JP2000277854A - Semiconductor laser - Google Patents

Semiconductor laser

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JP2000277854A
JP2000277854A JP2000008692A JP2000008692A JP2000277854A JP 2000277854 A JP2000277854 A JP 2000277854A JP 2000008692 A JP2000008692 A JP 2000008692A JP 2000008692 A JP2000008692 A JP 2000008692A JP 2000277854 A JP2000277854 A JP 2000277854A
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伸彦 林
Kiyoshi Ota
潔 太田
Takashi Kano
隆司 狩野
Yasuhiko Nomura
康彦 野村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser with superior effect of optical con finement or optical absorption by forming a current block layer with sufficient thickness, along with a large composition of Al and In, while crystallinity deteri oration such as cracks and the like is restrained. SOLUTION: A semiconductor laser has an InGaN active layer 7. A current block layer 12 as a constriction for a current carried in the active layer 7 has a superlattice structure composed of a first GaN layer 12a and a second AlGaN layer 12b, each laminated alternately. As a result, the current block layer 12 with a desired thickness can be formed, while crystallinity deterioration such as cracks and the like is restrained, and the composition of Al and In is made large. In this way, a semiconductor laser with superior effect in optical confinement or optical absorption is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は窒化物系の半導体レ
ーザに関する。
The present invention relates to a nitride-based semiconductor laser.

【0002】[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
物系半導体レーザの研究開発が行われている。
2. Description of the Related Art In recent years, research and development of nitride semiconductor lasers have been conducted as light sources for recording or reproduction used in high-density, large-capacity optical disk systems.

【0003】この窒化物系の半導体レーザにおいても、
光ディスクシステムの光源として使用するためには、赤
外光や赤色光を出射する半導体レーザと同様に横モード
制御が必要であり、この横モード制御に適した屈折率導
波型の半導体レーザが提案されている。
In this nitride-based semiconductor laser,
In order to be used as a light source in an optical disk system, transverse mode control is required, as is the case with semiconductor lasers that emit infrared light or red light. A refractive index guided semiconductor laser suitable for this transverse mode control has been proposed. Have been.

【0004】窒化物系の半導体レーザにおいて、屈折率
導波構造を実現するためには、活性層に流れる電流を狭
窄する電流ブロック層を、例えば、AlNの混晶比(以
下、Al組成という)がクラッド層のAl組成よりも大
きい実屈折率ガイド構造か、電流ブロック層のバンドギ
ャップが活性層のバンドギャップよりも小さいロスガイ
ド構造の2通りの方法が考えられる。
In a nitride-based semiconductor laser, in order to realize a refractive index waveguide structure, a current blocking layer for narrowing a current flowing through an active layer is formed by, for example, a mixed crystal ratio of AlN (hereinafter, referred to as an Al composition). There are two methods: a real refractive index guide structure in which the band gap is larger than the Al composition of the cladding layer, and a loss guide structure in which the band gap of the current block layer is smaller than the band gap of the active layer.

【0005】しかしながら、ロスガイド構造の半導体レ
ーザを構成するために、活性層よりもInNの混晶比
(以下、In組成という)の大きいInGaNを電流を
十分にブロック出来、且つ光を十分に吸収出来るだけの
厚み(例えば0.5μm程度以上)に成長させて電流ブ
ロック層を形成すると、電流ブロック層は臨界膜厚を超
えるため、成長層の結晶性が著しく低下するという問題
がある。
However, in order to form a semiconductor laser having a loss guide structure, InGaN having a mixed crystal ratio of InN (hereinafter referred to as In composition) larger than that of the active layer can sufficiently block current and sufficiently absorb light. When the current blocking layer is formed by growing the layer to a thickness as large as possible (for example, about 0.5 μm or more), the current blocking layer exceeds the critical thickness, and there is a problem that the crystallinity of the grown layer is significantly reduced.

【0006】また、実屈折率ガイド構造を構成するため
に、クラッド層よりもAl組成の大きいAlGaNを電
流を十分にブロック出来、且つ光を十分に閉じ込めるだ
けの厚み(例えば0.5μm程度以上)に成長させて電
流ブロック層を形成した場合においても、Alを含有す
るクラッド層と電流ブロック層とは脆くなり、クラック
が発生し、成長層の結晶性が著しく低下するという問題
がある。
In order to form a real refractive index guide structure, AlGaN having an Al composition larger than that of the cladding layer can sufficiently block current and can sufficiently confine light (for example, a thickness of about 0.5 μm or more). In the case where the current blocking layer is formed by growing the current blocking layer, the cladding layer containing Al and the current blocking layer become brittle, cracks are generated, and the crystallinity of the grown layer is significantly reduced.

【0007】[0007]

【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、Al組成やIn組成等
が大きい電流ブロック層を、結晶性が低下することを抑
えて、電流を十分にブロック出来るだけの厚みに形成す
ることが可能な半導体レーザを提供することを目的とす
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is intended to reduce the crystallinity of a current blocking layer having a large Al composition, In composition, etc. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser which can be formed to a thickness that can sufficiently block the laser beam.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、窒化物系の半導体材料からなる活性層を有する半導
体レーザであって、前記活性層に流れる電流を狭窄する
電流ブロック層が複数の層からなる超格子構造であるこ
とを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor laser having an active layer made of a nitride-based semiconductor material, wherein a current blocking layer for narrowing a current flowing through the active layer has a plurality of layers. Characterized by a superlattice structure consisting of

【0009】このような構成の半導体レーザでは、電流
ブロック層を構成する超格子構造の個々の層の層厚が小
さくなるため、クラッド層等の下地となる層と電流ブロ
ック層との間の歪みは緩和される。
In the semiconductor laser having such a configuration, since the thickness of each layer of the superlattice structure constituting the current blocking layer is reduced, the distortion between the underlying layer such as the cladding layer and the current blocking layer is reduced. Is relaxed.

【0010】更に、本発明の半導体レーザは、前記電流
ブロック層がAlXGa1-XN(但し、0≦X≦1)から
なり、上記Xの値が異なる複数の層からなる超格子構造
であることを特徴とする。
Further, in the semiconductor laser according to the present invention, the current blocking layer is made of Al x Ga 1 -xN (where 0 ≦ X ≦ 1) and the superlattice structure is made up of a plurality of layers having different values of X. It is characterized by being.

【0011】この場合、電流ブロック層全体における平
均的なAl組成を大きくしたり、或いは電流ブロック層
の層厚を大きくしても、電流ブロック層の結晶性の低下
は抑えられる。このため、例えば、クラッド層よりもA
l組成を一層大きくすることが出来、導波路内への光閉
じ込め効果に優れた実屈折率構造の半導体レーザを実現
できる。
In this case, even if the average Al composition in the entire current block layer is increased, or the thickness of the current block layer is increased, a decrease in the crystallinity of the current block layer can be suppressed. For this reason, for example, A
It is possible to further increase the l-composition and to realize a semiconductor laser having a real refractive index structure having an excellent effect of confining light in a waveguide.

【0012】例えば、前記電流ブロック層がGaNから
なる第1層と、AlGaNからなる第2層とが交互に繰
り返し積層されている超格子構造である場合、Alを含
有する第2層は個々の層の層厚が小さくてよいため、電
流ブロック層とクラッド層等の下地となる層との間の熱
膨張係数の差に基づく歪みは緩和される。
For example, when the current blocking layer has a superlattice structure in which a first layer made of GaN and a second layer made of AlGaN are alternately and repeatedly laminated, the second layer containing Al is an individual layer. Since the thickness of the layer may be small, the distortion based on the difference in the coefficient of thermal expansion between the current blocking layer and the underlying layer such as the cladding layer is reduced.

【0013】尚、この場合、第2層は、Alの組成比が
0.5以下の場合、層厚は200〜500Å程度する必
要があり、Alの組成比が0.75以下の場合、層厚は
100〜200Å程度にする必要があり、Alの組成比
が1以下の場合、層厚は10〜100Å程度にする必要
がある。また、第1層は、第2層の厚み、Al組成比に
関係なく、10〜1000Å程度にすることが可能であ
るが、第2層の厚みと同程度であるのが好ましい。
In this case, the second layer must have a thickness of about 200 to 500 ° when the Al composition ratio is 0.5 or less, and when the Al composition ratio is 0.75 or less, The thickness needs to be about 100 to 200 °, and when the Al composition ratio is 1 or less, the layer thickness needs to be about 10 to 100 °. The thickness of the first layer can be about 10 to 1000 ° regardless of the thickness of the second layer and the Al composition ratio, but is preferably about the same as the thickness of the second layer.

【0014】また、前記電流ブロック層がAlGaNか
らなる第1層と、該第1層よりもAl組成が大きいAl
GaNからなる第2層とが交互に繰り返し積層されてい
る超格子構造である場合、Al組成が大きい第2層は個
々の層の層厚が小さくてよいため、電流ブロック層とク
ラッド層等の下地となる層との間の熱膨張係数の差に基
づく歪みは緩和される。
Further, the current blocking layer is made of a first layer made of AlGaN, and an Al composition having a larger Al composition than the first layer.
In the case of a superlattice structure in which second layers made of GaN are alternately and repeatedly laminated, the second layer having a large Al composition may have a small layer thickness of each layer. The distortion due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the base layer and the underlying layer is reduced.

【0015】また、本発明は、上述の前記電流ブロック
層がAlXGa1-XNからなる半導体レーザにおいて、前
記電流ブロック層の超格子構造を構成する層のうち、A
l組成の大きい層の方が、Al組成の小さい層若しくは
Alを含有しない層よりもキャリア濃度が小さいことを
特徴とする。
Further, according to the present invention, in the above-mentioned semiconductor laser in which the current blocking layer is made of Al x Ga 1 -xN, among the layers constituting the superlattice structure of the current blocking layer, A
A layer having a large l composition has a lower carrier concentration than a layer having a small Al composition or a layer containing no Al.

【0016】この場合、電流ブロック層内のバンド障壁
が高くなり、電流ブロック層での電流のブロック作用が
向上する。
In this case, the band barrier in the current blocking layer is increased, and the current blocking function in the current blocking layer is improved.

【0017】また、本発明の半導体レーザは、前記電流
ブロック層がInYGa1-YN(但し、0≦Y≦1)から
なり、上記Yの値が異なる複数の層からなる超格子構造
であることを特徴とする。
Further, in the semiconductor laser according to the present invention, the current blocking layer is made of In Y Ga 1 -YN (where 0 ≦ Y ≦ 1), and the superlattice structure is made up of a plurality of layers having different values of Y. It is characterized by being.

【0018】この場合、電流ブロック層全体における平
均的なIn組成を大きくしたり、或いは電流ブロック層
の層厚を大きくしても、電流ブロック層の結晶性の低下
は抑えられる。このため、例えば、クラッド層よりもI
n組成を一層大きくすることが出来、電流ブロック層で
の光吸収に優れたロスガイド構造の半導体レーザを実現
できる。
In this case, even if the average In composition in the entire current block layer is increased, or the thickness of the current block layer is increased, a decrease in crystallinity of the current block layer can be suppressed. For this reason, for example, I
The n composition can be further increased, and a semiconductor laser having a loss guide structure excellent in light absorption in the current blocking layer can be realized.

【0019】例えば、前記電流ブロック層がGaNから
なる第1層と、InGaNからなる第2層とが交互に繰
り返し積層されている超格子構造である場合、Inを含
有する第2層の個々の層の層厚が小さくてよいため、電
流ブロック層とクラッド層等の下地となる層との間の格
子定数の差に基づく歪みは緩和される。
For example, when the current blocking layer has a superlattice structure in which a first layer made of GaN and a second layer made of InGaN are alternately and repeatedly laminated, the individual layers of the second layer containing In Since the thickness of the layer may be small, distortion based on the difference in lattice constant between the current blocking layer and the underlying layer such as the cladding layer is reduced.

【0020】尚、この場合、第2層は、Inの組成比が
0.4以下の場合、層厚は100〜300Å程度する必
要があり、Inの組成比が0.6以下の場合、層厚は1
0〜100Å程度にする必要がある。また、第1層は、
第2層の厚み、In組成比に関係なく、10〜1000
Å程度にすることが可能であるが、第2層の厚みと同程
度であるのが好ましい。
In this case, when the composition ratio of In is 0.4 or less, the thickness of the second layer needs to be about 100 to 300 °, and when the composition ratio of In is 0.6 or less, The thickness is 1
It needs to be about 0 to 100 °. Also, the first layer is
10 to 1000 regardless of the thickness of the second layer and the In composition ratio
Although it is possible to make it about Å, it is preferably about the same as the thickness of the second layer.

【0021】また、前記電流ブロック層がInGaNか
らなる第1層と、該第1層よりもIn組成が大きいIn
GaNからなる第2層とが交互に繰り返し積層されてい
る超格子構造である場合、In組成が大きい第2層の個
々の層の層厚が小さくてよいため、電流ブロック層とク
ラッド層等の下地となる層との間の格子定数の差に基づ
く歪みは緩和される。
Further, the current blocking layer has a first layer made of InGaN, and an In composition having a larger In composition than the first layer.
In the case of a superlattice structure in which second layers made of GaN are alternately and repeatedly laminated, the thickness of each of the second layers having a large In composition may be small, and thus the current blocking layer and the cladding layer may be used. Distortion due to the difference in lattice constant between the underlying layer and the underlying layer is reduced.

【0022】また、本発明は前記電流ブロック層がIn
YGa1-YNからなる半導体レーザにおいて、前記電流ブ
ロック層の超格子構造を構成する層のうち、In組成の
大きい層の方が、In組成の小さい層若しくはInを含
有しない層よりもキャリア濃度が大きいことを特徴とす
る。
Further, according to the present invention, the current blocking layer is preferably made of In.
In the semiconductor laser composed of YGa 1 -YN, a layer having a large In composition among layers constituting the superlattice structure of the current blocking layer has a higher carrier than a layer having a small In composition or a layer not containing In. It is characterized by high concentration.

【0023】この場合、電流ブロック層内のバンド障壁
が高くなり、電流ブロック層での電流の狭窄作用が向上
する。
In this case, the band barrier in the current block layer is increased, and the current constriction action in the current block layer is improved.

【0024】また、本発明の半導体レーザは、窒化物系
の半導体材料からなる第1クラッド層、活性層、第2ク
ラッド層が順に形成され、前記活性層に対して前記第2
クラッド層側に該活性層に流れる電流を狭窄する電流ブ
ロック層が形成された半導体レーザにおいて、前記電流
ブロック層は第1電流ブロック層と第2電流ブロック層
とが順に形成された層であり、前記第1電流ブロック層
がi型の半導体層からなる超格子構造であることを特徴
とする。
Further, in the semiconductor laser according to the present invention, a first clad layer, an active layer, and a second clad layer made of a nitride-based semiconductor material are sequentially formed, and the second clad layer is formed on the active layer.
In a semiconductor laser in which a current blocking layer for narrowing a current flowing through the active layer is formed on the cladding layer side, the current blocking layer is a layer in which a first current blocking layer and a second current blocking layer are sequentially formed, The first current blocking layer has a superlattice structure including an i-type semiconductor layer.

【0025】このような構成の半導体レーザでは、第1
電流ブロック層を構成する超格子構造の個々の層の層厚
が小さくなるため、第2クラッド層と電流ブロック層と
の間の歪みは緩和される。また、第2電流ブロック層と
第2クラッド層との間に高抵抗の第1電流ブロック層が
存在するため、順方向の電圧を印加した際、第2電流ブ
ロック層と第2クラッド層との間が空乏化され、素子容
量が低減し、その結果、光出力の立上り、立下りが速く
なる。
In the semiconductor laser having such a configuration, the first
Since the thickness of each layer of the superlattice structure constituting the current blocking layer is reduced, the strain between the second cladding layer and the current blocking layer is reduced. In addition, since a high-resistance first current blocking layer exists between the second current blocking layer and the second cladding layer, when a forward voltage is applied, the second current blocking layer and the second cladding layer may be in contact with each other. The space is depleted, the element capacitance is reduced, and as a result, the rise and fall of the light output become faster.

【0026】更に、本発明の半導体レーザは、前記第2
電流ブロック層が前記第2クラッド層とは異なる導電型
の半導体層を有する層であることを特徴とする。
Further, in the semiconductor laser according to the present invention,
The current blocking layer is a layer having a semiconductor layer of a conductivity type different from that of the second cladding layer.

【0027】この場合、上述の光出力の立上り、立下り
の速い半導体レーザにおいて、電流ブロック層での電流
をブロックする機能が高まる。
In this case, the function of blocking the current in the current blocking layer is enhanced in the above-described semiconductor laser having a fast rising and falling light output.

【0028】また、前記第2電流ブロック層が複数の層
からなる超格子構造であることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the second current blocking layer has a superlattice structure composed of a plurality of layers.

【0029】この場合、第2電流ブロック層全体におけ
る平均的なAl組成やIn組成を大きくしたり、或いは
電流ブロック層の層厚を大きくしても、第2電流ブロッ
ク層の結晶性の低下は抑えられる。このため、例えば、
第2クラッド層よりもAl組成を一層大きくすることに
より、導波路内への光閉じ込め効果に優れた実屈折率構
造の半導体レーザ、或いは第2クラッド層よりもIn組
成を一層大きくすることにより、電流ブロック層での光
吸収に優れたロスガイド構造の半導体レーザを実現出来
る。
In this case, even if the average Al composition or In composition in the entire second current block layer is increased, or the thickness of the current block layer is increased, the crystallinity of the second current block layer does not decrease. Can be suppressed. Thus, for example,
By increasing the Al composition further than the second cladding layer, by increasing the In composition further than the semiconductor laser having a real refractive index structure excellent in the light confinement effect in the waveguide or the second cladding layer, A semiconductor laser having a loss guide structure excellent in light absorption in the current blocking layer can be realized.

【0030】また、本発明の半導体レーザでは、前記第
1電流ブロック層には、Zn、Be、Ca及びCのうち
の少なくとも1つがドープされていることを特徴とす
る。
Further, in the semiconductor laser according to the present invention, the first current blocking layer is doped with at least one of Zn, Be, Ca and C.

【0031】この場合、第1電流ブロック層は、1.5
Ω・cm以上の十分な高抵抗の層となる。
In this case, the first current blocking layer has a thickness of 1.5
It becomes a layer having a sufficiently high resistance of Ω · cm or more.

【0032】また、本発明の半導体レーザでは、前記第
1電流ブロック層は、i型のGaNあるいはi型のIn
GaNからなる第1層と、該第1層よりもIn組成が大
きいi型のInGaNからなる第2層とが交互に繰り返
し積層されている超格子構造であることを特徴とする。
In the semiconductor laser according to the present invention, the first current blocking layer is formed of i-type GaN or i-type In.
It has a superlattice structure in which a first layer made of GaN and a second layer made of i-type InGaN having an In composition larger than that of the first layer are alternately and repeatedly stacked.

【0033】この場合、Inを含有しバンドギャップが
小さい電流ブロック層を有する半導体レーザにおいて
も、十分に素子容量を低減することが出来、その結果、
電流ブロック効果を高め、また光出力の立上り、立下り
を速めることが出来る。
In this case, even in a semiconductor laser having a current blocking layer containing In and having a small band gap, the device capacity can be sufficiently reduced, and as a result,
The current blocking effect can be enhanced, and the rise and fall of the light output can be accelerated.

【0034】更に、本発明の半導体レーザでは、前記第
1層が前記第2クラッド層に接していることを特徴とす
る。
Further, in the semiconductor laser according to the present invention, the first layer is in contact with the second clad layer.

【0035】これにより、バンドギャップの大きい第1
層が第2クラッド層に接するため、第2クラッド層から
電流ブロック層に向けてバンドギャップを段階的に小さ
くすることが出来る。これにより、光出力の立上り、立
下りは一層速くなる。
As a result, the first bandgap having a large band gap can be obtained.
Since the layer is in contact with the second cladding layer, the band gap can be gradually reduced from the second cladding layer toward the current blocking layer. As a result, the rise and fall of the light output become faster.

【0036】[0036]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0037】図1は本発明の実施の形態である第1実施
例の半導体レーザの構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【0038】この第1実施例の半導体レーザは、リッジ
導波型の半導体レーザであり、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−Al0.5
Ga0 .5Nからなる厚さ300Åのバッファ層2、アン
ドープのi−GaNからなる厚さ2μmのi−GaN層
3、Siドープのn−GaNからなる厚さ3μmのn−
GaN層4、Siドープのn−In0.1Ga0.9Nからな
る厚さ0.1μmのn−クラック防止層5、Siドープ
のn−Al0.10Ga0.90Nからなる厚さ0.7μmのn
−クラッド層6、Siドープのn−InGaNからなる
多重量子井戸構造の活性層7、Mgドープのp−Al
0.10Ga0.90Nからなる厚さ0.7μmのp−クラッド
層8、Mgドープのp−GaNからなる厚さ0.2μm
のp−キャップ層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。
The semiconductor laser of the first embodiment is a ridge waveguide type semiconductor laser, and undoped i-Al 0.5 is formed on the c-plane of the sapphire substrate 1 by MOCVD.
Ga 0 .5 thickness 300Å consisting of N buffer layer 2, a thickness of 3μm consisting n-GaN of the i-GaN layer 3, Si-doped thick 2μm of undoped i-GaN n-
A GaN layer 4, a 0.1 μm thick n-crack prevention layer 5 made of Si-doped n-In 0.1 Ga 0.9 N, and a 0.7 μm thick n-made of Si-doped n-Al 0.10 Ga 0.90 N
A cladding layer 6, an active layer 7 having a multiple quantum well structure made of Si-doped n-InGaN, and Mg-doped p-Al
A 0.7 μm thick p-cladding layer 8 made of 0.10 Ga 0.90 N and a 0.2 μm thick Mg-doped p-GaN
Are formed by a semiconductor wafer in which the p-cap layers 9 are sequentially laminated.

【0039】尚、活性層7は、GaNからなる厚さ0.
1μmの一対の光ガイド層の間に、In0.03Ga0.97
からなる厚さ60Åの障壁層とIn0.13Ga0.87Nから
なる厚さ30Åの井戸層とが交互に形成された多重量子
井戸構造である。
The active layer 7 is made of GaN and has a thickness of 0.1 mm.
In 0.03 Ga 0.97 N between a pair of 1 μm light guide layers.
Is a multiple quantum well structure in which barrier layers having a thickness of 60 ° and alternately well layers having a thickness of 30 ° made of In 0.13 Ga 0.87 N are formed.

【0040】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−
GaN層4の所定の深さまで除去されて電極形成面11
が形成されている。尚、p−クラッド層8のリッジ部1
0以外の平坦部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。
The semiconductor wafer is removed to a predetermined depth of the p-cladding layer 8 by reactive ion etching or reactive ion beam etching to form a stripe-shaped ridge portion 10.
The electrode forming surface 11 is removed to a predetermined depth of the GaN layer 4.
Are formed. The ridge portion 1 of the p-cladding layer 8
The thickness of the flat portion other than 0 is set to perform the transverse mode control.
It is preferably from 0.05 to 0.4 μm.

【0041】また、p−クラッド層8上のエッチング除
去部には、後述する超格子構造の厚さ0.5μmの電流
ブロック層12が形成されており、p−キャップ層9上
及び電流ブロック層12上には、Mgドープのp−Ga
Nからなる厚さ0.2μmのp−コンタクト層13が形
成されている。また、p−コンタクト層13の上面には
p−電極14が形成され、n−クラッド層4の電極形成
面11にはn−電極15が形成されている。
A 0.5 μm-thick current blocking layer 12 having a superlattice structure, which will be described later, is formed in the etched portion on the p-cladding layer 8. 12, Mg-doped p-Ga
A p-contact layer 13 made of N and having a thickness of 0.2 μm is formed. A p-electrode 14 is formed on the upper surface of the p-contact layer 13, and an n-electrode 15 is formed on the electrode forming surface 11 of the n-cladding layer 4.

【0042】電流ブロック層12は、図2に示すよう
に、Siドープのn−GaNからなる厚さ250Åの第
1層12aと、アンドープのi−Al0.30Ga0.70N或
いはSiが少量ドープされたn−Al0.30Ga0.70Nか
らなる厚さ250Åの第2層12bとが交互に10層づ
つ形成された超格子構造である。
As shown in FIG. 2, the current blocking layer 12 has a first layer 12a made of Si-doped n-GaN and having a thickness of 250 ° and a small amount of undoped i-Al 0.30 Ga 0.70 N or Si. It has a superlattice structure in which second layers 12b each made of n-Al 0.30 Ga 0.70 N and having a thickness of 250 ° are alternately formed in ten layers.

【0043】尚、第1層12aのSiドープのキャリア
濃度は3×1018cm-3である。また、第2層12bが
Siがドープされた層である場合、Siのドープのキャ
リア濃度は第1層12aよりも少ない1×1017cm-3
ある。
The first layer 12a has a Si-doped carrier concentration of 3 × 10 18 cm −3 . When the second layer 12b is a layer doped with Si, the carrier concentration of the Si doping is 1 × 10 17 cm −3 which is lower than that of the first layer 12a.
is there.

【0044】上述のような第1実施例の半導体レーザで
は、電流ブロック層12がAlを含有しない第1層12
aとAlを含有する第2層12bとが交互に繰り返し積
層された超格子構造であり、Al組成を含有する第2層
12bは個々の層厚が小さいため、p−クラッド層8と
の熱膨張係数の差に基づく歪みは緩和される。このた
め、電流ブロック層12は、単層で形成された場合と比
べて、結晶性を低下させること無く、Al組成を大きく
し、且つ厚みを大きくすることが出来る。
In the semiconductor laser of the first embodiment as described above, the current blocking layer 12 has the first layer 12 containing no Al.
a and a second layer 12b containing Al have a superlattice structure in which the layers are alternately and repeatedly laminated, and the second layer 12b containing an Al composition has a small individual layer thickness. The distortion based on the difference between the expansion coefficients is reduced. For this reason, the current blocking layer 12 can increase the Al composition and the thickness without lowering the crystallinity as compared with the case where the current blocking layer 12 is formed as a single layer.

【0045】また、電流ブロック層12は、Alを含有
しない第1層12aはキャリア濃度が大きく、Alを含
有する第2層12bはキャリア濃度が小さいため、電流
ブロック層12内のバンド障壁は図3に示すように高く
なり、電流ブロック効果が向上する。
In the current block layer 12, the first layer 12a containing no Al has a high carrier concentration, and the second layer 12b containing Al has a low carrier concentration. 3, the current blocking effect is improved.

【0046】また、第1実施例の他の例として、電流ブ
ロック層12を、Siドープのn−Al0.05Ga0.95
からなる厚さ250Åの第1層12aと、アンドープの
i−Al0.25Ga0.75N或いはSiが少量ドープされた
n−Al0.25Ga0.75Nからなる厚さ250Åの第2層
12bとが交互に10層づつ形成された超格子構造とし
ても良い。
As another example of the first embodiment, the current blocking layer 12 is made of Si-doped n-Al 0.05 Ga 0.95 N
The first layer 12a having a thickness of 250 ° and the second layer 12b having a thickness of 250 ° made of undoped i-Al 0.25 Ga 0.75 N or n-Al 0.25 Ga 0.75 N doped with a small amount of Si are alternately formed by 10. A superlattice structure formed layer by layer may be used.

【0047】これは、Al組成が小さい第1層12aと
Al組成が大きい第2層12bとの超格子構造により電
流ブロック層12を構成した例であり、この場合におい
ても、Al組成が大きい第2層12bは個々の層厚が小
さいため、p−クラッド層8との熱膨張係数の差に基づ
く歪みは緩和される。このため、電流ブロック層12
は、単層で形成された場合と比べて、結晶性を低下させ
ること無く、Al組成を大きくし、且つ厚みを大きくす
ることが出来る。
This is an example in which the current blocking layer 12 is formed by a super lattice structure of the first layer 12a having a small Al composition and the second layer 12b having a large Al composition. Since the thickness of each of the two layers 12b is small, distortion due to a difference in thermal expansion coefficient between the two layers 12b and the p-clad layer 8 is reduced. Therefore, the current blocking layer 12
Can increase the Al composition and increase the thickness without lowering the crystallinity as compared with the case where a single layer is formed.

【0048】また、電流ブロック層12は、Al組成が
小さい第1層12aはキャリア濃度が大きく、Al組成
が大きい第2層12bはキャリア濃度が小さいため、電
流ブロック層12内のバンド障壁は図3に示すように高
くなり、電流ブロック効果が向上する。
In the current blocking layer 12, the first layer 12a having a small Al composition has a high carrier concentration, and the second layer 12b having a large Al composition has a low carrier concentration. 3, the current blocking effect is improved.

【0049】以上のように、この第1実施例の半導体レ
ーザは、電流ブロック層12を、結晶性を低下させるこ
と無く、Al組成を大きくし、且つ厚みを大きくするこ
とが出来、導波路内に光が十分に閉じ込められ、しかも
電流ブロック効果が向上するため、発光効率の良い実屈
折率ガイド構造の半導体レーザとなる。
As described above, in the semiconductor laser of the first embodiment, the current blocking layer 12 can have a large Al composition and a large thickness without deteriorating the crystallinity. Since the light is sufficiently confined and the current blocking effect is improved, the semiconductor laser has a real refractive index guide structure with good luminous efficiency.

【0050】また、本発明の第2実施例の半導体レーザ
として、上記第1実施例の電流ブロック層12に代え
て、電流ブロック層12を、図4に示すように、アンド
ープのi−GaN或いはSiが少量ドープされたn−G
aNからなる厚さ250Åの第1層12cと、Siドー
プのn−In0.3Ga0.7Nからなる厚さ250Åの第2
層12dとが交互に10層づつ形成された超格子構造と
しても良い。
As the semiconductor laser of the second embodiment of the present invention, the current blocking layer 12 is replaced with an undoped i-GaN or an undoped i-GaN, as shown in FIG. N-G lightly doped with Si
The first layer 12c having a thickness of 250 ° made of aN and the second layer 12c having a thickness of 250 ° made of n-In 0.3 Ga 0.7 N doped with Si.
A superlattice structure in which the layers 12d and the layers 12d are alternately formed every ten layers may be used.

【0051】尚、第2層12dのSiドープのキャリア
濃度は3×1018cm-3である。また、第1層12cが
Siがドープされた層である場合、Siドープのキャリ
ア濃度は第2層12dよりも少ない1×1017cm-3
ある。
The carrier concentration of Si-doped second layer 12d is 3 × 10 18 cm −3 . When the first layer 12c is a layer doped with Si, the carrier concentration of Si doping is 1 × 10 17 cm −3 which is lower than that of the second layer 12d.

【0052】上述のような第2実施例の半導体レーザで
は、電流ブロック層12がInを含有しない第1層12
cとInを含有する第2層12dとが交互に繰り返し積
層された超格子構造であり、Inを含有する第2層12
dは個々の層厚が小さいため、p−クラッド層8との格
子定数の差に基づく歪みは緩和される。このため、電流
ブロック層12は、単層で形成された場合と比べて、結
晶性を低下させること無く、In組成を大きくし、且つ
厚みを大きくすることが出来る。
In the semiconductor laser of the second embodiment as described above, the current blocking layer 12 has the first layer 12 containing no In.
a superlattice structure in which c and second layers 12d containing In are alternately and repeatedly laminated, and the second layer 12 containing In
Since d has a small individual layer thickness, the strain due to the difference in lattice constant from the p-cladding layer 8 is reduced. Therefore, as compared with the case where the current block layer 12 is formed as a single layer, the In composition can be increased and the thickness can be increased without lowering the crystallinity.

【0053】また、電流ブロック層12は、Inを含有
しない第1層12cはキャリア濃度が小さく、Inを含
有する第2層12dはキャリア濃度が大きいため、電流
ブロック層12内のバンド障壁は図5に示すように高く
なり、電流ブロック効果が向上する。
In the current blocking layer 12, the first layer 12c containing no In has a low carrier concentration, and the second layer 12d containing In has a high carrier concentration. As shown in FIG. 5, the current blocking effect is improved.

【0054】また、第2実施例の他の例として、電流ブ
ロック層12を、アンドープのi−In0.05Ga0.95
或いはSiが少量ドープされたn−In0.05Ga0.95
からなる厚さ250Åの第1層12cと、Siドープの
n−In0.25Ga0.75Nからなる厚さ250Åの第2層
12dとが交互に10層づつ形成された超格子構造とし
ても良い。
As another example of the second embodiment, the current blocking layer 12 is made of undoped i-In 0.05 Ga 0.95 N
Alternatively, n-In 0.05 Ga 0.95 N doped with a small amount of Si
A superlattice structure in which first layers 12c having a thickness of 250 ° made of Si and n-In 0.25 Ga 0.75 N doped with Si and having second layers 12d having a thickness of 250 ° are alternately formed by 10 layers may be used.

【0055】これは、In組成が小さい第1層12cと
In組成が大きい第2層12dとの超格子構造により電
流ブロック層12を構成した例であり、この場合におい
ても、In組成が大きい第2層12dは個々の層厚が小
さいため、p−クラッド層8との格子定数の差に基づく
歪みは緩和される。このため、電流ブロック層12は、
単層で形成された場合と比べて、結晶性を低下させるこ
と無く、In組成を大きくし、且つ厚みを大きくするこ
とが出来る。
This is an example in which the current blocking layer 12 has a superlattice structure of the first layer 12c having a small In composition and the second layer 12d having a large In composition. In this case, the current blocking layer 12 also has a large In composition. Since the thickness of each of the two layers 12d is small, the distortion based on the difference in lattice constant between the two layers 12d and the p-clad layer 8 is reduced. Therefore, the current blocking layer 12
Compared with the case where a single layer is formed, the In composition can be increased and the thickness can be increased without lowering the crystallinity.

【0056】また、電流ブロック層12は、In組成が
小さい第1層12cはキャリア濃度が小さく、In組成
が大きい第2層12dはキャリア濃度が大きいため、電
流ブロック層12内のバンド障壁は、図5に示すように
高くなり、電流ブロック効果が向上する。
In the current blocking layer 12, the first layer 12c having a small In composition has a low carrier concentration, and the second layer 12d having a large In composition has a high carrier concentration. As shown in FIG. 5, the height is increased, and the current blocking effect is improved.

【0057】以上のように、この第2実施例の半導体レ
ーザは、電流ブロック層12を、結晶性を低下させるこ
と無く、In組成を大きくし、且つ厚みを大きくするこ
とが出来、電流ブロック層12で光が十分に減衰され、
しかも電流ブロック効果が向上するため、発光効率の良
いロスガイド構造の半導体レーザとなる。
As described above, in the semiconductor laser according to the second embodiment, the current blocking layer 12 can have a large In composition and a large thickness without deteriorating crystallinity. At 12, the light is attenuated enough,
In addition, since the current blocking effect is improved, the semiconductor laser has a loss guide structure with good luminous efficiency.

【0058】また、上述の第1、第2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6に
示すようなセルフアライン構造の半導体レーザにおいて
も、電流ブロック層を上述の実施例と同様に構成しても
よい。
In the first and second embodiments described above, the case where the present invention is applied to a ridge waveguide type semiconductor laser has been described. However, the present invention is not limited to such a structure, for example, as shown in FIG. Even in a semiconductor laser having a self-aligned structure, the current blocking layer may be configured in the same manner as in the above-described embodiment.

【0059】図6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i−Al0.5Ga0.5Nからなる厚さ
300Åのバッファ層22、厚さ2μmのアンドープの
i−GaN層23、厚さ3μmのSiドープのn−Ga
N層24、Siドープのn−In0.1Ga0.9Nからなる
厚さ0.1μmのクラック防止層25、Siドープのn
−Al0.1Ga0.9Nからなる厚さ0.7μmのn−クラ
ッド層26、Siドープのn−InGaNからなる多重
量子井戸構造の活性層27、Mgドープのp−Al0.1
Ga0.9Nからなる厚さ0.2μmの第1p−クラッド
層28、超格子構造の厚さ0.5μmの電流ブロック層
29、Mgドープのp−Al0.1Ga0.9N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3
1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は電流通路となる窓部35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−GaN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。
In FIG. 6, reference numeral 21 denotes a sapphire substrate. On the c-plane of the sapphire substrate 21, a buffer layer 22 made of undoped i-Al 0.5 Ga 0.5 N having a thickness of 300 ° and a thickness of 2 μm is formed by MOCVD. Undoped i-GaN layer 23, 3 μm thick Si-doped n-Ga
An N layer 24; a 0.1 μm-thick crack preventing layer 25 made of Si-doped n-In 0.1 Ga 0.9 N;
A 0.7 μm thick n-cladding layer 26 made of -Al 0.1 Ga 0.9 N, a multiple quantum well structure active layer 27 made of Si-doped n-InGaN, and Mg-doped p-Al 0.1
A first p-cladding layer 28 of 0.2 μm in thickness of Ga 0.9 N, a current blocking layer 29 of 0.5 μm in thickness of a superlattice structure, and a 0.5 μm thickness of p-Al 0.1 Ga 0.9 N doped with Mg. Second p-clad layer 30, Mg-doped p
-P-contact layer 3 made of GaN and having a thickness of 0.2 μm
1 are sequentially stacked.
In the current block layer 29, the window 35 serving as a current path is removed by etching. The electrode formation surface 32 is formed on the semiconductor wafer by removing the n-GaN layer 24 to a predetermined depth by reactive ion etching or reactive ion beam etching. A p-electrode 33 is formed on the upper surface of the p-contact layer 31, and an n-
An n-electrode 34 is formed on the electrode forming surface 32 of the cladding layer 24.

【0060】電流ブロック層29は、上述のリッジ導波
型の電流ブロック層12と同様の構成の超格子構造によ
り形成されており、発光効率の良い実屈折率ガイド構造
の半導体レーザ或いはロスガイド構造の半導体レーザと
なる。
The current blocking layer 29 is formed of a superlattice structure having the same structure as the above-mentioned ridge waveguide type current blocking layer 12, and has a real refractive index guide structure or a light guide structure with high luminous efficiency. Semiconductor laser.

【0061】尚、上述の実施例では、基板としてサファ
イア基板を用いたが、SiC、スピネル、GaN等の他
の材料で構成してもよい。
Although the sapphire substrate is used as the substrate in the above-described embodiment, the substrate may be made of another material such as SiC, spinel, and GaN.

【0062】また、電流ブロック層の半導体材料として
も、V族元素としてPやAsを有するものでもよい。
The semiconductor material of the current blocking layer may be a material having P or As as a group V element.

【0063】また、電流ブロック層の超格子構造を構成
する層へのドーピング材料としても、Siに代えてGe
等の他の元素でも良い。また、Zn等をドーピングして
高抵抗の電流ブロック層を構成してもよい。
As a doping material for a layer constituting the superlattice structure of the current blocking layer, Ge may be used instead of Si.
Other elements may be used. Further, a high resistance current block layer may be formed by doping Zn or the like.

【0064】次に、本発明の実施の形態である第3実施
例の半導体レーザについて説明する。
Next, a description will be given of a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【0065】図7は第3実施例の半導体レーザの構成を
示す断面図であり、図1と同一部分には同一符号を付
し、その説明は割愛する。
FIG. 7 is a sectional view showing the structure of the semiconductor laser according to the third embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and their description will be omitted.

【0066】この第3実施例の半導体レーザでは、電流
ブロック層12は、リッジ部10の両側面からp−クラ
ッド層8の上面に亘って形成されたi型の第1電流ブロ
ック層121と、該第1電流ブロック層121上に形成
されたn型の第2電流ブロック層122とからなる。
In the semiconductor laser according to the third embodiment, the current blocking layer 12 includes an i-type first current blocking layer 121 formed from both side surfaces of the ridge portion 10 to the upper surface of the p-cladding layer 8. An n-type second current block layer 122 is formed on the first current block layer 121.

【0067】第1電流ブロック層121は、図8に示す
ように、不純物がドープされたi−GaNからなる厚さ
250Åの第1層121aと、不純物がドープされたi
−InGaNからなる厚さ250Åの第2層121bと
が交互に10層ずつ形成された高抵抗の超格子構造であ
る。第1層121a及び第2層121bにドープされる
不純物としては、Zn(亜鉛)、Be(ベリリウム)、
Ca(カルシウム)、及びC(炭素)のうちの少なくと
も1つが用いられ、この不純物のドープにより、第1層
121a及び第2層121bはi型の半導体層となり、
高抵抗の層となる。尚、p−クラッド層8には、第1層
121aが接している。
As shown in FIG. 8, the first current blocking layer 121 includes a first layer 121a having a thickness of 250 ° made of i-GaN doped with an impurity and an i-GaN doped impurity.
A high-resistance superlattice structure in which second layers 121b each having a thickness of 250 ° and made of -InGaN are alternately formed in ten layers. The impurities doped into the first layer 121a and the second layer 121b include Zn (zinc), Be (beryllium),
At least one of Ca (calcium) and C (carbon) is used, and by doping this impurity, the first layer 121a and the second layer 121b become i-type semiconductor layers,
It becomes a high resistance layer. The first layer 121a is in contact with the p-clad layer 8.

【0068】また、第2電流ブロック層122は、図9
に示すように、アンドープのi−GaN或いはSiが少
量ドープされたn−GaNからなる厚さ250Åの第1
層122aと、Siドープのn−In0.3Ga0.7Nから
なる厚さ250Åの第2層122bとが交互に5層ずつ
形成された超格子構造である。尚、第2電流ブロック層
122上に、p−コンタクト層13が形成されている。
Further, the second current blocking layer 122 corresponds to FIG.
As shown in FIG. 1, a first layer having a thickness of 250 ° made of undoped i-GaN or n-GaN lightly doped with Si.
It has a superlattice structure in which five layers are alternately formed by layers 122a and 250 ° -thick second layers 122b made of Si-doped n-In 0.3 Ga 0.7 N. The p-contact layer 13 is formed on the second current block layer 122.

【0069】このような第3実施例の半導体レーザで
は、電流ブロック層12を構成する第1電流ブロック層
121及び第2電流ブロック層122が夫々、厚みの薄
い層からなる超格子構造であるため、電流ブロック層1
2とp−クラッド層8との格子定数の差に基づいて発生
する歪みは緩和される。このため、第1電流ブロック層
121及び第2電流ブロック層122はInの組成比を
大きくすることが出来、しかも全体の膜厚を大きくする
ことが出来る。
In the semiconductor laser according to the third embodiment, the first current block layer 121 and the second current block layer 122 constituting the current block layer 12 each have a superlattice structure composed of thin layers. , Current block layer 1
The distortion generated based on the difference between the lattice constants of p-cladding layer 2 and p-cladding layer 8 is reduced. For this reason, in the first current block layer 121 and the second current block layer 122, the composition ratio of In can be increased, and the overall film thickness can be increased.

【0070】また、p型のp−クラッド層8とn型の第
2電流ブロック層122との間に高抵抗の第1電流ブロ
ック層121が形成されているため、p−電極14とn
−電極15との間に順方向に電圧を印加した際、第2電
流ブロック層122とp−クラッド層8との間が十分に
空乏化され、素子容量が十分に低減される。このため、
電流ブロック層12で電流をブロックする機能が高まる
と共に、素子をパルス駆動した時の光出力の立上り、立
下りが速くなる。特に、第3実施例では、p−クラッド
層8と接する第1電流ブロック層121の第1層121
aがInを含まず、他の第2層121bよりもバンドギ
ャップの大きい層であるため、光出力の立上り、立下り
は一層速くなる。
Since the high-resistance first current block layer 121 is formed between the p-type p-clad layer 8 and the n-type second current block layer 122, the p-electrode 14 and the n-type
When a voltage is applied between the second current blocking layer 122 and the p-cladding layer 8 when a voltage is applied in the forward direction to the electrode 15, the depletion between the second current blocking layer 122 and the p-cladding layer 8 is sufficiently reduced, and the element capacitance is sufficiently reduced. For this reason,
The function of blocking the current in the current blocking layer 12 is enhanced, and the rise and fall of the optical output when the element is pulse-driven is increased. In particular, in the third embodiment, the first layer 121 of the first current blocking layer 121 in contact with the p-cladding layer 8 is used.
Since a does not contain In and has a larger band gap than the other second layer 121b, the rise and fall of the optical output become faster.

【0071】また、上述の第3実施例では、第1電流ブ
ロック層121の第1層121a、及び第2電流ブロッ
ク層122の第1層122aを、GaNにより形成した
が、第1層121a、122aのうちの少なくとも1層
をInを含有する層、例えば、In0.05Ga0.95Nによ
り形成してもよい。
In the above-described third embodiment, the first layer 121a of the first current blocking layer 121 and the first layer 122a of the second current blocking layer 122 are formed of GaN. layer containing in at least one layer of 122a, for example, may be formed by in 0.05 Ga 0.95 N.

【0072】このような構成においても、上述の第3実
施例と同様に、電流ブロック層12で電流をブロックす
る機能が高まると共に、素子をパルス駆動した時の光出
力の立上り、立下りが速くなる。特に、p−クラッド層
8と接する第1電流ブロック層121の第1層121a
が、他の第2層121bよりもInの組成比が小さく、
バンドギャップの大きい層である場合、光出力の立上
り、立下りは一層速くなる。
In such a configuration, as in the third embodiment described above, the function of blocking the current in the current blocking layer 12 is enhanced, and the rise and fall of the optical output when the element is pulse-driven are fast. Become. In particular, the first layer 121a of the first current blocking layer 121 in contact with the p-clad layer 8
However, the composition ratio of In is smaller than that of the other second layer 121b,
In the case of a layer having a large band gap, the rise and fall of the light output become faster.

【0073】以上のように、この第3実施例の半導体レ
ーザは、電流ブロック層12を、結晶性を低下させるこ
と無く、In組成を大きくし、且つ厚みを大きくするこ
とが出来、電流ブロック層12で光が十分に減衰され、
しかも電流ブロック効果が向上し、それに加え、素子容
量が小さくなるため、発光効率が良く、高速動作可能な
ロスガイド構造の半導体レーザとなる。
As described above, in the semiconductor laser according to the third embodiment, the current blocking layer 12 can have a large In composition and a large thickness without deteriorating crystallinity. At 12, the light is attenuated enough,
In addition, since the current blocking effect is improved and the element capacitance is reduced, a semiconductor laser having a light guide structure with good luminous efficiency and high-speed operation can be obtained.

【0074】また、上述の第3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10に示す
ようなセルフアライン構造の半導体レーザにおいても、
電流ブロック層を上述の実施例と同様に構成してもよ
い。
In the third embodiment described above, the case where the present invention is applied to a ridge waveguide type semiconductor laser has been described. However, the present invention is not limited to such a structure, for example, a self-aligned structure as shown in FIG. In semiconductor lasers with a structure,
The current blocking layer may be configured in the same manner as in the above-described embodiment.

【0075】尚、上述の第3実施例では、基板としてサ
ファイア基板を用いたが、SiC、スピネル、GaN等
の他の材料で構成してもよい。
Although the sapphire substrate is used as the substrate in the third embodiment, it may be made of other materials such as SiC, spinel, and GaN.

【0076】また、電流ブロック層の半導体材料として
も、V族元素としてPやAsを有するものでもよい。
The semiconductor material of the current blocking layer may be a material having P or As as a group V element.

【0077】また、第2電流ブロック層の超格子構造を
構成する層へのドーピング材料としても、Siに代えて
Ge等の他の元素でも良い。また、Zn等をドーピング
して高抵抗の電流ブロック層を構成してもよい。
Further, as a doping material for the layer constituting the superlattice structure of the second current blocking layer, another element such as Ge may be used instead of Si. Further, a high resistance current block layer may be formed by doping Zn or the like.

【0078】尚、本発明の実施の形態では、n型、p
型、i型を夫々、n−、p−、i−と略記している。
In the embodiment of the present invention, n-type, p-type
The type and i-type are abbreviated as n-, p-, and i-, respectively.

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明に依れば、クラック等の結晶性の
低下を抑えた状態で、電流ブロック層を十分な厚みだけ
形成することが出来、また、Al組成、In組成等を大
きくすることが出来、電流ブロック層における光閉じ込
め効果或いは光吸収効果に優れた半導体レーザを提供し
得る。
According to the present invention, the current block layer can be formed with a sufficient thickness while suppressing the crystallinity such as cracks, and the Al composition, the In composition and the like can be increased. Accordingly, a semiconductor laser having an excellent light confinement effect or light absorption effect in the current blocking layer can be provided.

【0080】また、本発明に依れば、上述の効果に加え
て、素子容量が小さくなるため、発光効率が向上し、高
速動作可能な半導体レーザを提供し得る。
Further, according to the present invention, in addition to the above-mentioned effects, since the element capacitance is reduced, the semiconductor laser which can improve luminous efficiency and operate at high speed can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を用いた第1、第2実施例のリッジ導波
型の半導体レーザの全体構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a ridge waveguide type semiconductor laser according to first and second embodiments using the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の半導体レーザにおける電
流ブロック層の構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a current blocking layer in the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施例の半導体レーザにおける電
流ブロック層のエネルギーバンドを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an energy band of a current blocking layer in the semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例の半導体レーザにおける電
流ブロック層の構成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a current blocking layer in a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2実施例の半導体レーザにおける電
流ブロック層のエネルギーバンドを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an energy band of a current blocking layer in a semiconductor laser according to a second embodiment of the present invention.

【図6】第1、第2実施例に対応するセルフアライン構
造の半導体レーザの全体構成を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a semiconductor laser having a self-aligned structure corresponding to the first and second embodiments.

【図7】本発明を用いた第3実施例のリッジ導波型の半
導体レーザの全体構成を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a ridge waveguide type semiconductor laser according to a third embodiment using the present invention.

【図8】本発明の第3実施例の半導体レーザにおける電
流ブロック層の構成を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a current blocking layer in a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施例の半導体レーザにおける電
流ブロック層の構成を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a configuration of a current blocking layer in a semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図10】第3実施例に対応するセルフアライン構造の
半導体レーザの全体構成を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the entire configuration of a semiconductor laser having a self-aligned structure corresponding to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

7 活性層 12 電流ブロック層 12a 第1層 12b 第2層 12c 第1層 12d 第2層 27 活性層 29 電流ブロック層 121 第1電流ブロック層 121a 第1層 121b 第2層 122 第2電流ブロック層 122a 第1層 122b 第2層 7 active layer 12 current blocking layer 12a first layer 12b second layer 12c first layer 12d second layer 27 active layer 29 current blocking layer 121 first current blocking layer 121a first layer 121b second layer 122 second current blocking layer 122a first layer 122b second layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 狩野 隆司 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 野村 康彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takashi Kano 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yasuhiko Nomura 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物系の半導体材料からなる活性層を
有する半導体レーザであって、前記活性層に流れる電流
を狭窄する電流ブロック層が複数の層からなる超格子構
造であることを特徴とする半導体レーザ。
1. A semiconductor laser having an active layer made of a nitride-based semiconductor material, wherein a current block layer for narrowing a current flowing through the active layer has a superlattice structure made up of a plurality of layers. Semiconductor laser.
【請求項2】 前記電流ブロック層がAlXGa1-X
(但し、0≦X≦1)からなり、上記Xの値が異なる複
数の層からなる超格子構造であることを特徴とする請求
項1記載の半導体レーザ。
2. The method according to claim 1, wherein said current blocking layer is made of Al x Ga 1 -xN.
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser has a superlattice structure including a plurality of layers (0 ≦ X ≦ 1) and different values of X.
【請求項3】 前記電流ブロック層がGaNからなる第
1層と、AlGaNからなる第2層とが交互に繰り返し
積層されている超格子構造であることを特徴とする請求
項2記載の半導体レーザ。
3. The semiconductor laser according to claim 2, wherein said current blocking layer has a superlattice structure in which a first layer made of GaN and a second layer made of AlGaN are alternately and repeatedly laminated. .
【請求項4】 前記電流ブロック層がAlGaNからな
る第1層と、該第1層よりもAl組成が大きいAlGa
Nからなる第2層とが交互に繰り返し積層されている超
格子構造であることを特徴とする請求項2記載の半導体
レーザ。
4. A current blocking layer comprising a first layer made of AlGaN, and an AlGa having a larger Al composition than the first layer.
3. The semiconductor laser according to claim 2, wherein the semiconductor laser has a superlattice structure in which second layers made of N are alternately and repeatedly stacked.
【請求項5】 前記電流ブロック層の超格子構造を構成
する層のうち、Al組成の大きい層の方が、Al組成の
小さい層若しくはAlを含有しない層よりもキャリア濃
度が小さいことを特徴とする請求項2、3又は4記載の
半導体レーザ。
5. A layer comprising a superlattice structure of the current blocking layer, wherein a layer having a large Al composition has a lower carrier concentration than a layer having a small Al composition or a layer not containing Al. The semiconductor laser according to claim 2, 3 or 4, wherein:
【請求項6】 前記電流ブロック層がInYGa1-Y
(但し、0≦Y≦1)からなり、上記Yの値が異なる複
数の層からなる超格子構造であることを特徴とする請求
項1記載の半導体レーザ。
Wherein said current blocking layer is In Y Ga 1-Y N
2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein the semiconductor laser has a superlattice structure including a plurality of layers (0 ≦ Y ≦ 1) and different values of Y.
【請求項7】 前記電流ブロック層がGaNからなる第
1層と、InGaNからなる第2層とが交互に繰り返し
積層されている超格子構造であることを特徴とする請求
項6記載の半導体レーザ。
7. The semiconductor laser according to claim 6, wherein the current blocking layer has a superlattice structure in which a first layer made of GaN and a second layer made of InGaN are alternately and repeatedly stacked. .
【請求項8】 前記電流ブロック層がInGaNからな
る第1層と、該第1層よりもIn組成が大きいInGa
Nからなる第2層とが交互に繰り返し積層されている超
格子構造であることを特徴とする請求項6記載の半導体
レーザ。
8. A first layer in which the current blocking layer is made of InGaN, and InGa having an In composition larger than that of the first layer.
7. The semiconductor laser according to claim 6, wherein the semiconductor laser has a superlattice structure in which second layers made of N are alternately and repeatedly laminated.
【請求項9】 前記電流ブロック層の超格子構造を構成
する層のうち、In組成の大きい層の方が、In組成の
小さい層若しくはInを含有しない層よりもキャリア濃
度が大きいことを特徴とする請求項6、7又は8記載の
半導体レーザ。
9. A layer comprising a superlattice structure of the current blocking layer, wherein a layer having a large In composition has a higher carrier concentration than a layer having a small In composition or a layer not containing In. 9. The semiconductor laser according to claim 6, 7 or 8, wherein:
【請求項10】 窒化物系の半導体材料からなる第1ク
ラッド層、活性層、第2クラッド層が順に形成され、前
記活性層に対して前記第2クラッド層側に該活性層に流
れる電流を狭窄する電流ブロック層が形成された半導体
レーザにおいて、前記電流ブロック層は第1電流ブロッ
ク層と第2電流ブロック層とが順に形成された層であ
り、前記第1電流ブロック層がi型の半導体層からなる
超格子構造であることを特徴とする半導体レーザ。
10. A first cladding layer, an active layer, and a second cladding layer made of a nitride-based semiconductor material are sequentially formed, and a current flowing through the active layer is provided on the side of the second cladding layer with respect to the active layer. In a semiconductor laser having a constricted current block layer, the current block layer is a layer in which a first current block layer and a second current block layer are sequentially formed, and the first current block layer is an i-type semiconductor. A semiconductor laser having a superlattice structure composed of layers.
【請求項11】 前記第2電流ブロック層が前記第2ク
ラッド層とは異なる導電型の半導体層を有する層である
ことを特徴とする請求項10記載の半導体レーザ。
11. The semiconductor laser according to claim 10, wherein said second current blocking layer is a layer having a semiconductor layer of a conductivity type different from that of said second cladding layer.
【請求項12】 前記第2電流ブロック層が複数の層か
らなる超格子構造であることを特徴とする請求項11記
載の半導体レーザ。
12. The semiconductor laser according to claim 11, wherein said second current blocking layer has a superlattice structure composed of a plurality of layers.
【請求項13】 前記第1電流ブロック層には、Zn、
Be、Ca及びCのうちの少なくとも1つがドープされ
ていることを特徴とする請求項10、11又は12記載
の半導体レーザ。
13. The first current blocking layer includes Zn,
13. The semiconductor laser according to claim 10, wherein at least one of Be, Ca, and C is doped.
【請求項14】 前記第1電流ブロック層は、i型のG
aNあるいはi型のInGaNからなる第1層と、該第
1層よりもIn組成が大きいi型のInGaNからなる
第2層とが交互に繰り返し積層されている超格子構造で
あることを特徴とする請求項10、11、12又は13
記載の半導体レーザ。
14. The first current blocking layer comprises an i-type G layer.
It has a superlattice structure in which a first layer made of aN or i-type InGaN and a second layer made of i-type InGaN having a larger In composition than the first layer are alternately and repeatedly laminated. Claims 10, 11, 12, or 13
A semiconductor laser as described in the above.
【請求項15】 前記第1層が前記第2クラッド層に接
していることを特徴とする請求項14記載の半導体レー
ザ。
15. The semiconductor laser according to claim 14, wherein said first layer is in contact with said second cladding layer.
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