JP2005327783A - 半導体レーザ - Google Patents

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Abstract

【課題】戻り光による影響を効果的に抑制することができる半導体レーザを提供する。
【解決手段】突条部５０の主出射側端面１１における一対の角に、切欠き部５１を設ける。発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍では発光が起こらなくなり、戻り光が入射ないし侵入してもその影響が抑えられる。また、他の態様として、主出射側端面において、発光領域の横方向中央近傍におけるレーザ光反射率を、横方向境界近傍よりも高くする、あるいは、第２導電型半導体層の表面に、同一方向に２本の溝状凹部を設け、２本の溝状凹部の主出射側端面近傍における幅を、主出射側端面と反対側端面との中間位置付近における幅よりも大きくするようにしてもよい。更に、主出射側端面において、発光領域の横方向境界近傍を傾斜面とする、あるいは、主出射側端面に不純物添加領域を設け、この不純物添加領域が突条部の主出射側端面における角を含むように構成してもよい。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ブロードエリア型半導体レーザなどの半導体レーザに関する。
半導体レーザ（laser diode ；ＬＤ）は、ＣＤ（Compact Disk）またはＤＶＤ（Digital Versatile Disk）のような光ディスク装置における光源としての用途のほか、ディスプレイ，印刷機器，材料の加工または医療などさまざまな分野に応用されている。これらの応用分野においては出力の高いことが望ましい場合が多く、高出力半導体レーザに対する要望が高まっている。
出力を高くする一つの方法として、ストライプ状の発光領域を有する半導体レーザの場合、発光領域の幅、すなわちストライプ幅を広くすることが有効である。例えば、光ディスク用の半導体レーザでは、ストライプ幅の典型的な値が２μｍないし３μｍ程度であるのに対して、高出力用として開発されている半導体レーザには、ストライプ幅を５０μｍないし１００μｍに広げたものも出現している。このようにストライプ幅を広くした半導体レーザは、ブロードエリア型半導体レーザと呼ばれている。なお、ここでいう「ブロードエリア型」の基準となるストライプ幅の明確な数値は規定されていないが、本明細書においては例えば概ね１０μｍ以上のものをいうこととする。
特開２０００−２５２５８３号公報
一般に半導体レーザには、出射後の光学系や照射対象からの反射によってレーザ自体に戻ってくる光、すなわち戻り光の影響を受けやすい性質がある。戻り光の影響を受けるとレーザ発振が不安定になるので、実用上望ましくないことに加え、場合によってはレーザの劣化や故障に至るおそれがある。
このような戻り光による影響は、上述したブロードエリア型半導体レーザの場合も同様に問題となっており、なおかつ高出力であるがゆえに、アイソレータや波長板などの外部素子を利用して戻り光の影響を抑制することも難しく、状況はより深刻であると言える。
なお、ちなみに、例えば特許文献１には、高調波光源などに用いられる半導体レーザとして、レーザビーム出射側とは反対側のストライプ幅をテーパ状に狭めることにより、外部共振器からの戻り光の影響を排するようにしたものが提案されている。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、戻り光による影響を効果的に抑制することができる半導体レーザを提供することにある。
本発明による第１の半導体レーザは、基板上に、第１導電型半導体層、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層および第２導電型半導体層の積層構造を備え、第２導電型半導体層の表面に突条部を有するものであって、主出射側端面に戻り光抑制部を有し、戻り光抑制部により発光領域の横方向境界近傍における戻り光の影響を抑制するものである。ここで、「幅１０μｍ以上の発光領域」とは、主出射側端面と反対側端面との間の中間位置付近における幅が１０μｍ以上である発光領域のことをいい、「発光領域の横方向境界」とは、活性層における、発光領域と発光領域以外の非発光領域との境界をいう。以下、本発明による第２ないし第６の半導体レーザは、この第１の半導体レーザを、より具体化したものである。
本発明による第２の半導体レーザは、突条部の主出射側端面における少なくとも一方の角に、切欠き部を有するように構成したものである。
本発明による第３の半導体レーザは、主出射側端面において、発光領域の横方向中央近傍におけるレーザ光反射率が、横方向境界近傍におけるレーザ光反射率よりも高いように構成したものである。
本発明による第４の半導体レーザは、第２導電型半導体層の表面に、同一方向に延長された２本の溝状凹部を有するものであって、２本の溝状凹部の主出射側端面近傍における幅が、主出射側端面と反対側端面との間の中間位置付近における幅よりも大きいように構成したものである。
本発明による第５の半導体レーザは、主出射側端面において、発光領域の横方向中央近傍を含み反対側端面に平行な正端面と、発光領域の横方向境界近傍を含み正端面に対して傾斜した傾斜面とを有するように構成したものである。
本発明による第６の半導体レーザは、主出射側端面の少なくとも一方の角に不純物添加領域を有し、不純物添加領域は突条部の主出射側端面における角を含むように構成したものである。
なお、本明細書において、「横方向」とは、突条部の延長方向（共振器方向）および基板上に活性層を含む半導体層が積層されている方向（積層方向）の両方に直交する方向であり、「幅」とは横方向における寸法である。「長さ」は共振器方向における寸法である。「厚さ」または「深さ」は積層方向における寸法である。なお、積層方向と共振器方向とは直交する。
本発明の第１の半導体レーザによれば、主出射側端面に戻り光抑制部を設け、この戻り光抑制部により発光領域の横方向境界近傍における戻り光の影響を抑制するようにしたので、発光領域の横方向境界近傍に戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができる。よって、戻り光による影響を効果的に抑制し、信頼性を高めることができる。
本発明の第２の半導体レーザによれば、突条部の主出射側端面における少なくとも一方の角に、切欠き部を設けるようにしたので、発光領域の横方向境界近傍では発光が起こらなくなり、戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができる。
本発明の第３の半導体レーザによれば、主出射側端面において、発光領域の横方向中央近傍におけるレーザ光反射率を、横方向境界近傍におけるレーザ光反射率よりも高くするようにしたので、発光領域内の光強度分布を、横方向全体にわたって均一にするのではなく、中央近傍では大きく、境界近傍では小さくすることができる。よって、発光領域の横方向境界近傍に戻り光が入射・侵入しても、戻り光とカップリング（相互作用）する光の絶対量が少なくなり、戻り光による影響を効果的に抑制することができる。
本発明の第４の半導体レーザによれば、２本の溝状凹部の主出射側端面近傍における幅を、主出射側端面と反対側端面との間の中間位置付近における幅よりも大きくするようにしたので、２本の溝状凹部により規定される構造的な発光領域の幅は一定であっても、主出射側端面近傍における実効的な発光領域の幅を狭くすることができる。よって、構造的な発光領域の横方向境界近傍に戻り光が入射しても、実効的な発光領域には侵入しにくくなり、戻り光による影響を効果的に抑制することができる。
本発明の第５の半導体レーザによれば、主出射側端面において、発光領域の横方向中央近傍を含み反対側端面に平行な正端面と、発光領域の横方向境界近傍を含み正端面に対して傾斜した傾斜面とを有するようにしたので、発光領域の横方向境界近傍に戻り光が入射しても、傾斜面で斜めに反射されて侵入しにくくなり、戻り光による影響を効果的に抑制することができる。
また、本発明の第６の半導体レーザによれば、主出射側端面の少なくとも一方の角に不純物添加領域を設け、この不純物添加領域が突条部の主出射側端面における角を含むようにしたので、不純物添加領域において光学的損失を意図的に発生させることができる。よって、発光領域の横方向境界近傍に戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
以下の各実施の形態は、戻り光抑制部の具体化された態様においては異なっているものの、いずれも発光領域のうち特に横方向境界近傍に入射ないし侵入する戻り光による影響に着目し、これを抑制しようとする点において共通である。よって、個々の具体的な実施の形態の説明に入る前に、これらに共通して本発明の基礎をなす前提事項として、戻り光の入射位置による影響の違いについて、実験結果に基づいて説明する。
（実験）
図１に示したようなＧａＡｓ系ブロードエリア型半導体レーザを作製した。その構造としては、基板１１０上に、ｎ型半導体層１２０，幅１０μｍ以上の発光領域１３１を有する活性層１３０およびｐ型半導体層１４０の積層構造を備え、ｐ型半導体層１４０の表面に、共振器方向Ａに延長された突条部（リッジ）１５０およびその両側の埋込み層１６０を有する一般的なものとし、各層の厚さおよび構成材料も一般的なものとした。発光領域１３１の平面形状は、図２に斜線を付して示したような長方形とし、主出射側端面１１１側における幅Ｗｅｆと反対側端面１１２側における幅Ｗｅｒとを等しくした（Ｗｅｆ＝Ｗｅｒ）。
得られたブロードエリア型半導体レーザについて、戻り光がない場合（参考例１）、戻り光を発光領域３１の横方向中央１３１Ａ近傍に入射させた場合（参考例２）、および戻り光を発光領域３１の横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃ近傍に入射させた場合（参考例３）の各々について、Ｌ−Ｉ（光出力−電流）特性およびプロファイル（光強度の空間的な分布）をそれぞれ調べた。その結果を図３および図４に示す。
（結果）
図３および図４から分かるように、戻り光を発光領域１３１の横方向中央１３１Ａ近傍に入射させた場合（参考例２）では、Ｌ−Ｉ特性およびプロファイルのいずれについても、戻り光のない場合（参考例１）と比較してほぼ遜色ない結果が得られた。これに対して、戻り光を発光領域１３１の横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃ近傍に入射させた場合（参考例３）には、戻り光のない場合（参考例１）と比較して、光出力は約２分の１に低下し、プロファイルは大きく乱れて双峰型となってしまっていた。
（結果の分析）
このように、レーザ発振に対する戻り光の影響は、戻り光が発光領域１３１のどの位置に入射するかによって異なっており、戻り光が発光領域１３１の横方向中央１３１Ａ近傍に入射した場合よりも、横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃ近傍に入射した場合のほうが重大な影響を与えることが分かった。その一つの理由としては、以下のように考えられる。発光領域１３１の横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃ近傍では、積層構造による上下方向（ＰＮ接合に垂直な方向）の光閉じ込め以外に、横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃによる左右方向（ＰＮ接合に平行な方向）の光閉じ込めも存在しているので、他の領域、例えば横方向中央１３１Ａ近傍とは、光導波の状況が異なっている。このような構造的状況の違いが、横方向境界１３１Ｂ、１３１Ｃ近傍において戻り光による共振状態の乱れが横方向中央１３１Ａ近傍に比べて著しくなることと関係があると考えられる。
すなわち、主出射側端面１１１に戻り光抑制部を設けることにより、発光領域１３１の横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃ近傍に戻り光が入射ないし侵入することを抑制するようにすれば、戻り光の影響を受けにくい半導体レーザの実現が期待できる（第１，第３ないし第５の実施の形態）。あるいは、主出射側端面１１に戻り光抑制部を設けることにより、発光領域１３１内における光強度分布を、横方向境界１３１Ｂ，１３１Ｃ近傍では横方向中央１３１Ａ近傍よりも小さくなるようにすれば、戻り光と発光領域１３１内の光とがカップリング（相互作用）する確率を小さくすることができ、やはり戻り光の影響を受けにくい半導体レーザが得られると考えられる（第２の実施の形態）。
以下、この実験結果およびその分析に基づいて、具体的な実施の形態（第１ないし第５）について説明する。
（第１の実施の形態）
図５は本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表すものであり、図６は図５に示した半導体レーザの発光領域（斜線を付した部分）の平面形状を表したものである。この半導体レーザは、基板１０上に、例えば、ｎ型半導体層２０，活性層３０およびｐ型半導体層４０の積層構造を有している。ｐ型半導体層４０の表面には、共振器方向Ａに延長された電流狭窄のための突条部５０が設けられており、その両側には埋込み層６０が形成されている。
また、この半導体レーザでは、共振器方向Ａにおいて対向する主出射側端面１１および反対側端面１２が一対の共振器端面となっており、これら主出射側端面１１および反対側端面１２には反射鏡膜（図示せず）がそれぞれ形成されている。主出射側端面１１の反射鏡膜は低反射率となるように調整され、反対側端面１２の反射鏡膜は高反射率となるように調整されている。これにより、活性層３０において発生した光は一対の反射鏡膜の間を往復して増幅され、主出射側端面１１側の反射鏡膜からレーザビームとして射出される。
基板１０は、例えば、厚さが１００μｍ程度に薄膜化され、シリコン（Ｓｉ）などのｎ型不純物を添加したｎ型ＧａＡｓにより構成されている。ｎ型半導体層２０は、例えば、厚さが３μｍであり、シリコンなどのｎ型不純物を添加したｎ型ＡｌＧａＡｓ混晶よりなるｎ型クラッド層（図示せず）を有している。
活性層３０は、例えば、厚さが３０ｎｍであり、不純物を添加しないＡｌＧａＡｓ混晶により構成されている。活性層３０の中央部は、突条部５０を介して電流が注入されることにより発光が起こる発光領域３１となっている。発光領域３１の主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｅｍ（以下、「幅Ｗｅｍ」という。）は例えば１０μｍ以上である。すなわち、この半導体レーザは、ブロードエリア型半導体レーザである。
ｐ型半導体層４０は、例えば、ｐ型クラッド層およびｐ側コンタクト層（いずれも図示せず）が基板１０側から順に積層された構成を有している。ｐ型クラッド層は、例えば、厚さが２μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＡｌＧａＡｓ混晶により構成され、ｐ側コンタクト層は、例えば、厚さが１μｍであり、亜鉛（Ｚｎ）などのｐ型不純物を添加したｐ型ＧａＡｓにより構成されている。
突条部５０の主出射側端面１１における一対の角には、切欠き部５１が設けられている。これにより、この半導体レーザでは、発光領域３１の主出射側端面１１近傍の幅Ｗｅｆおよび主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｅｍが、Ｗｅｆ＜Ｗｅｍの関係を満たし、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍では発光が起こらず、戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができるようになっている。なお、切欠き部５１は、本発明における戻り光抑制部の一具体例に対応する。
切欠き部５１の幅Ｗａｆは、例えば、突条部５０の主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｒｍの１％以上２０％以下であることが好ましい。この値が大きすぎると、実効的な共振器の幅が小さく（狭く）なるため十分な出力が得られない可能性があるからである。切欠き部５１の長さＬａｆは、例えば、突条部５０の共振器方向Ａにおける長さＬの０．１％以上２０％以下であることが好ましい。
なお、切欠き部５１の形状は図１に示したような階段状に限らず、テーパ状や曲線状などとしてもよい。
埋込み層６０は、例えば、ｎ型ＧａＡｓにより構成されている。
ｐ型半導体層４０および埋込み層６０の上にはｐ側電極（図示せず）が設けられている。ｐ側電極は、例えば、チタン（Ｔｉ）層，白金（Ｐｔ）層および金（Ａｕ）層をｐ型半導体層４０の側から順に積層し、熱処理により合金化した構造を有しており、ｐ型半導体層４０と電気的に接続されている。一方、基板１０の裏面側にはｎ側電極（図示せず）が形成されている。ｎ側電極は、例えば、金とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金層，ニッケル（Ｎｉ）層および金（Ａｕ）層とを基板１０の側から順に積層し、熱処理により合金化した構造を有しており、基板１０を介してｎ型半導体層２０と電気的に接続されている。
この半導体レーザは、例えば、次のようにして製造することができる。
図７はこの半導体レーザの製造方法を工程順に表すものである。まず、図７（Ａ）に示したように、例えば、上述した材料よりなる基板１０の一面に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により、上述した厚さおよび材料よりなるｎ型半導体層２０，活性層３０およびｐ型半導体層４０を順次積層する。
次いで、同じく図７（Ａ）に示したように、例えば、ｐ型半導体層４０の上にレジスト膜（図示せず）を形成し、例えばリソグラフィ技術により、突条部５０を形成するためのマスク層７１を形成する。
続いて、図７（Ｂ）に示したように、マスク層７１を用いて、例えばドライエッチングによりｐ型半導体層４０の厚さ方向一部を選択的に除去し、切欠き部５１を有する突条部５０を形成する。そののち、マスク層７１を除去する。
突条部５０を形成したのち、例えば、図１に示したように、ＭＯＣＶＤ法により、突条部５０の両側に上述した材料よりなる埋込み層６０を形成する。埋込み層６０を形成したのち、基板１０の裏面側をラッピングして基板１０を上述した厚さまで薄膜化し、その面に金とゲルマニウムとの合金層，ニッケル層および金層を順次蒸着したのち、熱処理を行うことによりｎ側電極を形成する。また、ｐ型半導体層４０の突条部５０および埋込み層６０上に、例えばチタン層，白金層および金層を順次蒸着し、さらに熱処理を行うことによりｐ側電極を形成する。
ｎ側電極およびｐ側電極を形成したのち、基板１０を所定の大きさに整え、主出射側端面１１および反対側端面１２に反射鏡膜（図示せず）を形成する。これにより、図１に示した半導体レーザが形成される。
この半導体レーザでは、ｎ側電極とｐ側電極との間に所定の電圧が印加されると、ｐ側電極から供給される駆動電流は突条部５０により電流狭窄されたのち活性層３０の発光領域３１に注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、一対の反射鏡膜（図示せず）により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。このとき、突条部５０の主出射側端面１１における一対の角に、切欠き部５１が設けられているので、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍では発光が起こらず、戻り光が入射ないし侵入してもその影響が抑えられる。
このように本実施の形態では、突条部５０の主出射側端面１１における一対の角に、切欠き部５１を設けるようにしたので、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍では発光が起こらず、戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができる。
なお、本実施の形態では、切欠き部５１を、突条部５０の主出射側端面１１における両方の角に設けた場合について説明したが、片方のみに設けるようにしてもよい。また、この切欠き部５１は、主出射側端面１１だけでなく反対側端面１２にも設けることができる。
（第２の実施の形態）
図８は本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表すものであり、図９は図８に示した半導体レーザの発光領域（斜線を付した部分）の平面形状、主出射側端面における反射率分布および発光領域内部の光強度分布を表したものである。この半導体レーザは、主出射側端面１１において、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍におけるレーザ光反射率が、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍におけるレーザ光反射率よりも高くされていることを除いては、第１の実施の形態の半導体レーザと同一の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
主出射側端面１１には第１反射鏡膜２１１が形成され、反対側端面１２には第２反射鏡膜２１２が形成されている。
第１反射鏡膜２１１は、例えば、主出射側端面１１の全面を覆う第１コート層２１１Ａ上に、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍を覆う第２コート層２１１Ｂが設けられた構成を有している。第１コート層２１１Ａおよび第２コート層２１１Ｂは、例えば酸化アルミニウムにより構成され、それらの厚さは、目的とする反射率または発振波長に応じて調整されていることが望ましい。例えば、第１コート層２１１Ａの反射率は１０％、第２コート層２１１Ｂの反射率は１０％である。この場合、第１コート層２１１Ａと第２コート層２１１Ｂとが重なっている発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍における反射率は例えば１９％であり、それ以外の第１コート層２１１Ａのみが形成された領域における反射率は１０％である。なお、第１反射鏡膜２１１は、本発明における戻り光抑制部の一具体例に対応する。
このように、この半導体レーザでは、主出射側端面１１において、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍におけるレーザ光反射率（１９％）が、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍におけるレーザ光反射率（１０％）よりも高くされている。これにより、この半導体レーザでは、発光領域３１内の光強度分布を、横方向中央３１Ａ近傍では大きく、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍では小さくなるように調整することができ、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射・侵入しても、戻り光とカップリング（相互作用）する光の絶対量を少なくして、戻り光による影響を効果的に抑制することができるようになっている。
発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍におけるレーザ光反射率は例えば１５％以上４０％以下、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍におけるレーザ光反射率は例えば５％以上２０％以下であることが好ましい。これらの反射率が大きすぎる場合には、光が発光領域３１内部に閉じ込められる割合が高くなり、結果として光が主出射側端面１１から出射されにくくなるために十分な出力が得られないおそれがあるからである。
また、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍におけるレーザ光反射率と、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍におけるレーザ光反射率との差は、例えば５％以上３０％以下であることが好ましい。この差が大きすぎると、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍の光強度分布が大きくなりすぎて、横方向中央３１Ａ近傍において端面劣化が生じる可能性があるからである。
第２コート層２１１Ｂの幅Ｗｃｆ、すなわち発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍のレーザ光反射率を相対的に高くした領域の幅は、例えば、発光領域３１の主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｅｍの２０％以上８０％以下であることが好ましい。
第２反射鏡膜２１２は、例えば酸化アルミニウム層と非晶質ケイ素（アモルファスシリコン）層とを交互に積層して構成されており、高反射率となるように調整されている。これにより、活性層３０において発生した光は第１反射鏡膜２１１と第２反射鏡膜２１２との間を往復して増幅され、第１反射鏡膜２１１からレーザビームとして射出される。
この半導体レーザは、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、例えば、第１の実施の形態と同様にして、基板１０の一面に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型半導体層２０，活性層３０およびｐ型半導体層４０を順次積層する。
次いで、ｐ型半導体層４０の上にレジスト膜（図示せず）を形成し、例えばリソグラフィ技術により、突条部５０を形成するためのマスク層（図示せず）を形成する。続いて、このマスク層を用いて、例えばドライエッチングによりｐ型半導体層４０の厚さ方向一部を選択的に除去して、突条部５０を形成する。そののち、マスク層を除去し、例えばＭＯＣＶＤ法により、突条部５０の両側に上述した材料よりなる埋込み層６０を形成する。
埋込み層６０を形成したのち、基板１０の裏面側をラッピングして基板１０を上述した厚さまで薄膜化し、第１の実施の形態と同様にしてｎ側電極およびｐ側電極をそれぞれ形成する。
ｎ側電極およびｐ側電極を形成したのち、基板１０を所定の大きさに整え、主出射側端面１１に、上述した材料および反射率の第１コート層２１１Ａおよび第２コート層２１１Ｂを積層し、第１反射鏡膜２１１を形成する。このとき、第２コート層２１１Ｂは、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍のみに形成する。また、反対側端面１２に第２反射鏡膜２１２を形成する。これにより、図８に示した半導体レーザが形成される。
この半導体レーザでは、ｎ側電極とｐ側電極との間に所定の電圧が印加されると、ｐ側電極から供給される駆動電流は突条部５０により電流狭窄されたのち活性層３０の発光領域３１に注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、第１反射鏡膜２１１および第２反射鏡膜２１２により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。このとき、主出射側端面１１に設けられた第１反射膜２１１により、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍におけるレーザ光反射率が、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍におけるレーザ光反射率よりも高くなっているので、発光領域３１内の光強度分布が、横方向中央３１Ａ近傍では大きく、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍では小さくなっている。よって、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射・侵入しても、戻り光とカップリング（相互作用）する光の絶対量が少なくなり、戻り光による影響が効果的に抑制される。
このように本実施の形態では、主出射側端面１１において、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍におけるレーザ光反射率を、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍におけるレーザ光反射率よりも高くするようにしたので、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍の光強度を小さくして、戻り光が入射・侵入しても、戻り光とカップリング（相互作用）する光の絶対量を少なくすることができる。よって、戻り光による影響を効果的に抑制することができる。
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表すものであり、図１１（Ａ）は図１０のＸＩＡ−ＸＩＡ線に沿った断面構造、図１１（Ｂ）は図１０のＸＩＢ−ＸＩＢ線に沿った断面構造をそれぞれ表したものである。この半導体レーザは、例えば、ｐ型半導体層４０の表面に、いずれも共振器方向Ａに延長された２本の溝状凹部３５１，３５２が設けられており、ｐ型半導体層４０の溝状凹部３５１，３５２で囲まれた部分が突条部５０となっていることを除いては、第１の実施の形態の半導体レーザと同一の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
ｎ型半導体層２０は、例えば、ｎ型クラッド層２１を有している。活性層３０の中央部は、突条部５０によって規定された構造的発光領域３３１となっている。ｐ型半導体層４０は、例えば、ｐ型クラッド層４１と、ｐ側コンタクト層４２とを有している。ｎ型クラッド層２１，ｐ型クラッド層４１およびｐ側コンタクト層４２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
溝状凹部３５１，３５２内と、突条部５０を除いたｐ型半導体層４０の表面には、絶縁層３６０が形成されている。絶縁層３６０は、例えば、厚みが３μｍであり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）により構成されている。
突条部５０内のｐ型半導体層４０および絶縁層３６０の上には、ｐ側電極３８１が設けられている。一方、基板１０の裏面側にはｎ側電極３８２が形成されている。ｐ側電極３８１およびｎ側電極３８２は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
図１２（Ａ）は、図１０に示した溝状凹部３５１，３５２で囲まれた突条部５０と構造的発光領域３３１（斜線を付した部分）との平面的位置関係を概略的に表したものである。突条部５０の幅は一定とされており、構造的発光領域３３１の幅Ｗｅｍも一定となっている。
図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）において更に実効的発光領域（網かけを付した部分）を追加したものである。溝状凹部３５１，３５２の主出射側端面１１近傍における幅Ｗｇｆは、主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｇｍよりも大きくなっている。これにより、この半導体レーザでは、主出射側端面１１近傍におけるインデックスガイド性を強めて実効的発光領域３３２の幅を狭くし、構造的発光領域３３１の横方向境界３３１Ｂ，３３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、実効的発光領域３３２に侵入しにくくすることができるようになっている。
このように主出射側端面１１近傍における実効的発光領域３３２の幅を狭くすることができるのは、溝状凹部３５１，３５２の主出射側端面１１付近における幅Ｗｇｆを広くしたことにより、ｐ型半導体層４０の突条部５０とその外側の部分との実効的な屈折率差に及ぼす影響が異なってくることを利用したものである。すなわち、主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近では、溝状凹部３５１，３５２の幅Ｗｇｍが狭いので、突条部５０とその外側の部分との屈折率差が小さい。よって、ゲインガイド性が強くなり、実効的発光領域３３２は構造的発光領域３３１よりも横方向にやや広がった状態となる。これに対して、主出射側端面１１付近では、溝状凹部３５１，３５２の幅Ｗｇｆが広いので、突条部５０とその外側の部分との屈折率差が大きい。よって、インデックスガイド性が強くなり、実効的発光領域３３２の幅は構造的発光領域３３１よりも狭くなる。したがって、上述したように、構造的発光領域３３１の横方向境界３３１Ｂ，３３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、実効的発光領域３３２には侵入しにくくなる。
なお、実効的発光領域３３２の幅の変化は、溝状凹部３５１，３５２の幅の変化に応じて異なる。例えば、図１２に示したように、溝状凹部３５１，３５２を主出射側端面１１に向けてテーパ状に広げた場合には、実効的発光領域３３２においても、主出射側端面１１に向けて光閉じ込めが徐々に強まる遷移領域が形成される。また、溝状凹部３５１，３５２の形状は、図１２に示したようなテーパ状に限らず、階段状や曲線状などとしてもよい。
溝状凹部３５１，３５２の主出射側端面１１付近における幅Ｗｇｆは、構造的発光領域３３１の幅Ｗｅｍの０．１％以上１０％以下であることが好ましい。この値が小さすぎる場合には、主出射側端面１１付近におけるインデックスガイド性が十分に得られないため効果が小さくなり、またこの値が大きすぎる場合には、主出射側端面１１付近における突条部５０とその外側の部分との屈折率差が大きくなりすぎて発光モードが乱れる等の影響が生じるおそれがあるからである。
溝状凹部３５１，３５２の幅Ｗｇｆを幅Ｗｇｍよりも大きくした部分の長さＬｇｆは、溝状凹部３５１，３５２の共振器方向Ａにおける長さＬの１％以上５０％以下であることが好ましい。１％未満では実効的発光領域３３２のうち幅が狭くなる部分が小さいため効果が十分でなくなり、また５０％より大きいと実効的発光領域３３２の幅の変化が緩やかすぎて十分な効果が得られないおそれがあるからである。
また、溝状凹部３５１，３５２が図１２に示したようなテーパ状の場合、幅Ｗｇｆを幅Ｗｇｍよりも大きくした部分の角度θｇは、例えば０．３°以上２０°以下であることが好ましい。角度θｇが小さすぎる場合には実効的発光領域３３２の幅の変化が緩やかすぎて効果が十分でなくなり、大きすぎる場合には主出射側端面１１付近における突条部５０とその外側の部分との屈折率差が大きくなりすぎて発光モードが乱れる等の影響が生じるおそれがあるからである。
この半導体レーザは、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、例えば、第１の実施の形態と同様にして、基板１０の一面に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型半導体層２０，活性層３０およびｐ型半導体層４０を順次積層する。
次いで、ｐ型半導体層４０の上にレジスト膜（図示せず）を形成し、例えばリソグラフィ技術により、溝状凹部３５１，３５２を形成するためのマスク層（図示せず）を形成する。続いて、このマスク層を用いて、例えばドライエッチングによりｐ型半導体層４０を選択的に除去して、溝状凹部３５１，３５２を形成し、マスク層を除去する。
そののち、例えば蒸着法およびリソグラフィ技術により、溝状凹部３５１，３５２内と、突条部５０を除いたｐ型半導体層４０の表面とに、上述した材料よりなる絶縁層３６０を形成する。
絶縁層３６０を形成したのち、基板１０の裏面側をラッピングして基板１０を上述した厚さまで薄膜化し、第１の実施の形態と同様にしてｎ側電極３８２およびｐ側電極３８１をそれぞれ形成する。
ｎ側電極３８２およびｐ側電極３８１を形成したのち、基板１０を所定の大きさに整え、主出射側端面１１および反対側端面１２に反射鏡膜（図示せず）を形成する。これにより、図１０に示した半導体レーザが形成される。
この半導体レーザでは、ｎ側電極３８２とｐ側電極３８１との間に所定の電圧が印加されると、ｐ側電極３８１から供給される駆動電流は、突条部５０により電流狭窄されたのち活性層３０の構造的発光領域３３１に注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、一対の反射鏡膜（図示せず）により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。このとき、溝状凹部３５１，３５２の主出射側端面１１付近における幅Ｗｇｆが、主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｇｍよりも大きくなっているので、主出射側端面１１付近におけるインデックスガイド性が強くなり、実効的発光領域３３２の幅が狭くなる。これにより、構造的発光領域３３１の横方向境界３３１Ｂ，３３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、実効的発光領域３３２には侵入しにくくなる。
このように本実施の形態では、溝状凹部３５１，３５２の主出射側端面１１付近における幅Ｗｇｆを、主出射側端面１１と反対側端面１２との間の中間位置付近における幅Ｗｇｍよりも大きくしたので、主出射側端面１１付近におけるインデックスガイド性を強めて実効的発光領域３３２の幅を狭くすることができる。よって、構造的発光領域３３１の横方向境界３３１Ｂ，３３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、実効的発光領域３３２には侵入しにくくなり、戻り光による影響を効果的に抑制することができる。
なお、本実施の形態では、溝状凹部３５１，３５２の両方の主出射側端面１１近傍における幅Ｗｇｆを広げるようにした場合について説明したが、片方のみの幅Ｗｇｆを広げるようにしてもよい。また、溝状凹部３５１，３５２は、例えば図１３に示したように、主出射側端面１１近傍だけでなく反対側端面１２近傍の幅Ｗｇｒも広くするようにしてもよい。
更に、本実施の形態では、溝状凹部３５１，３５２内に絶縁層３６０を埋め込んだ場合について説明したが、溝状凹部３５１，３５２内は空気でもよい。
（第４の実施の形態）
図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表すものであり、図１５は図１４に示した半導体レーザの発光領域（斜線を付した部分）の平面形状を表したものである。この半導体レーザは、主出射側端面１１に、正端面４１１Ａおよび傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃが形成されていることを除いては、第１の実施の形態の半導体レーザと同一の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
正端面４１１Ａは、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍を含み、反対側端面１２に平行となっており、発光領域３１で発生した光は正端面４１１Ａに直交する方向に射出されるようになっている。
傾斜面４１１Ｂは、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍を含み、正端面４１１Ａに対して傾斜している。これにより、この半導体レーザでは、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃで斜めに反射されて侵入しにくくすることができるようになっている。傾斜端面４１１Ｂ，４１１Ｃと正端面４１１Ａとのなす傾斜角θｐは例えば０．１度以上であることが好ましい。なお、これらの傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃは、本発明における戻り光抑制部の一具体例に対応する。
この半導体レーザは、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、例えば、第１の実施の形態と同様にして、基板１０の一面に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型半導体層２０，活性層３０およびｐ型半導体層４０を順次積層し、突条部５０およびその両側の埋込み層６０を形成する。
埋込み層６０を形成したのち、基板１０の裏面側をラッピングして基板１０を上述した厚さまで薄膜化し、第１の実施の形態と同様にして、ｎ側電極およびｐ側電極をそれぞれ形成する。
ｎ側電極およびｐ側電極を形成したのち、基板１０を所定の大きさに整え、主出射側端面１１に、例えばエッチングにより、傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃを形成する。エッチング方法または条件は、突条部５０を形成する場合のエッチング方法または条件と同様とすることができる。
傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃを形成したのち、主出射側端面１１および反対側端面１２に反射鏡膜（図示せず）を形成する。これにより、図１４に示した半導体レーザが形成される。
この半導体レーザでは、ｎ側電極とｐ側電極との間に所定の電圧が印加されると、ｐ側電極から供給される駆動電流は、突条部５０により電流狭窄されたのち活性層３０の発光領域３１に注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、一対の反射鏡膜（図示せず）により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。このとき、主出射側端面１１において、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍は、正端面４１１Ａに対して傾斜した傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃとなっているので、横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃで斜めに反射されて侵入しにくくなる。
このように本実施の形態では、主出射側端面１１において、発光領域３１の横方向中央３１Ａ近傍を含み反対側端面１２に平行な正端面４１１Ａと、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍を含み正端面４１１Ａに対して傾斜した傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃとを形成するようにしたので、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射しても、傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃで斜めに反射されて侵入しにくくなり、戻り光による影響を効果的に抑制することができる。
なお、本実施の形態では、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍の両方について、それぞれ対応する傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃを形成するようにした場合について説明したが、片方のみに対応して傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃのいずれか一方を形成してもよい。また、傾斜面４１１Ｂ，４１１Ｃは、主出射側端面１１だけでなく、反対側端面１２にも形成することができる。
（第５の実施の形態）
図１６は、第５の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表すものであり、図１７は図１６に示した半導体レーザの発光領域（斜線を付した部分）の平面形状を表したものである。この半導体レーザは、主出射側端面１１側の一対の角に、不純物添加領域５８０を有していることを除いては、第１の実施の形態の半導体レーザと同一の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。なお、図１６および図１７では、不純物添加領域５８０に網かけを付して示している。
不純物添加領域５８０は、突条部５０の主出射側端面１１における角を含んでいる。これにより、この半導体レーザでは、不純物添加領域５８０において光学的損失を意図的に発生させ、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができるようになっている。不純物添加領域５８０の好ましい不純物濃度としては、例えば１×１０16／ｃｍ3 以上１×１０20／ｃｍ3 以下であれば望ましい適切な光学的損失を生じさせることができる。なお、不純物添加領域５８０は、本発明における戻り光抑制部の一具体例に対応する。
不純物添加領域５８０に含まれる不純物は、半導体レーザの材料系にかかわらず、半導体に用いられる典型的な不純物であればよい。例えばシリコン（Ｓｉ），セレン（Ｓｅ），テルル（Ｔｅ），マグネシウム（Ｍｇ），亜鉛（Ｚｎ），カドミウム（Ｃｄ）あるいは炭素（Ｃ）が挙げられる。
また、活性層３０がＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成されている場合には、不純物添加領域５８０に含まれる不純物は、活性層３０に含まれていないＩＩＩ族またはＶ族の元素でもよい。例えば、本実施の形態のようにＧａＡｓ系の半導体レーザで活性層３０がＡｌＧａＡｓ混晶により構成されている場合には、不純物として、ホウ素（Ｂ），インジウム（Ｉｎ），窒素（Ｎ），リン（Ｐ）あるいはアンチモン（Ｓｂ）が挙げられる。
あるいは、窒化物系の半導体レーザで活性層３０がＧａＩｎＮにより構成されている場合には、不純物として、アルミニウム（Ａｌ），ホウ素（Ｂ），リン（Ｐ），ヒ素（Ａｓ）あるいはアンチモン（Ｓｂ）が挙げられる。ＩｎＰ系の半導体レーザで活性層３０がＧａＩｎＡｓＰにより構成されている場合には、不純物として、ホウ素（Ｂ），アルミニウム（Ａｌ），窒素（Ｎ）あるいはアンチモン（Ｓｂ）が挙げられる。
不純物添加領域５８０の不純物注入深さＤｉは、浅くてもある程度の効果が得られるが、活性層３０に達していることが好ましい。発光領域３１の主出射側端面１１近傍の幅Ｗｅｆを、確実に幅Ｗｅｍよりも狭くすることができるからである。また、不純物添加領域５８０は、屈折率が変わるほどの不純物濃度ではなく、活性層３０に達しても支障の生ずるおそれが小さいからである。
不純物添加領域５８０の長さＬｉは、突条部５０の共振器方向Ａにおける長さＬの１％以上５０％以下であることが好ましい。１％未満では発光領域３１の主出射側端面１１近傍の幅Ｗｅｆの狭い部分が小さくなるので効果が十分でなくなり、また５０％より大きいと発光領域３１の幅ｅｍと幅Ｗｅｆとの間の変化が緩やかすぎて十分な効果が得られない可能性があるからである。
不純物添加領域５８０の突条部５０の角にかかる重複部分の幅Ｗａｆおよび長さＬａｆについては、第１の実施の形態の切欠き部５１と同様である。
この半導体レーザは、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、例えば、第１の実施の形態と同様にして、基板１０の一面に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型半導体層２０，活性層３０およびｐ型半導体層４０を順次積層し、突条部５０およびその両側の埋込み層６０を形成する。
埋込み層６０を形成したのち、ｐ型半導体層４０および埋込み層６０の上に図示しないマスクを形成し、このマスクを用いて、例えばイオン注入もしくは拡散法により、主出射側端面１１の一対の角に不純物を添加して、不純物添加領域５８０を形成する。このとき、不純物添加領域５８０が、突条部５０の主出射側端面１１における角にかかるようにする。
不純物添加領域５８０を形成したのち、基板１０の裏面側をラッピングして基板１０を上述した厚さまで薄膜化し、第１の実施の形態と同様にしてｎ側電極およびｐ側電極をそれぞれ形成する。ｎ側電極およびｐ側電極を形成したのち、基板１０を所定の大きさに整え、主出射側端面１１および反対側端面１２に反射鏡膜（図示せず）を形成する。これにより、図１６に示した半導体レーザが形成される。
この半導体レーザでは、ｎ側電極とｐ側電極との間に所定の電圧が印加されると、ｐ側電極から供給される駆動電流は突条部５０により電流狭窄されたのち活性層３０の発光領域３１に注入され、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、一対の反射鏡膜（図示せず）により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。このとき、主出射側端面１１の一対の角に設けられた不純物添加領域５８０が、突条部５０の主出射側端面１１における角を含んでいるので、不純物添加領域５８０において光学的損失が発生し、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射ないし侵入してもその影響が抑えられる。
このように本実施の形態では、主出射側端面１１の一対の角に、不純物添加領域５８０を設け、この不純物添加領域５８０が、突条部５０の主出射側端面１１における角を含むようにしたので、不純物添加領域５８０において光学的損失を意図的に発生させることができる。よって、発光領域３１の横方向境界３１Ｂ，３１Ｃ近傍に戻り光が入射ないし侵入してもその影響を抑えることができる。
なお、本実施の形態では、不純物添加領域５８０を、主出射側端面１１の一対の角の両方に設けた場合について説明したが、片方のみに設けるようにしてもよい。また、主出射側端面１１だけでなく、反対側端面１２にも不純物添加領域５８０を設けるようにしてもよい。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚さ、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚さとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態においては、ｎ型不純物としてシリコンを用いたが、セレン（Ｓｅ）など他のｎ型不純物を用いてもよい。
また、上記実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法により半導体層を成長させる場合について説明したが、分子線エピタキシー（Molecular Beam Epitaxy；ＭＢＥ）法などの他の方法により成長させるようにしてもよい。
更に、上記実施の形態では、半導体レーザの構成について具体的に例を挙げて説明したが、本発明は、他の構造を有する半導体レーザについても同様に適用することができる。例えば、活性層とｎ型クラッド層またはｐ型クラッド層との間に、光ガイド層が設けられていてもよい。
加えて、上記実施の形態ではブロードエリア型半導体レーザについて説明したが、本発明では発光領域の幅に特に制限はなく、ナローストライプ型にも適用可能である。
更にまた、上記実施の形態では、半導体レーザを構成する材料について具体的に例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態で説明したＧａＡｓ系素子以外にも、ＡｌＧａＩｎＰ系あるいはＩｎＰ系などの他のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体，窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体あるいはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体などの他の半導体材料を用いる場合についても広く適用することができる。
また、上記実施の形態では、突条部５０または発光領域３１の物理的または実質的な形状を変えたり、あるいは発光領域３１内の光強度分布を調整する場合について説明したが、突条部５０または発光領域３１の形状を変えずにｐ側電極の形状を変えるようにしてもよい。
本発明は、半導体レーザのほか、ＬＥＤ（light emitting diode；発光ダイオード）などの半導体発光素子に適用することができる。
本発明の半導体レーザ、特にブロードエリア型半導体レーザは、光ディスク装置の光源、ディスプレイ，印刷機器，材料の加工または医療など様々な分野に適用可能である。
半導体レーザに対する戻り光の影響を調べた実験において用いた半導体レーザの構成を表す斜視図である。 図１に示した半導体レーザの発光領域の形状を模式的に表した平面図である。 図１に示した半導体レーザにおいて、戻り光の有無および入射位置によるＬ−Ｉ特性の違いを表す図である。 図１に示した半導体レーザにおいて、戻り光の有無および入射位置によるプロファイルの違いを表す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表す斜視図である。 図１に示した半導体レーザの発光領域の形状を模式的に表した平面図である。 図１に示した半導体レーザの製造工程を表す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表す斜視図である。 図８に示した半導体レーザの発光領域の形状を模式的に表した平面図、主出射側端面の横方向における反射率分布を表した図、および主出射側端面の横方向における光強度分布を表した図である。 本発明の第３の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表す斜視図である。 図１１（Ａ）は図１０のＸＩＡ−ＸＩＡ線に沿った断面構造、図１１（Ｂ）は図１０のＸＩＢ−ＸＩＢ線に沿った断面構造をそれぞれ表した断面図である。 図１２（Ａ）は図１０に示した半導体レーザの突条部と構造的発光領域との位置関係を模式的に表す平面図であり、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）に実効的発光領域を追加して表す平面図である。 図１０に示した半導体レーザの一変形例を表す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表す斜視図である。 図１４に示した半導体レーザの発光領域の形状を模式的に表した平面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る半導体レーザの構成を表す斜視図である。 図１６に示した半導体レーザの発光領域の形状を模式的に表した平面図である。
符号の説明
１０…基板、１１…主出射側端面、１２…反対側端面、２０…ｎ型半導体層、２１…ｎ型クラッド層、３０…活性層、３１…発光領域、３１Ａ，３３１Ａ…横方向中央、３１Ｂ，３１Ｃ，３３１Ｂ，３３１Ｃ…横方向境界、４０…ｐ型半導体層、４１…ｐ型クラッド層、４２…ｐ側コンタクト層、５０…突条部、６０…埋込み層、７１…マスク層、２１１…第１反射鏡膜、２１１Ａ…第１コート層、２１１Ｂ…第２コート層、２１２…第２反射鏡膜、３３１…構造的発光領域、３３２…実効的発光領域、３５１，３５２…溝状凹部、３６０…絶縁層、３８１…ｐ側電極、３８２…ｎ側電極、４１１Ａ…正端面、４１１Ｂ，４１１Ｃ…傾斜面、５８０…不純物添加領域

Claims (10)

  1. 基板上に、第１導電型半導体層、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層および第２導電型半導体層の積層構造を備え、前記第２導電型半導体層の表面に突条部を有する半導体レーザであって、
    主出射側端面に戻り光抑制部を有し、前記戻り光抑制部により前記発光領域の横方向境界近傍における戻り光の影響を抑制する
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  2. 基板上に、第１導電型半導体層、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層および第２導電型半導体層の積層構造を備え、前記第２導電型半導体層の表面に突条部を有する半導体レーザであって、
    前記突条部の主出射側端面における少なくとも一方の角に、切欠き部を有する
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  3. 前記発光領域の主出射側端面近傍の幅Ｗｅｆおよび主出射側端面と反対側端面との間の中間位置付近における幅Ｗｅｍは、Ｗｅｆ＜Ｗｅｍの関係を満たす
    ことを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ。
  4. 基板上に、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層を含む半導体層を有する半導体レーザであって、
    主出射側端面において、前記発光領域の横方向中央近傍におけるレーザ光反射率は、横方向境界近傍におけるレーザ光反射率よりも高い
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  5. 前記主出射側端面には、全面を覆う第１コート層と、前記第１コート層上に設けられると共に前記発光領域の横方向中央近傍を覆う第２コート層とを含む反射鏡膜が設けられている
    ことを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ。
  6. 基板上に、第１導電型半導体層、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層および第２導電型半導体層の積層構造を備え、前記第２導電型半導体層の表面に、同一方向に延長された２本の溝状凹部を有する半導体レーザであって、
    前記２本の溝状凹部の主出射側端面近傍における幅は、主出射側端面と反対側端面との間の中間位置付近における幅よりも大きい
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  7. 前記２本の溝状凹部で囲まれた突条部の幅は一定である
    ことを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ。
  8. 基板上に、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層を含む半導体層を有する半導体レーザであって、
    主出射側端面において、前記発光領域の横方向中央近傍を含み反対側端面に平行な正端面と、前記発光領域の横方向境界近傍を含み前記正端面に対して傾斜した傾斜面とを有する
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  9. 基板に、第１導電型半導体層、幅１０μｍ以上の発光領域を有する活性層および第２導電型半導体層の積層構造を備え、前記第２導電型半導体層の表面に突条部を有する半導体レーザであって、
    主出射側端面の少なくとも一方の角に不純物添加領域を有し、前記不純物添加領域は前記突条部の主出射側端面における角を含む
    ことを特徴とする半導体レーザ。
  10. 前記不純物添加領域は、不純物注入深さが前記活性層に達している
    ことを特徴とする請求項９記載の半導体レーザ。

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008294426A (ja) * 2007-04-26 2008-12-04 Sharp Corp 半導体レーザ素子及び電磁界発生素子
JP2010080707A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体光機能デバイス
CN102646924A (zh) * 2011-02-21 2012-08-22 住友电气工业株式会社 在半导体光学器件的端面上形成涂布膜的方法
JP2013516765A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 アイピージー フォトニクス コーポレーション 光学素子
JP2014078567A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7764722B2 (en) * 2007-02-26 2010-07-27 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
DE102008058435B4 (de) * 2008-11-21 2011-08-25 OSRAM Opto Semiconductors GmbH, 93055 Kantenemittierender Halbleiterlaser
DE102012110613A1 (de) * 2012-11-06 2014-05-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement
EP2720326A1 (de) * 2013-03-12 2014-04-16 Axetris AG Gasdetektions-Laserlichtquelle mit reduzierter optischer Rückkopplung
DE102013223499C5 (de) * 2013-11-18 2020-03-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Breitstreifenlaser und Verfahren zum Herstellen eines Breitstreifenlasers
JP2017050318A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2021503176A (ja) * 2017-11-15 2021-02-04 メイコム テクノロジー ソリューションズ ホールディングス インコーポレイテッド 湾曲したファセットの半導体レーザを提供するための技術
DE102018123019A1 (de) * 2018-09-19 2020-03-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Gewinngeführter halbleiterlaser und herstellungsverfahren hierfür

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63208293A (ja) 1987-02-25 1988-08-29 Hitachi Ltd 半導体レ−ザ装置
JP2523826B2 (ja) 1988-10-07 1996-08-14 三菱電機株式会社 半導体レ―ザ
JP2768988B2 (ja) 1989-08-17 1998-06-25 三菱電機株式会社 端面部分コーティング方法
US5247536A (en) * 1990-07-25 1993-09-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor laser distributed feedback laser including mode interrupt means
JPH04154185A (ja) * 1990-10-17 1992-05-27 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP3399049B2 (ja) 1992-10-27 2003-04-21 松下電器産業株式会社 半導体レーザ装置
US5481120A (en) * 1992-12-28 1996-01-02 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and its fabrication method
JPH07106703A (ja) 1993-10-07 1995-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザおよびその製造方法
JP2865000B2 (ja) * 1994-10-27 1999-03-08 日本電気株式会社 出力導波路集積半導体レーザとその製造方法
JPH1154834A (ja) 1997-08-07 1999-02-26 Sharp Corp 半導体レーザ素子
JP2000174385A (ja) * 1998-07-15 2000-06-23 Sony Corp 半導体レ―ザ
JP2000244059A (ja) * 1999-02-23 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置
JP2000252583A (ja) * 1999-03-03 2000-09-14 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザーおよび光波長変換装置
JP2001077457A (ja) * 1999-09-08 2001-03-23 Sony Corp 半導体レーザおよびその製造方法
US6590918B1 (en) * 1999-11-17 2003-07-08 Matsushita Electronics Corporation Semiconductor laser device and method for producing the same
JP2002171021A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Toshiba Corp 半導体レーザ、半導体レーザの製造方法および半導体レーザの実装方法
JP2002305352A (ja) * 2001-04-05 2002-10-18 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ素子
JP4314758B2 (ja) 2001-06-04 2009-08-19 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ素子
JP2004128297A (ja) 2002-10-04 2004-04-22 Sony Corp 半導体レーザ素子の製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008294426A (ja) * 2007-04-26 2008-12-04 Sharp Corp 半導体レーザ素子及び電磁界発生素子
JP2010080707A (ja) * 2008-09-26 2010-04-08 Oki Semiconductor Co Ltd 半導体光機能デバイス
US8630516B2 (en) 2008-09-26 2014-01-14 Neophotonics Semiconductor Godo Kaisha Semiconductor optical function device
JP2013516765A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 アイピージー フォトニクス コーポレーション 光学素子
CN102646924A (zh) * 2011-02-21 2012-08-22 住友电气工业株式会社 在半导体光学器件的端面上形成涂布膜的方法
JP2014078567A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置

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