JP2002111136A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プロセス条件を合わせることによりモノリシッ
ク集積化を可能にし、かつ、結晶成長が容易で高温、高
出力で動作する半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 本発明の波長７８０ｎｍ帯における半導
体レーザ装置は、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶からなるクラッ
ド層と、ＡｌＧａＡｓ系混晶からなる量子井戸層と、Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ1-xＡｌx）0.5Ｐ（０≦ｘ≦０．２）からな
るバリア層と、ＡｌvＧａ1-vＡｓ（０．２≦ｖ≦０．
６）又はＩｎ0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ（０．２≦ｘ≦
０．６）からなる光ガイド層とを具備することにより、
活性層へのキャリア閉じ込めを向上させ、高温、高出力
動作が可能で、かつ、波長６５０ｎｍ帯における半導体
レーザとのモノリシック集積化が容易な半導体レーザ装
置を提供することが可能になる。
ク集積化を可能にし、かつ、結晶成長が容易で高温、高
出力で動作する半導体レーザ装置を提供する。 【解決手段】 本発明の波長７８０ｎｍ帯における半導
体レーザ装置は、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶からなるクラッ
ド層と、ＡｌＧａＡｓ系混晶からなる量子井戸層と、Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ1-xＡｌx）0.5Ｐ（０≦ｘ≦０．２）からな
るバリア層と、ＡｌvＧａ1-vＡｓ（０．２≦ｖ≦０．
６）又はＩｎ0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ（０．２≦ｘ≦
０．６）からなる光ガイド層とを具備することにより、
活性層へのキャリア閉じ込めを向上させ、高温、高出力
動作が可能で、かつ、波長６５０ｎｍ帯における半導体
レーザとのモノリシック集積化が容易な半導体レーザ装
置を提供することが可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザ装置に
係り、特に波長６５０ｎｍ帯におけるレーザダイオード
とのモノリシック集積化に適し、高温、高出力動作が可
能な波長７８０ｎｍ帯の多量子井戸構造の半導体レーザ
装置に関するものである。
係り、特に波長６５０ｎｍ帯におけるレーザダイオード
とのモノリシック集積化に適し、高温、高出力動作が可
能な波長７８０ｎｍ帯の多量子井戸構造の半導体レーザ
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザには、ＡｌＧａＡｓ
系混晶を用いた発振波長７８０ｎｍ帯、及びＩｎＧａＡ
ｌＰ系混晶を用いた発振波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ帯
のものがある。近年、発振波長６５０ｎｍ帯の半導体レ
ーザは、ＤＶＤ(DigitalVersatile Disk)用光源として
実用化が進み、ディスクへの書き込みに用いる高出力の
多量子井戸構造（以下ＭＱＷ；Multiple Quantum Well
と略称する）の半導体レーザや、上記の７８０ｎｍ帯の
半導体レーザを共通の単結晶基板上に形成した集積型半
導体レーザ装置の開発も活発に行われている。
系混晶を用いた発振波長７８０ｎｍ帯、及びＩｎＧａＡ
ｌＰ系混晶を用いた発振波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ帯
のものがある。近年、発振波長６５０ｎｍ帯の半導体レ
ーザは、ＤＶＤ(DigitalVersatile Disk)用光源として
実用化が進み、ディスクへの書き込みに用いる高出力の
多量子井戸構造（以下ＭＱＷ；Multiple Quantum Well
と略称する）の半導体レーザや、上記の７８０ｎｍ帯の
半導体レーザを共通の単結晶基板上に形成した集積型半
導体レーザ装置の開発も活発に行われている。
【０００３】通常、発振波長７８０ｎｍ帯の半導体レー
ザは、活性層を成す量子井戸層及びバリア層と、ガイド
層と、クラッド層にＡｌＧａＡｓ系混晶が用いられ、そ
の組成をＡｌxＧａ1-xＡｓと表示すれば、量子井戸層の
組成はｘ≦０．１５、ガイド層及びバリア層の組成は
０．３≦ｘ≦０．４、クラッド層の組成はｘ≧０．５の
範囲のものが用いられる。
ザは、活性層を成す量子井戸層及びバリア層と、ガイド
層と、クラッド層にＡｌＧａＡｓ系混晶が用いられ、そ
の組成をＡｌxＧａ1-xＡｓと表示すれば、量子井戸層の
組成はｘ≦０．１５、ガイド層及びバリア層の組成は
０．３≦ｘ≦０．４、クラッド層の組成はｘ≧０．５の
範囲のものが用いられる。
【０００４】図６は、発振波長７８０ｎｍ帯における従
来の半導体レーザの構造を示す断面図である。図６に示
す半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１と、ｎ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０２と、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓガイド層１０３と、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇ
ａ0.7Ａｓ ＭＱＷ活性層１０４と、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ
ガイド層１０５と、ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層
１０６と、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０７と、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２１と、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２
と、下部のｎ−電極３１と、上部のｐ−電極３２から構
成される。
来の半導体レーザの構造を示す断面図である。図６に示
す半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１と、ｎ−Ａｌ
0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層１０２と、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａ
ｓガイド層１０３と、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇ
ａ0.7Ａｓ ＭＱＷ活性層１０４と、Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓ
ガイド層１０５と、ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッド層
１０６と、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０７と、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２１と、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２
と、下部のｎ−電極３１と、上部のｐ−電極３２から構
成される。
【０００５】ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１は、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ａｓガイド層１０５の上にｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓクラッド層１０６と、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０
７とを順次成長し、次にｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッ
ド層１０６の途中までをエッチング除去することにより
ストライプ状のリッジ型導波路に形成した後、エッチン
グされた部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１を埋め込
み、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２を成長することによ
り形成される。
Ｇａ0.7Ａｓガイド層１０５の上にｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5
Ａｓクラッド層１０６と、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０
７とを順次成長し、次にｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓクラッ
ド層１０６の途中までをエッチング除去することにより
ストライプ状のリッジ型導波路に形成した後、エッチン
グされた部分にｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１を埋め込
み、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２を成長することによ
り形成される。
【０００６】この半導体レーザは、ｐ型クラッド層がＡ
ｌＧａＡｓ系混晶からなり、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶のク
ラッド層を有する波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザとプ
ロセス条件が異なるため、同一基板上に集積化すること
は困難である。
ｌＧａＡｓ系混晶からなり、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶のク
ラッド層を有する波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザとプ
ロセス条件が異なるため、同一基板上に集積化すること
は困難である。
【０００７】図７は、波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザ
とプロセス条件を揃えるため、クラッド層にＩｎＧａＡ
ｌＰ系混晶を用いる場合を示す構造断面図である。図７
に示す半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１と、ｎ−Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２と、Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓガイド層１０３と、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ
／Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＡｓＭＱＷ活性層１０４と、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ａｓガイド層１０５と、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ
0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層６と、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ
0.5Ｐエッチングストップ層２０と、第２ｐ−Ｉｎ
0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８と、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２１と、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２
と、下部のｎ−電極３１と、上部のｐ−電極３２から構
成される。
とプロセス条件を揃えるため、クラッド層にＩｎＧａＡ
ｌＰ系混晶を用いる場合を示す構造断面図である。図７
に示す半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板１と、ｎ−Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２と、Ａｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓガイド層１０３と、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ
／Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＡｓＭＱＷ活性層１０４と、Ａｌ0.3
Ｇａ0.7Ａｓガイド層１０５と、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ
0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層６と、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ
0.5Ｐエッチングストップ層２０と、第２ｐ−Ｉｎ
0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８と、ｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２１と、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２
と、下部のｎ−電極３１と、上部のｐ−電極３２から構
成される。
【０００８】第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ
クラッド層８は、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層６の上にｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチ
ングストップ層２０と第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐクラッド層８を順次成長し、次に第２ｐ−Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の両側をｐ
−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０に達する
までエッチング除去することにより第２ｐ−Ｉｎ
0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８をストライプ
状のリッジ型導波路を形成した後、第２ｐ−Ｉｎ
0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の除去部分を
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１で埋め込み、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層２２を成長することにより形成される。
クラッド層８は、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層６の上にｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチ
ングストップ層２０と第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐクラッド層８を順次成長し、次に第２ｐ−Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の両側をｐ
−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０に達する
までエッチング除去することにより第２ｐ−Ｉｎ
0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８をストライプ
状のリッジ型導波路を形成した後、第２ｐ−Ｉｎ
0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の除去部分を
ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１で埋め込み、ｐ−ＧａＡｓ
コンタクト層２２を成長することにより形成される。
【０００９】図７に示す半導体レーザは、Ａｌ0.3Ｇａ
0.7Ａｓからなるガイド層１０３、１０５、及びＡｌ0.1
Ｇａ0.9Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＡｓからなるＭＱＷ活性
層１０４と、ｎ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐから
なるクラッド層２、第１クラッド層６、第２クラッド層
８との間の屈折率差が大きく、光閉じ込めの効果が過大
となるため、活性層の開口部から放射されるレーザビー
ムの垂直方向の放射角度が大きくなるという問題があっ
た。
0.7Ａｓからなるガイド層１０３、１０５、及びＡｌ0.1
Ｇａ0.9Ａｓ／Ａｌ0.3Ｇａ0.7ＡｓからなるＭＱＷ活性
層１０４と、ｎ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐから
なるクラッド層２、第１クラッド層６、第２クラッド層
８との間の屈折率差が大きく、光閉じ込めの効果が過大
となるため、活性層の開口部から放射されるレーザビー
ムの垂直方向の放射角度が大きくなるという問題があっ
た。
【００１０】放射角度を小さくするため、例えばＡｌ
0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるガイド層１０３、１０５及びＭ
ＱＷ活性層１０４のバリア層の組成を変えてＡｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓを用いることも考えられるが、このようにす
れば、ＭＱＷ活性層１０４のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからな
るバリア層とＡｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなる量子井戸層と
の間のバンドギャップの差が過大となり、ＭＱＷ活性層
１０４の内部におけるキャリア分布及び利得分布が不均
一になって、高次のモードが発生し易くなる等の不都合
が生じる。
0.3Ｇａ0.7Ａｓからなるガイド層１０３、１０５及びＭ
ＱＷ活性層１０４のバリア層の組成を変えてＡｌ0.5Ｇ
ａ0.5Ａｓを用いることも考えられるが、このようにす
れば、ＭＱＷ活性層１０４のＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓからな
るバリア層とＡｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓからなる量子井戸層と
の間のバンドギャップの差が過大となり、ＭＱＷ活性層
１０４の内部におけるキャリア分布及び利得分布が不均
一になって、高次のモードが発生し易くなる等の不都合
が生じる。
【００１１】また、ガイド層１０３、１０５及びＭＱＷ
活性層１０４のバリア層の組成を別にして、ガイド層１
０３、１０５のみの組成を変更することも考えられる
が、このようにすれば形成する層の種類が多くなり、構
造が複雑で結晶成長が困難になる等の問題があった。
活性層１０４のバリア層の組成を別にして、ガイド層１
０３、１０５のみの組成を変更することも考えられる
が、このようにすれば形成する層の種類が多くなり、構
造が複雑で結晶成長が困難になる等の問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザのプロセス条件を波長
６５０ｎｍ帯の半導体レーザと合わせることにより、両
者のモノリシック集積化に適し、高温、高出力動作が可
能な波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザを提供しようとす
れば、ＭＱＷ活性層の内部におけるキャリア分布及び利
得分布が不均一になって、高次のモードが発生し易くな
るという問題があった。
波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザのプロセス条件を波長
６５０ｎｍ帯の半導体レーザと合わせることにより、両
者のモノリシック集積化に適し、高温、高出力動作が可
能な波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザを提供しようとす
れば、ＭＱＷ活性層の内部におけるキャリア分布及び利
得分布が不均一になって、高次のモードが発生し易くな
るという問題があった。
【００１３】また、これを回避するためガイド層及びバ
リア層の組成を別にして、ガイド層のみの組成を変更し
ようとすれば、形成する層の種類が多くなり、構造が複
雑で結晶成長が困難になる等の問題があった。
リア層の組成を別にして、ガイド層のみの組成を変更し
ようとすれば、形成する層の種類が多くなり、構造が複
雑で結晶成長が困難になる等の問題があった。
【００１４】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザとプロセス
条件を合わせることによりモノリシック集積化を可能に
し、かつ、結晶成長が容易で高温、高出力で動作する波
長７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を提供することを目
的とする。
たもので、波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザとプロセス
条件を合わせることによりモノリシック集積化を可能に
し、かつ、結晶成長が容易で高温、高出力で動作する波
長７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置を提供することを目
的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の波長７８０ｎｍ
帯における半導体レーザ装置は、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶
からなるクラッド層と、ＡｌＧａＡｓ系混晶からなる量
子井戸層と、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-xＡｌx）0.5Ｐ（０≦ｘ≦
０．２）からなるバリア層と、ＡｌvＧａ1-vＡｓ（０．
２≦ｖ≦０．６）又はＩｎ0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ
（０．２≦ｘ≦０．４）からなるガイド層とを具備する
ことにより、活性層へのキャリア閉じ込めを向上させ、
高温、高出力動作が可能で、かつ波長６５０ｎｍ帯にお
ける半導体レーザとのモノリシック集積化が容易な半導
体レーザ装置を提供することを主な特徴とする。
帯における半導体レーザ装置は、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶
からなるクラッド層と、ＡｌＧａＡｓ系混晶からなる量
子井戸層と、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-xＡｌx）0.5Ｐ（０≦ｘ≦
０．２）からなるバリア層と、ＡｌvＧａ1-vＡｓ（０．
２≦ｖ≦０．６）又はＩｎ0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ
（０．２≦ｘ≦０．４）からなるガイド層とを具備する
ことにより、活性層へのキャリア閉じ込めを向上させ、
高温、高出力動作が可能で、かつ波長６５０ｎｍ帯にお
ける半導体レーザとのモノリシック集積化が容易な半導
体レーザ装置を提供することを主な特徴とする。
【００１６】具体的には本発明の半導体レーザ装置は、
単結晶基板上に形成された多層構造からなる半導体レー
ザ装置において、前記多層構造は多重量子井戸構造から
なる活性層と、少なくとも前記活性層の上下両面のいず
れか一方に接するように形成されたガイド層と、少なく
とも前記活性層及び前記ガイド層からなる積層構造の下
面に接するように前記積層構造と単結晶基板との間に形
成された第１導電型の第１クラッド層と、前記積層構造
上に形成された第２導電型の第２クラッド層とを具備
し、前記多重量子井戸構造の量子井戸層の組成は、Ａｌ
xＧａ1-xＡｓ（ｘ≦０．１５）であり、前記第１、第２
クラッド層の組成は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-yＡｌy）0.5Ｐ
（ｙ≧０．４）であって、かつ、前記多重量子井戸構造
のバリア層の組成は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5Ｐ
（０≦ｚ≦０．２）であることを特徴とする。
単結晶基板上に形成された多層構造からなる半導体レー
ザ装置において、前記多層構造は多重量子井戸構造から
なる活性層と、少なくとも前記活性層の上下両面のいず
れか一方に接するように形成されたガイド層と、少なく
とも前記活性層及び前記ガイド層からなる積層構造の下
面に接するように前記積層構造と単結晶基板との間に形
成された第１導電型の第１クラッド層と、前記積層構造
上に形成された第２導電型の第２クラッド層とを具備
し、前記多重量子井戸構造の量子井戸層の組成は、Ａｌ
xＧａ1-xＡｓ（ｘ≦０．１５）であり、前記第１、第２
クラッド層の組成は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-yＡｌy）0.5Ｐ
（ｙ≧０．４）であって、かつ、前記多重量子井戸構造
のバリア層の組成は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5Ｐ
（０≦ｚ≦０．２）であることを特徴とする。
【００１７】好ましくは、本発明の半導体レーザ装置に
おいて、少なくとも前記活性層の上下両面のいずれか一
方に接するように形成されたガイド層の組成はＡｌvＧ
ａ1-vＡｓ（０．２≦ｖ≦０．６）であることを特徴と
する。
おいて、少なくとも前記活性層の上下両面のいずれか一
方に接するように形成されたガイド層の組成はＡｌvＧ
ａ1-vＡｓ（０．２≦ｖ≦０．６）であることを特徴と
する。
【００１８】また好ましくは、本発明の半導体レーザ装
置において、少なくとも前記活性層の上下両面のいずれ
か一方に接するように形成されたガイド層の組成はＩｎ
0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ（０．２≦ｗ≦０．４）であ
ることを特徴とする。
置において、少なくとも前記活性層の上下両面のいずれ
か一方に接するように形成されたガイド層の組成はＩｎ
0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ（０．２≦ｗ≦０．４）であ
ることを特徴とする。
【００１９】さらに好ましくは、前記第２クラッド層
は、前記積層構造の上面と前記第２クラッド層の下面に
それぞれ接するように形成されたエッチングストップ層
を介して前記積層構造上に形成され、さらにストライプ
状のリッジ部を残してその両側を前記エッチングストッ
プ層までエッチング除去することにより形成されたリッ
ジ導波路を成すものであって、かつ、前記エッチングス
トップ層の組成は、前記多重量子井戸構造のバリア層の
組成と等しくされたことを特徴とする。
は、前記積層構造の上面と前記第２クラッド層の下面に
それぞれ接するように形成されたエッチングストップ層
を介して前記積層構造上に形成され、さらにストライプ
状のリッジ部を残してその両側を前記エッチングストッ
プ層までエッチング除去することにより形成されたリッ
ジ導波路を成すものであって、かつ、前記エッチングス
トップ層の組成は、前記多重量子井戸構造のバリア層の
組成と等しくされたことを特徴とする。
【００２０】また好ましくは、本発明の半導体レーザ装
置は、前記第２クラッド層上に形成された、前記活性層
の長手方向に平行な溝部を有する電流阻止層と、前記溝
部の内面と前記電流阻止層の上面とを覆うように形成さ
れた第２導電型の第３クラッド層とを具備することを特
徴とする。
置は、前記第２クラッド層上に形成された、前記活性層
の長手方向に平行な溝部を有する電流阻止層と、前記溝
部の内面と前記電流阻止層の上面とを覆うように形成さ
れた第２導電型の第３クラッド層とを具備することを特
徴とする。
【００２１】さらに好ましくは、前記半導体レーザ装置
は、前記第２クラッド層と前記電流阻止層及び第３クラ
ッド層との間に形成されたエッチングストップ層をさら
に具備し、前記エッチングストップ層の組成は、前記多
重量子井戸構造のバリア層の組成と等しくされたことを
特徴とする。
は、前記第２クラッド層と前記電流阻止層及び第３クラ
ッド層との間に形成されたエッチングストップ層をさら
に具備し、前記エッチングストップ層の組成は、前記多
重量子井戸構造のバリア層の組成と等しくされたことを
特徴とする。
【００２２】また好ましくは、本発明の半導体レーザ装
置は、同一の単結晶基板上に形成された第１、第２の半
導体レーザからなる集積型半導体レーザ装置であって、
前記第１の半導体レーザは、前記請求項４記載の半導体
レーザ装置と同様に構成され、かつ、前記第２の半導体
レーザは、少なくとも活性層上に形成された第２導電型
のクラッド層の組成が前記第１の半導体レーザにおける
前記第２導電型の第２クラッド層の組成と等しいことを
特徴とする。
置は、同一の単結晶基板上に形成された第１、第２の半
導体レーザからなる集積型半導体レーザ装置であって、
前記第１の半導体レーザは、前記請求項４記載の半導体
レーザ装置と同様に構成され、かつ、前記第２の半導体
レーザは、少なくとも活性層上に形成された第２導電型
のクラッド層の組成が前記第１の半導体レーザにおける
前記第２導電型の第２クラッド層の組成と等しいことを
特徴とする。
【００２３】また好ましくは、前記第２の半導体レーザ
は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．２）
からなる均一組成の活性層、又は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡ
ｌz）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．２）からなる量子井戸層を含
む前記多量子井戸構造の活性層を具備することを特徴と
する。
は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．２）
からなる均一組成の活性層、又は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡ
ｌz）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．２）からなる量子井戸層を含
む前記多量子井戸構造の活性層を具備することを特徴と
する。
【００２４】また好ましくは、前記第２の半導体レーザ
は、前記第２のクラッド層がリッジ状に形成され、その
両側に電流阻止層を具備することを特徴とする。
は、前記第２のクラッド層がリッジ状に形成され、その
両側に電流阻止層を具備することを特徴とする。
【００２５】さらに好ましくは、前記第１、第２の半導
体レーザは、レーザ発光の共振器を成す活性層の端面近
傍に少なくとも不純物拡散することにより形成された窓
領域を具備することを特徴とする。
体レーザは、レーザ発光の共振器を成す活性層の端面近
傍に少なくとも不純物拡散することにより形成された窓
領域を具備することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す断面図で
ある。図１に示す波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置
は、波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザとプロセス条件を
揃えるため、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶をクラッド層として
用いる。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態に係る半導体レーザ装置の構造を示す断面図で
ある。図１に示す波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置
は、波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザとプロセス条件を
揃えるため、ＩｎＧａＡｌＰ系混晶をクラッド層として
用いる。
【００２７】このとき、先に図７を用いて説明したＭＱ
Ｗ活性層内部における利得分布の不均一や垂直方向の放
射角度の増加を回避するため、ＭＱＷ活性層とこれに隣
接するガイド層の構成を図７から変更することに特徴が
ある。
Ｗ活性層内部における利得分布の不均一や垂直方向の放
射角度の増加を回避するため、ＭＱＷ活性層とこれに隣
接するガイド層の構成を図７から変更することに特徴が
ある。
【００２８】図１に示す半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ
基板１と、ｎ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッ
ド層２と、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ（またはＩｎ0.5（Ｇａ
0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ）ガイド層３と、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａ
ｓ／Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ ＭＱＷ活性層４と、Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓ（またはＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ）ガ
イド層５と、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ
クラッド層６と、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングスト
ップ層２０と、第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ 0.7）0.5
Ｐクラッド層８と、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１と、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層２２と、下部のｎ−電極３１と
上部のｐ−電極３２から構成される。
基板１と、ｎ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッ
ド層２と、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ（またはＩｎ0.5（Ｇａ
0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ）ガイド層３と、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａ
ｓ／Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ ＭＱＷ活性層４と、Ａｌ0.5Ｇａ
0.5Ａｓ（またはＩｎ0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ）ガ
イド層５と、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ
クラッド層６と、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングスト
ップ層２０と、第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ 0.7）0.5
Ｐクラッド層８と、ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２１と、ｐ
−ＧａＡｓコンタクト層２２と、下部のｎ−電極３１と
上部のｐ−電極３２から構成される。
【００２９】第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐ
クラッド層８は、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層６の上にｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチ
ングストップ層２０と第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐクラッド層８を順次成長し、次に、第２ｐ−
Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の両側を
ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０に達す
るまでエッチング除去することにより第２ｐ−Ｉｎ0.5
（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８をストライプ状
のリッジ型導波路として形成した後、第２ｐ−Ｉｎ0.5
（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の除去部分をｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層２１で埋め込み、ｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層２２を成長することにより形成される。
クラッド層８は、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層６の上にｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチ
ングストップ層２０と第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐクラッド層８を順次成長し、次に、第２ｐ−
Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の両側を
ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０に達す
るまでエッチング除去することにより第２ｐ−Ｉｎ0.5
（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８をストライプ状
のリッジ型導波路として形成した後、第２ｐ−Ｉｎ0.5
（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８の除去部分をｎ
−ＧａＡｓ電流阻止層２１で埋め込み、ｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層２２を成長することにより形成される。
【００３０】図２は、第１の実施の形態に係る半導体レ
ーザ装置のバンド構造を図７に示す従来例と比較したも
のである。本発明では、ＭＱＷ活性層４においてＡｌ
0.1Ｇａ0.9Ａｓ量子井戸層に対してＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐバ
リア層を用いることによりバリア層が従来例に比べて低
くなり、従ってＭＱＷ活性層４の内部でのキャリア分布
及び利得分布が不均一になるのを抑制することができ
る。
ーザ装置のバンド構造を図７に示す従来例と比較したも
のである。本発明では、ＭＱＷ活性層４においてＡｌ
0.1Ｇａ0.9Ａｓ量子井戸層に対してＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐバ
リア層を用いることによりバリア層が従来例に比べて低
くなり、従ってＭＱＷ活性層４の内部でのキャリア分布
及び利得分布が不均一になるのを抑制することができ
る。
【００３１】また、Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ（またはＩｎ
0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ）ガイド層３及び５を用い
ることにより、垂直方向の放射角度を小さくすることが
可能となり、さらにＭＱＷ活性層４のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ
バリア層とｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層
２０の組成が同一であることから、結晶成長を容易にす
ることができる。
0.5（Ｇａ0.6Ａｌ0.4）0.5Ｐ）ガイド層３及び５を用い
ることにより、垂直方向の放射角度を小さくすることが
可能となり、さらにＭＱＷ活性層４のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐ
バリア層とｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層
２０の組成が同一であることから、結晶成長を容易にす
ることができる。
【００３２】このとき、垂直方向の放射角度を小さくす
ることが可能なガイド層３及び５の組成範囲は、Ａｌx
Ｇａ1-xＡｓ（０．２≦ｘ≦０．６）、またはＩｎ
0.5（Ｇａ1 -xＡｌx）0.5Ｐ（０．２≦ｘ≦０．４）であ
る。
ることが可能なガイド層３及び５の組成範囲は、Ａｌx
Ｇａ1-xＡｓ（０．２≦ｘ≦０．６）、またはＩｎ
0.5（Ｇａ1 -xＡｌx）0.5Ｐ（０．２≦ｘ≦０．４）であ
る。
【００３３】なお、図１ではｎ−ＧａＡｓ電流阻止層２
１を用いる場合が示されているが、ｎ−Ｉｎ0.5（Ｇａ
1-xＡｌx）0.5Ｐ（ｘ≦０．２）（ＩｎＡｌＰ系混晶を
含む）を用いれば、実屈折率構造のリッジ導波路型半導
体レーザ装置を得ることができる。
１を用いる場合が示されているが、ｎ−Ｉｎ0.5（Ｇａ
1-xＡｌx）0.5Ｐ（ｘ≦０．２）（ＩｎＡｌＰ系混晶を
含む）を用いれば、実屈折率構造のリッジ導波路型半導
体レーザ装置を得ることができる。
【００３４】次に、図３を用いて本発明の第２の実施の
形態に係る波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置につい
て説明する。図３に示す半導体レーザ装置は電流阻止層
の形成方法が第１の実施の形態と異なる。その他の部分
は、先に図１を用いて説明した第１の実施の形態の半導
体レーザ装置と同様であるため、同一部分に同一の参照
番号を付して詳細な説明を省略する。
形態に係る波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザ装置につい
て説明する。図３に示す半導体レーザ装置は電流阻止層
の形成方法が第１の実施の形態と異なる。その他の部分
は、先に図１を用いて説明した第１の実施の形態の半導
体レーザ装置と同様であるため、同一部分に同一の参照
番号を付して詳細な説明を省略する。
【００３５】第２の実施の形態の電流阻止層の形成方法
は、次の通りである。第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐクラッド層６の上にｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエ
ッチングストップ層２０とｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ電流阻
止層２１１を順次成長し、次に、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ
電流阻止層２１１をストライプ状にエッチング除去して
溝を形成する。図３では、溝の底部に露出したｐ−Ｉｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０も同時に除去す
る形状が示されているが、エッチングストップ層２０を
残留させることも可能である。
は、次の通りである。第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ
0.7）0.5Ｐクラッド層６の上にｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエ
ッチングストップ層２０とｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ電流阻
止層２１１を順次成長し、次に、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ
電流阻止層２１１をストライプ状にエッチング除去して
溝を形成する。図３では、溝の底部に露出したｐ−Ｉｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０も同時に除去す
る形状が示されているが、エッチングストップ層２０を
残留させることも可能である。
【００３６】次に、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ電流阻止層２
１１が除去された溝部に、第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａ
ｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８を埋め込み、表面を平坦化し
た後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２を成長することに
より、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ電流阻止層２１１を用いた
内部ストライプ型半導体レーザ装置が形成される。
１１が除去された溝部に、第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａ
ｌ0.7）0.5Ｐクラッド層８を埋め込み、表面を平坦化し
た後、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２２を成長することに
より、ｎ−Ｉｎ0.5Ａｌ0.5Ｐ電流阻止層２１１を用いた
内部ストライプ型半導体レーザ装置が形成される。
【００３７】第２の実施の形態に係る半導体レーザ装置
においても、第１の実施の形態と同様に、ＭＱＷ活性層
４のバリア層をＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐとすることにより活性
層内部でのキャリア分布及び利得分布の不均一を抑制す
ることができる。
においても、第１の実施の形態と同様に、ＭＱＷ活性層
４のバリア層をＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐとすることにより活性
層内部でのキャリア分布及び利得分布の不均一を抑制す
ることができる。
【００３８】さらにＡｌxＧａ1-xＡｓ（０．２≦ｘ≦
０．６）またはＩｎ0.5（Ｇａ1-xＡｌ x）0.5Ｐ（０．２
≦ｘ≦０．４）ガイド層を用いることにより、垂直方向
の放射角度を小さくすることが可能となり、さらにＭＱ
Ｗ活性層４のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐバリア層とｐ−Ｉｎ0.5
Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０の組成が同一であ
ることから、結晶成長を容易にすることができる。
０．６）またはＩｎ0.5（Ｇａ1-xＡｌ x）0.5Ｐ（０．２
≦ｘ≦０．４）ガイド層を用いることにより、垂直方向
の放射角度を小さくすることが可能となり、さらにＭＱ
Ｗ活性層４のＩｎ0.5Ｇａ0.5Ｐバリア層とｐ−Ｉｎ0.5
Ｇａ0.5Ｐエッチングストップ層２０の組成が同一であ
ることから、結晶成長を容易にすることができる。
【００３９】次に、図４を用いて、第３の実施の形態に
係る半導体レーザ装置について説明する。第３の実施の
形態では、波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザと、波長６
５０ｎｍ半導体レーザとを同一基板上にモノリシックに
集積した集積型半導体レーザ装置について説明する。
係る半導体レーザ装置について説明する。第３の実施の
形態では、波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザと、波長６
５０ｎｍ半導体レーザとを同一基板上にモノリシックに
集積した集積型半導体レーザ装置について説明する。
【００４０】第３の実施の形態に係る半導体レーザ装置
は、第１の実施の形態で説明した波長７８０ｎｍ帯の半
導体レーザ構造の第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層８までを成長した後、その一部を図４
の破線に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１の途中までエ
ッチング除去する。
は、第１の実施の形態で説明した波長７８０ｎｍ帯の半
導体レーザ構造の第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層８までを成長した後、その一部を図４
の破線に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板１の途中までエ
ッチング除去する。
【００４１】引き続き波長６５０ｎｍ帯半導体レーザと
して、図４の右側にｎ−ＧａＡｓバッファ層１１と、ｎ
−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２と、Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ0.4Ａｌ0.6）0.5Ｐガイド層２０３と、Ｉｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5（Ｇａ0.5Ａｌ0.5）0.5ＰＭＱＷ
活性層２０４と、Ｉｎ0.5（Ｇａ0.4Ａｌ0.6）0.5Ｐガイ
ド層２０５と、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5
Ｐクラッド層６と、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングス
トップ層２０と、第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層８を成長する。
して、図４の右側にｎ−ＧａＡｓバッファ層１１と、ｎ
−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッド層２と、Ｉ
ｎ0.5（Ｇａ0.4Ａｌ0.6）0.5Ｐガイド層２０３と、Ｉｎ
0.5Ｇａ0.5Ｐ／Ｉｎ0.5（Ｇａ0.5Ａｌ0.5）0.5ＰＭＱＷ
活性層２０４と、Ｉｎ0.5（Ｇａ0.4Ａｌ0.6）0.5Ｐガイ
ド層２０５と、第１ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5
Ｐクラッド層６と、ｐ−Ｉｎ0.5Ｇａ0.5Ｐエッチングス
トップ層２０と、第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）
0.5Ｐクラッド層８を成長する。
【００４２】なお、上記の波長６５０ｎｍ帯半導体レー
ザの構成としては、ＭＱＷ活性層２０４に替えて、均一
組成のＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．
２）活性層を用いることができる。
ザの構成としては、ＭＱＷ活性層２０４に替えて、均一
組成のＩｎ0.5（Ｇａ1-ZＡｌZ）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．
２）活性層を用いることができる。
【００４３】次に、図４の左側の波長７８０ｎｍ帯半導
体レーザ及び右側の波長６５０ｎｍ帯半導体レーザそれ
ぞれの第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッ
ド層８をストライプ状のリッジ型導波路としてエッチン
グした後そのリッジ型導波路の両側にそれぞれｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２１を成長し、さらに前面にｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層２２を成長する。これらのリッジ型導波
路のエッチングと、電流阻止層２１及びコンタクト層２
２の成長は、左右の半導体レーザに共通の工程として一
括して実施することができる。
体レーザ及び右側の波長６５０ｎｍ帯半導体レーザそれ
ぞれの第２ｐ−Ｉｎ0.5（Ｇａ0.3Ａｌ0.7）0.5Ｐクラッ
ド層８をストライプ状のリッジ型導波路としてエッチン
グした後そのリッジ型導波路の両側にそれぞれｎ−Ｇａ
Ａｓ電流阻止層２１を成長し、さらに前面にｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層２２を成長する。これらのリッジ型導波
路のエッチングと、電流阻止層２１及びコンタクト層２
２の成長は、左右の半導体レーザに共通の工程として一
括して実施することができる。
【００４４】然る後、ｎ−電極３１と、ｐ−電極３２
と、分離溝３３を形成すれば、波長７８０ｎｍ帯半導体
レーザと、波長６５０ｎｍ帯半導体レーザとを共通のｎ
−ＧａＡｓ基板１の上にモノリシックに集積した集積型
半導体レーザ装置を実現することができる。
と、分離溝３３を形成すれば、波長７８０ｎｍ帯半導体
レーザと、波長６５０ｎｍ帯半導体レーザとを共通のｎ
−ＧａＡｓ基板１の上にモノリシックに集積した集積型
半導体レーザ装置を実現することができる。
【００４５】第３の実施の形態の集積型半導体レーザ装
置では、波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザにおけるＭＱ
Ｗ活性層４のバリア層と、波長６５０ｎｍ帯の半導体レ
ーザにおけるＭＱＷ活性層２０４の量子井戸層と、両者
のエッチングストップ層２０として全てＩｎ0.5Ｇａ0.5
Ｐを用いることにより構造を簡略化すると同時に、リッ
ジ形成以降の製造プロセスを共通化することが可能にな
る。
置では、波長７８０ｎｍ帯の半導体レーザにおけるＭＱ
Ｗ活性層４のバリア層と、波長６５０ｎｍ帯の半導体レ
ーザにおけるＭＱＷ活性層２０４の量子井戸層と、両者
のエッチングストップ層２０として全てＩｎ0.5Ｇａ0.5
Ｐを用いることにより構造を簡略化すると同時に、リッ
ジ形成以降の製造プロセスを共通化することが可能にな
る。
【００４６】図５は、第３の実施の形態の集積型半導体
レーザ装置の鳥瞰断面図である。図５に示す窓領域３０
０は、レーザ発振の共振器を成すＭＱＷ活性層端面の開
口部近傍における反射係数や反射面の劣化を改善するた
めに、Ｚｎ等の不純物を拡散した領域を示している。こ
のようにして、高温、高出力の集積型半導体装置を提供
することができる。
レーザ装置の鳥瞰断面図である。図５に示す窓領域３０
０は、レーザ発振の共振器を成すＭＱＷ活性層端面の開
口部近傍における反射係数や反射面の劣化を改善するた
めに、Ｚｎ等の不純物を拡散した領域を示している。こ
のようにして、高温、高出力の集積型半導体装置を提供
することができる。
【００４７】なお本発明は上記の実施の形態に限定され
ることはない。例えば第３の実施の形態において、集積
型半導体レーザ装置に窓領域３００を形成することにつ
いて説明したが、この集積型半導体レーザ装置を構成す
る波長７８０ｎｍ帯半導体レーザ及び波長６５０ｎｍ帯
半導体レーザを個別の半導体レーザ装置として、それぞ
れ窓領域を設けることにより、波長６５０ｎｍ及び波長
７８０ｎｍ帯における高温、高出力の半導体レーザ装置
が得られることはいうまでもない。その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
ることはない。例えば第３の実施の形態において、集積
型半導体レーザ装置に窓領域３００を形成することにつ
いて説明したが、この集積型半導体レーザ装置を構成す
る波長７８０ｎｍ帯半導体レーザ及び波長６５０ｎｍ帯
半導体レーザを個別の半導体レーザ装置として、それぞ
れ窓領域を設けることにより、波長６５０ｎｍ及び波長
７８０ｎｍ帯における高温、高出力の半導体レーザ装置
が得られることはいうまでもない。その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
【００４８】
【発明の効果】上述したように本発明の半導体レーザ装
置によれば、結晶成長が容易で波長７８０ｎｍ帯の半導
体レーザと波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザのプロセス
条件を合わせることによりモノリシック集積化が可能
で、かつ、ＭＱＷ活性層の内部におけるキャリア分布及
び利得分布の不均一を生じない、高温、高出力で動作す
る半導体レーザ装置を提供することが可能になる。
置によれば、結晶成長が容易で波長７８０ｎｍ帯の半導
体レーザと波長６５０ｎｍ帯の半導体レーザのプロセス
条件を合わせることによりモノリシック集積化が可能
で、かつ、ＭＱＷ活性層の内部におけるキャリア分布及
び利得分布の不均一を生じない、高温、高出力で動作す
る半導体レーザ装置を提供することが可能になる。
【図１】第１の実施の形態に係る半導体レーザ装置の構
造を示す断面図。
造を示す断面図。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体レーザ装置のバ
ンド構造を従来と比較する図であって、（ａ）は、第１
の実施の形態を示す図。（ｂ）は、従来例を示す図。
ンド構造を従来と比較する図であって、（ａ）は、第１
の実施の形態を示す図。（ｂ）は、従来例を示す図。
【図３】第２の実施の形態に係る半導体レーザ装置の構
造を示す断面図。
造を示す断面図。
【図４】第３の実施の形態に係る集積型半導体レーザ装
置の構造を示す断面図。
置の構造を示す断面図。
【図５】第３の実施の形態に係る集積型半導体レーザ装
置の構造を示す断面鳥瞰図。
置の構造を示す断面鳥瞰図。
【図６】従来の半導体レーザ装置の構造を示す断面図。
【図７】従来の他の半導体レーザ装置の構造を示す断面
図。
図。
１…ｎ−ＧａＡｓ基板 ２…ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 ３、５…ＡｌＧａＡｓガイド層（またはＩｎＧａＡｌＰ
ガイド層） ４…ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＰ ＭＱＷ活性層 ６…第１ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 ８…第２ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 １１…ｎ−ＧａＡｓバッファー層 ２０…エッチングストップ層 ２１…ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ２２…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ３１…ｎ−電極 ３２…ｐ−電極 ３３…分離溝 １０２、１０６…ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０３、１０５…ＡｌＧａＡｓガイド層 １０４…ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＭＱＷ活性層 １０６…ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０７…ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ２０３、２０５…ＩｎＧａＡｌＰガイド層 ２０４…ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ活性層 ２１１…ｎ−ＩｎＡｌＰ電流阻止層 ３００…窓領域
ガイド層） ４…ＡｌＧａＡｓ／ＩｎＧａＰ ＭＱＷ活性層 ６…第１ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 ８…第２ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層 １１…ｎ−ＧａＡｓバッファー層 ２０…エッチングストップ層 ２１…ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層 ２２…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層 ３１…ｎ−電極 ３２…ｐ−電極 ３３…分離溝 １０２、１０６…ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０３、１０５…ＡｌＧａＡｓガイド層 １０４…ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ ＭＱＷ活性層 １０６…ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層 １０７…ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ２０３、２０５…ＩｎＧａＡｌＰガイド層 ２０４…ＩｎＧａＰ／ＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ活性層 ２１１…ｎ−ＩｎＡｌＰ電流阻止層 ３００…窓領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 実 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Ｆターム(参考） 5F073 AA26 AA45 AA53 AA74 AA87 AB06 CA07 CB02 CB10 EA24 EA29
Claims (10)
- 【請求項１】 単結晶基板上に形成された多層構造から
なる半導体レーザ装置において、 前記多層構造は多重量子井戸構造からなる活性層と、 少なくとも前記活性層の上下両面のいずれか一方に接す
るように形成されたガイド層と、 少なくとも前記活性層及び前記ガイド層からなる積層構
造の下面に接するように前記積層構造と単結晶基板との
間に形成された第１導電型の第１クラッド層と、 前記積層構造上に形成された第２導電型の第２クラッド
層とを具備し、 前記多重量子井戸構造の量子井戸層の組成は、ＡｌxＧ
ａ1-xＡｓ（ｘ≦０．１５）であり、 前記第１、第２クラッド層の組成は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-y
Ａｌy）0.5Ｐ（ｙ≧０．４）であって、 かつ、前記多重量子井戸構造のバリア層の組成は、Ｉｎ
0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．２）であるこ
とを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 少なくとも前記活性層の上下両面のいず
れか一方に接するように形成されたガイド層の組成は、
ＡｌvＧａ1-vＡｓ（０．２≦ｖ≦０．６）であることを
特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 少なくとも前記活性層の上下両面のいず
れか一方に接するように形成されたガイド層の組成は、
Ｉｎ0.5（Ｇａ1-wＡｌw）0.5Ｐ（０．２≦ｗ≦０．４）
であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装
置。 - 【請求項４】 前記第２クラッド層は、前記積層構造の
上面と前記第２クラッド層の下面にそれぞれ接するよう
に形成されたエッチングストップ層を介して前記積層構
造上に形成され、さらにストライプ状のリッジ部を残し
てその両側を前記エッチングストップ層までエッチング
除去することにより形成されたリッジ導波路を成すもの
であって、かつ、前記エッチングストップ層の組成は、
前記多重量子井戸構造のバリア層の組成と等しくされた
ことを特徴とする請求項２、３のいづれか１つに記載の
半導体レーザ装置。 - 【請求項５】 前記半導体レーザ装置は、前記第２クラ
ッド層上に形成された、前記活性層の長手方向に平行な
溝部を有する電流阻止層と、 前記溝部の内面と前記電流阻止層の上面とを覆うように
形成された第２導電型の第３クラッド層と、 を具備することを特徴とする請求項２、３のいずれか１
つに記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】 前記半導体レーザ装置は、前記第２クラ
ッド層と前記電流阻止層及び第３クラッド層との間に形
成されたエッチングストップ層をさらに具備し、前記エ
ッチングストップ層の組成は、前記多重量子井戸構造の
バリア層の組成と等しくされたことを特徴とする請求項
５記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 同一の単結晶基板上に形成された第１、
第２の半導体レーザからなる集積型半導体レーザ装置で
あって、 前記第１の半導体レーザは、前記請求項４記載の半導体
レーザ装置と同様に構成され、かつ、前記第２の半導体
レーザは、少なくとも活性層上に形成された第２導電型
のクラッド層の組成が前記第１の半導体レーザにおける
前記第２導電型の第２クラッド層の組成と等しいことを
特徴とする集積型半導体レーザ装置。 - 【請求項８】 前記第２の半導体レーザは、Ｉｎ
0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5Ｐ（０≦ｚ≦０．２）からなる
均一組成の活性層、又は、Ｉｎ0.5（Ｇａ1-zＡｌz）0.5
Ｐ（０≦ｚ≦０．２）からなる量子井戸層を含む前記多
量子井戸構造の活性層を具備することを特徴とする請求
項７記載の集積型半導体レーザ装置。 - 【請求項９】 前記第２の半導体レーザは、前記第２の
クラッド層がリッジ状に形成され、その両側に電流阻止
層を具備することを特徴とする請求項７記載の集積型半
導体レーザ装置。 - 【請求項１０】 前記第１、第２の半導体レーザは、レ
ーザ発光の共振器を成す活性層の端面近傍に少なくとも
不純物拡散することにより形成された窓領域を具備する
ことを特徴とする請求項７記載の集積型半導体レーザ装
置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000292868A JP2002111136A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000292868A JP2002111136A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002111136A true JP2002111136A (ja) | 2002-04-12 |
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|---|---|---|---|
| JP2000292868A Pending JP2002111136A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 半導体レーザ装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002111136A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7809042B2 (en) | 2008-01-11 | 2010-10-05 | Panasonic Corporation | Two-wavelength semiconductor laser device and its fabricating method |
| JP2011222950A (ja) * | 2010-03-24 | 2011-11-04 | Showa Denko Kk | 発光ダイオード |
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-
2000
- 2000-09-26 JP JP2000292868A patent/JP2002111136A/ja active Pending
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