(57)【要約】【課題】上クラッド層とその上に形成されるコンタクト層等との層間に発生するヘテロ障壁を緩和し、半導体レーザ素子の発光出力が低下したり素子の寿命が短くなることを防止できる半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】基板１上に順次形成された、下クラッド層３と、活性層４と、第１の上クラッド層５と、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐを含む第２の上クラッド層７と、（ＡｌｘａＧａ１−ｘａ）ｙａＩｎ１−ｙａＰを含む第１の緩和層２１，及び，（ＡｌｘｂＧａ１−ｘｂ）ｙｂＩｎ１−ｙｂＰを含む第２の緩和層２３を有するヘテロ障壁緩和層２０と、ＧａＡｓを含むコンタクト層１３と、を有し、ヘテロ障壁緩和層は、それぞれに対応する元素の組成比率であるｘ０，ｙ０，ｘａ，ｙａ，ｘｂ，ｙｂが、０≦ｘａ＜ｘ０，０≦ｘｂ＜ｘ０，ｘａ＝ｘｂ，ｙ０＜ｙａ＜１，及び、０＜ｙｂ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足する構成を有する。【選択図】図３
2009200141.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、
前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層と、
前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層と、
前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層と、
前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層と、
前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘａＧａ１−ｘａ）ｙａＩｎ１−ｙａＰを含む第２導電型の第１の緩和層，及び，前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｂＧａ１−ｘｂ）ｙｂＩｎ１−ｙｂＰを含む第２導電型の第２の緩和層を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層と、
前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層と、
を有し、
前記ｘ０，ｙ０，ｘａ，ｙａ，ｘｂ，ｙｂは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、
前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘａ，ｙａ，ｘｂ，ｙｂが、０≦ｘａ＜ｘ０，０≦ｘｂ＜ｘ０，ｘａ＝ｘｂ，ｙ０＜ｙａ＜１，及び、０＜ｙｂ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足する構成を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層と、
前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層と、
前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層と、
前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層と、
前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘｃＧａ１−ｘｃ）ｙｃＩｎ１−ｙｃＰを含む第２導電型の第１の緩和層，及び，前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｄＧａ１−ｘｄ）ｙｄＩｎ１−ｙｄＰを含む第２導電型の第２の緩和層を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層と、
前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層と、
を有し、
前記ｘ０，ｙ０，ｘｃ，ｙｃ，ｘｄ，ｙｄは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、
前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘｃ，ｙｃ，ｘｄ，ｙｄが、０≦ｘｃ＜ｘ０，０≦ｘｄ＜ｘ０，ｘｃ＝ｘｄ，ｙ０＜ｙｃ＜１，及び、０＜ｙｄ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足すると共に、前記ｙｃが、前記第２の上クラッド層側から前記第２の緩和層側に向かって連続的または段階的に小さくなり、前記ｙｄが、前記第１の緩和層側から前記コンタクト層側に向かって連続的にまたは段階的に小さくなるように構成されてなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項３】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層と、
前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層と、
前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層と、
前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層と、
前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘｅＧａ１−ｘｅ）ｙｅＩｎ１−ｙｅＰを含む第２導電型の第１の緩和層，前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｆＧａ１−ｘｆ）ｙｆＩｎ１−ｙｆＰを含む第２導電型の第２の緩和層，及び，前記第２の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｇＧａ１−ｘｇ）ｙｇＩｎ１−ｙｇＰを含む第２導電型の第３の緩和層を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層と、
前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層と、
を有し、
前記ｘ０，ｙ０，ｘｅ，ｙｅ，ｘｆ，ｙｆ，ｘｇ，ｙｇは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、
前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘｅ，ｙｅ，ｘｆ，ｙｆ，ｘｇ，ｙｇが、０≦ｘｅ＜ｘ０，０≦ｘｆ＜ｘ０，０≦ｘｇ＜ｘ０，ｘｅ＝ｘｆ＝ｘｇ，ｙ０＜ｙｅ＜１，ｙｆ＝ｙ０，及び、０＜ｙｇ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足する構成を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項４】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層と、
前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層と、
前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層と、
前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層と、
前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘｈＧａ１−ｘｈ）ｙｈＩｎ１−ｙｈＰを含む第２導電型の第１の緩和層，前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｉＧａ１−ｘｉ）ｙｉＩｎ１−ｙｉＰを含む第２導電型の第２の緩和層，及び，前記第２の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｊＧａ１−ｘｊ）ｙｊＩｎ１−ｙｊＰを含む第２導電型の第３の緩和層を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層と、
前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層と、
を有し、
前記ｘ０，ｙ０，ｘｈ，ｙｈ，ｘｉ，ｙｉ，ｘｊ，ｙｊは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、
前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘｈ，ｙｈ，ｘｉ，ｙｉ，ｘｊ，ｙｊが、０≦ｘｈ＜ｘ０，０≦ｘｉ＜ｘ０，０≦ｘｊ＜ｘ０，ｘｈ＝ｘｉ＝ｘｊ，ｙ０＜ｙｈ＜１，ｙｉ＝ｙ０，及び、０＜ｙｊ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足すると共に、前記ｙｈが、前記第２の上クラッド層側から前記第２の緩和層側に向かって連続的または段階的に小さくなり、前記ｙｊが、前記第２の緩和層側から前記コンタクト層側に向かって連続的にまたは段階的に小さくなるように構成されてなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子に係り、特に、ＡｌＧａＩｎＰ（アルミニウムガリウムインジウムリン）系の半導体レーザ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ素子は、光ディスク記録再生装置、レーザプリンタ、バーコードリーダ、及び光計測機器等の光源として広く用いられている。
例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）記録再生装置の光源としては、中心波長が６５０ｎｍ帯のレーザ光を出射する、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子が用いられている。
【０００３】
しかしながら、ＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ素子は、ＡｌＧａＩｎＰからなる上クラッド層のバンドギャップエネルギー（約２．２ｅＶ）とこの上クラッド層上に形成されたＧａＡｓ（ガリウム砒素）からなるコンタクト層のバンドギャップエネルギー（約１．４ｅＶ）との差が大きいため、上クラッド層とコンタクト層との界面で、価電子帯の大きいヘテロ障壁が生じる。
そのため、このような価電子帯の大きいヘテロ障壁を有する半導体レーザ素子を駆動するためには、高い動作電圧が必要になり、消費電力が大きくなるといった課題がある。
【０００４】
そこで、上記課題を解決する手段の一例が特許文献１や特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３１０３６６号公報
【特許文献２】特開平５−１８３２２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている発明は、ＡｌＧａＩｎＰからなる上クラッド層とその上に形成されたＧａＡｓからなるキャップ層との間に、ＧａＩｎＰ（ガリウムインジウムリン）層とＡｌＧａＩｎＰ層とが交互に積層された第１の中間層と、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とが交互に積層された第２の中間層とを設けた構成とするものである。
しかしながら、ＧａＩｎＰ層とＧａＡｓ層とを交互に成膜する際に、周期律表の３族の元素であるＡｌ（アルミニウム），Ｇａ（ガリウム），及びＩｎ（インジウム）は、供給律速となるため、成膜材料ガスの切り替えに応じて成膜される材料を容易に切り替えることができる。
一方、周期律表の５族の元素であるＰ（リン）及びＡｓ（砒素）は、供給律速とならないため、３族の元素に比べて、成膜する際に大量の成膜材料ガスを流さなければならないので、成膜材料ガスの切り替えに応じて成膜される材料を容易に切り替えることが難しい。
そのため、ＧａＩｎＰ層にＡｓが混入したり、ＧａＡｓ層にＰが混入して、ヘテロ障壁が十分に緩和されず、所望の効果が得られない場合があり、その改善が望まれる。
【０００６】
特許文献２に記載されている発明は、ＡｌＧａＩｎＰからなる上クラッド層とその上に形成されたＧａＡｓからなるキャップ層との間に、ＡｌＧａＩｎＰからなる第１の中間層、ＧａＩｎＰからなる第２の中間層、及びＩｎＧａＡｓＰ（インジウムガリウム砒素リン）からなる第３の中間層を設けた構成とするものである。
しかしながら、これら第１〜第３の中間層上に形成されたコンタクト層は、その上に形成される電極とオーミック接続するために、ドーパントであるＺｎ（亜鉛）が高濃度含まれている。そのため、コンタクト層形成時または形成後の熱履歴によって、コンタクト層中のＺｎが、第１〜第３の中間層を通過して活性層に拡散する場合がある。
活性層にＺｎが拡散すると、活性層の結晶欠陥が生じ、これに応じて発振しきい値が高くなるため、大きな駆動電流が必要になる。そして、大きな駆動電流が活性層に流れることにより、さらに、活性層の結晶欠陥が増える。
そのため、半導体レーザ素子の発光出力が低下したり、素子の寿命が短くなる場合があり、その改善が望まれる。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、上クラッド層とその上に形成されるキャップ層やコンタクト層との層間に発生するヘテロ障壁を緩和し、半導体レーザ素子の発光出力が低下したり素子の寿命が短くなることを防止することが可能な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】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本願各発明は次の手段を有する。
１）第１導電型の半導体基板（１）と、前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層（３）と、前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層（４）と、前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層（５）と、前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層（７）と、前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘａＧａ１−ｘａ）ｙａＩｎ１−ｙａＰを含む第２導電型の第１の緩和層（２１），及び，前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｂＧａ１−ｘｂ）ｙｂＩｎ１−ｙｂＰを含む第２導電型の第２の緩和層（２３）を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層（２０）と、前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層（１３）と、を有し、前記ｘ０，ｙ０，ｘａ，ｙａ，ｘｂ，ｙｂは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘａ，ｙａ，ｘｂ，ｙｂが、０≦ｘａ＜ｘ０，０≦ｘｂ＜ｘ０，ｘａ＝ｘｂ，ｙ０＜ｙａ＜１，及び、０＜ｙｂ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足する構成を有することを特徴とする半導体レーザ素子（４０）である。
２）第１導電型の半導体基板（１）と、前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層（３）と、前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層（４）と、前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層（５）と、前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層（７）と、前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘｃＧａ１−ｘｃ）ｙｃＩｎ１−ｙｃＰを含む第２導電型の第１の緩和層（５１），及び，前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｄＧａ１−ｘｄ）ｙｄＩｎ１−ｙｄＰを含む第２導電型の第２の緩和層（５３）を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層（５０）と、前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層（１３）と、を有し、前記ｘ０，ｙ０，ｘｃ，ｙｃ，ｘｄ，ｙｄは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘｃ，ｙｃ，ｘｄ，ｙｄが、０≦ｘｃ＜ｘ０，０≦ｘｄ＜ｘ０，ｘｃ＝ｘｄ，ｙ０＜ｙｃ＜１，及び、０＜ｙｄ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足すると共に、前記ｙｃが、前記第２の上クラッド層側から前記第２の緩和層側に向かって連続的または段階的に小さくなり、前記ｙｄが、前記第１の緩和層側から前記コンタクト層側に向かって連続的にまたは段階的に小さくなるように構成されてなることを特徴とする半導体レーザ素子（６０）である。
３）第１導電型の半導体基板（１）と、前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層（３）と、前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層（４）と、前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層（５）と、前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層（７）と、前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘｅＧａ１−ｘｅ）ｙｅＩｎ１−ｙｅＰを含む第２導電型の第１の緩和層（７１），前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｆＧａ１−ｘｆ）ｙｆＩｎ１−ｙｆＰを含む第２導電型の第２の緩和層（７２），及び，前記第２の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｇＧａ１−ｘｇ）ｙｇＩｎ１−ｙｇＰを含む第２導電型の第３の緩和層（７３）を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層（７０）と、前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層（１３）と、を有し、前記ｘ０，ｙ０，ｘｅ，ｙｅ，ｘｆ，ｙｆ，ｘｇ，ｙｇは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘｅ，ｙｅ，ｘｆ，ｙｆ，ｘｇ，ｙｇが、０≦ｘｅ＜ｘ０，０≦ｘｆ＜ｘ０，０≦ｘｇ＜ｘ０，ｘｅ＝ｘｆ＝ｘｇ，ｙ０＜ｙｅ＜１，ｙｆ＝ｙ０，及び、０＜ｙｇ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足する構成を有することを特徴とする半導体レーザ素子（８０）である。
４）第１導電型の半導体基板（１）と、前記半導体基板上に形成された第１導電型の下クラッド層（３）と、前記下クラッド層上に形成され、レーザ光が出射される活性層（４）と、前記活性層上に形成された第２導電型の第１の上クラッド層（５）と、前記第１の上クラッド層上に形成され、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐ（アルミニウムガリウムインジウムリン）を含む第２導電型の第２の上クラッド層（７）と、前記第２の上クラッド層上に形成され、（ＡｌｘｈＧａ１−ｘｈ）ｙｈＩｎ１−ｙｈＰを含む第２導電型の第１の緩和層（９１），前記第１の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｉＧａ１−ｘｉ）ｙｉＩｎ１−ｙｉＰを含む第２導電型の第２の緩和層（９２），及び，前記第２の緩和層上に形成され、（ＡｌｘｊＧａ１−ｘｊ）ｙｊＩｎ１−ｙｊＰを含む第２導電型の第３の緩和層（９３）を有する第２導電型のヘテロ障壁緩和層（９０）と、前記ヘテロ障壁緩和層上に形成され、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）を含む第２導電型のコンタクト層（１３）と、を有し、前記ｘ０，ｙ０，ｘｈ，ｙｈ，ｘｉ，ｙｉ，ｘｊ，ｙｊは、それぞれに対応する元素の組成比率であり、前記ヘテロ障壁緩和層は、前記ｘ０，ｙ０，ｘｈ，ｙｈ，ｘｉ，ｙｉ，ｘｊ，ｙｊが、０≦ｘｈ＜ｘ０，０≦ｘｉ＜ｘ０，０≦ｘｊ＜ｘ０，ｘｈ＝ｘｉ＝ｘｊ，ｙ０＜ｙｈ＜１，ｙｉ＝ｙ０，及び、０＜ｙｊ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満足すると共に、前記ｙｈが、前記第２の上クラッド層側から前記第２の緩和層側に向かって連続的または段階的に小さくなり、前記ｙｊが、前記第２の緩和層側から前記コンタクト層側に向かって連続的にまたは段階的に小さくなるように構成されてなることを特徴とする半導体レーザ素子（１００）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上部クラッド層とその上に形成されるキャップ層やコンタクト層との層間に発生するヘテロ障壁を緩和し、半導体レーザ素子の発光出力が低下したり素子の寿命が短くなることを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態を、好ましい実施例である第１実施例〜第４実施例により図１〜図６を用いて説明する。
ところで、一般的に、半導体基板に所定の工程を行うことにより、半導体レーザ素子がマトリクス状に複数形成され、さらにこの半導体基板を所定の間隔で劈開及び分断することによって、単体の半導体レーザ素子を一度に複数得るものであるが、図１〜図６では、説明をわかりやすくするために、工程の始めから単体の半導体レーザ素子の構造を示すこととする。
また、以下に説明する第１実施例〜第４実施例の半導体レーザ素子４０，６０，８０，１００が有するリッジ及び電流狭窄層を互いに区別するために、各末尾に符号を付して、リッジを、それぞれ、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄとして示し、電流狭窄層を、それぞれ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄとして示すこととする。
【００１１】
＜第１実施例＞
本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例について、図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３は、本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例を説明するための模式的断面図である。
なお、以下に説明する第１工程〜第３工程は、第１実施例の半導体レーザ素子を製造する過程をそれぞれ示すものである。
【００１２】
［第１工程］（図１参照）
ｎ型の基板１上に、ｎ型の下クラッド層３，活性層４，ｐ型の第１の上クラッド層５，ｐ型のエッチングストップ層６，ｐ型の第２の上クラッド層７，及びｐ型のヘテロ障壁緩和層２０を、例えばＭＯＣＶＤ（Metal-organic Chemical Vapor Deposition）法により、順次成膜して積層構造とする。
【００１３】
基板１はＧａＡｓ（ガリウム砒素）を主成分とするものであり、下クラッド層３，ｐ型の第１の上クラッド層５，ｐ型のエッチングストップ層６，ｐ型の第２の上クラッド層７，及びｐ型のヘテロ障壁緩和層２０は、ＡｌＧａＩｎＰ（アルミニウムガリウムインジウムリン）をそれぞれ主成分とするものである。
活性層４は、ＡｌＧａＩｎＰ層とＧａＩｎＰ（ガリウムインジウムリン）層とが交互に積層されたＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造を有するものである。
なお、第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層２０，及び後述するコンタクト層１３の関係についての詳細な説明は、後述することとする。
【００１４】
［第２工程］（図２参照）
ヘテロ障壁緩和層２０及び第２の上クラッド層７を、フォトリソグラフィ法を用いて部分的にエッチングすることにより、ｐ型のリッジ１０ａをストライプ状に複数形成する。図２では、ストライプ状に複数形成されたリッジ１０ａの１つを示している。
【００１５】
［第３工程］（図３参照）
リッジ１０ａの段差を埋めるように、エッチングストップ層６上にｎ型の電流狭窄層１２ａを形成する。
次に、リッジ１０ａ及び電流狭窄層１２ａ上にｐ型のコンタクト層１３を形成する。
さらに、コンタクト層１３上にｐ側電極１５を形成し、基板１の成膜方向とは反対側の面（図３における下側の面）に、ｎ側電極１６を形成する。
【００１６】
電流狭窄層１２ａ及びコンタクト層１３は、例えばＭＯＣＶＤ法により成膜することができる。
コンタクト層１３は、ＧａＡｓを主成分とするものであり、また、ｐ側電極１５とオーミック接続するために、ドーパントであるＺｎ（亜鉛）が高濃度（例えば１．０×１０１９ｃｍ−３以上）にドープされている。
ｐ側電極１５及びｎ側電極１６は、Ａｕ（金）を含むものであり、これら電極１５，１６は、真空蒸着法やスパッタ法等を用いて形成することができる。
【００１７】
上記Ａ１工程〜Ａ３工程を経た基板１を所定の間隔で劈開及び分断することにより、半導体レーザ素子４０を複数得る。
【００１８】
そして、この半導体レーザ素子４０（後述する半導体レーザ素子６０，８０，１００についても同様）に、ｐ側電極１５側からｎ側電極１６側に向かって電流を注入すると、この注入される電流が発振しきい値以上になったときに、ｐ型リッジ１０ａ（１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）の下部に対応した活性層４でレーザ発振が起こり、レーザ光が出射される。
【００１９】
ここで、第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層２０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係について、表１及び図３を用いて詳細に説明する。
表１は、第１実施例の半導体レーザ素子４０の第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層２０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を示すものである。
【００２０】
【表１】
2009200141.tif 000003
【００２１】
表１及び図３に示すように、第２の上クラッド層７は、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐを主成分とする層である。
ヘテロ障壁緩和層２０は、第２の上クラッド層７上に順次成膜された、（ＡｌｘａＧａ１−ｘａ）ｙａＩｎ１−ｙａＰを主成分とするｐ型の第１の緩和層２１と、（ＡｌｘｂＧａ１−ｘｂ）ｙｂＩｎ１−ｙｂＰを主成分とするｐ型の第２の緩和層２３と、を有する。
ここで、「ｘ０」，「ｘａ」，「ｘｂ」，「ｙ０」，「ｙａ」，及び「ｙｂ」は、各元素の組成比率（モル比）を示すものであり、０≦ｘａ＜ｘ０，０≦ｘｂ＜ｘ０，ｘａ＝ｘｂ，ｙ０＜ｙａ＜１，及び、０＜ｙｂ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満たすものである。
例えば、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５とすると、各関係は、０≦ｘａ＜０．７，０≦ｘｂ＜０．７，ｘａ＝ｘｂ，０．５＜ｙａ＜１，及び、０＜ｙｂ＜０．５となる。
【００２２】
これら「ｘ０」，「ｘａ」，「ｘｂ」，「ｙ０」，「ｙａ」，及び「ｙｂ」は、成膜の際の成膜材料ガスの流量比を制御することによって調整することができる。
【００２３】
例えば、第１の緩和層２１を成膜する際の、Ａｌを含むガスとＧａを含むガスとの混合ガスにおいて、Ａｌを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｘａ」を大きくすることができ、Ａｌを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｘａ」を小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｙａ」を大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｙａ」を小さくすることができる。
【００２４】
同様に、第２の緩和層２３を成膜する際の、Ａｌを含むガスとＧａを含むガスとの混合ガスにおいて、Ａｌを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｘｂ」を大きくすることができ、Ａｌを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｘｂ」を小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｙｂ」を大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｙｂ」を小さくすることができる。
【００２５】
ヘテロ障壁緩和層２０を上述した第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３を有する構成とすることにより、第１の緩和層２１のバンドギャップエネルギー及び第２の緩和層２３のバンドギャップエネルギーは、第２の上クラッド層７のバンドギャップエネルギーとコンタクト層１３のバンドギャップエネルギーとの間の値をそれぞれ有するため、これら第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３により、第２の上クラッド層７とコンタクト層１３との間に生じるヘテロ障壁を低減（緩和）することができる。
これにより、半導体レーザ素子４０を低い駆動電圧で駆動することができるので、半導体レーザ素子４０の消費電力を抑制することができる。
【００２６】
また、第１の緩和層２１は引張り歪みを有する層であり、これとは逆に、第２の緩和層２３は圧縮歪みを有する層である。
これら第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３に歪みをもたせることにより、コンタクト層１３形成時または形成後の熱履歴によってコンタクト層１３中のＺｎが活性層４に拡散することを、これら第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３によって防止することができる。
【００２７】
また、第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３の組成比率や厚さを調整することにより、第１の緩和層２１の引張り歪みによる引張り応力と第２の緩和層２３の圧縮歪みによる圧縮応力とを相殺することができるので、製造過程で基板１が反ってしまうことを防止できる。これにより、半導体レーザ素子４０を生産性良く製造することができる。
【００２８】
また、上述した半導体レーザ素子４０によれば、周期律表の５族の元素であり供給律速とならないＰの組成比率を一定にした状態で、周期律表の３族の元素であり供給律速となるＡｌ，Ｇａ，及びＩｎのうち、組成比率の大きいＩｎ比率を調整（ＡｌとＧａとの組成比率は一定）して成膜するので、第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３を、それぞれ目的の組成比率を有する層とすることができる。
【００２９】
第１実施例では、第２の上クラッド層７の厚さを１μｍ、ヘテロ障壁緩和層２０の厚さ（第１の緩和層２１及び第２の緩和層２３の総厚）を０．１μｍ、コンタクト層１３の厚さを２μｍとし、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５，ｘａ＝ｘｂ＝０．５，ｙａ＝０．７，及び、ｙｂ＝０．３とした。
これら層の厚さ及び組成比率については、上記値に限定されるものではない。
【００３０】
＜第２実施例＞
本発明に係る半導体レーザ素子の第２実施例について、図４を用いて説明する。図４は、本発明に係る半導体レーザ素子の第２実施例を説明するための模式的断面図である。
【００３１】
第２実施例の半導体レーザ素子６０は、上述した第１実施例の半導体レーザ素子４０と比較して、ヘテロ障壁緩和層５０の構成が異なり、それ以外の構成は第１実施例の半導体レーザ素子４０と同じである。
そこで、第２実施例の半導体レーザ素子６０については、ヘテロ障壁緩和層５０を主体に説明することとする。
また、第１実施例の半導体レーザ素子４０と同じ構成部については、説明をわかりやすくするために、同じ符号を付して説明する。
【００３２】
図４に示すように、第２実施例の半導体レーザ素子６０におけるｐ型のヘテロ障壁緩和層５０は、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐを主成分とするｐ型の第２の上クラッド層７上に順次成膜された、（ＡｌｘｃＧａ１−ｘｃ）ｙｃＩｎ１−ｙｃＰを主成分とするｐ型の第１の緩和層５１と、（ＡｌｘｄＧａ１−ｘｄ）ｙｄＩｎ１−ｙｄＰを主成分とするｐ型の第２の緩和層５３と、を有する。
ここで、「ｘ０」，「ｘｃ」，「ｘｄ」，「ｙ０」，「ｙｃ」，及び「ｙｄ」は、各元素の組成比率（モル比）を示すものであり、０≦ｘｃ＜ｘ０，０≦ｘｄ＜ｘ０，ｘｃ＝ｘｄ，ｙ０＜ｙｃ＜１，及び、０＜ｙｄ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満たすものである。
例えば、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５とすると、各関係は、０≦ｘｃ＜０．７，０≦ｘｄ＜０．７，ｘｃ＝ｘｄ，０．５＜ｙｃ＜１，及び、０＜ｙｄ＜０．５となる。
【００３３】
また、第１の緩和層５１は、「ｙｃ」が、上記関係（ｙ０＜ｙｃ＜１）を満たすと共に、第２の上クラッド層７側から第２の緩和層５３側に向かって連続的または段階的に小さくなるように構成され、第２の緩和層５３は、「ｙｄ」が、上記関係（０＜ｙｄ＜ｙ０）を満たすと共に、第１の緩和層５１側からコンタクト層１３側に向かって連続的にまたは段階的に小さくなるように構成されている。
【００３４】
半導体レーザ素子６０におけるｐ型のリッジ１０ｂは、ｐ型の第２の上クラッド層７とその上に形成された上述のｐ型のヘテロ障壁緩和層５０とを有して構成されている。また、このリッジ１０ｂの段差を埋めるように、エッチングストップ層６上にｎ型の電流狭窄層１２ｂが形成されている。
【００３５】
ここで、第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層５０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を表２にまとめた。表２は、第２実施例の半導体レーザ素子６０の第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層５０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を示すものである。
【００３６】
【表２】
2009200141.tif 000004
【００３７】
これら「ｘ０」，「ｘｃ」，「ｘｄ」，「ｙ０」，「ｙｃ」，及び「ｙｄ」は、成膜の際の成膜材料ガスの流量比を制御することによって調整することができる。
【００３８】
例えば、第１の緩和層５１を成膜する際の、Ａｌを含むガスとＧａを含むガスとの混合ガスにおいて、Ａｌを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｘｃ」を大きくすることができ、Ａｌを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｘｃ」を小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を連続的または段階的に小さくすることによって、これに応じて「ｙａ」を連続的または段階的に大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を連続的または段階的に大きくすることによって、これに応じて「ｙａ」を連続的または段階的に小さくすることができる。
【００３９】
同様に、第２の緩和層５３を成膜する際の、Ａｌを含むガスとＧａを含むガスとの混合ガスにおいて、Ａｌを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｘｄ」を大きくすることができ、Ａｌを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｘｄ」を小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を連続的または段階的に小さくすることによって、これに応じて「ｙｂ」を連続的または段階的に大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を連続的または段階的に大きくすることによって、これに応じて「ｙｂ」を連続的または段階的に小さくすることができる。
【００４０】
ヘテロ障壁緩和層５０を上述した第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３を有する構成とすることにより、第１の緩和層５１のバンドギャップエネルギー及び第２の緩和層５３のバンドギャップエネルギーは、第２の上クラッド層７のバンドギャップエネルギーとコンタクト層１３のバンドギャップエネルギーとの間の値をそれぞれ有するため、これら第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３により、第２の上クラッド層７とコンタクト層１３との間に生じるヘテロ障壁を低減（緩和）することができる。
これにより、半導体レーザ素子６０を低い駆動電圧で駆動することができるので、半導体レーザ素子６０の消費電力を抑制することができる。
【００４１】
また、第１の緩和層５１は引張り歪みを有する層であり、これとは逆に、第２の緩和層５３は、圧縮歪みを有する層である。
これら第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３に歪みをもたせることにより、コンタクト層１３形成時または形成後の熱履歴によってコンタクト層１３中のＺｎが活性層４に拡散することを、これら第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３によって防止することができる。
【００４２】
また、第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３の組成比率や厚さを調整することにより、第１の緩和層５１の引張り歪みによる引張り応力と第２の緩和層５３の圧縮歪みによる圧縮応力とを相殺することができるので、製造過程で基板１が反ってしまうことを防止することができる。これにより、半導体レーザ素子６０を生産性良く製造することができる。
【００４３】
また、上述した半導体レーザ素子６０によれば、周期律表の５族の元素であり供給律速とならないＰの組成比率を一定にした状態で、周期律表の３族の元素であり供給律速となるＡｌ，Ｇａ，及びＩｎのうち、組成比率の大きいＩｎ比率を調整（ＡｌとＧａとの組成比率は一定）して成膜するので、第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３を、それぞれ目的の組成比率を有する層とすることができる。
【００４４】
第２実施例では、第２の上クラッド層７の厚さを１μｍ、ヘテロ障壁緩和層５０の厚さ（第１の緩和層５１及び第２の緩和層５３の総厚）を０．１μｍ、コンタクト層１３の厚さを２μｍとし、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５，ｘｃ＝ｘｄ＝０．５とした。
【００４５】
「ｙｃ」については、第１の緩和層５１の成膜開始時が０．９であり、結晶成長方向（図４における上方向）に沿って連続的に小さくなり、成膜終了時には０．５となるように調整した。
即ち、第１の緩和層５１は、「ｙｃ」が第２の上クラッド層７との界面近傍では０．９であり、第２の緩和層５３との界面近傍では０．５であり、第２の上クラッド層７側から第２の緩和層５３側に向かって連続的に小さくなる構成を有する。
【００４６】
「ｙｄ」については、第２の緩和層５３の成膜開始時が０．５であり、結晶成長方向（図４における上方向）に沿って連続的に小さくなり、成膜終了時には０．１となるように調整した。
即ち、第２の緩和層５３は、「ｙｄ」が第１の緩和層５１との界面近傍では０．５であり、コンタクト層１３との界面近傍では０．１であり、第１の緩和層５１側からコンタクト層１３側に向かって連続的に小さくなる構成を有する。
【００４７】
上述した各層の厚さ及び組成比率については、これに限定されるものではない。
【００４８】
＜第３実施例＞
本発明に係る半導体レーザ素子の第３実施例について、図５を用いて説明する。図５は、本発明に係る半導体レーザ素子の第３実施例を説明するための模式的断面図である。
【００４９】
第３実施例の半導体レーザ素子８０は、上述した第１実施例及び第２実施例の半導体レーザ素子４０，６０と比較して、ヘテロ障壁緩和層７０の構成が異なり、それ以外の構成は第１実施例及び第２実施例の半導体レーザ素子４０，６０と同じである。
そこで、第３実施例の半導体レーザ素子８０については、そのｐ型のリッジ１０ｃが有するヘテロ障壁緩和層７０を主体に説明することとする。
また、第１実施例及び第２実施例の半導体レーザ素子４０，６０と同じ構成部については、説明をわかりやすくするために、同じ符号を付して説明する。
【００５０】
図５に示すように、第３実施例の半導体レーザ素子８０におけるｐ型のヘテロ障壁緩和層７０は、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐを主成分とするｐ型の第２の上クラッド層７上に順次成膜された、（ＡｌｘｅＧａ１−ｘｅ）ｙｅＩｎ１−ｙｅＰを主成分とするｐ型の第１の緩和層７１と、（ＡｌｘｆＧａ１−ｘｆ）ｙｆＩｎ１−ｙｆＰを主成分とするｐ型の第２の緩和層７２と、（ＡｌｘｇＧａ１−ｘｇ）ｙｇＩｎ１−ｙｇＰを主成分とするｐ型の第３の緩和層７３と、を有する。
「ｘ０」，「ｘｅ」，「ｘｆ」，「ｘｇ」，「ｙ０」，「ｙｅ」，「ｙｆ」，及び「ｙｇ」は、各元素の組成比率（モル比）を示すものであり、０≦ｘｅ＜ｘ０，０≦ｘｆ＜ｘ０，０≦ｘｇ＜ｘ０，ｘｅ＝ｘｆ＝ｘｇ，ｙ０＜ｙｅ＜１，ｙｆ＝ｙ０，及び、０＜ｙｇ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満たすものである。
例えば、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５とすると、各関係は、０≦ｘｅ＜０．７，０≦ｘｆ＜０．７，０≦ｘｇ＜０．７，ｘｅ＝ｘｆ＝ｘｇ，０．５＜ｙｅ＜１，ｙｆ＝０．５，及び、０＜ｙｇ＜０．５となる。
【００５１】
半導体レーザ素子８０におけるｐ型のリッジ１０ｃは、ｐ型の第２の上クラッド層７とその上に形成された上述のｐ型のヘテロ障壁緩和層７０とを有して構成されている。また、このリッジ１０ｃの段差を埋めるように、エッチングストップ層６上にｎ型の電流狭窄層１２ｃが形成されている。
【００５２】
ここで、第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層７０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を表３にまとめた。表３は、第３実施例の半導体レーザ素子６０の第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層７０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を示すものである。
【００５３】
【表３】
2009200141.tif 000005
【００５４】
これら「ｘ０」，「ｘｅ」，「ｘｆ」，「ｘｇ」，「ｙ０」，「ｙｅ」，「ｙｆ」，及び「ｙｇ」は、成膜の際の成膜材料ガスの流量比を制御することによって調整することができる。
【００５５】
例えば、第１〜第３の緩和層７１，７２，７３を成膜する際の、Ａｌを含むガスとＧａを含むガスとの混合ガスにおいて、Ａｌを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｘｅ」，「ｘｆ」，「ｘｇ」をそれぞれ大きくすることができ、Ａｌを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｘｅ」，「ｘｆ」，「ｘｇ」をそれぞれ小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｙｅ」，「ｙｆ」，「ｙｇ」をそれぞれ大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｙｅ」，「ｙｆ」，「ｙｇ」をそれぞれ小さくすることができる。
【００５６】
ヘテロ障壁緩和層７０を上述した第１〜第３の緩和層７１，７２，７３を有する構成とすることにより、第１〜第３の緩和層７１，７２，７３のバンドギャップエネルギーは、第２の上クラッド層７のバンドギャップエネルギーとコンタクト層１３のバンドギャップエネルギーとの間の値をそれぞれ有するため、これら第１〜第３の緩和層７１，７２，７３によって、第２の上クラッド層７とコンタクト層１３との間に生じるヘテロ障壁を低減（緩和）することができる。
これにより、半導体レーザ素子８０を低い駆動電圧で駆動することができるので、半導体レーザ素子８０の消費電力を抑制することができる。
【００５７】
また、第１の緩和層７１は引張り歪みを有する層であり、これとは逆に、第３の緩和層７３は、圧縮歪みを有する層である。
これら第１の緩和層７１及び第３の緩和層７３に歪みをもたせることにより、コンタクト層１３形成時または形成後の熱履歴によってコンタクト層１３中のＺｎが活性層４に拡散することを、これら第１の緩和層７１及び第３の緩和層７３によって防止することができる。
【００５８】
また、第１の緩和層７１及び第３の緩和層７３の組成比率や厚さを調整することにより、第１の緩和層７１の引張り歪みによる引張り応力と第３の緩和層７３の圧縮歪みによる圧縮応力とを相殺することができるので、製造過程で基板１が反ってしまうことを防止することができる。これにより、半導体レーザ素子８０を生産性良く製造することができる。
【００５９】
また、上述した半導体レーザ素子８０によれば、周期律表の５族の元素であり供給律速とならないＰの組成比率を一定にした状態で、周期律表の３族の元素であり供給律速となるＡｌ，Ｇａ，及びＩｎのうち、組成比率の大きいＩｎ比率を調整（ＡｌとＧａとの組成比率は一定）して成膜するので、第１〜第３の緩和層１１，１２，１３を、それぞれ目的の組成比率を有する層とすることができる。
【００６０】
第３実施例では、第２の上クラッド層７の厚さを１μｍ、ヘテロ障壁緩和層７０の厚さ（第１〜第３の緩和層７１，７２，７３の総厚）を０．１μｍ、コンタクト層１３の厚さを２μｍとし、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５，ｘｅ＝ｘｆ＝ｘｇ＝０．５，ｙｅ＝０．７，ｙｆ＝０．５，及び、ｙｇ＝０．３とした。
上述した各層の厚さ及び組成比率については、これに限定されるものではない。
【００６１】
＜第４実施例＞
本発明に係る半導体レーザ素子の第４実施例について、図６を用いて説明する。図６は、本発明に係る半導体レーザ素子の第４実施例を説明するための模式的断面図である。
【００６２】
第４実施例の半導体レーザ素子１００は、上述した第１〜第３実施例の半導体レーザ素子４０，６０，８０と比較して、ヘテロ障壁緩和層９０の構成が異なり、それ以外の構成は第１〜第３実施例の半導体レーザ素子４０，６０，８０と同じである。
そこで、第４実施例の半導体レーザ素子１００については、ヘテロ障壁緩和層９０を主体に説明することとする。
また、第１〜第３実施例の半導体レーザ素子４０，６０，８０と同じ構成部については、説明をわかりやすくするために、同じ符号を付して説明する。
【００６３】
図６に示すように、第４実施例の半導体レーザ素子１００におけるｐ型のヘテロ障壁緩和層９０は、（Ａｌｘ０Ｇａ１−ｘ０）ｙ０Ｉｎ１−ｙ０Ｐを主成分とするｐ型の第２の上クラッド層７上に順次成膜された、（ＡｌｘｈＧａ１−ｘｈ）ｙｈＩｎ１−ｙｈＰを主成分とするｐ型の第１の緩和層９１と、（ＡｌｘｉＧａ１−ｘｉ）ｙｉＩｎ１−ｙｉＰを主成分とするｐ型の第２の緩和層９２と、（ＡｌｘｊＧａ１−ｘｊ）ｙｊＩｎ１−ｙｊＰを主成分とするｐ型の第３の緩和層９３と、を有する。
ここで、「ｘ０」，「ｘｈ」，「ｘｉ」，「ｘｊ」，「ｙ０」，「ｙｈ」，「ｙｉ」，及び「ｙｊ」は、各元素の組成比率（モル比）を示すものであり、０≦ｘｈ＜ｘ０，０≦ｘｉ＜ｘ０，０≦ｘｊ＜ｘ０，ｘｈ＝ｘｉ＝ｘｊ，ｙ０＜ｙｈ＜１，ｙｉ＝ｙ０，及び、０＜ｙｊ＜ｙ０、の関係をそれぞれ満たすものである。
例えば、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５とすると、各関係は、０≦ｘｈ＜０．７，０≦ｘｉ＜０．７，０≦ｘｊ＜０．７，ｘｈ＝ｘｉ＝ｘｊ，０．５＜ｙｈ＜１，ｙｉ＝０．５，及び、０＜ｙｊ＜０．５となる。
【００６４】
また、第１の緩和層９１は、「ｙｈ」が、上記関係（ｙ０＜ｙｈ＜１）を満たすと共に、第２の上クラッド層７側からコンタクト層１３側に向かって連続的または段階的に小さくなるように構成され、第３の緩和層９３は、「ｙｊ」が、上記関係（０＜ｙｊ＜ｙ０）を満たすと共に、第２の上クラッド層７側からコンタクト層１３側に向かって連続的にまたは段階的に小さくなるように構成されている。
【００６５】
半導体レーザ素子１００におけるｐ型のリッジ１０ｄは、ｐ型の第２の上クラッド層７とその上に形成された上述のｐ型のヘテロ障壁緩和層９０とを有して構成されている。また、このリッジ１０ｄの段差を埋めるように、エッチングストップ層６上にｎ型の電流狭窄層１２ｄが形成されている。
【００６６】
ここで、第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層９０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を表４にまとめた。表４は、第４実施例の半導体レーザ素子１００の第２の上クラッド層７，ヘテロ障壁緩和層９０，及びコンタクト層１３の各組成比率の関係を示すものである。
【００６７】
【表４】
2009200141.tif 000006
【００６８】
これら「ｘ０」，「ｘｈ」，「ｘｉ」，「ｘｊ」，「ｙ０」，「ｙｈ」，「ｙｉ」，及び「ｙｊ」は、成膜の際の成膜材料ガスの流量比を制御することによって調整することができる。
【００６９】
例えば、第１〜第３の緩和層９１，９２，９３を成膜する際の、Ａｌを含むガスとＧａを含むガスとの混合ガスにおいて、Ａｌを含むガスの流量比率を大きくすることによって「ｘｈ」，「ｘｉ」，「ｘｊ」をそれぞれ大きくすることができ、Ａｌを含むガスの流量比率を小さくすることによって「ｘｈ」，「ｘｉ」，「ｘｊ」をそれぞれ小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を小さくすることによって、「ｙｉ」を大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を大きくすることによって、「ｙｉ」を小さくすることができる。
また、上記混合ガスとＩｎを含むガスとの混合ガスにおいて、Ｉｎを含むガスの流量比率を連続的または段階的に小さくすることによって、これに応じて「ｙｈ」，「ｙｊ」を、それぞれ、連続的または段階的に大きくすることができ、Ｉｎを含むガスの流量比率を連続的または段階的に大きくすることによって、これに応じて「ｙｈ」，「ｙｊ」を、それぞれ、連続的または段階的に小さくすることができる。
【００７０】
ヘテロ障壁緩和層９０を上述した第１〜第３の緩和層９１，９２，９３を有する構成とすることにより、第１〜第３の緩和層９１，９２，９３のバンドギャップエネルギーは、第２の上クラッド層７のバンドギャップエネルギーとコンタクト層１３のバンドギャップエネルギーとの間の値をそれぞれ有するため、これら第１〜第３の緩和層９１，９２，９３によって、第２の上クラッド層７とコンタクト層１３との間に生じるヘテロ障壁を低減（緩和）することができる。
これにより、半導体レーザ素子１００を低い駆動電圧で駆動することができるので、半導体レーザ素子１００の消費電力を抑制することができる。
【００７１】
また、第１の緩和層９１は引張り歪みを有する層であり、これとは逆に、第３の緩和層９３は、圧縮歪みを有する層である。
これら第１の緩和層９１及び第３の緩和層９３に歪みをもたせることにより、コンタクト層１３形成時または形成後の熱履歴によってコンタクト層１３中のＺｎが活性層４に拡散することを、これら第１の緩和層９１及び第３の緩和層９３によって防止することができる。
【００７２】
また、第１の緩和層９１及び第３の緩和層９３の組成比率や厚さを調整することにより、第１の緩和層９１の引張り歪みによる引張り応力と第３の緩和層９３の圧縮歪みによる圧縮応力とを相殺することができるので、製造過程で基板１が反ってしまうことを防止することができる。これにより、半導体レーザ素子１００を生産性良く製造することができる。
【００７３】
また、上述した半導体レーザ素子１００によれば、周期律表の５族の元素であり供給律速とならないＰの組成比率を一定にした状態で、周期律表の３族の元素であり供給律速となるＡｌ，Ｇａ，及びＩｎのうち、組成比率の大きいＩｎ比率（ＡｌとＧａとの組成比率は一定）を調整して成膜するので、第１〜第３の緩和層９１，９２，９３を、それぞれ目的の組成比率を有する層とすることができる。
【００７４】
第２実施例では、第２の上クラッド層７の厚さを１μｍ、ヘテロ障壁緩和層９０の厚さ（第１〜第３の緩和層５１，５２，５３の総厚）を０．１μｍ、コンタクト層１３の厚さを２μｍとし、ｘ０＝０．７，ｙ０＝０．５，ｘｈ＝ｘｉ＝ｘｊ＝０．５，ｙｉ＝０．５とした。
【００７５】
「ｙｈ」については、第１の緩和層９１の成膜開始時が０．９であり、結晶成長方向（図６における上方向）に沿って連続的に小さくなり、成膜終了時には０．４となるように調整した。
即ち、第１の緩和層９１は、「ｙｈ」が第２の上クラッド層７との界面近傍では０．９であり、第２の緩和層９２との界面近傍では０．４であり、第２の上クラッド層７側から第２の緩和層９２側に向かって連続的に小さくなる構成を有する。
【００７６】
「ｙｊ」については、第３の緩和層９３の成膜開始時が０．４であり、結晶成長方向（図６における上方向）に沿って連続的に小さくなり、成膜終了時には０．１となるように調整した。
即ち、第３の緩和層９３は、「ｙｊ」が第２の緩和層９２との界面近傍では０．４であり、コンタクト層１３との界面近傍では０．１であり、第２の緩和層９２側からコンタクト層１３側に向かって連続的に小さくなる構成を有する。
【００７７】
上述した各層の厚さ及び組成比率については、これに限定されるものではない。
【００７８】
本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。
【００７９】
例えば、第１〜第４実施例の半導体レーザ素子において、リッジをｐ型の第２の上クラッド層とｐ型のヘテロ障壁緩和層とを有する構成としたが、これに限定されるものではなく、ｐ型のヘテロ障壁緩和層上に、例えばＧａＡｓ（ガリウム砒素）を主成分とするｐ型のキャップ層を形成し、上記リッジをこのキャップ層を含む構成としてもよい。
【００８０】
また、第１〜第４実施例では、リッジ構造を有する半導体レーザ素子を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、半導体レーザ素子全般に対して有効である。
【００８１】
また、第１〜第４実施例の半導体レーザ素子において、ｐ型をｎ型とし、ｎ型をｐ型とした層構成としてもよい。なお、ｐ型及びｎ型の一方を第１導電型、他方を第２導電型と称する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例を説明するための模式的断面図である。
【図２】本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例を説明するための模式的断面図である。
【図３】本発明に係る半導体レーザ素子の第１実施例を説明するための模式的断面図である。
【図４】本発明に係る半導体レーザ素子の第２実施例を説明するための模式的断面図である。
【図５】本発明に係る半導体レーザ素子の第３実施例を説明するための模式的断面図である。
【図６】本発明に係る半導体レーザ素子の第４実施例を説明するための模式的断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１＿基板、  ３＿下クラッド層、  ４＿活性層、  ５＿第１の上クラッド層、  ６＿エッチングストップ層、  ７＿第２の上クラッド層、  １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ＿リッジ、  １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ＿電流狭窄層、  １３＿コンタクト層、  １５＿ｐ側電極、  １６＿ｎ側電極、  ２０，５０，７０，９０＿ヘテロ障壁緩和層、  ４０，６０，８０，１００＿半導体レーザ素子
【図１】
2009200141.tif 000007
【図２】
2009200141.tif 000008
【図３】
2009200141.tif 000009
【図４】
2009200141.tif 000010
【図５】
2009200141.tif 000011
【図６】
2009200141.tif 000012