(57)【要約】【課題】素子抵抗が低く、高速変調に好適な面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】活性層１３を間にして下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１５を備えると共に、上部ＤＢＲミラー層１５を構成する一部の層に電流狭窄層１５Ｃを有するものであって、電流狭窄層１５Ｃの近傍は、上部ＤＢＲミラー層１５の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有する。これにより、不純物濃度の低い電流狭窄層１５Ｃの近傍において、積層方向と垂直な方向に流れる電流が、電気伝導度の大きい領域内、すなわち電気抵抗の少ない領域内を流れるようにすることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層を間にして一対の多層膜反射鏡を備えると共に前記多層膜反射鏡を構成する一部の層に電流狭窄層を有する面発光型半導体レーザであって、
前記電流狭窄層の近傍は、前記多層膜反射鏡の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有する
ことを特徴とする面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
前記電流狭窄層の近傍の不純物濃度は、１．０x １０17／ｃｍ3 以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
前記電流狭窄層およびその近傍は、前記多層膜反射鏡の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
前記電流狭窄層およびその近傍の不純物濃度は、１．０x １０17／ｃｍ3 以下である
ことを特徴とする請求項３に記載の面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
前記電流狭窄層は、ＡｌＡｓにより構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の面発光型半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流狭窄層を有する面発光半導体レーザに係り、特に、多層膜反射鏡内に電流狭窄層が設けられた面発光型半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、従来のファブリペロー共振器型半導体レーザとは異なり、基板に対して直交方向に光を出射するものであり、同じ基板上に２次元アレイ状に多数の素子を配列することが可能であることから、近年、データ通信分野で注目されている。
【０００３】
ここで、一般的な面発光型半導体レーザの基本構造とその動作について簡単に説明する。面発光型半導体レーザは、半導体基板上に一対の多層膜反射鏡が形成され、その対の反射鏡の間に発光領域となる活性層を有するレーザ構造部を備えている。一方の多層膜反射鏡には、活性層への電流注入効率を高め、しきい値電流を下げるために電流狭窄層が設けられている。また、下面側にはｎ側電極、上面側にはｐ側電極がそれぞれ設けられ、ｐ側電極にはレーザ光を出射するための開口部が設けられている。この面発光型半導体レーザでは、一方の多層膜反射鏡に設けられた電流狭窄層により狭窄された電流が活性層へ注入され、活性層で発光した光はレーザ光としてｐ側電極に設けられた開口部から出射される。
【０００４】
ところで、上記した面発光型半導体レーザは、ファブリペロー共振器型と比べてしきい値電流が小さく、素子寿命が長いなどの多くの利点を有する一方で、素子抵抗が高いため、インピーダンス不整合が生じ易く、その結果、本来データ通信に必要な高速変調が困難となるという問題を有する。そこで、活性層およびその近傍の領域を除く化合物半導体層に対して高濃度の不純物を添加して、活性層で光吸収が発生しないようにすると共に、素子抵抗を低減する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３３２８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような方法では、不純物を添加しない場合に比べて素子抵抗を低減させることは可能であるものの、ドーピング濃度が相対的に低い領域が依然として広範囲に及ぶことから、高速変調の際にインピーダンス不整合が問題とならない程度に素子抵抗を低減させることは困難である。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、素子抵抗が低く、高速変調に好適な面発光型半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の面発光型半導体レーザは、活性層を間にして一対の多層膜反射鏡を備えると共に多層膜反射鏡を構成する一部の層に電流狭窄層を有するものであって、電流狭窄層の近傍は、多層膜反射鏡の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有するものである。
【０００９】
本発明の面発光型半導体レーザでは、電流狭窄層の近傍は多層膜反射鏡の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有する。これにより、不純物濃度の低い電流狭窄層の近傍を積層方向と垂直な方向に流れる電流は、相対的に不純物濃度の高い他の領域を流れる電流よりも不純物散乱の影響を受けにくく、その結果、移動度が上昇するので、不純物濃度の低い電流狭窄層の近傍が、電気伝導度の大きい領域、すなわち電気抵抗の少ない領域となるようにすることが可能である。ただし、電気伝導度σは、電場におけるキャリアの流れ易さを表す指標であり、キャリア密度をｎ、キャリアの電荷をｅ、移動度をμとすると、σ＝ｎｅμで表される。そのため、キャリア密度（不純物濃度）の減少割合に比べて移動度の上昇割合が大きくなるようなキャリア密度にすることが必要となる。
【００１０】
なお、本明細書において、「電流狭窄層の近傍」とは、電流狭窄層の上面側および下面側のそれぞれの面側から数えて１層目から数層目（おおむね３層ぐらい）の領域を指す。ただし、電流狭窄層が多層膜反射鏡の端面以外の部位に設けられている場合には、電流狭窄層の両面にそれぞれ接する層は多層膜反射鏡を構成する層となるが、電流狭窄層が多層膜反射鏡の端面に設けられている場合には、電流狭窄層のうち一方の面に接する層は多層膜反射鏡を構成する層となり、他方の面に接する層は多層膜反射鏡とは異なる層となる。  
【００１１】
また、「不純物」とは、多層膜反射鏡を製造する過程において、層内に望ましい性質を作り出すために意図的に添加される物質であり、例えば、ｐ型不純物としての亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）もしくはベリリウム（Ｂｅ）、または、ｎ型不純物としてのケイ素（Ｓｉ）もしくはセレン（Ｓｅ）などを含む概念である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の面発光型半導体レーザによれば、電流狭窄層の近傍が多層膜反射鏡の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有するようにしたので、電気伝導度を増加させ、素子抵抗を低減させることができる。これにより、インピーダンス不整合を解消することが可能となるので、高速変調が容易となる。また、素子の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の一実施の形態に係る面発光型半導体レーザ１の断面構造を表したものである。また、図２は、図１の面発光型半導体レーザ１の断面構造の一部を拡大すると共に、その一部における不純物濃度の分布を表したものである。図３は、図２における特異な例を表したものである。
【００１５】
面発光型半導体レーザ１は、基板１０の一面側に、下部ＤＢＲミラー層１１（多層膜反射鏡）、下部クラッド層１２、活性層１３、上部クラッド層１４、上部ＤＢＲミラー層１５（多層膜反射鏡）およびｐ型コンタクト層１６をこの順に積層して構成したものである。ここで、下部クラッド層１２の一部、活性層１３、上部クラッド層１４、上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ型コンタクト層１６は、ｐ型コンタクト層１６まで形成されたのち、上面から選択的にエッチングされることによりメサポスト３０となっている。
【００１６】
基板１０、下部ＤＢＲミラー層１１、下部クラッド層１２、活性層１３、上部クラッド層１４、上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ型コンタクト層１６は、例えばＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）系の化合物半導体によりそれぞれ構成されている。なお、ＧａＡｓ系化合物半導体とは、短周期型周期表における３Ｂ族元素のうち少なくともガリウム（Ｇａ）と、短周期型周期表における５Ｂ族元素のうち少なくともヒ素（Ａｓ）とを含む化合物半導体のことをいう。
【００１７】
基板１０は、例えばｎ型ＧａＡｓにより構成されている。下部ＤＢＲミラー層１１は、低屈折率層１１Ａｉおよび高屈折率層１１Ｂｉ（１≦ｉ≦ｘ）を１組として、それをｘ組分含んで構成されたものである。なお、活性層１４側に向かうにつれてｉの値は小さくなるものとする。この高屈折率層１１Ｂｉは、例えば厚さがλ／４ｎ（λは発振波長、ｎは屈折率）、ｎ型不純物濃度が１．０x １０18／ｃｍのＡｌa Ｇａ1-a Ａｓ（０＜ａ＜１）により構成されており、低屈折率層１１Ａｉは、例えば厚さがλ／４ｎ、ｎ型不純物濃度が１．０x １０18／ｃｍのＡｌb Ｇａ1-b Ａｓ（０≦ｂ＜ａ）により構成されている。ここで、ｎ型不純物としては、例えばケイ素（Ｓｉ）またはセレン（Ｓｅ）などが挙げられる。
【００１８】
下部クラッド層１２は、例えばＡｌc Ｇａ1-c Ａｓ（０＜ｃ＜１）により構成されている。活性層１３は、例えばＡｌd Ｇａ1-d Ａｓ（０＜ｄ＜１）により構成されている。上部クラッド層１４は、例えばＡｌf Ｇａ1-f Ａｓ（０＜ｆ＜１）により構成されている。この下部クラッド層１２、活性層１３および上部クラッド層１４は、アンドープであることが望ましいが、ｐ型またはｎ型不純物が含まれていてもよい。
【００１９】
上部ＤＢＲミラー層１５は、低屈折率層１５Ａｊおよび高屈折率層１５Ｂｊ（１≦ｊ≦ｙ）を１組として、それをｙ組分含んで構成されたものである。なお、活性層１４側に向かうにつれてｊの値は小さくなるものとする。この高屈折率層１５Ｂｊは、例えば厚さがλ／４ｎ（λは発振波長、ｎは屈折率）、ｐ型不純物濃度が１．０x １０18／ｃｍのＡｌg Ｇａ1-g Ａｓ（０＜ｇ＜１）により構成されており、低屈折率層１１Ａｊは、例えば厚さがλ／４ｎ、ｐ型不純物濃度が１．０x １０18／ｃｍのＡｌh Ｇａ1-h Ａｓ（０≦ｈ＜ｇ）により構成されている。ここで、ｐ型不純物としては、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）などが挙げられる。
【００２０】
ただし、上部ＤＢＲミラー層１５において、活性層１３側から数えてｊ組離れた低屈折率層１５Ａｊの部位には、低屈折率層１５Ａｊの代わりに、電流狭窄層１５Ｃが形成されている。この電流狭窄層１５Ｃは、その中央領域に設けられた電流注入領域１５Ｃ−１、および電流注入領域１５Ｃ−１を取り囲む部位に設けられた電流狭窄領域１５Ｃ−２を含んで構成されている。電流注入領域１５Ｃ−１は、例えば、ｐ型不純物濃度が１．０x １０18／ｃｍのＡｌＡｓにより構成されており、電流狭窄領域１５Ｃ−２は、例えば、Ａｌ2 Ｏ3 により構成されている。
【００２１】
ところで、本実施の形態では、上部ＤＢＲミラー層１５において、電流狭窄層１５Ｃの近傍の不純物濃度をその他の領域の不純物濃度よりも低濃度、例えば１．０x １０17／ｃｍ3 以下の濃度としている。なお、電流狭窄層１５Ｃの近傍とは、電流狭窄層１５Ｃの上面側および下面側のそれぞれの面側から数えて１層目から数層目（おおむね３層ぐらい）の領域、すなわち、電流狭窄層１５Ｃを挟み込む一対の数層を指す。ただし、上面側の不純物濃度の低い層の層数と、下面側の不純物濃度の低い層の層数とは同一である必要はない。また、上面側の不純物濃度の低い層の組成および不純物濃度と、下面側の不純物濃度の低い層の組成および不純物濃度とは同一である必要はない。
【００２２】
また、上で例示したような低濃度は、電流狭窄層１５Ｃおよびその近傍の層を製造する工程において、不純物の供給を停止することにより実現されるが、実際には他の層の不純物が拡散してくるため、おおよそ１．０x １０16／ｃｍ3 以上１．０x １０17／ｃｍ3 以下の濃度となることが多い。
【００２３】
なお、図２では、電流狭窄層１５Ｃが活性層１３側から数えてｊ層目の低屈折率層１５Ａｊの部位に設けられた場合に、電流狭窄層の両面にそれぞれ接する層の不純物濃度がその他の領域の不純物濃度よりも低濃度のときの不純物濃度分布を例示した。このとき、上部ＤＢＲミラー層１５において、不純物濃度の低い層は、高屈折率層１５Ｂｊ−１および１５Ｂｊである。
【００２４】
また、上部ＤＢＲミラー層１５の端面である、低屈折率層１５Ａ１の部位に電流狭窄層１５Ｃを設けるようにした場合は、図３のようになる。このとき、上部ＤＢＲミラー層１５において、不純物濃度の低い層は、図２の場合のように、上部ＤＢＲミラー層１５を構成する層ではない層も含まれる。具体的には、高屈折率層１５Ｂ１および上部クラッド層１４である。
【００２５】
ｐ型コンタクト層１６は、例えばｐ型ＧａＡｓにより構成されており、上記の電流注入領域１５Ｃ−１と対向する領域に例えば円形の開口部１６Ａを有している。
【００２６】
絶縁層１７は、上記開口部１６Ａと、ｐ型コンタクト層１６のうち開口部１６Ａの周縁部とを除くメサポスト３０全体を覆うように形成されており、例えばポリイミドにより構成されている。ｐ側電極１８は、開口部１６Ａの周縁部と、絶縁層１７とを覆うように形成されている。このｐ側電極１８は、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をｐ側コンタクト層１６の側から順に積層したものであり、ｐ型コンタクト層１６と電気的に接続されている。また、基板１０の裏面にはｎ型コンタクト層１９およびｎ側電極２０がこの順に形成されている。ここで、ｎ型コンタクト層１９は、例えばｎ型ＧａＡｓにより構成されている。また、ｎ側電極２０は、例えば、金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層，ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層とを基板１０の側から順に積層した構造を有しており、ｎ型コンタクト層１９と電気的に接続されている。
【００２７】
このような構成を有する面発光型半導体レーザ１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００２８】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、その製造方法を工程順に表したものである。例えばＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）系の面発光型半導体レーザ１を製造するためには、基板１０上の化合物半導体層を、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により形成する。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）、アルシン (ＡｓＨ3)を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2 Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。
【００２９】
具体的には、まず、図４（Ａ）に示したように、基板１０上に、下部ＤＢＲミラー層１１，下部クラッド層１２，活性層１３，上部クラッド層１４，上部ＤＢＲミラー層１５およびｐ側コンタクト層１６をこの順に積層する。
【００３０】
ただし、上部ＤＢＲミラー層１５のうち、電流狭窄層１５Ｃの近傍の層を積層する際には、不純物の供給を停止する。これにより、電流狭窄層１５Ｃの近傍の層をアンドープとすることができるが、実際には隣接する層からの不純物の拡散により、これらの層の不純物濃度は、おおよそ１．０x １０16／ｃｍ3 以上１．０x １０17／ｃｍ3 以下の範囲となることが多い。
【００３１】
次に、図４（Ｂ）に示したように、例えば、ｐ側コンタクト層１６の上にマスク層（図示せず）を形成し、反応性イオンエッチング（Reactive Ion Etching；ＲＩＥ）法により、ｐ側コンタクト層１６，上部ＤＢＲミラー層１５，上部クラッド層１４，活性層１３および下部クラッド層１２の一部を選択的に除去すると共に、ｐ側コンタクト層１６の一部をエッチングして開口部１６Ａを形成する。これにより、頂上に開口部１６Ａを有するメサポスト３０が形成される。
【００３２】
次に、図４（Ｃ）に示したように、水蒸気雰囲気中にて、高温で酸化処理を行い、メサポスト３０の外側から例えば電流狭窄層１５ＣとなることとなるＡｌＡｓからなる層のＡｌを選択的に酸化する。これにより、その層の中心領域に電流注入領域１５Ｃ−１が形成され、それ以外の領域には電流狭窄領域１５Ｃ−２が形成され、その結果、電流注入領域１５Ｃ−１および電流狭窄領域１５Ｃ−２からなる電流狭窄層１５Ｃが形成される。
【００３３】
次に、図１に示したように、メサポスト３０上およびメサポスト３０の周辺基板上に例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法により絶縁層１７を積層させる。その後、エッチングにより絶縁層１７のうちメサポスト３０の頂上の一部分を選択的に除去して、開口部１６Ａ内に上部ＤＢＲミラー層１５を露出させると共に、ｐ側コンタクト層１６のうち開口部１６Ａの外縁部を露出させる。
【００３４】
続いて、メサポスト３０上およびメサポスト３０の周辺基板上に例えば真空蒸着法により例えばＴｉ、ＰｔおよびＡｕを順次積層してｐ側電極１８を形成する。その後、リフトオフまたは選択エッチングにより、開口部１６Ａ内にｐ型クラッド層１５を露出させる。なお、リフトオフによりｐ型クラッド層１５を露出させる場合には、ｐ側電極１８を形成する前に、開口部１６Ａにフォトレジスト膜をあらかじめ形成したのち、ｐ側電極１８をそのフォトレジスト膜と共に除去する。
【００３５】
次いで、基板１１の裏面を適宜研磨して基板の厚さを調整した後、その面上にｎ側コンタクト層１９を形成する。続いて、例えば、金とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層，Ｎｉ層およびＡｕ層とをこの順に積層してｎ側電極２０を形成する。このようにして面発光型の半導体レーザ素子１が製造される。
【００３６】
この面発光型半導体レーザ１では、ｎ側電極２０とｐ側電極１８との間に所定の電圧が印加されると、電流狭窄層１５Ｃにおける電流注入領域１５Ｃ−１を通して活性層１３に電流が注入され、これにより電子と正孔の再結合による発光が生じる。この光は、一対の下部ＤＢＲミラー層１１および上部ＤＢＲミラー層１５により反射され、素子内を一往復したときの位相の変化が２πの整数倍となる波長でレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に出射される。
【００３７】
ところで、一般的な面発光型半導体レーザでは、前述のように、活性層およびその近傍の領域を除く化合物半導体層に対して高濃度の不純物を添加して、活性層で光吸収が発生しないようにすると共に、素子抵抗を低減するようにしている。これは、電気伝導度σがσ＝ｎｅμで表されることに着目して、キャリア密度ｎ（不純物濃度）を上げることにより素子抵抗を下げようとしたものである。しかしながら、このような構成では、不純物を添加しない場合に比べて素子抵抗を低減させることは可能であるものの、ドーピング濃度が相対的に低い領域が依然として広範囲に及ぶことから、高速変調の際にインピーダンス不整合が問題とならない程度に素子抵抗を低減させることは困難である。
【００３８】
一方、本実施の形態の面発光型半導体レーザ１では、電流狭窄層１５Ｃのごく近傍の不純物濃度を例えば１．０x １０17／ｃｍ3 以下に低減するようにした。これは、上記の例のようにキャリア密度ｎ（不純物濃度）を上げることにより素子抵抗を下げようとしたものではなく、移動度μを上げることにより素子抵抗を下げようとしたものである。
【００３９】
より具体的に説明すると、電流狭窄層１５Ｃのごく近傍の不純物濃度を所定の濃度まで低下させると、不純物濃度の減少割合に比べて移動度の上昇割合が大きくなり、その結果、電気伝導度σ（＝ｎｅμ）が増加する。このようにして、不純物濃度の低い電流狭窄層１５Ｃの近傍において、積層方向と垂直な方向に流れる電流を、電気伝導度の大きい領域内、すなわち電気抵抗の少ない領域内に流すことが可能となる。
【００４０】
このように、本発明の面発光型半導体レーザ１によれば、電流狭窄層１５Ｃの近傍が上部ＤＢＲミラー層１５の平均濃度より低濃度の不純物濃度を有するようにしたので、電気伝導度を増加させ、素子抵抗を低減させることができる。これにより、インピーダンス不整合を解消することが可能となるので、高速変調が容易となる。また、素子の信頼性を向上させることもできる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザ２について説明する。なお、本実施の形態は、上部ＤＢＲミラー層１５において、電流狭窄層１５Ｃの近傍だけでなく、電流狭窄層１５Ｃもその他の領域の不純物濃度よりも低濃度、例えば１．０x １０17／ｃｍ3 以下の濃度とした点で、上記の第１の実施の形態と相違する。
【００４２】
図７は、第１の比較例に係る面発光型半導体レーザの電流注入領域の様子を表したものである。図８は、第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザ２の電流注入領域１５Ｃ−１の様子を表したものである。なお、第１の比較例に係る面発光型半導体レーザは、電流狭窄層およびその近傍の層の不純物濃度を高濃度（例えば１．０x １０18／ｃｍ3 ）とすると共に、電流狭窄層をＡｌＡｓにより構成した点で、第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザ２と相違する。
【００４３】
面発光型半導体レーザでは、レーザ光のＮＦＰ（Near Field Pattern) に影響を及ぼす要素の１つとして、電流狭窄層における電流注入領域の形状が挙げられる。光スポットの中心部分にピークを有する同心円状の輝度分布が理想的なＮＦＰであるが、不純物が高濃度にドーピングされたＡｌＡｓに対して酸化を行うと、図７に第１の比較例として例示したように、開口部１１６Ａの中心部分に、結晶方位に従ってひし形の電流注入領域が形成されるため、ひし形の四つ角にピークを有する輝度分布となってしまい、ＮＦＰが理想的ではなくなってしまう。また、ひし形の四つ角に電流が集中するようになるため、素子の劣化率が大きくなる。そのため、素子の寿命が短くなり、素子の信頼性が低下してしまう。そこで、従来は、ＡｌＡｓにＧａを添加したＡｌＧａＡｓを酸化して、円板状の電流注入領域を有する電流狭窄層を形成するようにしていた。ところが、Ｇａを添加すると、電流注入領域の径が面内において一定とならず、面内で分布を有するようになるため、ＮＦＰが理想的ではない場合が多くなり、その結果、歩留りが悪化してしまう。
【００４４】
一方、本実施の形態の面発光型半導体レーザ２では、電流狭窄層１５Ｃを、例えば
１．０x １０17／ｃｍ3 以下の低濃度の不純物濃度のＡｌＡｓにより構成すると共に、電流狭窄層１５Ｃの近傍の層も、低濃度の不純物濃度の半導体により構成している。これにより、電流狭窄層１５Ｃに不純物が拡散するのが抑制されるので、Ｇａを添加することなく、開口部１６Ａの中心部分に、円板状の電流注入領域１５Ｃ−１を形成することが可能となる（図８参照）。その結果、素子の劣化率を小さくすることが可能となるので、素子を長寿命化することができ、素子の信頼性を向上させることができる。
【００４５】
また、不純物濃度を低濃度としたことにより、酸化速度が遅くなるので、電流注入領域の形状の制御性を向上させることができ、歩留りを向上させることができる。
【実施例】
【００４６】
次に、上記の第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザ２の実施例を、第２の比較例と対比して説明する。なお、本実施例において、上記の実施の形態の面発光型半導体レーザ２と共通する構成、作用、製法および効果については適宜省略する。
【００４７】
本実施例では、基板１０を厚さ１００μｍ、不純物濃度１．０x １０19／ｃｍ3 のｎ型ＧａＡｓにより構成した。また、下部ＤＢＲミラー層１１を、厚さがλ／４ｎ（λは発振波長、ｎは屈折率）のｎ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（低屈折率層１１Ａｉ）／ｎ型Ａｌ0.9 Ｇａ0.1 Ａｓ（高屈折率層１１Ｂｉ）を１組として、それを２５組分含む構成とした。
【００４８】
下部クラッド層１２を厚さ９０ｎｍ、アンドープのＡｌ0.75Ｇａ0.25Ａｓ、活性層１３を厚さ８ｎｍ，アンドープのＧａＡｓ、上部クラッド層１４を厚さ９０ｎｍ，アンドープのＡｌ0.75Ｇａ0.25Ａｓにより構成した。上部ＤＢＲミラー層１５を、厚さがλ／４ｎ（λは発振波長、ｎは屈折率）のｐ型Ａｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ（低屈折率層１５Ａｊ）／ｐ型Ａｌ0.9 Ｇａ0.1 Ａｓ（高屈折率層１５Ｂｊ）を１組として、それを２０組分含む構成とした。なお、電流狭窄層１５Ｃは、活性層１３から数えて２層目の低屈折率層１５Ｂ−２に配置されており、電流狭窄層１５Ｃおよび電流狭窄層１５Ｃから数えて１層目から３層目までの層の不純物濃度は、１．０x １０17／ｃｍ3 である。
【００４９】
ｐ型コンタクト層１６を厚さ３００ｎｍのｐ型ＧａＡｓ、絶縁層１７をポリイミド、ｎ型コンタクト層１９をｎ型ＧａＡｓにより構成した。ｐ側電極１８をＴｉ層，Ｐｔ層およびＡｕ層をｐ側コンタクト層１６の側から順に積層し、ｎ側電極２０を、ＡｕとＧｅとの合金層，Ｎｉ層およびＡｕ層とを基板１０の側から順に積層して構成した。
【００５０】
一方、本比較例では、電流狭窄層およびその近傍の層は、１．０x １０18／ｃｍ3 の濃度の不純物を含有する。その他の構成は、本実施例と同様である。
【００５１】
図９は、本実施例および本比較例の直列抵抗を、本比較例の値を１に規格化した表したものである。図１０は、本実施例および本比較例の劣化率を、本比較例の値を１に規格化した表したものである。図９，図１０に示したように、本実施例に係る直列抵抗および劣化率は、本比較例に係る直列抵抗および劣化率と比べると、低いことが確認できる。
【００５２】
従って、電流狭窄層１５Ｃおよびその近傍の層の不純物濃度を低くすることにより、直列抵抗および劣化率を低減することができるといえる。
【００５３】
以上、２つの実施の形態および１つの実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。
【００５４】
例えば、上記実施の形態では、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１０を用いた場合を例として説明していたが、ｐ型ＧａＡｓからなる基板１０を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの断面構成図である。
【図２】図１のレーザの要部を不純物濃度分布と共に表す図である。
【図３】図１のレーザの特異な例の要部を不純物濃度分布と共に表す図である。
【図４】図１に示したレーザの製造過程を説明するための断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの要部を不純物濃度分布と共に表す図である。
【図６】図５のレーザの特異な例の要部を不純物濃度分布と共に表す図である。
【図７】第１の比較例に係る面発光型半導体レーザの電流注入領域の上面図である。
【図８】図５のレーザの電流注入領域の上面図である。
【図９】図５のレーザの実施例と、第２の比較例との直列抵抗を表した図である。
【図１０】図５のレーザの実施例と、第２の比較例との劣化率を表した図である。
【符号の説明】
【００５６】
１，２…半導体レーザ、１０…基板、１１…下部ＤＢＲミラー層、１１Ａｉ，１５Ａｊ…高屈折率層、１１Ｂｉ，１５Ｂｊ…低屈折率層、１２…下部クラッド層、１３…活性層、１４…上部クラッド層、１５…上部ＤＢＲミラー層、１５Ｃ…電流狭窄層、１５Ｃ−１…電流注入領域、１５Ｃ−２…電流狭窄領域、１５Ｄ…ＡｌＡｓ層、１６…ｐ側コンタクト層、１６Ａ…開口部、１７…絶縁層、１８…ｐ側電極、１９…ｎ側コンタクト層、２０…ｎ側電極、３０…メサポスト、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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