JPH0425192A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体レーザ素子及びその製造方法に関し、特
に、優れた温度特性を示し、室温でも可視光を連続発振
することができる半導体レーザ素子及びその製造方法に
関する。

一４＝ （従来の技術） 近年、光情報処理システムの高機能化等を目的として、
短波′長域で発振する半導体レーザ素子の実現が要求さ
れている。

ＧａＡｓ基板１に格子整合する（Ａ　Ｉ　ＹＧ　ａ　＋
−ｙ）ｓ、ｓ　ｒ　ｎ　９．ＳＰ結晶（０≦Ｙ≦１）は
、６００ｎｍ帯の波長を有する光を放射する可視光半導
体レーザのための材料として注目されている。以下、本
明細書に於ては、特に断わらない限り、　（ＡＩＹＧａ
　Ｉ−Ｙ）　１１．６　Ｉ　ｎ　ｓ、ｓＰ　（０≦Ｙ≦
１）をＡｌＧａＩｎＰと称する。

ＡｌＧａＩｎＰ結晶をＧａＡｓ基板上に成長させる方法
としては、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）の他に
、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）が期待されている
。

ＭＢＥ法を用いて作成されたＡｌＧａ　ＩｎＰ系可視光
半導体レーザ素子が、室温で可視光を連続的に発振した
ことの報告がある（Ｈａｙａｋａｗａ、ｅｔ、ａｌ、Ｊ
ｏｕｒｎａｌ　　ｏｆ　　Ｃｒｙｓｔａｌ　　Ｇｒｏｗ
ｔｈ　　９５　　（１９８９）ｐｐ、　　９４９）。

第２図に、ＭＢＥ法により作成された従来のＡｌＧａＩ
ｎＰ・系可視光半導体レーザ素子の断面図を示す。

第１導電型ＱａＡｓ基板ｌ上に、第１導電型ＧａＡｓバ
ッファ層２、第１導電型ＧａＩｎＰバツフア層３、第１
導電型ＡｌＧａＩｎＰクラツド層４、ＧａＩｎＰ活性層
５、第２導電型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラツド層６、及び
第２導電型Ｇａ１ｎＰ層２０が、この順番で基板１側か
ら積層されている。

第２導電型ＧａＩｎＰ層２０上には、絶縁性窒化シリコ
ン膜２１が形成されており、窒化シリコン膜２Ｉには、
第２導電型ＧａＩｎＰ層２０に達する幅１０μｍのスト
ライプ状溝が形成されている。

上記の積層構造の上面及び基板上の裏面には、電極１５
．１４が形成されている。

第２図の半導体レーザ素子は、ストライプ状の溝を有す
る絶縁性窒化シリコン膜２１が電流を狭搾する利得導波
形半導体レーザ素子である。

この半導体レーザ素子は、発振閾値９３ｍＡを示し、ま
た、可視光を室温で連続的に発振することができる。

ＭＢＥ法により成長されたＡｌＧａＩｎＰ結晶を有する
半導体レーザ素子は、第２図に示すように、利得導波型
の半導体レーザ素子が多い。しかし、利得導波型半導体
レーザ素子では、レーザ光の水平横モードが充分に制御
されていない。従って、ＡｌＧａＩｎＰ結晶を有する半
導体レーザ素子についても、レーザ光の水平横モードの
安定化に優れた屈折率導波型半導体レーザ素子の開発が
要求される。

第３図に、屈折率導波型半導体レーザ素子の従来例の断
面図を示す。

第１導電型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＢＥ法により成長さ
せられた第１導電型ＧａＡｓバッファ層２、第１導電型
ＡｌＧａＩｎＰクラツド層４、Ｇａ１ｎＰ活性層５、第
２導電型ＡｌＧａ　ＩｎＰ第２クラッド層６、第２導電
型ＧａＡｓ層８、及び第２導電型ＩｎＧａＡｓ層３０が
、この順番で基板１側から積層されている。　　Ｇａ　
Ｉ　ｎＰ活性層５、第２導電型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラ
ツド層６、第２導電型Ｇ’ａＡＳ層８、及び第２導電型
１ｎＧａＡｓ層３０は、幅１０μｍのリッジ形状にエツ
チングされており、リッジ部分が形成されている。

リッジ部分の表面は、その上面を除いて、酸化シリコン
［３１に覆われている。この酸化シリコン層３１の上面
及び基板１の裏面には、電極１５．１４が形成されてい
る。

リッジ部分の上面の酸化シリコン層３１が形成されてい
ない領域を介して、画電極１５．１４間を電流が流れる
。

第３図の半導体レーザ素子は、幅１０μｍ程度の狭い活
性層５を有しているので、単一水平モードで発振するこ
とができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の従来技術においては、以下に述べ
る問題点があった。

第３図の半導体レーザ素子には、エツチングにより形成
されたりッジ部分両側の空隙のため、活外層５内で発生
した熱が効率よく放熱されないので、室温での連続発振
は達成されていない。

本発明は、゛上記課題を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは、熱の放散に優れた構造
を有し、室温で可視光を連続発振することができる半導
体レーザ素子及びその製造方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の半導体レーザ素子は、ＧａＡｓ基板と、該Ｇａ
Ａｓ基板上に格子整合したＡｌＧａＩｎＰ結晶層からな
るダブルヘテロ構造と、該ダブルヘテロ構造上に形成さ
れたＱａｌｎＰエツチングストップ層と、該ＧａＩｎＰ
エツチングストップ層上に形成され、該ＧａＩｎＰエツ
チングストップ層に達するストライプ溝を有する光吸収
層と、該光吸収層及び該Ｇａ　Ｉ　ｎＰエツチングスト
ップ層上に形成されたＡｌＧａＡｓ層と、を備えており
、該ＱａＩｎＰエツチングストップ層の層厚は、電子の
ドブロイ波長より短く、該ＡｌＧａＡｓ層は、該ダブル
ヘテロ構造内で発生する光のエネルギより一 りも、大きなバンドギャップエネルギを有しており、そ
のことにより、上記目的が達成される。

また、前３Ｂ光吸収層の上面の上に、他のＧａＩｎＰエ
ツチングストップ層が形成されていてもよい。

本発明の製造方法は、ＧａＡｓ基板上に、該ＧａＡｓ基
板に格子整合するＡｌＧａＩｎＰ結晶層からなるダブル
ヘテロ構造を形成する工程と、該ダブルヘテロ構造上に
、ＧａＩｎＰエツチングストップ層を形成する工程と、
該Ｇａ　Ｉ　ｎＰエツチングストップ層上に、光吸収層
を形成する工程と、該光吸収層を選択的にエツチングす
ることにより、該ＧａＩｎＰエツチングストップ層に達
するストライプ溝を形成する工程と、ＭＢＥ装置内で、
該ストライプ溝内の該Ｇａ　Ｉ　ｎＰエツチングストッ
プ層にＡｓ分子線を照射しながら、該ＧａＩｎＰエッチ
ングストップ層のＩｎ及びＰが蒸発する温度にまで該Ｇ
ａＡｓ基板を加熱することにより、該Ａｓ分子線が照射
された該Ｇ’ａｌｎＰエツチングストップ層の表面近傍
の数分子層をＧａＡｓ層＝１０ に変化させる工程と、該ダブルヘテロ構造内で発生する
光のエネルギより大きなバンドギャップエネルギを有す
′るＡｌＧａＡｓ層を、該ＭＢＥ装置内で、ＭＢＥ法に
より、該ＧａＡｓ層及び該光吸収層の上に成長させる工
程と、を包含しており、そのことにより、上記目的が達
成される。

また、ＧａＡｓ基板上に、該ＧａＡｓ基板に格子整合す
るＡｌＧａＩｎＰ結晶層からなるダブルヘテロ構造を形
成する工程と、該ダブルヘテロ構造上に、第１のＧａＩ
ｎＰエツチングストップ層を形成する工程と、該第１の
ＧａＩｎＰエツチングストップ層上に、光吸収層を形成
する工程と、該光吸収層上に、第２のＧａＩｎＰエツチ
ングストップ層を形成する工程と、該第２のＧａ１ｎＰ
エツチングストツプ及び該光吸収層を選択的にエツチン
グすることにより、該第１のＧａＩｎＰエツチングスト
ップ層に達するストライプ溝を形成する工程と、ＭＢＥ
装置内で、該第１のＧａＩｎＰエツチングストップ層及
び第２のＧａＩｎＰエツチングストップ層にＡｓ分子線
を照射しながら、該第１及び第２のＧａＩｎＰエツチン
グストップ層のＩｎ及びＰが蒸発する温度にまで該Ｇａ
Ａｓ基板を加熱す′ることにより、該Ａｓ分子線が照射
された該第１及び第２のＧａＩｎＰエツチングストップ
層の表面近傍の数分子層をＧａＡｓ層に変化させる工程
と、該ダブルヘテロ構造内で発生する光のエネルギより
大きなバンドギャップエネルギを有するＡｌＧａＡｓ層
を、該ＭＢＥ装置内で、ＭＢＥ法により、該ＧａＡｓ層
上に成長させる工程と、を包含していてもよい。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

第１図（ｄ）に、本実施例の半導体レーザ素子の断面図
を示す。この半導体レーザ素子に於いては、第１導電型
ＧａＡｓ基板１上に、第１導電型ＧａＡｓバッファ層２
、第１導電型Ｇａ　ＩｎＰｎツバ１フ３、第１導電型Ａ
ｌＧａＩｎＰ第１クラツド層４、ＧａｒｎＰ活性層５、
第２導電型ＡｔＧａ１ｎＰ第２クラツド層（層厚、１５
００Ａ）６、Ｇａ　Ｉ　ｎＰ第１エツチングストップ層
（層厚、７０Ａ）７、ＧａＡｓ光吸収光吸収及８ＧａＩ
ｎＰ第２エツチングストップ層９が、この順番で基板１
側から積′層されている。

ダブルヘテロ構造半導体、第１導電型ＡｌＧａＩｎＰ第
１クラツド層４、ＧａＴｎＰ活性層５、及び第２導電型
ＡｌＧａＩｎＰ第２クラツド層６により構成されている
。

ＧａＡｓ光吸収光吸収及８ａ　Ｉ　ｎＰ第２エツチング
ストップ層９には、Ｇａ１ｎＰ第１工ツチングストツプ
層７に達するストライプ溝（幅、５μｍ）が形成されて
いる。

ストライプ溝を埋め込むようにして、熱伝導性に優れた
第２導電型Ａ　１　ｉ！、７Ｇ　ａ　Ｂ、３Ａ　ｓ再成
長クラッド層１１が、ＧａＡｓ層８上に形成されて（す
る。Ａ　１　ａ、ｙＧ　ａ　Ｔ！、３Ａ　Ｓ再成長クラ
ッド層１１のＡｌ混晶比は、活性層５で発生した光をダ
ブルヘテロ構造内に閉じ込めるために必要な充分低い屈
折率（約３．３）を呈するように設計されている。

このＡ　ｌ　ｌ！、７Ｇ　ａ　ｅ、３Ａ　ｓ再成長クラ
ッド層１１の熱伝導率は、約０．　　Ｉ　Ｗ／ｃｍ−ｄ
ｅｇである。

第２導電型Ａ　１　ｓ、ｖＧ　ａ　ＩＩ、３Ａ　Ｓ再成
長クラ’ｙド層１１上には、第２導電型ＧａＡｓキヤ・
ツブ層１２が形成され゛ている。

第２導電型ＧａＡｓキャップ層１２の上面及び基板１の
裏面の各々には、電極４５．１４が形成されている。

次に、第１図（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、上記半導
体レーザ素子の製造方法を説明する。

まず、第１図（ａ）に示すように、第１導電型ＧａＡｓ
基板１上に、第１導電型Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｒ・ソファ層
２、第１導電型Ｇａ　Ｔ　ｎＰバッファ層３、第１導電
型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラツド層４、ＧａＩｎＰ活性層
５、第２導電型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラツド層６、Ｇａ
ＩｎＰ第１エツチングスト・ノブ層７、ＧａＡｓ光吸収
光吸収及８Ｇａ　ＩｎＰ第２エツチングストップ層９を
、この順番で基板１側から、ＭＢＥ法により成長させた
。成長時の基板温度は、約４５０°Ｃから約５７０°Ｃ
の範囲となるようにした。

なお、成長層の清浄性を保つために、上記各層＝１４＝ を成長させる工程中に於いて、基板１をＭＢＥ装置の外
部に取り出すことはしなかった。

ここで、策２導電型ＡＩ　Ｇａ　Ｉ　ｎＰ第２クラッド
層６の層厚は、活性層５で発生する光がＧａＡＳ光吸収
層８にまで漏れ出すように、１５００人程度０した。

この後、基板１をＭＢＥ装置外に取り出した後、Ｇａ　
Ｉ　ｎＰ第２エツチングストップ層９及びＧａＡｓ光吸
収光吸収−８を、フォトマスク１３を用いて選択的にエ
ツチングすることにより、ＧａＩｎＰ第１エツチングス
トップ層７に達するストライプ溝を形成した（第１図（
ｂ））。

ストライプ溝を形成するためのエツチング工程後、にａ
ＩｎＰ第１エッチングスｌ−，７プ層７の表面には、大
気等との接触により酸素や水蒸気等の不純物が吸着して
しまう。このような不純物によりＧａ１ｎＰ第１工ツチ
ングストツプ層７の表面が汚染すると、その層上に成長
させた他の層の結晶性が劣化してしまうことになる。

基板１を再びＭＢＥ装置内に導入した後、ＧａＩｎＰ層
７．９の表面を清浄化するために、ＭＢＥ装置内で、Ｇ
ａＩｎ２層７．９に、充分な量のＡｓ分子線を照射しな
がら、基板温度を６２０℃に上昇させ、その状態を数分
間維持するという工程を行った。

この工程によって、Ｇａ１ｎＰ第１工ツチングストツプ
層７及びＧａＩｎＰ第２エツチングストップ層９の表面
近傍のＩｎ及びＰが、Ａｓ分子線のＡｓと置換すること
により、これらのＧａＩｎ２層７．９の表面近傍の数分
子層が、数分子層のＧａＡｓ層１０に変化した（第１図
（Ｃ））。

このとき、ＧａｌｎＰ層７．９の表面から汚染物質が除
去され、それらの表面の清浄化が行われた。また、この
工程により形成されたＧａＡｓ層１０は、６８０　’Ｃ
程度以下では、組成元素の蒸発がほとんど生じない熱的
に安定な材料からなる層である。このため、６２０°Ｃ
程度で通常盛んに生じるはずのＧａ　Ｉ　ｎＰＰＩ３９
からのＩｎ又はＰの蒸発が、この数分子層のＧａＡｓ層
１０に覆われることによって防止された。

本実施例では、上述のように、上記工程中の基板温度を
６２０℃としたが、ＧａＡｓ層１０を形成するため（ご
は、この温度を、Ｉｎの蒸発が起こる温度である５８０
°Ｃ程度以上にすればよい。Ｉｎの蒸発が起こる温度で
は、Ｐも蒸発するので、充分な良のＡｓ分子線を照射す
ることによって、Ｉｎ及びＰは、Ａｓと置換し、ＧａＡ
ｓ層１０が形成される。

ただし、Ａｓ分子線の照射により形成されたＧａＡｓ層
１０が、上記工程中に於いても安定に存在するためには
、基板温度を、６８０°Ｃ程度以下とすることが好まし
い。

このように、上記工程を行うことによって、特に、５８
０°Ｃ程度以上に於いて顕著となるＧａＩｎ２層７．９
のＩｎ又はＰの蒸発による劣化を、６８０°Ｃ程度に於
いても防止することができる。

次に、基板温度を６８０°Ｃ程度として、第２導電型Ａ
　Ｉ　［１，７Ｇ　ａ　１１．３Ａ　Ｓ再成長クラッド
層１１、及び第２導電型ＧａＡｓキャップ層１２をこの
順番で基板］側から、ＧａＡｓ層１０上にＭＢＥ法によ
り成長させる工程を行った。

Ａ　ｌ　ｌ！、７Ｇ　ａ　［１，３Ａ　Ｓ再成長クラッ
ド層１１を成長させるため゛に必要となる温度に於いて
は、通常、Ｇａ　Ｉ　ｎＰＰＩ３９のＩｎ又はＰの蒸発
による劣化が顕著となるが、本実施例では、上述した熱
的に安定なＧａＡｓ　１０のために、ＧａＩｎ２層７．
９の劣化を防止することができた。

なお、Ａ　ｌ　ａ、ｖＧ　ａ　ｓ、ｓＡ　ｓ再成長クラ
ッド層１１のＡ１混晶比を調整することにより、活性層
５内で発生する光のエネルギ（約１．９ｅＶ）よりも大
きなバンドギャップエネルギ（２，１ｅＶ）を有する再
成長クラッド層１１を形成した。こうして、活性層５で
発生した光をダブルヘテロ構造内に充分閉じ込めること
ができた。

ストライプ溝の両側に位置するＧａＡｓ層８は、そのバ
ンドギャップエネルギが活性層５で発生する光のエネル
ギよりも小さく、活性層５で発生した光を吸収しやすい
。

上記構成により、タプルへテロ構造上方に設けられたス
トライプ溝内外に於て、実効的な屈折率差が生じ、レー
ザ光の水平横モードが単一化される。

このようにして形成した積層構造の上面及び基板１の裏
面に、電極１５．１４を形成することにより、第１図（
ｄ）に示す利得導波型の半導体レーザ素子を作成した。

本実施例の半導体レーザ素子は、６７０ｎｍの波長光を
室温で連続発振した。レーザ光の水平横モードは、単一
化されたものであった。

また、本実施例の半導体レーザ素子は、比較的に熱伝導
性に優れたＡｌＧａＡｓからなる第２導電型ＡｌＧａＡ
ｓ再成長クラッド層１１を有しているため、活性層５で
発生した熱が効率的に半導体レーザ素子外へ放散された
。このため、第３図の半導体レーザ素子の温度特性より
も、優れた温度特性を達成することができた。

しかし、上述の作成方法から、Ａｓ分子線を照射しなが
ら基板泥面を６２０°Ｃに上昇させる工程を省略した方
法により作成した半導体レーザ素子（比較例）では、そ
の発振閾値が上昇したため、室温での連続発振を実現す
ることはできなかった。

これは、比較例の第２導電型Ｇａ１ｎＰ第１エツチング
ストツプ層７の表面が清浄化されず、その上に良質のＡ
、　ｌ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ再成長クラッド層１１を成長さ
せることができなかったためである。

なお、ＧａＡｓ層１０は、数分子層からなる薄い層であ
るため、半導体レーザ素子の特性に対しては、光学的及
び電気的な影響を直接及ぼさなかった。

また、本実施例の半導体レーザ素子は、ＧａＡＳ層１０
層間０上２のエツチングストップ層９であるＧａＩｎＰ
層を有している。この層の存在によって、ＡｌＧａＡｓ
再成長層１１の光吸収層８上方に於ける部分の結晶性は
、光吸収層８が除去されたストライプ溝上に成長したＡ
Ｉ　ＧａＡｓ再成長層１１の結晶性と同様に優れたもの
となった。

しかし、Ａ　Ｉ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ再成長層１１の光吸収
層８上方に於ける部分では、活性層５で発生した光の漏
れ出しは少ない。このため、上記実施例の構成から、第
２のエツチングストップ層９のみを除いた構成を有する
半導体レーザ素子も、上記実施例と同様に、室温で安定
に発振した。しかし、ＡｌＧａＡｓ再成・長潮１ｌの光
吸収層８上方に於ける部分の結晶性が、上記実施例のも
のと比較して劣るため、発振閾値がわずかに増加した。

従って、発振閾値が低く、室温で安定に発振する半導体
レーザ素子を得るためには、光吸収層８上にも、Ｇａｌ
ｎＰ層からなる第２エツチングストップ層９を設けるこ
とが好ましい。

上記実施例の半導体レーザ素子のＧａ　ＩｎＰ第１エツ
チングストップ層７の層厚は７０人であった。このＧａ
　Ｉ　ｎＰ第１エツチングストップ層７の層厚を２００
人とした半導体レーザ素子は、室温で安定に発振するこ
とができなかった。これは、ＧａＩｎＰｉｌエツチング
ストップ層７の層厚の値が、ドブロイ波長の値に比較し
て大きい場合、ＧａＩｎＰ第１エツチングストップ層７
による光吸収の程度が高まり、導波路損失が増大し、発
振閾値が増加したためである。

従って、室温で、可視光を連続発振させるためには、Ｇ
ａ１ｎＰ第１工ツチングストツプ層７の層厚の値を、電
子ドブロイ波長の値よりも、小さくする必要がある。具
体的には、ＧａＩｎＰ第１エツチングストップ層７の層
厚は、約３０〜約１５０Ａの範囲であることが好ましい
。

この場合、Ｇａ１ｎＰ第１工ツチングストツプ層７中に
量子準位を形成することにより、Ｇａ１ｎ　Ｐ　第１エ
ツチングストップ層７のバンドギャップエネルギを、活
性層５のバンドギャプエネルギよりも大きくすることが
でき、光吸収の程度を低減できるからである。

エツチングストップ層として用いたＧａＩｎＰ層は、活
性なＡＩを含んでいないために、ＡｌＧａｌｎＰ層に比
較して、酸素、水蒸気等によって汚染されることが少な
いという利点を有している。

従って、上述のようなＧａＩｎＰエツチングストップ層
をＡｌＧａｌｎＰ層からなるダブルヘテロ構造上に有す
る本実施例の半導体レーザ素子は、製造工程中に汚染さ
れにくく、室温での可視光を連続的に発振することでき
るという利点を有して＝２２− いる。

なお、上記半導体レーザ素子について、ダブルヘテロ構
造ぼ、第１導電型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラツド層４、Ｇ
ａＩｎＰ活性層５、及び第２導電型ＡｌＧａＩｎＰ第２
クラツド層６からなるものとしたが、他の組成のＡＩ　
Ｇａ　Ｉ　ｎＰ系半導体層からなる構造であってもよい
。例えば、第１及び第２クラッド層４．６として、ＡＩ
ＩｎＰ三元混晶からなる層を用いてもよい。また、活性
層５として、ＡｌＧａＩｎＰ四元混晶からなる層を用い
てもよい。また、活性層５として、量子井戸構造や超格
子構造を有する層を用いてもよい。また、クラッド層と
活性層５の間に利得や吸収損失の少ないガイドを設ける
ことによって、ＳＣＨ構造を形成してもよい。

また、上記実施例では、光吸収層８としてＧａＡｓから
なる層を用いたが、活性層５で発生する光を吸収しやす
い材料であれば、他の材料、例えば、Ａ　Ｉ　ＧａＡｓ
等を用いてもよい。

（発明の効果） このように、本発明の半導体レーザ素子は、熱伝導性に
比較的優れたＡＩ　ＧａＡｓ層を有しているため、Ａｌ
ＧａＡｓ層からなるダブルヘテロ構造内で発生した熱を
効率的に半導体レーザ素子外に放散することができる。

このため、本発明の半導体レーザ素子は、優れた温度特
性を示し、室温でも、可視光を連続発振することができ
る。

また、ＧａＩｎＰエツチングストップ層は、活性なＡＩ
を含んでいないために、汚染されにくいという利点を有
している。

本発明の製造方法によれば、ＡｌＧａＡｓ層を形成する
前に、ＭＢＥ装置内で、ＧａＩｎＰエツチングストップ
層の表面が清浄化され、しかも、その表面に熱的に安定
なＧａＡｓ層が形成されるため、該ＧａＡｓ層上に、結
晶性に優れたＡｌＧａＡｓ層を形成することができる。

従って、本発明の方法によれば、ストライプ溝部分での
光吸収損失が少なく、発振閾値の低い可視光半導体レー
ザ素子を提供することができる。

４、゛　　の１．　な舌日 第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は従来例
を示す断面図、第３図は他の従来例を示す断面図であ゛
る。

１・・・第１導電型ＧａＡｓ基板、２・・・第１導電型
ＧａＡｓバッファ層、３・・・第１導電型ＧａＩｎＰバ
ツフア層、４・・・第１導電型ＡｌＧａＩｎＰ第１クラ
ツド層、５・・・ＧａＩｎＰ活性層、６・・・第２導電
型ＡｌＧａＩｎＰ第２クラツド層、７・−Ｇａｌｎ　Ｐ
　第１エツチングストップ層、８・・・ＧａＡｓ光吸収
層、９・・・ＧａＩｎＰ第２エツチングストップ層、１
Ｏ−ＧａＡｓ層、１１　・・・第２導電型Ａｌｅ。

７Ｇ　ａ　［１，３Ａ　Ｓ再成長クラッド層、１２・・
・第２導電型ＧａＡｓキャップ層、１４．１５・・・電
極。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ＧａＡｓ基板と、 該ＧａＡｓ基板上に格子整合したＡｌＧａＩｎＰ結晶層
   からなるダブルヘテロ構造と、 該ダブルヘテロ構造上に形成されたＧａＩｎＰエッチン
   グストップ層と、 該ＧａＩｎＰエッチングストップ層上に形成され、該Ｇ
   ａＩｎＰエッチングストップ層に達するストライプ溝を
   有する光吸収層と、 該光吸収層及び該ＧａＩｎＰエッチングストップ層上に
   形成されたＡｌＧａＡｓ層と、を備えており、 該ＧａＩｎＰエッチングストップ層の層厚は、電子のド
   ブロイ波長より短く、 該ＡｌＧａＡｓ層は、該ダブルヘテロ構造内で発生する
   光のエネルギよりも大きなバンドギャップエネルギを有
   している、 半導体レーザ素子。 ２、前記光吸収層の上面の上に、他のＧａＩｎＰエッチ
   ングストップ層が形成されている請求項１に記載の半導
   体レーザ素子。 ３、ＧａＡｓ基板上に、該ＧａＡｓ基板に格子整合する
   ＡｌＧａＩｎＰ結晶層からなるダブルヘテロ構造を形成
   する工程と、 該ダブルヘテロ構造上に、ＧａＩｎＰエッチングストッ
   プ層を形成する工程と、 該ＧａＩｎＰエッチングストップ層上に、光吸収層を形
   成する工程と、 該光吸収層を選択的にエッチングすることにより、該Ｇ
   ａＩｎＰエッチングストップ層に達するストライプ溝を
   形成する工程と、 ＭＢＥ装置内で、該ストライプ溝内の該ＧａＩｎＰエッ
   チングストップ層にＡｓ分子線を照射しながら、該Ｇａ
   ＩｎＰエッチングストップ層のＩｎ及びＰが蒸発する温
   度にまで該ＧａＡｓ基板を加熱することにより、該Ａｓ
   分子線が照射された該ＧａＩｎＰエッチングストップ層
   の表面近傍の数分子層をＧａＡｓ層に変化させる工程と
   、該ダブルヘテロ構造内で発生する光のエネルギより大
   きなバンドギャップエネルギを有するＡｌＧａＡｓ層を
   、該ＭＢＥ装置内で、ＭＢＥ法により、該ＧａＡｓ層及
   び該光吸収層の上に成長させる工程と、 を包含する半導体レーザ素子の製造方法。 ４、ＧａＡｓ基板上に、該ＧａＡｓ基板に格子整合する
   ＡｌＧａＩｎＰ結晶層からなるダブルヘテロ構造を形成
   する工程と、 該ダブルヘテロ構造上に、第１のＧａＩｎＰエッチング
   ストップ層を形成する工程と、 該第１のＧａＩｎＰエッチングストップ層上に、光吸収
   層を形成する工程と、 該光吸収層上に、第２のＧａＩｎＰエッチングストップ
   層を形成する工程と、該第２のＧａＩｎＰエッチングス
   トップ及び該光吸収層を選択的にエッチングすることに
   より、該第１のＧａＩｎＰエッチングストップ層に達す
   るストライプ溝を形成する工程と、 ＭＢＥ装置内で、該第１のＧａＩｎＰエッチングストッ
   プ層及び第２のＧａＩｎＰエッチングストップ層にＡｓ
   分子線を照射しながら、該第１及び第２のＧａＩｎＰエ
   ッチングストップ層のＩｎ及びＰが蒸発する温度にまで
   該ＧａＡｓ基板を加熱することにより、該Ａｓ分子線が
   照射された該第１及び第２のＧａＩｎＰエッチングスト
   ップ層の表面近傍の数分子層をＧａＡｓ層に変化させる
   工程と、 該ダブルヘテロ構造内で発生する光のエネルギより大き
   なバンドギャップエネルギを有するＡｌＧａＡｓ層を、
   該ＭＢＥ装置内で、ＭＢＥ法により、該ＧａＡｓ層上に
   成長させる工程と、 を包含する半導体レーザ素子の製造方法。