．６μｍのｐ−ＧａＡｌＮクラッド層２０９、膜厚０．１μｍのｐ−ＧａＮコンタクト層２１０、を順次形成する。その後、ウェーハを成長装置から取り出す。
【００３３】
（２）次に、ｐ−ＧａＮコンタクト層２１０上にポジレジストを塗布し、図５に示すように、光露光プロセスにより幅２μｍのストライプ状のレジストパターンＭを形成する。そして、窒素雰囲気中１０５℃で１０分間ベーキングを行う。
【００３４】
（３）次に、図６に示すように、レジストパターンＭをマスクとして、ｐ−ＧａＮコンタクト層２１０とｐ−ＧａＡｌＮクラッド層２０９を深さ０.５μｍまでドライエッチングして、リッジＲを形成する。具体的には、誘導結合型の反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）装置中にウェーハをセットし、塩素ガスをエッチングガスとして用い、プラズマ発生用のＲＦパワー５００Ｗ、基板バイアス用ＲＦパワー２００Ｗの条件でエッチングを行う。この時、基板温度は２５℃に制御する。
【００３５】
（４）次に、図７に示すように、上記ドライエッチングでマスクとして用いたレジストパターンＭをそのまま用いて、前述の液相堆積法により、ＳｉＯ２膜Ｓを選択的に堆積させる。具体的には、ＳｉＯ２を飽和させたＨ２ＳｉＦ６水溶液（０．３５ｍｏｌ／ｌ）へウェーハを浸すとともに、Ａｌ箔を溶液中へ浸する。この時、溶液の温度は３０℃に保持し、２ｈ堆積を行う。この工程で、ＳｉＯ２膜Ｓは、レジストパターンＭ上には堆積せず、レジストパターンＭに覆われていないリッジＲ側壁部およびリッジＲ底部にのみ堆積する。ＳｉＯ２膜Ｓの厚さは、２００ｎｍである。
【００３６】
（５）次に、図８に示すように、レジストパターンＭを除去し、ＳｉＯ２膜Ｓに、電極形成用の開口Ｈを形成する。本参考例の製造方法では、この開口Ｈの位置と、リッジＲの位置と、が極めて高い精度で一致する。
【００３７】
（６）次に、図９に示すように、ｎ側電極２０４を形成するためのエッチングを行う。具体的には、まず、図８の積層体上にレジストを塗布し、図９から分かるように、光露光プロセスによりレジストパターンＭ’を形成する。そして、窒素雰囲気中で１０５℃でベーキングを行う。次に、フッ化アンモニウムを用いたウエットエッチングにより、レジストパターンＭ’に覆われていない部分のＳｉＯ２膜Ｓをエッチング除去した後、再度、誘導結合型の反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）装置中にウェーハをセットする。次に、レジストパターンＭ’をマスクとして、塩素ガスをエッチングガスとして用い、プラズマ発生用のＲＦパワー５００Ｗ、基板バイアス用ＲＦパワー２００Ｗの条件で、図９に示すように、ｎ−ＧａＮコンタクト層２０３が露出するまで部分的にエッチング除去する。
【００３８】
（７）次に、レジストパターンＭ’を除去し、リフトオフプロセスにより、ｎ側電極２２０、ｐ側電極２３０を形成する。これにより、図３のレーザ部分Ｌ（ｉ）が形成される。そして図３のレーザ部分Ｌ（ｉ）を素子分離して、図２のレーザが得られる。
【００３９】
なお、以上説明した本参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法は、次のように把握できる。すなわち、窒化ガリウム系化合物半導体層２００上にストライプ状のレジストパターンＭを形成する工程と（図５）、前記レジストパターンＭをマスクとしてドライエッチングによりリッジＲを形成する工程と（図６）、ＳｉＯ２（誘電体）を過飽和に溶解したＨ２ＳｉＦ６水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層２００を浸し前記レジストパターンＭが形成された部分を除いて前記窒化ガリウム系化合物半導体層２００上にＳｉＯ２膜Ｓ（誘電体膜）を選択的に析出させる工程と（図７）、前記レジストパターンＭを除去して前記ＳｉＯ２膜Ｓの前記リッジＲ上の部分に開口Ｈを形成する工程と（図８）、前記開口Ｈを介して前記リッジＲに電極２３０を蒸着形成する工程と、を備えるものとして把握できる。
【００４０】
以上説明した参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法では、液相堆積法を用いて、選択的にＳｉＯ２膜Ｓを堆積させることができる（図７）。これにより、リッジＲ（図６）の形成に用いたレジストパターンＭの位置を、そのままＳｉＯ２膜Ｓの開口Ｈ（図８）の位置にすることができる。そして、この開口Ｈを、ｐ側電極２３０の形成に用いることができる。つまり、リッジＲの形成と、開口Ｈの形成と、をレジストパターンＭを用いてセルフアラインに行うことができる。これにより、ＳｉＯ２膜Ｓの開口Ｈの位置と、リッジＲの位置と、が極めて高い精度で一致する。その結果、リッジＲの位置と、ｐ側電極２３０の位置と、が極めて高い精度で一致し、ｐ側電極２３０を極めて高い歩留まりで形成できる。
【００４１】
これに対し、従来の製造方法では、ＳｉＯ２膜Ｓの選択的な堆積はできないと考えられていた。このため、従来の製造方法では、まず図６の工程でリッジＲを形成した後レジストパターンＭを除去し、次に積層体上の全面にＳｉＯ２膜Ｓを形成し、次にこのＳｉＯ２膜Ｓに開口Ｈを形成していた（図１２）。しかし、この法では、基板の端部で、開口Ｈの位置と、リッジＲの位置と、のすれが生じるため、歩留まりが低下していた。なお本参考例の製造方法でも基板２０１に反りが生じるが、リッジＲの位置と開口Ｈの位置とのずれが生じないので、基板２０１の反りによる歩留まりの低下は非常に少ない。
【００４２】
以上のように、本参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法では、ＳｉＯ２膜Ｓの選択的堆積を可能にしたので、基板２０１の反りの有無に係わらずリッジＲの位置と開口Ｈの位置とが一致し、極めて高い歩留まりでｐ側電極２３０を形成することができる。
【００４３】
以上説明した参考例の窒化物ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法では、誘電体膜ＳとしてＳｉＯ２膜を用いたが、ＴｉＯ２膜やＺｒＯ２膜を用いることもできる。このそれぞれの場合では、図１の製造方法で説明した適当な水溶液を用いることができる。
【００４４】
（第１の実施例）
第１の実施例では、図１０、図１１を参照にして、液相堆積法により窒化ガリウム系化合物半導体レーザの端面に高反射コーティング膜を形成する方法について説明する。高反射コーティング膜を形成する前までの工程（図３）は、参考例と同様である。
【００４５】
図１０は第１の実施例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念斜視図である。図１０は、図３と同様に、直径約５×１０４μｍの円形の基板２０１の一部分を示した概念図であり、各レーザ部分Ｌ（ｉ）の幅は約５×１０２μｍである。また、図１１は、図１０の点線ＡＡ’における断面図である。
【００４６】
（１）まず、図３のウェーハ上にポジレジストを塗布し、光露光プロセスにより、図１０から分かるようにレジストパターンＭを形成する。このレジストパターンＭは、図１０から分かるように、リッジストライプと直交する方向に、素子分離溝４０２を形成するためのストライプ状の溝を持っている。その後、窒素雰囲気中で１０５℃でベーキングを行う。次に、レジストパターンＭの溝に露出したＳｉＯ２膜Ｓをフッ化アンモニウム溶液によりエッチング除去する。そして、さらにエッチングを行い、図１０に示すように素子分離溝４０２を形成する。具体的には、誘導結合型の反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）装置中にウェーハをセットし、塩素ガスをエッチングガスとして用い、プラズマ発生用のＲＦパワー５００Ｗ、基板バイアス用ＲＦパワー２００Ｗの条件で、サファイア基板２０１が露出するまでエッチングを行い、素子分離溝４０２を形成する。この素子分離溝４０２に露呈した面は、図１１（ａ）に示すレーザ出射端面５０１となる。
【００４７】
（２）次に、図１１（ａ）のウェーハを、ＳｉＯ２を飽和させたＨ２ＳｉＦ６水溶液（０．３５ｍｏｌ／ｌ）へを浸し、この溶液中へＡｌ箔を添加する。この時、溶液の温度は３０℃に保持する。この工程で、図１１（ｂ）から分かるように、ＳｉＯ２膜Ｓ’が、レジストパターンＭで覆われていないレーザ端面５０１およびサファイア面２０１に堆積する。ＳｉＯ２膜Ｓ’の堆積膜厚は、レーザ端面５０１での光学膜厚が１／４波長厚となるようにする。次に、ウェーハを、０．５ｍｏｌ／ｌのヘキサフルオロチタン酸アンモニウム（ＮＨ４）２ＴｉＦ６の水溶液中に浸すと同時に、０．５ｍｏｌ／ｌのＨ３ＢＯ３および純水を添加する。これにより、レーザ端面５０１上およびサファイア２０１上に堆積したＳｉＯ２膜Ｓ’上に、ＴｉＯ２膜Ｔが堆積する。この工程を繰り返し行うことにより、ＳｉＯ２膜Ｓ’と、ＴｉＯ２膜Ｔと、を交互に２回づつ積層した高反射コート膜５０２を堆積する。
【００４８】
（３）次に、図１１（ｃ）に示すようにレジストパターンＭを除去する。その後、ウェーハを素子分離してチップ化し、半導体レーザを作成する。
【００４９】
なお、以上説明した第１の実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法は次のように把握できる。すなわち、端面５０１を光出射面とする窒化ガリウム系化合物半導体層２００を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造方法であって、レジストパターンＭを、前記窒化ガリウム系化合物半導体層２００表面のうちの前記端面５０１を除く部分に形成する工程と、ＳｉＯ２（第１の誘電体）を過飽和に溶解した水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層２００を浸して前記端面５０１上にＳｉＯ２膜（第１の誘電体膜）Ｓ’を選択的に析出させる工程と、ＴｉＯ２（第２の誘電体）を過飽和に溶解した水溶液に前記窒化ガリウム系化合物半導体層２００を浸して前記ＳｉＯ２膜Ｓ’上にＴｉＯ２膜（第２の誘電体膜）Ｔを選択的に析出させる工程と、を交互に行い、前記レジストパターンＭが形成されていない前記端面５０１上にＳｉＯ２膜Ｓ’とＴｉＯ２膜Ｔとの多層反射膜５０２を形成する工程と、を備えるものとして把握することができる。
【００５０】
以上説明した第１の実施例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法では、液層堆積法により高反射コート膜５０２を形成したので、ウェーハを素子分離する前に容易に高反射コート膜５０２の形成ができ、レーザ素子の歩留まりを高くすることができる。すなわち、素子分離をする前の基板２０１は直径が数ｃｍ程度あるので取り扱いが容易であり、高反射膜を形成する際に、ウェーハハンドリングの困難さによる歩留まりの低下がない。また、高反射膜５０２は、誘電体であるが、選択的に堆積するため電極部への回り込みがなく、導電性不良による歩留まり低下もない。
【００５１】
これに対し、従来、高反射コート膜はスパッタ−リングや真空蒸着等の方法により形成されていた。この場合、まず、ストライプ状のレーザ部分Ｌ（ｉ）と垂直方向にウェーハをへき開してバー状に分離し（図３参照）、次に、高反射膜を堆積させるへき開面を除きウェーハを覆うように治具で固定し、次に、へき開面の片側づつに高反射膜を堆積させていた。しかし、この方法では、高反射膜を堆積させる前にウェーハを分離していたので、ウェーハハンドリングが困難で、歩留まりが悪かった。また、この方法では、へき開面を除く部分のウェーハを覆っていても、蒸着材料の回り込みによりｐ側電極２３０又はｎ側電極２２０にＳｉＯ２膜Ｓ’又はＴｉＯ２膜Ｔが堆積してしまった。このため、導電不良が起こり、さらに歩留まりが悪くなった。また、細いバー状の試料を治具にセットする必要があり、生産性も悪かった。
【００５２】
以上説明した図１０、図１１の製造方法では、高反射コート膜５０２としてＴｉＯ２／ＳｉＯ２膜について説明したが、図１の製造方法で説明した適当な水溶液を用いることにより、ＺｒＯ２／ＳｉＯ２膜などの他の高反射コート膜を形成することもできる。さらに、高反射コート膜のみならず、堆積する膜の組合せ、膜厚を調整することによりＤＦＢレーザに用いられる低反射膜の形成も可能である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法において、液相堆積法により、誘電体膜をレジストパターンが形成されていない部分に選択的に形成できるようにしたので、高反射コート膜の形成を設計した場所に位置ずれなく行うことができ、歩留まりを高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法を示す断面図。
【図２】  本発明の参考例に係わる窒化ガリウム系化合物半導体レーザの概略断面図。
【図３】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を説明するための概念斜視図。
【図４】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図。
【図５】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図で、図４に続く図。
【図６】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図で、図５に続く図。
【図７】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図で、図６に続く図。
【図８】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図で、図７に続く図。
【図９】  本発明の参考例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図で、図８に続く図。
【図１０】  本発明の第１の実施例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念斜視図。
【図１１】  本発明の第１の実施例の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図で、図１０の点線ＡＡ’における概念断面図。
【図１２】  従来の窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法を示す概念断面図。
【符号の説明】
１０２  窒化ガリウム系化合物半導体層
２００  窒化ガリウム系化合物半導体層
２３０  ｐ側電極
５０２  高反射コート膜（多層反射膜）
Ｓ  ＳｉＯ２膜
Ｓ’  ＳｉＯ２膜
Ｔ  ＴｉＯ２膜
Ｍ  レジストパターン
Ｈ  開口
Ｒ  リッジ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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