JP2000196200A - 発光素子 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 クラッド層にクラックが発生するのを抑え、
しかも活性層への光閉じ込め、或いは／及びキャリア閉
じ込めを良くして、しきい値電流を小さくした発光素子
を提供する。 【解決手段】 窒化物系よりなるｎ−クラッド層６とｐ
ー−クラッド層８との間に活性層７を有する発光素子に
おいて、前記ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層がＢ
を含有することを特徴とする。
しかも活性層への光閉じ込め、或いは／及びキャリア閉
じ込めを良くして、しきい値電流を小さくした発光素子
を提供する。 【解決手段】 窒化物系よりなるｎ−クラッド層６とｐ
ー−クラッド層８との間に活性層７を有する発光素子に
おいて、前記ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層がＢ
を含有することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ、発光
ダイオード等の発光素子に関する。
ダイオード等の発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高密度・大容量の光ディスクシス
テムに用いられる記録或いは再生用の光源として、窒化
物系半導体レーザ素子の研究開発が行われている。
テムに用いられる記録或いは再生用の光源として、窒化
物系半導体レーザ素子の研究開発が行われている。
【０００３】従来、この種の窒化物系の半導体レーザで
は、クラッド層にＡｌＧａＮを用いているが、活性層へ
の光の閉じ込め及びキャリアの閉じ込めを良好にするた
めに、クラッド層のＡｌの組成比を高くすると、クラッ
ド層にクラックが発生し易くなるという問題がある。こ
のクラックが発生する原因は、クラッド層内のＡｌが多
くなると、クラッド層自体が脆くなり、クラッド層と、
その外側に位置する基板或いはＧａＮ等からなる層との
格子定数の差による影響が大きくなるためである。
は、クラッド層にＡｌＧａＮを用いているが、活性層へ
の光の閉じ込め及びキャリアの閉じ込めを良好にするた
めに、クラッド層のＡｌの組成比を高くすると、クラッ
ド層にクラックが発生し易くなるという問題がある。こ
のクラックが発生する原因は、クラッド層内のＡｌが多
くなると、クラッド層自体が脆くなり、クラッド層と、
その外側に位置する基板或いはＧａＮ等からなる層との
格子定数の差による影響が大きくなるためである。
【０００４】また、活性層への光の閉じ込め及びキャリ
アの閉じ込めを良好にするために、ＡｌＧａＮからなる
クラッド層の厚みを大きくしても、クラッド層にクラッ
クが発生し易くなるという問題がある。このクラックが
発生する原因も、クラッド層の厚みを大きくすると、ク
ラック層自体が脆くなるためである。
アの閉じ込めを良好にするために、ＡｌＧａＮからなる
クラッド層の厚みを大きくしても、クラッド層にクラッ
クが発生し易くなるという問題がある。このクラックが
発生する原因も、クラッド層の厚みを大きくすると、ク
ラック層自体が脆くなるためである。
【０００５】このため、ＡｌＧａＮからなるクラッド層
を用いた従来の窒化物系半導体レーザでは、クラッド層
のＡｌの組成比を高くしたり、クラッド層の厚みを大き
くすることは出来ず、活性層への光閉じ込め、キャリア
の閉じ込めが悪くなり、しきい値電流小さくすることが
困難であるという問題がある。
を用いた従来の窒化物系半導体レーザでは、クラッド層
のＡｌの組成比を高くしたり、クラッド層の厚みを大き
くすることは出来ず、活性層への光閉じ込め、キャリア
の閉じ込めが悪くなり、しきい値電流小さくすることが
困難であるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来例の
欠点に鑑み為されたものであり、クラッド層にクラック
が発生するのを抑え、しかも活性層への光閉じ込め、或
いは／及びキャリア閉じ込めを良くした発光素子を提供
することを目的とするものである。
欠点に鑑み為されたものであり、クラッド層にクラック
が発生するのを抑え、しかも活性層への光閉じ込め、或
いは／及びキャリア閉じ込めを良くした発光素子を提供
することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の発光素子は、窒
化物系の半導体材料よりなるｎ型クラッド層とｐ型クラ
ッド層との間に活性層を有する発光素子において、前記
ｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層の少なくとも一方の
クラッド層がＢ（ホウ素）を含有することを特徴とす
る。
化物系の半導体材料よりなるｎ型クラッド層とｐ型クラ
ッド層との間に活性層を有する発光素子において、前記
ｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層の少なくとも一方の
クラッド層がＢ（ホウ素）を含有することを特徴とす
る。
【０００８】このような構成の発光素子では、Ｂを含有
するクラッド層は、屈折率が大きくなり、活性層への光
閉じ込め係数が大きくなるため、クラッド層よりも外側
に光が漏れることが防止され、発振効率の低下が抑えら
れる。また、Ｂを含有するクラッド層は、エネルギーバ
ンドが大きくなり、活性層とのバンドギャップが大きく
なるため、活性層に注入されたキャリアは活性層内に十
分に閉じ込められる。
するクラッド層は、屈折率が大きくなり、活性層への光
閉じ込め係数が大きくなるため、クラッド層よりも外側
に光が漏れることが防止され、発振効率の低下が抑えら
れる。また、Ｂを含有するクラッド層は、エネルギーバ
ンドが大きくなり、活性層とのバンドギャップが大きく
なるため、活性層に注入されたキャリアは活性層内に十
分に閉じ込められる。
【０００９】特に、活性層からｐ側のクラッド層への電
子の漏れがしきい値電流の増大になることが多いため、
ｐ側のクラッド層にＢを加えることが特に有効である。
子の漏れがしきい値電流の増大になることが多いため、
ｐ側のクラッド層にＢを加えることが特に有効である。
【００１０】しかも、Ｂを含有するクラッド層はＡｌを
含まない、或いはＡｌの組成比が小さくてよく、クラッ
ド層にクラックが発生にし難い。
含まない、或いはＡｌの組成比が小さくてよく、クラッ
ド層にクラックが発生にし難い。
【００１１】更に、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層が、Ｂを含有する第１クラッド層と、該第１クラ
ッド層よりも前記活性層側に位置し、前記第１クラッド
に比べＢの組成比が小さい若しくはＢを含有しない第２
クラッド層とを有することを特徴とする。
ッド層が、Ｂを含有する第１クラッド層と、該第１クラ
ッド層よりも前記活性層側に位置し、前記第１クラッド
に比べＢの組成比が小さい若しくはＢを含有しない第２
クラッド層とを有することを特徴とする。
【００１２】この場合、Ｂを含有するクラッド層が、活
性層側に位置する第２クラッド層ではエネルギーバンド
が小さく、活性層と反対側に位置する第１クラッド層で
はエネルギーバンドが大きい複数段の構造となるため、
活性層への光の閉じ込め、及びキャリアの閉じ込めは一
層向上する。
性層側に位置する第２クラッド層ではエネルギーバンド
が小さく、活性層と反対側に位置する第１クラッド層で
はエネルギーバンドが大きい複数段の構造となるため、
活性層への光の閉じ込め、及びキャリアの閉じ込めは一
層向上する。
【００１３】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層と前記活性層との間に光ガイド層が形成されてい
ることを特徴とする。尚、光ガイド層のエネルギーバン
ドは、活性層のエネルギーバンドとクラッド層のエネル
ギーバンドとの間の大きさである。
ッド層と前記活性層との間に光ガイド層が形成されてい
ることを特徴とする。尚、光ガイド層のエネルギーバン
ドは、活性層のエネルギーバンドとクラッド層のエネル
ギーバンドとの間の大きさである。
【００１４】この場合、光ガイド層の組成や膜厚を調整
することにより、活性層から出射される光の垂直広がり
角を自由に設定できる。
することにより、活性層から出射される光の垂直広がり
角を自由に設定できる。
【００１５】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層中に光ガイド層が形成されていることを特徴とす
る。尚、光ガイド層のエネルギーバンドは、活性層のエ
ネルギーバンドとクラッド層のエネルギーバンドとの間
の大きさである。
ッド層中に光ガイド層が形成されていることを特徴とす
る。尚、光ガイド層のエネルギーバンドは、活性層のエ
ネルギーバンドとクラッド層のエネルギーバンドとの間
の大きさである。
【００１６】この場合においても、光ガイド層の組成や
膜厚を調整することにより、活性層から出射される光の
垂直広がり角を自由に設定できる。
膜厚を調整することにより、活性層から出射される光の
垂直広がり角を自由に設定できる。
【００１７】特に、前記光ガイド層が層中に形成される
クラッド層がｐ型クラッド層である場合、活性層からの
光が漏れ易いｐ型クラッド側での前記光の垂直広がり角
を自由に設定できる。
クラッド層がｐ型クラッド層である場合、活性層からの
光が漏れ易いｐ型クラッド側での前記光の垂直広がり角
を自由に設定できる。
【００１８】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層が、Ｂの組成比が異なる複数の層の超格子構造で
あることを特徴とする。
ッド層が、Ｂの組成比が異なる複数の層の超格子構造で
あることを特徴とする。
【００１９】この場合、クラッド層内におけるＢの組成
比或いはＡｌ等のその他の元素の組成比を大きくした
り、またはクラッド層の厚みを大きくすることが出来
る。
比或いはＡｌ等のその他の元素の組成比を大きくした
り、またはクラッド層の厚みを大きくすることが出来
る。
【００２０】また、前記Ｂを含有するクラッド層が、Ｂ
を含有する層とＢを含有しない層との超格子構造である
ことを特徴とする。
を含有する層とＢを含有しない層との超格子構造である
ことを特徴とする。
【００２１】この場合においても、クラッド層内におけ
るＢの組成比或いはＡｌ等のその他の元素の組成比を大
きくしたり、またはクラッド層の厚みを大きくすること
が出来る。
るＢの組成比或いはＡｌ等のその他の元素の組成比を大
きくしたり、またはクラッド層の厚みを大きくすること
が出来る。
【００２２】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層が、前記活性層から離れるに従い連続的若しくは
段階的にＢの組成比が大きくなるように構成されている
ことを特徴とする。
ッド層が、前記活性層から離れるに従い連続的若しくは
段階的にＢの組成比が大きくなるように構成されている
ことを特徴とする。
【００２３】この場合、クラッド層内における屈折率及
びエネルギーバンドが連続的若しくは段階的に変化する
ため、活性層への光の閉じ込め、及びキャリアの閉じ込
めは一層向上する。また、クラッド層の厚みを大きくす
ることが可能となる。
びエネルギーバンドが連続的若しくは段階的に変化する
ため、活性層への光の閉じ込め、及びキャリアの閉じ込
めは一層向上する。また、クラッド層の厚みを大きくす
ることが可能となる。
【００２４】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層の前記活性層とは反対側に形成されている層がＢ
を含有することを特徴とする。
ッド層の前記活性層とは反対側に形成されている層がＢ
を含有することを特徴とする。
【００２５】この場合、クラッド層と、活性層と反対側
に形成されている層とは共にＢを含有するため、両層の
格子定数の差は小さくなり、クラッド層はよりクラック
が発生し難くなる。
に形成されている層とは共にＢを含有するため、両層の
格子定数の差は小さくなり、クラッド層はよりクラック
が発生し難くなる。
【００２６】具体的に、前記活性層とは反対側に形成さ
れている層とは、基板と前記Ｂを含有するクラッド層と
の間に形成されている層若しくは／及び前記Ｂを含有す
るクラッド層の上側の層である。
れている層とは、基板と前記Ｂを含有するクラッド層と
の間に形成されている層若しくは／及び前記Ｂを含有す
るクラッド層の上側の層である。
【００２７】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層若しくは前記クラッド層中のＢを含有する層が、
Ａｌを含有することを特徴とする。
ッド層若しくは前記クラッド層中のＢを含有する層が、
Ａｌを含有することを特徴とする。
【００２８】この場合、Ａｌによりクラッド層の屈折率
が小さくなり、バンドギャップが大きくなる。
が小さくなり、バンドギャップが大きくなる。
【００２９】具体的には、前記Ｂを含有するクラッド層
若しくは前記クラッド層中のＢを含有する層としては、
ＢＡｌＧａＮが適している。
若しくは前記クラッド層中のＢを含有する層としては、
ＢＡｌＧａＮが適している。
【００３０】また、本発明では、前記Ｂを含有するクラ
ッド層若しくは前記クラッド層中のＢを含有する層が、
前記活性層から離れるに従い連続的若しくは段階的にＡ
ｌの組成比が大きくなるように構成されていることを特
徴とする。
ッド層若しくは前記クラッド層中のＢを含有する層が、
前記活性層から離れるに従い連続的若しくは段階的にＡ
ｌの組成比が大きくなるように構成されていることを特
徴とする。
【００３１】この場合、Ｂを含有するクラッド層はＡｌ
の組成変化により、屈折率が連続的若しくは段階的に変
化し、活性層への光の閉じ込めが一層向上する。
の組成変化により、屈折率が連続的若しくは段階的に変
化し、活性層への光の閉じ込めが一層向上する。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
実施の形態について詳細に説明する。
【００３３】図１は本発明の実施の形態である第１実施
例の半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。
例の半導体レーザ装置の構成を示す断面図である。
【００３４】この第１実施例の半導体レーザ装置は、リ
ッジ導波型の半導体レーザ装置であり、サファイア基板
１のｃ面上に、ＭＯＣＶＤ法により、アンドープのｉ−
Ｂ0.01Ａｌ0.49Ｇａ0.5Ｎからなる厚さ３００Åのバッ
ファ層２、アンドープのｉ−Ｂ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる
厚さ２μｍのｉ−ＢＧａＮ層３、Ｓｉドープのｎ−Ｂ
0.01Ｇａ0.99Ｎからなる厚さ３μｍのｎ−ＢＧａＮ層
４、Ｓｉドープのｎ−Ｂ0.01Ａｌ0.14Ｇａ0.85Ｎからな
る厚さ０．１μｍのｎ−クラック防止層５、Ｂを含有す
るｎ−クラッド層６、Ｓｉドープのｎ−ＢＩｎＧａＮか
らなる多重量子井戸構造の活性層７、Ｂを含有するｐ−
クラッド層８、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.01Ｇａ0.99Ｎから
なる厚さ０．２μｍのｐ−コンタクト層９が順に積層さ
れた半導体ウエハにより構成されている。尚、Ｂはジボ
ランガス又は有機金属であるトリエチルボロンを原料と
して反応管に供給することにより各層に含まれる。
ッジ導波型の半導体レーザ装置であり、サファイア基板
１のｃ面上に、ＭＯＣＶＤ法により、アンドープのｉ−
Ｂ0.01Ａｌ0.49Ｇａ0.5Ｎからなる厚さ３００Åのバッ
ファ層２、アンドープのｉ−Ｂ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる
厚さ２μｍのｉ−ＢＧａＮ層３、Ｓｉドープのｎ−Ｂ
0.01Ｇａ0.99Ｎからなる厚さ３μｍのｎ−ＢＧａＮ層
４、Ｓｉドープのｎ−Ｂ0.01Ａｌ0.14Ｇａ0.85Ｎからな
る厚さ０．１μｍのｎ−クラック防止層５、Ｂを含有す
るｎ−クラッド層６、Ｓｉドープのｎ−ＢＩｎＧａＮか
らなる多重量子井戸構造の活性層７、Ｂを含有するｐ−
クラッド層８、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.01Ｇａ0.99Ｎから
なる厚さ０．２μｍのｐ−コンタクト層９が順に積層さ
れた半導体ウエハにより構成されている。尚、Ｂはジボ
ランガス又は有機金属であるトリエチルボロンを原料と
して反応管に供給することにより各層に含まれる。
【００３５】上記半導体ウエハには、反応性イオンエッ
チング又は反応性イオンビームエッチングによりｐ−ク
ラッド層８の所定の深さまで除去されてストライプ状の
リッジ部１０が形成され、同様のエッチングによりｎ−
ＢＧａＮ層４の所定の深さまで除去されて電極形成面１
１が形成されている。尚、ｐ−クラッド層９のリッジ部
１０以外の厚みは横モード制御を行うために、０．０５
〜０．４μｍであるのが好ましい。
チング又は反応性イオンビームエッチングによりｐ−ク
ラッド層８の所定の深さまで除去されてストライプ状の
リッジ部１０が形成され、同様のエッチングによりｎ−
ＢＧａＮ層４の所定の深さまで除去されて電極形成面１
１が形成されている。尚、ｐ−クラッド層９のリッジ部
１０以外の厚みは横モード制御を行うために、０．０５
〜０．４μｍであるのが好ましい。
【００３６】また、リッジ部１０の両側面、ｐクラッド
層８の平坦面、ｐクラッド層８の側面からｎクラッド層
４の側面、及びｎ−クラッド層４の電極形成面のうち実
際に電極が形成される部分を除いた部分にはＳｉＯ2等
よりなる絶縁膜１２が形成され、ｐ−コンタクト層９の
上面にはｐ−電極１３１が形成され、ｎ−クラッド層４
の電極形成面１１にはｎ−電極１３２が形成されてい
る。
層８の平坦面、ｐクラッド層８の側面からｎクラッド層
４の側面、及びｎ−クラッド層４の電極形成面のうち実
際に電極が形成される部分を除いた部分にはＳｉＯ2等
よりなる絶縁膜１２が形成され、ｐ−コンタクト層９の
上面にはｐ−電極１３１が形成され、ｎ−クラッド層４
の電極形成面１１にはｎ−電極１３２が形成されてい
る。
【００３７】図２は第１実施例の半導体レーザ装置にお
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図３はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図３はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
【００３８】ｎ−クラッド層６は、クラック防止層５上
に形成されたＳｉドープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88
Ｎからなる厚さ０．３５μｍの第１ｎ−クラッド層６１
と、第１ｎ−クラッド層６１上に形成されたＳｉドープ
のｎ−Ａｌ0.10Ｇａ0. 90Ｎからなる厚さ０．３５μｍの
第２ｎ−クラッド層６２とにより構成されている。第２
ｎ−クラッド層６２上には、活性層７が形成されてい
る。
に形成されたＳｉドープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88
Ｎからなる厚さ０．３５μｍの第１ｎ−クラッド層６１
と、第１ｎ−クラッド層６１上に形成されたＳｉドープ
のｎ−Ａｌ0.10Ｇａ0. 90Ｎからなる厚さ０．３５μｍの
第２ｎ−クラッド層６２とにより構成されている。第２
ｎ−クラッド層６２上には、活性層７が形成されてい
る。
【００３９】活性層７は、Ｓｉドープのｎ−ＩｎＧａＮ
からなる厚さ６０Åのバリア層７１とＳｉドープのｎ−
ＩｎＧａＮからなる厚さ３０Åの井戸層７２とが交互に
形成された多重量子井戸構造の活性層である。活性層７
上には、ｐ−クラッド層８が形成されている。
からなる厚さ６０Åのバリア層７１とＳｉドープのｎ−
ＩｎＧａＮからなる厚さ３０Åの井戸層７２とが交互に
形成された多重量子井戸構造の活性層である。活性層７
上には、ｐ−クラッド層８が形成されている。
【００４０】ｐ−クラッド層８は、活性層７上に形成さ
れたＭｇドープのｐ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる厚さ
０．３５μｍの第２ｐ−クラッド層８２と、第１ｐ−ク
ラッド層８１上に形成されたＭｇドープのｐ−Ｂ0.02Ａ
ｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ０．３５μｍの第１ｐ−
クラッド層８１とにより構成されている。第１ｐ−クラ
ッド層８２上にはｐ−コンタクト層９が形成されてい
る。
れたＭｇドープのｐ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる厚さ
０．３５μｍの第２ｐ−クラッド層８２と、第１ｐ−ク
ラッド層８１上に形成されたＭｇドープのｐ−Ｂ0.02Ａ
ｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ０．３５μｍの第１ｐ−
クラッド層８１とにより構成されている。第１ｐ−クラ
ッド層８２上にはｐ−コンタクト層９が形成されてい
る。
【００４１】このような第１実施例の半導体レーザ装置
では、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層８は夫々、Ｂ
を含有しない第２ｎ−クラッド層６２、８２の外側に、
Ｂを含有する第１ｎ−クラッド層６１、第１ｐ−クラッ
ド層８１を夫々有しているので、図３に示すように、ｎ
−クラッド層６、ｐ−クラッド層８におけるエネルギー
バンドは、活性層７から離れるに従い段階的大きくな
り、活性層７内へのキャリアの閉じ込めは良好になる。
では、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層８は夫々、Ｂ
を含有しない第２ｎ−クラッド層６２、８２の外側に、
Ｂを含有する第１ｎ−クラッド層６１、第１ｐ−クラッ
ド層８１を夫々有しているので、図３に示すように、ｎ
−クラッド層６、ｐ−クラッド層８におけるエネルギー
バンドは、活性層７から離れるに従い段階的大きくな
り、活性層７内へのキャリアの閉じ込めは良好になる。
【００４２】また、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層
８におけるは、屈折率分布は活性層７から離れるに従い
段階的小さくなり、活性層７内への光の閉じ込めは良好
になる。
８におけるは、屈折率分布は活性層７から離れるに従い
段階的小さくなり、活性層７内への光の閉じ込めは良好
になる。
【００４３】また、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層
８において活性層７側の第２ｎ−クラッド層６２、第２
ｐ−クラッド層８２は、活性層７と同様にＢを含んでい
ないので、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層８と活性
層７との接合部での格子定数の差は小さくなり、活性層
７の結晶性の劣化は抑えられる。
８において活性層７側の第２ｎ−クラッド層６２、第２
ｐ−クラッド層８２は、活性層７と同様にＢを含んでい
ないので、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層８と活性
層７との接合部での格子定数の差は小さくなり、活性層
７の結晶性の劣化は抑えられる。
【００４４】尚、上述の第１実施例では、第２ｎ−クラ
ッド層６２、第２ｐ−クラッド層８２はＢを含有してい
ないが、第２ｎ−クラッド層６２、第２ｐ−クラッド層
８２は第１ｎ−クラッド層６１、第２ｐ−クラッド層８
１よりもＢの組成比が少なければＢを含んでも良い。
ッド層６２、第２ｐ−クラッド層８２はＢを含有してい
ないが、第２ｎ−クラッド層６２、第２ｐ−クラッド層
８２は第１ｎ−クラッド層６１、第２ｐ−クラッド層８
１よりもＢの組成比が少なければＢを含んでも良い。
【００４５】次に、本発明の第２実施例の半導体レーザ
装置について説明する。この第２実施例の半導体レーザ
装置は、ｎ−クラッド層６、活性層７、ｐクラッド層８
及びそれらの層間構造以外は、上記第１実施例と同様の
構造である。
装置について説明する。この第２実施例の半導体レーザ
装置は、ｎ−クラッド層６、活性層７、ｐクラッド層８
及びそれらの層間構造以外は、上記第１実施例と同様の
構造である。
【００４６】図４は第２実施例の半導体レーザ装置にお
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図５はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図５はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
【００４７】ｎ−クラッド層６は、クラック防止層５上
に形成されたＳｉドープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88
Ｎからなる厚さ０．３５μｍの単層構造である。
に形成されたＳｉドープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88
Ｎからなる厚さ０．３５μｍの単層構造である。
【００４８】ｎ−クラッド層６上には、Ｓｉドープのｎ
−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍのｎ−光ガイド層１
５、上記第１実施例と同一構造の活性層７、Ｍｇドープ
のｐ−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍのｐ−光ガイド層
１６が形成されている。
−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍのｎ−光ガイド層１
５、上記第１実施例と同一構造の活性層７、Ｍｇドープ
のｐ−ＧａＮからなる厚さ０．１μｍのｐ−光ガイド層
１６が形成されている。
【００４９】ｐ−光ガイド層１６上には、Ｍｇドープの
ｐ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ０．３５μ
ｍの単層構造であるｐ−クラッド層８が形成されてい
る。ｐ−クラッド層８上にはｐ−コンタクト層９が形成
されている。
ｐ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ０．３５μ
ｍの単層構造であるｐ−クラッド層８が形成されてい
る。ｐ−クラッド層８上にはｐ−コンタクト層９が形成
されている。
【００５０】このような第２実施例の半導体レーザ装置
は、活性層とクラッド層との間に光ガイド層を設けた場
合であり、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層８がＢを
含有するＢＡｌＧａＮ層により構成されているので、第
１実施例と同様に活性層内へのキャリアの閉じ込め、及
び光の閉じ込めが向上する。
は、活性層とクラッド層との間に光ガイド層を設けた場
合であり、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層８がＢを
含有するＢＡｌＧａＮ層により構成されているので、第
１実施例と同様に活性層内へのキャリアの閉じ込め、及
び光の閉じ込めが向上する。
【００５１】また、この構造では、光ガイド層１５、１
６のＡｌ組成及び膜厚を調整することにより、活性層７
から発せられるビームの垂直ビーム広がり角を自由に設
定出来る。
６のＡｌ組成及び膜厚を調整することにより、活性層７
から発せられるビームの垂直ビーム広がり角を自由に設
定出来る。
【００５２】次に、本発明の第３実施例の半導体レーザ
装置について説明する。この第３実施例の半導体レーザ
装置は、ｎ−クラッド層６、活性層７、ｐ−クラッド層
８及びそれらの層の間の構造以外は、上記第１実施例と
同様の構造である。
装置について説明する。この第３実施例の半導体レーザ
装置は、ｎ−クラッド層６、活性層７、ｐ−クラッド層
８及びそれらの層の間の構造以外は、上記第１実施例と
同様の構造である。
【００５３】図６は第３実施例の半導体レーザ装置にお
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図７はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図７はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
【００５４】ｎ−クラッド層６は、クラック防止層５上
に形成されたＳｉドープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88
Ｎからなる厚さ０．３５μｍの単層構造である。ｎ−ク
ラッド層６上には上記第１実施例と同一構造の活性層７
が形成されている。
に形成されたＳｉドープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88
Ｎからなる厚さ０．３５μｍの単層構造である。ｎ−ク
ラッド層６上には上記第１実施例と同一構造の活性層７
が形成されている。
【００５５】活性層７上には、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.02
Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ０．０１μｍのｐ−ク
ラッド層８ａが形成されている。ｐ−クラッド層８ａ上
には、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮからなる厚さ０．０３ｍ
のｐ−光ガイド層１６が形成されており、その上にはＭ
ｇドープのｐ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ
０．６μｍのｐ−クラッド層８ｂが形成されている。ｐ
−クラッド層８ｂ上にはｐ−コンタクト層９が形成され
ている。
Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ０．０１μｍのｐ−ク
ラッド層８ａが形成されている。ｐ−クラッド層８ａ上
には、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮからなる厚さ０．０３ｍ
のｐ−光ガイド層１６が形成されており、その上にはＭ
ｇドープのｐ−Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎからなる厚さ
０．６μｍのｐ−クラッド層８ｂが形成されている。ｐ
−クラッド層８ｂ上にはｐ−コンタクト層９が形成され
ている。
【００５６】このような第３実施例の半導体レーザ装置
は、活性層近傍のｐ型クラッド層の層中に光ガイド層を
設けた場合であり、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層
８がＢを含有するＢＡｌＧａＮ層により構成されている
ので、第１実施例と同様に活性層内へのキャリアの閉じ
込め、及び光の閉じ込めが向上する。特に、ｐ−クラッ
ド層８中に光ガイド層１６が設けられており、光が漏れ
易いｐ型クラッド層より光が漏れるのを抑えた構造であ
る。
は、活性層近傍のｐ型クラッド層の層中に光ガイド層を
設けた場合であり、ｎ−クラッド層６、ｐ−クラッド層
８がＢを含有するＢＡｌＧａＮ層により構成されている
ので、第１実施例と同様に活性層内へのキャリアの閉じ
込め、及び光の閉じ込めが向上する。特に、ｐ−クラッ
ド層８中に光ガイド層１６が設けられており、光が漏れ
易いｐ型クラッド層より光が漏れるのを抑えた構造であ
る。
【００５７】また、この構造では、光ガイド層１６のＡ
ｌ組成及び膜厚を調整することにより、活性層７から発
せられるビームの垂直ビーム広がり角を自由に設定出来
る。
ｌ組成及び膜厚を調整することにより、活性層７から発
せられるビームの垂直ビーム広がり角を自由に設定出来
る。
【００５８】尚、この第３実施例では、ｎ−クラッド層
６中にも光ガイド層を形成しても良い。
６中にも光ガイド層を形成しても良い。
【００５９】次に、本発明の第４実施例の半導体レーザ
装置について説明する。この第４実施例の半導体レーザ
装置は、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８の構造
以外は、上記第１実施例と同様の構造である。
装置について説明する。この第４実施例の半導体レーザ
装置は、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８の構造
以外は、上記第１実施例と同様の構造である。
【００６０】図８は第４実施例の半導体レーザ装置にお
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図９はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
いて導波路であるリッジ部１０の下方領域におけるｎ−
クラッド層、活性層及びｐ−クラッド層の詳細な構造を
示す断面図、図９はそれらの層のエネルギーバンドを示
す図である。
【００６１】ｎ−クラッド層６は、Ｓｉドープのｎ−Ｂ
0.02Ａｌ0.20Ｇａ0.78Ｎからなる厚さ５０Åのｎ−ＢＡ
ｌＧａＮ層と、Ｓｉドープのｎ−Ｂ0.02Ｇａ0.98Ｎから
なる厚さ５０Åのｎ−ＢＧａＮ層とが交互に１００層づ
つ形成された厚さ１．０μｍの超格子構造である。ま
た、ｐ−クラッド層８は、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.02Ａｌ
0.20Ｇａ0.78Ｎからなる厚さ５０Åのｐ−ＢＡｌＧａＮ
層と、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる厚さ
５０Åのｐ−ＢＧａＮ層とが交互に１００層づつ形成さ
れた厚さ１．０μｍの超格子構造である。
0.02Ａｌ0.20Ｇａ0.78Ｎからなる厚さ５０Åのｎ−ＢＡ
ｌＧａＮ層と、Ｓｉドープのｎ−Ｂ0.02Ｇａ0.98Ｎから
なる厚さ５０Åのｎ−ＢＧａＮ層とが交互に１００層づ
つ形成された厚さ１．０μｍの超格子構造である。ま
た、ｐ−クラッド層８は、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.02Ａｌ
0.20Ｇａ0.78Ｎからなる厚さ５０Åのｐ−ＢＡｌＧａＮ
層と、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.02Ｇａ0.98Ｎからなる厚さ
５０Åのｐ−ＢＧａＮ層とが交互に１００層づつ形成さ
れた厚さ１．０μｍの超格子構造である。
【００６２】この第４実施例の半導体レーザ装置では、
ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８が超格子構造で
あるため、クラッド層の厚みを大きくすることが出来、
活性層７への光の閉じ込め及びキャリアの閉じ込めが一
層良くなる。
ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８が超格子構造で
あるため、クラッド層の厚みを大きくすることが出来、
活性層７への光の閉じ込め及びキャリアの閉じ込めが一
層良くなる。
【００６３】また、超格子構造のクラッド層としては、
超格子構造の一方の層のみがＢを含有する層でもよく、
例えば、ｎ−クラッド層が、Ｓｉドープのｎ−Ｂ0.05Ａ
ｌ0.10Ｇａ0.85Ｎからなる厚さ５０Åのｎ−ＢＡｌＧａ
Ｎ層と、Ｓｉドープのｎ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる
厚さ５０Åのｎ−ＡｌＧａＮ層と交互に１００層づつ形
成された厚さ１．０μｍの超格子構造であり、ｐ−クラ
ッド層８が、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.05Ａｌ0.10Ｇａ0.85
Ｎからなる厚さ５０Åのｐ−ＢＡｌＧａＮ層と、Ｍｇド
ープのｐ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる厚さ５０Åのｐ
−ＡｌＧａＮ層とが交互に１００層づつ形成された厚さ
１．０μｍの超格子構造であってもよい。
超格子構造の一方の層のみがＢを含有する層でもよく、
例えば、ｎ−クラッド層が、Ｓｉドープのｎ−Ｂ0.05Ａ
ｌ0.10Ｇａ0.85Ｎからなる厚さ５０Åのｎ−ＢＡｌＧａ
Ｎ層と、Ｓｉドープのｎ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる
厚さ５０Åのｎ−ＡｌＧａＮ層と交互に１００層づつ形
成された厚さ１．０μｍの超格子構造であり、ｐ−クラ
ッド層８が、Ｍｇドープのｐ−Ｂ0.05Ａｌ0.10Ｇａ0.85
Ｎからなる厚さ５０Åのｐ−ＢＡｌＧａＮ層と、Ｍｇド
ープのｐ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなる厚さ５０Åのｐ
−ＡｌＧａＮ層とが交互に１００層づつ形成された厚さ
１．０μｍの超格子構造であってもよい。
【００６４】この場合、前述の場合と同様に、ｎ−クラ
ッド層６及びｐ−クラッド層８が超格子構造であるた
め、クラッド層の厚みを大きくすることが出来、しか
も、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８全体におけ
るＢの組成比が大きくなるため、活性層７への光の閉じ
込め及びキャリアの閉じ込めが、より一層良くなる。
ッド層６及びｐ−クラッド層８が超格子構造であるた
め、クラッド層の厚みを大きくすることが出来、しか
も、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８全体におけ
るＢの組成比が大きくなるため、活性層７への光の閉じ
込め及びキャリアの閉じ込めが、より一層良くなる。
【００６５】また、上述の実施例以外にも、ｎ−クラッ
ド層６を最下層ではｎ−Ｂ0.05Ａｌ0.10Ｇａ0.85Ｎから
なり、上層に行くに従いＢの組成比が連続的に減少し、
Ｇａの組成比が連続的に増加し、最上層ではｎ−Ａｌ
0.10Ｇａ0.90Ｎからなるように構成し、ｐ−クラッド層
８を最下層ではｐ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなり、上層
に行くに従いＢの組成比が連続的に増加し、Ｇａの組成
比が連続的に減少し、最上層ではｎ−Ｂ0.05Ａｌ0.10Ｇ
ａ0.85Ｎからなるように構成してもよい。図１０はこの
場合のエネルギーバンドを示す図である。尚、ｎ−クラ
ッド層６及びｐ−クラッド層８のエネルギーバンドの変
化は、図１０に示すように直線的な変化でも良く、また
それ以外にも、例えば活性層７から離れる程、急激に大
きくなるような曲線的な変化でも良い。
ド層６を最下層ではｎ−Ｂ0.05Ａｌ0.10Ｇａ0.85Ｎから
なり、上層に行くに従いＢの組成比が連続的に減少し、
Ｇａの組成比が連続的に増加し、最上層ではｎ−Ａｌ
0.10Ｇａ0.90Ｎからなるように構成し、ｐ−クラッド層
８を最下層ではｐ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎからなり、上層
に行くに従いＢの組成比が連続的に増加し、Ｇａの組成
比が連続的に減少し、最上層ではｎ−Ｂ0.05Ａｌ0.10Ｇ
ａ0.85Ｎからなるように構成してもよい。図１０はこの
場合のエネルギーバンドを示す図である。尚、ｎ−クラ
ッド層６及びｐ−クラッド層８のエネルギーバンドの変
化は、図１０に示すように直線的な変化でも良く、また
それ以外にも、例えば活性層７から離れる程、急激に大
きくなるような曲線的な変化でも良い。
【００６６】この場合、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラ
ッド層８は、活性層７から離れるに従い、Ｂの組成比が
連続的に大きくなるため、クラッド層の屈折率分布は活
性層から離れるに従い、連続的に小さくなる。このた
め、活性層への光閉じ込めが一層良くなる。また、この
ような組成比が連続的に変化するｎ−クラッド層６及び
ｐ−クラッド層８の構成では、クラッド層内における格
子定数及び熱膨張係数の不連続性を小さく出来、クラッ
ド層でのクラックの発生を防止することが出来、Ｂの組
成比が大きく、しかも厚みが大きいクラッド層を成長さ
せることが出来る。このため、活性層への光閉じ込め係
数を一層大きくすることが出来、クラッド層よりも外側
に光が漏れることが防止され、発振効率が低下すること
が抑えられる。また、このような構成のクラッド層で
は、クラッド層内における格子欠陥の発生を抑えること
が出来る。
ッド層８は、活性層７から離れるに従い、Ｂの組成比が
連続的に大きくなるため、クラッド層の屈折率分布は活
性層から離れるに従い、連続的に小さくなる。このた
め、活性層への光閉じ込めが一層良くなる。また、この
ような組成比が連続的に変化するｎ−クラッド層６及び
ｐ−クラッド層８の構成では、クラッド層内における格
子定数及び熱膨張係数の不連続性を小さく出来、クラッ
ド層でのクラックの発生を防止することが出来、Ｂの組
成比が大きく、しかも厚みが大きいクラッド層を成長さ
せることが出来る。このため、活性層への光閉じ込め係
数を一層大きくすることが出来、クラッド層よりも外側
に光が漏れることが防止され、発振効率が低下すること
が抑えられる。また、このような構成のクラッド層で
は、クラッド層内における格子欠陥の発生を抑えること
が出来る。
【００６７】尚、上記実施例では、クラッド層内におけ
るＢの組成を連続的に変化させたが、段階的に変化させ
ても良い。例えば、ｎ−クラッド層６を下層側から順
に、ｎ−Ｂ0.03Ａｌ0.10Ｇａ0.87Ｎ層、ｎ−Ｂ0.02Ａｌ
0.10Ｇａ0.88Ｎ層、ｎ−Ｂ0.01Ａｌ0.10Ｇａ0.89Ｎ層、
ｎ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎ層を厚さ０．２５μｍづつ形成
し、ｐ−クラッド層８を下層側から順に、ｎ−Ａｌ0.10
Ｇａ0.90Ｎ層、ｎ−Ｂ0.01Ａｌ0.10Ｇａ0.89Ｎ層、ｎ−
Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎ層、ｎ−Ｂ0.03Ａｌ0.10Ｇａ
0.87Ｎ層を厚さ０．２５μｍづつ形成してもよい。図１
１はこの場合のエネルギーバンドを示す図である。
るＢの組成を連続的に変化させたが、段階的に変化させ
ても良い。例えば、ｎ−クラッド層６を下層側から順
に、ｎ−Ｂ0.03Ａｌ0.10Ｇａ0.87Ｎ層、ｎ−Ｂ0.02Ａｌ
0.10Ｇａ0.88Ｎ層、ｎ−Ｂ0.01Ａｌ0.10Ｇａ0.89Ｎ層、
ｎ−Ａｌ0.10Ｇａ0.90Ｎ層を厚さ０．２５μｍづつ形成
し、ｐ−クラッド層８を下層側から順に、ｎ−Ａｌ0.10
Ｇａ0.90Ｎ層、ｎ−Ｂ0.01Ａｌ0.10Ｇａ0.89Ｎ層、ｎ−
Ｂ0.02Ａｌ0.10Ｇａ0.88Ｎ層、ｎ−Ｂ0.03Ａｌ0.10Ｇａ
0.87Ｎ層を厚さ０．２５μｍづつ形成してもよい。図１
１はこの場合のエネルギーバンドを示す図である。
【００６８】また、ｎ−クラッド層６を最下層ではｎ−
Ｂ0.02Ａｌ0.15Ｇａ0.83Ｎからなり、上層に行くに従い
Ａｌの組成比が連続的に減少し、Ｇａの組成比が連続的
に増加し、最上層ではｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.05Ｇａ0.93Ｎか
らなるように構成し、ｐ−クラッド層８を最下層ではｐ
−Ｂ0.02Ａｌ0.05Ｇａ0.93Ｎからなり、上層に行くに従
いＡｌの組成比が連続的に増加し、Ｇａの組成比が連続
的に減少し、最上層ではｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.15Ｇａ0.83Ｎ
からなるように構成してもよい。
Ｂ0.02Ａｌ0.15Ｇａ0.83Ｎからなり、上層に行くに従い
Ａｌの組成比が連続的に減少し、Ｇａの組成比が連続的
に増加し、最上層ではｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.05Ｇａ0.93Ｎか
らなるように構成し、ｐ−クラッド層８を最下層ではｐ
−Ｂ0.02Ａｌ0.05Ｇａ0.93Ｎからなり、上層に行くに従
いＡｌの組成比が連続的に増加し、Ｇａの組成比が連続
的に減少し、最上層ではｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.15Ｇａ0.83Ｎ
からなるように構成してもよい。
【００６９】この場合、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラ
ッド層８は、Ｂが含有されているため、クラッド全体に
おける屈折率は小さく、エネルギーバンドは高くなって
いる。しかも、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８
は、活性層７から離れるに従い、Ａｌの組成比が連続的
に大きくなるため、クラッド層の屈折率分布は活性層か
ら離れるに従い、連続的に小さくなる。このため、活性
層への光閉じ込めが一層良くなる。また、このような組
成比が連続的に変化するｎ−クラッド層６及びｐ−クラ
ッド層８の構成では、クラッド層内における格子定数及
び熱膨張係数の不連続性を小さく出来、クラッド層での
クラックの発生を防止することが出来、Ｂの組成比が大
きく、しかも厚みが大きいクラッド層を成長させること
が出来る。このため、活性層への光閉じ込め係数を一層
大きくすることが出来、クラッド層よりも外側に光が漏
れることが防止され、発振効率が低下することが抑えら
れる。また、このような構成のクラッド層では、クラッ
ド層内における格子欠陥の発生を抑えることが出来る。
ッド層８は、Ｂが含有されているため、クラッド全体に
おける屈折率は小さく、エネルギーバンドは高くなって
いる。しかも、ｎ−クラッド層６及びｐ−クラッド層８
は、活性層７から離れるに従い、Ａｌの組成比が連続的
に大きくなるため、クラッド層の屈折率分布は活性層か
ら離れるに従い、連続的に小さくなる。このため、活性
層への光閉じ込めが一層良くなる。また、このような組
成比が連続的に変化するｎ−クラッド層６及びｐ−クラ
ッド層８の構成では、クラッド層内における格子定数及
び熱膨張係数の不連続性を小さく出来、クラッド層での
クラックの発生を防止することが出来、Ｂの組成比が大
きく、しかも厚みが大きいクラッド層を成長させること
が出来る。このため、活性層への光閉じ込め係数を一層
大きくすることが出来、クラッド層よりも外側に光が漏
れることが防止され、発振効率が低下することが抑えら
れる。また、このような構成のクラッド層では、クラッ
ド層内における格子欠陥の発生を抑えることが出来る。
【００７０】また、上述の第１〜第４実施例では、本発
明をリッジ導波型の半導体レーザに用いた場合について
説明したが、本発明はそれ以外の構造、例えば、図１２
に示すようなセルフアライン構造の半導体レーザに用い
てもよい。
明をリッジ導波型の半導体レーザに用いた場合について
説明したが、本発明はそれ以外の構造、例えば、図１２
に示すようなセルフアライン構造の半導体レーザに用い
てもよい。
【００７１】図１２において、２１はサファイア基板で
あり、サファイア基板２１のｃ面上には、ＭＯＣＶＤ法
により、アンドープの厚さ３００Åのバッファ層２２、
厚さ２μｍのアンドープのｉ−ＢＧａＮ層２３、厚さ３
μｍのＳｉドープのｎ−ＧａＮ層２４、Ｓｉドープの厚
さ０．１μｍのｎ−クラック防止層２５、ｎ−クラッド
層２６、活性層２７、第１ｐ−クラッド層２８、Ｓｉド
ープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.15Ｇａ0.83Ｎからなる厚さ０．
５μｍのｎ−電流ブロック層２９、Ｍｇドープのｐ−Ａ
ｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる厚さ０．５μｍの第２ｐ−ク
ラッド層３０、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮからなる厚さ
０．２μｍのｐ−コンタクト層３１が順に積層された半
導体ウエハが構成されている。尚、電流ブロック層２９
は電流通路となる部分がエッチングにより除去されてい
る。また、この半導体ウエハには、反応性イオンエッチ
ング又は反応性イオンビームエッチングによりｎ−Ｇａ
Ｎ層２４の所定の深さまで除去されて電極形成面３２が
形成されている。ｐ−コンタクト層３１の上面にはｐ−
電極３３が形成され、ｎ−クラッド層２４の電極形成面
３２にはｎ−電極３４が形成されている。
あり、サファイア基板２１のｃ面上には、ＭＯＣＶＤ法
により、アンドープの厚さ３００Åのバッファ層２２、
厚さ２μｍのアンドープのｉ−ＢＧａＮ層２３、厚さ３
μｍのＳｉドープのｎ−ＧａＮ層２４、Ｓｉドープの厚
さ０．１μｍのｎ−クラック防止層２５、ｎ−クラッド
層２６、活性層２７、第１ｐ−クラッド層２８、Ｓｉド
ープのｎ−Ｂ0.02Ａｌ0.15Ｇａ0.83Ｎからなる厚さ０．
５μｍのｎ−電流ブロック層２９、Ｍｇドープのｐ−Ａ
ｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなる厚さ０．５μｍの第２ｐ−ク
ラッド層３０、Ｍｇドープのｐ−ＧａＮからなる厚さ
０．２μｍのｐ−コンタクト層３１が順に積層された半
導体ウエハが構成されている。尚、電流ブロック層２９
は電流通路となる部分がエッチングにより除去されてい
る。また、この半導体ウエハには、反応性イオンエッチ
ング又は反応性イオンビームエッチングによりｎ−Ｇａ
Ｎ層２４の所定の深さまで除去されて電極形成面３２が
形成されている。ｐ−コンタクト層３１の上面にはｐ−
電極３３が形成され、ｎ−クラッド層２４の電極形成面
３２にはｎ−電極３４が形成されている。
【００７２】そして、この構造においても。ｎ−クラッ
ド層２６、活性層２７、及び第１ｐ−クラッド層２８と
第２ｐ−クラッド層２０とからなるｐ−クラッド層は、
上述の第１〜第４実施例と同様に構成することにより、
活性層２７への光の閉じ込め及びキャリアの閉じ込めが
向上する。
ド層２６、活性層２７、及び第１ｐ−クラッド層２８と
第２ｐ−クラッド層２０とからなるｐ−クラッド層は、
上述の第１〜第４実施例と同様に構成することにより、
活性層２７への光の閉じ込め及びキャリアの閉じ込めが
向上する。
【００７３】尚、バッファ層２２、ｉ−ＢＧａＮ層２
３、ｎ−ＧａＮ層２４、ｎ−クラック防止層２５及びｐ
−コンタクト層３１の組成は、上述のリッジ導波型の半
導体レーザ素子と同じでよい。
３、ｎ−ＧａＮ層２４、ｎ−クラック防止層２５及びｐ
−コンタクト層３１の組成は、上述のリッジ導波型の半
導体レーザ素子と同じでよい。
【００７４】また、活性層７、２７が少量のＢを含んで
も良い。
も良い。
【００７５】尚、上述の実施例では、基板材料としてサ
ファイア基板を用いたが、ＳｉＣやスピネル等の他の材
料で構成してもよい。
ファイア基板を用いたが、ＳｉＣやスピネル等の他の材
料で構成してもよい。
【００７６】尚、基板材料がサファイア基板の場合は、
Ｂを入れ過ぎると結晶性が低下するので、Ｂは２〜３％
以下が良い。また、ＳｉＣ基板の場合は、Ｂは１５％程
度まで含有させることが出来る。
Ｂを入れ過ぎると結晶性が低下するので、Ｂは２〜３％
以下が良い。また、ＳｉＣ基板の場合は、Ｂは１５％程
度まで含有させることが出来る。
【００７７】また、半導体材料としても、上述の実施例
以外に、III族元素としてＩｎ等を有すもの、Ｖ族元素
としてＰやＡｓを有するものでもよい。また、本発明
は、半導体レーザ以外にも発光ダイオード等の他の発光
素子にも適用可能である。
以外に、III族元素としてＩｎ等を有すもの、Ｖ族元素
としてＰやＡｓを有するものでもよい。また、本発明
は、半導体レーザ以外にも発光ダイオード等の他の発光
素子にも適用可能である。
【００７８】
【発明の効果】本発明によれば、クラッド層にクラック
が発生するのを抑え、しかも活性層への光閉じ込め、或
いは／及びキャリア閉じ込めを良くして、しきい値電流
を小さくした発光素子を提供し得る。
が発生するのを抑え、しかも活性層への光閉じ込め、或
いは／及びキャリア閉じ込めを良くして、しきい値電流
を小さくした発光素子を提供し得る。
【図１】本発明のリッジ導波型の半導体レーザ装置の全
体構成を示す断面図である。
体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部構成を示す断面図である。
る要部構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部構成を示す断面図である。
る要部構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部構成を示す断面図である。
る要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第３実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
【図８】本発明の第４実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部構成を示す断面図である。
る要部構成を示す断面図である。
【図９】本発明の第４実施例の半導体レーザ装置におけ
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
る要部のエネルギーバンドの構成を示す図である。
【図１０】本発明の他の第４実施例の半導体レーザ装置
における要部のエネルギーバンドの構成を示す図であ
る。
における要部のエネルギーバンドの構成を示す図であ
る。
【図１１】本発明の他の第４実施例の半導体レーザ装置
における要部のエネルギーバンドの構成を示す図であ
る。
における要部のエネルギーバンドの構成を示す図であ
る。
【図１２】本発明のセルフアライン構造の半導体レーザ
装置の全体構成を示す断面図である。
装置の全体構成を示す断面図である。
６ ｎ−クラッド層 ６１ 第１ｎ−クラッド層 ６２ 第２ｎ−クラッド層 ７ 活性層 ８ ｐ−クラッド層 ８１ 第１ｐ−クラッド層 ８２ 第２ｐ−クラッド層 １５、１６ 光ガイド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA03 CA04 CA05 CA14 CA33 CA34 CA40 CA46 CB04 FF16 5F073 AA13 AA45 AA51 AA74 AA77 BA06 BA07 CB04 CB05 CB07 EA23
Claims (13)
- 【請求項１】 窒化物系の半導体材料よりなるｎ型クラ
ッド層とｐ型クラッド層との間に活性層を有する発光素
子において、前記ｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層の
少なくとも一方のクラッド層がＢを含有することを特徴
とする発光素子。 - 【請求項２】 前記Ｂを含有するクラッド層が、Ｂを含
有する第１クラッド層と、該第１クラッド層よりも前記
活性層側に位置し、前記第１クラッドに比べＢの組成比
が小さい若しくはＢを含有しない第２クラッド層とを有
することを特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項３】 前記Ｂを含有するクラッド層と前記活性
層との間に光ガイド層が形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の発光素子。 - 【請求項４】 前記Ｂを含有するクラッド層中に光ガイ
ド層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の
発光素子。 - 【請求項５】 前記光ガイド層が層中に形成されるクラ
ッド層がｐ型クラッド層であることを特徴とする請求項
４記載の発光素子。 - 【請求項６】 前記Ｂを含有するクラッド層が、Ｂの組
成比が異なる複数の層の超格子構造であることを特徴と
する請求項１記載の発光素子。 - 【請求項７】 前記Ｂを含有するクラッド層が、Ｂを含
有する層とＢを含有しない層との超格子構造であること
を特徴とする請求項１記載の発光素子。 - 【請求項８】 前記Ｂを含有するクラッド層が、前記活
性層から離れるに従い連続的若しくは段階的にＢの組成
比が大きくなるように構成されていることを特徴とする
請求項１記載の発光素子。 - 【請求項９】 前記Ｂを含有するクラッド層の前記活性
層とは反対側に形成されている層がＢを含有することを
特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記
載の発光素子。 - 【請求項１０】 前記活性層とは反対側に形成されてい
る層が、基板と前記Ｂを含有するクラッド層との間に形
成されている層若しくは／及び前記Ｂを含有するクラッ
ド層の上側の層であることを特徴とする請求項９記載の
発光素子。 - 【請求項１１】 前記Ｂを含有するクラッド層若しくは
前記クラッド層中のＢを含有する層が、Ａｌを含有する
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、
８，９又は１０記載の発光素子。 - 【請求項１２】 前記Ｂを含有するクラッド層若しくは
前記クラッド層中のＢを含有する層が、ＢＡｌＧａＮよ
りなることを特徴とする請求項１１記載の発光素子。 - 【請求項１３】 前記Ｂを含有するクラッド層若しくは
前記クラッド層中のＢを含有する層が、前記活性層から
離れるに従い連続的若しくは段階的にＡｌの組成比が大
きくなるように構成されていることを特徴とする請求項
１１又は１２記載の発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36970398A JP2000196200A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36970398A JP2000196200A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196200A true JP2000196200A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18495113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36970398A Pending JP2000196200A (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000196200A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006270028A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光素子 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP36970398A patent/JP2000196200A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006270028A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体発光素子 |
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