JP2007158195A - 半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屈折率変動の小さな端面窓構造が形成され、従来よりも高抵抗で、かつ、共振器方向へのＺｎ拡散が抑制された半導体レーザ素子を提供する。
【解決手段】１第一導電型の半導体基板と、半導体基板上に設けられた第１導電型のクラッド層２と、第１導電型のクラッド層上に設けられた活性層４と、活性層上に設けられた第２導電型の第１クラッド層５と、第１クラッド層上に設けられ共振器方向に延びるリッジ状の導波路を形成する第２導電型の第２クラッド層７と、第２導電型の第２クラッド層上に設けられた第２導電型のコンタクト層９と、共振器方向における端面部の活性層領域に不純物が拡散することにより、当該端面部以外の部分である利得領域に比べてバンドギャップが拡大した端面窓構造１１とを備え、第２導電型のクラッド層では、端面窓構造の領域における不純物濃度に比べて、利得領域における不純物濃度が同一かまたは大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、端面窓構造を有する半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。

近年、ビデオプレーヤーをはじめとする様々な分野で、大記憶容量を特長とする光情報記録再生用ＤＶＤドライブが急速に普及している。一方、高倍速での書き込み用途が広がってきており、光源として用いられる半導体レーザ素子は更なる光出力の向上が求められている。

高出力動作時における安定動作、信頼性確保のためには、実屈折率導波型構造を用い、放射されるレーザ光よりもバンドギャップの大きい窓構造をレーザ端面部に形成することが一般的である。これにより、端面コート膜とレーザ端面間での界面順位からの発熱によるレーザ劣化を抑制することが可能である。

近年、高出力動作保障のレーザ素子においては、端面窓構造の形成は必須の技術となっている。端面窓構造の製造方法については、特許文献１に一般的な工法が記載されている。従来技術における赤色レーザ素子の端面窓構造の製造方法について、特許文献１に記載された方法を例として図４Ａ〜４Ｃを参照して説明する。

まず図４Ａに示すように、ＧａＡｓからなるｎ型基板２１上に、有機金属気相エピタキシャル成長（以下、ＭＯＶＰＥ法という）法によって、ＧａＡｓからなるｎ型バッファ層２２、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層２３、活性層（発振波長が６５０ｎｍの多重量子井戸構造）２４、ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層２５、ＧａＩｎＰからなるエッチング停止層２６、ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層２７、ＧａＩｎＰからなるｐ型中間層２８、及びＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層２９を順に積層する。

次に、スパッタ装置などの成膜装置を用いてＺｎＯ層をウエハ全面に堆積させ（図示せず）、フォトレジストにより、図４Ｂに示すように、窓構造形成領域にのみＺｎＯ層３０が残るようにパターニングを行う。次に、絶縁膜３１をウエハ全面に堆積させ、Ｚｎが結晶中へ拡散されるような適度な温度、時間により、ＺｎＯ層３０からＺｎを固相拡散させる。これにより、図４Ｃに示すようにＺｎが拡散された領域では、結晶成長により成膜した活性層２４の無秩序化が起こり、活性層２４よりもバンドギャップの大きい端面窓構造領域３２が形成される。

ここで、窓構造形成領域上のｐ型のＧａＡｓコンタクト層２９は、Ｚｎ拡散制御層として機能することで、端面部への安定した窓構造形成を可能にする。さらに、過剰なＺｎ拡散を抑制することで、その後のストライプ形成時のＧａＩｎＰエッチングストップ層２６の削れを抑制し、利得部と同等なストライプ形状が得られることを可能としている。

しかしながら、レーザ光の高出力化に伴う次のような課題がある。
（１）活性層部の共振器方向へのＺｎ拡散の広がり
その結果、ロスが増大し、閾値、動作電流の増加や低バンドギャップ差領域の発生による信頼性低下が起こる。
（２）高濃度Ｚｎ拡散による低抵抗化
レーザ利得領域よりＺｎ濃度が高いため、電流注入時に端面部へ電流が流れやすくなり、それによる発熱でバンドギャップが小さくなり、端面損傷が起こり易くなる。
（３）高濃度Ｚｎによる屈折率の変化
端面部へのＺｎ拡散により、クラッド層屈折率変化による光散乱が起こり、利得部のレーザ広がり角と出射端面での広がり角変動や光ロスが起こる。

これらの課題に対する対策が、特許文献２あるいは特許文献３に記載されている。特許文献２には、窓構造を作成する際、第２導電型層へＡｓ原子をドープすることで、課題（１）のような利得領域の活性層への不純物拡散を抑制しつつ、端面窓構造を形成できることが記載されている。

特許文献３には、端面部におけるｐ型ＧａＡｓ上にｎ型ＧａＡｓの選択成長を行い、アニールすることで、Ｓｉを押し出す効果に基づいて端面窓構造を形成することが記載されている。それにより、課題（１）を解決し、また端面部のｐ型層へＳｉが拡散することにより、課題（２）の低抵抗化の問題も解決している。
特開２００１−２１０９０７号公報 特開２００４−２５９９４３号公報 特開２００１−９４２４０６号公報

しかし、特許文献２、３に記載の方法を用いても、課題（３）に挙げたような利得部と端面窓構造領域での屈折率差が生じる問題を回避することは困難である。特に、端面部へ利得部の導電型とは異なる不純物を拡散させることは、レーザ発振時に、従来のようなＺｎ拡散による窓構造形成とは異なる拡がり角の振る舞いや、特性変動を引き起こす原因になる。

本発明は、上記従来の問題を解決して、利得部と端面窓構造領域での屈折率差の発生が抑制された端面窓構造を有し、高出力動作時でも安定した素子特性、高信頼性を得ることが可能な半導体レーザ素子を提供することを目的とする。

また、屈折率変動の小さな端面窓構造が形成されるとともに低抵抗化が抑制され、かつ、共振器方向へのＺｎ拡散が抑制される半導体レーザ素子の製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の半導体レーザ素子は、第一導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた第１導電型のクラッド層と、前記第１導電型のクラッド層上に設けられた多重量子井戸構造を有する活性層と、前記活性層上に設けられた第２導電型の第１クラッド層と、前記第１クラッド層上に設けられ共振器方向に延びるリッジ状の導波路を形成する第２導電型の第２クラッド層と、前記第２導電型の第２クラッド層上に設けられた第２導電型のコンタクト層と、共振器方向における端面部の活性層領域に不純物が拡散することにより、当該端面部以外の部分である利得領域に比べてバンドギャップが拡大した端面窓構造とを備え、前記第２導電型のクラッド層では、前記端面窓構造の領域における不純物濃度に比べて、前記利得領域における不純物濃度が同一かまたは大きいことを特徴とする。

本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、半導体基板上に、第１導電型のクラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッド、第２導電型の第２クラッド層、及び第２導電型のコンタクト層を順次結晶成長させる工程と、共振器方向における端面部にのみ第２導電型の不純物を含まない拡散力源を堆積させ、アニールにより前記拡散力源が発生する応力を作用させて内部からの不純物拡散により端面窓構造を形成する工程と、前記第２クラッド層を共振器方向に延びるリッジ状の導波路に形成する工程と、前記端面窓構造の領域における前記第２導電型のコンタクト層を除去する工程と、前記リッジ状の導波路に形成された第２導電型の第２クラッド層の側面および両側の領域に第１導電型のブロック層を形成する工程とを備える。

上記構成の半導体レーザ素子によれば、第２導電型のクラッド層の不純物濃度が、端面窓構造の領域に比べて利得領域において同一かまたは大きいので、利得部と端面窓構造領域での屈折率差が小さく、拡がり角変動やロスが小さなレーザ特性が得られ、高出力動作時でも安定した素子特性を得ることが可能である。

また、上記構成の半導体レーザ素子の製造方法によれば、不純物拡散力源として第２導電型の不純物を含む層を用いることなく、レーザ内部のキャリアを活性層へ拡散させて無秩序化を行うことにより、端面部に多量のキャリアが拡散しないため、端面部の低抵抗の抑制が可能なだけでなく、屈折率変動が小さく、共振器方向へのＺｎ拡散の小さな端面窓構造が形成されるため、拡がり角変動やロスが小さなレーザ特性を得ることができ、かつ高出力動作時での信頼性の確保が可能である。

上記構成の本発明の半導体レーザ素子において、前記第２導電型のクラッド層のキャリアと前記端面窓構造の不純物が同一元素であることが好ましい。

前記第２導電型のクラッド層のキャリアは、ＺｎまたはＭｇとすることができる。

また、前記利得領域における前記第２導電型の層のキャリア濃度は、（コンタクト層の濃度）≧（第２クラッド層の濃度）≧（第１クラッド層の濃度）の関係に設定されていることが好ましい。

前記第２導電型のコンタクト層は、キャリア濃度が８×１０¹⁸〜５×１０¹⁹ｃｍ^-3である単層膜もしくは多層膜により形成されていることが好ましい。

前記第２導電型の第２クラッド層のキャリア濃度は１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であることが好ましい。

前記第２導電型の第１クラッド層のキャリア濃度は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であることが好ましい。

また、前記端面窓構造の領域における活性層は、第２導電型の不純物が１×１０¹⁸〜５×１０¹⁸ｃｍ^-3パイルアップしていることことが好ましい。

また、前記端面窓構造の領域では、第２導電型の不純物が前記第１導電型のクラッド層まで拡散されていることが好ましい。

また、前記端面窓構造の領域における前記第１導電型がクラッド層へ拡散している不純物深さは、２μｍ以内であることが好ましい。

上記構成の本発明の半導体レーザ素子の製造方法において、前記端面部における不純物拡散による端面窓構造の形成は、前記第２導電型のコンタクト層の上部から、前記第２導電型の第２クラッド層及び前記第２導電型のコンタクト層中の不純物を押し出すことで前記活性層へ不純物を拡散させることにより行うことができる。

また、前記端面部に形成する不純物拡散力源は、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＮｂＯ、及び水素化アモルファスＳｉから選ばれたいずれかの単層またはこれらの多層膜から形成することができる。

前記不純物拡散力源の作用により拡散させる不純物の拡散濃度は、１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上であることが好ましい。

また、前記端面部への不純物拡散による端面窓構造の形成は、アニール温度を４００〜８００℃の範囲内にして行うことが好ましい。

また、前記端面部への不純物拡散による端面窓構造の形成は、共振器方向への不純物拡散が前記拡散力源幅に対して１５μｍ以内の広がりに制限されるように行うことが好ましい。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態における半導体レーザ素子の構造を示す断面図である。図１（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’に沿った断面図である。

この半導体レーザは、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ＧａＡｓからなるｎ型ＯＦＦ基板１上にＭＯＣＶＤ法により形成された、ＧａＡｓからなるｎ型バッファ層２、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰからなるｎ型クラッド層３、ＧａＩｎＰ系材料からなる活性層４、（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰからなるｐ型第１クラッド層５、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層６、リッジ形成した（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰからなるｐ型第２クラッド層７、ＧａＩｎＰからなるｐ型中間層８、ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層９、及びＡｌＩｎＰからなるｎ型電流ブロック層１０を有する。活性層４は例えば、ＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ多重量子井戸構造活性層（発振波長６５０ｎｍ）とする。

レーザ端面部には、活性層４から上の層であるｐ型第１クラッド層５、エッチングストップ層６、ｐ型第２クラッド層７、ｐ型中間層８、及びｐ型コンタクト層９にＺｎが拡散された端面窓構造領域１１が形成されている。

本実施の形態では、ｐ型層中にＺｎ濃度差が設けられている。各層のＺｎ濃度は、ｐ型第１クラッド層５が７×１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型第２クラッド層７が１×１０¹⁸ｃｍ^-3、ｐ型コンタクト層９が９×１０¹⁸ｃｍ^-3であり、活性層４から上の層になるに従い、キャリア濃度が高く設定されている。

上記の構造によれば、端面窓構造領域１１が、レーザ素子内にあるＺｎの濃度差によりＺｎの拡散を起こさせて形成されている。そのため、光学的に見ればレーザ発振に寄与する部分と端面窓構造領域１１の屈折率は等価もしくは差は小さい。また、端面部は高抵抗化され端面部への電流も抑制される。

通常、窓構造をＺｎ固層拡散により形成した場合、窓部のｐ型クラッド層中のＺｎ濃度は、レーザ発振に寄与する利得部より１桁程度高くなる。そのため、レーザー利得部に対して屈折率変動を生じ、また不純物濃度が高いことより低抵抗になっていた。これに対して、本実施の形態の上記構造を適用することで、端面窓部のＺｎ濃度の上昇を抑制できる。そのため、低抵抗化が回避され、それにより端面部への電流の流れ込みを抑制できる。また、Ｚｎ拡散の共振器方向へのひろがりが小さく、かつ窓領域での不純物濃度が低いため、自由キャリア吸収を抑制でき、導波ロスの小さなレーザ素子を作製可能となる。

次に、上記構造の半導体レーザ素子の製造方法について説明する。図２Ａ〜２Ｄは、本実施の形態における製造方法の工程を示す斜視図である。

まず図２Ａに示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ型ＯＦＦ基板１上に、ｎ型バッファ層２、ｎ型クラッド層３、活性層４、ｐ型第１クラッド層５、エッチングストップ層６、ｐ型第２クラッド層７、ｐ型中間層８およびｐ型コンタクト層９を順次形成する。

次に、ｐ型コンタクト層９上に、スパッタ装置を用いてＳｉ膜を全面に堆積する。次にフォトリソグラフィーとエッチングを用いてこのＳｉ膜をパターニングして、図２Ｂに示すように、端面から２０μｍのみ残したＳｉ膜１２を形成する。エッチングは、例えばＣＦ４系のガスによるＲＩＥを用いて行う。その後ＣＶＤ法を用いてＳｉＯ₂膜１３を全面に堆積する。

次にアニール炉にて６００℃で熱処理を行い、図２Ｃに示すように、活性層４上にあるｐ型第１クラッド層５からｐ型ＧａＡｓコンタクト層９までのＺｎをｎ型クラッド層３まで拡散させ、活性層４を混晶化させることにより両端面に端面窓構造領域１１を形成する。

Ｓｉ膜１２の膜厚は、基板１に対する応力が強くキャップ膜として使用しているＳｉＯ₂膜１３堆積時に剥がれないように、例えば１００ｎｍに設定する。ＳｉＯ₂膜１３は、レーザ利得部のアニール時によるＰ元素などの昇華防止のためのキャップ膜として機能させる。このように応力の強い膜を堆積させることで、その領域のｐ型層内のＺｎが活性層４へ拡散されることにより、活性層４の無秩序化による窓構造を形成することができる。

次に、ウエハ全面に堆積したＳｉＯ₂膜１３、Ｓｉ膜１２をフッ酸系の薬液により除去する。次にリッジを形成するために、ＳｉＯ₂膜のストライプパターンのマスクをフォトリソグラフィー技術、ドライエッチング技術を用いて形成する（図示せず）。

次に図２Ｄに示すように、ストライプ状のＳｉＯ₂膜をマスクとして、ｐ型コンタクト層９、ｐ型中間層８、およびｐ型第２クラッド層７を、エッチングストップ層６に至るまでエッチングを行いリッジ形成する。エッチングは、例えば、誘導結合型プラズマもしくは、反応性イオンプラズマを用いたドライエッチングとウエットエッチングを併用して行う。

その後、フォトリソグラフィー技術を用いて、端面部のＺｎ拡散領域のみｐ型コンタクト層９をエッチングするためのマスクを形成し、ストライプ状のＳｉＯ₂膜およびｐ型コンタクト層９（ＧａＡｓ層）のエッチングを行う（図示せず）。ここで、エッチャントとしては、例えば硫酸系のエッチング液を用いる。

次に図１に示したように、電流ブロック層１０を成長させ、その後リッジストライプ上にあるＳｉＯ₂膜を除去する。

以上のようにして、本実施の形態の製造方法により、端面の窓領域と利得部との間でＺｎ濃度差の小さい端面窓構造を形成することができる。

端面窓構造を形成するためには、ｐ型層のキャリア濃度設定が重要である。上記実施の形態では、ｐ型第１クラッド層５、エッチングストップ層６、ｐ型第２クラッド層７、ｐ型中間層８およびｐ型コンタクト層９に対してＺｎキャリア濃度差を設けている。すなわち、一例として、ｐ型第１クラッド層５は７×１０¹⁷ｃｍ^-3、ｐ型第２クラッド層７は１×１０¹⁸ｃｍ^-3そしてｐ型コンタクト層９は３×１０¹⁸ｃｍ^-3と、活性層から上方に離れるに従い高濃度となるように設定される。

これにより、ｐ型コンタクト層９にＳｉ膜１２を堆積させアニールすることで、図３のＺｎのＳＩＭＳプロファイルに示されるように、ｐ型層へかかる応力による拡散とアニールによる濃度勾配の平衡化により、活性層４内部へのＺｎの拡散が生じる。

また、本実施の形態では、図３のＺｎのＳＩＭＳプロファイルに示されるように、利得部のクラッド層内のＺｎ濃度に対して、窓部のクラッド層内部のＺｎ濃度が２×１０¹⁷ｃｍ^-3程度低下し、窓部の方が高抵抗化されている。

クラッド層のＺｎ濃度設定は、窓構造形成時の熱履歴、その後の結晶成長による熱履歴により、利得部においてもＺｎ拡散は生じるので、信頼性を加味した設定が必要である。キャリアがＺｎの場合は、ｐ型第１クラッド層５（（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ）における濃度は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下、ｐ型第２クラッド層（（Ａｌ_xＧａ_1-x）_yＩｎ_1-yＰ）における濃度は１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下、ｐ型コンタクト層９（ＧａＡｓ）における濃度は８×１０¹⁸〜５×１０¹⁹ｃｍ^-3の範囲であることが望ましい。

また、アニール温度は、利得部へのＺｎ拡散による信頼性への影響、不純物の拡散濃度の増大による結晶性劣化・信頼性への影響、利得部の共振器方向への不純物広がりによるレーザー光の形状・広がり角制御の点より、４００〜８００℃の範囲内で行う事が望ましい。

上記特性面の影響より、端面部へ拡散させる不純物の拡散濃度は、活性層部では１×１０¹⁸〜５×１０¹⁸ｃｍ^-3の範囲とすることが望ましい。

更に、利得部の共振器方向への不純物広がりを１５μｍ以内に調整することが望ましい。

また、高出力化対応可能な窓構造を形成するには、少なくともｐ型第１クラッド層５とｐ型第２クラッド層７の間に１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上の濃度差を設けることが望ましい。

なお、キャリア濃度差を設けなくとも、応力が加わることによりＺｎ拡散を生じさせることは可能である。

また、窓構造形成に用いる拡散力源は、基板に対して応力の高い膜であればキャリアの拡散が生じるため、ＳｉＮやＴａ₂Ｏ₃等の誘電体膜やその他スパッタ可能な膜を堆積させてもよいが、Ｓｉを含む膜を堆積させることが望ましい。従って拡散力源としては、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＮｂＯ、あるいは水素化アモルファスＳｉ等から選ばれた単層またはこれらの多層膜から構成することができる。

更に、上述の例では、第２導電型のキャリアをＺｎとしたが、Ｍｇやその他の第２導電型となる不純物を用いても同様の効果が得られる。

また、上述の例では赤色レーザの場合について述べたが、赤外レーザ、青紫レーザをはじめとした窓構造を必要とする化合物系の半導体レーザ全般に対して、本発明を適用可能である。

本発明の半導体レーザ素子およびその製造方法は、端面窓構造の領域を、利得部に対して高抵抗で、低屈折率差を有する状態に形成可能であるため、高出力かつ高信頼性の素子が得られる半導体レーザ素子およびその製造方法として有用である。

本発明の実施の形態における半導体レーザ素子を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’線に沿った断面図、（ｃ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ’に沿った断面図 同半導体レーザ素子の製造工程を示す斜視図 同半導体レーザ素子の図２Ａに続く製造工程を示す斜視図 同半導体レーザ素子の図２Ｂに続く製造工程を示す斜視図 同半導体レーザ素子の図２Ｃに続く製造工程を示す斜視図 同半導体レーザ素子におけるＺｎのＳＩＭＳプロファイルを示す図 従来例の半導体レーザ素子の製造工程を示す斜視図 同半導体レーザ素子の図４Ａに続く製造工程を示す斜視図 同半導体レーザ素子の図４Ｂに続く製造工程を示す斜視図

符号の説明

１ ｎ型ＯＦＦ基板
２ ｎ型バッファ層
３ ｎ型クラッド層
４ 活性層
５ ｐ型第１クラッド層
６ エッチングストップ層
７ ｐ型第２クラッド層
８ ｐ型中間層
９ Ｐ型コンタクト層
１０ 電流ブロック層
１１ 端面窓構造領域
１２ Ｓｉ膜
１３ ＳｉＯ₂膜
２１ ｎ型基板
２２ ｎ型バッファ層
２３ ｎ型クラッド層
２４ 活性層
２５ ｐ型第１クラッド層
２６ エッチングストップ層
２７ 第２Ｐクラッド層
２８ 中間層
２９ Ｐ型コンタクト層
３０ ＺｎＯ層
３１ 絶縁膜
３２ 端面窓構造領域

Claims (16)

1. 第一導電型の半導体基板と、
   前記半導体基板上に設けられた第１導電型のクラッド層と、
   前記第１導電型のクラッド層上に設けられた多重量子井戸構造を有する活性層と、
   前記活性層上に設けられた第２導電型の第１クラッド層と、
   前記第１クラッド層上に設けられ共振器方向に延びるリッジ状の導波路を形成する第２導電型の第２クラッド層と、
   前記第２導電型の第２クラッド層上に設けられた第２導電型のコンタクト層と、
   共振器方向における端面部の活性層領域に不純物が拡散することにより、当該端面部以外の部分である利得領域に比べてバンドギャップが拡大した端面窓構造とを備え、
   前記第２導電型のクラッド層では、前記端面窓構造の領域における不純物濃度に比べて、前記利得領域における不純物濃度が同一かまたは大きいことを特徴とする半導体レーザ素子。
2. 前記第２導電型のクラッド層のキャリアと前記端面窓構造の不純物が同一元素である請求項１に記載の半導体レーザ素子。
3. 前記第２導電型のクラッド層のキャリアは、ＺｎまたはＭｇである請求項２に記載の半導体レーザ素子。
4. 前記利得領域における前記第２導電型の層のキャリア濃度は、（コンタクト層の濃度）≧（第２クラッド層の濃度）≧（第１クラッド層の濃度）の関係に設定されている請求項１に記載の半導体レーザ素子。
5. 前記第２導電型のコンタクト層は、キャリア濃度が８×１０¹⁸〜５×１０¹⁹ｃｍ^-3である単層膜もしくは多層膜により形成されている請求項４に記載の半導体レーザ素子。
6. 前記第２導電型の第２クラッド層のキャリア濃度は１．５×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である請求項４に記載の半導体レーザ素子。
7. 前記第２導電型の第１クラッド層のキャリア濃度は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下である請求項４に記載の半導体レーザ素子。
8. 前記端面窓構造の領域における活性層は、第２導電型の不純物が１×１０¹⁸〜５×１０¹⁸ｃｍ^-3パイルアップしている請求項１に記載の半導体レーザ素子。
9. 前記端面窓構造の領域では、第２導電型の不純物が前記第１導電型のクラッド層まで拡散されている請求項１に記載の半導体レーザ素子。
10. 前記端面窓構造の領域における前記第１導電型がクラッド層へ拡散している不純物深さは、２μｍ以内である請求項９に記載の半導体レーザ素子。
11. 半導体基板上に、第１導電型のクラッド層、活性層、第２導電型の第１クラッド、第２導電型の第２クラッド層、及び第２導電型のコンタクト層を順次結晶成長させる工程と、
    共振器方向における端面部にのみ第２導電型の不純物を含まない拡散力源を堆積させ、アニールにより前記拡散力源が発生する応力を作用させて内部からの不純物拡散により端面窓構造を形成する工程と、
    前記第２クラッド層を共振器方向に延びるリッジ状の導波路に形成する工程と、
    前記端面窓構造の領域における前記第２導電型のコンタクト層を除去する工程と、
    前記リッジ状の導波路に形成された第２導電型の第２クラッド層の側面および両側の領域に第１導電型のブロック層を形成する工程とを備えた半導体レーザ素子の製造方法。
12. 前記端面部における不純物拡散による端面窓構造の形成は、前記第２導電型のコンタクト層の上部から、前記第２導電型の第２クラッド層及び前記第２導電型のコンタクト層中の不純物を押し出すことで前記活性層へ不純物を拡散させることにより行う請求項１１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
13. 前記端面部に形成する拡散力源は、Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＮｂＯ、及び水素化アモルファスＳｉから選ばれたいずれかの単層またはこれらの多層膜からなる請求項１１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
14. 前記拡散力源の作用により拡散させる不純物の拡散濃度は、１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上である請求項１３に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
15. 前記端面部への不純物拡散による端面窓構造の形成は、アニール温度を４００〜８００℃の範囲内として行う請求項１１に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
16. 前記端面部への不純物拡散による端面窓構造の形成は、共振器方向への不純物拡散が前記拡散力源幅に対して１５μｍ以内の広がりに制限されるように行う請求項１１〜１５のいずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方法。

Images