JP2002185081A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JP2002185081A JP2002185081A JP2000385124A JP2000385124A JP2002185081A JP 2002185081 A JP2002185081 A JP 2002185081A JP 2000385124 A JP2000385124 A JP 2000385124A JP 2000385124 A JP2000385124 A JP 2000385124A JP 2002185081 A JP2002185081 A JP 2002185081A
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- Japan
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- layer
- cladding layer
- cladding
- active layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザ素子において、クラッド層をエ
ッチングしてリッジ部を形成する場合におけるエッチン
グストップ位置の制御を精度良く行えるようにする。 【解決手段】 活性層２４を挟むこの活性層２４よりバ
ンドギャップが大きい第１・第２クラッド層２２，２６
ａ，２６ｂと、第２クラッド層２６ａ，２６ｂの間に位
置する第３クラッド層２７とを半導体基板２１上に積層
し、活性層２４の電流通路ストライプ所定領域を形成す
るために第２クラッド層２６ｂ側からエッチングしてリ
ッジ部３０を形成し、さらに、第３クラッド層２７に電
流を狭窄するアンダーカット部３１を形成する構造にお
いて、第３クラッド層２７を、リッジ部３０を形成する
エッチングをストップさせる材質で形成する。これによ
り、リッジ部３０を形成するエッチングを第３クラッド
層２７の位置で確実にストップでき、均一な高さ寸法の
リッジ部３０を精度良く形成できる。
ッチングしてリッジ部を形成する場合におけるエッチン
グストップ位置の制御を精度良く行えるようにする。 【解決手段】 活性層２４を挟むこの活性層２４よりバ
ンドギャップが大きい第１・第２クラッド層２２，２６
ａ，２６ｂと、第２クラッド層２６ａ，２６ｂの間に位
置する第３クラッド層２７とを半導体基板２１上に積層
し、活性層２４の電流通路ストライプ所定領域を形成す
るために第２クラッド層２６ｂ側からエッチングしてリ
ッジ部３０を形成し、さらに、第３クラッド層２７に電
流を狭窄するアンダーカット部３１を形成する構造にお
いて、第３クラッド層２７を、リッジ部３０を形成する
エッチングをストップさせる材質で形成する。これによ
り、リッジ部３０を形成するエッチングを第３クラッド
層２７の位置で確実にストップでき、均一な高さ寸法の
リッジ部３０を精度良く形成できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流狭窄構造を有
する半導体レーザ素子に関する。
する半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ素子は、レーザープ
リンタ、ＣＤやＤＶＤの光書込み、光通信等の分野で広
く使用されるようになっている。このような半導体レー
ザ素子を用いた半導体レーザにおいては、レーザ発振が
始まる閾値電流を下げることにより低コスト化を図るこ
とができ、電流狭窄構造を採用することにより閾値電流
を下げることができる。
リンタ、ＣＤやＤＶＤの光書込み、光通信等の分野で広
く使用されるようになっている。このような半導体レー
ザ素子を用いた半導体レーザにおいては、レーザ発振が
始まる閾値電流を下げることにより低コスト化を図るこ
とができ、電流狭窄構造を採用することにより閾値電流
を下げることができる。
【０００３】この電流狭窄構造とは、半導体レーザ素子
中の活性層へ電流が流れる通路となるクラッド層をその
一部において狭くした構造であり、活性層を挟むクラッ
ド層の一方をエッチングしてリッジ部を形成した後、そ
のリッジ部の一部にリッジ幅を狭くする向きにエッチン
グしてアンダーカット部を形成したものが知られてお
り、その一例としては、特開平７−２０２３３９号公
報、特開平１０−４２３９号公報に記載されている。
中の活性層へ電流が流れる通路となるクラッド層をその
一部において狭くした構造であり、活性層を挟むクラッ
ド層の一方をエッチングしてリッジ部を形成した後、そ
のリッジ部の一部にリッジ幅を狭くする向きにエッチン
グしてアンダーカット部を形成したものが知られてお
り、その一例としては、特開平７−２０２３３９号公
報、特開平１０−４２３９号公報に記載されている。
【０００４】特開平７−２０２３３９号公報に記載され
た電流狭窄構造を有する半導体レーザ素子の構造及び製
造工程について、図７に基づいて説明する。ｎ−ＧａＡ
ｓから構成された半導体基板１の上に、ｎ−Ａｌ0.4Ｇ
ａ0.6Ａｓから構成されたクラッド層２を１.５μｍ厚、
ｎ−ＧａＡｓから構成された活性層３を０.１μｍ厚、
ｐ−Ａｌ0.37Ｇａ0.63Ａｓから構成されたクラッド層４
を０.２μｍ厚、アンダーカット部を形成するためのｐ
−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓから構成されたクラッド層５を
０.４μｍ厚、ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓから構成された
クラッド層６を０.６μｍ厚、ｐ−ＧａＡｓから構成さ
れたキャップ層７を０.２μｍ厚に順次積層する（図７
（ａ）参照）。
た電流狭窄構造を有する半導体レーザ素子の構造及び製
造工程について、図７に基づいて説明する。ｎ−ＧａＡ
ｓから構成された半導体基板１の上に、ｎ−Ａｌ0.4Ｇ
ａ0.6Ａｓから構成されたクラッド層２を１.５μｍ厚、
ｎ−ＧａＡｓから構成された活性層３を０.１μｍ厚、
ｐ−Ａｌ0.37Ｇａ0.63Ａｓから構成されたクラッド層４
を０.２μｍ厚、アンダーカット部を形成するためのｐ
−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓから構成されたクラッド層５を
０.４μｍ厚、ｐ−Ａｌ0.4Ｇａ0.6Ａｓから構成された
クラッド層６を０.６μｍ厚、ｐ−ＧａＡｓから構成さ
れたキャップ層７を０.２μｍ厚に順次積層する（図７
（ａ）参照）。
【０００５】その後、キャップ層７の上にフォトリソグ
ラフィーとエッチングとによりフォトマスク８を形成
し、エッチングを行う。このエッチングは非選択的エッ
チングであり、クラッド層５の途中まで１μｍの深さに
エッチングを行い、リッジ幅が５μｍのリッジ部９を形
成する（図７（ｂ）参照）。
ラフィーとエッチングとによりフォトマスク８を形成
し、エッチングを行う。このエッチングは非選択的エッ
チングであり、クラッド層５の途中まで１μｍの深さに
エッチングを行い、リッジ幅が５μｍのリッジ部９を形
成する（図７（ｂ）参照）。
【０００６】その後、Ａｌの組成が０.４以上のＡｌＧ
ａＡｓだけをエッチングするフッ酸により、クラッド層
５のみをエッチングし、クラッド層５のリッジ幅を狭く
したアンダーカット部１０を形成する（図７（ｃ）参
照）。アンダーカット部１０の幅寸法は両側からそれぞ
れ２μｍであり、その中央部に１μｍ幅のクラッド層５
が残り、この１μｍ幅のクラッド層５が電流注入部とな
り、活性層３における電流注入部の下側部分が発光部と
なる。ここに、後述する電極から供給される電流が幅の
狭くなった１μｍ幅のクラッド層５を流れることとな
り、電流狭窄構造が形成される。
ａＡｓだけをエッチングするフッ酸により、クラッド層
５のみをエッチングし、クラッド層５のリッジ幅を狭く
したアンダーカット部１０を形成する（図７（ｃ）参
照）。アンダーカット部１０の幅寸法は両側からそれぞ
れ２μｍであり、その中央部に１μｍ幅のクラッド層５
が残り、この１μｍ幅のクラッド層５が電流注入部とな
り、活性層３における電流注入部の下側部分が発光部と
なる。ここに、後述する電極から供給される電流が幅の
狭くなった１μｍ幅のクラッド層５を流れることとな
り、電流狭窄構造が形成される。
【０００７】アンダーカット部１０を形成した後、フォ
トマスク８を除去し、リッジ部９及び露出しているクラ
ッド層４を覆うようにＳｉＯ2から構成された保護膜１
１を形成し、その保護膜１１におけるキャップ層７の上
部をエッチングにより除去し、保護膜１１と露出したキ
ャップ層７とを覆うようにｐ側電極１２を形成する。さ
らに、基板１を必要な厚さになるようにその裏面を研磨
し、研磨した裏面にｎ側電極１３を形成し、半導体レー
ザ素子を完成させる（図３（ｄ）参照）。
トマスク８を除去し、リッジ部９及び露出しているクラ
ッド層４を覆うようにＳｉＯ2から構成された保護膜１
１を形成し、その保護膜１１におけるキャップ層７の上
部をエッチングにより除去し、保護膜１１と露出したキ
ャップ層７とを覆うようにｐ側電極１２を形成する。さ
らに、基板１を必要な厚さになるようにその裏面を研磨
し、研磨した裏面にｎ側電極１３を形成し、半導体レー
ザ素子を完成させる（図３（ｄ）参照）。
【０００８】特開平１０−４２３９号公報に記載された
半導体レーザ素子は、クラッド層をエッチングして形成
したリッジ部の一部をリッジ幅方向に酸化して酸化層を
形成し、この酸化層の部分には電流が流れないようにし
て電流狭窄構造を実現したものである。
半導体レーザ素子は、クラッド層をエッチングして形成
したリッジ部の一部をリッジ幅方向に酸化して酸化層を
形成し、この酸化層の部分には電流が流れないようにし
て電流狭窄構造を実現したものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図７に示した特開平７
−２０２３３９号公報に記載された半導体レーザ素子に
よれば、１回の結晶成長とその後のエッチング処理とに
より、電流狭窄構造を実現するためのアンダーカット部
１０を形成することができる。しかし、クラッド層４〜
６やキャップ層７をＡｌＧａＡｓ系の材料を用いて形成
し、非選択的なエッチングによりリッジ部９を形成する
ため、リッジ部９を形成するとき、クラッド層５の途中
までエッチングしたタイミングでエッチングを止める必
要があり、そのタイミング制御が非常に困難であり、ク
ラッド層５が露出する前のタイミングでエッチングを止
めてしまうことや、クラッド層４までエッチングしてし
まうことがある。
−２０２３３９号公報に記載された半導体レーザ素子に
よれば、１回の結晶成長とその後のエッチング処理とに
より、電流狭窄構造を実現するためのアンダーカット部
１０を形成することができる。しかし、クラッド層４〜
６やキャップ層７をＡｌＧａＡｓ系の材料を用いて形成
し、非選択的なエッチングによりリッジ部９を形成する
ため、リッジ部９を形成するとき、クラッド層５の途中
までエッチングしたタイミングでエッチングを止める必
要があり、そのタイミング制御が非常に困難であり、ク
ラッド層５が露出する前のタイミングでエッチングを止
めてしまうことや、クラッド層４までエッチングしてし
まうことがある。
【００１０】また、特開平１０−４２３９号公報に記載
された半導体レーザ素子によれば、ＡｌxＧａ1-xＡｓ
（０.８＜ｘ≦１）から構成されたクラッド層を酸化層
とする構造をＩｎＰから構成された基板上に形成する場
合、そのクラッド層はＩｎＰから構成された基板に対し
て格子不整合度が約３.５％と大きいため、臨界膜厚の
関係で、厚膜を用いることができず、例えば、５ｎｍ程
度の薄いＡｌＡｓを多層構造にして用いられている。し
かし、酸化速度は厚さに非常に敏感であり（例えば、Ke
nt D.Choquetteら、IEEE Journal of Selected Topics
in Quantum Electronics, Vol.3, No.3, 1997,pp.916-9
26）、厚さが薄くなると酸化時間が長くなるという問題
点がある。
された半導体レーザ素子によれば、ＡｌxＧａ1-xＡｓ
（０.８＜ｘ≦１）から構成されたクラッド層を酸化層
とする構造をＩｎＰから構成された基板上に形成する場
合、そのクラッド層はＩｎＰから構成された基板に対し
て格子不整合度が約３.５％と大きいため、臨界膜厚の
関係で、厚膜を用いることができず、例えば、５ｎｍ程
度の薄いＡｌＡｓを多層構造にして用いられている。し
かし、酸化速度は厚さに非常に敏感であり（例えば、Ke
nt D.Choquetteら、IEEE Journal of Selected Topics
in Quantum Electronics, Vol.3, No.3, 1997,pp.916-9
26）、厚さが薄くなると酸化時間が長くなるという問題
点がある。
【００１１】そこで、酸化層として、ＩｎＰから構成さ
れた基板に格子整合可能なＡｌＩｎＡｓを用いる検討が
行われており、ＩｎＰから構成された基板に格子整合す
る組成はＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓである。これによると、
酸化層を厚く成長させることができるが、酸化速度はＡ
ｌ組成にも非常に敏感であるので、この発明のようにＡ
ｌ組成が小さいために酸化速度が遅く、製造コストがア
ップするという問題点がある。
れた基板に格子整合可能なＡｌＩｎＡｓを用いる検討が
行われており、ＩｎＰから構成された基板に格子整合す
る組成はＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓである。これによると、
酸化層を厚く成長させることができるが、酸化速度はＡ
ｌ組成にも非常に敏感であるので、この発明のようにＡ
ｌ組成が小さいために酸化速度が遅く、製造コストがア
ップするという問題点がある。
【００１２】そこで本発明は、クラッド層をエッチング
してリッジ部を形成する場合におけるエッチングストッ
プ位置の制御を精度良く行うことができる半導体レーザ
素子を提供することを目的とする。
してリッジ部を形成する場合におけるエッチングストッ
プ位置の制御を精度良く行うことができる半導体レーザ
素子を提供することを目的とする。
【００１３】さらに本発明は、電流狭窄構造を得るため
にリッジ部の一部にアンダーカット部を形成する場合に
おいて、その電流狭窄構造部分における機械的強度が高
い半導体レーザ素子を提供することを目的とする。
にリッジ部の一部にアンダーカット部を形成する場合に
おいて、その電流狭窄構造部分における機械的強度が高
い半導体レーザ素子を提供することを目的とする。
【００１４】さらに本発明は、電流狭窄構造を得るため
にリッジ部の一部に酸化層を形成する場合において、酸
化層の形成を短時間で行うことができる半導体レーザ素
子を提供することを目的とする。
にリッジ部の一部に酸化層を形成する場合において、酸
化層の形成を短時間で行うことができる半導体レーザ素
子を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光を発生する活性層と、この活性層よりバンドギャップ
が大きくてこの活性層を挟む第１・第２クラッド層と、
前記第２クラッド層の中に位置する第３クラッド層と
を、前記第１クラッド層が半導体基板側となるようにこ
の半導体基板上に積層し、前記活性層の電流通路ストラ
イプ所定領域を形成するために前記第２クラッド層側か
らエッチングしてリッジ部を形成し、さらに、前記第３
クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッチングして電
流を狭窄するアンダーカット部を形成した半導体レーザ
素子において、前記第３クラッド層が前記リッジ部を形
成するエッチングをストップさせる材質で形成されてい
る。
光を発生する活性層と、この活性層よりバンドギャップ
が大きくてこの活性層を挟む第１・第２クラッド層と、
前記第２クラッド層の中に位置する第３クラッド層と
を、前記第１クラッド層が半導体基板側となるようにこ
の半導体基板上に積層し、前記活性層の電流通路ストラ
イプ所定領域を形成するために前記第２クラッド層側か
らエッチングしてリッジ部を形成し、さらに、前記第３
クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッチングして電
流を狭窄するアンダーカット部を形成した半導体レーザ
素子において、前記第３クラッド層が前記リッジ部を形
成するエッチングをストップさせる材質で形成されてい
る。
【００１６】したがって、リッジ部を形成するために第
２クラッド層をエッチングしたとき、そのエッチングが
第３クラッド層まで達したときに第３クラッド層により
そのエッチングがストップされるので、第３クラッド層
を確実に露出させた位置でリッジ部を形成するためのエ
ッチングをストップさせることができ、均一な高さ寸法
のリッジ部を精度良く形成することができる。そして、
リッジ部を形成するエッチングが終了した後に第３クラ
ッド層のみをエッチングしてアンダーカット部を形成す
るときには、第３クラッド層が確実に露出しているの
で、アンダーカット部の形成も精度良く行える。
２クラッド層をエッチングしたとき、そのエッチングが
第３クラッド層まで達したときに第３クラッド層により
そのエッチングがストップされるので、第３クラッド層
を確実に露出させた位置でリッジ部を形成するためのエ
ッチングをストップさせることができ、均一な高さ寸法
のリッジ部を精度良く形成することができる。そして、
リッジ部を形成するエッチングが終了した後に第３クラ
ッド層のみをエッチングしてアンダーカット部を形成す
るときには、第３クラッド層が確実に露出しているの
で、アンダーカット部の形成も精度良く行える。
【００１７】請求項２記載の発明は、光を発生する活性
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
第１・第２クラッド層はＶ族の主成分がＰからなるＡｌ
xＧａyＩｎzＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦
ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で
構成され、前記第３クラッド層はＶ族の主成分がＡｓか
らなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成されている。
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
第１・第２クラッド層はＶ族の主成分がＰからなるＡｌ
xＧａyＩｎzＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦
ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で
構成され、前記第３クラッド層はＶ族の主成分がＡｓか
らなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦
１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成されている。
【００１８】ここで、Ｖ族の主成分がＰからなる層は、
塩酸系のエッチング液でエッチングでき、Ｖ族の主成分
がＡｓからなる層は、塩酸系のエッチング液ではエッチ
ングできない。
塩酸系のエッチング液でエッチングでき、Ｖ族の主成分
がＡｓからなる層は、塩酸系のエッチング液ではエッチ
ングできない。
【００１９】したがって、本発明において、半導体基板
上に各層を積層した後、リッジ部を形成するためのエッ
チングを塩酸系のエッチング液で行うと、第２クラッド
層をエッチングして第３クラッド層が露出した位置でエ
ッチングをストップさせることができる。これにより、
請求項１記載の発明において説明した場合と同じよう
に、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成すること
ができ、さらに、リッジ部を形成するエッチングが終了
した後に第３クラッド層のみをエッチングしてアンダー
カット部を形成するときには第３クラッド層が確実に露
出しているので、アンダーカット部の形成も精度良く行
える。
上に各層を積層した後、リッジ部を形成するためのエッ
チングを塩酸系のエッチング液で行うと、第２クラッド
層をエッチングして第３クラッド層が露出した位置でエ
ッチングをストップさせることができる。これにより、
請求項１記載の発明において説明した場合と同じよう
に、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成すること
ができ、さらに、リッジ部を形成するエッチングが終了
した後に第３クラッド層のみをエッチングしてアンダー
カット部を形成するときには第３クラッド層が確実に露
出しているので、アンダーカット部の形成も精度良く行
える。
【００２０】請求項３記載の発明は、光を発生する活性
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
第１・第２クラッド層はＶ族の主成分がＡｓからなるＡ
ｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ
≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成され、前記第３クラッド
層はＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ
u（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成されている。
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
第１・第２クラッド層はＶ族の主成分がＡｓからなるＡ
ｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ
≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成され、前記第３クラッド
層はＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ
u（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成されている。
【００２１】ここで、Ｖ族の主成分がＡｓからなる層
は、硫酸系のエッチング液でエッチングでき、Ｖ族の主
成分がＰからなる層は、硫酸系のエッチング液ではエッ
チングできない。
は、硫酸系のエッチング液でエッチングでき、Ｖ族の主
成分がＰからなる層は、硫酸系のエッチング液ではエッ
チングできない。
【００２２】したがって、本発明において、半導体基板
上に各層を積層した後、リッジ部を形成するためのエッ
チングを硫酸系のエッチング液で行うと、第２クラッド
層をエッチングして第３クラッド層が露出した位置でエ
ッチングをストップさせることができる。これにより、
請求項１記載の発明において説明した場合と同じよう
に、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成すること
ができ、さらに、リッジ部を形成するエッチングが終了
した後に第３クラッド層のみをエッチングしてアンダー
カット部を形成するときには第３クラッド層が確実に露
出しているので、アンダーカット部の形成も精度良く行
える。
上に各層を積層した後、リッジ部を形成するためのエッ
チングを硫酸系のエッチング液で行うと、第２クラッド
層をエッチングして第３クラッド層が露出した位置でエ
ッチングをストップさせることができる。これにより、
請求項１記載の発明において説明した場合と同じよう
に、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成すること
ができ、さらに、リッジ部を形成するエッチングが終了
した後に第３クラッド層のみをエッチングしてアンダー
カット部を形成するときには第３クラッド層が確実に露
出しているので、アンダーカット部の形成も精度良く行
える。
【００２３】請求項４記載の発明は、光を発生する活性
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
第３クラッド層は、ＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ1-t（０.８
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｔ≦
１）で構成され、前記第３クラッド層の前記アンダーカ
ット部に隣接する部分が選択酸化されて酸化層とされて
いる。
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
第３クラッド層は、ＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ1-t（０.８
≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｔ≦
１）で構成され、前記第３クラッド層の前記アンダーカ
ット部に隣接する部分が選択酸化されて酸化層とされて
いる。
【００２４】ここで、Ａｌ組成の大きなＡｌxＧａyＩｎ
zＰtＡｓ1-t（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１、０≦ｔ≦１）で構成されたクラッド層を選択
酸化して絶縁体とすることができ、アンダーカット部と
選択酸化されて絶縁体となった酸化層とからなる電流狭
窄構造を得ることができる。
zＰtＡｓ1-t（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１、０≦ｔ≦１）で構成されたクラッド層を選択
酸化して絶縁体とすることができ、アンダーカット部と
選択酸化されて絶縁体となった酸化層とからなる電流狭
窄構造を得ることができる。
【００２５】本発明においては、同じ幅寸法の電流狭窄
構造をアンダーカット部のみで形成する場合に比べて、
アンダーカット部の幅を小さくすることができ、電流狭
窄構造部分の機械的強度を高めることができる。また、
電流狭窄構造を酸化層のみで形成する場合に比べて、選
択酸化に要する時間が短縮され、半導体レーザ素子の製
造に要する時間を短縮できる。
構造をアンダーカット部のみで形成する場合に比べて、
アンダーカット部の幅を小さくすることができ、電流狭
窄構造部分の機械的強度を高めることができる。また、
電流狭窄構造を酸化層のみで形成する場合に比べて、選
択酸化に要する時間が短縮され、半導体レーザ素子の製
造に要する時間を短縮できる。
【００２６】さらに、酸化層は屈折率が小さくなるの
で、第３クラッド層の酸化されていない部分（電流注入
部）と酸化されている部分（電流狭窄部）とで屈折率差
が生じて屈折率導波構造となり、例えば、活性層と酸化
層との距離を最適化することにより、横モード制御が可
能となる。しかも、この構造では、活性層近傍の導波構
造がすべて発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
で、第３クラッド層の酸化されていない部分（電流注入
部）と酸化されている部分（電流狭窄部）とで屈折率差
が生じて屈折率導波構造となり、例えば、活性層と酸化
層との距離を最適化することにより、横モード制御が可
能となる。しかも、この構造では、活性層近傍の導波構
造がすべて発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
【００２７】請求項５記載の発明は、請求項４記載の半
導体レーザ素子において、前記第３クラッド層は、複数
のＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.
２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の層を含んだ超格子構造から構成
されている。
導体レーザ素子において、前記第３クラッド層は、複数
のＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.
２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の層を含んだ超格子構造から構成
されている。
【００２８】ここで、選択酸化される被酸化層（第３ク
ラッド層）としては、ＧａＡｓから構成された半導体基
板に格子定数の近いＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）から構成された
層（更に望ましくはＡｌＡｓから構成された層）が、酸
化速度が速く好ましいが、ＩｎＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ
などから構成された半導体基板に対しては、格子定数が
離れている。この場合は、第３クラッド層を、厚さが薄
く、臨界膜厚以内の厚さの複数のＡｌxＧａyＩｎzＡｓ
（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の
層を含んだ超格子構造とすることで、被酸化層として用
いることができる。
ラッド層）としては、ＧａＡｓから構成された半導体基
板に格子定数の近いＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）から構成された
層（更に望ましくはＡｌＡｓから構成された層）が、酸
化速度が速く好ましいが、ＩｎＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ
などから構成された半導体基板に対しては、格子定数が
離れている。この場合は、第３クラッド層を、厚さが薄
く、臨界膜厚以内の厚さの複数のＡｌxＧａyＩｎzＡｓ
（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の
層を含んだ超格子構造とすることで、被酸化層として用
いることができる。
【００２９】なお、被酸化層の厚さが薄いほど酸化速度
は急激に遅くなり、また、酸化層の幅は時間のルートに
比例する。しかし本発明では、酸化層を形成するととも
にアンダーカット部を形成することにより、選択酸化さ
れる幅が狭くなるので、酸化層を複数の薄い層により形
成しても選択酸化に要する時間は増大しない。さらに、
電流狭窄構造をアンダーカット部のみで形成する場合に
比べて、アンダーカット部の幅を小さくすることがで
き、電流狭窄構造部分の機械的強度を高めることができ
る。
は急激に遅くなり、また、酸化層の幅は時間のルートに
比例する。しかし本発明では、酸化層を形成するととも
にアンダーカット部を形成することにより、選択酸化さ
れる幅が狭くなるので、酸化層を複数の薄い層により形
成しても選択酸化に要する時間は増大しない。さらに、
電流狭窄構造をアンダーカット部のみで形成する場合に
比べて、アンダーカット部の幅を小さくすることがで
き、電流狭窄構造部分の機械的強度を高めることができ
る。
【００３０】請求項６記載の発明は、光を発生する活性
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
半導体基板はＩｎＰから構成され、前記第３クラッド層
はＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からな
り、この第３クラッド層は前記半導体基板に対し歪みが
±０.５％以下であり、前記第３クラッド層の前記アン
ダーカット部に隣接する部分が選択酸化されて酸化層と
されている。
層と、この活性層よりバンドギャップが大きくてこの活
性層を挟む第１・第２クラッド層と、前記第２クラッド
層の中に位置する第３クラッド層とを、前記第１クラッ
ド層が半導体基板側となるようにこの半導体基板上に積
層し、前記活性層の電流通路ストライプ所定領域を形成
するために前記第２クラッド層側からエッチングしてリ
ッジ部を形成し、さらに、前記第３クラッド層をリッジ
幅を狭める方向にエッチングして電流を狭窄するアンダ
ーカット部を形成した半導体レーザ素子において、前記
半導体基板はＩｎＰから構成され、前記第３クラッド層
はＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からな
り、この第３クラッド層は前記半導体基板に対し歪みが
±０.５％以下であり、前記第３クラッド層の前記アン
ダーカット部に隣接する部分が選択酸化されて酸化層と
されている。
【００３１】ここで、選択酸化される被酸化層（第３ク
ラッド層）としては、ＧａＡｓから構成された半導体基
板に格子定数の近いＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）から構成された
層（更に望ましくはＡｌＡｓから構成された層）が、酸
化速度が速く好ましいが、ＩｎＰから構成された半導体
基板に対しては、格子定数が離れている。一方、第３ク
ラッド層を、ＩｎＰから構成された半導体基板と格子定
数が等しいか近いＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、
０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の層（即ち、半導体基板
に対して歪みが±０.５％以下の層）を被酸化層として
用いることにより、このＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）から構成された第
３クラッド層は、ＩｎＰから構成された半導体基板に対
して格子整合可能となるので厚く形成することができ、
厚く形成することによって酸化速度をアップさせること
ができる。
ラッド層）としては、ＧａＡｓから構成された半導体基
板に格子定数の近いＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）から構成された
層（更に望ましくはＡｌＡｓから構成された層）が、酸
化速度が速く好ましいが、ＩｎＰから構成された半導体
基板に対しては、格子定数が離れている。一方、第３ク
ラッド層を、ＩｎＰから構成された半導体基板と格子定
数が等しいか近いＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、
０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の層（即ち、半導体基板
に対して歪みが±０.５％以下の層）を被酸化層として
用いることにより、このＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ
≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）から構成された第
３クラッド層は、ＩｎＰから構成された半導体基板に対
して格子整合可能となるので厚く形成することができ、
厚く形成することによって酸化速度をアップさせること
ができる。
【００３２】なお、被酸化層はそのＡｌ組成が小さいほ
ど酸化速度が急激に遅くなり、また、酸化層の幅は時間
のルートに比例する。しかし本発明では、酸化層を形成
するとともにアンダーカット部を形成することにより、
選択酸化される幅が狭くなるので、Ａｌ組成が小さくな
っても選択酸化に要する時間は増大しない。さらに、電
流狭窄構造をアンダーカット部のみで形成する場合に比
べて、アンダーカット部の幅を小さくすることができ、
電流狭窄構造部分の機械的強度を高めることができる。
ど酸化速度が急激に遅くなり、また、酸化層の幅は時間
のルートに比例する。しかし本発明では、酸化層を形成
するとともにアンダーカット部を形成することにより、
選択酸化される幅が狭くなるので、Ａｌ組成が小さくな
っても選択酸化に要する時間は増大しない。さらに、電
流狭窄構造をアンダーカット部のみで形成する場合に比
べて、アンダーカット部の幅を小さくすることができ、
電流狭窄構造部分の機械的強度を高めることができる。
【００３３】さらに、酸化層は屈折率が小さくなるの
で、第３クラッド層の酸化されていない部分（電流注入
部）と酸化されている部分（電流狭窄部）とで屈折率差
が生じて屈折率導波構造となり、例えば、活性層と酸化
層との距離を最適化することにより、横モード制御が可
能となる。しかも、この構造では、活性層近傍の導波構
造がすべて発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
で、第３クラッド層の酸化されていない部分（電流注入
部）と酸化されている部分（電流狭窄部）とで屈折率差
が生じて屈折率導波構造となり、例えば、活性層と酸化
層との距離を最適化することにより、横モード制御が可
能となる。しかも、この構造では、活性層近傍の導波構
造がすべて発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の半導
体レーザ素子を図１に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＳＱＷ構造で
ある。ｎ−ＧａＡｓから構成された半導体基板２１の上
に、ｎ−ＧａＩｎＰから構成された第１クラッド層２２
を１.５μｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイド層２
３を０.１μｍ厚、圧縮歪を有するＧａＩｎＮＡｓから
構成された単一量子井戸構造の活性層２４を８ｎｍ厚、
ＧａＡｓから構成された光ガイド層２５を０.１μｍ
厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構成された第２クラッド層２６
ａを０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部を形成す
るためのｐ−ＡｌＧａＡｓから構成された第３クラッド
層２７を５０ｎｍ厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構成された第
２クラッド層２６ｂを１.４μｍ、ｐ−ＧａＡｓから構
成されたコンタクト層２８を０.２ｎｍ厚に、ＭＯＣＶ
Ｄ法により順次積層する（図１（ａ）参照）。各クラッ
ド層２２，２６ａ，２６ｂ，２７は、半導体基板２１に
格子整合している。本実施の形態では、活性層２４と光
ガイド層２３，２５とが活性領域となり、活性層２４よ
りバンドギャップが大きい第１・第２クラッド層２２，
２６ａ，２６ｂで活性層２４を挟む構造となっている。
また、本実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法の原料ガスとし
てＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＡｓＨ3、ＰＨ3、ＤＭＨｙ
用い、キャリアガスとしてＨ 2を用いた。
体レーザ素子を図１に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＳＱＷ構造で
ある。ｎ−ＧａＡｓから構成された半導体基板２１の上
に、ｎ−ＧａＩｎＰから構成された第１クラッド層２２
を１.５μｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイド層２
３を０.１μｍ厚、圧縮歪を有するＧａＩｎＮＡｓから
構成された単一量子井戸構造の活性層２４を８ｎｍ厚、
ＧａＡｓから構成された光ガイド層２５を０.１μｍ
厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構成された第２クラッド層２６
ａを０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部を形成す
るためのｐ−ＡｌＧａＡｓから構成された第３クラッド
層２７を５０ｎｍ厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構成された第
２クラッド層２６ｂを１.４μｍ、ｐ−ＧａＡｓから構
成されたコンタクト層２８を０.２ｎｍ厚に、ＭＯＣＶ
Ｄ法により順次積層する（図１（ａ）参照）。各クラッ
ド層２２，２６ａ，２６ｂ，２７は、半導体基板２１に
格子整合している。本実施の形態では、活性層２４と光
ガイド層２３，２５とが活性領域となり、活性層２４よ
りバンドギャップが大きい第１・第２クラッド層２２，
２６ａ，２６ｂで活性層２４を挟む構造となっている。
また、本実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法の原料ガスとし
てＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＡｓＨ3、ＰＨ3、ＤＭＨｙ
用い、キャリアガスとしてＨ 2を用いた。
【００３５】その後、コンタクト層２８の上にフォトリ
ソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク２９を
形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチング
液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタクト層
２８を選択的にエッチングし、その後、塩酸系のエッチ
ング液を用いて第２クラッド層２６ｂを選択的にエッチ
ングし、リッジ幅が７μｍのリッジ部３０を形成する
（図１（ｂ）参照）。
ソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク２９を
形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチング
液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタクト層
２８を選択的にエッチングし、その後、塩酸系のエッチ
ング液を用いて第２クラッド層２６ｂを選択的にエッチ
ングし、リッジ幅が７μｍのリッジ部３０を形成する
（図１（ｂ）参照）。
【００３６】ここで、塩酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＰからなる層である第２クラッド層２６ｂを良
好にエッチングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる第
３クラッド層２７をエッチングすることはできない。し
たがって、第３クラッド層２７はリッジ部３０を形成す
るためのエッチングをストップさせる層として機能する
ことになり、均一な高さ寸法のリッジ部３０を精度良く
簡単に形成することができる。また、このエッチングに
より第３クラッド層２７を確実に露出させることができ
る。
主成分がＰからなる層である第２クラッド層２６ｂを良
好にエッチングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる第
３クラッド層２７をエッチングすることはできない。し
たがって、第３クラッド層２７はリッジ部３０を形成す
るためのエッチングをストップさせる層として機能する
ことになり、均一な高さ寸法のリッジ部３０を精度良く
簡単に形成することができる。また、このエッチングに
より第３クラッド層２７を確実に露出させることができ
る。
【００３７】リッジ部３０を形成した後、硫酸系のエッ
チング液を用いて第３クラッド層２７を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部３１を形成する（図１（ｃ）
参照）。アンダーカット部３１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ２μｍとし、その中央部に３μｍ幅の第３クラッド
層２７を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層２７が電
流注入部となり、活性層２４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。
チング液を用いて第３クラッド層２７を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部３１を形成する（図１（ｃ）
参照）。アンダーカット部３１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ２μｍとし、その中央部に３μｍ幅の第３クラッド
層２７を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層２７が電
流注入部となり、活性層２４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。
【００３８】ここで、硫酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＡｓからなる第３クラッド層２７を良好にエッ
チングするが、Ｖ族の主成分がＰからなる第２クラッド
層２６ａ，２６ｂをエッチングすることはできない。従
って、第２クラッド層２６ａ，２６ｂをエッチングする
ことなく、第３クラッド層２７のみをエッチングするア
ンダーカット部３１の形成を精度良く行える。
主成分がＡｓからなる第３クラッド層２７を良好にエッ
チングするが、Ｖ族の主成分がＰからなる第２クラッド
層２６ａ，２６ｂをエッチングすることはできない。従
って、第２クラッド層２６ａ，２６ｂをエッチングする
ことなく、第３クラッド層２７のみをエッチングするア
ンダーカット部３１の形成を精度良く行える。
【００３９】アンダーカット部３１を形成した後、フォ
トマスク２９を除去し、リッジ部３０及び露出している
第２クラッド層２６ｂを覆うようにＳｉＯ2から構成さ
れた保護膜３２を形成し、その保護膜３２におけるコン
タクト層２８の上部をエッチングにより除去し、保護膜
３２と露出したコンタクト層２８とを覆うようにｐ側電
極３３を形成する。さらに、基板２１を必要な厚さにな
るようにその裏面を研磨し、研磨した裏面にｎ側電極３
４を形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図１
（ｄ）参照）。
トマスク２９を除去し、リッジ部３０及び露出している
第２クラッド層２６ｂを覆うようにＳｉＯ2から構成さ
れた保護膜３２を形成し、その保護膜３２におけるコン
タクト層２８の上部をエッチングにより除去し、保護膜
３２と露出したコンタクト層２８とを覆うようにｐ側電
極３３を形成する。さらに、基板２１を必要な厚さにな
るようにその裏面を研磨し、研磨した裏面にｎ側電極３
４を形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図１
（ｄ）参照）。
【００４０】このようにして、波長１.３μｍで発振す
る半導体レーザ素子を得ることができた。この半導体レ
ーザ素子では、アンダーカット部３１が形成されて空洞
になった部分では屈折率が小さくなるので、アンダーカ
ット部３１の領域とアンダーカットされずに残った第３
クラッド層２７の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導
波構造となり、例えば、活性層２４と第３クラッド層２
７との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能
になる。しかも、この構造では、活性層２４の近傍の導
波構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構
成されており、高出力化に有利である。また、電流注入
部がリッジ部３０のエッジから離れているので、散乱損
失を抑えることができる。
る半導体レーザ素子を得ることができた。この半導体レ
ーザ素子では、アンダーカット部３１が形成されて空洞
になった部分では屈折率が小さくなるので、アンダーカ
ット部３１の領域とアンダーカットされずに残った第３
クラッド層２７の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導
波構造となり、例えば、活性層２４と第３クラッド層２
７との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能
になる。しかも、この構造では、活性層２４の近傍の導
波構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構
成されており、高出力化に有利である。また、電流注入
部がリッジ部３０のエッジから離れているので、散乱損
失を抑えることができる。
【００４１】なお、本実施の形態では、活性層２４より
バンドギャップが大きい第１・第２クラッド層２２，２
６ａ，２６ｂをＧａＩｎＰから構成し、アンダーカット
部３１が形成される第３クラッド層２７をＡｌＧａＡｓ
から構成した場合を例に挙げて説明したが、活性層を挟
んでこの活性層よりハンドギャップが大きい第１・第２
クラッド層をＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａyＩｎ
zＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成し、ア
ンダーカット部が形成される第３クラッド層をＶ族の主
成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成
することができる。
バンドギャップが大きい第１・第２クラッド層２２，２
６ａ，２６ｂをＧａＩｎＰから構成し、アンダーカット
部３１が形成される第３クラッド層２７をＡｌＧａＡｓ
から構成した場合を例に挙げて説明したが、活性層を挟
んでこの活性層よりハンドギャップが大きい第１・第２
クラッド層をＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａyＩｎ
zＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成し、ア
ンダーカット部が形成される第３クラッド層をＶ族の主
成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成
することができる。
【００４２】つぎに、本発明の第２の実施の形態の半導
体レーザ素子を図２に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造で
ある。ｎ−ＧａＡｓから構成された半導体基板４１の上
に、ｎ−ＡｌＧａＡｓから構成された第１クラッド層４
２を１.５μｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイド層
４３を０.１μｍ厚、２層の圧縮歪を有するＧａＩｎＮ
Ａｓから構成された量子井戸層（８ｎｍ厚）とその間に
形成されたＧａＡｓ障壁層からなる２重量子井戸構造の
活性層４４を８ｎｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイ
ド層４５を０.１μｍ厚、ｐ−ＡｌＧａＡｓから構成さ
れた第２クラッド層４６ａを０.１μｍ厚、後述するア
ンダーカット部を形成するためのＧａＩｎＰから構成さ
れた第３クラッド層４７を５０ｎｍ厚、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓから構成された第２クラッド層４６ｂを１.４μｍ、
ｐ−ＧａＡｓから構成されたコンタクト層４８を０.２
ｎｍ厚に、ＭＯＣＶＤ法により順次積層する（図２
（ａ）参照）。本実施の形態では、活性層４４と光ガイ
ド層４３，４５とが活性領域となり、活性層４４よりバ
ンドギャップが大きい第１・第２クラッド層４２，４６
ａ，４６ｂで活性層４４を挟む構造となっている。ま
た、本実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法の原料ガスとして
ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＡｓＨ3、ＰＨ3、ＤＭＨｙを
用い、キャリアガスとしてＨ2を用いた。
体レーザ素子を図２に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造で
ある。ｎ−ＧａＡｓから構成された半導体基板４１の上
に、ｎ−ＡｌＧａＡｓから構成された第１クラッド層４
２を１.５μｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイド層
４３を０.１μｍ厚、２層の圧縮歪を有するＧａＩｎＮ
Ａｓから構成された量子井戸層（８ｎｍ厚）とその間に
形成されたＧａＡｓ障壁層からなる２重量子井戸構造の
活性層４４を８ｎｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイ
ド層４５を０.１μｍ厚、ｐ−ＡｌＧａＡｓから構成さ
れた第２クラッド層４６ａを０.１μｍ厚、後述するア
ンダーカット部を形成するためのＧａＩｎＰから構成さ
れた第３クラッド層４７を５０ｎｍ厚、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓから構成された第２クラッド層４６ｂを１.４μｍ、
ｐ−ＧａＡｓから構成されたコンタクト層４８を０.２
ｎｍ厚に、ＭＯＣＶＤ法により順次積層する（図２
（ａ）参照）。本実施の形態では、活性層４４と光ガイ
ド層４３，４５とが活性領域となり、活性層４４よりバ
ンドギャップが大きい第１・第２クラッド層４２，４６
ａ，４６ｂで活性層４４を挟む構造となっている。ま
た、本実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法の原料ガスとして
ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＡｓＨ3、ＰＨ3、ＤＭＨｙを
用い、キャリアガスとしてＨ2を用いた。
【００４３】その後、コンタクト層４８の上にフォトリ
ソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク４９を
形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチング
液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタクト層
４８と第２クラッド層４６ｂとを選択的にエッチング
し、リッジ幅が７μｍのリッジ部５０を形成する（図２
（ｂ）参照）。
ソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク４９を
形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチング
液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタクト層
４８と第２クラッド層４６ｂとを選択的にエッチング
し、リッジ幅が７μｍのリッジ部５０を形成する（図２
（ｂ）参照）。
【００４４】ここで、硫酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＡｓからなる層である第２クラッド層４６ｂと
コンタクト層４８とを良好にエッチングするが、Ｖ族の
主成分がＰからなる第３クラッド層４７をエッチングす
ることはできない。したがって、第３クラッド層４７は
リッジ部５０を形成するためのエッチングをストップさ
せる層として機能することになり、均一な高さ寸法のリ
ッジ部５０を精度良く簡単に形成することができる。ま
た、このエッチングにより第３クラッド層４７を確実に
露出させることができる。
主成分がＡｓからなる層である第２クラッド層４６ｂと
コンタクト層４８とを良好にエッチングするが、Ｖ族の
主成分がＰからなる第３クラッド層４７をエッチングす
ることはできない。したがって、第３クラッド層４７は
リッジ部５０を形成するためのエッチングをストップさ
せる層として機能することになり、均一な高さ寸法のリ
ッジ部５０を精度良く簡単に形成することができる。ま
た、このエッチングにより第３クラッド層４７を確実に
露出させることができる。
【００４５】リッジ部５０を形成した後、塩酸系のエッ
チング液を用いて第３クラッド層４７を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部５１を形成する（図２（ｃ）
参照）。アンダーカット部５１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ２μｍとし、その中央部に３μｍ幅の第３クラッド
層４７を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層４７が電
流注入部となり、活性層４４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。
チング液を用いて第３クラッド層４７を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部５１を形成する（図２（ｃ）
参照）。アンダーカット部５１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ２μｍとし、その中央部に３μｍ幅の第３クラッド
層４７を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層４７が電
流注入部となり、活性層４４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。
【００４６】ここで、塩酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＰからなる第３クラッド層４７を良好にエッチ
ングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる第２クラッド
層４６ａ，４６ｂをエッチングすることはできない。従
って、第２クラッド層４６ａ，４６ｂをエッチングする
ことなく、第３クラッド層４７のみをエッチングするア
ンダーカット部５１の形成を精度良く行える。
主成分がＰからなる第３クラッド層４７を良好にエッチ
ングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる第２クラッド
層４６ａ，４６ｂをエッチングすることはできない。従
って、第２クラッド層４６ａ，４６ｂをエッチングする
ことなく、第３クラッド層４７のみをエッチングするア
ンダーカット部５１の形成を精度良く行える。
【００４７】アンダーカット部５１を形成した後は、第
１の実施の形態と同じように、ＳｉＯ2から構成された
保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を形成し、半
導体レーザ素子を完成させる（図２（ｄ）参照）。
１の実施の形態と同じように、ＳｉＯ2から構成された
保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を形成し、半
導体レーザ素子を完成させる（図２（ｄ）参照）。
【００４８】このようにして、波長１.３μｍで発振す
る半導体レーザ素子を得ることができた。この半導体レ
ーザ素子では、アンダーカット部５１が形成されて空洞
になった部分では屈折率が小さくなるので、アンダーカ
ット部５１の領域とアンダーカットされずに残った第３
クラッド層４７の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導
波構造となり、例えば、活性層４４と第３クラッド層４
７との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能
になる。しかも、この構造では、活性層４４の近傍の導
波構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構
成されており、高出力化に有利である。また、電流注入
部がリッジ部５０のエッジから離れているので、散乱損
失を抑えることができる。
る半導体レーザ素子を得ることができた。この半導体レ
ーザ素子では、アンダーカット部５１が形成されて空洞
になった部分では屈折率が小さくなるので、アンダーカ
ット部５１の領域とアンダーカットされずに残った第３
クラッド層４７の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導
波構造となり、例えば、活性層４４と第３クラッド層４
７との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能
になる。しかも、この構造では、活性層４４の近傍の導
波構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構
成されており、高出力化に有利である。また、電流注入
部がリッジ部５０のエッジから離れているので、散乱損
失を抑えることができる。
【００４９】なお、本実施の形態では、活性層４４より
バンドギャップが大きい第１・第２クラッド層４２，４
６ａ，４６ｂをＡｌＧａＡｓから構成し、アンダーカッ
ト部５１が形成される第３クラッド層４７をＧａＩｎＰ
から構成した場合を例に挙げて説明したが、活性層を挟
んでこの活性層よりハンドギャップが大きい第１・第２
クラッド層をＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩ
ｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋
ｙ＋ｚ＝１）で構成し、アンダーカット部が形成される
第３クラッド層をＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａy
ＩｎzＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦
１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成
することができる。
バンドギャップが大きい第１・第２クラッド層４２，４
６ａ，４６ｂをＡｌＧａＡｓから構成し、アンダーカッ
ト部５１が形成される第３クラッド層４７をＧａＩｎＰ
から構成した場合を例に挙げて説明したが、活性層を挟
んでこの活性層よりハンドギャップが大きい第１・第２
クラッド層をＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩ
ｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋
ｙ＋ｚ＝１）で構成し、アンダーカット部が形成される
第３クラッド層をＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａy
ＩｎzＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦
１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成
することができる。
【００５０】本発明の第３の実施の形態の半導体レーザ
素子を図３に基づいて説明する。本実施の形態の半導体
レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造である。ｎ
−ＩｎＰから構成された半導体基板６１の上に、ｎ−Ｉ
ｎＰから構成された第１クラッド層６２を１.５μｍ
厚、波長が１.１μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓから構成さ
れた光ガイド層６３を０.１μｍ厚、３層の圧縮歪を有
するＧａＩｎＰＡｓから構成された量子井戸層（６ｎｍ
厚）とその間にそれぞれ積層された波長が１.１μｍ組
成のＧａＩｎＰＡｓ障壁層（１０ｎｍ厚）からなる多重
量子井戸構造の活性層６４、波長が１.１μｍ組成のＧ
ａＩｎＰＡｓから構成された光ガイド層６５を０.１μ
ｍ厚、ｐ−ＩｎＰから構成された第２クラッド層６６ａ
を０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部を形成する
ためのＡｌＧａＩｎＡｓから構成された第３クラッド層
６７を５０ｎｍ厚、ｐ−ＩｎＰから構成された第２クラ
ッド層６６ｂを１.４μｍ、ｐ−ＧａＩｎＡｓから構成
されたコンタクト層６８を０.２ｎｍ厚に、ＭＯＣＶＤ
法により順次積層する（図３（ａ）参照）。光ガイド層
６３，６５は、半導体基板６１に格子整合している。本
実施の形態では、活性層６４と光ガイド層６３，６５と
が活性領域となり、活性層６４よりバンドギャップが大
きい第１・第２クラッド層６２，６６ａ，６６ｂで活性
層６４を挟む構造となっている。また、本実施の形態で
は、ＭＯＣＶＤ法の原料ガスとしてＴＭＧ、ＴＭＩ、Ｔ
ＭＡ、ＡｓＨ3、ＰＨ3、ＤＭＨｙを用い、キャリアガス
としてＨ2を用いた。
素子を図３に基づいて説明する。本実施の形態の半導体
レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＭＱＷ構造である。ｎ
−ＩｎＰから構成された半導体基板６１の上に、ｎ−Ｉ
ｎＰから構成された第１クラッド層６２を１.５μｍ
厚、波長が１.１μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓから構成さ
れた光ガイド層６３を０.１μｍ厚、３層の圧縮歪を有
するＧａＩｎＰＡｓから構成された量子井戸層（６ｎｍ
厚）とその間にそれぞれ積層された波長が１.１μｍ組
成のＧａＩｎＰＡｓ障壁層（１０ｎｍ厚）からなる多重
量子井戸構造の活性層６４、波長が１.１μｍ組成のＧ
ａＩｎＰＡｓから構成された光ガイド層６５を０.１μ
ｍ厚、ｐ−ＩｎＰから構成された第２クラッド層６６ａ
を０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部を形成する
ためのＡｌＧａＩｎＡｓから構成された第３クラッド層
６７を５０ｎｍ厚、ｐ−ＩｎＰから構成された第２クラ
ッド層６６ｂを１.４μｍ、ｐ−ＧａＩｎＡｓから構成
されたコンタクト層６８を０.２ｎｍ厚に、ＭＯＣＶＤ
法により順次積層する（図３（ａ）参照）。光ガイド層
６３，６５は、半導体基板６１に格子整合している。本
実施の形態では、活性層６４と光ガイド層６３，６５と
が活性領域となり、活性層６４よりバンドギャップが大
きい第１・第２クラッド層６２，６６ａ，６６ｂで活性
層６４を挟む構造となっている。また、本実施の形態で
は、ＭＯＣＶＤ法の原料ガスとしてＴＭＧ、ＴＭＩ、Ｔ
ＭＡ、ＡｓＨ3、ＰＨ3、ＤＭＨｙを用い、キャリアガス
としてＨ2を用いた。
【００５１】その後、コンタクト層６８の上にフォトリ
ソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク６９を
形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチング
液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタクト層
６８を選択的にエッチングし、その後、塩酸系のエッチ
ング液を用いて第２クラッド層６６ｂを選択的にエッチ
ングし、リッジ幅が７μｍのリッジ部７０を形成する
（図３（ｂ）参照）。
ソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク６９を
形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチング
液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタクト層
６８を選択的にエッチングし、その後、塩酸系のエッチ
ング液を用いて第２クラッド層６６ｂを選択的にエッチ
ングし、リッジ幅が７μｍのリッジ部７０を形成する
（図３（ｂ）参照）。
【００５２】ここで、塩酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＰからなる層である第２クラッド層６６ｂを良
好にエッチングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる第
３クラッド層６７をエッチングすることはできない。し
たがって、第３クラッド層６７はリッジ部７０を形成す
るためのエッチングをストップさせる層として機能する
ことになり、均一な高さ寸法のリッジ部７０を精度良く
簡単に形成することができる。また、このエッチングに
より第３クラッド層６７を確実に露出させることができ
る。
主成分がＰからなる層である第２クラッド層６６ｂを良
好にエッチングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる第
３クラッド層６７をエッチングすることはできない。し
たがって、第３クラッド層６７はリッジ部７０を形成す
るためのエッチングをストップさせる層として機能する
ことになり、均一な高さ寸法のリッジ部７０を精度良く
簡単に形成することができる。また、このエッチングに
より第３クラッド層６７を確実に露出させることができ
る。
【００５３】リッジ部７０を形成した後、硫酸系のエッ
チング液を用いて第３クラッド層６７を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部７１を形成する（図３（ｃ）
参照）。アンダーカット部７１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ２μｍとし、その中央部に３μｍ幅の第３クラッド
層６７を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層６７が電
流注入部となり、活性層６４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。
チング液を用いて第３クラッド層６７を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部７１を形成する（図３（ｃ）
参照）。アンダーカット部７１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ２μｍとし、その中央部に３μｍ幅の第３クラッド
層６７を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層６７が電
流注入部となり、活性層６４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。
【００５４】ここで、硫酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＡｓからなる第３クラッド層６７を良好にエッ
チングするが、Ｖ族の主成分がＰからなる第２クラッド
層６６ａ，６６ｂをエッチングすることはできない。従
って、第２クラッド層６６ａ，６６ｂをエッチングする
ことなく、第３クラッド層６７のみをエッチングするア
ンダーカット部７１の形成を精度良く行える。
主成分がＡｓからなる第３クラッド層６７を良好にエッ
チングするが、Ｖ族の主成分がＰからなる第２クラッド
層６６ａ，６６ｂをエッチングすることはできない。従
って、第２クラッド層６６ａ，６６ｂをエッチングする
ことなく、第３クラッド層６７のみをエッチングするア
ンダーカット部７１の形成を精度良く行える。
【００５５】アンダーカット部７１を形成した後は、第
１・２の実施の形態と同じように、ＳｉＯ2から構成さ
れた保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を形成
し、半導体レーザ素子を完成させる（図３（ｄ）参
照）。
１・２の実施の形態と同じように、ＳｉＯ2から構成さ
れた保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を形成
し、半導体レーザ素子を完成させる（図３（ｄ）参
照）。
【００５６】このようにして、波長１.３μｍで発振す
る半導体レーザ素子を得ることができた。この半導体レ
ーザ素子では、アンダーカット部７１が形成されて空洞
になった部分では屈折率が小さくなるので、アンダーカ
ット部７１の領域とアンダーカットされずに残った第３
クラッド層６７の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導
波構造となり、例えば、活性層６４と第３クラッド層６
７との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能
になる。しかも、この構造では、活性層６４の近傍の導
波構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構
成されており、高出力化に有利である。また、電流注入
部がリッジ部７０のエッジから離れているので、散乱損
失を抑えることができる。
る半導体レーザ素子を得ることができた。この半導体レ
ーザ素子では、アンダーカット部７１が形成されて空洞
になった部分では屈折率が小さくなるので、アンダーカ
ット部７１の領域とアンダーカットされずに残った第３
クラッド層６７の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導
波構造となり、例えば、活性層６４と第３クラッド層６
７との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能
になる。しかも、この構造では、活性層６４の近傍の導
波構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構
成されており、高出力化に有利である。また、電流注入
部がリッジ部７０のエッジから離れているので、散乱損
失を抑えることができる。
【００５７】なお、本実施の形態では、活性層６４より
バンドギャップが大きい第１・第２クラッド層６２，６
６ａ，６６ｂをＩｎＰから構成し、アンダーカット部７
１が形成される第３クラッド層６７をＡｌＧａＩｎＡｓ
から構成した場合を例に挙げて説明したが、活性層を挟
んでこの活性層よりハンドギャップが大きい第１・第２
クラッド層をＩｎＰから構成された半導体基板に格子整
合するＶ族の主成分がＰからなるＧａyＩｎ1-yＰtＡｓ
1-t（０≦ｙ≦１、０＜ｔ≦１）で構成し、アンダーカ
ット部が形成される第３クラッド層をＶ族の主成分がＡ
ｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ
≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成することが
できる。
バンドギャップが大きい第１・第２クラッド層６２，６
６ａ，６６ｂをＩｎＰから構成し、アンダーカット部７
１が形成される第３クラッド層６７をＡｌＧａＩｎＡｓ
から構成した場合を例に挙げて説明したが、活性層を挟
んでこの活性層よりハンドギャップが大きい第１・第２
クラッド層をＩｎＰから構成された半導体基板に格子整
合するＶ族の主成分がＰからなるＧａyＩｎ1-yＰtＡｓ
1-t（０≦ｙ≦１、０＜ｔ≦１）で構成し、アンダーカ
ット部が形成される第３クラッド層をＶ族の主成分がＡ
ｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ
≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成することが
できる。
【００５８】つぎに、本発明の第４の実施の形態の半導
体レーザ素子を図４に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の基本的構造は第１の実施の形態の
半導体レーザ素子と同じであり、第１の実施の形態と同
じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。
体レーザ素子を図４に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の基本的構造は第１の実施の形態の
半導体レーザ素子と同じであり、第１の実施の形態と同
じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。
【００５９】ｎ−ＧａＡｓから構成された半導体基板２
１の上に、ｎ−ＧａＩｎＰから構成された第１クラッド
層２２を１.５μｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイ
ド層２３を０.１μｍ厚、圧縮歪を有するＧａＩｎＮＡ
ｓから構成された単一量子井戸構造の活性層２４を８ｎ
ｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイド層２５を０.１
μｍ厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構成された第２クラッド層
２６ａを０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部と酸
化層とを形成するためのｐ−ＡｌＡｓから構成された第
３クラッド層８１を５０ｎｍ厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構
成された第２クラッド層２６ｂを１.４μｍ、ｐ−Ｇａ
Ａｓから構成されたコンタクト層２８を０.２ｎｍ厚
に、ＭＯＣＶＤ法により順次積層する（図４（ａ）参
照）。
１の上に、ｎ−ＧａＩｎＰから構成された第１クラッド
層２２を１.５μｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイ
ド層２３を０.１μｍ厚、圧縮歪を有するＧａＩｎＮＡ
ｓから構成された単一量子井戸構造の活性層２４を８ｎ
ｍ厚、ＧａＡｓから構成された光ガイド層２５を０.１
μｍ厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構成された第２クラッド層
２６ａを０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部と酸
化層とを形成するためのｐ−ＡｌＡｓから構成された第
３クラッド層８１を５０ｎｍ厚、ｐ−ＧａＩｎＰから構
成された第２クラッド層２６ｂを１.４μｍ、ｐ−Ｇａ
Ａｓから構成されたコンタクト層２８を０.２ｎｍ厚
に、ＭＯＣＶＤ法により順次積層する（図４（ａ）参
照）。
【００６０】上述したＭＯＣＶＤ法による積層が終了し
た後、コンタクト層２８の上にフォトリソグラフィーと
エッチングとによりフォトマスク２９を形成し、エッチ
ングを行う。まず、硫酸系のエッチング液を用いて電流
通路ストライプ領域以外のコンタクト層２８を選択的に
エッチングし、その後、塩酸系のエッチング液を用いて
第２クラッド層２６ｂを選択的にエッチングし、リッジ
幅が７μｍのリッジ部３０を形成する（図４（ｂ）参
照）。
た後、コンタクト層２８の上にフォトリソグラフィーと
エッチングとによりフォトマスク２９を形成し、エッチ
ングを行う。まず、硫酸系のエッチング液を用いて電流
通路ストライプ領域以外のコンタクト層２８を選択的に
エッチングし、その後、塩酸系のエッチング液を用いて
第２クラッド層２６ｂを選択的にエッチングし、リッジ
幅が７μｍのリッジ部３０を形成する（図４（ｂ）参
照）。
【００６１】リッジ部３０を形成した後、硫酸系のエッ
チング液を用いて第３クラッド層８１を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部３１を形成する（図４（ｃ）
参照）。アンダーカット部３１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ１μｍとし、その中央部に５μｍ幅の第３クラッド
層８１を残す。
チング液を用いて第３クラッド層８１を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部３１を形成する（図４（ｃ）
参照）。アンダーカット部３１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ１μｍとし、その中央部に５μｍ幅の第３クラッド
層８１を残す。
【００６２】その後、水蒸気雰囲気中で４５０℃程度の
高温で加熱し、第３クラッド層８１におけるアンダーカ
ット部３１に隣接する部分を１μｍの幅で選択酸化し、
酸化層８２を形成する（図４（ｄ）参照）。Ａｌ組成の
大きいＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰtＡｓ1-t（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、０.８≦ｘ＋ｙ≦１、０≦ｔ≦１）
を酸化することにより、酸化された部分は絶縁体とな
る。即ち、リッジ部３０における第３クラッド層８１の
両側からそれぞれアンダーカット部３１と酸化層８２と
を１μｍずつ形成することにより、リッジ部３０の中央
部には３μｍ幅の第３クラッド層８１を残し、この３μ
ｍ幅の第３クラッド層８１が電流注入部となり、活性層
２４における電流注入部の下側部分が発光部となる。こ
こに、後述する電極から供給される電流が流れる幅を狭
くした電流狭窄構造が形成される。
高温で加熱し、第３クラッド層８１におけるアンダーカ
ット部３１に隣接する部分を１μｍの幅で選択酸化し、
酸化層８２を形成する（図４（ｄ）参照）。Ａｌ組成の
大きいＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＰtＡｓ1-t（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、０.８≦ｘ＋ｙ≦１、０≦ｔ≦１）
を酸化することにより、酸化された部分は絶縁体とな
る。即ち、リッジ部３０における第３クラッド層８１の
両側からそれぞれアンダーカット部３１と酸化層８２と
を１μｍずつ形成することにより、リッジ部３０の中央
部には３μｍ幅の第３クラッド層８１を残し、この３μ
ｍ幅の第３クラッド層８１が電流注入部となり、活性層
２４における電流注入部の下側部分が発光部となる。こ
こに、後述する電極から供給される電流が流れる幅を狭
くした電流狭窄構造が形成される。
【００６３】アンダーカット部３１と酸化層８２とを形
成した後、保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を
形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図４（ｅ）参
照）。
成した後、保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を
形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図４（ｅ）参
照）。
【００６４】このようにして形成された半導体レーザ素
子では、電流狭窄構造をアンダーカット部３１と酸化層
８２とにより形成しているので、電流狭窄構造をアンダ
ーカット部のみで形成する場合に比べて、アンダーカッ
ト部３１の幅を狭くすることができ、機械的強度を高く
することができる。また、電流狭窄構造を酸化層のみで
形成する場合に比べて酸化層８２の幅を狭くすることが
でき、選択酸化に要する時間を短縮することができる。
子では、電流狭窄構造をアンダーカット部３１と酸化層
８２とにより形成しているので、電流狭窄構造をアンダ
ーカット部のみで形成する場合に比べて、アンダーカッ
ト部３１の幅を狭くすることができ、機械的強度を高く
することができる。また、電流狭窄構造を酸化層のみで
形成する場合に比べて酸化層８２の幅を狭くすることが
でき、選択酸化に要する時間を短縮することができる。
【００６５】さらに、酸化層８２は屈折率が小さくなる
ので、酸化層８２の部分と選択酸化されていない第３ク
ラッド層８１の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導波
構造となり、例えば、活性層２４と第３クラッド層８１
との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能に
なる。しかも、この構造では、活性層２４の近傍の導波
構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
ので、酸化層８２の部分と選択酸化されていない第３ク
ラッド層８１の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導波
構造となり、例えば、活性層２４と第３クラッド層８１
との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能に
なる。しかも、この構造では、活性層２４の近傍の導波
構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
【００６６】なお、本実施の形態では、選択酸化を行う
第３クラッド層８１をＡｌＡｓにより構成したが、Ａｌ
組成の大きいＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ1-t（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｔ≦１）で
構成することができる。
第３クラッド層８１をＡｌＡｓにより構成したが、Ａｌ
組成の大きいＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ1-t（０.８≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｔ≦１）で
構成することができる。
【００６７】つぎに、本発明の第５の実施の形態の半導
体レーザ素子を図５に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の基本的構造は第３の実施の形態の
半導体レーザ素子と同じであり、第３の実施の形態と同
じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。
体レーザ素子を図５に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の基本的構造は第３の実施の形態の
半導体レーザ素子と同じであり、第３の実施の形態と同
じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。
【００６８】ｎ−ＩｎＰから構成された半導体基板６１
の上に、ｎ−ＩｎＰから構成された第１クラッド層６２
を１.５μｍ厚、波長が１.１μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓ
から構成された光ガイド層６３を０.１μｍ厚、３層の
圧縮歪を有するＧａＩｎＰＡｓから構成された量子井戸
層（６ｎｍ厚）とその間にそれぞれ積層された波長が
１.１μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓ障壁層（１０ｎｍ厚）
からなる多重量子井戸構造の活性層６４、波長が１.１
μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓから構成された光ガイド層６
５を０.１μｍ厚、ｐ−ＩｎＰから構成された第２クラ
ッド層６６ａを０.１μｍ厚、後述するアンダーカット
部と酸化層とを形成するためのｐ−ＡｌＡｓ（５ｎｍ
厚）とｐ−Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓ（３ｎｍ厚）とが３ペア
の超格子からなる第３クラッド層９１、ｐ−ＩｎＰから
構成された第２クラッド層６６ｂを１.４μｍ、ｐ−Ｇ
ａＩｎＡｓから構成されたコンタクト層６８を０.２ｎ
ｍ厚に、ＭＯＣＶＤ法により順次積層する（図５（ａ）
参照）。ｐ-ＡｌＡｓの層はＩｎＰから構成された半導
体基板６１に対して大きな格子歪を有するが、厚さが５
ｎｍと薄いので、格子緩和なく成長できた。
の上に、ｎ−ＩｎＰから構成された第１クラッド層６２
を１.５μｍ厚、波長が１.１μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓ
から構成された光ガイド層６３を０.１μｍ厚、３層の
圧縮歪を有するＧａＩｎＰＡｓから構成された量子井戸
層（６ｎｍ厚）とその間にそれぞれ積層された波長が
１.１μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓ障壁層（１０ｎｍ厚）
からなる多重量子井戸構造の活性層６４、波長が１.１
μｍ組成のＧａＩｎＰＡｓから構成された光ガイド層６
５を０.１μｍ厚、ｐ−ＩｎＰから構成された第２クラ
ッド層６６ａを０.１μｍ厚、後述するアンダーカット
部と酸化層とを形成するためのｐ−ＡｌＡｓ（５ｎｍ
厚）とｐ−Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓ（３ｎｍ厚）とが３ペア
の超格子からなる第３クラッド層９１、ｐ−ＩｎＰから
構成された第２クラッド層６６ｂを１.４μｍ、ｐ−Ｇ
ａＩｎＡｓから構成されたコンタクト層６８を０.２ｎ
ｍ厚に、ＭＯＣＶＤ法により順次積層する（図５（ａ）
参照）。ｐ-ＡｌＡｓの層はＩｎＰから構成された半導
体基板６１に対して大きな格子歪を有するが、厚さが５
ｎｍと薄いので、格子緩和なく成長できた。
【００６９】上述したＭＯＣＶＤ法による積層が終了し
た後、コンタクト層６８の上にフォトリソグラフィーと
エッチングとによりフォトマスク６９を形成し、エッチ
ングを行う。まず、硫酸系のエッチング液を用いて電流
通路ストライプ領域以外のコンタクト層６８を選択的に
エッチングし、その後、塩酸系のエッチング液を用いて
第２クラッド層６６ｂを選択的にエッチングし、リッジ
幅が７μｍのリッジ部７０を形成する（図５（ｂ）参
照）。
た後、コンタクト層６８の上にフォトリソグラフィーと
エッチングとによりフォトマスク６９を形成し、エッチ
ングを行う。まず、硫酸系のエッチング液を用いて電流
通路ストライプ領域以外のコンタクト層６８を選択的に
エッチングし、その後、塩酸系のエッチング液を用いて
第２クラッド層６６ｂを選択的にエッチングし、リッジ
幅が７μｍのリッジ部７０を形成する（図５（ｂ）参
照）。
【００７０】リッジ部７０を形成した後、硫酸系のエッ
チング液を用いて第３クラッド層９１を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部７１を形成する（図５（ｃ）
参照）。アンダーカット部７１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ１μｍとし、その中央部に５μｍ幅の第３クラッド
層９１を残す。
チング液を用いて第３クラッド層９１を選択的にエッチ
ングし、アンダーカット部７１を形成する（図５（ｃ）
参照）。アンダーカット部７１の幅寸法を両側からそれ
ぞれ１μｍとし、その中央部に５μｍ幅の第３クラッド
層９１を残す。
【００７１】その後、水蒸気雰囲気中で５００℃程度の
高温で加熱し、第３クラッド層９１におけるアンダーカ
ット部７１に隣接する部分を１μｍの幅で選択酸化し、
酸化層９２を形成する（図５（ｄ）参照）。この選択酸
化により、Ａｌ組成の大きい第３クラッド層９１は酸化
された部分が絶縁体となる。即ち、リッジ部７０におけ
る第３クラッド層９１の両側からそれぞれアンダーカッ
ト部７１と酸化層９２とを１μｍずつ形成することによ
り、リッジ部７０の中央部には３μｍ幅の第３クラッド
層９１を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層９１が電
流注入部となり、活性層６４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。なお、酸化層９２を形成するときの酸化速度は、選
択酸化する層の厚さが厚いほど、また、Ａｌ組成が大き
いほど速くなる。
高温で加熱し、第３クラッド層９１におけるアンダーカ
ット部７１に隣接する部分を１μｍの幅で選択酸化し、
酸化層９２を形成する（図５（ｄ）参照）。この選択酸
化により、Ａｌ組成の大きい第３クラッド層９１は酸化
された部分が絶縁体となる。即ち、リッジ部７０におけ
る第３クラッド層９１の両側からそれぞれアンダーカッ
ト部７１と酸化層９２とを１μｍずつ形成することによ
り、リッジ部７０の中央部には３μｍ幅の第３クラッド
層９１を残し、この３μｍ幅の第３クラッド層９１が電
流注入部となり、活性層６４における電流注入部の下側
部分が発光部となる。ここに、後述する電極から供給さ
れる電流が流れる幅を狭くした電流狭窄構造が形成され
る。なお、酸化層９２を形成するときの酸化速度は、選
択酸化する層の厚さが厚いほど、また、Ａｌ組成が大き
いほど速くなる。
【００７２】アンダーカット部７１と酸化層９２とを形
成した後、保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を
形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図５（ｅ）参
照）。
成した後、保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３４を
形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図５（ｅ）参
照）。
【００７３】このようにして形成された半導体レーザ素
子では、電流狭窄構造をアンダーカット部７１と酸化層
９２とにより形成しているので、電流狭窄構造をアンダ
ーカット部のみで形成する場合に比べて、アンダーカッ
ト部７１の幅を狭くすることができ、機械的強度を高く
することができる。また、電流狭窄構造を酸化層のみで
形成する場合に比べて酸化層９２の幅を狭くすることが
でき、選択酸化に要する時間を短縮することができる。
子では、電流狭窄構造をアンダーカット部７１と酸化層
９２とにより形成しているので、電流狭窄構造をアンダ
ーカット部のみで形成する場合に比べて、アンダーカッ
ト部７１の幅を狭くすることができ、機械的強度を高く
することができる。また、電流狭窄構造を酸化層のみで
形成する場合に比べて酸化層９２の幅を狭くすることが
でき、選択酸化に要する時間を短縮することができる。
【００７４】さらに、酸化層９２は屈折率が小さくなる
ので、酸化層９２の部分と選択酸化されていない第３ク
ラッド層９１の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導波
構造となり、例えば、活性層２４と第３クラッド層９１
との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能に
なる。しかも、この構造では、活性層２４の近傍の導波
構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
ので、酸化層９２の部分と選択酸化されていない第３ク
ラッド層９１の領域とでは屈折率差が生じ、屈折率導波
構造となり、例えば、活性層２４と第３クラッド層９１
との距離を最適化するなどして、横モード制御が可能に
なる。しかも、この構造では、活性層２４の近傍の導波
構造が全て発振波長に対して導波損失のない材料で構成
されており、高出力化に有利である。
【００７５】なお、本実施の形態では、選択酸化を行う
第３クラッド層９１を、ｐ−ＡｌＡｓの層とｐ−Ａｌ
0.5Ｉｎ0.5Ａｓの層とからなる超格子層とした場合につ
いて説明したが、Ａｌ組成の大きいＡｌxＧａyＩｎzＰt
Ａｓ1-t（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０≦ｔ≦１）の層を含んだ超格子構造とすること
ができる。
第３クラッド層９１を、ｐ−ＡｌＡｓの層とｐ−Ａｌ
0.5Ｉｎ0.5Ａｓの層とからなる超格子層とした場合につ
いて説明したが、Ａｌ組成の大きいＡｌxＧａyＩｎzＰt
Ａｓ1-t（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０≦ｔ≦１）の層を含んだ超格子構造とすること
ができる。
【００７６】つぎに、本発明の第６の実施の形態の半導
体レーザ素子を図６に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＳＱＷ構造で
ある。まず、半導体基板であるＧａＰＡｓ基板１０１を
作成する。このＧａＰＡｓ基板１０１は、（１００）面
から[１１０]方向に２°オフしたｎ−ＧａＡｓから構成
された半導体基板１０２の上に、ＶＰＥ法（気相成長）
によりＰ組成を０から０.４まで徐々に変化させたｎ−
ＧａＰＡｓから構成された組成変化層１０３、ｎ−Ｇａ
Ｐ0.4Ａｓ0.6から構成された組成均一層１０４を積層す
ることにより形成されている。組成均一層１０４の表面
は、格子不整合が充分緩和されており、ＧａＰＡｓ三元
基板といえる。
体レーザ素子を図６に基づいて説明する。本実施の形態
の半導体レーザ素子の層構造は、ＳＣＨ−ＳＱＷ構造で
ある。まず、半導体基板であるＧａＰＡｓ基板１０１を
作成する。このＧａＰＡｓ基板１０１は、（１００）面
から[１１０]方向に２°オフしたｎ−ＧａＡｓから構成
された半導体基板１０２の上に、ＶＰＥ法（気相成長）
によりＰ組成を０から０.４まで徐々に変化させたｎ−
ＧａＰＡｓから構成された組成変化層１０３、ｎ−Ｇａ
Ｐ0.4Ａｓ0.6から構成された組成均一層１０４を積層す
ることにより形成されている。組成均一層１０４の表面
は、格子不整合が充分緩和されており、ＧａＰＡｓ三元
基板といえる。
【００７７】つぎに、ＧａＰＡｓ基板１０１の上に、Ｇ
ａＰとＧａＡｓとの間の格子定数であってＧａＰ0.4Ａ
ｓ0.6の格子定数と等しいＡｓを含むｎ−（ＡｌyＧａ
1-y）fＩｎ1-fＰvＡｓ1-v（ｙ＝０.５、ｆ＝０.８、ｖ
＝０.８５）から構成された第１クラッド層１０５を１
μｍ厚、（ＡｌzＧａ1-z）gＩｎ1-gＰuＡｓ1-u（ｚ＝
０.１、ｇ＝０.７、ｕ＝１）から構成された光ガイド層
１０６を０.１μｍ厚、圧縮歪を有する（ＡｌxＧ
ａ1-x）eＩｎ1-eＰtＡｓ1-t（ｘ＝０、ｅ＝０.６５、ｔ
＝０.９）から構成されたれた単一量子井戸構造の活性
層１０７を２５ｎｍ厚、（ＡｌzＧａ1-z）gＩｎ1-gＰu
Ａｓ1-u（ｚ＝０.１、ｇ＝０.７、ｕ＝１）から構成さ
れた光ガイド層１０８を０.１μｍ厚、ｐ−（ＡｌyＧａ
1-y）fＩｎ1-fＰvＡｓ 1-v（ｙ＝０.５、ｆ＝０.８、ｖ
＝０.８５）から構成された第２クラッド層１０９ａを
０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部と酸化層とを
形成するためのｐ−ＡｌＡｓ層（１０ｎｍ厚）とｐ−Ａ
ｌＰ0.4Ａｓ0.6層（３ｎｍ厚）とが３ペアの超格子から
なる第３クラッド層１１０、ｐ−（ＡｌyＧａ1-y）fＩ
ｎ1-fＰvＡｓ1-v（ｙ＝０.５、ｆ＝０.８、ｖ＝０.８
５）から構成された第２クラッド層１０９ｂを０.９μ
ｍ厚、ｐ−Ｇａ0.7Ｉｎ0.3Ｐから構成された中間層１１
１を０.１μｍ厚、ｐ−ＧａＰ0.4Ａｓ0.6から構成され
たコンタクト層１１２を０.２μｍ厚に、ＭＯＣＶＤ法
により順次積層する（図６（ａ）参照）。第１・第２ク
ラッド層１０５，１０９ａ，１０９ｂ及び第３クラッド
層１１０の一部であるｐ−ＡｌＰ0.4Ａｓ0.6層は、Ｇａ
ＰＡｓ基板１０１に格子整合している。ＭＯＣＶＤ法の
原料ガスとしてＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＡｓＨ3、Ｐ
Ｈ3、ＤＭＨｙを用い、キャリアガスとしてＨ2を用い
た。第３クラッド層１１０の一部であるｐ−ＡｌＡｓ層
は、ＧａＰＡｓ基板１０１に対して１.４％の格子歪み
を有するが、その厚さが１０ｎｍと薄いので、格子緩和
なく成長できた。
ａＰとＧａＡｓとの間の格子定数であってＧａＰ0.4Ａ
ｓ0.6の格子定数と等しいＡｓを含むｎ−（ＡｌyＧａ
1-y）fＩｎ1-fＰvＡｓ1-v（ｙ＝０.５、ｆ＝０.８、ｖ
＝０.８５）から構成された第１クラッド層１０５を１
μｍ厚、（ＡｌzＧａ1-z）gＩｎ1-gＰuＡｓ1-u（ｚ＝
０.１、ｇ＝０.７、ｕ＝１）から構成された光ガイド層
１０６を０.１μｍ厚、圧縮歪を有する（ＡｌxＧ
ａ1-x）eＩｎ1-eＰtＡｓ1-t（ｘ＝０、ｅ＝０.６５、ｔ
＝０.９）から構成されたれた単一量子井戸構造の活性
層１０７を２５ｎｍ厚、（ＡｌzＧａ1-z）gＩｎ1-gＰu
Ａｓ1-u（ｚ＝０.１、ｇ＝０.７、ｕ＝１）から構成さ
れた光ガイド層１０８を０.１μｍ厚、ｐ−（ＡｌyＧａ
1-y）fＩｎ1-fＰvＡｓ 1-v（ｙ＝０.５、ｆ＝０.８、ｖ
＝０.８５）から構成された第２クラッド層１０９ａを
０.１μｍ厚、後述するアンダーカット部と酸化層とを
形成するためのｐ−ＡｌＡｓ層（１０ｎｍ厚）とｐ−Ａ
ｌＰ0.4Ａｓ0.6層（３ｎｍ厚）とが３ペアの超格子から
なる第３クラッド層１１０、ｐ−（ＡｌyＧａ1-y）fＩ
ｎ1-fＰvＡｓ1-v（ｙ＝０.５、ｆ＝０.８、ｖ＝０.８
５）から構成された第２クラッド層１０９ｂを０.９μ
ｍ厚、ｐ−Ｇａ0.7Ｉｎ0.3Ｐから構成された中間層１１
１を０.１μｍ厚、ｐ−ＧａＰ0.4Ａｓ0.6から構成され
たコンタクト層１１２を０.２μｍ厚に、ＭＯＣＶＤ法
により順次積層する（図６（ａ）参照）。第１・第２ク
ラッド層１０５，１０９ａ，１０９ｂ及び第３クラッド
層１１０の一部であるｐ−ＡｌＰ0.4Ａｓ0.6層は、Ｇａ
ＰＡｓ基板１０１に格子整合している。ＭＯＣＶＤ法の
原料ガスとしてＴＭＧ、ＴＭＩ、ＴＭＡ、ＡｓＨ3、Ｐ
Ｈ3、ＤＭＨｙを用い、キャリアガスとしてＨ2を用い
た。第３クラッド層１１０の一部であるｐ−ＡｌＡｓ層
は、ＧａＰＡｓ基板１０１に対して１.４％の格子歪み
を有するが、その厚さが１０ｎｍと薄いので、格子緩和
なく成長できた。
【００７８】その後、コンタクト層１１２の上にフォト
リソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク１１
３を形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチ
ング液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタク
ト層１１２を選択的にエッチングし、その後、塩酸系の
エッチング液を用いて中間層１１１と第２クラッド層１
０９ｂとを選択的にエッチングし、リッジ幅が７μｍの
リッジ部１１４を形成する（図６（ｂ）参照）。
リソグラフィーとエッチングとによりフォトマスク１１
３を形成し、エッチングを行う。まず、硫酸系のエッチ
ング液を用いて電流通路ストライプ領域以外のコンタク
ト層１１２を選択的にエッチングし、その後、塩酸系の
エッチング液を用いて中間層１１１と第２クラッド層１
０９ｂとを選択的にエッチングし、リッジ幅が７μｍの
リッジ部１１４を形成する（図６（ｂ）参照）。
【００７９】ここで、塩酸系のエッチング液は、Ｖ族の
主成分がＰからなる層である第２クラッド層１０９ｂを
良好にエッチングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる
第３クラッド層１１０をエッチングすることはできな
い。したがって、第３クラッド層１１０はリッジ部１１
４を形成するためのエッチングをストップさせる層とし
て機能することになり、均一な高さ寸法のリッジ部１１
４を精度良く簡単に形成することができる。また、この
エッチングにより第３クラッド層１１０を確実に露出さ
せることができる。
主成分がＰからなる層である第２クラッド層１０９ｂを
良好にエッチングするが、Ｖ族の主成分がＡｓからなる
第３クラッド層１１０をエッチングすることはできな
い。したがって、第３クラッド層１１０はリッジ部１１
４を形成するためのエッチングをストップさせる層とし
て機能することになり、均一な高さ寸法のリッジ部１１
４を精度良く簡単に形成することができる。また、この
エッチングにより第３クラッド層１１０を確実に露出さ
せることができる。
【００８０】リッジ部１１４を形成した後、硫酸系のエ
ッチング液を用いて第３クラッド層１１０を選択的にエ
ッチングし、アンダーカット部１１５を形成する（図６
（ｃ）参照）。アンダーカット部１１５の幅寸法を両側
からそれぞれ１μｍとし、その中央部に５μｍ幅の第３
クラッド層１１０を残す。
ッチング液を用いて第３クラッド層１１０を選択的にエ
ッチングし、アンダーカット部１１５を形成する（図６
（ｃ）参照）。アンダーカット部１１５の幅寸法を両側
からそれぞれ１μｍとし、その中央部に５μｍ幅の第３
クラッド層１１０を残す。
【００８１】その後、水蒸気雰囲気中で４５０℃程度の
高温で加熱し、第３クラッド層１１０におけるアンダー
カット部１１５に隣接する部分を１μｍの幅で選択酸化
し、酸化層１１６を形成する（図６（ｄ）参照）。Ａｌ
組成の大きい第３クラッド層１１０を酸化することによ
り、酸化された部分は絶縁体となる。即ち、リッジ部１
１４における第３クラッド層１１０の両側からそれぞれ
アンダーカット部１１５と酸化層１１６とを１μｍずつ
形成することにより、リッジ部１１４の中央部には３μ
ｍ幅の第３クラッド層１１０を残し、この３μｍ幅の第
３クラッド層１１０が電流注入部となり、活性層１０７
における電流注入部の下側部分が発光部となる。ここ
に、後述する電極から供給される電流が流れる幅を狭く
した電流狭窄構造が形成される。
高温で加熱し、第３クラッド層１１０におけるアンダー
カット部１１５に隣接する部分を１μｍの幅で選択酸化
し、酸化層１１６を形成する（図６（ｄ）参照）。Ａｌ
組成の大きい第３クラッド層１１０を酸化することによ
り、酸化された部分は絶縁体となる。即ち、リッジ部１
１４における第３クラッド層１１０の両側からそれぞれ
アンダーカット部１１５と酸化層１１６とを１μｍずつ
形成することにより、リッジ部１１４の中央部には３μ
ｍ幅の第３クラッド層１１０を残し、この３μｍ幅の第
３クラッド層１１０が電流注入部となり、活性層１０７
における電流注入部の下側部分が発光部となる。ここ
に、後述する電極から供給される電流が流れる幅を狭く
した電流狭窄構造が形成される。
【００８２】アンダーカット部１１５と酸化層１１６と
を形成した後、保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３
４を形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図６
（ｅ）参照）。
を形成した後、保護膜３２、ｐ側電極３３、ｎ側電極３
４を形成し、半導体レーザ素子を完成させる（図６
（ｅ）参照）。
【００８３】本実施の形態の構造により、波長が６６０
ｎｍで発振する半導体レーザ素子が得られた。このよう
にして形成された半導体レーザ素子では、電流狭窄構造
をアンダーカット部１１５と酸化層１１６とにより形成
しているので、電流狭窄構造をアンダーカット部のみで
形成する場合に比べて、アンダーカット部１１５の幅を
狭くすることができ、機械的強度を高くすることができ
る。また、電流狭窄構造を酸化層のみで形成する場合に
比べて酸化層１１６の幅を狭くすることができ、選択酸
化に要する時間を短縮することができる。
ｎｍで発振する半導体レーザ素子が得られた。このよう
にして形成された半導体レーザ素子では、電流狭窄構造
をアンダーカット部１１５と酸化層１１６とにより形成
しているので、電流狭窄構造をアンダーカット部のみで
形成する場合に比べて、アンダーカット部１１５の幅を
狭くすることができ、機械的強度を高くすることができ
る。また、電流狭窄構造を酸化層のみで形成する場合に
比べて酸化層１１６の幅を狭くすることができ、選択酸
化に要する時間を短縮することができる。
【００８４】さらに、酸化層１１６は屈折率が小さくな
るので、酸化層１１６の部分と選択酸化されていない第
３クラッド層１１０の領域とでは屈折率差が生じ、屈折
率導波構造となり、例えば、活性層１０７と第３クラッ
ド層１１０との距離を最適化するなどして、横モード制
御が可能になる。しかも、この構造では、活性層１０７
の近傍の導波構造が全て発振波長に対して導波損失のな
い材料で構成されており、高出力化に有利である。
るので、酸化層１１６の部分と選択酸化されていない第
３クラッド層１１０の領域とでは屈折率差が生じ、屈折
率導波構造となり、例えば、活性層１０７と第３クラッ
ド層１１０との距離を最適化するなどして、横モード制
御が可能になる。しかも、この構造では、活性層１０７
の近傍の導波構造が全て発振波長に対して導波損失のな
い材料で構成されており、高出力化に有利である。
【００８５】なお、本実施の形態では、ＧａＰＡｓ基板
１０１の面方位は（１００）面から［１１０］方向に２
°オフしており僅かな傾きである。このような（１０
０）面や（１００）面からの傾きが小さい面を有するＧ
ａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰ0.4Ａｓ0.6などから構成される
半導体基板上に、ＭＯＣＶＤ法でＡｌＧａＩｎＰを成長
させると、成長表面にヒロックが多数観察された。Ａｌ
ＩｎＰ等のＡｌ組成が大きい場合にはＧａＩｎＰに比べ
て特に顕著であった。このヒロックが成長層中に多数存
在すると、レーザ、ＬＥＤ等のデバイス特性を悪くした
り、製造時の歩留まりを落とす原因となる。特に、本実
施の形態のようにクラッド層１０５を厚くした場合に
は、その影響は大きい。この点に関し、ＡｌＧａＩｎＰ
の成長中にＡｓを含ませることでヒロックの密度を激減
できることを見出した。これは、Ａｌ又はＧａのドロッ
プレット形成が抑えられるためであると考えられる。こ
れにより、デバイス特性の悪化、歩留まり低下を抑える
ことができた。
１０１の面方位は（１００）面から［１１０］方向に２
°オフしており僅かな傾きである。このような（１０
０）面や（１００）面からの傾きが小さい面を有するＧ
ａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰ0.4Ａｓ0.6などから構成される
半導体基板上に、ＭＯＣＶＤ法でＡｌＧａＩｎＰを成長
させると、成長表面にヒロックが多数観察された。Ａｌ
ＩｎＰ等のＡｌ組成が大きい場合にはＧａＩｎＰに比べ
て特に顕著であった。このヒロックが成長層中に多数存
在すると、レーザ、ＬＥＤ等のデバイス特性を悪くした
り、製造時の歩留まりを落とす原因となる。特に、本実
施の形態のようにクラッド層１０５を厚くした場合に
は、その影響は大きい。この点に関し、ＡｌＧａＩｎＰ
の成長中にＡｓを含ませることでヒロックの密度を激減
できることを見出した。これは、Ａｌ又はＧａのドロッ
プレット形成が抑えられるためであると考えられる。こ
れにより、デバイス特性の悪化、歩留まり低下を抑える
ことができた。
【００８６】また、ＧａＡｓ基板上の従来の材料系に比
べて、同じバンドギャップの材料はＡｌ組成を小さくで
きる。Ａｌ組成を小さくすることにより、Ａｌに起因す
る非発光再結合電流が低減され、発光効率が向上した。
また、表面再結合電流も低減され、端面光劣化のレベル
も向上したので、さらに高出力が得られるようになり、
高温高出力安定動作する赤色レーザが得られた。
べて、同じバンドギャップの材料はＡｌ組成を小さくで
きる。Ａｌ組成を小さくすることにより、Ａｌに起因す
る非発光再結合電流が低減され、発光効率が向上した。
また、表面再結合電流も低減され、端面光劣化のレベル
も向上したので、さらに高出力が得られるようになり、
高温高出力安定動作する赤色レーザが得られた。
【００８７】なお、本実施の形態では、単一量子井戸構
造の活性層１０７を用いた場合を例に挙げて説明した
が、多重量子井戸構造の活性層を用いてもよい。その場
合には、障壁層には（Ａｌx2Ｇａ1-x2）e2Ｉｎ1-e2Ｐt2
Ａｓ1-t2（０≦ｘ２＜１、０.５＜ｅ２＜１、０≦ｔ２
≦１）を用いることができる。また、光ガイド層にＡｓ
を含んでもよい。
造の活性層１０７を用いた場合を例に挙げて説明した
が、多重量子井戸構造の活性層を用いてもよい。その場
合には、障壁層には（Ａｌx2Ｇａ1-x2）e2Ｉｎ1-e2Ｐt2
Ａｓ1-t2（０≦ｘ２＜１、０.５＜ｅ２＜１、０≦ｔ２
≦１）を用いることができる。また、光ガイド層にＡｓ
を含んでもよい。
【００８８】つぎに、本発明の第７の実施の形態の半導
体レーザ素子について説明する。本実施の形態の半導体
レーザ素子の基本的構造は第５の実施の形態の半導体レ
ーザ素子と同じであり、図５を参照して説明し、第５の
実施の形態と同じ部分の説明は省略する。本実施の形態
と第５の実施の形態の異なる部分は、アンダーカット部
と酸化層とが形成される第３クラッド層の構造である。
第５の実施の形態の第３クラッド層９１は、ｐ−ＡｌＡ
ｓ（５ｎｍ厚）とｐ−Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓ（３ｎｍ厚）
とが３ペアの超格子から構成されているが、本実施の形
態の第３クラッド層は、Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓにより１０
０ｎｍの厚さに構成されている。
体レーザ素子について説明する。本実施の形態の半導体
レーザ素子の基本的構造は第５の実施の形態の半導体レ
ーザ素子と同じであり、図５を参照して説明し、第５の
実施の形態と同じ部分の説明は省略する。本実施の形態
と第５の実施の形態の異なる部分は、アンダーカット部
と酸化層とが形成される第３クラッド層の構造である。
第５の実施の形態の第３クラッド層９１は、ｐ−ＡｌＡ
ｓ（５ｎｍ厚）とｐ−Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓ（３ｎｍ厚）
とが３ペアの超格子から構成されているが、本実施の形
態の第３クラッド層は、Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓにより１０
０ｎｍの厚さに構成されている。
【００８９】第３クラッド層を酸化させて酸化層を形成
する場合、被酸化層（第３クラット層）の厚さが厚いほ
ど、また、Ａｌ組成が大きいほど、酸化速度が速くな
る。また、酸化層の幅は、時間のルートに比例する。
する場合、被酸化層（第３クラット層）の厚さが厚いほ
ど、また、Ａｌ組成が大きいほど、酸化速度が速くな
る。また、酸化層の幅は、時間のルートに比例する。
【００９０】本実施の形態では、Ａｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓの
層はＩｎＰから構成される半導体基板に格子整合するの
で、容易に厚く成長させることができ、厚くすることに
より酸化速度を速くすることができる。
層はＩｎＰから構成される半導体基板に格子整合するの
で、容易に厚く成長させることができ、厚くすることに
より酸化速度を速くすることができる。
【００９１】なお、本実施の形態では、選択酸化を行う
第３クラッド層をＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓにより構成した場
合を例に挙げて説明したが、半導体基板に対して格子定
数が等しいか近いか、即ち、半導体基板に対する歪が±
０.５％以下であって、Ｖ族の主成分がＡｓからなるＡ
ｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１）を用いることができる。
第３クラッド層をＡｌ0.5Ｉｎ0.5Ａｓにより構成した場
合を例に挙げて説明したが、半導体基板に対して格子定
数が等しいか近いか、即ち、半導体基板に対する歪が±
０.５％以下であって、Ｖ族の主成分がＡｓからなるＡ
ｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１）を用いることができる。
【００９２】
【発明の効果】請求項１記載の発明の半導体レーザ素子
によれば、リッジ部を形成するために第２クラッド層を
エッチングしたとき、そのエッチングが第３クラッド層
まで達したときに第３クラッド層によりそのエッチング
をストップさせることができ、これにより、均一な高さ
寸法のリッジ部を精度良く形成することができる。さら
に、リッジ部を形成するためのエッチングにより第３ク
ラッド層を確実に露出させることができるので、この第
３クラッド層をエッチングして形成するアンダーカット
部の形成も精度良く行うことができる。
によれば、リッジ部を形成するために第２クラッド層を
エッチングしたとき、そのエッチングが第３クラッド層
まで達したときに第３クラッド層によりそのエッチング
をストップさせることができ、これにより、均一な高さ
寸法のリッジ部を精度良く形成することができる。さら
に、リッジ部を形成するためのエッチングにより第３ク
ラッド層を確実に露出させることができるので、この第
３クラッド層をエッチングして形成するアンダーカット
部の形成も精度良く行うことができる。
【００９３】請求項２記載の発明の半導体レーザ素子に
よれば、半導体基板上に各層を積層した後、リッジ部を
形成するためのエッチングを塩酸系のエッチング液で行
うことにより、第２クラッド層のみをエッチングして第
３クラッド層が露出した位置でエッチングをストップさ
せることができ、これにより、請求項１記載の発明と同
じように、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成す
ることができる。さらに、リッジ部を形成するエッチン
グが終了した後に第３クラッド層のみをエッチングして
アンダーカット部を形成するときには第３クラッド層が
確実に露出しているので、アンダーカット部の形成も精
度良く行うことができる。
よれば、半導体基板上に各層を積層した後、リッジ部を
形成するためのエッチングを塩酸系のエッチング液で行
うことにより、第２クラッド層のみをエッチングして第
３クラッド層が露出した位置でエッチングをストップさ
せることができ、これにより、請求項１記載の発明と同
じように、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成す
ることができる。さらに、リッジ部を形成するエッチン
グが終了した後に第３クラッド層のみをエッチングして
アンダーカット部を形成するときには第３クラッド層が
確実に露出しているので、アンダーカット部の形成も精
度良く行うことができる。
【００９４】請求項３記載の発明の半導体レーザ素子に
よれば、半導体基板上に各層を積層した後、リッジ部を
形成するためのエッチングを硫酸系のエッチング液で行
うことにより、第２クラッド層のみをエッチングして第
３クラッド層が露出した位置でエッチングをストップさ
せることができ、これにより、請求項１記載の発明と同
じように、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成す
ることができる。さらに、リッジ部を形成するエッチン
グが終了した後に第３クラッド層のみをエッチングして
アンダーカット部を形成するときには第３クラッド層が
確実に露出しているので、アンダーカット部の形成も精
度良く行うことができる。
よれば、半導体基板上に各層を積層した後、リッジ部を
形成するためのエッチングを硫酸系のエッチング液で行
うことにより、第２クラッド層のみをエッチングして第
３クラッド層が露出した位置でエッチングをストップさ
せることができ、これにより、請求項１記載の発明と同
じように、均一な高さ寸法のリッジ部を精度良く形成す
ることができる。さらに、リッジ部を形成するエッチン
グが終了した後に第３クラッド層のみをエッチングして
アンダーカット部を形成するときには第３クラッド層が
確実に露出しているので、アンダーカット部の形成も精
度良く行うことができる。
【００９５】請求項４記載の発明の半導体レーザ素子に
よれば、リッジ部における電流狭窄構造を、アンダーカ
ット部と選択酸化されて絶縁体となった酸化層とにより
形成したので、同じ幅寸法の電流狭窄構造をアンダーカ
ット部のみで形成する場合に比べて、アンダーカット部
の幅を小さくして電流狭窄構造部分の機械的強度を高め
ることができ、電流狭窄構造を酸化層のみで形成する場
合に比べて、選択酸化に要する時間を短縮して半導体レ
ーザ素子の製造に要する時間を短縮できる。
よれば、リッジ部における電流狭窄構造を、アンダーカ
ット部と選択酸化されて絶縁体となった酸化層とにより
形成したので、同じ幅寸法の電流狭窄構造をアンダーカ
ット部のみで形成する場合に比べて、アンダーカット部
の幅を小さくして電流狭窄構造部分の機械的強度を高め
ることができ、電流狭窄構造を酸化層のみで形成する場
合に比べて、選択酸化に要する時間を短縮して半導体レ
ーザ素子の製造に要する時間を短縮できる。
【００９６】請求項５記載の発明によれば、請求項４記
載の発明の半導体レーザ素子において、第３クラッド層
は、複数のＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の層を含んだ超格子構造
から構成されているので、選択酸化される被酸化層であ
る第３クラッド層の格子定数が半導体基板の格子定数と
離れている場合でも、薄くすることによりその層を被酸
化層として用いることができる。
載の発明の半導体レーザ素子において、第３クラッド層
は、複数のＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の層を含んだ超格子構造
から構成されているので、選択酸化される被酸化層であ
る第３クラッド層の格子定数が半導体基板の格子定数と
離れている場合でも、薄くすることによりその層を被酸
化層として用いることができる。
【００９７】請求項６記載の発明によれば、半導体基板
がＩｎＰから構成され、被選択酸化される第３クラッド
層がＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からなる
とき、その半導体基板と第３クラッド層とは格子定数が
等しいか近くなり、即ち、第３クラッド層の半導体基板
に対する歪みが±０.５％以下となることにより、第３
クラッド層を厚く形成することが可能となり、厚く形成
することにより選択酸化するときの酸化速度を速くする
ことができる。
がＩｎＰから構成され、被選択酸化される第３クラッド
層がＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡｓ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からなる
とき、その半導体基板と第３クラッド層とは格子定数が
等しいか近くなり、即ち、第３クラッド層の半導体基板
に対する歪みが±０.５％以下となることにより、第３
クラッド層を厚く形成することが可能となり、厚く形成
することにより選択酸化するときの酸化速度を速くする
ことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の半導体レーザ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の半導体レーザ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の半導体レーザ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の半導体レーザ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態の半導体レーザ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態の半導体レーザ素子
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】従来例の半導体レーザ素子を示す断面図であ
る。
る。
２１ 半導体基板 ２２ 第１クラッド層 ２４ 活性層 ２６ａ，２６ｂ 第２クラッド層 ２７ 第３クラッド層 ３０ リッジ部 ３１ アンダーカット部 ４１ 半導体基板 ４２ 第１クラッド層 ４４ 活性層 ４６ａ，４６ｂ 第２クラッド層 ４７ 第３クラッド層 ５０ リッジ部 ５１ アンダーカット部 ６１ 半導体基板 ６２ 第１クラッド層 ６４ 活性層 ６６ａ，６６ｂ 第２クラッド層 ６７ 第３クラッド層 ７０ リッジ部 ８１ 第３クラッド層 ８２ 酸化層 ９１ 第３クラッド層 ９２ 酸化層 １０１ 半導体基板 １０５ 第１クラッド層 １０７ 活性層 １０９ａ，１０９ｂ 第２クラッド層 １１０ 第３クラッド層 １１４ リッジ部 １１５ アンダーカット部 １１６ 酸化層
Claims (6)
- 【請求項１】 光を発生する活性層と、この活性層より
バンドギャップが大きくてこの活性層を挟む第１・第２
クラッド層と、前記第２クラッド層の中に位置する第３
クラッド層とを、前記第１クラッド層が半導体基板側と
なるようにこの半導体基板上に積層し、前記活性層の電
流通路ストライプ所定領域を形成するために前記第２ク
ラッド層側からエッチングしてリッジ部を形成し、さら
に、前記第３クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッ
チングして電流を狭窄するアンダーカット部を形成した
半導体レーザ素子において、 前記第３クラッド層が前記リッジ部を形成するエッチン
グをストップさせる材質で形成されていることを特徴と
する半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 光を発生する活性層と、この活性層より
バンドギャップが大きくてこの活性層を挟む第１・第２
クラッド層と、前記第２クラッド層の中に位置する第３
クラッド層とを、前記第１クラッド層が半導体基板側と
なるようにこの半導体基板上に積層し、前記活性層の電
流通路ストライプ所定領域を形成するために前記第２ク
ラッド層側からエッチングしてリッジ部を形成し、さら
に、前記第３クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッ
チングして電流を狭窄するアンダーカット部を形成した
半導体レーザ素子において、 前記第１・第２クラッド層はＶ族の主成分がＰからなる
ＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、
０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝
１）で構成され、前記第３クラッド層はＶ族の主成分が
ＡｓからなるＡｌ xＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 光を発生する活性層と、この活性層より
バンドギャップが大きくてこの活性層を挟む第１・第２
クラッド層と、前記第２クラッド層の中に位置する第３
クラッド層とを、前記第１クラッド層が半導体基板側と
なるようにこの半導体基板上に積層し、前記活性層の電
流通路ストライプ所定領域を形成するために前記第２ク
ラッド層側からエッチングしてリッジ部を形成し、さら
に、前記第３クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッ
チングして電流を狭窄するアンダーカット部を形成した
半導体レーザ素子において、 前記第１・第２クラッド層はＶ族の主成分がＡｓからな
るＡｌxＧａyＩｎzＡｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０
≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で構成され、前記第３クラ
ッド層はＶ族の主成分がＰからなるＡｌxＧａyＩｎzＰt
Ａｓu（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１、０＜ｔ≦１、ｕ＋ｔ＝１）で構成されている
ことを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 光を発生する活性層と、この活性層より
バンドギャップが大きくてこの活性層を挟む第１・第２
クラッド層と、前記第２クラッド層の中に位置する第３
クラッド層とを、前記第１クラッド層が半導体基板側と
なるようにこの半導体基板上に積層し、前記活性層の電
流通路ストライプ所定領域を形成するために前記第２ク
ラッド層側からエッチングしてリッジ部を形成し、さら
に、前記第３クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッ
チングして電流を狭窄するアンダーカット部を形成した
半導体レーザ素子において、 前記第３クラッド層は、ＡｌxＧａyＩｎzＰtＡｓ
1-t（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
１、０≦ｔ≦１）で構成され、前記第３クラッド層の前
記アンダーカット部に隣接する部分が選択酸化されて酸
化層とされていることを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項５】 前記第３クラッド層は、複数のＡｌxＧ
ａyＩｎzＡｓ（０.８≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０.２、ｘ＋ｙ
＋ｚ＝１）の層を含んだ超格子構造から構成されている
ことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項６】 光を発生する活性層と、この活性層より
バンドギャップが大きくてこの活性層を挟む第１・第２
クラッド層と、前記第２クラッド層の中に位置する第３
クラッド層とを、前記第１クラッド層が半導体基板側と
なるようにこの半導体基板上に積層し、前記活性層の電
流通路ストライプ所定領域を形成するために前記第２ク
ラッド層側からエッチングしてリッジ部を形成し、さら
に、前記第３クラッド層をリッジ幅を狭める方向にエッ
チングして電流を狭窄するアンダーカット部を形成した
半導体レーザ素子において、 前記半導体基板はＩｎＰから構成され、前記第３クラッ
ド層はＶ族の主成分がＡｓからなるＡｌxＧａyＩｎzＡ
ｓ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からな
り、この第３クラッド層は前記半導体基板に対し歪みが
±０.５％以下であり、前記第３クラッド層の前記アン
ダーカット部に隣接する部分が選択酸化されて酸化層と
されていることを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000385124A JP2002185081A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | 半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000385124A JP2002185081A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | 半導体レーザ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002185081A true JP2002185081A (ja) | 2002-06-28 |
Family
ID=18852448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000385124A Pending JP2002185081A (ja) | 2000-12-19 | 2000-12-19 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002185081A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006216816A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007150269A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-06-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| JP2010258363A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Nichia Corp | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2012059890A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-12-19 JP JP2000385124A patent/JP2002185081A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006216816A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体装置及びその製造方法 |
| JP4718852B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2011-07-06 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体装置及びその製造方法 |
| JP2007150269A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-06-14 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| JP2010258363A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Nichia Corp | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2012059890A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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