(57)【要約】【課題】活性領域の平坦性が得やすい分布帰還型回折格子を含むIII−Ｖ化合物半導体光素子を提供する。【解決手段】活性領域９は、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７とから構成される分布帰還型の回折格子１１に光学的に結合されている。回折格子１１がｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７からなるので、回折格子１１を作製する際に生じる可能性のあるｎ型不純物のコンタミネーションの影響やヘテロ障壁に起因する抵抗の影響を受けにくい。回折格子１１では、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７との屈折率差△ｎは、ＩｎＧａＡｓＰ層とＩｎＰ層とから成る回折格子の屈折率差より大きいので、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７との界面に形成される回折格子のための起伏の高さＨを小さくしても、積△ｎ×Ｈの大きさが著しく小さくなることはない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型III−Ｖ化合物半導体層と、
ｎ型ＩｎＰ半導体領域と、
ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層と、
前記ｎ型ＩｎＰ半導体領域と前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層とから構成される分布帰還型回折格子に光学的に結合されており前記ｎ型ＩｎＰ半導体領域と前記ｐ型III−Ｖ化合物半導体層との間に設けられた活性領域と
を備える、ことを特徴とするIII−Ｖ化合物半導体光素子。
【請求項２】
前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層のバンドギャップ波長は１．０７マイクロメートルより長い、ことを特徴とする請求項１に記載されたIII−Ｖ化合物半導体光素子。
【請求項３】
前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層のバンドギャップ波長は１．２マイクロメートル以下である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたIII−Ｖ化合物半導体光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III−Ｖ化合物半導体光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信により伝達される情報量の増大とともに、高速変調が可能であり低コストな発光素子が求められている。この目的に適合したものとして、１．３μｍ帯の分布帰還（ＤＦＢ）レーザダイオードが注目されている。このＤＦＢレーザダイオードは、直接変調され、また温度調節機構なしで用いられることもある。ＤＦＢレーザダイオードの温度を調整するためにペルチェ素子といった温度調節素子を用いない場合には、ＤＦＢレーザダイオードが高温で良好な特性を示すことが必要である。この要求を満たすために、温度特性に優れたＡｌＧａＩｎＡｓ活性層が、ＤＦＢレーザダイオードに用いられる。
【０００３】
ＤＦＢレーザダイオードを作製するためには回折格子を形成する必要がある。一般的には、ＤＦＢレーザダイオードの回折格子は、下地の半導体層の表面に形成された周期的な凹凸を、組成の異なる別の半導体層を用いて埋め込むことにより形成される。該回折格子は、レーザ光を発生する活性層の上側もしくは下側に設けられる。
【０００４】
非特許文献１には、リッジ型のＤＦＢレーザダイオードが記載されている。ＤＦＢレーザダイオードは、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層とｐ型ＩｎＰ層とから構成される分布帰還型回折格子と、この分布帰還型回折格子に光学的に結合されたＩｎＧａＡｌＡｓ−ＭＱＷ活性層とを用いる。
【０００５】
非特許文献２には、埋め込み型のＤＦＢレーザダイオードが記載されている。ＤＦＢレーザダイオードは、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ半導体層とｎ型ＩｎＰ層とから構成される分布帰還型回折格子と、この分布帰還型回折格子に光学的に結合されたＩｎＧａＡｌＡｓ−ＭＱＷ活性層とを用いる。
【非特許文献１】K. Nakahara et al., “12.5-Gb/s Direct Modulation Up to 115℃ in 1.3-μm InGaAlAs-MQW RWG DFB Lasers With Notch-Free Grating Structure”, J. Lightwave Technol. 22(1) 159-165 (2004).
【非特許文献２】R. Kobayashi et al., “High-Quality 1.3-μm AlGaInAs MQW Growth on a Grating and Its Application to BH DFB-LDs for Uncooled 10-Gb/s Operation”, in Proc. of 15thIndium Phosphide and Related Materials, 239-242 (2003).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＤＦＢ用回折格子のための周期構造は、大気中で作製されるので、Ｓｉ等の不純物によるコンタミネーションが生じる。Ｓｉ原子はｎ型ドーパントとして作用するので、上記半導体領域の界面にｎ型不純物が蓄積される。該回折格子がｐ型半導体領域から構成される場合、ホール密度が低下し、この結果、当該領域の抵抗が高くなる。ＤＦＢレーザダイオードの素子抵抗が高いと、該高抵抗部分において発生するジュール熱により活性層の温度が上昇する。この温度上昇により、レーザ特性が悪化する。非特許文献１では、回折格子の周期構造を形成するＩｎＧａＡｓＰ層の組成とｐ型ドーパント濃度および埋め込むＩｎＰのｐ型ドーパント濃度を設計することにより、ヘテロ障壁での抵抗が低減できることが報告されている。しかしながら、非特許文献１には、該界面における不純物の影響を低減することに関して検討されていない。
【０００７】
ＤＦＢ用の回折格子を構成する組成の異なる半導体領域の界面では、ヘテロ障壁が生成される。このヘテロ障壁により抵抗が上昇する。非特許文献２の半導体レーザは、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層とｎ型ＩｎＰ層とから成る回折格子を含む。ＩｎＧａＡｓＰ層およびＩｎＰ層といった化合物半導体では、正孔に比べて電子の移動度が大きい。これ故に、多数キャリアが電子であれば、ヘテロ障壁による抵抗への影響が小さくできる。また、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層とｎ型ＩｎＰ層との界面に蓄積されるｎ型不純物による抵抗増加も避けられる。
【０００８】
しかしながら、非特許文献２の半導体レーザでは、周期的な起伏を有する回折格子上に活性領域を形成しなければならない。一方、活性領域を形成する量子井戸構造には原子層レベルの平坦さが要求される。この平坦性を実現するために、非特許文献２ではｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ型ＩｎＰ層の成長を平坦化のための最適化すると記載されている。
【０００９】
したがって、望まれていることは、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ型ＩｎＰ層により構成される分布帰還型回折格子よりも活性領域の平坦性が得やすい分布帰還型回折格子を含むIII−Ｖ化合物半導体光素子である。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、活性領域の平坦性が得やすい分布帰還型回折格子を含むIII−Ｖ化合物半導体光素子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】
【００１１】
本発明の一側面によれば、III−Ｖ化合物半導体光素子は、（ａ）ｐ型III−Ｖ化合物半導体層と、（ｂ）ｎ型ＩｎＰ半導体領域と、（ｃ）ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層と、（ｄ）前記ｎ型ＩｎＰ半導体領域と前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層とから構成される分布帰還型回折格子に光学的に結合されており前記ｎ型ＩｎＰ半導体領域と前記ｐ型III−Ｖ化合物半導体層との間に設けられた活性領域とを備えることを特徴とする。
【００１２】
このIII−Ｖ化合物半導体光素子によれば、ｎ型ＩｎＰ半導体領域とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層とから構成される回折格子では、両半導体の屈折率差が、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層とｎ型ＩｎＰ層とから成る回折格子の屈折率差より大きくできるので、ｎ型ＩｎＰ半導体領域とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層との界面の起伏の大きさを小さくできる。また、回折格子がｎ型半導体層の組み合わせで構成されるので、回折格子を作製する際に生じる可能性のあるｎ型不純物のコンタミネーションの影響を受けにくい。さらに、回折格子が形成される半導体領域の多数キャリアが電子であるので、正孔に比べてヘテロ障壁の影響を受けにくい。
【００１３】
本発明に係るIII−Ｖ化合物半導体光素子では、前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層のバンドギャップ波長は１．０７マイクロメートルより長いことが好ましい。
【００１４】
このIII−Ｖ化合物半導体光素子によれば、回折格子におけるヘテロ障壁が、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ型ＩｎＰ層から成る回折格子におけるヘテロ障壁に比べて小さくなる。
【００１５】
本発明に係るIII−Ｖ化合物半導体光素子では、前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層のバンドギャップ波長は１．２マイクロメートル以下であることが好ましい。
【００１６】
このIII−Ｖ化合物半導体光素子によれば、回折格子におけるヘテロ障壁が８．０１×１０−２１ジュール（０．０５エレクトロンボルト）未満になる。
【００１７】
本発明に係るIII−Ｖ化合物半導体光素子では、前記活性領域はＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層を含み、前記ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層の厚さは、前記活性領域における前記ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層の厚さの合計より小さいことが好ましい。
【００１８】
光通信に用いられる波長帯域において、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰ半導体との屈折率差は、ＩｎＧａＡｓＰ半導体とＩｎＰ半導体との屈折率差より大きい。回折格子を形成しているこれらの半導体層の屈折率差が大きいと、回折格子の凹凸が小さくても比較的高い結合係数が得られる。
【００１９】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、活性領域の平坦性が得やすい分布帰還型回折格子を含むIII−Ｖ化合物半導体光素子が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明のIII−Ｖ化合物半導体光素子に係る実施の形態を説明する。引き続く説明では、III−Ｖ化合物半導体光素子として半導体レーザを説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２２】
図１は、半導体レーザを示す図面である。半導体レーザ１は、ｐ型III−Ｖ化合物半導体層３と、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５と、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７と、活性領域９とを備える。活性領域９は、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｐ型III−Ｖ化合物半導体層３との間に設けられている。また、活性領域９は、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７とから構成される分布帰還型回折格子１１に光学的に結合されている。
【００２３】
この半導体レーザ１によれば、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５（屈折率ｎＩｎＰ）とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７（屈折率ｎＡｌＧａＩｎＡｓ）とから構成される回折格子１１では、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７のバンドギャップ波長が１．１マイクロメートルである場合、両半導体５、７の屈折率差△ｎ＝０．１９は、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層とｎ型ＩｎＰ層とから成る回折格子の屈折率差より大きい。これ故に、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７との界面に形成される回折格子のための起伏の高さＨを小さくしても、積△ｎ×Ｈの大きさが著しく小さくなることはない。また、回折格子１１がｎ型半導体層から構成されているので、回折格子１１を作製する際に生じる可能性のあるｎ型不純物のコンタミネーションの影響を受けにくい。回折格子１１がｎ型ＩｎＰ半導体領域５とｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７からなるので、ヘテロ障壁に起因する抵抗の影響を受けにくい。つまり、回折格子１１を構成する半導体領域の電気抵抗を小さくできる。
【００２４】
回折格子１１は、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５の主面５ａの少なくとも一部に形成された起伏を、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７により埋め込むことにより形成される構造を有しており、２つの半導体領域５、７の屈折率差が光学的な回折を引き起こす。ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７上には、活性領域９が位置している。活性領域９上には、ｐ型半導体層３が設けられている。半導体レーザ１は、いわゆるリッジ構造を有している。ｐ型III−Ｖ化合物半導体層３は、活性領域９の表面を全体にわたって覆う第１の半導体部３ａと、この第１の部分９ａ上に位置するストライプ形状の第２の半導体部３ｂとを含む。第２の半導体部３ｂ上には、コンタクト層１３が設けられている。コンタクト層１３上にはアノード電極１５が設けられており、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５の裏面５ｂ上にはカソード電極１７が設けられている。
【００２５】
活性領域９はＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層を含み、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７の厚さは、活性領域９におけるＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層の厚さの合計より小さいことが好ましい。光通信に用いられる波長帯域において、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰ半導体との屈折率差は、ＩｎＧａＡｓＰ半導体とＩｎＰ半導体との屈折率差より大きい。この構造によれば、回折格子を形成しているこれらの半導体層の屈折率差が大きいと、回折格子の凹凸が小さくても比較的高い結合係数が得られる。
【００２６】
図２は、半導体レーザの活性領域の構造を示す図面である。一実施例の活性領域９は、井戸層２１およびバリア層２３を含む。各バリア層２３は、いずれか２つの井戸層２１の間に位置している。井戸層２１およびバリア層２３は、互いに組成の異なるＡｌＧａＩｎＡｓ半導体から成り、一実施例では、井戸層２１のバンドギャップ波長は１．４マイクロメートルであり、バリア層２３のバンドギャップ波長は１．０５マイクロメートルであり、井戸層２１は圧縮歪み１％を受けている。井戸層２１およびバリア層２３の配列は、第１のＳＣＨ層２５と第２のＳＣＨ層２７との間に位置している。また、第１のＳＣＨ層２５および第２のＳＣＨ層２７はＡｌＧａＩｎＡｓ半導体から成り、そのバンドギャップ波長は１．０５マイクロメートルである。
【００２７】
第１のＳＣＨ層２５とｎ型ＩｎＰ半導体領域５との間には、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７があるので、第１のＳＣＨ層２５の厚さは第２のＳＣＨ層２７の厚さより薄いことが好ましい。これにより、第１のＳＣＨ層２５およびｎ型ＩｎＰ半導体領域５の厚さの合計を第２のＳＣＨ層２７の厚さにほぼ等しくすることができる。
【００２８】
好適な実施例では、ｐ型III−Ｖ化合物半導体層３は、ｎ型ＩｎＰ半導体領域５と同様にＩｎＰ半導体から成る。第１のＳＣＨ層２５には組成傾斜層２９が隣接しており、組成傾斜層２９の組成は、第１のＳＣＨ層２５の組成からｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７の組成に連続的に変化している。また、第２のＳＣＨ層２７には組成傾斜層３１が隣接しており、組成傾斜層３１の組成は、第２のＳＣＨ層２７の組成から連続的に変化している。ｐ型III−Ｖ化合物半導体層３（ＩｎＰ半導体層）と組成傾斜層３１との間には、ＡｌＩｎＡｓ層３３が位置している。
【００２９】
例示的な半導体レーザ１の構造を示す。
ＤＦＢレーザダイオードは、
ｐ型III−Ｖ化合物半導体層３：ＩｎＰ半導体、２μｍ
ｎ型ＩｎＰ半導体領域５：ＩｎＰ基板、１００μｍ
ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７：３０ｎｍ
コンタクト層１３：ＩｎＧａＡｓ半導体、０．４μｍ
活性領域９  １０層の井戸層および９層のバリア層
井戸層２１：ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体、５ｎｍ
バリア層２３：ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体、８ｎｍ
第１のＳＣＨ層２５：ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体、４０ｎｍ
第２のＳＣＨ層２７：ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体、８０ｎｍ
組成傾斜層２９：ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体、４０ｎｍ
組成傾斜層３１：ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体、８０ｎｍ
ＡｌＩｎＡｓ層３３：２０ｎｍ
アノード電極１５：Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
カソード電極１７：ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ
を含む。
【００３０】
図３は、ＩｎＧａＡｓＰ半導体およびＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの伝導体エネルギ差を示す図面である。横軸は、バンドギャップ波長をマイクロメートル単位で示している。縦軸は伝導体エネルギ差をエレクトロンボルト単位で表している。引き続く説明では、理解を容易にするためにまた当該技術分野の慣例に従い、エネルギの単位としてエレクトロンボルト（ｅＶ）を用いる。なお、１エレクトロンボルトは、１．６×１０−１９ジュールにより換算される。特性線Ｃ１はＩｎＧａＡｓＰ半導体とＩｎＰとの伝導体エネルギ差を示し、特性線Ｃ２はＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの伝導体エネルギ差を示す。
【００３１】
ＩｎＧａＡｓＰ半導体とＩｎＰ半導体とのエネルギ差の絶対値は、１．３μｍ帯ＤＦＢレーザダイオードのために好適なバンドギャップ波長の範囲の大部分において、０．０５エレクトロンボルト以上である。ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７のバンドギャップ波長は１．０７マイクロメートルより長いことが好ましい。このIII−Ｖ化合物半導体光素子によれば、回折格子１１におけるヘテロ障壁が、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層およびｎ型ＩｎＰ層から成る回折格子におけるヘテロ障壁に比べて小さくなる。ヘテロ障壁の低減により、回折格子１１における抵抗が小さくできる。また、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７のバンドギャップ波長は１．２マイクロメートル以下であることが好ましい。このIII−Ｖ化合物半導体光素子によれば、回折格子１１におけるヘテロ障壁が８．０１×１０−２１ジュール（０．０５エレクトロンボルト）未満になる。さらに、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層７のバンドギャップ波長は１．１〜１．２μｍの範囲内のいずれかの値が好ましい。
【００３２】
図４は、波長１．３１μｍにおけるＩｎＧａＡｓＰ半導体およびＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの屈折率差を示す図面である。横軸は、バンドギャップ波長をマイクロメートル単位で示している。縦軸は屈折率差を表している。特性線ＣＡｌＧａＩｎＡｓはＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの組み合わせを示し、特性線ＣＩｎＧａＡｓＰはＩｎＧａＡｓＰ半導体とＩｎＰとの組み合わせを示す。波長１μｍ〜１．２μｍの範囲で、特性線ＮＩｎＧａＡｓＰはゼロを横切っているが、特性線ＮＡｌＧａＩｎＡｓはゼロを横切っていない。ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体を用いると、バンドギャップ波長１．０〜１．２μｍの範囲内において、ＩｎＧａＡｓＰ半導体とＩｎＰとの屈折率差よりも、ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの屈折率差を大きくできる。
【００３３】
結合係数は、ＤＦＢレーザダイオードの特性を決める重要なパラメータで、回折格子を形成する材料の屈折率差と凹凸の高さの積にほぼ比例する。屈折率差が大きくできることは、ｎ型ＩｎＰ半導体領域に形成すべき起伏（凹凸）を小さくしても、所望のレーザ特性を得るために十分な結合係数が得られることを示す。回折格子に起因する起伏を小さくできるので、回折格子上に平坦化のための成長を行うのは容易になる。
【００３４】
図５（Ａ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードのためのｎ型ＩｎＰ領域を形成する工程を示す図面である。図５（Ａ）に示されるように、ｎ型ＩｎＰ半導体層４３を基板４１上に有機金属気相成長装置を用いて堆積する。図５（Ｂ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードのための回折格子を形成する工程を示す図面である。図５（Ｂ）に示されるように、回折格子のための凹凸を形成するためのマスク４５をＩｎＰ半導体層４３上に形成する。マスク４５は、例えば、酸化シリコン膜といったパターン形成された絶縁膜であることができる。マスク４５を用いてＩｎＰ半導体層４３をエッチングして、マスク４５のパターンをＩｎＰ半導体領域に転写する。回折格子のための凹凸のサイズは、例えば１５ｎｍ程度である。エッチングの後に、マスク４５を除去する。図５（Ｃ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードのためのエピタキシャル工程を示す図面である。図５（Ｃ）に示されるように、パターン形成されたＩｎＰ半導体層４３ａ上にｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層４７を成長する。ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層４７の膜厚は、１５ｎｍ程度の凹凸を埋め込むためには、例えば３０ｎｍ程度以上であることが好ましい。ＩｎＰ半導体層４３およびＩｎＰ半導体層４３ａ上にｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層４７が成長されるまで、ＩｎＰ半導体層４３およびＩｎＰ半導体層４３ａの表面は露出されている。この露出中に、石英治具等からのＳｉのコンタミネーションが生じる可能性がある。しかしながら、シリコンはｎ型ドーパントとして作用するので、回折格子部分へのＳｉのコンタミネーションは、抵抗増加を引き起こさない。次いで、ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層４７上に活性領域４９を成長する。活性領域４９は、例えば図２に示される構造を有することができる。活性領域４９上にｐ型III−Ｖ化合物半導体層５１およびｐ型コンタクト層５３を順に成長する。活性領域４９の領外に位置する半導体領域はそれぞれクラッド層として働く。これにより、エピタキシャル成長工程が終了し、エピタキシャル基板生産物５５が得られる。
【００３５】
次いで、図６（Ａ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードのためのリッジを形成する工程を示す図面である。図６（Ａ）に示されるように、エピタキシャル基板生産物５５にリッジ構造を形成する。リッジストライプを形成するためのマスク５７をｐ型コンタクト層５３上に形成する。マスク５７は、例えば、酸化シリコン膜といったパターン形成された絶縁膜であることができる。マスク５７を用いてｐ型III−Ｖ化合物半導体層５１およびｐ型コンタクト層５３をエッチングして、ｐ型III−Ｖ化合物半導体層５１ａおよびｐ型コンタクト層５３ａを形成する。ｐ型III−Ｖ化合物半導体層５１ａは、ｐ型III−Ｖ化合物半導体部５１ｂ、５１ｃを含む。エッチングにおいて、活性領域４９の表面を保護するために、ｐ型III−Ｖ化合物半導体部５１ｂがエッチングすること無く残される。例えば、２μｍのｐ型III−Ｖ化合物半導体層５１では、ｐ型III−Ｖ化合物半導体部５１ｂの厚さは０．１５μｍ程度である。ｐ型III−Ｖ化合物半導体部５１ｂは活性領域４９を覆っており、ｐ型III−Ｖ化合物半導体部５１ｃはｐ型III−Ｖ化合物半導体層５１ｂ上に位置している。ｐ型III−Ｖ化合物半導体部５１ｃおよびｐ型コンタクト層５３ａは、リッジストライプ５９を構成する。エッチングの後に、マスク５７を除去する。
【００３６】
図６（Ｂ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードの電極を作製する工程を示す図面である。図６（Ｂ）に示されるように、コンタクト層５３ａ上に、ｐ−オーミック電極６１を形成する。ｐ−オーミック電極６１は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る。基板４１を例えば１００μｍ程度まで研削した後に、研削基板４１ａの研削面４１ｂにｎ−オーミック電極６３を形成する。ｎ−オーミック電極６３は、例えば、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕから成る。これにより、基板生産物６５が完成する。へき開によりレーザ端面を形成した後、光出射端面には反射率１％程度以下の低反射膜を形成すると共に、反対側の端面には反射率８０％程度以上の高反射率膜を形成する。作製されたレーザダイオードは、摂氏１００度の高温でも安定にシングルモードで発振する。
【００３７】
本実施例ではリッジ型構造レーザダイオードを説明したが、本実施の形態に示された回折格子を用いる埋め込み型構造レーザダイオードを作製することができる。また、回折格子はλ／４シフト型であることができ、この場合、端面の反射率は両端面に低反射率の膜を形成してもよい。
【００３８】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本実施の形態では、例えば、半導体レーザとして使用されるIII−Ｖ化合物半導体光素子について例示的に説明しているけれども、本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、半導体レーザを示す図面である。
【図２】図２は、半導体レーザの活性領域の構造を示す図面である。
【図３】図３は、ＩｎＧａＡｓＰ半導体およびＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの伝導体エネルギ差を示す図面である。
【図４】図４は、波長１．３１μｍにおけるＩｎＧａＡｓＰ半導体およびＡｌＧａＩｎＡｓ半導体とＩｎＰとの屈折率差を示す図面である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードを作製する工程を示す図面である。
【図６】図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ＤＦＢ型レーザダイオードを作製する工程を示す図面である。
【符号の説明】
【００４０】
１…半導体レーザ、３…ｐ型III−Ｖ化合物半導体層、５…ｎ型ＩｎＰ半導体領域、７…ｎ型ＡｌＧａＩｎＡｓ半導体層、９…活性領域、１１…回折格子、１３…コンタクト層、１５…アノード電極、１７…カソード電極、２１…井戸層、２３…バリア層、２５…第１のＳＣＨ層、２７…第２のＳＣＨ層、２９…組成傾斜層、３１…組成傾斜層、３３…ＡｌＩｎＡｓ層  
【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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