(57)【要約】【課題】緩和振動を抑制し得る構造を有する半導体発光素子を提供する。【解決手段】半導体発光素子は、ｎ型半導体層１０２，１０３と、ｐ型半導体層１１０，１１１と、これらｎ型半導体層１０２，１０３とｐ型半導体層１１０，１１１との間に介在する活性層１０５とを含む積層構造を有する。活性層１０５は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長が積層方向のキャリア拡散長よりも大きい機能層を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体層と、
ｐ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に介在する活性層と、
を含む積層構造を有し、
前記活性層は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長が前記積層方向のキャリア拡散長よりも大きい機能層を含む、半導体発光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、前記機能層では、前記垂直な方向のキャリア移動度が前記積層方向のキャリア移動度よりも大きい、半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体発光素子であって、前記機能層は、第１の半導体層と前記第１の半導体層よりも広いバンドギャップを有する第２の半導体層とが交互に積層された超格子構造を有する、半導体発光素子。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体発光素子であって、前記第２の半導体層に不純物が添加され、前記第１の半導体層に不純物が添加されない、半導体発光素子。
【請求項５】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の半導体発光素子であって、
前記活性層は、量子井戸層と、前記量子井戸層よりも広いバンドギャップを有する障壁層とが交互に積層された量子井戸構造を有し、
前記量子井戸層の数は２層以上であり、
前記障壁層は前記機能層を含む、半導体発光素子。
【請求項６】
請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の半導体発光素子であって、
前記活性層は、量子井戸層と、前記量子井戸層よりも広いバンドギャップを有する障壁層とが交互に積層された量子井戸構造を有し、
前記量子井戸層は前記機能層を含む、半導体発光素子。
【請求項７】
請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の半導体発光素子であって、前記ｎ型半導体層、前記ｐ型半導体層および前記活性層は、それぞれ、III族窒化物系化合物半導体で構成されている、半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザや半導体光増幅器などの半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光ディスク用半導体レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）は、情報再生時に光ディスクからの戻り光で誘起される相対強度雑音（ＲＩＮ：Relative Intensity Noise）を低減させるために、パルス電流を用いて駆動される。すなわち、レーザダイオードからの出射光と光ディスクで反射した戻り光とが干渉することでＲＩＮが生じるので、レーザ光の可干渉性を弱めるために、レーザダイオード駆動用のＤＣバイアス電流に約５０ＭＨｚから数ＧＨｚ程度の範囲の高周波電流を重畳する駆動法が採用されている。このような駆動法は、高周波重畳法（high frequency superposition method）と呼ばれている。
【０００３】
高周波重畳法は、ＣＤ（Compact Disc）用光源であるＡｌＧａＡｓ（Aluminum Gallium Arsenide）系半導体レーザや、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）用光源であるＡｌＧａＩｎＰ（Aluminum Gallium Indium Phosphide）系半導体レーザといった既存の光ディスク用半導体レーザに限らず、次世代光ディスク用光源であるＧａＮ（Gallium Nitride）系半導体レーザにおいても有効な手段として使用され得る。高周波重畳法に関する先行技術は、たとえば、特許文献１（特開２００８−５３６００号公報）に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されているように、パルス状の駆動電流をレーザダイオードに供給すると、レーザダイオード内の注入キャリア（電子や正孔）の密度が周期的に変動し、この変動に合わせて、レーザ光の強度が周期的に振動しながら減衰し、一定の強度に収束するという現象（緩和振動：relaxation oscillation）が起きる。この緩和振動によりパルスの立ち上がり時に発光出力のピークレベルが過大になり、光ディスクの記録内容を誤って消去するというおそれがある。非特許文献１（K. Furuya et al., Appl. Opt. 17, 1949-1952 (1978)）は、半導体レーザダイオードのストライプ幅とキャリア拡散長とを同程度にすれば、緩和振動を抑制できると報告している。
【特許文献１】特開２００８−５３６００号公報
【非特許文献１】K. Furuya, Y. Suematsu, and T. Hong, "Reduction of resonancelike peak in direct modulation due to carrier diffusion in injection laser," Appl. Opt. 17, 1949-1952 (1978).
【非特許文献２】A. Kaneta, T. Mutoh, Y. Kawakami, S. Fujita, G. Marutsuki, Y. Narukawa, and T. Mukai, "Discrimination of local radiative and nonradiative recombination processes in an InGaN/GaN single-quantum-well structure by a time-resolved multimode scanning near-field optical microscopy," Appl. Phys. Lett., 83, 3462-3464 (2003).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＲＩＮの低減のためにＤＣバイアス電流に高周波電流を重畳して使用した場合、動作条件が変化するとＲＩＮが不規則に変動するという問題がある。たとえば、半導体レーザダイオードの光出力や使用環境温度、高周波電流の周波数や振幅といった動作条件の変化に対して、ＲＩＮの強度は単調な変化をせずに不安定に増減するので、これが、光ディスクからの光信号を安定して読み取ることを難しくするという問題がある。この傾向は特に、ＧａＮ系半導体レーザにおいて顕著に見られる。
【０００６】
本発明者らは、この問題に着目して前述の緩和振動とＲＩＮとの関係について鋭意研究を進めた結果、緩和振動の振幅が大きいほど、半導体レーザの動作条件の変化に対するＲＩＮの変動が大きくなることを見出した。そして、本発明者らは、緩和振動の抑制がＲＩＮの変動低減に有効であるとの知見を得た。
【０００７】
上記に鑑みて本発明は、緩和振動を抑制し得る構造を有する半導体発光素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に介在する活性層と、を含む積層構造を有する半導体発光素子が提供される。この半導体発光素子においては、前記活性層は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長が前記積層方向のキャリア拡散長よりも大きい機能層を含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
上述の通り、緩和振動の抑制がＲＩＮの変動低減に有効である。本発明による半導体発光素子の活性層は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長が積層方向のキャリア拡散長よりも大きい機能層を含むので、高周波電流が重畳されたとき、発光領域におけるキャリア密度の変動が抑えられる。これにより緩和振動が抑制されるので、ＲＩＮの不規則な変動を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないように適宜省略される。
【００１１】
図１は、本発明に係る一実施形態の半導体レーザダイオード（半導体発光素子）の断面構造を概略的に示す図である。この半導体レーザダイオードは、ｎ型化合物半導体基板１０１上に、ｎ型バッファ層１０２、ｎ型クラッド層１０３、ｎ側光閉じ込め層１０４、活性層１０５、キャップ層１０６、ｐ側光閉じ込め層１０７および電流狭窄層１０８がこの順に積層された構造を有する。電流狭窄層１０８は、電流流通路を構成するストライプ状の開口部１０９を有しており、この開口部１０９内および電流狭窄層１０８の上に、ｐ型超格子クラッド層１１０が形成され、さらにｐ型超格子クラッド層１１０上にｐ型コンタクト層１１１が形成されている。ｐ型コンタクト層１１１の上には、ｐ側電極１１２が設けられており、ｎ型化合物半導体基板１０１の裏面にはｎ側電極１１３が設けられている。
【００１２】
この半導体レーザダイオードは、III族窒化物系化合物半導体で構成することができる。たとえば、ｎ型化合物半導体基板１０１は、ｎ型ＧａＮ基板でもよいし、あるいは、サファイアやＳｉＣなどの他の材料の下地基板上にＧａＮ層などのIII族窒化物半導体層を結晶成長させてなるテンプレート基板でもよい。ｎ型バッファ層１０２として厚さ１μｍ程度のＧａＮ層を、ｎ型クラッド層１０３として厚さ２μｍ程度のＡｌＧａＮ層を、ｎ側光閉じ込め層１０４として厚さ０．１μｍ程度のＧａＮ層を、キャップ層１０６として厚さ１０ｎｍ程度のＡｌＧａＮ層を、ｐ側光閉じ込め層１０７として厚さ０．１μｍ程度のＧａＮ層を、電流狭窄層１０８として厚さ０．１μｍ程度のＡｌＮ層を、それぞれ使用することができる。この電流狭窄層１０８は、水平方向（積層方向に垂直な方向）に屈折率差を生じさせるので、電流狭窄機能の他に光分布制御機能も兼ね備えている。
【００１３】
ｐ型超格子クラッド層１１０は、たとえば、厚さ２．５ｎｍ程度のＧａＮ層と厚さ２．５ｎｍ程度のＡｌＧａＮ層とが交互に１３０周期分積層された超格子構造を有していればよい。ｐ型コンタクト層１１１としては、たとえば厚さ０．１μｍ程度のＧａＮ層を使用すればよい。このような積層構造において、ｎ型半導体層に導入されるｎ型不純物は、たとえばシリコン（Ｓｉ）であり、ｐ型半導体層に導入されるｐ型不純物は、たとえばマグネシウム（Ｍｇ）である。
【００１４】
活性層１０５は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長が当該積層方向のキャリア拡散長よりも大きい機能層を含む。活性層１０５は、量子井戸層と障壁層とが交互に積層された量子井戸構造を有しており、障壁層は量子井戸層よりも広いバンドギャップを有している。この場合、量子井戸層と障壁層のうちの一方または双方に機能層を形成することができる。機能層は、第１の半導体層（超格子井戸層）と、この第１の半導体よりも広いバンドギャップを有する第２の半導体層（超格子障壁層）とが交互に積層された超格子構造により実現することが可能である。これら第１の半導体層と第２の半導体層は、互いに組成の異なる材料（たとえば、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ；０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を用いて形成することができる。機能層が障壁層にのみ形成される場合、量子井戸層を、たとえばＩｎｚＧａ１−ｚＮ（０≦ｚ≦１）からなる単一層で構成し、障壁層を、第１の半導体層と第２の半導体層からなる超格子構造で構成することができる。一方、機能層が量子井戸層にのみ形成される場合は、障壁層を、たとえば単一のＧａＮ層で構成し、量子井戸層を、第１の半導体層と第２の半導体層からなる超格子構造で構成することができる。
【００１５】
上述の通り、図１の半導体レーザダイオードにおいては、ｎ型半導体層１０２，１０３とｐ型半導体層１１０，１１１との間に活性層１０５が介在する。この活性層１０５は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長（以下「第１のキャリア拡散長」と呼ぶ。）が前記積層方向のキャリア拡散長（以下「第２のキャリア拡散長」と呼ぶ。）よりも大きい機能層を含むものである。一般に、キャリア拡散長Ｌは、拡散係数（diffusion coefficient）Ｄの平方根に比例し、キャリア移動度μは拡散係数Ｄに比例する。よって、この機能層では、積層方向に垂直な方向のキャリア移動度（以下「第１のキャリア移動度」と呼ぶ。）が、積層方向のキャリア移動度（以下「第２のキャリア移動度」と呼ぶ。）よりも大きくなる。
【００１６】
なお、第１のキャリア拡散長をＬ１、第２のキャリア拡散長をＬ２、第１のキャリア移動度をμ１、第２のキャリア移動度をμ２とする。このとき、次式（１ａ）〜（１ｃ），（２ａ）〜（２ｃ）が成立する。
【００１７】
Ｌ１＝（τ・Ｄ１）（１／２）        ・・・（１ａ）
Ｄ１＝ｋ・Ｔ／（ｅ・μ１）              ・・・（１ｂ）
μ１＝１／（ｎ・ｅ・ρ１）              ・・・（１ｃ）
Ｌ２＝（τ・Ｄ２）（１／２）          ・・・（２ａ）
Ｄ２＝ｋ・Ｔ／（ｅ・μ２）              ・・・（２ｂ）
μ２＝１／（ｎ・ｅ・ρ２）              ・・・（２ｃ）
【００１８】
ここで、Ｄ１，Ｄ２：拡散係数、ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：温度、ｅ：電気素量、ｎ：キャリア濃度、ρ１：積層方向に垂直な方向の電気抵抗率、ρ２：積層方向の電気抵抗率、である。したがって、上式（１ａ）〜（１ｃ），（２ａ）〜（２ｃ）と、電気抵抗率ρ１，ρ２の測定値とを使用すれば、キャリア移動度μ１，μ２やキャリア拡散長Ｌ１，Ｌ２を算出することができる。
【００１９】
上述の通り、機能層は、活性層１０５を構成する量子井戸層および障壁層のうちの少なくとも一方に形成することができる。図２は、障壁層に機能層が形成された場合の活性層１０５の伝導帯（Conduction Band）を概略的に示す図である。この場合、量子井戸層２０１は、たとえば厚さ６ｎｍのＩｎＧａＮからなる。障壁層２０２は、たとえば厚さ１４ｎｍの機能層からなり、この機能層は、たとえば厚さ２ｎｍのＧａＮ層と厚さ２ｎｍのＡｌＧａＮ層とが交互に積層された超格子構造で構成される。これに対し、図３は、機能層を含まない通常の活性層の伝導帯を概略的に示す図である。図３の活性層では、量子井戸層３０１と障壁層３０２とが交互に積層されているに過ぎない。上述の通り、障壁層２０２は、比較的バンドギャップの狭い超格子井戸層と、この超格子井戸層よりも広いバンドギャップを持つ超格子障壁層とが交互にかつ周期的に積層された超格子構造を有する。障壁層２０２には、超格子構造によるミニバンドと称するエネルギーバンドが形成され得る。超格子障壁層の厚みと超格子井戸層の厚みが十分に薄ければ、異なる超格子井戸層の波動関数同士に空間的な重なりが生じ、縮退していた量子準位が分裂して小さなエネルギーバンドすなわちミニバンドが形成される。
【００２０】
図４は、図２のバンド構造を有する半導体レーザダイオード（実施例）の光出力の測定結果と、図３のバンド構造を有する半導体レーザダイオード（参考例）の光出力の測定結果とを示すグラフである。グラフの縦軸は、任意単位（a.u.）の光出力を示している。実施例と参考例の光出力波形は、それぞれの光出力を時間積分した値がほぼ同じ値となるように調整されている。また、参考例は、機能層を除いて実施例と同じ構造を有する。図４に示されるように、参考例に比べて実施例の構造は、緩和振動を抑制することが示されている。したがって、実施例の構造は、ＲＩＮの変動を低減している。
【００２１】
本実施形態の超格子構造は、当該超格子構造を構成する各層の厚みがミニバンドが形成され得る程度に薄い構造を有している。よって、一般的な量子井戸構造やヘテロ構造などの層構造は、本実施形態の超格子構造とは異なるものである。超格子構造を構成する各層の厚みは、構成材料や組成に依存するが、たとえば、５ｎｍ程度以下、特に３ｎｍ程度以下であることが好ましい。
【００２２】
また、本明細書でいう「超格子構造」は、超格子構造を構成する各層の厚みが、結晶中のポテンシャルを井戸型周期ポテンシャルで近似するクローニヒ・ペニーモデル（Kronig-Penny model）を適用できる程度に厚いものを指す。原子層（atomic layer）レベルの厚さの層が積層された構造は、これらの層の組成が平均化された擬似混晶とみなされるので、本明細書でいう超格子構造とは異なる。超格子構造を構成する各層厚は、材料や組成に依存するが、たとえば、１ｎｍ程度以上であることが好ましい。
【００２３】
なお、機能層において超格子の周期性が厳密に成立する必要はなく、ある程度のキャリア拡散長Ｌ２とある程度のキャリア移動度μ２とを確保できるのであれば、超格子の周期性が崩れてもよい。たとえば、超格子井戸層と超格子障壁層の一方または双方の厚みが、キャップ層１０６の方向またはｎ側光閉じ込め層１０４の方向に行くにつれて次第に変化する場合であっても、ある程度のキャリア拡散長Ｌ２とある程度のキャリア移動度μ２とが確保できていれば、本実施形態の超格子構造の場合と同様の効果を得ることができる。
【００２４】
次に、図５（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、量子井戸層に機能層が形成された場合の活性層１０５の伝導帯を概略的に示す図である。図５（Ａ）の構造は、量子井戸層４０１と障壁層４０２とが交互に積層され、量子井戸層４０１が機能層である構造であり、図５（Ｂ）の構造は、量子井戸層５０１と障壁層５０２とが交互に積層され、量子井戸層５０１が機能層である構造である。図５（Ａ），（Ｂ）の機能層としては、たとえば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮまたはＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮを含む超格子構造が挙げられる。
【００２５】
次に、本実施の形態の半導体レーザダイオードの製造方法の一例を説明する。
【００２６】
素子構造の作製には、３００ｈＰａの成長圧力を可能にする減圧ＭＯＶＰＥ装置を用いる。キャリアガスには水素と窒素の混合ガスを用い、Ｇａ源、Ａｌ源およびＩｎ源として、それぞれ、トリメチルガリウム、トリメチルアルミニウムおよびトリメチルインジウムを用いる。ｎ型不純物としてシラン、ｐ型不純物としてビスシクロペンタジエニルマグネシウムを用いる。
【００２７】
ｎ型ＧａＮ基板１０１を減圧ＭＯＶＰＥ装置に投入した後、減圧ＭＯＶＰＥ装置内にアンモニアを供給しながら基板１０１を昇温させ、温度が成長温度まで達した時点で成長を開始させる。１回目の成長では、ｎ型ＧａＮバッファ層１０２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０３、ｎ側ＧａＮ光閉じ込め層１０４、活性層１０５、ＡｌＧａＮキャップ層１０６、ｐ側ＧａＮ光閉じ込め層１０７およびＡｌＮ電流狭窄層１０８を順次成長させる。活性層１０５は、ＩｎＧａＮ量子井戸層２０１とＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子障壁層２０２とが交互に積層された多重量子井戸構造を有するものである。成長温度は、たとえば、ＡｌＮ電流狭窄層１０８の成長時には２００〜８００℃、活性層１０５の成長時には８００℃、これら以外の層の成長時には１１００℃とすればよい。ＡｌＮ電流狭窄層１０８は、比較的低温で成長するため、１回目の成長終了時にはアモルファス状態にある。
【００２８】
その後、素子全体の上にＳｉＯ２膜を堆積し、フォトリソグラフィー技術を用いてＳｉＯ２膜に開口部を形成することでＳｉＯ２マスクを形成する。次に、５０〜２００℃の温度に保持された燐酸と硫酸の混合液をエッチング液とし、ＡｌＮ電流狭窄層１０８に所望の開口部１０９を形成する。このとき、アモルファス状のＡｌＮは容易にエッチングされ、単結晶のＧａＮはエッチングが困難であるため、選択性が高く制御性の良好なエッチングがなされる。
【００２９】
次に、再び減圧ＭＯＶＰＥ装置に素子を投入後、装置内にアンモニアを供給しながら基板を昇温させ、温度が成長温度まで達した時点で２回目の成長を開始させる。このとき、ＡｌＮ電流狭窄層１０８は、基板の昇温過程で単結晶化が進行する。次いで、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層１１０、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１１を順次成長させる。その後、素子の上面にｐ側電極１１２、素子の裏面にｎ側電極１１３を形成することで、図１の半導体レーザダイオードが作製される。
【００３０】
本実施形態の半導体レーザダイオードが奏する効果は以下の通りである。
【００３１】
上記の通り、活性層１０５は、積層方向に垂直な方向のキャリア拡散長が積層方向のキャリア拡散長よりも大きい機能層を含む。積層方向に垂直な方向へのキャリア拡散効果が高められる。これにより、高周波電流が重畳された駆動電流を用いて半導体レーザダイオードを駆動したとき、発光領域におけるキャリア密度の変動が抑えられる。よって、緩和振動が抑制されるので、ＲＩＮの不規則な変動を低減することが可能となる。以下にその理由を詳細に説明する。
【００３２】
図６は、非特許文献１から引用された図である。図６の上図は、ストライプ状の活性層（active layer）を有する半導体レーザダイオードの典型的な構造を示し、図６の下図は、水平方向の光強度分布とキャリア密度分布との関係を示すグラフである。図６のグラフに示されるように、水平方向（Ｘ軸方向）においてキャリア密度分布は均一でなく、ストライプ中央付近が凹んでいる。この現象は、光強度が強い中央付近で多くのキャリアが消費される空間的ホールバーニングと呼ばれる現象である。よって、特にストライプ中央付近でキャリア密度が大きく変動する。非特許文献１によれば、ストライプ幅Ｗとキャリア拡散長Ｌが同程度である場合、ストライプの周辺領域から中央領域へキャリアが素早く供給されるので、キャリア密度分布の凹みは軽減される。一方、従来のＧａＮ系半導体レーザのようにＷ＞Ｌである場合、ストライプの周辺領域から中央領域へキャリアが十分に供給されないので、キャリア密度分布の凹みは軽減されない。
【００３３】
本実施形態の活性層１０５の構造は、水平方向のキャリア拡散効果を高めるので、ストライプの周辺領域から中央部（開口部１０９およびその近辺）へのキャリア供給量を増やすことで、キャリア密度分布の凹みを軽減することができる。したがって、キャリア密度の変動を抑制することが可能となる。
【００３４】
なお、前述の通り、緩和振動を抑制するには、ストライプ幅Ｗとキャリア拡散長Ｌとを同程度にすることが効果的であるが、ストライプ幅Ｗは、単一横モード（single transverse mode）や放射角（radiation angle）といった諸特性が所望の特性となるように設定される。一方、キャリア拡散長Ｌは、半導体材料に固有の値であるため、ストライプ幅Ｗとキャリア拡散長Ｌとは必ずしも同程度になるとは限らない。特に、ＧａＮ系半導体レーザにおいては、ストライプ幅Ｗは１μｍ〜２μｍの範囲内に設定される一方、キャリア拡散長Ｌは、１μｍ以下の値、たとえば数百ｎｍ程度の値が報告されている（非特許文献２：A. Kaneta et al., Appl. Phys. Lett., 83, 3462-3464 (2003)）。すなわち、ＧａＮ半導体レーザにおいては、次世代光ディスク用光源として求められる諸特性と、窒化物半導体に固有の物性との関係から、Ｗに対してＬが有意に小さいという、ＧａＮ系半導体レーザに特有の状況がある。
【００３５】
上記実施形態では、上記効果を向上させるために、光強度が強く、キャリア密度の変動が大きい層の近傍に機能層を設けることが好ましい。よって、たとえば、活性層１０５内の障壁層に機能層を設ける場合、少なくとも量子井戸層に挟まれた障壁層に機能層を設けることが好ましい。
【００３６】
また、活性層１０５内の機能層に不純物添加をする場合であって、機能層がバンドギャップの小さい層とバンドギャップの大きい層とを交互に積層することで構成される場合、バンドギャップの大きい層にのみ不純物添加をするのが好ましい。その理由は、キャリアの水平方向の拡散は、主にバンドギャップの小さい層で生ずるので、バンドギャップの小さい層にも不純物を添加すると、不純物によるキャリア散乱が生じ、水平方向のキャリア拡散効果を弱めてしまうからである。
【００３７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。たとえば、上記した製造方法は例示であり、様々な変形例が可能であることは当業者に理解されうるところである。
【００３８】
図１の半導体レーザダイオードは、ファブリ・ペロー型の光共振器構造を有するものであるが、これに限定されるものではない。活性層１０５の構造を、光共振器構造を持たない半導体フォトダイオードや半導体光増幅器に適用してもよい。
【００３９】
また、図１の半導体レーザダイオードは、電流狭窄層１０８が積層構造内に埋め込まれたインナーストライプ導波路型の構造を有するが、これに限定されるものではない。活性層１０５の構造を、リッジストライプ状に加工形成されたｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層とを有するリッジ導波路型の半導体発光素子に適用してもよい。
【００４０】
また、活性層１０５の障壁層の全てが機能層でなくてもよく、障壁層の一部が機能層であってもよい。同様に、活性層１０５の井戸層の全てまたは一部に機能層を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る一実施形態の半導体レーザダイオード（半導体発光素子）の断面構造を概略的に示す図である。
【図２】障壁層に機能層が形成された場合の活性層の伝導帯を概略的に示す図である。
【図３】機能層を有しない通常の活性層の伝導帯を概略的に示す図である。
【図４】半導体レーザダイオードの光出力の測定結果を示すグラフである。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、量子井戸層に機能層が形成された場合の活性層の伝導帯を概略的に示す図である。
【図６】非特許文献１から引用された図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１  ｎ型化合物半導体基板
１０２  ｎ型バッファ層
１０３  ｎ型クラッド層
１０４  ｎ側光閉じ込め層
１０５  活性層
１０６  キャップ層
１０７  ｐ側光閉じ込め層
１０８  電流狭窄層
１０９  開口部
１１０  ｐ型超格子クラッド層
１１１  ｐ型コンタクト層
１１２  ｐ側電極
１１３  ｎ側電極
２０１，３０１，４０１，５０１  量子井戸層
２０２，３０２，４０２，５０２  障壁層
【図１】
2010092898.tif 000003
【図２】
2010092898.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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