JPH09270563A - 半導体レーザ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自励発振型半導体レーザ素子において、強い
自励発振を実現するために可飽和吸収効果を十分に大き
くすると、レンズとの結合効率の変化、高出力状態にお
ける信頼性の悪化、動作電流の増大など、半導体レーザ
素子の動作特性が劣化する。 【解決手段】 第１の導電型の半導体基板１と、該半導
体基板１の上に形成されて少なくとも該第１の導電型の
第１クラッド層３と活性層４と第２の導電型の第２クラ
ッド層５とを含む積層構造と、該積層構造の上に形成さ
れてストライプ状領域を有する電流ブロック機能体と、
該ストライプ部及び該電流ブロック機能体を埋めるよう
に形成されている該第２の導電型の第３クラッド層１２
と、を含む半導体レーザ素子において、該電流ブロック
機能体が該活性層４の禁制帯幅と略等しい禁制帯幅を有
する可飽和吸収層９を含むように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録再生型光磁気
ディスク用の光源などに適する、出射レーザ光の戻り光
に対して強い耐性を有する低雑音で高出力の半導体レー
ザ素子に関し、特に、可飽和吸収体による自励発振現象
を利用した低雑音高出力半導体レーザ素子およびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザ素子を光ディスク装置の信
号読み取り用光源として用いる場合、出射レーザ光がデ
ィスク面で反射されて半導体レーザ素子自身へ戻ってく
ると、半導体レーザ素子が非常に大きな雑音、いわゆる
戻り光雑音を発生して、光ディスクからの信号が正しく
読みとれなくなることがある。

【０００３】このような半導体レーザ素子の戻り光雑音
を低減する方法として、自励発振現象を利用する方法が
良く知られている。自励発振現象を利用している自励発
振型半導体レーザ素子では、自励発振によりレーザ光の
可干渉性が低下するので、レーザ光がディスク面で反射
されて半導体レーザ素子に戻ってきても、素子の内部で
の干渉作用を発生しない。その結果、低雑音特性が確保
される。半導体レーザ素子の活性層の内部に可飽和吸収
体を形成することによってこの自励発振現象が生じるこ
とが、理論的に示されている（Ｍ．Ｙａｍａｄａ：ＩＥ
ＥＥ Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．、ｖｏ
ｌ．ＱＥ−２９、Ｎｏ．５、ｐｐ．１３３０−１３３６
（１９９３年５月）参照）。

【０００４】図１２は、自励発振による低雑音動作が実
現されている従来の半導体レーザ素子５０の断面構造を
示している（第１４回半導体レーザ国際会議ダイジェス
ト、Ｔｈ４．１、ｐｐ．２４７−２４８（１９９４）参
照）。

【０００５】この半導体レーザ素子５０では、まずウエ
ハ状態のｎ−ＧａＡｓ基板５１の上に、有機金属気相成
長（ＭＯＣＶＤ）法によって、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
５２、ｎ−Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ（ｘ＝０．４）第１クラッ
ド層５３、ノンドープ多重量子井戸活性層５４、ｐ−Ａ
ｌ_xＧａ_1-xＡｓ（ｘ＝０．４）第２クラッド層５５、及
びｎ−Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ（ｘ＝０．４５）電流ブロック
層５６を、順に成長させる。その後に、ＭＯＣＶＤ装置
からウエハを取り出して、電流ブロック層５６の表面か
ら第２クラッド層５５に達するストライプ状の溝（以下
では、「ストライプ部」と称する）５７を形成する。こ
のストライプ部５７は、半導体レーザ素子５０の動作時
の電流通路として機能する。

【０００６】さらにその後に、ウエハを再びＭＯＣＶＤ
装置に導入し、ＭＯＣＶＤ法によって、ストライプ部５
７を含めて電流ブロック層５６を覆うように、ｐ−Ａｌ
_xＧａ_1-xＡｓ（ｘ＝０．４）第３クラッド層５８及びｐ
−ＧａＡｓキャップ層５９を順に成長する。成長終了後
に、ｐ側電極６０をキャップ層５９の上に形成し、ｎ側
電極６１を基板５１の裏面に形成する。さらに、ウエハ
をチップに分割することにより、個々の半導体レーザ素
子５０が得られる。

【０００７】さらに、高出力の半導体レーザ素子を得る
ためには、光出射側の端面に３％程度の反射率が得られ
るようなコーティングを施し、反対側の端面に９４％程
度の反射率が得られるようなコーティングを行う。

【０００８】このようにして形成された半導体レーザ素
子５０の電極６０及び６１の間に電圧を印加すると、ス
トライプ部５７を通して活性層５４に電流が注入され
て、レーザ発振を生じる。このとき、ストライプ部５７
の内部とその外側領域との間での実効屈折率の違いによ
り、発振したレーザ光は、ストライプ部５７の直下に相
当する領域を導波される。

【０００９】このような半導体レーザ素子５０において
は、第２クラッド層５５をある程度以上厚くするととも
に、ストライプ部５７の内部とその外側との間の実効屈
折率差を小さくすると、ストライプ部５７の内部への光
閉じ込めが弱くなる。その結果、活性層５４への電流注
入幅に対して、レーザ光の拡がりの幅が大きくなるよう
な状態が実現される。このような状態では、活性層５４
のうちでストライプ部５７の外部に相当する部分が可飽
和吸収体として作用して、自励発振動作が達成される。

【００１０】一方、図１３は、自励発振現象を利用した
低雑音動作が実現されている従来の他の半導体レーザ素
子７０の断面構造を示している。この半導体レーザ素子
７０では、活性層７４とは別に可飽和吸収層７６が設け
られており、その可飽和吸収作用によって自励発振を生
じさせる（第１２回半導体レーザシンポジウム予稿集、
ｐ．ｌｌ（１９９５年３月）参照）。

【００１１】具体的には、半導体レーザ素子７０では、
ｎ−ＧａＡｓ基板７１の上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層
７２、ｎ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第１クラッド層７３、Ａｌ
_xＧａ_1-xＡｓ活性層７４、及びｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第
２クラッド層７５が、順に積層されている。また、第２
クラッド層７５の上には、ストライプ状のｐ−ＡｌＧａ
Ａｓ可飽和吸収層７６が積層されている。

【００１２】さらに、ｐ−ＡｌＧａＡｓ可飽和吸収層７
６の上には、ｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第３クラッド層７７
とｐ−ＧａＡｓコンタクト層７８とからなるストライプ
状のメサ領域７９が形成される。また、第２クラッド層
７５の上であってメサ領域７９の両側には、ｎ−ＡｌＧ
ａＡｓ電流ブロック層８０が積層されている。さらに、
ストライプ状メサ領域７９及び電流ブロック層８０を覆
うように、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８１が積層されてい
る。また、キャップ層８１の上にはｐ側電極８２が形成
され、一方、基板７１の裏面にはｎ側電極８３が形成さ
れている。

【００１３】この半導体レーザ素子７０の場合は、可飽
和吸収層７６のＡｌ組成比（すなわち、可飽和吸収層７
６の禁制帯幅）を活性層７４のＡｌ組成比（活性層７４
の禁制帯幅）と略等しくして、可飽和吸収特性を確保し
ている。先に述べた半導体レーザ素子５０では、活性層
５４のうちでストライプ部５７の外部に相当する領域を
可飽和吸収体として動作させているが、この半導体レー
ザ素子７０の場合の自励発振は、活性層７４とは別に設
けられた可飽和吸収層７６の吸収飽和特性を利用してい
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上で説明した２つの
従来の半導体レーザ素子５０及び７０の構造のうち、前
者の半導体レーザ素子５０において強い自励発振（すな
わち可干渉性の十分な低下）を実現するためには、可飽
和吸収効果を十分に大きくする必要がある。そのような
目的を達成するためには、具体的には、以下の２通りの
手法をとることができる。

【００１５】（１）ストライプ部５７の内部と外部との
間の実効屈折率差を小さくして、ストライプ部５７の外
部における活性層５４からなる可飽和吸収体への光のし
みだしを増大する。

【００１６】（２）活性層５４を厚くして、可飽和吸収
体の体積を大きくする。

【００１７】しかし、これら（１）及び（２）の方法で
は、それぞれ以下のような問題点が生じる。

【００１８】まず、前者（１）の方法では、活性層５４
のうちでストライプ部５７の外部に相当する部分への光
のしみだしが増大することによって、光スポットサイズ
が拡がる。そのため、活性層５４に平行な方向の放射角
が狭くなる。その結果、自励発振の起こらない半導体レ
ーザ素子と比較した場合に、半導体レーザ素子とレンズ
との結合効率が変化するという光学特性上の問題が生じ
る。

【００１９】一方、後者（２）の方法では、一般に活性
層５４を厚くすると、高出力状態における信頼性が悪化
する。

【００２０】また、従来の半導体レーザ素子７０の構造
では、ストライプ部７９の外部における活性層７４を可
飽和吸収体として利用するのではなく、ストライプ部７
９の内部に相当する領域に活性層７４とは別に形成され
ている可飽和吸収層７６を、自励発振動作のために利用
する。従って、ストライプ部７９の外部の活性層７４へ
の光のしみだしを増大して光スポットサイズを拡大する
必要がないので、半導体レーザ素子５０において生じる
先述の問題点は発生しない。

【００２１】しかし、半導体レーザ素子７０の構造にお
いて低雑音化のために強い自励発振特性を確保するに
は、可飽和吸収層７６を比較的厚くする必要がある。こ
の場合、可飽和吸収層７６が発振領域の中心部分の極く
近傍に形成されるため、可飽和吸収層７６の未飽和状態
での光吸収が大きくなり、発振開始電流の増加や微分効
率の低下などを通じて動作電流が増大する。その結果、
半導体レーザ素子７０の動作特性の悪化を生じる。

【００２２】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、低雑音特性に優れた強い
自励発振特性を有するとともに、光学特性の悪化、信頼
性不良、或いは動作電流の増大など、動作特性上の問題
が生じない高出力の半導体レーザ素子およびその製造方
法を提供することである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明のある局面によれ
ば、半導体レーザ素子が、第１の導電型の半導体基板
と、該半導体基板の上に形成され、第１の導電型の第１
クラッド層と活性層と第２の導電型の第２クラッド層と
を少なくとも含む積層構造と、該積層構造の上にストラ
イプ状領域を有して形成されている電流ブロック機能体
と、該ストライプ部及び該電流ブロック機能体を埋める
ように形成されている第２の導電型の第３クラッド層と
を含み、該電流ブロック機能体は、該活性層の禁制帯幅
と略等しい禁制帯幅を有する可飽和吸収層を少なくとも
含んでいて、そのことによって上記目的が達成される。

【００２４】本発明の他の局面によれば、半導体レーザ
素子が、第１の導電型の半導体基板と、該半導体基板の
上に形成され、第１の導電型の第１クラッド層と活性層
と第２の導電型の第２クラッド層とを少なくとも含む積
層構造と、該積層構造の上に形成され、第２の導電型の
第３クラッド層と第２の導電型のコンタクト層とを少な
くとも含むストライプ状のメサ領域と、該積層構造の上
であって該ストライプ状メサ領域の両側に形成されてい
る電流ブロック機能体とを含み、該電流ブロック機能体
は、該活性層の禁制帯幅と略等しい禁制帯幅を有する可
飽和吸収層を少なくとも含み、該可飽和吸収層は該スト
ライプ状メサ領域の側面を覆っていて、そのことによっ
て上記目的が達成される。

【００２５】上記のようないずれかの構造を有する半導
体レーザ素子について、ある実施形態では、前記電流ブ
ロック機能体が、積層構造側に設けたｎ型の半導体層を
有し、該ｎ型の半導体層の前記基板とは反対側に前記可
飽和吸収層が配されると共にｐ型に形成されている構成
を一部に有している。

【００２６】上記のようないずれかの構造を有する半導
体レーザ素子について、ある実施形態では、前記電流ブ
ロック機能体のうちで前記可飽和吸収層以外の部分の禁
制帯幅が前記第１及び第２クラッド層の禁制帯幅よりも
大きく、電流注入によって前記活性層で発生するレーザ
光に対する吸収作用がない。

【００２７】他の実施形態では、前記活性層の実効的な
禁制帯幅を与えるＡｌ組成比ｘと、前記可飽和吸収層の
実効的な禁制帯幅を与えるＡｌ組成比ｙとが、 ｘ−０．０２≦ｙ≦ｘ＋０．０２ なる関係を満たす。

【００２８】さらに他の実施形態では、前記活性層のう
ちで前記ストライプ状領域の外部に相当する領域が、さ
らに可飽和吸収体として機能する。

【００２９】本発明のさらに他の局面によれば、半導体
レーザ素子の製造工程が、第１の導電型の半導体基板の
上に、第１の導電型の第１クラッド層と活性層と第２の
導電型の第２クラッド層とを少なくとも含む積層構造を
成長させる工程と、該積層構造の上に、該活性層の禁制
帯幅と略等しい禁制帯幅を有する可飽和吸収層を少なく
とも含んでなる電流ブロック機能体を成長させる工程
と、該電流ブロック機能体にストライプ状領域をエッチ
ングによって形成する工程と、該ストライプ部及び該電
流ブロック機能体を覆う第２の導電型の第３クラッド層
を成長させる工程とを包含し、そのことによって上記目
的が達成される。

【００３０】本発明のさらに他の局面によれば、半導体
レーザ素子の製造方法が、第１の導電型の半導体基板の
上に、第１の導電型の第１クラッド層と活性層と第２の
導電型の第２クラッド層とを少なくとも含む積層構造を
成長させる工程と、該積層構造の上に、第２の導電型の
第３クラッド層と第２の導電型のコンタクト層とを順に
成長させる工程と、該第３クラッド層及び該コンタクト
層をエッチングしてストライプ状メサ領域を形成する工
程と、該積層構造の上であって該ストライプ状メサ領域
の両側に、該活性層の禁制帯幅と略等しい禁制帯幅を有
する可飽和吸収層を少なくとも含んでなる電流ブロック
機能体を、該可飽和吸収層が該ストライプ状メサ領域の
側面を覆うように成長させる工程とを包含し、そのこと
によって上記目的が達成される。

【００３１】前記電流ブロック機能体を成長させる工程
において、ｎ型の半導体層を形成した後に、ｐ型の可飽
和吸収層を形成する工程を含むようにしてもよい。

【００３２】以下作用について説明する。

【００３３】本発明の半導体レーザ素子では、電流ブロ
ック機能体の内部に可飽和吸収層を形成する。そのよう
な電流ブロック機能体の内部の可飽和吸収層の可飽和吸
収作用を利用することによって、十分に強度の強い自励
発振動作が実現される。その結果、半導体レーザ素子の
動作特性における低雑音化が達成される。また、活性層
のうちでストライプ部の外部に相当する領域への光のし
みだしの度合の低減、或いは活性層の厚さの低減が達成
されるので、光学特性の悪化や信頼性不良などの問題が
生じない。

【００３４】さらに、電流ブロック機能体の内部に形成
された可飽和吸収層は、発振領域の中心部からは離れて
形成されているので、光吸収の増加を比較的小さく抑え
ることができる。その結果、発振開始電流や駆動電流の
増大という問題が生じない。

【００３５】また、活性層のうちでストライプ部の外部
に相当する領域も可飽和吸収体として機能させ、その部
分の可飽和吸収作用も合わせて利用することにより、上
記課題の解決のための許容値の範囲を広げられる。

【００３６】或いは、半導体基板の上にクラッド層及び
活性層を含む積層構造が形成され、さらにその上に形成
されたストライプ状のメサ領域の両側を電流ブロック機
能体で挟み込む構成になっている半導体レーザ素子にお
いて、電流ブロック機能体が可飽和吸収層を含み、さら
にストライプ状メサ領域の側面が可飽和吸収層によって
覆われている構造にすることによって、自励発振特性
（すなわち雑音特性）がさらに改善される。

【００３７】また、電流ブロック機能体の可飽和吸収層
をｐ型にすると、ｎ型のものよりも強い自励発振が得ら
れる。その理由は、可飽和吸収層の光吸収によって生成
されるキャリアの密度変化量に対するその可飽和吸収層
の光吸収特性の変化量がｎ型よりもｐ型の方が大きく、
それが自励発振のし易さや強さに関係してくるものと考
えられるからである。

【００３８】更に加えて、このように可飽和吸収層をｐ
型にしたとき、その積層構造側にｎ型の半導体層を設け
るようにすると、このｎ型の半導体層が電流ブロック層
として機能するようになり、ｐ型の半導体層を用いる場
合よりも、低電流動作をさせることが可能となる。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を用いて本発明の実
施形態を説明する。

【００４０】（第１の実施の形態）図１に、本発明の第
１の実施形態における半導体レーザ素子１００の断面構
造図を示す。

【００４１】この半導体レーザ素子１００では、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１の上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層（厚さ
０．５μｍ）２、ｎ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第１クラッド層
（ｙ＝０．５、厚さ１．５μｍ）３、ノンドープＡｌ_x
Ｇａ_1-xＡｓ活性層（ｘ＝０．１４、厚さ０．０５μ
ｍ）４、ｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第２クラッド層（ｙ＝
０．５、厚さ０．２５μｍ）５、ならびにｐ−ＧａＡｓ
エッチストップ層（厚さ０．００３μｍ）６が、順に積
層されている。エッチストップ層６の上には、ｐ−Ａｌ
_uＧａ_1-uＡｓエッチストップ層（ｕ＝０．６、厚さ０．
０２μｍ）８、可飽和吸収層としてのｎ−Ａｌ_vＧａ_1-v
Ａｓ第１電流ブロック層（ｖ＝０．１４、厚さ０．２５
μｍ）９、ｎ−Ａｌ_wＧａ_1-wＡｓ第２電流ブロック層
（ｗ＝０．６、厚さ０．３５μｍ）１０、ならびにｎ−
ＧａＡｓ保護層（厚さ０．０１μｍ）１１が、順に形成
されている。本実施形態では、可飽和吸収層として機能
する第１電流ブロック層９と、第２電流ブロック層１０
とにより、電流ブロック機能体が構成される。

【００４２】さらに、保護層１１の表面からエッチスト
ップ層６の表面に達するストライプ状の溝、すなわちス
トライプ部７が形成されており、エッチストップ層８、
第１電流ブロック層９、第２電流ブロック層１０、なら
びに保護層１１は、いずれもこのストライプ部７で分断
されている。なお、ストライプ部７の最上部の幅は、約
２．５μｍである。

【００４３】さらに、ストライプ部７及び保護層１１を
覆うように、ｐ−Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ第３クラッド層（ｚ
＝０．５、厚さ１．２μｍ）１２及びｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層（厚さ１．０μｍ）１３が、順に積層されてい
る。さらに、キャップ層１３の上にはｐ側電極１４が形
成され、基板１の裏面にはｎ側電極１５が形成されてい
る。

【００４４】次に、半導体レーザ素子１００の作製方法
を、図２（ａ）〜（ｃ）の断面図を参照して説明する。

【００４５】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板１の上にＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡｓバ
ッファ層２、ｎ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第１クラッド層３、
ノンドープＡｌＧａＡｓ活性層４、ｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡ
ｓ第２クラッド層５、ｐ−ＧａＡｓエッチストップ層
６、ｐ−Ａｌ_uＧａ_1-uＡｓエッチストップ層８、ｎ−Ａ
ｌ_vＧａ_1-vＡｓ第１電流ブロック層９、ｎ−Ａｌ_wＧａ
_1-wＡｓ第２電流ブロック層１０、及びｎ−ＧａＡｓ保
護層ｌ１を、この順に連続的に成長させる。

【００４６】次に、このウエハをＭＯＣＶＤ装置から取
り出して、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフ
ィ法や選択エッチング法等を用いて、保護層１１の表面
からｐ−ＧａＡｓエッチストップ層６に達するストライ
プ部７を形成する。

【００４７】その後に、このようにストライプ部７が形
成されたウエハを再びＭＯＣＶＤ装置に導入し、図２
（ｃ）に示すように、ストライプ部７及び保護層１１を
覆うように、ｐ−Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ第３クラッド層１２
及びキャップ層１３を成長させる。

【００４８】次に、基板１の一部を裏面側から研磨など
により除去して、その厚さが約１００μｍとなるように
加工する。その後に、キャップ層１３の上にｐ側電極１
４を形成し、基板１の裏面にはｎ側電極１５を形成す
る。最後に、ウエハをチップに分割し、高出力用の端面
コーティングを行うことによって、半導体レーザ素子１
００が得られる。

【００４９】以上に説明した本実施形態の半導体レーザ
素子１００の製造方法では、最初に可飽和吸収体として
機能する第１電流ブロック層９及び活性層４を含む各層
を積層しておいて、その後にストライプ部７をエッチン
グによって形成する。そのため、製法が簡単で歩留まり
がよく、また製造コストも低い。

【００５０】このようにして形成された半導体レーザ素
子１００の電極１４及び１５の間に電圧を印加すると、
ストライプ部７を通じて活性層４に電流が注入されてレ
ーザ光の発振を開始する。本実施形態の半導体レーザ素
子１００の場合、第２電流ブロック層１０のＡｌ組成は
０．６であり、活性層４のＡｌ組成０．１４に比べて十
分に大きい。したがって、この領域は活性層４で発生す
るレーザ光に対して非吸収であり、これにより、低電流
特性が実現される。典型的には、本実施形態に基づく半
導体レーザ素子１００の発振開始電流は３０ｍＡであ
り、出力３５ｍＷを得るために必要な動作電流は７０ｍ
Ａ程度である。

【００５１】この半導体レーザ素子１００に電流注入を
行うと、電流注入の幅はストライプ部７の幅によって制
限され、その大部分は、活性層４のうちでストライプ部
７の幅と同程度の幅の領域内に注入される。これに対し
て、ストライプ部７の内部への光閉じ込めは弱く設定さ
れているので、光は、ストライプ部７の内部の幅に比し
て広く拡がっており、結果的にストライプ部７の外部に
位置する活性層４が可飽和吸収体として作用する。さら
に、光は第１電流ブロック層９の内部にも部分的に拡が
り、これによって、この領域の第１電流ブロック層９も
可飽和吸収体として作用する。

【００５２】図３は、自励発振特性の目安となるレーザ
光の可干渉性指数の光出力依存性の測定結果を示すグラ
フである。図３に示すように、光出力が１ｍＷ程度から
可干渉性指数は低下し始めて、光出力が２ｍＷにおいて
可干渉性指数は非常に低い値を示す。この特性は、ＣＤ
プレーヤ等に用いられる低雑音低出力レーザの自励発振
特性と同等である。

【００５３】図４は、本実施形態の半導体レーザ素子１
００の戻り光雑音特性の測定結果を示すグラフである。
具体的には、光路長が３０ｍｍで光出力が３ｍＷである
場合に、戻り光量を０．００１％〜１０％の範囲で変化
させた場合に得られる相対雑音強度（ＲＩＮ）の測定結
果である。図４に示すように、測定したすべての戻り光
量の範囲で、相対雑音強度として、−１３０ｄＢ／Ｈｚ
程度以下の低い値が得られている。

【００５４】さらに図５は、本実施形態の半導体レーザ
素子１００において、可飽和吸収体として作用する第１
電流ブロック層９の厚さ（ｄ_block1）の変化に対するス
トライプ部７の内部及び外部の実効屈折率の差（△ｎ）
の変化を示すグラフである。具体的には、第１電流ブロ
ック層９のＡｌ組成比（Ｘ_block1）を０．１２、０．１
４及び０．１６の３通りの値に設定して、それぞれにお
ける測定結果を示している。

【００５５】図５に示されているように、第１電流ブロ
ック層９の厚さ（ｄ_block1）が、ほぼ、 ０．０３μｍ≦ｄ_block1≦０．１３μｍ、及び ０．３４μｍ≦ｄ_block1≦０．４２μｍ の範囲内にある場合には、ストライプ部７の内部の実効
屈折率がストライプ部７の外部の実効屈折率より小さく
なる（△ｎが０以下となる）アンチガイドモードとな
る。このようなアンチガイドモードでは、ストライプ部
７の内部に光を閉じ込めることが困難となり、レーザ発
振特性が不安定となる。

【００５６】図面中で「アンチガイド」として示してい
る範囲は、Ｘ_block1＝０．１４の場合のものである。こ
の範囲はＸ_block1の値に依存して変化するが、原則的に
は、図５に示す特性で△ｎが０以下となる範囲に相当す
る。

【００５７】以下に説明する他の特性に関しては、アン
チガイドモード以外の場合について議論する。

【００５８】図６は、本実施形態の半導体レーザ素子１
００において、可飽和吸収体として作用する第１電流ブ
ロック層９の厚さ（ｄ_blockl）の変化に対する可干渉性
指数の変化を示すグラフである。ただし、光出力は３ｍ
Ｗである。具体的には、第１電流ブロック層９のＡｌ組
成比（Ｘ_block1）を０．１２、０．１４及び０．１６の
３通りの値に設定して、それぞれにおける測定結果を示
している。

【００５９】低雑音特性を実現するには可干渉性指数は
０．５以下である必要があるが、第１電流ブロック層９
のＡｌ組成比Ｘ_block1が増大すると、可干渉性指数は増
大する傾向にある。特に、Ｘ_block1＞０．１６の場合に
は、アンチガイドモードに相当する領域以外で可干渉性
指数が０．５以下を満足する領域が、極めて少なくな
る。そこで、可干渉性指数特性の観点からは、第１電流
ブロック層９のＡｌ組成比Ｘ_block1は０．１６以下に設
定することが望ましい。

【００６０】次に、図７は、本実施形態の半導体レーザ
素子１００において、第１電流ブロック層９の厚さ（ｄ
_blockl）の変化に対する動作電流（Ｉ_op）の変化を示す
グラフである。ただし、光出力は３５ｍＷである。具体
的には、第１電流ブロック層９のＡｌ組成比
（Ｘ_block1）を０．１２、０．１４及び０．１６の３通
りの値に設定して、それぞれにおける測定結果を示して
いる。

【００６１】図７に示されているように、第１電流ブロ
ック層９のＡｌ組成比Ｘ_block1が減少すると、動作電流
Ｉ_opは増大する傾向にある。特に、Ｘ_block1＜０．１２
の場合には、動作電流Ｉ_opが１１０ｍＡ以上に増大す
る。そこで、動作電流特性の観点からは、第１電流ブロ
ック層９のＡｌ組成比Ｘ_block1は０．１２以上に設定す
ることが望ましい。

【００６２】以上の点より、図１に示す半導体レーザ素
子１００に関する先に述べた説明では、活性層４及び可
飽和吸収層として機能する第１電流ブロック層９の禁制
帯幅を与えるそれぞれの層のＡｌ組成比に関して、第１
電流ブロック層９のＡｌ組成比（Ｘ_block1）が活性層４
のＡｌ組成比と等しい０．１４と説明されているが、実
際には両者はお互いに略等しければよい。具体的には、
図６及び図７を参照して説明した上記の条件を満足する
ように、 ０．１２≦Ｘ_block1≦０．１６ の範囲内に設定することが望ましい。

【００６３】なお、上記の第１電流ブロック層９のＡｌ
組成比（Ｘ_block1）の範囲は、Ａｌ_xＧａ_1-xＡｓ活性層
４のＡｌ組成比ｘが０．１４である場合の値である。

【００６４】より一般的には、活性層４の実効的な禁制
帯幅を与える活性層４のＡｌ組成比ｘに対して、可飽和
吸収層として機能する第１電流ブロック層９の実効的な
禁制帯幅を与える第１電流ブロック層９のＡｌ組成比Ｘ
_block1が、 ｘ−０．０２≦Ｘ_block1≦ｘ＋０．０２ なる関係を満たすように設定すれば、上述したものと同
様の効果を得ることができる。例えば、活性層や可飽和
吸収層が量子井戸構造や超格子構造であって、それらの
層について個別の層としてのＡｌ組成比が特定できない
場合であっても、発光特性や発振波長、或いは吸収特性
などの動作特性から決定される等価的なＡｌＧａＡｓの
Ａｌ組成に対して上記の関係式が満足されれば、本発明
の効果を得ることができる。

【００６５】さらに、図８は、本実施形態の半導体レー
ザ素子１００において、第１電流ブロック層９の厚さ
（ｄ_blockl）の変化に対する出射レーザ光の水平方向放
射角の特性、すなわち出射レーザ光の遠視野像における
水平方向の半値幅（以下、「θ水平」と称する）の変化
を示すグラフである。具体的には、第１電流ブロック層
９のＡｌ組成比（Ｘ_block1）を０．１２、０．１４及び
０．１６の３通りの値に設定して、それぞれにおける測
定結果を示している。

【００６６】一般に、θ水平が９度未満になると、光学
特性に不良が生じる。図８より、θ水平が９度以上とな
る第１電流ブロック層９の厚さ（ｄ_blockl）は、ほぼ以
下の範囲になる。

【００６７】０．１４μｍ≦ｄ_block1≦０．３０μｍ、
及び ０．４４μｍ≦ｄ_block1≦０．５８μｍ 以上に説明してきたように、第１電流ブロック層９の厚
さ（ｄ_blockl）は、図６〜図８を参照して説明した上記
条件を満足するように、上記の範囲内に設定することが
望ましい。

【００６８】なお、本実施形態の半導体レーザ素子１０
０はエッチストップ層６及び８を備えているが、これは
半導体レーザ素子の作製の再現性及び制御性を向上させ
るために挿入したものである。したがって、エッチスト
ップ層６及び８を有しない場合においても、以上に説明
したものと同様の効果を得ることができる。

【００６９】（第２の実施の形態）図９に、本発明の第
２の実施形態における半導体レーザ素子２００の断面構
造図を示す。

【００７０】この半導体レーザ素子２００は、ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板２１の上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層（厚さ
０．５μｍ）２２、ｎ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第１クラッド
層（ｙ＝０．５、厚さ１．５μｍ）２３、多重量子井戸
活性層２４、ｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第２クラッド層（厚
さ０．３０μｍ）２５、ｐ−ＧａＡｓエッチストップ層
（厚さ０．００３μｍ）２６が、順に積層されている。
さらに、エッチストップ層２６の上には、ｐ−Ａｌ_zＧ
ａ_1-zＡｓ第３クラッド層（ｚ＝ｙ、厚さ１．２μｍ）
２７及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層（厚さ０．５μｍ）
２８からなるストライプ状のメサ領域２９が形成されて
いる。メサ領域２９の幅は、約２．５μｍである。

【００７１】さらにこのメサ領域２９の両側のエッチス
トップ層２６の上には、ｎ型の電流ブロック層３０、ｐ
−Ａｌ_wＧａ_1-wＡｓ光閉じ込め層（ｗ＝０．７、厚さ
０．４３μｍ）３１、及びｐ−ＧａＡｓ保護層３２が、
順に積層されている。このうち電流ブロック層３０は、
ｎ−Ａｌ_vＧａ_1-vＡｓ（ｖ＝０．５、厚さ１ｎｍ）とｎ
−ＧａＡｓ（厚さ２．５ｎｍ）とからなる超格子構造と
なっており、その平均のＡｌ組成は０．１３であり、全
体の厚さは０．２７μｍである。この電流ブロック層３
０は、発振したレーザ光に対する可飽和吸収層として機
能する。本実施形態では、可飽和吸収層として機能する
電流ブロック層３０で電流ブロック機能体が構成され
る。

【００７２】ストライプ状のメサ領域２９および保護層
３２の上には、ｐ−ＧａＡｓキャップ層（厚さ１μｍ）
３３が積層されている。さらに、キャップ層３３の上に
はｐ側電極３４が形成されており、基板２１の裏面には
ｎ側電極３５が形成されている。

【００７３】多重量子井戸活性層２４は、Ａｌ_0.3Ｇａ
_0.7Ａｓガイド層（厚さ２００オングストローム）と、
計５層のＡｌ_0.1Ｇａ_0.9Ａｓウエル層（厚さ１００オン
グストローム）、ならびに計４層のＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓ
バリア層（厚さ８０オングストローム）が、交互に積層
されて構成されている。

【００７４】この構成では、可飽和吸収体として機能す
る電流ブロック層３０によってストライプ状のメサ領域
２９の側面が覆われているので、自励発振特性（雑音特
性）がさらに改善される。

【００７５】次に、半導体レーザ素子２００の作製方法
を、図１０（ａ）〜（ｃ）の断面図を参照して説明す
る。

【００７６】まず、図１０（ａ）に示すように、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板２１の上にＭＯＣＶＤ法により、ｎ−ＧａＡ
ｓバッファ層２２、ｎ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第１クラッド
層２３、多重量子活性層２４、ｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第
２クラッド層２５、ｐ−ＧａＡｓエッチストップ層２
６、ｐ−Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ第３クラッド層２７、及びｐ
−ＧａＡｓコンタクト層２８を、この順に連続的に成長
させる。

【００７７】次に、このウエハをＭＯＣＶＤ装置から取
り出して、プラズマＣＶＤ法などにより、コンタクト層
２８の上にＳｉＮ膜（厚さ０．３μｍ）を形成する。次
に、フォトリソグラフィ法や選択エッチング法等を用い
て、ＳｉＮ膜の表面からエッチストップ層２６の上に存
在する第３クラッド層２７を除去して、図１０（ｂ）に
示すようなストライプ状のメサ領域２９を形成する。た
だし、図１０（ｂ）では、メサ領域２９の上のＳｉＮ膜
は省略している。

【００７８】その後に、このようにストライプ状のメサ
領域２９が形成されたウエハを再びＭＯＣＶＤ装置に導
入し、図１０（ｃ）に示すように、メサ領域２９の両側
に超格子構造を有して可飽和吸収層として機能する電流
ブロック層３０、ならびにｐ−Ａｌ_wＧａ_1-wＡｓ光閉じ
込め層３１及びｐ−ＧａＡｓ保護層３２を成長する。こ
のとき、ＳｉＮ膜の上にも電流ブロック層３０、光閉じ
込め層３１及び保護層３２が積層されるが、これらの各
膜３０〜３２の成長後にウエハをＭＯＣＶＤ装置から一
旦取り出し、これらの各膜３０〜３２ならびにＳｉＮ膜
を除去する。その後に、あらためてウエハをＭＯＣＶＤ
装置に導入して、ＭＯＣＶＤ法によりキャップ層３３を
形成する。

【００７９】次に、基板２１の一部を裏面から研磨など
により除去して、その厚さが約１００μｍとなるように
加工する。その後に、キャップ層３３の上にｐ側電極３
４を形成し、基板２１の裏面にはｎ側電極３５を形成す
る。最後に、ウエハをチップに分割し、高出力用の端面
コーティングを行うことによって、半導体レーザ素子２
００が得られる。

【００８０】以上のような製造方法では、エッチストッ
プ層２６とクラッド層２７との間の界面は形成初期の状
態がそのまま維持されるので、界面の乱れがない。この
結果、動作電流の低減が実現される。

【００８１】以上のようにして形成される本実施形態の
半導体レーザ素子２００では、典型的には、発振開始電
流が２７ｍＡであり、３５ｍＷの出力を得るために必要
な動作電流は６０ｍＡである。また、可干渉性指数は、
第１の実施の形態における半導体レーザ素子１００と同
様に十分に低い値が得られ、相対雑音強度も十分に低い
値が得られる。

【００８２】以上のように本実施形態では、可飽和吸収
層となる電流ブロック層を超格子構造とすることによ
り、通常のＡｌＧａＡｓ混晶の可飽和吸収層に比べて可
飽和吸収特性が急峻となる。この結果、より低いレベル
の出力に至るまで強い自励発振特性が得られて、その結
果、それによる低雑音特性が実現される。

【００８３】（第３の実施の形態）本実施形態は、上述
した第１、第２の実施の形態においては、共に、ｐ型の
エッチストップ層（８または２６）の上にｎ型電流ブロ
ック層からなる電流ブロック機能体を設ける構成として
いるのに対し、ｎ型電流ブロック層のエッチストップ層
側の層をｐ型とし、このｐ型の層に接する側のエッチス
トップ層をｎ型にした場合である。

【００８４】このような構成とした場合には、エッチス
トップ層側のｐ型の層は、電流ブロック層としての機能
はなくなり、可飽和吸収層としての機能が主たる機能と
なる。また、このｐ型の層に接する側のエッチストップ
層をｎ型にすることにより、この層が電流ブロック層と
しての機能を有するようになる。

【００８５】図１１に、本発明の第３の実施形態におけ
る半導体レーザ素子３００の断面構造図を示す。

【００８６】この半導体レーザ素子３００では、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板１０１の上に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層（厚
さ０．５μｍ）１０２、ｎ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第１クラ
ッド層（ｙ＝０．５、厚さ１．５μｍ）１０３、ノンド
ープＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ活性層（ｘ＝０．１４、厚さ０．
０５μｍ）１０４、ｐ−Ａｌ_yＧａ_1-yＡｓ第２クラッド
層（ｙ＝０．５、厚さ０．２５μｍ）１０５、ならびに
ｐ−ＧａＡｓエッチストップ層（厚さ０．００３μｍ）
１０６が、順に積層されている。エッチストップ層１０
６の上には、ｎ−Ａｌ_uＧａ_1-uＡｓエッチストップ層
（ｕ＝０．６、厚さ０．０７μｍ）１０８、ｐ−Ａｌ_v
Ｇａ_1-vＡｓ可飽和吸収層（ｖ＝０．１４、厚さ０．２
５μｍ）１０９、ｎ−Ａｌ_wＧａ_1-wＡｓ電流ブロック層
（ｗ＝０．６、厚さ０．３５μｍ）１１０、ならびにｎ
−ＧａＡｓ保護層（厚さ０．０１μｍ）１１１が、順に
形成されている。

【００８７】さらに、保護層１１１の表面からエッチス
トップ層１０６の表面に達するストライプ状の溝、すな
わちストライプ部１０７が形成されており、エッチスト
ップ層１０８、可飽和吸収層１０９、電流ブロック層１
１０、ならびに保護層１１１は、いずれもこのストライ
プ部１０７で分断されている。なお、ストライプ部１０
７の最上部の幅は、約２．５μｍである。

【００８８】さらに、ストライプ部１０７及び保護層１
１１を覆うように、ｐ−Ａｌ_zＧａ_1-zＡｓ第３クラッド
層（ｚ＝０．５、厚さ１．２μｍ）１１２及びｐ−Ｇａ
Ａｓキャップ層（厚さ２．０μｍ）１１３が、順に積層
されている。さらに、キャップ層１１３の上にはｐ側電
極１１４が形成され、基板１０１の裏面にはｎ側電極１
１５が形成されている。

【００８９】このように構成された本実施形態の半導体
レーザ素子においては、電流ブロック機能体の可飽和吸
収層１０９をｐ型にしている。その理由は、前述したよ
うに、ｎ型のものよりも強い自励発振が得られるからで
ある。このように可飽和吸収層１０９をｐ型にしたと
き、その下側のエッチストップ層１０８をｎ型ではなく
ｐ型にしておくと、キャップ層１１３からストライプ部
１０７の第３クラッド層１１２への電流は、可飽和吸収
層１０９内で横方向に拡がるため、非常に大きな電流拡
がりを生じ、発振開始電流や動作電流の増大を生じてし
まう。そこで、本実施形態のように、エッチストップ層
１０８をｎ型にすることにより、その電流拡がりを低減
でき、つまりこのｎ型のエッチストップ層１０８が電流
ブロック層として機能するようになり、ｐ型のエッチス
トップ層とする場合よりも、低電流動作をさせることが
可能となる。

【００９０】したがって、本実施形態では、エッチスト
ップ層１０８と、可飽和吸収層１０９と、電流ブロック
層１１０とにより電流ブロック機能体が構成される。な
お、可飽和吸収層１０９内への電流拡がりに対する電流
ブロックを主たる機能とするエッチストップ層１０８に
ついては、その機能を良好とするためには、エッチスト
ップ層１０８の厚さを、光学的特性や自励発振特性等に
問題を生じない範囲内で厚くするのが望ましい。

【００９１】また、本実施形態では、エッチストップ層
１０８をｎ型の単層としたが、本発明はこれに限らず、
電流ブロックを主たる機能とするｎ型層とエッチストッ
プを主たる機能とするｐ型層との２層の構成とする等、
種々の構成とすることが可能である。

【００９２】この半導体レーザ素子３００は、上述した
第１の実施の形態にかかる半導体レーザ素子１００に対
応するものであるが、本実施形態は第２の実施の形態に
かかる半導体レーザ素子２００にも同様にして対応させ
ることができる。具体的には、半導体レーザ素子２００
におけるｎ型の第１電流ブロック層３０をｐ型の可飽和
吸収層にすればよい。あるいは、ｎ型の第１電流ブロッ
ク層３０をｐ型の可飽和吸収層にし、可飽和吸収層とｐ
型のエッチストップ層２６との間にｎ型のＡｌ_tＧａ_1-t
Ａｓ電流拡がり防止層（ｔ＝０．６、厚み０．０５μ
ｍ）を設ける構成にすればよい。

【００９３】なお、以上の第１、第２及び第３の実施の
形態の説明では、簡便のために、ＡｌＧａＡｓ系の半導
体レーザ素子についてのみ説明している。しかし、本発
明は、ＩｎＧａＡＩＰ系など、ＡｌＧａＡｓ系以外の材
料系から構成された半導体レーザ素子に対しても適用可
能である。

【００９４】また、本発明の適用は高出力半導体レーザ
素子に限られるわけではなく、低出力レーザ素子におい
ても、その自励発振特性の改善のために適用可能であ
る。

【００９５】さらに、半導体レーザ素子の製造工程で使
用される膜の成長方法としては、以上の説明で言及した
ＭＯＣＶＤ法以外に、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）
法、ＬＰＥ（液相成長）法、ＭＯ−ＭＢＥ法、或いはＡ
ＬＥ（原子エピタキシー）法などの適用が可能である。

【００９６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
低雑音特性に優れて強い自励発振特性を有し、かつ光学
特性の悪化、信頼性不良、或いは動作電流の増大などの
素子特性における問題が生じない、高出力の半導体レー
ザ素子が実現される。

【００９７】具体的には、ある従来の半導体レーザ素子
（図１２を参照して説明する半導体レーザ素子５０）で
は、発振開始電流は５０ｍＡであり、３５ｍＷの出力を
得るために必要な動作電流は１２０ｍＡ程度である。一
方、他の従来の半導体レーザ素子（図１３を参照して説
明する半導体レーザ素子７０）では、発振開始電流は５
０ｍＡであり、３５ｍＷの出力を得るために必要な動作
電流は９０ｍＡ程度である。これに対して、第１の実施
形態に係わる半導体レーザ素子１００の発振開始電流は
典型的には３０ｍＡであり、出力３５ｍＷを得るために
必要な動作電流は典型的には７０ｍＡ程度である。ま
た、第２の実施形態に係わる半導体レーザ素子２００の
発振開始電流は典型的には２７ｍＡであり、出力３５ｍ
Ｗを得るために必要な動作電流は典型的には６０ｍＡ程
度である。

【００９８】これらの値を比較すれば明らかなように、
本発明の各実施形態に係わる半導体レーザ素子は、従来
技術による半導体レーザ素子に比べて飛躍的に改善され
た動作特性を呈する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における半導体レーザ
素子の断面構造図である。

【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１の半導体レーザ素子の
製造工程を示す断面図である。

【図３】図１の半導体レーザ素子における可干渉性指数
特性を示すグラフである。

【図４】図１の半導体レーザ素子における戻り光雑音特
性を示すグラフである。

【図５】図１の半導体レーザ素子における第１電流ブロ
ック層の厚さと実効屈折率差△ｎとの関係を示すグラフ
である。

【図６】図１の半導体レーザ素子における第１電流ブロ
ック層の厚さと可干渉性指数との関係を示すグラフであ
る。

【図７】図１の半導体レーザ素子における第１電流ブロ
ック層の厚さと動作電流との関係を示すグラフである。

【図８】図１の半導体レーザ素子における第１電流ブロ
ック層の厚さと水平方向放射角との関係を示すグラフで
ある。

【図９】本発明の第２の実施形態における半導体レーザ
素子の断面構造図である。

【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図９の半導体レーザ素子
の製造工程を示す断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態における半導体レー
ザ素子の断面構造図である。

【図１２】従来の半導体レーザ素子の断面構造図であ
る。

【図１３】他の従来の半導体レーザ素子の断面構造図で
ある。

【符号の説明】

５０、７０、１００、２００、３００ 半導体レーザ素
子 １、２１、１０１ 基板 ２、２２、１０２ バッファ層 ３、２３、１０３ 第１クラッド層 ４、２４、１０４ 活性層 ５、２５、１０５ 第２クラッド層 ６、８、２６、１０６、１０８ エッチストップ層 ７、１０７ ストライプ部 ９ 第１電流ブロック層（可飽和吸収層） ３０ 電流ブロック層（可飽和吸収層） １０ 第２電流ブロック層 １０９ 可飽和吸収層 １１０ 電流ブロック層 １１、３２、１１１ 保護層 １２、２７、１１２ 第３クラッド層 １３、３３、１１３ キャップ層 １４、１５、３４、３５、１１４、１１５ 電極 ２８ コンタクト層 ２９ メサ領域 ３１ 光閉じ込め層 ５１、７１ 基板 ５２、７２ バッファ層 ５３、７３ 第１クラッド層 ５４、７４ 活性層 ５５、７５ 第２クラッド層 ５６、８０ 電流ブロック層 ５７ ストライプ部 ５８、７７ 第３クラッド層 ５９、８１ キャップ層 ６０、６１、８２、８３ 電極 ７６ 可飽和吸収層 ７８ コンタクト層 ７９ メサ領域

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の導電型の半導体基板と、 該半導体基板の上に形成され、第１の導電型の第１クラ
   ッド層と活性層と第２の導電型の第２クラッド層とを少
   なくとも含む積層構造と、 該積層構造の上にストライプ状領域を有して形成されて
   いる電流ブロック機能体と、 該ストライプ部及び該電流ブロック機能体を埋めるよう
   に形成されている第２の導電型の第３クラッド層とを含
   む半導体レーザ素子であって、 該電流ブロック機能体は、該活性層の禁制帯幅と略等し
   い禁制帯幅を有する可飽和吸収層を少なくとも含んでい
   る半導体レーザ素子。
2. 【請求項２】 第１の導電型の半導体基板と、 該半導体基板の上に形成され、第１の導電型の第１クラ
   ッド層と活性層と第２の導電型の第２クラッド層とを少
   なくとも含む積層構造と、 該積層構造の上に形成され、第２の導電型の第３クラッ
   ド層と第２の導電型のコンタクト層とを少なくとも含む
   ストライプ状のメサ領域と、 該積層構造の上であって該ストライプ状メサ領域の両側
   に形成されている電流ブロック機能体とを含む半導体レ
   ーザ素子であって、 該電流ブロック機能体は、該活性層の禁制帯幅と略等し
   い禁制帯幅を有する可飽和吸収層を少なくとも含み、該
   可飽和吸収層は該ストライプ状メサ領域の側面を覆って
   いる半導体レーザ素子。
3. 【請求項３】 前記電流ブロック機能体が、積層構造側
   に設けたｎ型の半導体層を有し、該ｎ型の半導体層の前
   記基板とは反対側に前記可飽和吸収層が配されると共に
   ｐ型に形成されている構成を一部に有している請求項１
   または２に記載の半導体レーザ素子。
4. 【請求項４】 前記電流ブロック機能体のうちで前記可
   飽和吸収層以外の部分の禁制帯幅が前記第１及び第２ク
   ラッド層の禁制帯幅よりも大きく、電流注入によって前
   記活性層で発生するレーザ光に対する吸収作用がない請
   求項１、２または３に記載の半導体レーザ素子。
5. 【請求項５】 前記活性層の実効的な禁制帯幅を与える
   Ａｌ組成比ｘと、前記可飽和吸収層の実効的な禁制帯幅
   を与えるＡｌ組成比ｙとが、 ｘ−０．０２≦ｙ≦ｘ＋０．０２ なる関係を満たす請求項１、２または３に記載の半導体
   レーザ素子。
6. 【請求項６】 前記活性層のうちで前記ストライプ状領
   域の外部に相当する領域が、さらに可飽和吸収体として
   機能する請求項１、２または３に記載の半導体レーザ素
   子。
7. 【請求項７】 第１の導電型の半導体基板の上に、第１
   の導電型の第１クラッド層と活性層と第２の導電型の第
   ２クラッド層とを少なくとも含む積層構造を成長させる
   工程と、 該積層構造の上に、該活性層の禁制帯幅と略等しい禁制
   帯幅を有する可飽和吸収層を少なくとも含んでなる電流
   ブロック機能体を成長させる工程と、 該電流ブロック機能体にストライプ状領域をエッチング
   によって形成する工程と、 該ストライプ部及び該電流ブロック機能体を覆う第２の
   導電型の第３クラッド層を成長させる工程とを包含する
   半導体レーザ素子の製造方法。
8. 【請求項８】 第１の導電型の半導体基板の上に、第１
   の導電型の第１クラッド層と活性層と第２の導電型の第
   ２クラッド層とを少なくとも含む積層構造を成長させる
   工程と、 該積層構造の上に、第２の導電型の第３クラッド層と第
   ２の導電型のコンタクト層とを順に成長させる工程と、 該第３クラッド層及び該コンタクト層をエッチングして
   ストライプ状メサ領域を形成する工程と、 該積層構造の上であって該ストライプ状メサ領域の両側
   に、該活性層の禁制帯幅と略等しい禁制帯幅を有する可
   飽和吸収層を少なくとも含んでなる電流ブロック機能体
   を、該可飽和吸収層が該ストライプ状メサ領域の側面を
   覆うように成長させる工程とを包含する半導体レーザ素
   子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記電流ブロック機能体を成長させる工
   程において、ｎ型の半導体層を形成した後に、ｐ型の可
   飽和吸収層を形成する工程を含む請求項７または８に記
   載の半導体レーザ素子の製造方法。