【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流狭窄層を有する内部狭窄型の半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体レーザ素子の製造方法について図３を用いて説明する。
図３は、従来の半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、（第１工程）を示し、（Ｂ）は、（第２工程）を示し、（Ｃ）は、（第３工程）を示し、（Ｄ）は、（第４工程）を示す。
（第１工程）
図３（Ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法により１回目の成長を行って、ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上にｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層２と、活性層３と、第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層４と、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５と、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７と、を順次積層する。
【０００３】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７上にストライプ状の図示しないフォトレジストパタ−ンを形成する。この後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７からｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５に至るまでドライエッチングを行って、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６とｐ型ＧａＡｓキャップ層７とからなるストライプ状に台形状のリッジ部８を形成する。
【０００４】
更に、前記フォトレジストパターンを除去後、ＭＯＣＶＤ法により２回目の結晶成長を行って、リッジ部８上及びｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上にｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓを積層する。
こうして、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上には、リッジ部８の両側面を挟持する一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１が形成される。一方、リッジ部８上には、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１と同じ組成のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２が積層される。この際、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２は、三角部１０を構成する。
【０００５】
ここで、リッジ部８上に形成されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２が三角部１０となる理由について説明する。
リッジ部８上での成長結晶では、リッジ部８の両側面に連結して形成される結晶面として（１１１）Ｂ面が現れる。
【０００６】
（１１１）Ｂ面のエピタキシャル成長速度が（１００）面等の成長速度に比べ著しく小さいため、上記のようにひとたび（１１１）Ｂ面が発生すると、この面に対しては結晶成長がほぼ停止し、リッジ部８上での結晶成長は（１００）面上でのみ進行する。従って、最終的には（１１１）Ｂ面からなる側壁が閉じたところでリッジ部８上での結晶成長自体もほとんど停止する。この結果、リッジ部８上に積層されたｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２の断面形状は、三角形となり、三角部１０が形成されるのである。
【０００７】
（第２工程）
次に、図３（Ｂ）に示すように、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２及び一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１上にｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１を積層する。
そして、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１上に中央部が開口した図示しないフォトレジストパターンを形成した後、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１をリッジ部８表面からｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２の上端部までの中間位置までドライエッチングして開口部Ｔを形成する。
【０００８】
（第３工程）
次に、図３（Ｃ）に示すように、図示しない前記したフォトレジストパターンを除去後、フッ酸系エッチング液によりｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２を選択的にエッチング除去して、リッジ部８のｐ型ＧａＡｓキャップ層７を露出させる。
【０００９】
（第４工程）
次に、図３（Ｄ）に示すように、ＭＯＣＶＤ方により３回目の成長を行って、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１及びｐ型ＧａＡｓキャップ層７上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３を積層する。
更に、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３上にｐ型オーミック電極１４を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１に前記した積層方向と逆方向にｎ型オーミック電極１５を形成して、半導体レーザ素子を得る。
【００１０】
【非特許文献１】
第５７回応用物理学会学術講演会／講演予稿集ＮＯ．３／ｐ９２１／７ａ−ＫＨ−７
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１に開口部Ｔを形成する際、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２の厚さは、通常０．６μｍ程度と薄く、リッジ部８表面からｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２上端部までの中間位置で精度良くエッチングを停止できない場合が生じ、レーザ特性を悪化させることがあった。
即ち、開口部Ｔが形成されてもｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２が露出しない場合には、（第３工程）でｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２が除去できないためｐ型ＧａＡｓキャップ層７とｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２との間が逆接合となり、電流の流れが阻止されることによるレーザ発光を得ることができないといった問題を生じていた。
【００１２】
また、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２が完全除去され、更に一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１までもがエッチングされた状態で開口部Ｔが形成された場合には、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７も除去され、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６が露出するため、空気中で第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６の表面に絶縁性の酸化物が形成されてしまう。この状態で（第４工程）と同様にして、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３を形成すると、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３とは前記した酸化物を介して接合されるため、電流の流れが阻止されることによるレーザ発光を得ることができないといった問題を生じていた。
【００１３】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、エッチング精度が良く良好なレーザ特性が得られる半導レーザ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願発明における第１の発明は、第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型クラッド層を順次積層した後、前記第２導電型クラッド層上に第２導電型リッジ部を形成し、次に、前記第２導電型クラッド層及び前記第２導電型リッジ部上に第１導電型ＡｌＧａＡｓを積層して、前記第２導電型クラッド層上に前記第２導電型リッジ部を挟持する一対の第１導電型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層及び前記第２導電型リッジ部上に第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層を形成し、次に、前記一対の第１導電型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層上及び前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層上に第１導電型ＧａＡｓコンタクト層を形成し、次に、前記第２導電型リッジ部表面から前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層の上端部までの中間位置まで前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層をドライエッチングして前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層を露出させる開口部を形成し、次に、前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層を選択エッチング除去して前記第２導電型リッジ部を露出させ、前記第２導電型リッジ部上及び前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層上に第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を形成して作製される半導体レーザ素子の製造方法において、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層の形成の際、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層中にあって、前記第２導電型リッジ部表面から前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層の上端部までの間の中間位置にＡｌＡｓ或いはＡｌＧａＡｓからなるモニター層を少なくとも１層形成し、前記開口部を形成する際、前記モニター層からのプラズマ発光色を観測することによりエッチングを停止することを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
第２の発明は、第１導電型半導体基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型クラッド層を順次積層した後、前記第２導電型クラッド層上に第２導電型リッジ部を形成し、次に、前記第２導電型クラッド層及び前記第２導電型リッジ部上に第１導電型ＡｌＧａＡｓを積層して、前記第２導電型クラッド層上に前記第２導電型リッジ部を挟持する一対の第１導電型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層及び前記第２導電型リッジ部上に第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層を形成し、次に、前記一対の第１導電型ＡｌＧａＡｓ電流狭窄層上及び前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層上に第１導電型ＧａＡｓコンタクト層を形成し、次に、前記第２導電型リッジ部表面から前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層の上端部までの中間位置まで前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層をドライエッチングして前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層を露出させる開口部を形成し、次に、前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層を選択エッチング除去して前記第２導電型リッジ部を露出させ、前記第２導電型リッジ部上及び前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層上に第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を形成して作製される半導体レーザ素子の製造方法において、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層の形成の際、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層中にあって、前記第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層の上端部以上の位置にＡｌＡｓ或いはＡｌＧａＡｓからなるモニター層を少なくとも１層形成し、前記開口部を形成する際、前記モニター層からのプラズマ発光色を観測してエッチングを停止した後、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層表面から前記モニター層までのエッチングレートを求めて、更にこのエッチングレートに基づいて、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層のエッチングを行うことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態に係る半導体レーザ素子の製造方法について図面を用いて説明する。
従来例と同一構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
図１は、本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、（第１工程）を示し、（Ｂ）は、（第２工程）を示し、（Ｃ）は、（第３工程）を示し、（Ｄ）は（第４工程）を示す。図２は、本発明の実施形態における変形例を示す断面図である。
【００１６】
（第１工程）
図１（Ａ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法により１回目の成長を行って、ｎ型ＧａＡｓ基板１の（１００）面上にｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層２と、活性層３と、第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層４と、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５と、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７と、を順次積層する。
【００１７】
次に、フォトリソグラフィ法を用いて、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７上にストライプ状の図示しないフォトレジストパタ−ンを形成する。この後、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７からｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５に至るまでドライエッチングを行って、第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層６とｐ型ＧａＡｓキャップ層７とからなるストライプ状に台形状のリッジ部８を形成する。
【００１８】
更に、前記図示しないフォトレジストパターンを除去後、ＭＯＣＶＤ法により２回目の結晶成長を行って、リッジ部８上及びｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上にｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓを積層する。
こうして、ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層５上には、リッジ部８の両側面を挟持する一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１が形成される。一方、リッジ部８上には、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１と同じ組成のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２が積層される。この際、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２は、三角部１０を構成する。
三角部１０が形成される理由については従来例で説明したと同じ理由である。
【００１９】
更に、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２上及び一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１上にｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２よりも厚さの薄い第１のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａを積層する。この後、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂを順次積層する。即ち、第１及び第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａ、１１ＢでＡｌＡｓモニター層１２を挟んだ構造にする。
この際、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２は、プラズマ発光色が確認できる時間だけエッチングされていればよいので、その厚さは１０００Å程度あれば良い。
【００２０】
（第２工程）
この後、図１（Ｂ）に示すように、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂ上に中央部が開口した図示しないフォトレジストパターンを形成した後、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂからｎ型ＡｌＡｓモニター層１２までのドライエッチングを行って、ＡｌＡｓ特有のプラズマ発光色を観測した時点でエッチングを停止して、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂ中に開口部Ｔを形成する。
【００２１】
即ち、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂのドライエッチングでは、ＧａＡｓ特有のプラズマ発光色が観測されるのに対して、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２のドライエッチングでは、ＡｌＡｓ特有のプラズマ発光色が観測される。これらのプラズマ発光色は異なるため、エッチング終点検出を行うことができる。なお、このＧａＡｓのプラズマ発光色からＡｌＡｓのプラズマ発光色に変化した時点から所定時間後にドライエッチングを停止することにより、面内バラツキの少ない均一なエッチング停止を行うことができる。
【００２２】
（第３工程）
次に、図１（Ｃ）に示すように、前記した図示しないフォトレジストパターンを除去後、フッ酸系エッチング液によりｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２を選択的にエッチング除去して、リッジ部８のｐ型ＧａＡｓキャップ層７を露出させる。
この際、第１のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａ上のｎ型ＡｌＡｓモニター層１２は、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂと同じ導電型であるので、エッチング除去されても除去されなくても良い。
図１（Ｃ）中、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２が完全にエッチング除去されている状態を示している。
【００２３】
（第４工程）
次に、図１（Ｄ）に示すように、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂ及び開口部Ｔ内にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３を形成する。即ち、ｐ型ＧａＡｓキャップ層７上、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２の側面及び第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂの側面及び上部にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３を形成する。
【００２４】
この後、従来例と同様にして、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３上にｐ型オーミック電極１４を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１に前記した積層方向と逆方向にｎ型オーミック電極１５を形成して、半導体レーザ素子を得る。
【００２５】
以上のように、本発明の実施形態によれば、一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１上にｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２を挟持して、このｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２よりも厚さの薄い第１のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａを形成した後、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂを順次積層し、次に、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂの上からｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂ表面からドライエッチングを行って、ＡｌＡｓのプラズマ発光色を観測した時点でドライエッチングを停止して開口部Ｔを形成するので、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂを精度良くエッチングすることができる。
このため、レーザ特性の良好な半導体レーザ素子を得ることができる。
【００２６】
次に、本発明の実施形態の変形例について図２を用いて説明する。
本発明の実施形態と同一構成には同一符号を付してその説明を省略する。
図２に示す変形例は、本発明の実施形態の（第１工程）において、ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２及び一対のｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層９１、９１上にｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２よりも厚さの厚い第１のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａを積層した後、ｎ型ＡｌＡｓモニター層１２、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂを順次積層し、次に（第２工程）と同様にして第１及び第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａ、１１Ｂに開口部Ｔを形成する。
【００２７】
この際、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１ＢからドライエッチングしてＡｌＡｓ特有のプラズマ発光を観測した後、ドライエッチングを停止する。そして、第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ｂのエッチングレートを求める。
この後、このエッチングレートを用いて、第１のｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１Ａを時間管理によるドライエッチングを行って、リッジ部８のｐ型ＧａＡｓキャップ層７表面からｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層９２の上端部までの中間位置でエッチングを停止するものであり、それ以外は同様である。
本発明の実施形態の変形例においても同様な効果が得られる。
【００２８】
なお、本発明の実施形態では、ＡｌＡｓモニター層１２は、一層の場合で説明したが、複数層を形成しても同様な効果が得られる。
また、ＡｌＡｓモニター層１２の代わりにＡｌＧａＡｓを用いても良い。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、第１導電型ＧａＡｓコンタクト層の形成の際、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層中にあって、第２導電型リッジ部表面から第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層の上端部までの間の中間位置にＡｌＡｓ或いはＡｌＧａＡｓからなるモニター層を少なくとも１層形成し、前記第１導電型ＧａＡｓコンタクト層に開口部を形成する際、前記モニター層からのプラズマ発光色を観測することによりエッチングを停止するので、第１導電型ＧａＡｓコンタクト層を精度良くエッチングすることができる。
このため、レーザ特性の良好な半導体レーザ素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、（第１工程）を示し、（Ｂ）は、（第２工程）を示し、（Ｃ）は、（第３工程）を示し、（Ｄ）は（第４工程）を示す。
【図２】本発明の実施形態における変形例を示す断面図である。
【図３】従来の半導体レーザ素子の製造方法を示す断面図であり、（Ａ）は、（第１工程）を示し、（Ｂ）は、（第２工程）を示し、（Ｃ）は、（第３工程）を示し、（Ｄ）は、（第４工程）を示す。
【符号の説明】
１…ｎ型ＧａＡｓ基板（第１導電型半導体基板）、２…ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層（第１導電型半導体層）、３…活性層、４…第１のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層（第２導電型クラッド層）、５…ｐ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓエッチング停止層、６…第２のｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層、７…ｐ型ＧａＡｓキャップ層、８…リッジ部、９１…ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流狭窄層、９２・・・ｎ型Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ上積み層（第１導電型ＡｌＧａＡｓ上積み層）、１０・・・三角部、１１Ａ・・・第１のｎ型ＧａＡｓコンタクト層（第１導電型ＧａＡｓコンタクト層）、１１Ｂ…第２のｎ型ＧａＡｓコンタクト層（第１導電型ＧａＡｓコンタクト層）、１２・・・ｎ型ＡｌＡｓモニター層（ＡｌＡｓモニター層）、１３…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層（第２導電型ＧａＡｓコンタクト層）、１４…ｐ型オーミック電極、１５…ｎ型オーミック電極、Ｔ…開口部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing an internal confinement type semiconductor laser device having a current confinement layer.
[0002]
[Prior art]
A conventional method for manufacturing a semiconductor laser device will be described with reference to FIG.
3A to 3C are cross-sectional views illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device. FIG. 3A illustrates a (first step), FIG. 3B illustrates a (second step), and FIG. (D) shows (third step) and (D) shows (4th step).
(First step)
As shown in FIG. 3A, a first growth is performed by the MOCVD method, and an n-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 2 and an active layer are formed on the (100) plane of the n-type GaAs substrate 1. a layer 3, a first p-type Al 0.5 Ga 0.5 as cladding layer 4, p-type Al 0.7 Ga 0.3 as the etch stop layer 5, the second p-type Al 0.5 Ga A 0.5 As cladding layer 6 and a p-type GaAs cap layer 7 are sequentially stacked.
[0003]
Next, a photoresist pattern (not shown) in the form of a stripe is formed on the p-type GaAs cap layer 7 by photolithography. Thereafter, dry etching is performed from the p-type GaAs cap layer 7 to the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As etching stop layer 5 to form a second p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer. A trapezoidal ridge portion 8 is formed in a stripe shape composed of a silicon nitride layer 6 and a p-type GaAs cap layer 7.
[0004]
Further, the photoresist after pattern removal, by performing a second crystal growth by MOCVD, n-type Al 0.7 on the ridge portion 8 and the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As etch stop layer 5 Ga 0.3 As is laminated.
Thus, on the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As etching stop layer 5, a pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current constricting layers 91, 91 sandwiching both side surfaces of the ridge portion 8 are provided. It is formed. On the other hand, on the ridge portion 8, n-type Al 0.7 Ga 0.3 As top up layer 92 having the same composition as the pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current blocking layer 91 is laminated . At this time, the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 forms the triangular portion 10.
[0005]
Here, the reason why the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 formed on the ridge portion 8 becomes the triangular portion 10 will be described.
In the crystal grown on the ridge 8, a (111) B plane appears as a crystal plane formed by being connected to both side surfaces of the ridge 8.
[0006]
Since the epitaxial growth rate of the (111) B plane is much lower than the growth rate of the (100) plane or the like, once the (111) B plane is generated as described above, crystal growth almost stops on this plane, Crystal growth on the ridge portion 8 proceeds only on the (100) plane. Therefore, the crystal growth itself on the ridge 8 almost stops when the side wall composed of the (111) B plane is finally closed. As a result, the cross-sectional shape of the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 stacked on the ridge portion 8 becomes triangular, and the triangular portion 10 is formed.
[0007]
(2nd process)
Next, as shown in FIG. 3B, the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 and the pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current confinement layers 91, 91 The GaAs contact layer 11 is stacked.
After a photoresist pattern (not shown) having an opening at the center is formed on the n-type GaAs contact layer 11, the n-type GaAs contact layer 11 is stacked on the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As from the surface of the ridge portion 8. An opening T is formed by dry etching up to an intermediate position up to the upper end of 92.
[0008]
(3rd step)
Next, as shown in FIG. 3C, after removing the above-mentioned photoresist pattern (not shown), the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 is selectively etched away using a hydrofluoric acid-based etchant. Then, the p-type GaAs cap layer 7 of the ridge portion 8 is exposed.
[0009]
(4th process)
Next, as shown in FIG. 3D, a third growth is performed by MOCVD, and a p-type GaAs contact layer 13 is stacked on the n-type GaAs contact layer 11 and the p-type GaAs cap layer 7.
Further, a p-type ohmic electrode 14 is formed on the p-type GaAs contact layer 13, and an n-type ohmic electrode 15 is formed on the n-type GaAs substrate 1 in a direction opposite to the above-mentioned laminating direction, thereby obtaining a semiconductor laser device.
[0010]
[Non-patent document 1]
57th Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics / Preprints NO. 3 / p921 / 7a-KH-7
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, when forming the opening T in the n-type GaAs contact layer 11, the thickness of the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As overlying layer 92 is usually as thin as about 0.6 μm, and n Etching may not be able to be stopped accurately at an intermediate position up to the upper end portion of the upper layer 92 of the type Al 0.7 Ga 0.3 As, which may deteriorate the laser characteristics.
In other words, when the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As overlayer 92 is not exposed even when the opening T is formed, the (n-type) Al 0.7 Ga 0.3 As overlayer is used in the (third step). Since the 92 cannot be removed, the junction between the p-type GaAs cap layer 7 and the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As overlying layer 92 becomes a reverse junction, so that laser emission due to interruption of current flow cannot be obtained. The problem had arisen.
[0012]
The n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 is completely removed, and the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current confinement layers 91 are further etched. When the portion T is formed, the p-type GaAs cap layer 7 is also removed, and the second p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 6 is exposed. An insulating oxide is formed on the surface of the Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 6. In this state, when the p-type GaAs contact layer 13 is formed in the same manner as in the (fourth step), the second p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 6 and the p-type GaAs contact layer 13 Therefore, there is a problem that laser emission cannot be obtained due to the interruption of the current flow because the bonding is performed via the formed oxide.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device having good etching accuracy and good laser characteristics.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a first conductive type clad layer, an active layer, and a second conductive type clad layer are sequentially laminated on a first conductive type semiconductor substrate, and then a second conductive type clad layer is formed on the second conductive type clad layer. Forming a ridge portion of a conductivity type, then laminating a first conductivity type AlGaAs on the cladding layer of the second conductivity type and the ridge portion of the second conductivity type, and forming a second layer of AlGaAs on the cladding layer of the second conductivity type; Forming a pair of first conduction type AlGaAs current constriction layers sandwiching the conduction type ridge portion and a first conduction type AlGaAs upper layer on the second conduction type ridge portion, and then forming the pair of first conduction type AlGaAs current layers; A first conductivity type GaAs contact layer is formed on the constriction layer and the first conductivity type AlGaAs layer, and then, from the surface of the second conductivity type ridge portion to the upper end of the first conductivity type AlGaAs layer. To the middle position The first conductivity type GaAs contact layer is dry-etched to form an opening for exposing the first conductivity type AlGaAs upper layer, and then the first conductivity type AlGaAs upper layer is selectively etched and removed to form the second layer. The method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the conductive type ridge portion is exposed and a second conductive type GaAs contact layer is formed on the second conductive type ridge portion and on the first conductive type GaAs contact layer, In forming the GaAs contact layer of the first conductivity type, an intermediate portion between the surface of the ridge portion of the second conductivity type and the upper end of the AlGaAs upper layer of the first conductivity type in the GaAs contact layer of the first conductivity type. At least one monitor layer made of AlAs or AlGaAs is formed at a position, and when the opening is formed, To provide a method of manufacturing a semiconductor laser device characterized by stopping the etching by observing plasma emission color.
According to a second aspect of the present invention, a first conductivity type clad layer, an active layer, and a second conductivity type clad layer are sequentially laminated on a first conductivity type semiconductor substrate, and then a second conductivity type ridge is formed on the second conductivity type clad layer. Forming a first conductive type AlGaAs layer on the second conductive type cladding layer and the second conductive type ridge portion; and forming the second conductive type ridge on the second conductive type cladding layer. Forming a pair of first conductivity type AlGaAs current confinement layers sandwiching the portion and an upper layer of the first conductivity type AlGaAs on the ridge portion of the second conductivity type, and then on the pair of first conductivity type AlGaAs current confinement layers; And forming a first conductivity type GaAs contact layer on the first conductivity type AlGaAs stacked layer, and then to an intermediate position from a surface of the second conductivity type ridge portion to an upper end of the first conductivity type AlGaAs stacked layer. The first conductivity type An opening for exposing the first conductive type AlGaAs layer is formed by dry-etching the aAs contact layer. Next, the second conductive type ridge is formed by selectively etching away the first conductive type AlGaAs layer. The method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: exposing and forming a second conductivity type GaAs contact layer on the second conductivity type ridge portion and the first conductivity type GaAs contact layer, wherein the first conductivity type GaAs is formed. In forming the contact layer, at least one monitor layer made of AlAs or AlGaAs is formed in the first conductivity type GaAs contact layer at a position equal to or higher than the upper end of the first conductivity type AlGaAs upper layer. When forming the opening, the plasma emission color from the monitor layer is observed, and the etching is stopped. A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: determining an etching rate from the surface of a conductive type GaAs contact layer to the monitor layer; and etching the first conductive type GaAs contact layer based on the etching rate. provide.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The same components as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A illustrates a (first step), FIG. 1B illustrates a (second step), (C) shows (third step) and (D) shows (fourth step). FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modification of the embodiment of the present invention.
[0016]
(First step)
As shown in FIG. 1A, the first growth is performed by the MOCVD method, and the n-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer 2 and the active layer are formed on the (100) plane of the n-type GaAs substrate 1. a layer 3, a first p-type Al 0.5 Ga 0.5 as cladding layer 4, p-type Al 0.7 Ga 0.3 as the etch stop layer 5, the second p-type Al 0.5 Ga A 0.5 As cladding layer 6 and a p-type GaAs cap layer 7 are sequentially stacked.
[0017]
Next, a photoresist pattern (not shown) in the form of a stripe is formed on the p-type GaAs cap layer 7 by photolithography. Thereafter, dry etching is performed from the p-type GaAs cap layer 7 to the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As etching stop layer 5 to form a second p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer. A trapezoidal ridge portion 8 is formed in a stripe shape composed of a silicon nitride layer 6 and a p-type GaAs cap layer 7.
[0018]
Further, after removing the photoresist pattern (not shown), a second crystal growth is performed by the MOCVD method, and the n-type Al 0 is formed on the ridge 8 and the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As etching stop layer 5. And 0.7 Ga 0.3 As.
Thus, on the p-type Al 0.7 Ga 0.3 As etching stop layer 5, a pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current constricting layers 91, 91 sandwiching both side surfaces of the ridge portion 8 are provided. It is formed. On the other hand, on the ridge portion 8, n-type Al 0.7 Ga 0.3 As top up layer 92 having the same composition as the pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current blocking layer 91 is laminated . At this time, the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 forms the triangular portion 10.
The reason why the triangular portion 10 is formed is the same as that described in the conventional example.
[0019]
Furthermore, n-type Al 0.7 Ga 0.3 As top up layer 92 and on a pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 n-type on the As current confinement layer 91, 91 Al 0.7 Ga 0.3 As A first n-type GaAs contact layer 11A having a thickness smaller than that of the upper layer 92 is stacked. Thereafter, an n-type AlAs monitor layer 12 and a second n-type GaAs contact layer 11B are sequentially laminated. That is, the structure is such that the AlAs monitor layer 12 is sandwiched between the first and second n-type GaAs contact layers 11A and 11B.
At this time, the n-type AlAs monitor layer 12 only needs to be etched for a time during which the plasma emission color can be confirmed.
[0020]
(2nd process)
Thereafter, as shown in FIG. 1B, a photoresist pattern (not shown) having an opening at the center is formed on the second n-type GaAs contact layer 11B. Dry etching is performed up to the type AlAs monitor layer 12, and the etching is stopped when a plasma emission color peculiar to AlAs is observed, and an opening T is formed in the second n-type GaAs contact layer 11B.
[0021]
That is, in the dry etching of the second n-type GaAs contact layer 11B, a plasma emission color peculiar to GaAs is observed, whereas in the dry etching of the n-type AlAs monitor layer 12, a plasma emission color peculiar to AlAs is observed. Is done. Since these plasma emission colors are different, it is possible to detect the etching end point. By stopping the dry etching after a predetermined time from the point when the plasma emission color of GaAs changes to the plasma emission color of AlAs, uniform etching stop with less in-plane variation can be performed.
[0022]
(3rd step)
Next, as shown in FIG. 1C, after removing the above-described photoresist pattern (not shown), the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 is selectively etched away using a hydrofluoric acid-based etchant. Then, the p-type GaAs cap layer 7 of the ridge portion 8 is exposed.
At this time, since the n-type AlAs monitor layer 12 on the first n-type GaAs contact layer 11A has the same conductivity type as the second n-type GaAs contact layer 11B, it may or may not be removed by etching. .
FIG. 1C shows a state in which the n-type AlAs monitor layer 12 is completely removed by etching.
[0023]
(4th process)
Next, as shown in FIG. 1D, a p-type GaAs contact layer 13 is formed in the second n-type GaAs contact layer 11B and the opening T. That is, the p-type GaAs contact layer 13 is formed on the p-type GaAs cap layer 7, on the side surface of the n-type AlAs monitor layer 12, and on the side surface and upper portion of the second n-type GaAs contact layer 11B.
[0024]
Thereafter, as in the conventional example, a p-type ohmic electrode 14 is formed on the p-type GaAs contact layer 13 and an n-type ohmic electrode 15 is formed on the n-type GaAs substrate 1 in a direction opposite to the lamination direction. To obtain a semiconductor laser device.
[0025]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As top up layer 92 on a pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current blocking layer 91 and 91 sandwiching, after forming a thin first n-type GaAs contact layer 11A having thickness than the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As top up layer 92, n-type AlAs monitoring layer 12, a second n -Type GaAs contact layers 11B are sequentially laminated, and then dry-etched from the surface of the n-type GaAs contact layer 11B from above the second n-type GaAs contact layer 11B, and dry when the plasma emission color of AlAs is observed. Since the etching is stopped to form the opening T, the n-type GaAs contact layer 11B can be accurately etched.
Therefore, a semiconductor laser device having good laser characteristics can be obtained.
[0026]
Next, a modified example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The same components as those of the embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
The modification shown in FIG. 2 is different from the (first step) of the embodiment of the present invention in that the n-type Al 0.7 Ga 0.3 As upper layer 92 and a pair of n-type Al 0.7 Ga 0.3 As after stacking a thick first n-type GaAs contact layer 11A having thickness than n-type Al 0.7 Ga 0.3 As top up layer 92 on the blocking layer 91, 91, n-type AlAs monitoring layer 12, the second The n-type GaAs contact layers 11B are sequentially laminated, and then openings T are formed in the first and second n-type GaAs contact layers 11A and 11B in the same manner as in the (second step).
[0027]
At this time, after dry etching is performed from the second n-type GaAs contact layer 11B and plasma emission specific to AlAs is observed, the dry etching is stopped. Then, the etching rate of the second n-type GaAs contact layer 11B is determined.
Thereafter, using this etching rate, the first n-type GaAs contact layer 11A is dry-etched by time management so that the n-type Al 0.7 Ga 0. 3 is intended to stop the etching at an intermediate position to the upper end portion of as top up layer 92, but is otherwise similar.
Similar effects can be obtained in the modification of the embodiment of the present invention.
[0028]
In the embodiment of the present invention, the case where the AlAs monitor layer 12 has a single layer has been described, but a similar effect can be obtained by forming a plurality of layers.
Further, AlGaAs may be used instead of the AlAs monitor layer 12.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, when forming the first conductivity type GaAs contact layer, the first conductivity type GaAs contact layer is provided in the first conductivity type GaAs contact layer from the surface of the second conductivity type ridge portion to the upper end portion of the first conductivity type AlGaAs upper layer. At least one monitor layer made of AlAs or AlGaAs is formed at an intermediate position between the layers, and when forming an opening in the first conductivity type GaAs contact layer, etching is performed by observing the color of plasma emitted from the monitor layer. Is stopped, the first conductivity type GaAs contact layer can be etched accurately.
Therefore, a semiconductor laser device having good laser characteristics can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A illustrates a (first step), FIG. 1B illustrates a (second step), (C) shows (third step) and (D) shows (fourth step).
FIG. 2 is a sectional view showing a modification of the embodiment of the present invention.
3A and 3B are cross-sectional views illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device, wherein FIG. 3A illustrates a (first step), FIG. 3B illustrates a (second step), and FIG. (D) shows (third step) and (D) shows (4th step).
[Explanation of symbols]
1 ... n-type GaAs substrate (first conductivity type semiconductor substrate), 2 ... n-type Al 0.5 Ga 0.5 As cladding layer (the first conductivity type semiconductor layer), 3 ... active layer, 4 ... first p Type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer (second conductive type clad layer), 5... P-type Al 0.7 Ga 0.3 As etching stop layer, 6... Second p-type Al 0.5 Ga 0.5 As clad layer, 7 p-type GaAs cap layer, 8 ridge, 91 n-type Al 0.7 Ga 0.3 As current confinement layer, 92 n-type Al 0.7 Ga 0. 3 As upper layer (first conductive type AlGaAs upper layer), 10... Triangular part, 11A... First n-type GaAs contact layer (first conductive type GaAs contact layer), 11B. GaAs contact layer (first conductivity type GaAs contact layer), 12... N AlAs monitoring layer (AlAs monitoring layer), 13 ... p-type GaAs contact layer (second conductivity type GaAs contact layer), 14 ... p-type ohmic electrode, 15 ... n-type ohmic electrode, T ... opening