(57)【要約】【課題】不純物の拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる半導体レーザ素子を提供する。【解決手段】赤外レーザ活性層３のガイド層３ａ，３ｇの少なくとも一方のキャリア濃度は、1.0×1017cm-3以上である。このため、赤外レーザ活性層３の光出射端面において、不純物の拡散を用いて、この赤外レーザ活性層３のバンドギャップを実効的に大きくして、発振波長に対する非吸収領域を形成する際に、この不純物の拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。【選択図】図２
2009206411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板上に形成された下クラッド層と、
この下クラッド層上に形成されると共にAsを含むAs系活性層と、
このAs系活性層上に形成された上クラッド層と
を備え、
このAs系活性層は、キャリア濃度が1.0×1017cm-3以上のガイド層を含むことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザ素子において、
上記As系活性層の上記ガイド層のキャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3であることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の半導体レーザ素子において、
上記As系活性層は、この光出射端面において、Znの固有拡散により形成されたZn拡散領域を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一つに記載の半導体レーザ素子において、
上記As系活性層は、GaAsまたはAlGaAsの少なくとも一方を含むことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一つに記載の半導体レーザ素子において、
上記基板上に形成された他の下クラッド層と、
この他の下クラッド層上に形成されると共にPを含むP系活性層と、
このP系活性層上に形成された他の上クラッド層と
を有することを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体レーザ素子において、
上記P系活性層は、InGaPまたはAlGaInPの少なくとも一方を含むことを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項７】
基板上に、下クラッド層、Asを含むAs系活性層および上クラッド層を形成する工程と、
このAs系活性層に設けられると共にキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上に設定されたガイド層に、Znの固有拡散によりZn拡散領域を形成する工程と
を備えることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスクあるいは磁気ディスクシステムなどの光情報処理などに使われる半導体レーザ素子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録型のCDディスクやDVDディスクの普及により、高出力のレーザ光を照射できる赤外レーザや赤色レーザの需要が拡大し続けている。現在では、DVDの記録とCDの記録共にできるようなドライブが一般的となっている。最近では、青色、青紫色レーザを含め一つのドライブで3種類のレーザを搭載することが要求されており、ドライブの構造が複雑化することが確実となっている。
【０００３】
図１１Ａに、赤外レーザの活性層を含むGaAsコンタクト層までの結晶成長を行った構造を示す。
【０００４】
n型GaAs基板１０１上に、3.5μmのn型In0.５Ga0.5Pクラッド層１０２、(AlGaAs系)赤外レーザ活性層１０３、0.1μmのp型In0.5Ga0.5P第１クラッド層１０４、1.5μmのp型AlGaInP第２クラッド層１０５、0.05μmのp型In0.5Ga0.5P層１０６、および、0.5μmのp型GaAsコンタクト層１０７を、順次、結晶成長する。
【０００５】
上記p型In0.5Ga0.5P層１０６は、上記p型AlGaInP第２クラッド層１０５と上記p型GaAsコンタクト層１０７とのバンドキャップ差を緩和する。上記p型GaAsコンタクト層１０７は、電極とコンタクトをとる。
【０００６】
図１１Ｂに示すように、上記赤外レーザ活性層１０３は、Al0.46Ga0.54Asガイド層１０３ａ、AlxGa1-xAsガイド層１０３ｂ、AlyGa1-yAs井戸層１０３ｃ、AlxGa1-xAsバリア層１０３ｄ、AlyGa1-yAs井戸層１０３ｅ、AlxGa1-xAsガイド層１０３ｆ、および、Al0.46Ga0.54Asガイド層１０３ｇの多層膜からなる（0.46＞x＞ｙ）。
【０００７】
その後、図１２Ａに示すように、エッチングにより、幅80〜120μmのストライプ状に結晶成長膜を残して、赤外レーザ部１２１を形成する。
【０００８】
そして、図１２Ｂに示すように、赤レーザの活性層を含む結晶成長を行う。n型GaAs基板１０１上に、3.5μmのn型AlGaInPクラッド層１０８、(AlGaInP系)赤レーザ活性層１０９、0.12μmのp型AlGaInP第１クラッド層１１０、0.01μmのInGaPエッチングストップ層１１１、1.5μmのp型AlGaInP第２クラッド層１１２、p型In0.5Ga0.5P層１１３、および、p型GaAsコンタクト層１１４を、順次、結晶成長する。
【０００９】
上記p型In0.5Ga0.5P層１１３は、上記p型AlGaInP第２クラッド層１１２と上記p型GaAsコンタクト層１１４とのバンドキャップ差を緩和する。上記p型GaAsコンタクト層１１４は、電極とコンタクトをとる。
【００１０】
その後、図１２Ｃに示すように、赤外レーザ部１２１の上に成長した赤レーザの結晶部分を除去する。このとき、例えばHClのエッチングにより、赤外レーザ部１２１と隣り合うように、幅80〜120μmのストライプ状に結晶成長膜を残して、赤レーザ部１２２を形成する。
【００１１】
次に、窓形成を行う。図１３に示すように、窓部に相当する位置にZnO膜１１５を形成し、熱処理時の表面荒れ防止膜として、SiO2膜１１６をウェハ全体に成膜する。
【００１２】
そして、図１４Ａと図１４Ｂに示すように、570℃以上で熱処理を行い、ZnO膜１１５からZnを拡散し、活性層１０３，１０９のバンドを実効的に大きくして、窓としてのZn拡散領域Ａを作成する。つまり、このZn拡散領域Ａとは、発振波長に対する非吸収領域であり、活性層１０３，１０９の光出射端面に形成される。最後に、図１５Ａと図１５Ｂに示すように、SiO2膜１１６およびZnO膜１１５を除去する。
【００１３】
その後、図１６Ａに示すように、電流狭窄部の作成のため、ストライプ状のSiO2マスク１１７を作成する。SiO2マスク１１７は、ストライプ状の結晶成長部と平行に配置され、1〜3μmの幅に設定される。
【００１４】
続いて、図１６Ｂに示すように、ドライエッチングにより電流狭窄部を形成する。ドライエッチングを止めるタイミングとして、赤レーザ活性層１０９上に設けられたp型AlGaInP第１クラッド層１１０を用いる。エッチングマーカー層を検知する方法としては、エッチング部にレーザ光を照射しながら光の干渉をモニターする方法により層の変わり目を検知する方法や、ドライエッチングのプラズマ光を波長分析することにより、プラズマ中に含まれる原子の有無を検知し（この従来例の場合、たとえばAl）、エッチングがどこまで進んだかをモニターする。
【００１５】
その後、図１６Ｃに示すように、電流狭窄部を誘電体膜１１８で覆う。このときの誘電体膜１１８は、SiO2やSiNなどを用いる。また、電流狭窄部が完全に覆われたままだと電流が流れる経路が確保できないので、電流狭窄部のp型GaAsコンタクト層１１４の誘電体膜１１８を除去して、電流経路を確保する。
【００１６】
最後に、図１６Ｄに示すように、電極１１９を形成し、ウェハとしてのプロセスは完了する。ウェハプロセス完了後は、Zn拡散領域Ａの中央付近で、導波路に対し垂直にへき開し、共振器を作成する。
【００１７】
上述したように、赤外レーザでは、p型InGaPクラッド層とn型InGaPクラッド層とで活性層を挟み込んだ構造となっており、赤レーザでは、p型AlGaInPクラッド層とn型AlGaInPクラッド層とで活性層を挟み込んだ構造が採用されることが多い（特開平７−５８４０２号公報：特許文献１参照）。
【００１８】
赤色レーザでは、Pを含む系で構成されているのに対し、赤外レーザでは、少なくとも活性層にAsを含む構造となっている。
【００１９】
しかしながら、上記構造では、以下のような問題がある。窓形成のためにZnの固相拡散を用いると、As系でのZnの拡散係数がP系に比べて少ないため、P系と比較して高温が必要となる。つまり、As系の赤外レーザ活性層では、P系の赤レーザ活性層に比べて、Znの固相拡散温度が高くなる。そして、Znの固相拡散温度が高くなると、Inの相互拡散が発生し、発光効率の低下や閾値電流の増加につながる。
【特許文献１】特開平７−５８４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
そこで、この発明の課題は、不純物の拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる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】
【００２１】
上記課題を解決するため、この発明の半導体レーザ素子は、
基板と、
この基板上に形成された下クラッド層と、
この下クラッド層上に形成されると共にAsを含むAs系活性層と、
このAs系活性層上に形成された上クラッド層と
を備え、
このAs系活性層は、キャリア濃度が1.0×1017cm-3以上のガイド層を含むことを特徴としている。
【００２２】
この発明の半導体レーザ素子によれば、As系活性層は、キャリア濃度が1.0×1017cm-3以上のガイド層を含むので、上記As系活性層の光出射端面において、不純物の拡散を用いて、このAs系活性層のバンドギャップを実効的に大きくして、発振波長に対する非吸収領域を形成する際に、この不純物の拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。例えば、Zn固相拡散を用いてZn拡散領域を形成するときに、Zn固相拡散の温度を低減できる。
【００２３】
また、一実施形態の半導体レーザ素子では、上記As系活性層の上記ガイド層のキャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3である。
【００２４】
この実施形態の半導体レーザ素子によれば、上記As系活性層の上記ガイド層のキャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3であるので、発光効率の低下や閾値電流の増加を、最も効果的に防止できる。
【００２５】
また、一実施形態の半導体レーザ素子では、上記As系活性層は、この光出射端面において、Znの固有拡散により形成されたZn拡散領域を有する。
【００２６】
この実施形態の半導体レーザ素子によれば、上記As系活性層は、この光出射端面において、上記Zn拡散領域を有するので、発振波長に対する非吸収領域としてのZn拡散領域を形成しても、Znの拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。
【００２７】
また、一実施形態の半導体レーザ素子では、上記As系活性層は、GaAsまたはAlGaAsの少なくとも一方を含む。
【００２８】
また、一実施形態の半導体レーザ素子では、
上記基板上に形成された他の下クラッド層と、
この他の下クラッド層上に形成されると共にPを含むP系活性層と、
このP系活性層上に形成された他の上クラッド層と
を有する。
【００２９】
この実施形態の半導体レーザ素子によれば、上記P系活性層を有するので、一般に、P系は、As系に比べ、不純物（Zn）の拡散係数が大きくて不純物の拡散温度が小さいため、上記As系活性層の不純物の拡散温度を低減しても、上記P系活性層に非吸収領域を形成できる。
【００３０】
また、一実施形態の半導体レーザ素子では、上記P系活性層は、InGaPまたはAlGaInPの少なくとも一方を含む。
【００３１】
また、この発明の半導体レーザ素子の製造方法は、
基板上に、下クラッド層、Asを含むAs系活性層および上クラッド層を形成する工程と、
このAs系活性層に設けられると共にキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上に設定されたガイド層に、Znの固有拡散によりZn拡散領域を形成する工程と
を備えることを特徴としている。
【００３２】
この発明の半導体レーザ素子の製造方法によれば、基板上に、下クラッド層、Asを含むAs系活性層および上クラッド層を形成する工程と、このAs系活性層に設けられると共にキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上に設定されたガイド層に、Znの固有拡散によりZn拡散領域を形成する工程とを備えるので、発振波長に対する非吸収領域としてのZn拡散領域を形成しても、上記As系活性層の上記ガイド層のキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上であるため、Znの拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。
【発明の効果】
【００３３】
この発明の半導体レーザ素子によれば、As系活性層は、キャリア濃度が1.0×1017cm-3以上のガイド層を含むので、不純物の拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。
【００３４】
この発明の半導体レーザ素子の製造方法によれば、基板上に、下クラッド層、Asを含むAs系活性層および上クラッド層を形成する工程と、このAs系活性層に設けられると共にキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上に設定されたガイド層に、Znの固有拡散によりZn拡散領域を形成する工程とを備えるので、Znの拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の半導体レーザ素子の第１実施形態である横断面図を示している。この半導体レーザ素子３０Ａは、n型GaAs基板１と、この基板１上にそれぞれ設けられたストライプ状の赤外レーザ部２１および赤レーザ部２２とを有する。
【００３７】
赤外レーザ部２１は、基板１上に順に設けられた、（下クラッド層としての）n型In0.５Ga0.5Pクラッド層２、（As系活性層としての）AlGaAs系赤外レーザ活性層３、（上クラッド層としての）p型AlGaInP第１クラッド層４、p型In0.5Ga0.5Pエッチングストップ層５、p型AlGaInP第２クラッド層６、p型In0.5Ga0.5P層７、および、p型GaAsコンタクト層８を有する。
【００３８】
第１クラッド層４の上面は、露出している。コンタクト層８の上面を除いた赤外レーザ部２１の面に、誘電体膜１６が設けられている。コンタクト層８の上面に、電極１７が設けられている。InGaP層７は、第２クラッド層６とコンタクト層８のバンドギャップ差を緩和する。
【００３９】
赤レーザ部２２は、基板１上に順に設けられた、（下クラッド層としての）n型AlGaInPクラッド層９、（P系活性層としての）AlGaInP系赤レーザ活性層１０、（上クラッド層としての）p型AlGaInP第１クラッド層１１、InGaPエッチングマーカー層１２、p型AlGaInP第２クラッド層１３、p型In0.5Ga0.5P層１４、および、p型GaAsコンタクト層１５を有する。
【００４０】
第１クラッド層１１の上面は、露出している。コンタクト層１５の上面を除いた赤レーザ部２２の面に、誘電体膜１６が設けられている。コンタクト層８の上面に、電極１７が設けられている。InGaP層１４は、第２クラッド層１３とコンタクト層１５のバンドギャップ差を緩和する。
【００４１】
図２に示すように、赤外レーザ活性層３は、下から順に、n型Al0.46Ga0.54Asガイド層３ａ、AlxGa1-xAsガイド層３ｂ、AlyGa1-yAs井戸層３ｃ、AlxGa1-xAsバリア層３ｄ、AlyGa1-yAs井戸層３ｅ、AlxGa1-xAsガイド層３ｆ、および、p型Al0.46Ga0.54Asガイド層３ｇを有する（0.46＞x＞ｙ）。
【００４２】
n型AlGaAsガイド層３ａまたはp型AlGaAsガイド層３ｇの少なくとも一方のキャリア濃度は、1.0×1017cm-3以上である。好ましくは、キャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3である。
【００４３】
赤外レーザ活性層３は、従来技術で説明した図１５Ａおよび図１５Ｂと同様に、この光出射端面において、Znの固有拡散により形成されたZn拡散領域Ａを有する。
【００４４】
次に、上記半導体レーザ素子３０Ａの製造方法について説明する。
【００４５】
図３Ａに示すように、基板１上に、3.5μmのn型InGaPクラッド層２、赤外レーザ活性層３、0.12μmのp型AlGaInP第１クラッド層４、0.01μmのp型InGaPエッチングストップ層５、1.3μmのp型AlGaInP第２クラッド層６、0.05μmのp型InGaP層７、および、0.5μmのp型GaAsコンタクト層８を、順次、結晶成長する。
【００４６】
このとき、赤外レーザ活性層３におけるn型AlGaAsガイド層３ａまたはp型AlGaAsガイド層３ｇの少なくとも一方のキャリア濃度は、1.0×1017cm-3以上に設定されている。好ましくは、キャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3に設定されている。
【００４７】
その後、図３Ｂに示すように、エッチングにより、幅80〜120μmのストライプ状に結晶成長膜を残して、赤外レーザ部２１を形成する。
【００４８】
そして、図３Ｃに示すように、赤レーザの活性層を含む結晶成長を行う。n型GaAs基板１上に、3.5μmのn型AlGaInPクラッド層９、(AlGaInP系)赤レーザ活性層１０、0.12μmのp型AlGaInP第１クラッド層１１、0.01μmのInGaPエッチングマーカー層１２、1.3μmのp型AlGaInP第２クラッド層１３、0.05μmのp型In0.5Ga0.5P層１４、および、0.5μmのp型GaAsコンタクト層１５を、順次、結晶成長する。
【００４９】
その後、図３Ｄに示すように、赤外レーザ部２１の上に成長した赤レーザの結晶部分を除去する。このとき、例えばHClのエッチングにより、赤外レーザ部２１と隣り合うように、幅80〜120μmのストライプ状に結晶成長膜を残して、赤レーザ部２２を形成する。
【００５０】
以降の工程については、従来技術で説明した図１３〜図１６と同じであるので、説明を省略する。
【００５１】
上記構成の半導体レーザ素子によれば、赤外レーザ活性層３は、キャリア濃度が1.0×1017cm-3以上のガイド層３ａ（３ｇ）を含むので、赤外レーザ活性層３の光出射端面において、不純物の拡散を用いて、この赤外レーザ活性層３のバンドギャップを実効的に大きくして、発振波長に対する非吸収領域を形成する際に、この不純物の拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。例えば、Zn固相拡散を用いてＺｎ拡散領域Ａを形成するときに、Zn固相拡散の温度を低減できる。
【００５２】
また、赤外レーザ活性層３の上記ガイド層３ａ（３ｇ）のキャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3であるので、発光効率の低下や閾値電流の増加を、最も効果的に防止できる。
【００５３】
また、赤外レーザ活性層３は、この光出射端面において、Ｚｎ拡散領域Ａを有するので、発振波長に対する非吸収領域としてのＺｎ拡散領域Ａを形成しても、Znの拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。
【００５４】
また、赤レーザ活性層１０を有するので、一般に、P系の赤レーザ活性層１０は、As系の赤外レーザ活性層３に比べ、不純物（Zn）の拡散係数が大きくて不純物の拡散温度が小さいため、赤外レーザ活性層３の不純物の拡散温度を低減しても、赤レーザ活性層１０に非吸収領域を形成できる。
【００５５】
また、上記構成の半導体レーザ素子の製造方法によれば、基板１上に赤外レーザ活性層３を形成する工程と、この赤外レーザ活性層３に設けられると共にキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上に設定されたガイド層３ａ（３ｇ）に、Znの固有拡散によりＺｎ拡散領域Ａを形成する工程とを備えるので、発振波長に対する非吸収領域としてのＺｎ拡散領域Ａを形成しても、赤外レーザ活性層３の上記ガイド層３ａ（３ｇ）のキャリア濃度が1.0×1017cm-3以上であるため、Znの拡散温度を低減できて、発光効率の低下や閾値電流の増加を防止できる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図４は、この発明の半導体レーザ素子の第２実施形態を示している。この半導体レーザ素子３０Ｂは、n型GaAs基板１と、この基板１上にそれぞれ設けられたストライプ状の赤外レーザ部２１とを有する。
【００５７】
赤外レーザ部２１は、基板１上に順に設けられた、（下クラッド層としての）n型In0.５Ga0.5Pクラッド層２、(AlGaAs系)赤外レーザ活性層３、（上クラッド層としての）p型AlGaInP第１クラッド層４、p型In0.5Ga0.5Pエッチングストップ層５、p型AlGaInP第２クラッド層６、p型In0.5Ga0.5P層７、および、p型GaAsコンタクト層８を有する。
【００５８】
第１クラッド層４の上面は、露出している。コンタクト層８の上面を除いた赤外レーザ部２１の面に、誘電体膜１６が設けられている。コンタクト層８の上面に、電極１７が設けられている。InGaP層７は、第２クラッド層６とコンタクト層８のバンドギャップ差を緩和する。
【００５９】
赤外レーザ活性層３は、上記第１実施形態で説明した図２と同様に、下から順に、n型Al0.46Ga0.54Asガイド層３ａ、AlxGa1-xAsガイド層３ｂ、AlyGa1-yAs井戸層３ｃ、AlxGa1-xAsバリア層３ｄ、AlyGa1-yAs井戸層３ｅ、AlxGa1-xAsガイド層３ｆ、および、p型Al0.46Ga0.54Asガイド層３ｇを有する（0.46＞x＞ｙ）。
【００６０】
n型AlGaAsガイド層３ａまたはp型AlGaAsガイド層３ｇの少なくとも一方のキャリア濃度は、1.0×1017cm-3以上である。好ましくは、キャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3である。
【００６１】
次に、上記半導体レーザ素子３０Ｂの製造方法について説明する。
【００６２】
上記第１実施形態で説明した図３Ａと同様に、基板１上に、3.5μmのn型InGaPクラッド層２、赤外レーザ活性層３、0.12μmのp型AlGaInP第１クラッド層４、0.01μmのp型InGaPエッチングストップ層５、1.3μmのp型AlGaInP第２クラッド層６、0.05μmのp型InGaP層７、および、0.5μmのp型GaAsコンタクト層８を、順次、結晶成長する。
【００６３】
このとき、赤外レーザ活性層３におけるn型AlGaAsガイド層３ａまたはp型AlGaAsガイド層３ｇの少なくとも一方のキャリア濃度は、1.0×1017cm-3以上に設定されている。好ましくは、キャリア濃度は、5.0×1017〜6.0×1017cm-3に設定されている。
【００６４】
その後、窓形成を行う。図５に示すように、窓部に相当する位置にZnO膜１８を形成し、熱処理時の表面荒れ防止膜として、SiO2膜１９をウェハ全体に成膜する。
【００６５】
そして、図６Ａと図６Ｂに示すように、550℃以上で熱処理を行い、ZnO膜１８からZnを拡散し、活性層３のバンドを実効的に大きくして、窓としてのZn拡散領域Ａを作成する。つまり、このZn拡散領域Ａとは、発振波長に対する非吸収領域であり、活性層３の光出射端面に形成される。最後に、図７Ａと図７Ｂに示すように、SiO2膜１９およびZnO膜１８を除去する。
【００６６】
その後、図８Ａに示すように、電流狭窄部の作成のため、ストライプ状のSiO2マスク２０を作成する。SiO2マスク２０は、1〜3μmの幅に設定される。
【００６７】
続いて、図８Ｂに示すように、ドライエッチングにより電流狭窄部を形成する。ドライエッチングを止めるタイミングとして、活性層３上に設けられたエッチングストップ層５を用いる。エッチングストップ層５を検知する方法としては、エッチング部にレーザ光を照射しながら光の干渉をモニターする方法により層の変わり目を検知する方法や、ドライエッチングのプラズマ光を波長分析することにより、プラズマ中に含まれる原子の有無を検知し（たとえばAl）、エッチングがどこまで進んだかをモニターする。
【００６８】
その後、図８Ｃに示すように、電流狭窄部を誘電体膜１６で覆う。このときの誘電体膜１６は、SiO2やSiNなどを用いる。また、電流狭窄部が完全に覆われたままだと電流が流れる経路が確保できないので、電流狭窄部のコンタクト層８の誘電体膜１６を除去して、電流経路を確保する。
【００６９】
最後に、図４に示すように、電極１７を形成し、ウェハとしてのプロセスは完了する。ウェハプロセス完了後は、Zn拡散領域Ａの中央付近で、導波路に対し垂直にへき開し、共振器を作成する。
【００７０】
（実施例）
次に、図９に、図１６Ｄの従来技術の半導体レーザ素子、図１の第１実施形態の半導体レーザ素子、および、図４の第２実施形態の半導体レーザ素子において、CODフリーとなる（窓形成が十分となる）Zn固相拡散温度、閾値電流および発光効率を比較した表を示す。Zn拡散温度は、10℃刻みで実験を行い、CODフリーとなるZn拡散温度を測定している。共振器長は、全て、同じ長さであり、例えば、1500μmである。
【００７１】
図１０Ａは、従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、赤外レーザ活性層のp型AlGaAsガイド層のキャリア濃度と、CODフリーとなるZn固相拡散温度との関係を示す。
【００７２】
図１０Ｂは、従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、赤外レーザ活性層のp型AlGaAsガイド層のキャリア濃度と、閾値電流との関係を示す。
【００７３】
図１０Ｃは、従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、赤外レーザ活性層のp型AlGaAsガイド層のキャリア濃度と、発光効率との関係を示す。
【００７４】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、従来技術と比較して、第１、第２実施形態では、CODフリーとなるZn固相拡散温度は低減できており、結果として、閾値電流は低減され、発光効率が増大していることがわかる。
【００７５】
従来技術では、CODフリーとなるZn固相拡散温度が580℃であるのに対し、第１、第２実施形態では、キャリア濃度の増大に従い、徐々に低減していくことがわかる。これは、p型AlGaAsガイド層をp型ドープしたことにより、Zn拡散係数が上がったことによると思われる。しかし、キャリア濃度を10.0×1017cm-3まで高くすると、閾値電流の増大、発光効率の減少が顕著となってくる。つまり、キャリア濃度としては、5.0×1017〜6.0×1017cm-3が望ましいことがわかる。なお、p型ドーパントとして、Znを用いた。
【００７６】
なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、赤外レーザ活性層の代わりに、GaAsまたはAlGaAsの少なくとも一方を含むAs系活性層であってもよい。また、赤レーザ活性層の代わりに、InGaPまたはAlGaInPの少なくとも一方を含むP系活性層であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の半導体レーザ素子の第１実施形態を示す横断面図である。
【図２】赤外レーザ活性層の断面図である。
【図３Ａ】図１の半導体レーザ素子の製造方法の第１工程を示す横断面図である。
【図３Ｂ】図１の半導体レーザ素子の製造方法の第２工程を示す横断面図である。
【図３Ｃ】図１の半導体レーザ素子の製造方法の第３工程を示す横断面図である。
【図３Ｄ】図１の半導体レーザ素子の製造方法の第４工程を示す横断面図である。
【図４】本発明の半導体レーザ素子の第２実施形態を示す横断面図である。
【図５】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第１工程を示す横断面図である。
【図６Ａ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第２工程を示す横断面図である。
【図６Ｂ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第２工程を示す縦断面図である。
【図７Ａ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第３工程を示す横断面図である。
【図７Ｂ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第３工程を示す縦断面図である。
【図８Ａ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第４工程を示す横断面図である。
【図８Ｂ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第５工程を示す横断面図である。
【図８Ｃ】図４の半導体レーザ素子の製造方法の第６工程を示す横断面図である。
【図９】従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、CODフリーとなるZn固相拡散温度、閾値電流および発光効率を比較した表である。
【図１０Ａ】従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、赤外レーザ活性層のp型AlGaAsガイド層のキャリア濃度と、CODフリーとなるZn固相拡散温度との関係を示すグラフである。
【図１０Ｂ】従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、赤外レーザ活性層のp型AlGaAsガイド層のキャリア濃度と、閾値電流との関係を示すグラフである。
【図１０Ｃ】従来技術、第１実施形態および第２実施形態において、赤外レーザ活性層のp型AlGaAsガイド層のキャリア濃度と、発光効率との関係を示すグラフである。
【図１１Ａ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第１工程を示す横断面図である。
【図１１Ｂ】赤外レーザ活性層の断面図である。
【図１２Ａ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第２工程を示す横断面図である。
【図１２Ｂ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第３工程を示す横断面図である。
【図１２Ｃ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第４工程を示す横断面図である。
【図１３】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第５工程を示す横断面図である。
【図１４Ａ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第６工程を示す横断面図である。
【図１４Ｂ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第６工程を示す縦断面図である。
【図１５Ａ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第７工程を示す横断面図である。
【図１５Ｂ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第７工程を示す縦断面図である。
【図１６Ａ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第８工程を示す横断面図である。
【図１６Ｂ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第９工程を示す横断面図である。
【図１６Ｃ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第１０工程を示す横断面図である。
【図１６Ｄ】従来の半導体レーザ素子の製造方法の第１１工程を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  n型GaAs基板
２  n型In0.５Ga0.5Pクラッド層
３  (AlGaAs系)赤外レーザ活性層
３ａ  n型Al0.46Ga0.54Asガイド層
３ｂ  AlxGa1-xAsガイド層
３ｃ  AlyGa1-yAs井戸層
３ｄ  AlxGa1-xAsバリア層
３ｅ  AlyGa1-yAs井戸層
３ｆ  AlxGa1-xAsガイド層
３ｇ  p型Al0.46Ga0.54Asガイド層
４  p型AlGaInP第１クラッド層
５  p型In0.5Ga0.5Pエッチングストップ層
６  p型AlGaInP第２クラッド層
７  p型In0.5Ga0.5P層
８  p型GaAsコンタクト層
９  n型AlGaInPクラッド層
１０  (AlGaInP系)赤レーザ活性層
１１  p型AlGaInP第１クラッド層
１２  InGaPエッチングマーカー層
１３  p型AlGaInP第２クラッド層
１４  p型In0.5Ga0.5P層
１５  p型GaAsコンタクト層
１６  誘電体膜
１７  電極
１８  ZnO膜
１９  SiO2膜
２０  SiO2マスク
２１  赤外レーザ部
２２  赤レーザ部
３０Ａ，３０Ｂ  半導体レーザ素子
Ａ  Zn拡散領域
１０１  n型GaAs基板
１０２  n型In0.５Ga0.5Pクラッド層
１０３  (AlGaAs系)赤外レーザ活性層
１０３ａ  Al0.46Ga0.54Asガイド層
１０３ｂ  AlxGa1-xAsガイド層
１０３ｃ  AlyGa1-yAs井戸層
１０３ｄ  AlxGa1-xAsバリア層
１０３ｅ  AlyGa1-yAs井戸層
１０３ｆ  AlxGa1-xAsガイド層
１０３ｇ  Al0.46Ga0.54Asガイド層
１０４  p型In0.5Ga0.5P第１クラッド層
１０５  p型AlGaInP第２クラッド層
１０６  p型In0.5Ga0.5P層
１０７  p型GaAsコンタクト層
１０８  n型AlGaInPクラッド層
１０９  (AlGaInP系)赤レーザ活性層
１１０  p型AlGaInP第１クラッド層
１１１  InGaPエッチングストップ層
１１２  p型AlGaInP第２クラッド層
１１３  p型In0.5Ga0.5P層
１１４  p型GaAsコンタクト層
１１５  ZnO膜
１１６  SiO2膜
１１７  SiO2マスク
１１８  誘電体膜
１１９  電極
１２１  赤外レーザ部
１２２  赤レーザ部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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