JPH07254750A

JPH07254750A - 半導体レーザ

Info

Publication number: JPH07254750A
Application number: JP7015894A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Kushibe; 光弘櫛部; Keiji Takaoka; 圭児高岡; Masahisa Funamizu; 将久船水; Hideto Furuyama; 英人古山; Yoshihiro Kokubu; 義弘国分
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】活性層に不純物拡散による悪影響を与えること
なく且つ活性層の側面が充分な厚さで滑らかなｐ型の半
導体層で埋め込まれた、低閾値で温度特性の優れた半導
体レーザを提供する。【構成】埋め込み型の半導体レーザの電流狭窄埋め込み
構造において、活性層の直近を埋め込むｐ型の第１埋め
込み層の不純物濃度が、活性層に近い内側領域で低く、
活性層から離れた外側領域で高くなるように設定され
る。低い濃度は１〜４×１０¹⁷ｃｍ^-3であり、高い濃度
が７×１０¹⁷〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3となる。埋め込み構造
の各層は、活性層の形成温度よりも高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信装置や情報処理
等に利用される半導体レーザに関し、特に活性層を含む
メサストライプの側面を、電流狭窄用の半導体層で埋め
込んだ構造の半導体レーザに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報処理や光通信の光源として、
ＩｎＰ系の材料を用いた半導体レーザ素子が開発されて
おり、その高性能化が望まれている。特に、低閾値特
性、温度に対して出力変動の小さい高温度安定性、高信
頼性に対する要求は強く、その研究開発が盛んに行われ
ている。低閾値で発振する半導体レーザ素子を実現する
には、活性層の幅を狭くして、その両脇を電流狭窄構造
により埋めた埋め込み型レーザ構造が用いられている。

【０００３】図１１はｐ型半導体基板上にＭＯＣＶＤ法
を用いて形成した従来の半導体レーザを示す断面図であ
る。このようなレーザは、例えば、ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ
ＣＳＬＥＴＴＥＲＳＶｏｌ．２８Ｎｏ．１９ｐ１
８４４に開示される。このレーザは次のような手順で作
製される。

【０００４】まずｐ型ＩｎＰ基板１にｐ型ＩｎＰバッフ
ァ層２、発光波長１．３μｍのＩｎＧａＡｓＰ活性層
３、ｎ型ＩｎＰクラッド層４、ｎ型ＩｎＧａＡｓエッチ
ングダミー層（図示せず）を順次ＭＯＣＶＤ法により成
長する。ついで、＜０１１＞方向にＳｉＯ₂マスクをス
トライプ状に形成したのちに、化学エッチングにより高
さ３μｍ程度のメサストライプを形成する。次いで、Ｓ
ｉＯ₂マスクを残したままで、選択的にｐ型ＩｎＰ埋め
込み層５、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層６、ｐ型ＩｎＰ電
流ブロック層７を順次ＭＯＣＶＤ法により選択成長す
る。次いで、ＳｉＯ₂マスクとＩｎＧａＡｓエッチング
ダミー層とを除去した後に、全面にｎ型ＩｎＰクラッド
層８、ｎ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層９をＭＯＣＶＤ法
により成長する。最後に電極１０、１１の形成と基板研
磨を行い、個々の半導体レーザチップに劈開して半導体
レーザができあがる。

【０００５】この半導体レーザでは、活性層の両脇のｐ
ｎｐｎサイリスタ構造の電流ブロック構造により、効率
良く電流が活性層に注入される。また、このレーザで
は、リーク電流の少ない良好な素子特性を得るために、
活性層の側面がｎ型ＩｎＰに比べ電気抵抗の高いｐ型Ｉ
ｎＰで覆われていること、及びｎ型ＩｎＰクラッド層と
ｎ型ＩｎＰブロック層が分離されていることが重要であ
る。

【０００６】活性層側面にこのような構造が実現できる
様子を図１２を参照しながら説明する。図１２中の１２
は、メサエッチング及び埋め込み選択成長に用いるＳｉ
Ｏ₂マスクである。まず最初にｐ型ＩｎＰ埋め込み層５
を１μｍ程度成長すると（図１２（ａ））、メサ側面に
成長速度の遅い（１１１）Ｂ面１３と（２２１）Ｂ面１
４が形成される。次にｎ型ＩｎＰ電流ブロック層６を
（２２１）Ｂ面１４が埋まりきらない程度に成長し（図
１２（ｂ））、最後にｐ型ＩｎＰ電流ブロック層７を成
長する（図１２（ｃ））。このように成長すると、２層
目のｎ型ＩｎＰ層６は１層目のｐ型ＩｎＰ層５に形成さ
れた（１１１）Ｂ面１３の上には成長しないので、ｎ型
ＩｎＰ電流ブロック層６とｎ型ＩｎＰクラッド層８とは
連結せずに分離することができる。

【０００７】このように、ＭＯＣＶＤ法による埋め込み
層成長の過程で現れる成長速度の非常に小さい高次の結
晶面を利用することで、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層とｎ
型ＩｎＰクラッド層とが連結しない埋め込み型の半導体
レーザを作製でき、リーク電流の少ない良好な特性の素
子を得ることができる。しかし反面、（１１１）Ｂ面
は、この上での結晶の成長速度が非常に小さく、このた
め、メサの両側で平坦な埋め込みが進まなくなるという
問題もある（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ
Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１９ｐ１８４４）。

【０００８】また、図１２（ｂ）のｎ型ＩｎＰ電流ブロ
ック層６を成長するに際に、長さ約０．５μｍの（２２
１）Ｂ面１４が完全に埋まり切ってしまうと、（１１
１）Ｂ面１３の上にも結晶が成長するためｎ型ＩｎＰ電
流ブロック層６とｎ型ＩｎＰクラッド層８とを分離でき
ず、素子特性は著しく悪くなってしまう。このため、図
１１のような構造では、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層６の
厚さを比較的小さめにすることが必要となる。ところ
が、通常ｐｎｐｎ電流ブロック構造の埋め込み型半導体
レーザでは、電流ブロック層の厚さが小さいと、高電流
注入時や高温時に埋め込み層へのリーク電流が大きくな
ってしまう。従って、図１１の構造の素子では、高出力
動作や高温動作が困難である。

【０００９】図１３はｎ型ＩｎＰ電流ブロック層６とｎ
型ＩｎＰクラッド層８との分離を別の方法で行っている
従来の半導体レーザを示す断面図である。このレーザで
は、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層５及びｐ型ＩｎＰ電流ブロッ
ク層７から、ｐ型の不純物をｎ型のＩｎＰ電流ブロック
層６の部分１５に拡散させ、ｐ型に導電型を変えること
で所望の構造を得ている。この場合、埋め込み層５及び
ブロック層７のｐ型の不純物濃度が高いほど拡散を起こ
し易く、所望の構造を得やすい。ところがＩｎＰ中のｐ
型不純物は拡散し易く、ｐ型のキャリア濃度を高くし過
ぎると、ｐ型の不純物が活性層中に拡散するためにレー
ザの特性が劣化するという問題がある。活性層に直接接
するｐ型の埋め込み層５（第１埋め込み層）のキャリア
濃度を下げるとこの問題は回避できるが、この場合には
埋め込み層６、７からなる逆バイアス埋め込み領域のブ
レークダウン電圧が下がってしまい、この領域でのリー
ク電流が増え、閾値が上昇し温度特性も劣化してしま
う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、ＩｎＰ系材料の埋め込み型レーザにおける、活性層
の側面に接する、「ｐ型の第１埋め込み層」の、キャリ
ア濃度制御が難しいという問題を解決することである。
即ち、第１埋め込み層のキャリア濃度を高くし過ぎると
活性層中への不純物が拡散しレーザ特性の劣化、レーザ
信頼性の低下が起こり、低くし過ぎると閾値が上昇した
り温度特性が低下するという問題を解決することであ
る。

【００１１】本発明の別の目的は、高性能のレーザ作製
が可能なＭＯＣＶＤ法による埋め込み成長において、Ｓ
ｉＯ₂マスク直下に（１１１）Ｂ面が結晶され易く、埋
め込みが良好に行えないという問題を解決し、低閾値
で、温度特性が良好で、信頼性が高く、ＭＯＣＶＤ法で
再現性良く作製可能な半導体レーザを提供することであ
る。

【００１２】本発明の更に別の目的は、ｎ型ＩｎＰ電流
ブロック層の厚さを大きくし、十分な高出力動作と高温
動作が可能な半導体レーザを提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
活性層の上下にクラッド層が形成され、前記活性層の両
側に電流ブロック領域が形成された半導体レーザにおい
て、前記活性層の側面に直接接触する前記電流ブロック
領域の第１埋め込み層がｐ型の導電型を示し、前記第１
埋め込み層の前記活性層から離れた外側領域の少なくと
も一部のキャリア濃度が、前記第１埋め込み層の前記活
性層に直接接触する内側領域のキャリア濃度よりも高い
ことを特徴とする。

【００１４】望ましくは、前記クラッド層にＩｎＰを含
み、前記活性層の幅がメサストライプを形成することに
より規定される。また、前記第１埋め込み層の前記外側
領域の前記少なくとも一部のキャリア濃度及び前記内側
領域のキャリア濃度がそれぞれ約７×１０¹⁷〜３×１０
¹⁸ｃｍ^-3及び約１×１０¹⁷〜４×１０¹⁷ｃｍ^-3である。
また、前記活性層の形成温度よりも前記電流ブロック領
域の形成温度の方が高い。また、前記メサストライプ及
び電流ブロック領域が有機金属気相成長法により形成さ
れた層からなる。

【００１５】ここで不純物の濃度が約１１０¹⁷〜４×１
０¹⁷ｃｍ^-3と約７×１０¹⁷〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3というの
はＳｅｃｏｎｄａｒｙＩｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔ
ｒｏｍｅｔｒｙ（ＳＩＭＳ）により測定した値であ
り、絶対値としてはファクター３の誤差を含んでいる。
但し高い濃度と低い濃度の相対的な誤差は２０％以下で
ある。

【００１６】本発明の第２の視点の骨子は、埋め込み成
長前のメサストライプの側面形状を工夫し、ｎ型ＩｎＰ
電流ブロック層の厚さを大きくできるようにすることに
ある。本発明の第２の視点は、前記クラッド層にＩｎＰ
を含み、前記活性層の幅がメサストライプを形成するこ
とにより規定される半導体レーザにおいて、前記メサス
トライプの側面の形状がなめらかな曲線で、前記メサス
トライプの頂上に近い側の略半分の領域での曲線上の各
点での曲率半径が１０μｍ以上であり且つこの領域の曲
線上の各点での接線と前記基板の法線とのなす角度が１
０度以下であることを特徴とする。

【００１７】ここで前記メサストライプの頂上からその
高さの略半分の領域とは、前記メサストライプの高さに
対して４０〜６０％の範囲の領域を指すものである。ま
た、メサ側面の形状が連続する滑らかな曲線または直線
になっていることが重要である。たとえば結晶面が形成
されて、滑らかでない点がある場合には、埋め込み成長
の過程で現れる成長速度の非常に小さい高次の結晶面が
形成されない。

【００１８】望ましくは、前記メサストライプの深さを
約３μｍとし、その上側半分は前記基板に対してほぼ垂
直になるようにし、下側半分では、曲率半径が約１．５
μｍで前記メサストライプの幅が徐々に大きくなるよう
ななめらかな形状とする。また、前記活性層は前記メサ
ストライプの頂上にできるだけ近い所に位置するのが望
ましくは、頂上から前記活性層までの距離は０．３μｍ
以下程度にする。

【００１９】

【作用】本発明の第１の視点によれば、ｐ型第１埋め込
み層の活性層に接する内側領域のｐ型不純物の濃度が低
い。このため、活性層へのｐ型不純物の拡散が抑制でき
るようになり、活性層へのｐ型不純物の蓄積及び深いレ
ベルの発生を抑制することができる。この結果、レーザ
の特性の低下及び活性層での不純物移動にともなうレー
ザの特性の経時的変化を防ぐことができ、レーザの信頼
性の低下を防ぐことができる。またｐ型第１埋め込み層
の、活性層から離れた外側領域ではｐ型不純物の濃度は
高いので、隣接するｎ型の導電型の埋め込み層との、ビ
ルトインポテンシャルが大きく取れ、電流狭窄のための
逆接合埋め込み層での、リーク電流を低下させることが
でき、閾値を小さくできるとともに良好な温度特性を得
ることができる。

【００２０】ｐ型不純物の濃度が略５×１０¹⁷ｃｍ^-3を
境にその上下で不純物拡散の様子が大きく変わるので、
第１埋め込み層の中で、内側領域の不純物濃度はこれよ
り十分低い４×１０¹⁷ｃｍ^-3以下の濃度であればよく、
反対側の外側領域の不純物の濃度はこれより十分高い７
×１０¹⁷ｃｍ^-3以上の濃度であれば、レーザの特性が一
層向上する。

【００２１】ＭＯＣＶＤ法でＳｉＯ₂マスクのオーバー
ハングを利用して、埋め込み成長を行うと、活性層直近
のｐ型埋め込み層を形成する際に、メサ構造上端付近
で、（１１１）Ｂ面が形成され易く、一旦この面が形成
されてしまうと、この面上への成長が起こり難く、良好
な埋め込み成長が進まなくなる。この点に関して、本発
明者の研究の結果、マスク下面の埋め込み成長におい
て、（１１１）Ｂ面が形成され易い条件はＺｎの濃度が
略７×１０¹⁷ｃｍ^-3以上の場合でありそれ以下の濃度の
場合には（１１１）Ｂ面が形成はほとんど起こらず正常
に埋め込みが進むことを確認した。このため、本発明の
半導体レーザの様に、第１埋め込み層の内側領域のｐ型
不純物濃度を約４×１０¹⁷ｃｍ^-3以下とすると、電流ブ
ロック層の形成に当たり、正常な埋め込みが可能とな
り、活性層の側面に十分な厚さのｐ型層が形成できるよ
うになる。また、第１埋め込み層の外側領域のｐ型不純
物濃度を１×１０¹⁷ｃｍ^-3以上としているので、ｎ型の
クラッド層とのビルトインポテンシャルを充分大きく取
れ、２つの層の接触部分での電流リークを減らすことが
できて、低閾値のレーザを実現することができる。

【００２２】本発明の第１の視点においては、ｐ型の第
１埋め込み層を形成する際に、最初、ｐ型不純物の濃度
の低い領域が形成され、活性層の側面は十分な厚さのｐ
型のＩｎＰで埋め込まれる。このため、ｐ型の第１埋め
込み層の不純物濃度の高い外側領域を形成する際に、埋
め込み成長にともない（１１１）Ｂ面が形成されて成長
速度が低下しても、活性層の側面には、既に十分な厚さ
のＩｎＰ層が形成されているので、問題は生じない。

【００２３】逆に、外側領域のｐ型不純物の濃度を略７
×１０¹⁷ｃｍ^-3以上とすることで、（１１１）Ｂ面を形
成し、特定の結晶面を利用して所定の構造を形成するこ
とができる。特にｐ型基板上にレーザを作成する際に
は、ｐ型の第１埋め込み層を形成する際に（１１１）Ｂ
面を形成すると、ｎ型の電流ブロック層がこの上にほと
んど形成されないようになるので、ｎ型の電流ブロック
とｎ型のクラッド層とを分離することが結晶成長だけで
容易に行えるようになる。このため、レーザの低閾値化
と温度特性の向上が図れる。ｐ型の第１埋め込み層の、
ｐ型不純物の濃度を３×１０¹⁸ｃｍ^-3以上とするとＩｎ
Ｐ中の深い準位の密度があがり、結晶欠陥が急速に増
え、レーザ特性が急激に劣化してしまう。

【００２４】埋め込み領域を形成する際に、その形成温
度を、活性層を形成する温度よりも上げることで、不純
物の拡散を促進し、再成長界面とホモジャンクションの
位置をずらして、レーザの閾値を下げることができる。
特に、ＭＯＣＶＤ法で結晶成長を行う場合、ヘテロ界面
を高品質に作るという面でも、ＩｎＧａＡｓＰの組成制
御を正確に行うという面でも、レーザの活性層は６２０
〜６７０℃で成長することが望ましい。これに対して埋
め込み領域の成長は、成長温度６７０〜７７０℃で行う
ことで埋め込み領域の、異常成長、表面の劣化を防ぐこ
とができ低閾値化を実現することができる。また、成長
温度を上げると、ｐ型不純物の濃度により、（１１１）
Ｂ面形成の有無をより制御性良くコントロールできるよ
うになる。従って、埋め込み構造の制御がより正確に行
え、レーザの特性を向上することができる。

【００２５】本発明の第２の視点によれば、製造プロセ
スでで使用されるＳｉＯ₂マスクから一定の範囲でメサ
ストライプ側面が基板とほぼ垂直な形状であるため、一
層目となるｐ型ＩｎＰ第１埋め込み層を成長したときに
現れる（２２１）Ｂ面の長さを従来より大きくできる。
これにともない、２層目のｎ型ＩｎＰ電流ブロック層の
厚さを従来よりも２倍程度厚くすることができ、高出力
動作と高温動作が可能な半導体レーザを得ることが可能
となる。またｎ型ＩｎＰ電流ブロック層とｎ型ＩｎＰク
ラッド層とが連結しないようにできるｎ型ＩｎＰ電流ブ
ロック層の厚さの許容範囲が大きいため製造歩留まりも
従来より大きくできる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例を参照して説明
する。

【００２７】図１は本発明の実施例に係わる半導体レー
ザの概略構成を示す断面図である。キャリア濃度１０¹⁸
ｃｍ^-3のＳｉ添加のｎ型ＩｎＰ基板からなるｎ型ＩｎＰ
クラッド層２１上に、キャリア濃度１０¹⁷ｃｍ^-3のＳｉ
添加の厚さ０．１μｍのｎ型ＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層
２２、厚さ１０ｎｍと３．５ｎｍのＧａＩｎＡｓＰ量子
井戸障壁層２３ａとＧａＩｎＡｓＰ井戸層（バンドギャ
ップ１．４２μｍ、歪量０．５％）２３ｂとがそれぞれ
９層と１０層繰り返し重ねられた活性層２３、キャリア
濃度１０¹⁶ｃｍ^-3のＳｉ添加の厚さ０．１μｍのＧａＩ
ｎＡｓＰ光ガイド層２４、キャリア濃度１０¹⁸ｃｍ^-3の
Ｚｎ添加の厚さ０．５μｍのｐ型ＩｎＰクラッド層２５
が順に積層される。この層までは６２０℃の成長温度で
形成される。ｎ型ＩｎＰクラッド層２１の上部より上側
が幅約１．５μｍのストライプ状のメサ構造をなす。

【００２８】メサストライプの両側はｐ型ＩｎＰ第１埋
め込み層２６とｎ型ＩｎＰ電流ブロック層２７とで埋め
込まれる。第１埋め込み層２６は、活性層側に位置し且
つ厚さ１μｍでキャリア濃度３×１０¹⁷ｃｍ^-3のＺｎ添
加の内側領域２６ａと、活性層から遠い側に位置し且つ
厚さ０．５μｍでキャリア濃度１×１０¹⁸ｃｍ^-3のＺｎ
添加の外側領域２６ｂとからなる。ブロック層２７は厚
さ１μｍでキャリア濃度１０¹⁸ｃｍ^-3のＳｉ添加のｎ型
ＩｎＰからなる。これらの層２６、２７は６７０℃の成
長温度で形成される。

【００２９】ｐ型ＩｎＰ層２６の領域２６ａは、図２図
示の如く、埋め込み成長の際に、ＳｉＯ₂マスク３４の
下部、メサストライプ３３上端において、特異面を形成
することなく成長し、活性層の両側を完全に覆ってい
る。一方ｐ型ＩｎＰ層２６の外側領域２６ｂはＺｎの濃
度が高いので、メサストライプ３３上端に、（１１１）
Ｂ面３５が形成される。（１１１）Ｂ面の形成と共に、
メサストライプ３３の側面にも成長速度の遅い面３６が
形成され、メサストライプ側面で、第１埋め込み層２６
の外側領域２６ｂの厚さが薄くなっている。

【００３０】ｐ型ＩｎＰクラッド層２５とｎ型ＩｎＰ電
流ブロック層２７の上には、キャリア濃度１０¹⁸ｃｍ^-3
のＺｎ添加のｐ型ＩｎＰ層２８及び厚さ０．５μｍでキ
ャリア濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3のＺｎ添加のｐ型Ｇａ_0.47
Ｉｎ_0.53Ａｓコンタクト層２９が形成される。ＧａＩｎ
Ａｓコンタクト層２８上にはＡｕ−Ｚｎ／Ａｕのｐ側金
属電極３１、ｎ型ＩｎＰ基板２１上にはＡｕ−Ｇｅ／Ｎ
ｉ／Ａｕのｎ側金属電極３２が蒸着される。本半導体レ
ーザでは、共振器長が２００μｍで、ＳｉとＳｉＯ₂の
多層膜により、一方の端面に反射率が７０％、他方の端
面に反射率が９０％の高反射コートが施される。

【００３１】本半導体レーザの発振波長は１．３２μ
ｍ、しきい電流は３ｍＡで、また、スロープ効率ηの温
度変動はη（７５℃）／η（２５℃）〜０．８と、この
ような低しきい電流のレーザとしては大きな値を示し
た。ｐ型の第１埋め込み層２６をＺｎ濃度の異なる内側
領域２６ａと外側領域２６ｂの２つの領域に分けずに、
一定の低いキャリア濃度にしたものではη（７５℃）／
η（２５℃）〜０．６となった。また高いキャリア濃度
にしたものでは、ｐ型の第１埋め込み層２６が（１１
１）Ｂ面を形成し、η（７５℃）／η（２５℃）〜０．
６５となった。

【００３２】特にＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層２４の厚さ
を０．３μｍとし、ｐ型ＩｎＰクラッド層２５を形成せ
ず、ＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層２４上に回折格子を形成
したものでは、本発明の効果は顕著であった。つまり、
第１埋め込み層２６のＺｎ濃度を、内側領域２６ａと外
側領域２６ｂとの２つにわけた場合には、ｐ型ＩｎＰク
ラッド層２５の有無にかかわらず、レーザ特性に大きな
差はなかった。

【００３３】しかし、ｐ型の第１埋め込み層２６のＺｎ
濃度を全て高くした場合には、（１１１）Ｂ面形成によ
りｎ型ＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層２２、活性層２３、Ｇ
ａＩｎＡｓＰ光ガイド層２４の側面に充分な厚さのｐ型
の導伝型のＩｎＰ層が形成されず、正常な埋め込み成長
が進まず、特性の極めて劣ったレーザしか作成できなか
った。逆に言うとｐ型ＩｎＰクラッド層２５を形成する
と（１１１）Ｂ面が形成されてメサストライプ側面で成
長速度が低下する影響は緩和された。ｐ型ＩｎＰクラッ
ド層２５の厚さは０．３〜１．２μｍ程度の時が最も適
当であった。

【００３４】埋め込み層２６、２７でのリーク電流は、
埋め込み層の成長温度を、６２０℃から６７０〜７７０
℃迄上げるにつれて、略２ｍＡから０．５ｍＡへと顕著
に低下した。これは成長温度の上昇とともに原子の結晶
表面での拡散速度が急激に上昇し、その結果、平坦に埋
め込むことが可能になり、接合界面の凹凸による結晶欠
陥や電界集中等が防げるようになり活性層周辺の埋め込
み層の耐圧が上がったためと考えられる。

【００３５】本実施例のレーザでは活性層の結晶成長温
度が低く、ＩｎＧａＡｓＰの組成の温度依存性の弱い条
件で結晶成長を行っているので、組成の制御が正確で、
レーザの発振波長のばらつきを１．３２±０．０１μｍ
に制御することができた。本実施例と類似の構造の量子
井戸レーザで、活性層を６７０℃で成長した場合に較べ
て、ばらつきを約５割以下に抑えることができた。

【００３６】ＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層２２、ＧａＩｎ
ＡｓＰ量子井戸障壁層２３ａ及びＧａＩｎＡｓＰ光ガイ
ド層２４の組成はバンドギャップを１．０３μｍから
１．２３μｍまで小さくするにつれて閾値が５ｍＡから
１．９ｍＡ迄低下した。更にバンドギャップを小さくす
るとしきい値は急激に上昇した。これは障壁層のバンド
ギャップを小さくするにつれてキャリアの量子井戸への
均一な注入が可能となり、１．２３μｍよりも小さくす
ると急激にキャリアの量子井戸からの溢れが顕著になっ
たためと考えられる。

【００３７】図３は本発明の別の実施例に係る半導体レ
ーザを示す断面図である。本実施例の半導体レーザにお
いては、キャリア濃度４×１０¹⁸ｃｍ^-3のＺｎ添加のｐ
型ＩｎＰ基板４１の上に、厚さ２．５μｍ、キャリア濃
度１０¹⁸ｃｍ^-3のＺｎ添加のｐ型ＩｎＰクラッド層４
２、厚さ０．１μｍのＧａＩｎＡｓＰ（バンドギャップ
１．１３μｍ）光ガイド層４３、厚さ６ｎｍと７ｎｍの
ＧａＩｎＡｓＰ（バンドギャップ１．１３μｍ）量子井
戸障壁層４４ａとＧａＩｎＡｓＰ（バンドギャップ１．
４μｍ、格子不整合度０．６％）量子井戸井戸層４４ｂ
をそれぞれ５層と６層繰り返して重ねられた活性層４
４、厚さ０．２μｍでキャリア濃度５×１０¹⁷ｃｍ^-3の
Ｓｉ添加のＧａＩｎＡｓＰ（バンドギャップ１．１３μ
ｍ）光ガイド層４５、キャリア濃度２×１０¹⁸ｃｍ^-3の
Ｓｉ添加のｎ型ＩｎＰクラッド層４６が順に形成され
る。ｐ型ＩｎＰクラッド層４２の上部より上が幅約１．
５μｍのストライプ状のメサ構造をなす。

【００３８】メサストライプの両側は厚さ１μｍのｐ型
ＩｎＰ層第１埋め込み層４７で埋め込まれており、この
層のキャリア濃度は活性層近傍の３×１０¹⁷ｃｍ^-3から
活性層から遠い領域の１×１０¹⁸ｃｍ^-3まで断続的に変
化している。ここで、キャリア濃度４×１０¹⁷ｃｍ^-3以
下の領域は厚さ０．６μｍ以上、キャリア濃度７×１０
¹⁷ｃｍ^-3以上の領域は厚さ０．２μｍ以上形成される。
更に、厚さ０．８μｍでキャリア濃度１０¹⁸ｃｍ^-3のＳ
ｉ添加のｎ型電流ブロック層４８、厚さ１μｍのキャリ
ア濃度１０¹⁸ｃｍ^-3のＺｎ添加のｐ型ＩｎＰ層４９でメ
サストライプ周囲が埋め込まれる。

【００３９】本実施例ではｐ型ＩｎＰ第１埋め込み層４
７のキャリア濃度が内側では３×１０¹⁷ｃｍ^-3と低いの
で活性層の側面に充分な厚さの０．４μｍのｐ型の導電
型のＩｎＰが形成される。その後、活性層から遠い外側
領域でキャリア濃度が１×１０¹⁸ｃｍ^-3まで上がること
によりメサ構造上端付近に（１１１）Ｂ面５５が形成さ
れる。更に、メサストライプ側面に沿うように比較的成
長速度の遅い面（Ｓ面）５６が形成される。更に、メサ
ストライプから離れた領域に成長速度の速い結晶面（Ｆ
面）５７が形成される。このため電流ブロック層４８は
（１１１）Ｂ面５５上、Ｓ面５６上にはほとんど積層せ
ず、Ｆ面５７上に積層する。更にｐ型ＩｎＰ層４９で埋
め込んだ為に、活性層直近のｐ型ＩｎＰ層４７やｐ型Ｉ
ｎＰ層４９からの不純物の拡散の効果もあり、電流ブロ
ック層４８はｐ型の領域に取り囲まれるように埋め込ま
れる。

【００４０】ｎ型ＩｎＰクラッド層４６とｐ型ＩｎＰ層
４９の上には、キャリア濃度１０¹⁸ｃｍ^-3のＳｉ添加の
ｎ型ＩｎＰ層５０及びキャリア濃度５×１０¹⁸ｃｍ^-3、
厚さ０．５μｍのＳｉ添加ｎ型のＧａ_0.47Ｉｎ_0.53Ａｓ
コンタクト層５１が形成される。ＧａＩｎＡｓコンタク
ト層５１上にはＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕのｎ側金属電極
５２が蒸着される。ｐ型ＩｎＰ基板４１上にはＡｕ−Ｚ
ｎ／Ａｕのｐ側金属電極５３が蒸着される。本半導体レ
ーザでは、共振器長が２００μｍで、ＳｉとＳｉＯ₂の
多層膜により、一方の端面に反射率が７０％、他方の端
面に反射率が９０％の高反射コートが施される。

【００４１】本半導体レーザの振波長は１．３μｍ、し
きい電流は２．３ｍＡで、またスロープ効率ηの温度変
動はη（７５℃）／η（２５℃）〜０．７と、ｎ基板上
に形成したレーザと同様の優れた特性を示し、ｐ基板上
に形成したこの様なしきい電流の小さいレーザとしては
優れた特性を示した。

【００４２】ｐ型ＩｎＰ第１埋め込み層４７全体のＺｎ
濃度を下げた場合には、図４に示すように、メサ構造上
端付近には（１１１）Ｂ面が形成されず、メサストライ
プ側面に沿うようなＳ面も形成されなかった。このため
ｎ型の電流ブロック層４８はＳｉＯ₂マスク（図２及び
５図示のマスク３４と同様な）の下端まで成長し、ｎ型
ＩｎＰクラッド層５０を形成した際に２つのｎ型層が接
続してしまった。またｐ型第１埋め込み層４７とｎ型ク
ラッド層５０とのビルトインポテンシャルも小さくなっ
た。このため電流ブロック層４８は有効に機能せずリー
ク電流が多く、レーザの温度特性が劣っていた。

【００４３】第１埋め込み層４７全体のＺｎ濃度を高く
した場合には、図５に示すように（１１１）Ｂ面形成に
よりＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層４３、活性層４４、Ｇａ
ＩｎＡｓＰ光ガイド層４５の側面に充分な厚さのｐ型の
導伝型のＩｎＰ層が形成されず、正常な埋め込み成長が
進まなかった。また、活性層の直近のｐ型埋め込み層か
ら活性層へのＺｎの拡散の影響が大きく、温度特性の劣
ったレーザしか作成できなかった。

【００４４】しかし、図６に示すように、ｎ型ＩｎＰク
ラッド層４６の厚さを厚くすると、活性層がメサストラ
イプ上端から離れるので、（１１１）Ｂ面が形成されて
メサストライプ側面での成長速度が低下しても、活性層
４４の側面に形成される。活性層直近のｐ型層の厚さが
厚くなり、レーザの特性の劣化は小さくなりη（７５
℃）／η（２５℃）〜０．６程度の半導体レーザが得ら
れた。ｎ型ＩｎＰクラッド層４６の厚さは０．３〜０．
７μｍ程度の時が最も適当であった。薄すぎる場合には
温度特性が悪く、厚すぎるときにはメサエッチングの深
さと活性層側面からのサイドエッチングの量が不安定と
なり、再現性が悪化した。

【００４５】ｎ型基板上に形成した場合にはメサエッチ
ング深さと埋め込み層の厚さは誤差０．５μｍ程度で一
致することが望ましい。しかし、図３図示のように、ｐ
型の基板上に形成する場合にはメサエッチングの深さ
が、ｐ型ＩｎＰ第１埋め込み層４７の厚さと電流ブロッ
ク層４８の厚さとを加えたものよりも深く、電流ブロッ
ク層４８の表面がｐ型ＩｎＰ層４９に埋め込まれてｎ型
ＩｎＰクラッド層４６と接していなければ、ｐ型ＩｎＰ
層４９の厚さがメサの幅と同程度或いはｐ型ＩｎＰ層４
９とｎ型ＩｎＰクラッド層５０とのなす角度θが４５度
以下であれば、特性に大きな変化はなかった。すなわ
ち、電流ブロック層４８の表面がｐ型ＩｎＰ層４９に埋
め込まれてｎ型ＩｎＰクラッド層４６と接さないという
条件の範囲内で、できるだけメサエッチングの深さを浅
くすることが、再現性という面では有利である。メサエ
ッチングの深さが活性層直近のｐ型ＩｎＰ層４７の厚さ
と電流ブロック層４８の厚さを加えたものと略一致させ
ると再現性が最もよかった。

【００４６】図７は、本発明の更に別の実施例に係るｐ
基板を用いた埋め込み型半導体レーザの概略構成を示す
断面図である。ここではＩｎＰ基板を用いたＩｎＧａＡ
ｓＰ系の１．３ミクロン帯の半導体レーザを例にとって
説明するが、他の材料系、他の波長帯でも同様に実施可
能なものである。

【００４７】ｐ型ＩｎＰ基板６１上には、ｐ型ＩｎＰバ
ッファ層６２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層６３、ｎ型ＩｎＰ
クラッド層６４、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層６５、ｎ型Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層６６、ｐ型ＩｎＰ電流ブロック層６
７、ｎ型ＩｎＰクラッド層６８、ｎ型ＩｎＧａＡｓコン
タクト層６９が形成される。コンタクト層６９及び基板
６１上にはそれぞれｎ側電極７０、ｐ側電極７１が配設
される。

【００４８】次に、図８を参照しながら、上記構成の半
導体レーザの製造工程と各部の詳細を説明する。

【００４９】まず図８（ａ）に示すように、ｐ型ＩｎＰ
基板６１の上に、ＭＯＣＶＤ法でｐ型ＩｎＰバッファ層
６２（ｐ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さ１μｍ）、ＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層６３、ｎ型ＩｎＰクラッド層６４（ｎ＝１
×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さ０．２μｍ）、ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐエッチングダミー層７３を結晶成長する。

【００５０】次に、図８（ｂ）に示すように、＜０１１
＞方向に幅４．２μｍのＳｉＯ₂ストライプ状マスク７
２を形成した後、化学エッチングを施し、図８（ｃ）に
示すような高さ３μｍのメサストライプを形成する。こ
のとき、図１１図示の従来例と異なるのはメサストライ
プ側面の形状を、ＳｉＯ₂マスクから約１．５μｍの範
囲では基板に対してほぼ垂直で、そこから下側の領域で
はメサストライプ幅が徐々に広がる滑らかな形状とした
ことである。なめらかな曲線部分の局率半径は約１．５
μｍ程度である。またこのとき、化学エッチャントとし
ては臭素と臭化水素酸と水とを混合したエッチャントを
用い、エッチングはエッチャント中でウエハを静止した
状態で行った。また、図８（ｃ）のようなメサ形状を得
るためには、ＩｎＧａＡｓＰエッチングダミー層７３の
バンドギャップ波長を１．１〜１．２μｍ程度にするの
が望ましい。

【００５１】次に、図８（ｄ）に示すように、ＳｉＯ₂
マスク７２を残したままで、ＭＯＣＶＤ法によりｐ型Ｉ
ｎＰ埋め込み層６５（ｐ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さ０．
５μｍ）、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層６６（ｎ＝７×１
０¹⁷ｃｍ^-3、厚さ１．５μｍ）、ｐ型ＩｎＰ電流ブロッ
ク層６７（ｐ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さ１．０μｍ）を
結晶成長する。このとき１層のｐ型ＩｎＰ埋め込み層を
成長したときのメサストライプ側面には図１２（ａ）と
同様に（１１１）Ｂ面と（２２１）Ｂ面が現れるが、
（２２１）Ｂ面の断面の長さは、約１μｍ程度と従来構
造よりも約２倍長い。従って、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック
層６６の厚さを１．５μｍと十分厚くしても、メサスト
ライプ側面の（２２１）Ｂ面が消失することはない。

【００５２】なおメサストライプ側面の全体形状が基板
に対して、ある程度以上直角に近くなると（２２１）Ｂ
面が形成されない。従って、メサストライプ側面の基板
に対して垂直な部分より下側のなめらかな曲線領域の局
率半径は少なくとも１μｍ以上にすることが重要であ
る。最も好ましい形状は、メサストライプの高さの約半
分が基板に対して垂直で、残りの約半分がなめらかな曲
線になるような形状である。また活性層とｎ型ＩｎＰ電
流ブロック層の間のｐ型ＩｎＰ領域は電流のリークパス
になるが、このリークパスの幅をできるだけ狭くする必
要がある。そこで活性層は、メサストライプのできるだ
けＳｉＯ₂マスクの近くにあることが重要なので、ｎ型
ＩｎＰクラッド層６４の厚さを０．２μｍと小さくし
た。

【００５３】次に、図８（ｅ）に示すように、ＳｉＯ₂
マスク７２とＩｎＧａＡｓＰエッチングダミー層７３を
除去したあとで、ＭＯＣＶＤ法によりｎ型ＩｎＰクラッ
ド層６８（ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3、厚さ１．５μｍ）、
ｎ型ＩｎＧａＡｓコンタクト９（ｎ＝１×１０¹⁹ｃ
ｍ^-3、厚さ０．５μｍ）を結晶成長する。最後に、図８
（ｆ）に示すように、ｎ側電極７０、ｐ側電極７１の形
成と基板研磨を行い、個々の半導体レーザに劈開するこ
とにより図７に示すような半導体レーザが作製できる。

【００５４】このようにして作製した半導体レーザは、
ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層の厚さを従来構造に比べ２倍
程度に厚くできるため、高電流注入時や高温動作時にも
電流ブロック層を流れるリーク電流は少なく、従来構造
にくらべ高出力動作や高温動作が可能になる。実際作製
した半導体レーザでは、共振器長３００μｍの両面劈開
の素子で、１００℃においても２０ｍＡ以上の光出力が
得られた。

【００５５】ところで、図７のＩｎＧａＡｓＰ活性層６
３は、図９に模式的に示すような構造の井戸数７個の多
重量子井戸構造で、ノンドープｐ側光閉じ込め層８１
（厚さ２０ｎｍ）、ノンドープ障壁層８２（厚さ１０ｎ
ｍ）、ノンドープ歪み井戸層８３（厚さ８ｎｍ，圧縮歪
み１％）、ｎ型ｎ側光閉じ込め層８４（ｎ＝５×１０¹⁷
ｃｍ^-3、厚さ８０ｎｍ）で構成される。このとき、光閉
じ込め層と障壁層のバンドギャップ波長はそれぞれ１．
０５μｍと１．１５μｍとし、レーザの発振波長は１．
３μｍになるようにした。

【００５６】図１０は本発明の更に別の実施例に係る半
導体レーザを示す斜視図である。この実施例は分布帰還
型半導体レーザで、１回目の結晶成長では、ｐ型ＩｎＰ
バッファ層６２、ＩｎＧａＡｓＰ活性層６３のみを結晶
成長し、この上に干渉露光法を用いて、回折格子７５を
形成している。メサストライプ側面の形状は、メサスト
ライプ幅がＳｉＯ₂マスクの直下で最も広く、マスクか
ら遠ざかるにつれてわずかに減少するよう形状である。

【００５７】メサストライプの上側半分の領域の側面の
接線方向と基板の法線方向のなす角度は１０度以内にな
るように設定する。この角度が大きくなりすぎると、埋
め込み成長時に（２２１）Ｂ面が形成されなくなってし
まう。このように、ＳｉＯ₂マスクの近くで、メサスト
ライプ幅がマスクから遠ざかるに連れて小さくなるよう
にしたのは、ＳｉＯ₂マスクの直下にある活性層側面に
第１埋め込み層のｐ型ＩｎＰが成長しやすくするためで
ある。なおその他の部分は、図７の実施例とまったく同
じである。ただし、３回目の結晶成長では回折格子の保
存及びサーマルエッチングにより適度に回折格子が変形
する条件を満たす必要がある。例えば、このためには成
長開始温度は５５０℃〜６２０℃とすることが望まし
く、４００℃以上に昇温後、成長開始までの時間は３０
秒から３分３０秒とすることが望ましい。また、ＰＨ₃
の圧力は０．０２〜２０Ｔｏｒｒとすることが望まし
い。また、活性層６３は図７の実施例と同様に多重量子
井戸構造とし、回折格子はｎ側光ガイド層に形成した。
本発明は、回折格子が基板に対して、活性層よりも上側
にある構造の分布帰還型半導体レーザにも適している。

【００５８】なお上記実施例ではＰｌａｎｅｒＢｕｒ
ｉｅｄＨｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ構造のレーザ
について説明したが、本発明は、逆接合を用いて電流狭
窄を行うデバイスであれば他の構造のレーザや集積化レ
ーザ、面発光レーザ、変調器等の集積化デバイスへの応
用も可能である。

【００５９】上記実施例では、１．３μｍの波長の多重
量子井戸構造の活性層を有するレーザについて述べた
が、波長はどの様な波長でもよい。また、逆接合埋め込
み層の少なくとも一部分にＩｎＡｌＡｓ，ＩｎＧａＡｓ
Ｐ，Ｉｎ_xＧａ_yＡｌ_1-x-yＰ（０≦ｘ、ｙ≦１）或い
はこの組合わせ等のＩｎＰ以外の材料が用いられていて
もよい。ＩｎＰとＡｌとを含む層、つまり、ＩｎＡｌＡ
ｓ層またはＩｎＡｌＧａＰ層等を埋め込み層５、６、７
のいずれかに設ける場合は、Ａｌを含む層を５０〜２０
０オングストローム程度に薄膜化し、Ａｌを含む層の間
に５０〜２０００オングストロームの厚さのＩｎＰ層を
含む構造とすると、選択成長が容易となり、特性の向上
が望める。また、Ａｌを含む層の層数は１〜１０層と
し、トータルで１０００オングストローム以下の厚さと
することが特性向上の上で望ましい。また、ＳｉＯ₂マ
スク３４の幅は４μｍ以下とすることが望ましい。

【００６０】また、活性層の構造も問わない。また、本
発明はＧａＡｓ基板或いはＳｉ基板上に形成したクラッ
ド層にＩｎＰを含むデバイス、ＧａＡｓ基板上の埋め込
み層にＩｎ_xＧａ_yＡｌ_1-x-yＰ（０≦ｘ、ｙ≦１）を
含むデバイスにも適用可能である。また、ｐ型の不純物
としてＺｎを用いたが、Ｃｄ等他のII族元素をｐ型の不
純物として用いた場合にもＺｎの場合と同様の効果を発
揮する。つまり、活性層に接する埋め込み層２６内で活
性層近傍２６ａで低キャリア濃度、活性層から離れた外
側２６ｂで高キャリア濃度とすることでｐ型不純物の活
性層への拡散を抑制でき、且つ所望の埋め込み形状を得
ることができるようになる。この場合高い不純物濃度と
は、原料からの不純物の取り込まれ効率が急激に変化す
る不純物濃度を指し、Ｃｄの場合にもＺｎと同様に略５
×１０¹⁷ｃｍ^-3となる。また、ｎ型不純物としてはＳｉ
を用いたがＳｎ等のIV族元素でもＳ，Ｓｅ等のVI族元素
でもよい。

【００６１】

【発明の効果】本発明の第１の視点によれば、活性層へ
のｐ型不純物の拡散を防ぐと共に、活性層の側面を、活
性層に悪影響を与えない高品質のｐ型の導伝型の埋め込
み層で、充分な厚さに、滑らかに埋め込むことができ、
低閾値で温度特性がよく、信頼性が高く、ＭＯＣＶＤ法
で再現性高く作成可能な半導体レーザを提供することが
できる。この効果は高出力の半導体レーザにも適用可能
であり、素子特性の向上を実現できる。

【００６２】本発明の第２の視点によれば、ｐ基板を用
いたＭＯＣＶＤ法による埋め込み型半導体レーザにおい
て、埋め込み成長時にメサストライプ側面に現れる（２
２１）Ｂ面の長さを従来より長くすることが可能とな
る。従って、ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層の厚さを厚くす
ることができ、高出力動作と高温動作に適した半導体レ
ーザを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る半導体レーザを示す断面
図。

【図２】図１図示の半導体レーザの活性層の側面をｐ型
埋め込み層で埋め込むプロセスを説明する断面図。

【図３】本発明の別の実施例に係る半導体レーザを示す
断面図。

【図４】図３図示の半導体レーザの活性層の側面を低濃
度のｐ型埋め込み層で埋め込んだ場合のレーザ構造を説
明する断面図。

【図５】図３図示の半導体レーザの活性層の側面を高濃
度のｐ型埋め込み層で埋め込んだ場合のプロセスを説明
する断面図。

【図６】図３図示の半導体レーザの活性層の側面を高濃
度のｐ型埋め込み層で埋め込んだ場合のｎ型クラッド層
の厚さに関する効果を説明するための断面図。

【図７】本発明の更に別の実施例に係る半導体レーザを
示す断面図。

【図８】図７図示の半導体レーザの製造工程を順に示す
断面図。

【図９】図７図示の半導体レーザの活性層における多重
量子井戸のバンド構造を示す模式図。

【図１０】本発明の更に別の実施例に係る半導体レーザ
を示す断面図。

【図１１】従来の半導体レーザを示す断面図。

【図１２】図１１図示の半導体レーザのメサストライプ
側面の埋め込み成長過程を示す断面図。

【図１３】従来の別の半導体レーザを示す断面図。

【符号の説明】

２１…ｎ型ＩｎＰ基板側クラッド、２２…ｎ型ＧａＩｎ
ＡｓＰ光ガイド層、２３…活性層、２３ａ…量子井戸障
壁層、２３ｂ…量子井戸井戸層、２４…光ガイド層、２
５…ｐ型ＩｎＰクラッド層、２６…ｐ型第１埋め込み層
ＩｎＰ層、２６ａ…第１埋め込み層の内側領域、２６ｂ
…第１埋め込み層の外側領域、２７…ｎ型ＩｎＰ電流ブ
ロック層、２８…ｐ型ＩｎＰ層、２９…Ｇａ_0.47Ｉｎ
_0.53Ａｓコンタクト層、３１…ｐ側電極、３２…ｎ側電
極、３４…ＳｉＯ₂マスク、３３…メサストライプ、３
５…（１１１）Ｂ面、３６…成長速度の遅い面、４１…
ｐ型ＩｎＰ基板、４２…ｐ型ＩｎＰクラッド層、４３…
ＧａＩｎＡｓＰ光ガイド層、４４…活性層、４４ａ…量
子井戸障壁層、４４ｂ…量子井戸井戸層、４５…ＧａＩ
ｎＡｓＰ光ガイド層、４６…ｎ型ＩｎＰクラッド層、４
７…ｐ型ＩｎＰ活性層直近層、４８…ｎ型ＩｎＰ電流ブ
ロック層、４９…ｐ型ＩｎＰ層、５０…ｎ型ＩｎＰ層、
５１…ｎ型ＧａＩｎＡｓコンタクト層、５２…ｎ側電
極、５３…ｐ側電極、５５…（１１１）Ｂ面、５６…Ｓ
面、５７…Ｆ面、６１…ｐ型ＩｎＰ基板、６２…ｐ型Ｉ
ｎＰバッファ層、６３…ＩｎＧａＡｓＰ活性層、６４…
ｎ型ＩｎＰクラッド層、６５…ｐ型ＩｎＰ埋め込み層、
６６…ｎ型ＩｎＰ電流ブロック層、６７…ｐ型ＩｎＰ電
流ブロック層、６８…ｎ型ＩｎＰクラッド層、６９…ｎ
型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、７０…ｎ側電極、７１
…ｐ側電極、７２…ＳｉＯ₂マスク、７３…ｎ型ＩｎＧ
ａＡｓＰエッチングダミー層、８１…ｐ側光ガイド層、
８２…障壁層、８３…井戸層、８４…ｎ側光ガイド層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古山英人神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者国分義弘神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活性層の上下にクラッド層が形成され、前
記活性層の両側に電流ブロック領域が形成された半導体
レーザにおいて、前記活性層の側面に直接接触する前記電流ブロック領域
の第１埋め込み層がｐ型の導電型を示し、前記第１埋め
込み層の前記活性層から離れた外側領域の少なくとも一
部のキャリア濃度が、前記第１埋め込み層の前記活性層
に直接接触する内側領域のキャリア濃度よりも高いこと
を特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】前記クラッド層にＩｎＰを含み、前記活性
層の幅がメサストライプを形成することにより規定され
る請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項３】前記第１埋め込み層の前記外側領域の前記
少なくとも一部のキャリア濃度及び前記内側領域のキャ
リア濃度がそれぞれ約７×１０¹⁷〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3及
び約１×１０¹⁷〜４×１０¹⁷ｃｍ^-3である請求項１記載
の半導体レーザ。
【請求項４】前記活性層の形成温度よりも前記電流ブロ
ック領域の形成温度の方が高い請求項１または３に記載
の半導体レーザ。
【請求項５】前記メサストライプ及び電流ブロック領域
が有機金属気相成長法により形成された層からなる請求
項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体レーザ。
【請求項６】前記メサストライプの側面の形状がなめら
かな曲線で、前記メサストライプの頂上に近い側の略半
分の領域での曲線上の各点での曲率半径が１０μｍ以上
であり且つこの領域の曲線上の各点での接線と前記基板
の法線とのなす角度が１０度以下である請求項２記載の
半導体レーザ。