(57)【要約】【課題】製造歩留を向上でき、長期的信頼性を高めることができる化合物半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】  ｎ型ＧａＡｓ基板１１には、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２、ｎ型ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ第１クラッド層１３、ｎ型ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ第２クラッド層１４、ノンドープＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ａｓ活性層１５、ｐ型ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ第３クラッド層１６がこの順で形成されている。ｎ型ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度は、ｎ型ＡｌｙＧａ（１−ｙ）Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度に比べて低くなっている。【選択図】図１
2006303237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された第１導電型の第１クラッド層と、
上記第１クラッド層上に形成され、上記第１クラッド層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有する第１導電型の第２クラッド層と、
上記第２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た第２導電型の第３クラッド層と
を備えたことを特徴とする化合物半導体レーザ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の化合物半導体レーザ素子において、
上記第１導電型はｎ型であり、かつ、上記第２導電型はｐ型であり、かつ、上記第１クラッド層および第２クラッド層の不純物はＳｉであることを特徴とする化合物半導体レーザ素子。
【請求項３】
請求項１に記載の化合物半導体レーザ素子において、
上記第１クラッド層のキャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−３以上２×１０１８ｃｍ−３以下であり、
上記第２クラッド層のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以上５×１０17ｃｍ−３以下であることを特徴とする化合物半導体レーザ素子。
【請求項４】
請求項１に記載の化合物半導体レーザ素子において、
上記第２クラッド層の層厚が１００Å〜５００Åの範囲内であることを特徴とする化合物半導体レーザ素子。
【請求項５】
請求項１に記載の化合物半導体レーザ素子において、
上記第２クラッド層は上記活性層に近接していることを特徴とする化合物半導体レーザ素子。
【請求項６】
請求項１に記載の化合物半導体レーザ素子において、
上記第３クラッド層上に形成され、ストライプ状かつ溝状の欠損部を有する第１導電型の電流阻止層と、
上記電流阻止層上に形成された第２導電型の第４クラッド層と
を備えたことを特徴とする化合物半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学ディスクの読み取り及び書き込み光源として用いられる化合物半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ（読み取り専用コンパクトディスク）、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ（書き込み可能なコンパクトディスク／書き換え可能なコンパクトディスク）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（読み取り専用デジタル万能ディスク）、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（書き込み可能なデジタル万能ディスク／書き換え可能なデジタル万能ディスク）などのメディアのピックアップ用光源として用いられる半導体レーザ素子の需要はますます拡大している。上記メディアを利用する商品の普及が進むにつれ、その商品の低価格化が進んでいる。そして、上記商品の低価格化に伴い、より低価格で特性のバラツキが少なく信頼性に優れた半導体レーザ素子が要求されている。
【０００３】
上記半導体レーザ素子の代表である例えばIII−Ｖ族化合物半導体レーザ素子を作成する際、半導体基板上に複数の半導体層の積層構造を形成する。上記各半導体層に所定の不純物を添加することにより、各半導体層の電気伝導型あるいは電気伝導率を制御して、半導体レーザ素子の所定の特性を得る。このように、上記各半導体層の電気伝導型あるいは電気伝導率を設計どおりに制御することは、半導体レーザ素子特性の均一化、製造歩留まりの向上には非常に重要である。
【０００４】
III−Ｖ族化合物半導体層を形成する方法としては、ＭＯＣＶＤ（Metal−Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長）法やＭＢＥ（molecular beam epitaxy：分子線エピタキシ）法などがある。これらの方法を用いた成長を行う場合、例えばｎ型のIII−Ｖ族化合物半導体層を得るための不純物の材料としては、ＳｉのIV族元素や、Ｓｅ等のVI族元素を用いる。このIV族元素は、III族元素であるＡｌあるいはＧａあるいはＩｎと置換することによってドナー不純物となる。一方、ｐ型のIII−Ｖ族化合物半導体層を得るための不純物の材料としては、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｍｇ等のII族元素を用いる。このII族元素は、III族元素であるＡｌあるいはＧａと置換することによってアクセプタ不純物となる。
【０００５】
半導体レーザ素子の構造については、セルフアライン構造と呼ばれるものが良く知られている。このセルフアライン構造の半導体レーザ素子について製造工程を以下に説明する。
【０００６】
まず、図３Ａに示すように、ＭＯＣＶＤ法によって、ｎ型ＧａＡｓ基板４１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４２（層厚０．５μｍ）と、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３（ｙ＝０．５、層厚１．０μｍ）と、ノンドープＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層４４（ｘ＝０．１４、層厚０．０８５μｍ）と、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層４５（ｙ＝０．５、層厚０．３５μｍ）と、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６（層厚０．６μｍ）とをこの順で成長させる。この時のｎ型不純物としてはＳｅを使用し、ｐ型の不純物としてはＺｎ、Ｃ等を使用する。
【０００７】
次に、図３Ｂに示すように、フォトリソグラフィー法などによって、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６上に、ストライプ状の溝を有するエッチングマスク４７を形成した後、このエッチングマスク４７を用いて、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６の一部を３．５μｍ〜４．０μｍの幅でストライプ状かつ溝状に除去して、欠損部５０を形成する。
【０００８】
次に、図３Ｃに示すように、上記ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６上に、ＭＯＣＶＤ法やＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy：液相エピタキシ）法を用いて、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８(ｙ＝０．５、層厚１．０μｍ)を成長させ、さらに、このｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８上にｐ型ＧａＡｓキャップ層４９(層厚３μｍ〜５０μｍ)を成長させる。このｐ型ＧａＡｓキャップ層４９の層厚については、最終的な形状の半導体レーザ素子のチップ厚さに対する発光点位置をどの位置にするか、必要に応じて決定する。また、上記ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８やｐ型ＧａＡｓキャップ層４９のｐ型不純物としてはＺｎやＭｇを用いる。
【０００９】
このようにして得る半導体レーザ素子において、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３及びｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６への添加不純物としてＳｅを用い、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層４５への添加不純物としてＺｎを用いた場合、これらの添加不純物が半導体レーザ素子の製造工程において、拡散あるいは不純物原子同士の相互作用により層相互間を移動し、設計の不純物プロファイルを得ることが困難になるという問題が生じる。
【００１０】
この問題を解決する第１の方法としては、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層４５への添加不純物として不純物原子同士の相互作用が小さいＣを用いると共に、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層４９への添加不純物としてＭｇを用いる方法がある（特開２００１−１４４３８３号公報（特許文献１）参照。）。
【００１１】
しかし、上記第１の方法でも、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層４９をＬＰＥ法で成長させる際の熱履歴により、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３への添加不純物であるＳｅの拡散を完全には抑えることが出来ない。さらに、上記ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層４９の添加不純物であるＭｇが、Ｓｅキャリア濃度が低下した部分まで拡散してくるため、図４に示すように、ｐｎ接合位置にバラツキが発生してしまう。特に、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３のＳｅの不純物濃度が低い場合、閾値電流、動作電流、動作電圧の増大などの、レーザ素子特性の不良が発生することがあった。
【００１２】
また、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３の添加不純物の熱履歴による拡散を低減させるための第２の方法としては、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３およびｎ型電流阻止層４６への添加不純物として拡散の小さいＳｉを用いると共に、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８への添加不純物としてＭｇを用いる方法がある。この第２の方法では、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８のキャリア濃度は良好なレーザ素子特性を得るため、１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３程度にする必要がある。このため、上記ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８への添加不純物であるＭｇの拡散がｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３内に及ばないようするためには、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３のキャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲内にする必要がある。
【００１３】
しかしながら、Ｓｉ濃度を１×１０１８ｃｍ−３以上で作製した半導体レーザ素子では素子の長期的な信頼性において商品として実用できるものはできていない。つまり、上記第１の方法による半導体レーザ素子では５万時間以上の実用上問題のない信頼性が得られるが、上記第２の方法による半導体レーザ素子では長期使用中に特性劣化あるいは発振停止が頻繁におこるという問題がある。
【００１４】
以上のように、ドーピング制御の安定性とそれに伴う特性の均一化、製造歩留の向上と、素子の長期的信頼性とを両立することはできていなかった。
【特許文献１】特開２００１−１４４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明の課題は、製造歩留を向上でき、長期的信頼性を高めることができる化合物半導体レーザ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の化合物半導体レーザ素子は、
第１導電型の半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された第１導電型の第１クラッド層と、
上記第１クラッド層上に形成され、上記第１クラッド層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有する第１導電型の第２クラッド層と、
上記第２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た第２導電型の第３クラッド層と
を備えたことを特徴としている。
【００１７】
本明細書において、第１導電型とは、ｐ型またはｎ型を意味する。また、第２導電型とは、第１導電型がｐ型の場合はｎ型、ｎ型の場合はｐ型を意味する。
【００１８】
上記構成の化合物半導体レーザ素子によれば、上記第２クラッド層のキャリア濃度が第１クラッド層のキャリア濃度が低いから、第１，第２クラッド層への第１導電型の添加不純物の拡散を防止して、第１，第２導電型の添加不純物のドーピング制御を安定させることができる。つまり、設計の不純物プロファイルを得ることができる。従って、複数の半導体レーザ素子のレーザ素子特性を均一にすることができ、半導体レーザ素子の製造歩留の向上と、半導体レーザ素子の長期信頼性とを両立することができる。
【００１９】
また、上記半導体レーザ素子の製造歩留が向上するから、半導体レーザ素子を安価に製造することができる。従って、特性の安定した半導体レーザ素子を安価かつ安定に生産することができる。
【００２０】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、上記第１導電型はｎ型であり、かつ、上記第２導電型はｐ型であり、かつ、上記第１クラッド層および第２クラッド層の不純物はＳｉである。
【００２１】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、
上記第１クラッド層のキャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−３以上２×１０１８ｃｍ−３以下であり、
上記第２クラッド層のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以上５×１０１７ｃｍ−３以下である。
【００２２】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、上記第２クラッド層の層厚が１００Å〜５００Åの範囲内である。
【００２３】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、上記第２クラッド層は上記活性層に近接している。
【００２４】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、
上記第３クラッド層上に形成され、ストライプ状かつ溝状の欠損部を有する第１導電型の電流阻止層と、
上記電流阻止層上に形成された第２導電型の第４クラッド層と
を備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の化合物半導体レーザ素子によれば、第１クラッド層と活性層との間に位置する第２クラッド層のキャリア濃度が第１クラッド層のキャリア濃度が低いことによって、第１，第２クラッド層への第１導電型の添加不純物の拡散を防止して、第１，第２導電型の添加不純物のドーピング制御を安定させることができるので、製造歩留を向上でき、長期的信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の化合物半導体レーザ素子を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ素子において、活性層のＡｌ混晶比を０．１０〜０．１４程度、クラッド層のＡｌ混晶比を０．４５〜０．６０程度に設定しているが、Ａｌ混晶比は、両層とも０以上で、かつ、クラッド層のＡｌ混晶比が活性層のＡｌ混晶比よりも大きい範囲であれば、任意に設定することができる。
【００２７】
図１に、本発明の一実施の形態の化合物半導体レーザ素子の構造の概略断面図を示す。
【００２８】
上記化合物半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１と、このｎ型ＧａＡｓ基板１１上に順次形成されたｎ型ＧａＡｓバッファ層１２、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４、ノンドープＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層１６、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７、ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１９を備えている。このように、上記化合物半導体レーザ素子はダブルヘテロ構造を有している。
【００２９】
上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度は、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度に比べて低くなっている。より詳しくは、上記第１，第２クラッド層１３，１４へのｎ型の添加不純物として熱履歴による拡散の少ないＳｉを使用し、キャリア濃度が比較的高い第１クラッド層１３のＳｉ濃度を１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３にし、キャリア濃度が比較的低い第２クラッド層１４のＳｉ濃度を５×１０１７ｃｍ−３以下にしている。
【００３０】
上記型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１９へのｐ型の添加不純物としてＭｇを使用している。
【００３１】
また、上記型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８の下部（ｎ型ＧａＡｓ基板１１側の部分）はリッジストライプ形状を有している。
【００３２】
上記構成の化合物半導体レーザ素子によれば、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度が、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度に比べて低いことによって、ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８とｐ型ＧａＡｓキャップ層１９との成長時に発生するｐ型不純物であるＭｇの拡散が、キャリア濃度の低いｎ型第２クラッド層１４内で制御できる。従って、図２に示すように、急峻な不純物プロファイルでｐｎ接合位置を制御し、閾値電流、動作電流、動作電圧等の特性バラツキを抑えることが出来る。
【００３３】
また、上記活性層１５に近接するｎ型の第２クラッド層１４のＳｉ濃度を５×１０１７ｃｍ−３以下とすることによって、信頼性の低下等の不具合を発生することがなく特性の安定した、半導体レーザ素子を安定して製造することが可能となる。
【００３４】
以下、上記化合物半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２を成長させた後、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１μｍ）を成長させる。本実施の形態においては、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１μｍ）を成長させる際に、ｎ型添加不純物をＳｉとするため原料ガスとして、ジシランガス（Ｓｉ２Ｈ６水素希釈２０ｐｐｍ）を３０ｓｃｃｍ添加する。上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３の場合、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３を成長温度７５０℃で成長させることにより、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度を１×１０１８にすることが出来る。
【００３６】
次に、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３上に、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１００Å）を成長させる。このとき、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４にジシランガス（Ｓｉ２Ｈ６水素希釈２０ｐｐｍ）を１５ｓｃｃｍ添加することによって、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度を５×１０１７にすることが出来る。
【００３７】
次に、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４上に、ノンドープＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５(ｘ＝０．１０〜０．１４、層厚０．０８μｍ)、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層１６(ｙ＝０．４５〜０．６、層厚０．３５μｍ、Ｃ濃度５×１０１７ｃｍ−３)、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７（層厚０．７５μｍ、Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３をこの順で成長させる。
【００３８】
次に、図３Ｂと同様のフォトリソグラフィを行って、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７上に、ストライプ状の溝を有するエッチングマスク４７を形成した後、このエッチングマスク４７を用いてｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７をエッチングする。これにより、上記ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７に、ストライプ状かつ溝状の欠損部２０が形成される。
【００３９】
次に、ＬＰＥ法により、Ｍｇをｐ型の不純物としたｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８（ｚ＝０．４５〜０．６０、層厚２μｍ、Ｍｇ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１９（層厚５０μｍ、Ｍｇ濃度６×１０１８ｃｍ−３）を再成長させる。
【００４０】
上記ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１９を形成した結果、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層１６のストライプ状かつ溝状の欠損部２０に対向する部分は、当初Ｃによる不純物濃度５×１０１７ｃｍ−３に対して、Ｍｇの拡散により不純物濃度が１×１０１８ｃｍ−３となり半導体レーザ素子として、電流を効率良くストライプ内に注入することができ、低閾値と、低電流駆動を実現できる。
【００４１】
このような方法で作成した半導体レーザ素子の不純物プロファイルは、図２に示すものと同様なものになり急峻な不純物プロファイルを得ることができた。
【００４２】
また、上記方法で作成した半導体レーザ素子の特性は、共振器長を２００μｍとし、閾値電流２８．０ｍＡ、光出力５ｍＷ時の動作電流が３７．５ｍＡ、動作電圧が１．８５Ｖであり、良好な特性が得られた。また、素子温度８０℃、光出力７ｍＷでのエージング試験では、４８時間以内駆動電流値が１．２倍以上増加する素子の発生もなく、信頼性の低下は見られなかった。
【００４３】
上記実施の形態では、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を１００Åとしていたが、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を５００Å、７００Å、１０００Åとし、かつ、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のＳｉ濃度を５×１０１７ｃｍ−３として半導体レーザ素子を製造し、この半導体レーザ素子の特性評価を行った。この特性評価の結果を下表１に示す。
【００４４】
【表１】
2006303237.tif 000003
【００４５】
上記表１から判るように、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を５００Åにした半導体レーザ素子の動作電流値と比較し、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を１０００Åにした半導体レーザ素子の動作電流値は増加する傾向であった。
【００４６】
また、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を５０Åにした半導体レーザ素子では、素子温度８０℃、光出力７ｍＷでのエージング試験で、４８時間以内でレーザ発振を停止する素子も発生し、信頼性の低下が見られた。
【００４７】
これらの結果より、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を１００Å〜５００Åとすることで、特性、信頼性ともに良好な半導体レーザ素子を製造することが可能である。
【００４８】
なお、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１μｍ）のキャリア濃度を、ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８（ｚ＝０．４５〜０．６０、層厚２μｍ、Ｍｇ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３）のキャリア濃度よりも高く設定することによって、ＬＰＥでの熱履歴によるＭｇの拡散を制御することが可能となる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４がＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５に接触していたが、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４とＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５との間に例えば光ガイド層を設けてもよい。つまり、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４はＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５の近傍に形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は本発明の一実施の形態の化合物半導体レーザ素子の構造の概略断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線矢視断面とこの不純物プロファイルとを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは従来の化合物半導体レーザ素子の一製造工程の概略断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは従来の化合物半導体レーザ素子の一製造工程の概略断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは従来の化合物半導体レーザ素子の一製造工程の概略断面図である。
【図４】図４は図３ＣのIV−IV線矢視断面とこの不純物プロファイルとを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  ｎ型ＧａＡｓ基板
１２  ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１３  ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層（高濃度部）
１４  ｎ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層 （低濃度部）
１５  ＡｌＧａＡｓ活性層
１６  ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層
１７  ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層
１８  ｐ型ＡｌＧａＡｓ第４クラッド層
１９  ｐ型ＧａＡｓキャップ層
２０  欠損部
【図１】
2006303237.tif 000004
【図２】
2006303237.tif 000005
【図３Ａ】
2006303237.tif 000006
【図３Ｂ】
2006303237.tif 000007
【図３Ｃ】
2006303237.tif 000008
【図４】
2006303237.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月20日(2006.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学ディスクの読み取り及び書き込み光源として用いられる化合物半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ−ＲＯＭ（読み取り専用コンパクトディスク）、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ（書き込み可能なコンパクトディスク／書き換え可能なコンパクトディスク）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（読み取り専用デジタル万能ディスク）、ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ（書き込み可能なデジタル万能ディスク／書き換え可能なデジタル万能ディスク）などのメディアのピックアップ用光源として用いられる半導体レーザ素子の需要はますます拡大している。上記メディアを利用する商品の普及が進むにつれ、その商品の低価格化が進んでいる。そして、上記商品の低価格化に伴い、より低価格で特性のバラツキが少なく信頼性に優れた半導体レーザ素子が要求されている。
【０００３】
上記半導体レーザ素子の代表である例えばIII−Ｖ族化合物半導体レーザ素子を作成する際、半導体基板上に複数の半導体層の積層構造を形成する。上記各半導体層に所定の不純物を添加することにより、各半導体層の電気伝導型あるいは電気伝導率を制御して、半導体レーザ素子の所定の特性を得る。このように、上記各半導体層の電気伝導型あるいは電気伝導率を設計どおりに制御することは、半導体レーザ素子特性の均一化、製造歩留まりの向上には非常に重要である。
【０００４】
III−Ｖ族化合物半導体層を形成する方法としては、ＭＯＣＶＤ（Metal−Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長）法やＭＢＥ（molecular beam epitaxy：分子線エピタキシ）法などがある。これらの方法を用いた成長を行う場合、例えばｎ型のIII−Ｖ族化合物半導体層を得るための不純物の材料としては、ＳｉのIV族元素や、Ｓｅ等のVI族元素を用いる。このIV族元素は、III族元素であるＡｌあるいはＧａあるいはＩｎと置換することによってドナー不純物となる。一方、ｐ型のIII−Ｖ族化合物半導体層を得るための不純物の材料としては、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｍｇ等のII族元素を用いる。このII族元素は、III族元素であるＡｌあるいはＧａと置換することによってアクセプタ不純物となる。
【０００５】
半導体レーザ素子の構造については、セルフアライン構造と呼ばれるものが良く知られている。このセルフアライン構造の半導体レーザ素子について製造工程を以下に説明する。
【０００６】
まず、図３Ａに示すように、ＭＯＣＶＤ法によって、ｎ型ＧａＡｓ基板４１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層４２（層厚０．５μｍ）と、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３（ｙ＝０．５、層厚１．０μｍ）と、ノンドープＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層４４（ｘ＝０．１４、層厚０．０８５μｍ）と、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層４５（ｙ＝０．５、層厚０．３５μｍ）と、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６（層厚０．６μｍ）とをこの順で成長させる。この時のｎ型不純物としてはＳｅを使用し、ｐ型の不純物としてはＺｎ、Ｃ等を使用する。
【０００７】
次に、図３Ｂに示すように、フォトリソグラフィー法などによって、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６上に、ストライプ状の溝を有するエッチングマスク４７を形成した後、このエッチングマスク４７を用いて、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６の一部を３．５μｍ〜４．０μｍの幅でストライプ状かつ溝状に除去して、欠損部５０を形成する。
【０００８】
次に、図３Ｃに示すように、上記ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６上に、ＭＯＣＶＤ法やＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy：液相エピタキシ）法を用いて、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８(ｙ＝０．５、層厚１．０μｍ)を成長させ、さらに、このｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８上にｐ型ＧａＡｓキャップ層４９(層厚３μｍ〜５０μｍ)を成長させる。このｐ型ＧａＡｓキャップ層４９の層厚については、最終的な形状の半導体レーザ素子のチップ厚さに対する発光点位置をどの位置にするか、必要に応じて決定する。また、上記ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８やｐ型ＧａＡｓキャップ層４９のｐ型不純物としてはＺｎやＭｇを用いる。
【０００９】
このようにして得る半導体レーザ素子において、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３及びｎ型ＧａＡｓ電流阻止層４６への添加不純物としてＳｅを用い、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層４５への添加不純物としてＺｎを用いた場合、これらの添加不純物が半導体レーザ素子の製造工程において、拡散あるいは不純物原子同士の相互作用により層相互間を移動し、設計の不純物プロファイルを得ることが困難になるという問題が生じる。
【００１０】
この問題を解決する第１の方法としては、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層４５への添加不純物として不純物原子同士の相互作用が小さいＣを用いると共に、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層４９への添加不純物としてＭｇを用いる方法がある（特開２００１−１４４３８３号公報（特許文献１）参照。）。
【００１１】
しかし、上記第１の方法でも、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層４９をＬＰＥ法で成長させる際の熱履歴により、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３への添加不純物であるＳｅの拡散を完全には抑えることが出来ない。さらに、上記ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層４９の添加不純物であるＭｇが、Ｓｅキャリア濃度が低下した部分まで拡散してくるため、図４に示すように、ｐｎ接合位置にバラツキが発生してしまう。特に、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３のＳｅの不純物濃度が低い場合、閾値電流、動作電流、動作電圧の増大などの、レーザ素子特性の不良が発生することがあった。
【００１２】
また、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３の添加不純物の熱履歴による拡散を低減させるための第２の方法としては、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３およびｎ型電流阻止層４６への添加不純物として拡散の小さいＳｉを用いると共に、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８への添加不純物としてＭｇを用いる方法がある。この第２の方法では、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８のキャリア濃度は良好なレーザ素子特性を得るため、１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３程度にする必要がある。このため、上記ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層４８への添加不純物であるＭｇの拡散がｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３内に及ばないようするためには、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層４３のキャリア濃度を１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲内にする必要がある。
【００１３】
しかしながら、Ｓｉ濃度を１×１０１８ｃｍ−３以上で作製した半導体レーザ素子では素子の長期的な信頼性において商品として実用できるものはできていない。つまり、上記第１の方法による半導体レーザ素子では５万時間以上の実用上問題のない信頼性が得られるが、上記第２の方法による半導体レーザ素子では長期使用中に特性劣化あるいは発振停止が頻繁におこるという問題がある。
【００１４】
以上のように、ドーピング制御の安定性とそれに伴う特性の均一化、製造歩留の向上と、素子の長期的信頼性とを両立することはできていなかった。
【特許文献１】特開２００１−１４４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで、本発明の課題は、製造歩留を向上でき、長期的信頼性を高めることができる化合物半導体レーザ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の化合物半導体レーザ素子は、
第１導電型の半導体基板と、
上記半導体基板上に形成された第１導電型の第１クラッド層と、
上記第１クラッド層上に形成され、上記第１クラッド層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有する第１導電型の第２クラッド層と、
上記第２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た第２導電型の第３クラッド層と
を備えたことを特徴としている。
【００１７】
本明細書において、第１導電型とは、ｐ型またはｎ型を意味する。また、第２導電型とは、第１導電型がｐ型の場合はｎ型、ｎ型の場合はｐ型を意味する。
【００１８】
上記構成の化合物半導体レーザ素子によれば、上記第２クラッド層のキャリア濃度が第１クラッド層のキャリア濃度より低いから、第１，第２クラッド層への第２導電型の添加不純物の拡散を防止して、第１，第２導電型の添加不純物のドーピング制御を安定させることができる。つまり、設計の不純物プロファイルを得ることができる。従って、複数の半導体レーザ素子のレーザ素子特性を均一にすることができ、半導体レーザ素子の製造歩留の向上と、半導体レーザ素子の長期信頼性とを両立することができる。
【００１９】
また、上記半導体レーザ素子の製造歩留が向上するから、半導体レーザ素子を安価に製造することができる。従って、特性の安定した半導体レーザ素子を安価かつ安定に生産することができる。
【００２０】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、上記第１導電型はｎ型であり、かつ、上記第２導電型はｐ型であり、かつ、上記第１クラッド層および第２クラッド層の不純物はＳｉである。
【００２１】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、
上記第１クラッド層のキャリア濃度は１×１０１８ｃｍ−３以上２×１０１８ｃｍ−３以下であり、
上記第２クラッド層のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以上５×１０１７ｃｍ−３以下である。
【００２２】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、上記第２クラッド層の層厚が１００Å〜５００Åの範囲内である。
【００２３】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、上記第２クラッド層は上記活性層に近接している。
【００２４】
一実施形態の化合物半導体レーザ素子では、
上記第３クラッド層上に形成され、ストライプ状かつ溝状の欠損部を有する第１導電型の電流阻止層と、
上記電流阻止層上に形成された第２導電型の第４クラッド層と
を備える。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の化合物半導体レーザ素子によれば、第１クラッド層と活性層との間に位置する第２クラッド層のキャリア濃度より第１クラッド層のキャリア濃度が低いことによって、第１，第２クラッド層への第２導電型の添加不純物の拡散を防止して、第１，第２導電型の添加不純物のドーピング制御を安定させることができるので、製造歩留を向上でき、長期的信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の化合物半導体レーザ素子を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、ＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ素子において、活性層のＡｌ混晶比を０．１０〜０．１４程度、クラッド層のＡｌ混晶比を０．４５〜０．６０程度に設定しているが、Ａｌ混晶比は、両層とも０以上で、かつ、クラッド層のＡｌ混晶比が活性層のＡｌ混晶比よりも大きい範囲であれば、任意に設定することができる。
【００２７】
図１に、本発明の一実施の形態の化合物半導体レーザ素子の構造の概略断面図を示す。
【００２８】
上記化合物半導体レーザ素子は、ｎ型ＧａＡｓ基板１１と、このｎ型ＧａＡｓ基板１１上に順次形成されたｎ型ＧａＡｓバッファ層１２、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４、ノンドープＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層１６、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７、ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１９を備えている。このように、上記化合物半導体レーザ素子はダブルヘテロ構造を有している。
【００２９】
上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度は、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度に比べて低くなっている。より詳しくは、上記第１，第２クラッド層１３，１４へのｎ型の添加不純物として熱履歴による拡散の少ないＳｉを使用し、キャリア濃度が比較的高い第１クラッド層１３のＳｉ濃度を１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３にし、キャリア濃度が比較的低い第２クラッド層１４のＳｉ濃度を５×１０１７ｃｍ−３以下にしている。
【００３０】
上記型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１９へのｐ型の添加不純物としてＭｇを使用している。
【００３１】
また、上記型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８の下部（ｎ型ＧａＡｓ基板１１側の部分）はリッジストライプ形状を有している。
【００３２】
上記構成の化合物半導体レーザ素子によれば、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度が、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度に比べて低いことによって、ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８とｐ型ＧａＡｓキャップ層１９との成長時に発生するｐ型不純物であるＭｇの拡散が、キャリア濃度の低いｎ型第２クラッド層１４内で制御できる。従って、図２に示すように、急峻な不純物プロファイルでｐｎ接合位置を制御し、閾値電流、動作電流、動作電圧等の特性バラツキを抑えることが出来る。
【００３３】
また、上記活性層１５に近接するｎ型の第２クラッド層１４のＳｉ濃度を５×１０１７ｃｍ−３以下とすることによって、信頼性の低下等の不具合を発生することがなく特性の安定した、半導体レーザ素子を安定して製造することが可能となる。
【００３４】
以下、上記化合物半導体レーザ素子の製造方法について説明する。
【００３５】
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１１上に、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１２を成長させた後、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１μｍ）を成長させる。本実施の形態においては、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１μｍ）を成長させる際に、ｎ型添加不純物をＳｉとするため原料ガスとして、ジシランガス（Ｓｉ２Ｈ６水素希釈２０ｐｐｍ）を３０ｓｃｃｍ添加する。上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３の場合、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３を成長温度７５０℃で成長させることにより、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３のキャリア濃度を１×１０１８にすることが出来る。
【００３６】
次に、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３上に、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１００Å）を成長させる。このとき、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４にジシランガス（Ｓｉ２Ｈ６水素希釈２０ｐｐｍ）を１５ｓｃｃｍ添加することによって、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のキャリア濃度を５×１０１７にすることが出来る。
【００３７】
次に、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４上に、ノンドープＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５(ｘ＝０．１０〜０．１４、層厚０．０８μｍ)、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層１６(ｙ＝０．４５〜０．６、層厚０．３５μｍ、Ｃ濃度５×１０１７ｃｍ−３)、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７（層厚０．７５μｍ、Ｓｉ濃度２×１０１８ｃｍ−３をこの順で成長させる。
【００３８】
次に、図３Ｂと同様のフォトリソグラフィを行って、ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７上に、ストライプ状の溝を有するエッチングマスク４７を形成した後、このエッチングマスク４７を用いてｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７をエッチングする。これにより、上記ｎ型ＧａＡｓ電流阻止層１７に、ストライプ状かつ溝状の欠損部２０が形成される。
【００３９】
次に、ＬＰＥ法により、Ｍｇをｐ型の不純物としたｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８（ｚ＝０．４５〜０．６０、層厚２μｍ、Ｍｇ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３）、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１９（層厚５０μｍ、Ｍｇ濃度６×１０１８ｃｍ−３）を再成長させる。
【００４０】
上記ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１９を形成した結果、ｐ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第３クラッド層１６のストライプ状かつ溝状の欠損部２０に対向する部分は、当初Ｃによる不純物濃度５×１０１７ｃｍ−３に対して、Ｍｇの拡散により不純物濃度が１×１０１８ｃｍ−３となり半導体レーザ素子として、電流を効率良くストライプ内に注入することができ、低閾値と、低電流駆動を実現できる。
【００４１】
このような方法で作成した半導体レーザ素子の不純物プロファイルは、図２に示すものと同様なものになり急峻な不純物プロファイルを得ることができた。
【００４２】
また、上記方法で作成した半導体レーザ素子の特性は、共振器長を２００μｍとし、閾値電流２８．０ｍＡ、光出力５ｍＷ時の動作電流が３７．５ｍＡ、動作電圧が１．８５Ｖであり、良好な特性が得られた。また、素子温度８０℃、光出力７ｍＷでのエージング試験では、４８時間以内駆動電流値が１．２倍以上増加する素子の発生もなく、信頼性の低下は見られなかった。
【００４３】
上記実施の形態では、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を１００Åとしていたが、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を５００Å、７００Å、１０００Åとし、かつ、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４のＳｉ濃度を５×１０１７ｃｍ−３として半導体レーザ素子を製造し、この半導体レーザ素子の特性評価を行った。この特性評価の結果を下表１に示す。
【００４４】
【表１】
2006303237.tif 000010
【００４５】
上記表１から判るように、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を５００Åにした半導体レーザ素子の動作電流値と比較し、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を１０００Åにした半導体レーザ素子の動作電流値は増加する傾向であった。
【００４６】
また、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を５０Åにした半導体レーザ素子では、素子温度８０℃、光出力７ｍＷでのエージング試験で、４８時間以内でレーザ発振を停止する素子も発生し、信頼性の低下が見られた。
【００４７】
これらの結果より、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４の層厚を１００Å〜５００Åとすることで、特性、信頼性ともに良好な半導体レーザ素子を製造することが可能である。
【００４８】
なお、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第１クラッド層１３（ｙ＝０．４５〜０．６、層厚１μｍ）のキャリア濃度を、ｐ型ＡｌzＧａ(１−z)Ａｓ第４クラッド層１８（ｚ＝０．４５〜０．６０、層厚２μｍ、Ｍｇ濃度１×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３）のキャリア濃度よりも高く設定することによって、ＬＰＥでの熱履歴によるＭｇの拡散を制御することが可能となる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４がＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５に接触していたが、ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４とＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５との間に例えば光ガイド層を設けてもよい。つまり、上記ｎ型ＡｌyＧａ(１−y)Ａｓ第２クラッド層１４はＡｌxＧａ(１−x)Ａｓ活性層１５の近傍に形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は本発明の一実施の形態の化合物半導体レーザ素子の構造の概略断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線矢視断面とこの不純物プロファイルとを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは従来の化合物半導体レーザ素子の一製造工程の概略断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは従来の化合物半導体レーザ素子の一製造工程の概略断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは従来の化合物半導体レーザ素子の一製造工程の概略断面図である。
【図４】図４は図３ＣのIV−IV線矢視断面とこの不純物プロファイルとを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  ｎ型ＧａＡｓ基板
１２  ｎ型ＧａＡｓバッファ層
１３  ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層（高濃度部）
１４  ｎ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層 （低濃度部）
１５  ＡｌＧａＡｓ活性層
１６  ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層
１７  ｐ型ＧａＡｓ電流阻止層
１８  ｐ型ＡｌＧａＡｓ第４クラッド層
１９  ｐ型ＧａＡｓキャップ層
２０  欠損部