JP2001332812A - 面発光半導体レーザ素子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出力特性を劣化させることなく動作電圧を
低減させることができる面発光半導体レーザ素子を提供
する。 【解決手段】 複数の半導体材料をヘテロ接合して成る
一対の反射鏡層構造２，５の間に発光層４を配置した層
構造が基板の上に形成され、かつ、反射鏡層構造２，５
に不純物がドーピングされている面発光半導体レーザ素
子において、反射鏡層構造２，５のうち前記発光層４の
近傍に位置する領域２Ａ（５Ａ）における不純物のドー
ピング濃度は、他の領域２Ｂ（５Ｂ）における不純物の
ドーピング濃度よりも相対的に低濃度であり、かつ、発
光層の近傍に位置する領域２Ａ（５Ａ）を構成する半導
体材料の相互間におけるエネルギーギャップ差ΔＥｇ
（２Ａ，５Ａ）は、他の領域２Ｂ（５Ｂ）を構成する半
導体材料の相互間におけるエネルギーギャップ差ΔＥｇ
（２Ｂ，５Ｂ）よりも相対的に小さい面発光半導体レー
ザ素子。
低減させることができる面発光半導体レーザ素子を提供
する。 【解決手段】 複数の半導体材料をヘテロ接合して成る
一対の反射鏡層構造２，５の間に発光層４を配置した層
構造が基板の上に形成され、かつ、反射鏡層構造２，５
に不純物がドーピングされている面発光半導体レーザ素
子において、反射鏡層構造２，５のうち前記発光層４の
近傍に位置する領域２Ａ（５Ａ）における不純物のドー
ピング濃度は、他の領域２Ｂ（５Ｂ）における不純物の
ドーピング濃度よりも相対的に低濃度であり、かつ、発
光層の近傍に位置する領域２Ａ（５Ａ）を構成する半導
体材料の相互間におけるエネルギーギャップ差ΔＥｇ
（２Ａ，５Ａ）は、他の領域２Ｂ（５Ｂ）を構成する半
導体材料の相互間におけるエネルギーギャップ差ΔＥｇ
（２Ｂ，５Ｂ）よりも相対的に小さい面発光半導体レー
ザ素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は面発光半導体レーザ
素子に関し、更に詳しくは、光出力特性を劣化させるこ
となく、動作電圧の低減を可能にする面発光半導体レー
ザ素子に関する。
素子に関し、更に詳しくは、光出力特性を劣化させるこ
となく、動作電圧の低減を可能にする面発光半導体レー
ザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大容量光通信網の構築、または光
インターコネクションや光コンピューティングなどの光
データ通信システムの構築の実現を目指す研究が進めら
れているが、これらの光源として面発光半導体レーザ素
子が注目を集めている。このような面発光半導体レーザ
素子の１例を図６に示す。
インターコネクションや光コンピューティングなどの光
データ通信システムの構築の実現を目指す研究が進めら
れているが、これらの光源として面発光半導体レーザ素
子が注目を集めている。このような面発光半導体レーザ
素子の１例を図６に示す。
【０００３】この素子では、まず、例えばｎ型ＧａＡｓ
から成る基板１の上に下部反射鏡層構造２が形成されて
いる。この下部反射鏡構造２は、いわゆるＤＢＲ（Dist
ributed Bragg's Reflector）多層膜であって、互いに
組成が異なり、屈折率が異なる半導体材料をヘテロ接合
して１ペアとした層を、交互に複数ペア積層して構成し
たものである。
から成る基板１の上に下部反射鏡層構造２が形成されて
いる。この下部反射鏡構造２は、いわゆるＤＢＲ（Dist
ributed Bragg's Reflector）多層膜であって、互いに
組成が異なり、屈折率が異なる半導体材料をヘテロ接合
して１ペアとした層を、交互に複数ペア積層して構成し
たものである。
【０００４】そして、この下部反射鏡層構造２の上に
は、例えばノンドープのＡｌＧａＡｓから成る下部クラ
ッド層３ａ，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓで形成した量子井
戸構造から成る発光層４，ノンドープのＡｌＧａＡｓか
ら成る上部クラッド層３ｂが順次積層され、更にこの上
部クラッド層３ｂの上に、組成が、すなわち屈折率が異
なる例えばｐ型のＡｌＧａＡｓを交互にヘテロ接合して
成るＤＢＲ多層膜構造が上部反射鏡層構造５として形成
されたのち、この上部反射鏡層構造５の最上層の表面に
は、ｐ型のＧａＡｓ層（キャップ層）６が形成されて全
体の層構造を構成している。そして、上記層構造の少な
くとも下部反射鏡層構造２の上面に至るまでの部分がエ
ッチング除去されて、中央部には、柱状の層構造が形成
されている。
は、例えばノンドープのＡｌＧａＡｓから成る下部クラ
ッド層３ａ，ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓで形成した量子井
戸構造から成る発光層４，ノンドープのＡｌＧａＡｓか
ら成る上部クラッド層３ｂが順次積層され、更にこの上
部クラッド層３ｂの上に、組成が、すなわち屈折率が異
なる例えばｐ型のＡｌＧａＡｓを交互にヘテロ接合して
成るＤＢＲ多層膜構造が上部反射鏡層構造５として形成
されたのち、この上部反射鏡層構造５の最上層の表面に
は、ｐ型のＧａＡｓ層（キャップ層）６が形成されて全
体の層構造を構成している。そして、上記層構造の少な
くとも下部反射鏡層構造２の上面に至るまでの部分がエ
ッチング除去されて、中央部には、柱状の層構造が形成
されている。
【０００５】中央に位置する柱状の層構造におけるキャ
ップ層６の上面の周縁部近傍には例えばＡｕＺｎから成
る円環形状をした上部電極７ａが形成され、また基板１
の裏面には例えばＡｕＧｅＮｉ／Ａｕから成る下部電極
７ｂが形成されている。そして、全体の表面のうち、柱
状部の側面５ａ、および、キャップ層６の表面のうち上
部電極７ａの外側に位置する周縁部６ｂとが例えば窒化
けい素（例えばＳｉ3Ｎ4）から成る誘電体膜８で被覆さ
れることにより、キャップ層６における中央部の表面、
すなわち上部電極７ａの内側の部分６ａがレーザ光の出
射窓として形成され、更に上部電極７ａと誘電体膜８の
表面を被覆して例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電極引
き出し用の金属膜パッド９が形成されている。
ップ層６の上面の周縁部近傍には例えばＡｕＺｎから成
る円環形状をした上部電極７ａが形成され、また基板１
の裏面には例えばＡｕＧｅＮｉ／Ａｕから成る下部電極
７ｂが形成されている。そして、全体の表面のうち、柱
状部の側面５ａ、および、キャップ層６の表面のうち上
部電極７ａの外側に位置する周縁部６ｂとが例えば窒化
けい素（例えばＳｉ3Ｎ4）から成る誘電体膜８で被覆さ
れることにより、キャップ層６における中央部の表面、
すなわち上部電極７ａの内側の部分６ａがレーザ光の出
射窓として形成され、更に上部電極７ａと誘電体膜８の
表面を被覆して例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電極引
き出し用の金属膜パッド９が形成されている。
【０００６】また、このレーザ素子においては、上部反
射鏡層構造５の最下層、すなわち発光層４に最も近い場
所に位置する層５ａは例えばｐ型のＡｌＡｓで形成され
ている。そして、上記した層５ａの外側部分は、層５ａ
を構成しているＡｌＡｓのみを選択的に酸化することに
よって形成された、平面視形状が円環形状をしているＡ
ｌ2Ｏ3を主体とした絶縁領域５ｂになっており、層５ａ
の中央部は未酸化状態のＡｌＡｓから成る電流注入経路
５ｃになっていて、全体として、発光層４に対する電流
狭窄構造が形成されている。
射鏡層構造５の最下層、すなわち発光層４に最も近い場
所に位置する層５ａは例えばｐ型のＡｌＡｓで形成され
ている。そして、上記した層５ａの外側部分は、層５ａ
を構成しているＡｌＡｓのみを選択的に酸化することに
よって形成された、平面視形状が円環形状をしているＡ
ｌ2Ｏ3を主体とした絶縁領域５ｂになっており、層５ａ
の中央部は未酸化状態のＡｌＡｓから成る電流注入経路
５ｃになっていて、全体として、発光層４に対する電流
狭窄構造が形成されている。
【０００７】このレーザ素子においては、上部電極７ａ
と下部電極７ｂを動作させることにより、発光層４にお
ける発光は上記した一対の反射鏡層構造２，５の間で励
起してレーザ発振が起こり、そのレーザ光はキャップ層
６を通過してその表面部分６ａ（レーザ光の出射窓）か
ら矢印のように、すなわち基板１の垂直上方に発振して
いく。
と下部電極７ｂを動作させることにより、発光層４にお
ける発光は上記した一対の反射鏡層構造２，５の間で励
起してレーザ発振が起こり、そのレーザ光はキャップ層
６を通過してその表面部分６ａ（レーザ光の出射窓）か
ら矢印のように、すなわち基板１の垂直上方に発振して
いく。
【０００８】ところで、上記した反射鏡層構造は、互い
に屈折率が異なる（組成が異なる）複数の半導体材料を
交互にヘテロ接合して構成した層構造であるため、一般
に、その層厚方向における電気抵抗が高い。そのため、
高光出力の発振を目的として動作電流を大きくすると、
抵抗発熱も大きくなって、素子の光出力が著しく低下し
てしまう。このようなことから、反射鏡層構造を低抵抗
化することが好ましい。
に屈折率が異なる（組成が異なる）複数の半導体材料を
交互にヘテロ接合して構成した層構造であるため、一般
に、その層厚方向における電気抵抗が高い。そのため、
高光出力の発振を目的として動作電流を大きくすると、
抵抗発熱も大きくなって、素子の光出力が著しく低下し
てしまう。このようなことから、反射鏡層構造を低抵抗
化することが好ましい。
【０００９】この反射鏡層構造の低抵抗化を実現する方
法に関しては次のような方法が知られている。すなわ
ち、互いに隣接してヘテロ接合している半導体材料の層
のうち、エネルギーギャップが広い方の半導体層におけ
る当該ヘテロ接合界面の近傍に炭素（Ｃ）のような不純
物を高い濃度でドーピングする方法である。そしてこの
方法は既に実施されている。
法に関しては次のような方法が知られている。すなわ
ち、互いに隣接してヘテロ接合している半導体材料の層
のうち、エネルギーギャップが広い方の半導体層におけ
る当該ヘテロ接合界面の近傍に炭素（Ｃ）のような不純
物を高い濃度でドーピングする方法である。そしてこの
方法は既に実施されている。
【００１０】しかしながら、反射鏡層構造のうち、発光
層の近傍に位置している領域における不純物のドーピン
グ濃度を高めると、その領域での光吸収が顕著となり、
その結果、素子の光出力特性が劣化するという問題が発
生してくる。このように、反射鏡層構造のうち、発光層
の近傍に位置する領域に不純物を高濃度でドーピングす
れば反射鏡層構造の低抵抗化を実現することはできると
はいえ、そのときには素子の光出力特性が劣化し、逆に
光出力特性の劣化を抑制するために不純物のドーピング
濃度を低くすれば、反射鏡層構造は高抵抗になって動作
電流を低減することができなくなるという問題がある。
層の近傍に位置している領域における不純物のドーピン
グ濃度を高めると、その領域での光吸収が顕著となり、
その結果、素子の光出力特性が劣化するという問題が発
生してくる。このように、反射鏡層構造のうち、発光層
の近傍に位置する領域に不純物を高濃度でドーピングす
れば反射鏡層構造の低抵抗化を実現することはできると
はいえ、そのときには素子の光出力特性が劣化し、逆に
光出力特性の劣化を抑制するために不純物のドーピング
濃度を低くすれば、反射鏡層構造は高抵抗になって動作
電流を低減することができなくなるという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、反射鏡層構
造への不純物ドーピング時に従来生じていた上記した問
題を解決し、不純物のドーピングによっても素子の光出
力特性の劣化を招くことなく反射鏡層構造を低抵抗化せ
しめた新規な面発光半導体レーザ素子の提供を目的とす
る。
造への不純物ドーピング時に従来生じていた上記した問
題を解決し、不純物のドーピングによっても素子の光出
力特性の劣化を招くことなく反射鏡層構造を低抵抗化せ
しめた新規な面発光半導体レーザ素子の提供を目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、複数の半導体材料をヘテロ
接合して成る一対の反射鏡層構造の間に発光層を配置し
た層構造が基板の上に形成され、かつ、前記反射鏡層構
造に不純物がドーピングされている面発光半導体レーザ
素子において、前記反射鏡層構造のうち前記発光層の近
傍に位置する領域における不純物のドーピング濃度は、
他の領域における不純物のドーピング濃度よりも相対的
に低濃度であり、かつ、前記発光層の近傍に位置する領
域を構成する半導体材料の相互間におけるエネルギーギ
ャップ差は、前記他の領域を構成する半導体材料の相互
間におけるエネルギーギャップ差よりも相対的に小さい
ことを特徴とする面発光半導体レーザ素子が提供され
る。
ために、本発明においては、複数の半導体材料をヘテロ
接合して成る一対の反射鏡層構造の間に発光層を配置し
た層構造が基板の上に形成され、かつ、前記反射鏡層構
造に不純物がドーピングされている面発光半導体レーザ
素子において、前記反射鏡層構造のうち前記発光層の近
傍に位置する領域における不純物のドーピング濃度は、
他の領域における不純物のドーピング濃度よりも相対的
に低濃度であり、かつ、前記発光層の近傍に位置する領
域を構成する半導体材料の相互間におけるエネルギーギ
ャップ差は、前記他の領域を構成する半導体材料の相互
間におけるエネルギーギャップ差よりも相対的に小さい
ことを特徴とする面発光半導体レーザ素子が提供され
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明のレーザ素子における全体
の層構造は図６で示した層構造と基本的に同じである
が、ここで、基板としてｎ型ＧａＡｓ基板を用い、半導
体材料としてＡｌxＧａ1-xＡｓ（０≦ｘ≦１）を用いた
場合の詳細な１例を図１に示す。図１において、その横
軸はｎ型ＧａＡｓ基板１からｐ型ＧａＡｓキャップ層６
の間に形成されている層構造の種類を示し、縦軸は各半
導体層を構成する半導体材料の組成とエネルギーギャッ
プの大小を示している。
の層構造は図６で示した層構造と基本的に同じである
が、ここで、基板としてｎ型ＧａＡｓ基板を用い、半導
体材料としてＡｌxＧａ1-xＡｓ（０≦ｘ≦１）を用いた
場合の詳細な１例を図１に示す。図１において、その横
軸はｎ型ＧａＡｓ基板１からｐ型ＧａＡｓキャップ層６
の間に形成されている層構造の種類を示し、縦軸は各半
導体層を構成する半導体材料の組成とエネルギーギャッ
プの大小を示している。
【００１４】このレーザ素子においては、ｎ型ＧａＡｓ
基板１の上に、ｎ型の下部反射鏡層構造２、ｎ型の下部
クラッド層３ａ、井戸層４Ａと障壁層４Ｂから成り、３
個の量子井戸構造を有するノンドープの発光層４、ｐ型
の上部クラッド層３ｂ、ｐ型の上部反射鏡層構造５が順
次積層されて前記発光層が一対の反射鏡層構造２，５の
間に配置され、そして反射鏡層構造５の上にはｐ型Ｇａ
Ａｓから成るキャップ層６が形成されている。
基板１の上に、ｎ型の下部反射鏡層構造２、ｎ型の下部
クラッド層３ａ、井戸層４Ａと障壁層４Ｂから成り、３
個の量子井戸構造を有するノンドープの発光層４、ｐ型
の上部クラッド層３ｂ、ｐ型の上部反射鏡層構造５が順
次積層されて前記発光層が一対の反射鏡層構造２，５の
間に配置され、そして反射鏡層構造５の上にはｐ型Ｇａ
Ａｓから成るキャップ層６が形成されている。
【００１５】本発明では、上記層構造において、下部反
射鏡層構造２と上部反射鏡層構造５は、いずれも、後述
するような、発光層４を中心にして発光層の近傍に位置
する領域（以下、近傍領域という）と、その近傍領域の
外側に位置する領域（以下、離隔領域という）とをもっ
て構成されている。ここで、下部反射鏡層構造２と上部
反射鏡層構造５の離隔領域２Ｂ（５Ｂ）は、いずれも、
Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓから成る高エネルギーバンドの層２
Ｂ1（５Ｂ1）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓから成る低エネルギ
ーバンドの層２Ｂ2（５Ｂ2）をヘテロ接合して形成した
１ペアを複数ペア積層した層構造になっている。そし
て、層２Ｂ1（５Ｂ1）と層２Ｂ2（５Ｂ2）の間には、図
の２個の段差で示したように、Ａｌ0.7Ｇａ0.3ＡｓとＡ
ｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓを用いた２層の擬似組成傾斜層が挿入
されている。
射鏡層構造２と上部反射鏡層構造５は、いずれも、後述
するような、発光層４を中心にして発光層の近傍に位置
する領域（以下、近傍領域という）と、その近傍領域の
外側に位置する領域（以下、離隔領域という）とをもっ
て構成されている。ここで、下部反射鏡層構造２と上部
反射鏡層構造５の離隔領域２Ｂ（５Ｂ）は、いずれも、
Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓから成る高エネルギーバンドの層２
Ｂ1（５Ｂ1）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓから成る低エネルギ
ーバンドの層２Ｂ2（５Ｂ2）をヘテロ接合して形成した
１ペアを複数ペア積層した層構造になっている。そし
て、層２Ｂ1（５Ｂ1）と層２Ｂ2（５Ｂ2）の間には、図
の２個の段差で示したように、Ａｌ0.7Ｇａ0.3ＡｓとＡ
ｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓを用いた２層の擬似組成傾斜層が挿入
されている。
【００１６】下部反射鏡層構造２の近傍領域２Ａにおい
ては、Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓから成る低エネルギーバンド
の層２Ａ2とＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓから成る高エネルギー
バンドの層２Ａ1をヘテロ接合して形成した１ペアを複
数ペア積層した層構造になっている。また、上部反射鏡
層構造５の近傍領域５Ａにおいては、Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａ
ｓから成る高エネルギーバンドの層５Ａ1とＡｌ0.2Ｇａ
0.8Ａｓから成る低エネルギーバンドの層５Ａ2をヘテロ
接合して形成した１ペアを複数ペア積層した層構造にな
っていて、各層の間にはＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓから成る１
層が組成傾斜層として挿入されている。ただし、この近
傍領域５Ａにおいて、上部クラッド層３ｂの直上に形成
される層５Ａ1の場合、最下層はＡｌＡｓ層５ａになっ
ていて、前記した電流狭窄構造を形成できるようになっ
ている。
ては、Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓから成る低エネルギーバンド
の層２Ａ2とＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓから成る高エネルギー
バンドの層２Ａ1をヘテロ接合して形成した１ペアを複
数ペア積層した層構造になっている。また、上部反射鏡
層構造５の近傍領域５Ａにおいては、Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａ
ｓから成る高エネルギーバンドの層５Ａ1とＡｌ0.2Ｇａ
0.8Ａｓから成る低エネルギーバンドの層５Ａ2をヘテロ
接合して形成した１ペアを複数ペア積層した層構造にな
っていて、各層の間にはＡｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓから成る１
層が組成傾斜層として挿入されている。ただし、この近
傍領域５Ａにおいて、上部クラッド層３ｂの直上に形成
される層５Ａ1の場合、最下層はＡｌＡｓ層５ａになっ
ていて、前記した電流狭窄構造を形成できるようになっ
ている。
【００１７】なお、図１の層構造において、下部反射鏡
層構造２と上部反射鏡層構造５の間に配置される発光層
４は、ノンドープのＧａＡｓから成る井戸層４Ａとノン
ドープのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓから成る障壁層４Ｂで構成
される量子井戸構造を有し、この発光層４の上下には、
いずれもノンドープのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓから成る上部
クラッド層３ｂと下部クラッド層３ａが配置されてい
る。本発明のレーザ素子の場合、図１に基づいて説明し
た上記層構造が次のようになっていることを特徴とす
る。
層構造２と上部反射鏡層構造５の間に配置される発光層
４は、ノンドープのＧａＡｓから成る井戸層４Ａとノン
ドープのＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓから成る障壁層４Ｂで構成
される量子井戸構造を有し、この発光層４の上下には、
いずれもノンドープのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓから成る上部
クラッド層３ｂと下部クラッド層３ａが配置されてい
る。本発明のレーザ素子の場合、図１に基づいて説明し
た上記層構造が次のようになっていることを特徴とす
る。
【００１８】（１）まず、各反射鏡層構造において、近
傍領域の不純物のドーピング濃度が、離隔領域の不純物
のドーピング濃度よりも相対的に低濃度になっているこ
とである。その１例を図２に示す。例示した図２の場
合、下部反射鏡層構造２の離隔領域２Ｂでは、各半導体
層にシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型の不純物がドーピン
グされ、その濃度は１×１０ 18cm-3になっている。そし
て、その上に位置する近傍領域２Ａでは、ｎ型不純物の
ドーピング濃度が５×１０17cm-3になっている。また、
上部反射鏡層構造５の場合、その近傍領域５Ａには炭素
（Ｃ）のようなｐ型の不純物がドーピングされ、その濃
度は５×１０17cm-3になっている。そしてその上に位置
する離隔領域５Ｂではｐ型不純物のドーピング濃度が１
×１０18cm-3に設定されている。なお、離隔領域５Ｂに
おける高濃度ピークは、いずれも、スパイク低減のため
に設けたものである。
傍領域の不純物のドーピング濃度が、離隔領域の不純物
のドーピング濃度よりも相対的に低濃度になっているこ
とである。その１例を図２に示す。例示した図２の場
合、下部反射鏡層構造２の離隔領域２Ｂでは、各半導体
層にシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型の不純物がドーピン
グされ、その濃度は１×１０ 18cm-3になっている。そし
て、その上に位置する近傍領域２Ａでは、ｎ型不純物の
ドーピング濃度が５×１０17cm-3になっている。また、
上部反射鏡層構造５の場合、その近傍領域５Ａには炭素
（Ｃ）のようなｐ型の不純物がドーピングされ、その濃
度は５×１０17cm-3になっている。そしてその上に位置
する離隔領域５Ｂではｐ型不純物のドーピング濃度が１
×１０18cm-3に設定されている。なお、離隔領域５Ｂに
おける高濃度ピークは、いずれも、スパイク低減のため
に設けたものである。
【００１９】ここで、近傍領域２Ａ（５Ａ）は、前記し
たヘテロ接合して成るペア数が２〜５ペアに亘って低濃
度ドーピングして形成することが好ましい。この近傍領
域２Ａ（５Ａ）をあまり多数の前記ペアで形成すると、
反射鏡層構造は高抵抗化し、更に発熱により光出力特性
の劣化が起こりはじめるからである。また、離隔領域と
近傍領域のいずれにおいても、ドーピング濃度を高くし
すぎると、反射鏡層構造は低抵抗化するとはいえ、ＤＢ
Ｒ多層膜である反射鏡層構造としての機能喪失を招くよ
うになるので、離隔領域では０.５〜５×１０18cm-3程
度、近傍領域では１〜５×１０17cm-3程度にそれぞれの
ドーピング濃度を規制することが好ましい。
たヘテロ接合して成るペア数が２〜５ペアに亘って低濃
度ドーピングして形成することが好ましい。この近傍領
域２Ａ（５Ａ）をあまり多数の前記ペアで形成すると、
反射鏡層構造は高抵抗化し、更に発熱により光出力特性
の劣化が起こりはじめるからである。また、離隔領域と
近傍領域のいずれにおいても、ドーピング濃度を高くし
すぎると、反射鏡層構造は低抵抗化するとはいえ、ＤＢ
Ｒ多層膜である反射鏡層構造としての機能喪失を招くよ
うになるので、離隔領域では０.５〜５×１０18cm-3程
度、近傍領域では１〜５×１０17cm-3程度にそれぞれの
ドーピング濃度を規制することが好ましい。
【００２０】（２）他の特徴は、図１で示したように、
近傍領域２Ａ（５Ａ）を構成する層２Ａ1（５Ａ1）と層
２Ａ2（５Ａ2）とのエネルギーギャップ差ΔＥｇ（２
Ａ，５Ａ）が、離隔領域２Ｂ（５Ｂ）を構成する層２Ｂ
1（５Ｂ1）と層２Ｂ2（５Ｂ2）とのエネルギーギャップ
差ΔＥｇ（２Ｂ，５Ｂ）よりも相対的に小さいことであ
る。
近傍領域２Ａ（５Ａ）を構成する層２Ａ1（５Ａ1）と層
２Ａ2（５Ａ2）とのエネルギーギャップ差ΔＥｇ（２
Ａ，５Ａ）が、離隔領域２Ｂ（５Ｂ）を構成する層２Ｂ
1（５Ｂ1）と層２Ｂ2（５Ｂ2）とのエネルギーギャップ
差ΔＥｇ（２Ｂ，５Ｂ）よりも相対的に小さいことであ
る。
【００２１】電気伝導特性を支配するΓ点のエネルギー
に着目すると、上記したΔＥｇ（２Ｂ，５Ｂ）とΔＥｇ
（２Ａ，５Ａ）はそれぞれ１ｅＶと０.７ｅＶ程度に設
定され、また両者の差は少なくとも０.２ｅＶ以上とな
るように設定されることが好ましい。その理由は、ドー
ピング低減により、０.２ｅＶ程度の動作電圧上昇が発
生するため、０.２ｅＶ以上のエネルギーギャップ差が
必要になるからである。なお、これらエネルギーギャッ
プ差の制御は、層構造の形成時に用いる半導体材料の組
成を適宜設計することにより可能である。
に着目すると、上記したΔＥｇ（２Ｂ，５Ｂ）とΔＥｇ
（２Ａ，５Ａ）はそれぞれ１ｅＶと０.７ｅＶ程度に設
定され、また両者の差は少なくとも０.２ｅＶ以上とな
るように設定されることが好ましい。その理由は、ドー
ピング低減により、０.２ｅＶ程度の動作電圧上昇が発
生するため、０.２ｅＶ以上のエネルギーギャップ差が
必要になるからである。なお、これらエネルギーギャッ
プ差の制御は、層構造の形成時に用いる半導体材料の組
成を適宜設計することにより可能である。
【００２２】
【実施例】１．レーザ素子の製造 次のようにして図１、図２で示した層構造のレーザ素子
を製造した。まず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ
基板１の上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ（厚み４８nm）とＡ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ（厚み４３nm）をヘテロ接合して成る
１ペアの層（厚み１１１nm）を３０.５ペア積層し、同
時にＳｉをｎ型不純物にしてドーピング濃度が１×１０
18cm-3である離隔領域２Ｂを成膜し、更にその上に、Ａ
ｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ（厚み４６nm）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
（厚み４３nm）をヘテロ接合して成る１ペアの層（厚み
１０９nm）を５.５ペア積層し、同時にＳｉをｎ型不純
物にしてドーピング濃度が５×１０17cm-3である離隔領
域２Ａを成膜して下部反射鏡層構造２を形成した。
を製造した。まず、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＧａＡｓ
基板１の上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ（厚み４８nm）とＡ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ（厚み４３nm）をヘテロ接合して成る
１ペアの層（厚み１１１nm）を３０.５ペア積層し、同
時にＳｉをｎ型不純物にしてドーピング濃度が１×１０
18cm-3である離隔領域２Ｂを成膜し、更にその上に、Ａ
ｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ（厚み４６nm）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
（厚み４３nm）をヘテロ接合して成る１ペアの層（厚み
１０９nm）を５.５ペア積層し、同時にＳｉをｎ型不純
物にしてドーピング濃度が５×１０17cm-3である離隔領
域２Ａを成膜して下部反射鏡層構造２を形成した。
【００２３】なお、この層構造の場合、離隔領域２Ｂに
おける上記エネルギーギャップ差ΔＥｇ（２Ｂ）は１.
０６ｅＶであり、近傍領域２Ａにおける、上記エネルギ
ーギャップ差ΔＥｇ（２Ａ）は０.６５ｅＶになってい
る。ついで、上記下部反射鏡層構造２の上に、ノンドー
プのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓから成る下部クラッド層３ａ
（厚み９３nm）、３層のノンドープＧａＡｓ井戸層４Ａ
（各層の厚み７nm）と４層のノンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ障壁層４Ｂ（各層の厚み１０nm）との量子井戸構造
から成る発光層４、およびノンドープのＡｌ0. 3Ｇａ0.7
Ａｓから成る下部クラッド層３ｂ（厚み９３nm）を順次
形成した。
おける上記エネルギーギャップ差ΔＥｇ（２Ｂ）は１.
０６ｅＶであり、近傍領域２Ａにおける、上記エネルギ
ーギャップ差ΔＥｇ（２Ａ）は０.６５ｅＶになってい
る。ついで、上記下部反射鏡層構造２の上に、ノンドー
プのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓから成る下部クラッド層３ａ
（厚み９３nm）、３層のノンドープＧａＡｓ井戸層４Ａ
（各層の厚み７nm）と４層のノンドープＡｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ障壁層４Ｂ（各層の厚み１０nm）との量子井戸構造
から成る発光層４、およびノンドープのＡｌ0. 3Ｇａ0.7
Ａｓから成る下部クラッド層３ｂ（厚み９３nm）を順次
形成した。
【００２４】ついで、上記上部クラッド層３ｂの上に、
Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ（厚み４６nm）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓ（厚み４３nm）をヘテロ接合して成る１ペアの層（厚
み１０９nm）を５ペア積層し、同時にＣをｐ型不純物に
してそのドーピング濃度が５×１０17cm-3である近傍領
域５Ａを成膜し、更にその上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ
（厚み４８nm）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ（厚み４３nm）を
ヘテロ接合して成る１ペアの層（厚み１１１nm）を２０
ペア積層し、同時にＣをｐ型不純物にしてドーピング濃
度が１×１０18cm-3である離隔領域５Ｂを成膜して上部
反射鏡層構造５を形成した。
Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ（厚み４６nm）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓ（厚み４３nm）をヘテロ接合して成る１ペアの層（厚
み１０９nm）を５ペア積層し、同時にＣをｐ型不純物に
してそのドーピング濃度が５×１０17cm-3である近傍領
域５Ａを成膜し、更にその上に、Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ
（厚み４８nm）とＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ（厚み４３nm）を
ヘテロ接合して成る１ペアの層（厚み１１１nm）を２０
ペア積層し、同時にＣをｐ型不純物にしてドーピング濃
度が１×１０18cm-3である離隔領域５Ｂを成膜して上部
反射鏡層構造５を形成した。
【００２５】なお、上記した近傍領域５Ａの最下層は、
厚み２０nmＡｌＡｓ層５ａで形成した。また、この層構
造の場合、離隔領域５Ｂにおけるヘテロ接合の層間のエ
ネルギーギャップ差ΔＥｇ（５Ｂ）は１.０６ｅＶであ
り、近傍領域５Ａにおけるヘテロ接合する層間のエネル
ギーギャップ差ΔＥｇ（５Ａ）は０.６５ｅＶになって
いる。
厚み２０nmＡｌＡｓ層５ａで形成した。また、この層構
造の場合、離隔領域５Ｂにおけるヘテロ接合の層間のエ
ネルギーギャップ差ΔＥｇ（５Ｂ）は１.０６ｅＶであ
り、近傍領域５Ａにおけるヘテロ接合する層間のエネル
ギーギャップ差ΔＥｇ（５Ａ）は０.６５ｅＶになって
いる。
【００２６】また、離隔領域２Ｂ（５Ｂ）における層２
Ｂ1（５Ｂ1）と層２Ｂ2（５Ｂ2）の間には、いずれも、
厚み１０nmのＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ層と厚み１０nmのＡｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ層で２層の擬似組成傾斜層が挿入され、
近傍領域２Ａ（５Ａ）における層２Ａ1（５Ａ1）と層２
Ａ2（５Ａ2）の間には、いずれも、厚み２０nmの１層の
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層が組成傾斜層として挿入されてい
る。
Ｂ1（５Ｂ1）と層２Ｂ2（５Ｂ2）の間には、いずれも、
厚み１０nmのＡｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ層と厚み１０nmのＡｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ層で２層の擬似組成傾斜層が挿入され、
近傍領域２Ａ（５Ａ）における層２Ａ1（５Ａ1）と層２
Ａ2（５Ａ2）の間には、いずれも、厚み２０nmの１層の
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層が組成傾斜層として挿入されてい
る。
【００２７】そして、この上部反射層構造５の上に、Ｃ
をｐ型不純物にして厚み２０nmのｐ型ＧａＡｓ層をキャ
ップ層６として成膜した。上記した層構造のキャップ層
６の上にプラズマＣＶＤ方でＳｉ3Ｎ4薄膜を成膜したの
ち、そこに通常のフォトレジストを用いたフォトリソグ
ラフィーにより直径約４５μｍの円形ジレストパターン
を形成した。
をｐ型不純物にして厚み２０nmのｐ型ＧａＡｓ層をキャ
ップ層６として成膜した。上記した層構造のキャップ層
６の上にプラズマＣＶＤ方でＳｉ3Ｎ4薄膜を成膜したの
ち、そこに通常のフォトレジストを用いたフォトリソグ
ラフィーにより直径約４５μｍの円形ジレストパターン
を形成した。
【００２８】ついで、ＣＦ4を用いたＲＩＥで上記レジ
ストパターン直下のＳｉ3Ｎ4薄膜以外の全てのＳｉ3Ｎ4
膜をエッチング除去したのち、残置させたＳｉ3Ｎ4薄膜
をマスクにし、リン酸と過酸化水素水と水の混合液を用
いて湿式エッチングを行い、基部が下部反射鏡層構造２
にまで至る柱状構造を形成した。そして、全体を水蒸気
雰囲気中において温度４００℃で約２５分間加熱した。
ｐ型ＡｌＡｓ層５ａの外側のみが円環状に選択的に酸化
され、その中心部には直径が約１５μｍの電流注入経路
５ｃが形成された（図６）。
ストパターン直下のＳｉ3Ｎ4薄膜以外の全てのＳｉ3Ｎ4
膜をエッチング除去したのち、残置させたＳｉ3Ｎ4薄膜
をマスクにし、リン酸と過酸化水素水と水の混合液を用
いて湿式エッチングを行い、基部が下部反射鏡層構造２
にまで至る柱状構造を形成した。そして、全体を水蒸気
雰囲気中において温度４００℃で約２５分間加熱した。
ｐ型ＡｌＡｓ層５ａの外側のみが円環状に選択的に酸化
され、その中心部には直径が約１５μｍの電流注入経路
５ｃが形成された（図６）。
【００２９】ついで、ＲＩＥによってＳｉ3Ｎ4薄膜を完
全に除去したのち、新たに全体の表面をプラズマＣＶＤ
法によりＳｉ3Ｎ4薄膜８で被覆し、続いて、直径約４５
μｍのキャップ層６の上面に形成されているＳｉ3Ｎ4薄
膜８の中央部分を、直径２５μｍの円形状に除去してキ
ャップ層６の表面を表出させた。ついで、その表面に外
径２５μｍ、内径１５μｍの円環状の上部電極７ａをＡ
ｕＺｎで形成し、更に全体の表面に電極引き出し用のパ
ッドとして機能するＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜９を形成した。
全に除去したのち、新たに全体の表面をプラズマＣＶＤ
法によりＳｉ3Ｎ4薄膜８で被覆し、続いて、直径約４５
μｍのキャップ層６の上面に形成されているＳｉ3Ｎ4薄
膜８の中央部分を、直径２５μｍの円形状に除去してキ
ャップ層６の表面を表出させた。ついで、その表面に外
径２５μｍ、内径１５μｍの円環状の上部電極７ａをＡ
ｕＺｎで形成し、更に全体の表面に電極引き出し用のパ
ッドとして機能するＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜９を形成した。
【００３０】そして、基板１の裏面を研磨して全体の厚
みを約１００μｍとしたのち、その研磨面にＡｕＧｅＮ
ｉ／Ａｕを蒸着して下部電極７ｂを形成して全体が図６
で示した層構造の素子を製造した。この素子を実施例素
子とする。比較のために、下部反射鏡層構造がＡｌ0.9
Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓをヘテロ接合して成
る１ペアの層を３５.５ペア積層し、全体にＳｉをドー
ピングして、そのドーピング濃度が均一に１×１０18cm
-3になっており、また上部反射鏡層構造がＡｌ0.9Ｇａ
0.1ＡｓとＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓをヘテロ接合して成る１
ペアの層を２５ペア積層し、全体にＣをドーピングし
て、そのドーピング濃度が均一に１×１０18cm-3になっ
ていることを除いては、実施例素子と同じ層構造のレー
ザ素子を製造した。これを比較例素子１とする。
みを約１００μｍとしたのち、その研磨面にＡｕＧｅＮ
ｉ／Ａｕを蒸着して下部電極７ｂを形成して全体が図６
で示した層構造の素子を製造した。この素子を実施例素
子とする。比較のために、下部反射鏡層構造がＡｌ0.9
Ｇａ0.1ＡｓとＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓをヘテロ接合して成
る１ペアの層を３５.５ペア積層し、全体にＳｉをドー
ピングして、そのドーピング濃度が均一に１×１０18cm
-3になっており、また上部反射鏡層構造がＡｌ0.9Ｇａ
0.1ＡｓとＡｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓをヘテロ接合して成る１
ペアの層を２５ペア積層し、全体にＣをドーピングし
て、そのドーピング濃度が均一に１×１０18cm-3になっ
ていることを除いては、実施例素子と同じ層構造のレー
ザ素子を製造した。これを比較例素子１とする。
【００３１】実施例素子とこの比較例素子１を対比する
と、比較例素子１には、本発明でいう近傍領域も離隔領
域も形成されていない。また、他の比較例として、上・
下反射鏡層構造を構成する半導体材料における組成面で
は比較例素子１の場合と同じであるが、発光層の近傍の
５.５ペアにおけるＣのドーピング濃度は５×１０17cm
-3とし、他の領域のドーピング濃度は１×１０18cm-3と
したことを除いては比較例素子１と同じ層構造のレーザ
素子を製造した。これを比較例素子２とする。
と、比較例素子１には、本発明でいう近傍領域も離隔領
域も形成されていない。また、他の比較例として、上・
下反射鏡層構造を構成する半導体材料における組成面で
は比較例素子１の場合と同じであるが、発光層の近傍の
５.５ペアにおけるＣのドーピング濃度は５×１０17cm
-3とし、他の領域のドーピング濃度は１×１０18cm-3と
したことを除いては比較例素子１と同じ層構造のレーザ
素子を製造した。これを比較例素子２とする。
【００３２】この比較例素子２は、発光層の近傍に位置
する領域とそこから離隔する領域との間にはドーピング
濃度の高低差は形成されているが、各領域を対比したと
きヘテロ接合の層間のエネルギーギャップ差は両領域で
同じになっている。更に、他の比較例として、上・下反
射鏡層構造を構成する半導体材料における組成面では実
施例素子の場合と同じであるが、ドーピング濃度はすべ
ての領域で１×１０18cm-3と一定にしたことを除いては
実施例素子と同じ層構造のレーザ素子を製造した。これ
を比較例素子３とする。
する領域とそこから離隔する領域との間にはドーピング
濃度の高低差は形成されているが、各領域を対比したと
きヘテロ接合の層間のエネルギーギャップ差は両領域で
同じになっている。更に、他の比較例として、上・下反
射鏡層構造を構成する半導体材料における組成面では実
施例素子の場合と同じであるが、ドーピング濃度はすべ
ての領域で１×１０18cm-3と一定にしたことを除いては
実施例素子と同じ層構造のレーザ素子を製造した。これ
を比較例素子３とする。
【００３３】実施例素子と比較例素子３を対比すると、
両者の層構造は組成面では同じであり、また発光層近傍
に位置する領域のエネルギーギャップ差が発光層から離
隔して位置する領域のエネルギーギャップ差よりも小さ
くなっているが、比較例素子３の場合はドーピング濃度
に高低差は形成されていない。
両者の層構造は組成面では同じであり、また発光層近傍
に位置する領域のエネルギーギャップ差が発光層から離
隔して位置する領域のエネルギーギャップ差よりも小さ
くなっているが、比較例素子３の場合はドーピング濃度
に高低差は形成されていない。
【００３４】２．レーザ素子の特性 これら４種類のレーザ素子の電圧−電流特性を図３に示
す。また、電流−光出力特性を図４に示す図３と図４か
ら次のことが明らかとなる。 （１）まず、実施例素子では発光層の近傍領域における
ドーピング濃度が低くなっているにもかかわらず動作電
圧の上昇は認められない。これに対し、近傍領域におけ
るドーピング濃度のみを低減させた比較例素子２の場合
には、動作電圧が０.３Ｖ程度上昇していて実施例素子
の場合に比べて高抵抗になっている。
す。また、電流−光出力特性を図４に示す図３と図４か
ら次のことが明らかとなる。 （１）まず、実施例素子では発光層の近傍領域における
ドーピング濃度が低くなっているにもかかわらず動作電
圧の上昇は認められない。これに対し、近傍領域におけ
るドーピング濃度のみを低減させた比較例素子２の場合
には、動作電圧が０.３Ｖ程度上昇していて実施例素子
の場合に比べて高抵抗になっている。
【００３５】（２）図４において光出力に着目すると、
実施例素子と比較例素子２では、いずれも動作電流が３
０mAになるまで光出力の飽和は認められない。これに対
し、発光層の近傍領域と離隔領域の間でドーピング濃度
に差のない比較例素子１の場合は動作電流が２０mAで光
出力の飽和が認められる。このことは、発光層の近傍領
域におけるドーピング濃度を低減させると、その領域で
の光吸収が抑制されていることを示す結果である。
実施例素子と比較例素子２では、いずれも動作電流が３
０mAになるまで光出力の飽和は認められない。これに対
し、発光層の近傍領域と離隔領域の間でドーピング濃度
に差のない比較例素子１の場合は動作電流が２０mAで光
出力の飽和が認められる。このことは、発光層の近傍領
域におけるドーピング濃度を低減させると、その領域で
の光吸収が抑制されていることを示す結果である。
【００３６】（３）そして、比較例素子３の場合、発光
層の近傍領域におけるドーピング濃度を低減させていな
いが、比較例素子１に比べて光出力は大きくなってい
る。これは比較例素子３の場合、発光層の近傍領域にお
ける各半導体層の間のエネルギーギャップ差が離隔領域
における各半導体層の間のエネルギーギャップ差よりも
小さくなっているので、両領域間の屈折率差も小さくな
り、そのため光のしみ出しが多くなり、したがって、発
光層の近傍領域の光強度は低減され、仮に不純物ドーピ
ングに基づく光吸収が大きくなったとしても、比較例素
子１の場合よりも発熱は抑制された結果であると考えら
れる。
層の近傍領域におけるドーピング濃度を低減させていな
いが、比較例素子１に比べて光出力は大きくなってい
る。これは比較例素子３の場合、発光層の近傍領域にお
ける各半導体層の間のエネルギーギャップ差が離隔領域
における各半導体層の間のエネルギーギャップ差よりも
小さくなっているので、両領域間の屈折率差も小さくな
り、そのため光のしみ出しが多くなり、したがって、発
光層の近傍領域の光強度は低減され、仮に不純物ドーピ
ングに基づく光吸収が大きくなったとしても、比較例素
子１の場合よりも発熱は抑制された結果であると考えら
れる。
【００３７】つぎに、これらのレーザ素子につき、動作
電流１０mA、温度８５℃の通電条件、および、測定電流
１５mA、測定温度２５℃の測定条件下において、光出力
の経時変化を測定した。その結果を図５に示す。図５か
ら明らかなように、発光層の近傍領域が低濃度ドーピン
グ領域になっていない比較例素子１および比較例素子３
は、いずれも、通電時間が２０００時間以内で光出力は
低下しているが、発光層の近傍領域のドーピング濃度が
低濃度になっている実施例素子と比較例素子２はいずれ
も通電時間が２０００時間以上になっても光出力の低下
は認められない。
電流１０mA、温度８５℃の通電条件、および、測定電流
１５mA、測定温度２５℃の測定条件下において、光出力
の経時変化を測定した。その結果を図５に示す。図５か
ら明らかなように、発光層の近傍領域が低濃度ドーピン
グ領域になっていない比較例素子１および比較例素子３
は、いずれも、通電時間が２０００時間以内で光出力は
低下しているが、発光層の近傍領域のドーピング濃度が
低濃度になっている実施例素子と比較例素子２はいずれ
も通電時間が２０００時間以上になっても光出力の低下
は認められない。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
レーザ素子は、発光層の近傍領域と発光層からの離隔領
域におけるドーピング濃度に濃度差をつけ、同時に、両
領域間におけるエネルギーギャップ差に差を形成するこ
とにより、光出力特性の劣化を招くことなく動作電圧の
低減を実現したものであって、高効率の面発光半導体レ
ーザ素子としてその工業的価値は大である。
レーザ素子は、発光層の近傍領域と発光層からの離隔領
域におけるドーピング濃度に濃度差をつけ、同時に、両
領域間におけるエネルギーギャップ差に差を形成するこ
とにより、光出力特性の劣化を招くことなく動作電圧の
低減を実現したものであって、高効率の面発光半導体レ
ーザ素子としてその工業的価値は大である。
【図１】本発明の面発光半導体レーザ素子の層構造の１
例を示す概略図である。
例を示す概略図である。
【図２】図１の層構造における不純物のドーピング濃度
の状態を示す概略図である。
の状態を示す概略図である。
【図３】電流−電圧特性を示すグラフである。
【図４】電流−光出力特性を示すグラフである。
【図５】素子の通電試験の結果を示すグラフである。
【図６】面発光半導体レーザ素子の層構造を示す断面図
である。
である。
１ 基板 ２ 下部反射鏡層構造 ３ａ 下部クラッド層 ３ｂ 上部クラッド層 ４ 発光層 ５ 上部反射鏡層構造 ５ａ ＡｌＡｓ層 ５ｂ 絶縁領域 ５ｃ 電流注入経路 ６ キャップ層 ６ａ レーザ光の出射窓 ７ａ 上部電極 ７ｂ 下部電極 ８ 誘電体膜 ９ 金属膜（電極引き出し用パッド）
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の半導体材料をヘテロ接合して成る
一対の反射鏡層構造の間に発光層を配置した層構造が基
板の上に形成され、かつ、前記反射鏡層構造に不純物が
ドーピングされている面発光半導体レーザ素子におい
て、 前記反射鏡層構造のうち前記発光層の近傍に位置する領
域における不純物のドーピング濃度は、他の領域におけ
る不純物のドーピング濃度よりも相対的に低濃度であ
り、かつ、前記発光層の近傍に位置する領域を構成する
半導体材料の相互間におけるエネルギーギャップ差は、
前記他の領域を構成する半導体材料の相互間におけるエ
ネルギーギャップ差よりも相対的に小さいことを特徴と
する面発光半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記反射鏡層構造を構成する半導体材料
がＡｌＧａＡｓである請求項１の面発光半導体レーザ素
子。
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