用于制造半导体激光器的方法

摘要

本发明公开了一种用于制造半导体激光器的方法，所述方法包括以下步骤：形成具有与脊形条对应的条形掩模部分的掩模层，所述掩模层将形成在基于氮化物的III-V族化合物半导体层上；利用掩模层将基于氮化物的III-V族化合物半导体层蚀刻至预定深度以形成脊形条；形成抗蚀剂层以覆盖掩模层和基于氮化物的III-V族化合物半导体层；回蚀抗蚀剂层直到暴露掩模层的条形掩模部分为止；通过蚀刻来移除掩模层的暴露的掩模部分以暴露脊形条的上表面；在抗蚀剂层和暴露的脊形条上形成金属膜以在脊形条上形成电极；移除抗蚀剂层连同其上形成的金属膜；以及通过蚀刻来移除掩模层。

权利要求

1.一种用于制造半导体激光器的方法，包括以下步骤：

形成具有与脊形条对应的条形掩模部分的掩模层，所述掩模层将形成在其中形成激光器结构的基于氮化物的III-V族化合物半导体层上；

利用所述掩模层将所述基于氮化物的III-V族化合物半导体层蚀刻至预定深度以形成所述脊形条；

形成抗蚀剂层以覆盖所述掩模层和所述基于氮化物的III-V族化合物半导体层，使得所述抗蚀剂层的厚度在与所述脊形条的电流注入区域相对应的所述掩模层的一部分条形掩模部分上最小化；

回蚀所述抗蚀剂层，直到暴露所述掩模层的条形掩模部分为止；

通过蚀刻来移除所述掩模层的暴露的条形掩模部分，以暴露所述脊形条的上表面；

在所述抗蚀剂层和所述暴露的脊形条上形成用于形成电极的金属膜，以在所述脊形条上形成电极，其中布置在谐振器端面形成位置和所述电极之间的一部分所述脊形条用作电流非注入区域；

移除所述抗蚀剂层连同其上形成的所述金属膜；以及

在移除所述抗蚀剂层后通过蚀刻来移除所述掩模层。

2.根据权利要求1所述的用于制造半导体激光器的方法，其中通过以下步骤形成所述抗蚀剂层：形成第一抗蚀剂层以覆盖所述掩模层和所述基于氮化物的III-V族化合物半导体层；在所述第一抗蚀剂层中形成开口，所述开口包括所述脊形条的电流注入区域，并且在所述脊形条的延伸方向上具有与所述电流注入区域的长度相等的宽度；然后在所述第一抗蚀剂层和所述开口上形成第二抗蚀剂层。

3.根据权利要求2所述的用于制造半导体激光器的方法，在通过蚀刻移除所述掩模层之后还包括以下步骤：形成电流限制绝缘膜，所述电流限制绝缘膜在所述电极、其上没有形成所述电极的一部分所述脊形条的上表面、所述脊形条的双侧表面和所述脊形条的双侧的底部上延伸。

4.根据权利要求3所述的用于制造半导体激光器的方法，还包括以下步骤：在形成所述电流限制绝缘膜之后，蚀刻掉布置在所述电极上的一部分所述电流限制绝缘膜以暴露所述电极。

5.根据权利要求4所述的用于制造半导体激光器的方法，还包括以下步骤：在暴露所述电极之后，形成在所述电极和所述电流限制绝缘膜上延伸的衬垫电极。

6.根据权利要求5所述的用于制造半导体激光器的方法，其中所述脊形条的顶端部分包括p型接触层，并且所述电极是与所述p型接触层相接触的p侧电极。

7.根据权利要求6所述的用于制造半导体激光器的方法，其中所述电极的底层由Pd或Ni组成，并且所述衬垫电极的底层由钛组成。

说明书

用于制造半导体激光器的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于制造半导体激光器的方法，具体地涉及一种优选地应用于在端面附近具有电流非注入结构的脊形条半导体激光器的制造的方法。

背景技术

[0002] 已经有提出的基于氮化物的半导体激光器，其中谐振器的两个端面附近的部分用作电流非注入区域以便抑制由于伴随输出增加的COD(Catastrophic Optical Damag，光学灾变)引起的端面退化(参考例如日本未审查专利申请第2005-216990号公开)。图28至30示出了半导体激光器。

[0003] 在图28所示的半导体激光器中，在生长在n型GaN基底101上的氮化物半导体生长层102上形成用作发光部分的脊形激光器条，即脊形条103。脊形条103的顶部包括p型GaN接触层102a。

[0004] 如下形成脊形条103。在氮化物半导体生长层102上形成与将要形成的脊形条103对应的条形抗蚀剂层(未示出)。接着，采用抗蚀剂层作为掩模，通过干法蚀刻来蚀刻氮化物半导体生长层102以形成脊形条103。

[0005] 接着，在整个表面的上方形成用作电流限制层的SiO2掩埋层104，然后通过蚀刻来移除布置在脊形条103上的SiO2掩埋层104的一部分。接着，在脊形条103的顶部上的p型GaN接触层102a上形成p侧电极105以避开接近端面的区域。因此，在脊形条103的端面的附近提供了未形成p侧电极的区域以作为电流非注入区域106。

[0006] 在图29所示的半导体激光器中，在氮化物半导体生长层102和接近脊形条103的端面的区域内的p侧电极105之间插入SiO2绝缘层107。氮化物半导体生长层102和p侧电极105用SiO2绝缘层107电绝缘，以在脊形条103的端面附近提供电流非注入区域106。 [0007] 在图30所示的半导体激光器中，硼(B)离子注入脊形条103的端 面附近的p型GaN接触层102a的区域中，以形成用作电流非注入区域106的高电阻区域。或者，在脊形条103的端面附近的p型GaN接触层102a的区域中产生干法蚀刻损伤。然后，p侧电极105与其中产生干法蚀刻损伤的p型GaN接触层102a的区域进入肖特基(Schottky)接触，从而在脊形条103的端面附近形成电流非注入区域106。

发明内容

[0008] 但是，在图28所示的半导体激光器中，脊形条103是通过采用作为掩模的有机抗蚀剂层来蚀刻氮化物半导体生长层102而形成的。因此，存在以下问题。由于氮化物半导体生长层102的表面容易被有机抗蚀剂层污染，因此作为与p侧电极105的接触界面的脊形条103顶部处的p型GaN接触层102a的表面状态变得不稳定。因此，提高了p侧电极105的接触电阻，从而提高了半导体激光器的工作电压。

[0009] 此外，通过蚀刻SiO2掩埋层104来暴露p型GaN接触层102a的表面以实现与p侧电极105的欧姆接触而不损伤p型GaN接触层102a的表面是非常困难的。此外，钯/钼/金(Pd/Mo/Au)被用作p侧电极105，但是p侧电极105的底层中的钯(Pd)膜到电流限制SiO2掩埋层104的粘附力低，从而引起p侧电极105在其间的界面处分离的问题。 [0010] 在图29所示的半导体激光器中，像在图28所示的半导体激光器一样，难以暴露处于电流注入区域内的脊形条103的顶部处的p型GaN接触层102a的表面。此外，p侧电极105的底层上的钯膜到电流限制SiO2掩埋层104的粘附力低，从而引起p侧电极105在其间的界面处分离的问题。

[0011] 在图30所示的半导体激光器中，像在图28所示的半导体激光器一样，p侧电极105的底层中的Pd膜到电流限制SiO2掩埋层104的粘附力低，从而引起p侧电极105在其间的界面处分离的问题。

[0012] 如上所述，用于在基于氮化物的半导体激光器的端面附近形成电流非注入结构的方法有许多问题需要解决。

[0013] 因此，期望提供一种用于制造采用基于氮化物的III-V族化合物半导体的半导体激光器的方法，所述方法能够容易地在端面附近形成电流非注入区域，并且实现脊形条和电极之间具有低接触电阻的良好欧姆接触。

[0014] 此外，期望提供一种用于制造采用基于氮化物的III-V族化合物半导体的半导体激光器的方法，所述方法能够容易地在端面附近形成电流非注 入区域，并且改善电流限制绝缘膜和电极之间的粘附。

[0015] 根据本发明的一个实施例，一种用于制造半导体激光器的方法包括以下步骤：形成具有与脊形条对应的条形掩模部分的掩模层，所述掩模层将形成在其中形成激光器结构的基于氮化物的III-V族化合物半导体层上；利用所述掩模层将所述基于氮化物的III-V族化合物半导体层蚀刻至预定深度以形成所述脊形条；形成抗蚀剂层以覆盖所述掩模层和所述基于氮化物的IH-V族化合物半导体层，使得所述抗蚀剂层的厚度在与所述脊形条的电流注入区域相对应的所述掩模层的一部分条形掩模部分上最小化；回蚀所述抗蚀剂层，直到暴露所述掩模层的条形掩模部分为止；通过蚀刻来移除所述掩模层的暴露的条形掩模部分，以暴露所述脊形条的上表面；在所述抗蚀剂层和所述暴露的脊形条上形成用于形成电极的金属膜，以在所述脊形条上形成电极，其中布置在谐振器端面形成位置和电极之间的一部分脊形条用作电流非注入区域；移除所述抗蚀剂层连同其上形成的所述金属膜；以及在移除所述抗蚀剂层后通过蚀刻来移除所述掩模层。

[0016] 可以通过多种方法形成在对应于脊形条的电流注入区域的掩模层的一部分条形掩模部分上的具有最小厚度的抗蚀剂层。在一个典型示例中，首先形成第一抗蚀剂层以覆盖掩模层和基于氮化物的III-V族化合物半导体层。接着，在第一抗蚀剂层中形成开口，所述开口包括脊形条的电流注入区域，并且具有与电流注入区域在脊形条的延伸方向上的长度相等的宽度。然后，在第一抗蚀剂层和开口上形成第二抗蚀剂层。

[0017] 典型地，在通过蚀刻移除掩模层之后，在整个表面之上形成电流限制绝缘膜，具体地，形成电流限制绝缘膜以在电极、其上没有形成电极的一部分脊形条的上表面、脊形条的双侧表面和脊形条的双侧的底部上延伸。通常，用于制造半导体激光器的方法还包括以下步骤：在形成电流限制绝缘膜之后，蚀刻掉布置在电极上的一部分电流限制绝缘膜以暴露电极。通常，用于制造半导体激光器的方法还包括以下步骤：在暴露电极之后，形成在电极和电流限制绝缘膜上延伸的衬垫电极。衬垫电极与在脊形条上形成的电极集成在一起以形成完整的电极。

[0018] 从改善脊形条和电极之间的欧姆接触特性的观点，电极的底层优选地由Pd或Ni组成。从改善与电流限制绝缘膜的粘附的观点，电极的底层优选地由钛组成。 [0019] 通常，脊形条的顶端部分包括p型接触层，并且电极是与p型接触层接触的p侧电极。

[0020] 基于氮化物的III-V族化合物半导体最常见地由AlxByGa1-x-y-zInzAsuN1-u-vPv(其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤u≤1，0≤v≤1，0≤x+y+z＜1，0≤u+v＜1)组成。更具体地，基于氮化物的III-V族化合物半导体由AlxByGa1-x-y-zInzN(其中0≤x≤1，
0≤y≤1，0≤z≤1，0≤x+y+z＜1)组成，并且典型地由AlxGa1-x-zInzN(其中0≤x≤1，
0≤z≤1)组成。基于氮化物的III-V族化合物半导体的示例包括但不限于GaN、InN、AlN、AlGaN、InGaN、AlGaInN等。

[0021] 通过例如金属有机化学气相沉积(MOVCD)或诸如氢化物气相外延或卤化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)等外延生长方法来生长基于氮化物的III-V族化合物半导体。可以采用传导型半导体基底，优选地采用基于氮化物的III-V族化合物半导体基底(最典型地，GaN基底)作为基底。基底可以是比如蓝宝石基底的绝缘基底，并且还可以包括至少一种生长在基底上的基于氮化物的III-V族化合物半导体层。

[0022] 在如上配置的本发明中，在制造半导体激光器的过程中，脊形条的电流注入区域的上表面不被有机材料污染，从而将脊形条的电流注入区域的上表面保持在稳定状态。因此，可以在脊形条的电流注入区域的稳定上表面上以高位置精度形成电极。此外，当电极的底层由钯或镍(Ni)组成并且衬垫电极的底层由钛(Ti)组成时，可以改进脊形条和电极之间的欧姆接触特性以及到电流限制绝缘膜的粘附。

[0023] 根据本发明的一个实施例，可以容易地制造采用基于氮化物的III-V族化合物半导体并且在端面附近具有电流非接触结构的半导体激光器，其中电极与脊形条的上表面具有低接触电阻的良好欧姆接触。也可以改善电极与脊形条的欧姆接触特性以及到电流限制绝缘层的粘附。

附图说明

[0024] 图1是示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图；

[0025] 图2是示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图；

[0026] 图3是示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导 体激光器的方法的透视图；

[0027] 图4是示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的平面图；

[0028] 图5是示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图；

[0029] 图6A和6B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0030] 图7A和7B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0031] 图8A和8B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0032] 图9A和9B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0033] 图10A和10B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0034] 图11A和11B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0035] 图12A和12B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0036] 图13A和13B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0037] 图14A和14B是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0038] 图15A、15B和15C是分别示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图、剖视图和剖视图；

[0039] 图16是示出了根据本发明的第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的平面图；

[0040] 图17是示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图；

[0041] 图18是示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导 体激光器的方法的透视图；

[0042] 图19是示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图；

[0043] 图20A和20B是分别示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0044] 图21A和21B是分别示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0045] 图22A和22B是分别示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0046] 图23A和23B是分别示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0047] 图24A和24B是分别示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0048] 图25A和25B是分别示出了根据本发明的第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法的透视图和剖视图；

[0049] 图26是示出了在根据本发明的第三实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法中，当通过RIE方法形成脊形条时，脊形条的双侧表面的倾斜角随蚀刻气压的变化的示意图；

[0050] 图27是代替示出了在根据本发明的第三实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法中通过RIE方法在最优蚀刻气压下形成的脊形条的样品的剖面SEM图像的图的照片；

[0051] 图28是示出了相关技术的在端面附近包括电流非注入结构的基于氮化物的半导体激光器的第一示例的示意图；

[0052] 图29是示出了相关技术的在端面附近包括电流非注入结构的基于氮化物的半导体激光器的第二示例的示意图；

[0053] 图30是示出了相关技术的在端面附近包括电流非注入结构的基于氮化物的半导体激光器的第三示例的示意图。

具体实施方式

[0054] 下面描述用于实现本发明的最佳模式(下文中称为“实施例”)。按照 以下顺序进行描述。

[0055] 1.第一实施例(用于制造半导体激光器的方法)

[0056] 2.第二实施例(用于制造半导体激光器的方法)

[0057] 3.第三实施例(用于制造半导体激光器的方法)

[0058] 第一实施例

[0059] (用于制造半导体激光器的方法)

[0060] 下面描述根据第一实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法。基于GaN的半导体激光器具有脊形条结构，并且包括在谐振器的双端面附近的电流非注入区域。 [0061] 在第一实施例中，首先，如图1所示，通过外延生长在n型GaN基底11上形成其中具有激光器结构的基于GaN的半导体层12。基于GaN的半导体层12的外延生长可以通过例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法执行，但是方法不限于此。基于GaN的半导体层12的顶层包括p型GaN接触层。

[0062] 在具有SCH(分离限制式异质结构)结构的基于GaN的半导体激光器的示例中，例如，基于GaN的半导体层12包括n型AlGaN包覆层、n型GaN光导层、未掺杂Ga1-xInxN(量子阱层)/Ga1-yInyN(势垒层，x＞y)多量子阱结构有源层、未掺杂InGaN光导层、未掺杂AlGaN光导层、p型AlGaN电子势垒层、p型GaN/未掺杂AlGaN超晶格包覆层以及p型GaN接触层，自下开始依次提供这些层。

[0063] 在这种情况下，不包含In的层，即n型AlGaN包覆层、n型GaN光导层、未掺杂AlGaN光导层、p型AlGaN电子势垒层、p型GaN/未掺杂AlGaN超晶格包覆层以及p型GaN接触层的生长温度是例如900℃到1100℃。此外，包含In的层，即未掺杂Ga1-xInxN/Ga1-yInyN多量子阱结构有源层和未掺杂InGaN光导层的生长温度是例如700℃到800℃，但是不限于此。

[0064] 用于生长基于GaN的半导体层的材料如下。镓(Ga)的材料示例包括三乙基镓((C2H5)3Ga，TEG)和三甲基镓((CH3)3Ga，TMG)。铝(Al)的材料示例包括三甲基铝((CH3)3Al，TMA)。铟(In)的材料示例包括三乙基铟((C2H5)3In，TEI)和三甲基铟((CH3)3In，TMI)。氮(N) 的材料示例包括氨(NH3)。关于掺杂物，n型掺杂物的示例包括硅烷(SiH4)。p型掺杂物的示例包括双甲基环戊二烯镁((CH3C5H4)2Mg)、双乙基环戊二烯镁((C2H5C5H4)2Mg)和双二茂镁((C5H5)2Mg)。

[0065] 接着，在基于GaN的半导体层12的整个表面之上形成绝缘膜13。多种膜的任意一种可用作绝缘膜13，只要这种膜在以下描述的用于形成脊形条的干法蚀刻过程中被用作掩模。例如，可以采用SiO2膜、SiN膜等，但是绝缘膜13不限于这些。根据需要选择绝缘膜13的厚度，例如是约500纳米。可以通过例如真空蒸发、CVD等形成绝缘膜13，但是方法不限于这些。在形成绝缘膜13之前，根据需要，通过采用HF型处理溶液的预处理来清洁基于GaN的半导体层12的表面。

[0066] 接着，为了电激活构成基于GaN的半导体层12的p型层中掺杂的p型杂质，在不包含氢的环境(例如，氮环境)中，在700℃到800℃的温度执行加热处理。根据需要，在激活之前用丙酮处理绝缘膜13的表面。

[0067] 接着，将绝缘膜13涂上抗蚀剂层(未示出)，然后采用具有形成有预定形状的掩模图案的光掩模将抗蚀剂层暴露到光照下。接着，将选择性暴露的抗蚀剂层显影，以形成具有与后面将要形成的脊形条的形状对应的条形状的掩模部分和在掩模部分的双侧上与掩模部分平行地延伸的凹槽状开口。周期性地以预定倾斜度平行地形成大量掩模部分和开口。 [0068] 接着，如图2所示，采用这样形成的抗蚀剂层作为掩模来蚀刻绝缘膜13，以形成包括掩模部分14a以及在掩模部分14a的双侧上与掩模部分14a平行地延伸的凹槽状开口14b的掩模层14。条形掩模部分14a的宽度w1是根据要形成的脊形条的宽度(例如，1.0至1.6微米)确定的，例如是1.3微米。而且，开口14b的宽度w2是根据需要确定的，例如是20微米。例如，当SiO2膜用作绝缘膜13时，用基于HF的蚀刻剂对抗蚀剂层进行湿法蚀刻，但是蚀刻不限于此。然后，移除蚀刻中所用的抗蚀剂层。

[0069] 接着，如图3所示，利用掩模层14和例如氯化蚀刻气体，通过RIE方法将基于GaN的半导体层12干法蚀刻到预定深度以形成脊形条15。脊形条15的高度是根据需要确定的，例如是0.4微米至0.5微米，但是不限于此。例如，当基于GaN的半导体层12具有如上所述的示例中的配置时，脊形条15可以形成到p型GaN/未掺杂AlGaN超晶格包覆层的中间位置处的深度。此外，在脊形条15的双侧上形成凹槽16a和16b。图4是示出在n型GaN基底11的较宽区域内的这一状态的平面图。图4示出了一个芯片区域的形状和尺寸的一个示例，但是形状和尺寸不限于此。

[0070] 接着，如图5所示，在如上所述的其中形成了脊形条15的基于GaN的半导体层12的整个表面涂上抗蚀剂层17。采用例如正性抗蚀剂作为抗蚀剂层17。抗蚀剂层17的厚度是根据需要确定的，例如是1.3微米。由于在抗蚀剂层17的涂敷过程中脊形条15的上表面覆盖有绝缘膜13，因此上表面不被由有机材料组成的抗蚀剂层17污染。 [0071] 接着，如图6A所示，利用具有形成有预定形状的掩模图案的光掩模，将抗蚀剂层17暴露到光照下并进一步将其显影。结果，形成了包含具有矩形平面形状的开口17a的抗蚀剂层17，开口17a包括用于脊形条15的电流注入区域的部分和双侧上的凹槽16a和16b的部分。开口17a的在脊形条15的延伸方向上的宽度等于电流注入区域的长度。图6B是沿着图6A中的线VIB-VIB所取得的剖视图。脊形条15的一部分和凹槽16a和16b的一部分暴露在开口17a中。然后，用紫外光照射抗蚀剂层17的表面以形成修改层(未示出)，并且将所述表面弯曲。

[0072] 接着，如图7A所示，将如上所述的其上形成了具有抗蚀剂层17的基于GaN的半导体层12的整个表面涂上抗蚀剂层18，然后通过烘烤来固化抗蚀剂层18。可以采用例如正性抗蚀剂作为抗蚀剂层18。抗蚀剂层18的厚度是根据需要确定的，例如是约0.8微米。抗蚀剂层17的开口17a用抗蚀剂层18填充。在这种情况下，开口17a内的脊形条15上的抗蚀剂层18的厚度远远小于脊形条15外的抗蚀剂层18的厚度或抗蚀剂层17和18的整体厚度。图7B是沿着图7A中的线VIIB-VIIB所取得的剖视图。

[0073] 接着，如图8A所示，通过RIE方法在垂直于n型GaN基底11的表面的方向上回蚀抗蚀剂层17和18，以暴露脊形条15上的掩模层14的掩模部分14a。图8B是沿着图8A中的线VIIIB-VIIIB所取得的剖视图。

[0074] 接着，如图9A所示，通过蚀刻来移除掩模层14的暴露的掩模部分14a，以暴露电流注入区域内的脊形条15的上表面。例如，当掩模层14包括SiO2膜时，执行采用HF型蚀刻剂的湿法蚀刻，但是蚀刻不限于此。图9B是沿着图9A中的线IXB-IXB所取得的剖视图。 [0075] 接着，如图10A所示，将p侧电极形成金属膜19沉积在包括抗蚀剂层17和18以及脊形条15的暴露的上表面的整个表面上。采用能够与p型GaN接触层进行欧姆接触的欧姆金属膜作为金属膜19。具体地，例如，采用钯/铂(Pt)膜作为金属膜19，并且钯膜和铂膜的每一个的厚度为例如约15纳米。可以通过例如真空蒸发、喷镀等形成金属膜19，但是方法不限于此。图10B是沿着图10A中的线XB-XB所取得的剖视图。

[0076] 接着，如图11A所示，移动(移开)抗蚀剂层17和18连同其上形成的金属膜19。结果，金属膜19只留在脊形条15的电流注入区域的上表面上以形成p侧电极20。图11B是沿着图11A中的线XIB-XIB所取得的剖视图。

[0077] 接着，如图12A所示，移除留在基于GaN的半导体层12上的绝缘膜13。例如，当绝缘膜13包括SiO2膜时，执行采用HF型蚀刻剂的湿法蚀刻，但是蚀刻不限于此。图12B是沿着图12A中的线XIIB-XIIB所取得的剖视图。

[0078] 接着，如图13A所示，电流限制绝缘膜21沉积在基于GaN的半导体层12的整个表面上。可以采用例如SiO2/Si膜作为绝缘膜21，并且SiO2膜的厚度例如是约65纳米，Si膜的厚度例如是约135纳米。可以通过例如真空蒸发、CVD等形成绝缘膜21，但是方法不限于此。图13B是沿着图13A中的线XIIIB-XIIIB所取得的剖视图。

[0079] 接着，如图14A所示，通过蚀刻从电流注入区域内的脊形条15的一部分上移除绝缘膜21。可以通过与用于采用抗蚀剂层17和18通过蚀刻从脊形条15的顶部移除掩模层14的方法相同的方法执行蚀刻，以暴露电流注入区域中的脊形条15的上表面。图14B是沿着图14A中的线XIVB-XIVB所取得的剖视图。

[0080] 接着，将基于GaN的半导体层12的整个上表面涂上抗蚀剂层(未示出)，并且利用具有其中形成了预定形状的掩模图案的光掩模使抗蚀剂层17暴露于光照下，然后将抗蚀剂层显影。接着，在整个表面上沉积衬垫电极形成金属膜。采用包括至少钛膜作为底层的金属膜作为该金属膜。具体地，例如使用钛/铂/金膜作为该金属膜，并且底层中的钛膜的厚度是10纳米，铂膜的厚度是100纳米，顶层中的金膜的厚度是300纳米，但是厚度不限于这些。

[0081] 接着，移除(移开)抗蚀剂层连同其上形成的金属膜。结果，如图15A所示，形成了在p侧电极20和电流限制绝缘膜21上延伸的衬垫电极22。衬垫电极22与p侧电极20集成在一起以形成整个p侧电极。图15B是沿着图15A中的线XVB-XVB所取得的剖视图，并且图15C是沿着图15A中的线XVC-XVC所取得的剖视图。图16是示出了在n型GaN基底11的较宽区域中的这种状态的平面图。

[0082] 接着，通过例如移开方法而在各个芯片区域内的n型GaN基底11 的背侧形成n侧电极23。

[0083] 接着，劈开如上所述在其上形成了激光器结构的n型GaN基底11以形成激光器条，从而形成两个谐振器端面。接着，涂敷谐振器端面，然后劈开激光器条以形成芯片。 [0084] 结果，制造了在端面附近具有电流非注入结构的基于GaN的半导体激光器。 [0085] 如上所述，根据第一实施例，容易地只在电流注入区域内的脊形条15的上表面上以高位置精度形成p侧电极20，排除了接近两个谐振器端面的脊形条15的区域。因此，容易制造在端面附近具有电流非注入结构的基于GaN的半导体激光器。当基于GaN的半导体激光器在端面附近具有电流非注入结构时，当具有较高输出时可以有效防止谐振器端面的COD，从而提高基于GaN的半导体激光器的寿命并且改善其可靠性。

[0086] 此外，在基于GaN的半导体激光器中，暴露电流注入区域内的脊形条15的顶层中的p型GaN接触层的表面而不损伤p型GaN接触层。由于在制造过程中电流注入区域内的脊形条15的上表面不与有机材料接触，因此可以防止有机材料带来的污染。因此，可以稳定地保持脊形条15顶部的p型GaN接触层的表面状态，从而允许p侧电极20和p型GaN接触层具有低接触电阻的良好欧姆接触。此外，p侧电极20的钯膜与脊形条15顶部的p型GaN接触层接触，从而允许p侧电极20和p型GaN接触层具有低接触电阻的良好欧姆接触。因此，可以降低基于GaN的半导体激光器的工作电压。

[0087] 此外，形成于电流限制绝缘膜21上的衬垫电极22的底层包括钛膜，从而改善了衬垫电极22到绝缘膜21的粘附，并且防止了衬垫电极22与绝缘膜21的分离。因此，可以提高基于GaN的半导体激光器的寿命并且改善其可靠性。

[0088] 第二实施例

[0089] (用于制造半导体激光器的方法)

[0090] 下面描述根据第二实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法。虽然像根据第一实施例的基于GaN的半导体激光器一样，根据第二实施例的基于GaN的半导体激光器具有脊形条结构以及在端面附近的电流非注入结构，但是第二实施例的不同在于凹槽不是形成在脊形条的双 侧。

[0091] 在第二实施例中，首先，通过与第一实施例中相同的方法在n型GaN基底11上外延生长基于GaN的半导体层12，然后在基于GaN的半导体层12的整个平面之上形成绝缘膜13。然后，执行加热处理以便电激活掺杂在构成基于GaN的半导体层12的p型层中的p型杂质。

[0092] 接着，将绝缘膜13涂上抗蚀剂层(未示出)，然后采用具有其中形成了有预定形状的掩模图案的光掩模将抗蚀剂层暴露到光照下。接着，将选择性暴露的抗蚀剂层显影以形成具有与后面将要形成的脊形条的形状对应的条形状的掩模部分。实际上周期性地以预定斜度平行地形成了大量条部分，但是只示出了在一个激光器芯片的宽度内的掩模部分。 [0093] 接着，采用如上所述形成的抗蚀剂层作为掩模来蚀刻绝缘膜13以形成条形掩模层14。根据要形成的脊形条的宽度确定掩模层14的宽度w1，例如是1.3微米。然后，移除蚀刻中所用的抗蚀剂层。

[0094] 接着，如图18所示，利用掩模层14通过RIE方法将基于GaN的半导体层12干法蚀刻到预定深度以形成脊形条15。

[0095] 接着，如图19所示，将具有如上所述的其中形成了脊形条15的基于GaN的半导体层12的整个表面涂上抗蚀剂层17。

[0096] 接着，如图20A所示，利用具有其中形成有预定形状的掩模图案的光掩模将抗蚀剂层17暴露到光照下，并进一步将其显影。结果，形成了包含具有矩形平面形状的开口17a的抗蚀剂层17，开口17a包括与电流注入区域对应的部分脊形条15。图20B是沿着图20A中的线XXB-XXB所取得的剖视图。然后，用紫外光照射抗蚀剂层17的表面以形成修改层(未示出)，并且将其弯曲。

[0097] 接着，如图21A所示，将如上所述的其上形成有抗蚀剂层17的基于GaN的半导体层12的整个表面涂上抗蚀剂层18，然后通过烘烤来固化抗蚀剂层18。在这种情况下，开口17a内的脊形条15上的抗蚀剂层18的厚度远远小于脊形条15以外的抗蚀剂层18的厚度或抗蚀剂层17和18的整体厚度。图21B是沿着图21A中的线XXIB-XXIB所取得的剖视图。

[0098] 接着，如图22A所示，通过RIE方法在垂直于n型GaN基底11的表面的方向上回蚀抗蚀剂层17和18以暴露脊形条15上的掩模层14的掩模部分14a。图22B是沿着图22A中的线XXIIB-XXIIB所取得的剖视图。

[0099] 接着，如图23A所示，通过蚀刻来移除暴露的掩模层14以暴露电流 注入区域内的脊形条15的上表面。例如，当掩模层14包括SiO2膜时，执行采用HF型蚀刻剂的湿法蚀刻，但是蚀刻不限于此。图23B是沿着图23A中的线XIIIB-XIIIB所取得的剖视图。 [0100] 接着，如图24A所示，将p侧电极形成金属膜19沉积在包括抗蚀剂层17和18以及脊形条15的暴露的上表面的整个表面上。图24B是沿着图24A中的线XXIVB-XXIVB所取得的剖视图。

[0101] 接着，如图25A所示，移动(移开)抗蚀剂层17和18连同其上形成的金属膜19。结果，金属膜19只留在脊形条15的电流注入区域的上表面上，以形成p侧电极20。图25B是沿着图25A中的线XXVB-XXVB所取得的剖视图。

[0102] 然后，执行与第一实施例中相同的步骤以制造在端面附近具有电流非注入结构的预期的基于GaN的半导体激光器。

[0103] 根据第二实施例，获得与第一实施例相同的多个优点。

[0104] 第三实施例

[0105] (用于制造半导体激光器的方法)

[0106] 下面描述根据第三实施例的用于制造基于GaN的半导体激光器的方法。像根据第一实施例的基于GaN的半导体激光器一样，根据第三实施例的基于GaN的半导体激光器具有脊形条结构以及在端面附近的电流非注入结构。

[0107] 为了提高基于GaN的半导体激光器的输出，期望同时改善纽结水平(kink level)并抑制热量产生。为了改善纽结水平，期望降低脊形条的宽度(脊宽)，因此期望使脊形条的双侧表面更垂直。这是因为当脊形条变窄时，脊形条的上表面的面积减小，与p侧电极的接触面积减小，从而引起增大p侧电极的接触电阻的问题。

[0108] 因此，在第三实施例中，描述了一种用于改善根据第一或第二实施例的基于GaN的半导体激光器中的脊形条15的双侧表面的垂直性的方法。

[0109] 也就是说，在第一或第二实施例中，当利用掩模层14通过RIE方法将基于GaN的半导体层12干法蚀刻到预定深度以形成脊形条15时，如下确定RIE方法的条件。使用基于氯的气体作为蚀刻气体，气压是0.5至1.5帕，气体流速是5至100sccm(标况毫升每分)，例如90sccm。图 26示出了在各种气压下通过RIE方法形成的各个脊形条15的双侧表面关于n型GaN基底11的表面的倾斜角θ的测量结果。但是，气体流速为90sccm。 [0110] 图26表明在气压范围0.5至1.5帕中，倾斜角θ为约82°至87.8°，获得了高垂直性。特别地，当气压为1.5帕时，倾斜角θ约为87.8°，呈现很高的垂直性。图27示出了在1.5帕气压下通过RIE方法形成的脊形条15的样品的剖面SEM图。

[0111] 在第三实施例中，其他特性与第一或第二实施例中的相同。

[0112] 根据第三实施例，除了与第一或第二实施例相同的优点，还可以获得以下描述的优点。由于改善了脊形条的双侧表面的垂直性，可以同时改善基于GaN的半导体激光器的纽结水平并抑制其热量产生。

[0113] 虽然以上详细描述了本发明的多个实施例，但是本发明不限于这些实施例，而是可以根据本发明的技术思想作出各种变型。

[0114] 例如，实施例中描述的值、结构、基底、原材料、过程等只是示例，根据需要可以采用不同的值、结构、基底、原材料、过程等。

[0115] 具体地，例如，在第一至第三实施例中，描述了本发明在具有SCH结构的基于GaN的半导体激光器的制造中的应用。但是，本发明也可以应用于例如具有DH(双异质结构)结构的基于GaN的半导体激光器的制造。

[0116] 本申请包含与2008年12月15日提交于日本专利局的日本在先专利申请JP2008-318052中公开的主题相关的主题，所述日本在先专利申请的整体内容通过引用合并于此。

[0117] 本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和改变，只要这些修改、组合、子组合和改变在所附的权利要求或者其等同内容的范围内。