JPH1168219A - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リーク電流を従来の装置に比べ低減でき、そ
のため、電流と光出力の関係を低歪化でき、かつ装置の
温度特性が良好とな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、ｐ型ＩｎＰ基板
１上に形成された、ｐ型ＩｎＰクラッド層２、ＭＱＷ活
性層３及びｎ型ＩｎＰクラッド層４を有するメサストラ
イプ形状の積層構造体１６ａと、積層構造体１６ａの長
側面に接して基板１上に形成された電流ブロック層１７
ａと、積層構造体１６ａに接し、電流ブロック層１７ａ
上に延在するｎ型ＩｎＰクラッド層８とを備え、電流ブ
ロック層１７ａが、ｐ型ＩｎＰ埋込層５、７、ｎ型Ｉｎ
Ｐ埋込層９、１０、及び電子をトラップするＦｅを低濃
度に含有した埋込層１１を有し、かつ、積層構造体１６
ａの長辺方向に垂直な断面において、埋込層１１が埋込
層９、１０に囲まれ、この埋込層９、１０が上記埋込層
５、７に囲まれていることを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はリーク電流の少な
い埋込構造の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、光通信などに用いられる半導体レ
ーザ装置において、電流と光出力の関係を低歪化し、装
置の温度特性を改善するため、リーク電流の改善に向け
て、活性層の両端に埋込層からなる電流ブロック層を有
する、ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔ
ｕｒｅ）構造の半導体レーザ装置が多数開発されてい
る。

【０００３】このような、ＢＨ構造を有する従来の半導
体レーザ装置の一例として、特開昭６３−１６９０８８
号公報に記載された半導体レーザ装置の構造について、
図５に基づき説明する。ここで、図５は従来の半導体レ
ーザ装置の構造を示す要部断面図である。

【０００４】図５において、１はｐ型ＩｎＰ基板、２は
ｐ型ＩｎＰクラッド層、２０はＩｎＧａＡｓＰ活性層、
４はｎ型ＩｎＰクラッド層であり、ｐ型クラッド層２、
活性層２０、及びｎ型クラッド層４はメサストライプ形
状の積層構造体を構成している。５はこの積層構造体の
ストライプ方向に延びる側面のほぼ全面に接し、ｐ型ク
ラッド層２上に延在するｐ型ＩｎＰ埋込層、６はこのｐ
型埋込層５上に形成されたｎ型ＩｎＰ埋込層、７はこの
ｎ型埋込層６上に形成されるとともに、ｐ型埋込層５に
接するｐ型埋込層である。ここで、ｐ型埋込層５、７
は、上記積層構造体の長辺方向に垂直な断面において、
ｎ型埋込層６の周囲を囲むように形成されており、これ
ら埋込層５、６、７はリーク電流を低減するための電流
ブロック層を構成している。８は上記積層構造体及び電
流ブロック層上に形成されたｎ型ＩｎＰクラッド層であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体レーザ装置においては、以前は、ｐ型基板１が正電
位となるようなバイアス電圧を印可すると、上記ｐｎｐ
ｎ構造を有する半導体層５、６、７、８を流れる電流、
即ち、活性層２０の両脇に形成された電流ブロック層を
貫通するリーク電流１３はほとんど流れず、上記積層構
造体中の活性層２０に集中して電流が流れ、レーザ発振
が起こると理解されてきた。

【０００６】しかし、実際は、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｔ
ｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，ｖｏｌ．２５，ｐｐ．１３
６９−１３７５，１９８９．にも記載されているよう
に、電流ブロック層を貫通するリーク電流１３を無視す
ることはできない。

【０００７】このことについて、図６及び図７を用いて
以下に説明する。ここで、図６は通常のｐｎｐｎ構造を
示す模式図（ａ）と、図中に示すバイアス電圧、即ちｐ
層が正電位となるようなバイアス電圧を印可した場合の
バンド図（ｂ）であり、図７は図５に記載した従来の半
導体レーザ装置の断面模式図（ａ）、及び図６の場合と
同様に、図中に示すｐ層が正電位となるようなバイアス
電圧を印可した場合の、Ａ−Ｂ線に対応のバンド図
（ｂ）とＣ−Ｄ線に対応のバンド図である。ここで、具
体的には、半導体レーザ装置が積層構造体のストライプ
方向に対して左右対称であるため、その片側だけを表示
している。

【０００８】以前は、図６に示すようなｐｎｐｎ構造で
は、中心の２層のｎ−ｐ接合が逆バイアスの状態となる
ので、サイリスタのターンオフの状態となり、図５に示
すような従来の半導体レーザ装置においては、ｐｎｐｎ
構造を有する半導体層５、６、７、８を流れる電流、即
ち、活性層２０の両脇に形成された電流ブロック層を貫
通するリーク電流１３はほとんど電流が流れない、つま
り逆方向飽和電流しか流れないと考えられていた。しか
し、実際には、かなりの電流、即ち拡散電流に加えドリ
フト電流を成分として有する電流が、上記電流ブロック
層を貫通するリーク電流１３として流れる。

【０００９】この点に関して、図７を用いて説明する。
図７において、φｐ、φｎはそれぞれホール、電子の擬
フェルミポテンシャルである。図７（ｂ）に示すよう
に、活性層２０付近の電位は、しきい値キャリア密度で
決まる電位φｐ^Bに固定され、又、図７（ｃ）に示すよ
うに、ｐ型埋込層７における電位φｐ^Cも、上記電位φ
ｐ^Bにほぼ等しくなる。そのため、ｐｎｐｎ構造を有す
る半導体層５、６、７、８の中心の２層６、７のｎ−ｐ
接合が順バイアスの状態となり、このｐｎｐｎ構造を有
する半導体層５、６、７、８を流れる電流、即ち、活性
層２０の両脇に形成された電流ブロック層を貫通するリ
ーク電流１３が流れることとなる。

【００１０】図８に、図５に記載した従来の半導体レー
ザ装置における、ｐ層が正電位となるようなバイアス電
圧を印可した場合の、２次元シミュレータを用いて計算
した電流分布を示す。ここで、三角印の大きさは電流の
大きさを、三角印の指示する方向は電流の向きを表して
いる。ここで、具体的には、半導体レーザ装置が積層構
造体のストライプ方向に対して左右対称であるため、そ
の片側だけを表示している。この図からわかるように、
ほとんどの電流は、以前から言われていたとおり、活性
層２０に集中して流れる。

【００１１】図９に、上記図８の結果から、ｎ型クラッ
ド層４、８以外を流れる電子による電流のみを拡大して
示す。この図からわかるように、ｐｎｐｎ構造を有する
半導体層５、６、７、８を流れる電流、即ち、活性層２
０の両脇に形成された電流ブロック層を貫通するリーク
電流１３、及び、活性層２０付近をオーバーフローする
電流１４が流れていることがわかる。ここで、上記電流
１４には、ｎ型クラッド層４からｐ型埋込層５へ流れる
電子と、活性層２０からｐ型クラッド層２へ流れる電子
があり、これらの内、かなりの量がｎ型埋込層６に流入
し、このｎ型埋込層６の端において再結合する。

【００１２】これらリーク電流１３、１４は、電流と光
出力の関係を歪ませ、装置の温度特性を劣化させる原因
となっていた。

【００１３】一方、上記特開昭６３−１６９０８８号公
報中の記載と同様、クラッド層２、４の活性層２０近傍
の部分とｎ型埋込層６との間隙を流れるホール電流は、
ほとんど無視できる量となる。

【００１４】上記のような、電流ブロック層を貫通する
リーク電流１３を低減するために、電流ブロック層中
に、電子をトラップする不純物を含有する層を備えた半
導体レーザ装置が開発されている。

【００１５】このような、電子をトラップする不純物を
含有する層を備えた従来の半導体レーザ装置の一例とし
て、ＩＥＥＥ Ｊ．Ｑｕａｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ．，ｖｏｌ．２５，ｐｐ．１３６２−１３６８，１９
８９．に記載された半導体レーザ装置について、図１０
に基づき説明する。ここで、図１０は従来の半導体レー
ザ装置の構造を示す要部断面図である。

【００１６】図１０において、２１はｐ型ＩｎＰ基板、
２２はｐ型ＩｎＰクラッド層、２３はＩｎＧａＡｓＰ活
性層、２４はｎ型ＩｎＰクラッド層であり、ｐ型クラッ
ド層２２、活性層２３、及びｎ型クラッド層２４はメサ
ストライプ形状の積層構造体を構成している。２５はこ
の積層構造体の両側面の、ｐ型クラッド層２２上に形成
されたｎ型ＩｎＰ埋込層、２６はこの積層構造体の両側
面の、ｎ型埋込層２５上に形成された、Ｆｅを低濃度
（例えば、１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下の濃度）にドープした
埋込層である。ここで、これら埋込層２５、２６はリー
ク電流を低減するための電流ブロック層を構成してい
る。２７は上記積層構造体及び電流ブロック層上に形成
されたｎ型ＩｎＰクラッド層である。

【００１７】図５に示した半導体レーザ装置との比較の
ため、ここでは、ｐ型基板を用いた場合を示すが、その
代わりに、ｎ型基板を用いて、上下逆転させた構造を用
いる場合もある。

【００１８】上記のような構造の半導体レーザ装置にお
いては、Ｆｅドープ埋込層２６の電子トラップ作用によ
り、このＦｅドープ埋込層２６とｎ型埋込層２５、ｎ型
クラッド層２７との間に、高い電位障壁が形成されるた
め、ｎ型埋込層２５、Ｆｅドープ埋込層２６及びｎ型ク
ラッド層２７を通る、即ち、電流ブロック層を貫通する
電流２８はほとんど生じない。

【００１９】ところが、Ｆｅドープ埋込層２６とｎ型ク
ラッド層２４が接する部分には、電子に対する電位障壁
が十分形成されないため、ｐ型クラッド層２２からｎ型
埋込層２５及びＦｅドープ埋込層２６を通ってｎ型クラ
ッド層２４へぬける、電子によるリーク電流２９が流れ
る。加えて、Ｆｅドープ埋込層２６とｐ型クラッド層２
２が接する部分には、ホールに対する電位障壁が十分形
成されないため、ｐ型クラッド層２２からＦｅドープ埋
込層２６を通ってｎ型クラッド層２４へぬける、ホール
によるリーク電流３０が流れる。そして、これらリーク
電流２９、３０が、電流と光出力の関係を歪ませ、装置
の温度特性を劣化させる原因となっていた。

【００２０】以上のように、従来のＢＨ構造の半導体レ
ーザ装置においては、電流ブロック層を流れるリーク電
流のため、電流と光出力の関係が歪み、装置の温度特性
が劣化するという問題があった。

【００２１】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、電流ブロック層を流れるリーク電流を低減で
き、そのため、電流と光出力の関係を低歪化でき、かつ
装置の温度特性を良好にすることができる半導体装置を
得ることを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ装置は、第１導電型の半導体基板と、この半導体基
板上に形成され、下層から以下の順に積層された、第１
導電型の第１のクラッド層、活性層、及び第２導電型の
第２のクラッド層を有する、メサストライプ形状の積層
構造体と、この積層構造体の長側面に接して上記半導体
基板上に形成された、複数の半導体層からなる電流ブロ
ック層と、上記積層構造体の上面に接するとともに、上
記電流ブロック層上に延在する第２導電型の第３のクラ
ッド層とを備え、上記電流ブロック層は、第１導電型の
第１の半導体層、第２導電型の第２の半導体層、及び第
２導電型の半導体層中の多数キャリアをトラップする不
純物を含有したキャリアトラップ層を有し、上記積層構
造体の長辺方向に垂直な断面において、上記キャリアト
ラップ層が第２の半導体層に囲まれ、上記第２の半導体
層が第１の半導体層に囲まれていることを特徴とするも
のである。

【００２３】又、上記第２導電型の半導体層はｎ型半導
体層であり、第２導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＦｅであることを特徴とするもの
である。

【００２４】又、上記第２導電型の半導体層はｐ型半導
体層であり、第２導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＴｉであることを特徴とするもの
である。

【００２５】又、上記第２の半導体層は、キャリアトラ
ップ層の側面及び下面に接する埋込層と、上記キャリア
トラップ層の上面に接する埋込層とを有することを特徴
とするものである。

【００２６】又、第１導電型の半導体基板と、この半導
体基板上に形成され、下層から以下の順に積層された、
第１導電型の第１のクラッド層、活性層、及び第２導電
型の第２のクラッド層を有する、メサストライプ形状の
積層構造体と、この積層構造体の長側面に接して上記半
導体基板上に形成された、複数の半導体層からなる電流
ブロック層と、上記積層構造体の上面に接するととも
に、上記電流ブロック層上に延在する第２導電型の第３
のクラッド層とを備え、上記電流ブロック層は、第１導
電型の第１の半導体層、及び第１導電型の半導体層中の
多数キャリアをトラップする不純物を含有したキャリア
トラップ層を有し、上記積層構造体の長辺方向に垂直な
断面において、上記キャリアトラップ層が第１の半導体
層に囲まれていることを特徴とするものである。

【００２７】又、上記第１導電型の半導体層はｎ型半導
体層であり、第１導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＦｅであることを特徴とするもの
である。

【００２８】又、上記第１導電型の半導体層はｐ型半導
体層であり、第１導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＴｉであることを特徴とするもの
である。

【００２９】又、上記第１の半導体層は、積層構造体の
長側面に接してキャリアトラップ層の下に延在する埋込
層と、上記キャリアトラップ層の上に形成された埋込層
とを有することを特徴とするものである。

【００３０】又、上記キャリアトラップ層は、埋込層で
あることを特徴とするものである。

【００３１】

【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における半導体レーザ装置の構造を示す要部断面図
である。

【００３２】図１において、１はｐ型ＩｎＰ基板、１６
ａは基板１上に形成された、下層からｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２、多重量子井戸型（以下、「ＭＱＷ」という。）
活性層３、及びｎ型ＩｎＰクラッド層４がこの順に積層
された、メサストライプ形状の積層構造体である。ここ
で、ＭＱＷ活性層３は、例えば、厚さが約８ｎｍで、バ
ンドギャップ波長が約１．３μｍに相当する組成のＩｎ
ＧａＡｓＰ井戸層が８層と、厚さが約１０ｎｍで、バン
ドギャップ波長が約１．１μｍに相当する組成のＩｎＧ
ａＡｓＰ障壁層が７層、交互に積層されたものである。

【００３３】又、１７ａは積層構造体１６ａのストライ
プ方向に延びる側面（以下、「長側面」という。）のほ
ぼ全面に接する、複数の埋込層からなる、リーク電流を
低減するための電流ブロック層である。この電流ブロッ
ク層１７ａは、ｐ型ＩｎＰ埋込層５、７、ｎ型ＩｎＰ埋
込層９、１０、及び電子をトラップするＦｅを低濃度
（具体的には、例えば、１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下の濃度）
にドープした埋込層１１を有し、かつ、積層構造体１６
ａの長辺方向に垂直な断面において、Ｆｅドープ埋込層
１１がｎ型埋込層９、１０に囲まれ、このｎ型埋込層
９、１０がｐ型埋込層５、７に囲まれていることを特徴
とするものである。ここで、埋込層１１は、電子トラッ
プとなる不純物を含有していれば、Ｆｅ以外の不純物を
含有していても良い。

【００３４】又、８は積層構造体１６ａの上面に接し、
電流ブロック層１７ａ上に延在するｎ型ＩｎＰクラッド
層である。

【００３５】本実施の形態１においては、上記のような
構造を有するので、Ｆｅドープ埋込層１１と、ｎ型埋込
層９、１０との間に高い電位障壁が形成され、電流ブロ
ック層１７ａを貫通するリーク電流はほとんど無視でき
る量となる。又、クラッド層２、４の活性層３近傍の部
分とｎ型埋込層９、１０との間隙を流れるホール電流
も、従来同様、ほとんど無視できる量となる。

【００３６】したがって、リーク電流を低減でき、その
ため、電流と光出力の関係を低歪化でき、かつ、装置の
温度特性を良好なものとすることが可能となる。

【００３７】実施の形態２．以下に、この発明の実施の
形態２について図２に基づいて説明する。図２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
す要部断面図である。

【００３８】図２において、１はｐ型ＩｎＰ基板、１６
ｂは基板１上に形成された、下層からｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２、ＭＱＷ活性層３、及びｎ型ＩｎＰクラッド層４
がこの順に積層された、メサストライプ形状の積層構造
体である。ここで、ＭＱＷ活性層３は、例えば、厚さが
約８ｎｍで、バンドギャップ波長が約１．３μｍに相当
する組成のＩｎＧａＡｓＰ井戸層が８層と、厚さが約１
０ｎｍで、バンドギャップ波長が約１．１μｍに相当す
る組成のＩｎＧａＡｓＰ障壁層が７層、交互に積層され
たものである。

【００３９】又、１７ｂは積層構造体１６ｂの長側面の
ほぼ全面に接する、複数の埋込層からなる、リーク電流
を低減するための電流ブロック層である。この電流ブロ
ック層１７ｂは、ｐ型ＩｎＰ埋込層５、７、及びホール
をトラップするＴｉを低濃度（具体的には、例えば、１
×１０¹⁶ｃｍ^-3以下の濃度）にドープした埋込層１２を
有し、かつ、積層構造体１６ｂの長辺方向に垂直な断面
において、Ｔｉドープ埋込層１２がｐ型埋込層５、７に
囲まれていることを特徴とするものである。ここで、埋
込層１２は、ホールトラップとなる不純物を含有してい
れば、Ｔｉ以外の不純物を含有していても良い。

【００４０】又、８は積層構造体１６ｂの上面に接し、
電流ブロック層１７ｂ上に延在するｎ型ＩｎＰクラッド
層である。

【００４１】本実施の形態２においては、上記のような
構造を有するので、Ｔｉドープ埋込層１２と、ｐ型埋込
層５、７との間に高い電位障壁が形成され、電流ブロッ
ク層１７ｂを貫通するリーク電流はほとんど無視できる
量となる。又、クラッド層２、４の活性層３近傍の部分
とＴｉドープ埋込層１２との間隙を流れるホール電流
も、従来同様、ほとんど無視できる量となる。

【００４２】したがって、リーク電流を低減でき、その
ため、電流と光出力の関係を低歪化でき、かつ、装置の
温度特性を良好なものとすることが可能となる。

【００４３】実施の形態３．以下に、この発明の実施の
形態３について図３に基づいて説明する。本実施の形態
３は、上記実施の形態１の変形例であり、ｐ型基板の代
わりにｎ型基板を用いた場合を示すものである。図３は
この発明の実施の形態３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る。

【００４４】図３において、３１はｎ型ＩｎＰ基板、１
８ａは基板３１上に形成された、下層からｎ型ＩｎＰク
ラッド層３２、ＭＱＷ活性層３３、及びｐ型ＩｎＰクラ
ッド層３４がこの順に積層された、メサストライプ形状
の積層構造体である。ここで、ＭＱＷ活性層３３は、例
えば、厚さが約８ｎｍで、バンドギャップ波長が約１．
３μｍに相当する組成のＩｎＧａＡｓＰ井戸層が８層
と、厚さが約１０ｎｍで、バンドギャップ波長が約１．
１μｍに相当する組成のＩｎＧａＡｓＰ障壁層が７層、
交互に積層されたものである。

【００４５】又、１９ａは積層構造体１８ａの長側面の
ほぼ全面に接する、複数の埋込層からなる、リーク電流
を低減するための電流ブロック層である。この電流ブロ
ック層１９ａは、ｎ型ＩｎＰ埋込層３５、３７、ｐ型Ｉ
ｎＰ埋込層３９、４０、及びホールをトラップするＴｉ
を低濃度（具体的には、例えば、１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下
の濃度）にドープした埋込層４１を有し、かつ、積層構
造体１８ａの長辺方向に垂直な断面において、Ｔｉドー
プ埋込層４１がｐ型埋込層３９、４０に囲まれ、このｐ
型埋込層３９、４０がｎ型埋込層３５、３７に囲まれて
いることを特徴とするものである。ここで、埋込層４１
は、ホールトラップとなる不純物を含有していれば、Ｔ
ｉ以外の不純物を含有していても良い。

【００４６】又、３８は積層構造体１８ａの上面に接
し、電流ブロック層１９ａ上に延在するｐ型ＩｎＰクラ
ッド層である。

【００４７】本実施の形態３においては、上記のような
構造を有するので、電流ブロック層１９ａを流れるリー
ク電流を低減でき、そのため、電流と光出力の関係を低
歪化でき、かつ、装置の温度特性を良好なものとするこ
とが可能となる。

【００４８】実施の形態４．以下に、この発明の実施の
形態４について図４に基づいて説明する。本実施の形態
４は、上記実施の形態２の変形例であり、ｐ型基板の代
わりにｎ型基板を用いた場合を示すものである。図４は
この発明の実施の形態４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る。

【００４９】図４において、３１はｎ型ＩｎＰ基板、１
８ｂは基板３１上に形成された、下層からｎ型ＩｎＰク
ラッド層３２、ＭＱＷ活性層３３、及びｐ型ＩｎＰクラ
ッド層３４がこの順に積層された、メサストライプ形状
の積層構造体である。ここで、ＭＱＷ活性層３３は、例
えば、厚さが約８ｎｍで、バンドギャップ波長が約１．
３μｍに相当する組成のＩｎＧａＡｓＰ井戸層が８層
と、厚さが約１０ｎｍで、バンドギャップ波長が約１．
１μｍに相当する組成のＩｎＧａＡｓＰ障壁層が７層、
交互に積層されたものである。

【００５０】又、１９ｂは積層構造体１８ｂの長側面の
ほぼ全面に接する、複数の埋込層からなる、リーク電流
を低減するための電流ブロック層である。この電流ブロ
ック層１９ｂは、ｎ型ＩｎＰ埋込層３５、３７、及び電
子をトラップするＦｅを低濃度（具体的には、例えば、
１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下の濃度）にドープした埋込層４２
を有し、かつ、積層構造体１８ｂの長辺方向に垂直な断
面において、Ｆｅドープ埋込層４２がｎ型埋込層３５、
３７に囲まれていることを特徴とするものである。ここ
で、埋込層４２は、電子トラップとなる不純物を含有し
ていれば、Ｆｅ以外の不純物を含有していても良い。

【００５１】又、３８は積層構造体１８ｂの上面に接
し、電流ブロック層１９ｂ上に延在するｐ型ＩｎＰクラ
ッド層である。

【００５２】本実施の形態４においては、上記のような
構造を有するので、電流ブロック層１９ｂを流れるリー
ク電流を低減でき、そのため、電流と光出力の関係を低
歪化でき、かつ、装置の温度特性を良好なものとするこ
とが可能となる。

【００５３】

【発明の効果】この発明に係る半導体レーザ装置は、第
１導電型の半導体基板と、この半導体基板上に形成さ
れ、下層から以下の順に積層された、第１導電型の第１
のクラッド層、活性層、及び第２導電型の第２のクラッ
ド層を有する、メサストライプ形状の積層構造体と、こ
の積層構造体の長側面に接して上記半導体基板上に形成
された、複数の半導体層からなる電流ブロック層と、上
記積層構造体の上面に接するとともに、上記電流ブロッ
ク層上に延在する第２導電型の第３のクラッド層とを備
え、上記電流ブロック層は、第１導電型の第１の半導体
層、第２導電型の第２の半導体層、及び第２導電型の半
導体層中の多数キャリアをトラップする不純物を含有し
たキャリアトラップ層を有し、上記積層構造体の長辺方
向に垂直な断面において、上記キャリアトラップ層が第
２の半導体層に囲まれ、上記第２の半導体層が第１の半
導体層に囲まれていることを特徴とするので、電流ブロ
ック層を流れるリーク電流を低減でき、そのため、電流
と光出力の関係を低歪化でき、かつ、装置の温度特性を
良好なものとすることが可能となる。

【００５４】又、上記第２導電型の半導体層はｎ型半導
体層であり、第２導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＦｅであることを特徴とするの
で、深い不純物準位を有するアクセプタであるＦｅによ
り、電子がトラップされるため、上記電流ブロック層を
流れるリーク電流を低減できる。

【００５５】又、上記第２導電型の半導体層はｐ型半導
体層であり、第２導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＴｉであることを特徴とするの
で、深い不純物準位を有するドナーであるＴｉにより、
ホールがトラップされるため、上記電流ブロック層を流
れるリーク電流を低減できる。

【００５６】又、上記第２の半導体層は、キャリアトラ
ップ層の側面及び下面に接する埋込層と、上記キャリア
トラップ層の上面に接する埋込層とを有することを特徴
とするので、上記電流ブロック層を流れるリーク電流を
低減できる。

【００５７】又、第１導電型の半導体基板と、この半導
体基板上に形成され、下層から以下の順に積層された、
第１導電型の第１のクラッド層、活性層、及び第２導電
型の第２のクラッド層を有する、メサストライプ形状の
積層構造体と、この積層構造体の長側面に接して上記半
導体基板上に形成された、複数の半導体層からなる電流
ブロック層と、上記積層構造体の上面に接するととも
に、上記電流ブロック層上に延在する第２導電型の第３
のクラッド層とを備え、上記電流ブロック層は、第１導
電型の第１の半導体層、及び第１導電型の半導体層中の
多数キャリアをトラップする不純物を含有したキャリア
トラップ層を有し、上記積層構造体の長辺方向に垂直な
断面において、上記キャリアトラップ層が第１の半導体
層に囲まれていることを特徴とするので、電流ブロック
層を流れるリーク電流を低減でき、そのため、電流と光
出力の関係を低歪化でき、かつ装置の温度特性を良好な
ものとすることが可能となる。

【００５８】又、上記第１導電型の半導体層はｎ型半導
体層であり、第１導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＦｅであることを特徴とするの
で、深い不純物準位を有するアクセプタであるＦｅによ
り、電子がトラップされるため、上記電流ブロック層を
流れるリーク電流を低減できる。

【００５９】又、上記第１導電型の半導体層はｐ型半導
体層であり、第１導電型の半導体層中の多数キャリアを
トラップする不純物はＴｉであることを特徴とするの
で、深い不純物準位を有するドナーであるＴｉにより、
ホールがトラップされるため、上記電流ブロック層を流
れるリーク電流を低減できる。

【００６０】又、上記第１の半導体層は、積層構造体の
長側面に接してキャリアトラップ層の下に延在する埋込
層と、上記キャリアトラップ層の上に形成された埋込層
とを有することを特徴とするので、上記電流ブロック層
を流れるリーク電流を低減できる。

【００６１】又、上記キャリアトラップ層は、埋込層で
あることを特徴とするので、その形成が容易であるとい
う利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１における半導体レー
ザ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る。

【図３】 この発明の実施の形態３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る。

【図４】 この発明の実施の形態４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る。

【図５】 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。

【図６】 ｐｎｐｎ構造を示す模式図と対応のバンド図
である。

【図７】 従来の半導体レーザ装置の断面模式図及び対
応のバンド図である。

【図８】 従来の半導体レーザ装置における、電流分布
のシミュレーション結果である。

【図９】 従来の半導体レーザ装置における、電子によ
る電流分布のシミュレーション結果である。

【図１０】 従来の他の半導体レーザ装置の構造を示す
要部断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板、 ２ 第１のクラッド層、 ３
活性層、４ 第２のクラッド層、 ５、７ 第１
の半導体層（埋込層）、８ 第３のクラッド層、
９、１０ 第２の半導体層（埋込層）、１１、１２
キャリアトラップ層、 １６ａ、１６ｂ 積層構
造体、１７ａ、１７ｂ 電流ブロック層、 １８
ａ、１８ｂ 積層構造体、１９ａ、１９ｂ 電流ブロッ
ク層、 ３１ 半導体基板、３２ 第１のクラッ
ド層、 ３３ 活性層、３４ 第２のクラッド層、
３５、３７ 第１の半導体層（埋込層）、３８
第３のクラッド層、 ３９、４０ 第２の半導体層
（埋込層）、４１、４２ キャリアトラップ層。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１導電型の半導体基板と、 この半導体基板上に形成され、下層から以下の順に積層
   された、第１導電型の第１のクラッド層、活性層、及び
   第２導電型の第２のクラッド層を有する、メサストライ
   プ形状の積層構造体と、 この積層構造体の長側面に接して上記半導体基板上に形
   成された、複数の半導体層からなる電流ブロック層と、 上記積層構造体の上面に接するとともに、上記電流ブロ
   ック層上に延在する第２導電型の第３のクラッド層とを
   備え、 上記電流ブロック層は、第１導電型の第１の半導体層、
   第２導電型の第２の半導体層、及び第２導電型の半導体
   層中の多数キャリアをトラップする不純物を含有したキ
   ャリアトラップ層を有し、上記積層構造体の長辺方向に
   垂直な断面において、上記キャリアトラップ層が第２の
   半導体層に囲まれ、上記第２の半導体層が第１の半導体
   層に囲まれていることを特徴とする半導体レーザ装置。
2. 【請求項２】 第２導電型の半導体層はｎ型半導体層で
   あり、第２導電型の半導体層中の多数キャリアをトラッ
   プする不純物はＦｅであることを特徴とする請求項１記
   載の半導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 第２導電型の半導体層はｐ型半導体層で
   あり、第２導電型の半導体層中の多数キャリアをトラッ
   プする不純物はＴｉであることを特徴とする請求項１記
   載の半導体レーザ装置。
4. 【請求項４】 第２の半導体層は、キャリアトラップ層
   の側面及び下面に接する埋込層と、上記キャリアトラッ
   プ層の上面に接する埋込層とを有することを特徴とする
   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。
5. 【請求項５】 第１導電型の半導体基板と、 この半導体基板上に形成され、下層から以下の順に積層
   された、第１導電型の第１のクラッド層、活性層、及び
   第２導電型の第２のクラッド層を有する、メサストライ
   プ形状の積層構造体と、 この積層構造体の長側面に接して上記半導体基板上に形
   成された、複数の半導体層からなる電流ブロック層と、 上記積層構造体の上面に接するとともに、上記電流ブロ
   ック層上に延在する第２導電型の第３のクラッド層とを
   備え、 上記電流ブロック層は、第１導電型の第１の半導体層、
   及び第１導電型の半導体層中の多数キャリアをトラップ
   する不純物を含有したキャリアトラップ層を有し、上記
   積層構造体の長辺方向に垂直な断面において、上記キャ
   リアトラップ層が第１の半導体層に囲まれていることを
   特徴とする半導体レーザ装置。
6. 【請求項６】 第１導電型の半導体層はｎ型半導体層で
   あり、第１導電型の半導体層中の多数キャリアをトラッ
   プする不純物はＦｅであることを特徴とする請求項５記
   載の半導体レーザ装置。
7. 【請求項７】 第１導電型の半導体層はｐ型半導体層で
   あり、第１導電型の半導体層中の多数キャリアをトラッ
   プする不純物はＴｉであることを特徴とする請求項５記
   載の半導体レーザ装置。
8. 【請求項８】 第１の半導体層は、積層構造体の長側面
   に接してキャリアトラップ層の下に延在する埋込層と、
   上記キャリアトラップ層の上に形成された埋込層とを有
   することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記
   載の半導体レーザ装置。
9. 【請求項９】 キャリアトラップ層は、埋込層であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の半
   導体レーザ装置。