JP2007088132A - 半導体レーザ - Google Patents

Abstract

【課題】１５０ｍＷ以上の高出力領域であっても発熱を抑制でき、高微分効率と低デバイス抵抗とを両立した半導体レーザを提供する。
【解決手段】ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１上に、ｎ型ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３、ノンドープの量子井戸活性層４、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａ、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８が順次形成されている。ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比は、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比よりも小さく、かつ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比よりも大きくなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば光ディスク装置または光通信システム等の光源に用いられる高出力の半導体レーザに関する。

光ディスク装置または光通信システム等の光源に用いられる赤外発光の半導体レーザは、データの書き込み読み取り、データ送信で必要とされる基幹部品である。高速度・高信頼性を確保したまま大容量データを処理するためには、半導体レーザが高出力領域で安定動作する必要がある。

高出力領域で半導体レーザが安定動作するには、半導体レーザの発熱を抑制すること、半導体レーザの放熱を充分に行うことが必要である。上記半導体レーザの発熱の抑制は、単純に、閾値電流を下げること、微分効率を上げること、デバイス抵抗を下げることで、動作電圧、動作電流を下げて実現できる。

以下、上記デバイス抵抗を下げる場合について述べる。

図９に、従来のリッジストライプ型半導体レーザの概略断面図を示す。また、図１０に、他の従来のリッジストライプ型半導体レーザの概略断面図を示す。

図９，図１０において、１０１はｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板、１０２はｎ型ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓバッファ層、１０３はｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層、１０４は量子井戸活性層、１０５ａはｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層、１０５ｂはｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層、１０６はエッチングストップ層、１０８，１１４はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１１１は誘電体層、１１２はｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層、１２１，１２３はｐ側電極、１２２はｎ側電極である。

図９，図１０に示す半導体レーザのように、ｎ型の基板を用いる場合、ｎ型クラッド層を平坦にする一方、ｐ型クラッド層にストライプ状のリッジを形成する。このリッジによって、活性層へ向かう電流を狭窄できる。

このようなリッジが形成された構造にあっては、半導体レーザのn側の部分の直列抵抗は特に問題とはならない。なぜなら、上記半導体レーザのn側の部分は面積が大きいことから、抵抗が上がりにくい構造となっている。その結果、上記半導体レーザのn側の部分のドーピング濃度は１×１０^１８個／ｃｍ^３より小さく、例えば５×１０^１７個／ｃｍ^３またはそれよりも小さくした場合でも問題にはならない。

これに対して、上記半導体レーザのｐ側の部分は、電流の流れる部分の幅を狭窄しているためシリーズ抵抗の影響を受けやすい。このシリーズ抵抗を下げる従来の方策としては、半導体レーザのｐ側の部分を高濃度とすることで対応している。例えば、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂのドーピング濃度を２×１０^１８個／ｃｍ^３とし、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８のドーピング濃度を５×１０^１８個／ｃｍ^３とする。

しかしながら、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂのドーピング濃度が１×１０^１８個／ｃｍ^３を超えるような高濃度領域でドーピングを行うと、フリー・キャリア・ロスと呼ばれる自由電子による光の吸収が発生する。

上記フリー・キャリア・ロスがあっても、レーザ微分効率は最大で１．１Ｗ／Aまで達成することができるが、レーザ微分効率を１．１Ｗ／Aよりも上げるには、フリー・キャリア・ロスを抑制しなければならない。

上記フリー・キャリア・ロスは、半導体レーザのｐ側の部分のドーピング濃度を１×１０^１８個／ｃｍ^３以下に下げることで効果的に抑制できる。

しかしながら、例えば単純にｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂのドーピング濃度を９×１０^１７個／ｃｍ^３とし、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８のドーピング濃度を５×１０^１８個／ｃｍ^３というように、ドーピング濃度のみを低下させただけで、他に何ら手立てを講じなかった場合、レーザの動作電圧が大きく上昇してしまう。

図１３に、図９の半導体レーザの電流−電圧特性を実線で示すと共に、図９の半導体レーザの電流−光出力特性を一点鎖線で示す。また、図１３のグラフでは、横軸が動作電流、左縦軸が動作電圧、右縦軸が出力に対応している。より詳しくは、図１３には、ドーピング濃度を低下させる前の電流−電圧特性を細い実線で示し、ドーピング濃度を低下させた後の電流−電圧特性を太い実線で示している。また、図１３には、ドーピング濃度を低下させる前の電流−光出力特性を細い一点鎖線で示し、ドーピング濃度を低下させた後の電流−電圧特性を太い一点鎖線で示している。

図１３から分かるように、ドーピング濃度を低下させると、電流−光出力特性を示す直線の傾斜から求められる微分効率は、１．１Ｗ／Aから１．２Ｗ／Aへ上昇し、改善が見られるが、電流−電圧特性を示す曲線によれば、動作電圧が上昇してしまっている。このような動作電圧の上昇は、発熱の原因となり、半導体レーザの特性を悪化させる大きな要因になってしまう。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂおよびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８のドーピング濃度を下げた場合に、動作電圧が上昇する理由は２つある。１つはバルクとしての抵抗が上昇するためであり、もう１つは、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８との界面の抵抗の影響がドーピング濃度を下げると強くなるためである。

以下、図１１，図１２を用いてこの現象について説明する。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂおよびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を高濃度にドーピングした場合、図１１に示すとおり、バンド不連続を生じる境界で空乏層領域が狭くなると共に、価電子帯のバンドが沈み込む。その結果、ホールに対する実効的なバリアが、価電子帯の不連続ΔＥｖより低下し、また、キャリアがバリアをトンネルして流れる。この原理によって、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８との境界の抵抗を下げることができていた。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂおよびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を低濃度にドーピングした場合、エネルギバンドは図１２に示すようになる。この図１２から分かるように、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂおよびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８を高濃度にドーピングした場合とは、逆に、バンド不連続を生じる境界で空乏層領域が広くなり、価電子帯のバンドが沈み込みも起きない。

このため、上記価電子帯の不連続ΔＥｖが、丸々、p型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８との界面の抵抗に影響を与える。図９に示すようなタイプの半導体レーザの場合、図１０に示すようなタイプの半導体レーザの場合と比べ、不利な条件が更に１つ加わる。つまり、図９に示すようなタイプの半導体レーザでは、コンタクト層からクラッド層へ向かうドーパント拡散が起きないことである。結晶再成長を行いリッジストライプを埋め込む図１０に示すようなタイプの半導体レーザの場合、６００℃〜８００℃程度の高温に基板温度を再度昇温後保持する工程が必要である。この工程時に、コンタクト層からクラッド層へ向かうドーパント拡散が発生していた。

その結果、図１０に示すようなタイプの半導体レーザでは更にシリーズ抵抗Ｒｄは低下する。

バルクとしての抵抗値を低下させるのはもちろんであるが、加えて、ｐ型ドーパントが拡散することで、p型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層１０５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８との界面における結晶の急峻性を破壊すことが抵抗の低下に大いに寄与している。すなわち、急峻な界面にあっては、ホールキャリアに対してバリアとして機能してしまうが、ドーパントの拡散によって界面の急峻性が破壊されると、界面に生じた格子欠陥によりバリア機能が低下するのである。

リッジストライプ部分を誘電体膜で埋め込み、誘電体の屈折率で光を閉じ込めるような図９に示すレーザ構造で、ｐ型ドーパントの濃度を下げた場合、動作電圧が大きく上昇するのは、高温６００℃〜８００℃程度での結晶再成長の工程が無いためことも大いに影響を与えている。上記誘電体膜による埋め込みは、通常２００℃〜４００℃程度で行われるため、上記キャップ層からクラッド層側へドーパント拡散は事実上起こらないためである。別途アニール工程によってドーピング拡散を意図的にでも行わない限りシリーズ抵抗Ｒｄは高いままとなる。
特開平１−８４６８４号公報 特開平４−４９６９１号公報 特開平４−１００２９０号公報

そこで、本発明の課題は、１５０ｍＷ以上の高出力領域であっても発熱を抑制でき、高微分効率と低デバイス抵抗とを両立した半導体レーザを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の半導体レーザは、
ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を主構成物質として持つ半導体レーザおいて、
基板と、
上記基板上に形成された第１のクラッド層と、
上記第１のクラッド層上に形成された活性層と、
上記活性層上に形成され、少なくとも一部がリッジストライプ形状である第２のクラッド層と、
上記第２のクラッド層上に形成された中間層と、
上記中間層上に形成され、上記第２のクラッド層とは別の物質からなるコンタクト層と
を備え、
上記中間層のＡｌ組成比は、上記第２のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さく、かつ、上記コンタクト層のＡｌ組成比よりも大きいことを特徴としている。

上記構成の半導体レーザによれば、上記中間層が第２のクラッド層とコンタクト層との間に介在することによって、高いエネルギ障壁２つに分割し、キャリアに対する障壁を下げる効果が得られる。その結果、上記半導体レーザの直列抵抗は低減し、第２のクラッド層のドーピング濃度を下げなければならない高効率半導体レーザにおいても、動作電圧の上昇を食い止めつつ、高い微分効率を実現できる。すなわち、上記第２のクラッド層およびコンタクト層のドーピング濃度を低く設定することで高微分効率ηを実現した場合にも、デバイス抵抗の上昇が発生しない。

例えば、広く半導体レーザに使用されているＡｌＧａＡｓ系の材料を用いた場合、より詳しくは、第２のクラッド層の材料としてＡｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓを用い、かつ、コンタクト層の材料としてＧａＡｓを用いた場合を例にとる。

バンドギャップは、ＧａＡｓが１．４２ｅＶで、Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓが２．０ｅＶである。そして、ＧａＡｓとＡｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓとのヘテロ接合を形成した場合、境界に形成される障壁は、電子伝導帯下端でおよそΔＥｃ＝０．３４ｅＶ，価電子帯上端でおよそΔＥｖ＝０．２４ｅＶとなることが知られている。いまここで、ｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓ第２のクラッド層とｐ型ＧａＡｓコンタクト層との間に、１００ｎｍのｐ型Ａｌ_０．２４Ｇａ_０．７６Ａｓ中間層を挿入する。ｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓクラッド層、ｐ型Ａｌ_０．２４Ｇａ_０．７６Ａｓ中間層、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層のｐ型ドーパント濃度は、順に、９×１０^１７個／ｃｍ^３、２．５×１０^１８個／ｃｍ^３、５×１０^１８個／ｃｍ^３とした。この場合、エネルギギャップの分布を図３に示す。この図３と図１１を比較すると、図１１ではエネルギ障壁ΔＥｖが０．２ｅＶであるが、図３ではエネルギ障壁Ｅｖ１，Ｅｖ２が０．１２ｅＶ程度である。このように、上記ｐ型Ａｌ_０．２４Ｇａ_０．７６Ａｓ中間層がｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓ第２のクラッド層とｐ型ＧａＡｓコンタクト層との間に介在することで、エネルギ障壁を下げることができる。

図４に、上記中間層を備えたリッジストライプ型半導体レーザの電流−電圧特性を実線で示すと共に、上記リッジストライプ型半導体レーザの電流−光出力特性を一点鎖線で示す。また、図４のグラフでは、横軸が動作電流、左縦軸が動作電圧、右縦軸がレーザ光出力に対応している。より詳しくは、図４には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層およびｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓ第２のクラッド層のドーピング濃度を高くしたときの電流−電圧特性を細い実線で示し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層およびｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓ第２のクラッド層のドーピング濃度を低くしたときの電流−電圧特性を太い実線で示している。また、図４には、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層およびｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓ第２のクラッド層のドーピング濃度を高くしたときの電流−光出力特性を細い一点鎖線で示し、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層および第２のクラッド層のドーピング濃度を低くしたときの電流−電圧特性を太い一点鎖線で示している。

この図４と、上記中間層を備えないリッジストライプ型半導体レーザの特性を示す図１３との比較より、ｐ型Ａｌ_０．４８Ｇａ_０．５２Ａｓクラッド層のドーピング濃度を下げて、微分効率を改善しても、動作電圧の上昇はごくわずかに限られることが分かる。

従来、赤色半導体レーザにおいては、ＧａＡｓコンタクト層とＡｌＩｎＧａＰクラッド層との間にｐ型ＧａＩｎＰ層を中間層として挿入し、通電容易層あるいはバンドギャップ不連続緩和層として用いてきた実績があった。

赤色半導体レーザの場合には、ＧａＡｓ層のバンドギャップエネルギとＡｌＩｎＧａＰクラッド層のバンドギャップエネルギとの差が大きく、両者を直接接続した場合、通例ΔＥｖで現される価電子バンド帯側のバンドエネルギの不連続は、代表的な値でΔＥｖ＝０．５ｅＶ程度と大きくなる。このため、上記中間層を挿入し、実効的な障壁を半分の０．２５ｅＶ程度に低下させ、レーザの動作電圧を低下させる必要が予めあった。

これに対して、赤外半導体レーザの場合、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層とを直接接続しても、ΔＥｖの代表的な値は０．２ｅＶ程度と小さい。その値は、赤色半導体レーザの値と比較した場合、非常に小さく、また、中間層を挿入した場合の０．２５ｅＶと比較しても、同程度あるいは、それ以下の非常に小さいものである。このため、低出力発振ではΔＥｖが問題になることはなかった。

また、０．２ｅＶ程度のバンドギャップ差であれば、ｐ型ＧａＡｓ層とｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層双方のドーピング濃度を高めることでΔＥｖのスパイク状障壁をキャリアが貫通するトンネル現象が発生する。したがって、ＡｌＧａＡｓ系物質で構成されることが多い赤外半導体レーザの場合、赤色半導体レーザに言う通電容易層という考えは起きず、シリーズ抵抗Ｒｄを下げる対策は、専ら、ドーピング濃度を高めることだけで行われて来た。

しかしながら、例えば、代表的な値で１５０ｍＷ以上での連続発振、２００ｍＷ以上でのパルス発振を必要とする高出力領域では、赤外半導体レーザの発熱が、赤外半導体レーザの特性に特に影響を与えるようになる。高出力発振領域で赤外半導体レーザの発熱を下げる手法としては、一つには、微分効率ηを上げて動作電圧を下げる方法が挙げられる。別の一つとしては、シリーズ抵抗Ｒｄそのものを下げる手法が挙げられる。

冒頭述べてきたように、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のドーピング濃度を下げて、光のクラッド層における吸収を下げる対策だけでは、微分効率ηを改善することはできても、シリーズ抵抗Ｒｄまで上昇してしまう。理由は、ｐ型ＡｌＧａＡｓクラッド層のドーピング濃度を下げると、上記とは逆でトンネル現象が抑制されるため、ΔＥｖのスパイク状障壁をキャリアが貫通することがなくなり、ΔＥｖのエネルギ差を乗り越える必要が生じるためであった。

このような困難に直面し、赤外半導体レーザにあっても、特に高出力発振領域では、通電容易層の必要性がはじめて認識され、第２のクラッド層とコンタクト層との間に、中間的なＡｌ組成を持つ層を挿入することで、この目的が達成できることが判明した。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記中間層のＡｌ組成比は、上記第２のクラッド層のＡｌ組成比と上記コンタクト層のＡｌ組成比との中間値である。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記中間層のＡｌ組成比が、第２のクラッド層のＡｌ組成比とコンタクト層のＡｌ組成比との中間値であるから、キャリアに対する障壁を確実に大きく下げることができる。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記中間層の幅の最小値が上記第２のクラッド層の幅の最小値よりも大きくなっている。

ここで、上記中間層または第２のクラッド層の幅とは、中間層または第２のクラッド層に関して、活性層によるレーザ光の出射方向に垂直かつ層厚方向に垂直な方向の長さを指す。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記中間層の幅の最小値が第２のクラッド層の幅の最小値よりも大きくなっているから、バリアが形成される部分での接触面積が広くなる。その結果、上記半導体レーザの直列抵抗を低減する効果がさらに高められることにより、１５０ｍＷを超える高出力レーザ発振領域においても発熱が確実に抑制される。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記第２のクラッド層の少なくとも上記中間層側の部分には、ｐ型ドーパント濃度が３×１０^１７個／ｃｍ^３以上１×１０^１８個／ｃｍ^３以下となるようにｐ型ドーパントが添加され、
上記コンタクト層の少なくとも上記中間層側の部分には、ｐ型ドーパント濃度が１×１０^１８個／ｃｍ^３以上１×１０^１９個／ｃｍ^３以下となるようにｐ型ドーパントが添加されている。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記第２のクラッド層の少なくとも上記中間層側の部分におけるｐ型ドーパント濃度が３×１０^１７個／ｃｍ^３以上１×１０^１８個／ｃｍ^３以下であり、コンタクト層の少なくとも上記中間層側の部分におけるｐ型ドーパント濃度が１×１０^１８個／ｃｍ^３以上１×１０^１９個／ｃｍ^３以下であるから、第２のクラッド層による光のフリーキャリア損失を下げ、微分効率も上げることができる。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記第２のクラッド層のｐ型ドーパントが炭素を含み、
上記コンタクト層のｐ型ドーパントが亜鉛を含む。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記第２のクラッド層のｐ型ドーパントが炭素を含み、コンタクト層のｐ型ドーパントが亜鉛を含むので、コンタクト層のｐ型ドーパントのみが拡散してヘテロ接合界面での抵抗低減に寄与し、第２のクラッド層のｐ型ドーパントが活性層に拡散するのを防ぐことができる。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記コンタクト層のｐ型ドーパントが上記第２のクラッド層に拡散している。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記コンタクト層のｐ型ドーパントが第２のクラッド層に拡散しているから、ヘテロ接合界面での抵抗を低減できる。

また、上記第２のクラッド層に対するコンタクト層のｐ型ドーパントの拡散は、例えば高速熱処理法でコンタクト層を熱処理することにより確実に実行できる。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記第２のクラッド層のリッジストライプ形状の部分の両側方に誘電体膜が形成されている。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記第２のクラッド層のリッジストライプ形状の部分の両側方に誘電体膜が形成されているから、中間層による効果が顕著に表れる。

上記誘電体膜としては、窒化珪素物をまたは酸化珪素物を含む膜であることが好ましく、窒化珪素物を主体とする膜、または、酸化珪素物を主体とする膜がさらに好ましい。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記第２のクラッド層のリッジストライプ形状の部分の両側方にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体が形成されている。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記第２のクラッド層のリッジストライプ形状の部分の両側方にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体が形成されているから、特性の改善効果を高めることができる。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記中間層は複数層からなっている。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記中間層の少なくとも一部はＡｌ組成比が連続的に変化するグレーディッド層となっている。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記中間層の少なくとも一部はＡｌ組成比が連続的に変化するグレーディッド層となっているから、特性の改善効果をさらに高めることができる。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記第２のクラッド層および上記コンタクト層がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓからなり、
上記中間層の少なくとも上記コンタクト層側の部分におけるＡｌ組成比ｘｍは下記の式
ｘｍ≦（２・ｘ１＋ｘ２）／３
ｘ１：上記第２のクラッド層のＡｌ組成比の最大値
ｘ２：上記コンタクト層のＡｌ組成比の最大値
を満たす。

一実施形態の半導体レーザでは、
上記第２のクラッド層は、
上記活性層側に位置する平坦部である下部第２のクラッド層と、
上記中間層側に位置するストライプ部である上部第２のクラッド層と
を有し、
上記上部第２のクラッド層の上記活性層側の部分の少なくとも一部はＡｌ組成比が０．４２〜０．５５の範囲内であり、
上記コンタクト層はＧａＡｓからなり、
上記中間層の上記コンタクト層側の部分のＡｌ組成比は０．１４〜０．４の範囲内である。

上記実施形態の半導体レーザによれば、上記上部第２のクラッド層の上記活性層側の部分の少なくとも一部はＡｌ組成比が０．４２〜０．５５の範囲内であり、コンタクト層はＧａＡｓからなり、中間層の上記コンタクト層側の部分のＡｌ組成比は０．１４〜０．４の範囲内であるから、例えばＨＦ（フッ化水素）を用いて、中間層の第２のクラッド層側の幅を第２のクラッド層の中間層側の幅よりも広くすることができる。

したがって、上記中間層の第２のクラッド層側の幅を第２のクラッド層の中間層側の幅よりも広くして、コンタクト層と中間層の接触面積を広くし、直列抵抗を下げることができる。

また、例えばＧａＡｓからなるエッチングストップ層が下部第２のクラッド層と上部第２のクラッド層との間に存在すれば、下部第２のクラッド層のＡｌ組成ｘが０．４２を超えるような場合でも、ＨＦを用いて、上記構造が確実に実現できる。

また、上記中間層の上記コンタクト層側の部分のＡｌ組成比は０．１４〜０．２８の範囲内であるとより好ましい。

本発明の半導体レーザによれば、中間層が第２のクラッド層とコンタクト層との間に介在する中間層のＡｌ組成比は、第２のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さく、かつ、コンタクト層のＡｌ組成比よりも大きいことによって、キャリアに対する障壁が下がるので、直列抵抗を低減できると共に、第２のクラッド層のドーピング濃度を下げなければならない高微分効率を実現しても、デバイス抵抗の上昇を防ぐことができる。

以下、本発明の半導体レーザを図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１に、本発明の一実施の形態のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザを概略断面図を示す。

上記半導体レーザは、ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１と、このｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１上には順次形成されたｎ型ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３、ノンドープの量子井戸活性層４、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａ、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８を備えている。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８がリッジストライプを構成している。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７はｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層８との中間的Ａｌ組成比を有している。つまり、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比は、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比よりも小さく、かつ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比よりも大きくなっている。より詳しくは、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比はｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比とｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比との中間値となっている。また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のストライプ幅の最小値はｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのストライプ幅の最小値よりも大きくなっている。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの両側方には誘電体層１１が形成されている。また、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８および誘電体層１１上にはｐ側電極２１が形成されている。そして、上記ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１下にはｎ側電極２２が形成されている。

なお、上記ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１は基板の一例で、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３は第１のクラッド層の一例で、量子井戸活性層４は活性層の一例で、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａは下部第２のクラッド層の一例で、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６はエッチングストップ層の一例で、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂは上部第２のクラッド層の一例で、誘電体層１１は誘電体膜の一例である。また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａとｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとが第２のクラッド層の一例を構成している。

上記構成の半導体レーザによれば、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂよりも小さく、かつ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８よりも大きなＡｌ組成比を有するｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７を、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層８との間に介在させることによって、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とのバンドギャップ差に起因して生じるエネルギ障壁ΔＥｖ（価電子帯のエネルギ障壁）を下げる効果が得られる。その結果、上記半導体レーザの直列抵抗は低減することが計算および実験により得られた。

以下、図５〜図８を用いて、上記半導体レーザの製造工程について説明する。

まず、図５に示すように、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法によって、ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１上に、ｎ型ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓバッファ層２（層厚０．２μｍ）、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３（ｘ＝０．４８、層厚３．５μｍ）、ノンドープの量子井戸活性層４（層厚８ｎｍのＡｌＧａＡｓ井戸層×２、層厚５ｎｍのＡｌＧａＡｓバリア層、層厚３０ｎｍのＡｌＧａＡｓガイド層×２）、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａ（ｘ＝０．４９、層厚０．３μｍ）、ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６（層厚２ｎｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ（ｘ＝０．４８、層厚１．３μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７（ｘ＝０．２４、層厚０．１μｍ）、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８（０．５μｍ）を一回で成長する。なお、図１，図２，図３，図５〜図８ではｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６の層厚を誇張して厚くしている。

上記ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂおよびｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７におけるｘはＡｌ組成比を現している。例えばｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７（ｘ＝０．２４、層厚０．１μｍ）とは、Ａｌ_０．２４Ｇａ_０．７６Ａｓからなる厚さ０．１μｍのｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層のことを意味する。

上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比が０．４８であり、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比が０．２４であり、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比が０であることから分かるように、本実施の形態では、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比は、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比とｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比との間のちょうど真ん中の値になるように設定している。

また、上記ＭＯＣＶＤ法で形成した成長層では、ｎ型ドーパントとの一例としてＳｉを用いると共に、ｐ型ドーパントの一例として、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａにはＣ(カーボン)を、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８にはＺｎを用いている。また、上記ＳｉのソースとしてはＳｉ_２Ｈ_６を用い、上記ＣのソースとしてはＣＢｒ_４、上記ＺｎのソースとしてはＺｎ（ＣＨ_３）_３を用いている。これらのＳｉおよびＣは成長プロセス中に他の層に拡散しないという特徴がある。

次に、図５の積層基板をＲＴＡ（高速熱処理）炉内に入れて、積層基板に対して９３０℃，４０秒間の高速熱処理を行う。上記ＲＴＡ炉とは昇温と降温を急速に行う装置である。上記高速熱処理中に、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８からｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７およびｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの一部分へ向かってＺｎ原子が結晶中を拡散する。上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７との間、および、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７とｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとの間のそれぞれ形成された急峻な界面は、Ｚｎ原子が結晶中を拡散するときに界面の結晶性が乱れることでその急峻性が損なわれる。したがって、上記Ｚｎ原子の拡散はシリーズ抵抗Ｒｄの低減に寄与する。

次に、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて、高速熱処理された積層基板上にレジストからなるストライプ状パターンを形成する。更に、公知のエッチング技術により、図６に示すように、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８をリッジストライプ形状にする。

このストライプ形状を形成するためのエッチング法の一例としては、上記リッジストライプの両側方の領域においてｐ型ＧａＡｓコンタクト層８からｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの半ば以上までを硫酸と過酸化水素水の混合液で除去した後、上記リッジストライプの両側方の領域において残ったｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの除去とリッジ幅の調整とを別のエッチング液で行う。このとき、上記別のエッチング液の一例としてＨＦ系のエッチング液を用いる。ＧａＡｓはＨＦ系のエッチング液に対して不溶なため、垂直方向のエッチングはｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６で停止し、以後、水平方向のエッチングのみが進行し、リッジ幅の調整はこのエッチングにて行われる。

上記ＨＦ系のエッチング液を用いたエッチングが終えると、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７（ｘ＝０．２４、０．１μｍ）は、ＨＦ系のエッチング液に対して不溶であるため、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ（ｘ＝０．４８）よりも幅広になる。上記ＨＦ系のエッチング液を用いてＡｌＧａＡｓをエッチングする場合、エッチング速度はＡｌＧａＡｓのＡｌ組成比に依存する。例えば、上記Ａｌ組成比が高いほど、エッチング速度は速くなる。逆に、上記Ａｌ組成比が低いほど、エッチング速度は遅くなる。より詳しくは、上記Ａｌ組成が０．４０を越え０．４５以下だとエッチング速度は非常に遅く、Ａｌ組成比が０．４０以下のＡｌＧａＡｓはＨＦ系のエッチング液に対して全く不溶となる。このため、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７（ｘ＝０．２４）とｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ（ｘ＝０．４８）との幅に大きな差が生じる。この差のおかげで、図１２に示すように、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０８とｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層上部１０５ｂ（ｘ＝０．４８）との接触面積に比べ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８とｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７との接触面積は広がる。このように、バリアの存在する境界面での接触面積を広げることによって、直列抵抗Ｒｄを下げる効果が発生する。

上記ストライプ形状を形成するためのエッチング法は、ウエットエッチングに限られず、反応性ガスを用いたドライエッチングで行ってもよいし、あるいは、ドライエッチングとウエットエッチングとの併用で行ってもよい。

次に、上記リッジ状ストライプ形状を被覆するように、プラズマＣＶＤ法を用いて誘電体膜１１，１１ａを約４００ｎｍの厚さで形成する。このとき、上記誘電体膜１１，１１ａの一例として酸化珪素膜を用いた。そして、上記誘電体膜１１，１１ａのうちｐ型ＧａＡｓコンタクト層８上に形成された誘電体膜１１ａのみ除去し、図８に示す通り、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の上面を露出させる。このとき、公知のフォトリソグラフィ技術を利用して誘電体膜１１ａのみを露出させたのち、誘電体膜１１ａのみをエッチングにて除去した。

次に、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８，誘電体膜１１上に、Ａｕ層とＺｎ層とを積層してなるｐ側電極２１を形成し、チップ化しやすいような電極パターンを形成する。その後、ウェハ厚さが約８０μｍになるように、ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１の裏面を研磨する。そして、ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板１の裏面に、Ａｕ層、Ｇｅ層およびＮｉ層を積層してなるｎ側電極２２を形成する。このときの横断面図が図１になる。

次に、へき開によりレーザバーを作製して、レーザバーの前端面である光出射端面には光透過膜を、レーザバーの後端面には光反射膜を形成した後、ダイシングによりチップ化する。

以上のようにして完成したレーザチップ（半導体レーザ）をパッケージにマウントして、レーザ特性を測定した。その結果、レーザ波長は７８４ｎｍ、閾値電流の平均値は３０ｍＡであり、スロープ効率の平均値は１．２Ａ／Ｗであった。このとき得られた電流−電圧曲線、電流−光強度曲線は図４の太線で示した通りであった。

このように、高い微分効率でありながら、直列抵抗が大きくならず発熱の抑制も兼ね備えた高出力半導体レーザが実現できた。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７は適用できる半導体レーザは上記実施の形態に限定されない。例えば、図１０の半導体レーザにｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７を用いてもよい。

すなわち、本発明の他の実施の形態の半導体レーザとしては図２に示すようなものがある。

図２において、１４はｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１２はｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層、２３はｐ側電極、１２２はｎ側電極である。また、図２において、図１に示した構成部と同一構成部は、図１における構成部と同一参照番号を付して説明を省略する。

図１，図２の半導体レーザでは、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａとｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとの間にｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６を設けていたが、このｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６を設けなくてもよい。つまり、図１，図２の半導体レーザでは、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａとｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとがｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層６で分離されるような構造になっていたが、ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層５ａとｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂとが直接接続されるような構造にしてもよい。

また、図１，図２の半導体レーザは、ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比が、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比よりも小さく、かつ、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比よりも大きくなるのであれば、ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂおよびｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のＡｌ組成比を変更してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのｐ型ドーパント濃度は３×１０^１７個／ｃｍ^３以上１×１０^１８個／ｃｍ^３以下であれば適宜変更してよい。

また、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７側の部分に関しては、ｐ型ドーパント濃度は１×１０^１８個／ｃｍ^３以上１×１０^１９個／ｃｍ^３以下となるのであれば適宜変更してもよい。

また、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８の全部に関して、ｐ型ドーパント濃度は１×１０^１８個／ｃｍ^３以上１×１０^１９個／ｃｍ^３以下となるのであれば適宜変更してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂには、主要部分が炭素からなるｐ型ドーパントを添加してもよい。

また、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８には、主要部分が亜鉛からなるｐ型ドーパントを添加してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの両側方に、窒化物珪素物を主体とする膜、または、酸化珪素物を主体とする膜からなる誘電体膜を形成してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの両側方にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を形成してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７は複数層で構成してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７の一部または全部をグレーディッド層としてもよい。ここで、グレーディッド層とは、層厚方向においてｐ型ＧａＡｓコンタクト層８側からｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂ側へ向かってＡｌ組成比が連続的に増加する層を指す。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂおよびｐ型ＧａＡｓコンタクト層８をＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓで形成する場合、
上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７の少なくともｐ型ＧａＡｓコンタクト層８側の部分におけるＡｌ組成比ｘｍは下記の式
ｘｍ≦（２・ｘ１＋ｘ２）／３
ｘ１：上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比の最大値
ｘ２：上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比の最大値
を満たすようにしてもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７の全部におけるＡｌ組成比ｘｍは下記の式
ｘｍ≦（２・ｘ１＋ｘ２）／３
ｘ１：上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂのＡｌ組成比の最大値
ｘ２：上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層８のＡｌ組成比の最大値
を満たすようにしてもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層５ｂの量子井戸活性層４側の部分の一部または全部のＡｌ組成比は０．４２〜０．５５の範囲内であれば適宜変更してもよい。

また、上記ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層７のｐ型ＧａＡｓコンタクト層８側の部分のＡｌ組成比は０．１４〜０．４の範囲内であれば適宜変更してもよい。

本発明は、上記実施の形態や他の実施形態に限定されず、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を主構成物質として持つ半導体レーザに適用することができる。

また、言うまでもないが、本発明のコンタクト層の材料はＧａＡｓに限定されない。例えば、本発明のコンタクト層の材料としてはＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓ（ｘ≦０．２）等、低Ａｌ組成のＡｌＧａＡｓ等がある。

図１は本発明の一実施の形態の半導体レーザの概略断面図である。 図２は本発明の他の実施の形態の半導体レーザの概略断面図である。 図３は本発明の作用効果を説明するためのエネルギギャップの分布を示す図である。 図４は本発明の作用効果を説明するための電流−電圧特性，電流−光出力特性を示す図である。 図５は図１の半導体レーザの一製造プロセス時の概略断面図である。 図６は図１の半導体レーザの一製造プロセス時の概略断面図である。 図７は図１の半導体レーザの一製造プロセス時の概略断面図である。 図８は図１の半導体レーザの一製造プロセス時の概略断面図である。 図９は従来のリッジストライプ型半導体レーザの概略断面図である。 図１０は他の従来のリッジストライプ型半導体レーザの概略断面図である。 図１１は図９のリッジストライプ型半導体レーザの基板垂直方向のエネルギギャップの分布を示す図である。 図１２は図９のリッジストライプ型半導体レーザの基板垂直方向のエネルギギャップの分布を示す図である。 図１３は図９のリッジストライプ型半導体レーザにおける電流−電圧特性，電流−光出力特性を示す図である。

符号の説明

１ ｎ型ＧａＡｓ（１００）ジャスト基板
２ ｎ型ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓバッファ層
３ ｎ型ＡｌＧａＡｓクラッド層
４ 量子井戸活性層
５ａ ｐ型ＡｌＧａＡｓ下部クラッド層
５ｂ ｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッド層
６ ｐ型ＧａＡｓエッチングストップ層
７ ｐ型ＡｌＧａＡｓ中間層
８，１４ ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１ 誘電体層
１２ ｎ型ＡｌＧａＡｓ埋め込み層

Claims (15)

1. ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を主構成物質として持つ半導体レーザにおいて、
   基板と、
   上記基板上に形成された第１のクラッド層と、
   上記第１のクラッド層上に形成された活性層と、
   上記活性層上に形成され、少なくとも一部がリッジストライプ形状である第２のクラッド層と、
   上記第２のクラッド層上に形成された中間層と、
   上記中間層上に形成され、上記第２のクラッド層とは別の物質からなるコンタクト層と
   を備え、
   上記中間層のＡｌ組成比は、上記第２のクラッド層のＡｌ組成比よりも小さく、かつ、上記コンタクト層のＡｌ組成比よりも大きいことを特徴とする半導体レーザ。
2. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
   上記中間層のＡｌ組成比は、上記第２のクラッド層のＡｌ組成比と上記コンタクト層のＡｌ組成比との中間値であることを特徴とする半導体レーザ。
3. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
   上記中間層の幅の最小値が上記第２のクラッド層の幅の最小値よりも大きくなっていることを特徴とする半導体レーザ。
4. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
   上記第２のクラッド層の少なくとも上記中間層側の部分には、ｐ型ドーパント濃度が３×１０^１７個／ｃｍ^３以上１×１０^１８個／ｃｍ^３以下となるようにｐ型ドーパントが添加され、
   上記コンタクト層の少なくとも上記中間層側の部分には、ｐ型ドーパント濃度が１×１０^１８個／ｃｍ^３以上１×１０^１９個／ｃｍ^３以下となるようにｐ型ドーパントが添加されていることを特徴とする半導体レーザ。
5. 請求項４に記載の半導体レーザにおいて、
   上記第２のクラッド層のｐ型ドーパントが炭素を含み、
   上記コンタクト層のｐ型ドーパントが亜鉛を含むことを特徴とする半導体レーザ。
6. 請求項４に記載の半導体レーザにおいて、
   上記コンタクト層のｐ型ドーパントが上記第２のクラッド層に拡散していることを特徴とする半導体レーザ。
7. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
   上記第２のクラッド層のリッジストライプ形状の部分の両側方に誘電体膜が形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
8. 請求項７に記載の半導体レーザにおいて、
   上記誘電体膜は窒化物珪素物または酸化珪素物を含むことを特徴とする半導体レーザ。
9. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
   上記第２のクラッド層のリッジストライプ形状の部分の両側方にＡｌＧａＡｓ系化合物半導体が形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
10. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
    上記中間層は複数層からなっていることを特徴とする半導体レーザ。
11. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
    上記中間層の少なくとも一部はＡｌ組成比が連続的に変化するグレーディッド層となっていることを特徴とする半導体レーザ。
12. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
    上記第２のクラッド層および上記コンタクト層がＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＡｓからなり、
    上記中間層の少なくとも上記コンタクト層側の部分におけるＡｌ組成比ｘｍは下記の式
    ｘｍ≦（２・ｘ１＋ｘ２）／３
    ｘ１：上記第２のクラッド層のＡｌ組成比の最大値
    ｘ２：上記コンタクト層のＡｌ組成比の最大値
    を満たすことを特徴とする半導体レーザ。
13. 請求項１に記載の半導体レーザにおいて、
    上記第２のクラッド層は、
    上記活性層側に位置する平坦部である下部第２のクラッド層と、
    上記中間層側に位置するストライプ部である上部第２のクラッド層と
    を有し、
    上記上部第２のクラッド層の上記活性層側の部分の少なくとも一部はＡｌ組成比が０．４２〜０．５５の範囲内であり、
    上記コンタクト層はＧａＡｓからなり、
    上記中間層の上記コンタクト層側の部分のＡｌ組成比は０．１４〜０．４の範囲内であることを特徴とする半導体レーザ。
14. 請求項１３に記載の半導体レーザにおいて、
    上記下部第２のクラッド層と上記上部第２のクラッド層との間にエッチングストップ層が形成されていることを特徴とする半導体レーザ。
15. 請求項１４に記載の半導体レーザにおいて、
    上記エッチングストップ層がＧａＡｓによって構成されていることを特徴とする半導体レーザ。

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