JP2003163418A

JP2003163418A - 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ

Info

Publication number: JP2003163418A
Application number: JP2001364052A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Yanagimoto; 友弥柳本
Original assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Current assignee: Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2003-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】窒化ガリウム系化合物半導体レーザのうち、
青緑色や緑色の短波長レーザでは、光閉じ込めが悪いた
めに閾値電圧が高くなる。【解決手段】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体
レーザは、窒化ガリウム系化合物半導体からなる活性層
と窒化ガリウム系化合物半導体からなるクラッド層の間
に、前記クラッド層より屈折率が大きくかつ前記活性層
よりもバンドギャップが大きな窒化ガリウム系化合物半
導体から成り、前記活性層と共に光導波路を形成する光
ガイド層を有する分離閉じ込め型窒化ガリウム系化合物
半導体レーザであって、前記光ガイド層は、成長中に導
電率を上昇させる不純物がドープされているが、前記光
ガイド層のうち、活性層側の端面から少なくとも０．０
５μｍ以上は、前記不純物をドープせずに成長されてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒化ガリウム系半導
体化合物レーザに関し、特に量子井戸型活性層と光ガイ
ド層を有する分離閉じ込め型の窒化ガリウム系化合物半
導体レーザに関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、窒化物半導体を用いた半導体レー
ザは、ＤＶＤなど大容量・高密度の情報記録・再生が可
能な光ディスクシステムへの利用に対する要求が高くな
っている。特に、デジタル画像データを扱う次世代ＤＶ
Ｄには、波長の短かい青色のレーザが必要不可欠と考え
られている。青色半導体レーザとしては、窒化ガリウム
系半導体化合物レーザが最も有力で、その開発が進んで
いる。

【０００３】レーザ発振において重要な要素の１つは、
光を増幅する領域である光導波路への効率よい光閉じ込
めである。ここに光がよく閉じ込められないと、閾値電
流の上昇、発光効率の低下等の素子特性の不良が生じ
る。元来は活性層がそのまま光導波路であったが、活性
層が量子井戸型構造と移行してゆき活性層の厚みが薄く
なったため、活性層のみで光を閉じ込めることは難しく
なった。そこで、活性層の片側もしくは両側に、活性層
よりバンドギャップの大きい光ガイド層を配置した分離
光閉じ込め型（ＳＣＨ）が採用されるようになってい
る。基本的なＳＣＨにおいては、光導波路は活性層と光
ガイド層とで構成され、光は、クラッド層と光ガイド層
との間に屈折率差をつけることにより、この光導波路内
部に閉じ込められる。光導波路の応用形には、活性層と
光ガイド層の他に、電子閉じ込め層などの層を含むもの
もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、窒化ガリウム
系化合物半導体レーザのうち、青緑色や緑色の短波長レ
ーザでは、光ガイド層とクラッド層との屈折率差が小さ
くなり、光導波路内への光閉じ込めが十分でなくなり、
閾値電圧が高くなる。これは、材料の屈折率が光の波長
に依存して変化することによる。

【０００５】光閉じ込めをよくするには、クラッド層の
Ａｌの組成比を多くして、光ガイド層とクラッド層との
屈折率差を大きくする方法が考えられる。しかし、クラ
ッド層のＡｌ組成比を増加させるとクラッド層の結晶性
が悪くなり、場合によってはクラックを発生することも
あるため、あまり好ましくない。

【０００６】他方、光ガイド層を厚膜化すれば、Ａｌ組
成比をあまり増加させることなく光閉じ込めを改善する
ことができるが、光ガイド層における電圧損が大きく
る。このため、単純に光ガイド層を厚膜化する方法では
閾値電圧の増加を十分に抑制することができない。そこ
で本発明は、青緑色や緑色のような短波長においても低
い閾値電圧を実現できる窒化ガリウム系化合物半導体レ
ーザを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウム系
化合物半導体レーザは、窒化ガリウム系化合物半導体か
らなる活性層と窒化ガリウム系化合物半導体からなるク
ラッド層の間に、前記クラッド層より屈折率が大きくか
つ前記活性層よりもバンドギャップが大きな窒化ガリウ
ム系化合物半導体から成り、前記活性層と共に光導波路
を形成する光ガイド層を有する分離閉じ込め型窒化ガリ
ウム系化合物半導体レーザであって、前記光ガイド層
は、成長中に導電率を上昇させる不純物がドープされて
いるが、前記光ガイド層のうち、活性層側の端面から少
なくとも０．０５μｍ以上は、前記不純物をドープせず
に成長されていることを特徴とする。

【０００８】光ガイド層に不純物をドープして導電性を
上昇させることにより、光ガイド層を厚膜に形成した時
の光ガイド層における電圧損の増加を抑制することがで
きる。したがって、光ガイド層の電圧損を増加させるこ
となく光閉じ込め能を改善して、レーザの閾値電圧を低
下させることができる。。しかし、光ガイド層に不純物
をドープすると、光ガイド層自身の光吸収係数が上昇し
て活性層の発光を吸収してしまう、光ガイド層の結晶性
が低下する結果活性層の結晶性も低下する、熱拡散によ
り光ガイド層から活性層へ不純物が拡散して活性層のバ
ンド端発光を阻害する、といった問題点が発生する。そ
こで、本発明では、光ガイド層のうち、活性層側の端面
から少なくとも０．０５μｍ、好ましくは０．１μｍの
範囲はドープしないで成長させる。

【０００９】尚、光ガイド層のうちドープしないで成長
させる範囲は、あまり大き過ぎては電圧損が大きくなる
ため、活性層側の端面から０．３μｍ以下、より好まし
くは０．１５μｍ以下にすることが望ましい。

【００１０】また、光ガイド層の膜厚はｐ側、ｎ側がお
のおの０．１５μｍ以上０．５μｍ以下で形成されてい
ると、光閉じ込めの効果が顕著に現れるので好ましく、
特に０．２μ以上０．３μｍ以下で形成されていると好
ましい。

【００１１】光ガイド層に不純物をドープして導電性を
高くするとき、そのドープの状態は特に限定されず、ド
ープ量が均一でも不均一でもよい。形成の簡便さからす
ればドープ量が均一な一層で形成されていると好ましい
が、不純物ドープ量が不均一であっても何ら問題はな
い。例えば、ドープ量は、濃度変化の境界がないように
微量づつ増減させても、濃度の異なる複数の層を積層す
ることで濃度変化の境界が明瞭であってもよい。また、
活性層から離れるほどドープ量が多くなっていると、活
性層をピークとした発光強度分布と、ドープによる光吸
収率の変化との兼ね合いにより、強い光がより吸収され
にくい構成となるので好ましい。

【００１２】光ガイド層のドープ領域に不純物をドープ
するとき、不純物濃度が１×１０^１ ^５／ｃｍ^３以上１×
１０^２０／ｃｍ^３以下となるように成長させると、導電
性は十分に得られ、さらに不純物ドープによる結晶性の
悪化が許容範囲内に押さえられるので好ましい。

【００１３】光ガイド層のうち活性層から０．０５〜
０．３μｍはアンドープで形成されているが、不純物ド
ープして形成した層と隣接して形成されるときには、窒
化ガリウム系化合物半導体の積層時の温度によって、隣
接層から不純物が侵入することがある。光ガイド層の活
性層側に、不純物ドープした層が隣接すると、アンドー
プで成長されている光ガイド層の活性層側に、不純物が
ドープされた状態になる。そのときにドープされる不純
物濃度は隣接層の２分の１以下になり、また不純物の侵
入深さは０．０２μｍ以下になると見積もられる。熱拡
散によって不純物がドープされたことにより、アンドー
プ領域も光を吸収するが、その吸収量は、レーザ発振中
の光導波による損失と比べて小さいため、大きな問題と
はならない。

【００１４】光ガイド層の、アンドープで成長させた領
域とドープして成長させた領域とは順次積層されるため
隣接しており、アンドープで成長させた領域のクラッド
層側に熱拡散によって不純物が導入されることがある。
しかし、熱拡散で不純物が導入される位置は、アンドー
プ領域のうちで最も活性層から離れており、さらに侵入
深さが０．０２μｍ以下と見積もられるため、光の吸収
に与える影響は微小で、他の損失と比べて非常に小さ
く、ほとんど問題とはならない。

【００１５】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザでは、光ガイド層がＧａＮから形成されていると好ま
しい。光ガイド層は活性層の近傍に形成されるため、そ
の結晶性はよいことが望ましく、結晶性が劣る３元系の
窒化ガリウム系化合物半導体よりは、結晶性のよい２元
系のＧａＮが好ましい。

【００１６】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザの活性層は、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）で形
成されているのが好ましい。本発明のレーザは、特に青
色〜純緑色レーザに適した構造となっているため、活性
層には青色〜純緑色に発光する物質が使用されるとよ
い。Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮでは、ｘの値を変えることによ
り発光する色を青色〜純緑色の範囲で変えることが可能
である。さらに、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）の
井戸層に有する量子井戸構造とすると、高性能のレーザ
となるので好ましい。

【００１７】また、クラッド層は、光導波路内に光を閉
じ込めるために、光ガイド層より低屈折率を有する物質
で形成されているとよい。光ガイド層をＧａＮで形成す
る場合には、クラッド層はＡｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（０≦ｙ
≦１）を含む窒化物半導体で形成されると、ＧａＮより
屈折率が低くなるので好ましい。このとき、ｙの値が大
きい方が、屈折率が下がる傾向にある。

【００１８】しかし、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮは、ｙの値を
大きくすると結晶性が悪化し、特に厚膜に形成するとク
ラックが入りやすくなる。そこで、クラッド層は、Ａｌ
_ｙＧａ_１−ｙＮ（０＜ｙ≦１）とＧａＮとを交互に積層
した超格子構造として、Ａｌ _ｙＧａ_１−ｙＮ層の膜厚を
クラック形成の限界厚より薄膜に形成すると共に、結晶
性のよいＧａＮで挟み込むことでクラック形成を防止す
ると好ましい。

【００１９】ｐ側に形成されている光ガイド層のドープ
領域およびクラッド層に導入されている不純物元素が、
ｐ型ドーパントのＭｇであると好ましい。また、ｐ側光
ガイド層のドープ領域のＭｇドープ量が、ｐ側クラッド
層のＭｇの平均ドープ量以下であるとよく、さらに好ま
しくは、ｐ側クラッド層のＭｇの平均ドープ量の１／２
以下となっていることである。

【００２０】ｎ側に形成されている光ガイド層のドープ
領域およびクラッド層に導入されている不純物元素が、
ｎ型ドーパントのＳｉであると好ましい。また、ｎ側光
ガイド層のドープ領域のＳｉドープ量が、ｎ側クラッド
層のＳｉの平均ドープ量以下であるとよく、さらに好ま
しくは、ｎ側クラッド層のＳｉの平均ドープ量の１／２
以下となっていることである。

【００２１】また、本発明は、窒化ガリウム系化合物半
導体からなる活性層１０６と窒化ガリウム系化合物半導
体からなるクラッド層１０６、１０９の間に、クラッド
層より屈折率が大きくかつ活性層よりもバンドギャップ
が大きな窒化ガリウム系化合物半導体から成り、活性層
と共に光導波路を形成する光ガイド層を有する分離閉じ
込め型窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法
で、光ガイド層のうち、活性層から０．０５μｍ以上
０．３μｍ以下の範囲はアンドープで成長させることを
特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方
法である。活性層の近傍をアンドープで成長させること
で、強度の強い光が吸収されないようにしている。

【００２２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の窒化ガ
リウム系化合物半導体レーザに用いる窒化ガリウム系化
合物半導体としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、もしくはＩｎ
Ｎ、又はこれらの混晶である窒化ガリウム系化合物半導
体（Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｎ、０≦ｘ、０≦ｙ、
ｘ＋ｙ≦１）がある。その他に前記窒化ガリウム系化合
物半導体の一部を、Ｂ、Ｐで置換した、混晶でもよい。

【００２３】図４は、本発明に係る窒化ガリウム系化合
物半導体レーザの一例を示す断面図である。ＧａＮ基板
１０１上には、Ｉｎ_ｘＧａ_1-ｘＮ（０≦ｘ＜１）から成
る活性層１０７が、ＧａＮ層からなるｎ側光ガイド層１
０６とＧａＮ層からなるｐ側光ガイド層１０９とに挟ま
れて光導波路を形成し、さらにその両側をｎ側Ａｌ_ｙＧ
ａ_１−ｙＮ（０≦ｙ＜１）層１０３〜１０７（各層毎に
ｙの値は異なる）と、ｐ側Ａｌ_ｚＧａ_１−ｚＮ（０≦ｚ
＜１）層１１０及び１１１（各層毎にｚの値は異なる）
によって挟まれており、いわゆる光−キャリア分離型閉
じ込めヘテロ構造が形成されている。

【００２４】図１は、図４に示した半導体レーザの積層
構造のうち、光導波路およびクラッド層の積層部分を抽
出して図示したものである。光ガイド層１０６及び１０
９は、アンドープ領域６ａ、９ａとドープ領域６ｂ、９
ｂとを図のように積層して形成されている。

【００２５】ノンドープの窒化ガリウム系化合物半導体
は導電性が低いので、光導波路を厚くするために光ガイ
ド層を厚膜に形成すると光ガイド層１０６、１０９の抵
抗が高くなる。よって光導波路を厚くして光閉じ込め能
を向上させるためには、厚膜で、かつ導電性のよい光ガ
イド層を形成するのが好ましい。そこで光ガイド層１０
６、１０９に不純物をドープして導電性を上昇させる。

【００２６】不純物をドープすると光吸収係数が高くな
るので、光の吸収量を減らすためには光導波路内にドー
プするのは望ましくないが、光閉じ込め能との兼ね合い
から、光ガイド層にドープして厚膜の光導波路を形成す
るほうがレーザの性能が向上することがわかった。そこ
で、０．０５μｍ以上０．３μｍ以下のアンドープ領域
６ａ、９ａを活性層側に成長させ、ドープ領域９ｂをク
ラッド側に成長させることで、活性層近傍の強度の強い
光は吸収せず、光ガイド層１０６、１０９の導電性が向
上することができる。さらに、アンドープ領域６ａ、９
ａは０．１μｍ以上０．１５μｍ以下で成長させるとよ
り好ましい。

【００２７】また、青色〜純緑色光を効率よく光閉じ込
めするためには、ｐ側及びｎ側に形成されるおのおのの
光ガイド層１０６、１０９の膜厚は０．１５μｍ以上
０．５μｍ以下で形成されていると好ましく、特に０．
２μ以上０．３μｍ以下で形成されていると好ましい。

【００２８】光ガイド層１０６、１０９のどこにドープ
領域を形成しても導電性向上の効果は同じなので、光吸
収によって生じる光の吸収が少ない位置にドープすると
よい。レーザ発振時、活性層が最強の光強度となり、活
性層から離れるに従って光の強度は弱くなる。既に強度
が弱くなっている光を吸収される方が、強度の強い光を
吸収されるよりは吸収量が少なく済むので、光ガイド層
１０６、１０９のうち活性層から離れた位置にドープ領
域６ｂ、９ｂを形成すると好ましい。

【００２９】光ガイド層のドープ領域６ｂ、９ｂは導電
性が高くなっていればよく、ドープ領域６ｂ、９ｂにお
けるドープ量は、意図的に変えても変えなくてもどちら
でもよい。ドープ量を変えないように成長させるなら、
不純物の濃度の調節が容易なので形成が簡易となり、好
ましい。一方、光の強度分布に対応して活性層から離れ
るほどドープ量多くするように、意図的にドープ量を変
えて成長させてもよく、そのように形成すると、より光
の吸収量を軽減することができるので好ましい。

【００３０】光ガイド層のドープ領域６ｂ、９ｂにおい
て不純物ドープ量を意図的に変化させる場合、層の成長
方向における不純物濃度がなめらかに変化する形態と、
段階的に変化する形態がある。段階的に変化する形態と
は、具体的には、おのおのの不純物ドープ量が異なって
いる複数の層を積層して、ドープ領域６ｂ、９ｂを形成
するものがあげられる。どちらの濃度変化であっても、
本発明に適用可能である。

【００３１】不純物のドープによる導電性上昇と、結晶
性悪化とのバランスを考慮すると、光ガイド層１０６、
１０９に不純物をドープして成長させるとき、その成長
部分の不純物濃度が１×１０^１５／ｃｍ^３〜１×１０
^２０／ｃｍ^３となるようにドープされていると好まし
い。この範囲であれば、光導波路を厚膜に形成しても抵
抗の急激な上昇はなく、光導波路として要求される結晶
性を有することが可能であるので、好ましい。

【００３２】光ガイド層１０６、１０９のうち活性層か
ら０．０５μｍ以上０．３μｍ以下はのアンドープ領域
６ａ，９ａとしてドープせずに成長させるが、隣接層に
不純物がドープされていると、素子成長時の温度によっ
て隣接層の不純物が熱拡散してアンドープ領域６ａ，９
ａに侵入することがある。光ガイド層の活性層側に、不
純物ドープした層が隣接すると、アンドープで成長され
ている光ガイド層の活性層側に、不純物がドープされた
状態になる。そのときにドープされる不純物濃度は隣接
層の２分の１以下になり、また不純物の侵入深さは０．
０２μｍ以下になると見積もられる。熱拡散によって不
純物がドープされたことにより、アンドープ領域も光を
吸収するが、その吸収量は、レーザ発振中の光導波によ
る損失と比べて小さいため、大きな問題とはならない。

【００３３】光ガイド層の、アンドープで成長させた領
域とドープして成長させた領域とは順次積層されるため
隣接しており、アンドープで成長させた領域のクラッド
層側に熱拡散によって不純物が導入されることがある。
しかし、熱拡散で不純物が導入される位置は、アンドー
プ領域のうちで最も活性層から離れており、さらに侵入
深さが０．０２μｍ以下と見積もられるため、光の吸収
に与える影響は微小で、他の損失と比べて非常に小さ
く、ほとんど問題とはならない。

【００３４】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザでは、光ガイド層１０６、１０９が、窒化ガリウム系
化合物半導体のうちでもＧａＮからなると好ましい。光
ガイド層１０６、１０９は、活性層の近傍に形成される
こと、そして光導波路の１部分であるので、その結晶性
がよいことが好ましい。よって、光ガイド層は、窒化ガ
リウム系化合物のなかでも結晶性のよいＧａＮで形成さ
れているのが好ましい。

【００３５】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザの活性層１０７は、Ｉｎ_ｘＧａ_１ _−ｘＮ（０＜ｘ≦
１）で形成されているのが好ましい。本発明のレーザ
は、特に青色〜純緑色レーザに適した構造となっている
ため、活性層１０７には青色〜純緑色に発光する物質が
使用されるとよい。Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮでは、ｘの値を
変えることにより発光する色を青色〜純緑色の範囲で変
えることが可能である。さらに、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ
（０＜ｘ≦１）の井戸層に有する量子井戸構造とする
と、閾値電流が低く高性能のレーザとなることが期待で
きるため好ましい。

【００３６】また、クラッド層１０５、１１０は、光導
波路内に光を閉じ込めるために、光ガイド層より低屈折
率を有する物質で形成される。光ガイド層１０６、１０
９をＧａＮで形成する場合には、クラッド層１０５、１
１０はＡｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（０≦ｙ≦１）を含む窒化物
半導体で形成されると、ＧａＮより屈折率が低くできる
ので好ましい。ｙの値を大きくすると屈折率が下がるの
で光閉じ込め能がよくなる。

【００３７】Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮはＧａＮと比べると結
晶性が悪く、特にｙの値が大きくして厚膜に形成すると
クラックが入りやすくなる。そこで、クラッド層１０
５，１１０は、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（０＜ｙ≦１）とＧ
ａＮとを交互に積層した超格子構造として、Ａｌ_ｙＧａ
_１−ｙＮ層の膜厚をクラック形成の限界厚より薄膜に形
成し、さらに結晶性のよいＧａＮで挟み込むことでクラ
ック形成を防止すると好ましい。クラッド層１０５、１
１０をこのような超格子構造で形成すると、クラックを
発生させることなくＡｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ層のｙの値を大
きくできるため、クラッド層全体の平均Ａｌ含有量は増
加し、屈折率を低下させることが可能となる。

【００３８】ｐ側に形成されている光ガイド層１０９お
よびクラッド層１１０に導入されている不純物元素が、
ｐ型ドーパントのＭｇであると好ましい。また、ｐ側光
ガイド層１０９のＭｇドープ量が、ｐ側のクラッド層１
１０のＭｇの平均ドープ量以下であるとよく、さらに好
ましくは、ｐ側のクラッド層１１０のＭｇの平均ドープ
量の１／２以下となっていることである。

【００３９】ｎ側に形成されている光ガイド層１０６お
よびクラッド層１０５に導入されている不純物元素が、
ｎ型ドーパントのＳｉであると好ましい。また、ｎ側光
ガイド層１０６のＳｉドープ量が、ｎ側のクラッド層１
０５のＳｉの平均ドープ量以下であるとよく、さらに好
ましくは、ｎ側のクラッド層１０５のＳｉの平均ドープ
量の１／２以下となっていることである。

【００４０】以下、図４に示す窒化ガリウム系化合物半
導体レーザについて、構造の詳細について説明する。基
板１０１としては、ＧａＮを用いることが好ましいが、
窒化ガリウム系化合物半導体と異なる異種基板を用いて
も良い。異種基板としては、例えば、Ｃ面、Ｒ面、及び
Ａ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（Ｍ
ｇＡ１₂Ｏ₄のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、
３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、及び
窒化ガリウム系化合物半導体と格子整合する酸化物基板
等、窒化ガリウム系化合物半導体を成長させることが可
能で従来から知られており、窒化ガリウム系化合物半導
体と異なる基板材料を用いることができる。好ましい異
種基板としては、サファイア、スピネルが挙げられる。
また、異種基板は、オフアングルしていてもよく、この
場合ステップ状にオフアングルしたものを用いると窒化
ガリウムからなる下地層が結晶性よく成長するため好ま
しい。更に、異種基板を用いる場合には、異種基板上に
レーザ構造形成前の下地層となる窒化ガリウム系化合物
半導体を成長させた後、異種基板を研磨などの方法によ
り除去して、窒化ガリウム系化合物半導体の単体基板と
してレーザ構造を形成してもよく、また、レーザ構造形
成後に、異種基板を除去する方法でも良い。

【００４１】異種基板を用いる場合には、バッファ層
（低温成長層）、窒化ガリウム系化合物半導体（好まし
くはＧａＮ）からなる下地層を介して、レーザ構造を形
成すると、窒化ガリウム系化合物半導体の成長が良好な
ものとなる。また、異種基板上に設ける下地層（成長基
板）として、その他に、ELOG(Epitaxially Laterally O
vergrowth)成長させた窒化ガリウム系化合物半導体を用
いると結晶性が良好な成長基板が得られる。ELOG成長層
の具体例としては、異種基板上に、窒化ガリウム系化合
物半導体層を成長させ、その表面に窒化ガリウム系化合
物半導体の成長が困難な保護膜を設けるなどして形成し
たマスク領域と、窒化ガリウム系化合物半導体を成長さ
せる非マスク領域を、ストライプ状に設け、その非マス
ク領域から窒化ガリウム系化合物半導体を成長させるこ
とで、膜厚方向への成長に加えて、横方向への成長が成
されることにより、マスク領域にも窒化ガリウム系化合
物半導体が成長して成膜された層などがある。その他の
形態では、異種基板上に成長させた窒化ガリウム系化合
物半導体層に開口部を設け、その開口部側面から横方向
への成長がなされて、成膜される層でもよい。

【００４２】基板１０１上には、バッファ層１０２を介
して、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層であるｎ側コ
ンタクト層１０３、クラック防止層１０４、ｎ側クラッ
ド層１０５、及びｎ側光ガイド層１０６が形成されてい
る。ｎ側クラッド層１０５及びｎ側光ガイド層１０６を
除く他の層は、レーザによっては省略することもでき
る。ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層は、少なくとも
活性層と接する部分において活性層よりも広いバンドギ
ャップを有することが必要であり、そのためにＡｌを含
む組成であることが好ましい。また、ｎ側光ガイド層を
除く各層は、ｎ型不純物をドープしながら成長させてｎ
側としても良いし、ノンドープのｎ側としても良い。

【００４３】ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１０３
〜１０６の上には、活性層１０７が形成されている。活
性層１０７は、前述の通り、Ｉｎ_ｘ１Ｇａ_1-ｘ２Ｎ井戸
層（０＜ｘ_１＜１）とＩｎ_ｘ２Ｇａ_1-ｘ２Ｎ障壁層（０
≦ｘ_２＜１、ｘ_１＞ｘ_２）が適当な回数だけ交互に繰り
返し積層されたＭＱＷ構造を有しており、活性層の両端
はいずれも障壁層となっている。井戸層は、アンドープ
で形成されており、全ての障壁層はＳｉ、Ｓｎ等のｎ型
不純物が好ましくは１×１０^１７〜１×１０^１ ^９ｃｍ
^−３の濃度でドープして形成されている。

【００４４】最終障壁層の上には、ｐ型窒化ガリウム系
化合物半導体層として、ｐ型電子閉じ込め層１０８、ｐ
側光ガイド層１０９、ｐ側クラッド層１１０、ｐ側コン
タクト層１１１が形成されている。ｐ側クラッド層１１
０及びｐ側光ガイド層１０９を除く他の層は、レーザに
よっては省略することもできる。ｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層は、少なくとも活性層と接する部分におい
て活性層よりも広いバンドギャップを有することが必要
であり、そのためにＡｌを含む組成であることが好まし
い。また、ｐ側光ガイド層を除く各層は、ｐ型不純物を
ドープしながら成長させてｐ側としても良いし、アンド
ープで成長させてから隣接する他の層からｐ型不純物が
拡散れた結果としてドープしたｐ側としてもよい。

【００４５】ｐ型電子閉じ込め層１０８は、ｐ側クラッ
ド層１１０よりも高いＡｌ混晶比を持つｐ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体から成り、好ましくはＡｌ_ｘＧａ_1-ｘ
Ｎ（０．１＜ｘ＜０．５）なる組成を有する。また、Ｍ
ｇ等のｐ型不純物が高濃度で、好ましくは５×１０^１７
〜１×１０^１９ｃｍ^-３の濃度でドープされている。こ
れにより、ｐ型電子閉じ込め層１０８は、電子を活性層
中に有効に閉じ込めることができ、レーザの閾値を低下
させる。

【００４６】ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層のう
ち、ｐ側光ガイド層１０９の途中までリッジストライプ
が形成され、さらに、保護膜１６１、１６２、ｐ型電極
１２０、ｎ型電極１２１、ｐパット電極１２２、及びｎ
パット電極１２３が形成されて半導体レーザが構成され
ている。

【００４７】実施の形態２．実施の形態２を図２に示
す。活性層１０７とｐ側光ガイド層１０９との間に、ｐ
側電子閉じ込め層１０８が形成されている以外は、実施
の形態１と同様に形成される。ｐ側電子閉じ込め層１０
８は、Ｍｇを高濃度にドープして成長させる。

【００４８】Ｍｇは窒化ガリウム系化合物半導体中で移
動度が大きく、熱拡散が起こりやすいとされている。本
発明では各層を高温で積層させるが、アンドープの層と
Ｍｇドープ層とが隣接している配置では、積層時の熱に
よってドープ層からアンドープ層へＭｇが熱拡散される
ことがある。その結果、アンドープで成長させた層であ
るにもかかわらず、素子形成後にはＭｇドープの状態と
なる。

【００４９】本件発明で、アンドープで成長させたｐ側
光ガイド層のアンドープ領域９ａも、その形成後になさ
れる他層の積層によってＭｇドープとなるが、その場合
のＭｇの分布状態は成長時Ｍｇドープとは異なってい
る。実際に製造したレーザ素子を積層方向のＭｇの分布
状態について分析し、その特徴を説明する。

【００５０】図３に、本発明の実施形態２で形成したレ
ーザのＭｇとＡｌの含有量を分析したグラフを示す。Ａ
ｌは、ｎ側クラッド層１０５、ｐ側クラッド層１１０お
よび電子閉じ込め層１０８を成長する時にドープされて
おり、またＡｌは熱拡散が起こりにくいことから、素子
形成後の層境界を知る指標となる。Ａｌの含有量変化
と、成長時に設定した層の厚さとから決定した各層の境
界線と対応する層構成も図３に示した。

【００５１】ｐ型光ガイド層のアンドープ領域９ａのＭ
ｇ濃度分布は、隣接層との境界において高濃度で、境界
から離れるにつれて濃度が低下する傾向を示す。また、
ｐ型光ガイド層のアンドープ領域９ａの層内に、Ｍｇ濃
度が最小値を示す鋭角のくぼみ（図中(Ｘ)）を有するグ
ラフとなる。次いで、電子閉じ込め層１０８およびｐ型
光ガイド層のドープ領域９ｂのＭｇ分布状態の特徴につ
いて述べる。どちらの層も意図的な濃度変化を行わずに
成長させているが、素子形成後には、ｐ型光ガイド層の
アンドープ領域９ａに近づくにつれてＭｇ濃度が減少す
るような濃度変化を示す。

【００５２】

【実施例】［実施例］以下、実施例として、図４に示す
ようなレーザ構造の窒化ガリウム系化合物半導体を用い
たレーザで、さらに図２に図示したクラッド層及び光導
波路を成長させて形成したレーザについて説明する。

【００５３】（基板１０１）基板として、異種基板に成
長させた窒化ガリウム系化合物半導体、本実施例ではＧ
ａＮを厚膜（１００μｍ）で成長させた後、異種基板を
除去して、８０μｍのＧａＮからなる窒化ガリウム系化
合物半導体基板を用いる。基板の詳しい形成方法は、以
下の通りである。２インチφ、Ｃ面を主面とするサファ
イアよりなる異種基板をＭＯＶＰＥ反応容器内にセット
し、温度を５００℃にして、トリメチルガリウム（ＴＭ
Ｇ）、アンモニア（ＮＨ₃）を用い、ＧａＮよりなるバ
ッファ層を２００Åの膜厚で成長させ、その後、温度を
上げて、アンドープのＧａＮを１．５μｍの膜厚で成長
させて、下地層とする。次に、下地層表面にストライプ
状のマスクを複数形成して、マスク開口部（窓部）から
窒化ガリウム系化合物半導体、本実施例ではＧａＮを選
択成長させて、横方向の成長を伴った成長（ＥＬＯＧ）
により成膜された窒化ガリウム系化合物半導体層を、さ
らに厚膜で成長させて、異種基板、バッファ層、下地層
を除去して、窒化ガリウム系化合物半導体基板を得る。
この時、選択成長時のマスクは、ＳｉＯ₂からなり、マ
スク幅１５μｍ、開口部（窓部）幅５μｍとする。

【００５４】（バッファ層１０２）窒化ガリウム系化合
物半導体基板の上に、バッファ層成長後、温度を１０５
０℃にして、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡ
（トリメチルアルミニウム）、アンモニアを用い、Ａｌ
_0.05Ｇａ_0.95Ｎよりなるバッファ層１０２を４μｍの膜
厚で成長させる。この層は、ＡｌＧａＮのｎ側コンタク
ト層と、ＧａＮからなる窒化ガリウム系化合物半導体基
板との間で、バッファ層として機能する。次に、窒化ガ
リウム系化合物半導体からなる下地層の上に、レーザ構
造となる各層を積層する。

【００５５】（ｎ側コンタクト層１０３）次に得られた
バッファ層１０２上にＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、不
純物ガスとしてシランガスを用い、１０５０℃でＳｉド
ープしたＡｌ_0.05Ｇａ_0.95Ｎよりなるｎ側コンタクト層
１０３を４μｍの膜厚で成長させる。

【００５６】（クラック防止層１０４）次に、ＴＭＧ、
ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、
温度を８００℃にしてＩｎ_0.06Ｇａ_0.94Ｎよりなるクラ
ック防止層１０４を０．１５μｍの膜厚で成長させる。
なお、このクラック防止層は省略可能である。

【００５７】（ｎ側クラッド層１０５）次に、温度を１
０５０℃にして、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ、アンモニ
ア及びシランガスを用い、Ｓｉを１×１０^１9／ｃｍ^３
ドープしたＡｌ_0.0８Ｇａ_0.9２ＮよりなるＡ層を２５Å
の膜厚で成長させ、続いて、ＴＭＡとシランガスを止
め、ノンドープのＧａＮよりなるＢ層を２５Åの膜厚で
成長させる。そして、この操作を繰り返してＡ層とＢ層
の積層し、総膜厚１．２μｍの多層膜（超格子構造）よ
りなるｎ側クラッド層１０５を成長させる。この時、Ｓ
ｉドープＡｌＧａＮ層（Ａ層）のＡｌ混晶比としては、
０．０５以上０．３以下の範囲であれば、十分にクラッ
ド層として機能する屈折率差を設けることができる。な
お、ｎ側クラッド層を、バンドギャップエネルギーが異
なる窒化物半導体積層した超格子構造で形成する場合、
不純物は、いずれか一方の層に多くドープする、いわゆ
る変調ドープを行うと結晶性がよくなる傾向がある。

【００５８】（ｎ側光ガイド層１０６、６ａ、６ｂ）１
０５０℃でＴＭＡ、ＴＭＧ、アンモニア、シランガスを
流し、Ｓｉを２．５×１０^１８／ｃｍ^３ドープしたｎ型
ＧａＮよりなるｎ側光ガイド層のドープ領域６ｂを０．
１μｍの膜厚で成長させる。続いて、シランガスを止
め、１０５０℃でアンドープＧａＮよりなるｎ側光ガイ
ド層のアンドープ領域６ａを０．１５μｍの膜厚で成長
させる。

【００５９】（活性層１０７）次に温度を８００℃にし
て、原料ガスにＴＭＩ、ＴＭＧを用い、アンドープのＩ
ｎ_０．０５Ｇａ_０．９５Ｎよりなる障壁層、その上に、
アンドープのＩｎ_０． _３２Ｇａ_０．６８Ｎよりなる井戸
層を、障壁層／井戸層／障壁層／井戸層／障壁層の順に
積層する。このとき、障壁層の膜厚を１３０Åの膜厚
で、井戸層を２５Åの膜厚で形成する。活性層は総膜厚
約４４０Åの多重量子井戸構造（ＭＱＷ）となる。

【００６０】（ｐ側電子閉込め層１０８）次に、同様の
温度で、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用
い、不純物ガスとしてＣｐ_２Ｍｇ（シクロペンタジエニ
ルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０^１9／ｃｍ^３
ドープしたＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ｎよりなるｐ型電子閉込層１
０８を１００Åの膜厚で成長させる。この層は、特に設
けられていなくても良いが、設けることで電子閉込めと
して機能し、閾値の低下に寄与するものとなる。

【００６１】（ｐ側光ガイド層１０９、９ａ、９ｂ）続
いてＣｐ_２Ｍｇ、ＴＭＡを止め、１０５０℃で、アンド
ープＧａＮよりなるｐ側光ガイド層のアンドープ領域９
ａを０．１５μｍの膜厚で成長させる。続いてＣｐ_２Ｍ
ｇを流して、１０５０℃で、Ｍｇを２．５×１０^１9／
ｃｍ^３ドープしたＧａＮよりなるｐ側光ガイド層のドー
プ領域９ｂを０．１μｍの膜厚で成長させる。

【００６２】（ｐ側クラッド層１１０）続いて、１０５
０℃でＣｐ₂Ｍｇを用いて、Ｍｇを１×１０^2０／ｃｍ^３
ドープしたｐ型Ａｌ_0.0８Ｇａ_0.9２Ｎよりなる層を２５
Åの膜厚で成長させ、続いてＴＭＡのみを止め、アンド
ープＧａＮよりなる層を２５Åの膜厚で成長させ、総膜
厚０．６μｍの超格子層よりなるｐ側クラッド層１１０
を成長させる。ｐ側クラッド層は少なくとも一方がＡｌ
を含む窒化ガリウム系化合物半導体層を含み、互いにバ
ンドギャップエネルギーが異なる窒化ガリウム系化合物
半導体層を積層した超格子で作製した場合、不純物はい
ずれか一方の層に多くドープして、いわゆる変調ドープ
を行うと結晶性が良くなる傾向にある。

【００６３】（ｐ側コンタクト層１１１）最後に、１０
５０℃で、ｐ側クラッド層１１０の上に、Ｍｇを１×１
０²⁰／cm ³ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コンタク
ト層１１１を１５０Åの膜厚で成長させる。ｐ側コンタ
クト層１１１はｐ型のＩｎ_XＡｌ_YＧａ_1-X-YＮ（０≦X、
０≦Y、X＋Y≦１）で構成することができ、好ましくは
ＭｇをドープしたＧａＮとすれば、ｐ電極１２０と最も
好ましいオーミック接触が得られる。コンタクト層１１
１は電極を形成する層であるので、１×１０¹⁷／cm³以
上の高キャリア濃度とすることが望ましい。１×１０¹⁷
／cm³よりも低いと電極と好ましいオーミックを得るの
が難しくなる傾向にある。さらにコンタクト層の組成を
ＧａＮとすると、電極材料と好ましいオーミックが得ら
れやすくなる。反応終了後、反応容器内において、ウエ
ハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ
型層を更に低抵抗化する。

【００６４】以上のようにして窒化ガリウム系化合物半
導体を成長させ各層を積層した後、ウエハを反応容器か
ら取り出し、最上層のｐ側コンタクト層の表面にＳｉＯ
₂よりなる保護膜を形成して、ＲＩＥ（反応性イオンエ
ッチング）を用いＳｉＣｌ₄ガスによりエッチングし、
図４に示すように、ｎ電極を形成すべきｎ側コンタクト
層１０３の表面を露出させる。このように窒化ガリウム
系化合物半導体を深くエッチングするには保護膜として
ＳｉＯ₂が最適である。

【００６５】次に上述したストライプ状の導波路領域と
して、リッジストライプを形成する。まず、最上層のｐ
側コンタクト層（上部コンタクト層）のほぼ全面に、Ｐ
ＶＤ装置により、Ｓｉ酸化物（主として、ＳｉＯ₂）よ
りなる第１の保護膜１６１を０．５μｍの膜厚で形成し
た後、第１の保護膜１６１の上に所定の形状のマスクを
かけ、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置により、
ＣＦ₄ガスを用い、フォトリソグラフィー技術によりス
トライプ幅１．６μｍの第１の保護膜１６１とする。こ
の時、リッジストライプの高さ（エッチング深さ）は、
ｐ側コンタクト層１１１、およびｐ側クラッド層１０
９、ｐ側光ガイド層１１０の一部をエッチングして、ｐ
側光ガイド層１０９の膜厚が０．１μｍとなる深さまで
エッチングして、形成する。

【００６６】次に、第１の保護膜１６１の上から、Ｚｒ
酸化物（主としてＺｒＯ₂）よりなる第２の保護膜１６
２を、第１の保護膜１６１の上と、エッチングにより露
出されたｐ側光ガイド層１０９の上に０．５μｍの膜厚
で連続して形成する。

【００６７】第２の保護膜１６２形成後、ウエハを６０
０℃で熱処理する。このようにＳｉＯ₂以外の材料を第
２の保護膜として形成した場合、第２の保護膜成膜後
に、３００℃以上、好ましくは４００℃以上、窒化ガリ
ウム系化合物半導体の分解温度以下（１２００℃）で熱
処理することにより、第２の保護膜が第１の保護膜の溶
解材料（フッ酸）に対して溶解しにくくなるため、この
工程を加えることがさらに望ましい。

【００６８】次に、ウエハをフッ酸に浸漬し、第１の保
護膜１６１をリフトオフ法により除去する。このことに
より、ｐ側コンタクト層１１１の上に設けられていた第
１の保護膜１６１が除去されて、ｐ側コンタクト層が露
出される。以上のようにして、図４に示すように、リッ
ジストライプの側面、及びそれに連続する平面（ｐ側光
ガイド層１０９の露出面）に第２の保護膜１６２が形成
される。

【００６９】このように、ｐ側コンタクト層１１２の上
に設けられた第１の保護膜１６１が、除去された後、図
４に示すように、その露出したｐ側コンタクト層１１１
の表面にＮｉ／Ａｕよりなるｐ電極１２０を形成する。
但しｐ電極１２０は１００μｍのストライプ幅として、
図４に示すように、第２の保護膜１６２の上に渡って形
成する。第２の保護膜１６２形成後、既に露出させたｎ
側コンタクト層１０３の表面にはＴｉ／Ａｌよりなるス
トライプ状のｎ電極１２１をストライプと平行な方向で
形成する。

【００７０】次に、ｎ電極を形成するためにエッチング
して露出された面でｐ，ｎ電極に、取り出し電極を設け
るため所望の領域にマスクし、ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂よりな
る誘電体多層膜１６４を設けた後、ｐ，ｎ電極上にＮｉ
−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）
よりなる取り出し（パット）電極１２２，１２３をそれ
ぞれ設けた。この時、活性層１０７の幅は、２００μｍ
の幅（共振器方向に垂直な方向の幅）であり、共振器面
（反射面側）にもＳｉＯ₂とＴｉＯ₂よりなる誘電体多層
膜が設けられる。

【００７１】以上のようにして、ｎ電極とｐ電極とを形
成した後、ストライプ状の電極に垂直な方向で、窒化ガ
リウム系化合物半導体のＭ面（ＧａＮのＭ面、（1 1- 0
0）など）でバー状に分割して、更にバー状のウエハを
分割してレーザを得る。この時、共振器長は、６５０μ
ｍである。

【００７２】得られたレーザ素子は２０ｍＡにおいて、
閾値電圧は３．９Ｖで、閾値電流も比較例と比べて低下
し、発振波長が４４０ｎｍ付近（４３５ｎｍ〜４４５ｎ
ｍ）の連続発振が室温で観測された。また、垂直横モー
ドにおけるファーフィールドパターン（ＦＦＰ）は図６
であり、比較例と比べてリップルの大幅な低減がみられ
た。

【００７３】［比較例］実施例において、ｎ側光ガイド
層１０６を、Ｓｉ２．５×１０^１８／ｃｍ^３ドープのＧ
ａＮを０．１μｍの膜厚で成長させ、またｐ側光ガイド
層を、アンドープのＧａＮを０．１μｍの膜厚で成長さ
せる他は同様にして窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
を作成した。得られたレーザ素子は２０ｍＡにおいて、
閾値電圧は４．５Ｖで、発振波長が４４０ｎｍ付近（４
３５ｎｍ〜４４５ｎｍ）の連続発振が室温で観測され
た。また垂直横モードのＦＦＰは図７であった。

【００７４】

【発明の効果】本発明の分離閉じ込め型の窒化ガリウム
系化合物半導体レーザでは、光ガイド層において、活性
層側で少なくクラッド層側で多くなるように不純物をド
ープし、さらに光ガイド層を厚膜にすることによって、
光導波路への光閉じ込め能の向上、閾値電圧および閾値
電流の低下が両立される。さらに、光ガイド層のクラッ
ド層へ漏れ出す光が減るため、垂直横モードのＦＦＰが
改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１のうち、光導波領域及び
その周辺の構成のみを抽出した図である。

【図２】本発明の実施形態２のうち、光導波領域及び
その周辺の構成のみを抽出した図である。

【図３】本発明の実施例で作成したレーザの、層の成
長方向における不純物濃度の分析結果を示すグラフであ
る。

【図４】本発明の実施形態を説明する半導体レーザの
模式断面図である。

【図５】本発明の実施例で作成したレーザの、垂直横
モードのＦＦＰである。

【図６】比較例で作成したレーザの、垂直横モードの
ＦＦＰである。

【符号の説明】

１０１・・・基板（ＧａＮ基板）１０２・・・バッファ層１０３・・・ｎ側コンタクト層１０４・・・クラック防止層１０５・・・ｎ側クラッド層１０６・・・ｎ側光ガイド層６ａ・・・ｎ側光ガイド層のアンドープ領域６ｂ・・・ｎ側光ガイド層のドープ領域１０７・・・活性層１０８・・・ｐ側電子閉込め層１０９・・・ｐ側光ガイド層９ａ・・・ｐ側光ガイド層のアンドープ領域９ｂ・・・ｐ側光ガイド層のドープ領域１１０・・・ｐ側クラッド層１１１・・・ｐ側コンタクト層１２０・・・ｐ電極１２１・・・ｎ電極１２２・・・ｐパッド電極１２３・・・ｎパッド電極１６３・・・第３の保護膜１６４・・・絶縁膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化ガリウム系化合物半導体からなる活
性層と窒化ガリウム系化合物半導体からなるクラッド層
の間に、前記クラッド層より屈折率が大きくかつ前記活
性層よりもバンドギャップが大きな窒化ガリウム系化合
物半導体から成り、前記活性層と共に光導波路を形成す
る光ガイド層を有する分離閉じ込め型窒化ガリウム系化
合物半導体レーザであって、前記光ガイド層は、成長中に導電率を上昇させる不純物
がドープされているが、前記光ガイド層のうち、活性層
側の端面から少なくとも０．０５μｍの範囲は、前記不
純物をドープせずに成長されていることを特徴とする窒
化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項２】前記光ガイド層のうち、活性層の端面か
ら少なくとも０．１μｍの範囲は不純物をドープせずに
成長されていることを特徴とする請求項１記載の窒化ガ
リウム系化合物半導体レーザ。
【請求項３】前記光ガイド層の膜厚が０．１５μｍ以
上０．５μｍ以下で形成されていることを特徴とする請
求項１または２のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系
化合物半導体レーザ。
【請求項４】前記光ガイド層の膜厚が０．２μｍ以上
０．３μｍ以下で形成されていることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系化
合物半導体レーザ。
【請求項５】前記光ガイド層のうちドープして成長さ
せた領域の不純物濃度は、１×１０^１５／ｃｍ^３以上１
×１０^２０／ｃｍ^３以下であることを特徴とする請求項
１ないし４のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系化合
物半導体レーザ。
【請求項６】前記光ガイド層のうちアンドープで成長
させた領域が、隣接層からの不純物侵入による不純物を
含んでおり、前記不純物侵入による不純物濃度が前記隣
接層の不純物濃度より低くなっていることを特徴とする
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の窒化ガリウム
系化合物半導体レーザ。
【請求項７】前記光ガイド層がＧａＮからなることを
特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の窒
化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項８】前記活性層が、Ｉｎ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０
＜ｘ≦１）を井戸層に有する量子井戸構造を有し、前記
クラッド層が、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ（０≦ｙ≦１）を含
む窒化物半導体から成ることを特徴とする請求項１ない
し７のいずれか１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導
体レーザ。
【請求項９】前記クラッド層は、Ａｌ_ｙＧａ_１−ｙＮ
（０＜ｙ≦１）とＧａＮとを交互に積層した超格子構造
を有することを特徴とする請求項８記載の窒化ガリウム
系化合物半導体レーザ。
【請求項１０】ｐ側に形成されている前記光ガイド層
および前記クラッド層に導入されている不純物元素がＭ
ｇであることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか
１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項１１】前記ｐ側の光ガイド層のＭｇドープ領
域におけるＭｇドープ量が、前記ｐ側のクラッド層のＭ
ｇの平均ドープ量以下であることを特徴とする請求項１
０記載の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項１２】前記ｐ側の光ガイド層の前記Ｍｇドー
プ領域におけるＭｇドープ量が、前記ｐ側のクラッド層
の平均Ｍｇドープ量の１／２以下であることを特徴とす
る請求項１１記載の窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザ。
【請求項１３】ｎ側に形成されている前記光ガイド層
および前記クラッド層に導入されている不純物元素がＳ
ｉであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれ
か１項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項１４】前記ｎ側の光ガイド層のＳｉドープ領
域におけるＳｉドープ量が、前記ｎ側のクラッド層のＳ
ｉの平均ドープ量以下であることを特徴とする請求項１
３記載の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項１５】前記ｎ側の光ガイド層のＳｉドープ領
域におけるＳｉドープ量が、前記ｎ側のクラッド層のＳ
ｉの平均ドープ量の１／２以下であることを特徴とする
請求項１４記載の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。
【請求項１６】窒化ガリウム系化合物半導体からなる
活性層と窒化ガリウム系化合物半導体からなるクラッド
層の間に、前記クラッド層より屈折率が大きくかつ前記
活性層よりもバンドギャップが大きな窒化ガリウム系化
合物半導体から成り、前記活性層と共に光導波路を形成
する光ガイド層を有する分離閉じ込め型窒化ガリウム系
化合物半導体レーザの製造方法であって、前記光ガイド層は、成長中に導電率を上昇させる不純物
をドープするが、前記光ガイド層のうち、活性層側の端
面から少なくとも０．０５μｍ以上は、前記不純物をド
ープせずに成長することを特徴とする窒化ガリウム系化
合物半導体レーザの製造方法。