JP3755107B2 - Semiconductor laser device manufacturing method and semiconductor laser device - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、半導体レーザ装置の製造方法、および半導体レーザ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リッジ導波路とその両脇に電流ブロック層からなる埋め込み層を備え、さらにそれらの上にコンタクト層を有する構造の従来の半導体レーザ装置とその製造方法について説明する。
【０００３】
図１１は上記の従来の半導体レーザ装置の製造方法を示す図である。まず、ｐ型ＩｎＰ基板上にｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３をエピタキシャル成長させた後、図１１(a) のように、第２クラッド層３上にＳｉＯからなる絶縁膜４を形成し、この絶縁膜をマスクにクラッド層及び活性層をエッチングしてリッジ導波路を形成する。次に、図１１(b) のようにリッジ導波路の両脇に高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２を選択エピタキシャル成長させ、さらに図１１(c) に示すように、ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６を選択エピタキシャル成長させる。この際、ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６はｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２の特定の結晶面上にしか成長しないようにする。これにより、ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６はリッジ導波路の側面に接触しないように形成できる。次に、図１１(d) に示すように、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３を選択エピタキシャル成長させる。この後、図１１(e) のように、絶縁膜４を除去する。最後に、全面にｎ型ＩｎＰコンタクト層をエピタキシャル成長させ、基板裏面の研削、ｐ側電極２０ａ、ｎ側電極２０ｂの形成を行うことによって、図１２に示すような、半導体レーザ装置が完成する。
【０００４】
この半導体レーザ装置においては、ｐ側電極２０ａと、ｎ側電極２０ｂ間に、順方向のバイアス電圧を印加すると、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３，活性層２，ｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１よりなるリッジ導波路に電流が流れて、ｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１側から正孔が、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３側から電子が活性層２に注入され、この活性層２において正孔と電子の発光再結合が起こり、レーザ発振する。
【０００５】
上記の製造方法において、リッジ導波路の各層の成長及び埋め込み層の各電流ブロック層の成長は、それぞれ連続したエピタキシャル成長によって行われ、各層の成長の間にその表面が大気に晒されることは無い。しかし、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２は、エッチング工程において大気に晒されたリッジ導波路側面上に再成長されており、また、ｎ型ＩｎＰコンタクト層も、絶縁膜４のエッチング工程において大気に晒された埋め込み層及びリッジ導波路の上部面上に再成長されている。この再成長が行われた界面を再成長界面と呼ぶ。
【０００６】
上記の再成長界面が、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層とｎ型ＩｎＰ第２クラッド層の間のｐｎ接合面またはｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層とｎ型ＩｎＰコンタクト層の間のｐｎ接合面と一致していると、通電によってこれらのｐｎ接合の順方向電圧が低下し、順方向電流が増加するため、これが活性層以外を流れるリーク電流の増大を招き、レーザのしきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化をもたらすことが知られている。このような問題を避けるため、上記の製造方法においては、ｐ型ＩｎＰ第１及び第３電流ブロック層に添加するｐ型不純物として、拡散が容易なＺｎ等を用い、さらにこれらのｐ型電流ブロック層のキャリア濃度をｎ型クラッド層及びｎ型コンタクト層のキャリア濃度より充分に高くすることにより、エピタキシャル成長工程における基板の加熱またはエピタキシャル成長工程完了後の熱処理によって、このｐ型不純物をｐ型電流ブロック層からｎ型クラッド層及びｎ型コンタクト層に拡散させ、上記再成長界面に接するｎ型クラッド層及びｎ型コンタクト層の薄層部分の導電型をｐ型に反転させるようにしている。これによって、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層とｎ型ＩｎＰコンタクト層の間のｐｎ接合面は、図１２における埋め込み層上部の再成長界面９ａではなく、コンタクト層８内の１４ａの位置に形成され、またｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２とｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３の間のｐｎ接合面は、第２クラッド層側面の再成長界面９ｂではなく、ｎ型クラッド層内の１４ｂの位置に形成される。即ち、上記のｐｎ接合面と再成長界面が一致していない。従って、通電による上記のｐｎ接合の順方向電圧の低下が起こることはなく、これに伴う上記のレーザ特性の劣化も生じない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ｐ型不純物をｐ型電流ブロック層からｎ型クラッド層及びｎ型コンタクト層に拡散させることにより、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる。しかし、このｐ型不純物は、ｎ型クラッド層及びｎ型コンタクト層に拡散するだけではなく、ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６にも拡散する。これによって、ｎ型電流ブロック層のｎ型不純物が補償され、この層のキャリア濃度が低下し、ｐｎｐトランジスタの効果による電流のブロック効果が低下する。これは、リーク電流の増大を招き、レーザ特性を劣化させる原因となる。
【０００８】
この発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、電流ブロック層の電流ブロック効果を低下させることなく、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる半導体レーザ装置の製造方法，及びこれにより製造される半導体レーザ装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項１）は、第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の下層、そのキャリア濃度が該第１電流ブロック層の下層より低い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の上層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の下層及びそのキャリア濃度が該第３電流ブロック層の下層の半導体のキャリア濃度及びコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の上層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものである。
【００１０】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項２）は、第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層及びそのキャリア濃度がコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含むように選択エピタキシャル成長させるものであり、前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものである。
【００１１】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項３）は、上記の半導体レーザ装置の製造方法（請求項２）において、前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる下層と、前記第２導電型の不純物のみを含む半導体からなる中間層と、前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる上層を順に選択エピタキシャル成長させるものである。
【００１２】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項４）は、リッジ導波路と、該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、前記リッジ導波路は、第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、該第１クラッド層上に形成された活性層と、該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、前記埋め込み層は、前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低く、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の第１導電型の半導体のキャリア濃度は、該コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第３電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低いものである。
【００１３】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項５）は、リッジ導波路と、該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、前記リッジ導波路は、第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、該第１クラッド層上に形成された活性層と、該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、前記埋め込み層は、前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第３電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第２電流ブロック層は、結晶格子間に位置し電気的に中性である不純物を含んでいるものである。
【００１４】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項６）は、上記の半導体レーザ装置（請求項５）において、前記の電気的に中性である不純物は、前記第２電流ブロック層の前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層と接する薄層部分にのみ含まれているものである。
【００１５】
【作用】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項１）は、第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の下層、そのキャリア濃度が該第１電流ブロック層の下層より低い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の上層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の下層及びそのキャリア濃度が該第３電流ブロック層の下層の半導体のキャリア濃度及びコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の上層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものであるから、再成長界面であるコンタクト層と第３電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面はコンタクト層側に移動しており、また同じく再成長界面である第２クラッド層と第１電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面は第２クラッド層側に移動している。従って、この方法によって製造された半導体レーザ装置においては、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第１及び第３電流ブロック層の第２電流ブロック層に接する側の層の第１導電型のキャリア濃度は低いため、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層に拡散する第１導電型の不純物は少なく、従って、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００１６】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項２）は、第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層及びそのキャリア濃度がコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含むように選択エピタキシャル成長させるものであり、前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものであるから、再成長界面であるコンタクト層と第３電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面をコンタクト層側に移動させることができ、また同じく再成長界面である第２クラッド層と第１電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面を第２クラッド層側に移動させることができる。従って、この方法によって製造された半導体レーザ装置においては、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第２電流ブロック層は電気的に中性で結晶格子間に位置する不純物を含んでいるため、拡散によって結晶格子間に入り込む第１導電型の不純物は、その動きを前記の中性不純物によって阻止される。これにより、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散が抑制され、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００１７】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項３）は、上記の半導体レーザ装置の製造方法（請求項２）において、前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる下層と、前記第２導電型の不純物のみを含む半導体からなる中間層と、前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる上層を順に選択エピタキシャル成長させるものであるから、この方法によって製造された半導体レーザ装置においては、第１及び第３電流ブロック層からコンタクト層及び第２クラッド層への第１導電型の不純物の拡散により、前述のように通電によるレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第２電流ブロック層において第１及び第３電流ブロック層と接しているのは、前記の中性不純物を含む上層及び下層であるから、前述のように、この上層と下層によって第１及び第３電流ブロック層から第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散を抑制することができ、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。前記の中性不純物は、第２電流ブロック層における第２導電型の不純物の活性化を若干阻害する傾向があるが、上記のように第２電流ブロック層の中間層は第２導電型の不純物のみを含み、前記の中性不純物を含まないため、前述の第２電流ブロック層の全体に中性不純物を導入する場合より、キャリア濃度を高くすることができ、電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化をさらに抑制できる。
【００１８】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項４）は、リッジ導波路と、該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、前記リッジ導波路は、第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、該第１クラッド層上に形成された活性層と、該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、前記埋め込み層は、前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低く、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、該コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第３電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低いものであるから、再成長界面であるコンタクト層と第３電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面はコンタクト層側にあり、また同じく再成長界面である第２クラッド層と第１電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面は第２クラッド層側にある。従って、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第１及び第３電流ブロック層の第２電流ブロック層に接する側の層の第１導電型のキャリア濃度は低いため、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層に拡散する第１導電型の不純物は少なく、従って、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００１９】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項５）は、リッジ導波路と、該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、前記リッジ導波路は、第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、該第１クラッド層上に形成された活性層と、該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、前記埋め込み層は、前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第３電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第２電流ブロック層は、結晶格子間に位置し電気的に中性である不純物を含んでいるものであるから、再成長界面であるコンタクト層と第３電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面はコンタクト層側にあり、また同じく再成長界面である第２クラッド層と第１電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面は第２クラッド層側にある。従って、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第２電流ブロック層は電気的に中性で結晶格子間に位置する不純物を含んでいるため、拡散によって結晶格子間に入り込む第１導電型の不純物は、その動きを前記の中性不純物によって阻止される。これにより、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散が抑制され、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００２０】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項６）は、上記の半導体レーザ装置（請求項５）において、前記の電気的に中性である不純物は、前記第２電流ブロック層の前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層と接する薄層部分にのみ含まれているものであるから、コンタクト層及び第２クラッド層の第１及び第３電流ブロック層と接する薄層部分は、第１導電型となっているため、前述のように通電によるレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第２電流ブロック層において第１及び第３電流ブロック層と接しているのは、前記の中性不純物を含む薄層部分であるから、前述のように、この薄層部分によって第１及び第３電流ブロック層から第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散を抑制することができ、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。前記の中性不純物は、第２電流ブロック層における第２導電型の不純物の活性化を若干阻害する傾向をもつが、第２電流ブロック層の上記の薄層部分以外は第２導電型の不純物のみを含み、前記の中性不純物を含まないため、前述の第２電流ブロック層の全体に中性不純物を導入する場合より、キャリア濃度を高くすることができ、電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化をさらに抑制できる。
【００２１】
【実施例】
実施例１．
この発明の第１の実施例について説明する。
図１に本実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す。まず、ｐ型ＩｎＰ基板上にｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１（約１μｍ）、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２（約０．１μｍ）、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３（約１μｍ）を順に有機金属気相成長法（以後ＭＯＣＶＤ法と略記する）等により連続してエピタキシャル成長させた後、図１(a) に示すようにｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３上の所定の位置にＳｉＯ膜からなる選択成長マスク４（約０．１μｍ）を形成し、これをマスクとしてクラッド層と活性層をエッチングし、リッジ導波路を形成する。次に、図１(b) に示すｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層５（約１μｍ）、図１(c) に示すｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６（約１μｍ）、図１(d) に示すｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層７（約１μｍ）及び図１(e) に示すｎ型ＩｎＰ最終埋込層１０（約０．２μｍ）をＭＯＣＶＤ法等により連続して選択エピタキシャル成長させることによって、埋め込み層を形成する。さらに、図１(f) に示すように、選択成長マスク４を除去した後、全面にｎ型ＩｎＰコンタクト層８（約２μｍ）をエピタキシャル成長させる。この際、ｎ型ＩｎＰ最終埋込層１０とｎ型ＩｎＰコンタクト層８は同じキャリア濃度、組成となるようにする。最後に、基板裏面を研削し、Ｃｒ／Ａｕからなるｎ側電極２０ｂ（約０．２μｍ）及びＡｕＺｎ／Ａｕからなるｐ側電極（約０．２μｍ）２０ａを形成することにより、図２に示すような半導体レーザ装置が完成する。ただし、（）内は各層の厚さである。キャリア濃度は、クラッド層及び電流ブロック層では１０¹⁸ｃｍ^-3程度、ｎ型ＩｎＰコンタクト層では１０¹⁸ｃｍ^-3以上である。また、ｐ型不純物としてはＺｎ等、ｎ型不純物としてはＳｉ，Ｓ等を用いる。
【００２２】
本実施例の製造方法を用いて作製された半導体レーザ装置においては、図２に示すように、電流ブロック層上部のｐｎ接合面１１が、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層７とｎ型ＩｎＰ最終埋込層１０の界面に形成されることになる。この界面は前述の再成長界面ではない。一方、再成長界面であるｎ型ＩｎＰ最終埋込層１０とｎ型ＩｎＰコンタクト層８の界面９ａ（埋め込み層上部の再成長界面）は、ｎ型層間の接合面となっている。このため、上記の第３電流ブロック層と最終埋め込み層の間のｐｎ接合においては、前述の通電により順方向電圧が低下するという問題は発生しない。従って、これによってレーザ特性が劣化することもない。
【００２３】
さらに、本実施例の製造方法においては、埋め込み層上部の再成長界面９ａをｐｎ接合面としないために、ｎ型ＩｎＰ最終埋め込み層を用いており、従来の製造方法で用いているｐ型不純物の拡散という方法を用いていない。従って、このｐ型不純物がｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層に拡散することにより、この層のキャリア濃度が低下し、電流ブロック層の電流ブロック効果が低下するという問題は起きない。本実施例においては、エピタキシャル成長における基板加熱温度を上記のｐ型不純物の拡散が発生しない程度にするか、もしくは、ｐ型の第１及び第３電流ブロック層のキャリア濃度を、これらの層からｐ型不純物の拡散が生じても周囲のｎ型層の導電型をｐ型に反転させない程度の濃度にする。
【００２４】
ただし、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３とｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層５の界面９ｂ（第２クラッド層側面の再成長界面）は、リッジ導波路の側面の一部であり、再成長界面であると同時にｐｎ接合面ともなっており、ここでは通電による順方向電圧の低下が起こる可能性がある。
【００２５】
また、本実施例においては、ＩｎＰ系の半導体レーザ装置について述べたが、他の材料系、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザ装置などでも同様の製造方法及び構造を用いることができる。また、電流ブロック層の層数も３層以外でもよい。
【００２６】
実施例２．
この発明の第２の実施例について説明する。
図３に本実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す。まず、図３(a) に示すように、ｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３からなるリッジ導波路を実施例１とまったく同様の方法で形成する。次に、図３(b) に示すように、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層の下層５ａ、厚さの薄い低キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層の上層５ｂを順に選択エピタキシャル成長させる。さらに、図３(c) に示すように、ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６を選択エピタキシャル成長させた後、図３(d) に示すように、厚さの薄い低キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層の下層７ｂ、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層の上層７ａを順に選択エピタキシャル成長させる。これらの電流ブロック層の成長は、ＭＯＣＶＤ法等を用いて連続して行う。次に、図３(e) に示すように、選択成長マスク４を除去する。最後に、実施例１と同様にｎ型ＩｎＰコンタクト層８の形成、基板裏面の研削、ｐ側電極２０ａ、ｎ側電極２０ｂの形成を行い、図４に示す半導体レーザ装置が完成する。この際、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層の下層５ａのキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３のキャリア濃度より高くなるようにし、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層の上層７ａのキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰコンタクト層８のキャリア濃度より高くなるようにする。これにより、エピタキシャル成長における適切な温度での基板加熱により、第１電流ブロック層の下層５ａ及び第３電流ブロック層の上層７ａから第２クラッド層３及びコンタクト層８へｐ型不純物を拡散させ、ｎ型ＩｎＰからなる第２クラッド層３及びコンタクト層８の電流ブロック層に接する薄層部分の導電型をｐ型に反転させることができる。なお、この拡散はエピタキシャル成長完了後の熱処理によって行ってもよい。
【００２７】
本実施例においては、上記のｐ型不純物の拡散によって、図４に示すように、第３電流ブロック層の上層７ａとコンタクト層８の間のｐｎ接合面（埋め込み層上部のｐｎ接合面）は、再成長界面であるこれら二層間の界面９ａ（埋め込み層上部の再成長界面）よりコンタクト層側の１４ａの位置まで移動し、また、第１電流ブロック層の下層５ａと第２クラッド層３の間のｐｎ接合面（第２クラッド層側面のｐｎ接合面）も、再成長界面であるこれら二層間の界面９ｂ（第２クラッド層側面の再成長界面）より第２クラッド層側の１４ｂの位置まで移動する。
【００２８】
このため、前述のように、これらのｐｎ接合においては、通電により順方向電圧が低下することがなく、従って、これによってレーザ特性が劣化することもない。
【００２９】
一方、ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層６と接するｐ型ＩｎＰからなる第１電流ブロック層の上層５ｂ及び第３電流ブロック層の下層７ｂにおいては、そのキャリア濃度が第１電流ブロック層の下層５ａ及び第３電流ブロック層の上層７ａのキャリア濃度より低いため、第２電流ブロック層に拡散してくるｐ型不純物の量は少ない。従って、このｐ型不純物によって第２電流ブロック層のｎ型不純物が補償されることによる、この層のキャリア濃度の低下は、これによって電流ブロック層の電流ブロック効果が劣化しない程度に抑制される。
【００３０】
上記のように、本実施例においては、電流ブロック層の電流ブロック効果を低下させることなく、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる。
【００３１】
また、本実施例においては、ＩｎＰ系の半導体レーザ装置について述べたが、他の材料系、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザ装置などでも同様の製造方法及び構造を用いることができる。また、電流ブロック層の層数も３層以外でもよい。
【００３２】
実施例３．
この発明の第３の実施例について説明する。
図５に本実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す。まず、図５(a) に示すように、ｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３からなるリッジ導波路を実施例１と同様の方法で形成する。次に、図５(b) に示すように、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２を選択エピタキシャル成長させた後、図５(c) に示すように、ｎ型不純物とともにＣｏ，Ｔｉ等の電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物を含むｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層１５を選択エピタキシャル成長させる。さらに、図５(d) に示すように、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３を選択エピタキシャル成長させる。これらの電流ブロック層の成長は、ＭＯＣＶＤ法等を用いて連続して行う。次に、図３(e) に示すように、選択成長マスク４を除去する。最後に、実施例１と同様にｎ型ＩｎＰコンタクト層８の形成、基板裏面の研削、ｐ側電極２０ａ、ｎ側電極２０ｂの形成を行い、図６に示す半導体レーザ装置が完成する。この際、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３のキャリア濃度より高くなるようにし、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰコンタクト層８のキャリア濃度より高くなるようにする。これにより、エピタキシャル成長における適切な温度での基板加熱により、第１電流ブロック層１２及び第３電流ブロック層１３から第２クラッド層３及びコンタクト層８へｐ型不純物を拡散させ、ｎ型ＩｎＰからなる第２クラッド層３及びコンタクト層８の電流ブロック層に接する薄層部分の導電型をｐ型に反転させることができる。なお、この拡散はエピタキシャル成長完了後の熱処理によって行ってもよい。
【００３３】
本実施例においても、上記のｐ型不純物の拡散によって、図６に示すように、第３電流ブロック層１３とコンタクト層８の間のｐｎ接合面（埋め込み層上部のｐｎ接合面）は、再成長界面であるこれら二層間の界面９ａ（埋め込み層上部の再成長界面）よりコンタクト層側の１４ａの位置まで移動し、また、第１電流ブロック層１２と第２クラッド層３の間のｐｎ接合面（第２クラッド層側面のｐｎ接合面）も、再成長界面であるこれら二層間の界面９ｂ（第２クラッド層側面の再成長界面）より第２クラッド層側の１４ｂの位置まで移動する。このため、前述のように、これらのｐｎ接合においては、通電により順方向電圧が低下することがなく、従って、これによってレーザ特性が劣化することもない。
【００３４】
一方、ｐ型ＩｎＰ第１及び第３電流ブロック層からｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層に拡散してくるｐ型不純物は結晶格子間に入るが、第２電流ブロック層は、予め電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物を含んでいるため、このｐ型不純物の拡散は抑制される。従って、このｐ型不純物によって第２電流ブロック層のｎ型不純物が補償されることによる、この層のキャリア濃度の低下は充分に小さくでき、電流ブロック層の電流ブロック効果の低下は防止できる。
【００３５】
上記のように、本実施例においては、電流ブロック層の電流ブロック効果を低下させることなく、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる。
【００３６】
また、本実施例においては、ＩｎＰ系の半導体レーザ装置について述べたが、他の材料系、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザ装置などでも同様の製造方法及び構造を用いることができる。また、電流ブロック層の層数も３層以外でもよい。
【００３７】
実施例４．
この発明の第４の実施例について説明する。
図７に本実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示す。まず、実施例３と同様に、ｐ型ＩｎＰ第１クラッド層１、アンドープＩｎＧａＡｓＰ活性層２、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３からなるリッジ導波路を形成した後、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２を選択エピタキシャル成長させる。次に、図７(a) に示すように、ｎ型不純物とともにＣｏ，Ｔｉ等の電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物を含む厚さの薄いｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の下層１５ｂを選択エピタキシャル成長させ、さらに図７(b) に示すように、ｎ型不純物のみを含むｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の中間層１５ａを選択エピタキシャル成長させる。次に、図７(c) に示すように、再度ｎ型不純物とともにＣｏ，Ｔｉ等の電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物を含む厚さの薄いｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の上層１５ｃを選択エピタキシャル成長させる。この後の工程は、実施例３と同じであり、高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３を選択エピタキシャル成長させ、選択成長マスク４を除去した後、ｎ型ＩｎＰコンタクト層８の形成、基板裏面の研削、ｐ側電極２０ａ、ｎ側電極２０ｂの形成を行う。ただし、電流ブロック層各層の成長は、ＭＯＣＶＤ法等を用いて連続して行う。これにより、図８に示す半導体レーザ装置が完成する。この際、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３のキャリア濃度より高くなるようにし、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰコンタクト層８のキャリア濃度より高くなるようにする。これにより、エピタキシャル成長における適切な温度での基板加熱により、第１電流ブロック層１２及び第３電流ブロック層１３から第２クラッド層３及びコンタクト層８へｐ型不純物を拡散させ、ｎ型ＩｎＰからなる第２クラッド層３及びコンタクト層８の電流ブロック層に接する薄層部分の導電型をｐ型に反転させることができる。なお、この拡散はエピタキシャル成長完了後の熱処理によって行ってもよい。
【００３８】
本実施例においても、上記のｐ型不純物の拡散によって、図８に示すように、第３電流ブロック層１３とコンタクト層８の間のｐｎ接合面（埋め込み層上部のｐｎ接合面）は、再成長界面であるこれら二層間の界面９ａ（埋め込み層上部の再成長界面）よりコンタクト層側の１４ａの位置まで移動し、また、第１電流ブロック層１２と第２クラッド層３の間のｐｎ接合面（第２クラッド層側面のｐｎ接合面）も、再成長界面であるこれら二層間の界面９ｂ（第２クラッド層側面の再成長界面）より第２クラッド層側の１４ｂの位置まで移動する。このため、前述のように、これらのｐｎ接合においては、通電により順方向電圧が低下することがなく、従って、これによってレーザ特性が劣化することもない。
【００３９】
一方、前述のようにｐ型ＩｎＰ第１及び第３電流ブロック層からｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層に拡散してくるｐ型不純物は結晶格子間に入るが、第１及び第３電流ブロック層と接する第２電流ブロック層の上層と下層は、予め電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物を含んでいるため、このｐ型不純物の拡散は抑制される。従って、このｐ型不純物によって第２電流ブロック層のｎ型不純物が補償されることによる、この層のキャリア濃度の低下は充分に小さくできる。また、上記の中性不純物は、第２電流ブロック層におけるｎ型の不純物の活性化を若干阻害する傾向をもつが、第２電流ブロック層の中間層１５ａはｎ型不純物のみを含み、上記の中性不純物を含まないため、実施例３の第２電流ブロック層の全体に中性不純物を導入する場合より、キャリア濃度を高くすることができ、電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化をさらに抑制できる。
【００４０】
上記のように、本実施例においても、電流ブロック層の電流ブロック効果を低下させることなく、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる。
【００４１】
また、本実施例においては、ＩｎＰ系の半導体レーザ装置について述べたが、他の材料系、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザ装置などでも同様の製造方法及び構造を用いることができる。また、電流ブロック層の層数も３層以外でもよい。
【００４２】
実施例５．
この発明の第５の実施例について説明する。
図９に本実施例による半導体レーザ装置の断面図を示す。図中の１６は、ｎ型不純物とともにホールトラップとなる不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層である。この半導体レーザ装置は、実施例３においてｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層に導入された、電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物の代わりにホールトラップとなる不純物を用いたものである。本実施例の製造方法は、第２電流ブロック層のエピタキシャル成長において、ｎ型不純物とともにＣｏ等のホールトラップとなる不純物を含むようにＩｎＰを成長させる点を除けば、実施例３とまったく同じである。この際、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３のキャリア濃度より高くなるようにし、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰコンタクト層８のキャリア濃度より高くなるようにする。これにより、エピタキシャル成長における適切な温度での基板加熱により、第１電流ブロック層１２及び第３電流ブロック層１３から第２クラッド層３及びコンタクト層８へｐ型不純物を拡散させ、ｎ型ＩｎＰからなる第２クラッド層３及びコンタクト層８の電流ブロック層に接する薄層部分の導電型をｐ型に反転させることができる。なお、この拡散はエピタキシャル成長完了後の熱処理によって行ってもよい。
【００４３】
本実施例においても、上記のｐ型不純物の拡散によって、図９に示すように、第３電流ブロック層１３とコンタクト層８の間のｐｎ接合面（埋め込み層上部のｐｎ接合面）は、再成長界面であるこれら二層間の界面９ａ（埋め込み層上部の再成長界面）よりコンタクト層側の１４ａの位置まで移動し、また、第１電流ブロック層１２と第２クラッド層３の間のｐｎ接合面（第２クラッド層側面のｐｎ接合面）も、再成長界面であるこれら二層間の界面９ｂ（第２クラッド層側面の再成長界面）より第２クラッド層側の１４ｂの位置まで移動する。このため、前述のように、これらのｐｎ接合においては、通電により順方向電圧が低下することがなく、従って、これによってレーザ特性が劣化することもない。
【００４４】
一方、第２電流ブロック層は、予めホールトラップとなる不純物を含んでいるため、ｐ型ＩｎＰ第１及び第３電流ブロック層からｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層へのホールの拡散が抑制され、電流ブロック層の電流ブロック効果の低下を防止できる。
【００４５】
上記のように、本実施例においては、電流ブロック層の電流ブロック効果を低下させることなく、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる。
【００４６】
また、本実施例においては、ＩｎＰ系の半導体レーザ装置について述べたが、他の材料系、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザ装置などでも同様の製造方法及び構造を用いることができる。また、電流ブロック層の層数も３層以外でもよい。
【００４７】
実施例６．
この発明の第６の実施例について説明する。
図１０に本実施例による半導体レーザ装置の断面図を示す。図中の１６ｂと１６ｃは、ｎ型不純物とともにホールトラップとなる不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の下層と上層であり、１６ａはｎ型不純物のみが導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の中間層である。この半導体レーザ装置は、実施例４においてｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の上層及び下層に導入された、電気的に中性であり結晶格子間に入る不純物の代わりにホールトラップとなる不純物を用いたものである。本実施例の製造方法は、第２電流ブロック層の上層と下層のエピタキシャル成長において、ｎ型不純物とともにＣｏ等のホールトラップとなる不純物を含むようにＩｎＰを成長させる点を除けば、実施例４とまったく同じである。この際、ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層１２のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層３のキャリア濃度より高くなるようにし、ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層１３のキャリア濃度は、ｎ型ＩｎＰコンタクト層８のキャリア濃度より高くなるようにする。これにより、エピタキシャル成長における適切な温度での基板加熱により、第１電流ブロック層１２及び第３電流ブロック層１３から第２クラッド層３及びコンタクト層８へｐ型不純物を拡散させ、ｎ型ＩｎＰからなる第２クラッド層３及びコンタクト層８の電流ブロック層に接する薄層部分の導電型をｐ型に反転させることができる。なお、この拡散はエピタキシャル成長完了後の熱処理によって行ってもよい。
【００４８】
本実施例においても、上記のｐ型不純物の拡散によって、図１０に示すように、第３電流ブロック層１３とコンタクト層８の間のｐｎ接合面（埋め込み層上部のｐｎ接合面）は、再成長界面であるこれら二層間の界面９ａ（埋め込み層上部の再成長界面）よりコンタクト層側の１４ａの位置まで移動し、また、第１電流ブロック層１２と第２クラッド層３の間のｐｎ接合面（第２クラッド層側面のｐｎ接合面）も、再成長界面であるこれら二層間の界面９ｂ（第２クラッド層側面の再成長界面）より第２クラッド層側の１４ｂの位置まで移動する。このため、前述のように、これらのｐｎ接合においては、通電により順方向電圧が低下することがなく、従って、これによってレーザ特性が劣化することもない。
【００４９】
一方、第１及び第３電流ブロック層と接する第２電流ブロック層の上層と下層は、予めホールトラップとなる不純物を含んでいるため、ｐ型ＩｎＰ第１及び第３電流ブロック層からｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層へのホールの拡散は抑制される。また、ホールトラップとなる不純物は、第２電流ブロック層におけるｎ型の不純物の活性化を若干阻害する傾向をもつが、第２電流ブロック層の中間層１６ａはｎ型不純物のみを含み、ホールトラップとなる不純物を含まないため、実施例５の第２電流ブロック層の全体にホールトラップとなる不純物を導入する場合より、キャリア濃度を高くすることができ、電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化をさらに抑制できる。
【００５０】
上記のように、本実施例においても、電流ブロック層の電流ブロック効果を低下させることなく、通電によるレーザ特性の劣化を防止することができる。
【００５１】
また、本実施例においては、ＩｎＰ系の半導体レーザ装置について述べたが、他の材料系、例えばＧａＡｓ系の半導体レーザ装置などでも同様の製造方法及び構造を用いることができる。また、電流ブロック層の層数も３層以外でもよい。
【００５２】
【発明の効果】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項１）は、第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の下層、そのキャリア濃度が該第１電流ブロック層の下層より低い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の上層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の下層及びそのキャリア濃度が該第３電流ブロッ４層の下層の半導体のキャリア濃度及びコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の上層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものであるから、再成長界面であるコンタクト層と第３電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面はコンタクト層側に移動しており、また同じく再成長界面である第２クラッド層と第１電流ブロック層の界面より、これらの層の間のｐｎ接合面は第２クラッド層側に移動している。従って、この方法によって製造された半導体レーザ装置においては、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層に拡散する第１導電型の不純物は少なく、従って、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００５３】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項２）は、第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層及びそのキャリア濃度がコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、前記絶縁膜を除去する工程と、前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含むように選択エピタキシャル成長させるものであり、前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものであるから、再成長界面であるコンタクト層，第２クラッド層と電流ブロック層の間の界面より、ｐｎ接合面を移動させることができる。従って、この方法によって製造された半導体レーザ装置においては、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散が前記の中性不純物によって抑制され、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００５４】
この発明に係わる半導体レーザ装置の製造方法（請求項３）は、上記の半導体レーザ装置の製造方法（請求項２）において、前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる下層と、前記第２導電型の不純物のみを含む半導体からなる中間層と、前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる上層を順に選択エピタキシャル成長させるものであるから、この方法によって製造された半導体レーザ装置においては、第１及び第３電流ブロック層からコンタクト層及び第２クラッド層への第１導電型の不純物の拡散により、前述のように通電によるレーザ特性の劣化を防止できる。一方、前記の中性不純物を含む第２電流ブロック層の上層及び下層によって第１及び第３電流ブロック層から第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散を抑制することができ、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。また、上記のように第２電流ブロック層の中間層は第２導電型の不純物のみを含み、前記の中性不純物を含まないため、前述の第２電流ブロック層の全体に中性不純物を導入する場合より、キャリア濃度を高くすることができ、電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化をさらに抑制できる。
【００５５】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項４）は、リッジ導波路と、該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、前記リッジ導波路は、第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、該第１クラッド層上に形成された活性層と、該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、前記埋め込み層は、前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低く、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、該コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第３電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低いものであるから、再成長界面であるコンタクト層，第２クラッド層と電流ブロック層の界面とｐｎ接合面は異なる位置にある。従って、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層に拡散する第１導電型の不純物は少なく、従って、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００５６】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項５）は、リッジ導波路と、該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、前記リッジ導波路は、第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、該第１クラッド層上に形成された活性層と、該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、前記埋め込み層は、前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、前記第１電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第３電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、前記第２電流ブロック層は、結晶格子間に位置し電気的に中性である不純物を含んでいるものであるから、再成長界面であるコンタクト層，第２クラッド層と電流ブロック層の界面とｐｎ接合面は異なる位置にある。従って、通電によるｐｎ接合の順方向電圧の低下を回避でき、しきい値電流の上昇、光出力の低下等のレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第２電流ブロック層中の電気的に中性で結晶格子間に位置する不純物により、第１及び第３電流ブロック層から第２導電型の第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散が抑制され、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。
【００５７】
この発明に係わる半導体レーザ装置（請求項６）は、上記の半導体レーザ装置（請求項５）において、前記の電気的に中性である不純物は、前記第２電流ブロック層の前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層と接する薄層部分にのみ含まれているものであるから、コンタクト層及び第２クラッド層の第１及び第３電流ブロック層と接する薄層部分は、第１導電型となっているため、前述のように通電によるレーザ特性の劣化を防止できる。一方、第２電流ブロック層において第１及び第３電流ブロック層と接している前記の中性不純物を含む薄層部分によって第１及び第３電流ブロック層から第２電流ブロック層への第１導電型の不純物の拡散を抑制することができ、第２電流ブロック層のキャリア濃度の低下による電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化を低減できる。また、第２電流ブロック層の上記の薄層部分以外は第２導電型の不純物のみを含み、前記の中性不純物を含まないため、前述の第２電流ブロック層の全体に中性不純物を導入する場合より、キャリア濃度を高くすることができ、電流ブロック層の電流ブロック効果の劣化をさらに抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示した断面図である。
【図２】 この発明の第１の実施例による半導体レーザ装置の断面図である。
【図３】 この発明の第２の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示した断面図である。
【図４】 この発明の第２の実施例による半導体レーザ装置の断面図である。
【図５】 この発明の第３の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示した断面図である。
【図６】 この発明の第３の実施例による半導体レーザ装置の断面図である。
【図７】 この発明の第４の実施例による半導体レーザ装置の製造方法を示した断面図である。
【図８】 この発明の第４の実施例による半導体レーザ装置の断面図である。
【図９】 この発明の第５の実施例による半導体レーザ装置の断面図である。
【図１０】 この発明の第６の実施例による半導体レーザ装置の断面図である。
【図１１】 従来の半導体レーザ装置の製造方法を示した断面図である。
【図１２】 従来の半導体レーザ装置の断面図である。
【符号の説明】
１ ｐ型ＩｎＰ第１クラッド層
２ 活性層
３ ｎ型ＩｎＰ第２クラッド層
４ 選択成長マスク
５ ｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層
５ａ 高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層の下層
５ｂ 低キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層の上層
６ ｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層
７ ｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層
７ａ 高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層の上層
７ｂ 低キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層の下層
８ ｎ型ＩｎＰコンタクト層
９ａ 埋め込み層上部の再成長界面
９ｂ 第２クラッド層側面の再成長界面
１０ ｎ型ＩｎＰ最終埋め込み層
１１ 電流ブロック層上部のｐｎ接合面
１２ 高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第１電流ブロック層
１３ 高キャリア濃度のｐ型ＩｎＰ第３電流ブロック層
１４ａ 埋め込み層上部のｐｎ接合面
１４ｂ 第２クラッド層側面のｐｎ接合面
１５ 中性不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層
１５ａ ｎ型不純物のみが導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の中間層
１５ｂ 中性不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の下層
１５ｃ 中性不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の上層
１６ ホールトラップとなる不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層
１６ａ ｎ型不純物のみが導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の中間層
１６ｂ ホールトラップとなる不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の下層
１６ｃ ホールトラップとなる不純物が導入されたｎ型ＩｎＰ第２電流ブロック層の上層
２０ａ ｐ側電極
２０ｂ ｎ側電極。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a semiconductor laser device manufacturing method and a semiconductor laser device.
[0002]
[Prior art]
A conventional semiconductor laser device having a structure having a ridge waveguide and a buried layer made of a current blocking layer on both sides of the ridge waveguide and further having a contact layer thereon will be described.
[0003]
FIG. 11 is a view showing a method of manufacturing the above-described conventional semiconductor laser device. First, after the p-type InP first cladding layer 1, the InGaAsP active layer 2, and the n-type InP second cladding layer 3 are epitaxially grown on the p-type InP substrate, the second cladding layer 3 as shown in FIG. 11 (a). An insulating film 4 made of SiO is formed thereon, and the cladding layer and the active layer are etched using this insulating film as a mask to form a ridge waveguide. Next, the p-type InP first current blocking layer 12 having a high carrier concentration is selectively epitaxially grown on both sides of the ridge waveguide as shown in FIG. 11 (b). Further, as shown in FIG. The second current blocking layer 6 is selectively epitaxially grown. At this time, the n-type InP second current blocking layer 6 is grown only on a specific crystal plane of the p-type InP first current blocking layer 12. Thereby, the n-type InP second current blocking layer 6 can be formed so as not to contact the side surface of the ridge waveguide. Next, as shown in FIG. 11D, the p-type InP third current blocking layer 13 having a high carrier concentration is selectively epitaxially grown. Thereafter, the insulating film 4 is removed as shown in FIG. Finally, an n-type InP contact layer is epitaxially grown on the entire surface, the back surface of the substrate is ground, and the p-side electrode 20a and the n-side electrode 20b are formed, thereby completing the semiconductor laser device as shown in FIG.
[0004]
In this semiconductor laser device, when a forward bias voltage is applied between the p-side electrode 20a and the n-side electrode 20b, the n-type InP second cladding layer 3, the active layer 2, and the p-type InP first cladding layer 1 are applied. A current flows through the ridge waveguide formed by the above, and holes are injected into the active layer 2 from the p-type InP first cladding layer 1 side and electrons from the n-type InP second cladding layer 3 side. Light emission recombination of holes and electrons occurs and laser oscillation occurs.
[0005]
In the above manufacturing method, the growth of each layer of the ridge waveguide and the growth of each current blocking layer of the buried layer are performed by continuous epitaxial growth, and the surface thereof is not exposed to the atmosphere during the growth of each layer. However, the p-type InP first current blocking layer 12 is regrowth on the side surface of the ridge waveguide exposed to the atmosphere in the etching process, and the n-type InP contact layer is also in the atmosphere in the etching process of the insulating film 4. And regrowth on the top surface of the buried layer and ridge waveguide exposed. The interface where this regrowth is performed is called a regrowth interface.
[0006]
The regrowth interface is a pn junction surface between the p-type InP first current blocking layer and the n-type InP second cladding layer or a pn junction surface between the p-type InP third current blocking layer and the n-type InP contact layer. , The forward voltage of these pn junctions decreases due to energization, and the forward current increases. This causes an increase in leakage current that flows outside the active layer, resulting in an increase in laser threshold current. It is known to cause deterioration of laser characteristics such as a decrease in light output. In order to avoid such a problem, in the above manufacturing method, Zn or the like that is easily diffused is used as the p-type impurity added to the p-type InP first and third current blocking layers, and these p-type current blocks are further used. By making the carrier concentration of the layer sufficiently higher than the carrier concentration of the n-type cladding layer and the n-type contact layer, the p-type impurity is removed by heating the substrate in the epitaxial growth step or heat treatment after completion of the epitaxial growth step. Are diffused into the n-type cladding layer and the n-type contact layer, and the conductivity type of the thin layer portions of the n-type cladding layer and the n-type contact layer in contact with the regrowth interface is reversed to the p-type. As a result, the pn junction surface between the p-type InP third current blocking layer and the n-type InP contact layer is formed not at the regrowth interface 9a above the buried layer in FIG. 12 but at the position 14a in the contact layer 8. In addition, the pn junction surface between the p-type InP first current blocking layer 12 and the n-type InP second cladding layer 3 is not the regrowth interface 9b on the side surface of the second cladding layer but the position 14b in the n-type cladding layer. Formed. That is, the pn junction surface and the regrowth interface do not match. Therefore, the forward voltage of the pn junction does not decrease due to energization, and the laser characteristics are not deteriorated accordingly.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, by diffusing p-type impurities from the p-type current blocking layer to the n-type cladding layer and the n-type contact layer, it is possible to prevent the laser characteristics from being deteriorated due to energization. However, the p-type impurity not only diffuses into the n-type cladding layer and the n-type contact layer, but also diffuses into the n-type InP second current blocking layer 6. This compensates for n-type impurities in the n-type current blocking layer, lowers the carrier concentration of this layer, and reduces the current blocking effect due to the effect of the pnp transistor. This causes an increase in leakage current and causes a deterioration in laser characteristics.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and a method of manufacturing a semiconductor laser device capable of preventing deterioration of laser characteristics due to energization without reducing the current blocking effect of the current blocking layer, and the same It aims at providing the semiconductor laser device manufactured by this.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 1) includes a first clad layer made of a semiconductor of the first conductivity type, an active layer on the main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type, A step of epitaxially growing a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a step of forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer, and a mask of the insulating film; Etching the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer to form a ridge waveguide; and on both sides of the ridge waveguide, the carrier concentration of the second cladding layer is A lower layer of the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor higher than a carrier concentration of the second conductivity type semiconductor, and the first conductivity type semiconductor having a carrier concentration lower than that of the lower layer of the first current block layer. A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type formed so as to be isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current blocking layer. The lower layer of the third current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the carrier concentration thereof are determined by the carrier concentration of the semiconductor under the third current block layer and the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer. Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing an upper layer of a third current blocking layer made of a high semiconductor of the first conductivity type; removing the insulating film; over the second cladding layer; And a step of epitaxially growing a contact layer made of the second conductivity type semiconductor on the three current blocking layers, From the first current blocking layer and the third current blocking layer by heating in the step of forming a selective layer by selective epitaxial growth and in the step of epitaxially growing the contact layer, or by heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer. A thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the third current blocking layer of the contact layer by diffusing the first conductivity type impurity in the two cladding layers and the contact layer The thin layer portion in contact with the semiconductor is the first conductivity type semiconductor.
[0010]
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 2) includes a first clad layer made of a semiconductor of the first conductivity type, an active layer on the main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type, A step of epitaxially growing a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a step of forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer, and a mask of the insulating film; Etching the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer to form a ridge waveguide; and on both sides of the ridge waveguide, the carrier concentration of the second cladding layer is A first current block layer made of the first conductivity type semiconductor having a carrier concentration higher than that of the second conductivity type semiconductor is isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current block layer. A second current block layer made of the second conductivity type semiconductor formed and a third current block made of the first conductivity type semiconductor whose carrier concentration is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer. Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing the layers, removing the insulating film, and a contact made of the second conductivity type semiconductor on the second cladding layer and the third current blocking layer. Selective epitaxial growth of the second current block layer in the step of forming the buried layer includes an impurity which is located between crystal lattices and becomes electrically neutral. A step of forming the buried layer by selective epitaxial growth; The first current blocking layer and the third current blocking layer are transferred from the first current blocking layer and the third current blocking layer to the second cladding layer and the contact layer by heating in the step of epitaxially growing the tact layer or heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer. By diffusing impurities of one conductivity type, the thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the thin layer portion of the contact layer in contact with the third current blocking layer are converted into the first conductivity type. It is intended to be a semiconductor.
[0011]
The method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 3) is the above-described method for manufacturing a semiconductor laser device (Claim 2), wherein the selective epitaxial growth of the second current blocking layer in the step of forming the buried layer is A lower layer made of the second conductivity type semiconductor, which is located between the crystal lattices and contains electrically neutral impurities, an intermediate layer made of a semiconductor containing only the second conductivity type impurities, and the crystal The upper layer made of the semiconductor of the second conductivity type including impurities which are located between the lattices and become electrically neutral is selectively epitaxially grown in order.
[0012]
A semiconductor laser device according to the present invention (Claim 4) is formed on a ridge waveguide, a buried layer formed on both sides of the ridge waveguide, on the buried layer and on the entire surface of the ridge waveguide. The ridge waveguide is formed on the active layer, the active layer formed on the first cladding layer, and the active layer formed on the active layer. The main part is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the buried layer is formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide. In addition, the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the ridge waveguide formed on a portion of the first current block layer other than the vicinity of the ridge waveguide are the first current block layer. Near the ridge waveguide of the current blocking layer A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type, isolated on the first current blocking layer, on the vicinity of the ridge of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer. A third current blocking layer made of a semiconductor of one conductivity type, and the contact layer has a main part made of a semiconductor of the second conductivity type, and the contact layer of the first current blocking layer The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion in contact with the ridge waveguide is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the second cladding layer, and the second cladding layer and the first current blocking layer A thin layer on the second cladding layer side of the interface in the vicinity of the interface is made of the same semiconductor of the first conductivity type as that of the semiconductor of the first current blocking layer. The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the block layer in contact with the second current block layer is the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the first current block layer in contact with the ridge waveguide. The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current blocking layer in contact with the contact layer is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the contact layer, The thin layer on the contact layer side of the interface in the vicinity of the interface between the contact layer and the third current blocking layer is made of the same first conductivity type semiconductor as that of the third current blocking layer. And the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current block layer in contact with the second current block layer is the contour of the contour of the third current block layer. The carrier concentration of the portion of the first conductivity type semiconductor that is in contact with the first layer is lower.
[0013]
A semiconductor laser device according to the present invention (Claim 5) is formed on a ridge waveguide, a buried layer formed on both sides of the ridge waveguide, and on the buried layer and the entire surface of the ridge waveguide. The ridge waveguide is formed on the active layer, the active layer formed on the first cladding layer, and the active layer formed on the active layer. The main part is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the buried layer is formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide. In addition, the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the ridge waveguide formed on a portion of the first current block layer other than the vicinity of the ridge waveguide are the first current block layer. Near the ridge waveguide of the current blocking layer A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type, isolated on the first current blocking layer, on the vicinity of the ridge of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer. A third current blocking layer made of a semiconductor of one conductivity type, and the contact layer has a main part made of a semiconductor of the second conductivity type, and the contact layer of the first current blocking layer The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the second cladding layer, and is in the vicinity of the interface between the second cladding layer and the first current blocking layer. The thin layer on the second cladding layer side of the interface is made of the same semiconductor as that of the first current blocking layer, and the thin layer of the third current blocking layer is the same as that of the first current blocking layer. The carrier concentration of the one conductivity type semiconductor is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main part of the contact layer, and the interface of the interface in the vicinity of the interface between the contact layer and the third current blocking layer is The thin layer on the contact layer side is made of the first conductivity type semiconductor that is the same as the semiconductor conductivity type of the third current block layer, and the second current block layer is located between the crystal lattices and is electrically connected. It contains impurities that are neutral in nature.
[0014]
The semiconductor laser device according to the present invention (Claim 6) is the above-described semiconductor laser device (Claim 5), wherein the electrically neutral impurity is the first current block of the second current block layer. And only the thin layer portion in contact with the third current blocking layer.
[0015]
[Action]
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 1) includes a first clad layer made of a semiconductor of the first conductivity type, an active layer on the main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type, A step of epitaxially growing a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a step of forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer, and a mask of the insulating film; Etching the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer to form a ridge waveguide; and on both sides of the ridge waveguide, the carrier concentration of the second cladding layer is A lower layer of the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor higher than a carrier concentration of the second conductivity type semiconductor, and the first conductivity type semiconductor having a carrier concentration lower than that of the lower layer of the first current block layer. A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type formed so as to be isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current blocking layer. The lower layer of the third current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the carrier concentration thereof are determined by the carrier concentration of the semiconductor under the third current block layer and the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer. Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing an upper layer of a third current blocking layer made of a high semiconductor of the first conductivity type; removing the insulating film; over the second cladding layer; And a step of epitaxially growing a contact layer made of the second conductivity type semiconductor on the three current blocking layers, From the first current blocking layer and the third current blocking layer by heating in the step of forming a selective layer by selective epitaxial growth and in the step of epitaxially growing the contact layer, or by heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer. A thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the third current blocking layer of the contact layer by diffusing the first conductivity type impurity in the two cladding layers and the contact layer Since the thin-layer portion in contact with the first conductive type semiconductor is the semiconductor layer of the first conductivity type, the pn junction surface between these layers is closer to the contact layer side than the interface between the regrowth interface and the third current blocking layer. The second cladding layer and the first current block, which are also regrowth interfaces From the interface of the layers, the pn junction surface between these layers moves to the second cladding layer side. Therefore, in the semiconductor laser device manufactured by this method, a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization can be avoided, and deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in light output can be prevented. On the other hand, since the first conductivity type carrier concentration of the first and third current block layers on the side in contact with the second current block layer is low, the second current of the second conductivity type from the first and third current block layers is low. There are few impurities of the first conductivity type diffusing into the block layer, and therefore the deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer can be reduced.
[0016]
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 2) includes a first clad layer made of a semiconductor of the first conductivity type, an active layer on the main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type, A step of epitaxially growing a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a step of forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer, and a mask of the insulating film; Etching the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer to form a ridge waveguide; and on both sides of the ridge waveguide, the carrier concentration of the second cladding layer is A first current block layer made of the first conductivity type semiconductor having a carrier concentration higher than that of the second conductivity type semiconductor is isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current block layer. A second current block layer made of the second conductivity type semiconductor formed and a third current block made of the first conductivity type semiconductor whose carrier concentration is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer. Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing the layers, removing the insulating film, and a contact made of the second conductivity type semiconductor on the second cladding layer and the third current blocking layer. Selective epitaxial growth of the second current block layer in the step of forming the buried layer includes an impurity which is located between crystal lattices and becomes electrically neutral. A step of forming the buried layer by selective epitaxial growth; From the first current blocking layer and the third current blocking layer to the second cladding layer and the contact layer by the heating in the step of epitaxially growing the tact layer or the heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer, By diffusing impurities of one conductivity type, the thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the thin layer portion of the contact layer in contact with the third current blocking layer are converted into the first conductivity type. Therefore, the pn junction surface between these layers can be moved to the contact layer side from the interface between the contact layer and the third current blocking layer, which is the regrowth interface, and also regrowth. From the interface between the second cladding layer and the first current blocking layer, which is the interface, the pn junction surface between these layers is connected to the second It can be moved to the bed layer side. Therefore, in the semiconductor laser device manufactured by this method, a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization can be avoided, and deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in light output can be prevented. On the other hand, since the second current blocking layer is electrically neutral and contains impurities located between the crystal lattices, the first conductivity type impurities that enter between the crystal lattices by diffusion diffuse the movement of the neutral impurities. Is prevented by. Thereby, diffusion of the first conductivity type impurity from the first and third current block layers to the second current block layer of the second conductivity type is suppressed, and the current block layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current block layer The deterioration of the current blocking effect can be reduced.
[0017]
The method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 3) is the above-described method for manufacturing a semiconductor laser device (Claim 2), wherein the selective epitaxial growth of the second current blocking layer in the step of forming the buried layer is A lower layer made of the second conductivity type semiconductor, which is located between the crystal lattices and contains electrically neutral impurities, an intermediate layer made of a semiconductor containing only the second conductivity type impurities, and the crystal Since the upper layer made of the semiconductor of the second conductivity type, which is located between the lattices and contains the electrically neutral impurity, is sequentially epitaxially grown, in the semiconductor laser device manufactured by this method, The diffusion of the first conductivity type impurity from the third current blocking layer to the contact layer and the second cladding layer prevents the deterioration of the laser characteristics due to energization as described above. It can be. On the other hand, since the upper and lower layers containing the neutral impurities are in contact with the first and third current blocking layers in the second current blocking layer, as described above, the first and third current blocking layers depend on the first and third layers. The diffusion of the first conductivity type impurity from the third current blocking layer to the second current blocking layer can be suppressed, and the deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer is reduced. it can. The neutral impurities tend to slightly inhibit the activation of the second conductivity type impurities in the second current block layer. As described above, the intermediate layer of the second current block layer has the second conductivity type impurities. The carrier concentration can be made higher than the case where neutral impurities are introduced into the entire second current blocking layer, and the current blocking effect of the current blocking layer is reduced. Deterioration can be further suppressed.
[0018]
A semiconductor laser device according to the present invention (Claim 4) is formed on a ridge waveguide, a buried layer formed on both sides of the ridge waveguide, on the buried layer and on the entire surface of the ridge waveguide. The ridge waveguide is formed on the active layer, the active layer formed on the first cladding layer, and the active layer formed on the active layer. The main part is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the buried layer is formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide. In addition, the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the ridge waveguide formed on a portion of the first current block layer other than the vicinity of the ridge waveguide are the first current block layer. Near the ridge waveguide of the current blocking layer A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type, isolated on the first current blocking layer, on the vicinity of the ridge of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer. A third current blocking layer made of a semiconductor of one conductivity type, and the contact layer has a main part made of a semiconductor of the second conductivity type, and the contact layer of the first current blocking layer The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion in contact with the ridge waveguide is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the second cladding layer, and the second cladding layer and the first current blocking layer A thin layer on the second cladding layer side of the interface in the vicinity of the interface is made of the same semiconductor of the first conductivity type as that of the semiconductor of the first current blocking layer. The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the block layer in contact with the second current block layer is greater than the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the first current block layer in contact with the ridge waveguide. The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current blocking layer in contact with the contact layer is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the contact layer, The thin layer on the contact layer side of the interface in the vicinity of the interface between the contact layer and the third current blocking layer is made of the same first conductivity type semiconductor as that of the third current blocking layer. And the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current block layer in contact with the second current block layer is the contour of the contour of the third current block layer. The pn junction surface between these layers is lower than the interface between the contact layer and the third current blocking layer, which is the regrowth interface. The pn junction surface between these layers is on the second cladding layer side from the interface between the second cladding layer and the first current blocking layer which is on the contact layer side and is also a regrowth interface. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization, and it is possible to prevent deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in optical output. On the other hand, since the first conductivity type carrier concentration of the first and third current block layers on the side in contact with the second current block layer is low, the second current of the second conductivity type from the first and third current block layers is low. There are few impurities of the first conductivity type diffusing into the block layer, and therefore the deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer can be reduced.
[0019]
A semiconductor laser device according to the present invention (Claim 5) is formed on a ridge waveguide, a buried layer formed on both sides of the ridge waveguide, and on the buried layer and the entire surface of the ridge waveguide. The ridge waveguide is formed on the active layer, the active layer formed on the first cladding layer, and the active layer formed on the active layer. The main part is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the buried layer is formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide. In addition, the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the ridge waveguide formed on a portion of the first current block layer other than the vicinity of the ridge waveguide are the first current block layer. Near the ridge waveguide of the current blocking layer A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type, isolated on the first current blocking layer, on the vicinity of the ridge of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer. A third current blocking layer made of a semiconductor of one conductivity type, and the contact layer has a main part made of a semiconductor of the second conductivity type, and the contact layer of the first current blocking layer The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the second cladding layer, and is in the vicinity of the interface between the second cladding layer and the first current blocking layer. The thin layer on the second cladding layer side of the interface is made of the same semiconductor as that of the first current blocking layer, and the thin layer of the third current blocking layer is the same as that of the first current blocking layer. The carrier concentration of the one conductivity type semiconductor is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main part of the contact layer, and the interface of the interface in the vicinity of the interface between the contact layer and the third current blocking layer is The thin layer on the contact layer side is made of the first conductivity type semiconductor that is the same as the semiconductor conductivity type of the third current block layer, and the second current block layer is located between the crystal lattices and is electrically connected. The pn junction surface between these layers is closer to the contact layer side than the interface between the contact layer and the third current blocking layer, which is a regrowth interface. Similarly, from the interface between the second cladding layer and the first current blocking layer, which is the regrowth interface, the pn junction surface between these layers is on the second cladding layer side. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization, and it is possible to prevent deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in optical output. On the other hand, since the second current blocking layer is electrically neutral and contains impurities located between the crystal lattices, the first conductivity type impurities that enter between the crystal lattices by diffusion diffuse the movement of the neutral impurities. Is prevented by. Thereby, diffusion of the first conductivity type impurity from the first and third current block layers to the second current block layer of the second conductivity type is suppressed, and the current block layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current block layer The deterioration of the current blocking effect can be reduced.
[0020]
The semiconductor laser device according to the present invention (Claim 6) is the above-described semiconductor laser device (Claim 5), wherein the electrically neutral impurity is the first current block of the second current block layer. The thin layer portions of the contact layer and the second cladding layer that are in contact with the first and third current blocking layers are included in the first conductive layer. Since it is a mold, it is possible to prevent deterioration of laser characteristics due to energization as described above. On the other hand, in the second current blocking layer, the first and third current blocking layers are in contact with the thin layer portion containing the neutral impurity. The diffusion of the first conductivity type impurity from the third current blocking layer to the second current blocking layer can be suppressed, and the deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer is reduced. it can. The neutral impurity has a tendency to slightly inhibit the activation of the second conductivity type impurity in the second current block layer, but the second conductivity type impurity except for the thin layer portion of the second current block layer. The carrier concentration can be made higher than the case where neutral impurities are introduced into the entire second current blocking layer, and the current blocking effect of the current blocking layer is reduced. Deterioration can be further suppressed.
[0021]
【Example】
Example 1.
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a method of manufacturing a semiconductor laser device according to this embodiment. First, a p-type InP first cladding layer 1 (about 1 μm), an undoped InGaAsP active layer 2 (about 0.1 μm), and an n-type InP second cladding layer 3 (about 1 μm) are sequentially formed on a p-type InP substrate. After continuous epitaxial growth by a phase growth method (hereinafter abbreviated as MOCVD method) or the like, selective growth consisting of a SiO film at a predetermined position on the n-type InP second cladding layer 3 as shown in FIG. A mask 4 (about 0.1 μm) is formed, and using this as a mask, the cladding layer and the active layer are etched to form a ridge waveguide. Next, the p-type InP first current blocking layer 5 (about 1 μm) shown in FIG. 1B, the n-type InP second current blocking layer 6 (about 1 μm) shown in FIG. 1C, and FIG. The p-type InP third current blocking layer 7 (about 1 μm) shown in FIG. 1 and the n-type InP final buried layer 10 (about 0.2 μm) shown in FIG. 1E are successively epitaxially grown by MOCVD or the like. Then, a buried layer is formed. Further, as shown in FIG. 1 (f), after removing the selective growth mask 4, an n-type InP contact layer 8 (about 2 μm) is epitaxially grown on the entire surface. At this time, the n-type InP final buried layer 10 and the n-type InP contact layer 8 have the same carrier concentration and composition. Finally, the back surface of the substrate is ground to form an n-side electrode 20b (about 0.2 μm) made of Cr / Au and a p-side electrode (about 0.2 μm) 20a made of AuZn / Au, as shown in FIG. Such a semiconductor laser device is completed. However, the inside of () is the thickness of each layer. The carrier concentration is 10 for the cladding layer and the current blocking layer. ¹⁸ cm ^-3 10 for an n-type InP contact layer ¹⁸ cm ^-3 That's it. Further, Zn or the like is used as the p-type impurity, and Si, S or the like is used as the n-type impurity.
[0022]
In the semiconductor laser device manufactured by using the manufacturing method of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the pn junction surface 11 above the current block layer has the p-type InP third current block layer 7 and the n-type InP final. It is formed at the interface of the buried layer 10. This interface is not the regrowth interface described above. On the other hand, the interface 9a (the regrowth interface above the buried layer) between the n-type InP final buried layer 10 and the n-type InP contact layer 8 serving as the regrowth interface is a junction surface between the n-type layers. For this reason, in the pn junction between the third current blocking layer and the final buried layer, there is no problem that the forward voltage decreases due to the energization described above. Therefore, this does not deteriorate the laser characteristics.
[0023]
Further, in the manufacturing method of this embodiment, the n-type InP final buried layer is used so that the regrowth interface 9a above the buried layer is not a pn junction surface, and the p-type impurity used in the conventional manufacturing method is used. The method of diffusion is not used. Therefore, the diffusion of the p-type impurity into the n-type InP second current blocking layer does not cause a problem that the carrier concentration of the layer is lowered and the current blocking effect of the current blocking layer is lowered. In this embodiment, the substrate heating temperature in the epitaxial growth is set to such an extent that the p-type impurities are not diffused, or the carrier concentrations of the p-type first and third current blocking layers are changed from these layers to p. Even if the diffusion of the type impurity occurs, the concentration is set such that the conductivity type of the surrounding n-type layer is not reversed to the p-type.
[0024]
However, the interface 9b (the regrowth interface on the side surface of the second cladding layer) between the n-type InP second cladding layer 3 and the p-type InP first current blocking layer 5 is a part of the side surface of the ridge waveguide, and the regrowth interface. At the same time, it also serves as a pn junction surface, and here, there is a possibility that the forward voltage is lowered by energization.
[0025]
In this embodiment, the InP semiconductor laser device has been described. However, the same manufacturing method and structure can be used for other material systems such as a GaAs semiconductor laser device. Further, the number of current blocking layers may be other than three.
[0026]
Example 2
A second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 shows a method of manufacturing the semiconductor laser device according to this embodiment. First, as shown in FIG. 3A, a ridge waveguide composed of a p-type InP first cladding layer 1, an undoped InGaAsP active layer 2, and an n-type InP second cladding layer 3 is formed in the same manner as in the first embodiment. Form. Next, as shown in FIG. 3B, the lower layer 5a of the p-type InP first current blocking layer having a high carrier concentration and the upper layer 5b of the p-type InP first current blocking layer having a small thickness and a low carrier concentration are sequentially formed. Selective epitaxial growth is performed. Further, as shown in FIG. 3 (c), after the n-type InP second current blocking layer 6 is selectively epitaxially grown, as shown in FIG. 3 (d), a thin p-type InP film having a low carrier concentration is formed. The lower layer 7b of the three current blocking layer and the upper layer 7a of the p-type InP third current blocking layer having a high carrier concentration are selectively epitaxially grown in order. The growth of these current blocking layers is continuously performed using the MOCVD method or the like. Next, as shown in FIG. 3E, the selective growth mask 4 is removed. Finally, the n-type InP contact layer 8 is formed, the back surface of the substrate is ground, and the p-side electrode 20a and the n-side electrode 20b are formed in the same manner as in Example 1, thereby completing the semiconductor laser device shown in FIG. At this time, the carrier concentration of the lower layer 5a of the p-type InP first current blocking layer is set higher than the carrier concentration of the n-type InP second cladding layer 3, and the carrier concentration of the upper layer 7a of the p-type InP third current blocking layer. Is higher than the carrier concentration of the n-type InP contact layer 8. Thereby, by heating the substrate at an appropriate temperature in epitaxial growth, the p-type impurity is diffused from the lower layer 5a of the first current blocking layer and the upper layer 7a of the third current blocking layer to the second cladding layer 3 and the contact layer 8, and n The conductivity type of the thin layer portion in contact with the current blocking layer of the second cladding layer 3 made of type InP and the contact layer 8 can be inverted to p-type. This diffusion may be performed by heat treatment after completion of epitaxial growth.
[0027]
In the present embodiment, due to the diffusion of the p-type impurity, as shown in FIG. 4, the pn junction surface between the upper layer 7a of the third current blocking layer and the contact layer 8 (the pn junction surface above the buried layer) is The interface moves from the interface 9a between the two layers, which is the regrowth interface (the regrowth interface above the buried layer), to the position 14a on the contact layer side, and between the lower layer 5a of the first current blocking layer and the second cladding layer 3 The pn junction surface between them (the pn junction surface on the side surface of the second cladding layer) is also located at the position 14b on the second cladding layer side from the interface 9b between these two layers which is the regrowth interface (regrowth interface on the side surface of the second cladding layer) Move up.
[0028]
For this reason, as described above, in these pn junctions, the forward voltage does not decrease due to energization, and thus the laser characteristics are not deteriorated.
[0029]
On the other hand, in the upper layer 5b of the first current block layer made of p-type InP and the lower layer 7b of the third current block layer in contact with the n-type InP second current block layer 6, the carrier concentration is lower layer 5a of the first current block layer. And since it is lower than the carrier concentration of the upper layer 7a of the third current blocking layer, the amount of the p-type impurity diffused into the second current blocking layer is small. Therefore, the decrease in the carrier concentration of this layer due to the compensation of the n-type impurity of the second current blocking layer by this p-type impurity is suppressed to the extent that the current blocking effect of the current blocking layer is not thereby deteriorated.
[0030]
As described above, in this embodiment, it is possible to prevent deterioration of laser characteristics due to energization without reducing the current blocking effect of the current blocking layer.
[0031]
In this embodiment, the InP semiconductor laser device has been described. However, the same manufacturing method and structure can be used for other material systems such as a GaAs semiconductor laser device. Further, the number of current blocking layers may be other than three.
[0032]
Example 3
A third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 shows a method of manufacturing the semiconductor laser device according to this embodiment. First, as shown in FIG. 5 (a), a ridge waveguide comprising a p-type InP first cladding layer 1, an undoped InGaAsP active layer 2, and an n-type InP second cladding layer 3 is formed in the same manner as in the first embodiment. To do. Next, as shown in FIG. 5B, after the p-type InP first current blocking layer 12 having a high carrier concentration is selectively epitaxially grown, as shown in FIG. The n-type InP second current blocking layer 15 containing an impurity that is electrically neutral and enters between crystal lattices is selectively epitaxially grown. Further, as shown in FIG. 5D, the p-type InP third current blocking layer 13 having a high carrier concentration is selectively epitaxially grown. The growth of these current blocking layers is continuously performed using the MOCVD method or the like. Next, as shown in FIG. 3E, the selective growth mask 4 is removed. Finally, the n-type InP contact layer 8 is formed, the back surface of the substrate is ground, and the p-side electrode 20a and the n-side electrode 20b are formed in the same manner as in Example 1, thereby completing the semiconductor laser device shown in FIG. At this time, the carrier concentration of the p-type InP first current blocking layer 12 is set higher than the carrier concentration of the n-type InP second cladding layer 3, and the carrier concentration of the p-type InP third current blocking layer 13 is n-type. The carrier concentration is made higher than the carrier concentration of the InP contact layer 8. Thus, the p-type impurity is diffused from the first current blocking layer 12 and the third current blocking layer 13 to the second cladding layer 3 and the contact layer 8 by substrate heating at an appropriate temperature in epitaxial growth, and is made of n-type InP. The conductivity type of the thin layer portion in contact with the current blocking layer of the second cladding layer 3 and the contact layer 8 can be reversed to the p-type. This diffusion may be performed by heat treatment after completion of epitaxial growth.
[0033]
Also in this embodiment, the diffusion of the p-type impurity causes the pn junction surface between the third current blocking layer 13 and the contact layer 8 (the pn junction surface above the buried layer) to re-appear as shown in FIG. The pn junction between the first current blocking layer 12 and the second cladding layer 3 moves from the interface 9a between the two layers, which is the growth interface (the regrowth interface above the buried layer), to the position 14a on the contact layer side. The surface (pn junction surface on the side of the second cladding layer) also moves to the position 14b on the second cladding layer side from the interface 9b between these two layers which is the regrowth interface (the regrowth interface on the side of the second cladding layer). For this reason, as described above, in these pn junctions, the forward voltage does not decrease due to energization, and thus the laser characteristics are not deteriorated.
[0034]
On the other hand, the p-type impurity diffused from the p-type InP first and third current blocking layers into the n-type InP second current blocking layer enters between the crystal lattices, but the second current blocking layer is electrically electrically connected in advance. The diffusion of the p-type impurity is suppressed because it contains impurities that enter between the crystal lattices. Therefore, the decrease of the carrier concentration of this layer due to the compensation of the n-type impurity of the second current blocking layer by this p-type impurity can be sufficiently reduced, and the decrease of the current blocking effect of the current blocking layer can be prevented.
[0035]
As described above, in this embodiment, it is possible to prevent deterioration of laser characteristics due to energization without reducing the current blocking effect of the current blocking layer.
[0036]
In this embodiment, the InP semiconductor laser device has been described. However, the same manufacturing method and structure can be used for other material systems such as a GaAs semiconductor laser device. Further, the number of current blocking layers may be other than three.
[0037]
Example 4
A fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 shows a method of manufacturing the semiconductor laser device according to this embodiment. First, as in Example 3, after forming a ridge waveguide composed of the p-type InP first cladding layer 1, the undoped InGaAsP active layer 2, and the n-type InP second cladding layer 3, the p-type InP layer having a high carrier concentration is formed. One current blocking layer 12 is selectively epitaxially grown. Next, as shown in FIG. 7 (a), a thin n-type InP second current blocking layer containing an n-type impurity and an electrically neutral impurity such as Co, Ti and the like entering between crystal lattices. The lower layer 15b is selectively epitaxially grown, and as shown in FIG. 7B, the intermediate layer 15a of the n-type InP second current blocking layer containing only the n-type impurity is selectively epitaxially grown. Next, as shown in FIG. 7 (c), the n-type InP second current blocking layer having a small thickness including impurities that are electrically neutral and enter between the crystal lattices, such as Co and Ti, together with the n-type impurities. The upper layer 15c is selectively epitaxially grown. The subsequent steps are the same as those in Example 3, and after selectively epitaxially growing the p-type InP third current blocking layer 13 having a high carrier concentration and removing the selective growth mask 4, the formation of the n-type InP contact layer 8; The back surface of the substrate is ground and the p-side electrode 20a and the n-side electrode 20b are formed. However, the growth of each layer of the current blocking layer is continuously performed using the MOCVD method or the like. Thereby, the semiconductor laser device shown in FIG. 8 is completed. At this time, the carrier concentration of the p-type InP first current blocking layer 12 is set higher than the carrier concentration of the n-type InP second cladding layer 3, and the carrier concentration of the p-type InP third current blocking layer 13 is n-type. The carrier concentration is made higher than the carrier concentration of the InP contact layer 8. Thus, the p-type impurity is diffused from the first current blocking layer 12 and the third current blocking layer 13 to the second cladding layer 3 and the contact layer 8 by substrate heating at an appropriate temperature in epitaxial growth, and is made of n-type InP. The conductivity type of the thin layer portion in contact with the current blocking layer of the second cladding layer 3 and the contact layer 8 can be reversed to the p-type. This diffusion may be performed by heat treatment after completion of epitaxial growth.
[0038]
Also in this embodiment, as a result of the diffusion of the p-type impurity, as shown in FIG. 8, the pn junction surface between the third current blocking layer 13 and the contact layer 8 (the pn junction surface above the buried layer) is regenerated. The pn junction between the first current blocking layer 12 and the second cladding layer 3 moves from the interface 9a between the two layers, which is the growth interface (the regrowth interface above the buried layer), to the position 14a on the contact layer side. The surface (pn junction surface on the side of the second cladding layer) also moves to the position 14b on the second cladding layer side from the interface 9b between these two layers which is the regrowth interface (the regrowth interface on the side of the second cladding layer). For this reason, as described above, in these pn junctions, the forward voltage does not decrease due to energization, and thus the laser characteristics are not deteriorated.
[0039]
On the other hand, the p-type impurity diffused from the p-type InP first and third current blocking layers to the n-type InP second current blocking layer enters the crystal lattice as described above, but the first and third current blocking layers. Since the upper layer and the lower layer of the second current blocking layer in contact with the electrode are electrically neutral in advance and contain impurities that enter between crystal lattices, diffusion of this p-type impurity is suppressed. Therefore, the decrease in the carrier concentration of this layer due to the compensation of the n-type impurity of the second current blocking layer by this p-type impurity can be made sufficiently small. The neutral impurity has a tendency to slightly inhibit the activation of the n-type impurity in the second current blocking layer, but the intermediate layer 15a of the second current blocking layer contains only the n-type impurity, Since neutral impurities are not included, the carrier concentration can be increased and the deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer can be further suppressed as compared with the case where neutral impurities are introduced into the entire second current blocking layer of Example 3. it can.
[0040]
As described above, also in this embodiment, it is possible to prevent the laser characteristics from being deteriorated due to energization without reducing the current blocking effect of the current blocking layer.
[0041]
In this embodiment, the InP semiconductor laser device has been described. However, the same manufacturing method and structure can be used for other material systems such as a GaAs semiconductor laser device. Further, the number of current blocking layers may be other than three.
[0042]
Embodiment 5 FIG.
A fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the semiconductor laser device according to this example. Reference numeral 16 in the figure denotes an n-type InP second current blocking layer into which an impurity serving as a hole trap is introduced together with the n-type impurity. This semiconductor laser device uses an impurity which is introduced into the n-type InP second current blocking layer in Example 3 and is an electrically neutral impurity that becomes a hole trap instead of an impurity entering between crystal lattices. . The manufacturing method of the present example is exactly the same as that of Example 3 except that, in the epitaxial growth of the second current blocking layer, InP is grown so as to include an impurity that becomes a hole trap such as Co together with an n-type impurity. . At this time, the carrier concentration of the p-type InP first current blocking layer 12 is set higher than the carrier concentration of the n-type InP second cladding layer 3, and the carrier concentration of the p-type InP third current blocking layer 13 is n-type. The carrier concentration is made higher than the carrier concentration of the InP contact layer 8. Thus, the p-type impurity is diffused from the first current blocking layer 12 and the third current blocking layer 13 to the second cladding layer 3 and the contact layer 8 by substrate heating at an appropriate temperature in epitaxial growth, and is made of n-type InP. The conductivity type of the thin layer portion in contact with the current blocking layer of the second cladding layer 3 and the contact layer 8 can be reversed to the p-type. This diffusion may be performed by heat treatment after completion of epitaxial growth.
[0043]
Also in this embodiment, the diffusion of the p-type impurity causes the pn junction surface between the third current blocking layer 13 and the contact layer 8 (the pn junction surface above the buried layer) to re-appear as shown in FIG. The pn junction between the first current blocking layer 12 and the second cladding layer 3 moves from the interface 9a between the two layers, which is the growth interface (the regrowth interface above the buried layer), to the position 14a on the contact layer side. The surface (pn junction surface on the side of the second cladding layer) also moves to the position 14b on the second cladding layer side from the interface 9b between these two layers which is the regrowth interface (the regrowth interface on the side of the second cladding layer). For this reason, as described above, in these pn junctions, the forward voltage does not decrease due to energization, and thus the laser characteristics are not deteriorated.
[0044]
On the other hand, since the second current blocking layer contains impurities that become hole traps in advance, diffusion of holes from the p-type InP first and third current blocking layers to the n-type InP second current blocking layer is suppressed, A decrease in the current blocking effect of the current blocking layer can be prevented.
[0045]
As described above, in this embodiment, it is possible to prevent deterioration of laser characteristics due to energization without reducing the current blocking effect of the current blocking layer.
[0046]
In this embodiment, the InP semiconductor laser device has been described. However, the same manufacturing method and structure can be used for other material systems such as a GaAs semiconductor laser device. Further, the number of current blocking layers may be other than three.
[0047]
Example 6
A sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a sectional view of the semiconductor laser device according to this example. 16b and 16c in the figure are the lower layer and the upper layer of the n-type InP second current blocking layer into which an impurity that becomes a hole trap is introduced together with the n-type impurity, and 16a is an n-type InP second layer into which only the n-type impurity is introduced. It is an intermediate layer of two current blocking layers. This semiconductor laser device uses the impurity which is introduced into the upper and lower layers of the n-type InP second current blocking layer in Example 4 and becomes a hole trap instead of the electrically neutral impurity entering the crystal lattice. It was. The manufacturing method of this example is similar to that of Example 4 except that, in the epitaxial growth of the upper and lower layers of the second current blocking layer, InP is grown so as to include an impurity that becomes a hole trap such as Co together with an n-type impurity. Exactly the same. At this time, the carrier concentration of the p-type InP first current blocking layer 12 is set higher than the carrier concentration of the n-type InP second cladding layer 3, and the carrier concentration of the p-type InP third current blocking layer 13 is n-type. The carrier concentration is made higher than the carrier concentration of the InP contact layer 8. Thus, the p-type impurity is diffused from the first current blocking layer 12 and the third current blocking layer 13 to the second cladding layer 3 and the contact layer 8 by substrate heating at an appropriate temperature in epitaxial growth, and is made of n-type InP. The conductivity type of the thin layer portion in contact with the current blocking layer of the second cladding layer 3 and the contact layer 8 can be reversed to the p-type. This diffusion may be performed by heat treatment after completion of epitaxial growth.
[0048]
Also in this embodiment, as a result of the diffusion of the p-type impurity, as shown in FIG. 10, the pn junction surface between the third current blocking layer 13 and the contact layer 8 (the pn junction surface above the buried layer) is regenerated. The pn junction between the first current blocking layer 12 and the second cladding layer 3 moves from the interface 9a between the two layers, which is the growth interface (the regrowth interface above the buried layer), to the position 14a on the contact layer side. The surface (pn junction surface on the side of the second cladding layer) also moves to the position 14b on the second cladding layer side from the interface 9b between these two layers which is the regrowth interface (the regrowth interface on the side of the second cladding layer). For this reason, as described above, in these pn junctions, the forward voltage does not decrease due to energization, and thus the laser characteristics are not deteriorated.
[0049]
On the other hand, since the upper layer and the lower layer of the second current block layer in contact with the first and third current block layers contain impurities that become hole traps in advance, the p-type InP first and third current block layers are separated from the n-type InP. Hole diffusion to the second current blocking layer is suppressed. Further, the impurity serving as the hole trap has a tendency to slightly inhibit the activation of the n-type impurity in the second current blocking layer, but the intermediate layer 16a of the second current blocking layer contains only the n-type impurity, As a result, the carrier concentration can be increased and the current blocking effect of the current blocking layer is deteriorated as compared with the case where the impurity serving as the hole trap is introduced into the entire second current blocking layer of Example 5. Further suppression is possible.
[0050]
As described above, also in this embodiment, it is possible to prevent the laser characteristics from being deteriorated due to energization without reducing the current blocking effect of the current blocking layer.
[0051]
In this embodiment, the InP semiconductor laser device has been described. However, the same manufacturing method and structure can be used for other material systems such as a GaAs semiconductor laser device. Further, the number of current blocking layers may be other than three.
[0052]
【The invention's effect】
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 1) includes a first clad layer made of a semiconductor of the first conductivity type, an active layer on the main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type, A step of epitaxially growing a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a step of forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer, and a mask of the insulating film; Etching the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer to form a ridge waveguide; and on both sides of the ridge waveguide, the carrier concentration of the second cladding layer is A lower layer of the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor higher than a carrier concentration of the second conductivity type semiconductor, and the first conductivity type semiconductor having a carrier concentration lower than that of the lower layer of the first current block layer. A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type formed so as to be isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current blocking layer. The lower layer of the third current blocking layer made of the first conductivity type semiconductor and its carrier concentration are the carrier concentration of the semiconductor under the third current block 4 layer and the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer. Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing an upper layer of a third current blocking layer made of a semiconductor of the first conductivity type higher, removing the insulating film, on the second cladding layer, and And epitaxially growing a contact layer made of the second conductivity type semiconductor on the third current blocking layer, From the first current blocking layer and the third current blocking layer by heating in the step of forming a selective layer by selective epitaxial growth and in the step of epitaxially growing the contact layer, or by heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer. A thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the third current blocking layer of the contact layer by diffusing the first conductivity type impurity in the two cladding layers and the contact layer Since the thin-layer portion in contact with the first conductive type semiconductor is the semiconductor layer of the first conductivity type, the pn junction surface between these layers is closer to the contact layer side than the interface between the regrowth interface and the third current blocking layer. The second cladding layer and the first current block, which are also regrowth interfaces From the interface of the layers, the pn junction surface between these layers moves to the second cladding layer side. Therefore, in the semiconductor laser device manufactured by this method, a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization can be avoided, and deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in light output can be prevented. On the other hand, there are few first conductivity type impurities diffused from the first and third current block layers to the second conductivity type second current block layer, and accordingly, the current block layer has a low carrier concentration due to a decrease in the carrier concentration of the second current block layer. Degradation of the current blocking effect can be reduced.
[0053]
A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 2) includes a first clad layer made of a semiconductor of the first conductivity type, an active layer on the main surface of a semiconductor substrate of the first conductivity type, A step of epitaxially growing a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, a step of forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer, and a mask of the insulating film; Etching the first cladding layer, the active layer, and the second cladding layer to form a ridge waveguide; and on both sides of the ridge waveguide, the carrier concentration of the second cladding layer is A first current block layer made of the first conductivity type semiconductor having a carrier concentration higher than that of the second conductivity type semiconductor is isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current block layer. A second current block layer made of the second conductivity type semiconductor formed and a third current block made of the first conductivity type semiconductor whose carrier concentration is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer. Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing the layers, removing the insulating film, and a contact made of the second conductivity type semiconductor on the second cladding layer and the third current blocking layer. Selective epitaxial growth of the second current block layer in the step of forming the buried layer includes an impurity which is located between crystal lattices and becomes electrically neutral. A step of forming the buried layer by selective epitaxial growth; The first current blocking layer and the third current blocking layer are transferred from the first current blocking layer and the third current blocking layer to the second cladding layer and the contact layer by heating in the step of epitaxially growing the tact layer or heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer. By diffusing impurities of one conductivity type, the thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the thin layer portion of the contact layer in contact with the third current blocking layer are converted into the first conductivity type. Therefore, the pn junction surface can be moved from the interface between the contact layer, the second cladding layer, and the current blocking layer, which are regrowth interfaces. Therefore, in the semiconductor laser device manufactured by this method, a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization can be avoided, and deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in light output can be prevented. On the other hand, the diffusion of the first conductivity type impurity from the first and third current block layers to the second conductivity type second current block layer is suppressed by the neutral impurity, and the carrier concentration of the second current block layer is reduced. Degradation of the current blocking effect of the current blocking layer due to the decrease can be reduced.
[0054]
The method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention (Claim 3) is the above-described method for manufacturing a semiconductor laser device (Claim 2), wherein the selective epitaxial growth of the second current blocking layer in the step of forming the buried layer is A lower layer made of the second conductivity type semiconductor, which is located between the crystal lattices and contains electrically neutral impurities, an intermediate layer made of a semiconductor containing only the second conductivity type impurities, and the crystal Since the upper layer made of the semiconductor of the second conductivity type, which is located between the lattices and contains the electrically neutral impurity, is sequentially epitaxially grown, in the semiconductor laser device manufactured by this method, The diffusion of the first conductivity type impurity from the third current blocking layer to the contact layer and the second cladding layer prevents the deterioration of the laser characteristics due to energization as described above. It can be. Meanwhile, diffusion of the first conductivity type impurity from the first and third current blocking layers to the second current blocking layer can be suppressed by the upper and lower layers of the second current blocking layer containing the neutral impurities, Degradation of the current blocking effect of the current blocking layer due to a decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer can be reduced. In addition, as described above, the intermediate layer of the second current block layer contains only the second conductivity type impurity and does not contain the neutral impurity. Therefore, the neutral impurity is introduced into the entire second current block layer. In this case, the carrier concentration can be increased, and deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer can be further suppressed.
[0055]
A semiconductor laser device according to the present invention (Claim 4) is formed on a ridge waveguide, a buried layer formed on both sides of the ridge waveguide, on the buried layer and on the entire surface of the ridge waveguide. The ridge waveguide is formed on the active layer, the active layer formed on the first cladding layer, and the active layer formed on the active layer. The main part is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the buried layer is formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide. In addition, the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the ridge waveguide formed on a portion of the first current block layer other than the vicinity of the ridge waveguide are the first current block layer. Near the ridge waveguide of the current blocking layer A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type, isolated on the first current blocking layer, on the vicinity of the ridge of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer. A third current blocking layer made of a semiconductor of one conductivity type, and the contact layer has a main part made of a semiconductor of the second conductivity type, and the contact layer of the first current blocking layer The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion in contact with the ridge waveguide is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the second cladding layer, and the second cladding layer and the first current blocking layer A thin layer on the second cladding layer side of the interface in the vicinity of the interface is made of the same semiconductor of the first conductivity type as that of the semiconductor of the first current blocking layer. The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the block layer in contact with the second current block layer is the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the first current block layer in contact with the ridge waveguide. The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current blocking layer in contact with the contact layer is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the contact layer, A thin layer on the contact layer side of the interface in the vicinity of the interface between the contact layer and the third current blocking layer is made of the same first conductivity type semiconductor as that of the third current blocking layer. And the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current blocking layer in contact with the second current blocking layer is the co-concentration of the third current blocking layer. Since the contact concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion in contact with the contact layer is lower than that of the contact layer, the interface between the regrowth interface, the interface between the second cladding layer and the current blocking layer, and the pn junction surface are in different positions. . Therefore, it is possible to avoid a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization, and it is possible to prevent deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in optical output. On the other hand, there are few first conductivity type impurities diffused from the first and third current block layers to the second conductivity type second current block layer, and accordingly, the current block layer has a low carrier concentration due to a decrease in the carrier concentration of the second current block layer. Degradation of the current blocking effect can be reduced.
[0056]
A semiconductor laser device according to the present invention (Claim 5) is formed on a ridge waveguide, a buried layer formed on both sides of the ridge waveguide, and on the buried layer and the entire surface of the ridge waveguide. The ridge waveguide is formed on the active layer, the active layer formed on the first cladding layer, and the active layer formed on the active layer. The main part is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to the first conductivity type, and the buried layer is formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide. In addition, the first current block layer made of the first conductivity type semiconductor and the ridge waveguide formed on a portion of the first current block layer other than the vicinity of the ridge waveguide are the first current block layer. Near the ridge waveguide of the current blocking layer A second current blocking layer made of a semiconductor of the second conductivity type, isolated on the first current blocking layer, on the vicinity of the ridge of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer. A third current blocking layer made of a semiconductor of one conductivity type, and the contact layer has a main part made of a semiconductor of the second conductivity type, and the contact layer of the first current blocking layer The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the second cladding layer, and is in the vicinity of the interface between the second cladding layer and the first current blocking layer. The thin layer on the second cladding layer side of the interface is made of the same semiconductor as that of the first current blocking layer, and the thin layer of the third current blocking layer is the same as that of the first current blocking layer. The carrier concentration of the one conductivity type semiconductor is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main part of the contact layer, and the interface of the interface in the vicinity of the interface between the contact layer and the third current blocking layer is The thin layer on the contact layer side is made of the first conductivity type semiconductor that is the same as the semiconductor conductivity type of the third current block layer, and the second current block layer is located between the crystal lattices and is electrically connected. In particular, since it contains neutral impurities, the contact layer, the interface between the second cladding layer and the current blocking layer, and the pn junction surface, which are regrowth interfaces, are at different positions. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the forward voltage of the pn junction due to energization, and it is possible to prevent deterioration in laser characteristics such as an increase in threshold current and a decrease in optical output. On the other hand, due to the electrically neutral impurities located between the crystal lattices in the second current blocking layer, the first conductivity type from the first and third current blocking layers to the second current blocking layer of the second conductivity type. Impurity diffusion is suppressed, and deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer due to a decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer can be reduced.
[0057]
The semiconductor laser device according to the present invention (Claim 6) is the above-described semiconductor laser device (Claim 5), wherein the electrically neutral impurity is the first current block of the second current block layer. The thin layer portions of the contact layer and the second cladding layer that are in contact with the first and third current blocking layers are included in the first conductive layer. Since it is a mold, it is possible to prevent deterioration of laser characteristics due to energization as described above. On the other hand, the first current conduction from the first and third current blocking layers to the second current blocking layer by the thin layer portion including the neutral impurity in contact with the first and third current blocking layers in the second current blocking layer. The diffusion of the type impurity can be suppressed, and the deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer due to the decrease in the carrier concentration of the second current blocking layer can be reduced. In addition, since the second current blocking layer other than the thin layer portion described above contains only the second conductivity type impurity and does not contain the neutral impurity, the neutral impurity is introduced into the entire second current blocking layer. In this case, the carrier concentration can be increased, and deterioration of the current blocking effect of the current blocking layer can be further suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor laser device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor laser device.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device.
[Explanation of symbols]
1 p-type InP first cladding layer
2 Active layer
3 n-type InP second cladding layer
4 selective growth mask
5 p-type InP first current blocking layer
5a Lower layer of p-type InP first current blocking layer with high carrier concentration
5b Upper layer of low carrier concentration p-type InP first current blocking layer
6 n-type InP second current blocking layer
7 p-type InP third current blocking layer
7a Upper layer of p-type InP third current blocking layer with high carrier concentration
7b Lower layer of p-type InP third current blocking layer with low carrier concentration
8 n-type InP contact layer
9a Re-growth interface above buried layer
9b Re-growth interface on the side of the second cladding layer
10 n-type InP final buried layer
11 pn junction surface above current blocking layer
12 High carrier concentration p-type InP first current blocking layer
13 p-type InP third current blocking layer with high carrier concentration
14a Pn junction surface above buried layer
14b pn junction surface on the side surface of the second cladding layer
15 n-type InP second current blocking layer introduced with neutral impurities
15a Intermediate layer of n-type InP second current blocking layer into which only n-type impurities are introduced
15b Lower layer of n-type InP second current blocking layer into which neutral impurities are introduced
15c Upper layer of n-type InP second current blocking layer introduced with neutral impurities
16 n-type InP second current blocking layer doped with impurities to be hole traps
16a Intermediate layer of n-type InP second current blocking layer into which only n-type impurities are introduced
16b Lower layer of the n-type InP second current blocking layer into which an impurity serving as a hole trap is introduced
16c The upper layer of the n-type InP second current blocking layer into which an impurity that becomes a hole trap is introduced
20a p-side electrode
20b n-side electrode.

Claims (6)

第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、
前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、
該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の下層、そのキャリア濃度が該第１電流ブロック層の下層より低い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層の上層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の下層及びそのキャリア濃度が該第３電流ブロック層の下層の半導体のキャリア濃度及びコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層の上層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、
前記絶縁膜を除去する工程と、
前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、
前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものであることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。A first clad layer made of the first conductivity type semiconductor, an active layer, and a second conductivity type semiconductor opposite to the first conductivity type are formed on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate. A step of epitaxially growing the cladding layer in sequence;
Forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer;
Etching the first cladding layer, the active layer and the second cladding layer using the insulating film as a mask to form a ridge waveguide; and
On both sides of the ridge waveguide, under the first current blocking layer made of the first conductivity type semiconductor, the carrier concentration of which is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the second cladding layer, the carrier The upper layer of the first current block layer made of a semiconductor of the first conductivity type whose concentration is lower than the lower layer of the first current block layer is isolated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current block layer. The second current block layer made of the second conductivity type semiconductor, the lower layer of the third current block layer made of the first conductivity type semiconductor, and the carrier concentration of the lower layer of the third current block layer The upper layer of the third current blocking layer made of the first conductivity type semiconductor, which is higher than the carrier concentration of the semiconductor and the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the contact layer, is selected in order Forming a buried layer by Kisharu growth,
Removing the insulating film;
And epitaxially growing a contact layer made of the second conductivity type semiconductor on the second cladding layer and the third current blocking layer,
From the first current blocking layer and the third current blocking layer by heating in the step of forming the buried layer by selective epitaxial growth and in the step of epitaxially growing the contact layer, or by heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer, A thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the third current block of the contact layer by diffusing the first conductivity type impurity into the second cladding layer and the contact layer. A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein a thin layer portion in contact with the layer is the first conductivity type semiconductor. 第１導電型の半導体基板の主表面上に、該第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、活性層と、前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層を順にエピタキシャル成長させる工程と、
前記第２クラッド層上の所定の領域に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜をマスクとして、前記第１クラッド層、前記活性層及び前記第２クラッド層をエッチングし、リッジ導波路を形成する工程と、
該リッジ導波路の両脇に、そのキャリア濃度が前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層、該第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部により前記リッジ導波路から隔離されるように形成される前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層及びそのキャリア濃度がコンタクト層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高い前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層を順に選択エピタキシャル成長させることにより埋め込み層を形成する工程と、
前記絶縁膜を除去する工程と、
前記第２クラッド層上及び前記第３電流ブロック層上に前記第２導電型の半導体からなるコンタクト層をエピタキシャル成長させる工程とを含むものであり、
前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含むように選択エピタキシャル成長させるものであり、
前記埋め込み層を選択エピタキシャル成長により形成する工程及び前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程における加熱、もしくは前記コンタクト層をエピタキシャル成長させる工程後の熱処理により、前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層から、前記第２クラッド層及び前記コンタクト層に、前記第１導電型の不純物を拡散させることによって、前記第２クラッド層の前記第１電流ブロック層に接する薄層部分及び前記コンタクト層の前記第３電流ブロック層に接する薄層部分を前記第１導電型の半導体とするものであることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。A first clad layer made of the first conductivity type semiconductor, an active layer, and a second conductivity type semiconductor opposite to the first conductivity type are formed on the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate. A step of epitaxially growing the cladding layer in sequence;
Forming an insulating film in a predetermined region on the second cladding layer;
Etching the first cladding layer, the active layer and the second cladding layer using the insulating film as a mask to form a ridge waveguide; and
A first current blocking layer made of the first conductivity type semiconductor, the carrier concentration of which is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the second cladding layer, on both sides of the ridge waveguide, the first current A second current blocking layer made of the second conductivity type semiconductor formed so as to be isolated from the ridge waveguide by a vicinity of the ridge waveguide of the block layer and the carrier concentration of the second conductivity type of the contact layer; Forming a buried layer by sequentially epitaxially growing a third current blocking layer made of a semiconductor of the first conductivity type higher than the carrier concentration of the semiconductor;
Removing the insulating film;
And epitaxially growing a contact layer made of the second conductivity type semiconductor on the second cladding layer and the third current blocking layer,
The selective epitaxial growth of the second current blocking layer in the step of forming the buried layer is to perform selective epitaxial growth so as to include an electrically neutral impurity located between crystal lattices,
From the first current blocking layer and the third current blocking layer by heating in the step of forming the buried layer by selective epitaxial growth and in the step of epitaxially growing the contact layer, or by heat treatment after the step of epitaxially growing the contact layer, A thin layer portion of the second cladding layer in contact with the first current blocking layer and the third current block of the contact layer by diffusing the first conductivity type impurity into the second cladding layer and the contact layer. A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein a thin layer portion in contact with the layer is the first conductivity type semiconductor. 請求項２に記載の半導体レーザ装置の製造方法において、
前記埋め込み層を形成する工程の第２電流ブロック層の選択エピタキシャル成長は、
前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる下層と、
前記第２導電型の不純物のみを含む半導体からなる中間層と、
前記の結晶格子間に位置し電気的に中性となる不純物を含む前記第２導電型の半導体からなる上層を順に選択エピタキシャル成長させるものであることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。In the manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 2,
The selective epitaxial growth of the second current blocking layer in the step of forming the buried layer is as follows:
A lower layer made of a semiconductor of the second conductivity type including an impurity which is located between the crystal lattices and is electrically neutral;
An intermediate layer made of a semiconductor containing only impurities of the second conductivity type;
A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: sequentially and epitaxially growing an upper layer made of the second conductivity type semiconductor including impurities which are located between the crystal lattices and are electrically neutral. リッジ導波路と、
該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、
該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、
前記リッジ導波路は、
第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、
該第１クラッド層上に形成された活性層と、
該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、
前記埋め込み層は、
前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、
該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、
前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、
前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、
前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、
前記第１電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第１電流ブロック層の前記リッジ導波路に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低く、
前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、該コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、
前記第３電流ブロック層の前記第２電流ブロック層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第３電流ブロック層の前記コンタクト層に接する部分の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度より低いことを特徴とする半導体レーザ装置。A ridge waveguide;
Buried layers formed on both sides of the ridge waveguide;
A contact layer formed on the buried layer and on the entire surface of the ridge waveguide,
The ridge waveguide is
A first cladding layer made of a first conductivity type semiconductor;
An active layer formed on the first cladding layer;
The main portion formed on the active layer is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type,
The buried layer is
A first current blocking layer made of a semiconductor of the first conductivity type formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide;
The second conductive layer formed on a portion of the first current blocking layer other than the vicinity of the ridge waveguide and separated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current blocking layer. A second current blocking layer made of a type semiconductor;
A third current blocking layer made of a semiconductor of the first conductivity type formed on the ridge vicinity of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer;
The main part of the contact layer is made of the second conductivity type semiconductor,
A carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in a portion of the first current blocking layer in contact with the ridge waveguide is higher than a carrier concentration of the second conductivity type semiconductor of the second cladding layer, and the second cladding. A thin layer on the second cladding layer side of the interface in the vicinity of the interface between the first current blocking layer and the first current blocking layer is made of the same semiconductor as that of the first current blocking layer. Is,
The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the first current block layer in contact with the second current block layer is equal to the carrier concentration of the first conductivity type in the portion of the first current block layer in contact with the ridge waveguide. Lower than the carrier concentration of the semiconductor,
The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion in contact with the contact layer of the third current blocking layer is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the contact layer, and the contact layer The thin layer on the contact layer side of the interface in the vicinity of the interface between the first current blocking layer and the third current blocking layer is made of the same first conductivity type semiconductor as that of the semiconductor of the third current blocking layer. ,
The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current block layer in contact with the second current block layer is equal to the carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the portion of the third current block layer in contact with the contact layer. A semiconductor laser device characterized by being lower than the carrier concentration. リッジ導波路と、
該リッジ導波路の両脇に形成された埋め込み層と、
該埋め込み層上及び前記リッジ導波路上の全面に形成されたコンタクト層とを備えており、
前記リッジ導波路は、
第１導電型の半導体からなる第１クラッド層と、
該第１クラッド層上に形成された活性層と、
該活性層上に形成された、その主要な部分が前記第１導電型と反対の第２導電型の半導体からなる第２クラッド層とからなるものであり、
前記埋め込み層は、
前記リッジ導波路の両側面に接して形成された、前記第１導電型の半導体からなる第１電流ブロック層と、
該第１電流ブロック層の前記リッジ導波路の近傍部以外の部分上に形成された、前記リッジ導波路とは前記第１電流ブロック層のリッジ導波路近傍部によって隔離された、前記第２導電型の半導体からなる第２電流ブロック層と、
前記第１電流ブロック層の前記リッジ近傍部上及び前記第２電流ブロック層上の全面に形成された、前記第１導電型の半導体からなる第３電流ブロック層とからなるものであり、
前記コンタクト層は、その主要な部分が前記第２導電型の半導体からなるものであり、
前記第１電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記第２クラッド層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記第２クラッド層と前記第１電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記第２クラッド層側の薄い層は、前記第１電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、
前記第３電流ブロック層の前記第１導電型の半導体のキャリア濃度は、前記コンタクト層の主要な部分の前記第２導電型の半導体のキャリア濃度より高く、前記コンタクト層と前記第３電流ブロック層との界面近傍の該界面の前記コンタクト層側の薄い層は、前記第３電流ブロック層の半導体の導電型と同一の前記第１導電型の半導体からなるものであり、
前記第２電流ブロック層は、結晶格子間に位置し電気的に中性である不純物を含んでいることを特徴とする半導体レーザ装置。A ridge waveguide;
Buried layers formed on both sides of the ridge waveguide;
A contact layer formed on the buried layer and on the entire surface of the ridge waveguide,
The ridge waveguide is
A first cladding layer made of a first conductivity type semiconductor;
An active layer formed on the first cladding layer;
The main portion formed on the active layer is composed of a second cladding layer made of a semiconductor of a second conductivity type opposite to the first conductivity type,
The buried layer is
A first current blocking layer made of a semiconductor of the first conductivity type formed in contact with both side surfaces of the ridge waveguide;
The second conductive layer formed on a portion of the first current blocking layer other than the vicinity of the ridge waveguide and separated from the ridge waveguide by the vicinity of the ridge waveguide of the first current blocking layer. A second current blocking layer made of a type semiconductor;
A third current blocking layer made of a semiconductor of the first conductivity type formed on the ridge vicinity of the first current blocking layer and on the entire surface of the second current blocking layer;
The main part of the contact layer is made of the second conductivity type semiconductor,
The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the first current blocking layer is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main portion of the second cladding layer, and the second cladding layer and the first A thin layer on the second cladding layer side of the interface in the vicinity of the interface with the one current blocking layer is made of the same first conductivity type semiconductor as that of the semiconductor of the first current blocking layer;
The carrier concentration of the first conductivity type semiconductor in the third current block layer is higher than the carrier concentration of the second conductivity type semiconductor in the main part of the contact layer, and the contact layer and the third current block layer A thin layer on the contact layer side of the interface in the vicinity of the interface is made of the first conductivity type semiconductor that is the same as the semiconductor conductivity type of the third current blocking layer,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the second current blocking layer includes an impurity which is located between crystal lattices and is electrically neutral. 請求項５に記載の半導体レーザ装置において、
前記の電気的に中性である不純物は、前記第２電流ブロック層の前記第１電流ブロック層及び前記第３電流ブロック層と接する薄層部分にのみ含まれていることを特徴とする半導体レーザ装置。The semiconductor laser device according to claim 5,
The electrically neutral impurity is contained only in a thin layer portion of the second current blocking layer that is in contact with the first current blocking layer and the third current blocking layer. apparatus.

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