专利名称：半导体激光器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体激光器的制造方法，特别涉及一种用于阻止COD(破坏性光学损伤)水平降低的技术。
背景技术：
在制造高输出的半导体激光器中，通常采用称为不对称涂覆法的方法来涂覆谐振腔的端面。
为了达到高效地发射激光束的目的，采用不对称涂覆法，在发射激光束的谐振腔的端面上形成低反射涂层，并在谐振腔的另一端面上形成高反射涂层。
在不对称涂覆法的准备阶段，执行称为等离子体清洗的方法以便将谐振腔的端面的半导体叠层结构的解理面暴露于等离子体态的惰性气体(例如氩气)中数分钟。当在空气中分割半导体叠层结构时，这从解理面除去了在其依附于解理面之前漂浮在空气中的物质。脏的解理面降低了涂层的接触程度。因此希望解理面足够干净。
其间，本发明的发明人通过实验发现采用传统的等离子体清洗技术，破化性光学损伤(COD)水平随等离子体清洗的持续时间的延长而降低。
这里应当注意，COD表示从半导体激光器的谐振腔的端面发射的激光的热量被吸收到谐振腔的端面内从而破坏端面的现象，COD水平表示在产生COD时的激光的最低输出值。
下面描述由本发明的发明人进行的实验。
首先，准备作为实验试样的GaAs衬底，和电子回旋加速器谐振(下文称ECR)溅射装置。
图19是ECR溅射装置的截面图。
在图19中，ECR溅射装置5包括产生ECR等离子体气体的等离子体室64；涂层形成室60；具有不低于5N的纯度等级的硅靶61；和围绕等离子体室64设置以形成磁场的线圈66。
在等离子体室64中，经石英窗口引入该室中的微波和由线圈66形成的磁场使得经气体导入管67引入到室中的处理气体转变为ECR等离子体态。
连接到RF电源65的硅靶61通过较大地改变施加电压来控制溅射量。
涂层形成室60通过排气口68连接到排气系统(未示出)。使用这种结构，能够减少涂层形成室60内的压力。
将其上具有GaAs衬底63的样板62放置在涂层形成室60中以在GaAs衬底63上形成涂层。在这种情况下，通过ECR发散磁场分布来确定在达到GaAs衬底63的表面的处于等离子体态的处理气体的能量。
例如，当样板62距离ECR点20cm时，处于等离子体态的处理气体的能量接近10-20eV。这里应当注意，当没有电压施加到样板62时获得这些数值。
在表1中分别所示的条件(i)和(ii)下对试样进行试验。
在条件(ii)下按下列各项进行等离子体清洗。
(1)在气体引入期间的内部压力接近10-1Pa。微波的强度接近600W。
(2)为了将发生在硅靶61的溅射量限定到尽可能小的程度，对硅靶不施加电压，并将样板62设置到常温。
(3)在等离子体清洗之后，在没有在试样上形成涂层的情况下，将试样从ECR溅射装置5抽出。
使用Auger电子能谱法(electron spectroscopy)分析在各个条件(i)和(ii)下的试样的GaAs衬底的表面。
表2中显示的分析结果提供下列发现。
(1)在不进行等离子体清洗(条件(i))的试样的GaAs衬底63的表面上检测到碳。由于从进行等离子体清洗的试样中未发现碳，这显示了等离子体清洗的效果。
(2)在仅使用氩气(条件(ii))进行等离子体清洗的试样的GaAs衬底63的表面上检测到硅。这表明在GaAs衬底63的表面上形成了硅膜。当从涂层的厚度转换硅膜时，将硅膜的总量设定为近似10。即，当在条件(ii)下进行常规等离子体清洗时，估计在半导体激光器的谐振腔的端面上形成近似10的硅膜。这意味着在随后形成涂层之后，硅膜残留在涂层和谐振腔的端面之间。
估计从硅靶61提供硅膜。直到进行试验，才考虑仅当将不低于100V的负电压施加到硅靶61时才引起溅射。然而，通过实验确定在等离子体清洗期间少量的溅射发生在硅靶61的表面。
认为是由于下列原因发生这种现象。如图20中所示，在等离子体放电开始之后，产生作为等离子体的外壳电势的近似-5V至-10V的电势。这引起了在硅靶61的表面上的电势差。
处于等离子体态的处理气体中的离子被拉向硅靶61并与硅靶61相碰撞。这引起了在硅靶61的表面处的溅射，允许硅离子从硅靶61发射。硅离子到达试样(GaAs衬底63)并在其表面上积累。
考虑到在降低COD水平中如上文所述形成的硅膜是重要的因素。这是因为例如当在AlGaInP基半导体激光器的谐振腔的端面上形成非晶硅膜时，非晶硅膜吸收具有激光发射波长(630-680nm)的光。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种用于阻止等离子体清洗降低COD水平的半导体激光器的制造方法。
通过用于制造半导体激光器的半导体激光器的制造方法来实现上述目的，半导体激光器是通过使用溅射装置的等离子体清洗来清洗半导体叠层结构的解理面来制造的，其中解理面将作为谐振腔的端面，该方法包括在溅射装置中放置具有解理面的半导体叠层结构的第一步骤；将包含反应气体和惰性气体的处理气体引入到溅射装置中，并然后使得处理气体成为等离子体态的第二步骤；当没有电压施加到靶材料时，将靶材料和解理面暴露于处于等离子体态的处理气体中，引起靶材料和反应气体反应以形成反射预定波长的光的化合物，以便在解理面上形成该化合物薄膜的第三步骤。
当清洗解理面时，在等离子体清洗期间，用上述的半导体激光器的制造方法，通过靶材料和反应气体的反应来形成反射预定波长的光的化合物，并且所形成的化合物堆积在将作为半导体激光器的谐振腔的端面的解理面上。这抑制了COD水平的降低。
上述的半导体激光器的制造方法还包括在第三步骤之后，使包含氧气和惰性气体的第二处理气体成为等离子体态的第四步骤；以及当电压施加到靶材料时，将靶材料和解理面暴露于处于等离子体态的处理气体中，引起靶材料和氧气的反应以形成氧化物，以便在解理面上形成氧化物薄膜的第五步骤。
用上述的半导体激光器的制造方法，在将作为半导体激光器的谐振腔的端面的解理面上形成低反射氧化物涂层。
在上述的半导体激光器的制造方法中，反应气体可以是非氧化气体。
在上述的半导体激光器的制造方法中，氧化气体可以是包含氮气或者氢气的气体。
在上述的半导体激光器的制造方法中，化合物可以是绝缘的。
在上述的半导体激光器的制造方法中，预定波长可以是半导体激光器的发射波长。
在上述的半导体激光器的制造方法中，靶材料可以选自由硅、铝、钛、锆、铪、锌、铈、钽、铌、和锶组成的组。
在上述的半导体激光器的制造方法中，处理气体中的反应气体与惰性气体的分压比可以是5％至100％。
在上述的半导体激光器的制造方法中，处理气体中的反应气体与惰性气体的分压比可以是10％至30％。
在上述的半导体激光器的制造方法中，溅射装置可以是ECR溅射装置。
还可以通过用于制造半导体激光器的半导体激光器的制造方法来实现上述目的，半导体激光器是通过使用溅射装置在半导体叠层结构上形成电介质薄膜来制造的。该方法包括在溅射装置中放置半导体叠层结构的第一步骤；将包含第一反应气体和惰性气体的第一处理气体引入到溅射装置中，并然后使第一处理气体成为等离子体态的第二步骤；当没有电压施加到靶材料时，将靶材料和半导体叠层结构的预定部分暴露于处于等离子体态的第一处理气体中，引起靶材料和第一反应气体反应以形成绝缘材料，以便在半导体叠层结构的预定部分上形成绝缘材料薄膜的第三步骤；在第三步骤之后，将包含第二反应气体和惰性气体的第二处理气体引入溅射装置中，并然后使第二处理气体成为等离子体态的第四步骤；以及当电压施加到靶材料时，将靶材料和形成有绝缘材料膜的半导体叠层结构的预定部分暴露于处于等离子体态的第二处理气体中，引起靶材料和第二反应气体的反应以形成电介质材料，以便在半导体叠层结构的预定部分的绝缘材料薄膜上形成电介质材料薄膜的第五步骤。
在上述的半导体激光器的制造方法中，第一反应气体和第二反应气体可以是相同气体。
下面描述论证本发明的半导体激光器的制造方法实际能够实现上述目的的实验结果。
在实验中，采用与条件(i)和(ii)下的实验相同的方式，使用ECR溅射装置5在表3中所示的条件(iii)下在试样的GaAs衬底上进行等离子体清洗。
用Augier电子能谱法分析离子清洗之后的GaAs衬底的表面。下面的表4显示了分析结果。
从表4中所示的分析结果获得下面的发现。
在使用包含氩气和氮气(条件(iii))的气体进行等离子体清洗之后，在GaAs衬底的表面上检测到硅和氮，检测到的硅的量近似与检测到的氮的量相同。另外，检测到的硅的量近似等于在仅使用氩气进行的等离子体清洗之后检测到的硅量。
从分析结果确定在等离子体清洗期间在GaAs衬底上形成氮化硅薄膜。
氮化硅膜不吸收不高于800nm的较短波长的光。当在半导体激光器的谐振腔的端面上形成这种氮化硅薄膜时，它抑制了COD水平的降低。
从结合
本发明的具体实施例的下面描述中，本发明的这些和其它目的、优点和特征将变得明显，在附图中图1显示在第一制造阶段中半导体晶片的叠层结构；
图2显示在第二制造阶段中半导体晶片的叠层结构；图3显示在第三制造阶段中半导体晶片的叠层结构；图4是板型半导体叠层结构的透视图；图5是条型半导体叠层结构的透视图；图6是放置在成一直线的夹具上的条形半导体叠层结构2；图7至10是在等离子体清洗步骤和涂覆步骤中的ECR溅射装置的截面图；图11是半加工的半导体激光器的透视图；图12显示在根据本发明的实施例的等离子体清洗与传统的等离子体清洗之间比较的试样半导体激光器的COD水平；图13显示在根据本发明的实施例的等离子体清洗与传统的等离子体清洗之间比较的试样半导体激光器的电涌耐压值。
图14说明其中在谐振腔的端面上形成非晶硅薄膜的半导体激光器的结构；图15是图14中所示的半导体激光器的截面图；图16显示400nm波段蓝光半导体激光器的结构；图17是包含通过等离子体清洗法形成的电介质薄膜的脊-型带状结构的半导体激光器的外视图；图18是沿平行于半导体激光器的谐振腔的端面的面X1-X1’的图17中所示的半导体激光器的截面图；图19是ECR溅射装置的截面图；以及图20显示在等离子体清洗期间在靠近靶的区域的状态的变化。
具体实施例方式
下面参照附图描述作为本发明优选实施例的半导体激光器的制造方法。这里应当注意，包含在两个或多个附图中的共同参考标记表示同一元件。
<1半导体叠层结构的制造步骤>
首先，将参照图1-5描述制造作为AlGaInP基脊-几何形状红光高输出半导体激光器主体的条形半导体叠层结构的步骤。
图1显示处于第一制造阶段的半导体晶片的叠层结构。
如图1中所示，通过用金属有机化学汽相淀积(下文中，MOCVD)按规定的次序在n-型GaAs衬底10上形成层11-17来在第一制造阶段中制造半导体晶片1A，这里层11-17是n-型AlGaInP缓冲层11；n-型AlGaInP覆盖层12；量子阱有源层13；p-型AlGaInP第一覆盖层14；p-型GaInP蚀刻停止层15；p-型AlGaInP第二覆盖层16；和p-型GaInP中间层17。
图2显示在第二制造阶段中的半导体晶片的叠层结构。
在第一制造阶段制造半导体晶片1A之后，通过用湿法或干法蚀刻方法在p-型AlGaInP第二覆盖层16和p-型GaInP中间层17上进行蚀刻，从而在半导体晶片1A上形成作为波导的脊条18。
在此之后，在半导体晶片1A上进一步形成n-型AlInP电流阻挡层19。然后，除去覆盖脊条18的n-型AlInP电流阻挡层19的那部分。这就完成了在第二制造阶段制造半导体晶片1B。
这里应当注意，尽管没有在图中说明，但是在边界附近并在随后被分割开的n-型AlInP电流阻挡层19的一部分仍保留在脊条18上，部分覆盖该脊条18。并立刻在处于边界附近的n-型AlInP电流阻挡层19的部分的下面，形成其中掺杂杂质例如Zn并使其无序的窗口结构。
可以通过选择区域生长法形成n-型AlInP电流阻挡层19。
图3显示处于第三制造阶段的半导体晶片的叠层结构。
在第二制造阶段制造半导体晶片1B之后，形成p-型GaAs接触层20以覆盖半导体晶片1B的表面。然后在p-型GaAs接触层20上形成p-型侧电极21。同样，如图3中所示，在半导体晶片1B的相对一侧的表面上，即在n-型GaAs衬底10的下侧表面上形成n-型侧电极22。这完成了在第三制造阶段制造半导体晶片1C。
然后，将半导体晶片1C解理成条-形半导体叠层结构。
图4是半导体叠层结构1的透视图；通过解理圆盘形半导体晶片1C形成图4中所示的板形半导体叠层结构1。如图4中所示，在半导体叠层结构1的表面中在同一方向上以固定间隔进行大量的划片切口23。使用划片切口23作为起点在空气中将半导体叠层结构1分割成条形半导体叠层结构。
图5是通过解理图4中所示的半导体叠层结构1而制造的条形半导体叠层结构2的透视图。图5中所示的每个条形半导体叠层结构2有一对将作为半导体激光器的谐振腔的端面的解理面31。
<2等离子体清洗步骤>
接着，将参照图6-8描述在所制造的条形半导体叠层结构的解理面31上进行等离子体清洗的步骤。
图6是夹具和放置在成一直线的夹具上的条形半导体叠层结构2的截面图。
如在图6中所示，条形半导体叠层结构2和垫片4交替地在夹具3的底表面33上，使得每个半导体叠层结构2的一个解理面31与底表面33接触并且其另一个解理面31暴露于开口32。
垫片4用于固定条形半导体叠层结构2的位置，并阻止电介质层形成在半导体叠成结构2的电极上。
将其上已按如上所述放置的条形半导体叠层结构2的夹具3放置在涂层形成室60中，使得具有开口32的夹具3的侧面面向等离子体室64。
图7和8是ECR溅射装置5的截面图。参照这些附图描述等离子体清洗步骤的流程。
在将夹具3放置在涂层形成室60中之后，从涂层形成室60抽空空气。将包含氩气和氮气的第一处理气体引入等离子体室64中(图7)。这里应当注意，在处理气体的引入期间，ECR溅射装置5的内部压力是10-1Pa。
将具有600W强度和2.45GHz频率的微波引入到等离子体室64中，以便通过所引入的微波和由线圈66形成的磁场将室内的第一处理气体转变为ECR等离子体态。这允许放置在夹具3上的条形半导体叠层结构2的解理面31暴露于所得到的等离子体气体(图8)。
在上述的操作中，为了将在硅靶61处发生的溅射量限制到尽可能小的程度，不将电压施加于硅靶61，并将夹具3设定为常温。
由于没有电压施加于夹具3，所以根据ECR发散磁场分布来确定到达解理面31的离子的能量。当夹具3距离ECR点20cm时，离子能量的总量近似为10-20eV。处于上述能级的离子能量足以进行等离子体清洗，并几乎不引起解理面31的缺陷。
并且，在该过程中，在硅靶61的表面处产生近似-5V至-10V的外壳电势。由于所产生的外壳电势，氩离子与硅靶61碰撞从而溅射出硅离子。所溅射出的硅离子与包含在处于ECR等离子体态的处理气体中的氮离子反应，从而形成堆积在解理面31的表面上的氮化硅。
用在条形半导体叠层结构2的解理面31上进行的上述等离子体清洗，从表面除去了粘在解理面31的表面的杂质例如有机物质、氧、或者氧化膜，并在表面上形成薄的氮化硅层。
<3涂覆步骤>
下面描述低反射涂覆步骤，在该步骤中，在等离子体清洗步骤中已形成在条形半导体叠层结构2的解理面31的表面上的氮化硅层上形成氧化硅膜。
图9是ECR溅射装置5的截面图。将参照图9描述低反射涂覆步骤的流程。
首先，将含有氩气(30sccm的流速)和氧气(10sccm的流速)的第二处理气体引入到等离子体室64。然后，将具有600W强度和2.45GHz频率的微波引入到等离子体室64，以便通过所引入的微波和由线圈66形成的磁场将室中的第二处理气体转换为ECR等离子体态。这允许放置在夹具3上的条形半导体叠层结构2的解理面31暴露于所得到的等离子体气体(图9)。
在第二处理气体的引入期间，ECR溅射装置5的内部压力是10-1Pa。连接到硅靶的RF电源的输出值是600W。
包含在处于ECR等离子体态的第二处理气体中的氩离子与硅靶61碰撞从而溅射出硅离子。所溅射出的硅离子到达解理面31的表面并与氧反应，从而形成堆积在解理面31的表面上以形成氧化硅膜的氧化硅离子。
在上述的过程中，到达解理面31的等离子体能量的总量近似为10-20eV。处于上述能级的离子能量几乎不引起损伤例如解理面31的晶体缺陷。
谐振腔的端面处的反射率取决于形成在解理面31上的其表面实际上作为谐振腔端面的氧化硅膜的厚度。通过解理面31暴露于等离子体气体中的持续时间来控制氧化硅膜的厚度。例如，当氧化硅膜的厚度是100nm并且半导体激光器具有660nm的激光发射波长时，谐振腔的端面处的反射率为4％。
在条形半导体叠层结构2的一侧的解理面31上形成低反射率涂层之后，从ECR溅射装置5抽出夹具3。然后，在将条形半导体叠层结构2重新放在夹具3中以便其相对一侧上的解理面31暴露于开口32之后，将夹具3重新放在ECR溅射装置5中。然后，在相对侧上的解理面31上也进行上述的等离子体清洗。
图10是ECR溅射装置5的截面图。将参照图10描述高反射涂覆步骤的流程。
在进行等离子体清洗之后，将解理面31暴露于处于ECR等离子体态的第二处理气体。这允许氧化硅薄膜形成在解理面31上。然后，将含有氩气和氢气的第三处理气体引入等离子体室64中，并将其转变为ECR等离子体态。将解理面31暴露于处于ECR等离子体态的第三处理气体。这允许加氢的非晶硅薄膜形成在解理面31上。在加氢的非晶硅薄膜上，按所述的顺序形成氧化硅薄膜和加氢非晶硅薄膜。
用上述的处理，在解理面31上形成由氧化硅薄膜、加氢非晶硅薄膜、氧化硅薄膜和加氢非晶硅薄膜四层组成的高反射涂层。
如图11中所示，将已进行上述等离子体清洗和涂覆步骤的条形半导体叠层结构2进一步分成被称为半加工半导体激光器2A的块。
<4考虑>
现在，根据在下表5中所示的不同条件下用等离子体清洗制造的四个试样的半导体激光器来分别考虑COD水平的测量和电涌耐压的结果。
上面的四种条件中，条件(a)和(b)是常规的等离子体清洗的条件，条件(c)和(d)是本实施例的等离子体清洗的条件。
图12显示了在根据本实施例的等离子体清洗与传统的等离子体清洗之间比较的试样半导体激光器的COD水平。图13显示在根据本实施例的等离子体清洗与传统的等离子体清洗之间比较的试样半导体激光器的电涌耐压值。
在本实施例中，将电涌耐压设定为当具有200pF和0Ω的CR电路对半导体激光器施加一个脉冲时，工作电流上升20％的这样一个电压。
用其中仅使用氩气的常规等离子体清洗，当处理持续时间如图12中所示上升时，COD水平从158mW降到103mW，并且如图13中所示电涌耐压从50V降到30V。
相反，用其中使用含有氩气和氮气的第一处理气体的本实施例的等离子体清洗，COD水平不小于200mW而和处理持续时间无关，电涌耐压不小于150V，其近似是常规的电涌耐压的三倍，表明同样改善了电涌耐压。
图14说明半导体激光器的结构。图15是沿着平行于半导体激光器140的纵向和垂直于半导体激光器140的叠层的平面的平面Z-Z’得到的图14所示的半导体激光器140的截面图。
常规上有这样一个问题，当在从光束发射端面141除去自然氧化膜之后形成非晶硅膜30以覆盖光束发射端面141时，漏电流在半导体激光器140的表面上方流过，降低了电涌耐压。
在另一方面，如本实施例中所公开，如果使用为惰性气体的氩气和氮气的混合气体进行少量的溅射，氮化硅依附于光束发射端面。这阻止了在端面附近由光吸收引起的温度上升，并阻止能带隙的降低，因而减少了COD的发生率。
由于氮化硅膜是绝缘膜，所以氮化硅膜抑制了漏电流，并提高了电涌耐压。
<5补充注释>
本发明不局限于上述实施例，而是能够应用于不同结构的半导体激光器，并可应用于不同的制造过程顺序或不同工艺参数。下面是这样的具体实例。
(1)在制造400nm-波段蓝光半导体激光器中，上述等离子体清洗也有效。
图16显示400nm-波段蓝光半导体激光器的结构。
400nm-波段蓝光半导体激光器160包括n-型GaN衬底40、n-型AlGaN覆盖层41、量子阱有源层42、p-型AlGaN覆盖层43、脊条44、电流阻挡层45、p-型GaN接触层46、n侧电极47、以及p侧电极48。
400nm-波段蓝光半导体激光器160的激光发射波长比上述AlGaInP基脊-几何图形红光高输出半导体激光器的波长短。因此，在400nm-波段蓝光半导体激光器160中，通过非晶硅吸收的激光束的速率比在AlGaInP基脊-几何图形红光高输出半导体激光器中的更高。
为此，当在涂层与400nm-波段蓝光半导体激光器160的端面之间形成非晶硅膜时，光吸收发挥了较大的影响，提高了COD发生率。
相反，氮化硅膜不吸收400nm-波段的光。因此，使用通过本实施例的上述等离子体清洗在400nm-波段蓝光半导体激光器160的光束发射端面49上形成的氮化硅膜，降低了COD的发生率并大大地改善了激光器特性。
(2)在制造具有脊型条结构的半导体激光器的过程中，可使用采用包含氩气和氮气的处理气体的上述等离子体清洗以形成作为电流阻挡层的电介质膜。
作为一个实例，日本特许公开专利申请NO.11-186650公开了一种具有作为电流阻挡层的SiO2、Ta2O5、ZrO5、Nb2O5、非晶Si等的电介质膜的半导体激光器制造这种半导体激光器具有几个优点。例如，由于需要一个MOCVD处理，所以制造成本和产品的交付周期都降低。
图17是包含通过上述等离子体清洗形成的电介质膜的脊型条结构的半导体激光器的外视图。图18是沿平行于半导体激光器的谐振腔的端面的面X1-X1’得到的图17中所示的半导体激光器的截面图；如图18中所示，半导体激光器180包括n-型GaAs衬底50、n-型覆盖层51、有源层52、p-型覆盖层53、SiNx54、和电介质电流阻挡层55。并且，如图17中所示，形成宽度约2μm的脊条波导。
形成在p-型覆盖层53和电介质电流阻挡层55的很薄的氮化硅膜54反射发射波长不大于800nm的激光。这使激光发射没有损失。同样，由于氮化硅膜54是绝缘的，所以不产生界面漏电流。
在充分清洗p-型覆盖层53的表面之后，形成电介质电流阻挡层55。这在p-型覆盖层53和电介质电流阻挡层55之间提供了高粘附性。即使由于安装半导体激光器180时施加的热而导致半导体激光器180膨胀和收缩，高粘附性也阻止电介质电流阻挡层55剥落。
(3)希望在绝缘膜模式中进行等离子体清洗。绝缘膜模式表示其中在ECR溅射装置中在靶的表面上形成绝缘材料的状态，减少了从靶的表面溅射出的固态源的产量。也就是说，绝缘膜模式表示其中减少了膜与通过溅射在其上形成膜的物体的比率的状态。
在上述实施例的情况下，如果第一处理气体(N2/Ar)中的氮气与氩气的分压的比率不低于0.1，更优选不低于0.2，那么生成绝缘膜模式。
当在绝缘膜模式中在解理面31上进行等离子体清洗时，减少了从硅靶61溅射出的硅的总量。这提供了下面的有利效果(i)将解理面31上的硅膜的形成限制在尽可能小的程度；(ii)阻止了微波引入窗口上的硅膜的形成；(iii)阻止了ECR条件(等离子体放电条件)的变化；和(iv)减少了ECR溅射装置5的维持的数量，其提高了生产率。
而且，如果第一处理气体(N2/Ar)中的氮气与氩气的分压的比率不低于0.05(5％)，那么，用第一处理气体形成的氮化硅膜的量不足以形成绝缘。因此，第一处理气体(N2/Ar)中的氮气与氩气的分压的比率优选为5％至100％，并更优选10％至30％。
(4)在上述的实施例中，使用硅作为ECR溅射装置5中的靶材料。然而，靶材料可以从由铝、钛、锆、铪、锌、铈、钽、铌、和锶组成的组中选择。同样，使用与靶材料反应以形成绝缘体的气体例如非氧化气体(含有N例如NH3和N2的气体)或氢气代替氮气。
(5)在上述的实施例中，在解理面31上形成是绝缘的SiNx膜。然而，可以代替地形成反射某一波长的光的材料的薄膜。更特别地，由于这抑制光吸收的影响并期望提高COD水平，因此优选激光发射波长的所形成的绝缘体的吸收系数α不高于3×104cm。
(6)在上述的实施例，使用ECR溅射装置以进行等离子体清洗。但是，可以使用产生螺旋波等离子体或感应-耦合等离子体的另一装置例如TSM溅射装置。
(7)可使用本发明制造低-输出半导体激光器以提高其COD水平和电涌耐压，也可制造高输出工作的AlGaInP基或其它材料基的半导体激光器。
(8)本发明适合于在高输出、高可靠性的半导体激光器的谐振腔的端面上形成涂层的方法，并适合于形成用作半导体激光器的电流阻挡层的电介质膜的方法。另外，使用本发明制造需要在薄膜和其上形成该薄膜的物体之间绝缘的器件，例如表面声波(SAW)器件或硬盘。
尽管已通过参考附图的实例充分地描述了本发明，但注意各种变化和修改对本领域的技术人员来说是显然的。因此，除非上述变化和修改脱离本发明的范围，它们都应当解释为包含在其中。
权利要求
1.一种半导体激光器的制造方法，其通过用使用溅射装置的等离子体清洗来清洗半导体叠层结构的解理面而制造该半导体激光器，该解理面将作为谐振腔的端面，该方法包括在溅射装置中放置具有解理面的半导体叠层结构的第一步骤；将包含反应气体和惰性气体的处理气体引入到溅射装置中，然后使处理气体转变为等离子体态的第二步骤；以及当没有电压施加到靶材料时，将靶材料和解理面暴露于处于等离子体态的处理气体中，引起靶材料和反应气体反应以形成反射预定波长的光的化合物，以便在解理面上形成该化合物薄膜的第三步骤。
2.权利要求1的半导体激光器的制造方法，还包括在第三步骤之后，将包含氧气和惰性气体的第二处理气体转变为等离子体态的第四步骤；以及当电压施加到靶材料时，将靶材料和解理面暴露于处于等离子体态的第二处理气体中，引起靶材料和氧气的反应以形成氧化物，以便在解理面上形成氧化物薄膜的第五步骤。
3.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中反应气体是非氧化气体。
4.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中反应气体是包含氮气或者氢气的气体。
5.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中化合物是绝缘的。
6.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中预定波长是半导体激光器的发射波长。
7.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中靶材料选自于由硅、铝、钛、锆、铪、锌、铈、钽、铌、和锶组成的组。
8.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中反应气体与惰性气体的分压比是5％至100％。
9.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中反应气体与惰性气体的分压比是10％至30％。
10.权利要求1的半导体激光器的制造方法，其中溅射装置是ECR溅射装置。
11.一种半导体激光器的制造方法，通过使用溅射装置在半导体叠层结构上形成电介质膜来制造半导体激光器，该方法包括在溅射装置中放置半导体叠层结构的第一步骤；将包含第一反应气体和惰性气体的第一处理气体引入到溅射装置中，然后将第一处理气体转变为等离子体态的第二步骤；当没有电压施加到靶材料时，将靶材料和半导体叠层结构的预定部分暴露于处于等离子体态的第一处理气体中，引起靶材料和第一反应气体反应以形成绝缘材料，从而在半导体叠层结构的预定部分上形成绝缘材料薄膜的第三步骤；在第三步骤之后，将包含第二反应气体和惰性气体的第二处理气体引入溅射装置中，然后将第二处理气体转变为等离子体态的第四步骤；以及当电压施加到靶材料时，将靶材料和形成有绝缘材料的半导体叠层结构的预定部分暴露于处于等离子体态的第二处理气体中，引起靶材料和第二反应气体的反应以形成电介质材料，从而在半导体叠层结构的预定部分的绝缘材料薄膜上形成电介质材料薄膜的第五步骤。
12.权利要求11的半导体激光器的制造方法，其中第一反应气体和第二反应气体是相同气体。
全文摘要
一种制造半导体器的方法。作为用电介质膜涂覆谐振腔的端面的制备步骤，对作为端面的半导体叠层结构的解理面进行等离子体清洗以阻止吸收激光的导电膜粘附在解理面。在等离子体清洗期间，将含有氩气和氮气的第一处理气体引入真空的ECR溅射装置。在不施加电压的情况下将解理面暴露于处于等离子体态的第一处理气体中一段时间之后，引入含有氩气和氧气的第二处理气体，并当对硅靶施加电压时，将解理面暴露于处于等离子体态的第二处理气体中。
文档编号H01S5/028GK1604412SQ20041008741
公开日2005年4月6日 申请日期2004年9月1日 优先权日2003年9月1日
发明者山根启嗣, 上田哲生, 木户口勋, 河田敏也 申请人:松下电器产业株式会社