JP2001251015A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 窓領域を形成する熱アニールにおいて、Ｚｎ
の拡散による動作電流及び動作電圧の増大を防止する。 【解決手段】 半導体基板上１００に、ｎ型クラッド層
１０１、量子井戸活性層１０２、ｐ型クラッド層１０
３、ｐ型キャップ層１０７を有し、各半導体層に垂直な
共振器端面を有し、共振器端面付近における活性層のバ
ンドギャップが共振器内部の活性層のバンドギャップよ
りも大きい窓領域を有し、窓領域のｐ型クラッド層１０
３Ｗには第１ドーパントと第１ドーパントより拡散定数
の大きい第２ドーパントとが混在し、窓領域以外の活性
領域のｐ型クラッド層１０３Ａには第１ドーパントが第
２ドーパントより高濃度に存在する半導体レーザ素子。
また、窓領域のｐ型キャップ層１０７Ｗにおける第２ド
ーパントの濃度が第１ドーパントの濃度より高く配設す
る半導体レーザ素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
に関し、特に活性領域における不純物分布を制御した半
導体レーザ素子の構造及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク用高出力レーザの光出射端面
の劣化を抑制して、高出力で高信頼性を達成するため
に、端面及びその付近にレーザ光の吸収のない窓構造を
設けた端面窓型レーザの開発が盛んに行われている。従
来の端面窓型レーザの素子構造は、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕ
ａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．２９，ｐ
ｐ．１８７４−１８７９，１９９３に開示されている。

【０００３】図１６に従来の素子構造の斜視図を示す。
また、図１７は図１６のＧ−Ｇ’における断面図であ
り、図１８は従来の半導体レーザ素子のリッジストライ
プ７内部のｐ型（以下、ｐ−と標記）上クラッド層６表
面からｎ型（以下、ｎ−と標記）クラッド層２へのｐ型
不純物（Ｚｎ）の濃度分布を示す図である。

【０００４】図１６において、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に
ｎ−ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層２、アンドープガイド
層３、ＤＱＷ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌ
ｌ）活性層４、ＭＱＢ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｂａｒｒｉｅｒ）層５、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰ上クラッド
層６を成長する。その後、光出射端面及びその付近に相
当する成長層表面に、ＺｎＯストライプ膜を選択的に形
成し、それ以外の表面にはＳｉＮ膜を形成する。Ｎ２雰
囲気、６００℃で３時間の熱アニールを行うと、ＺｎＯ
からＺｎが結晶中に拡散し、活性層のバンドギャップが
増大する。ＺｎＯ膜、ＳｉＮ膜を除去し、ＺｎＯストラ
イプ方向に垂直方向にリッジストライプ７を形成し、そ
のリッジストライプをｎ−ＧａＡｓ電流阻止層８で埋め
込み成長を行う。

【０００５】同時に、Ｚｎ拡散によりバンドギャップが
増大した領域のリッジ上部を覆うように電流阻止層８を
形成する。その後、成長層表面にｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層９を形成する。基板側と成長層側に電極１０、１１
を形成し、Ｚｎ拡散によりバンドギャップが増大した活
性層が出射端面になるように、劈開を行う。光出射端面
及びその付近に活性層のバンドギャップが増大した窓領
域２１と共振器内部の活性領域２２が形成される。ここ
で、ｎ−ドーパントにはＳｉを用い、ｐ−ドーパントに
はＺｎを用いる。

【０００６】図１７に示すように、共振器内部の活性領
域２２では、リッジストライプ上部に電流阻止層は形成
されておらず、共振器内部では活性層に電流が注入され
てレーザ発振が起こる。

【０００７】従来の半導体レーザ素子では、波長６７０
ｎｍで最大光出力１５０ｍＷが得られ、窓効果により端
面劣化が抑制される。さらに、５０℃、ＣＷ５０ｍＷの
高出力で１５００ｈｒを超える信頼性が報告されてい
る。

【０００８】図１８に従来の半導体レーザ素子のリッジ
ストライプ７内部のｐ−上クラッド層６表面からｎ−ク
ラッド層２へのｐ−不純物（Ｚｎ）の濃度分布を示す。

【０００９】図１８（ａ）に窓領域の濃度分布を、図１
８（ｂ）に活性領域の濃度分布を示す。窓領域では、Ｚ
ｎＯ中のＺｎが活性層だけでなく、ｎ−クラッド層の途
中まで大量に拡散している。このＺｎの活性層への拡散
が、バンドギャップ増大を生じさせる。活性領域におい
ても、窓形成時の熱アニールに伴い、ｐ−クラッド層６
のＺｎが活性層４中、さらにｎ−クラッド層２中にまで
拡散している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体レーザ素子においては以下に示すような問題点が
ある。

【００１１】従来例の半導体レーザ素子では、窓領域を
形成するため熱アニールを行うと、活性領域のｐ−クラ
ッド層中のＺｎが活性層に拡散する。そのＺｎは活性層
中に欠陥を生じるので、動作電流が増大するという問題
が生じる。さらに、活性領域のｐ−クラッド層中のＺｎ
がｎ型クラッド層まで拡散すると、ｐｎ接合がｎ型クラ
ッド層中に形成されて、動作電圧が増大するという問題
が生じる。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
低温または短時間の熱アニールにより所望の窓領域を形
成でき、動作電流と動作電圧の増大を防止して、高信頼
性の端面窓型高出力レーザの素子構造及びその製造方法
を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体レーザ素子では、半導体基板上に、
ｎ型クラッド層、活性層、ｐ型クラッド層、ｐ型キャッ
プ層を有し、各半導体層に垂直な共振器端面を有し、共
振器端面の少なくとも一方の端面付近における活性層の
バンドギャップが共振器内部の活性層のバンドギャップ
よりも大きい窓領域を有する半導体レーザ素子であり、
窓領域のｐ型クラッド層には第１ドーパントと第１ドー
パントより拡散定数の大きい第２ドーパントとが混在
し、窓領域以外の活性領域のｐ型クラッド層には第１ド
ーパントが第２ドーパントより高濃度に存在する構成と
している。

【００１３】また、本発明の半導体レーザ素子では、窓
領域のｐ型キャップ層における第２ドーパントの濃度が
第１ドーパントの濃度より高く配設する構成としてい
る。

【００１４】また、本発明の半導体レーザ素子では、窓
領域以外の共振器内部のｐ型クラッド層には第１ドーパ
ントの濃度が優位的に存在する構成としている。

【００１５】また、本発明の半導体レーザ素子では、窓
領域のｐ型クラッド層のキャップ層側付近には主として
第２ドーパントが配設され、窓領域のｐ型クラッド層の
活性層側付近には主として第１ドーパントが配設される
構成としている。

【００１６】また、本発明の半導体レーザ素子では、活
性領域の活性層またはｎ型クラッド層に、第１ドーパン
トがほとんど存在しない構成としている。

【００１７】また、本発明の半導体レーザ素子では、窓
領域のｐ型クラッド層のキャップ層側付近における第２
ドーパントの濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上、１×１０¹⁹
ｃｍ ^-3以下である構成としている。

【００１８】また、本発明の半導体レーザ素子では、ｐ
型クラッド層の活性層側付近における第１ドーパントの
濃度が５×１０¹⁷ｃｍ^-3以上、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下で
ある構成としている。

【００１９】また、本発明の半導体レーザ素子では、第
１ドーパントと第２ドーパントの組み合わせが、各々ベ
リリウムと亜鉛、ベリリウムとマグネシウム、または、
亜鉛とマグネシウム、である構成としている。

【００２０】また、本発明の半導体レーザ素子では、窓
領域上部のリッジ上部に電流阻止層を有し、その長さが
窓領域の長さよりも長い構成としている。

【００２１】また、本発明の半導体レーザ素子では、半
導体の構成材料が、インジウム、ガリウム、リンを少な
くとも含む構成としている。

【００２２】また、本発明の半導体レーザ素子の製造方
法では、半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活性層、第
１ドーパントを有するｐ型クラッド層とｐ型キャップ層
を成長する工程、その上に共振器端面付近に相当する部
分にのみ、第１ドーパントよりも拡散定数の大きな第２
ドーパントとなる拡散源を形成する工程、次に熱アニー
ルによりｐ型クラッド層に第２ドーパントを拡散して、
ｐ型クラッド層中の第１ドーパントの活性層への拡散を
促進させて、活性層のバンドギャップを共振器内部より
も増大させて窓領域を形成する工程、とを少なくとも含
む構成としている。

【００２３】さらに、本発明の半導体レーザ素子の製造
方法では、半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活性層、
第１ドーパントを有するｐ型クラッド層と第１ドーパン
トよりも拡散定数の大きな第２ドーパントを有するｐ型
キャップ層を成長する工程、共振器端面付近に相当する
部分のｐ型キャップ層を選択的に厚く形成し、熱アニー
ルによりｐ型キャップ層の第２ドーパントをｐ型クラッ
ド層に拡散させて、ｐ型クラッド層中の第１ドーパント
の活性層への拡散を促進させて、活性層のバンドギャッ
プを共振器内部よりも増大させて窓領域を形成する工
程、とを少なくとも含む構成としている。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１〜図１５は本発明の一実施の
形態に関する半導体レーザ素子の図である。

【００２５】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態に関する端面窓型半導体レーザ素子の構造の斜視
図を図１に、また、図１のＡ−Ａ’断面図を図２に、図
１のＢ−Ｂ’断面図を図３に、それぞれ示し、これを説
明する。図から示されるように、図２はリッジストライ
プ中央部のリッジストライプの長手方向に平行な方向の
断面図であり、図３は共振器中央部のリッジストライプ
の長手方向に垂直な方向の断面図である。

【００２６】図１において、ｎ−ＧａＡｓ基板１００上
に、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ
第１下クラッド層１０１（厚さ２μｍ、キャリヤ濃度１
×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＳｉ）、ノンドープ多重量
子井戸活性層１０２、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）
０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１上クラッド層１０３（厚さ０．
２μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパン
トＢｅ）、ｐ−Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐエッチング停止
層１０４（厚さ５０Å、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3、ドーパントＢｅ）が形成されている。リッジスト
ライプ１０５（幅５．０μｍ）は、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇ
ａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐよりなる第２上クラッド
層１０６（厚さ１．２μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０
¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ）と、ｐ−ＧａＡｓキャップ
層１０７（厚さ０．３μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０
¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ））とから構成されている。

【００２７】ここに、ノンドープ多重量子井戸活性層１
０２は、２層のＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウエル層（厚さ
８０Å）とその間の１層の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）
０．５Ｉｎ０．５Ｐバリヤ層（厚さ５０Å）とそれらを
挟む（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイ
ド層（厚さ３００Å）で構成されている。

【００２８】光出射端面及びその付近は、活性層のバン
ドギャップが共振器内部の活性層のバンドギャップより
も大きくなるように構成されている。

【００２９】リッジストライプ１０５の側面は、ｎ−Ｇ
ａＡｓ電流阻止層１０８（厚さ１．２μｍ、キャリヤ濃
度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＳｉ）で埋め込まれて
おり、光出射端面及びその付近ではリッジストライプの
上部にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０８が形成されいて
る。しかし、共振器内部のリッジストライプ上部には電
流阻止層１０８が形成されていない。

【００３０】これらのリッジストライプ上部と電流阻止
層の上部にはｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０９（厚さ３
μｍ、キャリヤ濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢ
ｅ）が形成されている。なお、本発明の半導体レーザ素
子の共振器の長さは６００μｍである。また、基板側表
面と成長層側表面には電極１１０、１１１が形成されて
いる。

【００３１】また、本発明の第１の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子は、図１に示されるように、
半導体の各層に対して垂直方向に、窓領域１２１と、活
性領域１２２と、窓領域１２１とにわけることができ
る。

【００３２】従って、本発明の窓領域１２１に対して
は、半導体の各層に窓領域を示すＷを付与して、窓領域
におけるｎ−第１下クラッド層１０１Ｗ、窓領域におけ
る量子井戸活性層１０２Ｗ、窓領域におけるｐ−第１上
クラッド層１０３Ｗ、窓領域におけるリッジストライプ
１０５Ｗ、窓領域におけるｐ−第２上クラッド層１０６
Ｗ、窓領域におけるｐ−キャップ層１０７Ｗ、と呼ぶこ
とにする。

【００３３】同様に、本発明の活性領域１２２に対して
は、半導体の各層に活性領域を示すＡを付与して、活性
領域におけるｎ−第１下クラッド層１０１Ａ、活性領域
における量子井戸活性層１０２Ａ、活性領域におけるｐ
−第１上クラッド層１０３Ａ、活性領域におけるリッジ
ストライプ１０５Ａ、活性領域におけるｐ−第２上クラ
ッド層１０６Ａ、活性領域におけるｐ−キャップ層１０
７Ａ、と呼ぶことにする。

【００３４】窓領域１２１は、端面窓型半導体レーザ素
子の端面付近の領域のことであり、窓領域１２１の活性
層（１０２Ｗ）のバンドギャップは、活性領域１２２の
活性層（１０２Ａ）のバンドギャップより大きく構成さ
れている。

【００３５】従って、量子井戸活性層（活性層）１０２
は、窓領域１２１の活性層（１０２Ｗ）と活性領域１２
２の活性層（１０２Ａ）と窓領域１２１の活性層（１０
２Ｗ）とから構成される。

【００３６】また、活性層１０２に隣接する第１下クラ
ッド層１０１は、窓領域１２１の第１下クラッド層（１
０１Ｗ）と活性領域１２２の第１下クラッド層（１０１
Ａ）と窓領域１２１の第１下クラッド層（１０１Ｗ）と
から構成される。

【００３７】同様に、活性層１０２に隣接する第１上ク
ラッド層１０３は、窓領域１２１の第１上クラッド層
（１０３Ｗ）と活性領域１２２の第１上クラッド層（１
０３Ａ）と窓領域１２１の第１上クラッド層（１０３
Ｗ）とから構成される。

【００３８】ここに、活性領域１２２は主として、第１
下クラッド層（１０１Ａ）と活性層（１０２Ａ）と第１
上クラッド層（１０３Ａ）と、及び、リッジストライプ
１０５とから構成される言葉として用いられる。

【００３９】また、窓領域１２１は主として、第１下ク
ラッド層（１０１Ｗ）と活性層（１０２Ｗ）と第１上ク
ラッド層（１０３Ｗ）と、及び、リッジストライプ１０
５とら構成される言葉として用いられる。図１〜図３で
は、この窓領域１２１は活性領域１２２の両側に配設さ
れているが、少なくとも一方の端面にあれば、窓領域を
有する半導体レーザ素子として機能する。

【００４０】図２に示すように、窓領域１２１の上部に
窓領域を覆うように、窓領域よりも長く電流阻止層１０
８が第２上クラッド層１０６の上に形成されている。

【００４１】図３に示すように、共振器内部の活性領域
１２２では、リッジストライプ上部１０５（１０６及び
１０７）に電流阻止層は形成されていない。

【００４２】また、図１〜図３において、窓領域のｐ−
ＧａＡｓキャップ層１０７Ｗには、拡散定数の小さい第
１ドーパントＢｅと拡散定数の大きい第２ドーパントＺ
ｎとが混在し、Ｂｅの濃度は〜１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、
Ｚｎの濃度は〜５×１０¹⁸ｃｍ^-3であり、（Ｚｎの濃
度）＞（Ｂｅの濃度）の関係にあり、（拡散定数の大き
い第２ドーパントの濃度）＞（拡散定数の小さい第１ド
ーパントの濃度）なる関係にある。

【００４３】また、図１〜図３において、窓領域以外の
共振器内部のｐ−クラッド層１０６Ａには、拡散定数の
小さい第１ドーパント（例えば、Ｂｅ）と拡散定数の大
きい第２ドーパント（例えば、Ｚｎ）とが混在し、且
つ、第１ドーパントの濃度が優位的に存在し、（Ｂｅの
濃度）＞（Ｚｎの濃度）の関係にあり、（拡散定数の小
さい第１ドーパントの濃度）＞（拡散定数の大きい第２
ドーパントの濃度）なる関係にある。

【００４４】次に、用語として、「量子井戸活性層」や
「活性層」や「量子井戸活性層の無秩序化」等につい
て、説明する。

【００４５】本発明の端面窓型半導体レーザ素子におい
ては、共振器端面付近の活性層のバンドギャップを共振
器内部の活性層のバンドギャップよりも大きい構成とし
ている。活性層が量子井戸活性層（各層の厚み０．０２
μｍ以下（２００Å以下））の場合、活性層を変化させ
てバンドギャップを変化させることができるので、本発
明では、主として、量子井戸活性層が用いられる。

【００４６】量子井戸活性層よりも厚みが厚いバルク活
性層（厚み０．０２μｍより大）の場合、不純物等の拡
散だけではバンドギャップは変化しない。しかし、活性
層の組成を変化させるとバンドギャップは変化し、本発
明の活性層として、バルク活性層を用いることも可能で
ある。

【００４７】量子井戸活性層は、厚み０．０２μｍ以下
の量子井戸層と、量子井戸層と組成の異なるバリヤ層と
を交互に積層する構造による得られる。この組成、また
は原子が秩序を有して配列している構造を秩序構造と呼
ぶ。そして、不純物（例えば、ｐ−ドーパントＢｅ、Ｚ
ｎ、Ｍｇ等）や空孔等の拡散や原子配列の変化等によ
り、この秩序構造の破壊を「量子井戸活性層の無秩序
化」と呼ぶ。量子井戸活性層の無秩序化により、活性層
のバンドギャップは増大し、窓領域が形成される。バン
ドギャップ増大領域を共振器端面に配置することによ
り、端面劣化のない高信頼の高出力レーザが実現でき
る。

【００４８】また、バルク活性層においても組成が秩序
を有して配列していたものを、組成を変化させてその秩
序を崩すことを「活性層の無秩序化」と呼ぶことは可能
である。

【００４９】次に、本発明の第１の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子の製造方法を図４に示し、こ
れを説明する。図４（ａ）は、ｎ−ＧａＡｓ基板からｐ
−キャップ層までの工程を示し、図４（ｂ）は、ＺｎＯ
ｘストライプの形成からＳｉＯ２キャップを形成するま
での工程を示し、図４（ｃ）は、窓領域及び活性領域を
形成工程を示し、図４（ｄ）は、リッジストライプを形
成する工程を示す図である。

【００５０】図４（ａ）において、ｎ−ＧａＡｓ基板１
００上に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法にて、ｎ−
（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１下ク
ラッド層１０１（キャリヤ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドー
パントＳｉ）、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ
０．５Ｐガイド層と２層のＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウエ
ル層とその間の１層の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５
Ｉｎ０．５Ｐバリヤ層と（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．
５Ｉｎ０．５Ｐガイド層で構成されるノンドープ多重量
子井戸活性層１０２、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）
０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１上クラッド層１０３（キャリヤ
濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ）、ｐ−Ｉ
ｎ０．５Ｇａ０．５Ｐエッチング停止層１０４（キャリ
ヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ）、ｐ−
（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上ク
ラッド層１０６（キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、
ドーパントＢｅ）とｐ−ＧａＡｓキャップ層１０７（厚
さ０．３μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ド
ーパントＢｅ）を成長する。

【００５１】図４（ｂ）において、ＺｎＯｘ膜をｐ−キ
ャップ層１０７表面に蒸着し、フォトリソグラフィとリ
フトオフにより、周期６００μｍで長さ５０μｍのＺｎ
Ｏｘストライプ１３１を形成し、その上にＳｉＯ２キャ
ップ１３２を形成する。

【００５２】図４（ｃ）において、５００℃で３時間の
アニールを行い、ＺｎＯｘストライプ列１３１直下の量
子井戸活性層１０２に、第１上クラッド層１０３及び第
２上クラッド層１０６のドーパントＢｅを拡散して、活
性層のバンドギャップ増大領域、即ち窓領域１２１を形
成する。同時にＺｎＯストライプ列のない部分には活性
領域１２２が形成される。

【００５３】ドーパントＢｅ（第１ドーパント）を活性
層に拡散することにより、活性層のバンドギャップは増
大する。ドーパントＺｎ（第１ドーパントより拡散定数
の大きい第２ドーパント）はドーパントＢｅ（第１ドー
パント）の活性層への拡散を促進する働きをなしている
と考えられる。

【００５４】この工程により、活性層１０２は、窓領域
１２１の活性層（１０２Ｗ）と活性領域１２２の活性層
（１０２Ａ）と窓領域１２１の活性層（１０２Ｗ）とな
る。同様に、活性層１０２に隣接する第１上クラッド層
１０３は、窓領域１２１の第１上クラッド層（１０３
Ｗ）と活性領域１２２の第１上クラッド層（１０３Ａ）
と窓領域１２１の第１上クラッド層（１０３Ｗ）とな
る。同様に、活性層１０２に隣接する第１下クラッド層
１０１は、窓領域１２１の第１下クラッド層（１０１
Ｗ）と活性領域１２２の第１下クラッド層（１０１Ａ）
と窓領域１２１の第１下クラッド層（１０１Ｗ）とな
る。

【００５５】図４（ｄ）において、ＺｎＯｘストライプ
１３１とＳｉＯ２キャップ１３２を除去し、フォトリソ
グラフィとエッチングにより、リッジストライプ１０５
を形成する。

【００５６】リッジストライプの側面及び窓領域のリッ
ジストライプ上部に、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１０８を
第２回目のＭＢＥ法で埋め込み成長を行い、それら上部
にｐ−ＧａＡｓコンタクト層１０９（厚さ３μｍ）を第
３回目のＭＢＥ法で成長を行い、基板側とコンタクト層
表面に電極を形成する（ここでは、これらの製造方法の
詳細は図示せず。）。

【００５７】窓領域が共振器端面になるように、リッジ
ストライプに直交した面で劈開を行い、光出射側端面に
反射率８％のコーティングと裏面側に９５％のコーティ
ングを行う。ここで、共振器長は６００μｍ、窓領域の
長さは２５μｍである。

【００５８】本発明の半導体レーザ素子のｎ−電極１１
１とｐ−電極１１２に、電圧を印加して、活性領域１２
２のリッジストライプ内部とそれに相当する活性層に電
流を注入することにより、光出射端面からレーザ発振光
が得られる。波長６５５ｎｍで、最大光出力２５０ｍＷ
が得られ、窓効果により端面劣化が抑制される。さら
に、動作温度６０℃、連続発振７０ｍＷの高出力で５０
００ｈを超える高信頼性が得られた。

【００５９】従来の半導体レーザ素子の発振閾値電流が
５３ｍＡであるのに対して、本発明の半導体レーザ素子
の発振閾値電流は４５ｍＡに低減できた。また、従来の
半導体レーザ素子の光出力５０ｍＷの動作電圧が２．５
Ｖに対して、本発明の半導体レーザ素子の動作電圧は
２．３Ｖまで低減できた。電流低減と電圧低減により、
本発明の半導体レーザ素子では従来の半導体レーザ素子
以上の高出力で高信頼性が達成できた。

【００６０】図５に、本発明の第１の実施の形態に関す
る端面窓型半導体レーザ素子のｐ−キャップ層１０７表
面からｎ−クラッド層１０１へのｐ−不純物（Ｚｎ、Ｂ
ｅ）の濃度分布を示す。図５において、縦軸はｐ−不純
物（Ｚｎ、Ｂｅ）の濃度、横軸は各層の領域を示す。図
５（ａ）に窓領域１２１の各層の濃度分布を、図５
（ｂ）に活性領域１２２の各層の濃度分布を示す。

【００６１】図５（ａ）の窓領域において、Ｚｎ（第２
ドーパント）は、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０７Ｗ表面
（５×１０¹⁸ｃｍ^-3）からｐ−クラッド層１０６Ｗ中へ
と拡散分布し、〜１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下となっている。

【００６２】また、Ｂｅ（第１ドーパント）は、ｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層１０７Ｗ表面（１．５×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3）から、第２上クラッド層１０６Ｗ、第１上クラッ
ド層１０３Ｗ、ノンドープ多重量子井戸活性層１０２
Ｗ、第１下クラッド層１０１Ｗへと及び、各層におい
て、Ｂｅ濃度は１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3程度でほぼ一定の
濃度分布となっている。このＢｅ拡散により、窓領域１
２１の活性層１０２Ｗのバンドギャップ増大せさてい
る。

【００６３】図５（ｂ）の活性領域において、Ｚｎは、
ほとんど拡散分布せず、一方、Ｂｅは、ｐ−ＧａＡｓキ
ャップ層１０７Ａ表面（〜１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3）か
ら、第２上クラッド層１０６Ａ、第１上クラッド層１０
３Ａ、まで拡散分布し、ノンドープ多重量子井戸活性層
１０２Ａ、第１下クラッド層１０１へは、ほとんど拡散
していないこと（〜１×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であること）
が示されている。

【００６４】図５（ａ）、図５（ｂ）の結果から、次の
ことが明察される。本発明の第１の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子の窓領域には、ｐ−ドーパン
トのＢｅ（第１ドーパント）とｐ−ドーパントのＺｎ
（第２ドーパント）とが混在している。一方、活性領域
では、ｐ−ドーパントのＢｅ（第１ドーパント）がｐ−
ドーパントのＺｎ（第２ドーパント）より高濃度に存在
する。また、窓領域のｐ−クラッド層の活性層側付近に
は主として第１ドーパントが存在する。

【００６５】図５（ａ）、図５（ｂ）の結果から、次の
ことが明察される。本発明の第１の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子の活性領域のｐ−クラッド層
には、第１ドーパントの濃度が優位的に存在する。ま
た、活性領域の活性層またはｎ−クラッド層に、第１ド
ーパントがほとんど存在しない。

【００６６】Ｚｎの拡散定数は、例えば、ＧａＡｓ中に
おいて、７００℃では、４×１０^{-1 4}ｃｍ^-2／ｓ程度で
あり、Ｂｅの拡散定数は、例えば、ＧａＡｓ中におい
て、７２５℃では、４×１０^-16ｃｍ^-2／ｓ程度であ
り、Ｚｎの拡散定数は、Ｂｅの拡散定数より２桁程度大
きい。また、この拡散定数の大小関係は、インジウム、
ガリウム、リンを少なくとも含む半導体材料においても
同じであると考えられる（特開平８−１０２５６７号公
報参照）言い換えれば、本発明のＡｌ−Ｉｎ−Ｇａ−Ｐ
系の半導体層１０７、１０６、１０３、１０２、１０
１、の各層においても、第２ドーパントＺｎの拡散定数
は、第１ドーパントＢｅの拡散定数よりも大きい。ま
た、この系において、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅの拡散定数の大
小関係は、Ｍｇ＞Ｚｎ＞Ｂｅであると推察される。

【００６７】従来の半導体レーザ素子が６００℃３時間
のアニールであったのに対し、本発明の第１の実施の形
態に関する端面窓型半導体レーザ素子の窓領域形成は、
５００℃３時間のアニールと、低温アニールで形成する
ことができた。こはれ、キャップ層表面から拡散定数の
大きなＺｎがｐ−クラッド層中に拡散し、それがｐ−ク
ラッド層中のドーパントＢｅの活性層への拡散を促進す
るように作用したためと推察される。このＢｅの活性層
への拡散に伴い、活性層のバンドギャップが増大し、窓
領域が形成される。

【００６８】本発明の第１の実施の形態に関する端面窓
型半導体レーザ素子では、従来の半導体レーザ素子より
も低温アニールで窓領域を形成できるので、活性領域に
おいて、ｐ−クラッド層中のドーパント（Ｂｅ）の活性
層への拡散を抑制でき、動作電流及び動作電圧の増大を
防止でき、高信頼性の高出力レーザが得られる。

【００６９】さらに、活性領域のｐ−クラッド層のドー
パントに拡散定数の小さなＢｅを配設することにより、
窓領域形成時の熱アニールで活性領域のＢｅが活性層に
拡散することを防止でき、動作電流及び動作電圧増大に
対して、さらに効果的である。 本発明の第１の実施の
形態に関する端面窓型半導体レーザ素子では、窓領域に
おけるｐ−ドーパントのＺｎ濃度が、ｐ−クラッド層の
ドーパントのＢｅ濃度よりも高く設定されている。本構
成により、Ｚｎ拡散がｐ−クラッド層中のＢｅ拡散を促
進する効果がさらに大きくなる。

【００７０】また、本発明の第１の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子の窓領域におけるキャップ
層、または、ｐ−クラッド層のキャップ層側付近のＺｎ
濃度が、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上、１×１０¹⁹ｃｍ^-3以下
である。Ｚｎ濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3よりも小さいと、
ｐ−クラッド層のＢｅ拡散を促進する効果が小さくな
る。

【００７１】また、Ｚｎ濃度が１×１０¹⁹ｃｍ^-3よりも
大きいと、ｐ−キャップ層付近のｐ−クラッド層に大量
のＺｎが拡散してキャリヤを生成する。そのために、レ
ーザ光に対するｐ−クラッド層のフリーキャリヤ吸収が
増大する。また、大量のＺｎ拡散はｐ−クラッド層中に
結晶欠陥を生じやすくなり、そのためにレーザ光の吸収
が生じる。

【００７２】また、ｐ−クラッド層中のＢｅ濃度は素子
抵抗を低減し、且つ、フリーキャリヤ吸収を低減するた
めに、通常、１〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3程度に設定される。
従って、キャップ層側付近のＺｎ濃度が、１×１０¹⁸ｃ
ｍ^-3以上に設定すれば、Ｚｎ濃度はＢｅ濃度と同等以上
の濃度になるので、Ｚｎがｐ−クラッド層中に拡散しや
すくなり、それが、ｐ−クラッド層中のＢｅの活性層へ
の拡散を促進し、窓領域の活性層のバンドギャップを増
大させることができる。

【００７３】また、本発明の半導体レーザ素子のｐ−ク
ラッド層の活性層付近におけるＢｅ濃度は〜５×１０¹⁷
ｃｍ^-3以上、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である。Ｂｅ濃度が
〜５×１０¹⁷ｃｍ^-3よりも小さくなると、窓領域におけ
る活性層へのＢｅの拡散が少なくなり、窓領域の活性層
のバンドギャップ増大効果が低減する。Ｂｅ濃度が３×
１０¹⁸ｃｍ^-3よりも大きくなると、活性領域における活
性層へのＢｅ拡散が増大して、動作電流及び動作電圧が
増大する。

【００７４】窓領域の上部における電流阻止層の長さは
窓領域を覆うように、窓領域よりも長くなるように設定
されるのが望ましい。これは、窓領域ではｐ−キャップ
層からｐ−クラッド層に第２ドーパントが拡散されて第
１ドーパントとの混在領域が形成されている。電流阻止
層の長さを窓領域の長さよりも長くすることにより、こ
の混在領域に電流を流すことを抑制できる。この混在領
域に電流を流すと素子動作中に拡散がさらに促進し、素
子特性の変動を生じる。従って、安定動作のために電流
阻止層の長さを最適化することが望ましい。

【００７５】また、本発明の実施の形態に関する端面窓
型半導体レーザ素子の材料系はＩｎ、Ｇａ、Ｐを少なく
とも含有する。この場合、窓領域形成時の熱アニール
で、第２ドーパントの拡散が第１ドーパントの拡散増大
に特に有効に作用し、所望の窓領域形成に対して好適で
ある。

【００７６】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態に関する端面窓型半導体レーザ素子の構造の斜視
図を図６に、また、図６のＣ−Ｃ’断面図を図７に、図
６のＤ−Ｄ’断面図を図８に、それぞれ示し、これを説
明する。図から示されるように、図７はリッジストライ
プ中央部のリッジストライプの長手方向に平行な方向の
断面図であり、図８は共振器中央部のリッジストライプ
の長手方向に垂直な方向の断面図である。

【００７７】第１の実施の形態に関する端面窓型半導体
レーザ素子では、拡散定数の小さい第１ドーパントにＢ
ｅ、拡散定数の大きい第２ドーパントにＺｎ選択した
が、本発明の第２の実施の形態に関する端面窓型半導体
レーザ素子では、拡散定数の小さい第１ドーパントにＢ
ｅ、拡散定数の大きい第２ドーパントにＭｇを選択した
点が、主な相違点である。この相違点に着目して、説明
する。

【００７８】図６において、ｎ−ＧａＡｓ基板２００上
に、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ
第１下クラッド層２０１（厚さ２μｍ、、キャリヤ濃度
１．０×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＳｉ）、ノンドープ
多重量子井戸活性層２０２、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．
３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１上クラッド層２０３（厚さ
０．２μｍ、キャリヤ濃度１．０×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドー
パントＢｅ）、ｐ−Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐエッチング
停止層２０４（厚さ５０Å、キャリヤ濃度１．０×１０
¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ）がある。リッジストライプ
２０５（幅２．５μｍ）はｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．
３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層２０６（厚さ
１．２μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドー
パントＢｅ）とｐ−ＧａＡｓキャップ層２０７（厚さ
０．３μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドー
パントＢｅ）で構成されている。

【００７９】ここに、ノンドープ多重量子井戸活性層２
０２は、２層のＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウエル層（厚さ
８０Å）とその間の１層の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）
０．５Ｉｎ０．５Ｐバリヤ層（厚さ５０Å）とそれらを
挟む（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイ
ド層（厚さ３００Å）で構成されている。

【００８０】光出射端面及びその付近では、活性層のバ
ンドギャップが共振器内部の活性層のバンドギャップよ
りも大きくなっている。リッジストライプ２０５の側面
は、ｎ−Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層２０８（厚
さ１．２μｍ、キャリヤ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパ
ントＳｉ）で埋め込まれており、光出射端面及びその付
近ではリッジストライプの上部に電流阻止層２０８を有
し、共振器内部のリッジストライプ上部には電流阻止層
が形成されていない。これらのリッジストライプ上部と
電流阻止層の上部には、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０
９（厚さ３μｍ、キャリヤ濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドー
パントＢｅ）が形成されている。なお、本発明の半導体
レーザ素子の共振器の長さは６００μｍである。

【００８１】また、基板側表面と成長層側表面には電極
２１０、２１１が形成されている。ここで、端面付近の
活性層バンドギャップの大きな領域を窓領域２２１、共
振器内部の活性層バンドキャップの小さな領域を活性領
域２２２とする。

【００８２】本発明の第１の実施の形態に関する端面窓
型半導体レーザ素子の窓領域１２１、共振器内部の活性
層バンドキャップの小さな領域を活性領域１２２で述べ
たと同様に、活性層２０２、第１下クラッド層２０１、
第１上クラッド層２０３等は、窓領域２２１及び活性領
域２２２に対応して、符号が付与される。

【００８３】活性層２０２は、窓領域２２１の活性層
（２０２Ｗ）と活性領域２２２の活性層（２０２Ａ）と
窓領域２２１の活性層（２０２Ｗ）とから構成される。

【００８４】また、活性層２０２に隣接する第１下クラ
ッド層２０１は、窓領域２２１の第１下クラッド層（２
０１Ｗ）と活性領域２２２の第１下クラッド層（２０１
Ａ）と窓領域２２１の第１下クラッド層（２０１Ｗ）と
から構成される。

【００８５】活性層２０２に隣接する第１上クラッド層
２０３は、窓領域２２１の第１上クラッド層（２０３
Ｗ）と活性領域２２２の第１上クラッド層（２０３Ａ）
と窓領域２２１の第１上クラッド層（２０３Ｗ）とから
構成される。

【００８６】図７に示すように、窓領域２２１の上部に
窓領域を覆うように、電流阻止層２０８が形成されてい
る。図８に示すように、共振器内部の活性領域では、リ
ッジストライプ上部に電流阻止層は形成されていない。

【００８７】次に、本発明の第２の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子の製造方法を図９に示し、こ
れを説明する。図９（ａ）は、ｎ−ＧａＡｓ基板からｐ
−キャップ層までの工程を示し、図９（ｂ）は、ＳｉＯ
２マスクを形成するまでの工程を示し、図９（ｃ）は、
窓領域及び活性領域を形成工程を示し、図９（ｄ）は、
リッジストライプを形成する工程を示す図である。

【００８８】図９（ａ）において、ｎ−ＧａＡｓ基板２
００上に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法にて、ｎ−
（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１下ク
ラッド層２０１（キャリヤ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドー
パントＳｉ）、（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ
０．５Ｐガイド層と２層のＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウエ
ル層とその間の１層の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５
Ｉｎ０．５Ｐバリヤ層と（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．
５Ｉｎ０．５Ｐガイド層で構成されるノンドープ多重量
子井戸活性層２０２、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）
０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１上クラッド層２０３（キャリヤ
濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ）、ｐ−Ｉｎ
０．５Ｇａ０．５Ｐエッチング停止層２０４（キャリヤ
濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＢｅ）、ｐ−（Ａｌ
０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド
層２０６（キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパ
ントＢｅ）とｐ−ＧａＡｓキャップ層２０７（厚さ０．
３μｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパン
トＢｅ）を成長する。

【００８９】図９（ｂ）において、ＳｉＯ２マスク２３
１をｐ−キャップ層２０７表面に蒸着し、フォトリソグ
ラフィとリフトオフにより、周期６００μｍで長さ５６
０μｍのＳｉＯ２マスク２３１を形成する。

【００９０】図９（ｃ）において、次に、有機金属気相
成長（ＭＯＣＶＤ）法または液相成長（ＬＰＥ）法に
て、ＳｉＯ２マスク以外に選択的に高濃度のｐ−ＧａＡ
ｓ拡散層２３２（厚さ２μｍ、キャリヤ濃度５×１０¹⁸
ｃｍ^-3、ドーパントＭｇまたはＺｎ）を成長する。

【００９１】図９（ｄ）において、５００℃で２．５時
間のアニールを行い、ＧａＡｓ拡散層２３２直下にＭｇ
を拡散し、その拡散によりｐ−クラッド層２０３、２０
６のドーパントＢｅの量子井戸活性層２０２への拡散を
促進して、活性層のバンドギャップ増大領域、即ち窓領
域２２１を形成する。同時にＧａＡｓ拡散層２３２のな
い部分は活性領域２２２となる。最後に、ＧａＡｓ拡散
層、ＳｉＯ２マスクを除去し、フォトリソグラフィとエ
ッチングによりリッジストライプ２０５を形成する。

【００９２】リッジストライプの側面及び窓領域のリッ
ジストライプ上部に、ｎ−Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流
阻止層２０８を第２回目のＭＢＥ法で埋め込み成長を行
い、それら上部にｐ−ＧａＡｓコンタクト層２０９（厚
さ３μｍ）を第３回目のＭＢＥ法で成長を行い、基板側
とコンタクト層表面に電極を形成する（ここでは、これ
らの製造方法の詳細は図示せず。）。

【００９３】窓領域が共振器端面になるように、リッジ
ストライプに直交した面で劈開を行い、光出射側端面に
反射率８％のコーティングと裏面側に９５％のコーティ
ングを行う。ここで、共振器長は６００μｍ、窓領域の
長さは２０μｍである。

【００９４】本発明の半導体レーザ素子の電極２１０と
２１１に電圧を印加して、活性領域２２２のリッジスト
ライプ内部とそれに相当する活性層に電流を注入するこ
とにより、光出射端面からレーザ発振光が得られる。波
長６５０ｎｍで最大光出力３００ｍＷが得られ、窓効果
により端面劣化が抑制される。さらに、動作温度６０
℃、連続発振８５ｍＷの高出力で５０００ｈを超える高
信頼性が得られた。

【００９５】従来の半導体レーザ素子の発振閾値電流が
５３ｍＡであるのに対して、本発明の半導体レーザ素子
の発振閾値電流は３５ｍＡに低減できた。また、従来の
半導体レーザ素子の光出力５０ｍＷの動作電圧が２．５
Ｖに対して、本発明の半導体レーザ素子の動作電圧は
２．２Ｖまで低減できた。電流低減と電圧低減により、
本発明の半導体レーザ素子では従来の半導体レーザ素子
以上の高出力で高信頼性が達成できた。

【００９６】図１０に本発明の半導体レーザ素子のｐ−
キャップ層２０７表面からｎ−クラッド層２０１へのｐ
−不純物（Ｍｇ、Ｂｅ）の濃度分布を示す。図１０
（ａ）に窓領域の濃度分布を、図１０（ｂ）に活性領域
の濃度分布を示す。

【００９７】窓領域において、キャップ層表面からＭｇ
がｐ−クラッド層中に拡散している。一方、ｐ−クラッ
ド層のＢｅは活性層だけでなく、ｎ−クラッド層の途中
まで大量に拡散している。このＢｅ拡散が、窓領域の活
性層のバンドギャップを増大させる。これに対して、活
性領域では、ｐ−クラッド層のＢｅが活性領域の活性層
にはほとんど拡散していない。

【００９８】本発明の第２の実施の形態に関する端面窓
型半導体レーザ素子の窓領域にはｐ−ドーパントのＭｇ
（第２ドーパント）とｐ−クラッド層のドーパンのＢｅ
（第１ドーパント）が混在している。活性領域ではｐ−
クラッド層のドーパントのＢｅが存在する。ここで、ド
ーパントの拡散定数はＭｇの方がＢｅよりも大きい。

【００９９】本発明の半導体レーザ素子で従来の半導体
レーザ素子よりも低温かつ短時間のアニールで窓領域が
形成されたのは、キャップ層表面から拡散定数の大きな
Ｍｇがｐ−クラッド層中に拡散し、それがｐ−クラッド
層中のドーパントＢｅの活性層への拡散を促進するよう
に作用すると推定される。このＢｅの活性層への拡散に
伴い、窓領域の活性層のバンドギャップが増大し、窓領
域が形成される。

【０１００】本発明の第２の実施の形態に関する端面窓
型半導体レーザ素子では、活性領域において、ｐ−クラ
ッド層中のドーパント（Ｂｅ）の活性層への拡散を抑制
でき、電流及び電圧の増大を防止でき、高信頼性の高出
力レーザが得られる。

【０１０１】さらに、活性領域のｐ−クラッド層のドー
パントに拡散定数の小さなＢｅを配置することにより、
窓領域形成時の熱アニールで活性領域のＢｅが活性層に
拡散することをさらに防止でき、電流及び電圧増大に対
して効果的である。

【０１０２】本発明の第１及び第２の実施の形態に関す
る端面窓型半導体レーザ素子では、ｐ−ＧａＡｓ拡散層
（ＺｎＯｘストライプ１３１、ＳｉＯ２キャップ１３２
等）のドーパントがＭｇ、Ｚｎの場合に同様の効果が得
られた。特にドーパントがＭｇの場合には、より低温か
つ短時間のアニールで窓領域の形成が可能となった。こ
れは、Ｍｇの方がＺｎよりも、ｐ−クラッド層中のＢｅ
の活性層への拡散促進効果が大きいためと推測される。

【０１０３】［第３の実施の形態実施］図１１は本発明
の第３の実施の形態に関する端面窓型半導体レーザの素
子構造の斜視図である。また、図１２は図１１のＥ−
Ｅ’に示すようにリッジストライプ中央でリッジストラ
イプに平行方向の断面図、図１３は図１１のＦ−Ｆ’に
示すように共振器中央部でのリッジストライプに垂直方
向の断面図である。

【０１０４】本発明の第１〜第３の実施の形態に関する
端面窓型半導体レーザ素子の主な相違点は、第１の実施
の形態では、拡散定数の小さい第１ドーパントにＢｅ、
拡散定数の大きい第２ドーパントにＺｎを選択した点で
あり、第２の実施の形態では、第１ドーパントにＢｅ、
第２ドーパントにＭｇを選択した点であり、第３の実施
の形態では、第１ドーパントにＺｎ、第２ドーパントに
Ｍｇを選択した点である。 図１１において、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板３００上に、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）
０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１下クラッド層３０１（厚さ２μ
ｍ、キャリヤ濃度１．０×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＳ
ｉ）、２層のＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウエル層（厚さ８
０Å）とその間の１層の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．
５Ｉｎ０．５Ｐバリヤ層（厚さ５０Å）とそれらを挟む
（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層
（厚さ３００Å）で構成されるノンドープ多重量子井戸
活性層３０２、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉ
ｎ０．５Ｐ第１上クラッド層３０３（厚さ０．２μｍ、
キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＺ
ｎ）、ｐ−Ｉｎ０．５Ｇａ０．５Ｐエッチング停止層３
０４（厚さ５０Å、、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ
^-3、ドーパントＺｎ）がある。リッジストライプ３０５
（幅２．５μｍ）はｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．
５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層３０６（厚さ１．２μ
ｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＺ
ｎ）とｐ−ＧａＡｓキャップ層３０７（厚さ０．３μ
ｍ、キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＭ
ｇ）で構成されている。光出射端面及びその付近では、
活性層のバンドギャップが共振器内部の活性層のバンド
ギャップよりも大きくなっている。リッジストライプ３
０５の側面は、ｎ−Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層
２０８（厚さ１．２μｍ、キャリヤ濃度１×１０¹⁸ｃｍ
^-3、ドーパントＳｉ）で埋め込まれており、光出射端面
及びその付近ではリッジストライプの上部に電流阻止層
３０８を有し、共振器内部のリッジストライプ上部には
電流阻止層が形成されていない。これらのリッジストラ
イプ上部と電流阻止層の上部にはｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層３０９（厚さ３μｍ、キャリヤ濃度２×１０¹⁸ｃｍ
^-3、ドーパントＺｎ）が形成されている。なお、本発明
の半導体レーザ素子の共振器の長さは６００μｍであ
る。また、基板側表面と成長層側表面には電極３１０、
３１１が形成されている。ここで、端面付近の活性層バ
ンドギャップの大きな領域を窓領域３２１、共振器内部
の活性層バンドキャップの小さな領域を活性領域３２２
とする。

【０１０５】図１２に示すように、窓領域３２１の上部
に窓領域を覆うように、電流阻止層３０８が形成されて
いる。図１３に示すように、共振器内部の活性領域で
は、リッジストライプ上部に電流阻止層は形成されてい
ない。

【０１０６】図１４に、本発明の第３の実施の形態に関
する端面窓型半導体レーザ素子の製造方法を示し、これ
を説明する。

【０１０７】図１４（ａ）において、本発明の半導体レ
ーザ素子の製造方法について次に述べる。図１４に素子
製造方法を示す。ｎ−ＧａＡｓ基板３００上に、有機金
属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法にて、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇ
ａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１下クラッド層３０１
（キャリヤ濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＳｉ）、
（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層
と２層のＩｎ０．５Ｇａ０．５Ｐウエル層とその間の１
層の（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐバリ
ヤ層と（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガ
イド層で構成されるノンドープ多重量子井戸活性層３０
２、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ
第１上クラッド層３０３（キャリヤ濃度１．５×１０１
８ｃｍ−３、ドーパントＺｎ）、ｐ−Ｉｎ０．５Ｇａ
０．５Ｐエッチング停止層３０４（キャリヤ濃度１．５
×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＺｎ）、ｐ−（Ａｌ０．７
Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層３０
６（キャリヤ濃度１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＺ
ｎ）と高濃度ｐ−ＧａＡｓキャップ層３０７（厚さ３μ
ｍ、キャリヤ濃度６×１０¹⁸ｃｍ^-3、ドーパントＭｇ）
を成長する。

【０１０８】図１４（ｂ）において、ＳｉＯ２マスク３
３１をｐ−キャップ層３０７表面に蒸着し、フォトリソ
グラフィとリフトオフにより、周期６００μｍで長さ６
０μｍのＳｉＯ２マスク３３１を形成し、エッチングに
よりマスク以外の部分のｐ−キャップ層厚を０．２μｍ
まで薄くする。

【０１０９】図１４（ｃ）において、６００℃で２時間
のアニールを行い、ｐ−キャップ層の厚い部分のＭｇを
拡散し、その拡散によりｐ−クラッド層３０３、３０６
のドーパントＺｎの量子井戸活性層２０２への拡散を促
進して、活性層のバンドギャップ増大領域、即ち窓領域
３２１を形成する。同時にｐ−キャップ層の薄い部分は
Ｍｇの拡散が少なく、そのためにｐ−クラッド層のＺｎ
の活性層への拡散も少なくなり、活性層のバンドギャッ
プはほとんど変化しない活性領域３２２となる。

【０１１０】図１４（ｄ）において、ＳｉＯ２マスク３
３１を除去し、ｐ−キャップ層３０７厚を調整して、フ
ォトリソグラフィとエッチングによりリッジストライプ
３０５を形成する。

【０１１１】リッジストライプの側面及び窓領域のリッ
ジストライプ上部に、ｎ−Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流
阻止層３０８を第２回目のＭＯＣＶＤ法で埋め込み成長
を行い、それら上部にｐ−ＧａＡｓコンタクト層３０９
（厚さ３μｍ）を第３回目のＭＯＣＶＤ法で成長を行
い、基板側とコンタクト層表面に電極を形成する。（こ
こでは、これらの製造方法の詳細は図示せず。）窓領域
が共振器端面になるように、リッジストライプに直交し
た面で劈開を行い、光出射側端面に反射率８％のコーテ
ィングと裏面側に９５％のコーティングを行う。ここ
で、共振器長は６００μｍ、窓領域の長さは２０μｍで
ある。

【０１１２】本発明の第３の実施の形態に関する端面窓
型半導体レーザ素子の電極３１０と３１１に電圧を印加
して、活性領域のリッジストライプ内部とそれに相当す
る活性層に電流を注入することにより、光出射端面から
レーザ発振光が得られる。波長６５０ｎｍで最大光出力
３００ｍＷが得られ、窓効果により端面劣化が抑制され
ている。さらに、動作温度６０℃、連続発振７５ｍＷの
高出力で、５０００ｈを超える高信頼性が得られた。

【０１１３】従来の半導体レーザ素子の発振閾値電流が
５３ｍＡであったのに対して、本発明の第３の実施の形
態に関する端面窓型半導体レーザ素子の発振閾値電流は
約４０ｍＡであり、発振閾値電流を約１３ｍＡ低減する
ことができた。また、従来の半導体レーザ素子の光出力
５０ｍＷの動作電圧が２．５Ｖに対して、本発明の端面
窓型半導体レーザ素子の動作電圧は２．３Ｖであり、
２．３Ｖまで低減することができた。電流低減と電圧低
減により、本発明の端面窓型半導体レーザ素子では、従
来の半導体レーザ素子以上の高出力と高信頼性とを達成
することができた。 図１５に、本発明の第３の実施の
形態に関する端面窓型半導体レーザ素子のｐ−キャップ
層３０７表面からｎ−クラッド層３０１へのｐ−不純物
（Ｍｇ、Ｚｎ）の濃度分布を示す。図１５（ａ）に窓領
域の濃度分布を、図１５（ｂ）に活性領域の濃度分布を
示す。窓領域において、キャップ層表面からＭｇがｐ−
クラッド層中に拡散している。ｐ−クラッド層のＺｎが
活性層だけでなく、ｎ−クラッド層の途中まで大量に拡
散している。このＺｎ拡散が、バンドギャップ増大を生
じさせる。これに対して、活性領域では、ｐ−キャップ
層のＭｇの拡散はすくなく、ｐ−クラッド層のＺｎが活
性層にはほとんど拡散していない。

【０１１４】本実施の形態では１回目の結晶成長により
形成したｐ−キャップ層の厚みを変化させることによ
り、窓領域と活性領域を形成でき、製造上簡易であると
いう特徴がある。

【０１１５】以上、本実施の形態では、ＩｎＧａＡｌＰ
系材料について述べたが、それ以外にＡｌＧａＡｓ系材
料の場合にも同様の効果が得られる。

【０１１６】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体レーザ素
子によれば、半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活性
層、ｐ型クラッド層、ｐ型キャップ層を有し、各半導体
層に垂直な共振器端面を有し、共振器端面の少なくとも
一方の端面付近における活性層のバンドギャップが共振
器内部の活性層のバンドギャップよりも大きい窓領域を
有する半導体レーザ素子であり、窓領域のｐ型クラッド
層には第１ドーパントと第１ドーパントより拡散定数の
大きい第２ドーパントとが混在し、窓領域以外の活性領
域のｐ型クラッド層には第１ドーパントが第２ドーパン
トより高濃度に存在する構成としている。

【０１１７】従って、窓領域形成時に、拡散定数の大き
いｐ型ドーパント（第２ドーパント）が拡散定数の小さ
いｐ型ドーパント（第１ドーパント）の拡散を促進して
活性層を無秩序化するので、比較的低温または短時間の
アニールで所望の窓領域を形成できる。その結果、活性
領域でｐ型ドーパントが活性層に拡散することによる動
作電流及び動作電圧の増大を防止でき、高出力で高信頼
性の半導体レーザ素子を得ることができる。

【０１１８】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、窓領域のｐ型キャップ層における第２ドーパントの
濃度が第１ドーパントの濃度より高く配設する構成とし
ている。 従って、窓領域形成時に、拡散定数の大きい
ｐ型ドーパント（第２ドーパント）が拡散定数の小さい
ｐ型ドーパント（第１ドーパント）の拡散を促進するの
で、比較的低温または短時間のアニールで所望の窓領域
を形成できる。その結果、活性領域でｐ型ドーパントが
活性層に拡散することによる動作電流及び動作電圧の増
大を防止でき、高出力で高信頼性の半導体レーザ素子を
得ることができる。

【０１１９】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、窓領域以外の共振器内部のｐ型クラッド層には第１
ドーパントの濃度が優位的に存在する構成としている。

【０１２０】従って、活性領域に拡散定数の小さなドー
パント（第１ドーパント）を配設することにより、窓領
域形成時の熱アニールで、ｐ型第２ドーパントが活性領
域の活性層に拡散することを防止できる。その結果、動
作電流及び動作電圧の増大を防止でき、高出力で高信頼
性の半導体レーザ素子を得ることができる。

【０１２１】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、窓領域のｐ型クラッド層のキャップ層側付近には主
として第２ドーパントが配設され、窓領域のｐ型クラッ
ド層の活性層側付近には主として第１ドーパントが配設
される構成としている。

【０１２２】従って、窓領域形成時の熱アニールで、拡
散定数の大きな第２ドーパントが拡散定数の小さな第１
ドーパントの活性層への拡散を効果的に促進する。従っ
て、アニール温度のさらなる低温化を図ることができ、
動作電流及び動作電圧の増大を防止できる。その結果、
動作電流及び動作電圧の増大を防止でき、高出力で高信
頼性の半導体レーザ素子を得ることができる。

【０１２３】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、活性領域の活性層またはｎ型クラッド層に、第１ド
ーパントがほとんど存在しない構成としている。

【０１２４】従って、窓領域形成時の熱アニールで、活
性領域での第１ドーパントの活性層またはｎ型クラッド
層への拡散を抑制することにより、動作電流及び動作電
圧の増大を防止でき、高出力で高信頼性の半導体レーザ
素子を得ることができる。

【０１２５】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、窓領域のｐ型クラッド層のキャップ層側付近におけ
る第２ドーパントの濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上、１×
１０¹⁹ｃｍ^-3以下である構成としている。

【０１２６】従って、第２ドーパントの濃度を所定の範
囲に設定することにより、窓領域形成時の熱アニールに
伴う特性悪化を防止することができる。

【０１２７】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、ｐ型クラッド層の活性層側付近における第１ドーパ
ントの濃度が５×１０¹⁷ｃｍ^-3以上、３×１０¹⁸ｃｍ^-3
以下である構成としている。

【０１２８】従って、第１ドーパントの濃度を所定の範
囲に設定することにより、窓領域形成時の熱アニールに
伴う特性悪化を防止することができる。

【０１２９】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、第１ドーパントと第２ドーパントの組み合わせが、
各々ベリリウムと亜鉛、ベリリウムとマグネシウム、ま
たは、亜鉛とマグネシウム、である構成としている。

【０１３０】従って、第１ドーパントと第２ドーパント
の組合せを必要に応じて選択することができ、所望の窓
領域を制御よく形成することができる。

【０１３１】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、窓領域上部のリッジ上部に電流阻止層を有し、その
長さが窓領域の長さよりも長い構成としている。

【０１３２】従って、窓領域のｐ型クラッド層への電流
リークによる半導体レーザ素子の特性悪化を抑制でき、
特性安定化に好適である。

【０１３３】また、本発明の半導体レーザ素子によれ
ば、半導体の構成材料が、インジウム、ガリウム、リン
を少なくとも含む構成としている。

【０１３４】従って、半導体の構成材料の選択の幅が大
きくなり、所望の発振波長を持つ半導体レーザ素子を得
ることができる。

【０１３５】また、本発明の半導体レーザ素子の製造方
法によれば、半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活性
層、第１ドーパントを有するｐ型クラッド層とｐ型キャ
ップ層を成長する工程、その上に共振器端面付近に相当
する部分にのみ、第１ドーパントよりも拡散定数の大き
な第２ドーパントとなる拡散源を形成する工程、次に熱
アニールによりｐ型クラッド層に第２ドーパントを拡散
して、ｐ型クラッド層中の第１ドーパントの活性層への
拡散を促進させて、活性層のバンドギャップを共振器内
部よりも増大させて窓領域を形成する工程、とを少なく
とも含む構成としている。

【０１３６】従って、高出力で高信頼性の半導体レーザ
素子を得るための制御性に優れた製造方法を得ることが
できる。

【０１３７】さらに、本発明の半導体レーザ素子の製造
方法によれば、半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活性
層、第１ドーパントを有するｐ型クラッド層と第１ドー
パントよりも拡散定数の大きな第２ドーパントを有する
ｐ型キャップ層を成長する工程、共振器端面付近に相当
する部分のｐ型キャップ層を選択的に厚く形成し、熱ア
ニールによりｐ型キャップ層の第２ドーパントをｐ型ク
ラッド層に拡散させて、ｐ型クラッド層中の第１ドーパ
ントの活性層への拡散を促進させて、活性層のバンドギ
ャップを共振器内部よりも増大させて窓領域を形成する
工程、とを少なくとも含む構成としている。

【０１３８】従って、拡散定数の大きな第２ドーパント
を含むキャップ層を活性層、クラッド層と同時に形成で
き、制御性に優れた製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に関する半導体レー
ザ素子の斜視図である。

【図２】本発明の図１のＡ−Ａ’断面図であり、リッジ
ストライプ中央部のリッジストライプの長手方向に平行
な方向の断面図である。

【図３】本発明の図１のＢ−Ｂ’断面図であり、共振器
中央部のリッジストライプの長手方向に垂直な方向の断
面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に関する半導体レー
ザ素子の製造方法に関する図であり、（ａ）はｎ−Ｇａ
Ａｓ基板からｐ−キャップ層までの工程を示す図、
（ｂ）はＺｎＯｘストライプの形成からＳｉＯ２キャッ
プを形成するまでの工程を示す図、（ｃ）は窓領域及び
活性領域を形成工程を示す図、（ｄ）はリッジストライ
プを形成する工程を示す図、である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に関する半導体レー
ザ素子のｐ−キャップ層１０７表面からｎ−クラッド層
１０１へのｐ型不純物（Ｚｎ、Ｂｅ）の濃度分布を示す
図であり、（ａ）は窓領域１２１の各層の濃度分布を示
す図であり、（ｂ）は活性領域１２２の各層の濃度分布
を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に関する半導体レー
ザ素子の斜視図である。

【図７】本発明の図６のＣ−Ｃ’断面図であり、リッジ
ストライプ中央部のリッジストライプの長手方向に平行
な方向の断面図である。

【図８】本発明の図６のＤ−Ｄ’断面図であり、共振器
中央部のリッジストライプの長手方向に垂直な方向の断
面図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態に関する半導体レー
ザ素子の製造方法に関する図であり、（ａ）はｎ−Ｇａ
Ａｓ基板からｐ−キャップ層までの工程を示す図、
（ｂ）はＺｎＯｘストライプの形成からＳｉＯ２キャッ
プを形成するまでの工程を示す図、（ｃ）は窓領域及び
活性領域を形成工程を示す図、（ｄ）はリッジストライ
プを形成する工程を示す図、である。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に関する半導体レ
ーザ素子のｐ−キャップ層２０７表面からｎ−クラッド
層２０１へのｐ型不純物（Ｍｇ、Ｂｅ）の濃度分布を示
す図であり、（ａ）は窓領域２２１の各層の濃度分布を
示す図であり、（ｂ）は活性領域２２２の各層の濃度分
布を示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に関する半導体レ
ーザ素子の斜視図である。

【図１２】本発明の図６のＣ−Ｃ’断面図であり、リッ
ジストライプ中央部のリッジストライプの長手方向に平
行な方向の断面図である。

【図１３】本発明の図６のＤ−Ｄ’断面図であり、共振
器中央部のリッジストライプの長手方向に垂直な方向の
断面図である。

【図１４】本発明の第３の実施の形態に関する半導体レ
ーザ素子の製造方法に関する図であり、（ａ）はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板からｐ−キャップ層までの工程を示す図、
（ｂ）はＺｎＯｘストライプの形成からＳｉＯ２キャッ
プを形成するまでの工程を示す図、（ｃ）は窓領域及び
活性領域を形成工程を示す図、（ｄ）はリッジストライ
プを形成する工程を示す図、である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態に関する半導体レ
ーザ素子のｐ−キャップ層３０７表面からｎ−クラッド
層３０１へのｐ型不純物（Ｍｇ、Ｚｎ）の濃度分布を示
す図であり、（ａ）は窓領域３２１の各層の濃度分布を
示す図であり、（ｂ）は活性領域３２２の各層の濃度分
布を示す図である。

【図１６】従来例の半導体レーザ素子の斜視図である。

【図１７】従来例の図１６のＧ−Ｇ’における断面図で
ある。

【図１８】従来例の半導体レーザ素子のリッジストライ
プ７内部のｐ−上クラッド層６表面かｎ−クラッド層２
へのｐ型不純物（Ｚｎ）の濃度分布を示す図であり、
（ａ）は窓領域のＺｎの濃度分布を示す図であり、
（ｂ）は活性領域のＺｎの濃度分布を示す図である。

【符号の説明】 １００、２００、３００ ｎ−ＧａＡｓ基板 １０１、２０１、３０１ ｎ−第１下クラッド層 １０１Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ 活性領域におけるｎ−
第１下クラッド層 １０１Ｗ、２０１Ｗ、３０１Ｗ 窓領域におけるｎ−第
１下クラッド層 １０２、２０２、３０２ 量子井戸活性層（活性
層） １０２Ａ、２０２Ａ、３０２Ａ 活性領域における量子
井戸活性層（活性層） １０２Ｗ、２０２Ｗ、３０２Ｗ 窓領域における量子井
戸活性層（活性層） １０３、２０３、３０３ ｐ−第１上クラッド層 １０３Ａ、２０３Ａ、３０３Ａ 活性領域におけるｐ−
第１上クラッド層 １０３Ｗ、２０３Ｗ、３０３Ｗ 窓領域におけるｐ−第
１上クラッド層 １０４、２０４、３０４ ｐ−エッチング停止層 １０５、２０５、３０５ リッジストライプ １０５Ａ、２０５Ａ、３０５Ａ 活性領域におけるリッ
ジストライプ １０５Ｗ、２０５Ｗ、３０５Ｗ 窓領域におけるリッジ
ストライプ １０６、２０６、３０６ ｐ−第２上クラッド層 １０６Ａ、２０６Ａ、３０６Ａ 活性領域におけるｐ−
第２上クラッド層 １０６Ｗ、２０６Ｗ、３０６Ｗ 窓領域におけるｐ−第
２上クラッド層 １０７、２０７、３０７ ｐ−キャップ層 １０７Ａ、２０７Ａ、３０７Ａ 活性領域におけるｐ−
キャップ層 １０７Ｗ、２０７Ｗ、３０７Ｗ 窓領域におけるｐ−キ
ャップ層 １０８、２０８、３０８ ｎ−電流阻止層 １０９、２０９、３０９ ｐ−コンタクト層 １１０、２１０、３１０ ｎ−電極 １１１、２１１、３１１ ｐ−電極 １２１、２２１、３２１ 窓領域 １２２、２２２、３２２ 活性領域 １３１ ＺｎＯストライプ １３２ ＳｉＯ２キャップ ２３１、３３１ ＳｉＯ２マスク ２３２ 拡散層

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活性
   層、ｐ型クラッド層、ｐ型キャップ層を有し、各半導体
   層に垂直な共振器端面を有し、該共振器端面の少なくと
   も一方の端面付近における活性層のバンドギャップが共
   振器内部の活性層のバンドギャップよりも大きい窓領域
   を有する半導体レーザ素子において、 該窓領域のｐ型クラッド層には第１ドーパントと第１ド
   ーパントより拡散定数の大きい第２ドーパントとが混在
   し、該窓領域以外の活性領域のｐ型クラッド層には第１
   ドーパントが第２ドーパントより高濃度に存在すること
   を特徴とする半導体レーザ素子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザ素子におい
   て、 前記窓領域のｐ型キャップ層における前記第２ドーパン
   トの濃度が前記第１ドーパントの濃度より高いことを特
   徴とする半導体レーザ素子。
3. 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザ素子におい
   て、 前記窓領域以外の共振器内部のｐ型クラッド層には第１
   ドーパントの濃度が優位的に存在することを特徴とする
   半導体レーザ素子。
4. 【請求項４】 請求項１記載の半導体レーザ素子におい
   て、 前記窓領域のｐ型クラッド層のキャップ層側付近には主
   として第２ドーパントが配設され、 前記窓領域のｐ型クラッド層の活性層側付近には主とし
   て第１ドーパントが配設されることを特徴とする半導体
   レーザ素子。
5. 【請求項５】 請求項１記載の半導体レーザ素子におい
   て、 活性領域の活性層またはｎ型クラッド層に、第１ドーパ
   ントがほとんど存在しないことを特徴とする半導体レー
   ザ素子。
6. 【請求項６】 請求項４記載の半導体レーザ素子におい
   て、 前記窓領域のｐ型クラッド層のキャップ層側付近におけ
   る第２ドーパントの濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上、１×
   １０¹⁹ｃｍ^-3以下であることを特徴とする半導体レーザ
   素子。
7. 【請求項７】 請求項４記載の半導体レーザ素子におい
   て、 ｐ型クラッド層の活性層側付近における第１ドーパント
   の濃度が５×１０¹⁷ｃｍ^-3以上、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下
   であることを特徴とする半導体レーザ素子。
8. 【請求項８】 請求項１または請求項４記載の半導体レ
   ーザ素子において、 第１ドーパントと第２ドーパントの組み合わせが、各々
   ベリリウムと亜鉛、ベリリウムとマグネシウム、また
   は、亜鉛とマグネシウム、であることを特徴とする半導
   体レーザ素子。
9. 【請求項９】 請求項１記載の半導体レーザ素子におい
   て、 窓領域上部のリッジ上部に電流阻止層を有し、その長さ
   が窓領域の長さよりも長いことを特徴とする半導体レー
   ザ素子。
10. 【請求項１０】 請求項１記載の半導体レーザ素子にお
    いて、 前記半導体の構成材料が、インジウム、ガリウム、リン
    を少なくとも含むことを特徴とする半導体レーザ素子。
11. 【請求項１１】 半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活
    性層、第１ドーパントを有するｐ型クラッド層とｐ型キ
    ャップ層を成長する工程、 その上に共振器端面付近に相当する部分にのみ、第１ド
    ーパントよりも拡散定数の大きな第２ドーパントとなる
    拡散源を形成する工程、 次に熱アニールによりｐ型クラッド層に第２ドーパント
    を拡散して、ｐ型クラッド層中の第１ドーパントの活性
    層への拡散を促進させて、活性層のバンドギャップを共
    振器内部よりも増大させて窓領域を形成する工程、 とを少なくとも含むことを特徴とする半導体レーザ素子
    の製造方法。
12. 【請求項１２】 半導体基板上に、ｎ型クラッド層、活
    性層、第１ドーパントを有するｐ型クラッド層と第１ド
    ーパントよりも拡散定数の大きな第２ドーパントを有す
    るｐ型キャップ層を成長する工程、 共振器端面付近に相当する部分のｐ型キャップ層を選択
    的に厚く形成し、熱アニールによりｐ型キャップ層の第
    ２ドーパントをｐ型クラッド層に拡散させて、ｐ型クラ
    ッド層中の第１ドーパントの活性層への拡散を促進させ
    て、活性層のバンドギャップを共振器内部よりも増大さ
    せて窓領域を形成する工程、 とを少なくとも含むことを特徴とする半導体レーザ素子
    の製造方法。