JPH1126880A

JPH1126880A - 半導体レーザ装置

Info

Publication number: JPH1126880A
Application number: JP9178298A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ono; 健一小野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】クラッド層中のキャリア濃度が高い場合にお
いても、活性層へのキャリア拡散を効果的に抑制するこ
とができる半導体レーザ装置を得る。【解決手段】本半導体レーザ装置は、ｎ型ＧａＡｓ基
板１の一主面上に形成されたｎ型ＡｌＧａＩｎＰ第１ク
ラッド層３と、この上に形成された量子井戸活性層４
と、この上に形成された低濃度のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第
２クラッド層５と、この上に形成されたｐ型ＧａＩｎＰ
エッチング阻止層６と、この上に形成された、ｐ型Ａｌ
ＧａＩｎＰキャリア拡散抑制層７、及びキャリア濃度が
第２クラッド層５より高いｐ型ＡｌＧａＩｎＰ第３クラ
ッド層８を積層したリッジ構造体１０と、それ以外の部
分に形成されたｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１１と、第３ク
ラッド層８上に形成されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
２とを備え、キャリア拡散抑制層７が第３クラッド層８
よりも低いキャリア濃度を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザ装置
に関し、特に、情報通信機器の部品として用いられる、
高いキャリア濃度のクラッド層を有する半導体レーザ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＤＤ（ＯｐｔｉｃａｌＤｉｓ
ｋＤｒｉｖｅ）、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓ
ａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等の情報通信機器の、読みとり
及び書き込み用の光源として、６００ｎｍ帯で発光する
半導体レーザ装置の開発が活発になされている。このよ
うな半導体レーザ装置においては、素子抵抗の低下を図
るためにクラッド層のキャリア濃度を高くする必要があ
る。しかし、その一方で、このキャリアの活性層への拡
散により素子寿命が劣化するという問題があり、クラッ
ド層のキャリア濃度の制御には困難があった。

【０００３】この問題点の一解決策として、例えば、特
開平６−４５６９８号公報に記載された半導体発光素子
のように、活性層に隣接するキャリア濃度の低いクラッ
ド層と、このキャリア濃度の低いクラッド層を介して活
性層上に形成されるキャリア濃度の高いクラッド層のそ
れぞれを備えることにより、活性層へのキャリアの拡散
の抑制を図ることが提案されている。図４は、例えば、
特開平６−４５６９８号公報に記載されているような、
従来の半導体レーザ装置の構造を示す要部断面図であ
る。

【０００４】図７に示す半導体レーザ装置は、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板２１の一主面上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２
２、ｎ型クラッド層２３、活性層２４、低濃度ドーピン
グしたｐ型クラッド層２５、及びｐ型ストップ層２６が
この順に積層されており、かつ、ストップ層２６上に、
高濃度ドーピングしたｐ型クラッド層２８とｐ型ＧａＡ
ｓキャップ層２９からなるリッジ構造体と、それ以外の
部分に形成されたｎ型ＧａＡｓブロック層３１と、これ
らの上に形成されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層３２と、
ｎ型基板２１表面に形成されたｎ型電極３３と、ｐ型コ
ンタクト層３２上に形成されたｐ型電極３４とを備えて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記のよう
な半導体レーザ装置においては、当該装置の製造過程に
おける熱履歴により、高濃度ドーピングしたクラッド層
２８から、その下に形成されている低濃度にドーピング
したクラッド層２５中にキャリアが拡散してしまい、そ
のため、素子寿命の劣化の抑制効果を十分に発揮するこ
とができないという問題があった。

【０００６】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、クラッド層中のキャリア濃度が高い場合にお
いても、活性層へのキャリア拡散を効果的に抑制するこ
とができる半導体レーザ装置を得ることを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、第１導電型の化合物半導体基板と、上記基板の一
主面上に形成された第１導電型の第１クラッド層と、上
記第１クラッド層上に形成された活性層と、上記活性層
上に形成された第２導電型の第２クラッド層と、上記第
２クラッド層上に形成された第２導電型のエッチング阻
止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状に形成
された、第２導電型のキャリア拡散抑制層、及び、キャ
リア濃度が第２クラッド層より高い第２導電型の第３ク
ラッド層をこの順に積層したリッジ構造体と、上記エッ
チング阻止層上の上記リッジ構造体以外の部分に形成さ
れた第１導電型の電流阻止層と、上記第３クラッド層及
び電流阻止層上に形成された第２導電型のコンタクト層
とを備え、上記キャリア拡散抑制層が第３クラッド層よ
りも低いキャリア濃度を有することを特徴とするもので
ある。

【０００８】又、第１導電型のＧａＡｓ基板と、上記基
板の一主面上に形成された第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に形成された
Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜
ｙ，ｘ＋ｙ＜１）と、上記活性層上に形成された第２導
電型のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層と、上記第２クラ
ッド層上に形成された第２導電型のＧａＩｎＰエッチン
グ阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状に
形成された、第２導電型のキャリア拡散抑制層、及び、
キャリア濃度が第２クラッド層より高い第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ第３クラッド層をこの順に積層したリッジ
構造体と、上記エッチング阻止層上の上記リッジ構造体
以外の部分に形成された第１導電型のＧａＡｓ電流阻止
層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成され
た第２導電型のＧａＡｓコンタクト層とを備え、上記キ
ャリア拡散抑制層が第３クラッド層よりも低いキャリア
濃度を有することを特徴とするものである。

【０００９】又、上記キャリア拡散抑制層は第２クラッ
ド層よりも低いキャリア濃度を有することを特徴とする
ものである。

【００１０】又、上記キャリア拡散抑制層の膜厚は第３
クラッド層の膜厚よりも薄いことを特徴とするものであ
る。

【００１１】又、上記キャリア拡散抑制層はＡｌＧａＩ
ｎＰ層であることを特徴とするものである。

【００１２】又、上記キャリア拡散抑制層はＡｌＧａＡ
ｓ層であることを特徴とするものである。

【００１３】又、第１導電型の化合物半導体基板と、上
記基板の一主面上に形成された第１導電型の第１クラッ
ド層と、上記第１クラッド層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成された第２導電型の第２クラッド層
と、上記第２クラッド層上に形成された第２導電型のエ
ッチング阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライ
プ状のリッジ構造を有するように形成された、キャリア
濃度が第２クラッド層より高い第２導電型の第３クラッ
ド層と、上記エッチング阻止層上の上記第３クラッド層
以外の部分に形成された第１導電型の電流阻止層と、上
記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成された第２導
電型のコンタクト層とを備え、上記エッチング阻止層が
上記第３クラッド層よりも低いキャリア濃度を有するこ
とを特徴とするものである。

【００１４】又、第１導電型のＧａＡｓ基板と、上記基
板の一主面上に形成された第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に形成された
Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜
ｙ，ｘ＋ｙ＜１）と、上記活性層上に形成された第２導
電型のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層と、上記第２クラ
ッド層上に形成された第２導電型のＧａＩｎＰエッチン
グ阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状の
リッジ構造を有するように形成された、キャリア濃度が
第２クラッド層より高い第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第
３クラッド層と、上記エッチング阻止層上の上記第３ク
ラッド層以外の部分に形成された第１導電型のＧａＡｓ
電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に
形成された第２導電型のＧａＡｓコンタクト層とを備
え、上記エッチング阻止層が上記第３クラッド層よりも
低いキャリア濃度を有することを特徴とするものであ
る。

【００１５】又、上記エッチング阻止層は第２クラッド
層よりも低いキャリア濃度を有することを特徴とするも
のである。

【００１６】又、上記エッチング阻止層にはドーパント
が添加されていないことを特徴とするものである。

【００１７】又、上記活性層はＡｌ_x1Ｇａ_y1Ｉｎ
_1-x1-y1Ｐ層（但し、０＜ｘ₁，０＜ｙ₁，ｘ₁＋ｙ₁＜
１）とＧａ_y2Ｉｎ_1-y2Ｐ層（但し、０＜ｙ₂＜１）とを
交互に積層した超格子構造を有することを特徴とするも
のである。

【００１８】又、上記活性層はＧａ_y3Ｉｎ_1-y3Ｐ層（但
し、０＜ｙ₃＜１）単層であることを特徴とするもので
ある。

【００１９】又、上記基板と第１クラッド層との間に、
第１導電型のバッファ層を備えていることを特徴とする
ものである。

【００２０】又、上記バッファ層はＧａＡｓ層であるこ
とを特徴とするものである。

【００２１】又、上記第３クラッド層とコンタクト層と
の間に、第２導電型のバンド不連続緩和層を備えている
ことを特徴とするものである。

【００２２】又、上記バンド不連続緩和層はＧａＩｎＰ
層であることを特徴とするものである。

【００２３】又、一対の電極の一方が上記基板の裏面
に、他方がコンタクト層の表面に形成されていることを
特徴とするものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下に、この発明の実施の形態１につい
て図１に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形
態１における発光素子である半導体装置の構造を示す要
部断面図である。

【００２５】図１において、１はｎ型ＧａＡｓ基板、２
は基板１の一主面上に形成されたｎ型ＧａＡｓバッファ
層、３はバッファ層２上に形成されたｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、４はこのクラッド層３上に形成されたＡ
ｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜ｙ，
ｘ＋ｙ＜１）であり、具体的には、Ａｌ_x1Ｇａ_y1Ｉｎ
_1-x1-y1Ｐ層（但し、０＜ｘ₁，０＜ｙ₁，ｘ₁＋ｙ₁＜
１）とＧａ_y2Ｉｎ_1-y2Ｐ層（但し、０＜ｙ₂＜１）とを
交互に積層した、超格子構造を有する量子井戸活性層で
ある。

【００２６】５は活性層４上に形成された、２〜６×１
０¹⁷ｃｍ^-3程度の低いキャリア濃度であり、膜厚０．１
〜１μｍ程度のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、６はク
ラッド層５上に形成されたキャリア濃度が４〜１５×１
０¹⁷ｃｍ^-3程度、膜厚５〜１５ｎｍ程度のｐ型ＧａＩｎ
Ｐエッチング阻止層（ＥＳＬ：ＥｔｉｃｈｉｎｇＳｔ
ｏｐｐｅｒＬａｙｅｒ）である。

【００２７】１０はエッチング阻止層６表面上の一部に
形成された、膜厚０．３〜１μｍ程度、キャリア濃度が
５×１０¹⁶〜３×１０¹⁷程度のｐ型ＡｌＧａＩｎＰキャ
リア拡散抑制層７と、キャリア濃度がクラッド層５より
高い、具体的には、４〜１５×１０¹⁷ｃｍ^-3程度、膜厚
１〜２μｍ程度のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８と、
ｐ型ＧａＩｎＰバンド不連続緩和（ＢＤＲ：Ｂａｎｄ
ＤｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙＲｅｄｕｃｔｉｏｎ）層
９とを、この順に積層したリッジ構造体である。

【００２８】１１はエッチング阻止層６表面上の、上記
リッジ構造体１０以外の部分に形成されたｎ型ＧａＡｓ
電流阻止層、１２はこの電流阻止層１１及びバンド不連
続緩和層９上に形成されたｐ型ＧａＡｓコンタクト層、
１３は基板１の裏面の表面に形成されたｎ型電極、１４
はコンタクト層１２表面に形成されたｐ型電極である。

【００２９】つぎに、このように構成された半導体レー
ザ装置の製造方法について、図２を用いて以下に工程順
に説明する。まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に、例えば有機金属気相成長法（以下、
「ＭＯＣＶＤ法」という。）を用いて、ｎ型ＧａＡｓバ
ッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層３、Ａｌ_x
Ｇａ_yＩｎ_1-x-yＰ活性層４、低濃度ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層５、ｐ型ＧａＩｎＰエッチング阻止層６、キ
ャリア濃度が約１０¹⁵〜１０¹⁷ｃｍ^-3のｐ^-（低濃度ｐ
型）ＡｌＧａＩｎＰ層７ａ、ｐ⁺（高濃度ｐ型）ＡｌＧ
ａＩｎＰ層８ａ、ｐ型ＧａＩｎＰ層、及びｐ型ＧａＡｓ
コンタクト層１２ａを、順次エピタキシャル成長させ
る。

【００３０】次に、図２（ｂ）に示すように、上記のよ
うに形成されたエピタキシャルウエハのｐ型ＧａＡｓ層
１２ａ表面に、所望の形状のエッチングマスク１５を写
真製版技術を用いて形成し、反応性イオンエッチング法
により、ｐ型ＧａＡｓ層１２ａからエッチング阻止層６
上のＰ^-ＡｌＧａＩｎＰ層７ａまでエッチングし、リッ
ジ構造体１０及びこのリッジ構造体１０の形状を反映す
るｐ型ＧａＡｓ層１２ｂを形成する。

【００３１】次に、図２（ｃ）に示すように、ｎ型Ｇａ
Ａｓ電流阻止層を埋込成長させ、その後、エッチングマ
スク１５を除去し、続いて、上記ｐ型ＧａＡｓ層１２ｂ
をシーズとするＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成長
を行い、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２を形成する。

【００３２】その後、基板１の裏面の表面にｎ型電極１
３、コンタクト層１２表面にｐ型電極１４をそれぞれ形
成し、図１に示した半導体レーザ装置を得る。

【００３３】本実施の形態１においては、高濃度ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層８と低濃度ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層５の間に、キャリア拡散抑制層７を設けてい
るので、クラッド層８のキャリア濃度が高い場合におい
ても、活性層４へのキャリア拡散を効果的に抑制するこ
とができ、そのため、素子抵抗を低下することができる
とともに、素子の寿命特性を向上することが可能とな
る。

【００３４】本実施の形態１においては、活性層４とし
て、Ａｌ_x1Ｇａ_y1Ｉｎ_1-x1-y1Ｐ層（但し、０＜ｘ₁，０
＜ｙ₁，ｘ₁＋ｙ₁＜１）とＧａ_y2Ｉｎ_1-y2Ｐ層（但し、
０＜ｙ₂＜１）とを交互に積層した、超格子構造を有す
る量子井戸活性層を用いているが、その代わりに、Ｇａ
_y3Ｉｎ_1-y3Ｐ層（但し、０＜ｙ₃＜１）単層としても良
く、その場合においても、上記と同様の効果を有するこ
ととなる。

【００３５】又、本実施の形態１においては、エッチン
グ阻止層６、キャリア拡散抑制層７クラッド層３、５、
８等において、活性層４で発光した光を吸収してしまわ
ないように、バンドギャップを例えば約１．９７ｅＶよ
りも大きくなるように、各層の組成比を選択している。
これは、例えば波長６８５ｎｍのレーザの場合、活性層
のバンドギャップが約１．８１ｅＶ、これに、少なくと
も０．１５ｅｖのマージンを設けているためである。
又、本実施の形態１においては、ｐ型キャリアとして、
Ｚｎ、Ｍｇ、又はＢｅ等を用いている。

【００３６】又、本実施の形態１においては、キャリア
拡散抑制層７として、低濃度ｐ型のＡｌＧａＩｎＰ層を
用いているが、その代わりに、低濃度ｐ型のＡｌＧａＡ
ｓ層を用いても良く、この場合においては、ＡｌＧａＡ
ｓ層がＡｌＧａＩｎＰ層に比べて偏析係数が大きいため
に、キャリア拡散抑制層としてより有効である。この場
合、バンドギャップを約１，９７ｅＶよりも大きくする
ために、Ａｌ_ZＧａ_1-ZＡｓ層（０．４４＜ｚ＜１）を用
いる。

【００３７】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２における半導体レーザ装置の構造を示す要部断面図
であり、上記実施の形態１に示した半導体レーザ装置の
構造に対して、アンドープのＧａＩｎＰエッチング阻止
層１６を備え、一方、キャリア拡散抑制層７を備えてい
ない点で相違するだけであり、他の点については上記し
た実施の形態１と同様である。

【００３８】又、製造方法に関しても、実施の形態１の
図２（ａ）において示される工程において、低濃度ｐ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層５上へのエッチング阻止層１
６の形成時に、ｐ型キャリアのドーピングを行わず、か
つ、キャリア拡散抑制層７となるｐ^-ＡｌＧａＩｎＰ層
７ａの形成を行わない点においてのみ相違するだけであ
り、その他の点については上記した実施の形態１と同様
の製造方法を用いている。

【００３９】本実施の形態２においては、高濃度ｐ型Ａ
ｌＧａＩｎＰクラッド層８と低濃度ｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層５の間に、アンドープのＧａＩｎＰエッチン
グ阻止層１６を設けているので、ＧａＩｎＰ層がＡｌＧ
ａＩｎＰ層に比べて偏析係数が大きいために、実施の形
態１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰキャリア拡散抑制層を用いる
場合に比べ、キャリアの拡散抑制効果がより期待でき
る。

【００４０】又、本実施の形態２においては、エッチン
グ阻止層１６をアンドープとしているが、その代わり
に、キャリア濃度を１０¹⁶ｃｍ^-3以下としても良く、そ
の場合においても、上記とほぼ同様の効果を奏する。

【００４１】その他の点については、実施の形態１と同
様の効果を奏する。

【００４２】

【発明の効果】この発明に係る半導体装置は、第１導電
型の化合物半導体基板と、上記基板の一主面上に形成さ
れた第１導電型の第１クラッド層と、上記第１クラッド
層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成された
第２導電型の第２クラッド層と、上記第２クラッド層上
に形成された第２導電型のエッチング阻止層と、上記エ
ッチング阻止層上にストライプ状に形成された、第２導
電型のキャリア拡散抑制層、及び、キャリア濃度が第２
クラッド層より高い第２導電型の第３クラッド層をこの
順に積層したリッジ構造体と、上記エッチング阻止層上
の上記リッジ構造体以外の部分に形成された第１導電型
の電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上
に形成された第２導電型のコンタクト層とを備え、上記
キャリア拡散抑制層が第３クラッド層よりも低いキャリ
ア濃度を有することを特徴とするので、第３クラッド層
中のキャリア濃度が高い場合においても、活性層へのキ
ャリア拡散を効果的に抑制することができ、そのため、
素子抵抗を低下することができ、かつ、素子の寿命特性
を向上することが可能となる。

【００４３】又、第１導電型のＧａＡｓ基板と、上記基
板の一主面上に形成された第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に形成された
Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜
ｙ，ｘ＋ｙ＜１）と、上記活性層上に形成された第２導
電型のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層と、上記第２クラ
ッド層上に形成された第２導電型のＧａＩｎＰエッチン
グ阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状に
形成された、第２導電型のキャリア拡散抑制層、及び、
キャリア濃度が第２クラッド層より高い第２導電型のＡ
ｌＧａＩｎＰ第３クラッド層をこの順に積層したリッジ
構造体と、上記エッチング阻止層上の上記リッジ構造体
以外の部分に形成された第１導電型のＧａＡｓ電流阻止
層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成され
た第２導電型のＧａＡｓコンタクト層とを備え、上記キ
ャリア拡散抑制層が第３クラッド層よりも低いキャリア
濃度を有することを特徴とするので、第３クラッド層中
のキャリア濃度が高い場合においても、活性層へのキャ
リア拡散を効果的に抑制することができ、そのため、素
子抵抗を低下することができ、かつ、素子の寿命特性を
向上することが可能となる。

【００４４】又、上記キャリア拡散抑制層は第２クラッ
ド層よりも低いキャリア濃度を有することを特徴とする
ので、活性層へのキャリア拡散をより効果的に抑制する
ことができる。

【００４５】又、上記キャリア拡散抑制層の膜厚は第３
クラッド層の膜厚よりも薄いことを特徴とするので、素
子抵抗を容易に低下することが可能となる

【００４６】又、上記キャリア拡散抑制層はＡｌＧａＩ
ｎＰ層であることを特徴とするので、製造工程を簡略化
できるという効果を有する。

【００４７】又、上記キャリア拡散抑制層はＡｌＧａＡ
ｓ層であることを特徴とするので、活性層へのキャリア
拡散をより効果的に抑制することができる。

【００４８】又、第１導電型の化合物半導体基板と、上
記基板の一主面上に形成された第１導電型の第１クラッ
ド層と、上記第１クラッド層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成された第２導電型の第２クラッド層
と、上記第２クラッド層上に形成された第２導電型のエ
ッチング阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライ
プ状のリッジ構造を有するように形成された、キャリア
濃度が第２クラッド層より高い第２導電型の第３クラッ
ド層と、上記エッチング阻止層上の上記第３クラッド層
以外の部分に形成された第１導電型の電流阻止層と、上
記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成された第２導
電型のコンタクト層とを備え、上記エッチング阻止層が
上記第３クラッド層よりも低いキャリア濃度を有するこ
とを特徴とするので、第３クラッド層中のキャリア濃度
が高い場合においても、活性層へのキャリア拡散を効果
的に抑制することができ、そのため、素子抵抗を低下す
ることができ、かつ、素子の寿命特性を向上することが
可能となる。

【００４９】又、第１導電型のＧａＡｓ基板と、上記基
板の一主面上に形成された第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に形成された
Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜
ｙ，ｘ＋ｙ＜１）と、上記活性層上に形成された第２導
電型のＡｌＧａＩｎＰ第２クラッド層と、上記第２クラ
ッド層上に形成された第２導電型のＧａＩｎＰエッチン
グ阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状の
リッジ構造を有するように形成された、キャリア濃度が
第２クラッド層より高い第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第
３クラッド層と、上記エッチング阻止層上の上記第３ク
ラッド層以外の部分に形成された第１導電型のＧａＡｓ
電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に
形成された第２導電型のＧａＡｓコンタクト層とを備
え、上記エッチング阻止層が上記第３クラッド層よりも
低いキャリア濃度を有することを特徴とするので、第３
クラッド層中のキャリア濃度が高い場合においても、活
性層へのキャリア拡散を効果的に抑制することができ、
そのため、素子抵抗を低下することができ、かつ、素子
の寿命特性を向上することが可能となる。

【００５０】又、上記エッチング阻止層は第２クラッド
層よりも低いキャリア濃度を有することを特徴とするの
で、活性層へのキャリア拡散をより効果的に抑制するこ
とができる。

【００５１】又、上記エッチング阻止層にはドーパント
が添加されていないことを特徴とするので、上記活性層
へのキャリア拡散をさらに効果的に抑制することが可能
となる。

【００５２】又、上記活性層はＡｌ_x1Ｇａ_y1Ｉｎ
_1-x1-y1Ｐ層（但し、０＜ｘ₁，０＜ｙ₁，ｘ₁＋ｙ₁＜
１）とＧａ_y2Ｉｎ_1-y2Ｐ層（但し、０＜ｙ₂＜１）とを
交互に積層した超格子構造を有することを特徴とするの
で、しきい電流密度を低減できるという効果を有する。

【００５３】又、上記活性層はＧａ_y3Ｉｎ_1-y3Ｐ層（但
し、０＜ｙ₃＜１）単層であることを特徴とするので、
当該半導体レーザ装置を容易かつ安価に形成することが
可能となる。

【００５４】又、上記基板と第１クラッド層との間に、
第１導電型のバッファ層を備えていることを特徴とする
ので、当該バッファ層上においてエピタキシャル成長が
容易となり、素子性能を向上することが可能となる。

【００５５】又、上記バッファ層はＧａＡｓ層であるこ
とを特徴とするので、当該バッファ層上において、より
エピタキシャル成長が容易となり、素子性能を向上する
ことが可能となる。

【００５６】又、上記第３クラッド層とコンタクト層と
の間に、第２導電型のバンド不連続緩和層を備えている
ことを特徴とするので、第３クラッド層とコンタクト層
との間のバンドギャップの不連続を緩和することが可能
となり、素子性能が向上する。

【００５７】又、上記バンド不連続緩和層はＧａＩｎＰ
層であることを特徴とするので、第３クラッド層とコン
タクト層との間のバンドギャップの不連続を緩和するこ
とがより容易となり、素子性能が向上する。

【００５８】又、一対の電極の一方が上記基板の裏面
に、他方がコンタクト層の表面に形成されていることを
特徴とするので、当該電極を容易に形成できるという効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における半導体装置
の構造を示す要部断面図である。

【図２】この発明の実施の形態１における半導体装置
の製造方法を工程順に示す要部断面図である。

【図３】この発明の実施の形態２における半導体装置
の構造を示す要部断面図である。

【図４】従来の発光素子である半導体装置の構造を示
す要部断面図である。

【符号の説明】

１化合物半導体基板（ＧａＡｓ基板）、２
バッファ層、３第１クラッド層、４活性層、
５第２クラッド層、６エッチング阻
止層、７キャリア拡散抑制層、８第３クラッド
層、９バンド不連続緩和層、１０リッジ構造体、
１１電流阻止層、１２コンタクト層、１
３、１４電極、１６エッチング阻止層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１導電型の化合物半導体基板と、上記基板の一主面上に形成された第１導電型の第１クラ
ッド層と、上記第１クラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成された第２導電型の第２クラッド層
と、上記第２クラッド層上に形成された第２導電型のエッチ
ング阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状に形成された、
第２導電型のキャリア拡散抑制層、及び、キャリア濃度
が第２クラッド層より高い第２導電型の第３クラッド層
をこの順に積層したリッジ構造体と、上記エッチング阻止層上の上記リッジ構造体以外の部分
に形成された第１導電型の電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成された第２
導電型のコンタクト層とを備え、上記キャリア拡散抑制層が第３クラッド層よりも低いキ
ャリア濃度を有することを特徴とする半導体レーザ装
置。
【請求項２】第１導電型のＧａＡｓ基板と、上記基板の一主面上に形成された第１導電型のＡｌＧａ
ＩｎＰ第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に形成されたＡｌ_xＧａ_yＩｎ
_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜ｙ，ｘ＋ｙ＜１）
と、上記活性層上に形成された第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第２クラッド層と、上記第２クラッド層上に形成された第２導電型のＧａＩ
ｎＰエッチング阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状に形成された、
第２導電型のキャリア拡散抑制層、及び、キャリア濃度
が第２クラッド層より高い第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第３クラッド層をこの順に積層したリッジ構造体と、上記エッチング阻止層上の上記リッジ構造体以外の部分
に形成された第１導電型のＧａＡｓ電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成された第２
導電型のＧａＡｓコンタクト層とを備え、上記キャリア拡散抑制層が第３クラッド層よりも低いキ
ャリア濃度を有することを特徴とする半導体レーザ装
置。
【請求項３】キャリア拡散抑制層は第２クラッド層よ
りも低いキャリア濃度を有することを特徴とする請求項
１又は２記載の半導体レーザ装置。
【請求項４】キャリア拡散抑制層の膜厚は第３クラッ
ド層の膜厚よりも薄いことを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
【請求項５】キャリア拡散抑制層はＡｌＧａＩｎＰ層
であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
記載の半導体レーザ装置。
【請求項６】キャリア拡散抑制層はＡｌＧａＡｓ層で
あることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記
載の半導体レーザ装置。
【請求項７】第１導電型の化合物半導体基板と、上記基板の一主面上に形成された第１導電型の第１クラ
ッド層と、上記第１クラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成された第２導電型の第２クラッド層
と、上記第２クラッド層上に形成された第２導電型のエッチ
ング阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状のリッジ構造を
有するように形成された、キャリア濃度が第２クラッド
層より高い第２導電型の第３クラッド層と、上記エッチング阻止層上の上記第３クラッド層以外の部
分に形成された第１導電型の電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成された第２
導電型のコンタクト層とを備え、上記エッチング阻止層が上記第３クラッド層よりも低い
キャリア濃度を有することを特徴とする半導体レーザ装
置。
【請求項８】第１導電型のＧａＡｓ基板と、上記基板の一主面上に形成された第１導電型のＡｌＧａ
ＩｎＰ第１クラッド層と、上記第１クラッド層上に形成されたＡｌ_xＧａ_yＩｎ
_1-x-yＰ活性層（但し、０≦ｘ，０＜ｙ，ｘ＋ｙ＜１）
と、上記活性層上に形成された第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ
第２クラッド層と、上記第２クラッド層上に形成された
第２導電型のＧａＩｎＰエッチング阻止層と、上記エッチング阻止層上にストライプ状のリッジ構造を
有するように形成された、キャリア濃度が第２クラッド
層より高い第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ第３クラッド層
と、上記エッチング阻止層上の上記第３クラッド層以外の部
分に形成された第１導電型のＧａＡｓ電流阻止層と、上記第３クラッド層及び電流阻止層上に形成された第２
導電型のＧａＡｓコンタクト層とを備え、上記エッチング阻止層が上記第３クラッド層よりも低い
キャリア濃度を有することを特徴とする半導体レーザ装
置。
【請求項９】エッチング阻止層は第２クラッド層より
も低いキャリア濃度を有することを特徴とする請求項７
又は８記載の半導体レーザ装置。
【請求項１０】エッチング阻止層にはドーパントが添
加されていないことを特徴とする請求項７乃至９のいず
れか１項記載の半導体レーザ装置。
【請求項１１】活性層はＡｌ_x1Ｇａ_y1Ｉｎ_1-x1-y1Ｐ
層（但し、０＜ｘ₁，０＜ｙ₁，ｘ₁＋ｙ₁＜１）とＧａ_y2
Ｉｎ_1-y2Ｐ層（但し、０＜ｙ₂＜１）とを交互に積層し
た超格子構造を有することを特徴とする請求項１乃至１
０のいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
【請求項１２】活性層はＧａ_y3Ｉｎ_1-y3Ｐ層（但し、
０＜ｙ₃＜１）単層であることを特徴とする請求項１乃
至１０のいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
【請求項１３】基板と第１クラッド層との間に、第１
導電型のバッファ層を備えていることを特徴とする請求
項１乃至１２のいずれか１項記載の半導体レーザ装置。
【請求項１４】バッファ層はＧａＡｓ層であることを
特徴とする請求項１３記載の半導体レーザ装置。
【請求項１５】第３クラッド層とコンタクト層との間
に、第２導電型のバンド不連続緩和層を備えていること
を特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項記載の半
導体レーザ装置。
【請求項１６】バンド不連続緩和層はＧａＩｎＰ層で
あることを特徴とする請求項１５記載の半導体レーザ装
置。
【請求項１７】一対の電極の一方が基板の裏面に、他
方がコンタクト層の表面に形成されていることを特徴と
する請求項１乃至１６のいずれか１項記載の半導体レー
ザ装置。