JP3725582B2 - 半導体レーザ装置の製造方法，及び半導体レーザ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体レーザ装置の製造方法，及び半導体レーザ装置に関し、特に端面部分に窓構造を有する高光出力動作が可能な半導体レーザ装置の製造方法，及び半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の半導体レーザ装置の構造を示す図であり、図５(a) は半導体レーザ装置の斜視図、図５(b) は図５(a) のＶｂ−Ｖｂ線における断面図，即ち半導体レーザ装置の共振器長方向の断面図，図５(c) は図５(a) のＶｃ−Ｖｃ線における断面図，即ち半導体レーザ装置の共振器長方向に対して垂直な方向の断面図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は厚さが１．５〜２μｍであるｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３はＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(1-y) (y=0.05 〜0.15) ウエル層（図示せず）とアルミ組成比ｚが０．２〜０．３５であるＡｌz Ｇａ1-z Ａｓバリア層（図示せず）から構成されている量子井戸構造活性層で、両端に厚さ約３５ｎｍの上記バリア層と同じ組成の光ガイド層（図示せず）を備え、その間に厚さ約１０ｎｍのウエル層と厚さ約１０ｎｍのバリア層が交互に合わせて５層、即ちウエル層３層とバリア層２層が積層されて構成されている。４ａは厚さが０．０５〜０．５μｍであるｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層，４ｂはｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第２上クラッド層で、第１上クラッド層４ａと第２上クラッド層４ｂとを合わせた厚さは約１．５〜２．０μｍである。５は厚さが０．５〜１．０μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層、８はプロトン注入領域、９はｎ側電極、１０はｐ側電極、１５はシリコン（Ｓｉ）イオン注入とアニールとを用いて形成されたＳｉ拡散領域、２０はレーザ共振器端面、３ａは活性層３のレーザ発光に寄与する活性領域、３ｂは活性層３のレーザ共振器端面近傍に形成された窓構造領域である。また、この半導体レーザ装置の素子の大きさは、共振器長方向の長さが３００〜６００μｍ、幅が約３００μｍである。
【０００３】
また、図６は従来の半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図であり、図において、図５と同一符号は同一又は相当する部分を示し、１１はストライプ状の第１のフォトレジスト，１４は第２のフォトレジスト，２３はプロトン注入を示している。
【０００４】
次に、製造方法を図６を用いて説明する。ウエハ状のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、下クラッド層２、量子井戸構造層３、第１上クラッド層４ａを順次エピタキシャル結晶成長させる。成長後のウエハの断面図を図６(a) に示す。次に、このコンタクト層５表面にフォトレジストを塗布し、これをパターニングして、図６(b) に示すように、レーザ共振器長方向となる方向に伸びる、レーザ共振器端面となる位置に達しないストライプ状の第１のフォトレジスト１１を形成する。このフォトレジスト１１と半導体レーザ装置の共振器端面となる位置との間隔は２０μｍ程度となるようにし、このストライプ状のフォトレジスト１１のレーザ共振器長方向に垂直な方向の長さは１．５〜５μｍとする。
【０００５】
続いて、該フォトレジスト１１をマスクとして第１上クラッド層４ａの上面から活性層４に達する手前までＳｉのイオン注入を行った後、フォトレジスト１１を除去する。このとき、Ｓｉイオン注入を行うよう、領域に対するＳｉドーズ量は１×１０13〜１×１０14ｃｍ-2程度とする。なお、フォトレジスト１１の下部の領域にはフォトレジスト１１がマスクとして作用し、この領域へのイオン注入を妨げるので、Ｓｉイオン注入領域は形成されない。ここで、フォトレジスト１１を除去した後、活性層３のディスオーダを行なうために熱処理（アニール）を行なう。これはイオン注入しただけでは活性層３のディスオーダは起こらず、なんらかの熱処理によりＳｉ原子を結晶中で拡散させて初めてディスオーダが生じることから行なわれるものであり、この熱処理としてはウエハをＡｓ圧をかけた雰囲気下で７００℃以上の温度でアニールする方法が一般的である。この結果、図６(c) に示すように、Ｓｉ拡散領域１５が形成され、この領域１５内の量子井戸構造活性層３はディスオーダされる。このディスオーダされた量子井戸構造活性層３のレーザ共振器端面近傍となる領域が、窓構造として機能する窓構造領域３ｂとなる。活性層３のディスオーダされた領域以外の領域は活性領域３ａとなる。
【０００６】
次に、図６(d) に示すように、第１上クラッド層４ａ上に第２上クラッド層４ｂ，コンタクト層５を順次エピタキシャル再成長させた後、コンタクト層５の上面をレジストで覆い、フォトリソグラフィ技術によってパターニングして、図６(e) に示すように、上記ストライプ状の第１のフォトレジスト１１が形成されていた領域上に、該第１のフォトレジスト１１とほぼ同じ大きさのレーザ共振器長方向に伸びるストライプ状の第２のフォトレジスト１４を形成し、該レジスト１４をマスクとしてコンタクト層５の上面から第２上クラッド層４ｂ中にピークが位置するようにプロトン注入を行う。これにより、コンタクト層５，および第２上クラッド層４ｂにプロトン注入された領域８が形成され、この領域が高抵抗領域となり、電流ブロック層として機能する。
【０００７】
最後に、レジスト１４を除去した後、コンタクト層５上にｐ側電極１０を形成し、基板１側にｎ側電極９を形成し、へき開によりレーザ共振器端面２０を形成して、図５に示すような窓構造を備えた半導体レーザ装置を得る。
【０００８】
次に、従来の半導体レーザ装置の動作について説明する。ｐ側電極１０側に正、ｎ側電極９側に負となるように電圧を印加すると、ホールはｐ型コンタクト層５、ｐ型第２上クラッド層４ｂ，ｐ型第１上クラッド層４ａを経て量子井戸構造活性層３へ、また電子はｎ型半導体基板１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２を経て量子井戸構造活性層３にそれぞれ注入され、活性層３の活性領域において電子とホールの再結合が発生し、量子井戸構造活性層３の活性領域３ａ内で誘導放出光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じる。ここで、プロトン注入された領域８はプロトン注入により高抵抗となるため、このプロトン注入領域８のｐ型コンタクト層５，ｐ型第２上クラッド層４ｂには電流が流れない。すなわちプロトン注入されていない領域にのみ電流は流れる。
【０００９】
次に窓構造について説明する。一般にコンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスク装置の光源として用いられる０．８μｍ帯の波長のレーザ光を発するＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ装置の最大光出力は端面破壊が発生する光出力で決定される。この端面破壊はレーザ光が端面領域の表面準位の光吸収によって発生した熱で半導体レーザ装置を構成する結晶自体が溶融し共振器の機能を果たさなくなるものである。よって高光出力動作を実現するためにはより高い光出力でも端面破壊が生じない工夫が必要である。このためには活性層の端面領域にレーザ光を吸収しにくくする構造、つまりレーザ光に対して”透明”となるような窓構造を設けることが非常に有効である。この窓構造はレーザ光を発する活性層の活性領域よりもバンドギャップエネルギーが高くなるような領域をレーザ共振器端面近傍に設けることにより得られるものである。図５に示した従来の半導体レーザ装置においては、活性層３が量子井戸構造からなっているため、このような窓構造がＳｉイオン注入２２と熱処理工程とによる量子井戸構造３のディスオーダを利用して形成されている。図７はこのディスオーダを説明するための活性層３近傍のアルミ組成比のプロファイルを示す図であり、図７(a) はディスオーダする前の量子井戸構造活性層３のアルミ組成比のプロファイルを、また、図７(b) はディスオーダした後の量子井戸構造活性層３のアルミ組成比のプロファイルをそれぞれ示している。
【００１０】
図７において、図１と同一符号は同一または相当する部分を示しており、３０，３１，及び３２はそれぞれ活性層３のウエル層，バリア層，及び光ガイド層を示している。また、図において縦軸はＡｌ組成比を示し、横軸は下クラッド層２，活性層３，及び上クラッド層４の結晶成長方向の高さ位置を示し、Ａｌ2 はウエル層３０のアルミ組成比、Ａｌ1 はバリア層３１，及び光ガイド層３２のアルミ組成比，Ａｌ3 はディスオーダされた後の活性層３のアルミ組成比を示している。図７(a) に示すような量子井戸構造活性層３にシリコン（Ｓｉ）をイオン注入と熱処理とを用いて拡散させると、これらの拡散にともないウエル層３０とバリア層３２とを構成する原子が混じり合い、図７(b) に示すように、この拡散された領域がディスオーダされる。この結果、ディスオーダされた量子井戸構造活性層３のアルミ組成比は、バリア層３１，及び光ガイド層３２のアルミ組成比Ａｌ1 とほぼ等しいアルミ組成比Ａｌ3 となり、活性層３の実効的なバンドギャップエネルギーはバリア層３１，光ガイド層３２とほぼ等しい値になる。よって図５に示した従来の半導体レーザ装置においては、量子井戸構造活性層３のディスオーダされた領域の実効的なバンドギャップエネルギーが、活性領域３ａとなるディスオーダされていない活性層３の実効的なバンドギャップエネルギーより大きくなるため、量子井戸構造活性層３のディスオーダされた領域がレーザ光に対して“透明”な窓構造として機能するようになり、量子井戸構造活性層３のレーザ共振器端面２０の近傍の領域が窓構造領域３ｂとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の窓構造を有する半導体レーザ装置においては、レーザ共振器端面２０近傍の量子井戸構造活性層３を、Ｓｉのイオン注入と熱処理を用いたＳｉの拡散によりディスオーダして窓構造領域３ｂを形成していたが、このような半導体レーザ装置においては、その製造工程中のＳｉをイオン注入する工程において、イオン注入された半導体層に多量の結晶欠陥が発生し、これにより第１上クラッド層４ａや活性層３内に結晶転移が発生してしまう。これは、電圧により加速された原子が結晶中に注入されると、結晶中の原子と衝突しながらエネルギーを失って最後には止まるが、個々のＳｉが加速時の高いエネルギーを持っているため、結晶に多数の欠陥を生ぜしめることによるものである。このような結晶転移はアニール時にある程度は回復するが、完全に回復することなく、一部の結晶転移が残ったままとなる。この結晶転移はレーザ光を吸収してしまうものであるため、量子井戸構造活性層３をディスオーダしてバンドギャップエネルギーを活性領域３ａよりも大きくして窓構造領域３ｂを形成しても、結晶転移がレーザ光を吸収するため窓構造として機能しなくなるという問題があった。
【００１２】
また、このように結晶転移を発生させるくらいに結晶欠陥が多いと、アニールにより拡散させるＳｉ自体が結晶欠陥にトラップされ拡散しにくくなり、ディスオーダが生じにくくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができないという問題があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、結晶転移を生じさせることなく窓構造を形成できるとともに、窓構造を再現性良く形成することができる半導体レーザ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、結晶転移を生じさせることなく窓構造を形成できるとともに、窓構造を再現性良く形成することができる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、第１導電型ＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層，Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなる量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダし、上記ＳｉＯ2 膜を除去した後、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層，及び第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル再成長させるようにしたものである。
【００１６】
また、この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、第１導電型ＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層，Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなる量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダし、上記ＳｉＯ2 膜を除去した後、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層，及び第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル再成長させ、続いて、該コンタクト層上の、上記ストライプ状の開口部が形成されていた領域の上方の領域にレジスト膜を形成し、該コンタクト層の上方から上記量子井戸構造活性層に達しない深さまでプロトンを注入し、上記レジストを除去した後、上記ＧａＡｓ基板の裏面側、及び上記コンタクト層の上面にそれぞれ電極を形成するようにしたものである。
【００１７】
また、上記半導体レーザ装置の製造方法において、上記ＳｉＯ2 膜を形成した後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上に、Ｓｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、上記量子井戸構造活性層をディスオーダした後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むものである。
【００１９】
また、この発明に係る半導体レーザ装置は、第１導電型ＧａＡｓ基板と、該基板上に配置された第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層と、該下クラッド層上に配置され、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなり、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層と、該量子井戸構造活性層上に配置された厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層と、該第１上クラッド層上に配置されたＧａＡｓ表面保護層と、該ＧａＡｓ表面保護層上に配置された第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層と、該第２上クラッド層上に配置された第２導電型ＧａＡｓコンタクト層とを備えたものである。
【００２０】
また、上記半導体レーザ装置において、上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされており、上記第２上クラッド層の上部，及びコンタクト層の上記活性領域上の領域以外の領域は、プロトンが注入されて高抵抗化されており、上記ＧａＡｓ基板の裏面側，及び上記コンタクト層の上面にはそれぞれ電極が設けられているようにしたものである。
【００２１】
また、上記半導体レーザ装置において、上記第２導電型第１上クラッド層と第２導電型第２上クラッド層との間にＧａＡｓ表面保護層を有しているようにしたものである。
【００２２】
【作用】
この発明においては、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、Ｓｉをイオン注入する必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、イオン注入により形成された多量の結晶欠陥にＳｉが拡散中にトラップされることによりディスオーダが生じにくくなるということがなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。また、再成長界面の酸化を防いで、再成長界面の表面荒れを防ぐことができる。
【００２３】
また、この発明においては、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、Ｓｉをイオン注入する必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。また、再成長界面の酸化を防いで、再成長界面の表面荒れを防ぐことができる。
【００２４】
また、この発明においては、上記ＳｉＯ2 膜を形成した後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上にＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、上記量子井戸構造活性層をディスオーダした後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むようにしたから、上記アニールする工程において、上記ストライプ状の開口部に露出した第１上クラッド層の表面からのＡｓ抜けを防いで、第１上クラッド層の表面荒れを防止することができる。
【００２６】
また、この発明においては、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層を備えているから、Ｓｉをイオン注入して量子井戸構造活性層をディスオーダする必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、イオン注入により形成された多量の結晶欠陥にＳｉが拡散中にトラップされることによりディスオーダが生じにくくなるということがなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。
【００２７】
また、この発明においては、上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされているから、Ｓｉをイオン注入して量子井戸構造活性層をディスオーダする必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。
【００２８】
また、この発明においては、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層と第２導電型第２上クラッド層との間にＧａＡｓ表面保護層を有しているようにしたから、再成長界面の表面荒れを防ぐことができる。
【００２９】
【実施例】
実施例１．
図１は本発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図（図１(a))，図１(a) のＩｂ−Ｉｂ線による断面図（図１(b))、即ちレーザ共振器長方向の断面図，及び図１(a) のＩｃ−Ｉｃ線による断面図（図１(c))、即ちレーザ共振器長方向と垂直な方向の断面図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は厚さが１．５〜２μｍであるｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３はＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.05 〜0.15) ウエル層（図示せず）とアルミ組成比ｚが０．２〜０．３５であるＡｌz Ｇａ1-z Ａｓバリア層（図示せず）から構成されている量子井戸構造活性層で、両端に厚さ約３５ｎｍの上記バリア層と同じ組成の光ガイド層（図示せず）を備え、その間に厚さ約１０ｎｍのウエル層と厚さ約１０ｎｍのバリア層が交互に合わせて５層、即ちウエル層３層とバリア層２層が積層されて構成されている。４ａは厚さが０．０５〜０．５μｍであるｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層、４ｂはｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第２上クラッド層で、第１上クラッド層４ａと第２上クラッド層４ｂとを合わせた厚さは約１．５〜２．０μｍとなっている。５は厚さが０．５〜１．０μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層、８はプロトン注入領域、９はｎ側電極、１０はｐ側電極、６は空孔拡散領域、２０はレーザ共振器端面、３ａは活性層３のレーザ発光に寄与する活性領域、３ｂは活性層３のレーザ共振器端面２０の近傍に形成された窓構造領域である。また、この半導体レーザ装置の素子の大きさは、共振器長方向の長さが３００〜６００μｍ、幅が約３００μｍである。
【００３０】
また、図２は本発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示し、１６はＳｉＯ2 膜、１６ａは該ＳｉＯ2 膜１６に設けられたレーザ共振器長方向となる方向に伸びるストライプ状の開口部、１７はフォトレジスト、２３はプロトン注入を示している。
【００３１】
次に製造方法について説明する。まず、ウエハ状態のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層２、量子井戸構造活性層３、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａを順次エピタキシャル結晶成長する。この結晶成長方法としては膜厚制御性に優れた有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）あるいは分子線エピタキシ法（ＭＢＥ）が適している。成長後のウエハの断面図を図２(a) に示す。
【００３２】
次に、上記ｐ型第１上クラッド層４ａの表面をＳｉＯ2 膜１６で覆い、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって、図２(b) に示すようにレーザ共振器端面となる位置に達しない長さの、レーザ共振器長方向に伸びるストライプ状の開口部１６ａを活性領域となる領域上に形成する。このＳｉＯ2 膜１６は例えばプラズマＣＶＤ(chemical vapor deposition) 法やスパッタリングによって成膜される。ＳｉＯ2 膜１６の厚さとしては１０００オングストローム程度が適当であり、この開口部１６ａのストライプの幅は１〜５μｍが適当であり、この開口部１６ａとレーザ共振器端面となる位置との間隔は２０μｍ程度となるようにする。次に、このウエハを８００℃以上の温度でアニールする。なお、アニールは、開口部１６ａからのＡｓ抜けを防止するために、Ａｓ圧をかけた雰囲気下において行なう。
【００３３】
ここで、ＳｉＯ2 膜は、アプライド・フィジックス・レター第５２巻，１９８８年，１５１１〜１５３１頁（Applied Physics letters,vol.52,1988,pp1511〜1531) に記載されているように、アニール時にＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓ結晶からＧａ原子を吸い上げる効果があり、これにより、本実施例１においては、ＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａ以外の領域に隣接したｐ型第１上クラッド層４ａ表面からＧａ原子が吸い上げられ、この結果、ｐ型第１上クラッド層４ａ結晶中の、本来Ｇａ原子があるべき格子位置に、Ｇａがない空孔ができる。この空孔がさらにアニールにより半導体結晶内部に拡散していき、量子井戸構造活性層３に達すると、量子井戸構造のディスオーダを生じさせる。従って、ＳｉＯ2 膜１６直下の活性層３では、Ｇａが吸い上げられて空孔が生成され続けるとともに、この空孔が拡散して量子井戸構造のディスオーダが生じ、この領域の実効的なバンドギャップエネルギーが大きくなる。この結果、このディスオーダされた領域のうちのレーザ共振器端面近傍の領域が、活性層３の上記ＳｉＯ2 膜開口部１６ａ下のディスオーダされていない活性領域３ａで発光するレーザ光の“窓”として機能する窓構造部３ｂとなる。なお、Ｇａ空孔が効率良く拡散する距離は０．５μｍ以下であるので、ｐ型第１上クラッド層４ａの厚さは０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
続いて、上記アニール後、ＳｉＯ2 膜１６をウエットエッチングにより除去し、ｐ型第１上クラッド層４ａ上にｐ型第２上クラッド層４ｂ、ｐ型コンタクト層５をエピタキシャル再結晶成長を行い、コンタクト層５の表面をレジスト膜で覆い、フォトリソグラフィ技術によって、図２(e) に示すようにＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａが形成されていた領域に上記開口部１６ａとほぼ同じ大きさの共振器長方向に伸びるストライプ状のレジスト１７を形成し、このレジスト１７をマスクにしてコンタクト層５の上方からｐ型第２上クラッド層４ｂ中にピークが位置し、かつその濃度が約４×１０19ｃｍ-3の濃度となるようにプロトン注入２３を実施する。この結果、レジスト１７の下部を除いた領域のコンタクト層５及び第２上クラッド層４ｂの上部にプロトンが注入されたプロトン注入領域８が形成される。このプロトン注入領域８は高抵抗領域となるので電流ブロック層として機能する。
【００３５】
最後にウエハのコンタクト層５側にｐ側電極１０、ＧａＡｓ基板１側にｎ側電極９を形成し、ウエハをへき開して一対のレーザ共振器端面２０を形成して半導体レーザ装置を得る。
【００３６】
次に動作について説明する。ｐ側電極１０側に正、ｎ側電極９側に負となるように電圧を印加すると、ホールはｐ型コンタクト層５、ｐ型第２上クラッド層４ｂ，ｐ型第１上クラッド層４ａを経て量子井戸構造活性層３へ、また電子はｎ型半導体基板１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２を経て量子井戸構造活性層３にそれぞれ注入され、活性層３の活性領域において電子とホールの再結合が発生し、量子井戸構造活性層３の活性領域３ａ内で誘導放出光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じる。ここで、プロトン注入された領域８はプロトン注入により高抵抗となるため、このプロトン注入領域８のｐ型コンタクト層５，ｐ型第２上クラッド層４ｂには電流が流れない。すなわちプロトン注入されていない領域にのみ電流は流れる。
【００３７】
本実施例１の半導体レーザ装置では、空孔拡散領域６内の活性層３は、空孔を拡散させることによりディスオーダされているため、このバンドギャップエネルギーは、ディスオーダされていない領域，即ち活性領域３ａのバンドギャップよりも大きくなっており、このディスオーダされた領域のうちのレーザ共振器端面２０近傍の領域は、レーザ光を吸収しない窓構造領域３ｂとなる。また、活性層３の、活性領域３ａに対してレーザ共振器長方向と垂直な方向において隣接する領域もディスオーダされているため、活性層３内のレーザ共振器長方向と垂直な方向においては屈折率分布が生じ、レーザ光は活性領域３ａに閉じ込められてレーザ共振器長方向に導波される。
【００３８】
本実施例１においては、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａの表面にＳｉＯ2 膜１６を形成して、アニールすることにより、ｐ型第１上クラッド層４ａに空孔を形成するとともに、該空孔をアニールにより拡散させて量子井戸構造活性層３をディスオーダしているため、上述した従来技術のようにディスオーダさせるためにＳｉをイオン注入させる工程が不要となり、イオン注入時に高エネルギーを有するＳｉが結晶と衝突して生じる多量の結晶欠陥を無くすことができる。これにより、結晶転移の発生を抑えることができ、従来の半導体レーザ装置において問題となっていた結晶転移がレーザ光を吸収することにより、ディスオーダした領域が窓構造として機能しなくなることを防ぐことができる。従って、窓構造を備えた半導体レーザ装置が本来有する高光出力動作を可能にできるとともに、端面の破壊レベルが高く高信頼性を有するという優れた素子特性を発揮することができる。
【００３９】
また、従来の技術のように、高エネルギーでＳｉをイオン注入する工程がないため、結晶欠陥の発生量を非常に少なくすることができるとともに、Ｓｉを拡散させるかわりに空孔を拡散させて活性層３をディスオーダさせることにより、Ｓｉ自体が多量の結晶欠陥にトラップされて拡散しにくくなり、ディスオーダが生じにくくなるといった問題点をを防ぐことができ、窓構造を備えた所望の構造を有する半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。
【００４０】
以上のように本実施例１によれば、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａの表面にＳｉＯ2 膜１６を形成して、アニールすることにより、ｐ型第１上クラッド層４ａに空孔を形成するとともに、該空孔を拡散させて量子井戸構造活性層３をディスオーダするようにしたから、Ｓｉをイオン注入することなく活性層３をディスオーダして、結晶転移の非常に少ない窓構造部を形成することができるとともに、このような所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性良く得ることができる効果がある。
【００４１】
実施例２．
図３は本発明の第２の実施例による半導体レーザ装置の製造方法における主要工程を示す斜視図（図３(a))，及び図３(a) のIIIb-IIIb 線による断面図（図３(b))であり、図において、図２と同一符号は同一または相当する部分を示しており、１９はＳｉ3 Ｎ4 膜である。本発明は上記実施例１における空孔を拡散させる工程において、開口部１６ａを有するＳｉＯ2 膜１６を形成した後、図３(a) に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１９で開口部１６ａを含む領域を覆い、アニールを行なうようにしたものであり、その他の製造工程は上記実施例１と同様の工程により行なわれる。
【００４２】
上記実施例１においては、ＳｉＯ2 膜１６に設けられたストライプ状の開口部１６ａにはｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａが露出しているが、空孔を拡散させる際のアニール中に結晶表面が露出していると、Ａｓ圧をかけた環境下でアニールを行なったとしても、表面からのＡｓ抜けを完全に抑えることができず、開口部１６ａ内のｐ型第１上クラッド層４ａに、表面荒れが発生してしまう。また、この表面荒れはＡｌ組成比が高くなるほどひどくなる傾向にある。このように表面荒れが発生すると、この表面荒れしたｐ型第１上クラッド層４ａ上に再結晶成長等を行なう際に結晶転移が発生し、この結晶転移が活性層３にまで入り、動作特性が劣化したり、信頼性が劣化して、品質のよい半導体レーザ装置を得ることが困難となってしまう。そこで、本実施例２においては、図３に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１９で開口部１６ａを含む領域を覆うことにより、開口部１６ａ内のｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａを露出させないようにしたものであり、これにより、アニール中に起こるｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａの表面荒れを防ぐことができる。なお、このＳｉ3 Ｎ4 膜１９はアニール後にＣＦ4 を用いたドライエッチングやフッ酸系のウエットエッチングによりＳｉＯ2 膜１６とともに除去する。
【００４３】
このように本実施例２によれば、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａ上に形成されたＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａを含む領域上をＳｉ3 Ｎ4 膜１９で覆った後、アニールを行なうようにしたから、ＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａに露出したｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａのＡｓ抜けによる表面荒れを抑えて、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００４４】
実施例３．
図４は本発明の第３の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の主要工程を示すレーザ共振器長方向と垂直な面による断面図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当する部分を示しており、１３はＧａＡｓ表面保護層である。本実施例３は、上記実施例１の半導体レーザ装置の製造方法において、図２(a) に示すようにｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａを形成した後、さらにｐ型ＧａＡｓ保護層１３を連続的にエピタキシャル成長により形成し、該ｐ型ＧａＡｓ保護層１３の表面に開口部１６ａを備えたＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って、Ｇａを吸い上げて空孔を形成するとともに空孔を拡散させるようにしたものであり、その他の製造工程は上記実施例１と同様に行なわれる。
【００４５】
上記実施例１においては、エピタキシャル成長させたｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａ上にＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って空孔を生成するとともに空孔を拡散させて活性層３をディスオーダし、その後、ＳｉＯ2 膜１６を除去し、第２上クラッド層４ｂ，及びコンタクト層５をエピタキシャル再結晶成長させるようにしたが、再結晶成長面となる第１上クラッド層４ａはＡｌを多く含んでおり、このようなＡｌを多く含む層は酸化されやすい。このため、この第１上クラッド層４ａがＳｉＯ2 膜１６を形成する段階等において大気に露出されると、その表面が酸化により荒れてしまい、再成長界面に結晶転移が生じ、この結晶転移が活性層３にまで広がってしまい、この転移がレーザ光を吸収することにより、半導体レーザ装置の性能が劣化してしまうという問題が生じてしまう。
【００４６】
しかし、本実施例３のように、あらかじめ、エピタキシャル成長させた第１上クラッド層４ａ上に、さらに連続してＧａＡｓ表面保護層１７を形成し、該ＧａＡｓ表面保護層１７上にＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って空孔を生成するとともに空孔を拡散させて活性層３をディスオーダし、その後、ＳｉＯ2 膜１６を除去し、第２上クラッド層４，及びコンタクト層５をＧａＡｓ表面保護層１７上にエピタキシャル再結晶成長させるようにすると、再成長界面となるＧａＡｓ表面保護層１７はＡｌを含まず酸化されにくいため、酸化による表面荒れの発生を抑え、再成長界面の結晶転移の発生を大幅に低減させることができる。なお、ＧａＡｓ表面保護層１７は活性層３の組成や構造にもよるが、レーザ光を吸収する場合があるので、ＧａＡｓ表面保護層１７の厚さはレーザ特性に影響を与えないような厚さ、例えば１００オングストローム以下の厚さであることが好ましい。
【００４７】
このように本実施例３によれば、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａ上に、該第１上クラッド層４ａのエピタキシャル成長に連続してＧａＡｓ表面保護層１７を形成した後、ＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って空孔を生成しこれを拡散させるようにしたから、酸化による再成長界面の表面荒れの発生を抑え、再成長界面の結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
【００４８】
なお、上記各実施例においては、活性層３の活性領域３ａ以外の領域上のコンタクト層５，及び第１上クラッド層４ａ，第２上クラッド層４ｂの上部をプロトン注入により高抵抗化した構造の半導体レーザ装置を用いて説明したが、本発明は、リッジ構造を有する半導体レーザ装置等のその他の構造を有する半導体レーザ装置においても適用できるものであり、このような場合においても、レーザ共振器端面近傍に空孔を拡散させて量子井戸構造活性層３をディスオーダさせることにより上記各実施例と同様の効果を奏する。
【００４９】
また、上記各実施例においては、半導体基板１としてｎ型のＧａＡｓ基板を用いるようにしたが、本発明はｐ型のＧａＡｓ基板を用いた場合においても適用できるものであり、このような場合においても上記各実施例と同様の効果を奏する。
【００５０】
また、上記各実施例においては、活性層３が多重量子井戸構造（ＭＱＷ）である場合について説明したが、本発明は活性層が単量子井戸構造（ＳＱＷ）等のその他の量子井戸構造である場合おいても適用できるものであり、このような場合においても上記各実施例と同様の効果を奏する。
【００５１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。また、再成長界面の表面荒れを防ぎ、再成長界面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００５２】
また、この発明によれば、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。また、再成長界面の表面荒れを防ぎ、再成長界面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００５３】
また、この発明によれば、上記ＳｉＯ2 膜を形成した後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上にＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、上記量子井戸構造活性層をディスオーダした後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むようにしたから、第１上クラッド層の表面荒れを防止し、第１上クラッド層の表面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００５５】
また、この発明によれば、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層を備えているから、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。
【００５６】
また、この発明によれば、上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされているから、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。
【００５７】
また、この発明によれば、上記第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層と第２導電型第２上クラッド層との間にＧａＡｓ表面保護層を有しているようにしたから、再成長界面の表面荒れを防ぎ、再成長界面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図２】 この発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】 この発明の第２の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の主要工程を示す図である。
【図４】 この発明の第３の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の主要工程を示す断面図である。
【図５】 従来の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図６】 従来の半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。
【図７】 従来の半導体レーザ装置の量子井戸構造層のディスオーダを説明するためのアルミプロファイルを示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ型ＧａＡｓ基板、２ ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３ 量子井戸構造活性層、３ａ 活性領域、３ｂ 窓構造領域、４ａ ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層、４ｂ ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第２上クラッド層、５ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、６ 空孔拡散領域、８ プロトン注入領域、９ ｎ側電極、１０ ｐ側電極、１１ 第１のレジスト、１３ ＧａＡｓ表面保護層、１４ 第２のレジスト、１５ Ｓｉ拡散領域、１６ ＳｉＯ2 膜、１６ａ 開口部、１７ レジスト、１９ Ｓｉ3 Ｎ4 膜、２０ レーザ共振器端面、２３ プロトン注入、３０ Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.05)ウエル層、３１ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(z=0.2〜0.35) バリア層、３２ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(z=0.2〜0.35) 光ガイド層。
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体レーザ装置の製造方法，及び半導体レーザ装置に関し、特に端面部分に窓構造を有する高光出力動作が可能な半導体レーザ装置の製造方法，及び半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の半導体レーザ装置の構造を示す図であり、図５(a) は半導体レーザ装置の斜視図、図５(b) は図５(a) のＶｂ−Ｖｂ線における断面図，即ち半導体レーザ装置の共振器長方向の断面図，図５(c) は図５(a) のＶｃ−Ｖｃ線における断面図，即ち半導体レーザ装置の共振器長方向に対して垂直な方向の断面図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は厚さが１．５〜２μｍであるｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３はＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(1-y) (y=0.05 〜0.15) ウエル層（図示せず）とアルミ組成比ｚが０．２〜０．３５であるＡｌz Ｇａ1-z Ａｓバリア層（図示せず）から構成されている量子井戸構造活性層で、両端に厚さ約３５ｎｍの上記バリア層と同じ組成の光ガイド層（図示せず）を備え、その間に厚さ約１０ｎｍのウエル層と厚さ約１０ｎｍのバリア層が交互に合わせて５層、即ちウエル層３層とバリア層２層が積層されて構成されている。４ａは厚さが０．０５〜０．５μｍであるｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層，４ｂはｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第２上クラッド層で、第１上クラッド層４ａと第２上クラッド層４ｂとを合わせた厚さは約１．５〜２．０μｍである。５は厚さが０．５〜１．０μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層、８はプロトン注入領域、９はｎ側電極、１０はｐ側電極、１５はシリコン（Ｓｉ）イオン注入とアニールとを用いて形成されたＳｉ拡散領域、２０はレーザ共振器端面、３ａは活性層３のレーザ発光に寄与する活性領域、３ｂは活性層３のレーザ共振器端面近傍に形成された窓構造領域である。また、この半導体レーザ装置の素子の大きさは、共振器長方向の長さが３００〜６００μｍ、幅が約３００μｍである。
【０００３】
また、図６は従来の半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図であり、図において、図５と同一符号は同一又は相当する部分を示し、１１はストライプ状の第１のフォトレジスト，１４は第２のフォトレジスト，２３はプロトン注入を示している。
【０００４】
次に、製造方法を図６を用いて説明する。ウエハ状のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、下クラッド層２、量子井戸構造層３、第１上クラッド層４ａを順次エピタキシャル結晶成長させる。成長後のウエハの断面図を図６(a) に示す。次に、このコンタクト層５表面にフォトレジストを塗布し、これをパターニングして、図６(b) に示すように、レーザ共振器長方向となる方向に伸びる、レーザ共振器端面となる位置に達しないストライプ状の第１のフォトレジスト１１を形成する。このフォトレジスト１１と半導体レーザ装置の共振器端面となる位置との間隔は２０μｍ程度となるようにし、このストライプ状のフォトレジスト１１のレーザ共振器長方向に垂直な方向の長さは１．５〜５μｍとする。
【０００５】
続いて、該フォトレジスト１１をマスクとして第１上クラッド層４ａの上面から活性層４に達する手前までＳｉのイオン注入を行った後、フォトレジスト１１を除去する。このとき、Ｓｉイオン注入を行うよう、領域に対するＳｉドーズ量は１×１０13〜１×１０14ｃｍ-2程度とする。なお、フォトレジスト１１の下部の領域にはフォトレジスト１１がマスクとして作用し、この領域へのイオン注入を妨げるので、Ｓｉイオン注入領域は形成されない。ここで、フォトレジスト１１を除去した後、活性層３のディスオーダを行なうために熱処理（アニール）を行なう。これはイオン注入しただけでは活性層３のディスオーダは起こらず、なんらかの熱処理によりＳｉ原子を結晶中で拡散させて初めてディスオーダが生じることから行なわれるものであり、この熱処理としてはウエハをＡｓ圧をかけた雰囲気下で７００℃以上の温度でアニールする方法が一般的である。この結果、図６(c) に示すように、Ｓｉ拡散領域１５が形成され、この領域１５内の量子井戸構造活性層３はディスオーダされる。このディスオーダされた量子井戸構造活性層３のレーザ共振器端面近傍となる領域が、窓構造として機能する窓構造領域３ｂとなる。活性層３のディスオーダされた領域以外の領域は活性領域３ａとなる。
【０００６】
次に、図６(d) に示すように、第１上クラッド層４ａ上に第２上クラッド層４ｂ，コンタクト層５を順次エピタキシャル再成長させた後、コンタクト層５の上面をレジストで覆い、フォトリソグラフィ技術によってパターニングして、図６(e) に示すように、上記ストライプ状の第１のフォトレジスト１１が形成されていた領域上に、該第１のフォトレジスト１１とほぼ同じ大きさのレーザ共振器長方向に伸びるストライプ状の第２のフォトレジスト１４を形成し、該レジスト１４をマスクとしてコンタクト層５の上面から第２上クラッド層４ｂ中にピークが位置するようにプロトン注入を行う。これにより、コンタクト層５，および第２上クラッド層４ｂにプロトン注入された領域８が形成され、この領域が高抵抗領域となり、電流ブロック層として機能する。
【０００７】
最後に、レジスト１４を除去した後、コンタクト層５上にｐ側電極１０を形成し、基板１側にｎ側電極９を形成し、へき開によりレーザ共振器端面２０を形成して、図５に示すような窓構造を備えた半導体レーザ装置を得る。
【０００８】
次に、従来の半導体レーザ装置の動作について説明する。ｐ側電極１０側に正、ｎ側電極９側に負となるように電圧を印加すると、ホールはｐ型コンタクト層５、ｐ型第２上クラッド層４ｂ，ｐ型第１上クラッド層４ａを経て量子井戸構造活性層３へ、また電子はｎ型半導体基板１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２を経て量子井戸構造活性層３にそれぞれ注入され、活性層３の活性領域において電子とホールの再結合が発生し、量子井戸構造活性層３の活性領域３ａ内で誘導放出光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じる。ここで、プロトン注入された領域８はプロトン注入により高抵抗となるため、このプロトン注入領域８のｐ型コンタクト層５，ｐ型第２上クラッド層４ｂには電流が流れない。すなわちプロトン注入されていない領域にのみ電流は流れる。
【０００９】
次に窓構造について説明する。一般にコンパクトディスク（ＣＤ）等の光ディスク装置の光源として用いられる０．８μｍ帯の波長のレーザ光を発するＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ装置の最大光出力は端面破壊が発生する光出力で決定される。この端面破壊はレーザ光が端面領域の表面準位の光吸収によって発生した熱で半導体レーザ装置を構成する結晶自体が溶融し共振器の機能を果たさなくなるものである。よって高光出力動作を実現するためにはより高い光出力でも端面破壊が生じない工夫が必要である。このためには活性層の端面領域にレーザ光を吸収しにくくする構造、つまりレーザ光に対して”透明”となるような窓構造を設けることが非常に有効である。この窓構造はレーザ光を発する活性層の活性領域よりもバンドギャップエネルギーが高くなるような領域をレーザ共振器端面近傍に設けることにより得られるものである。図５に示した従来の半導体レーザ装置においては、活性層３が量子井戸構造からなっているため、このような窓構造がＳｉイオン注入２２と熱処理工程とによる量子井戸構造３のディスオーダを利用して形成されている。図７はこのディスオーダを説明するための活性層３近傍のアルミ組成比のプロファイルを示す図であり、図７(a) はディスオーダする前の量子井戸構造活性層３のアルミ組成比のプロファイルを、また、図７(b) はディスオーダした後の量子井戸構造活性層３のアルミ組成比のプロファイルをそれぞれ示している。
【００１０】
図７において、図１と同一符号は同一または相当する部分を示しており、３０，３１，及び３２はそれぞれ活性層３のウエル層，バリア層，及び光ガイド層を示している。また、図において縦軸はＡｌ組成比を示し、横軸は下クラッド層２，活性層３，及び上クラッド層４の結晶成長方向の高さ位置を示し、Ａｌ2 はウエル層３０のアルミ組成比、Ａｌ1 はバリア層３１，及び光ガイド層３２のアルミ組成比，Ａｌ3 はディスオーダされた後の活性層３のアルミ組成比を示している。図７(a) に示すような量子井戸構造活性層３にシリコン（Ｓｉ）をイオン注入と熱処理とを用いて拡散させると、これらの拡散にともないウエル層３０とバリア層３２とを構成する原子が混じり合い、図７(b) に示すように、この拡散された領域がディスオーダされる。この結果、ディスオーダされた量子井戸構造活性層３のアルミ組成比は、バリア層３１，及び光ガイド層３２のアルミ組成比Ａｌ1 とほぼ等しいアルミ組成比Ａｌ3 となり、活性層３の実効的なバンドギャップエネルギーはバリア層３１，光ガイド層３２とほぼ等しい値になる。よって図５に示した従来の半導体レーザ装置においては、量子井戸構造活性層３のディスオーダされた領域の実効的なバンドギャップエネルギーが、活性領域３ａとなるディスオーダされていない活性層３の実効的なバンドギャップエネルギーより大きくなるため、量子井戸構造活性層３のディスオーダされた領域がレーザ光に対して“透明”な窓構造として機能するようになり、量子井戸構造活性層３のレーザ共振器端面２０の近傍の領域が窓構造領域３ｂとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の窓構造を有する半導体レーザ装置においては、レーザ共振器端面２０近傍の量子井戸構造活性層３を、Ｓｉのイオン注入と熱処理を用いたＳｉの拡散によりディスオーダして窓構造領域３ｂを形成していたが、このような半導体レーザ装置においては、その製造工程中のＳｉをイオン注入する工程において、イオン注入された半導体層に多量の結晶欠陥が発生し、これにより第１上クラッド層４ａや活性層３内に結晶転移が発生してしまう。これは、電圧により加速された原子が結晶中に注入されると、結晶中の原子と衝突しながらエネルギーを失って最後には止まるが、個々のＳｉが加速時の高いエネルギーを持っているため、結晶に多数の欠陥を生ぜしめることによるものである。このような結晶転移はアニール時にある程度は回復するが、完全に回復することなく、一部の結晶転移が残ったままとなる。この結晶転移はレーザ光を吸収してしまうものであるため、量子井戸構造活性層３をディスオーダしてバンドギャップエネルギーを活性領域３ａよりも大きくして窓構造領域３ｂを形成しても、結晶転移がレーザ光を吸収するため窓構造として機能しなくなるという問題があった。
【００１２】
また、このように結晶転移を発生させるくらいに結晶欠陥が多いと、アニールにより拡散させるＳｉ自体が結晶欠陥にトラップされ拡散しにくくなり、ディスオーダが生じにくくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができないという問題があった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、結晶転移を生じさせることなく窓構造を形成できるとともに、窓構造を再現性良く形成することができる半導体レーザ装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、この発明は上記のような問題点を解消するためになされたものであり、結晶転移を生じさせることなく窓構造を形成できるとともに、窓構造を再現性良く形成することができる半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、第１導電型ＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層，Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなる量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダし、上記ＳｉＯ2 膜を除去した後、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層，及び第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル再成長させるようにしたものである。
【００１６】
また、この発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、第１導電型ＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層，Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなる量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダし、上記ＳｉＯ2 膜を除去した後、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層，及び第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル再成長させ、続いて、該コンタクト層上の、上記ストライプ状の開口部が形成されていた領域の上方の領域にレジスト膜を形成し、該コンタクト層の上方から上記量子井戸構造活性層に達しない深さまでプロトンを注入し、上記レジストを除去した後、上記ＧａＡｓ基板の裏面側、及び上記コンタクト層の上面にそれぞれ電極を形成するようにしたものである。
【００１７】
また、上記半導体レーザ装置の製造方法において、上記ＳｉＯ2 膜を形成した後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上に、Ｓｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、上記量子井戸構造活性層をディスオーダした後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むものである。
【００１９】
また、この発明に係る半導体レーザ装置は、第１導電型ＧａＡｓ基板と、該基板上に配置された第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層と、該下クラッド層上に配置され、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなり、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層と、該量子井戸構造活性層上に配置された厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層と、該第１上クラッド層上に配置されたＧａＡｓ表面保護層と、該ＧａＡｓ表面保護層上に配置された第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層と、該第２上クラッド層上に配置された第２導電型ＧａＡｓコンタクト層とを備えたものである。
【００２０】
また、上記半導体レーザ装置において、上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされており、上記第２上クラッド層の上部，及びコンタクト層の上記活性領域上の領域以外の領域は、プロトンが注入されて高抵抗化されており、上記ＧａＡｓ基板の裏面側，及び上記コンタクト層の上面にはそれぞれ電極が設けられているようにしたものである。
【００２１】
また、上記半導体レーザ装置において、上記第２導電型第１上クラッド層と第２導電型第２上クラッド層との間にＧａＡｓ表面保護層を有しているようにしたものである。
【００２２】
【作用】
この発明においては、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、Ｓｉをイオン注入する必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、イオン注入により形成された多量の結晶欠陥にＳｉが拡散中にトラップされることによりディスオーダが生じにくくなるということがなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。また、再成長界面の酸化を防いで、再成長界面の表面荒れを防ぐことができる。
【００２３】
また、この発明においては、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、Ｓｉをイオン注入する必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。また、再成長界面の酸化を防いで、再成長界面の表面荒れを防ぐことができる。
【００２４】
また、この発明においては、上記ＳｉＯ2 膜を形成した後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上にＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、上記量子井戸構造活性層をディスオーダした後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むようにしたから、上記アニールする工程において、上記ストライプ状の開口部に露出した第１上クラッド層の表面からのＡｓ抜けを防いで、第１上クラッド層の表面荒れを防止することができる。
【００２６】
また、この発明においては、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層を備えているから、Ｓｉをイオン注入して量子井戸構造活性層をディスオーダする必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、イオン注入により形成された多量の結晶欠陥にＳｉが拡散中にトラップされることによりディスオーダが生じにくくなるということがなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。
【００２７】
また、この発明においては、上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされているから、Ｓｉをイオン注入して量子井戸構造活性層をディスオーダする必要がなくなり、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができる。また、Ｓｉをイオン注入して、これを拡散させて窓構造を形成する必要がなくなり、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。
【００２８】
また、この発明においては、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層と第２導電型第２上クラッド層との間にＧａＡｓ表面保護層を有しているようにしたから、再成長界面の表面荒れを防ぐことができる。
【００２９】
【実施例】
実施例１．
図１は本発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の構造を示す斜視図（図１(a))，図１(a) のＩｂ−Ｉｂ線による断面図（図１(b))、即ちレーザ共振器長方向の断面図，及び図１(a) のＩｃ−Ｉｃ線による断面図（図１(c))、即ちレーザ共振器長方向と垂直な方向の断面図である。図において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２は厚さが１．５〜２μｍであるｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３はＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.05 〜0.15) ウエル層（図示せず）とアルミ組成比ｚが０．２〜０．３５であるＡｌz Ｇａ1-z Ａｓバリア層（図示せず）から構成されている量子井戸構造活性層で、両端に厚さ約３５ｎｍの上記バリア層と同じ組成の光ガイド層（図示せず）を備え、その間に厚さ約１０ｎｍのウエル層と厚さ約１０ｎｍのバリア層が交互に合わせて５層、即ちウエル層３層とバリア層２層が積層されて構成されている。４ａは厚さが０．０５〜０．５μｍであるｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層、４ｂはｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第２上クラッド層で、第１上クラッド層４ａと第２上クラッド層４ｂとを合わせた厚さは約１．５〜２．０μｍとなっている。５は厚さが０．５〜１．０μｍのｐ型ＧａＡｓコンタクト層、８はプロトン注入領域、９はｎ側電極、１０はｐ側電極、６は空孔拡散領域、２０はレーザ共振器端面、３ａは活性層３のレーザ発光に寄与する活性領域、３ｂは活性層３のレーザ共振器端面２０の近傍に形成された窓構造領域である。また、この半導体レーザ装置の素子の大きさは、共振器長方向の長さが３００〜６００μｍ、幅が約３００μｍである。
【００３０】
また、図２は本発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当する部分を示し、１６はＳｉＯ2 膜、１６ａは該ＳｉＯ2 膜１６に設けられたレーザ共振器長方向となる方向に伸びるストライプ状の開口部、１７はフォトレジスト、２３はプロトン注入を示している。
【００３１】
次に製造方法について説明する。まず、ウエハ状態のｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層２、量子井戸構造活性層３、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａを順次エピタキシャル結晶成長する。この結晶成長方法としては膜厚制御性に優れた有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）あるいは分子線エピタキシ法（ＭＢＥ）が適している。成長後のウエハの断面図を図２(a) に示す。
【００３２】
次に、上記ｐ型第１上クラッド層４ａの表面をＳｉＯ2 膜１６で覆い、フォトリソグラフィ技術とエッチング技術によって、図２(b) に示すようにレーザ共振器端面となる位置に達しない長さの、レーザ共振器長方向に伸びるストライプ状の開口部１６ａを活性領域となる領域上に形成する。このＳｉＯ2 膜１６は例えばプラズマＣＶＤ(chemical vapor deposition) 法やスパッタリングによって成膜される。ＳｉＯ2 膜１６の厚さとしては１０００オングストローム程度が適当であり、この開口部１６ａのストライプの幅は１〜５μｍが適当であり、この開口部１６ａとレーザ共振器端面となる位置との間隔は２０μｍ程度となるようにする。次に、このウエハを８００℃以上の温度でアニールする。なお、アニールは、開口部１６ａからのＡｓ抜けを防止するために、Ａｓ圧をかけた雰囲気下において行なう。
【００３３】
ここで、ＳｉＯ2 膜は、アプライド・フィジックス・レター第５２巻，１９８８年，１５１１〜１５３１頁（Applied Physics letters,vol.52,1988,pp1511〜1531) に記載されているように、アニール時にＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓ結晶からＧａ原子を吸い上げる効果があり、これにより、本実施例１においては、ＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａ以外の領域に隣接したｐ型第１上クラッド層４ａ表面からＧａ原子が吸い上げられ、この結果、ｐ型第１上クラッド層４ａ結晶中の、本来Ｇａ原子があるべき格子位置に、Ｇａがない空孔ができる。この空孔がさらにアニールにより半導体結晶内部に拡散していき、量子井戸構造活性層３に達すると、量子井戸構造のディスオーダを生じさせる。従って、ＳｉＯ2 膜１６直下の活性層３では、Ｇａが吸い上げられて空孔が生成され続けるとともに、この空孔が拡散して量子井戸構造のディスオーダが生じ、この領域の実効的なバンドギャップエネルギーが大きくなる。この結果、このディスオーダされた領域のうちのレーザ共振器端面近傍の領域が、活性層３の上記ＳｉＯ2 膜開口部１６ａ下のディスオーダされていない活性領域３ａで発光するレーザ光の“窓”として機能する窓構造部３ｂとなる。なお、Ｇａ空孔が効率良く拡散する距離は０．５μｍ以下であるので、ｐ型第１上クラッド層４ａの厚さは０．５μｍ以下であることが好ましい。
【００３４】
続いて、上記アニール後、ＳｉＯ2 膜１６をウエットエッチングにより除去し、ｐ型第１上クラッド層４ａ上にｐ型第２上クラッド層４ｂ、ｐ型コンタクト層５をエピタキシャル再結晶成長を行い、コンタクト層５の表面をレジスト膜で覆い、フォトリソグラフィ技術によって、図２(e) に示すようにＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａが形成されていた領域に上記開口部１６ａとほぼ同じ大きさの共振器長方向に伸びるストライプ状のレジスト１７を形成し、このレジスト１７をマスクにしてコンタクト層５の上方からｐ型第２上クラッド層４ｂ中にピークが位置し、かつその濃度が約４×１０19ｃｍ-3の濃度となるようにプロトン注入２３を実施する。この結果、レジスト１７の下部を除いた領域のコンタクト層５及び第２上クラッド層４ｂの上部にプロトンが注入されたプロトン注入領域８が形成される。このプロトン注入領域８は高抵抗領域となるので電流ブロック層として機能する。
【００３５】
最後にウエハのコンタクト層５側にｐ側電極１０、ＧａＡｓ基板１側にｎ側電極９を形成し、ウエハをへき開して一対のレーザ共振器端面２０を形成して半導体レーザ装置を得る。
【００３６】
次に動作について説明する。ｐ側電極１０側に正、ｎ側電極９側に負となるように電圧を印加すると、ホールはｐ型コンタクト層５、ｐ型第２上クラッド層４ｂ，ｐ型第１上クラッド層４ａを経て量子井戸構造活性層３へ、また電子はｎ型半導体基板１、ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層２を経て量子井戸構造活性層３にそれぞれ注入され、活性層３の活性領域において電子とホールの再結合が発生し、量子井戸構造活性層３の活性領域３ａ内で誘導放出光が生ずる。そしてキャリアの注入量を十分高くして導波路の損失を越える光が発生すればレーザ発振が生じる。ここで、プロトン注入された領域８はプロトン注入により高抵抗となるため、このプロトン注入領域８のｐ型コンタクト層５，ｐ型第２上クラッド層４ｂには電流が流れない。すなわちプロトン注入されていない領域にのみ電流は流れる。
【００３７】
本実施例１の半導体レーザ装置では、空孔拡散領域６内の活性層３は、空孔を拡散させることによりディスオーダされているため、このバンドギャップエネルギーは、ディスオーダされていない領域，即ち活性領域３ａのバンドギャップよりも大きくなっており、このディスオーダされた領域のうちのレーザ共振器端面２０近傍の領域は、レーザ光を吸収しない窓構造領域３ｂとなる。また、活性層３の、活性領域３ａに対してレーザ共振器長方向と垂直な方向において隣接する領域もディスオーダされているため、活性層３内のレーザ共振器長方向と垂直な方向においては屈折率分布が生じ、レーザ光は活性領域３ａに閉じ込められてレーザ共振器長方向に導波される。
【００３８】
本実施例１においては、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａの表面にＳｉＯ2 膜１６を形成して、アニールすることにより、ｐ型第１上クラッド層４ａに空孔を形成するとともに、該空孔をアニールにより拡散させて量子井戸構造活性層３をディスオーダしているため、上述した従来技術のようにディスオーダさせるためにＳｉをイオン注入させる工程が不要となり、イオン注入時に高エネルギーを有するＳｉが結晶と衝突して生じる多量の結晶欠陥を無くすことができる。これにより、結晶転移の発生を抑えることができ、従来の半導体レーザ装置において問題となっていた結晶転移がレーザ光を吸収することにより、ディスオーダした領域が窓構造として機能しなくなることを防ぐことができる。従って、窓構造を備えた半導体レーザ装置が本来有する高光出力動作を可能にできるとともに、端面の破壊レベルが高く高信頼性を有するという優れた素子特性を発揮することができる。
【００３９】
また、従来の技術のように、高エネルギーでＳｉをイオン注入する工程がないため、結晶欠陥の発生量を非常に少なくすることができるとともに、Ｓｉを拡散させるかわりに空孔を拡散させて活性層３をディスオーダさせることにより、Ｓｉ自体が多量の結晶欠陥にトラップされて拡散しにくくなり、ディスオーダが生じにくくなるといった問題点をを防ぐことができ、窓構造を備えた所望の構造を有する半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる。
【００４０】
以上のように本実施例１によれば、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａの表面にＳｉＯ2 膜１６を形成して、アニールすることにより、ｐ型第１上クラッド層４ａに空孔を形成するとともに、該空孔を拡散させて量子井戸構造活性層３をディスオーダするようにしたから、Ｓｉをイオン注入することなく活性層３をディスオーダして、結晶転移の非常に少ない窓構造部を形成することができるとともに、このような所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性良く得ることができる効果がある。
【００４１】
実施例２．
図３は本発明の第２の実施例による半導体レーザ装置の製造方法における主要工程を示す斜視図（図３(a))，及び図３(a) のIIIb-IIIb 線による断面図（図３(b))であり、図において、図２と同一符号は同一または相当する部分を示しており、１９はＳｉ3 Ｎ4 膜である。本発明は上記実施例１における空孔を拡散させる工程において、開口部１６ａを有するＳｉＯ2 膜１６を形成した後、図３(a) に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１９で開口部１６ａを含む領域を覆い、アニールを行なうようにしたものであり、その他の製造工程は上記実施例１と同様の工程により行なわれる。
【００４２】
上記実施例１においては、ＳｉＯ2 膜１６に設けられたストライプ状の開口部１６ａにはｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａが露出しているが、空孔を拡散させる際のアニール中に結晶表面が露出していると、Ａｓ圧をかけた環境下でアニールを行なったとしても、表面からのＡｓ抜けを完全に抑えることができず、開口部１６ａ内のｐ型第１上クラッド層４ａに、表面荒れが発生してしまう。また、この表面荒れはＡｌ組成比が高くなるほどひどくなる傾向にある。このように表面荒れが発生すると、この表面荒れしたｐ型第１上クラッド層４ａ上に再結晶成長等を行なう際に結晶転移が発生し、この結晶転移が活性層３にまで入り、動作特性が劣化したり、信頼性が劣化して、品質のよい半導体レーザ装置を得ることが困難となってしまう。そこで、本実施例２においては、図３に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜１９で開口部１６ａを含む領域を覆うことにより、開口部１６ａ内のｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａを露出させないようにしたものであり、これにより、アニール中に起こるｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａの表面荒れを防ぐことができる。なお、このＳｉ3 Ｎ4 膜１９はアニール後にＣＦ4 を用いたドライエッチングやフッ酸系のウエットエッチングによりＳｉＯ2 膜１６とともに除去する。
【００４３】
このように本実施例２によれば、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａ上に形成されたＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａを含む領域上をＳｉ3 Ｎ4 膜１９で覆った後、アニールを行なうようにしたから、ＳｉＯ2 膜１６の開口部１６ａに露出したｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａのＡｓ抜けによる表面荒れを抑えて、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００４４】
実施例３．
図４は本発明の第３の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の主要工程を示すレーザ共振器長方向と垂直な面による断面図であり、図において、図２と同一符号は同一または相当する部分を示しており、１３はＧａＡｓ表面保護層である。本実施例３は、上記実施例１の半導体レーザ装置の製造方法において、図２(a) に示すようにｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａを形成した後、さらにｐ型ＧａＡｓ保護層１３を連続的にエピタキシャル成長により形成し、該ｐ型ＧａＡｓ保護層１３の表面に開口部１６ａを備えたＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って、Ｇａを吸い上げて空孔を形成するとともに空孔を拡散させるようにしたものであり、その他の製造工程は上記実施例１と同様に行なわれる。
【００４５】
上記実施例１においては、エピタキシャル成長させたｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａ上にＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って空孔を生成するとともに空孔を拡散させて活性層３をディスオーダし、その後、ＳｉＯ2 膜１６を除去し、第２上クラッド層４ｂ，及びコンタクト層５をエピタキシャル再結晶成長させるようにしたが、再結晶成長面となる第１上クラッド層４ａはＡｌを多く含んでおり、このようなＡｌを多く含む層は酸化されやすい。このため、この第１上クラッド層４ａがＳｉＯ2 膜１６を形成する段階等において大気に露出されると、その表面が酸化により荒れてしまい、再成長界面に結晶転移が生じ、この結晶転移が活性層３にまで広がってしまい、この転移がレーザ光を吸収することにより、半導体レーザ装置の性能が劣化してしまうという問題が生じてしまう。
【００４６】
しかし、本実施例３のように、あらかじめ、エピタキシャル成長させた第１上クラッド層４ａ上に、さらに連続してＧａＡｓ表面保護層１７を形成し、該ＧａＡｓ表面保護層１７上にＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って空孔を生成するとともに空孔を拡散させて活性層３をディスオーダし、その後、ＳｉＯ2 膜１６を除去し、第２上クラッド層４，及びコンタクト層５をＧａＡｓ表面保護層１７上にエピタキシャル再結晶成長させるようにすると、再成長界面となるＧａＡｓ表面保護層１７はＡｌを含まず酸化されにくいため、酸化による表面荒れの発生を抑え、再成長界面の結晶転移の発生を大幅に低減させることができる。なお、ＧａＡｓ表面保護層１７は活性層３の組成や構造にもよるが、レーザ光を吸収する場合があるので、ＧａＡｓ表面保護層１７の厚さはレーザ特性に影響を与えないような厚さ、例えば１００オングストローム以下の厚さであることが好ましい。
【００４７】
このように本実施例３によれば、ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層４ａ上に、該第１上クラッド層４ａのエピタキシャル成長に連続してＧａＡｓ表面保護層１７を形成した後、ＳｉＯ2 膜１６を形成し、アニールを行って空孔を生成しこれを拡散させるようにしたから、酸化による再成長界面の表面荒れの発生を抑え、再成長界面の結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる。
【００４８】
なお、上記各実施例においては、活性層３の活性領域３ａ以外の領域上のコンタクト層５，及び第１上クラッド層４ａ，第２上クラッド層４ｂの上部をプロトン注入により高抵抗化した構造の半導体レーザ装置を用いて説明したが、本発明は、リッジ構造を有する半導体レーザ装置等のその他の構造を有する半導体レーザ装置においても適用できるものであり、このような場合においても、レーザ共振器端面近傍に空孔を拡散させて量子井戸構造活性層３をディスオーダさせることにより上記各実施例と同様の効果を奏する。
【００４９】
また、上記各実施例においては、半導体基板１としてｎ型のＧａＡｓ基板を用いるようにしたが、本発明はｐ型のＧａＡｓ基板を用いた場合においても適用できるものであり、このような場合においても上記各実施例と同様の効果を奏する。
【００５０】
また、上記各実施例においては、活性層３が多重量子井戸構造（ＭＱＷ）である場合について説明したが、本発明は活性層が単量子井戸構造（ＳＱＷ）等のその他の量子井戸構造である場合おいても適用できるものであり、このような場合においても上記各実施例と同様の効果を奏する。
【００５１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。また、再成長界面の表面荒れを防ぎ、再成長界面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００５２】
また、この発明によれば、量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させ、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダするようにしたから、結晶転移を発生させることなく、量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。また、再成長界面の表面荒れを防ぎ、再成長界面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００５３】
また、この発明によれば、上記ＳｉＯ2 膜を形成した後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上にＳｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、上記量子井戸構造活性層をディスオーダした後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むようにしたから、第１上クラッド層の表面荒れを防止し、第１上クラッド層の表面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【００５５】
また、この発明によれば、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層を備えているから、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。
【００５６】
また、この発明によれば、上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされているから、結晶転移を発生させることなく量子井戸構造活性層をディスオーダして窓構造を形成することができるとともに、所望の窓構造を備えた半導体レーザ装置を再現性よく得ることができる効果がある。
【００５７】
また、この発明によれば、上記第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ第１上クラッド層と第２導電型第２上クラッド層との間にＧａＡｓ表面保護層を有しているようにしたから、再成長界面の表面荒れを防ぎ、再成長界面から量子井戸構造活性層への結晶転移の発生を大幅に低減させることができ、動作特性や信頼性に優れた半導体レーザ装置を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図２】 この発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。
【図３】 この発明の第２の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の主要工程を示す図である。
【図４】 この発明の第３の実施例による半導体レーザ装置の製造方法の主要工程を示す断面図である。
【図５】 従来の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図６】 従来の半導体レーザ装置の製造方法を示す工程図である。
【図７】 従来の半導体レーザ装置の量子井戸構造層のディスオーダを説明するためのアルミプロファイルを示す図である。
【符号の説明】
１ ｎ型ＧａＡｓ基板、２ ｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(x=0.5) 下クラッド層、３ 量子井戸構造活性層、３ａ 活性領域、３ｂ 窓構造領域、４ａ ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第１上クラッド層、４ｂ ｐ型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(r=0.5) 第２上クラッド層、５ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、６ 空孔拡散領域、８ プロトン注入領域、９ ｎ側電極、１０ ｐ側電極、１１ 第１のレジスト、１３ ＧａＡｓ表面保護層、１４ 第２のレジスト、１５ Ｓｉ拡散領域、１６ ＳｉＯ2 膜、１６ａ 開口部、１７ レジスト、１９ Ｓｉ3 Ｎ4 膜、２０ レーザ共振器端面、２３ プロトン注入、３０ Ａｌy Ｇａ1-y Ａｓ(y=0.05)ウエル層、３１ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(z=0.2〜0.35) バリア層、３２ Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(z=0.2〜0.35) 光ガイド層。
Claims (5)
- 第１導電型ＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層，Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなる量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させる工程と、
上記ＧａＡｓ表面保護層上のレーザ共振器端面となる領域近傍上にＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダする工程と、
上記ＳｉＯ2 膜を除去した後、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層，及び第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル再成長させる工程とを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 第１導電型ＧａＡｓ基板の一主面上に、第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層，Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなる量子井戸構造活性層，厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層，及びＧａＡｓ表面保護層を順次エピタキシャル成長させる工程と、
上記ＧａＡｓ表面保護層上に、レーザ共振器長方向となる方向に伸びるレーザ共振器端面となる領域近傍に達しない長さの所定幅のストライプ状開口部を有するＳｉＯ2 膜を形成し、該ＳｉＯ2 膜，及び上記エピタキシャル成長により形成された各半導体層をアニールして、上記第２導電型第１上クラッド層からＧａを吸い上げてそこに空孔を生成するとともに、該空孔を上記量子井戸構造活性層に達するまで拡散させて、レーザ共振器端面となる領域近傍の上記量子井戸構造活性層をディスオーダする工程と、
上記ＳｉＯ2 膜を除去した後、上記ＧａＡｓ表面保護層上に、第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層，及び第２導電型ＧａＡｓコンタクト層を順次エピタキシャル再成長させる工程と、
該コンタクト層上の、上記ストライプ状の開口部が形成されていた領域の上方の領域にレジスト膜を形成し、該コンタクト層の上方から上記量子井戸構造活性層に達しない深さまでプロトンを注入する工程と、
上記レジストを除去した後、上記ＧａＡｓ基板の裏面側，及び上記コンタクト層の上面にそれぞれ電極を形成する工程とを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
上記ＳｉＯ2 膜を形成する工程の後、該ＳｉＯ2 膜，及び上記ＧａＡｓ表面保護層の上部の、上記ストライプ状の開口部が形成されている領域を含む領域上に、Ｓｉ3 Ｎ4 膜を形成する工程と、
上記量子井戸構造活性層をディスオーダする工程の後、上記Ｓｉ3 Ｎ4 膜を除去する工程とを更に含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。 - 第１導電型ＧａＡｓ基板と、
該基板上に配置された第１導電型Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ(0＜x ＜1)下クラッド層と、
該下クラッド層上に配置され、Ａｌz Ｇａ1-z Ａｓ(0＜z ＜x)バリア層とＡｌy Ｇａ1-y Ａｓ(0＜y ＜z)ウエル層とからなり、そのレーザ共振器端面近傍に、空孔の拡散によりディスオーダされた領域を有する量子井戸構造活性層と、
該量子井戸構造活性層上に配置された厚さが０．０５ないし０．５μｍである第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第１上クラッド層と、
該第１上クラッド層上に配置されたＧａＡｓ表面保護層と、
該ＧａＡｓ表面保護層上に配置された第２導電型Ａｌr Ｇａ1-r Ａｓ(z＜r ＜1)第２上クラッド層と、
該第２グラッド層上に配置された第２導電型ＧａＡｓコンタクト層とを備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項４に記載の半導体レーザ装置において、
上記量子井戸構造活性層は、上記レーザ共振器端面近傍を除いた領域のうちの、レーザ共振器長方向に伸びる所定幅のストライプ状の活性領域以外の領域が、空孔の拡散によりディスオーダされており、
上記第２上クラッド層の上部，及びコンタクト層の上記活性領域上の領域以外の領域は、プロトンが注入されて高抵抗化されており、
上記ＧａＡｓ基板の裏面側，及び上記コンタクト層の上面にはそれぞれ電極が設けられていることを特徴とする半導体レーザ装置。
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