JP2001102686A

JP2001102686A - 半導体レーザ

Info

Publication number: JP2001102686A
Application number: JP27579299A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Abe; 克則安部; Kinya Atsumi; 欣也渥美
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-13

Abstract

(57)【要約】【課題】製作が容易で且つ目に対する安全性の高い波
長である１．４μｍ以上の波長で発光可能な構成を得
る。【解決手段】ｎ−ＩｎＰ基板１上に次の各層を積層形
成する。ｎ−ＩｎＰのバッファ層２、ｎ−ＩｎＰの第１
のクラッド層３、ｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓの第１の光
ガイド層４、Ｉｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ層５ａおよびＩ
ｎ_ｘ２Ｇａ_１ _−ｘ２Ａｓ層５ｂを交互に積層して量子井
戸構造とした活性層５、ｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓの第
２の光ガイド層６、ｐ−ＩｎＰの第２のクラッド層７お
よびキャップ層８。メサ形にエッチング形成して絶縁膜
９を形成、電極１０、１１を形成する。活性層５のＩｎ
組成比ｘ１（＞ｘ２）を０．０５≦ｙ≦ｘ２＜ｘ１≦１
の条件を満たすようにする。Ｉｎ組成比ｘ１を、０．４
１≦ｘ１≦１の条件を満たすようにすることで、発光波
長を１．４μｍ以上にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大出力のレーザ光
を得ることができ、且つ、目に安全なレーザ光の波長帯
をカバーすることができる材料を用いた半導体レーザに
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、自動車間の距離
等を計測するための半導体レーザが開発されつつある
が、この場合に、半導体レーザに要求される特性とし
て、１００ｍ先に存在する物体が検知できる程度の光出
力が必要とされる。このため、具体的には、パルス駆動
で数十ワットクラスの光出力が要求されており、パルス
電流で数十アンペアもの駆動電流が必要となる。

【０００３】一方、このような大出力の半導体レーザを
得るための材料としては、従来では、ＧａＡｓ基板上に
ＡｌＧａＡｓ系材料を結晶成長して形成したものや、Ｉ
ｎＰ基板上にＩｎＧａＡｓＰ系材料を結晶成長して形成
したものがある。ＡｌＧａＡｓ系材料は、発光波長が７
８０〜９００ｎｍ帯をカバーすることができ、現在では
主としてＣＤ（コンパクトディスク）用のレーザとして
利用されている。

【０００４】また、ＩｎＧａＡｓＰ系材料は、発光波長
が１．２〜１．６μｍ帯をカバーすることができ、主と
して光通信用のレーザとして利用されている。この波長
帯のうちで、特に１．３μｍおよび１．５５μｍの波長
については、光ファイバの伝送損失が最も小さくなる波
長として知られており、この範囲をカバーするのに適し
た材料として利用されている。

【０００５】ところで、上述したような従来の半導体レ
ーザを利用して距離測定用の大出力の半導体レーザを形
成する場合に、光出力を強くすると測定距離を長くする
ことができるが、波長の短い側では人の目に悪影響を与
える場合がある。そこで、目に対する安全性の高い波長
帯としてＪＩＳ規格などで１．４〜１７μｍの波長帯が
規定されている。

【０００６】この波長帯の発光波長を有する半導体レー
ザとして、例えば、特開平６−５３６１５号公報に示さ
れるものがある。これは、上述したＩｎＰ基板上にＩｎ
ＧａＡｓＰ系材料を積層形成してなる構成のものであ
る。しかしながら、このようなＩｎＧａＡｓＰ系材料の
結晶成長は、ＩｎＰ基板に対して格子整合を取りつつ、
かつ所望の波長を得るためにＩｎ，Ｇａ，Ａｓ，Ｐの４
元材料のそれぞれの組成を正確に制御する必要があり、
製作するための条件設定が難しいという問題がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、目に対する安全性の高い波長帯である
１．４μｍ以上の発光波長を得ることができ、しかもＩ
ｎＧａＡｓＰ系材料のような４元系の材料を用いないで
製作することができ、条件設定を簡単に行なうことがで
きて製作が容易にすることができる半導体レーザを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、Ｉ
ｎＰ基板上に、ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉ
ｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる光ガ
イド層と、Ｉｎ_ｘＧａ _１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含
む活性層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層と順次積
層して構成しており、請求項２の発明では、ＩｎＰ基板
上に、ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｘＧａ
_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層と、Ｉｎ_ｙＧ
ａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる光ガイド層
と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とを順次積層して
構成しているので、活性層を構成するＩｎ_ｘＧａ_１−ｘ
Ａｓ層のＩｎ組成比ｘを変化させることでそのバンドギ
ャップエネルギー値を０．３６〜１．４２ｅＶの範囲で
変化させることができる。

【０００９】この場合、第１および第２のクラッド層を
形成しているＩｎＰのバンドギャップエネルギー値は
１．３５ｅＶであるから、クラッド層による活性層での
キャリアの閉じ込めを行なうためには、活性層のバンド
ギャップエネルギー値をクラッド層よりも小さくする必
要がある。この条件を満たすために、活性層のＩｎ組成
比ｘの値の下限値として０．０５を設定しており、この
範囲内においては、バンドギャップエネルギー値が０．
３６〜１．３５ｅＶとなり、このときの発光波長は０．
９２〜３．４μｍとすることができる。

【００１０】そして、半導体レーザの活性層を、このよ
うに３元系材料であるＩｎ_ｘＧａ_１ _−ｘＡｓを用いたシ
ステムとして構成しているので、この波長帯をカバーす
る他の系として用いられているＩｎＧａＡｓＰ系の４元
系材料と比較してそのＩｎ組成比を決定したり、正確に
組成を保持したりするなどの製造工程が簡便となり、全
体として低コスト化を図ることができるようになる。

【００１１】さらに、活性層と第１あるいは第２のクラ
ッド層との間のいずれか一方にＩｎ _ｙＧａ_１−ｙＡｓ
（０．０５≦ｙ＜１）からなる光ガイド層を設ける構成
としているので、いわゆるＳＣＨ（Separate Confinmen
t Heterostructure ）と呼ばれる構造とすることがで
き、これによって、３元系材料による光ガイド層を設け
ることができ、この光ガイド層によってキャリアと光を
分離して閉じ込めることができ、発光効率の向上を図る
ことができるようになる。

【００１２】また、この構成を採用することにより、光
が活性層から光ガイド層へしみ出しして光の分布が活性
層内から光ガイド層側にシフトするようになる。これに
より、電流であるキャリアを活性層内に閉じ込めて発光
動作を行なわせ、発光による光強度分布の中心を活性層
からずらすことができるので、電流と光が活性層内に集
中することによる劣化を抑制して長寿命化を図り、信頼
性の高いものとすることができる。

【００１３】請求項３の発明によれば、ＩｎＰ基板上
に、ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙＧａ
_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる第１の光ガイ
ド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む
活性層と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）
からなる第２の光ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のク
ラッド層とを順次積層して構成しているので、上記請求
項１および２の発明と同様にして、活性層および光ガイ
ド層として３元系材料であるＩｎＧａＡｓ系の材料を用
いて簡便に製造することができ、しかも、光ガイド層を
設けることで、上述の効果に加えて、活性層内での光密
度を低減させることができ、さらに、光ガイド層の膜厚
を調整することにより、活性層からの光のしみ出しの程
度を調整することができ、垂直方向のＦＦＰ（Far Fiel
d Pattern ）を制御することができるようになる。

【００１４】請求項４の発明によれば、ＩｎＰ基板上
に、ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙ１Ｇａ
_１−ｙ１Ａｓ（０．０５≦ｙ１＜１）からなる第１の光
ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ１＜ｘ≦１且つ
ｙ２＜ｘ≦１でｙ１≠ｙ２）層を含む活性層と、Ｉｎ
_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ（０．０５≦ｙ２＜１）からなる
第２の光ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層
とを順次積層して構成しているので、請求項３の発明と
同様の作用効果が得られると共に、第１および第２の光
ガイド層をそれぞれＩｎ組成比ｙ１，ｙ２を異なるよう
に設定しているので、これによって光密度分布をＩｎ組
成比ｙ１あるいはｙ２のうちの大きい値に設定している
光ガイド層側にシフトさせることができ、光が活性層中
に集中することに起因して発生する劣化を抑制して信頼
性の高い半導体レーザを得ることができるようになる。

【００１５】請求項５の発明によれば、請求項４の発明
において、第１および第２の光ガイド層を、Ｉｎ組成比
が大きい値に設定されている側の光ガイド層の膜厚を厚
くするように形成しているので、活性層内の光密度分布
がＩｎ組成比が大きい方の光ガイド層側へ偏る効果をよ
り大きくすることができ、これによって、長時間駆動し
た場合でも、活性層内に光が集中することに起因した特
性の低下を抑制することができ、信頼性の高い半導体レ
ーザを提供することができる。

【００１６】請求項６、請求項８、請求項１０および請
求項１２の発明においては、上記した請求項１ないし４
の発明の構成において、光ガイド層を活性層側からクラ
ッド層側に向けてＩｎ組成比が減少傾向で変化するよう
に形成しており、また、請求項７、請求項９、請求項１
１および請求項１３の発明においては、それら光ガイド
層のＩｎ組成比の変化を連続的に変化するように形成し
ているので、いわゆるＧＲＩＮ−ＳＣＨ（Graded Index
Separate Confinment Heterostructure）構造とするこ
とができる。

【００１７】この構造を採用することにより、上述した
作用効果に加えて、光ガイド層のバンドギャップエネル
ギーが増加傾向に変化あるいは連続的に変化すること
で、キャリアのオーバフローを抑制することができ、高
温での特性を改善することができるようになる。そし
て、この構成においても前述と同様に、ＩｎＧａＡｓの
３元系材料で形成することができるので、製造が簡単に
なり低コスト化が図れるようになる。

【００１８】請求項１４の発明によれば、請求項１２ま
たは１３の発明において、第１および第２の光ガイド層
を、活性層に接する側のＩｎ組成比が大きい値に設定さ
れている側の光ガイド層の膜厚を厚くするように形成し
ているので、活性層内の光密度分布が上記したＩｎ組成
比が大きい方の光ガイド層側へ偏る効果をより大きくす
ることができ、これによって、長時間駆動した場合で
も、活性層内に光が集中することに起因した特性の低下
を抑制することができ、信頼性の高い半導体レーザを提
供することができる。

【００１９】請求項１５の発明によれば、活性層に含ま
れるＩｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ層を、Ｉｎ組成比ｘを０．４
１≦ｘ≦１の範囲内の値として設定して形成しているの
で、レーザ光の発光波長を１．４〜３．４μｍの範囲の
波長帯に設定することができ、この波長帯では、レーザ
光が人の目に入射した場合でも、これよりも低い波長の
レーザ光が入射する場合に比べて目に損傷を与えること
を大幅に低減することができ、したがって３元系材料を
用いた構成でアイセーフレーザを提供することができる
ようになる。

【００２０】請求項１６の発明によれば、活性層に含ま
れるＩｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ層を、Ｉｎ組成比ｘを０．５
３に設定して形成しているので、活性層の格子定数をＩ
ｎＰの格子定数と等しくすることができ、これによって
ＩｎＰとの格子整合をとることができ、膜厚に無関係に
無転位且つ無歪で結晶性の良好な活性層を形成すること
ができ、高効率で信頼性の高い半導体レーザを得ること
ができる。また、活性層のＩｎ組成比を０．５３に設定
することで、レーザ光の発光波長を１．６５μｍとする
ことができ、したがって３元系材料を用いた構成でアイ
セーフレーザを提供することができるようになる。

【００２１】請求項１７の発明においては、活性層に含
まれるＩｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ層を、Ｉｎ組成比ｘを異な
る条件に設定した２種類のＩｎＧａＡｓ層を交互に積層
して多重量子井戸構造に形成しており、また、請求項１
８の発明においては、活性層に含まれるＩｎ_ｘＧａ
_１−ｘＡｓ層を、そのＩｎ組成比ｘを０．５３としたＩ
ｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓ層とすると共に、これとＩ
ｎＰ層とを交互に積層して多重量子井戸構造に形成して
おり、そして、請求項１９の発明においては、活性層に
含まれるＩｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ層を、Ｉｎ_０．５３Ｇａ
_０．４７Ａｓ層およびＩｎｗＧａ１−ｗＡｓ（０．０５
≦ｗ＜１且つｗ≠０．５３）層を交互に積層して多重量
子井戸構造に形成しており、さらに、請求項２０の発明
においては、請求項１ないし３の構成の活性層として、
Ｉｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓ層およびＩｎ_ｙＧａ
_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）層を交互に積層して多
重量子井戸構造に形成しているので、いずれの構成にお
いても、量子効果によりレーザ発振のしきい値電流を小
さくすることができ、これによって高効率の半導体レー
ザを得ることができるようになる。

【００２２】請求項２１の発明によれば、活性層におけ
る発光領域のストライプ幅が１００μｍ以上となるよう
に形成しているので、数十ワットクラスの大出力半導体
レーザを得ることができるようになる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
をＩｎＧａＡｓ系の多重量子井戸形の活性層を有する大
出力用の半導体レーザに適用した場合の第１の実施形態
について図１ないし図３を参照しながら説明する。

【００２４】図１は断面構造を模式的に示すもので、半
導体基板であるｎ−ＩｎＰ（導電型がｎ型のＩｎＰ）基
板１上に次の各半導体層が順次積層形成されている。ま
ず、ＩｎＰ基板１上には、膜厚０．５μｍのｎ−ＩｎＰ
層からなるバッファ層２が積層され、この上には、膜厚
１μｍのｎ−ＩｎＰ層からなる第１のクラッド層３が積
層され、この上に、膜厚１μｍのｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙ
Ａｓ層からなる第１の光ガイド層４が積層されている。

【００２５】この場合、第１の光ガイド層４のＩｎ組成
比ｙは、０．０５≦ｙ＜１ …（１）の条件を満たす範囲で設定されており、次に積層する活
性層５との関係で適切な値に設定される。ここで、Ｉｎ
組成比ｙの条件を示す式（１）において、下限値である
ｙ＝０．０５は、その組成比のＩｎ_０．０５Ｇａ
_０．９５ＡｓのバンドギャップエネルギーＥｇ（Ｉｎ
_０．０５Ｇａ_０．９５Ａｓ）が第１のクラッド層３を構
成するＩｎＰのバンドギャップエネルギーＥｇ（Ｉｎ
Ｐ）＝１．３５ｅＶと等しくなる条件であり、このＥｇ
（ＩｎＰ）よりも小さくなるように設定するためにこの
ような条件を設定しているのである（図３参照）。

【００２６】第１の光ガイド層４の上には、活性層５が
積層形成されている。活性層５は、膜厚１５ｎｍのＩｎ
_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ層５ａと膜厚７．５ｎｍのＩｎ
_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ａｓ層５ｂとを、それぞれ６層および
５層として交互に積層形成することにより多重量子井戸
構造となるように形成したもので、この場合に活性層５
の全体の膜厚は、各層の膜厚を合計した値である１２
７．５ｎｍとなる。

【００２７】この場合、活性層５を構成する２種類の層
５ａ，５ｂのＩｎ組成比ｘ１，ｘ２は、ｙ≦ｘ２＜ｘ１≦１ …（２）の条件を満たす範囲で設定されており、この条件によ
り、各層のエネルギーバンドギャップＥｇの値は、逆の
大小関係となる。すなわち、Ｅｇ（ＩｎＰ）（＝１．３５ｅＶ） ≧ Ｅｇ（Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ） ≧ Ｅｇ（Ｉｎ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ａｓ）＞Ｅｇ（Ｉｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ） …（３）となる。

【００２８】エネルギーバンドギャップ値Ｅｇが小さい
方のＩｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ層５ａを井戸層とし、大
きい方のＩｎ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ａｓ層５ｂを障壁層とし
てこれらを交互に形成することにより多重量子井戸構造
を形成している。この構造を採用することで、採用しな
い構造のダブルヘテロレーザと比べると、量子効果によ
り、しきい値電流を低減することができるようになり発
光効率を向上させることができる。

【００２９】なお、活性層５の発光波長は、井戸層であ
るＩｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ層５ａのＩｎ組成ｘ１を０．４１≦ｘ１≦１ …（４）の範囲に設定することで、１．４μｍ以上（１．４〜
３．４μｍ）に設定することができる（図３参照）。そ
して、この１．４μｍ以上の波長範囲は人の目に入射し
ても損傷を与えることがほとんどない波長領域として規
定されているので（ＪＩＳ規格）、目に安全なアイセー
フレーザとして構成することができるようになる。

【００３０】また、このアイセーフレーザとして規定さ
れた１．４μｍ以上の波長のうちで、１．６５μｍの波
長となるようにＩｎ組成比ｘ１を設定すると、Ｉｎ_ｘ１
Ｇａ _１−ｘ１Ａｓは、ＩｎＰ基板１と格子整合をとるこ
とができる条件となる。この条件のＩｎ組成比ｘ１の値
は、ｘ１＝０．５３である（図３参照）。

【００３１】この活性層５の上には、膜厚１μｍのｐ−
Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層が第２の光ガイド層６として積
層され、この上には、膜厚１μｍのｐ−ＩｎＰ層が第２
のクラッド層７として積層されている。そして、この上
には膜厚０．８μｍのｐ−ＩｎＧａＡｓ層８がキャップ
層として積層されている。そして、前述した第１のクラ
ッド層３を含んでこれよりも上に位置する半導体層３〜
８は、全体として図中横方向に対してはメサ状に形成さ
れており、図示の断面図に垂直な方向に対してはこの形
状を延長したストライプ状に形成されている。

【００３２】また、このようなメサ状をなす部分にはそ
の表面にＳｉＯ_２などの絶縁膜９が被膜形成されてい
る。ｐ−ＩｎＧａＡｓ層８の上面には、所定のストライ
プ幅（１００μｍ以上で例えば４００μｍ）で絶縁膜９
に開口部９ａが形成されており、ｐ−ＩｎＧａＡｓ層８
の上面と共に全面に渡ってｐ型用電極１０が被膜されて
いる。このｐ型用電極１０は、例えば、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａ
ｕ（膜厚は、例えば、１５ｎｍ／３００ｎｍ／６００ｎ
ｍ）の各金属を３層に積層形成したもので、これによっ
て、キャップ層８とオーミックコンタクトを形成してい
る。

【００３３】また、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面（下面）側
には、ｎ型用電極１１が被膜形成されている。このｎ型
用電極１１は、例えば、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕの各金属
を順次積層して３層構造に形成したもので、これによっ
てｐ−ＩｎＰ基板１とオーミックコンタクトを形成して
いる。さらに、ｎ型用電極１１の下面側には、接合用金
属層１２が形成されている。この接合用金属層１２は、
例えば、Ａｕ／Ｓｎを積層形成したもので、図示しない
銅（Ｃｕ）製の台座と接合する際に適したものである。

【００３４】上述の構成の半導体レーザは、次のように
して製造される。ｎ−ＩｎＰ基板１に形成する各半導体
層２〜８は、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；分子線
エピタキシー）法あるいはＭＯＣＶＤ（Metal Organic
Chemical Vapor Deposition）法などにより順次積層形
成される。

【００３５】すなわち、ｎ−ＩｎＰ基板１上に、膜厚
０．５μｍのｎ−ＩｎＰ層（バッファ層２）、膜厚１μ
ｍのｎ−ＩｎＰ層（第１のクラッド層３）、膜厚１μｍ
のｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層（第１の光ガイド層
４）、Ｉｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ／Ｉｎ_ｘ２Ｇａ
_１−ｘ２Ａｓの多重量子井戸構造を持つ活性層５、膜厚
１μｍのｐ−Ｉｎ_ｙＧｓ_１−ｙＡｓ層（第２の光ガイド
層６）、膜厚１μｍのｐ−ＩｎＰ層（第２のクラッド層
７）および膜厚０．８μｍのｐ−ＩｎＧａＡｓ層（キャ
ップ層８）の各半導体層が順次積層形成される。

【００３６】さて、半導体層２〜８を形成した後に、エ
ッチング処理を行なうことにより、メサ部を形成する。
これは、一般的なフォトリソグラフィ処理を用いること
によりエッチングマスクをパターニングした状態で化学
エッチング処理を行なって形成するもので、ｎ−ＩｎＰ
層２の表面までエッチングして図示のような断面で長手
方向にストライプ状の形状を得ることができる。

【００３７】次に、メサ部の表面およびバッファ層２の
表面を覆うように絶縁膜９としてＳｉＯ_２膜を形成す
る。この絶縁膜９は、例えば、プラズマＣＶＤなどの方
法により成膜形成する。続いて、キャップ層８の表面に
形成されている絶縁膜９を所定のストライプ幅として４
００μｍの幅寸法で除去する。これは、上述同様に、フ
ォトリソグラフィ処理を行なうことによってパターニン
グした状態でＳｉＯ_２膜のエッチング処理を行なって窓
部９ａを形成する。

【００３８】窓部９ａを形成した状態で、この上に全面
にｐ型用電極１０を形成する。このｐ型用電極１０は、
電子ビーム（ＥＢ）蒸着法などにより、例えば、ｐ型用
電極材料としてＣｒ（クロム）／Ｐｔ（白金）／Ａｕ
（金）の各金属膜を、それぞれ膜厚として１５ｎｍ／３
００ｎｍ／６００ｎｍ程度に順次成膜して積層形成した
ものである。成膜後に熱処理（例えば３６０℃程度）を
行なうことにより、絶縁膜９が除去された部分において
キャップ層８に対してオーミックコンタクトを形成す
る。

【００３９】一方、ｎ−ＩｎＰ基板１の裏面側には、全
面にｎ型用電極１１を形成する。このｎ型用電極１１
は、上述同様に電子ビーム蒸着法などにより、ｎ型用電
極材料としてＡｕＧｅ（金ゲルマニウム）／Ｎｉ（ニッ
ケル）／Ａｕ（金）の各金属膜を、所定の膜厚で順次成
膜して積層形成したものである。同様にして、成膜後に
熱処理を行なってｎ−ＩｎＰ基板１とオーミックコンタ
クトを形成する。この後、ｎ型用電極１１の表面に、接
合用金属層１２を形成する。これは、上述同様にして電
子ビーム蒸着法などにより形成するもので、Ａｕ（金）
／Ｓｎ（スズ）の各金属膜を所定の膜厚で順次成膜して
積層形成するか、あるいはＡｕ−Ｓｎを合金として直接
蒸着することにより形成する。

【００４０】最後に、端面を劈開して図示のような半導
体レーザチップを得る。この場合、劈開により得るチッ
プのサイズは、例えば、５００μｍ×８００μｍであ
る。これにより、活性層５は、ストライプ状に電極を形
成することにより幅寸法が設定され、対向する劈開面に
より共振の反射鏡を構成するキャビティを設けた状態と
なる。

【００４１】このように形成された半導体レーザチップ
は、熱伝導特性が良い材料として、例えば銅製の台座に
裏面の接合用金属層１２を固定して電気的に接続してマ
ウントし、上面側のｐ型用電極１０との間にも電気的接
続を得ることにより、活性層５のストライプ幅が４００
μｍ（大出力用途として１００μｍ以上設けることが必
要）でストライプ長が５００μｍの半導体レーザ装置と
して形成される。

【００４２】次に、上記構成の作用について説明する。
まず、本実施例においては、第１の光ガイド層４と第２
の光ガイド層６とのＩｎ組成比ｙを、前述したように、
式（１）の条件（０．０５≦ｙ＜１）を満たすように設
定しており、また、活性層５の層５ａ，５ｂのＩｎ組成
比ｘ１，ｘ２を、式（２）の条件（ｙ≦ｘ２＜ｘ１≦
１）を満たすように設定している。ここで、Ｉｎ_ｘＧａ
_１−ｘＡｓのＩｎ組成比ｘとバンドギャップエネルギＥ
ｇおよび発光波長との間には、図３に示すような関係が
ある。

【００４３】これにより、各層をバンドギャップエネル
ギＥｇの値に応じて示すと、図２に示すバンドダイヤグ
ラムのようになる。前述のように、Ｉｎ組成比が０．０
５以下の場合にはバンドギャップエネルギＥｇがＩｎＰ
のバンドギャップエネルギ１．３５ｅＶよりも大きくな
るので、レーザ動作をするための条件を外れることか
ら、下限値として０．０５が設定されている。また、こ
の実施形態においては、第１の光ガイド層４および第２
の光ガイド層６のＩｎ組成比ｙの値は、活性層５を構成
する障壁層としての層５ｂのＩｎ組成比ｘ２と同じ値に
設定している（ｙ＝ｘ２）。

【００４４】なお、ＩｎＧａＡｓ系の材料においては、
Ｉｎ組成比の値を大きくするとその層のバンドギャップ
エネルギーが小さくなると共に光学的特性として屈折率
が大きくなる性質を有しているので、各層を屈折率の関
係で示した場合には、バンドダイアグラムの図２とは大
小関係が逆となるように示される。これにより、活性層
５にて発生した光を活性層５から光ガイド層４，６にし
み出させつつ、クラッド層３および７の間に閉じ込めて
おくことができる。

【００４５】一方、活性層５に注入する電流について
は、活性層５がダブルヘテロ構造に形成されていること
および多重量子井戸構造を採用していることから、キャ
リアを活性層５の領域内に効率良く閉じ込めることがで
きると共に、量子効果によってしきい値電流を小さくす
ることができ、全体として発光効率を向上させることが
できる。

【００４６】この結果、電流は活性層５に閉じ込められ
るが、光密度分布は第１および第２の光ガイド層４およ
び６側まで広げて分布させることができ、活性層５に集
中するのを避けることができるようになる。これによっ
て、エネルギーの活性層５への集中を回避して転位など
の発生による劣化を防止することができるようになり、
長時間駆動に対する信頼性が向上するようになる。

【００４７】なお、上記構成において、光ガイド層４，
６の膜厚を適当に選定して形成することにより、出力光
の垂直方向のビーム広がり角を所望の角度に設定するこ
とができる。さらに、上述の関係を満たすように各半導
体層のＩｎ組成比を設定する限りにおいては、上述した
値に限らず、適宜のＩｎ組成比の値に設定することがで
きるし、各半導体層の膜厚についても適宜の寸法に設定
することができる。

【００４８】このような本実施形態によれば、活性層５
としてＩｎＧａＡｓの３元系材料を用いてアイセーフレ
ーザとしての波長帯１．４以上の波長帯をカバーするこ
とができる半導体レーザを提供することができ、これに
よって、４元系材料を用いる構成のものと異なり、Ｉｎ
組成比ｘを調整することで比較的簡単に製造条件を設定
することができる。

【００４９】また、本実施形態によれば、光ガイド層
４，６を設ける構成としているので、光を活性層５より
も広い範囲に分布させて活性層５中に光が高い密度で分
布するのを避ける構成とすることができ、また、活性層
５を、Ｉｎ組成比が異なる２つの層５ａ，５ｂを交互に
積層して量子井戸構造を形成しているので、キャリアは
活性層５中に有効に閉じ込める構成とすることができ、
効率良くしかも信頼性の高いものとすることができる。

【００５０】（第２の実施形態）図４および図５は、本
発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と
異なるところは、光ガイド層を第１の光ガイド層４を残
して第２の光ガイド層６を設けない構成としたところで
ある。すなわち、図４に示すように、活性層５に対して
片側のみに光ガイド層４を設ける構成としている。

【００５１】前述と同様にバンドギャップエネルギーＥ
ｇからみたバンドダイヤグラムは図５に示すようにな
る。この構成の場合には、活性層５に対して光ガイド層
４を片側に設けることから、活性層５で発生する光は光
ガイド層４側のみにしみ出すようになり、光の密度分布
は、活性層５から光ガイド層４側にずれるようになる。
したがって、活性層５に光が集中することに起因して発
生する劣化を抑制し、信頼性の高い半導体レーザ装置を
提供することができる。

【００５２】なお、この実施形態においては光ガイド層
４を設ける構成としたが、これに代えて活性層５と第２
のクラッド層７との間の第２の光ガイド層６を残して第
１の光ガイド層４を設けない構成としても良い。そし
て、この構成によっても上述と同様の作用効果を得るこ
とができる。

【００５３】（第３の実施形態）図６および図７は本発
明の第３の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異
なるところは、第１の光ガイド層４を構成するｎ−Ｉｎ
_ｙ１Ｇａ_１−ｙ１Ａｓ層を前述のｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙ
Ａｓ層のＩｎ組成比と同じにした第１の光ガイド層４ａ
とし、第２の光ガイド層６を構成するｐ−Ｉｎ_ｙ２Ｇａ
_１−ｙ２Ａｓ層のＩｎ組成比を異なる値となるように形
成した第２の光ガイド層６ａを設ける構成としたところ
である。

【００５４】すなわち、図６に示すように、第１の光ガ
イド層４ａをｎ−Ｉｎ_ｙ１Ｇａ_１− _ｙ１Ａｓ（０．０５
≦ｙ１＜１）から形成し、第２の光ガイド層６ａをｐ−
Ｉｎ _ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ（０．０５≦ｙ２＜ｙ１）か
ら形成した構成としている。なお、活性層５を形成する
量子井戸構造のＩｎ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ａｓ層５ａおよび
Ｉｎ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ａｓ層５ｂのＩｎ組成比ｘ１、ｘ
２に対しては、０．０５≦ｙ２＜ｙ１≦ｘ２＜ｘ１≦１ …（５）という関係を満たすように形成している。そして、この
構成の場合においては、ｙ１＝ｘ２に設定して形成して
いる。

【００５５】上記構成とすることにより、第１の実施例
の効果に加えて、光密度分布がＩｎ組成比の大きい第１
の光ガイド層４のｎ−Ｉｎ_ｙ１Ｇａ_１−ｙ１Ａｓ層側へ
シフトさせることができ、光が活性層５中に集中するこ
とに起因して発生する劣化を抑制することができ、信頼
性の高い半導体レーザ装置を提供することができるよう
になる。

【００５６】また、同様に、第１の光ガイド層４ａおよ
び第２の光ガイド層６ａのＩｎ組成比ｙ１，ｙ２の関係
について、上述と逆の関係つまり、０．０５≦ｙ１＜ｙ２≦ｘ２＜ｘ１≦１ …（５ａ）となるように設定することもできる。この場合には、光
密度分布はＩｎ組成比の大きい第２の光ガイド層６ａの
ｐ−Ｉｎ_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ層側へシフトさせること
になり、同様の作用効果を得ることができる。

【００５７】また、上述の実施形態において、第１の光
ガイド層４ａおよび第２の光ガイド層６ａは膜厚を同じ
に設定しているが、光密度分布がシフトする側つまりＩ
ｎ組成比ｙ１またはｙ２の大きい値に設定している方の
層を厚い膜厚に設定することができる。これにより、光
密度分布のシフトする量を大きくして活性層５中での光
の集中を抑制する効果を向上させることができるように
なる。

【００５８】（第４の実施形態）図８は本発明の第４の
実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるところ
は、第１の光ガイド層４および第２の光ガイド層６に代
えて、第１の光ガイド層４ｂ，第２の光ガイド層６ｂを
設ける構成としたところである。

【００５９】すなわち、図８において、バンドダイヤグ
ラムで示すように、それぞれの光ガイド層４ｂ，６ｂは
活性層５と接する部分においてそのＩｎ組成比ｙは活性
層５の障壁層となるＩｎ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ａｓ層５ｂの
Ｉｎ組成比ｘ２と同じ値となるように形成されている。
そして、各光ガイド層４ｂ，６ｂのＩｎ組成比ｙは、活
性層５から遠ざかるにしたがって連続的に減少するよう
に変化させられ、クラッド層３あるいは７と接する部分
においてそれらのバンドギャップエネルギと同じになる
ようにＩｎ組成比ｙは０．０５となるように形成されて
いる。また、Ｉｎ組成比ｙの上限値を設定する値である
Ｉｎ組成比ｚは、０．０５≦ｚ≦ｘ２＜ｘ１≦１ …（６）であり、ここでは上式（６）のｚ＝ｘ２の条件を採用し
ている。

【００６０】これは、いわゆるＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造と
呼ばれる構造で、このような構成を採用することによ
り、第１の実施形態における効果に加えて、活性層５中
でのキャリアのオーバフローを効果的に抑制することが
できるようになり、これにより、高温での特性を改善す
ることができるようになる。

【００６１】上記構成においては、光ガイド層４ｂ，６
ｂのバンドギャップを活性層５に接する側からクラッド
層３，７に接する側に向けて連続的に減少するように変
化した構成としているが、減少傾向となるように変化さ
せる構成であれば適宜の組成比の変化として設定するこ
ともできる。

【００６２】（第５の実施形態）図９は本発明の第５の
実施形態を示すもので、第４の実施形態と異なるところ
は、光ガイド層を第１の光ガイド層４ｂを残して第２の
光ガイド層６ｂを設けない構成としたところである。す
なわち、図９にバンドダイヤグラムで示すように、活性
層５に対して片側のみに光ガイド層４ｂを設ける構成と
している。

【００６３】この構成の場合には、活性層５に対して光
ガイド層４ｂを片側に設けることから、活性層５で発生
する光は光ガイド層４ｂ側のみにしみ出すようになり、
光の密度分布は活性層５から光ガイド層４ｂ側にずれる
ようになる。したがって、活性層５に光が集中すること
に起因して発生する劣化を抑制し、信頼性の高い半導体
レーザ装置を提供することができる。

【００６４】さらに、このようなＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造
を採用することにより、活性層５中でのキャリアのオー
バフローを効果的に抑制することができるようになり、
これにより、高温での特性を改善することができるよう
になる。この結果、本実施形態により、第２の実施形態
および第４の実施形態の両方の特徴を兼ね備えたものと
して構成することができる。

【００６５】なお、この実施形態においても、光ガイド
層４ｂを設ける構成に代えて活性層５と第２のクラッド
層７との間の第２の光ガイド層ｂ６を残して第１の光ガ
イド層４ｂを設けない構成としても良い。そして、この
構成によっても上述と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００６６】（第６の実施形態）図１０は本発明の第６
の実施形態を示すもので、第４の実施形態と異なるとこ
ろは、第１の光ガイド層４ｂを構成するｎ−Ｉｎ_ｙ１Ｇ
ａ_１−ｙ１Ａｓ層を前述のＧＲＩＮ−ＳＣＨ構造のｎ−
Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層のＩｎ組成比と同じにした第１
の光ガイド層４ｃとし、第２の光ガイド層６ｂを構成す
るｐ−Ｉｎ_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ層のＩｎ組成比ｙ２の
活性層５と接する側の値を異なる値となるように形成し
た第２の光ガイド層６ｃを設ける構成としたところであ
る。

【００６７】すなわち、図１０に示すように、第１の光
ガイド層４ｃを構成するｎ−Ｉｎ_ｙ _１Ｇａ_１−ｙ１Ａｓ
層を、そのＩｎ組成比ｙ１を活性層５と接する側から第
１のクラッド層３と接する側に至る間で、ｚ１から０．
０５まで連続的に減少するように変化させるように設定
する。また、同様に、第２の光ガイド層６ｃを構成する
ｐ−Ｉｎ_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ層を、そのＩｎ組成比ｙ
２を活性層５と接する側から第２のクラッド層７と接す
る側に至る間で、ｚ２から０．０５まで連続的に減少す
るように変化させるように設定する。

【００６８】ｙ１およびｙ２の上限値を設定するＩｎ組
成比ｚ１およびｚ２は、０．０５≦ｚ２＜ｚ１≦ｘ２＜ｘ１≦１ …（７）となる関係を満たすように設定している。なお、この構
成の場合においては、ｚ１＝ｘ２に設定して形成してい
る。

【００６９】このように構成することで、第４の実施形
態と同様にして、キャリアのオーバフローを効果的に抑
制することができ、しかも、光密度分布がＩｎ組成比ｚ
１，ｚ２のうちの大きい値ｚ１に設定される第１の光ガ
イド層４ｃのｎ−Ｉｎ_ｙ１Ｇａ_１−ｙ１Ａｓ層側へシフ
トさせることができ、光が活性層５中に集中することに
起因して発生する劣化を抑制することができ、信頼性の
高い半導体レーザ装置を提供することができるようにな
る。

【００７０】この場合においても、前述同様に、第１の
光ガイド層４ｃおよび第２の光ガイド層６ｃのＩｎ組成
比ｚ１，ｚ２の関係について、上述と逆の関係つまり、０．０５≦ｚ１＜ｚ２≦ｘ２＜ｘ１≦１ …（７ａ）となるように設定することもできる。この場合には、光
密度分布は、Ｉｎ組成比を大きい値ｚ２に設定した第２
の光ガイド層６ｃのｐ−Ｉｎ_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ層側
へシフトさせることになり、同様の作用効果を得ること
ができる。

【００７１】また、上述の実施形態において、第１の光
ガイド層４ｃおよび第２の光ガイド層６ｃは膜厚を同じ
に設定しているが、光密度分布がシフトする側つまりＩ
ｎ組成比ｚ１またはｚ２の大きい値に設定している方の
層を厚い膜厚に設定することができる。これにより、光
密度分布のシフトする量を大きくして活性層５中での光
の集中を抑制する効果を向上させることができるように
なる。

【００７２】本発明は、上記実施形態にのみ限定される
ものではなく、次のように変形また拡張できる。上記各
実施形態においては、ｎ−ＩｎＰ基板１を用いて各層２
ないし８の導電形を設定しているが、これに代えて、ｐ
−ＩｎＰ基板を用いて各層２ないし８を異なる導電形に
設定した構成とすることもできる。すなわち、第１のク
ラッド層および第１の光ガイド層をｐ形の層として形成
し、第２の光ガイド層および第２のクラッド層をｎ形の
層として形成し、各電極膜もそれぞれの導電形に適した
ものとするように形成しても良い。

【００７３】上記実施形態においては、第１のクラッド
層３および第２のクラッド層７、第１の光ガイド層４お
よび第２の光ガイド層６を共に１μｍに設定している
が、これに限らず、１μｍ以上あるいは以下の適宜の膜
厚に設定して形成することができるし、それぞれが異な
る膜厚に設定することもできる。

【００７４】また、活性層５は、井戸層として１５ｎｍ
の層５ａを形成しているが、この膜厚に限定されること
はなく、量子効果を期待できる３０ｎｍ以下の範囲の膜
厚であれば良く、要求される特性や成膜の均一性を考慮
して２．５〜２０ｎｍの範囲で設定することが好まし
い。

【００７５】活性層５は、量子井戸構造のものを用いる
場合について説明したが、単一のＩｎ組成比ｘのＩｎ_ｘ
Ｇａ_１−ｘＡｓ層で構成しても良い。この場合に、その
Ｉｎ組成比ｘを、前述の式（４）で示した条件０．４１
≦ｘ≦１の範囲に設定すると、アイセーフレーザとして
形成することができる。また、Ｉｎ組成比ｘを０．５３
に設定すると、ＩｎＰ基板１と格子整合をとるようにす
ることができる。

【００７６】さらに、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ層は、Ｉｎ
Ｐに対してＩｎ組成比ｘが前述したように０．５３のと
きに格子整合を取ることができるが、このような構成整
合条件以外に、本実施形態におけるように量子井戸構造
を採用したり、あるいは敢えて格子整合条件を外すよう
にして形成した場合でも、格子整合ととるようにしたも
のと比べて特性上で必ずしも劣るものとなるとは限ら
ず、適宜の条件によって作成することが可能である。例
えば、積極的に圧縮および引張が発生するように多重量
子井戸構造を形成して、応力を調整することにより、所
望の特性を得る構造とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す模式的断面図

【図２】エネルギーバンドダイヤグラム

【図３】Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓのＩｎ組成比ｘとバンド
ギャップエネルギおよび発光波長との関係

【図４】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図

【図５】図２相当図

【図６】本発明の第３の実施形態を示す図１相当図

【図７】図２相当図

【図８】本発明の第４の実施形態を示す図２相当図

【図９】本発明の第５の実施形態を示す図２相当図

【図１０】本発明の第６の実施形態を示す図２相当図

【符号の説明】

１はｎ−ＩｎＰ基板（ＩｎＰ基板）、２はバッファ層、
３は第１のクラッド層、４，４ａ，４ｂ，４ｃは第１の
光ガイド層、５は活性層、６，６ａ，６ｂ，６ｃは第２
の光ガイド層、７は第２のクラッド層、８はキャップ
層、９は絶縁膜、１０はｐ形用電極、１１はｎ形用電極
である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる光
ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層
と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成したことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層
と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる光
ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成したことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項３】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる第
１の光ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層
と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる第
２の光ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成したことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項４】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙ１Ｇａ_１−ｙ１Ａｓ（０．０５≦ｙ１＜１）から
なる第１の光ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ１＜ｘ≦１且つｙ２＜ｘ≦１
でｙ１≠ｙ２）層を含む活性層と、Ｉｎ_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ（０．０５≦ｙ２＜１）から
なる第２の光ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成したことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項５】請求項４に記載の半導体レーザにおい
て、前記第１および第２の光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比が
大きい値に設定されている側の光ガイド層の膜厚を厚く
するように形成していることを特徴とする半導体レー
ザ。
【請求項６】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる光
ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層
と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成され、前記光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙが上記条件を満た
す範囲内で、前記活性層に接する側から前記第１のクラ
ッド層に接する側に向けて組成比ｙの値が減少傾向で変
化するように形成されていることを特徴とする半導体レ
ーザ。
【請求項７】請求項６に記載の半導体レーザにおい
て、前記光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙが前記条件を満た
しつつ連続的に変化するように形成されていることを特
徴とする半導体レーザ。
【請求項８】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層
と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる光
ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成され、前記光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙが上記条件を満た
す範囲内で、前記活性層に接する側から前記第２のクラ
ッド層に接する側に向けて組成比ｙの値が減少傾向で変
化するように設定されていることを特徴とする半導体レ
ーザ。
【請求項９】請求項８に記載の半導体レーザにおい
て、前記光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙが前記条件を満た
しつつ連続的に変化するように形成されていることを特
徴とする半導体レーザ。
【請求項１０】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる第
１の光ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ＜ｘ≦１）層を含む活性層
と、Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）からなる第
２の光ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成され、前記第１および第２の光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙ
が上記条件を満たす範囲内で、前記活性層に接する側か
らそれぞれ前記第１および第２のクラッド層に接する側
に向けて組成比ｙの値が減少傾向で変化するように設定
されていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１１】請求項１０に記載の半導体レーザにお
いて、前記第１および第２の光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙ
が前記条件を満たしつつ連続的に変化するように形成さ
れていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１２】ＩｎＰからなる第１のクラッド層と、Ｉｎ_ｙ１Ｇａ_１−ｙ１Ａｓ（０．０５≦ｙ１＜１）から
なる第１の光ガイド層と、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｙ１＜ｘ≦１且つｙ２＜ｘ≦１
でｙ１≠ｙ２）層を含む活性層と、Ｉｎ_ｙ２Ｇａ_１−ｙ２Ａｓ（０．０５≦ｙ２＜１）から
なる第２の光ガイド層と、ＩｎＰからなる第２のクラッド層とをＩｎＰ基板上に順
次積層して構成され、前記第１および第２の光ガイド層は、それぞれ前記Ｉｎ
組成比ｙ１およびｙ２が上記条件を満たす範囲内で、前
記活性層に接する側からそれぞれ前記第１および第２の
クラッド層に接する側に向けて組成比ｙ１およびｙ２の
値が減少傾向で変化するように設定されていることを特
徴とする半導体レーザ。
【請求項１３】請求項１２に記載の半導体レーザにお
いて、前記第１および第２の光ガイド層は、前記Ｉｎ組成比ｙ
１およびｙ２がそれぞれ前記条件を満たしつつ連続的に
変化するように形成されていることを特徴とする半導体
レーザ。
【請求項１４】請求項１２または１３に記載の半導体
レーザにおいて、前記第１および第２の光ガイド層は、前記活性層に接す
る側の前記Ｉｎ組成比が大きい値に設定されている側の
光ガイド層の膜厚を厚くするように形成していることを
特徴とする半導体レーザ。
【請求項１５】請求項１ないし１４のいずれかに記載
の半導体レーザにおいて、前記活性層は、前記Ｉｎ組成比ｘが０．４１≦ｘ≦１の
範囲内に設定された層として形成されていることを特徴
とする半導体レーザ。
【請求項１６】請求項１ないし１４のいずれかに記載
の半導体レーザにおいて、前記活性層は、前記Ｉｎ組成比ｘが０．５３に設定され
た層として形成されていることを特徴とする半導体レー
ザ。
【請求項１７】請求項１ないし１４のいずれかに記載
の半導体レーザにおいて、前記活性層は、前記Ｉｎ組成比ｘが異なる条件に設定さ
れた２種類のＩｎＧａＡｓ層を交互に積層して多重量子
井戸構造に形成されていることを特徴とする半導体レー
ザ。
【請求項１８】請求項１ないし１４のいずれかに記載
の半導体レーザにおいて、前記活性層は、Ｉｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓ層および
ＩｎＰ層を交互に積層して多重量子井戸構造に形成され
ていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項１９】請求項１ないし１４のいずれかに記載
の半導体レーザにおいて、前記活性層は、Ｉｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓ層および
Ｉｎ_ｗＧａ_１−ｗＡｓ（０．０５≦ｗ≦１且つｗ≠０．
５３）層を交互に積層して多重量子井戸構造に形成され
ていることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２０】請求項１ないし３のいずれかに記載の
半導体レーザにおいて、前記活性層は、Ｉｎ_０．５３Ｇａ_０．４７Ａｓ層および
Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ（０．０５≦ｙ＜１）層を交互に
積層して多重量子井戸構造に形成されていることを特徴
とする半導体レーザ。
【請求項２１】請求項１ないし２０のいずれかに記載
の半導体レーザにおいて、前記活性層における発光領域のストライプ幅が１００μ
ｍ以上となるように形成したことを特徴とする半導体レ
ーザ。