JPH09172220A

JPH09172220A - 半導体レーザ装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH09172220A
Application number: JP32909595A
Authority: JP
Inventors: Nariaki Fujii; 就亮藤井; Takashi Motoda; 隆元田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-12-18
Filing date: 1995-12-18
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】メサ型構造を作製するエッチング工程に於け
る再現性および効率の向上を達成する半導体レーザ装置
とその製造方法とを提供すること。【解決手段】ダブルへテロ接合構造の上に形成した第
１エッチング停止層から離間し、且つ活性層から１μｍ
以上離間した第２エッチング停止層を備える。【効果】エッチング工程を２段階に停止させるので、
工程中に各層の膜厚分布の均一性が悪化せず、再現性良
くメサ型構造を作製することができる。また、２つのエ
ッチング停止層を互いに離間させているので、２つの層
を極端に薄膜化する必要がなく、さらに第２エッチング
停止層を活性層から十分離して形成しているので２つの
エッチング停止層に於ける光吸収を最小限とすることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ装
置及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ装置は高輝度の小型光源で
あるため光を小面積に集中させることが容易であり、こ
の特徴を利用して光通信等の様々な分野で広く利用され
ている。このような半導体レーザ装置は、一般的に有機
金属を原料とした熱分解による化学気相反応を利用した
堆積法（ＭＯＣＶＤ法）で製造される。

【０００３】このような従来の製造方法の一例を図７乃
至図１２に示す。この製造方法によれば、図７に示すよ
うに、ｎ形のＧａＡｓ（以下ｎ−ＧａＡｓと記す）基板
１上にＭＯＣＶＤ法によってｎ−ＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層２（膜厚：約１．５μｍ）、アンドープのＧａＩｎ
Ｐ層とＡｌＧａＩｎＰ層との多層構造からなるＭＱＷ
（Ｍｕｌｔｉ−ＱｕａｎｔｕｍＷｅｌｌ）形の活性層
３（約０．１μｍ）およびｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第１クラ
ッド層４（約０．３μｍ）を順次積層し、基板上にダブ
ルへテロ接合１３を形成する。さらにこの第１クラッド
層上にｐ−ＧａＩｎＰ第１エッチング停止層５（約５０
Å）、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層６（約１．２
μｍ）、上下層間のエネルギーギャップを緩和するｐ−
ＧａＩｎＰバッファ層７（約０．１μｍ）およびｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層８をＭＯＣＶＤ法により順次積層す
る。

【０００４】次に図８に示すようにキャップ層８上の中
央にへき開面９に対して直角な方向にごく薄い直方体型
のＳｉＯマスク１０をスパッタ法等により形成する。次
にこのマスク１０をエッチングマスクとして利用し、Ｎ
Ｈ₄ＯＨ：Ｈ₂Ｏ₂＝１：２０のエッチング溶液を用いて
第１回目のエッチングを約３０秒間行い、マスク１０に
覆われていない部分のキャップ層８を除去して図９に示
すようなほぼ台形型の横断面形状を有する多層構造であ
るメサ型構造の最上部を形成する。

【０００５】基板を洗浄した後、ＨＣｌ：Ｈ₂Ｏ＝１：
１のエッチング溶液を用いて第２回目のエッチングを行
い、バッファ層７及び第２クラッド層６の途中までを除
去する。

【０００６】再び基板を洗浄した後、Ｈ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ
＝１：１のエッチング溶液を用いて第３回目のエッチン
グを行い、このエッチング溶液に難溶性を示す第１エッ
チング停止層５を利用して第２クラッド層６の残留部分
を選択的に除去することによって、図１０に示すような
メサ型構造を作製していた。

【０００７】さらに基板を洗浄した後、今度はマスク１
０を選択成長マスクとして用い、ＭＯＣＶＤ法によりメ
サ型構造を挟むように第１エッチング停止層５上に電流
狭窄層であるｎ−ＧａＡｓブロック層１１（約２μｍ）
を形成する。そして、マスク１０をエッチング等により
除去した後、ＭＯＣＶＤ法によりキャップ層８及びブロ
ック層１１の上にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１２（約３
μｍ）を形成し、図１１に示すような構造の半導体レー
ザ装置を製造する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に上述したようなウエットエッチング法に於いてはエッ
チングレートがエッチング面の中心部と端部とでは異な
る。また、バッファ層７よりも第２クラッド層６の方が
エッチングレートが約１０倍も速いので、バッファ層７
の膜厚の不均一性が大きいと、第２回目のエッチングに
於いてバッファ層７の膜厚が薄い部分は膜厚が厚い部分
が除去され終わるよりも先に除去され終わってしまい、
このような部分から先に第２クラッド層６のエッチング
が進行するという状況が生じ得る。このような場合、図
１２に示すように第２クラッド層６の膜厚の均一性が悪
化し、第２クラッド層６の残留部分をエッチングする第
３回目のエッチングに於いても、先に第２クラッド層６
が除去され終わった部分と残留する部分とが生じること
になる。

【０００９】第２クラッド層６のエッチングを停止させ
るための第１エッチング停止層５は、第２クラッド層６
に較べて第２回目のエッチング時に用いるエッチング溶
液には難溶性を示すものの、両者のエッチングの選択比
（約１００倍）は十分とは言えないため、第２クラッド
層６が除去された部分では第１エッチング停止層５のエ
ッチングが進行してしまう。

【００１０】このような場合には、第２クラッド層６の
残留部分のエッチングが完了する時期を見極めることが
非常に困難となる問題が生じ、極端な場合は第２クラッ
ド層６の残留部分が除去され終わる前に第１エッチング
停止層５が除去され始める部分が生じる可能性さえあっ
た。

【００１１】このような問題は、第２クラッド層６のエ
ッチングを停止させる第１エッチング停止層５の膜厚を
厚くすれば解決できるが、第１エッチング停止層５とし
て用いているｐ−ＧａＩｎＰ膜のエネルギーギャップは
活性層のエネルギーギャップとほぼ等しいため、活性層
３で発生した光の一部は第１エッチング停止層５で吸収
されてしまう。このため、実際のデバイスとしての観点
からは光吸収を最小限とするためにできる限り第１エッ
チング停止層５を薄膜化する必要がある。このような理
由から、メサ型構造を作製する段階に於いて第２クラッ
ド層６のエッチングを薄膜化（約５０Å）された第１エ
ッチング停止層５で停止させることは非常に困難な作業
となり、枚葉処理でしか作業工程を行うことができず、
製造工程における再現性の悪化や歩留りの低下を招くと
いう課題があった。

【００１２】このような課題を解決しようとした例とし
ては、特開平２−１７２２８７号公報記載の半導体レー
ザ装置と特開平４−１０６９９１号公報記載の半導体レ
ーザ装置とがある。

【００１３】特開平２−１７２２８７号公報記載の半導
体レーザ装置では、図１３に示すように図７乃至図１２
の従来の半導体レーザ装置の第１エッチング停止層５と
同じ位置にｐ−ＧａＩｎＰエッチング停止層（以下第１
エッチング停止層とする）を備え、さらにその上に直接
第２エッチング停止層１５としてｐ−ＡｌＧａＡｓ層を
備えている。

【００１４】この半導体レーザ装置に於いては、第２エ
ッチング停止層と第２エッチング停止層の上にあるｐ−
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とではV族の元素が異なる
（ＡｓとＰ）ため、エッチングの選択比を大きくとるこ
とができる。実際にこのクラッド層をエッチングする際
に用いるエッチング溶液に対する第２エッチング停止層
のエッチング所要時間は数分程度かかるので、クラッド
層の膜厚分布の不均一性が多少大きくても第２エッチン
グ停止層で余裕を持ってエッチングを停止することがで
きる。このためクラッド層のエッチングが完全に終了し
てから第２エッチング停止層のエッチングを行うことが
でき、効率良くメサ型構造を作製することができるよう
になり、従来の課題は多少改善されていた。

【００１５】しかしながら、この半導体レーザ装置に於
いては活性層とエッチング停止層との距離が約０．３μ
ｍと短く、その上第１エッチング停止層と第２エッチン
グ停止層とを直接重ねて形成しているので、エッチング
停止層における光吸収を最小限に抑えるための各エッチ
ング停止層の薄膜化がさらに厳しく要求される。この問
題を解決するために、第１エッチング停止層と第２エッ
チング停止層の膜厚をともに３０Åにまで極度に薄膜化
しているが、膜厚が３０Å程度の薄膜を形成するのは非
常に困難であるという課題が残されていた。特に、膜成
分中のV族元素をＰ→Ａｓと変化させてＭＯＣＶＤ法で
成膜する場合は、３０Å程度の２種の薄膜を重ねて形成
することは極めて困難である。

【００１６】また、特開平４−１０６９９１号公報記載
の半導体レーザ装置では、エッチング停止層は１層であ
り、図７乃至図１２に示す従来の半導体レーザ装置の第
１エッチング停止層５と同じ位置にｐ−ＡｌＧａＰエッ
チング停止層を備えている。

【００１７】このｐ−ＡｌＧａＰ膜には、エッチング停
止層の上にあるｐ−ＡｌＧａＩｎＰクラッド層とのエッ
チングの選択比が大きくとれるという利点と、活性層で
あるＧａＩｎＰ膜よりもエネルギーギャップが大きいた
め、活性層で発生した光の吸収量が少なくなるという利
点とがあり、従来の課題は多少改善された。

【００１８】しかしながら、このｐ−ＡｌＧａＰ膜はＧ
ａＡｓ基板との格子不整合が大きいために格子欠陥が多
くなってしまい、膜質が低下して半導体レーザ装置の性
能に悪影響を与えるという課題が残されていた。

【００１９】従って、この発明の目的は、上述のような
課題を解消した半導体レーザ装置およびその製造方法を
得ることであり、特にデバイスとしての性能に悪影響を
及ぼさないエッチング停止層を備えた高性能で安価な半
導体レーザ装置と、製造工程における歩留りの悪さを解
決した半導体レーザ装置の製造方法とを提供することで
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の半導体レ
ーザ装置に於いては、半導体基板上に形成されたダブル
ヘテロ接合構造と、ダブルヘテロ接合構造上に設けられ
た第１エッチング停止層と、第１エッチング停止層上に
設けられたメサ型構造と、第１エッチング停止層上でメ
サ型構造の両側面を覆うように設けられた電流狭窄層
と、メサ型構造および電流狭窄層上に設けられてこれら
を覆うコンタクト層とを備え、メサ型構造が、第１エッ
チング停止層に直接接して設けられた第１クラッド層
と、第１クラッド層上に設けられた第２エッチング停止
層とを備えている。

【００２１】請求項２記載の半導体レーザ装置に於いて
は、ダブルへテロ接合構造が、第１伝導形のＧａＡｓ基
板上に形成された第１伝導形のＡｌＧａＩｎＰクラッド
層と、第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰクラッド層と、２つ
のクラッド層の間に設けられた活性層とを備え、第１エ
ッチング停止層が、第２伝導形の半導体材料層であり、
メサ型構造の第１クラッド層が、第１エッチング停止層
上の中央にへき開面に対して直角な方向に形成された第
２伝導形のＡｌＧａＩｎＰであり、第２エッチング停止
層が第２伝導型の半導体材料層であり、メサ型構造が更
に第１クラッド層上に設けられた第２伝導形のＧａＡｓ
キャップ層と、第１クラッド層とキャップ層との間にエ
ネルギーギャップの差を緩和するために設けられた第２
伝導形のＧａＩｎＰバッファ層とを備え、電流狭窄層が
第１伝導型のＧａＡｓブロック層であり、コンタクト層
が第２伝導形のＧａＡｓコンタクト層である。

【００２２】請求項３記載の半導体レーザ装置に於いて
は、第２エッチング停止層が上記第１クラッド層と上記
バッファ層との間に設けられた請求項２記載の半導体レ
ーザ装置。

【００２３】請求項４記載の半導体レーザ装置に於いて
は、第２エッチング停止層上に設けられた第２クラッド
層を備え、バッファ層およびキャップ層が第２クラッド
層上に設けられている。

【００２４】請求項５記載の半導体レーザ装置に於いて
は、活性層はＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層との多層
構造からなるＭＱＷ形である。

【００２５】請求項６記載の半導体レーザ装置に於いて
は、第２エッチング停止層が第２伝導形のＧａＡｓ層で
ある。

【００２６】請求項７記載の半導体レーザ装置に於いて
は、第２エッチング停止層が第２伝導形のＡｌＧａＡｓ
層である。

【００２７】請求項８記載の半導体レーザ装置に於いて
は、第１エッチング停止層が第２伝導型のＧａＩｎＰ層
である。

【００２８】請求項９記載の半導体レーザ装置に於いて
は、第１エッチング停止層が第２伝導形のＧａＩｎＰ層
と第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰ層との多層構造からなる
ＭＱＷ構造である。

【００２９】請求項１０記載の半導体レーザ装置に於い
ては、第２エッチング停止層は活性層から１μｍ以上離
間されている。

【００３０】請求項１１記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、半導体基板上にダブルヘテロ接合構造
を形成する工程と、ダブルヘテロ接合構造上に第１エッ
チング停止層を形成する工程と、第１エッチング停止層
上に順次、第１クラッド層、第２エッチング停止層、バ
ッファ層およびキャップ層を形成して積層体を構成する
工程と、キャップ層上にマスクを設ける工程と、マスク
を利用して積層体を選択的に第２エッチング停止層まで
エッチングする工程と、マスクを利用して積層体の第２
エッチング停止層から第１エッチング停止層までを選択
的にエッチングして第１エッチング停止層上にメサ型構
造を形成する工程と、第１エッチング停止層上でメサ型
構造の両側面を覆う電流狭窄層を形成する工程と、マス
クを除去する工程と、メサ型構造および電流狭窄層上に
これらを覆うコンタクト層を形成する工程とを備えてい
る。

【００３１】請求項１２記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、ダブルへテロ接合構造が第１伝導型の
ＧａＡｓ基板上に形成された第１伝導形のＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層と、このクラッド層上に設けられてレーザ
発振を行う活性層である半導体材料層と、活性層上に設
けられた第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰクラッド層とを備
え、第１エッチング停止層が第２伝導形の半導体材料層
であり、積層体の第１クラッド層が第２伝導形のＡｌＧ
ａＩｎＰ層であり、第２エッチング停止層が第２伝導型
の半導体材料層であり、バッファ層が第２伝導形のＧａ
ＩｎＰ層であり、キャップ層が第２伝導形のＧａＡｓ層
であり、マスクがＳｉＯ膜であり、電流狭窄層が第１伝
導型のＧａＡｓ層であり、コンタクト層が第２伝導型の
ＧａＡｓ層である。

【００３２】請求項１３記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、バッファ層が直接第２エッチング停止
層上に形成される。

【００３３】請求項１４記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、第２エッチング停止層とバッファ層と
の間に第２クラッド層を形成する。

【００３４】請求項１５記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、活性層をＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩｎ
Ｐ層との多層構造であるＭＱＷ形として形成する。

【００３５】請求項１６記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、第２エッチング停止層が第２伝導形の
ＧａＡｓ層である。

【００３６】請求項１７記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、第２エッチング停止層が第２伝導形の
ＡｌＧａＡｓ層である。

【００３７】請求項１８記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、第１エッチング停止層が第２伝導型の
ＧａＩｎＰである。

【００３８】請求項１９記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、第１エッチング停止層が第２伝導形の
ＧａＩｎＰ層と第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰ層との多層
構造であるＭＱＷ構造として形成される。

【００３９】請求項２０記載の半導体レーザ装置の製造
方法に於いては、第２エッチング停止層が活性層から１
μｍ以上離間している。

【００４０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１乃至図３にこの発明の半導体レーザ
装置の製造工程を示す。図１のようにｎ−ＧａＡｓ基板
１の上にＭＯＣＶＤ法によってｎ−（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）
_0.5Ｉｎ_0.5Ｐクラッド層２（膜厚：約１．５μｍ、キャ
リア濃度：約１×１０¹⁸ｃｍ^- ³）、（Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5）
_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ光ガイド層（約０．０３μｍ）とＧａ_0.5
Ｉｎ_0.5Ｐ井戸層（約０．０１μｍ）と（Ａｌ_0.5Ｇａ
_0.5）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐバリア層（約０．０１μｍ）とＧａ
_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ井戸層（約０．０１μｍ）と（Ａｌ_0. ₅Ｇ
ａ_0.5）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ光ガイド層（約０．０３μｍ）と
の５層構造からなるＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕ
ｍＷｅｌｌ）形のアンドープの活性層３（約０．１μ
ｍ）、ｐ−（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐクラッド層
４（約０．３μｍ、約１×１０¹⁸ｃｍ^-3）を順次積層
し、基板上にダブルへテロ接合構造を形成する。さらに
このダブルへテロ接合構造上に後に説明するメサ型構造
を形成するために、このクラッド層４上にｐ−Ｇａ_0.5
Ｉｎ_0.5Ｐ第１エッチング停止層５（約５０Å、約１×
１０¹⁸ｃｍ^-3）、ｐ−（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ
第１クラッド層６（約１．２μｍ、約１×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3）、ｐ−ＧａＡｓ第２エッチング停止層１００（約
０．０２μｍ、約１×１０¹⁹ｃｍ^-3）、上下層間のエネ
ルギーギャップを緩和するｐ−Ｇａ_0.5Ｉｎ_0.5Ｐバッフ
ァ層７（約０．１μｍ、約５×１０¹⁸ｃｍ^-3）、ｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層８（約０．４μｍ、約１×１０¹⁹ｃｍ
^-3）をＭＯＣＶＤ法により順次積層する。

【００４１】図２に示すようにキャップ層８上の中央に
へき開面９に対して直角な方向にごく薄い直方体型のＳ
ｉＯマスク１０を形成する。次にこのマスク１０をエッ
チングマスクとして利用し、ＮＨ₄ＯＨ：Ｈ₂Ｏ₂＝１：
２０のエッチング溶液を用いて第１回目のエッチングを
約３０秒間行い、マスク１０に覆われていない部分のキ
ャップ層８のみを選択的に除去する。

【００４２】基板を洗浄した後、ＨＣｌ：Ｈ₂Ｏ＝１：
１のエッチング溶液を用いて第２回目のエッチングを行
うが、このときバッファ層７の下にある第２エッチング
停止層１００はこのエッチング溶液には難溶性を示すの
で、バッファ層７のみを選択的に除去することができ
る。

【００４３】基板を洗浄した後、ＮＨ₄ＯＨ：Ｈ₂Ｏ₂＝
１：２０のエッチング溶液を用いて第３回目のエッチン
グを行うが、このとき第２エッチング停止層１００の下
にある第１クラッド層６はこのエッチング溶液には難溶
性を示すので、第２エッチング停止層１００のみを選択
的に除去することができる。

【００４４】基板を洗浄した後、Ｈ₂ＳＯ₄：Ｈ₂Ｏ＝
１：１のエッチング溶液を用いて第４回目のエッチング
を行い、第１クラッド層６のみを選択的に除去する。こ
のとき、上述のように第１クラッド層６と第１エッチン
グ停止層５とのエッチングの選択比は十分ではないが
（約１００倍）、第３回目のエッチングが終了した段階
では第１クラッド層６はほとんどエッチングされていな
いので、第１クラッド層６の膜厚分布が第３回目までの
エッチングによって悪化することはない。それゆえ、第
４回目のエッチングを膜厚が５０Åの第１エッチング停
止層５で十分停止させることができ、図３のようなメサ
型構造１４が完成する。

【００４５】基板を洗浄した後、今度はマスク１０を選
択成長マスクとして用い、ＭＯＣＶＤ法によりメサ型構
造１４の両側面を挟んで覆うように第１エッチング停止
層５上に電流狭窄層であるｎ−ＧａＡｓブロック層１１
（約２μｍ）を形成する。そして、マスク１０をエッチ
ング等により除去した後、ＭＯＣＶＤ法によりキャップ
層８及びブロック層１１の上にｐ−ＧａＡｓコンタクト
層１２（約３μｍ）を形成し、図４に示すような構造の
半導体レーザ装置を作製する。

【００４６】この実施形態では、２つのエッチング停止
層である第１エッチング停止層５（膜厚：約５０Å）と
第２エッチング停止層１００（膜厚：約０．０２μｍ＝
２００Å）との間に第１クラッド層６（膜厚：約１．２
μｍ）が設けられており、互いに離間させて形成してい
るので、エッチング停止層５あるいは１００自体を極度
に薄膜化（数十Åオーダー）する必要がない。また、第
２エッチング停止層１００は活性層３から１μｍ以上離
間して形成されているため活性層３での発光を吸収する
ことはほとんどないので、エッチングの停止を容易且つ
確実なものとするために膜厚を約２００Åと第１エッチ
ング停止層５の膜厚よりも厚くしている。

【００４７】また、このように第１クラッド層６とバッ
ファ層７との間に第２エッチング停止層１００を形成す
ることにより、メサ型構造を作製するためのエッチング
工程の再現性及び効率が向上し、半導体レーザ装置の作
製が容易になる。この結果、一度に多数の素子を処理す
るバッチ処理が可能となり、製造性の向上及び歩留りの
向上を図ることができる。

【００４８】第２エッチング停止層１００としては、ｐ
−ＧａＡｓ膜よりもエネルギーギャップが広いｐ−Ａｌ
ＧａＡｓ膜を用いても良い。この膜を用いた場合のエッ
チングに於いてはｐ−ＧａＡｓ膜を用いた時と同様な効
果が得られるが、第２エッチング停止層１００に隣接す
る第１クラッド層６とバッファ層７との一連のエネルギ
ーギャップの差が小さくなるため、素子として抵抗の低
減を図ることができる。

【００４９】第１のエッチング停止層５を少なくとも２
層以上のｐ−Ｇａ_0.5Ｉｎ_0.5Ｐとｐ−（Ａｌ_0.7Ｇ
ａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐとの多層構造からなるＭＱＷ構造
としても良い。第１エッチング停止層５に隣接するダブ
ルへテロ接合構造１３のクラッド層４とメサ型構造１４
の第１クラッド層６との膜種は共にｐ−（Ａｌ_0.7Ｇａ
_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐであるので、結果的にはクラッド層
４と第１クラッド層６との境目に２層以上の第１エッチ
ング停止層５を形成することになる。このような場合
は、特に第１クラッド層６のエッチングをより確実に停
止させることができるので、メサ型構造１４を作製する
ためのエッチング工程がさらに容易になる。

【００５０】また、これら各層の伝導形を上記実施の形
態と逆としても同様な効果が得られる。

【００５１】実施の形態２．図５および図６にはこの発
明の他の実施形態を示す。この実施形態に於いては、第
２エッチング停止層１００が第１クラッド層６を第１エ
ッチング停止層５側とバッファ層７側とに分割し、且つ
活性層３から１μｍ以上離間するように形成されてい
る。換言すれば、比較的薄い第１クラッド層６上の第２
エッチング停止層１００の上にさらに比較的薄い第２ク
ラッド層６ａが形成されており、第１クラッド層６と第
２クラッド層６ａとの膜厚の合計が、実施の形態１の第
１クラッド層６の膜厚と等しくなるようになっている。
従って、この実施形態の半導体レーザ装置の作製工程
は、第１エッチング停止層５を形成するところまでは第
１の実施形態と全く同様であるが、その後は第１エネル
ギー停止層５の上にｐ−（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5
Ｐ第１クラッド層６を約１μｍ形成し、またその上にｐ
−ＧａＡｓ第２エッチング停止層（膜厚：約０．０２μ
ｍ、キャリア濃度：約１×１０¹⁹ｃｍ^-3）を形成し、さ
らにその上にｐ−（Ａｌ_0.7Ｇａ_0.3）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ第２
クラッド層６ａを約０．２μｍ形成するという手順とな
る。以下、バッファ層７及びキャップ層９を形成する工
程は第１の実施形態と全く同様である。

【００５２】メサ型構造を作製する際のエッチング工程
において、キャップ層８を選択的に除去する第２の実施
形態の第１回目のエッチングは第１の実施形態と同様で
あるが、第２回目のエッチングに於いてバッファ層７と
第２エッチング停止層１００より上側にある第２クラッ
ド層６ａとを除去し、第３回目のエッチングに於いて第
２エッチング停止層１００を選択的に除去し、第４回目
のエッチングに於いて第２エッチング停止層１００より
下側にある第１クラッド層６を選択的に除去することに
なる。尚、各エッチング工程に於いて用いるエッチング
溶液は第１の実施形態の場合と全く同様である。

【００５３】このようなエッチング工程に於いても、第
２回目のエッチングは第２エッチング停止層１００で確
実に停止され、第３回目のエッチングは第２エッチング
停止層１００のみを選択的に除去するので、第４回目の
エッチングで除去される第２エッチング停止層１００よ
り下側にある第１クラッド層６の膜厚分布が第３回目ま
でのエッチング工程によって悪化することはない。それ
ゆえ、第４回目のエッチングを膜厚が５０Åの第１エッ
チング停止層５で十分停止させることができ、メサ型構
造を容易に作製することができる。

【００５４】この半導体レーザ装置に於いても第１の実
施形態の半導体レーザ装置と同様に、第２エッチング停
止層１００は活性層３から約１μｍ以上離間しているの
で、活性層３での発光を第２エッチング停止層１００が
吸収することはなく、また、上述したようにメサ型構造
を作製するためのエッチング工程の再現性及び効率が向
上するので、半導体レーザ装置の作製が容易となる。そ
れゆえ、素子の製造工程に於けるバッチ処理が可能とな
り、製造性および歩留りの向上を図ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体レーザ装置の製造工程に於
いて、ＭＯＣＶＤ法によりキャップ層までを順次積層し
た様子のへき開面側から見た断面図である。

【図２】この発明の半導体レーザ装置の製造工程に於
いて、メサ型構造を作製するためのエッチングマスクを
形成した様子のへき開面側から見た断面図である。

【図３】この発明の半導体レーザ装置の製造工程に於
いて、エッチングを行ってメサ型構造を形成した様子の
へき開面側から見た断面図である。

【図４】この発明の半導体レーザ装置のへき開面側か
ら見た断面図である。

【図５】この発明の他の実施形態の半導体レーザ装置
の製造工程に於いて、ＭＯＣＶＤ法によりキャップ層ま
でを順次積層した様子のへき開面側から見た断面図であ
る。

【図６】この発明の半導体レーザ装置のへき開面側か
ら見た断面図である。

【図７】従来の半導体レーザ装置の製造工程に於い
て、ＭＯＣＶＤ法によりキャップ層までを順次積層した
様子のへき開面側から見た断面図である。

【図８】従来の半導体レーザ装置の製造工程に於い
て、メサ型構造を作製するためのエッチングマスクを形
成した様子のへき開面側から見た断面図である。

【図９】従来の半導体レーザ装置の製造工程に於い
て、キャップ層をエッチングにより除去した様子のへき
開面側から見た断面図である。

【図１０】従来の半導体レーザ装置の製造工程に於い
て、エッチングを行ってメサ型構造を形成した様子のへ
き開面側から見た断面図である。

【図１１】従来の半導体レーザ装置のへき開面側から
見た断面図である。

【図１２】従来の半導体レーザ装置の製造工程におい
て、エッチングにより第２クラッド層の膜厚分布が悪化
した様子のへき開面側から見た断面図である。

【図１３】特開平２−１７２２８７号公報記載の従来
の半導体レーザ装置のへき開面側から見た断面図であ
る。

【符号の説明】

１基板、２クラッド層、３活性層、４クラッド
層、５第１エッチング停止層、６第１クラッド層、
６ａ第２クラッド層、７バッファ層、８キャップ
層、９へき開面、１０マスク、１１ブロック層、１
２コンタクト層、１３ダブルへテロ接合構造、１４
メサ型構造、１００第２エッチング停止層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に形成されたダブルヘテロ
接合構造と、上記ダブルヘテロ接合構造上に設けられた第１エッチン
グ停止層と、上記第１エッチング停止層上に設けられたメサ型構造
と、上記第１エッチング停止層上で上記メサ型構造の両側面
を覆うように設けられた電流狭窄層と、上記メサ型構造および上記電流狭窄層上に設けられてこ
れらを覆うコンタクト層とを備え、上記メサ型構造が、上記第１エッチング停止層に直接接
して設けられた第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に設けられた第２エッチング停止
層とを備えた半導体レーザ装置。
【請求項２】上記ダブルへテロ接合構造が、第１伝導
形のＧａＡｓ基板上に形成された第１伝導形のＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層と、第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰクラ
ッド層と、上記２つのクラッド層の間に設けられた活性
層とを備え、上記第１エッチング停止層が、第２伝導形の半導体材料
層であり、上記メサ型構造の第１クラッド層が、上記第１エッチン
グ停止層上の中央にへき開面に対して直角な方向に形成
された第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰであり、第２エッチ
ング停止層が第２伝導型の半導体材料層であり、上記メ
サ型構造が更に上記第１クラッド層上に設けられた第２
伝導形のＧａＡｓキャップ層と、上記第１クラッド層と
上記キャップ層との間にエネルギーギャップの差を緩和
するために設けられた第２伝導形のＧａＩｎＰバッファ
層とを備え、上記電流狭窄層が第１伝導型のＧａＡｓブロック層であ
り、上記コンタクト層が第２伝導形のＧａＡｓコンタクト層
である請求項１記載の半導体レーザ装置。
【請求項３】上記第２エッチング停止層が上記第１ク
ラッド層と上記バッファ層との間に設けられた請求項２
記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】上記第２エッチング停止層上に設けられ
た第２クラッド層を備え、上記バッファ層および上記キ
ャップ層が上記第２クラッド層上に設けられた請求項２
記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】上記活性層はＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩ
ｎＰ層との多層構造からなるＭＱＷ形である請求項２乃
至請求項４のいずれか記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】上記第２エッチング停止層が第２伝導形
のＧａＡｓ層である請求項１乃至請求項５のいずれか記
載の半導体レーザ装置。
【請求項７】上記第２エッチング停止層が第２伝導形
のＡｌＧａＡｓ層である請求項１乃至請求項５のいずれ
か記載の半導体レーザ装置。
【請求項８】上記第１エッチング停止層が第２伝導型
のＧａＩｎＰ層である請求項１乃至請求項７のいずれか
記載の半導体レーザ装置。
【請求項９】上記第１エッチング停止層が第２伝導形
のＧａＩｎＰ層と第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰ層との多
層構造からなるＭＱＷ構造である請求項１乃至請求項７
のいずれか記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】上記第２エッチング停止層は上記活性
層から１μｍ以上離間されている請求項１乃至請求項９
のいずれか記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】半導体基板上にダブルヘテロ接合構造
を形成する工程と、上記ダブルヘテロ接合構造上に第１エッチング停止層を
形成する工程と、上記第１エッチング停止層上に順次、第１クラッド層、
第２エッチング停止層、バッファ層およびキャップ層を
形成して積層体を構成する工程と、上記キャップ層上にマスクを設ける工程と、上記マスクを利用して上記積層体を選択的に第２エッチ
ング停止層までエッチングする工程と、上記マスクを利用して上記積層体の第２エッチング停止
層から第１エッチング停止層までを選択的にエッチング
して上記第１エッチング停止層上にメサ型構造を形成す
る工程と、上記第１エッチング停止層上で上記メサ型構造の両側面
を覆う電流狭窄層を形成する工程と、上記マスクを除去する工程と、上記メサ型構造および上記電流狭窄層上にこれらを覆う
コンタクト層を形成する工程とを備えた半導体レーザ装
置の製造方法。
【請求項１２】上記ダブルへテロ接合構造が、第１伝
導型のＧａＡｓ基板上に形成された第１伝導形のＡｌＧ
ａＩｎＰクラッド層と、このクラッド層上に設けられて
レーザ発振を行う活性層である半導体材料層と、上記活
性層上に設けられた第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰクラッ
ド層とを備え、上記第１エッチング停止層が、第２伝導形の半導体材料
層であり、上記積層体の上記第１クラッド層が第２伝導形のＡｌＧ
ａＩｎＰ層であり、上記第２エッチング停止層が第２伝導型の半導体材料層
であり、上記バッファ層が第２伝導形のＧａＩｎＰ層であり、上記キャップ層が第２伝導形のＧａＡｓ層であり、上記マスクがＳｉＯ膜であり、上記電流狭窄層が第１伝導型のＧａＡｓ層であり、上記コンタクト層が第２伝導型のＧａＡｓ層である請求
項１１記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１３】上記バッファ層が直接上記第２エッチ
ング停止層上に形成される請求項１１あるいは１２記載
の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１４】上記第２エッチング停止層と上記バッ
ファ層との間に第２クラッド層を形成する請求項１２記
載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１５】上記活性層をＧａＩｎＰ層とＡｌＧａ
ＩｎＰ層との多層構造であるＭＱＷ形として形成する請
求項１２乃至請求項１４のいずれか記載の半導体レーザ
装置の製造方法。
【請求項１６】上記第２エッチング停止層が第２伝導
形のＧａＡｓ層である請求項１１乃至請求項１５のいず
れか記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１７】上記第２エッチング停止層が第２伝導
形のＡｌＧａＡｓ層である請求項１１乃至請求項１５の
いずれか記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１８】上記第１エッチング停止層が第２伝導
型のＧａＩｎＰである請求項１１乃至請求項１７のいず
れか記載の半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項１９】上記第１エッチング停止層が第２伝導
形のＧａＩｎＰ層と第２伝導形のＡｌＧａＩｎＰ層との
多層構造であるＭＱＷ構造として形成する請求項１１乃
至請求項１７のいずれか記載の半導体レーザ装置の製造
方法。
【請求項２０】上記第２エッチング停止層が上記活性
層から１μｍ以上離間している請求項１１乃至請求項１
９のいずれか記載の半導体レーザ装置の製造方法。