JP2001230491A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体レーザ素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザ素子の窓構造を無秩序化によっ
て形成する際、空孔原子を与える膜として、意図的に、
よりストレスの高い膜を用いることにより、より容易
に、高出力時の駆動電流，駆動電圧を低減し、且つ、長
期信頼性に優れた半導体レーザ素子、及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 少なくともガリウムを含む化合物半導体
を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部ク
ラッド層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を
製造する際、レーザ共振器端面となる領域近傍の前記積
層構造体の上方に、SixOyNz膜（x，y，zは1以上。以
下、同様。）を形成した後、アニールを行って、前記Si
xOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空孔を前記活性
層に達するまで拡散させて、前記レーザ共振器端面とな
る領域近傍の前記活性層を無秩序化してなる。
て形成する際、空孔原子を与える膜として、意図的に、
よりストレスの高い膜を用いることにより、より容易
に、高出力時の駆動電流，駆動電圧を低減し、且つ、長
期信頼性に優れた半導体レーザ素子、及びその製造方法
を提供する。 【解決手段】 少なくともガリウムを含む化合物半導体
を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部ク
ラッド層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を
製造する際、レーザ共振器端面となる領域近傍の前記積
層構造体の上方に、SixOyNz膜（x，y，zは1以上。以
下、同様。）を形成した後、アニールを行って、前記Si
xOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空孔を前記活性
層に達するまで拡散させて、前記レーザ共振器端面とな
る領域近傍の前記活性層を無秩序化してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク用など
に用いられる半導体レーザ及びその製造方法に関するも
のであり、特に高出力動作の特性に優れた窓構造半導体
レーザ及びその製造方法に関するものである。
に用いられる半導体レーザ及びその製造方法に関するも
のであり、特に高出力動作の特性に優れた窓構造半導体
レーザ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスク装置用光源として、各
種の半導体レーザが広汎に利用されている。とりわけ、
高出力７８０ｎｍ帯ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザは、Ｍ
Ｄプレーヤ、ＣＤ−Ｒドライブ等のディスクへの書き込
み用光源として用いられており、さらなる高出力化が強
く求められている。
種の半導体レーザが広汎に利用されている。とりわけ、
高出力７８０ｎｍ帯ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザは、Ｍ
Ｄプレーヤ、ＣＤ−Ｒドライブ等のディスクへの書き込
み用光源として用いられており、さらなる高出力化が強
く求められている。
【０００３】半導体レーザの高出力化を制限している要
因の一つは、光出射端面近傍の活性層領域での光出力密
度の増加に伴い発生する光学損傷（ＣＯＤ；Ｃａｔａｓ
ｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ）であ
る。
因の一つは、光出射端面近傍の活性層領域での光出力密
度の増加に伴い発生する光学損傷（ＣＯＤ；Ｃａｔａｓ
ｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ）であ
る。
【０００４】前記ＣＯＤの発生原因は、光出射端面近傍
の活性層領域がレーザ光に対する吸収領域になっている
ためである。光出射端面では、表面準位または界面準位
といわれる非発光再結合中心が多く存在する。光出射端
面近傍の活性層に注入されたキャリアはこの非発光再結
合によって失われるので、光出射端面近傍の活性層の注
入キャリア密度は中央部に比べて少ない。その結果、中
央部の高い注入キャリア密度によって作られるレーザ光
の波長に対して、光出射端面近傍の活性層領域は吸収領
域になる。
の活性層領域がレーザ光に対する吸収領域になっている
ためである。光出射端面では、表面準位または界面準位
といわれる非発光再結合中心が多く存在する。光出射端
面近傍の活性層に注入されたキャリアはこの非発光再結
合によって失われるので、光出射端面近傍の活性層の注
入キャリア密度は中央部に比べて少ない。その結果、中
央部の高い注入キャリア密度によって作られるレーザ光
の波長に対して、光出射端面近傍の活性層領域は吸収領
域になる。
【０００５】光出力密度が高くなると吸収領域での局所
的発熱が大きくなり、温度が上がってバンドギャップエ
ネルギーが縮小する。その結果、更に吸収係数が大きく
なって温度上昇する、という正帰還がかかり、光出射端
面近傍の吸収領域の温度はついに融点にまで達し、ＣＯ
Ｄが発生する。
的発熱が大きくなり、温度が上がってバンドギャップエ
ネルギーが縮小する。その結果、更に吸収係数が大きく
なって温度上昇する、という正帰還がかかり、光出射端
面近傍の吸収領域の温度はついに融点にまで達し、ＣＯ
Ｄが発生する。
【０００６】前記ＣＯＤレベルの向上のために、半導体
レーザの高出力化の一つの方法として、特開平９−２３
０３７号公報に記載されている、多重量子井戸構造活性
層の無秩序化による窓構造を利用する手法がとられてき
た。
レーザの高出力化の一つの方法として、特開平９−２３
０３７号公報に記載されている、多重量子井戸構造活性
層の無秩序化による窓構造を利用する手法がとられてき
た。
【０００７】この窓構造を有する半導体レーザの従来技
術として、特開平９−２３０３７号公報に記載されてい
る半導体レーザ素子の構造図を図１３に示す。
術として、特開平９−２３０３７号公報に記載されてい
る半導体レーザ素子の構造図を図１３に示す。
【０００８】図１３において、（ａ）は光出射端面を含
む斜視図、（ｂ）は図（ａ）のＩａ−Ｉａ'線における
導波路の断面図、（ｃ）は図（ａ）のＩｂ−Ｉｂ'線に
おける層厚方向の断面図である。図１３において、１０
０1はＧａＡｓ基板、１００2はｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラ
ッド層、１００３は量子井戸活性層、１００４aはｐ型
ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層、１００４bはｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ第２上クラッド層、１００５はｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、１００６(斜線部)は空孔拡散領域、１００７
(斜線部)はプロトン注入領域、１００８はｎ側電極、１
００９はｐ側電極、１０２０レーザ共振器端面、１００
３aは量子井戸活性層１００３のレーザ発振に寄与する
領域、１００３bは量子井戸活性層１００３のレーザ共
振器端面１０２０近傍に形成された窓構造領域である。
む斜視図、（ｂ）は図（ａ）のＩａ−Ｉａ'線における
導波路の断面図、（ｃ）は図（ａ）のＩｂ−Ｉｂ'線に
おける層厚方向の断面図である。図１３において、１０
０1はＧａＡｓ基板、１００2はｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラ
ッド層、１００３は量子井戸活性層、１００４aはｐ型
ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層、１００４bはｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ第２上クラッド層、１００５はｐ型ＧａＡｓコン
タクト層、１００６(斜線部)は空孔拡散領域、１００７
(斜線部)はプロトン注入領域、１００８はｎ側電極、１
００９はｐ側電極、１０２０レーザ共振器端面、１００
３aは量子井戸活性層１００３のレーザ発振に寄与する
領域、１００３bは量子井戸活性層１００３のレーザ共
振器端面１０２０近傍に形成された窓構造領域である。
【０００９】次に従来の半導体レーザ素子の製造方法を
図１４に示す工程図を参照して説明する。ｎ型ＧａＡｓ
基板１００1上にｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層１００
２、量子井戸活性層１００３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上
クラッド層１００４aを順次エピタキシャル成長する
（図１４（ａ））。次にｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッ
ド層１００４a表面上にＳｉＯ2膜１０１０を形成し、レ
ーザ共振器端面に達しない長さで、レーザ共振器方向に
伸びるストライプ状の開口部１０１０aを形成する（図
１４（ｂ））。次にこのウエハをＡｓ雰囲気下、８００
℃以上の温度でアニールすると、ＳｉＯ2膜１０１０が
接するｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層１００４a表面
からＧａ原子を吸い上げ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラ
ッド層１００４a中にＧａ空孔が生成し、この空孔が結
晶内部の量子井戸層活性層１００３に達するまで拡散
し、量子井戸層構造を無秩序化させる。無秩序化した活
性層領域では実効的な禁制帯幅が広がるため、発振レー
ザ光に対し透明な窓として機能する。
図１４に示す工程図を参照して説明する。ｎ型ＧａＡｓ
基板１００1上にｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層１００
２、量子井戸活性層１００３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上
クラッド層１００４aを順次エピタキシャル成長する
（図１４（ａ））。次にｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッ
ド層１００４a表面上にＳｉＯ2膜１０１０を形成し、レ
ーザ共振器端面に達しない長さで、レーザ共振器方向に
伸びるストライプ状の開口部１０１０aを形成する（図
１４（ｂ））。次にこのウエハをＡｓ雰囲気下、８００
℃以上の温度でアニールすると、ＳｉＯ2膜１０１０が
接するｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層１００４a表面
からＧａ原子を吸い上げ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラ
ッド層１００４a中にＧａ空孔が生成し、この空孔が結
晶内部の量子井戸層活性層１００３に達するまで拡散
し、量子井戸層構造を無秩序化させる。無秩序化した活
性層領域では実効的な禁制帯幅が広がるため、発振レー
ザ光に対し透明な窓として機能する。
【００１０】さらに、ＳｉＯ2膜１０１０を除去し、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層１００４a上にｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ第２上クラッド層１００４b、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層１００５を順次エピタキシャル成長させる。
（図１４（ｃ））。次にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
０５上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィー技
術によって前記ＳｉＯ2膜１０１０のストライプ状の開
口部１０１０aと同じ領域にストライプ状のレジスト１
０１１を形成する。次にこのストライプ状のレジスト１
０１１をマスクとしてｐ型ＧａＡｓコンタクト層１００
５の表面側からプロトン注入を行い、電流ブロック層と
なる高抵抗領域１００７を形成する。（図１４
（ｄ））。最後にＧａＡｓ基板１００１側にｎ側電極１
００８、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１００５上にｐ側電
極１００９を形成し、ウエハをへき開して図１３の半導
体レーザ素子を得る。
型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層１００４a上にｐ型Ａｌ
ＧａＡｓ第２上クラッド層１００４b、ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層１００５を順次エピタキシャル成長させる。
（図１４（ｃ））。次にｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０
０５上にレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィー技
術によって前記ＳｉＯ2膜１０１０のストライプ状の開
口部１０１０aと同じ領域にストライプ状のレジスト１
０１１を形成する。次にこのストライプ状のレジスト１
０１１をマスクとしてｐ型ＧａＡｓコンタクト層１００
５の表面側からプロトン注入を行い、電流ブロック層と
なる高抵抗領域１００７を形成する。（図１４
（ｄ））。最後にＧａＡｓ基板１００１側にｎ側電極１
００８、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１００５上にｐ側電
極１００９を形成し、ウエハをへき開して図１３の半導
体レーザ素子を得る。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の窓構造半導体レ
ーザ素子の光出射端面近傍に形成された無秩序化領域
は、レーザ発振波長に相当するバンドギャップエネルギ
ーよりも大きくなるように、ＳｉＯ2膜１０１０が接す
るｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層１００４aへのＧａ
空孔の生成、及び、量子井戸層活性層１００３へのＧａ
空孔の拡散を行なうことにより形成している。
ーザ素子の光出射端面近傍に形成された無秩序化領域
は、レーザ発振波長に相当するバンドギャップエネルギ
ーよりも大きくなるように、ＳｉＯ2膜１０１０が接す
るｐ型ＡｌＧａＡｓ第1上クラッド層１００４aへのＧａ
空孔の生成、及び、量子井戸層活性層１００３へのＧａ
空孔の拡散を行なうことにより形成している。
【００１２】しかしながら、ＳｉＯ2膜を用いた上記従
来方法では、光出射端面近傍の活性層のバンドギャップ
エネルギーをレーザ発振波長に相当するバンドギャップ
エネルギーよりも大きくなるようにするためには、高温
でのアニール時間を長くする必要がある。
来方法では、光出射端面近傍の活性層のバンドギャップ
エネルギーをレーザ発振波長に相当するバンドギャップ
エネルギーよりも大きくなるようにするためには、高温
でのアニール時間を長くする必要がある。
【００１３】その結果、ｐ型導電性を有する各層に存在
するＺｎ原子等の不純物が、量子井戸層活性層１００３
へ大量に拡散するので、高出力時の駆動電流，駆動電圧
の上昇と長期信頼性の低下を招いてしまう。
するＺｎ原子等の不純物が、量子井戸層活性層１００３
へ大量に拡散するので、高出力時の駆動電流，駆動電圧
の上昇と長期信頼性の低下を招いてしまう。
【００１４】また、アニール温度を低くするか、或い
は、アニール時間を短くすれば、量子井戸層活性層１０
０３へのＺｎ原子等の不純物拡散を抑制できるが、空孔
原子の生成、及び、量子井戸層活性層１００３への空孔
原子の拡散が不十分となり、共振器端面近傍領域におい
て、レーザ光を吸収してしまう。
は、アニール時間を短くすれば、量子井戸層活性層１０
０３へのＺｎ原子等の不純物拡散を抑制できるが、空孔
原子の生成、及び、量子井戸層活性層１００３への空孔
原子の拡散が不十分となり、共振器端面近傍領域におい
て、レーザ光を吸収してしまう。
【００１５】その結果、光出射端面近傍の活性層領域で
ＣＯＤが発生しやすくなり、高出力駆動時の最大光出力
の低下を引き起こし、十分な長期信頼性が得られない。
ＣＯＤが発生しやすくなり、高出力駆動時の最大光出力
の低下を引き起こし、十分な長期信頼性が得られない。
【００１６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、半導体レーザ素子の窓構造を無秩序
化によって形成する際、空孔原子を与える膜として、意
図的に、よりストレスの高い膜を用いることにより、よ
り容易に、高出力時の駆動電流，駆動電圧を低減し、且
つ、長期信頼性に優れた半導体レーザ素子、及びその製
造方法を提供することを目的とするものである。
されたものであり、半導体レーザ素子の窓構造を無秩序
化によって形成する際、空孔原子を与える膜として、意
図的に、よりストレスの高い膜を用いることにより、よ
り容易に、高出力時の駆動電流，駆動電圧を低減し、且
つ、長期信頼性に優れた半導体レーザ素子、及びその製
造方法を提供することを目的とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体レ
ーザ素子の製造方法は、少なくともガリウムを含む化合
物半導体を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性
層、上部クラッド層を含む積層構造体からなる半導体レ
ーザ素子を製造する際、レーザ共振器端面となる領域近
傍の前記積層構造体の上方に、SixOyNz膜（x，y，zは1
以上。以下、同様。）を形成した後、アニールを行っ
て、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空孔
を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ共振
器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化してなる
ことによって上記の目的を達成する。
ーザ素子の製造方法は、少なくともガリウムを含む化合
物半導体を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性
層、上部クラッド層を含む積層構造体からなる半導体レ
ーザ素子を製造する際、レーザ共振器端面となる領域近
傍の前記積層構造体の上方に、SixOyNz膜（x，y，zは1
以上。以下、同様。）を形成した後、アニールを行っ
て、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空孔
を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ共振
器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化してなる
ことによって上記の目的を達成する。
【００１８】ここで、該ＳｉxＯyＮz膜は、スパッタ
法、プラズマＣＶＤ法のいずれかで形成するのが好まし
い。これは、ＳｉxＯyＮz膜の形成時において、エピタ
キシャル成長させたウエハ表面にプラズマダメージによ
る空孔原子が生成され、効果的に光出射端面近傍の活性
層を共振器内部の活性層より実効的に禁制帯幅の広い窓
領域を形成できるためである。
法、プラズマＣＶＤ法のいずれかで形成するのが好まし
い。これは、ＳｉxＯyＮz膜の形成時において、エピタ
キシャル成長させたウエハ表面にプラズマダメージによ
る空孔原子が生成され、効果的に光出射端面近傍の活性
層を共振器内部の活性層より実効的に禁制帯幅の広い窓
領域を形成できるためである。
【００１９】このように、無秩序化のきっかけとなる膜
をSixOyNz膜とすることにより、該膜直下のエピタキシ
ャル成長させたウエハ表面からガリウム原子等がSixOyN
z膜中に吸い上げられて、エピタキシャル成長させた積
層構造体内部に空孔原子が生成され、また、この積層構
造体とSixOyNz膜との熱膨張係数・結晶格子構造の違いに
より、該膜直下の積層構造体に、急激な熱ストレスが発
生し、前記空孔原子の拡散速度が上昇する。その結果、
アニール時間の短縮とアニール温度の低温化を図ったア
ニールであっても、充分な量の空孔原子が基板方向に拡
散して、SixOyNz膜直下の活性層が無秩序化され、該膜
直下以外の活性層よりもバンドギャップが大きくなり、
レーザ光の吸収が無い窓領域を形成することが可能にな
る。さらに、膜によるストレスを利用して空孔の広がり
を促進しているため、アニール時間の短縮とアニール温
度の低温化が可能となって、Zn等の不純物の無用な拡散
を防ぐことが可能となる。
をSixOyNz膜とすることにより、該膜直下のエピタキシ
ャル成長させたウエハ表面からガリウム原子等がSixOyN
z膜中に吸い上げられて、エピタキシャル成長させた積
層構造体内部に空孔原子が生成され、また、この積層構
造体とSixOyNz膜との熱膨張係数・結晶格子構造の違いに
より、該膜直下の積層構造体に、急激な熱ストレスが発
生し、前記空孔原子の拡散速度が上昇する。その結果、
アニール時間の短縮とアニール温度の低温化を図ったア
ニールであっても、充分な量の空孔原子が基板方向に拡
散して、SixOyNz膜直下の活性層が無秩序化され、該膜
直下以外の活性層よりもバンドギャップが大きくなり、
レーザ光の吸収が無い窓領域を形成することが可能にな
る。さらに、膜によるストレスを利用して空孔の広がり
を促進しているため、アニール時間の短縮とアニール温
度の低温化が可能となって、Zn等の不純物の無用な拡散
を防ぐことが可能となる。
【００２０】この発明に係る半導体レーザ素子の製造方
法は、少なくともガリウムを含む化合物半導体を用い
て、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド
層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を製造す
る際、レーザ共振器端面となる領域近傍の前記積層構造
体の上方に、SixOyNz膜を形成し、該SixOyNz膜を含む積
層構造体の上面に誘電体膜を形成した後、アニールを行
って、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空
孔を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ共
振器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化してな
ることによって上記の目的を達成する。
法は、少なくともガリウムを含む化合物半導体を用い
て、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド
層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を製造す
る際、レーザ共振器端面となる領域近傍の前記積層構造
体の上方に、SixOyNz膜を形成し、該SixOyNz膜を含む積
層構造体の上面に誘電体膜を形成した後、アニールを行
って、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空
孔を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ共
振器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化してな
ることによって上記の目的を達成する。
【００２１】このように、積層構造体の上に、誘電体膜
を形成してからアニールを行うため、積層構造体の最上
層表面からの不純物原子の再蒸発を防ぐことが可能にな
って、この不純物原子の再蒸発に誘発されて発生する不
純物原子の拡散を抑制することが可能になる。例えば、
積層構造体の最上層が、Zn原子を不純物として含むp−G
aAs層であった場合、アニールによるZn原子の再蒸発、
再蒸発による拡散を抑制することが可能となり、よっ
て、ｎ型クラッド層をなす積層構造体下方のAlGaAs層へ
のＺｎ原子の拡散によるリモートジャンクションの形成
を抑制することが可能となるため、半導体レーザ素子の
温度特性の向上を図ることが可能になる。
を形成してからアニールを行うため、積層構造体の最上
層表面からの不純物原子の再蒸発を防ぐことが可能にな
って、この不純物原子の再蒸発に誘発されて発生する不
純物原子の拡散を抑制することが可能になる。例えば、
積層構造体の最上層が、Zn原子を不純物として含むp−G
aAs層であった場合、アニールによるZn原子の再蒸発、
再蒸発による拡散を抑制することが可能となり、よっ
て、ｎ型クラッド層をなす積層構造体下方のAlGaAs層へ
のＺｎ原子の拡散によるリモートジャンクションの形成
を抑制することが可能となるため、半導体レーザ素子の
温度特性の向上を図ることが可能になる。
【００２２】この誘電体膜は、SixOyNz膜に比べて、積
層構造体に対する空孔原子の生成がより少量である膜が
好ましく、例えば、Six1Oy1膜、Alx1Oy1膜、Alx1Ny1
膜、Six1Ny1膜（x１、y１は１以上。）のいずれか、ま
たはその組み合わせが考えられる。
層構造体に対する空孔原子の生成がより少量である膜が
好ましく、例えば、Six1Oy1膜、Alx1Oy1膜、Alx1Ny1
膜、Six1Ny1膜（x１、y１は１以上。）のいずれか、ま
たはその組み合わせが考えられる。
【００２３】この発明に係る半導体レーザ素子の製造方
法は、少なくともガリウムを含む化合物半導体を用い
て、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド
層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を製造す
る際、前記積層構造体の上方に、シリコン、酸素、窒素
のうち、少なくともシリコンを含む膜を形成する工程
と、前記少なくともシリコンを含む膜の、レーザ共振器
端面となる領域近傍に、酸素原子及び／又は窒素原子を
イオン注入して、SixOyNz膜を形成した後、アニールを
行って、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該
空孔を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ
共振器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化して
なる工程と、を含むことによって、上記の目的を達成す
る。
法は、少なくともガリウムを含む化合物半導体を用い
て、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部クラッド
層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を製造す
る際、前記積層構造体の上方に、シリコン、酸素、窒素
のうち、少なくともシリコンを含む膜を形成する工程
と、前記少なくともシリコンを含む膜の、レーザ共振器
端面となる領域近傍に、酸素原子及び／又は窒素原子を
イオン注入して、SixOyNz膜を形成した後、アニールを
行って、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該
空孔を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ
共振器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化して
なる工程と、を含むことによって、上記の目的を達成す
る。
【００２４】このように、積層構造体の上方に、シリコ
ン、酸素、窒素のうち、少なくともシリコンを含む膜を
形成し、この膜のレーザ共振器端面となる領域近傍に、
酸素原子及び／又は窒素原子をイオン注入して、SixOyN
z膜を形成した後、アニールを行うことにより、より簡
単なプロセスで、上述の作用効果を得ることが可能にな
る。
ン、酸素、窒素のうち、少なくともシリコンを含む膜を
形成し、この膜のレーザ共振器端面となる領域近傍に、
酸素原子及び／又は窒素原子をイオン注入して、SixOyN
z膜を形成した後、アニールを行うことにより、より簡
単なプロセスで、上述の作用効果を得ることが可能にな
る。
【００２５】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、前記SixOyNz膜が、SixOy膜に窒素原子をイオン注入
して形成されてなることによって、上記の目的を達成す
る。
は、前記SixOyNz膜が、SixOy膜に窒素原子をイオン注入
して形成されてなることによって、上記の目的を達成す
る。
【００２６】このように、SixOy膜に窒素原子をイオン
注入してSixOyNz膜を形成することにより、窒素原子イ
オンがSixOy膜中の酸素原子と衝突し、酸素原子にエネ
ルギーを与える。この酸素原子はある程度のエネルギー
を持って積層構造体に進入して、積層構造体をなす半導
体膜内に空孔原子が発生するという現象を引き起こすた
め、窒素原子のイオン注入を伴わず、単純にプラズマCV
D法やスパッタ法を用いてSixOyNz膜を形成する場合に比
べて、より低温、より短時間のアニールによって効果的
に活性層の無秩序化を行うことが可能になる。
注入してSixOyNz膜を形成することにより、窒素原子イ
オンがSixOy膜中の酸素原子と衝突し、酸素原子にエネ
ルギーを与える。この酸素原子はある程度のエネルギー
を持って積層構造体に進入して、積層構造体をなす半導
体膜内に空孔原子が発生するという現象を引き起こすた
め、窒素原子のイオン注入を伴わず、単純にプラズマCV
D法やスパッタ法を用いてSixOyNz膜を形成する場合に比
べて、より低温、より短時間のアニールによって効果的
に活性層の無秩序化を行うことが可能になる。
【００２７】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、前記SixOyNz膜が、SixNz膜に酸素原子をイオン注入
して形成されてなることによって、上記の目的を達成す
る。
は、前記SixOyNz膜が、SixNz膜に酸素原子をイオン注入
して形成されてなることによって、上記の目的を達成す
る。
【００２８】このように、SixNz膜に酸素原子をイオン
注入してSixOyNz膜を形成することにより、酸素原子イ
オンがSixNz膜中の窒素原子と衝突し、窒素原子にエネ
ルギーを与える。積層構造体の最上層がGaAs,或はAlGaA
sである場合、窒素原子は酸素原子に比べて、積層構造
体に、より深く進入できるため、さらに、より低温、よ
り短時間のアニールによって効果的に活性層の無秩序化
を行うことが可能になる。
注入してSixOyNz膜を形成することにより、酸素原子イ
オンがSixNz膜中の窒素原子と衝突し、窒素原子にエネ
ルギーを与える。積層構造体の最上層がGaAs,或はAlGaA
sである場合、窒素原子は酸素原子に比べて、積層構造
体に、より深く進入できるため、さらに、より低温、よ
り短時間のアニールによって効果的に活性層の無秩序化
を行うことが可能になる。
【００２９】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、前記SixOyNz膜が、Si膜に、窒素原子及び酸素原子
をイオン注入して形成されてなることによって、上記の
目的を達成する。
は、前記SixOyNz膜が、Si膜に、窒素原子及び酸素原子
をイオン注入して形成されてなることによって、上記の
目的を達成する。
【００３０】このとき、窒素原子をイオン注入した後、
酸素原子をイオン注入することが好ましく、この構成に
よって、より一層の、より低温、より短時間のアニール
によって効果的に活性層の無秩序化を行うことが可能に
なる。
酸素原子をイオン注入することが好ましく、この構成に
よって、より一層の、より低温、より短時間のアニール
によって効果的に活性層の無秩序化を行うことが可能に
なる。
【００３１】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型のクラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層
された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、並びに、第２導電型のクラッド層を順次エピタキシ
ャル成長させる工程と、該エピタキシャル成長させた層
の光出射端面となる領域近傍上に、SixOyNz膜を形成
し、アニールする工程と、を含んでなることによって、
上記の目的を達成する。
は、第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型のクラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層
された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、並びに、第２導電型のクラッド層を順次エピタキシ
ャル成長させる工程と、該エピタキシャル成長させた層
の光出射端面となる領域近傍上に、SixOyNz膜を形成
し、アニールする工程と、を含んでなることによって、
上記の目的を達成する。
【００３２】このように、活性層が多重量子井戸構造を
もつ場合、空孔原子の拡散だけでなく、層厚の薄いバリ
ア層とウエル層の多層構造である活性層の構成原子の拡
散の影響も加わるため、一層効果的に、より低温、より
短時間での無秩序化を行うことが可能になる。
もつ場合、空孔原子の拡散だけでなく、層厚の薄いバリ
ア層とウエル層の多層構造である活性層の構成原子の拡
散の影響も加わるため、一層効果的に、より低温、より
短時間での無秩序化を行うことが可能になる。
【００３３】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型のクラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層
された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、第２導電型の下部クラッド層、第２導電型のエッチ
ングストップ層、第２導電型の上部クラッド層、並びに
第２導電型の保護層を順次エピタキシャル成長させる工
程と、前記エピタキシャル成長させた層の光出射端面と
なる領域近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする
工程と、前記SixOyNz膜を除去した後、前記第２導電型
の上部クラッド層、第２導電型保護層に共振器方向のリ
ッジ状のストライプ構造を形成する工程と、前記工程に
より残された第２導電型保護層と、前記工程により露出
された第２導電型エッチングストップ層上に、第１導電
型電流狭窄層をエピタキシャル成長する工程と、を含ん
でなることによって、上記の目的を達成する。
は、第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型のクラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層
された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、第２導電型の下部クラッド層、第２導電型のエッチ
ングストップ層、第２導電型の上部クラッド層、並びに
第２導電型の保護層を順次エピタキシャル成長させる工
程と、前記エピタキシャル成長させた層の光出射端面と
なる領域近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする
工程と、前記SixOyNz膜を除去した後、前記第２導電型
の上部クラッド層、第２導電型保護層に共振器方向のリ
ッジ状のストライプ構造を形成する工程と、前記工程に
より残された第２導電型保護層と、前記工程により露出
された第２導電型エッチングストップ層上に、第１導電
型電流狭窄層をエピタキシャル成長する工程と、を含ん
でなることによって、上記の目的を達成する。
【００３４】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、上述の半導体レーザ素子の製造方法において、第１
導電型電流狭窄層をエピタキシャル成長させた後、第２
導電型保護層上に形成された前記第１導電型電流狭窄層
の、光出射端面近傍領域を除く領域を除去する工程を、
含んでなることによって、上記の目的を達成する。
は、上述の半導体レーザ素子の製造方法において、第１
導電型電流狭窄層をエピタキシャル成長させた後、第２
導電型保護層上に形成された前記第１導電型電流狭窄層
の、光出射端面近傍領域を除く領域を除去する工程を、
含んでなることによって、上記の目的を達成する。
【００３５】本発明に係る半導体レーザ素子の製造方法
は、第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型クラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層さ
れた多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、第２導電型の下部クラッド層、第２導電型のエッチ
ングストップ層、第２導電型の上部クラッド層、並びに
第２導電型の保護層を順次エピタキシャル成長させる工
程と、前記エピタキシャル成長させた層の光出射端面と
なる領域近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする
工程と、前記SixOyNz膜を残したまま、前記第２導電型
の上部クラッド層、第２導電型の保護層に共振器方向の
リッジ状のストライプ構造を形成する工程と、前記工程
により残された第２導電型保護層と、前記工程により露
出された第２導電型エッチングストップ層上に、第１導
電型電流狭窄層をエピタキシャル成長する工程と、を含
んでなることによって、上記の目的を達成する。
は、第１導電型の半導体基板上に、少なくとも、第１導
電型クラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層さ
れた多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性
層、第２導電型の下部クラッド層、第２導電型のエッチ
ングストップ層、第２導電型の上部クラッド層、並びに
第２導電型の保護層を順次エピタキシャル成長させる工
程と、前記エピタキシャル成長させた層の光出射端面と
なる領域近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする
工程と、前記SixOyNz膜を残したまま、前記第２導電型
の上部クラッド層、第２導電型の保護層に共振器方向の
リッジ状のストライプ構造を形成する工程と、前記工程
により残された第２導電型保護層と、前記工程により露
出された第２導電型エッチングストップ層上に、第１導
電型電流狭窄層をエピタキシャル成長する工程と、を含
んでなることによって、上記の目的を達成する。
【００３６】このように、窓領域形成のために用いられ
たSixOyNz膜を残すことにより、該膜を電流非注入領域
として活かすことが可能になり、電流非注入領域を改め
て形成する必要がなくなる。
たSixOyNz膜を残すことにより、該膜を電流非注入領域
として活かすことが可能になり、電流非注入領域を改め
て形成する必要がなくなる。
【００３７】本発明に係る半導体レーザ素子は、基板上
に形成された、少なくとも下部クラッド層、活性層、上
部クラッド層を含む積層構造体と、該積層構造体の上方
の、レーザ共振器端面となる領域近傍に形成されたSixO
yNz膜と、を含む半導体レーザ素子であって、前記活性
層のバンドギャップは、SixOyNz膜下方よりも共振器内
部の方が小さくてなることによって、上記の目的を達成
する。
に形成された、少なくとも下部クラッド層、活性層、上
部クラッド層を含む積層構造体と、該積層構造体の上方
の、レーザ共振器端面となる領域近傍に形成されたSixO
yNz膜と、を含む半導体レーザ素子であって、前記活性
層のバンドギャップは、SixOyNz膜下方よりも共振器内
部の方が小さくてなることによって、上記の目的を達成
する。
【００３８】本発明に係る半導体レーザ素子は、第１導
電型の半導体基板上に形成された、少なくとも、第１導
電型クラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層さ
れた多重量子井戸構造を光ガイド層を挟んでなる活性
層、第２導電型下部クラッド層、共振器方向にリッジ状
のストライプを有する第２導電型上部クラッド層、前記
リッジ状のストライプ側面を埋め込むよう形成された第
１導電型電流狭窄層、並びに第２導電型上部クラッド層
上に形成された第２導電型保護層と、を含む半導体レー
ザ素子であって、前記第２導電型保護層上の光出射端面
となる領域近傍上に、（１１１）面と（１−１−１）面
とで挟まれた第１導電型エピタキシャル成長層が形成さ
れ、且つ、光出射端面となる領域近傍の活性層のバンド
ギャップが、共振器内部の活性層の内部のバンドギャッ
プよりも大きくてなることによって、上記の目的を達成
する。
電型の半導体基板上に形成された、少なくとも、第１導
電型クラッド層、バリア層及びウエル層が交互に積層さ
れた多重量子井戸構造を光ガイド層を挟んでなる活性
層、第２導電型下部クラッド層、共振器方向にリッジ状
のストライプを有する第２導電型上部クラッド層、前記
リッジ状のストライプ側面を埋め込むよう形成された第
１導電型電流狭窄層、並びに第２導電型上部クラッド層
上に形成された第２導電型保護層と、を含む半導体レー
ザ素子であって、前記第２導電型保護層上の光出射端面
となる領域近傍上に、（１１１）面と（１−１−１）面
とで挟まれた第１導電型エピタキシャル成長層が形成さ
れ、且つ、光出射端面となる領域近傍の活性層のバンド
ギャップが、共振器内部の活性層の内部のバンドギャッ
プよりも大きくてなることによって、上記の目的を達成
する。
【００３９】以下、本発明の作用を記載する。
【００４０】本発明の半導体レーザ及びその製造方法で
は、エピタキシャル成長させたウエハ表面の光出射端面
となる近傍領域上にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜を形成後、該ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜、及び前記エピタキシャル成長によって形成され
た各層をアニールするので、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜直下のエピタキシャル成長させたウエハ表
面からＧａ原子等がＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜中に吸上げられ、エピタキシャル成長させたウエ
ハ内部に空孔原子が生成され、また、エピタキシャル成
長されたウエハとＳｉ xＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜の熱膨張係数・結晶格子構造の違いにより、ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜直下のエピタキシャル成
長されたウエハに、急激な熱ストレスが発生し、前記空
孔原子の拡散速度が上昇する。その結果、アニール時間
の短縮とアニール温度の低温化を行ったアニールであっ
ても、十分な量の空孔原子が基板方向に拡散していき、
ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜直下の活性層の
バンドギャップが大きくなり、レーザ光の吸収が無い窓
領域にすることができる。さらに、アニール時間の短縮
とアニール温度の低温化が可能となることにより、Ｚｎ
原子等の不純物拡散を抑制できる。
は、エピタキシャル成長させたウエハ表面の光出射端面
となる近傍領域上にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜を形成後、該ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜、及び前記エピタキシャル成長によって形成され
た各層をアニールするので、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜直下のエピタキシャル成長させたウエハ表
面からＧａ原子等がＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜中に吸上げられ、エピタキシャル成長させたウエ
ハ内部に空孔原子が生成され、また、エピタキシャル成
長されたウエハとＳｉ xＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜の熱膨張係数・結晶格子構造の違いにより、ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜直下のエピタキシャル成
長されたウエハに、急激な熱ストレスが発生し、前記空
孔原子の拡散速度が上昇する。その結果、アニール時間
の短縮とアニール温度の低温化を行ったアニールであっ
ても、十分な量の空孔原子が基板方向に拡散していき、
ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜直下の活性層の
バンドギャップが大きくなり、レーザ光の吸収が無い窓
領域にすることができる。さらに、アニール時間の短縮
とアニール温度の低温化が可能となることにより、Ｚｎ
原子等の不純物拡散を抑制できる。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を詳細に説
明する。 実施例１ 図１は実施例１の半導体レーザ素子の構造を示す断面図
である。図１において、（ａ）は光出射端面を含む斜視
図、（ｂ）は図１（ａ）のＩａ−Ｉａ'線における導波
路の断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ'線にお
ける層厚方向の断面図である。また、１はｎ型ＧａＡｓ
基板、２はn型ＡｌＧａＡｓ第1クラッド層、３はバリア
層及びウェル層が交互に積層された多重量子井戸構造を
光ガイド層で挟んでなる活性層（ＭＱＷ活性層）、４は
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層、５はｐ型エッチング
ストップ層、６は共振器方向にリッジストライプからな
るｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層、７はp型ＧａＡｓ
保護層、８はリッジストライプからなるｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ第３クラッド層の側面を埋め込む様に形成されたｎ型
ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層、９はｐ型ＧａＡｓ平坦化
層、１０はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１１はp側電
極、１２はｎ側電極である。また、１３はＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層のバンド
ギャップエネルギーが共振器内部のＭＱＷ活性層３のバ
ンドギャップエネルギーよりも大きい領域（窓領域）、
１４はp型ＧａＡｓ保護層７上に形成されたｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ電流ブロック層８ａとｐ型ＧａＡｓ平坦化層９ａ
からなる電流非注入領域、１５はｐ型ＡｌＧａＡｓ第３
クラッド層６とｐ型ＧａＡｓ保護層７からなるストライ
プ状のリッジである。
明する。 実施例１ 図１は実施例１の半導体レーザ素子の構造を示す断面図
である。図１において、（ａ）は光出射端面を含む斜視
図、（ｂ）は図１（ａ）のＩａ−Ｉａ'線における導波
路の断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＩｂ−Ｉｂ'線にお
ける層厚方向の断面図である。また、１はｎ型ＧａＡｓ
基板、２はn型ＡｌＧａＡｓ第1クラッド層、３はバリア
層及びウェル層が交互に積層された多重量子井戸構造を
光ガイド層で挟んでなる活性層（ＭＱＷ活性層）、４は
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層、５はｐ型エッチング
ストップ層、６は共振器方向にリッジストライプからな
るｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層、７はp型ＧａＡｓ
保護層、８はリッジストライプからなるｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ第３クラッド層の側面を埋め込む様に形成されたｎ型
ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層、９はｐ型ＧａＡｓ平坦化
層、１０はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１１はp側電
極、１２はｎ側電極である。また、１３はＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層のバンド
ギャップエネルギーが共振器内部のＭＱＷ活性層３のバ
ンドギャップエネルギーよりも大きい領域（窓領域）、
１４はp型ＧａＡｓ保護層７上に形成されたｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ電流ブロック層８ａとｐ型ＧａＡｓ平坦化層９ａ
からなる電流非注入領域、１５はｐ型ＡｌＧａＡｓ第３
クラッド層６とｐ型ＧａＡｓ保護層７からなるストライ
プ状のリッジである。
【００４２】次に製造方法について図２に基づいて説明
する。ｎ型ＧａＡｓ基板１上に順次、有機金属気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法にてｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層
２、バリア層及びウェル層が交互に積層された多重量子
井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性層（ＭＱＷ活性
層）３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層４、ｐ型エッ
チングストップ層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層
６、p型ＧａＡｓ保護層７をエピタキシャル成長させる
（図２（ａ））。
する。ｎ型ＧａＡｓ基板１上に順次、有機金属気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法にてｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層
２、バリア層及びウェル層が交互に積層された多重量子
井戸構造を光ガイド層で挟んでなる活性層（ＭＱＷ活性
層）３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層４、ｐ型エッ
チングストップ層５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層
６、p型ＧａＡｓ保護層７をエピタキシャル成長させる
（図２（ａ））。
【００４３】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォトリソ
グラフィー法によって、リッジストライプと直交する方
向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６を形成する。プラズマＣＶＤに
よるＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜形成条件
は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用い、ＲF
パワー１００Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜厚
で形成した。なお、ストライプのピッチは共振器長と同
じ８００μｍとした（図２（ｂ)）。
Ａｓ保護層７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォトリソ
グラフィー法によって、リッジストライプと直交する方
向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６を形成する。プラズマＣＶＤに
よるＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜形成条件
は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用い、ＲF
パワー１００Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜厚
で形成した。なお、ストライプのピッチは共振器長と同
じ８００μｍとした（図２（ｂ)）。
【００４４】上記成膜方法によって得られたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６を２次イオン質量分析
（ＳＩＭＳ）装置で測定した結果、窒素原子が高濃度検
出され、また、エリプソメータを用いて、上記ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６の屈折率を測定した
結果、ＳｉＯ2膜の屈折率（１．４）とＳｉＮ膜の屈折
率（１．８〜２．５）の中間値１．６であった。前記結
果より、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜が形成
されていることは明らかである。
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６を２次イオン質量分析
（ＳＩＭＳ）装置で測定した結果、窒素原子が高濃度検
出され、また、エリプソメータを用いて、上記ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６の屈折率を測定した
結果、ＳｉＯ2膜の屈折率（１．４）とＳｉＮ膜の屈折
率（１．８〜２．５）の中間値１．６であった。前記結
果より、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜が形成
されていることは明らかである。
【００４５】次に、ラピッドサーマルアニール（ＲＴ
Ａ）法によるアニールによって、Ｓｉ xＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）
１３のバンドギャップエネルギーを共振器内部のＭＱＷ
活性層（活性領域）３のバンドギャップエネルギーより
も大きくさせる。この時のアニール条件は温度９５０
℃、昇温速度１００℃／秒、保持時間２０秒で行った。
Ａ）法によるアニールによって、Ｓｉ xＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）
１３のバンドギャップエネルギーを共振器内部のＭＱＷ
活性層（活性領域）３のバンドギャップエネルギーより
も大きくさせる。この時のアニール条件は温度９５０
℃、昇温速度１００℃／秒、保持時間２０秒で行った。
【００４６】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層７の表面に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６を除去し、公知のフォトリソグ
ラフィー技術を用いてp型ＧａＡｓ保護層７上にストラ
イプ状のレジストマスク１７を形成し、公知のエッチン
グ技術を用いて、ｐ型エッチングストップ層５に到達す
るようにｐ型ＧａＡｓ保護層７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３
クラッド層６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ１５
に加工する（図２（ｃ））。
Ａｓ保護層７の表面に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６を除去し、公知のフォトリソグ
ラフィー技術を用いてp型ＧａＡｓ保護層７上にストラ
イプ状のレジストマスク１７を形成し、公知のエッチン
グ技術を用いて、ｐ型エッチングストップ層５に到達す
るようにｐ型ＧａＡｓ保護層７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３
クラッド層６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ１５
に加工する（図２（ｃ））。
【００４７】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層７上に形成され
たストライプ状のレジストマスク１７を除去し、２回目
のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層７とｐ型
ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層６からなるリッジ１５の側
面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型ＧａＡｓ
平坦化層９で埋め込む（図２（ｄ））。
たストライプ状のレジストマスク１７を除去し、２回目
のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層７とｐ型
ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層６からなるリッジ１５の側
面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型ＧａＡｓ
平坦化層９で埋め込む（図２（ｄ））。
【００４８】上記ウエハの一部を用いて、走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）にて、ウエハ断面を測定した結果、リッ
ジ１５のｐ型ＧａＡｓ保護層７上に形成されたｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９
は、（１１１）面と（１−１−１）面で挟まれた形状で
あり、ウエハ面内でのリッジ状のストライプ形状も同様
に整っており、ウエハ面内でのｐ型ＡｌＧａＡｓ第３ク
ラッド層６の基板側での幅（ストライプ幅）は２．９〜
３．０μｍと非常にバラツキが少なく、且つ、非常に平
坦にリッジ１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック
層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９で埋め込まれていた。
微鏡（ＳＥＭ）にて、ウエハ断面を測定した結果、リッ
ジ１５のｐ型ＧａＡｓ保護層７上に形成されたｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９
は、（１１１）面と（１−１−１）面で挟まれた形状で
あり、ウエハ面内でのリッジ状のストライプ形状も同様
に整っており、ウエハ面内でのｐ型ＡｌＧａＡｓ第３ク
ラッド層６の基板側での幅（ストライプ幅）は２．９〜
３．０μｍと非常にバラツキが少なく、且つ、非常に平
坦にリッジ１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック
層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９で埋め込まれていた。
【００４９】また、ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８
の結晶性が悪ければ、電流狭窄部としての機能が低下
し、リーク電流が発生する可能性があるが、上記ウエハ
の電流狭窄部をＸ線回折法にて測定した結果、ｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ電流ブロック層８の半値幅は２５秒であり、結
晶性の良好な膜が得られており、特に問題が無い結果で
あった。
の結晶性が悪ければ、電流狭窄部としての機能が低下
し、リーク電流が発生する可能性があるが、上記ウエハ
の電流狭窄部をＸ線回折法にて測定した結果、ｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ電流ブロック層８の半値幅は２５秒であり、結
晶性の良好な膜が得られており、特に問題が無い結果で
あった。
【００５０】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ平
坦化層９、及び、リッジ１５上に形成されたｐ型ＧａＡ
ｓ平坦化層９の光出射端面部近傍にレジストマスク１８
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマ
スク１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８と
ｐ型ＧａＡｓ平坦化層９を選択的に除去する（図２
（ｅ））。
を用いてリッジ１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ平
坦化層９、及び、リッジ１５上に形成されたｐ型ＧａＡ
ｓ平坦化層９の光出射端面部近傍にレジストマスク１８
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマ
スク１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８と
ｐ型ＧａＡｓ平坦化層９を選択的に除去する（図２
（ｅ））。
【００５１】リッジ１５上に形成されたｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ電流ブロック層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９を除去す
る工程が、電流非注入領域１４の形成工程を兼ねるの
で、工程数の削減が可能となっており、さらに、前記プ
ロセスによって形成された電流非注入領域１４が、窓領
域１３の直上になっているので、窓領域への電流注入を
防ぎ、窓領域の空孔欠陥の存在によるキャリア損失を抑
えられるので、発光に寄与しない無効電流が低減され
る。
ｓ電流ブロック層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９を除去す
る工程が、電流非注入領域１４の形成工程を兼ねるの
で、工程数の削減が可能となっており、さらに、前記プ
ロセスによって形成された電流非注入領域１４が、窓領
域１３の直上になっているので、窓領域への電流注入を
防ぎ、窓領域の空孔欠陥の存在によるキャリア損失を抑
えられるので、発光に寄与しない無効電流が低減され
る。
【００５２】また、上記のｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロッ
ク層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９を選択的に除去する工
程において、リッジ１５のｐ型ＧａＡｓ保護層７上に形
成されたｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型Ｇａ
Ａｓ平坦化層９が（１１１）面と（１−１−１）面で挟
まれた形状からずれている場合、選択的に除去すること
ができず、共振器内部領域のリッジ１５のｐ型ＧａＡｓ
保護層７上にｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８が残っ
てしまうので、電流通路としての機能が低下したリッジ
となる。しかし、本実施例では上述したように、（１１
１）面と（１−１−１）面で挟まれた形状となっている
ので、ウエハ全面において共振器内部領域のリッジ１５
のｐ型ＧａＡｓ保護層７上にｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロ
ック層８は残らないので、ウエハ面内での駆動電流等の
電気的特性にバラツキが生じない。
ク層８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９を選択的に除去する工
程において、リッジ１５のｐ型ＧａＡｓ保護層７上に形
成されたｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８とｐ型Ｇａ
Ａｓ平坦化層９が（１１１）面と（１−１−１）面で挟
まれた形状からずれている場合、選択的に除去すること
ができず、共振器内部領域のリッジ１５のｐ型ＧａＡｓ
保護層７上にｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層８が残っ
てしまうので、電流通路としての機能が低下したリッジ
となる。しかし、本実施例では上述したように、（１１
１）面と（１−１−１）面で挟まれた形状となっている
ので、ウエハ全面において共振器内部領域のリッジ１５
のｐ型ＧａＡｓ保護層７上にｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロ
ック層８は残らないので、ウエハ面内での駆動電流等の
電気的特性にバラツキが生じない。
【００５３】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層９上に形成さ
れたレジストマスク１８を除去し、３回目のＭＯＣＶＤ
法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０を形成する（図２
（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極１１、下面にはｎ電
極１２を形成する。
れたレジストマスク１８を除去し、３回目のＭＯＣＶＤ
法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０を形成する（図２
（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極１１、下面にはｎ電
極１２を形成する。
【００５４】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【００５５】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、フォトルミネッセンス（ＰＬ）法にて、
ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のＭＱ
Ｗ活性層（窓領域）１３と共振器内部のＭＱＷ活性層
（活性領域）３のそれぞれの波長を測定した。また、比
較のために、上記ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜１６を従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜
に変更したウエハも同時に、ＰＬ法にて、ＳｉxＯ
y（ｘ，ｙは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層（窓領域）
と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）のそれぞれの
波長を測定した。
一部を用いて、フォトルミネッセンス（ＰＬ）法にて、
ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のＭＱ
Ｗ活性層（窓領域）１３と共振器内部のＭＱＷ活性層
（活性領域）３のそれぞれの波長を測定した。また、比
較のために、上記ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜１６を従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜
に変更したウエハも同時に、ＰＬ法にて、ＳｉxＯ
y（ｘ，ｙは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層（窓領域）
と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）のそれぞれの
波長を測定した。
【００５６】その結果、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１
以上）膜１６直下のＭＱＷ活性層１３からの発光スペク
トルは、共振器内部のＭＱＷ活性層３からの発光スペク
トルよりも３０ｎｍ短波長側に波長シフトし、また、Ｓ
ｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層からの
発光スペクトルは、共振器内部のＭＱＷ活性層からの発
光スペクトルより１０ｎｍ短波長側に波長シフトしてい
た。このことから、ＲＴＡ法によるアニール条件が同じ
である場合、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）を用
いることにより、窓領域の波長シフト量を増大できるこ
とが明らかである。
以上）膜１６直下のＭＱＷ活性層１３からの発光スペク
トルは、共振器内部のＭＱＷ活性層３からの発光スペク
トルよりも３０ｎｍ短波長側に波長シフトし、また、Ｓ
ｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層からの
発光スペクトルは、共振器内部のＭＱＷ活性層からの発
光スペクトルより１０ｎｍ短波長側に波長シフトしてい
た。このことから、ＲＴＡ法によるアニール条件が同じ
である場合、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）を用
いることにより、窓領域の波長シフト量を増大できるこ
とが明らかである。
【００５７】また、図１０にＲＴＡ法によるアニール時
間と、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
を用いた場合、及び、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜を用いた場合の活性領域の波長に対する窓
領域の波長シフト量の関係を示す。この時のアニール温
度は９５０℃、昇温速度は１００℃／秒であり、活性領
域の波長に対して窓領域の波長は全て短波長側へシフト
していた。図１０の縦軸は活性領域の波長に対する窓領
域の波長シフト量（ｎｍ）、横軸はアニール時間（秒）
であり、図中の実線は本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜を用いた時、図中の破線は従来技術であ
るＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いた時の窓領域の
波長シフト量を示している。
間と、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
を用いた場合、及び、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜を用いた場合の活性領域の波長に対する窓
領域の波長シフト量の関係を示す。この時のアニール温
度は９５０℃、昇温速度は１００℃／秒であり、活性領
域の波長に対して窓領域の波長は全て短波長側へシフト
していた。図１０の縦軸は活性領域の波長に対する窓領
域の波長シフト量（ｎｍ）、横軸はアニール時間（秒）
であり、図中の実線は本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜を用いた時、図中の破線は従来技術であ
るＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いた時の窓領域の
波長シフト量を示している。
【００５８】図１０から判るように、活性領域の波長に
対して窓領域の波長を短波長側へ３０ｎｍシフトさせる
ためには、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）
膜を用いた場合、アニール時間を６０秒必要とするが、
本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）を用いた
場合、アニール時間は２０秒でよく、本発明のＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）を用いることにより、アニ
ール時間の短縮が可能であることが明らかである。
対して窓領域の波長を短波長側へ３０ｎｍシフトさせる
ためには、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）
膜を用いた場合、アニール時間を６０秒必要とするが、
本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）を用いた
場合、アニール時間は２０秒でよく、本発明のＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）を用いることにより、アニ
ール時間の短縮が可能であることが明らかである。
【００５９】上記の本発明の製造方法では、ＲＴＡ法に
よるアニールを行うことにより、ＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のp型ＧａＡｓ保護層７の
表面からＧａ，Ａｓ原子がＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは
１以上）膜１６中に吸上げられ、ＧａＡｓ結晶内部に空
孔原子が生成され、また、エピタキシャル成長されたウ
エハとＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６の熱
膨張係数・結晶格子構造の違いにより、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のエピタキシャル
成長されたウエハに、急激な熱ストレスが発生する。前
記ストレスは、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いた
場合より大きく、ストレスが大きければ大きいほど、迅
速にエピタキシャル成長されたウエハにかかるストレス
を発散させようとして、前記空孔原子は拡散速度を加速
させて、ｎ型ＧａＡｓ基板１方向に拡散していく。その
結果、非常に短時間でのＲＴＡであっても、十分な量の
空孔原子がｎ型ＧａＡｓ基板１方向に拡散していき、Ｍ
ＱＷ活性層を無秩序化することができるので、ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のＭＱＷ活性層
１３のバンドギャップエネルギーが大きくなり、共振器
内部のＭＱＷ活性層（活性領域）３より実効的に禁制帯
幅の広い窓領域が形成される。
よるアニールを行うことにより、ＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のp型ＧａＡｓ保護層７の
表面からＧａ，Ａｓ原子がＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは
１以上）膜１６中に吸上げられ、ＧａＡｓ結晶内部に空
孔原子が生成され、また、エピタキシャル成長されたウ
エハとＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６の熱
膨張係数・結晶格子構造の違いにより、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のエピタキシャル
成長されたウエハに、急激な熱ストレスが発生する。前
記ストレスは、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いた
場合より大きく、ストレスが大きければ大きいほど、迅
速にエピタキシャル成長されたウエハにかかるストレス
を発散させようとして、前記空孔原子は拡散速度を加速
させて、ｎ型ＧａＡｓ基板１方向に拡散していく。その
結果、非常に短時間でのＲＴＡであっても、十分な量の
空孔原子がｎ型ＧａＡｓ基板１方向に拡散していき、Ｍ
ＱＷ活性層を無秩序化することができるので、ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１６直下のＭＱＷ活性層
１３のバンドギャップエネルギーが大きくなり、共振器
内部のＭＱＷ活性層（活性領域）３より実効的に禁制帯
幅の広い窓領域が形成される。
【００６０】上記の本発明の製造方法によって得られた
半導体レーザ素子の特性測定を行った。
半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【００６１】また、比較のために、上記の本発明の製造
方法において、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
１６をＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜に変更し、且つ、
Ｓｉ xＯy（ｘ，ｙは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層から
の発光スペクトルが共振器内部のＭＱＷ活性層からの発
光スペクトルより３０ｎｍ短波長側に波長シフトするよ
うに、アニール条件を温度９５０℃、昇温速度１００℃
／秒、保持時間６０秒に変更して得られた従来技術の半
導体レーザ素子の特性測定も同時に行った。
方法において、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
１６をＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜に変更し、且つ、
Ｓｉ xＯy（ｘ，ｙは１以上）膜直下のＭＱＷ活性層から
の発光スペクトルが共振器内部のＭＱＷ活性層からの発
光スペクトルより３０ｎｍ短波長側に波長シフトするよ
うに、アニール条件を温度９５０℃、昇温速度１００℃
／秒、保持時間６０秒に変更して得られた従来技術の半
導体レーザ素子の特性測定も同時に行った。
【００６２】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は本発明及び従来技術の半導体レーザ素子ともに
７８５ｎｍ、本発明の半導体レーザ素子のＣＷ１２０ｍ
Ｗでの駆動電流（Ｉｏｐ）は１７０ｍＡ、従来技術の半
導体レーザ素子のＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉｏ
ｐ）は２１０ｍＡ、本発明の半導体レーザ素子のＣＷ１
２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖｏｐ）は２．１Ｖ、従来技術
の半導体レーザ素子のＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．４Ｖであり、本発明の半導体レーザ素子の
製造方法では、駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧
化が実現されていることが明らかである。この駆動電流
の低電流化と駆動電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるア
ニール時間の短縮によって、共振器内部のＭＱＷ活性層
へのＺｎ原子の拡散が低減された効果である。
（λ）は本発明及び従来技術の半導体レーザ素子ともに
７８５ｎｍ、本発明の半導体レーザ素子のＣＷ１２０ｍ
Ｗでの駆動電流（Ｉｏｐ）は１７０ｍＡ、従来技術の半
導体レーザ素子のＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉｏ
ｐ）は２１０ｍＡ、本発明の半導体レーザ素子のＣＷ１
２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖｏｐ）は２．１Ｖ、従来技術
の半導体レーザ素子のＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．４Ｖであり、本発明の半導体レーザ素子の
製造方法では、駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧
化が実現されていることが明らかである。この駆動電流
の低電流化と駆動電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるア
ニール時間の短縮によって、共振器内部のＭＱＷ活性層
へのＺｎ原子の拡散が低減された効果である。
【００６３】また、最大光出力試験の結果は、本発明及
び従来技術の半導体レーザ素子ともに３００ｍＷ以上の
光出力においてもＣＯＤフリーであり、これらを７０℃
１２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、従来技術の半
導体レーザ素子の平均寿命は１０００時間であるのに対
し、本発明の半導体レーザ素子では約２０００時間と約
２倍も平均寿命が向上した。
び従来技術の半導体レーザ素子ともに３００ｍＷ以上の
光出力においてもＣＯＤフリーであり、これらを７０℃
１２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、従来技術の半
導体レーザ素子の平均寿命は１０００時間であるのに対
し、本発明の半導体レーザ素子では約２０００時間と約
２倍も平均寿命が向上した。
【００６４】本実施例では、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜１６をプラズマＣＶＤ法を用いて形成した
が、スパッタ法を用いても、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜の形成時において、エピタキシャル成長さ
せたウエハ表面にプラズマダメージによる空孔原子が生
成され、効果的に光出射端面近傍の活性層を共振器内部
の活性層（活性領域）より実効的に禁制帯幅の広い窓領
域を形成できるので、上記と同様の効果が得られる。
は１以上）膜１６をプラズマＣＶＤ法を用いて形成した
が、スパッタ法を用いても、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜の形成時において、エピタキシャル成長さ
せたウエハ表面にプラズマダメージによる空孔原子が生
成され、効果的に光出射端面近傍の活性層を共振器内部
の活性層（活性領域）より実効的に禁制帯幅の広い窓領
域を形成できるので、上記と同様の効果が得られる。
【００６５】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例２ 実施例２の製造方法について図３に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３０２、ＭＱＷ活性層３
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３０４、ｐ型エ
ッチングストップ層３０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層３０６、p型ＧａＡｓ保護層３０７をエピタキシ
ャル成長させる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例２ 実施例２の製造方法について図３に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３０２、ＭＱＷ活性層３
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３０４、ｐ型エ
ッチングストップ層３０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層３０６、p型ＧａＡｓ保護層３０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【００６６】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層３０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜３１９を形成し、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以
上）膜３１９が形成されていない領域に、保護膜３２２
としてレジストマスクを形成する。プラズマＣＶＤによ
るＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜形成条件は、原料ガス
として、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用い、ＲFパワー１５
Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜厚で形成した。
前記保護膜３２２は、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３
１９が形成されていない領域のｐ型ＧａＡｓ保護層３０
７に、窒素原子がイオン注入されないために形成された
ものであり、保護膜３２２の膜厚はＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜３１９の膜厚より厚く形成するのが好まし
い。なお、ストライプのピッチは共振器長と同じ８００
μｍとした（図３（ａ)）。
Ａｓ保護層３０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜３１９を形成し、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以
上）膜３１９が形成されていない領域に、保護膜３２２
としてレジストマスクを形成する。プラズマＣＶＤによ
るＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜形成条件は、原料ガス
として、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用い、ＲFパワー１５
Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜厚で形成した。
前記保護膜３２２は、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３
１９が形成されていない領域のｐ型ＧａＡｓ保護層３０
７に、窒素原子がイオン注入されないために形成された
ものであり、保護膜３２２の膜厚はＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜３１９の膜厚より厚く形成するのが好まし
い。なお、ストライプのピッチは共振器長と同じ８００
μｍとした（図３（ａ)）。
【００６７】次に、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡ
ｓ保護層３０７の表面に形成されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜３１９に、窒素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
３０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
３１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃ
ｍ-2で行った。イオン注入工程後に、保護膜３２２のみ
を除去し（図３（ｂ)）、その後、ＲＴＡ法によるアニ
ールを行う。この時のアニール条件は、温度７５０℃、
昇温速度１００℃／秒、保持時間６０秒で行った。
ｓ保護層３０７の表面に形成されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜３１９に、窒素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
３０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
３１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃ
ｍ-2で行った。イオン注入工程後に、保護膜３２２のみ
を除去し（図３（ｂ)）、その後、ＲＴＡ法によるアニ
ールを行う。この時のアニール条件は、温度７５０℃、
昇温速度１００℃／秒、保持時間６０秒で行った。
【００６８】その後、上記光出射端面部近傍となるｐ型
ＧａＡｓ保護層３０７の表面に形成された窒素原子が注
入されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３１６を除去
し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型Ｇａ
Ａｓ保護層３０７上にストライプ状のレジストマスク３
１７を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エ
ッチングストップ層３０５に到達するようにｐ型ＧａＡ
ｓ保護層３０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層３０
６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ３１５に加工す
る（図３（ｃ））。
ＧａＡｓ保護層３０７の表面に形成された窒素原子が注
入されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３１６を除去
し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型Ｇａ
Ａｓ保護層３０７上にストライプ状のレジストマスク３
１７を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エ
ッチングストップ層３０５に到達するようにｐ型ＧａＡ
ｓ保護層３０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層３０
６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ３１５に加工す
る（図３（ｃ））。
【００６９】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層３０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク３１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層３
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層３０６からなる
リッジ３１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
３０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層３０９で埋め込む（図３
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク３１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層３
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層３０６からなる
リッジ３１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
３０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層３０９で埋め込む（図３
（ｄ））。
【００７０】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ３１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層３０９、及び、リッジ３１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層３０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク３１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク３１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層３０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層３０９を選
択的に除去し、電流非注入領域３１４が形成される（図
３（ｅ））。
を用いてリッジ３１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層３０９、及び、リッジ３１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層３０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク３１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク３１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層３０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層３０９を選
択的に除去し、電流非注入領域３１４が形成される（図
３（ｅ））。
【００７１】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層３０９上に形
成されたレジストマスク３１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１０を形成する
（図３（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク３１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層３１０を形成する
（図３（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【００７２】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【００７３】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜３１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）３１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）３０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、７５０℃という低い温度
にも関わらず、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
３１６直下のＭＱＷ活性層３１３からの発光スペクトル
は共振器内部のＭＱＷ活性層３０３からの発光スペクト
ルよりも、４０ｎｍ短波長側に波長シフトしていた。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜３１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）３１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）３０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、７５０℃という低い温度
にも関わらず、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
３１６直下のＭＱＷ活性層３１３からの発光スペクトル
は共振器内部のＭＱＷ活性層３０３からの発光スペクト
ルよりも、４０ｎｍ短波長側に波長シフトしていた。
【００７４】また、図１１にＲＴＡ法によるアニール温
度と、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
を用いた場合、及び、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜を用いた場合の活性領域の波長に対する窓
領域の波長シフト量の関係を示す。この時のアニール時
間は６０秒、昇温速度は１００℃／秒であり、活性領域
の波長に対して窓領域の波長は全て短波長側へシフトし
ていた。図１１の縦軸は活性領域の波長に対する窓領域
の波長シフト量（ｎｍ）、横軸はアニール温度（℃）で
あり、図中の実線は本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜を用いた時、図中の破線は従来技術である
ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いた時の窓領域の波
長シフト量を示している。
度と、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
を用いた場合、及び、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜を用いた場合の活性領域の波長に対する窓
領域の波長シフト量の関係を示す。この時のアニール時
間は６０秒、昇温速度は１００℃／秒であり、活性領域
の波長に対して窓領域の波長は全て短波長側へシフトし
ていた。図１１の縦軸は活性領域の波長に対する窓領域
の波長シフト量（ｎｍ）、横軸はアニール温度（℃）で
あり、図中の実線は本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜を用いた時、図中の破線は従来技術である
ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いた時の窓領域の波
長シフト量を示している。
【００７５】図１１から判るように、活性領域の波長に
対して窓領域の波長を短波長側へ３０ｎｍシフトさせる
ためには、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）
膜を用いた場合、アニール温度を９５０℃にしなければ
ならないが、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）を用いた場合、アニール温度は７３０℃という低温
でよく、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
を用いることにより、アニール温度の低温化が可能であ
ることが明らかである。
対して窓領域の波長を短波長側へ３０ｎｍシフトさせる
ためには、従来技術であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）
膜を用いた場合、アニール温度を９５０℃にしなければ
ならないが、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）を用いた場合、アニール温度は７３０℃という低温
でよく、本発明のＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
を用いることにより、アニール温度の低温化が可能であ
ることが明らかである。
【００７６】上記の製造方法では、光出射端面部近傍と
なるｐ型ＧａＡｓ保護層３０７の表面にＳｉxＯy（ｘ，
ｙは１以上）膜３１９を形成し、窒素原子のイオン注入
を行うことにより、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜３１６が形成される。この時、窒素原子イオン
は、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３１９中の酸素原子
と衝突し、酸素原子にエネルギーを与える。衝突した酸
素原子はある程度のエネルギーを持ってｐ型ＧａＡｓ保
護層３０７へ進入して行き、ｐ型ＧａＡｓ保護層３０７
内部に空孔原子が発生する。この状態で、ＲＴＡ法によ
るアニールを行うので、７５０℃という低温であって
も、ＧａＡｓ結晶内部に生成される空孔原子量は実施例
１の製造方法に比べて増大し、且つ、急激な熱ストレス
によって前記空孔原子の拡散速度は上がる。その結果、
非常に低温でのＲＴＡ法によるアニールであっても、十
分な量の空孔原子がｎ型ＧａＡｓ基板１方向に拡散して
いき、ＭＱＷ活性層を無秩序化することができるので、
ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜３１６直下のＭ
ＱＷ活性層３１３のバンドギャップエネルギーが大きく
なり、共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）３０３よ
り実効的に禁制帯幅の広い窓領域が形成される。
なるｐ型ＧａＡｓ保護層３０７の表面にＳｉxＯy（ｘ，
ｙは１以上）膜３１９を形成し、窒素原子のイオン注入
を行うことにより、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜３１６が形成される。この時、窒素原子イオン
は、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３１９中の酸素原子
と衝突し、酸素原子にエネルギーを与える。衝突した酸
素原子はある程度のエネルギーを持ってｐ型ＧａＡｓ保
護層３０７へ進入して行き、ｐ型ＧａＡｓ保護層３０７
内部に空孔原子が発生する。この状態で、ＲＴＡ法によ
るアニールを行うので、７５０℃という低温であって
も、ＧａＡｓ結晶内部に生成される空孔原子量は実施例
１の製造方法に比べて増大し、且つ、急激な熱ストレス
によって前記空孔原子の拡散速度は上がる。その結果、
非常に低温でのＲＴＡ法によるアニールであっても、十
分な量の空孔原子がｎ型ＧａＡｓ基板１方向に拡散して
いき、ＭＱＷ活性層を無秩序化することができるので、
ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜３１６直下のＭ
ＱＷ活性層３１３のバンドギャップエネルギーが大きく
なり、共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）３０３よ
り実効的に禁制帯幅の広い窓領域が形成される。
【００７７】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【００７８】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖであり、実施例１の製造方法によって
得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電流の低電流
化と駆動電圧の低電圧化が実現されていることが明らか
である。この駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧化
は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温化によって、共
振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の拡散が低減され
た効果である。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖであり、実施例１の製造方法によって
得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電流の低電流
化と駆動電圧の低電圧化が実現されていることが明らか
である。この駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧化
は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温化によって、共
振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の拡散が低減され
た効果である。
【００７９】また、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、約２５００時間
と平均寿命が向上した。
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、約２５００時間
と平均寿命が向上した。
【００８０】これは、活性領域３０３と窓領域３１３の
バンドギャップエネルギー差が更に大きくなった結果、
実施例１の製造方法によって得られた半導体レーザ素子
に比べて、活性領域３０３で作られたレーザ光の波長の
吸収が減少したためである。
バンドギャップエネルギー差が更に大きくなった結果、
実施例１の製造方法によって得られた半導体レーザ素子
に比べて、活性領域３０３で作られたレーザ光の波長の
吸収が減少したためである。
【００８１】本実施例では、プラズマＣＶＤによるＳｉ
xＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３１９形成条件は、原料ガス
としてＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用いたが、ＳｉＨ4，Ｏ2
を用いても、上記と同様の効果が得られる。
xＯy（ｘ，ｙは１以上）膜３１９形成条件は、原料ガス
としてＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用いたが、ＳｉＨ4，Ｏ2
を用いても、上記と同様の効果が得られる。
【００８２】本実施例では、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以
上）膜３１９をプラズマＣＶＤ法を用いて形成したが、
スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が得られる。
上）膜３１９をプラズマＣＶＤ法を用いて形成したが、
スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が得られる。
【００８３】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例３ 実施例３の製造方法について図４に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板４０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層４０２、ＭＱＷ活性層４
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層４０４、ｐ型エ
ッチングストップ層４０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層４０６、p型ＧａＡｓ保護層４０７をエピタキシ
ャル成長させる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例３ 実施例３の製造方法について図４に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板４０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層４０２、ＭＱＷ活性層４
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層４０４、ｐ型エ
ッチングストップ層４０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層４０６、p型ＧａＡｓ保護層４０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【００８４】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層４０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＮz（ｘ，ｚ
は１以上）膜４２０を形成し、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以
上）膜４２０が形成されていない領域に、保護膜４２２
としてレジストマスクを形成する。プラズマＣＶＤによ
るＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜形成条件は、原料ガス
として、ＳｉＨ4，ＮＨ3，Ｎ2を用い、ＲFパワー１５０
Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜厚で形成した。
前記保護膜４２２は、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜４
２０が形成されていない領域のｐ型ＧａＡｓ保護層４０
７に、酸素原子がイオン注入されないために形成された
ものであり、保護膜４２２の膜厚はＳｉxＮZ（ｘ，ｚは
１以上）膜４２０の膜厚より厚く形成するのが好まし
い。なお、ストライプのピッチは共振器長と同じ８００
μｍとした（図４（ａ)）。
Ａｓ保護層４０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＮz（ｘ，ｚ
は１以上）膜４２０を形成し、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以
上）膜４２０が形成されていない領域に、保護膜４２２
としてレジストマスクを形成する。プラズマＣＶＤによ
るＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜形成条件は、原料ガス
として、ＳｉＨ4，ＮＨ3，Ｎ2を用い、ＲFパワー１５０
Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜厚で形成した。
前記保護膜４２２は、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜４
２０が形成されていない領域のｐ型ＧａＡｓ保護層４０
７に、酸素原子がイオン注入されないために形成された
ものであり、保護膜４２２の膜厚はＳｉxＮZ（ｘ，ｚは
１以上）膜４２０の膜厚より厚く形成するのが好まし
い。なお、ストライプのピッチは共振器長と同じ８００
μｍとした（図４（ａ)）。
【００８５】次に、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡ
ｓ保護層４０７の表面に形成されたＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜４２０に、酸素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
４０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
４１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃ
ｍ-2で行った。イオン注入工程後に、保護膜４２２のみ
を除去し（図４（ｂ)）、その後、ＲＴＡ法によるアニ
ールを行う。この時のアニール条件は、温度７５０℃、
昇温速度１００℃／秒、保持時間６０秒で行った。
ｓ保護層４０７の表面に形成されたＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜４２０に、酸素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
４０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
４１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃ
ｍ-2で行った。イオン注入工程後に、保護膜４２２のみ
を除去し（図４（ｂ)）、その後、ＲＴＡ法によるアニ
ールを行う。この時のアニール条件は、温度７５０℃、
昇温速度１００℃／秒、保持時間６０秒で行った。
【００８６】その後、上記光出射端面部近傍となるｐ型
ＧａＡｓ保護層４０７の表面に形成された酸素原子が注
入されたＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜４１６を除去
し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型Ｇａ
Ａｓ保護層４０７上にストライプ状のレジストマスク４
１７を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エ
ッチングストップ層４０５に到達するようにｐ型ＧａＡ
ｓ保護層４０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層４０
６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ４１５に加工す
る（図４（ｃ））。
ＧａＡｓ保護層４０７の表面に形成された酸素原子が注
入されたＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜４１６を除去
し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型Ｇａ
Ａｓ保護層４０７上にストライプ状のレジストマスク４
１７を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エ
ッチングストップ層４０５に到達するようにｐ型ＧａＡ
ｓ保護層４０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層４０
６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ４１５に加工す
る（図４（ｃ））。
【００８７】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層４０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク４１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層４
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層４０６からなる
リッジ４１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
４０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層４０９で埋め込む（図４
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク４１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層４
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層４０６からなる
リッジ４１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
４０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層４０９で埋め込む（図４
（ｄ））。
【００８８】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ４１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層４０９、及び、リッジ４１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層４０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク４１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク４１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層４０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層４０９を選
択的に除去し、電流非注入領域４１４が形成される（図
４（ｅ））。
を用いてリッジ４１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層４０９、及び、リッジ４１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層４０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク４１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク４１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層４０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層４０９を選
択的に除去し、電流非注入領域４１４が形成される（図
４（ｅ））。
【００８９】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層４０９上に形
成されたレジストマスク４１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層４１０を形成する
（図４（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク４１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層４１０を形成する
（図４（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【００９０】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【００９１】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜４１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）４１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）４０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜４１６直下のＭＱＷ活性層４１３からの
発光スペクトルは共振器内部のＭＱＷ活性層４０３から
の発光スペクトルよりも、５０ｎｍ短波長側に波長シフ
トしていた。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜４１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）４１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）４０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜４１６直下のＭＱＷ活性層４１３からの
発光スペクトルは共振器内部のＭＱＷ活性層４０３から
の発光スペクトルよりも、５０ｎｍ短波長側に波長シフ
トしていた。
【００９２】上記の製造方法では、光出射端面部近傍と
なるｐ型ＧａＡｓ保護層４０７の表面にＳｉxＮz（ｘ，
ｚは１以上）膜４２０を形成し、酸素原子のイオン注入
を行うことにより、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜４１６が形成される。この時、酸素原子イオン
は、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜４２０中の窒素原子
と衝突し、窒素原子にエネルギーを与え、その窒素原子
はある程度のエネルギーを持ってｐ型ＧａＡｓ保護層４
０７へ進入して行く。窒素原子は酸素原子に比べＧａＡ
ｓ結晶へ深く進入できるので、実施例１，２の製造方法
に比べてｐ型ＧａＡｓ保護層４０７表面から奥深くまで
空孔原子が生成される。よって、ＲＴＡ法によるアニー
ルを行うことにより、ＧａＡｓ結晶内部に生成される空
孔原子の存在領域は拡大し、且つ、十分な量の空孔原子
がすばやくＭＱＷ活性層に到達し、ＭＱＷ活性層を無秩
序化することができるので、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜４１６直下のＭＱＷ活性層４１３のバンド
ギャップエネルギーが大きくなり、共振器内部のＭＱＷ
活性層（活性領域）４０３より実効的に禁制帯幅の広い
窓領域が形成される。
なるｐ型ＧａＡｓ保護層４０７の表面にＳｉxＮz（ｘ，
ｚは１以上）膜４２０を形成し、酸素原子のイオン注入
を行うことにより、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜４１６が形成される。この時、酸素原子イオン
は、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜４２０中の窒素原子
と衝突し、窒素原子にエネルギーを与え、その窒素原子
はある程度のエネルギーを持ってｐ型ＧａＡｓ保護層４
０７へ進入して行く。窒素原子は酸素原子に比べＧａＡ
ｓ結晶へ深く進入できるので、実施例１，２の製造方法
に比べてｐ型ＧａＡｓ保護層４０７表面から奥深くまで
空孔原子が生成される。よって、ＲＴＡ法によるアニー
ルを行うことにより、ＧａＡｓ結晶内部に生成される空
孔原子の存在領域は拡大し、且つ、十分な量の空孔原子
がすばやくＭＱＷ活性層に到達し、ＭＱＷ活性層を無秩
序化することができるので、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜４１６直下のＭＱＷ活性層４１３のバンド
ギャップエネルギーが大きくなり、共振器内部のＭＱＷ
活性層（活性領域）４０３より実効的に禁制帯幅の広い
窓領域が形成される。
【００９３】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【００９４】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖであり、実施例１の製造方法によって
得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電流の低電流
化と駆動電圧の低電圧化が実現されていることが明らか
である。この駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧化
は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温化によって、共
振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の拡散が低減され
た効果である。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖであり、実施例１の製造方法によって
得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電流の低電流
化と駆動電圧の低電圧化が実現されていることが明らか
である。この駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧化
は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温化によって、共
振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の拡散が低減され
た効果である。
【００９５】また、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、約３０００時間
と平均寿命が向上した。
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、約３０００時間
と平均寿命が向上した。
【００９６】これは、活性領域４０３と窓領域４１３の
バンドギャップエネルギー差が更に大きくなった結果、
実施例１，２の製造方法によって得られた半導体レーザ
素子に比べて、活性領域４０３で作られたレーザ光の波
長の吸収が減少したためである。
バンドギャップエネルギー差が更に大きくなった結果、
実施例１，２の製造方法によって得られた半導体レーザ
素子に比べて、活性領域４０３で作られたレーザ光の波
長の吸収が減少したためである。
【００９７】本実施例では、ＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以
上）膜４２０をプラズマＣＶＤ法を用いて形成したが、
スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が得られる。
上）膜４２０をプラズマＣＶＤ法を用いて形成したが、
スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が得られる。
【００９８】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例４ 実施例４の製造方法について図５に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板５０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層５０２、ＭＱＷ活性層５
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層５０４、ｐ型エ
ッチングストップ層５０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層５０６、p型ＧａＡｓ保護層５０７をエピタキシ
ャル成長させる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例４ 実施例４の製造方法について図５に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板５０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層５０２、ＭＱＷ活性層５
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層５０４、ｐ型エ
ッチングストップ層５０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層５０６、p型ＧａＡｓ保護層５０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【００９９】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層５０７の表面に、電子ビーム蒸着法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、Ｓｉ膜５２１を形
成し、Ｓｉ膜５２１が形成されていない領域に、保護膜
５２２としてレジストマスクを形成する。前記保護膜５
２２は、Ｓｉ膜５２１が形成されていない領域のｐ型Ｇ
ａＡｓ保護層５０７に、窒素原子及び酸素原子がイオン
注入されないために形成されたものであり、保護膜５２
２の膜厚はＳｉ膜５２１の膜厚より厚く形成するのが好
ましい。なお、ストライプのピッチは共振器長と同じ８
００μｍとした（図５（ａ)）。
Ａｓ保護層５０７の表面に、電子ビーム蒸着法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、Ｓｉ膜５２１を形
成し、Ｓｉ膜５２１が形成されていない領域に、保護膜
５２２としてレジストマスクを形成する。前記保護膜５
２２は、Ｓｉ膜５２１が形成されていない領域のｐ型Ｇ
ａＡｓ保護層５０７に、窒素原子及び酸素原子がイオン
注入されないために形成されたものであり、保護膜５２
２の膜厚はＳｉ膜５２１の膜厚より厚く形成するのが好
ましい。なお、ストライプのピッチは共振器長と同じ８
００μｍとした（図５（ａ)）。
【０１００】次に、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡ
ｓ保護層５０７の表面に形成されたＳｉ膜５２１に、窒
素原子のイオン注入を行い、引き続き酸素原子のイオン
注入を行う。これにより、光出射端面部近傍となるｐ型
ＧａＡｓ保護層５０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜５１６が形成される。酸素原子のイオン
注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５０ｋｅ
Ｖ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃｍ-2で行い、窒素原子のイオ
ン注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５０ｋ
ｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃｍ-2で行った。
ｓ保護層５０７の表面に形成されたＳｉ膜５２１に、窒
素原子のイオン注入を行い、引き続き酸素原子のイオン
注入を行う。これにより、光出射端面部近傍となるｐ型
ＧａＡｓ保護層５０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜５１６が形成される。酸素原子のイオン
注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５０ｋｅ
Ｖ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃｍ-2で行い、窒素原子のイオ
ン注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５０ｋ
ｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃｍ-2で行った。
【０１０１】イオン注入工程後に、保護膜５２２のみを
除去し（図５（ｂ)）、その後、ＲＴＡ法によるアニー
ルを行う。この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇
温速度１００℃／秒、保持時間６０秒で行った。
除去し（図５（ｂ)）、その後、ＲＴＡ法によるアニー
ルを行う。この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇
温速度１００℃／秒、保持時間６０秒で行った。
【０１０２】その後、上記光出射端面部近傍となるｐ型
ＧａＡｓ保護層５０７の表面に形成された窒素原子が注
入されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜５１６を除去
し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型Ｇａ
Ａｓ保護層５０７上にストライプ状のレジストマスク５
１７を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エ
ッチングストップ層５０５に到達するようにｐ型ＧａＡ
ｓ保護層５０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層５０
６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ５１５に加工す
る（図５（ｃ））。
ＧａＡｓ保護層５０７の表面に形成された窒素原子が注
入されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜５１６を除去
し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型Ｇａ
Ａｓ保護層５０７上にストライプ状のレジストマスク５
１７を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エ
ッチングストップ層５０５に到達するようにｐ型ＧａＡ
ｓ保護層５０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層５０
６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ５１５に加工す
る（図５（ｃ））。
【０１０３】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層５０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク５１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層５
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層５０６からなる
リッジ５１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
５０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層５０９で埋め込む（図５
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク５１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層５
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層５０６からなる
リッジ５１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
５０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層５０９で埋め込む（図５
（ｄ））。
【０１０４】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ５１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層５０９、及び、リッジ５１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層５０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク５１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク５１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層５０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層５０９を選
択的に除去し、電流非注入領域５１４が形成される（図
５（ｅ））。
を用いてリッジ５１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層５０９、及び、リッジ５１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層５０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク５１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク５１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層５０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層５０９を選
択的に除去し、電流非注入領域５１４が形成される（図
５（ｅ））。
【０１０５】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層５０９上に形
成されたレジストマスク５１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層５１０を形成する
（図５（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク５１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層５１０を形成する
（図５（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【０１０６】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【０１０７】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜５１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）５１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）５０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜５１６直下のＭＱＷ活性層５１３からの
発光スペクトルは共振器内部のＭＱＷ活性層５０３から
の発光スペクトルよりも、６０ｎｍ短波長側に波長シフ
トしていた。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜５１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）５１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）５０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，
ｚは１以上）膜５１６直下のＭＱＷ活性層５１３からの
発光スペクトルは共振器内部のＭＱＷ活性層５０３から
の発光スペクトルよりも、６０ｎｍ短波長側に波長シフ
トしていた。
【０１０８】上記の製造方法では、光出射端面部近傍と
なるｐ型ＧａＡｓ保護層５０７の表面にＳｉ膜５２１を
形成し、窒素原子のイオン注入を行うことにより、窒素
原子イオンは、Ｓｉ膜５２１中のＳｉ原子と衝突し、Ｓ
ｉ原子にエネルギーを与える。ある程度のエネルギーを
持ったＳｉ原子イオンは、Ｎ，酸素原子イオンに比べＧ
ａＡｓ結晶へあまり進入しないが、Ｓｉ膜５２１／ｐ型
ＧａＡｓ保護層５０７界面近傍を混晶化させる。引き続
き酸素原子のイオン注入を行うことにより、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜５１６が形成される。この
時、酸素原子イオンは、前記Ｓｉ膜５２１中の窒素原子
と衝突し、窒素原子にエネルギーを与える。Ｓｉ膜５２
１／ｐ型ＧａＡｓ保護層５０７界面近傍の混晶化によ
り、Ｓｉ膜５２１／ｐ型ＧａＡｓ保護層５０７界面準位
にトラップされにくくなり、実施例１〜３の製造方法に
比べてｐ型ＧａＡｓ保護層５０７表面から奥深くまで大
量の空孔原子が生成される。よって、ＲＴＡ法によるア
ニールを行うことにより、ＧａＡｓ結晶内部に生成され
る空孔原子の存在領域と空孔原子量は更に増大し、且
つ、十分な量の空孔原子がすばやくＭＱＷ活性層に到達
し、ＭＱＷ活性層を無秩序化することができるので、Ｓ
ｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜５１６直下のＭＱ
Ｗ活性層５１３のバンドギャップエネルギーが大きくな
り、共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）５０３より
実効的に禁制帯幅の広い窓領域が形成される。
なるｐ型ＧａＡｓ保護層５０７の表面にＳｉ膜５２１を
形成し、窒素原子のイオン注入を行うことにより、窒素
原子イオンは、Ｓｉ膜５２１中のＳｉ原子と衝突し、Ｓ
ｉ原子にエネルギーを与える。ある程度のエネルギーを
持ったＳｉ原子イオンは、Ｎ，酸素原子イオンに比べＧ
ａＡｓ結晶へあまり進入しないが、Ｓｉ膜５２１／ｐ型
ＧａＡｓ保護層５０７界面近傍を混晶化させる。引き続
き酸素原子のイオン注入を行うことにより、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜５１６が形成される。この
時、酸素原子イオンは、前記Ｓｉ膜５２１中の窒素原子
と衝突し、窒素原子にエネルギーを与える。Ｓｉ膜５２
１／ｐ型ＧａＡｓ保護層５０７界面近傍の混晶化によ
り、Ｓｉ膜５２１／ｐ型ＧａＡｓ保護層５０７界面準位
にトラップされにくくなり、実施例１〜３の製造方法に
比べてｐ型ＧａＡｓ保護層５０７表面から奥深くまで大
量の空孔原子が生成される。よって、ＲＴＡ法によるア
ニールを行うことにより、ＧａＡｓ結晶内部に生成され
る空孔原子の存在領域と空孔原子量は更に増大し、且
つ、十分な量の空孔原子がすばやくＭＱＷ活性層に到達
し、ＭＱＷ活性層を無秩序化することができるので、Ｓ
ｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜５１６直下のＭＱ
Ｗ活性層５１３のバンドギャップエネルギーが大きくな
り、共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）５０３より
実効的に禁制帯幅の広い窓領域が形成される。
【０１０９】また、上記の製造方法において、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層５０７表面の全面にＳｉ膜を形成した後に、
光出射端面となる近傍領域上のＳｉ膜に酸素原子及び窒
素原子のイオン注入を行うことにより、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜を形成しているが、該Ｓｉ
膜中に窒素原子をイオン注入後に、酸素原子をイオン注
入することによって、効果的にｐ型ＧａＡｓ保護層５０
７内部への空孔原子の存在領域の拡大でき、効果的に活
性領域５０３より実効的に禁制帯幅の広い窓領域が形成
することが可能となる。
Ａｓ保護層５０７表面の全面にＳｉ膜を形成した後に、
光出射端面となる近傍領域上のＳｉ膜に酸素原子及び窒
素原子のイオン注入を行うことにより、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜を形成しているが、該Ｓｉ
膜中に窒素原子をイオン注入後に、酸素原子をイオン注
入することによって、効果的にｐ型ＧａＡｓ保護層５０
７内部への空孔原子の存在領域の拡大でき、効果的に活
性領域５０３より実効的に禁制帯幅の広い窓領域が形成
することが可能となる。
【０１１０】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【０１１１】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖであり、実施例１の製造方法によって
得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電流の低電流
化と駆動電圧の低電圧化が実現されていることが明らか
である。この駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧化
は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温化によって、共
振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の拡散が低減され
た効果である。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖであり、実施例１の製造方法によって
得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電流の低電流
化と駆動電圧の低電圧化が実現されていることが明らか
である。この駆動電流の低電流化と駆動電圧の低電圧化
は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温化によって、共
振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の拡散が低減され
た効果である。
【０１１２】また、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、約４０００時間
と平均寿命が向上した。
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、約４０００時間
と平均寿命が向上した。
【０１１３】これは、活性領域５０３と窓領域５１３の
バンドギャップエネルギー差が更に大きくなった結果、
実施例１〜３の製造方法によって得られた半導体レーザ
素子に比べて、活性領域５０３で作られたレーザ光の波
長の吸収が減少したためである。
バンドギャップエネルギー差が更に大きくなった結果、
実施例１〜３の製造方法によって得られた半導体レーザ
素子に比べて、活性領域５０３で作られたレーザ光の波
長の吸収が減少したためである。
【０１１４】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例５ 実施例５の製造方法について図６に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板６０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２、ＭＱＷ活性層６
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層６０４、ｐ型エ
ッチングストップ層６０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層６０６、p型ＧａＡｓ保護層６０７をエピタキシ
ャル成長させる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例５ 実施例５の製造方法について図６に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板６０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２、ＭＱＷ活性層６
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層６０４、ｐ型エ
ッチングストップ層６０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層６０６、p型ＧａＡｓ保護層６０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【０１１５】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層６０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６を形成する。プラズ
マＣＶＤによるＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
形成条件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を
用い、ＲFパワー１００Ｗ、基板温度２８０℃で５００
０Åの膜厚で形成した。なお、ストライプのピッチは共
振器長と同じ８００μｍとした（図６（ａ)）。
Ａｓ保護層６０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォト
リソグラフィー法によって、リッジストライプと直交す
る方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６を形成する。プラズ
マＣＶＤによるＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
形成条件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を
用い、ＲFパワー１００Ｗ、基板温度２８０℃で５００
０Åの膜厚で形成した。なお、ストライプのピッチは共
振器長と同じ８００μｍとした（図６（ａ)）。
【０１１６】次に、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡ
ｓ保護層６０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜６１６、及び、ＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜６１６が形成されていないｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層６０７表面に、プラズマＣＶＤ法よって、誘
電体膜であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜６２３を形
成する。プラズマＣＶＤによるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以
上）膜形成条件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，
Ｎ2を用い、ＲFパワー１５Ｗ、基板温度２８０℃で５０
０Åの膜厚で形成した（図６（ｂ)）。
ｓ保護層６０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜６１６、及び、ＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜６１６が形成されていないｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層６０７表面に、プラズマＣＶＤ法よって、誘
電体膜であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜６２３を形
成する。プラズマＣＶＤによるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以
上）膜形成条件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，
Ｎ2を用い、ＲFパワー１５Ｗ、基板温度２８０℃で５０
０Åの膜厚で形成した（図６（ｂ)）。
【０１１７】その後、ＲＴＡ法によるアニールを行う。
この時のアニール条件は、温度９５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間２０秒で行った。
この時のアニール条件は、温度９５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間２０秒で行った。
【０１１８】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜６１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）６１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）６０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域６１３からの発光
スペクトルは活性領域６０３からの発光スペクトルより
も、３０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６表面、及び、ｐ型
ＧａＡｓ保護層６０７表面に、誘電体膜であるＳｉxＯy
（ｘ，ｙは１以上）膜６２３を形成せずにＲＴＡ法を用
いたアニールを行った場合と同じであった。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜６１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）６１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）６０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域６１３からの発光
スペクトルは活性領域６０３からの発光スペクトルより
も、３０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ＳｉxＯy
Ｎz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６表面、及び、ｐ型
ＧａＡｓ保護層６０７表面に、誘電体膜であるＳｉxＯy
（ｘ，ｙは１以上）膜６２３を形成せずにＲＴＡ法を用
いたアニールを行った場合と同じであった。
【０１１９】その後、上記ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）
膜６２３及びＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６
１６を除去し、公知のフォトリソグラフィー技術を用い
てp型ＧａＡｓ保護層６０７上にストライプ状のレジス
トマスク６１７を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、ｐ型エッチングストップ層６０５に到達するように
ｐ型ＧａＡｓ保護層６０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層６０６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ６１
５に加工する（図６（ｃ））。
膜６２３及びＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６
１６を除去し、公知のフォトリソグラフィー技術を用い
てp型ＧａＡｓ保護層６０７上にストライプ状のレジス
トマスク６１７を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、ｐ型エッチングストップ層６０５に到達するように
ｐ型ＧａＡｓ保護層６０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層６０６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ６１
５に加工する（図６（ｃ））。
【０１２０】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層６０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク６１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層６
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層６０６からなる
リッジ６１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
６０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層６０９で埋め込む（図６
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク６１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層６
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層６０６からなる
リッジ６１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
６０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層６０９で埋め込む（図６
（ｄ））。
【０１２１】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ６１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層６０９、及び、リッジ６１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層６０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク６１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク６１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層６０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層６０９を選
択的に除去し、電流非注入領域６１４が形成される（図
６（ｅ））。
を用いてリッジ６１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層６０９、及び、リッジ６１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層６０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク６１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク６１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層６０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層６０９を選
択的に除去し、電流非注入領域６１４が形成される（図
６（ｅ））。
【０１２２】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層６０９上に形
成されたレジストマスク６１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層６１０を形成する
（図６（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク６１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層６１０を形成する
（図６（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【０１２３】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【０１２４】上記製造方法によって得られた半導体レー
ザ素子、及び、実施例１に記載した製造方法によって得
られた本発明の半導体レーザ素子の共振器内部でのＺｎ
原子の深さ方向分布を２次イオン質量分析装置（ＳＩＭ
Ｓ）で測定した。図１２に測定結果を示す。縦軸が不純
物原子濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｍ3）、横軸がｐ型ＧａＡ
ｓ保護層６０９からの深さ（μｍ）である。また、参考
のために、１回目のＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル
成長後のＺｎ原子の深さ方向分布も図１２に示す。
ザ素子、及び、実施例１に記載した製造方法によって得
られた本発明の半導体レーザ素子の共振器内部でのＺｎ
原子の深さ方向分布を２次イオン質量分析装置（ＳＩＭ
Ｓ）で測定した。図１２に測定結果を示す。縦軸が不純
物原子濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｍ3）、横軸がｐ型ＧａＡ
ｓ保護層６０９からの深さ（μｍ）である。また、参考
のために、１回目のＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル
成長後のＺｎ原子の深さ方向分布も図１２に示す。
【０１２５】図１２から判るように、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の共振器内部で
は、ｐ型導電性を示す各層４〜７のＺｎ原子濃度が減少
しており、且つ、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２側
へのＺｎ原子の拡散も見られるが、本実施例の製造方法
によって得られた半導体レーザ素子の共振器内部では、
ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２側へのＺｎ原子
の拡散とｐ型導電性を示す各層６０４〜６０７でのＺｎ
原子濃度の減少は殆ど見られない。
法によって得られた半導体レーザ素子の共振器内部で
は、ｐ型導電性を示す各層４〜７のＺｎ原子濃度が減少
しており、且つ、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層２側
へのＺｎ原子の拡散も見られるが、本実施例の製造方法
によって得られた半導体レーザ素子の共振器内部では、
ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２側へのＺｎ原子
の拡散とｐ型導電性を示す各層６０４〜６０７でのＺｎ
原子濃度の減少は殆ど見られない。
【０１２６】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。また、比較の
ために、実施例１の製造方法によって得られた半導体レ
ーザ素子の特性測定も同時に行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。また、比較の
ために、実施例１の製造方法によって得られた半導体レ
ーザ素子の特性測定も同時に行った。
【０１２７】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は本実施例及び実施例１の半導体レーザ素子とも
に７８５ｎｍ、本実施例の半導体レーザ素子の６０℃で
の特性温度（Ｔ０）は１３０Ｋ、実施例１の半導体レー
ザ素子の６０℃での特性温度（Ｔ０）は１００Ｋであ
り、本実施例の半導体レーザ素子の製造方法によって得
られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方法によっ
て得られた半導体レーザ素子に比べて、温度特性が向上
していることが明らかである。
（λ）は本実施例及び実施例１の半導体レーザ素子とも
に７８５ｎｍ、本実施例の半導体レーザ素子の６０℃で
の特性温度（Ｔ０）は１３０Ｋ、実施例１の半導体レー
ザ素子の６０℃での特性温度（Ｔ０）は１００Ｋであ
り、本実施例の半導体レーザ素子の製造方法によって得
られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方法によっ
て得られた半導体レーザ素子に比べて、温度特性が向上
していることが明らかである。
【０１２８】本実施例の半導体レーザ素子の製造方法で
は、ｐ型ＧａＡｓ保護層６０７の表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６、及び、誘電体膜で
あるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜６２３で覆い、ＲＴ
Ａ法によるアニールを行うので、ｐ型ＧａＡｓ保護層６
０７表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐことができ、Ｚ
ｎ原子の再蒸発に誘発され発生するＺｎ原子の拡散を抑
制でき、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２側への
Ｚｎ原子の拡散によるリモートジャンクションの形成を
抑制することができるので、温度特性の向上が可能とな
っている。
は、ｐ型ＧａＡｓ保護層６０７の表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６、及び、誘電体膜で
あるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜６２３で覆い、ＲＴ
Ａ法によるアニールを行うので、ｐ型ＧａＡｓ保護層６
０７表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐことができ、Ｚ
ｎ原子の再蒸発に誘発され発生するＺｎ原子の拡散を抑
制でき、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２側への
Ｚｎ原子の拡散によるリモートジャンクションの形成を
抑制することができるので、温度特性の向上が可能とな
っている。
【０１２９】本実施例では、光出射端面部近傍となるｐ
型ＧａＡｓ保護層６０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６、及び、ＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６が形成されていないｐ
型ＧａＡｓ保護層６０７の表面に形成する誘電体膜とし
て、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いたが、Ａｌ x
Ｏy，ＡｌxＮy，ＳｉxＮy（ｘ，ｙは１以上）のいずれ
かであれば、誘電体膜６２３下のｐ型ＧａＡｓ保護層６
０７に少量の空孔原子が生成され、この空孔原子がＺｎ
原子を捕獲するので、Ｚｎ原子の拡散を抑制でき、効果
的にｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２側へのＺｎ
原子の拡散によるリモートジャンクションの形成を抑制
することができる。
型ＧａＡｓ保護層６０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６、及び、ＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜６１６が形成されていないｐ
型ＧａＡｓ保護層６０７の表面に形成する誘電体膜とし
て、ＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜を用いたが、Ａｌ x
Ｏy，ＡｌxＮy，ＳｉxＮy（ｘ，ｙは１以上）のいずれ
かであれば、誘電体膜６２３下のｐ型ＧａＡｓ保護層６
０７に少量の空孔原子が生成され、この空孔原子がＺｎ
原子を捕獲するので、Ｚｎ原子の拡散を抑制でき、効果
的にｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層６０２側へのＺｎ
原子の拡散によるリモートジャンクションの形成を抑制
することができる。
【０１３０】本実施例では、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜６１６を、プラズマＣＶＤ法を用いて形成
したが、スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が得
られる。また、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
６１６を、光出射端面となる近傍領域上にＳｉxＯ
y（ｘ，ｙは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜中に窒素原子をイオン注入することによっ
て形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉx
Ｎz（ｘ，ｚは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＮz（ｘ，
ｚは１以上）膜中に酸素原子をイオン注入することによ
って形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉ
膜を形成後、該Ｓｉ膜中に酸素原子及び窒素原子をイオ
ン注入することによって形成する方法を用いても、上記
と同様の効果が得られる。本実施例では、ＡｌＧａＡｓ
系半導体レーザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系
半導体レーザであっても、同様の効果が得られる。 実施例６ 実施例６の製造方法について図７に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板７０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層７０２、ＭＱＷ活性層７
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層７０４、ｐ型エ
ッチングストップ層７０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層７０６、p型ＧａＡｓ保護層７０７をエピタキシ
ャル成長させる。
は１以上）膜６１６を、プラズマＣＶＤ法を用いて形成
したが、スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が得
られる。また、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
６１６を、光出射端面となる近傍領域上にＳｉxＯ
y（ｘ，ｙは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜中に窒素原子をイオン注入することによっ
て形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉx
Ｎz（ｘ，ｚは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＮz（ｘ，
ｚは１以上）膜中に酸素原子をイオン注入することによ
って形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉ
膜を形成後、該Ｓｉ膜中に酸素原子及び窒素原子をイオ
ン注入することによって形成する方法を用いても、上記
と同様の効果が得られる。本実施例では、ＡｌＧａＡｓ
系半導体レーザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系
半導体レーザであっても、同様の効果が得られる。 実施例６ 実施例６の製造方法について図７に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板７０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層７０２、ＭＱＷ活性層７
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層７０４、ｐ型エ
ッチングストップ層７０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層７０６、p型ＧａＡｓ保護層７０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【０１３１】その後、ｐ型ＧａＡｓ保護層７０７表面の
全面に、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜７１９を形成し、そのＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜７１９の表面に、フォトリソグラフィー法に
よって、リッジストライプと直交する方向に幅４０μｍ
ストライプ状の開口部を有するレジストマスク７２４を
形成する。前記ストライプ状の開口部は光出射端面部近
傍領域上となるように形成され、ストライプのピッチは
共振器長と同じ８００μｍとした（図７（ａ)）。プラ
ズマＣＶＤによるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜形成条
件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用い、
ＲFパワー１５Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜
厚で形成した。
全面に、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜７１９を形成し、そのＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜７１９の表面に、フォトリソグラフィー法に
よって、リッジストライプと直交する方向に幅４０μｍ
ストライプ状の開口部を有するレジストマスク７２４を
形成する。前記ストライプ状の開口部は光出射端面部近
傍領域上となるように形成され、ストライプのピッチは
共振器長と同じ８００μｍとした（図７（ａ)）。プラ
ズマＣＶＤによるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜形成条
件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2を用い、
ＲFパワー１５Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの膜
厚で形成した。
【０１３２】次に、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡ
ｓ保護層７０７の表面に形成されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜７１９に、窒素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
７０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
７１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃ
ｍ-2で行った。イオン注入工程後に、レジストマスク７
２４のみを除去することにより、ＭＱＷ活性層７０３の
光出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活
性層のバンドギャップより大きくする為のＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜７１６、及び、ｐ型ＧａＡｓ
保護層７０７の表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐ為の
薄膜であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜７１９が形成
される（図７（ｂ)）ので、実施例５の製造方法に比べ
て大幅な工程数の削減が可能となる。
ｓ保護層７０７の表面に形成されたＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜７１９に、窒素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
７０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
７１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃ
ｍ-2で行った。イオン注入工程後に、レジストマスク７
２４のみを除去することにより、ＭＱＷ活性層７０３の
光出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活
性層のバンドギャップより大きくする為のＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜７１６、及び、ｐ型ＧａＡｓ
保護層７０７の表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐ為の
薄膜であるＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜７１９が形成
される（図７（ｂ)）ので、実施例５の製造方法に比べ
て大幅な工程数の削減が可能となる。
【０１３３】その後、ＲＴＡ法によるアニールを行う。
この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間６０秒で行った。
この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間６０秒で行った。
【０１３４】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜７１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）７１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）７０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域７１３からの発光
スペクトルは活性領域７０３からの発光スペクトルより
も、４０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層７０７表面にＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜
７１９が形成されていない状態で、ＲＴＡ法を用いたア
ニールを行った場合と同じであった。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜７１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）７１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）７０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域７１３からの発光
スペクトルは活性領域７０３からの発光スペクトルより
も、４０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層７０７表面にＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜
７１９が形成されていない状態で、ＲＴＡ法を用いたア
ニールを行った場合と同じであった。
【０１３５】その後、ｐ型ＧａＡｓ保護層７０７の表面
に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜７
１６とＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜７１９を除去し、
公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型ＧａＡｓ
保護層７０７上にストライプ状のレジストマスク７１７
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エッチ
ングストップ層７０５に到達するようにｐ型ＧａＡｓ保
護層７０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層７０６を
約３μｍ幅のストライプ状のリッジ７１５に加工する
（図７（ｃ））。
に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜７
１６とＳｉxＯy（ｘ，ｙは１以上）膜７１９を除去し、
公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型ＧａＡｓ
保護層７０７上にストライプ状のレジストマスク７１７
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エッチ
ングストップ層７０５に到達するようにｐ型ＧａＡｓ保
護層７０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層７０６を
約３μｍ幅のストライプ状のリッジ７１５に加工する
（図７（ｃ））。
【０１３６】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層７０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク７１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層７
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層７０６からなる
リッジ７１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
７０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層７０９で埋め込む（図７
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク７１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層７
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層７０６からなる
リッジ７１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
７０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層７０９で埋め込む（図７
（ｄ））。
【０１３７】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ７１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層７０９、及び、リッジ７１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層７０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク７１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク７１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層７０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層７０９を選
択的に除去し、電流非注入領域７１４が形成される（図
７（ｅ））。
を用いてリッジ７１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層７０９、及び、リッジ７１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層７０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク７１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク７１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層７０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層７０９を選
択的に除去し、電流非注入領域７１４が形成される（図
７（ｅ））。
【０１３８】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層７０９上に形
成されたレジストマスク７１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層７１０を形成する
（図７（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク７１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層７１０を形成する
（図７（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【０１３９】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【０１４０】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【０１４１】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約２
５００時間であった。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約２
５００時間であった。
【０１４２】さらに、上記の本実施例の製造方法によっ
て得られた半導体レーザ素子、及び、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の６０℃での特性
温度（Ｔ０）を測定した結果、本実施例の半導体レーザ
素子は１４０Ｋ、実施例１の半導体レーザ素子は１００
Ｋであった。
て得られた半導体レーザ素子、及び、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の６０℃での特性
温度（Ｔ０）を測定した結果、本実施例の半導体レーザ
素子は１４０Ｋ、実施例１の半導体レーザ素子は１００
Ｋであった。
【０１４３】本実施例の半導体レーザ素子の製造方法に
よって得られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電
流の低電流化、駆動電圧の低電圧化、及び、温度特性の
向上が実現されている。この駆動電流の低電流化と駆動
電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温
化によって、共振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の
拡散が低減された効果であり、この温度特性の向上は、
エピタキシャル成長されたウエハ表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜７１６とＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜７１９で覆うことにより、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ第１クラッド層７０２側へのＺｎ原子の拡散によるリ
モートジャンクションの形成を抑制した効果である。
よって得られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電
流の低電流化、駆動電圧の低電圧化、及び、温度特性の
向上が実現されている。この駆動電流の低電流化と駆動
電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温
化によって、共振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の
拡散が低減された効果であり、この温度特性の向上は、
エピタキシャル成長されたウエハ表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜７１６とＳｉxＯy（ｘ，ｙ
は１以上）膜７１９で覆うことにより、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ第１クラッド層７０２側へのＺｎ原子の拡散によるリ
モートジャンクションの形成を抑制した効果である。
【０１４４】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例７ 実施例７の製造方法について図８に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板８０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層８０２、ＭＱＷ活性層８
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層８０４、ｐ型エ
ッチングストップ層８０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層８０６、p型ＧａＡｓ保護層８０７をエピタキシ
ャル成長させる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例７ 実施例７の製造方法について図８に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板８０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層８０２、ＭＱＷ活性層８
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層８０４、ｐ型エ
ッチングストップ層８０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層８０６、p型ＧａＡｓ保護層８０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【０１４５】その後、ｐ型ＧａＡｓ保護層８０７表面の
全面に、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉxＮz（ｘ，ｚ
は１以上）膜８２０を形成し、そのＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜８２０の表面に、フォトリソグラフィー法に
よって、リッジストライプと直交する方向に幅４０μｍ
ストライプ状の開口部を有するレジストマスク８２４を
形成する。前記ストライプ状の開口部は光出射端面部近
傍領域上となるように形成され、ストライプのピッチは
共振器長と同じ８００μｍとした（図８（ａ)）。プラ
ズマＣＶＤによるＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜形成条
件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，ＮＨ3，Ｎ2を用い、
ＲFパワー１５０Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの
膜厚で形成した。
全面に、プラズマＣＶＤ法によって、ＳｉxＮz（ｘ，ｚ
は１以上）膜８２０を形成し、そのＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜８２０の表面に、フォトリソグラフィー法に
よって、リッジストライプと直交する方向に幅４０μｍ
ストライプ状の開口部を有するレジストマスク８２４を
形成する。前記ストライプ状の開口部は光出射端面部近
傍領域上となるように形成され、ストライプのピッチは
共振器長と同じ８００μｍとした（図８（ａ)）。プラ
ズマＣＶＤによるＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜形成条
件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，ＮＨ3，Ｎ2を用い、
ＲFパワー１５０Ｗ、基板温度２８０℃で５０００Åの
膜厚で形成した。
【０１４６】次に、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡ
ｓ保護層８０７の表面に形成されたＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜８２０に、酸素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
８０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
８１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃ
ｍ-2で行った。
ｓ保護層８０７の表面に形成されたＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜８２０に、酸素原子のイオン注入を行う。こ
れにより、光出射端面部近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層
８０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
８１６が形成される。イオン注入条件としては、イオン
加速エネルギーが１５０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃ
ｍ-2で行った。
【０１４７】イオン注入工程後に、レジストマスク８２
４のみを除去することにより、ＭＱＷ活性層８０３の光
出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活性
層のバンドギャップより大きくする為のＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜８１６、及び、ｐ型ＧａＡ
ｓ保護層８０７の表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐ為
の薄膜であるＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜８２０が形
成される（図８（ｂ)）ので、実施例５の製造方法に比
べて大幅な工程数の削減が可能となる。
４のみを除去することにより、ＭＱＷ活性層８０３の光
出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活性
層のバンドギャップより大きくする為のＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜８１６、及び、ｐ型ＧａＡ
ｓ保護層８０７の表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐ為
の薄膜であるＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜８２０が形
成される（図８（ｂ)）ので、実施例５の製造方法に比
べて大幅な工程数の削減が可能となる。
【０１４８】その後、ＲＴＡ法によるアニールを行う。
この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間６０秒で行った。
この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間６０秒で行った。
【０１４９】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜８１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）８１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）８０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域８１３からの発光
スペクトルは活性領域８０３からの発光スペクトルより
も、５０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層８０７表面にＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜
８２０が形成されていない状態で、ＲＴＡ法を用いたア
ニールを行った場合と同じであった。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜８１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）８１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）８０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域８１３からの発光
スペクトルは活性領域８０３からの発光スペクトルより
も、５０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層８０７表面にＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜
８２０が形成されていない状態で、ＲＴＡ法を用いたア
ニールを行った場合と同じであった。
【０１５０】その後、ｐ型ＧａＡｓ保護層８０７の表面
に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜８
１６とＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜８２０を除去し、
公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型ＧａＡｓ
保護層８０７上にストライプ状のレジストマスク８１７
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エッチ
ングストップ層８０５に到達するようにｐ型ＧａＡｓ保
護層８０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層８０６を
約３μｍ幅のストライプ状のリッジ８１５に加工する
（図８（ｃ））。
に形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜８
１６とＳｉxＮz（ｘ，ｚは１以上）膜８２０を除去し、
公知のフォトリソグラフィー技術を用いてp型ＧａＡｓ
保護層８０７上にストライプ状のレジストマスク８１７
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エッチ
ングストップ層８０５に到達するようにｐ型ＧａＡｓ保
護層８０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層８０６を
約３μｍ幅のストライプ状のリッジ８１５に加工する
（図８（ｃ））。
【０１５１】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層８０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク８１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層８
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層８０６からなる
リッジ８１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
８０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層８０９で埋め込む（図８
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク８１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層８
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層８０６からなる
リッジ８１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
８０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層８０９で埋め込む（図８
（ｄ））。
【０１５２】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ８１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層８０９、及び、リッジ８１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層８０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク８１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク８１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層８０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層８０９を選
択的に除去し、電流非注入領域８１４が形成される（図
８（ｅ））。
を用いてリッジ８１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層８０９、及び、リッジ８１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層８０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク８１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク８１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層８０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層８０９を選
択的に除去し、電流非注入領域８１４が形成される（図
８（ｅ））。
【０１５３】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層８０９上に形
成されたレジストマスク８１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層８１０を形成する
（図８（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク８１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層８１０を形成する
（図８（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【０１５４】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【０１５５】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【０１５６】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約３
０００時間であった。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約３
０００時間であった。
【０１５７】さらに、上記の本実施例の製造方法によっ
て得られた半導体レーザ素子、及び、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の６０℃での特性
温度（Ｔ０）を測定した結果、本実施例の半導体レーザ
素子は１４０Ｋ、実施例１の半導体レーザ素子は１００
Ｋであった。
て得られた半導体レーザ素子、及び、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の６０℃での特性
温度（Ｔ０）を測定した結果、本実施例の半導体レーザ
素子は１４０Ｋ、実施例１の半導体レーザ素子は１００
Ｋであった。
【０１５８】本実施例の半導体レーザ素子の製造方法に
よって得られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電
流の低電流化、駆動電圧の低電圧化、及び、温度特性の
向上が実現されている。この駆動電流の低電流化と駆動
電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温
化によって、共振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の
拡散が低減された効果であり、この温度特性の向上は、
エピタキシャル成長されたウエハ表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜８１６とＳｉxＮz（ｘ，ｚ
は１以上）膜８２０で覆うことにより、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ第１クラッド層８０２側へのＺｎ原子の拡散によるリ
モートジャンクションの形成を抑制した効果である。
よって得られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電
流の低電流化、駆動電圧の低電圧化、及び、温度特性の
向上が実現されている。この駆動電流の低電流化と駆動
電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温
化によって、共振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の
拡散が低減された効果であり、この温度特性の向上は、
エピタキシャル成長されたウエハ表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜８１６とＳｉxＮz（ｘ，ｚ
は１以上）膜８２０で覆うことにより、ｎ型ＡｌＧａＡ
ｓ第１クラッド層８０２側へのＺｎ原子の拡散によるリ
モートジャンクションの形成を抑制した効果である。
【０１５９】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例８ 実施例８の製造方法について図９に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板９０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層９０２、ＭＱＷ活性層９
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層９０４、ｐ型エ
ッチングストップ層９０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層９０６、p型ＧａＡｓ保護層９０７をエピタキシ
ャル成長させる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例８ 実施例８の製造方法について図９に基づいて説明する。
ｎ型ＧａＡｓ基板９０１上に順次、ＭＯＣＶＤ法にてｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層９０２、ＭＱＷ活性層９
０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層９０４、ｐ型エ
ッチングストップ層９０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層９０６、p型ＧａＡｓ保護層９０７をエピタキシ
ャル成長させる。
【０１６０】その後、ｐ型ＧａＡｓ保護層９０７表面の
全面に、電子ビーム蒸着法によって、Ｓｉ膜９２１（厚
さ５０００Å）を形成し、そのＳｉ膜９２１の表面に、
フォトリソグラフィー法によって、リッジストライプと
直交する方向に幅４０μｍストライプ状の開口部を有す
るレジストマスク９２４を形成する。前記ストライプ状
の開口部は光出射端面部近傍領域上となるように形成さ
れる（図９（ａ)）。
全面に、電子ビーム蒸着法によって、Ｓｉ膜９２１（厚
さ５０００Å）を形成し、そのＳｉ膜９２１の表面に、
フォトリソグラフィー法によって、リッジストライプと
直交する方向に幅４０μｍストライプ状の開口部を有す
るレジストマスク９２４を形成する。前記ストライプ状
の開口部は光出射端面部近傍領域上となるように形成さ
れる（図９（ａ)）。
【０１６１】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層９０７の表面に形成されたＳｉ膜９２１に、
窒素原子のイオン注入を行い、引き続き酸素原子のイオ
ン注入を行う。これにより、光出射端面部近傍となるｐ
型ＧａＡｓ保護層９０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜９１６が形成される。窒素原子のイ
オン注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５０
ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃｍ-2で行い、酸素原子の
イオン注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５
０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃｍ-2で行った。
Ａｓ保護層９０７の表面に形成されたＳｉ膜９２１に、
窒素原子のイオン注入を行い、引き続き酸素原子のイオ
ン注入を行う。これにより、光出射端面部近傍となるｐ
型ＧａＡｓ保護層９０７の表面にＳｉxＯyＮz（ｘ，
ｙ，ｚは１以上）膜９１６が形成される。窒素原子のイ
オン注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５０
ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１４ｃｍ-2で行い、酸素原子の
イオン注入条件としては、イオン加速エネルギーが１５
０ｋｅＶ、ドーズ量が１Ｅ１５ｃｍ-2で行った。
【０１６２】イオン注入工程後に、レジストマスク９２
４のみを除去することにより、ＭＱＷ活性層９０３の光
出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活性
層のバンドギャップより大きくする為のＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜９１６、及び、ｐ型ＧａＡ
ｓ保護層９０７の表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐ為
の薄膜であるＳｉ膜９２１が形成される（図９（ｂ)）
ので、実施例５に比べて大幅な工程数の削減が可能とな
る。
４のみを除去することにより、ＭＱＷ活性層９０３の光
出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活性
層のバンドギャップより大きくする為のＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜９１６、及び、ｐ型ＧａＡ
ｓ保護層９０７の表面からのＺｎ原子の再蒸発を防ぐ為
の薄膜であるＳｉ膜９２１が形成される（図９（ｂ)）
ので、実施例５に比べて大幅な工程数の削減が可能とな
る。
【０１６３】その後、ＲＴＡ法によるアニールを行う。
この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間６０秒で行った。
この時のアニール条件は、温度７５０℃、昇温速度１０
０℃／秒、保持時間６０秒で行った。
【０１６４】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜９１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）９１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）９０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域９１３からの発光
スペクトルは活性領域９０３からの発光スペクトルより
も、６０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層９０７表面にＳｉ膜９２１が形成されていな
い状態で、ＲＴＡ法を用いたアニールを行った場合と同
じであったその後、上記光出射端面部近傍となるｐ型Ｇ
ａＡｓ保護層９０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜９１６、及び、Ｓｉ膜９２
１を除去し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて
p型ＧａＡｓ保護層９０７上にストライプ状のレジスト
マスク９１７を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、ｐ型エッチングストップ層９０５に到達するように
ｐ型ＧａＡｓ保護層９０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層９０６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ９１
５に加工する（図９（ｃ））。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜９１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）９１
３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）９０３のそ
れぞれの波長を測定した結果、窓領域９１３からの発光
スペクトルは活性領域９０３からの発光スペクトルより
も、６０ｎｍ短波長側に波長シフトしており、ｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層９０７表面にＳｉ膜９２１が形成されていな
い状態で、ＲＴＡ法を用いたアニールを行った場合と同
じであったその後、上記光出射端面部近傍となるｐ型Ｇ
ａＡｓ保護層９０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜９１６、及び、Ｓｉ膜９２
１を除去し、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて
p型ＧａＡｓ保護層９０７上にストライプ状のレジスト
マスク９１７を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、ｐ型エッチングストップ層９０５に到達するように
ｐ型ＧａＡｓ保護層９０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層９０６を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ９１
５に加工する（図９（ｃ））。
【０１６５】次に、ｐ型ＧａＡｓ保護層９０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク９１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層９
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層９０６からなる
リッジ９１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
９０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９０９で埋め込む（図９
（ｄ））。
されたストライプ状のレジストマスク９１７を除去し、
２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護層９
０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層９０６からなる
リッジ９１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層
９０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９０９で埋め込む（図９
（ｄ））。
【０１６６】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ９１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層９０９、及び、リッジ９１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層９０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク９１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク９１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層９０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９０９を選
択的に除去し、電流非注入領域９１４が形成される（図
９（ｅ））。
を用いてリッジ９１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡｓ
平坦化層９０９、及び、リッジ９１５上に形成されたｐ
型ＧａＡｓ平坦化層９０９の光出射端面部近傍にレジス
トマスク９１８を形成し、公知のエッチング技術を用い
て、レジストマスク９１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電
流ブロック層９０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層９０９を選
択的に除去し、電流非注入領域９１４が形成される（図
９（ｅ））。
【０１６７】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層９０９上に形
成されたレジストマスク９１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層９１０を形成する
（図９（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
成されたレジストマスク９１８を除去し、３回目のＭＯ
ＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層９１０を形成する
（図９（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極、下面にはｎ
電極を形成する。
【０１６８】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【０１６９】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【０１７０】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約４
０００時間であった。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１５０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．０Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約４
０００時間であった。
【０１７１】さらに、上記の本実施例の製造方法によっ
て得られた半導体レーザ素子、及び、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の６０℃での特性
温度（Ｔ０）を測定した結果、本実施例の半導体レーザ
素子は１４０Ｋ、実施例１の半導体レーザ素子は１００
Ｋであった。
て得られた半導体レーザ素子、及び、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子の６０℃での特性
温度（Ｔ０）を測定した結果、本実施例の半導体レーザ
素子は１４０Ｋ、実施例１の半導体レーザ素子は１００
Ｋであった。
【０１７２】本実施例の半導体レーザ素子の製造方法に
よって得られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電
流の低電流化、駆動電圧の低電圧化、及び、温度特性の
向上が実現されている。この駆動電流の低電流化と駆動
電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温
化によって、共振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の
拡散が低減された効果であり、この温度特性の向上は、
エピタキシャル成長されたウエハ表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜９１６とＳｉ膜９２１で覆
うことにより、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層９０２
側へのＺｎ原子の拡散によるリモートジャンクションの
形成を抑制した効果である。
よって得られた半導体レーザ素子は、実施例１の製造方
法によって得られた半導体レーザ素子に比べて、駆動電
流の低電流化、駆動電圧の低電圧化、及び、温度特性の
向上が実現されている。この駆動電流の低電流化と駆動
電圧の低電圧化は、ＲＴＡ法によるアニール温度の低温
化によって、共振器内部のＭＱＷ活性層へのＺｎ原子の
拡散が低減された効果であり、この温度特性の向上は、
エピタキシャル成長されたウエハ表面をＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜９１６とＳｉ膜９２１で覆
うことにより、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層９０２
側へのＺｎ原子の拡散によるリモートジャンクションの
形成を抑制した効果である。
【０１７３】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例９ 図１５は実施例９の半導体レーザ素子の構造を示す断面
図である。図１５において、（ａ）は光出射端面を含む
斜視図、（ｂ）は図１５（ａ）のＩａ−Ｉａ'線におけ
る導波路の断面図、（ｃ）は図１５（ａ）のＩｂ−Ｉ
ｂ'線における層厚方向の断面図である。また、１１０
１はｎ型ＧａＡｓ基板、１１０２はn型ＡｌＧａＡｓ第1
クラッド層、１１０３はバリア層及びウェル層が交互に
積層された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる
活性層（ＭＱＷ活性層）、１１０４はｐ型ＡｌＧａＡｓ
第２クラッド層、１１０５はｐ型エッチングストップ
層、１１０６は共振器方向にリッジストライプからなる
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層、１１０７はp型Ｇａ
Ａｓ保護層、１１０８はリッジストライプからなるｐ型
ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層の側面を埋め込む様に形成
されたｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層、１１０９はｐ
型ＧａＡｓ平坦化層、１１１０はｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層、１１１１はp側電極、１１１２はｎ側電極であ
る。また、１１１３はＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜直下のＭＱＷ活性層のバンドギャップエネルギー
が共振器内部のＭＱＷ活性層１１０３のバンドギャップ
エネルギーよりも大きい領域（窓領域）、１１１５はｐ
型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１１０６とｐ型ＧａＡｓ
保護層１１０７からなるストライプ状のリッジ、１１１
６はリッジストライプと直交する方向にストライプ状に
形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜であ
る。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。 実施例９ 図１５は実施例９の半導体レーザ素子の構造を示す断面
図である。図１５において、（ａ）は光出射端面を含む
斜視図、（ｂ）は図１５（ａ）のＩａ−Ｉａ'線におけ
る導波路の断面図、（ｃ）は図１５（ａ）のＩｂ−Ｉ
ｂ'線における層厚方向の断面図である。また、１１０
１はｎ型ＧａＡｓ基板、１１０２はn型ＡｌＧａＡｓ第1
クラッド層、１１０３はバリア層及びウェル層が交互に
積層された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟んでなる
活性層（ＭＱＷ活性層）、１１０４はｐ型ＡｌＧａＡｓ
第２クラッド層、１１０５はｐ型エッチングストップ
層、１１０６は共振器方向にリッジストライプからなる
ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層、１１０７はp型Ｇａ
Ａｓ保護層、１１０８はリッジストライプからなるｐ型
ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層の側面を埋め込む様に形成
されたｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層、１１０９はｐ
型ＧａＡｓ平坦化層、１１１０はｐ型ＧａＡｓコンタク
ト層、１１１１はp側電極、１１１２はｎ側電極であ
る。また、１１１３はＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜直下のＭＱＷ活性層のバンドギャップエネルギー
が共振器内部のＭＱＷ活性層１１０３のバンドギャップ
エネルギーよりも大きい領域（窓領域）、１１１５はｐ
型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１１０６とｐ型ＧａＡｓ
保護層１１０７からなるストライプ状のリッジ、１１１
６はリッジストライプと直交する方向にストライプ状に
形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜であ
る。
【０１７４】次に製造方法について図１６に基づいて説
明する。ｎ型ＧａＡｓ基板１１０１上に順次、ＭＯＣＶ
Ｄ法にてｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１１０２、バ
リア層及びウェル層が交互に積層された多重量子井戸構
造を光ガイド層で挟んでなる活性層（ＭＱＷ活性層）１
１０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層１１０４、ｐ
型エッチングストップ層１１０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第
３クラッド層１１０６、p型ＧａＡｓ保護層１１０７を
エピタキシャル成長させる（図１６（ａ））。
明する。ｎ型ＧａＡｓ基板１１０１上に順次、ＭＯＣＶ
Ｄ法にてｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１１０２、バ
リア層及びウェル層が交互に積層された多重量子井戸構
造を光ガイド層で挟んでなる活性層（ＭＱＷ活性層）１
１０３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層１１０４、ｐ
型エッチングストップ層１１０５、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第
３クラッド層１１０６、p型ＧａＡｓ保護層１１０７を
エピタキシャル成長させる（図１６（ａ））。
【０１７５】その後、光出射端面部近傍となるｐ型Ｇａ
Ａｓ保護層１１０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォ
トリソグラフィー法によって、リッジストライプと直交
する方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６を形成する。プラ
ズマＣＶＤによるＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜形成条件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2
を用い、ＲFパワー１００Ｗ、基板温度２８０℃で５０
００Åの膜厚で形成した。なお、ストライプのピッチは
共振器長と同じ８００μｍとした（図１６（ｂ)）。
Ａｓ保護層１１０７の表面に、プラズマＣＶＤ法とフォ
トリソグラフィー法によって、リッジストライプと直交
する方向に幅４０μｍストライプ状に、ＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６を形成する。プラ
ズマＣＶＤによるＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜形成条件は、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｎ2Ｏ，Ｎ2
を用い、ＲFパワー１００Ｗ、基板温度２８０℃で５０
００Åの膜厚で形成した。なお、ストライプのピッチは
共振器長と同じ８００μｍとした（図１６（ｂ)）。
【０１７６】次に、ＲＴＡ法によるアニールを行う。こ
の時のアニール条件は温度９５０℃、昇温速度１００℃
／秒、保持時間２０秒で行った。
の時のアニール条件は温度９５０℃、昇温速度１００℃
／秒、保持時間２０秒で行った。
【０１７７】上記ＲＴＡ法によるアニール後のウエハの
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜１１１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）１
１１３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）１１０
３のそれぞれの波長を測定した結果、窓領域１１１３か
らの発光スペクトルは活性領域１１０３からの発光スペ
クトルよりも、３０ｎｍ短波長側に波長シフトしてい
た。
一部を用いて、ＰＬ法にて、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜１１１６直下のＭＱＷ活性層（窓領域）１
１１３と共振器内部のＭＱＷ活性層（活性領域）１１０
３のそれぞれの波長を測定した結果、窓領域１１１３か
らの発光スペクトルは活性領域１１０３からの発光スペ
クトルよりも、３０ｎｍ短波長側に波長シフトしてい
た。
【０１７８】その後、上記光出射端面部近傍となるｐ型
ＧａＡｓ保護層１１０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６を残したまま、公
知のフォトリソグラフィー技術を用いて、ＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６とp型ＧａＡｓ保護
層１１０７上にストライプ状のレジストマスク１１１７
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エッチ
ングストップ層１１０５に到達するようにＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６とｐ型ＧａＡｓ保護
層１１０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１１０６
を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ１１１５に加工す
る（図１６（ｃ））。
ＧａＡｓ保護層１１０７の表面に形成されたＳｉxＯyＮ
z（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６を残したまま、公
知のフォトリソグラフィー技術を用いて、ＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６とp型ＧａＡｓ保護
層１１０７上にストライプ状のレジストマスク１１１７
を形成し、公知のエッチング技術を用いて、ｐ型エッチ
ングストップ層１１０５に到達するようにＳｉxＯyＮz
（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６とｐ型ＧａＡｓ保護
層１１０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１１０６
を約３μｍ幅のストライプ状のリッジ１１１５に加工す
る（図１６（ｃ））。
【０１７９】次に、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以
上）膜１１１６とp型ＧａＡｓ保護層１１０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク１１１７を除去
し、２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護
層１１０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１１０６
からなるリッジ１１１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流
ブロック層１１０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層１１０９で
埋め込む（図１６（ｄ））。
上）膜１１１６とp型ＧａＡｓ保護層１１０７上に形成
されたストライプ状のレジストマスク１１１７を除去
し、２回目のＭＯＣＶＤ法によって、ｐ型ＧａＡｓ保護
層１１０７とｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラッド層１１０６
からなるリッジ１１１５の側面をｎ型ＡｌＧａＡｓ電流
ブロック層１１０８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層１１０９で
埋め込む（図１６（ｄ））。
【０１８０】その後、公知のフォトリソグラフィー技術
を用いてリッジ１１１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡ
ｓ平坦化層１１０９にレジストマスク１１１８を形成
し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマスク１
１１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層１１０
８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層１１０９を選択的に除去する
（図１６（ｅ））。
を用いてリッジ１１１５の側面に形成されたｐ型ＧａＡ
ｓ平坦化層１１０９にレジストマスク１１１８を形成
し、公知のエッチング技術を用いて、レジストマスク１
１１８開口部のｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロック層１１０
８とｐ型ＧａＡｓ平坦化層１１０９を選択的に除去する
（図１６（ｅ））。
【０１８１】次に、ｐ型ＧａＡｓ平坦化層１１０９上に
形成されたレジストマスク１１１８を除去し、３回目の
ＭＯＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１１０を形
成する（図１６（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極１１
１１、下面にはｎ電極１１１２を形成する。
形成されたレジストマスク１１１８を除去し、３回目の
ＭＯＣＶＤ法でｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１１０を形
成する（図１６（ｆ））。さらに、上面にはｐ電極１１
１１、下面にはｎ電極１１１２を形成する。
【０１８２】次に、４０μｍ幅の窓領域のほぼ中央にス
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
クライブラインをいれて、共振器の長さにバー状に分割
し、共振器を形成する。最後にバーの両側の光出射に反
射膜をコーティングし、さらにチップに分割して、長さ
８００μｍの共振器の光出射両端面部に約２０μｍの窓
領域及び電流非注入領域を有した素子が作製される。
【０１８３】本実施例の半導体レーザは、光出射端面部
近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層１１０７の表面にＳｉx
ＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６を形成する工
程が、電流非注入領域の形成工程を兼ねるので、工程数
の削減が可能となっており、さらに、上記プロセスによ
って形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
１１１６が電流非注入領域を兼ねているので、電流非注
入領域直下が窓領域１１１３となり、位置ずれが全く無
いので、窓領域への電流注入を防ぎ、窓領域の空孔欠陥
の存在によるキャリア損失を抑えられるので、発光に寄
与しない無効電流が低減される。
近傍となるｐ型ＧａＡｓ保護層１１０７の表面にＳｉx
ＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜１１１６を形成する工
程が、電流非注入領域の形成工程を兼ねるので、工程数
の削減が可能となっており、さらに、上記プロセスによ
って形成されたＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜
１１１６が電流非注入領域を兼ねているので、電流非注
入領域直下が窓領域１１１３となり、位置ずれが全く無
いので、窓領域への電流注入を防ぎ、窓領域の空孔欠陥
の存在によるキャリア損失を抑えられるので、発光に寄
与しない無効電流が低減される。
【０１８４】上記の本実施例の製造方法によって得られ
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
た半導体レーザ素子の特性測定を行った。
【０１８５】その結果、ＣＷ１２０ｍＷでの発振波長
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１７０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．１Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約２
０００時間であった。
（λ）は７８５ｎｍ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電流（Ｉ
ｏｐ）は１７０ｍＡ、ＣＷ１２０ｍＷでの駆動電圧（Ｖ
ｏｐ）は２．１Ｖ、最大光出力試験の結果は３００ｍＷ
以上の光出力においてもＣＯＤフリーであり、７０℃１
２０ｍＷの信頼性試験を行ったところ、平均寿命は約２
０００時間であった。
【０１８６】本実施例では、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜１１１６を、プラズマＣＶＤ法を用いて形
成したが、スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が
得られる。また、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜１１１６を、光出射端面となる近傍領域上にＳｉxＯy
（ｘ，ｙは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜中に窒素原子をイオン注入することによって
形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉxＮz
（ｘ，ｚは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜中に酸素原子をイオン注入することによって
形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉ膜を
形成後、該Ｓｉ膜中に酸素原子及び窒素原子をイオン注
入することによって形成する方法を用いても、上記と同
様の効果が得られる。
は１以上）膜１１１６を、プラズマＣＶＤ法を用いて形
成したが、スパッタ法を用いても、上記と同様の効果が
得られる。また、ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）
膜１１１６を、光出射端面となる近傍領域上にＳｉxＯy
（ｘ，ｙは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＯy（ｘ，ｙは
１以上）膜中に窒素原子をイオン注入することによって
形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉxＮz
（ｘ，ｚは１以上）膜を形成後、該ＳｉxＮz（ｘ，ｚは
１以上）膜中に酸素原子をイオン注入することによって
形成する方法、光出射端面となる近傍領域上にＳｉ膜を
形成後、該Ｓｉ膜中に酸素原子及び窒素原子をイオン注
入することによって形成する方法を用いても、上記と同
様の効果が得られる。
【０１８７】本実施例では、ＡｌＧａＡｓ系半導体レー
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。
ザに関して記載したが、ＡｌＧａＩｎＰ系半導体レーザ
であっても、同様の効果が得られる。
【０１８８】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の如く、Ｓｉ
xＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜、及び前記エピタキ
シャル成長によって形成された積層構造体をアニールし
て、上記ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜下に空
孔を生成するとともに、該空孔を上記活性層に達するま
で拡散させて無秩序化することにより、上記活性層の光
出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活性
層のバンドギャップより大きくなるため、アニール時間
の短縮による活性層へのＺｎ原子等の不純物拡散の抑制
が可能となり、且つ、光出射端面近傍の活性層を共振器
内部の活性層より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成
できるので、高出力時の駆動電流・電圧が低減され、高
出力駆動における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子
を得られる効果がある。
xＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜、及び前記エピタキ
シャル成長によって形成された積層構造体をアニールし
て、上記ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜下に空
孔を生成するとともに、該空孔を上記活性層に達するま
で拡散させて無秩序化することにより、上記活性層の光
出射端面近傍領域のバンドギャップを共振器内部の活性
層のバンドギャップより大きくなるため、アニール時間
の短縮による活性層へのＺｎ原子等の不純物拡散の抑制
が可能となり、且つ、光出射端面近傍の活性層を共振器
内部の活性層より実効的に禁制帯幅の広い窓領域を形成
できるので、高出力時の駆動電流・電圧が低減され、高
出力駆動における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子
を得られる効果がある。
【０１８９】また、本発明の如く、無秩序化の後、Ｓｉ
xＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜を除去し、前記第２
導電型上部クラッド層、第２導電型の保護層にリッジ状
のストライプを形成することにより、リッジ形状のバラ
ツキはウエハ面内でほとんど無く、リッジ状のストライ
プ側面に形成される第１導電型電流狭窄層は非常に結晶
性が良いものが得られるので、リーク電流が無く、高出
力駆動における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子を
歩留まり良く得られる効果がある。
xＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚは１以上）膜を除去し、前記第２
導電型上部クラッド層、第２導電型の保護層にリッジ状
のストライプを形成することにより、リッジ形状のバラ
ツキはウエハ面内でほとんど無く、リッジ状のストライ
プ側面に形成される第１導電型電流狭窄層は非常に結晶
性が良いものが得られるので、リーク電流が無く、高出
力駆動における長期信頼性に優れた半導体レーザ素子を
歩留まり良く得られる効果がある。
【０１９０】また、本発明の如く、レーザ共振器端面近
傍領域に電流非注入領域を形成する工程とを更に含むこ
とにより、電流非注入領域の形成による生産工程数の増
加を防ぎ、さらに、電流非注入領域が窓領域への電流注
入を防ぎ、窓領域の空孔欠陥の存在によるキャリア損失
を抑えられ、発光に寄与しない無効電流が低減されるの
で、高出力時の駆動電流が低減され、高出力駆動におけ
る長期信頼性に優れた半導体レーザ素子を得られる効果
がある。
傍領域に電流非注入領域を形成する工程とを更に含むこ
とにより、電流非注入領域の形成による生産工程数の増
加を防ぎ、さらに、電流非注入領域が窓領域への電流注
入を防ぎ、窓領域の空孔欠陥の存在によるキャリア損失
を抑えられ、発光に寄与しない無効電流が低減されるの
で、高出力時の駆動電流が低減され、高出力駆動におけ
る長期信頼性に優れた半導体レーザ素子を得られる効果
がある。
【０１９１】一方、本発明の如く、無秩序化の後、SixO
yNz膜を除去せず、素子内に残すことにより、電流非注
入領域を改めて形成する必要がなくなり、電流非注入領
域の形成による生産工程数の増加を防ぎ、窓領域と電流
非注入領域の位置ずれが全く発生せず、さらに、電流非
注入領域が窓領域への電流注入を防ぎ、窓領域の空孔欠
陥の存在によるキャリア損失を抑えられ、発光に寄与し
ない無効電流が低減されるので、高出力時の駆動電流が
低減され、高出力駆動における長期信頼性に優れた半導
体レーザ素子を得られる効果がある。
yNz膜を除去せず、素子内に残すことにより、電流非注
入領域を改めて形成する必要がなくなり、電流非注入領
域の形成による生産工程数の増加を防ぎ、窓領域と電流
非注入領域の位置ずれが全く発生せず、さらに、電流非
注入領域が窓領域への電流注入を防ぎ、窓領域の空孔欠
陥の存在によるキャリア損失を抑えられ、発光に寄与し
ない無効電流が低減されるので、高出力時の駆動電流が
低減され、高出力駆動における長期信頼性に優れた半導
体レーザ素子を得られる効果がある。
【図１】実施例１の半導体レーザ素子の構造を示す断面
図である。
図である。
【図２】実施例１の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図３】実施例２の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図４】実施例３の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図５】実施例４の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図６】実施例５の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図７】実施例６の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図８】実施例７の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図９】実施例８の半導体レーザ素子の製造方法の説明
図である。
図である。
【図１０】ＲＴＡ法によるアニール時間と活性領域の波
長に対する窓領域の波長シフト量の関係である。
長に対する窓領域の波長シフト量の関係である。
【図１１】ＲＴＡ法によるアニール温度と活性領域の波
長に対する窓領域の波長シフト量の関係である。
長に対する窓領域の波長シフト量の関係である。
【図１２】半導体レーザ素子の共振器内部でのＺｎ原子
の深さ方向分布である。
の深さ方向分布である。
【図１３】従来技術の半導体レーザ素子の構造を示す断
面図である。
面図である。
【図１４】従来技術の半導体レーザ素子の製造方法の説
明図である。
明図である。
【図１５】実施例９の半導体レーザ素子の構造を示す断
面図である。
面図である。
【図１６】実施例９の半導体レーザ素子の製造方法の説
明図である。
明図である。
１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０
１，９０１，１００１，１１０１・・・ｎ型ＧａＡｓ基
板 ２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０
２，９０２，１１０２・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラ
ッド層 ３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０
３，９０３，１１０３・・・ＭＱＷ活性層 ４，３０４，４０４，５０４，６０４，７０４，８０
４，９０４，１１０４・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラ
ッド層 ５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０
５，９０５，１１０５・・・ｐ型エッチングストップ層 ６，３０６，４０６，５０６，６０６，７０６，８０
６，９０６，１１０６・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層 ７，３０７，４０７，５０７，６０７，７０７，８０
７，９０７，１１０７・・・ｐ型ＧａＡｓ保護層 ８，３０８，４０８，５０８，６０８，７０８，８０
８，９０８，１１０８・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロ
ック層 ９，３０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０
９，９０９，１１０９・・・ｐ型ＧａＡｓ平坦化層 １０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，８１
０，９１０，１００５，１１１０・・・ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層 １１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１，８１
１，９１１，１００９，１１１１・・・ｐ型電極 １２，３１２，４１２，５１２，６１２，７１２，８１
２，９１２，１００８，１１１２・・・ｎ型電極 １３，３１３，４１３，５１３，６１３，７１３，８１
３，９１３，１１１３・・・窓領域 １４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４，８１
４，９１４・・・電流非注入領域 １５，３１５，４１５，５１５，６１５，７１５，８１
５，９１５，１１１５・・・ストライプ状のリッジ １６，３１６，４１６，５１６，６１６，７１６，８１
６，９１６，１１１６・・・ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜 １７，１８，３１７，３１８，４１７，４１８，５１
７，５１８，６１７，６１８，７１７，７１８，７２
４，８１７，８１８，８２４，９１７，９１８，９２
４，１０１１，１１１７，１１１８・・・レジストマス
ク ３１９，７１９・・・ＳｉxＯy膜（ｘ，ｙは１以上） ４２０，８２０・・・ＳｉxＮz膜（ｘ，ｚは１以上） ５２１，９２１・・・Ｓｉ膜 ３２２，４２２，５２２・・・保護膜 ６２３・・・誘電体膜 １００２・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層 １００３・・・量子井戸活性層 １００３ａ・・・量子井戸活性層のレーザ発振に寄与す
る領域 １００３ｂ・・・量子井戸活性層のレーザ共振器端面近
傍に形成された窓構造領域 １００４ａ・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第１上クラッド層 １００４ｂ・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２上クラッド層 １００６・・・空孔拡散領域 １００７・・・プロトン注入領域 １０１０・・・ＳｉＯ2膜 １０２０・・・レーザ共振器端面
１，９０１，１００１，１１０１・・・ｎ型ＧａＡｓ基
板 ２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８０
２，９０２，１１０２・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラ
ッド層 ３，３０３，４０３，５０３，６０３，７０３，８０
３，９０３，１１０３・・・ＭＱＷ活性層 ４，３０４，４０４，５０４，６０４，７０４，８０
４，９０４，１１０４・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラ
ッド層 ５，３０５，４０５，５０５，６０５，７０５，８０
５，９０５，１１０５・・・ｐ型エッチングストップ層 ６，３０６，４０６，５０６，６０６，７０６，８０
６，９０６，１１０６・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第３クラ
ッド層 ７，３０７，４０７，５０７，６０７，７０７，８０
７，９０７，１１０７・・・ｐ型ＧａＡｓ保護層 ８，３０８，４０８，５０８，６０８，７０８，８０
８，９０８，１１０８・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ電流ブロ
ック層 ９，３０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０
９，９０９，１１０９・・・ｐ型ＧａＡｓ平坦化層 １０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０，８１
０，９１０，１００５，１１１０・・・ｐ型ＧａＡｓコ
ンタクト層 １１，３１１，４１１，５１１，６１１，７１１，８１
１，９１１，１００９，１１１１・・・ｐ型電極 １２，３１２，４１２，５１２，６１２，７１２，８１
２，９１２，１００８，１１１２・・・ｎ型電極 １３，３１３，４１３，５１３，６１３，７１３，８１
３，９１３，１１１３・・・窓領域 １４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４，８１
４，９１４・・・電流非注入領域 １５，３１５，４１５，５１５，６１５，７１５，８１
５，９１５，１１１５・・・ストライプ状のリッジ １６，３１６，４１６，５１６，６１６，７１６，８１
６，９１６，１１１６・・・ＳｉxＯyＮz（ｘ，ｙ，ｚ
は１以上）膜 １７，１８，３１７，３１８，４１７，４１８，５１
７，５１８，６１７，６１８，７１７，７１８，７２
４，８１７，８１８，８２４，９１７，９１８，９２
４，１０１１，１１１７，１１１８・・・レジストマス
ク ３１９，７１９・・・ＳｉxＯy膜（ｘ，ｙは１以上） ４２０，８２０・・・ＳｉxＮz膜（ｘ，ｚは１以上） ５２１，９２１・・・Ｓｉ膜 ３２２，４２２，５２２・・・保護膜 ６２３・・・誘電体膜 １００２・・・ｎ型ＡｌＧａＡｓ下クラッド層 １００３・・・量子井戸活性層 １００３ａ・・・量子井戸活性層のレーザ発振に寄与す
る領域 １００３ｂ・・・量子井戸活性層のレーザ共振器端面近
傍に形成された窓構造領域 １００４ａ・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第１上クラッド層 １００４ｂ・・・ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２上クラッド層 １００６・・・空孔拡散領域 １００７・・・プロトン注入領域 １０１０・・・ＳｉＯ2膜 １０２０・・・レーザ共振器端面
Claims (12)
- 【請求項１】 少なくともガリウムを含む化合物半導体
を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部ク
ラッド層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を
製造する際、 レーザ共振器端面となる領域近傍の前記積層構造体の上
方に、SixOyNz膜（x，y，zは1以上。以下、同様。）を
形成した後、アニールを行って、前記SixOyNz膜下に空
孔を生成すると共に、該空孔を前記活性層に達するまで
拡散させて、前記レーザ共振器端面となる領域近傍の前
記活性層を無秩序化してなることを特徴とする半導体レ
ーザ素子の製造方法。 - 【請求項２】 少なくともガリウムを含む化合物半導体
を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部ク
ラッド層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を
製造する際、 レーザ共振器端面となる領域近傍の前記積層構造体の上
方に、SixOyNz膜を形成し、該SixOyNz膜を含む積層構造
体の上面に誘電体膜を形成した後、アニールを行って、
前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空孔を前
記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ共振器端
面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化してなること
を特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項３】 少なくともガリウムを含む化合物半導体
を用いて、基板上に、下部クラッド層、活性層、上部ク
ラッド層を含む積層構造体からなる半導体レーザ素子を
製造する際、 前記積層構造体の上方に、シリコン、酸素、窒素の内、
少なくともシリコンを含む膜を形成する工程と、 前記少なくともシリコンを含む膜の、レーザ共振器端面
となる領域近傍に、酸素原子及び／又は窒素原子をイオ
ン注入して、SixOyNz膜を形成した後、アニールを行っ
て、前記SixOyNz膜下に空孔を生成すると共に、該空孔
を前記活性層に達するまで拡散させて、前記レーザ共振
器端面となる領域近傍の前記活性層を無秩序化してなる
工程と、を含むことを特徴とする半導体レーザ素子の製
造方法。 - 【請求項４】 前記SixOyNz膜は、SixOy膜に窒素原子を
イオン注入して形成されてなることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方
法。 - 【請求項５】 前記SixOyNz膜は、SixNz膜に酸素原子を
イオン注入して形成されてなることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方
法。 - 【請求項６】 前記SixOyNz膜は、Si膜に、窒素原子及
び酸素原子をイオン注入して形成されてなることを特徴
とする請求項1乃至３のいずれかに記載の半導体レーザ
素子の製造方法。 - 【請求項７】 第１導電型の半導体基板上に、少なくと
も、第１導電型のクラッド層、バリア層及びウエル層が
交互に積層された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟ん
でなる活性層、並びに、第２導電型のクラッド層を順次
エピタキシャル成長させる工程と、 該エピタキシャル成長させた層の光出射端面となる領域
近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする工程と、
を含んでなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
かに記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項８】 第１導電型の半導体基板上に、少なくと
も、第１導電型のクラッド層、バリア層及びウエル層が
交互に積層された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟ん
でなる活性層、第２導電型の下部クラッド層、第２導電
型のエッチングストップ層、第２導電型の上部クラッド
層、並びに第２導電型の保護層を順次エピタキシャル成
長させる工程と、 前記エピタキシャル成長させた層の光出射端面となる領
域近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする工程
と、 前記SixOyNz膜を除去した後、前記第２導電型の上部ク
ラッド層、第２導電型保護層に共振器方向のリッジ状の
ストライプ構造を形成する工程と、 前記工程により残された第２導電型保護層と、前記工程
により露出された第２導電型エッチングストップ層上
に、第１導電型電流狭窄層をエピタキシャル成長する工
程と、を含んでなることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項９】 請求項８に記載の半導体レーザ素子の製
造方法において、 第１導電型電流狭窄層をエピタキシャル成長させた後、
第２導電型保護層上に形成された前記第１導電型電流狭
窄層の、光出射端面近傍領域を除く領域を除去する工程
を、含んでなることを特徴とする半導体レーザ素子の製
造方法。 - 【請求項１０】 第１導電型の半導体基板上に、少なく
とも、第１導電型クラッド層、バリア層及びウエル層が
交互に積層された多重量子井戸構造を光ガイド層で挟ん
でなる活性層、第２導電型の下部クラッド層、第２導電
型のエッチングストップ層、第２導電型の上部クラッド
層、並びに第２導電型の保護層を順次エピタキシャル成
長させる工程と、 前記エピタキシャル成長させた層の光出射端面となる領
域近傍上に、SixOyNz膜を形成し、アニールする工程
と、 前記SixOyNz膜を残したまま、前記第２導電型の上部ク
ラッド層、第２導電型の保護層に共振器方向のリッジ状
のストライプ構造を形成する工程と、 前記工程により残された第２導電型保護層と、前記工程
により露出された第２導電型エッチングストップ層上
に、第１導電型電流狭窄層をエピタキシャル成長する工
程と、を含んでなることを特徴とする請求項１乃至６の
いずれかに記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 【請求項１１】 基板上に形成された、少なくとも下部
クラッド層、活性層、上部クラッド層を含む積層構造体
と、該積層構造体の上方の、レーザ共振器端面となる領
域近傍に形成されたSixOyNz膜と、を含む半導体レーザ
素子であって、 前記活性層のバンドギャップは、SixOyNz膜下方よりも
共振器内部の方が小さくてなることを特徴とする半導体
レーザ素子。 - 【請求項１２】 第１導電型の半導体基板上に形成され
た、少なくとも、第１導電型クラッド層、バリア層及び
ウエル層が交互に積層された多重量子井戸構造を光ガイ
ド層を挟んでなる活性層、第２導電型下部クラッド層、
共振器方向にリッジ状のストライプを有する第２導電型
上部クラッド層、前記リッジ状のストライプ側面を埋め
込むよう形成された第１導電型電流狭窄層、並びに第２
導電型上部クラッド層上に形成された第２導電型保護層
と、を含む半導体レーザ素子であって、 前記第２導電型保護層上の光出射端面となる領域近傍上
に、（１１１）面と（１−１−１）面とで挟まれた第１
導電型エピタキシャル成長層が形成され、且つ、光出射
端面となる領域近傍の活性層のバンドギャップが、共振
器内部の活性層の内部のバンドギャップよりも大きくて
なることを特徴とする半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036047A JP2001230491A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036047A JP2001230491A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001230491A true JP2001230491A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18560141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000036047A Pending JP2001230491A (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001230491A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004312018A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Sharp Corp | 半導体デバイスおよび半導体デバイスを製造する方法 |
| US6959026B2 (en) | 2001-12-27 | 2005-10-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element and process for producing the same |
| JP2008263250A (ja) * | 2008-08-08 | 2008-10-30 | Sharp Corp | 半導体レーザ |
| JP2011014832A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体光デバイスの製造方法および半導体光デバイス |
| JP2011233644A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2013168620A (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
| US9225147B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-12-29 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same |
-
2000
- 2000-02-15 JP JP2000036047A patent/JP2001230491A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6959026B2 (en) | 2001-12-27 | 2005-10-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser element and process for producing the same |
| JP2004312018A (ja) * | 2003-04-02 | 2004-11-04 | Sharp Corp | 半導体デバイスおよび半導体デバイスを製造する方法 |
| JP2008263250A (ja) * | 2008-08-08 | 2008-10-30 | Sharp Corp | 半導体レーザ |
| JP2011014832A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体光デバイスの製造方法および半導体光デバイス |
| JP2011233644A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザ素子および半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2013168620A (ja) * | 2012-02-17 | 2013-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザの製造方法 |
| US9225147B2 (en) | 2012-07-31 | 2015-12-29 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device and method of manufacturing the same |
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