(57)【要約】【課題】信頼性の高い半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】  図１に示すように、内部領域１１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有している。【選択図】図１
2006093747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域とを有する半導体基板と、
上記第１領域上に形成された化合物半導体からなる多重量子井戸の第１活性層と、
上記第１活性層上に形成され、第１のドーパントを含む化合物半導体からなる第１クラッド層と、
上記第２領域上に形成され、上記第１活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを含む化合物半導体からなり、かつ多重量子井戸が混晶化された第２活性層とを備えた半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記第１クラッド層における上記第１のドーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体レーザ装置において、
上記第１活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されており、
上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、
上記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇからなる群から選択される少なくとも１つの元素であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の半導体レーザ装置において、
上記半導体基板の最上部は、上記第１クラッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド層により構成され、
上記第２クラッド層は、上記第２のドーパントよりも上記第１活性層に対する拡散係数が小さい第３のドーパントを含むことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記第２のドーパントは、Ｚｎであることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項６】
第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域とを有する半導体基板を用意する工程（ａ）と、
上記第１領域および上記第２領域上に、化合物半導体からなる活性層を堆積する工程（
ｂ）と、
基板上に、第１のドーパントを含む化合物半導体からなる第１クラッド層を堆積する工程（ｃ）と、
上記活性層のうちの上記第２領域に位置する部分に、上記活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを拡散することによって、上記活性層のうちの上記第２領域に位置する部分を混晶化する工程（ｄ）と、
を含む半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
上記工程（ｃ）の後に、基板上に、化合物半導体からなる電流ブロック層を堆積する工程（ｅ）と、
上記電流ブロック層にストライプ状の開口部を形成する工程（ｆ）と、
基板上に、化合物半導体からなる第２クラッド層を堆積する工程（ｇ）と、
をさらに含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
上記工程（ｃ）の後に、基板上に、エッチングストップ層と、化合物半導体からなる第２クラッド層とを順に堆積する工程（ｈ）と、
上記工程（ｄ）の後に、上記第２クラッド層の上方に開口部を有するマスクを形成する工程（ｉ）と、
上記マスクを用いて、上記開口部内の領域に位置する上記第２クラッド層を除去し、上記開口部内に上記エッチングストップ層を露出させる工程（ｊ）と、
基板上に、化合物半導体からなる電流ブロック層を形成する工程（ｋ）と、
をさらに含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体レーザ装置およびその製造方法に関し、特に、半導体レーザ装置の高出力化に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高密度記録可能なＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）装置は、ＡＶ（Ａｕｄｉｏ−Ｖｉｄｅｏ）機器やＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｏｒ）等の分野で急速に普及している。特に、書き込み可能なＤＶＤ装置（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなど）は、ＰＣ等に搭載される大容量記憶装置、およびポストＶＴＲ（Ｖｉｄｅｏ  Ｔａｐｅ  Ｒｅｃｏｒｄｅｒ）としてのＤＶＤレコーダなどの用途に大いに期待されている。
【０００３】
上記のＤＶＤ装置のピックアップ光源には、波長６５０ｎｍ帯の赤色半導体レーザが用いられている。特に、近年の光ディスクの高密度化・大容量化に伴って、光ディスクへの書き込み速度を向上させるために、ピックアップ光源には８０ｍＷを越える高出力動作が要求されている。
【０００４】
しかしながら、半導体レーザ装置を高出力化すると、半導体レーザ装置の共振器端面の光学損傷（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｍａｇｅ、以下ＣＯＤという）破壊が生じる。ＣＯＤ破壊とは劣化現象であり、半導体レーザ装置の共振器端面近傍においてレーザ光が吸収されることによって発生する熱により生じる。発生した熱は、共振器端面近傍における半導体層を劣化させる。具体的には、共振器端面近傍における半導体層のバンドギャップを縮小させ、共振器端面近傍において半導体層の吸収係数を増大させる。このため、共振器端面近傍においてレーザ光がさらに吸収される。
【０００５】
ＣＯＤ破壊に対して、半導体レーザ装置の共振器端面側領域にあらかじめバンドギャップが大きく、半導体レーザ装置が放射するレーザ光に対して透明である半導体層を設ける、すなわち、いわゆる窓構造を形成することが効果的であることが知られている。特に、赤色レーザ光の出力が５０ｍＷを越える半導体レーザ装置における窓構造の形成は、使用上の信頼性を確保するために必要な技術となっている。
【０００６】
窓構造を有する半導体レーザ装置の製造方法としては、これまで様々な方法が提案されている。その１つにＺｎの拡散による活性層超格子の混晶化現象を利用する方法がある。例えば、特開平１１−２８４２８０号公報では、半導体レーザ装置の共振器端面近傍の上部にＺｎを高濃度に含んだIII−Ｖ族化合物半導体層（以下、Ｚｎ供給層と称する）をさらに形成し、Ｚｎ供給層からＺｎを固相拡散させることによって、共振器端面側領域の活性層を無秩序化し、窓構造を形成する方法が開示されている。また、上記のＺｎ供給層の代わりにＺｎの拡散源としてＺｎＯを用いる方法が、例えば特開平１０−２９００４３号公報に開示されている。
【０００７】
図１０は、従来の半導体レーザ装置の構造を表す斜視図である。
【０００８】
図１０に示すように、従来の半導体レーザ装置７０は、共振器端面側領域７１３と、内部領域７１２とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
【０００９】
内部領域７１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板７００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層７０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子井戸からなる活性層７０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層７０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層７０４、ドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層７０５、およびドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７０６が順に積層された構造を有している。
【００１０】
なお、活性層７０２の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイッチした構造の繰り返しとなっている。
【００１１】
共振器端面側領域７１３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板７００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層７０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとが混晶化された混晶化活性層７１１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層７０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層７０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層７０４、ドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層７０５、およびドーパントとしてＺｎを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層７０６が順に積層された構造を有している。
【００１２】
ｎ型ＧａＡｓ基板７００の下面の上には、ｎ型ＧａＡｓ基板７００とオーミック接触する金属（例えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極７０８が形成されている。また、コンタクト層７０６の上には、コンタクト層７０６とオーミック接触する金属（例えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極７０９が形成されている。
【００１３】
混晶化活性層７１１は、Ｚｎを固相拡散させることによって無秩序化されている。このことによって、混晶化活性層７１１のバンドギャップは大きくなり、半導体レーザ装置７０が放射するレーザ光に対して透明である窓構造となっている。
【００１４】
上述のように、Ｚｎ拡散によって窓構造を形成することにより半導体レーザ装置の信頼性が向上し、出力５０ｍＷクラスの半導体レーザ装置が実現されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記いずれの公報に記載された方法を用いた場合も、Ｚｎの拡散源から活性層への固相拡散、および活性層を混晶化する工程では、熱処理が必要とされている。
【００１６】
しかしながら、Ｚｎの固相拡散の工程で熱処理を行なうと、半導体レーザ装置７０の共振器端面側領域７１３だけでなく、内部領域７１２においても、ｐ型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６にドーパントとして添加されていたＺｎが活性層７０２へ拡散する。活性層７０２にＺｎ等のドーパントが拡散すると、活性層７０２内に非発光再結合中心が形成されて半導体レーザ装置７０の特性が低下する、あるいは活性層７０２内に結晶欠陥が形成されて半導体レーザ装置７０の寿命が短縮されるという不具合がある。
【００１７】
また、ｐ型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のドーパントの濃度が高いほど半導体レーザ装置７０を構成する各半導体層内へのドーパントの拡散量は大きくなる。このため、Ｚｎが高濃度にドーピングされるほど、半導体レーザ装置の特性の低下および寿命の短縮といった不具合が顕著になる。従って、内部領域７１２において、活性層７０２へのＺｎの拡散を抑制するためには、ｐ型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のＺｎのドーピング濃度を低くすることが好ましい。
【００１８】
ところが、ｐ型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のＺｎのドーピング濃度は、半導体レーザ装置７０の温度特性に大きな影響を与える。上述のようにｐ型第１クラッド層７０３、ｐ型第２クラッド層７０５およびコンタクト層７０６のドーピング濃度を低くした場合には、ｐ型第１クラッド層７０３と活性層７０２との間において伝導帯のバンドオフセットが小さくなる。つまり、ｐ型第１クラッド層７０３と活性層７０２との間で伝導帯の電子に対するバンド障壁を充分に確保することができない。このため、活性層７０２からｐ型第１クラッド層７０３への電子のオーバーフローが増大する。その結果、注入電流を増しても発光に寄与する電流成分の増加が小さくなり、光出力が飽和する。特に、高温で高出力が得られなくなるといった不具合が生じる。
【００１９】
図１１は、ｐ型第１クラッド層７０３に高濃度にＺｎをドーピングした従来の半導体レーザ装置７０における共振器端面側領域７１３および内部領域７１２の２次イオン質量分析計（Secondary Ion Mass Spectroscopy、以下ＳＩＭＳという）による測定プロファイルを示す図である。なお、ここで活性層７０２にはドーパントが何も添加されていない。
【００２０】
図１１に示すように、内部領域７１２の活性層７０２には、意図的にドーパントを添加されていないにも関わらず、Ｚｎが混入している。これは窓構造を形成するための熱処理工程において、ｐ型第１クラッド層７０３に高濃度に添加されたＺｎの拡散が生じたためである。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様のドーパントの拡散が生じる。
【００２１】
本発明は、上記不具合を解決するためになされたものであり、信頼性の高い半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の半導体レーザ装置は、第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域とを有する半導体基板と、上記第１領域上に形成された化合物半導体からなる第１活性層と、上記第１活性層上に形成され、第１のドーパントを含む化合物半導体からなる第１クラッド層と、上記第２領域上に形成され、上記１活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを含む化合物半導体からなる第２活性層とを備える。
【００２３】
本発明によれば、第１クラッド層から第１活性層への第１のドーパントの拡散が抑制される。このため、第１活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
【００２４】
上記第１クラッド層における上記第１のドーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることが好ましい。
【００２５】
本発明によれば、第１クラッド層から第１活性層へのドーパントの拡散が抑制されるため、第１クラッド層のドーピング濃度を大きく設定することが可能である。このため、第１のドーパントの濃度を５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下の範囲内の高濃度とすることが可能である。このことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な半導体レーザ装置が得られる。
【００２６】
上記第１活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されており、上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、上記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇからなる群から選択される少なくとも１つの元素である構成としてもよい。
【００２７】
上記第１活性層は、互いにバンドギャップが異なる化合物半導体から形成された２つの層が交互に堆積されており、上記第２活性層は、互いにバンドギャップが異なる化合物半導体が混晶化されていることが好ましい。
【００２８】
このことによって、第２活性層は、第１活性層よりもバンドギャップが大きく、半導体レーザ装置が放射するレーザ光に対して透明となる。従って、第１活性層から放射されるレーザ光が第２活性層に吸収されずに出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破壊を抑制・防止できる。
【００２９】
上記半導体基板の最上部は、上記第１クラッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド層により構成され、上記第２クラッド層は、上記第２のドーパントよりも上記第１活性層に対する拡散係数が小さい第３のドーパントを含むことが好ましい。
【００３０】
このことによって、第２クラッド層から第１活性層への第３のドーパントの拡散を抑制・防止することができる。
【００３１】
本発明の半導体レーザ装置は、半導体基板と、上記半導体基板上に形成された化合物半導体からなる活性層と、上記活性層上に形成され、上記活性層に対する拡散係数がＺｎよりも小さい第１のドーパントを含む化合物半導体からなる第１クラッド層とを備える。
【００３２】
本発明によれば、第１クラッド層から活性層への第１のドーパントの拡散が抑制される。このため、活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
【００３３】
上記第１クラッド層における上記第１のドーパントの濃度は、５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることを特徴とすることが好ましい。
【００３４】
本発明によれば、第１クラッド層から活性層へのドーパントの拡散が抑制されるため、第１クラッド層のドーピング濃度を大きく設定することが可能である。このため、ドーパントの濃度を５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下の範囲内の高濃度とすることが可能である。このことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な半導体レーザ装置が得られる。
【００３５】
上記活性層は、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）から形成されており、上記第１クラッド層は、（ＡｌcＧａ1-c）1-dＩｎdＰ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１）から形成されており、上記第１のドーパントは、Ｍｇ、Ｂｅ、ＣｄおよびＨｇからなる群から選択される少なくとも１つの元素である構成としてもよい。
【００３６】
上記活性層は、互いにバンドギャップが異なる化合物半導体から形成された２つの層が交互に堆積されている第１領域と、上記第１領域と互いに隣接し、上記互いにバンドギャップが異なる化合物半導体が混晶化されている第２領域とを有し、上記第２領域に位置する上記活性層は、上記活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを含むことが好ましい。
【００３７】
このことによって、第２領域に位置する活性層は、第１領域の活性層よりもバンドギャップが大きく、第１領域に位置する活性層から放射されるレーザ光に対して透明となる。従って、第１領域の活性層から放射されるレーザ光が第２領域の活性層に吸収されずに出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破壊を抑制・防止できる。
【００３８】
上記半導体基板の最上部は、上記第１クラッド層と逆導電型の化合物半導体からなる第２クラッド層により構成され、上記第２クラッド層は、上記活性層に対する拡散係数が上記第２のドーパントよりも小さい第３のドーパントを含むことが好ましい。
【００３９】
このことによって、第２クラッド層から第１活性層への第３のドーパントの拡散を抑制・防止することができる。
【００４０】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、第１領域と、上記第１領域に隣接する第２領域とを有する半導体基板を用意する工程（ａ）と、上記第１領域および上記第２領域上に、化合物半導体からなる活性層を堆積する工程（ｂ）と、基板上に、第１のドーパントを含む化合物半導体からなる第１クラッド層を堆積する工程（ｃ）と、上記活性層のうちの上記第２領域に位置する部分に、上記活性層に対する拡散係数が上記第１のドーパントよりも大きい第２のドーパントを拡散することによって、上記上記活性層のうちの上記第２領域に位置する部分を混晶化する工程（ｄ）とを含む。
【００４１】
本発明によれば、第１クラッド層から活性層のうちの第１領域に位置する部分への第１のドーパントの拡散が抑制される。このため、活性層のうちの第１領域に位置する部分では結晶欠陥が少なくなる。また、活性層のうちの第２領域に位置する部分は、活性層のうちの第１領域に位置する部分よりもバンドギャップが大きく、活性層のうちの第１領域に位置する部分から放射されるレーザ光に対して透明となる。従って、活性層のうちの第１領域に位置する部分から放射されるレーザ光が活性層のうちの第２領域に位置する部分に吸収されずに出射される。このため、半導体レーザ装置のＣＯＤ破壊を抑制・防止できる。従って、高い信頼性を有する半導体レーザ装置が得られる。
【００４２】
上記工程（ｃ）の後に、基板上に、化合物半導体からなる電流ブロック層を堆積する工程（ｅ）と、上記電流ブロック層にストライプ状の開口部を形成する工程（ｆ）と、基板上に、化合物半導体からなる第２クラッド層を堆積する工程（ｇ）とをさらに含む構成としてもよい。
【００４３】
上記工程（ｃ）の後に、基板上に、エッチングストップ層と、化合物半導体からなる第２クラッド層とを順に堆積する工程（ｈ）と、上記工程（ｄ）の後に、上記第２クラッド層の上方に開口部を有するマスクを形成する工程（ｉ）と、上記マスクを用いて、上記開口部内の領域に位置する上記第２クラッド層を除去し、上記開口部内に上記エッチングストップ層を露出させる工程（ｊ）と、基板上に、化合物半導体からなる電流ブロック層を形成する工程（ｋ）とをさらに含む構成としてもよい。
【００４４】
本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、半導体基板上に、化合物半導体からなる活性層を堆積する工程（ａ）と、基板上に、上記活性層に対する拡散係数がＺｎよりも小さいドーパントを含む化合物半導体からなるクラッド層を堆積する工程（ｂ）とを含む。
【００４５】
本発明によれば、クラッド層から活性層へのドーパントの拡散が抑制される。このため、活性層では結晶欠陥が少なくなる。従って、本発明の半導体レーザ装置は高い信頼性を有する。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、簡単のため、各実施形態に共通する構成要素は、同一の参照符号で示す。
【００４８】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の半導体レーザ装置の構造を表す斜視図である。図２（ａ）は、図１中に示す線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図２（ｂ）は、図１中に示す線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【００４９】
図１に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置１０は、内部領域１１２と、共振器端面側領域１１３とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
【００５０】
図１および図２（ａ）に示すように、内部領域１１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有している。
【００５１】
なお、本実施形態において、活性層１０２の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイッチした構造の繰り返しとなっている。
【００５２】
図１および図２（ｂ）に示すように、共振器端面側領域１１３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、Ｚｎが拡散され、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとが混晶化されている混晶化活性層１１１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有している。
【００５３】
特に、本実施形態では、混晶化活性層１１１は、Ｚｎの拡散によって活性層超格子が混晶化されており、そのバンドギャップは内部領域１１２における活性層１０２のものより大きくなっている。
【００５４】
ｎ型ＧａＡｓ基板１００の下面の上には、ｎ型ＧａＡｓ基板１００とオーミック接触する金属（例えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極１０７が形成されている。また、コンタクト層１０６の上には、コンタクト層１０６とオーミック接触する金属（例えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極１０８が形成されている。
【００５５】
図１、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、電流ブロック層１０４には、ｐ型第１クラッド層１０３に到達する矩形状（ストライプ状）の開口部１２１が形成されている。開口部１２１において、ｐ型第１クラッド層１０３とｐ型第２クラッド層１０５とが接触している。開口部１２１を通じて電流が活性層１０２に注入されてレーザ発振を生じる。
【００５６】
なお、本実施形態では、ＡｌＧａＩｎＰは、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）を意味する。また特に、ＧａＩｎＰは、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰにおいてｘ＝０であるもの意味する。
【００５７】
上述の本実施形態の半導体レーザ装置１０が備える各層の具体的な組成、厚さおよびドーパントの濃度（不純物濃度）を表１に示す。なお、ｎ型のドーパントとしてはＳｉが用いられている。
【００５８】
【表１】
2006093747.tif 000003
【００５９】
本実施形態では、（ＡｌxＧａ1-x）1-yＩｎyＰで表される材料からなるｎ型クラッド層１０１、ガイド層１０２ａ、活性層１０２、ガイド層１０２ｂ、ｐ型第１クラッド層１０３、電流ブロック層１０４およびｐ型第２クラッド層１０５では、Ｉｎの組成比を表すｙの値が約０．５となっている。ｎ型ＧａＡｓ基板１００に格子整合させるためには、Ｉｎの組成比を表すｙの値が０．４５≦ｙ≦０．５５の範囲内であることが好ましい。勿論、他の基板を用いる場合は、基板に応じてｙの値を変化させればよく、上記の範囲内に限られない。
【００６０】
次に、本実施形態の半導体レーザ装置１０の製造方法を、図３および図４を参照しながら説明する。図３および図４は、本実施形態の半導体レーザ装置の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【００６１】
まず、図３（ａ）に示す工程で、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００を用意する。次に、基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ、活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４およびＧａＡｓからなるキャップ層１１０を、例えば有機金属気相成長（以下ＭＯＣＶＤという）法または分子線エピタキシャル成長（以下ＭＢＥという）法などによって順に堆積する。なお、活性層１０２は、ＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層とを交互に堆積することによって形成される。
【００６２】
なお、上記工程でｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３を形成する際には、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法としては、原料ガス中にＭｇ（Ｃ5Ｈ5）2を混在させてＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させる方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後にイオン注入によってＭｇを導入する方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後に固相拡散源としてＭｇＯを用い、固相拡散させることによって導入する方法などの当業者に公知の方法が用いられる。
【００６３】
次に、図３（ｂ）に示す工程で、キャップ層１１０をエッチングによって除去した後、フォトリソグラフィ法を用いてレジスト膜を矩形状（ストライプ状）にパターニングし、このレジスト膜をマスクとして電流ブロック層１０４をエッチングする。このことによって、電流ブロック層１０４に、矩形状（ストライプ状）の開口部１２１を形成する。
【００６４】
続いて、図４（ａ）に示す工程で、上記工程で得られた基板上に、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５と、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６とを、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法などによって順に堆積する。ここで、ｐ型第２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６を形成する際にも、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法は、図３（ａ）に示す工程でｐ型第１クラッド層１０３を形成する際に用いられる方法と同様であり、当業者に公知の方法が用いられる。
【００６５】
次に、図４（ｂ）に示す工程で、上記工程で得られた基板上に、スパッタ法などによりＺｎＯ膜を堆積する。続いて、フォトリソグラフィおよびウェットエッチングを行なって、ＺｎＯ膜のうちの内部領域１１２に位置する部分を除去することによって、ＺｎＯ拡散源１４５を形成する。次に、基板上にＳｉＯ2膜１４７を、例えばＣＶＤ法などにより堆積する。続いて、基板を熱処理することによって、ＺｎＯ拡散源１４５からＺｎが活性層１０２まで拡散し、活性層１０２を構成するＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとの間で元素が相互に置換される（混晶化）。このことによって、活性層１０２よりもバンドギャップが大きい混晶化活性層１１１が形成される。
【００６６】
特に、III−Ｖ族化合物半導体中におけるＺｎの拡散係数は比較的大きい。このため、活性層１０２に効率よくＺｎが添加される。またＺｎは、拡散時にＡｌＧａＩｎＰ材料からなる超格子構造を混晶化する効果が大きい。従って、共振器端面側領域１１３に位置する活性層１０２が効率的に混晶化される。
【００６７】
なお、このＳｉＯ2膜１４７は、Ｚｎの拡散時に、コンタクト層１０６を保護する役割を有する。
【００６８】
続いて、ＺｎＯ拡散源１４５およびＳｉＯ２膜１４７をエッチングにより除去する。最後に、コンタクト層１０６上にｐ側電極１０８を、電子線蒸着法などを用いて形成する。同様に、基板１００側にもｎ側電極１０７を、電子線蒸着法などを用いて形成する。このことによって、図１に示す本実施形態の半導体レーザ装置１０が得られる。
【００６９】
本実施形態の半導体レーザ装置１０では、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５、およびコンタクト層１０６のｐ型ドーパントとしてＭｇを用いている。Ｍｇは、一般に半導体材料における拡散係数が、従来ｐ型ドーパントとして用いられているＺｎよりも小さい。従って、上記図４（ｂ）に示す工程で熱処理によってＺｎを拡散させる際に、内部領域１１２において、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントであるＭｇの拡散が十分に抑制される。
【００７０】
また、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時においても同様に、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントの拡散も勿論抑制・防止される。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様のドーパントの拡散も抑制・防止される。このため、内部領域１１２では、活性層１０２の結晶欠陥が少なくなる。従って、本実施形態の半導体レーザ装置１０は、高い信頼性を有する。
【００７１】
さらに、本実施形態の半導体レーザ装置１０の製造において、上記図４（ｂ）に示す工程で熱処理によってＺｎを拡散させる際に、ドーパントであるＭｇの拡散が抑制されるため、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大きく設定することが可能である。なお、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度は５×１０17 atoms・ｃｍ-3以上１×１０19 atoms・ｃｍ-3以下であることが好ましい。このことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な赤色半導体レーザ装置を実現することができる。
【００７２】
ここで、本実施形態の半導体レーザ装置１０において、活性層１０２へのドーパントの拡散を抑制する効果を以下に詳細に説明する。
【００７３】
図５は、本実施形態の半導体レーザ装置１０のｎ型クラッド層１０１、ガイド層１０２ａ、活性層１０２、ガイド層１０２ｂおよびｐ型第１クラッド層１０３のＳＩＭＳプロファイルである。
【００７４】
図５に示すように、本実施形態の半導体レーザ装置１０の共振器端面側領域１１３では、２×１０18atoms・ｃｍ-3程度のＺｎが混晶化活性層１１１に注入されている。これは、活性層を混晶化し、窓構造とするために充分な濃度である。なお、共振器端面側領域１１３の混晶化活性層１１１は、７×１０17atoms・ｃｍ-3以上の濃度のＺｎが拡散された場合に生じることが確認されている。
【００７５】
一方、図５に示すように、内部領域１１２においては、ｐ型第１クラッド層１０３に２×１０18 atoms・ｃｍ-3の高濃度のＭｇがドーピングされているにも関わらず、活性層１０２へのＭｇの拡散は生じていない。これは、ドーパントとしてＺｎよりも拡散係数の小さいＭｇを用いているからである。
【００７６】
なお、本実施形態では、ｎ型クラッド層１０１のｎ型ドーパントとしてシリコンが拡散されている。他のｎ型ドーパントとしては、セレンを用いることもできる。シリコンおよびセレンなどのドーパントは、一般に半導体材料における拡散係数が、ｐ型ドーパントとして用いられているＺｎよりも小さい。従って、ｎ型クラッド層１０１から活性層１０２へのｎ型ドーパントの拡散も抑制・防止することができる。
【００７７】
次に、本実施形態の半導体レーザ装置１０の動作について説明する。
【００７８】
ｎ側電極１０７とｐ側電極１０８との間に電圧を印加し、ｎ側電極１０７とｐ側電極１０８との間に電流を注入すると、注入された電流はｐ型第２クラッド層１０５において電流ブロック層１０４により狭窄され、活性層１０２において発振波長が６５０ｎｍであるレーザ光が放射される。
【００７９】
本実施形態の半導体レーザ装置１０では、共振器端面側領域１１３に混晶化活性層が形成された構造（すなわち窓構造）を有している。混晶化活性層１１１は、内部領域１１２に位置する活性層１０２より大きなバンドギャップを有する。このため、共振器端面側領域１１３での出射光の吸収が抑制されている。このこと  により、共振器端面においてＣＯＤ破壊が起こるレベルが向上し、高出力動作が可能となっている。
【００８０】
また、本実施形態の半導体レーザ装置１０では、ｐ型第１クラッド層１０３のドーパントが、Ｚｎよりも拡散係数の小さいＭｇである。このため、内部領域１１２において、活性層１０２へのＭｇの拡散が抑制・防止されている。従って、活性層１０２における結晶欠陥の生成が抑制され、半導体レーザ装置１０の信頼性が著しく向上する。
【００８１】
さらに、ｐ型第１クラッド層１０３にｐ型ドーパントとしてＭｇが高濃度にドーピングされていることにより、活性層からｐ型クラッド層への電子のオーバーフローが効果的に抑制される。
【００８２】
本実施形態の半導体レーザ装置１０を実際に動作させたところ、７０℃の環境温度下においても熱飽和することなく、１００ｍＷの出力が得られた。
【００８３】
なお、本実施形態において、基板１００としてｎ型ＧａＡｓからなる基板を用いているが、これに限定されず、ｐ型の基板（例えば、ｐ型ＧａＡｓ基板）を用いてもよい。
【００８４】
また、本実施形態において、活性層１０２として、多重量子井戸構造を有する活性層を用いているが、これに限定されない。例えば、単一量子井戸構造やバルク型量子井戸構造の活性層を用いてもよい。
【００８５】
また、本実施形態において、電流ブロック層１０４として、ＡｌＧａＩｎＰからなる実屈折率導波型構造の電流ブロック層を用いているが、これに限定されない。例えば、ＧａＡｓからなる複素屈折率導波型構造の電流ブロック層を用いてもよい。
【００８６】
また、本実施形態において、共振器端面側領域１１３に注入されるドーパントとしてＺｎ、ｐ型ドーパントとしてＭｇを用いて説明したが、これに限定されない。但し、拡散係数の大きい材料を共振器端面側領域１１３に注入されるドーパントに、拡散係数の小さい材料をドーパントに選定すればよい。例えば、共振器端面側領域１１３に注入されるドーパントとしてＭｇを、ｐ型ドーパントとしてＢｅ、ＣｄおよびＨｇのうちのいずれか１つを用いる。
【００８７】
また、本実施形態では、固層拡散によってＺｎを注入し、活性層を混晶化する方法を説明したが、この方法に限定されない。例えば、イオン注入などによりＺｎを活性層付近に注入し、その後熱処理を施して活性層を混晶化する方法を採用しても、同様に混晶化活性層を形成することができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、窓構造を備える半導体レーザ装置を説明したが、共振器端面側領域１１３を備えていない（すなわち、窓構造を備えていない）構成としてもよい。
【００８９】
共振器端面側領域１１３を備えていない半導体レーザ装置においても、ｐ型ドーパントとしてＭｇ等のＺｎよりも拡散係数の小さい材料を用いることによって、本実施形態の半導体レーザ装置１０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時において、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止される。また、半導体レーザ装置の動作中のドーパントの拡散も抑制・防止される。
【００９０】
さらに、共振器端面側領域１１３を備えていない半導体レーザ装置は、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止されるので、本実施形態の半導体レーザ装置１０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大きく設定することが可能である。このことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な赤色半導体レーザ装置が得られる。
【００９１】
（実施形態２）
上記実施形態１では、内部ストライプ型の導波路構造を備える半導体レーザ装置を説明したが、これに限られない。例えば、リッジ型の導波路構造を備える半導体レーザ装置としてもよい。そこで、本実施形態では図６を参照しながら半導体レーザ装置６０を説明する。
【００９２】
半導体レーザ装置６０は、図６に示すように、内部領域１１２と、共振器端面側領域１１３とを備える構造（いわゆる窓構造）を有する。
【００９３】
図６に示すように、内部領域１１２は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、複数のＧａＩｎＰ層と複数のＡｌＧａＩｎＰ層とで構成される量子井戸からなる活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有している。
【００９４】
なお、本実施形態において、活性層１０２の構造は、ＧａＩｎＰ層をＡｌＧａＩｎＰ層でサンドイッチした構造の繰り返しとなっている。
【００９５】
図６に示すように、共振器端面側領域１１３は、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ（厚さ３０ｎｍ）、Ｚｎが拡散され、ＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとが混晶化されている混晶化活性層１１１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ（厚さ３０ｎｍ）、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３０、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４、ドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５、およびドーパントとしてＭｇを含むｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６が順に積層された構造を有している。
【００９６】
特に、本実施形態では、混晶化活性層１１１は、Ｚｎの拡散によって活性層超格子が混晶化されており、そのバンドギャップは内部領域１１２における活性層１０２のものより大きくなっている。
【００９７】
ｎ型ＧａＡｓ基板１００の下面の上には、ｎ型ＧａＡｓ基板１００とオーミック接触する金属（例えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉの合金）からなるｎ側電極１０７が形成されている。また、コンタクト層１０６の上には、コンタクト層１０６とオーミック接触する金属（例えばＣｒ、Ｐｔ、Ａｕの合金）からなるｐ側電極１０８が形成されている。
【００９８】
図６に示すように、電流ブロック層１０４には、エッチングストップ層１３０に到達する矩形状（ストライプ状）の開口部１２１が形成されている。開口部１２１において、エッチングストップ層１３０とｐ型第２クラッド層１０５とが接触している。開口部１２１を通じて電流が活性層１０２に注入されてレーザ発振を生じる。
【００９９】
以上の説明からわかるように、本実施形態の半導体レーザ装置６０が備えるエッチングストップ層１３０以外の各層は、上記実施形態１の半導体レーザ装置１０と全く同じ材料から形成されており、上記表１に示す通りである。
【０１００】
次に、本実施形態の半導体レーザ装置の製造方法について、図７および図８を参照しながら説明する。図７および図８は、本実施形態の半導体レーザ装置の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【０１０１】
まず、図７（ａ）に示す工程で、ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００を用意する。次に、基板１００上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ型クラッド層１０１、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ａ、活性層１０２、ＡｌＧａＩｎＰからなるガイド層１０２ｂ、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第１クラッド層１０３、ＧａＩｎＰからなるエッチングストップ層１３０、ｐ型ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型第２クラッド層１０５およびＧａＡｓからなるキャップ層１１０を、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法などによって順に堆積する。なお、活性層１０２は、ＧａＩｎＰ層とＡｌＧａＩｎＰ層とを交互に堆積することによって形成される。
【０１０２】
なお、上記工程でｐ型第１クラッド層１０３およびｐ型第２クラッド層１０５を形成する際には、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法としては、原料ガス中にＭｇ（Ｃ５Ｈ５）２を混在させてＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させる方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後にイオン注入によってＭｇを導入する方法、アンドープのＡｌＧａＩｎＰ層を結晶成長させた後に固相拡散源としてＭｇＯを用い、固相拡散させることによって導入する方法などの当業者に公知の方法が用いられる。
【０１０３】
次に、図７（ｂ）に示す工程で、上記工程で得られた基板上に、スパッタ法などによりＺｎＯ膜を堆積する。続いて、フォトリソグラフィおよびウェットエッチングを行なって、ＺｎＯ膜のうちの内部領域１１２に位置する部分を除去することによって、ＺｎＯ拡散源１４５を形成する。次に、基板上にＳｉＯ2膜１４７を、例えばＣＶＤ法などにより堆積する。
【０１０４】
次に、図８（ａ）に示す工程で、上記工程で得られた基板を熱処理する。このことによって、ＺｎＯ拡散源１４５からＺｎが活性層１０２まで拡散し、活性層１０２を構成するＧａＩｎＰとＡｌＧａＩｎＰとの間で元素が相互に置換される（混晶化）。このことによって混晶化活性層１１１が形成される。続いて、ＺｎＯ拡散源１４５およびＳｉＯ2膜１４７をエッチングにより除去する。
【０１０５】
続いて、上記工程で得られた基板上に、ＳｉＯ2膜を形成する。さらに、ＳｉＯ2膜をフォトリソグラフィ法およびウェットエッチングによってパターニングすることによって、内部領域１１２と共振器端面側領域１１３とを横切る方向に延びる矩形状（ストライプ状）のＳｉＯ２マスク１５０を形成する。続いて、ＳｉＯ2マスク１５０をマスクとするエッチングを行なうことによって、ｐ型第２クラッド層１０５およびキャップ層１１０を除去する。
【０１０６】
次に、図８（ｂ）に示す工程で、上記工程で得られた基板上に、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰからなる電流ブロック層１０４を、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法などによって堆積する。このとき、酸化膜であるＳｉＯ２マスク１５０の上には電流ブロック層１０５がほとんど堆積しない。続いて、ＳｉＯ２マスク１５０およびキャップ層１１０をエッチングにより除去する。
【０１０７】
次に、上記工程で得られた基板上に、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を、例えばＭＯＣＶＤ法またはＭＢＥ法などによって堆積する。ここで、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層１０６を形成する際には、ｐ型ドーパントとしてＭｇを導入する。Ｍｇの導入方法は、図７（ａ）に示す工程でｐ型第１クラッド層１０３およびｐ型第２クラッド層１０５を形成する際に用いられる方法と同様であり、当業者に公知の方法が用いられる。
【０１０８】
続いて、コンタクト層１０６上にｐ側電極１０８を、電子線蒸着法などを用いて形成する。同様に、基板１００側にもｎ側電極１０７を、電子線蒸着法などを用いて形成する。このことによって、図６に示す本実施形態の半導体レーザ装置６０が得られる。
【０１０９】
本実施形態の半導体レーザ装置６０の動作は、上記実施形態１の半導体レーザ装置１０と全く同様であるのでここでは説明を省略する。
【０１１０】
半導体レーザ装置６０でも、上述の半導体レーザ装置１０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５、およびコンタクト層１０６のｐ型ドーパントとしてＭｇを用いている。Ｍｇは、一般に半導体材料における拡散係数が、従来ｐ型ドーパントとして用いられているＺｎよりも小さい。従って、共振器端面側領域１１３にＺｎを拡散させることによって混晶化活性層１１１を形成する際に、内部領域１１２において、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントであるＭｇの拡散が十分に抑制される。
【０１１１】
また、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時においても同様に、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントの拡散も勿論抑制・防止される。また、半導体レーザ装置の動作中にも、同様のドーパントの拡散も抑制・防止される。このため、内部領域１１２では、活性層１０２の結晶欠陥が少なくなる。従って、本実施形態の半導体レーザ装置６０は、高い信頼性を有する。
【０１１２】
さらに、本実施形態の半導体レーザ装置６０の製造において、上記図７（ｂ）に示す工程で熱処理によってＺｎを拡散させる際に、ドーパントであるＭｇの拡散が抑制されるため、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大きく設定することが可能である。このことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な赤色半導体レーザ装置が得られる。
【０１１３】
本実施形態の半導体レーザ装置６０では、図６に示すように、共振器端面側領域１１３において、電流ブロック層１０４に開口部１２１が形成されている。さらに、共振器端面側領域１１３にはＺｎが拡散されているので、共振器端面側領域１１３全体の抵抗が低下している。このため、共振器端面側領域１１３では、開口部１２１を通じてレーザ発振に寄与しないリーク電流が流れることがある。
【０１１４】
このことを防止するために、共振器端面側領域１１３においてのみ、電流ブロック層１０４に開口部１２１を形成しない構成、つまり、共振器端面側領域１１３においてのみ、ｐ型第２クラッド層１０５を覆うように電流ブロック層１０４を形成する構成としてもよい。このことを以下に説明する。
【０１１５】
図９（ａ）は、半導体レーザ装置９０の構造を表す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中に示す線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
【０１１６】
図９（ａ）に示すように、半導体レーザ装置９０は、半導体レーザ装置６０とほぼ同じ構造を有する。図９（ｂ）に示すように、半導体レーザ装置９０の内部領域１１２の構造は、半導体レーザ装置６０と全く同じであり、電流ブロック層１０４に開口部１２１が形成されている。但し、図９（ａ）に示すように、共振器端面側領域１１３においてのみ、ｐ型第２クラッド層１０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成されている点が異なる。
【０１１７】
半導体レーザ装置９０では、共振器端面側領域１１３において、ｐ型第２クラッド層１０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成されているので、共振器端面側領域１１３にリーク電流が流れることが防止される。
【０１１８】
半導体レーザ装置９０の製造方法は、上述した半導体レーザ装置６０の製造方法とほぼ同じである。但し、図８（ｂ）に示す工程の直前に、共振器端面側領域１１３に位置するキャップ層１１０およびＳｉＯ2マスク１５０を除去する点でのみ異なる。
【０１１９】
図８（ｂ）に示す工程の直前に、共振器端面側領域１１３に位置するキャップ層１１０およびＳｉＯ2マスク１５０を除去すれば、図８（ｂ）に示す工程で、共振器端面側領域１１３に位置するｐ型第２クラッド層１０５を覆うように電流ブロック層１０４が形成される。
【０１２０】
上述のように、本実施形態では、窓構造を備える半導体レーザ装置を説明したが、窓構造を備えていない（すなわち、共振器端面側領域１１３を備えていない）構成としてもよい。
【０１２１】
共振器端面側領域１１３を備えていない半導体レーザ装置においても、ｐ型ドーパントとしてＭｇ等のＺｎよりも拡散係数の小さい材料を用いることによって、本実施形態の半導体レーザ装置６０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３、ｐ型第２クラッド層１０５およびコンタクト層１０６のそれぞれ堆積時において、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止される。また、半導体レーザ装置の動作中のドーパントの拡散も抑制・防止される。
【０１２２】
さらに、共振器端面側領域１１３を備えていない半導体レーザ装置は、ｐ型第１クラッド層１０３から活性層１０２へのドーパントの拡散が抑制・防止されるので、本実施形態の半導体レーザ装置６０と同様に、ｐ型第１クラッド層１０３のドーピング濃度を大きく設定することが可能である。このことによって、電子のオーバーフローが抑制され、高温、高出力動作が可能な赤色半導体レーザ装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】図１は、実施形態１の半導体レーザ装置の構造を表す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１中に示す線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図２（ｂ）は、図１中に示す線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図３】図３は、実施形態１の半導体レーザ装置の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１の半導体レーザ装置の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態１の半導体レーザ装置のＳＩＭＳプロファイルを示す図である。
【図６】図６は、実施形態２の半導体レーザ装置の構造を表す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態２の半導体レーザ装置の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図８】図８は、実施形態２の半導体レーザ装置の製造における各工程を模式的に表す斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、半導体レーザ装置の構造を表す斜視図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中に示す線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。
【図１０】図１０は、従来の半導体レーザ装置の構造を表す斜視図である。
【図１１】図１１は、従来の半導体レーザ装置のＳＩＭＳプロファイルを示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、６０、７０、９０  半導体レーザ装置
１００、７００  基板
１０１、７０１  ｎ型クラッド層
１０２ａ、１０２ｂ、７０２ａ、７０２ｂ  ガイド層、
１０２、７０２  活性層
１０３、７０３  ｐ型第１クラッド層
１０４、７０４  電流ブロック層
１０５、７０５  ｐ型第２クラッド層
１０６、７０６  コンタクト層
１０７、７０７  ｎ側電極
１０８、７０８  ｐ側電極
１１０  キャップ層
１１１、７１１  混晶化活性層
１１２、７１２  内部領域
１１３、７１３  共振器端面側領域
１２１  開口部
１３０  エッチングストップ層
１４５  ＺｎＯ拡散源
１４７  ＳｉＯ2膜
１５０  ＳｉＯ2マスク
【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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【図１１】
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