JP2003347677A - 半導体レーザ素子 - Google Patents
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- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
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- H01S5/32316—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm comprising only (Al)GaAs
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 偏光ビームスプリッタで分光したＰ波及びＳ
波のプロファイルがトップハット形であるようなＮＦＰ
を示すブロードエリア型半導体レーザ素子を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板
３２上に、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層３
４、ＡｌＧａＡｓ光ガイド層とＡｌＧａＡｓ量子井戸層
とからなる活性層３６、膜厚０．３μｍのｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層３８、Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 Ａｓエッチングストップ層４０、ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓ上部第２クラッド層４２、及びｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層４４の積層構造を備えている。上部第２クラ
ッド層及びコンタクト層は、エッチングストップ層まで
エッチングされ、ストライプ状リッジ４６として形成さ
れている。リッジ及びリッジ脇のエッチングストップ層
上を埋め込むように、ｎ−ＧａＡｓ層４８が設けられ、
ｐｎ接合分離により電流非注入領域を構成している。
波のプロファイルがトップハット形であるようなＮＦＰ
を示すブロードエリア型半導体レーザ素子を提供する。 【解決手段】 半導体レーザ素子は、ｎ−ＧａＡｓ基板
３２上に、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層３
４、ＡｌＧａＡｓ光ガイド層とＡｌＧａＡｓ量子井戸層
とからなる活性層３６、膜厚０．３μｍのｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層３８、Ａｌ0.7 Ｇａ
0.3 Ａｓエッチングストップ層４０、ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ
0.5 Ａｓ上部第２クラッド層４２、及びｐ−ＧａＡｓコ
ンタクト層４４の積層構造を備えている。上部第２クラ
ッド層及びコンタクト層は、エッチングストップ層まで
エッチングされ、ストライプ状リッジ４６として形成さ
れている。リッジ及びリッジ脇のエッチングストップ層
上を埋め込むように、ｎ−ＧａＡｓ層４８が設けられ、
ｐｎ接合分離により電流非注入領域を構成している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブロードエリア型
半導体レーザ素子に関し、更に詳細には、光ディスクの
初期化装置の光源、光増幅器のポンプ光源、レーザ加工
機器等の光源として使用される半導体レーザ素子として
最適なブロードエリア型高出力半導体レーザ素子に関す
るものである。
半導体レーザ素子に関し、更に詳細には、光ディスクの
初期化装置の光源、光増幅器のポンプ光源、レーザ加工
機器等の光源として使用される半導体レーザ素子として
最適なブロードエリア型高出力半導体レーザ素子に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】高出力、例えば３００ｍＷ以上の出力で
レーザ光を出射する、いわゆる高出力半導体レーザ素子
は、光増幅器のポンプ光源、或いはレーザ・プリンタ、
光ディスクの初期化装置、レーザ加工機器等の光源用半
導体発光素子として注目されている。上述のような光源
として使用される高出力半導体レーザ素子に要求される
特性は、近視野像（Near Field Pattern, ＮＦＰ）の光
強度が均一なことである。ＮＦＰの光強度分布が均一で
なく、ＮＦＰプロファイルに明るい領域と暗い領域とが
あって、明暗の差が大きいと、つまり最大光強度と最小
光強度の差（リップル）が大きいと、レーザ・プリンタ
では印刷むら、光ディスクの初期化装置では光ディスク
の初期化が不均一になる。理想的には、レーザストライ
プ部の幅方向のＮＦＰプロファイルの光強度分布がフラ
ットな半導体レーザ素子が望ましい。
レーザ光を出射する、いわゆる高出力半導体レーザ素子
は、光増幅器のポンプ光源、或いはレーザ・プリンタ、
光ディスクの初期化装置、レーザ加工機器等の光源用半
導体発光素子として注目されている。上述のような光源
として使用される高出力半導体レーザ素子に要求される
特性は、近視野像（Near Field Pattern, ＮＦＰ）の光
強度が均一なことである。ＮＦＰの光強度分布が均一で
なく、ＮＦＰプロファイルに明るい領域と暗い領域とが
あって、明暗の差が大きいと、つまり最大光強度と最小
光強度の差（リップル）が大きいと、レーザ・プリンタ
では印刷むら、光ディスクの初期化装置では光ディスク
の初期化が不均一になる。理想的には、レーザストライ
プ部の幅方向のＮＦＰプロファイルの光強度分布がフラ
ットな半導体レーザ素子が望ましい。
【０００３】ところで、ＮＦＰの不均一性は、レーザス
トライプ幅が２０μｍ以上のブロードエリア型半導体レ
ーザ素子において著しくなる。そこで、ブロードエリア
型半導体レーザ素子のＮＦＰフロファイルの光強度を均
一にするために、特開２００１−２３０４９３号公報
は、電流注入領域外のクラッド層の膜厚を０．７μｍ以
下にすることにより、レーザストライプ部の幅方向のＮ
ＦＰプロファイルの光強度分布がフラットな半導体レー
ザ素子を実現できることを開示している。
トライプ幅が２０μｍ以上のブロードエリア型半導体レ
ーザ素子において著しくなる。そこで、ブロードエリア
型半導体レーザ素子のＮＦＰフロファイルの光強度を均
一にするために、特開２００１−２３０４９３号公報
は、電流注入領域外のクラッド層の膜厚を０．７μｍ以
下にすることにより、レーザストライプ部の幅方向のＮ
ＦＰプロファイルの光強度分布がフラットな半導体レー
ザ素子を実現できることを開示している。
【０００４】ここで、図５を参照して、特開２００１−
２３０４９３号公報の発明を組み入れた従来のブロード
エリア型ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子の構成を説明
する。図５はブロードエリア型ＡｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザ素子の構成を示す断面図である。ブロードエリア型
ＧａＡｓ系半導体レーザ素子１０は、図５に示すよう
に、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上に、ｎ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ
第１クラッド層１４、Ａｌx ＧａＡｓ光ガイド層とＡｌ
y ＧａＡｓ層（ｘ＞ｙ）の量子井戸層とからなる活性層
１６、膜厚０．７μｍ以下、例えば膜厚０．３μｍのｐ
−Ａｌ0.5ＧａＡｓ下部第２クラッド層１８、ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層２０、ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上
部第２クラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層
２４の積層構造を備えている。
２３０４９３号公報の発明を組み入れた従来のブロード
エリア型ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子の構成を説明
する。図５はブロードエリア型ＡｌＧａＡｓ系半導体レ
ーザ素子の構成を示す断面図である。ブロードエリア型
ＧａＡｓ系半導体レーザ素子１０は、図５に示すよう
に、ｎ−ＧａＡｓ基板１２上に、ｎ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ
第１クラッド層１４、Ａｌx ＧａＡｓ光ガイド層とＡｌ
y ＧａＡｓ層（ｘ＞ｙ）の量子井戸層とからなる活性層
１６、膜厚０．７μｍ以下、例えば膜厚０．３μｍのｐ
−Ａｌ0.5ＧａＡｓ下部第２クラッド層１８、ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層２０、ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上
部第２クラッド層２２、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層
２４の積層構造を備えている。
【０００５】ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上部第２クラッド層
２２、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２４は、ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層２０までエッチングされ、スト
ライプ状リッジ２６として形成されている。そして、リ
ッジ２６脇にはＧａＩｎＰエッチングストップ層２０が
露出している。リッジ２６及びリッジ脇に露出したＧａ
ＩｎＰエッチングストップ層２０上を埋め込むように、
ｎ−ＧａＡｓ層２８が設けられ、ｐｎ接合分離による電
流非注入領域を構成している。図示しないが、ｐ側電極
がｐ−ＧａＡｓコンタクト層２４上に、ｎ側電極がｎ−
ＧａＡｓ基板１２の裏面にそれぞれ設けられている。
２２、及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層２４は、ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層２０までエッチングされ、スト
ライプ状リッジ２６として形成されている。そして、リ
ッジ２６脇にはＧａＩｎＰエッチングストップ層２０が
露出している。リッジ２６及びリッジ脇に露出したＧａ
ＩｎＰエッチングストップ層２０上を埋め込むように、
ｎ−ＧａＡｓ層２８が設けられ、ｐｎ接合分離による電
流非注入領域を構成している。図示しないが、ｐ側電極
がｐ−ＧａＡｓコンタクト層２４上に、ｎ側電極がｎ−
ＧａＡｓ基板１２の裏面にそれぞれ設けられている。
【０００６】光ディスクのディスク初期化装置などで
は、光源として設けられた半導体レーザ素子からレーザ
光を出射して光ディスクに照射し、光ディスクを初期化
している。ところで、光ディスクで反射した戻りレーザ
光が半導体レーザ素子の出力を不安定にしたり、或いは
半導体レーザ素子の劣化を引き起こしたりする原因とな
るので、戻り光を遮光することが必要である。
は、光源として設けられた半導体レーザ素子からレーザ
光を出射して光ディスクに照射し、光ディスクを初期化
している。ところで、光ディスクで反射した戻りレーザ
光が半導体レーザ素子の出力を不安定にしたり、或いは
半導体レーザ素子の劣化を引き起こしたりする原因とな
るので、戻り光を遮光することが必要である。
【０００７】そこで、半導体レーザ素子と光ディスクと
の間に偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと言う）を
配置し、光ディスクから戻ってきた戻り光を９０°方向
に向きを変えると共に、半導体レーザ素子からＰＢＳに
入射したレーザ光をＰ波（ｐ偏光成分）とＳ波（ｓ偏光
成分）とに分光し、Ｐ波を直進させ、Ｓ波の向きを入射
方向に対して角度９０゜の方向に変え、光強度の高いＰ
波を光ディスクに照射している。Ｐ波及びＳ波は、それ
ぞれ、半導体レーザ素子を構成する化合物半導体層の層
方向及び化合物半導体層の積層方向の偏光成分である。
の間に偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと言う）を
配置し、光ディスクから戻ってきた戻り光を９０°方向
に向きを変えると共に、半導体レーザ素子からＰＢＳに
入射したレーザ光をＰ波（ｐ偏光成分）とＳ波（ｓ偏光
成分）とに分光し、Ｐ波を直進させ、Ｓ波の向きを入射
方向に対して角度９０゜の方向に変え、光強度の高いＰ
波を光ディスクに照射している。Ｐ波及びＳ波は、それ
ぞれ、半導体レーザ素子を構成する化合物半導体層の層
方向及び化合物半導体層の積層方向の偏光成分である。
【０００８】そして、光ディスクのディスク初期化装置
の光源として用いられる半導体レーザ素子には、Ｐ波及
びＳ波の双方のプロファイルがフラットであること、つ
まりトップハット形であることが要求される。ここで、
フラット、或いはトップハット形とは、レーザストライ
プ部の幅方向の各座標での光強度がほぼ同じであるよう
なプロファイルを言う。更には、Ｐ波のレーザストライ
プ部の幅方向の各座標での光強度の平均値をＡとし（図
６（ａ）参照）、Ｓ波のレーザストライプ部の幅方向の
各座標での光強度の最大値をＢとするとき（図６（ｂ）
参照）、（Ｂ／Ａ）×１００≦１３％であることが要求
されている。
の光源として用いられる半導体レーザ素子には、Ｐ波及
びＳ波の双方のプロファイルがフラットであること、つ
まりトップハット形であることが要求される。ここで、
フラット、或いはトップハット形とは、レーザストライ
プ部の幅方向の各座標での光強度がほぼ同じであるよう
なプロファイルを言う。更には、Ｐ波のレーザストライ
プ部の幅方向の各座標での光強度の平均値をＡとし（図
６（ａ）参照）、Ｓ波のレーザストライプ部の幅方向の
各座標での光強度の最大値をＢとするとき（図６（ｂ）
参照）、（Ｂ／Ａ）×１００≦１３％であることが要求
されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のブロードエリア型半導体レーザ素子では、図６（ａ）
及び（ｂ）に示すように、Ｐ波及びＳ波の光強度は、レ
ーザストライプ部の幅方向に強度分布が生じていて、フ
ラット、或いはトップハット形であるとは評価できな
い。また、（Ｂ／Ａ）×１００も１０％から２０％であ
って、大きくばらついている。図６（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ、横軸にレーザストライプ部の出射端面の
幅方向の座標を取り、縦軸にその座標での光強度を示し
たグラフである。これでは、光ディスクのディスク初期
化装置の光源として用いられる半導体レーザ素子に対し
て要求されている上述の仕様を満足させることは難し
い。
のブロードエリア型半導体レーザ素子では、図６（ａ）
及び（ｂ）に示すように、Ｐ波及びＳ波の光強度は、レ
ーザストライプ部の幅方向に強度分布が生じていて、フ
ラット、或いはトップハット形であるとは評価できな
い。また、（Ｂ／Ａ）×１００も１０％から２０％であ
って、大きくばらついている。図６（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ、横軸にレーザストライプ部の出射端面の
幅方向の座標を取り、縦軸にその座標での光強度を示し
たグラフである。これでは、光ディスクのディスク初期
化装置の光源として用いられる半導体レーザ素子に対し
て要求されている上述の仕様を満足させることは難し
い。
【００１０】そこで、本発明の目的は、偏光ビームスプ
リッタで分光したＰ波及びＳ波のプロファイルがトップ
ハット形であるようなＮＦＰを示すブロードエリア型高
出力半導体レーザ素子を提供することである。
リッタで分光したＰ波及びＳ波のプロファイルがトップ
ハット形であるようなＮＦＰを示すブロードエリア型高
出力半導体レーザ素子を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来のブロ
ードエリア型半導体レーザ素子で、Ｐ波及びＳ波がトッ
プハット形を示さない原因を追求する過程で、ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層にストレスが内在するために、
発光領域内に偏光分布が発生し、その結果、Ｐ波及びＳ
波のプロファイルがトップハット形にならないことを見
い出した。そして、ＧａＩｎＰエッチングストップ層
が、ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ下部第２クラッド層１８及び
ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上部第２クラッド層２２と格子不
整合であるために、ＧａＩｎＰエッチングストップ層に
ストレスが発生することが判った。
ードエリア型半導体レーザ素子で、Ｐ波及びＳ波がトッ
プハット形を示さない原因を追求する過程で、ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層にストレスが内在するために、
発光領域内に偏光分布が発生し、その結果、Ｐ波及びＳ
波のプロファイルがトップハット形にならないことを見
い出した。そして、ＧａＩｎＰエッチングストップ層
が、ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ下部第２クラッド層１８及び
ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上部第２クラッド層２２と格子不
整合であるために、ＧａＩｎＰエッチングストップ層に
ストレスが発生することが判った。
【００１２】そこで、本発明者は、ｐ−Ａｌ0.5ＧａＡ
ｓ下部第２クラッド層１８及びｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上
部第２クラッド層２２に対して格子不整合の程度が小さ
い組成の化合物半導体層をエッチングストップ層するこ
とを着想し、種々の化合物半導体層を試験した結果、Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）層をエッチン
グストップ層として使用することにより、前述の要求を
満足できることを実験により確認して本発明を発明する
に到った。
ｓ下部第２クラッド層１８及びｐ−Ａｌ0.5ＧａＡｓ上
部第２クラッド層２２に対して格子不整合の程度が小さ
い組成の化合物半導体層をエッチングストップ層するこ
とを着想し、種々の化合物半導体層を試験した結果、Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）層をエッチン
グストップ層として使用することにより、前述の要求を
満足できることを実験により確認して本発明を発明する
に到った。
【００１３】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係る半導体レーザ素子は、基板上
に、順次、積層された、少なくとも第１導電型の第１ク
ラッド層、光ガイド層と量子井戸層とからなる活性層、
第２導電型の下部第２クラッド層、下部第２クラッド層
とは組成の異なる化合物半導体層（以下、特定化合物半
導体層と言う）、及び下部第２クラッド層と同じ組成の
上部第２クラッド層の積層構造を備え、上部第２クラッ
ド層が幅２０μｍ以上の電流注入領域を構成するストラ
イプ状リッジとして形成されているブロードエリア型Ａ
ｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子において、特定化合物半
導体層が、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）
であって、上部第２クラッド層をエッチングする際のエ
ッチングストップ層として機能することを特徴としてい
る。
基づいて、本発明に係る半導体レーザ素子は、基板上
に、順次、積層された、少なくとも第１導電型の第１ク
ラッド層、光ガイド層と量子井戸層とからなる活性層、
第２導電型の下部第２クラッド層、下部第２クラッド層
とは組成の異なる化合物半導体層（以下、特定化合物半
導体層と言う）、及び下部第２クラッド層と同じ組成の
上部第２クラッド層の積層構造を備え、上部第２クラッ
ド層が幅２０μｍ以上の電流注入領域を構成するストラ
イプ状リッジとして形成されているブロードエリア型Ａ
ｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子において、特定化合物半
導体層が、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）
であって、上部第２クラッド層をエッチングする際のエ
ッチングストップ層として機能することを特徴としてい
る。
【００１４】本発明では、特定化合物半導体層は、組成
がＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）であっ
て、上部及び下部第２クラッド層の組成と大きく異なっ
ていないので、特定化合物半導体層に歪みが生じてスト
レスが発生するようなことがない。よって、Ｐ波及びＳ
波のプロファイルがトップハット形になる。また、特定
化合物半導体層がエッチングストップ層として機能する
ので、上部第２クラッド層のリッジ形成が容易である。
がＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）であっ
て、上部及び下部第２クラッド層の組成と大きく異なっ
ていないので、特定化合物半導体層に歪みが生じてスト
レスが発生するようなことがない。よって、Ｐ波及びＳ
波のプロファイルがトップハット形になる。また、特定
化合物半導体層がエッチングストップ層として機能する
ので、上部第２クラッド層のリッジ形成が容易である。
【００１５】本発明の好適な実施態様では、下部第２ク
ラッド層の組成がＡｌy ＧａＡｓであるとき、特定化合
物半導体層の組成Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓのｘは、ｘ＞ｙで
ある。これにより、特定化合物半導体層がエッチングス
トップ層として効果的に機能することができる。
ラッド層の組成がＡｌy ＧａＡｓであるとき、特定化合
物半導体層の組成Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓのｘは、ｘ＞ｙで
ある。これにより、特定化合物半導体層がエッチングス
トップ層として効果的に機能することができる。
【００１６】また、下部第２クラッド層の層厚を０．７
μｍ以下にすることにより、電流非注入領域に存在する
第２クラッド層の膜厚が０．７μｍ以下になるので、特
開２００１−２３０４９３号公報に開示されているよう
に、電流が効率良く電流注入領域に注入され、また光が
電流注入領域と電流非注入領域との間の光吸収損失差に
よりストライプ状リッジの直下領域に効率良く閉じ込め
られ、ＮＦＰの明るい部分と暗い部分とが揺らぐことな
く、安定したＮＦＰが得られる。更には、ストライプ状
リッジは、両側面及びリッジ脇の特定化合物半導体層
が、選択成長法により第１導電型の化合物半導体層で埋
め込まれているか、又はエアリッジとして形成されてい
る。
μｍ以下にすることにより、電流非注入領域に存在する
第２クラッド層の膜厚が０．７μｍ以下になるので、特
開２００１−２３０４９３号公報に開示されているよう
に、電流が効率良く電流注入領域に注入され、また光が
電流注入領域と電流非注入領域との間の光吸収損失差に
よりストライプ状リッジの直下領域に効率良く閉じ込め
られ、ＮＦＰの明るい部分と暗い部分とが揺らぐことな
く、安定したＮＦＰが得られる。更には、ストライプ状
リッジは、両側面及びリッジ脇の特定化合物半導体層
が、選択成長法により第１導電型の化合物半導体層で埋
め込まれているか、又はエアリッジとして形成されてい
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。尚、以下の実施形態例で示した導電型、膜
種、膜厚、成膜方法、その他寸法等は、本発明の理解を
容易にするための例示であって、本発明はこれら例示に
限定されるものではない。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の実施
形態の一例であって、図１は本実施形態例の半導体レー
ザ素子の構成を示す断面図、図２（ａ）及び（ｂ）は、
それぞれ、本実施形態例の半導体レーザ素子のＰ波及び
Ｓ波のプロファイルである。本実施形態例のブロードエ
リア型半導体レーザ素子３０は、エッチングストップ層
の組成が異なることを除いて、従来のブロードエリア型
半導体レーザ素子１０と同じ構成を備えている。
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。尚、以下の実施形態例で示した導電型、膜
種、膜厚、成膜方法、その他寸法等は、本発明の理解を
容易にするための例示であって、本発明はこれら例示に
限定されるものではない。実施形態例１ 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の実施
形態の一例であって、図１は本実施形態例の半導体レー
ザ素子の構成を示す断面図、図２（ａ）及び（ｂ）は、
それぞれ、本実施形態例の半導体レーザ素子のＰ波及び
Ｓ波のプロファイルである。本実施形態例のブロードエ
リア型半導体レーザ素子３０は、エッチングストップ層
の組成が異なることを除いて、従来のブロードエリア型
半導体レーザ素子１０と同じ構成を備えている。
【００１８】即ち、半導体レーザ素子３０は、図１に示
すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３２上に、膜厚２μｍのｎ
−Ａｌ0.5Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層３４、膜厚３０
ｎｍのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる活性層３６、膜厚
０．３μｍのｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッ
ド層３８、膜厚１５ｎｍのＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチ
ングストップ層４０、膜厚２μｍのｐ−Ａｌ0.5Ｇａ
0.5 Ａｓ上部第２クラッド層４２、及び膜厚０．５μｍ
のｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４の積層構造を備えてい
る。
すように、ｎ−ＧａＡｓ基板３２上に、膜厚２μｍのｎ
−Ａｌ0.5Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層３４、膜厚３０
ｎｍのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる活性層３６、膜厚
０．３μｍのｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッ
ド層３８、膜厚１５ｎｍのＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチ
ングストップ層４０、膜厚２μｍのｐ−Ａｌ0.5Ｇａ
0.5 Ａｓ上部第２クラッド層４２、及び膜厚０．５μｍ
のｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４の積層構造を備えてい
る。
【００１９】ｐ−Ａｌ0.5Ｇａ0.5Ａｓ上部第２クラッド
層４２及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４は、Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層４０までエッチング
され、ストライプ状リッジ４６として形成されている。
リッジ４６脇にはＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングスト
ップ層４０が露出している。そして、リッジ４６及びリ
ッジ脇に露出したＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングスト
ップ層４０上を埋め込むように、ｎ−ＧａＡｓ層４８が
設けられ、ｐｎ接合分離により電流非注入領域を構成し
ている。図示しないが、ｐ側電極がｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層４４及びｎ−ＧａＡｓ層４８上に、ｎ側電極がｎ
−ＧａＡｓ基板３２の裏面に、それぞれ、設けられてい
る。
層４２及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４は、Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層４０までエッチング
され、ストライプ状リッジ４６として形成されている。
リッジ４６脇にはＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングスト
ップ層４０が露出している。そして、リッジ４６及びリ
ッジ脇に露出したＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングスト
ップ層４０上を埋め込むように、ｎ−ＧａＡｓ層４８が
設けられ、ｐｎ接合分離により電流非注入領域を構成し
ている。図示しないが、ｐ側電極がｐ−ＧａＡｓコンタ
クト層４４及びｎ−ＧａＡｓ層４８上に、ｎ側電極がｎ
−ＧａＡｓ基板３２の裏面に、それぞれ、設けられてい
る。
【００２０】半導体レーザ素子３０を作製する際には、
先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板３２上に、ＭＯＣＶＤ法によ
り、順次、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層３
４、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる活性層３６、ｐ−Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層３８、Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層４０、ｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層４２、及びｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層４４をエピタキシャル成長させて、積層
構造を形成する。
先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板３２上に、ＭＯＣＶＤ法によ
り、順次、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層３
４、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる活性層３６、ｐ−Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層３８、Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層４０、ｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層４２、及びｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層４４をエピタキシャル成長させて、積層
構造を形成する。
【００２１】次いで、リソグラフィ処理を行って、幅２
０μｍのストライプ状の電流注入領域を覆い、電流非注
入領域を露出させたパターンを有するＳｉＯ2 マスクを
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４上に形成する。続いて、
クエン酸と過酸化水素水との混合液をエッチャントとし
て使用する化学エッチング法により電流非注入領域のｐ
−ＧａＡｓコンタクト層４４及びｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5
Ａｓ上部第２クラッド層４２をエッチングして、Ａｌ
0.7 Ｇａ 0.3 Ａｓエッチングストップ層４０を露出さ
せ、ストライプ状リッジ４６を形成する。混合液中のク
エン酸と過酸化水素水との比率を適切に選定することに
より、上述の化学エッチングを容易に行うことができ
る。
０μｍのストライプ状の電流注入領域を覆い、電流非注
入領域を露出させたパターンを有するＳｉＯ2 マスクを
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４上に形成する。続いて、
クエン酸と過酸化水素水との混合液をエッチャントとし
て使用する化学エッチング法により電流非注入領域のｐ
−ＧａＡｓコンタクト層４４及びｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5
Ａｓ上部第２クラッド層４２をエッチングして、Ａｌ
0.7 Ｇａ 0.3 Ａｓエッチングストップ層４０を露出さ
せ、ストライプ状リッジ４６を形成する。混合液中のク
エン酸と過酸化水素水との比率を適切に選定することに
より、上述の化学エッチングを容易に行うことができ
る。
【００２２】次いで、エッチングに使用したＳｉＯ2 マ
スクをそのまま残留させて選択成長用マスクとして使用
し、露出しているＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングスト
ップ層４０上にｎ−ＧａＡｓ層を選択的にエピタキシャ
ル成長させて、リッジ４６を埋め込む。これにより、レ
ーザストライプ部４６（便宜上、リッジと同じ符号を付
している）を構成することができる。次いで、ｐ側電極
をｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４及びｎ−ＧａＡｓ層４
８上に、ｎ側電極をｎ−ＧａＡｓ基板３２の裏面に、そ
れぞれ、形成する。これにより、半導体レーザ素子３０
を作製することができる。
スクをそのまま残留させて選択成長用マスクとして使用
し、露出しているＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングスト
ップ層４０上にｎ−ＧａＡｓ層を選択的にエピタキシャ
ル成長させて、リッジ４６を埋め込む。これにより、レ
ーザストライプ部４６（便宜上、リッジと同じ符号を付
している）を構成することができる。次いで、ｐ側電極
をｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４及びｎ−ＧａＡｓ層４
８上に、ｎ側電極をｎ−ＧａＡｓ基板３２の裏面に、そ
れぞれ、形成する。これにより、半導体レーザ素子３０
を作製することができる。
【００２３】ＰＢＳを用いて半導体レーザ素子３０のＮ
ＦＰプロファイルをＰ波とＳ波とに分光し、レーザスト
ライプ部４６の幅方向の光強度分布を測定したところ、
それぞれ、図２（ａ）及び（ｂ）に示すプロファイルを
得ることができた。図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞ
れ、横軸にレーザストライプ部４６の出射端面の幅方向
の座標を取り、縦軸にその座標での光強度を示したグラ
フである。
ＦＰプロファイルをＰ波とＳ波とに分光し、レーザスト
ライプ部４６の幅方向の光強度分布を測定したところ、
それぞれ、図２（ａ）及び（ｂ）に示すプロファイルを
得ることができた。図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞ
れ、横軸にレーザストライプ部４６の出射端面の幅方向
の座標を取り、縦軸にその座標での光強度を示したグラ
フである。
【００２４】本実施形態例では、電流非注入領域の第２
クラッド層の膜厚を０．３μｍに設定し、エッチングス
トップ層の組成をＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓにすることによ
り、Ｐ波及びＳ波のプロファイルは、図２（ａ）及び
（ｂ）に示すように、それぞれ、レーザストライプ部４
６の幅方向にトップハット形、つまりフラットな形状に
なり、レーザストライプ部４６から出射される光強度が
レーザストライプ部４６の幅方向にほぼ同じであること
を示している。また、Ｐ波の平均光強度ＡとＳ波の最大
光強度Ｂとの比率Ｂ／Ａは、（Ｂ／Ａ）×１００≦１３
％であることが望ましい。従来のブロードエリア型半導
体レーザ素子１０では、Ｂ／Ａは１０％以上２０％以下
でばらつきが多かったが、本実施形態例では、（Ｂ／
Ａ）×１００は８％ないし１２％であった。
クラッド層の膜厚を０．３μｍに設定し、エッチングス
トップ層の組成をＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓにすることによ
り、Ｐ波及びＳ波のプロファイルは、図２（ａ）及び
（ｂ）に示すように、それぞれ、レーザストライプ部４
６の幅方向にトップハット形、つまりフラットな形状に
なり、レーザストライプ部４６から出射される光強度が
レーザストライプ部４６の幅方向にほぼ同じであること
を示している。また、Ｐ波の平均光強度ＡとＳ波の最大
光強度Ｂとの比率Ｂ／Ａは、（Ｂ／Ａ）×１００≦１３
％であることが望ましい。従来のブロードエリア型半導
体レーザ素子１０では、Ｂ／Ａは１０％以上２０％以下
でばらつきが多かったが、本実施形態例では、（Ｂ／
Ａ）×１００は８％ないし１２％であった。
【００２５】また、ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２
クラッド層の層厚を０．７μｍ以下にすることにより、
電流非注入領域に存在する第２クラッド層（ｐ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層３８）の膜厚が
０．７μｍ以下になるので、特開２００１−２３０４９
３号公報に開示されているように、電流が効率良く電流
注入領域に注入され、また、光が電流注入領域と電流非
注入領域との間の光吸収損失差によりストライプ状リッ
ジ４６の直下領域に効率良く閉じ込められ、ＮＦＰの明
るい部分と暗い部分とが揺らぐことなく、安定したＮＦ
Ｐが得られ、ＮＦＰフロファイルの光強度分布が均一に
なる。
クラッド層の層厚を０．７μｍ以下にすることにより、
電流非注入領域に存在する第２クラッド層（ｐ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層３８）の膜厚が
０．７μｍ以下になるので、特開２００１−２３０４９
３号公報に開示されているように、電流が効率良く電流
注入領域に注入され、また、光が電流注入領域と電流非
注入領域との間の光吸収損失差によりストライプ状リッ
ジ４６の直下領域に効率良く閉じ込められ、ＮＦＰの明
るい部分と暗い部分とが揺らぐことなく、安定したＮＦ
Ｐが得られ、ＮＦＰフロファイルの光強度分布が均一に
なる。
【００２６】更に、本実施形態例では、選択成長法を適
用して、リッジ４６を埋め込み、次いでＳｉＯ2 マスク
を除去して、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４を露出さ
せ、ｐ側電極を形成している。一方、リッジ４６を形成
した後、基板全面にｎ−ＧａＡｓ層４８をエピタキシャ
ル成長させ、次いでｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４上の
ｎ−ＧａＡｓ層４８をエッチングして開口し、ｐ側電極
を形成する方法を適用すると、ｐ−ＧａＡｓコンタクト
層４４の周辺にｎ−ＧａＡｓ層４８が被って来るため
に、Ｐ波及びＳ波のプロファイルのフラット性が悪くな
る。
用して、リッジ４６を埋め込み、次いでＳｉＯ2 マスク
を除去して、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４を露出さ
せ、ｐ側電極を形成している。一方、リッジ４６を形成
した後、基板全面にｎ−ＧａＡｓ層４８をエピタキシャ
ル成長させ、次いでｐ−ＧａＡｓコンタクト層４４上の
ｎ−ＧａＡｓ層４８をエッチングして開口し、ｐ側電極
を形成する方法を適用すると、ｐ−ＧａＡｓコンタクト
層４４の周辺にｎ−ＧａＡｓ層４８が被って来るため
に、Ｐ波及びＳ波のプロファイルのフラット性が悪くな
る。
【００２７】実施形態例２
本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の実施
形態の別の例であって、図３は本実施形態例の半導体レ
ーザ素子の構成を示す断面図、図４（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ、Ｐ波及びＳ波のプロファイルである。本
実施形態例のブロードエリア型半導体レーザ素子５０
は、エアリッジ型のブロードエリア型半導体レーザ素子
であって、図３に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板５２上
に、膜厚２μｍのｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッ
ド層５４、膜厚３０ｎｍのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイ
ド層とＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる
活性層５６、膜厚０．３μｍのｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ下部第２クラッド層５８、膜厚１５μｍのＡｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０、膜厚２μｍのｐ
−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層６２、及び
膜厚０．５μｍのｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４の積層
構造を備えている。
形態の別の例であって、図３は本実施形態例の半導体レ
ーザ素子の構成を示す断面図、図４（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ、Ｐ波及びＳ波のプロファイルである。本
実施形態例のブロードエリア型半導体レーザ素子５０
は、エアリッジ型のブロードエリア型半導体レーザ素子
であって、図３に示すように、ｎ−ＧａＡｓ基板５２上
に、膜厚２μｍのｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッ
ド層５４、膜厚３０ｎｍのＡｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイ
ド層とＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる
活性層５６、膜厚０．３μｍのｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａ
ｓ下部第２クラッド層５８、膜厚１５μｍのＡｌ0.7 Ｇ
ａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０、膜厚２μｍのｐ
−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層６２、及び
膜厚０．５μｍのｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４の積層
構造を備えている。
【００２８】ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッ
ド層６２及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４は、Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０までエッチ
ングされ、ストライプ状リッジ６６として形成されてい
る。リッジ６６脇にはＡｌ0.7Ｇａ0.3 Ａｓエッチング
ストップ層６０が露出している。図示しないが、ｐ側電
極がｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４上に、ｎ側電極がｎ
−ＧａＡｓ基板５２の裏面に、それぞれ、設けられてい
る。
ド層６２及びｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４は、Ａｌ
0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０までエッチ
ングされ、ストライプ状リッジ６６として形成されてい
る。リッジ６６脇にはＡｌ0.7Ｇａ0.3 Ａｓエッチング
ストップ層６０が露出している。図示しないが、ｐ側電
極がｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４上に、ｎ側電極がｎ
−ＧａＡｓ基板５２の裏面に、それぞれ、設けられてい
る。
【００２９】半導体レーザ素子５０を作製する際には、
先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板５２上に、ＭＯＣＶＤ法によ
り、順次、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層５
４、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる活性層５６、ｐ−Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層５８、Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０、ｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層６２、及びｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層６４をエピタキシャル成長させて、積層
構造を形成する。
先ず、ｎ−ＧａＡｓ基板５２上に、ＭＯＣＶＤ法によ
り、順次、ｎ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層５
４、Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ
0.9 Ａｓ層の量子井戸層とからなる活性層５６、ｐ−Ａ
ｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層５８、Ａｌ0.7
Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０、ｐ−Ａｌ0.5
Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド層６２、及びｐ−ＧａＡ
ｓコンタクト層６４をエピタキシャル成長させて、積層
構造を形成する。
【００３０】次いで、リソグラフィ処理を行って、幅２
０μｍのストライプ状の電流注入領域を覆い、電流非注
入領域を露出させたパターンを有するＳｉＯ2 マスクを
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４上に形成する。続いて、
クエン酸と過酸化水素水との混合液をエッチャントとし
て使用する化学エッチング法により電流非注入領域のｐ
−ＧａＡｓコンタクト層６４及びｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5
Ａｓ上部第２クラッド層６２をエッチングして、Ａｌ
0.7 Ｇａ 0.3 Ａｓエッチングストップ層６０を露出さ
せ、ストライプ状リッジ６６を形成する。混合液中のク
エン酸と過酸化水素水との比率を適切に選定することに
より、上述の化学エッチングを容易に行うことができ
る。
０μｍのストライプ状の電流注入領域を覆い、電流非注
入領域を露出させたパターンを有するＳｉＯ2 マスクを
ｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４上に形成する。続いて、
クエン酸と過酸化水素水との混合液をエッチャントとし
て使用する化学エッチング法により電流非注入領域のｐ
−ＧａＡｓコンタクト層６４及びｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5
Ａｓ上部第２クラッド層６２をエッチングして、Ａｌ
0.7 Ｇａ 0.3 Ａｓエッチングストップ層６０を露出さ
せ、ストライプ状リッジ６６を形成する。混合液中のク
エン酸と過酸化水素水との比率を適切に選定することに
より、上述の化学エッチングを容易に行うことができ
る。
【００３１】次いで、ＳｉＯ2 マスクを除去し、ｐ側電
極をｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４上に、ｎ側電極をｎ
−ＧａＡｓ基板５２の裏面に、それぞれ、形成する。
尚、図示しないが、リッジ６６の両側面及びリッジ６６
脇のＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０上
には絶縁膜が設けられている。これにより、半導体レー
ザ素子５０を作製することができる。
極をｐ−ＧａＡｓコンタクト層６４上に、ｎ側電極をｎ
−ＧａＡｓ基板５２の裏面に、それぞれ、形成する。
尚、図示しないが、リッジ６６の両側面及びリッジ６６
脇のＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層６０上
には絶縁膜が設けられている。これにより、半導体レー
ザ素子５０を作製することができる。
【００３２】ＰＢＳを用いて半導体レーザ素子５０のＮ
ＦＰプロファイルをＰ波とＳ波とに分光し、レーザスト
ライプ部６６の幅方向の光強度分布を測定したところ、
それぞれ、図４（ａ）及び（ｂ）に示すプロファイルを
得ることができた。本実施形態例では、電流非注入領域
の第２クラッド層の膜厚を０．３μｍに設定し、エッチ
ングストップ層の組成をＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓにするこ
とにより、ＮＦＰフロファイルの光強度分布が均一にな
り、Ｐ波及びＳ波のプロファイルは、図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、それぞれ、レーザストライプ部６
６の幅方向にトップハット形、つまりフラットな形状に
なり、レーザストライプ部６６から出射される光強度が
ほぼ同じであることを示している。また、本実施形態例
でも、実施形態例１と同様に、Ｐ波の平均光強度ＡとＳ
波の最大光強度Ｂとの比率Ｂ／Ａは、８％ないし１２％
であった。
ＦＰプロファイルをＰ波とＳ波とに分光し、レーザスト
ライプ部６６の幅方向の光強度分布を測定したところ、
それぞれ、図４（ａ）及び（ｂ）に示すプロファイルを
得ることができた。本実施形態例では、電流非注入領域
の第２クラッド層の膜厚を０．３μｍに設定し、エッチ
ングストップ層の組成をＡｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓにするこ
とにより、ＮＦＰフロファイルの光強度分布が均一にな
り、Ｐ波及びＳ波のプロファイルは、図４（ａ）及び
（ｂ）に示すように、それぞれ、レーザストライプ部６
６の幅方向にトップハット形、つまりフラットな形状に
なり、レーザストライプ部６６から出射される光強度が
ほぼ同じであることを示している。また、本実施形態例
でも、実施形態例１と同様に、Ｐ波の平均光強度ＡとＳ
波の最大光強度Ｂとの比率Ｂ／Ａは、８％ないし１２％
であった。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、活性層上に下部第２ク
ラッド層、特定化合物半導体層、及び上部第２クラッド
層の積層構造を備え、上部第２クラッド層が幅２０μｍ
以上の電流注入領域を構成するストライプ状リッジとし
て形成されているブロードエリア型ＡｌＧａＡｓ系半導
体レーザ素子において、特定化合物半導体層の組成をＡ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）とし、かつ上
部第２クラッド層をエッチングする際のエッチングスト
ップ層として機能させている。これにより、特定化合物
半導体層の組成が上部及び下部第２クラッド層の組成と
大きく異なっていないので、特定化合物半導体層に歪み
が生じてストレスが発生するようなことがなく、Ｐ波及
びＳ波のプロファイルがトップハット形になる。また、
特定化合物半導体層がエッチングストップ層として機能
するので、上部第２クラッド層のリッジ形成が容易であ
る。
ラッド層、特定化合物半導体層、及び上部第２クラッド
層の積層構造を備え、上部第２クラッド層が幅２０μｍ
以上の電流注入領域を構成するストライプ状リッジとし
て形成されているブロードエリア型ＡｌＧａＡｓ系半導
体レーザ素子において、特定化合物半導体層の組成をＡ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦ｘ≦０．８）とし、かつ上
部第２クラッド層をエッチングする際のエッチングスト
ップ層として機能させている。これにより、特定化合物
半導体層の組成が上部及び下部第２クラッド層の組成と
大きく異なっていないので、特定化合物半導体層に歪み
が生じてストレスが発生するようなことがなく、Ｐ波及
びＳ波のプロファイルがトップハット形になる。また、
特定化合物半導体層がエッチングストップ層として機能
するので、上部第２クラッド層のリッジ形成が容易であ
る。
【図１】実施形態例１の半導体レーザ素子の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施形態
例１の半導体レーザ素子のＰ波及びＳ波のプロファイル
である。
例１の半導体レーザ素子のＰ波及びＳ波のプロファイル
である。
【図３】実施形態例２の半導体レーザ素子の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施形態
例１の半導体レーザ素子のＰ波及びＳ波のプロファイル
である。
例１の半導体レーザ素子のＰ波及びＳ波のプロファイル
である。
【図５】従来の半導体レーザ素子の構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、従来の半
導体レーザ素子のＰ波及びＳ波のプロファイルである。
導体レーザ素子のＰ波及びＳ波のプロファイルである。
１０……従来ブロードエリア型ＧａＡｓ系半導体レーザ
素子、１２……ｎ−ＧａＡｓ基板、１４……ｎ−Ａｌ
0.5 ＧａＡｓ第１クラッド層、１６……Ａｌx ＧａＡｓ
光ガイド層とＡｌy ＧａＡｓ層活性層、１８……ｐ−Ａ
ｌ0.5 ＧａＡｓ下部第２クラッド層、２０……ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層、２２……ｐ−Ａｌ0.5 ＧａＡ
ｓ上部第２クラッド層、２４……ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層、２６……リッジ、レーザストライプ部、２８……
ｎ−ＧａＡｓ層、３０……実施形態例１の半導体レーザ
素子、３２……ｎ−ＧａＡｓ基板、３４……ｎ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層、３６……Ａｌ0.3 Ｇ
ａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0. 1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からな
る活性層、３８……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２
クラッド層、４０……Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチング
ストップ層、４２……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第
２クラッド層、４４……ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４６
……リッジ、レーザストライプ部、４８……ｎ−ＧａＡ
ｓ層、５０……実施形態例１の半導体レーザ素子、５２
……ｎ−ＧａＡｓ基板、５４……ｎ−Ａｌ 0.5 Ｇａ0.5
Ａｓ第１クラッド層、５６……Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光
ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からなる活性層、５
８……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層、
６０……Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層、
６２……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド
層、６４……ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、６６……リッ
ジ、レーザストライプ部。
素子、１２……ｎ−ＧａＡｓ基板、１４……ｎ−Ａｌ
0.5 ＧａＡｓ第１クラッド層、１６……Ａｌx ＧａＡｓ
光ガイド層とＡｌy ＧａＡｓ層活性層、１８……ｐ−Ａ
ｌ0.5 ＧａＡｓ下部第２クラッド層、２０……ＧａＩｎ
Ｐエッチングストップ層、２２……ｐ−Ａｌ0.5 ＧａＡ
ｓ上部第２クラッド層、２４……ｐ−ＧａＡｓコンタク
ト層、２６……リッジ、レーザストライプ部、２８……
ｎ−ＧａＡｓ層、３０……実施形態例１の半導体レーザ
素子、３２……ｎ−ＧａＡｓ基板、３４……ｎ−Ａｌ
0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ第１クラッド層、３６……Ａｌ0.3 Ｇ
ａ0.7 Ａｓ光ガイド層とＡｌ0. 1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からな
る活性層、３８……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２
クラッド層、４０……Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチング
ストップ層、４２……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第
２クラッド層、４４……ｐ−ＧａＡｓコンタクト層４６
……リッジ、レーザストライプ部、４８……ｎ−ＧａＡ
ｓ層、５０……実施形態例１の半導体レーザ素子、５２
……ｎ−ＧａＡｓ基板、５４……ｎ−Ａｌ 0.5 Ｇａ0.5
Ａｓ第１クラッド層、５６……Ａｌ0.3 Ｇａ0.7 Ａｓ光
ガイド層とＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ層からなる活性層、５
８……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ下部第２クラッド層、
６０……Ａｌ0.7 Ｇａ0.3 Ａｓエッチングストップ層、
６２……ｐ−Ａｌ0.5 Ｇａ0.5 Ａｓ上部第２クラッド
層、６４……ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、６６……リッ
ジ、レーザストライプ部。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に、順次、積層された、少なくと
も第１導電型の第１クラッド層、光ガイド層と量子井戸
層とからなる活性層、第２導電型の下部第２クラッド
層、下部第２クラッド層とは組成の異なる化合物半導体
層（以下、特定化合物半導体層と言う）、及び下部第２
クラッド層と同じ組成の上部第２クラッド層の積層構造
を備え、上部第２クラッド層が幅２０μｍ以上の電流注
入領域を構成するストライプ状リッジとして形成されて
いるブロードエリア型ＡｌＧａＡｓ系半導体レーザ素子
において、 特定化合物半導体層が、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ（０．４≦
ｘ≦０．８）であって、上部第２クラッド層をエッチン
グする際のエッチングストップ層として機能することを
特徴とする半導体レーザ素子である。 - 【請求項２】 下部第２クラッド層の組成がＡｌy Ｇａ
Ａｓであるとき、特定化合物半導体層の組成Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓのｘは、ｘ＞ｙであることを特徴とする請求項
１に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 下部第２クラッド層の層厚は０．７μｍ
以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半
導体レーザ素子。 - 【請求項４】 ストライプ状リッジは、リッジの両側
面、及びリッジ脇の特定化合物半導体層が、選択成長法
により第１導電型の化合物半導体層で埋め込まれている
か、又はエアリッジとして形成されていることを特徴と
する請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体レー
ザ素子。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2002155508A JP2003347677A (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 半導体レーザ素子 |
| US10/446,184 US7016386B2 (en) | 2002-05-29 | 2003-05-28 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155508A JP2003347677A (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 半導体レーザ素子 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003347677A true JP2003347677A (ja) | 2003-12-05 |
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|---|---|---|---|
| JP2002155508A Pending JP2003347677A (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 半導体レーザ素子 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP2003347677A (ja) |
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| JP2006339451A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及び半導体増幅装置 |
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| GB2414214B (en) * | 2004-05-19 | 2008-01-09 | Intense Photonics Ltd | Printing with laser activation |
| US20060230136A1 (en) * | 2005-04-12 | 2006-10-12 | Kenneth Ma | Intelligent auto-archiving |
| JP2007258641A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レーザ素子及びその製造方法 |
| DE102007061458A1 (de) | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauelements und strahlungsemittierendes Bauelement |
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| CN103872579B (zh) * | 2014-03-28 | 2016-08-24 | 江苏华芯半导体科技有限公司 | 改变半导体激光器件芯片慢轴方向光场分布的方法 |
| CN104600562B (zh) * | 2015-02-03 | 2017-08-29 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 808nm平顶光场大功率激光器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW291585B (ja) * | 1994-07-04 | 1996-11-21 | Mitsubishi Chem Corp | |
| TW342545B (en) * | 1996-03-28 | 1998-10-11 | Sanyo Electric Co | Semiconductor laser element and method for designing same |
| JP2001230483A (ja) * | 2000-02-14 | 2001-08-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザ装置 |
-
2002
- 2002-05-29 JP JP2002155508A patent/JP2003347677A/ja active Pending
-
2003
- 2003-05-28 US US10/446,184 patent/US7016386B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040047379A1 (en) | 2004-03-11 |
| US7016386B2 (en) | 2006-03-21 |
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