JPH0955558A - 半導体レーザ素子 - Google Patents

半導体レーザ素子

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JPH0955558A
JPH0955558A JP7206363A JP20636395A JPH0955558A JP H0955558 A JPH0955558 A JP H0955558A JP 7206363 A JP7206363 A JP 7206363A JP 20636395 A JP20636395 A JP 20636395A JP H0955558 A JPH0955558 A JP H0955558A
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JP
Japan
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layer
type
current
semiconductor laser
laser device
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JP7206363A
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Akihiro Matsumoto
晃広 松本
Naohiro Suyama
尚宏 須山
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温動作における素子特性を改善でき、しか
も発光効率の低下を防止できる半導体レーザ素子を提供
する。 【解決手段】 ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ型第１
クラッド層１０２と活性層１０３とｐ型第２クラッド層
１０４とがこの順に形成されている。その上に、ストラ
イプ状溝部１０６を有するｎ型電流光閉じ込め層１０５
が形成され、ストライプ状溝部１０６を埋め込むように
ｐ型第３クラッド層１０７が形成されている。ｎ型電流
光閉じ込め層１０５はドーパントとしてＳｉを含有し、
ｎ型第１クラッド層１０２はドーパントとしてＳｉを含
有していない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等に用
いられる半導体レーザ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（従来例１）従来、半導体レーザ素子においては、横方
向（基板に水平な方向）に対する電流および光の閉じ込
め効率を向上させるために、図８に示すような埋め込み
ヘテロ構造が提案されている。この半導体レーザ素子
は、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板５０１上に、第１回目のＭ
ＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法によりｎ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓ第１クラッド層５０２（キャリア濃度１×１
０18ｃｍ-3、ドーパントＳｅ）、ノンドープ活性層５０
３、ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第２クラッド層５０４（キ
ャリア濃度５×１０17ｃｍ-3、ドーパントＺｎ）および
ｎ型ＧａＡｓ電流光閉じ込め層５０５（キャリア濃度３
×１０18ｃｍ-3、ドーパントＳｅ）が順次成長されてい
る。ｎ型電流光閉じ込め層５０５には、ｐ型第２クラッ
ド層５０４に達するようにストライプ状溝５０６が形成
され、その溝５０６を埋め込むように、第２回目のＭＯ
ＣＶＤ法によりｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第３クラッド層
５０７（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、ドーパントＺ
ｎ）およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層５０８（キャリア
濃度３×１０18ｃｍ-3、ドーパントＺｎ）が形成されて
いる。このような半導体レーザ素子においては、ｎ型ド
ーパントとしてはＳｅが、ｐ型ドーパントとしてはＺｎ
が一般的に用いられる。また、ｐ型第２クラッド層５０
４の層厚は、電流と光の閉じ込めを効果的に行えるよう
に、０．０５〜０．６μｍの範囲に設定される。
【０００３】（従来例２）ところで、藤井等は、ICMOVP
E VII conference(1994)において、以下のような報告
を行っている。ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＣＶＤ法に
よりｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層（キャリア濃度１×１０
18ｃｍ-3、ドーパントＳｅ）およびｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓ層（キャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、ドーパントＺ
ｎ、層厚１．２５μｍ）およびｎ型ＧａＡｓ層を順次成
長する。このｎ型ＧａＡｓ層のドーパントをＳｅとした
場合、Ｓｅのキャリア濃度が４×１０18ｃｍ-3以上にな
ると、ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ層からｎ型Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓ層およびｎ型ＧａＡｓ層へのＺｎの拡散が増大
する。これに対して、ｎ型ＧａＡｓ層のドーパントをＳ
ｉとした場合、Ｓｉのキャリア濃度が４×１０18ｃｍ-3
になってもＺｎの拡散は比較的少なく、６×１０18ｃｍ
-3以上になるとＳｅと同様にＺｎの拡散が増大する。
【０００４】（従来例３）一方、Ｎｅａｖｅ等は、App
l.Phys.A32(1983)195.において、ｎ型ドーパントとして
Ｓｉを用いた場合に、キャリア濃度が３×１０18ｃｍ-3
以上になると、発光効率が急激に低下することを報告し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例１
〜３では、各々以下のような問題がある。
【０００６】従来例１の半導体レーザ素子では、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板上に、第１回目のＭＯＣＶＤ法によりｎ型第
１クラッド層５０２、活性層５０３、ｐ型第２クラッド
層５０４およびｎ型電流光閉じ込め層５０５を順次成長
する。この時、ｐ型第２クラッド層５０４にドーパント
として含有されるＺｎが、両側のｎ型第１クラッド層５
０２およびｎ型電流光閉じ込め層５０５に拡散して、そ
の結果、ｐ型第２クラッド層５０４のキャリア濃度が低
下する。このため、活性層５０３に注入されたキャリア
に対するｐ型第２クラッド層５０４の障壁が低下し、ｐ
型第２クラッド層５０４側にキャリアが漏れる。このよ
うなキャリアの漏れは、高温動作時に特に顕著に起こる
ので、高温動作における半導体レーザ素子の特性が悪化
するという問題がある。
【０００７】また、従来例２では、ｎ型ＧａＡｓ基板上
に、ＭＯＣＶＤ法によりｎ型ＡｌＧａＡｓ層、ｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ層およびｎ型ＧａＡｓ層を順次成長する場合、
ｎ型ＧａＡｓ層のドーパントとしてＳｉを用いた方がＳ
ｅを用いるよりも、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層のドーパントで
あるＺｎの拡散が少ないことを示している。しかし、こ
の構造では、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層とｐ型ＡｌＧａＡｓ層
との間に半導体レーザ素子の活性層に相当する層が無
く、半導体レーザ素子構造とは異なっている。また、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ層の層厚は１．２５μｍであり、半導体
レーザ素子構造において第２クラッド層の層厚として典
型的な層厚である０．０５μｍ〜０．６μｍに比べて非
常に厚い。さらに、ｐ型ＡｌＧａＡｓ層のキャリア濃度
も不明である。従って、半導体レーザ素子構造に適用し
た場合にＺｎの拡散状態がどうなるかは明確でない。
【０００８】さらに、従来例３では、上述したように、
ｎ型ドーパントとしてＳｉを高濃度にドーピングする
と、発光効率が低下することを報告している。従って、
高温動作における半導体レーザ素子の特性を改善するた
めに、活性層に隣接するｎ型クラッド層のドーパントに
Ｓｉを用いた場合、活性層にＳｉが拡散し、そのＳｉが
活性層内部の発光効率を低下してしまうという問題があ
る。
【０００９】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
べくなされたものであり、高温動作における素子特性を
改善でき、しかも発光効率の低下を防止できる半導体レ
ーザ素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、ｎ型半導体基板上に、ｎ型第１クラッド層と活性
層とｐ型第２クラッド層とが基板側からこの順に形成さ
れ、該第２クラッド層上に、ストライプ状溝部を有する
ｎ型電流光閉じ込め層が形成され、該ストライプ状溝部
を埋め込むようにｐ型第３クラッド層が形成されている
半導体レーザ素子において、該電流光閉じ込め層がドー
パントとしてＳｉを含有し、該第１クラッド層がドーパ
ントとしてＳｉを含有しておらず、そのことにより上記
目的が達成される。
【００１１】本発明の半導体レーザ素子は、ｎ型半導体
基板上に、ｎ型第１クラッド層と活性層とｐ型第２クラ
ッド層とが基板側からこの順に形成され、該第２クラッ
ド層上に、リッジストライプ状のｐ型第３クラッド層が
形成され、該リッジストライプ状の第３クラッド層の両
外側を挟んでｎ型電流光閉じ込め層が形成されている半
導体レーザ素子において、該電流光閉じ込め層がドーパ
ントとしてＳｉを含有し、該第１クラッド層がドーパン
トとしてＳｉを含有しておらず、そのことにより上記目
的が達成される。
【００１２】前記第２クラッド層の厚みが０．０５μｍ
以上０．６μｍ以下であるのが望ましい。
【００１３】前記電流光閉じ込め層のバンドギャップが
前記活性層のバンドギャップ以下であり、該電流光閉じ
込め層のキャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3以上５×１０
18ｃｍ-3以下であるのが望ましい。
【００１４】前記電流光閉じ込め層のバンドギャップが
前記活性層のバンドギャップより大きく、該電流光閉じ
込め層のキャリア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上５×１０
18ｃｍ-3以下であるのが望ましい。
【００１５】前記第１クラッド層のドーパントがVI族原
子であるのが望ましい。
【００１６】以下に、本発明の作用につき説明する。
【００１７】本発明にあっては、ｎ型電流光閉じ込め層
がドーパントとしてＳｉを含有している。従って、ｎ型
ＧａＡｓ基板上にｎ型第１クラッド層、活性層、ｐ型第
２クラッド層およびｎ型電流光閉じ込め層を成長する時
に、ｐ型第２クラッド層のドーパント、例えばＺｎの拡
散を抑制できる。
【００１８】また、活性層に隣接するｎ型第１クラッド
層にはドーパントとしてＳｉを含有していないので、ｎ
型第１クラッド層から活性層にドーパント原子が拡散し
ても、発光効率を低下することがない。
【００１９】ｐ型第２クラッド層の厚みは０．０５μｍ
以上０．６μｍ以下にすると、電流および光の閉じ込め
を効率よく行うことができる。
【００２０】ｎ型電流光閉じ込め層のバンドギャップを
活性層のバンドギャップ以下とし、光閉じ込め層のキャ
リア濃度を１×１０18ｃｍ-3以上５×１０18ｃｍ-3以下
とした場合、またはｎ型電流光閉じ込め層のバンドギャ
ップを活性層のバンドギャップより大きくし、電流光閉
じ込め層のキャリア濃度を１×１０17ｃｍ-3以上５×１
０18ｃｍ-3以下とした場合、電流および光の閉じ込めを
十分にすると共にｐ型第２クラッド層のキャリア濃度を
十分高くすることができる。
【００２１】第１クラッド層のドーパントとしては、Ｓ
ｅ、Ｓ、Ｔｅ等のVI族原子を用いると、発光効率を低下
することがないので、素子特性低下を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。
【００２３】（実施形態１）図１に、実施形態１の半導
体レーザ素子の断面図を示す。
【００２４】この半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基
板１０１上に、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層
１０２（層厚１．０μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ
-3、ドーパントＳｅ）、ノンドープＡｌ0.14Ｇａ0.86Ａ
ｓ活性層１０３（層厚０．０８μｍ）、ｐ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓ第２クラッド層１０４（層厚０．３μｍ、ド
ーパントＺｎ）およびｎ型ＧａＡｓ電流光閉じ込め層１
０５（層厚０．６μｍ、キャリア濃度３×１０18ｃ
ｍ-3、ドーパントＳｉ）が形成されている。
【００２５】ｎ型電流光閉じ込め層１０５には、中央部
にｐ型第２クラッド層１０４に達するようにストライプ
状溝１０６が形成され、その溝１０６を埋め込むよう
に、ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第３クラッド層１０７（層
厚１．５μｍ）が形成されている。その上には、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層１０８（層厚１．５μｍ）が形成さ
れている。
【００２６】さらに、ｐ型コンタクト層１０８上にはｐ
型電極１０９が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１側に
はｎ型電極１１０が形成されている。
【００２７】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製できる。
【００２８】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上に、第１
回目のＭＯＣＶＤ法により、ｎ型第１クラッド層１０
２、ノンドープ活性層１０３、ｐ型第２クラッド層１０
４、ｎ型電流光閉じ込め層１０５を積層形成する。
【００２９】次に、電流光閉じ込め層１０５の中央部
に、ｐ型第２クラッド層１０４に到達するようにストラ
イプ状溝１０６を形成し、この溝１０６を埋め込むよう
に、第２回目のＭＯＣＶＤ法によりｐ型第３クラッド層
１０７を形成し、引き続いてｐ型コンタクト層１０８を
積層形成する。
【００３０】その後、コンタクト層１０８の上面にｐ型
電極１０９を、基板１０１の下面にｎ型電極１１０を各
々形成し、劈開法により共振器長を２５０μｍに調整し
て、共振器端面の反射率が３０％となるようにＡｌ2Ｏ3
膜を形成する。
【００３１】本実施形態の半導体レーザ素子は、電流光
閉じ込め層１０５のバンドギャップが活性層１０３のバ
ンドギャップ以下である。このため、活性層１０３で発
生した光は電流光閉じ込め層１０５で吸収され、ストラ
イプ溝１０６の直下の活性層に光が主として閉じ込めら
れる。この半導体レーザ素子において、ｐ型電極１０９
とｎ型電極１１０との間に順方向の電圧を印加した場合
の閾値電流は４０ｍＡ、電流−光出力特性のスロープ効
率は０．３Ｗ／Ａであった。
【００３２】本実施形態の半導体レーザ素子の室温２０
℃および高温８０℃における特性温度と、高温８０℃で
５ｍＷの光出力を行った場合の素子寿命とを下記表１に
示す。また、比較例として、電流光閉じ込め層１０５の
ドーパントとしてＳｅを含有した従来の半導体レーザ素
子についても同時に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】上記表１において、特性温度Ｔ０は、８０
℃における閾値電流Ｉｔｈ（８０℃）と２０℃における
閾値電流Ｉｔｈ（２０℃）との比により、下記式（１）
のように定義される。Ｔ０が大きい程、Ｉｔｈ（８０
℃）とＩｔｈ（２０℃）との比が１に近くなって、高温
時における電流増大が抑制される。
【００３５】 Ith(80℃)/Ith(20℃)=exp{(80℃-20℃)/T0} ・・・（１） また、素子寿命は、半導体レーザ素子の動作電流が初期
の動作電流から２０％増大した時の走行時間とする。
【００３６】上記表１から理解されるように、ｎ型電流
光閉じ込め層のドーパントとしてＳｉを用いた本実施形
態１の半導体レーザ素子は、Ｓｅを用いた従来の半導体
レーザ素子に比べて特性温度が大きく、高温時における
電流増大が抑制されるため、高温動作時の素子寿命が３
倍以上に改善されている。
【００３７】このような結果が得られた理由について
は、以下のように考えられる。
【００３８】半導体レーザ素子の特性温度は、ｐ型第２
クラッド層１０４のキャリア濃度により左右される。例
えば、ｐ型第２クラッド層１０４のキャリア濃度が低い
と、活性層１０３に注入されたキャリアに対するｐ型第
２クラッド層１０４の障壁が低くなるので、キャリアが
ｐ型第２クラッド層１０４側に漏れ出す。このようなキ
ャリアの漏れは、高温動作時に特に顕著に起こるため、
高温動作時に電流が増大して素子寿命が低下する。この
キャリア漏れを防ぐには、ｐ型第２クラッド層１０４の
キャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以上にする必要がある
ことが、実験的検討により明らかになっている。
【００３９】上述のような半導体レーザ素子の製造にお
いて、第１回目のＭＯＣＶＤ成長終了時点でのｎ型電流
光閉じ込め層１０５のキャリア濃度を変化させて、ｐ型
第２クラッド層１０４のキャリア濃度と層厚との関係を
測定した。本実施形態１の半導体レーザ素子の測定結果
を図２に示す。また、電流光閉じ込め層１０５のドーパ
ントとしてＳｅを用いた従来の半導体レーザ素子の測定
結果を図９に示す。
【００４０】従来の半導体レーザ素子では、図９に示す
ように、ｐ型第２クラッド層のキャリア濃度が２．０×
１０18ｃｍ-3の設定で成長を行っているにも拘らず、成
長中にドーパントＺｎが、両側の、活性層およびｎ型第
１クラッド層の側およびｎ型電流光閉じ込め層の側に拡
散するため、ｐ型第２クラッド層のキャリア濃度が低下
している。
【００４１】図９に示すように、上記従来の半導体レー
ザ素子において、ｐ型第２クラッド層のキャリア濃度を
５×１０17ｃｍ-3以上にするには、ドーパントＳｅを含
有するｎ型電流光閉じ込め層のキャリア濃度が１×１０
18ｃｍ-3未満であればよい。しかし、ｎ型電流光閉じ込
め層のキャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3未満の場合、ｎ
型電流光閉じ込め層に吸収された光により発生するキャ
リアが、ｎ型電流光閉じ込め層内で再結合する確率が低
い。そのキャリアが拡散して電位を生じると、電流光閉
じ込め層にサイリスタと同様のターンオンが起こり、電
流閉じ込めができなくなる。従って、従来の半導体レー
ザ素子において、ｎ型電流光閉じ込め層のキャリア濃度
を１×１０18ｃｍ-3未満にすることにより、ｐ型第２ク
ラッド層１０４のキャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以上
にすることはできない。
【００４２】一方、ｎ型電流光閉じ込め層のキャリア濃
度が１×１０18ｃｍ-3以上の場合、ｐ型第２クラッド層
のキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3以上にするには、ｐ
型第２クラッド層の層厚を０．６μｍより厚くするとよ
い。しかし、ｐ型第２クラッド層の層厚を０．６μｍよ
り厚くすると、活性層で発光した光がｎ型電流光閉じ込
め層に到達する割合が少なくなるために、光の閉じ込め
ができなくなる。また、ｐ型第２クラッド層を０．０５
μｍ未満にすると、ｎ型電流光閉じ込め層からのドーパ
ント拡散により、ｐ型第２クラッド層のキャリア濃度が
低下するため、電流閉じ込めが不十分になる。
【００４３】このように、従来の半導体レーザ素子にお
いて、ｎ型電流光閉じ込め層１０５のキャリア濃度が１
×１０18ｃｍ-3以上、ｐ型第２クラッド層１０４の層厚
が０．０５μｍ以上０．６μｍ以下、の条件でｐ型第２
クラッド層１０４のキャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以
上にすることはできない。
【００４４】尚、ｐ型第２クラッド層のキャリア濃度を
２．０×１０18ｃｍ-3以上に設定しても、成長中のドー
パントＺｎの拡散がさらに増大するので、ＭＯＣＶＤ成
長後のｐ型第２クラッド層のキャリア濃度を５×１０17
ｃｍ-3以上にすることはできない。
【００４５】従って、ｎ型電流光閉じ込め層のドーパン
トとしてＳｅを用いた従来の半導体レーザ素子では、電
流および光の閉じ込めを十分に保ちながら、ｐ型第２ク
ラッド層のキャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以上にする
ことができないため、高温動作における電流増大を抑制
できない。
【００４６】これに対して本実施形態の半導体レーザ素
子では、図２に示すように、成長中にｐ型第２クラッド
層１０４のキャリア濃度が低下するが、従来の半導体レ
ーザ素子に比べてその低下の度合が明かに少ない。これ
は、ｎ型電流光閉じ込め層１０５のドーパントをＳｉに
することにより、ｐ型第２クラッド層１０４のドーパン
トＺｎの隣接層への拡散が抑制されたことに起因する。
【００４７】本実施形態の半導体レーザ素子において、
ｐ型第２クラッド層１０４のキャリア濃度を５×１０17
ｃｍ-3以上にするには、ドーパントＳｉを含有するｎ型
電流光閉じ込め層１０５のキャリア濃度が５×１０18ｃ
ｍ-3以下であればよい。また、ｎ型電流光閉じ込め層１
０５のバンドギャップは活性層１０３のバンドギャップ
以下であるので、電流閉じ込めを十分行うためには、ｎ
型電流光閉じ込め層１０５のキャリア濃度が１×１０18
ｃｍ-3以上である必要がある。さらにｐ型第２クラッド
層１０４の層厚は、電流および光の閉じ込めを十分にす
るためには、０．０５μｍ以上０．６μｍ以下であるの
が望ましい。
【００４８】図２に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ素子においては、ｎ型電流光閉じ込め層１０５のキ
ャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3以上５×１０18ｃｍ-3以
下、ｐ型第２クラッド層１０４の層厚が０．０５μｍ以
上０．６μｍ以下、の条件で、ｐ型第２クラッド層１０
４のキャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以上にすることが
できる。
【００４９】従って、高温時における活性層１０３から
ｐ型第２クラッド層１０４へのキャリアの漏れを抑制し
て高温動作電流を低減でき、高温時の素子寿命を改善す
ることができる。この場合、ｎ型電流光閉じ込め層１０
５のキャリア濃度は十分高いので、ｎ型電流光閉じ込め
層１０５に吸収された光により発生するキャリアはｎ型
電流光閉じ込め層１０５内で再結合でき、電流閉じ込め
を十分行うことができる。また、ｐ型第２クラッド層１
０４の層厚は、電流および光の閉じ込めを行うのに適し
た厚みである。
【００５０】さらに、本実施形態１の半導体レーザ素子
では、活性層１０３に隣接するｎ型第１クラッド層１０
２のドーパントとしてＳｉを用いずにＳｅを用いてい
る。Ｓｅドーパントは、ｎ型第１クラッド層１０２から
活性層１０３に拡散しても発光効率を低下することがな
いので、半導体レーザ素子特性の低下を防止することが
できる。
【００５１】（実施形態２）図３に、実施形態２の半導
体レーザ素子の断面図を示す。
【００５２】この半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基
板２０１上に、ｎ型Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第１クラッド層
２０２（層厚１．０μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ
-3、ドーパントＳｅ）、ノンドープＡｌ0.14Ｇａ0.86Ａ
ｓ活性層２０３（層厚０．０６μｍ）、ｐ型Ａｌ0.6Ｇ
ａ0.4Ａｓ第２クラッド層２０４（層厚０．３５μｍ、
キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3、ドーパントＺｎ）、ｐ
型ＧａＡｓ第１エッチングストップ層２０５（層厚０．
００３μｍ、キャリア濃度８×１０17ｃｍ-3、ドーパン
トＺｎ）、ｐ型Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第２エッチングスト
ップ層２０６（層厚０．０２μｍ、キャリア濃度８×１
０17ｃｍ-3、ドーパントＺｎ）およびｎ型Ａｌ0.1Ｇａ
0.9Ａｓ電流光閉じ込め層２０７（層厚０．６μｍ、キ
ャリア濃度２×１０18ｃｍ-3、ドーパントＳｉ）が形成
されている。
【００５３】ｎ型電流光閉じ込め層２０７には、中央部
にｐ型第１エッチングストップ層２０５に達するように
ストライプ状溝２０８が形成され、その溝２０８を埋め
込むように、ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第３クラッド層２
０９（層厚１．５μｍ）が形成されている。その上に
は、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層２１０（層厚１．５μ
ｍ）が形成されている。
【００５４】さらに、ｐ型コンタクト層２１０上にはｐ
型電極２１１が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１側に
はｎ型電極２１２が形成されている。
【００５５】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製できる。
【００５６】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１上に、ＭＯ
ＣＶＤ法を用いた第１回目の成長により、ｎ型第１クラ
ッド層２０２、ノンドープ活性層２０３、ｐ型第２クラ
ッド層２０４、ｐ型第１エッチングストップ層２０５、
ｐ型第２エッチングストップ層２０６およびｎ型電流光
閉じ込め層２０７を積層形成する。
【００５７】次に、電流光閉じ込め層２０５の中央部
に、第１のエッチング液を用いてｐ型第２エッチングス
トップ層２０６に到達するようにストライプ状溝を形成
し、さらに第２のエッチング液を用いてｐ型第１エッチ
ングストップ層２０５に到達するようにストライプ状溝
を形成する。この溝２０８を埋め込むように、第２回目
のＭＯＣＶＤ法、液相成長（ＬＰＥ）法または分子線エ
ピタキシャル成長（ＭＢＥ）法を用いた第２回目の成長
により、ｐ型第３クラッド層２０９形成し、引き続いて
ｐ型コンタクト層２１０を積層形成する。
【００５８】その後、コンタクト層２１０の上面にｐ型
電極２１１を、基板２０１の下面にｎ型電極２１２を各
々形成し、劈開法により共振器長を２００μｍに調整し
て、共振器端面の反射率が３０％となるようにＡｌ2Ｏ3
膜を形成する。
【００５９】本実施形態２の半導体レーザ素子は、実施
形態１の半導体レーザ素子と同様に、ｎ型電流光閉じ込
め層のドーパントとしてＳｅを用いた従来の半導体レー
ザ素子に比べて特性温度が大きく、高温時における電流
増大が抑制されるため、高温動作時の素子寿命が３倍以
上に改善される。
【００６０】また、本実施形態では、第１エッチングス
トップ層２０５および第２エッチングストップ層２０６
が形成されているので、ストライプ溝２０８の深さを精
密に制御できると共に、溝２０８表面を酸化されにくい
ＧａＡｓにすることができる。第１エッチングストップ
層２０５および第２エッチングストップ層２０６の層厚
は、隣接するｐ型第２クラッド層２０４およびｎ型電流
光閉じ込め層２０７に比べて十分薄くできるので、エッ
チングストップ層を形成することにより素子特性に悪影
響を及ぼすことはない。さらに、溝埋め込みのための２
回目の成長において、ＬＰＥ法やＭＢＥ法を用いること
もできる。
【００６１】（実施形態３）図４に、実施形態３の半導
体レーザ素子の断面図を示す。
【００６２】この半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基
板３０１上に、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層
３０２（層厚１．５μｍ、キャリア濃度７×１０17ｃｍ
-3、ドーパントＳｅ）、ノンドープＡｌ0.14Ｇａ0.86Ａ
ｓ活性層３０３（層厚０．０５μｍ）、ｐ型Ａｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓ第２クラッド層３０４（層厚０．４μｍ、キ
ャリア濃度１×１０18ｃｍ-3、ドーパントＺｎ）および
ｎ型Ａｌ0.7Ｇａ0.3Ａｓ電流光閉じ込め層３０５（層厚
１．０μｍ、キャリア濃度７×１０17ｃｍ-3、ドーパン
トＳｉ）が形成されている。
【００６３】ｎ型電流光閉じ込め層３０５には、中央部
にｐ型第２クラッド層３０４に達するようにストライプ
状溝３０６が形成され、その溝３０６を埋め込むよう
に、ｐ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第３クラッド層３０７（層
厚１．５μｍ）が形成されている。その上には、ｐ型Ｇ
ａＡｓコンタクト層３０８（層厚１．５μｍ）が形成さ
れている。
【００６４】さらに、ｐ型コンタクト層３０８上にはｐ
型電極３０９が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１側に
はｎ型電極３１０が形成されている。
【００６５】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製できる。
【００６６】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に、第１
回目のＭＯＣＶＤ法により、ｎ型第１クラッド層３０
２、ノンドープ活性層３０３、ｐ型第２クラッド層３０
４、ｎ型電流光閉じ込め層３０５を積層形成する。
【００６７】次に、電流光閉じ込め層３０５の中央部
に、ｐ型第２クラッド層３０４に到達するようにストラ
イプ状溝３０６を形成し、この溝３０６を埋め込むよう
に、第２回目のＭＯＣＶＤ法によりｐ型第３クラッド層
３０７形成し、引き続いてｐ型コンタクト層３０８を積
層形成する。
【００６８】その後、コンタクト層３０８の上面にｐ型
電極３０９を、基板３０１の下面にｎ型電極３１０を各
々形成し、劈開法により共振器長を３７５μｍに調整し
て、共振器の光出射側端面の反射率が１２％、反対側端
面の反射率が７５％となるようにＡｌ2Ｏ3膜およびＳｉ
膜を形成する。
【００６９】本実施形態の半導体レーザ素子は、電流光
閉じ込め層３０５のバンドギャップが活性層３０３のバ
ンドギャップより大きく、活性層３０３で発生した光は
電流光閉じ込め層３０５で吸収されない。この場合、電
流光閉じ込め層３０５の屈折率が周囲の屈折率よりも小
さいために、屈折率差によってストライプ溝３０６の直
下の活性層に光が主として閉じ込められる。この半導体
レーザ素子において、ｐ型電極３０９とｎ型電極３１０
との間に順方向の電圧を印加した場合の閾値電流は３０
ｍＡ、電流−光出力特性のスロープ効率は０．８０Ｗ／
Ａであった。
【００７０】本実施形態の半導体レーザ素子の室温２０
℃および高温７０℃における特性温度と、高温７０℃で
５０ｍＷの光出力を行った場合の素子寿命とを下記表２
に示す。また、比較例として、電流光閉じ込め層３０５
のドーパントとしてＳｅを含有した従来の半導体レーザ
素子についても同時に示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】上記表２において、特性温度Ｔ０は、７０
℃における閾値電流Ｉｔｈ（７０℃）と２０℃における
閾値電流Ｉｔｈ（２０℃）との比により、下記式（２）
のように定義される。Ｔ０が大きい程、Ｉｔｈ（７０
℃）とＩｔｈ（２０℃）との比が１に近くなって、高温
時における電流増大が抑制される。
【００７３】 Ith(70℃)/Ith(20℃)=exp{(70℃-20℃)/T0} ・・・（２） また、素子寿命は、半導体レーザ素子の動作電流が初期
の動作電流から２０％増大した時の走行時間とする。
【００７４】上記表２から理解されるように、本実施形
態３の半導体レーザ素子は、ｎ型電流光閉じ込め層のド
ーパントとしてＳｅを用いた従来の半導体レーザ素子に
比べて特性温度が大きく、高温時における電流増大が抑
制されるため、高温動作時の素子寿命が５倍以上に改善
されている。
【００７５】このような結果が得られた理由について
は、以下のように考えられる。
【００７６】実施形態１で説明したように、半導体レー
ザ素子の特性温度は、ｐ型第２クラッド層３０４のキャ
リア濃度により左右される。本実施形態の半導体レーザ
素子の製造において、第１回目のＭＯＣＶＤ成長終了時
点でのｎ型電流光閉じ込め層３０５のキャリア濃度を変
化させて、ｐ型第２クラッド層３０４のキャリア濃度と
層厚との関係を測定した結果を図５に示す。
【００７７】本実施形態の半導体レーザ素子は、図５に
示すように、成長中にｐ型第２クラッド層３０４のキャ
リア濃度が低下するが、従来の半導体レーザ素子に比べ
てその低下の度合が明かに少ない。これは、ｎ型電流光
閉じ込め層３０５のドーパントをＳｉにすることによ
り、ｐ型第２クラッド層３０４のドーパントＺｎの隣接
層への拡散が抑制されたことに起因する。
【００７８】本実施形態の半導体レーザ素子において、
ｐ型第２クラッド層３０４のキャリア濃度を５×１０17
ｃｍ-3以上にするには、ドーパントＳｉを含有するｎ型
電流光閉じ込め層３０５のキャリア濃度が５×１０18ｃ
ｍ-3以下であればよい。また、ｎ型電流光閉じ込め層３
０５のバンドギャップは活性層３０３のバンドギャップ
より大きく、活性層３０３で発生した光がｎ型電流光閉
じ込め層３０５で吸収されないので、電流閉じ込めを十
分行うためには、ｎ型電流光閉じ込め層１０５のキャリ
ア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上であればよい。さらにｐ
型第２クラッド層３０４の層厚は、電流および光の閉じ
込めを十分にするためには、０．０５μｍ以上０．６μ
ｍ以下であるのが望ましい。
【００７９】図５に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ素子においては、ｎ型電流光閉じ込め層３０５のキ
ャリア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上５×１０18ｃｍ-3以
下、ｐ型第２クラッド層３０４の層厚が０．０５μｍ以
上０．６μｍ以下、の条件で、ｐ型第２クラッド層３０
４のキャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以上にすることが
できる。
【００８０】従って、高温時における活性層３０３から
ｐ型第２クラッド層３０４へのキャリアの漏れを抑制し
て高温動作電流を低減でき、高温時の素子寿命を改善す
ることができる。この場合、ｎ型電流光閉じ込め層３０
５のキャリア濃度は十分高く、電流閉じ込めを十分行う
ことができる。また、ｐ型第２クラッド層３０４の層厚
は、電流および光の閉じ込めを行うのに適した厚みであ
る。
【００８１】さらに、本実施形態３の半導体レーザ素子
では、活性層３０３に隣接するｎ型第１クラッド層３０
２のドーパントとしてＳｉを用いずにＳｅを用いてい
る。Ｓｅドーパントは、ｎ型第１クラッド層３０２から
活性層３０３に拡散しても発光効率を低下することがな
いので、半導体レーザ素子特性の低下を防止することが
できる。
【００８２】（実施形態４）図６に、実施形態４の半導
体レーザ素子の断面図を示す。
【００８３】この半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基
板４０１上に、ｎ型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第１クラッド層
４０２（層厚１．５μｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ
-3、ドーパントＳ）、ノンドープＭＱＷ（単一量子井
戸）ＡｌＧａＡｓ活性層４０３（ウエル数３、ウエル層
厚０．０１μｍ、ウエルＡｌ組成比０．１、バリア層厚
０．００８μｍ、バリアＡｌ組成比０．３５、ガイド層
厚０．０２μｍ、ガイドＡｌ組成比０．３５）およびｐ
型Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ第２クラッド層４０４（層厚１．
５μｍ、キャリア濃度６×１０17ｃｍ-3、ドーパントＭ
ｇ）が形成されている。
【００８４】ｐ型第２クラッド層４０４は、その中央部
がリッジストライプ状になるようにエッチングされて、
リッジストライプ状以外の残厚が０．２０μｍになって
いる。以下、ｐ型第２クラッド層４０４のリッジストラ
イプ状部分を第３クラッド層４０６と称し、それ以外の
平坦部分をｐ型第２クラッド層４０４と称する。
【００８５】ｐ型第３クラッド層４０６上には、ｐ型Ｇ
ａＡｓキャップ層４０５（層厚０．１μｍ）が形成さ
れ、リッジストライプ状の第３クラッド層４０６および
ｐ型キャップ層４０５の両外側を挟んで埋め込むよう
に、ｎ型ＧａＡｓ電流光閉じ込め層４０７（層厚０．５
μｍ、キャリア濃度３．５×１０18ｃｍ-3、ドーパント
Ｓｉ）が形成されている。
【００８６】その上に、基板全面を覆うようにｐ型Ｇａ
Ａｓコンタクト層４０８（層厚１．５μｍ）が形成され
ている。さらに、ｐ型コンタクト層４０８上にはｐ型電
極４０９が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板４０１側にはｎ
型電極４１０が形成されている。
【００８７】この半導体レーザ素子は、以下のようにし
て作製できる。
【００８８】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板４０１上に、第１
回目のＭＯＣＶＤ法により、ｎ型第１クラッド層４０
２、ノンドープＭＱＷ活性層４０３、ｐ型第２クラッド
層およびｐ型キャップ層を積層形成する。
【００８９】次に、ＳｉＮ膜をストライプ状に形成し、
これをマスクとしてｐ型第２クラッド層およびｐ型キャ
ップ層をエッチングすることにより、ｐ型第２クラッド
層４０４、リッジストライプ状の第３クラッド層４０６
およびｐ型キャップ層４０５を形成する。このとき、ｐ
型第２クラッド層４０４の残厚を０．２μｍと設定す
る。
【００９０】その後、ストライプ状のＳｉＮ膜をマスク
として、リッジストライプの両外側に、第２回目のＭＯ
ＣＶＤ法により、ｎ型電流光閉じ込め層４０７を埋め込
み成長する。
【００９１】次に、ＳｉＮ膜を除去して、第３回目のＭ
ＯＣＶＤ法により、基板全面を覆うようにｐ型コンタク
ト層４０８を積層形成する。
【００９２】その後、コンタクト層４０８の上面にｐ型
電極４０９を、基板４０１の下面にｎ型電極４１０を各
々形成し、劈開法により共振器長を４００μｍに調整し
て、共振器の光出射側端面の反射率が１０％、反対側端
面の反射率が９０％となるようにＡｌ2Ｏ3膜およびＳｉ
膜を形成する。
【００９３】本実施形態の半導体レーザ素子は、電流光
閉じ込め層４０７のバンドギャップが活性層４０３のバ
ンドギャップ以下である。このため、活性層４０３で発
生した光は電流光閉じ込め層４０５で吸収され、リッジ
ストライプ直下の活性層に光が主として閉じ込められ
る。この半導体レーザ素子において、ｐ型電極４０９と
ｎ型電極４１０との間に順方向の電圧を印加した場合の
閾値電流は４０ｍＡ、電流−光出力特性のスロープ効率
は０．６Ｗ／Ａであった。
【００９４】本実施形態の半導体レーザ素子の室温２０
℃および高温７０℃における特性温度と、高温７０℃で
５０ｍＷの光出力を行った場合の素子寿命とを下記表３
に示す。また、比較例として、電流光閉じ込め層４０５
のドーパントとしてＳｅを含有した従来の半導体レーザ
素子についても同時に示す。
【００９５】
【表３】
【００９６】上記表３において、特性温度Ｔ０は、７０
℃における閾値電流Ｉｔｈ（７０℃）と２０℃における
閾値電流Ｉｔｈ（２０℃）との比により、下記式（３）
のように定義される。Ｔ０が大きい程、Ｉｔｈ（７０
℃）とＩｔｈ（２０℃）との比が１に近くなって、高温
時における電流増大が抑制される。
【００９７】 Ith(70℃)/Ith(20℃)=exp{(70℃-20℃)/T0} ・・・（３） また、素子寿命は、半導体レーザ素子の動作電流が初期
の動作電流から２０％増大した時の走行時間とする。
【００９８】上記表３から理解されるように、本実施形
態４の半導体レーザ素子は、従来の半導体レーザ素子に
比べて特性温度が大きく、高温時における電流増大が抑
制されるため、高温動作時の素子寿命が５倍以上に改善
されている。
【００９９】このような結果が得られた理由について
は、以下のように考えられる。
【０１００】実施形態１で説明したように、半導体レー
ザ素子の特性温度は、ｐ型第２クラッド層４０４のキャ
リア濃度により左右される。本実施形態の半導体レーザ
素子の製造において、第２回目のＭＯＣＶＤ成長終了時
点でのｎ型電流光閉じ込め層４０５のキャリア濃度を変
化させて、ｐ型第２クラッド層４０４（リッジストライ
プ以外の平坦部分）のキャリア濃度と層厚との関係を測
定した結果を図７に示す。
【０１０１】本実施形態の半導体レーザ素子は、図７に
示すように、成長中にｐ型第２クラッド層４０４のキャ
リア濃度が低下するが、従来の半導体レーザ素子に比べ
てその低下の度合が明かに少ない。これは、ｎ型電流光
閉じ込め層４０７のドーパントをＳｉにすることによ
り、ｐ型第２クラッド層４０４のドーパントＭｇの隣接
層への拡散が抑制されたことに起因する。
【０１０２】本実施形態の半導体レーザ素子において、
ｐ型第２クラッド層４０４のキャリア濃度を５×１０17
ｃｍ-3以上にするには、ドーパントＳｉを含有するｎ型
電流光閉じ込め層４０５のキャリア濃度が５×１０18ｃ
ｍ-3以下であればよい。また、ｎ型電流光閉じ込め層４
０７のバンドギャップは活性層４０３のバンドギャップ
以下であるので、電流閉じ込めを十分行うためには、ｎ
型電流光閉じ込め層４０７のキャリア濃度が１×１０18
ｃｍ-3以上である必要がある。さらにｐ型第２クラッド
層４０４の層厚（リッジストライプ以外の部分）は、電
流および光の閉じ込めを十分にするためには、０．０５
μｍ以上０．６μｍ以下であるのが望ましい。
【０１０３】図７に示すように、本実施形態の半導体レ
ーザ素子においては、ｎ型電流光閉じ込め層４０７のキ
ャリア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上５×１０18ｃｍ-3以
下、ｐ型第２クラッド層４０４の層厚が０．０５μｍ以
上０．６μｍ以下、の条件で、ｐ型第２クラッド層４０
４のキャリア濃度を５×１０17ｃｍ-3以上にすることが
できる。
【０１０４】従って、高温時における活性層４０３から
ｐ型第２クラッド層４０４へのキャリアの漏れを抑制し
て高温動作電流を低減でき、高温時の素子寿命を改善す
ることができる。この場合、ｎ型電流光閉じ込め層４０
７のキャリア濃度は十分高く、電流閉じ込めを十分行う
ことができる。また、ｐ型第２クラッド層４０４（リッ
ジストライプ以外の部分）の層厚は、電流および光の閉
じ込めを行うのに適した厚みである。
【０１０５】さらに、本実施形態３の半導体レーザ素子
では、活性層４０３に隣接するｎ型第１クラッド層４０
２のドーパントとしてＳｉを用いずにＳを用いている。
Ｓドーパントは、ｎ型第１クラッド層４０２から活性層
４０３に拡散しても発光効率を低下することがないの
で、半導体レーザ素子特性の低下を防止することができ
る。
【０１０６】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【０１０７】各半導体層の層厚、Ａｌ組成比、キャリア
濃度は、実施形態に示した以外のものを用いてもよい。
【０１０８】また、成長法についても、ＭＯＣＶＤ法以
外にＭＢＥ法、ＬＰＥ法、ＭＯＭＢＥ法、ＡＬＥ（原子
線エピタキシャル）法等、他の方法を用いてもよい。
【０１０９】ｐ型ドーパントとしては、ＺｎまたはＭｇ
を用いることができ、第１クラッド層に含有されるｎ型
ドーパントとしては、Ｓｉ以外のVI族原子（Ｓｅ、Ｓ、
Ｔｅ等）を用いることができる。
【０１１０】上記実施形態では、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡ
ｓ系材料に本発明を適用したが、それ以外の材料につい
ても適用可能であり、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＡ
ｓ系材料等が上げられる。
【０１１１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ｎ型電流光閉じ込め層のドーパントとしてＳ
ｉを用いることにより、ｎ型基板上にｎ型第１クラッド
層、活性層、ｐ型第２クラッド層、ｎ型電流光閉じ込め
層を成長中に、ｐ型クラッド層のドーパントが拡散する
のを抑制することができる。ｐ型クラッド層のキャリア
濃度の低下を防止できるので、活性層に対するｐ型クラ
ッド層の障壁高さを十分に維持して、活性層からｐ型ク
ラッド層へのキャリアの漏れ出しを防ぐことができる。
高温動作時に顕著に生じる電流増大を抑制できるので、
高温動作における素子寿命を改善できる。
【０１１２】さらに、活性層に隣接するｎ型第１クラッ
ド層のドーパントとしては、Ｓｉを用いていないので、
ｎ型第１クラッド層のドーパントが活性層に拡散しても
発光効率が低下せず、これに起因する素子特性の悪化を
防ぐことができる。
【０１１３】特に、ｐ型第２クラッド層の厚みを０．０
５μｍ以上０．６μｍ以下にすると、電流および光の閉
じ込めを効率よく行うことができる。
【０１１４】また、ｎ型電流光閉じ込め層のバンドギャ
ップを活性層のバンドギャップ以下とし、光閉じ込め層
のキャリア濃度を１×１０18ｃｍ-3以上５×１０18ｃｍ
-3以下とした場合、またはｎ型電流光閉じ込め層のバン
ドギャップを活性層のバンドギャップより大きくし、電
流光閉じ込め層のキャリア濃度を１×１０17ｃｍ-3以上
５×１０18ｃｍ-3以下とした場合、電流および光の閉じ
込めを十分にすると共にｐ型第２クラッド層のキャリア
濃度を十分高くすることができる。
【０１１５】さらに、第１クラッド層のドーパントとし
ては、Ｓｅ、Ｓ、Ｔｅ等のVI族原子を用いると、発光効
率を低下することがないので、素子特性低下を防止でき
る。
【０１１６】このように特性が良好な半導体レーザ素子
は、光ディスク等に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の半導体レーザ素子の断面図であ
る。
【図２】実施形態１の半導体レーザ素子について、ｐ型
第２クラッド層のキャリア濃度と層厚との関係を示すグ
ラフである。
【図３】実施形態２の半導体レーザ素子の断面図であ
る。
【図４】実施形態３の半導体レーザ素子の断面図であ
る。
【図５】実施形態３の半導体レーザ素子について、ｐ型
第２クラッド層のキャリア濃度と層厚との関係を示すグ
ラフである。
【図６】実施形態４の半導体レーザ素子の断面図であ
る。
【図７】実施形態４の半導体レーザ素子について、ｐ型
第２クラッド層のキャリア濃度と層厚との関係を示すグ
ラフである。
【図８】従来の半導体レーザ素子の断面図である。
【図９】従来の半導体レーザ素子について、ｐ型第２ク
ラッド層のキャリア濃度と層厚との関係を示すグラフで
ある。
【符号の説明】 １０１、２０１、３０１、４０１ ｎ型ＧａＡｓ基板 １０２、２０２、３０２、４０２ ｎ型第１クラッド層 １０３、２０３、３０３、４０３ 活性層 １０４、２０４、３０４、４０４ ｐ型第２クラッド層 １０５、２０７、３０５、４０７ ｎ型電流光閉じ込め
層 １０６、２０８、３０６ ストライプ状溝 １０７、２０９、３０７、４０６ ｐ型第３クラッド層 １０８、２１０、３０８、４０８ ｐ型コンタクト層 １０９、２１１、３０９、４０９ ｐ型電極 １１０、２１２、３１０、４１０ ｎ型電極 ２０５ ｐ型第１エッチングストップ層 ２０６ ｐ型第２エッチングストップ層 ４０５ ｐ型キャップ層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ｎ型半導体基板上に、ｎ型第１クラッド
    層と活性層とｐ型第２クラッド層とが基板側からこの順
    に形成され、該第２クラッド層上に、ストライプ状溝部
    を有するｎ型電流光閉じ込め層が形成され、該ストライ
    プ状溝部を埋め込むようにｐ型第３クラッド層が形成さ
    れている半導体レーザ素子において、 該電流光閉じ込め層がドーパントとしてＳｉを含有し、
    該第１クラッド層がドーパントとしてＳｉを含有してい
    ない半導体レーザ素子。
  2. 【請求項２】 ｎ型半導体基板上に、ｎ型第１クラッド
    層と活性層とｐ型第２クラッド層とが基板側からこの順
    に形成され、該第２クラッド層上に、リッジストライプ
    状のｐ型第３クラッド層が形成され、該リッジストライ
    プ状の第３クラッド層の両外側を挟んでｎ型電流光閉じ
    込め層が形成されている半導体レーザ素子において、 該電流光閉じ込め層がドーパントとしてＳｉを含有し、
    該第１クラッド層がドーパントとしてＳｉを含有してい
    ない半導体レーザ素子。
  3. 【請求項３】 前記第２クラッド層の厚みが０．０５μ
    ｍ以上０．６μｍ以下である請求項１または２に記載の
    半導体レーザ素子。
  4. 【請求項４】 前記電流光閉じ込め層のバンドギャップ
    が前記活性層のバンドギャップ以下であり、該電流光閉
    じ込め層のキャリア濃度が１×１０18ｃｍ-3以上５×１
    ０18ｃｍ-3以下である請求項１、２または３に記載の半
    導体レーザ素子。
  5. 【請求項５】 前記電流光閉じ込め層のバンドギャップ
    が前記活性層のバンドギャップより大きく、該電流光閉
    じ込め層のキャリア濃度が１×１０17ｃｍ-3以上５×１
    ０18ｃｍ-3以下である請求項１、２または３に記載の半
    導体レーザ素子。
  6. 【請求項６】 前記第１クラッド層のドーパントがVI族
    原子である請求項１、２、３、４または５に記載の半導
    体レーザ素子。
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