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JP2007194390A - 半導体発光装置の製造方法 - Google Patents

半導体発光装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】放射角度の低アスペクト化、放射角度の要求に短時間での対応、またはウエハ内の良品率の向上が可能な半導体発光装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程（Ｓ１０）と、化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の導波路に、導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程（Ｓ２０、Ｓ２２）と、を有し、低屈折率領域を形成する工程は、低屈折率領域の導光路の長手方向の幅を決定することで半導体発光装置の出力光の放射角度を所望の値とするように前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法である。
【選択図】 図９

Description

本発明は、半導体発光装置の製造方法に関し、特に、出力光が出射する端面近傍に低屈折率領域を有する半導体発光装置の製造方法に関する。
近年、例えば光通信等や光記憶媒体装置の分野において、光を発光するレーザダイオード（ＬＤ）等の半導体発光装置が用いられている。特に、ＣＤやＤＶＤ等の光記憶媒体装置の光ピックアップ用途においては、光利用効率の改善のため、放射角度の低アスペクト化が求められる。図１は、放射角度について説明する図である。半導体レーザ６０から出射した光は、半導体レーザを構成する基板の水平方向および垂直方向に広がって出射される。出射された出力光の強度は中心が最も大きく、中心から水平方向あるいは垂直方向に外れるほどその強度が小さくなる。そして、水平方向および垂直方向の出力光の強度が出力光の中心の光の強度の半分以上となる角度を、それぞれ水平放射角度θH、垂直放射角度θVという。放射角度の低アスペクト化は水平放射角度θHと垂直放射角度θVとの比率を１に近づけることである。
特許文献１には、放射角度の低アスペクト化を目的に、リッジ構造の半導体レーザの窓部におけるリッジ部とその両側の等価屈折率差を、窓部を除く利得領域におけるリッジ部とその両側の等価屈折率差より大きくする技術が開示されている。
特開２００５−１９６７９号公報
一般に、垂直放射角度θVは水平放射角度θHより大きいため、垂直放射角度θVを小さくすることが、放射角度の低アスペクト化に有効である。しかし、垂直放射角度θVを小さくするためには、クラッド層の屈折率を上げたり活性層の薄膜化を行う。このようにエピタキシャル層の構造を変えて、活性層近傍の垂直方向の光の閉じ込めを弱くすれば良い。しかし、これらは活性層の利得の減少を招いてしまう。これにより、しきい値キャリア密度が増加し、しきい値電流の増加や光出力−電流特性（Ｌ−Ｉ特性）の熱飽和等が生じてしまう。また、垂直放射角度θVをエピタキシャル層の構造により変更する方法は、放射角度の異なる要求毎に、エピタキシャル層の構造を変更することととなる。よって、放射角度の要求に応えるために時間を要してしまう。さらに、エピタキシャル層の膜厚がウエハ面内で異なると、放射角度がウエハ面内で変化してしまい、ウエハ内の半導体レーザの良品率が低下してしまう。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、放射角度の低アスペクト化可能、放射角度の要求に短時間で対応可能、またはウエハ内の良品率の向上可能な半導体発光装置の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第１導電型と異なる第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程と、前記化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の前記導波路に、前記導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程と、を有し、前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域の前記導光路の長手方向の幅を決定することで半導体発光装置の前記出力光の放射角度を所望の値とするように前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法である。本発明によれば、放射角度の低アスペクト化可能、放射角度の要求に短時間で対応可能、またはウエハ内の良品率の向上可能な半導体発光装置の製造方法を提供することができる。
本発明は、基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程と、前記化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の前記導波路に、前記導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程と、を有し、前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域の前記導波路の長手方向の幅をウエハ内の複数の半導体発光装置で異ならせて前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法である。本発明によれば、放射角度の低アスペクト化可能、放射角度の要求に短時間で対応可能、またはウエハ内の良品率の向上可能な半導体発光装置の製造方法を提供することができる。
本発明は、基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程と、前記化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の前記導波路に、前記導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程と、を有し、前記低屈折率領域を形成する工程は、先行して製造した半導体発光装置の前記出力光の放射角度に基づき、前記低屈折率領域の前記導波路の長手方向の幅を変更し前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法である。本発明によれば、放射角度の低アスペクト化可能、放射角度の要求に短時間で対応可能、またはウエハ内の良品率の向上可能な半導体発光装置の製造方法を提供することができる。
上記構成において、前記半導体発光装置の前記出力光の放射角度を所望の値とする工程において、フォトマスクの選択により前記低屈折率領域の前記導光路の長手方向の幅を決定することを特徴とする構成とすることができる。この構成によれば、フォトマスクを選択することにより、簡単に低屈折率領域の導光路の長手方向の幅を決定することができる。
上記構成において、前記低屈折率領域を形成する工程は、異なる寸法のフォトマスクを用い前記低屈折率領域の前記導波路の長手方向の幅が異なるように前記低屈折率領域を形成する工程を含む構成とすることができる。この構成によれば、異なる寸法のフォトマスクを用いることにより、簡単に低屈折率領域の導光路の長手方向の幅を異なるように低屈折率領域を形成することができる。
上記構成において、前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域となるべき領域に接するように酸化亜鉛と酸化シリコンを含有する膜を形成する工程と、前記酸化亜鉛の亜鉛を前記低屈折率領域となるべき領域の前記化合物半導体層に拡散する工程と、を含む構成とすることができる。
上記構成において、前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域となるべき領域に不純物をイオン注入する工程を含む構成とすることができる。
上記構成において、前記低屈折率領域を形成する工程は、前記化合物半導体層を形成する工程において、前記低屈折率領域の前記化合物半導体層の少なくとも一部の層の膜厚が前記導波路の他の領域に比べ薄くなるように前記化合物半導体層を形成する工程を含む構成とすることができる。
上記構成において、前記基板は、その表面が（１００）面から［１１１］方向または［１−１−１］方向に結晶面が傾斜しているオフ基板である構成とすることができる。
本発明によれば、放射角度の低アスペクト化、放射角度の要求に短時間での対応、またはウエハ内の良品率の向上が可能な半導体発光装置の製造方法を提供することができる。
まず、本発明の原理につき、発振波長が６６０ｎｍであってリッジ部を有する半導体レーザを例に説明する。図２は半導体レーザの斜視図、図３（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。図２、図３（ａ）および図３（ｂ）を参照に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に化合物半導体層２０としてｎ型クラッド層１２（第１導電型クラッド層）、活性層１４、ｐ型クラッド層１６、中間層１７およびｐ型コンタクト層１８（第２グラッド型導電層）が設けられている。図３（ａ）を参照に、Ｐ型コンタクト層１８、中間層１７およびｐ型クラッド層１６の一部が除去され窪み部３７が設けられ、窪み部３７の間にｐ型クラッド層１６の一部、中間層１７およびｐ型コンタクト層１８からなるリッジ部３６が設けられている。つまり、化合物半導体層２０はリッジ部３６を有する。ｐ型コンタクト層１８上には、ｐ型コンタクト層１８とオーミック接続する電極２４が設けられている。図２および図３（ｂ）を参照に、化合物半導体層２０のＢ−Ｂ方向の端部には低屈折率領域３０が設けられている。低屈折率領域３０の導波路３４方向の幅がＷである。
図３（ａ）を参照に、活性層１４は屈折率の低いｎ型クラッド層１２およびｐ型クラッド層１６に挟まれているため、化合物半導体層２０を伝搬する光は、活性層１４近傍に閉じ込められる。一方、リッジ部３６下の活性層１４近傍を伝搬する光に対する等価屈折率は、リッジ部３６両側の窪み部３７下の活性層１４近傍を伝搬する光に対する等価屈折率より大きい。このため、活性層１４近傍を伝搬する光はリッジ部３６下の活性層１４近傍に閉じ込められる。活性層１４近傍を伝搬する光を閉じ込める部分を導波路３４という。また、リッジ部３６は導波路３４を形成するための化合物半導体層２０に形成された凸部である。電極２４と基板１０との間に電流を流すことにより、活性層１４で発光した光は、前述のように導波路３４に閉じ込められる。図３（ｂ）を参照に、導波路３４内の光は化合物半導体層２０の両側の端面２６および２８で反射される。このようにして、導波路３４内で誘導放出された光はレーザ光として、前記端面から出力光として出射される。
低屈折率領域３０は化合物半導体層２０に例えばＺｎ等が拡散した層であり、半導体レーザの波長６６０ｎｍに対し透明である。そして、化合物半導体層２０内の導波路３４の低屈折領域の他の領域に比べ等価屈折率が小さい。ここで、等価屈折率とは、導波路３４を伝搬する光が感じる屈折率のことである。
図４（ａ）は、この半導体レーザの低屈折率領域３０の幅Ｗに対する水平放射角度θHおよび垂直放射角度θVを測定した結果を示す図である。水平放射角度θHはＷが１０から２０ｎｍに変化させても一定であるが、垂直放射角度θVはＷが１０から２０ｎｍに変化すると小さくなる。図４（ｂ）は、半導体レーザの低屈折率領域３０の幅Ｗに対する水平放射角度θHおよび垂直放射角度θVを計算した結果である。図４（ａ）と同様に、水平放射角度θHはＷが変化してもほぼ一定であるが、垂直放射角度θVはＷが変化すると小さくなる。このように、Ｗにより垂直放射角度θVが変化するのは以下の理由による。図３（ｂ）のように導波路３４内の光は低屈折率領域３０内ではその幅が広くなる。光の幅が広くなると、出射端面２２から出射される出力光の出射角度は小さくなる。よって、垂直放射角度θVは小さくなる。一方、導光路３４の水平方向は光の閉じ込めが垂直方向より弱く、導波路３４は水平方向に広がっている。このため、低屈折率領域３０内で導波路３４が広がった場合、導波路３４の広がりはさほど大きくない。よって、水平放射角度θHは低屈折率領域３０の幅Ｗにあまり影響されない。このように、垂直放射角度θVが低屈折率領域３０の幅Ｗに大きく依存する現象を用いた本発明の実施例につき説明する。
実施例１は低屈折率領域をＺｎの拡散によって形成し、低屈折率領域３０の幅Ｗをウエハ面内で異なるように形成する例である。図５（ａ）から図７（ｃ）を用い、実施例１に係る半導体レーザの製造方法について説明する。図５（ａ）から図６（ｃ）は図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。図５（ａ）を参照に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に、ＭＯＣＶＤ法を用い、化合物半導体層２０として、ＡｌＧａＩｎＰ層からなるｎ型グリット層１２、ＩｎＧａＰ／ＡｌＧａＩｎＰのＭＱＷ（多重量子井戸）からなる活性層１４、ＡｌＧａＩｎＰ層からなるｐ型クラッド層１６、ＩｎＧａＰからなる中間層１７およびＧａＡｓ層からなるＺｎをドープしたｐ型コンタクト層１８を成長する。つまり、基板１０上にｎ型クラッド層１２（第１導電型クラッド層）、活性層１４およびｐ型クラッド層１６（第２導電型クラッド層）が順次積層された化合物半導体層２０を形成する。第１導電型と第２導電は、異なる導電型であれば良く、ｐ型ＧａＡｓ基板を用い、第１導電型がｐ型、第２導電型がｎ型であってもよい。
図５（ｂ）を参照に、ｐ型コンタクト層１８上に接して酸化シリコン膜２２を、例えばＣＶＤ法を用いて形成する。酸化シリコン膜２２上に、低屈折率領域となるべき領域５０に開口部４２を有するフォトレジスト４０を形成する。フォトレジス４０の開口部４２の形成は、レチクル等のフォトマスクを用い露光現像技術を用いて行う。ここで、領域５０は、出力光が出射する端面となるべき面Ｔの近傍に設けられている。領域５２は、低屈折率領域となるべき領域以外の領域である。図５（ｃ）を参照に、フォトレジスト４２をマスクに酸化シリコン膜２２およびｐ型コンタクト層１８をエッチングする。このとき、ＧａＡｓ層をＩｎＧａＰ層に対し、選択的にエッチングすることにより、中間層１７でエッチングを停止することができる。
図６（ａ）を参照に、フォトレジスト４２を除去し、酸化シリコン膜２２上および開口部４２底面の中間層１７上に、例えば蒸着法を用い酸化亜鉛膜および酸化シリコン膜からなる拡散ソース層３２を形成する。拡散ソース３２上に酸化シリコン膜３３を形成し、拡散ソース３２を覆う。図６（ｂ）を参照に、熱処理することにより拡散ソース層３２のＺｎを化合物半導体層２０内に拡散させる。これにより、化合物半導体層２０内の導波路３４から出力光が出射する端面２６となるべき領域Ｔの近傍（すなわち端面２６となるべき領域Ｔを含む領域５０）の導波路３４に、導波路３４の他の領域５２に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域３０を形成する。
図７（ａ）から図７（ｃ）は図３のＡ−Ａ断面に相当する図である。図７（ａ）を参照に、酸化シリコン膜３３および酸化シリコン膜２２を除去する。図７（ｂ）を参照に、フォトレジストまたは絶縁膜をマスクに化合物半導体層２０にｐ型クラッド層１６に達する窪み部３７を形成する。これにより窪み部３７の間にリッジ部３６が形成される。図７（ｃ）を参照に、リッジ部３６の最上層のｐ型コンタクト層１８上にＴｉ、Ｍｏ、Ａｕからなる電極２４を形成する。図６（ｃ）を参照に、端面となる面Ｔで基板１０および化合物半導体層２０を劈開する。以上により半導体レーザが完成する。なお、図２を参照に、半導体レーザの基板１０は、その表面が（１００）面から［１１１］方向または［１−１−１］方向に結晶面が傾斜しているオフ基板を用いることができる。
図８（ａ）は、実施例１に係る半導体レーザを製造したウエハを示す図である。図５（ｂ）において、低屈折率領域３０の幅Ｗが１５μｍとなるような開口部４２を有するフォトマスクを使用した場合、例えば垂直放射角度θVはウエハの左側Ａ、中心Ｂおよび右側Ｃでそれぞれ１７°、１８°および１９°となる。このように、垂直放射角度θVがウエハ面内で異なるのは、化合物半導体層２０を成長する際の各層の膜厚等のウエハ面内の分布に起因する。そこで、図５（ｂ）の工程において、図８（ｂ）のように、低屈折率領域３０の幅ＷがＡ、ＢおよびＣでそれぞれ１０μｍ、１５μｍおよび２０μｍとなるような異なる寸法のパターンを有するフォトマスクを用いて、フォトレジスト４０の開口部４２を形成する。このように、低屈折率領域３０の幅Ｗを調整することにより、垂直放射角度θVのウエハ面内分布を抑えるように補正することができる。図８（ｂ）では、Ａ、ＢおよびＣにおける垂直放射角度θVは１８°となり、垂直放射角度θVのウエハ面内分布が小さくなる。
このように、実施例１においては、低屈折率領域３０の導波路３４の長手方向の幅Ｗをウエハ内の複数の半導体レーザで異ならせて低屈折率領域３０を形成する。図８（ａ）のように化合物半導体層２０の例えば膜厚のウエハ面内分布に起因した垂直放射角度θVのウエハ面内分布がある場合、図８（ｂ）のように低屈折率領域３０の幅Ｗをウエハ面内で異ならせることにより、化合物半導体層２０の例えば膜厚のウエハ面内分布に起因した垂直放射角度θVのウエハ面内分布を補償することができる。よって、垂直放射角度θVのウエハ面内分布が小さくなり、半導体レーザの良品率を向上させることができる。特に、大口径ウエハを使用した場合は、良品率の向上に特に有効である。
また、図８（ｂ）のように、異なる寸法のフォトマスクを用い低屈折率領域３０の導光路の長手方向の幅Ｗが異なるように低屈折率領域３０を形成する。このように、異なる寸法のフォトマスクを用いることにより、簡単に幅Ｗが異なるように低屈折率領域３０を形成することができる。
さらに、図６（ａ）のように、低屈折率領域３０となるべき領域５０に接するように酸化亜鉛と酸化シリコンを含有する膜を形成する。図６（ｂ）のように、酸化亜鉛の亜鉛を低屈折率領域となるべき領域５０の化合物半導体層２０に拡散する。このようにして、低屈折率領域３０を形成することができる。
実施例２は、先行して製造した半導体レーザの出力光の放射角度に基づき、低屈折率領域３０の幅Ｗを変更し前記低屈折率領域を形成する例である。実施例１と同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。図９は実施例２に係る半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。図５（ａ）と同様に、基板１０上に化合物半導体層２０を形成する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、同時に成長したウエハ、同じ条件で成長したウエハまたはウエハの一部を用い、図５（ｂ）から図６（ｂ）で説明した工程を行い低屈折率領域３０を形成する（ステップＳ１２）。このとき、図５（ｂ）のフォトレジスト４０の開口部４２は、図６（ｂ）で形成された低屈折率領域３０の幅Ｗが所定の幅となるように形成される。図６（ｃ）から図７（ｃ）で説明した工程を行い、先行して半導体レーザを製造する（ステップＳ１４）。
先行して作製した半導体レーザの放射角度を測定する（ステップＳ１６）。放射角度が所定の規格内かを判定する（ステップＳ１８）。Ｙｅｓの場合、残りのウエハに対し、図５（ｂ）から図６（ｂ）の工程を行い、ステップＳ１２と同じ低屈折率領域３０の幅Ｗ（つまり所定の幅）で低屈折率領域３０を形成する（ステップＳ２０）。ステップＳ１８においてＮｏの場合、放射角度に応じ低屈折率領域３０の幅Ｗを変更し、低屈折率領域３０を形成する（ステップＳ２２）。例えば、垂直放射角度θVが規格値に対して大きい場合は、幅Ｗを広くする。垂直放射角度θVが規格値に対して小さい場合は、幅Ｗを狭くする。ステップＳ１４と同様に、半導体レーザを作製する（ステップＳ２４）。以上により実施例２に係る半導体レーザが完成する。
実施例２においては、ステップＳ１２およびＳ１４で先行して製造した半導体レーザの出力光の放射角度（例えば垂直放射角度θV）に基づき、低屈折率領域３０の幅Ｗを変更し低屈折率領域３０を形成する。これにより、例えば、同時あるいは同じ条件で成長したウエハを用い製造した半導体レーザの放射角度に基づき低屈折率領域３０の幅Ｗを調整することで、化合物半導体層２０の成長に起因した放射角度のばらつきを抑制することができる。
実施例１、実施例２によれば、出力光の放射角度の制御を、低屈折率領域３０の幅Ｗにより行う。例えば、実施例２を用いて、化合物半導体層２０を成長したウエハを準備しておき、放射角度の要求により、要求される半導体レーザの数によりウエハの枚数を決定し、低屈折率領域３０の幅Ｗを変更し半導体レーザを製造することができる。また、複数の放射角度の要求がある場合、実施例１を用いて、１つのウエハ内に異なる幅Ｗで低屈折率領域３０を形成し半導体レーザを製造することもできる。これにより、放射角度の要求に対し、基板１０にエピタキシャル層である化合物半導体層２０の成長を行う必要がなく、また、化合物半導体層２０の膜厚等を合わせこむ必要がない。よって、放射角度の要求に対し、短時間で半導体レーザを製造することが可能となる。また、実施例１、実施例２においては、低屈折率領域３０の幅Ｗを決定することで垂直放射角度θVを所望の値にする場合を例に説明した。垂直放射角度θVを小さくすることで放射角度の低アスペクト化が可能であり、実施例１および実施例２は、放射角度の低アスペクト化あるいは放射角度のアスペクトを所望の値とするために用いることもできる。実施例１および実施例２は、垂直放射角度θVを制御する例であったが、垂直放射角度θV以外の放射角度の制御を低屈折率領域３０幅Ｗを用いて行っても良い。
実施例３は低屈折率領域３０をイオン注入法で形成する例である。実施例１と同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。実施例３においては、実施例１の図５（ｃ）までの工程を行った後、図１０を参照に、フォトレジスト４０をマスクに領域５０の化合物半導体層２０に不純物としてシリコンイオンＳｉ＋をイオン注入する。フォトレジスト４０を除去し、熱処理することにより低屈折率領域３０を形成する。実施例１の図６（ｃ）から図７（ｃ）と同じ工程を行う。これにより、半導体レーザが完成する。実施例１および実施例２に係る半導体レーザの製造方法における低屈折率領域３０の形成は実施例３のようにイオン注入法を用い行うこともできる。
実施例４は、低屈折率領域の化合物半導体層の少なくとも一部の層の膜厚が他の領域に比べ薄くなるように半導体レーザを製造する例である。図１１（ａ）から図１１（ｃ）は図１３のＡ−Ａ断面に相当する図である。図１１（ａ）を参照に、ｎ型ＧａＡｓ基板１０上に化合物半導体層の一部であるｎ型クラッド層１２を成長する。図１２を参照に、ｎ型クラッド層１２上に成長防止マスク４４を形成する。成長防止マスク４４は例えば酸化シリコン膜等の絶縁膜であり、例えばＣＶＤ法により形成する。成長防止マスク４４は導波路となるべき領域の両側に設ける。低屈折率領域となるべき領域５０の成長防止マスク４４の導波路の幅方向の幅Ｌ１は、その他の領域５２の幅Ｌ２より狭くする。図１１（ｂ）を参照に、基板１０上にＭＱＷの活性層１４、ｐ型クラッド層１６およびｐ型コンタクト層１８を成長する。このとき、成長防止マスク４４上にはこれらの層は成長されない。成長防止マスク４４を除去する。これにより、成長防止マスク４４を形成した領域に窪み部３８を有する化合物半導体層２０が形成される。図１１（ｃ）を参照に、実施例１の図７（ｂ）と同様に、リッジ部３６の両側にｐ型クラッド層１６に達する窪み部３７を形成する。図７（ｃ）と同様に、電極２４を形成し半導体レーザが完成する。
図１３はこの半導体レーザの斜視図、図１４は図１３のＢ−Ｂ断面図である。実施例１と同じ部材は同じ符号を付し説明を省略する。図１３を参照に、リッジ部３６の両側には窪み部３７がｐ型クラッド層１６まで設けられ、窪み部３７の外側に窪み部３８が設けられている。図１２において、低屈折率領域となるべき領域５０の成長防止マスク４４の幅Ｌ１がその他の領域５２の幅より狭い。このため、窪み部３８の低屈折率領域となるべき領域５０の幅（導波路３４の幅方向の幅）は、その他の領域５２の幅より狭い。このため、図１４を参照に、低屈折率領域３０のｎ型クラッド層１２上に再成長した活性層１４、Ｐ型クラッド層１６およびｐ型コンタクト層１８の膜厚は、その他の領域５２よりも薄く成長される。よって、低屈折率領域３０の等価屈折率はその他の領域５２より小さくなる。このように、実施例１および実施例２に係る半導体レーザの製造方法における低屈折率領域３０の形成は、実施例４のように、低屈折率領域３０の化合物半導体層２０の少なくとも一部の層１４、１６および１８の膜厚が導波路３４の他の領域５２に比べ薄くなるように形成することもできる。なお、実施例１では図３（ｂ）のように、出力光が出射する端面２６および他の端面２８の近傍に低屈折率領域３０を設けているが、実施例４のように、出射する端面にのみ低屈折率領域３０を設けても良い。また、実施例４においても、実施例１の図８（ｂ）と同様に低屈折率領域３０の幅を調整することにより面内分布を補正することもできる。
実施例１から実施例４は、半導体発光装置としてリッジ部３６を有する半導体レーザを例に説明したが、本発明は、例えば実屈折率ガイド型レーザ、ロストガイド型レーザおよびゲイン・ガイド型レーザ等、その他の半導体レーザにも適用できる。また、実施例１から実施例４は６６０ｎｍの波長を有する半導体レーザの例を説明したが、本発明は、光記憶媒体装置に用いられる可視光レーザ、光通信に用いられる例えば１．３μｍ、１．５５μｍの波長を有するレーザ等、全ての波長の半導体レーザに適用することができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
図１は半導体レーザの放射角度を説明するための図である。 図２は実施例１に係る製造方法で製造した半導体レーザの斜視図である。 図３（ａ）および図３（ｂ）はそれぞれ図２のＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。 図４（ａ）および図（ｂ）は水平放射角度および垂直放射角度の低屈折率領域依存を示す図であり、図４（ａ）は測定値、図４（ｂ）は計算値である。 図５（ａ）から図５（ｃ）は実施例１に係る半導体レーザの製造方法を示す断面図（その１）である。 図６（ａ）から図６（ｃ）は実施例１に係る半導体レーザの製造方法を示す断面図（その２）である。 図７（ａ）から図７（ｃ）は実施例１に係る半導体レーザの製造方法を示す断面図（その３）である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は実施例２の半導体レーザの製造方法を示す図である。 図９は実施例２に係る半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。 図１０は実施例３に係る半導体レーザの製造方法を示す断面図である。 図１１（ａ）から図１１（ｃ）は実施例４に係る半導体レーザの製造方法を示す断面図である。 図１２は実施例４に係る半導体レーザの製造方法を示す上面図である。 図１３は実施例４に係る製造方法で製造した半導体装置の斜視図である。 図１４は図１３のＢ−Ｂ断面図である。
符号の説明
１０ ＧａＡｓ基板
１２ ｎ型クラッド層
１４ 活性層
１６ ｐ型クラッド層
１７ 中間層
１８ ｐ型コンタクト層
２０ 化合物半導体層
２４ 電極
３０ 低屈折率領域
３２ 拡散ソース
３４ 導波路
３６ リッジ部
３７ 窪み部
３８ 窪み部
４４ 成長防止マスク
５０ 低屈折率領域となるべき領域
５２ その他の領域

Claims (9)

  1. 基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第１導電型と異なる第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程と、
    前記化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の前記導波路に、前記導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程と、を有し、
    前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域の前記導光路の長手方向の幅を決定することで半導体発光装置の前記出力光の放射角度を所望の値とするように前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
  2. 基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程と、
    前記化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の前記導波路に、前記導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程と、を有し、
    前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域の前記導波路の長手方向の幅をウエハ内の複数の半導体発光装置で異ならせて前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
  3. 基板上に、第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層が順次積層された化合物半導体層を形成する工程と、
    前記化合物半導体層内の導波路から出力光が出射する端面となるべき領域の前記導波路に、前記導波路の他の領域に比べ等価屈折率が小さい低屈折率領域を形成する工程と、を有し、
    前記低屈折率領域を形成する工程は、先行して製造した半導体発光装置の前記出力光の放射角度に基づき、前記低屈折率領域の前記導波路の長手方向の幅を変更し前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
  4. 前記半導体発光装置の前記出力光の放射角度を所望の値とする工程において、フォトマスクの選択により前記低屈折率領域の前記導光路の長手方向の幅を決定することを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置の製造方法。
  5. 前記低屈折率領域を形成する工程は、異なる寸法のフォトマスクを用い前記低屈折率領域の前記導波路の長手方向の幅が異なるように前記低屈折率領域を形成する工程を含むことを特徴とする請求項２記載の半導体発光装置の製造方法。
  6. 前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域となるべき領域に接するように酸化亜鉛と酸化シリコンを含有する膜を形成する工程と、前記酸化亜鉛の亜鉛を前記低屈折率領域となるべき領域の前記化合物半導体層に拡散する工程と、を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
  7. 前記低屈折率領域を形成する工程は、前記低屈折率領域となるべき領域に不純物をイオン注入する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
  8. 前記低屈折率領域を形成する工程は、前記化合物半導体層を形成する工程において、前記低屈折率領域の前記化合物半導体層の少なくとも一部の層の膜厚が前記導波路の他の領域に比べ薄くなるように前記化合物半導体層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
  9. 前記基板は、その表面が（１００）面から［１１１］方向または［１−１−１］方向に結晶面が傾斜しているオフ基板であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の半導体発光装置の製造方法。
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