JP2002033553A - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で、閾値電流が低く、電流−光出
力特性の温度特性の劣化の少ない半導体レーザ装置を提
供する。 【解決手段】 ドーパントの不純物濃度が０．１×１０
¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であるｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１と、この基板１上に配設されたｎ型下クラッ
ド層３と、活性層４と、ｐ型の第１の上クラッド層５
と、この第１の上クラッド層５の上に配設され、第１の
上クラッド層５に近い側の第１の層７ａおよびこの第１
の層７ａの上に配設され第１の層７ａの不純物濃度より
高い不純物濃度を有する第２の層７ｂを有したｎ型の電
流ブロック層７と、ｐ型の第２の上クラッド層８とを備
えたもので、第１の上クラッド層５から活性層４へのｐ
型ドーパントの拡散を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体レーザ装
置及びその製造方法に係り、特に光情報処理用として用
いられる半導体レーザ装置とその製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】これまで光情報処理用として用いられる
半導体レーザ装置はＧａＡｓ電流ブロック層を用いた利
得導波型構造が採用されてきた。しかしながら最近はＡ
ｌＧａＡｓ層を電流ブロック層に用いた屈折率導波型構
造を採用することにより、動作電流を下げた半導体レー
ザ装置が開発されている。屈折率導波型構造では電流ブ
ロック層での光の吸収損失が少ないので、閾値電流を下
げることができるとともに発光効率を向上させることが
でき、動作電流を下げることができる。

【０００３】図１１は、従来のＳＡＳ（Self-Aligned S
tructure)型の半導体レーザ装置の断面図である。図１
１において、１０１はｎ型ＧａＡｓ基板（以下、ｎ型を
「ｎ−」と、また「ｐ型」を「ｐ−」と表記する）、１
０２はｎ−ＧａＡｓバッファ層、１０３はｎ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓ下クラッド層、１０４はＡｌＧａＡｓ活性
層、１０５はｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１上クラッド
層、１０６はｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓエッチングストッ
パ層、１０７はｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ電流ブロック
層、１０７ａは電流ブロック層１０７の電流チャネルと
なるストライプ状の窓、１０８はｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ保護層、１０９はｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第２上ク
ラッド層、１１０はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１１１
はｎ側電極、１１２はｐ側電極である。１１３は従来の
半導体レーザ装置である。

【０００４】次に、この半導体レーザ装置１１３の製造
方法について説明する。まずＭＯＣＶＤ法などの結晶成
長法による第１次のエピタキシャル成長でｎ−ＧａＡｓ
基板１０１上に、 バッファ層１０２となるｎ−ＧａＡ
ｓ層、ｎ型下クラッド層１０３となるｎ−Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓ層、活性層１０４となるＡｌＧａＡｓ層、第１
上クラッド層１０５となるｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層、
エッチングストッパ層１０６となるｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ層、電流ブロック層１０７となるｎ−Ａｌ0.6Ｇａ
0.4Ａｓ層、および保護層１０８となるｐ− Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓ層を順次形成する。このときのドーパントと
しては、ｎ型ドーパントはシリコン、ｐ型ドーパントは
亜鉛が使用される。

【０００５】次に、写真製版とウエットエッチングによ
り、保護層１０８と電流ブロック層１０７に電流経路と
なる帯状の開口である１０７ａを形成する。次いでＭＯ
ＣＶＤ法などの結晶成長法により、第２次のエピタキシ
ャル成長で、開口１０７を介してエッチングストッパ層
１０６であるｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層の上に、第２上
クラッド層１０９となるｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層を埋
め込み成長し、更にコンタクト層１１０となるｐ型Ｇａ
Ａｓ層を形成する。更にコンタクト層１１０となるｐ型
ＧａＡｓ層の表面上にｐ側電極１１２を、またｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１０１の裏面側表面上にｎ側電極１１１を形成
する。

【０００６】次に、半導体レーザ装置１１３の動作につ
いて説明する。ｎ側電極１１１とｐ側電極１１２との間
に順方向電圧を印加すると、電流ブロック層１０７と第
２上クラッド層１０９との間のｐｎ接合により生じる空
乏層により電流の流れが阻止されて電流が絞られ、開口
１０７ａを介して活性層１０４に電流が流れる。

【０００７】活性層１０４に所定の閾値以上の電流が流
れると、活性層１０４において電子と正孔とが再結合
し、これに基づいてレーザ光が発生する。このときｎ型
下クラッド層１０３、第１上クラッド層１０５及び第２
上クラッド層１０９は、活性層１０４よりも大きなバン
ドギャップを有しているので、ｎ型下クラッド層１０
３、第１上クラッド層１０５及び第２上クラッド層１０
９の屈折率は活性層１０４よりも小さく、レーザ光はｎ
型下クラッド層１０３と第１上クラッド層１０５及び第
２上クラッド層１０９との間に閉じ込められる。

【０００８】また、電流ブロック層１０６のバンドギャ
ップは第１上クラッド層１０５及び第２上クラッド層１
０９のそれよりも大きく、電流ブロック層１０６の屈折
率は第１上クラッド層１０５及び第２上クラッド層１０
９のそれより小さく、レーザ光の水平横方向の拡がりは
電流ブロック層１０６によって制限される。このように
レーザ光の発光点の上下、左右とも屈折率差を持たせる
ように構成しているので、レーザ光は発光点近傍に効率
よく閉じ込められ、窓１０７ａの下部の活性層１０４で
７８０ｎｍ帯のレーザ発振が生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体レーザ装
置１１３は、上記のように構成されているが、第１上ク
ラッド層１０５、エッチングストッパ層１０６及び第２
上クラッド層１０９などのｐ型ドーパントとして亜鉛が
使用されており、第１次のエピタキシャル成長の、ＭＯ
ＣＶＤ法での成長温度は、７００℃〜７５０℃であるの
で、活性層１０４となるＡｌＧａＡｓ層を形成した後、
第１上クラッド層１０５となるｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ
層、エッチングストッパ層１０６となるｐ−Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓ層、電流ブロック層１０７となるｎ−Ａｌ0.6
Ｇａ0.4Ａｓ層、および保護層１０８となるｐ− Ａｌ0.
2Ｇａ0.8Ａｓ層を順次形成するときに既に、第１上クラ
ッド層１０５から活性層１０４に亜鉛が拡散する。更に
第２次のエピタキシャル成長を行うときにも同様の温度
の下で行われるので、第１上クラッド層１０５から活性
層１０４に亜鉛が拡散する。

【００１０】この結果、第１上クラッド層１０５のキャ
リア濃度が設計どおりに得られなくなり、第１上クラッ
ド層１０５がＺｎの濃度低下による内部損失が増大し、
動作時の発熱が増大する。このためにキャリア（電子、
ホール）が熱励起され、ダブルへテロ構造で作り込んだ
バンドの障壁を乗り越えて行くものが多くなり、結果的
に発振に寄与するキャリアが少なくなり、効率が低下す
る。つまり電流−光出力特性の温度特性を劣化させる場
合があった。

【００１１】さらに、第１上クラッド層１０５から活性
層１０４にＺｎが拡散することにより、ｐｎ接合の位置
が下クラッド層１０３内にずれ、その結果ビーム特性に
悪影響を及ぼす場合があった。また、屈折率導波型構造
を実現する場合、この従来例で記載したＳＡＳ型の他に
埋め込みリッジ型でも実現できるが、最近の知見では、
第１上クラッド層１０５から活性層１０４への亜鉛の拡
散は埋め込みリッジ型よりも、特にＳＡＳ型の方が起き
やすいことが分かってきた。

【００１２】この亜鉛の拡散を抑制するためには、第１
上クラッド層１０５のｐ型不純物である亜鉛のキャリア
濃度を下げるという方法もあるが、活性層１０４からの
キャリアのオーバーフローが大きくなり、しきい値電流
密度が高くなるという問題が生じ根本的な解決にならな
い。

【００１３】上述した従来技術と同様の構成の一例とし
て、例えば特開平６−１９６８０１号公報に記載された
従来のＳＡＳ型の半導体レーザ装置がある。この構成で
は、活性層１０４はＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層、活性層１
０４の上に第１上クラッド層１０５相当のｐ− Ａｌ0.5
Ｇａ0.5Ａｓ第１光ガイド層、エッチングストッパ層１
０６相当のｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ第２光ガイド層が
形成され、電流ブロック層１０７としてｎ−Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4Ａｓ層、第２上クラッド層１０９相当のｐ− Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層が形成された発明が開示され
ている。

【００１４】この構成においては、第１光ガイド層およ
び第２光ガイド層のキャリア濃度の開示は無く、 ｐ−
Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層の亜鉛のキャリア濃度は
７×１０¹⁷ｃｍ^-3（以下、７Ｅ１７ｃｍ^-3のように、１
０の累乗を表記する）とし、再成長界面におけるｐ型層
のキャリア濃度は１Ｅ１８ｃｍ^-3以下にすることが必要
であると開示されている。さらに、このような問題に対
して、特開平１１−５４８２８号公報には、ｎ側および
ｐ側のクラッド層をそれぞれドーピング濃度の異なる２
層に分け、活性層に隣接する活性層に隣接したｎ側およ
びｐ側のクラッド層を低濃度のものにするとともに、電
流ブロック層もドーピング濃度の異なる２層に分けた構
成が記載されている。

【００１５】すなわち、ｐクラッド層のキャリア濃度が
５Ｅ１７ｃｍ^-3〜３Ｅ１８ｃｍ^-3と高濃度になるため、
ドーピング不純物が活性層中へ拡散し、活性層の結晶品
質を低下させ、信頼性を劣化させるという問題を解決す
るために、セルフアライン型及びリッジ型の半導体レー
ザにおいて、アンドープＡｌ0.14Ｇａ0.86Ａｓ活性層を
挟むｎ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層及びｐ−Ａｌ0.
5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層をそれぞれドーピング濃度の異
なる２層に分け、活性層に隣接するｎ側クラッド層を、
ド−パントをＳｉとし濃度を８Ｅ１６ｃｍ^-3のｎ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ第２クラッド層で構成し、この低濃度の
ｎ側クラッド層の基板側に隣接して同じくド−パントを
Ｓｉとし濃度を１Ｅ１８ｃｍ^-3とする高濃度のｎ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層で構成し、また活性層に
隣接するｐ側クラッド層を、ド−パントをＺｎとし濃度
を８Ｅ１６ｃｍ^-3のｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッ
ド層で構成し、この低濃度のｐ側第１クラッド層のｐ電
極側に隣接してＺｎを５Ｅ１７ｃｍ^-3とする高濃度のｐ
−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第２クラッド層で構成したもので
ある。

【００１６】その上、ｐクラッド層と電流ブロック層と
の活性層側のｐｎ接合面の相互拡散を防止するために、
電流ブロック層もキャリア濃度の異なる２層で構成し、
ｐクラッド層側にも電流ブロック層に隣接するキャリア
濃度の低い層をさらに設けている。すなわち、ｐ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓ第２クラッド層のｐ電極側に低濃度Ｚｎ
ドープｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第３クラッド層（キャリ
ア濃度８Ｅ１６ｃｍ^-3）を設け、この第３ｐクラッド層
に隣接する電流ブロック層を低濃度Ｓｉドープｎ−第１
ＡｌＧａＡｓブロック層（キャリア濃度１Ｅ１７ｃ
ｍ^-3）とし、この第１ブロック層に隣接して、高濃度Ｓ
ｉドープｎ−第２ＡｌＧａＡｓブロック層（キャリア濃
度３Ｅ１８ｃｍ^-3）を設けたものである。これらの層構
造は複雑な構成となっている。

【００１７】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、第１の目的は、構成が簡単で、閾値
電流が低く、電流−光出力特性の温度特性の劣化の少な
い半導体レーザ装置を提供することであり、第２の目的
は閾値電流が低く、電流−光出力特性の温度特性の劣化
の少ない半導体レーザ装置を簡単な工程により製造する
製造方法を提供することである。

【００１８】なお、上述した先行技術の他に、特開昭６
２−７３６８７号公報には、ＡｌＧａＡｓ系材料を用い
たＳＡＳ型の半導体レーザが開示されている。また、特
開平７−２５４７５０号公報には、キャリア濃度１Ｅ１
８ｃｍ^-3のＳｉ添加のｎ−ＩｎＰ基板を下クラッド層と
しこの上に、ＧａＩｎＡｓＰの量子井戸構造の活性層、
キャリア濃度１Ｅ１６ｃｍ^-3のＳｉ添加のＧａＩｎＡｓ
Ｐ光ガイド層、キャリア濃度１Ｅ１８ｃｍ^-3のＺｎ添加
のｐ−ＩｎＰクラッド層を順次積層してリッジ構造と
し、このリッジの両側のｐ型の第１埋込層を２層に分け
て、活性層側面に隣接する側のｐ型の第１埋込層をキャ
リア濃度３Ｅ１７ｃｍ^-3のＺｎ添加とし、活性層から遠
い側の層をキャリア濃度１Ｅ１８ｃｍ^-3のＺｎ添加とす
ることによりしきい値を小さくするとともに温度特性の
向上を図っている構成が示されている。

【００１９】また、特開平９−１９９８０３号公報に
は、０．９８μｍ波長の光に対して、高次モードの発生
を抑制し、安定的に基本モードのレーザ光を発振させる
ために、不純物濃度が（１〜３）Ｅ１８ｃｍ^-3のｎ型Ｇ
ａＡｓ基板を使用し、この上に、ｎ−クラッド層を介し
て、アンドープＩｎＧａＡｓの量子井戸活性層、不純物
濃度が２Ｅ１８ｃｍ^-3のｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１ク
ラッド層、ｐ−Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓエッチングストッパ
層、が形成され、この上にリッジ状のｐ−Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓ第２クラッド層が形成され、その両側にＳｉを
１Ｅ１９ｃｍ^-3以上ドーピングしたｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓの電流ブロック層が形成されたロスガイド型の０．
９８μｍ波長の半導体レーザが開示されている。また同
様の材料構成でＳＡＳ型の半導体レーザが開示されてい
る。さらに、特開平６−１８８５０８号公報に、電流阻
止層にＧａＡｓを用いたロスガイド型のＳＡＳ型半導体
レーザにおいて、電流阻止層とｐ−クラッド層の間にノ
ンドープＧａＡｓ拡散防止層またはＳｅドープのｎ−Ａ
ｌ0.05Ｇａ0.９5Ａｓ拡散防止層を用いた発明が開示さ
れている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置においては、ドーパントの不純物濃度が０．１
×１０¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第
１導電型のＧａＡｓ半導体基板と、この半導体基板上に
配設され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１導電
型の第１クラッド層と、この第１クラッド層の上に配設
され、第１クラッド層よりもバンドギャップが小さいＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層と、この活性層
の上に配設され、活性層よりもバンドギャップの大きい
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の第１の
第２クラッド層と、この第１の第２クラッド層の上に配
設され、活性層よりもバンドギャップが大きいＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体からなるとともに、第１の第２クラッ
ド層に近い側の第１の層とこの第１の層の上に配設され
第１の層の不純物濃度より高い不純物濃度を有する第２
の層とを有し、この第１，第２の層がともに電流経路と
なる帯状の開口を有した第１導電型の電流ブロック層
と、この電流ブロック層の開口を介して第１の第２クラ
ッド層の上に配設され、活性層よりもバンドギャップの
大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の
第２の第２クラッド層と、を備えたもので、基板と電極
のコンタクト抵抗を低く抑制しつつ、簡単な構成で第１
の第２クラッド層から活性層への第２導電型ドーパント
の拡散を防止でき、活性層へのキャリアの閉込が有効に
行うことができる。

【００２１】さらに、電流ブロック層の第１の層の不純
物濃度を実質的にアンドープかまたは３×１０¹⁷ｃｍ^-3
以下としたもので、第１の第２クラッド層から活性層へ
の第２導電型ドーパントの拡散を有効に防止できる。

【００２２】さらに、電流ブロック層の不純物を、Ｓｉ
より活性化率の高いＶＩ族元素としたので、電流ブロッ
ク層の不純物の量を少なくすることができ、電流ブロッ
ク層の格子間原子の発生を抑え、第２導電型ドーパント
の拡散を抑制することができる。

【００２３】また、ドーパントの不純物濃度が０．１×
１０¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１
導電型のＧａＡｓ半導体基板と、この半導体基板上に配
設され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１導電型
の第１クラッド層と、この第１クラッド層の上に配設さ
れ、第１クラッド層よりもバンドギャップが小さいＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層と、この活性層の
上に配設され、活性層よりもバンドギャップの大きいＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の第１の第
２クラッド層と、この第１の第２クラッド層の上に配設
され、活性層よりもバンドギャップが大きいＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体からなり、電流経路となる帯状の開口を
有し、ドーパントがＳｉより活性化率の高いＶＩ族元素
である第１導電型の電流ブロック層と、この電流ブロッ
ク層の開口を介して第１の第２クラッド層の上に配設さ
れ、活性層よりもバンドギャップの大きいＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体からなる第２導電型の第２の第２クラッド
層と、を備えたもので、基板と電極のコンタクト抵抗を
低く抑制しつつ、簡単な構成で第１の第２クラッド層か
ら活性層への第２導電型ドーパントの拡散を防止でき、
活性層へのキャリアの閉込が有効に行うことができる。

【００２４】さらに、第１の第２クラッド層と第２の第
２クラッド層との間に、活性層よりもバンドギャップが
大きく、第２の第２クラッド層よりバンドギャップが小
さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の半
導体層を備えたので、帯状開口を確実に形成することが
でき、結晶性のよい第２の第２クラッド層を構成でき
る。

【００２５】またさらに、第１クラッド層をＡｌxＧａ1
-xＡｓ （０＜ｘ＜１）、活性層をＡｌＧａＡｓ系材
料、第１の第２クラッド層をＡｌuＧａ1-uＡｓ （０＜
ｕ＜１）、電流ブロック層をＡｌzＧａ1-zＡｓ （０＜
ｚ＜１）、そして第２の第２クラッド層をＡｌvＧａ1-v
Ａｓ （０＜ｖ＜１）で構成したので、赤外の半導体レ
ーザ装置において、基板と電極のコンタクト抵抗を低く
抑制しつつ、活性層への第２導電型ドーパントの拡散を
防止でき活性層へのキャリアの閉込を有効に行うことが
できる。

【００２６】またさらに、第１の第２クラッド層の第２
導電型のドーパントの不純物濃度を１×１０¹⁸ｃｍ^-3を
越え３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下としたので、活性層からのキ
ャリアのオーバーフローを抑制し、しきい値電流密度を
低く保持できる。

【００２７】またさらに、ＧａＡｓ半導体基板をＶＢ
（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ）法またはＶ
ＧＦ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｆｒｅｅ
ｚｅ）法で製作したものとしたので、第２導電型のドー
パントの活性層への拡散を効果的に少なくすることがで
きる。

【００２８】さらに、ＧａＡｓ半導体基板に含まれる不
活性なＳｉの濃度が１×１０¹⁸ｃｍ ^-3以下としたので、
第２導電型のドーパントの活性層への拡散を効果的に少
なくすることができる。

【００２９】またさらに、第１導電型がｎ型、第２導電
型がｐ型で、基板のｎ型のドーパントをシリコン、ｐ型
のドーパントを亜鉛としたので、基板と電極のコンタク
ト抵抗を低く抑制しつつ、第１の第２クラッド層から活
性層への亜鉛の拡散を防止でき、活性層へのキャリアの
閉込を有効に行うことができる。

【００３０】さらに、活性層を多重量子井戸構造とした
もので、多重量子井戸構造への第２導電型のドーパント
の拡散による無秩序化を少なくすることができ、設計ど
おりの多重量子井戸構造を実現しやすくなる。

【００３１】この発明に係る半導体レーザ装置の製造方
法は、ドーパントの不純物濃度が０．１×１０¹⁸ｃｍ^-3
以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１導電型のＧａ
Ａｓ半導体基板を準備する工程と、ＧａＡｓ半導体基板
上に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第１導電型の
第１クラッド層を形成する工程と、第１クラッド層の上
に、第１クラッド層よりもバンドギャップが小さいＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体からなる活性層を形成する工程
と、活性層の上に活性層よりバンドギャップの大きいＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の第１の第
２クラッド層を形成する工程と、活性層よりもバンドギ
ャップが大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなるとと
もに第１の第２クラッド層に近い側の第１の層とこの第
１の層の上に形成され第１の層の不純物濃度よりも高い
不純物濃度を有する第２の層とを有し電流経路となる帯
状の開口を備えた電流ブロック層を、第１の第２クラッ
ド層の上に形成する工程と、電流ブロック層の開口を介
して第１の第２クラッド層の上に活性層よりバンドギャ
ップが大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導
電型の第２の第２クラッド層を形成する工程と、を含む
ので、基板と電極のコンタクト抵抗を低く抑制しつつ、
第１の第２クラッド層から活性層への第２導電型ドーパ
ントの拡散を防止でき、活性層へのキャリアの閉込が有
効に行うことができる半導体レーザ装置を簡単に製造す
ることができる。

【００３２】さらに、電流ブロック層を形成する工程に
おいて、電流ブロック層の第１の層の不純物濃度を実質
的にアンドープかまたは３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下としたの
で、第１の第２クラッド層から活性層への第２導電型ド
ーパントの拡散を有効に防止できる半導体レーザ装置を
簡単に製造することができる。

【００３３】さらに、第１の第２クラッド層と第２の第
２クラッド層との間に、活性層よりもバンドギャップが
大きく、第２の第２クラッド層よりバンドギャップが小
さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の半
導体層をさらに形成する工程を含むとともに、電流ブロ
ック層の開口を形成する工程においてこの第２導電型の
半導体層によりエッチングを停止させるので、帯状開口
を確実に形成することができ、第２の第２クラッド層を
結晶性よく形成できる。

【００３４】さらに、第１クラッド層がＡｌxＧａ1-xＡ
ｓ （０＜ｘ＜１）、活性層がＡｌＧａＡｓ系材料、第
１の第２クラッド層がＡｌuＧａ1-uＡｓ （０＜ｕ＜
１）、電流ブロック層がＡｌzＧａ1-zＡｓ （０＜ｚ＜
１）、そして第２の第２クラッド層がＡｌvＧａ1-vＡｓ
（０＜ｖ＜１）で構成されたので、基板と電極のコン
タクト抵抗を低く抑制しつつ、活性層への第２導電型ド
ーパントの拡散を防止できる赤外半導体レーザを簡単な
工程で製造できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の一つの実施の形態に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。ここでは一例として情報処理用として使用される
レーザ波長が７８０ｎｍのＳＡＳ型の屈折率導波型構造
の半導体レーザ装置について説明する。この実施の形態
１においては、 ｎ型ＧａＡｓ基板のキャリア濃度を
０．１Ｅ１８ｃｍ^-3以上１．５Ｅ１８ｃｍ^-3以下とする
とともに電流ブロック層をｎ型ドーパントのキャリア濃
度の異なる２層で構成し、キャリア濃度の低い層を第１
の上クラッド層側に配設したものである。これにより、
基板および電流ブロック層のｎ型ドーパントに基づく第
１の上クラッド層から活性層へのＺｎの拡散を少なくし
たものである。

【００３６】図１において、１は（１００）面を主面と
するｎ型ＧａＡｓの基板で、ｎ型ドーパントはＳｉで、
キャリア濃度は８Ｅ１７ｃｍ^-3である。またこのＧａＡ
ｓ基板１はＶＢ（Vertical Bridgeman)法で作成された
ものである。２は、基板１上に設けられた層厚０．１μ
ｍのｎ−ＧａＡｓのバッファ層でドーパントはＳｉ、キ
ャリア濃度は３Ｅ１７ｃｍ^-3、３は、バッファ層２上に
設けられた層厚２．０μｍのｎ−Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓ
の下クラッド層でドーパントはＳｉである。ただし下ク
ラッド層３のドーパントはＳｅなどの他のｎ型ドーパン
トであってもよい。キャリア濃度は３Ｅ１７ｃｍ^-3であ
る。

【００３７】４は、下クラッド層３の上に設けられた層
厚０．０６μｍのアンドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓの活
性層、５は、活性層４の上に設けられた層厚０．２μｍ
のｐ− Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓの第１上クラッド層でド
ーパントはＺｎ、キャリア濃度は１．５Ｅ１８ｃｍ^-3で
ある。第１上クラッド層５のドーパント濃度は、１×１
０¹⁸ｃｍ^-3を越え３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下にし、活性層か
らのキャリアのオーバーフローを抑制し、しきい値電流
密度を低く保持できるようにしている。６は、第１上ク
ラッド層５上に設けられた層厚０．０１μｍのｐ− Ａ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓのエッチングストッパー層でドーパン
トはＺｎ、キャリア濃度は２Ｅ１８ｃｍ^-3である。

【００３８】７は、このエッチングストッパー層６の上
に設けられた層厚０．６μｍのｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａ
ｓの電流ブロック層で、第１電流ブロック層７ａ、第２
電流ブロック層７ｂで形成されている。第１電流ブロッ
ク層７ａは、エッチングストッパー層６上に隣接して配
設され、ドーパントはＳｉ、キャリア濃度は１．０Ｅ１
７ｃｍ^-3、層厚０．２μｍである。 第２電流ブロック
層７ｂは、第１電流ブロック層７ａ上に隣接して配設さ
れ、ドーパントはＳｉ、キャリア濃度は２．５Ｅ１７ｃ
ｍ^-3、層厚０．４μｍである。

【００３９】８は、第２電流ブロック層７ｂ上に隣接し
て設けられた、層厚０．０２μｍのｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓの保護層でドーパントはＺｎ、キャリア濃度は３Ｅ
１７ｃｍ^-3、である。この保護層８と電流ブロック層７
には、電流経路としてのストライプ状の窓７ｃが形成さ
れている。この窓７ｃを介してエッチングストッパー層
６と保護層８上に、層厚２μｍでキャリア濃度が１．５
Ｅ１８ｃｍ^-3のＺｎドーパントのｐ− Ａｌ0.48Ｇａ0.5
2Ａｓの第２上クラッド層９が設けられている。１０
は、第２上クラッド層９上に設けられた層厚１．０μｍ
のｐ−ＧａＡｓのコンタクト層でドーパントはＺｎ、キ
ャリア濃度は２Ｅ１９ｃｍ^-3である。１１はｎ側電極、
１２はｐ側電極である。１３はこの発明に係る半導体レ
ーザ装置である。

【００４０】次に、この発明に係る半導体レーザ装置１
３の製造方法について説明する。図２及び図３は、この
発明に係る半導体レーザ装置１３の製造工程の各工程の
半導体レーザ装置を示す断面図である。図２（ａ）を参
照にして、まずＭＯＣＶＤ法などの結晶成長法による第
１次のエピタキシャル成長でｎ−ＧａＡｓ基板１の（１
００）面上に、 バッファ層２となるｎ−ＧａＡｓ層７
２、ｎ型下クラッド層３となるｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａ
ｓ層７３、活性層４となるアンドープＡｌ0.15Ｇａ0.85
Ａｓ層７４、第１上クラッド層５となるｐ− Ａｌ0.48
Ｇａ0.52Ａｓ層７５、エッチングストッパ層６となるｐ
− Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６、電流ブロック層７とな
るｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７、および保護層８と
なるｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７８を順次形成する。
以上は第１回目の成長工程である。

【００４１】この実施の形態ではＭＯＣＶＤ法を用いた
が、ＭＢＥ法等のたの成長方法でもよい。ドーパントと
しては、ｎ型ドーパントはシリコン、ｐ型ドーパントは
亜鉛が使用される。電流ブロック層７となるｎ−Ａｌ0.
55Ｇａ0.45Ａｓ層７７は、キャリア濃度を変えて２層に
形成される。

【００４２】すなわち、第１電流ブロック層７ａとなる
第１ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７ａは、キャリア濃
度を１．０Ｅ１７ｃｍ^-3、層厚０．２μｍとしてｐ−Ａ
ｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６上に接して積層され、第２電流
ブロック層７ｂとなる第２ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層
７７ｂは、キャリア濃度は２．５Ｅ１７ｃｍ^-3、層厚
０．４μｍとして、第１電流ブロック層７ａ上に接して
積層される。第１電流ブロック層７ａとなる第１ｎ−Ａ
ｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７ａのキャリア濃度をここでは
１．０Ｅ１７ｃｍ^-3としたが、３Ｅ１７ｃｍ^-3以下であ
ればよく、さらに望ましくは１．５Ｅ１７ｃｍ^-3以下で
あればよい。また実質的にアンドープでもよい。この工
程の結果を示したのが、図２（ａ）である。

【００４３】次に、保護層８となるｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.
8Ａｓ層７８上に、フォトレジスト膜を形成し、フォト
リソグラフィー技術によってストライプ状の開口を有す
るフォトレジストパターン８０を形成する。この工程の
結果を示したのが、図２（ｂ）である。このフォトレジ
ストパターン８０をマスクとして、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8
Ａｓ層７８とｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７を貫通
し、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６に達するまで、選択
エッチング液を用いてエッチングし、これにより電流チ
ャネルとなる窓７ｃを形成する。

【００４４】このエッチング方法は、酒石酸または硫酸
などのＡｌＡｓに対してあまり選択性を有しないエッチ
ャントで、ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７の途中まで
エッチングを行い、次いでＡｌＡｓ混晶比の高い層を選
択的にエッチングできるフッ酸系のエッチャントを用い
て、残りのｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７を選択的に
エッチングを行うものである。つまりフッ酸系のエッチ
ャントはｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６をエッチング
せず、この部分でエッチングは停止する。この工程の結
果を示したのが、図３（ａ）である。

【００４５】フッ酸系のエッチャントを用いて、選択的
にエッチングを行う際に、フォトレジストパターン８０
を除去し、ストライプ状の開口を有するｐ−Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓ層７８をマスクとしてエッチングを行っても
よい。

【００４６】続いて、フォトレジストパターン８０を除
去した後、２回目のエピタキシャル成長を行い、窓７ｃ
を介してｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６とｎ−Ａｌ0.5
5Ｇａ0.45Ａｓ層７７とｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７８
との上に第２上クラッド層９としてｐ− Ａｌ0.48Ｇａ
0.52Ａｓ層７９の埋め込み成長を行い、このｐ− Ａｌ
0.48Ｇａ0.52Ａｓ層７９の上にコンタクト層１０として
のｐ−ＧａＡｓ層８２を形成する。この工程の結果を示
したのが、図３（ｂ）である。次いで、ｐ−ＧａＡｓ層
８２の表面上にｐ側電極１２、基板１の裏面側にｎ側電
極１１を形成し、図１に示された半導体レーザ装置１３
を完成する。

【００４７】次に、半導体レーザ装置１３の動作につい
て説明する。ｎ側電極１１とｐ側電極１２との間に順方
向電圧を印加すると、電流ブロック層７はｎ型半導体層
で、保護層８及び第２上クラッド層９はｐ型層でありこ
のｐｎ接合により生じた空乏層により電流ブロック効果
を有するので、電流ブロック層７により電流の流れが阻
止されて電流が絞られ、開口７ａを介して効率よく活性
層４に電流が流れる。活性層４に所定の閾値以上の電流
が流れると、活性層４において電子と正孔とが再結合
し、これに基づいてレーザ光が発生する。

【００４８】このとき、ｎ型下クラッド層３、第１の上
クラッド層５及び第２の上クラッド層９は、活性層４よ
りも大きなバンドギャップを有しているので、ｎ型下ク
ラッド層３、第１の上クラッド層５及び第２の上クラッ
ド層９の屈折率は活性層４よりも小さく、レーザ光はｎ
型下クラッド層３と第１の上クラッド層５及び第２の上
クラッド層９との間に閉じ込められる。

【００４９】また、電流ブロック層７のバンドギャップ
は第１の上クラッド層５及び第２の上クラッド層９のそ
れよりも大きいので、電流ブロック層７の屈折率は第１
の上クラッド層５及び第２の上クラッド層８のそれより
小さく、レーザ光の水平横方向の拡がりは電流ブロック
層７によって制限される。このようにレーザ光の発光点
の上下、左右とも屈折率差を持たせるように構成してい
るので、レーザ光は発光点近傍に効率よく閉じ込められ
ることになる。

【００５０】この半導体レーザ装置１３においては、第
１上クラッド層５のＺｎのキャリア濃度を１．５Ｅ１８
ｃｍ^-3としているが、 ＧａＡｓ基板１のＳｉのキャリ
ア濃度を８Ｅ１７ｃｍ^-3とし、さらに第１上クラッド層
５上に接して配設されている第１電流ブロック層のＳｉ
のキャリア濃度を１．０Ｅ１７ｃｍ^-3としているので、
活性層４へのＺｎの拡散が抑制されている。活性層への
Ｚｎの拡散を調べるために、第１回目の結晶成長後Ｚｎ
のＳＩＭＳ分析（２次イオン質量分析）を行ったとこ
ろ、Ｚｎが活性層４にほとんど拡散していないことを確
認できた。

【００５１】これは、次のように説明できると考える。
Journal of Crystal growth vol.145 (1994) p808-812
にＳｉ−ＧａＡｓ／Ｚｎ−ＡｌＧａＡｓにおけるＺｎ
の拡散について説明がなされている。この亜鉛（Ｚｎ）
の拡散モデルは、ｎ型ＧａＡｓ／ＺｎドープＡｌＧａＡ
ｓ／ＳｅドープＡｌＧａＡｓの積層構造を基に説明され
ているものである。それによると、ＳｉドープＧａＡｓ
中の格子間ＧａがＳｉのキャリア濃度の増加に伴って増
加し、Ｇａはこの系の母体元素であるために、格子間Ｇ
ａは大きい拡散速度を持ち、 ＺｎドープＡｌＧａＡｓ
中に容易に拡散する。

【００５２】ＺｎドープＡｌＧａＡｓ中に拡散してきた
この格子間Ｇａにより、 ＺｎドープＡｌＧａＡｓ中の
ＧａサイトのＺｎがはじき出されて格子間Ｚｎとなり、
この格子間Ｚｎが近接する層に拡散すると説明されてい
る。また、従来構造と同様のレーザ装置において、Ｓｉ
ドープＧａＡｓ基板１０１のキャリア濃度を増加する
と、上クラッド層１０５のＺｎの拡散が促進され、温度
特性が悪くなることを見いだしている。特に、ＧａＡｓ
基板１がＶＢ法またはＶＧＦ法で作製された場合には、
結晶中に不活性なＳｉ原子が多数残留しており、Ｓｉ原
子が活性化する際に格子間Ｇａ原子が生成されて、Ｚｎ
の活性層への拡散が更に促進されることを見いだしてい
る。

【００５３】これらのことから、半導体レーザ装置１３
においては、 ＧａＡｓ基板１のＳｉのキャリア濃度を
８Ｅ１７ｃｍ^-3と、低くしているので、基板１中の格子
間Ｇａの生成が抑制されるために、第１上クラッド層５
への格子間Ｇａの拡散が少なくなり、このため第１上ク
ラッド層５のＺｎの拡散が抑制され、第１上クラッド層
５のＺｎのキャリア濃度の低下が防止されるとともに、
活性層４へのＺｎの拡散も少なくなり、活性層４のＺｎ
のキャリア濃度の増大も防止することができる。

【００５４】特に、ＧａＡｓ基板１がＶＢ法のみならず
ＶＧＦ法で作製された場合には、結晶中に不活性なＳｉ
原子が多数残留しているので、 ＧａＡｓ基板１のＳｉ
のキャリア濃度を８Ｅ１７ｃｍ^-3と低くすることによ
る、基板１中の格子間Ｇａの生成が抑制効果が大きく、
第１上クラッド層５から活性層４へのＺｎの拡散が抑制
される。さらに、この半導体レーザ装置１３において
は、電流ブロック層７を２層に分け、第１上クラッド層
５に近接する側の第１電流ブロック層７ａのＳｉのキャ
リア濃度を低くし、ｐ側電極１２側の第２電流ブロック
層７ｂのＳｉのキャリア濃度を高くすることにより、電
流ブロック層７としての働きである電流狭窄を行ないな
がら、第１電流ブロック層７ａ内における格子間Ｇａの
生成を抑制し、この格子間Ｇａの拡散に基づいて発生す
る、第１上クラッド層５から活性層４へのＺｎの拡散も
抑制される。

【００５５】したがって、この実施の形態においては、
活性層４のｎ側およびｐ側に存在するｎ型半導体層内に
おける格子間Ｇａの生成を、活性層４のｎ側およびｐ側
の両側で抑制することにより、この格子間Ｇａの拡散に
基づいて発生する、第１上クラッド層５から活性層４へ
のＺｎの拡散を抑制することができるので、活性層４を
挟む下クラッド層３および第１上クラッド層をキャリア
濃度の異なる複数層で構成すると言う複雑な構成にする
必要が無く、基板のキャリア濃度を若干低くすること
と、電流ブロック層の第１上クラッド層側の部分を低キ
ャリア濃度層にすると言う簡単な構成により、第１上ク
ラッド層５のＺｎのキャリア濃度の低下による内部損失
の増大、さらには電流−光出力特性の温度特性の劣化を
防止することができる。

【００５６】また、活性層４のＺｎのキャリア濃度の増
大にともなうビーム特性の劣化を防止することができ
る。そして、この半導体レーザ装置１３の基板は、Ｓｉ
のキャリア濃度を基板１のキャリア濃度を８Ｅ１７ｃｍ
^-3としているのでコンタクト抵抗も比較的低く設定でき
る。この実施の形態においては、基板１のキャリア濃度
を８Ｅ１７ｃｍ^-3としたが、０．１Ｅ１８ｃｍ^-3以上
１．５Ｅ１８ｃｍ^-3以下の範囲であればよく、好ましい
のは０．５Ｅ１８ｃｍ^-3以上１．０Ｅ１８ｃｍ^-3未満で
あり、更に好ましいのは０．７Ｅ１８ｃｍ^-3以上１．０
Ｅ１８ｃｍ^-3未満、である。

【００５７】また、各層のＡｌ混晶比は、この実施の形
態に示した値に限られるものではなく、活性層４が下ク
ラッド層３、第１の上クラッド層５、電流ブロック層７
および第２の上クラッド層９よりもバンドギャップが小
さく、さらに、第２の上クラッド層９よりバンドギャッ
プの小さいく活性層４よりバンドギャップの大きいエッ
チングストッパー層６を備えた構成であればよい。

【００５８】また、実施の形態１ではＡｌＧａＡｓ系材
料で構成したが、ＡｌＧａＩｎＰ系などの他のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体材料においても同様の効果が有る。

【００５９】変形例 次に、半導体レーザ装置１３と基本的には同じ構造であ
るが、製造工程の差異により、実施の形態１の半導体レ
ーザ装置１３の構成から、保護層８を除去した変形例に
ついて説明する。図４は、この変形例の半導体レーザ装
置の断面図である。図４において、図１と同じ符号は同
じかまたは相当の部分である。２０はこの構成の半導体
レーザ装置である。以下の実施の形態においての図１と
同じ符号は同じかまたは相当の部分である。

【００６０】次に、半導体レーザ装置２０の製造方法に
ついて説明する。図５及び図６は、この変形例の半導体
レーザ装置２０の製造工程の各工程の半導体レーザ装置
を示す断面図である。実施の形態１の図２（ａ）と同様
に、まずＭＯＣＶＤ法などの結晶成長法による第１次の
エピタキシャル成長でｎ−ＧａＡｓ基板１上に、 バッ
ファ層２となるｎ−ＧａＡｓ層７２、ｎ型下クラッド層
３となるｎ−Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓ層７３、活性層４と
なるアンドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層７４、第１上ク
ラッド層５となるｐ− Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓ層７５、
エッチングストッパ層６となるｐ− Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａ
ｓ層７６、電流ブロック層７となるｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.
45Ａｓ層７７、および保護層８となるｐ− Ａｌ0.2Ｇａ
0.8Ａｓ層７８を順次形成する。このときのドーパント
としては、ｎ型ドーパントはシリコン、ｐ型ドーパント
は亜鉛が使用される。電流ブロック層７となるｎ−Ａｌ
0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７は、図２と同様に、キャリア濃
度を変えて２層に形成され、第１電流ブロック層７ａと
なる第１ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７ａ、および第
２電流ブロック層７ｂとなる第２ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45
Ａｓ層７７ｂが形成される。

【００６１】次に、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７８上
に、フォトレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィー
技術によってストライプ状の開口を有するフォトレジス
トパターン８０を形成する。この工程の結果を示したの
が、図５（ａ）である。

【００６２】次いで、フォトレジストパターン８０をマ
スクとして、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７８を第１ｎ−
Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７ｂに達するまでエッチング
する。このときのエッチャントは酒石酸等のＧａＡｓを
選択的にエッチングするものを使用する。この工程の結
果を示したのが、図５（ｂ）である。

【００６３】次に、レジストパターン８０を除去した
後、ＡｌＡｓ混晶比の高い材料を選択的にエッチングで
きるフッ酸系のエッチャントを用いて、ｐ−Ａｌ0.2Ｇ
ａ0.8Ａｓ層７８をマスクとして用いて、ｎ−Ａｌ0.55
Ｇａ0.45Ａｓ層７７をｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６に
達するまでエッチングする。

【００６４】ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６は、ｎ−Ａ
ｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７よりもＡｌＡｓ混晶比が低い
のでエッチング進まずエッチングストパー層として働
く。このためにｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７を完全
に除去でき、電気的に抵抗の少ない窓７ｃが形成され
る。エッチングマスクとして使用したｐ− Ａｌ0.2Ｇａ
0.8Ａｓ層７８は、当然フッ酸系のエッチャントにはエ
ッチングされないために窓７ｃ上に張り出したひさし状
に残される。この工程の結果を示したのが、図６（ａ）
である。

【００６５】次いで、ＡｌＡｓ混晶比の低い材料をエッ
チングできるエッチャントである、ＮＨ３系または酒石
酸系のエッチャントを用いて、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
層７８をエッチングする。このｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ
層７８を除去した後、２回目の結晶成長工程にて、窓７
ｃを介して、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ａｓ層７６とｎ−Ａｌ
0.55Ｇａ0.45Ａｓ層７７との上に第２上クラッド層９と
してのｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層７９を埋め込み成長を
行い、このｐ−Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓ層７９の上にコン
タクト層１０としてのｐ−ＧａＡｓ層８２を形成する。
この工程の結果を示したのが、図６（ｂ）である。

【００６６】次いで、ｐ−ＧａＡｓ層８２の表面上にｐ
側電極１２、基板１の裏面側にｎ側電極１１を形成し、
図４に示された半導体レーザ装置２０を完成する。この
構成においても半導体レーザ装置１３と同様の効果を奏
することができる。

【００６７】実施の形態２．この実施の形態２において
は、実施の形態１のアンドープＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓの
活性層４をダブルカンタムウエル（以下ＤＱＷという）
構造の活性層としたものである。図７は、実施の形態２
に係る半導体レーザ装置のＤＱＷ構造の活性層３０の断
面図である。

【００６８】図７において、３２は、層厚１５ｎｍでア
ンドープＡｌ0.35Ｇａ0.65Ａｓの光ガイド層、３４は、
層厚８ｎｍでアンドープＡｌ0.10Ｇａ0.90Ａｓのウエル
層、３６は、層厚８ｎｍでアンドープＡｌ0.35Ｇａ0.65
Ａｓのバリア層である。図８は、活性層３０のＤＱＷ構
造のエネルギーバンドを示す模式図である。その他の構
成は、実施の形態１と同じである。従って、ｐ−Ａｌ0.
48Ｇａ0.52Ａｓの第１上クラッド層５は、ドーパントは
Ｚｎ、キャリア濃度は１．５Ｅ１８ｃｍ^-3、であり、ｎ
型ＧａＡｓの基板１はｎ型ドーパントはＳｉで、キャリ
ア濃度は８Ｅ１７ｃｍ^-3である。またこのＧａＡｓ基板
１は、ＶＢ（Vertical Bridgeman)法で作成されたもの
である。

【００６９】さらに、電流ブロック層７は、第１電流ブ
ロック層７ａ、第２電流ブロック層７ｂで形成されてい
る。第１電流ブロック層７ａは、エッチングストッパー
層６上に隣接して配設され、ドーパントはＳｉ、キャリ
ア濃度は１．０Ｅ１７ｃｍ^-3、層厚０．２μｍである。
第２電流ブロック層７ｂは、第１電流ブロック層７ａ上
に隣接して配設され、ドーパントはＳｉ、キャリア濃度
は２．５Ｅ１７ｃｍ^-3、層厚０．４μｍである。

【００７０】この実施の形態による半導体レーザ装置に
おいても、実施の形態１と同様に、第１上クラッド層５
のＺｎの拡散は少なく、第１上クラッド層５のＺｎのキ
ャリア濃度が維持されている。したがって、キャリア濃
度の低下による内部損失の増大さらには電流−光出力特
性の温度特性の劣化を防止することができる。また、活
性層２０のＺｎのキャリア濃度の増大がないので、ビー
ム特性の劣化を防止することができる。さらに、活性層
２０へのＺｎの拡散によるＤＱＷ構造の無秩序化が回避
できるので、設計通りのＤＱＷ構造が実現でき、一層キ
ャリアの閉込が効率よく行われる。

【００７１】そして、この半導体レーザ装置の基板は、
Ｓｉのキャリア濃度を基板１のキャリア濃度を８Ｅ１７
ｃｍ^-3としているのでコンタクト抵抗も比較的低く設定
できる。この実施の形態の半導体レーザ装置において、
共振器長が８００μｍとしたとき、動作温度６０℃での
しきい値電流は４５ｍＡであり、実施の形態１に比べて
さらに低く実現できる。

【００７２】また、この実施の形態においては、活性層
をＤＱＷ構造としたが、他の量子井戸構造すなわち、シ
ングルカンタムウエル（ＳＱＷ）構造、トリプルカンタ
ムウエル（ＴＱＷ）構造などのマルチカンタムウエル
（ＭＱＷ）構造、やグリン（ＧＲＩＮ）構造、セパレー
トコンファインメントヘテロストラクチャー（ＳＣＨ）
構造などでも、同様の効果を奏する。

【００７３】実施の形態３．この実施の形態３において
は、ｎ型ＧａＡｓ基板のキャリア濃度を０．１Ｅ１８ｃ
ｍ^-3以上１．５Ｅ１８ｃｍ^-3以下とするとともに電流ブ
ロック層を実施の形態１のようにキャリア濃度の異なる
２層で構成せず、一層で構成するがドーパントをＳｉよ
り活性化率の高いＶＩ族元素としたものである。これに
より、基板および電流ブロック層のｎ型ドーパントに基
づく第１の上クラッド層から活性層へのＺｎの拡散を少
なくしたものである。

【００７４】図９は、この実施の形態に係る半導体レー
ザ装置の断面図である。図９において、４０は半導体レ
ーザ装置、４２は電流ブロック層である。電流ブロック
層４２は、ドーパントとして、Ｓｉより活性化率の高い
元素であるセレン（Ｓｅ），テルル（Ｔｅ），硫黄
（Ｓ）が用いられ、キャリア濃度は２．５Ｅ１７ｃ
ｍ^-3、層厚０．６μｍである。他の構成は、実施の形態
１と同様で、ｎ型ＧａＡｓの基板１のｎ型ドーパントは
Ｓｉで、キャリア濃度は８Ｅ１７ｃｍ^-3である。またこ
のＧａＡｓ基板１は、ＶＢ法で作成されたものである。

【００７５】層厚０．１μｍのｎ−ＧａＡｓのバッファ
層２は、ドーパントがＳｉ、キャリア濃度は３Ｅ１７ｃ
ｍ^-3、バッファ層２上に設けられた層厚２．０μｍのｎ
−Ａｌ0.48Ｇａ0.52Ａｓの下クラッド層３は、ドーパン
トがＳｉで、キャリア濃度は３Ｅ１７ｃｍ^-3ある。下ク
ラッド層３のドーパントは、Ｓｅなどの他のｎ型ドーパ
ントであってもよい。また、ｐ型ドーパントはＺｎであ
る。

【００７６】この半導体レーザ装置４０では、実施の形
態１と同様に、ＧａＡｓ基板１のＳｉのキャリア濃度を
８Ｅ１７ｃｍ^-3と、低くしているので、基板１中の格子
間Ｇａの生成が抑制されるために、第１上クラッド層５
への格子間Ｇａの拡散が少なくなり、このため第１上ク
ラッド層５のＺｎの拡散が抑制され、第１上クラッド層
５のＺｎのキャリア濃度の低下が防止されるとともに、
活性層４へのＺｎの拡散も少なくなり、活性層４のＺｎ
のキャリア濃度の増大も防止することができる。一方、
電流ブロック層４２は、一層で構成し、ドーパントをＳ
ｉより活性化率の高い元素を使用することにより、格子
間に存在するドーパントの原子の数を少なくすることが
できるので、活性層へのＺｎの拡散を抑制することがで
きる。

【００７７】従って、この実施の形態においても、実施
の形態１と同様の効果を奏し、基板のキャリア濃度を若
干低くすることと、電流ブロック層のドーパントをＳｉ
より活性化率の高い元素とすると言う簡単な構成によ
り、第１上クラッド層５のＺｎのキャリア濃度の低下に
よる内部損失の増大、さらには電流−光出力特性の温度
特性の劣化を防止することができる。また、活性層４の
Ｚｎのキャリア濃度の増大にともなうビーム特性の劣化
を防止することができる。

【００７８】実施の形態４．この実施の形態４において
は、ｎ型ＧａＡｓ基板のキャリア濃度を０．１Ｅ１８ｃ
ｍ^-3以上１．５Ｅ１８ｃｍ^-3以下とするとともに電流ブ
ロック層を実施の形態１と同様にキャリア濃度の異なる
２層の構成とし、さらにドーパントをＳｉより活性化率
の高いＶＩ族元素としたものである。これにより、基板
および電流ブロック層のｎ型ドーパントに基づく第１の
上クラッド層から活性層へのＺｎの拡散を一層少なくし
たものである。

【００７９】図１０は、この実施の形態に係る半導体レ
ーザ装置の断面図である。図１０において、４５は半導
体レーザ装置、４７はエッチングストッパー層６の上に
設けられた層厚０．６μｍのｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓ
の電流ブロック層で、第１電流ブロック層４７ａ、第２
電流ブロック層４７ｂで形成されている。ドーパントは
Ｓｉより活性化率の高い元素であるセレン（Ｓｅ）で，
他にテルル（Ｔｅ），硫黄（Ｓ）が用いられる。第１電
流ブロック層４７ａは、エッチングストッパー層６上に
隣接して配設され、キャリア濃度は１．０Ｅ１７ｃ
ｍ^-3、層厚０．２μｍである。

【００８０】第２電流ブロック層７ｂは、第１電流ブロ
ック層７ａ上に隣接して配設され、キャリア濃度は２．
５Ｅ１７ｃｍ^-3、層厚０．４μｍである。他の構成は、
実施の形態１と同様である。この半導体レーザ装置４５
では、ＧａＡｓ基板１のＳｉのキャリア濃度を８Ｅ１７
ｃｍ^-3と、低くしているので、第１上クラッド層５のＺ
ｎの拡散が抑制され、第１上クラッド層５のＺｎのキャ
リア濃度の低下が防止されるとともに、活性層４へのＺ
ｎの拡散も少なくなり、活性層４のＺｎのキャリア濃度
の増大も防止することができる。

【００８１】そして、電流ブロック層４７を２層に分
け、第１上クラッド層５に近接する側の第１電流ブロッ
ク層４７ａのＳｅのキャリア濃度を低くし、ｐ側電極１
２側の第２電流ブロック層４７ｂのＳｅのキャリア濃度
を高くすることにより、電流ブロック層４７としての働
きである電流狭窄を行ないながら、電流ブロック層４７
のドーパントとして、Ｓｉより活性化率の高い元素を使
用することにより、格子間に存在するドーパントの原子
の数を少なくすることができるので、第１電流ブロック
層４７ａ内における格子間Ｇａの生成を抑制し、この格
子間Ｇａの拡散に基づいて発生する、第１上クラッド層
５から活性層４へのＺｎの拡散も抑制される。

【００８２】したがって、実施の形態１の効果に加え
て、さらに有効に第１上クラッド層５のＺｎのキャリア
濃度の低下による内部損失の増大、さらには電流−光出
力特性の温度特性の劣化を防止することができる。ま
た、活性層４のＺｎのキャリア濃度の増大にともなうビ
ーム特性の劣化もより有効に防止することができる。

【００８３】また、実施の形態１ないし４において説明
した半導体レーザ装置は、ＳＡＳ型であるが、活性層の
上にＺｎドープクラッド層とアンドープまたはｎ型電流
ブロック層を続けて形成する他の形式の半導体レーザで
も同様の効果を奏する。

【００８４】

【発明の効果】この発明に係る半導体レーザ装置及び半
導体レーザ装置の製造方法は、以上に説明したような構
成または工程を備えているので、以下のような効果を有
する。この発明に係る半導体レーザ装置においては、ド
ーパントの不純物濃度が０．１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上１．
５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１導電型のＧａＡｓ半導
体基板と、この半導体基板上に配設された第１導電型の
第１クラッド層と、活性層と、第２導電型の第１の第２
クラッド層と、この第１の第２クラッド層の上に配設さ
れ、第１の第２クラッド層に近い側の第１の層とこの第
１の層の上に配設され第１の層の不純物濃度より高い不
純物濃度を有する第２の層を有した第１導電型の電流ブ
ロック層と、第２導電型の第２の第２クラッド層とを備
えたもので、基板と電極のコンタクト抵抗を低く抑制し
つつ、簡単な構成で第１の第２クラッド層から活性層へ
の第２導電型ドーパントの拡散を防止でき、活性層への
キャリアの閉込が有効に行うことができる。延いては安
価で、閾値電流が低く温度特性のよい半導体レーザ装置
を得ることができる。

【００８５】さらに、電流ブロック層の第１の層の不純
物濃度を実質的にアンドープかまたは３×１０¹⁷ｃｍ^-3
以下としたもので、第１の第２クラッド層から活性層へ
の第２導電型ドーパントの拡散を有効に防止できる。延
いては安価で、閾値電流が低く温度特性のよい半導体レ
ーザ装置を得ることができる。

【００８６】さらに、電流ブロック層の不純物を、Ｓｉ
より活性化率の高いＶＩ族元素としたので、電流ブロッ
ク層の不純物の量を少なくすることができ、電流ブロッ
ク層の格子間原子の発生を一層抑え、第２導電型ドーパ
ントの拡散を抑制することができる。延いては安価で、
閾値電流が低く温度特性のよい半導体レーザ装置を得る
ことができる。

【００８７】また、ドーパントの不純物濃度が０．１×
１０¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１
導電型のＧａＡｓ半導体基板と、この半導体基板上に配
設された第１導電型の第１クラッド層と、活性層と、第
２導電型の第１の第２クラッド層と、この第１の第２ク
ラッド層の上に配設され、Ｓｉより活性化率の高いＶＩ
族元素を不純物とする第１導電型の電流ブロック層と、
第２導電型の第２の第２クラッド層とを備えたもので、
基板と電極のコンタクト抵抗を低く抑制しつつ、簡単な
構成で第１の第２クラッド層から活性層への第２導電型
ドーパントの拡散を防止でき、活性層へのキャリアの閉
込が有効に行うことができる。延いては安価で、閾値電
流が低く温度特性のよい半導体レーザ装置を得ることが
できる。

【００８８】さらに、第１の第２クラッド層と第２の第
２クラッド層との間に、活性層よりもバンドギャップが
大きく、第２の第２クラッド層よりバンドギャップが小
さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の半
導体層を備えたので、帯状開口を確実に形成することが
でき、結晶性のよい第２の第２クラッド層を構成でき
る。延いては、内部損失が少なく、電流−光出力特性の
温度特性をさらに高めた半導体レーザ装置を構成するこ
とができる。

【００８９】またさらに，第１クラッド層をＡｌxＧａ1
-xＡｓ （０＜ｘ＜１）、活性層をＡｌＧａＡｓ系材
料、第１の第２クラッド層をＡｌuＧａ1-uＡｓ （０＜
ｕ＜１）、電流ブロック層をＡｌzＧａ1-zＡｓ （０＜
ｚ＜１）、そして第２の第２クラッド層をＡｌvＧａ1-v
Ａｓ （０＜ｖ＜１）で構成したので、基板と電極のコ
ンタクト抵抗を低く抑制しつつ、活性層への第２導電型
ドーパントの拡散を防止でき、活性層へのキャリアの閉
込を有効に行うことができるので、電流−光出力特性の
温度特性が良好で、ビーム特性も良く、コンタクト抵抗
も比較的低い赤外の半導体レーザ装置を得ることができ
る。

【００９０】またさらに、第１の第２クラッド層の第２
導電型のドーパントの不純物濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3を
越え３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下としたので、活性層からのキ
ャリアのオーバーフローを抑制し、しきい値電流密度を
低く保持できるから、電流−光出力特性の温度特性がさ
らに良好で、ビーム特性も良い半導体レーザ装置を構成
することができる。

【００９１】またさらに、ＧａＡｓ半導体基板をＶＢ法
またはＶＧＦ法で製作したものとしたので、第２導電型
のドーパントの活性層への拡散を効果的に少なくするこ
とができ、電流−光出力特性の温度特性がさらに良好
で、ビーム特性も良い半導体レーザ装置を構成すること
ができる。

【００９２】さらに、ＧａＡｓ半導体基板に含まれる不
活性なＳｉの濃度が１×１０¹⁸ｃｍ ^-3以下としたので、
第２導電型のドーパントの活性層への拡散を効果的に少
なくすることができ、電流−光出力特性の温度特性がさ
らに良好で、ビーム特性も良い半導体レーザ装置を構成
することができる。

【００９３】またさらに、第１導電型がｎ型、第２導電
型がｐ型で、基板のｎ型のドーパントをシリコン、ｐ型
のドーパントを亜鉛としたので、基板と電極のコンタク
ト抵抗を低く抑制しつつ、第１の第２クラッド層から活
性層への亜鉛の拡散を防止でき、活性層へのキャリアの
閉込を有効に行うことができる。延いては、ＧａＡｓ基
板のｎ型ドーパントをシリコン、ｐ型ドーパントを亜鉛
とする簡単な構成の安価で、電流−光出力特性の温度特
性が良好で、ビーム特性も良く、コンタクト抵抗も比較
的低い半導体レーザ装置を得ることができる。

【００９４】さらに、活性層を多重量子井戸構造とした
もので、多重量子井戸構造への第２導電型のドーパント
の拡散による無秩序化を少なくすることができ、設計ど
おりの多重量子井戸構造を実現しやすくなる。延いて
は、効率がよく安価で歩留まりのよい半導体レーザ装置
を得ることができる。

【００９５】この発明に係る半導体レーザ装置の製造方
法では、ドーパントの不純物濃度が０．１×１０¹⁸ｃｍ
^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１導電型のＧ
ａＡｓ半導体基板を準備する工程と、第１導電型の第１
クラッド層を形成する工程と、活性層を形成する工程
と、第２導電型の第１の第２クラッド層を形成する工程
と、第１の第２クラッド層に近い側の第１の層とこの第
１の層の上に形成され第１の層の不純物濃度よりも高い
不純物濃度を有する第２の層とを有する電流ブロック層
を、第１の第２クラッド層の上に形成する工程と、第２
導電型の第２の第２クラッド層を形成する工程と、を含
むので、基板と電極のコンタクト抵抗を低く抑制しつ
つ、第１の第２クラッド層から活性層への第２導電型ド
ーパントの拡散を防止でき、活性層へのキャリアの閉込
が有効に行うことができる半導体レーザ装置を簡単な工
程で製造することができる。ひいては閾値電流が低く、
温度特性のよい安価な半導体レーザ装置を提供できる。

【００９６】さらに、電流ブロック層を形成する工程に
おいて、電流ブロック層の第１の層の不純物濃度を実質
的にアンドープかまたは３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下としたの
で、第１の第２クラッド層から活性層への第２導電型ド
ーパントの拡散を有効に防止できる半導体レーザ装置を
簡単に製造することができる。ひいては閾値電流が低
く、温度特性のよい安価な半導体レーザ装置を提供でき
る。

【００９７】さらに、第１の第２クラッド層と第２の第
２クラッド層との間に、活性層よりもバンドギャップが
大きく、第２の第２クラッド層よりバンドギャップが小
さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の半
導体層をさらに形成する工程を含むとともに、電流ブロ
ック層の開口を形成する工程においてこの第２導電型の
半導体層によりエッチングを停止させるので、帯状開口
を確実に形成することができ、第２の第２クラッド層を
結晶性よく形成できる。延いては、内部損失が少なく、
電流−光出力特性の温度特性をさらに高めた半導体レー
ザ装置を安価に提供することができる。

【００９８】さらに，第１クラッド層がＡｌxＧａ1-xＡ
ｓ （０＜ｘ＜１）、活性層がＡｌＧａＡｓ系材料、第
１の第２クラッド層がＡｌuＧａ1-uＡｓ （０＜ｕ＜
１）、電流ブロック層がＡｌzＧａ1-zＡｓ （０＜ｚ＜
１）、そして第２の第２クラッド層がＡｌvＧａ1-vＡｓ
（０＜ｖ＜１）で構成されたので、基板と電極のコン
タクト抵抗を低く抑制しつつ、活性層への第２導電型ド
ーパントの拡散を防止できる赤外半導体レーザを簡単な
工程で製造できる。延いては電流−光出力特性の温度特
性が良好で、ビーム特性も良く、コンタクト抵抗も比較
的低い赤外の半導体レーザ装置を安価に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。

【図２】 この発明に係る半導体レーザ装置の製造工程
を示す半導体レーザ装置の断面図である。

【図３】 この発明に係る半導体レーザ装置の製造工程
を示す半導体レーザ装置の断面図である。

【図４】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。

【図５】 この発明に係る半導体レーザ装置の製造工程
を示す半導体レーザ装置の断面図である。

【図６】 この発明に係る半導体レーザ装置の製造工程
を示す半導体レーザ装置の断面図である。

【図７】 この発明に係る半導体レーザ装置のＤＱＷ構
造の活性層の断面図である。

【図８】 この発明に係る半導体レーザ装置のＤＱＷ構
造の活性層のバンドギャップをしめす模式図である。

【図９】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図で
ある。

【図１０】 この発明に係る半導体レーザ装置の断面図
である。

【図１１】 従来の半導体レーザ装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板、３ 下クラッド層、４ 活性層、３０
ＤＱＷ構造の活性層、５ 第１の上クラッド層、７
ａ，４７ａ 第１電流ブロック層、７ｂ，４７ｂ第２電
流ブロック層、７ｃ 開口、７，４２，４７ 電流ブロ
ック層、８ 第２の上クラッド層、６ エッチングスト
ッパー層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 顕洋 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA53 AA55 AA74 CA05 CB02 CB07 DA05 DA23 EA23 EA29

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドーパントの不純物濃度が０．１×１０
   ¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１導電
   型のＧａＡｓ半導体基板と、 この半導体基板上に配設され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
   体からなる第１導電型の第１クラッド層と、 この第１クラッド層の上に配設され、上記第１クラッド
   層よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半
   導体からなる活性層と、 この活性層の上に配設され、上記活性層よりもバンドギ
   ャップの大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２
   導電型の第１の第２クラッド層と、 この第１の第２クラッド層の上に配設され、上記活性層
   よりもバンドギャップが大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
   体からなるとともに、前記第１の第２クラッド層に近い
   側の第１の層とこの第１の層の上に配設され前記第１の
   層の不純物濃度より高い不純物濃度を有する第２の層と
   を有し、この第１，第２の層がともに電流経路となる帯
   状の開口を有した第１導電型の電流ブロック層と、 この電流ブロック層の上記開口を介して上記第１の第２
   クラッド層の上に配設され、上記活性層よりもバンドギ
   ャップの大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２
   導電型の第２の第２クラッド層と、を備えた半導体レー
   ザ装置。
2. 【請求項２】 電流ブロック層の第１の層の不純物濃度
   が実質的にアンドープかまたは３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下で
   あることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装
   置。
3. 【請求項３】 電流ブロック層の不純物が、Ｓｉより活
   性化率の高いＩＶ属元素であることを特徴とする請求項
   １または２に記載の半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 ドーパントの不純物濃度が０．１×１０
   ¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１導電
   型のＧａＡｓ半導体基板と、 この半導体基板上に配設され、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
   体からなる第１導電型の第１クラッド層と、 この第１クラッド層の上に配設され、上記第１クラッド
   層よりもバンドギャップが小さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半
   導体からなる活性層と、 この活性層の上に配設され、上記活性層よりもバンドギ
   ャップの大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２
   導電型の第１の第２クラッド層と、 この第１の第２クラッド層の上に配設され、上記活性層
   よりもバンドギャップが大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
   体からなり、電流経路となる帯状の開口を有し、ドーパ
   ントがＳｉより活性化率の高いＩＶ属元素である第１導
   電型の電流ブロック層と、 この電流ブロック層の上記開口を介して上記第１の第２
   クラッド層の上に配設され、上記活性層よりもバンドギ
   ャップの大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２
   導電型の第２の第２クラッド層と、を備えた半導体レー
   ザ装置。
5. 【請求項５】 第１の第２クラッド層と第２の第２クラ
   ッド層との間に、活性層よりもバンドギャップの大き
   く、第２の第２クラッド層よりバンドギャップの小さい
   ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の半導体
   層をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 第１クラッド層がＡｌxＧａ1-xＡｓ
   （０＜ｘ＜１）、活性層がＡｌＧａＡｓ系材料、第１の
   第２クラッド層がＡｌuＧａ1-uＡｓ （０＜ｕ＜１）、
   電流ブロック層がＡｌzＧａ1-zＡｓ （０＜ｚ＜１）、
   そして第２の第２クラッド層がＡｌvＧａ1-vＡｓ （０
   ＜ｖ＜１）で構成されたことを特徴とする請求項１ない
   し５のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
7. 【請求項７】 第１の第２クラッド層の第２導電型のド
   ーパントの不純物濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3を越え３×１
   ０¹⁸ｃｍ^-3以下であることを特徴とする請求項１ないし
   ６のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 ＧａＡｓ半導体基板がＶＢ（Ｖｅｒｔｉ
   ｃａｌ Ｂｒｉｄｇｅｍａｎ）法またはＶＧＦ（ Ｖｅ
   ｒｔｉｃａｌ Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｆｒｅｅｚｅ）法で
   製作したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか
   １項に記載の半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】 ＧａＡｓ半導体基板に含まれる不活性な
   Ｓｉの濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であることを特徴と
   する請求項８記載の半導体レーザ装置。
10. 【請求項１０】 第１導電型がｎ型、第２導電型がｐ型
    で、基板のｎ型のドーパントがシリコン、ｐ型のドーパ
    ントが亜鉛であることを特徴とする請求項１ないし９の
    いずれか１項に記載の半導体レーザ装置。
11. 【請求項１１】 活性層が多重量子井戸構造であること
    を特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載
    の半導体レーザ装置。
12. 【請求項１２】 ドーパントの不純物濃度が０．１×１
    ０¹⁸ｃｍ^-3以上１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である第１導
    電型のＧａＡｓ半導体基板を準備する工程と、 ＧａＡｓ半導体基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体か
    らなる第１導電型の第１クラッド層を形成する工程と、 第１クラッド層の上に、第１クラッド層よりもバンドギ
    ャップが小さいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる活性
    層を形成する工程と、 活性層の上に活性層よりバンドギャップの大きいＩＩＩ
    −Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の第１の第２ク
    ラッド層を形成する工程と、 活性層よりもバンドギャップが大きいＩＩＩ−Ｖ族化合
    物半導体からなるとともに第１の第２クラッド層に近い
    側の第１の層とこの第１の層の上に形成され前記第１の
    層の不純物濃度よりも高い不純物濃度を有する第２の層
    とを有し電流経路となる帯状の開口を備えた電流ブロッ
    ク層を、第１の第２クラッド層の上に形成する工程と、 電流ブロック層の開口を介して第１の第２クラッド層の
    上に活性層よりバンドギャップが大きいＩＩＩ−Ｖ族化
    合物半導体からなる第２導電型の第２の第２クラッド層
    を形成する工程と、を含む半導体レーザ装置の製造方
    法。
13. 【請求項１３】 電流ブロック層を形成する工程におい
    て、電流ブロック層の第１の層の不純物濃度を実質的に
    アンドープかまたは３×１０¹⁷ｃｍ^-3以下とすることを
    特徴とする請求項１２記載の半導体レーザ装置の製造方
    法。
14. 【請求項１４】 第１の第２クラッド層と第２の第２ク
    ラッド層との間に、活性層よりもバンドギャップが大き
    く、第２の第２クラッド層よりバンドギャップが小さい
    ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる第２導電型の半導体
    層をさらに形成する工程を含むとともに、電流ブロック
    層の開口を形成する工程においてこの第２導電型の半導
    体層によりエッチングを停止させることを特徴とする請
    求項１２または１３に記載の半導体レーザ装置の製造方
    法。
15. 【請求項１５】 第１クラッド層がＡｌxＧａ1-xＡｓ
    （０＜ｘ＜１）、活性層がＡｌＧａＡｓ系材料、第１の
    第２クラッド層がＡｌuＧａ1-uＡｓ （０＜ｕ＜１）、
    電流ブロック層がＡｌzＧａ1-zＡｓ （０＜ｚ＜１）、
    そして第２の第２クラッド層がＡｌvＧａ1-vＡｓ （０
    ＜ｖ＜１）で構成されたことを特徴とする請求項１２な
    いし１４のいずれか１項に記載の半導体レーザ装置の製
    造方法。