JP2003078204A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザおよびその製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/162—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出射端面に窓領域を有する半導体レーザを
精度良く容易に製造すること。 【解決手段】 基板１００上に少なくとも、下クラッド
層１０１、レーザ光を発生する活性層１０２、第１上ク
ラッド層１０３、エッチングストップ層１０４、第２上
クラッド層１０６を積層する。エッチングストップ層１
０４が第２上クラッド層１０６のためのエッチングを停
止させる機能を維持する条件下で、レーザ光吸収抑制用
の不純物を、光出射端面１５０を形成すべき領域に沿っ
て第２上クラッド層１０６に拡散させる（第１アニー
ル）。第２上クラッド層１０６をリッジ１０５状に残す
ように、エッチングストップ層１０４に達するまでエッ
チングする。第２上クラッド層１０６に拡散された上記
不純物を、活性層１０２まで再拡散して、活性層１０２
のうち光出射端面１５０に沿い、かつリッジ１０５直下
の部分１０２Ｂを混晶化する（第２アニール）。
精度良く容易に製造すること。 【解決手段】 基板１００上に少なくとも、下クラッド
層１０１、レーザ光を発生する活性層１０２、第１上ク
ラッド層１０３、エッチングストップ層１０４、第２上
クラッド層１０６を積層する。エッチングストップ層１
０４が第２上クラッド層１０６のためのエッチングを停
止させる機能を維持する条件下で、レーザ光吸収抑制用
の不純物を、光出射端面１５０を形成すべき領域に沿っ
て第２上クラッド層１０６に拡散させる（第１アニー
ル）。第２上クラッド層１０６をリッジ１０５状に残す
ように、エッチングストップ層１０４に達するまでエッ
チングする。第２上クラッド層１０６に拡散された上記
不純物を、活性層１０２まで再拡散して、活性層１０２
のうち光出射端面１５０に沿い、かつリッジ１０５直下
の部分１０２Ｂを混晶化する（第２アニール）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザに関
し、より詳しくは、光出射端面に、レーザ光吸収の少な
い窓領域を有する半導体レーザに関する。このような半
導体レーザは、光ディスクドライブなどの高出力の用途
に用いられる。
し、より詳しくは、光出射端面に、レーザ光吸収の少な
い窓領域を有する半導体レーザに関する。このような半
導体レーザは、光ディスクドライブなどの高出力の用途
に用いられる。
【０００２】また、この発明は、そのような半導体レー
ザを精度良く作製できる半導体レーザ製造方法に関す
る。
ザを精度良く作製できる半導体レーザ製造方法に関す
る。
【０００３】
【従来の技術】光ディスクドライブなどに用いられるよ
うな高出力の半導体レーザでは、光出射端面が強い光密
度のために劣化し、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Dam
age）と呼ばれる損傷を引き起こす場合がある。この対
策として、光出射端面に、活性層内部に比してレーザ光
吸収の少ない窓領域を設けることが提案されている。
うな高出力の半導体レーザでは、光出射端面が強い光密
度のために劣化し、ＣＯＤ（Catastrophic Optical Dam
age）と呼ばれる損傷を引き起こす場合がある。この対
策として、光出射端面に、活性層内部に比してレーザ光
吸収の少ない窓領域を設けることが提案されている。
【０００４】光出射端面に窓領域を有する高出力の従来
の半導体レーザとしては、図２３に示すようなものが知
られている（特表平９−５０６４７８号公報）。この半
導体レーザは、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ導電型バッフ
ァ層１１、ｎ導電型第１クラッド層２′、第１分離制限
層２″、活性層３、第２分離制限層４″、ｐ導電型第２
クラッド層４′およびエッチングストップ層（厚さ０．
０１μｍ）５を備えている。このエッチングストップ層
５上に、II−II線方向にストライプ状に延びるメサ１２
を構成するように、ｐ導電型第２クラッド層４０、ｐ導
電型中間層９およびｐ導電型第１コンタクト層１０が設
けられている。メサ１２の両側に相当する領域はｎ型電
流ブロック層１３で埋め込まれている。メサ１２および
ｎ型電流ブロック層１３上に第２コンタクト層６、電極
７が設けられている。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面
には電極８が形成されている。
の半導体レーザとしては、図２３に示すようなものが知
られている（特表平９−５０６４７８号公報）。この半
導体レーザは、ｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ導電型バッフ
ァ層１１、ｎ導電型第１クラッド層２′、第１分離制限
層２″、活性層３、第２分離制限層４″、ｐ導電型第２
クラッド層４′およびエッチングストップ層（厚さ０．
０１μｍ）５を備えている。このエッチングストップ層
５上に、II−II線方向にストライプ状に延びるメサ１２
を構成するように、ｐ導電型第２クラッド層４０、ｐ導
電型中間層９およびｐ導電型第１コンタクト層１０が設
けられている。メサ１２の両側に相当する領域はｎ型電
流ブロック層１３で埋め込まれている。メサ１２および
ｎ型電流ブロック層１３上に第２コンタクト層６、電極
７が設けられている。一方、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面
には電極８が形成されている。
【０００５】図２４（図２３のII−II線断面に相当す
る）に示すように、活性層３は、量子井戸層３′とバリ
ア層３″との積層からなっている。活性層３のうち光出
射端面５０，５１近傍の部分が、活性層内部３Ａに比し
てレーザ光吸収の少ない窓領域３Ｂになっている。
る）に示すように、活性層３は、量子井戸層３′とバリ
ア層３″との積層からなっている。活性層３のうち光出
射端面５０，５１近傍の部分が、活性層内部３Ａに比し
てレーザ光吸収の少ない窓領域３Ｂになっている。
【０００６】この半導体レーザは次のようにして作製さ
れている。図２５に示すように、まずＯＭＶＰＥ法（有
機金属気相成長法）によってｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ
導電型バッファ層１１からコンタクト層１０までを成長
する。次に、酸化シリコンからなるマスク層３０を、光
出射端面５０，５１に沿って開口部３１，３２を有する
ように形成する。この状態のウエハを砒化亜鉛とともに
密封カプセルに挿入して６００℃で加熱して、コンタク
ト層１０の表面側からＺｎ原子５９を、活性層３を越え
るように拡散する。これにより、活性層３のうち光出射
端面５０，５１近傍部分を混晶化して、活性層内部３Ａ
に比してエネルギバンドギャップが大きく、したがって
レーザ光吸収の少ない窓領域３Ｂとする。マスク３０を
取り除いた後、図２６に示すように、光出射端面５０，
５１に垂直に延びるストライプ状のマスク４０を形成す
る。次いで、半導体層１０、９、４０のうちマスク４０
の両側に相当する部分をエッチングストップ層５に達す
るまでエッチングして、マスク４０の直下にメサ１２を
形成する。この後、図２３に示したように、ＯＭＶＰＥ
法によってブロック層１３をメサ１２の両側に配置し、
表面側を平坦化するとともにマスク４０を除去した後、
再びＯＭＶＰＥ法によって第２コンタクト層６を形成す
る。そして、コンタクト層６の表面、基板１の裏面にそ
れぞれ電極７，８を形成する（作製完了）。
れている。図２５に示すように、まずＯＭＶＰＥ法（有
機金属気相成長法）によってｎ型ＧａＡｓ基板１上にｎ
導電型バッファ層１１からコンタクト層１０までを成長
する。次に、酸化シリコンからなるマスク層３０を、光
出射端面５０，５１に沿って開口部３１，３２を有する
ように形成する。この状態のウエハを砒化亜鉛とともに
密封カプセルに挿入して６００℃で加熱して、コンタク
ト層１０の表面側からＺｎ原子５９を、活性層３を越え
るように拡散する。これにより、活性層３のうち光出射
端面５０，５１近傍部分を混晶化して、活性層内部３Ａ
に比してエネルギバンドギャップが大きく、したがって
レーザ光吸収の少ない窓領域３Ｂとする。マスク３０を
取り除いた後、図２６に示すように、光出射端面５０，
５１に垂直に延びるストライプ状のマスク４０を形成す
る。次いで、半導体層１０、９、４０のうちマスク４０
の両側に相当する部分をエッチングストップ層５に達す
るまでエッチングして、マスク４０の直下にメサ１２を
形成する。この後、図２３に示したように、ＯＭＶＰＥ
法によってブロック層１３をメサ１２の両側に配置し、
表面側を平坦化するとともにマスク４０を除去した後、
再びＯＭＶＰＥ法によって第２コンタクト層６を形成す
る。そして、コンタクト層６の表面、基板１の裏面にそ
れぞれ電極７，８を形成する（作製完了）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記製造方
法では、不純物拡散により活性層３を混晶化して窓領域
３Ｂを形成する工程で、エッチングストップ層５も混晶
化される。このため、メサ１２を形成するエッチング工
程でエッチングストップ層５と第２クラッド層（下部）
４′がエッチングされて、メサ１２の加工精度が低下す
るという問題がある。さらにエッチングが極端に進行す
ると、電流ブロック層１３とｎ型クラッド層１１が電気
的に短絡してしまうという問題がある。これらの製造プ
ロセス上の問題を回避するためにアニール温度や時間を
低減すると、こんどは逆に、窓領域３Ｂが十分に混晶化
されず、光吸収を抑制する効果が得られにくくなるとい
う問題が生ずる。
法では、不純物拡散により活性層３を混晶化して窓領域
３Ｂを形成する工程で、エッチングストップ層５も混晶
化される。このため、メサ１２を形成するエッチング工
程でエッチングストップ層５と第２クラッド層（下部）
４′がエッチングされて、メサ１２の加工精度が低下す
るという問題がある。さらにエッチングが極端に進行す
ると、電流ブロック層１３とｎ型クラッド層１１が電気
的に短絡してしまうという問題がある。これらの製造プ
ロセス上の問題を回避するためにアニール温度や時間を
低減すると、こんどは逆に、窓領域３Ｂが十分に混晶化
されず、光吸収を抑制する効果が得られにくくなるとい
う問題が生ずる。
【０００８】そこで、この発明の課題は、光出射端面に
窓領域を有する半導体レーザであって、精度良く容易に
製造され得るものを提供することにある。
窓領域を有する半導体レーザであって、精度良く容易に
製造され得るものを提供することにある。
【０００９】また、この発明の課題は、光出射端面に窓
領域を有する半導体レーザを精度良く容易に製造できる
半導体レーザ製造方法を提供することにある。
領域を有する半導体レーザを精度良く容易に製造できる
半導体レーザ製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の半導体レーザは、光出射端面を通してレー
ザ光を出射する半導体レーザであって、基板上に、下ク
ラッド層、レーザ光を発生する活性層、第１上クラッド
層、エッチングストップ層がこの順に積層され、上記エ
ッチングストップ層上に第２上クラッド層が上記光出射
端面に対して垂直に延びるリッジとして形成され、上記
第２上クラッド層の両側に相当する領域に電流阻止層が
埋め込まれ、少なくとも上記リッジの下部にあたる上記
エッチングストップ層から活性層までの上記光出射端面
に沿った部分に、不純物が拡散されてレーザ光吸収を抑
制するための混晶化が行われ、上記光出射端面に沿った
領域で、上記エッチングストップ層のうち上記リッジの
両側に相当する部分のエネルギバンドギャップが、上記
エッチングストップ層のうち上記リッジの直下に相当す
る部分のエネルギバンドギャップよりも小さいことを特
徴とする。
め、本発明の半導体レーザは、光出射端面を通してレー
ザ光を出射する半導体レーザであって、基板上に、下ク
ラッド層、レーザ光を発生する活性層、第１上クラッド
層、エッチングストップ層がこの順に積層され、上記エ
ッチングストップ層上に第２上クラッド層が上記光出射
端面に対して垂直に延びるリッジとして形成され、上記
第２上クラッド層の両側に相当する領域に電流阻止層が
埋め込まれ、少なくとも上記リッジの下部にあたる上記
エッチングストップ層から活性層までの上記光出射端面
に沿った部分に、不純物が拡散されてレーザ光吸収を抑
制するための混晶化が行われ、上記光出射端面に沿った
領域で、上記エッチングストップ層のうち上記リッジの
両側に相当する部分のエネルギバンドギャップが、上記
エッチングストップ層のうち上記リッジの直下に相当す
る部分のエネルギバンドギャップよりも小さいことを特
徴とする。
【００１１】本発明の半導体レーザでは、上記光出射端
面に沿った領域で、上記エッチングストップ層のうち上
記リッジの両側に相当する部分のエネルギバンドギャッ
プが、上記エッチングストップ層のうち上記リッジの直
下に相当する部分のエネルギバンドギャップよりも小さ
い。したがって、上記光出射端面に沿った領域で、上記
エッチングストップ層のうち上記リッジの両側に相当す
る部分は、上記エッチングストップ層上に第２上クラッ
ド層がリッジ状に形成されるとき、エッチングを停止す
る機能を有効に果たすことができる。したがって、この
半導体レーザは精度良く容易に作製される。
面に沿った領域で、上記エッチングストップ層のうち上
記リッジの両側に相当する部分のエネルギバンドギャッ
プが、上記エッチングストップ層のうち上記リッジの直
下に相当する部分のエネルギバンドギャップよりも小さ
い。したがって、上記光出射端面に沿った領域で、上記
エッチングストップ層のうち上記リッジの両側に相当す
る部分は、上記エッチングストップ層上に第２上クラッ
ド層がリッジ状に形成されるとき、エッチングを停止す
る機能を有効に果たすことができる。したがって、この
半導体レーザは精度良く容易に作製される。
【００１２】一実施形態の半導体レーザは、上記光出射
端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッジの直
下に相当する部分のエネルギバンドギャップが、上記活
性層のうち上記リッジの両側に相当する部分のエネルギ
バンドギャップよりも大きいことを特徴とする。
端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッジの直
下に相当する部分のエネルギバンドギャップが、上記活
性層のうち上記リッジの両側に相当する部分のエネルギ
バンドギャップよりも大きいことを特徴とする。
【００１３】この一実施形態の半導体レーザでは、上記
光出射端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッ
ジの直下に相当する部分のエネルギバンドギャップが、
上記活性層のうち上記リッジの両側に相当する部分のエ
ネルギバンドギャップよりも大きい上記活性層のうち上
記光出射端面に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する
部分のエネルギバンドギャップが、上記活性層のうち上
記光出射端面に沿い、かつ上記リッジの両側に相当する
部分のエネルギバンドギャップよりも大きい。したがっ
て、上記活性層のうち上記光出射端面に沿い、かつ上記
リッジの直下に相当する部分は、窓領域としてＣＯＤを
有効に抑制することができる。また、活性層内部は混晶
化されていないため、製造が容易になる。なお、活性層
内部においてはＣＯＤが問題にならないため、活性層内
部の混晶化は不要である。
光出射端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッ
ジの直下に相当する部分のエネルギバンドギャップが、
上記活性層のうち上記リッジの両側に相当する部分のエ
ネルギバンドギャップよりも大きい上記活性層のうち上
記光出射端面に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する
部分のエネルギバンドギャップが、上記活性層のうち上
記光出射端面に沿い、かつ上記リッジの両側に相当する
部分のエネルギバンドギャップよりも大きい。したがっ
て、上記活性層のうち上記光出射端面に沿い、かつ上記
リッジの直下に相当する部分は、窓領域としてＣＯＤを
有効に抑制することができる。また、活性層内部は混晶
化されていないため、製造が容易になる。なお、活性層
内部においてはＣＯＤが問題にならないため、活性層内
部の混晶化は不要である。
【００１４】一実施形態の半導体レーザは、上記光出射
端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッジの直
下に相当する部分の上記混晶化によるフォトルミネッセ
ンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎｍ以上であり、
上記活性層のうち上記リッジの両側に相当する部分の上
記混晶化によるフォトルミネッセンス波長の短波長側へ
のシフトは１５ｎｍ以下であることを特徴とする。
端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッジの直
下に相当する部分の上記混晶化によるフォトルミネッセ
ンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎｍ以上であり、
上記活性層のうち上記リッジの両側に相当する部分の上
記混晶化によるフォトルミネッセンス波長の短波長側へ
のシフトは１５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１５】この一実施形態の半導体レーザでは、上記
光出射端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッ
ジの直下に相当する部分の上記混晶化によるフォトルミ
ネッセンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎｍ以上で
あるから、従来の半導体レーザに比べて最大光出力が
１．４１倍以上増大する。また、上記光出射端面に沿っ
た領域で、上記活性層のうち上記リッジの両側に相当す
る部分の上記混晶化によるフォトルミネッセンス波長の
短波長側へのシフトは１５ｎｍ以下であるから、製造が
極めて容易となる。
光出射端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記リッ
ジの直下に相当する部分の上記混晶化によるフォトルミ
ネッセンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎｍ以上で
あるから、従来の半導体レーザに比べて最大光出力が
１．４１倍以上増大する。また、上記光出射端面に沿っ
た領域で、上記活性層のうち上記リッジの両側に相当す
る部分の上記混晶化によるフォトルミネッセンス波長の
短波長側へのシフトは１５ｎｍ以下であるから、製造が
極めて容易となる。
【００１６】一実施形態の半導体レーザは、上記第１上
クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣであり、上
記エッチングストップ層から活性層までの上記光出射端
面に沿った部分に拡散された上記不純物はＺｎであるこ
とを特徴とする。
クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣであり、上
記エッチングストップ層から活性層までの上記光出射端
面に沿った部分に拡散された上記不純物はＺｎであるこ
とを特徴とする。
【００１７】Ｚｎは拡散しやすく、拡散によって活性層
の混晶化を容易に引き起こす。また、ＢｅまたはＣはＺ
ｎに比べて拡散定数が小さいので、第１上クラッド層が
含む拡散不純物（ＢｅまたはＣ）が活性層へ拡散する現
象を回避しながら、Ｚｎを活性層へ容易に拡散させるこ
とができる。したがって、製造が極めて容易となる。
の混晶化を容易に引き起こす。また、ＢｅまたはＣはＺ
ｎに比べて拡散定数が小さいので、第１上クラッド層が
含む拡散不純物（ＢｅまたはＣ）が活性層へ拡散する現
象を回避しながら、Ｚｎを活性層へ容易に拡散させるこ
とができる。したがって、製造が極めて容易となる。
【００１８】一実施形態の半導体レーザは、上記第２上
クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣであること
を特徴とする。
クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣであること
を特徴とする。
【００１９】ＢｅまたはＣはＺｎに比べて拡散定数が小
さいので、第２上クラッド層が含む拡散不純物（Ｂｅま
たはＣ）が活性層へ拡散する現象を回避しながら、Ｚｎ
を活性層へ容易に拡散させることができる。したがっ
て、製造が極めて容易となる。
さいので、第２上クラッド層が含む拡散不純物（Ｂｅま
たはＣ）が活性層へ拡散する現象を回避しながら、Ｚｎ
を活性層へ容易に拡散させることができる。したがっ
て、製造が極めて容易となる。
【００２０】一実施形態の半導体レーザは、上記活性層
は量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形成され、
上記量子井戸層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からな
り、上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率
（ｘ）の大きい（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
は量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形成され、
上記量子井戸層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からな
り、上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率
（ｘ）の大きい（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
【００２１】上記量子井戸層およびバリア層をなす（Ａ
ｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰは、拡散されるＺｎ濃
度が１０１８ｃｍ−３台というような比較的低い量で容
易に混晶化する。したがって、製造が極めて容易とな
る。
ｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰは、拡散されるＺｎ濃
度が１０１８ｃｍ−３台というような比較的低い量で容
易に混晶化する。したがって、製造が極めて容易とな
る。
【００２２】なお、この明細書では、化合物半導体の組
成を表すためにｘ，ｙ，ｚを用いているが、これらの
ｘ，ｙ，ｚは各化合物半導体間でそれぞれ異なる値をと
り得るものである。
成を表すためにｘ，ｙ，ｚを用いているが、これらの
ｘ，ｙ，ｚは各化合物半導体間でそれぞれ異なる値をと
り得るものである。
【００２３】さらに、一実施形態の半導体レーザは、上
記エッチングストップ層はＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなり、上記第１および第
２上クラッド層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
記エッチングストップ層はＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなり、上記第１および第
２上クラッド層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
【００２４】上記エッチングストップ層をなすＧａｙＩ
ｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｙ≦１である。）は、上記第
１および第２上クラッド層をなす（ＡｌｘＧａ１−ｘ）
ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１であ
る。）をウェットエッチングで除去する際に、選択的に
残すことができる。したがって、上記エッチングストッ
プ層上に第２上クラッド層をリッジ状に形成する工程が
容易になる。
ｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｙ≦１である。）は、上記第
１および第２上クラッド層をなす（ＡｌｘＧａ１−ｘ）
ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１であ
る。）をウェットエッチングで除去する際に、選択的に
残すことができる。したがって、上記エッチングストッ
プ層上に第２上クラッド層をリッジ状に形成する工程が
容易になる。
【００２５】一実施形態の半導体レーザは、上記活性層
は量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形成され、
上記量子井戸層はＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ（ただし、０≦
ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦１である。）からなり、上記バリア層は上
記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）の大きいＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
は量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形成され、
上記量子井戸層はＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ（ただし、０≦
ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦１である。）からなり、上記バリア層は上
記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）の大きいＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
【００２６】上記量子井戸層をなすＩｎｚＧａ１−ｚＡ
ｓ（ただし、０≦ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）、上記バリ
ア層をなすＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１
である。）は、Ｚｎ拡散によって容易に混晶化する。し
たがって、製造が極めて容易となる。
ｓ（ただし、０≦ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）、上記バリ
ア層をなすＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１
である。）は、Ｚｎ拡散によって容易に混晶化する。し
たがって、製造が極めて容易となる。
【００２７】さらに、一実施形態の半導体レーザは、上
記エッチングストップ層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦０．３である。）からなり、上記第１およ
び第２上クラッド層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、
ｘ＜ｙ≦１である。）からなることを特徴とする。
記エッチングストップ層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦０．３である。）からなり、上記第１およ
び第２上クラッド層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、
ｘ＜ｙ≦１である。）からなることを特徴とする。
【００２８】上記エッチングストップ層をなすＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦０．３である。）は、
上記第１および第２上クラッド層をなすＡｌｙＧａ
１−ｙＡｓ（ただし、ｘ＜ｙ≦１である。）をウェット
エッチングで除去する際に、選択的に残すことができ
る。したがって、上記エッチングストップ層上に第２上
クラッド層をリッジ状に形成する工程が容易になる。
ａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦０．３である。）は、
上記第１および第２上クラッド層をなすＡｌｙＧａ
１−ｙＡｓ（ただし、ｘ＜ｙ≦１である。）をウェット
エッチングで除去する際に、選択的に残すことができ
る。したがって、上記エッチングストップ層上に第２上
クラッド層をリッジ状に形成する工程が容易になる。
【００２９】また、本発明の半導体レーザ製造方法は、
光出射端面を通してレーザ光を出射する半導体レーザを
作製する半導体レーザ製造方法であって、基板上に少な
くとも、下クラッド層、レーザ光を発生する活性層、第
１上クラッド層、エッチングストップ層、第２上クラッ
ド層をこの順に積層する工程と、上記エッチングストッ
プ層が上記第２上クラッド層のためのエッチングを停止
させる機能を維持する条件下で、レーザ光吸収を抑制す
るための不純物を、上記光出射端面を形成すべき領域に
沿って上記第２上クラッド層に拡散させる第１アニール
工程と、上記第２上クラッド層を上記光出射端面に対し
て垂直に延びるリッジ状に残すように、上記エッチング
ストップ層に達するまでエッチングするエッチング工程
と、上記リッジ状の第２上クラッド層のうち上記光出射
端面を形成すべき領域に拡散された上記不純物を、上記
エッチングストップ層を通して上記活性層まで再拡散し
て、上記活性層のうち形成すべき光出射端面に沿い、か
つ上記リッジの直下に相当する部分を混晶化する第２ア
ニール工程を有することを特徴とする。
光出射端面を通してレーザ光を出射する半導体レーザを
作製する半導体レーザ製造方法であって、基板上に少な
くとも、下クラッド層、レーザ光を発生する活性層、第
１上クラッド層、エッチングストップ層、第２上クラッ
ド層をこの順に積層する工程と、上記エッチングストッ
プ層が上記第２上クラッド層のためのエッチングを停止
させる機能を維持する条件下で、レーザ光吸収を抑制す
るための不純物を、上記光出射端面を形成すべき領域に
沿って上記第２上クラッド層に拡散させる第１アニール
工程と、上記第２上クラッド層を上記光出射端面に対し
て垂直に延びるリッジ状に残すように、上記エッチング
ストップ層に達するまでエッチングするエッチング工程
と、上記リッジ状の第２上クラッド層のうち上記光出射
端面を形成すべき領域に拡散された上記不純物を、上記
エッチングストップ層を通して上記活性層まで再拡散し
て、上記活性層のうち形成すべき光出射端面に沿い、か
つ上記リッジの直下に相当する部分を混晶化する第２ア
ニール工程を有することを特徴とする。
【００３０】本発明の半導体レーザ製造方法では、図２
１（ａ）に例示するように、基板上に少なくとも、下ク
ラッド層７１、レーザ光を発生する活性層７２、第１上
クラッド層７３、エッチングストップ層７４、第２上ク
ラッド層７６がこの順に積層される。第１アニール工程
は、上記エッチングストップ層が上記第２上クラッド層
のためのエッチングを停止させる機能を維持する条件
下、例えば低温または短時間という条件下で行われる。
図２１（ｂ）に例示するように、不純物８９が例えば固
体拡散源８１から第２上クラッド層７６まで拡散される
が、エッチングストップ層７４までは実質的に拡散され
ない。したがって、上記第２上クラッド層７６をリッジ
状に加工するエッチング工程では、図２１（ｃ）に例示
するように上記エッチングストップ層７４がそのエッチ
ングを有効に停止させることができる。この結果、リッ
ジの加工精度が上昇するとともに、層間の電気的短絡が
防止される。また、第２アニール工程では、図２２（ｄ
１）（ｄ２）に例示するように、活性層のうち形成すべ
き光出射端面に沿い、かつ上記リッジ７６の直下に相当
する部分７２Ｂが十分に混晶化される。この混晶化され
た部分７２Ｂは、半導体レーザ完成後に光出射端面にお
いてレーザ光吸収の少ない窓領域として働き、ＣＯＤを
抑制することができる。以上により、本発明の半導体レ
ーザ製造方法によれば、光出射端面に窓領域を有する半
導体レーザを精度良く容易に製造できる。
１（ａ）に例示するように、基板上に少なくとも、下ク
ラッド層７１、レーザ光を発生する活性層７２、第１上
クラッド層７３、エッチングストップ層７４、第２上ク
ラッド層７６がこの順に積層される。第１アニール工程
は、上記エッチングストップ層が上記第２上クラッド層
のためのエッチングを停止させる機能を維持する条件
下、例えば低温または短時間という条件下で行われる。
図２１（ｂ）に例示するように、不純物８９が例えば固
体拡散源８１から第２上クラッド層７６まで拡散される
が、エッチングストップ層７４までは実質的に拡散され
ない。したがって、上記第２上クラッド層７６をリッジ
状に加工するエッチング工程では、図２１（ｃ）に例示
するように上記エッチングストップ層７４がそのエッチ
ングを有効に停止させることができる。この結果、リッ
ジの加工精度が上昇するとともに、層間の電気的短絡が
防止される。また、第２アニール工程では、図２２（ｄ
１）（ｄ２）に例示するように、活性層のうち形成すべ
き光出射端面に沿い、かつ上記リッジ７６の直下に相当
する部分７２Ｂが十分に混晶化される。この混晶化され
た部分７２Ｂは、半導体レーザ完成後に光出射端面にお
いてレーザ光吸収の少ない窓領域として働き、ＣＯＤを
抑制することができる。以上により、本発明の半導体レ
ーザ製造方法によれば、光出射端面に窓領域を有する半
導体レーザを精度良く容易に製造できる。
【００３１】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域に沿っ
た部分の上記第１アニール工程によるフォトルミネッセ
ンス波長の短波長側へのシフトが１５ｎｍ以下であり、
上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域に沿
い、かつ上記リッジの直下に相当する部分の上記第２ア
ニール工程によるフォトルミネッセンス波長の短波長側
へのシフトが１８ｎｍ以上であることを特徴とする。
記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域に沿っ
た部分の上記第１アニール工程によるフォトルミネッセ
ンス波長の短波長側へのシフトが１５ｎｍ以下であり、
上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域に沿
い、かつ上記リッジの直下に相当する部分の上記第２ア
ニール工程によるフォトルミネッセンス波長の短波長側
へのシフトが１８ｎｍ以上であることを特徴とする。
【００３２】上記活性層のうち上記光出射端面を形成す
べき領域に沿った部分の上記第１アニール工程によるフ
ォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフトが１５ｎ
ｍ以下であれば、上記第１アニール工程による上記エッ
チングストップ層の混晶化が少ない。したがって、上記
第１アニール工程後に、上記エッチングストップ層が上
記第２上クラッド層のためのエッチングを停止させる機
能を維持することができる。また、上記活性層のうち上
記光出射端面を形成すべき領域に沿い、かつ上記リッジ
の直下に相当する部分の上記第２アニール工程によるフ
ォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎ
ｍ以上であれば、上記第２アニール工程によってその部
分が十分に混晶化されたことになる。この混晶化された
部分は、半導体レーザ完成後に光出射端面においてレー
ザ光吸収の少ない窓領域として働き、ＣＯＤを抑制する
ことができる。
べき領域に沿った部分の上記第１アニール工程によるフ
ォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフトが１５ｎ
ｍ以下であれば、上記第１アニール工程による上記エッ
チングストップ層の混晶化が少ない。したがって、上記
第１アニール工程後に、上記エッチングストップ層が上
記第２上クラッド層のためのエッチングを停止させる機
能を維持することができる。また、上記活性層のうち上
記光出射端面を形成すべき領域に沿い、かつ上記リッジ
の直下に相当する部分の上記第２アニール工程によるフ
ォトルミネッセンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎ
ｍ以上であれば、上記第２アニール工程によってその部
分が十分に混晶化されたことになる。この混晶化された
部分は、半導体レーザ完成後に光出射端面においてレー
ザ光吸収の少ない窓領域として働き、ＣＯＤを抑制する
ことができる。
【００３３】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記エッチング工程後で上記第２アニール工程前に、上記
基板上に、上記第２上クラッド層から外部への上記不純
物の蒸発を防止する不純物蒸発防止層を設ける工程を有
することを特徴とする。
記エッチング工程後で上記第２アニール工程前に、上記
基板上に、上記第２上クラッド層から外部への上記不純
物の蒸発を防止する不純物蒸発防止層を設ける工程を有
することを特徴とする。
【００３４】図２２（ｄ１）に例示するように上記第２
上クラッド層上に何も設けられていない状態では、上記
第２アニール工程で上記第２上クラッド層７６から外部
へ上記不純物８９の一部が蒸発する。これに対して図２
２（ｄ２）に例示するように、この一実施形態の半導体
レーザ製造方法では、上記第２アニール工程は、上記基
板上に、上記第２上クラッド層７６から外部への上記不
純物８９の蒸発を防止する不純物蒸発防止層８５を設け
た状態で行われる。これにより、上記第２上クラッド層
７６から外部への上記不純物８９の蒸発を防止できる。
したがって、上記活性層のうち上記光出射端面を形成す
べき領域に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する部分
７２Ｂの上記第２アニール工程による混晶化をさらに促
進することができる。
上クラッド層上に何も設けられていない状態では、上記
第２アニール工程で上記第２上クラッド層７６から外部
へ上記不純物８９の一部が蒸発する。これに対して図２
２（ｄ２）に例示するように、この一実施形態の半導体
レーザ製造方法では、上記第２アニール工程は、上記基
板上に、上記第２上クラッド層７６から外部への上記不
純物８９の蒸発を防止する不純物蒸発防止層８５を設け
た状態で行われる。これにより、上記第２上クラッド層
７６から外部への上記不純物８９の蒸発を防止できる。
したがって、上記活性層のうち上記光出射端面を形成す
べき領域に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する部分
７２Ｂの上記第２アニール工程による混晶化をさらに促
進することができる。
【００３５】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記不純物蒸発防止層は酸化シリコン、窒化シリコンまた
はアルミナからなることを特徴とする。
記不純物蒸発防止層は酸化シリコン、窒化シリコンまた
はアルミナからなることを特徴とする。
【００３６】酸化シリコン、窒化シリコンまたはアルミ
ナは緻密であるから、上記不純物の蒸発を防止するのに
適している。しかも、酸化シリコン、窒化シリコンまた
はアルミナは、下地の半導体層を侵さないエッチャント
で選択的に除去することができる。したがって、半導体
レーザを精度良く容易に製造できる。
ナは緻密であるから、上記不純物の蒸発を防止するのに
適している。しかも、酸化シリコン、窒化シリコンまた
はアルミナは、下地の半導体層を侵さないエッチャント
で選択的に除去することができる。したがって、半導体
レーザを精度良く容易に製造できる。
【００３７】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記不純物蒸発防止層は化合物半導体層からなることを特
徴とする。
記不純物蒸発防止層は化合物半導体層からなることを特
徴とする。
【００３８】一般に半導体レーザでは、上記エッチング
ストップ層上に電流阻止層などの化合物半導体層が形成
される。この一実施形態の半導体レーザ製造方法では、
上記不純物蒸発防止層としてそのような化合物半導体層
を利用している。したがって、製造工程を簡略化するこ
とができる。
ストップ層上に電流阻止層などの化合物半導体層が形成
される。この一実施形態の半導体レーザ製造方法では、
上記不純物蒸発防止層としてそのような化合物半導体層
を利用している。したがって、製造工程を簡略化するこ
とができる。
【００３９】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記不純物蒸発防止層をなす化合物半導体層は、上記第２
上クラッド層の導電型と異なる導電型を持つことを特徴
とする。
記不純物蒸発防止層をなす化合物半導体層は、上記第２
上クラッド層の導電型と異なる導電型を持つことを特徴
とする。
【００４０】この一実施形態の半導体レーザ製造方法で
は、上記不純物蒸発防止層をなす化合物半導体層は、上
記第２上クラッド層の導電型と異なる導電型を持つ。し
たがって、その化合物半導体層を利用して、上記リッジ
の両側に相当する領域や上記光出射端面に沿った部分
に、無効電流を抑制するための電流阻止層を形成でき
る。
は、上記不純物蒸発防止層をなす化合物半導体層は、上
記第２上クラッド層の導電型と異なる導電型を持つ。し
たがって、その化合物半導体層を利用して、上記リッジ
の両側に相当する領域や上記光出射端面に沿った部分
に、無効電流を抑制するための電流阻止層を形成でき
る。
【００４１】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記不純物蒸発防止層を、上記第２アニール工程で上記不
純物を再拡散する温度に満たない温度で形成することを
特徴とする。
記不純物蒸発防止層を、上記第２アニール工程で上記不
純物を再拡散する温度に満たない温度で形成することを
特徴とする。
【００４２】この一実施形態の半導体レーザ製造方法に
よれば、上記不純物蒸発防止層が完全に形成されるまで
の間に、上記不純物蒸発防止層を形成するための温度に
よって上記不純物が蒸発するのが防止される。
よれば、上記不純物蒸発防止層が完全に形成されるまで
の間に、上記不純物蒸発防止層を形成するための温度に
よって上記不純物が蒸発するのが防止される。
【００４３】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第１上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣで
あり、上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領
域に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する部分に拡散
される上記不純物はＺｎであることを特徴とする。
記第１上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣで
あり、上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領
域に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する部分に拡散
される上記不純物はＺｎであることを特徴とする。
【００４４】Ｚｎは拡散しやすく、拡散によって活性層
の混晶化を容易に引き起こす。また、ＢｅまたはＣはＺ
ｎに比べて拡散定数が小さいので、第１上クラッド層が
含む拡散不純物（ＢｅまたはＣ）が活性層へ拡散する現
象を回避しながら、Ｚｎを活性層へ容易に拡散させるこ
とができる。したがって、製造が極めて容易となる。
の混晶化を容易に引き起こす。また、ＢｅまたはＣはＺ
ｎに比べて拡散定数が小さいので、第１上クラッド層が
含む拡散不純物（ＢｅまたはＣ）が活性層へ拡散する現
象を回避しながら、Ｚｎを活性層へ容易に拡散させるこ
とができる。したがって、製造が極めて容易となる。
【００４５】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第２上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣで
あることを特徴とする。
記第２上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣで
あることを特徴とする。
【００４６】ＢｅまたはＣはＺｎに比べて拡散定数が小
さいので、第２上クラッド層が含む拡散不純物（Ｂｅま
たはＣ）が活性層へ拡散する現象を回避しながら、Ｚｎ
を活性層へ容易に拡散させることができる。したがっ
て、製造が極めて容易となる。
さいので、第２上クラッド層が含む拡散不純物（Ｂｅま
たはＣ）が活性層へ拡散する現象を回避しながら、Ｚｎ
を活性層へ容易に拡散させることができる。したがっ
て、製造が極めて容易となる。
【００４７】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記活性層を量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形
成し、上記量子井戸層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ
１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）
からなり、上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含
有率（ｘ）の大きい（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙ
Ｐ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からな
ることを特徴とする。
記活性層を量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形
成し、上記量子井戸層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ
１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）
からなり、上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含
有率（ｘ）の大きい（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙ
Ｐ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からな
ることを特徴とする。
【００４８】上記量子井戸層およびバリア層をなす（Ａ
ｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰは、拡散されるＺｎ濃
度が１０１８ｃｍ−３台というような比較的低い量で容
易に混晶化する。したがって、製造が極めて容易とな
る。
ｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰは、拡散されるＺｎ濃
度が１０１８ｃｍ−３台というような比較的低い量で容
易に混晶化する。したがって、製造が極めて容易とな
る。
【００４９】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記エッチングストップ層はＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなり、上記第１および第
２上クラッド層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
記エッチングストップ層はＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなり、上記第１および第
２上クラッド層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなる
ことを特徴とする。
【００５０】上記エッチングストップ層をなすＧａｙＩ
ｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｙ≦１である。）は、上記第
１および第２上クラッド層をなす（ＡｌｘＧａ１−ｘ）
ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１であ
る。）をウェットエッチングで除去する際に、選択的に
残すことができる。したがって、上記エッチングストッ
プ層上に第２上クラッド層をリッジ状に形成する工程が
容易になる。
ｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｙ≦１である。）は、上記第
１および第２上クラッド層をなす（ＡｌｘＧａ１−ｘ）
ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１であ
る。）をウェットエッチングで除去する際に、選択的に
残すことができる。したがって、上記エッチングストッ
プ層上に第２上クラッド層をリッジ状に形成する工程が
容易になる。
【００５１】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第２上クラッド層を硫酸、塩酸またはリン酸でエッチ
ングすることを特徴とする。
記第２上クラッド層を硫酸、塩酸またはリン酸でエッチ
ングすることを特徴とする。
【００５２】硫酸、塩酸またはリン酸は、上記第２上ク
ラッド層をエッチングするが、上記エッチングストップ
層を実質的にエッチングしないエッチング液である。し
たがって、上記第２上クラッド層をリッジ状に残すよう
に、エッチングストップ層に達するまでエッチングする
エッチング工程で、リッジを精度良く形成することがで
きる。
ラッド層をエッチングするが、上記エッチングストップ
層を実質的にエッチングしないエッチング液である。し
たがって、上記第２上クラッド層をリッジ状に残すよう
に、エッチングストップ層に達するまでエッチングする
エッチング工程で、リッジを精度良く形成することがで
きる。
【００５３】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第１アニール工程を４５０℃乃至５７０℃で１０分以
上または５５０℃乃至６５０℃で１０分以下の条件で行
い、上記第２アニール工程を５７０℃乃至７５０℃で１
０分以上または６５０℃乃至８５０℃で１０分以下の条
件で行うことを特徴とする。
記第１アニール工程を４５０℃乃至５７０℃で１０分以
上または５５０℃乃至６５０℃で１０分以下の条件で行
い、上記第２アニール工程を５７０℃乃至７５０℃で１
０分以上または６５０℃乃至８５０℃で１０分以下の条
件で行うことを特徴とする。
【００５４】上記第１アニール工程の条件であれば、上
記エッチングストップ層がＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなる場合、上記エッチン
グストップ層は混晶化されない。また、上記第２アニー
ル工程の条件であれば、上記活性層が良好に活性化され
る。ただし、第２アニール工程の条件以上の温度条件で
は、第２上クラッド層中の拡散不純物（特にｐ型のも
の）が活性層まで拡散してしまい、レーザ発振閾値など
の特性が劣化するおそれがある。
記エッチングストップ層がＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなる場合、上記エッチン
グストップ層は混晶化されない。また、上記第２アニー
ル工程の条件であれば、上記活性層が良好に活性化され
る。ただし、第２アニール工程の条件以上の温度条件で
は、第２上クラッド層中の拡散不純物（特にｐ型のも
の）が活性層まで拡散してしまい、レーザ発振閾値など
の特性が劣化するおそれがある。
【００５５】なお、本発明は、第１アニール工程の４５
０℃乃至５７０℃で１０分以上という条件は通常のアニ
ール炉を用い、５５０℃乃至６５０℃で１０分以下とい
う条件はＲＴＡ法（Rapid Thermal Anneal）を用いて行
うことができる。
０℃乃至５７０℃で１０分以上という条件は通常のアニ
ール炉を用い、５５０℃乃至６５０℃で１０分以下とい
う条件はＲＴＡ法（Rapid Thermal Anneal）を用いて行
うことができる。
【００５６】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記活性層を量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形
成し、上記量子井戸層はＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ（ただ
し、０≦ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
（ただし、０≦ｘ≦１である。）からなり、上記バリア
層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）の大きいＡ
ｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）か
らなることを特徴とする。
記活性層を量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形
成し、上記量子井戸層はＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ（ただ
し、０≦ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
（ただし、０≦ｘ≦１である。）からなり、上記バリア
層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）の大きいＡ
ｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）か
らなることを特徴とする。
【００５７】上記量子井戸層をなすＩｎｚＧａ１−ｚＡ
ｓ（ただし、０≦ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）、上記バリ
ア層をなすＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１
である。）は、Ｚｎ拡散によって容易に混晶化する。し
たがって、製造が極めて容易となる。
ｓ（ただし、０≦ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ
１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１である。）、上記バリ
ア層をなすＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１
である。）は、Ｚｎ拡散によって容易に混晶化する。し
たがって、製造が極めて容易となる。
【００５８】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記エッチングストップ層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦０．３である。）からなり、上記第１およ
び第２上クラッド層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、
ｘ＜ｙ≦１である。）からなることを特徴とする。
記エッチングストップ層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦０．３である。）からなり、上記第１およ
び第２上クラッド層はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、
ｘ＜ｙ≦１である。）からなることを特徴とする。
【００５９】上記エッチングストップ層をなすＡｌｘＧ
ａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦０．３である。）は、
上記第１および第２上クラッド層をなすＡｌｙＧａ
１−ｙＡｓ（ただし、ｘ＜ｙ≦１である。）をウェット
エッチングで除去する際に、選択的に残すことができ
る。したがって、上記エッチングストップ層上に第２上
クラッド層をリッジ状に形成する工程が容易になる。
ａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦０．３である。）は、
上記第１および第２上クラッド層をなすＡｌｙＧａ
１−ｙＡｓ（ただし、ｘ＜ｙ≦１である。）をウェット
エッチングで除去する際に、選択的に残すことができ
る。したがって、上記エッチングストップ層上に第２上
クラッド層をリッジ状に形成する工程が容易になる。
【００６０】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第２上クラッド層をフッ酸またはバッファードフッ酸
でエッチングすることを特徴とする。
記第２上クラッド層をフッ酸またはバッファードフッ酸
でエッチングすることを特徴とする。
【００６１】フッ酸またはバッファードフッ酸は、上記
第２上クラッド層をエッチングするが、上記エッチング
ストップ層を実質的にエッチングしないエッチング液で
ある。したがって、上記第２上クラッド層のうち上記リ
ッジの両側に相当する部分を上記エッチングストップ層
に達するまでエッチングするエッチング工程で、リッジ
を精度良く形成することができる。
第２上クラッド層をエッチングするが、上記エッチング
ストップ層を実質的にエッチングしないエッチング液で
ある。したがって、上記第２上クラッド層のうち上記リ
ッジの両側に相当する部分を上記エッチングストップ層
に達するまでエッチングするエッチング工程で、リッジ
を精度良く形成することができる。
【００６２】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第２アニール工程を、分子線エピタキシによる半導体
層形成時に基板温度を上げることにより行うことを特徴
とする。
記第２アニール工程を、分子線エピタキシによる半導体
層形成時に基板温度を上げることにより行うことを特徴
とする。
【００６３】分子線エピタキシは、水素を用いない高真
空中での半導体形成手法である。したがって、上記第２
アニール工程を、分子線エピタキシによる半導体層形成
時に基板温度を上げることにより行えば、水素の混入に
よる拡散不純物不活性化を抑制することができる。
空中での半導体形成手法である。したがって、上記第２
アニール工程を、分子線エピタキシによる半導体層形成
時に基板温度を上げることにより行えば、水素の混入に
よる拡散不純物不活性化を抑制することができる。
【００６４】一実施形態の半導体レーザ製造方法は、上
記第２アニール工程を窒素中で行うことを特徴とする。
記第２アニール工程を窒素中で行うことを特徴とする。
【００６５】この一実施形態の半導体レーザ製造方法に
よれば、水素の混入による拡散不純物不活性化を抑制す
ることができる。
よれば、水素の混入による拡散不純物不活性化を抑制す
ることができる。
【００６６】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
態により詳細に説明する。
【００６７】以下、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙ
Ｐ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）をＡｌ
ＧａＩｎＰと、ＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｙ≦
１である。）をＧａＩｎＰと、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
（ただし、０≦ｘ≦１である。）をＡｌＧａＡｓとそれ
ぞれ略記することがある。
Ｐ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）をＡｌ
ＧａＩｎＰと、ＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｙ≦
１である。）をＧａＩｎＰと、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
（ただし、０≦ｘ≦１である。）をＡｌＧａＡｓとそれ
ぞれ略記することがある。
【００６８】（第１実施形態）図１は第１実施形態の端
面窓型半導体レーザの素子構造を示している。また、図
２は図１のＡ−Ａ′線に沿った断面、図３は図１のＢ−
Ｂ′線に沿った断面をそれぞれ示している。
面窓型半導体レーザの素子構造を示している。また、図
２は図１のＡ−Ａ′線に沿った断面、図３は図１のＢ−
Ｂ′線に沿った断面をそれぞれ示している。
【００６９】図１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０
０上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層１０１、レー
ザ光を発生する活性層１０２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１
上クラッド層１０３、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッ
プ層１０４がこの順に積層されている。活性層１０２は
アンドープ量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形
成されている。光出射端面１５０，１５１に対して垂直
にストライプ状に延びるリッジ１０５は、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第２上クラッド層１０６とｐ型ＧａＡｓキャップ
層１０７で構成されている。リッジ１０５の両側に相当
する領域には、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流阻止層１０８が形成
されている。図２から分かるように、この電流阻止層１
０８は、光出射端面１５０，１５１近傍領域ではリッジ
１０５上にも延在して（延在した部分を１０８Ｂで示
す。）、活性層１０２の光出射端面１５０，１５１近傍
部分１０２Ｂを覆っている。これにより、活性層１０２
の光出射端面１５０，１５１近傍部分１０２Ｂへの無効
電流の注入を防いでいる。また、図２，図３から分かる
ようにＡ−Ａ′方向に関して光出射端面１５０，１５１
近傍領域以外の内部領域では、ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０７とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０とが接触して
電気的に接続されている。
０上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰ下クラッド層１０１、レー
ザ光を発生する活性層１０２、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第１
上クラッド層１０３、ｐ型ＧａＩｎＰエッチングストッ
プ層１０４がこの順に積層されている。活性層１０２は
アンドープ量子井戸層とバリア層とを交互に積層して形
成されている。光出射端面１５０，１５１に対して垂直
にストライプ状に延びるリッジ１０５は、ｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰ第２上クラッド層１０６とｐ型ＧａＡｓキャップ
層１０７で構成されている。リッジ１０５の両側に相当
する領域には、ｎ型ＡｌＩｎＰ電流阻止層１０８が形成
されている。図２から分かるように、この電流阻止層１
０８は、光出射端面１５０，１５１近傍領域ではリッジ
１０５上にも延在して（延在した部分を１０８Ｂで示
す。）、活性層１０２の光出射端面１５０，１５１近傍
部分１０２Ｂを覆っている。これにより、活性層１０２
の光出射端面１５０，１５１近傍部分１０２Ｂへの無効
電流の注入を防いでいる。また、図２，図３から分かる
ようにＡ−Ａ′方向に関して光出射端面１５０，１５１
近傍領域以外の内部領域では、ｐ型ＧａＡｓキャップ層
１０７とｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０とが接触して
電気的に接続されている。
【００７０】この半導体レーザでは、光出射端面１５
０，１５１に沿った領域で、活性層１０２のうちリッジ
１０５の直下に相当する部分１０２Ｂのエネルギバンド
ギャップが、活性層１０２のうちリッジ１０５の両側に
相当する部分のエネルギバンドギャップよりも大きくな
っている。これにより、その部分１０２Ｂはレーザ光吸
収の少ない窓領域となっている。
０，１５１に沿った領域で、活性層１０２のうちリッジ
１０５の直下に相当する部分１０２Ｂのエネルギバンド
ギャップが、活性層１０２のうちリッジ１０５の両側に
相当する部分のエネルギバンドギャップよりも大きくな
っている。これにより、その部分１０２Ｂはレーザ光吸
収の少ない窓領域となっている。
【００７１】この半導体レーザは次のようにして作製さ
れる。
れる。
【００７２】まず図４（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板１００上に、ＭＢＥ法（分子線エピタキシ法）
で、ｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ
下クラッド層１０１（キャリア濃度１×１０１８ｃｍ
−３）、３つのアンドープＧａＩｎＰ層（厚さ６ｎｍ）
を４つのアンドープ（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉ
ｎ ０．５Ｐ層（厚さ８ｎｍ）で挟んだ構造を持つ活性層
１０２、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ
０．５Ｐ第１上クラッド層１０３（キャリア濃度１．５
×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ｇａ０．６Ｉｎ０．４Ｐエ
ッチングストップ層１０４（厚さ６ｎｍ、キャリア濃度
１．５×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ
０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層１０６
（厚さ０．２μｍ、キャリア濃度２×１０１８ｃ
ｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０７（キャリア濃
度３×１０１８ｃｍ−３）をこの順に形成する。ここ
で、ｎ型ドーパントはＳｉ、ｐ型ドーパントはＢｅであ
る。
ｓ基板１００上に、ＭＢＥ法（分子線エピタキシ法）
で、ｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ
下クラッド層１０１（キャリア濃度１×１０１８ｃｍ
−３）、３つのアンドープＧａＩｎＰ層（厚さ６ｎｍ）
を４つのアンドープ（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉ
ｎ ０．５Ｐ層（厚さ８ｎｍ）で挟んだ構造を持つ活性層
１０２、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ
０．５Ｐ第１上クラッド層１０３（キャリア濃度１．５
×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ｇａ０．６Ｉｎ０．４Ｐエ
ッチングストップ層１０４（厚さ６ｎｍ、キャリア濃度
１．５×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ
０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層１０６
（厚さ０．２μｍ、キャリア濃度２×１０１８ｃ
ｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１０７（キャリア濃
度３×１０１８ｃｍ−３）をこの順に形成する。ここ
で、ｎ型ドーパントはＳｉ、ｐ型ドーパントはＢｅであ
る。
【００７３】次に図４（ｂ）に示すように、キャップ層
１０７上に、光出射端面１５０，１５１を形成すべき領
域に沿ってストライプ状に厚さ５０ｎｍの不純物拡散源
としてのＺｎＯ（酸化亜鉛）層１３１を形成する。さら
に、基板１００上の全域に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２
（酸化シリコン）層１３２を形成する。
１０７上に、光出射端面１５０，１５１を形成すべき領
域に沿ってストライプ状に厚さ５０ｎｍの不純物拡散源
としてのＺｎＯ（酸化亜鉛）層１３１を形成する。さら
に、基板１００上の全域に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ２
（酸化シリコン）層１３２を形成する。
【００７４】次に、５１０℃、２時間のアニール（第１
アニール）を行って、光出射端面１５０，１５１を形成
すべき領域に沿って、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層１３１から
キャップ層１０７、第２上クラッド層１０６にＺｎを拡
散させる。このアニール条件ではｐ型ドーパントとして
用いているＢｅは、光出射端面１５０，１５１近傍領域
以外の領域には殆ど拡散しない。
アニール）を行って、光出射端面１５０，１５１を形成
すべき領域に沿って、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層１３１から
キャップ層１０７、第２上クラッド層１０６にＺｎを拡
散させる。このアニール条件ではｐ型ドーパントとして
用いているＢｅは、光出射端面１５０，１５１近傍領域
以外の領域には殆ど拡散しない。
【００７５】ここで重要なのは、この第１アニール工程
ではエッチングストップ層１０４、活性層１０２とも混
晶化には至らないということである。例えば図６は、第
１アニール工程における温度を様々に変化させたとき
の、活性層のフォトルミネッセンス波長のシフト量（図
６中に●で示す）を示している。第１アニール終了時点
での活性層のフォトルミネッセンス波長は、第１アニー
ル前のフォトルミネッセンス波長に比べ、短波長側へ２
ｎｍのシフトしか示していないことが確認された。ま
た、エッチングストップ層１０４が次に述べるエッチン
グ工程でエッチングを停止させる機能は、この第１アニ
ール工程による活性層１０２の波長シフト量が１５ｎｍ
以下であれば正常に維持されたが、この第１アニール工
程による活性層１０２の波長シフト量が１５ｎｍを超え
ると失われた。
ではエッチングストップ層１０４、活性層１０２とも混
晶化には至らないということである。例えば図６は、第
１アニール工程における温度を様々に変化させたとき
の、活性層のフォトルミネッセンス波長のシフト量（図
６中に●で示す）を示している。第１アニール終了時点
での活性層のフォトルミネッセンス波長は、第１アニー
ル前のフォトルミネッセンス波長に比べ、短波長側へ２
ｎｍのシフトしか示していないことが確認された。ま
た、エッチングストップ層１０４が次に述べるエッチン
グ工程でエッチングを停止させる機能は、この第１アニ
ール工程による活性層１０２の波長シフト量が１５ｎｍ
以下であれば正常に維持されたが、この第１アニール工
程による活性層１０２の波長シフト量が１５ｎｍを超え
ると失われた。
【００７６】上記ＳｉＯ２層１３２、ＺｎＯ層１３１を
バッファードフッ酸で除去した後、図４（ｃ）に示すよ
うに、キャップ層１０７を硫酸・過酸化水素水・水の混
合溶液で、ｐ型上クラッド層１０３の硫酸でそれぞれ選
択的にエッチングして、キャップ層１０７とｐ型上クラ
ッド層１０３との一部からなり、底面の幅が４μｍで光
出射端面１５０，１５１に対して垂直にストライプ状に
延びるリッジ１０５を形成する。このエッチング工程で
は、ｐ型エッチングストップ層１０４は硫酸によっては
実質的にエッチングされないため、その下に存在するｐ
型第１上クラッド層１０３がエッチングされることはな
い。
バッファードフッ酸で除去した後、図４（ｃ）に示すよ
うに、キャップ層１０７を硫酸・過酸化水素水・水の混
合溶液で、ｐ型上クラッド層１０３の硫酸でそれぞれ選
択的にエッチングして、キャップ層１０７とｐ型上クラ
ッド層１０３との一部からなり、底面の幅が４μｍで光
出射端面１５０，１５１に対して垂直にストライプ状に
延びるリッジ１０５を形成する。このエッチング工程で
は、ｐ型エッチングストップ層１０４は硫酸によっては
実質的にエッチングされないため、その下に存在するｐ
型第１上クラッド層１０３がエッチングされることはな
い。
【００７７】図５（ｄ）に示すように、基板１００上の
全域に、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層１０８
をＭＢＥ法で形成する。
全域に、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層１０８
をＭＢＥ法で形成する。
【００７８】この後、リッジ１０５中に拡散されたＺｎ
が次に述べる第２アニール工程で外部に放出されるのを
防止するために、電流阻止層１０８上に、不純物蒸発防
止層としての厚さ５００ｎｍのＳｉＯ２（酸化シリコ
ン）層１３０を形成する。
が次に述べる第２アニール工程で外部に放出されるのを
防止するために、電流阻止層１０８上に、不純物蒸発防
止層としての厚さ５００ｎｍのＳｉＯ２（酸化シリコ
ン）層１３０を形成する。
【００７９】引き続き、窒素中で、６８０℃、１時間の
アニール（第２アニール）を行う。これにより、リッジ
１０５のうち光出射端面１５０，１５１を形成すべき領
域に拡散されたＺｎ原子を、エッチングストップ層１０
４を通して活性層１０２まで再拡散して、エッチングス
トップ層１０４、活性層１０２のうち形成すべき光出射
端面１５０，１５１に沿い、かつリッジ１０５の直下に
相当する部分１０４Ｂ，１０２Ｂを混晶化する。図６中
に示すように、活性層１０２の混晶化された部分１０２
Ｂのフォトルミネッセンス波長は、混晶化されない内部
１０２Ａに対して短波長側へ７０ｎｍシフトすることが
確認された。この混晶化された部分１０２Ｂは、半導体
レーザ完成後に光出射端面においてレーザ光吸収の少な
い窓領域として働き、ＣＯＤを抑制することができる。
このアニール条件ではｐ型ドーパントとして用いている
Ｂｅは、光出射端面１５０，１５１近傍領域以外の領域
には殆ど拡散しない。
アニール（第２アニール）を行う。これにより、リッジ
１０５のうち光出射端面１５０，１５１を形成すべき領
域に拡散されたＺｎ原子を、エッチングストップ層１０
４を通して活性層１０２まで再拡散して、エッチングス
トップ層１０４、活性層１０２のうち形成すべき光出射
端面１５０，１５１に沿い、かつリッジ１０５の直下に
相当する部分１０４Ｂ，１０２Ｂを混晶化する。図６中
に示すように、活性層１０２の混晶化された部分１０２
Ｂのフォトルミネッセンス波長は、混晶化されない内部
１０２Ａに対して短波長側へ７０ｎｍシフトすることが
確認された。この混晶化された部分１０２Ｂは、半導体
レーザ完成後に光出射端面においてレーザ光吸収の少な
い窓領域として働き、ＣＯＤを抑制することができる。
このアニール条件ではｐ型ドーパントとして用いている
Ｂｅは、光出射端面１５０，１５１近傍領域以外の領域
には殆ど拡散しない。
【００８０】図５（ｅ）に示すように、ＳｉＯ２層１３
０をバッファードフッ酸で除去する。そして、ｎ型Ａｌ
０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層１０８のうちリッジ１０
５上で、かつ光出射端面１５０，１５１近傍領域以外の
領域に存する部分を除去する。つまり、基板１００上に
形成したｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層１０８
のうち光出射端面１５０，１５１近傍領域に存する部分
１０８Ｂと、リッジ１０５の両側に相当する領域に存す
る部分（１０８で示す）とをそのまま残す。
０をバッファードフッ酸で除去する。そして、ｎ型Ａｌ
０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層１０８のうちリッジ１０
５上で、かつ光出射端面１５０，１５１近傍領域以外の
領域に存する部分を除去する。つまり、基板１００上に
形成したｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層１０８
のうち光出射端面１５０，１５１近傍領域に存する部分
１０８Ｂと、リッジ１０５の両側に相当する領域に存す
る部分（１０８で示す）とをそのまま残す。
【００８１】その後、図１に示すように、基板１００上
の全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０（厚さ４μ
ｍ）を形成し、さらに基板１００の裏表にそれぞれ電極
１１５、１１６を形成する（ウエハ作製完了）。この
後、光出射端面１５０，１５１を形成すべき領域に沿っ
て、つまり活性層１０２の混晶化された部分１０２Ｂが
共振器端面になるようにウエハの劈開を行う。そして、
一方の端面１５０には光出射端面として反射率８％、反
対側の端面１５１には反射率９１％となるようコーティ
ングを行う（レーザチップ作製完了）。なお、共振器長
は８００μｍ、活性層１０２の混晶化された部分１０２
Ｂの長さは光出射端面１５０、反対側の端面１５１とも
２５μｍとした。
の全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０（厚さ４μ
ｍ）を形成し、さらに基板１００の裏表にそれぞれ電極
１１５、１１６を形成する（ウエハ作製完了）。この
後、光出射端面１５０，１５１を形成すべき領域に沿っ
て、つまり活性層１０２の混晶化された部分１０２Ｂが
共振器端面になるようにウエハの劈開を行う。そして、
一方の端面１５０には光出射端面として反射率８％、反
対側の端面１５１には反射率９１％となるようコーティ
ングを行う（レーザチップ作製完了）。なお、共振器長
は８００μｍ、活性層１０２の混晶化された部分１０２
Ｂの長さは光出射端面１５０、反対側の端面１５１とも
２５μｍとした。
【００８２】各レーザチップをステムにマウントし、電
流を印加して特性を調べた。波長６５４ｎｍで最大光出
力２６５ｍＷが得られ、ＣＯＤが生じないことを確認で
きた。また、エッチングストップ層がエッチング時に破
壊された場合に生じるリーク電流は観測されなかった。
流を印加して特性を調べた。波長６５４ｎｍで最大光出
力２６５ｍＷが得られ、ＣＯＤが生じないことを確認で
きた。また、エッチングストップ層がエッチング時に破
壊された場合に生じるリーク電流は観測されなかった。
【００８３】この作用効果を裏付けるため、リッジ１０
５が存在する領域における深さ方向のＺｎ濃度プロファ
イルをＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で測定した。
ただしリッジ１０５の幅は、ＳＩＭＳ分析の都合上５０
０μｍ幅とした。図９は、５１０℃、２時間の第１アニ
ール後、および第２アニール後のＺｎ濃度プロファイル
を示している。この図９から、第１アニール終了時には
Ｚｎがエッチングストップ層１０４に達していないこ
と、第２アニール終了後にはＺｎが活性層１０２を越え
て拡散していることが分かる。
５が存在する領域における深さ方向のＺｎ濃度プロファ
イルをＳＩＭＳ（２次イオン質量分析法）で測定した。
ただしリッジ１０５の幅は、ＳＩＭＳ分析の都合上５０
０μｍ幅とした。図９は、５１０℃、２時間の第１アニ
ール後、および第２アニール後のＺｎ濃度プロファイル
を示している。この図９から、第１アニール終了時には
Ｚｎがエッチングストップ層１０４に達していないこ
と、第２アニール終了後にはＺｎが活性層１０２を越え
て拡散していることが分かる。
【００８４】図６〜図７は、本実施形態におけるアニー
ル条件等における活性層のフォトルミネッセンス波長シ
フトの結果を示している。ここで、エッチングストップ
層のフォトルミネッセンスよりも活性層のフォトルミネ
ッセンスの方が測定しやすいこと、活性層とエッチング
ストップ層は第１上クラッド層厚である０．２μｍしか
離れておらず同程度に混晶化されることより、エッチン
グストップ層の機能を活性層のフォトルミネッセンスで
評価する。活性層のフォトルミネッセンス波長シフト１
５ｎｍのところに線が引いてあるが、波長シフトが１５
ｎｍ以下であればエッチングストップ層１０４はエッチ
ングを停止させる機能を有し、波長シフトが１５ｎｍを
超えればエッチングストップ層１０４はエッチングを停
止させる機能を有しない。図６に示すように、不純物蒸
発防止層としてのＳｉＯ２層１３０を設けた場合、第２
アニール後には第１アニール後に対し波長シフトが大幅
に増大している。例えば、第１アニール温度が４５０℃
以上であれば、第２アニール後に波長シフトが１８ｎｍ
以上になることが分かる。
ル条件等における活性層のフォトルミネッセンス波長シ
フトの結果を示している。ここで、エッチングストップ
層のフォトルミネッセンスよりも活性層のフォトルミネ
ッセンスの方が測定しやすいこと、活性層とエッチング
ストップ層は第１上クラッド層厚である０．２μｍしか
離れておらず同程度に混晶化されることより、エッチン
グストップ層の機能を活性層のフォトルミネッセンスで
評価する。活性層のフォトルミネッセンス波長シフト１
５ｎｍのところに線が引いてあるが、波長シフトが１５
ｎｍ以下であればエッチングストップ層１０４はエッチ
ングを停止させる機能を有し、波長シフトが１５ｎｍを
超えればエッチングストップ層１０４はエッチングを停
止させる機能を有しない。図６に示すように、不純物蒸
発防止層としてのＳｉＯ２層１３０を設けた場合、第２
アニール後には第１アニール後に対し波長シフトが大幅
に増大している。例えば、第１アニール温度が４５０℃
以上であれば、第２アニール後に波長シフトが１８ｎｍ
以上になることが分かる。
【００８５】一方、図７に示すように、不純物蒸発防止
層としてのＳｉＯ２層１３０を設けない場合、第２アニ
ール後であっても、第１アニール後に対し波長シフトが
若干増大するだけである。例えば、第１アニール温度を
５２０℃とすれば、エッチングストップ層の機能を保ち
ながら活性層の波長シフト量として１８ｎｍが得られる
ことがわかる。このことより、第１アニール条件を５２
０℃、２時間とし、不純物蒸発防止層としてのＳｉＯ２
層１３０を省略した比較例の素子を作製した。この場
合、活性層のフォトルミネッセンス波長は第２アニール
後に１８ｎｍとなり、最大光出力１７４ｍＷでＣＯＤが
生じた。しかし、窓層を設けない場合（最大光出力１２
０ｍＷ）に比べて最大光出力が向上していることを確認
した。図１０は、活性層の波長シフト量と最大光出力と
の関係を示している。本実施例の半導体レーザは次世代
ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷの書き込み速度向上を主目的
としているが、１世代ごとに書き込み速度を２倍にする
必要があり、対応する半導体レーザの光出力は従来の素
子に対して１．４１倍に向上させる必要がある。この図
１０から、波長シフト量が１８ｎｍ以上であれば、この
要求が満たされることが分かる。
層としてのＳｉＯ２層１３０を設けない場合、第２アニ
ール後であっても、第１アニール後に対し波長シフトが
若干増大するだけである。例えば、第１アニール温度を
５２０℃とすれば、エッチングストップ層の機能を保ち
ながら活性層の波長シフト量として１８ｎｍが得られる
ことがわかる。このことより、第１アニール条件を５２
０℃、２時間とし、不純物蒸発防止層としてのＳｉＯ２
層１３０を省略した比較例の素子を作製した。この場
合、活性層のフォトルミネッセンス波長は第２アニール
後に１８ｎｍとなり、最大光出力１７４ｍＷでＣＯＤが
生じた。しかし、窓層を設けない場合（最大光出力１２
０ｍＷ）に比べて最大光出力が向上していることを確認
した。図１０は、活性層の波長シフト量と最大光出力と
の関係を示している。本実施例の半導体レーザは次世代
ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷの書き込み速度向上を主目的
としているが、１世代ごとに書き込み速度を２倍にする
必要があり、対応する半導体レーザの光出力は従来の素
子に対して１．４１倍に向上させる必要がある。この図
１０から、波長シフト量が１８ｎｍ以上であれば、この
要求が満たされることが分かる。
【００８６】本実施形態では、不純物蒸発防止層として
ＳｉＯ２層１３０を採用したが、これに限られるもので
はない。不純物蒸発防止層としては、窒化シリコンやア
ルミナも採用することができる。これらの材料は、Ｓｉ
Ｏ２と同様にＺｎの外部への蒸発を防止する緻密なマス
ク材料として好適に用いることができる。実際に不純物
蒸発防止層として窒化シリコン、アルミナを採用して半
導体レーザを作製したところ、第２アニール後の波長シ
フト量は窒化シリコンの場合７５ｎｍ、アルミナの場合
７３ｎｍであった。また、窒化シリコン、アルミナは、
ＳｉＯ２と同様に、フッ酸などで下地の化合物半導体層
をエッチングせずに除去することができる。
ＳｉＯ２層１３０を採用したが、これに限られるもので
はない。不純物蒸発防止層としては、窒化シリコンやア
ルミナも採用することができる。これらの材料は、Ｓｉ
Ｏ２と同様にＺｎの外部への蒸発を防止する緻密なマス
ク材料として好適に用いることができる。実際に不純物
蒸発防止層として窒化シリコン、アルミナを採用して半
導体レーザを作製したところ、第２アニール後の波長シ
フト量は窒化シリコンの場合７５ｎｍ、アルミナの場合
７３ｎｍであった。また、窒化シリコン、アルミナは、
ＳｉＯ２と同様に、フッ酸などで下地の化合物半導体層
をエッチングせずに除去することができる。
【００８７】また本実施形態では、ｐ型ドーパントをＢ
ｅとしたが、その他の拡散係数の少ないドーパント、特
にＣを用いることにより、活性層へのｐ型ドーパントの
拡散を抑制して良好な素子特性（レーザ発振閾値など）
を得ることができる。
ｅとしたが、その他の拡散係数の少ないドーパント、特
にＣを用いることにより、活性層へのｐ型ドーパントの
拡散を抑制して良好な素子特性（レーザ発振閾値など）
を得ることができる。
【００８８】また本実施形態では、第２上クラッド層の
エッチャントとして硫酸を用いたが、リン酸、塩酸であ
っても第２上クラッド層をエッチングしてエッチングス
トップ層を殆どエッチングしない（エッチングレート比
が１０倍以上）ので、好適に用いることができる。
エッチャントとして硫酸を用いたが、リン酸、塩酸であ
っても第２上クラッド層をエッチングしてエッチングス
トップ層を殆どエッチングしない（エッチングレート比
が１０倍以上）ので、好適に用いることができる。
【００８９】また本実施形態では、アニール工程のため
に通常のアニール炉を用いたが、ＲＴＡ炉を用いること
もできる。ＲＴＡとは昇温速度が１０℃／秒〜１００℃
／秒ときわめて急速なアニールのことであり、その場
合、温度保持時間として２０秒〜１０分間程度が適当で
ある。保持時間が少ないために、温度を通常のアニール
よりも上げる必要がある。
に通常のアニール炉を用いたが、ＲＴＡ炉を用いること
もできる。ＲＴＡとは昇温速度が１０℃／秒〜１００℃
／秒ときわめて急速なアニールのことであり、その場
合、温度保持時間として２０秒〜１０分間程度が適当で
ある。保持時間が少ないために、温度を通常のアニール
よりも上げる必要がある。
【００９０】図８は、第１アニールの時間を１０分間に
変えた場合、２０秒に変えた場合の活性層のフォトルミ
ネッセンス波長シフトの結果を示している。第１アニー
ルの時間を１０分間に変えた場合、第１アニール温度が
５７０℃以下で波長シフトが１５ｎｍ以下になることが
分かる。温度保持時間２０秒の場合、第１アニールとし
ては５５０℃〜６５０℃が適当であり、第２アニールと
しては６５０℃〜８５０℃が適当である。ＲＴＡは作業
時間が短い利点を有し、温度均一性に注意すれば好適に
用いることができる。
変えた場合、２０秒に変えた場合の活性層のフォトルミ
ネッセンス波長シフトの結果を示している。第１アニー
ルの時間を１０分間に変えた場合、第１アニール温度が
５７０℃以下で波長シフトが１５ｎｍ以下になることが
分かる。温度保持時間２０秒の場合、第１アニールとし
ては５５０℃〜６５０℃が適当であり、第２アニールと
しては６５０℃〜８５０℃が適当である。ＲＴＡは作業
時間が短い利点を有し、温度均一性に注意すれば好適に
用いることができる。
【００９１】（第２実施形態）図１１は第２実施形態の
端面窓型半導体レーザの素子構造を示している。また、
図１２は図１１のＡ−Ａ′線に沿った断面、図１３は図
１１のＢ−Ｂ′線に沿った断面をそれぞれ示している。
端面窓型半導体レーザの素子構造を示している。また、
図１２は図１１のＡ−Ａ′線に沿った断面、図１３は図
１１のＢ−Ｂ′線に沿った断面をそれぞれ示している。
【００９２】図１１に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２
００上に、下クラッド層２０１、レーザ光を発生する活
性層２０２、第１上クラッド層２０３、エッチングスト
ップ層２０４がこの順に積層されている。活性層２０２
はアンドープ量子井戸層とバリア層とを交互に積層して
形成されている。光出射端面２５０，２５１に対して垂
直にストライプ状に延びるリッジ２０５は、第２上クラ
ッド層２０６とｐ型ＧａＡｓキャップ層２０７で構成さ
れている。リッジ２０５の両側に相当する領域には、ｎ
型ＡｌＩｎＰ電流阻止層２０８およびｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層２０９が形成されている。図１２から分かるよう
に、これらの電流阻止層２０８，２０９は、光出射端面
２５０，２５１近傍領域ではリッジ２０５上にも延在し
て（延在した部分を２０８Ｂ，２０９Ｂで示す。）、活
性層２０２の光出射端面２５０，２５１近傍部分２０２
Ｂを覆っている。これにより、活性層２０２の光出射端
面２５０，２５１近傍部分２０２Ｂへの無効電流の注入
を防いでいる。また、図１２，図１３から分かるように
Ａ−Ａ′方向に関して光出射端面２５０，２５１近傍領
域以外の内部領域では、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２０７
とｐ型ＧａＡｓコンタクト層２１０とが接触して電気的
に接続されている。
００上に、下クラッド層２０１、レーザ光を発生する活
性層２０２、第１上クラッド層２０３、エッチングスト
ップ層２０４がこの順に積層されている。活性層２０２
はアンドープ量子井戸層とバリア層とを交互に積層して
形成されている。光出射端面２５０，２５１に対して垂
直にストライプ状に延びるリッジ２０５は、第２上クラ
ッド層２０６とｐ型ＧａＡｓキャップ層２０７で構成さ
れている。リッジ２０５の両側に相当する領域には、ｎ
型ＡｌＩｎＰ電流阻止層２０８およびｎ型ＧａＡｓ電流
阻止層２０９が形成されている。図１２から分かるよう
に、これらの電流阻止層２０８，２０９は、光出射端面
２５０，２５１近傍領域ではリッジ２０５上にも延在し
て（延在した部分を２０８Ｂ，２０９Ｂで示す。）、活
性層２０２の光出射端面２５０，２５１近傍部分２０２
Ｂを覆っている。これにより、活性層２０２の光出射端
面２５０，２５１近傍部分２０２Ｂへの無効電流の注入
を防いでいる。また、図１２，図１３から分かるように
Ａ−Ａ′方向に関して光出射端面２５０，２５１近傍領
域以外の内部領域では、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２０７
とｐ型ＧａＡｓコンタクト層２１０とが接触して電気的
に接続されている。
【００９３】この半導体レーザでは、光出射端面２５
０，２５１に沿った領域で、活性層２０２のうちリッジ
２０５の直下に相当する部分２０２Ｂのエネルギバンド
ギャップが、活性層２０２のうちリッジ２０５の両側に
相当する部分のエネルギバンドギャップよりも大きくな
っている。これにより、この部分２０２Ｂはレーザ光吸
収の少ない窓領域となっている。この部分２０２Ｂは、
後述するようにリッジ２０５の第２上クラッド層２０６
に含まれていた拡散不純物が拡散することによって形成
される。したがって、活性層２０２内では、リッジ２０
５から離れるに従いバンドギャップがなだらかに小さく
なっている。レーザ光の光密度分布もリッジ２０５から
離れるに従いなだらかに減少していくが、それに対する
光吸収が抑制されるため好都合である。
０，２５１に沿った領域で、活性層２０２のうちリッジ
２０５の直下に相当する部分２０２Ｂのエネルギバンド
ギャップが、活性層２０２のうちリッジ２０５の両側に
相当する部分のエネルギバンドギャップよりも大きくな
っている。これにより、この部分２０２Ｂはレーザ光吸
収の少ない窓領域となっている。この部分２０２Ｂは、
後述するようにリッジ２０５の第２上クラッド層２０６
に含まれていた拡散不純物が拡散することによって形成
される。したがって、活性層２０２内では、リッジ２０
５から離れるに従いバンドギャップがなだらかに小さく
なっている。レーザ光の光密度分布もリッジ２０５から
離れるに従いなだらかに減少していくが、それに対する
光吸収が抑制されるため好都合である。
【００９４】この半導体レーザは次のようにして作製さ
れる。
れる。
【００９５】まず図１４（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板２００上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長
法）で、ｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ
０．５Ｐ下クラッド層２０１（キャリア濃度１×１０
１８ｃｍ−３）、３つのアンドープＧａＩｎＰ層（厚さ
６ｎｍ）を４つのアンドープ（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）
０． ５Ｉｎ０．５Ｐ層（厚さ８ｎｍ）で挟んだ構造を持
つ活性層２０２、ｐ型（Ａｌ ０．７Ｇａ０．３）０．５
Ｉｎ０．５Ｐ第１上クラッド層２０３（キャリア濃度
０．７×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ｇａ０．６Ｉｎ
０．４Ｐエッチングストップ層２０４（キャリア濃度
１．５×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０
．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層２０６（キ
ャリア濃度２×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層２０７（キャリア濃度３×１０１８ｃｍ− ３）を
この順に形成する。ここで、ｎ型ドーパントはＳｉ、ｐ
型ドーパントは第１上クラッド層についてはＣ，それ以
外のｐ型層についてはＺｎである。
Ａｓ基板２００上に、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長
法）で、ｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ
０．５Ｐ下クラッド層２０１（キャリア濃度１×１０
１８ｃｍ−３）、３つのアンドープＧａＩｎＰ層（厚さ
６ｎｍ）を４つのアンドープ（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）
０． ５Ｉｎ０．５Ｐ層（厚さ８ｎｍ）で挟んだ構造を持
つ活性層２０２、ｐ型（Ａｌ ０．７Ｇａ０．３）０．５
Ｉｎ０．５Ｐ第１上クラッド層２０３（キャリア濃度
０．７×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ｇａ０．６Ｉｎ
０．４Ｐエッチングストップ層２０４（キャリア濃度
１．５×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０
．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２上クラッド層２０６（キ
ャリア濃度２×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層２０７（キャリア濃度３×１０１８ｃｍ− ３）を
この順に形成する。ここで、ｎ型ドーパントはＳｉ、ｐ
型ドーパントは第１上クラッド層についてはＣ，それ以
外のｐ型層についてはＺｎである。
【００９６】次に図１４（ｂ）に示すように、キャップ
層２０７上に、光出射端面２５０，２５１を形成すべき
領域に沿ってストライプ状に厚さ５０ｎｍの不純物拡散
源としてのＺｎＯ（酸化亜鉛）層２３１を形成する。さ
らに、基板２００上の全域に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ
２（酸化シリコン）層２３２を形成する。
層２０７上に、光出射端面２５０，２５１を形成すべき
領域に沿ってストライプ状に厚さ５０ｎｍの不純物拡散
源としてのＺｎＯ（酸化亜鉛）層２３１を形成する。さ
らに、基板２００上の全域に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ
２（酸化シリコン）層２３２を形成する。
【００９７】次に、５１０℃、２時間のアニール（第１
アニール）を行って、光出射端面２５０，２５１を形成
すべき領域に沿って、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層２３１から
キャップ層２０７、第２上クラッド層２０６にＺｎを拡
散させる。ここで重要なのは、この第１アニール工程で
はＧａＩｎＰエッチングストップ層２０４、活性層２０
２とも混晶化には至らないということである。
アニール）を行って、光出射端面２５０，２５１を形成
すべき領域に沿って、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層２３１から
キャップ層２０７、第２上クラッド層２０６にＺｎを拡
散させる。ここで重要なのは、この第１アニール工程で
はＧａＩｎＰエッチングストップ層２０４、活性層２０
２とも混晶化には至らないということである。
【００９８】上記ＳｉＯ２層２３２、ＺｎＯ層２３１を
バッファードフッ酸で除去した後、図１４（ｃ）に示す
ように、キャップ層２０７を硫酸・過酸化水素水・水の
混合溶液で、ｐ型上クラッド層２０３の硫酸でそれぞれ
選択的にエッチングして、キャップ層２０７とｐ型上ク
ラッド層２０３との一部からなり、底面の幅が３μｍで
光出射端面２５０，２５１に対して垂直にストライプ状
に延びるリッジ２０５を形成する。このエッチング工程
では、ｐ型エッチングストップ層２０４は硫酸によって
は実質的にエッチングされないため、その下に存在する
ｐ型第１上クラッド層２０３がエッチングされることは
ない。
バッファードフッ酸で除去した後、図１４（ｃ）に示す
ように、キャップ層２０７を硫酸・過酸化水素水・水の
混合溶液で、ｐ型上クラッド層２０３の硫酸でそれぞれ
選択的にエッチングして、キャップ層２０７とｐ型上ク
ラッド層２０３との一部からなり、底面の幅が３μｍで
光出射端面２５０，２５１に対して垂直にストライプ状
に延びるリッジ２０５を形成する。このエッチング工程
では、ｐ型エッチングストップ層２０４は硫酸によって
は実質的にエッチングされないため、その下に存在する
ｐ型第１上クラッド層２０３がエッチングされることは
ない。
【００９９】図１５（ｄ）に示すように、基板２００上
の全域に、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０． ５Ｐ電流阻止層２０
８（０．６μｍ）、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２０９
（２．０μｍ）をこの順にＭＢＥ法で形成する。
の全域に、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０． ５Ｐ電流阻止層２０
８（０．６μｍ）、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２０９
（２．０μｍ）をこの順にＭＢＥ法で形成する。
【０１００】ここで、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流
阻止層２０８は、基板温度４９０℃で成長し、不純物の
外部への拡散を阻止する不純物蒸発防止層としても機能
する。また、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２０９を成長させ
る段階では、成長開始時において基板温度４９０℃と
し、ｎ型ＧａＡｓが０．２μｍ程度成長した後は基板温
度を６３０℃まで上昇させる。このように基板温度を６
３０℃とすることにより、リッジ２０５のうち光出射端
面２５０，２５１を形成すべき領域に拡散されたＺｎ原
子を、エッチングストップ層２０４を通して活性層２０
２まで再拡散して、エッチングストップ層２０４、活性
層２０２のうち形成すべき光出射端面２５０，２５１に
沿い、かつリッジ２０５の直下に相当する部分２０４
Ｂ，２０２Ｂを混晶化する。実際に、活性層２０２の混
晶化された部分２０２Ｂのフォトルミネッセンス波長
は、混晶化されない内部２０２Ａに対して短波長側へ４
５ｎｍシフトすることが確認された。この混晶化された
部分２０２Ｂは、半導体レーザ完成後に光出射端面にお
いてレーザ光吸収の少ない窓領域として働き、ＣＯＤを
抑制することができる。
阻止層２０８は、基板温度４９０℃で成長し、不純物の
外部への拡散を阻止する不純物蒸発防止層としても機能
する。また、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層２０９を成長させ
る段階では、成長開始時において基板温度４９０℃と
し、ｎ型ＧａＡｓが０．２μｍ程度成長した後は基板温
度を６３０℃まで上昇させる。このように基板温度を６
３０℃とすることにより、リッジ２０５のうち光出射端
面２５０，２５１を形成すべき領域に拡散されたＺｎ原
子を、エッチングストップ層２０４を通して活性層２０
２まで再拡散して、エッチングストップ層２０４、活性
層２０２のうち形成すべき光出射端面２５０，２５１に
沿い、かつリッジ２０５の直下に相当する部分２０４
Ｂ，２０２Ｂを混晶化する。実際に、活性層２０２の混
晶化された部分２０２Ｂのフォトルミネッセンス波長
は、混晶化されない内部２０２Ａに対して短波長側へ４
５ｎｍシフトすることが確認された。この混晶化された
部分２０２Ｂは、半導体レーザ完成後に光出射端面にお
いてレーザ光吸収の少ない窓領域として働き、ＣＯＤを
抑制することができる。
【０１０１】図１５（ｅ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層２０９、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻
止層のうちリッジ２０５上で、かつ光出射端面２５０，
２５１近傍領域以外の領域に存する部分を除去する。つ
まり、基板２００上に形成したｎ型ＧａＡｓ電流阻止層
２０９、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層のうち
光出射端面２５０，２５１近傍領域に存する部分２０９
Ｂ，２０８Ｂと、リッジ２０５の両側に相当する領域に
存する部分（２０９，２０８で示す）とをそのまま残
す。
電流阻止層２０９、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻
止層のうちリッジ２０５上で、かつ光出射端面２５０，
２５１近傍領域以外の領域に存する部分を除去する。つ
まり、基板２００上に形成したｎ型ＧａＡｓ電流阻止層
２０９、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層のうち
光出射端面２５０，２５１近傍領域に存する部分２０９
Ｂ，２０８Ｂと、リッジ２０５の両側に相当する領域に
存する部分（２０９，２０８で示す）とをそのまま残
す。
【０１０２】その後、図１１に示すように、基板２００
上の全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２１０（厚さ４μ
ｍ）を形成し、さらに基板２００の裏表にそれぞれ電極
２１５、２１６を形成する（ウエハ作製完了）。この
後、光出射端面２５０，２５１を形成すべき領域に沿っ
て、つまり活性層２０２の混晶化された部分２０２Ｂが
共振器端面になるようにウエハの劈開を行う。そして、
一方の端面２５０には光出射端面として反射率８％、反
対側の端面２５１には反射率９１％となるようコーティ
ングを行う（レーザチップ作製完了）。なお、活性層２
０２の混晶化された部分２０２Ｂの長さは光出射端面２
５０、反対側の端面２５１とも２０μｍとした。
上の全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層２１０（厚さ４μ
ｍ）を形成し、さらに基板２００の裏表にそれぞれ電極
２１５、２１６を形成する（ウエハ作製完了）。この
後、光出射端面２５０，２５１を形成すべき領域に沿っ
て、つまり活性層２０２の混晶化された部分２０２Ｂが
共振器端面になるようにウエハの劈開を行う。そして、
一方の端面２５０には光出射端面として反射率８％、反
対側の端面２５１には反射率９１％となるようコーティ
ングを行う（レーザチップ作製完了）。なお、活性層２
０２の混晶化された部分２０２Ｂの長さは光出射端面２
５０、反対側の端面２５１とも２０μｍとした。
【０１０３】各レーザチップをステムにマウントし、電
流を印加して特性を調べた。波長６５６ｎｍで最大光出
力２２５ｍＷが得られ、ＣＯＤが生じないことを確認で
きた。また、エッチングストップ層がエッチング時に破
壊された場合に生じるリーク電流は観測されなかった。
流を印加して特性を調べた。波長６５６ｎｍで最大光出
力２２５ｍＷが得られ、ＣＯＤが生じないことを確認で
きた。また、エッチングストップ層がエッチング時に破
壊された場合に生じるリーク電流は観測されなかった。
【０１０４】なお、本実施形態においては、まず比較的
低温でｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層２０８を
形成し、第２アニールのための基板温度でｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層２０９を形成したが、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ
０．５Ｐ電流阻止層２０８を形成する段階でその途中か
ら第２アニールのための基板温度としてもよい。このよ
うに電流阻止層形成時の基板温度を利用して第２アニー
ルを行うことにより、第１実施形態に比して製造工程を
簡略化することができる。電流阻止層の形成手法として
は、ＭＢＥ法以外にＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長
法）を用いてもよい。
低温でｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐ電流阻止層２０８を
形成し、第２アニールのための基板温度でｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層２０９を形成したが、ｎ型Ａｌ０．５Ｉｎ
０．５Ｐ電流阻止層２０８を形成する段階でその途中か
ら第２アニールのための基板温度としてもよい。このよ
うに電流阻止層形成時の基板温度を利用して第２アニー
ルを行うことにより、第１実施形態に比して製造工程を
簡略化することができる。電流阻止層の形成手法として
は、ＭＢＥ法以外にＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長
法）を用いてもよい。
【０１０５】（第３実施形態）図１６は第３実施形態の
端面窓型半導体レーザの素子構造を示している。また、
図１７は図１６のＡ−Ａ′線に沿った断面、図１８は図
１６のＢ−Ｂ′線に沿った断面をそれぞれ示している。
端面窓型半導体レーザの素子構造を示している。また、
図１７は図１６のＡ−Ａ′線に沿った断面、図１８は図
１６のＢ−Ｂ′線に沿った断面をそれぞれ示している。
【０１０６】図１６に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板３
００上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層３０１、レー
ザ光を発生する活性層３０２、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第１上
クラッド層３０３、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層
３０４（厚さ３ｎｍ）がこの順に積層されている。活性
層３０２はアンドープ量子井戸層とバリア層とを交互に
積層して形成されている。光出射端面３５０，３５１に
対して垂直にストライプ状に延びるリッジ３０５は、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ第２上クラッド層３０６とｐ型ＧａＡｓ
キャップ層３０７で構成されている。リッジ３０５の両
側に相当する領域には、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流阻止層３
０８が形成されている。図１７から分かるように、この
電流阻止層３０８は、ｐ型ＧａＡｓ層３０９とともに、
光出射端面３５０，３５１近傍領域ではリッジ３０５上
にも存在して（これらの部分を３０８Ｂ，３０８Ｂで示
す。）、活性層３０２の光出射端面３５０，３５１近傍
部分３０２Ｂを覆っている。これにより、活性層３０２
の光出射端面３５０，３５１近傍部分３０２Ｂへの無効
電流の注入を防いでいる。また、図１７，図１８から分
かるようにＡ−Ａ′方向に関して光出射端面３５０，３
５１近傍領域以外の内部領域では、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層３０７とｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１０とが接触
して電気的に接続されている。
００上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層３０１、レー
ザ光を発生する活性層３０２、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第１上
クラッド層３０３、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層
３０４（厚さ３ｎｍ）がこの順に積層されている。活性
層３０２はアンドープ量子井戸層とバリア層とを交互に
積層して形成されている。光出射端面３５０，３５１に
対して垂直にストライプ状に延びるリッジ３０５は、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ第２上クラッド層３０６とｐ型ＧａＡｓ
キャップ層３０７で構成されている。リッジ３０５の両
側に相当する領域には、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流阻止層３
０８が形成されている。図１７から分かるように、この
電流阻止層３０８は、ｐ型ＧａＡｓ層３０９とともに、
光出射端面３５０，３５１近傍領域ではリッジ３０５上
にも存在して（これらの部分を３０８Ｂ，３０８Ｂで示
す。）、活性層３０２の光出射端面３５０，３５１近傍
部分３０２Ｂを覆っている。これにより、活性層３０２
の光出射端面３５０，３５１近傍部分３０２Ｂへの無効
電流の注入を防いでいる。また、図１７，図１８から分
かるようにＡ−Ａ′方向に関して光出射端面３５０，３
５１近傍領域以外の内部領域では、ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層３０７とｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１０とが接触
して電気的に接続されている。
【０１０７】この半導体レーザでは、光出射端面３５
０，３５１に沿った領域で、活性層３０２のうちリッジ
３０５の直下に相当する部分３０２Ｂのエネルギバンド
ギャップが、活性層３０２のうちリッジ３０５の両側に
相当する部分のエネルギバンドギャップよりも大きくな
っている。これにより、この部分３０２Ｂはレーザ光吸
収の少ない窓領域となっている。
０，３５１に沿った領域で、活性層３０２のうちリッジ
３０５の直下に相当する部分３０２Ｂのエネルギバンド
ギャップが、活性層３０２のうちリッジ３０５の両側に
相当する部分のエネルギバンドギャップよりも大きくな
っている。これにより、この部分３０２Ｂはレーザ光吸
収の少ない窓領域となっている。
【０１０８】この半導体レーザは次のようにして作製さ
れる。
れる。
【０１０９】まず図１９（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板３００上に、ＭＢＥ法で、ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ
０．５Ａｓ下クラッド層３０１（キャリア濃度１×１０
１８ｃｍ−３）、２つのアンドープＧａＡｓ層（厚さ１
０ｎｍ）を３つのアンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ
層（厚さ８ｎｍ）で挟んだ構造を持つ活性層３０２、ｐ
型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層３０３
（キャリア濃度１．０×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ｇａ
Ａｓエッチングストップ層３０４（キャリア濃度２．０
×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ
第２上クラッド層３０６（キャリア濃度２．５×１０
１８ｃｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３０７（キャ
リア濃度３×１０１８ｃｍ−３）をこの順に形成する。
ここで、ｎ型ドーパントはＳｉ、ｐ型ドーパントはＢｅ
である。
Ａｓ基板３００上に、ＭＢＥ法で、ｎ型Ａｌ０．５Ｇａ
０．５Ａｓ下クラッド層３０１（キャリア濃度１×１０
１８ｃｍ−３）、２つのアンドープＧａＡｓ層（厚さ１
０ｎｍ）を３つのアンドープＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ
層（厚さ８ｎｍ）で挟んだ構造を持つ活性層３０２、ｐ
型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ第１上クラッド層３０３
（キャリア濃度１．０×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ｇａ
Ａｓエッチングストップ層３０４（キャリア濃度２．０
×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ
第２上クラッド層３０６（キャリア濃度２．５×１０
１８ｃｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３０７（キャ
リア濃度３×１０１８ｃｍ−３）をこの順に形成する。
ここで、ｎ型ドーパントはＳｉ、ｐ型ドーパントはＢｅ
である。
【０１１０】次に図１９（ｂ）に示すように、キャップ
層３０７上に、光出射端面３５０，３５１を形成すべき
領域に沿ってストライプ状に厚さ５０ｎｍの不純物拡散
源としてのＺｎＯ（酸化亜鉛）層３３１を形成する。さ
らに、基板３００上の全域に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ
２（酸化シリコン）層３３２を形成する。
層３０７上に、光出射端面３５０，３５１を形成すべき
領域に沿ってストライプ状に厚さ５０ｎｍの不純物拡散
源としてのＺｎＯ（酸化亜鉛）層３３１を形成する。さ
らに、基板３００上の全域に、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ
２（酸化シリコン）層３３２を形成する。
【０１１１】次に、６８０℃、２時間のアニール（第１
アニール）を行って、光出射端面３５０，３５１を形成
すべき領域に沿って、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層３３１から
キャップ層３０７、第２上クラッド層３０６にＺｎを拡
散させる。このアニール条件ではｐ型ドーパントとして
用いているＢｅは、光出射端面３５０，３５１近傍領域
以外の領域には殆ど拡散しない。
アニール）を行って、光出射端面３５０，３５１を形成
すべき領域に沿って、ＺｎＯ（酸化亜鉛）層３３１から
キャップ層３０７、第２上クラッド層３０６にＺｎを拡
散させる。このアニール条件ではｐ型ドーパントとして
用いているＢｅは、光出射端面３５０，３５１近傍領域
以外の領域には殆ど拡散しない。
【０１１２】上記ＳｉＯ２層３３２、ＺｎＯ層３３１を
バッファードフッ酸で除去した後、図１９（ｃ）に示す
ように、キャップ層３０７を硫酸・過酸化水素水・水の
混合溶液で、ｐ型上クラッド層３０３を硫酸でそれぞれ
選択的にエッチングして、キャップ層３０７とｐ型上ク
ラッド層３０３との一部からなり、底面の幅が４μｍで
光出射端面３５０，３５１に対して垂直にストライプ状
に延びるリッジ３０５を形成する。このエッチング工程
では、ｐ型エッチングストップ層３０４は硫酸によって
は実質的にエッチングされないため、その下に存在する
ｐ型第１上クラッド層３０３がエッチングされることは
ない。
バッファードフッ酸で除去した後、図１９（ｃ）に示す
ように、キャップ層３０７を硫酸・過酸化水素水・水の
混合溶液で、ｐ型上クラッド層３０３を硫酸でそれぞれ
選択的にエッチングして、キャップ層３０７とｐ型上ク
ラッド層３０３との一部からなり、底面の幅が４μｍで
光出射端面３５０，３５１に対して垂直にストライプ状
に延びるリッジ３０５を形成する。このエッチング工程
では、ｐ型エッチングストップ層３０４は硫酸によって
は実質的にエッチングされないため、その下に存在する
ｐ型第１上クラッド層３０３がエッチングされることは
ない。
【０１１３】図２０（ｄ）に示すように、基板３００上
の全域に、リッジ３０５の両側に相当する領域に、ｎ型
Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流阻止層３０８およびｐ型
ＧａＡｓ層３０９をＭＯＣＶＤ法で形成する。この層は
リッジ３０５の上部も覆っている。
の全域に、リッジ３０５の両側に相当する領域に、ｎ型
Ａｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流阻止層３０８およびｐ型
ＧａＡｓ層３０９をＭＯＣＶＤ法で形成する。この層は
リッジ３０５の上部も覆っている。
【０１１４】この後、リッジ３０５中に拡散されたＺｎ
が次に述べる第２アニール工程で外部に放出されるのを
防止するために、ｐ型ＧａＡｓ層３０９上に、不純物蒸
発防止層としての厚さ５００ｎｍのＳｉＯ２（酸化シリ
コン）層３３０を形成する。
が次に述べる第２アニール工程で外部に放出されるのを
防止するために、ｐ型ＧａＡｓ層３０９上に、不純物蒸
発防止層としての厚さ５００ｎｍのＳｉＯ２（酸化シリ
コン）層３３０を形成する。
【０１１５】引き続き、窒素中で、９５０℃、１分間の
ＲＴＡ（第２アニール）を行う。これにより、リッジ３
０５のうち光出射端面３５０，３５１を形成すべき領域
に拡散されたＺｎ原子を、エッチングストップ層３０４
を通して活性層３０２まで再拡散して、エッチングスト
ップ層３０４、活性層３０２のうち形成すべき光出射端
面３５０，３５１に沿い、かつリッジ３０５の直下に相
当する部分３０４Ｂ，３０２Ｂを混晶化する。この混晶
化された部分３０２Ｂは、半導体レーザ完成後に光出射
端面においてレーザ光吸収の少ない窓領域として働き、
ＣＯＤを抑制することができる。このアニール条件では
ｐ型ドーパントとして用いているＢｅは、光出射端面３
５０，３５１近傍領域以外の領域には殆ど拡散しない。
したがって、Ｂｅが活性層３０２に到達してレーザ発振
閾値を上昇させるといったことがない。
ＲＴＡ（第２アニール）を行う。これにより、リッジ３
０５のうち光出射端面３５０，３５１を形成すべき領域
に拡散されたＺｎ原子を、エッチングストップ層３０４
を通して活性層３０２まで再拡散して、エッチングスト
ップ層３０４、活性層３０２のうち形成すべき光出射端
面３５０，３５１に沿い、かつリッジ３０５の直下に相
当する部分３０４Ｂ，３０２Ｂを混晶化する。この混晶
化された部分３０２Ｂは、半導体レーザ完成後に光出射
端面においてレーザ光吸収の少ない窓領域として働き、
ＣＯＤを抑制することができる。このアニール条件では
ｐ型ドーパントとして用いているＢｅは、光出射端面３
５０，３５１近傍領域以外の領域には殆ど拡散しない。
したがって、Ｂｅが活性層３０２に到達してレーザ発振
閾値を上昇させるといったことがない。
【０１１６】図２０（ｅ）に示すように、ＳｉＯ２層３
３０をバッファードフッ酸で除去する。そして、ｎ型Ａ
ｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流阻止層３０８およびｐ型Ｇ
ａＡｓ層３０９のうちリッジ３０５上で、かつ光出射端
面３５０，３５１近傍領域以外の領域に存する部分を除
去する。つまり、基板２００上に形成したｎ型Ａｌ０
．７Ｇａ０．３Ａｓ電流阻止層３０８、ｐ型ＧａＡｓ層
３０９のうち光出射端面３５０，３５１近傍領域に存す
る部分３０９Ｂ，３０８Ｂと、リッジ３０５の両側に相
当する領域に存する部分（３０９，３０８で示す）とを
そのまま残す。
３０をバッファードフッ酸で除去する。そして、ｎ型Ａ
ｌ０．７Ｇａ０．３Ａｓ電流阻止層３０８およびｐ型Ｇ
ａＡｓ層３０９のうちリッジ３０５上で、かつ光出射端
面３５０，３５１近傍領域以外の領域に存する部分を除
去する。つまり、基板２００上に形成したｎ型Ａｌ０
．７Ｇａ０．３Ａｓ電流阻止層３０８、ｐ型ＧａＡｓ層
３０９のうち光出射端面３５０，３５１近傍領域に存す
る部分３０９Ｂ，３０８Ｂと、リッジ３０５の両側に相
当する領域に存する部分（３０９，３０８で示す）とを
そのまま残す。
【０１１７】その後、図１６に示すように、基板３００
上の全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１０（厚さ４μ
ｍ）を形成し、さらに基板３００の裏表にそれぞれ電極
３１５、３１６を形成する（ウエハ作製完了）。この
後、光出射端面３５０，３５１を形成すべき領域に沿っ
て、つまり活性層３０２の混晶化された部分３０２Ｂが
共振器端面になるようにウエハの劈開を行う。そして、
一方の端面３５０には光出射端面として反射率１２％、
反対側の端面３５１には反射率９５％となるようコーテ
ィングを行う（レーザチップ作製完了）。なお、共振器
長は８００μｍとし、活性層３０２の混晶化された部分
３０２Ｂの長さは光出射端面３５０、反対側の端面３５
１とも２５μｍとした。
上の全域にｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１０（厚さ４μ
ｍ）を形成し、さらに基板３００の裏表にそれぞれ電極
３１５、３１６を形成する（ウエハ作製完了）。この
後、光出射端面３５０，３５１を形成すべき領域に沿っ
て、つまり活性層３０２の混晶化された部分３０２Ｂが
共振器端面になるようにウエハの劈開を行う。そして、
一方の端面３５０には光出射端面として反射率１２％、
反対側の端面３５１には反射率９５％となるようコーテ
ィングを行う（レーザチップ作製完了）。なお、共振器
長は８００μｍとし、活性層３０２の混晶化された部分
３０２Ｂの長さは光出射端面３５０、反対側の端面３５
１とも２５μｍとした。
【０１１８】各レーザチップをステムにマウントし、電
流を印加して特性を調べた。波長７８６ｎｍで最大光出
力３２５ｍＷが得られ、ＣＯＤが生じないことを確認で
きた。また、エッチングストップ層がエッチング時に破
壊された場合に生じるリーク電流は観測されなかった。
流を印加して特性を調べた。波長７８６ｎｍで最大光出
力３２５ｍＷが得られ、ＣＯＤが生じないことを確認で
きた。また、エッチングストップ層がエッチング時に破
壊された場合に生じるリーク電流は観測されなかった。
【０１１９】なお、本実施形態においては、ｐ型ドーパ
ントをＢｅとしたが、その他の拡散係数の少ないドーパ
ント、特にＣを用いることにより、活性層へのｐ型ドー
パントの拡散を抑制して良好な素子特性（レーザ発振閾
値など）を得ることができる。
ントをＢｅとしたが、その他の拡散係数の少ないドーパ
ント、特にＣを用いることにより、活性層へのｐ型ドー
パントの拡散を抑制して良好な素子特性（レーザ発振閾
値など）を得ることができる。
【０１２０】また本実施形態では、ｐ型エッチングスト
ップ層３０４はＧａＡｓからなるものとしたが、エッチ
ャントとしてフッ酸またはバッファードフッ酸を用いる
場合は、混晶比ｘが０．３以下のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
としても侵されることはない。エッチングストップ層の
材料としてＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ≦０．３）を採用
した場合、ｘが増加するにつれてエッチングストップ層
のバンドギャップが増加するため、活性層で発した光を
再吸収する率が低減される。
ップ層３０４はＧａＡｓからなるものとしたが、エッチ
ャントとしてフッ酸またはバッファードフッ酸を用いる
場合は、混晶比ｘが０．３以下のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ
としても侵されることはない。エッチングストップ層の
材料としてＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ≦０．３）を採用
した場合、ｘが増加するにつれてエッチングストップ層
のバンドギャップが増加するため、活性層で発した光を
再吸収する率が低減される。
【０１２１】また本実施形態では、第１アニールは通常
のアニール炉を用い、第２アニールはＲＴＡとしたが、
この組み合わせは任意である。
のアニール炉を用い、第２アニールはＲＴＡとしたが、
この組み合わせは任意である。
【０１２２】また本実施形態では、活性層３０２はＡｌ
ＧａＡｓ系としたが、これに限られるものではない。Ｉ
ｎを加えたＩｎＧａＡｓ量子井戸層をＧａＡｓまたはＡ
ｌＧａＡｓバリア層で囲んだものとすることにより、発
振波長を例えば９８０ｎｍとしてもよい。
ＧａＡｓ系としたが、これに限られるものではない。Ｉ
ｎを加えたＩｎＧａＡｓ量子井戸層をＧａＡｓまたはＡ
ｌＧａＡｓバリア層で囲んだものとすることにより、発
振波長を例えば９８０ｎｍとしてもよい。
【０１２３】上述の各実施形態で述べた材料系以外の他
の材料系を用いる場合であっても、本発明は、エッチン
グストップ層を有する窓型半導体レーザ全般に適用でき
る。ＣＯＤを起こしにくいとされているＡｌを含まない
系、たとえばＧａＩｎＡｓＰ系クラッドとＩｎＧａＡｓ
系活性層を組み合わせることも可能である。
の材料系を用いる場合であっても、本発明は、エッチン
グストップ層を有する窓型半導体レーザ全般に適用でき
る。ＣＯＤを起こしにくいとされているＡｌを含まない
系、たとえばＧａＩｎＡｓＰ系クラッドとＩｎＧａＡｓ
系活性層を組み合わせることも可能である。
【０１２４】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の半
導体レーザは、光出射端面に窓領域を有する半導体レー
ザであって、精度良く容易に製造され得るものである。
導体レーザは、光出射端面に窓領域を有する半導体レー
ザであって、精度良く容易に製造され得るものである。
【０１２５】また、この発明の半導体レーザ製造方法に
よれば、光出射端面に窓領域を有する半導体レーザを精
度良く容易に製造できる。
よれば、光出射端面に窓領域を有する半導体レーザを精
度良く容易に製造できる。
【図１】 本発明の第１実施形態の半導体レーザの斜視
図である。
図である。
【図２】 図１に示す半導体レーザのリッジに沿った断
面図である。
面図である。
【図３】 図１に示す半導体レーザのリッジに垂直な方
向の断面図である。
向の断面図である。
【図４】 本発明の第１実施形態の半導体レーザの製造
工程を説明する図である。
工程を説明する図である。
【図５】 本発明の第１実施形態の半導体レーザの製造
工程を説明する図である。
工程を説明する図である。
【図６】 第１アニールの条件を変えた場合の、活性層
フォトルミネッセンス波長シフトの結果を示す図であ
る。
フォトルミネッセンス波長シフトの結果を示す図であ
る。
【図７】 第１アニールの条件を変えた場合の、活性層
フォトルミネッセンス波長シフトの結果を示す図であ
る。
フォトルミネッセンス波長シフトの結果を示す図であ
る。
【図８】 第１アニールの条件を変えた場合の、活性層
フォトルミネッセンス波長シフトの結果を示す図であ
る。
フォトルミネッセンス波長シフトの結果を示す図であ
る。
【図９】 第１実施形態におけるリッジ部分の深さ方向
のＺｎ濃度分布を示す図である。
のＺｎ濃度分布を示す図である。
【図１０】 第１実施形態の半導体レーザの、活性層の
波長シフト量と最大光出力との関係を示す説明図であ
る。
波長シフト量と最大光出力との関係を示す説明図であ
る。
【図１１】 本発明の第２実施形態の半導体レーザの斜
視図である。
視図である。
【図１２】 本発明の第２実施形態の半導体レーザのリ
ッジに沿った断面図である。
ッジに沿った断面図である。
【図１３】 本発明の第２実施形態の半導体レーザのリ
ッジに垂直な方向の断面図である。
ッジに垂直な方向の断面図である。
【図１４】 本発明の第２実施形態の半導体レーザの製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図１５】 本発明の第２実施形態の半導体レーザの製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図１６】 本発明の第３実施形態の半導体レーザの斜
視図である。
視図である。
【図１７】 本発明の第３実施形態の半導体レーザのリ
ッジに沿った断面図である。
ッジに沿った断面図である。
【図１８】 本発明の第３実施形態の半導体レーザのリ
ッジに垂直な方向の断面図である。
ッジに垂直な方向の断面図である。
【図１９】 本発明の第３実施形態の半導体レーザの製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図２０】 本発明の第３実施形態の半導体レーザの製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図２１】 本発明を半導体レーザ製造方法における不
純物拡散の様子を模式的に示す図である。
純物拡散の様子を模式的に示す図である。
【図２２】 本発明を半導体レーザ製造方法における不
純物拡散の様子を模式的に示す図である。
純物拡散の様子を模式的に示す図である。
【図２３】 従来例の半導体レーザの斜視図である。
【図２４】 図２３に示す半導体レーザのリッジに沿っ
た断面図である。
た断面図である。
【図２５】 従来例の半導体レーザの製造工程を説明す
る図である。
る図である。
【図２６】 従来例の半導体レーザの製造工程を説明す
る図である。
る図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００ 基板
１０２，２０２，３０２ 活性層
１０４，２０４，３０４ エッチングストップ層
１０５，２０５，３０５ リッジ
１０６，２０６，３０６ 第２上クラッド層
Claims (27)
- 【請求項１】 光出射端面を通してレーザ光を出射する
半導体レーザであって、 基板上に、下クラッド層、レーザ光を発生する活性層、
第１上クラッド層、エッチングストップ層がこの順に積
層され、 上記エッチングストップ層上に第２上クラッド層が上記
光出射端面に対して垂直に延びるリッジとして形成さ
れ、 上記第２上クラッド層の両側に相当する領域に電流阻止
層が埋め込まれ、 少なくとも上記リッジの下部にあたる上記エッチングス
トップ層から活性層までの上記光出射端面に沿った部分
に、不純物が拡散されてレーザ光吸収を抑制するための
混晶化が行われ、 上記光出射端面に沿った領域で、上記エッチングストッ
プ層のうち上記リッジの両側に相当する部分のエネルギ
バンドギャップが、上記エッチングストップ層のうち上
記リッジの直下に相当する部分のエネルギバンドギャッ
プよりも小さいことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記光出射端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記
リッジの直下に相当する部分のエネルギバンドギャップ
が、上記活性層のうち上記リッジの両側に相当する部分
のエネルギバンドギャップよりも大きいことを特徴とす
る半導体レーザ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の半導体レーザにおい
て、 上記光出射端面に沿った領域で、上記活性層のうち上記
リッジの直下に相当する部分の上記混晶化によるフォト
ルミネッセンス波長の短波長側へのシフトが１８ｎｍ以
上であり、上記活性層のうち上記リッジの両側に相当す
る部分の上記混晶化によるフォトルミネッセンス波長の
短波長側へのシフトは１５ｎｍ以下であることを特徴と
する半導体レーザ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第１上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣ
であり、 上記エッチングストップ層から活性層までの上記光出射
端面に沿った部分に拡散された上記不純物はＺｎである
ことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の半導体レーザにおい
て、 上記第２上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣ
であることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項６】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記活性層は量子井戸層とバリア層とを交互に積層して
形成され、 上記量子井戸層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からな
り、 上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）
の大きい（ＡｌｘＧａ １−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなることを
特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項７】 請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、 上記エッチングストップ層はＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなり、 上記第１および第２上クラッド層は（ＡｌｘＧ
ａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦１である。）からなることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項８】 請求項１に記載の半導体レーザにおい
て、 上記活性層は量子井戸層とバリア層とを交互に積層して
形成され、 上記量子井戸層はＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ（ただし、０≦
ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦１である。）からなり、 上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）
の大きいＡｌｘＧａ１ −ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１で
ある。）からなることを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項９】 請求項８に記載の半導体レーザにおい
て、 上記エッチングストップ層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（た
だし、０≦ｘ≦０．３である。）からなり、 上記第１および第２上クラッド層はＡｌｙＧａ１−ｙＡ
ｓ（ただし、ｘ＜ｙ≦１である。）からなることを特徴
とする半導体レーザ。 - 【請求項１０】 光出射端面を通してレーザ光を出射す
る半導体レーザを作製する半導体レーザ製造方法であっ
て、 基板上に少なくとも、下クラッド層、レーザ光を発生す
る活性層、第１上クラッド層、エッチングストップ層、
第２上クラッド層をこの順に積層する工程と、 上記エッチングストップ層が上記第２上クラッド層のた
めのエッチングを停止させる機能を維持する条件下で、
レーザ光吸収を抑制するための不純物を、上記光出射端
面を形成すべき領域に沿って上記第２上クラッド層に拡
散させる第１アニール工程と、 上記第２上クラッド層を上記光出射端面に対して垂直に
延びるリッジ状に残すように、上記エッチングストップ
層に達するまでエッチングするエッチング工程と、 上記リッジ状の第２上クラッド層のうち上記光出射端面
を形成すべき領域に拡散された上記不純物を、上記エッ
チングストップ層を通して上記活性層まで再拡散して、
上記活性層のうち形成すべき光出射端面に沿い、かつ上
記リッジの直下に相当する部分を混晶化する第２アニー
ル工程を有することを特徴とする半導体レーザ製造方
法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域に沿
った部分の上記第１アニール工程によるフォトルミネッ
センス波長の短波長側へのシフトが１５ｎｍ以下であ
り、上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域
に沿い、かつ上記リッジの直下に相当する部分の上記第
２アニール工程によるフォトルミネッセンス波長の短波
長側へのシフトが１８ｎｍ以上であることを特徴とする
半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１０または請求項１１に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記エッチング工程後で上記第２アニール工程前に、上
記基板上に、上記第２上クラッド層から外部への上記不
純物の蒸発を防止する不純物蒸発防止層を設ける工程を
有することを特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記不純物蒸発防止層は酸化シリコン、窒化シリコンま
たはアルミナからなることを特徴とする半導体レーザ製
造方法。 - 【請求項１４】 請求項１２に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記不純物蒸発防止層は化合物半導体層からなることを
特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記不純物蒸発防止層をなす化合物半導体層は、上記第
２上クラッド層の導電型と異なる導電型を持つことを特
徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１４または請求項１５に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記不純物蒸発防止層を、上記第２アニール工程で上記
不純物を再拡散する温度に満たない温度で形成すること
を特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１０または請求項１１に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記第１上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣ
であり、 上記活性層のうち上記光出射端面を形成すべき領域に沿
い、かつ上記リッジの直下に相当する部分に拡散される
上記不純物はＺｎであることを特徴とする半導体レーザ
製造方法。 - 【請求項１８】 請求項１７に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記第２上クラッド層が含む拡散不純物はＢｅまたはＣ
であることを特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項１９】 請求項１０または請求項１１に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記活性層を量子井戸層とバリア層とを交互に積層して
形成し、 上記量子井戸層は（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ
（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からな
り、 上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）
の大きい（ＡｌｘＧａ １−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である。）からなることを
特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記エッチングストップ層はＧａｙＩｎ１−ｙＰ（ただ
し、０≦ｙ≦１である。）からなり、 上記第１および第２上クラッド層は（ＡｌｘＧ
ａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦１である。）からなることを特徴とする半導体レー
ザ製造方法。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記第２上クラッド層を硫酸、塩酸またはリン酸でエッ
チングすることを特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項２２】 請求項１９に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記第１アニール工程を４５０℃乃至５７０℃で１０分
以上または５５０℃乃至６５０℃で１０分以下の条件で
行い、 上記第２アニール工程を５７０℃乃至７５０℃で１０分
以上または６５０℃乃至８５０℃で１０分以下の条件で
行うことを特徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項２３】 請求項１０または請求項１１に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記活性層を量子井戸層とバリア層とを交互に積層して
形成し、 上記量子井戸層はＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ（ただし、０≦
ｚ≦１である。）またはＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただ
し、０≦ｘ≦１である。）からなり、 上記バリア層は上記量子井戸層よりもＡｌ含有率（ｘ）
の大きいＡｌｘＧａ１ −ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１で
ある。）からなることを特徴とする半導体レーザ製造方
法。 - 【請求項２４】 請求項２３に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記エッチングストップ層はＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（た
だし、０≦ｘ≦０．３である。）からなり、 上記第１および第２上クラッド層はＡｌｙＧａ１−ｙＡ
ｓ（ただし、ｘ＜ｙ≦１である。）からなることを特徴
とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載の半導体レーザ製造
方法において、 上記第２上クラッド層をフッ酸またはバッファードフッ
酸でエッチングすることを特徴とする半導体レーザ製造
方法。 - 【請求項２６】 請求項１０または請求項１１に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記第２アニール工程を、分子線エピタキシによる半導
体層形成時に基板温度を上げることにより行うことを特
徴とする半導体レーザ製造方法。 - 【請求項２７】 請求項１０または請求項１１に記載の
半導体レーザ製造方法において、 上記第２アニール工程を窒素中で行うことを特徴とする
半導体レーザ製造方法。
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