(57)【要約】【課題】ｎ型クラッド層側から活性層側に注入された電子の漏れを防止する。【解決手段】ｎ型クラッド層４と、活性層５と、ｐ型クラッド層６Ｂとを順に積層してダブルヘテロ構造を構成し、且つ、ｐ型クラッド層６Ｂ上にｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂを形成し、更に、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ上の略中央部位に略台形状のリッジ部１０を形成して、このリッジ部１０側からｎ型クラッド層４側に向かって順方向電流を注入するリッジ導波型の半導体レ−ザ素子１Ｂであって、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂのバンドギャップエネルギーをｐ型クラッド層６Ｂに対して大きく設定すると共に、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂにｐ型不純物を１×１０１９ｃｍ−３以上ドーピングしたため、ｎ型クラッド層４側から活性層５に注入された電子がリッジ部１０側に漏れることを防止できる。【選択図】　　　図２
2004079583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ型クラッド層とを順に積層してダブルヘテロ構造を構成し、且つ、前記ｐ型クラッド層上にｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層を形成し、更に、前記ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層上の略中央部位に略台形状のリッジ部を形成して、このリッジ部側から前記ｎ型クラッド層側に向かって順方向電流を注入するリッジ導波型の半導体レ−ザ素子であって、
前記ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層のバンドギャップエネルギーを前記ｐ型クラッド層に対して大きく設定すると共に、前記ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層にｐ型不純物を１×１０１９ｃｍ−３以上ドーピングしたことを特徴とする半導体レ−ザ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ型クラッド層とを順に積層してダブルヘテロ構造を構成し、且つ、ｐ型クラッド層側に略台形状のリッジ部を形成して、このリッジ部側からｎ型クラッド層側に向かって順方向電流を注入するリッジ導波型の半導体レ−ザ素子において、ｎ型クラッド層側から活性層に注入された電子がｐ型クラッド層を経由してリッジ部側に漏れるの防止できるように構成した半導体レ−ザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、光ディスク装置や通信機器などでは、光源として半導体レ−ザ素子が多用されている。
【０００３】
図１は従来の半導体レ−ザ素子を示した断面図である。
【０００４】
尚、以下の説明において、半導体レ−ザ素子を構成する各層のドーピング材料は必要に応じて説明すると共に、各層の成分組成も必要に応じて説明し、必要箇所以外では同じ符番を付して簡素化した部品名を用いて説明する。
【０００５】
図１に示した従来の半導体レ−ザ素子１Ａにおいて、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上面上には、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｎ型ＧａＡｓバッファ層３と、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｎ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓクラッド層４と、ノンド−プＧａ．０８７Ａｌ０．１３Ａｓ活性層５と、亜鉛（Ｚｎ）を５×１０１７ｃｍ−３ドーピングしたｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第１クラッド層６Ａと、亜鉛（Ｚｎ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型Ｇａ０．８Ａｌ０．２Ａｓエッチング停止層７Ａとが順次積層されている。
【０００６】
この際、ｐ型エッチング停止層７Ａは、ｐ型第１クラッド層６Ａの上方に後述するリッジ部１０をエッチング処理を用いて形成するために設けたものであり、通常、ｐ型エッチング停止層７Ａの膜厚は１５ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。
【０００７】
そして、ｎ型クラッド層４と活性層５とｐ型第１クラッド層６Ａとで周知のダブルヘテロ構造を構成している。
【０００８】
また、ｐ型エッチング停止層７Ａ上には、亜鉛（Ｚｎ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第２クラッド層８と、亜鉛（Ｚｎ）を２×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型ＧａＡｓコンタクト層９とが積層され、且つ、両層８，９の左右をｐ型エッチング停止層７Ａに至るまでエッチング処理することで両層８，９を合わせて略台形状のリッジ部１０がｐ型エッチング停止層７Ａ上の略中央部位にリッジ導波型として形成されている。この際、略台形状のリッジ部１０はエッチング処理により底辺の長さがＬ１で上辺の長さがＬ２に形成されている。
【０００９】
また、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングした一対のｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１１，１１がｐ型エッチング停止層７Ａ上の左右及び台形状のリッジ部１０の左右に沿って形成されている。
【００１０】
また、リッジ部１０の上部及び一対のｎ型電流狭窄層１１，１１の上部には、亜鉛（Ｚｎ）を２×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２が形成されている。
【００１１】
また、ｐ型コンタクト層１２上には、金（Ａｕ）系のｐ型オ−ミック電極１３が形成され、更に、ｎ型ＧａＡｓ基板２の下面には、金（Ａｕ）系のｎ型オ−ミック電極１４が形成されて、従来の半導体レーザ素子１Ａが作製されている。
【００１２】
ここで、上記のように構成した従来の半導体レーザ素子１Ａの動作を説明すると、図示上方のｐ型オ−ミック電極１３側から図示下方のｎ型オ−ミック電極１４側に向かって順方向電流を注入すると、電流はｐ型オ−ミック電極１３→ｐ型コンタクト層１２→一対のｎ型電流狭窄層１１，１１で狭窄されたリッジ部１０→ｐ型エッチング停止層７Ａを介してｐ型第１クラッド層６Ａ→活性層５→ｎ型クラッド層４→ｎ型バッファ層３→ｎ型ＧａＡｓ基板２→ｎ型オ−ミック電極１４の順で流れ、発振しきい値以上になるとリッジ部１０の下部に対応した部位の活性層５でレ−ザ発振して、活性層５からレーザ光が出射する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の半導体レ−ザ素子１Ａでは、ｐ型オ−ミック電極１３側からｎ型オ−ミック電極１４側に向かって順方向電流を注入した時に、高温動作になると、ｎ型クラッド層４側から活性層５に注入された電子の一部がｐ型第１クラッド層６Ａを経由してリッジ部１０側に漏れ出し、活性層５への電子の注入効率を低下させ、動作電流を増大させてしまうという問題点が生じている。
【００１４】
上記のような問題点を解決するための方法として、特開平７−７４４３１号公報に開示された半導体光素子では、ここでの図示を省略するものの、半導体基板上に活性層，光閉じ込め層，クラッド層などを備え、且つ、多重量子障壁（ＭＱＢ…Ｍｕｌｔｉ　Ｑｕａｔａｍ　Ｂａｒｒｉｅｒ）を含んで光閉じ込め層を構成することにより、光閉じ込め層の障壁高さを大きく設定することで、活性層から光閉じ込め層へのキャリアのオバーフローが抑制されるものの、しかしながら、ＭＱＢ構造の周期やバンドギャップエネルギーを極めて高い精度で実現しなければ実用的な効果は得られないという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、生産性を低下させることなく、漏れ電流を抑制し、高温動作に対して強い半導体レ−ザ素子が望まれている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ型クラッド層とを順に積層してダブルヘテロ構造を構成し、且つ、前記ｐ型クラッド層上にｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層を形成し、更に、前記ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層上の略中央部位に略台形状のリッジ部を形成して、このリッジ部側から前記ｎ型クラッド層側に向かって順方向電流を注入するリッジ導波型の半導体レ−ザ素子であって、
前記ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層のバンドギャップエネルギーを前記ｐ型クラッド層に対して大きく設定すると共に、前記ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層にｐ型不純物を１×１０１９ｃｍ−３以上ドーピングしたことを特徴とする半導体レ−ザ素子である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る半導体レーザ素子の一実施例を図２乃至図４を参照して＜第１実施例＞，＜第２実施例＞の順に詳細に説明する。
【００１８】
＜第１実施例＞
図２は本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子を示した断面図、
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子の製造方法を工程順に示した断面図である。
【００１９】
図２に示した本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子１Ｂは、先に図１を用いて説明した従来の半導体レーザ素子１Ａの構成と一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付し、且つ、従来と異なる構成部材に新たな符号を付して説明する。
【００２０】
図２に示した如く、本発明に係る半導体レーザ素子１Ｂでは、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上面上に、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｎ型ＧａＡｓバッファ層３と、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｎ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓクラッド層４と、ノンド−プＧａ０．８７Ａｌ０．１３Ａｓ活性層５と、下記するｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ（但し、０＜ｘ＜０．６）第１クラッド層６Ｂとが順次積層されて、クラッド層４と活性層５とｐ型第１クラッド層６Ｂとで周知のダブルヘテロ構造に構成されている。
【００２１】
ここで、従来例と異なる点は、ノンド−プＧａ０．８７Ａｌ０．１３Ａｓ活性層５上に、亜鉛（Ｚｎ）を５×１０１７ｃｍ−３ドーピングしたｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ（但し、０＜ｘ＜０．６）第１クラッド層６Ｂが形成され、且つ、ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第１クラッド層６Ｂ上に、炭素（Ｃ）を１×１０１９ｃｍ−３以上ドーピングしたｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ（但し、０．６＜ｙ）エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂが膜厚１５ｎｍ程度で形成されている。
【００２２】
この際、ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第１クラッド層６Ｂ中のＡｌの組成比ｘを０＜ｘ＜０．６とし、且つ、ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓエッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ中のＡｌの組成比ｙを０．６＜ｙと設定することで、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ中のＡｌの組成比ｙがｐ型第１クラッド層６Ｂ中のＡｌの組成比ｘよりも大きくなるので、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂのバンドギャップエネルギー（障壁高さ）をｐ型第１クラッド層６Ｂに対して大きく設定することができる。
【００２３】
具体的には、ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第１クラッド層６Ｂ中のＡｌの組成比ｘを例えばｘ＝０．５に設定すると、従来と同じ組成比でｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第１クラッド層６Ｂとなるものの、これに対して、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ中のＡｌの組成比ｙを例えばｙ＝１．０に設定すれば、従来と異なる組成比でｐ型ＡｌＡｓエッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂとなる。
【００２４】
また、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂは、ｐ型不純物として炭素（Ｃ）を通常のドーピング量１×１０１８ｃｍ−３に対して１桁多く１×１０１９ｃｍ−３以上に高濃度ドーピングすることで、炭素（Ｃ）が結晶中でほとんど拡散しない（移動しない）ないため、「伝導帯でのバンド端」をより高エネルギー側にシフトすることができる。尚、この第１実施例でのｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂは、炭素（Ｃ）のドーピング量を２×１０１９ｃｍ−３に設定している。
【００２５】
上記したように、２つの異なるＡｌ組成のＧａＡｌＡｓ材料が接する（これをヘテロ接合と呼ぶ）場合、Ａｌ組成の大きい方の材料のＡｌ組成を更に大きくすることにより、エネルギーバンドギャップが大きくなり、これに連動して障壁高さも大きくなる。一方、同じくヘテロ接合において、Ａｌの組成の大きい方の材料の炭素（Ｃ）濃度を大きくすることにより、エネルギーバンドギャップは変わらないが、障壁高さが大きくなる。従って、Ａｌ組成と炭素（Ｃ）濃度の両方を大きくすれば、最大限に障壁高さを稼ぐことができる。
【００２６】
即ち、ｐ型第１クラッド層６Ｂ中のＡｌの組成比及びｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ中のＡｌの組成比と、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ中の炭素（Ｃ）の高濃度ドーピングとにより、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂの、伝導帯における、電子に対する障壁高さがｐ型第１クラッド層６Ｂに対して大幅に大きくなる。従って、第１実施例中のｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂは、図１で示した従来例中のｐ型エッチング停止層７Ａに対して置換したものとなり、エッチング停止機能と、キャリア漏れ防止機能とを兼ねることができる。
【００２７】
次に、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ上には、亜鉛（Ｚｎ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第２クラッド層８と、亜鉛（Ｚｎ）を２×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型ＧａＡｓコンタクト層９とが積層され、且つ、両層８，９の左右をエッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂに至るまでエッチング処理することで両層８，９を合わせて略台形状のリッジ部１０がｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ上の略中央部位にリッジ導波型として形成されている。
【００２８】
この際、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂのバンドギャップエネルギーは、ｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第２クラッド層８に対しても大きく設定されている。
【００２９】
また、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングした一対のｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１１，１１がｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ上の左右及び台形状のリッジ部１０の左右に沿って形成され、また、リッジ部１０の上部及び一対のｎ型電流狭窄層１１，１１の上部に、亜鉛（Ｚｎ）を２×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２が形成され、また、ｐ型コンタクト層１２上に金（Ａｕ）系のｐ型オ−ミック電極１３が形成され、更に、ｎ型ＧａＡｓ基板２の下面に金（Ａｕ）系のｎ型オ−ミック電極１４が形成されて、第１実施例の半導体レーザ素子１Ｂが作製されている。
【００３０】
ここで、上記のように構成した第１実施例の半導体レーザ素子１Ｂの動作を説明すると、図示上方のｐ型オ−ミック電極１３側から図示下方のｎ型オ−ミック電極１４側に向かって順方向電流を注入すると、電流はｐ型オ−ミック電極１３→ｐ型コンタクト層１２→一対のｎ型電流狭窄層１１，１１で狭窄されたリッジ部１０→ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂを介してｐ型第１クラッド層６Ｂ→活性層５→ｎ型クラッド層４→ｎ型バッファ層３→ｎ型ＧａＡｓ基板２→ｎ型オ−ミック電極１４の順で流れ、発振しきい値以上になるとリッジ部１０の下部に対応した部位の活性層５でレ−ザ発振して、活性層５からレーザ光が出射する。
【００３１】
この第１実施例では、ｎ型クラッド層４側から活性層５側に注入された電子の一部がｐ型第１クラッド層６Ｂを経由してリッジ部１０側に漏れることをｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂによって防止されるので、ホールに対する輸送特性を損なうことなしに漏れ電流の発生を抑制できる。これに伴って、高温動作時においても動作電流の増大が抑制され、信頼性が高く良好な半導体レ−ザ素子１Ｂが得られる。
【００３２】
更に、従来例で説明したＭＱＢ構造を用いた半導体光素子のような、極めて精密な膜厚および結晶組成の制御を必要とせず、電子漏れ防止の効果を容易に得ることができるため、生産性を低下させることがなく歩留まりの良い半導体レ−ザ素子１Ｂを作製することができる。
【００３３】
次に、第１実施例の半導体レーザ素子１Ｂの製造方法について、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて工程順に説明する。
【００３４】
まず、図３（ａ）に示した第１工程では、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｕｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により、基板温度を６８０°Ｃで第１回目の成長を行い、ｎ型ＧａＡｓ基板２の上面上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３（Ｓｉドーピング…１×１０１８ｃｍ−３）と、ｎ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓクラッド層４（Ｓｉドーピング…１×１０１８ｃｍ−３）と、ノンド−プＧａ０．８７Ａｌ０．１３Ａｓ活性層５と、Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第１クラッド層６Ｂ（Ｚｎドーピング…５×１０１７ｃｍ−３）と、ｐ型ＡｌＡｓエッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ（Ｃドーピング…２×１０１９ｃｍ−３）と、ｐ型Ｇａ０．８Ａｌ０．２Ａｓ第２クラッド層８（Ｚｎドーピング…１×１０１８ｃｍ−３）と、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層９（Ｚｎドーピング…２×１０１８ｃｍ−３）とを順次積層して成膜する。
【００３５】
次に、図３（ｂ）に示した第２工程では、フォトリソグラフィ法を用いて、ｐ型コンタクト層９上にＳｉＯ２等の絶縁層１５及びレジスト１６を成膜してレジストパタ−ンを形成し、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂが露出するまで選択エッチング液を用いてエッチング処理を施して略台形状のリッジ部１０を形成する。ここで、リッジ部１０の上辺１０ａの長さをＬ２に設定してエッチング処理を施すと、ｐ型第２クラッド層８及びｐ型コンタクト層９の結晶方位と、エッチング処理速度との関係からリッジ部１０が必然的に略台形状にエッチングされてリッジ部１０の底辺の長さがＬ１となる。また、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂの膜厚は、電子のトンネル効果による輸送を防止する程度の厚さを確保するために、１５ｎｍ程度に設定している。
【００３６】
次に、図３（ｃ）に示した第３工程では、レジスト１６を除去後、リッジ部１０を覆った絶縁層１５上及びｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層７Ｂ上からＭＯＣＶＤ法により、基板温度を６８０°Ｃで第２回目の成長を行い、一対のｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層１１，１１（Ｓｉドーピング…１×１０１８ｃｍ−３）を形成する。この時、絶縁層１５上にはｎ型ＧａＡｓは成長しないので、成長は選択的に行われる。
【００３７】
次に、図３（ｄ）に示した第４工程では、絶縁層１５を除去後、ＭＯＣＶＤ法により、基板温度を６８０°Ｃで第３回目の成長を行い、リッジ部１０のｐ型コンタクト層９上及び一対のｎ型電流狭窄層１１，１１上にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１２（Ｚｎドーピング…２×１０１８ｃｍ−３）を積層し、また、ｐ型コンタクト層１２上にＡｕ系のｐオ−ミック電極１３を積層し、更に、ｎ型ＧａＡｓ基板２の下面にＡｕ系のｎ型オ−ミック電極１４を成膜することで、第１実施例の半導体レ−ザ１Ｂを製造している。
【００３８】
＜第２実施例＞
図４は本発明に係る第２実施例の半導体レーザ素子を示した断面図である。
【００３９】
図４に示した本発明に係る第２実施例の半導体レーザ素子１Ｃは、先に図１を用いて説明した従来の半導体レーザ素子１Ａ及び図２を用いて説明した第１実施例の半導体レーザ素子１Ｂの構成と一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付して図示のみとし、従来例及び第１実施例に対して異なる点についてのみ説明する。
【００４０】
即ち、第２実施例の半導体レーザ素子１Ｃでは、シリコン（Ｓｉ）を１×１０１８ｃｍ−３ドーピングしたｎ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓクラッド層４と、ノンド−プＧａ０．８７Ａｌ０．１３Ａｓ活性層５と、亜鉛（Ｚｎ）を５×１０１７ｃｍ−３ドーピングしたｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ（但し、０＜ｘ＜０．６）第１クラッド層６Ｃとを順に積層して周知のダブルヘテロ構造を構成し、且つ、ｐ型第１クラッド層６Ｃ上にｐ型Ｇａ０．８Ａｌ０．２Ａｓエッチング停止層７Ａが従来と同様に形成され、更に、ｐ型エッチング停止層７Ａ上の略中央部位にｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第２クラッド層８とｐ型ＧａＡｓコンタクト層９とを合わせて略台形状のリッジ部１０がリッジ導波型として形成されている。
【００４１】
ここで、従来例及び第１実施例に対して異なる点を説明すると、ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第１クラッド層６Ｃ内に、炭素（Ｃ）を１×１０１９ｃｍ−３以上ドーピングしたｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ（但し、０．６＜ｙ）キャリア漏れ防止層１７を挟み込ませている。
【００４２】
この際、ｐ型第１クラッド層６Ｃ内は、活性層５側の下層部６Ｃ１と、ｐ型エッチング停止層７側の上層部６Ｃ２とが同じ成分組成になっており、且つ、下層部６Ｃ１と上層部６Ｃ２との間に膜厚１５ｎｍ程度のｐ型キャリア漏れ防止層１７を挟み込ませている。
【００４３】
そして、ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第１クラッド層６Ｃ中のＡｌの組成比ｘを０＜ｘ＜０．６とし、且つ、ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓキャリア漏れ防止層１７中のＡｌの組成比ｙを０．６＜ｙと設定することで、ｐ型キャリア漏れ防止層１７中のＡｌの組成比ｙがｐ型第１クラッド層６Ｃ中のＡｌの組成比ｘよりも大きくなるので、ｐ型第１クラッド層６Ｃに対してｐ型キャリア漏れ防止層１７のバンドギャップエネルギー（障壁高さ）を大きく設定することができる。
【００４４】
具体的には、ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ第１クラッド層６Ｃ中のＡｌの組成比ｘを例えばｘ＝０．５に設定すると、従来例及び第１実施例と同じ組成比でｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第１クラッド層６Ｃとなるものの、これに対して、ｐ型キャリア漏れ防止層１７中のＡｌの組成比ｙを例えばｙ＝１．０に設定すれば、従来例に対して異なり且つ第１実施例と同じ組成比でｐ型ＡｌＡｓキャリア漏れ防止層１７となる。
【００４５】
また、ｐ型キャリア漏れ防止層１７は、ｐ型不純物として炭素（Ｃ）を通常のドーピング量１×１０１８ｃｍ−３に対して１桁多く１×１０１９ｃｍ−３以上に高濃度ドーピングすることで、第１実施例で述べたように、炭素（Ｃ）が結晶中でほとんど拡散しない（移動しない）ないため、「伝導帯でのバンド端」をより高エネルギー側にシフトすることができる。
【００４６】
上記したｐ型第１クラッド層６Ｃ中のＡｌの組成比及びｐ型キャリア漏れ防止層１７中のＡｌの組成比と、ｐ型キャリア漏れ防止層１７中の炭素（Ｃ）の高濃度ドーピングとにより、ｐ型キャリア漏れ防止層１７の、伝導帯における、電子に対する障壁高さがｐ型第１クラッド層６Ｃに対して大幅に大きくなる。従って、第２実施例中のｐ型キャリア漏れ防止層１７は、第１実施例と異なってキャリア漏れ防止機能のみを備えることになり、一方、エッチング停止機能は従来と同様にｐ型エッチング停止層７Ａが備えることになる。
【００４７】
上記により、第２実施例の半導体レーザ素子１Ｃでは、ｐ型第１クラッド層６Ｃ内にｐ型キャリア漏れ防止層１７を挟み込ませているので、ｐ型第１クラッド層６Ｃ内の層構造が第１実施例よりも多層になってしまうものの、ｐ型キャリア漏れ防止層１７が第１実施例よりも活性層５に接近するので、キャリア漏れ防止効果が第１実施例よりも顕著に大きくなる。
【００４８】
尚、第２実施例の半導体レーザ素子１Ｃの製造方法は、第１実施例に対して、ｐ型第１クラッド層６Ｃ内にｐ型キャリア漏れ防止層１７を挟み込む成膜と、ｐ型第１クラッド層６Ｃ上のｐ型エッチング停止層７Ａの成膜とが異なるだけであるので、詳述を省略する。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述した本発明に係る半導体レーザ素子において、請求項１記載によると、とくに、ｎ型クラッド層と、活性層と、ｐ型クラッド層とを順に積層してダブルヘテロ構造を構成し、且つ、ｐ型クラッド層上にｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層を形成し、更に、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層上の略中央部位に略台形状のリッジ部を形成して、このリッジ部側からｎ型クラッド層側に向かって順方向電流を注入するリッジ導波型の半導体レ−ザ素子であって、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層のバンドギャップエネルギーをｐ型クラッド層に対して大きく設定すると共に、ｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層にｐ型不純物を１×１０１９ｃｍ−３以上ドーピングしたため、ｎ型クラッド層側から活性層に注入された電子の一部がｐ型第１クラッド層を経由してリッジ部側に漏れることをｐ型エッチング停止層兼キャリア漏れ防止層によって防止されるので、ホールに対する輸送特性を損なうことなしに漏れ電流の発生を抑制できる。これに伴って、高温動作時においても動作電流の増大が抑制され、信頼性が高く良好な半導体レ−ザ素子が得られる。更に、従来例で説明したＭＱＢ構造を用いた半導体光素子のような、極めて精密な膜厚および結晶組成の制御を必要とせず、電子漏れ防止の効果を容易に得ることができるため、生産性を低下させることがなく歩留まりの良い半導体レ−ザ素子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体レ−ザ素子を示した断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子を示した断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子の製造方法を工程順に示した断面図である。
【図４】本発明に係る第２実施例の半導体レーザ素子を示した断面図である。
【符号の説明】
１Ｂ…本発明に係る第１実施例の半導体レーザ素子、
１Ｃ…本発明に係る第２実施例の半導体レーザ素子、
２…ｎ型ＧａＡｓ基板、３…ｎ型ＧａＡｓバッファ層、
４…ｎ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓクラッド層、
５…ノンド−プＧａ０．８７Ａｌ０．１３Ａｓ活性層、
６Ａ…ｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第１クラッド層、
６Ｂ…ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ（但し、０＜ｘ＜０．６）第１クラッド層、
６Ｃ…ｐ型Ｇａ１−ｘＡｌｘＡｓ（但し、０＜ｘ＜０．６）第１クラッド層
７Ａ…ｐ型Ｇａ０．８Ａｌ０．２Ａｓエッチング停止層、
７Ｂ…ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ（但し、０．６＜ｙ）エッチング停止層兼キャ　　　　リア漏れ防止層、
８…ｐ型Ｇａ０．５Ａｌ０．５Ａｓ第２クラッド層、
９…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１０…リッジ部、
１１，１１…一対のｎ型ＧａＡｓ電流狭窄層、
１２…ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、
１３…ｐ型オ−ミック電極、１４…ｎ型オ−ミック電極。
１５…絶縁層、１６…レジスト、
１７…ｐ型Ｇａ１−ｙＡｌｙＡｓ（但し、０．６＜ｙ）キャリア漏れ防止層。
【図１】
2004079583.tif 000003
【図２】
2004079583.tif 000004
【図３】
2004079583.tif 000005
【図４】
2004079583.tif 000006