JPH0851255A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不純物が活性層に悪影響を与えにくく、リー
ク電流の低い半導体レーザ及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 ＳｎドープＩｎＰ基板１上にｎ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ導波路層２と７ペアのＩｎＧａＡｓＰ井戸層３、Ｉ
ｎＧａＡｓＰバリア層４とアンドープＩｎＰ層５が形成
されている。電流ブロック部は、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブ
ロック層６、ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７、ｐ−Ｉ
ｎＰ第３電流ブロック部８の３層構造を有している。ｐ
−ＩｎＰ第１電流ブロック層６は、活性層近傍において
相対的に低い不純物濃度を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ及びその製
造方法に関し、特に、光ファイバー通信等に適した半導
体レーザ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザの製造歩留まりを向上させ
るために、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相エピタキシャル成
長）法を用いて、活性層のみならず電流ブロック部をも
基板上に成長させる研究がおこなわれている。半導体レ
ーザに必要な全ての半導体層をＭＯＶＰＥ法を用いてＩ
ｎＰ結晶基板上に成長させた半導体レーザが報告されて
いる。［journal of Crystal Growth 93 （1988) 792
A.W.Nelson etc, シ゛ャーナルオフ゛クリスタルク゛ロース 93 （1988) 792
ネルソン他］ 図１８を参照しながら、上記従来の半導体レーザを説明
する。図１８において、５０はＩｎＰ基板、５２は活性
層、５３はｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層、５４はｎ−
ＩｎＰ第２電流ブロック層、５５はｐ−ＩｎＰ第３電流
ブロック部、５７はｐ側電極、５８はｎ側電極である。
この半導体レーザ装置では、ｐ側電極５８から注入され
た電流は第２電流ブロック層５４により狭搾された後、
活性層５２に注入される。

【０００３】半導体レーザの性能を向上させるために、
単一量子井戸（ＳＱＷ）構造や多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造を有する半導体レーザの研究開発が活発に行われて
いる。量子井戸型活性層を有する半導体レーザは、活性
層の量子サイズ効果によって、バルク型活性層を有する
半導体レーザよりも優れた特性を発揮することができ
る。例えば、微分ゲインの増大及びＴＭ発光の低減等に
より、低い閾値で発振し、高い効率で大きな光出力を得
ることができる。また、緩和振動周波数の増大及び線幅
増大係数の減少により、応答速度が早くなり、チャーピ
ングが低下する。微分係数を更に増大するために、バリ
ア層の一部にｐ型不純物をドープした「変調ドープ構
造」が提案されている。特に、歪量子井戸型活性層が変
調ドープ構造を持つと、大きな特性の向上が得られると
期待されている。

【０００４】図１９は、従来の変調ドープ構造を持つ量
子井戸型活性層を備えた半導体レーザを示している（K.
Uomi, T.Mishima, N.Chinione, Jpn. J. Appl. Phys.,
51(1990)88）。図１９の半導体レーザでは、ＧａＡｓ基
板６１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層６２、ｎ型ＩｎＡ
ｌＡｓクラッド層６３、ノンドープＧＲＩＮ−ＧａＡｌ
Ａｓ層６４に挟まれた変調ドープ量子井戸層６８、ｐ型
ＧａＡｌＡｓクラッド層６９、ｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク部７０、酸化膜７１及びｐ側電極７３が、この順序で
積層されている。酸化膜７１にはストライプ状の開口部
が設けられており、その開口部を介して、ｐ側電極７３
がｎ型ＧａＡｓ電流ブロック部７０の一部に接触してい
る。その接触部には、ｐ型ＧａＡｌＡｓクラッド層６９
にのびるＺｎ拡散領域７２が設けられている。基板６１
の裏面にはｎ側電極７４が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の半導体レー
ザ（図１８）において、一定の光出力を得るために必要
な駆動電流が変動せずに安定していることが、長期高温
加速試験（図２０）により確認されている。しかし、試
験の初期には、レーザ発振の閾値上昇に起因する駆動電
流の上昇が観測されている。半導体レーザを実用化する
うえでは、動作の初期であっても、駆動電流の上昇は避
ける必要がある。

【０００６】ＬＰＥ（液相エピタキシャル成長）法を用
いて電流ブロック部を形成する場合においては、閾値上
昇を抑制する方法が確立されてきている。しかし、前述
したようにＭＯＶＰＥ法に於いては閾値電流が上昇する
という問題点を依然有している。

【０００７】また、変調ドープ構造を持つ量子井戸型活
性層を有する従来の半導体レーザ（図１９）は、変調ド
ープを持たない場合に比較して、現実には、性能の向上
をほとんど示さないという問題がある。これは、変調ド
ープ構造を形成する工程の後に行う結晶成長時に、上方
に成長する半導体層からドーパントが活性層にまで拡散
してくるため、変調ドープ構造が消滅してしまうためと
考えられる。

【０００８】本発明は、上記問題点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、信頼性が
高く、リーク電流の低減された半導体レーザおよびその
製造方法を提供する。

【０００９】本発明の他の目的は、リーク電流が低減さ
れる一方で、製造工程中に変調ドープ構造が消滅しない
半導体レーザ及びその製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、第１導電型の半導体基板と、該半導体基板上に形成
され、活性層を含むストライプ状多層構造と、該ストラ
イプ状多層構造の両側の該半導体基板上に形成された電
流ブロック部と、を備えた半導体レーザであって、該電
流ブロック部は、第２導電型の第１電流ブロック層と、
該第１電流ブロック層上に形成された第１導電型の第２
電流ブロック層と、を有しており、該第１電流ブロック
層は、第２導電型の不純物の濃度が相対的に低い低濃度
領域と、該不純物の濃度が該低濃度領域より高い高濃度
領域とを含み、しかも、該低濃度領域は、該高濃度領域
の位置よりも該ストライプ状多層構造に近い位置に設け
られており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１１】ある実施例では、前記第１及び第２電流ブ
ロック層は、有機金属気相成長法により堆積された層で
ある。

【００１２】ある実施例では、前記第１電流ブロック層
の前記低濃度領域の厚さは、前記ストライプ状多層構造
に近いほど薄い。

【００１３】前記第１電流ブロック層の前記高濃度領域
の前記不純物濃度は、２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であり、前
記第２電流ブロック層の前記第１導電型の不純物の濃度
は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上であることが好ましい。

【００１４】ある実施例では、前記ストライプ状多層構
造の側面は、｛１１１｝Ｐ面を含む結晶面から形成され
ている。

【００１５】前記半導体基板の表面及び前記ストライプ
状多層構造の側面と前記電流ブロック部との間に設けら
れたアンドープ半導体層を更に備えていることが好まし
い。ある実施例では、前記活性層は、多重量子井戸構造
を有している。

【００１６】前記ストライプ状多層構造及び前記電流ブ
ロック部の両方を覆い、該電流ブロック部のバンドギャ
ップとは異なるバンドギャップを有する第２導電型の半
導体層を更に備えていてもよい。

【００１７】本発明の他の半導体レーザは、第１導電型
の半導体基板と、該半導体基板上に形成され、活性層を
含むストライプ状多層構造と、該ストライプ状多層構造
の両側の該半導体基板上に形成された電流ブロック部
と、を備えた半導体レーザであって、該電流ブロック部
は、第２導電型の第１電流ブロック層と、該第１電流ブ
ロック層上に形成された該第１導電型の第２電流ブロッ
ク層と、を有しており、該第２電流ブロック層の両端部
のうち、該ストライプ状多層構造に近い方の端部は、６
０度以上の頂角を有しており、そのことにより上記目的
が達成される。

【００１８】前記第１電流ブロック層の前記第２導電型
の不純物の濃度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であり、前記
第２電流ブロック層の前記第１導電型の不純物の濃度
は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上であることが好ましい。

【００１９】ある実施例では、前記ストライプ状多層構
造の側面は、｛１１１｝ＩｎＰ面を含む結晶面から形成
されている。

【００２０】前記半導体基板の表面及び前記ストライプ
状多層構造の側面と前記電流ブロック部との間に設けら
れたアンドープ半導体層を更に備えていることが好まし
い。ある実施例では、前記第２電流ブロック層の両端部
のうち、前記ストライプ状多層構造に近い方の端部は、
８０度以上の頂角を有している。

【００２１】ある実施例では、前記活性層は、多重量子
井戸構造を有している。

【００２２】前記ストライプ状多層構造及び前記電流ブ
ロック部の両方を覆い、該電流ブロック部のバンドギャ
ップとは異なるバンドギャップを有する第２導電型の半
導体層を更に備えていてもよい。

【００２３】本発明の半導体レーザの製造方法は、第１
導電型の半導体基板と、該半導体基板上に形成され、活
性層を含むストライプ状多層構造と、該ストライプ状多
層構造の両側の該半導体基板上に形成された電流ブロッ
ク部と、を備えた半導体レーザの製造方法であって、該
活性層を含む複数の半導体層を該半導体基板上に堆積す
る工程と、該半導体層のエッチング特性とは異なるエッ
チング特性を有するキャップ層を、該半導体層上に形成
する工程と、ストライプ状マスク層を該キャップ層上に
形成する工程と、該マスク層を実質的にエッチングせ
ず、しかも、該半導体層よりも優先的に該キャップ層を
エッチングするエッチャントを用いて、該キャップ層及
び該半導体層を選択的にエッチングすることにより、該
キャップ層の幅より狭い幅を持つ該ストライプ状多層構
造を形成するエッチング工程と、該電流ブロック部を形
成す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。

【００２４】前記ストライプ状マスク層の幅は、前記ス
トライプ状多層構造の前記幅の２倍以上であることが好
ましい。

【００２５】前記エッチング工程において、前記エッチ
ャントの一部を前記ストライプ状マスク層と前記キャッ
プ層との間に侵入させることが好ましい。

【００２６】前記キャップ層を形成する工程は、ＩｎＧ
ａＡｓＰ結晶から該キャップ層を形成する工程を含み、
前記エッチング工程は、酢酸系エッチャントを用いて行
う第１エッチング工程と、塩酸系エッチャントを用いて
行う第２エッチング工程とを含んでいてもよい。

【００２７】前記電流ブロック部を形成する前記工程
は、有機金属気相成長法を用いて、６００℃以上の成長
温度で該電流ブロック部をエピタキシャル成長させる工
程を含んでいることが好ましい。

【００２８】前記電流ブロック部を形成する前記工程
は、前記活性層の５族元素を含む雰囲気中にて、前記基
板を前記成長温度まで昇温する工程を含んでいることが
好ましい。

【００２９】本発明の他の半導体レーザの製造方法は、
第１導電型の半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れ、活性層を含むストライプ状多層構造と、該ストライ
プ状多層構造の両側の該半導体基板上に形成された電流
ブロック部と、を備えた半導体レーザの製造方法であっ
て、該活性層を含む複数の半導体層を該半導体基板上に
堆積する工程と、ストライプ状マスク層を該半導体層上
に形成する工程と、該マスク層を実質的にエッチングし
ないエッチャントを用いて、該半導体層を選択的にエッ
チングすることにより、該ストライプ状多層構造を形成
する工程と、第２導電型の第１電流ブロック層を該半導
体基板上に成長させる工程と、該ストライプ状多層構造
に近い方の端部が６０度以上の頂角を有している第１導
電型の第２電流ブロック層を該第１電流ブロック層上に
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。

【００３０】前記第１及び第２電流ブロック層は、有機
金属気相成長法を用いて、６００℃以上の成長温度でエ
ピタキシャル成長することが好ましい。

【００３１】前記第１電流ブロック層を形成する前に、
アンドープ半導体層をエピタキシャル成長させる工程を
更に包含していることが好ましい。

【００３２】本発明の更に他の半導体レーザは、第１導
電型の半導体基板と、該半導体基板上に形成され、変調
ドープ構造を持つ量子井戸型活性層を含むストライプ状
多層構造と、該ストライプ状多層構造の両側に形成さ
れ、電流を該ストライプ状多層構造に狭搾するための電
流ブロック部と、該ストライプ状多層構造及び該電流ブ
ロック部の上方に形成された第２導電型半導体層と、を
備えた半導体レーザであって、該ストライプ状多層構造
及び該電流ブロック部の両方を覆い、該第２導電型半導
体層に含まれる不純物が該活性層に拡散するのを抑制す
る拡散抑制層であって、該電流ブロック部のバンドギャ
ップよりも小さいバンドギャップを有する拡散抑制層を
更に備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００３３】前記拡散抑制層は、前記第２導電型半導体
層中にドープされている不純物に関して、該第２導電型
半導体層よりも大きな固溶度を有していることが好まし
い。ある実施例では、前記電流ブロック部はＩｎＰから
形成されており、前記第２導電型半導体層はＺｎがドー
プされたＩｎＰから形成されており、前記拡散抑制層は
ＩｎＧａＡｓＰから形成されている。

【００３４】前記ストライプ状多層構造は、前記第２導
電型半導体層中にドープされている不純物に関して、該
第２導電型半導体層の固溶度よりも大きな固溶度を有し
ている導波路層を、前記活性層と前記拡散抑制層との間
において、含んでいることが好ましい。

【００３５】本発明の半導体レーザの製造方法は、第１
導電型の半導体基板上に、変調ドープ構造を持つ量子井
戸型活性層を含む多層構造を成長する工程と、該多層構
造をストライプ状多層構造に加工するエッチング工程
と、該ストライプ状多層構造の両側に、電流を該ストラ
イプ状多層構造に狭搾するための電流ブロック部を成長
する工程と、該ストライプ状多層構造及び電流ブロック
部の上に、該電流ブロック部のバンドギャップよりも小
さいバンドギャップを有する拡散抑制層を形成する工程
と、該拡散抑制層上に第２導電型半導体層を成長する工
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。

【００３６】

【作用】本発明の第１電流ブロック層は、活性層を含む
ストライプ状多層膜に近い領域で、相対的に不純物濃度
が低くなっている。このような構造は、オーバハングす
るマスクを用いて第１電流ブロック層のエピタキシャル
成長を行うことにより得られる。オーバハングしたマス
クの下方において、成長する膜が不純物元素が取り込み
にくい点を利用するものである。活性層近傍で不純物濃
度が低い結果、不純物が活性層に悪影響を与えない。そ
のため、半導体レーザの信頼性が向上する。また、活性
層から離れた領域で高い濃度の不純物を第１電流ブロッ
ク層中に導入できるので、サイリスタ動作の生じにくい
電流ブロック部が得られる。その結果、リーク電流が低
減する。

【００３７】また、本発明の他の態様では、第２電流ブ
ロック層の端部が内部でパンチスルーを起こしにくい形
状を有している。このような構造は、オーバハングしな
いマスクを用いて第１及び第２の電流ブロック部をエピ
タキシャル成長を行うことにより容易に得られる。マス
ク表面に到来した膜構成元素がマスクの両端部に集まる
結果、第２電流ブロック層の活性層に近い領域に隆起し
た構造が得られる。

【００３８】本発明の更に他の態様では、ストライプ状
多層構造及び電流ブロック部の全面を覆うように、電流
ブロック部のバンドギャップとは異なるバンドギップを
有する第２導電型の半導体層が設けられる。この半導体
層は、電流ブロック部のバンドギャップと異なるバンド
ギャップを有しているため、電流ブロック部との間にエ
ネルギ障壁を生じる。その結果、電流ブロック部に流れ
込む無効電流が低減され、ストライプ状多層構造内に効
率的に電流が狭窄されることになる。

【００３９】本発明の更に他の態様では、変調ドープ構
造を持つ量子井戸型活性層と、ストライプ状多層構造及
び電流ブロック部の上方に形成された第２導電型半導体
層との間において、拡散抑制層が設けられる。この拡散
抑制層は、ストライプ状多層構造及び電流ブロック部の
両方を覆い、第２導電型半導体層に含まれる不純物が活
性層に拡散するのを抑制する働きをする。この拡散抑制
層は、電流ブロック部のバンドギャップよりも小さいバ
ンドギャップを有しているため、拡散抑制層と電流ブロ
ック部との間にエネルギ障壁を生じる。その結果、第２
導電型半導体層から電流ブロック部に流れ込む無効電流
が低減され、ストライプ状多層構造内に効率的に電流が
狭窄されることになる。

【００４０】拡散を抑制するために、拡散抑制層は、第
２導電型半導体層中にドープされている不純物に関し
て、第２導電型半導体層よりも大きな固溶度を有してい
ることが好ましい。そうすれば、第２導電型半導体層か
ら拡散してきた不純物を十分に溶し、活性層への拡散ス
トッパとして機能する。例えば、電流ブロック部がＩｎ
Ｐから形成されている場合、拡散抑制層の材料としてＩ
ｎＧａＡｓＰを選べば、上記条件が満足される。

【００４１】ストライプ状多層構造が、第２導電型半導
体層中にドープされている不純物に関して、第２導電型
半導体層の固溶度よりも大きな固溶度を有している導波
路層を、活性層と拡散抑制層との間において含んでいる
と、拡散抑制の効果が更に向上する。

【００４２】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明による半導体レーザの実施例
を、図１（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。

【００４３】まず、図１（ａ）を参照する。本実施例の
半導体レーザは、ストライプ状リッジが上面に形成され
たＳｎドープｎ−ＩｎＰ基板１を使用している。ｎ−Ｉ
ｎＰ基板１のリッジ上には、ストライプ状多層構造が形
成されている。ストライプ状多層構造の両側のｎ−Ｉｎ
Ｐ基板１上には、ストライプ状グルーブが設けられた電
流ブロック部が形成されている。このグルーブは、寄生
容量を低減し、半導体レーザの高周波特性を向上する。

【００４４】ストライプ状多層構造は、厚み１５０ｎｍ
のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ導波路層２、活性層２０、及びｎ
−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層（導波路層）１３を、基板
１からこの順序で含んでいる。活性層２０は、図１
（ｂ）に示されるように、厚み４ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ
井戸層３、及び厚み１０ｎｍのＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝
１．１５μｍ）バリア層４からなる多重量子井戸構造を
有している。量子井戸層の数は７個であり、共振器長３
００μｍである。

【００４５】電流ブロック部は、Ｚｎがドープされたｐ
−ＩｎＰ第１電流ブロック層（厚さ：約１μｍ）６と、
Ｓｉがドープされたｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層（厚
さ：約１μｍ）７を、基板１からこの順序で含んでい
る。ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６と基板１との間に
は、厚み１０ｎｍのアンドープＩｎＰ層５が挟まれてい
る。ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７上には、Ｚｎがド
ープされたｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部（厚さ：約４
μｍ）８が形成されおり、このｐ−ＩｎＰ第３電流ブロ
ック部８は、ストライプ状多層構造の上面をも覆ってい
る。比較的に厚いｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部８は、
２層構造を有していても良い。特に、Ｚｎ濃度が相対的
に低い下層（例えば、Ｚｎ濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3以
下）と、Ｚｎ濃度が相対的に高い上層（例えば、Ｚｎ濃
度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上）とから構成されてることが
好ましい。

【００４６】ｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部８上には、
ショットキー障壁を抑制するためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
障壁緩和層９、オーミックコンタクトを形成するための
ｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層１０、及びＡｕ／Ｚｎよ
りなるｐ側電極１２が形成されている。基板１の裏面に
は、Ａｕ／Ｓｎよりなるｎ側電極１１が形成されてい
る。

【００４７】図２（ａ）は、本実施例の半導体レーザの
ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７の形状やストライプ状
多層構造の形状をより詳細に示している。ストライプ状
多層構造の側面は、｛１１１｝Ｉｎ面より安定で結晶成
長の容易な｛１１１｝Ｐ側面である。｛１１１｝Ｐ面を
側面に持つストライプ状多層構造を形成するには、例え
ば、キャップ層１４の材料としてＩｎＧａＡｓＰ結晶を
用い、酢酸系エッチャントを用いたエッチングを行う。
その後、塩酸系エッチャントを用いてエッチングしてス
トライプ高さを調整すれば良い。なお、ストライプ状多
層構造の側面は、｛１１１｝Ｉｎ面であってもよい。特
に、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６のＺｎ濃度を低下
させるなどして、活性層側面に発生するダメージを抑制
すれば、｛１１１｝Ｉｎ面の場合でも、良好な特性を得
ることができる。

【００４８】ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６は、スト
ライプ状多層構造の近傍において薄膜化している。ｐ−
ＩｎＰ第１電流ブロック層６のうちの薄膜化した部分の
上面は、（１１４）面である。ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロ
ック層６は、ｐ導電型の不純物であるＺｎの濃度が相対
的に低い低濃度領域と、Ｚｎの濃度が低濃度領域より高
い高濃度領域とを含んでいる。低濃度領域は、高濃度領
域の位置よりもストライプ状多層構造に近い位置（薄膜
化した部分）にある。言い替えると、ｐ−ＩｎＰ第１電
流ブロック層６のＺｎ濃度は、活性層２０の近傍（活性
層２０から数μｍ程度しか離れていない領域）において
相対的に低くなっている。通常の結晶成長方法を用いて
ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６を成長させると、活性
層２０の近傍（活性層２０から数μｍ程度しか離れてい
ない領域）のＺｎ濃度は、平坦部のＺｎ濃度に比較し
て、むしろ高くなる傾向にある。言い替えれば、本実施
例のＺｎ濃度分布を持つｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層
６は、従来の製造方法によっては得ることができない。

【００４９】低いＺｎ濃度は、活性層２０へのＺｎの影
響を低減する。ここで、「活性層のＺｎの影響」とは、
Ｚｎが活性層中、あるいは活性層と第１電流ブロック層
との界面において、非発光中心となる欠陥を形成するこ
とをいう。活性層へＺｎが及ぼす影響の低減は、光出力
の増大や閾値の低減のみならず、高い信頼性を生む。な
お、活性層が変調ドープ構造を有する場合、Ｚｎの拡散
が変調ドープ構造を破壊することも、「活性層のＺｎの
影響」に含まれる。この点については、第３の実施例に
関して後述する。

【００５０】本実施例においては、活性層２０の近傍で
のＺｎの濃度は相対的に低下しているが、活性層２０か
ら離れた平坦部（高濃度領域）のＺｎの濃度は相対的に
大きい。こうして、活性層２０から離れた平坦部（高濃
度領域）のＺｎの濃度を通常より大きくしても、Ｚｎに
よる活性層への影響が少なくなる。ｐ−ＩｎＰ第１電流
ブロック層６の平坦部（高濃度領域）のＺｎ濃度を大き
くすることにより、サイリスタ電流を大きくすることが
できて、高出力の半導体レーザが実現される。ｐ−Ｉｎ
Ｐ第１電流ブロック層６上に位置するｎ−ＩｎＰ第２電
流ブロック層７は、実質的に平坦な上面を有している。
リーク電流を抑制するためには、ｎ−ＩｎＰ第２電流ブ
ロック層７は厚いほうが好ましい。しかし、本実施例の
ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７は、ストライプ状多層
構造の近傍において薄膜化し、その端部の角度は鋭角
（例えば４０度）である。

【００５１】以下に、図１（ａ）を参照して、半導体レ
ーザの動作を説明する。

【００５２】レーザ発振を達成するには、ｐ側電極１２
とｎ側電極１１との間に所定値（閾値）以上の駆動電流
を流すことにより、活性層２０におけるキャリアの分布
を十分に反転させる必要がある。低い閾値で高い光出力
を得るために、本実施例では、ｐ側電極１２とｎ側電極
１１との間を流れる電流を、電流ブロック部によって、
ストライプ状多層構造内に狭窄している。

【００５３】本実施例の半導体レーザを評価した結果、
図１（ａ）の半導体レーザによれば、２０ｍＡの駆動電
流で安定にレーザ発振することがわかった（発振閾値：
２０ｍＡ）。この発振閾値は、ＬＰＥ法で埋め込み層を
成長させた半導体レーザの発振閾値にほぼ同じである。
また、加速試験（７０℃、１５０ｍＡ、１００ｈｒ）に
よる信頼性評価の結果、閾値の変動はほぼ０％であるこ
とがわかった。

【００５４】これらの評価結果は、本実施例の半導体レ
ーザにおいて、活性層へのＺｎの拡散が抑制されたこと
を示している。活性層へのＺｎの拡散が抑制されたの
は、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６のうち活性層２０
の近傍においてＺｎの濃度が相対的に低いためである。
活性層へのＺｎの拡散を抑制する目的で、もし、ｐ−Ｉ
ｎＰ第１電流ブロック層６の全体にわたってＺｎの濃度
を低くすると、半導体レーザの動作時において、ｐ−Ｉ
ｎＰ第１電流ブロック層６、ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロッ
ク層７、及びｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部８によりサ
イリスタ動作が生じ、レーザ光の出力が低下してしま
う。

【００５５】図５は、図１の半導体レーザについて、ｐ
−ＩｎＰ第１電流ブロック層６及びｎ−ＩｎＰ第２電流
ブロック層７の各々のドーパント濃度と、サイリスタ動
作の発生の有無との関係を示している。図５において、
領域ａは、信頼性が高い領域を示している。領域ｃは、
サイリスタ動作を起こさない領域である、領域ｄは、サ
イリスタ動作を起こし得る領域である。ｐ−ＩｎＰ第１
電流ブロック層６及びｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７
の各々のドーパント濃度は、領域ｃ内に設定されること
が好ましい。本実施例の場合、図示されている範囲内で
広く、高い信頼性が得られるのは、活性層２０の近傍で
Ｚｎ濃度が低下しているためである。この点で、後述す
る実施例と異なる（図１０参照）。

【００５６】次に、図３（ａ）から（ｃ）を参照しなが
ら、図１（ａ）の半導体レーザの製造方法を説明する。
まず、ＳｎドープトＩｎＰ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法を
用いて、膜厚１５０ｎｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝
１．１５μｍ）導波路層２を成長する。次に、膜厚４ｎ
ｍのＧａ_0.1Ｉｎ_0.9Ａｓ_0.5Ｐ_0.5井戸層３、厚み１０ｎ
ｍのＧａＩｎＡｓＰ（λｇ＝１．３７μｍ）バリア層４
を１ペアとして、井戸層３とバリア層４を７層繰り返し
成長し、ペア数７の多重量子井戸活性層を得る。その
後、厚み４００ｎｍのｐ−ＩｎＰクラッド層１３および
厚み１００ｎｍのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝１．３μ
ｍ）キャップ層１４を成長する。ｐ−ＩｎＰクラッド層
１３とｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４とは、少なく
とも一種類のエッチャントに対して、相互に異なるエッ
チング特性を有している。

【００５７】次に、窒化珪素膜（厚さ：５０から３００
ｎｍ）をｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４上に堆積し
た後、窒化珪素膜をストライプ状にドライエッチング
し、ストライプ状窒化珪素膜（幅：約３から６μｍ）１
５を得る。その後、ストライプ状窒化珪素膜１５を実質
的にエッチングせず、しかも、ｐ−ＩｎＰクラッド層１
３よりもｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を優先的に
エッチングするエッチャントを用いて、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層１４から基板１までをエッチングする。
そのようなエッチャントとしては、酢酸系エッチャント
が使用される。

【００５８】ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４とスト
ライプ状窒化珪素膜１５との間の密着性を比較的に悪い
状態にしておくと、横方向へのエッチングが速やかに進
行し、ストライプ状窒化珪素膜１５の真下に位置する半
導体層もエッチングされる。その結果、図３（ｂ）に示
されるように、ストライプ状窒化珪素膜１５はオーバハ
ングする。この後、塩酸系エッチャントで、基板１の上
面所定領域をエッチングし、基板１の上面に形成するス
トライプ状リッジの高さを調整するストライプの高さ
は、全体で、ほぼ２μｍとする。ストライプ状リッジの
幅は、１から１．５μｍの範囲内になるようにエッチン
グ条件が調整される。

【００５９】次に、ＭＯＶＰＥ法により、アンドープＩ
ｎＰ層５、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６、及びｎ−
ＩｎＰ第２電流ブロック層７を連続的にエピタキシャル
成長する。その後、ストライプ状窒化珪素膜１５とキャ
ップ層１４を除去し、ｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部８
とｐ−ＧａＩｎＡｓＰ障壁緩和層９とｐ−ＧａＩｎＡｓ
コンタクト層１０をＭＯＶＰＥ法により成長する。この
後、ｎ側電極１１とｐ側電極１２を蒸着し、図３（ｃ）
に示す構造を得る。

【００６０】図１３は、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層
６、ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７及びｐ−ＩｎＰ第
３電流ブロック部８の成長過程を模式的に示す断面図で
ある。本実施例では、基板に設けられたリッジの側面は
｛１１１｝Ｐ面を含む面から構成されている。リッジ側
面と基板の上面、すなわち（００１）面とがつくる角度
は、９０度を越えている。リッジ近傍では、ｐ−ＩｎＰ
第１電流ブロック層６の成長面は、（１１２）面から
（１１４）面で構成されている。成長面が（１１４）面
である場合、成長面が｛１１１｝面である場合に比較し
て、成長層中にダングリングボンドが形成されにくく、
不純物元素の取り込みも少ない。

【００６１】以下、図４を参照して、ｐ−ＩｎＰ第１電
流ブロック層６等の形成工程を詳細に述べる。図４は、
ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６の成長条件を示すグラ
フである。グラフの縦軸は、ＭＯＶＰＥ装置内で基板１
を加熱するヒータの温度（摂氏）を表し、横軸は、ヒー
タの加熱開始から測定した時間（分）である。図４の例
では、ヒータ温度は加熱開始後、約５分経過すると６０
０℃に達し、その後、６００℃に維持される。基板１の
現実の温度は、加熱開始後５分では６００℃に達しな
い。基板１の現実の温度は、ヒータ温度の定常化に数分
程度遅れて定常化する。

【００６２】本実施例では、５分間の昇温中、基板１を
ＭＯＶＰＥ装置のチャンバ内においてＰＨ３及びＡｓＨ
３の混合雰囲気にさらしておく。加熱開始後５分経過す
ると、直ちにアンドープＩｎＰ層５の成長を開始し、引
き続いてｐ−ＩｎＰ層６を成長させる。通常、本実施例
のようにアンドープＩｎＰ層５の成長後連続してｐ−Ｉ
ｎＰ層６を成長すると、次のように問題が生じるおそれ
がある。すなわち、アンドープＩｎＰ層５の成長が行わ
れている時には、まだ、基板１の温度が十分に昇温して
おらず、そのため、アンドープＩｎＰ層５の成長が不完
全のまま、ｐ−ＩｎＰ層６の成長が開始されるという問
題である。アンドープＩｎＰ層５の成長が不完全である
と、活性層の側面がアンドープＩｎＰ層５によって十分
にカバーされない。そのような場合において、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層６中にドーパント（Ｚｎ）が高濃度に含まれている
と、過剰なドーパントがアンドープＩｎＰ層５を透過し
て活性層に到達してしまう。これは、活性層の側面にダ
メージを発生させる。本実施例のｐ−ＩｎＰ第１電流ブ
ロック層６のうち活性層２０の近傍においてはＺｎの濃
度が相対的に低いため、過剰なドーパントがアンドープ
ＩｎＰ層５を透過して活性層に到達してしまうおそれは
非常に小さい。本実施例では、アンドープＩｎＰ層５の
成長後連続してｐ−ＩｎＰ層６を成長することができる
ので、成長工程の所要時間が短縮される。

【００６３】このように、ＩｎＰ成長前の昇温時の雰囲
気ガス流量を活性層成長時の５族元素と同様にして、活
性層２０からの５族元素の脱離を抑制するとともに、第
１電流ブロック層の成長前にアンドープ層を成長すれ
ば、第１電流ブロック層中のドーパントが活性層２０と
の界面に凝集しないようにすることができる。

【００６４】一般に、結晶成長時に窒化珪素膜１５上に
到達した３族元素およびドーパントは、窒化珪素膜１５
上を横方向に拡散し、窒化珪素膜１５の周囲の結晶成長
に寄与する。このため、通常は、ストライプ状リッジの
側面付近において、ｐ−ＩｎＰ層６の結晶成長レートが
上昇すると共に、ドーパンド濃度も上昇する。しかしな
がら、本実施例の場合、オーバハングした窒化珪素膜１
５が、そのマスク効果によって、ストライプ状リッジ側
面への３族元素およびドーパントの供給を抑制する。そ
の結果、ｐ−ＩｎＰ層６は、オーバハングした窒化珪素
膜１５の下方において、相対的に薄くなり、かつ、低い
ドーパント濃度を持つことになる。ｐ−ＩｎＰ層６の薄
膜化及びドーパント濃度の低下は、オーバハングした窒
化珪素膜１５の下方においてストライプ状リッジの側面
に近づくほど、顕著である。このため、サイリスタ電流
を抑制するために平坦部に位置するｐ−ＩｎＰ層６のド
ーパント濃度を高くしても、活性層付近ではドーパント
濃度が低くなり、不純物の固溶限を越えることはない。
従って、平坦部のドーパント濃度を十分に高くすること
が可能となる。

【００６５】ｐ−ＩｎＰ層６の結晶成長は、図４に示さ
れるように、６００度で行った。これ以下の温度に於い
ては、ｎ−ＩｎＰ層７のマスク周辺の結晶が異常成長を
起こすおそれがある。成長温度が５６０度以下の場合、
成長の選択性（面方位依存性）が劣化するおそれがあ
る。また、温度が５６０度以下の場合、Ｚｎ濃度の温度
依存性が大きくなるため、成長した半導体層中のドーパ
ント濃度が安定しない。従って、成長温度は６００度以
上であることが好ましい。

【００６６】ＰＨ３とＡｓＨ３の各流量は、導波路層２
を成長する場合に供給した流量と同一にした。ＰＨ３の
み供給するとともにアンドープＩｎＰ層を挿入しなかっ
た場合には、閾値電流が２倍に上昇した。

【００６７】（実施例２）以下、図６（ａ）及び（ｂ）
を参照しながら、本発明による半導体レーザの他の実施
例を説明する。

【００６８】まず、図６（ａ）を参照する。本実施例の
半導体レーザは、ストライプ状リッジが上面に形成され
たＳｎドープトＩｎＰ基板１を使用している。Ｓｎドー
プトＩｎＰ基板１のリッジ上には、ストライプ状多層構
造が形成されている。ストライプ状多層構造の両側のＳ
ｎドープトＩｎＰ基板１上には、図１（ａ）の実施例と
同様に、ストライプ状グルーブが設けられた電流ブロッ
ク部が形成されている。

【００６９】ストライプ状多層構造は、厚み１５０ｎｍ
のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ導波路層２、活性層２０、及びク
ラッド層１３を、基板１からこの順序で含んでいる。活
性層２０は、図６（ｂ）に示されるように、厚み４ｎｍ
のＩｎＧａＡｓＰ井戸層３、及び厚み１０ｎｍのＩｎＧ
ａＡｓＰ（λｇ＝１．１５μｍ）バリア層４からなる多
重量子井戸構造を有している。量子井戸層の数は７個で
あり、共振器長３００μｍである。

【００７０】電流ブロック部は、Ｚｎがドープされたｐ
−ＩｎＰ第１電流ブロック層（厚さ：約１μｍ）６と、
Ｓｉがドープされたｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層（厚
さ：約１μｍ）７を、基板１からこの順序で含んでい
る。ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６と基板１との間に
は、厚み１０ｎｍのアンドープＩｎＰ層５が挟まれてい
る。ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７上には、Ｚｎがド
ープされたｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部（厚さ：約４
μｍ）８が形成されており、このｐ−ＩｎＰ第３電流ブ
ロック部８は、ストライプ状多層構造の上面をも覆って
いる。比較的に厚いｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部８
は、２層構造を有していても良い。特に、Ｚｎ濃度が相
対的に低い下層（例えば、Ｚｎ濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3
より低い）と、Ｚｎ濃度が相対的に高い上層（例えば、
Ｚｎ濃度：１×１０¹⁸ｃｍ^-3より高い）とから構成され
てることが好ましい。

【００７１】ｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部８上には、
ショットキー障壁を抑制するためのｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
障壁緩和層９、オーミックコンタクトをとるためのｐ−
ＧａＩｎＡｓコンタクト層１０、及びＡｕ／Ｚｎよりな
るｐ側電極１２が形成されている。基板１の裏面には、
Ａｕ／Ｓｎよりなるｎ側電極１１が形成されている。図
２（ｂ）は、本実施例の半導体レーザのｎ−ＩｎＰ第２
電流ブロック層７の形状やストライプ状多層構造の形状
をより詳細に示している。ストライプ状多層構造の側面
は、｛１１１｝Ｉｎ面である。

【００７２】ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７は実質的
に一様な膜厚を有しているが、ストライプ状多層膜の近
傍で上方に屈曲している。これは、ｎ−ＩｎＰ第２電流
ブロック層７を結晶成長させるとき、結晶成長レートが
ストライプ状多層膜の近傍で相対的に大きくなるためで
ある。その結果、図２（ｂ）に示されるように、ストラ
イプ状多層膜の近傍におけるｎ−ＩｎＰ第２電流ブロッ
ク層７の厚さは、他の位置での膜厚の約２倍となる。

【００７３】本実施例のｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層
７の端部の角度は、８０度以上である。ｎ−ＩｎＰ第２
電流ブロック層７の端部の形状とリーク電流との関係
を、図７（ａ）から（ｄ）を参照しながら、説明する。

【００７４】図７（ａ）及び（ｂ）は、活性層に近い端
部の角度が４５度以下である第２電流ブロック層を示し
ている。半導体レーザの動作時においては、第２電流ブ
ロック層内に空乏層が形成される。空乏層は、第２電流
ブロック層と、第２電流ブロック層に接する他の導電型
の半導体層との間に形成されるＰＮ接合から延びる。空
乏層は、第２電流ブロック層の端部の角度が小さいほ
ど、端部において水平方向に広がりやすい。端部におい
て水平方向に広がった空乏層は、駆動電流の一部をリー
クさせる。

【００７５】図７（ｃ）及び（ｄ）は、活性層に近い端
部の角度が９０度程度である第２電流ブロック層を示し
ている。このような第２電流ブロック層内においては、
端部においても、空乏層は水平方向に広がりにくい。そ
のため、駆動電流は比較的第２電流ブロック層の端部を
リークしにくい。

【００７６】図６（ａ）の実施例によれば、上述のよう
な空乏層同士の接触によって発生するリーク電流が低減
する。リーク電流が低減すると、比較的に小さな駆動電
流で大きな光出力を得ることができる。また、光出力と
駆動電流の直線関係が良好となるために、レーザの変調
歪が低下する。

【００７７】本実施例の半導体レーザを評価した結果、
２０ｍＡの駆動電流で安定にレーザ発振することがわか
った（発振閾値：２０ｍＡ）。この発振閾値は、ＬＰＥ
法で埋め込み層を成長させた半導体レーザの発振閾値に
ほぼ同じである。光出力は、従来例に比較して１．５倍
に増加した。また、加速試験（７０℃、１５０ｍＡ、１
００ｈｒ）による信頼性評価の結果、閾値の変動は、ほ
ぼ０％であることがわかった。

【００７８】図８は、閾値電流の変動率とｐ−ＩｎＰ第
１電流ブロック層６のＺｎ濃度との関係を示している。
図８から、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６のＺｎ濃度
が１．０ｘ１０¹⁸ｃｍ^-3以上になると、閾値変動率が大
きくなることがわかる。ｐ−ＩｎＰ層６のＺｎ濃度が上
記値を越えると、活性層の側面の近傍ではＺｎ濃度が固
溶限を越え、それによって、閾値変動が生じるものと考
えられる。閾値変動率を０％とするには、ｐ−ＩｎＰ第
１電流ブロック層６のＺｎ濃度を０．７ｘ１０¹⁸ｃｍ^-3
以下にすることが好ましい。

【００７９】図９は、サイリスタ電流（無効電流を構成
する）と、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６のＺｎ濃度
及びｎ−ＩｎＰ層７のＳｉ濃度との関係を示している。
図９から、サイリスタ電流を低減するには、ｎ−ＩｎＰ
層７のＳｉ濃度を１ｘ１０¹⁸ｃｍ^-3以上とすることが好
ましいことがわかる。この範囲に不純物濃度を設定する
ことにより、サイリスタ電流は駆動電流が３００ｍＡ以
下では発生せず、実用化に適した特性が得られた。図１
０は、図６の半導体レーザについて、ｐ−ＩｎＰ第１電
流ブロック層６及びｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７の
各々のドーパント濃度と、サイリスタ動作の発生の有無
との関係を示している。図１０において、領域ａは、信
頼性が高い領域を示し、領域ｂは、信頼性の良くない領
域を示している。領域ｃ及びｅは、サイリスタ動作を起
こさない領域である、領域ｄは、サイリスタ動作を起こ
し得る領域である。ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層６及
びｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７の各々のドーパント
濃度は、領域ｃ内に設定されることが好ましい。

【００８０】図１１は、Ｚｎ濃度とホール濃度との関係
を示している。ＩｎＰの場合、ホール濃度は１×１０¹⁸
ｃｍ^-3で飽和しているのに対して、ＩｎＧａＡｓＰの場
合、約５×１０¹⁸ｃｍ^-3で飽和する。ホール濃度が飽和
しているとき、Ｚｎが増加しても、Ｚｎは格子位置に入
らず、格子間に存在する。過剰なＺｎ、すなわち格子間
に位置するＺｎを減少させることが、半導体レーザの信
頼性を高めるために必要である。そのためには、Ｚｎ濃
度をホール濃度が飽和しない範囲に設定することが好ま
しい。ＩｎＰの場合、Ｚｎ濃度は飽和濃度の半分以下と
なる７×１０¹⁷ｃｍ^-3以下であることが好ましく、Ｉｎ
ＧａＡｓＰの場合、Ｚｎ濃度は飽和濃度の半分以下とな
る３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であることが好ましい。

【００８１】図１２（ａ）から（ｃ）を参照しながら、
図６（ａ）の半導体レーザの製造方法を説明する。ま
ず、ＳｎドープトＩｎＰ基板１上に、ＭＯＶＰＥ法を用
いて、膜厚１５０ｎｍのｎ−ＩｎＧａＡｓＰ（λｇ＝
１．１５μｍ）導波路層２を成長する。次に、膜厚４ｎ
ｍのＧａ_0.1Ｉｎ_0.9Ａｓ_0.5Ｐ_0.5（λｇ＝１．３７μ
ｍ）井戸層３、厚み１０ｎｍのＧａＩｎＡｓＰ（λｇ＝
１．１５μｍ）バリア層４を１ペアとして、井戸層３と
バリア層４を７層繰り返し成長し、ペア数７の多重量子
井戸活性層を得る。その後、厚み４００ｎｍのｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層１３を成長する。

【００８２】次に、窒化珪素膜を堆積した後、窒化珪素
膜をストライプ状にドライエッチングし、ストライプ状
窒化珪素膜（幅：１．５μｍから３μｍ）１５を得る。
その後、窒化珪素膜１５を実質的にエッチングせず、し
かも、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３をエッチングする塩酸
系エッチャントを用いて、ｐ−ＩｎＰクラッド層１３を
エッチングする。次に、酢酸系エッチャントを用いて、
活性層から基板１の上面までをエッチングする。その結
果、図１２（ｂ）に示されるように、逆メサ形状のスト
ライプ状多層構造が得られる。本実施例の窒化珪素膜１
５は、図３（ｂ）の窒化珪素膜１５に比較して、あまり
オーバハングしない。

【００８３】次に、ＭＯＶＰＥ法により、アンドープＩ
ｎＰ層５、ｐ−ＩｎＰ層６、及びｎ−ＩｎＰ層７をエピ
タキシャル成長する。その後、窒化珪素膜１５を除去
し、ｐ−ＩｎＰ電流ブロック部８とｐ−ＧａＩｎＡｓＰ
障壁緩和層９とｐ−ＧａＩｎＡｓコンタクト層１０をＭ
ＯＶＰＥ法により埋め込み成長する。この後、ｎ側電極
１１とｐ側電極１２を蒸着し、図１２（ｃ）に示す構造
を得る。

【００８４】図１４は、ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層
６、ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層７及びｐ−ＩｎＰ第
３電流ブロック部８の成長過程を模式的に示す断面図で
ある。本実施例では、基板に設けられたリッジの側面は
｛１１１｝Ｉｎ面を含む面で構成される。リッジ側面と
基板の上面、すなわち（００１）面とがつくる角度は、
９０度未満である。リッジ近傍では、ｐ−ＩｎＰ第１電
流ブロック層６の成長面は、（１１２）面である。成長
面が（１１２）面である場合、成長面が（１１４）面で
ある場合に比較して、ダングリングボンドが多く、不純
物の取り込みも多い。活性層２０の上方では、（００
１）面が得られる。

【００８５】以下、図４を再び参照して、ｐ−ＩｎＰ第
１電流ブロック層６等の形成方法を詳細に述べる。本実
施例でも、５分間の昇温中、基板１をＭＯＶＰＥ装置の
チャンバ内においてＰＨ３及びＡｓＨ３の混合雰囲気に
さらしておく。加熱開始後５分経過すると、直ちにアン
ドープＩｎＰ層５の成長を開始する。ただし、アンドー
プＩｎＰ層５の形成後、１０分間の成長中断期間を置い
て、その後ｐ−ＩｎＰ層６を成長させる。これは、ｐ−
ＩｎＰ層６の成長前に、基板１の温度を十分に昇温させ
るためである。この結果、活性層の近傍におけるｐ−Ｉ
ｎＰ層６のドーパント（Ｚｎ）が増加することが防止さ
れる。なお、本実施例でも、結晶成長温度は６００度と
した。電流ブロック層６の形成方法は上記の方法がより
好ましいが、実施例１及び２の何れにおいても、図４の
何れの方法を採用してもよい。

【００８６】リーク電流を抑制するためには第２電流ブ
ロック層の膜厚は大きいほうがよい。このために、本実
施例では、クラッド層上に密着性の良い絶縁膜ストライ
プを形成し、キャップ層幅とマスク幅をほぼ同一とす
る。その結果、マスクによるシャドー効果が無いととも
にマスク上の元素が拡散により供給されるために、成長
レートが上昇する。その結果、図７（ｃ）及び（ｄ）に
示したように、ストライプ付近の膜厚が厚くなり、第２
電流ブロック層内部で発生する空乏層の接触すなわちパ
ンチスルーによるリーク電流が抑制され、活性層に電流
を集中させることで、発光電流の増大を得ることができ
る。ここで、成長温度を良好な結晶が得られる下限の成
長温度である６００度としており、マスクから供給され
た過剰な元素が結晶上を拡散により散逸することを抑制
している。また、キャップ層幅とマスク幅が同一である
ために、ストライプ側面は｛１１１｝Ｉｎ面で構成され
るステップを有する。この面の角度は９０度以下である
ために、図２（ｂ）に示したように、ストライプ付近の
結晶の表面は（１１２）面に近く成長レートは更に促進
される。また、図２（ｂ）に示したように｛１１１｝Ｐ
面の場合は（１１４）面を呈して成長するために、成長
レートは（１１２）面の７０％程度となる。このストラ
イプ形状はクラッド層を塩酸系エッチャントを用いてエ
ッチングした後、酢酸系エッチャントを用いてエッチン
グすることによって得られる。

【００８７】実施例１及び２では、ｐ型電流ブロック部
６及び８の材料として、ＩｎＰを使用した。しかし、Ｉ
ｎＰの代わりに、ＩｎＧａＡｓＰからＩｎＧａＡｓまで
の材料を使用してもよい。ＩｎＧａＡｓＰからＩｎＧａ
Ａｓまでの材料は、ＩｎＰよりもＺｎ固溶度が高いた
め、活性層２０へのＺｎ拡散の影響をより低減できる。
第１及び第２電流ブロック層６及び７の材料として、Ｉ
ｎＰよりもバンドギャップの大きな材料、例えば、Ｉｎ
ＧａＡｓＰからＩｎＧａＰまでの材料を使用すれば、サ
イリスタ動作の発生を抑制しやすい。逆に、第３電流ブ
ロック部８の材料として、ＩｎＰよりもバンドギャップ
の小さな材料、例えば、ＩｎＧａＡｓＰからＩｎＧａＰ
までの材料を使用すれば、サイリスタ動作の発生を抑制
しやすく、また、リーク電流をより低減できる。

【００８８】実施例１及び２においては、ＩｎＰ系化合
物半導体の結晶を用いたが、その他の結晶、例えばＧａ
Ａｓ系、ＺｎＳｅＳ系、ＩｎＡ１Ａｓ系、Ａ１ＧａＡｓ
系、ＧａＩｎＡ１ＡｓＰ系等の半導体材料の結晶を用い
ても良い。

【００８９】更に、本発明は、ＤＨレーザ以外のＤＦＢ
レーザやＤＢＲレーザなど付加価値の高いレーザへも適
用可能である。また、埋め込み層の構造をＰＢＨタイプ
としたが、その他の構造でもよい。

【００９０】さらに、実施例１及び２では、活性層２０
に量子井戸構造を採用したが、歪量子井戸構造を採用し
ても良い。

【００９１】導波路層を単純なＩｎＧａＡｓＰ層から形
成したが、グレーティッドな組成を持つＩｎＧａＡｓＰ
層から形成しても良い。結晶成長方法は、ＭＯＶＰＥ法
に限定されず、ガスソースＭＢＥ、ＭＯＭＢＥ法、ハイ
ドライドＶＰＥ法など他の成長方法を用いてもよい。

【００９２】ドーパントは、ＺｎとＳｉ以外のドーパン
トであってもよい。絶縁膜を窒化珪素膜としたが、酸化
膜等の選択性の良い材料ならばよい。さらに、基板とし
てｎ型基板を使用したが、ｐ型基板でもよい。

【００９３】（実施例３）図１５は、本発明による更に
他の半導体レーザの断面を示している。この半導体レー
ザは、Ｓｎがドープされたｎ型ＩｎＰ基板３１と、Ｉｎ
Ｐ基板３１上に形成され、変調ドープ構造を持つ歪量子
井戸型活性層３５を含むストライプ状多層構造とを備え
ている。活性層３５は、１％の圧縮歪を有する歪井戸層
（６ｎｍ）３と、バンドギャップ波長が１．３１μｍの
ＩｎＧａＡｓＰバリア層（厚さ１５ｎｍ）３４とから構
成されている。井戸数は５個である。バリア層３４は、
アンドープのＩｎＧａＡｓＰ層３４ａと、Ｚｎドープの
ＩｎＧａＡｓＰ層（Ｚｎ濃度：５×１０¹⁸ｃｍ^-3）３４
ｂと、アンドープのＩｎＧａＡｓＰ層３４ｃとから構成
されている。

【００９４】ストライプ状多層構造内において、歪変調
ドープ量子井戸型活性層３５は、ｎ型のＩｎＧａＡｓＰ
導波路層（厚さ：３０ｎｍ）３２及びｐ型のＩｎＧａＡ
ｓＰ導波路層（厚さ：１００ｎｍ）３６に挟まれてい
る。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層３６には、５×１０¹⁷
ｃｍ^-3のＺｎがドープされている。

【００９５】ストライプ状多層構造の両側には、電流を
ストライプ状多層構造に狭搾するための電流ブロック部
が設けられている。電流ブロック部は、ｐ型ＩｎＰ層３
７ａ及びｎ型ＩｎＰ層３７ｂを含み、ＰＮ接合を内部に
形成している。半導体レーザの駆動時において、このＰ
Ｎ接合には逆バイアスが印加される。

【００９６】ストライプ状多層構造及び電流ブロック部
の両方を覆うように、拡散抑制層（厚さ：２００ｎｍ、
Ｚｎ濃度：５×１０¹⁷ｃｍ^-3）３８が設けられている。
拡散抑制層３８上には、ｐ型ＩｎＰクラッド層（厚さ：
４μｍ、Ｚｎ濃度：５×１０¹⁷ｃｍ^-3）３９、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓキャップ層（厚さ：２００ｎｍ、Ｚｎ濃度：５
×１０¹⁸ｃｍ^-3）４０及びｐ側電極４１が、この順番で
積層されている。基板３１の裏面には、ｎ側電極４２が
設けられている。

【００９７】ｐ型ＩｎＰクラッド層３９が格子間にドー
パントを含んでいる場合、ｐ型ＩｎＰクラッド層３９
は、ドーパントの供給源となる。本実施例では、ｐ型ド
ーパントとしてＺｎを用いているので、以下、Ｚｎの拡
散について本発明の説明を行うが、他のドーパント、例
えば、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｓ、ＴｅまたはＣ等を
用いた場合でも、同様の議論が成り立つ。

【００９８】ＩｎＰ層のＺｎ固溶度は、ＩｎＰ層成長条
件（温度及びガスの総流量等）に依存して変化するが、
およそ１×１０¹⁸ｃｍ^-3程度である。ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層３９のＺｎ濃度を５×１０¹⁷ｃｍ^-3以下にすると、
クラッド層３９の格子間に存在するＺｎの濃度は無視で
きるくらいに小さくなる、そのため、ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層３９から活性層３５へのＺｎ拡散は相当程度抑制さ
れる。

【００９９】本実施例では、ｐ型ＩｎＰクラッド層３９
のＺｎ濃度を低下させるだけではなく、更に、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層３９と活性層３５との間に、２種類のＩｎ
ＧａＡｓＰ層、すなわち、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
３６とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散抑制層３８とを設けてい
る。ＩｎＧａＡｓＰは、ＩｎＰよりも固溶度が高いた
め、上方のｐ型ＩｎＰクラッド層３９の格子間に位置す
るＺｎが拡散してきてても、そのＺｎを十分に固溶し、
下方へは実質的に拡散させないように機能する。従っ
て、変調ドープ量子井戸活性層３５の変調ドープ構造は
最終的に破壊されることなく保存される。

【０１００】低抵抗化のため、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波
路層３６とｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散抑制層３８には、５
×１０¹⁷ｃｍ^-3のＺｎがドープされている、しかし、Ｉ
ｎＧａＡｓＰの固溶度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3よりも十分
に高いため、ドープされたＺｎは格子中に存在し、拡散
には実質的に寄与しない。

【０１０１】もし仮に、ｐ型ＩｎＰクラッド層３９と活
性層３５との間に、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ拡散抑制層３８
を設けずに、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層３６だけを設
けた場合、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層３６の厚さを十
分に大きくする必要がある。しかし、ｐ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ導波路層３６の厚さを大きくすればするほど、ｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層３９から、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
３６の側部を介して、ｐ型ＩｎＰ層３７ａにリーク電流
が流れやすくなる。しかし、本発明の構成によれば、ｐ
型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層３６の厚さをリーク電流が顕
著に増加しない厚さに維持したまま、ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層３９と活性層３５との間に必要な厚さのＩｎＧａＡ
ｓＰ層を設けられるので、上述の問題は生じない。

【０１０２】半導体レーザの光分布を均一にするために
は、ｐ型ＩｎＰクラッド層３９を十分に厚くする（例え
ば、４μｍ以上にする）ことが好ましい。ｐ型ＩｎＰク
ラッド層３９を厚くするには、その成長温度で長時間の
結晶成長を行う必要がある。もし拡散抑制層３８が無け
れば、ｐ型ＩｎＰクラッド層３９を厚く成長しようとす
ると、その成長工程中ｐ型ＩｎＰクラッド層３９から活
性層３５へのドーパント拡散の問題が生じることにな
る。しかし、本発明によれば、拡散抑制層３８の存在に
より、その問題は生じないため、ｐ型ＩｎＰクラッド層
３９を必要な厚さに成長することができ、光分布に優れ
た半導体レーザが得られる。

【０１０３】また、本実施例に用いる拡散抑制層（Ｉｎ
ＧａＡｓＰ）３８のバンドギャップは、ＩｎＰのバンド
ギャップよりも小さいため、電流ブロック部を構成する
ｐ型ＩｎＰ層３７ａへ注入電流（ホール電流）が流れ込
みにくくなり、発光に寄与しないリーク電流が減少する
という効果が得られる。このため、光出力−注入電流特
性の直線性が向上するので、アナログ変調に対して変調
歪が低減される。

【０１０４】以下、図１６（ａ）から（ｄ）を参照しな
がら、拡散抑制層３８によるリーク電流の低減について
説明を行う。

【０１０５】図１６（ｄ）は、図１５の断面図に対応す
る模式断面図であり、３種類の電流のパスＡ、Ｂ及びＣ
を示している。電流バスＣは、レーザ発振に寄与する有
効電流のパスを示し、電流バスＡ及びＢは、レーザ発振
に寄与しない無効電流のパスを示している。なお、ａ１
からａ５、ｂ１からｂ５、及びｃ１からｃ５は、各電流
パス毎に、電流の流れる半導体の領域を示している。

【０１０６】図１６（ａ）に示されるように、拡散抑制
層３８のバンドギャップがｎ型ＩｎＰ層３７ｂよりも小
さいため、領域ａ４と領域ａ３との間にはエネルギギャ
ップが存在する。このため、領域ａ４から領域ａ３に電
流が流れ込めず、サイリスタ状態になるまで電流Ａは生
じない。領域ａ５から領域ａ４に注入されたホールは、
領域ｃ３に注入されることになる。

【０１０７】図１６（ｂ）に示されるように、拡散抑制
層３８のバンドギャップがｐ型ＩｎＰ層３７ａよりも小
さいため、領域ｂ４と領域ｂ２との間にはエネルギギャ
ップが存在する。このため、領域ｂ４から領域ｂ２に電
流が流れ込みにくく電流Ｂはきわめて小さくなる。

【０１０８】図１６（ｃ）に示されるように、領域ａ５
及びｂ５から、それぞれ、領域ａ４及びｂ４へ注入され
たホールは、領域ｃ３に流れ込む。

【０１０９】以上説明したように、本実施例によれば、
ｐ側電極４１から導入された電流は、電流ブロック部３
７及び拡散抑制層３８の働きにより、ストライブ状多層
構造内に効率よく狭搾される。ストライブ状多層構造内
に狭搾された電流は、活性層３５に注入され、レーザ発
振に寄与する。１．３１μｍの波長を有する光を得るた
めに、活性層３５の歪井戸層３３の厚さは、歪井戸層３
３に用いる半導体材料の組成に応じて、必要な値に設定
される。本実施例では、Ｇａ０．１Ｉｎ０．９Ａｓ０．
５Ｐ０．５から井戸層３３を形成し、その厚さを６ｎｍ
に設定している。Ｇａ０．１Ｉｎ０．９Ａｓ０．５Ｐ
０．５のバルク状半導体材料からは、計算上、１．４１
μｍの波長光が得られるが、本実施例（共振器長３００
μｍ）の場合、１．３０μｍの波長光が得られることを
確認した。このエネルギーシフト（７０ｍｅＶ）は、量
子サイズ効果によるものである。なお、発振閾値は１５
ｍＡ、緩和振動周波数は２．２ＧＨｚ／ｍＡ^1/2、伝送
歪ＩＭ２は−６５ｄＢｃ未満が得られた（変調度２０
％）。これは、リーク電流が低減されたためと、歪量子
井戸型活性層３５の変調ドープ構造が保存されたためで
ある。

【０１１０】本実施例の拡散抑制層３８は１層構造を有
しているが、２層以上の構造を有していて良い。その場
合、エネルギバンドギャップが電流ブロック部よりも低
いという性質と、不純物固溶度がｐ型クラッド層よりも
大きいという性質が、別々の層により実現されていても
良い。

【０１１１】次に、図１７（ａ）から（ｄ）を参照しな
がら、図１５に示す半導体レーザの製造方法を説明す
る。

【０１１２】まず、Ｓｎがドープされたｎ型ＩｎＰ基板
３１上に、ＭＯＶＰＥ法を用いて、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ
導波路層（λｇ＝１．３１μｍ）３２を成長する。次
に、１％の圧縮歪を有するＧａ_0.3Ｉｎ_0.7Ａｓ_0.5Ｐ_0.5
歪井戸層３３及びＩｎＧａＡｓＰバリア層（λｇ＝１．
３１μｍ）３４を、交互に５回繰り返して成長し、５個
の量子井戸層を含む変調ドープ量子井戸型活性層３５を
形成する。この後、更に、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
（λｇ＝１．３１μｍ）３６を成長する。こうして、図
１７（ａ）に示される構造を得る。

【０１１３】次に、ストライプ状にパターニングされた
窒化珪素膜をエッチングマスクとして使用し、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰ導波路層３６、変調ドープ量子井戸型活性層
３５及びｎ型ＩｎＧａＡｓＰ導波路層３２を選択的にメ
サエッチングする。こうして、図１７（ｂ）に示される
ように、活性層３５を含むストライプ状多層構造が得ら
れる。

【０１１４】次に、電流ブロック部を構成するｐ型Ｉｎ
Ｐ層３７ａ及びｎ型ＩｎＰ層３７ｂを、ＭＯＶＰＥ法を
用いて、ストライプ状多層構造の両側に選択的に成長す
る。窒化珪素膜を除去した後、拡散抑制層３８、ｐ型Ｉ
ｎＰクラッド層３９、及びｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層
４０を、ＭＯＶＰＥ法を用いて成長する。こうして、図
１７（ｃ）に示される構造を得る。

【０１１５】最後に、蒸着により、ｐ側電極４１及びｎ
側電極４２を形成する。

【０１１６】ＭＯＶＰＥ法による結晶成長工程時に、成
長チャンバ内に流したガスの全流量は、５Ｌ／ｍｉｎで
あり、成長温度は６４０℃であった。

【０１１７】電流ブロック部上の拡散抑制層３８の成長
は、６４０℃で成長チャンバ内にＡｓＨ３及びＰＨ３を
供給することにより達成される。６４０℃に昇温するま
での間、拡散抑制層３８の成長時に流すＡｓＨ３及びＰ
Ｈ３を成長チャンバ内に供給することにより、導波路層
３６と拡散抑制層３８との間の界面の欠陥が減少する。

【０１１８】井戸層として、１％の圧縮歪を有する歪井
戸層としたが、変調ドープ効果は、歪量に依存しないた
め、歪量は他の値（例えば、「引っ張り」となる値）に
設定されてもよい。また、半導体レーザの構成として、
ＤＨ構造以外の、ＤＦＢやＤＢＲ構造を採用してもよ
い。更に、電流ブロック部にＰＢＨ以外の構成を採用し
てもよい。

【０１１９】なお、本発明は、変調量子井戸構造を有す
る素子であれば、半導体レーザだけではなく、他の電子
デバイス（ＨＥＭＴ、ＨＦＥＴ、及びＨＢＴ）や、導波
路素子及び受光素子等にも適用可能である。特に、図１
（ａ）及び６（ａ）に示す半導体レーザに適用すれば、
よりいっそう信頼性が向上し、リーク電流が低減され
る。

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、活性層を含むストライ
プ状多層膜に近い領域で、第１電流ブロック層がの不純
物濃度が相対的に低くなっている。そのため、不純物が
活性層に悪影響を与えず、半導体レーザの信頼性が向上
する。また、活性層から離れた領域で高い濃度の不純物
を第１電流ブロック層中に導入できるので、サイリスタ
動作の生じにくい電流ブロック部が得られる。その結
果、リーク電流が低減する。また、第２電流ブロック層
の端部の角度を大きくすることにより、端部の内部でパ
ンチスルーを起こしにくくなり、リーク電流が低減す
る。

【０１２１】また本発明の他の態様によれば、拡散抑制
層の働きにより、量子井戸型活性層の変調ドープ構造が
製造工程中に消滅せずに、その本来の特性を発揮する。
拡散抑制層がストライプ状多層構造及び電流ブロック部
の両方を覆い、しかも、電流ブロック部のバンドギャッ
プよりも小さいバンドギャップを有するため、電流ブロ
ック部へ流れ込む無効電流が低減される。ストライプ状
多層構造中においても、拡散抑制層と同様の性質を持つ
材料から形成された導波路層を設けることにより、変調
ドープ構造は、より安定に保存される。こうして、変調
ドープ構造の利点を現実に発揮させながら、併せて、狭
窄の効率が向上させ、無効電流が低減できる。その結
果、注入電流に対する光出力の直線性が向上し、低伝送
歪特性を持つ半導体レーザが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明による半導体レーザの断面
図、（ｂ）はその半導体レーザの活性層を示すエネルギ
ダイヤグラムである。

【図２】（ａ）は図１の半導体レーザの主要部断面図、
（ｂ）は、本発明による他の半導体レーザ主要部断面図
である。

【図３】（ａ）から（ｃ）は、図１（ａ）の半導体レー
ザの製造工程を示す工程断面図である。

【図４】電流ブロック部の成長工程前の処理を説明する
ためのグラフである。

【図５】図１（ａ）の半導体レーザについて、電流ブロ
ック部のキャリア濃度とサイリスタ動作との関係を示す
グラフである。

【図６】（ａ）は、本発明による半導体レーザの断面
図、（ｂ）はその半導体レーザの活性層を示すエネルギ
ダイヤグラムである。

【図７】（ａ）から（ｄ）は、電流ブロック部の活性層
近傍における形状とリーク電流との関係を模式的に示す
図である。

【図８】第１電流ブロック層のＺｎ濃度と閾値電流の変
動の関係を示す図である

【図９】サイリスタ電流の第１電流ブロック層のＺｎ濃
度と第２電流ブロック層のＳｉ濃度依存性を示す図

【図１０】図６（ａ）の半導体レーザについて、電流ブ
ロック部のキャリア濃度とサイリスタ動作との関係を示
すグラフである。

【図１１】Ｚｎ濃度とホール濃度との関係を示すグラフ
である。

【図１２】（ａ）から（ｃ）は、図６（ａ）の半導体レ
ーザの製造工程を示す工程断面図である。

【図１３】図１（ａ）の半導体レーザの電流ブロック部
の成長過程を示す断面図である。

【図１４】図６（ａ）の半導体レーザの電流ブロック部
の成長過程を示す断面図である。

【図１５】本発明による更に他の半導体レーザを示す断
面図である。

【図１６】（ａ）は電流パスＡに沿ったバンドダイヤグ
ラム、（ｂ）は電流パスＢに沿ったバンドダイヤグラ
ム、（ｃ）は電流パスＣに沿ったバンドダイヤグラム、
（ｄ）は、図１の断面図に対応した断面模式図である。

【図１７】（ａ）から（ｄ）は、図１５の半導体レーザ
の製造工程を示す工程断面図である。

【図１８】従来の半導体レーザを示す断面図である。

【図１９】従来の他の半導体レーザを示す断面図であ
る。

【図２０】従来の半導体レーザに関する長期高温加速試
験の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ ＳｎドープトＩｎＰ基板 ２ ＩｎＧａＡｓＰ導波路層 ３ ＩｎＧａＡｓＰ井戸層 ４ ＩｎＧａＡｓＰバリア層 ５ アンドープＩｎＰ層 ６ ｐ−ＩｎＰ第１電流ブロック層 ７ ｎ−ＩｎＰ第２電流ブロック層 ８ ｐ−ＩｎＰ第３電流ブロック部 ９ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ障壁緩和層 １０ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 １１ Ａｕ／Ｓｎよりなるｎ側電極 １２ Ａｕ／Ｚｎよりなるｐ側電極 １３ ｐ−ＩｎＰクラッド層 １４ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 １５ 窒化珪素膜 ３１ Ｓｎがドープされたｎ型ＩｎＰ基板 ３２ ｎ型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層 ３３ 歪井戸層３ ３４ａ アンドープのＩｎＧａＡｓＰバリア層 ３４ｂ ＺｎドープのＩｎＧａＡｓＰバリア層 ３４ｃ アンドープのＩｎＧａＡｓＰバリア層 ３５ 変調ドープ構造を持つ歪量子井戸型活性層 ３６ ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ導波路層 ３７ａ ｐ型ＩｎＰ層 ３７ｂ ｎ型ＩｎＰ層 ３８ 拡散抑制層 ３９ ｐ型ＩｎＰクラッド層） ４０ ｐ型ＩｎＧａＡｓキャップ層 ４１ ｐ側電極 ４２ ｎ側電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 康 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と、 該半導体基板上に形成され、活性層を含むストライプ状
   多層構造と、 該ストライプ状多層構造の両側の該半導体基板上に形成
   された電流ブロック部と、を備えた半導体レーザであっ
   て、 該電流ブロック部は、第２導電型の第１電流ブロック層
   と、該第１電流ブロック層上に形成された第１導電型の
   第２電流ブロック層と、を有しており、 該第１電流ブロック層は、第２導電型の不純物の濃度が
   相対的に低い低濃度領域と、該不純物の濃度が該低濃度
   領域より高い高濃度領域とを含み、しかも、 該低濃度領域は、該高濃度領域の位置よりも該ストライ
   プ状多層構造に近い位置に設けられている半導体レー
   ザ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２電流ブロック層は、有
   機金属気相成長法により堆積された層である請求項１に
   記載の半導体レーザ。
3. 【請求項３】 前記第１電流ブロック層の前記低濃度領
   域の厚さは、前記ストライプ状多層構造に近いほど薄い
   請求項１に記載の半導体レーザ。
4. 【請求項４】 前記第１電流ブロック層の前記高濃度領
   域の前記不純物濃度は、２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であり、 前記第２電流ブロック層の前記第１導電型の不純物の濃
   度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上である請求項１に記載の半
   導体レーザ。
5. 【請求項５】 前記ストライプ状多層構造の側面は、
   ｛１１１｝Ｐ面を含む結晶面から形成されている請求項
   １に記載の半導体レーザ。
6. 【請求項６】 前記半導体基板の表面及び前記ストライ
   プ状多層構造の側面と前記電流ブロック部との間に設け
   られたアンドープ半導体層を更に備えている請求項１に
   記載の半導体レーザ。
7. 【請求項７】 前記活性層は、多重量子井戸構造を有し
   ている請求項１に記載の半導体レーザ。
8. 【請求項８】 前記ストライプ状多層構造及び前記電流
   ブロック部の両方を覆い、該電流ブロック部のバンドギ
   ャップとは異なるバンドギャップを有する第２導電型の
   半導体層を更に備えた請求項１に記載の半導体レーザ。
9. 【請求項９】 第１導電型の半導体基板と、 該半導体基板上に形成され、活性層を含むストライプ状
   多層構造と、 該ストライプ状多層構造の両側の該半導体基板上に形成
   された電流ブロック部と、を備えた半導体レーザであっ
   て、 該電流ブロック部は、第２導電型の第１電流ブロック層
   と、該第１電流ブロック層上に形成された該第１導電型
   の第２電流ブロック層と、を有しており、 該第２電流ブロック層の両端部のうち、該ストライプ状
   多層構造に近い方の端部は、６０度以上の頂角を有して
   いる半導体レーザ。
10. 【請求項１０】 前記第１電流ブロック層の前記第２導
    電型の不純物の濃度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下であり、 前記第２電流ブロック層の前記第１導電型の不純物の濃
    度は、１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上である請求項９に記載の半
    導体レーザ。
11. 【請求項１１】 前記ストライプ状多層構造の側面は、
    ｛１１１｝Ｐ面を含む結晶面から形成されている請求項
    ９に記載の半導体レーザ。
12. 【請求項１２】 前記半導体基板の表面及び前記ストラ
    イプ状多層構造の側面と前記電流ブロック部との間に設
    けられたアンドープ半導体層を更に備えている請求項９
    に記載の半導体レーザ。
13. 【請求項１３】 前記第２電流ブロック層の両端部のう
    ち、前記ストライプ状多層構造に近い方の端部は、８０
    度以上の頂角を有している請求項９に記載の半導体レー
    ザ。
14. 【請求項１４】 前記活性層は、多重量子井戸構造を有
    している請求項９に記載の半導体レーザ。
15. 【請求項１５】 前記ストライプ状多層構造及び前記電
    流ブロック部の両方を覆い、該電流ブロック部のバンド
    ギャップとは異なるバンドギャップを有する第２導電型
    の半導体層を更に備えた請求項９に記載の半導体レー
    ザ。
16. 【請求項１６】 第１導電型の半導体基板と、該半導体
    基板上に形成され、活性層を含むストライプ状多層構造
    と、該ストライプ状多層構造の両側の該半導体基板上に
    形成された電流ブロック部と、を備えた半導体レーザの
    製造方法であって、 該活性層を含む複数の半導体層を該半導体基板上に堆積
    する工程と、 該半導体層のエッチング特性とは異なるエッチング特性
    を有するキャップ層を、該半導体層上に形成する工程
    と、 ストライプ状マスク層を該キャップ層上に形成する工程
    と、 該マスク層を実質的にエッチングせず、しかも、該半導
    体層よりも優先的に該キャップ層をエッチングするエッ
    チャントを用いて、該キャップ層及び該半導体層を選択
    的にエッチングすることにより、該キャップ層の幅より
    狭い幅を持つ該ストライプ状多層構造を形成するエッチ
    ング工程と、 該電流ブロック部を形成する工程と、を包含する半導体
    レーザの製造方法。
17. 【請求項１７】 前記ストライプ状マスク層の幅は、前
    記ストライプ状多層構造の前記幅の２倍以上である請求
    項１６に記載の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記エッチング工程において、前記エ
    ッチャントの一部を前記ストライプ状マスク層と前記キ
    ャップ層との間に侵入させる請求項１６に記載の製造方
    法。
19. 【請求項１９】 前記キャップ層を形成する工程は、Ｉ
    ｎＧａＡｓＰ結晶から該キャップ層を形成する工程を含
    み、 前記エッチング工程は、酢酸系エッチャントを用いて行
    う第１エッチング工程と、塩酸系エッチャントを用いて
    行う第２エッチング工程とを含む請求項１８に記載の製
    造方法。
20. 【請求項２０】 前記電流ブロック部を形成する前記工
    程は、有機金属気相成長法を用いて、６００℃以上の成
    長温度で該電流ブロック部をエピタキシャル成長させる
    工程を含んでいる請求項１６に記載の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記電流ブロック部を形成する前記工
    程は、前記活性層の５族元素を含む雰囲気中にて、前記
    基板を前記成長温度まで昇温する工程を含んでいる請求
    項２０に記載の製造方法。
22. 【請求項２２】 第１導電型の半導体基板と、該半導体
    基板上に形成され、活性層を含むストライプ状多層構造
    と、該ストライプ状多層構造の両側の該半導体基板上に
    形成された電流ブロック部と、を備えた半導体レーザの
    製造方法であって、 該活性層を含む複数の半導体層を該半導体基板上に堆積
    する工程と、 ストライプ状マスク層を該半導体層上に形成する工程
    と、 該マスク層を実質的にエッチングしないエッチャントを
    用いて、該半導体層を選択的にエッチングすることによ
    り、該ストライプ状多層構造を形成する工程と、 第２導電型の第１電流ブロック層を該半導体基板上に成
    長させる工程と、 該ストライプ状多層構造に近い方の端部が６０度以上の
    頂角を有している第１導電型の第２電流ブロック層を該
    第１電流ブロック層上に成長させる工程と、を包含する
    半導体レーザの製造方法。
23. 【請求項２３】 前記第１及び第２電流ブロック層を、
    有機金属気相成長法を用いて、６００℃以上の成長温度
    でエピタキシャル成長させられる請求項２２に記載の製
    造方法。
24. 【請求項２４】 前記第１電流ブロック層を形成する前
    に、アンドープ半導体層をエピタキシャル成長させる工
    程を更に包含している請求項２２に記載の製造方法。
25. 【請求項２５】 第１導電型の半導体基板と、 該半導体基板上に形成され、変調ドープ構造を持つ量子
    井戸型活性層を含むストライプ状多層構造と、 該ストライプ状多層構造の両側に形成され、電流を該ス
    トライプ状多層構造に狭搾するための電流ブロック部
    と、 該ストライプ状多層構造及び該電流ブロック部の上方に
    形成された第２導電型半導体層と、を備えた半導体レー
    ザであって、 該ストライプ状多層構造及び該電流ブロック部の両方を
    覆い、該第２導電型半導体層に含まれる不純物が該活性
    層に拡散するのを抑制する拡散抑制層であって、該電流
    ブロック部のバンドギャップよりも小さいバンドギャッ
    プを有する拡散抑制層を更に備えている半導体レーザ。
26. 【請求項２６】 前記拡散抑制層は、前記第２導電型半
    導体層中にドープされている不純物に関して、該第２導
    電型半導体層よりも大きな固溶度を有している請求項２
    ５に記載の半導体レーザ。
27. 【請求項２７】 前記電流ブロック部はＩｎＰから形成
    されており、 前記第２導電型半導体層はＺｎがドープされたＩｎＰか
    ら形成されており、 前記拡散抑制層はＩｎＧａＡｓＰから形成されている請
    求項２６に記載の半導体レーザ。
28. 【請求項２８】 前記ストライプ状多層構造は、前記第
    ２導電型半導体層中にドープされている不純物に関し
    て、該第２導電型半導体層の固溶度よりも大きな固溶度
    を有している導波路層を、前記活性層と前記拡散抑制層
    との間において、含んでいる請求項２５に記載の半導体
    レーザ。
29. 【請求項２９】 第１導電型の半導体基板上に、変調ド
    ープ構造を持つ量子井戸型活性層を含む多層構造を成長
    する工程と、 該多層構造をストライプ状多層構造に加工するエッチン
    グ工程と、 該ストライプ状多層構造の両側に、電流を該ストライプ
    状多層構造に狭搾するための電流ブロック部を成長する
    工程と、 該ストライプ状多層構造及び電流ブロック部の上に、該
    電流ブロック部のバンドギャップよりも小さいバンドギ
    ャップを有する拡散抑制層を形成する工程と、 該拡散抑制層上に第２導電型半導体層を成長する工程
    と、を包含する半導体レーザの製造方法。