(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型ＧａＡｓ基板上に、第一導電型のＩｎ0.49Ｇａ0.51ＰまたはＡｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ（ただし、0.2≦z1≦0.8）からなる下部クラッド層、第一導電型またはアンドープのＧａＡｓ下部光導波層、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層（ただし、0.49y3＜x3≦0.4,0≦y3≦0.1）、第二導電型またはアンドープのＧａＡｓ上部光導波層をこの順に積層してなる積層体上に、
共振器の共振方向にストライプ状に、電流注入領域および該電流注入領域の両側にそれぞれ所定距離離れた領域に開口を有する第二導電型Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層（ただし、0≦x8≦1）および第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層をこの順に備え、
前記第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層上および電流注入領域以外の領域の前記開口に露出する前記上部光導波層上に、第一導電型あるいは第二導電型のＩｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層（ただし、0≦x9≦1）および第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層をこの順に備え、
前記第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上および前記電流注入領域の開口に露出する前記上部光導波層上に、第二導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ上部クラッド層および第二導電型ＧａＡｓコンタクト層を備えてなることを特徴とする半導体レーザ素子。
【請求項２】
前記第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上に、第一導電型あるいは第二導電型のＧａＡｓキャップ層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ素子。
【請求項３】
前記Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層と前記第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層との間に第二導電型ＧａＡｓ層が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ素子。
【請求項４】
前記第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層の積層方向の途中に、前記活性層よりバンドギャップが小さいＩｎＧａＡｓ量子井戸層を備えたことを特徴とする請求項１、２または３記載の半導体レーザ素子。
【請求項５】
第一導電型ＧａＡｓ基板上に、第一導電型のＩｎ0.49Ｇａ0.51ＰまたはＡｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ（ただし、0.2≦z1≦0.8）からなる下部クラッド層、第一導電型またはアンドープのＧａＡｓ下部光導波層、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層（ただし、0.49y3＜x3≦0.4,0≦y3≦0.1）、第二導電型またはアンドープのＧａＡｓ上部光導波層、第二導電型Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層（ただし、0≦x8≦1）、第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層をこの順に積層し、
前記第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層と前記第二導電型Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層とを、電流注入領域および該電流注入領域の両側から所定距離離れた領域を共振器方向にストライプ状に除去して前記上部光導波層を露出させ、Ａｓ雰囲気で昇温した後、前記第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層上および前記露出された上部光導波層上に、再成長により第一導電型あるいは第二導電型のＩｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層（ただし、0≦x9≦1）および第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層をこの順に積層し、
前記電流注入領域の、前記第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層および前記Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層を除去して、前記上部光導波層を露出させ、
Ａｓ雰囲気で昇温した後、前記第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上および前記露出された上部光導波層上に、再成長により第二導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ上部クラッド層および第二導電型ＧａＡｓコンタクト層をこの順に積層す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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザ素子に関し、特に、発振波長が９８０ｎｍ帯であり、ＡＲＲＯＷ構造を有する半導体レーザ素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ増幅器励起用の光源として、信頼性の高い回折限界の高品質ビームを有する高出力半導体レーザが期待されている。現在、980ｎｍ帯の高出力の回折限界発振可能な半導体レーザとして、米国特許第5606570号において、InGaAsを活性層とし、InGaAlPを電流狭窄層とし、GaAsを高屈折率媒質とした、非共鳴の反射光閉じ込め（Antiresonant Reflecting Optical Waveguide）構造（以下、ＡＲＲＯＷ構造と称する）を備えた半導体レーザ素子が、高出力化が可能であるものとして報告されている。ＡＲＲＯＷ構造とは、低屈折率の複数のコア領域、該コア領域間および両外側に設けられる高屈折率領域、該コア領域および高屈折率領域のさらに外側に設けられる、コア領域と略同一の屈折率を有する低屈折率領域およびさらに最外側に設けられる高屈折率領域を備えるものであり、各コア領域に光閉じ込めを行うものである。本構造によると、コア領域の両外側に設けられた高屈折率領域が基本横モードに対する反射部（reflector）として作用し、さらに外側に設けられた低屈折率領域により光の漏れを抑制することにより基本横モード制御を行うことができる。なお、基本横モード制御を行う際、発振波長をλとし、コア領域の等価屈折率をnc、コア領域幅をdc、該コア領域の両外側に設けられた高屈折率領域の等価屈折率と幅をそれぞれnbおよびdb1としたとき、
【数１】
0003850288.tif 000002
となり、その外側となる低屈折率領域の幅がdc/2となるように、さらに複数コアの各コア間に設けられた高屈折率領域の幅db2が
【数２】
0003850288.tif 000003
となるようにすることが望ましいことが報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許に例示されている半導体レーザ素子は、再成長技術を要する構造であって、さらに、その際、InGaP層、InAlP層およびGaAs層が再成長前に表面に露出する構造であるため、再成長時の昇温過程でPとAsの表面での相互拡散が生じ、再成長不良を起こしやすいという欠点があり、実用化に適していない。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みて、ＡＲＲＯＷ構造を有する半導体レーザ素子であって、低出力から高出力まで信頼性の高い半導体レーザ素子およびその半導体レーザ素子を容易に製造する方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体レーザ素子は、第一導電型ＧａＡｓ基板上に、第一導電型のＩｎ0.49Ｇａ0.51ＰまたはＡｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ（ただし、0.2≦z1≦0.8）からなる下部クラッド層、第一導電型またはアンドープのＧａＡｓ下部光導波層、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層（ただし、0.49y3＜x3≦0.4,0≦y3≦0.1）、第二導電型またはアンドープのＧａＡｓ上部光導波層をこの順に積層してなる積層体上に、共振器の共振方向にストライプ状に、電流注入領域および該電流注入領域の両側にそれぞれ所定距離離れた領域に開口を有する第二導電型Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層（ただし、0≦x8≦1）および第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層をこの順に備え、第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層上および電流注入領域以外の領域の前記開口に露出する前記上部光導波層上に、第一導電型あるいは第二導電型Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層（ただし、0≦x9≦1）および第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層をこの順に備え、第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上および電流注入領域の開口に露出する上部光導波層上に、第二導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ上部クラッド層および第二導電型ＧａＡｓコンタクト層を備えてなることを特徴とするものである。
【０００６】
第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上に、第一導電型あるいは第二導電型のＧａＡｓキャップ層が設けられていてもよい。
【０００７】
Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層と第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層との間に第二導電型ＧａＡｓ層が設けられていてもよい。
【０００８】
なお、電流注入領域の幅は３μｍ以上であることが望ましい。
【０００９】
第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層の積層方向の途中に、活性層よりバンドギャップが小さいＩｎＧａＡｓ量子井戸層を備えていてもよい。
【００１０】
本発明の半導体レーザ素子の製造方法は、第一導電型ＧａＡｓ基板上に、第一導電型のＩｎ0.49Ｇａ0.51ＰまたはＡｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ（ただし、0.2≦z1≦0.8）からなる下部クラッド層、第一導電型またはアンドープのＧａＡｓ下部光導波層、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層（ただし、0.49y3＜x3≦0.4,0≦y3≦0.1）、第二導電型またはアンドープのＧａＡｓ上部光導波層、第二導電型Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層（ただし、0≦x8≦1）、第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層をこの順に積層し、第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層と第二導電型Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層とを、電流注入領域および該電流注入領域の両側から所定距離離れた領域を共振器方向にストライプ状に除去して上部光導波層を露出させ、Ａｓ雰囲気で昇温した後、第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層上および前記露出された上部光導波層上に、再成長により第一導電型あるいは第二導電型Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層（ただし、0≦x9≦1）および第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層をこの順に積層し、電流注入領域の、第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層およびＩｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層を除去して、上部光導波層を露出させ、Ａｓ雰囲気で昇温した後、第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上および露出された上部光導波層上に、再成長により第二導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ上部クラッド層および第二導電型ＧａＡｓコンタクト層をこの順に積層することを特徴とするものである。
【００１１】
第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層の上に第一導電型あるいは第二導電型のＧａＡｓ層を成長してもよい。
【００１２】
なお、上記第一導電型と第二導電型とは、逆極性を示すものであり、例えば、第一導電型がｎ型であれば、第二導電型はｐ型であることを示す。
【００１３】
また、上記アンドープとは導電性不純物が導入されていないことを示す。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の半導体レーザ素子によれば、上述のような層構成を備えたことにより、活性層に水平な方向において、ストライプ状の電流注入開口によって規定されるコア領域を中心として、その両側にコア領域の等価屈折率よりも高い等価屈折率である高屈折率領域、その外側にコア領域と同等の等価屈折率である低屈折率領域、さらにその外側に第二の高屈折率領域を備えた、いわゆるＡＲＲＯＷ構造を構成したものとすることができる。
【００１５】
このＡＲＲＯＷ構造を備えたことにより、ＡＲＲＯＷ構造を備えない素子と比較して、ストライプ幅を広くしても横モード制御がなされた単峰性のビームを発振することができる。すなわち、ＡＲＲＯＷ構造を備えない素子においては、横モード制御を行うために、ストライプ幅を３μｍより小さくする必要があったため、それに応じて活性領域幅が制限され、高出力化を図ると活性層への光密度が高くなり端面劣化を引き起こすために高出力発振を行うことができなかった。しかし、上述したような等価屈折率分布のＡＲＲＯＷ構造を有する素子であるため、幅広のストライプ幅の領域に良好な光閉じ込めを行うことができ、幅広の活性領域からの横基本モード発振が可能となる。なお、３μｍ以上の幅広の活性領域を備えれば活性層の光密度が低減できるので、端面の光吸収再結合による温度上昇を低減でき、ＡＲＲＯＷ構造を備えない素子と比較して高出力の光ビームを得ることができる。
【００１６】
また特に、光導波層とＧａＡｓ電流狭窄層とにＧａＡｓを用いたことにより、高屈折率領域の屈折率の制御が容易であるので、水平方向の等価屈折率分布の制御性が高いＡＲＲＯＷ構造を得ることができる。
【００１７】
また、第一導電型ＧａＡｓ電流狭窄層の積層方向の途中に、活性層よりバンドギャップの小さいＩｎＧａＡｓ量子井戸層を備えたものとすれば、ＩｎＧａＡｓ量子井戸層において光吸収が起こるために基本横モード発振の利得を高くすることができる。
【００１８】
本発明の半導体レーザ素子の製造方法によれば、活性層に水平な方向において、ストライプ状の電流注入開口によって規定されるコア領域を中心として、その両側にコア領域の等価屈折率よりも高い等価屈折率である高屈折率領域、その外側にコア領域と同等の等価屈折率である低屈折率領域、さらにその外側に第二の高屈折率領域を備えた、いわゆるＡＲＲＯＷ構造を備えた半導体レーザ素子を高精度にかつ容易に製造することができる。
【００１９】
また、再成長前に露出する層がほぼＡｌＧａＡｓ電流狭窄層とＧａＡｓ上部光導波層のみとなり、一回の再成長前に露出する層にＡｓとＰとが同時に存在することがないので両者の相互拡散を抑制し、再成長の結晶品質を向上させることができる。
【００２０】
また、エッチング阻止層をＩｎＧａＰ層にすることにより、ＧａＡｓエッチング精度が高くなり、ＡＲＲＯＷ構造に必要な屈折率分布を高精度に形成することができる。
【００２１】
また、第一導電型Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層上に、第一導電型あるいは第二導電型のＧａＡｓキャップ層を成長することにより、上部クラッド層の再成長の際にＡｌＧａＡｓ電流狭窄層の露出が少ないため、Ａｌの酸化を低減することができるので、結晶品質が良好となり信頼性を向上させることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態による半導体レーザ素子について説明する。図１にその半導体レーザ素子の断面図を示す。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態の半導体レーザ素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ下部クラッド層２（0.2≦z1≦0.8）、ｎ−またはi−ＧａＡｓ下部光導波層３、Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層（0.49y3＜x3≦0.4,0≦y3≦0.1）４、ｐ−またはi−ＧａＡｓ上部光導波層５を積層した積層体上に、共振器方向に延びるストライプ状に、幅dcの電流注入領域20および該電流注入領域20の両側にそれぞれdb1離れたdc/2幅の領域に開口を有するｐ−Ｉｎx8Ｇａ１-x8Ｐ第一エッチング阻止層６（0≦x8≦１）およびｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７を備え、該ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７上および電流注入領域20以外の開口に露出するｐ−ＧａＡｓ上部光導波層５上に、ｐ−Ｉｎx9Ｇａ１-x9Ｐ第二エッチング阻止層８（0≦x9≦1）を備え、該第二エッチング阻止層８上に、電流注入領域20に開口を有するｎ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ電流狭窄層９を備え、さらに、このｎ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ電流狭窄層９上および電流注入領域20の開口に露出するＧａＡｓ上部光導波層５上に、ｐ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ上部クラッド層10およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層11を備えてなるものである。
【００２５】
本実施の形態で、下部クラッド層の組成をＧａＡｓに格子整合するp−Ｉｎ0.49Ｇａ0.51Ｐとしてもよく、同様にＡＲＲＯＷ構造の形成に必要な屈折率分布が得られる。
【００２６】
この半導体レーザ素子は、上述の層構成により、活性層に水平な方向において、ストライプ状の電流注入領域20によって規定されるコア領域を中心として、その両側にコア領域の等価屈折率ncよりも高い等価屈折率nbである高屈折率領域、その外側にコア領域と同等の等価屈折率ncである低屈折率領域を備え、さらにその外側に等価屈折率nbである第二の高屈折率領域を備えた、図２に示すような等価屈折率分布が形成されている。
【００２７】
なお、前述のとおり、発振波長をλとし、コア領域の等価屈折率をnc、コア領域の両側の高屈折率領域の屈折率をnbとしたとき、コア領域の両側の高屈折率領域の幅db1は、
【数３】
0003850288.tif 000004
であることが望ましい。なお、ｍは正の整数である。さらに、この高屈折率領域の外側に設けられたdc/2幅の低屈折率領域により、光出力の横方向（等価屈折率分布を有する方向）への漏れを抑制し、回折限界の単峰性の発振が得られる良好なＡＲＲＯＷ構造を形成することができる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施の形態による半導体レーザ素子について説明する。その半導体レーザ素子の断面図を図３に示す。なお、第１の実施の形態と同等の層には同符号を付し詳細な説明を省略する（以下、同様とする）。本実施の形態の半導体レーザ素子は、ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７の積層方向の途中に量子井戸活性層４よりもバンドギャップが小さいInGaAs量子井戸層14を備えてなるものである。このInGaAs量子井戸層14を備えた素子は、InGaAs量子井戸層14において光吸収が起こるために基本横モード発振の利得が高くなる。
【００２９】
また、本発明は、上述のような単一コアのＡＲＲＯＷ構造に限るものではなく、マルチコアを有する構造であってもよい。マルチコアのＡＲＲＯＷ構造とする場合には、活性層に水平な方向における等価屈折率分布が図４のようになるようにする。この場合、幅dcの複数のコア領域の両端に配される高屈折率領域の幅db1は上式を満たし、各コア領域間の高屈折率領域は、その幅db2が、
【数４】
0003850288.tif 000005
を満たすことが望ましい。なお、ｍは正の整数である。
【００３０】
次に、本発明の第３の実施の形態による半導体レーザ素子について説明する。その半導体レーザ素子の断面図を図５に示す。上述のようにマルチコアを有するＡＲＲＯＷ構造を有する素子の断面図を示す。本実施の形態は第１の実施の形態の半導体レーザ素子と層構成は同一であるが、幅db2間隔で設けられた幅dcの３つの電流注入領域21a,21b,21cおよび該両端の電流注入領域21a,21cの両側にそれぞれdb1離れたdc/2幅の領域に開口を有するｐ−Ｉｎx8Ｇａ１-x8Ｐ第一エッチング阻止層６およびｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７を備えたことにより、３つのコア領域を有するものである点で異なる。このようにマルチコアにすることによりさらに高出力化が可能となる。
【００３１】
なお、上記半導体層の成長法しては、固体あるいはガスを原料とする分子線エピタキシャル成長法を用いてもよい。上記構造はｎ型層を最初に成長しているが、ｐ型層から成長しても良く、その場合、導電性を反転するだけでよい。
【００３２】
活性層は多重量子井戸構造でもよい。また、活性層を挟むように、活性層の圧縮歪を補償する引張り歪ｉ-Ｉｎx4Ｇａ1-x4Ａｓ1-y4Ｐy4（0≦x4＜0.49y4，0＜y4≦0.4）障壁層を設けてもよい。これにより活性層近傍トータル歪を低減し、活性層の結晶性を向上させることができる。
【００３３】
なお、ＧａＡｓ上部光導波層５の厚みが100ｎｍ以下である場合、ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７とｐ−Ｉｎx8Ｇａ１-x8Ｐ第一エッチング阻止層６との間にp−ＧａＡｓ層を設けることにより、ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７からの電流の漏れを防止することができるので、電気特性を向上させることができる。
【００３４】
また、発振時の端面での光吸収による再結合非発光電流を抑制するために、共振器端面近傍のｐ−ＧａＡｓコンタクト層11を除去することにより、より高出力化を図ることができる。
【００３５】
【実施例】
以下に、図１に示した半導体レーザ素子の具体的な層構成およびその製造方法の一実施例を図６を参照して説明する。なお、成長用原料として、トリメチルガリウム（TMG）、トリメチルインジュウム（TMI）、トリメチルアルミニウム（TMA）、アルシンおよびフォスフィンを原料とし、n型ドーパントガスとして、シランガスを用い、p型ドーパントとしてジメチルジンク（DMZ）を用いる。
【００３６】
図６（ａ）に示すように、有機金属気相成長法により（００１）ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、ｎ−Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ下部クラッド層２、ｎまたはｉ−ＧａＡｓ下部光導波層３、ｉ-Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層４（0.49y3＜x3≦0.4,0≦y3≦0.１，厚さ5から20ｎｍ程度）、ｐまたはｉ−ＧａＡｓ上部光導波層５、ｐ−Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層６、ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７（0.5μｍ）を積層する。なおここで、x3=0.2, y3=0とすれば発振波長は980ｎｍとなり、また活性層の組成を変化させることにより発振波長を、900＜λ＜1200（ｎｍ）の範囲で制御することができる。
【００３７】
次に、図６（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法によって幅６μｍのストライプ状の電流注入領域20、およびその両側に1.8μｍの間隔を空けて３μｍ幅の領域のレジストパターンを開口し、レジストをマスクとして硫酸と過酸化水素水系のエッチング液でｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７をエッチングした。この時、自動的にｐ−Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層６でエッチングが停止した。引き続きレジストを除去し、塩酸系エッチング液で、ｐ−Ｉｎx8Ｇａ1-x8Ｐ第一エッチング阻止層６をエッチングした。この時自動的にＧａＡｓ上部光導波層５でエッチングが停止し、ＧａＡｓ上部光導波層５が露出する。引き続き、Ａｓ雰囲気で昇温を行い、その後、順次ガス切り替えを行うことにより、露出されたＧａＡｓ上部光導波層５およびｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層７上にｐ−Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層８（0≦x9≦1）およびｎ−Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層９（厚さ0.5μｍ）をこの順に成長した。なお、第二エッチング阻止層８はｎ−Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐでもよい。
【００３８】
次に、図６（ｃ）に示すように、レジストを塗布し、電流注入領域のレジストを除去し、硫酸と過酸化水素水系のエッチング液で、レジストをマスクとしてｎ−Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層９をエッチングした。この時、自動的に、ｐ−Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層８で自動的にエッチングが停止した。レジストを除去後、塩酸系のエッチング液で、ｐ−Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層８を除去した。この時、自動的にＧａＡｓ上部光導波層５でエッチングが停止し、ストライプ領域に電流注入領域が形成された。
【００３９】
次に、図６（ｄ）に示すように、再成長表面がＧａＡｓ及びＡｌＧａＡｓとなった状態でＡｓ雰囲気で昇温し、ｐ−Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ上部クラッド層10およびｐ−ＧａＡｓコンタクト層11を形成した。引き続き、ｐ側電極12を形成後、基板を研磨し、ｎ側電極13を形成し、試料をへき開して形成した共振器面の一方に高反射率コート、他方に低反射コートを行い、その後、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。
【００４０】
なお、ｎ−Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層９を積層した後に第一導電型あるいは第二導電型のＧａＡｓキャップ層を積層してもよい。そして、このＧａＡｓキャップ層のパターニングはｎ−Ａｌz1Ｇａ1-z1Ａｓ電流狭窄層９をエッチングする際にエッチングできる。
【００４１】
本発明の半導体レーザ素子は、高出力まで信頼性が高いので、高速な情報・画像処理及び通信、計測、医療、印刷の分野での光源として応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体レーザ素子を示す断面図
【図２】単一コアのＡＲＲＯＷ構造を備えた半導体レーザ素子の活性層に水平方向の等価屈折率分布を示す図
【図３】本発明の第２の実施の形態による半導体レーザ素子を示す断面図
【図４】マルチコアを有するＡＲＲＯＷ構造を備えた半導体レーザ素子における活性層に水平方向の等価屈折率分布を示す図
【図５】本発明の第３の実施の形態による半導体レーザ素子を示す断面図
【図６】本発明の一実施例の半導体レーザ素子を示す断面図
【符号の説明】
１    ｎ−ＧａＡｓ基板
２    ｎ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ下部クラッド層
３    ｎ−またはi−ＧａＡｓ下部光導波層
４    Ｉｎx3Ｇａ1-x3Ａｓ1-y3Ｐy3圧縮歪量子井戸活性層
５    ｐ−またはi−ＧａＡｓ上部光導波層
６    ｐ−Ｉｎx8Ｇａ１-x8Ｐ第一エッチング阻止層
７    ｎ−ＧａＡｓ電流狭窄層
８    ｐ−Ｉｎx9Ｇａ1-x9Ｐ第二エッチング阻止層
９    ｎ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ電流狭窄層
10    ｐ−Ａｌz1Ｇａ１-z1Ａｓ上部クラッド層
11    ｐ−ＧａＡｓコンタクト層
12    ｐ側電極
13    ｎ側電極
20    電流注入領域
【図１】
0003850288.tif 000006
【図２】
0003850288.tif 000007
【図３】
0003850288.tif 000008
【図４】
0003850288.tif 000009
【図５】
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【図６】
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