[0001]【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ装置、特に、クラッド層の構造に特徴を有する高出力半導体レーザ装置に関する。layer.【0002】近年、0.6μm帯の可視光半導体レーザは、POS,光ディスク装置,レーザプリンタ等の光情報処理装置の高性能化を実現できる光源として大いに期待されており、低しきい値電流化,高効率化,短波長化,高出力化等の特性が要求されている。0.6μm帯のAlGaInP系レーザ装置は、その材料を構成するAlの析出速度が速く、組成の制御が困難であるために液相成長法での結晶成長が困難であり、従来からMOVPE法やMBE法等の気相成長法によって製造されてきた。difficult,実用化されているものは活性層が平坦でかつ途切れない構造になっている。(1)クラッド層のバンドギャップを大きくする。(2)活性層のバンドギャップを小さくする。(3)クラッド層に高濃度ドーピングする。等の方法が提案されている。(1)と(2)は、活性層とクラッド層との間に生じるヘテロ障壁の高さを大きくすることによってキャリア(この場合は電子)のオーバフローを防止するものである。overflow.【0007】これに対して(3)は、クラッド層への高濃度ドーピングすることによってクラッド層中の擬フェルミ準位をバンド端に近づけ、その擬フェルミ準位と真性フェルミ準位との差を大きくし、pn接合のビルトイン障壁を大きくするという原理に基づいている。上記のようにヘテロ障壁を大きくし、かつ、不純物の高濃度ドーピングを行うことによって初めてキャリアのオーバフローが少ない半導体レーザ装置が得られる。[0008]【発明が解決しようとする課題】上記従来のキャリアのオーバフローを低減した半導体レーザ装置について説明する。carrier.【0009】図2(A),(B)は、従来の半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。is,基板に格子整合したクラッド層を高濃度ドーピングした場合のエネルギバンド図であり、キャリアを注入するために外部から電圧を印加した状態を示している。carriers.【0010】この図からも分かるように、この半導体レーザ装置においては、前記「(1)クラッド層のバンドギャップを大きくする。」と「(2)活性層のバンドギャップを小さくする。」の条件は充足されている。Cを高くすると、キャリアはこのヘテロ障壁の範囲内に閉じ込められるから、活性層に接するクラッド層のヘテロ障壁は大きければ大きいほど有効にキャリアを活性層内に閉じ込めることができる。Pから離れた位置にくるため、伝導帯の底が位置'に下がり、そのためにヘテロ障壁が薄くなってキャリアがトンネリングによってオーバフローすることになる。that.【0013】そのため、、前記「(3)クラッド層に高濃度ドーピングする。Pに近い位置に下げ、伝導帯の底を位置'に上げて、キャリアがヘテロ障壁をトンネリングすることによってオーバフローするのを防いでいる。GaInPレーザ装置では、ヘテロ障壁を大きくとれる材料が理想的に高濃度ドーピングが可能であるとは限らない。doping.【0014】図3は、AlGaInPのディープレベルからの発光特性図である。Mg,縦軸はフォトルミネセンス(PL)の発光強度を任意スケールで示している。C.,GaAs基板と格子整合する材料である。figure,Mgのドーピング濃度が増大すると波長〜1μmのディープレベルからの発光が強くなることが分かる。strongly.【0016】このように、Mgの高濃度ドーピングによって結晶中にディープレベルが発生し、図2(B)に矢印で示すように禁制帯中に滲み出した電子が深い準位に落ちる過程、すなわち、界面再結合の一種であるサーモアイオニックトンネリング遷移が発生してエネルギの損失を生じるため、半導体レーザ装置の発光効率が低下してしまう。このサーモアイオニック遷移効果を低減するために、従来、クラッド層に低ドーピング濃度のスペーサ層を入れて改良することが考えられた。layer.【0017】図4は、従来の改良型半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。Cを有する低ドーピング濃度のスペーサ層とし、第2クラッド層を高濃度のクラッド層としている。2の'のようにヘテロ障壁が小さくなってしまう。C以上の部分については図2と同じになってしまう。C上へオーバフローしたキャリアCは第2クラッド中へサーモアイオニック遷移してしまい、スペーサ層だけでは充分にキャリアのオーバフローとサーモアイオニック遷移効果を低減することができないという問題があった。there.【0019】したがって、本発明は、POS,光ディスク装置,レーザプリンタ等の光源として用いられる、キャリアのオーバフローとサーモアイオニック遷移効果を低減した、低しきい値電流,高効率,短波長,高出力特性を有する半導体レーザ装置を提供することを目的とする。[0020]【課題を解決するための手段】本発明にかかる半導体レーザ装置においては、第1導電型のクラッド層が、活性層に近い側から、活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層と、活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる厚い第2クラッド層、の2層からなる構成を採用した。P近傍の組成を有する結晶である構成を採用した。P近傍の組成を有する結晶である構成を採用した。.【0023】また、この場合、第1導電型のクラッド層に活性層を挟んで対向する第2導電型のクラッド層には、第1導電型のクラッド層に加わる歪みを打ち消す歪みを発生する組成を有するキャリアオーバフロー防止層を設けた構成を採用した。P近傍の組成を有する結晶である構成を採用した。[0025]【作用】図5は、本発明の原理のエネルギバンド説明図である。figure,p型クラッド層を、活性層に近い側から、活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層と、活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる第2クラッド層との二重構造にしている。layer.【0026】この場合、第1クラッド層は、電子の拡散長程度の厚さで充分で、臨界膜厚以下であるから、基板と格子整合しない材料で形成してもよい。高濃度ドーピングによって、この材料自体に高密度のディープレベルが形成されないことが必要である。itself.【0027】また、第2クラッド層は、厚膜である必要があるから、基板と格子整合する材料であることが必要である。この第2クラッド層に、高濃度ドーピングによるディープレベルが多少形成されることがあっても、後述する理由により大きな支障は生じない。(1)第1クラッド層を、電子の拡散長程度で、臨界膜厚以下にしたから、基板との格子整合をとる必要はなく、専ら活性層との間のヘテロ障壁ΔEcが大きいことに着目して材料を選択することができるから、従来技術のように高濃度ドーピングしなくても充分にビルトイン電圧が大きい材料の組合せをもって形成することができる。with.【0029】(2)第2クラッド層が高ドープされているから、ビルトイン障壁を大きくすることができ、キャリアのオーバーフローも少なく、従って、キャリアの閉じ込めもよい。confinement.【0030】(3)第2クラッド層に高濃度ドーピングによってディープレベルが形成されても第1クラッド層が、ディープレベルにたいしてスペーサ層のような緩衝層として働くためディープレベルへのサーモアイオニックトンネリングによるPLは発生しない。occur.【0031】(4)p型クラッド層とn型クラッド層とで、逆方向に歪みを生じる材料を選択すると、結晶全体の歪み量を小さくすることができ、極めて信頼性の高いレーザ装置が実現できる。can.【0032】(5)また、上記の説明は、p型クラッド層についてであったが、この構造をn型クラッド層に適用することもでき、あるいは、p型クラッド層とn型クラッド層それぞれに適用することもできる。1,本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構成説明図である。Pスパイク防止層、11はp型GaAs第1コンタクト層、12はn型GaAs電流ブロック層、13はp型GaAs第2コンタクト層である。2〜13の各半導体層をMOVPE法により成長することによって形成することができる。(Znドープ)GaAs第1コンタクト層11を成長した。III比はGaAsについては80、AlGaInPについては400、GaInPについては600であった。2膜を、フォトリソグラフィー技術によってメサストライプの形状にパターニングした。Pエッチングストップ層8までエッチングした。2膜を除去した後、p型(Znドープ)GaAs第2コンタクト層13を成長した。coating,n型(基板側)downでヒートシンクにボンディングした。first導電型がp型である場合のこの実施例における各半導体層を対応させると下記のようになる。P第1クラッド層6」に対応する。P第2クラッド層7」に対応する。P第1クラッド層4」に対応する。Pであり、AlとInの組成比が逆になっているため、互いに歪みを打ち消し合っている。output,低しきい値電流,高効率,短波長,高出力特性を有する半導体レーザ装置を提供することができ、この種の技術分野において寄与するところが大きい。DRAWINGS【図1】本発明の一実施例の半導体レーザ装置の構成説明図である。invention.【図2】(A),(B)は従来の半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。device.【図3】AlGaInPのディープレベルからの発光特性図である。level.【図4】従来の改良型半導体レーザ装置のエネルギバンド説明図である。device.【図5】本発明の原理のエネルギバンド説明図である。基板上に形成された第1導電型のクラッド層が、活性層に近い側から、活性層との間に大きいヘテロ障壁を有し、基板と格子整合しない組成を有し、臨界膜厚より薄い、第1のキャリアオーバフロー防止層となる第1クラッド層と、活性層との間に大きいフェルミ準位差と高いヘテロ障壁を有し、高濃度ドーピングされ、かつ、基板と格子整合し、第2のキャリアオーバフロー防止層となる厚い第2クラッド層、の2層で構成されたことを特徴とする半導体レーザ装置。P近傍の組成を有する結晶であることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。P近傍の組成を有する結晶であることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。第1導電型のクラッド層に活性層を挟んで対向する第2導電型のクラッド層には、第1導電型のクラッド層に加わる歪みを打ち消す歪みを発生する組成を有するキャリアオーバフロー防止層を設けることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。P近傍の組成を有する結晶であることを特徴とする請求項4記載の半導体レーザ装置。