JP3096419B2 - 半導体レーザ素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ素子
に関し、特に閾値電流が低く、高効率で発振でき、かつ
高出力の場合でも基本横モード動作することができる半
導体レーザ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ素子は多くの分野において
応用されており、より良好な光学特性が要求されてい
る。優れた光学特性を得るために、屈折率導波構造を採
用した半導体レーザ素子が数多く提案されている。上記
屈折率導波構造としては、例えば、ＶＳＩＳ構造や、Ｂ
Ｈ構造が挙げられる。

【０００３】上記ＶＳＩＳ構造の半導体レーザ素子の１
例を図６に示す。この半導体レーザ素子は、電流阻止層
６２が積層形成された半導体基板６１に断面Ｖ形状のス
トライプ状の溝６３が形成されており、その上に第１ク
ラッド層６４、活性層６５、第２クラッド層６６、キャ
ップ層６７が積層形成されており、基板６１側とキャッ
プ層６７側にそれぞれ電極６９、６８が形成されてい
る。この半導体レーザ素子においては、電流阻止層６２
に形成された上記溝６３にて電流が狭窄される。上記電
流阻止層６２は、光吸収作用を有する材料で形成されて
おり、この部分において屈折率導波路が形成されてい
る。このようなＶＳＩＳ構造を有する半導体レーザ素子
では、上記電流阻止層６２の光吸収作用によって、高次
横モードの損失が基本横モードの損失に対して非常に大
きくなるので、極めて安定な基本横モード動作が得られ
る。しかし、この構造を有する半導体レーザ素子では、
上記電流阻止層６２の光吸収作用により基本横モードも
ある程度損失されるため、微分効率の低下および発振閾
値電流の増大を招くという欠点があった。特にこの半導
体レーザ素子を高出力で動作させる場合には、動作電流
が増大したり、素子の信頼性が低下するという恐れがあ
った。

【０００４】次に上記ＢＨ構造の半導体レーザ素子の一
例を図７に示す。この半導体レーザ素子では、基板７１
上に第１クラッド層７２、活性層７３、第２クラッド層
７４が形成され、これら３層７２、７３、７４および基
板７１の上部が、通常のフォトリソグラフィ法等によっ
て部分的に除去されており、それにより活性領域となる
メサストライプ部７５が形成されている。このメサスト
ライプ部７５の両側には、例えば、液相成長法のように
選択成長が可能な結晶成長法によって積層された埋込層
７６が形成されている。すなわち、メサストライプ部７
５が該埋込層７６によって埋め込まれた構造となってい
る。この埋込層７６は該活性層７３の屈折率より小さな
屈折率を有している。かかる状態の上に、絶縁層７８が
積層形成されているが、上記メサストライプ部７５の上
部、すなわち図７中破線で囲んだ領域７７にはＺｎが拡
散されており、このＺｎ拡散領域７７においてのみメサ
ストライプ部７５内に電流が流れ込むように構成されて
いる。

【０００５】このＢＨ構造では、上記活性層７３の両側
が活性層７３の屈折率より低い屈折率を有する埋込層７
６によって埋め込まれているので、この部分が屈折率導
波路となり、電流および光の両方に対して強い閉じ込め
作用を有する。そのため、この半導体レーザ素子では発
振する光の損失が少なく、閾値電流が低い。さらに、活
性層７３の側面に光吸収作用をもつ層がないので、微分
効率が高くなり、高効率で発振することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示した
半導体レーザ素子では、基本横モードの損失だけでな
く、高次横モードの損失も小さいため、高次横モード発
振がおこりやすく、特に該半導体レーザ素子を高出力に
おいて動作させる場合には、安定して基本横モード動作
させることが極めて困難であるという欠点がある。ま
た、図７に示した構造では、活性領域であるメサストラ
イプ部７５を形成してから埋込層７６を成長させる間に
活性層７３の側面部が空気にさらされるため酸化される
恐れがあり、作製された素子の信頼性が劣るという欠点
がある。

【０００７】本発明は、上記欠点を解決しようとするも
のであり、閾値電流が低く、高出力においても高い微分
効率で安定して基本横モード発振することができ、吸収
損失の低い屈折率導波路を備えた信頼性に優れる半導体
レーザ素子を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の半導体
レーザ素子は、半導体基板上に、少なくとも、第1クラ
ッド層、活性層、第2クラッド層、及び保護層がこの順
で形成され、該保護層上に、少なくとも、リッジストラ
イプ状の第3クラッド層が形成され、該第3クラッド層両
側で、且つ、保護層の上に埋込層が形成されてなる半導
体レーザ素子であって、前記保護層は、そのV族元素と
して砒素を含む材料からなると共に、光吸収作用を有し
ており、且つ、その厚さが、０．０１μm程度以下であ
って、前記埋込層は、前記第3クラッド層に比べてその
屈折率がより小さく、且つそのAl混晶比がより大きく設
定されて、実屈折率差による屈折率導波路が形成されて
なることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２に記載の半導体レーザ素子は、前
記保護層はＧａＡｓからなることを特徴とするものであ
る。

【００１０】

【００１１】以下、本発明の作用を記載する。本発明に
あっては、活性層の上方に積層形成された第３クラッド
層の両側を該第３クラッド層の屈折率より小さい屈折率
を有する埋込層で覆うことによって、実屈折率差による
屈折率導波路が形成されている。活性層にて発生した光
の基本横モードは前記導波路によって閉じ込められる。

【００１２】この埋込層はＡｌの含有量が多いため、埋
め込み成長を行う場合に、下地の層の表面状態により結
晶性が左右されやすいが、本発明では下地の層をＡｌを
ほとんど、もしくは全く含有しない保護層としているた
め、酸化などによる劣化のない表面の上に埋め込み成長
を行うことができて、良好な結晶性をもつ埋込層を形成
することが可能となる。

【００１３】埋込層は、活性層よりバンドギャップを大
きくすることで光の吸収を抑えているが、上記保護層を
用いることで、結晶性の悪化による吸収の発生が抑えら
れるため、より吸収損失の低い屈折率導波路が形成され
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。以下の実施例では、半導体基板として
ＧａＡｓ基板を用い、該基板上に積層する半導体材料と
してＡｌＧａＡｓ系半導体を用いた。

【００１５】図１は本発明の第１実施例の半導体レーザ
素子の要部断面図である。この半導体レーザ素子は、ｎ
型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３、ＡｌＧａＡｓ活性層
４、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層５、ｐ型ＧａＡｓ
第１保護層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓエッチストップ層７、
ｐ型ＧａＡｓ第２保護層８、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層９、ｐ型ＧａＡｓ第３保護層１０が積層形成され
ている。上記第３保護層１０、上記第３クラッド層９、
上記第２保護層８および上記エッチストップ層７は、後
述するエッチングによって一部除去されてメサストライ
プ状に形成され、この部分１２が電流狭窄部となってい
る。この電流狭窄部１２の両側には、間隙をおいてｎ型
ＧａＡｓ電流阻止層１３が積層形成されている。この電
流阻止層１３は、光吸収作用を有し、光吸収層としても
作用する。

【００１６】さらに、上記電流狭窄部１２と上記電流阻
止層１３を埋め込むようにｐ型ＡｌＧａＡｓからなる埋
込層１４が積層形成されている。すなわち、この埋込層
１４により、電流狭窄部１２の両側面が覆われ、かつ電
流狭窄部１２と電流阻止層１３との間隙が埋められてい
る。この埋込層１４は、第３クラッド層９の屈折率より
小さい屈折率を有する。例えば、本実施例のようにＡｌ
ＧａＡｓ系半導体が用いられる場合には、該埋込層１４
は、第３クラッド層９のＡｌ混晶比よりもＡｌ混晶比が
大きいＡｌＧａＡｓを用いて形成される。

【００１７】かかる構成の上にｐ型ＧａＡｓキャップ層
１５が積層形成されており、基板１側と該キャップ層１
５側にそれぞれｎ側電極１７とｐ側電極１６が形成され
ている。

【００１８】この半導体レーザ素子の製造方法を図２に
示す。まず、図２（ａ）に示すように分子線エピタキシ
ー（ＭＢＥ）法によってウェハ状の上記基板１上に、上
記バッファ層２、第１クラッド層３、活性層４、第２ク
ラッド層５、第１保護層６、エッチストップ層７、第２
保護層８、第３クラッド層９、第３保護層１０を成長さ
せ、さらにその上にｐ型Ａｌ_qＧａ_1-qＡｓからなる成長
阻止層１１（ｑは０より大で、１未満である）を積層形
成する。

【００１９】次に、図２（ｂ）に示すようにフォトリソ
グラフィ法により、幅約２．５μｍのストライプ状のレ
ジストパターンを形成し、ストライプ部分を残して上記
成長阻止層１１、第３保護層１０および第３クラッド層
９を除去し、電流狭窄部となるメサストライプ部１２を
形成する。このとき、選択エッチング法を用いることに
より、第２保護層８の表面で正確にエッチングが止めら
れる。その後、フォトリソグラフィ法及び選択エッチン
グ法により、上記電流狭窄部１２の両側の第２保護層８
が幅０．５μｍのストライプ状に除去され、電流狭窄部
１２の両側にエッチストップ層７が露出される。このよ
うにエッチストップ層７が形成されていると、その下部
の第１保護層６までエッチングされることが防止され
る。

【００２０】第２保護層８がストライプ状に除去された
後、レジスト等を除去し、図２（ｃ）に示すように、残
存する第２保護層８上に、液相成長法等の選択成長可能
な成長方法によってＧａＡｓ電流阻止層１３を積層形成
した。この実施例では、上述のようにｐ型ＧａＡｓから
なる第２保護層８をストライプ状に除去することによ
り、この除去された部分にはＡｌＧａＡｓからなるエッ
チストップ層７が露出されるので、ＧａＡｓからなる電
流阻止層１３を、電流狭窄部１２の両側部分に間隙をあ
けて選択的に積層することが可能になる。

【００２１】また、電流狭窄部１２の上にＡｌＧａＡｓ
からなる成長阻止層１１が形成されていることにより、
電流狭窄部１２上にＧａＡｓ層が成長することが妨げら
れる。

【００２２】上記電流阻止層１３を形成した後、選択エ
ッチング法によって、エッチストップ層７および成長阻
止層１０を除去する。

【００２３】次に、図２（ｄ）に示すように、埋込層１
５およびキャップ層１６を積層形成した。その後、通常
の方法によってｎ側電極１７およびｐ側電極１６を形成
し、得られた積層体を劈開によってチップ分割して半導
体レーザ素子とする。

【００２４】第１実施例においては、ＧａＡｓからなる
第３保護層１０が形成されていることにより、選択エッ
チングの後に容易に埋込層１５およびキャップ層１６を
積層形成することができる。

【００２５】この半導体レーザ素子においては、電流狭
窄部１２の両側が該第３クラッド層９の屈折率よりも小
さい屈折率を有する埋込層１４で埋め込まれているた
め、この部分において実効屈折率差による第１の屈折率
導波路が形成されている。さらに、上記埋込層１４の両
側には、光吸収作用を有する電流阻止層１３が形成され
ており、これにより第２の屈折率導波路が形成されてい
る。

【００２６】活性層４にて発生した光の基本横モードは
その大部分が第１の導波路によって閉じ込められる。高
次横モードは基本モードに比べ接合面に平行な方向への
しみだしが大きく、光吸収作用を有する電流阻止層１３
による損失が大きくなる。その結果、安定な基本横モー
ド発振が得られる。

【００２７】上記半導体レーザ素子においては、良好な
第１屈折率導波路を形成するためには、第３クラッド層
を形成するＡｌＧａＡｓのＡｌ混晶比、すなわちｐ型Ａ
ｌ_wＧａ_1-wＡｓにおけるＡｌ混晶比ｗは０．４以上０．
５以下の範囲内であることが好ましい。

【００２８】また、上記実施例１において、上記選択エ
ッチングを円滑に行うためには、エッチストップ層７を
形成するｐ型Ａｌ_pＧａ_1-pＡｓのＡｌ混晶比ｐおよび成
長阻止層１１を形成するＡｌ_qＧａ_1-qＡｓの混晶比ｑは
０．４以上であることが好ましく、第３クラッド層９に
おける混晶比ｗが０．５以下である場合にはｑはｗより
大きく、かつｗとｑとの差がある程度大きいことが好ま
しい。

【００２９】この実施例の半導体レーザ素子において基
板１上に形成された上記各半導体層の詳細は以下の通り
である。

【００３０】 バッファ層２：ｎ型ＧａＡｓ、厚さ１μｍ、 第１クラッド層３：ｎ型Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ，ｘ＝０．４
５，厚さ１．５μｍ、 活性層４：Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ，ｙ＝０．１４，厚さ０．
０５μｍ、 第２クラッド層５：ｐ型Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ，ｚ＝０．４
５，厚さ０．１５μｍ、 第１保護層６：ｐ型ＧａＡｓ、厚さ０．００５μｍ、 エッチストップ層７：ｐ型Ａｌ_pＧａ_1-pＡｓ，ｐ＝０．
７，厚さ０．０１８μｍ、 第２保護層８：ｐ型ＧａＡｓ、厚さ０．００５μｍ、 第３クラッド層９：ｐ型Ａｌ_wＧａ_1-wＡｓ，ｗ＝０．４
５，厚さ１．５μｍ、 第３保護層１０：ｐ型ＧａＡｓ、厚さ０．０１μｍ、 成長阻止層１１：ｐ型Ａｌ_qＧａ_1-qＡｓ，ｑ＝０．７，
厚さ０．０３μｍ、 電流阻止層１３：ｎ型ＧａＡｓ、厚さ１μｍ、 埋込層１４：ｐ型Ａｌ_uＧａ_1-uＡｓ，ｕ＝０．７、 キャップ層１５：ｐ型ＧａＡｓ、厚さ１μｍ。

【００３１】ところで、第１実施例の半導体レーザ素子
では、電流狭窄部１２において、第３クラッド層９の下
方にＧａＡｓからなる第１保護層６および第２保護層８
が、上方にＧａＡｓからなる第３保護層１０が存在す
る。これら第１保護層６、第２保護層８および第３保護
層１０はいずれも光吸収作用を有しているので、この光
吸収効果を抑えるため、これら第１保護層６、第２保護
層８および第３保護層１０の厚さは０．０１μｍ程度以
下であることが好ましい。第１実施例においては、これ
ら第１保護層６、第２保護層８および第３保護層１０の
厚さは、いずれも０．００５μｍであり十分に薄く形成
されているので、これら第１保護層６、第２保護層８お
よび第３保護層１０における光吸収効果は十分に小さ
く、半導体レーザ素子の動作にほとんど影響しない。

【００３２】また、第１保護層６、第２保護層８および
これらの間に形成されたエッチストップ層７の３層にお
けるＡｌ組成比の平均値は、第２クラッド層５および第
３クラッド層９のＡｌ組成比と同じであるように構成し
ているので、これら３層の積層部分における光学的影響
はない。

【００３３】第１の実施例の半導体レーザ素子は、その
閾値電流が２５ｍＡであり、低い閾値電流で発振するこ
とができた。

【００３４】さらに、この半導体レーザ素子の２つの端
面に、それぞれ５％以下の反射率を有する反射膜と９５
％以下の反射率を有する反射膜を形成し、非対称コーテ
ィングをすると、２００ｍＷ以上の高出力動作させた場
合でも安定した基本横モード発振が得られた。

【００３５】図３は本発明の第２実施例を示す縦断面図
である。

【００３６】この半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基
板２１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２２、ｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ第１クラッド層２３、ＡｌＧａＡｓ第１光ガイド
層２４、多重量子井戸構造活性層２５、ＡｌＧａＡｓ第
２光ガイド層２６、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層２
７、ｐ型ＧａＡｓ保護層２８、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３ク
ラッド層２９が積層形成されている。上記第３クラッド
層２９は、後述するエッチングによって一部除去されて
その上部の幅が下部の幅より大きい逆メサストライプ形
状に形成され、電流狭窄部が形成されている。逆メサス
トライプ形状の第３クラッド層２９の両側には、第３ク
ラッド層２９と間隙をおいてｎ型ＧａＡｓ電流阻止層３
１が積層形成されている。この電流阻止層３１は光吸収
作用を有する。

【００３７】さらにその上には、上記第３クラッド層２
９と上記電流阻止層３１を埋め込むようにｐ型ＡｌＧａ
Ａｓからなる埋込層３２が積層形成されている。この埋
込層３２により第３クラッド層２９の両側面が覆われ、
第３クラッド層２９と電流阻止層３１との間隙が埋めら
れている。かかる構成の上にｐ型ＧａＡｓキャップ層３
３が積層形成されており、基板２１側と該キャップ層３
３側にそれぞれｎ側電極３５とｐ側電極３４が形成され
ている。

【００３８】この半導体レーザ素子の製造方法を図４に
示す。まず、図４（ａ）に示すように、ＭＢＥ法によっ
て、ウェハ状の上記基板２１上に、上記バッファ層２
２、第１クラッド層２３、第１光ガイド層２４、多重量
子井戸活性層２５、第２光ガイド層２６、第２クラッド
層２７、保護層２８、第３クラッド層２９を積層形成す
る。

【００３９】次に、図４（ｂ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ法により、幅約６μｍのストライプ状のレジ
ストパターンを形成し、ストライプ部分を残して上記第
３クラッド層２９を除去し、その上部の幅がその下部の
幅より大きい逆メサストライプ形状にエッチングする。
このとき、選択エッチング法を用いることにより、保護
層２８の表面で正確にエッチングを止めることができ
る。第２実施例においても第２クラッド層２７が酸化さ
れるのを防止するため、第２クラッド層２７の上に上記
保護層２８を形成することが好ましい。

【００４０】次いで、レジストを除去した後、ＭＢＥ法
により上記電流阻止層３１を成長させるが、その際に
は、上記第３クラッド層２９の上方から分子線を照射す
る。第２実施例においては、上記第３クラッド層２９が
上述のように逆メサストライプ形状であり、その上部の
幅が下部より大きいので、電流阻止層３１を成長させる
ときにマスクとして用いることができ、第３クラッド層
２９の両側に間隙をおいて上記電流阻止層３１が積層さ
れる。第２実施例では、このように第３クラッド層２９
の逆メサストライプ形状をマスクとして利用し選択積層
することが可能であるため、電流阻止層３１を形成する
前にマスクを作製する工程を省略することができる。

【００４１】電流阻止層３１形成後、フォトリソグラフ
ィ等によって第３クラッド層２９上に積層された電流阻
止層３１を除去し、ＭＯＣＶＤ法によって埋込層３２お
よびキャップ層３３が形成され、その後、通常の方法に
よってｎ側電極３５およびｐ側電極３４が形成される。
得られた積層体は劈開によってチップ分割されて半導体
レーザ素子となる。

【００４２】第２実施例においても、第３クラッド層２
９の両側が該第３クラッド層２９の屈折率よりも小さい
屈折率を有する埋込層３２で埋め込まれているため、こ
の部分において実屈折率差による第１の屈折率導波路が
形成されている。さらに、上記埋込層３２の両側には、
光吸収作用を有する電流阻止層３１が形成されており、
これにより第２の屈折率導波路が形成されている。

【００４３】本発明はこのように量子井戸構造を有する
半導体レーザ素子においても適用できる。

【００４４】第２実施例の半導体レーザ素子において基
板２１上に形成された上記各半導体層の詳細は、以下の
通りである。

【００４５】 バッファ層２２：ｎ型ＧａＡｓ、厚さ１μｍ、 第１クラッド層２３：ｎ型Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ，ｘ＝０．
４５，厚さ１．５μｍ、 第１光ガイド層２４：Ａｌ_sＧａ_1-sＡｓ，ｓ＝０．３
５，厚さ０．０５μｍ、 多重量子井戸活性層２５：厚さ０．０１μｍのＧａＡｓ
３層と厚さ０．００４μｍのＡｌ_mＧａ_1-mＡｓ（ｍ＝
０．３５）２層からなる多重量子井戸層、 第２光ガイド層２６：Ａｌ_tＧａ_1-tＡｓ，ｔ＝０．３
５，厚さ０．０５μｍ、 第２クラッド層２７：ｐ型Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ，ｚ＝０．
４５，厚さ０．１５μｍ、 保護層２８：ｐ型ＧａＡｓ、厚さ０．００５μｍ、 第３クラッド層２９：ｐ型Ａｌ_wＧａ_1-wＡｓ，ｗ＝０．
４５，厚さ１．５μｍ、 電流阻止層３１：ｎ型ＧａＡｓ、厚さ０．５μｍ、 埋込層３２：ｐ型Ａｌ_uＧａ_1-uＡｓ，ｕ＝０．７、 キャップ層３３：ｐ型ＧａＡｓ、厚さ１μｍ。

【００４６】第２実施例の半導体レーザ素子において
は、閾値電流が２０ｍＡであり、さらに低い閾値電流で
発振することができた。

【００４７】さらに、この半導体レーザ素子の２つの端
面に、それぞれ５％以下の反射率を有する反射膜と９５
％以下の反射率を有する反射膜を形成し、非対称コーテ
ィングをすると、２００ｍＷ以上の高出力動作させた場
合でも安定した基本横モード発振が得られた。

【００４８】図５は第３実施例の半導体レーザ素子を示
す縦断面図である。この半導体レーザ素子は第１実施例
の半導体レーザ素子とほぼ同じ構造を有し、第１実施例
と同様にして作製される。この半導体レーザ素子は、ｎ
型基板５１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層５２、ｎ型Ｇ
ａＡｓ第１クラッド層５３、ＡｌＧａＡｓ活性層５４、
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層５５、ｐ型ＧａＡｓ第
１保護層５６、ｐ型ＡｌＧａＡｓエッチストップ層５
７、ｐ型ＧａＡｓ第２保護層５８、第３クラッド層５９
およびｐ型ＧａＡｓ第３保護層５１０が積層形成されて
いる。上記ｐ型ＧａＡｓ第３保護層５１０、第３クラッ
ド層５９、第２保護層５８およびエッチストップ層５７
はメサストライプ状に形成され、この部分１２が電流狭
窄部となっている。ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層５１３、ｎ
型ＡｌＧａＡｓ埋込層５１４、ｐ型ＧａＡｓキャップ層
５１５も第１実施例と同様に形成されており、基板５１
側にｎ側電極５１７、キャップ層５１５側にｐ側電極５
１６が形成されている。第３実施例においては上述した
各半導体層の組成及び組成比も第１実施例と同様である
が、上記埋込層５１４の導電型が第１実施例とは反対の
ｎ型で形成されていることが異なり、図中破線で囲んで
示した電流狭窄部５１２の上側部分５１８には、例えば
Ｚｎのようなアクセプタが拡散されている。したがっ
て、第３実施例においては、アクセプタ拡散領域５１８
のみ電流が流れ、電流通路がさらに狭くなり、上記電流
狭窄部５１２における電流狭窄効果がさらに高くなるた
め、閾値電流をさらに低くすることが可能である。

【００４９】このように、埋込層の導電型を反対にし、
アクセプタの拡散領域を設ける構成は、第２実施例の半
導体レーザ素子に対しても適用可能であり、同様な効果
が得られる。

【００５０】なお、これらの実施例においては、上記埋
込層は上記電流狭窄部の上方部分にも積層形成されてい
るが、該電流狭窄部の側面部のみが覆われるように形成
されていてもよい。

【００５１】これら実施例においてはＡｌＧａＡｓ系材
料を用いて半導体レーザ素子を形成したが、ＩｎＧａＡ
ｌＰ混晶で形成される半導体レーザ素子においても、本
発明を適用することが可能である。ＩｎＧａＡｌＰ系半
導体が用いられる場合にも、埋込層は、第３クラッド層
のＡｌ混晶比よりＡｌ混晶比が大きいＩｎＧａＡｌＰを
用いて形成される。

【００５２】

【発明の効果】本発明の半導体レーザ素子によれば、活
性層よりもバンドギャップの大きい埋込層を保護層の上
に形成することで、吸収損失のきわめて低い屈折率導波
路が形成できるので、閾値電流が低く、高い効率で発振
できる半導体レーザ素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の半導体レーザ素子の縦断
面図である。

【図２】第１実施例の半導体レーザ素子の製造工程を説
明する図である。

【図３】本発明の第２実施例の半導体レーザ素子の縦断
面図である。

【図４】第２実施例の半導体レーザ素子の製造工程を説
明する図である。

【図５】本発明の第３実施例の半導体レーザ素子を示す
模式図である。

【図６】従来のＶＳＩＳ構造の半導体レーザ素子の縦断
面図である。

【図７】従来のＢＨ構造の半導体レーザ素子を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ 基板 ３ 第１クラッド層 ４ 活性層 ５ 第２クラッド層 ９ 第３クラッド層 １３ 電流阻止層（光吸収層） １４ 埋込層 ２１ 基板 ２３ 第１クラッド層 ２４ 活性層 ２７ 第２クラッド層 ２９ 第３クラッド層 ３１ 電流阻止層（光吸収層） ５１ 基板 ５３ 第１クラッド層 ５４ 活性層 ５５ 第２クラッド層 ５９ 第３クラッド層 ５１３ 電流阻止層（光吸収層） ５１４ 埋込層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 健 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 近藤 雅文 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 兼岩 進治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 幡 俊雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−296076（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−110188（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に、少なくとも、第1クラ
   ッド層、活性層、第2クラッド層、及び保護層がこの順
   で形成され、 該保護層上に、少なくとも、リッジストライプ状の第3
   クラッド層が形成され、 該第3クラッド層両側で、且つ、保護層の上に埋込層が
   形成されてなる半導体レーザ素子であって、 前記保護層は、そのV族元素として砒素を含む材料から
   なると共に、光吸収作用を有しており、且つ、その厚さ
   が、０．０１μm程度以下であって、 前記埋込層は、前記第3クラッド層に比べてその屈折率
   がより小さく、且つそのAl混晶比がより大きく設定され
   て、実屈折率差による屈折率導波路が形成されてなるこ
   とを特徴とする半導体レーザ素子。
2. 【請求項２】 前記保護層はGaAsからなることを特徴と
   する請求項１に記載の半導体レーザ素子。