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JPH07162086A - 半導体レーザの製造方法 - Google Patents

半導体レーザの製造方法

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Publication number
JPH07162086A
JPH07162086A JP5309600A JP30960093A JPH07162086A JP H07162086 A JPH07162086 A JP H07162086A JP 5309600 A JP5309600 A JP 5309600A JP 30960093 A JP30960093 A JP 30960093A JP H07162086 A JPH07162086 A JP H07162086A
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JP
Japan
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layer
manufacturing
semiconductor laser
impurity diffusion
diffusion source
Prior art date
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Pending
Application number
JP5309600A
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English (en)
Inventor
Yutaka Nagai
豊 永井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to US08/352,496 priority patent/US5556804A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波重畳時も良好な素子特性を有する半導
体レーザを得る。また、高光出力で動作可能である窓構
造を有する半導体レーザを得る。 【構成】 埋め込み半導体レーザにおいて、リッジマス
クが不純物拡散源となる膜１６ａで構成され、電流ブロ
ック層成長時の熱により該不純物拡散源膜１６ａからｐ
−コンタクト層５とｐ−クラッド層４の途中まで不純物
が拡散し、ｐ−クラッド層４のキャリア濃度が実効的に
増加し素子抵抗が下がる。また、量子井戸構造活性層３
まで拡散が達し該量子井戸構造がディスオーダーされる
ことにより窓構造が形成される。 【効果】 素子抵抗が低減する結果、高周波重畳時の特
性が改善される。また、該拡散により量子井戸構造活性
層がディスオーダーされて窓構造が形成され、高出力動
作可能な窓構造半導体レーザが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザの製造
方法に関し、特に光ディスクの光源用の、高周波重畳時
でも良好な特性を有する半導体レーザを製造する方法に
関するものである。また、端面部分に窓構造を有し、高
光出力動作が可能な半導体レーザの構造、及びその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の“短波長ＩｎＧａＡｌＰ可視光レ
ーザダイオード”，については、文献(1), " Short-Wav
elength InGaAsP Visible Light Laser Diode ", IEEE
JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS. VOL. 27, NO. 6, JU
NE 1991, Gen-ichi Takahashiet.al.，に報告されてい
る。
【０００３】以下、従来の短波長ＩｎＧａＡｌＰ可視光
レーザダイオードについて説明するため、この文献の内
容を引用する。短波長ＩｎＧａＡｌＰ可視光レーザダイ
オードの開発において大きな進歩がみられている。短波
長ＩｎＧａＡｌＰ可視光レーザダイオードにおいては、
動作温度と発振波長との間に強い相関が見られるが、短
波長領域における好ましい温度特性の劣化はリーク電流
の増加をもたらし、これはＩｎＧａＡｌＰ材料系に固有
の小さい伝導帯不連続に起因するものである。より高く
ドープされたｐ型クラッド層の導入は、これらの温度特
性の改善に顕著な効果を持つもので、６３０ｎｍバンド
の波長の短波長発振が、横モードの安定なＩｎＧａＡｌ
Ｐレーザにおいて達成されたことが、この文献では報告
されている。
【０００４】Ｉ．導入 ０．６μｍの波長領域で発振するＩｎＧａＡｌＰ可視光
レーザダイオードは、高密度光ディスクシステム、およ
び高速度レーザプリンタ等の光情報処理システム用の光
源として多くの興味をもたれてきた。ＩｎＧａＡｌＰレ
ーザの室温連続波（ＣＷ）動作は、６７０〜６９０ｎｍ
の波長帯でＩｎＧａＰ三元活性層に対し、１９８５年に
初めて達成された。それ以来、横モード安定化，閾値電
流の低減，高温動作，および高信頼性等のレーザ性能の
改善について多くの努力がなされてきた。
【０００５】これらのレーザダイオード特性の中で、高
出力および短波長動作はＩｎＧａＡｌＰレーザの実際の
使用のためには重要な課題である。高出力動作は、特に
光ディスクへの応用において要求される。従来のＧａＡ
ｌＡｓレーザの高出力動作を得るために以前から用いら
れている基本的な方法は、ＩｎＧａＡｌＰ系にも適用可
能である。５０ｍＷと高出力のＣＷ動作が、薄い活性層
構造とレーザ端面への反射防止および高反射コーティン
グを用いることによって、横モード安定化されたＩｎＧ
ａＡｌＰレーザについて達成された。また３２０ｍＷ出
力パワーを持つ高出力ブロードストライプレーザが報告
されている。高出力ＩｎＧａＡｌＰレーザの信頼性にお
いても顕著な改善が見られている。２０ｍＷの出力パワ
ーを持つ横モード安定化されたＩｎＧａＡｌＰレーザは
現在商業的に利用可能である。
【０００６】１９９０年における高出力ＩｎＧａＡｌＰ
レーザについての代表的な達成は窓構造レーザの実現で
ある。窓構造を用いることにより、出力パワーは、利得
ガイド型および横モード安定化構造のそれぞれを持つＩ
ｎＧａＡｌＰレーザについて、８０および７５ｍＷに増
大された。６７０ｎｍ以下で発振する短波長ＩｎＧａＡ
ｌＰレーザダイオードの開発は、高密度光ディスク応用
での使用、および従来のＨｅ−Ｎｅガスレーザ（λ＝６
３３ｎｍ）に代わる必要な放射波長の小型の光源の実現
のために継続されてきた。
【０００７】短波長ＩｎＧａＡ１Ｐレーザダイオードを
得るために３つの方法が研究されて来た。
【０００８】1) ＩｎＧａＡｌＰ４元活性層の使用 2) 量子井戸構造 3) 基板方位に対するバンドギャップエネルギの依存性
の利用 第１の方法は、発振波長を短波長化するための、かなり
容易な、しかし基本的なアプローチである。
【０００９】短波長ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードを
実現するにおける問題は、高温動作を得ることが難しい
ことである。最大動作温度は波長が減少するにつれて減
少する。短波長ＩｎＧａＡｌＰの実際の使用のために温
度特性の改善は不可欠である。短波長領域における温度
特性の劣化は、活性層とｐ型クラッド層との間の小さい
バンドギャップエネルギ差によるリーク電流の増加が原
因であるものと思われる。リーク電流は大きなバンドギ
ャップのクラッド層を用いること、または高濃度にドー
プされたｐ型クラッド層を用いることによって減少する
ことができる。クラッド層のバンドギャップエネルギは
ＧａＡｓ基板に格子整合したＩｎＧａＡｌＰ系物質によ
り決定される限界を持つ。したがって、短波長ＩｎＧａ
ＡｌＰレーザダイオードを実現するためには、高濃度に
ドープされたクラッド層を用いることが必要であること
がわかっている。最近、高濃度にドープされたｐ型クラ
ッド層を生ずる結晶成長技術が開発されている。これ
は、ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードの温度特性を有効
に改善した。この改善により、室温での６３０ｎｍ帯の
ＣＷ動作が実現された。
【００１０】この論文は、ＩｎＧａＡ１Ｐ可視光レーザ
ダイオードの短波長動作についての我々の最近の結果を
レビューしている。短波長ＩｎＧａＡｌＰレーザに使用
される横モード安定化された構造が簡単に示されてい
る。リーク電流の低減のための理論的な背景および短波
長ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードの実験結果が記述さ
れる。
【００１１】II．横モード安定化されたＩｎＧａＡｌＰ
レーザダイオードの装置構造 短波長ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードの実現のため
に、横モード安定化された構造の使用が動作電流の低減
のために必要であり、また装置の実際の応用のためにも
必要である。図１４は、横モード安定化されたＩｎＧａ
Ａ１Ｐレーザの代表的な構成を示している。この構造
は、リッジ形状のダブルヘテロストラクチャー上への選
択成長を利用するｎ−ＧａＡｓ層の成長を含み、３段階
の有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により作製さ
れる。したがって、その構造は選択的に埋め込まれたリ
ッジ導波路（ＳＢＲ）レーザと呼ばれる。
【００１２】ＳＢＲレーザにおける光モード閉じ込め
は、ロスガイド効果を用いることによって得られ、これ
は接合面に沿った複素屈折率分布によって形成される。
このようなリッジ型構造では、ストライプとその外の領
域との間の実効屈折率差ΔＮeff は出力ビームの光特性
のための重要なファクターである。ΔＮeff は各層の屈
折率，活性層厚ｄ，および活性層とストライプの外の領
域のｎ−ＧａＡｓ吸収層との間の距離ｈによって決定さ
れる。図１５は、ＩｎＧａＡｌＰ活性層とＩｎ0.5 （Ｇ
ａ0.3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐクラッド層の場合のｄとｈの関
数としてのΔＮeff の計算例を示している。ΔＮeff の
安定な基本モード発振および低アスティグマチズム特性
を実現するための好ましい値は約１０-2である。パラメ
ータｄおよびｈはこの要件を満足するよう最適化される
べきである。
【００１３】図１６は、横モード安定化ＩｎＧａＡｌＰ
レーザの他の構造を示している。このレーザでは、電流
閉じ込めがｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層とｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層との間の大きなバンド不連続によるヘテ
ロバリヤを利用して実現されている。このレーザは、ヘ
テロバリヤブロッキング（ＨＢＢ）レーザと呼ばれる。
ＨＢＢレーザの電流閉じ込め機構の原理は図１７に示さ
れる。図１７および後に示される他の図のための計算に
おいて使用される材料パラメータは図２６にリストされ
ている。ＩｎＧａＡｌＰ材料の特徴的な性質はＩｎＧａ
ＡｌＰとＧａＡｓとの間の価電子帯不連続ΔＥｖが大変
大きいことである。このバンド不連続はｐ−ＩｎＧａＡ
ｌＰとｐ−ＧａＡｓとの界面での価電子帯のプロファイ
ルにおいてホールのキャリアに対しバリヤとして働く大
きなスパイクを生ずる原因となる。ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
のＡｌ組成比がかなり大きいとき、電流は図１７(a) に
示されるように、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰとｐ−ＧａＡｓと
の界面には流れない。逆に価電子帯のスパイクはＩｎＧ
ａＡｌＰとＧａＡｓとの間の中間のバンドギャップエネ
ルギを持つｐ−ＩｎＧａＰ層を導入することによって低
減される。したがって、ＨＢＢレーザのストライプ領域
の形状に相当する図１７(b) に示される構造において容
易に流れる。
【００１４】ＳＢＲおよびＨＢＢレーザの光学特性はほ
とんど同じであり、これは光閉じ込め機構が本質的に同
じであるからである。作製プロセスに関しては、ＨＢＢ
レーザは単に２段階のＭＯＣＶＤ成長プロセスを要求す
るのでＳＢＲレーザより成長するのが容易である。これ
らの図１４および図１６に示された横モード安定化され
た構造は、短波長ＩｎＧａＡｌＰレーザの製造に使用さ
れる。これらのレーザの特性は後に示される。
【００１５】III ．短波長動作のための理論的な背景 ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードの発振波長を短波長化
するにおける困難性は活性層からｐ型クラッド層への電
子リークによるものである。図１８は発振閾値でのＩｎ
ＧａＡｌＰダブルヘテロ構造レーザの概略的なバンドダ
イヤグラムを示している。ＩｎＧａＡ１Ｐダブルヘテロ
構造においては、活性層とクラッド層との間の伝導帯不
連続とバンドギャップ差はそれほど大きくない。例え
ば、直接遷移領域の範囲において最も大きいバンドギャ
ップ差を持つＩｎＧａＰ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3 Ａｌ0.7
）0.5 Ｐダブルヘテロ構造の伝導帯不連続の値は０．
１９ｅＶである。この伝導帯ヘテロバリヤの小さい値の
ために注入された電流の一部は活性層からｐ型クラッド
層へ、図１８に示されるようにオーバーフローする。
【００１６】電子のオーバーフローの効果は高温動作に
おいてより大きな範囲に見られ、これはバリヤ高さδｐ
（図１８参照）がより高い温度での高い注入電流に起因
する活性層での準フェルミレベルΦｎの増加により減少
するからである。図１９はＩｎＧａＰ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ
0.3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐダブルヘテロ構造の閾値電流密度
の温度依存性の計算例を示している。トータルの閾値電
流Ｊthは活性層への総注入電流Ｊth(net) および漏れ電
流ＪL の和によって表わされる。総注入電流密度は２０
０Ｋの特性温度をもつ温度依存性を示している。室温で
の見たところの特性温度は、リーク電流の存在によりこ
の値より低い。このリーク電流のほとんどは電子のオー
バーフロー電流によるものであり、これは活性層とｐ型
クラッド層との間の伝導帯でのヘテロバリヤを超えて流
れる。
【００１７】電子のオーバーフローはより短波長のレー
ザダイオードにとってはますます困難なものとなってい
る。これは、活性層とクラッド層との間のバンドギャッ
プエネルギ差の減少に起因するヘテロバリヤ高さの減少
をもたらすものである。したがって、短波長領域におい
て高温動作を実現することは困難である。
【００１８】電子のオーバーフローは活性層の伝導帯の
準フェルミレベルとｐ型クラッド層の伝導帯の底との間
のバリヤ高さを増加することによって減少することがで
きる。図１８に示されるように、バリヤ高さδｐは活性
層とｐ型クラッド層との間のバンドギャップエネルギ差
とｐ型クラッド層のフェルミレベルＥfpとによって決定
される。そのフェルミレベルＥfpは、クラッド層におけ
るホールの濃度によって決定される。したがって、δｐ
は大きなバンドギャップの、または高濃度にドープされ
たクラッド層のいずれかを用いることによって増大する
ことができる。
【００１９】図２０は閾値電流密度の活性層バンドギャ
ップの関数としての数値計算結果を示している。短波長
領域での閾値電流の急激な増加は電子のオーバーフロー
によるものである。ホールの濃度４×１０17cm-3をもつ
Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0.7）0.5 Ｐクラッド層をもつ
レーザダイオードの実験データは図２０に示される対応
するカーブと同様の傾向を示した。しかしながら、計算
結果によって示されるものよりも長い波長領域にわたっ
て閾値電流の増加が生じた。この差は活性層についての
非放射再結合ライフタイムがＩｎＧａＰのそれと等し
く、Ａｌ組成比とは独立したものであると仮定した計算
における仮定にその原因があると考えられる。
【００２０】図２０に示されるように、より短波長の領
域の装置では、閾値電流は高いＡｌ組成比をもち、大き
いバンドギャップエネルギと高いホールの濃度とをもつ
ｐ型クラッド層を用いることによって低減することがで
きる。ＩｎＡｌＰ（ｘ＝１）のバンドギャップは非直接
であり、伝導帯のオフセットはＩｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ
0.7 ）0.5 Ｐのそれより小さいが、それは電子のオーバ
ーフローを低減する効果をもつ。これは、図１８のバリ
ヤ高さδｐは主にＥｇcladおよびＥfpによって決定され
るからである。
【００２１】IV．実験結果 上記で示したように、ｐ型クラッド層のより高いＡｌ組
成比と、より高いホール濃度は短波長ＩｎＧａＡｌＰレ
ーザダイオードの開発のために好ましい。しかしなが
ら、高濃度にドープされたｐ型クラッド層を得ることは
特に高いＡｌ組成比のＩｎＧａＡｌＰについては困難で
ある。したがって、クラッド層の最適なＡｌ組成比を選
択する必要がある。実験では、０．７のＡｌ組成比（そ
こではＩｎＧａＡｌＰは最大の直接バンドギャップをも
つ）、が選択された。Ｚｎｐ型ドープの場合には、制限
的要因が存在する。すなわち、高濃度ではドーピングは
活性層へのＺｎの拡散を生じ、これは装置特性の劣化を
生ずる。活性層へのＺｎの拡散を生じない最大のドーピ
ングレベルは、成長条件、例えば、成長温度に依存す
る。Ｚｎドーピングの特性は、ＩｎＧａＡｌＰダブルヘ
テロストラクチャーについて詳細に調査された。この活
性層への拡散は、最適な成長条件のもとで、６×１０17
cm-3以下のアクセプタ濃度レベルでは起きないことが見
出された。このような高いドープされたｐ型クラッド層
の使用は、短波長ＩｎＧａＡｌＰレーザダイオードの温
度特性を有効に改善した。この改善により、高温短波長
発振装置がＩｎＧａＡｌＰ４元活性層を用いたレーザに
ついて得られた。
【００２２】図２１は、ＩｎＧａＡｌＰレーザの連続波
動作での発振波長と最大温度との間の関係を示す実験結
果を示している。図に示されるように、最大動作温度Ｔ
maxと波長λとの間には強い相関がある。波長が短いほ
ど、可能な動作温度はより低くなる。これは、上記した
ように、電子のオーバーフローが原因していると考えら
れる。高くドープされたｐ型クラッド層の効果は、図２
０に予言されているが、実験によってもまた確認され
た。図２１に示されるように、アクセプタ濃度が５×１
０17cm-3のときには、Ｔmax について顕著な改善が見ら
れた。
【００２３】高濃度にドープされたｐ型クラッド層（ｐ
＝５×１０17cm-3）を用いることによって、最大ＣＷ温
度が図２１に示されるように６５０ｎｍの発振波長をも
つレーザについて７０℃にまで増加された。図２２はア
クセプタ濃度に対しプロットされた６５０ｎｍの波長の
ＳＢＲレーザの特性温度を示している。より高い特性温
度がより高いアクセプタ濃度を使用することによって得
られた。図２３は、ヒートシンク温度５０℃でのコート
されていない６５０ｎｍのレーザについてのエージング
テストの結果の例を示している。そのレーザは１０００
時間以上動作した。６３０ｎｍ帯のＩｎＧａＡｌＰレー
ザを実現するために、活性層のＡｌ組成比は０．１５に
セットされた。この４元活性層およびＩｎ0.5 （Ｇａ0.
3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐクラッド層をもつＳＢＲ構造が作製
された。図２４は、この６３０ｎｍ帯のＳＢＲレーザの
光出力対電流特性を示している。６３８ｎｍの波長での
室温ＣＷ動作が達成された。２５℃での閾値電流は１０
０ｍＡであり、スロープ効率は０．３５Ｗ／Ａ／端面で
あった。連続波動作は５０℃でも維持された。この動作
温度の改善はｐクラッド層のための高濃度ドーピング技
術によってもたらされたリーク電流の低減の効果である
と考えられる。
【００２４】短波長動作はまた、ＨＢＢ構造を使用する
ことによっても達成された。図２５は、６３０ｎｍ帯の
ＨＢＢレーザの光出力対電流特性を示している。６３
６．１ｎｍの波長での単一縦モード発振が得られた。接
合面に平行および垂直な方向でのビーム広がり角はそれ
ぞれ８．５°および３９°であった。以上、上記文献
(1) を引用して従来の短波長ＩｎＧａＡｌＰ可視光レー
ザダイオードについて説明したが、次に、従来の０．６
７μｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系半導体レーザ
の具体的な構成の一例、及びその作用，動作について説
明する。
【００２５】図１１は、上記文献(1) に記載されたもの
と同等の従来の０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌ
ＧａＰ系の半導体レーザの概観図を示し、図１２は該半
導体レーザの製造工程を示す断面図である。図１１にお
いて、１はｎ−ＧａＡｓ半導体基板（不純物濃度は１〜
３×１０18cm-3、厚みは９５μｍ）である。該ｎ−Ｇａ
Ａｓ半導体基板１上には、ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２（不純物濃度は１×１０17cm
-3、膜厚は１．５μｍ）が配置される。該ｎ−（Ａｌ0.
7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２上には、アン
ドープのＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３（膜厚は０．０７
μｍ）が配置される。該Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３上
には、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラ
ッド層４（不純物濃度は５×１０17、不純物はＺｎ又は
Ｓｉ、膜厚は０．２５μｍ）が配置される。該ｐ−（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４のリッジ
部（リッジ底部の幅は５．５μｍ、リッジ上部の幅は
３．０μｍ）４ａ上の部分には、ｐ−ＧａＡｓ第１コン
タクト層５（不純物濃度は２×１０19cm-3、膜厚は０．
４μｍ）が配置される。該ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４の薄膜部４ｂ上には、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９（不純物濃度は６×１０18c
m-3、膜厚は１μｍ）が配置される。上記ｐ−ＧａＡｓ
第１コンタクト層５上、及び上記ｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層９上には、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１１
（不純物濃度は２×１０19cm-3、膜厚は２．５μｍ）が
配置される。また、上記ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層
１１上には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなるｐ側電極１２が
配置され、ｐ−ＧａＡｓ半導体基板１側には、ＡｕＧｅ
／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕよりなるｎ側電極１３が配置され
る。本レーザの電極を除いた部分の高さは１００μｍで
ある。
【００２６】また、図１２において、１６は上記ｐ−Ｇ
ａＡｓ第１コンタクト層５上に形成されたＳｉＯ2 又は
Ｓｉ3 Ｎ4 よりなる選択成長マスク、１６ａは該選択成
長マスク１６がパターニングされたストライプ状の選択
成長マスク膜、８は該パターニングされたストライプ状
の選択成長マスク１６ａをマスクにしてエッチングして
形成された、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層４とｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５とから
なるリッジ領域である。
【００２７】次に、本従来例の半導体レーザの製造方法
を図１２を参照して説明する。まず、ｎ−ＧａＡｓ半導
体基板１上に、ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層２，Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３，ｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４，ｐ
−ＧａＡｓ第１コンタクト層５の各層を、ＭＯＣＶＤ
（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）法によ
り、７５０°Ｃの成長温度でエピタキシャル結晶成長す
る。成長後のウエハの断面図を図１２(a) に示す。
【００２８】次にＳｉＯ2 又はＳｉ3 Ｎ4 よりなる選択
成長マスク１６を、図１２(c) に示すようなストライプ
状の膜１６ａにパターニングする。ストライプの幅は５
〜１５μｍが適当である。この選択成長マスク１６ａは
リッジエッチングのマスクとしても機能する。すなわ
ち、図１２(d) に示すように、この選択成長マスク１６
ａをマスクとしてリッジ８ができるようエッチングを行
う。このエッチングでは、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト
層５と、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層４の途中（その層厚を０．３μｍ残す）までエッ
チングを行ってリッジ８を形成する。エッチング後の断
面図を図１２(d) に示す。
【００２９】次に図１２(e) に示すように、再結晶成長
を行い、リッジ部分８以外の箇所をｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層９（不純物濃度は６×１０18cm-3、膜厚は１μ
ｍ）で埋め込む。このときリッジ部分８では、選択成長
マスク１６ａが形成されているため、この上には結晶成
長は行われない。この結晶成長時には、ウエハは５００
℃以上（５５０°Ｃ等）にて約３０分間加熱される。
【００３０】次に図１２(f) に示すように、ウエットあ
るいはドライエッチングにより選択成長マスク１６ａを
除去した後、上記リッジ８上，及びｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層９上に、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１１を
さらに結晶成長する。あるいは、場合によっては、図１
２(e) の状態の後、上記リッジエッチングマスク１６ａ
を剥がして図１２(g) に示す状態とし、この状態で再
度、ＺｎＯ等からなる不純物拡散源膜７を上記リッジ部
分８上に形成し、この状態で熱処理を行って、上記不純
物拡散源膜７中のｐ型不純物を上記第１コンタクト層
５，及びｐ型上クラッド層４中に拡散してｐ型拡散領域
１０を形成し、その後、不純物拡散源膜７を除去し、図
１２(h) に示すように、ウエハ全面に第２コンタクト層
１１を結晶成長する。
【００３１】その後、ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１側にＡ
ｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕよりなるｎ側電極１３を、ｐ
−ＧａＡｓ第２コンタクト層１１側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ
よりなるｐ側電極１２を、抵抗加熱による蒸着，あるい
はＥＢ（電子ビーム）蒸着，あるいはスパッタによって
形成することにより、あるいは上記図１２(g) の工程の
後、上記のような電極形成を行うことにより、図１１に
示すような従来例の半導体レーザを完成する。
【００３２】以下、本従来例の作用，動作について説明
する。まず、図１１に示した従来の０．６７μｍ帯の半
導体レーザの動作を以下に説明する。ｐ側電極１２側に
正，ｎ側電極１３側に負となるように電圧を印加する
と、正孔（ホール）は、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層
１１，ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５，ｐ−（Ａｌ0.
7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４を経て、Ｉｎ
0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３へ、また電子は、ｎ−ＧａＡｓ
半導体基板１，ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層２を経て、Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３に
それぞれ注入され、上記ホールと電子の再結合が発生
し、活性層３内で誘導放出光が生じる。そして、キャリ
アの注入量を十分高くして、活性層３よりなる導波路に
おいてその損失を越える光が発生するようにすれば、レ
ーザ発振が生じることとなる。
【００３３】次に、リッジ構造について説明する。図１
１のｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層４とｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５とからなるリッ
ジ領域８を有するリッジ構造では、該ストライプ状のリ
ッジ領域８部分以外のｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９に
覆われている領域では、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４，及びｐ−ＧａＡｓ第２コンタ
クト層１１と、上記ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９，と
の間でそれぞれｐｎ結合が形成されており、このため、
ｐ−電極１２側を正となるよう電圧を印加しても、リッ
ジ領域８以外では、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層４とｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１
１との間が、ｐｎｐ構造となり、逆バイアスとなるた
め、電流は流れない。つまり、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層９は文字通り電流をブロック、即ち阻止する機能を
果たす。よって、電流はリッジ領域８のみを流れるた
め、リッジに近接する活性層３の領域のみに電流は集中
し、これによりレーザ発振するのに十分な電流密度に達
し、レーザ発振が起こることとなる。
【００３４】また、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９は、
活性層３で発したレーザ光を吸収する性質があり、これ
は、ＧａＡｓのバンドギャップエネルギが、活性層３を
構成しているＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐのバンドギャップエネ
ルギより小さいからである。このため、リッジ領域８の
両脇ではレーザ光は強い吸収を受けることとなるため、
レーザ光もリッジ領域８の近傍のみに集中することとな
る。この結果、半導体レーザの動作特性の中で重要な特
性の一つである水平横モードも安定に単峰の形状となる
こととなる。
【００３５】以上に引用した文献(1) の内容からも判る
ように、ＩｎＧａＡｌＰ系材料を用いて構成された半導
体レーザでは、そのｐ型クラッド層の不純物濃度を高く
することによって、レーザ特性が向上するが、通常のド
ーピング技術を用いた場合、ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
のｐ型不純物濃度を高くすることは困難であり、本文献
においては、ｐ型クラッド層のｐ型不純物濃度を向上す
るための効果的な方法は特に開示されていない。
【００３６】また、一般にコンパクトディスク（ＣＤ）
等の光ディスク装置の光源として用いられる０．８μｍ
帯、あるいは０．６７μｍ帯のレーザ光を発するＡｌＧ
ａＡｓ系，あるいはＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系の半
導体レーザにおいては、その最大光出力は端面破壊が発
生する光出力で決定される。この端面破壊は、レーザ光
が端面領域の表面準位に光吸収されることによって発生
するものである。よって、高光出力動作を実現するため
には、より高い光出力でも端面破壊が生じないようにす
る工夫が必要である。このためには端面領域でレーザ光
を吸収しにくくする構造，つまりレーザ光に対して“透
明”となるような窓構造を設けることが非常に有効であ
る。
【００３７】以下この半導体レーザにおける端面破壊を
防止するための窓構造について説明する。半導体レーザ
の高出力動作時に生じる光学損傷（Catastrophic Optic
al Damage ：ＣＯＤ）は、レーザの端面近傍に存在する
界面準位により、同一組成の活性層でも、中央部に比
べ、端面部のバンドギャップが小さくなっていることに
起因して生じる。すなわち、レーザの高出力動作時に端
面近傍におけるレーザ光の吸収により、端面で局所的に
温度が上昇する。この局所的な過剰発熱は、その部分の
バンドギャップをさらに小さくするため、これによりレ
ーザ光の吸収が促進されさらに発熱が増加することとな
るというループを生じ、ついには、レーザ端面が溶融
し、非可逆的な破壊が生じる。このように端面破壊が生
じるときのレーザ光出力をＣＯＤ光出力と呼び、このＣ
ＯＤ光出力が、ＡｌＧａＡｓ系やＡｌＧａＩｎＰ系の材
料で構成される半導体レーザの最大光出力を制限してい
る。
【００３８】上述のような端面破壊を防ぐには、界面準
位が生じ得る領域の活性層のバンドギャップを、それ以
外の領域の活性層のバンドギャップと比べ大きくすれば
良い。例えば、９０年春の応物学会（予稿集２９ａ−Ｓ
Ａ−７）においては、レーザ端面近傍の活性層の禁制帯
幅をレーザ中央部の活性層の禁制帯幅よりも高エネルギ
化した窓構造によって、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レー
ザのＣＯＤ光出力を大幅に高め、高出力化を可能とした
ものが開示されている。
【００３９】ＧａＩｎＰやＡｌＧａＩｎＰ結晶材料の特
有の現象として、これを所定の成長条件で結晶成長させ
た場合に、その構成原子が周期的に配列された、いわゆ
る自然超格子が形成されることが知られている。また、
この自然超格子構造の結晶中にＺｎ等の不純物を導入し
て超格子構造を無秩序化すると、無秩序化された領域の
禁制帯幅は無秩序化されていない領域の禁制帯幅よりも
大きくなることが知られている。上記文献では、ＧａＩ
ｎＰ又はＡｌＧａＩｎＰからなる活性層を、上記自然超
格子が形成される条件で成長した後、レーザ端面近傍に
不純物導入を行ない、窓構造を形成している。
【００４０】図２７は、上述した，自然超格子の無秩序
化を利用して作製された、従来の窓構造付きＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの共振器長方向に沿った断面を示す
模式図である。図において、１０１はｎ型ＧａＡｓ基
板、１０２は基板１０１上に配置されたｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰ下クラッド層、１０３は下クラッド層１０２上に配
置された自然超格子構造のＧａＩｎＰ量子井戸（Quantu
m-Well：ＱＷ）活性層、１０４は活性層１０３上に配置
されたｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層、１０５は上ク
ラッド層１０４上に配置されたｐ型ＧａＡｓコンタクト
層である。また、１０６はｎ側電極、１０７はｐ側電極
である。１０８はレーザ端面近傍に形成されたＺｎ拡散
領域であり、１０９は活性層１０３のうちＺｎ拡散によ
り自然超格子が無秩序化（ディスオーダリング）された
領域である。１２０は出射レーザ光である。
【００４１】図２９は図２７に示す窓構造付きＡｌＧａ
ＩｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面
工程図であり、図において図２７と同一符号は同一又は
相当部分である。以下、図２７に示す半導体レーザの製
造工程を図２９に沿って説明する。
【００４２】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、例え
ばＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ下クラッド層１０２，ＡｌＧａＩｎＰ量子井
戸活性層１０３，及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
１０４を順次結晶成長し、さらに、上クラッド層１０４
上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０５を結晶成長して、
図２９(a) に示すようなレーザ積層構造を形成する。こ
のとき、活性層１０３はその結晶構造が自然超格子構造
となるように、その成長条件をコントロールする。
【００４３】次に、図２９(b) に示すように、コンタク
ト層１０５上に、図中二点鎖線で示す劈開位置近傍に開
口１１０ａを有するＳｉＯ2 膜パターン１１０を形成す
る。開口部１１０ａの幅ｗは、劈開の精度を考慮して２
０μｍ程度とする。次に、図２９(c) に示すように、Ｓ
ｉＯ2 膜パターン１１０をマスクとして、気相拡散，又
は固相拡散により、レーザ積層構造中にＺｎ原子を拡散
し、Ｚｎ拡散領域１０８を形成する。このＺｎの拡散に
よって活性層１０３のレーザ端面近傍の領域は、自然超
格子構造が無秩序化された領域１０９となる。Ｚｎ拡散
は、ＧａＡｓとＡｌＧａＩｎＰでは進む拡散速度が違
い、通常、ＡｌＧａＩｎＰ量子井戸活性層１０３，及び
その上下に配置されたＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０
４，１０２中の方が、ＧａＡｓからなる基板１０１，及
びコンタクト層１０５中よりも早くその拡散が進む。
【００４４】この後、ＳｉＯ2 膜パターン１１０を除去
し、図２９(d) に示すように、基板１０１の裏面にｎ側
電極１０６を、コンタクト層１０５上にｐ側電極１０７
を形成する工程、劈開により素子分離を行ない共振器端
面１５０を形成する工程等を経て、図２７に示す半導体
レーザが完成する。
【００４５】次に動作について説明する。ｎ側電極１０
６，ｐ側電極１０７に、レーザのｐｎ接合に対して順方
向のバイアスを印加すると、電子及び正孔は活性層１０
３に注入され、活性層１０３内で再結合して光を発生す
る。活性層１０３内で発生した光は一対の共振器端面１
５０間を活性層に沿って導波され、反射，増幅を繰り返
し、レーザ発振に至る。ここで、活性層１０３の共振器
端面近傍の領域はＺｎの拡散によりその自然超格子構造
が無秩序化された領域１０９となっており、この領域１
０９の禁制帯幅は、自然超格子構造が無秩序化されてい
ないレーザ中央部の活性層の禁制帯幅より広くなってい
る。これにより、本従来例においては、レーザ端面での
光の吸収が抑えられ、高出力のレーザ動作が可能であ
る。
【００４６】また、図２８は、自然超格子の無秩序化を
利用して作製された、従来の他の窓構造付きＡｌＧａＩ
ｎＰ系半導体レーザの共振器長方向に沿った断面を示す
模式図である。図において、図２７と同一符号は同一又
は相当部分であり、１１８はレーザ端面からの不純物導
入によりレーザ端面近傍に形成されたＺｎ拡散領域であ
る。
【００４７】図３０は図２８に示す窓構造付きＡｌＧａ
ＩｎＰ系半導体レーザの製造方法を説明するための断面
工程図であり、図において図２８と同一符号は同一又は
相当部分である。以下、図２８に示す半導体レーザの製
造工程を図３０に沿って説明する。まず、ｎ型ＧａＡｓ
基板１０１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰ下クラッド層１０２，ＡｌＧａＩｎＰ量子井
戸活性層１０３，及びｐ型ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド層
１０４を順次結晶成長し、さらに、上クラッド層１０４
上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０５を結晶成長して、
図３０(a) に示すようなレーザ積層構造を形成する。こ
のとき、活性層１０３はその結晶構造が自然超格子構造
となるように、その成長条件をコントロールする。
【００４８】次に、図３０(b) に示すように、図３０
(a) 中二点鎖線で示す位置で劈開して共振器端面１５０
を形成する。この後、気相拡散又は固相拡散により共振
器端面１５０からレーザ積層構造中にＺｎ原子を拡散
し、図３０(c) に示すように、Ｚｎ拡散領域１０８を形
成する。このＺｎの拡散によって活性層１０３のレーザ
端面近傍の領域は、自然超格子構造が無秩序化された領
域１０９となる。ここで、不純物拡散の深さは、無秩序
化領域１０９の長さ（窓領域の長さ）ｄが４〜５μｍ程
度となるような深さとする。この後、図３０(d) に示す
ように、基板１０１の裏面にｎ側電極１０６を、コンタ
クト層１０５上にｐ側電極１０７を形成する工程等を経
て、図２８に示す半導体レーザが完成する。
【００４９】次に動作について説明する。ｎ側電極１０
６，ｐ側電極１０７に、レーザのｐｎ接合に対して順方
向のバイアスを印加すると、電子及び正孔は活性層１０
３に注入され、活性層１０３内で再結合して光を発生す
る。活性層１０３内で発生した光は一対の共振器端面１
５０間を活性層１０３に沿って導波され、反射，増幅を
繰り返し、レーザ発振に至る。ここで、活性層１０３の
共振器端面近傍の領域はＺｎの拡散によりその自然超格
子構造が無秩序化された領域１０９となっており、この
領域１０９の禁制帯幅は、自然超格子構造が無秩序化さ
れていないレーザ中央部の活性層１０３の禁制帯幅より
広くなっている。これにより、本従来例においても図２
７に示す従来例と同様、レーザ端面での光の吸収が抑え
られ、高出力のレーザ動作が可能である。また、本従来
例では、不純物の導入を共振器端面から直接行なうこと
により、不純物が拡散された窓領域の長さを、図２７に
示す従来例よりも短く形成することが可能であるので、
窓領域の不純物による吸収損失を低減することができ
る。
【００５０】また、以上で説明したのと同様に、複数の
量子井戸層とバリア層との繰り返しからなる量子井戸構
造のような２００オングストローム以下の層厚の構造か
らなる活性層を有する半導体レーザでは、該量子井戸構
造に亜鉛（Ｚｎ）やシリコン（Ｓｉ）のような不純物を
拡散させ、ウエル層とバリア層を構成する原子を混じり
合わせてディスオーダさせることにより、量子井戸構造
の実効的なバンドギャップエネルギを、バリア層のそれ
とほぼ等しい値とし、該ディスオーダーされていない量
子井戸構造層の実効的なバンドギャップエネルギより大
きくすることにより、このディスオーダー部分において
レーザ光に対して“透明”な窓構造層を得ることがで
き、レーザの高出力動作時の端面破壊を防止して高出力
動作を可能とすることができるものである。
【００５１】また、上記のように、活性層を構成する材
料であるＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ層は、普通に結晶成長した
状態で、ＩｎとＧａが交互に積層された量子効果を有す
る層となるもので、これは自然超格子と呼ばれている。
そして、この自然超格子を上述のようにＺｎでディスオ
ーダすると、そのバンドギャップエネルギを大きくする
ことができるものである。
【００５２】
【発明が解決しようとする課題】従来の０．６７μｍ帯
のレーザ光を発するＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系の半
導体レーザは以上のように構成されていたが、該従来の
半導体レーザにおいては、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４のキャリア濃度はたかだか８
×１０17cm-3程度しかドーピングすることができないも
のであった。ここで、従来装置の製造における，ｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４への
ドーピングの方法は、層を構成するＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，
及びＰの原料ガスとともに、ドーパントの材料のガス
（Ｚｎ，Ｓｉ等）を一緒に流して結晶中に取り込ませる
というものであったが、この結晶成長中のドーピング量
は結晶の種類に対して限界があり、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層のｐキャリア濃度は上
記のようにたかだか８×１０17cm-3程度の値が上限であ
った。本発明者らが行った１つの実験では、III 族原料
ガス流量に対するＤＭＺｎ流量の比，に対するキャリア
濃度の値は、図１３に示すように、高くて約５×１０17
cm-3であり、また、キャリアの活性化率は実測データよ
りせいぜい９０％までというのが限界であった。なお、
この実験では、実際の層中の不純物濃度は、５×１０17
cm-3／０．９＝５．５６×１０17cm-3であり、上記８×
１０17cm-3までは入っていなかったものと推測される。
【００５３】また、上記図１２(g),(h) を用いて説明し
たように、結晶成長及びリッジエッチング後に、上記リ
ッジエッチングマスク１６ａを除去して上記リッジ部に
不純物拡散源膜７を形成し、これより上記リッジ部に不
純物拡散を行わせることも可能であるが、この場合は工
程数が増えるとともに、上記不純物拡散源膜の形成にお
いて、上記リッジの位置との位置合わせが必要であり、
その工程が複雑となるとともに、その精度も高精度のも
のが得られないという問題があった。
【００５４】この結果、例えば同じ光ディスク用の０．
７８μｍ帯の半導体レーザであるＡｌＧａＡｓ／ＧａＡ
ｓ系のレーザに較べて、図１１に示す０．６７μｍのＩ
ｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系の従来例レーザは、その素
子抵抗が高くなることとなった。光ディスク用の半導体
レーザは、従来、６００ＭＨｚの高周波重畳の下で使用
されていたが、この従来例の０．６７μｍの半導体レー
ザでは、その素子抵抗が高いために１００〜２００ＭＨ
ｚ程度の高周波重畳しかかけることができず、実用上問
題となっていた。また、従来の窓構造付半導体レーザは
上述のように結晶成長工程がすべて完了した後に、端面
部分に不純物を導入して作製しているので、工程が複雑
となるという問題点があった。
【００５５】この発明は上記のような従来の問題点を解
消するためになされたもので、０．６７μｍ帯のＩｎＧ
ａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系レーザにおけるｐ−（Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層のｐキャリア濃度
を従来より高くすることができ、これにより、該０．６
７μｍ帯ＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系レーザの素子抵
抗を低くすることができて実用レベルの高周波重畳が可
能な０．６７μｍ帯の半導体レーザを、簡易な方法で製
造することのできる半導体レーザの製造方法を提供する
ことを目的としている。
【００５６】またこの発明は、端面破壊を生ずることな
く、高光出力動作の可能な，窓構造を有する半導体レー
ザを簡易な方法で製造することのできる半導体レーザの
製造方法を提供することを目的としている。またこの発
明は、上記のようにｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ
0.5 Ｐクラッド層のｐキャリア濃度を高くできて、短波
長領域における温度特性の劣化なく素子抵抗を低くする
ことができ、実用レベルの高周波重畳が可能であるとと
もに、端面破壊を生ずることなく高光出力動作の可能
な，窓構造を有する半導体レーザを簡易な方法で製造す
ることのできる半導体レーザの製造方法を提供すること
を目的としている。
【００５７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
レーザの製造方法は、リッジ導波路構造を有するリッジ
埋め込み型半導体レーザを製造する方法において、半導
体基板上に、第１導電型下クラッド層，活性層，及び第
２導電型上クラッド層を少なくとも含む半導体結晶層を
成長する工程と、上記半導体結晶層上の、後で形成され
るリッジ部の頂部となるストライプ状の領域に、それか
ら上記上クラッド層中に拡散したときに、第２導電型の
ドーパントとして機能する原子を含むストライプ状のパ
ターンをもつ不純物拡散源膜を形成する工程と、上記半
導体結晶層を、上記不純物拡散源膜を含むリッジエッチ
ングマスクを用いて、上記第２導電型上クラッド層がス
トライプ状のリッジ部を有する形状にリッジエッチング
する工程と、リッジ部の両側部に該リッジ部を埋め込む
ように第１導電型の電流ブロック層を埋め込み成長する
工程と、熱処理により上記ストライプ状パターンになる
不純物拡散源膜から上記第２導電型のドーピングとして
機能する原子を上記上クラッド層中に拡散させ、上記リ
ッジ部の第２導電型上クラッド層中に第２導電型不純物
を含む高濃度層を形成する工程とを含むことを特徴とす
るものである。
【００５８】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜は、それからその構
成材料の原子が上記第２導電型上クラッド層中に拡散し
たとき、該原子が第２導電型のドーパントとして機能す
るような材料からなる不純物拡散源膜であるものとした
ものである。またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜は、ＺｎＯ，Ｃｄ
Ｏ，ＭｇＯのいずれかからなるものとしたものである。
【００５９】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜は、該膜中の不純物
がそれからその下の上記第２導電型上クラッド層中に不
純物が拡散したとき、該不純物が第２導電型のドーパン
トとして機能するような不純物を含む不純物拡散源膜で
あるものとしたものである。
【００６０】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜への不純物のドーピ
ング量を制御することにより、該膜下の層へ拡散する不
純物の濃度を制御するようにしたものである。またこの
発明は、上記半導体レーザの製造方法において、上記不
純物拡散源膜は、Ｚｎ，Ｃｄ，ＭｇがドープされたＡｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ，あるいはＳｉ
がドープされたＡｌ2 Ｏ3 のいずれかであるものとした
ものである。
【００６１】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記ストライプ状のリッジ部は、上記第
２導電型上クラッド層上にさらに第２導電型第１コンタ
クト層を含むものとしたものである。またこの発明は、
上記半導体レーザの製造方法において、上記不純物拡散
源膜のみを、上記リッジエッチングマスクとしたもので
ある。
【００６２】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記リッジエッチングマスクは、上記不
純物拡散源膜の上にさらに後の電流ブロック層成長時の
選択成長マスクとなる膜を形成したものであり、上記リ
ッジエッチング後、上記その上に第２導電型第２コンタ
クト層を成長する工程の前に、上記選択成長マスクとな
る膜、及び上記不純物拡散源膜を除去するようにしたも
のである。
【００６３】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記熱処理による拡散は、上記第１導電
型電流ブロック層の埋め込み成長による熱によるものと
したものである。またこの発明は、上記半導体レーザの
製造方法において、上記第１導電型の電流ブロック層を
埋め込み成長した後、上記リッジ部，及びその側部に埋
め込み成長された第１導電型の電流ブロック層の上の全
面に、第２導電型第２コンタクト層を成長する工程を含
むものとしたものである。
【００６４】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記熱処理による拡散は、上記第１導電
型電流ブロック層の埋め込み成長による熱と、上記第２
コンタクト層の結晶成長時の熱とにより行われるものと
したものである。またこの発明は、上記半導体レーザの
製造方法において、上記熱処理による拡散は、上記第１
導電型電流ブロック層の埋め込み成長による熱と、上記
第２コンタクト層の結晶成長時の熱とにより行われ、さ
らに全結晶成長後のアニールにより行われるものとした
ものである。
【００６５】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜からの上記上クラッ
ド層への不純物の拡散が、上記電流ブロック層の結晶成
長時の熱，及び上記全面コンタクト層の結晶成長の熱に
よりどのくらい行われたかを、上記全ての結晶成長が終
わった後に該ウエハの一部の断面から観察し、その拡散
の不十分な量だけさらにアニールを行うものとしたもの
である。
【００６６】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板、上
記第１導電型下クラッド層はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐ下クラッド層、上記活性層はＩｎ0.5 Ｇａ
0.5 Ｐ活性層、上記第２導電型上クラッド層はｐ−（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層、上記第２
導電型第１コンタクト層はｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト
層、上記第２導電型コンタクト層はｐ−ＧａＡｓ第２コ
ンタクト層であるものとしたものである。
【００６７】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記活性層は、複数のＧａ0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ量子井戸層と、（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ
量子バリア層とを有する多重量子井戸構造よりなるもの
としたものである。またこの発明は、上記半導体レーザ
の製造方法において、上記活性層は、Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5
Ｐ自然超格子よりなるものとしたものである。
【００６８】またこの発明は、リッジ埋め込み型半導体
レーザを製造する方法において、半導体基板上に、第１
導電型下クラッド層，量子井戸構造の活性層，及び第２
導電型上クラッド層を少なくとも含む半導体結晶層を成
長する工程と、上記半導体結晶層上の、後で形成される
リッジ部の頂部となるストライプ状の領域のうち窓構造
を形成すべき位置に、それから上記上クラッド層中に拡
散したときに第２導電型のドーパントとして機能する原
子を含むストライプ状のパターンをもつ第２の不純物拡
散源膜を形成する工程と、上記半導体結晶層を、上記第
２の不純物拡散源膜をその一部に含み上記ストライプ状
領域にそって形成されたリッジエッチングマスクを用い
て、上記第２導電型上クラッド層がストライプ状のリッ
ジ部を有する形状にリッジエッチングする工程と、リッ
ジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むように第１導電型
の電流ブロック層を埋め込み成長する工程と、熱処理に
より上記リッジストライプ領域のうちの窓構造形成領域
に形成された第２の不純物拡散源膜から上記第２導電型
のドーピングとして機能する原子を、上記上クラッド層
を経て上記量子井戸構造の活性層に達するまで拡散さ
せ、該活性層中で拡散された領域において上記活性層の
量子井戸構造のディスオーダを生じせしめて、窓構造を
形成する工程とを含むものとしたものである。
【００６９】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記第２の不純物拡散源膜をパターニン
グする方法は、結晶成長したウエハ上の全面に第２の不
純物拡散源膜の材料となる膜を形成したのち、これをレ
ーザの窓領域に相当する領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程と、その上にリッジエッチングマス
クをレーザのリッジ形成領域にそったストライプ状にパ
ターニング形成する工程と、上記リッジエッチングマス
クをマスクとして、上記レーザの窓領域形成領域にそっ
た上記ストライプ状の第２の不純物拡散源膜の露出部を
エッチング除去し、各４角形状の２つの不純物拡散源膜
を形成する工程とからなるものとしたものである。
【００７０】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記第２の不純物拡散源膜をパターニン
グする方法は、結晶成長したウエハ上の全面に第２の不
純物拡散源膜の材料となる膜を形成したのち、これをレ
ーザの窓領域に相当する領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程と、そののちリッジエッチングマス
クの材料からなるマスクを全面に形成する工程と、上記
窓構造形成領域にそったストライプ状の第２の不純物拡
散源膜、及びこれをその上から覆う上記リッジエッチン
グマスクとなる材料からなる全面のマスクを、レーザの
リッジ形成領域にそったストライプ状にパターニングす
る工程とからなるものとしたものである。
【００７１】またこの発明は、リッジ埋め込み型半導体
レーザを製造する方法において、半導体基板上に、第１
導電型下クラッド層，量子井戸構造の活性層，及び第２
導電型上クラッド層を少なくとも含む半導体結晶層を成
長する工程と、上記半導体結晶層上の、後で形成される
リッジ部の頂部となるストライプ状の領域のうち窓構造
を形成すべき位置に、それから上記クラッド層中に拡散
したときに第２導電型のドーパントとして機能する原子
を含む第２の不純物拡散源膜を、上記半導体結晶層上
の、後で形成されるリッジ部の頂部となるストライプ状
の領域に、それから上記クラッド層中に拡散したときに
第２導電型のドーパントとして機能する原子を含む第１
の不純物拡散源膜を含む，不純物拡散源膜パターンを、
上記ストライプ状のリッジ形成領域上に形成する工程
と、上記半導体結晶層を、上記不純物拡散源膜を含む上
記ストライプ状領域にそって形成されたリッジエッチン
グマスクを用いて、上記第２導電型上クラッド層がスト
ライプ状のリッジ部を有する形状にリッジエッチングす
る工程と、リッジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むよ
うに第１導電型の電流ブロック層を埋め込み成長する工
程と、熱処理により上記リッジストライプ領域のうちの
窓構造形成領域に形成された第２の不純物拡散源膜から
上記第２導電型のドーピングとして機能する原子を、上
記上クラッド層を経て上記量子井戸構造の活性層に達す
るまで拡散させ、該活性層中で拡散された領域において
上記活性層の量子井戸構造のディスオーダを生じせしめ
て窓構造を形成するとともに、上記第１の不純物拡散源
膜から上記第２導電型のドーピングとして機能する原子
を上記上クラッド層中に拡散させ、上記リッジ部の第２
導電型上クラッド層中に第２導電型不純物を含む高濃度
層を形成する工程とを含むものとしたものである。
【００７２】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記第１，及び第２の不純物拡散源膜を
形成する工程は、上記窓部を形成すべき領域に当たる位
置を除く上記リッジストライプ領域上の位置に、拡散量
を減少させる拡散スルー膜を形成し、その後上記リッジ
ストライプ領域上の全体に、不純物拡散源膜を所要の厚
さに形成するものとしたものである。
【００７３】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記拡散スルー膜はプラズマＣＶＤ法に
より形成し、上記不純物拡散源膜はスパッタ法により形
成し、上記選択成長マスクは、熱ＣＶＤ法により形成す
るものとしたものである。またこの発明は、上記半導体
レーザの製造方法において、上記第１，及び第２の不純
物拡散源膜を形成する工程は、上記リッジストライプ領
域上の窓部を形成すべき領域に第２の不純物拡散源膜を
形成し、その後、上記リッジストライプ領域上の全体に
第１の不純物拡散源膜を所要の厚さだけ形成するものと
したものである。
【００７４】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記第１，及び第２の不純物拡散源膜を
パターニングする方法は、結晶成長したウエハ上の全面
に第２の不純物拡散源膜の材料となる膜を形成したの
ち、これをレーザの窓領域に相当する領域にそったスト
ライプ状にパターニングする工程と、そののち第１の不
純物拡散源膜となる材料からなるマスクをレーザのリッ
ジ形成領域にそったストライプ状にパターニング形成す
る工程と、上記リッジストライプ状の第１の不純物拡散
源膜材料膜をマスクとして、上記レーザの窓領域形成領
域にそった上記ストライプ状の第２の不純物拡散源膜の
露出部をエッチング除去する工程とからなるものとした
ものである。
【００７５】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記第１，及び第２の不純物拡散源膜を
パターニングする方法は、結晶成長したウエハ上の全面
に第２の不純物拡散源膜の材料となる膜を形成したの
ち、これをレーザの窓領域に相当する領域にそったスト
ライプ状にパターニングする工程と、そののち第１の不
純物拡散源膜となる材料からなるマスクを全面に形成す
る工程と、上記窓構造形成領域にそったストライプ状の
第２の不純物拡散源膜、及びこれをその上から覆う上記
第１の不純物拡散源膜となる材料からなる全面のマスク
を、レーザのリッジ形成領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程とからなるものであるものとしたも
のである。
【００７６】
【作用】この発明にかかるリッジ導波路構造を有するリ
ッジ埋め込み型半導体レーザを製造する方法において
は、半導体基板上に、第１導電型下クラッド層，活性
層，及び第２導電型上クラッド層を少なくとも含む半導
体結晶層を成長する工程と、上記半導体結晶層上の、後
で形成されるリッジ部の頂部となるストライプ状の領域
に、それから上記上クラッド層中に拡散したときに、第
２導電型のドーパントとして機能する原子を含むストラ
イプ状のパターンをもつ不純物拡散源膜を形成する工程
と、上記半導体結晶層を、上記不純物拡散源膜を含むリ
ッジエッチングマスクを用いて、上記第２導電型上クラ
ッド層がストライプ状のリッジ部を有する形状にリッジ
エッチングする工程と、リッジ部の両側部に該リッジ部
を埋め込むように第１導電型の電流ブロック層を埋め込
み成長する工程と、熱処理により上記ストライプ状パタ
ーンになる不純物拡散源膜から上記第２導電型のドーピ
ングとして機能する原子を上記上クラッド層中に拡散さ
せ、上記リッジ部の第２導電型上クラッド層中に第２導
電型不純物を含む高濃度層を形成する工程とを含むもの
としたので、従来例に比し、簡易な方法で、ｐ型不純物
濃度の高いＩｎＧａＡｓＰ上クラッド層を得ることがで
き、これによりその素子抵抗を大きく低減することがで
き、実用レベルの高周波重畳が可能で、該高周波重畳時
の特性を大きく改善できる０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ
／ＩｎＡｌＧａＰ系半導体レーザを得ることができる。
【００７７】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜は、それからその構
成材料の原子が第２導電型上クラッド層中に拡散したと
き、該原子が第２導電型のドーパントとして機能するよ
うな材料からなる不純物拡散源膜であるものとしたの
で、該膜の構成材料の原子が第２導電型上クラッド層中
に拡散して第２導電型のドーパントとして機能する。
【００７８】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜は、該膜中の不純物
がそれからその下の上記第２導電型上クラッド層中に不
純物が拡散したとき、該不純物が第２導電型のドーパン
トとして機能するような不純物を含む不純物拡散源膜で
あるものとしたので、該膜中の不純物がその下の第２導
電型上クラッド層中に拡散したとき、第２導電型のドー
パントとして機能する。
【００７９】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜への不純物のドーピ
ング量を制御することにより、該膜下の層へ拡散する不
純物の濃度を制御するようにしたので、拡散領域の濃度
を高精度に制御することができる。
【００８０】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記ストライプ状のリッジ部は、第２導
電型上クラッド層上にさらに第２導電型第１コンタクト
層を含むものとしたので、不純物は該第２導電型第１コ
ンタクト層を経て第２導電型上クラッド層に拡散し、拡
散領域を形成する。またこの発明は、上記半導体レーザ
の製造方法において、上記不純物拡散源膜のみを、リッ
ジエッチングマスクとしたので、工程が簡単である。
【００８１】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記リッジエッチングマスクは、不純物
拡散源膜の上にさらに後の電流ブロック層成長時の選択
成長マスクとなる膜を形成したものとし、リッジエッチ
ング後、その上に第２導電型第２コンタクト層を成長す
る工程の前に、上記選択成長マスクとなる膜、及び不純
物拡散源膜を除去するようにしたので、上記不純物拡散
源膜が選択成長マスクとして機能しない場合でも、選択
成長を正確に行うことができる。
【００８２】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記熱処理による拡散は、第１導電型電
流ブロック層の埋め込み成長による熱によるものとした
もので、例えば５００°Ｃ，約３０分の電流ブロック層
の埋め込み成長により、上記第２導電型上クラッド層中
の高濃度拡散領域が形成される。
【００８３】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、第１導電型の電流ブロック層を埋め込み
成長した後、上記リッジ部，及びその側部に埋め込み成
長された第１導電型の電流ブロック層の上の全面に、第
２導電型第２コンタクト層を成長する工程を含み、上記
熱処理による拡散は、第１導電型電流ブロック層の埋め
込み成長による熱と、第２コンタクト層の結晶成長時の
熱とにより行うものとしたので、上記５００°Ｃ，約３
０分等の電流ブロック層の埋め込み成長に加えて、例え
ば５００°Ｃ，約１時間の第２コンタクト層の結晶成長
により、上記第２導電型上クラッド層中の高濃度拡散領
域が形成される。
【００８４】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記熱処理による拡散は、第１導電型電
流ブロック層の埋め込み成長による熱と、第２コンタク
ト層の結晶成長時の熱とにより行われ、さらに全結晶成
長後のアニールにより行うものとしたので、上記５００
°Ｃ，約３０分の電流ブロック層の埋め込み成長，５０
０°Ｃ，約１時間の第２コンタクト層の結晶成長に加え
て、例えば５００°Ｃ，約３０分のアニールにより、上
記第２導電型上クラッド層中の高濃度拡散領域が形成さ
れる。
【００８５】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記不純物拡散源膜からの上クラッド層
への不純物の拡散が、電流ブロック層の結晶成長時の
熱，及び全面コンタクト層の結晶成長の熱によりどのく
らい行われたかを、全ての結晶成長が終わった後に該ウ
エハの一部の断面から観察し、その拡散の不十分な量だ
けさらにアニールを行うものとしたので、上記電流ブロ
ック層の埋め込み成長，第２コンタクト層の結晶成長後
のアニールの時間を、適切な時間に設定することができ
る。
【００８６】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板、第１導
電型下クラッド層はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.
5 Ｐ下クラッド層、活性層はＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性
層、第２導電型上クラッド層はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層、第２導電型第１コンタク
ト層はｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層、第２導電型コン
タクト層はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層であるものと
したので、かかる構造の短波長ＩｎＧａＡｌＰ可視光レ
ーザダイオードにおいて、その素子抵抗を大きく低減し
て、高周波重畳時の特性を大きく改善することができ
る。
【００８７】またこの発明は、活性層を、複数のＧａ0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子井戸層と、（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐ量子バリア層とを有する多重量子井戸構造よ
りなるものとした半導体レーザにおいて、上記高周波重
畳時の特性の改善を達成できる。またこの発明は、活性
層をＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ自然超格子よりなるものとした
半導体レーザにおいて、上記高周波重畳時の特性の改善
を達成できる。
【００８８】またこの発明は、リッジ埋め込み型半導体
レーザを製造する方法において、半導体基板上に、第１
導電型下クラッド層，量子井戸構造の活性層，及び第２
導電型上クラッド層を少なくとも含む半導体結晶層を成
長する工程と、上記半導体結晶層上の、後で形成される
リッジ部の頂部となるストライプ状の領域のうち窓構造
を形成すべき位置に、それから上記上クラッド層中に拡
散したときに第２導電型のドーパントとして機能する原
子を含むストライプ状のパターンをもつ第２の不純物拡
散源膜を形成する工程と、上記半導体結晶層を、上記第
２の不純物拡散源膜をその一部に含み上記ストライプ状
領域にそって形成されたリッジエッチングマスクを用い
て、上記第２導電型上クラッド層がストライプ状のリッ
ジ部を有する形状にリッジエッチングする工程と、リッ
ジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むように第１導電型
の電流ブロック層を埋め込み成長する工程と、熱処理に
より上記リッジストライプ領域のうちの窓構造形成領域
に形成された第２の不純物拡散源膜から上記第２導電型
のドーピングとして機能する原子を、上記上クラッド層
を経て上記量子井戸構造の活性層に達するまで拡散さ
せ、該活性層中で拡散された領域において上記活性層の
量子井戸構造のディスオーダを生じせしめて、窓構造を
形成する工程とを含むものとしたので、窓構造を有し、
端面破壊なく高出力動作の可能な半導体レーザを得るこ
とができる。
【００８９】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、結晶成長したウエハ上の全面に第２の不
純物拡散源膜の材料となる膜を形成したのち、これをレ
ーザの窓領域に相当する領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程と、その上にリッジエッチングマス
クをレーザのリッジ形成領域にそったストライプ状にパ
ターニング形成する工程と、上記リッジエッチングマス
クをマスクとして、上記レーザの窓領域形成領域にそっ
た上記ストライプ状の第２の不純物拡散源膜の露出部を
エッチング除去し、各４角形状の２つの不純物拡散源膜
を形成する工程とから上記第２の不純物拡散源膜をパタ
ーニングし、上記窓構造の形成に必要な不純物拡散源膜
を容易にパターニング形成できる。
【００９０】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、結晶成長したウエハ上の全面に第２の不
純物拡散源膜の材料となる膜を形成したのち、これをレ
ーザの窓領域に相当する領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程と、そののちリッジエッチングマス
クの材料からなるマスクを全面に形成する工程と、上記
窓構造形成領域にそったストライプ状の第２の不純物拡
散源膜、及びこれをその上から覆う上記リッジエッチン
グマスクとなる材料からなる全面のマスクを、レーザの
リッジ形成領域にそったストライプ状にパターニングす
る工程とから、上記第２の不純物拡散源膜をパターニン
グし、上記窓構造の形成に必要な不純物拡散源膜を容易
にパターニング形成できる。
【００９１】またこの発明は、リッジ埋め込み型半導体
レーザを製造する方法において、半導体基板上に、第１
導電型下クラッド層，量子井戸構造の活性層，及び第２
導電型上クラッド層を少なくとも含む半導体結晶層を成
長する工程と、上記半導体結晶層上の、後で形成される
リッジ部の頂部となるストライプ状の領域のうち窓構造
を形成すべき位置に、それから上記クラッド層中に拡散
したときに第２導電型のドーパントとして機能する原子
を含む第２の不純物拡散源膜を、上記半導体結晶層上
の、後で形成されるリッジ部の頂部となるストライプ状
の領域に、それから上記クラッド層中に拡散したときに
第２導電型のドーパントとして機能する原子を含む第１
の不純物拡散源膜を含む，不純物拡散源膜パターンを、
上記ストライプ状のリッジ形成領域上に形成する工程
と、上記半導体結晶層を、上記不純物拡散源膜を含む上
記ストライプ状領域にそって形成されたリッジエッチン
グマスクを用いて、上記第２導電型上クラッド層がスト
ライプ状のリッジ部を有する形状にリッジエッチングす
る工程と、リッジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むよ
うに第１導電型の電流ブロック層を埋め込み成長する工
程と、熱処理により上記リッジストライプ領域のうちの
窓構造形成領域に形成された第２の不純物拡散源膜から
上記第２導電型のドーピングとして機能する原子を、上
記上クラッド層を経て上記量子井戸構造の活性層に達す
るまで拡散させ、該活性層中で拡散された領域において
上記活性層の量子井戸構造のディスオーダを生じせしめ
て窓構造を形成するとともに、上記第１の不純物拡散源
膜から上記第２導電型のドーピングとして機能する原子
を上記上クラッド層中に拡散させ、上記リッジ部の第２
導電型上クラッド層中に第２導電型不純物を含む高濃度
層を形成する工程とを含むものとしたので、その素子抵
抗を大きく低減することができ、実用レベルの高周波重
畳が可能で、該高周波重畳時の特性を大きく改善できる
とともに、端面破壊なく高出力動作の可能な０．６７μ
ｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系半導体レーザを得
ることかできる。
【００９２】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記窓部を形成すべき領域に当たる位置
を除く上記リッジストライプ領域上の位置に、拡散量を
減少させる拡散スルー膜を形成し、その後上記リッジス
トライプ領域上の全体に、不純物拡散源膜を所要の厚さ
に形成することにより、上記第１，及び第２の不純物拡
散源膜を形成できる。
【００９３】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、上記拡散スルー膜はプラズマＣＶＤ法に
より形成し、上記不純物拡散源膜はスパッタ法により形
成し、上記選択成長マスクは、熱ＣＶＤ法により形成す
ることにより、上記不純物拡散源膜を得られる。またこ
の発明は、上記半導体レーザの製造方法において、上記
リッジストライプ領域上の窓部を形成すべき領域に第２
の不純物拡散源膜を形成し、その後、上記リッジストラ
イプ領域上の全体に第１の不純物拡散源膜を所要の厚さ
だけ形成することにより、上記第１，及び第２の不純物
拡散源膜を形成できる。
【００９４】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、結晶成長したウエハ上の全面に第２の不
純物拡散源膜の材料となる膜を形成したのち、これをレ
ーザの窓領域に相当する領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程と、そののち第１の不純物拡散源膜
となる材料からなるマスクをレーザのリッジ形成領域に
そったストライプ状にパターニング形成する工程と、上
記リッジストライプ状の第１の不純物拡散源膜材料膜を
マスクとして、上記レーザの窓領域形成領域にそった上
記ストライプ状の第２の不純物拡散源膜の露出部をエッ
チング除去する工程とから、上記第１，及び第２の不純
物拡散源膜をパターニング形成できる。
【００９５】またこの発明は、上記半導体レーザの製造
方法において、結晶成長したウエハ上の全面に第２の不
純物拡散源膜の材料となる膜を形成したのち、これをレ
ーザの窓領域に相当する領域にそったストライプ状にパ
ターニングする工程と、そののち第１の不純物拡散源膜
となる材料からなるマスクを全面に形成する工程と、上
記窓構造形成領域にそったストライプ状の第２の不純物
拡散源膜、及びこれをその上から覆う上記第１の不純物
拡散源膜となる材料からなる全面のマスクを、レーザの
リッジ形成領域にそったストライプ状にパターニングす
る工程とから、上記第１，及び第２の不純物拡散源膜を
パターニング形成できる。
【００９６】
【実施例】実施例１．図１は、本発明の第１の実施例に
よる半導体レーザの製造方法により製造された０．６７
μｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系半導体レーザの
概観図，及びその活性層の組成，及び構造を示す。図１
において、１はｎ−ＧａＡｓ半導体基板（不純物濃度は
１〜３×１０18cm-3、厚みは９５μｍ）である。該ｎ−
ＧａＡｓ半導体基板１上には、ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3
）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２（不純物濃度は１×１
０17cm-3、膜厚は１．５μｍ）が配置される。該ｎ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２上に
は、アンドープのＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３（膜厚は
０．０７μｍ）が配置される。該Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活
性層３上には、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ上クラッド層４（不純物濃度は後で説明される、その
不純物はＺｎ又はＳｉ、膜厚は０．２５μｍ）が配置さ
れる。該ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上ク
ラッド層４のリッジ部（リッジ底部の幅は５．５μｍ、
リッジ上部の幅は３．０μｍ）４ａ上の部分には、ｐ−
ＧａＡｓ第１コンタクト層５（不純物濃度は２×１０19
cm-3、膜厚は０．４μｍ）が配置される。該ｐ−（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層４の薄膜部
４ｂ上には、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９（不純物濃
度は６×１０18cm-3、膜厚は１μｍ）が配置される。上
記ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５上、及び上記ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９上には、ｐ−ＧａＡｓ第２コン
タクト層１１（不純物濃度は２×１０19cm-3、膜厚は
２．５μｍ）が配置される。また、上記ｐ−ＧａＡｓ第
２コンタクト層１１上には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなる
ｐ側電極１２が配置され、ｐ−ＧａＡｓ半導体基板１側
には、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕよりなるｎ側電極１
３が配置される。本レーザの電極を除いた部分の高さは
１００μｍである。
【００９７】また、図１の０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ
／ＩｎＡｌＧａＰ系半導体レーザを製造する，本発明の
第１の実施例による半導体レーザの製造方法を示す図２
において、６はＧａＡｓ第１コンタクト層５上の全面に
形成された不純物拡散源膜、６ａは上記不純物拡散源膜
６の、リッジ部形成領域上の部分のみがパターニングに
より残されてストライプ状に形成された不純物拡散源膜
である。また、８は、上記ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４の一部、及び上記ｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層５の所要の領域がエッチングにより
除去されて形成されたリッジ領域、９は、該リッジ領域
８の側部に埋め込み選択成長により形成配置されるＧａ
Ａｓ電流ブロック層、１０は、上記不純物拡散源膜６ａ
からその不純物が下層のｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層
５、及びｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層４に拡散することにより該両層５，４中に形成さ
れた不純物拡散領域である。
【００９８】次に、図２を参照して本第１の実施例の半
導体レーザの製造方法について説明する。まず、ｎ−Ｇ
ａＡｓ半導体基板１上に、ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２，Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層
３，ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層４，ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５の各層を、ＭＯ
ＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ）
法によりエピタキシャル結晶成長する。
【００９９】次にこのウエハ上に、図２(b) に示すよう
に全面に不純物拡散源膜６を形成する。この不純物拡散
源膜６は、後の工程で、その構成材料の元素がｐ−Ｇａ
Ａｓ第１コンタクト層５、及びｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3
）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中に拡散して各層内で
ｐ型のドーパントとなるような膜として設けられる。こ
のような膜の例としては、ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯ等が
あり、それぞれＺｎ，Ｃｄ，Ｍｇが、ｐ−ＧａＡｓ第１
コンタクト層５，ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5Ｉｎ0.5
Ｐクラッド層４中に不純物として拡散してｐ型のドー
パントとなる。このＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯ等からなる
膜６は、スパッタ法により成膜する。
【０１００】次にこの不純物拡散源膜６を、ホトレジス
トをマスクとしたパターニングにより、図２(c) に示す
ようなストライプ状の膜６ａにパターニングする。スト
ライプの幅は５〜１５μｍが適当である。次に、リッジ
エッチングを行うが、本実施例では、上記不純物拡散源
膜６ａをそのままリッジエッチングマスクとして使用す
る。すなわち、図２(d) に示すように、この不純物拡散
源膜６ａをマスクとしてエッチングを５分程度の時間行
い、リッジ８を形成する。このエッチングでは、ｐ−Ｇ
ａＡｓ第１コンタクト層５と、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3
）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４の途中（層厚は０．３
μｍ残す）までエッチングを行ってリッジ８を形成す
る。エッチング後の断面図を図２(d) に示す。
【０１０１】次に図２(e) に示すように再結晶成長を行
い、リッジ部分８以外の箇所をｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層９（不純物濃度は６×１０18cm-3、膜厚は１μｍ）
で埋め込む。このとき、リッジ部分８では不純物拡散源
膜６ａが結晶成長時の選択成長マスクともなるため、こ
の上には結晶成長は行われない。この結晶成長時には、
ウエハは５００℃以上の温度で約３０分間程度加熱され
るが、この熱によって上記不純物拡散源膜６ａから不純
物が、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５へ、さらにはｐ
−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４へ
熱拡散し、ｐ型不純物拡散領域１０が形成される。
【０１０２】次に図２(f) に示すように、ウエットある
いはドライエッチングにより不純物拡散源膜６ａを除去
した後、さらにｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１１を結
晶成長し、ｎ−ＧａＡｓ半導体基板１側にＡｕＧｅ／Ｎ
ｉ／Ｔｉ／Ａｕよりなるｎ側電極１３を、ｐ−ＧａＡｓ
第２コンタクト層１１側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなるｐ
側電極１２を、抵抗加熱による蒸着，あるいはＥＢ（電
子ビーム）蒸着，あるいはスパッタによって成膜するこ
とにより、図１に示すような半導体レーザを完成する。
【０１０３】このような本発明の第１の実施例による半
導体レーザの製造方法においては、従来のエピタキシャ
ル成長時のドーピングでは、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４としては、該ドーピングに
よりそのｐキャリア濃度が８×１０17cm-3とされるのが
上限であったのに対し、電流ブロック層９のエピタキシ
ャル成長中において、上記不純物拡散源膜６ａよりその
下層の第１コンタクト層５，ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）
0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４へのｐ型不純物の拡散が起
こり、拡散領域１０が形成されることにより、ｐ型（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中のキャ
リア濃度が１〜２×１０18cm-3以上となるまでのドーピ
ングが可能となる。したがって、これにより該ｐ−クラ
ッド層４のシート抵抗が大きく低減される結果となり、
これによりレーザの素子抵抗も大きく低減されることと
なる。
【０１０４】このように本実施例１の半導体レーザの製
造方法では、リッジ導波路構造を有するリッジ埋め込み
型半導体レーザを製造する方法において、リッジマス
ク、即ちリッジエッチングのためのマスクを不純物拡散
源となるような膜で構成し、これを用いてリッジエッチ
ングを行った後、電流ブロック層の埋め込み成長時の熱
により、該不純物拡散源膜からｐ−コンタクト層とｐ−
クラッド層の途中まで不純物を拡散させるようにしたの
で、該不純物がその下層の結晶層中でｐ型のドーパント
として働くことによって、ｐ−クラッド層のキャリア濃
度を実効的に増加させることとなり、これにより該レー
ザの素子抵抗を大きく低減することができる。従って、
これにより０．６７μｍ帯ＩｎＰ系半導体レーザの高周
波重畳時における大きな特性改善を達成することができ
る効果がある。
【０１０５】この際、図１２に示した上記従来例の製造
方法では、一度ＳｉＯ2 またはＳｉＮをマスクとしてリ
ッジエッチングを行ったのち、該リッジエッチングマス
クを剥がしてから不純物拡散源膜を該リッジの上に形成
し、これより不純物拡散を行ってｐ型上クラッド層への
ｐ型不純物の拡散を行うようにしているので、その製造
に手間がかかり、煩雑であり、かつ高精度のマスク合わ
せが必要であるという問題があったが、本実施例１で
は、不純物拡散源膜をリッジエッチングマスク、及び選
択成長マスクとして用いているので、リッジエッチング
マスクを一度剥がして再び不純物拡散源膜を形成すると
いう手間が不要となり、従ってその不純物拡散源膜を形
成する際のパターニング精度が必要とされるという問題
もなく、該従来法に比し大きな効果を有するものであ
る。
【０１０６】実施例２．上記実施例１では、上記不純物
拡散源膜６としては、後の工程で、その構成材料の元素
がｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５、及びｐ−（Ａｌ0.
7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中に拡散して
各層内でｐ型のドーパントとなるような膜を用いた。本
発明の第２の実施例は、この不純物拡散源膜６として、
後の工程で、該膜中の不純物が該膜下の層に拡散したと
き各層内でｐ型のドーパントとなるような不純物を含む
膜を用いて構成したものである。このような膜の例とし
ては、Ｚｎ，Ｃｄ，ＭｇがドープされたＡｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ等、またはＳｉがドープさ
れたＡｌ2 Ｏ3 等を用いることができ、これは熱ＣＶＤ
法を用いて成膜する。このような本実施例２において
も、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１０７】実施例３．上記実施例２では、上記不純物
拡散源膜６として、後の工程で、該膜中の不純物が該膜
下の層に拡散したとき各層内でｐ型のドーパントとなる
ような不純物を含む膜、即ち、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがドー
プされたＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3Ｎ4 ，ＳｒＯ
等、ＳｉがドープされたＡｌ2 Ｏ3 等を用いて構成した
が、本発明の第３の実施例は、このような不純物拡散源
膜を用いた場合において、該不純物拡散源膜中へのドー
ピング量を制御することによって、該膜下の層へ拡散す
る不純物の濃度を制御するようにしたものである。
【０１０８】即ち、上記実施例２では、不純物拡散源膜
６ａによる不純物の拡散時において、特に不純物濃度に
ついてはこれを規定していなかったが、あまりに多くの
不純物の原子を拡散しても、これを活性化できるのでな
ければ、これらはキャリアとして働かないし、逆にかえ
って結晶性を劣化させ、かつ、活性化していない不純物
が活性層にまで拡散して素子特性に悪影響を及ぼし、素
子自体の信頼性にも悪い影響を与えることとなる。例え
ば、５×１０19cm-3以上の不純物原子を拡散した場合に
おいて、これらを活性化することができなければ、素子
自体の信頼性にも悪い影響を与えることとなる。
【０１０９】そこで、本実施例３においては、上記実施
例２におけるように、拡散すべき不純物で構成されてい
るものではない膜中に、拡散するための不純物をあらか
じめドーピングしておいて、これを図２における上記不
純物拡散源膜６ａとしたものにおいて、さらにこの際の
該膜中のドーピング量を制御するようにしたもので、こ
れによって、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５，ｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中へ
の拡散により形成される拡散領域１０の濃度を制御する
ようにすることができる。たとえば、このような不純物
拡散源膜にＺｎドープされたＡｌ2 Ｏ3 を用いることに
より、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層４へ拡散する不純物の濃度を制御することができる
もので、この場合、結晶中に拡散する不純物の量は、Ａ
ｌ2 Ｏ3 中にドープされているＺｎ濃度に比例すること
となり、たとえば、２重量パーセントのＺｎドープＡｌ
2 Ｏ3 で１〜３×１０18cm-3になる。ここで、不純物拡
散源膜への不純物のドーピングの方法は、該不純物拡散
源膜を気相成長する際に、該膜を構成する材料の原料ガ
スにドーピング不純物のガスを所要量含めることにより
行う。
【０１１０】このような本実施例３の半導体レーザの製
造方法では、拡散すべき不純物で構成されているもので
はない膜中に、拡散するための不純物をあらかじめドー
ピングしておき、このドーピング量を制御することによ
って拡散により形成される領域の濃度を制御するように
したので、拡散する不純物の濃度を高精度に制御するこ
とができる効果がある。
【０１１１】実施例４．上記実施例１〜３において挙げ
た不純物拡散源膜６ａの例のうち、不純物をドープした
ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 を用いるときは、これらは電流ブ
ロック層９を再成長により形成する際、その結晶成長に
対するマスクとしても機能している。つまり、これらＳ
ｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 よりなる不純物拡散源膜６ａ上には
結晶成長が行われないことを利用し、これらを選択成長
マスクとして兼用している。しかるに、任意の膜が必ず
結晶成長に対してマスクとして機能するわけではなく、
ＺｒＯ，ＺｎＯについては、これらは選択成長用のマス
クとしては機能しない。従って、本実施例４では、これ
らの上に選択成長用のマスクを別途形成することによ
り、選択成長用のマスクとしての機能を確実に達成でき
るようにしたものである。
【０１１２】即ち、本発明の実施例４による半導体レー
ザの製造方法では、上記図２(b) の工程において不純物
拡散源膜６を形成する際、不純物拡散源膜６上にさらに
Ｓｉ3 Ｎ4 やＳｉＯ2 の膜をＣＶＤ法で形成することに
より、図３に示すように、リッジエッチングを行った際
に、不純物拡散源膜６ａ上にさらにＳｉ3 Ｎ4 やＳｉＯ
2 からなる結晶成長マスク１４が形成されているように
したものであり、これにより、その後の電流ブロック層
９の埋め込み成長を行うときに、リッジ８上には常に結
晶成長が行われないようにしたものである。この選択成
長マスク膜１４は、上記電流ブロック層９の埋め込み成
長後に、全面にｐ−第２ＧａＡｓコンタクト層１１を形
成するときは、上記不純物拡散源膜６ａとともに沸酸等
により除去する。
【０１１３】このように本実施例４による半導体レーザ
の製造方法では、不純物拡散源膜６ａ上にさらにＳｉ3
Ｎ4 やＳｉＯ2 からなる結晶成長マスク１４を成膜する
ようにしたので、リッジ８上への結晶成長が確実に行わ
れないようにすることができ、高精度の構造を有する特
性のよい半導体レーザを得ることができる効果がある。
【０１１４】実施例５．上記実施例１では、ｎ−ＧａＡ
ｓ電流ブロック層９の結晶成長中の熱により、不純物拡
散源膜６ａから、第１ｐ型コンタクト層５とｐ型（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層４の途中ま
で不純物が拡散するようにしたが、本発明の第５の実施
例は、この不純物拡散源膜６ａからのｐ型不純物の上ク
ラッド層４中への拡散を、上記ｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層９の結晶成長中の熱に加えて、該ｎ−ＧａＡｓ電流
ブロック層９の成長後の上記ｐ型第２コンタクト層１１
の結晶成長時の熱により行うようにしたものである。即
ち、該ｐ型第２コンタクト層１１の結晶成長は、５００
°Ｃで、約１時間の間行われるが、上記ｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層９の５００°Ｃ，約３０分の熱に加えて、
この５００°Ｃ、約１時間の熱によってもさらに上記ｐ
型不純物の上クラッド層４中への拡散、即ち、拡散領域
１０の形成を行うようにしたものである。
【０１１５】このようにした本実施例５では、上記実施
例１において、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の結晶成
長中の熱のみでは、不純物拡散源膜６ａからのｐ型不純
物の上クラッド層４への拡散が不十分な場合において
も、より確かにｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ上クラッド層４中に所望の濃度の高濃度層１０を得る
ことができる効果がある。
【０１１６】実施例６．上記実施例１，５では、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９の結晶成長中の熱，及びこれに
加えてｐ型第２コンタクト層１１の結晶成長時の熱によ
り、不純物拡散源膜６ａから第１ｐ型コンタクト層５
と、ｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド
層４の途中まで不純物が拡散するようにしたが、本発明
の第６の実施例は、この不純物拡散源膜６ａからのｐ型
不純物の下層への拡散を、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
９の成長，ｐ型第２コンタクト層１１の成長時の熱に加
えて、全ての結晶成長が終わった後に、新たに装置をア
ニール炉に入れて、熱処理（アニール）を行うことによ
り行うようにしたものであり、例えば、上記結晶成長に
よる熱処理に加えて、さらに６００°Ｃ、約３０分間の
アニールを加えるようにすることができる。なお、この
アニールの方法については、後に述べる実施例１２にお
ける，図９で説明するアニールの方法と同じである。
【０１１７】またこの際、上記不純物拡散源膜６ａから
のｐ型不純物の下層への拡散は、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層９の成長時の熱，あるいはｐ型第２コンタクト層
１１の結晶成長時の熱によっても行われているから、上
記全ての結晶成長が終わった後に、該ウエハの一部を割
ってその断面からその拡散がどのくらい行われたかを観
察し、その拡散の不十分な分だけさらにアニールを行う
ことにより、所要の深さ，濃度の拡散領域１０を得るよ
うにしてもよいものである。
【０１１８】このようにした本実施例６においては、上
記実施例１，５において、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層
９の結晶成長中の熱，あるいはさらにｐ型第２コンタク
ト層１１の結晶成長時の熱のみでは、不純物拡散源膜６
ａからのｐ型不純物の上クラッド層４への拡散が不十分
な場合においても、より確実にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3
）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層４中に所望の濃度の高
濃度層１０を得ることができる効果がある。
【０１１９】実施例７．上記実施例１では、活性層３
は、単にＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層であったが、本実施
例７では、これを多重量子井戸構造よりなるものとした
ものである。即ち、本実施例７は、活性層３は、図３１
に示すような多重量子井戸構造よりなるもので、図３１
において、３１ａ，３１ｂは、厚み５ｎｍのＧａ0.5 Ｉ
ｎ0.5 Ｐよりなる量子井戸層、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ
は、該２つの量子井戸層３１ａ，３１ｂを挟むように設
けられた、厚みが、３２ａ，３２ｃは８ｎｍ、３２ｂは
厚み５ｎｍの（Ａｌx Ｇａ1-x ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ（ｘ＝
０．５）量子バリア層である。また、２，４は上述して
いる、それぞれｎ型，ｐ型の（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5
Ｉｎ0.5 Ｐよりなる上，下クラッド層である。このよう
に、活性層３を、２つの量子井戸層３１ａ，３１ｂを２
つの量子バリア層３２ｂ，３２ｃで挟んで構成した多重
量子井戸構造とした本実施例７においても、上記実施例
１〜６と同様の効果が得られるものである。
【０１２０】また、この活性層３は、異なる２種類の材
料からなる層を交互に積層して構成してなる多重量子井
戸構造の代わりに、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ等からなる自然
超格子構造を用いるようにしてもよい。
【０１２１】実施例８．上記実施例１〜７は、０．６７
μｍ帯半導体レーザの高周波重畳時の特性改善を図って
なされたものであるが、本発明の第８の実施例は、不純
物拡散源膜６ａによる固相拡散の方法を、上述したよう
に、高出力ＡｌＧａＩｎＰ可視光レーザダイオードにお
いて、その高出力動作に極めて有効な窓構造を作製する
のに適用したものである。
【０１２２】以下、このように不純物拡散源膜による固
相拡散の方法を用いて窓構造を形成する，本発明の実施
例８による半導体レーザの製造方法について説明する。
図４は本実施例８の製造方法により作製された窓構造を
有する半導体レーザを示すものであり、図５は該実施例
８の半導体レーザの製造方法を説明するための図であ
る。図４において、図４(c) は、半導体レーザチップ１
６を示し、図中のＡはレーザ共振器端面近傍の窓領域を
示し、図中のＢは、該窓領域Ａ以外のレーザ発振領域を
示す。また、図４(a) は図４(c) のＡの領域の断面図で
あり、図４(b) は図４(a) のＢの領域の断面図である。
該図４(a) において、１５はＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層
３をＺｎの不純物拡散によりディスオーダすることによ
り形成されたディスオーダード領域である。
【０１２３】また、図５において、１７は第１回目の結
晶成長により形成されたエピタキシャル層からなるウエ
ハ、１８ｃは本方法により製造されるリッジ導波路構造
を有するリッジ埋め込み半導体レーザのリッジ領域に相
当する部分で、かつ上記図４(c) のＡの領域である窓構
造に相当する箇所に形成された不純物拡散源層である。
ここで、不純物拡散源層１８ｃとしては、上記実施例１
におけると同様、ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯ等が挙げら
れ、これらの材料では、それぞれＺｎ，Ｃｄ，Ｍｇが不
純物として下層の半導体層中に拡散してｐ型の不純物と
なる。
【０１２４】まず、本実施例８の製造方法について説明
する。まず、第１回目の結晶成長により、ｎ−ＧａＡｓ
半導体基板（不純物濃度は１〜３×１０18cm-3、厚みは
９５μｍ）上に、エピタキシャル層，すなわちｎ−（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 ）Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２（不純物濃度
は１×１０17cm-3、膜厚は１．５μｍ），Ｉｎ0.5 Ｇａ
0.5 Ｐ活性層３（膜厚は０．０７μｍ），ｐ−（Ａｌ0.
7 Ｇａ0.3 ）Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４（不純物濃度は５
×１０17cm-3、その不純物はＺｎ又はＳｉ、膜厚は０．
２５μｍ），ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５（不純物
濃度は２×１０19cm-3、膜厚は０．４μｍ）を結晶成長
して、図５(a) に示されるウエハ１７を形成する。ここ
で、上記活性層３は、上記実施例７におけるように、図
３１に示すような多重量子井戸構造となっているもので
ある。
【０１２５】次に、上記ウエハ１上に、窓構造に相当す
る領域でリッジ上部に相当する位置である２箇所に、図
５(a) に示すように、拡散源となるＺｎＯ，ＣｄＯ，Ｍ
ｇＯ等からなる不純物拡散源層１８ｃを形成する。これ
らの材料では、それぞれＺｎ，Ｃｄ，Ｍｇが不純物とし
て下層の半導体層中に拡散してｐ型の不純物となるもの
である。この不純物拡散源層１８ｃのパターニング形成
は、図６の方法で行うことができる。
【０１２６】即ち、図６において、全面に上記材料より
なる不純物拡散源膜１８を形成したのち、レーザの窓領
域形成部に沿ったストライプ状のホトレジストマスク１
９を用いて、上記全面の不純物拡散源膜１８をパターニ
ングして、ストライプ状の不純物拡散源膜１８ａとす
る。例えばＺｎＯ膜をパターニングするときはフッ酸を
用いてエッチングを行うことによりパターニングする。
【０１２７】しかるのち、この上にさらにＳｉ3 Ｎ4 又
はＳｉＯ2 膜を全面に形成し、これに対しリッジ形成領
域に沿ったホトレジストマスク（図示せず）を用いてエ
ッチングを行うことにより、該ＳｉＮまたはＳｉＯ2 膜
のリッジストライプに沿った部分１４ａのみを残すよう
パターニング形成する。
【０１２８】次に、上記ストライプ状のＳｉＮ膜又はＳ
ｉＯ2 膜１４ａ，及びその上のフォトレジストをマスク
として用いて、上記不純物拡散源層１８ａの該マスク１
４ａ下以外の露出部分を、例えばＣＦ4 を用いたドライ
エッチングにより除去することにより、各々４角形状の
図示の領域では２つの不純物拡散源膜１８ｃ, 及びこれ
をリッジ形成領域においてカバーする上記ＳｉＮ膜又は
ＳｉＯ2 膜１４ａを形成することができる。このように
して上記２つの不純物拡散源膜１８ｃを形成した後は、
上記その上のＳｉ3 Ｎ4 膜又はＳｉＯ2 膜１４ａを、リ
ッジエッチングマスク及び選択成長マスクとしてそのま
ま残して、リッジエッチングを行い、リッジ８を形成す
る。
【０１２９】その後は、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９
の埋め込み成長を行い、さらにその後、上記リッジエッ
チングマスク，及び選択成長マスクを除去して、第２Ｇ
ａＡｓコンタクト層５の成長を行うと、該電流ブロック
層成長時の５００°Ｃ以上，約３０分間の熱により、上
記不純物拡散源層１８ｂからその下の結晶成長層５，４
にｐ型不純物が拡散し、このｐ型不純物の拡散がＩｎ0.
5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３に達すると、該Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5
Ｐ活性層３がディスオーダされて、窓構造層１５が形成
される。この結果、図５(b) に示すような，高出力動作
が可能な窓構造を有する，０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ
／ＩｎＡｌＧａＰ系の半導体レーザを得ることができ
る。
【０１３０】このような本実施例８の半導体レーザの製
造方法では、リッジ導波路構造を有するリッジ埋め込み
型の０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系半
導体レーザを製造するにおいて、窓構造となる部分のリ
ッジエッチングマスクの下に不純物拡散源膜となる膜を
形成しておき、電流ブロック層成長時の熱により、該不
純物拡散源膜からｐ型不純物がｐ−コンタクト層５とｐ
−クラッド層４を経て活性層３に達し、該活性層をディ
スオーダするようにしたので、レーザ共振器の端面近傍
においてのみ該量子井戸構造よりなる活性層がディスオ
ーダされてそのバンドギャップエネルギが大きくなり、
レーザの窓構造を構成することができる。従ってこれに
より、端面破壊を生ずることなく、高光出力動作の可能
な０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌＧａＰ系半導
体レーザを得ることができる。しかもこれを簡易な方法
で製造でき、かつ高精度に製造することができるもので
ある。
【０１３１】なお、本実施例８では、活性層３として、
異なる２種類の材料からなる層を交互に積層して構成し
てなる多重量子井戸構造を用いたが、この活性層には、
多重量子井戸構造の代わりに、Ｇａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ等か
らなる自然超格子構造を用いるようにしてもよいもので
ある。
【０１３２】実施例９．上記実施例８では、上記不純物
拡散源膜６としては、後の工程で、その構成材料の元素
がｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５、及びｐ−（Ａｌ0.
7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中に拡散して
各層内でｐ型のドーパントとなるような膜を用いた。本
発明の第９の実施例は、この不純物拡散源膜６として、
後の工程で、該膜中の不純物が該膜下の層に拡散したと
き各層内でｐ型のドーパントとなるような不純物を含む
膜を用いて構成したものである。このような膜の例とし
ては、Ｚｎ，Ｃｄ，ＭｇがドープされたＡｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ等、ＳｉがドープされたＡ
ｌ2 Ｏ3 等を用いることができる。これらの膜は熱ＣＶ
Ｄ法により形成する。このような本実施例９において
も、上記実施例８と同様の効果を得ることができる。
【０１３３】実施例１０．上記実施例９では、上記不純
物拡散源膜６として、後の工程で、該膜中の不純物が該
膜下の層に拡散したとき各層内でｐ型のドーパントとな
るような不純物を含む膜、即ち、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがド
ープされたＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3Ｎ4 ，ＳｒＯ
等、ＳｉがドープされたＡｌ2 Ｏ3 等を用いて構成した
が、本発明の第１０の実施例は、このような不純物拡散
源膜を用いた場合において、該不純物拡散源膜中へのド
ーピング量を制御することによって、該膜下の層へ拡散
する不純物の濃度を制御するようにしたものである。
【０１３４】即ち、上記実施例９では、不純物拡散源膜
６ａによる不純物の拡散時において、特に不純物濃度に
ついてはこれを規定していなかったが、あまりに多くの
不純物の原子を拡散しても、これを活性化できるのでな
ければ、これらはキャリアとして働かないし、逆にかえ
って結晶性を劣化させ、かつ、活性化していない不純物
が活性層にまで拡散して素子特性に悪影響を及ぼし、素
子自体の信頼性にも悪い影響を与えることとなる。例え
ば、５×１０19cm-3以上の不純物原子を拡散した場合に
おいて、これらを活性化することができなければ、素子
自体の信頼性にも悪い影響を与えることとなる。
【０１３５】そこで、本実施例１０においては、上記実
施例９におけるように、拡散すべき不純物で構成されて
いるものではない膜中に、拡散するための不純物をあら
かじめドーピングしておいて、これを図５における上記
不純物拡散源膜１８ａとしたものにおいて、さらにこの
際の該膜中のドーピング量を制御するようにしたもの
で、これによって、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５，
ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中
への拡散により形成される拡散領域１０の濃度を制御す
るようにすることができる。たとえば、このような不純
物拡散源膜にＺｎドープされたＡｌ2 Ｏ3 を用いること
により、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層４へ拡散する不純物の濃度を制御することができ
るもので、この場合、結晶中に拡散する不純物の量は、
Ａｌ2 Ｏ3 中にドープされているＺｎ濃度に比例するこ
ととなり、たとえば、２重量パーセントのＺｎドープＡ
ｌ2 Ｏ3 で１〜３×１０18cm-3になるものである。ここ
で、不純物拡散源膜への不純物のドーピングの方法は、
該不純物拡散源膜を気相成長する際に、該膜を構成する
材料の原料ガスにドーピング不純物のガスを所要量含め
ることにより行う。
【０１３６】このような本実施例１０の半導体レーザの
製造方法では、拡散すべき不純物で構成されているもの
ではない膜中に、拡散するための不純物をあらかじめド
ーピングしておき、このドーピング量を制御することに
よって拡散により形成される領域の濃度を制御するよう
にしたので、拡散する不純物の濃度を高精度に制御する
ことができる効果がある。
【０１３７】実施例１１．上記実施例８では、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流ブロック層９の結晶成長中の熱により、不純物
拡散源膜６ａからのｐ型不純物が、ｐ−コンタクト層５
とｐ−クラッド層４を経て活性層３に達し、該活性層を
ディスオーダするようにしたが、本発明の第１１の実施
例は、この不純物拡散源膜６ａからのｐ型不純物の下層
への拡散を、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の結晶成長
中の熱に加えて、該ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の成
長後の上記ｐ型第２コンタクト層１１の結晶成長時の熱
により行うようにしたものである。即ち、該ｐ型第２コ
ンタクト層１１の結晶成長は、５００°Ｃで、約１時間
の間行われるが、上記ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の
５００°Ｃ，約３０分の熱に加えて、この５００°Ｃ、
約１時間の熱によってもさらに上記ｐ型不純物の上クラ
ッド層４中への拡散、即ち、拡散領域１０の形成を行う
ようにしたものである。
【０１３８】このようにした本実施例１１では、上記実
施例８において、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の結晶
成長中の熱のみでは、不純物拡散源膜６ａからのｐ型不
純物の上クラッド層４を経て活性層３まで拡散が届かな
い場合においても、さらにｐ型コンタクト層５の成長時
の熱により拡散を行うことにより、この拡散を活性層に
届くようにし、より確実に活性層のディスオーダー化を
行い、窓構造を高精度に形成することができるものであ
る。
【０１３９】実施例１２．上記実施例８，１１では、ｎ
−ＧａＡｓ電流ブロック層９の結晶成長中の熱，及びこ
れに加えてｐ型第２コンタクト層１１の結晶成長時の熱
により、不純物拡散源膜１６ａから第１ｐ型コンタクト
層５とｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層４の途中まで不純物が拡散するようにしたが、本発
明の第１２の実施例は、この不純物拡散源膜６ａからの
ｐ型不純物の下層への拡散を、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層９の成長，及びｐ型第２コンタクト層１１の成長時
の熱に加えて、全ての結晶成長が終わった後に、新たに
装置をアニール炉に入れて、熱処理（アニール）を行う
ことにより行うようにしたものであり、例えば、上記結
晶成長による熱処理に加えて、さらに６００°Ｃ、約３
０分間のアニールを加えるようにすることができる。
【０１４０】即ち、このようにした本実施例１２につい
て図８を用いてさらに詳しく説明する。図８(a) は本実
施例１２によるアニール前の半導体レーザを示し、図に
おいて、６１は、上記電流ブロック層９の埋め込み成長
中に、あるいはさら第２コンタクト層１１の結晶成長中
に、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５を経てｐ−（Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４の途中まで
拡散して形成された拡散領域であり、これはまだ活性層
３には達していないものである。
【０１４１】図８(b) は上記図８(a) の半導体レーザ
を、アニールしドライブイン拡散を行うための装置であ
り、６２は石英管よりなるアニール装置本体、６３は、
アニールしようとするウエハ６０を乗せるボート、６４
は、該ボート６３を出し入れするための引き出し棒であ
る。また、図８(c) は、アニールした後の上記半導体レ
ーザを示し、本装置においては、図８(a) の拡散領域６
１がアニールによりドライブイン拡散されることによ
り、活性層３に達して拡散領域６５が形成されている。
【０１４２】本実施例１２による半導体レーザの製造方
法では、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層９の埋め込み成長
中、及び、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１１の結晶成
長中の熱により不純物拡散源膜６ａからその下層のｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４，ｐ
−ＧａＡｓ第１コンタクト層５への拡散が行われて拡散
領域６１（図２の１０に相当）が形成されるが、すべて
の結晶成長が終わっても、この拡散領域６１は、まだ活
性層３には達していない。そして、この状態より、半導
体レーザを結晶成長炉より取り出して引き出し棒６４、
及びボート６３を用いてアニール装置本体６２に入れ、
ここで例えば約３０分間にわたってアニールを行うこと
により、該半導体レーザにおいて上記拡散領域６１から
さらにドライブイン拡散を行い、活性層３に達する拡散
領域６５を形成する。これにより、共振器両端近傍の上
記活性層３がディスオーダーされ、窓領域が形成され
る。
【０１４３】この場合、上記不純物拡散源膜６ａからの
ｐ型不純物の下層への拡散が、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層９の成長時の熱，及びｐ型第２コンタクト層１１の
結晶成長等の熱により行うとともに、この拡散がどのく
らい行われたかを、上記全ての結晶成長が終わった後
に、該ウエハの一部を割ってその断面からその拡散がど
のくらい行われたかを観察し、その拡散の不十分な分だ
けさらにアニールを行うことにより、所要の深さ，濃度
の拡散領域を得るようにすることもできるものである。
【０１４４】このような本実施例１２による半導体レー
ザの製造方法によれば、半導体レーザを電流ブロック
層，及び第２コンタクト層等の結晶成長時の熱によりｐ
型上クラッド層４の途中まで拡散させたのち、新たにア
ニールを行ってさらにドライブイン拡散させて該拡散が
活性層３にまで到達するようにしたので、Ｉｎ0.5 Ｇａ
0.5 Ｐよりなる多重量子井戸活性層のディスオーダ化に
よる窓領域の形成を、高歩留りにて行うことができる効
果がある。
【０１４５】実施例１３．上記実施例８においては、窓
構造に相当する箇所に拡散源となる不純物拡散源層１８
ｃのパターニング形成を、レーザの窓領域形成部に沿っ
たストライプ状の不純物拡散源膜パターン１８ａを形成
した後、さらにこれをリッジ形成部に沿ったストライプ
状の選択成長マスクとなる膜によりパターニングするこ
とにより形成したが、本実施例１３は、これをさらに他
の方法で形成するものである。
【０１４６】即ち、本実施例１３による半導体レーザの
製造方法における不純物拡散源膜１８ｃのパターニング
方法を図７を用いて説明する。
【０１４７】本実施例１６では、全面に上記材料よりな
る不純物拡散源膜（図６(a) における１８）を形成した
のち、これを、レーザの窓領域形成部に沿ったストライ
プ状のホトレジストマスク（図示せず）を用いてパター
ニングしてストライプ状の不純物拡散源膜１８ａとし、
図７(a) に示す状態（図６(b) と同じ）とする。
【０１４８】次に、この上にさらにＳｉ3 Ｎ4 又はＳｉ
Ｏ2 膜１４を全面に形成し、上記ストライプ状の不純物
拡散源膜１８ａ、及び上記全面のＳｉ3 Ｎ4 又はＳｉＯ
2 膜１４を、同時にリッジ形成領域に沿ったホトレジス
トマスク（図示せず）を用いて、ウエットエッチングに
よりパターニングすることにより、図７(c) に示される
２つの各４角形状の不純物拡散源膜１８ｃ、及びリッジ
形成領域に沿ったストライプ状のＳｉ3 Ｎ4 膜又はＳｉ
Ｏ2 膜１４ｃを得る。
【０１４９】そして、その後は、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜又は
ＳｉＯ2 膜よりなるマスク１４ｃを除去することなく、
これをそのままリッジエッチングマスクとして用いて、
上記第１ＧａＡｓコンタクト層５及びｐ型上クラッド層
４の一部をエッチングしてリッジ８を形成し、その後、
上記マスク１４ｃをそのまま選択成長マスクとしてリッ
ジ側部に電流ブロック層９を埋め込み成長し、その後上
記不純物拡散源膜１８ｃ及び選択成長マスク１４ｃを除
去して、以後は以前の実施例と同様に、第２コンタクト
層１１その他を形成し、上記実施例８と同様の半導体レ
ーザを完成することができる。ただし、この方法は、上
記ストライプ状の不純物拡散源膜１８ａのリッジ形成領
域部分１８ｃ以外の部分と、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜又はＳｉ
Ｏ2 膜１４のリッジ形成領域以外の部分の、エッチング
による同時の除去が困難でない場合に適用するのが好ま
しいものである。
【０１５０】実施例１４．上記実施例８〜１３では、不
純物拡散源膜からの下層への不純物の拡散をレーザ共振
器の全幅にわたって行い、これによりｐ型不純物濃度が
１〜２×１０18以上と高いｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４を形成するようにし、また、
上記実施例８〜１３では、不純物拡散源膜からの下層へ
の不純物の拡散をレーザ共振器の端面部分での窓構造を
形成すべき部分について行い、これを活性層にまで達し
させてこれをディスオーダし、窓構造の形成を行うよう
にしたが、本実施例１４は、このレーザ共振器の全幅に
わたってのｐ型上クラッド層の高不純物濃度化と、レー
ザ共振器の端面部分での活性層のディスオーダ化による
窓構造の形成との両方を行うようにしたものである。
【０１５１】以下、本実施例１４による半導体レーザの
製造方法を、図９について説明する。図９において、２
６は上記ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層５の、レーザ共
振器の端面部分での窓構造形成領域を除く部分に形成さ
れたＳｉＮからなる拡散スルー膜、２７はレーザ共振器
の端面部分では直接上記ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層
５上に形成され、それ以外の部分では上記拡散スルー膜
２６上に形成されたＺｎＯ等よりなる不純物拡散源膜、
２８は該不純物拡散源膜２７上に形成された選択成長マ
スクである。なお、本実施例１４では、半導体レーザ装
置の各層の構成は上記実施例８のそれと同じとする。
【０１５２】以下本実施例１４の半導体レーザの製造方
法について説明する。上記ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト
層５を形成する工程までは、上記実施例１の方法と同じ
であり、その後、該ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層５上
の全面に、ＰＣＶＤ（Plasma Chemical Vapor Depositi
on) 法によりそれほど密ではないＳｉＮ膜を、２００°
Ｃの温度で５００または１０００オングストロームの厚
さに形成し、これを窓構造形成領域にある部分について
はこれを除くようパターニングし、これにより、窓構造
形成領域を除いた部分に、ＳｉＮからなる拡散スルー膜
２６を形成する。
【０１５３】そしてその後、全面に、不純物拡散源膜を
１５０°Ｃのスパッタ法により１５００オングストロー
ムの厚さに形成し、さらにその上に選択成長マスクとし
て機能するＳｉＮまたはＳｉ2 Ｏ3 膜を、これも全面に
形成し、その後これらをリッジ形成領域上のレーザ共振
器の全幅にわたってのみ残るようパターニングすること
により、上記拡散スルー膜２６、不純物拡散源膜２７、
選択成長マスク２８を、リッジ形成領域のみに有する膜
を形成する。ここで、上記不純物拡散源膜の例として
は、上述の実施例と同様、構成材料の元素自体が不純物
となるものとして、ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯ等があり、
それぞれＺｎ，Ｃｄ，Ｍｇが、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3
）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４，ｐ−ＧａＡｓ第１コ
ンタクト層５中に不純物として拡散してｐ型のドーパン
トとなる。
【０１５４】次に、上記拡散スルー膜２６、不純物拡散
源膜２７、選択成長マスク２８からなる膜をリッジエッ
チングマスクとして、リッジエッチングを行うことによ
り、リッジ形成領域以外の上記ｐ型第１ＧａＡｓコンタ
クト層５、及びｐ型クラッド層４の一部を除去してリッ
ジを形成し、その後、ｎ型電流ブロック層９の選択成長
を行うと、該ｎ型電流ブロック層９の埋め込み結晶成長
時の熱により、上記不純物拡散源膜２７より上記ｐ型第
１ＧａＡｓコンタクト層５及びｐ型クラッド層４へｐ型
不純物が拡散する。
【０１５５】これにより不純物拡散源膜２７中のＺｎ等
の構成元素が下層のｐ型コンタクト層５、及びｐ型クラ
ッド層５中へ不純物として拡散することとなるが、この
とき本実施例１４では、窓構造形成領域以外の領域で
は、不純物拡散源膜２７の下にそれほど密ではないＳｉ
Ｎ膜２６を、プラズマＣＶＤ法により拡散スルー膜とし
て形成しているので、上記その下層への不純物の拡散
は、該拡散スルー膜２６により妨げられて該拡散スルー
膜２６のない上記窓構造形成領域に比し少ない量でもっ
て行われ、その拡散途中では、その断面プロファイルは
例えば図９に示される第１の不純物拡散領域１０ａのよ
うになり、またさらに拡散が行われると、図９に示され
る第２の不純物拡散領域１０ｂのようになり、窓構造形
成領域においてのみ不純物の拡散が活性層３に達して該
活性層３がディスオーダーされることとなる。ここで、
上記不純物拡散源膜２７からのｐ型不純物は、ＧａＡｓ
コンタクト層５をつきぬけてＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４にまで入ればキャリアとして機能するものであり、こ
の窓構造形成領域以外の領域で不純物がｐ型クラッド層
４中のどこまで入るかは、上記プラズマＣＶＤ法による
ＳｉＮスルー膜２６の膜厚の設定によりこれを制御する
ことができる。
【０１５６】以下は、上記実施例１〜５におけると同
様、ｐ型第２ＧａＡｓコンタクト層１１，及び電極１
２，１３の形成を行うことにより、本実施例１２の半導
体レーザを完成する。このようにして、レーザ共振器端
面近傍の窓構造形成領域では、不純物の拡散領域１０ｂ
が活性層３に達してこれをディスオーダして窓構造を形
成し、それ以外の領域ではｐ型コンタクト層及びｐ型ク
ラッド層４中にまで不純物拡散領域１０が形成されて、
該ｐ型クラッド層４中に不純物濃度の高い拡散領域１０
を形成することができることとなる。
【０１５７】このような本実施例１４の半導体レーザの
製造方法によれば、不純物拡散源膜の形成方法を工夫す
ることにより、上記実施例１〜７における、ｐ型不純物
濃度の高いｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐク
ラッド層の形成を行うことができるとともに、上記実施
例８〜１３における、レーザ共振器の端面部分での活性
層のディスオーダによる窓構造の形成を行うことがで
き、ｐ型クラッド層の不純物濃度が高いことにより、該
レーザの素子抵抗を大きく低減でき、該半導体レーザの
高周波重畳時における大きな特性改善を達成することが
できるとともに、窓構造を備えることにより、端面劣化
を生ずることなく高光出力動作が可能であるという、と
いう両者の特徴を兼ね備えた半導体レーザを得ることが
できる効果がある。
【０１５８】実施例１５．上記実施例１４では、このレ
ーザ共振器の全幅にわたってのｐ型上クラッド層の高不
純物濃度化と、レーザ共振器の端面部分での活性層のデ
ィスオーダ化による窓構造の形成との両方を行うため
に、不純物拡散源膜として、リッジ形成領域上の窓構造
形成領域を除く部分のみに拡散スルー膜２６を有し、リ
ッジ形成領域上のレーザ共振器の全幅にわたって不純物
拡散源膜２７を有し、かつその上に選択成長マスク２８
を有するものを形成したが、本実施例１５は、上記両者
の形成を行うための不純物拡散源膜の構成を、窓構造形
成領域では膜厚の厚い，従って不純物量の多い第２の不
純物拡散源膜を有し、リッジ形成領域の全体に膜厚の薄
い，従って不純物量の少ない第１の不純物拡散源膜を有
するものとしたものである。
【０１５９】以下、本実施例１５の半導体レーザの製造
方法について図１０を参照して説明する。図１０におい
て、３０は窓構造を形成すべきレーザ共振器の端面部分
において、直接上記ｐ型ＧａＡｓ第１コンタクト層５上
に１０００オングストロームの厚みに形成された第２の
不純物拡散源膜、３１は窓構造を形成すべきレーザ共振
器の端面部分を含み、レーザのリッジ形成領域の全体に
わたって形成された、５００オングストロームの厚みに
形成された第１の不純物拡散源膜である。
【０１６０】次に、本実施例１５による半導体レーザの
製造方法について説明する。まず、上記実施例１におけ
ると同様に、第１回目の結晶成長により、ｎ−ＧａＡｓ
半導体基板上に、ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）Ｉｎ0.5 Ｐ
クラッド層２，Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３，ｐ−（Ａ
ｌ0.7 Ｇａ0.3 ）Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４，ｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層５を結晶成長して、図５(a) に示さ
れるウエハ１７を形成する。
【０１６１】次に、上記ウエハ１上に、リッジ形成領域
上の窓構造を形成すべき領域である２箇所に第２の不純
物拡散源層を有し、リッジストライプ領域の全体に第１
の不純物拡散源膜３１を有する不純物拡散源膜，を形成
する。この不純物拡散源膜のパターニング形成は、第１
の不純物拡散源膜と、第２の不純物拡散源膜とが同じ材
料からなる場合には、図７とほぼ同様の方法で行うこと
ができる。
【０１６２】即ちまず、図７(a) に示されるのと同様
に、全面に上記材料よりなる第２の不純物拡散源膜を形
成したのち、これを、レーザの窓領域形成部に沿ったス
トライプ状のホトレジストマスクを用いて、上記全面の
不純物拡散源膜をパターニングしてストライプ状の第２
の不純物拡散源膜３０ａ（１８ａに相当）を形成する。
例えばＺｎＯ膜をパターニングするときはフッ酸を用い
てエッチングを行うことによりパターニングする。
【０１６３】しかるのち、この上にさらに図７における
Ｓｉ3 Ｎ4 又はＳｉＯ2 膜１４に代えて、第１の不純物
拡散源膜３１（１４に相当），あるいはさらにＳｉＯ2
またはＳｉＮからなるその後の選択成長のためのマスク
を全面に形成して、該第１の不純物拡散源膜３１（１
４）と上記第２の不純物拡散源膜３０ａ（１８ａ）と
を、リッジ形成領域に沿ったホトレジストマスク（図示
せず）を用いて同時にエッチングすることにより、上記
リッジストライプに沿った部分に第１の不純物拡散源膜
３１（１４ｃに相当），及び第２の不純物拡散源膜３０
ａ（１８ｃに相当）を残すようパターニング形成する。
【０１６４】このようにして上記第１，第２の不純物拡
散源膜３１，３０ａを形成した後は、上記第１の不純物
拡散源膜３１そのものを、あるいはこれとその上に形成
したＳｉ3 Ｎ4 膜又はＳｉＯ2 膜（図示せず）とをリッ
ジエッチングマスク及び選択成長マスクとしてそのまま
残してリッジエッチングを行い、リッジ８を形成する。
なお、ここで、上記第１，第２の不純物拡散源膜３１，
３０ａを形成した後は、これらを形成するために用いた
マスクは除去して、新たにリッジエッチングマスク及び
選択成長マスクを形成するようにしてもよいものであ
る。
【０１６５】その後は、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９
の埋め込み成長を行い、さらにその後に、上記リッジエ
ッチングマスク及び選択成長マスクを除去して第２Ｇａ
Ａｓコンタクト層５の成長を行うと、上記不純物拡散源
膜３０ａ，あるいは３０ａ，３１中のＺｎ等の構成元素
または不純物が、下層のｐ型コンタクト層５及びｐ型ク
ラッド層４中へ拡散することとなるが、このとき本実施
例１５では、窓構造形成領域では、不純物拡散源膜３０
ａ，３１による膜厚が１５００オングストロームと厚
く、該窓構造形成領域以外の領域では、不純物拡散源膜
３１による膜厚が５００オングストロームと薄いので、
その下層への不純物の拡散は、窓構造形成領域では大き
く、それ以外の領域では少なく行われる。その結果、そ
の拡散プロファイルは、図１０に示されるように、図９
に示されるものと同様の、不純物拡散領域１０ａ，ある
いは不純物拡散領域１０ｂのようになり、これにより、
レーザ共振器端面近傍の窓構造形成領域では、該拡散領
域が活性層３に達してこれをディスオーダして窓構造を
形成し、それ以外の領域ではｐ型コンタクト層５、及び
ｐ型クラッド層４中にまで不純物拡散領域１０が形成さ
れて、該ｐ型クラッド層４中にｐ型不純物濃度の高い領
域を形成することができることとなる。
【０１６６】このような本実施例１５においては、窓構
造に相当する領域でリッジ上部に相当する位置である２
箇所に膜厚の厚い第２の不純物拡散源層３０ａを有し、
リッジストライプ領域の全体に膜厚の薄い第１の不純物
拡散源膜３１を有する不純物拡散源膜を形成するように
したので、上記膜厚の厚い不純物拡散源層３０ａ，３１
からは不純物が深くまで拡散して活性層３をディスオー
ダーし、上記膜厚の厚い不純物拡散源層３１からは不純
物の拡散深さは浅く、上クラッド層４に高濃度拡散領域
１０を形成するのみとなるので、上記実施例１４と同様
の構成になる，ｐ型クラッド層の不純物濃度が高いこと
により該レーザの素子抵抗を大きく低減でき、該半導体
レーザの高周波重畳時における大きな特性改善を達成す
ることができるとともに、窓構造を備えることにより端
面劣化を生ずることなく高光出力動作が可能であるとい
う、という両者の特徴を兼ね備えた半導体レーザを得る
ことができる効果がある。
【０１６７】実施例１６．上記実施例１５では、上記不
純物拡散源層のパターニング形成を、図７とほぼ同様の
方法で行ったが、本実施例１６は、第２の不純物拡散源
膜の材料と、第２の不純物拡散源膜の材料とが異なるよ
うな場合に、これを図６とほぼ同様の方法で行うように
したものである。
【０１６８】以下、本実施例１６の方法について説明す
る。即ち、図６に示されたのと同様に、全面に上記材料
よりなる不純物拡散源膜１８を形成したのち、これを、
レーザの窓領域形成部に沿ったストライプ状のホトレジ
ストマスク１９を用いて、上記全面の不純物拡散源膜１
８をパターニングしてストライプ状の第２の不純物拡散
源膜１８ａとする。これには例えばＺｎＯをその構成元
素に含む膜を用いる。
【０１６９】しかるのち、この上にさらに第１の不純物
拡散源膜の材料の膜を全面に形成し、これをリッジ形成
領域に沿ったホトレジストマスク（図示せず）を用いて
上記第２の不純物拡散源膜１８ａをエッチングしないエ
ッチングを行うことにより、上記ストライプ状の第２の
不純物拡散源膜１８ａを残したまま、該第１の不純物拡
散源膜の材料の膜のリッジストライプに沿った部分（１
４ａに相当）のみを残すようパターニング形成する。こ
こで、該第１の不純物拡散源膜（１４ａ）上には、後の
選択成長マスクとなる膜を同時に形成して、これととも
に上記第１の不純物拡散源膜をパターニングするように
してもよい。
【０１７０】次に、この第１の不純物拡散源膜，あるい
はこれはその上に形成したＳｉ3 Ｎ4 膜又はＳｉＯ2 膜
１４ａをマスクとして用いて、上記不純物拡散源層１８
ａの露出部分を、例えばこれがＺｎＯからなる場合は、
例えばＣＦ4 を用いたドライエッチングにより除去する
ことにより、各々４角形状の２つの第２の不純物拡散源
膜１８ｃ，及びその上のリッジ形成領域にそったストラ
イプ状の第１の不純物拡散源膜１４ａを形成することが
できる。
【０１７１】ここで、上記第２の不純物拡散源膜の材料
と、第２の不純物拡散源膜の材料とが異なる場合の例と
しては、上記第２の不純物拡散源膜にＺｎＯを用い、上
記第１の不純物拡散源膜に、ＣｄＯ，ＭｇＯ膜，あるい
はＣｄ，またはＭｇをドーパントとして含む膜を用いる
ものが考えられる。
【０１７２】このような本実施例１６においても、上記
実施例１５と同様の構成になる不純物拡散源膜を形成す
ることができ、これにより上記実施例１４と同様の構成
の、ｐ型クラッド層の不純物濃度が高いことにより、該
レーザの素子抵抗を大きく低減でき、該半導体レーザの
高周波重畳時における大きな特性改善を達成することが
できるとともに、窓構造を備えることにより、端面劣化
を生ずることなく高光出力動作が可能であるという、と
いう両者の特徴を兼ね備えた半導体レーザを得ることが
できる効果がある。
【０１７３】実施例１７．上記実施例１４〜１６では、
不純物拡散源膜２６ａ，あるいは第１，第２の不純物拡
散源膜３０ａ，３１として、後の工程で、その構成材料
の元素がｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５、及びｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４中に
拡散して各層内でｐ型のドーパントとなるような膜を用
いた。
【０１７４】本発明の第１７の実施例は、この不純物拡
散源膜として、後の工程で、該膜中の不純物が該膜下の
層に拡散したとき各層内でｐ型のドーパントとなるよう
な不純物を含む膜を用いて構成したものである。このよ
うな膜の例としては、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがドープされた
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ等、Ｓｉが
ドープされたＡｌ2 Ｏ3 等を用いることができ、これは
熱ＣＶＤ法を用いて成膜する。このような本実施例１７
においても、上記実施例１４，１５と同様の効果を得る
ことができる。
【０１７５】実施例１８．上記実施例１７では、不純物
拡散源膜２６ａ，あるいは第１，第２の不純物拡散源膜
３０ａ，３１として、後の工程で、該膜中の不純物が該
膜下の層に拡散したとき各層内でｐ型のドーパントとな
るような不純物を含む膜、即ち、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがド
ープされたＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ
等、ＳｉがドープされたＡｌ2 Ｏ3 等を用いて構成した
が、本発明の第１８の実施例は、このような不純物拡散
源膜を用いた場合において、該不純物拡散源膜中へのド
ーピング量を制御することによって、該膜下の層へ拡散
する不純物の濃度を制御するようにしたものである。
【０１７６】即ち、上記実施例１７では、不純物拡散源
膜による不純物の拡散時に、特に不純物濃度については
これを規定していなかったが、あまりに多くの不純物の
原子を拡散しても、これを活性化することができるので
なければ、これらはキャリアとして働かないし、逆にか
えって結晶性を劣化させ、かつ、活性化していない不純
物が活性層にまで拡散して素子特性に悪影響を及ぼし、
素子自体の信頼性にも悪い影響を与えることとなる。例
えば、５×１０19cm-3以上の不純物原子を拡散した場合
において、これらを活性化することができなければ、素
子自体の信頼性にも悪い影響を与えることとなる。
【０１７７】そこで、本実施例１８におけるように、拡
散すべき不純物で構成されているものではない膜中に、
拡散するための不純物をあらかじめドーピングしておい
て、これを図９における不純物拡散源膜２６ａ，あるい
は図１０における不純物拡散源膜３０ａ，３１とし、か
つ該膜中のドーピング量を制御することによって、上記
ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層
４、ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層５中への拡散の濃度
を制御するようにすることができる。たとえば、このよ
うな不純物拡散源膜にＺｎドープされたＡｌ2 Ｏ3 を用
いると、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラ
ッド層４へ拡散する不純物の濃度を制御することができ
る。この場合、結晶中に拡散する不純物の量はＡｌ2 Ｏ
3 中にドープされているＺｎ濃度に比例することとな
り、たとえば、２重量パーセントのＺｎドープＡｌ2 Ｏ
3 で１〜３×１０18cm-3になるものである。ここで、不
純物拡散源膜への不純物のドーピングの方法は、該不純
物拡散源膜を気相成長する際に、該膜を構成する材料の
原料ガスにドーピング不純物のガスを所要量含めること
により行う。
【０１７８】このような本実施例１８の製造方法では、
拡散すべき不純物で構成されているものではない膜中
に、拡散するための不純物をあらかじめドーピングして
おき、このドーピング量の制御によって拡散の濃度を制
御するようにしたので、拡散する不純物の濃度を高精度
に制御することができる効果がある。
【０１７９】実施例１９．上記実施例１４〜１８におい
て挙げた不純物拡散源膜の例のうち、不純物をドープし
たＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 を用いるときは、これらは電流
ブロック層９を再成長により形成する際、その結晶成長
に対するマスクとしても機能している。つまり、これら
ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 よりなる不純物拡散源膜上には結
晶成長が行われないことを利用し、これらを選択成長マ
スクとして兼用している。しかるに、任意の膜が必ず結
晶成長に対してマスクとして機能するわけではなく、Ｚ
ｒＯ，ＺｎＯについては、これらは選択成長用のマスク
としては機能しない。
【０１８０】従って、本実施例１９では、これらの上に
選択成長用のマスクを別途形成することにより、選択成
長用のマスクとしての機能を確実に達成できるようにし
たものである。
【０１８１】即ち、本発明の第１９の実施例による半導
体レーザの製造方法では、図３に示すように、不純物拡
散源膜６ａ上にさらにＳｉ3 Ｎ4 やＳｉＯ2 からなる結
晶成長マスク１４を熱ＣＶＤ法により成膜するようにし
たものであり、これにより、その後の電流ブロック層９
の埋め込み成長を行うときに、リッジ８上には常に結晶
成長が行われないようにしたものである。そして、この
選択成長マスク膜１４は、上記電流ブロック層９の埋め
込み成長後にｐ−第２ＧａＡｓコンタクト層１１を形成
するときは、上記不純物拡散源膜６ａとともに沸酸等に
より除去する。
【０１８２】このように本実施例１９の製造方法では、
不純物拡散源膜６ａ上にさらにＳｉ3 Ｎ4 やＳｉＯ2 か
らなる結晶成長マスク１４を成膜するようにしたので、
リッジ８上への結晶成長が確実に行われないようにする
ことができ、高精度の構造を有する特性のよい半導体レ
ーザを得ることができる効果がある。
【０１８３】実施例２０．上記実施例１４では、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９の結晶成長中の熱により、不純
物拡散源膜６ａから、第１ｐ型コンタクト層５とｐ型
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層４の
途中まで不純物が拡散するようにしたが、本発明の第５
の実施例は、この不純物拡散源膜６ａからのｐ型不純物
の上クラッド層４への拡散を、上記ｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層９の結晶成長中の熱に加えて、該ｎ−ＧａＡｓ
電流ブロック層９の成長後の上記ｐ型第２コンタクト層
１１の結晶成長時の熱により行うようにしたものであ
り、これは、該ｐ型第２コンタクト層１１の結晶成長時
には、５００°，約１時間の熱が発生するものである。
【０１８４】このようにした本実施例２０では、上記実
施例１において、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の結晶
成長中の熱のみでは、不純物拡散源膜６ａからのｐ型不
純物の上クラッド層４への拡散が不十分な場合において
も、より確実にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5
Ｐ上クラッド層４中に所望の濃度の高濃度層を得ること
ができる効果がある。
【０１８５】実施例２１．上記実施例２０では、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流ブロック層９の結晶成長中の熱，あるいはｐ
型第２コンタクト層１１の結晶成長時により、不純物拡
散源膜から第１ｐ型コンタクト層５とｐ型（Ａｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４の途中まで不純物
が拡散するようにしたが、本発明の第６の実施例は、こ
の不純物拡散源膜６ａからのｐ型不純物の下層への拡散
を、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９の成長，ｐ型第２コ
ンタクト層１１の成長等，全ての結晶成長が終わった後
に、新たに装置をアニール炉に入れて、熱処理（アニー
ル）を行うことにより行うようにしたものでり、例えば
６００°Ｃ以上の温度で約３０分間の間アニールを行う
ようにすることができる。
【０１８６】またこの際、上記不純物拡散源膜からのｐ
型不純物の下層への拡散は、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック
層９の成長時の熱，あるいはｐ型第２コンタクト層１１
の結晶成長時の熱によっても行われているから、上記全
ての結晶成長が終わった後に、該ウエハの一部を割って
その断面からその拡散がどのくらい行われたかを観察
し、その拡散の不十分な分だけさらにアニールを行うこ
とにより、所要の深さ，濃度の拡散領域を得るようにし
てもよいものである。
【０１８７】このようにした本実施例２１においては、
上記実施例１４，１９において、ｎ−ＧａＡｓ電流ブロ
ック層９の結晶成長中の熱，あるいはさらにｐ型第２コ
ンタクト層１１の結晶成長時の熱のみでは、不純物拡散
源膜からのｐ型不純物の上クラッド層４への拡散が不十
分な場合においても、より確実にｐ型（Ａｌ0.7 Ｇａ0.
3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層４中に所望の濃度の高
濃度層を得ることができる効果がある。
【０１８８】
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
レーザの製造方法によれば、リッジエッチングマスクと
して不純物拡散源を兼ねる膜を設け、電流ブロック層の
結晶成長中，さらにはその後の熱処理により、該リッジ
マスク膜から上クラッド層へ不純物が拡散するようにし
たので、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層のキャリア濃度
を１〜２×１０18cm-3の高濃度にまで大きくすることが
でき、これによりその素子抵抗を大きく低減することが
でき、高周波重畳時の特性を大きく改善することがで
き、しかもこれを簡易な方法で得ることができる効果が
ある。
【０１８９】またこの発明によれば、上記半導体レーザ
の製造方法において、不純物の拡散源となる膜の上に、
さらにＳｉ3 Ｎ4 膜あるいはＳｉＯ2 膜よりなる選択成
長マスクを形成するようにしたので、不純物の拡散源と
なる膜上には、電流ブロック層の成長が決して起こらな
いようにすることができる効果がある。
【０１９０】また、この発明にかかる半導体レーザの製
造方法によれば、量子井戸構造で構成される活性層を有
する半導体レーザを製造するにおいて、上記量子井戸が
拡散によりディスオーダされるようにしたため、拡散さ
れた箇所は実効的なバンドギャップが大きくなり、窓構
造として機能することとなり、高出力動作が可能な窓構
造を有する半導体レーザを得ることができ、しかもこれ
を簡易な方法で得ることができる効果がある。
【０１９１】また、この発明にかかる半導体レーザの製
造方法によれば、リッジエッチングマスクとして不純物
拡散源層を兼ねる膜を設け、電流ブロック層の結晶成長
中，さらにはその後の熱処理により、該リッジマスク膜
からクラッド層へ不純物が拡散するとともに、量子井戸
構造活性層のレーザ共振器端面部が上記膜からの不純物
の拡散によりディスオーダされるようにしたので、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰクラッド層のキャリア濃度を高濃度に高
めてその素子抵抗を大きく低減でき、高周波重畳時の特
性を大きく改善することができるとともに、上記量子井
戸を拡散によりディスオーダした部分が窓構造として機
能することとなり、高出力動作が可能な窓構造を有する
半導体レーザを得ることができ、しかもこれを簡易な方
法で得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による半導体レーザの製
造方法により作製される半導体レーザの構造を示す斜視
図。
【図２】本発明の第１の実施例による半導体レーザの製
造方法の製造工程を示す図。
【図３】本発明の第４の実施例による半導体レーザの製
造方法の製造工程の一部を示す図。
【図４】本発明の第８の実施例による半導体レーザの製
造方法により製造される窓構造を有する半導体レーザを
示す図。
【図５】本発明の第８の実施例による窓構造を有する半
導体レーザの製造方法の製造工程の一部を示す図。
【図６】本発明の第８の実施例による半導体レーザの製
造方法における不純物拡散源膜のパターニングの工程を
示す図。
【図７】本発明の第１３の実施例による半導体レーザの
製造方法における不純物拡散源膜のパターニングの工程
を示す図。
【図８】本発明の第１２の実施例による半導体レーザの
製造方法におけるアニールの前後、及びアニール装置を
示す図。
【図９】本発明の第１４の実施例による半導体レーザの
製造方法における製造工程の一部を示す図である。
【図１０】本発明の第１５の実施例による半導体レーザ
の製造方法における製造工程の一部を示す図である。
【図１１】従来の０．６７μｍ帯の半導体レーザの構造
図。
【図１２】従来の０．６７μｍ帯の半導体レーザの製造
方法を説明するための製造工程図。
【図１３】従来の問題点を説明するために本発明者が行
った実験の結果による，■族原料ガス流量に対するＤＭ
Ｚｎ流量の比，に対するキャリア濃度の値を示す図。
【図１４】横モード安定化されたＩｎＧａＡ１Ｐレーザ
の代表的な構成を示す図である。
【図１５】文献(1) に示されるＩｎＧａＡｌＰ活性層と
Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐクラッド層の場合
のｄとｈの関数としてのΔＮeff の計算例を示す図であ
る。
【図１６】横モード安定化ＩｎＧａＡｌＰレーザの他の
構造を示す図。
【図１７】ＨＢＢレーザの電流閉じ込め機構の原理，及
び構造を示す図である。
【図１８】発振閾値でのＩｎＧａＡｌＰダブルヘテロ構
造レーザの概略的なバンドダイヤグラムを示す図であ
る。
【図１９】ＩｎＧａＡｌＰ−Ｉｎ0.5 （Ｇａ0.3 Ａｌ0.
7 ）0.5 Ｐダブルヘテロ構造の閾値電流密度の温度依存
性の計算例を示す図である。
【図２０】ホールの濃度４×１０17cm-3をもつＩｎ0.5
（Ｇａ0.3 Ａｌ0.7 ）0.5 Ｐクラッド層をもつレーザダ
イオードの実験データ，に対応するカーブを示す図であ
る。
【図２１】ＩｎＧａＡｌＰレーザの連続波動作での発振
波長と最大温度との間の関係を示す実験結果を示す図で
ある。
【図２２】アクセプタ濃度に対しプロットされた６５０
ｎｍの波長のＳＢＲレーザの特性温度を示す図である。
【図２３】ヒートシンク温度５０℃でのコートされてい
ない６５０ｎｍのレーザについてのエージングテストの
結果の例を示す図である。
【図２４】この６３０ｎｍ帯のＳＢＲレーザの光出力対
電流特性を示す図である。
【図２５】６３０ｎｍ帯のＨＢＢレーザの光出力対電流
特性を示す図である。
【図２６】図１７および後に示される他の図のための計
算において使用される材料パラメータをリストとして示
す図である。
【図２７】自然超格子の無秩序化を利用して作製され
た、従来の窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザの
共振器長方向に沿った断面を示す模式図である。
【図２８】自然超格子の無秩序化を利用して作製され
た、従来の他の窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザの共振器長方向に沿った断面を示す模式図である。
【図２９】図２７に示す窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザの製造方法を説明するための断面工程図であ
る。
【図３０】図２８に示す窓構造付きＡｌＧａＩｎＰ系半
導体レーザの製造方法を説明するための断面工程図であ
る。
【図３１】本発明の実施例７の半導体レーザの製造方法
により製造される半導体レーザの多重量子井戸構造の活
性層を示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ−ＧａＡｓ半導体基板 ２ ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 ３ Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層 ４ ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッ
ド層 ５ ｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層 ６ 不純物拡散源膜 ６ａ ストライプ状の不純物拡散源膜 ８ リッジ領域 ９ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 １０ 不純物拡散領域 １１ ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層 １２ ｐ側電極 １３ ｎ側電極 １４ リッジマスク（兼選択成長マスク） １５ 不純物拡散によりディスオーダされたＩｎ0.5
Ｇａ0.5 活性層 １６ 半導体レーザチップ １７ ウエハ １８ｃ 全面の不純物拡散源膜 １８ａ 窓構造に相当する箇所に形成された不純物拡散
源層 １８ｃ 窓構造に相当する箇所でリッジ形成領域に相当
する位置に形成された 不純物拡散源膜 １４ｃ 結晶成長マスク １６ｄ ＺｎドープされたＡｌ2 Ｏ3 よりなる不純物拡
散源膜 ６１ 活性層３には達していない拡散領域 ６２ 石英管よりなるアニール装置本体 ６３ アニールしようとするウエハ６０を乗せるボー
ト ６４ ボート６３を出し入れするための引き出し棒 ６５ ドライブイン拡散により活性層３に達した拡散
領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１２月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】図１１は、上記文献(1) に記載されたもの
と同等の従来の０．６７μｍ帯のＩｎＧａＰ／ＩｎＡｌ
ＧａＰ系の半導体レーザの概観図を示し、図１２は該半
導体レーザの製造工程を示す断面図である。図１１にお
いて、１はｎ−ＧａＡｓ半導体基板（不純物濃度は１〜
３×１０18cm-3、厚みは９５μｍ）である。該ｎ−Ｇａ
Ａｓ半導体基板１上には、ｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.
5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２（不純物濃度は１×１０17cm
-3、膜厚は１．５μｍ）が配置される。該ｎ−（Ａｌ0.
7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層２上には、アン
ドープのＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３（膜厚は０．０７
μｍ）が配置される。該Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層３上
には、ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラ
ッド層４（不純物濃度は５×１０ 17cm -3 、不純物はＺｎ
又はＳｉ、膜厚は０．２５μｍ）が配置される。該ｐ−
（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 ）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４のリ
ッジ部（リッジ底部の幅は５．５μｍ、リッジ上部の幅
は３．０μｍ）４ａ上の部分には、ｐ−ＧａＡｓ第１コ
ンタクト層５（不純物濃度は２×１０19cm-3、膜厚は
０．４μｍ）が配置される。該ｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3
）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐクラッド層４の薄膜部４ｂ上には、
ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層９（不純物濃度は６×１０
18cm-3、膜厚は１μｍ）が配置される。上記ｐ−ＧａＡ
ｓ第１コンタクト層５上、及び上記ｎ−ＧａＡｓ電流ブ
ロック層９上には、ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層１１
（不純物濃度は２×１０19cm-3、膜厚は２．５μｍ）が
配置される。また、上記ｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層
１１上には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕよりなるｐ側電極１２が
配置され、ｐ−ＧａＡｓ半導体基板１側には、ＡｕＧｅ
／Ｎｉ／Ｔｉ／Ａｕよりなるｎ側電極１３が配置され
る。本レーザの電極を除いた部分の高さは１００μｍで
ある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０１０４】このように本実施例１の半導体レーザの製
造方法では、リッジ導波路構造を有するリッジ埋め込み
型半導体レーザを製造する方法において、リッジマス
ク、即ちリッジエッチングのためのマスクを不純物拡散
源となるような膜で構成し、これを用いてリッジエッチ
ングを行った後、電流ブロック層の埋め込み成長時の熱
により、該不純物拡散源膜からｐ−コンタクト層とｐ−
クラッド層の途中まで不純物を拡散させるようにしたの
で、該不純物がその下層の結晶層中でｐ型のドーパント
として働くことによって、ｐ−クラッド層のキャリア濃
度を実効的に増加させることとなり、これにより該レー
ザの素子抵抗を大きく低減することができる。従って、
これにより０．６７μｍ帯ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レー
ザの高周波重畳時における大きな特性改善を達成するこ
とができる効果がある。

Claims (57)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リッジ埋め込み型半導体レーザを製造す
    る方法において、 半導体基板上に、第１導電型下クラッド層，活性層，及
    び第２導電型上クラッド層を少なくとも含む半導体結晶
    層を成長する工程と、 上記半導体結晶層上の、後で形成されるリッジ部の頂部
    となるストライプ状の領域に、それから上記上クラッド
    層中に拡散したときに、第２導電型のドーパントとして
    機能する原子を含むストライプ状のパターンをもつ不純
    物拡散源膜を形成する工程と、 上記半導体結晶層を、上記不純物拡散源膜を含むリッジ
    エッチングマスクを用いて、上記第２導電型上クラッド
    層がストライプ状のリッジ部を有する形状にリッジエッ
    チングする工程と、 リッジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むように第１導
    電型の電流ブロック層を埋め込み成長する工程と、 熱処理により上記ストライプ状パターンになる不純物拡
    散源膜から上記第２導電型のドーピングとして機能する
    原子を上記上クラッド層中に拡散させ、上記リッジ部の
    第２導電型上クラッド層中に第２導電型不純物を含む高
    濃度層を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体
    レーザの製造方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザの製造方
    法において、 法において、 上記不純物拡散源膜は、それからその構成材料の原子が
    上記第２導電型上クラッド層中に拡散したとき、該原子
    が第２導電型のドーパントとして機能するような材料か
    らなる不純物拡散源膜であることを特徴とする半導体レ
    ーザの製造方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の半導体レーザの製造方
    法において、 法において、 上記不純物拡散源膜は、ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯのいず
    れかからなることを特徴とする半導体レーザの製造方
    法。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の半導体レーザの製造方
    法において、 上記不純物拡散源膜は、該膜中の不純物がそれからその
    下の上記第２導電型上クラッド層中に不純物が拡散した
    とき、該不純物が第２導電型のドーパントとして機能す
    るような不純物を含む不純物拡散源膜であることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の半導体レーザの製造方
    法において、 上記不純物拡散源膜への不純物のドーピング量を制御す
    ることにより、該膜下の層へ拡散する不純物の濃度を制
    御するようにしたことを特徴とする半導体レーザの製造
    方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の半導体レーザの製造方
    法において、 上記不純物拡散源膜は、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがドープされ
    たＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ，あるい
    はＳｉがドープされたＡｌ2 Ｏ3 のいずれかであること
    を特徴とする半導体レーザの製造方法。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の半
    導体レーザの製造方法において、 上記ストライプ状のリッジ部は、上記第２導電型上クラ
    ッド層上にさらに第２導電型第１コンタクト層を含むも
    のであることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の半
    導体レーザの製造方法において、 上記不純物拡散源膜のみを、上記リッジエッチングマス
    クとしたことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし７のいずれかに記載の半
    導体レーザの製造方法において、 上記リッジエッチングマスクは、上記不純物拡散源膜の
    上にさらに後の電流ブロック層成長時の選択成長マスク
    となる膜を形成したものであり、 上記リッジエッチング後、上記その上に第２導電型第２
    コンタクト層を成長する工程の前に、上記選択成長マス
    クとなる膜、及び上記不純物拡散源膜を除去することを
    特徴とする半導体レーザの製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
    半導体レーザの製造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱によるものであることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０のいずれかに記載
    の半導体レーザの製造方法において、 上記第１導電型の電流ブロック層を埋め込み成長した
    後、上記リッジ部，及びその側部に埋め込み成長された
    第１導電型の電流ブロック層の上の全面に、第２導電型
    第２コンタクト層を成長する工程を含むことを特徴とす
    る半導体レーザの製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱と、上記第２コンタクト層の
    結晶成長時の熱とにより行われることを特徴とする半導
    体レーザの製造方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１１に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱と、上記第２コンタクト層の
    結晶成長時の熱とにより行われ、さらに全結晶成長後の
    アニールにより行われることを特徴とする半導体レーザ
    の製造方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜からの上記上クラッド層への不純物
    の拡散が、上記電流ブロック層の結晶成長時の熱，及び
    上記全面コンタクト層の結晶成長の熱によりどのくらい
    行われたかを、上記全ての結晶成長が終わった後に該ウ
    エハの一部の断面から観察し、その拡散の不十分な量だ
    けさらにアニールを行うことを特徴とする半導体レーザ
    の製造方法。
  15. 【請求項１５】 請求項８ないし１４のいずれかに記載
    の半導体レーザの製造方法において、 上記半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板、上記第１導電型下
    クラッド層はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ下
    クラッド層、上記活性層はＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層、
    上記第２導電型上クラッド層はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)
    0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層、上記第２導電型第１コン
    タクト層はｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層、上記第２導
    電型コンタクト層はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層であ
    ることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項８ないし１５に記載の半導体レ
    ーザの製造方法において、 上記活性層は、複数のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子井戸層
    と、（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子バリア層
    とを有する多重量子井戸構造よりなるものであることを
    特徴とする半導体レーザの製造方法。
  17. 【請求項１７】 請求項８ないし１５に記載の半導体レ
    ーザの製造方法において、 上記活性層は、Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ自然超格子よりなる
    ものであることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  18. 【請求項１８】 リッジ埋め込み型半導体レーザを製造
    する方法において、 半導体基板上に、第１導電型下クラッド層，量子井戸構
    造の活性層，及び第２導電型上クラッド層を少なくとも
    含む半導体結晶層を成長する工程と、 上記半導体結晶層上の、後で形成されるリッジ部の頂部
    となるストライプ状の領域のうち窓構造を形成すべき位
    置に、それから上記上クラッド層中に拡散したときに第
    ２導電型のドーパントとして機能する原子を含むストラ
    イプ状のパターンをもつ第２の不純物拡散源膜を形成す
    る工程と、 上記半導体結晶層を、上記第２の不純物拡散源膜をその
    一部に含み上記ストライプ状領域にそって形成されたリ
    ッジエッチングマスクを用いて、上記第２導電型上クラ
    ッド層がストライプ状のリッジ部を有する形状にリッジ
    エッチングする工程と、 リッジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むように第１導
    電型の電流ブロック層を埋め込み成長する工程と、 熱処理により上記リッジストライプ領域のうちの窓構造
    形成領域に形成された第２の不純物拡散源膜から上記第
    ２導電型のドーピングとして機能する原子を、上記上ク
    ラッド層を経て上記量子井戸構造の活性層に達するまで
    拡散させ、該活性層中で拡散された領域において上記活
    性層の量子井戸構造のディスオーダを生じせしめて、窓
    構造を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体レ
    ーザの製造方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜は、それからその構成材料の原子が
    上記第２導電型上クラッド層中に拡散したとき、該原子
    が第２導電型のドーパントとして機能するような材料か
    らなる不純物拡散源膜であることを特徴とする半導体レ
    ーザの製造方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 法において、 上記不純物拡散源膜は、ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯのいず
    れかからなることを特徴とする半導体レーザの製造方
    法。
  21. 【請求項２１】 請求項１８に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜は、該膜中の不純物がそれからその
    下の上記第１コンタクト層中に不純物が拡散したとき、
    該不純物が第２導電型のドーパントとして機能するよう
    な不純物を含む不純物拡散源膜であることを特徴とする
    半導体レーザの製造方法。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜への不純物のドーピング量を制御す
    ることにより、該膜下の層へ拡散する不純物の濃度を制
    御するようにしたことを特徴とする半導体レーザの製造
    方法。
  23. 【請求項２３】 請求項２０または２１に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記不純物拡散源膜は、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがドープされ
    たＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ，あるい
    はＳｉがドープされたＡｌ2 Ｏ3 のいずれかであること
    を特徴とする半導体レーザの製造方法。
  24. 【請求項２４】 請求項１８ないし２３のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記ストライプ状のリッジ部は、上記上クラッド層上に
    さらに第２導電型第１コンタクト層を含むものであるこ
    とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  25. 【請求項２５】 請求項１８ないし２４のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記リッジエッチングマスクとして、上記第２の不純物
    拡散源膜をその一部にて覆って後の電流ブロック層成長
    時の選択成長マスクとなる膜を形成し、 上記リッジエッチング後、上記その上に第２導電型第２
    コンタクト層を成長する工程の前に、上記選択成長マス
    クとなる膜、及び上記不純物拡散源膜を除去することを
    特徴とする半導体レーザの製造方法。
  26. 【請求項２６】 請求項１８ないし２５のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱によるものであることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  27. 【請求項２７】 請求項１８ないし２６のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記第１導電型の電流ブロック層を埋め込み成長した
    後、上記リッジ部，及びその側部に埋め込み成長された
    第１導電型の電流ブロック層の上の全面に、第２導電型
    第２コンタクト層を成長する工程を含むことを特徴とす
    る半導体レーザの製造方法。
  28. 【請求項２８】 請求項２７に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱と、上記第２コンタクト層の
    結晶成長時の熱とにより行われることを特徴とする半導
    体レーザの製造方法。
  29. 【請求項２９】 請求項２７に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱と、上記第２コンタクト層の
    結晶成長時の熱とにより行われ、さらに全結晶成長後の
    アニールにより行われることを特徴とする半導体レーザ
    の製造方法。
  30. 【請求項３０】 請求項２９に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜からの上記上クラッド層への不純物
    の拡散が、上記電流ブロック層の結晶成長時の熱，及び
    上記全面コンタクト層の結晶成長の熱によりどのくらい
    行われたかを、上記全ての結晶成長が終わった後に該ウ
    エハの一部の断面から観察し、その拡散の不十分な量だ
    けさらにアニールを行うことを特徴とする半導体レーザ
    の製造方法。
  31. 【請求項３１】 請求項２４ないし３０のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板、上記第１導電型下
    クラッド層はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ下
    クラッド層、上記活性層はＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ量子井戸
    構造活性層、上記第２導電型上クラッド層はｐ−（Ａｌ
    0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層、上記第２導
    電型第１コンタクト層はｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト
    層、上記第２導電型コンタクト層はｐ−ＧａＡｓ第２コ
    ンタクト層であることを特徴とする半導体レーザの製造
    方法。
  32. 【請求項３２】 請求項２４ないし３１に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記活性層は、複数のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子井戸層
    と、（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子バリア層
    とを有する多重量子井戸構造よりなるものであることを
    特徴とする半導体レーザの製造方法。
  33. 【請求項３３】 請求項２４ないし３１に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記活性層は、Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ自然超格子よりなる
    ものであることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  34. 【請求項３４】 請求項１８ないし３３に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記第２の不純物拡散源膜をパターニングする方法は、 結晶成長したウエハ上の全面に第２の不純物拡散源膜の
    材料となる膜を形成したのち、これをレーザの窓領域に
    相当する領域にそったストライプ状にパターニングする
    工程と、 その上にリッジエッチングマスクをレーザのリッジ形成
    領域にそったストライプ状にパターニング形成する工程
    と、 上記リッジエッチングマスクをマスクとして、上記レー
    ザの窓領域形成領域にそった上記ストライプ状の第２の
    不純物拡散源膜の露出部をエッチング除去し、各４角形
    状の２つの不純物拡散源膜を形成する工程とからなるも
    のであることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  35. 【請求項３５】 請求項１８ないし３４のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記第２の不純物拡散源膜をパターニングする方法は、 結晶成長したウエハ上の全面に第２の不純物拡散源膜の
    材料となる膜を形成したのち、これをレーザの窓領域に
    相当する領域にそったストライプ状にパターニングする
    工程と、 そののちリッジエッチングマスクの材料からなるマスク
    を全面に形成する工程と、 上記窓構造形成領域にそったストライプ状の第２の不純
    物拡散源膜、及びこれをその上から覆う上記リッジエッ
    チングマスクとなる材料からなる全面のマスクを、レー
    ザのリッジ形成領域にそったストライプ状にパターニン
    グする工程とからなるものであることを特徴とする半導
    体レーザの製造方法。
  36. 【請求項３６】 リッジ埋め込み型半導体レーザを製造
    する方法において、 半導体基板上に、第１導電型下クラッド層，量子井戸構
    造の活性層，及び第２導電型上クラッド層を少なくとも
    含む半導体結晶層を成長する工程と、 上記半導体結晶層上の、後で形成されるリッジ部の頂部
    となるストライプ状の領域のうち窓構造を形成すべき位
    置に、それから上記クラッド層中に拡散したときに第２
    導電型のドーパントとして機能する原子を含む第２の不
    純物拡散源膜を、上記半導体結晶層上の、後で形成され
    るリッジ部の頂部となるストライプ状の領域に、それか
    ら上記クラッド層中に拡散したときに第２導電型のドー
    パントとして機能する原子を含む第１の不純物拡散源膜
    を含む，不純物拡散源膜パターンを、上記ストライプ状
    のリッジ形成領域上に形成する工程と、 上記半導体結晶層を、上記不純物拡散源膜を含む上記ス
    トライプ状領域にそって形成されたリッジエッチングマ
    スクを用いて、上記第２導電型上クラッド層がストライ
    プ状のリッジ部を有する形状にリッジエッチングする工
    程と、 リッジ部の両側部に該リッジ部を埋め込むように第１導
    電型の電流ブロック層を埋め込み成長する工程と、 熱処理により上記リッジストライプ領域のうちの窓構造
    形成領域に形成された第２の不純物拡散源膜から上記第
    ２導電型のドーピングとして機能する原子を、上記上ク
    ラッド層を経て上記量子井戸構造の活性層に達するまで
    拡散させ、該活性層中で拡散された領域において上記活
    性層の量子井戸構造のディスオーダを生じせしめて窓構
    造を形成するとともに、上記第１の不純物拡散源膜から
    上記第２導電型のドーピングとして機能する原子を上記
    上クラッド層中に拡散させ、上記リッジ部の第２導電型
    上クラッド層中に第２導電型不純物を含む高濃度層を形
    成する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザの製
    造方法。
  37. 【請求項３７】 請求項３６記載の半導体レーザの製造
    方法において、 上記第１，及び第２の不純物拡散源膜を形成する工程
    は、 上記窓部を形成すべき領域に当たる位置を除く上記リッ
    ジストライプ領域上の位置に、拡散量を減少させる拡散
    スルー膜を形成し、その後上記リッジストライプ領域上
    の全体に、不純物拡散源膜を所要の厚さに形成するもの
    であることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  38. 【請求項３８】 請求項３７記載の半導体レーザの製造
    方法において、 上記拡散スルー膜はプラズマＣＶＤ法により形成し、上
    記不純物拡散源膜はスパッタ法により形成し、上記選択
    成長マスクは、熱ＣＶＤ法により形成するものであるこ
    とを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  39. 【請求項３９】 請求項３８記載の半導体レーザの製造
    方法において、 上記第１，及び第２の不純物拡散源膜を形成する工程
    は、上記リッジストライプ領域上の窓部を形成すべき領
    域に第２の不純物拡散源膜を形成し、その後、上記リッ
    ジストライプ領域上の全体に第１の不純物拡散源膜を所
    要の厚さだけ形成するものであることを特徴とする半導
    体レーザの製造方法。
  40. 【請求項４０】 請求項３９記載の半導体レーザの製造
    方法において、 上記第１，及び第２の不純物拡散源膜をパターニングす
    る方法は、 結晶成長したウエハ上の全面に第２の不純物拡散源膜の
    材料となる膜を形成したのち、これをレーザの窓領域に
    相当する領域にそったストライプ状にパターニングする
    工程と、 そののち第１の不純物拡散源膜となる材料からなるマス
    クをレーザのリッジ形成領域にそったストライプ状にパ
    ターニング形成する工程と、 上記リッジストライプ状の第１の不純物拡散源膜材料膜
    をマスクとして、上記レーザの窓領域形成領域にそった
    上記ストライプ状の第２の不純物拡散源膜の露出部をエ
    ッチング除去する工程とからなるものであることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  41. 【請求項４１】 請求項３９記載の半導体レーザの製造
    方法において、 上記第１，及び第２の不純物拡散源膜をパターニングす
    る方法は、 結晶成長したウエハ上の全面に第２の不純物拡散源膜の
    材料となる膜を形成したのち、これをレーザの窓領域に
    相当する領域にそったストライプ状にパターニングする
    工程と、 そののち第１の不純物拡散源膜となる材料からなるマス
    クを全面に形成する工程と、 上記窓構造形成領域にそったストライプ状の第２の不純
    物拡散源膜、及びこれをその上から覆う上記第１の不純
    物拡散源膜となる材料からなる全面のマスクを、レーザ
    のリッジ形成領域にそったストライプ状にパターニング
    する工程とからなるものであることを特徴とする半導体
    レーザの製造方法。
  42. 【請求項４２】 請求項３９ないし４１のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記不純物拡散源膜は、それからその構成材料の原子が
    上記第２導電型上クラッド層中に拡散したとき、該原子
    が第２導電型のドーパントとして機能するような材料か
    らなる不純物拡散源膜であることを特徴とする半導体レ
    ーザの製造方法。
  43. 【請求項４３】 請求項４２に記載の半導体レーザの製
    造方法において、法において、 上記不純物拡散源膜は、ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＭｇＯのいず
    れかからなることを特徴とする半導体レーザの製造方
    法。
  44. 【請求項４４】 請求項３９ないし４１のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記不純物拡散源膜は、該膜中の不純物がそれからその
    下の上記第２導電型上クラッド層中に不純物が拡散した
    とき、該不純物が第２導電型のドーパントとして機能す
    るような不純物を含む不純物拡散源膜であることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  45. 【請求項４５】 請求項４４に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜への不純物のドーピング量を制御す
    ることにより、該膜下の層へ拡散する不純物の濃度を制
    御するようにしたことを特徴とする半導体レーザの製造
    方法。
  46. 【請求項４６】 請求項４４または４５に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記不純物拡散源膜は、Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｇがドープされ
    たＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＳｒＯ，あるい
    はＳｉがドープされたＡｌ2 Ｏ3 のいずれかであること
    を特徴とする半導体レーザの製造方法。
  47. 【請求項４７】 請求項３９ないし４６のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記ストライプ状のリッジ部は、上記第２導電型上クラ
    ッド層上にさらに第２導電型第１コンタクト層を含むも
    のであることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  48. 【請求項４８】 請求項４０または４１に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記第１の不純物拡散源膜をパターニングする際は、そ
    の上にリッジエッチングマスクを同時に形成することを
    特徴とする半導体レーザの製造方法。
  49. 【請求項４９】 請求項３９ないし４８のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱によるものであることを特徴
    とする半導体レーザの製造方法。
  50. 【請求項５０】 請求項３９ないし４８のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記第１導電型の電流ブロック層を埋め込み成長した
    後、上記リッジ部，及びその側部に埋め込み成長された
    第１導電型の電流ブロック層の上の全面に、第２導電型
    第２コンタクト層を成長する工程を含むことを特徴とす
    る半導体レーザの製造方法。
  51. 【請求項５１】 請求項３９ないし４９のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱と、上記第２コンタクト層の
    結晶成長時の熱とにより行われることを特徴とする半導
    体レーザの製造方法。
  52. 【請求項５２】 請求項３９ないし４９のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記熱処理による拡散は、上記第１導電型電流ブロック
    層の埋め込み成長による熱と、上記第２コンタクト層の
    結晶成長時の熱とにより行われ、さらに全結晶成長後の
    アニールにより行われることを特徴とする半導体レーザ
    の製造方法。
  53. 【請求項５３】 請求項５２に記載の半導体レーザの製
    造方法において、 上記不純物拡散源膜からの上記上クラッド層への不純物
    の拡散が、上記電流ブロック層の結晶成長時の熱，及び
    上記全面コンタクト層の結晶成長の熱によりどのくらい
    行われたかを、上記全ての結晶成長が終わった後に該ウ
    エハの一部の断面から観察し、その拡散の不十分な量だ
    けさらにアニールを行うことを特徴とする半導体レーザ
    の製造方法。
  54. 【請求項５４】 請求項３９ないし５３のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記リッジエッチングの前に、上記不純物拡散源膜の上
    にさらに選択成長マスクとなる膜を形成する工程と、 上記リッジエッチング後、上記その上に第２導電型第２
    コンタクト層を成長する工程の前に、上記選択成長マス
    クとなる膜、及び上記不純物拡散源膜を除去する工程と
    を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  55. 【請求項５５】 請求項３９ないし５４のいずれかに記
    載の半導体レーザの製造方法において、 上記半導体基板はｎ型ＧａＡｓ基板、上記第１導電型下
    クラッド層はｎ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ下
    クラッド層、上記活性層はＩｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ活性層、
    上記第２導電型上クラッド層はｐ−（Ａｌ0.7 Ｇａ0.3)
    0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ上クラッド層、上記第２導電型第１コン
    タクト層はｐ−ＧａＡｓ第１コンタクト層、上記第２導
    電型コンタクト層はｐ−ＧａＡｓ第２コンタクト層であ
    ることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
  56. 【請求項５６】 請求項３９ないし５５に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記活性層は、複数のＧａ0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子井戸層
    と、（Ａｌ0.5 Ｇａ0.5）0.5 Ｉｎ0.5 Ｐ量子バリア層
    とを有する多重量子井戸構造よりなるものであることを
    特徴とする半導体レーザの製造方法。
  57. 【請求項５７】 請求項３９ないし５５に記載の半導体
    レーザの製造方法において、 上記活性層は、Ｉｎ0.5 Ｇａ0.5 Ｐ自然超格子よりなる
    ものであることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
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