(57)【要約】【課題】高温まで自励発振が維持できて、戻り光に対する雑音特性を向上させることができる半導体レーザを提供する。【解決手段】ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層１０２、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層１０３、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層１０４、ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層１０５、活性層１０６、ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層１０７、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１クラッド層１０８、ｐ−（Ａｌ０．７５Ｇａ０．２５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ障壁層１０９、ｐ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ光ガイド層１１０およびｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層１１１が形成されている。障壁層１０９のバンドギャップは第１クラッド層１０８のバンドギャップよりも大きい。【選択図】図１
2007123492.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活性層と、
上記活性層上に形成された第２導電型のクラッド層と、
上記クラッド層上に形成された第２導電型の障壁層と、
上記障壁層上に形成された可飽和吸収層と
を少なくとも備え、
上記障壁層のバンドギャップは上記クラッド層のバンドギャップよりも大きいことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記可飽和吸収層のフォトルミネッセンス波長は発振波長以上であり、かつ、上記可飽和吸収層のフォトルミネッセンス波長と上記発振波長との差が０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記可飽和吸収層の導電型は第２導電型であり、上記可飽和吸収層のキャリア濃度が１．０×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記可飽和吸収層と上記活性層との間の距離は、略一定であり、かつ、０．１５μｍ〜０．２０μｍの範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記障壁層は上記クラッド層に隣接し、
上記障壁層と上記クラッド層とのバンドギャップの差は３０ｍｅＶ〜６０ｍｅＶの範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記障壁層の層厚は１００Å〜２００Åの範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記障壁層は上記クラッド層に隣接し、
上記障壁層のキャリア濃度は、上記クラッド層のキャリア濃度と同じ、または、上記クラッド層のキャリア濃度の１．３倍以下であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
上記障壁層は上記クラッド層に隣接し、
上記クラッド層のキャリア濃度は、１．０×１０１８ｃｍ−３〜１．５×１０１８ｃｍ−３の範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
ＡｌＧａＡｓ系の材料を用いて形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いて形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル万能ディスク）およびＭＤ（ミニディスク）等の光学的に情報を記録する光ディスクは大容量の記録媒体として現在盛んに利用されている。
【０００３】
特にＤＶＤには映像等を長時間の記録が可能で、ＤＶＤ再生用プレーヤが一般に普及してきている。ＤＶＤの再生を行う光ピックアップでは、６５０ｎｍ帯の波長のレーザ光を出射するＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザが用いられている。
【０００４】
ところで、半導体レーザは、光ディスク再生時に、ディスク面からの反射による戻り光や温度変化により、強度雑音を発生し、信号の読み取りエラーが引き起こす。このため、半導体レーザでは、可飽和吸収領域を発光部の近傍に設けて、縦モードを多モード化させて、自励発振を起こすようにして、外乱からの影響を受けにくいレーザ発振状態にして、低雑音化を実現するための工夫がなされている。
【０００５】
一般に、活性層の発光領域外で発光領域の近傍部を可飽和領域とするタイプが製品化されているが、可飽和領域での光閉じ込め量を制御するために、発光領域のエピ界面に対して水平／垂直方向の光の分布や閉じ込めを最適な領域に設計する必要があり、放射角や非点隔差が大きくなりやすく、また、自励発振特性を強めるために活性層を厚くする必要があるので動作電流の低減にも限界がある。
【０００６】
こうした制約から逃れるために、特開平９−２１９５５８号公報（特許文献１）や特開平８−２０４２８２号公報（特許文献２）のように活性層とは別に可飽和吸収層を設けるようなタイプの構造も従来提案されている。
【０００７】
図５に、上記構造を有する半導体レーザを示す。
【０００８】
上記半導体レーザでは、１５°オフした傾斜ｎ−ＧａＡｓ基板５０１上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層５０２、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層５０３、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層５０４、ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層５０５、活性層５０６、ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層５０７、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５第１クラッド層５０８、ｐ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層５０９、ｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層５１０が順次形成されている。
【０００９】
上記ｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層５１０上には、リッジ状に加工されたｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５第２クラッド層５１１、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層５１２およびｐ−ＧａＡｓキャップ層５１３が形成されている。このｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５第２クラッド層５１１、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層５１２およびｐ−ＧａＡｓキャップ層５１３がリッジ部５１４を構成しており、リッジ部５１４の側面はｎ−ＧａＡｓ電流阻止層５１５で埋め込まれている。
【００１０】
上記ｐ−ＧａＡｓキャップ層５１３上には、ｐ−オーミック電極５１６、Ｍｏ／Ａｕスパッタ電極５１７およびＡｕメッキ電極５１８が形成されている。また、上記ｎ−ＧａＡｓ基板の裏面にはｎ型電極５１９が形成されている。
【００１１】
上記構成の半導体レーザは、所定のステム（図示せず）上にサブマウント（図示せず）を介して実装し、サブマウントにｐ−オーミック電極５１６を接触させる。
【００１２】
ところで、上記構造では、車載用などの高温環境下での半導体レーザの使用を考えた場合、ある温度以上になるとオーバーフローが発生し、活性層から正孔キャリアが可飽和層へ注入される。そうなると、可飽和吸収層で状態密度が占有されて、光吸収が起こりにくくなるため、自励発振特性が得にくくなるという問題がある。
【特許文献１】特開平９−２１９５５８号公報
【特許文献２】特開平８−２０４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本発明の課題は、高温まで自励発振が維持できて、戻り光に対する雑音特性を向上させることができ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】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザは、
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活性層と、
上記活性層上に形成された第２導電型のクラッド層と、
上記クラッド層上に形成された第２導電型の障壁層と、
上記障壁層上に形成された可飽和吸収層と
を少なくとも備え、
上記障壁層のバンドギャップは上記クラッド層のバンドギャップよりも大きいことを特徴としている。
【００１５】
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。
【００１６】
上記構成の半導体レーザによれば、上記障壁層のバンドギャップがクラッド層のバンドギャップよりも大きいので、高温まで自励発振が維持できて、戻り光に対する雑音特性を向上させることができる。
【００１７】
つまり、上記半導体レーザを高温環境下で使用したとき、活性層からオーバーフローしたキャリアが可飽和吸収層に注入されることによる自励発振弱化を防ぐことができる。
【００１８】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記可飽和吸収層のフォトルミネッセンス波長は発振波長以上であり、かつ、上記可飽和吸収層のフォトルミネッセンス波長と上記発振波長との差が０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内である。
【００１９】
上記実施形態の半導体レーザによれば、上記可飽和吸収層のフォトルミネッセンス波長（以下、「ＰＬ波長」と表記する。）は発振波長以上であり、かつ、可飽和吸収層のＰＬ波長と発振波長との差が０ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であるから、可飽和吸収層がレーザ光を吸収したとき、可飽和吸収層においてレーザ光の吸収により生成された電子・正孔がすぐに再結合し、可飽和吸収層はレーザ光を再び吸収することができる。
【００２０】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記可飽和吸収層の導電型は第２導電型であり、上記可飽和吸収層のキャリア濃度が１．０×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲内である。
【００２１】
上記実施形態の半導体レーザによれば、上記可飽和吸収層の導電型は第２導電型であり、可飽和吸収層のキャリア濃度が１．０×１０１８ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲内であるから、自励発振を維持することができると共に、可飽和吸収層での光吸収による動作電流の増加を抑えることができる。
【００２２】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記可飽和吸収層と上記活性層との間の距離は、略一定であり、かつ、０．１５μｍ〜０．２０μｍの範囲内である。
【００２３】
上記実施形態の半導体レーザによれば、上記可飽和吸収層と活性層との間の距離は、略一定であり、かつ、０．１５μｍ〜０．２０μｍの範囲内であるから、自励発振を維持することができると共に、可飽和吸収層での光吸収による動作電流の増加を抑えることができる。
【００２４】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記障壁層は上記クラッド層に隣接し、
上記障壁層と上記クラッド層とのバンドギャップの差は３０ｍｅＶ〜６０ｍｅＶの範囲内である。
【００２５】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記障壁層の層厚は１００Å〜２００Åの範囲内である。
【００２６】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記障壁層は上記クラッド層に隣接し、
上記障壁層のキャリア濃度は、上記クラッド層のキャリア濃度と同じ、または、上記クラッド層のキャリア濃度の１．３倍以下である。
【００２７】
上記実施形態の半導体レーザによれば、上記障壁層のキャリア濃度は、クラッド層のキャリア濃度と同じ、または、上記クラッド層のキャリア濃度の１．３倍以下であるから、障壁層を介した活性層へのキャリア注入を容易に行うことができる。
【００２８】
一実施形態の半導体レーザでは、
上記障壁層は上記クラッド層に隣接し、
上記クラッド層のキャリア濃度は、１．０×１０１８ｃｍ−３〜１．５×１０１８ｃｍ−３の範囲内である。
【００２９】
上記実施形態の半導体レーザによれば、上記クラッド層のキャリア濃度は、１．０×１０１８ｃｍ−３〜１．５×１０１８ｃｍ−３の範囲内であるから、活性層への不純物の拡散を防いで、動作電流の増加を抑えることができる。
【００３０】
また、好ましくは、上記障壁層のキャリア濃度も１．０×１０１８ｃｍ−３〜１．５×１０１８ｃｍ−３の範囲内とする。
【００３１】
一実施形態の半導体レーザでは、
ＡｌＧａＡｓ系の材料を用いて形成されている。
【００３２】
一実施形態の半導体レーザでは、
ＡｌＧａＩｎＰ系の材料を用いて形成されている。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、可飽和吸収層と活性層との間に、クラッド層よりもバンドギャップの大きな障壁層を設けることで、高温まで自励発振が維持できて、戻り光に対する雑音特性の良好な自励発振型半導体レーザを形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の半導体レーザを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３５】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態の半導体レーザの概略断面図を示す。
【００３６】
上記半導体レーザは、１５°オフした傾斜ｎ−ＧａＡｓ基板１０１と、このｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にＭＯＣＶＤ法（有機金属気相エピタキシャル成長法）で形成されたｎ−ＧａＡｓバッファ層１０２、ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層１０３、ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層１０４、ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層１０５、活性層１０６、ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層１０７、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１クラッド層１０８、ｐ−（Ａｌ０．７５Ｇａ０．２５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ障壁層１０９、ｐ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ光ガイド層１１０、ｐ−ＧａＩｎＰ可飽和吸収層１１１、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２クラッド層１１２、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層１１３およびｐ−ＧａＡｓキャップ層１１４とを備えている。
【００３７】
上記活性層１０６はＭＱＷ（多重量子井戸構造）を有する。具体的には、活性層１０６の構造は、層厚が８０Åである井戸層５層と、層厚が５０Åであるバリア層４層とからなる。
【００３８】
また、上記可飽和吸収層１１１のキャリアは、１．０×１０１８ｃｍ−３のキャリア濃度としている。
【００３９】
上記可飽和吸収層１１１に不純物を適度に添加することによって、可飽和吸収層１１１に吸収した光が早く再結合するので、自励発振が継続し、強くなるので、可飽和吸収層１１１のキャリア濃度は１．０×１０１８ｃｍ−３以上とすることが望ましい。
【００４０】
しかし、上記可飽和吸収層１１１に不純物を過剰に添加しすぎると、キャリアが状態密度を占有し、可飽和吸収層１１１で光吸収が起こり難くなるので、可飽和吸収層１１１のキャリア濃度を２．０×１０１８ｃｍ−３以下にすることが望ましい。
【００４１】
また、上記第１クラッド層１０８および障壁層１０９のキャリア濃度は、１．０×１０１８ｃｍ−３としている。
【００４２】
高温動作時に、上記活性層１０６からオーバーフローしてくる電子に対する障壁を維持するには、障壁層１０９が第１クラッド層１０８に隣接し、障壁層１０９のキャリア濃度が、第１クラッド層１０８のキャリア濃度と同じ、または、第１クラッド層１０８のキャリア濃度の１．３倍以下であることが望ましい、あるいは、障壁層１０９が第１クラッド層１０８に隣接し、第１クラッド層１０８のキャリア濃度が１．０×１０１８ｃｍ−３〜１．５×１０１８ｃｍ−３の範囲内であることが望ましい。
【００４３】
何故なら、まず、上記第１クラッド層１０８のキャリア濃度が所定濃度より低いと、高温動作時に活性層１０６からオーバーフローしてくる電子に対して、ガイド層１０７と第１クラッド層１０８との界面での障壁がノッチ状になって薄くなり、電子が障壁をトンネル透過してしまうからであり、障壁層１０９のキャリア濃度についても所定濃度より低いと、障壁層１０９と第１クラッド層１０８との間の障壁がやはりノッチ状になって薄くなり、トンネル透過してしまうからである。
【００４４】
逆に、上記第１クラッド層１０８および障壁層１０９のキャリア濃度を所定濃度より高くすると、活性層１０６へドーパント不純物の拡散が発生し、電流が増加するため、これも望ましくない。
【００４５】
また、上記可飽和吸収層１１１のフォトルミネッセンス波長は発振波長以上であり、かつ、可飽和吸収層１１１のフォトルミネッセンス波長と上記発振波長との差が１０ｎｍになるように、可飽和吸収層１１１の層厚、組成を設定している。
【００４６】
上記差は０〜１０ｎｍ程度にすることが好ましい。上記差が０ｎｍ未満では、可飽和吸収層１１１での光吸収が弱く、高温での自励発振が起こらない。一方、上記差が１０ｎｍより大きい場合には、可飽和吸収層１１１での光吸収が大きすぎて、動作電流の増加につながり好ましくない。
【００４７】
上記ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２クラッド層１１２、ｐ−ＧａＩｎＰ中間層１１３およびｐ−ＧａＡｓキャップ層１１４はリッジ部１１５を構成している。このリッジ部１１５はドライエッチングとウェットエッチングとにより作成される。より詳しくは、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１１４にすべき層上に３〜４μｍ幅のライン状のＳｉＯ２マスクを形成した後、ドライエッチングを行うことにより、ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２クラッド層１１２にすべき層の途中まで所定のリッジ幅に加工して、さらに、ウェットエッチングを行うことにより、上記リッジ形状を得ている。
【００４８】
上記リッジ部１１５の両側には、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１６が形成されている。このｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１６は次のようにして形成される。
【００４９】
上記リッジ部１１５を形成した後、まず、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１６にすべき層をＭＯＣＶＤ法で形成する。
【００５０】
次に、フォトリソグラフィによりリッジ部１１５の直上にライン状に窓が開いたレジストパターンを形成する。
【００５１】
次に、上記レジストパターンをマスクとして、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１６にすべき層をアンモニア系のエッチャントでエッチングして、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１６を形成する。なお、上記エッチングは下地層に対してエッチングが停止する選択エッチングとしている。
【００５２】
このように形成されたｎ−ＧａＡｓ電流阻止層１１６上にレジストパターンが残った状態で、Ａｕ／ＡｕＺｎを蒸着した後、レジストパターンを剥離すると、ｐ型オーミック電極１１７が形成される。このｐ型オーミック電極１１７は、Ａｕ／ＡｕＺｎからなってリッジ部１１５の直上のみ存在する。
【００５３】
上記ｐ型オーミック電極１１７上には、Ｍｏ／Ａｕスパッタ電極１１８を形成した後、Ａｕメッキ厚膜電極１１９が形成される。
【００５４】
上記ｎ−ＧａＡｓ基板１０１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層１０２からＡｕメッキ厚膜電極１１９までを形成したウェハは、研磨されて１００μｍ程度の厚さにされた後、ｎ−ＧａＡｓ基板１０１の裏面にｎ型電極１２０が形成される。
【００５５】
下表１に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層１０２からｐ−ＧａＡｓキャップ層１１４までの層の設計例を示す。
【表１】
2007123492.tif 000003
【００５６】
上記ｎ型電極１２０が形成されたウェハは共振器長が３５０μｍとなるようにバー状に分割される。この分割により得られたレーザバーは、端面に反射膜がコーティングされた後、チップ分割される。これにより、図１の半導体レーザが複数個得られる。
【００５７】
この半導体レーザをステム（図示せず）に実装した後、特性を測定したところ、光出力は５ｍＷ、発振波長は６６５ｎｍ、動作電流は５０ｍＡであった。
【００５８】
また、上記半導体レーザの２５℃〜８５℃までの５ｍＷでの可干渉性を測定したところ、０．１から０．７まで増加するが、自励発振は停止しない。
【００５９】
また、上記半導体レーザにおいて、戻り光量０．０１％〜１０％の間での光出力５ｍＷでのＲＩＮ（相対雑音強度）を２５℃〜８５℃で測定したところ、高温になるほど、ＲＩＮは高くなるが、−１２０ｄＢ／Ｈｚ以下と良好な雑音特性であった。
【００６０】
また、上記半導体レーザの非点隔差を測定したところ、光出力５ｍＷにおいて３μｍと小さな値が得られた。
【００６１】
図２に、障壁層１０９のＡｌ混晶比、層厚を変えて作製した素子（半導体レーザ）の８５℃、光出力５ｍＷでの可干渉性の値を示す。また、図３に、障壁層１０９のＡｌ混晶比、層厚を変えて作製した素子の８５℃、光出力５ｍＷでの動作電流の値を示す。
【００６２】
図２，図３から判るように、Ａｌ混晶比が、０．５（隣接するクラッド層と同じ）〜０．８０までは、可干渉性が０．９〜０．３まで減少するが、動作電流は徐々に増加していく。Ａｌ混晶比が、０．８０を越えると、障壁層が活性層へのホールキャリア注入際の障壁にもなるので、動作電流の増加が急になり、注入キャリアの密度が上がり、温度上昇したのと同じようになり、可干渉性が増加し始める。
【００６３】
上記第１実施形態では、可飽和吸収層１１１と活性層１０６との間の距離を０．１８μｍとしていたが、上記距離を０．２０μｍとすると、可飽和吸収層１１１の光閉じ込め量が減少し、８５℃以上の高温での自励発振特性がやや弱くなる。さらに、上記距離が０．２０μｍを越えると、８５℃以上の高温での自励発振が停止し始める。
【００６４】
逆に、上記距離を０．１５μｍにすると可飽和吸収層１１１の光閉じ込め量が増加し、高温での自励発振特性は強くなるが、電流が増加する。さらに、上記距離が０．１５μｍより小さくなると、電流が増加しすぎて熱飽和が生じて光出力が出にくくなる。
【００６５】
したがって、上記可飽和吸収層１１１と活性層１０６との間の距離は、略一定とし、かつ、０．１５μｍ〜０．２μｍの範囲内とするのが望ましい。
【００６６】
（第２実施形態）
図２に、本発明の第２実施形態の半導体レーザの概略断面図を示す。
【００６７】
上記半導体レーザは、１５°オフした傾斜ｎ−ＧａＡｓ基板４０１と、このｎ−ＧａＡｓ基板４０１上にＭＯＣＶＤ法で形成されたｎ−ＧａＡｓバッファ層４０２、ｎ−Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓクラッド層４０３、ｕｎ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓガイド層４０４、活性層４０５、ｕｎ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓガイド層４０６、ｐ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ第１クラッド層４０７、ｐ−Ａｌ０．６５Ｇａ０．３５Ａｓ障壁層４０８、ｐ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ光ガイド層４０９、ｐ−ＧａＡｓ可飽和吸収層４１０、ｐ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ第２クラッド層４１１およびｐ−ＧａＡｓキャップ層４１２とを備えている。
【００６８】
上記活性層４０５はＭＱＷを有する。具体的には、活性層４０５の構造は、層厚が５０Åである井戸層４層と、層厚が５０Åであるバリア層３層とからなる。
【００６９】
上記ｐ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ第２クラッド層４１１およびｐ−ＧａＡｓキャップ層４１２はリッジ部４１３を構成している。このリッジ部４１３はドライエッチングとウェットエッチングとにより作成される。より詳しくは、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４１２の材料層上に３〜４μｍ幅のライン状のＳｉＯ２マスクを形成した後、ドライエッチングを行うことにより、ｐ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ第２クラッド層４１１の材料層の途中まで所定のリッジ幅に加工して、さらに、ウエットエッチングを行うことにより、上記リッジ形状を得ている。
【００７０】
上記リッジ部４１３の両側には、ＭＯＣＶＤ法を用いてｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４１４が形成されている。このｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４１４は次のように形成される。
【００７１】
上記リッジ部４１３を形成した後、まず、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４１４にすべき層をＭＯＣＶＤ法で形成する。
【００７２】
次に、フォトリソグラフィによりリッジ部４１３の直上にライン状に窓が開いたレジストパターンを形成する。
【００７３】
次に、上記レジストパターンをマスクとして、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４１４にすべき層をアンモニア系のエッチャントでエッチングして、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４１４を形成する。なお、上記エッチングは下地層に対してエッチングが停止する選択エッチングとしている。
【００７４】
このように形成されたｎ−ＧａＡｓ電流阻止層４１４上にレジストパターンが残った状態で、Ａｕ／ＡｕＺｎを蒸着した後、レジストを剥離すると、ｐ型オーミック電極４１５が形成される。ｐ型オーミック電極４１５はＡｕ／ＡｕＺｎからなってリッジ部４１３の直上にのみ存在する。
【００７５】
上記ｐ型オーミック電極４１５上には、Ｍｏ／Ａｕスパッタ電極４１６を形成した後、Ａｕメッキ厚膜電極４１７が形成される。
【００７６】
上記ｎ−ＧａＡｓ基板４０１上にｎ−ＧａＡｓバッファ層４０２からＡｕメッキ厚膜電極４１７を形成したウェハは、研磨されて１００μｍ程度の厚さにされた後、ｎ−ＧａＡｓ基板４０１の裏面にｎ型電極４１８が形成される。
【００７７】
下表２に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層４０２からｐ−ＧａＡｓキャップ層４１２までの層の設計例を示す。
【表２】
2007123492.tif 000004
【００７８】
上記ｎ型電極４１８が形成されたウェハは共振器長が３５０μｍとなるようにバー状に分割される。この分割により得られたレーザバーは、端面に反射膜がコーティングされた後、チップ分割される。これにより、図４の半導体レーザが複数個得られる。
【００７９】
この半導体レーザをステム（図示せず）上に実装した後、特性を測定したところ、２５℃では、光出力は５ｍＷで、発振波長は７９５ｎｍ、動作電流は５５ｍＡであった。
【００８０】
また、上記半導体レーザにおいて、８５℃では、光出力は５ｍＷ、動作電流は８５ｍＡ、可干渉性は０．７５であった。
【００８１】
また、上記半導体レーザにおいて、戻り光量０．０１〜１０％の間での光出力５ｍＷでの相対雑音強度（ＲＩＮ）を測定したところ、２５、８５℃の温度条件に対して−１２０ｄＢ／Ｈｚ以下と良好な雑音特性であった。
【００８２】
また、上記半導体レーザの非点隔差を測定したところ、光出力５ｍＷにおいて１μｍと小さな値が得られた。
【００８３】
上記第１，第２実施形態では、リッジ部の側面をｎ−ＧａＡｓ層で埋め込むロスガイド構造の例を示したが、リッジ部の側面を、ｎ−ＡｌＩｎＰ層や、ｎ−ＡｌＧａＡｓ層や、ＳｉＯ２膜で埋め込むようなリアルガイド構造でもよい。
【００８４】
上記第１，第２実施形態では、導電型がｎ型である基板を用いていたが、導電型がｐ型である基板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】図１は本発明の第１実施形態の半導体レーザの概略断面図である。
【図２】図２はｐ‐ＡｌＧａＩｎＰ障壁層のＡｌ混晶比、層厚と８５℃可干渉性の相関を示すグラフである。
【図３】図３はｐ‐ＡｌＧａＩｎＰ障壁層のＡｌ混晶比、層厚と８５℃動作電流の相関を示すグラフである。
【図４】図４は本発明の第２実施形態の半導体レーザの概略断面図である。
【図５】図５は従来の半導体レーザの概略断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０１，４０１，５０１…ｎ−ＧａＡｓ基板
１０２，４０２，５０２…ｎ−ＧａＡｓバッファ層
１０３，５０３…ｎ−ＧａＩｎＰバッファ層
１０４，５０４…ｎ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層
４０３…ｎ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓクラッド層
１０５，１０７，５０５，５０７…ｕｎ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐガイド層
４０４，４０６…ｕｎ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓガイド層
１０６，４０５，５０６…活性層
１０８，５０８…ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第１クラッド層
４０７…ｐ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ第１クラッド層
１０９…ｐ−（Ａｌ０．７５Ｇａ０．２５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ障壁層
４０８…ｐ−Ａｌ０．６５Ｇａ０．３５Ａｓ障壁層
１１０，５０９…ｐ−（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）０．５Ｉｎ０．５Ｐ光ガイド層
４０９…ｐ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ａｓ光ガイド層
１１１，５１０…ｐ−ＧａＩｎＣ可飽和吸収層
４１０…ｐ−ＧａＡｓ可飽和吸収層
１１２，５１１…ｐ−（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐ第２クラッド層
４１１…ｐ−Ａｌ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ第２クラッド層
１１３，５１２…ｐ−ＧａＩｎＰ中間層
１１４，４１２，５１３…ｐ−ＧａＡｓキャップ層
１１５，４１３，５１４…リッジ部
１１６，４１４，５１５…ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層
１１７，４１５，５１６…ｐ−オーミック（ＡｕＺｎ／Ａｕ）電極
１１８，４１６，５１７…Ｍｏ／Ａｕスパッタ電極
１１９，４１７，５１８…Ａｕメッキ電極
１２０，４１８，５１９…ｎ型電極
【図１】
2007123492.tif 000005
【図２】
2007123492.tif 000006
【図３】
2007123492.tif 000007
【図４】
2007123492.tif 000008
【図５】
2007123492.tif 000009