JP2000332359A

JP2000332359A - 半導体発光装置

Info

Publication number: JP2000332359A
Application number: JP13957999A
Authority: JP
Inventors: Kenji Shimoyama; 謙司下山; Kazumasa Kiyomi; 和正清見
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】第１導電型光ガイド層のＡｌ含有量を高めず
にエッチングを第１導電型光ガイド層で止めることがで
きる材料組成を見出すことにより、所望のリッジ構造を
有する高性能な半導体発光装置を提供すること。【解決手段】基板、該基板上に形成された第１導電型
光ガイド層、端面近傍を除く前記第１導電型光ガイド層
上に形成された少なくとも活性層と第２導電型クラッド
層を含むリッジ構造、前記リッジ構造の側面および前記
リッジ構造が形成されていない前記第１導電型光ガイド
層上に形成された電流ブロック層を有する半導体発光装
置であって、前記第１導電型光ガイド層の組成がＸＡｓ
_1-xＰ_x（Ｘは一種類以上のＩＩＩ族元素）であり、前記
活性層の組成がＹＡｓ_1-yＰ_y（Ｙは一種類以上のＩＩＩ
族元素）であって、下式（１）：０．２≦｜ｘ−ｙ｜≦１（１）を満足することを特徴とする半導体発光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザなどとし
て有用な半導体発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体レーザ素子は、その光出力
を増していくと、出射端面での光密度が上昇し、端面で
の光の吸収により温度が上昇し、非可逆的な破壊（以
下、「ＣＯＤ」（Catastrophic Optical Damage）とい
う）を生じレーザ発振をしなくなってしまう。このＣＯ
Ｄを防ぎつつ高出力を得るために、現在２つの方法が用
いられている。１つはブロードエリアレーザであり、こ
れは発光領域を大きくすることにより、光の密度は低い
ままで全光出力を大きくするものであるが、発光領域が
大きいため、単一モードで安定作動させるのは困難であ
る。

【０００３】もう１つの方法は、端面に光を実質的に吸
収しない非吸収領域を設けた構造のレーザ素子であり、
端面の反射鏡の部分が非吸収領域（ＮＡＭ領域）となっ
ているため、通常ＮＡＭレーザ（Non-Absorbing Mirro
r）と呼ばれている。ＮＡＭレーザは端面での光の吸収
が起こらなくすることができるため、ＣＯＤを完全に抑
制することが可能となり、かつ誘導放出が行われる活性
層付近の構造はブロードレーザの場合のように制限され
ることなく、端面の非吸収領域とは独立に自由に設計で
きるために、単一モードの高い光出力で動作させること
ができる。

【０００４】ＮＡＭレーザの代表的な作製例として、（１）端部領域での量子井戸構造無秩序化プロセス（H.
Nakashima et al., Japanese Journal of Applied Phys
ics, vol.24, No.8, L647 (1985)）（２）端部領域での活性層埋込プロセス(H.Naito et a
l., IEEE Journal Quantum Electronics, vol.QE-25, 1
495 (1989)) があげられる。上記（１）には、不純物拡散を用いるた
めに作製プロセスが容易であるという利点はあるもの
の、活性層内部の高濃度の不純物により内部損失が増大
したり、有効に量子井戸構造を無秩序化するために量子
井戸構造に制約が生じるなどの欠点がある。上記（２）
には、優れたレーザ特性の実現が可能となるという利点
があるものの、素子構造および作製プロセスが複雑であ
るという欠点がある。上記（２）の端部活性層埋込構造
を、選択成長技術を用いることにより、素子構造及び作
製プロセスの簡素化を実現したリッジ構造を有するＮＡ
Ｍレーザの具体的な構成が特願平６−２９１４０５号公
報に記載されている。

【０００５】ＮＡＭレーザのリッジ構造は、従来からエ
ッチングにより形成されている。例えば、基板上に第１
導電型光ガイド層、活性層、第２導電型クラッド層を形
成して、リッジ上面部になる部分にのみ保護膜を形成し
てからエッチングにより第２導電型クラッド層と活性層
を除去する方法がとられている。しかしながら、この方
法を用いても、第２導電型クラッド層と活性層をきれい
に除去し、かつ第１導電型光ガイド層でエッチングを止
めることは容易ではない。このため、第１導電型光ガイ
ド層のＡｌ含有量を多くしてエッチングを止めている
が、表面が酸化されやすくなるという別の問題を招き、
半導体発光装置としての性能の低下を免れることはでき
なかった。このため、第１導電型光ガイド層でエッチン
グを止めて所望のリッジ構造を形成させた高性能の半導
体発光装置を提供することが求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの従
来技術の問題点を解決することを課題とした。すなわち
本発明は、第１導電型光ガイド層のＡｌ含有量を高めず
にエッチングを第１導電型光ガイド層で止めることがで
きる材料組成を見出すことにより、所望のリッジ構造を
有する高性能な半導体発光装置を提供することを解決す
べき課題とした。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を進めた結果、第１導電型光ガ
イド層のＡｌ組成を変化させずに、Ｖ族元素の組成を変
化させることによって目的を達成することができること
を見出し、本発明を提供するに至った。すなわち本発明
は、基板、該基板上に形成された第１導電型光ガイド
層、端面近傍を除く前記第１導電型光ガイド層上に形成
された少なくとも活性層と第２導電型クラッド層を含む
リッジ構造、前記リッジ構造の側面および前記リッジ構
造が形成されていない前記第１導電型光ガイド層上に形
成された電流ブロック層を有する半導体発光装置であっ
て、前記第１導電型光ガイド層の組成がＸＡｓ_1-xＰ
_x（Ｘは一種類以上のＩＩＩ族元素）であり、前記活性
層の組成がＹＡｓ_1-yＰ _y（Ｙは一種類以上のＩＩＩ族元
素）であって、下式（１）：０．２≦｜ｘ−ｙ｜≦１（１）を満足することを特徴とする半導体発光装置を提供す
る。

【０００８】本発明の好ましい態様として、ｘ＞ｙであ
る態様；前記基板と前記第１導電型光ガイド層の間に、
前記第２導電型クラッド層よりも屈折率が大きい第１導
電型クラッド層を有する態様；電流ブロック層の上に表
面保護層が形成されている態様；前記電流ブロック層が
第２導電型あるいは高抵抗の半導体層である態様；前記
電流ブロック層が、前記第２導電型クラッド層よりも屈
折率が小さい態様；前記活性層がＩｎＧａＡｓ、ＧａＩ
ｎＰまたはＧａＩｎＡｓＰからなる態様；前記第１導電
型光ガイド層がＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰまたは
ＡｌＧａＩｎＡｓＰからなる態様；前記第１導電型光ガ
イド層の屈折率が前記活性層の屈折率よりも小さい態
様；前記第１導電型光ガイド層のＡｌ組成が０．２以下
である態様；前記電流ブロック層が選択成長により形成
された態様；前記活性層が量子井戸構造を有する態様を
挙げることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下において、本発明の半導体発
光装置についてその構造と製造方法を詳細に説明する。
本発明の半導体発光装置は、基板、該基板上に形成され
た第１導電型光ガイド層、端面近傍を除く前記第１導電
型光ガイド層上に形成された少なくとも活性層と第２導
電型クラッド層を含むリッジ構造、前記リッジ構造の側
面および前記リッジ構造が形成されていない前記第１導
電型光ガイド層上に形成された電流ブロック層を有す
る。本発明の半導体発光装置は、これらの層の他に半導
体発光装置に通常形成される層を適宜有していてもよ
い。

【００１０】本明細書において「Ａ層の上に形成された
Ｂ層」という表現は、Ａ層の上面にＢ層の底面が接する
ようにＢ層が形成されている場合と、Ａ層の上面に１以
上の層が形成されさらにその層の上にＢ層が形成されて
いる場合の両方を含むものである。また、Ａ層の上面と
Ｂ層の底面が部分的に接していて、その他の部分ではＡ
層とＢ層の間に１以上の層が存在している場合も、上記
表現に含まれる。具体的な態様については、以下の各層
の説明と実施例の具体例から明らかである。

【００１１】本発明の半導体発光装置を構成する基板
は、その上にダブルへテロ構造の結晶を成長することが
可能なものであれば、その導電性や材料については特に
限定されない。好ましいものは、導電性がある基板であ
る。具体的には、基板上への結晶薄膜成長に適したＧａ
Ａｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、Ｓｉ、Ａｌ
₂Ｏ₃等の結晶基板、特に閃亜鉛鉱型構造を有する結晶基
板を用いるのが好ましい。その場合、基板結晶成長面は
低次な面またはそれと結晶学的に等価な面が好ましく、
（１００）面が最も好ましい。なお、本明細書において
（１００）面という場合、必ずしも厳密に（１００）シ
ャストの面である必要はなく、最大３０°程度のオフア
ングルを有する場合まで包含する。オフアングルの大き
さは上限は３０°以下が好ましく、１６°以下がより好
ましい。下限は０．５°以上が好ましく、２°以上がよ
り好ましく、６°以上がさらに好ましく、１０°以上が
最も好ましい。

【００１２】また、基板は六方晶型の基板でもよく、例
えばＡｌ₂Ｏ₃、６Ｈ−ＳｉＣ等からなる基板を用いるこ
ともできる。基板上には、通常基板の欠陥をエピタキシ
ャル成長層に持ち込まないために厚み０．２〜２μｍ程
度のバッファ層を用いることが好ましい。

【００１３】基板上には、活性層を含む化合物半導体層
を形成する。化合物半導体層は、通常、活性層の上下に
活性層より屈折率の小さい層を含んでいるのが好まし
く、そのうち基板側の層は第１導電型クラッド層、他方
のエピタキシャル側の層は第２導電型クラッド層として
機能する。また、活性層の基板側には第１導電型光ガイ
ド層を有している。

【００１４】第１導電型クラッド層は、活性層よりも屈
折率の小さい材料で形成される。また、第１導電型クラ
ッド層の屈折率は、第２導電型クラッド層の屈折率より
も大きいことが好ましい。例えば、第１導電型のＡｌＧ
ａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ
Ｐ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎ
Ｎ、ＢｅＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ
Ｔｅ等の一般的なＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族半導体を
用いることができる。第１導電型クラッド層のキャリア
濃度は、下限は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好ましく、３×
１０¹⁸ｃｍ^-3以上がより好ましく、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以
上が最も好ましい。上限は２×１０²⁰ｃｍ ^-3以下が好ま
しく、５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好ましく、３×１０
¹⁸ｃｍ^-3以下が最も好ましい。

【００１５】第１導電型クラッド層は、単層からなるも
のであるときは、好ましくは０．５〜４μｍ、より好ま
しくは１〜３μｍ程度の厚みを有することが必要とされ
る。第１導電型クラッド層は複数層からなるものであっ
てもよく、具体的にはＡｌＧａＩｎＰ又はＡｌＩｎＰか
らなるクラッド層と、その層よりも基板側に第１導電型
のＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰからなるクラッド層
が形成されている態様を例示することができる。このと
き、基板側の層の厚さは薄くすることが好ましく、厚さ
の下限としては０．０１μｍ以上が好ましく、０．０５
μｍ以上がより好ましい。上限としては、０．５μｍ以
下が好ましく、０．３μｍ以下がより好ましい。また、
基板側の層のキャリア濃度は、２×１０¹⁷ｃｍ^-3〜３×
１０¹⁸ｃｍ^-3の範囲が好ましく、その範囲内では５×１
０¹⁷ｃｍ^-3以上が好ましく、２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下が好
ましい。

【００１６】第１導電型光ガイド層は、活性層よりも基
板側に形成され、ＸＡｓ_1-xＰ_x（Ｘは一種類以上のＩＩ
Ｉ族元素）で表される材料から構成される。混晶率ｘ
は、活性層がＹＡｓ_1-yＰ_y（Ｙは一種類以上のＩＩＩ族
元素）であるとき、ｘとｙの差（｜ｘ−ｙ｜）は０．２
〜１であり、０．３〜１が好ましい。ｘはｙよりも大き
くても小さくても構わないが、好ましいのはｘ＞ｙであ
る場合である。なお、本明細書において「〜」はその前
後に記載される数値を含む範囲を意味する。

【００１７】式（１）を満足する場合に、活性層および
第２導電型クラッド層などに対するエッチングを第１導
電型光ガイド層で効果的に止めることができる。このた
め、本発明によれば、エッチングを止めるために従来の
ようにＩＩＩ族元素であるＸのＡｌ組成を高める必要が
なくなった。したがって、本発明によればＡｌ組成を高
めることに伴う表面酸化の問題を回避することができ、
高性能の半導体発光装置を提供することが可能になっ
た。活性層および第２導電型クラッド層などに対するエ
ッチングは、上記のｘ＞ｙあるいはｘ＜ｙの関係に応じ
て、第１導電型光ガイド層でエッチングを止めることが
できるエッチング液を適宜選択のうえ使用することによ
り行うことができる。好ましいエッチング液として、ｘ
＞ｙの場合、酒石酸と過酸化水素を含むエッチング液、
アンモニア水と過酸化水素を含むエッチング液、リン酸
と過酸化水素を含むエッチング液、塩酸とリン酸を含む
エッチング液を例示することができ、ｘ＜ｙの場合、塩
酸、酢酸および過酸化水素を含むエッチング液を例示す
ることができる。

【００１８】本発明の半導体発光装置では、第１導電型
光ガイド層のＡｌ組成は０．２０以下であることが好ま
しく、０．１５以下であることがより好ましく、０．１
０以下であることがさらにより好ましく、実質的に０で
あることが特に好ましい。また、ＩＩＩ族元素であるＸ
としては、Ｉｎ、Ｇａ、Ａｌを挙げることができる。

【００１９】第１導電型光ガイド層の屈折率は、光導波
機能及び端面での光の非吸収効果を得るために、活性層
の屈折率よりも小さくする必要がある。第１導電型光ガ
イド層の厚みは、薄くなりすぎると活性層での光閉じ込
めが大きくなりすぎて、活性領域（活性層の存在する部
分）からＮＡＭ領域への光導波損失が大きくなる、一
方、厚くなりすぎると活性層での光閉じ込めが小さくな
りすぎるという問題が発生し、しきい値電流の増大やス
ロープ効率の低減などレーザ特性の劣化を招いてしま
う。このため、第１導電型光ガイド層の厚みは、下限と
して５０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好
ましい。上限としては、５００ｎｍ以下が好ましく、３
００ｎｍ以下が好ましい。

【００２０】本発明の半導体発光装置を構成する活性層
の構造は、特に制限されない。例えば、量子井戸層及び
前記量子井戸層を上下から挟む光閉じ込め層からなる単
一量子井戸構造（ＳＱＷ）や、複数の量子井戸層及びそ
れらに挟まれたバリア層ならびに最上の量子井戸層の上
及び最下の量子井戸層の下に積層された光閉じ込め層か
らなる多量子井戸構造（ＭＱＷ）であってもよい。活性
層を量子井戸構造とすることにより、単層のバルク活性
層と比較して、短波長化（６３０ｎｍ〜６６０ｎｍ）か
つ低しきい値化を達成することができる。活性層の材料
としては、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡ
ｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰなどを例示する
ことができる。ＧａとＩｎを構成元素として含む材料で
ある場合は、自然超格子が形成されやすいために、オフ
基板を用いることによる自然超格子抑制の効果が大きく
なる。

【００２１】活性層の上には、第２導電型クラッド層が
形成される。これらのクラッド層は、活性層よりも屈折
率の小さい材料で形成される。例えば、第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩ
ｎＮ、ＢｅＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳ
ｅＴｅ等の一般的なＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族半導体
を用いることができる。第２導電型クラッド層がＡｌを
含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体で構成されている場合
は、その成長可能な実質的全面をＧａＡｓ、ＧａＡｓ
Ｐ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＮ等のＡｌを
含まないＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体で覆えば表面酸化を
防止することができるため好ましい。

【００２２】第１導電型クラッド層のキャリア濃度は、
下限は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好ましく、３×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3以上がより好ましく、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が最も
好ましい。上限は２×１０²⁰ｃｍ^-3以下が好ましく、５
×１０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好ましく、３×１０¹⁸ｃｍ^-3
以下が最も好ましい。

【００２３】第２導電型クラッド層は活性層の上に形成
されて、リッジ構造の一部を構成する。通常は、第２導
電型クラッド層はリッジ構造の大半を占める。本発明の
好ましい実施様態では、第２導電型クラッド層の屈折率
は、第２導電型又は高抵抗のブロック層の屈折率よりも
大きい。このような態様を採用することにより、活性層
から光ガイド層側へ有効に光がしみ出すように光分布
（近視野像）を制御することができる。また、活性領域
（活性層の存在する部分）からＮＡＭ領域への光導波損
失を低減することもできるため、高出力動作におけるレ
ーザ特性や信頼性の向上を達成することができる。

【００２４】本発明の半導体発光装置を構成する電流ブ
ロック層は、第１導電型光ガイド層の上に形成され、且
つリッジ構造の両側面上に形成された第２導電型クラッ
ド層の少なくとも一部、好ましくは全部を挟むように形
成する。電流ブロック層の材料は特に限定されず、誘電
体であっても半導体であってもよい。誘電体と半導体に
はそれぞれ以下に記載するような利点と欠点があるた
め、電流ブロック層の材料はこれらの利点と欠点を考慮
して適宜決定するのが好ましい。

【００２５】電流ブロック層の材料として誘電体を用い
る場合は、例えばＳｉＮｘ、ＳｉＯ ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを
用いることができる。誘電体を用いると、低屈折率でか
つ絶縁特性の優れた層を形成することができるなどの利
点がある反面、熱伝導率が低いために放熱性が悪い、劈
開性が悪い、平坦化しにくいためにジャンクション・ダ
ウンで組み立てにくいなどの欠点も有している。

【００２６】一方、電流ブロック層の材料として半導体
を用いた場合は、誘電体膜と比較して熱伝導率が高いた
めに放熱性が良い、劈開性が良い、平坦化しやすいため
にジャンクション・アップで組み立てやすい、コンタク
ト層を全面に形成しやすいのでコンタクト抵抗を下げや
すいなどの利点がある反面、低屈折率にするためにＡｌ
ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＰなどの高Ａｌ組成化合物が必要に
なる時は表面酸化などの対策が必要であるなどの欠点が
ある。

【００２７】電流ブロック層の屈折率は、電流ブロック
層に挟まれたＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰからなる
第２導電型クラッド層の屈折率よりも低くする（実屈折
率ガイド構造）。このような屈折率の制御を行うことに
よって、従来のロスガイド構造に比べて動作電流を低減
することが可能になる。電流ブロック層と第２導電型ク
ラッド層との屈折率差は、電流ブロック層が化合物半導
体の場合、下限は０．００１以上が好ましく、０．００
３以上がより好ましく、０．００７以上が最も好まし
い。上限は、１．０以下が好ましく、０．５以下がより
好ましく、０．１以下が最も好ましい。電流ブロック層
が誘電体の場合、下限は０．１以上が好ましく、０．３
以上がより好ましく、０．７以上が最も好ましい。上限
は、３．０以下が好ましく、２．５以下がより好まし
く、１．８以下が最も好ましい。第２導電型クラッド層
よりも低屈折率にすることや、ＧａＡｓ基板との格子整
合を考慮すると、半導体としてＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧ
ａＡｓＰ、もしくはＡｌＧａＩｎＰ又はＡｌＩｎＰを用
いることが好ましい。ＡｌＧａＩｎＰ又はＡｌＩｎＰ
は、ＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰと比べて、熱伝導
が悪い、自然超格子の形成による屈折率の変化、選択成
長（リッジ側壁と底面）におけるＩｎ組成の不安定性な
どがあるので、選択成長時の保護膜へのポリの堆積防止
（ＨＣｌ添加選択成長）ができるのであれば、ＡｌＧａ
Ａｓ又はＡｌＧａＡｓＰを選択する方が好ましい。ただ
し、ＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰの場合は、Ａｌ組
成がＡｌＡｓに近くなりすぎると潮解性を示すので、Ａ
ｌ組成の上限は０．９５以下が好ましく、０．９２以下
がより好ましく、０．９０以下が最も好ましい。第２導
電型クラッド層よりも低屈折率にする必要があることか
ら、Ａｌ組成の下限は０．３以上が好ましく、０．３５
以上がより好ましく、０．４以上が最も好ましい。

【００２８】電流ブロック層は、光分布（特に横方向の
光分布）を制御したり電流阻止の機能を向上させるため
に、屈折率、キャリア濃度又は導電型が異なる２つ以上
の層から形成してもよい。電流ブロック層の上に表面保
護層を形成して、表面酸化の抑制あるいはプロセス上の
表面保護を図ることができる。表面保護層の導電型は特
に規定されないが、第２導電型とすることにより、電流
阻止機能の向上を図ることができる。

【００２９】電流ブロック層の導電型は、第１導電型又
は高抵抗（アンドープもしくは深い順位を形成する不純
物（Ｏ、Ｃｒ、Ｆｅなど）をドープ）、あるいはこれら
２つの組み合わせのいずれであってもよく、導電型ある
いは組成の異なる複数の層から形成されていてもよい。
例えば、活性層に近い側から第２導電型あるいは高抵抗
の半導体層、および第１導電型の半導体層の順に形成さ
れている電流ブロック層を好ましく用いることができ
る。また、あまり薄いと電流阻止に支障を生じる可能性
があるため、厚さは０．１μｍ以上であるのが好まし
く、０．５μｍ以上であるのがより好ましい。素子とし
てのサイズ等を勘案すれば、０．１〜３μｍ程度の範囲
から選択するのが好ましい。

【００３０】第２導電型クラッド層の上に第２導電型キ
ャップ層を形成することにより、少なくともリッジ上部
に第２導電型のコンタクト層を再成長させる際に、再成
長界面で通過抵抗を増大させるような高抵抗層の発生を
防ぐことを容易にすることができる。また、キャップ層
はコンタクト層として機能させてもよい。キャップ層の
材料は、酸化されにくいか或いは酸化されてもクリーニ
ングが容易な材料であれば特に限定されない。具体的に
は、Ａｌ等の酸化されやすい元素の含有率の低い（０．
３以下程度）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が挙げられ
る。また、材料と厚みを選択することによって活性層か
らの光を吸収しないようにすることが好ましい。キャッ
プ層の材料は、一般に活性層の材料よりもバンドギャッ
プが大きい材料から選択されるが、バンドギャップが小
さい材料であっても、厚さが５０ｎｍ以下、より好まし
くは３０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以下であれ
ば、実質的に光の吸収が無視できるので使用可能であ
る。

【００３１】電流ブロック層を形成した後にさらに電極
を形成するに先立ち、電極材料との接触抵抗を低減する
ために、低抵抗（高キャリア濃度）のコンタクト層を形
成することが好ましい。特に電極を形成しようとする最
上層表面の全体にコンタクト層を形成したうえで電極を
形成することが好ましい。このとき、コンタクト層の材
料は、通常はクラッド層よりバンドギャップが小さい材
料の中から選択し、金属電極とのオーミック性を取るた
め低抵抗で適当なキャリア密度を有するのが好ましい。
キャリア密度の下限は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好まし
く、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以上がより好ましく、５×１０¹⁸
ｃｍ^-3以上が最も好ましい。上限は、２×１０²⁰ｃｍ^-3
以下が好ましく、５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好まし
く、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下が最も好ましい。コンタクト
層の厚みは、０．１〜１０μｍが好ましく、１〜８μｍ
がより好ましく、２〜６μｍがもっとも好ましい。

【００３２】オフアングルの方向は、リッジ構造で構成
されるストライプの伸びる方向に直交する方向から、±
３０°以内の方向が好ましく、±７°以内の方向がより
好ましく、±２°以内の方向が最も好ましい。また、ス
トライプ領域の方向は、基板の面方位が（１００）の場
合、［０−１１］またはそれと等価な方向が、オフアン
グルの方向は［０１１］方向またはそれと等価な方向か
ら±３０°以内の方向が好ましく、±７°以内の方向が
より好ましく、±２°以内の方向が最も好ましい。な
お、本明細書において「［０１−１］方向」という場合
は、一般的なＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族半導体におい
て、（１００）面と［０１−１］面との間に存在する
［１１−１］面が、それぞれＶ族又はＶＩ族元素が現れ
る面であるように［０１−１］方向を定義する。

【００３３】本発明の実施態様は上記のストライプ領域
が［０１−１］方向の場合に限定されない。例えば、ス
トライプ領域が［０１１］方向又はそれと結晶学的に等
価な方向に伸びている場合、例えば、成長条件により、
成長速度に異方性をもたせることができ、（１００）面
では速く、（１１１）Ｂ面ではほとんど成長しないよう
にすることができる。その場合、（１１１）Ｂ面を側面
とするリッジ状第２導電型クラッド層が形成される。こ
の場合も次にコンタクト層を形成する際、より等方性の
強い成長が起こる条件を選ぶことにより、（１００）面
のリッジ頂部とともに（１１１）Ｂ面からなるリッジ側
面にも全面的にコンタクト層が形成される。

【００３４】同様の理由により、ウルツァイト型の基板
を用いた場合には、ストライプ領域の伸びる方向は、例
えば（０００１）面上では［１１−２０］又は［１−１
００］が好ましい。ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Ep
itaxy）ではどちらの方向でもよいが、ＭＯＶＰＥでは
［１１−２０］方向がより好ましい。

【００３５】本発明の構造において、まず、所望の垂直
拡がり角を得るために活性層の厚みとクラッド層の組成
を決定する。通常、垂直拡がり角を狭くすると活性層か
らクラッド層への光の浸みだしが促進され、端面での光
密度が小さくなり、出射端面の光学的損傷（ＣＯＤ）レ
ベルが向上することができるので、高出力動作を必要と
する時には比較的に狭めに設定されるが、下限は活性層
内の光閉じ込めの低減による発振しきい値電流の増大及
びキャリアのオーバーフローによる温度特性の低下を抑
制することで制限があり、下限は、１５°以上が好まし
く、１７°以上がより好ましく、１９°以上が最も好ま
しい。上限は、３２°以下が好ましく、２９°以下がよ
り好ましく、２７°以下が最も好ましい。

【００３６】高出力動作を実現するには、リッジ底部に
おけるストライプの幅（以下「ストライプ幅」という）
Ｗを広くすることが端面での光密度低減の観点から有効
であるが、動作電流を低減するためにはストライプ幅を
狭くすることが、導波路ロス低減の観点から好ましい。
そこで、ゲイン領域となる中央付近のストライプ幅Ｗ２
を比較的狭くし、端部付近を比較的広くなるようにする
ことにより、低動作電流と高出力動作を同時に実現する
ことができ、高い信頼性も確保することができる（図６
（ａ））。すなわち、端部（劈開面）幅Ｗ１について
は、上限が１０００μｍ以下であることが好ましく、５
００μｍ以下であるがより好ましい。下限が２μｍ以上
であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好
ましい。中央部幅Ｗ２については、上限が１００μｍ以
下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがよ
り好ましい。下限が１μｍ以上であることが好ましく、
１．５μｍ以上であることがより好ましく、２．２μｍ
以上であることがもっとも好ましい。端部幅Ｗ１と中央
部幅Ｗ２の差については、上限は１０００μｍ以下が好
ましく、５００μｍ以下がより好ましい。下限について
は、０．２μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより
好ましい。

【００３７】さらに横モードをシングルモード（単一ピ
ークの横方向光強度分布）にするためには、高次モード
のカットオフ及び空間的ホールバーニングの防止の観点
からＷをあまり大きくすることができず、Ｗ１の上限
は、７μｍ以下が好ましく、６μｍ以下がより好まし
い。Ｗ２の上限は、６μｍ以下が好ましく、５μｍ以下
がより好ましい。端部幅Ｗ１と中央部幅Ｗ２の差につい
ては、上限は５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより
好ましく、２μｍ以下が最も好ましい。下限について
は、０．２μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより
好ましい。

【００３８】高い信頼性を維持しつつビームが円形に近
いレーザを達成するためには、上記Ｗを適切な範囲に制
御性良く納めることが必要となる。円形に近いビームを
実現するには、ストライプ幅を狭くすることが有効であ
るが、ストライプ幅を狭くすると注入電流密度が密度が
バルク劣化抑制の観点から好まくない。そこで、ゲイン
領域となる中央付近のストライプ幅Ｗ１を比較的広く
し、端部付近を比較的狭くなるようにすることにより、
ビームスポット低減と低動作電流を同時に実現すること
ができ、高い信頼性も確保することができる（図６
（ｂ））。すなわち、端部（劈開面）幅Ｗ１について
は、上限が１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ
以下であるがより好ましく、３μｍ以下であるがもっと
も好ましい。下限が０．５μｍ以上であることが好まし
く、１μｍ以上であることがより好ましい。中央部幅Ｗ
２については、上限が１００μｍ以下であることが好ま
しく、５０μｍ以下であることがより好ましい。下限が
１μｍ以上であることが好ましく、１．５μｍ以上であ
ることがより好ましく、２．２μｍ以上であることがも
っとも好ましい。端部幅Ｗ１と中央部幅Ｗ２の差につい
ては、上限は１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下
がより好ましい。下限については、０．２μｍ以上が好
ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。

【００３９】さらに横モードをシングルモード（単一ピ
ークの横方向光強度分布）にするためには、高次モード
のカットオフ及び空間的ホールバーニングの防止の観点
からＷをあまり大きくすることができず、Ｗ１の上限
は、５μｍ以下が好ましく、４μｍ以下がより好ましい
Ｗ２の上限は、６μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がよ
り好ましい。端部幅Ｗ１と中央部幅Ｗ２の差について
は、上限は５μｍ以下が好ましく、３μｍ以下がより好
ましく、２μｍ以下が最も好ましい。下限については、
０．２μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより好ま
しい。

【００４０】上記の漸増部分あるいは漸減部分、端部の
長さは所望の特性に応じて、設計すればよいが、漸減部
分の長さは、導波路損失低減の観点から、それぞれ５〜
１０μｍが好ましく、１０〜５０μｍがより好ましい。
端部の長さは、劈開精度の観点から５〜３０μｍが好ま
しく、１０〜２０μｍがより好ましい。ただし、必要に
応じて、以下のようにストライプの窓を作製してもよ
い。（１）端部、漸増部分あるいは漸減部分のストライプ幅
あるいは長さがチップ両側で非対称となるもの。（２）端部の幅一定となる領域を設定せずに、端部まで
漸増あるいは漸減としたもの。（３）端面の片側（通常、高出力光取り出し（前端面）
側）だけストライプ幅が漸増あるいは漸減するようにし
たもの。（４）端部ストライプ幅が前端面と後端面とで異なるも
の。（５）上記の（１）〜（４）のいくつかを組み合わせた
もの。また、端面付近に電極を設けないようにして、端部近傍
ストライプ領域への電流注入によるバルク劣化の抑制や
端面での再結合電流を低減することは、高い信頼性での
小スポット径のレーザ作製の観点から有効である。

【００４１】端部での共振器方向におけるＮＡＭ領域の
長さは、短くなりすぎると再現性よく劈開することが困
難となり、一方、長くなりすぎるとＮＡＭ領域での損失
が増加するためにしきい値電流の増大やスロープ効率の
低減などレーザ特性の劣化を招いてしまう。そこで、Ｎ
ＡＭ領域の長さは、下限として、１μｍ以上が好まし
く、５μｍ以上がより好ましい。上限としては、５０μ
ｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。な
お、本明細書でいう「端面近傍」は、このようなＮＡＭ
領域が形成される部分をさす。

【００４２】本発明の半導体発光装置を製造する方法は
特に制限されない。いかなる方法により製造されたもの
であっても、上記請求項１の要件を満たすものであれば
本発明の範囲に含まれる。本発明の半導体発光装置を製
造する際には、従来から用いられている方法を適宜選択
して使用することができる。結晶の成長方法は特に限定
されるものではなく、ダブルヘテロ構造の結晶成長やリ
ッジ部の選択成長には、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハイドラ
イドあるいはハライド気相成長法（ＶＰＥ法）、液相成
長法（ＬＰＥ法）等の公知の成長方法を適宜選択して用
いることができる。

【００４３】本発明の半導体発光装置の製造方法として
は、まず基板上に第１導電型光ガイド層及び活性層を有
するダブルヘテロ構造を形成後、保護膜を用いて端面近
傍及びリッジ両脇の部分で活性層が除去されかつ前記第
１導電型光ガイド層の表面が露出するようにエッチング
することによりリッジ形状を形成し、リッジ側面とリッ
ジが形成されていない第１導電型光ガイド層上に電流ブ
ロック層を形成する工程を例示することができる。

【００４４】各層の具体的成長条件等は、層の組成、成
長方法、装置の形状等に応じて異なるが、ＭＯＣＶＤ法
を用いてＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長する場合、
ダブルへテロ構造は、成長温度６５０〜７５０℃程度、
Ｖ／ＩＩＩ比２０〜６０程度（ＡｌＧａＡｓの場合）あ
るいは３００〜６００程度（ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａ
ＩｎＰの場合）、ＮＡＭ領域及びブロック領域は成長温
度６００〜７００℃、Ｖ／ＩＩＩ比４０〜６０程度（Ａ
ｌＧａＡｓの場合）あるいは３５０〜５５０程度（Ｉｎ
ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰの場合）で行うのが好まし
い。

【００４５】特に保護膜を用いて選択成長するリッジ部
分がＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰのようにＡｌを含む
場合、成長中に微量のＨＣｌガスを導入することによ
り、マスク上へのポリの堆積を防止することができるた
め非常に好ましい。Ａｌの組成が高いほど、あるいはマ
スク幅あるいはマスク面積比が大きいほど、他の成長条
件を一定とした場合、ポリの堆積を防止し、かつ半導体
表面露出部のみに選択成長を行う（セレクティブモー
ド）のに必要なＨＣｌ導入量は増加する。一方、ＨＣｌ
ガスの導入量が多すぎるとＡｌＧａＡｓ層の成長が起こ
らず、逆に半導体層がエッチングされてしまうが（エッ
チングモード）が、Ａｌ組成が高くなるほど他の成長条
件を一定とした場合、エッチングモードになるのに必要
なＨＣｌ導入量は増加する。このため、最適なＨＣｌ導
入量はトリメチルアルミニウム等のＡｌを含んだＩＩＩ
族原料供給モル数に大きく依存する。具体的には、ＨＣ
ｌの供給モル数とＡｌを含んだＩＩＩ族原料供給モル数
の比（ＨＣｌ／ＩＩＩ族）は、下限は０．０１以上が好
ましく、０．０５以上がより好ましく、０．１以上が最
も好ましい。上限は、５０以下が好ましく、１０以下が
より好ましく、５以下が最も好ましい。ただし、Ｉｎを
含む化合物半導体層を選択成長（特に、ＨＣｌ導入）さ
せる場合は、組成制御が困難になりやすい。

【００４６】リッジ形成や選択成長に使用する保護膜
は、誘電体であることが好ましく、具体的には、ＳｉＮ
ｘ膜、ＳｉＯ₂膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ₂Ｏ₃膜、ＺｎＯ
膜、ＳｉＣ膜及びアモルファスＳｉからなる群から選択
される。保護膜は、マスクとしてＭＯＣＶＤなどを用い
てリッジ部を選択再成長により形成する場合に用いられ
る。

【００４７】本発明を用いた半導体レーザ装置として、
情報処理用光源（通常ＡｌＧａＡｓ系（波長７８０ｎｍ
近傍）、ＡｌＧａＩｎＰ系（波長６００ｎｍ帯）、Ｉｎ
ＧａＮ系（波長４００ｎｍ近傍））、通信用信号光源
（通常ＩｎＧａＡｓＰあるいはＩｎＧａＡｓを活性層と
する１．３μｍ帯、１．５μｍ帯）レーザ、ファイバー
励起用光源（ＩｎＧａＡｓ歪み量子井戸活性層／ＧａＡ
ｓ基板を用いる９８０ｎｍ近傍、ＩｎＧａＡｓＰ歪み量
井戸活性層／ＩｎＰ基板を用いる１４８０ｎｍ近傍な
ど）レーザなどの通信用半導体レーザ装置などの、特に
高出力動作が求められる多用な装置を挙げることができ
る。また、通信用レーザでも、円形に近いレーザはファ
イバーとの結合効率を高める点で有効である。また、遠
視野像が単一ピークであるものは、情報処理や光通信な
どの幅広い用途に好適なレーザとして供することができ
る。さらに、本発明の構造は半導体レーザ以外に端面発
光型などの発光ダイオード（ＬＥＤ）としても応用可能
である。

【００４８】

【実施例】以下に具体例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作
等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更するこ
とができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具
体例に制限されるものではない。

【００４９】（実施例）本実施例において、図１〜４に
示す半導体発光装置を製造した。厚さ３５０μｍで表面
が（１００）面であるｎ型ＧａＡｓ（ｎ＝１×１０¹⁸ｃ
ｍ−３）基板１０１上に、ＭＯＣＶＤ法により、厚さ
２．０μｍのｎ型Ａｌ_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ（Ｓｉドープ：
ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）クラッド層１０２、厚さ０．２
μｍのｎ型Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ_0.6Ｐ_0.4（１．６７ｅ
Ｖ：Ｓｉドープ：ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）光ガイド層１
０３、厚さ３０ｎｍのＧａＡｓ光閉じ込め層（ノンドー
プ）１２１、厚さ６ｎｍのＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ井戸層
（ノンドープ）１２２、厚さ８ｎｍのＧａＡｓバリア層
（ノンドープ）１２３、厚さ６ｎｍのＩｎ _0.2Ｇａ_0.8Ａ
ｓ井戸層（ノンドープ）１２２及び厚さ３０ｎｍのＧａ
Ａｓ光閉じ込め層（ノンドープ）１２１を順次積層して
なる二重量子井戸（ＤＱＷ）活性層１０４、厚さ１．５
μｍのｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ（Ｚｎドープ：ｐ＝１×
１０ ¹⁸ｃｍ^-3）からなるｐ型クラッド層１０５、厚さ
０．１μｍのｐ型ＧａＡｓ（Ｚｎドープ：ｐ＝１×１０
¹⁸ｃｍ^-3）キャップ層１０６を順次積層することによ
り、ダブルヘテロ構造を形成した（図１（ａ））。次に
このダブルヘテロ基板の表面にＳｉＮｘ保護膜１０７を
１００ｎｍをプラズマＣＶＤにより堆積させた後に、フ
ォトリソグラフィーにより［０１−１］方向を長手方向
とする矩形状の保護膜１０８を多数形成した。矩形状の
ＳｉＮｘ保護膜の横幅は４．５μｍ、長さは７００μｍ
とし、矩形状の保護膜のスペース間隔は長手方向で４０
μｍ、横方向で４００μｍとした。

【００５０】次に、この矩形状の保護膜１０８を用い
て、光ガイド層１０３の表面までエッチングを行い、リ
ッジ底部のストライプ幅が２μｍとなるようにした。
（図４（ａ））。このとき、Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ層及び
ＧａＡｓ層（好ましくはＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ層、ＧａＡ
ｓ層及びＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ層）がエッチングされ易
く、Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ_0.6Ｐ_0.4層がエッチングされに
くいエッチング液を選択することにより、再現性良くガ
イド層表面でエッチングを停止することができた。本実
施例では、エッチング液として、５０％の酒石酸水溶液
と３０％の過酸化水素水を体積比１：１で混合した溶液
を用いた。これにより、非吸収ミラー（ＮＡＭ）領域の
光ガイド層厚を一定に形成することができた。また、光
ガイド層にＩｎＧａＡｓＰ系のような実質的にＡｌを含
まない材料を用いたため、エッチングにより露出した光
ガイド層の表面での酸化を抑制することができた。

【００５１】上記の矩形状のＳｉＮｘ保護膜１０８を用
いたリッジ形成エッチングにより除去された部分に、Ｍ
ＯＣＶＤ法を用いた選択成長により、厚さ１．０μｍの
高抵抗Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓ電流ブロック層（アンドー
プ）１０９及び厚さ０．５μｍのｎ型ＧａＡｓ表面保護
層（Ｓｉドープ：ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）１１０を埋め
込んだ（図４（ｂ））。この埋込層の厚みは、表面がほ
ぼ平坦になるように、エッチング量とほぼ等しい量とし
た。その後、矩形状のＳｉＮｘ保護膜１０８をエッチン
グにより除去し、再びＭＯＣＶＤ法により厚さ３μｍの
ｐ型ＧａＡｓ層１１１を成長させた。このとき、ＳｉＮ
ｘ膜の除去には緩衝フッ酸液などのウェットエッチング
もしくはＳＦ₆、ＣＦ₄などのガスを用いたドライエッチ
ングを用いた。

【００５２】この後、ｐ側の電極１１２を蒸着し、基板
を１００μｍまで薄くした後に、ｎ側電極１１３を蒸着
し、アロイした（図４（ｃ））。こうして作製したウエ
ハーにおいて、４０μｍ幅の埋込領域のほぼ中央で劈開
して、レーザ光出射端面を形成（１次劈開）するように
チップバーに切り出した。このときの共振器長は７００
μｍとした。前端面５％−後端面９５％の非対称コーテ
ィングを施した後、２次劈開によりチップに分離した。
チップをジャンクションダウンで組立した後、２５℃で
連続通電（ＣＷ）にて電流−光出力、電流−電圧特性を
測定した。

【００５３】このようにして作製したレーザ素子の電流
−光出力特性を、図５に示す。本実施例によって作製し
たＮＡＭレーザでは動作電流の増加とともに光出力が増
加し、３５０ｍＷ付近でビームステアリングによりキン
クが発生したものの、約５００ｍＷまでＣＯＤが起きず
に光出力が得られた。しかし、それ以上に動作電流を増
加させても光出力は増加せず、素子自体の発熱による熱
飽和によって光出力が制限された。発振波長が平均９７
８ｎｍ、しきい値電流が平均１０ｍＡ、スロープ効率が
平均０．９ｍＷ／ｍＡである等特性が非常に良好であ
り、垂直広がり角は平均２８°、水平拡がり角は平均１
２°であった。また、高い信頼性（７０℃、２５０ｍＷ
の高温、高出力における３０００時間以上の安定動作）
が得られることが判明した。

【００５４】なお、上記のＭＯＣＶＤ法において、ＩＩ
Ｉ族原料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチ
ルインジウム（ＴＭＩ）及びトリメチルアルミニウム
（ＴＭＡ）を、Ｖ族原料にはアルシン及びホスフィン
を、キャリアガスには水素を用いた。また、ｐ型ドーパ
ントにはジメチル亜鉛（ＤＥＺ）、ｎ型ドーパントには
ジシランを用いた。また、Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓ層（アン
ドープ）１０９の成長時には、ＳｉＮｘ保護膜上へのポ
リの堆積を抑制するために、ＨＣｌガスをＨＣｌ／ＩＩ
Ｉ族のモル比が０．１２、特にＨＣｌ／ＴＭＡのモル比
が０．２２となる様に導入した。

【００５５】（比較例１）リッジ構造の両脇のみエッチ
ングし、端部領域をエッチングしていないことを除き、
実施例と同じ工程によってチップを作製した。本比較例
のチップは、実施例とはＮＡＭ領域を有していない点で
異なっている。この素子構造のレーザでは、動作電流を
増加させたところ、約２５０ｍＷの光出力が得られた時
にＣＯＤが発生し、レーザ素子が壊れてしまった（図
５）。

【００５６】（比較例２）ｎ型Ｉｎ_0.2Ｃａ_0.8Ａｓ_0.6
Ｐ_0.4光ガイド層１０３をほぼ同一のバンドギャップを
有するＡｌ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓとし、Ａｌ組成差によりエッ
チングを停止させるために、光ガイド層１０３と活性層
１０４との間に厚さ１０ｎｍのｎ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ
エッチングストップ層を挿入し、保護膜１０８を用い
て、エッチングストップ層の表面までエッチングを行い
リッジを形成したこと以外は、実施例と同じ工程によっ
てチップを作製した。この素子構造のレーザでは、実施
例とほぼ同じ電流ー光出力特性が得られた。しかしなが
ら、７０℃、２５０ｍＷの高温、高出力における信頼性
試験において、実施例で作製したレーザ素子よりも劣化
率が約２倍に増加してしまった。これは、光ガイド層上
に形成したＡｌ組成の比較的高いエッチングストップ層
の表面酸化が素子の信頼性を低減させたためと考えられ
る。

【００５７】

【発明の効果】本発明の半導体発光装置は、第１導電型
光ガイド層のＡｌ含有量を高めていないにもかかわら
ず、リッジ構造を形成するためのエッチングを第１導電
型光ガイド層で効果的に止めることができる。このた
め、本発明の半導体発光装置は、第１導電型光ガイド層
の表面酸化が十分に抑制されており、高性能で信頼性が
極めて高い。このため本発明は、半導体レーザなどをは
じめとして広範な分野に応用されうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の半導体発光装置の斜視図（ａ）およ
び第２導電型クラッド層より上の層を取り去った構造の
斜視図（ｂ）である。

【図２】実施例の半導体発光装置の上面図である。

【図３】実施例の半導体発光装置の側断面図である。

【図４】実施例の半導体発光装置の製造工程を説明す
る図である。

【図５】実施例と比較例１の半導体発光装置の動作電
流と光出力の関係図である。

【図６】本発明の半導体発光装置の上断面図である。

【符号の説明】

１０１：基板１０２：第１導電型クラッド層１０３：第１導電型光ガイド層１０４：活性層１０５：第２導電型クラッド層１０６：第２導電型キャップ層１０８：フォトリソグラフィー後の保護膜１０９：電流ブロック層１１０：表面保護層１１１：第２導電型コンタクト層１１２：エピタキシャル側電極１１３：基板側電極１１４：リッジ構造部分１１５：ＮＡＭ領域１２１：光閉じ込め層１２２：井戸層１２３：バリア層Ｗ１：端部幅Ｗ２：中央部幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、該基板上に形成された第１導電型
光ガイド層、端面近傍を除く前記第１導電型光ガイド層
上に形成された少なくとも活性層と第２導電型クラッド
層を含むリッジ構造、前記リッジ構造の側面および前記
リッジ構造が形成されていない前記第１導電型光ガイド
層上に形成された電流ブロック層を有する半導体発光装
置であって、前記第１導電型光ガイド層の組成がＸＡｓ_1-xＰ_x（Ｘは
一種類以上のＩＩＩ族元素）であり、前記活性層の組成
がＹＡｓ_1-yＰ_y（Ｙは一種類以上のＩＩＩ族元素）であ
って、下式（１）：０．２≦｜ｘ−ｙ｜≦１（１）を満足することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】ｘ＞ｙであることを特徴とする請求項１
に記載の半導体発光装置。
【請求項３】前記基板と前記第１導電型光ガイド層の
間に、前記第２導電型クラッド層よりも屈折率が大きい
第１導電型クラッド層を有することを特徴とする請求項
１または２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】前記電流ブロック層の上に表面保護層が
形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の半導体
発光装置。
【請求項５】前記電流ブロック層が第２導電型あるい
は高抵抗の半導体層であることを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項６】前記電流ブロック層が、前記第２導電型
クラッド層よりも屈折率が小さいことを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項７】前記活性層がＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰ
またはＧａＩｎＡｓＰからなることを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項８】前記第１導電型光ガイド層がＩｎＧａＡ
ｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰまたはＡｌＧａＩｎＡｓＰからな
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の半
導体発光装置。
【請求項９】前記第１導電型光ガイド層の屈折率が前
記活性層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項
１〜８のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１０】前記第１導電型光ガイド層のＡｌ組成
が０．２以下であることを特徴とする請求項１〜９のい
ずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項１１】前記電流ブロック層が選択成長により
形成されたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】前記活性層が量子井戸構造を有するこ
とを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の半導
体発光装置。