JP2003179305A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
半導体レーザ素子Info
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- JP2003179305A JP2003179305A JP2001377444A JP2001377444A JP2003179305A JP 2003179305 A JP2003179305 A JP 2003179305A JP 2001377444 A JP2001377444 A JP 2001377444A JP 2001377444 A JP2001377444 A JP 2001377444A JP 2003179305 A JP2003179305 A JP 2003179305A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】破壊光出力の向上を図ることにより、高出力化
を可能にした半導体レーザ素子およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】基板１の上には、下部クラッド層２、活性
層３、上部第１クラッド層４およびエッチングストップ
層５が順に積層されている。エッチングストップ層５の
上には、リッジ形状の上部第２クラッド層７が素子の長
さ方向に沿って形成されている。上部第２クラッド層７
の両側には、電流ブロック層６が形成されている。上部
第２クラッド層７および電流ブロック層６の上には、コ
ンタクト層８が形成されている。上部第２クラッド層７
とコンタクト層８との間で、素子の長さ方向の両端面で
あるレーザ出射側端面１５および反射側端面１６の近傍
には、電流遮断層１０ａ，１０ｂおよび亜鉛拡散源層１
７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されている。
を可能にした半導体レーザ素子およびその製造方法を提
供する。 【解決手段】基板１の上には、下部クラッド層２、活性
層３、上部第１クラッド層４およびエッチングストップ
層５が順に積層されている。エッチングストップ層５の
上には、リッジ形状の上部第２クラッド層７が素子の長
さ方向に沿って形成されている。上部第２クラッド層７
の両側には、電流ブロック層６が形成されている。上部
第２クラッド層７および電流ブロック層６の上には、コ
ンタクト層８が形成されている。上部第２クラッド層７
とコンタクト層８との間で、素子の長さ方向の両端面で
あるレーザ出射側端面１５および反射側端面１６の近傍
には、電流遮断層１０ａ，１０ｂおよび亜鉛拡散源層１
７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ
ドライブ、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ等の光ディスク機器
などに用いる半導体レーザ素子に関する。
ドライブ、ＤＶＤ−ＲＡＭドライブ等の光ディスク機器
などに用いる半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光記録装置において、記録速度の向上が
図られており、たとえば、ＣＤ−Ｒドライブは、いわゆ
る１６倍速の記録速度のものが実用化されるに至ってい
る。このように記録速度の大きい光記録装置において
は、高出力のレーザ光を瞬時に立ち上げる必要がある。
このような要求特性を満たすレーザとして、化合物半導
体を用いたリッジ型半導体レーザがある。
図られており、たとえば、ＣＤ−Ｒドライブは、いわゆ
る１６倍速の記録速度のものが実用化されるに至ってい
る。このように記録速度の大きい光記録装置において
は、高出力のレーザ光を瞬時に立ち上げる必要がある。
このような要求特性を満たすレーザとして、化合物半導
体を用いたリッジ型半導体レーザがある。
【０００３】半導体レーザは、電子および正孔の再結合
により発生した光を素子の両端面で内方に反射させ、こ
れによりレーザ発振を生じさせるようにした発光装置で
ある。半導体レーザ素子の両端面、すなわちレーザ出射
側端面および反射側端面には、これらを保護するためア
ルミナなどからなる保護膜が形成されている。
により発生した光を素子の両端面で内方に反射させ、こ
れによりレーザ発振を生じさせるようにした発光装置で
ある。半導体レーザ素子の両端面、すなわちレーザ出射
側端面および反射側端面には、これらを保護するためア
ルミナなどからなる保護膜が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体レー
ザ素子の製造工程において、保護膜形成前に素子の端面
が酸化されることにより、レーザ出射側端面および反射
側端面には、多数の非発光再結合中心が形成される。レ
ーザ発光時には、レーザ出射側端面から反射側端面に渡
る素子全長に電流が注入される。このとき、レーザ出射
側端面および反射側端面において、非発光再結合が起こ
り発熱する。発熱によりバンドギャップが小さくなる
と、レーザ光の吸収が増え、さらに温度が高くなる。こ
れの繰り返しにより、レーザ素子端面が溶融するいわゆ
るＣＯＤ（ＣａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌ
Ｄａｍａｇｅ）が起こり、半導体レーザ素子は破壊に至
る。
ザ素子の製造工程において、保護膜形成前に素子の端面
が酸化されることにより、レーザ出射側端面および反射
側端面には、多数の非発光再結合中心が形成される。レ
ーザ発光時には、レーザ出射側端面から反射側端面に渡
る素子全長に電流が注入される。このとき、レーザ出射
側端面および反射側端面において、非発光再結合が起こ
り発熱する。発熱によりバンドギャップが小さくなる
と、レーザ光の吸収が増え、さらに温度が高くなる。こ
れの繰り返しにより、レーザ素子端面が溶融するいわゆ
るＣＯＤ（ＣａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌ
Ｄａｍａｇｅ）が起こり、半導体レーザ素子は破壊に至
る。
【０００５】ＣＯＤは、半導体レーザの光出力を高くし
ていくと、あるレベル（破壊光出力）で起こる。したが
って、半導体レーザ素子の使用時の光出力は、破壊光出
力より低く設定しなければならない。そこで、本発明の
目的は、破壊光出力の向上を図ることにより、高出力化
を可能にした半導体レーザ素子を提供することである。
ていくと、あるレベル（破壊光出力）で起こる。したが
って、半導体レーザ素子の使用時の光出力は、破壊光出
力より低く設定しなければならない。そこで、本発明の
目的は、破壊光出力の向上を図ることにより、高出力化
を可能にした半導体レーザ素子を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】上記の
目的を達成するための請求項１記載の発明は、化合物半
導体基板（１，２１）上に順に積層された下部クラッド
層（２，２２）、活性層（３，２３）および上部第１ク
ラッド層（４，２４）と、前記上部第１クラッド層上に
設けられたリッジ形状の上部第２クラッド層（７，２
７）と、前記上部第２クラッド層の側方に設けられた電
流ブロック層（６，２６）と、前記上部第２クラッド層
上に設けられたコンタクト層（８，２８）と、前記上部
第２クラッド層の長手方向に関する素子両端面であるレ
ーザ出射側端面（１５）および反射側端面（１６）のう
ちの少なくとも一方の近傍において、前記上部第２クラ
ッド層と前記コンタクト層との間に設けられ、亜鉛を含
有した亜鉛拡散源層（１７ａ，１７ｂ）とを含むことを
特徴とする半導体レーザ素子である。
目的を達成するための請求項１記載の発明は、化合物半
導体基板（１，２１）上に順に積層された下部クラッド
層（２，２２）、活性層（３，２３）および上部第１ク
ラッド層（４，２４）と、前記上部第１クラッド層上に
設けられたリッジ形状の上部第２クラッド層（７，２
７）と、前記上部第２クラッド層の側方に設けられた電
流ブロック層（６，２６）と、前記上部第２クラッド層
上に設けられたコンタクト層（８，２８）と、前記上部
第２クラッド層の長手方向に関する素子両端面であるレ
ーザ出射側端面（１５）および反射側端面（１６）のう
ちの少なくとも一方の近傍において、前記上部第２クラ
ッド層と前記コンタクト層との間に設けられ、亜鉛を含
有した亜鉛拡散源層（１７ａ，１７ｂ）とを含むことを
特徴とする半導体レーザ素子である。
【０００７】なお、括弧内の英数字は後述の実施形態に
おける対応構成要素等を示す。以下、この項において同
じ。本発明に係る半導体レーザ素子が、製造時の温度履
歴において適当な高い温度（たとえば、５００〜６００
℃）を経験している場合、亜鉛拡散源層下方の活性層
は、亜鉛拡散源層からの拡散により亜鉛（Ｚｎ）が導入
され、無秩序化されている。たとえば、活性層がＭＱＷ
（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）活性層である
場合、交互に積層された組成の異なる層は、無秩序化に
より組成が均質化されている。活性層のうち、亜鉛が導
入されていない部分は、構成原子が秩序配列している。
無秩序化された部分は、秩序配列している部分に比し
て、バンドギャップが大きい。
おける対応構成要素等を示す。以下、この項において同
じ。本発明に係る半導体レーザ素子が、製造時の温度履
歴において適当な高い温度（たとえば、５００〜６００
℃）を経験している場合、亜鉛拡散源層下方の活性層
は、亜鉛拡散源層からの拡散により亜鉛（Ｚｎ）が導入
され、無秩序化されている。たとえば、活性層がＭＱＷ
（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）活性層である
場合、交互に積層された組成の異なる層は、無秩序化に
より組成が均質化されている。活性層のうち、亜鉛が導
入されていない部分は、構成原子が秩序配列している。
無秩序化された部分は、秩序配列している部分に比し
て、バンドギャップが大きい。
【０００８】したがって、本発明の半導体レーザの活性
層は、レーザ出射側端面および反射側端面のうちの少な
くとも一方の近傍の部分は、素子内部の部分よりバンド
ギャップが大きくなっている。このようなバンドギャッ
プが大きな部分では、レーザ光の吸収は起こらない。ま
た、レーザ出射側端面や反射側端面で非発光再結合が起
こり、ある程度温度が高くなってバンドギャップが小さ
くなっても、バンドギャップはレーザ光が吸収されるレ
ベルには至らない。端面でレーザ光が吸収されなけれ
ば、ＣＯＤは起こらない。これにより、半導体レーザ素
子の破壊光出力を向上できるから、高出力の半導体レー
ザ素子を実現できる。
層は、レーザ出射側端面および反射側端面のうちの少な
くとも一方の近傍の部分は、素子内部の部分よりバンド
ギャップが大きくなっている。このようなバンドギャッ
プが大きな部分では、レーザ光の吸収は起こらない。ま
た、レーザ出射側端面や反射側端面で非発光再結合が起
こり、ある程度温度が高くなってバンドギャップが小さ
くなっても、バンドギャップはレーザ光が吸収されるレ
ベルには至らない。端面でレーザ光が吸収されなけれ
ば、ＣＯＤは起こらない。これにより、半導体レーザ素
子の破壊光出力を向上できるから、高出力の半導体レー
ザ素子を実現できる。
【０００９】亜鉛拡散源層は、活性層の近くに配されて
いるので、拡散により効率的に亜鉛を活性層に導入する
ことができる。亜鉛拡散源層は、レーザ出射側端面近傍
および反射側端面近傍の双方に設けられていてもよく、
どちらか一方にのみ設けられていてもよい。亜鉛拡散源
層の大きさ（厚さ、幅、および素子の長さ方向に沿った
長さ）は、亜鉛の拡散により活性層の所定の部分が無秩
序化される限り、任意に設定することができる。
いるので、拡散により効率的に亜鉛を活性層に導入する
ことができる。亜鉛拡散源層は、レーザ出射側端面近傍
および反射側端面近傍の双方に設けられていてもよく、
どちらか一方にのみ設けられていてもよい。亜鉛拡散源
層の大きさ（厚さ、幅、および素子の長さ方向に沿った
長さ）は、亜鉛の拡散により活性層の所定の部分が無秩
序化される限り、任意に設定することができる。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記上部第２クラ
ッド層の長手方向に関する素子両端面であるレーザ出射
側端面および反射側端面のうちの少なくとも一方の近傍
において、前記亜鉛拡散源層と前記コンタクト層との間
に設けられた絶縁体からなる電流遮断層（１０ａ，１０
ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ素子である。この発明によれば、絶縁体である
電流遮断層により、レーザ出射側端面および（または）
反射側端面を流れる電流を低減することができる。した
がって、非発光再結合による端面の温度上昇を抑制する
ことができる。これにより、端面でバンドギャップが小
さくなることを抑制することができる。
ッド層の長手方向に関する素子両端面であるレーザ出射
側端面および反射側端面のうちの少なくとも一方の近傍
において、前記亜鉛拡散源層と前記コンタクト層との間
に設けられた絶縁体からなる電流遮断層（１０ａ，１０
ｂ）をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の半導
体レーザ素子である。この発明によれば、絶縁体である
電流遮断層により、レーザ出射側端面および（または）
反射側端面を流れる電流を低減することができる。した
がって、非発光再結合による端面の温度上昇を抑制する
ことができる。これにより、端面でバンドギャップが小
さくなることを抑制することができる。
【００１１】また、端面におけるバンドギャップが小さ
くなった場合でも、上述のようにこの部分の初期バンド
ギャップは大きいので、バンドギャップはレーザ光が吸
収されるレベルには、容易には至らない。以上の効果に
より、破壊光出力を著しく向上できる。これにより、半
導体レーザ素子の高出力化を可能にできる。電流遮断層
は、レーザ出射側端面近傍および反射側端面近傍の双方
に設けられていてもよく、どちらか一方にのみ設けられ
ていてもよい。また、電流遮断層をレーザ出射側端面近
傍および反射側端面近傍の双方に設けた場合、各々の電
流遮断層の素子の長さ方向に沿う方向の長さは同じであ
ってもよく、異なっていてもよい。非発光再結合による
発熱は、通常、レーザ出射側端面で顕著に起こるから、
電流遮断層の長さは反射側端面のものに比してレーザ出
射側端面のものを長くしてもよく、レーザ出射側端面側
にのみ電流遮断層を設けてもよい。
くなった場合でも、上述のようにこの部分の初期バンド
ギャップは大きいので、バンドギャップはレーザ光が吸
収されるレベルには、容易には至らない。以上の効果に
より、破壊光出力を著しく向上できる。これにより、半
導体レーザ素子の高出力化を可能にできる。電流遮断層
は、レーザ出射側端面近傍および反射側端面近傍の双方
に設けられていてもよく、どちらか一方にのみ設けられ
ていてもよい。また、電流遮断層をレーザ出射側端面近
傍および反射側端面近傍の双方に設けた場合、各々の電
流遮断層の素子の長さ方向に沿う方向の長さは同じであ
ってもよく、異なっていてもよい。非発光再結合による
発熱は、通常、レーザ出射側端面で顕著に起こるから、
電流遮断層の長さは反射側端面のものに比してレーザ出
射側端面のものを長くしてもよく、レーザ出射側端面側
にのみ電流遮断層を設けてもよい。
【００１２】半導体レーザ素子の各部は、請求項３に記
載されている組成をとることができる。すなわち、前記
化合物半導体基板はＧａＡｓ化合物半導体基板であって
もよく、前記下部クラッド層はＡｌx1Ｇａ(1-x1)Ａｓ層
であってもよい。前記活性層はＡｌy1Ｇａ(1-y1)Ａｓの
単層であってもよく、Ａｌy11Ｇａ(1-y1 1)ＡｓとＡｌ
y12Ｇａ(1-y12)Ａｓとの複合層、またはＡｌy1Ｇａ
(1-y1)ＡｓとＧａＡｓとの複合層であってもよい。活性
層がＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）
活性層である場合、活性層は上述のような複合組成とな
る。
載されている組成をとることができる。すなわち、前記
化合物半導体基板はＧａＡｓ化合物半導体基板であって
もよく、前記下部クラッド層はＡｌx1Ｇａ(1-x1)Ａｓ層
であってもよい。前記活性層はＡｌy1Ｇａ(1-y1)Ａｓの
単層であってもよく、Ａｌy11Ｇａ(1-y1 1)ＡｓとＡｌ
y12Ｇａ(1-y12)Ａｓとの複合層、またはＡｌy1Ｇａ
(1-y1)ＡｓとＧａＡｓとの複合層であってもよい。活性
層がＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）
活性層である場合、活性層は上述のような複合組成とな
る。
【００１３】前記上部第１クラッド層はＡｌx2Ｇａ
(1-x2)Ａｓ層であってもよく、前記リッジ形状の上部第
２クラッド層はＡｌx3Ｇａ(1-x3)Ａｓ層であってもよ
い。前記電流ブロック層はＡｌy2Ｇａ(1-y2)Ａｓ層から
なる単層であってもよく、前記化合物半導体基板側に配
されＡｌy3Ｇａ(1-y3)Ａｓからなる下部層および前記コ
ンタクト層側に配されＧａＡｓからなる上部層を含む複
合層であってもよい。前記コンタクト層はＧａＡｓ層で
あってもよい。
(1-x2)Ａｓ層であってもよく、前記リッジ形状の上部第
２クラッド層はＡｌx3Ｇａ(1-x3)Ａｓ層であってもよ
い。前記電流ブロック層はＡｌy2Ｇａ(1-y2)Ａｓ層から
なる単層であってもよく、前記化合物半導体基板側に配
されＡｌy3Ｇａ(1-y3)Ａｓからなる下部層および前記コ
ンタクト層側に配されＧａＡｓからなる上部層を含む複
合層であってもよい。前記コンタクト層はＧａＡｓ層で
あってもよい。
【００１４】また、半導体レーザ素子の各部は、請求項
４に記載されている組成をとることができる。すなわ
ち、前記化合物半導体基板はＧａＡｓ化合物半導体基板
であってもよく、前記下部クラッド層はＩｎx1（Ｇａy1
Ａｌ(1-y1)）(1-x1)Ｐ層であってもよい。前記活性層は
Ｉｎx2Ｇａ(1-x2)Ｐの単層であってもよく、Ｉｎx3Ｇａ
(1-x3)ＰとＩｎx4（Ｇａy4Ａｌ(1-y4)）(1-x4)Ｐとの複
合層、またはＩｎx5（Ｇａy5Ａｌ (1-y5)）(1-x5)ＰとＩ
ｎx6（Ｇａy6Ａｌ(1-y6)）(1-x6)Ｐとの複合層であって
もよい。活性層がＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌ）活性層である場合、活性層は上述のような
複合組成となる。
４に記載されている組成をとることができる。すなわ
ち、前記化合物半導体基板はＧａＡｓ化合物半導体基板
であってもよく、前記下部クラッド層はＩｎx1（Ｇａy1
Ａｌ(1-y1)）(1-x1)Ｐ層であってもよい。前記活性層は
Ｉｎx2Ｇａ(1-x2)Ｐの単層であってもよく、Ｉｎx3Ｇａ
(1-x3)ＰとＩｎx4（Ｇａy4Ａｌ(1-y4)）(1-x4)Ｐとの複
合層、またはＩｎx5（Ｇａy5Ａｌ (1-y5)）(1-x5)ＰとＩ
ｎx6（Ｇａy6Ａｌ(1-y6)）(1-x6)Ｐとの複合層であって
もよい。活性層がＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌ）活性層である場合、活性層は上述のような
複合組成となる。
【００１５】前記上部第１クラッド層はＩｎx7（Ｇａy7
Ａｌ(1-y7)）(1-x7)Ｐ層であってもよく、前記リッジ形
状の上部第２クラッド層がＩｎx8（Ｇａy8Ａｌ(1-y8)）
(1-x 8)Ｐ層であってもよい。前記電流ブロック層は、Ｇ
ａＡｓ、Ｇａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ
(1-y10)）(1-x10)Ｐ、もしくはＩｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐか
らなる単層であってもよく、前記化合物半導体基板側に
配されＧａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ
(1-y10)）(1-x10)Ｐ、もしくはＩｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐか
らなる下部層（２６ａ）および前記コンタクト層側に配
されＧａＡｓからなる上部層（２６ｂ）を含む複合層で
あってもよい。前記コンタクト層はＧａＡｓ層であって
もよい。
Ａｌ(1-y7)）(1-x7)Ｐ層であってもよく、前記リッジ形
状の上部第２クラッド層がＩｎx8（Ｇａy8Ａｌ(1-y8)）
(1-x 8)Ｐ層であってもよい。前記電流ブロック層は、Ｇ
ａＡｓ、Ｇａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ
(1-y10)）(1-x10)Ｐ、もしくはＩｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐか
らなる単層であってもよく、前記化合物半導体基板側に
配されＧａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ
(1-y10)）(1-x10)Ｐ、もしくはＩｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐか
らなる下部層（２６ａ）および前記コンタクト層側に配
されＧａＡｓからなる上部層（２６ｂ）を含む複合層で
あってもよい。前記コンタクト層はＧａＡｓ層であって
もよい。
【００１６】請求項５記載の発明は、前記亜鉛拡散源層
が酸化亜鉛からなることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかに記載の半導体レーザ素子である。亜鉛拡散
源層が酸化亜鉛である場合、試料（上述の各層が形成さ
れた化合物半導体基板）を加熱することにより、活性層
に亜鉛を容易に拡散させることができる。また、亜鉛拡
散源層は、請求項６に記載のように、絶縁性材料に亜鉛
をドープしてなるものであってもよい。
が酸化亜鉛からなることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかに記載の半導体レーザ素子である。亜鉛拡散
源層が酸化亜鉛である場合、試料（上述の各層が形成さ
れた化合物半導体基板）を加熱することにより、活性層
に亜鉛を容易に拡散させることができる。また、亜鉛拡
散源層は、請求項６に記載のように、絶縁性材料に亜鉛
をドープしてなるものであってもよい。
【００１７】この場合でも、試料を加熱することによ
り、活性層に亜鉛を容易に拡散させることができる。絶
縁性材料に対する亜鉛のドープ量を適当な値とすること
により、活性層への亜鉛の拡散量を容易に制御すること
ができる。すなわち、亜鉛拡散源層全体を酸化亜鉛で構
成すると、加熱時の活性層への亜鉛拡散量が多すぎる場
合など、本発明の構成により、亜鉛拡散源層中の亜鉛量
の低減を図り、拡散量を抑制することができる。絶縁性
材料は、たとえば、酸化シリコン、窒化シリコンなどと
することができる。
り、活性層に亜鉛を容易に拡散させることができる。絶
縁性材料に対する亜鉛のドープ量を適当な値とすること
により、活性層への亜鉛の拡散量を容易に制御すること
ができる。すなわち、亜鉛拡散源層全体を酸化亜鉛で構
成すると、加熱時の活性層への亜鉛拡散量が多すぎる場
合など、本発明の構成により、亜鉛拡散源層中の亜鉛量
の低減を図り、拡散量を抑制することができる。絶縁性
材料は、たとえば、酸化シリコン、窒化シリコンなどと
することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下では、この発明の実施の形態
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の第１の実施形態に係るリッジ型半導体レーザ素子の
構造を示す素子の長さ方向に沿った図解的な断面図であ
る。図２は、図１のリッジ型半導体レーザ素子の長さ方
向に直交する方向の図解的な断面図である。図２（ａ）
は図１のIIａ−IIａ線断面図であり、図２（ｂ）は図１
のIIｂ−IIｂ線断面図である。図１は、図２（ａ）
（ｂ）のI−I線断面図である。
を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発
明の第１の実施形態に係るリッジ型半導体レーザ素子の
構造を示す素子の長さ方向に沿った図解的な断面図であ
る。図２は、図１のリッジ型半導体レーザ素子の長さ方
向に直交する方向の図解的な断面図である。図２（ａ）
は図１のIIａ−IIａ線断面図であり、図２（ｂ）は図１
のIIｂ−IIｂ線断面図である。図１は、図２（ａ）
（ｂ）のI−I線断面図である。
【００１９】このリッジ型半導体レーザ素子の長さ方向
に関する一方の端面はレーザ出射側端面１５となってお
り、他方の端面は反射側端面１６となっている。基板１
の上には、下部クラッド層２、活性層３、および上部第
１クラッド層４が順に積層されている。上部第１クラッ
ド層４の上には、リッジ形状の上部第２クラッド層７が
素子の長さ方向に沿って、素子の幅方向のほぼ中央部に
形成されている。上部第２クラッド層７の両側には、電
流ブロック層６が形成されている。電流ブロック層６
は、上部第２クラッド層７の側面、および上部第１クラ
ッド層４の上面に沿うように形成されている。上部第２
クラッド層７および電流ブロック層６の上には、上部第
２クラッド層７にオーミック接触するコンタクト層８が
形成されている。
に関する一方の端面はレーザ出射側端面１５となってお
り、他方の端面は反射側端面１６となっている。基板１
の上には、下部クラッド層２、活性層３、および上部第
１クラッド層４が順に積層されている。上部第１クラッ
ド層４の上には、リッジ形状の上部第２クラッド層７が
素子の長さ方向に沿って、素子の幅方向のほぼ中央部に
形成されている。上部第２クラッド層７の両側には、電
流ブロック層６が形成されている。電流ブロック層６
は、上部第２クラッド層７の側面、および上部第１クラ
ッド層４の上面に沿うように形成されている。上部第２
クラッド層７および電流ブロック層６の上には、上部第
２クラッド層７にオーミック接触するコンタクト層８が
形成されている。
【００２０】上部第２クラッド層７とコンタクト層８と
の間で、レーザ出射側端面１５の近傍および反射側端面
１６の近傍には、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂがそれぞ
れ形成されている。亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂとコン
タクト層８との間には、電流遮断層１０ａ，１０ｂが、
平面視においてそれぞれ亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂと
重なるように形成されている。亜鉛拡散源層１７ａ，１
７ｂおよび電流遮断層１０ａ，１０ｂは、レーザ出射側
端面１５および反射側端面１６からそれぞれ所定の距離
以上内方の部分には形成されていない。すなわち、レー
ザ出射側端面１５および反射側端面１６から所定の距離
以上内方の部分では、上部第２クラッド層７の上部にコ
ンタクト層８が接している。
の間で、レーザ出射側端面１５の近傍および反射側端面
１６の近傍には、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂがそれぞ
れ形成されている。亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂとコン
タクト層８との間には、電流遮断層１０ａ，１０ｂが、
平面視においてそれぞれ亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂと
重なるように形成されている。亜鉛拡散源層１７ａ，１
７ｂおよび電流遮断層１０ａ，１０ｂは、レーザ出射側
端面１５および反射側端面１６からそれぞれ所定の距離
以上内方の部分には形成されていない。すなわち、レー
ザ出射側端面１５および反射側端面１６から所定の距離
以上内方の部分では、上部第２クラッド層７の上部にコ
ンタクト層８が接している。
【００２１】基板１は、たとえばｎ型ＧａＡｓ化合物半
導体基板からなる。この場合に、下部クラッド層２は、
ｎ型Ａｌx1Ｇａ(1-x1)Ａｓ層で構成することができる。
活性層３は、導電型がｎ型、ｐ型、またはアンドープで
あり、Ａｌy1Ｇａ(1-y1)Ａｓ層からなっていてもよい
し、組成の異なる２層からなっていてもよい。すなわ
ち、Ａｌy11Ｇａ(1-y11)ＡｓとＡｌy12Ｇａ(1-y12)Ａｓ
（ｙ１１≠ｙ１２）とからなるＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）活性層であってもよいし、Ａ
ｌy1Ｇａ(1-y1)ＡｓとＧａＡｓとからなるＭＱＷ活性層
であってもよい。
導体基板からなる。この場合に、下部クラッド層２は、
ｎ型Ａｌx1Ｇａ(1-x1)Ａｓ層で構成することができる。
活性層３は、導電型がｎ型、ｐ型、またはアンドープで
あり、Ａｌy1Ｇａ(1-y1)Ａｓ層からなっていてもよい
し、組成の異なる２層からなっていてもよい。すなわ
ち、Ａｌy11Ｇａ(1-y11)ＡｓとＡｌy12Ｇａ(1-y12)Ａｓ
（ｙ１１≠ｙ１２）とからなるＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）活性層であってもよいし、Ａ
ｌy1Ｇａ(1-y1)ＡｓとＧａＡｓとからなるＭＱＷ活性層
であってもよい。
【００２２】上部第１クラッド層４は、ｐ型Ａｌx2Ｇａ
(1-x2)Ａｓ層で構成することができる。さらに、電流ブ
ロック層６は、ｎ型Ａｌy2Ｇａ(1-y2)Ａｓ層で構成する
ことができ、リッジ形状の上部第２クラッド層７は、ｐ
型Ａｌx3Ｇａ(1-x3)Ａｓ層で構成することができ、コン
タクト層８は、ｐ型ＧａＡｓ層で構成することができ
る。亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂは、ＺｎＯからなる。
電流遮断層１０ａ，１０ｂは、ＳｉＯ2からなる。
(1-x2)Ａｓ層で構成することができる。さらに、電流ブ
ロック層６は、ｎ型Ａｌy2Ｇａ(1-y2)Ａｓ層で構成する
ことができ、リッジ形状の上部第２クラッド層７は、ｐ
型Ａｌx3Ｇａ(1-x3)Ａｓ層で構成することができ、コン
タクト層８は、ｐ型ＧａＡｓ層で構成することができ
る。亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂは、ＺｎＯからなる。
電流遮断層１０ａ，１０ｂは、ＳｉＯ2からなる。
【００２３】基板１の下面およびコンタクト層８の上面
には、それぞれｎ側電極１２およびｐ側電極１３が形成
されている。ｎ側電極１２およびｐ側電極１３は、レー
ザ出射側端面１５から反射側端面１６に至る全長に渡っ
て形成されている。レーザ発光時、素子にはｎ側電極１
２およびｐ側電極１３を介して電流が流される。このた
め、これらの電極部では、電流は素子の長さ方向の全域
にわたって流れる。しかし、レーザ出射側端面１５近傍
および反射側端面１６近傍では、電流遮断層１０ａ，１
０ｂがそれぞれ存在するために、レーザ出射側端面１５
および反射側端面１６を流れる電流が低減される。
には、それぞれｎ側電極１２およびｐ側電極１３が形成
されている。ｎ側電極１２およびｐ側電極１３は、レー
ザ出射側端面１５から反射側端面１６に至る全長に渡っ
て形成されている。レーザ発光時、素子にはｎ側電極１
２およびｐ側電極１３を介して電流が流される。このた
め、これらの電極部では、電流は素子の長さ方向の全域
にわたって流れる。しかし、レーザ出射側端面１５近傍
および反射側端面１６近傍では、電流遮断層１０ａ，１
０ｂがそれぞれ存在するために、レーザ出射側端面１５
および反射側端面１６を流れる電流が低減される。
【００２４】したがって、レーザ出射側端面１５や反射
側端面１６では、非発光再結合中心が存在していた場合
でも、非発光再結合が抑制され、発熱が抑制される。こ
れにより、レーザ出射側端面１５近傍および反射側端面
１６近傍における活性層３のバンドギャップが小さくな
ることを抑制できる。このような半導体レーザ素子の各
層は、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
やスパッタリング法などにより形成することができる。
その際、試料（亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂを含む各層
が形成された基板１）は亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂの
形成後、たとえば５００〜６００℃の温度を経験する。
この場合、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂ下方の活性層３
は、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂから拡散により亜鉛
（Ｚｎ）が導入され、構成原子の配列が無秩序化した無
秩序部３ａ，３ｂとなっている。活性層３がＭＱＷ活性
層である場合、無秩序部３ａ，３ｂの組成は、交互に積
層された層の組成、すなわち、Ａｌy11Ｇａ(1-y11)Ａｓ
およびＡｌy12Ｇａ( 1-y12)Ａｓ（ｙ１１≠ｙ１２）、ま
たはＡｌy1Ｇａ(1-y1)ＡｓおよびＧａＡｓが均質化され
たものとなっている。
側端面１６では、非発光再結合中心が存在していた場合
でも、非発光再結合が抑制され、発熱が抑制される。こ
れにより、レーザ出射側端面１５近傍および反射側端面
１６近傍における活性層３のバンドギャップが小さくな
ることを抑制できる。このような半導体レーザ素子の各
層は、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
やスパッタリング法などにより形成することができる。
その際、試料（亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂを含む各層
が形成された基板１）は亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂの
形成後、たとえば５００〜６００℃の温度を経験する。
この場合、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂ下方の活性層３
は、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂから拡散により亜鉛
（Ｚｎ）が導入され、構成原子の配列が無秩序化した無
秩序部３ａ，３ｂとなっている。活性層３がＭＱＷ活性
層である場合、無秩序部３ａ，３ｂの組成は、交互に積
層された層の組成、すなわち、Ａｌy11Ｇａ(1-y11)Ａｓ
およびＡｌy12Ｇａ( 1-y12)Ａｓ（ｙ１１≠ｙ１２）、ま
たはＡｌy1Ｇａ(1-y1)ＡｓおよびＧａＡｓが均質化され
たものとなっている。
【００２５】活性層３のうち、亜鉛拡散源層１７ａ，１
７ｂ下方以外の部分は、亜鉛が導入されておらず、構成
原子が秩序配列した秩序配列部３ｃとなっている。無秩
序部３ａ，３ｂは、秩序配列部３ｃに比して、バンドギ
ャップが大きい。したがって、活性層３は、レーザ出射
側端面１５近傍および反射側端面１６近傍において、素
子内部よりバンドギャップが大きくなっている。このよ
うなバンドギャップが大きな部分では、レーザ光の吸収
は起こらない。したがって、レーザ出射側端面１５およ
び反射側端面１６での非発光再結合により、ある程度温
度が高くなっても、この部分での初期的なバンドギャッ
プは大きいので、バンドギャップはレーザ光が吸収され
るレベルには、容易には至らない。レーザ出射側端面１
５および反射側端面１６でレーザ光が吸収されなけれ
ば、ＣＯＤは起こらない。これにより、半導体レーザ素
子の破壊光出力を著しく向上できるから、高出力の半導
体レーザ素子を実現できる。
７ｂ下方以外の部分は、亜鉛が導入されておらず、構成
原子が秩序配列した秩序配列部３ｃとなっている。無秩
序部３ａ，３ｂは、秩序配列部３ｃに比して、バンドギ
ャップが大きい。したがって、活性層３は、レーザ出射
側端面１５近傍および反射側端面１６近傍において、素
子内部よりバンドギャップが大きくなっている。このよ
うなバンドギャップが大きな部分では、レーザ光の吸収
は起こらない。したがって、レーザ出射側端面１５およ
び反射側端面１６での非発光再結合により、ある程度温
度が高くなっても、この部分での初期的なバンドギャッ
プは大きいので、バンドギャップはレーザ光が吸収され
るレベルには、容易には至らない。レーザ出射側端面１
５および反射側端面１６でレーザ光が吸収されなけれ
ば、ＣＯＤは起こらない。これにより、半導体レーザ素
子の破壊光出力を著しく向上できるから、高出力の半導
体レーザ素子を実現できる。
【００２６】亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂは、活性層３
の近くに配されているので、拡散により効率的に亜鉛を
活性層３に導入することができる。レーザ出射側端面１
５側の亜鉛拡散源層１７ａおよび反射側端面１６側の亜
鉛拡散源層１７ｂは、双方ともに設けられていてもよ
く、どちらか一方にのみ設けられていてもよい。亜鉛拡
散源層の大きさ（厚さ、幅、および素子の長さ方向に沿
った長さ）は、亜鉛の拡散により活性層３の所定の部分
が無秩序化される限り、任意に設定することができる。
の近くに配されているので、拡散により効率的に亜鉛を
活性層３に導入することができる。レーザ出射側端面１
５側の亜鉛拡散源層１７ａおよび反射側端面１６側の亜
鉛拡散源層１７ｂは、双方ともに設けられていてもよ
く、どちらか一方にのみ設けられていてもよい。亜鉛拡
散源層の大きさ（厚さ、幅、および素子の長さ方向に沿
った長さ）は、亜鉛の拡散により活性層３の所定の部分
が無秩序化される限り、任意に設定することができる。
【００２７】亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂは、絶縁性材
料に亜鉛をドープしてなるものであってもよい。この場
合でも、試料を加熱することにより、活性層３に亜鉛を
容易に拡散させることができる。絶縁性材料に対する亜
鉛のドープ量を適当な値とすることにより、活性層３へ
の亜鉛の拡散量を容易に制御することができる。たとえ
ば、上述の実施形態のように亜鉛拡散源層全体を酸化亜
鉛で構成すると、加熱時の活性層３などへの亜鉛拡散量
が多すぎる場合がある。この場合、亜鉛拡散源層１７
ａ，１７ｂを、絶縁性材料に亜鉛をドープしたものとす
ることにより、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂ中の亜鉛量
の低減を図り、加熱時の亜鉛拡散量を抑制することがで
きる。絶縁性材料は、たとえば、酸化シリコン、窒化シ
リコンなどとすることができる。
料に亜鉛をドープしてなるものであってもよい。この場
合でも、試料を加熱することにより、活性層３に亜鉛を
容易に拡散させることができる。絶縁性材料に対する亜
鉛のドープ量を適当な値とすることにより、活性層３へ
の亜鉛の拡散量を容易に制御することができる。たとえ
ば、上述の実施形態のように亜鉛拡散源層全体を酸化亜
鉛で構成すると、加熱時の活性層３などへの亜鉛拡散量
が多すぎる場合がある。この場合、亜鉛拡散源層１７
ａ，１７ｂを、絶縁性材料に亜鉛をドープしたものとす
ることにより、亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂ中の亜鉛量
の低減を図り、加熱時の亜鉛拡散量を抑制することがで
きる。絶縁性材料は、たとえば、酸化シリコン、窒化シ
リコンなどとすることができる。
【００２８】レーザ出射側端面１５側の電流遮断層１０
ａおよび反射側端面１６側の電流遮断層１０ｂは、双方
ともに設けられていてもよく、どちらか一方にのみ設け
られていてもよい。また、電流遮断層１０ａ，１０ｂを
双方とも設けた場合、それぞれの素子の長さ方向に沿っ
た長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。非
発光再結合による発熱は、通常、レーザ出射側端面１５
近傍で顕著に起こるから、電流遮断層１０ａ，１０ｂの
素子の長さ方向に沿った長さは、電流遮断層１０ｂに比
して電流遮断層１０ａを長くしてもよく、レーザ出射側
端面１５近傍にのみ電流遮断層１０ａを設けてもよい。
ａおよび反射側端面１６側の電流遮断層１０ｂは、双方
ともに設けられていてもよく、どちらか一方にのみ設け
られていてもよい。また、電流遮断層１０ａ，１０ｂを
双方とも設けた場合、それぞれの素子の長さ方向に沿っ
た長さは同じであってもよく、異なっていてもよい。非
発光再結合による発熱は、通常、レーザ出射側端面１５
近傍で顕著に起こるから、電流遮断層１０ａ，１０ｂの
素子の長さ方向に沿った長さは、電流遮断層１０ｂに比
して電流遮断層１０ａを長くしてもよく、レーザ出射側
端面１５近傍にのみ電流遮断層１０ａを設けてもよい。
【００２９】上述の実施形態においては、亜鉛拡散源層
１７ａ，１７ｂと電流遮断層１０ａ，１０ｂとは、それ
ぞれ平面視において重なるように形成されているが、本
発明はこれに限定されるものではない。すなわち、亜鉛
拡散源層１７ａ，１７ｂの大きさおよび配置と、電流遮
断層１０ａ，１０ｂの大きさおよび配置とは独立に設定
することができる。上部第１クラッド層４と上部第２ク
ラッド層７との間には、エッチングにより上部第２クラ
ッド層７をリッジ形状に整形する際に用いるエッチング
ストップ層（エッチング媒体に対する耐性を有する層）
が設けられていてもよい。上部第２クラッド層７は、た
とえば、ＳｉＯ2からなる帯状のマスク層をマスクとし
て、エッチングによりリッジ形状に整形することができ
る。その場合、ＭＯＣＶＤ法により電流ブロック層６
を、リッジ形状の上部第２クラッド層７の側方に選択的
に成長させることができる。その後、マスク層のうち、
レーザ出射側端面１５近傍および反射側端面１６近傍以
外の部分を除去し、マスク層の残部を電流遮断層１０
ａ，１０ｂとすることができる。
１７ａ，１７ｂと電流遮断層１０ａ，１０ｂとは、それ
ぞれ平面視において重なるように形成されているが、本
発明はこれに限定されるものではない。すなわち、亜鉛
拡散源層１７ａ，１７ｂの大きさおよび配置と、電流遮
断層１０ａ，１０ｂの大きさおよび配置とは独立に設定
することができる。上部第１クラッド層４と上部第２ク
ラッド層７との間には、エッチングにより上部第２クラ
ッド層７をリッジ形状に整形する際に用いるエッチング
ストップ層（エッチング媒体に対する耐性を有する層）
が設けられていてもよい。上部第２クラッド層７は、た
とえば、ＳｉＯ2からなる帯状のマスク層をマスクとし
て、エッチングによりリッジ形状に整形することができ
る。その場合、ＭＯＣＶＤ法により電流ブロック層６
を、リッジ形状の上部第２クラッド層７の側方に選択的
に成長させることができる。その後、マスク層のうち、
レーザ出射側端面１５近傍および反射側端面１６近傍以
外の部分を除去し、マスク層の残部を電流遮断層１０
ａ，１０ｂとすることができる。
【００３０】電流遮断層１０ａ，１０ｂが存在しない構
造の半導体レーザを得る場合は、電流ブロック層６を選
択成長させた後、マスク層を完全に除去すればよい。図
３は、本発明の第２の実施形態に係るリッジ型半導体レ
ーザ素子の構造を示す素子の長さ方向に直交する方向の
図解的な断面図である。図３（ａ）は、レーザ出射側端
面１５近傍の断面を示しており、図３（ｂ）は、素子の
長さ方向中央部近傍の断面を示している。図１、２に示
す実施形態による半導体レーザ素子と同一構成である部
分は同一符号を付して説明を省略する。
造の半導体レーザを得る場合は、電流ブロック層６を選
択成長させた後、マスク層を完全に除去すればよい。図
３は、本発明の第２の実施形態に係るリッジ型半導体レ
ーザ素子の構造を示す素子の長さ方向に直交する方向の
図解的な断面図である。図３（ａ）は、レーザ出射側端
面１５近傍の断面を示しており、図３（ｂ）は、素子の
長さ方向中央部近傍の断面を示している。図１、２に示
す実施形態による半導体レーザ素子と同一構成である部
分は同一符号を付して説明を省略する。
【００３１】基板２１の上には、下部クラッド層２２、
活性層２３、および上部第１クラッド層２４が順に積層
されている。上部第１クラッド層２４の上には、リッジ
形状の上部第２クラッド層２７が素子の長さ方向に沿っ
て、素子の幅方向のほぼ中央部に形成されている。上部
第２クラッド層２７の両側には、電流ブロック層２６が
形成されている。電流ブロック層２６は、上部第２クラ
ッド層２７の側面、および上部第１クラッド層２４の上
面に沿うように形成されており、基板２１側に配された
下部層２６ａとその上（基板２１から遠い側）に配され
た上部層２６ｂとを含んでいる。上部第２クラッド層２
７および電流ブロック層２６の上には、上部第２クラッ
ド層２７にオーミック接触するコンタクト層２８が形成
されている。
活性層２３、および上部第１クラッド層２４が順に積層
されている。上部第１クラッド層２４の上には、リッジ
形状の上部第２クラッド層２７が素子の長さ方向に沿っ
て、素子の幅方向のほぼ中央部に形成されている。上部
第２クラッド層２７の両側には、電流ブロック層２６が
形成されている。電流ブロック層２６は、上部第２クラ
ッド層２７の側面、および上部第１クラッド層２４の上
面に沿うように形成されており、基板２１側に配された
下部層２６ａとその上（基板２１から遠い側）に配され
た上部層２６ｂとを含んでいる。上部第２クラッド層２
７および電流ブロック層２６の上には、上部第２クラッ
ド層２７にオーミック接触するコンタクト層２８が形成
されている。
【００３２】上部第２クラッド層２７とコンタクト層２
８との間で、レーザ出射側端面１５の近傍（図３
（ａ））および反射側端面１６の近傍には、亜鉛拡散源
層１７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されている。亜鉛拡散
源層１７ａ，１７ｂとコンタクト層２８との間には、電
流遮断層１０ａ，１０ｂが、平面視においてそれぞれ亜
鉛拡散源層１７ａ，１７ｂと重なるように形成されてい
る。亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂおよび電流遮断層１０
ａ，１０ｂは、レーザ出射側端面１５および反射側端面
１６からそれぞれ所定の距離以上内方の部分には形成さ
れていない。すなわち、レーザ出射側端面１５および反
射側端面１６から所定の距離以上内方の部分では、上部
第２クラッド層２７の上部にコンタクト層２８が接して
いる。
８との間で、レーザ出射側端面１５の近傍（図３
（ａ））および反射側端面１６の近傍には、亜鉛拡散源
層１７ａ，１７ｂがそれぞれ形成されている。亜鉛拡散
源層１７ａ，１７ｂとコンタクト層２８との間には、電
流遮断層１０ａ，１０ｂが、平面視においてそれぞれ亜
鉛拡散源層１７ａ，１７ｂと重なるように形成されてい
る。亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂおよび電流遮断層１０
ａ，１０ｂは、レーザ出射側端面１５および反射側端面
１６からそれぞれ所定の距離以上内方の部分には形成さ
れていない。すなわち、レーザ出射側端面１５および反
射側端面１６から所定の距離以上内方の部分では、上部
第２クラッド層２７の上部にコンタクト層２８が接して
いる。
【００３３】基板２１は、たとえばｎ型ＧａＡｓ化合物
半導体基板からなる。この場合に、下部クラッド層２２
は、ｎ型Ｉｎx1（Ｇａy1Ａｌ(1-y1)）(1-x1)Ｐ層で構成
することができる。活性層２３は、導電型がｎ型、ｐ
型、またはアンドープであり、Ｉｎx2Ｇａ(1-x2)Ｐ層か
らなっていてもよいし、組成の異なる２層からなってい
てもよい。すなわち、Ｉｎx5（Ｇａy5Ａｌ(1-y5)）
(1-x5)ＰとＩｎx6（Ｇａy6Ａｌ(1-y6)）(1-x6)Ｐ（ｙ５
≠ｙ６）とからなるＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕ
ｍ Ｗｅｌｌ）活性層であってもよいし、Ｉｎx3Ｇａ
(1-x3)ＰとＩｎx4（Ｇａ y4Ａｌ(1-y4)）(1-x4)Ｐとから
なるＭＱＷ活性層であってもよい。
半導体基板からなる。この場合に、下部クラッド層２２
は、ｎ型Ｉｎx1（Ｇａy1Ａｌ(1-y1)）(1-x1)Ｐ層で構成
することができる。活性層２３は、導電型がｎ型、ｐ
型、またはアンドープであり、Ｉｎx2Ｇａ(1-x2)Ｐ層か
らなっていてもよいし、組成の異なる２層からなってい
てもよい。すなわち、Ｉｎx5（Ｇａy5Ａｌ(1-y5)）
(1-x5)ＰとＩｎx6（Ｇａy6Ａｌ(1-y6)）(1-x6)Ｐ（ｙ５
≠ｙ６）とからなるＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕ
ｍ Ｗｅｌｌ）活性層であってもよいし、Ｉｎx3Ｇａ
(1-x3)ＰとＩｎx4（Ｇａ y4Ａｌ(1-y4)）(1-x4)Ｐとから
なるＭＱＷ活性層であってもよい。
【００３４】上部第１クラッド層２４は、ｐ型Ｉｎ
x7（Ｇａy7Ａｌ(1-y7)）(1-x7)Ｐ層で構成することがで
きる。さらに、電流ブロック層２６の導電型はｎ型とす
ることができ、下部層２６ａは、Ｇａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ
層であってもよいし、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ(1-y10)）
(1-x10)Ｐ層であってもよいし、Ｉｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐ
層であってもよい。上部層２６ｂは、ＧａＡｓ層で構成
することができる。リッジ形状の上部第２クラッド層２
７は、ｐ型Ｉｎx8（Ｇａy8Ａｌ(1-y8)）(1-x8)Ｐ層で構
成することができ、コンタクト層２８は、ｐ型ＧａＡｓ
層で構成することができる。
x7（Ｇａy7Ａｌ(1-y7)）(1-x7)Ｐ層で構成することがで
きる。さらに、電流ブロック層２６の導電型はｎ型とす
ることができ、下部層２６ａは、Ｇａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ
層であってもよいし、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ(1-y10)）
(1-x10)Ｐ層であってもよいし、Ｉｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐ
層であってもよい。上部層２６ｂは、ＧａＡｓ層で構成
することができる。リッジ形状の上部第２クラッド層２
７は、ｐ型Ｉｎx8（Ｇａy8Ａｌ(1-y8)）(1-x8)Ｐ層で構
成することができ、コンタクト層２８は、ｐ型ＧａＡｓ
層で構成することができる。
【００３５】亜鉛拡散源層１７ａ，１７ｂおよび電流遮
断層１０ａ，１０ｂは、このようなＩｎＧａＡｓＰ系材
料で構成された半導体レーザ素子においても、ＡｌＧａ
Ａｓ系材料（第１の実施形態）で構成された半導体レー
ザ素子におけるものと同様の効果を奏することができ
る。ＳｉＯ2からなる帯状のマスク層を用いてリッジ形
状に整形された上部第２クラッド層２７の両側方に、Ｍ
ＯＣＶＤ法によりＡｌＧａＡｓ系などの３（４）元混晶
からなる電流ブロック層２６を形成しようとすると、マ
スク層の上にも電流ブロック層２６を構成する材料が堆
積する。そこで、下部層２６ａとして３元混晶材料から
なる層を薄く成膜し、その後ＧａＡｓからなる上部層２
６ｂを成膜することにより、このような事態を回避する
ことができる。すなわち、このような構成により、電流
ブロック層２６を上部第２クラッド層２７の両側方に良
好に選択成長させることができ、かつ、必要な厚さの電
流ブロック層２６を得ることができる。本発明の第１の
実施形態のように、主としてＡｌＧａＡｓ系材料からな
る半導体レーザ素子においても、電流ブロック層６を、
３元混晶からなる下部層と、ＧａＡｓからなる上部層と
で構成することにより上述の効果を得ることができる。
断層１０ａ，１０ｂは、このようなＩｎＧａＡｓＰ系材
料で構成された半導体レーザ素子においても、ＡｌＧａ
Ａｓ系材料（第１の実施形態）で構成された半導体レー
ザ素子におけるものと同様の効果を奏することができ
る。ＳｉＯ2からなる帯状のマスク層を用いてリッジ形
状に整形された上部第２クラッド層２７の両側方に、Ｍ
ＯＣＶＤ法によりＡｌＧａＡｓ系などの３（４）元混晶
からなる電流ブロック層２６を形成しようとすると、マ
スク層の上にも電流ブロック層２６を構成する材料が堆
積する。そこで、下部層２６ａとして３元混晶材料から
なる層を薄く成膜し、その後ＧａＡｓからなる上部層２
６ｂを成膜することにより、このような事態を回避する
ことができる。すなわち、このような構成により、電流
ブロック層２６を上部第２クラッド層２７の両側方に良
好に選択成長させることができ、かつ、必要な厚さの電
流ブロック層２６を得ることができる。本発明の第１の
実施形態のように、主としてＡｌＧａＡｓ系材料からな
る半導体レーザ素子においても、電流ブロック層６を、
３元混晶からなる下部層と、ＧａＡｓからなる上部層と
で構成することにより上述の効果を得ることができる。
【００３６】第２の実施形態において、電流ブロック層
２６は、下部層２６ａと上部層２６ｂとを含む複合層で
あるが、電流ブロック層２６は、ＧａＡｓ層、Ｇａy9Ａ
ｌ(1 -y9)Ａｓ層、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ(1-y10)）
(1-x10)Ｐ層、またはＩｎx11Ａｌ( 1-x11)Ｐ層からなる
単層であってもよい。その他、特許請求の範囲に記載さ
れた事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
２６は、下部層２６ａと上部層２６ｂとを含む複合層で
あるが、電流ブロック層２６は、ＧａＡｓ層、Ｇａy9Ａ
ｌ(1 -y9)Ａｓ層、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ(1-y10)）
(1-x10)Ｐ層、またはＩｎx11Ａｌ( 1-x11)Ｐ層からなる
単層であってもよい。その他、特許請求の範囲に記載さ
れた事項の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ素
子の構造を示す素子の長さ方向に沿った図解的な断面図
である。
子の構造を示す素子の長さ方向に沿った図解的な断面図
である。
【図２】図１のリッジ型半導体レーザ素子の長さ方向に
直交する方向の図解的な断面図である。
直交する方向の図解的な断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ素
子の構造を示す素子の長さ方向に直交する方向の図解的
な断面図である。
子の構造を示す素子の長さ方向に直交する方向の図解的
な断面図である。
１，２１ 基板
２，２２ 下部クラッド層
３，２３ 活性層
４，２４ 上部第１クラッド層
６，２６ 電流ブロック層
２６ａ 下部層
２６ｂ 上部層
７，２７ 上部第２クラッド層
８，２８ コンタクト層
１０ａ，１０ｂ 電流遮断層
１５ レーザ出射側端面
１６ 反射側端面
１７ａ，１７ｂ 亜鉛拡散源層
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F073 AA09 AA74 AA87 BA05 CA04
CA05 CA14 CB02 CB18 DA13
DA15 EA24 EA28
Claims (6)
- 【請求項１】化合物半導体基板上に順に積層された下部
クラッド層、活性層および上部第１クラッド層と、 前記上部第１クラッド層上に設けられたリッジ形状の上
部第２クラッド層と、 前記上部第２クラッド層の側方に設けられた電流ブロッ
ク層と、 前記上部第２クラッド層上に設けられたコンタクト層
と、 前記上部第２クラッド層の長手方向に関する素子両端面
であるレーザ出射側端面および反射側端面のうちの少な
くとも一方の近傍において、前記上部第２クラッド層と
前記コンタクト層との間に設けられ、亜鉛を含有した亜
鉛拡散源層とを含むことを特徴とする半導体レーザ素
子。 - 【請求項２】前記上部第２クラッド層の長手方向に関す
る素子両端面であるレーザ出射側端面および反射側端面
のうちの少なくとも一方の近傍において、前記亜鉛拡散
源層と前記コンタクト層との間に設けられた絶縁体から
なる電流遮断層をさらに含むことを特徴とする請求項１
記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】前記化合物半導体基板がＧａＡｓ化合物半
導体基板であり、 前記下部クラッド層がＡｌx1Ｇａ(1-x1)Ａｓ層であり、 前記活性層がＡｌy1Ｇａ(1-y1)Ａｓの単層、Ａｌy11Ｇ
ａ(1-y11)ＡｓとＡｌy1 2Ｇａ(1-y12)Ａｓとの複合層、
またはＡｌy1Ｇａ(1-y1)ＡｓとＧａＡｓとの複合層であ
り、 前記上部第１クラッド層がＡｌx2Ｇａ(1-x2)Ａｓ層であ
り、 前記リッジ形状の上部第２クラッド層がＡｌx3Ｇａ
(1-x3)Ａｓ層であり、 前記電流ブロック層がＡｌy2Ｇａ(1-y2)Ａｓ層からなる
単層、または、前記化合物半導体基板側に配されＡｌy3
Ｇａ(1-y3)Ａｓからなる下部層および前記コンタクト層
側に配されＧａＡｓからなる上部層を含む複合層であ
り、 前記コンタクト層がＧａＡｓ層であることを特徴とする
請求項１または２記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】前記化合物半導体基板がＧａＡｓ化合物半
導体基板であり、 前記下部クラッド層がＩｎx1（Ｇａy1Ａｌ(1-y1)）
(1-x1)Ｐ層であり、 前記活性層がＩｎx2Ｇａ(1-x2)Ｐの単層、Ｉｎx3Ｇａ
(1-x3)ＰとＩｎx4（Ｇａ y4Ａｌ(1-y4)）(1-x4)Ｐとの複
合層、またはＩｎx5（Ｇａy5Ａｌ(1-y5)）(1-x5)ＰとＩ
ｎx6（Ｇａy6Ａｌ(1-y6)）(1-x6)Ｐとの複合層であり、 前記上部第１クラッド層がＩｎx7（Ｇａy7Ａｌ(1-y7)）
(1-x7)Ｐ層であり、 前記リッジ形状の上部第２クラッド層がＩｎx8（Ｇａy8
Ａｌ(1-y8)）(1-x8)Ｐ層であり、 前記電流ブロック層がＧａＡｓ、Ｇａy9Ａｌ(1-y9)Ａ
ｓ、Ｉｎx10（Ｇａy10Ａｌ(1-y10)）(1-x10)Ｐ、もしく
はＩｎx11Ａｌ(1-x11)Ｐからなる単層、または前記化合
物半導体基板側に配されＧａy9Ａｌ(1-y9)Ａｓ、Ｉｎ
x10（Ｇａy10Ａｌ(1 -y10)）(1-x10)Ｐ、もしくはＩｎ
x11Ａｌ(1-x11)Ｐからなる下部層および前記コンタクト
層側に配されＧａＡｓからなる上部層を含む複合層であ
り、 前記コンタクト層がＧａＡｓ層であることを特徴とする
請求項１または２記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項５】前記亜鉛拡散源層が酸化亜鉛からなること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の半導
体レーザ素子。 - 【請求項６】前記亜鉛拡散源層が、絶縁性材料に亜鉛を
ドープしてなることを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の半導体レーザ素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001377444A JP3740055B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 半導体レーザ素子 |
| US10/315,191 US7116692B2 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-10 | Semiconductor laser and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001377444A JP3740055B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003179305A true JP2003179305A (ja) | 2003-06-27 |
| JP3740055B2 JP3740055B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=19185402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001377444A Expired - Fee Related JP3740055B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3740055B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294879A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の製造方法 |
-
2001
- 2001-12-11 JP JP2001377444A patent/JP3740055B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006294879A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の製造方法 |
| JP4502867B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2010-07-14 | パナソニック株式会社 | 半導体レーザ装置および半導体レーザ装置の製造方法 |
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|---|---|
| JP3740055B2 (ja) | 2006-01-25 |
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