JP2003086894A - 半導体レーザ装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 信頼性の高い半導体レーザ装置を提供する。
【解決手段】 図１に示すように、内部領域１１２は、
ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰか
らなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａ
ＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子
井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガ
イド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭ
ｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド
層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層
１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパン
トとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層
１０６が順に積層された構造を有している。
ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩ
ｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰか
らなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａ
ＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子
井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガ
イド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭ
ｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド
層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層
１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパン
トとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層
１０６が順に積層された構造を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ装置お
よびその製造方法に関し、特に、半導体レーザ装置の高
出力化に関する。
よびその製造方法に関し、特に、半導体レーザ装置の高
出力化に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度記録可能なＤＶＤ（Ｄｉｇ
ｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）装置は、Ａ
Ｖ（Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ）機器やＰＣ（Ｐｅｒｓｏ
ｎａｌＣｏｍｐｕｔｏｒ）等の分野で急速に普及してい
る。特に、書き込み可能なＤＶＤ装置（ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ、ＤＶＤ−Ｒなど）は、ＰＣ等に搭載される大容量記
憶装置、およびポストＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ Ｔａｐｅ
Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）としてのＤＶＤレコーダなどの用途
に大いに期待されている。
ｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）装置は、Ａ
Ｖ（Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ）機器やＰＣ（Ｐｅｒｓｏ
ｎａｌＣｏｍｐｕｔｏｒ）等の分野で急速に普及してい
る。特に、書き込み可能なＤＶＤ装置（ＤＶＤ−ＲＡ
Ｍ、ＤＶＤ−Ｒなど）は、ＰＣ等に搭載される大容量記
憶装置、およびポストＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ Ｔａｐｅ
Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）としてのＤＶＤレコーダなどの用途
に大いに期待されている。
【０００３】上記のＤＶＤ装置のピックアップ光源に
は、波長６５０ｎｍ帯の赤色半導体レーザが用いられて
いる。特に、近年の光ディスクの高密度化・大容量化に
伴って、光ディスクへの書き込み速度を向上させるため
に、ピックアップ光源には８０ｍＷを越える高出力動作
が要求されている。
は、波長６５０ｎｍ帯の赤色半導体レーザが用いられて
いる。特に、近年の光ディスクの高密度化・大容量化に
伴って、光ディスクへの書き込み速度を向上させるため
に、ピックアップ光源には８０ｍＷを越える高出力動作
が要求されている。
【０００４】しかしながら、半導体レーザ装置を高出力
化すると、半導体レーザ装置の共振器端面の光学損傷
（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍ
ａｇｅ、以下ＣＯＤという）破壊が生じる。ＣＯＤ破壊
とは劣化現象であり、半導体レーザ装置の共振器端面近
傍においてレーザ光が吸収されることによって発生する
熱により生じる。発生した熱は、共振器端面近傍におけ
る半導体層を劣化させる。具体的には、共振器端面近傍
における半導体層のバンドギャップを縮小させ、共振器
端面近傍において半導体層の吸収係数を増大させる。こ
のため、共振器端面近傍においてレーザ光がさらに吸収
される。
化すると、半導体レーザ装置の共振器端面の光学損傷
（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍ
ａｇｅ、以下ＣＯＤという）破壊が生じる。ＣＯＤ破壊
とは劣化現象であり、半導体レーザ装置の共振器端面近
傍においてレーザ光が吸収されることによって発生する
熱により生じる。発生した熱は、共振器端面近傍におけ
る半導体層を劣化させる。具体的には、共振器端面近傍
における半導体層のバンドギャップを縮小させ、共振器
端面近傍において半導体層の吸収係数を増大させる。こ
のため、共振器端面近傍においてレーザ光がさらに吸収
される。
【０００５】ＣＯＤ破壊に対して、半導体レーザ装置の
共振器端面側領域にあらかじめバンドギャップが大き
く、半導体レーザ装置が放射するレーザ光に対して透明
である半導体層を設ける、すなわち、いわゆる窓構造を
形成することが効果的であることが知られている。特
に、赤色レーザ光の出力が５０ｍＷを越える半導体レー
ザ装置における窓構造の形成は、使用上の信頼性を確保
するために必要な技術となっている。
共振器端面側領域にあらかじめバンドギャップが大き
く、半導体レーザ装置が放射するレーザ光に対して透明
である半導体層を設ける、すなわち、いわゆる窓構造を
形成することが効果的であることが知られている。特
に、赤色レーザ光の出力が５０ｍＷを越える半導体レー
ザ装置における窓構造の形成は、使用上の信頼性を確保
するために必要な技術となっている。
【０００６】窓構造を有する半導体レーザ装置の製造方
法としては、これまで様々な方法が提案されている。そ
の１つにＺｎの拡散による活性層超格子の混晶化現象を
利用する方法がある。例えば、特開平１１−２８４２８
０号公報では、半導体レーザ装置の共振器端面近傍の上
部にＺｎを高濃度に含んだIII−Ｖ族化合物半導体層
（以下、Ｚｎ供給層と称する）をさらに形成し、Ｚｎ供
給層からＺｎを固相拡散させることによって、共振器端
面側領域の活性層を無秩序化し、窓構造を形成する方法
が開示されている。また、上記のＺｎ供給層の代わりに
Ｚｎの拡散源としてＺｎＯを用いる方法が、例えば特開
平１０−２９００４３号公報に開示されている。
法としては、これまで様々な方法が提案されている。そ
の１つにＺｎの拡散による活性層超格子の混晶化現象を
利用する方法がある。例えば、特開平１１−２８４２８
０号公報では、半導体レーザ装置の共振器端面近傍の上
部にＺｎを高濃度に含んだIII−Ｖ族化合物半導体層
（以下、Ｚｎ供給層と称する）をさらに形成し、Ｚｎ供
給層からＺｎを固相拡散させることによって、共振器端
面側領域の活性層を無秩序化し、窓構造を形成する方法
が開示されている。また、上記のＺｎ供給層の代わりに
Ｚｎの拡散源としてＺｎＯを用いる方法が、例えば特開
平１０−２９００４３号公報に開示されている。
【０００７】図１０は、従来の半導体レーザ装置の構造
を表す斜視図である。
を表す斜視図である。
【０００８】図１０に示すように、従来の半導体レーザ
装置７０は、共振器端面側領域７１３と、内部領域７１
２とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
装置７０は、共振器端面側領域７１３と、内部領域７１
２とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
【０００９】内部領域７１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる
基板７００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラ
ッド層７０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２
ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌ
ＧａＩｎＰ層とで構成される量子井戸からなる活性層７
０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２ｂ（厚さ
３０ｎｍ）、ドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層７０３、ｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰからなる電流ブロック層７０４、ドーパントと
してＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２ク
ラッド層７０５、およびドーパントとしてＺｎを含むｐ
型ＧａＡｓからなるコンタクト層７０６が順に積層され
た構造を有している。
基板７００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラ
ッド層７０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２
ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌ
ＧａＩｎＰ層とで構成される量子井戸からなる活性層７
０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２ｂ（厚さ
３０ｎｍ）、ドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層７０３、ｎ型ＡｌＧ
ａＩｎＰからなる電流ブロック層７０４、ドーパントと
してＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２ク
ラッド層７０５、およびドーパントとしてＺｎを含むｐ
型ＧａＡｓからなるコンタクト層７０６が順に積層され
た構造を有している。
【００１０】なお、活性層７０２の構造は、ＧａＩｎＰ
層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイッチした構造の繰り返
しとなっている。
層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイッチした構造の繰り返
しとなっている。
【００１１】共振器端面側領域７１３は、ｎ型ＧａＡｓ
からなる基板７００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
ｎ型クラッド層７０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド
層７０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩ
ｎＰとが混晶化された混晶化活性層７１１、ＡｌＧａＩ
ｎＰからなるガイド層７０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドー
パントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ
型第１クラッド層７０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
電流ブロック層７０４、ドーパントとしてＺｎを含むｐ
型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層７０５、
およびドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＧａＡｓからな
るコンタクト層７０６が順に積層された構造を有してい
る。
からなる基板７００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
ｎ型クラッド層７０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド
層７０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩ
ｎＰとが混晶化された混晶化活性層７１１、ＡｌＧａＩ
ｎＰからなるガイド層７０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドー
パントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ
型第１クラッド層７０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
電流ブロック層７０４、ドーパントとしてＺｎを含むｐ
型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層７０５、
およびドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＧａＡｓからな
るコンタクト層７０６が順に積層された構造を有してい
る。
【００１２】ｎ型ＧａＡｓ基板７００の下面の上には、
ｎ型ＧａＡｓ基板７００とオーミック接触する金属（例
えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極７０８
が形成されている。また、コンタクト層７０６の上に
は、コンタクト層７０６とオーミック接触する金属（例
えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極７０９
が形成されている。
ｎ型ＧａＡｓ基板７００とオーミック接触する金属（例
えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極７０８
が形成されている。また、コンタクト層７０６の上に
は、コンタクト層７０６とオーミック接触する金属（例
えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極７０９
が形成されている。
【００１３】混晶化活性層７１１は、Ｚｎを固相拡散さ
せることによって無秩序化されている。このことによっ
て、混晶化活性層７１１のバンドギャップは大きくな
り、半導体レーザ装置７０が放射するレーザ光に対して
透明である窓構造となっている。
せることによって無秩序化されている。このことによっ
て、混晶化活性層７１１のバンドギャップは大きくな
り、半導体レーザ装置７０が放射するレーザ光に対して
透明である窓構造となっている。
【００１４】上述のように、Ｚｎ拡散によって窓構造を
形成することにより半導体レーザ装置の信頼性が向上
し、出力５０ｍＷクラスの半導体レーザ装置が実現され
ている。
形成することにより半導体レーザ装置の信頼性が向上
し、出力５０ｍＷクラスの半導体レーザ装置が実現され
ている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記いずれの公報に記
載された方法を用いた場合も、Ｚｎの拡散源から活性層
への固相拡散、および活性層を混晶化する工程では、熱
処理が必要とされている。
載された方法を用いた場合も、Ｚｎの拡散源から活性層
への固相拡散、および活性層を混晶化する工程では、熱
処理が必要とされている。
【００１６】しかしながら、Ｚｎの固相拡散の工程で熱
処理を行なうと、半導体レーザ装置７０の共振器端面側
領域７１３だけでなく、内部領域７１２においても、ｐ
型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５お
よびコンタクト層７０６にドーパントとして添加されて
いたＺｎが活性層７０２へ拡散する。活性層７０２にＺ
ｎ等のドーパントが拡散すると、活性層７０２内に非発
光再結合中心が形成されて半導体レーザ装置７０の特性
が低下する、あるいは活性層７０２内に結晶欠陥が形成
されて半導体レーザ装置７０の寿命が短縮されるという
不具合がある。
処理を行なうと、半導体レーザ装置７０の共振器端面側
領域７１３だけでなく、内部領域７１２においても、ｐ
型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５お
よびコンタクト層７０６にドーパントとして添加されて
いたＺｎが活性層７０２へ拡散する。活性層７０２にＺ
ｎ等のドーパントが拡散すると、活性層７０２内に非発
光再結合中心が形成されて半導体レーザ装置７０の特性
が低下する、あるいは活性層７０２内に結晶欠陥が形成
されて半導体レーザ装置７０の寿命が短縮されるという
不具合がある。
【００１７】また、ｐ型第１クラッド層７０３、ｐ型第
２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のドーパ
ントの濃度が高いほど半導体レーザ装置７０を構成する
各半導体層内へのドーパントの拡散量は大きくなる。こ
のため、Ｚｎが高濃度にドーピングされるほど、半導体
レーザ装置の特性の低下および寿命の短縮といった不具
合が顕著になる。従って、内部領域７１２において、活
性層７０２へのＺｎの拡散を抑制するためには、ｐ型第
１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５および
コンタクト層７０６のＺｎのドーピング濃度を低くする
ことが好ましい。
２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のドーパ
ントの濃度が高いほど半導体レーザ装置７０を構成する
各半導体層内へのドーパントの拡散量は大きくなる。こ
のため、Ｚｎが高濃度にドーピングされるほど、半導体
レーザ装置の特性の低下および寿命の短縮といった不具
合が顕著になる。従って、内部領域７１２において、活
性層７０２へのＺｎの拡散を抑制するためには、ｐ型第
１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５および
コンタクト層７０６のＺｎのドーピング濃度を低くする
ことが好ましい。
【００１８】ところが、ｐ型第１クラッド層７０３、ｐ
型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のＺ
ｎのドーピング濃度は、半導体レーザ装置７０の温度特
性に大きな影響を与える。上述のようにｐ型第１クラッ
ド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタク
ト層７０６のドーピング濃度を低くした場合には、ｐ型
第１クラッド層７０３と活性層７０２との間において伝
導帯のバンドオフセットが小さくなる。つまり、ｐ型第
１クラッド層７０３と活性層７０２との間で伝導帯の電
子に対するバンド障壁を充分に確保することができな
い。このため、活性層７０２からｐ型第１クラッド層７
０３への電子のオーバーフローが増大する。その結果、
注入電流を増しても発光に寄与する電流成分の増加が小
さくなり、光出力が飽和する。特に、高温で高出力が得
られなくなるといった不具合が生じる。
型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のＺ
ｎのドーピング濃度は、半導体レーザ装置７０の温度特
性に大きな影響を与える。上述のようにｐ型第１クラッ
ド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタク
ト層７０６のドーピング濃度を低くした場合には、ｐ型
第１クラッド層７０３と活性層７０２との間において伝
導帯のバンドオフセットが小さくなる。つまり、ｐ型第
１クラッド層７０３と活性層７０２との間で伝導帯の電
子に対するバンド障壁を充分に確保することができな
い。このため、活性層７０２からｐ型第１クラッド層７
０３への電子のオーバーフローが増大する。その結果、
注入電流を増しても発光に寄与する電流成分の増加が小
さくなり、光出力が飽和する。特に、高温で高出力が得
られなくなるといった不具合が生じる。
【００１９】図１１は、ｐ型第１クラッド層７０３に高
濃度にＺｎをドーピングした従来の半導体レーザ装置７
０における共振器端面側領域７１３および内部領域７１
２の２次イオン質量分析計（Secondary Ion Mass Spect
roscopy、以下ＳＩＭＳという）による測定プロファイ
ルを示す図である。なお、ここで活性層７０２にはドー
パントが何も添加されていない。
濃度にＺｎをドーピングした従来の半導体レーザ装置７
０における共振器端面側領域７１３および内部領域７１
２の２次イオン質量分析計（Secondary Ion Mass Spect
roscopy、以下ＳＩＭＳという）による測定プロファイ
ルを示す図である。なお、ここで活性層７０２にはドー
パントが何も添加されていない。
【００２０】図１１に示すように、内部領域７１２の活
性層７０２には、意図的にドーパントを添加されていな
いにも関わらず、Ｚｎが混入している。これは窓構造を
形成するための熱処理工程において、ｐ型第１クラッド
層７０３に高濃度に添加されたＺｎの拡散が生じたため
である。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様の
ドーパントの拡散が生じる。
性層７０２には、意図的にドーパントを添加されていな
いにも関わらず、Ｚｎが混入している。これは窓構造を
形成するための熱処理工程において、ｐ型第１クラッド
層７０３に高濃度に添加されたＺｎの拡散が生じたため
である。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様の
ドーパントの拡散が生じる。
【００２１】本発明は、上記不具合を解決するためにな
されたものであり、信頼性の高い半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
されたものであり、信頼性の高い半導体レーザ装置を提
供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ装
置は、第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域と
を有する半導体基板と、上記第１領域上に形成された化
合物半導体からなる第１活性層と、上記第１活性層上に
形成され、第１のドーパントを含む化合物半導体からな
る第１クラッド層と、上記第２領域上に形成され、上記
１活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントより
も大きい第２のドーパントを含む化合物半導体からなる
第２活性層とを備える。
置は、第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域と
を有する半導体基板と、上記第１領域上に形成された化
合物半導体からなる第１活性層と、上記第１活性層上に
形成され、第１のドーパントを含む化合物半導体からな
る第１クラッド層と、上記第２領域上に形成され、上記
１活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントより
も大きい第２のドーパントを含む化合物半導体からなる
第２活性層とを備える。
【００２３】本発明によれば、第１クラッド層から第１
活性層への第１のドーパントの拡散が抑制される。この
ため、第１活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、
本発明の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
活性層への第１のドーパントの拡散が抑制される。この
ため、第１活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、
本発明の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
【００２４】上記第１クラッド層における上記第１のド
ーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×
１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることが好ましい。
ーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×
１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることが好ましい。
【００２５】本発明によれば、第１クラッド層から第１
活性層へのドーパントの拡散が抑制されるため、第１ク
ラッド層のドーピング濃度を大きく設定することが可能
である。このため、第１のドーパントの濃度を５×１０
17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下の範
囲内の高濃度とすることが可能である。このことによっ
て、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動
作が可能な半導体レーザ装置が得られる。
活性層へのドーパントの拡散が抑制されるため、第１ク
ラッド層のドーピング濃度を大きく設定することが可能
である。このため、第１のドーパントの濃度を５×１０
17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下の範
囲内の高濃度とすることが可能である。このことによっ
て、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動
作が可能な半導体レーザ装置が得られる。
【００２６】上記第１活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-y
ＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されてお
り、上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎd
Ｐ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、上
記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇか
らなる群から選択される少なくとも１つの元素である構
成としてもよい。
ＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されてお
り、上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎd
Ｐ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、上
記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇか
らなる群から選択される少なくとも１つの元素である構
成としてもよい。
【００２７】上記第１活性層は、互いにバンドギャップ
が異なる化合物半導体から形成された２つの層が交互に
堆積されており、上記第２活性層は、互いにバンドギャ
ップが異なる化合物半導体が混晶化されていることが好
ましい。
が異なる化合物半導体から形成された２つの層が交互に
堆積されており、上記第２活性層は、互いにバンドギャ
ップが異なる化合物半導体が混晶化されていることが好
ましい。
【００２８】このことによって、第２活性層は、第１活
性層よりもバンドギャップが大きく、半導体レーザ装置
が放射するレーザ光に対して透明となる。従って、第１
活性層から放射されるレーザ光が第２活性層に吸収され
ずに出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ
破壊を抑制・防止できる。
性層よりもバンドギャップが大きく、半導体レーザ装置
が放射するレーザ光に対して透明となる。従って、第１
活性層から放射されるレーザ光が第２活性層に吸収され
ずに出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ
破壊を抑制・防止できる。
【００２９】上記半導体基板の最上部は、上記第１クラ
ッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド
層により構成され、上記第２クラッド層は、上記第２の
ドーパントよりも上記第１活性層に対する拡散係数が小
さい第３のドーパントを含むことが好ましい。
ッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド
層により構成され、上記第２クラッド層は、上記第２の
ドーパントよりも上記第１活性層に対する拡散係数が小
さい第３のドーパントを含むことが好ましい。
【００３０】このことによって、第２クラッド層から第
１活性層への第３のドーパントの拡散を抑制・防止する
ことができる。
１活性層への第３のドーパントの拡散を抑制・防止する
ことができる。
【００３１】本発明の半導体レーザ装置は、半導体基板
と、上記半導体基板上に形成された化合物半導体からな
る活性層と、上記活性層上に形成され、上記活性層に対
する拡散係数がＺｎよりも小さい第１のドーパントを含
む化合物半導体からなる第１クラッド層とを備える。
と、上記半導体基板上に形成された化合物半導体からな
る活性層と、上記活性層上に形成され、上記活性層に対
する拡散係数がＺｎよりも小さい第１のドーパントを含
む化合物半導体からなる第１クラッド層とを備える。
【００３２】本発明によれば、第１クラッド層から活性
層への第１のドーパントの拡散が抑制される。このた
め、活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明
の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
層への第１のドーパントの拡散が抑制される。このた
め、活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明
の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
【００３３】上記第１クラッド層における上記第１のド
ーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×
１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることを特徴とすること
が好ましい。
ーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×
１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることを特徴とすること
が好ましい。
【００３４】本発明によれば、第１クラッド層から活性
層へのドーパントの拡散が抑制されるため、第１クラッ
ド層のドーピング濃度を大きく設定することが可能であ
る。このため、ドーパントの濃度を５×１０17 atoms・
ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下の範囲内の高
濃度とすることが可能である。このことによって、電子
のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能
な半導体レーザ装置が得られる。
層へのドーパントの拡散が抑制されるため、第１クラッ
ド層のドーピング濃度を大きく設定することが可能であ
る。このため、ドーパントの濃度を５×１０17 atoms・
ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下の範囲内の高
濃度とすることが可能である。このことによって、電子
のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能
な半導体レーザ装置が得られる。
【００３５】上記活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎy
Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されており、上
記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ（０
≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、上記第１
のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇからなる
群から選択される少なくとも１つの元素である構成とし
てもよい。
Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されており、上
記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ（０
≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、上記第１
のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇからなる
群から選択される少なくとも１つの元素である構成とし
てもよい。
【００３６】上記活性層は、互いにバンドギャップが異
なる化合物半導体から形成された２つの層が交互に堆積
されている第１領域と、上記第１領域と互いに隣接し、
上記互いにバンドギャップが異なる化合物半導体が混晶
化されている第２領域とを有し、上記第２領域に位置す
る上記活性層は、上記活性層に対する拡散係数が上記第
１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを含むこ
とが好ましい。
なる化合物半導体から形成された２つの層が交互に堆積
されている第１領域と、上記第１領域と互いに隣接し、
上記互いにバンドギャップが異なる化合物半導体が混晶
化されている第２領域とを有し、上記第２領域に位置す
る上記活性層は、上記活性層に対する拡散係数が上記第
１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを含むこ
とが好ましい。
【００３７】このことによって、第２領域に位置する活
性層は、第１領域の活性層よりもバンドギャップが大き
く、第１領域に位置する活性層から放射されるレーザ光
に対して透明となる。従って、第１領域の活性層から放
射されるレーザ光が第２領域の活性層に吸収されずに出
射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破壊を
抑制・防止できる。
性層は、第１領域の活性層よりもバンドギャップが大き
く、第１領域に位置する活性層から放射されるレーザ光
に対して透明となる。従って、第１領域の活性層から放
射されるレーザ光が第２領域の活性層に吸収されずに出
射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破壊を
抑制・防止できる。
【００３８】上記半導体基板の最上部は、上記第１クラ
ッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド
層により構成され、上記第２クラッド層は、上記活性層
に対する拡散係数が上記第２のドーパントよりも小さい
第３のドーパントを含むことが好ましい。
ッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド
層により構成され、上記第２クラッド層は、上記活性層
に対する拡散係数が上記第２のドーパントよりも小さい
第３のドーパントを含むことが好ましい。
【００３９】このことによって、第２クラッド層から第
１活性層への第３のドーパントの拡散を抑制・防止する
ことができる。
１活性層への第３のドーパントの拡散を抑制・防止する
ことができる。
【００４０】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域とを有す
る半導体基板を用意する工程（ａ）と、上記第１領域お
よび上記第２領域上に、化合物半導体からなる活性層を
堆積する工程（ｂ）と、基板上に、第１のドーパントを
含む化合物半導体からなる第１クラッド層を堆積する工
程（ｃ）と、上記活性層のうちの上記第２領域に位置す
る部分に、上記活性層に対する拡散係数が上記第１のド
ーパントよりも大きい第２のドーパントを拡散すること
によって、上記上記活性層のうちの上記第２領域に位置
する部分を混晶化する工程（ｄ）とを含む。
第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域とを有す
る半導体基板を用意する工程（ａ）と、上記第１領域お
よび上記第２領域上に、化合物半導体からなる活性層を
堆積する工程（ｂ）と、基板上に、第１のドーパントを
含む化合物半導体からなる第１クラッド層を堆積する工
程（ｃ）と、上記活性層のうちの上記第２領域に位置す
る部分に、上記活性層に対する拡散係数が上記第１のド
ーパントよりも大きい第２のドーパントを拡散すること
によって、上記上記活性層のうちの上記第２領域に位置
する部分を混晶化する工程（ｄ）とを含む。
【００４１】本発明によれば、第１クラッド層から活性
層のうちの第１領域に位置する部分への第１のドーパン
トの拡散が抑制される。このため、活性層のうちの第１
領域に位置する部分では結晶欠陥が少なくなる。また、
活性層のうちの第２領域に位置する部分は、活性層のう
ちの第１領域に位置する部分よりもバンドギャップが大
きく、活性層のうちの第１領域に位置する部分から放射
されるレーザ光に対して透明となる。従って、活性層の
うちの第１領域に位置する部分から放射されるレーザ光
が活性層のうちの第２領域に位置する部分に吸収されず
に出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破
壊を抑制・防止できる。従って、高い信頼性を有する半
導体レーザ装置が得られる。
層のうちの第１領域に位置する部分への第１のドーパン
トの拡散が抑制される。このため、活性層のうちの第１
領域に位置する部分では結晶欠陥が少なくなる。また、
活性層のうちの第２領域に位置する部分は、活性層のう
ちの第１領域に位置する部分よりもバンドギャップが大
きく、活性層のうちの第１領域に位置する部分から放射
されるレーザ光に対して透明となる。従って、活性層の
うちの第１領域に位置する部分から放射されるレーザ光
が活性層のうちの第２領域に位置する部分に吸収されず
に出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破
壊を抑制・防止できる。従って、高い信頼性を有する半
導体レーザ装置が得られる。
【００４２】上記工程（ｃ）の後に、基板上に、化合物
半導体からなる電流ブロック層を堆積する工程（ｅ）
と、上記電流ブロック層にストライプ状の開口部を形成
する工程（ｆ）と、基板上に、化合物半導体からなる第
２クラッド層を堆積する工程（ｇ）とをさらに含む構成
としてもよい。
半導体からなる電流ブロック層を堆積する工程（ｅ）
と、上記電流ブロック層にストライプ状の開口部を形成
する工程（ｆ）と、基板上に、化合物半導体からなる第
２クラッド層を堆積する工程（ｇ）とをさらに含む構成
としてもよい。
【００４３】上記工程（ｃ）の後に、基板上に、エッチ
ングストップ層と、化合物半導体からなる第２クラッド
層とを順に堆積する工程（ｈ）と、上記工程（ｄ）の後
に、上記第２クラッド層の上方に開口部を有するマスク
を形成する工程（ｉ）と、上記マスクを用いて、上記開
口部内の領域に位置する上記第２クラッド層を除去し、
上記開口部内に上記エッチングストップ層を露出させる
工程（ｊ）と、基板上に、化合物半導体からなる電流ブ
ロック層を形成する工程（ｋ）とをさらに含む構成とし
てもよい。
ングストップ層と、化合物半導体からなる第２クラッド
層とを順に堆積する工程（ｈ）と、上記工程（ｄ）の後
に、上記第２クラッド層の上方に開口部を有するマスク
を形成する工程（ｉ）と、上記マスクを用いて、上記開
口部内の領域に位置する上記第２クラッド層を除去し、
上記開口部内に上記エッチングストップ層を露出させる
工程（ｊ）と、基板上に、化合物半導体からなる電流ブ
ロック層を形成する工程（ｋ）とをさらに含む構成とし
てもよい。
【００４４】本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、
半導体基板上に、化合物半導体からなる活性層を堆積す
る工程（ａ）と、基板上に、上記活性層に対する拡散係
数がＺｎよりも小さいドーパントを含む化合物半導体か
らなるクラッド層を堆積する工程（ｂ）とを含む。
半導体基板上に、化合物半導体からなる活性層を堆積す
る工程（ａ）と、基板上に、上記活性層に対する拡散係
数がＺｎよりも小さいドーパントを含む化合物半導体か
らなるクラッド層を堆積する工程（ｂ）とを含む。
【００４５】本発明によれば、クラッド層から活性層へ
のドーパントの拡散が抑制される。このため、活性層で
は結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明の半導体レー
ザ装置は高い信頼性を有する。
のドーパントの拡散が抑制される。このため、活性層で
は結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明の半導体レー
ザ装置は高い信頼性を有する。
【００４６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、簡単のため、
各実施形態に共通する構成要素は、同一の参照符号で示
す。
て、図面を参照しながら説明する。なお、簡単のため、
各実施形態に共通する構成要素は、同一の参照符号で示
す。
【００４７】（実施形態１）図１は、本実施形態の半導
体レーザ装置の構造を表す斜視図である。図２（ａ）
は、図１中に示す線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図２
（ｂ）は、図１中に示す線Ｂ−Ｂに沿った断面図であ
る。
体レーザ装置の構造を表す斜視図である。図２（ａ）
は、図１中に示す線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図２
（ｂ）は、図１中に示す線Ｂ−Ｂに沿った断面図であ
る。
【００４８】図１に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ装置１０は、内部領域１１２と、共振器端面側領域
１１３とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
ーザ装置１０は、内部領域１１２と、共振器端面側領域
１１３とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
【００４９】図１および図２（ａ）に示すように、内部
領域１１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、Ａ
ｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎ
ｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層と
で構成される量子井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａ
ＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ド
ーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
ｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからな
る電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含む
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０
５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓか
らなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有し
ている。
領域１１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、Ａ
ｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎ
ｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層と
で構成される量子井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａ
ＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ド
ーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなる
ｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからな
る電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含む
ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０
５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓか
らなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有し
ている。
【００５０】なお、本実施形態において、活性層１０２
の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイ
ッチした構造の繰り返しとなっている。
の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイ
ッチした構造の繰り返しとなっている。
【００５１】図１および図２（ｂ）に示すように、共振
器端面側領域１１３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０
０上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１
０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ
３０ｎｍ）、Ｚｎが拡散され、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩ
ｎＰとが混晶化されている混晶化活性層１１１、ＡｌＧ
ａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、
ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからな
るｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰから
なる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含
むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０
５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓか
らなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有し
ている。
器端面側領域１１３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０
０上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１
０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ
３０ｎｍ）、Ｚｎが拡散され、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩ
ｎＰとが混晶化されている混晶化活性層１１１、ＡｌＧ
ａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、
ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからな
るｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰから
なる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含
むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０
５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓか
らなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有し
ている。
【００５２】特に、本実施形態では、混晶化活性層１１
１は、Ｚｎの拡散によって活性層超格子が混晶化されて
おり、そのバンドギャップは内部領域１１２における活
性層１０２のものより大きくなっている。
１は、Ｚｎの拡散によって活性層超格子が混晶化されて
おり、そのバンドギャップは内部領域１１２における活
性層１０２のものより大きくなっている。
【００５３】ｎ型ＧａＡｓ基板１００の下面の上には、
ｎ型ＧａＡｓ基板１００とオーミック接触する金属（例
えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極１０７
が形成されている。また、コンタクト層１０６の上に
は、コンタクト層１０６とオーミック接触する金属（例
えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極１０８
が形成されている。
ｎ型ＧａＡｓ基板１００とオーミック接触する金属（例
えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極１０７
が形成されている。また、コンタクト層１０６の上に
は、コンタクト層１０６とオーミック接触する金属（例
えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極１０８
が形成されている。
【００５４】図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示す
ように、電流ブロック層１０４には、ｐ型第１クラッド
層１０３に到達する矩形状（ストライプ状）の開口部１
２１が形成されている。開口部１２１において、ｐ型第
１クラッド層１０３とｐ型第２クラッド層１０５とが接
触している。開口部１２１を通じて電流が活性層１０２
に注入されてレーザ発振を生じる。
ように、電流ブロック層１０４には、ｐ型第１クラッド
層１０３に到達する矩形状（ストライプ状）の開口部１
２１が形成されている。開口部１２１において、ｐ型第
１クラッド層１０３とｐ型第２クラッド層１０５とが接
触している。開口部１２１を通じて電流が活性層１０２
に注入されてレーザ発振を生じる。
【００５５】なお、本実施形態では、ＡｌＧａＩｎＰ
は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ
≦１）を意味する。また特に、ＧａＩｎＰは、（Ａｌx
Ｇａ1-x）1-yＩｎyＰにおいてｘ＝０であるもの意味す
る。
は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ
≦１）を意味する。また特に、ＧａＩｎＰは、（Ａｌx
Ｇａ1-x）1-yＩｎyＰにおいてｘ＝０であるもの意味す
る。
【００５６】上述の本実施形態の半導体レーザ装置１０
が備える各層の具体的な組成、厚さおよびドーパントの
濃度（不純物濃度）を表１に示す。なお、ｎ型のドーパ
ントとしてはＳｉが用いられている。
が備える各層の具体的な組成、厚さおよびドーパントの
濃度（不純物濃度）を表１に示す。なお、ｎ型のドーパ
ントとしてはＳｉが用いられている。
【００５７】
【表１】
【００５８】本実施形態では、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩ
ｎyＰで表される材料からなるｎ型クラッド層１０１、
ガイド層１０２ａ、活性層１０２、ガイド層１０２ｂ、
ｐ型第１クラッド層１０３、電流ブロック層１０４およ
びｐ型第２クラッド層１０５では、Ｉｎの組成比を表す
ｙの値が約０．５となっている。ｎ型ＧａＡｓ基板１０
０に格子整合させるためには、Ｉｎの組成比を表すｙの
値が０．４５≦ｙ≦０．５５の範囲内であることが好ま
しい。勿論、他の基板を用いる場合は、基板に応じてｙ
の値を変化させればよく、上記の範囲内に限られない。
ｎyＰで表される材料からなるｎ型クラッド層１０１、
ガイド層１０２ａ、活性層１０２、ガイド層１０２ｂ、
ｐ型第１クラッド層１０３、電流ブロック層１０４およ
びｐ型第２クラッド層１０５では、Ｉｎの組成比を表す
ｙの値が約０．５となっている。ｎ型ＧａＡｓ基板１０
０に格子整合させるためには、Ｉｎの組成比を表すｙの
値が０．４５≦ｙ≦０．５５の範囲内であることが好ま
しい。勿論、他の基板を用いる場合は、基板に応じてｙ
の値を変化させればよく、上記の範囲内に限られない。
【００５９】次に、本実施形態の半導体レーザ装置１０
の製造方法を、図３および図４を参照しながら説明す
る。図３および図４は、本実施形態の半導体レーザ装置
の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
の製造方法を、図３および図４を参照しながら説明す
る。図３および図４は、本実施形態の半導体レーザ装置
の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【００６０】まず、図３（ａ）に示す工程で、ｎ型Ｇａ
Ａｓからなる基板１００を用意する。次に、基板１００
上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０
１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ、活性層
１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４およ
びＧａＡｓからなるキャップ層１１０を、例えば有機金
属気相成長（以下ＭＯＣＶＤという）法または分子線エ
ピタキシャル成長（以下ＭＢＥという）法などによって
順に堆積する。なお、活性層１０２は、ＧａＩｎＰ層と
ＡｌＧａＩｎＰ層とを交互に堆積することによって形成
される。
Ａｓからなる基板１００を用意する。次に、基板１００
上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０
１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ、活性層
１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４およ
びＧａＡｓからなるキャップ層１１０を、例えば有機金
属気相成長（以下ＭＯＣＶＤという）法または分子線エ
ピタキシャル成長（以下ＭＢＥという）法などによって
順に堆積する。なお、活性層１０２は、ＧａＩｎＰ層と
ＡｌＧａＩｎＰ層とを交互に堆積することによって形成
される。
【００６１】なお、上記工程でｐ型ＡｌＧａＩｎＰから
なるｐ型第１クラッド層１０３を形成する際には、ｐ型
ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法とし
ては、原料ガス中にＭｇ（Ｃ5Ｈ5）2を混在させてＡｌ
ＧａＩｎＰ層を結晶成長させる方法、アンドープのＡｌ
ＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後にイオン注入によって
Ｍｇを導入する方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を
結晶成長させた後に固相拡散源としてＭｇＯを用い、固
相拡散させることによって導入する方法などの当業者に
公知の方法が用いられる。
なるｐ型第１クラッド層１０３を形成する際には、ｐ型
ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法とし
ては、原料ガス中にＭｇ（Ｃ5Ｈ5）2を混在させてＡｌ
ＧａＩｎＰ層を結晶成長させる方法、アンドープのＡｌ
ＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後にイオン注入によって
Ｍｇを導入する方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を
結晶成長させた後に固相拡散源としてＭｇＯを用い、固
相拡散させることによって導入する方法などの当業者に
公知の方法が用いられる。
【００６２】次に、図３（ｂ）に示す工程で、キャップ
層１１０をエッチングによって除去した後、フォトリソ
グラフィ法を用いてレジスト膜を矩形状（ストライプ
状）にパターニングし、このレジスト膜をマスクとして
電流ブロック層１０４をエッチングする。このことによ
って、電流ブロック層１０４に、矩形状（ストライプ
状）の開口部１２１を形成する。
層１１０をエッチングによって除去した後、フォトリソ
グラフィ法を用いてレジスト膜を矩形状（ストライプ
状）にパターニングし、このレジスト膜をマスクとして
電流ブロック層１０４をエッチングする。このことによ
って、電流ブロック層１０４に、矩形状（ストライプ
状）の開口部１２１を形成する。
【００６３】続いて、図４（ａ）に示す工程で、上記工
程で得られた基板上に、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ
型第２クラッド層１０５と、ｐ型ＧａＡｓからなるコン
タクト層１０６とを、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ
法などによって順に堆積する。ここで、ｐ型第２クラッ
ド層１０５およびコンタクト層１０６を形成する際に
も、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入
方法は、図３（ａ）に示す工程でｐ型第１クラッド層１
０３を形成する際に用いられる方法と同様であり、当業
者に公知の方法が用いられる。
程で得られた基板上に、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ
型第２クラッド層１０５と、ｐ型ＧａＡｓからなるコン
タクト層１０６とを、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ
法などによって順に堆積する。ここで、ｐ型第２クラッ
ド層１０５およびコンタクト層１０６を形成する際に
も、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入
方法は、図３（ａ）に示す工程でｐ型第１クラッド層１
０３を形成する際に用いられる方法と同様であり、当業
者に公知の方法が用いられる。
【００６４】次に、図４（ｂ）に示す工程で、上記工程
で得られた基板上に、スパッタ法などによりＺｎＯ膜を
堆積する。続いて、フォトリソグラフィおよびウェット
エッチングを行なって、ＺｎＯ膜のうちの内部領域１１
２に位置する部分を除去することによって、ＺｎＯ拡散
源１４５を形成する。次に、基板上にＳｉＯ2膜１４７
を、例えばＣＶＤ法などにより堆積する。続いて、基板
を熱処理することによって、ＺｎＯ拡散源１４５からＺ
ｎが活性層１０２まで拡散し、活性層１０２を構成する
ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとの間で元素が相互に置換
される（混晶化）。このことによって、活性層１０２よ
りもバンドギャップが大きい混晶化活性層１１１が形成
される。
で得られた基板上に、スパッタ法などによりＺｎＯ膜を
堆積する。続いて、フォトリソグラフィおよびウェット
エッチングを行なって、ＺｎＯ膜のうちの内部領域１１
２に位置する部分を除去することによって、ＺｎＯ拡散
源１４５を形成する。次に、基板上にＳｉＯ2膜１４７
を、例えばＣＶＤ法などにより堆積する。続いて、基板
を熱処理することによって、ＺｎＯ拡散源１４５からＺ
ｎが活性層１０２まで拡散し、活性層１０２を構成する
ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとの間で元素が相互に置換
される（混晶化）。このことによって、活性層１０２よ
りもバンドギャップが大きい混晶化活性層１１１が形成
される。
【００６５】特に、III−Ｖ族化合物半導体中における
Ｚｎの拡散係数は比較的大きい。このため、活性層１０
２に効率よくＺｎが添加される。またＺｎは、拡散時に
ＡｌＧａＩｎＰ材料からなる超格子構造を混晶化する効
果が大きい。従って、共振器端面側領域１１３に位置す
る活性層１０２が効率的に混晶化される。
Ｚｎの拡散係数は比較的大きい。このため、活性層１０
２に効率よくＺｎが添加される。またＺｎは、拡散時に
ＡｌＧａＩｎＰ材料からなる超格子構造を混晶化する効
果が大きい。従って、共振器端面側領域１１３に位置す
る活性層１０２が効率的に混晶化される。
【００６６】なお、このＳｉＯ2膜１４７は、Ｚｎの拡
散時に、コンタクト層１０６を保護する役割を有する。
散時に、コンタクト層１０６を保護する役割を有する。
【００６７】続いて、ＺｎＯ拡散源１４５およびＳｉＯ
2膜１４７をエッチングにより除去する。最後に、コン
タクト層１０６上にｐ側電極１０８を、電子線蒸着法な
どを用いて形成する。同様に、基板１００側にもｎ側電
極１０７を、電子線蒸着法などを用いて形成する。この
ことによって、図１に示す本実施形態の半導体レーザ装
置１０が得られる。
2膜１４７をエッチングにより除去する。最後に、コン
タクト層１０６上にｐ側電極１０８を、電子線蒸着法な
どを用いて形成する。同様に、基板１００側にもｎ側電
極１０７を、電子線蒸着法などを用いて形成する。この
ことによって、図１に示す本実施形態の半導体レーザ装
置１０が得られる。
【００６８】本実施形態の半導体レーザ装置１０では、
ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０
５、およびコンタクト層１０６のｐ型ドーパントとして
Ｍｇを用いている。Ｍｇは、一般に半導体材料における
拡散係数が、従来ｐ型ドーパントとして用いられている
Ｚｎよりも小さい。従って、上記図４（ｂ）に示す工程
で熱処理によってＺｎを拡散させる際に、内部領域１１
２において、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０
２へのドーパントであるＭｇの拡散が十分に抑制され
る。
ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０
５、およびコンタクト層１０６のｐ型ドーパントとして
Ｍｇを用いている。Ｍｇは、一般に半導体材料における
拡散係数が、従来ｐ型ドーパントとして用いられている
Ｚｎよりも小さい。従って、上記図４（ｂ）に示す工程
で熱処理によってＺｎを拡散させる際に、内部領域１１
２において、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０
２へのドーパントであるＭｇの拡散が十分に抑制され
る。
【００６９】また、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第
２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞ
れ堆積時においても同様に、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散も勿論抑制・防
止される。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様
のドーパントの拡散も抑制・防止される。このため、内
部領域１１２では、活性層１０２の結晶欠陥が少なくな
る。従って、本実施形態の半導体レーザ装置１０は、高
い信頼性を有する。
２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞ
れ堆積時においても同様に、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散も勿論抑制・防
止される。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様
のドーパントの拡散も抑制・防止される。このため、内
部領域１１２では、活性層１０２の結晶欠陥が少なくな
る。従って、本実施形態の半導体レーザ装置１０は、高
い信頼性を有する。
【００７０】さらに、本実施形態の半導体レーザ装置１
０の製造において、上記図４（ｂ）に示す工程で熱処理
によってＺｎを拡散させる際に、ドーパントであるＭｇ
の拡散が抑制されるため、ｐ型第１クラッド層１０３の
ドーピング濃度を大きく設定することが可能である。な
お、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度は５×
１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下
であることが好ましい。このことによって、電子のオー
バーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な赤色
半導体レーザ装置を実現することができる。
０の製造において、上記図４（ｂ）に示す工程で熱処理
によってＺｎを拡散させる際に、ドーパントであるＭｇ
の拡散が抑制されるため、ｐ型第１クラッド層１０３の
ドーピング濃度を大きく設定することが可能である。な
お、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度は５×
１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下
であることが好ましい。このことによって、電子のオー
バーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な赤色
半導体レーザ装置を実現することができる。
【００７１】ここで、本実施形態の半導体レーザ装置１
０において、活性層１０２へのドーパントの拡散を抑制
する効果を以下に詳細に説明する。
０において、活性層１０２へのドーパントの拡散を抑制
する効果を以下に詳細に説明する。
【００７２】図５は、本実施形態の半導体レーザ装置１
０のｎ型クラッド層１０１、ガイド層１０２ａ、活性層
１０２、ガイド層１０２ｂおよびｐ型第１クラッド層１
０３のＳＩＭＳプロファイルである。
０のｎ型クラッド層１０１、ガイド層１０２ａ、活性層
１０２、ガイド層１０２ｂおよびｐ型第１クラッド層１
０３のＳＩＭＳプロファイルである。
【００７３】図５に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ装置１０の共振器端面側領域１１３では、２×１０
18atoms・ｃｍ-3程度のＺｎが混晶化活性層１１１に注入
されている。これは、活性層を混晶化し、窓構造とする
ために充分な濃度である。なお、共振器端面側領域１１
３の混晶化活性層１１１は、７×１０17atoms・ｃｍ-3以
上の濃度のＺｎが拡散された場合に生じることが確認さ
れている。
ーザ装置１０の共振器端面側領域１１３では、２×１０
18atoms・ｃｍ-3程度のＺｎが混晶化活性層１１１に注入
されている。これは、活性層を混晶化し、窓構造とする
ために充分な濃度である。なお、共振器端面側領域１１
３の混晶化活性層１１１は、７×１０17atoms・ｃｍ-3以
上の濃度のＺｎが拡散された場合に生じることが確認さ
れている。
【００７４】一方、図５に示すように、内部領域１１２
においては、ｐ型第１クラッド層１０３に２×１０18 a
toms・ｃｍ-3の高濃度のＭｇがドーピングされているに
も関わらず、活性層１０２へのＭｇの拡散は生じていな
い。これは、ドーパントとしてＺｎよりも拡散係数の小
さいＭｇを用いているからである。
においては、ｐ型第１クラッド層１０３に２×１０18 a
toms・ｃｍ-3の高濃度のＭｇがドーピングされているに
も関わらず、活性層１０２へのＭｇの拡散は生じていな
い。これは、ドーパントとしてＺｎよりも拡散係数の小
さいＭｇを用いているからである。
【００７５】なお、本実施形態では、ｎ型クラッド層１
０１のｎ型ドーパントとしてシリコンが拡散されてい
る。他のｎ型ドーパントとしては、セレンを用いること
もできる。シリコンおよびセレンなどのドーパントは、
一般に半導体材料における拡散係数が、ｐ型ドーパント
として用いられているＺｎよりも小さい。従って、ｎ型
クラッド層１０１から活性層１０２へのｎ型ドーパント
の拡散も抑制・防止することができる。
０１のｎ型ドーパントとしてシリコンが拡散されてい
る。他のｎ型ドーパントとしては、セレンを用いること
もできる。シリコンおよびセレンなどのドーパントは、
一般に半導体材料における拡散係数が、ｐ型ドーパント
として用いられているＺｎよりも小さい。従って、ｎ型
クラッド層１０１から活性層１０２へのｎ型ドーパント
の拡散も抑制・防止することができる。
【００７６】次に、本実施形態の半導体レーザ装置１０
の動作について説明する。
の動作について説明する。
【００７７】ｎ側電極１０７とｐ側電極１０８との間に
電圧を印加し、ｎ側電極１０７とｐ側電極１０８との間
に電流を注入すると、注入された電流はｐ型第２クラッ
ド層１０５において電流ブロック層１０４により狭窄さ
れ、活性層１０２において発振波長が６５０ｎｍである
レーザ光が放射される。
電圧を印加し、ｎ側電極１０７とｐ側電極１０８との間
に電流を注入すると、注入された電流はｐ型第２クラッ
ド層１０５において電流ブロック層１０４により狭窄さ
れ、活性層１０２において発振波長が６５０ｎｍである
レーザ光が放射される。
【００７８】本実施形態の半導体レーザ装置１０では、
共振器端面側領域１１３に混晶化活性層が形成された構
造（すなわち窓構造）を有している。混晶化活性層１１
１は、内部領域１１２に位置する活性層１０２より大き
なバンドギャップを有する。このため、共振器端面側領
域１１３での出射光の吸収が抑制されている。このこと
により、共振器端面においてＣＯＤ破壊が起こるレベ
ルが向上し、高出力動作が可能となっている。
共振器端面側領域１１３に混晶化活性層が形成された構
造（すなわち窓構造）を有している。混晶化活性層１１
１は、内部領域１１２に位置する活性層１０２より大き
なバンドギャップを有する。このため、共振器端面側領
域１１３での出射光の吸収が抑制されている。このこと
により、共振器端面においてＣＯＤ破壊が起こるレベ
ルが向上し、高出力動作が可能となっている。
【００７９】また、本実施形態の半導体レーザ装置１０
では、ｐ型第１クラッド層１０３のドーパントが、Ｚｎ
よりも拡散係数の小さいＭｇである。このため、内部領
域１１２において、活性層１０２へのＭｇの拡散が抑制
・防止されている。従って、活性層１０２における結晶
欠陥の生成が抑制され、半導体レーザ装置１０の信頼性
が著しく向上する。
では、ｐ型第１クラッド層１０３のドーパントが、Ｚｎ
よりも拡散係数の小さいＭｇである。このため、内部領
域１１２において、活性層１０２へのＭｇの拡散が抑制
・防止されている。従って、活性層１０２における結晶
欠陥の生成が抑制され、半導体レーザ装置１０の信頼性
が著しく向上する。
【００８０】さらに、ｐ型第１クラッド層１０３にｐ型
ドーパントとしてＭｇが高濃度にドーピングされている
ことにより、活性層からｐ型クラッド層への電子のオー
バーフローが効果的に抑制される。
ドーパントとしてＭｇが高濃度にドーピングされている
ことにより、活性層からｐ型クラッド層への電子のオー
バーフローが効果的に抑制される。
【００８１】本実施形態の半導体レーザ装置１０を実際
に動作させたところ、７０℃の環境温度下においても熱
飽和することなく、１００ｍＷの出力が得られた。
に動作させたところ、７０℃の環境温度下においても熱
飽和することなく、１００ｍＷの出力が得られた。
【００８２】なお、本実施形態において、基板１００と
してｎ型ＧａＡｓからなる基板を用いているが、これに
限定されず、ｐ型の基板（例えば、ｐ型ＧａＡｓ基板）
を用いてもよい。
してｎ型ＧａＡｓからなる基板を用いているが、これに
限定されず、ｐ型の基板（例えば、ｐ型ＧａＡｓ基板）
を用いてもよい。
【００８３】また、本実施形態において、活性層１０２
として、多重量子井戸構造を有する活性層を用いている
が、これに限定されない。例えば、単一量子井戸構造や
バルク型量子井戸構造の活性層を用いてもよい。
として、多重量子井戸構造を有する活性層を用いている
が、これに限定されない。例えば、単一量子井戸構造や
バルク型量子井戸構造の活性層を用いてもよい。
【００８４】また、本実施形態において、電流ブロック
層１０４として、ＡｌＧａＩｎＰからなる実屈折率導波
型構造の電流ブロック層を用いているが、これに限定さ
れない。例えば、ＧａＡｓからなる複素屈折率導波型構
造の電流ブロック層を用いてもよい。
層１０４として、ＡｌＧａＩｎＰからなる実屈折率導波
型構造の電流ブロック層を用いているが、これに限定さ
れない。例えば、ＧａＡｓからなる複素屈折率導波型構
造の電流ブロック層を用いてもよい。
【００８５】また、本実施形態において、共振器端面側
領域１１３に注入されるドーパントとしてＺｎ、ｐ型ド
ーパントとしてＭｇを用いて説明したが、これに限定さ
れない。但し、拡散係数の大きい材料を共振器端面側領
域１１３に注入されるドーパントに、拡散係数の小さい
材料をドーパントに選定すればよい。例えば、共振器端
面側領域１１３に注入されるドーパントとしてＭｇを、
ｐ型ドーパントとしてＢｅ、ＣｄおよびＨｇのうちのい
ずれか１つを用いる。
領域１１３に注入されるドーパントとしてＺｎ、ｐ型ド
ーパントとしてＭｇを用いて説明したが、これに限定さ
れない。但し、拡散係数の大きい材料を共振器端面側領
域１１３に注入されるドーパントに、拡散係数の小さい
材料をドーパントに選定すればよい。例えば、共振器端
面側領域１１３に注入されるドーパントとしてＭｇを、
ｐ型ドーパントとしてＢｅ、ＣｄおよびＨｇのうちのい
ずれか１つを用いる。
【００８６】また、本実施形態では、固層拡散によって
Ｚｎを注入し、活性層を混晶化する方法を説明したが、
この方法に限定されない。例えば、イオン注入などによ
りＺｎを活性層付近に注入し、その後熱処理を施して活
性層を混晶化する方法を採用しても、同様に混晶化活性
層を形成することができる。
Ｚｎを注入し、活性層を混晶化する方法を説明したが、
この方法に限定されない。例えば、イオン注入などによ
りＺｎを活性層付近に注入し、その後熱処理を施して活
性層を混晶化する方法を採用しても、同様に混晶化活性
層を形成することができる。
【００８７】なお、本実施形態では、窓構造を備える半
導体レーザ装置を説明したが、共振器端面側領域１１３
を備えていない（すなわち、窓構造を備えていない）構
成としてもよい。
導体レーザ装置を説明したが、共振器端面側領域１１３
を備えていない（すなわち、窓構造を備えていない）構
成としてもよい。
【００８８】共振器端面側領域１１３を備えていない半
導体レーザ装置においても、ｐ型ドーパントとしてＭｇ
等のＺｎよりも拡散係数の小さい材料を用いることによ
って、本実施形態の半導体レーザ装置１０と同様に、ｐ
型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５お
よびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時において、ｐ
型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパン
トの拡散が抑制・防止される。また、半導体レーザ装置
の動作中のドーパントの拡散も抑制・防止される。
導体レーザ装置においても、ｐ型ドーパントとしてＭｇ
等のＺｎよりも拡散係数の小さい材料を用いることによ
って、本実施形態の半導体レーザ装置１０と同様に、ｐ
型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５お
よびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時において、ｐ
型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパン
トの拡散が抑制・防止される。また、半導体レーザ装置
の動作中のドーパントの拡散も抑制・防止される。
【００８９】さらに、共振器端面側領域１１３を備えて
いない半導体レーザ装置は、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止さ
れるので、本実施形態の半導体レーザ装置１０と同様
に、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大き
く設定することが可能である。このことによって、電子
のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能
な赤色半導体レーザ装置が得られる。
いない半導体レーザ装置は、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止さ
れるので、本実施形態の半導体レーザ装置１０と同様
に、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大き
く設定することが可能である。このことによって、電子
のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能
な赤色半導体レーザ装置が得られる。
【００９０】（実施形態２）上記実施形態１では、内部
ストライプ型の導波路構造を備える半導体レーザ装置を
説明したが、これに限られない。例えば、リッジ型の導
波路構造を備える半導体レーザ装置としてもよい。そこ
で、本実施形態では図６を参照しながら半導体レーザ装
置６０を説明する。
ストライプ型の導波路構造を備える半導体レーザ装置を
説明したが、これに限られない。例えば、リッジ型の導
波路構造を備える半導体レーザ装置としてもよい。そこ
で、本実施形態では図６を参照しながら半導体レーザ装
置６０を説明する。
【００９１】半導体レーザ装置６０は、図６に示すよう
に、内部領域１１２と、共振器端面側領域１１３とを備
える構造（いわゆる窓構造）を有する。
に、内部領域１１２と、共振器端面側領域１１３とを備
える構造（いわゆる窓構造）を有する。
【００９２】図６に示すように、内部領域１１２は、ｎ
型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰから
なるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩ
ｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子井
戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイ
ド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇ
を含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層
１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３
０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０
４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰか
らなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントと
してＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０
６が順に積層された構造を有している。
型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰから
なるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩ
ｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子井
戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイ
ド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇ
を含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層
１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３
０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０
４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰか
らなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントと
してＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０
６が順に積層された構造を有している。
【００９３】なお、本実施形態において、活性層１０２
の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイ
ッチした構造の繰り返しとなっている。
の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイ
ッチした構造の繰り返しとなっている。
【００９４】図６に示すように、共振器端面側領域１１
３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩ
ｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、Ｚｎ
が拡散され、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとが混晶化さ
れている混晶化活性層１１１、ＡｌＧａＩｎＰからなる
ガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとして
Ｍｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッ
ド層１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層
１３０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１
０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
からなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパント
としてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１
０６が順に積層された構造を有している。
３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型Ａｌ
ＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩ
ｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、Ｚｎ
が拡散され、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとが混晶化さ
れている混晶化活性層１１１、ＡｌＧａＩｎＰからなる
ガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとして
Ｍｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッ
ド層１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層
１３０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１
０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
からなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパント
としてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１
０６が順に積層された構造を有している。
【００９５】特に、本実施形態では、混晶化活性層１１
１は、Ｚｎの拡散によって活性層超格子が混晶化されて
おり、そのバンドギャップは内部領域１１２における活
性層１０２のものより大きくなっている。
１は、Ｚｎの拡散によって活性層超格子が混晶化されて
おり、そのバンドギャップは内部領域１１２における活
性層１０２のものより大きくなっている。
【００９６】ｎ型ＧａＡｓ基板１００の下面の上には、
ｎ型ＧａＡｓ基板１００とオーミック接触する金属（例
えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極１０７
が形成されている。また、コンタクト層１０６の上に
は、コンタクト層１０６とオーミック接触する金属（例
えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極１０８
が形成されている。
ｎ型ＧａＡｓ基板１００とオーミック接触する金属（例
えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極１０７
が形成されている。また、コンタクト層１０６の上に
は、コンタクト層１０６とオーミック接触する金属（例
えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極１０８
が形成されている。
【００９７】図６に示すように、電流ブロック層１０４
には、エッチングストップ層１３０に到達する矩形状
（ストライプ状）の開口部１２１が形成されている。開
口部１２１において、エッチングストップ層１３０とｐ
型第２クラッド層１０５とが接触している。開口部１２
１を通じて電流が活性層１０２に注入されてレーザ発振
を生じる。
には、エッチングストップ層１３０に到達する矩形状
（ストライプ状）の開口部１２１が形成されている。開
口部１２１において、エッチングストップ層１３０とｐ
型第２クラッド層１０５とが接触している。開口部１２
１を通じて電流が活性層１０２に注入されてレーザ発振
を生じる。
【００９８】以上の説明からわかるように、本実施形態
の半導体レーザ装置６０が備えるエッチングストップ層
１３０以外の各層は、上記実施形態１の半導体レーザ装
置１０と全く同じ材料から形成されており、上記表１に
示す通りである。
の半導体レーザ装置６０が備えるエッチングストップ層
１３０以外の各層は、上記実施形態１の半導体レーザ装
置１０と全く同じ材料から形成されており、上記表１に
示す通りである。
【００９９】次に、本実施形態の半導体レーザ装置の製
造方法について、図７および図８を参照しながら説明す
る。図７および図８は、本実施形態の半導体レーザ装置
の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
造方法について、図７および図８を参照しながら説明す
る。図７および図８は、本実施形態の半導体レーザ装置
の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【０１００】まず、図７（ａ）に示す工程で、ｎ型Ｇａ
Ａｓからなる基板１００を用意する。次に、基板１００
上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０
１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ、活性層
１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、
ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３０、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５およ
びＧａＡｓからなるキャップ層１１０を、例えばＭＯＣ
ＶＤ法またはＭＢＥ法などによって順に堆積する。な
お、活性層１０２は、ＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層
とを交互に堆積することによって形成される。
Ａｓからなる基板１００を用意する。次に、基板１００
上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０
１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ、活性層
１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ、ｐ
型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、
ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３０、ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５およ
びＧａＡｓからなるキャップ層１１０を、例えばＭＯＣ
ＶＤ法またはＭＢＥ法などによって順に堆積する。な
お、活性層１０２は、ＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層
とを交互に堆積することによって形成される。
【０１０１】なお、上記工程でｐ型第１クラッド層１０
３およびｐ型第２クラッド層１０５を形成する際には、
ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法
としては、原料ガス中にＭｇ（Ｃ5Ｈ5）2を混在させて
ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させる方法、アンドープの
ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後にイオン注入によ
ってＭｇを導入する方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ
層を結晶成長させた後に固相拡散源としてＭｇＯを用
い、固相拡散させることによって導入する方法などの当
業者に公知の方法が用いられる。
３およびｐ型第２クラッド層１０５を形成する際には、
ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法
としては、原料ガス中にＭｇ（Ｃ5Ｈ5）2を混在させて
ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させる方法、アンドープの
ＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後にイオン注入によ
ってＭｇを導入する方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ
層を結晶成長させた後に固相拡散源としてＭｇＯを用
い、固相拡散させることによって導入する方法などの当
業者に公知の方法が用いられる。
【０１０２】次に、図７（ｂ）に示す工程で、上記工程
で得られた基板上に、スパッタ法などによりＺｎＯ膜を
堆積する。続いて、フォトリソグラフィおよびウェット
エッチングを行なって、ＺｎＯ膜のうちの内部領域１１
２に位置する部分を除去することによって、ＺｎＯ拡散
源１４５を形成する。次に、基板上にＳｉＯ2膜１４７
を、例えばＣＶＤ法などにより堆積する。
で得られた基板上に、スパッタ法などによりＺｎＯ膜を
堆積する。続いて、フォトリソグラフィおよびウェット
エッチングを行なって、ＺｎＯ膜のうちの内部領域１１
２に位置する部分を除去することによって、ＺｎＯ拡散
源１４５を形成する。次に、基板上にＳｉＯ2膜１４７
を、例えばＣＶＤ法などにより堆積する。
【０１０３】次に、図８（ａ）に示す工程で、上記工程
で得られた基板を熱処理する。このことによって、Ｚｎ
Ｏ拡散源１４５からＺｎが活性層１０２まで拡散し、活
性層１０２を構成するＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとの
間で元素が相互に置換される（混晶化）。このことによ
って混晶化活性層１１１が形成される。続いて、ＺｎＯ
拡散源１４５およびＳｉＯ2膜１４７をエッチングによ
り除去する。
で得られた基板を熱処理する。このことによって、Ｚｎ
Ｏ拡散源１４５からＺｎが活性層１０２まで拡散し、活
性層１０２を構成するＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとの
間で元素が相互に置換される（混晶化）。このことによ
って混晶化活性層１１１が形成される。続いて、ＺｎＯ
拡散源１４５およびＳｉＯ2膜１４７をエッチングによ
り除去する。
【０１０４】続いて、上記工程で得られた基板上に、Ｓ
ｉＯ2膜を形成する。さらに、ＳｉＯ2膜をフォトリソグ
ラフィ法およびウェットエッチングによってパターニン
グすることによって、内部領域１１２と共振器端面側領
域１１３とを横切る方向に延びる矩形状（ストライプ
状）のＳｉＯ2マスク１５０を形成する。続いて、Ｓｉ
Ｏ2マスク１５０をマスクとするエッチングを行なうこ
とによって、ｐ型第２クラッド層１０５およびキャップ
層１１０を除去する。
ｉＯ2膜を形成する。さらに、ＳｉＯ2膜をフォトリソグ
ラフィ法およびウェットエッチングによってパターニン
グすることによって、内部領域１１２と共振器端面側領
域１１３とを横切る方向に延びる矩形状（ストライプ
状）のＳｉＯ2マスク１５０を形成する。続いて、Ｓｉ
Ｏ2マスク１５０をマスクとするエッチングを行なうこ
とによって、ｐ型第２クラッド層１０５およびキャップ
層１１０を除去する。
【０１０５】次に、図８（ｂ）に示す工程で、上記工程
で得られた基板上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流
ブロック層１０４を、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ
法などによって堆積する。このとき、酸化膜であるＳｉ
Ｏ2マスク１５０の上には電流ブロック層１０５がほと
んど堆積しない。続いて、ＳｉＯ2マスク１５０および
キャップ層１１０をエッチングにより除去する。
で得られた基板上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流
ブロック層１０４を、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ
法などによって堆積する。このとき、酸化膜であるＳｉ
Ｏ2マスク１５０の上には電流ブロック層１０５がほと
んど堆積しない。続いて、ＳｉＯ2マスク１５０および
キャップ層１１０をエッチングにより除去する。
【０１０６】次に、上記工程で得られた基板上に、ｐ型
ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を、例えばＭＯＣ
ＶＤ法またはＭＢＥ法などによって堆積する。ここで、
ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を形成する際
には、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導
入方法は、図７（ａ）に示す工程でｐ型第１クラッド層
１０３およびｐ型第２クラッド層１０５を形成する際に
用いられる方法と同様であり、当業者に公知の方法が用
いられる。
ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を、例えばＭＯＣ
ＶＤ法またはＭＢＥ法などによって堆積する。ここで、
ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を形成する際
には、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導
入方法は、図７（ａ）に示す工程でｐ型第１クラッド層
１０３およびｐ型第２クラッド層１０５を形成する際に
用いられる方法と同様であり、当業者に公知の方法が用
いられる。
【０１０７】続いて、コンタクト層１０６上にｐ側電極
１０８を、電子線蒸着法などを用いて形成する。同様
に、基板１００側にもｎ側電極１０７を、電子線蒸着法
などを用いて形成する。このことによって、図６に示す
本実施形態の半導体レーザ装置６０が得られる。
１０８を、電子線蒸着法などを用いて形成する。同様
に、基板１００側にもｎ側電極１０７を、電子線蒸着法
などを用いて形成する。このことによって、図６に示す
本実施形態の半導体レーザ装置６０が得られる。
【０１０８】本実施形態の半導体レーザ装置６０の動作
は、上記実施形態１の半導体レーザ装置１０と全く同様
であるのでここでは説明を省略する。
は、上記実施形態１の半導体レーザ装置１０と全く同様
であるのでここでは説明を省略する。
【０１０９】半導体レーザ装置６０でも、上述の半導体
レーザ装置１０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３、
ｐ型第２クラッド層１０５、およびコンタクト層１０６
のｐ型ドーパントとしてＭｇを用いている。Ｍｇは、一
般に半導体材料における拡散係数が、従来ｐ型ドーパン
トとして用いられているＺｎよりも小さい。従って、共
振器端面側領域１１３にＺｎを拡散させることによって
混晶化活性層１１１を形成する際に、内部領域１１２に
おいて、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へ
のドーパントであるＭｇの拡散が十分に抑制される。
レーザ装置１０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３、
ｐ型第２クラッド層１０５、およびコンタクト層１０６
のｐ型ドーパントとしてＭｇを用いている。Ｍｇは、一
般に半導体材料における拡散係数が、従来ｐ型ドーパン
トとして用いられているＺｎよりも小さい。従って、共
振器端面側領域１１３にＺｎを拡散させることによって
混晶化活性層１１１を形成する際に、内部領域１１２に
おいて、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へ
のドーパントであるＭｇの拡散が十分に抑制される。
【０１１０】また、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第
２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞ
れ堆積時においても同様に、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散も勿論抑制・防
止される。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様
のドーパントの拡散も抑制・防止される。このため、内
部領域１１２では、活性層１０２の結晶欠陥が少なくな
る。従って、本実施形態の半導体レーザ装置６０は、高
い信頼性を有する。
２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞ
れ堆積時においても同様に、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散も勿論抑制・防
止される。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様
のドーパントの拡散も抑制・防止される。このため、内
部領域１１２では、活性層１０２の結晶欠陥が少なくな
る。従って、本実施形態の半導体レーザ装置６０は、高
い信頼性を有する。
【０１１１】さらに、本実施形態の半導体レーザ装置６
０の製造において、上記図７（ｂ）に示す工程で熱処理
によってＺｎを拡散させる際に、ドーパントであるＭｇ
の拡散が抑制されるため、ｐ型第１クラッド層１０３の
ドーピング濃度を大きく設定することが可能である。こ
のことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高
温、高出力動作が可能な赤色半導体レーザ装置が得られ
る。
０の製造において、上記図７（ｂ）に示す工程で熱処理
によってＺｎを拡散させる際に、ドーパントであるＭｇ
の拡散が抑制されるため、ｐ型第１クラッド層１０３の
ドーピング濃度を大きく設定することが可能である。こ
のことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高
温、高出力動作が可能な赤色半導体レーザ装置が得られ
る。
【０１１２】本実施形態の半導体レーザ装置６０では、
図６に示すように、共振器端面側領域１１３において、
電流ブロック層１０４に開口部１２１が形成されてい
る。さらに、共振器端面側領域１１３にはＺｎが拡散さ
れているので、共振器端面側領域１１３全体の抵抗が低
下している。このため、共振器端面側領域１１３では、
開口部１２１を通じてレーザ発振に寄与しないリーク電
流が流れることがある。
図６に示すように、共振器端面側領域１１３において、
電流ブロック層１０４に開口部１２１が形成されてい
る。さらに、共振器端面側領域１１３にはＺｎが拡散さ
れているので、共振器端面側領域１１３全体の抵抗が低
下している。このため、共振器端面側領域１１３では、
開口部１２１を通じてレーザ発振に寄与しないリーク電
流が流れることがある。
【０１１３】このことを防止するために、共振器端面側
領域１１３においてのみ、電流ブロック層１０４に開口
部１２１を形成しない構成、つまり、共振器端面側領域
１１３においてのみ、ｐ型第２クラッド層１０５を覆う
ように電流ブロック層１０４を形成する構成としてもよ
い。このことを以下に説明する。
領域１１３においてのみ、電流ブロック層１０４に開口
部１２１を形成しない構成、つまり、共振器端面側領域
１１３においてのみ、ｐ型第２クラッド層１０５を覆う
ように電流ブロック層１０４を形成する構成としてもよ
い。このことを以下に説明する。
【０１１４】図９（ａ）は、半導体レーザ装置９０の構
造を表す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中に
示す線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
造を表す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中に
示す線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
【０１１５】図９（ａ）に示すように、半導体レーザ装
置９０は、半導体レーザ装置６０とほぼ同じ構造を有す
る。図９（ｂ）に示すように、半導体レーザ装置９０の
内部領域１１２の構造は、半導体レーザ装置６０と全く
同じであり、電流ブロック層１０４に開口部１２１が形
成されている。但し、図９（ａ）に示すように、共振器
端面側領域１１３においてのみ、ｐ型第２クラッド層１
０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成されてい
る点が異なる。
置９０は、半導体レーザ装置６０とほぼ同じ構造を有す
る。図９（ｂ）に示すように、半導体レーザ装置９０の
内部領域１１２の構造は、半導体レーザ装置６０と全く
同じであり、電流ブロック層１０４に開口部１２１が形
成されている。但し、図９（ａ）に示すように、共振器
端面側領域１１３においてのみ、ｐ型第２クラッド層１
０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成されてい
る点が異なる。
【０１１６】半導体レーザ装置９０では、共振器端面側
領域１１３において、ｐ型第２クラッド層１０５を覆う
ように電流ブロック層１０４が形成されているので、共
振器端面側領域１１３にリーク電流が流れることが防止
される。
領域１１３において、ｐ型第２クラッド層１０５を覆う
ように電流ブロック層１０４が形成されているので、共
振器端面側領域１１３にリーク電流が流れることが防止
される。
【０１１７】半導体レーザ装置９０の製造方法は、上述
した半導体レーザ装置６０の製造方法とほぼ同じであ
る。但し、図８（ｂ）に示す工程の直前に、共振器端面
側領域１１３に位置するキャップ層１１０およびＳｉＯ
2マスク１５０を除去する点でのみ異なる。
した半導体レーザ装置６０の製造方法とほぼ同じであ
る。但し、図８（ｂ）に示す工程の直前に、共振器端面
側領域１１３に位置するキャップ層１１０およびＳｉＯ
2マスク１５０を除去する点でのみ異なる。
【０１１８】図８（ｂ）に示す工程の直前に、共振器端
面側領域１１３に位置するキャップ層１１０およびＳｉ
Ｏ2マスク１５０を除去すれば、図８（ｂ）に示す工程
で、共振器端面側領域１１３に位置するｐ型第２クラッ
ド層１０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成さ
れる。
面側領域１１３に位置するキャップ層１１０およびＳｉ
Ｏ2マスク１５０を除去すれば、図８（ｂ）に示す工程
で、共振器端面側領域１１３に位置するｐ型第２クラッ
ド層１０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成さ
れる。
【０１１９】上述のように、本実施形態では、窓構造を
備える半導体レーザ装置を説明したが、窓構造を備えて
いない（すなわち、共振器端面側領域１１３を備えてい
ない）構成としてもよい。
備える半導体レーザ装置を説明したが、窓構造を備えて
いない（すなわち、共振器端面側領域１１３を備えてい
ない）構成としてもよい。
【０１２０】共振器端面側領域１１３を備えていない半
導体レーザ装置においても、ｐ型ドーパントとしてＭｇ
等のＺｎよりも拡散係数の小さい材料を用いることによ
って、本実施形態の半導体レーザ装置６０と同様に、ｐ
型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５お
よびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時において、ｐ
型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパン
トの拡散が抑制・防止される。また、半導体レーザ装置
の動作中のドーパントの拡散も抑制・防止される。
導体レーザ装置においても、ｐ型ドーパントとしてＭｇ
等のＺｎよりも拡散係数の小さい材料を用いることによ
って、本実施形態の半導体レーザ装置６０と同様に、ｐ
型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５お
よびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時において、ｐ
型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパン
トの拡散が抑制・防止される。また、半導体レーザ装置
の動作中のドーパントの拡散も抑制・防止される。
【０１２１】さらに、共振器端面側領域１１３を備えて
いない半導体レーザ装置は、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止さ
れるので、本実施形態の半導体レーザ装置６０と同様
に、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大き
く設定することが可能である。このことによって、電子
のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能
な赤色半導体レーザ装置が得られる。
いない半導体レーザ装置は、ｐ型第１クラッド層１０３
から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止さ
れるので、本実施形態の半導体レーザ装置６０と同様
に、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大き
く設定することが可能である。このことによって、電子
のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能
な赤色半導体レーザ装置が得られる。
【０１２２】
【発明の効果】本発明によれば、信頼性の高い半導体レ
ーザ装置が得られる。
ーザ装置が得られる。
【図１】図１は、実施形態１の半導体レーザ装置の構造
を表す斜視図である。
を表す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１中に示す線Ａ−Ａに沿った
断面図であり、図２（ｂ）は、図１中に示す線Ｂ−Ｂに
沿った断面図である。
断面図であり、図２（ｂ）は、図１中に示す線Ｂ−Ｂに
沿った断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の半導体レーザ装置の製造
における各工程を模式的に表す斜視図である。
における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１の半導体レーザ装置の製造
における各工程を模式的に表す斜視図である。
における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態１の半導体レーザ装置のＳＩ
ＭＳプロファイルを示す図である。
ＭＳプロファイルを示す図である。
【図６】図６は、実施形態２の半導体レーザ装置の構造
を表す斜視図である。
を表す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態２の半導体レーザ装置の製造
における各工程を模式的に表す斜視図である。
における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図８】図８は、実施形態２の半導体レーザ装置の製造
における各工程を模式的に表す斜視図である。
における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、半導体レーザ装置の構造を表す
斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中に示す線Ｘ
−Ｘに沿った断面図である。
斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中に示す線Ｘ
−Ｘに沿った断面図である。
【図１０】図１０は、従来の半導体レーザ装置の構造を
表す斜視図である。
表す斜視図である。
【図１１】図１１は、従来の半導体レーザ装置のＳＩＭ
Ｓプロファイルを示す図である。
Ｓプロファイルを示す図である。
１０、６０、７０、９０ 半導体レーザ装置
１００、７００ 基板
１０１、７０１ ｎ型クラッド層
１０２ａ、１０２ｂ、７０２ａ、７０２ｂ ガイド層、
１０２、７０２ 活性層
１０３、７０３ ｐ型第１クラッド層
１０４、７０４ 電流ブロック層
１０５、７０５ ｐ型第２クラッド層
１０６、７０６ コンタクト層
１０７、７０７ ｎ側電極
１０８、７０８ ｐ側電極
１１０ キャップ層
１１１、７１１ 混晶化活性層
１１２、７１２ 内部領域
１１３、７１３ 共振器端面側領域
１２１ 開口部
１３０ エッチングストップ層
１４５ ＺｎＯ拡散源
１４７ ＳｉＯ2膜
１５０ ＳｉＯ2マスク
Claims (14)
- 【請求項１】 第１領域と、上記第１領域に隣接する第
２領域とを有する半導体基板と、 上記第１領域上に形成された化合物半導体からなる第１
活性層と、 上記第１活性層上に形成され、第１のドーパントを含む
化合物半導体からなる第１クラッド層と、 上記第２領域上に形成され、上記１活性層に対する拡散
係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２のドーパ
ントを含む化合物半導体からなる第２活性層と、 を備える半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記第１クラッド層における上記第１のドーパントの濃
度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・
ｃｍ-3以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の半導体レーザ
装置において、 上記第１活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されており、 上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ
（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、 上記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇ
からなる群から選択される少なくとも１つの元素である
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記第１活性層は、互いにバンドギャップが異なる化合
物半導体から形成された２つの層が交互に堆積されてお
り、 上記第２活性層は、互いにバンドギャップが異なる化合
物半導体が混晶化されていることを特徴とする半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記半導体基板の最上部は、上記第１クラッド層と逆導
電型の化合物半導体からなる第２クラッド層により構成
され、 上記第２クラッド層は、上記第２のドーパントよりも上
記第１活性層に対する拡散係数が小さい第３のドーパン
トを含むことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 半導体基板と、 上記半導体基板上に形成された化合物半導体からなる活
性層と、 上記活性層上に形成され、上記活性層に対する拡散係数
がＺｎよりも小さい第１のドーパントを含む化合物半導
体からなる第１クラッド層とを備える半導体レーザ装
置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の半導体レーザ装置にお
いて、 上記第１クラッド層における上記第１のドーパントの濃
度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・
ｃｍ-3以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 請求項６または７に記載の半導体レーザ
装置において、 上記活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦１）から形成されており、 上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ
（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、 上記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇ
からなる群から選択される少なくとも１つの元素である
ことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 請求項６から８のいずれか１つに記載の
半導体レーザ装置において、 上記活性層は、互いにバンドギャップが異なる化合物半
導体から形成された２つの層が交互に堆積されている第
１領域と、上記第１領域と互いに隣接し、上記互いにバ
ンドギャップが異なる化合物半導体が混晶化されている
第２領域とを有し、 上記第２領域に位置する上記活性層は、上記活性層に対
する拡散係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２
のドーパントを含むことを特徴とする半導体レーザ装
置。 - 【請求項１０】 請求項６から９のいずれか１つに記載
の半導体レーザ装置において、 上記半導体基板の最上部は、上記第１クラッド層と逆導
電型の化合物半導体からなる第２クラッド層により構成
され、 上記第２クラッド層は、上記活性層に対する拡散係数が
上記第２のドーパントよりも小さい第３のドーパントを
含むことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項１１】 第１領域と、上記第１領域に隣接する
第２領域とを有する半導体基板を用意する工程（ａ）
と、 上記第１領域および上記第２領域上に、化合物半導体か
らなる活性層を堆積する工程（ｂ）と、 基板上に、第１のドーパントを含む化合物半導体からな
る第１クラッド層を堆積する工程（ｃ）と、 上記活性層のうちの上記第２領域に位置する部分に、上
記活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントより
も大きい第２のドーパントを拡散することによって、上
記上記活性層のうちの上記第２領域に位置する部分を混
晶化する工程（ｄ）と、 を含む半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の半導体レーザ装置
の製造方法において、 上記工程（ｃ）の後に、基板上に、化合物半導体からな
る電流ブロック層を堆積する工程（ｅ）と、 上記電流ブロック層にストライプ状の開口部を形成する
工程（ｆ）と、 基板上に、化合物半導体からなる第２クラッド層を堆積
する工程（ｇ）と、 をさらに含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造
方法。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の半導体レーザ装置
の製造方法において、 上記工程（ｃ）の後に、基板上に、エッチングストップ
層と、化合物半導体からなる第２クラッド層とを順に堆
積する工程（ｈ）と、 上記工程（ｄ）の後に、上記第２クラッド層の上方に開
口部を有するマスクを形成する工程（ｉ）と、 上記マスクを用いて、上記開口部内の領域に位置する上
記第２クラッド層を除去し、上記開口部内に上記エッチ
ングストップ層を露出させる工程（ｊ）と、 基板上に、化合物半導体からなる電流ブロック層を形成
する工程（ｋ）と、 をさらに含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造
方法。 - 【請求項１４】 半導体基板上に、化合物半導体からな
る活性層を堆積する工程（ａ）と、 基板上に、上記活性層に対する拡散係数がＺｎよりも小
さいドーパントを含む化合物半導体からなるクラッド層
を堆積する工程（ｂ）と、 を含む半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
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