(57)【要約】【課題】出力増加によるＦＦＨの変化を抑制し得る高出力半導体レーザー素子及びその製造方法を開示する。【解決手段】本発明による半導体レーザー素子は、基板上に形成された第１導電型クラッド層と、上記第１導電型クラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成され、上部領域がリッジ構造から成る第２導電型クラッド層とを含み、上記第２導電型クラッド層には上記第２導電型クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層が上記リッジ構造内に少なくとも一つ挿入される。【選択図】図３
2006128617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１導電型クラッド層と、
上記第１導電型クラッド層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成され、上部領域がリッジ構造から成る第２導電型クラッド層とを含み、
上記第２導電型クラッド層には上記第２導電型クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層が上記リッジ構造内に少なくとも一つ挿入される半導体レーザー素子。
【請求項２】
上記高屈折率層の屈折率は３．３０ないし３．６２である請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項３】
上記高屈折率層の屈折率は３．４０ないし３．６２である請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項４】
上記リッジ構造の下部にエッチング停止層をさらに含み、
上記第２導電型クラッド層は、上記エッチング停止層下に形成された第２導電型下部クラッド層と、上記エッチング停止層上に形成されたリッジ構造の第２導電型上部クラッド層とを含む請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項５】
上記第２導電型クラッド層上に形成された第２導電型キャップ層と、上記第２導電型キャップ層上に形成された第２導電型コンタクト層とをさらに含む請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項６】
上記半導体レーザーはＡｌＧａＩｎＰ系またはＡｌＧａＡｓ系半導体から成り、上記高屈折率層のＡｌ組成比は上記第２導電型クラッド層のＡｌ組成比より低い請求項１に記載の半導体レーザー素子。
【請求項７】
基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型の下部クラッド層、エッチング停止層、上記第２導電型下部クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層及び上記高屈折率層の屈折率より低い屈折率を有する第２導電型上部クラッド層を順次に形成する段階と、
上記第２導電型上部クラッド層及び上記高屈折率層を選択的にエッチングして、上記第２導電型上部クラッド層及び高屈折率層を含むリッジ構造を形成する段階と、
上記リッジ構造の側部上に電流遮断層を形成する段階とを含む半導体レーザー素子の製造方法。
【請求項８】
上記第２導電型上部クラッド層上に第２導電型キャップ層を形成する段階と、上記第２導電型キャップ層上に第２導電型コンタクト層を形成する段階とをさらに含む請求項７に記載の半導体レーザー素子の製造方法。
【請求項９】
上記リッジ構造を形成する段階において、上記リッジ構造両側の上記エッチング停止層部分を上記選択的エッチングにより除去する請求項７に記載の半導体レーザー素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体レーザー素子に関する。より詳しくは出力増加による水平放射角（far‐field horizontal:FFH）の変化を減少可能な高出力半導体レーザー素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近ＣＤ‐ＲＷとＤＶＤ‐ＲＷの普及につれて、その光源に用いられる高出力半導体レーザー素子の需要が増加している。一般に、半導体レーザー素子は電流注入のためのｐ型クラッド層及びｎ型クラッド層と、クラッド層間において実質的な光子の誘導放出が起こる活性層とを具備する。こうした半導体レーザー素子は上部クラッド層（例えば、ｐ型クラッド層）をリッジ構造で形成することにより向上した電流注入効率を得られる。
【０００３】
ところで、ＤＶＤ‐ライター（DVD‐Writer）などに使用される高出力半導体レーザー素子の場合に、出力が増加するにつれて水平放射角（Far‐Field horizontal;FFH）が変化する現象が発生する。したがって、半導体レーザー素子をＤＶＤ‐ＲＷ用光ピックアップ装置に実際に装着し使用する場合、高出力によるＦＦＨの変化のため記録（writing）特性が不安定になる問題が発生する。
【０００４】
図１は従来の高出力半導体レーザー素子の断面図である。図１によると、半導体レーザー素子（１０）は、ＧａＡｓ基板（１１）上にｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（１２）、アンドープ（undoped）またはドープ（doping）活性層（１３）、ｐ型下部ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（１４）、エッチング停止層（etching stop layer；１５）、ｐ型上部ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（１６）、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層（１７）及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層（１８）が順次に積層された構造を有する。活性層（１３）は一つ以上の量子井戸層（quantum well layer）とガイド層（guiding layer）で成り、エッチング停止層（１５）は単一組成の薄膜、または複数個の層を有する多層構造であり得る。
【０００５】
さらに、ｐ型上部ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（１６）は、電流注入効率を向上させべくリッジ（ridge）構造から成り、その周囲には電流の分散を遮断すべく電流遮断層（current blocking layer：２１）が形成される。上記ｐ型上部ＡｌＧａＩｎＰクラッド層（１６）、ｐ型ＧａＩｎＰキャップ層（１７）及びｐ型ＧａＡｓコンタクト層（１８）は突出形状のリッジ部（ridge part）を成す。上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層（１８）の上面と基板（１１）背面には電流注入のための電極構造（図示せず）が形成されている。
【０００６】
このような構造を有する従来の半導体レーザー素子の場合、出力が増加するにつれてリッジ部下方の活性層（１３）領域（図１において点線で表示されたＡ領域）において電流密度と温度が周辺領域に比して高くなる。これに応じて屈折率がＡ領域においてのみ局部的に高くなり、ＦＦＨ、即ち水平放射角が増加する。
【０００７】
このような出力増加によってＦＦＨが変化すると、実際ＤＶＤ−ＲＷ用光ピックアップシステムなどに半導体レーザーを装着して使用する際記録特性が不安定になるといった問題を発生させる。
【０００８】
一般に、リッジ部底の幅、活性領域の構造などによりＦＦＨの調節が可能であるが、ＦＦＨを大きく設計するほど、出力増加によるＦＦＨの変化量が減少するようになる。
【０００９】
図２は従来の半導体レーザー素子の出力増加によるＦＦＨの変化量を示すグラフである。  図２のグラフは先述した従来の半導体レーザー素子を利用してテストした結果として、高出力動作時リッジ部下方の活性層領域（Ａ領域）内にある量子井戸層の屈折率が２％増加すると仮定し、低出力動作時ＦＦＨと高出力動作時ＦＦＨとの差をＦＦＨの設計値に応じてフローティングして得たものである。図２に示したように、ＦＦＨが大きくなるよう設計すれば、出力増加（またはＡ領域の活性層内の量子井戸層の屈折率増加）によるＦＦＨの増加分を減少可能である。しかし、半導体レーザー素子の使用環境上、ＦＦＨの設計値を大きくするには制限がある。また、出力増加によるＦＦＨの増加分は図２の線上に沿って移動しながら減少され得るだけなので、リッジ部底の幅または活性領域の構造の変更によっては、同一ＦＦＨに対して出力増加によるＦＦＨの増加分を減少させ難い。
【００１０】
結局従来の半導体レーザー素子では、出力増加によるＦＦＨの変化を根本的には改善し難い。したがって、半導体レーザー素子をＤＶＤ‐ＲＷ用光ピックアップ装置に実際に装着して使用する場合、高出力によるＦＦＨ変化により記録特性が不安定になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題を解決するためのものとして、その目的は高出力半導体レーザー素子において、出力によるＦＦＨの変化を抑制し得る半導体レーザー素子を提供することである。
【００１２】
また、本発明の他の目的は高出力半導体レーザー素子において、出力によるＦＦＨの変化を抑制し得る半導体レーザー素子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】
【００１３】
上述した技術的課題を成し遂げるために、本発明による半導体レーザー素子は、基板上に形成された第１導電型クラッド層と、上記第１導電型クラッド層上に形成された活性層と、上記活性層上に形成され、上部領域がリッジ構造から成る第２導電型クラッド層とを含み、上記第２導電型クラッド層には上記第２導電型クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層が上記リッジ構造内に少なくとも一つ挿入される。
【００１４】
好ましくは、上記高屈折率層の屈折率は３．３０ないし３．６２である。より好ましくは、上記高屈折率層の屈折率は３．４０ないし３．６２である。上記高屈折率層の屈折率は上記高屈折率層内に含有されたＡｌの組成比により調節され得る。
【００１５】
上記半導体レーザー素子は上記リッジ構造の下部にエッチング停止層をさらに含むことが可能である。この場合、上記第２導電型クラッド層は、上記活性層上に形成された第２導電型下部クラッド層と、上記エッチング停止層上に形成されたリッジ構造の第２導電型上部クラッド層を含む。さらに、上記半導体レーザー素子は上記第２導電型クラッド層上に形成された第２導電型キャップ層と、上記第２導電型キャップ層上に形成された第２導電型コンタクト層をさらに含むことが可能である。
【００１６】
本発明の一実施形態において上記半導体レーザー素子はＡｌＧａＩｎＰ系半導体から成り得る。また、他の実施形態として上記半導体レーザー素子はＡｌＧａＡｓ系半導体から成り得る。この場合、上記高屈折率層は上記第２導電型クラッド層のＡｌ組成比より低いＡｌ組成比で形成されることにより、上記第２導電型クラッド層より高い屈折率を有することが可能である。
【００１７】
本発明の他の技術的課題を成し遂げるべく、本発明による半導体レーザー素子の製造方法は、基板上に第１導電型クラッド層、活性層、第２導電型下部クラッド層、エッチング停止層、上記第２導電型下部クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層及び上記高屈折率層の屈折率より低い屈折率を有する第２導電型上部クラッド層を順次に形成する段階と、上記第２導電型上部クラッド層及び上記高屈折率層を選択的にエッチングして上記第２導電型上部クラッド層及び高屈折率層を含むリッジ構造を形成する段階と、上記リッジ構造の側部上に電流遮断層を形成する段階とを含む。
【００１８】
上記製造方法は、上記第２導電型上部クラッド層上に第２導電型キャップ層を形成する段階と、上記第２導電型キャップ層上に第２導電型コンタクト層を形成する段階とをさらに含むことが可能である。また、上記リッジ構造を形成する段階において、上記リッジ構造両側の上記エッチング停止層の部分は上記選択的エッチングにより除去され得る。
【００１９】
本発明は、半導体レーザーの出力増加によるＦＦＨ値の変化を抑制し、半導体レーザーを使用したＤＶＤ‐ＲＷなどの記録特性を安定化させる案を提供する。そのために、本発明による半導体レーザー素子は第２導電型クラッド層のリッジ構造内に第２導電型クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層を含む。こうした高屈折率層を具備することにより、本発明による半導体レーザー素子は出力増加によるＦＦＨ値の変化を根本的に改善可能になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、ｐ型クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する高屈折率層をリッジ部に挿入することにより、半導体レーザー素子の出力増加によるＦＦＨ変化を抑制可能になる。これにより、半導体レーザー素子をＤＶＤ‐ＲＷ用光ピックアップ装置に実際装着して使用する場合、高出力動作時の記録特性を安定化することが可能になる。さらに、高屈折率層をリッジ部に挿入することにより活性層の量子井戸領域における光密度を低減させ、ＣＯＤ現象の発生を抑制し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付の図を基に本発明の実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他形態に変形可能で、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるわけではない。本発明の実施形態は当業界において平均的な知識を有する者に対して本発明をより完全に説明するために提供される。したがって、図面における要素の形状及び寸法などはより明確な説明のために誇張されることもあり、図面において同一符合で表示される要素は同一要素である。
【００２２】
図３は本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の断面図を示す。図３に示した半導体レーザー素子（１００）は６５０ｎｍ発振波長用のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザーの断面構造を概略的に示したものである。しかし本発明は、例えば７８０ｎｍ波長のレーザーを発振するよう構成されるＡｌＧａＡｓ系半導体レーザーにも適用され得る。
【００２３】
図３によると、例えばＧａＡｓ基板（１０１）上に、ＡｌＧａＩｎＰから成るｎ型クラッド層（１０２）、活性層（１０３）、ＡｌＧａＩｎＰから成るｐ型下部クラッド層（１０４）及びエッチング停止層（１０５）が順次に積層される。上記エッチング停止層（１０５）上には高屈折率層（１１０）、ｐ型の上部クラッド層（１０６）、ｐ型キャップ層（１０７）及びｐ型コンタクト層（１０８）が順次に積層され上向き突出したリッジ（ridge）部を形成する。また、上記ｐ型の上部クラッド層（１０６）を含んだリッジ部周囲には電流遮断層（１２１）が形成される。上記ｐ型コンタクト層（１０８）の上面及び上記基板（１０１）の下面には電流注入のための電極構造（図示せず）が形成される。基板上に形成されたクラッド層（１０２、１０４、１０６）、エッチング停止層（１０５）及びｐ型キャップ層（１０７）は単一層で形成され得るが、相違する組成比を有する多層構造で形成されることも可能である。また、図３においてはリッジ部の両側にエッチング停止層（１０５）が残っているが、実施形態によってはリッジ部下方にのみエッチング停止層（１０５）を残し、リッジ部両側にはエッチング停止層（１０５）が除去されもする。
【００２４】
上記半導体レーザー素子（１００）内の活性層（１０３）は一つ以上の量子井戸層とガイド層を含んで成る多重量子井戸構造で形成されることが好ましい。例えば、活性層（１０３）はＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＩｎＰ層が交互に積層された多層構造で形成され得る。
【００２５】
上記ｐ型キャップ層（１０７）はエネルギーバンドの不連続を緩和するためのものとして、例えばＡｌを含まないｐ型ＧａＩｎＰ層で形成され得る。ｐ型キャップ層（１０７）の厚さは０．５μｍ以下とさせることが好ましい。さらに、上記ｐ型コンタクト層（１０８）は上部に形成される電極とのオーミックコンタクトを容易に形成するためのものであって、例えばｐ型ＧａＡｓ層で形成され得る。上記電流遮断層（１２１）は電流の分散を遮断するためのものであって、絶縁性の誘電体物質やｎ型ＧａＡｓ層で形成され得る。
【００２６】
高屈折率層（１１０）はＡｌＧａＩｎ層で形成可能であり、エッチング停止層（１０５）とｐ型の上部クラッド層（１０６）とに挟まれリッジ部の屈折率を全般的に高くする。即ち、高屈折率層（１１０）のＡｌ組成比をｐ型クラッド層（１０４、１０６）のＡｌ組成比より低くすることにより、高屈折率層（１１０）の屈折率をｐ型クラッド層（１０４、１０６）の屈折率より高くする。本実施例においては一つの高誘電率層（１１０）がリッジ部内に挿入されるが、実施形態によっては複数個の高誘電率層がリッジ部内に含まれ得る。
【００２７】
本発明者は、上述したようにリッジ構造内に高屈折率層（１１０）を付加することで出力増加によるＦＦＨの変化量を全般的に減少させ得ることを繰り返された実験結果から確認した。
【００２８】
こうした結果は、上記高屈折率層（１１０）がｐ型クラッド層（１０４、１０６）間に挟まれリッジ部内に含まれる場合、上記高屈折率層（１１０）は出力増加によるＦＦＨ変化を抑制する程度でリッジ部の屈折率を増加させ、リッジ部の中心方向にレーザー光を集中させる役目を果たすためと思われる。高屈折率層（１１０）の挿入によるＦＦＨ変化量の改善効果は、例えば図１２のグラフから容易に把握し得る。
【００２９】
図１２は本発明の一実施形態による半導体レーザーの出力増加によるＦＦＨの増加分変化を例示したグラフである。図１２によると、本実施形態の場合も、従来と同様にＦＦＨが高いほど出力増加（屈折率２％増加に該当する出力増加）によるＦＦＨ増加分が減少する。しかし、本発明の場合（実線）には、高屈折率層の無い従来の場合（点線）に比して、出力増加によるＦＦＨ増加分は全般的に低い。即ち、同一なＦＦＨ設定値に対して屈折率２％増加によるＦＦＨ増加分は従来より顕著に減少するのである。したがって、ＦＦＨ設定値を大幅に増加させる必要無く高出力によるＦＦＨの変化量を抑制し得るので、ＤＶＤ‐ＷＲなどの記録特性を大きく安定化させ得る。
【００３０】
また、後述するように、上記高屈折率層の挿入により活性層内の量子井戸層領域における光密度を下げてＣＯＤ（Catastrophic Optical Damage）を抑制する効果も得られる。図１１によると、本発明の場合にはｐ型クラッド層領域（ｃ´）の光強度が従来の場合（図１０のｃ領域参照）に比して相対的に高く分布していることが分かる。これにより、従来に比して活性層（１０３）内の量子井戸領域に光強度の分布が少なくなり、活性層における過度な光密度によるＣＯＤ現象を抑制可能になる。
【００３１】
次に、本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法について説明する。本実施形態による製造方法においては従来と異なり、エッチング停止層上に高屈折率層を形成する工程を付加的に実施した後、上記高屈折率層より低い屈折率を有するｐ型上部クラッド層を形成する。
【００３２】
図４ないし図９は本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【００３３】
先ず、図４によると、例えばＧａＡｓ基板（１０１）上にＡｌＧａＩｎＰから成るｎ型クラッド層（１０２）、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰから成る多重量子井戸構造の活性層（１０３）、ＡｌＧａＩｎＰから成るｐ型下部クラッド層（１０４）、エッチング停止層（１０５）、高屈折率層（１１０）、ＡｌＧａＩｎＰから成るｐ型上部クラッド層（１０６）、ｐ型キャップ層（１０７）及びｐ型コンタクト層（１０８）を順次に形成する。
【００３４】
次に、図５（ａ）によると、上記ｐ型コンタクト層（１０８）上にシリコン酸化物（ＳｉＯ２）またはシリコン窒化物（ＳｉＮ）などから成るマスク膜を形成した後、フォトリソグラフィ工程により選択的にエッチングしてリッジ部形成のためのマスク膜パターン（１０９）を形成する。図５（ｂ）は図５（ａ）のマスク膜パターン（１０９）をウェーハ上に示した平面図である。図５（ｂ）に示したように、マスク膜パターン（１０９）はウェーハ上において複数のストライプ（stripes）形態を成す。
【００３５】
その後、図６に示したように、マスク膜パターン（１０９）をエッチングマスクとしてドライエッチング及び／またはウェットエッチングを施すことによりリッジ（ridge）構造を形成する。これにより、高誘電率層（１１０）、ｐ型上部クラッド層（１０６）、ｐ型キャップ層（１０７）及びｐ型コンタクト層（１０８）は電流注入を向上させるためのリッジ部（１３０）を構成する。本実施形態においてはリッジ構造形成のためのエッチング時、リッジ部両側のエッチング停止層（１０５）部分を残したが、リッジ構造形成のためのエッチング時リッジ部両側のエッチング停止層（１０５）部分も共に除去することが可能である。
【００３６】
次いで、図７によると、電流分散を遮断するための電流遮断層（１２１）をリッジ部の周囲に形成する。電流遮断層（１２１）は例えば、有機金属ＣＶＤ（Metal Organic CVD;MOCVD）、分子線エピタキシ（Molecular Beam Epitaxy;MBE）、プラズマ強化ＣＶＤ（Plasma Enhanced CVD;PECVD）、スパッタリング（sputtering）などにより形成され得るが、誘電体などの絶縁性物質またはリッジ部の導電型と逆の導電型を有する半導体物質（例えば、ｎ型ＧａＡｓ）から成り得る。次いで、マスク膜パターン（１０９）を除去した後、ｐ型コンタクト層（１０８）上面と基板（１０１）下面に電極構造（図示せず）を形成する。電極構造はＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属物質またはｐ型導電性半導体物質または金属と半導体物質との多層構造で形成され得る。
【００３７】
その後、図８の平面図上の点線で示されたように、スクライビング（scribing）、クリービング（cleaving）などの方法によりウェーハ上に線を引いて切断し、ウェーハを複数個のバー（bar）形態に分ける。図８に示した参照符合「Ｌ」は半導体レーザー素子の長さ（または共振キャビティ（cavity）の長さ）を示す。
【００３８】
次に、上記バー断面にスパッタリングまたはプラズマ強化ＣＶＤなどの方法により誘電薄膜をコーティングし、図９の平面図上の点線で示されたようにバーをエッチング、クリービングなどの方法により切断して所定の幅（Ｗ）と長さ（Ｌ）を有する各々の半導体レーザー素子に分ける。その後、各半導体素子の上下電極を連結して電流注入を可能にする。こうした製造工程を経て得た本実施形態による半導体レーザー素子は、先述したように高屈折率層（１１０）の屈折率調節により出力増加によるＦＦＨ変化を抑制し、できる限り一定したＦＦＨ値を維持し、活性層（１０３）内の量子井戸層における光密度を緩和するようになる。
【００３９】
上記本発明の一実施形態においては、活性層にＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ層などを使用するＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザー素子の製造方法を説明したが、本発明は活性層にＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ層を使用するＡｌＧａＡｓ系半導体レーザー素子の製造方法にも適用され得る。ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザー素子を製造する場合にも、ｐ型クラッド層のＡｌ組成比より低いＡｌ組成比を有する（即ち、ｐ型クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する）高屈折率層（１１０）をリッジ構造内に形成することにより、高出力によるＦＦＨ変化を抑制し得る。
【００４０】
また、上述した製造方法においてはｐ型キャップ層（１０７）上にｐ型コンタクト層（１０８）を積層した後にリッジ構造形成のための選択的エッチング工程を施したが、リッジ構造形成のための選択的エッチング工程後にｐ型キャップ層（１０７）上にｐ型コンタクト層（１０８）を積層することも可能である。
【実施例】
【００４１】
本発明によるレーザー素子の特性向上をより具体的に説明すべく、本発明の一実施例による半導体レーザー素子のＦＦＨ変化特性を従来の半導体レーザー素子のＦＦＨ変化特性と比較する実験を行った。
【００４２】
本実験に使用された上記実施例の半導体レーザー素子はＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザー素子であり、下記表１に記載された層厚さ、屈折率及びＡｌ組成比条件を満足するよう製造されたものである。下記表１に記載されたように、本実施例による半導体レーザー素子はエッチング停止層とｐ型上部クラッド層間に高屈折率層を含む。
【表１】
2006128617.tif 000003
【００４３】
上記表１に記載されたように、クラッド層、エッチング停止層、活性層は各々多層構造から成っており、表１の下段から上段への順序は実際半導体レーザー素子の下部層から上部層への順序に該当する。また、上記表１のＡｌ組成比は百分率で表したもので、ＡｌＧａＩｎＰ内に含有されたＡｌとＧａの全体モル数中Ａｌのモル数が占める比率を示す。
【００４４】
Ｐ（Ｖ族）を除いたＡｌ、Ｇａ及びＩｎはIII族に該当するので１モルのＡｌＧａＩｎＰ内にはＰが１モルほど存在する。また、一般に現在の半導体レーザーに使用されるＡｌＧａＩｎＰ層においてはＩｎが１モルのＡｌＧａＩｎＰ内に０．２４ないし０．２６モルほど存在する。したがって、１モルのＡｌＧａＩｎＰ内に存在するＡｌモル数とＧａモル数の和は約０．２５モルほどになる。表１に示したＡｌ組成比はこの０．２５モル中Ａｌが占めるモル数比を示すものと理解され得る。表１に示すように、本実施例の高屈折率層はｐ型クラッド層のＡｌ組成比（７０％）より小さいＡｌ組成比（６５％）で形成されることによりｐ型クラッド層の屈折率（３．３４５４）より大きい屈折率（３．３６１７）を有する。
【００４５】
一方、上記実施例と比較する比較例として従来の半導体素子を下記表２のような条件で製造した。比較例において従来の半導体素子内に含まれた各層の上下位置及びＡｌ組成比の意味は表１において説明した上記実施例と同じである。但し、比較例においてはリッジ部内に高屈折率層が挿入されずエッチング停止層上に直接ＡｌＧａＩｎＰから成るｐ型上部クラッド層が形成される。比較例における各層の厚さは上記実施例とほぼ同一で、比較例のｐ型上部クラッド層は上記実施例におけるＰ型上部クラッド層の厚さと高屈折率層の厚さの和に該当する厚さで形成した。
【表２】
2006128617.tif 000004
【００４６】
図１０及び図１１は上記比較例及び実施例の半導体レーザー素子に対して屈折率分布と光強度分布を測定した結果を示す。図１０及び図１１のグラフには、半導体レーザー素子の厚さ方向を横軸として屈折率及び光強度分布が示してある。
【００４７】
上記グラフにおいて横軸の左側から右側への方向は半導体レーザー素子の下部層から上部層への方向に該当する。より具体的に説明すれば、図１０及び図１１のグラフにおいて光強度が最大ピークを形成する部分に位置する突出した屈折率分布部分（ｂ、ｂ´）は活性層に該当し、これを基点として左側（ａ、ａ´）はｎ型クラッド層に、右側（ｃ、ｃ´）はｐ型クラッド層に該当する。
【００４８】
図１１によると、活性層に該当する屈折率分布部分（ｂ´）から横軸の右側  方向へ所定の距離だけ離隔して、高屈折率層の突出した屈折率分布が見られる。
【００４９】
これは、高屈折率層の屈折率がこれに隣接したｐ型クラッド層の屈折率より高いことを意味する。こうした屈折率分布を有する上記実施例の場合、図１０の比較例に比してｐ型クラッド層側（ｃ´）の光強度が相対的に高く分布するようになる。したがって、活性層における光密度が相対的に減少し、活性層（とりわけ活性層内の量子井戸層）の過度な光密度によるＣＯＤ現象が抑制され得る。
【００５０】
上記実施例と比較例の半導体レーザー素子の出力増加によるＦＦＨ増加分を測定し、図１２のグラフに示した。図１２のグラフにおいて点線部分は比較例のＦＦＨ変化特性を示し、実線部分は上記実施例のＦＦＨ変化特性を示す。図１２に示したように、上記実施例の場合には、屈折率２％増加に該当する出力増加によるＦＦＨ増加分が比較例より全般的に少ない。これは上記実施例の高屈折率層により高出力動作におけるＦＦＨ変化特性が改善されることを意味する。
【００５１】
本発明は上述した実施形態及び添付の図に限定されるものではなく、添付された請求範囲により限定される。また、本発明は請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において多様な形態の置換、変形及び変更が可能なことは当技術分野において通常の知識を有する者にとって自明である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の半導体レーザー素子の断面図である。
【図２】従来の半導体レーザー素子の出力増加によるＦＦＨの増加分を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【図６】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【図７】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【図８】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【図９】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の製造方法を説明するための断面図及び平面図である。
【図１０】従来の半導体レーザー素子の厚さ方向による屈折率分布と光強度分布を示すグラフである。
【図１１】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の厚さ方向による屈折率分布と光強度分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の一実施形態による半導体レーザー素子の出力増加によるＦＦＨの増加分を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  基板
１０２  ｎ型クラッド層
１０３  活性層
１０４  ｐ型下部クラッド層
１０５  エッチング停止層
１０６  ｐ型上部クラッド層
１０７  ｐ型キャップ層
１０８  ｐ型コンタクト層
１０９  マスク膜パターン
１１０  高屈折率層
【図１】
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【図２】
2006128617.tif 000006
【図３】
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【図４】
2006128617.tif 000008
【図５】
2006128617.tif 000009
【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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【図１１】
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【図１２】
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