JP2003124569A - 端面窓型半導体レーザ装置 - Google Patents
端面窓型半導体レーザ装置Info
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- JP2003124569A JP2003124569A JP2001316925A JP2001316925A JP2003124569A JP 2003124569 A JP2003124569 A JP 2003124569A JP 2001316925 A JP2001316925 A JP 2001316925A JP 2001316925 A JP2001316925 A JP 2001316925A JP 2003124569 A JP2003124569 A JP 2003124569A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期間わたって安定に窓効果を発揮すること
ができ、レーザバー状態で電極形成する必要の無い量産
性に優れた端面窓型半導体レーザ装置およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 ＡｌＰ第１バリア層２０４およびＡｌＰ
第２バリア層２０６の端面近傍２０４ａ，２０６ａは、
化学的に安定な酸化物になっている。そして、これらの
安定な酸化物に挟まれたＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層
２０５、つまりＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層２０５の
光出射端面近傍２０５ａは、組織が無秩序で、且つ、レ
ーザ光を透過する。
ができ、レーザバー状態で電極形成する必要の無い量産
性に優れた端面窓型半導体レーザ装置およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 ＡｌＰ第１バリア層２０４およびＡｌＰ
第２バリア層２０６の端面近傍２０４ａ，２０６ａは、
化学的に安定な酸化物になっている。そして、これらの
安定な酸化物に挟まれたＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層
２０５、つまりＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層２０５の
光出射端面近傍２０５ａは、組織が無秩序で、且つ、レ
ーザ光を透過する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば高出力動作
をする端面窓型半導体レーザ装置、特に書き込み可能な
光ディスク（ＣＤ−Ｒ（Compact Disk Recordable）、
ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc Recordable）、
ＭＯ（Magnet Optical）等）などの光情報処理用の光源
として用いるのに最適な端面窓型半導体レーザ装置およ
びその製造方法に関する。
をする端面窓型半導体レーザ装置、特に書き込み可能な
光ディスク（ＣＤ−Ｒ（Compact Disk Recordable）、
ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc Recordable）、
ＭＯ（Magnet Optical）等）などの光情報処理用の光源
として用いるのに最適な端面窓型半導体レーザ装置およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＣＤ−ＲやＤＶＤなどの光ディス
クへの書き込みの高速化に対応するために、その書き込
み用光源として５０ｍＷ以上の光出力を有する可視光半
導体レーザ装置が要求されている。このような高出力半
導体レーザ装置では、レーザ光を出射する光出射端面で
の大きな光密度により、半導体結晶が溶融したり欠陥が
増殖する光学損傷（Catastrophic Optical Damage：以
下、ＣＯＤと略称する）が起こり問題となっている。こ
のＣＯＤは、半導体レーザ装置の光出射端面が吸着した
酸素原子等の深い準位にレーザ光が吸収されて発熱を起
こすために発生する。したがって、半導体レーザ装置の
光出射端面に酸素等の深い準位がなく、しかもレーザ光
のエネルギーよりもバンドギャップエネルギーが大きい
半導体層を光出射端面上に形成すれば、その半導体層は
レーザ光に対して透明になり、光出射端面での光吸収に
よる発熱は起こらなくなるのでＣＯＤを抑制することが
できる。このような半導体レーザ装置は端面窓型半導体
レーザ装置と呼ばれており、高出力レーザでは必要な構
造である（特公昭５５−２７４７４号公報および特開昭
５２―７４２９２号公報参照）。
クへの書き込みの高速化に対応するために、その書き込
み用光源として５０ｍＷ以上の光出力を有する可視光半
導体レーザ装置が要求されている。このような高出力半
導体レーザ装置では、レーザ光を出射する光出射端面で
の大きな光密度により、半導体結晶が溶融したり欠陥が
増殖する光学損傷（Catastrophic Optical Damage：以
下、ＣＯＤと略称する）が起こり問題となっている。こ
のＣＯＤは、半導体レーザ装置の光出射端面が吸着した
酸素原子等の深い準位にレーザ光が吸収されて発熱を起
こすために発生する。したがって、半導体レーザ装置の
光出射端面に酸素等の深い準位がなく、しかもレーザ光
のエネルギーよりもバンドギャップエネルギーが大きい
半導体層を光出射端面上に形成すれば、その半導体層は
レーザ光に対して透明になり、光出射端面での光吸収に
よる発熱は起こらなくなるのでＣＯＤを抑制することが
できる。このような半導体レーザ装置は端面窓型半導体
レーザ装置と呼ばれており、高出力レーザでは必要な構
造である（特公昭５５−２７４７４号公報および特開昭
５２―７４２９２号公報参照）。
【０００３】図４は従来の端面窓型半導体レーザ装置の
一例における共振器方向の概略断面図である。この端面
窓型半導体レーザ装置によれば、ｎ型ＧａＡｓ基板４０
１上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層４０２、Ａｌ
ＧａＡｓ第１ガイド層４０３、ＡｌＧａＡｓ量子井戸層
４０５、ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層４０７、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ第２クラッド層４０８およびｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層４０９が順次積層されてなるウェハを共振器長が３
００〜１０００μｍになるようにへき開してレーザバー
を作製し、レーザバーのへき開面にＡｌＧａＡｓ窓層４
１６，４１７をＭＯＣＶＤ（有機金属金属気相成長）法
またはＭＢＥ（分子線エピタキシャル成長）法により形
成した後に、レーザバー状態で、p型ＧａＡｓキャップ
層４０９上にｐ型電極４１０を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基
板４０１下にｎ型電極４１１を形成している。また、上
記ＡｌＧａＡｓ窓層４１６上にＡｌ２Ｏ３光透過膜４１
４を設けると共に、ＡｌＧａＡｓ窓層４１７上にＡｌ２
Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層膜４１５を設けている。
一例における共振器方向の概略断面図である。この端面
窓型半導体レーザ装置によれば、ｎ型ＧａＡｓ基板４０
１上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層４０２、Ａｌ
ＧａＡｓ第１ガイド層４０３、ＡｌＧａＡｓ量子井戸層
４０５、ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層４０７、ｐ型ＡｌＧ
ａＡｓ第２クラッド層４０８およびｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層４０９が順次積層されてなるウェハを共振器長が３
００〜１０００μｍになるようにへき開してレーザバー
を作製し、レーザバーのへき開面にＡｌＧａＡｓ窓層４
１６，４１７をＭＯＣＶＤ（有機金属金属気相成長）法
またはＭＢＥ（分子線エピタキシャル成長）法により形
成した後に、レーザバー状態で、p型ＧａＡｓキャップ
層４０９上にｐ型電極４１０を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基
板４０１下にｎ型電極４１１を形成している。また、上
記ＡｌＧａＡｓ窓層４１６上にＡｌ２Ｏ３光透過膜４１
４を設けると共に、ＡｌＧａＡｓ窓層４１７上にＡｌ２
Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層膜４１５を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す従来の端面窓型半導体レーザ装置は以下（１）〜
（３）のような問題点を有しており実用化に到っていな
い。
示す従来の端面窓型半導体レーザ装置は以下（１）〜
（３）のような問題点を有しており実用化に到っていな
い。
【０００５】（１）ＡｌＧａＡｓ窓層４１６，４１７に
おけるＡｌ組成比を大きくする程、窓効果が大きくなる
が、Ａｌは大気中の酸素や水分と反応しやすくＡｌ酸化
物が形成される。この酸化物は化学的に不安定であり長
時間のレーザ動作中に光吸収が起こるようになり窓効果
がなくなってくる。特に、窓層をＡｌＡｓを用いて形成
した場合は、窓層と大気中の酸素との反応が激しく、窓
層は短時間で不安定な酸化物に変質してしまう。
おけるＡｌ組成比を大きくする程、窓効果が大きくなる
が、Ａｌは大気中の酸素や水分と反応しやすくＡｌ酸化
物が形成される。この酸化物は化学的に不安定であり長
時間のレーザ動作中に光吸収が起こるようになり窓効果
がなくなってくる。特に、窓層をＡｌＡｓを用いて形成
した場合は、窓層と大気中の酸素との反応が激しく、窓
層は短時間で不安定な酸化物に変質してしまう。
【０００６】（２）ＡｌＧａＡｓ窓層４１６，４１７は
ノンドープであっても完全な電気的絶縁膜にはならず、
動作時にＡｌＧａＡｓ窓層４１６，４１７を通して電流
リークが発生する。
ノンドープであっても完全な電気的絶縁膜にはならず、
動作時にＡｌＧａＡｓ窓層４１６，４１７を通して電流
リークが発生する。
【０００７】（３）レーザバー状態で電極を形成するの
で、電極を形成しない端面に金属が付着しないようにマ
スク蒸着等のプロセスが必要であり量産性が悪い。
で、電極を形成しない端面に金属が付着しないようにマ
スク蒸着等のプロセスが必要であり量産性が悪い。
【０００８】本発明は、これらの問題点の認識に基づく
ものである。すなわち、その目的は、長期間わたって安
定に窓効果を発揮し、レーザバー状態で電極形成する必
要の無い量産性に優れた端面窓型半導体レーザ装置およ
びその製造方法を提供することにある。
ものである。すなわち、その目的は、長期間わたって安
定に窓効果を発揮し、レーザバー状態で電極形成する必
要の無い量産性に優れた端面窓型半導体レーザ装置およ
びその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の端面窓型半導体
レーザ装置の一例は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ第１ガイド層、
ＡｌＡｓ第１バリア層、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層、
ＡｌＡｓ第２バリア層、ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層およびｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層が順次エピタキシャル成長されたウェハの両面に
電極を形成した後に、共振器長が３００〜１０００μｍ
になるようにへき開してレーザバーを作製し、レーザバ
ーを水蒸気酸化炉内で３００〜４５０℃に加熱する。こ
のとき、上記第１，第２バリア層は端面から約１０μｍ
の距離まで水蒸気により化学的に非常に安定な酸化膜
（ＡｌｖＯｗＡｓ）に変化する（ｖ，ｗは負でない整
数）。これと同時に、この端面から約１０μｍの酸化膜
（ＡｌｖＯｗＡｓ）の間に挟まれた活性層（量子井戸
層）は無秩序化されバンドギャップが広がりレーザー光
に対して透明な窓領域となる。
レーザ装置の一例は、ｎ型ＧａＡｓ基板上に、ｎ型Ａｌ
ＧａＡｓ第１クラッド層、ＡｌＧａＡｓ第１ガイド層、
ＡｌＡｓ第１バリア層、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層、
ＡｌＡｓ第２バリア層、ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層、ｐ
型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層およびｐ型ＧａＡｓキャ
ップ層が順次エピタキシャル成長されたウェハの両面に
電極を形成した後に、共振器長が３００〜１０００μｍ
になるようにへき開してレーザバーを作製し、レーザバ
ーを水蒸気酸化炉内で３００〜４５０℃に加熱する。こ
のとき、上記第１，第２バリア層は端面から約１０μｍ
の距離まで水蒸気により化学的に非常に安定な酸化膜
（ＡｌｖＯｗＡｓ）に変化する（ｖ，ｗは負でない整
数）。これと同時に、この端面から約１０μｍの酸化膜
（ＡｌｖＯｗＡｓ）の間に挟まれた活性層（量子井戸
層）は無秩序化されバンドギャップが広がりレーザー光
に対して透明な窓領域となる。
【００１０】一般的に高出力レーザでは、光出射端面に
はＡｌ２Ｏ３等の誘電体薄膜による光透過膜（反射率１
０％程度）を、その光出射端面と反対側の後端面にはＡ
ｌ２Ｏ３とａ−Ｓｉの多層膜による高反射膜（反射率９
５％程度）を電子ビーム蒸着機等により形成する。この
ようなプロセスを本発明の端面窓型半導体レーザ装置に
適用することにより、光出射端面からの光取り出し効率
を大きくする。このプロセスの後、電極上に廻り込んだ
誘電体薄膜は両端面をレジスト等で保護した後、フッ酸
等で除去される。
はＡｌ２Ｏ３等の誘電体薄膜による光透過膜（反射率１
０％程度）を、その光出射端面と反対側の後端面にはＡ
ｌ２Ｏ３とａ−Ｓｉの多層膜による高反射膜（反射率９
５％程度）を電子ビーム蒸着機等により形成する。この
ようなプロセスを本発明の端面窓型半導体レーザ装置に
適用することにより、光出射端面からの光取り出し効率
を大きくする。このプロセスの後、電極上に廻り込んだ
誘電体薄膜は両端面をレジスト等で保護した後、フッ酸
等で除去される。
【００１１】このようにして、従来の課題を解決した量
産性に優れた端面窓型高出力レーザが可能となった。
産性に優れた端面窓型高出力レーザが可能となった。
【００１２】すなわち、上記課題を解決するため、本発
明の端面窓型半導体レーザ装置は、基板上に、第１バリ
ア層、量子井戸層および第２バリア層が順次積層された
本体を備え、上記第１バリア層、量子井戸層および第２
バリア層が、Ａｌを含む化合物半導体で構成された端面
窓型半導体レーザ装置において、上記第１，第２バリア
層の端面近傍が化学的に安定な酸化物になっていると共
に、上記量子井戸層の光出射端面近傍は、組織が無秩序
で、且つ、光を透過することを特徴としている。
明の端面窓型半導体レーザ装置は、基板上に、第１バリ
ア層、量子井戸層および第２バリア層が順次積層された
本体を備え、上記第１バリア層、量子井戸層および第２
バリア層が、Ａｌを含む化合物半導体で構成された端面
窓型半導体レーザ装置において、上記第１，第２バリア
層の端面近傍が化学的に安定な酸化物になっていると共
に、上記量子井戸層の光出射端面近傍は、組織が無秩序
で、且つ、光を透過することを特徴としている。
【００１３】上記構成の端面窓型半導体レーザ装置によ
れば、上記量子井戸層の光出射端面近傍は、組織が無秩
序で、且つ、光を透過するから、長時間のレーザ動作中
に光吸収が生じず、長期間わたって安定に窓効果を発揮
することできる。
れば、上記量子井戸層の光出射端面近傍は、組織が無秩
序で、且つ、光を透過するから、長時間のレーザ動作中
に光吸収が生じず、長期間わたって安定に窓効果を発揮
することできる。
【００１４】また、上記量子井戸層の光出射端面近傍は
電気的絶縁領域となるから、量子井戸層の光出射端面近
傍を通して電流リークが発生することもない。
電気的絶縁領域となるから、量子井戸層の光出射端面近
傍を通して電流リークが発生することもない。
【００１５】また、上記量子井戸層の光出射端面近傍が
無秩序化されていることでＣＯＤの発生を阻止できるか
ら、レーザ光のエネルギーよりもバンドギャップエネル
ギーが大きい半導体層を本体の端面上に設けなくてもよ
い。したがって、ＣＯＤの発生を阻止するための半導体
層を本体の端面上に設けない分、量産性を向上させるこ
とができる。
無秩序化されていることでＣＯＤの発生を阻止できるか
ら、レーザ光のエネルギーよりもバンドギャップエネル
ギーが大きい半導体層を本体の端面上に設けなくてもよ
い。したがって、ＣＯＤの発生を阻止するための半導体
層を本体の端面上に設けない分、量産性を向上させるこ
とができる。
【００１６】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
は、上記第１，第２バリア層の端面近傍は、加熱された
水蒸気中で強制的に酸化されている。
は、上記第１，第２バリア層の端面近傍は、加熱された
水蒸気中で強制的に酸化されている。
【００１７】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
は、上記本体の端面上に、Ａｌを含む化合物半導体の化
学的に安定な酸化物からなる端面保護膜を設けている。
は、上記本体の端面上に、Ａｌを含む化合物半導体の化
学的に安定な酸化物からなる端面保護膜を設けている。
【００１８】上記実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
によれば、上記本体の端面上に端面保護を設けているか
ら、例えば、汚染物質から本体の端面を保護することが
できる。
によれば、上記本体の端面上に端面保護を設けているか
ら、例えば、汚染物質から本体の端面を保護することが
できる。
【００１９】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
は、上記化合物半導体は、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、Ａ
ｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくと
も１つを含有する。
は、上記化合物半導体は、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、Ａ
ｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくと
も１つを含有する。
【００２０】上記実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
によれば、上記化合物半導体が、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ、ＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少
なくとも１つを含有する場合、その化合物半導体を強制
的に酸化、つまり急速酸化することにより、化合物半導
体が化学的に安定な化合物半導体酸化膜に変化する。し
たがって、上記第１，第２バリア層の端面近傍を化学的
に安定な酸化物で構成する観点上、化合物半導体は、Ａ
ｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮお
よびＡｌＧａＮの少なくとも１つを含有するのが好まし
い。
によれば、上記化合物半導体が、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡ
ｓ、ＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少
なくとも１つを含有する場合、その化合物半導体を強制
的に酸化、つまり急速酸化することにより、化合物半導
体が化学的に安定な化合物半導体酸化膜に変化する。し
たがって、上記第１，第２バリア層の端面近傍を化学的
に安定な酸化物で構成する観点上、化合物半導体は、Ａ
ｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮお
よびＡｌＧａＮの少なくとも１つを含有するのが好まし
い。
【００２１】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
は、上記本体は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ基板、ＩｎＧ
ａＡｌＰ／ＧａＡｓ基板およびＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板
のいずれか１つを含む。
は、上記本体は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ基板、ＩｎＧ
ａＡｌＰ／ＧａＡｓ基板およびＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板
のいずれか１つを含む。
【００２２】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
は、上記本体の一方の端面上に誘電体薄膜からなる光透
過膜を設けると共に、上記本体の他方の端面上に誘電体
多層膜からなる高反射膜を設けている。
は、上記本体の一方の端面上に誘電体薄膜からなる光透
過膜を設けると共に、上記本体の他方の端面上に誘電体
多層膜からなる高反射膜を設けている。
【００２３】上記実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
によれば、上記本体の一方の端面上に誘電体薄膜からな
る光透過膜を設けると共に、本体の他方の端面上に誘電
体多層膜からなる高反射膜を設けているから、光出射端
面からの光取り出し効率を高めることができる。
によれば、上記本体の一方の端面上に誘電体薄膜からな
る光透過膜を設けると共に、本体の他方の端面上に誘電
体多層膜からなる高反射膜を設けているから、光出射端
面からの光取り出し効率を高めることができる。
【００２４】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置の
製造方法は、上記端面窓型半導体レーザ装置の製造方法
であって、上記端面保護膜を形成するためにＭＢＥ法を
用いることを特徴としている。
製造方法は、上記端面窓型半導体レーザ装置の製造方法
であって、上記端面保護膜を形成するためにＭＢＥ法を
用いることを特徴としている。
【００２５】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置の
製造方法は、両面に電極が形成されると共に、複数の上
記本体を整列した状態で且つ非分割状態で含むウェハを
短冊状にへき開して、上記本体を複数整列した状態で含
むレーザバーを作製し、このレーザバーのへき開面上
に、上記端面保護膜の材料の上記化合物半導体を４５０
℃以下の温度でＭＢＥ法により設けている。
製造方法は、両面に電極が形成されると共に、複数の上
記本体を整列した状態で且つ非分割状態で含むウェハを
短冊状にへき開して、上記本体を複数整列した状態で含
むレーザバーを作製し、このレーザバーのへき開面上
に、上記端面保護膜の材料の上記化合物半導体を４５０
℃以下の温度でＭＢＥ法により設けている。
【００２６】上記実施形態の端面窓型半導体レーザ装置
の製造方法によれば、両面に電極が形成されたウエハを
用いてレーザバーを作製しているから、レーザバーの状
態なってから電極を設ける必要がない。したがって、上
記レーザバーの状態で電極を形成する際に必要だったマ
スク蒸着などのプロセスが不要であり、量産性は良好で
ある。
の製造方法によれば、両面に電極が形成されたウエハを
用いてレーザバーを作製しているから、レーザバーの状
態なってから電極を設ける必要がない。したがって、上
記レーザバーの状態で電極を形成する際に必要だったマ
スク蒸着などのプロセスが不要であり、量産性は良好で
ある。
【００２７】一実施形態の端面窓型半導体レーザ装置の
製造方法は、上記端面保護膜の材料の上記化合物半導体
を、３００〜５００℃に加熱された水蒸気雰囲気中で酸
化して化学的に安定な酸化膜に変化させることにより、
上記端面保護膜および上記無秩序化領域を得ている。
製造方法は、上記端面保護膜の材料の上記化合物半導体
を、３００〜５００℃に加熱された水蒸気雰囲気中で酸
化して化学的に安定な酸化膜に変化させることにより、
上記端面保護膜および上記無秩序化領域を得ている。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、実施例を用いて本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２９】（実施例１）図１に、本発明の実施例１の
端面窓型半導体レーザ装置としてのＡｌＧａＡｓ系半導
体レーザ装置の共振器方向（ストライプ方向）の概略断
面図を示す。このＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置の本
体１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１と、このｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０１上に順次積層されたｎ型ＡｌＧａＡｓ第１
クラッド層１０２、ＡｌＧａＡｓ第１ガイド層１０３、
ＡｌＡｓ第１バリア層１０４、ＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸層１０５、ＡｌＡｓ第２バリア層１０６、ＡｌＧａＡ
ｓ第２ガイド層１０７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド
層１０８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０９とを有
している。上記ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５は、
ＡｌＧａＡｓウェル層とＡｌＧａＡｓバリア層とからな
っている。
端面窓型半導体レーザ装置としてのＡｌＧａＡｓ系半導
体レーザ装置の共振器方向（ストライプ方向）の概略断
面図を示す。このＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置の本
体１０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１と、このｎ型ＧａＡ
ｓ基板１０１上に順次積層されたｎ型ＡｌＧａＡｓ第１
クラッド層１０２、ＡｌＧａＡｓ第１ガイド層１０３、
ＡｌＡｓ第１バリア層１０４、ＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸層１０５、ＡｌＡｓ第２バリア層１０６、ＡｌＧａＡ
ｓ第２ガイド層１０７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド
層１０８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層１０９とを有
している。上記ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５は、
ＡｌＧａＡｓウェル層とＡｌＧａＡｓバリア層とからな
っている。
【００３０】上記ＡｌＡｓ第１バリア層１０４およびＡ
ｌＡｓ第２バリア層１０６の端面近傍１０４ａ，１０６
ａは、化学的に安定な酸化物になっている。そして、こ
れらの安定な酸化物に挟まれたＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸層１０５、つまりＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５
の光出射端面近傍１０５ａは、組織が無秩序で、且つ、
レーザ光を透過する。
ｌＡｓ第２バリア層１０６の端面近傍１０４ａ，１０６
ａは、化学的に安定な酸化物になっている。そして、こ
れらの安定な酸化物に挟まれたＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸層１０５、つまりＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５
の光出射端面近傍１０５ａは、組織が無秩序で、且つ、
レーザ光を透過する。
【００３１】本明細書中で「安定な酸化物」とは、加熱
された水蒸気中で、Ａｌを含む化合物半導体を強制的に
酸化して形成される酸化物程度のものを指す。
された水蒸気中で、Ａｌを含む化合物半導体を強制的に
酸化して形成される酸化物程度のものを指す。
【００３２】また、上記本体１０において光出射側の端
面１０ａ上には、誘電体薄膜からなるＡｌ２Ｏ３光透過
膜１１４を設けると共に、本体１０において端面１０ａ
と反対側の端面１０ｂ上には、誘電体多層膜からなる高
反射膜の一例としてのＡｌ２Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層
膜１１５を設けている。そして、上記ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１０９上にはｐ型電極１１０が形成され、ｎ型
ＧａＡｓ基板１０１下にはｎ型電極１１１が形成されて
いる。
面１０ａ上には、誘電体薄膜からなるＡｌ２Ｏ３光透過
膜１１４を設けると共に、本体１０において端面１０ａ
と反対側の端面１０ｂ上には、誘電体多層膜からなる高
反射膜の一例としてのＡｌ２Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層
膜１１５を設けている。そして、上記ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層１０９上にはｐ型電極１１０が形成され、ｎ型
ＧａＡｓ基板１０１下にはｎ型電極１１１が形成されて
いる。
【００３３】図５は、上記本体１０の中央部におけるｎ
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１０２からｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ第２クラッド層１０８までのバンドギャップを表わ
した図である。図５では、ウェル（量子井戸）層１０５
ｂが３層からなる場合を示しているが、ウェル（量子井
戸）層１０５ｂは１層または２層以上の複数層でもよ
い。図５の縦軸は、各層を構成する結晶のバンドギャッ
プエネルギーＥｇであり、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ系材料
の場合、Ａｌの混晶比に対応する。そして、図５の横軸
は基板からの距離である。
型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１０２からｐ型ＡｌＧａ
Ａｓ第２クラッド層１０８までのバンドギャップを表わ
した図である。図５では、ウェル（量子井戸）層１０５
ｂが３層からなる場合を示しているが、ウェル（量子井
戸）層１０５ｂは１層または２層以上の複数層でもよ
い。図５の縦軸は、各層を構成する結晶のバンドギャッ
プエネルギーＥｇであり、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ系材料
の場合、Ａｌの混晶比に対応する。そして、図５の横軸
は基板からの距離である。
【００３４】上記ウェル層１０５ｂは、両側のバリア
（障壁）層１０５ｃに比べ、Ａｌの混晶比ｘが小さい結
晶が用いられているので、Ｅｇが小さい。そのため、上
記ウェル層１０５ｂは井戸のように見える。また、上記
ウェル層１０５ｂの厚さが電子のド・ブロイ波長に比し
て同等または充分薄い２００Å以下程度とされるので、
ウェル層１０５ｂは量子井戸と呼ばれる。また、本明細
書中の「多重」とは、バリア層で分離されたウェル層を
複数用いていることを意味している。
（障壁）層１０５ｃに比べ、Ａｌの混晶比ｘが小さい結
晶が用いられているので、Ｅｇが小さい。そのため、上
記ウェル層１０５ｂは井戸のように見える。また、上記
ウェル層１０５ｂの厚さが電子のド・ブロイ波長に比し
て同等または充分薄い２００Å以下程度とされるので、
ウェル層１０５ｂは量子井戸と呼ばれる。また、本明細
書中の「多重」とは、バリア層で分離されたウェル層を
複数用いていることを意味している。
【００３５】また、上記ＡｌＧａＡｓ第１ガイド層１０
３，ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層１０７は、図５の横軸方
向へのレーザ光の閉じ込めの程度を調整する層である。
３，ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層１０７は、図５の横軸方
向へのレーザ光の閉じ込めの程度を調整する層である。
【００３６】また、上記本体１０の端面１０ａ，１０ｂ
は、レーザ光に対し部分反射鏡となって内部で発生した
光の一部を再度内部に戻すことによりレーザ発振を発生
させる。その端面１０ａ，１０ｂは結晶構造が途切れて
おり、各層のエネルギーギャップが小さくなっている。
そのため内部で発生した光のうち、端面１０ａ，１０ｂ
を透過する光の一部はウェル層１０５ｂそのものに吸収
され、これが熱となって端面１０ａ，１０ｂの温度を上
昇させる。このような光吸収や温度上昇は発光層近傍が
最も大きいが、光はｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１
０２からｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層１０８まで広
がっているので、クラッド層やガイド層でも温度上昇が
生じる。
は、レーザ光に対し部分反射鏡となって内部で発生した
光の一部を再度内部に戻すことによりレーザ発振を発生
させる。その端面１０ａ，１０ｂは結晶構造が途切れて
おり、各層のエネルギーギャップが小さくなっている。
そのため内部で発生した光のうち、端面１０ａ，１０ｂ
を透過する光の一部はウェル層１０５ｂそのものに吸収
され、これが熱となって端面１０ａ，１０ｂの温度を上
昇させる。このような光吸収や温度上昇は発光層近傍が
最も大きいが、光はｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１
０２からｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層１０８まで広
がっているので、クラッド層やガイド層でも温度上昇が
生じる。
【００３７】図６は、上記本体１０の端面１０ａ，１０
ｂ近傍におけるｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１０２
からｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層１０８までのバン
ドギャップを表わした図である。図６の縦軸は各層を構
成する結晶のバンドギャップエネルギーＥｇであり、図
６の横軸は基板からの距離である。
ｂ近傍におけるｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層１０２
からｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層１０８までのバン
ドギャップを表わした図である。図６の縦軸は各層を構
成する結晶のバンドギャップエネルギーＥｇであり、図
６の横軸は基板からの距離である。
【００３８】上記本体１０の端面１０ａ，１０ｂ近傍で
は、ウェル層１０５ｂ，バリア層１０５ｃの周期構造が
無くなり、バンドギャップエネルギーＥｇはウェル層１
０５ｂとバリア層１０５ｃの平均的な値となっている。
つまり、上記ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の光出
射端面近傍１０５ａは、量子井戸構造が無秩序化されて
いる。このような無秩序化は、端面１０ａ，１０ｂから
拡散した酸素原子によって生じる。この無秩序化によ
り、端面１０ａ，１０ｂ近傍でのウェル層１０５ｂによ
る光吸収がなくなので、より高いレーザ出力が得られ
る。
は、ウェル層１０５ｂ，バリア層１０５ｃの周期構造が
無くなり、バンドギャップエネルギーＥｇはウェル層１
０５ｂとバリア層１０５ｃの平均的な値となっている。
つまり、上記ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の光出
射端面近傍１０５ａは、量子井戸構造が無秩序化されて
いる。このような無秩序化は、端面１０ａ，１０ｂから
拡散した酸素原子によって生じる。この無秩序化によ
り、端面１０ａ，１０ｂ近傍でのウェル層１０５ｂによ
る光吸収がなくなので、より高いレーザ出力が得られ
る。
【００３９】上記量子井戸構造の無秩序化は、高解像電
子線像（ＨＲＴＥＭ）により観察される。なお、このよ
うな無秩序化が起こる原因については、歪説、不純物拡
散説等があるが完全には解明されていない。
子線像（ＨＲＴＥＭ）により観察される。なお、このよ
うな無秩序化が起こる原因については、歪説、不純物拡
散説等があるが完全には解明されていない。
【００４０】また、上記ＡｌＡｓ第１バリア層１０４お
よびＡｌＡｓ第２バリア層１０６の端面近傍１０４ａ，
１０６ａは酸化膜となって、その端面近傍１０４ａ，１
０６ａのバンドギャップエネルギーＥｇが、ＡｌＡｓ第
１バリア層１０４およびＡｌＡｓ第２バリア層１０６の
中央部のバンドギャップエネルギーＥｇよりも大きくな
っている。
よびＡｌＡｓ第２バリア層１０６の端面近傍１０４ａ，
１０６ａは酸化膜となって、その端面近傍１０４ａ，１
０６ａのバンドギャップエネルギーＥｇが、ＡｌＡｓ第
１バリア層１０４およびＡｌＡｓ第２バリア層１０６の
中央部のバンドギャップエネルギーＥｇよりも大きくな
っている。
【００４１】上記構成のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装
置によれば、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の光出
射端面近傍１０５ａは、組織が無秩序で、且つ、光を透
過するから、長時間のレーザ動作中に光吸収が生じず、
長期間わたって安定に窓効果を発揮することできる。
置によれば、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の光出
射端面近傍１０５ａは、組織が無秩序で、且つ、光を透
過するから、長時間のレーザ動作中に光吸収が生じず、
長期間わたって安定に窓効果を発揮することできる。
【００４２】上記ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の
光出射端面近傍１０５ａは電気的絶縁領域となるから、
ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の光出射端面近傍１
０５ａを通しての電流リークを防げる。
光出射端面近傍１０５ａは電気的絶縁領域となるから、
ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０５の光出射端面近傍１
０５ａを通しての電流リークを防げる。
【００４３】また、上記ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１
０５の光出射端面近傍１０５ａが無秩序化されているこ
とでＣＯＤの発生を阻止できるから、レーザ光のエネル
ギーよりもバンドギャップエネルギーが大きい半導体層
を本体１０の端面１０ａ上に設けなくてもよい。したが
って、ＣＯＤの発生を阻止するための半導体層を設けな
い分、量産性を向上させることができる。
０５の光出射端面近傍１０５ａが無秩序化されているこ
とでＣＯＤの発生を阻止できるから、レーザ光のエネル
ギーよりもバンドギャップエネルギーが大きい半導体層
を本体１０の端面１０ａ上に設けなくてもよい。したが
って、ＣＯＤの発生を阻止するための半導体層を設けな
い分、量産性を向上させることができる。
【００４４】以下、上記ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装
置の製造プロセスについて説明する。なお、以下の説明
では、レーザチップ状態で用いた参照番号と同一の参照
番号を、ウエハ状態においても用いている。
置の製造プロセスについて説明する。なお、以下の説明
では、レーザチップ状態で用いた参照番号と同一の参照
番号を、ウエハ状態においても用いている。
【００４５】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板１０１上にｎ型Ａ
ｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．４〜０．６）からなる
第１クラッド層１０２を形成し、その第１クラッド層１
０２上に、ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．３〜０．
４）からなる第１ガイド層１０３、ＡｌＡｓ第１バリア
層１０４、ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．１）ウェ
ル層とＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．４〜０．６）
バリア層とからなるＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０
５、ＡｌＡｓ第２バリア層１０６、ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ
組成比ｘ＝０．３〜０．４）からなる第２ガイド層１０
７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．４〜０．
６）からなる第２クラッド層１０８、ｐ型ＧａＡｓから
なるコンタクト層１０９をＭＢＥ法により順次エピタキ
シャル成長する。これにより得られたウェハにリッジ型
ストライプを形成した後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０９上にｐ型電極１１０を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１
０１下にｎ型電極１１１を形成する。このようにｐ，ｎ
型電極が形成されたウエハは、複数の本体１０を整列し
た状態で且つ非分割状態で含んでいる。
ｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．４〜０．６）からなる
第１クラッド層１０２を形成し、その第１クラッド層１
０２上に、ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．３〜０．
４）からなる第１ガイド層１０３、ＡｌＡｓ第１バリア
層１０４、ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．１）ウェ
ル層とＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．４〜０．６）
バリア層とからなるＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層１０
５、ＡｌＡｓ第２バリア層１０６、ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ
組成比ｘ＝０．３〜０．４）からなる第２ガイド層１０
７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ（Ａｌ組成比ｘ＝０．４〜０．
６）からなる第２クラッド層１０８、ｐ型ＧａＡｓから
なるコンタクト層１０９をＭＢＥ法により順次エピタキ
シャル成長する。これにより得られたウェハにリッジ型
ストライプを形成した後、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１
０９上にｐ型電極１１０を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１
０１下にｎ型電極１１１を形成する。このようにｐ，ｎ
型電極が形成されたウエハは、複数の本体１０を整列し
た状態で且つ非分割状態で含んでいる。
【００４６】次に、共振器長Ｌが８００μｍとなるよう
にウェハを短冊状にへき開して、本体１０を複数整列し
た状態で含む短冊状のレーザバーを作製する。引き続い
て、このレーザーバーを酸化炉中のホルダーに設置し、
窒素ガス中で４５０℃に加熱する。このとき、気化器で
発生させた水蒸気を酸化炉内に導入した。このように水
蒸気中でレーザバーを加熱することにより、ＡｌＡｓ第
１バリア層およびＡｌＡｓ第２バリア層は端面から水蒸
気により急速酸化される。そして、ＡｌＡｓ第１バリア
層およびＡｌＡｓ第２バリア層は、約３０分で端面から
の距離約１０μｍの部分が酸化された。急速酸化された
ＡｌＡｓ第１，第２バリア層は化学的に非常に安定で高
抵抗の酸化膜（ＡｌｖＯｗＡｓ）に変化する（ｖ，ｗは
負でない整数）。これと同時に、その２つの酸化膜（Ａ
ｌｖＯｗＡｓ）に挟まれた量子井戸層は無秩序化され
る。この量子井戸層において無秩序化された領域は、バ
ンドギャップが広がりレーザ光に対して透明な完全な窓
領域となる。さらに、上記無秩序化された領域は高抵抗
なので、量子井戸層の光出射端面近傍で電流が流れない
という効果もある。
にウェハを短冊状にへき開して、本体１０を複数整列し
た状態で含む短冊状のレーザバーを作製する。引き続い
て、このレーザーバーを酸化炉中のホルダーに設置し、
窒素ガス中で４５０℃に加熱する。このとき、気化器で
発生させた水蒸気を酸化炉内に導入した。このように水
蒸気中でレーザバーを加熱することにより、ＡｌＡｓ第
１バリア層およびＡｌＡｓ第２バリア層は端面から水蒸
気により急速酸化される。そして、ＡｌＡｓ第１バリア
層およびＡｌＡｓ第２バリア層は、約３０分で端面から
の距離約１０μｍの部分が酸化された。急速酸化された
ＡｌＡｓ第１，第２バリア層は化学的に非常に安定で高
抵抗の酸化膜（ＡｌｖＯｗＡｓ）に変化する（ｖ，ｗは
負でない整数）。これと同時に、その２つの酸化膜（Ａ
ｌｖＯｗＡｓ）に挟まれた量子井戸層は無秩序化され
る。この量子井戸層において無秩序化された領域は、バ
ンドギャップが広がりレーザ光に対して透明な完全な窓
領域となる。さらに、上記無秩序化された領域は高抵抗
なので、量子井戸層の光出射端面近傍で電流が流れない
という効果もある。
【００４７】次に、上記光出射端面からの光取出し効率
を大きくするために、レーザバーの光出射側のへき界面
上にＡｌ２Ｏ３の光透過膜（反射率１０％程度）を、光
出射側と反対側のへき界面上にＡｌ２Ｏ３とａ−Ｓｉの
多層膜による光反射多層膜（反射率９５％程度）を電子
ビーム蒸着機により形成した。このプロセスの後、電極
表面上に廻り込んで付着したＡｌ２Ｏ３、ａ−Ｓｉは、
光透過膜および光反射多層膜をフォトレジストで保護し
た後、フッ酸液に浸けることにより除去する。このよう
に作製されたレーザバーを分割すると、レーザチップが
完成する。すなわち、図１に示すＡｌＧａＡｓ系半導体
レーザ装置が完成する。
を大きくするために、レーザバーの光出射側のへき界面
上にＡｌ２Ｏ３の光透過膜（反射率１０％程度）を、光
出射側と反対側のへき界面上にＡｌ２Ｏ３とａ−Ｓｉの
多層膜による光反射多層膜（反射率９５％程度）を電子
ビーム蒸着機により形成した。このプロセスの後、電極
表面上に廻り込んで付着したＡｌ２Ｏ３、ａ−Ｓｉは、
光透過膜および光反射多層膜をフォトレジストで保護し
た後、フッ酸液に浸けることにより除去する。このよう
に作製されたレーザバーを分割すると、レーザチップが
完成する。すなわち、図１に示すＡｌＧａＡｓ系半導体
レーザ装置が完成する。
【００４８】このＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置（レ
ーザチップ）をφ５．６ｍｍのパッケージに実装し、Ｉ
−Ｌ（電流−光出力）特性を測定した。このＩ−Ｌ特性
の測定結果によると、ＣＷ駆動で発振波長λ＝７８３ｎ
ｍ、しきい値電流Ｉｔｈ＝２８ｍＡ、スロープ効率η＝
１．０２Ｗ／Ａであり、端面破壊（ＣＯＤ）する最大光
出力は３２０ｍＷであった。これに対して、従来型の半
導体レーザ装置では、端面破壊する最大光出力は２１０
ｍＷであった。したがって、上記ＡｌＧａＡｓ系半導体
レーザ装置は、その従来型の半導体レーザ装置の約１．
５倍の光出力が得られたことになる。
ーザチップ）をφ５．６ｍｍのパッケージに実装し、Ｉ
−Ｌ（電流−光出力）特性を測定した。このＩ−Ｌ特性
の測定結果によると、ＣＷ駆動で発振波長λ＝７８３ｎ
ｍ、しきい値電流Ｉｔｈ＝２８ｍＡ、スロープ効率η＝
１．０２Ｗ／Ａであり、端面破壊（ＣＯＤ）する最大光
出力は３２０ｍＷであった。これに対して、従来型の半
導体レーザ装置では、端面破壊する最大光出力は２１０
ｍＷであった。したがって、上記ＡｌＧａＡｓ系半導体
レーザ装置は、その従来型の半導体レーザ装置の約１．
５倍の光出力が得られたことになる。
【００４９】また、本発明の製造方法で製造された２０
個の半導体レーザ装置に対して信頼性試験をＣＷ１５０
ｍＷ、７０℃の条件で行ったところ、現在約１０００時
間で故障した装置は１つもない。これに対して、同じ条
件（ＣＷ１５０ｍＷ、７０℃）で、２０個の従来型の半
導体レーザ装置の信頼性試験を行った所、１００時間以
内にすべての装置が故障した。
個の半導体レーザ装置に対して信頼性試験をＣＷ１５０
ｍＷ、７０℃の条件で行ったところ、現在約１０００時
間で故障した装置は１つもない。これに対して、同じ条
件（ＣＷ１５０ｍＷ、７０℃）で、２０個の従来型の半
導体レーザ装置の信頼性試験を行った所、１００時間以
内にすべての装置が故障した。
【００５０】上記実施例１では、ＡｌＧａＡｓ多重量子
井戸層１０５の光出射端面近傍１０５ａはレーザ光を透
過していたがが、レーザ光を略透過するものであっても
よい。
井戸層１０５の光出射端面近傍１０５ａはレーザ光を透
過していたがが、レーザ光を略透過するものであっても
よい。
【００５１】また、上記実施例１では、第１，第２バリ
ア層をＡｌＡｓで構成し、多重量子井戸層をＡｌＧａＡ
ｓで構成していたが、第１，第２バリア層および多重量
子井戸層を、クラッド層よりＡｌを多く含有する化合物
半導体で構成すれば、これらの層の酸化が早く本実施例
と同じ効果が得られる。例えば、ＡｌＧａＡｓ、Ａｌ
Ｐ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくとも
１つを用いて、第１，第２バリア層および多重量子井戸
層を構成してもよい。
ア層をＡｌＡｓで構成し、多重量子井戸層をＡｌＧａＡ
ｓで構成していたが、第１，第２バリア層および多重量
子井戸層を、クラッド層よりＡｌを多く含有する化合物
半導体で構成すれば、これらの層の酸化が早く本実施例
と同じ効果が得られる。例えば、ＡｌＧａＡｓ、Ａｌ
Ｐ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくとも
１つを用いて、第１，第２バリア層および多重量子井戸
層を構成してもよい。
【００５２】上記本体１０は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ
基板を含んでいたが、ＩｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ基板ま
たはＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板を含んでもよい。
基板を含んでいたが、ＩｎＧａＡｌＰ／ＧａＡｓ基板ま
たはＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板を含んでもよい。
【００５３】（実施例２）図２に、本発明の実施例２の
端面窓型半導体レーザ装置としてのＩｎＧａＡｌＰ系半
導体レーザ装置の共振器方向（ストライプ方向）の断面
図を示している。このＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザの
本体２０は、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１と、このｎ型Ｇａ
Ａｓ基板２０１上に順次積層されたｎ型ＩｎＧａＡｌＰ
第１クラッド層２０２、ＩｎＧａＡｌＰ第１ガイド層２
０３、ＡｌＰ第１バリア層２０４、ＩｎＧａＡｌＰ多重
量子井戸層２０５、ＡｌＰ第２バリア層２０６、ＩｎＧ
ａＡｌＰ第２ガイド層２０７、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ第２
クラッド層２０８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層２０
９とを有している。上記ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層
２０５は、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア
層とからなっている。
端面窓型半導体レーザ装置としてのＩｎＧａＡｌＰ系半
導体レーザ装置の共振器方向（ストライプ方向）の断面
図を示している。このＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザの
本体２０は、ｎ型ＧａＡｓ基板２０１と、このｎ型Ｇａ
Ａｓ基板２０１上に順次積層されたｎ型ＩｎＧａＡｌＰ
第１クラッド層２０２、ＩｎＧａＡｌＰ第１ガイド層２
０３、ＡｌＰ第１バリア層２０４、ＩｎＧａＡｌＰ多重
量子井戸層２０５、ＡｌＰ第２バリア層２０６、ＩｎＧ
ａＡｌＰ第２ガイド層２０７、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰ第２
クラッド層２０８およびｐ型ＧａＡｓコンタクト層２０
９とを有している。上記ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層
２０５は、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌＰバリア
層とからなっている。
【００５４】上記ＡｌＰ第１バリア層２０４およびＡｌ
Ｐ第２バリア層２０６の端面近傍２０４ａ，２０６ａ
は、化学的に安定な酸化物になっている。そして、これ
らの安定な酸化物に挟まれたＩｎＧａＡｌＰ多重量子井
戸層２０５、つまりＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層２０
５の光出射端面近傍２０５ａは、組織が無秩序で、且
つ、レーザ光を透過する。
Ｐ第２バリア層２０６の端面近傍２０４ａ，２０６ａ
は、化学的に安定な酸化物になっている。そして、これ
らの安定な酸化物に挟まれたＩｎＧａＡｌＰ多重量子井
戸層２０５、つまりＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層２０
５の光出射端面近傍２０５ａは、組織が無秩序で、且
つ、レーザ光を透過する。
【００５５】また、上記本体２０において光出射側の端
面２０ａ上には、誘電体薄膜からなるＡｌ２Ｏ３光透過
膜２１４を設けると共に、本体２０において端面２０ａ
と反対側の端面２０ｂ上には、誘電体多層膜からなる高
反射膜の一例としてのＡｌ２Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層
膜２１５を設けている。そして、上記ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層２０９上にはｐ型電極２１０が形成され、ｎ型
ＧａＡｓ基板２０１下にはｎ型電極２１１が形成されて
いる。
面２０ａ上には、誘電体薄膜からなるＡｌ２Ｏ３光透過
膜２１４を設けると共に、本体２０において端面２０ａ
と反対側の端面２０ｂ上には、誘電体多層膜からなる高
反射膜の一例としてのＡｌ２Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層
膜２１５を設けている。そして、上記ｐ型ＧａＡｓコン
タクト層２０９上にはｐ型電極２１０が形成され、ｎ型
ＧａＡｓ基板２０１下にはｎ型電極２１１が形成されて
いる。
【００５６】上記構成のＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザ
装置によれば、ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層２０５の
光出射端面近傍２０５ａは、組織が無秩序で、且つ、光
を透過するから、長時間のレーザ動作中に光吸収が生じ
ず、長期間わたって安定に窓効果を発揮することでき
る。
装置によれば、ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層２０５の
光出射端面近傍２０５ａは、組織が無秩序で、且つ、光
を透過するから、長時間のレーザ動作中に光吸収が生じ
ず、長期間わたって安定に窓効果を発揮することでき
る。
【００５７】また、上記ＡｌＰ第１バリア層２０４およ
びＡｌＰ第２バリア層２０６の端面近傍２０４ａ，２０
６ａは高抵抗であるから、その端面近傍２０４ａ，２０
６を通して電流リークが発生するのを阻止することがで
きる。
びＡｌＰ第２バリア層２０６の端面近傍２０４ａ，２０
６ａは高抵抗であるから、その端面近傍２０４ａ，２０
６を通して電流リークが発生するのを阻止することがで
きる。
【００５８】また、上記ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層
２０５の光出射端面近傍２０５ａが無秩序化されている
ことでＣＯＤの発生を阻止できるから、レーザ光のエネ
ルギーよりもバンドギャップエネルギーが大きい半導体
層を本体２０の端面２０ａ上に設けなくてもよい。した
がって、ＣＯＤの発生を阻止するための半導体層を設け
ない分、量産性を向上させることができる。
２０５の光出射端面近傍２０５ａが無秩序化されている
ことでＣＯＤの発生を阻止できるから、レーザ光のエネ
ルギーよりもバンドギャップエネルギーが大きい半導体
層を本体２０の端面２０ａ上に設けなくてもよい。した
がって、ＣＯＤの発生を阻止するための半導体層を設け
ない分、量産性を向上させることができる。
【００５９】以下、上記ＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザ
装置の製造プロセスについて説明する。
装置の製造プロセスについて説明する。
【００６０】まず、ｎ型ＧａＡｓ基板上にｎ型ＩｎＧａ
ＡｌＰからなる第１クラッド層を形成し、その第１クラ
ッド層上に、ＩｎＧａＡｌＰからなる第１ガイド層、Ａ
ｌＰ第１バリア層、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌ
Ｐバリア層とからなるＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層、
ＡｌＰ第２バリア層、ＩｎＧａＡｌＰからなる第２ガイ
ド層、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰからなる第２クラッド層、ｐ
型ＧａＡｓからなるコンタクト層をＭＢＥ法により順次
エピタキシャル成長する。これにより得られたウェハに
リッジ型ストライプを形成した後、ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層上にｐ型電極を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板下にｎ
型電極を形成する。このようにｐ，ｎ型電極が形成され
たウエハは、複数の本体２０を整列した状態で且つ非分
割状態で含んでいる。
ＡｌＰからなる第１クラッド層を形成し、その第１クラ
ッド層上に、ＩｎＧａＡｌＰからなる第１ガイド層、Ａ
ｌＰ第１バリア層、ＩｎＧａＰウェル層とＩｎＧａＡｌ
Ｐバリア層とからなるＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層、
ＡｌＰ第２バリア層、ＩｎＧａＡｌＰからなる第２ガイ
ド層、ｐ型ＩｎＧａＡｌＰからなる第２クラッド層、ｐ
型ＧａＡｓからなるコンタクト層をＭＢＥ法により順次
エピタキシャル成長する。これにより得られたウェハに
リッジ型ストライプを形成した後、ｐ型ＧａＡｓコンタ
クト層上にｐ型電極を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板下にｎ
型電極を形成する。このようにｐ，ｎ型電極が形成され
たウエハは、複数の本体２０を整列した状態で且つ非分
割状態で含んでいる。
【００６１】次に、共振器長Ｌが６００μｍとなるよう
にウエハを短冊状にへき開して、本体２０を複数整列し
た状態で含む短冊状のレーザーバーとよばれるものを作
製する。引き続いて、このレーザーバーを酸化炉中のホ
ルダーに設置し、窒素ガス中で４５０℃に加熱する。こ
のとき、気化器で発生させた水蒸気を酸化炉内に約１０
分間導入した。このように水蒸気中でレーザバーを加熱
することにより、ＡｌＰ第１バリア層およびＡｌＰ第２
バリア層は端面から水蒸気により急速酸化される。そし
て、ＡｌＰ第１バリア層およびＡｌＰ第２バリア層は、
約３０分で端面からの距離約１０μｍが酸化された。急
速酸化されたＡｌＰ第１，第２バリア層は化学的に非常
に安定で高抵抗の酸化膜（ＡｌｘＯｙＰ）に変化する。
これと同時に、その２つの酸化膜（ＡｌｘＯｙＰ）に挟
まれた量子井戸層は無秩序化される。この無秩序化され
た領域は、バンドギャップが広がりレーザ光に対して透
明な完全な窓領域となる。
にウエハを短冊状にへき開して、本体２０を複数整列し
た状態で含む短冊状のレーザーバーとよばれるものを作
製する。引き続いて、このレーザーバーを酸化炉中のホ
ルダーに設置し、窒素ガス中で４５０℃に加熱する。こ
のとき、気化器で発生させた水蒸気を酸化炉内に約１０
分間導入した。このように水蒸気中でレーザバーを加熱
することにより、ＡｌＰ第１バリア層およびＡｌＰ第２
バリア層は端面から水蒸気により急速酸化される。そし
て、ＡｌＰ第１バリア層およびＡｌＰ第２バリア層は、
約３０分で端面からの距離約１０μｍが酸化された。急
速酸化されたＡｌＰ第１，第２バリア層は化学的に非常
に安定で高抵抗の酸化膜（ＡｌｘＯｙＰ）に変化する。
これと同時に、その２つの酸化膜（ＡｌｘＯｙＰ）に挟
まれた量子井戸層は無秩序化される。この無秩序化され
た領域は、バンドギャップが広がりレーザ光に対して透
明な完全な窓領域となる。
【００６２】次に、上記光出射端面からの光取出し効率
を大きくするために、レーザバーの光出射側のへき界面
上にＡｌ２Ｏ３の光透過膜（反射率１０％程度）を、光
出射側と反対側のへき界面上にＡｌ２Ｏ３とａ−Ｓｉの
多層膜による光反射多層膜（反射率９５％程度）を電子
ビーム蒸着機により形成した。このプロセスの後、電極
表面上に廻り込んで付着したＡｌ２Ｏ３、ａ−Ｓｉは、
光透過膜および光反射多層膜をフォトレジストで保護し
た後、フッ酸液に浸けることにより除去する。このよう
に作製されたレーザバーを分割すると、レーザーチップ
が完成する。すなわち、図２に示すＩｎＧａＡｌＰ系半
導体レーザ装置が完成する。
を大きくするために、レーザバーの光出射側のへき界面
上にＡｌ２Ｏ３の光透過膜（反射率１０％程度）を、光
出射側と反対側のへき界面上にＡｌ２Ｏ３とａ−Ｓｉの
多層膜による光反射多層膜（反射率９５％程度）を電子
ビーム蒸着機により形成した。このプロセスの後、電極
表面上に廻り込んで付着したＡｌ２Ｏ３、ａ−Ｓｉは、
光透過膜および光反射多層膜をフォトレジストで保護し
た後、フッ酸液に浸けることにより除去する。このよう
に作製されたレーザバーを分割すると、レーザーチップ
が完成する。すなわち、図２に示すＩｎＧａＡｌＰ系半
導体レーザ装置が完成する。
【００６３】このＩｎＧａＡｌＰ系半導体レーザ装置
（レーザチップ）をφ５．６ｍｍのパッケージに実装
し、Ｉ−Ｌ（電流‐光出力）特性を測定した。このＩ−
Ｌ特性の測定結果によると、ＣＷ駆動で発振波長λ＝６
６５ｎｍ、しきい値電流Ｉｔｈ＝３５ｍＡ、スロープ効
率η＝１．１Ｗ／Ａであり、端面破壊（ＣＯＤ）する最
大光出力は１７０ｍＷであった。これに対して、従来型
の半導体レーザ装置では、端面破壊する最大光出力は８
５ｍＷであった。したがって、上記ＩｎＧａＡｌＰ系半
導体レーザ装置は、その従来型の半導体レーザ装置の約
２倍の光出力が得られたことになる。
（レーザチップ）をφ５．６ｍｍのパッケージに実装
し、Ｉ−Ｌ（電流‐光出力）特性を測定した。このＩ−
Ｌ特性の測定結果によると、ＣＷ駆動で発振波長λ＝６
６５ｎｍ、しきい値電流Ｉｔｈ＝３５ｍＡ、スロープ効
率η＝１．１Ｗ／Ａであり、端面破壊（ＣＯＤ）する最
大光出力は１７０ｍＷであった。これに対して、従来型
の半導体レーザ装置では、端面破壊する最大光出力は８
５ｍＷであった。したがって、上記ＩｎＧａＡｌＰ系半
導体レーザ装置は、その従来型の半導体レーザ装置の約
２倍の光出力が得られたことになる。
【００６４】また、本発明の製造方法で製造された２０
個の半導体レーザ装置で信頼性試験をＣＷ１００ｍＷ、
６０℃の条件で行ったところ、現在約１０００時間で故
障した素子はない。これに対して、同じ条件（ＣＷ１０
０ｍＷ、６０℃）で、２０個の従来型の半導体レーザ装
置の信頼性試験を行った所、１００時間以内にすべての
素子が故障した。
個の半導体レーザ装置で信頼性試験をＣＷ１００ｍＷ、
６０℃の条件で行ったところ、現在約１０００時間で故
障した素子はない。これに対して、同じ条件（ＣＷ１０
０ｍＷ、６０℃）で、２０個の従来型の半導体レーザ装
置の信頼性試験を行った所、１００時間以内にすべての
素子が故障した。
【００６５】上記実施例２では、ＩｎＧａＡｌＰ多重量
子井戸層２０５の光出射端面近傍２０５ａはレーザ光を
透過していたがが、レーザ光を略透過するものであって
もよい。
子井戸層２０５の光出射端面近傍２０５ａはレーザ光を
透過していたがが、レーザ光を略透過するものであって
もよい。
【００６６】また、上記実施例２では、第１，第２バリ
ア層をＡｌＰで構成し、多重量子井戸層をＩｎＧａＡｌ
Ｐで構成していたが、第１，第２バリア層および多重量
子井戸層を、Ａｌを含有する化合物半導体で構成しても
よい。例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、Ａ
ｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくとも１つを用いて、第
１，第２バリア層および多重量子井戸層を構成してもよ
い。
ア層をＡｌＰで構成し、多重量子井戸層をＩｎＧａＡｌ
Ｐで構成していたが、第１，第２バリア層および多重量
子井戸層を、Ａｌを含有する化合物半導体で構成しても
よい。例えば、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＩｎＡｌＰ、Ａ
ｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくとも１つを用いて、第
１，第２バリア層および多重量子井戸層を構成してもよ
い。
【００６７】上記本体２０は、ＩｎＧａＡｌＰ／ＧａＡ
ｓ基板を含んでいたが、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ基板ま
たはＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板を含んでもよい。
ｓ基板を含んでいたが、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ基板ま
たはＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板を含んでもよい。
【００６８】（実施例３）実施例３において実施例１，
２と違うのは、ＭＢＥ法により両端面にもＡｌＡｓ層を
エピタキシャル成長させ、そのＡｌＡｓ層を水蒸気酸化
炉中で急速酸化することにより化学的に安定なＡｌＡｓ
酸化膜（ＡｌｘＯｙＡｓ）を形成したことである。
２と違うのは、ＭＢＥ法により両端面にもＡｌＡｓ層を
エピタキシャル成長させ、そのＡｌＡｓ層を水蒸気酸化
炉中で急速酸化することにより化学的に安定なＡｌＡｓ
酸化膜（ＡｌｘＯｙＡｓ）を形成したことである。
【００６９】以下、実施例３の端面窓型半導体レーザ装
置について具体的に説明する。
置について具体的に説明する。
【００７０】図３に、実施例３の端面窓型半導体レーザ
装置としてのＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置の共振器
方向（ストライプ方向）の概略断面図を示す。このＡｌ
ＧａＡｓ系半導体レーザ装置の本体３０は、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板３０１と、このｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に順次
積層されたｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３０２、Ａ
ｌＧａＡｓ第１ガイド層３０３、ＡｌＡｓ第１バリア層
３０４、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層３０５、ＡｌＡｓ
第２バリア層３０６、ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層３０
７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３０８およびｐ型
ＧａＡｓコンタクト層３０９とを有している。上記Ａｌ
ＧａＡｓ多重量子井戸層３０５は、ＡｌＧａＡｓウェル
層とＡｌＧａＡｓバリア層とからなっている。
装置としてのＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置の共振器
方向（ストライプ方向）の概略断面図を示す。このＡｌ
ＧａＡｓ系半導体レーザ装置の本体３０は、ｎ型ＧａＡ
ｓ基板３０１と、このｎ型ＧａＡｓ基板３０１上に順次
積層されたｎ型ＡｌＧａＡｓ第１クラッド層３０２、Ａ
ｌＧａＡｓ第１ガイド層３０３、ＡｌＡｓ第１バリア層
３０４、ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層３０５、ＡｌＡｓ
第２バリア層３０６、ＡｌＧａＡｓ第２ガイド層３０
７、ｐ型ＡｌＧａＡｓ第２クラッド層３０８およびｐ型
ＧａＡｓコンタクト層３０９とを有している。上記Ａｌ
ＧａＡｓ多重量子井戸層３０５は、ＡｌＧａＡｓウェル
層とＡｌＧａＡｓバリア層とからなっている。
【００７１】上記ＡｌＡｓ第１バリア層３０４およびＡ
ｌＡｓ第２バリア層３０６の端面近傍３０４ａ，３０６
ａは、化学的に安定な酸化物になっている。そして、こ
れらの安定な酸化物に挟まれたＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸層３０５、つまりＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層３０５
の光出射端面近傍３０５ａは、組織が無秩序で、且つ、
レーザ光を透過する。
ｌＡｓ第２バリア層３０６の端面近傍３０４ａ，３０６
ａは、化学的に安定な酸化物になっている。そして、こ
れらの安定な酸化物に挟まれたＡｌＧａＡｓ多重量子井
戸層３０５、つまりＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層３０５
の光出射端面近傍３０５ａは、組織が無秩序で、且つ、
レーザ光を透過する。
【００７２】また、上記本体３０の両端面３０ａ，３０
ｂ上には、化学的に安定な酸化物からなる端面保護膜の
一例としてのＡｌＡｓ酸化膜（ＡｌｘＯｙＡｓ）３１
６，３１７を設けている。このＡｌＡｓ酸化膜（Ａｌｘ
ＯｙＡｓ）３１６，３１７は、ＡｌＡｓ層をエピタキシ
ャル成長させ、そのＡｌＡｓ層を水蒸気酸化炉中で急速
酸化（強制酸化）することにより形成される。そして、
上記ＡｌＡｓ酸化膜３１６上には、誘電体薄膜からなる
Ａｌ２Ｏ３光透過膜３１４を設けると共に、ＡｌＡｓ酸
化膜３１７上には、誘電体多層膜からなる高反射膜の一
例としてのＡｌ２Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層膜３１５を
設けている。また、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０
９上にはｐ型電極３１０が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板
３０１下にはｎ型電極３１１が形成されている。
ｂ上には、化学的に安定な酸化物からなる端面保護膜の
一例としてのＡｌＡｓ酸化膜（ＡｌｘＯｙＡｓ）３１
６，３１７を設けている。このＡｌＡｓ酸化膜（Ａｌｘ
ＯｙＡｓ）３１６，３１７は、ＡｌＡｓ層をエピタキシ
ャル成長させ、そのＡｌＡｓ層を水蒸気酸化炉中で急速
酸化（強制酸化）することにより形成される。そして、
上記ＡｌＡｓ酸化膜３１６上には、誘電体薄膜からなる
Ａｌ２Ｏ３光透過膜３１４を設けると共に、ＡｌＡｓ酸
化膜３１７上には、誘電体多層膜からなる高反射膜の一
例としてのＡｌ２Ｏ３／ａ−Ｓｉ光反射多層膜３１５を
設けている。また、上記ｐ型ＧａＡｓコンタクト層３０
９上にはｐ型電極３１０が形成され、ｎ型ＧａＡｓ基板
３０１下にはｎ型電極３１１が形成されている。
【００７３】上記構成のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装
置は、上記実施例１のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置
と同様の効果を奏すると共に、ＡｌＡｓ酸化膜３１６，
３１７をレーザー端面結晶に設けているから、レーザー
端面結晶に吸着される酸素や汚れを防止できる。
置は、上記実施例１のＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置
と同様の効果を奏すると共に、ＡｌＡｓ酸化膜３１６，
３１７をレーザー端面結晶に設けているから、レーザー
端面結晶に吸着される酸素や汚れを防止できる。
【００７４】このように、レーザー端面結晶に酸素が吸
着せず、レーザー端面結晶が汚れないので、実施例１の
ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置よりもさらに高出力動
作に効果的である。実際に、実施例１のＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザ装置に比べて信頼性歩留りが１．５倍程向
上した。
着せず、レーザー端面結晶が汚れないので、実施例１の
ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ装置よりもさらに高出力動
作に効果的である。実際に、実施例１のＡｌＧａＡｓ系
半導体レーザ装置に比べて信頼性歩留りが１．５倍程向
上した。
【００７５】
【発明の効果】本発明の端面窓型の高出力半導体レーザ
装置は、比較的簡単な製造プロセスで端面窓層が形成で
きるので量産性に優れている。また、レーザ端面での破
壊または劣化が防止できるので、特に１００ｍＷ以上の
光出力で使用する用途、例えばＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒな
どの光ディスクへの情報の高速書込み用の光源として最
適である。
装置は、比較的簡単な製造プロセスで端面窓層が形成で
きるので量産性に優れている。また、レーザ端面での破
壊または劣化が防止できるので、特に１００ｍＷ以上の
光出力で使用する用途、例えばＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒな
どの光ディスクへの情報の高速書込み用の光源として最
適である。
【図１】 図１は本発明の実施例１の端面窓型半導体レ
ーザ装置の共振器方向（ストライプ方向）の断面図であ
る。
ーザ装置の共振器方向（ストライプ方向）の断面図であ
る。
【図２】 図２は本発明の実施例２の端面窓型半導体レ
ーザ装置の共振器方向の概略断面図である。
ーザ装置の共振器方向の概略断面図である。
【図３】 図３は本発明の実施例２の端面窓型半導体レ
ーザ装置の共振器方向の概略断面図である。
ーザ装置の共振器方向の概略断面図である。
【図４】 図４は従来の端面窓型半導体レーザ装置の共
振器方向の概略断面図である。
振器方向の概略断面図である。
【図５】 図５は実施例１の端面窓型半導体レーザ装置
の本体の中央部のバンドギャップを表わした図である
の本体の中央部のバンドギャップを表わした図である
【図６】 図６は実施例１の端面窓型半導体レーザ装置
の本体の端面近傍のバンドギャップを表わした図であ
る。
の本体の端面近傍のバンドギャップを表わした図であ
る。
１０，２０，３０ 本体
１０４，３０４ ＡｌＡｓ第１バリア層
１０４ａ，３０４ａ ＡｌＡｓ第１バリア層の端面近傍
１０５，３０５ ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層
１０５ａ，３０５ａ ＡｌＧａＡｓ多重量子井戸層の光
出射端面近傍 １０６，３０６ ＡｌＡｓ第２バリア層 １０６ａ，３０６ａ ＡｌＡｓ第２バリア層の端面近傍 ２０４ ＡｌＰ第１バリア層 ２０４ａ ＡｌＰ第１バリア層の端面近傍 ２０５ ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層 ２０５ａ ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層の光出射端面
近傍 ２０６ ＡｌＰ第２バリア層 ２０６ａ ＡｌＰ第２バリア層の端面近傍
出射端面近傍 １０６，３０６ ＡｌＡｓ第２バリア層 １０６ａ，３０６ａ ＡｌＡｓ第２バリア層の端面近傍 ２０４ ＡｌＰ第１バリア層 ２０４ａ ＡｌＰ第１バリア層の端面近傍 ２０５ ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層 ２０５ａ ＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸層の光出射端面
近傍 ２０６ ＡｌＰ第２バリア層 ２０６ａ ＡｌＰ第２バリア層の端面近傍
Claims (9)
- 【請求項１】 基板上に、第１バリア層、量子井戸層お
よび第２バリア層が順次積層された本体を備え、上記第
１バリア層、量子井戸層および第２バリア層が、Ａｌを
含む化合物半導体で構成された端面窓型半導体レーザ装
置において、 上記第１，第２バリア層の端面近傍が化学的に安定な酸
化物になっていると共に、上記量子井戸層の光出射端面
近傍は、組織が無秩序で、且つ、光を透過することを特
徴とする端面窓型半導体レーザ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の端面窓型半導体レーザ
装置において、 上記第１，第２バリア層の端面近傍は、加熱された水蒸
気中で強制的に酸化されていることを特徴とする端面窓
型半導体レーザ装置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の端面窓型半導
体レーザ装置において、 上記本体の端面上に、Ａｌを含む化合物半導体の化学的
に安定な酸化物からなる端面保護膜を設けたことを特徴
とする端面窓型半導体レーザ装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
端面窓型半導体レーザ装置において、 上記化合物半導体は、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、Ａｌ
Ｐ、ＩｎＡｌＰ、ＡｌＮおよびＡｌＧａＮの少なくとも
１つを含有することを特徴とする端面窓型半導体レーザ
装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
端面窓型半導体レーザ装置において、 上記本体は、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ基板、ＩｎＧａＡ
ｌＰ／ＧａＡｓ基板およびＡｌＧａＮ／ＧａＮ基板のい
ずれか１つを含むことを特徴とする端面窓型半導体レー
ザ装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の
端面窓型半導体レーザ装置において、 上記本体の一方の端面上に誘電体薄膜からなる光透過膜
を設けると共に、上記本体の他方の端面上に誘電体多層
膜からなる高反射膜を設けていることを特徴とする端面
窓型半導体レーザ装置。 - 【請求項７】 請求項３に記載の端面窓型半導体レーザ
装置の製造方法であって、 上記端面保護膜を形成するためにＭＢＥ法を用いること
を特徴とする端面窓型半導体レーザ装置の製造方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の端面窓型半導体レーザ
装置の製造方法であって、 両面に電極が形成されると共に、複数の上記本体を整列
した状態で且つ非分割状態で含むウェハを短冊状にへき
開して、上記本体を複数整列した状態で含むレーザバー
を作製し、 このレーザバーのへき開面上に、上記端面保護膜の材料
の上記化合物半導体を４５０℃以下の温度でＭＢＥ法に
より設けることを特徴とする端面窓型半導体レーザ装置
の製造方法。 - 【請求項９】 請求項７または８に記載の端面窓型半導
体レーザ装置の製造方法において、 上記端面保護膜の材料の上記化合物半導体を、３００〜
５００℃に加熱された水蒸気雰囲気中で酸化して化学的
に安定な酸化膜に変化させることにより、上記端面保護
膜および上記無秩序化領域を得ていることを特徴とする
端面窓型半導体レーザ装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316925A JP4249920B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 端面窓型半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316925A JP4249920B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 端面窓型半導体レーザ装置およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003124569A true JP2003124569A (ja) | 2003-04-25 |
| JP4249920B2 JP4249920B2 (ja) | 2009-04-08 |
Family
ID=19134866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001316925A Expired - Fee Related JP4249920B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 端面窓型半導体レーザ装置およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4249920B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7620086B2 (en) | 2006-10-19 | 2009-11-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser and electronic device |
| JP5233987B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2013-07-10 | 日本電気株式会社 | 窒化物半導体レーザ |
| JP2016021516A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 株式会社リコー | 半導体装置、面発光レーザ、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置。 |
| JP2019091839A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 株式会社東芝 | 面発光量子カスケードレーザ |
-
2001
- 2001-10-15 JP JP2001316925A patent/JP4249920B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7620086B2 (en) | 2006-10-19 | 2009-11-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser and electronic device |
| JP5233987B2 (ja) * | 2007-03-09 | 2013-07-10 | 日本電気株式会社 | 窒化物半導体レーザ |
| JP2016021516A (ja) * | 2014-07-15 | 2016-02-04 | 株式会社リコー | 半導体装置、面発光レーザ、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置。 |
| JP2019091839A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 株式会社東芝 | 面発光量子カスケードレーザ |
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| JP4249920B2 (ja) | 2009-04-08 |
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