JP2001057458A - Semiconductor light-emitting device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance semiconductor light-emitting device for high kink level while a low threshold current and high efficiency are maintained, with no COD (irreversible destruction) even at a high output. SOLUTION: A substrate 1, a first conductive type clad layer 102 formed on the substrate, an active layer 103 which is, on the fist conductive type clad layer, formed at the part except for near the end surface, an end part optical guide layer 107 which is formed on the first conductive type clad layer and waveguides light from the side surface of the active layer to the end surface, and a second conductive type clad layer 104 of at least one layer formed on the active layer, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザなどとし
て有用な半導体発光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device useful as a semiconductor laser or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の半導体レーザ素子は、光出力を大
きくすると、出射端面での光密度が上昇し、端面での光
の吸収により温度が上昇し、非可逆的な破壊（以下、
「ＣＯＤ」（Catastrophic Optical Damage）という）
を生じてレーザ発振をしなくなってしまう。このような
ＣＯＤを防ぎつつ高出力を得るために、現在主として以
下の２つのレーザが用いられている。１つはブロードエ
リアレーザであり、発光領域を大きくすることにより、
光の密度は低いままで全光出力を大きくするものであ
る。しかし、ブロードエリアレーザは発光領域が大きい
ため、単一モードで安定作動させるのは困難である。2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor laser device, when the light output is increased, the light density at the emission end face increases, the temperature rises due to light absorption at the end face, and irreversible destruction (hereinafter referred to as irreversible destruction).
"COD" (Catastrophic Optical Damage)
And laser oscillation stops. Currently, the following two lasers are mainly used to obtain high output while preventing such COD. One is a broad area laser, which has a large light emitting area.
This is to increase the total light output while keeping the light density low. However, since the broad area laser has a large light emitting area, it is difficult to operate stably in a single mode.

【０００３】もう１つは、光を実質的に吸収しない非吸
収領域を端面に設けたレーザ素子であり、端面の反射鏡
の部分が非吸収領域（ＮＡＭ領域）となっているため、
通常ＮＡＭレーザ（Non-Absorbing Mirror）と呼ばれて
いる。ＮＡＭレーザは端面での光の吸収が起こらなくす
ることができるため、ＣＯＤを完全に抑制することが可
能である。また、誘導放出が行われる活性層付近の構造
はブロードエリアレーザの場合のように制限されること
なく、端面の非吸収領域とは独立に自由に設計できるた
めに、単一モードの高い光出力で動作させることができ
る。The other is a laser device having a non-absorbing region which does not substantially absorb light on an end face, and a reflecting mirror portion on the end face is a non-absorbing area (NAM area).
It is usually called a NAM laser (Non-Absorbing Mirror). Since the NAM laser can prevent light absorption at the end face, COD can be completely suppressed. In addition, the structure near the active layer where stimulated emission is performed is not limited as in the case of the broad area laser, and can be freely designed independently of the non-absorbing region on the end face. Can be operated.

【０００４】このようなＮＡＭレーザの代表的な作製例
として、 （１）端部領域での量子井戸構造無秩序化プロセス（H.
Nakashima et al., Japanese Journal of Applied Phys
ics, vol.24, No.8, L647 (1985)） （２）端部領域での活性層埋込プロセス(H.Naito et a
l., IEEE Journal Quantum Electronics, vol.QE-25, 1
495 (1989)) が挙げられる。上記（１）には、不純物拡散を用いるた
めに作製プロセスが容易であるという利点はあるもの
の、活性層内部の高濃度の不純物により内部損失が増大
したり、有効に量子井戸構造を無秩序化するために量子
井戸構造に制約が生じるなどの欠点がある。また、上記
（２）には、優れたレーザ特性の実現が可能となるとい
う利点があるものの、素子構造および作製プロセスが複
雑であるという欠点がある。Typical examples of such a NAM laser include: (1) a process of disordering a quantum well structure in an edge region (H.
Nakashima et al., Japanese Journal of Applied Phys
ics, vol.24, No.8, L647 (1985)) (2) Embedding process of active layer in edge region (H. Naito et a
l., IEEE Journal Quantum Electronics, vol.QE-25, 1
495 (1989)). The above (1) has the advantage that the manufacturing process is easy because of the use of impurity diffusion, but the internal loss increases due to the high concentration of impurities inside the active layer, and the quantum well structure is effectively disordered. For this reason, there is a disadvantage that the quantum well structure is restricted. The above (2) has an advantage that excellent laser characteristics can be realized, but has a disadvantage that an element structure and a manufacturing process are complicated.

【０００５】上記（２）の端部活性層埋込構造を選択成
長技術を用いて作製することにより、素子構造及び作製
プロセスの簡素化を実現した、リッジ構造を有するＮＡ
Ｍレーザが特開平６−２９１４０５号公報に記載されて
いる。これにより、ＣＯＤの起こらない高出力レーザが
実現できている。特開平６−２９１４０５号公報に記載
されるような従来のＮＡＭ構造レーザ素子は、基板上に
第１導電型光ガイド層、活性層、第２導電型クラッド層
を形成して、リッジ上面部になる部分にのみ保護膜を形
成してからエッチングにより第２導電型クラッド層と活
性層を除去し、かつ第１導電型光ガイド層でエッチング
を停止する方法により作製されている。このようにして
作製したレーザ素子は、活性層の左右が電流ブロック層
に挟まれた埋め込み構造となっているため、ストライプ
内外での屈折率段差が大きくなりすぎる。従って、活性
層内での横方向の光閉じ込めが強くなりすぎて、キンク
レベルが低下しやすいという問題がある。また、活性層
下部に形成された第１導電型光ガイド層を有することに
より、活性層内での縦方向の光閉じ込め率Γ（導波路内
を伝播する光の全エネルギーのうち活性層中にある光の
エネルギーの割合）が低下してＩthの増加や効率の低下
を招いてしまうという問題も生じる。さらに、ＮＡＭ領
域において横方向の光導波がなされていないために、非
点隔差が大きくなりやすいという問題もある。By fabricating the end active layer buried structure of the above (2) by using a selective growth technique, it is possible to simplify the element structure and the fabrication process, and realize a NA having a ridge structure.
The M laser is described in JP-A-6-291405. As a result, a high-power laser free from COD can be realized. A conventional NAM structure laser device as described in JP-A-6-291405 has a first conductivity type light guide layer, an active layer, and a second conductivity type clad layer formed on a substrate, and is formed on the upper surface of the ridge. It is manufactured by forming a protective film only on a portion where the second conductive type clad layer and the active layer are removed by etching, and stopping the etching at the first conductive type light guide layer. The laser device manufactured in this manner has a buried structure in which the left and right sides of the active layer are sandwiched between the current blocking layers, so that the refractive index step inside and outside the stripe becomes too large. Therefore, there is a problem in that the lateral light confinement in the active layer becomes too strong, and the kink level tends to decrease. Further, by having the first conductivity type light guide layer formed below the active layer, the light confinement ratio in the vertical direction in the active layer Γ (of the total energy of light propagating in the waveguide, There is also a problem that the ratio of certain light energy) is reduced, which causes an increase in Ith and a decrease in efficiency. Further, there is also a problem that the astigmatic difference is likely to be large because the optical waveguide in the lateral direction is not performed in the NAM region.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの従
来技術の問題点を解決することを課題とした。すなわち
本発明は、キンクレベルが高く、低しきい値電流及び高
効率を維持しつつ、高出力においてもＣＯＤすることが
ない高性能な半導体発光装置を提供することを解決すべ
き課題とした。また本発明は、簡素で再現性が高いプロ
セスにより製造することが可能な半導体発光装置を提供
することも解決すべき課題とした。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve these problems of the prior art. That is, an object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor light-emitting device that has a high kink level, maintains a low threshold current and high efficiency, and does not cause COD even at a high output. Another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device that can be manufactured by a simple and highly reproducible process.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を進めた結果、活性層の側面か
ら端面まで光を導波する端部光ガイド層を形成すること
により所期の効果を示す優れた半導体発光装置が得られ
ることを見出し、本発明を提供するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by forming an end light guide layer that guides light from the side surface to the end surface of the active layer. The present inventors have found that an excellent semiconductor light-emitting device exhibiting an intended effect can be obtained, and have provided the present invention.

【０００８】すなわち本発明は、基板、該基板上に形成
された第１導電型クラッド層、該第１導電型クラッド層
上であって端面近傍を除く部分に形成された活性層、前
記第１導電型クラッド層上に形成されかつ前記活性層の
側面から端面まで光を導波する端部光ガイド層、少なく
とも前記活性層上に形成された１層以上の第２導電型ク
ラッド層を有することを特徴とする半導体発光装置を提
供する。That is, the present invention provides a substrate, a first conductive type clad layer formed on the substrate, an active layer formed on the first conductive type clad layer except for a portion near an end face, An end light guide layer formed on the conductive type clad layer and guiding light from the side surface to the end surface of the active layer, and at least one or more second conductive type clad layers formed on the active layer. The present invention provides a semiconductor light emitting device characterized by the following.

【０００９】本発明の好ましい態様として、前記端部光
ガイド層の厚さが活性層の厚さの０．５〜２倍である態
様；前記活性層の側面全面に前記端部光ガイド層が接触
している態様；前記活性層上に形成された第２導電型第
１クラッド層、該第２導電型第１クラッド層上に形成さ
れた開口部を有する電流ブロック層、および前記開口部
上の少なくとも一部に形成された第２導電型第２クラッ
ド層を有する態様；前記端部光ガイド層上に形成された
端部低屈折率層を有する態様；前記端部低屈折率層の屈
折率が、前記端部光ガイド層の屈折率よりも小さい態
様；前記端部光ガイド層が、前記活性層内にて発生した
光に対して透明となるバンドギャップを有する態様；前
記端部光ガイド層のＡｌ組成が０．３以下である態様；
前記電流ブロック層の屈折率が、前記第２導電型第２ク
ラッド層の屈折率より小さい半導体層を有する態様；前
記電流ブロック層が、活性層に近い側から順に、第２導
電型あるいは高抵抗の半導体層、第１導電型半導体層で
構成されている態様；前記開口部が両端部まで伸長して
いるストライプ状の開口部である態様；前記開口部が一
方の端部まで伸長しているが他方の端部までは伸長して
いない態様；前記開口部が両端部まで伸長していない態
様；前記電流ブロック層上に表面保護層を有する態様；
前記活性層がＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＰあるいはＧａＩ
ｎＡｓＰからなる態様；前記電流ブロック層の側壁が
（１１１）Ｂ面からなる態様；前記端部光ガイド層及び
／又は前記電流ブロック層が選択成長により形成された
態様；光ファイバー増幅器励起用光源として用いられる
態様を挙げることができる。In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of the edge light guide layer is 0.5 to 2 times the thickness of the active layer; the edge light guide layer is provided on the entire side surface of the active layer. A mode in which it is in contact; a second conductive type first clad layer formed on the active layer; a current blocking layer having an opening formed on the second conductive type first clad layer; An embodiment having a second conductivity type second cladding layer formed on at least a part of the above; an embodiment having an end low refractive index layer formed on the end light guide layer; refraction of the end low refractive index layer An aspect in which the refractive index is smaller than a refractive index of the edge light guide layer; an aspect in which the edge light guide layer has a band gap that is transparent to light generated in the active layer; Embodiment in which the Al composition of the guide layer is 0.3 or less;
An embodiment having a semiconductor layer in which the refractive index of the current blocking layer is smaller than the refractive index of the second conductive type second cladding layer; the current blocking layer is of a second conductive type or a high resistance in order from the side closer to the active layer. An embodiment in which the opening is a stripe-shaped opening extending to both ends; and the opening extends to one end. Does not extend to the other end; an embodiment in which the opening does not extend to both ends; an embodiment having a surface protective layer on the current blocking layer;
The active layer is made of InGaAs, GaInP or GaI.
an aspect comprising nAsP; an aspect in which the side wall of the current blocking layer comprises the (111) B plane; an aspect in which the end light guide layer and / or the current blocking layer is formed by selective growth; used as a light source for exciting an optical fiber amplifier. Can be mentioned.

【００１０】[0010]

【発明の実施の態様】以下において、本発明の半導体発
光装置についてその構造と製造方法を詳細に説明する。
本発明の半導体発光装置は、基板、該基板上に形成され
た第１導電型クラッド層、該第１導電型クラッド層上で
あって端面近傍を除く部分に形成された活性層、前記第
１導電型クラッド層上に形成されかつ前記活性層の側面
から端面まで光を導波する端部光ガイド層、少なくとも
前記活性層上に形成された１層以上の第２導電型クラッ
ド層を有することを特徴とする。本発明の半導体発光装
置は、これらの層の他に半導体発光装置に通常形成され
る層を適宜有していてもよい。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure and manufacturing method of a semiconductor light emitting device according to the present invention will be described below in detail.
The semiconductor light emitting device according to the present invention includes a substrate, a first conductivity type clad layer formed on the substrate, an active layer formed on the first conductivity type clad layer except for a portion near an end face, An end light guide layer formed on the conductive type clad layer and guiding light from the side surface to the end surface of the active layer, and at least one or more second conductive type clad layers formed on the active layer. It is characterized by. The semiconductor light emitting device of the present invention may appropriately have layers usually formed in the semiconductor light emitting device in addition to these layers.

【００１１】本明細書において「Ａ層の上に形成された
Ｂ層」という表現は、Ａ層の上面にＢ層の底面が接する
ようにＢ層が形成されている場合と、Ａ層の上面に１以
上の層が形成されさらにその層の上にＢ層が形成されて
いる場合の両方を含むものである。また、Ａ層の上面と
Ｂ層の底面が部分的に接していて、その他の部分ではＡ
層とＢ層の間に１以上の層が存在している場合も、上記
表現に含まれる。具体的な態様については、以下の各層
の説明と実施例の具体例から明らかである。In this specification, the expression “B layer formed on the A layer” refers to the case where the B layer is formed such that the bottom surface of the B layer contacts the upper surface of the A layer, and the case where the upper surface of the A layer is formed. In which one or more layers are formed and a B layer is formed on the layer. Further, the upper surface of the layer A and the bottom surface of the layer B are partially in contact with each other,
The case where one or more layers exist between the layer and the layer B is also included in the above expression. Specific aspects are apparent from the following description of each layer and specific examples of the examples.

【００１２】本発明の半導体発光装置を構成する基板
は、その上にダブルへテロ構造の結晶を成長することが
可能なものであれば、その導電性や材料については特に
限定されない。好ましいものは、導電性がある基板であ
る。具体的には、基板上への結晶薄膜成長に適したＧａ
Ａｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、Ｓｉ、Ａｌ
₂Ｏ₃等の結晶基板、特に閃亜鉛鉱型構造を有する結晶基
板を用いるのが好ましい。その場合、基板結晶成長面は
低次な面またはそれと結晶学的に等価な面が好ましく、
（１００）面が最も好ましい。なお、本明細書において
（１００）面という場合、必ずしも厳密に（１００）シ
ャストの面である必要はなく、最大３０°程度のオフア
ングルを有する場合まで包含する。オフアングルの大き
さの上限は３０°以下が好ましく、１６°以下がより好
ましい。下限は０．５°以上が好ましく、２°以上がよ
り好ましく、６°以上がさらに好ましく、１０°以上が
最も好ましい。A substrate constituting the semiconductor light emitting device of the present invention
Can grow a double heterostructure crystal on it
If possible, especially about its conductivity and materials
Not limited. Preferred is a conductive substrate.
You. Specifically, Ga suitable for growing a crystalline thin film on a substrate
As, InP, GaP, ZnSe, ZnO, Si, Al
_TwoO_ThreeCrystal substrates, especially those with zinc blende structure
Preferably, a plate is used. In that case, the substrate crystal growth surface is
A lower-order plane or a plane crystallographically equivalent thereto is preferable,
The (100) plane is most preferred. In this specification,
When referring to the (100) plane, it is not always strictly (100)
It does not need to be on the side of the
Include the case that has a single angle. Large off-angle
The upper limit is preferably 30 ° or less, more preferably 16 ° or less.
Good. The lower limit is preferably 0.5 ° or more, more preferably 2 ° or more.
More preferably, 6 ° or more is more preferable, and 10 ° or more is more preferable.
Most preferred.

【００１３】また、基板は六方晶型の基板でもよく、例
えばＡｌ₂Ｏ₃、６Ｈ−ＳｉＣ等からなる基板を用いるこ
ともできる。基板上には、通常基板の欠陥をエピタキシ
ャル成長層に持ち込まないために厚さ０．２〜２μｍ程
度のバッファ層を形成しておくことが好ましい。The substrate may be a hexagonal substrate, for example, a substrate made of Al ₂ O ₃ , 6H—SiC or the like. Usually, it is preferable to form a buffer layer having a thickness of about 0.2 to 2 μm on the substrate so that defects of the substrate are not introduced into the epitaxial growth layer.

【００１４】基板上には、活性層を含む化合物半導体層
を形成する。化合物半導体層は、活性層の上下に活性層
より屈折率の小さい層を含んでおり、そのうち基板側の
層は第１導電型クラッド層、他方のエピタキシャル側の
層は第２導電型クラッド層として機能する。これらの屈
折率の大小関係は、各層の材料組成を当業者に公知の方
法にしたがって適宜選択することにより調節することが
できる。例えば、Ａｌ _xＧａ_1-xＡｓ、（Ａｌ_xＧａ_1-x）
_0.5Ｉｎ_0.5ＰなどのＡｌ組成を変化させることによって
屈折率を調節することができる。On the substrate, a compound semiconductor layer including an active layer
To form The compound semiconductor layer has an active layer above and below the active layer.
It contains a layer with a smaller refractive index, of which the substrate side
The layer is the first conductivity type cladding layer, and the other epitaxial side
The layer functions as a second conductivity type cladding layer. These crooks
The relationship between the folding ratios is determined by the material composition of each layer known to those skilled in the art.
Can be adjusted by appropriate selection according to the law
it can. For example, Al _xGa_1-xAs, (Al_xGa_1-x)
_0.5In_0.5By changing the Al composition such as P
The refractive index can be adjusted.

【００１５】第１導電型クラッド層は、活性層よりも屈
折率の小さい材料で形成される。また、第１導電型クラ
ッド層の屈折率は、第２導電型クラッド層の屈折率より
も大きいことが好ましい。例えば、第１導電型のＡｌＧ
ａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ
Ｐ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎ
Ｎ、ＢｅＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳｅ
Ｔｅ等の一般的なＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族半導体を
用いることができる。第１導電型クラッド層のキャリア
濃度は、下限は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好ましく、３×
１０¹⁸ｃｍ^-3以上がより好ましく、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以
上が最も好ましい。上限は２×１０²⁰ｃｍ ^-3以下が好ま
しく、５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好ましく、３×１０
¹⁸ｃｍ^-3以下が最も好ましい。The first conductivity type cladding layer is more bent than the active layer.
It is formed of a material having a small folding ratio. In addition, the first conductivity type
The refractive index of the pad layer is larger than the refractive index of the second conductivity type cladding layer.
Is also preferably large. For example, AlG of the first conductivity type
aInP, AlInP, AlGaAs, AlGaAs
P, AlGaInAs, GaInAsP, AlGaIn
N, BeMgZnSe, MgZnSSe, CdZnSe
General III-V and II-VI semiconductors such as Te
Can be used. Carrier of cladding layer of first conductivity type
The lower limit of the concentration is 1 × 10¹⁸cm^-3More preferably, 3 ×
10¹⁸cm^-3More preferably, 5 × 10¹⁸cm^-3Less than
Above is most preferred. The upper limit is 2 × 10²⁰cm ^-3The following is preferred
5 × 10¹⁹cm^-3The following is more preferable, and 3 × 10
¹⁸cm^-3The following are most preferred.

【００１６】第１導電型クラッド層は、単層からなるも
のであるときは、好ましくは０．５〜４μｍ、より好ま
しくは１〜３μｍ程度の厚みを有する。第１導電型クラ
ッド層は複数層からなるものであってもよく、具体的に
はＡｌＧａＩｎＰ又はＡｌＩｎＰからなるクラッド層
と、その層よりも基板側に第１導電型のＡｌＧａＡｓ又
はＡｌＧａＡｓＰからなるクラッド層が形成されている
態様を例示することができる。このとき、基板側の層の
厚さは薄くすることが好ましく、厚さの下限としては
０．０１μｍ以上が好ましく、０．０５μｍ以上がより
好ましい。上限としては、０．５μｍ以下が好ましく、
０．３μｍ以下がより好ましい。また、基板側の層のキ
ャリア濃度は、２×１０¹⁷ｃｍ^-3〜３×１０¹⁸ｃｍ^-3の
範囲が好ましく、その範囲内では５×１０¹⁷ｃｍ^-3以上
が好ましく、２×１０¹⁸ｃｍ^-3以下が好ましい。When the first conductivity type cladding layer is a single layer, it preferably has a thickness of about 0.5 to 4 μm, more preferably about 1 to 3 μm. The first conductivity type cladding layer may be composed of a plurality of layers, specifically, a cladding layer made of AlGaInP or AlInP, and a cladding layer made of the first conductivity type AlGaAs or AlGaAsP on the substrate side of the layer. Can be exemplified. At this time, the thickness of the layer on the substrate side is preferably thin, and the lower limit of the thickness is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.05 μm or more. The upper limit is preferably 0.5 μm or less,
0.3 μm or less is more preferable. Further, the carrier concentration of the layer on the substrate side is preferably in the range of 2 × 10 ¹⁷ cm ^{−3 to} 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ , and within that range, preferably 5 × 10 ¹⁷ cm ⁻³ or more, and more preferably 2 × 10 ¹⁸ cm ^−3. cm ^-3 or less is preferable.

【００１７】本発明の半導体発光装置を構成する活性層
の構造は、特に制限されない。例えば、量子井戸層及び
前記量子井戸層を上下から挟む光閉じ込め層からなる単
一量子井戸構造（ＳＱＷ）や、複数の量子井戸層及びそ
れらに挟まれたバリア層ならびに最上の量子井戸層の上
及び最下の量子井戸層の下に積層された光閉じ込め層か
らなる多量子井戸構造（ＭＱＷ）であってもよい。活性
層を量子井戸構造とすることにより、単層のバルク活性
層と比較して、短波長化（６３０ｎｍ〜６６０ｎｍ）か
つ低しきい値化を達成することができる。活性層の材料
としては、ＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡ
ｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰなどを例示する
ことができる。ＧａとＩｎを構成元素として含む材料で
ある場合は、自然超格子が形成されやすいために、オフ
基板を用いることによる自然超格子抑制の効果が大きく
なる。The structure of the active layer constituting the semiconductor light emitting device of the present invention is not particularly limited. For example, a single quantum well structure (SQW) including a quantum well layer and a light confinement layer sandwiching the quantum well layer from above and below, a plurality of quantum well layers, a barrier layer sandwiched between them, and an upper quantum well layer And a multi-quantum well structure (MQW) including an optical confinement layer stacked below the lowermost quantum well layer. When the active layer has a quantum well structure, a shorter wavelength (630 nm to 660 nm) and a lower threshold can be achieved as compared with a single bulk active layer. As the material of the active layer, GaInP, AlGaInP, GaInA
s, AlGaInAs, GaInAsP, and the like. When the material contains Ga and In as constituent elements, a natural superlattice is easily formed, so that the effect of suppressing the natural superlattice by using an off-substrate becomes large.

【００１８】活性層の上には、第２導電型クラッド層が
形成される。本発明の第２導電型クラッド層は１層以上
形成する。本明細書の説明では、活性層に近い方から順
に第２導電型第１クラッド層と第２導電型第２クラッド
層の２層を有する好ましい態様を例にとって説明する。
第２導電型第１クラッド層は、活性層よりも屈折率の小
さい材料で形成される。例えば、第２導電型のＡｌＧａ
ＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、
ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＮ、
ＢｅＭｇＺｎＳｅ、ＭｇＺｎＳＳｅ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ
等の一般的なＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族半導体を用い
ることができる。第２導電型クラッド層がＡｌを含むＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体で構成されている場合は、その
成長可能な実質的全面をＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＩ
ｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＮ等のＡｌを含まないＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体で覆えば表面酸化を防止するこ
とができるため好ましい。On the active layer, a second conductivity type clad layer is formed. One or more second conductivity type cladding layers of the present invention are formed. In the description of the present specification, a preferred embodiment having two layers of a second conductive type first clad layer and a second conductive type second clad layer in order from the side closer to the active layer will be described as an example.
The first cladding layer of the second conductivity type is formed of a material having a lower refractive index than the active layer. For example, the second conductivity type AlGa
InP, AlInP, AlGaAs, AlGaAsP,
AlGaInAs, GaInAsP, AlGaInN,
BeMgZnSe, MgZnSSe, CdZnSeTe
General III-V and II-VI group semiconductors can be used. The second conductive type clad layer contains Al
When the semiconductor device is made of a II-V compound semiconductor, GaAs, GaAsP, GaI
Al-free I such as nAs, GaInP, GaInN
It is preferable to cover with a II-V compound semiconductor because surface oxidation can be prevented.

【００１９】第２導電型第１クラッド層のキャリア濃度
は、下限は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好ましく、３×１０
¹⁸ｃｍ^-3以上がより好ましく、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が
最も好ましい。上限は２×１０²⁰ｃｍ^-3以下が好まし
く、５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好ましく、３×１０¹⁸
ｃｍ^-3以下が最も好ましい。The lower limit of the carrier concentration of the second conductive type first cladding layer is preferably 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more, and 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more.
¹⁸ cm ^-3 or more, and most preferably 5 × 10 ¹⁸ cm ^-3 or more. The upper limit is preferably 2 × 10 ²⁰ cm ⁻³ or less, more preferably 5 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ or less, and 3 × 10 ¹⁸ cm ^−3.
cm ^-3 or less is most preferred.

【００２０】第２導電型第１クラッド層は活性層の上に
形成する。本発明の好ましい実施様態では、第２導電型
第１クラッド層の屈折率は、第１導電型クラッド層の屈
折率よりも小さい。このような態様を採用することによ
り、活性層から光ガイド層側へ有効に光がしみ出すよう
に光分布（近視野像）を制御することができる。また、
活性領域（活性層の存在する部分）からＮＡＭ領域への
光導波損失を低減することもできるため、高出力動作に
おけるレーザ特性や信頼性の向上を達成することができ
る。The first cladding layer of the second conductivity type is formed on the active layer. In a preferred embodiment of the present invention, the refractive index of the second conductive type first cladding layer is smaller than the refractive index of the first conductive type cladding layer. By adopting such an embodiment, the light distribution (near-field image) can be controlled so that light effectively seeps from the active layer to the light guide layer side. Also,
Since the optical waveguide loss from the active region (the portion where the active layer is present) to the NAM region can be reduced, it is possible to achieve improvement in laser characteristics and reliability in high-power operation.

【００２１】第２導電型第１クラッド層の上に第２導電
型キャップ層を形成することにより、少なくともグルー
ブ内に第２導電型第２クラッド層を再成長させる際に、
再成長界面で通過抵抗を増大させるような高抵抗層の発
生を容易に防ぐことができるようになる。また、キャッ
プ層はコンタクト層として機能させてもよい。キャップ
層の材料は、酸化されにくいか或いは酸化されてもクリ
ーニングが容易な材料であれば特に限定されない。具体
的には、Ａｌ等の酸化されやすい元素の含有率の低い
（０．３以下程度）ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層が挙げ
られる。また、材料と厚みを選択することによって活性
層からの光を吸収しないようにすることが好ましい。キ
ャップ層の材料は、一般に活性層の材料よりもバンドギ
ャップが大きい材料から選択されるが、バンドギャップ
が小さい材料であっても、厚さが５０ｎｍ以下、より好
ましくは３０ｎｍ以下、最も好ましくは１０ｎｍ以下で
あれば、実質的に光の吸収が無視できるので使用可能で
ある。By forming the second conductive type cap layer on the second conductive type first clad layer, at least when the second conductive type second clad layer is regrown in the groove,
This makes it possible to easily prevent the generation of a high-resistance layer that increases the passage resistance at the regrowth interface. Further, the cap layer may function as a contact layer. The material of the cap layer is not particularly limited as long as it is hard to be oxidized or is a material that is easy to clean even if oxidized. Specifically, a group III-V compound semiconductor layer having a low content of an easily oxidizable element such as Al (about 0.3 or less) can be given. It is preferable that light from the active layer is not absorbed by selecting a material and a thickness. The material of the cap layer is generally selected from materials having a larger band gap than the material of the active layer. However, even a material having a small band gap has a thickness of 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, and most preferably 10 nm. Below, light absorption can be substantially ignored, so that it can be used.

【００２２】本発明の半導体発光装置は、活性層の側面
から端面まで光を導波する端部光ガイド層を有する点に
特徴がある。端部光ガイド層は、活性層の側面の少なく
とも一部に接触し、活性層の側面からの光を端面まで導
波する機能を有するものであればその構成の詳細は特に
制限されない。したがって、端部光ガイド層は、端部近
傍の全体にわたって形成されていてもよいし、端部近傍
の一部に形成されていてもよい。また、活性層が形成さ
れていない第１導電型クラッド層上の全面に形成されて
いてもよいし、端部近傍にだけ形成されていてもよい。
また、一方の端部近傍と他方の端部近傍で構造が変わっ
ていても構わない。製造上の容易性や制御性を考慮する
と、活性層が形成されていない第１導電型クラッド層上
の全面に端部光ガイド層を形成することが好ましい。さ
らに、光結合効率を向上させるために活性層と端部光ガ
イド層が実質的に同一直線上に形成されることが好まし
い。The semiconductor light emitting device of the present invention is characterized in that it has an end light guide layer for guiding light from the side surface to the end surface of the active layer. The configuration of the end light guide layer is not particularly limited as long as it has a function of contacting at least a part of the side surface of the active layer and guiding light from the side surface of the active layer to the end surface. Therefore, the end light guide layer may be formed over the entire vicinity of the end or may be formed on a part of the vicinity of the end. Further, the active layer may be formed on the entire surface of the first conductive type clad layer where the active layer is not formed, or may be formed only near the end.
Further, the structure may be different between the vicinity of one end and the vicinity of the other end. In consideration of ease of manufacture and controllability, it is preferable to form an edge light guide layer on the entire surface of the first conductive type clad layer where the active layer is not formed. Furthermore, it is preferable that the active layer and the edge light guide layer are formed on substantially the same straight line in order to improve the optical coupling efficiency.

【００２３】レーザ光出射端面の酸化防止などの観点か
ら、端部光ガイド層のＡｌ組成は０．３以下であること
が好ましく、０．２以下であることがより好ましく、
０．１５以下であることがさらにより好ましく、実質的
に０であることが特に好ましい。実質的にＡｌ組成が０
となる材料としては、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、Ｇａ
Ｎなどの二元系、またはＧａＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓなど
の三元系もしくはこれ以上の多元系を例示することがで
きる。端部光ガイド層のバンドギャップは、光導波機能
及び端面での光の非吸収効果を得るために、活性層のバ
ンドギャップよりも大きくする必要がある。端部光ガイ
ド層のＡｌ組成、バンドギャップ、屈折率は相互に関連
するものであるが、これらの条件は端部光ガイド層の機
能を効果的に発揮しうるように適宜最適化することが好
ましい。From the viewpoint of preventing oxidation of the laser light emitting end face, the Al composition of the end light guide layer is preferably 0.3 or less, more preferably 0.2 or less,
It is even more preferably 0.15 or less, and particularly preferably substantially 0. Al composition is substantially 0
GaAs, InP, GaP, Ga
A binary system such as N or a ternary system such as GaInP or GaInAs or a multi-system of more than this can be exemplified. The band gap of the end light guide layer needs to be larger than the band gap of the active layer in order to obtain an optical waveguide function and a light non-absorbing effect at the end face. The Al composition, band gap, and refractive index of the edge light guide layer are related to each other, but these conditions can be appropriately optimized so that the function of the edge light guide layer can be effectively exhibited. preferable.

【００２４】端部光ガイド層の厚みは、活性層の厚みと
なるべく同等にすることが好ましい。光結合効率の観点
から、特に活性層側面と端部光ガイド層が接触している
部分の厚みをほぼ同等とすることが好ましい。具体的に
は、端部光ガイド層の厚さは活性層の厚さの０．５〜２
倍が好ましく、０．７〜１．５倍がより好ましく、０．
８〜１．２倍がさらにより好ましく、０．７〜１．１倍
が特に好ましい。光ガイド層が薄くなりすぎると、活性
領域（活性層の存在する部分）から端部ＮＡＭ領域への
光結合効率が低下する。このため、光導波損失が大きく
なったり、垂直拡がり角が狭くなりすぎるという問題が
生じる。一方、光ガイド層が厚くなりすぎると、垂直拡
がり角が広くなり過ぎるというという問題が発生する。
しきい値電流の増大やスロープ効率の低減などレーザ特
性の劣化を招いてしまう。このため、第１導電型光ガイ
ド層の厚みは、下限として３０ｎｍ以上が好ましく、５
０ｎｍ以上がより好ましい。上限としては、３００ｎｍ
以下が好ましく、２００ｎｍ以下が好ましい。端部光ガ
イド層の厚さは全体にわたって均一でなくても構わない
が、均一であることが好ましい。さらに、光結合効率等
の観点から、活性層側面の形状は垂直あるいは逆テーパ
状であることが好ましく、特に逆テーパ状であることが
好ましい。端面での光密度分布は、端部光ガイド層によ
り基本的に決定されるので、端部光ガイド層を形成する
ことにより、活性層の構造設計の自由度が大きくなり活
性層内の光閉じ込め率Γを低しきい値、高効率などのレ
ーザ基本特性向上に適した値に設計することが容易にな
る。It is preferable that the thickness of the end light guide layer is made as equal as possible to the thickness of the active layer. From the viewpoint of optical coupling efficiency, it is preferable that the thickness of the portion where the side surface of the active layer and the end portion light guide layer are in contact is substantially equal. Specifically, the thickness of the edge light guide layer is 0.5 to 2 times the thickness of the active layer.
Times, preferably 0.7 to 1.5 times, more preferably 0.1 to 1.5 times.
8-1.2 times is still more preferable, and 0.7-1.1 times is particularly preferable. If the light guide layer is too thin, the efficiency of light coupling from the active region (where the active layer is present) to the end NAM region is reduced. For this reason, there are problems that the optical waveguide loss increases and the vertical spread angle becomes too narrow. On the other hand, if the light guide layer is too thick, there is a problem that the vertical divergence angle becomes too wide.
Laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in slope efficiency are deteriorated. For this reason, the thickness of the first conductivity type light guide layer is preferably 30 nm or more as a lower limit, and
0 nm or more is more preferable. The upper limit is 300 nm
Or less, preferably 200 nm or less. The thickness of the end light guide layer may not be uniform over the whole, but is preferably uniform. Further, from the viewpoint of optical coupling efficiency and the like, the shape of the side surface of the active layer is preferably vertical or reverse tapered, and particularly preferably reverse tapered. Since the light density distribution at the end face is basically determined by the end light guide layer, the formation of the end light guide layer increases the degree of freedom in the structural design of the active layer, and confines light within the active layer. It becomes easy to design the ratio Γ to a value suitable for improving the laser basic characteristics such as a low threshold value and high efficiency.

【００２５】本発明の半導体発光装置の端部光ガイド層
の上には、端部低屈折率層を形成することが好ましい。
端部低屈折率層の屈折率は、端部光ガイド層に光を有効
に閉じ込め、端部で光導波を行うために、端部光ガイド
層の屈折率よりも小さくする必要がある。端部低屈折率
層の導電型は、第２導電型もしくは高抵抗であることが
好ましい。端部低屈折率層の厚みは、第２導電型第２ク
ラッド層とほぼ同じ厚みに形成することが好ましい。端
部低屈折率層の厚みの上限は０．３０μｍ以下が好まし
く、０．２０μｍ以下がより好ましく、０．１５μｍ以
下がもっとも好ましい。下限は０．０３μｍ以上が好ま
しく、０．０５μｍ以上がより好ましく、０．０７μｍ
以上がもっとも好ましい。端部低屈折率層の上に、表面
酸化の抑制やプロセスによる汚染やダメージの保護を目
的として、端部保護層を形成してもよい。It is preferable to form an edge low refractive index layer on the edge light guide layer of the semiconductor light emitting device of the present invention.
The refractive index of the end low refractive index layer must be smaller than the refractive index of the end light guide layer in order to effectively confine light in the end light guide layer and guide the light at the end. The conductivity type of the edge low refractive index layer is preferably the second conductivity type or high resistance. The thickness of the edge low refractive index layer is preferably formed to be substantially the same as the thickness of the second conductivity type second clad layer. The upper limit of the thickness of the edge low refractive index layer is preferably 0.30 μm or less, more preferably 0.20 μm or less, and most preferably 0.15 μm or less. The lower limit is preferably at least 0.03 μm, more preferably at least 0.05 μm, and 0.07 μm
The above is the most preferable. On the edge low refractive index layer, an edge protection layer may be formed for the purpose of suppressing surface oxidation and protecting the process from contamination and damage.

【００２６】本発明の半導体発光装置を構成する電流ブ
ロック層は、第２導電型第１クラッド層上および光ガイ
ド層上の端面近傍部分に形成され、開口部を有する。電
流ブロック層の材料は特に限定されず、誘電体であって
も半導体であってもよい。誘電体と半導体にはそれぞれ
以下に記載するような利点と欠点があるため、電流ブロ
ック層の材料はこれらの利点と欠点を考慮して適宜決定
するのが好ましい。The current blocking layer constituting the semiconductor light emitting device of the present invention is formed on the second conductive type first cladding layer and on the light guide layer near the end face and has an opening. The material of the current blocking layer is not particularly limited, and may be a dielectric or a semiconductor. Since the dielectric and the semiconductor have the following advantages and disadvantages, respectively, it is preferable that the material of the current blocking layer is appropriately determined in consideration of these advantages and disadvantages.

【００２７】電流ブロック層の材料として誘電体を用い
る場合は、例えばＳｉＮｘ、ＳｉＯ ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などを
用いることができる。誘電体を用いると、低屈折率でか
つ絶縁特性の優れた層を形成することができるなどの利
点がある反面、熱伝導率が低いために放熱性が悪い、劈
開性が悪い、平坦化しにくいためにジャンクション・ダ
ウンで組み立てにくいなどの欠点も有している。A dielectric is used as a material of the current block layer.
For example, SiNx, SiO _Two, Al_TwoO_ThreeEtc.
Can be used. If a dielectric material is used,
To form a layer with excellent insulation properties.
Although there are spots, heat dissipation is poor due to low thermal conductivity.
Junction die due to poor openability and difficulty in flattening
It also has disadvantages such as difficulty in assembling.

【００２８】一方、電流ブロック層の材料として半導体
を用いた場合は、誘電体膜と比較して熱伝導率が高いた
めに放熱性が良い、劈開性が良い、平坦化しやすいため
にジャンクション・アップで組み立てやすい、コンタク
ト層を全面に形成しやすいのでコンタクト抵抗を下げや
すいなどの利点がある反面、低屈折率にするためにＡｌ
ＧａＡｓ、ＡｌＩｎＰなどの高Ａｌ組成化合物が必要に
なる時は表面酸化などの対策が必要であるなどの欠点が
ある。On the other hand, when a semiconductor is used as the material of the current blocking layer, the heat conductivity is higher than that of the dielectric film, so that the heat dissipation is better, the cleavage is better, and the flattening is easy. It has the advantages of being easy to assemble with a contact layer and easy to form a contact layer on the entire surface, so that it is easy to lower the contact resistance.
When a compound having a high Al composition such as GaAs or AlInP is required, there is a drawback in that measures such as surface oxidation are required.

【００２９】電流ブロック層の屈折率は、電流ブロック
層に挟まれたＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰからなる
第２導電型第２クラッド層の屈折率よりも低くする（実
屈折率ガイド構造）。このような屈折率の制御を行うこ
とによって、従来のロスガイド構造に比べて動作電流を
低減することが可能になる。電流ブロック層と第２導電
型第２クラッド層との屈折率差は、電流ブロック層が化
合物半導体の場合、下限は０．００１以上が好ましく、
０．００３以上がより好ましく、０．００７以上が最も
好ましい。上限は、１．０以下が好ましく、０．５以下
がより好ましく、０．１以下が最も好ましい。電流ブロ
ック層が誘電体の場合、下限は０．１以上が好ましく、
０．３以上がより好ましく、０．７以上が最も好まし
い。上限は、３．０以下が好ましく、２．５以下がより
好ましく、１．８以下が最も好ましい。The refractive index of the current blocking layer is set lower than the refractive index of the second conductivity type second cladding layer made of AlGaAs or AlGaAsP sandwiched between the current blocking layers (actual refractive index guide structure). By controlling such a refractive index, it becomes possible to reduce the operating current as compared with the conventional loss guide structure. When the current blocking layer is a compound semiconductor, the lower limit of the refractive index difference between the current blocking layer and the second conductivity type second cladding layer is preferably 0.001 or more,
0.003 or more is more preferable, and 0.007 or more is most preferable. The upper limit is preferably 1.0 or less, more preferably 0.5 or less, and most preferably 0.1 or less. When the current blocking layer is a dielectric, the lower limit is preferably 0.1 or more,
0.3 or more is more preferable, and 0.7 or more is most preferable. The upper limit is preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less, and most preferably 1.8 or less.

【００３０】第２導電型第２クラッド層よりも低屈折率
にすることや、ＧａＡｓ基板との格子整合を考慮する
と、半導体としてＡｌＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰ、も
しくはＡｌＧａＩｎＰ又はＡｌＩｎＰを用いることが好
ましい。ＡｌＧａＩｎＰ又はＡｌＩｎＰは、ＡｌＧａＡ
ｓ又はＡｌＧａＡｓＰと比べて、熱伝導が悪い、自然超
格子の形成による屈折率の変化、選択成長（グルーブ側
壁と底面）におけるＩｎ組成の不安定性などがあるの
で、選択成長時の保護膜へのポリの堆積防止（ＨＣｌ添
加選択成長）ができるのであれば、ＡｌＧａＡｓ又はＡ
ｌＧａＡｓＰを選択する方が好ましい。ただし、ＡｌＧ
ａＡｓ又はＡｌＧａＡｓＰの場合は、Ａｌ組成がＡｌＡ
ｓに近くなりすぎると潮解性を示すので、Ａｌ組成の上
限は０．９５以下が好ましく、０．９２以下がより好ま
しく、０．９０以下が最も好ましい。第２導電型クラッ
ド層よりも低屈折率にする必要があることから、Ａｌ組
成の下限は０．３以上が好ましく、０．３５以上がより
好ましく、０．４以上が最も好ましい。Considering that the refractive index is lower than that of the second conductive type second cladding layer and that lattice matching with the GaAs substrate is taken into account, it is preferable to use AlGaAs or AlGaAsP, or AlGaInP or AlInP as the semiconductor. AlGaInP or AlInP is AlGaAs
As compared with s or AlGaAsP, there are poor heat conduction, change in refractive index due to formation of a natural superlattice, instability of In composition in selective growth (groove side wall and bottom surface), and the like. If it is possible to prevent poly deposition (selective growth with HCl added), use AlGaAs or A
It is preferable to select lGaAsP. However, AlG
In the case of aAs or AlGaAsP, the Al composition is AlA
When the value is too close to s, deliquescentness is exhibited, so the upper limit of the Al composition is preferably 0.95 or less, more preferably 0.92 or less, and most preferably 0.90 or less. Since it is necessary to make the refractive index lower than that of the second conductivity type cladding layer, the lower limit of the Al composition is preferably 0.3 or more, more preferably 0.35 or more, and most preferably 0.4 or more.

【００３１】電流ブロック層は、光分布（特に横方向の
光分布）を制御したり電流阻止の機能を向上させるため
に、屈折率、キャリア濃度又は導電型が異なる２つ以上
の層から形成してもよい。電流ブロック層の上に表面保
護層を形成して、表面酸化の抑制あるいはプロセス上の
表面保護を図ることができる。表面保護層の導電型は特
に規定されないが、第２導電型とすることにより、電流
阻止機能の向上を図ることができる。The current blocking layer is formed of two or more layers having different refractive indices, carrier concentrations or conductivity types in order to control the light distribution (particularly the light distribution in the lateral direction) and to improve the current blocking function. You may. By forming a surface protective layer on the current blocking layer, it is possible to suppress surface oxidation or to protect the surface in the process. Although the conductivity type of the surface protective layer is not particularly limited, the current blocking function can be improved by using the second conductivity type.

【００３２】電流ブロック層の導電型は、第１導電型又
は高抵抗（アンドープもしくは深い順位を形成する不純
物（Ｏ、Ｃｒ、Ｆｅなど）をドープ）、あるいはこれら
２つの組み合わせのいずれであってもよく、導電型ある
いは組成の異なる複数の層から形成されていてもよい。
例えば、活性層に近い側から第２導電型あるいは高抵抗
の半導体層、および第１導電型の半導体層の順に形成さ
れている電流ブロック層を好ましく用いることができ
る。また、あまり薄いと電流阻止に支障を生じる可能性
があるため、厚さは０．１μｍ以上であるのが好まし
く、０．５μｍ以上であるのがより好ましい。素子とし
てのサイズ等を勘案すれば、０．１〜３μｍ程度の範囲
から選択するのが好ましい。The conductivity type of the current blocking layer may be any one of the first conductivity type, high resistance (undoped or doped with impurities (O, Cr, Fe, etc.) that form a deep order), or a combination of the two. Alternatively, it may be formed from a plurality of layers having different conductivity types or compositions.
For example, a current blocking layer formed in the order of the semiconductor layer of the second conductivity type or high resistance and the semiconductor layer of the first conductivity type from the side close to the active layer can be preferably used. Further, if the thickness is too small, it may cause a problem in blocking the current. Therefore, the thickness is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.5 μm or more. In consideration of the size of the element, it is preferable to select from the range of about 0.1 to 3 μm.

【００３３】電流ブロック層の開口部上の少なくとも一
部には、第２導電型第２クラッド層が形成される。第２
導電型第２クラッド層は、通常は開口部の上側表面をす
べて覆うように形成される。第２導電型第２クラッド層
のキャリア濃度は、下限は１×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好ま
しく、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以上がより好ましく、５×１０
¹⁸ｃｍ^-3以上が最も好ましい。上限は２×１０²⁰ｃｍ^-3
以下が好ましく、５×１０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好まし
く、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下が最も好ましい。第２導電型
第２クラッド層の厚さは、薄くなりすぎると光閉じ込め
が不十分となり、厚くなりすぎりと通過抵抗が増加して
しまうことを考慮して、下限は０．５μｍ以上が好まし
く、１．０μｍ以上がより好ましい。上限は３．０μｍ
以下が好ましく、２．０μｍ以下がより好ましい。A second-conductivity-type second cladding layer is formed on at least a part of the opening of the current blocking layer. Second
The conductivity type second cladding layer is usually formed so as to cover the entire upper surface of the opening. The lower limit of the carrier concentration of the second conductivity type second cladding layer is preferably 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more, more preferably 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more, and 5 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or more.
Most preferably ¹⁸ cm ^-3 or more. The upper limit is 2 × 10 ²⁰ cm ^-3
It is preferably at most 5 × 10 ¹⁹ cm ^-3 , more preferably at most 3 × 10 ¹⁸ cm ^-3 . The lower limit of the thickness of the second conductivity type second cladding layer is preferably 0.5 μm or more in consideration that light confinement is insufficient if the thickness is too small, and that passage resistance increases if the thickness is too large. , 1.0 μm or more is more preferable. The upper limit is 3.0 μm
Or less, more preferably 2.0 μm or less.

【００３４】電流ブロック層と第２導電型第２クラッド
層を形成した後にさらに電極を形成するに先立ち、電極
材料との接触抵抗を低減するために、低抵抗（高キャリ
ア濃度）のコンタクト層を形成することが好ましい。特
に電極を形成しようとする最上層表面の全体にコンタク
ト層を形成したうえで電極を形成することが好ましい。
このとき、コンタクト層の材料は、通常はクラッド層よ
りバンドギャップが小さい材料の中から選択し、金属電
極とのオーミック性を取るため低抵抗で適当なキャリア
密度を有するのが好ましい。キャリア密度の下限は、１
×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が好ましく、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以上
がより好ましく、５×１０¹⁸ｃｍ^-3以上が最も好まし
い。上限は、２×１０²⁰ｃｍ^-3以下が好ましく、５×１
０¹⁹ｃｍ^-3以下がより好ましく、３×１０¹⁸ｃｍ^-3以下
が最も好ましい。コンタクト層の厚みは、０．１〜１０
μｍが好ましく、１〜８μｍがより好ましく、２〜６μ
ｍがもっとも好ましい。After forming the current blocking layer and the second cladding layer of the second conductivity type, prior to forming an electrode, a contact layer having a low resistance (high carrier concentration) is formed in order to reduce the contact resistance with the electrode material. Preferably, it is formed. In particular, it is preferable to form an electrode after forming a contact layer on the entire surface of the uppermost layer on which an electrode is to be formed.
At this time, the material of the contact layer is usually selected from materials having a smaller band gap than that of the cladding layer, and preferably has a low resistance and an appropriate carrier density in order to obtain ohmic contact with the metal electrode. The lower limit of the carrier density is 1
It is preferably at least 10 ¹⁸ cm ^-3, more preferably at least 3 10 ¹⁸ cm ^-3, most preferably at least 5 10 ¹⁸ cm ^-3 . The upper limit is preferably 2 × 10 ²⁰ cm ⁻³ or less, and 5 × 1
0 ¹⁹ cm ⁻³ or less is more preferable, and 3 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ or less is most preferable. The thickness of the contact layer is 0.1 to 10
μm is preferable, 1 to 8 μm is more preferable, and 2 to 6 μm
m is most preferred.

【００３５】次に、電流ブロック層に形成される開口部
について説明する。電流ブロック層の開口部は、上側
（コンタクト層側）よりも下側（活性層側）の方が小さ
くなるようにする方が、通過抵抗の低減（動作電圧及ぶ
発熱の低減）の観点から好ましい。電流ブロック層をＮ
ＡＭ領域上に形成することにより、ＮＡＭ領域でのリー
ク電流を無くすことができる。また、電流ブロック層を
ＮＡＭ領域よりもさらに内側に形成することにより、活
性層の端部への電流注入も抑制することができる。これ
により、再成長界面を有する端部領域での劣化（特にバ
ルブ劣化）を低減することができる。Next, the opening formed in the current block layer will be described. It is preferable that the opening of the current block layer be smaller on the lower side (active layer side) than on the upper side (contact layer side) from the viewpoint of reducing the passage resistance (reducing the operating voltage and heat generation). . Current blocking layer is N
By forming on the AM region, the leak current in the NAM region can be eliminated. Further, by forming the current block layer further inside than the NAM region, it is possible to suppress current injection to the end of the active layer. Thereby, deterioration (particularly, valve deterioration) in the end region having the regrowth interface can be reduced.

【００３６】電流ブロック層の開口部は、両端部まで伸
長しているストライプ状の開口部（図１（ｃ））であっ
てもよいし、一方の端部まで伸長しているが他方の端部
までは伸長していない開口部であってもよいし、また、
両端部まで伸長していない開口部（図１（ｃ’））であ
ってもよい。開口部が両端部まで伸長しているストライ
プ状の開口部である場合は、ＮＡＭ領域における光の制
御がより容易になり、端面における横方向の光の拡がり
を小さくすることができる。一方、開口部が端面からあ
る程度内側に入った部分に形成されている場合は、端面
付近で電流を非注入にすることができるため、端面での
電流の再結合を防ぐとともに、クラッド層などからの電
流の回り込みを最小限にとどめることができる。開口部
の構造はこのような利点を考慮しながら、使用目的に応
じて適宜決定することが好ましい。The opening of the current block layer may be a stripe-shaped opening (FIG. 1C) extending to both ends, or may extend to one end but the other end. It may be an opening that does not extend to the part,
An opening that does not extend to both ends (FIG. 1 (c ′)) may be used. When the opening is a stripe-shaped opening extending to both ends, light control in the NAM region becomes easier, and the spread of light in the lateral direction at the end face can be reduced. On the other hand, if the opening is formed in a portion that is somewhat inside from the end face, current can be made non-injected near the end face, preventing recombination of current at the end face and preventing the cladding layer etc. Can be minimized. It is preferable that the structure of the opening is appropriately determined according to the purpose of use while taking such advantages into consideration.

【００３７】オフアングルの方向は、電流ブロック層に
形成される開口部の伸びる方向（長手方向）に直交する
方向から、±３０°以内の方向が好ましく、±７°以内
の方向がより好ましく、±２°以内の方向が最も好まし
い。また、開口部の方向は、基板の面方位が（１００）
の場合、［０−１１］またはそれと等価な方向が、オフ
アングルの方向は［０１１］方向またはそれと等価な方
向から±３０°以内の方向が好ましく、±７°以内の方
向がより好ましく、±２°以内の方向が最も好ましい。
なお、本明細書において「［０１−１］方向」という場
合は、一般的なＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族半導体にお
いて、（１００）面と［０１−１］面との間に存在する
［１１−１］面が、それぞれＶ族又はＶＩ族元素が現れ
る面であるように［０１−１］方向を定義する。The direction of the off angle is preferably within ± 30 °, more preferably within ± 7 °, from the direction perpendicular to the direction in which the opening formed in the current blocking layer extends (longitudinal direction). Directions within ± 2 ° are most preferred. The direction of the opening is such that the plane orientation of the substrate is (100).
In the case of the direction [0-11] or a direction equivalent thereto, the off-angle direction is preferably within ± 30 ° from the [011] direction or a direction equivalent thereto, more preferably within ± 7 °, and ± 5 °. Directions within 2 ° are most preferred.
In this specification, the “[01-1] direction” exists between the (100) plane and the [01-1] plane in general III-V and II-VI semiconductors. The [01-1] direction is defined such that the [11-1] plane is a plane where a group V or group VI element appears, respectively.

【００３８】本発明の実施態様は上記の開口部が［０１
−１］方向の場合に限定されない。例えば、開口部が
［０１１］方向又はそれと結晶学的に等価な方向に伸び
ている場合、例えば、成長条件により、成長速度に異方
性をもたせることができ、（１００）面では速く、（１
１１）Ｂ面ではほとんど成長しないようにすることがで
きる。その場合、（１１１）Ｂ面を側面とする第２導電
型第２クラッド層が形成される。この場合も次にコンタ
クト層を形成する際、より等方性の強い成長が起こる条
件を選ぶことにより、（１００）面の頂部とともに（１
１１）Ｂ面からなる側面にも全面的にコンタクト層が形
成される。In an embodiment of the present invention, the opening is [01].
-1] direction. For example, when the opening extends in the [011] direction or a direction crystallographically equivalent thereto, for example, the growth rate can be made anisotropic depending on the growth conditions. 1
11) Almost no growth can occur on the B-plane. In this case, a second-conductivity-type second clad layer having the (111) B plane as a side surface is formed. Also in this case, the next time a contact layer is formed, by selecting conditions under which more isotropic growth occurs, the (1) plane can be formed together with the (1) plane top.
11) A contact layer is entirely formed on the side surface composed of plane B.

【００３９】同様の理由により、ウルツァイト型の基板
を用いた場合には、開口部の伸びる方向は、例えば（０
００１）面上では［１１−２０］又は［１−１００］が
好ましい。ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）
ではどちらの方向でもよいが、ＭＯＶＰＥでは［１１−
２０］方向がより好ましい。For the same reason, when a wurtzite type substrate is used, the direction in which the opening extends is, for example, (0
On the (001) plane, [11-20] or [1-100] is preferable. HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy)
May be in either direction, but in MOVPE [11-
20] direction is more preferable.

【００４０】本発明の半導体発光装置を設計するに際し
ては、まず、所望の垂直拡がり角を得るために活性層の
厚みとクラッド層の組成を決定する。通常、垂直拡がり
角を狭くすると活性層からクラッド層への光の浸みだし
が促進され、端面での光密度が小さくなり、出射端面の
光学的損傷（ＣＯＤ）レベルが向上することができるの
で、高出力動作を必要とする時には比較的に狭めに設定
されるが、下限は活性層内の光閉じ込めの低減による発
振しきい値電流の増大及びキャリアのオーバーフローに
よる温度特性の低下を抑制することで制限があり、下限
は、１５°以上が好ましく、１７°以上がより好まし
く、１９°以上が最も好ましい。上限は、３２°以下が
好ましく、２９°以下がより好ましく、２７°以下が最
も好ましい。In designing the semiconductor light emitting device of the present invention, first, the thickness of the active layer and the composition of the cladding layer are determined in order to obtain a desired vertical spread angle. Usually, when the vertical divergence angle is reduced, light seepage from the active layer to the cladding layer is promoted, the light density at the end face is reduced, and the optical damage (COD) level at the output end face can be improved. When high-output operation is required, it is set relatively narrow, but the lower limit is to suppress an increase in oscillation threshold current due to a reduction in light confinement in the active layer and a decrease in temperature characteristics due to carrier overflow. There is a limit, and the lower limit is preferably 15 ° or more, more preferably 17 ° or more, and most preferably 19 ° or more. The upper limit is preferably 32 ° or less, more preferably 29 ° or less, and most preferably 27 ° or less.

【００４１】次に、垂直拡がり角を決定すると、高出力
特性を大きく支配する構造パラメータは活性層と電流ブ
ロック層との間の距離ｄｐと開口部底部における幅（以
下「開口幅」という）Ｗとなる。なお、活性層と電流ブ
ロック層との間に第２導電型第１クラッド層のみが存在
する場合、ｄｐは第２導電型第１クラッド層の厚みとな
る。また、活性層が量子井戸構造の場合、最も電流ブロ
ック層に近い活性層と電流ブロック層との距離がｄｐに
なる。Next, when the vertical divergence angle is determined, the structural parameters that largely govern the high output characteristics are the distance dp between the active layer and the current blocking layer and the width at the bottom of the opening (hereinafter referred to as “opening width”) W Becomes When only the second conductivity type first cladding layer exists between the active layer and the current blocking layer, dp is the thickness of the second conductivity type first cladding layer. When the active layer has a quantum well structure, the distance between the active layer closest to the current block layer and the current block layer is dp.

【００４２】ｄｐについては、上限は０．３０μｍ以下
が好ましく、０．２０μｍ以下がより好ましく、０．１
５μｍ以下がもっとも好ましい。下限は０．０３μｍ以
上が好ましく、０．０５μｍ以上がより好ましく、０．
０７μｍ以上がもっとも好ましい。ただし、使用目的
（拡がり角をどこに設定するかなど）、材料系（屈折
率、抵抗率等）などが異なると、上記の最適範囲も少し
シフトする。また、この最適範囲は上記の各構造パラメ
ータがお互いに影響し合うことにも注意を要する。開口
部底部における開口幅Ｗは、上限が１００μｍ以下であ
ることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ま
しい。下限が１μｍ以上であることが好ましく、１．５
μｍ以上であることがより好ましく、２μｍ以上である
ことがもっとも好ましい。また、横モードをシングルモ
ード（単一ピークの横方向光強度分布）にするために
は、高次モードのカットオフ及び空間的ホールバーニン
グの防止の観点からＷをあまり大きくすることができ
ず、Ｗの上限は７μｍ以下が好ましく、６μｍ以下がよ
り好ましい。The upper limit of dp is preferably 0.30 μm or less, more preferably 0.20 μm or less, and 0.1
Most preferably, it is 5 μm or less. The lower limit is preferably 0.03 μm or more, more preferably 0.05 μm or more.
It is most preferably at least 07 μm. However, if the purpose of use (where the spread angle is set, etc.), material system (refractive index, resistivity, etc.) is different, the above-mentioned optimum range is slightly shifted. It should also be noted that this optimum range affects each of the above structural parameters. The upper limit of the opening width W at the bottom of the opening is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less. The lower limit is preferably 1 μm or more, and 1.5
It is more preferably at least 2 μm, most preferably at least 2 μm. Further, in order to make the transverse mode a single mode (transverse light intensity distribution of a single peak), W cannot be made too large from the viewpoint of cutoff of a higher-order mode and prevention of spatial hole burning. The upper limit of W is preferably 7 μm or less, more preferably 6 μm or less.

【００４３】高出力動作を実現するには、開口部底部に
おける開口幅Ｗを広くすることが端面での光密度低減の
観点から有効であるが、動作電流を低減するためには開
口幅を狭くすることが、導波路ロス低減の観点から好ま
しい。そこで、ゲイン領域となる中央付近の開口幅Ｗ２
を比較的狭くし、端部付近の開口幅Ｗ１を比較的広くな
るようにすることにより、低動作電流と高出力動作を同
時に実現することができ、高い信頼性も確保することが
できる（図６（ａ））。すなわち、端部（劈開面）幅Ｗ
１については、上限が１０００μｍ以下であることが好
ましく、５００μｍ以下であるがより好ましい。下限が
２μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であるこ
とがより好ましい。中央部幅Ｗ２については、上限が１
００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であ
ることがより好ましい。下限が１μｍ以上であることが
好ましく、１．５μｍ以上であることがより好ましく、
２μｍ以上であることがもっとも好ましい。端部幅Ｗ１
と中央部幅Ｗ２の差については、上限は１０００μｍ以
下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましい。下限に
ついては、０．２μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上
がより好ましい。To realize a high output operation, it is effective to increase the opening width W at the bottom of the opening from the viewpoint of reducing the light density at the end face. However, in order to reduce the operating current, the opening width is reduced. Is preferable from the viewpoint of reducing the waveguide loss. Therefore, the opening width W2 near the center serving as the gain region
Is relatively narrow, and the opening width W1 near the end is relatively wide, so that a low operation current and a high output operation can be realized at the same time, and high reliability can be secured (FIG. 6 (a)). That is, the end (cleavage plane) width W
For 1, the upper limit is preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less. The lower limit is preferably 2 μm or more, more preferably 3 μm or more. The upper limit of the center width W2 is 1
It is preferably at most 00 μm, more preferably at most 50 μm. The lower limit is preferably 1 μm or more, more preferably 1.5 μm or more,
Most preferably, it is 2 μm or more. Edge width W1
The upper limit of the difference between the width W2 and the center width W2 is preferably 1000 μm or less, and more preferably 500 μm or less. The lower limit is preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.5 μm or more.

【００４４】さらに横モードをシングルモードにするた
めには、端部幅Ｗ１の上限は、７μｍ以下が好ましく、
６μｍ以下がより好ましい。中央部幅Ｗ２の上限は、６
μｍ以下が好ましく、５μｍ以下がより好ましい。端部
幅Ｗ１と中央部幅Ｗ２の差については、上限は５μｍ以
下が好ましく、３μｍ以下がより好ましく、２μｍ以下
が最も好ましい。下限については、０．２μｍ以上が好
ましく、０．５μｍ以上がより好ましい。Further, in order to make the transverse mode a single mode, the upper limit of the end width W1 is preferably 7 μm or less.
6 μm or less is more preferable. The upper limit of the center width W2 is 6
μm or less is preferable, and 5 μm or less is more preferable. The upper limit of the difference between the end width W1 and the center width W2 is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and most preferably 2 μm or less. The lower limit is preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.5 μm or more.

【００４５】高い信頼性を維持しつつビームが円形に近
いレーザを達成するためには、上記ｄｐとＷを適切な範
囲に制御性良く納めることが必要となる。円形に近いビ
ームを実現するには、開口幅を狭くすることが有効であ
るが、開口幅を狭くすると注入電流密度が密度がバルク
劣化抑制の観点から好まくない。そこで、ゲイン領域と
なる中央部幅Ｗ２を比較的広くし、端部付近を比較的狭
くなるようにすることにより、ビームスポット低減と低
動作電流を同時に実現することができ、高い信頼性も確
保することができる（図６（ｂ））。すなわち、端部
（劈開面）幅Ｗ１については、上限が１０μｍ以下であ
ることが好ましく、５μｍ以下であるがより好ましく、
３μｍ以下であるがもっとも好ましい。下限が０．５μ
ｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることが
より好ましい。中央部幅Ｗ２については、上限が１００
μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であるこ
とがより好ましい。下限が１μｍ以上であることが好ま
しく、１．５μｍ以上であることがより好ましく、２μ
ｍ以上であることがもっとも好ましい。端部幅Ｗ１と中
央部幅Ｗ２の差については、上限は１００μｍ以下が好
ましく、５０μｍ以下がより好ましい。下限について
は、０．２μｍ以上が好ましく、０．５μｍ以上がより
好ましい。In order to achieve a laser whose beam is close to a circle while maintaining high reliability, it is necessary to control the above dp and W within an appropriate range with good controllability. In order to realize a nearly circular beam, it is effective to reduce the aperture width. However, when the aperture width is reduced, the injection current density is not preferable from the viewpoint of suppressing bulk deterioration. Therefore, by reducing the width of the central portion W2, which is the gain region, to a relatively large value and the portion near the end portion to a relatively small value, the beam spot can be reduced and the low operating current can be realized at the same time, and high reliability is secured. (FIG. 6B). That is, the upper limit of the end (cleavage plane) width W1 is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less,
It is most preferably 3 μm or less. Lower limit is 0.5μ
m or more, more preferably 1 μm or more. The upper limit of the center width W2 is 100
μm or less, and more preferably 50 μm or less. The lower limit is preferably 1 μm or more, more preferably 1.5 μm or more, and 2 μm or more.
Most preferably, it is at least m. The upper limit of the difference between the end width W1 and the center width W2 is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. The lower limit is preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.5 μm or more.

【００４６】上記の漸増部分あるいは漸減部分、端部の
長さは所望の特性に応じて、設計すればよいが、漸減部
分の長さは、導波路損失低減の観点から、それぞれ５〜
１０μｍが好ましく、１０〜５０μｍがより好ましい。
端部の長さは、劈開精度の観点から５〜３０μｍが好ま
しく、１０〜２０μｍがより好ましい。ただし、必要に
応じて、以下のように窓を作製してもよい。 （１）端部、漸増部分あるいは漸減部分の開口幅あるい
は長さがチップ両側で非対称となるもの。 （２）端部の幅一定となる領域を設定せずに、端部まで
漸増あるいは漸減としたもの。 （３）端面の片側（通常、高出力光取り出し（前端面）
側）だけ開口幅が漸増あるいは漸減するようにしたも
の。 （４）端部開口幅が前端面と後端面とで異なるもの。 （５）上記の（１）〜（４）のいくつかを組み合わせた
もの。 また、端面付近に電極を設けないようにして、端部近傍
の開口部への電流注入によるバルク劣化の抑制や端面で
の再結合電流を低減することは、高い信頼性での小スポ
ット径のレーザ作製の観点から有効である。The length of the above-mentioned gradually increasing portion, gradually decreasing portion, and end portion may be designed according to desired characteristics, but the length of the gradually decreasing portion may be 5 to 5 from the viewpoint of waveguide loss reduction.
10 μm is preferable, and 10 to 50 μm is more preferable.
The length of the end portion is preferably from 5 to 30 μm, more preferably from 10 to 20 μm, from the viewpoint of cleavage accuracy. However, if necessary, the window may be manufactured as follows. (1) The opening width or length of the end portion, the gradually increasing portion or the gradually decreasing portion is asymmetric on both sides of the chip. (2) An area in which the width of the end is constant is not set, but is gradually increased or decreased to the end. (3) One side of the end face (normally, high-output light extraction (front end face)
Side), the opening width of which gradually increases or decreases. (4) The width of the end opening differs between the front end face and the rear end face. (5) A combination of some of the above (1) to (4). In addition, by not providing an electrode near the end face, suppressing bulk deterioration due to current injection into the opening near the end face and reducing the recombination current at the end face can be achieved with a small spot diameter with high reliability. It is effective from the viewpoint of laser production.

【００４７】端部での共振器方向におけるＮＡＭ領域の
長さは、短くなりすぎると再現性よく劈開することが困
難となり、一方、長くなりすぎるとＮＡＭ領域での損失
が増加するためにしきい値電流の増大やスロープ効率の
低減などレーザ特性の劣化を招いてしまう。そこで、Ｎ
ＡＭ領域の長さは、下限として、１μｍ以上が好まし
く、５μｍ以上がより好ましい。上限としては、５０μ
ｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましい。ＮＡ
Ｍ領域は、両端部に形成されていることが好ましいが、
片側の側面にだけ形成されていてもよい。片側にだけ形
成されている場合は、より高出力のレーザ光が出射され
る端面側に形成されていることが好ましい。なお、本明
細書でいう「端面近傍」は、このようなＮＡＭ領域が形
成される部分をさす。If the length of the NAM region in the direction of the resonator at the end is too short, it becomes difficult to cleave with good reproducibility. On the other hand, if the length is too long, the loss in the NAM region increases. Laser characteristics such as an increase in current and a decrease in slope efficiency are deteriorated. So N
The lower limit of the length of the AM region is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more. The upper limit is 50μ
m or less, more preferably 30 μm or less. NA
The M region is preferably formed at both ends,
It may be formed only on one side surface. When formed only on one side, it is preferable to form it on the end face side from which higher-power laser light is emitted. Note that “near the end face” in this specification refers to a portion where such a NAM region is formed.

【００４８】本発明の半導体発光装置を製造する方法は
特に制限されない。いかなる方法により製造されたもの
であっても、上記請求項１の要件を満たすものであれば
本発明の範囲に含まれる。本発明の半導体発光装置を製
造する際には、従来から用いられている方法を適宜選択
して使用することができる。結晶の成長方法は特に限定
されるものではなく、ダブルヘテロ構造の結晶成長や電
流ブロック層等の選択成長には、有機金属気相成長法
（ＭＯＣＶＤ法）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）、ハイドライドあるいはハライド気相成長法（ＶＰ
Ｅ法）、液相成長法（ＬＰＥ法）等の公知の成長方法を
適宜選択して用いることができる。The method for manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention is not particularly limited. What is manufactured by any method is included in the scope of the present invention as long as it satisfies the requirements of claim 1 described above. In manufacturing the semiconductor light emitting device of the present invention, a conventionally used method can be appropriately selected and used. The method for growing the crystal is not particularly limited. For the crystal growth of the double hetero structure and the selective growth of the current blocking layer, the metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) and the molecular beam epitaxy method (MBE method)
), Hydride or halide vapor deposition (VP)
E) and a known growth method such as a liquid phase growth method (LPE method) can be appropriately selected and used.

【００４９】本発明の半導体発光装置の製造方法として
は、まず基板上に第１導電型光ガイド層及び第２導電型
第１クラッド層と活性層を有するダブルヘテロ構造を形
成後、保護膜を用いて端面近傍で活性層が除去されかつ
前記第１導電型光ガイド層の表面が露出するようにエッ
チングし、第２導電型第１クラッド層上および前記光ガ
イド層上の端面近傍部分に電流ブロック層を形成する工
程を例示することができる。According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, first, a double hetero structure having a first conductivity type light guide layer, a second conductivity type first cladding layer and an active layer is formed on a substrate, and then a protective film is formed. The first conductive type light guide layer is etched so that the active layer is removed near the end face and the surface of the first conductivity type light guide layer is exposed. A step of forming a block layer can be exemplified.

【００５０】各層の具体的成長条件等は、層の組成、成
長方法、装置の形状等に応じて異なるが、ＭＯＣＶＤ法
を用いてＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層を成長する場合、
ダブルへテロ構造は、成長温度６５０〜７５０℃程度、
Ｖ／ＩＩＩ比２０〜６０程度（ＡｌＧａＡｓの場合）あ
るいは３００〜６００程度（ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａ
ＩｎＰの場合）、ＮＡＭ領域及びブロック領域は成長温
度６００〜７００℃、Ｖ／ＩＩＩ比４０〜６０程度（Ａ
ｌＧａＡｓの場合）あるいは３５０〜５５０程度（Ｉｎ
ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰの場合）で行うのが好まし
い。The specific growth conditions and the like of each layer differ depending on the composition of the layer, the growth method, the shape of the device, and the like. When the III-V compound semiconductor layer is grown by MOCVD,
The double hetero structure has a growth temperature of about 650 to 750 ° C,
V / III ratio: about 20 to 60 (in the case of AlGaAs) or about 300 to 600 (InGaAsP, AlGa
In the case of InP), the NAM region and the block region have a growth temperature of 600 to 700 ° C. and a V / III ratio of about 40 to 60 (A
lGaAs) or about 350 to 550 (In
(In the case of GaAsP or AlGaInP).

【００５１】特に保護膜を用いて選択成長する部分がＡ
ｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰのようにＡｌを含む場合、
成長中に微量のＨＣｌガスを導入することにより、マス
ク上へのポリの堆積を防止することができるため非常に
好ましい。Ａｌの組成が高いほど、あるいはマスク幅あ
るいはマスク面積比が大きいほど、他の成長条件を一定
とした場合、ポリの堆積を防止し、かつ半導体表面露出
部のみに選択成長を行う（セレクティブモード）のに必
要なＨＣｌ導入量は増加する。一方、ＨＣｌガスの導入
量が多すぎるとＡｌＧａＡｓ層の成長が起こらず、逆に
半導体層がエッチングされてしまうが（エッチングモー
ド）が、Ａｌ組成が高くなるほど他の成長条件を一定と
した場合、エッチングモードになるのに必要なＨＣｌ導
入量は増加する。このため、最適なＨＣｌ導入量はトリ
メチルアルミニウム等のＡｌを含んだＩＩＩ族原料供給
モル数に大きく依存する。具体的には、ＨＣｌの供給モ
ル数とＡｌを含んだＩＩＩ族原料供給モル数の比（ＨＣ
ｌ／ＩＩＩ族）は、下限は０．０１以上が好ましく、
０．０５以上がより好ましく、０．１以上が最も好まし
い。上限は、５０以下が好ましく、１０以下がより好ま
しく、５以下が最も好ましい。ただし、Ｉｎを含む化合
物半導体層を選択成長（特に、ＨＣｌ導入）させる場合
は、組成制御が困難になりやすい。Particularly, the portion selectively grown using the protective film is A
When Al is contained like lGaAs and AlGaInP,
It is very preferable to introduce a small amount of HCl gas during the growth, because the deposition of poly on the mask can be prevented. If the Al composition is higher, or the mask width or the mask area ratio is larger, and other growth conditions are constant, poly deposition is prevented and selective growth is performed only on the exposed portion of the semiconductor surface (selective mode). The amount of HCl introduced required for this increases. On the other hand, if the introduction amount of the HCl gas is too large, the growth of the AlGaAs layer does not occur, and the semiconductor layer is etched instead (etching mode). The amount of HCl introduced required to enter the etching mode increases. Therefore, the optimal amount of HCl introduced largely depends on the supply mole number of the group III raw material containing Al such as trimethylaluminum. Specifically, the ratio of the number of moles of HCl supplied and the number of moles of group III raw material containing Al (HC
l / III) has a lower limit of preferably 0.01 or more,
0.05 or more is more preferable, and 0.1 or more is most preferable. The upper limit is preferably 50 or less, more preferably 10 or less, and most preferably 5 or less. However, when the compound semiconductor layer containing In is selectively grown (in particular, HCl is introduced), it is easy to control the composition.

【００５２】グルーブ形成や選択成長に使用する保護膜
は、誘電体であることが好ましく、具体的には、ＳｉＮ
ｘ膜、ＳｉＯ₂膜、ＳｉＯＮ膜、Ａｌ₂Ｏ₃膜、ＺｎＯ
膜、ＳｉＣ膜及びアモルファスＳｉからなる群から選択
される。保護膜は、マスクとしてＭＯＣＶＤなどを用い
てグルーブを選択再成長により形成する場合に用いられ
る。The protective film used for groove formation and selective growth is preferably a dielectric material.
x film, SiO ₂ film, SiON film, Al ₂ O ₃ film, ZnO
Film, SiC film, and amorphous Si. The protective film is used when a groove is formed by selective regrowth using MOCVD or the like as a mask.

【００５３】本発明の半導体発光装置を利用した半導体
レーザ装置として、情報処理用光源（通常ＡｌＧａＡｓ
系（波長７８０ｎｍ近傍）、ＡｌＧａＩｎＰ系（波長６
００ｎｍ帯）、ＩｎＧａＮ系（波長４００ｎｍ近
傍））、通信用信号光源（通常ＩｎＧａＡｓＰあるいは
ＩｎＧａＡｓを活性層とする１．３μｍ帯、１．５μｍ
帯）レーザ、ファイバー励起用光源（ＩｎＧａＡｓ歪み
量子井戸活性層／ＧａＡｓ基板を用いる９８０ｎｍ近
傍、ＩｎＧａＡｓＰ歪み量井戸活性層／ＩｎＰ基板を用
いる１４８０ｎｍ近傍など）レーザなどの通信用半導体
レーザ装置などの、特に高出力動作が求められる多用な
装置を挙げることができる。また、通信用レーザでも、
円形に近いレーザはファイバーとの結合効率を高める点
で有効である。また、遠視野像が単一ピークであるもの
は、情報処理や光通信などの幅広い用途に好適なレーザ
として供することができる。さらに、本発明は半導体レ
ーザ以外に端面発光型などの発光ダイオード（ＬＥＤ）
としても応用可能である。As a semiconductor laser device using the semiconductor light emitting device of the present invention, a light source for information processing (usually AlGaAs)
System (wavelength around 780 nm), AlGaInP system (wavelength 6
00 nm band), InGaN-based (wavelength around 400 nm)), signal light source for communication (normally 1.3 μm band using InGaAsP or InGaAs as active layer, 1.5 μm
In particular, communication semiconductor laser devices such as lasers, lasers, and fiber excitation light sources (such as near 980 nm using an InGaAs strained quantum well active layer / GaAs substrate, and near 1480 nm using an InGaAsP strained well active layer / InP substrate) lasers, etc. Various devices that require high output operation can be given. In addition, even for communication lasers,
A laser having a circular shape is effective in increasing the coupling efficiency with the fiber. A laser having a single peak in the far-field image can be used as a laser suitable for a wide range of uses such as information processing and optical communication. Further, the present invention is not limited to the semiconductor laser, and may be a light emitting diode (LED) such as an edge emitting type.
It is also applicable as.

【００５４】[0054]

【実施例】以下に具体例を挙げて、本発明を更に詳細に
説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、割合、操作
等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更するこ
とができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具
体例に制限されるものではない。The present invention will be described in more detail with reference to specific examples. Materials, reagents, ratios, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples.

【００５５】（実施例）本実施例において、図４に示す
順に各層を形成することにより半導体発光装置を製造し
た。厚さ３５０μｍで表面が（１００）面であるｎ型Ｇ
ａＡｓ（ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）基板１０１上に、ＭＯ
ＣＶＤ法により、厚さ２．０μｍのｎ型Ａｌ_0.35Ｇａ
_0.65Ａｓ（Ｓｉドープ：ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）からな
るｎ型クラッド層１０２、厚さ３０ｎｍのＧａＡｓ光閉
じ込め層（ノンドープ）１２１、厚さ６ｎｍのＩｎ_0.2
Ｇａ_0.8Ａｓ井戸層（ノンドープ）１２２、厚さ８ｎｍ
のＧａＡｓバリア層（ノンドープ）１２３、厚さ６ｎｍ
のＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ井戸層（ノンドープ）１２２及び
厚さ３０ｎｍのＧａＡｓ光閉じ込め層（ノンドープ）１
２１を順次積層してなる二重量子井戸（ＤＱＷ）活性層
１０３、厚さ０．１μｍのｐ型Ａｌ _0.4Ｇａ_0.6Ａｓ（Ｚ
ｎドープ：ｐ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）からなるｐ型クラッ
ド層１０４、厚さ０．０１μｍのｐ型ＧａＡｓ（Ｚｎド
ープ：ｐ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）キャップ層１０５を順次
積層することにより、ダブルヘテロ構造を形成した。(Embodiment) In this embodiment, FIG.
A semiconductor light emitting device is manufactured by forming each layer in order.
Was. N-type G having a thickness of 350 μm and a surface of (100)
aAs (n = 1 × 10¹⁸cm^-3) MO on the substrate 101
2.0 μm thick n-type Al by CVD_0.35Ga
_0.65As (Si-doped: n = 1 × 10¹⁸cm^-3)
N-type cladding layer 102, 30 nm thick GaAs light
Confinement layer (non-doped) 121, 6 nm thick In_0.2
Ga_0.8As well layer (non-doped) 122, thickness 8 nm
GaAs barrier layer (non-doped) 123, thickness 6 nm
In_0.2Ga_0.8As well layer (non-doped) 122 and
30 nm thick GaAs light confinement layer (non-doped) 1
Double quantum well (DQW) active layer formed by sequentially laminating layers 21
103, 0.1 μm thick p-type Al _0.4Ga_0.6As (Z
n-doped: p = 1 × 10¹⁸cm^-3P-type crack
Layer 104, a 0.01 μm thick p-type GaAs (Zn
Loop: p = 1 × 10¹⁸cm^-3) Cap layer 105 sequentially
By stacking, a double hetero structure was formed.

【００５６】次に、このダブルヘテロ基板の表面に厚さ
１００ｎｍのＳｉＮｘ保護膜をプラズマＣＶＤにより堆
積させ、フォトリソグラフィーにより［０１１］方向を
長手方向とする矩形状の保護膜１０６を多数形成した。
矩形状のＳｉＮｘ保護膜の長さは７３０μｍ、横幅は２
０μｍとし、矩形状の保護膜の横方向スペース間隔は３
３０μｍ、縦方向のスペース間隔は４０μｍとした。次
に、この矩形状のＳｉＮｘ保護膜１０６を用いて、ま
ず、ｐ型ＧａＡｓ１０５及びｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ第
１クラッド層１０４をエッチングにて除去し、二重量子
井戸活性層の途中でエッチングを停止させた。このとき
のエッチング液としては、エッチングレートがＡｌ組成
にあまり依存しないエッチング液（リン酸：過酸化水
素：水の体積比率を１：１：１５としたエッチング液）
を用いた。この後さらに、ｎ型クラッド層１０２の表面
までエッチングを行った（図４（ａ））。このとき、Ｉ
ｎ_0.2Ｇａ_0.8Ａｓ層及びＧａＡｓ層がエッチングされ易
く、Ａｌ_0.35Ｇａ_0.65Ａｓ層がエッチングされにくいエ
ッチング液（５０％のクエン酸水溶液と３０％の過酸化
水素水を体積比５０：１で混合した溶液）を選択するこ
とにより、再現性良くｎ型クラッド層１０２表面でエッ
チングを停止することができた。Next, an SiNx protective film having a thickness of 100 nm was deposited on the surface of the double hetero substrate by plasma CVD, and a number of rectangular protective films 106 having a longitudinal direction of [011] were formed by photolithography.
The length of the rectangular SiNx protective film is 730 μm and the width is 2
0 μm, and the horizontal space interval between the rectangular protective films is 3
30 μm and the vertical space interval was 40 μm. Next, using the rectangular SiNx protective film 106, first, the p-type GaAs 105 and the p-type Al _0.4 Ga _0.6 As first cladding layer 104 are removed by etching, and etched in the middle of the double quantum well active layer. Was stopped. The etching solution used at this time is an etching solution whose etching rate does not depend much on the Al composition (an etching solution having a phosphoric acid: hydrogen peroxide: water volume ratio of 1: 1: 15).
Was used. Thereafter, etching was further performed up to the surface of the n-type cladding layer 102 (FIG. 4A). At this time, I
An etching solution in which the n _0.2 Ga _0.8 As layer and the GaAs layer are easily etched and the Al _0.35 Ga _0.65 As layer is difficult to be etched (50% citric acid aqueous solution and 30% hydrogen peroxide solution are mixed at a volume ratio of 50: 1). By selecting (Solution), etching could be stopped on the surface of the n-type cladding layer 102 with good reproducibility.

【００５７】この後、上記のストライプ状のＳｉＮｘ保
護膜１０６の周囲にＭＯＣＶＤ法を用いた選択成長によ
り、厚さ０．１μｍのアンドープＧａＡｓ端部光ガイド
層１０７、厚さ０．１μｍのｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ
（Ｚｎドープ：ｐ＝１×１０₁₈ｃｍ^-3）からなるｐ型端
部低屈折率層１０８及び厚さ０．０１μｍのｎ型ＧａＡ
ｓ端部保護層（Ｓｉドープ：ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）１
０９を形成した（図４（ｂ））。次に、矩形状のＳｉＮ
ｘ保護膜１０６をエッチングにより除去した。このと
き、ＳｉＮｘ膜の除去には緩衝フッ酸液などのウェット
エッチングもしくはＳＦ₆、ＣＦ₄などのガスを用いたド
ライエッチングを用いた。Thereafter, the undoped GaAs end optical guide layer 107 having a thickness of 0.1 μm and the p-type layer having a thickness of 0.1 μm are selectively grown around the above-mentioned striped SiNx protective film 106 by MOCVD. Al _0.4 Ga _0.6 As
(Z-doped: p = 1 × 10 ₁₈ cm ⁻³ ) p-type end low refractive index layer 108 and n-type GaAs having a thickness of 0.01 μm
s edge protection layer (Si-doped: n = 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) 1
09 was formed (FIG. 4B). Next, a rectangular SiN
The x protective film 106 was removed by etching. At this time, wet etching using a buffered hydrofluoric acid solution or dry etching using a gas such as SF ₆ or CF ₄ was used to remove the SiNx film.

【００５８】次に、再度このダブルヘテロ基板の表面に
厚さ１００ｎｍのＳｉＮｘ保護膜１１０をプラズマＣＶ
Ｄにより堆積させ、フォトリソグラフィーにより［０１
１］方向を長手方向とするストライプ状の保護膜１１０
を多数形成した。ストライプ状のＳｉＮｘ保護膜の横幅
は２μｍとし、ストライプ状の保護膜の横方向スペース
間隔は約３５０μｍとした。上記のストライプ状のＳｉ
Ｎｘ保護膜１１０の両側にＭＯＣＶＤ法を用いた選択成
長により、厚さ１．０μｍのｎ型Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓ
（Ｓｉドープ：ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）からなる電流ブ
ロック層１１１及び厚さ０．０１μｍのｎ型ＧａＡｓ表
面保護層（Ｓｉドープ：ｎ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）１１２
を形成した（図４（ｃ））。このとき、ＳｉＮｘ保護膜
１１０の両脇に（１１１）Ｂ面（Ｂ面はＡｓ面を意味す
る）からなる側壁が形成された。ＳｉＮｘ保護膜のスト
ライプ方向を［０１１］方向に選択することにより、保
護膜上への横方向成長や上方向成長を抑制しやすくな
り、後の保護膜除去プロセスも容易になった。Next, a SiNx protective film 110 having a thickness of 100 nm is again formed on the surface of the double hetero substrate by plasma CV.
D and photolithography [01
1] Striped protective film 110 whose longitudinal direction is the direction
Were formed in large numbers. The lateral width of the striped SiNx protective film was 2 μm, and the horizontal space interval of the striped protective film was about 350 μm. The above-mentioned striped Si
A 1.0 μm thick n-type Al _0.5 Ga _0.5 As layer is selectively grown on both sides of the Nx protective film 110 by MOCVD.
(Si doped: n = 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) current blocking layer 111 and n-type GaAs surface protective layer (Si doped: n = 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ ) having a thickness of 0.01 μm 112
Was formed (FIG. 4C). At this time, sidewalls made of the (111) B plane (the B plane means the As plane) were formed on both sides of the SiNx protective film 110. By selecting the stripe direction of the SiNx protective film in the [011] direction, lateral growth and upward growth on the protective film can be easily suppressed, and the subsequent protective film removal process is also facilitated.

【００５９】次に、矩形状のＳｉＮｘ保護膜１１０をエ
ッチングにより除去した（図１（ｃ））。このとき、Ｓ
ｉＮｘ膜の除去には緩衝フッ酸液などのウェットエッチ
ングもしくはＳＦ₆、ＣＦ₄などのガスを用いたドライエ
ッチングを用いた。その後、再びＭＯＣＶＤ法により厚
さ２．０μｍのｐ型Ａｌ_0.4Ｇａ_0.6Ａｓ（Ｚｎドープ：
ｐ＝１×１０¹⁸ｃｍ^-3）からなるｐ型第２クラッド層１
１３及び厚さ３．０μｍのｐ型ＧａＡｓ（Ｚｎドープ：
ｐ＝２×１０¹⁹ｃｍ^-3）からなるコンタクト層１１４を
成長させた。Next, the rectangular SiNx protective film 110 was removed by etching (FIG. 1C). At this time, S
For the removal of the iNx film, wet etching using a buffered hydrofluoric acid solution or the like or dry etching using a gas such as SF ₆ or CF ₄ was used. Thereafter, a 2.0 μm thick p-type Al _0.4 Ga _0.6 As (Zn-doped:
p-type second cladding layer 1 composed of p = 1 × 10 ¹⁸ cm ⁻³ )
13 and a 3.0 μm thick p-type GaAs (Zn-doped:
A contact layer 114 of p = 2 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ ) was grown.

【００６０】この後、ｐ側の電極１１５を蒸着し、基板
を１００μｍまで薄くした後に、ｎ側電極１１６を蒸着
し、アロイした（図４（ｄ））。こうして作製したウエ
ハーにおいて、４０μｍ幅の埋込領域のほぼ中央で劈開
して、レーザ光出射端面を形成（１次劈開）するように
チップバーに切り出した。このときの共振器長は７４０
μｍとした。前端面５％−後端面９５％の非対称コーテ
ィングを施した後、２次劈開によりチップに分離した。
チップをジャンクションダウンで組立した後、２５℃で
連続通電（ＣＷ）にて電流−光出力、電流−電圧特性を
測定した。Thereafter, the p-side electrode 115 was deposited and the substrate was thinned to 100 μm, and then the n-side electrode 116 was deposited and alloyed (FIG. 4D). The wafer thus fabricated was cleaved almost at the center of the buried region having a width of 40 μm, and cut into chip bars so as to form a laser light emitting end face (primary cleavage). The resonator length at this time is 740
μm. After applying an asymmetric coating of 5% front end face-95% rear end face, the chip was separated into chips by secondary cleavage.
After assembling the chip by junction down, current-light output and current-voltage characteristics were measured at 25 ° C. by continuous conduction (CW).

【００６１】このようにして作製したレーザ素子の電流
−光出力特性を、図５に示す。本実施例によって作製し
たＮＡＭレーザでは動作電流の増加とともに光出力が増
加し、約４５０ｍＷまでキンクフリーでかつ約６００ｍ
ＷまでＣＯＤせずに光出力が得られた。しかし、それ以
上に動作電流を増加させても光出力は増加せず、素子自
体の発熱による熱飽和によって光出力が制限された。発
振波長は平均９７６ｎｍ、しきい値電流は平均１５ｍ
Ａ、スロープ効率は平均０．８８ｍＷ／ｍＡであり、特
性は非常に良好であった。また、２５０ｍＷ出力時にお
ける垂直広がり角は平均２８°、水平拡がり角は平均
８．５°であった。このとき、非点隔差は２μｍ以下と
非常に小さくすることができ、光ファイバーとの光結合
特性に優れた光源となることが判明した。さらに、高い
信頼性（７０℃、２５０ｍＷの高温、高出力における３
０００時間以上の安定動作）が得られることが判明し
た。また、開口部を選択成長により形成しているため、
開口幅の均一性を高めることができ、上記の半導体レー
ザ素子を高歩留まりで作製することができた。FIG. 5 shows the current-light output characteristics of the laser device thus manufactured. In the NAM laser manufactured according to the present embodiment, the optical output increases with an increase in operating current, and is kink-free up to about 450 mW and about 600 mW.
Light output was obtained without COD up to W. However, even if the operating current is further increased, the light output does not increase, and the light output is limited by heat saturation due to heat generation of the element itself. The oscillation wavelength is 976 nm on average, and the threshold current is 15 m on average.
A, The slope efficiency was 0.88 mW / mA on average, and the characteristics were very good. At 250 mW output, the vertical spread angle was 28 ° on average, and the horizontal spread angle was 8.5 ° on average. At this time, it was found that the astigmatic difference could be made as very small as 2 μm or less, and the light source would be excellent in optical coupling characteristics with an optical fiber. In addition, high reliability (70 ° C., 250 mW high temperature, high power 3
000 hours or more). Also, since the opening is formed by selective growth,
The uniformity of the opening width could be improved, and the above-described semiconductor laser device could be manufactured with a high yield.

【００６２】なお、上記のＭＯＣＶＤ法において、ＩＩ
Ｉ族原料にはトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチ
ルインジウム（ＴＭＩ）及びトリメチルアルミニウム
（ＴＭＡ）を、Ｖ族原料にはアルシン及びホスフィン
を、キャリアガスには水素を用いた。また、ｐ型ドーパ
ントにはジメチル亜鉛（ＤＥＺ）、ｎ型ドーパントには
ジシランを用いた。また、ｎ型Ａｌ_0.5Ｇａ_0.5Ａｓ層１
１１の成長時には、ＳｉＮｘ保護膜上へのポリの堆積を
抑制するために、ＨＣｌガスをＨＣｌ／ＩＩＩ族のモル
比が０．１２、特にＨＣｌ／ＴＭＡのモル比が０．２２
となる様に導入した。In the above MOCVD method, II
Trimethylgallium (TMG), trimethylindium (TMI) and trimethylaluminum (TMA) were used as group I raw materials, arsine and phosphine were used as group V raw materials, and hydrogen was used as carrier gas. Dimethyl zinc (DEZ) was used as the p-type dopant, and disilane was used as the n-type dopant. The n-type Al _0.5 Ga _0.5 As layer 1
During the growth of No. 11, in order to suppress the deposition of poly on the SiNx protective film, the HCl gas was changed to have a HCl / III group molar ratio of 0.12, particularly a HCl / TMA molar ratio of 0.22.
It was introduced to become.

【００６３】（比較例）端部領域をエッチングしていな
いことを除き、実施例と同じ工程によってレーザ素子を
作製した。本比較例のレーザ素子は、実施例とはＮＡＭ
領域を有していない点で異なっている。この素子構造の
レーザでは、動作電流を増加させたところ、約３５０ｍ
Ｗの光出力が得られた時にＣＯＤが発生し、レーザ素子
が壊れてしまった（図５）。(Comparative Example) A laser device was manufactured in the same process as in the example except that the edge region was not etched. The laser device of this comparative example is NAM
The difference is that it has no area. With the laser having this element structure, when the operating current was increased, it was about 350 m
When the light output of W was obtained, COD occurred, and the laser element was broken (FIG. 5).

【００６４】[0064]

【発明の効果】本発明の半導体発光装置は、非吸収ミラ
ーを形成することにより端面劣化を抑制し、かつ活性領
域とＮＡＭ領域を独立して構造設計できることにより、
低しきい値電流及び高効率を維持しつつ、高出力動作に
おける素子の信頼性を高めることができる。また、電流
注入領域での活性層内での横方向の光閉じ込めを弱くす
ることにより、端面劣化キンクレベルを高くすることも
可能となり、実用光出力レベルを大きく向上することが
できる。さらに、本発明では端部領域においても横方向
の光ガイドを有効に行えるので、横方向の光拡がり分布
を安定に制御し、かつ非点隔差を非常に小さくすること
が可能となる。このため、本発明は、半導体レーザなど
をはじめとして広範な分野に応用されうるものであり、
特に光通信システムに用いる光ファイバー増幅器励起用
光源に適している。また、本発明では、開口部を選択成
長により形成しうるため、開口幅の均一性を高めること
ができ、上記の半導体レーザ素子を高歩留まりで作製す
ることができる。特に、構造設計マージンの小さいレー
ザの作製においては、本発明のレーザの作製方法は有効
である。According to the semiconductor light emitting device of the present invention, the end face deterioration is suppressed by forming a non-absorbing mirror, and the structure of the active region and the NAM region can be independently designed.
It is possible to increase the reliability of the element in a high output operation while maintaining a low threshold current and high efficiency. Further, by weakening the lateral light confinement in the active layer in the current injection region, it is possible to increase the end face degradation kink level, and it is possible to greatly improve the practical optical output level. Furthermore, in the present invention, since the light guide in the lateral direction can be effectively performed even in the end region, it is possible to stably control the light spread distribution in the lateral direction and to make the astigmatic difference very small. Therefore, the present invention can be applied to a wide range of fields including semiconductor lasers,
In particular, it is suitable for an optical fiber amplifier excitation light source used in an optical communication system. Further, in the present invention, since the opening can be formed by selective growth, the uniformity of the opening width can be improved, and the above-described semiconductor laser device can be manufactured with high yield. In particular, the laser manufacturing method of the present invention is effective for manufacturing a laser having a small structural design margin.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 実施例の半導体発光装置の斜視図（ａ）、端
部光ガイド層形成前の構造の斜視図（ｂ）、第２導電型
第２クラッド層形成前の構造の斜視図（ｃ）および
（ｃ’）である。FIG. 1A is a perspective view of a semiconductor light emitting device of an embodiment, FIG. 1B is a perspective view of a structure before an end light guide layer is formed, and FIG. 1C is a perspective view of a structure before a second conductive type second clad layer is formed. ) And (c ′).

【図２】 実施例の半導体発光装置の上面図である。FIG. 2 is a top view of the semiconductor light emitting device of the embodiment.

【図３】 実施例の半導体発光装置の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of the semiconductor light emitting device of the embodiment.

【図４】 実施例の半導体発光装置の製造工程を説明す
る図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manufacturing process of the semiconductor light emitting device of the example.

【図５】 実施例と比較例１の半導体発光装置の動作電
流と光出力の関係図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the operating current and the light output of the semiconductor light emitting devices of the example and comparative example 1.

【図６】 本発明の半導体発光装置の上断面図である。FIG. 6 is a top sectional view of the semiconductor light emitting device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１： 基板 １０２： 第１導電型クラッド層 １０３： 活性層 １０４： 第２導電型第１クラッド層 １０５： 第２導電型キャップ層 １０６： 保護膜 １０７： 端部光ガイド層 １０８： 端部低屈折率層 １０９： 端部保護層 １１０： 保護膜 １１１： 電流ブロック層 １１２： 表面保護層 １１３： 第２導電型第２クラッド層 １１４： 第２導電型コンタクト層 １１５： エピタキシャル側電極 １１６： 基板側電極 １１７： 活性層形成部分 １１８： ＮＡＭ領域 １２１： 光閉じ込め層 １２２： 井戸層 １２３： バリア層 Ｗ１： 端部幅 Ｗ２： 中央部幅 101: Substrate 102: First conductivity type clad layer 103: Active layer 104: Second conductivity type first clad layer 105: Second conductivity type cap layer 106: Protective film 107: Edge light guide layer 108: Edge low refraction Efficiency layer 109: Edge protection layer 110: Protective film 111: Current blocking layer 112: Surface protection layer 113: Second conductivity type second cladding layer 114: Second conductivity type contact layer 115: Epitaxial side electrode 116: Substrate side electrode 117: Active layer forming portion 118: NAM region 121: Light confinement layer 122: Well layer 123: Barrier layer W1: Edge width W2: Central width

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 基板、該基板上に形成された第１導電型
クラッド層、該第１導電型クラッド層上であって端面近
傍を除く部分に形成された活性層、前記第１導電型クラ
ッド層上に形成されかつ前記活性層の側面から端面まで
光を導波する端部光ガイド層、少なくとも前記活性層上
に形成された１層以上の第２導電型クラッド層を有する
ことを特徴とする半導体発光装置。1. A substrate, a first conductivity type cladding layer formed on the substrate, an active layer formed on the first conductivity type cladding layer except for a portion near an end face, and the first conductivity type cladding. An end light guide layer formed on a layer and guiding light from a side surface to an end surface of the active layer; and at least one or more second conductivity type cladding layers formed on the active layer. Semiconductor light emitting device. 【請求項２】 前記端部光ガイド層の厚さが活性層の厚
さの０．５〜２倍であることを特徴とする請求項１の半
導体発光装置。2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the thickness of the end light guide layer is 0.5 to 2 times the thickness of the active layer. 【請求項３】 前記活性層の側面全面に前記端部光ガイ
ド層が接触していることを特徴とする請求項１または２
の半導体発光装置。3. The end light guide layer is in contact with the entire side surface of the active layer.
Semiconductor light emitting device. 【請求項４】 前記活性層上に形成された第２導電型第
１クラッド層、該第２導電型第１クラッド層上に形成さ
れた開口部を有する電流ブロック層、および前記開口部
上の少なくとも一部に形成された第２導電型第２クラッ
ド層を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
の半導体発光装置。4. A first conductive type first cladding layer formed on the active layer, a current blocking layer having an opening formed on the second conductive type first cladding layer, and 4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a second conductive type second cladding layer formed at least in part. 【請求項５】 前記端部光ガイド層上に形成された端部
低屈折率層を有することを特徴とする請求項１〜４のい
ずれかの半導体発光装置。5. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising an end low refractive index layer formed on said end light guide layer. 【請求項６】 前記端部低屈折率層の屈折率が、前記端
部光ガイド層の屈折率よりも小さいことを特徴とする請
求項５の半導体発光装置。6. The semiconductor light emitting device according to claim 5, wherein a refractive index of said edge low refractive index layer is smaller than a refractive index of said edge light guide layer. 【請求項７】 前記端部光ガイド層が、前記活性層内に
て発生した光に対して透明となるバンドギャップを有す
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの半導体発
光装置。7. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said end light guide layer has a band gap which is transparent to light generated in said active layer. 【請求項８】 前記端部光ガイド層のＡｌ組成が０．３
以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの
半導体発光装置。8. An edge light guide layer having an Al composition of 0.3.
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein: 【請求項９】 前記電流ブロック層の屈折率が、前記第
２導電型第２クラッド層の屈折率より小さい半導体層を
有する請求項２〜８のいずれかの半導体発光装置。9. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein a refractive index of said current blocking layer is smaller than a refractive index of said second conductivity type second cladding layer. 【請求項１０】 前記電流ブロック層が、活性層に近い
側から順に、第２導電型あるいは高抵抗の半導体層、第
１導電型半導体層で構成されていることを特徴とする請
求項１〜９のいずれかの半導体発光装置。10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the current block layer is composed of a semiconductor layer of a second conductivity type or a high resistance and a semiconductor layer of a first conductivity type in order from the side closer to the active layer. 9. The semiconductor light emitting device according to any one of 9 【請求項１１】 前記開口部が両端部まで伸長している
ストライプ状の開口部であることを特徴とする請求項１
〜１０のいずれかの半導体発光装置。11. The device according to claim 1, wherein the opening is a stripe-shaped opening extending to both ends.
10. The semiconductor light emitting device according to any one of to 10. 【請求項１２】 前記開口部が一方の端部まで伸長して
いるが他方の端部までは伸長していない開口部であるこ
とを特徴とする請求項１〜１０のいずれかの半導体発光
装置。12. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the opening extends to one end but does not extend to the other end. . 【請求項１３】 前記開口部が両端部まで伸長していな
い開口部であることを特徴とする請求項１〜１０のいず
れかの半導体発光装置。13. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the opening is an opening that does not extend to both ends. 【請求項１４】 前記電流ブロック層上に表面保護層を
有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかの半
導体発光装置。14. The semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a surface protection layer on said current blocking layer. 【請求項１５】 前記活性層がＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎ
ＰあるいはＧａＩｎＡｓＰからなることを特徴とする請
求項１〜１４のいずれかの半導体発光装置。15. The active layer is made of InGaAs, GaIn.
15. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the device is made of P or GaInAsP. 【請求項１６】 前記電流ブロック層の側壁が（１１
１）Ｂ面からなることを特徴とする請求項１〜１５のい
ずれかの半導体発光装置。16. The method according to claim 16, wherein the side wall of the current blocking layer is (11)
1) The semiconductor light emitting device according to any one of claims 1 to 15, wherein the semiconductor light emitting device comprises a B surface. 【請求項１７】 前記端部光ガイド層及び／又は前記電
流ブロック層が選択成長により形成されたことを特徴と
する請求項１〜１６のいずれかの半導体発光装置。17. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said edge light guide layer and / or said current blocking layer are formed by selective growth. 【請求項１８】 光ファイバー増幅器励起用光源として
用いられることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか
の半導体発光装置。18. The semiconductor light emitting device according to claim 1, which is used as a light source for exciting an optical fiber amplifier.