(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
GaAs基板上に、ｐおよびｎ型の一方の導電性を有する第一クラッド層、第一光導波層、Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 第一バリア層、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３ 量子井戸活性層、Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 第二バリア層、第二光導波層、ｐ型およびｎ型の他方の導電性を有する第二クラッド層がこの順に積層されてなる半導体レーザ装置であって、
前記第一および第二クラッド層が前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、
前記第一および第二光導波層が前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、
前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対して引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であって、その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを満たす組成からなり、
前記Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３ 量子井戸活性層が、前記GaAs基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対して0.003 までの引張り歪を有する組成からなるものであることを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
GaAs基板上に、ｐ型およびｎ型の一方の導電性を有する第一クラッド層、第一光導波層、Inｘ２Ga１−ｘ２P第一バリア層、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３ 量子井戸活性層、Inｘ２Ga１−ｘ２P第二バリア層、第二光導波層、ｐ型およびまたはｎ型の他方の導電性を有する第二クラッド層がこの順に積層されてなる半導体レーザ装置であって、
前記第一および第二クラッド層が前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、
前記第一および第二光導波層が前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、
前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対して引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であって、その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを満たす組成からなり、
前記Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３ 量子井戸活性層が、前記GaAs基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対して0.003 までの引張り歪を有する組成からなるものであることを特徴とする半導体レーザ装置。
【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装置に関し、詳しくは半導体レーザ装置を構成する半導体層の組成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、0.7-0.85μｍ帯の半導体レーザとしては、n-GaAs基板に、n-AlGaAsクラッド層、n またはi-AlGaAs光導波層、i-AlGaAs活性層、p またはi-AlGaAs光導波層、p-AlGaAsクラッド層、p-GaAsキャップ層を積層してなる半導体レーザが一般的である。しかし、この構造では活性層にAlを含み、Alは化学的に活性で酸化されやすいため、劈開して形成した共振器端面が劣化しやすく、高信頼性という点で不利である。
【０００３】
そこで、オールAlフリーとなる875ｎｍ帯の半導体レーザとして、IEEE Photonics technology Letters,Vol.6,No.4(1994)p.465 に示されるようにn-GaAs基板上に、n-InGaP クラッド層、アンドープInGaAsP 光導波層、GaAs量子井戸活性層、アンドープInGaAsP 光導波層、p-InGaP クラッド層、p-GaAsキャップ層からなる半導体レーザが提案されている。しかし、このAlフリーの半導体レーザは素子特性の温度依存性が大きく、最高光出力は4.2 Ｗと高いが、光出力１Ｗ以上で漏れ電流の発生により発光効率が悪くなってくるという欠点を有しており、0.8 μｍ近傍の短波長帯では高出力半導体レーザとしては実用上耐えないものである。
【０００４】
一方、活性層がAlフリーとなる0.8μｍ帯の半導体レーザとして、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34(1995)pp.L1175-1177に示されているようなn-GaAs基板にn-AlGaAsクラッド層、i-InGaP 光導波層、InGaAsP 量子井戸活性層、i-InGaP 光導波層、p-AlGaAsクラッド層、p-GaAsキャップ層からなる半導体レーザが報告されている。しかし、この半導体レーザは、キャリアのオーバーフローにより素子特性の温度特性が大きいという欠点を持っており、高出力発振時での駆動電流が増大し、発熱に伴う素子温度上昇による信頼性の劣化が生じる。
【０００５】
また、IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics,Vol.3,No.2(1997)p.180 には、活性層として、基板に対して圧縮歪を有する組成比のGaInP半導体を用い、該活性層の圧縮歪をキャンセルする以上の引張り歪を有するAlGaInP 層をサイドバリア層として備えて、レーザ素子の出射端面近傍で結晶構造緩和を生ぜしめ、端面におけるバンドギャップを大きくすることにより、レーザ発振時の光の吸収を小さくして端面での光吸収による素子の劣化を低減し、信頼性を向上した半導体レーザが提案されている。しかしながら、InGaAsP 系の活性層により800nm 帯の半導体レーザを構成しようとする場合、Jpn.J.Appl.Phys.Vol.21(1982)p.L323 に示すようにInGaAsP 系の組成比とバンドギャップとの関係において相分離を起こす組成領域が、圧縮歪を有する組成比と重なるために、InGaAsP 系の半導体層により大きな圧縮歪を有する活性層を形成することが困難であり、上記文献に示されるような信頼性の高い半導体レーザを800nm 系半導体レーザにおいて実現することは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、耐久性があり、かつ、高出力発振下においても信頼性の高い0.8 μｍ帯の半導体レーザを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による１つの半導体レーザ装置は、GaAs基板上に、ｐ型およびｎ型の一方の導電性を有する第一クラッド層、第一光導波層、Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 第一バリア層、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３ 量子井戸活性層、Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  第二バリア層、第二光導波層、ｐ型およびｎ型の他方の導電性を有する第二クラッド層がこの順に積層されてなる半導体レーザ装置であって、
前記第一および第二クラッド層が前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、前記第一および第二光導波層が前記GaAs基板に格子整合する組成からなり、
前記第一および第二バリア層が、前記GaAs基板に対して引張り歪を有する、合計層厚10〜30ｎｍの層であって、その引張り歪の歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍを満たす組成からなり、
前記Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３ 量子井戸活性層が、前記GaAs基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対して0.003 までの引張り歪を有する組成からなるものであることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明による別の半導体レーザ装置は、第一および第二バリア層がInｘ２Ga１−ｘ２P系組成からなり、その他の構成は上記第１の半導体レーザ装置と同様とされたものである。
【０００９】
ここで、前記合計層厚とは、前記第一および第二バリア層の層厚を合計したものをいう。
【００１０】
また第一および第二バリア層の前記GaAs基板に対する引張り歪の歪量とは、該歪量をΔ１ とし、GaAs基板の格子定数をａＧａＡｓとし、バリア層の格子定数をａ１ とした場合Δ１ ＝（ａＧａＡｓ−ａ１  ）／ａＧａＡｓで表されるものである。
【００１１】
同様に、前記量子井戸活性層の前記GaAs基板に対する引張り歪の歪量とは、該歪量をΔ２ とし、活性層の格子定数をａ２ とした場合Δ２ ＝（ａＧａＡｓ−ａ２  ）／ａＧａＡｓで表されるものである。一般に、格子整合するとは歪量Δ２が−0.0025≦Δ２  ≦0.0025であることをいい、「前記InGaAsP 量子井戸活性層が、前記GaAs基板に格子整合する組成、もしくは、前記GaAs基板に対して0.003 までの引張り歪を有する組成」とは、−0.0025≦Δ２  ≦0.003 を満たす組成をいう。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の半導体レーザは、活性層がAlを含まない組成で構成されているため、活性層にAlを含む従来の0.8 μｍ帯半導体レーザと比較して耐久性の面で信頼性が高い。また、InGaAsP あるいはInGaP 引張り歪バリア層を設けたことで活性層近傍での格子緩和が生じ、この格子緩和によりバンドギャップを大きくすることができ、素子の光出射端面における光の吸収を低減することができる。また、InGaAsP あるいはInGaP 引張り歪バリア層により活性層とバリア層との障壁高さを大きくすることにより、活性層から光導波層への電子および正孔の漏れを低減することができる。これにより、駆動電流を低減することができ、素子端面における発熱を低減することができるので、高出力発振時における素子の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成を、作製方法と併せて説明する。
【００１５】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板１上に、n-Ga１−ｚ１Alｚ１Asクラッド層２、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層３、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層４、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層５、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層６、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層７、p-Ga１−ｚ１Alｚ１As クラッド層８、p-GaAsコンタクト層９を形成する。その後にコンタクト層９および基板１のそれぞれにｐ側電極10およびｎ側電極11を形成して完成する。なお、各クラッド層２，８および各光導波層３，７はそれぞれGaAs基板１に格子整合する組成比とするが、上記組成の他InGaAlAsP 系の半導体層を用いてもよい。
【００１６】
また、本実施形態においては、量子井戸活性層５は基板１に格子整合する組成とし、また、引張り歪バリア層は基板１に対する歪量が0.007 となる組成としてその層厚を５ｎｍとした。なお、量子井戸活性層はGaAs基板に対して歪量0.003 までの引張り歪を有する組成であってもよく、さらに、多重量子井戸構造であってもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。また、引張り歪バリア層は、その合計層厚が10〜30ｎｍの範囲の所定の厚さで、歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍとなる組成であればよい。
【００１７】
上記半導体レーザと、該半導体レーザと同様にして形成された引張り歪バリア層を有しない50μｍ幅のストライプを有する半導体レーザ素子とについて評価を行った結果、引張り歪バリア層を有する本発明の半導体レーザは、引張り歪を有しない素子に較べて、最高光出力は約0.3 Ｗ大きく、閾値電流の温度依存性は小さいという結果が得られた。
一般に、閾値電流Ｉｔｈの温度依存性はＩｔｈ（Ｔ）＝Ｉ０  x e（Ｔ／Ｔｏ）  で表される。ここで、Ｔo は特性温度であり、この特性温度が高いほど素子の閾値電流の温度依存性は小さく、高出力発振時において安定性が向上した素子であるといえる。引張り歪バリア層を有する素子においては、20℃から50℃の範囲ではＴo ＝223 Ｋであり、引張り歪みバリア層を有しない素子より30Ｋ程度特性温度が上昇した。また、50℃から80℃の高温領域において本発明のレーザ素子の特性温度は125 Ｋであり、バリア層を有しない素子より15Ｋ程度特性温度が上昇した。
【００１８】
本半導体レーザは、活性層４にAlを含まないため耐久性が高く、また、上述のように活性層の上下層に引張り歪バリア層４、６を備えたことによる活性層近傍の格子緩和によりバンドギャップを大きくすることができ、結果として出射端面における光の吸収を低減することができる。また、該引張り歪バリア層により活性層とバリア層との障壁高さを大きくすることにより、活性層から光導波層への電子および正孔の漏れを低減することができる。以上の効果により、駆動電流を低減することができ、素子端面における発熱を低減することができるので高出力発振下においても信頼性の高い0.8 μｍ帯の半導体レーザを実現することができる。
【００１９】
また、上記実施の形態では、GaAs基板はｎ型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板を用い、ｐ型半導体層から成長させて半導体レーザを構成してもよい。
【００２０】
なお、上記実施の形態においては、単純な全面電極形成型の半導体レーザについて説明したが、コンタクト層上にストライプ状の電流注入窓を有する絶縁膜を形成した利得導波型ストライプレーザとしてもよい。さらに、上記本実施形態の半導体レーザの半導体層構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチングを用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回路等に適用することもできる。
【００２１】
次に本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図２に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００２２】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板21上に、n-Ga１−ｚ１Alｚ１Asクラッド層22、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層23、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層24、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層25、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層26、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層27、p-Ga１−ｚ１Alｚ１As上部第一クラッド層28、p-Inｘ４Ga１−ｚ４P エッチング阻止層29（厚み10nm程度）p-Ga１−ｚ１Alｚ１As上部第二クラッド層30、p-GaAsコンタクト層31を順次積層し、さらにこのコンタクト層31上にSiO２等の絶縁膜32を形成する（図２（ａ））。
【００２３】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜32の、幅３μｍ程度のストライプ状部分32a を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状部分32b を除去し（同図（ｂ））、この残されたストライプ状の絶縁膜32a をマスクとしてウエットエッチングによりコンタクト層31からエッチング阻止層29上面までのエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する（同図（ｃ））。このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系を用いると、エッチングがエッチング阻止層29で自動的に停止する。上部第一クラッド層28の厚みは、上述のようにして形成されたリッジストライプ導波路において単一基本モードによる屈折率導波が高出力まで達成できるような厚みとする。次に絶縁膜32a を除去してから、リッジ部および露出しているエッチング阻止層29の全面に絶縁層33を形成する（同図（ｄ））。次いで、通常のリソグラフィーにより、リッジストライプ部上面の絶縁膜33を除去し（同図（ｅ））、露出されたコンタクト層31を覆うようにしてｐ側電極34を形成し、その後、基板21の研磨を行いｎ側電極35を形成する（同図（ｆ））。
【００２４】
その後、試料を劈開して形成した共振器面の一面に高反射率コート、低反射率コートを行い、その後、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。上記構造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００２５】
本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図３に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００２６】
有機金属気相成長法により、n-GaAs基板41上に、n-Ga１−ｚ１Alｚ１Asクラッド層42、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層43、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層44、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層45、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層46、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層47、p-Inｘ４(Ga１−ｚ４Alｚ４)１−ｘ４As０．２P０．８  上部第一クラッド層48、p-Inｘ５(Ga１−ｚ５Alｚ５)１−ｘ５P 上部第二クラッド層49、p-GaAsコンタクト層50を順次積層し、このコンタクト層50上にSiO２等の絶縁膜52を形成する（図３（ａ））。
【００２７】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜51の幅３μｍ程度のストライプ状部分52a を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状部分52b を除去し（同図（ｂ））、この残されたストライプ状の絶縁膜52a をマスクとしてウエットエッチングによりコンタクト層50から上部第一クラッド層48上面までのエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する（同図（ｃ））。エッチング液として、コンタクト層50を除去するために硫酸と過酸化水素水系を用い、上部第二クラッド層49を除去するために塩酸系を用いると、エッチングが上部第一クラッド層48で自動的に停止する。上部第一クラッド層48の厚みは、上述のようにして形成されたリッジストライプ幅の導波路において単一基本モードによる屈折率導波が高出力まで達成できるような厚みとする。次に絶縁膜52a を除去してから、リッジ部および露出している上部第一クラッド層48の全面に絶縁膜53を形成する（同図（ｄ））。次いで、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜53のリッジストライプ部上面に形成された部分を除去し（同図（ｅ））、露出されたコンタクト層50を覆うようにしてｐ側電極54を形成し、その後、基板41の研磨を行いｎ側電極55を形成する（同図（ｆ））。
【００２８】
その後、試料を劈開して形成した共振器面の一面に高反射率コート、他面に低反射率コートを行い、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。上記構造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力のレーザ光を発生させることができる。
【００２９】
さらにまた、上記と同様のエッチング停止機構を用いて、３回の成長工程を繰り返す行うことにより埋め込み構造の屈折率導波レーザを作成することも可能である。
【００３０】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。図４は、本発明の第４の実施形態に係る半導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成を、作製方法と併せて説明する。
【００３１】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板101上に、n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層102、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層103、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層104、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層105、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層106、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層107、p-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層108、p-GaAsコンタクト層109を形成する。次いでコンタクト層109の上にｐ側電極110を形成し、その後基板101を研磨してからｎ側電極111を形成する。
【００３２】
次に、試料を図の紙面に垂直な面で劈開して形成した２つの共振器面の一方に高反射率コート、他方に低反射率コートを施して、本実施形態の半導体レーザが完成する。
【００３３】
本実施形態においても、量子井戸活性層105はGaAs基板101に格子整合する組成、あるいは、この基板101に対して歪量0.003 までの引張り歪を有する組成とする。さらに量子井戸活性層は多重量子井戸構造であってもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。
【００３４】
また、引張り歪バリア層は、その合計層厚が10〜30ｎｍの範囲の所定の厚さで、歪量×合計層厚＝0.05〜0.2ｎｍとなる組成とする。引張り歪バリア層は、３元のInｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層であってもよい。
【００３５】
本実施形態においても、上述の通りの構成を採用していることにより、既に説明した実施形態におけるのと同様の効果が得られる。
【００３６】
なおこの場合も、単純な全面電極形成型の半導体レーザについて説明したが、コンタクト層109上にストライプ状の電流注入窓を有する絶縁膜を形成した利得導波型ストライプレーザとしてもよい。さらに、本実施形態の半導体レーザの半導体層構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチングを用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回路等に適用することもできる。
【００３７】
また、上記実施の形態では、GaAs基板はｎ型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板を用いることも可能であり、その場合は上述した全ての導電性を反対にすればよい。
【００３８】
次に本発明の第５の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図５に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００３９】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板121上に、n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層122、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層123、i-Inｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層124、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層125、i-Inｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層126、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層127、p-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層128、p-GaAsコンタクト層129を順次積層し、さらにこのコンタクト層129上にSiO２等の絶縁膜130を形成する（図５（ａ））。
【００４０】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜130の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の絶縁膜130を除去する。そして、この残されたストライプ状の絶縁膜130をマスクとしてウエットエッチングにより、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層127の上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する。
【００４１】
このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層129をエッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層128を除去すれば、エッチングがp またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層127の上面で自動的に停止する。なおp またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような厚みとする。
【００４２】
次に絶縁膜130を除去後、リッジ部および露出している光導波層127の全面に絶縁膜131を形成する（同図（ｂ））。次いで、通常のリソグラフィーにより、リッジストライプ部上面の絶縁膜131を除去し、露出したコンタクト層129を覆うようにしてｐ側電極132を形成し、その後、基板121の研磨を行なってからｎ側電極133を形成する（同図（ｃ））。
【００４３】
次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００４４】
上記構造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００４５】
以上は狭ストライプの単一横モードレーザについて述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層は、４元のInｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ から形成してもよい。
【００４６】
次に、本発明の第６の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図６に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００４７】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板141上に、n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層142、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層143、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層144、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層145、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層146、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層147、p-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層148、p-GaAsキャップ層149を順次積層し、さらにこのキャップ層149上にSiO２等の絶縁膜150を形成する（図６（ａ））。
【００４８】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜150の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の絶縁膜150を除去する。そして、この残されたストライプ状の絶縁膜150をマスクとしてウエットエッチングにより、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層147の上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する。
【００４９】
このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系のものを用いてp-GaAsキャップ層149をエッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層148を除去すれば、エッチングがp またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層147の上面で自動的に停止する。
【００５０】
その後、選択成長により、クラッド層148より屈折率の小さい、厚みが１μｍ程度の、基板141に格子整合するn-In０．４８（Alｚ１Ga１−ｚ１）０．５２P電流阻止層151を形成する（同図（ｂ））。
【００５１】
なおn-In０．４８（Alｚ１Ga１−ｚ１）０．５２P電流阻止層151の組成と、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような組成、厚みとする。
【００５２】
次に絶縁膜150を除去して、p-GaAsコンタクト層152を形成し、さらにこのp-GaAsコンタクト層152の上にｐ側電極153を形成し、その後、基板141の研磨を行なってからｎ側電極154を形成する（同図（ｃ））。
【００５３】
次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００５４】
上記構造によりこの場合も、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００５５】
以上は狭ストライプの単一横モードレーザについて述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層は、３元のInｘ２Ga１−ｘ２P から形成してもよい。
【００５６】
次に、本発明の第７の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図７に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００５７】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板161上に、n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層162、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層163、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層164、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層165、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層166、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層167、p-In０．４８Ga０．５２P上部第一クラッド層168、p-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層（厚み10ｎｍ程度）169、p-In０．４８Ga０．５２P上部第二クラッド層170、p-GaAsコンタクト層171を順次積層し、さらにこのp-GaAsコンタクト層171の上にSiO２等の絶縁膜172を形成する（図７（ａ））。なおp-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層169は、基板161に格子整合し、かつ量子井戸活性層165よりもバンドギャップが大きい組成とする。
【００５８】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜172の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の絶縁膜172を除去する。そして、この残されたストライプ状の絶縁膜172をマスクとしてウエットエッチングにより、p-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層169の上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する。
【００５９】
このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層171をエッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In０．４８Ga０．５２P上部第二クラッド層170を除去すれば、エッチングがp-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層169の上面で自動的に停止する。
【００６０】
なお、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層167およびp-In０．４８Ga０．５２P上部第一クラッド層168の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような厚みとする。
【００６１】
次に絶縁膜172を除去してから絶縁膜173を形成し（同図（ｂ））、その後通常のリソグラフィーによりリッジストライプ上の絶縁膜173を除去して、その上にｐ側電極174を形成し、その後、基板161の研磨を行なってからｎ側電極175を形成する（同図（ｃ））。
【００６２】
次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００６３】
上記構造によりこの場合も、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００６４】
以上は狭ストライプの単一横モードレーザについて述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモードにも適用できる。その場合、光導波層と上部第一クラッド層の合計の厚みは100〜400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層は、３元のInｘ２Ga１−ｘ２P から形成してもよい。
【００６５】
図８は、本発明の第８の実施形態に係る半導体レーザの断面図である。この半導体レーザの構成を、作製方法と併せて説明する。
【００６６】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板201上に、n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層202、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層203、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層204、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層205、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層206、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層207、p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層208、p-GaAsコンタクト層209を順次積層する。
【００６７】
次いでp-GaAsコンタクト層209の上にｐ側電極210を形成し、その後、基板201の研磨を行なってからｎ側電極211を形成する。次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００６８】
上記構造によりこの場合も、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００６９】
なおこの場合も、単純な全面電極形成型の半導体レーザについて説明したが、上記の構成に絶縁膜ストライプを形成して利得導波型ストライプレーザとしてもよい。さらに、本実施形態の半導体レーザの半導体層構成を、通常のフォトリソグラフィやドライエッチングを用いて作製される、屈折率導波機構付き半導体レーザ、回折格子付きの半導体レーザ、もしくは、光集積回路等に適用することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、GaAs基板はｎ型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板を用いることも可能であり、その場合は上述した全ての導電性を反対にすればよい。
【００７１】
さらに、活性層は多重量子井戸構造であってもよいが、活性層の引張り歪量と活性層の合計の厚み（合計層厚）との積は、0.1ｎｍ以内とする。また、引張り歪バリア層は、３元のInｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層であってもよい。
【００７２】
次に本発明の第９の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図９に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００７３】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板221上に、n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層222、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層223、i-Inｘ２Ga１−ｘ２P 引張り歪バリア層224、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層225、i-Inｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層226、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層227、p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層228、p-GaAsコンタクト層229を順次積層し、さらにこのコンタクト層229上にSiO２等の絶縁膜230を形成する（図９（ａ））。
【００７４】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜230の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の絶縁膜230を除去する。そして、この残されたストライプ状の絶縁膜230をマスクとしてウエットエッチングにより、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層227の上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する。
【００７５】
このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層229をエッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層228を除去すれば、エッチングがp またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層227の上面で自動的に停止する。なおp またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層127の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような厚みとする。
【００７６】
次に絶縁膜230を除去後、リッジ部および露出している光導波層227の全面に絶縁膜231を形成する（同図（ｂ））。次いで、通常のリソグラフィーにより、リッジストライプ部上面の絶縁膜231を除去し、露出したコンタクト層229を覆うようにしてｐ側電極232を形成し、その後、基板221の研磨を行なってからｎ側電極233を形成する（同図（ｃ））。
【００７７】
次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００７８】
上記構造により、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００７９】
以上は狭ストライプの単一横モードレーザについて述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層は、４元のInｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ から形成してもよい。
【００８０】
次に、本発明の第１０の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図１０に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００８１】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板241上に、n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層242、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層243、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層244、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層245、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層246、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層247、p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層248、p-GaAsキャップ層249を順次積層し、さらにこのキャップ層249上にSiO２等の絶縁膜250を形成する（図１０（ａ））。
【００８２】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜250の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の絶縁膜250を除去する。そして、この残されたストライプ状の絶縁膜250をマスクとしてウエットエッチングにより、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層247の上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する。
【００８３】
このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系のものを用いてp-GaAsキャップ層249をエッチングし、また塩酸系のエッチング液を用いてp-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層248を除去すれば、エッチングがp またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層247の上面で自動的に停止する。
【００８４】
その後、選択成長により、クラッド層248より屈折率の小さい、厚みが１μｍ程度の、基板241に格子整合するn-In０．４８（Alｚ１Ga１−ｚ１）０．５２P電流阻止層251を形成する（同図（ｂ））。
【００８５】
なおn-In０．４８（Alｚ１Ga１−ｚ１）０．５２P電流阻止層251の組成と、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層227の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような組成、厚みとする。
【００８６】
次に絶縁膜250を除去して、p-GaAsコンタクト層252を形成し、さらにこのp-GaAsコンタクト層252の上にｐ側電極253を形成し、その後、基板241の研磨を行なってからｎ側電極254を形成する（同図（ｃ））。
【００８７】
次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００８８】
上記構造によりこの場合も、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００８９】
以上は狭ストライプの単一横モードレーザについて述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモードにも適用できる。その場合、光導波層の厚みは50〜400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層は、３元のInｘ２Ga１−ｘ２P から形成してもよい。
【００９０】
次に、本発明の第１１の実施形態に係る半導体レーザの断面形状を、その作製工程途中の状態と共に図１１に示す。以下、この半導体レーザの層構成を作製方法と併せて説明する。
【００９１】
有機金属気相成長法によりn-GaAs基板261上に、n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層262、n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層263、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層264、Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層265、i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層266、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層267、p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２P上部第一クラッド層268、p-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層（厚み10ｎｍ程度）269、p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２P上部第二クラッド層270、p-GaAsコンタクト層271を順次積層し、さらにこのp-GaAsコンタクト層271の上にSiO２等の絶縁膜272を形成する（図１１（ａ））。なおp-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層269は、基板261に格子整合し、かつ量子井戸活性層265よりもバンドギャップが大きい組成とする。
【００９２】
この後、通常のリソグラフィーにより、絶縁膜272の中央部に幅３μｍ程度のストライプ状部分を残して、その両サイドの幅６μｍ程度のストライプ状の絶縁膜272を除去する。そして、この残されたストライプ状の絶縁膜272をマスクとしてウエットエッチングにより、p-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層269の上面までエピタキシャル層を除去してリッジストライプを形成する。
【００９３】
このとき、エッチング液として硫酸と過酸化水素水系のものを用いてp-GaAsコンタクト層271をエッチングし、塩酸系のエッチング液を用いてp-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２P上部第二クラッド層270を除去すれば、エッチングがp-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層269の上面で自動的に停止する。
【００９４】
なお、p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層267およびp-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２P上部第一クラッド層268の厚みは、共振器の中央部のリッジ構造の幅の導波路において、単一基本モードによる屈折率導波が高出力領域まで達成できるような厚みとする。
【００９５】
次に絶縁膜272を除去してから絶縁膜273を形成し（同図（ｂ））、その後通常のリソグラフィーによりリッジストライプ上の絶縁膜273を除去して、その上にｐ側電極274を形成し、その後、基板261の研磨を行なってからｎ側電極275を形成する（同図（ｃ））。
【００９６】
次に、試料を劈開して形成した共振器面の一面、他面にそれぞれ高反射率コート、低反射率コートを施し、その後、チップ化することにより半導体レーザ素子が完成する。
【００９７】
上記構造によりこの場合も、単一横モードを保ったまま、高いレベルの光出力の0.8 μｍ帯のレーザ光を発生させることができる。
【００９８】
以上は狭ストライプの単一横モードレーザについて述べたが、上記構造は幅広ストライプマルチモードにも適用できる。その場合、光導波層と上部第一クラッド層の合計の厚みは100〜400ｎｍの間に設定すればよい。また引張り歪バリア層は、３元のInｘ２Ga１−ｘ２P から形成してもよい。また、この実施の形態では、GaAs基板はｎ型の導電性のものを用いているが、ｐ型の導電性の基板を用いることも可能であり、その場合は上述した全ての導電性を反対にすればよい。
【００９９】
さらに、以上説明した実施の形態では特に量子井戸が単一で、光導波層組成が一定のＳＱＷ−ＳＣＨと呼ばれる構造を示したが、ＳＱＷの代わりに量子井戸を複数とするＭＱＷとしてもよい。
【０１００】
また、前記Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  活性層の組成比等を制御することにより、発振波長は、750nm ＜λ＜850nm の範囲で制御が可能である。
【０１０１】
また、半導体層の成長法としては上述の有機金属気相成長法の他、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。
【０１０２】
なお、本発明の半導体レーザは高速な情報・画像処理および通信、計測、医療、印刷当の分野での光源としても応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体レーザを示す断面図
【図２】本発明の第２実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図３】本発明の第３実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図４】本発明の第４実施形態による半導体レーザを示す断面図
【図５】本発明の第５実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図６】本発明の第６実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図７】本発明の第７実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図８】本発明の第８実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図９】本発明の第９実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図１０】本発明の第１０実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【図１１】本発明の第１１実施形態による半導体レーザ、およびその作製工程途中の状態を示す断面図
【符号の説明】
１    n-GaAs基板
２    n-Ga１−ｚ１Alｚ１Asクラッド層
３    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
４    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
５    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
６    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
７    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
８    p-Ga１−ｚ１Alｚ１As クラッド層
９    p-GaAsコンタクト層
10    ｐ側電極
11    ｎ側電極
21    n-GaAs基板
22    n-Ga１−ｚ１Alｚ１Asクラッド層
23    i-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
24    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
25    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
26    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
27    i-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
28    p-Ga１−ｚ１Alｚ１As上部第一クラッド層
29    p-Inｘ４Ga１−ｚ４P エッチング阻止層
30    p-Ga１−ｚ１Alｚ１As上部第二クラッド層
31    p-GaAsコンタクト層
34    ｐ側電極
35    ｎ側電極
41    n-GaAs基板
42    n-Ga１−ｚ１Alｚ１Asクラッド層
43    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
44    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
45    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
46    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
47    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
48    p-Inｘ４(Ga１−ｚ４Alｚ４)１−ｘ４As０．２P０．８  上部第一クラッド層
49    p-Inｘ５(Ga１−ｚ５Alｚ５)１−ｘ５P 上部第二クラッド層
50    p-GaAsコンタクト層
54    ｐ側電極
55    ｎ側電極
101    n-GaAs基板
102    n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
103    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
104    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
105    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
106    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２  引張り歪バリア層
107    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
108    p-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
109    p-GaAsコンタクト層
110    ｐ側電極
111    ｎ側電極
121    n-GaAs基板
122    n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
123    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
124    i-Inｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層
125    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
126    i-Inｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層
127    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
128    p-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
129    p-GaAsコンタクト層
132    ｐ側電極
133    ｎ側電極
141    n-GaAs基板
142    n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
143    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
144    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
145    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
146    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
147    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
148    p-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
149    p-GaAsキャップ層
152    p-GaAsコンタクト層
153    ｐ側電極
154    ｎ側電極
161    n-GaAs基板
162    n-In０．４８Ga０．５２Pクラッド層
163    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
164    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
165    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
166    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
167    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
168    p-In０．４８Ga０．５２P上部第一クラッド層
169    p-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層
170    p-In０．４８Ga０．５２P上部第二クラッド層
171    p-GaAsコンタクト層
174    ｐ側電極
175    ｎ側電極
201    n-GaAs基板
202    n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
203    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
204    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
205    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
206    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
207    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
208    p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
209    p-GaAsコンタクト層
210    ｐ側電極
211    ｎ側電極
221    n-GaAs基板
222    n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
223    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
224    i-Inｘ２Ga１−ｘ２P 引張り歪バリア層
225    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
226    i-Inｘ２Ga１−ｘ２P引張り歪バリア層
227    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
228    p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
229    p-GaAsコンタクト層
232    ｐ側電極
233    ｎ側電極
241    n-GaAs基板
242    n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
243    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
244    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
245    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
246    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
247    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
248    p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
249    p-GaAsキャップ層
252    p-GaAsコンタクト層
253    ｐ側電極
254    ｎ側電極
261    n-GaAs基板
262    n-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２Pクラッド層
263    n またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
264    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
265    Inｘ３Ga１−ｘ３As１−ｙ３Pｙ３  量子井戸活性層
266    i-Inｘ２Ga１−ｘ２As１−ｙ２Pｙ２ 引張り歪バリア層
267    p またはi-Inｘ１Ga１−ｘ１As１−ｙ１Pｙ１  光導波層
268    p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２P上部第一クラッド層
269    p-Inｘ４Ga１−ｘ４As１−ｙ４Pｙ４  エッチング阻止層
270    p-In０．４８（AlｚGa１−ｚ）０．５２P上部第二クラッド層
271    p-GaAsコンタクト層
274    ｐ側電極
275    ｎ側電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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