JP2002246696A - 半導体レーザチップ - Google Patents
半導体レーザチップInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オフ基板上に形成されたレーザチップの活性
層に平行な方向に対するレーザ光の偏光方向のずれが改
善された半導体レーザチップを提供する。 【解決手段】 半導体レーザチップにおいて、低ミラー
指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた主面を有
する半導体結晶のオフ基板と、このオフ基板上に形成さ
れた半導体積層構造とを含み、この半導体積層構造は発
光作用を生じる活性層を含み、レーザチップはそのレー
ザ発振光の偏光方向が活性層中に設定される光射出点の
位置に依存して変化するものであり、その光射出点は発
振光の偏光方向が活性層に平行に近くなるようにチップ
の幅方向の中央位置から意図的に変位させられた位置に
設定されている。
層に平行な方向に対するレーザ光の偏光方向のずれが改
善された半導体レーザチップを提供する。 【解決手段】 半導体レーザチップにおいて、低ミラー
指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた主面を有
する半導体結晶のオフ基板と、このオフ基板上に形成さ
れた半導体積層構造とを含み、この半導体積層構造は発
光作用を生じる活性層を含み、レーザチップはそのレー
ザ発振光の偏光方向が活性層中に設定される光射出点の
位置に依存して変化するものであり、その光射出点は発
振光の偏光方向が活性層に平行に近くなるようにチップ
の幅方向の中央位置から意図的に変位させられた位置に
設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザチップ
に関し、特に低ミラー指数面から所定のオフ角度だけ傾
斜させられた主面を有する半導体結晶のオフ基板上に形
成されるレーザチップの改善に関するものである。
に関し、特に低ミラー指数面から所定のオフ角度だけ傾
斜させられた主面を有する半導体結晶のオフ基板上に形
成されるレーザチップの改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザ装置は、ＣＤ、ＭＤ、ＤＶ
Ｄ等の光ディスク装置の読取や書込用の光源として利用
されている。特に、ＤＶＤのような高記録密度光ディス
クを実用化するためには、データの書込や読出に使用さ
れるレーザビームのスポット径を小さくすることが必要
である。そこで、ビームスポットを絞ることができる短
波長レーザが研究され、既に赤色半導体レーザは商品化
されている。
Ｄ等の光ディスク装置の読取や書込用の光源として利用
されている。特に、ＤＶＤのような高記録密度光ディス
クを実用化するためには、データの書込や読出に使用さ
れるレーザビームのスポット径を小さくすることが必要
である。そこで、ビームスポットを絞ることができる短
波長レーザが研究され、既に赤色半導体レーザは商品化
されている。
【０００３】赤色半導体レーザチップとしては、ＩｎＧ
ａＡｌＰ系レーザチップが実用化されている。このレー
ザチップの半導体基板としては、一般には｛１００｝面
から＜０１１＞方向に数度傾斜した主面を有するオフ基
板が用いられている。この理由は、そのようなオフ基板
がＡｌＧａＩｎＰ結晶構造中で自然超格子の発生を抑制
し得るので、これを発振波長の短波長化に有効な方法と
して利用し得るからである。
ａＡｌＰ系レーザチップが実用化されている。このレー
ザチップの半導体基板としては、一般には｛１００｝面
から＜０１１＞方向に数度傾斜した主面を有するオフ基
板が用いられている。この理由は、そのようなオフ基板
がＡｌＧａＩｎＰ結晶構造中で自然超格子の発生を抑制
し得るので、これを発振波長の短波長化に有効な方法と
して利用し得るからである。
【０００４】図１１と図１２において、従来の半導体レ
ーザ装置の典型的な一例の主要部が模式的に図解されて
いる。なお、本願の各図において、同一の参照符号は同
一部分または相当部分を示している。すなわち、半導体
レーザチップ５０１は図１１に示されているようにその
活性層５０２を含む積層構造５０３側の電極５０４がサ
ブマウント５０５と接するように設置され、そのサブマ
ウントが図１２に示されているようにレーザパッケージ
のブロック部５０９に載置される。
ーザ装置の典型的な一例の主要部が模式的に図解されて
いる。なお、本願の各図において、同一の参照符号は同
一部分または相当部分を示している。すなわち、半導体
レーザチップ５０１は図１１に示されているようにその
活性層５０２を含む積層構造５０３側の電極５０４がサ
ブマウント５０５と接するように設置され、そのサブマ
ウントが図１２に示されているようにレーザパッケージ
のブロック部５０９に載置される。
【０００５】このとき、通常のレーザパッケージでは、
光ピックアップ実装時の位置合わせを簡便に行なえるよ
うにするために、パッケージの基準面になるベース部５
０８に設けられた２つの水平切欠け部５０１を通る直線
Ｘ１−Ｘ２とサブマウント５０５が載置されるブロック
部５０９の主面とは、互い平行に設定される。すなわ
ち、レーザチップ５０１の活性層５０２は、水平切欠け
部通過直線Ｘ１−Ｘ２と平行になっている。
光ピックアップ実装時の位置合わせを簡便に行なえるよ
うにするために、パッケージの基準面になるベース部５
０８に設けられた２つの水平切欠け部５０１を通る直線
Ｘ１−Ｘ２とサブマウント５０５が載置されるブロック
部５０９の主面とは、互い平行に設定される。すなわ
ち、レーザチップ５０１の活性層５０２は、水平切欠け
部通過直線Ｘ１−Ｘ２と平行になっている。
【０００６】ところで、半導体レーザに求められる特性
には種々のものがあるが、レーザ光の偏光方向の回転を
利用してデータの読取や書込を行なう光ディスク装置で
は、特に偏光特性は重要である。
には種々のものがあるが、レーザ光の偏光方向の回転を
利用してデータの読取や書込を行なう光ディスク装置で
は、特に偏光特性は重要である。
【０００７】一般に、半導体レーザチップから射出され
るレーザ光は、発光作用を生じる活性層に平行な電場ベ
クトルを持ったＴＥ偏光になっており、活性層に垂直な
電場ベクトルを持ったＴＭ偏光成分はほとんど存在しな
い。これは、ＴＥ偏光に対するレーザ共振器端面の反射
率がＴＭ偏光に対する反射率よりも大きいことから、Ｔ
Ｅ偏光における方が共振器損失が小さくてしきい値電流
密度も小さくなるので、ＴＥ偏光のレーザ発振が優勢に
なるからである。したがって、図１２に示されているよ
うに光を上方（紙面に直交する方向）に射出するレーザ
パッケージを上面側から見た場合、レーザ光は水平切欠
け部通過直線Ｘ１−Ｘ２に平行な方向に偏光している。
るレーザ光は、発光作用を生じる活性層に平行な電場ベ
クトルを持ったＴＥ偏光になっており、活性層に垂直な
電場ベクトルを持ったＴＭ偏光成分はほとんど存在しな
い。これは、ＴＥ偏光に対するレーザ共振器端面の反射
率がＴＭ偏光に対する反射率よりも大きいことから、Ｔ
Ｅ偏光における方が共振器損失が小さくてしきい値電流
密度も小さくなるので、ＴＥ偏光のレーザ発振が優勢に
なるからである。したがって、図１２に示されているよ
うに光を上方（紙面に直交する方向）に射出するレーザ
パッケージを上面側から見た場合、レーザ光は水平切欠
け部通過直線Ｘ１−Ｘ２に平行な方向に偏光している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ある低
ミラー指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた主
面を有する半導体結晶のオフ基板を用いた半導体レーザ
チップを従来のパッケージに組込んだ場合、レーザ光は
切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２と平行な方向に偏光してお
らず、図１２に示されているようにレーザ光の偏光方向
Ｘ３−Ｘ４はある角度θだけ傾くという問題が生じる。
これは、レーザ光の偏光方向がレーザチップの活性層と
平行ではなくて数度傾いているからである。したがっ
て、このようなレーザパッケージを光ピックアップに搭
載すれば、光ディスク上のデータの読取や書込を行なう
ための所望の偏光特性が得られない場合が生じる。
ミラー指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた主
面を有する半導体結晶のオフ基板を用いた半導体レーザ
チップを従来のパッケージに組込んだ場合、レーザ光は
切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２と平行な方向に偏光してお
らず、図１２に示されているようにレーザ光の偏光方向
Ｘ３−Ｘ４はある角度θだけ傾くという問題が生じる。
これは、レーザ光の偏光方向がレーザチップの活性層と
平行ではなくて数度傾いているからである。したがっ
て、このようなレーザパッケージを光ピックアップに搭
載すれば、光ディスク上のデータの読取や書込を行なう
ための所望の偏光特性が得られない場合が生じる。
【０００９】また、図１３に示されているように、半導
体基板および活性層の構造が互い異なる赤色半導体レー
ザチップ６０１と赤外半導体レーザチップ６０２とを１
つのパッケージに載置した２波長半導体レーザ装置で
は、赤色レーザ光と赤外レーザ光の偏光方向が一致しな
い。したがって、このような２波長半導体レーザ装置を
光ピックアップに搭載可能にする光学系の設計が困難で
あるという問題もある。
体基板および活性層の構造が互い異なる赤色半導体レー
ザチップ６０１と赤外半導体レーザチップ６０２とを１
つのパッケージに載置した２波長半導体レーザ装置で
は、赤色レーザ光と赤外レーザ光の偏光方向が一致しな
い。したがって、このような２波長半導体レーザ装置を
光ピックアップに搭載可能にする光学系の設計が困難で
あるという問題もある。
【００１０】特開平１０−２２５６２は、これらの問題
を改善しようとする方法を提案している。この提案は、
図１４に示されているように、レーザパッケージのブロ
ック部５０９の主面を２つの水平切欠け部６１０を通る
直線Ｘ１−Ｘ２に対して傾けることによって、レーザ光
の偏光方向Ｘ３−Ｘ４をその水平切欠け部通過直線Ｘ１
−Ｘ２に平行にすることを特徴としている。
を改善しようとする方法を提案している。この提案は、
図１４に示されているように、レーザパッケージのブロ
ック部５０９の主面を２つの水平切欠け部６１０を通る
直線Ｘ１−Ｘ２に対して傾けることによって、レーザ光
の偏光方向Ｘ３−Ｘ４をその水平切欠け部通過直線Ｘ１
−Ｘ２に平行にすることを特徴としている。
【００１１】しかし、この方法には以下のような欠点が
ある。すなわち、図１４に示されているようにブロック
部５０９の主面を水平切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２に対
して傾けるようにレーザパッケージを設定するのは煩雑
であり、そのためにレーザパッケージが高価になるとと
もに量産には不向きになる。また、２波長半導体レーザ
における問題に対しては、何の解決策にもならない。
ある。すなわち、図１４に示されているようにブロック
部５０９の主面を水平切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２に対
して傾けるようにレーザパッケージを設定するのは煩雑
であり、そのためにレーザパッケージが高価になるとと
もに量産には不向きになる。また、２波長半導体レーザ
における問題に対しては、何の解決策にもならない。
【００１２】本発明は上述のような課題を解決するため
になされたものであり、オフ基板を用いたレーザチップ
の活性層に平行な方向に対するレーザ光の偏光方向のず
れが改善された半導体レーザチップを提供することを目
的としている。
になされたものであり、オフ基板を用いたレーザチップ
の活性層に平行な方向に対するレーザ光の偏光方向のず
れが改善された半導体レーザチップを提供することを目
的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザチップにおいては、低ミラー指数面から所定のオフ角
度だけ傾斜させられた主面を有する半導体結晶のオフ基
板と、このオフ基板上に形成された半導体積層構造とを
含み、この半導体積層構造は発光作用を生じる活性層を
含み、レーザチップはそのレーザ発振光の偏光方向が活
性層中に設定される光射出点の位置に依存して変化する
ものであり、その光射出点は、発振光の偏光方向が活性
層に平行に近くなるようにチップの幅方向の中央位置か
ら意図的に変位させられた位置に設定されていることを
特徴としている。
ザチップにおいては、低ミラー指数面から所定のオフ角
度だけ傾斜させられた主面を有する半導体結晶のオフ基
板と、このオフ基板上に形成された半導体積層構造とを
含み、この半導体積層構造は発光作用を生じる活性層を
含み、レーザチップはそのレーザ発振光の偏光方向が活
性層中に設定される光射出点の位置に依存して変化する
ものであり、その光射出点は、発振光の偏光方向が活性
層に平行に近くなるようにチップの幅方向の中央位置か
ら意図的に変位させられた位置に設定されていることを
特徴としている。
【００１４】オフ基板は、その｛１００｝面から＜０１
１＞方向に１０°〜１５°の範囲内で傾斜させられた主
面を有することができる。
１＞方向に１０°〜１５°の範囲内で傾斜させられた主
面を有することができる。
【００１５】レーザチップの光射出端面は平行四辺形で
あって｛０−１１｝の面方位を有し、チップの上面が側
面と鈍角をなす陵から９０〜２００μｍの範囲内で隔て
られたその上面上の位置の下方に光射出点が設定される
か、またはその鈍角をなす陵からチップの幅の３６〜８
０％の範囲内で隔てられた上面上の位置の下方に光射出
点が設定され得る。
あって｛０−１１｝の面方位を有し、チップの上面が側
面と鈍角をなす陵から９０〜２００μｍの範囲内で隔て
られたその上面上の位置の下方に光射出点が設定される
か、またはその鈍角をなす陵からチップの幅の３６〜８
０％の範囲内で隔てられた上面上の位置の下方に光射出
点が設定され得る。
【００１６】半導体レーザチップとしてはＡｌＧａＩｎ
Ｐ系レーザチップが好ましく利用される。また、半導体
レーザチップの活性層は歪み量子井戸構造を有し得る。
Ｐ系レーザチップが好ましく利用される。また、半導体
レーザチップの活性層は歪み量子井戸構造を有し得る。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明者の研究によれば、低ミラ
ー指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた主面を
有する半導体結晶のオフ基板上に形成された半導体レー
ザチップから射出されるレーザ光の偏光方向は、その発
光作用を生じる活性層中に設定される光射出点の位置に
依存して変化することが見出された。
ー指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた主面を
有する半導体結晶のオフ基板上に形成された半導体レー
ザチップから射出されるレーザ光の偏光方向は、その発
光作用を生じる活性層中に設定される光射出点の位置に
依存して変化することが見出された。
【００１８】図１においては、本発明の一実施例による
半導体レーザチップの積層構造が模式的な断面図で示さ
れている。この半導体レーザチップにおいて、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１は、｛１００｝面から＜０１１＞方向に１５
°だけ傾斜させられた主面を有するオフ基板である。
半導体レーザチップの積層構造が模式的な断面図で示さ
れている。この半導体レーザチップにおいて、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１は、｛１００｝面から＜０１１＞方向に１５
°だけ傾斜させられた主面を有するオフ基板である。
【００１９】このｎ型ＧａＡｓ基板１上には、ｎ型Ｇａ
Ａｓバッファ層２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３、ｎ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド
層５、歪み多重量子井戸活性層６、ＡｌＧａＩｎＰ光ガ
イド層７、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８、Ｇ
ａＩｎＰエッチングストップ層９、第２のｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１０、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１１、ｐ
型ＧａＡｓキャップ層１２、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１３が積層されている。なお、半導体層１０〜１２はス
トライプ状のメサ部１４に形成されており、その両側を
埋込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１５が形成さ
れている。
Ａｓバッファ層２、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３、ｎ型
ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド
層５、歪み多重量子井戸活性層６、ＡｌＧａＩｎＰ光ガ
イド層７、第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８、Ｇ
ａＩｎＰエッチングストップ層９、第２のｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層１０、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１１、ｐ
型ＧａＡｓキャップ層１２、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１３が積層されている。なお、半導体層１０〜１２はス
トライプ状のメサ部１４に形成されており、その両側を
埋込むようにｎ型ＧａＡｓ電流ブロック層１５が形成さ
れている。
【００２０】ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３上には、Ａ
ｕ／ＡｕＺｎ／Ｍｏ／Ａｕ多層構造のｐ側電極１６が設
けられている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板１下には、Ａｕ
Ｇｅ／Ｎｉ／Ｍｏ／Ａｕ多層構造のｎ側電極１７が設け
られている。
ｕ／ＡｕＺｎ／Ｍｏ／Ａｕ多層構造のｐ側電極１６が設
けられている。また、ｎ型ＧａＡｓ基板１下には、Ａｕ
Ｇｅ／Ｎｉ／Ｍｏ／Ａｕ多層構造のｎ側電極１７が設け
られている。
【００２１】このレーザチップの大きさとしては、チッ
プ幅が２５０μｍ、チップ厚さが１１５μｍ、そして共
振器長が６００μｍであった。また、｛１００｝面から
＜０１１＞方向に１５°だけ傾斜した主面を有するオフ
基板１が用いられているので、レーザチップ１の上面が
側面となす鈍角Ａは９０°＋１５°＝１０５°になる。
すなわち、レーザチップの側面は｛０１１｝の面方位を
有し、レーザ発振光の射出端面はそれと直交する｛０−
１１｝の面方位を有している。
プ幅が２５０μｍ、チップ厚さが１１５μｍ、そして共
振器長が６００μｍであった。また、｛１００｝面から
＜０１１＞方向に１５°だけ傾斜した主面を有するオフ
基板１が用いられているので、レーザチップ１の上面が
側面となす鈍角Ａは９０°＋１５°＝１０５°になる。
すなわち、レーザチップの側面は｛０１１｝の面方位を
有し、レーザ発振光の射出端面はそれと直交する｛０−
１１｝の面方位を有している。
【００２２】図１に示されているような半導体レーザチ
ップは、以下のようにして形成された。まず、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型Ｇａ
ＩｎＰバッファ層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層５、多重量子井戸活性層
６、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層７、第１のｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層８、ＧａＩｎＰエッチングストップ層
９、第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰ中間層１１、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１
２が、第１回目の分子ビームエピタキシ（ＭＢＥ）によ
って、図２に示されているように順次に積層された。
ップは、以下のようにして形成された。まず、ｎ型Ｇａ
Ａｓ基板１上に、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型Ｇａ
ＩｎＰバッファ層３、ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層
４、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層５、多重量子井戸活性層
６、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層７、第１のｐ型ＡｌＧａ
ＩｎＰクラッド層８、ＧａＩｎＰエッチングストップ層
９、第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０、ｐ型Ｇ
ａＩｎＰ中間層１１、およびｐ型ＧａＡｓキャップ層１
２が、第１回目の分子ビームエピタキシ（ＭＢＥ）によ
って、図２に示されているように順次に積層された。
【００２３】多重量子井戸活性層６においては、図９に
示されているように、３層のＧａＩｎＰ井戸層１８と２
層のＡｌＧａＩｎＰ障壁層１９が交互に積層された。
示されているように、３層のＧａＩｎＰ井戸層１８と２
層のＡｌＧａＩｎＰ障壁層１９が交互に積層された。
【００２４】ｎ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層４およびｐ
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８，１０の組成は、（Ａｌ
yＧａ1-y）xＩｎ1-xＰ（ｘ＝０．５１４；ｙ＝０．６
９）にされた。ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層５，７および
ＡｌＧａＩｎＰ障壁層１９の組成は、（ＡｌyＧａ1-y）
xＩｎ1-xＰ（ｘ＝０．５１４；ｙ＝０．５９）にされ
た。ＧａＩｎＰ井戸層１８の組成は、（ＡｌyＧａ1-y）
xＩｎ1-xＰ（ｘ＝０．４７０；ｙ＝０）にされた。そし
て、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３およびｐ型ＧａＩｎＰ
中間層１１の組成は、（ＡｌyＧａ1-y）xＩｎ1-xＰ（ｘ
＝０．５１４；ｙ＝０）にされた。
型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８，１０の組成は、（Ａｌ
yＧａ1-y）xＩｎ1-xＰ（ｘ＝０．５１４；ｙ＝０．６
９）にされた。ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層５，７および
ＡｌＧａＩｎＰ障壁層１９の組成は、（ＡｌyＧａ1-y）
xＩｎ1-xＰ（ｘ＝０．５１４；ｙ＝０．５９）にされ
た。ＧａＩｎＰ井戸層１８の組成は、（ＡｌyＧａ1-y）
xＩｎ1-xＰ（ｘ＝０．４７０；ｙ＝０）にされた。そし
て、ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層３およびｐ型ＧａＩｎＰ
中間層１１の組成は、（ＡｌyＧａ1-y）xＩｎ1-xＰ（ｘ
＝０．５１４；ｙ＝０）にされた。
【００２５】また、ｎ型ＧａＡｓバッファ層２、ｎ型Ｇ
ａＩｎＰバッファ層３、およびｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層１５には、Ｓｉが１×１０18／ｃｍ3の濃度でドー
ピングされた。第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８
および第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０には、
Ｂｅが１．３×１０18／ｃｍ3の濃度でドーピングされ
た。そして、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１１、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１２およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３に
は、Ｂｅが７×１０18／ｃｍ3の濃度でドーピングされ
た。他方、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層５，７、多重量子
井戸活性層６およびＧａＩｎＰエッチングストップ層９
は、ノンドープであった。
ａＩｎＰバッファ層３、およびｎ型ＧａＡｓ電流ブロッ
ク層１５には、Ｓｉが１×１０18／ｃｍ3の濃度でドー
ピングされた。第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層８
および第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０には、
Ｂｅが１．３×１０18／ｃｍ3の濃度でドーピングされ
た。そして、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１１、ｐ型ＧａＡｓ
キャップ層１２およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３に
は、Ｂｅが７×１０18／ｃｍ3の濃度でドーピングされ
た。他方、ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層５，７、多重量子
井戸活性層６およびＧａＩｎＰエッチングストップ層９
は、ノンドープであった。
【００２６】ｐ型ＧａＡｓキャップ層上にはＡｌ2Ｏ3膜
が蒸着され、フォトリソグラフィによってそのＡｌ2Ｏ3
膜をストライプ状にパターニング加工してマスク部２０
が形成された。このマスク部２０を用いながら湿式エッ
チングを行なうことによって、第２のｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層１０、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１１およびｐ
型ＧａＡｓキャップ層１２のうちでマスク部２０の両外
側に相当する部分が除去された。これによって、図３に
示されているように、マスク部２０の直下にメサ部１４
が形成された。このメサ部１４の形状は、オフ基板を使
用していることに起因して、左右非対称になる。なお、
第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０を除去する際
には、エッチング速度の相違に基づく選択エッチングに
よって、ＧａＩｎＰエッチングストップ層９においてエ
ッチングを確実に停止させることができる。
が蒸着され、フォトリソグラフィによってそのＡｌ2Ｏ3
膜をストライプ状にパターニング加工してマスク部２０
が形成された。このマスク部２０を用いながら湿式エッ
チングを行なうことによって、第２のｐ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層１０、ｐ型ＧａＩｎＰ中間層１１およびｐ
型ＧａＡｓキャップ層１２のうちでマスク部２０の両外
側に相当する部分が除去された。これによって、図３に
示されているように、マスク部２０の直下にメサ部１４
が形成された。このメサ部１４の形状は、オフ基板を使
用していることに起因して、左右非対称になる。なお、
第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層１０を除去する際
には、エッチング速度の相違に基づく選択エッチングに
よって、ＧａＩｎＰエッチングストップ層９においてエ
ッチングを確実に停止させることができる。
【００２７】メサ部１４の両側には、ｎ型ＧａＡｓ電流
ブロック層１５が、図４に示されているように、第２の
ＭＢＥによって成長させられた。このとき、マスク部２
０上にはｎ型ＧａＡｓ多結晶層２１が形成された。
ブロック層１５が、図４に示されているように、第２の
ＭＢＥによって成長させられた。このとき、マスク部２
０上にはｎ型ＧａＡｓ多結晶層２１が形成された。
【００２８】次に全表面上にフォトレジスト２２が塗布
され、ｎ型ＧａＡｓ多結晶層２１上には図５に示されて
いるような開口２３がフォトリソグラフィによって設け
られ、ｎ型ＧａＡｓ多結晶層２１の上面が露出された。
そして、硫酸系エッチング液を用いて、ｎ型ＧａＡｓ多
結晶層２１を選択エッチングして除去し、それに続いて
フォトレジスト２２がアッシングによって除去された。
この後、フッ酸系エッチング液を用いて、マスク部２０
がエッチングによって除去された（図６参照）。
され、ｎ型ＧａＡｓ多結晶層２１上には図５に示されて
いるような開口２３がフォトリソグラフィによって設け
られ、ｎ型ＧａＡｓ多結晶層２１の上面が露出された。
そして、硫酸系エッチング液を用いて、ｎ型ＧａＡｓ多
結晶層２１を選択エッチングして除去し、それに続いて
フォトレジスト２２がアッシングによって除去された。
この後、フッ酸系エッチング液を用いて、マスク部２０
がエッチングによって除去された（図６参照）。
【００２９】その後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１３
が、第３回目のＭＢＥによって形成された。そして、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層１３の上面にｐ側電極１６が形
成されるとともに、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電
極１７が形成された（図７参照）。
が、第３回目のＭＢＥによって形成された。そして、ｐ
型ＧａＡｓコンタクト層１３の上面にｐ側電極１６が形
成されるとともに、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電
極１７が形成された（図７参照）。
【００３０】このようにして作製された半導体ウェハを
分割して、図８に示されているように、複数のレーザチ
ップ２４が連なったレーザバー２５が得られた。そし
て、レーザバーのへき開面に反射膜（図示せず）が形成
され、チップ分割して半導体レーザチップを完成させ
た。本実施例では、図１に示されているようにレーザチ
ップの上面が側面と鈍角Ａをなす陵から離れた距離ｄが
１０μｍ、９５μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０
μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１９０μ
ｍ、２１０μｍ、または２４０μｍであるその上面の位
置の下方に光射出点が設定された１１通りのレーザチッ
プが作製された。
分割して、図８に示されているように、複数のレーザチ
ップ２４が連なったレーザバー２５が得られた。そし
て、レーザバーのへき開面に反射膜（図示せず）が形成
され、チップ分割して半導体レーザチップを完成させ
た。本実施例では、図１に示されているようにレーザチ
ップの上面が側面と鈍角Ａをなす陵から離れた距離ｄが
１０μｍ、９５μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０
μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１９０μ
ｍ、２１０μｍ、または２４０μｍであるその上面の位
置の下方に光射出点が設定された１１通りのレーザチッ
プが作製された。
【００３１】こうして得られた半導体レーザチップは図
１１に示された従来例と同様にそのコンタクト層側の電
極５０４がサブマウント５０５に接合され、さらにその
サブマウントを図１２に示されているようにレーザパッ
ケージのブロック部５０９に設置して半導体レーザ装置
が作製された。なお、サブマウント５０５はＳｉＣ製で
あって、レーザチップと接合する側のその面にはＴｉ／
Ｐｔ／Ａｕ多層膜（図示せず）が形成され、レーザチッ
プとサブマウントはＡｕＳｎのろう材（図示せず）を用
いて接合された。
１１に示された従来例と同様にそのコンタクト層側の電
極５０４がサブマウント５０５に接合され、さらにその
サブマウントを図１２に示されているようにレーザパッ
ケージのブロック部５０９に設置して半導体レーザ装置
が作製された。なお、サブマウント５０５はＳｉＣ製で
あって、レーザチップと接合する側のその面にはＴｉ／
Ｐｔ／Ａｕ多層膜（図示せず）が形成され、レーザチッ
プとサブマウントはＡｕＳｎのろう材（図示せず）を用
いて接合された。
【００３２】こうして得られた半導体レーザ装置につい
て、レーザ発振光の偏光方向Ｘ３−Ｘ４が測定された。
ここで、偏光方向は図１２における角度θで表わされ、
水平切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２と平行の場合を０°と
し、反時計回りのずれ角はプラス方向のずれ角で、その
逆方向をマイナス方向のずれ角と定義する。
て、レーザ発振光の偏光方向Ｘ３−Ｘ４が測定された。
ここで、偏光方向は図１２における角度θで表わされ、
水平切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２と平行の場合を０°と
し、反時計回りのずれ角はプラス方向のずれ角で、その
逆方向をマイナス方向のずれ角と定義する。
【００３３】横軸の距離ｄに関して測定された偏光方向
のずれ角θを縦軸にしたグラフが図１０に示されてい
る。図１０においてプロットされた各データは直線ｌと
直線ｍとの間に分布し、鈍角Ａの陵から発光点の上方の
位置までの距離ｄが大きくなるにつれて偏光方向のずれ
角θが正値から負値へ減少していくことがわかった。こ
のように、レーザ光の偏光方向のずれ角θはその発光点
の位置に依存して変化し、特にレーザ発振光の偏光方向
が活性層に平行に近くなるように発振光射出点位置を通
常のチップ幅の中央から意図的に変位させ得ることがわ
かった。したがって、本発明によれば、レーザパッケー
ジを従来のものから変更することなく、レーザ光の偏光
方向が水平切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２に平行に近くす
ることが可能であり、しかもその量産性が従来に比べて
損なわれることもない。
のずれ角θを縦軸にしたグラフが図１０に示されてい
る。図１０においてプロットされた各データは直線ｌと
直線ｍとの間に分布し、鈍角Ａの陵から発光点の上方の
位置までの距離ｄが大きくなるにつれて偏光方向のずれ
角θが正値から負値へ減少していくことがわかった。こ
のように、レーザ光の偏光方向のずれ角θはその発光点
の位置に依存して変化し、特にレーザ発振光の偏光方向
が活性層に平行に近くなるように発振光射出点位置を通
常のチップ幅の中央から意図的に変位させ得ることがわ
かった。したがって、本発明によれば、レーザパッケー
ジを従来のものから変更することなく、レーザ光の偏光
方向が水平切欠け部通過直線Ｘ１−Ｘ２に平行に近くす
ることが可能であり、しかもその量産性が従来に比べて
損なわれることもない。
【００３４】特に、図１における距離ｄが９０〜２００
μｍの範囲内にある場合に、活性層に対するレーザ発振
光の偏光方向のずれ角θは＋１３°〜−１３°の範囲内
に調整することができるので、光ピックアップに搭載す
る際に所望の偏光特性を得ることができる。なお、本実
施例ではチップ幅Ｗ＝２５０μｍであったので、このこ
とは図１における距離ｄがチップ幅Ｗを基準にして３６
％〜８０％の範囲内にあればよいことを意味する。
μｍの範囲内にある場合に、活性層に対するレーザ発振
光の偏光方向のずれ角θは＋１３°〜−１３°の範囲内
に調整することができるので、光ピックアップに搭載す
る際に所望の偏光特性を得ることができる。なお、本実
施例ではチップ幅Ｗ＝２５０μｍであったので、このこ
とは図１における距離ｄがチップ幅Ｗを基準にして３６
％〜８０％の範囲内にあればよいことを意味する。
【００３５】ところで、本実施例において用いられた半
導体レーザはＡｌＧａＩｎＰ系レーザであり、その射出
光の波長を測定したところでは６５４ｎｍであった。す
なわち、本発明はＡｌＧａＩｎＰ系の赤色半導体レーザ
に対して特に有効であることがわかる。
導体レーザはＡｌＧａＩｎＰ系レーザであり、その射出
光の波長を測定したところでは６５４ｎｍであった。す
なわち、本発明はＡｌＧａＩｎＰ系の赤色半導体レーザ
に対して特に有効であることがわかる。
【００３６】また、本実施例の半導体レーザでは、その
活性層が歪み量子井戸構造を有している。このように、
本発明では、半導体レーザチップの活性層が歪み量子井
戸構造を有している場合に特に有効であることがわか
る。
活性層が歪み量子井戸構造を有している。このように、
本発明では、半導体レーザチップの活性層が歪み量子井
戸構造を有している場合に特に有効であることがわか
る。
【００３７】なお、本実施例ではＡｌＧａＩｎＰ系半導
体レーザについて説明されたが、本発明の効果はオフ基
板を用いた半導体レーザチップに有効なものであり、Ａ
ｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザやＩｎＧａＮ／Ｇ
ａＮ系半導体レーザに対しても本発明は適用され得る。
体レーザについて説明されたが、本発明の効果はオフ基
板を用いた半導体レーザチップに有効なものであり、Ａ
ｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザやＩｎＧａＮ／Ｇ
ａＮ系半導体レーザに対しても本発明は適用され得る。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、オフ基
板を用いたレーザチップの活性層に平行な方向に対する
レーザ光の偏光方向のずれが改善された半導体レーザチ
ップを提供することができる。
板を用いたレーザチップの活性層に平行な方向に対する
レーザ光の偏光方向のずれが改善された半導体レーザチ
ップを提供することができる。
【図１】 本発明の一実施例による半導体レーザチップ
の積層構造を示す模式的な断面図である。
の積層構造を示す模式的な断面図である。
【図２】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図３】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図４】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図５】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図６】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図７】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図８】 図１の半導体レーザチップを製造する工程を
示す模式的な断面図である。
示す模式的な断面図である。
【図９】 レーザチップ中の活性層の近傍における層構
造をより詳細に図解するグラフである。
造をより詳細に図解するグラフである。
【図１０】 本発明の実施例における半導体レーザチッ
プの光射出点の位置と偏光方向のずれ角との関係を示す
グラフである。
プの光射出点の位置と偏光方向のずれ角との関係を示す
グラフである。
【図１１】 従来の半導体レーザ装置の積層構造を示す
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
【図１２】 従来の半導体レーザ装置を示す模式的な上
面図である。
面図である。
【図１３】 ２波長半導体レーザ装置を示す模式的な上
面図である。
面図である。
【図１４】 先行技術によって射出光の偏光方向が調節
された半導体レーザ装置を示す模式的な上面図である。
された半導体レーザ装置を示す模式的な上面図である。
１ ｎ型ＧａＡｓ基板、２ ｎ型ＧａＡｓバッファ層、
３ ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層、４ ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、５，７ ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層、６
多重量子井戸活性層、８ 第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、９ＧａＩｎＰエッチングストップ層、１０
第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１１ ｐ型Ｇ
ａＩｎＰ中間層、１２ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、１３
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１４ メサ部、１５ ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層、１６ ｐ側電極、１７ ｎ
側電極、１８ ＧａＩｎＰ井戸層、１９ ＡｌＧａＩｎ
Ｐ障壁層、２０ マスク部、２１ ｎ型ＧａＡｓ多結晶
層、２２ フォトレジスト、２３ 開口部、２４ レー
ザチップ、２５ レーザバー、５０１ 半導体レーザチ
ップ、５０２ 活性層、５０３ 活性層を含む積層構
造、５０４ 活性層を含む積層構造側の電極、５０５
サブマウント、５０６ 半導体基板、５０７半導体基板
側の電極、５０８ レーザパッケージのベース部、５０
９ レーザパッケージのブロック部、５１０ 水平切欠
け部、Ａ レーザチップの上面が側面となす鈍角、ｄ
レーザチップの上面が鈍角Ａを有する陵から光射出点の
上方の位置までの距離、Ｘ１−Ｘ２ 水平切欠け部通過
直線、Ｘ３−Ｘ４ レーザ光の偏光方向、θ レーザ光
の偏光方向のずれ角、ｌ 鈍角Ａからの距離ｄと偏光方
向のずれ角θとの相関の下限を示す直線、ｍ 鈍角Ａか
らの距離ｄと偏光方向のずれ角θとの相関の上限を示す
直線。
３ ｎ型ＧａＩｎＰバッファ層、４ ｎ型ＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層、５，７ ＡｌＧａＩｎＰ光ガイド層、６
多重量子井戸活性層、８ 第１のｐ型ＡｌＧａＩｎＰ
クラッド層、９ＧａＩｎＰエッチングストップ層、１０
第２のｐ型ＡｌＧａＩｎＰクラッド層、１１ ｐ型Ｇ
ａＩｎＰ中間層、１２ ｐ型ＧａＡｓキャップ層、１３
ｐ型ＧａＡｓコンタクト層、１４ メサ部、１５ ｎ
型ＧａＡｓ電流ブロック層、１６ ｐ側電極、１７ ｎ
側電極、１８ ＧａＩｎＰ井戸層、１９ ＡｌＧａＩｎ
Ｐ障壁層、２０ マスク部、２１ ｎ型ＧａＡｓ多結晶
層、２２ フォトレジスト、２３ 開口部、２４ レー
ザチップ、２５ レーザバー、５０１ 半導体レーザチ
ップ、５０２ 活性層、５０３ 活性層を含む積層構
造、５０４ 活性層を含む積層構造側の電極、５０５
サブマウント、５０６ 半導体基板、５０７半導体基板
側の電極、５０８ レーザパッケージのベース部、５０
９ レーザパッケージのブロック部、５１０ 水平切欠
け部、Ａ レーザチップの上面が側面となす鈍角、ｄ
レーザチップの上面が鈍角Ａを有する陵から光射出点の
上方の位置までの距離、Ｘ１−Ｘ２ 水平切欠け部通過
直線、Ｘ３−Ｘ４ レーザ光の偏光方向、θ レーザ光
の偏光方向のずれ角、ｌ 鈍角Ａからの距離ｄと偏光方
向のずれ角θとの相関の下限を示す直線、ｍ 鈍角Ａか
らの距離ｄと偏光方向のずれ角θとの相関の上限を示す
直線。
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体レーザチップであって、 低ミラー指数面から所定のオフ角度だけ傾斜させられた
主面を有する半導体結晶のオフ基板と、 前記オフ基板上に形成された半導体積層構造とを含み、 前記半導体積層構造は発光作用を生じる活性層を含み、 前記レーザチップはそのレーザ発振光の偏光方向が前記
活性層中に設定される光射出点の位置に依存して変化す
るものであり、 前記光射出点は、前記発振光の偏光方向が前記活性層に
平行に近くなるように前記チップの幅方向の中央位置か
ら意図的に変位させられた位置に設定されていることを
特徴とする半導体レーザチップ。 - 【請求項２】 前記オフ基板はその｛１００｝面から＜
０１１＞方向に１０°〜１５°の範囲内で傾斜させられ
た前記主面を有することを特徴とする請求項１に記載の
半導体レーザチップ。 - 【請求項３】 前記レーザチップの光射出端面は平行四
辺形であって｛０−１１｝の面方位を有し、前記チップ
の上面が側面と鈍角をなす陵から９０〜２００μｍの範
囲内で隔てられたその上面上の位置の下方に前記光射出
点が設定されていることを特徴とする請求項１または２
に記載の半導体レーザチップ。 - 【請求項４】 前記レーザチップの光射出端面は平行四
辺形であって｛０−１１｝の面方位を有し、前記チップ
の上面が側面と鈍角をなす陵から前記チップの幅の３６
〜８０％の範囲内で隔てられたその上面上の位置の下方
に前記光射出点が設定されていることを特徴とする請求
項１または２に記載の半導体レーザチップ。 - 【請求項５】 前記半導体レーザチップはＡｌＧａＩｎ
Ｐ系レーザチップであることを特徴とする請求項１から
４のいずれかの項に記載の半導体レーザチップ。 - 【請求項６】 前記活性層は歪み量子井戸構造を有して
いることを特徴とする請求項１から５のいずれかの項に
記載の半導体レーザチップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001043122A JP2002246696A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 半導体レーザチップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001043122A JP2002246696A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 半導体レーザチップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002246696A true JP2002246696A (ja) | 2002-08-30 |
Family
ID=18905338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001043122A Pending JP2002246696A (ja) | 2001-02-20 | 2001-02-20 | 半導体レーザチップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002246696A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008198934A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置 |
| US7792173B2 (en) | 2007-12-06 | 2010-09-07 | Opnext Japan, Inc. | Semiconductor laser device |
| JP2012129243A (ja) | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Rohm Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2018098256A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュール |
-
2001
- 2001-02-20 JP JP2001043122A patent/JP2002246696A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008198934A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置 |
| US7792173B2 (en) | 2007-12-06 | 2010-09-07 | Opnext Japan, Inc. | Semiconductor laser device |
| JP2012129243A (ja) | 2010-12-13 | 2012-07-05 | Rohm Co Ltd | 半導体レーザ素子 |
| JP2018098256A (ja) * | 2016-12-08 | 2018-06-21 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュール |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050329 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050419 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050527 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060207 |