半导体激光元件和其制造方法转让专利
申请号 : CN200610159972.0
文献号 : CN1941526B
文献日 : 2010-09-22
发明人 : 广山良治 , 三宅辉明 , 宫田让
申请人 : 三洋电机株式会社 , 鸟取三洋电机株式会社
摘要 :
本发明提供一种半导体激光元件，其利用窗结构充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏，同时能够进一步提高温度特性，该半导体激光元件包括：活性层，在激光的射出端面部具有窗结构；以及p型层，形成在活性层的表面上，含有作为杂质的Mg和Zn。另外，p型层所含有的Zn的杂质浓度，比p型层所含有的Mg的杂质浓度大。
权利要求 :
1.一种半导体激光元件，其特征在于，包括：活性层，在激光的射出端面部具有窗结构；以及p型层，在所述活性层的表面上形成，含有作为杂质的Mg和Zn，其中，所述p型层所含有的所述Zn的杂质浓度比所述p型层所含有的所述Mg的杂质浓度大，所述p型层的所述射出端面部的所述Zn的杂质浓度比所述p型层的所述射出端面部以外区域的所述Zn的杂质浓度大。
2.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于：导入所述Mg和所述Zn，使得至少在所述p型层的所述射出端面部以外的区域，直到至少所述p型层的所述活性层附近部分具有规定值以上的杂质浓度。
3.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于：向所述活性层的至少所述射出端面部以外的区域导入所述Mg和所述Zn。
4.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于：向所述活性层的至少所述射出端面部导入所述Mg和所述Zn，向所述活性层的所述射出端面部导入的所述Zn的杂质浓度，比向所述活性层的所述射出端面部导入的所述Mg的杂质浓度大。
5.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，还包括：在所述活性层的表面上所形成的n型层，使得利用所述p型层夹入所述活性层，向所述p型层的所述射出端面部导入的所述Zn通过所述活性层扩散至所述n型层，由此形成所述窗结构。
6.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于：向所述活性层的所述射出端面部和所述射出端面部以外的区域导入所述Zn，所述活性层的所述射出端面部的所述Zn的杂质浓度，比所述活性层的所述射出端面部以外的区域的所述Zn的杂质浓度大。
7.根据权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，还包括：第一激光元件部，其含有：具有所述窗结构的活性层、以及含有所述Mg和Zn的p型层；
第二激光元件部；以及
单一基板，在其表面上形成有所述第一激光元件部和所述第二激光元件部。
8.根据权利要求7所述的半导体激光元件，其特征在于：所述第二激光元件也包含：具有窗结构的活性层、以及含有Mg和Zn的p型层。
9.根据权利要求8所述的半导体激光元件，其特征在于：所述第一激光元件部构成红色半导体激光元件，所述第二激光元件部构成红外半导体激光元件。
10.根据权利要求7所述的半导体激光元件，其特征在于：所述第一激光元件部构成红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的任何一个。
11.一种半导体激光元件的制造方法，其特征在于，包括：在单一基板上形成第一活性层和第二活性层的工序；
在所述第一活性层和所述第二活性层的表面上，分别形成含有作为杂质的Mg和具有比Mg大的杂质浓度的Zn的第一p型层和第二p型层的工序；以及对所述第一活性层和所述第一p型层、以及所述第二活性层和所述第二p型层同时进行Zn扩散，由此，在所述第一活性层和所述第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序。
12.根据权利要求11所述的半导体激光元件的制造方法，其特征在于：形成包含作为杂质的所述Mg和Zn的第一p型层和第二p型层的工序，包含如下工序：向所述第一p型层和所述第二p型层的至少所述射出端面部以外的区域，分别导入所述Mg和所述Zn，使得直到至少所述第一p型层的所述第一活性层附近部分、以及至少所述第二p型层的所述第二活性层附近部分，具有规定值以上的杂质浓度。
13.根据权利要求11所述的半导体激光元件的制造方法，其特征在于，还包括如下工序：向所述第一活性层和所述第二活性层的至少所述射出端面部以外的区域导入所述Mg和所述Zn。
14.根据权利要求13所述的半导体激光元件的制造方法，其特征在于：向所述第一活性层和所述第二活性层的至少所述射出端面部以外的区域导入所述Mg和所述Zn的工序，包括如下工序：向所述第一活性层和所述第二活性层的所述射出端面部以外的区域，分别导入具有比所述第一活性层和所述第二活性层的所述射出端面部的所述Zn小的杂质浓度的所述Zn。
15.根据权利要求11所述的半导体激光元件的制造方法，其特征在于：在所述第一活性层和所述第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序，包括如下工序：向所述第一活性层和所述第二活性层的至少所述射出端面部，导入所述Mg和具有比所述Mg大的杂质浓度的Zn。
16.根据权利要求11所述的半导体激光元件的制造方法，其特征在于：形成所述第一p型层和所述第二p型层的工序包括：在所述第一活性层的表面上形成所述第一p型层，使得利用第一n型层夹入所述第一活性层的工序；以及在所述第二活性层的表面上形成所述第二p型层，使得利用第二n型层夹入所述第二活性层的工序，在所述第一活性层和所述第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序，包括如下工序：使得所述第一p型层的所述射出端面部的所述Zn通过所述第一活性层扩散至所述第一n型层，同时，使得所述第二p型层的所述射出端面部的所述Zn通过所述第二活性层扩散至所述第二n型层，由此，形成所述窗结构。
17.根据权利要求11所述的半导体激光元件的制造方法，其特征在于，还包括：形成包含形成所述窗结构的第一活性层和所述第一p型层的红色半导体激光元件的工序；以及将包含形成所述窗结构的第二活性层和所述第二p型层的红外半导体激光元件的工序。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种半导体激光元件和其制造方法，特别是，涉及一种在激光射出端面部具有窗结构的半导体激光元件和其制造方法。
背景技术
在现有技术中，在可记录的DVD系统中，为了能够两层记录，需要提高向盘上照射的激光的强度。为了提高向这样的盘上照射的激光的强度，需要实现作为光源的半导体激光的高输出化。
另外，为了半导体激光的高输出化，提高COD(Catastrophic OpticalDamage：激光射出端面恶化)等级(level)是不可缺的。这里，已经知道，COD在以下所示的周期中发生。首先，如果向存在表面电平的射出端面部高密度地注入电流，则由于该电平，会产生非发光再耦合。为此，射出端面部发热。由于该发热，射出端面部的活性层的能隙(energy gap)减少，所以光吸收扩大。通过这样，进一步增大了发热。由于这样的周期，使得射出端面部的温度上升，所以结晶熔解，结果，破坏射出端面部。
作为抑制这样的COD的半导体激光元件，在现有技术中，公知具有由Zn扩散导致的窗结构的半导体激光元件。这样的半导体激光元件，例如在“IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS，VOL.29，NO.6，p1874-1877，1993”中有揭示。上述“IEEE JOURNAL OF QUANTUMELECTRONICS，VOL.29，NO.6，p1874-1877，1993”中的具有由Zn扩散导致的窗结构的半导体激光元件，通过向半导体激光元件的射出端面部导入杂质(Zn)，如现有技术的一个例子的半导体激光元件的图31所示的Zn扩散前的Zn浓度的曲线，和图32所示的Zn扩散后的Zn浓度的曲线所了解的那样，导入p型包覆(clad)层的射出端面部的Zn通过活性层扩散使得压出至n型包覆层。此时，活性层的阱层和阻挡层的构成原子相互扩散，通过这样，活性层的量子阱构造无秩序化。由此，活性层的射出端面部的带隙(band gap)比其它区域宽，所以，射出端面部的光吸收降低。通过这样，能够抑制射出端面部的温度上升，所以，使COD降低。
另一方面，在现有技术的由AlGaInP系列构成的红色半导体激光元件中，由于活性层和p型包覆层间的传导带侧的带不连续值小，所以向活性层供给的电子由于热量而容易从活性层向p型包覆层溢出(overflow)。为此，在高温时，相对通电的电流值，光输出值容易降低，所以，难以提高作为光输出值不随温度变化的指标的特性的温度特性，具有这样的不良情况。为了消除这样的不良情况，提高温度特性，需要将p型包覆层的载流子(holl：空穴)浓度变为高浓度，加大活性层和p型包覆层间的传导带侧的带不连续值。为此，在现有技术的红色半导体激光元件中，通过导入作为杂质的Zn，将p型包覆层的载流子(空穴)浓度变为高浓度。
即，在现有技术中，通过向n型包覆层、活性层和p型包覆层的射出端面部导入Zn，形成由于Zn扩散导致的窗结构，同时，通过向p型包覆层导入作为杂质的Zn，实现p型包覆层的载流子(空穴)浓度的高浓度化。
但是，如现有技术的红色半导体激光元件那样，在通过导入作为杂质的Zn来使p型包覆层的载流子(空穴)浓度为高浓度的构造中，Zn的可掺杂量(导入量)具有限度，所以，难以进一步提高向p型包覆层导入的杂质(Zn)的掺杂量，具有这样的不良情况。为此，具有这样的问题，即，难以进一步提高半导体激光元件的温度特性。
另外，为了半导体激光的高输出化，提高COD(Catastrophic OpticalDamage：激光射出端面恶化)等级(level)是不可缺的。这里，已经知道，COD在以下所示的周期中发生。首先，如果向存在表面电平的射出端面部高密度地注入电流，则由于该电平，会产生非发光再耦合。为此，射出端面部发热。由于该发热，射出端面部的活性层的能隙(energy gap)减少，所以光吸收扩大。通过这样，进一步增大了发热。由于这样的周期，使得射出端面部的温度上升，所以结晶熔解，结果，破坏射出端面部。
作为抑制这样的COD的半导体激光元件，在现有技术中，公知具有由Zn扩散导致的窗结构的半导体激光元件。这样的半导体激光元件，例如在“IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS，VOL.29，NO.6，p1874-1877，1993”中有揭示。上述“IEEE JOURNAL OF QUANTUMELECTRONICS，VOL.29，NO.6，p1874-1877，1993”中的具有由Zn扩散导致的窗结构的半导体激光元件，通过向半导体激光元件的射出端面部导入杂质(Zn)，如现有技术的一个例子的半导体激光元件的图31所示的Zn扩散前的Zn浓度的曲线，和图32所示的Zn扩散后的Zn浓度的曲线所了解的那样，导入p型包覆(clad)层的射出端面部的Zn通过活性层扩散使得压出至n型包覆层。此时，活性层的阱层和阻挡层的构成原子相互扩散，通过这样，活性层的量子阱构造无秩序化。由此，活性层的射出端面部的带隙(band gap)比其它区域宽，所以，射出端面部的光吸收降低。通过这样，能够抑制射出端面部的温度上升，所以，使COD降低。
另一方面，在现有技术的由AlGaInP系列构成的红色半导体激光元件中，由于活性层和p型包覆层间的传导带侧的带不连续值小，所以向活性层供给的电子由于热量而容易从活性层向p型包覆层溢出(overflow)。为此，在高温时，相对通电的电流值，光输出值容易降低，所以，难以提高作为光输出值不随温度变化的指标的特性的温度特性，具有这样的不良情况。为了消除这样的不良情况，提高温度特性，需要将p型包覆层的载流子(holl：空穴)浓度变为高浓度，加大活性层和p型包覆层间的传导带侧的带不连续值。为此，在现有技术的红色半导体激光元件中，通过导入作为杂质的Zn，将p型包覆层的载流子(空穴)浓度变为高浓度。
即，在现有技术中，通过向n型包覆层、活性层和p型包覆层的射出端面部导入Zn，形成由于Zn扩散导致的窗结构，同时，通过向p型包覆层导入作为杂质的Zn，实现p型包覆层的载流子(空穴)浓度的高浓度化。
但是，如现有技术的红色半导体激光元件那样，在通过导入作为杂质的Zn来使p型包覆层的载流子(空穴)浓度为高浓度的构造中，Zn的可掺杂量(导入量)具有限度，所以，难以进一步提高向p型包覆层导入的杂质(Zn)的掺杂量，具有这样的不良情况。为此，具有这样的问题，即，难以进一步提高半导体激光元件的温度特性。
发明内容
本发明是为了解决上述这样的问题而做出的，本发明的一个目的在于，提供一种半导体激光元件和其制造方法，其能够通过窗结构充分地抑制激光的射出端面部由热而破坏，同时进一步提高温度特性。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的半导体激光元件包括：活性层，在激光的射出端面部具有窗结构；以及p型层，形成在活性层的表面上，包含作为杂质的Mg和Zn，其中，p型层所包含的Zn的杂质浓度比p型层所包含的Mg的杂质浓度大。
该第一方面的半导体激光元件，如上述那样，在活性层的表面上设置含有作为杂质的Mg和Zn的p型层，由此，因为Mg与Zn相比能够掺杂到高浓度，所以，与在p型层中仅含有作为杂质的Zn的情况相比，能够加大p型层的载流子浓度。通过这样，能够加大活性层和p型层之间的传导带侧的带不连续值，所以，能够抑制向活性层供给的电子由于热而向p型层溢出。通过这样，在高温时，能够抑制相对通电的电流值的光输出值降低，所以，能够进一步提高温度特性。另外，在活性层的表面上形成的p型层中所包含的Zn杂质浓度，比p型层所包含的Mg的杂质浓度大，通过这样，Zn与Mg相比容易扩散，所以，能够使射出端面部的p型层的杂质容易充分地向活性层扩散。通过这样，能够使射出端面部的活性层的结晶构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的活性层的带隙。为此，能够充分地抑制由活性层的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层的射出端面部变为高温。其结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而被破坏。
在上述构成中，优选导入Mg和Zn，使得至少在p型层的射出端面部以外的区域，至少直到p型层的活性层附近的部分，具有规定值以上的杂质浓度。根据这样的构成，直到p型层的活性层附近的部分能够加大载流子浓度，所以，能够进一步抑制向活性层供给的电子由于热而向p型层溢出。
在上述构成中，优选向活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn。根据这样的构成，直到p型层的活性层附近的部分能够容易地加大载流子浓度，所以，能够容易地抑制向活性层供给的电子由于热而向p型层溢出。
在上述构成中，优选向活性层的至少射出端面部，导入Mg和Zn，向活性层的射出端面部导入的Zn的杂质浓度，比向活性层的射出端面部导入的Mg的杂质浓度大。根据这样的构成，由于Zn与Mg相比，容易扩散，所以，能够使射出端面部的活性层的杂质容易扩散。通过这样，能够使射出端面部的活性层的结晶构造容易充分地无序化，所以，能够容易充分地加大射出端面部的活性层的带隙。其结果，能够充分地抑制由活性层的射出端面部吸收光。
在上述构成中，优选进一步包括在活性层表面上形成的n型层，使得利用p型层夹入活性层，向p型层的射出端面部导入的Zn通过活性层扩散至n型层，由此，形成窗结构。根据这样的构成，能够容易地在活性层的射出端面部形成窗结构。
在上述构成中，优选向活性层的射出端面部和射出端面部以外的区域导入Zn，活性层的射出端面部的Zn杂质浓度比活性层的射出端面部以外的区域的Zn杂质浓度大。根据这样的构成，在活性层的射出端面部以外的区域，抑制了扩散Zn，结晶构造无序化，同时，能够使得仅活性层的射出端面部更充分地扩散Zn，使得结晶构造无序化。
在上述构成中，优选进一步包括：第一激光元件部，包含具有窗结构的活性层、以及具有Mg和Zn的p型层；第二激光元件部；以及单一基板，在表面上形成有第一激光元件部和第二激光元件部。这样，也可以将本发明适用于具有两个激光元件部的2波长的半导体激光元件。
在上述具有第一激光元件部和第二激光元件部和基板的构成中，优选第二激光元件部也包含：具有窗结构的活性层；以及包含Mg和Zn的p型层。根据这样的构成，能够得到：利用窗结构能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而被破坏，同时，能够进一步提高温度特性的具有两个激光元件部的2波长半导体激光元件。
在这种情况下，优选第一激光元件部构成红色半导体激光元件，第二激光元件部构成红外半导体激光元件。根据这样的构成，能够得到具有红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的半导体激光元件，其利用窗结构可充分地抑制激光的射出端面部由于热而被破坏，同时，能够进一步提高温度特性。
在具有上述第一激光元件部和第二激光元件部和基板的构成中，也可以形成第一激光元件部，使得构成红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的任何一个。
本发明的第二方面的半导体激光元件的制造方法，包括：在单一基板上形成第一活性层和第二活性层的工序；在第一活性层和第二活性层的表面上分别形成第一p型层和第二p型层的工序，该第一p型层和第二p型层含有作为杂质的Mg和具有比Mg大的杂质浓度的Zn；以及同时向第一活性层和第一p型层、以及第二活性层和第二p型层进行Zn扩散，由此，在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序。
在该第二方面的半导体激光元件的制造方法中，如上述那样，在第一活性层和第二活性层的表面上，分别设置含有作为杂质的Mg和Zn的第一p型层和第二p型层，由此，Mg与Zn相比能够掺杂至高浓度，所以，与第一p型层和第二p型层仅含有作为杂质的Zn的情况相比，能够加大第一p型层和第二p型层的载流子浓度。通过这样，能够加大第一活性层和第一p型层之间、以及第二活性层和第二p型层之间的传导带侧的带不连续值，所以，能够分别抑制向第一活性层和第二活性层供给的电子由于热而向第一p型层和第二p型层溢出。通过这样，在高温时，能够抑制相对通电的电流值的光输出值降低，所以，能够进一步提高温度特性。另外，使得在第一活性层的表面上形成的第一p型层和第二活性层的表面上形成的第二p型层所含有的Zn杂质浓度，比第一p型层和第二p型层所含有的Mg杂质浓度大，通过这样，Zn与Mg相比容易扩散，所以，能够使射出端面部的第一p型层和第二p型层的杂质分别容易充分地向第一活性层和第二活性层扩散。通过这样，能够使射出端面部的第一活性层和第二活性层的结晶构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的第一活性层和第二活性层的带隙。为此，能够充分地抑制由第一活性层和第二活性层的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制第一活性层和第二活性层的射出端面部变为高温。结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏。另外，在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构，通过这样，能够简化半导体激光元件的制造工序，同时能够缩短制造时间。
在上述构成中，优选包含：形成包含作为杂质的Mg和Zn的第一p型层和第二p型层的工序；向第一p型层和第二p型层的至少射出端面部以外的区域分别导入Mg和Zn，使得直到至少第一p型层的第一活性层附近的部分、以及直到至少第二p型层的第二活性层附近的部分具有规定值以上的杂质浓度的工序。根据这样的构成，直到第一p型层的第一活性层附近的部分、以及直到第二p型层的第二活性层附近的部分，能够加大载流子浓度，所以，能够进一步抑制向第一活性层和第二活性层供给的电子由于热而分别向第一p型层和第二p型层溢出。
在上述构成中，优选进一步包括：向第一活性层和第二活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn的工序。根据这样的构成，能够容易加大直到第一p型层的第一活性层附近的部分、以及第二p型层的第二活性层附近的部分的载流子浓度，所以，能够容易地抑制向第一活性层和第二活性层供给的电子由于热而分别向第一p型层和第二p型层溢出。
在具有上述第一活性层和第二活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn的工序的构成中，优选向第一活性层和第二活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn的工序包括：向第一活性层和第二活性层的射出端面部以外的区域，分别导入具有比第一活性层和第二活性层的射出端面部的Zn小的杂质浓度的Zn的工序。根据这样的构成，在第一活性层和第二活性层的射出端面部以外的区域，可抑制Zn扩散，结晶构造无序化，同时，仅第一活性层和第二活性层的射出端面部充分扩散Zn，无序化结晶构造。
在上述构成中，优选在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序，包括：向第一活性层和第二活性层的至少射出端面部导入Mg和具有比Mg大的杂质浓度的Zn的工序。根据这样的构成，Zn与Mg相比容易扩散，所以能够容易扩散射出端面部的第一活性层和第二活性层的杂质。通过这样，能够容易充分地无序化射出端面部的第一活性层和第二活性层的结晶构造，所以，能够容易充分地加大射出端面部的第一活性层和第二活性层的带隙。其结果，能够容易充分地抑制由第一活性层和第二活性层的射出端面部吸收光。
在上述构成中，优选形成第一p型层和第二p型层的工序包括：在第一活性层的表面上形成第一p型层，使得利用第一n型层夹入第一活性层的工序；以及在第二活性层的表面上形成第二p型层，使得利用第二n型层夹入第二活性层的工序，其中，在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序，包括：利用第一活性层扩散第一p型层的射出端面部的Zn使得直到第一n型层，同时，利用第二活性层扩散第二p型层的射出端面部的Zn使得直到第二n型层，由此形成窗结构的工序。根据这样的构成，能够容易地在第一活性层和第二活性层的射出端面部形成窗结构。
在上述构成中，优选进一步具有形成如下元件的工序：包含形成窗结构的第一活性层和第一p型层的红色半导体激光元件；以及包含形成窗结构的第二活性层和第二p型层的红外半导体激光元件。根据这样的构成，能够得到具有红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的半导体激光元件，其能够利用窗结构充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏，同时，能够进一步提高温度特性。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的半导体激光元件包括：活性层，在激光的射出端面部具有窗结构；以及p型层，形成在活性层的表面上，包含作为杂质的Mg和Zn，其中，p型层所包含的Zn的杂质浓度比p型层所包含的Mg的杂质浓度大。
该第一方面的半导体激光元件，如上述那样，在活性层的表面上设置含有作为杂质的Mg和Zn的p型层，由此，因为Mg与Zn相比能够掺杂到高浓度，所以，与在p型层中仅含有作为杂质的Zn的情况相比，能够加大p型层的载流子浓度。通过这样，能够加大活性层和p型层之间的传导带侧的带不连续值，所以，能够抑制向活性层供给的电子由于热而向p型层溢出。通过这样，在高温时，能够抑制相对通电的电流值的光输出值降低，所以，能够进一步提高温度特性。另外，在活性层的表面上形成的p型层中所包含的Zn杂质浓度，比p型层所包含的Mg的杂质浓度大，通过这样，Zn与Mg相比容易扩散，所以，能够使射出端面部的p型层的杂质容易充分地向活性层扩散。通过这样，能够使射出端面部的活性层的结晶构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的活性层的带隙。为此，能够充分地抑制由活性层的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层的射出端面部变为高温。其结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而被破坏。
在上述构成中，优选导入Mg和Zn，使得至少在p型层的射出端面部以外的区域，至少直到p型层的活性层附近的部分，具有规定值以上的杂质浓度。根据这样的构成，直到p型层的活性层附近的部分能够加大载流子浓度，所以，能够进一步抑制向活性层供给的电子由于热而向p型层溢出。
在上述构成中，优选向活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn。根据这样的构成，直到p型层的活性层附近的部分能够容易地加大载流子浓度，所以，能够容易地抑制向活性层供给的电子由于热而向p型层溢出。
在上述构成中，优选向活性层的至少射出端面部，导入Mg和Zn，向活性层的射出端面部导入的Zn的杂质浓度，比向活性层的射出端面部导入的Mg的杂质浓度大。根据这样的构成，由于Zn与Mg相比，容易扩散，所以，能够使射出端面部的活性层的杂质容易扩散。通过这样，能够使射出端面部的活性层的结晶构造容易充分地无序化，所以，能够容易充分地加大射出端面部的活性层的带隙。其结果，能够充分地抑制由活性层的射出端面部吸收光。
在上述构成中，优选进一步包括在活性层表面上形成的n型层，使得利用p型层夹入活性层，向p型层的射出端面部导入的Zn通过活性层扩散至n型层，由此，形成窗结构。根据这样的构成，能够容易地在活性层的射出端面部形成窗结构。
在上述构成中，优选向活性层的射出端面部和射出端面部以外的区域导入Zn，活性层的射出端面部的Zn杂质浓度比活性层的射出端面部以外的区域的Zn杂质浓度大。根据这样的构成，在活性层的射出端面部以外的区域，抑制了扩散Zn，结晶构造无序化，同时，能够使得仅活性层的射出端面部更充分地扩散Zn，使得结晶构造无序化。
在上述构成中，优选进一步包括：第一激光元件部，包含具有窗结构的活性层、以及具有Mg和Zn的p型层；第二激光元件部；以及单一基板，在表面上形成有第一激光元件部和第二激光元件部。这样，也可以将本发明适用于具有两个激光元件部的2波长的半导体激光元件。
在上述具有第一激光元件部和第二激光元件部和基板的构成中，优选第二激光元件部也包含：具有窗结构的活性层；以及包含Mg和Zn的p型层。根据这样的构成，能够得到：利用窗结构能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而被破坏，同时，能够进一步提高温度特性的具有两个激光元件部的2波长半导体激光元件。
在这种情况下，优选第一激光元件部构成红色半导体激光元件，第二激光元件部构成红外半导体激光元件。根据这样的构成，能够得到具有红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的半导体激光元件，其利用窗结构可充分地抑制激光的射出端面部由于热而被破坏，同时，能够进一步提高温度特性。
在具有上述第一激光元件部和第二激光元件部和基板的构成中，也可以形成第一激光元件部，使得构成红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的任何一个。
本发明的第二方面的半导体激光元件的制造方法，包括：在单一基板上形成第一活性层和第二活性层的工序；在第一活性层和第二活性层的表面上分别形成第一p型层和第二p型层的工序，该第一p型层和第二p型层含有作为杂质的Mg和具有比Mg大的杂质浓度的Zn；以及同时向第一活性层和第一p型层、以及第二活性层和第二p型层进行Zn扩散，由此，在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序。
在该第二方面的半导体激光元件的制造方法中，如上述那样，在第一活性层和第二活性层的表面上，分别设置含有作为杂质的Mg和Zn的第一p型层和第二p型层，由此，Mg与Zn相比能够掺杂至高浓度，所以，与第一p型层和第二p型层仅含有作为杂质的Zn的情况相比，能够加大第一p型层和第二p型层的载流子浓度。通过这样，能够加大第一活性层和第一p型层之间、以及第二活性层和第二p型层之间的传导带侧的带不连续值，所以，能够分别抑制向第一活性层和第二活性层供给的电子由于热而向第一p型层和第二p型层溢出。通过这样，在高温时，能够抑制相对通电的电流值的光输出值降低，所以，能够进一步提高温度特性。另外，使得在第一活性层的表面上形成的第一p型层和第二活性层的表面上形成的第二p型层所含有的Zn杂质浓度，比第一p型层和第二p型层所含有的Mg杂质浓度大，通过这样，Zn与Mg相比容易扩散，所以，能够使射出端面部的第一p型层和第二p型层的杂质分别容易充分地向第一活性层和第二活性层扩散。通过这样，能够使射出端面部的第一活性层和第二活性层的结晶构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的第一活性层和第二活性层的带隙。为此，能够充分地抑制由第一活性层和第二活性层的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制第一活性层和第二活性层的射出端面部变为高温。结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏。另外，在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构，通过这样，能够简化半导体激光元件的制造工序，同时能够缩短制造时间。
在上述构成中，优选包含：形成包含作为杂质的Mg和Zn的第一p型层和第二p型层的工序；向第一p型层和第二p型层的至少射出端面部以外的区域分别导入Mg和Zn，使得直到至少第一p型层的第一活性层附近的部分、以及直到至少第二p型层的第二活性层附近的部分具有规定值以上的杂质浓度的工序。根据这样的构成，直到第一p型层的第一活性层附近的部分、以及直到第二p型层的第二活性层附近的部分，能够加大载流子浓度，所以，能够进一步抑制向第一活性层和第二活性层供给的电子由于热而分别向第一p型层和第二p型层溢出。
在上述构成中，优选进一步包括：向第一活性层和第二活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn的工序。根据这样的构成，能够容易加大直到第一p型层的第一活性层附近的部分、以及第二p型层的第二活性层附近的部分的载流子浓度，所以，能够容易地抑制向第一活性层和第二活性层供给的电子由于热而分别向第一p型层和第二p型层溢出。
在具有上述第一活性层和第二活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn的工序的构成中，优选向第一活性层和第二活性层的至少射出端面部以外的区域导入Mg和Zn的工序包括：向第一活性层和第二活性层的射出端面部以外的区域，分别导入具有比第一活性层和第二活性层的射出端面部的Zn小的杂质浓度的Zn的工序。根据这样的构成，在第一活性层和第二活性层的射出端面部以外的区域，可抑制Zn扩散，结晶构造无序化，同时，仅第一活性层和第二活性层的射出端面部充分扩散Zn，无序化结晶构造。
在上述构成中，优选在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序，包括：向第一活性层和第二活性层的至少射出端面部导入Mg和具有比Mg大的杂质浓度的Zn的工序。根据这样的构成，Zn与Mg相比容易扩散，所以能够容易扩散射出端面部的第一活性层和第二活性层的杂质。通过这样，能够容易充分地无序化射出端面部的第一活性层和第二活性层的结晶构造，所以，能够容易充分地加大射出端面部的第一活性层和第二活性层的带隙。其结果，能够容易充分地抑制由第一活性层和第二活性层的射出端面部吸收光。
在上述构成中，优选形成第一p型层和第二p型层的工序包括：在第一活性层的表面上形成第一p型层，使得利用第一n型层夹入第一活性层的工序；以及在第二活性层的表面上形成第二p型层，使得利用第二n型层夹入第二活性层的工序，其中，在第一活性层和第二活性层的激光射出端面部分别同时形成窗结构的工序，包括：利用第一活性层扩散第一p型层的射出端面部的Zn使得直到第一n型层，同时，利用第二活性层扩散第二p型层的射出端面部的Zn使得直到第二n型层，由此形成窗结构的工序。根据这样的构成，能够容易地在第一活性层和第二活性层的射出端面部形成窗结构。
在上述构成中，优选进一步具有形成如下元件的工序：包含形成窗结构的第一活性层和第一p型层的红色半导体激光元件；以及包含形成窗结构的第二活性层和第二p型层的红外半导体激光元件。根据这样的构成，能够得到具有红色半导体激光元件和红外半导体激光元件的半导体激光元件，其能够利用窗结构充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏，同时，能够进一步提高温度特性。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的红色半导体激光元件的构造的立体图。
图2是表示图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的活性层的细节的放大截面图。
图3是表示图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的A点的相对深度方向的Mg和Zn杂质浓度的图。
图4是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图5是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图6是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图7是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图8是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图9是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图10是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图11是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图12是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图13是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图14是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图15是表示本发明的第二实施方式的红外半导体激光元件的构造的立体图。
图16是用于说明为了确认图15所示的第二实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图17是表示本发明的第三实施方式的半导体激光元件的构造的立体图。
图18是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图19是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图20是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图21是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图22是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图23是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图24是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图25是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图26是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图27是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图28是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图29是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图30是表示第三实施方式的变形例的半导体激光元件的构造的立体图。
图31是表示现有技术的一个例子的半导体激光元件的射出端面部的Zn扩散前的Zn 浓度的曲线的图。
图32是表示现有技术的一个例子的半导体激光元件的射出端面部的Zn扩散后的Zn浓度的曲线的图。
图2是表示图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的活性层的细节的放大截面图。
图3是表示图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的A点的相对深度方向的Mg和Zn杂质浓度的图。
图4是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图5是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图6是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图7是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图8是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图9是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图10是用于说明图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序的截面图。
图11是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图12是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图13是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图14是用于说明为了确认图1所示的第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图15是表示本发明的第二实施方式的红外半导体激光元件的构造的立体图。
图16是用于说明为了确认图15所示的第二实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验的图。
图17是表示本发明的第三实施方式的半导体激光元件的构造的立体图。
图18是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图19是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图20是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图21是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图22是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图23是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图24是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图25是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图26是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图27是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图28是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图29是用于说明图17所示的第三实施方式的半导体激光元件的制造工序的图。
图30是表示第三实施方式的变形例的半导体激光元件的构造的立体图。
图31是表示现有技术的一个例子的半导体激光元件的射出端面部的Zn扩散前的Zn 浓度的曲线的图。
图32是表示现有技术的一个例子的半导体激光元件的射出端面部的Zn扩散后的Zn浓度的曲线的图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
首先，参照图1～图3，关于本发明的第一实施方式的红色半导体激光元件的构造进行说明。
如图1所示那样，本发明的第一实施方式的红色半导体激光元件中，在GaAs基板1上，形成由具有大约0.3μm厚度的n型GaInP构成的缓冲层2。另外，在缓冲层2上，形成由具有大约2.5μm厚度的掺杂Si的n型AlGaInP构成的n型包覆层3。而且，n型包覆层3是本发明的“n型层”的一个例子。
这里，在第一实施方式中，在n型包覆层3上，形成具有规定的杂质浓度的导入Mg和Zn的活性层4。该活性层4具有多重量子阱(MQW)构造。另外，如图2所示那样，活性层4在由具有大约15nm厚度的AlGaInP构成的两个光引导层4a之间，包括：由具有大约6nm厚度的三个GaInP构成的阱层4b、以及由具有大约4nm厚度的两个AlGaInP构成的阻挡层4c交互地层叠的变形补偿多重量子阱构造。
另外，在第一实施方式中，如图1所示那样，在活性层4上形成p型包覆层5，其具有大约1.5μm的厚度，同时，由直到活性层4附近的部分同时掺入有Mg和Zn的p型AlGaInP构成。而且，p型包覆层5是本发明的“p型层”的一个例子。如图3所示那样，在该p型包覆层5中掺杂Mg和Zn，使得活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3。
另外，如图1所示那样，在p型包覆层5中，形成具有梯形形状的凸部5a。另外，形成p型接触层6，使得与凸部5a的上面的整个面接触，具有大约0.1μm的厚度，同时，由同时掺杂有Mg和Zn的p型GaInP构成。而且，由p型包覆层5的凸部5a和p型接触层6构成沿着规定方向(图1的X方向)延伸的条状(细长状)的脊部。
另外，在第一实施方式中，在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部，形成导入作为杂质的Zn的Zn扩散区域20。具体地说，该Zn扩散区域20中，导入p型接触层5的射出端面部的Zn通过活性层4进行扩散，使得压出至n型包覆层3。通过这样，活性层4的阱层4b和阻挡层4c的构成原子相互扩散，所以，活性层4的射出端面部中，多重量子阱构造为无序化。通过这样，活性层4的射出端面部的带隙与其它部分的带隙相比，形成扩大了的窗结构。而且，位于Zn扩散区域20的p型包覆层5和活性层4中，除了Zn，还导入Mg。
另外，在第一实施方式中，Zn扩散区域20的活性层4的Zn的杂质浓度比Zn扩散区域20的活性层4以外的区域的Zn杂质浓度大。另外，Zn扩散区域20的活性层4的Zn杂质浓度比Zn扩散区域20的活性层4的Mg的杂质浓度大。
另外，在p型接触层6上形成下侧罩(cap)层7，其具有大约0.3μm的厚度，同时，由掺杂有Zn的p型GaAs构成。另外，形成由具有大约0.4μm厚度的n型AlInP层、和由具有大约0.4μm厚度的n型GaAs层构成的电流阻挡层8，使得覆盖p型包覆层5的上面、p型包覆层5的凸部5a的侧面、p型接触层6的侧面、下侧罩层7的上面以外的侧面和射出端面部侧的上面。这样，通过形成电流阻挡层8使得覆盖射出端面部的上面，在脊部的射出端面部上面形成不注入电流的端面电流非注入构造。
另外，在电流阻挡层8和下侧罩层7上，形成上侧罩层9，其具有大约1.0μm厚度，同时由掺杂有Zn的p型GaAs构成。而且，通过下侧罩层7和上侧罩层9形成罩层。另外，在上侧罩层9上形成由Cr层和Au层构成的p侧电极10。另外，在GaAs基板1的里面，形成由Au层、Ge层、Ni层和Au层构成的n侧电极11。
在第一实施方式中，如上述那样，通过在活性层4上设置含有作为杂质的Mg和Zn的p型包覆层5，Mg与Zn相比能够掺杂到高浓度，所以与p型包覆层5中仅含有作为杂质的Zn的情况相比，能够加大p型包覆层5的载流子浓度。通过这样，能够加大活性层4和p型包覆层5之间的传导带侧的带不连续值，所以，可抑制向活性层4供给的电子由于热量向p型包覆层5溢出的情况。通过这样，能够抑制高温时，相对通电的电流值其光输出值降低的情况，所以，能够进一步提高温度特性。另外，使得在活性层4上所形成的p型包覆层5所含有的Zn的杂质浓度比p型包覆层5中所含有的Mg的杂质浓度大，由此，由于Zn比Mg容易扩散，所以射出端面部的p型包覆层5的杂质能够容易地充分向活性层4扩散。通过这样，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造充分地无序化，所以能够充分地加大射出端面部的活性层4的带隙。为此，能够充分地抑制由活性层4的射出端面部吸收光，所以能够充分地抑制活性层4的射出端面部变为高温。结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热量而破坏之情况。
另外，在第一实施方式中，直到p型包覆层5的活性层4附近的部分掺杂Mg和Zn，使得Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3，能够在直到p型包覆层5的活性层4附近的部分加大载流子浓度，所以，能够进一步抑制向活性层4供给的电子由于热量而向p型包覆层5溢出的情况。
另外，在第一实施方式中，通过向活性层4导入Mg和Zn，能够容易地加大直到p型包覆层5的活性层4附近的部分的载流子浓度，所以，能够容易地抑制向活性层4供给的电子由于热量向p型包覆层5溢出的情况。
另外，在第一实施方式中，使得活性层4的射出端面部的Zn的杂质浓度比活性层4的射出端面部的Mg的杂质浓度大，由此，由于Zn与Mg相比容易扩散，所以，扩散射出端面部的活性层4的Zn，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造容易充分地无序化。通过这样，能够容易充分地加大射出端面部的活性层4的带隙，所以，能够充分地抑制由活性层4的射出端面部吸收光的情况。
另外，在第一实施方式中，p型包覆层5的射出端面部的Zn通过活性层4扩散至n型包覆层3，由此形成窗结构，通过这样，能够使得p型包覆层5的射出端面部的Zn容易充分地向活性层4扩散，所以，能够容易地在活性层4的射出端面部形成窗结构。
另外，在第一实施方式中，使得活性层4的射出端面部的Zn杂质浓度比活性层4的射出端面部以外的区域的Zn杂质浓度大，由此，在活性层4的射出端面部以外的区域，可抑制Zn扩散以及多重量子阱构造变为无序化，同时，能够使仅在活性层4的射出端面部更充分地扩散Zn，使得多重量子阱构造无序化。
接着，参照图1、图2和图4～图10，就本发明的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序进行说明。
首先，如图4所示那样，使用MOCVD法，在GaAs基板1上顺序成长缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
具体地说，在GaAs基板1上，成长由具有大约0.3μm厚度的n型GaInP构成的缓冲层2。之后，在缓冲层2上，成长具有大约2.5μm厚度的、由掺杂有Si的n型AlGaInP构成的n型包覆层3。
接着，如图2所示那样，在n型包覆层3(参照图4)上成长由具有大约15nm厚度的AlGaInP构成的光引导层4a。之后，在光引导层4a上，交互地成长由具有大约6nm厚度的GaInP构成的三层阱层4b、由具有大约4nm厚度的AlGaInP构成的两层阻挡层4c。然后，在阱层4b上，成长由具有大约15nm厚度的AlGaInP构成的光引导层4a，由此形成活性层4。
之后，如图4所示那样，在活性层4上成长p型包覆层5，其由具有大约50nm厚度的非掺杂AlGaInP和同时掺杂Mg和Zn的p型AlGAInP构成，具有大约1.5μm厚度。此时，在p型包覆层5中掺杂Mg和Zn，使得Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3。然后，在p型包覆层5上成长p型接触层6，其具有大约0.1μm厚度，由同时掺杂Mg和Zn的p型GaInP构成。之后，在p型接触层6上，成长由掺杂了Zn的p型GaAs构成的下侧罩层7。
然后，如图5所示那样，使用等离子CVD法，在下侧罩层7上的规定区域(输出端面部以外的区域)形成SiN层12。之后，以SiN层12为掩膜，蚀刻下侧罩层7，除去下侧罩层7的射出端面部。
然后，如图6所示那样，在下侧罩层7的蚀刻后的部分(射出端面部)成长由ZnO构成的扩散源13。之后，以大约50℃的温度进行20分钟的热处理，由此，使得p型包覆层5的射出端面部所包含的Zn通过活性层4扩散至n型包覆层3。然后，在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成具有窗结构的Zn扩散区域20。此时，Zn扩散区域20的活性层4的多重量子阱(MQW)构造变为无序化，Zn扩散区域20的活性层4的带隙变大。即，在第一实施方式中，进一步从扩散源13向在结晶成长时预先同时掺杂Mg和Zn的p型包覆层5的射出端面部扩散Zn，通过这样，形成具有窗结构的Zn扩散区域20。
之后，如图7所示那样，除去扩散源13(参照图6)和SiN层12(参照图6)，同时，在p型接触层6和下侧罩层7的规定区域，形成沿着规定方向(图5的X方向)延伸的SiO2层14。
然后，如图8所示那样，将SiO2层14作为掩膜，蚀刻下侧罩层7、p型接触层6、和p型包覆层5的从上面开始的规定厚度。通过这样，利用p型包覆层5的凸部5a和p型接触部6，形成沿着规定方向(图6的X方向)延伸的条状(细长状)的脊部。之后，如图9所示那样，除去SiO2层14的规定区域。
然后，如图10所示那样，使用MOCVD法，成长由具有大约0.4μm厚度的n型AlInP层、和具有大约0.4μm厚度的n型GaAs层构成的电流阻挡层8，使得覆盖p型包覆层5的上面、p型包覆层5的凸部5a的侧面、p型接触层6的上面和侧面、下侧罩层7的上面和侧面、SiO2层14(参照图9)的侧面。此时，形成不向脊部的射出端面部注入电流的端面电流非注入构造。之后，除去SiO2层14(参照图9)。
然后，如图1所示那样，使用MOCVD法，成长具有大约1.0μm厚度的由掺杂有Zn的p型GaAs构成的上侧罩层9，使得覆盖整个面。通过这样，形成由下侧罩层7和上侧罩层9构成的罩层。之后，为了活化杂质，以大约500℃温度进行大约20分钟的热处理。之后，使用电子束蒸镀法，在上侧罩层9上形成由Cr层和Au层构成的p型电极10。之后，使用电子束蒸镀法，在GaAs基板1的里面上，形成由Au层、Ge层、Ni层和Au层构成的n侧电极11。最后，以大约450℃的温度进行大约15分钟的电极合金处理。这里，通过所述的用于窗结构制造的热处理、电流阻挡层8和上侧罩层9的结晶成长、用于杂质活化的热处理和电极合金处理的热历史，p型包覆层5的射出端面部以外区域的Mg和Zn向活性层4扩散。而且，p型包覆层5的射出端面部以外的区域的Zn向活性层4扩散的量，比p型包覆层5的射出端面部的Zn向活性层4扩散的量小，所以，活性层4的射出端面部以外的区域的Zn杂质浓度比活性层4的射出端面部的Zn杂质浓度小。如以上这样，形成第一实施方式的红色半导体激光元件。
下面，参照图11～图14，说明为了确认第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验。
首先，参照图11，就相对向p型包覆层5导入的杂质组成的电流-光输出特性(I-L特性)进行调查比较的实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第一实施方式对应的实施例1的试样A、比较例1～3的试样B～D，同时，就这些制作的试样A～D来评价电流-光输出特性(I-L特性)。
实施例1的试样A通过上述第一实施方式的制造工序来制造。即，实施例1的试样A通过向p型包覆层5掺杂Mg和Zn来制作，使得p型包覆层5的活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017m-3。另外，比较例1的试样B通过向p型包覆层仅掺杂Zn来制作，使得p型包覆层的活性层附近的Zn的剂量为大约6×1017cm-3。另外，比较例2的试样C通过向p型包覆层仅掺杂Mg来制作，使得p型包覆层的活性层附近的Mg剂量为大约6×1017cm-3。另外，比较例3的试样D通过向p型包覆层掺杂Mg和Zn制作，使得p型包覆层的活性层附近的Mg和Zn的剂量分别为大约5×1017cm-3和大约1×1017cm-3。而且，比较例1～3的试样B～D，除了上述以外的条件与实施例1的试样A相同来进行制作。关于这些试样A～D，就温度：80℃，脉冲宽度：30ns，操作脉冲比(占空比)：33％的条件，测量电流-光输出。图11表示该结果。
参照图11可知：与向p型包覆层5掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式相对应的实施例1，与向p型包覆层仅掺杂Zn使得p型包覆层的活性层附近的Zn的剂量为大约6×1017cm-3的比较例1相比，相对规定电流值的光输出值大。这考虑为如下的理由：即考虑到，在与第一实施方式对应的实施例1中，通过向p型包覆层5中不仅掺杂Zn，还掺杂Mg，能够加大p型包覆层5的载流子浓度，所以，能够加大活性层4和p型包覆层5之间的传导带侧的带不连续值。可考虑到：通过这样，能够抑制向活性层4供给的电子由于热量向p型包覆层5溢出的情况，所以，能够抑制在高温(80℃)时相对规定电流值的光输出值降低。
另外可知：与向p型包覆层5掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式对应的实施例1，与向p型包覆层仅掺杂Mg使得p型包覆层的活性层附近的Mg的剂量为大约6×1017cm-3的比较例2、以及向p型包覆层掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近的Mg和Zn的剂量分别为大约5×1017cm-3和大约1×1017cm-3的比较例3相比，可提高COD等级。这考虑为如下的理由：即考虑到：在实施例1中，使得与Mg相比容易扩散的Zn剂量比Mg的剂量多，由此，能够使得射出端面部的p型包覆层5的杂质向活性层4充分地扩散。通过这样，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造充分无序化，所以，能够充分加大射出端面部的活性层4的带隙。为此，能够充分抑制由活性层4的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层4的射出端面部变为高温。其结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏。
下面，参照图12和图13，就调查相对向p型包覆层5导入的杂质的总量的老化特许、活性层光致发光矢量的比较实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第一实施方式对应的实施例2的试样E、比较例4的试样F，同时，就这些制作完的试样E和F，调查老化特性和活性层光致发光矢量。
实施例2的试样E利用与上述实施例1同样的制造工序来制作。即，通过掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3，来制造实施例2的试样E。另外，通过掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1.5×1017cm-3和大约7×1017cm-3，来制造比较例4的试样F。而且，比较例4的试样F，除了上述以外的条件与实施例2的试样E相同地来进行制造。关于这些试样E和F，测量温度：80℃、脉冲：80mW条件下的时间-动作电流，同时，测量活性层光致发光矢量，进行标准化使得活性层光致发光矢量的最大值为1.0。在图12和图13中分别表示其结果。
首先，参照图12可知道，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式对应的实施例2，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1.5×1017cm-3和大约7×1017cm-3的比较例4相比，可长时间稳定操作。具体地说，与第一实施方式对应的实施例2可稳定操作大约950小时以上。另一方面，比较例4在大约400小时操作之后恶化。这考虑为以下的理由：即考虑到这是因为，在实施例2中，p型包覆层5的射出端面部以外的区域中从p型包覆层5向活性层4扩散的杂质浓度比规定值小，对红色半导体激光元件的可靠性没有带来坏影响。考虑到这是因为：另一方面，在比较例4中，p型包覆层的射出端面部以外的区域中的从p型包覆层向活性层扩散的杂质浓度比规定值大，对红色半导体激光元件的可靠性带来坏影响。因此，考虑到理想的，p型包覆层的活性层附近的Mg和Zn的剂量分别设定为不到约1.5×1017cm-3和不到约7×1017cm-3。
接着，参照图13可知，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式对应的实施例2，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1.5×1017cm-3和大约7×1017cm-3的比较例4相比，能够减小活性层光致发光矢量的半幅值。具体地说，与第一实施方式对应的实施例2的半幅值(W1)是大约12nm，比较例4的半幅值(W2)是大约14nm。通过这样，在与第一实施方式对应的实施例2中，能够提高红色半导体激光元件的记录密度。
下面，参照图14，就调查相对射出端面部有无窗结构的电流-光输出特性(I-L特性)的比较实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第一实施方式对应的实施例3的试样G、比较例5的试样H，同时，就这些制作的试样G和H，评价电流-光输出特性(I-L特性)。
实施例3的试样G利用上述第一实施方式的制造工序来制作。即，通过在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成具有窗结构的Zn扩散区域20，来制作实施例3的试样G。另外，通过在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成具有窗结构的Zn扩散区域，来制作比较例5的试样H。而且，比较例5的试样H使得除了上述以外的条件与实施例3的试样G相同地制作。关于这些试样G和H，在大约25℃的温度下连续通电，由此测量电流-光输出。在图14中表示结果。
参照图14可知，与在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构的第一实施方式对应的实施例3，与在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成窗结构的比较例5相比，可提高COD等级。具体地说，在实施例3中，在驱动电流大约为700mA的情况下，未见元件的损伤。另一方面，在比较例5中，在驱动电流为大约150mA时，可看见元件的损伤。这考虑到是因为下面的理由：即考虑到，在实施例3中，在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构，由此，能够使得射出端面部的p型包覆层5的杂质充分地向活性层4扩散。考虑到，通过这样，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的活性层4的带隙。考虑到，为此，能够充分地抑制由活性层4的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层4的射出端面部变为高温。考虑到，结果，能够充分地抑制激光的输出端面部由热而破坏。而且，在实施例3中，可发现，驱动电流为大约450mA～大约500mA附近时为峰值，然后光输出值降低。考虑到这是因为，随着驱动电流的增加，元件的发热量增加，由此，发光效率降低。
(第二实施方式)
参照图15，说明该第二实施方式与上述第一实施方式的不同，将本发明的半导体激光元件适用于红外半导体激光元件的情况。
如图15所示那样，该第二实施方式的红外半导体激光元件，与上述第一实施方式相同，在n型包覆层3上形成导入具有规定杂质浓度的Mg和Zn的活性层24。另外，活性层24在由具有大约10nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)之间，具有：由具有大约4nm厚度的两个GaAs构成的阱层(未图示)、由具有大约3nm厚度的1个AlGaAs构成的阻挡层(未图示)交互地层叠的变形补偿多重量子阱构造。
另外，在第二实施方式中，与上述第一实施方式相同，在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部，形成导入作为杂质的Zn的Zn扩散区域40。具体地说，该Zn扩散区域40中，导入p型包覆层5的射出端面部的Zn通过活性层24进行扩散使得压出直到n型包覆层3。通过这样，活性层24的阱层(未图示)和阻挡层(未图示)的构成原子相互扩散，所以，活性层24的射出端面部中，多重量子阱构造为无序化。通过这样，活性层24的射出端面部的带隙与其它部分的带隙相比，形成扩大了的窗结构。
而且，第二实施方式的其它构造与上述第一实施方式相同。
另外，第二实施方式的效果与上述第一实施方式相同。
下面，参照图15，就本发明的第二实施方式的红外半导体激光元件的制造工序进行说明。
在第二实施方式中，如图15所示那样，利用与上述第一实施方式相同的工序，在n型包覆层3上，成长由具有大约10nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)。之后，在光引导层(未图示)上，交叉地成长由具有大约4nm厚度的两个GaAS构成的阱层(未图示)、由具有大约3nm厚度的1个AlGaAs构成的阻挡层(未图示)。然后，在阱层(未图示)上，成长由具有大约10nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)，由此，形成活性层24。
另外，在第二实施方式中，利用与上述第一实施方式相同的工序，在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部，形成具有窗结构的Zn扩散区域40。此时，Zn扩散区域40的活性层24的多重量子阱(MQW)构造无序化，Zn扩散区域40的活性层24的带隙变大。
而且，第二实施方式的其它制造工序与上述第一实施方式的制造工序相同。
下面，参照图16，就为了确认第二实施方式的红外半导体激光元件的效果而进行的实验进行说明。
这里，参照图16，就调查相对射出端面部有无窗结构的电流-光输出特性(I-L特性)的比较实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第二实施方式对应的实施例4的试样I、比较例6的试样J，同时，就这些制作的试样I和H，评价电流-光输出特性(I-L特性)。
实施例4的试样I利用上述第二实施方式的制造工序来制作。即，通过在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成具有窗结构的Zn扩散区域40，来制作实施例4的试样I。另外，通过在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成具有窗结构的Zn扩散区域，来制作比较例6的试样J。而且，比较例6的试样J，除了上述以外的条件与实施例4的试样I相同地制作。关于这些试样I和H，在大约25℃的温度下连续通电，测量电流-光输出。图16表示该结果。
参照图16可知，与在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构的第二实施方式对应的实施例4，与在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成窗结构的比较例6相比，可提高COD等级。具体地说，在实施例4中，在驱动电流大约为700mA的情况下，未见元件的损伤。另一方面，在比较例6中，在驱动电流为大约250mA时，可看见元件的损伤。这考虑到是因为下面的理由：即考虑到，在实施例4中，在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构，由此，能够使得射出端面部的p型包覆层5的杂质充分地向活性层24扩散。考虑到，通过这样，能够使得射出端面部的活性层24的多重量子阱构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的活性层24的带隙。考虑到，为此，能够充分地抑制由活性层24的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层24的射出端面部变为高温。考虑到，结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由热而破坏。
至此，关于在一个基板上形成一个半导体激光元件的实施方式进行了说明，但，本发明也能够在一个基板上形成多个半导体激光元件。下面，关于在一个基板上形成多个半导体激光元件的情况进行说明。
(第三实施方式)
参照图17，关于在该第三实施方式中，对两个波长的半导体激光元件适用本发明的情况进行说明，该两个波长的半导体激光元件与上述第一实施方式和第二实施方式不同，在一个GaAs基板上，形成：具有大约630nm～大约680nm的振荡波长，同时作为DVD-R使用的高输出红色半导体激光元件；具有大约770nm～大约790nm的振荡波长，同时作为CD-R使用的高输出的红外半导体激光元件。
如图17所示那样，该第三实施方式的半导体激光元件在一个GaAs基板1上形成：上述第一实施方式的红色半导体激光元件、上述第二实施方式的红外半导体激光元件。具体地说，形成：构成红色半导体激光元件的红色半导体激光元件部(缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6、下侧罩层7、电流阻挡层8、上侧罩层9和p侧电极10)；构成红外半导体激光元件的红外半导体激光元件部(缓冲层2、n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5、p型接触层6、下侧罩层7、电流阻挡层8、上侧罩层9和p侧电极10)，使得沿着Y方向隔开规定间隔，沿着X方向延伸。而且，GaAs基板1是本发明的“基板”的一个例子。另外，红色半导体激光元件部是本发明的“第一激光元件部”的一个例子，红外半导体激光元件部是本发明的“第二激光元件部”的一个例子。另外，n型包覆层3是本发明的“第一n型层”和“第二n型层”的一个例子。另外，活性层4是本发明的“第一活性层”的一个例子，活性层24是本发明的“第二活性层”的一个例子。另外，p型包覆层5是本发明的“第一p型层”和“第二p型层”的一个例子。
而且，第三实施方式的其它构造，与上述第一和第二实施方式相同。
下面，参照图17～图29，就本发明的第三实施方式的半导体激光元件的制作工序进行说明。
首先，如图18所示那样，利用与上述第二实施方式相同的工序，在GaAs基板1上，顺序成长缓冲层2、n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
这里，在第三实施方式中，如图19所示那样，使用光刻法和蚀刻技术，除去与红外半导体激光元件部对应的部分以外的缓冲层2、n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
然后，如图20所示那样，使用与上述第一实施方式相同的工序，在GaAs基板1上，顺序成长缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
之后，如图21所示那样，在第三实施方式中，使用光刻法和蚀刻技术，除去与红色半导体激光元件部对应的部分以外的缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
之后，如图22所示那样，在第三实施方式中，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，在红色半导体激光元件部和红外半导体基板元件部的下侧罩层7上的规定区域(射出端面部以外的区域)，分别同时形成SiN层12。之后，将SiN层12作为掩膜，同时蚀刻红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的下侧罩层7，由此，除去下侧罩层7的射出端面部。
然后，如图23所示那样，在第三实施方式中，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的下侧罩层7(参照图22)的蚀刻后的部分(射出端面部)，分别同时成长由ZnO构成的扩散源13。之后，在大约500℃的温度下进行大约20分钟的热处理，由此，使得红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的p型包覆层5的射出端面部所包含的Zn，分别通过活性层4和24同时扩散直到n型包覆层3。而且，在红色半导体激光元件部的射出端面部和红外半导体激光元件部的射出端面部，分别同时形成具有窗结构的Zn扩散区域20和40。
之后，如图24所示那样，除去扩散源13(参照图23)和SiN层12(参照图22)，同时，在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的规定区域，分别同时形成沿着规定方向(图17的X方向)延伸的SiO2层14。
然后，如图25所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，将SiO2层14作为掩膜，分别同时蚀刻红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的下侧罩层7、p型接触层6、和p型包覆层5的从上面开始的规定厚度。通过这样，利用p型包覆层5的凸部5a和p型接触层6，形成沿着规定方向(图17的X方向)延伸的条状(细长状)的脊部。之后，如图26所示那样，除去SiO2层14的规定区域。
然后，如图27所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，成长由具有大约0.4μm厚度的n型AlInP层和具有大约0.4μm厚度的n型GaAs层所构成的电流阻挡层8，使得覆盖p型包覆层5的上面、p型包覆层5的凸部5a的侧面、p型接触层6的上面和侧面、下侧罩层7的上面和侧面、SiO2层14(参照图26)的侧面。之后，除去SiO2层14(参照图26)。
然后，如图28所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，成长具有大约1.0μm厚度同时由掺杂了Zn的p型GaAs构成的上侧罩层9，使得覆盖红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的整个面。
之后，如图29所示那样，在第三实施方式中，使用蚀刻技术，除去红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部之间的电流阻挡层8和上侧罩层9。通过这样，分离GaAs基板1上的红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部。
然后，如图17所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的上侧罩层9上，分别同时形成由Cr层和Au层构成的p侧电极10。通过这样，形成构成红色半导体激光元件的红色半导体激光元件部(2～10)、构成红外半导体激光元件的红外半导体激光元件部(2、3、24、5～10)。
而且，第三实施方式的其它制作工序，与上述第一和第二实施方式的制造工序相同。
在第三实施方式中，如上述那样，在活性层4和24的射出端面部，分别同时形成具有窗结构的Zn扩散区域20和40，通过这样，能够简化半导体激光元件的制造工序，同时，能够缩短制造时间。
而且，第三实施方式的其它效果，与上述第一和第二实施方式相同。
而且，应该考虑到，这次公开的实施方式和实施例，全部内容是例示而不是限制。本发明的范围不是由上述实施方式和实施例的说明所表示，而是由权利要求的范围所表示，进一步包含与权利要求的范围相等的含义和范围内的全部改变。
例如，在上述第一～第三实施方式中，就对作为半导体激光元件的一个例子的AlGaInP红色半导体激光元件和AlGaAs红外半导体激光元件适用本发明的例子进行了说明，但本发明不限于此，也能够适用于GaN系列篮紫色半导体激光元件。另外，在一个基板上形成多个半导体激光元件的情况下，也可以组合形成红色半导体激光元件、红外半导体激光元件和篮紫色半导体激光元件。这种情况下，也能够得到具有红色半导体激光元件、红外半导体激光元件和篮紫色半导体激光元件的3波长半导体激光元件。
另外，在上述第一～第三实施方式中，关于在下侧罩层和电流阻挡层上设置上侧罩层、同时在上侧罩层上设置p侧电极的例子进行了表示，但本发明不限于此，也可以在下侧罩层和电流阻挡层上不设置上侧罩层，在下侧罩层和电流阻挡层上直接设置p侧电极。
另外，在上述第三实施方式中，关于在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的两者的射出端面部形成窗结构，同时在两者的射出端而部上形成端面电流非注入构造之例子进行了说明，但本发明不限于此，也可以象图30所示的第三实施方式的变形例那样，在红色半导体激光元件部(2～10)的射出端面部形成窗结构，同时在射出端面部上形成端面电流非注入构造，而且，在红外半导体激光元件部(2、3、34、35、6～10)的射出端面部不形成窗结构，同时，在射出端面部上不形成端面电流非注入构造。这种情况下，也可以形成红外半导体激光元件的活性层34，使得在由具有大约20nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)之间，具有：由具有大约4nm厚度的三个GaAs构成的阱层(未图示)、由具有大约8nm厚度的两个AlGaAs构成的阻挡层(未图示)交互层叠的变形补偿多重量子阱构造。另外，也可以利用具有大约1.5μm厚度的p型AlGaAs来形成红外半导体激光元件部的p型包覆层35。另外，也可以利用具有大约0.6μm厚度的n型AlGaAs层和具有大约0.3μm厚度的n型GaAs层来形成红外半导体激光元件部的电流阻挡层38。
(第一实施方式)
首先，参照图1～图3，关于本发明的第一实施方式的红色半导体激光元件的构造进行说明。
如图1所示那样，本发明的第一实施方式的红色半导体激光元件中，在GaAs基板1上，形成由具有大约0.3μm厚度的n型GaInP构成的缓冲层2。另外，在缓冲层2上，形成由具有大约2.5μm厚度的掺杂Si的n型AlGaInP构成的n型包覆层3。而且，n型包覆层3是本发明的“n型层”的一个例子。
这里，在第一实施方式中，在n型包覆层3上，形成具有规定的杂质浓度的导入Mg和Zn的活性层4。该活性层4具有多重量子阱(MQW)构造。另外，如图2所示那样，活性层4在由具有大约15nm厚度的AlGaInP构成的两个光引导层4a之间，包括：由具有大约6nm厚度的三个GaInP构成的阱层4b、以及由具有大约4nm厚度的两个AlGaInP构成的阻挡层4c交互地层叠的变形补偿多重量子阱构造。
另外，在第一实施方式中，如图1所示那样，在活性层4上形成p型包覆层5，其具有大约1.5μm的厚度，同时，由直到活性层4附近的部分同时掺入有Mg和Zn的p型AlGaInP构成。而且，p型包覆层5是本发明的“p型层”的一个例子。如图3所示那样，在该p型包覆层5中掺杂Mg和Zn，使得活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3。
另外，如图1所示那样，在p型包覆层5中，形成具有梯形形状的凸部5a。另外，形成p型接触层6，使得与凸部5a的上面的整个面接触，具有大约0.1μm的厚度，同时，由同时掺杂有Mg和Zn的p型GaInP构成。而且，由p型包覆层5的凸部5a和p型接触层6构成沿着规定方向(图1的X方向)延伸的条状(细长状)的脊部。
另外，在第一实施方式中，在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部，形成导入作为杂质的Zn的Zn扩散区域20。具体地说，该Zn扩散区域20中，导入p型接触层5的射出端面部的Zn通过活性层4进行扩散，使得压出至n型包覆层3。通过这样，活性层4的阱层4b和阻挡层4c的构成原子相互扩散，所以，活性层4的射出端面部中，多重量子阱构造为无序化。通过这样，活性层4的射出端面部的带隙与其它部分的带隙相比，形成扩大了的窗结构。而且，位于Zn扩散区域20的p型包覆层5和活性层4中，除了Zn，还导入Mg。
另外，在第一实施方式中，Zn扩散区域20的活性层4的Zn的杂质浓度比Zn扩散区域20的活性层4以外的区域的Zn杂质浓度大。另外，Zn扩散区域20的活性层4的Zn杂质浓度比Zn扩散区域20的活性层4的Mg的杂质浓度大。
另外，在p型接触层6上形成下侧罩(cap)层7，其具有大约0.3μm的厚度，同时，由掺杂有Zn的p型GaAs构成。另外，形成由具有大约0.4μm厚度的n型AlInP层、和由具有大约0.4μm厚度的n型GaAs层构成的电流阻挡层8，使得覆盖p型包覆层5的上面、p型包覆层5的凸部5a的侧面、p型接触层6的侧面、下侧罩层7的上面以外的侧面和射出端面部侧的上面。这样，通过形成电流阻挡层8使得覆盖射出端面部的上面，在脊部的射出端面部上面形成不注入电流的端面电流非注入构造。
另外，在电流阻挡层8和下侧罩层7上，形成上侧罩层9，其具有大约1.0μm厚度，同时由掺杂有Zn的p型GaAs构成。而且，通过下侧罩层7和上侧罩层9形成罩层。另外，在上侧罩层9上形成由Cr层和Au层构成的p侧电极10。另外，在GaAs基板1的里面，形成由Au层、Ge层、Ni层和Au层构成的n侧电极11。
在第一实施方式中，如上述那样，通过在活性层4上设置含有作为杂质的Mg和Zn的p型包覆层5，Mg与Zn相比能够掺杂到高浓度，所以与p型包覆层5中仅含有作为杂质的Zn的情况相比，能够加大p型包覆层5的载流子浓度。通过这样，能够加大活性层4和p型包覆层5之间的传导带侧的带不连续值，所以，可抑制向活性层4供给的电子由于热量向p型包覆层5溢出的情况。通过这样，能够抑制高温时，相对通电的电流值其光输出值降低的情况，所以，能够进一步提高温度特性。另外，使得在活性层4上所形成的p型包覆层5所含有的Zn的杂质浓度比p型包覆层5中所含有的Mg的杂质浓度大，由此，由于Zn比Mg容易扩散，所以射出端面部的p型包覆层5的杂质能够容易地充分向活性层4扩散。通过这样，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造充分地无序化，所以能够充分地加大射出端面部的活性层4的带隙。为此，能够充分地抑制由活性层4的射出端面部吸收光，所以能够充分地抑制活性层4的射出端面部变为高温。结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热量而破坏之情况。
另外，在第一实施方式中，直到p型包覆层5的活性层4附近的部分掺杂Mg和Zn，使得Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3，能够在直到p型包覆层5的活性层4附近的部分加大载流子浓度，所以，能够进一步抑制向活性层4供给的电子由于热量而向p型包覆层5溢出的情况。
另外，在第一实施方式中，通过向活性层4导入Mg和Zn，能够容易地加大直到p型包覆层5的活性层4附近的部分的载流子浓度，所以，能够容易地抑制向活性层4供给的电子由于热量向p型包覆层5溢出的情况。
另外，在第一实施方式中，使得活性层4的射出端面部的Zn的杂质浓度比活性层4的射出端面部的Mg的杂质浓度大，由此，由于Zn与Mg相比容易扩散，所以，扩散射出端面部的活性层4的Zn，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造容易充分地无序化。通过这样，能够容易充分地加大射出端面部的活性层4的带隙，所以，能够充分地抑制由活性层4的射出端面部吸收光的情况。
另外，在第一实施方式中，p型包覆层5的射出端面部的Zn通过活性层4扩散至n型包覆层3，由此形成窗结构，通过这样，能够使得p型包覆层5的射出端面部的Zn容易充分地向活性层4扩散，所以，能够容易地在活性层4的射出端面部形成窗结构。
另外，在第一实施方式中，使得活性层4的射出端面部的Zn杂质浓度比活性层4的射出端面部以外的区域的Zn杂质浓度大，由此，在活性层4的射出端面部以外的区域，可抑制Zn扩散以及多重量子阱构造变为无序化，同时，能够使仅在活性层4的射出端面部更充分地扩散Zn，使得多重量子阱构造无序化。
接着，参照图1、图2和图4～图10，就本发明的第一实施方式的红色半导体激光元件的制造工序进行说明。
首先，如图4所示那样，使用MOCVD法，在GaAs基板1上顺序成长缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
具体地说，在GaAs基板1上，成长由具有大约0.3μm厚度的n型GaInP构成的缓冲层2。之后，在缓冲层2上，成长具有大约2.5μm厚度的、由掺杂有Si的n型AlGaInP构成的n型包覆层3。
接着，如图2所示那样，在n型包覆层3(参照图4)上成长由具有大约15nm厚度的AlGaInP构成的光引导层4a。之后，在光引导层4a上，交互地成长由具有大约6nm厚度的GaInP构成的三层阱层4b、由具有大约4nm厚度的AlGaInP构成的两层阻挡层4c。然后，在阱层4b上，成长由具有大约15nm厚度的AlGaInP构成的光引导层4a，由此形成活性层4。
之后，如图4所示那样，在活性层4上成长p型包覆层5，其由具有大约50nm厚度的非掺杂AlGaInP和同时掺杂Mg和Zn的p型AlGAInP构成，具有大约1.5μm厚度。此时，在p型包覆层5中掺杂Mg和Zn，使得Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3。然后，在p型包覆层5上成长p型接触层6，其具有大约0.1μm厚度，由同时掺杂Mg和Zn的p型GaInP构成。之后，在p型接触层6上，成长由掺杂了Zn的p型GaAs构成的下侧罩层7。
然后，如图5所示那样，使用等离子CVD法，在下侧罩层7上的规定区域(输出端面部以外的区域)形成SiN层12。之后，以SiN层12为掩膜，蚀刻下侧罩层7，除去下侧罩层7的射出端面部。
然后，如图6所示那样，在下侧罩层7的蚀刻后的部分(射出端面部)成长由ZnO构成的扩散源13。之后，以大约50℃的温度进行20分钟的热处理，由此，使得p型包覆层5的射出端面部所包含的Zn通过活性层4扩散至n型包覆层3。然后，在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成具有窗结构的Zn扩散区域20。此时，Zn扩散区域20的活性层4的多重量子阱(MQW)构造变为无序化，Zn扩散区域20的活性层4的带隙变大。即，在第一实施方式中，进一步从扩散源13向在结晶成长时预先同时掺杂Mg和Zn的p型包覆层5的射出端面部扩散Zn，通过这样，形成具有窗结构的Zn扩散区域20。
之后，如图7所示那样，除去扩散源13(参照图6)和SiN层12(参照图6)，同时，在p型接触层6和下侧罩层7的规定区域，形成沿着规定方向(图5的X方向)延伸的SiO2层14。
然后，如图8所示那样，将SiO2层14作为掩膜，蚀刻下侧罩层7、p型接触层6、和p型包覆层5的从上面开始的规定厚度。通过这样，利用p型包覆层5的凸部5a和p型接触部6，形成沿着规定方向(图6的X方向)延伸的条状(细长状)的脊部。之后，如图9所示那样，除去SiO2层14的规定区域。
然后，如图10所示那样，使用MOCVD法，成长由具有大约0.4μm厚度的n型AlInP层、和具有大约0.4μm厚度的n型GaAs层构成的电流阻挡层8，使得覆盖p型包覆层5的上面、p型包覆层5的凸部5a的侧面、p型接触层6的上面和侧面、下侧罩层7的上面和侧面、SiO2层14(参照图9)的侧面。此时，形成不向脊部的射出端面部注入电流的端面电流非注入构造。之后，除去SiO2层14(参照图9)。
然后，如图1所示那样，使用MOCVD法，成长具有大约1.0μm厚度的由掺杂有Zn的p型GaAs构成的上侧罩层9，使得覆盖整个面。通过这样，形成由下侧罩层7和上侧罩层9构成的罩层。之后，为了活化杂质，以大约500℃温度进行大约20分钟的热处理。之后，使用电子束蒸镀法，在上侧罩层9上形成由Cr层和Au层构成的p型电极10。之后，使用电子束蒸镀法，在GaAs基板1的里面上，形成由Au层、Ge层、Ni层和Au层构成的n侧电极11。最后，以大约450℃的温度进行大约15分钟的电极合金处理。这里，通过所述的用于窗结构制造的热处理、电流阻挡层8和上侧罩层9的结晶成长、用于杂质活化的热处理和电极合金处理的热历史，p型包覆层5的射出端面部以外区域的Mg和Zn向活性层4扩散。而且，p型包覆层5的射出端面部以外的区域的Zn向活性层4扩散的量，比p型包覆层5的射出端面部的Zn向活性层4扩散的量小，所以，活性层4的射出端面部以外的区域的Zn杂质浓度比活性层4的射出端面部的Zn杂质浓度小。如以上这样，形成第一实施方式的红色半导体激光元件。
下面，参照图11～图14，说明为了确认第一实施方式的红色半导体激光元件的效果而进行的实验。
首先，参照图11，就相对向p型包覆层5导入的杂质组成的电流-光输出特性(I-L特性)进行调查比较的实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第一实施方式对应的实施例1的试样A、比较例1～3的试样B～D，同时，就这些制作的试样A～D来评价电流-光输出特性(I-L特性)。
实施例1的试样A通过上述第一实施方式的制造工序来制造。即，实施例1的试样A通过向p型包覆层5掺杂Mg和Zn来制作，使得p型包覆层5的活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017m-3。另外，比较例1的试样B通过向p型包覆层仅掺杂Zn来制作，使得p型包覆层的活性层附近的Zn的剂量为大约6×1017cm-3。另外，比较例2的试样C通过向p型包覆层仅掺杂Mg来制作，使得p型包覆层的活性层附近的Mg剂量为大约6×1017cm-3。另外，比较例3的试样D通过向p型包覆层掺杂Mg和Zn制作，使得p型包覆层的活性层附近的Mg和Zn的剂量分别为大约5×1017cm-3和大约1×1017cm-3。而且，比较例1～3的试样B～D，除了上述以外的条件与实施例1的试样A相同来进行制作。关于这些试样A～D，就温度：80℃，脉冲宽度：30ns，操作脉冲比(占空比)：33％的条件，测量电流-光输出。图11表示该结果。
参照图11可知：与向p型包覆层5掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式相对应的实施例1，与向p型包覆层仅掺杂Zn使得p型包覆层的活性层附近的Zn的剂量为大约6×1017cm-3的比较例1相比，相对规定电流值的光输出值大。这考虑为如下的理由：即考虑到，在与第一实施方式对应的实施例1中，通过向p型包覆层5中不仅掺杂Zn，还掺杂Mg，能够加大p型包覆层5的载流子浓度，所以，能够加大活性层4和p型包覆层5之间的传导带侧的带不连续值。可考虑到：通过这样，能够抑制向活性层4供给的电子由于热量向p型包覆层5溢出的情况，所以，能够抑制在高温(80℃)时相对规定电流值的光输出值降低。
另外可知：与向p型包覆层5掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式对应的实施例1，与向p型包覆层仅掺杂Mg使得p型包覆层的活性层附近的Mg的剂量为大约6×1017cm-3的比较例2、以及向p型包覆层掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近的Mg和Zn的剂量分别为大约5×1017cm-3和大约1×1017cm-3的比较例3相比，可提高COD等级。这考虑为如下的理由：即考虑到：在实施例1中，使得与Mg相比容易扩散的Zn剂量比Mg的剂量多，由此，能够使得射出端面部的p型包覆层5的杂质向活性层4充分地扩散。通过这样，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造充分无序化，所以，能够充分加大射出端面部的活性层4的带隙。为此，能够充分抑制由活性层4的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层4的射出端面部变为高温。其结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由于热而破坏。
下面，参照图12和图13，就调查相对向p型包覆层5导入的杂质的总量的老化特许、活性层光致发光矢量的比较实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第一实施方式对应的实施例2的试样E、比较例4的试样F，同时，就这些制作完的试样E和F，调查老化特性和活性层光致发光矢量。
实施例2的试样E利用与上述实施例1同样的制造工序来制作。即，通过掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3，来制造实施例2的试样E。另外，通过掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1.5×1017cm-3和大约7×1017cm-3，来制造比较例4的试样F。而且，比较例4的试样F，除了上述以外的条件与实施例2的试样E相同地来进行制造。关于这些试样E和F，测量温度：80℃、脉冲：80mW条件下的时间-动作电流，同时，测量活性层光致发光矢量，进行标准化使得活性层光致发光矢量的最大值为1.0。在图12和图13中分别表示其结果。
首先，参照图12可知道，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式对应的实施例2，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1.5×1017cm-3和大约7×1017cm-3的比较例4相比，可长时间稳定操作。具体地说，与第一实施方式对应的实施例2可稳定操作大约950小时以上。另一方面，比较例4在大约400小时操作之后恶化。这考虑为以下的理由：即考虑到这是因为，在实施例2中，p型包覆层5的射出端面部以外的区域中从p型包覆层5向活性层4扩散的杂质浓度比规定值小，对红色半导体激光元件的可靠性没有带来坏影响。考虑到这是因为：另一方面，在比较例4中，p型包覆层的射出端面部以外的区域中的从p型包覆层向活性层扩散的杂质浓度比规定值大，对红色半导体激光元件的可靠性带来坏影响。因此，考虑到理想的，p型包覆层的活性层附近的Mg和Zn的剂量分别设定为不到约1.5×1017cm-3和不到约7×1017cm-3。
接着，参照图13可知，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层5的活性层4附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1×1017cm-3和大约5×1017cm-3的第一实施方式对应的实施例2，与掺杂Mg和Zn使得p型包覆层的活性层附近区域的Mg和Zn的剂量分别为大约1.5×1017cm-3和大约7×1017cm-3的比较例4相比，能够减小活性层光致发光矢量的半幅值。具体地说，与第一实施方式对应的实施例2的半幅值(W1)是大约12nm，比较例4的半幅值(W2)是大约14nm。通过这样，在与第一实施方式对应的实施例2中，能够提高红色半导体激光元件的记录密度。
下面，参照图14，就调查相对射出端面部有无窗结构的电流-光输出特性(I-L特性)的比较实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第一实施方式对应的实施例3的试样G、比较例5的试样H，同时，就这些制作的试样G和H，评价电流-光输出特性(I-L特性)。
实施例3的试样G利用上述第一实施方式的制造工序来制作。即，通过在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成具有窗结构的Zn扩散区域20，来制作实施例3的试样G。另外，通过在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成具有窗结构的Zn扩散区域，来制作比较例5的试样H。而且，比较例5的试样H使得除了上述以外的条件与实施例3的试样G相同地制作。关于这些试样G和H，在大约25℃的温度下连续通电，由此测量电流-光输出。在图14中表示结果。
参照图14可知，与在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构的第一实施方式对应的实施例3，与在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成窗结构的比较例5相比，可提高COD等级。具体地说，在实施例3中，在驱动电流大约为700mA的情况下，未见元件的损伤。另一方面，在比较例5中，在驱动电流为大约150mA时，可看见元件的损伤。这考虑到是因为下面的理由：即考虑到，在实施例3中，在n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构，由此，能够使得射出端面部的p型包覆层5的杂质充分地向活性层4扩散。考虑到，通过这样，能够使得射出端面部的活性层4的多重量子阱构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的活性层4的带隙。考虑到，为此，能够充分地抑制由活性层4的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层4的射出端面部变为高温。考虑到，结果，能够充分地抑制激光的输出端面部由热而破坏。而且，在实施例3中，可发现，驱动电流为大约450mA～大约500mA附近时为峰值，然后光输出值降低。考虑到这是因为，随着驱动电流的增加，元件的发热量增加，由此，发光效率降低。
(第二实施方式)
参照图15，说明该第二实施方式与上述第一实施方式的不同，将本发明的半导体激光元件适用于红外半导体激光元件的情况。
如图15所示那样，该第二实施方式的红外半导体激光元件，与上述第一实施方式相同，在n型包覆层3上形成导入具有规定杂质浓度的Mg和Zn的活性层24。另外，活性层24在由具有大约10nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)之间，具有：由具有大约4nm厚度的两个GaAs构成的阱层(未图示)、由具有大约3nm厚度的1个AlGaAs构成的阻挡层(未图示)交互地层叠的变形补偿多重量子阱构造。
另外，在第二实施方式中，与上述第一实施方式相同，在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部，形成导入作为杂质的Zn的Zn扩散区域40。具体地说，该Zn扩散区域40中，导入p型包覆层5的射出端面部的Zn通过活性层24进行扩散使得压出直到n型包覆层3。通过这样，活性层24的阱层(未图示)和阻挡层(未图示)的构成原子相互扩散，所以，活性层24的射出端面部中，多重量子阱构造为无序化。通过这样，活性层24的射出端面部的带隙与其它部分的带隙相比，形成扩大了的窗结构。
而且，第二实施方式的其它构造与上述第一实施方式相同。
另外，第二实施方式的效果与上述第一实施方式相同。
下面，参照图15，就本发明的第二实施方式的红外半导体激光元件的制造工序进行说明。
在第二实施方式中，如图15所示那样，利用与上述第一实施方式相同的工序，在n型包覆层3上，成长由具有大约10nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)。之后，在光引导层(未图示)上，交叉地成长由具有大约4nm厚度的两个GaAS构成的阱层(未图示)、由具有大约3nm厚度的1个AlGaAs构成的阻挡层(未图示)。然后，在阱层(未图示)上，成长由具有大约10nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)，由此，形成活性层24。
另外，在第二实施方式中，利用与上述第一实施方式相同的工序，在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部，形成具有窗结构的Zn扩散区域40。此时，Zn扩散区域40的活性层24的多重量子阱(MQW)构造无序化，Zn扩散区域40的活性层24的带隙变大。
而且，第二实施方式的其它制造工序与上述第一实施方式的制造工序相同。
下面，参照图16，就为了确认第二实施方式的红外半导体激光元件的效果而进行的实验进行说明。
这里，参照图16，就调查相对射出端面部有无窗结构的电流-光输出特性(I-L特性)的比较实验进行说明。而且，在该比较实验中，制作与第二实施方式对应的实施例4的试样I、比较例6的试样J，同时，就这些制作的试样I和H，评价电流-光输出特性(I-L特性)。
实施例4的试样I利用上述第二实施方式的制造工序来制作。即，通过在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成具有窗结构的Zn扩散区域40，来制作实施例4的试样I。另外，通过在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成具有窗结构的Zn扩散区域，来制作比较例6的试样J。而且，比较例6的试样J，除了上述以外的条件与实施例4的试样I相同地制作。关于这些试样I和H，在大约25℃的温度下连续通电，测量电流-光输出。图16表示该结果。
参照图16可知，与在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构的第二实施方式对应的实施例4，与在n型包覆层、活性层、p型包覆层和p型接触层的射出端面部不形成窗结构的比较例6相比，可提高COD等级。具体地说，在实施例4中，在驱动电流大约为700mA的情况下，未见元件的损伤。另一方面，在比较例6中，在驱动电流为大约250mA时，可看见元件的损伤。这考虑到是因为下面的理由：即考虑到，在实施例4中，在n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5和p型接触层6的射出端面部形成窗结构，由此，能够使得射出端面部的p型包覆层5的杂质充分地向活性层24扩散。考虑到，通过这样，能够使得射出端面部的活性层24的多重量子阱构造充分地无序化，所以，能够充分地加大射出端面部的活性层24的带隙。考虑到，为此，能够充分地抑制由活性层24的射出端面部吸收光，所以，能够充分地抑制活性层24的射出端面部变为高温。考虑到，结果，能够充分地抑制激光的射出端面部由热而破坏。
至此，关于在一个基板上形成一个半导体激光元件的实施方式进行了说明，但，本发明也能够在一个基板上形成多个半导体激光元件。下面，关于在一个基板上形成多个半导体激光元件的情况进行说明。
(第三实施方式)
参照图17，关于在该第三实施方式中，对两个波长的半导体激光元件适用本发明的情况进行说明，该两个波长的半导体激光元件与上述第一实施方式和第二实施方式不同，在一个GaAs基板上，形成：具有大约630nm～大约680nm的振荡波长，同时作为DVD-R使用的高输出红色半导体激光元件；具有大约770nm～大约790nm的振荡波长，同时作为CD-R使用的高输出的红外半导体激光元件。
如图17所示那样，该第三实施方式的半导体激光元件在一个GaAs基板1上形成：上述第一实施方式的红色半导体激光元件、上述第二实施方式的红外半导体激光元件。具体地说，形成：构成红色半导体激光元件的红色半导体激光元件部(缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6、下侧罩层7、电流阻挡层8、上侧罩层9和p侧电极10)；构成红外半导体激光元件的红外半导体激光元件部(缓冲层2、n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5、p型接触层6、下侧罩层7、电流阻挡层8、上侧罩层9和p侧电极10)，使得沿着Y方向隔开规定间隔，沿着X方向延伸。而且，GaAs基板1是本发明的“基板”的一个例子。另外，红色半导体激光元件部是本发明的“第一激光元件部”的一个例子，红外半导体激光元件部是本发明的“第二激光元件部”的一个例子。另外，n型包覆层3是本发明的“第一n型层”和“第二n型层”的一个例子。另外，活性层4是本发明的“第一活性层”的一个例子，活性层24是本发明的“第二活性层”的一个例子。另外，p型包覆层5是本发明的“第一p型层”和“第二p型层”的一个例子。
而且，第三实施方式的其它构造，与上述第一和第二实施方式相同。
下面，参照图17～图29，就本发明的第三实施方式的半导体激光元件的制作工序进行说明。
首先，如图18所示那样，利用与上述第二实施方式相同的工序，在GaAs基板1上，顺序成长缓冲层2、n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
这里，在第三实施方式中，如图19所示那样，使用光刻法和蚀刻技术，除去与红外半导体激光元件部对应的部分以外的缓冲层2、n型包覆层3、活性层24、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
然后，如图20所示那样，使用与上述第一实施方式相同的工序，在GaAs基板1上，顺序成长缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
之后，如图21所示那样，在第三实施方式中，使用光刻法和蚀刻技术，除去与红色半导体激光元件部对应的部分以外的缓冲层2、n型包覆层3、活性层4、p型包覆层5、p型接触层6和下侧罩层7。
之后，如图22所示那样，在第三实施方式中，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，在红色半导体激光元件部和红外半导体基板元件部的下侧罩层7上的规定区域(射出端面部以外的区域)，分别同时形成SiN层12。之后，将SiN层12作为掩膜，同时蚀刻红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的下侧罩层7，由此，除去下侧罩层7的射出端面部。
然后，如图23所示那样，在第三实施方式中，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的下侧罩层7(参照图22)的蚀刻后的部分(射出端面部)，分别同时成长由ZnO构成的扩散源13。之后，在大约500℃的温度下进行大约20分钟的热处理，由此，使得红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的p型包覆层5的射出端面部所包含的Zn，分别通过活性层4和24同时扩散直到n型包覆层3。而且，在红色半导体激光元件部的射出端面部和红外半导体激光元件部的射出端面部，分别同时形成具有窗结构的Zn扩散区域20和40。
之后，如图24所示那样，除去扩散源13(参照图23)和SiN层12(参照图22)，同时，在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的规定区域，分别同时形成沿着规定方向(图17的X方向)延伸的SiO2层14。
然后，如图25所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，将SiO2层14作为掩膜，分别同时蚀刻红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的下侧罩层7、p型接触层6、和p型包覆层5的从上面开始的规定厚度。通过这样，利用p型包覆层5的凸部5a和p型接触层6，形成沿着规定方向(图17的X方向)延伸的条状(细长状)的脊部。之后，如图26所示那样，除去SiO2层14的规定区域。
然后，如图27所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，成长由具有大约0.4μm厚度的n型AlInP层和具有大约0.4μm厚度的n型GaAs层所构成的电流阻挡层8，使得覆盖p型包覆层5的上面、p型包覆层5的凸部5a的侧面、p型接触层6的上面和侧面、下侧罩层7的上面和侧面、SiO2层14(参照图26)的侧面。之后，除去SiO2层14(参照图26)。
然后，如图28所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，成长具有大约1.0μm厚度同时由掺杂了Zn的p型GaAs构成的上侧罩层9，使得覆盖红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的整个面。
之后，如图29所示那样，在第三实施方式中，使用蚀刻技术，除去红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部之间的电流阻挡层8和上侧罩层9。通过这样，分离GaAs基板1上的红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部。
然后，如图17所示那样，使用与上述第一和第二实施方式相同的工序，在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的上侧罩层9上，分别同时形成由Cr层和Au层构成的p侧电极10。通过这样，形成构成红色半导体激光元件的红色半导体激光元件部(2～10)、构成红外半导体激光元件的红外半导体激光元件部(2、3、24、5～10)。
而且，第三实施方式的其它制作工序，与上述第一和第二实施方式的制造工序相同。
在第三实施方式中，如上述那样，在活性层4和24的射出端面部，分别同时形成具有窗结构的Zn扩散区域20和40，通过这样，能够简化半导体激光元件的制造工序，同时，能够缩短制造时间。
而且，第三实施方式的其它效果，与上述第一和第二实施方式相同。
而且，应该考虑到，这次公开的实施方式和实施例，全部内容是例示而不是限制。本发明的范围不是由上述实施方式和实施例的说明所表示，而是由权利要求的范围所表示，进一步包含与权利要求的范围相等的含义和范围内的全部改变。
例如，在上述第一～第三实施方式中，就对作为半导体激光元件的一个例子的AlGaInP红色半导体激光元件和AlGaAs红外半导体激光元件适用本发明的例子进行了说明，但本发明不限于此，也能够适用于GaN系列篮紫色半导体激光元件。另外，在一个基板上形成多个半导体激光元件的情况下，也可以组合形成红色半导体激光元件、红外半导体激光元件和篮紫色半导体激光元件。这种情况下，也能够得到具有红色半导体激光元件、红外半导体激光元件和篮紫色半导体激光元件的3波长半导体激光元件。
另外，在上述第一～第三实施方式中，关于在下侧罩层和电流阻挡层上设置上侧罩层、同时在上侧罩层上设置p侧电极的例子进行了表示，但本发明不限于此，也可以在下侧罩层和电流阻挡层上不设置上侧罩层，在下侧罩层和电流阻挡层上直接设置p侧电极。
另外，在上述第三实施方式中，关于在红色半导体激光元件部和红外半导体激光元件部的两者的射出端面部形成窗结构，同时在两者的射出端而部上形成端面电流非注入构造之例子进行了说明，但本发明不限于此，也可以象图30所示的第三实施方式的变形例那样，在红色半导体激光元件部(2～10)的射出端面部形成窗结构，同时在射出端面部上形成端面电流非注入构造，而且，在红外半导体激光元件部(2、3、34、35、6～10)的射出端面部不形成窗结构，同时，在射出端面部上不形成端面电流非注入构造。这种情况下，也可以形成红外半导体激光元件的活性层34，使得在由具有大约20nm厚度的AlGaAs构成的两个光引导层(未图示)之间，具有：由具有大约4nm厚度的三个GaAs构成的阱层(未图示)、由具有大约8nm厚度的两个AlGaAs构成的阻挡层(未图示)交互层叠的变形补偿多重量子阱构造。另外，也可以利用具有大约1.5μm厚度的p型AlGaAs来形成红外半导体激光元件部的p型包覆层35。另外，也可以利用具有大约0.6μm厚度的n型AlGaAs层和具有大约0.3μm厚度的n型GaAs层来形成红外半导体激光元件部的电流阻挡层38。