(57)【要約】【課題】  回折格子層上部のＧａＡｓ層の厚みを抑制し、活性層への光閉じ込めの減少を防ぎ、良好な発振特性を有する半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法を提供する。【解決手段】  活性層と、活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第１ＧａＡｓ層と、凹部に埋め込まれたＩｎＧａＰ層と、ＩｎＧａＰ層上及び凹部上に形成された第２ＧａＡｓ層と、を含み、凹部は、第１ＧａＡｓ層の結晶方位が（１００）面からなる底部、及び少なくとも第１ＧａＡｓ層の結晶方位の一部が（１１１）Ａ面からなる斜面を有し、第１ＧａＡｓ層の上面において一方の凹部の上端と隣接する他方の凹部の上端との間隔は、凹部の底面の幅よりも小さく、第１導電型を有するＧａＡｓの結晶方位が（１００）面からなる基板上に形成された、第１導電型を有する第１クラッド層と、第２ＧａＡｓ層上に形成された第２導電型を有する第２クラッド層と、を更に有する。【選択図】図１
2010045256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層と、
前記活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第１ＧａＡｓ層と、
前記凹部に埋め込まれたＩｎＧａＰ層と、
前記ＩｎＧａＰ層上及び前記凹部上に形成された第２ＧａＡｓ層と、を含み、
前記凹部は、前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位が（１００）面からなる底部、及び少なくとも前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位の一部が（１１１）Ａ面からなる斜面を有し、前記第１ＧａＡｓ層の上面において一方の前記凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さいことを特長とする半導体レーザ。
【請求項２】
第１導電型を有するＧａＡｓの結晶方位が（１００）面からなる基板上に形成された、第１導電型を有する第１クラッド層と、
前記第２ＧａＡｓ層上に形成された第２導電型を有する第２クラッド層と、
を更に有することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記第１クラッド層は、ｐ型ＡｌＧａＡｓから形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰから形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記第１クラッド層は、ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓとｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを順次積層して形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰ層とｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層を順次積層して形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
活性層を形成する工程と、
前記活性層上に結晶方位が（１００）面からなる前記第１ＧａＡｓ層を形成する工程と、
前記第１ＧａＡｓ層上に周期的間隔でマスクを形成する工程と、
前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位である（１００）面をエッチング液によって連続的にエッチングし、（１１１）Ａ面を含む斜面を有する凹部を形成する工程と、
前記凹部をＩｎＧａＰ層によって埋め込む工程と、
前記ＩｎＧａＰ層上及び前記第１ＧａＡｓ層上に第２ＧａＡｓ層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項６】
第１導電型を有するＧａＡｓ層の結晶方位が（１００）面である基板上に、第１導電型を有する第１クラッド層を形成する工程と、
前記第２ＧａＡｓ層上に第２導電型を有する第２クラッド層を形成する工程と、
前記第２ＧａＡｓ層をエッチング停止層としてリッジ導波路型の電流狭窄構造を形成する工程と、
を更に有し、前記活性層は、前記第１クラッド層上に形成されることを特徴とする請求項５記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項７】
前記エッチング液は、アンモニア水、過酸化水素水、及び水を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
前記エッチング液は、前記アンモニア水が３、前記過酸化水素水が１、及び前記水が５０の割合であることを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか１項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
前記活性層は、量子井戸活性層、又は量子ドット活性層であることを特徴とする請求項
５乃至請求項８の何れか１項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項１０】
前記第１クラッド層は、ｐ型ＡｌＧａＡｓから形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰから形成されることを特徴とする請求項５乃至請求項９記載の半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信用の光源として用いられる半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法に関し、より詳しくは、ＧａＡｓ層及びＩｎＧａＰ層からなる回折格子を備える半導体レーザの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動的単一モード発振を実現する半導体レーザ（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅｓ）の構造として、分布帰還（ＤＦＢ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ）型半導体レーザあるいは分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）型半導体レーザなどがよく知られている。これらの半導体レーザを構成する導波構造の内部には、いずれも波長選択機能をもつ回折格子が作りこまれている。屈折率ステップによる導波構造は、一般的に、高屈折率の導波層を低屈折率のクラッド層で挟み込む形で構成されている。
【０００３】
上記半導体レーザは、具体的には、第１導電型を有する第１クラッド層、活性層、回折格子層、第２導電型を有する第２クラッド層、及びコンタクト層が順次積層される構造を有する。そして、回折格子層はＧａＡｓ層内にＡｌＧａＡｓ層を埋め込むことにより形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような半導体レーザに使用される回折格子層の製造方法は以下である。先ず、活性層の上部に、回折格子層の下部を形成する第１ＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、回折格子層の上部を形成する第２ＧａＡｓ層が順に積層される。次いで、第２ＧａＡｓ層上に形成した誘電体マスクを用いて、第２ＧａＡｓ層及びＡｌＧａＡｓ層をエッチングすることによって凹凸構造を形成する。凹凸構造の凹部は第１ＧａＡｓ層によって形成され、凸部はＡｌＧａＡｓ層及び第２ＧａＡｓ層が積層されて形成される。その後、凹凸構造上においてＧａＡｓを再成長することにより、ＡｌＧａＡｓ層がＧａＡｓ層により埋め込まれた回折格子が形成される。なお、回折格子層上部のＧａＡｓ層の上面は平坦化されている必要がある。その後に形成される第２クラッド層を平坦なものとするためである。
【０００５】
そこで、このような回折格子層の形成において、凹凸構造を平坦化するためには、回折格子層上部のＧａＡｓ層をある程度厚く成長させる必要がある。しかしながら、上記半導体レーザにおける回折格子層のように、ＧａＡｓのようなＡｓ系の材料によって凹部を埋め込む場合、凸部におけるＧａＡｓの結晶成長も同時に進行するため、凹凸構造の形状を維持したまま埋め込み成長が進行する。そのため、回折格子層の上面を平坦化するためには、回折格子層の凹部がＧａＡｓ層によって埋め込まれた後も、ＧａＡｓ層の再成長を凹凸構造の影響が無くなるまで続ける必要がある。そのため、回折格子層上部のＧａＡｓ層の層厚は増加してしまう。
【０００６】
そして、回折格子層上部のＧａＡｓ層の形成厚さが大きくなると、ＧａＡｓ層は屈折率が大きいため、活性層の上に上記回折格子層を形成する場合、活性層領域を中心として導波する光のフィールドが回折格子層上部ＧａＡｓ層の方向へ引っ張られる。このため活性層における光閉じ込めが減少してしまう。活性層における光閉じ込めが減少すると、実効的な利得が減少し、発振しきい値電流が増大するため、発振特性が劣化する問題が発生する。
【０００７】
上記問題より、活性層での光閉じ込め低減を抑制するためには、ＧａＡｓ層からなる再成長層の厚み、即ち回折格子層上部のＧａＡｓ層の厚みの増加を抑制するとともに回折格
子層の上面を平坦化する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−３５７８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、回折格子層上部のＧａＡｓ層の厚みを抑制し、活性層への光閉じ込めの減少を防ぎ、良好な発振特性を有するＤＦＢ構造を備えた半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の課題を解決するための第１の手段として、本発明に係る半導体レーザは、活性層と、前記活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第１ＧａＡｓ層と、前記凹部に埋め込まれたＩｎＧａＰ層と、前記ＩｎＧａＰ層上及び前記凹部上に形成された第２ＧａＡｓ層と、を含み、前記凹部は、前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位が（１００）面からなる底部、及び少なくとも前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位の一部が（１１１）Ａ面からなる斜面を有し、前記第１ＧａＡｓ層の上面において一方の前記凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さい。
【００１０】
本発明の課題を解決するための第２の手段として、本発明に係る半導体レーザの製造方法は、活性層を形成する工程と、前記活性層上に結晶方位が（１００）面からなる前記第１ＧａＡｓ層を形成する工程と、前記第１ＧａＡｓ層上に周期的間隔でマスクを形成する工程と、前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位である（１００）面をエッチング液によって連続的にエッチングし、（１１１）Ａ面を含む斜面を有する凹部を形成する工程と、前記凹部をＩｎＧａＰ層によって埋め込む工程と、前記ＩｎＧａＰ層上及び前記第１ＧａＡｓ層上に第２ＧａＡｓ層を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法によれば、ＩｎＧａＰ層を凹凸構造上において再成長する際、凸部の頂上部に基板と同じ結晶方位である（１００）面が形成されておらず平坦な結晶面がないため、ＩｎＧａＰは頂上部には取り込まれにくく、凹部が選択的にＩｎＧａＰ層によって埋め込まれる。そのため、凹部がＩｎＧａＰ層によって埋め込まれた後、第１ＧａＡｓ層の上面は平坦化されているため、第２ＧａＡｓ層の厚さが薄くても平坦な表面を得ることができる。この結果、回折格子上部の第２ＧａＡｓ層を薄く形成できるため、第２ＧａＡｓ層に光のフィールが引っ張られることなく、光のフィールドを活性層領域に有効に閉じ込めることができ、良好な発振特性を有するＤＦＢ構造を備えた半導体レーザの製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１実施例、第２実施例、及び第３実施例について説明する。ただし、本発明は各実施例に限定されるものではない。
【００１３】
（第１実施例）
図１及び図２は、本発明の第１実施例に係る半導体レーザ５０ａの構造を示す。図１は、半導体レーザ５０ａの斜視図である。図２は、図１におけるＸ−Ｙ線で切断した半導体レーザ５０ａの断面をＺ方向から見た図である。
【００１４】
図１において、ｐ型ＧａＡｓ基板は１、第１クラッド層は２、活性層は３ａ、ＧａＡｓ層は４、ＩｎＧａＰ層は５、ＧａＡｓキャップ層は６、回折格子層は７、第２クラッド層は８、コンタクト層は９、ＳｉＯ２保護層は１０、上部電極は１１、及び下部電極は１２により示す。
【００１５】
図１において、ｐ型ＧａＡｓ基板１上には第１クラッド層２が形成されている。ｐ型ＧａＡｓ基板１は、例えば１００μｍから１５０μｍの厚みを有する。ｐ型ＧａＡｓ基板１上には、不図示のｐ型ＧａＡｓバッファ層が例えば４００ｎｍから５００ｎｍの厚みで形成されている。第１クラッド層２が形成されているｐ型ＧａＡｓ基板１の結晶面は（１００）面であることが望ましい。
【００１６】
第１クラッド層２は、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓからなる。第１クラッド層２は、例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みを有する。なお、前述したｐ型ＧａＡｓバッファ層は、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に第１クラッド層２を形成するｐ型ＡｌＧａＡｓの良質な結晶を形成するための緩衝層として作用する。
【００１７】
第１クラッド層２上には、活性層３ａが形成されている。活性層３ａは、バルク構造、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）、又は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）のいずれを有してもよい。例えば活性層３ａが多重量子井戸構造を有する場合、活性層３ａは、交互に積層されたバリア層と井戸層とからなる。
【００１８】
活性層３ａは、例えばＧａ、Ａｓ及びＮを含むことが望ましい。活性層３ａの材料としては、例えばＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＮＡｓ等が挙げられる。
【００１９】
活性層３ａの材料の組成比を調整することによって、活性層３ａのバンドギャップエネルギー及び屈折率を調整することができる。活性層３ａは、例えばＧａＡｓバリア層と、例えばＧａ０.６５Ｉｎ０．３５Ｎ０．００６Ａｓ０.９９４井戸層が交互に積層されてなることが望ましい。
【００２０】
回折格子層７は、活性層３ａの上方に、活性層３ａの全長にわたって、活性層３ａに沿って平行に設けられている。回折格子層７は、ＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５からなる屈折率が異なる部分が活性層３ａに沿って同じ周期で配置されている。回折格子層７は、活性層３ａから発生する光のうち、回折格子層７の周期と導波路の等価屈折率で決定されるＢｒａｇｇ波長λＢｒａｇｇ近傍の波長の光のみ反射する。その結果、Ｂｒａｇｇ波長近傍のみの狭い波長範囲において共振が起こり、単一モード発振を得ることができる。回折格子層７は、ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６を備えている。ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５及びＧａＡｓキャップ層６は、アンドープであることが望ましい。回折格子層７の構造については、図２において詳細に説明する。
【００２１】
第２クラッド層８は、回折格子層７上に形成されている。第２クラッド層８は、ｎ型ＩｎＧａＰから形成されていることが望ましい。第２クラッド層８は、例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みを有することが望ましい。なお、第２クラッド層８は、光閉じ込め効果を高めるためにリッジ形状を有することが望ましい。
【００２２】
コンタクト層９は、第２クラッド層８上に形成されている。コンタクト層９は、上部電極１１とのオーミック接触を形成するため、第２クラッド層８よりもバンドギャップが低いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなることが望ましい。コンタクト層９は、例えばｎ型ＧａＡｓ層から形成されていることが望ましい。コンタクト層９は、例えば２００ｎｍから３００ｎｍの厚みを有することが望ましい。
【００２３】
ＳｉＯ２保護層１０は、第２クラッド層８の側壁及びＧａＡｓキャップ層６上に形成されている。ＳｉＯ２保護層１０は、例えば３００ｎｍから４００ｎｍの厚みを有することが望ましい。
【００２４】
上部電極１１は、コンタクト層９及びＳｉＯ２保護膜１０を覆うように形成されている。上部電極１１は、例えばＡｕＧｅ／Ａｕによって形成されていることが望ましい。上部電極１１は、例えば２００ｎｍから３００ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。
【００２５】
下部電極１２は、ｐ型ＧａＡｓ基板１において第１クラッド層２が形成されている反対側の面に形成されている。下部電極１２は、例えばＡｕＧｅ／Ａｕによって形成されていることが望ましい。下部電極１２は、例えば２００ｎｍから３００ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。
【００２６】
図２は、図１におけるＸ−Ｙ線で切断した半導体レーザ５０ａの断面をＺ方向から見た図である。図２において、ｐ型ＧａＡｓ基板は１、第１クラッド層は２、活性層は３ａ、ＧａＡｓ層は４、ＩｎＧａＰ層は５、ＧａＡｓキャップ層は６、回折格子層は７、第２クラッド層は８、コンタクト層は９、ＳｉＯ２保護層は１０、上部電極は１１、及び下部電極は１２により示す。なお、図２のうち、図１で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付す。図２では、特に回折格子層７の周期Λ及び凹凸構造（凹部）のｄｇの高さについて説明する。
【００２７】
図２に示すように、回折格子層７は、ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６を備えている。ＧａＡｓ層４は、結晶方位である（１００）面が活性層３ａの上面となるように形成されている。ＧａＡｓ層４は、凹凸構造の周期Λが例えば１９０ｎｍから２００ｎｍ、及び斜面が（１１１）Ａ面である凹凸構造を備えている。なお、本実施例においては凹凸構造における２個の斜面の結晶方位（１１１）Ａ面及び結晶方位（１−１−１）Ａ面を総称して、結晶方位（１１１）Ａ面と記す。
【００２８】
凹凸構造の高さｄｇは、例えば２０ｎｍから６０ｎｍであることが望ましい。ＧａＡｓ層４におけるピッチ、及び凹凸構造の高さは、半導体レーザ５０ａの発振波長が約１．３μｍとなるように設定されている。また、回折格子層７の凹凸構造の高さは、例えば結合係数κが５０ｃｍ−１から１００ｃｍ−１程度になるように設定されている。ＧａＡｓ層４はアンドープであることが望ましい。
【００２９】
ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の凹凸構造に埋め込まれるようにして形成されている。ＩｎＧａＰ層５はアンドープであることが望ましい。なお、ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の上面から例えば５０ｎｍよりも小さい厚みで、ＧａＡｓ層４の上面を覆うように形成されてもよい。
【００３０】
ＧａＡｓキャップ層６は、ＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５を覆うように形成されている。ＧａＡｓキャップ層６の厚みは、例えば５ｎｍから２０ｎｍの厚みで形成されていることが望ましい。ＧａＡｓキャップ層６はアンドープであることが望ましい。
【００３１】
光は活性層３ａを中心とした分布を有して半導体レーザ５０ａを進み、回折格子層７のＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５の界面において屈折率の変調を感じて凹凸構造の境界で反射を繰り返す。そして、前進波と後退波の位相が合った波長で共振することにより、半導体レーザ５０ａの単波長発振が可能となる。
【００３２】
図３から図５までの図は、本発明の第１実施例による半導体レーザ５０ａの製造方法を説明するものである。
【００３３】
図３Ａは、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、第１クラッド層２及び活性層３ａを順次積層形成するようすを示す図である。図３Ａに示すように、まずｐ型ＧａＡｓ基板１上に不図示のｐ型ＧａＡｓバッファ層を堆積する。ｐ型ＧａＡｓバッファ層は、例えば分子線エピタキ
シー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ；ＭＰＥ）法、又は有機金属気相成長（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＶＰＥ）法によって形成されることが望ましい。
【００３４】
次いで、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、第１クラッド層２が例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みで形成される。第１クラッド層２は、例えばｐ型ＡｌＧａＩｎＡｓから形成されることが望ましい。第１クラッド層２は、例えばＭＰＥ法、又はＭＯＶＰＥ法によって形成されることが望ましい。
【００３５】
次いで、第１クラッド層２上に、活性層３ａが形成される。活性層３ａは、例えばＧａＡｓバリア層と、例えばＧａ０.６５Ｉｎ０．３５Ｎ０．００６Ａｓ０.９９４井戸層が交互に積層されてなることが望ましい。活性層３ａは、例えばＭＰＥ法、又はＭＯＶＰＥ法によって形成されることが望ましい。
【００３６】
図３Ｂは、活性層３ａ上にＧａＡｓ層４ａを形成するようすを示す図である。図３Ｂに示すように、活性層３ａ上に例えば２０ｎｍから６０ｎｍの厚みによってＧａＡｓ層４ａが形成される。ＧａＡｓ層４ａは、結晶方位（１００）面が上面になるように形成されることが望ましい。ＧａＡｓ層４ａはアンドープであることが望ましい。ＧａＡｓ層４ａは、ＭＢＥ法やＭＯＶＰＥ法によって、活性層の成長に引き続き連続して形成されることが望ましい。
【００３７】
図３Ｃは、ＧａＡｓ層４ａ上にＳｉＯ２マスク層１３を形成するようすを示す図である。図３Ｃに示すように、ＧａＡｓ層４ａ上に例えば２０ｎｍから１００ｎｍの厚みによって不図示のＳｉＯ２層が形成される。次いで、不図示のＳｉＯ２層上に不図示のレジスト層を形成する。次いで、レジスト層に、電子ビーム（ＥＢ）露光法、又は干渉露光法を用いて、例えば１９０ｎｍから２００ｎｍの間隔、及びｄｕｔｙが１０％から５０％で回折格子パターンを投影し、レジスト層の露光工程を実施する。露光工程によって改質されたレジスト層を、不図示の現像液で除去することにより、レジスト層上に回折格子パターンが形成される。次いで、レジスト層をマスクとしてＳｉＯ２層を例えばＣＦ４プラズマによる反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ、ＲＩＥ）によってエッチング除去することによって、例えば２００ｎｍの間隔及び１００ｎｍの幅を有するＳｉＯ２マスク層１３が形成される。
【００３８】
図３Ｄは、ＧａＡｓ層４ａ上のＳｉＯ２マスク層１３をマスクとして、ＧａＡｓ層４ａをエッチングするようすを示す図である。図３Ｄに示すように、ＧａＡｓ層４ａは、例えばアンモニア水、過酸化水素水、及び水の混合溶液によって異方性エッチングされる。
【００３９】
図３Ｄに示すように、ＧａＡｓ層４ａは、例えばアンモニア水（ＮＨ３）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、及び水（Ｈ２Ｏ）の混合溶液によってエッチングされる。アンモニア水、過酸化水素水、及び水の混合比率は、例えばアンモニア水が３、過酸化水素水が１、及び水が５０の割合であることが望ましい。
【００４０】
エッチングの際、ＧａＡｓ層４ａにおける結晶方位（１００）面のエッチング速度は、ＧａＡｓ層４ａにおける結晶方位（１１１）Ａ面と比較して早くなる。そのため、ＧａＡｓ層４ａにおける結晶方位（１００）面が実質的には選択的にエッチングされる。エッチング温度が例えば２５℃の条件において、エッチング速度が例えば２ｎｍ／ｓｅｃとなる。エッチングの結果、例えば高さｄｇが２０ｎｍから６０ｎｍ、及び、周期Λが例えば１９０ｎｍから２００ｎｍである凹凸構造（凹部）を有するＧａＡｓ層４が周期的間隔で形成される。このエッチングの際、結晶方位（１００）面からなる底部、及び少なくとも一部が（１１１）Ａ面からなる斜面を有する凹部が形成され、ＧａＡｓ層４の上面において
一方の凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さく形成される。
【００４１】
なお、本実施例において、凹凸構造を形成する際のマスクの材料はＳｉＯ２とした。しかし、マスクとなる材料はこれに限らず、例えばＳｉＮでもよい。
【００４２】
また、マスクを用いずに電子ビーム露光用レジストまたは干渉露光用レジストをマスクとしてＧａＡｓ層４ａをエッチングしてもよい。また、ＧａＡｓ層４ａをエッチングする際のエッチャントはアンモニア水、過酸化水素水、及び水の混合溶液に限らず、その他のＧａＡｓ層４ａをエッチングできる溶液を用いてもよい。
【００４３】
図４Ａは、ＧａＡｓ層４ａ上のＳｉＯ２マスク層１３を除去するようすを示す図である。図４Ａに示すように、ＳｉＯ２マスク層１３は緩衝フッ酸によって除去されることが望ましい。
【００４４】
図４Ｂは、ＧａＡｓ層４上にＩｎＧａＰ層５ａを形成するようすを示す図である。図４Ｂに示すように、ＩｎＧａＰ層５ａは、例えばＭＯＶＰＥ法によって、ＧａＡｓ層４上に形成される。ＩｎＧａＰ層５ａは、例えばＡｓＨ３雰囲気下で、例えば６００℃の温度で形成されるのが望ましい。ＩｎＧａＰ層５ａのＩＩＩ族の原料ガスとしてトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）及びトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、又、Ｖ族の原料ガスとしてホスフィン（ＰＨ３）が供給される。ＩｎＧａＰ層５はアンドープであることが望ましい。
【００４５】
ＩｎＧａＰ層５ａがＧａＡｓ層４上に形成される際、ＧａＡｓ層４の凹凸形状における凸部の頂部の面積は小さいため、ＩｎＧａＰ層５ａの形成は抑制される。即ち、隣接する凹部の上面の幅が底部の幅よりも狭いため、ＩｎＧａＰ層５ａの形成は抑制され、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に選択的に形成される。
【００４６】
図４Ｃは、ＧａＡｓ層４上の凹部の底部から上面までＩｎＧａＰ層５ａによって埋め込まれるようすを示す図である。上記理由により、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に埋め込まれるようになる。そのため、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造における頂部及びＩｎＧａＰ層５は略平坦化される。なお、ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の上面から例えば５０ｎｍよりも小さい厚みで、ＧａＡｓ層４の上面を覆うように形成されてもよい。
【００４７】
図４Ｄは、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造における頂部及びＩｎＧａＰ層５上に、ＧａＡｓキャップ層６を形成するようすを示す図である。図４Ｄに示すように、例えばＭＯＶＰＥ法によって、ＧａＡｓキャップ層６が例えば５ｎｍから２０ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。ＧａＡｓキャップ層６はアンドープであることが望ましい。なお、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に埋め込まれているため、ＧａＡｓキャップ層６の厚さが薄くても平坦な表面を形成することができる。このようにして、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造がＩｎＧａＰ層５によって埋め込まれた回折格子層７が形成される。
【００４８】
図５Ａは、回折格子層７上に、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａ及びｎ型ＧａＡｓ層９ａを順次積層形成するようすを示す図である。図５Ａに示すように、回折格子層７上に、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａが例えばＭＯＶＰＥ法によって形成される。ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａの厚さは、例えば１．０μｍから１．５μｍであることが望ましい。次いで、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａ上に、ｎ型ＧａＡｓ層９ａが例えばＭＯＶＰＥ法によって形成される。ｎ型ＧａＡｓ層９ａの厚みは、例えば２００ｍから３００ｎｍであることが望ましい。
【００４９】
図５Ｂは、ｎ型ＧａＡｓ層９ａ上に、ＳｉＯ２マスク層１４を形成するようすを示す図である。図５Ｂに示すように、ＳｉＯ２マスク層１４は、ｎ型ＧａＡｓ層９ａ上に、活性
層３ａの上方に、活性層３ａの全長にわたって活性層３ａに沿って平行になるように、例えば２．５μｍから４．０μｍの幅を有するように形成されている。ＳｉＯ２マスク層１４の厚みは、例えば３００ｎｍから４００ｎｍであることが望ましい。
【００５０】
図５Ｃは、ＳｉＯ２マスク層１４をマスクとして、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａ上のｎ型ＧａＡｓ層９ａをエッチングするようすを示す図である。図５Ｃに示すように、ｎ型ＧａＡｓ層９ａは、例えばアンモニア水、過酸化水素水、及び水の混合溶液によってエッチングされる。アンモニア水、過酸化水素水、及び水の混合比率は、例えばアンモニア水が３、過酸化水素水が１、及び水が５０の割合であることが望ましい。このようにして、ｎ型ＧａＡｓからなるコンタクト層９は、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａ上に、且つ活性層３ａの上方に活性層３ａの全長にわたって例えば２．０μｍから３．５μｍの幅を有するように形成される。
【００５１】
図５Ｄは、ＳｉＯ２マスク層１４をマスクとして、ＧａＡｓキャップ層６上のｎ型ＩｎＧａＰ層８ａをエッチングするようすを示す図である。図５Ｄに示すように、ＧａＡｓキャップ層６上のｎ型ＩｎＧａＰ層８ａは、例えば塩酸（ＨＣｌ）及び酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）の混合溶液によってエッチングされる。塩酸及び酢酸の混合比率は、例えば塩酸が１及び酢酸が２の割合であることが望ましい。このエッチング工程によって、ＧａＡｓキャップ層６上にリッジ構造を有する第２クラッド層８が、活性層３ａの上方に活性層３ａの全長にわたって１．５μｍから２．０μｍの幅を有するように形成される。
【００５２】
なお、ＧａＡｓキャップ層６は、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａのエッチングストッパとして作用する。ＧａＡｓキャップ層６は、塩酸及び酢酸によってエッチングされないからである。そのため、第２クラッド層８のリッジ構造を精度良く形成することができる。
【００５３】
図６Ａは、コンタクト層９上のＳｉＯ２マスク層１４を除去するようすをしめす図である。図６Ａに示すように、ＳｉＯ２マスク層１４は緩衝フッ酸によって除去されることが望ましい。
【００５４】
図６Ｂは、第２クラッド層８の側壁及び回折格子層７上にＳｉＯ２保護膜１１を形成し、ＳｉＯ２保護層１０上及びコンタクト層９上に上部電極１１を形成するようすを示す図である。
【００５５】
図６Ｂに示すように、コンタクト層９、第２クラッド層８の側壁及び回折格子層７上に不図示のＳｉＯ２層を形成する。ＳｉＯ２層は、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成されることが望ましい。ＳｉＯ２層の膜厚は、３００ｎｍから４００ｎｍであることが望ましい。次いで、第２クラッド層８の側壁及び回折格子層７上に不図示のレジスト膜を形成する。次いで、コンタクト層９上のＳｉＯ２層を選択的に除去することにより、第２クラッド層８の側壁及び回折格子層７上にＳｉＯ２保護層１０が形成される。
【００５６】
次いで、ＳｉＯ２保護層１０上及びコンタクト層９上に上部電極１１が形成される。上部電極１１は、例えばＡｕＧｅ／Ａｕによって形成されていることが望ましい。上部電極１１は、例えば蒸着法、又はスパッタ法によって形成されることが望ましい。上部電極１１は、例えば２００ｎｍから３００ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。
【００５７】
図６Ｃは、ｐ型ＧａＡｓ基板１において第１クラッド層２が形成されている反対側の面に下部電極１２を形成するようすを示す図である。下部電極１２は、例えば蒸着法、又はスパッタ法によって形成されることが望ましい。下部電極１２は、例えばＡｕＧｅ／Ａｕによって形成されていることが望ましい。下部電極１２は、例えば２００ｎｍから３００
ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。なお、下部電極１２をｐ型ＧａＡｓ基板１上に形成する前に、ｐ型ＧａＡｓ基板１を例えば１００μmから１５０μmの厚さに研磨する。
【００５８】
この工程の後、例えば回折格子層７が位相シフトのない均一回折格子構造を有する場合、素子前端面に不図示の無反射コーティング、及び素子後端面に不図示の高反射コーティングを形成する。また、回折格子部にλ／４位相シフトが形成されている場合は、素子の両端面に不図示の無反射コーティングを形成する。このような工程を経て、半導体レーザ５０ａが完成する。
【００５９】
第１の実施例における半導体レーザ５０ａの製造方法によれば、ＩｎＧａＰ層が第１ＧａＡｓ層上に形成される際、第１ＧａＡｓ層の凹凸形状（凹部）における凸部の頂部の面積が小さい、即ち隣接する凹部の上面の幅が底部の幅よりも小さいため、凸部頂上へのＩｎＧａＰ層の形成は抑制され凹部が優先的にＩｎＧａＰ層によって埋め込まれる。そのため、凹部がＩｎＧａＰ層によって埋め込まれた後、凹凸形状の上面は平坦化されているため、第２ＧａＡｓ層の厚さが薄くても平坦な表面を得ることができる。この結果、回折格子上部の第２ＧａＡｓ層を薄く形成できるため、第２ＧａＡｓ層に光のフィールドが引っ張られることなく、光のフィールドを活性層領域に有効に閉じ込めることができ、良好な発振特性を有する半導体レーザの製造方法を提供できる。
【００６０】
（第２実施例）
本発明の第２実施例において、図７から図１３までの図は、半導体レーザ５０ｂの製造方法を詳細に説明するものである。なお、第２実施例において、第１実施例で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６１】
第２実施例における半導体レーザ５０ｂの製造方法によれば、量子ドット構造によって形成される活性層を有するため、第１実施例に係る半導体レーザ５０ａと比較して消費電流が低減し、且つ温度依存性を抑制することができる。
【００６２】
図７及び図８は、本発明の第２実施例に係る半導体レーザ５０ｂの構造を示す。図７は、半導体レーザ５０ｂの斜視図である。図８は、図７におけるＸ−Ｙ線で切断した半導体レーザ５０ｂの断面をＺ方向から見た図である。
【００６３】
図７において、ｐ型ＧａＡｓ基板は１、第１クラッド層は２、活性層は３ｂ、ＧａＡｓ層は４、ＩｎＧａＰ層は５、ＧａＡｓキャップ層は６、回折格子層は７、第２クラッド層は８、コンタクト層は９、ＳｉＯ２保護層は１０、上部電極は１１、及び下部電極は１２により示す。
【００６４】
図７において、ｐ型ＧａＡｓ基板１上には第１クラッド層２が形成されている。ｐ型ＧａＡｓ基板１は、例えば１００ｎｍから１５０ｎｍの厚みを有する。ｐ型ＧａＡｓ基板１上には、不図示のｐ型ＧａＡｓバッファ層が例えば５００ｎｍの厚みで形成されている。
【００６５】
第１クラッド層２は、例えばｐ型ＡｌＧａＡｓからなる。第１クラッド層２は、例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みを有する。
【００６６】
第１クラッド層２上には、活性層３ｂが形成されている。活性層３ｂは、量子ドット構造を備える。活性層３ｂの詳細な構造については図９の説明で後述する。
【００６７】
回折格子層７は、活性層３ｂの上方に、活性層３ｂの全長にわたって、活性層３ｂに沿って平行に設けられている。回折格子層７は、ＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５からなる屈折率が異なる部分が活性層３ｂに沿って同じ周期で配置されている。回折格子層７は、
ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６を備えている。なお、ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６はアンドープであることが望ましい。回折格子層７の構造については、図８において詳細に説明する。
【００６８】
第２クラッド層８は、回折格子層７上に形成されている。第２クラッド層８は、ｎ型ＩｎＧａＰから形成されていることが望ましい。第２クラッド層８は、例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みを有することが望ましい。なお、第２クラッド層８は、光閉じ込め効果、及び電流狭窄効果を高めるためにリッジ形状を有することが望ましい。
【００６９】
図８は、図７におけるＸ−Ｙ線で切断した半導体レーザ５０ｂの断面をＺ方向から見た図である。図８において、ｐ型ＧａＡｓ基板は１、第１クラッド層は２、活性層は３ｂ、ＧａＡｓ層は４、ＩｎＧａＰ層は５、ＧａＡｓキャップ層は６、回折格子層は７、第２クラッド層は８、コンタクト層は９、ＳｉＯ２保護層は１０、上部電極は１１、及び下部電極は１２により示す。なお、図８のうち、図７で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付す。図８では、特に回折格子層７の周期Λ及び凹凸構造（溝部）のｄｇの高さについて説明する。
【００７０】
図７に示すように、回折格子層７は、図２と同様に、ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６を備えている。ＧａＡｓ層４は、凹凸構造（凹部）の周期Λが例えば１９０ｎｍから２００ｎｍ、及び斜面が結晶方位（１１１）Ａ面である凹凸構造（凹部）を備えている。凹凸構造（凹部）の高さｄｇは、例えば２０ｎｍから６０ｎｍであることが望ましい。ＧａＡｓ層４におけるピッチは、半導体レーザ５０ａの発振波長が約１．３μｍとなるように設定されている。また、回折格子層７の凹凸構造（凹部）の高さは、例えば結合係数κが５０ｃｍ−１から１００ｃｍ−１程度になるように設定されている。
【００７１】
ＩｎＧａＰ層５は、図２と同様に、ＧａＡｓ層４の凹凸構造（凹部）に埋め込まれるようにして形成されている。なお、ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の上面から例えば５０ｎｍよりも小さい厚みで、ＧａＡｓ層４の上面を覆うように形成されてもよい。
【００７２】
ＧａＡｓキャップ層６は、図２と同様に、ＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５を覆うように形成されている。
【００７３】
図９は、活性層３ｂの構造を示す断面図である。図９のうち、量子ドット層は２０、ｉ−ＧａＡｓ層は２１、ｉ−ＩｎＡｓ層（ウェッティング層）は２２、ｉ−ＩｎＡｓ層（量子ドット層）は２３、ｉ−ＩｎＧａＡｓ層（歪緩和層）は２４、ｉ−ＧａＡｓ層は２５、ｐ−ＧａＡｓ層は２６、及びｉ−ＧａＡｓ層は２７で示す。
【００７４】
ここで、活性層３ｂは、以下のような構造を有する。
【００７５】
まず、不図示の第１クラッド層２上に、ｉ−ＧａＡｓ層（バリア層）２１が形成されている。ｉ−ＧａＡｓ層２１は、例えば１０ｎｍから５０ｎｍの厚みを有することが望ましい。次いで、ｉ−ＧａＡｓ層２１上に、ｉ−ＩｎＡｓ層（ウェッティング層）２２が形成されている。ｉ−ＩｎＡｓ層（ウェッティング層）２２は、例えば０．８ｎｍの厚みを有することが望ましい。ｉ−ＩｎＡｓ層２２は、ウェッティング層として作用するものである。ウェッティング層とは、ｉ−ＩｎＡｓ／ＧａＡｓ等の歪み系ヘテロエピタキシャル構造において、ヘテロエピタキシャル成長の初期に出現するいわゆるＳ−Ｋ（Ｓｔｒａｎｓｋｉ−Ｋｒａｓｔａｎｏｗ）成長モードを利用するために形成される。ウェッティング層であるｉ−ＩｎＡｓ層２２をｉ−ＧａＡｓ層２１上に形成することにより、ｉ−ＩｎＡｓ層２２上に相互に離間した島の形で、ｉ−ＩｎＡｓ層（量子ドット層）２３を形成できる
ことが知られている。
【００７６】
ｉ−ＩｎＡｓ層（量子ドット層）２３は、例えば５ｎｍの高さで、且つ、例えば１５ｎｍから２０ｎｍの大きさで形成されることが望ましい。ｉ−ＩｎＡｓ層（量子ドット層）２３は、発光波長が約１．３μｍとなるように形成されている。
【００７７】
ｉ−ＩｎＡｓ層（ウェッティング層）２２及びｉ−ＩｎＡｓ層（量子ドット層）２３上に、ｉ−ＩｎＡｓ層（量子ドット層）２３が埋め込まれるようにｉ−ＩｎＧａＡｓ層（歪緩和層）２４が形成されている。ｉ−ＩｎＧａＡｓ層２４は、例えば５ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。
【００７８】
ｉ−ＩｎＧａＡｓ層２４上には、ｉ−ＧａＡｓ層２５が形成されている。ｉ−ＧａＡｓ層２５は、例えば１５ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。
【００７９】
ｉ−ＧａＡｓ層２５上には、ｐ型ＧａＡｓ層２６が形成されている。ｐ型ＧａＡｓ層２６は、例えば１０ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。ｐ型ＧａＡｓ層２６のｐ型不純物濃度は、例えば５×１０１７ｃｍ−３であることが望ましい。
【００８０】
ｐ型ＧａＡｓ層２６上には、ｉ−ＧａＡｓ層２７が形成されている。ｉ−ＧａＡｓ層２５は、例えば１０ｎｍの厚みで形成されることが望ましい。このようにして、ｉ−ＩｎＡｓ層（ウェッティング層）２２からｉ−ＧａＡｓ層２７までを積層形成することによって、量子ドット層２０が形成されている。
【００８１】
なお、第２実施例に係る活性層３ｂは、量子ドット層２０が１０層形成されている。なお、ここでは、量子ドット積層数を１０としているが、これに限られるものではなく、半導体発光素子の使用目的に応じて積層数を変えても良い。また、クラッド層や量子ドット活性層を構成する各層の組成や厚さも、上記に限定されるものではない。また活性層は量子ドット層に限ることなく、例えばＧａＩｎＮＡｓ系の量子井戸構造を適用してもよい。
【００８２】
図１０から図１３までの図は、本発明の第２実施例による半導体レーザ５０ｂの製造方法を説明するものである。
【００８３】
図１０Ａは、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、第１クラッド層２及び活性層３ｂを順次積層形成するようすを示す図である。図１０Ａに示すように、図３Ａと同様に、まずｐ型ＧａＡｓ基板１上に不図示のｐ型ＧａＡｓバッファ層を例えば４００ｎｍから５００ｎｍ堆積する。
【００８４】
次いで、図３Ａと同様に、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、第１クラッド層２が例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みで形成される。
【００８５】
次いで、第１クラッド層２上に、活性層３ｂが例えば３００ｎｍから５００ｎｍの厚みで形成される。活性層３ｂは、先の図９に示す量子ドット構造を有しており、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）法やＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長）法を用いた自己形成法から形成される。
【００８６】
図１０Ｂは、活性層３ｂ上にＧａＡｓ層４ａを形成するようすを示す図である。図３Ｂに示すように、活性層３ｂ上に例えば２０ｎｍから６０ｎｍの厚みによってＧａＡｓ層４ａが形成される。ＧａＡｓ層４ａは、結晶方位（１００）面が上面になるように形成されることが望ましい。ＧａＡｓ層４ａは、活性層の成長に引き続き連続して、ＭＢＥ法やＭＯＶＰＥ法によって形成される。ＧａＡｓ層４はアンドープであることが望ましい。
【００８７】
図１０Ｃは、図３Ｃと同様に、ＧａＡｓ層４ａ上にＳｉＯ２マスク層１３を形成するようすを示す図である。
【００８８】
図１０Ｄは、図３Ｄと同様に、ＧａＡｓ層４ａ上のＳｉＯ２マスク層１３をマスクとして、ＧａＡｓ層４ａをエッチングするようすを示す図である。エッチングの結果、例えば高さｄｇが例えば２０ｎｍから６０ｎｍ、及び、周期Λが例えば１９０ｎｍから２００ｎｍである凹凸構造（凹部）を有するＧａＡｓ層４が形成される。この異方性エッチングの際、ＧａＡｓ層４の頂部には平坦な部分が形成されず、斜面の少なくとも一部が結晶方位（１１１）Ａ面で構成される。
【００８９】
図１１Ａは、図４Ａと同様に、ＧａＡｓ層４ａ上のＳｉＯ２マスク層１３を除去するようすを示す図である。
【００９０】
図１１Ｂは、図４Ｂと同様に、ＧａＡｓ層４上にＩｎＧａＰ層５ａを形成するようすを示す図である。ＩｎＧａＰ層５はアンドープであることが望ましい。ＩｎＧａＰ層５ａがＧａＡｓ層４上に形成される際、ＧａＡｓ層４の凹凸形状（凹部）における凸部の頂部には平坦な部分が存在せず、ＩｎＧａＰが頂上部に取り込まれにくいため、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に選択的に形成される。
【００９１】
図１１Ｃは、図４Ｃと同様に、ＧａＡｓ層４上の凹部がＩｎＧａＰ層５ａによって埋め込まれるようすを示す図である。図１１Ｃに示すように、ＧａＡｓ層４の凹凸構造（凹部）における凸部の頂部には平坦な部分が存在しないため、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に埋め込まれるようになる。そのため、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造（凹部）における頂部及びＩｎＧａＰ層５は略平坦化される。なお、ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の上面から例えば５０ｎｍよりも小さい厚みで、ＧａＡｓ層４の上面を覆うように形成されてもよい。
【００９２】
図１１Ｄは、図４Ｄと同様に、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造における頂部及びＩｎＧａＰ層５上に、ＧａＡｓキャップ層６を形成するようすを示す図である。ＧａＡｓキャップ層６はアンドープであることが望ましい。なお、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に埋め込まれているため、ＧａＡｓキャップ層６の厚さが薄くても平坦な表面を形成することができる。このようにして、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造（凹部）がＩｎＧａＰ層５によって埋め込まれた回折格子層７が形成される。
【００９３】
図１２Ａは、図５Ａと同様に、回折格子層７上に、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａ及びｎ型ＧａＡｓ層９ａを順次積層形成するようすを示す図である。ｎ型ＧａＡｓ層９ａの厚みは、例えば２００ｎｍから３００ｎｍであることが望ましい。
【００９４】
図１２Ｂは、図５Ｂと同様に、ｎ型ＧａＡｓ層９ａ上に、ＳｉＯ２マスク層１４を形成するようすを示す図である。
【００９５】
図１２Ｃは、図５Ｃと同様に、ＳｉＯ２マスク層１４をマスクとして、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａ上のｎ型ＧａＡｓ層９ａをエッチングするようすを示す図である。
【００９６】
図１２Ｄは、図５Ｄと同様に、ＳｉＯ２マスク層１４をマスクとして、ＧａＡｓキャップ層６上のｎ型ＩｎＧａＰ層８ａをエッチングするようすを示す図である。
【００９７】
図１３Ａは、図６Ａと同様に、コンタクト層９上のＳｉＯ２マスク層１４を除去するようすをしめす図である。
【００９８】
図１３Ｂは、図６Ｂと同様に、第２クラッド層８の側壁及び回折格子層７上にＳｉＯ２保護層１０を形成し、ＳｉＯ２保護層１０上及びコンタクト層９上に上部電極１１を形成するようすを示す図である。
【００９９】
図１３Ｃは、図６Ｃと同様に、ｐ型ＧａＡｓ基板１において第１クラッド層２が形成されている反対側の面に下部電極１２を形成するようすを示す図である。
【０１００】
この工程の後、例えば回折格子層７が位相シフトのない均一回折格子構造を有する場合、素子前端面に不図示の無反射コーティング、及び素子後端面に不図示の高反射コーティングを形成する。また、回折格子部にλ／４位相シフトが形成されている場合は、素子の両端面に不図示の無反射コーティングを形成する。このような工程を経て、半導体レーザ５０ｂが完成する。
【０１０１】
第２の実施例における半導体レーザ５０ｂの製造方法及び構造によれば、量子ドット構造によって形成される活性層を有するため、第１実施例に係る半導体レーザ５０ａと比較して消費電流が低減し、且つ温度依存性を抑制することができる。
【０１０２】
（第３実施例）
本発明の第３実施例において、図１４から図１９までの図は、半導体レーザ５０ｃの構造及び半導体レーザ５０ｃの製造方法を詳細に説明するものである。なお、第３実施例において、第１実施例及び第２実施例で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０３】
第３実施例における半導体レーザ５０ｃの製造方法によれば、第２実施例における半導体レーザ５０ｂと比較して、活性層３ｃにおける量子ドット層の積層数を例えば４層と少なく形成している。さらに、第１クラッド層上部に屈折率の小さいＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを挿入し、第２クラッド層上部にＩｎＧａＰよりも屈折率の大きいＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓを形成している。
【０１０４】
第２実施例に記した構造では、第２クラッド層がすべて屈折率の小さいＩｎＧａＰにより形成されているため、光のフィールドがリッジ構造側へ染み出しにくく、垂直方向の光閉じ込めが非常に大きく、逆に横方向の光閉じ込めが弱く、結果として垂直方向の遠視野像が大きく、水平方向の遠視野像が小さい楕円形となる。
【０１０５】
これに対して、上記半導体レーザ５０ｃに示した製造方法によれば、第２実施例の場合と比較して光のフィールドがリッジ構造内部へ引っ張られる。これにより、第２実施例の場合と比較すると、垂直方向の光閉じ込めが緩和し、水平方向の光閉じ込めが強まる。そのため、半導体レーザ５０ｃの垂直方向及び水平方向における遠視野像（Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ：ＦＦＰ）を略円形とすることができる。ＦＦＰが円形になることによって、半導体レーザ５０ｃを光モジュールとして組み立てる際に、半導体レーザ５０ｃとレンズとの結合効率を改善することができる。
【０１０６】
図１４及び図１５は、本発明の第３実施例に係る半導体レーザ５０ｃの構造を示す。図１４は、半導体レーザ５０ｃの斜視図である。図１５は、図１４におけるＸ−Ｙ線で切断した半導体レーザ５０ｂの断面をＺ方向から見た図である。
【０１０７】
図１４において、ｐ型ＧａＡｓ基板は１、第１クラッド層は２ａ、活性層は３ｃ、ＧａＡｓ層は４、ＩｎＧａＰ層は５、ＧａＡｓキャップ層は６、回折格子層は７、第２クラッド層は８ｃ、コンタクト層は９、ＳｉＯ２保護層は１０、上部電極は１１、及び下部電極
は１２により示す。
【０１０８】
図１４において、ｐ型ＧａＡｓ基板１上には第１クラッド層２ａが形成されている。ｐ型ＧａＡｓ基板１は、例えば１００μｍから３００μｍの厚みを有する。ｐ型ＧａＡｓ基板１上には、不図示のｐ型ＧａＡｓバッファ層が例えば５００ｎｍの厚みで形成されている。
【０１０９】
第１クラッド層２ａは、例えばｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓと例えばｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを順次積層して形成されている。ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓは、例えば厚さ１．０μｍから１．５μｍを有することが望ましい。ｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓは、例えば厚さ１００ｎｍから３００ｎｍを有することが望ましい。
【０１１０】
第１クラッド層２ａ上には、活性層３ｃが形成されている。活性層３ｃは、量子ドット構造を備える。なお、第３実施例における活性層３ｃは、図９に示した量子ドット層２０を、例えば４層積層して形成されている。
【０１１１】
回折格子層７は、活性層３ｃの上方に、活性層３ｃの全長にわたって、活性層３ｃに沿って平行に設けられている。回折格子層７は、ＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５からなる屈折率が異なる部分が活性層３ｃに沿って同じ周期で配置されている。回折格子層７は、ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６を備えている。回折格子層７の構造については、図１５において詳細に説明する。
【０１１２】
第２クラッド層８ｃは、回折格子層７上に形成されている。第２クラッド層８ｃは、ｎ型ＩｎＧａＰ層とｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層から形成されていることが望ましい。ｎ型ＩｎＧａＰ層は、例えば厚さ５ｎｍから５０ｎｍを有することが望ましい。ｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓは、例えば厚さ１．０μｍから１．５μｍを有することが望ましい。
【０１１３】
図１５は、図１４におけるＸ−Ｙ線で切断した半導体レーザ５０ａの断面をＺ方向から見た図である。図１５において、ｐ型ＧａＡｓ基板は１、第１クラッド層は２ａ、活性層は３ｃ、ＧａＡｓ層は４、ＩｎＧａＰ層は５、ＧａＡｓキャップ層は６、回折格子層は７、第２クラッド層は８ｃ、コンタクト層は９、ＳｉＯ２保護層は１０、上部電極は１１、及び下部電極は１２により示す。なお、図８のうち、図７で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付す。図１５では、特に回折格子層７の周期Λ及び凹凸構造（凹部）のｄｇの高さについて説明する。
【０１１４】
図１５に示すように、回折格子層７は、図８と同様に、ＧａＡｓ層４、ＩｎＧａＰ層５、及びＧａＡｓキャップ層６を備えている。ＧａＡｓ層４は、アンドープＧａＡｓ層とｎ型ＧａＡｓ層を順次積層して形成されている。アンドープＧｓＡｓ層の厚みは、例えば１０ｎｍから３０ｎｍであることが望ましい。ｎ型ＧａＡｓ層の厚みは、例えば１０ｎｍから３０ｎｍであることが望ましい。
【０１１５】
ＧａＡｓ層４は、凹凸構造の周期Λが例えば１９０ｎｍから２００ｎｍ、及び斜面が結晶方位（１１１）Ａ面である凹凸構造を備えている。凹凸構造の高さｄｇは、例えば２０ｎｍであることが望ましい。ＧａＡｓ層４におけるピッチ、及び凹凸構造の高さは、半導体レーザ５０ａの発振波長が約１．３μｍとなるように設定されている。また、回折格子層７の凹凸構造の高さは、例えば結合係数κが５０ｃｍ−１から１００ｃｍ−１程度になるように設定されている。
【０１１６】
ＩｎＧａＰ層５は、図８と同様に、ＧａＡｓ層４の凹凸構造に埋め込まれるようにして
形成されている。なお、ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の上面から例えば５０ｎｍよりも小さい厚みで、ＧａＡｓ層４の上面を覆うように形成されてもよい。
【０１１７】
ＧａＡｓキャップ層６は、図８と同様に、ＧａＡｓ層４及びＩｎＧａＰ層５を覆うように形成されている。ＧａＡｓキャップ層６の厚みは、例えば５ｎｍから２０ｎｍであることが望ましい。
【０１１８】
図１６から図１９までの図は、本発明の第３実施例による半導体レーザ５０ｃの製造方法を説明するものである。
【０１１９】
図１６Ａは、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、第１クラッド層２ａ及び活性層３ｃを順次積層形成するようすを示す図である。図１６Ａに示すように、図３Ａと同様に、まずｐ型ＧａＡｓ基板１上に不図示のｐ型ＧａＡｓバッファ層を例えば４００ｎｍから５００ｎｍ堆積する。
【０１２０】
次いで、図１０Ａと同様に、ｐ型ＧａＡｓ基板１上に、第１クラッド層２ａが例えば１．０μｍから１．５μｍの厚みで形成される。第１クラッド層２ａは、ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓと例えばｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを順次積層して形成される。ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓは、例えば厚さ１．０μｍから１．５μｍを有することが望ましい。ｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓは、例えば厚さ１００μｍから３００μｍを有することが望ましい。
【０１２１】
次いで、第１クラッド層２ａ上に、活性層３ｃが例えば１２０ｎｍから２００ｎｍの厚みで形成される。活性層３ｃは、先の図９に示す量子ドット構造を有しており、例えばＭＢＥ法やＭＯＶＰＥ法を用いた自己形成法から形成される。第３実施例における活性層３ｃは、図９に示した量子ドット層２０を、例えば４層積層して形成されている。
【０１２２】
図１６Ｂは、活性層３ｃ上にＧａＡｓ層４ａを形成するようすを示す図である。図１０Ｂに示すように、活性層３ｃ上に例えば２０ｎｍから６０ｎｍの厚みによってＧａＡｓ層４ａが形成される。
【０１２３】
ＧａＡｓ層４ａは、アンドープＧａＡｓ層とｎ型ＧａＡｓ層を順次積層して形成されている。アンドープＧｓＡｓ層の厚みは、例えば１０ｎｍから３０ｎｍであることが望ましい。ｎ型ＧａＡｓ層の厚みは、例えば１０ｎｍから３０ｎｍであることが望ましい。
【０１２４】
ＧａＡｓ層４ａは、結晶方位（１００）面が上面になるように形成されることが望ましい。ＧａＡｓ層４ａは、例えばＭＯＶＰＥ法によって形成されることが望ましい。
【０１２５】
図１６Ｃは、図１０Ｃと同様に、ＧａＡｓ層４ａ上にＳｉＯ２マスク層１３を形成するようすを示す図である。
【０１２６】
図１６Ｄは、図１０Ｄと同様に、ＧａＡｓ層４ａ上のＳｉＯ２マスク層１３をマスクとして、ＧａＡｓ層４ａをエッチングするようすを示す図である。エッチングの結果、例えば高さｄｇが２０ｎｍ、及び、周期Λが例えば２００ｎｍである凹凸構造を有するＧａＡｓ層４が形成される。このエッチングの際、ＧａＡｓ層４の頂部には平坦な部分が形成されず、斜面の少なくとも一部が結晶方位（１１１）Ａ面で構成される。
【０１２７】
図１７Ａは、図１１Ａと同様に、ＧａＡｓ層４ａ上のＳｉＯ２マスク層１３を除去するようすを示す図である。
【０１２８】
図１７Ｂは、図１１Ｂと同様に、ＧａＡｓ層４上にＩｎＧａＰ層５ａを形成するようすを示す図である。ＩｎＧａＰ層５ａは、アンドープであることが望ましい。ＩｎＧａＰ層５ａがＧａＡｓ層４上に形成される際、ＧａＡｓ層４の隣接する凹部の上面の幅が底部の幅よりも狭く、凸部の頂上にＩｎＧａＰ層が取り込まれにくいため、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に選択的に形成される。
【０１２９】
図１７Ｃは、図１１Ｃと同様に、ＧａＡｓ層４上の凹部がＩｎＧａＰ層５ａによって埋め込まれるようすを示す図である。図１７Ｃに示すように、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に埋め込まれるようになる。そのため、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造における頂部及びＩｎＧａＰ層５は略平坦化される。なお、ＩｎＧａＰ層５は、ＧａＡｓ層４の上面から例えば５０ｎｍよりも小さい厚みで、ＧａＡｓ層４の上面を覆うように形成されてもよい。
【０１３０】
図１７Ｄは、図１１Ｄと同様に、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造における頂部及びＩｎＧａＰ層５上に、ＧａＡｓキャップ層６を形成するようすを示す図である。ＧａＡｓキャップ層６は、５ｎｍから２０ｎｍまでの厚みを有することが望ましい。なお、ＩｎＧａＰ層５ａはＧａＡｓ層４の凹部に埋め込まれているため、ＧａＡｓキャップ層６の厚さが薄くても平坦な表面を形成することができる。このようにして、ＧａＡｓ層４上の凹凸構造がＩｎＧａＰ層５によって埋め込まれた回折格子層７が形成される。
【０１３１】
図１８Ａは、回折格子層７上に、ｎ型ＩｎＧａＰ層及びｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層８ｂ及びｎ型ＧａＡｓ層９ａを順次積層形成するようすを示す図である。回折格子層７上に、ｎ型ＩｎＧａＰ層及びｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層８ｂが、例えばＭＯＶＰＥ法によって順次形成される。ｎ型ＩｎＧａＰ層は、例えば厚さ５ｎｍから５０ｎｍで形成されることが望ましい。ｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓは、例えば厚さ１．０μｍから１．５μｍで形成されることが望ましい。次いで、ｎ型ＩｎＧａＰ層及びｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層８ｂ上に、ｎ型ＧａＡｓ層９ａが例えばＭＯＶＰＥ法によって形成される。ｎ型ＧａＡｓ層９ａの厚みは、例えば２００ｎｍから３００ｎｍであることが望ましい。
【０１３２】
図１８Ｂは、図１２Ｂと同様に、ｎ型ＧａＡｓ層９ａ上に、ＳｉＯ２マスク層１４を形成するようすを示す図である。
【０１３３】
図１８Ｃは、図１２Ｃと同様に、ＳｉＯ２マスク層１４をマスクとして、ｎ型ＩｎＧａＰ層及びｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層８ｂ上のｎ型ＧａＡｓ層９ａをエッチングするようすを示す図である。
【０１３４】
図１８Ｄは、ＳｉＯ２マスク層１４をマスクとして、ＧａＡｓキャップ層６上のｎ型ＩｎＧａＰ層及びｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層８ｂをエッチングするようすを示す図である。
【０１３５】
図１８Ｄに示すように、まずｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層８ｂは、例えばアンモニア水（ＮＨ３）、過酸化水素水（Ｈ２Ｏ２）、及び水（Ｈ２Ｏ）の混合溶液によってエッチングされる。アンモニア水、過酸化水素水、及び水の混合比率は、例えばアンモニア水が３、過酸化水素水が１、及び水が５０の割合であることが望ましい。次いで、ＧａＡｓキャップ層６上のｎ型ＩｎＧａＰ層８ｂが、例えば塩酸（ＨＣｌ）及び酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）の混合溶液によって等方性エッチングされる。塩酸及び酢酸の混合比率は、例えば塩酸が１及び酢酸が２の割合であることが望ましい。このエッチング工程によって、ＧａＡｓキャップ層６上にリッジ構造を有する第２クラッド層８ｃが、活性層３ｃの上方に活性層３ｃの全長にわたって１．５μｍから２．０μｍの幅を有するように形成される
。
【０１３６】
なお、ＧａＡｓキャップ層６は、ｎ型ＩｎＧａＰ層８ａのエッチングストッパとして作用する。ＧａＡｓキャップ層６は、塩酸（ＨＣｌ）及び酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）によってエッチングされないからである。そのため、第２クラッド層８のリッジ構造を精度良く形成することができる。
【０１３７】
図１９Ａは、図１３Ａと同様に、コンタクト層９上のＳｉＯ２マスク層１４を除去するようすをしめす図である。
【０１３８】
図１９Ｂは、図１３Ｂと同様に、第２クラッド層８ｃの側壁及び回折格子層７上にＳｉＯ２保護層１０を形成し、ＳｉＯ２保護層１０上及びコンタクト層９上に上部電極１１を形成するようすを示す図である。
【０１３９】
図１９Ｂは、図１３Ｃと同様に、ｐ型ＧａＡｓ基板１において第１クラッド層２ａが形成されている反対側の面に下部電極１２を形成するようすを示す図である。
【０１４０】
この工程の後、例えば回折格子層７が位相シフトのない均一回折格子構造を有する場合、素子前端面に不図示の無反射コーティング、及び素子後端面に不図示の高反射コーティングを形成する。また、回折格子部にλ／４位相シフトが形成されている場合は、素子の両端面に不図示の無反射コーティングを形成する。このような工程を経て、半導体レーザ５０ｃが完成する。
【０１４１】
第３実施例における半導体レーザ５０ｃの製造方法によれば、第２実施例における半導体レーザ５０ｂと比較して、活性層３ｃにおける量子ドット層の積層数を例えば４層と少なく形成している。さらに、第１クラッド層上部に屈折率の小さいＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを挿入し、第２クラッド層上部にＩｎＧａＰよりも屈折率の大きいＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓを形成している。
【０１４２】
第２実施例に記した構造では、第２クラッド層がすべて屈折率の小さいＩｎＧａＰにより形成されているため、光のフィールドがリッジ構造側へ染み出しにくく、垂直方向の光閉じ込めが非常に大きく、逆に横方向の光閉じ込めが弱く、結果として垂直方向の遠視野像が大きく、水平方向の遠視野像が小さい楕円形となる。
【０１４３】
これに対して、上記半導体レーザ５０ｃに示した製造方法によれば、第２実施例の場合と比較して光のフィールドがリッジ構造内部へ引っ張られる。これにより、第２実施例の場合と比較すると、垂直方向の光閉じ込めが緩和し、水平方向の光閉じ込めが強まる。そのため、半導体レーザ５０ｃの垂直方向及び水平方向における遠視野像（Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ：ＦＦＰ）を略円形とすることができる。ＦＦＰが円形になることによって、半導体レーザ５０ｃを光モジュールとして組み立てる際に、半導体レーザ５０ｃとレンズとの結合効率を改善することができる。
【０１４４】
また、本実施例においてはＧａＡｓ基板の導電型をｐ型としたが、本発明はこれに限らず、ＧａＡｓ基板の導電型をｎ型とし、回折格子層及び第１クラッド層、コンタクト層の導電型をｐ型としてもよい。
【０１４５】
また、本実施例においては回折格子層を活性層の上に形成してリッジ構造を形成したが、本発明はこれに限らず、回折格子層を活性層の下に形成してもよい。この場合、回折格子層に接するＧａＡｓキャップ層を薄く形成することができるので、活性層と回折格子層の距離を近づけることができ、回折格子の結合係数κを大きくとることができる。
（付記１）
活性層と、
前記活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第１ＧａＡｓ層と、
前記凹部に埋め込まれたＩｎＧａＰ層と、
前記ＩｎＧａＰ層上及び前記凹部上に形成された第２ＧａＡｓ層と、を含み、
前記凹部は、前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位が（１００）面からなる底部、及び少なくとも前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位の一部が（１１１）Ａ面からなる斜面を有し、前記第１ＧａＡｓ層の上面において一方の前記凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さいことを特長とする半導体レーザ。
（付記２）
第１導電型を有するＧａＡｓの結晶方位が（１００）面からなる基板上に形成された、第１導電型を有する第１クラッド層と、
前記第２ＧａＡｓ層上に形成された第２導電型を有する第２クラッド層と、
を更に有することを特徴とする付記１記載の半導体レーザ。
（付記３）
前記第１クラッド層は、ｐ型ＡｌＧａＡｓから形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰから形成されることを特徴とする付記１又は付記２記載の半導体レーザ。
（付記４）
前記第１クラッド層は、ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓとｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを順次積層して形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰ層とｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層を順次積層して形成されることを特徴とする付記１乃至付記３の何れか１つに記載の半導体レーザ。
（付記５）
前記活性層は、量子井戸活性層、又は量子ドット活性層であることを特徴とする付記１乃至付記４の何れか１つに記載の半導体レーザ。
（付記６）
前記活性層は、ＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓのいずれかの半導体材料から形成されていることを特徴とする付記１乃至付記５の何れか１つに記載の半導体レーザ。
（付記７）
活性層を形成する工程と、
前記活性層上に結晶方位が（１００）面からなる前記第１ＧａＡｓ層を形成する工程と、
前記第１ＧａＡｓ層上に周期的間隔でマスクを形成する工程と、
前記第１ＧａＡｓ層の結晶方位である（１００）面をエッチング液によって連続的にエッチングし、（１１１）Ａ面を含む斜面を有する凹部を形成する工程と、
前記凹部をＩｎＧａＰ層によって埋め込む工程と、
前記ＩｎＧａＰ層上及び前記第１ＧａＡｓ層上に第２ＧａＡｓ層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
（付記８）
第１導電型を有するＧａＡｓ層の結晶方位が（１００）面である基板上に、第１導電型を有する第１クラッド層を形成する工程と、
前記第２ＧａＡｓ層上に第２導電型を有する第２クラッド層を形成する工程と、
前記第２ＧａＡｓ層をエッチング停止層としてリッジ導波路型の電流狭窄構造を形成する工程と、
を更に有し、前記活性層は、前記第１クラッド層上に形成されることを特徴とする付記７記載の半導体レーザの製造方法。
（付記９）
前記エッチング液は、アンモニア水、過酸化水素水、及び水を含むことを特徴とする付記７又は付記８に記載の半導体レーザの製造方法。
（付記１０）
前記エッチング液は、前記アンモニア水が３、前記過酸化水素水が１、及び前記水が５０の割合であることを特徴とする付記７乃至付記９の何れか１つに記載の半導体レーザの製造方法。
（付記１１）
前記第１クラッド層は、ｐ型ＡｌＧａＡｓから形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰから形成されることを特徴とする付記７乃至付記１０の何れか１つに記載の半導体レーザの製造方法。
（付記１２）
前記第１クラッド層は、ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓとｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓを順次積層して形成され、前記第２クラッド層はｎ型ＩｎＧａＰ層とｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層を順次積層して形成されることを特徴とする付記７乃至付記１１の何れか１つに記載の記載の半導体レーザの製造方法。
（付記１３）
前記活性層は、量子井戸活性層、又は量子ドット活性層であることを特徴とする付記７乃至付記１２の何れか１つに記載の記載の半導体レーザの製造方法。
（付記１４）
前記活性層は、ＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓのいずれかの半導体材料から形成されていることを特徴とする付記７乃至付記１３の何れか１つに記載の記載の半導体レーザの製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】図１は、第１実施例による半導体レーザ５０ａの構造を示す斜視図である。
【図２】図２は、第１実施例による半導体レーザ５０ａの構造を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施例による半導体レーザ５０ａの製造方法を示す図である。
【図４】図４は、第１実施例による半導体レーザ５０ａの製造方法を示す図である。
【図５】図５は、第１実施例による半導体レーザ５０ａの製造方法を示す図である。
【図６】図６は、第１実施例による半導体レーザ５０ａの製造方法を示す図である。
【図７】図７は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの構造を示す斜視図である。
【図８】図８は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの構造を示す断面図である。
【図９】図９は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの活性層の構造を示す断面図である。
【図１０】図１０は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの製造方法を示す図である。
【図１３】図１３は、第２実施例による半導体レーザ５０ｂの製造方法を示す図である。
【図１４】図１４は、第３実施例による半導体レーザ５０ｃの構造を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第３実施例による半導体レーザ５０ｃの構造を示す断面図である。
【図１６】図１６は、第３実施例による半導体レーザ５０ｃの製造方法を示す図である。
【図１７】図１７は、第３実施例による半導体レーザ５０ｃの製造方法を示す図である。
【図１８】図１８は、第３実施例による半導体レーザ５０ｃの製造方法を示す図である。
【図１９】図１９は、第３実施例による半導体レーザ５０ｃの製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１４７】
１  ｐ型ＧａＡｓ基板
２  第１クラッド層
２ａ  第１クラッド層
３ａ  活性層
３ｂ  活性層
３ｃ  活性層
４  ＧａＡｓ層
４ａ  ＧａＡｓ層
５  ＩｎＧａＰ層
５ａ  ＩｎＧａＰ層
６  ＧａＡｓキャップ層
７  回折格子層
８  第２クラッド層
８ａ  ｎ型ＩｎＧａＰ層
８ｂ  ｎ型ＩｎＧａＰ層及びｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ層
８ｃ  第２クラッド層
９  コンタクト層
９ａ  ｎ型ＧａＡｓ層
１０  ＳｉＯ２保護層
１１  上部電極
１２  下部電極
１３  ＳｉＯ２マスク層
１４  ＳｉＯ２マスク層
２０  量子ドット層
２１  ｉ−ＧａＡｓ層
２２  ｉ−ＩｎＡｓ層
２３  ｉ−ＩｎＡｓ層
２４  ｉ−ＩｎＧａＡｓ層
２５  ｉ−ＧａＡｓ層
２６  ｐ型ＧａＡｓ層
２７  ｉ−ＧａＡｓ層
５０ａ  半導体レーザ
５０ｂ  半導体レーザ
５０ｃ  半導体レーザ
【図１】
2010045256.tif 000003
【図２】
2010045256.tif 000004
【図３】
2010045256.tif 000005
【図４】
2010045256.tif 000006
【図５】
2010045256.tif 000007
【図６】
2010045256.tif 000008
【図７】
2010045256.tif 000009
【図８】
2010045256.tif 000010
【図９】
2010045256.tif 000011
【図１０】
2010045256.tif 000012
【図１１】
2010045256.tif 000013
【図１２】
2010045256.tif 000014
【図１３】
2010045256.tif 000015
【図１４】
2010045256.tif 000016
【図１５】
2010045256.tif 000017
【図１６】
2010045256.tif 000018
【図１７】
2010045256.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2010045256.tif 000021