(57)【要約】【課題】高温動作や高出力動作を可能とする半導体レーザを提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に少なくともｎ型クラッド層１１、活性層１３およびｐ型クラッド層１５をこの順に含んで設けられた半導体層とを備えた半導体レーザ１であって、ｐ型クラッド層１５は、その内部にｐ型クラッド層１５と異なる組成からなる不純物拡散防止層を少なくとも２層（第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂ）含むものである。不純物拡散防止層１６Ａ，１６Ｂは、活性層１３の上にｐ型クラッド層１５をエピタキシャル成長させる際にドープされるｐ型不純物が活性層１３にまで拡散するのを防止するためのものである。【選択図】  図１
2006196660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に少なくとも第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層をこの順に含んで設けられた半導体層とを備えた半導体レーザであって、
前記第２導電型クラッド層は、その内部に前記第２導電型クラッド層と異なる組成からなる不純物拡散防止層を少なくとも２層含む
ことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
前記不純物拡散防止層は、前記第２導電型クラッド層よりＡｌ組成が少ない混晶により形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記第２導電型クラッド層は、Ａｌs Ｇａ1-s-t Ｉｎt Ｐ（０＜ｓ＜１，０＜ｔ＜１）であり、
前記不純物拡散防止層は、Ａｌu Ｇａ1-u-v Ｉｎv Ｐ（０＜ｕ＜ｓ，０＜ｖ＜１）である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記第２導電型クラッド層は、Ａｌw Ｇａ1-w Ａｓ（０＜ｗ＜１）であり、
前記不純物拡散防止層のうち前記活性層側の層は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０＜ｘ＜ｗ＜１）である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記不純物拡散防止層は、Ａｌ組成がゼロの混晶である
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記第２導電型クラッド層は、Ａｌs Ｇａ1-s-t Ｉｎt Ｐ（０＜ｓ＜１，０＜ｔ＜１）であり、
前記不純物拡散防止層は、Ｇａ1-y Ｉｎy Ｐ（０＜ｙ＜１）である
ことを特徴とする請求項５に記載の半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクまたは光通信などに用いられる半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、追記型のＤＶＤ（Digital Versatile Disk) 装置が急速に普及してきている。このＤＶＤ装置の読み出し・書き込みには、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰ系の半導体を積層した赤色半導体ＬＤ（Laser Diode)が用いられている。この赤色半導体ＬＤは、例えば、ＧａＡｓ基板上に、ＡｌＩｎＰからなるｎ型クラッド層、ＡｌＧａＩｎＰからなる下部ガイド層、ＧａＩｎＰからなる井戸層とＡｌＧａＩｎＰからなる障壁層とを交互に積層してなる量子井戸構造を有する活性層、ＡｌＧａＩｎＰからなる上部ガイド層、ＡｌＩｎＰからなる第１ｐ型クラッド層、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層およびＡｌＩｎＰからなる第２ｐ型クラッド層がこの順に積層配置された構造を有している。
【０００３】
ところで、この赤色半導体ＬＤは、ＣＤ（Compact Disc) 装置などに用いられるＬＤと比べると温度特性が非常に悪いため、高温動作や高出力動作にあまり適していない。そこで、このような問題を克服する方法として、例えば、ｐ型クラッド層のキャリア濃度を高くして、ｐ型クラッド層におけるキャリア・オーバーフローを抑制しつつｐ型クラッド層の抵抗を下げる方法が考えられる。しかしながら、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＩｎＰ系の半導体をエピタキシャル成長させる際に一般的に用いられるＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition;有機金属気相成長) 法で使用されるｐ型不純物のＺｎ（亜鉛）は活性層への拡散が生じ易い。そのため、仮にＺｎが活性層へ拡散した場合には、Ｚｎにより活性層の量子井戸構造が破壊されてしまうので、ｐ型クラッド層のうち活性層近傍の領域においてキャリア濃度を高くすることは適切ではない。
【０００４】
そこで、活性層への拡散を抑制するために、例えば、以下の２つの方法が考えられる。第１の方法は、Ｚｎに代えて、拡散速度の小さいｐ型ドーピング材料としてＭｇ（マグネシウム）を用いる方法であり、第２の方法は、上部ガイド層と第１ｐ型クラッド層との間にアンドープのスペーサ層を設ける方法（特許文献１）である。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８６５０７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、第１の方法では、拡散速度がたとえ低くなったとしても、活性層への拡散を積極的に制御しているわけではないので、ｐ型ドーピング材料としてＺｎを用いた場合と同様の問題が生じる虞がある。また、第２の方法では、上部ガイド層と第１ｐ型クラッド層の厚さは、光学的な仕様に基づいて決定されるものであり、任意に変更可能なものではないため、アンドープのスペーサ層と活性層との距離を任意に変更することができない。そのため、スペーサ層と活性層との距離があまりにも近い場合には、スペーサ層の存在に関わらずｐ型不純物が上部ガイド層を介して活性層へ拡散してしまうので、結局、活性層の量子井戸構造が破壊されてしまうことになる。従って、これらのいずれの方法であっても、高温動作や高出力動作を実現す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あり、その目的は、高温動作や高出力動作を可能とする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】
本発明の半導体レーザは、基板と、基板上に少なくとも第１導電型クラッド層、活性層および第２導電型クラッド層をこの順に含んで設けられた半導体層とを備えたものであって、第２導電型クラッド層は、その内部に第２導電型クラッド層と異なる組成からなる不純物拡散防止層を少なくとも２層含むものである。
【０００９】
本発明の半導体レーザでは、第２導電型クラッド層内に第２導電型クラッド層と異なる組成からなる不純物拡散防止層が少なくとも２層含まれる。ここで、不純物拡散防止層とは、活性層の上に第２導電型クラッド層を含む半導体層をエピタキシャル成長させる際にドープされる第２導電型の不純物が活性層にまで拡散するのを防止するためのものである。ただし、不純物拡散防止層がこれ以外の役割を兼任している場合であってもよく、例えば、複数の不純物拡散防止層のうち活性層から遠い方の層は、リッジを形成する際に用いられるエッチングストップ層としての役割を有していてもよい。また、全ての不純物拡散防止層が同一の組成または厚みで構成されている必要はない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体レーザによれば、第２導電型クラッド層内に第２導電型クラッド層と異なる組成からなる不純物拡散防止層を少なくとも２層含むようにしたので、高温動作や高出力動作を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係るＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１の断面構造を表したものである。このＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１は、基板１０の一面側に、それぞれＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体材料からなるｎ型クラッド層１１，下部ガイド層１２，活性層１３，上部ガイド層１４、第１ｐ型クラッド層１５Ａ，第１不純物拡散防止層１６Ａ，第２ｐ型クラッド層１５Ｂ，第２不純物拡散防止層１６Ｂ，第３ｐ型クラッド層１５Ｃおよびｐ側コンタクト層１７をこの順に積層して構成したものである。ここで、第３ｐ型クラッド層１５Ｃおよびｐ側コンタクト層１７の一部は、第３ｐ型クラッド層１５Ｃまで形成されたのち、選択的にエッチングされることによりレーザ光の射出方向（軸方向）に延在するストライプ状のリッジ部（突条部）１８となっている。そして、このリッジ部１８の両側面を覆うように絶縁膜１９が形成されている。なお、以下、上記半導体層を積層した方向を縦方向、軸方向および縦方向に垂直な方向を横方向と称する。
【００１３】
基板１０は、例えば縦方向の厚み（以下、単に厚みという）が１００μｍのｎ型ＧａＡｓ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。ｎ型クラッド層１１は、例えば厚み１μｍのｎ型Ａｌa Ｇａ1-a-b Ｉｎb Ｐ混晶（０＜ａ＜１，０＜ｂ＜１）により構成されている。下部ガイド層１２は、例えば厚み５０ｎｍのｎ型Ａｌc Ｇａ1-c-b Ｉｎb Ｐ混晶（０＜ｃ＜ａ，０＜ｂ＜１）により構成されている。なお、下部ガイド層１２のＡｌ組成がｎ型クラッド層１１のそれよりも小さいのは、活性層１３内にキャリアを閉じ込めるためである。
【００１４】
活性層１３は、例えば厚み５ｎｍ程度であり、アンドープのＧａd Ｉｎ1-d Ｐ混晶（０＜ｄ＜１）により構成されている。この活性層１３は、リッジ部１８に対向する領域が電流が注入される電流注入領域となっており、この電流注入領域が発光領域として機能する。
【００１５】
上部ガイド層１４は、例えば厚み５０ｎｍのｐ型Ａｌe Ｇａ1-e-b Ｉｎb Ｐ混晶（０＜ｅ＜ｆ（後述），０＜ｂ＜１）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）やマグネシウム（Ｍｇ）などが挙げられる。第１ｐ型クラッド層１５Ａ、第２ｐ型クラッド層１５Ｂおよび第３ｐ型クラッド層１５Ｃは、ｐ型Ａｌf Ｇａ1-f-b Ｉｎb Ｐ混晶（０＜ｆ＜１，０＜ｂ＜１）により構成されており、それぞれの厚みが例えば０．１μｍ，０．１μｍ，０．８μｍとなっている。なお、上部ガイド層１４のＡｌ組成が第１ｐ型クラッド層１５Ａ、第２ｐ型クラッド層１５Ｂおよび第３ｐ型クラッド層１５Ｃのそれよりも小さいのは、活性層１３内にキャリアを閉じ込めるためである。
【００１６】
なお、本実施の形態では、下部ガイド層１２、ｎ型クラッド層１１、上部ガイド層１４、第１ｐ型クラッド層１５Ａ、第２ｐ型クラッド層１５Ｂおよび第３ｐ型クラッド層１５ＣのＩｎ組成が等しくなるようにしているが、これは単にＡｌ組成とバンド構造とを対応させて説明を簡単化しようとしためであり、Ａｌ組成、Ｇａ組成およびＩｎ組成を適切に組み合わせて本実施の形態におけるバンド構造と同様の構造となるようにしてもよい。
【００１７】
第１不純物拡散防止層１６Ａは、例えば厚み２０ｎｍのアンドープのＡｌg Ｇａ1-g-h Ｉｎh Ｐ混晶（０≦ｇ＜１，０＜ｈ＜１）により構成されており、第２不純物拡散防止層１６Ｂは、例えば厚み２０ｎｍのｐ型Ａｌi Ｇａ1-i-k Ｉｎk Ｐ混晶（０≦ｉ＜１，０＜ｋ＜１）により構成されている。ただし、Ａｌ組成が小さい方が不純物の拡散速度を抑制することができるので、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６ＢのＡｌ組成は小さいことが望ましく、ゼロであることがより望ましい。
【００１８】
また、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂは、活性層１３で発光した光が吸収されないようなエネルギーギャップ、すなわち、活性層１３で発光した光の波長に相当するエネルギーより大きいエネルギーギャップを有するように構成されることが望ましい。そこで、本実施の形態では、基板１０と格子定数が異なる結晶を成長させると内部に歪みが発生しバンド構造が変化するという性質を利用して、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂのエネルギーギャップが活性層１３で発光した光の波長に対応したエネルギーより大きくなるように、これらの組成が設定されている。ただし、上述のようにＡｌ組成はゼロであることが望ましいので、Ａｌ組成をゼロにした上でＧａとＩｎの組成を設定することが望ましい。このようにして第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂの組成を調整することにより、活性層１３へ不純物が拡散するのを抑制しつつ、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂのバンド構造を制御することができる。
【００１９】
なお、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂは、第１ｐ型クラッド層１５Ａ、第２ｐ型クラッド層１５Ｂおよび第３ｐ型クラッド層１５Ｃを１つのｐ型クラッド層１５とすると、そのｐ型クラッド層１５の内部に設けられたものと捉えることができる。しかしながら、第２不純物拡散防止層１６Ｂは、リッジ部１８を形成する際にエッチングストップ層としての役割を兼任しており、第２不純物拡散防止層１６Ｂの位置に応じてリッジ部１８の形状、すなわちレーザの横方向の光の閉じ込め度合いが決定されるようになっていることから、第２不純物拡散防止層１６Ｂをｐ型クラッド層１５内の任意の位置に配置させることはできない。一方、第１不純物拡散防止層１６Ａはそのような制約がないことから、上部ガイド層１４と第２不純物拡散防止層１６Ｂとの間で第１不純物拡散防止層１６Ａを自由に移動させることができる。また、第１不純物拡散防止層１６Ａを上部ガイド層１４と第２不純物拡散防止層１６Ｂとの間に複数設けるようにしてもよい。
【００２０】
ｐ側コンタクト層１７は、例えば厚さ０．５μｍのｐ型ＧａＡｓ混晶により構成されている。なお、上記の第３ｐ型クラッド層１５とｐ側コンタクト層１７とは、横方向の幅が５０μｍのリッジ部１８内に設けられている。絶縁膜１９は、例えば厚み０．２μｍのＳｉＯ2 により構成されている。なお、このリッジ部１８は、活性層１３の電流注入領域を制限すると共に、横方向の光モードを基本（０次）モードに安定に制御し、軸方向に導波させるためのものである。
【００２１】
また、このＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１は、基板１０の裏面にｎ側電極２１を有している。ｎ側電極２１は、例えば、金とゲルマニウム（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、基板１０を介してｎ型半導体層と電気的に接続されている。一方、ｐ側コンタクト層１７の上にはｐ側電極２０が設けられている。ｐ側電極２０は、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金層をｐ側コンタクト層１７の側から順に積層したものであり、ｐ型半導体層と電気的に接続されている。
【００２２】
さらに、このＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１は、軸方向の一対の側面が共振器端面となっており、これらの共振器端面にはそれぞれ反射鏡膜（図示せず）が形成されている。一方の反射鏡膜（主出射側）は、例えば酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）により構成され、低反射率となるように調整されている。これに対して他方の反射鏡膜は、例えば酸化アルミニウム層と非晶質ケイ素（アモルファスシリコン）層とを交互に積層して構成され、高反射率となるように調整されている。これにより、活性層１３において発生した光は一対の反射鏡膜の間を往復して増幅され、低反射率側の反射鏡膜からレーザビームとして射出されるようになっている。
【００２３】
さて、本実施の形態では、上述のように、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂのバンド構造は、Ａｌ組成をゼロにした上でＧａとＩｎの組成を設定することにより決定されているが、以下に、そのＧａとＩｎの組成を設定する方法について図２を参照しながら説明する。なお、図２は、Ｇａ1-x Ｉｎx Ｐからなる第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６ＢにおけるＩｎの組成比ｘと、Ｇａx Ｉｎ1-x Ｐのバンドギャップと等しい大きさのエネルギーに相当する光の波長（吸収端の波長）との関係を表したものである。
【００２４】
図２から、Ｇａ1-x Ｉｎx ＰにおけるＩｎの組成ｘが小さくなるにつれて引っ張り歪みが大きくなるのが確認できる。一般的に、引っ張り歪みが入った結晶のエネルギーギャップは本来のエネルギーギャップより狭くなるので、Ｉｎの組成ｘが大きくなるにつれて透明領域（光が吸収されない領域）が長波長側にシフトしていく。逆に、Ｇａ1-x Ｉｎx ＰにおけるＩｎの組成ｘが大きくなるにつれて圧縮歪みが大きくなりエネルギーギャップが広がるのが確認できる。この透明領域は、図２において、グラフの上側の領域に相当する。従って、活性層１３で発光した光が第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂに吸収されないようにするには、図２においてグラフの上側の領域となるようにすればよく、具体的には、発光波長に相当するエネルギーより大きいバンドギャップとなるようにＩｎの組成ｘを小さくすればよい。
【００２５】
例えば、活性層１３のＰＬ波長が６１０ｎｍ（このとき、レーザとして出射される光の波長は６４０ｎｍ）の場合には、Ｉｎの組成比ｘを０．４０以下に、活性層１３のＰＬ波長が６２５ｎｍ（このとき、レーザとして出射される光の波長は６５５ｎｍ）の場合には、Ｉｎの組成比ｘを０．４５以下にすればよいことが分かる。
【００２６】
ただし、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂに導入する歪み量を多くする場合には、膜厚を臨界膜厚以下の厚みにして格子欠陥が発生するのを防止することが考えられる。しかしながら、あまり薄くすると、不純物の拡散を防止する効果が薄れてしまうので、ある程度以上の膜厚とすることが望ましく、およそ５ｎｍ〜１５ｎｍ以上にすることが望ましい。なお、臨界膜厚とは、ある歪み量において格子欠陥が発生しない限界の厚みを指す。
【００２７】
なお、ａないしｃ、ｅないしｉおよびｋの組み合わせによってはＧａ組成がゼロとなる場合もあるが、本実施の形態は、Ｇａ組成がゼロとなる場合を排除するものではない。
【００２８】
このような構成を有するＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００２９】
図３ないし図５はその製造方法を工程順に表したものである。ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ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）、フォスフィン（ＰＨ3 ）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。
【００３０】
具体的には、まず、図３に示したように、基板１０上に、ｎ型クラッド層１１，下部ガイド層１２，活性層１３，上部ガイド層１４、第１ｐ型クラッド層１５Ａ，第１不純物拡散防止層１６Ａ，第２ｐ型クラッド層１５Ｂ，第２不純物拡散防止層１６Ｂ，第３ｐ型クラッド層１５Ｃおよびｐ側コンタクト層１７をこの順に積層する。
【００３１】
このとき、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂが、基板１０に対して所定の格子不整合となるようにＴＭＩｎの流量を調節すると共に、各層が、所定のＡｌ組成となるようにＴＭＡの流量を調節する。また、第１不純物拡散防止層１６Ａを設けたのちに、第２ｐ型クラッド層１５Ｂをエピタキシャル成長させると共にｐ型不純物をドープし、続いて、第２不純物拡散防止層１６Ｂを設けたのちに、第３ｐ型クラッド層１５Ｃをエピタキシャル成長させると共にｐ型不純物をドープする。
【００３２】
次に、図４に示したように、例えば、ｐ側コンタクト層１７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１７および第３ｐ型クラッド層１５Ｃを選択的に除去する。これにより、活性層１３の電流注入領域に対応して、ｐ側コンタクト層１７および第３ｐ型クラッド層１５Ｃの一部に軸方向に延在するストライプ状のリッジ部１８が形成される。
【００３３】
続いて、上記マスク層を利用して、リッジ部１９の側面を覆うようにＳｉＯ2 からなる絶縁膜１９を形成する。その後、マスク層を除去する。さらに、例えば、基板１０の他面側をラッピングして基板１０の厚さを１００μｍとし、その他面側にｎ型コンタクト層２１およびｎ側電極２１を順次形成する。また、ｐ側コンタクト層１７および絶縁膜１９の上にｐ側電極２０を形成する。その後、軸方向の一対の側面に反射鏡膜（図示せず）を形成する。これにより、図１に示したＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１が形成される。
【００３４】
次に、本実施の形態のＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１の作用について説明する。
【００３５】
すなわち、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ１では、ｎ側電極２１とｐ側電極２０との間に所定の電圧が印加されると、リッジ部１８により電流狭窄され、活性層１３の電流注入領域に電流が注入され、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、一対の反射鏡膜（図示せず）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射出される。
【００３６】
ここで、本実施の形態の半導体レーザ１が有する効果を比較例と対比して説明する。
【００３７】
なお、本実施の形態の半導体レーザ１には、上述のように、クラッド層１５内に第１不純物不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂが設けられており、比較例の半導体レーザには、エッチングストップ層としての第２不純物拡散防止層が設けられているものの、不純物の拡散を防止する層としての第１不純物拡散防止層は設けられていないものとする。また、図５（Ａ）は、半導体レーザのＡｌ組成の分布を表したものであり、図５（Ｂ）は、半導体レーザのｐ型不純物の濃度分布を表したものであり、図５（Ａ），（Ｂ）における実線Ａは、本実施の形態の半導体レーザ１のＡｌ組成の分布または濃度分布を表しており、破線Ｂは、比較例の半導体レーザのＡｌ組成の分布または濃度分布を表している。
【００３８】
上述のように、本実施の形態の半導体レーザ１では、クラッド層１５より小さいＡｌ組成からなる第１不純物拡散防止層１６Ａを設けたのちに、第２ｐ型クラッド層１５Ｂをエピタキシャル成長させると共にｐ型不純物をドープし、続いて、第２不純物拡散防止層１６Ｂを設けたのちに、第３ｐ型クラッド層１５Ｃをエピタキシャル成長させると共にｐ型不純物をドープするようにしたので、図５（Ｂ）に示したように、クラッド層１５と比べて第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂでの拡散速度が非常に遅いことによるパイルアップが第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂ近傍で発生する。これにより、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂ近傍に高濃度のｐ型不純物をドープすることができるだけでなく、第１不純物拡散防止層１６Ａを通り抜けて活性層１３へ拡散するｐ型不純物量を劇的に抑制することができる。
【００３９】
一方、比較例の半導体レーザでは、クラッド層より小さいＡｌ組成からなる第２不純物拡散防止層を設けたのちに、第３ｐ型クラッド層をエピタキシャル成長させると共にｐ型不純物をドープするようにした場合であっても、本実施の形態のような第１不純物拡散防止層が活性層近傍に無いため、活性層１３へ拡散するｐ型不純物量を抑制することができない。その結果、本実施の形態と同様に高濃度のｐ型不純物をクラッド層にドープしようとすると、図５（Ｂ）に示したように、高濃度のｐ型不純物が活性層にまで達してしまう。
【００４０】
これらのことから、本実施の形態の半導体レーザ１によれば、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂをｐ型クラッド層１５の内部に設けるようにしたので、ｐ型クラッド層１５の内部におけるｐ型不純物の濃度分布を積極的に制御することができる。それにより、ｐ型クラッド層１５に高濃度のｐ型不純物をドープすることができるだけでなく、第１不純物拡散防止層１６Ａを活性層１３近傍に配置した場合には、活性層１３近傍にまで高濃度のｐ型不純物をドープすることができる。
【００４１】
その結果、ｐ型クラッド層１５におけるキャリア・オーバーフローを抑制しつつｐ型クラッド層１５の抵抗を下げることができ、高温動作や高出力動作を実現することが可能となる。また、デバイスの寿命を長くすることもできる。
【００４２】
以上、１つの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の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。
【００４３】
例えば、本実施の形態の半導体レーザ１はＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体で構成されていたが、例えばＡｌＧａＡｓ系やＧａＮ系の化合物半導体で構成されるようにしてもよい。
【００４４】
具体的には、ＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体で構成された半導体レーザでは、ｐ型クラッド層１５はＡｌm Ｇａ1-m Ａｓ（０＜ｍ＜０）混晶、不純物拡散防止層１６ＡはＡｌn Ｇａ1-n Ａｓ（０＜ｎ＜ｋ＜０）混晶、また、不純物拡散防止層１６ＢはＡｌp Ｇａ1-p Ａｓ（０＜ｐ＜ｋ＜０）混晶によりそれぞれ構成される。ただし、Ａｌ組成が小さい方が不純物の拡散速度を抑制することができるので、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６ＢのＡｌ組成は小さいことが望ましい。しかしながら、Ａｌ組成をゼロにしてしまうとＧａＡｓとなってしまい、組成比を調整することができなくなるので、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂのバンド構造を調整することができる程度のＡｌ組成を有することが望ましい。例えばクラッド層１５のＡｌ組成ｍが０．４５〜０．６０、活性層のＰＬ波長が７８０〜８１０ｎｍの場合には、Ａｌ組成ｎ，ｐは例えば０．２〜０．３であることが望ましい。
【００４５】
また、本実施の形態では、リッジ部１８を設けて電流狭窄していたが、他の方法で電流狭窄するようにしても構わない。その場合に、第１不純物拡散防止層１６Ａおよび第２不純物拡散防止層１６Ｂは、上で詳述したような不純物拡散防止機能の他に、何らかの機能をさらに有していても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態における半導体レーザの断面構成図である。
【図２】不純物拡散防止層のＩｎ組成と、波長および格子不整合との関係を表す特性図である。
【図３】図１の半導体レーザの製造工程を説明するための断面図である。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図である。
【図５】図１の半導体レーザのＡｌ組成および不純物濃度分布を表した図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…半導体レーザ、１０…基板、１１…ｎ型クラッド層、１２…下部ガイド層、１３…活性層、１４…上部ガイド層、１５…ｐ型クラッド層、１５Ａ…第１ｐ型クラッド層、１５Ｂ…第２ｐ型クラッド層、１５Ｃ…第３ｐ型クラッド層、１６Ａ…第１不純物拡散防止層、１６Ｂ…第２不純物拡散防止層、１７…ｐ側コンタクト層、１８…リッジ部、１９…絶縁膜、２０…ｐ側電極、２１…ｎ側電極
【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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