JP2005203589A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 高出力動作時にキンクを発生することなく低楕円率のレーザ光を出射できる半導体レーザを提供する。
【解決手段】 半導体レーザは、積層構造１７０と第１及び第２ストライプサイド領域１５１，１５２を有する。半導体基板１００上の積層構造１７０は、下クラッド層１０３、活性層１０６、および上クラッド層１０８，１１０を備える。第１ストライプサイド領域１５１は、リッジストライプ領域１５０の両外側に配置されている。第２ストライプサイド領域１５２は第１ストライプサイド領域の両外側に配置されている。第２ストライプサイド領域１５２における上クラッド層１０８下面から埋め込み層１１５下面までの厚さＨ_２は、第１ストライプサイド領域１５１における厚さＨ_１よりも小さい。第１ストライプサイド領域１５１の幅Ｄは光出射端面よりも共振器の中央部で大きい。
【選択図】 図２

Description

本発明は半導体レーザおよびその製造方法に関し、特に、光ディスクへのデータの書き込み用および光ディスクからのデータの読み取り用（以下、「光ディスク用」という。）に適した半導体レーザおよびその製造方法に関する。

従来から、光ディスク用の半導体レーザとして端面出射型の半導体レーザが用いられている。光ディスク用の半導体レーザでは、光ディスク上で極力真円に近いスポット形状が得られるレーザ光が必要とされる。一般にレーザ光の断面は楕円状であり、その楕円率は水平方向の放射角θｈと垂直方向の放射角θｖの比θｈ／θｖで定義される。レーザ光の断面形状を真円状とするために、楕円状のレーザ光を整形手段で真円状とする手法や、楕円状のレーザ光周縁の一部を除去して真円状とする手法が用いられている。しかしながら、前者の手法にはレーザ光の整形手段を導入することが半導体レーザのコストアップにつながるという問題がある。また、後者の手法にはレーザ光の利用効率が低下するため、使用可能なレーザ光出力が減少するという問題がある。

一方、光ディスクへのデータの高速書き込みのため、出射されるレーザ光を高出力化した場合、半導体レーザの電流−光出力特性に、キンクと呼ばれる非直線性が生じる。キンクは、半導体レーザの導波路幅Ｗに対し導波路内外の屈折率差ΔＮが大きい場合に基本導波モード以外の高次導波モードが発生するために生じる。光出力を大きくするにつれて、導波路内で発生する熱により屈折率差ΔＮが増大し、その結果キンクが生じる。

キンク低減の手法としては、屈折率差ΔＮを低下させればよいが、屈折率差ΔＮを低下させると出射光の水平方向の放射角θｈが小さくなる。通常、出射光の垂直方向の放射角θｖよりも水平方向の放射角θｈの方が小さい。従って、屈折率差ΔＮを低下させると楕円率θｖ／θｈが１に対して増大してしまう。また、屈折率差ΔＮを低下させると、光出力増加に伴う屈折率差ΔＮの増大の影響を強く受けるため、光出力の変化に対する水平方向の放射角θｈの変動が大きくなる。光ディスクからのデータ読み込みに必要な低出力時の水平方向の放射角θｈと光ディスクへのデータ書き込みに必要な高出力時の水平方向の放射角θｈが２°以上異なると、単一の光ピックアップで読み込みと書き込みの両方を行うことができなくなる。

水平方向の放射角θｈを増大させる手法として、特許文献１に記載された半導体レーザ構造がある。特許文献１の半導体レーザ２１の上面図を図１２に示す。半導体レーザ２１はストライプ状の導波路１９を備え、その導波路幅ないしはストライプ幅Ｗは内部では一定の幅Ｗ_ｓ２であるが光出射端面近傍では幅Ｗ_ｓ２から幅Ｗ_ｓ１に漸次狭まっている。特許文献１によれば、このテーパ状のストライプ構造ないしは端面幅狭構造により、内部での屈折率ΔＮを５×１０^−４程度としながら、水平方向の放射角θｈを８〜１５゜とすることができ、楕円率を１に近づけることができるとされている。

特許文献１は、ＤＶＤなどの光ディスクの読み取りに用いることができる光出力が数ｍＷ程度の半導体レーザに関するものである。光ディスクの高速書き込みに必要な数十ｍＷ程度の高出力の半導体レーザには、この構造は実質的には適用できない。その理由は、高出力の半導体レーザにはキンク対策が不可欠だからである。図１３にストライプ幅Ｗと水平方向の放射角θｈの関係を示す。この図１３から明らかなように、内部のストライプ幅Ｗが比較的広い場合には、ストライプ幅Ｗの増加に対して水平方向の放射角θｈは減少する傾向があるので、光出射端面近傍のリッジ幅を狭くすることにより水平方向の放射角θｈを増大することができる。しかし、キンク対策を考慮した半導体レーザの内部のストライプ幅Ｗは、放射角θｈの極大値近傍からストライプ幅Ｗの増加に対して放射角θｈが増加する傾向の領域にあるため、光出射端面近傍でストライプ幅を減少させても殆ど放射角θｈが増大しないか逆に放射角θｈが減少する。

特許文献２も、ＣＤの読み取りに用いることができる光出力が数ｍＷ程度の半導体レーザに関するものである。図１４（ａ）は半導体レーザの上面図であり、図において下側の端面が光出射端面である。図１４（ｂ）は半導体レーザ内部のｂ−ｂ断面における断面図、図１４（ｃ）は光出射端面近傍のｃ−ｃ断面における断面図である。図１４（ａ）に示すようにストライプ幅を内部ではＷ_１とし、光出射端面近傍の距離ｒの範囲においてはＷ_２に広げているだけでなく、図１４（ｂ），（ｃ）に示すようにレーザ断面構造を変化させている。この半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１、ｎ−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−ＡｌＧａＡｓ下クラッド層３、ＡｌＧａＡｓ下光ガイド層４、ＡｌＧａＡｓ単一量子井戸活性層５、ＡｌＧａＡｓ上光ガイド層６、ｐ−ＡｌＧａＡｓ上クラッド層７、ｐ−ＧａＡｓキャップ層８、ＳｉＮ_ｘ絶縁膜９、ｐ側電極１０、およびｎ側電極１１を備える。図１４（ａ），（ｂ）の符号ｄ_１，ｄ_２は活性層５中央から上クラッド層７の上面までの距離を示し、これらの距離はリッジストライプ領域のサイドの厚さに相当する。図１４（ｂ）に示す内部における距離ｄ_１よりも、図１４（ｃ）に示す光出射端面部近傍における距離ｄ_２を小さくすることにより、すなわちリッジストライプ領域のサイドの厚さを内部よりも光出射端面近傍で薄くすることにより、光出射端面で屈折率差ΔＮを増加させている。しかし、光出射端面近傍と内部の境界で屈折率差ΔＮが急激に変化することにより、導波光のモード変換損失が生じ、高出力動作に不適であるという問題がある。

特開平１０−１４４９９１号公報 特開平２−１７８９８６号公報

本発明は、高出力動作時においてもキンクを発生することなく低楕円率のレーザ光を出射でき、低出力動作時と高出力動作時に水平方向の放射角θｈの変動が少なく、高出力動作を行えるよう損失が少なく、かつガウシアン分布に近い水平放射光分布が得られ、光ディスク用としての利用効率に優れた半導体レーザとその製造方法とを提供することを課題とする。

本発明は、少なくとも下クラッド層、活性層、および上クラッド層を備え、半導体基板上に形成された積層構造と、リッジストライプ領域の両外側に配置され、上記上クラッド層上に埋め込み層をさらに備え、上記上クラッド層下面から上記埋め込み層下面までが第１の厚さＨ_１を有し、かつ光出射端面における幅Ｄよりも共振器の中央部における幅Ｄが大きい、第１ストライプサイド領域と、少なくとも上記光出射端面近傍において上記第１ストライプサイド領域の両外側に配置され、上記上クラッド層上に上記埋め込み層を備え、かつ上記上クラッド層下面から上記埋め込み層下面までが上記第１の厚さＨ_１よりも小さい第２の厚さＨ_２を有する第２ストライプサイド領域とを備える、半導体レーザを提供する。

この構造における動作を説明するための模式斜視図を図８に示す。導波路の屈折率差ΔＮを光出射部で急激に変化させるとモード変換損失が生じる。リッジストライプ領域の両側における上クラッド層から埋め込み層下面までの厚さを徐々に変化させるのは製造上困難である。しかし、本発明のように上クラッド層の残し厚ないしは厚さがＨ_１（第１の厚さ）の領域（第１ストライプサイド領域）とＨ_２（第２の厚さ）の領域（第２ストライプサイド領域）を設け、リッジストライプ領域近傍における上クラッド層の厚さがＨ_１の部分の幅Ｄを光出射部に近づくにつれて徐々に狭くすることにより、実効的な屈折率差ΔＮをなだらかに変化させ（共振器の内部から光出射部に向けてなだらかに屈折率差ΔＮを増大させ）、導波光の分布を徐々に狭くすることにより光の損失を低減することができる。

光出射部において屈折率差ΔＮを大きくすることにより水平方向の放射角θｈを増大し楕円率θｖ／θｈを低減することについて、図９を用いて説明する。ストライプ幅がある程度以上小さい場合、ストライプ幅が一定で屈折率差ΔＮを増大することが水平方向の放射角θｈを増大させるために有効である。少なくとも屈折率差ΔＮが共振器内部と光出射部で０．０００１以上変化し、放射角θｈが０．１度以上変化するためには、厚さＨ_２が厚さＨ_１より０．００３μｍ以上小さいことが望ましい。また、厚さＨ_１が厚さＨ_２より０．０１７μｍ以上厚い場合、屈折率差ΔＮが光出射端面で０．０００５以上増加し、水平方向の放射角θｈが０．５度以上増加するためより望ましい。また、厚さＨ_１が厚さＨ_２より０．０３４μｍ以上厚い場合、光出射端面において屈折率差ΔＮが０．００１以上増加し、水平方向の放射角度θｈが１度以上増加するためなお望ましい。

上記光出射面における第１ストライプサイド領域の幅Ｄが０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。幅Ｄと水平方向の放射角θｈの関係に関する計算値の一例を図１０に示す。幅Ｄが増大するにつれて放射角θｈが減少しており、幅Ｄが５μｍ以上ではほぼ放射角θｈが一定になるため、光出射端面においては幅Ｄが５μｍより小さいことが必要である。放射角θｈの変化量を１゜以上にするには、光出射端面における幅Ｄを２μｍ以下にするとよい。幅Ｄが１μｍ以下の場合、放射角θｈの変化量が２゜以上になるのでさらに望ましい。また、このように光出射端面において第１ストライプサイド領域の外側に第２ストライプサイド領域を設けて水平導波光分布の裾部分で屈折率差ΔＮをさらに増大させることにより、図１１に示すように、水平放射光の広がりをガウシアン分布より裾広がりにしている原因となっている導波光の裾成分をカットし、水平放射光をガウシアン分布に近づけることができる。裾成分は光ディスク用としては利用されないが、そのような無効な光が減少するため利用できる光量が増大する。このためには幅Ｄは０．１μｍ以上であることが望ましい。なお、導波光の主要部分が存在するリッジストライプ領域の幅については内部から光出射端面の間で一定である方が、幅の変化に伴う損失がほとんどないので望ましい。

光出射部近傍では量子井戸を含む活性層が混晶化された窓領域が形成されている。これにより高出力動作時における端面劣化を抑制できる。

また、上記下クラッド層、上記活性層、および上記上クラッド層は、例えば（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）よりなる場合には、ＤＶＤ用に適した発振波長を有する高出力半導体レーザが得られる。

上記積層構造の上記上クラッド層は、それらの間にエッチングストップ層が介在する第１および第２クラッド層を備え、上記共振器の中央部における上記第１ストライプサイド領域では、上記第２上クラッド層の厚さが０．００３μｍ以上（好ましくは０．０１７μｍ以上）であり、かつ上記光出射端面近傍における上記第２ストライプサイド領域では、上記第２上クラッド層が完全に除去されていてもよい。第１ストライプサイド領域における上クラッド層の厚さＨ_１は、キンクには影響するが、水平方向の放射角θｈには直接影響を与えない。従って、この構造であれば、放射角θｈに影響を与える光出射部分に関してのみエッチングストップ層を用いることにより、放射角θｈのばらつきを抑えることができる。

あるいは、上記積層構造の上記上クラッド層は、それらの間にエッチングストップ層が介在する第１および第２クラッド層を備え、上記共振器の中央部における上記第１ストライプサイド領域では、上記第２上クラッド層がエッチングストップ層まで除去され、かつ上記光出射端面近傍における上記第２ストライプサイド領域では、上記エッチングストップ層および上記第１上クラッド層の一部もしくは全部が除去されていてもよい。

この場合、上記光出射端面近傍において量子井戸を含む上記活性層およびエッチングストップ層が混晶化された窓領域が形成され、かつ上記第２ストライプサイド領域では、上記窓領域の混晶化されたエッチングストップ層が除去されることが好ましい。これにより、通常の１回のエッチングを行うだけで、光出射端面おけるエッチングストップ層がエッチングされ、第２ストライプサイド領域における上クラッド層下面から埋め込み層下面までの厚さＨ_２を第１ストライプサイド領域における上クラッド層埋め込み層下面までの厚さＨ_１よりも小さくすることができる。

上記積層構造の上クラッド層は、それらの間に第１および第２エッチングストップ層が介在する第１、第２、および第３上クラッド層を備え、上記共振器の中央部における第１ストライプサイド領域では、上記第３上クラッド層が第２エッチングストップ層まで除去され、かつ上記光出射端面近傍における第２ストライプサイド領域では、上記第３上クラッド層、第２エッチングストップ層、第２上クラッド層が除去されていてもよい。このように２つのエッチングストップ層を設けることにより、厚さＨ_１、Ｈ_２とも厳密に制御することができるため、キンクを確実に抑制でき、また放射角θｈのばらつきを低減できる。

この場合、上記光出射端面近傍において、量子井戸を含む活性層、上記第１エッチングストップ層、および上記第２エッチングストップ層が混晶化された窓領域が形成され、かつ上記第２ストライプサイド領域では、上記窓領域の混晶化された第２エッチングストップ層が除去されていることが好ましい。これにより、通常の１回のエッチングを行うだけで、光出射端面における第２エッチングストップ層がエッチングされ、第２ストライプサイド領域における上クラッド層残し厚Ｈ_２が厳密に制御でき、水平方向の放射角θｈが厳密に制御できる。

また、この場合、上記光出射端面近傍において、上記活性層、上記第１エッチングストップ層、および上記第２エッチングストップ層が混晶化された窓領域が形成され、かつ
上記第１エッチングストップ層の厚さが上記第２エッチングストップ層の厚さより厚いことが好ましい。具体的には、第１エッチングストップ層の方が０．００１μｍ以上厚い場合に有意に厚いといえ、０．００２μｍ以上厚い方が望ましく、０．００３μｍ厚い方がより望ましい。第２エッチングストップ層は、窓を形成しない領域におけるエッチングストップ層である。第１エッチングストップ層は、光出射端面近傍における窓を形成する領域においてもエッチングストップ層としての効果を有する必要がある。第１エッチングストップ層は窓形成に伴い周囲の第１クラッド層および第２クラッド層と混晶化され、エッチングストップ層としての働きが弱まる。第１エッチングストップ層は第２エッチングストップ層よりも厚くすることにより、窓形成に伴う混晶化により第１エッチングストップ層のエッチングストップ効果が弱くなっている点を補強できる。

本発明は、上記半導体基板の上方に、上記下クラッド層、上記活性層、上記第１上クラッド層、上記エッチングストップ層、および上記第２上クラッド層をこの順序で形成して上記積層構造を設け、上記ストライプ領域の両外側の上記積層構造を上記第２上クラッド層が０．００３μｍ以上残るようにエッチングすることにより、上記第１ストライプサイド領域を形成し、かつ上記光出射端面近傍において上記第２上クラッド層を上記エッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第２ストライプサイド領域を形成する半導体レーザの製造方法を提供する。この製造方法の場合、光出射部分においてはエッチングストップ層を用いて層厚が制御されるため、精度よく光放射角が決定される。光出射部分より内部における上クラッド層厚さＨ_１の精度は若干落ちるが、光放射角に影響を与えない。

また、本発明は、上記半導体基板の上方に、上記下クラッド層、下ガイド層、上記活性層、上ガイド層、上記第１上クラッド層、上記エッチングストップ層、上記第２上クラッド層をこの順序で形成して上記積層構造を設け、上記ストライプ領域の両外側で上記積層構造の上記第上クラッド層をエッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第１ストライプサイド領域を形成し、かつ上記光出射部近傍において上記第１上クラッド層を部分的もしくは完全にエッチングすることにより、上記第２ストライプサイド領域を形成する半導体レーザの製造方法を提供する。

さらに、本発明は、 上記半導体基板の上方に、上記下クラッド層、下ガイド層、上記活性層、上ガイド層、上記第１上クラッド層、上記第１エッチングストップ層、０．００３μｍ以上の厚さの上記第２上クラッド層、上記第２エッチングストップ層、および上記第３上クラッド層をこの順序で形成して上記積層構造を設け、上記ストライプ領域の両外側において上記積層構造の上記第３上クラッド層を第２エッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第１ストライプサイド領域を形成し、かつ上記光出射端面近傍において上記積層構造の上記第２上クラッド層を第１エッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第２ストライプサイド領域を形成する半導体レーザの製造方法を提供する。なお、第２上クラッド層の厚さとしては０．００３μｍ以上、より好ましくは０．０１７μｍ以上が望ましい。

本発明においては、高出力動作時においてもキンクを発生することなく低楕円率のレーザ光を出射でき、低出力動作時と高出力動作時に水平方向の放射角の変動が少なく、損失が少なく、かつ水平放射光分布がガウシアン分布に近い半導体レーザが得られる。従って、本発明の半導体レーザは光ディスク用としての利用効率に優れている。詳細には、本発明の半導体レーザにより、レーザ光の利用効率を低下させることなくシンプルな構成の光ディスク用ピックアップが得られ、光ピックアップの小型軽量化や高速アクセス化を可能にする。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、添付図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、本明細書において、（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である）をＡｌＧａＩｎＰと、Ｇａ_ｚＩｎ_１−ｚＰ（ただし、０≦ｚ≦１である）をＧａＩｎＰと、Ａｌ_ｒＧａ_１−ｒＡｓ（ただし、０≦ｒ≦１である）をＡｌＧａＡｓとそれぞれ略記することがある。

（第１実施形態）
図１に本発明の好ましい一例の模式的な上面図を示す。図１および図２に示すように、本実施形態の半導体レーザは、積層構造１７０、リッジストライプ領域１５０、第１ストライプサイド領域１５１、および第２ストライプサイド領域１５２よりなる。第１ストライプサイド領域１５１はリッジストライプ領域１５０の両外側に設けられ、その両外側に第２ストライプサイド領域１５２が設けられている。第２ストライプサイド領域１５２は、光出射端面１５５近傍ではリッジストライプ領域１５０に極めて隣接し、ここでの第１ストライプサイド領域の幅Ｄは０．２μｍとしたが、例えば０．１〜０．５μｍ程度であればよい。第１ストライプサイド領域１５１の幅Ｄは、光出射端面１５５から離れるにつれて徐々に増大してテーパ状をなし、共振器の内部では一定の幅となっている。光出射端面１５５から５０μｍ離れた位置での第１ストライプサイド領域１５１の幅Ｄは５μｍとしている。５μｍ以上になると、事実上第２ストライプサイド領域１５２は実効的な屈折率差ΔＮに影響しなくなる。光出射前面１５５と光出射後面１５６よりそれぞれ１５μｍの範囲に窓領域１３１，１３２を形成している。

図２に図１に示す半導体レーザのII−II線における断面図を示す。本発明の半導体レーザでは、リッジストライプ領域１５０、第１ストライプサイド領域１５１、および第２ストライプサイド領域１５２において、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に積層構造１７０が形成されている。詳細には、積層構造１７０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に順次形成されている、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０１、ｎ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバッファ層１０２、ｎ型（Ａｌ_０．６７Ｇａ_０．３３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１下クラッド層１０３（厚さ２．０μｍ）、ｎ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２下クラッド層１０４（厚さ０．２μｍ）、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ下ガイド層１０５（厚さ０．０５μｍ）、量子井戸層を含むアンドープ活性層１０６、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層１０７（厚さ０．０５μｍ）、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１上クラッド層１０８（厚さ０．１９μｍ）、およびｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層１０９（厚さ０．０１μｍ）を含む。

第２ストライプサイド領域１５２における上クラッド層１０８の下面からエッチングストップ層１０９の上面までの厚さ（第２の厚さ）Ｈ_２、換言すれば上クラッド層１０８の下面から後述する埋め込み層１１５の下面までの厚さは０．２０μｍである。

第１ストライプサイド領域１５１では、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層１０９の表面の一部から上方に突出したｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層１１０（厚さ０．１１μｍ）が形成されている。第１ストライプサイド領域１５１における上クラッド層１０８の下面から第２上クラッド層１１０の上面までの厚さ（第１の厚さ）Ｈ_１、換言すれば上クラッド層１０８の下面から後述する埋め込み層１１５の下面までの厚さは０．３１μｍである。

リッジストライプ領域１５０では、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層１０９の表面の一部から上方に突出したｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層１１０（厚さ１．２μｍ）、ｐ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ中間バンドギャップ層１１１（厚さ０．０５μｍ）と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１２（厚さ０．５μｍ）が順次形成されている。

第１ストライプサイド領域１５１における第２上クラッド層１１０上および第２ストライプサイド領域１５２におけるｐ型エッチングストップ層１０９上にはＳｉＯ_２からなる埋め込み層１１５が形成されており、埋め込み層１１５およびｐ型ＧａＡｓ層１１２の上にはｐ側電極１２１が形成されている。また、ｎ型基板１００の面において上記半導体層が積層されている側と反対側の面にはｎ側電極１２０が形成されている。

図１に示すように、ｎ型基板１００の表面と垂直な光出射端面１５５、１５６にはそれぞれ前面反射膜１５７と後面反射膜１５８とが形成されている。

ここで、活性層１０６は、厚さ５ｎｍのＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ量子井戸層、厚さ５ｎｍの（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバリア層、厚さ５ｎｍのＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ量子井戸層、厚さ５ｎｍの（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバリア層、厚さ５ｎｍのＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ量子井戸層がｎ型第２下クラッド層１０４側からこの順序で積層されることによって構成されている。

また、ｎ側電極１２０は、ｎ型基板１００上にＡｕＧｅ層、Ｎｉ層、Ｍｏ層およびＡｕ層がこの順序で積層されることによって形成されており、ｐ側電極１２１は、ｐ型キャップ層１１２上および埋め込み層１１５上にＡｕＺｎ層、Ｍｏ層およびＡｕ層がこの順序で積層されることによって形成されている。

さらに、光出射端面１５５上の前面反射膜１５７（反射率８％）はＡｌ_２Ｏ_３層であって、光出射端面１５６上の後面反射膜１５８（反射率９０％）はＡｌ_２Ｏ_３層、Ｓｉ層、Ａｌ_２Ｏ_３層、Ｓｉ層およびＡｌ_２Ｏ_３層が光出射端面１２５側からこの順序で積層されることによって形成されている。なお、この半導体レーザの共振器長は１３００μｍである。

本発明の半導体レーザは以下のようにして製造される。まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１００上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層１０１と、ｎ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバッファ層１０２と、ｎ型（Ａｌ_０．６７Ｇａ_０．３３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１下クラッド層１０３と、ｎ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２下クラッド層１０４と、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ下ガイド層１０５と、量子井戸層を含むアンドープ活性層１０６と、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層１０７と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１上クラッド層１０８と、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層１０９と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層１１０と、ｐ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ中間バンドギャップ層１１１と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層１１２を順次形成する。

次に、ＺｎＯ膜とＳｉＯ_２膜（いずれも図示せず）を形成し、高温で保持することにより窓領域１３１，１３２を形成する。それにより、窓領域１３１，１３２における活性層１０６およびエッチングストップ層１０９が混晶化する。

次に、リッジストライプ領域１５０の上部にＳｉＯ_２膜（図示せず）をフォトリソグラフィーによって形成し、ドライエッチング法（ＩＣＰ法（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）もしくはＲＩＢＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Beam Ｅｔｃｈｉｎｇ）法など）によって第１および第２ストライプサイド領域１５１，１５２とも第２上クラッド層１１０Ａと同じ厚さ（０．１１μｍ）だけ残るようにエッチングする。

次に、リッジストライプ領域１５０と第１ストライプサイド領域１５１をレジストで覆い、エッチングストップ層で停止するウエットエッチャント（リン酸もしくは塩酸）で領域１５２をエッチングする。埋め込み層１１５を全面に形成し、窓領域１３１，１３２以外におけるリッジストライプ領域１５０上について埋め込み層１１５を除去し、電極１２０、１２１を形成したあと、ウエハを劈開し、得られた光出射面１５５、１５６にそれぞれ反射膜１５７、１５８を形成する。なお、窓領域１３１，１３２においてはｐ型ＧａＡｓキャップ層１１２上に埋め込み層１１５が形成されているため（図示せず）、窓領域において無効電流が流れることが防止されている。

本実施形態の半導体レーザの代表的なものにおいては、光出力がパルスで２８０ｍＷまでキンクフリーである。垂直放射角が１５゜、水平放射角がＣＷ３ｍＷ出力時１２゜（楕円率１．２５）、ＣＷ１００ｍＷ出力時１３゜（楕円率１．１５）で変動がほとんどなく、楕円率も１に極めて近い。これにより、光ディスク上において、レーザ光の整形を行うことなく真円に近い光スポットが得られる。その他の特性は、発振波長が６５８ｎｍ、閾値電流が４５ｍＡ、閾値電流の特性温度が１１０Ｋおよび微分量子効率が１．１Ｗ／Ａであり、７０℃における光出力２００ｍＷ（パルス幅５０ｎｓ、デューティ５０％）で３０００時間以上動作可能である。

比較のため、第２ストライプリッジ外領域１５２が存在しない以外は本発明の半導体レーザと同様の構成の半導体レーザにおいて垂直放射角、水平放射角および楕円率を調査したところ、垂直放射角が１５゜、水平放射角が３ｍＷ低出力時７．５゜（楕円率２．０）、ＣＷ１００ｍＷ出力時１０゜（楕円率１．５）であり、θｈの光出力に伴う変動が大きかった。

この点について、ストライプ幅と屈折率差ΔＮの関係を示す図３を用いて説明する。本実施例において内部の屈折率差ΔＮは０．００３ときわめて小さくキンクは発生しない。しかし、そのために水平方向の放射角θｈも小さくなり、また出力増大に伴って屈折率差ΔＮが増大するため放射角θｈが急激に増大する。一方光出射部においては、屈折率差ΔＮは極めて大きい。そのため放射角θｈがもともと大きく、出力変動の影響を受けにくい。もちろんこのような高い屈折率差ΔＮをレーザ導波路全体に適用するとキンクを発生してしまうが、本発明ではレーザの光出射部から離れた領域における屈折率差ΔＮはキンクを発生しない値に抑えることが可能となる。

（第２実施形態）
図４に本発明の第２実施形態の模式的な上面図を示す。図４および図５に示すように、第２の半導体レーザは、積層構造２７０、リッジストライプ領域２５０、第１ストライプサイド領域２５１、および第２ストライプサイド領域２５２よりなる。また光出射前面２５５と光出射後面２５６よりそれぞれ１５μｍの範囲に窓領域２３１，２３２を形成している。第２ストライプサイド領域２５２は、光出射端面２５５近傍ではリッジストライプ領域２５０に極めて隣接し、ここでの第１ストライプサイド領域の幅Ｄは例えば０．３μｍ程度である。第１ストライプサイド領域２５１の幅Ｄは、窓領域の境界付近で増大し、窓領域２３１，２３２より共振器の内部側では第２ストライプサイド領域２５２はなくなる。

図５に図４に示す半導体レーザのＡ−Ａ線における断面図を示す。本発明の半導体レーザは、リッジストライプ領域２５０、第１ストライプサイド領域２５１、および第２ストライプサイド領域２５２において、ｎ型ＧａＡｓ基板２００上に積層構造２７０が形成されている。詳細には、積層構造２７０は、ｎ型ＧａＡｓ基板２００上に順次形成されている、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０１、ｎ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバッファ層２０２、ｎ型（Ａｌ_０．６７Ｇａ_０．３３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１下クラッド層２０３（厚さ２．０μｍ）、ｎ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２下クラッド層２０４（厚さ０．２μｍ）、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ下ガイド層２０５（厚さ０．０５μｍ）、量子井戸層を含むアンドープ活性層２０６、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層２０７とを含む。

第２ストライプサイド領域２５２におけるｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上クラッド層２１０の厚さＨ_２は０．１９μｍである。

第１ストライプサイド領域２５１において、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１上クラッド層２１０（厚さ０．２７μｍ）と、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層２１１（厚さ０．０１μｍ）とが形成されている。第１ストライプサイド領域２５１における上クラッド層の厚さＨ_１は０．２８μｍである。

リッジストライプ領域２５０では、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層２１１の表面の一部から上方に突出したｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層２１２（厚さ１．２μｍ）、ｐ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ中間バンドギャップ層２１３（厚さ０．０５μｍ）と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２１４（厚さ０．５μｍ）が順次形成されている。

また、第１ストライプサイド領域２５１におけるｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層２１１上および第２ストライプサイド領域２５２における第１上クラッド層２１０上にはＳｉ_３Ｎ_４からなる埋め込み層２１５が形成されており、埋め込み層２１５およびｐ型ＧａＡｓ層２１４の上にはｐ側電極２２１が形成されている。また、ｎ型基板２００の面において上記半導体層が積層されている側と反対側の面にはｎ側電極２２０が形成されている。

図４に示すように、ｎ型基板２００の表面と垂直な光出射端面２５５、２５６にはそれぞれ前面反射膜２５７と後面反射膜２５８とが形成されている。

ここで、活性層２０６は活性層１０６と、ｎ側電極２２０はｎ側電極１２０と、ｐ側電極２２１はｐ側電極１２１と、前面反射膜２５７は前面反射膜１５７と、後面反射膜２５８は後面反射膜１５８と同一の構成である。

本実施形態の半導体レーザは以下のようにして製造される。まず、ｎ型ＧａＡｓ基板２００上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２０１と、ｎ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバッファ層２０２と、ｎ型（Ａｌ_０．６７Ｇａ_０．３３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１下クラッド層２０３と、ｎ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２下クラッド層２０４と、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ下ガイド層２０５と、量子井戸層を含むアンドープ活性層２０６と、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層２０７と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１上クラッド層２１０と、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐエッチングストップ層２１１と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層２１２と、ｐ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ中間バンドギャップ層２１３と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層２１４を順次形成する。

次に、図４において前後の光出射端面２５５，２５６から幅１５μｍの領域２３１および２３２上に、ＺｎＯ膜とＳｉＯ_２膜（いずれも図示せず）を形成し、高温で保持することにより窓領域２３１，２３２を形成する。それにより、窓領域２３１，２３２における活性層２０６およびエッチングストップ層２１１が混晶化する。

次に、リッジストライプ領域２５０の上部にＳｉＯ_２膜（図示せず）をフォトリソグラフィーによって形成し、ドライエッチング法によって第１および第２ストライプサイド領域２５１，２５２とも第２上クラッド層２１０がわずかに残るようにエッチングし、引き続きエッチングストップ層で停止するウェットエッチャント（リン酸もしくは塩酸）でエッチングストップ層２１１までエッチングする。その際、窓領域２３１，２３２においてはエッチングストップ層２１１が周囲の層と混晶化するため、エッチングストップ層としての働きが悪くなり、窓部近傍においては第１クラッド層２１０の一部がエッチングされる。このようにして、窓領域２３１，２３２で自然に上クラッド層厚Ｈ_２が薄い構造が得られる。その後、埋め込み層２１５を全面に形成し、窓領域２３１，２３２以外におけるリッジストライプ領域２５０上について埋め込み層２１５を除去し、電極２２０，２２１を形成したあと、ウエハを劈開し、得られた光出射面２５５，２５６にそれぞれ反射膜２５７、２５８を形成する。なお、窓領域２３１，２３２においてはｐ型ＧａＡｓキャップ層２１２上に埋め込み層２１５が形成されているため（図示せず）、窓領域において無効電流が流れることが防止されている。

第１ストライプサイド領域２５１の幅が、レジストを用いない場合でも光出射端面から内部へかけてなだらかに変化するのは以下の理由による。窓領域２３１，２３２を形成する場合、窓と内部の遷移領域が約２０μｍ生じる。窓長さが１５μｍの場合、その遷移領域幅よりも狭いため、窓効果が光出射端面に近づくにつれて連続的に増加する。窓効果が増大するにつれて、エッチングストップ層２１１の効果が低減する。またリッジに近い領域ではウェットエッチングのエッチャントの流れが悪くなり、エッチングレートが落ちる。この２つの効果が組み合わさって、第２ストライプサイド領域２５２と第１ストライプサイド領域２５１の境界線、すなわち領域２５１の幅Ｄがなだらかに光出射部から内部へかけて増加する。

なお、第２ストライプサイド領域２５２において、上クラッド層２１０を完全に除去してもよい。この場合、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層２０７は第１クラッド層２１０より低混晶比に設定しているため、ここでエッチングレートが大幅に低下し、上ガイド層２０７はほとんどエッチングされず厚さが安定する。

また、第２ストライプサイド領域２５２領域２５２の上クラッド層２１０をエッチングする際、一旦領域２５１，２５２ともエッチングストップ層２１１が保たれるようにエッチングしたあと、第２ストライプサイド領域２５２領域２５２について開口部を設けたレジストパターンを作成し、ドライエッチング法でエッチングストップ層２１１および上クラッド層２１０をエッチングすることによって、上クラッド層の残し厚Ｈ_２を良好に制御できる。

（第３実施形態）
図６に本発明の第３実施形態の模式的な上面図を示す。図６および図７に示すように、本実施形態の半導体レーザは、積層構造３７０、リッジストライプ領域３５０、第１ストライプサイド領域３５１、および第２ストライプサイド領域３５２よりなる。第２ストライプサイド領域は、光出射端面３５５近傍ではリッジストライプ領域３５０に極めて隣接し、ここでの第１ストライプサイド領域の幅Ｄは例えば０〜０．５μｍ程度、好ましくは０．０５〜０．２μｍ程度である。第１ストライプサイド領域の幅Ｄは、好ましくは光出射端面３５５から離れるにつれて徐々に増大し、共振器端面から１００μｍ離れた場所で５μｍとしている。５μｍ以上になると、事実上第２ストライプサイド領域は導波に影響しなくなる。光出射前面３５５と光出射後面３５６よりそれぞれ１５μｍの範囲に窓領域３３１，３３２を形成している。

図７に図６に示す半導体レーザのＡ−Ａ線における断面図を示す。本発明の半導体レーザは、リッジストライプ領域３５０、第１ストライプサイド領域３５１、および第２ストライプサイド領域３５２において、ｎ型ＧａＡｓ基板３００上に積層構造３７０が形成されている。詳細には、積層構造３７０は、ｎ型ＧａＡｓ基板３００上に順次形成されている、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３０１、ｎ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバッファ層３０２、ｎ型（Ａｌ_０．６７Ｇａ_０．３３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１下クラッド層３０３（厚さ２．０μｍ）、ｎ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２下クラッド層３０４（厚さ０．２μｍ）、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ下ガイド層３０５（厚さ０．０５μｍ）、量子井戸層を含むアンドープ活性層３０６、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層３０７（厚さ０．１９μｍ）、ｐ型（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１クラッド層３０８、およびｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第１エッチングストップ層３０９（厚さ０．０１５μｍ）を含む。

第２ストライプサイド領域３５２における上クラッド層から第１エッチングストップ層の厚さＨ_２は０．１９１５μｍである。

第１ストライプサイド領域３５１では、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第１エッチングストップ層３０９の表面から上方に突出したｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層３１０（厚さ０．１１μｍ）と、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第２エッチングストップ層３１１（厚さ０．０１μｍ）が形成されている。領域３５１における上クラッド層から第２エッチングストップ層の厚さＨ_１は０．３１１５μｍである。

リッジストライプ領域３５０において、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第２エッチングストップ層３１１の表面から上方に突出したｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第３上クラッド層３１２（厚さ１．２μｍ）、ｐ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ中間バンドギャップ層３１３（厚さ０．０５μｍ）と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３１４（厚さ０．５μｍ）が順次形成されている。

第１ストライプサイド領域３５１におけるｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第２エッチングストップ層３１１上および領域３５２におけるｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第１エッチングストップ層３０９上にはＳｉ_３Ｎ_４からなる埋め込み層３１５が形成されており、埋め込み層３１５およびｐ型ＧａＡｓ層３１４の上にはｐ側電極３２１が形成されている。また、ｎ型基板３００の面において上記半導体層が積層されている側と反対側の面にはｎ側電極３２０が形成されている。

図６に示すように、ｎ型基板３００の表面と垂直な光出射端面３５５、３５６にはそれぞれ前面反射膜３５７と後面反射膜３５８とが形成されている。

ここで、活性層３０６は活性層１０６と、ｎ側電極３２０はｎ側電極１２０と、ｐ側電極３２１はｐ側電極１２１と、前面反射膜３５７は前面反射膜１５７と、後面反射膜３５８は後面反射膜１５８と同一の構成である。

本実施形態の半導体レーザは以下のようにして製造される。まず、ｎ型ＧａＡｓ基板３００上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層３０１と、ｎ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐバッファ層３０２と、ｎ型（Ａｌ_０．６７Ｇａ_０．３３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１下クラッド層３０３と、ｎ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２下クラッド層３０４と、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ下ガイド層３０５と、量子井戸層を含むアンドープ活性層３０６と、アンドープ（Ａｌ_０．５Ｇａ_０．５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ上ガイド層３０７と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第１上クラッド層３０８と、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第１エッチングストップ層３０９と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第２上クラッド層３１０と、ｐ型Ｇａ_０．７Ｉｎ_０．３Ｐ第２エッチングストップ層３１１（厚さ０．０１μｍ）と、ｐ型（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ第３上クラッド層３１２と、ｐ型Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ中間バンドギャップ層３１３と、ｐ型ＧａＡｓキャップ層３１４を順次形成する。

次に、図６において前後の光出射端面３５５，３５６から幅１５μｍの領域３３１および３３２上に、ＺｎＯ膜とＳｉＯ_２膜（いずれも図示せず）を形成し、高温で保持することにより窓領域３３１，３３２を形成する。それにより、窓領域３３１，３３２における活性層３０６およびエッチングストップ層３０９，３１１が混晶化する。

ＺｎＯ膜とＳｉＯ_２膜を除去した後、リッジストライプ領域３５０の上部にＳｉＯ_２膜（図示せず）をフォトリソグラフィーによって形成し、ドライエッチング法によって第１および第２ストライプサイド領域３５１，３５２とも第３上クラッド層３１２がわずかに残るようにエッチングし、引き続きウエットエッチャント（リン酸もしくは塩酸）で第２エッチングストップ３１１層までエッチングする。さらに、リッジストライプ領域３５０と第１ストライプサイド領域３５１の上部にレジストパターンを形成し、ドライエッチング法によって第１および第２ストライプサイド領域３５１，３５２とも第２上クラッド層３１０がわずかに残るようにエッチングし、引き続きウエットエッチャント（リン酸もしくは塩酸）で第１エッチングストップ３０９層までエッチングする。

埋め込み層３１５を全面に形成し、窓領域３３１，３３２以外におけるリッジストライプ領域３５０上について埋め込み層３１５を除去し、電極３２０、３２１を形成したあと、ウエハを劈開し、得られた光出射面３５５、３５６にそれぞれ反射膜３５７、３５８を形成する。なお、窓領域３３１，３３２においてはｐ型ＧａＡｓキャップ層３１４上に埋め込み層３１５が形成されているため（図示せず）、窓領域において無効電流が流れることが防止されている。

本実施形態では２つのエッチングストップ層３０９，３１１を用いて領域３５１、領域３５２の上クラッド層厚Ｈ_１、Ｈ_２をそれぞれ厳密に制御している。従って水平放射角θｈのばらつきが低下するとともに、キンクが発生する素子の割合を極めて少なくすることができる。

本実施形態においても、第２の実施の形態において用いたように、窓部において第２エッチングストップ層のエッチングストップ効果が混晶化によって弱まっていることを利用して第２リッジサイド領域を形成する製造方法を用いることができ、第２の実施の形態に比べて第１のエッチングストップ層を用いることができるため水平方向の放射角θｈのばらつきを低下させることができる。

上記実施形態においては、エッチングストップ層、第１エッチングストップ層、第２エッチングストップ層は、光の吸収を抑えるために格子歪を加えた単一の層としたが、量子井戸とバリア層からなる複数の層で構成することができる。その場合、歪は弱くするか全くなくすことができる。また、エッチングストップ層、第１エッチングストップ層、第２エッチングストップ層は、Ａｌを含まないＧａＩｎＰとしたが、Ａｌを含むＡｌＧａＩｎＰとすることも可能であり、その場合に歪を弱くすることができる。

また、上記実施の形態においては、活性層に含まれる量子井戸層を複数としたが、量子井戸層を単一としてもよい。

また、上記実施の形態においては、ガイド層とバリア層の混晶比を同一としたが、ガイド層とバリア層の混晶比を異なるものとしてもよい。

また、上記実施の形態においては、ｎ型第１クラッド層、ｎ型第２クラッド層のドーパントとしては、ＳｉまたはＳｅを用いることができる。

また、上記実施の形態においては、ｐ型第１クラッド層、ｐ型第１クラッド層、ｐ型ＧａＡｓキャップ層のドーパントとしては、Ｂｅ、ＭｇまたはＺｎなどを用いることができる。Ｂｅを用いる場合はＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＭｇまたはＺｎを用いる場合はＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて化合物半導体各層を形成するのが一般的である。

また、上記実施の形態においては、埋め込み層として、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜などの誘電体膜の代わりに、ｎ型ＡｌＩｎＰ、ｎ型ＧａＡｓ、あるいはｎ型ＡｌＩｎＰ上にｎ型ＧａＡｓを設けた層などの半導体電流阻止層を形成することにより、熱膨張率差の低減を図り、プロセス中の熱処理によっても特性悪化を生じにくくすることができる。また、埋め込み層をなくしてエッチングストップ層または上クラッド層上に直接電極を形成した構造としてもよく、その場合電極が埋め込み層を兼ねていると考えられる。

また、本実施の形態においては、窓領域形成手法としては、ＺｎなどII族原子を拡散させ、II族原子がＧａＡｓ中のＧａ，ＡｌＧａＩｎＰ中のＡｌ，ＧａあるいはＩｎの拡散を促進する、いわゆるＩＩＬＤ法（Ｉｍｐｕｒｉｔｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｙｅｒ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ）法を用いた。この場合、拡散源として、ＺｎＯ以外のＺｎを含む層あるいはＺｎ以外のＢｅ，Ｍｇ，Ｃｄなどを含む拡散源としてもよい。また窓領域形成手法として、窓領域上にＳｉＯ_２層などの誘電体層を形成し、加熱時におけるＶ族原子（Ａｓ，Ｐなど）の空孔の拡散を利用するＩＦＶＤ法（Ｉｍｐｕｒｉｔｙ Ｆｒｅｅ Ｖａｃａｎｃｙ Ｄｉｓｏｒｄｅｒｉｎｇ）法を用いてもよい。

また、本実施の形態においては、下クラッド層、活性層および上クラッド層に、ＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰの一般式で表わされる半導体層を用いたが、ＡｌＧａＡｓまたはＧａＡｓの一般式で表わされる半導体層を用いることもできる。

また、本実施の形態においては、下クラッド層、活性層および上クラッド層に、ＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰの一般式で表わされる半導体層を用いたが、ＡｌＧａＩｎＮまたはＧａＮの一般式で表わされる半導体層を用いることもできる。

また、本実施の形態においては、下クラッド層、活性層および上クラッド層に、ＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰの一般式で表わされる半導体層を用いたが、ＡｌＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓの一般式で表わされる半導体層を用いることもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１実施形態に係る半導体レーザを示す上面図である。 図１のII-II線（リッジストライプと垂直な方向）での断面図である。 本発明の第１実施形態に係る半導体レーザのキンク抑制原理を説明するための、ストライプ幅と屈折率差の関係を示す線図である。 本発明の第２実施形態に係る半導体レーザを示す上面図である。 図４のＶ-Ｖ線（リッジストライプと垂直な方向）での断面図である。 本発明の第３実施形態に係る半導体レーザを示す上面図である。 図６のVII-VII線（リッジストライプと垂直な方向）での断面図である。 本発明の半導体レーザの動作原理を表す模式斜視図である。 本発明の半導体レーザの動作原理を説明するためのストライプ幅と水平方向の放射角の関係を示す線図である。 本発明の半導体レーザの動作原理を説明するための第１リッジストライプ領域の幅と水平方向の放射角の関係を示す線図である。 本発明の半導体レーザにおける水平放射光の形状を示す説明図である。 従来の半導体レーザの一例を示す模式的な上面図である。 図１２に示す従来の半導体レーザの機能を説明するための説明図である。 従来の半導体レーザの他の例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）はｂ−ｂ線での断面図、（ｃ）はｃ−ｃ線での断面図である。

符号の説明

１０４，２０４，３０４ 下クラッド層
１０６，２０６ 活性層
１０８，２１０，２１２，３０８，３１０，３１２ 上クラッド層
１０９，２１１，３０９，３１１ エッチングストップ層
１５０，２５０，３５０ リッジストライプ領域
１５１，２５１，３５１ 第１ストライプサイド領域
１５２，２５２，３５２ 第２ストライプサイド領域
１７０，２７０，３７０ 積層構造

Claims (13)

1. 少なくとも下クラッド層、活性層、および上クラッド層を備え、半導体基板上に形成された積層構造と、
   リッジストライプ領域の両外側に配置され、上記上クラッド層上に埋め込み層をさらに備え、上記上クラッド層下面から上記埋め込み層下面までが第１の厚さを有し、かつ光出射端面における幅よりも共振器の中央部における幅が大きい、第１ストライプサイド領域と、
   少なくとも上記光出射端面近傍において上記第１ストライプサイド領域の両外側に配置され、上記上クラッド層上に上記埋め込み層を備え、かつ上記上クラッド層下面から上記埋め込み層下面までが上記第１の厚さよりも小さい第２の厚さを有する第２ストライプサイド領域と
   を備える、半導体レーザ。
2. 上記光出射端面における上記第１ストライプサイド領域の幅が０．１μｍ以上５μｍ以下である、請求項１に記載の半導体レーザ。
3. 上記活性層は量子井戸を含み、上記光出射端面近傍において上記活性層が混晶化された窓領域が形成されている、請求項１に記載の半導体レーザ。
4. 上記下クラッド層、上記活性層、および上記上クラッド層が（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_ｙＩｎ_１−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１である）よりなる、請求項１に記載の半導体レーザ。
5. 上記積層構造の上記上クラッド層は、それらの間にエッチングストップ層が介在する第１および第２クラッド層を備え、
   上記共振器の中央部における上記第１ストライプサイド領域では、上記第２上クラッド層の厚さが０．００３μｍ以上であり、かつ
   上記光出射端面近傍における上記第２ストライプサイド領域では、上記第２上クラッド層が完全に除去されている
   請求項１に記載の半導体レーザ。
6. 上記積層構造の上記上クラッド層は、それらの間にエッチングストップ層が介在する第１および第２クラッド層を備え、
   上記共振器の中央部における上記第１ストライプサイド領域では、上記第２上クラッド層がエッチングストップ層まで除去され、かつ
   上記光出射端面近傍における上記第２ストライプサイド領域では、上記エッチングストップ層および上記第１上クラッド層の一部もしくは全部が除去されている
   請求項１に記載の半導体レーザ。
7. 上記活性層は量子井戸を含み、
   上記光出射端面近傍において上記活性層およびエッチングストップ層が混晶化された窓領域が形成され、かつ
   上記第２ストライプサイド領域では、上記窓領域の混晶化されたエッチングストップ層が除去されている、請求項６に記載の半導体レーザ。
8. 上記積層構造の上クラッド層は、それらの間に第１および第２エッチングストップ層が介在する第１、第２、および第３上クラッド層を備え、
   上記共振器の中央部における第１ストライプサイド領域では、上記第３上クラッド層が第２エッチングストップ層まで除去され、かつ
   上記光出射端面近傍における第２ストライプサイド領域では、上記第３上クラッド層、第２エッチングストップ層、第２上クラッド層が除去されている、請求項１に記載の半導体レーザ。
9. 上記活性層は量子井戸を含み、
   上記光出射端面近傍において、上記活性層、上記第１エッチングストップ層、および上記第２エッチングストップ層が混晶化された窓領域が形成され、かつ
   上記第２ストライプサイド領域では、上記窓領域の混晶化された第２エッチングストップ層が除去されている、請求項８に記載の半導体レーザ。
10. 上記活性層は量子井戸を含み、
    上記光出射端面近傍において、上記活性層、上記第１エッチングストップ層、および上記第２エッチングストップ層が混晶化された窓領域が形成され、かつ
    上記第１エッチングストップ層の厚さが上記第２エッチングストップ層の厚さより厚い、請求項８に記載の半導体レーザ。
11. 上記半導体基板の上方に、上記下クラッド層、上記活性層、上記第１上クラッド層、上記エッチングストップ層、および上記第２上クラッド層をこの順序で形成して上記積層構造を設け、
    上記ストライプ領域の両外側の上記積層構造を上記第２上クラッド層が０．００３μｍ以上残るようにエッチングすることにより、上記第１ストライプサイド領域を形成し、かつ
    上記光出射端面近傍において上記第２上クラッド層を上記エッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第２ストライプサイド領域を形成する
    請求項５に記載の半導体レーザを製造する半導体レーザの製造方法。
12. 上記半導体基板の上方に、上記下クラッド層、下ガイド層、上記活性層、上ガイド層、上記第１上クラッド層、上記エッチングストップ層、上記第２上クラッド層をこの順序で形成して上記積層構造を設け、
    上記ストライプ領域の両外側で上記積層構造の上記第上クラッド層をエッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第１ストライプサイド領域を形成し、かつ
    上記光出射部近傍において上記第１上クラッド層を部分的もしくは完全にエッチングすることにより、上記第２ストライプサイド領域を形成する
    請求項６に記載の半導体レーザを製造する半導体レーザの製造方法。
13. 上記半導体基板の上方に、上記下クラッド層、下ガイド層、上記活性層、上ガイド層、上記第１上クラッド層、上記第１エッチングストップ層、０．００３μｍ以上の厚さの上記第２上クラッド層、上記第２エッチングストップ層、および上記第３上クラッド層をこの順序で形成して上記積層構造を設け、
    上記ストライプ領域の両外側において上記積層構造の上記第３上クラッド層を第２エッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第１ストライプサイド領域を形成し、かつ
    上記光出射端面近傍において上記積層構造の上記第２上クラッド層を第１エッチングストップ層までエッチングすることにより、上記第２ストライプサイド領域を形成する
    請求項８に記載の半導体レーザを製造する半導体レーザの製造方法。

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