JP2002164617A - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device

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JP2002164617A
JP2002164617A JP2001070039A JP2001070039A JP2002164617A JP 2002164617 A JP2002164617 A JP 2002164617A JP 2001070039 A JP2001070039 A JP 2001070039A JP 2001070039 A JP2001070039 A JP 2001070039A JP 2002164617 A JP2002164617 A JP 2002164617A
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JP
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gan
layer
semiconductor laser
laser device
face
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Application number
JP2001070039A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Kuniyasu
利明 国安
Toshiaki Fukunaga
敏明 福永
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a Gaussian beam of high reliability and high quality from low power to high power, in a semiconductor laser device composed of GaN based material. SOLUTION: An N-GaN contact layer 15, an N-Ga1-z1Alz1N/GaN super lattice clad layer 16, an N-Ga1-y2Aly2N optical waveguide layer 17, an Inx2Ga1-x2N/Inx1 Ga1-x1N multiple quantum well active layer 18, a P-Ga1-y3Aly3N carrier blocking layer 19, a P-Ga1-y2Aly2N optical waveguide layer 20, a P-Ga1-z1Alz1N/GaN super lattice clad layer 21 and a P-GaN contact layer 22 are grown in this order on a GaN film 14. Etching is performed as far as the super lattice clad layer 21, and a ridge part is formed. The contact layer 22 of a region (L) of an end surface of the ridge part is eliminated, an insulating film 26 is formed, and the vicinity of the end surface is made a part in which a current is not injected.

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、GaN系の半導体
からなる半導体レーザ素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device made of a GaN-based semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】微小スポットを有する400nm帯の半導
体レーザは、光ディスクメモリおよび感光材料を用いた
印刷などの分野では、その高密度化および高画質化に伴
い、光密度がガウス分布の信頼性の高い高品質なビーム
が要求されている。例えば、410nm帯の短波長半導体
レーザとして、1998年発行のJpn. J. Appl. Phys. Let
t., Vol.37,pp.L1020に記載の中村氏らによるInGaN/GaN
/AlGaN-Based Laser Diodes Grown on GaN Substrates
with a Fundamental Transverse Modeにおいて、サファ
イア基板上にGaNを形成した後、SiO2をマスクとして選
択成長を利用してGaN層を形成した後、サファイア基板
からGaN層の一部までを剥がしてできたGaN基板上に、n-
GaNバッファ層、n-InGaNクラック防止層、n-AlGaN/GaN
変調ドープ超格子クラッド層、n-GaN光導波層、n-InGaN
/InGaN多重量子井戸活性層、p-AlGaNキャリアブロック
層、p-GaN光導波層、p-AlGaN/GaN変調ドープ超格子クラ
ッド層、p-GaNコンタクト層を積層してなる半導体レー
ザが報告されている。
2. Description of the Related Art In a field such as an optical disk memory and printing using a photosensitive material, a 400 nm band semiconductor laser having a minute spot has a light density with a reliability of Gaussian distribution due to its high density and high image quality. There is a demand for high quality beams. For example, as a short-wavelength semiconductor laser in the 410 nm band, Jpn. J. Appl. Phys.
t., Vol. 37, pp. L1020, InGaN / GaN by Nakamura et al.
/ AlGaN-Based Laser Diodes Grown on GaN Substrates
With a Fundamental Transverse Mode, after forming GaN on a sapphire substrate, forming a GaN layer using selective growth using SiO 2 as a mask, and removing GaN from the sapphire substrate to a part of the GaN layer N-
GaN buffer layer, n-InGaN crack prevention layer, n-AlGaN / GaN
Modulation-doped superlattice cladding layer, n-GaN optical waveguide layer, n-InGaN
A semiconductor laser has been reported that has a multi-layered InGaN / InGaN multiple quantum well active layer, p-AlGaN carrier blocking layer, p-GaN optical waveguide layer, p-AlGaN / GaN modulation-doped superlattice cladding layer, and p-GaN contact layer. I have.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記半導体レーザは、
変調ドープ超格子クラッド層を用いて素子抵抗低減を図
っているが、十分ではないので、駆動時のジュール熱に
よる信頼性の劣化が見られる。発熱は特に光密度が高く
なる共振器端面で顕著である。ジュール熱の発生に対し
ては、ヒートシンクなどを用いる冷却により対処してい
るが、上記素子構造では、GaN基板の熱伝導率が低いた
め、n電極をGaN基板の裏面に形成することができず、
素子側面をエッチングして露出したn-GaN層上に形成し
ているので、素子形状が複雑で発熱が生じる活性層に近
いp電極側からの冷却が困難であり、活性層から遠いn
電極面からしか冷却が行えないため、放熱が十分でな
い。そのため高出力化に伴って発振ビームのモードの乱
れが生じる。
SUMMARY OF THE INVENTION
Although the element resistance is reduced by using the modulation-doped superlattice cladding layer, it is not sufficient, so that the reliability is degraded due to Joule heat during driving. Heat generation is particularly remarkable at the cavity end face where the light density is high. Although the generation of Joule heat is dealt with by cooling using a heat sink or the like, the n-electrode cannot be formed on the back surface of the GaN substrate because the thermal conductivity of the GaN substrate is low in the above element structure. ,
Since the device side surface is formed on the exposed n-GaN layer by etching, it is difficult to cool from the p-electrode side close to the active layer where the device shape is complicated and generate heat, and n
Since cooling can be performed only from the electrode surface, heat radiation is not sufficient. Therefore, the mode of the oscillation beam is disturbed with the increase in the output.

【0004】そこで、高出力化に伴う共振器端面での発
熱を低減するために、共振器端面近傍での電流注入が抑
制されるような、電流非注入領域を設けることもなされ
ている。
Therefore, in order to reduce heat generation at the end face of the resonator due to an increase in output, a current non-injection region is provided so that current injection near the end face of the resonator is suppressed.

【0005】本発明は上記事情に鑑みて、素子の発熱、
特に共振器端面での発熱を低減し、低出力から高出力ま
で、光密度が均一なガウス型分布の高品質なビームを有
する、信頼性の高い半導体レーザ素子を提供することを
目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been described in view of heat generation of an element.
In particular, it is an object of the present invention to provide a highly reliable semiconductor laser device having a high quality beam having a uniform Gaussian distribution of light density from low output to high output by reducing heat generation at a cavity end face. It is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ素
子は、一対の電極の一方を備えたGaN層上に、少なく
とも、GaN系の半導体からなる第一導電型クラッド
層、活性層、GaN系の半導体からなる第二導電型クラ
ッド層、第二導電型GaNコンタクト層および他方の電
極がこの順に積層されてなる半導体レーザ素子におい
て、対向する2つの共振器端面の少なくとも一方の端面
近傍が電流非注入領域となっていることを特徴とするも
のである。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises a GaN layer provided with one of a pair of electrodes, at least a first conductivity type cladding layer made of a GaN-based semiconductor, an active layer, and a GaN-based semiconductor layer. In the semiconductor laser device in which the second conductivity type cladding layer, the second conductivity type GaN contact layer, and the other electrode are laminated in this order, at least one of the two cavity facets facing each other has a current non-contact area. It is characterized by being an injection region.

【0007】電流非注入領域は、端面から素子内部に向
かって5μm以上50μm以下までの範囲であることが
望ましい。
It is desirable that the current non-injection region ranges from 5 μm to 50 μm from the end face toward the inside of the device.

【0008】電流非注入領域は、端面近傍の第二導電型
GaNコンタクト層が除去されてなるものであってもよ
い。
[0008] The current non-injection region may be formed by removing the second conductivity type GaN contact layer near the end face.

【0009】そして、端面近傍に露出している第二導電
型クラッド層上および端面近傍より内側の第二導電型コ
ンタクト層上を覆うように絶縁膜が形成されており、該
絶縁膜の少なくとも第二導電型コンタクト層上に電流注
入のための開口を有し、該開口を覆うように他方の電極
が形成されていてもよい。すなわち、開口は、コンタク
ト層上から連続して、電流非注入領域である端面近傍の
第二導電型クラッド層まで形成されていてもよい。
An insulating film is formed so as to cover the second conductivity type cladding layer exposed near the end face and the second conductivity type contact layer inside the vicinity of the end face. An opening for current injection may be provided on the two-conductivity-type contact layer, and the other electrode may be formed so as to cover the opening. That is, the opening may be formed continuously from above the contact layer to the second conductivity type cladding layer near the end face, which is a current non-injection region.

【0010】また、電流非注入領域は、他方の電極が端
面近傍以外の領域に形成されてなるものであってもよ
い。
The current non-injection region may be formed by forming the other electrode in a region other than the vicinity of the end face.

【0011】なお、上記GaN系とは、少なくともGa
とNを構成要素に含むことを示す。
Note that the GaN-based material is at least Ga
And N are included in the constituent elements.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明の半導体レーザ素子によれば、一
対の電極の一方を備えたGaN層上に、少なくとも、G
aN系の半導体からなる第一導電型クラッド層、活性
層、GaN系の半導体からなる第二導電型クラッド層、
第二導電型GaNコンタクト層および他方の電極がこの
順に積層されてなる半導体レーザ素子であって、2つの
対向する光共振器端面のうち少なくとも一方の端面近傍
の領域が電流非注入領域となっていることにより、光共
振器端面近傍に電流が注入されないので、非発光再結合
電流が低減し、端面での発熱を低減できる。よって、発
熱による発振モードの乱れを抑制できるため、低出力か
ら高出力まで高品位なガウス型分布のビームを得ること
ができる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, at least G is formed on the GaN layer provided with one of the pair of electrodes.
a first conductivity type cladding layer made of an aN-based semiconductor, an active layer, a second conductivity type cladding layer made of a GaN-based semiconductor,
A semiconductor laser device in which a second-conductivity-type GaN contact layer and the other electrode are laminated in this order, and a region near at least one of two opposing optical cavity end surfaces is a current non-injection region. As a result, since no current is injected near the optical resonator end face, non-radiative recombination current is reduced, and heat generation at the end face can be reduced. Therefore, since disturbance of the oscillation mode due to heat generation can be suppressed, a high-quality Gaussian distribution beam from low output to high output can be obtained.

【0013】前記電流非注入領域は、端面から素子内部
に向かって5μm以上50μm以下までの範囲であるこ
とが望ましい。5μmより小さいと、端面へ電流が広が
りやすく実質上非電流注入領域を形成することができ
ず、発熱による端面劣化を起こすため好ましくない。ま
た、50μmより大きいと、非電流注入領域の光吸収に
よる光損失が大きくなり、光出力が低減する。
It is preferable that the current non-injection region ranges from 5 μm to 50 μm from the end face toward the inside of the device. When the thickness is smaller than 5 μm, the current easily spreads to the end face, and a substantially non-current injection region cannot be formed. On the other hand, when it is larger than 50 μm, light loss due to light absorption in the non-current injection region increases, and the light output decreases.

【0014】また、電流非注入領域は、端面近傍の第二
導電型GaNコンタクト層が除去されてなるものである
ことが望ましく、コンタクト層が除去されると、電極と
オーミック接合ができないため電流の注入が抑制され、
非発光再結合電流が低減し、端面での発熱を低減でき
る。よって低出力から高出力まで、高品位なガウス型の
発振ビームを得ることができる。
The current non-injection region is preferably formed by removing the second conductivity type GaN contact layer in the vicinity of the end face. Injection is suppressed,
Non-radiative recombination current is reduced, and heat generation at the end face can be reduced. Therefore, a high-quality Gaussian oscillation beam can be obtained from a low output to a high output.

【0015】また、電流非注入領域は、他方の電極が端
面近傍以外の領域に形成されてなるものであってもよ
く、端面での電流の注入が抑制され、非発光再結合電流
が低減し、端面での発熱を低減できる。従って低出力か
ら高出力まで高品位なガウス型の発振ビームを得ること
ができる。
The current non-injection region may be one in which the other electrode is formed in a region other than the vicinity of the end face. Injection of current at the end face is suppressed, and non-radiative recombination current is reduced. In addition, heat generation at the end face can be reduced. Accordingly, a high-quality Gaussian oscillation beam from low output to high output can be obtained.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用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.

【0017】本発明の第1の実施の形態による半導体レ
ーザ素子についてその製造過程に沿って説明する。その
半導体レーザ素子の斜視図を図1に示す。なお、以下に
記載の各半導体層の成長用原料として、トリメチルガリ
ウム(TMG)、トリメチルインジュウム(TMI)、トリメ
チルアルミニウム(TMA)とアンモニアを用い、n型ドー
パントガスとして、シランガスを用い、p型ドーパント
としてシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を
用いる。
The semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention will be described along the manufacturing process. FIG. 1 shows a perspective view of the semiconductor laser device. Note that trimethylgallium (TMG), trimethylindium (TMI), trimethylaluminum (TMA) and ammonia were used as raw materials for growing each semiconductor layer described below, and silane gas was used as an n-type dopant gas, and p-type Cyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) is used as a dopant.

【0018】図1に示すように、有機金属気相成長法に
より(0001)C面サファイア基板11上に、500℃で厚
さ30nmのGaN低温層10を形成し、その上に低圧の1.33
×104(Pa)でGaNバッファ層12を2μm程度の膜
厚で形成する。0.1μm厚のSiO2膜13をP-CVD装置で
形成し、フォトリソエッチングにより、間隔2μmで5
μm幅のSiO2膜13を残すようにストライプパターンを形
成し、続いてこのSiO2膜13によるマスクパターン上に2
0μm厚のGaN膜14を成長させる。引き続き、n−G
aNコンタクト層15、n−Ga1-z1Alz1N(2.5nm)/G
aN超格子クラッド層(2.5nm)16、n−Ga1-y2Aly2
N光導波層17、Inx2Ga1-x2N(Si-ドープ)/Inx1
Ga1-x1N多重量子井戸活性層(0.5>x1>x2≧0)18、
p-Ga 1-y3Aly3Nキャリアブロッキング層19、p−G
1-y2Aly2N光導波層20、p−Ga1-z1Alz1N(2.5
nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層21、p−GaNコ
ンタクト層22(図示せず)を成長する。
As shown in FIG. 1, metalorganic vapor phase epitaxy
Thickness on the (0001) C-plane sapphire substrate 11 at 500 ° C
A GaN low-temperature layer 10 of 30 nm is formed, and a low-pressure 1.33
× 10Four(Pa) and a GaN buffer layer 12 of about 2 μm thickness
It is formed with a thickness. 0.1 μm thick SiOTwoFilm 13 with P-CVD equipment
Formed and photolithographically etched at 5 μm at intervals of 2 μm.
μm wide SiOTwoForm a stripe pattern to leave film 13
Followed by this SiOTwo2 on the mask pattern by the film 13
A GaN film 14 having a thickness of 0 μm is grown. Then, n-G
aN contact layer 15, n-Ga1-z1Alz1N (2.5nm) / G
aN superlattice cladding layer (2.5 nm) 16, n-Ga1-y2Aly2
N optical waveguide layer 17, Inx2Ga1-x2N (Si-doped) / Inx1
Ga1-x1N multiple quantum well active layer (0.5> x1> x2 ≧ 0) 18,
p-Ga 1-y3Aly3N carrier blocking layer 19, p-G
a1-y2Aly2N optical waveguide layer 20, p-Ga1-z1Alz1N (2.5
nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 21, p-GaN layer
A contact layer 22 (not shown) is grown.

【0019】引き続き、SiO2膜23(図示せず)とレジス
ト24(図示せず)を形成し、通常のリソグラフィーによ
り3μm幅のリッジ部分以外のレジスト24(図示せず)
とSiO 2膜23(図示せず)を除去する。RIE(反応性イオ
ンエッチング)装置で選択エッチングによりp−Ga
1-z1Alz1N(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層2
1の途中までエッチングを行う。エッチングによるクラ
ッド層21の残し厚は基本横モード発振が達成できる厚み
とする。次に、レジスト24(図示せず)とSiO2膜23
(図示せず)を除去した後、再度SiO2膜(図示せ
ず)およびレジスト(図示せず)を形成し、通常のリソ
グラフィにより、先ほど作製された幅3μmのリッジ部
分を含んだ10μm幅の領域以外のレジストおよびSi
2膜を除去する(3μ幅は10μm幅領域の中央に位
置することが好ましい)。次に、RIE(反応性イオン
エッチング)装置で選択エッチングにより、n-GaN
層コンタクト層15までエッチングを行う。
Subsequently, the SiOTwoMembrane 23 (not shown) and resist
24 (not shown) and are formed by ordinary lithography.
Resist 24 (not shown) other than 3 μm wide ridge
And SiO TwoThe film 23 (not shown) is removed. RIE (Reactive Io
P-Ga by selective etching
1-z1Alz1N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 2
Etching is performed part way. Clutch by etching
The remaining thickness of the pad layer 21 is the thickness that can achieve the fundamental transverse mode oscillation.
And Next, a resist 24 (not shown) and SiOTwoMembrane 23
(Not shown), then remove the SiO 2TwoMembrane (shown
) And a resist (not shown).
3 μm wide ridge created earlier by lithography
Resist and Si other than the 10 μm wide region
OTwoRemove the film (3μ width is located at the center of 10μm width area)
Is preferably placed). Next, RIE (reactive ion
Etching) Selective etching with equipment, n-GaN
Etching is performed up to the layer contact layer 15.

【0020】次に、レジストとSiO2膜を除去した後、Si
O2膜25(図示せず)およびレジストを再度形成し、通常
のフォトリソエッチング技術でリッジ上部であって、へ
き開によって形成される端面予定位置から25μm共振器
側へ入り込んだ位置(L)までレジスト膜とSiO2膜25
(図示せず)をエッチング除去する。RIEにより、端面
近傍のp-GaNコンタクト層22を選択エッチングした後
に、レジストとSiO2膜25(図示せず)を一旦除去する。
Next, after removing the resist and the SiO 2 film, the Si
The O 2 film 25 (not shown) and the resist are formed again, and the resist is formed from the expected end face position formed by the cleavage to the position (L) that enters the 25 μm resonator side on the ridge by a normal photolithographic etching technique. Film and SiO 2 film 25
(Not shown) is removed by etching. After selectively etching the p-GaN contact layer 22 near the end face by RIE, the resist and the SiO 2 film 25 (not shown) are once removed.

【0021】再度SiO2膜26を形成し、通常のフォトリソ
エッチング技術でリッジ部上部のレジストとSiO2膜26を
除去して、SiO2膜26の電流を注入する領域を開口する。
この際にSiO2膜26がエッチングされる開口部分は、リッ
ジ上のp-GaNコンタクト層22上である。次に、Ni/Au
よりなるp電極材を形成し、リフトオフ法によって開口
部以外のレジスト、p電極材を剥離して、p−GaNコ
ンタクト層上にp電極27を形成する。
The SiO 2 film 26 is formed again, the resist on the ridge portion and the SiO 2 film 26 are removed by a usual photolithographic etching technique, and a region of the SiO 2 film 26 where current is injected is opened.
At this time, the opening where the SiO 2 film 26 is etched is on the p-GaN contact layer 22 on the ridge. Next, Ni / Au
A p-electrode material is formed, and the resist and p-electrode material other than the opening are peeled off by a lift-off method to form a p-electrode 27 on the p-GaN contact layer.

【0022】その後、再度レジストを塗布し、n-Ga
N層コンタクト層15上のSiO2膜26に、フォトリソ法でp
電極面に形成されたリッジストライプと平行な10μm幅
のストライプ開口部を形成し、Ti/Alよりなるn電極材
を形成し、リフトオフ法によって開口部以外のレジス
ト、n電極材を剥離して、n−GaNコンタクト層15上
にn電極28を形成する。
Thereafter, a resist is applied again and n-Ga
The SiO 2 film 26 on the N-layer contact layer 15 is coated with p by photolithography.
Form a stripe opening of 10 μm width parallel to the ridge stripe formed on the electrode surface, form an n-electrode material made of Ti / Al, peel off the resist other than the opening by lift-off method, n-electrode material, An n-electrode 28 is formed on the n-GaN contact layer 15.

【0023】次に、サファイヤ基板11を研磨法により70
μm厚に研磨する。上記のように作製した試料をへき開
して形成した共振器面の一方に高反射率コートを施し、
他方に無反射コートを行う。その後、チップ化して半導
体レーザ素子を形成する。
Next, the sapphire substrate 11 is
Polish to a thickness of μm. Applying a high reflectance coating to one of the resonator surfaces formed by cleaving the sample prepared as described above,
On the other side, a non-reflection coating is performed. Thereafter, the semiconductor laser device is formed by chipping.

【0024】本半導体レーザ素子は、リッジ部の端面近
傍のp−GaNコンタクト層22が除去され、その上にSi
O2膜26が形成されて、電流非注入領域aが形成されてい
る。端面ではコンタクト層が無いため、オーミック接合
されないので両端面部分の注入電流が低減される。よっ
て非発光再結合電流が低減し、発熱が低減される。よっ
て、高出力まで、ガウス型の高品位なビームを得ること
ができる。
In the present semiconductor laser device, the p-GaN contact layer 22 near the end face of the ridge portion is removed, and the Si
An O 2 film 26 is formed to form a current non-injection region a. Since there is no contact layer at the end faces, no ohmic junction is made, so that the injection current at both end faces is reduced. Therefore, non-radiative recombination current is reduced, and heat generation is reduced. Therefore, a high-quality Gaussian beam can be obtained up to a high output.

【0025】上記GaAlNの組成は、1>z1>y2≧0、
0.4>y3>y2とする。
The composition of GaAlN is as follows: 1>z1> y2 ≧ 0;
0.4>y3> y2.

【0026】リッジ両脇の端面での垂直方向に伝搬する
光の等価屈折率をnAとし、リッジ部の垂直方向に伝搬
する光の等価屈折率をnBとし、p−Ga1-z1Alz1
(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層21の厚みを制
御することにより、等価屈折率段差nB−nAを、7×10
-3>nB-nA>1.5×10-3に制御できる。
The equivalent refractive index of light propagating in the vertical direction at both end faces on both sides of the ridge is defined as nA, the equivalent refractive index of light propagating in the vertical direction of the ridge portion is defined as nB, and p-Ga 1 -z 1 Al z1 N
By controlling the thickness of the (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 21, the equivalent refractive index step nB-nA is reduced by 7 × 10
-3 >nB-nA> 1.5.times.10.sup.- 3 .

【0027】また、SiO2膜26の代わりにSiN膜を用い
ることも可能である。SiN膜を用いた場合には膜がよ
り緻密になり、欠陥などによるリーク電流を低減させる
ことが可能であり、歩留まりの向上が期待される。
It is also possible to use a SiN film instead of the SiO 2 film 26. When an SiN film is used, the film becomes denser, it is possible to reduce a leak current due to a defect or the like, and an improvement in yield is expected.

【0028】上記半導体レーザ素子のエージング試験に
よる信頼性試験結果のグラフを図2に示す。横軸に時間
を示し、縦軸に駆動電流を示す。半導体レーザ素子の駆
動条件は、出力1mWで、APC駆動し、環境温度50℃で行
ったものである。図中の(a)は従来の半導体レーザ素
子の特性を示し、(b)は上記第1の実施の形態に示す
半導体レーザ素子の特性を示す。従来の半導体レーザ素
子の構造は、上記本発明の半導体レーザ素子において、
共振器端面のp−GaNコンタクト層22が除去されてい
ないものであり、共振器端面にも電流が注入される構造
となっている。
FIG. 2 shows a graph of a reliability test result of the aging test of the semiconductor laser device. The horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates drive current. The driving conditions of the semiconductor laser device were such that the output was 1 mW, the APC was driven, and the ambient temperature was 50 ° C. In the figure, (a) shows the characteristics of the conventional semiconductor laser device, and (b) shows the characteristics of the semiconductor laser device shown in the first embodiment. The structure of the conventional semiconductor laser device is the same as that of the semiconductor laser device of the present invention.
The structure is such that the p-GaN contact layer 22 on the end face of the resonator is not removed, and a current is injected also into the end face of the resonator.

【0029】図2(a)に示すように、従来の半導体レ
ーザ素子は約80時間で劣化しているが、(b)に示すよ
うに、本発明の半導体レーザ素子は約400時間まで、約
1.4倍の電流増加に留まっている。
As shown in FIG. 2A, the conventional semiconductor laser device is deteriorated in about 80 hours, but as shown in FIG. 2B, the semiconductor laser device of the present invention is deteriorated by about 400 hours.
The current increase is only 1.4 times.

【0030】次に、本発明の第2の実施の形態による半
導体レーザ素子について、その製造過程に沿って説明す
る。その半導体レーザ素子の斜視図を図3に示す。な
お、GaN基板35'の作製は上記第1の実施の形態によ
るGaN層14までの作製と同一である。以下に記載する
各半導体層の成長用原料として、トリメチルガリウム
(TMG)、トリメチルインジュウム(TMI)、トリメチル
アルミニウム(TMA)とアンモニアを原料とし、n型ドー
パントガスとして、シランガスを用い、p型ドーパント
としてシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を
用いる。有機金属気相成長法により(0001)C面サ
ファイア基板11上に、500℃で厚さ30nmのGaN低温層1
0を形成し、その上に、低圧の1.33×104(Pa)でG
aNバッファ層12を2μm程度の膜厚で形成する。0.
1μm厚のSiO2膜13をP-CVD装置で形成し、フォトリソ
エッチングにより、間隔2μmで5μm幅のSiO2膜13を
残すようにストライプパターンを形成し、続いてこのSi
O2マスクパターン上に20μm厚のGaN膜14を成長さ
せる。ここまでは上記第1の実施の形態と同一である。
さらに、HVPE(hydride vapor phase epitaxy)法を用
いて1000℃で厚さ200μmのノンドープGaN膜35(図
示せず)を積層成長させる。ここで、サファイヤ基板11
の裏面よりHVPE法で成長したノンドープGaN層35が15
0μm厚になるまで切削、研磨を行ないノンドープGaN基
板35'を作製する。
Next, a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention will be described along the manufacturing process. FIG. 3 shows a perspective view of the semiconductor laser device. The fabrication of the GaN substrate 35 'is the same as the fabrication up to the GaN layer 14 according to the first embodiment. As a raw material for growing each semiconductor layer described below, trimethyl gallium (TMG), trimethyl indium (TMI), trimethyl aluminum (TMA) and ammonia are used as raw materials, a silane gas is used as an n-type dopant gas, and a p-type dopant is used. As cyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg). A 30-nm-thick GaN low-temperature layer 1 at 500 ° C. on a (0001) C-plane sapphire substrate 11 by metalorganic chemical vapor deposition.
0, and a low pressure of 1.33 × 10 4 (Pa)
The aN buffer layer 12 is formed with a thickness of about 2 μm. 0.
A 1 μm thick SiO 2 film 13 is formed by a P-CVD apparatus, and a stripe pattern is formed by photolithographic etching so as to leave an SiO 2 film 13 with a width of 2 μm and a width of 5 μm.
A 20 μm thick GaN film 14 is grown on the O 2 mask pattern. Up to this point, the operation is the same as that of the first embodiment.
Further, a non-doped GaN film 35 (not shown) having a thickness of 200 μm is grown at 1000 ° C. using HVPE (hydride vapor phase epitaxy). Here, the sapphire substrate 11
Non-doped GaN layer 35 grown by HVPE from the back of
The non-doped GaN substrate 35 'is manufactured by cutting and polishing to a thickness of 0 μm.

【0031】引き続き、n−GaNコンタクト層36、n
−Ga1-z1Alz1N(2.5nm)/GaN超格子クラッド層
(2.5nm)37、n−Ga1-y2Aly2N光導波層38、Inx2
Ga1-x 2N(Si-ドープ)/Inx1Ga1-x1N多重量子井
戸活性層(0.5>x1>x2≧0)39、p-Ga1-y3Aly3
キャリアブロッキング層40、p−Ga1-y2Aly2N光導
波層41、p−Ga1-z1Alz1N(2.5nm)/GaN(2.5nm)
超格子クラッド層42、p−GaNコンタクト層43(図示
せず)を成長する。
Subsequently, the n-GaN contact layer 36, n
-Ga 1-z1 Al z1 N ( 2.5nm) / GaN superlattice cladding layer
(2.5 nm) 37, n-Ga 1-y2 Al y2 N optical waveguide layer 38, In x2
Ga 1-x 2 N (Si- doped) / In x1 Ga 1-x1 N multiple quantum well active layer (0.5>x1> x2 ≧ 0 ) 39, p-Ga 1-y3 Al y3 N
Carrier blocking layer 40, p-Ga 1-y2 Al y2 N optical waveguide layer 41, p-Ga 1-z1 Al z1 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm)
A superlattice cladding layer 42 and a p-GaN contact layer 43 (not shown) are grown.

【0032】引き続き、SiO2膜44(図示せず)とレジス
トを形成し、通常のリソグラフィーにより幅50μmの
リッジ部以外のレジストとSiO2膜44を除去する。RIE
(反応性イオンエッチング)装置で選択エッチングによ
りp型超格子クラッド層42の途中までエッチングを行
う。このエッチングのクラッド層残し厚は、基本横モー
ド発振が達成できる厚みとする。その後、レジストおよ
びSiO2膜44を一旦除去し、再度SiO2膜45(図示せず)を
形成し、通常のフォトリソエッチング技術により、リッ
ジ上部においてへきかいによって形成される端面予定位
置から20μm共振器側へ入り込んだ位置(L)までレジ
ストとSiO2膜45をエッチング除去する。RIEでp-GaN
コンタクト層43を選択エッチングした後に、レジストと
SiO2膜45を一旦除去する。再度絶縁膜SiO2膜46を形成す
る。
Subsequently, an SiO 2 film 44 (not shown) and a resist are formed, and the resist and the SiO 2 film 44 other than the ridge portion having a width of 50 μm are removed by ordinary lithography. RIE
(Reactive ion etching) Etching is performed halfway of the p-type superlattice cladding layer 42 by selective etching using an apparatus. The remaining thickness of the cladding layer in this etching is a thickness that can achieve the fundamental transverse mode oscillation. Thereafter, the resist and the SiO 2 film 44 are once removed, a SiO 2 film 45 (not shown) is formed again, and a 20 μm resonator side from a predetermined end face position formed by cleavage at the upper portion of the ridge by a normal photolithographic etching technique. Then, the resist and the SiO 2 film 45 are removed by etching up to the position (L) where the resist enters. P-GaN with RIE
After selectively etching the contact layer 43, the resist and
The SiO 2 film 45 is once removed. The insulating film SiO 2 film 46 is formed again.

【0033】次に、通常のフォトリソエッチング技術で
リッジ上部のSiO2膜46に幅(W)で開口を形成する。端
面近傍のp型超格子クラッド層上から端面近傍より内側
のp型コンタクト層上に渡ってNi/Auよりなるp電極47を
形成する。その後HVPE法で形成されたノンドープGaN
基板35'に、フォトリソ法でp電極面に形成されたスト
ライプと平行な200μm幅(W')のストライプ開口
部を形成し、Cl2ガスを用いたECRドライエッチング法
を用いてn−GaNコンタクト層36面までエッチングを
行う。レジスト剥離後、溝を含めたHVPE法で形成された
ノンドープGaN基板35'の全面にTi/Alよりなるn電極
48を形成する。その後、特開平10-22574号に示されるよ
うなAu材を含んだ溶媒をスピン塗布法で形成した後に、
約400℃30分のアニーリングを行うことによって凹部
が平坦に埋め込まれたAu層49が形成される。試料をへき
開して形成した共振器面の一方に高反射率コートを行
い、他方に無反射コートを行い、その後、チップ化して
半導体レーザ素子を完成させる。この素子を、ヒートシ
ンクにAuSnロウ材を用いてn側面をボンディングする。
Next, an opening having a width (W) is formed in the SiO 2 film 46 above the ridge by a usual photolithographic etching technique. A p-electrode 47 made of Ni / Au is formed over the p-type superlattice cladding layer near the end face and on the p-type contact layer inside the vicinity of the end face. Non-doped GaN formed by HVPE method
A 200 μm wide (W ′) stripe opening parallel to the stripe formed on the p-electrode surface is formed in the substrate 35 ′ by photolithography, and the n-GaN contact is formed by ECR dry etching using Cl 2 gas. Etching is performed up to the layer 36 surface. After stripping the resist, an n-electrode made of Ti / Al is formed on the entire surface of the non-doped GaN substrate 35 'formed by HVPE including the groove.
Form 48. Then, after forming a solvent containing an Au material as shown in JP-A-10-22574 by spin coating,
By performing annealing at about 400 ° C. for 30 minutes, the Au layer 49 in which the concave portion is buried flat is formed. One of the resonator surfaces formed by cleaving the sample is coated with a high reflectivity, and the other is coated with a non-reflective coating. Thereafter, it is chipped to complete a semiconductor laser device. This element is bonded to the heat sink on the n side using AuSn brazing material.

【0034】本実施の形態による半導体レーザ素子は、
リッジ部の端面近傍のp―GaNコンタクト層43が除去
されており、その上に開口を有する絶縁膜46およびp電
極47が形成され、電流非注入領域aが形成されている。
aの領域では、p−GaNコンタクト層43が無いため、
p−GaNコンタクト層43とp電極47とが接触しておら
ず、オーミック接合がなされていないため、電流が注入
されず、非発光再結合電流が低減できる。よって、端面
での発熱を低減できるので、高出力まで、ガウス型の高
品位なビームを得ることができる。
The semiconductor laser device according to the present embodiment is
The p-GaN contact layer 43 near the end face of the ridge is removed, an insulating film 46 having an opening and a p-electrode 47 are formed thereon, and a current non-injection region a is formed.
In the region a, since there is no p-GaN contact layer 43,
Since the p-GaN contact layer 43 and the p-electrode 47 are not in contact with each other and no ohmic junction is made, no current is injected and the non-radiative recombination current can be reduced. Therefore, since heat generation at the end face can be reduced, a high quality Gaussian beam can be obtained up to a high output.

【0035】GaAlNの組成は、1>z1>y2≧0、0.4
>y3>y2とすることが望ましい。
The composition of GaAlN is as follows: 1>z1> y2 ≧ 0, 0.4
>Y3> y2.

【0036】リッジ両脇での底辺の垂直方向に伝搬する
光の等価屈折率をnAとし、リッジ部の垂直方向に伝搬
する光の等価屈折率をnBとし、p−Ga1-z1Alz1
(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層42の厚みを制
御することにより、等価屈折率段差nB−nAは、7×10
-3>nB-nA>1.5×10-3と等価屈折率段差を制御でき
る。
The equivalent refractive index of light propagating in the vertical direction of the bottom side on both sides of the ridge is defined as nA, the equivalent refractive index of light propagating in the vertical direction of the ridge portion is defined as nB, and p-Ga 1 -z 1 Al z1 N
By controlling the thickness of the (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 42, the equivalent refractive index step nB-nA becomes 7 × 10
-3 >nB-nA> 1.5.times.10.sup.- 3, and the equivalent refractive index step can be controlled.

【0037】また、絶縁膜はSiO2膜に限らずSiN膜でも
よい。
The insulating film is not limited to the SiO 2 film but may be a SiN film.

【0038】また、n電極48を、ノンドープGaN基板35'
を部分的にエッチングし露出したn−GaNコンタクト
層36と直にコンタクト形成することによって、p電極側
から注入された電流が均一に流れ、50μm幅のリッジ
ストライプにおいても安定なガウスビームを得ることが
可能となる。又、両端面に非注入領域が形成されること
によって、非発光再結合電流を低減できるので、発熱が
低減される。
The n-electrode 48 is connected to a non-doped GaN substrate 35 '.
The current injected from the p-electrode side flows uniformly, and a stable Gaussian beam can be obtained even in a 50 μm width ridge stripe by forming a contact directly with the exposed n-GaN contact layer 36 by partially etching Becomes possible. In addition, since non-injection regions are formed at both end surfaces, non-radiative recombination current can be reduced, so that heat generation is reduced.

【0039】さらに、n電極側は溝がAu材で埋め込ま
れ平坦化されておりヒートシンクへのボンディングが均
一に行われるので、素子の発熱の冷却効果が高く、高信
頼性なレーザ発光を実現することが可能である。
Further, since the groove on the n-electrode side is buried with an Au material and flattened, and the bonding to the heat sink is performed uniformly, the effect of cooling the heat generated by the element is high, and highly reliable laser emission is realized. It is possible.

【0040】GaN基板35'に溝を形成した後、Auを
埋め込まず、冷却媒質の通路を設けたヒートシンクを基
板側に取り付け、溝内に冷却媒質が流れるようにしても
よい。これにより、素子の発熱を効果的に放出しやすく
なる。
After the grooves are formed in the GaN substrate 35 ', a heat sink provided with a passage for the cooling medium may be attached to the substrate side without embedding Au, and the cooling medium may flow into the grooves. Thereby, it becomes easy to effectively release the heat generated by the element.

【0041】上記2つの実施の形態による半導体レーザ
素子において、p-GaNコンタクト層がエッチングさ
れる領域は、へき開によって形成される端面予定位置か
ら端面を含み最小5μm、最大でも50μm共振器側へ入り
込んだ位置内であることが望ましい。レーザ素子両端面
部分を電流非注入化させることによって両端面部分の非
発光再結合電流が低減し、発熱が低減される。よって低
出力から高出力まで、ガウス型の高品位な高信頼性のレ
ーザ素子を提供することができる。
In the semiconductor laser device according to the above two embodiments, the region where the p-GaN contact layer is etched enters the cavity side of 5 μm minimum and 50 μm at maximum including the end face from the expected end face position formed by cleavage. It is desirable to be within the position. By making the current non-injection at both end portions of the laser element, non-radiative recombination current at both end portions is reduced, and heat generation is reduced. Therefore, it is possible to provide a Gauss-type, high-quality, high-reliability laser element from low output to high output.

【0042】次に、本発明の第3の実施の形態による半
導体レーザ素子についてその製造過程に沿って説明す
る。その半導体レーザ素子の斜視図を図4に示す。以下
に記載の各半導体層の成長用原料として、トリメチルガ
リウム(TMG)、トリメチルインジュウム(TMI)、トリ
メチルアルミニウム(TMA)とアンモニアを原料とし、n
型ドーパントガスとして、シランガスを用い、p型ドー
パントとしてシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2M
g)を用いる。有機金属気相成長法により(0001)C
面サファイア基板51上に、低圧の1.33×104(Pa)
でGaNバッファ層52を2μm程度の膜厚で形成する。
0.1μm厚のSiO2膜53をP-CVD装置で形成し、フォト
リソエッチングにより2μmの間隔で5μm幅のSiO2
53を残すようにストライプパターンを形成し、続いてこ
のSiO2マスクパターン上に20μm厚のGaN層54を成
長させる。引き続き、n−GaNコンタクト層55、n−
Ga1- z1Alz1N(2.5nm)/GaN超格子クラッド層(2.5
nm)56、n−Ga1-y2Aly2N光導波層57、Inx2Ga
1-x2N(Si-ドープ)/Inx1Ga1-x1N多重量子井戸活
性層(0.5>x1>x2≧0)58、p-Ga1-y3Aly3Nキ
ャリアブロッキング層59、p−Ga1-y2Aly2N光導波
層60、p−Ga1-z1Alz1N(2.5nm)/GaN(2.5nm)超
格子第一クラッド層61、n−Alx4Ga1-x4N(x4>x
3)電流阻止層62を成長する。引き続き、通常のリソグ
ラフィーにより3μm幅の電流注入領域となる部分のレジ
ストを除去し、RIE(反応性イオンエッチング)装置
で、n−Alx4Ga1-x4N電流阻止層62をエッチングす
る。レジストを除去後、p-Alx3Ga1-x 3N第二クラ
ッド層63、p−GaNコンタクト層64を成長する。電流
注入領域の横側の領域をフォトリソグラフィ法により開
口させたSiO2マスクで、反応性イオンエッチング法によ
り、n−GaNコンタクト層55が露出するまでエッチン
グする。p−GaNコンタクト層64の表面の端面近傍以
外の領域にNi/Auよりなるp電極65を形成する。リフトオ
フ法によってp電極を形成するため、レーザー端面予定
部分のp電極材は予め形成されていない。p電極65が形
成されない領域は、端面を含み端面から5μm以上50
μm以下までの範囲であることが望ましい。その後、反
応性イオンエッチング法で露出されたn-GaNコンタ
クト層55上に、フォトリソ法でp電極側に形成されたス
トライプと平行な10μm幅のストライプ開口部を形成
し、Ti/Alよりなるn電極材を形成する。リフトオフ法
によって開口部以外のレジストおよびn電極材を剥離し
てn電極66を形成する。サファイヤ基板51を研磨法によ
り70μm厚に研磨する。上記のように作製した試料をへ
き開して形成した共振器面の一方に高反射率コート、他
方に無反射コートを行い、その後、チップ化して半導体
レーザ素子を形成する。
Next, a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention will be described along its manufacturing process. FIG. 4 shows a perspective view of the semiconductor laser device. As a raw material for growing each semiconductor layer described below, trimethyl gallium (TMG), trimethyl indium (TMI), trimethyl aluminum (TMA) and ammonia are used as raw materials, and n
Silane gas as the p-type dopant gas and cyclopentadienyl magnesium (Cp 2 M
Use g). (0001) C by metal organic chemical vapor deposition
1.33 × 10 4 (Pa) of low pressure on the surface sapphire substrate 51
To form a GaN buffer layer 52 with a thickness of about 2 μm.
A 0.1 μm thick SiO 2 film 53 is formed by a P-CVD apparatus, and a 5 μm wide SiO 2 film is formed at 2 μm intervals by photolithographic etching.
A stripe pattern is formed so as to leave 53, and a GaN layer 54 having a thickness of 20 μm is grown on the SiO 2 mask pattern. Subsequently, the n-GaN contact layer 55, n-
Ga 1- z1 Al z1 N (2.5 nm) / GaN superlattice cladding layer (2.5
nm) 56, n-Ga 1-y2 Al y2 N optical waveguide layer 57, In x2 Ga
1-x2 N (Si- doped) / In x1 Ga 1-x1 N multiple quantum well active layer (0.5>x1> x2 ≧ 0 ) 58, p-Ga 1-y3 Al y3 N carrier blocking layer 59, p-Ga 1-y2 Al y2 n optical waveguide layer 60, p-Ga 1-z1 Al z1 n (2.5nm) / GaN (2.5nm) superlattice first clad layer 61, n-Al x4 Ga 1 -x4 n (x4> x
3) Grow current blocking layer 62. Subsequently, the resist in a portion serving as a current injection region having a width of 3 μm is removed by ordinary lithography, and the n-Al x4 Ga 1 -x4N current blocking layer 62 is etched by a RIE (reactive ion etching) device. After removing the resist, to grow a p-Al x3 Ga 1-x 3 N second cladding layer 63, p-GaN contact layer 64. Etching is performed by a reactive ion etching method until the n-GaN contact layer 55 is exposed, using an SiO 2 mask in which a region on the side of the current injection region is opened by photolithography. A p-electrode 65 made of Ni / Au is formed in a region other than near the end face of the surface of the p-GaN contact layer 64. Since the p-electrode is formed by the lift-off method, the p-electrode material at the laser end surface scheduled portion is not formed in advance. The region where the p-electrode 65 is not formed is 5 μm or more from the end surface including the end surface.
It is desirable that the range is not more than μm. Thereafter, on the n-GaN contact layer 55 exposed by the reactive ion etching method, a 10 μm-wide stripe opening parallel to the stripe formed on the p-electrode side is formed by the photolithography method, and n / n of Ti / Al is formed. An electrode material is formed. The resist and the n-electrode material other than the opening are peeled off by the lift-off method to form the n-electrode 66. The sapphire substrate 51 is polished to a thickness of 70 μm by a polishing method. A high-reflectance coat is applied to one of the resonator surfaces formed by cleaving the sample manufactured as described above, and a non-reflection coat is applied to the other.

【0043】GaAlNの組成は、1>z1>y2≧0、0.4
>y3>y2、x4>x3とする。
The composition of GaAlN is as follows: 1>z1> y2 ≧ 0, 0.4
>Y3> y2, x4> x3.

【0044】電流狭窄層の存在する領域の垂直方向に伝
搬する光の等価屈折率をnAとし、電流狭窄層が存在しな
い領域の垂直方向に伝搬する光の等価屈折率をnBとし、
p−Ga1-z1Alz1N(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子第
一クラッド層61の厚みを制御することにより7×10-3>n
B-nA>1.5×10-3と等価屈折率段差を制御できる。
The equivalent refractive index of light propagating in the vertical direction in the region where the current confinement layer exists is nA, and the equivalent refractive index of light propagating in the vertical direction in the region where the current confinement layer does not exist is nB.
By controlling the thickness of the p-Ga 1 -z 1 Al z1 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice first cladding layer 61, 7 × 10 −3 > n
B-nA> 1.5 × 10 −3 and the equivalent refractive index step can be controlled.

【0045】また、サファイア基板51と、GaNバッフ
ァ層52の間に、500℃で形成されるGaN低温層が30nm
程度の厚さで形成されていてもよい。
A GaN low-temperature layer formed at 500 ° C. between the sapphire substrate 51 and the GaN buffer layer 52 has a thickness of 30 nm.
It may be formed with a thickness of about.

【0046】本発明の半導体レーザ素子は、低出力から
高出力までガウス型分布の高品位でかつ高信頼性なビー
ムを発するので、高速な情報・画像処理及び通信、計
測、医療、印刷の分野での光源として応用可能である。
Since the semiconductor laser device of the present invention emits a high-quality and highly-reliable beam having a Gaussian distribution from low output to high output, it can be used for high-speed information / image processing, communication, measurement, medical care, and printing. It can be applied as a light source in a computer.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明と従来の半導体レーザ素子の経時信頼性
試験結果を示すグラフ
FIG. 2 is a graph showing the aging reliability test results of the present invention and a conventional semiconductor laser device;

【図3】本発明の第2の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 (0001)C面サファイア基板 10 GaN低温層 12 GaNバッファ層 13 SiO2膜 14 GaN層 15 n−GaNコンタクト層 16 n−Ga1-z1Alz1N/GaN超格子クラッド層 17 n−Ga1-y2Aly2N光導波層 18 Inx2Ga1-x2N/Inx1Ga1-x1N多重量子井
戸活性層 19 p-Ga1-y3Aly3Nキャリアブロッキング層 20 p−Ga1-y2Aly2N光導波層 21 p−Ga1-z1Alz1N/GaN超格子クラッド層 26 絶縁膜 27 p電極 28 n電極
11 (0001) C-plane sapphire substrate 10 GaN low-temperature layer 12 GaN buffer layer 13 SiO 2 film 14 GaN layer 15 n-GaN contact layer 16 n-Ga 1-z1 Al z1 N / GaN superlattice cladding layer 17 n-Ga 1 -y2 Al y2 N optical waveguide layer 18 In x2 Ga 1-x2 N / In x1 Ga 1-x1 N multiple quantum well active layer 19 p-Ga 1-y3 Al y3 N carrier blocking layer 20 p-Ga 1-y2 Al y2 N optical waveguide layer 21 p-Ga 1-z1 Al z1 N / GaN superlattice cladding layer 26 insulating film 27 p electrode 28 n electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の電極の一方を備えたGaN層上
に、少なくとも、GaN系の半導体からなる第一導電型
クラッド層、活性層、GaN系の半導体からなる第二導
電型クラッド層、第二導電型GaNコンタクト層および
他方の電極がこの順に積層されてなる半導体レーザ素子
において、 対向する2つの共振器端面の少なくとも一方の端面近傍
が電流非注入領域となっていることを特徴とする半導体
レーザ素子。
A first conductive type clad layer made of a GaN-based semiconductor, an active layer, a second conductive type clad layer made of a GaN-based semiconductor, A semiconductor laser device in which a two-conductivity type GaN contact layer and the other electrode are laminated in this order, wherein at least one of two opposing resonator end faces is near a current non-injection region. Laser element.
【請求項2】 前記電流非注入領域が、端面から素子内
部に向かって5μm以上50μm以下までの範囲である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ素子。
2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein said current non-injection region ranges from 5 μm to 50 μm from an end face toward the inside of the device.
【請求項3】 前記電流非注入領域が、前記端面近傍の
前記第二導電型GaNコンタクト層が除去されてなるも
のであることを特徴とする請求項1または2記載の半導
体レーザ素子。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the current non-injection region is formed by removing the second conductivity type GaN contact layer near the end face.
【請求項4】 前記端面近傍に露出している前記第二導
電型クラッド層上および端面近傍より内側の前記第二導
電型コンタクト層上を覆うように絶縁膜が形成されてお
り、該絶縁膜の少なくとも前記第二導電型コンタクト層
上に電流注入のための開口を有し、該開口を覆うように
前記他方の電極が形成されていることを特徴とする請求
項3記載の半導体レーザ素子。
4. An insulating film is formed so as to cover the second conductive type cladding layer exposed near the end face and the second conductive type contact layer inside the vicinity of the end face. 4. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein an opening for injecting current is provided at least on said second conductivity type contact layer, and said other electrode is formed so as to cover said opening.
【請求項5】 前記電流非注入領域が、前記他方の電極
が前記端面近傍以外の領域に形成されてなるものである
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体レーザ
素子。
5. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the current non-injection region is formed by forming the other electrode in a region other than near the end face.
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