JP2006134943A - 半導体レーザ素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体レーザ素子のレーザ光を出射する共振器端面近傍に、共振器に沿って周期的に電流が供給されない非注入部が形成されている。非注入部は一定の長さを持ち、一定のピッチに設けられている。従って、この非注入部の存在によって高出力下においてI−Lキンクが発生したり、あるいは共振器端面の光損傷も起きなくなる。
【選択図】 図2
Description
また、端面近傍に電流非注入領域を設けることにより、端面の温度上昇を抑え、CODの発生を防ぐ構造も提案されている(例えば、特許文献2)。
本発明の他の目的は、半導体レーザの共振器端面の光損傷を抑制できる半導体レーザ及びその製造方法を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであろう。
(a)第1の導電型からなる半導体基板(n型のGaAs基板)を準備する工程と、
(b)前記半導体基板の上面に活性層(AlGaInPからなる障壁層と、AlGaInPまたはInGaPからなる井戸層を多重に形成した多重量子井戸構造)を形成する工程と、
(c)前記活性層上に第2の導電型からなる半導体層(p型のAlGaInP層)を形成する工程と、
(d)前記半導体層を除去するように2本の溝を所定間隔に形成して前記活性層上に前記2本の溝に挟まれる突出した1本のメサを複数形成し、前記メサの下に共振器を構成する工程と、
(e)前記メサの上面を除いて前記半導体基板の上面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
(f)前記絶縁膜上に選択的に形成し、一部は前記メサ上に重なる電極を形成する工程と、
(g)前記半導体基板の下面に電極を形成する工程と、
(h)前記半導体基板及びその上の各層を前記メサとメサとの間で分断するとともに、前記メサに直交する方向に一定間隔で劈開して四角形の半導体レーザ素子を複数形成する工程と、
前記分断及び前記劈開を行う前記工程(h)の前に行う、(i)前記劈開を行う劈開線の両側の所定長さ域を含む劈開予定領域に、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部を前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けておく工程とによって製造される。
また、半導体基板2の下面には電極(n電極)11が形成されている。電極(n電極)11は半導体基板2の下面全域に設けられている。
このような構造にすることによって、共振器軸方向の温度分布を均一化できる。
Claims (25)
- 第1の導電型からなる半導体基板と、
前記半導体基板の上面に設けられる活性層と、
前記活性層上に形成される第2の導電型からなる半導体層と、
前記半導体層上に形成され、前記半導体基板及び前記活性層並びに前記半導体層によって形成される細長の共振器の端から端に亘って対応して設けられ、前記共振器の前記活性層部分に電流を注入する電極とを有し、
前記共振器の少なくとも一方の端側において、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部と、前記活性層への電流の注入をする注入部が前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けられていることを特徴とする半導体レーザ素子。 - 前記半導体層の上面から途中深さにまで到達するように設けられる2本の溝と、
前記2本の溝に挟まれて形成される前記半導体層からなるメサと、
前記メサの上面を除いて前記半導体層上面に設けられる絶縁膜とを有し、
前記電極は前記メサの上面に電気的に接続され、
前記メサの下方部分が前記共振器を構成してい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。 - 前記非注入部は一定の長さで一定のピッチで配置されてい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。
- 前記共振器の端面に近接する1乃至複数の前記非注入部の長さは、これら非注入部を除く前記共振器の奥側の前記非注入部の長さよりも短くなってい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。
- 前記非注入部の長さは一定であり、かつ隣接する前記非注入部間の間隔が前記共振器の端面から奥に向かうにつれて順次広くなってい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。
- 前記非注入部の長さが前記共振器の端面から奥に向かうにつれて順次長くなってい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。
- 前記非注入部の長さが前記共振器の端面から奥に向かうにつれて順次長くなり、かつ隣接する前記非注入部間の間隔が前記共振器の端面から奥に向かうにつれて順次広くなってい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。
- 前記非注入部の前記共振器の延在方向に沿う長さは5〜7μmであり、前記注入部の前記共振器の延在方向に沿う長さは1.5〜3μm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。
- 前記非注入部は、前記半導体層と前記電極との間に設けられ、かつ前記共振器を横切る絶縁膜によって形成されてい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。
- 前記半導体層上に形成されかつ前記共振器上に重なる前記電極はその一部が前記共振器上に重ならない構造とし、前記共振器上に重ならない部分が前記非注入部を構成す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。
- 前記半導体層内には第1の導電型からなる中層半導体が形成され、この中層半導体部分が前記非注入部を構成す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。
- 前記半導体層に選択的に形成されたプロトンを打ち込んだ拡散領域を形成し、この拡散領域が前記非注入部を構成す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。
- 前記半導体基板はn型のGaAsからなり、
前記半導体層はp型のAlGaInPからなり、
前記活性層は、AlGaInPからなる障壁層と、AlGaInPあるいはGaInPからなる井戸層を多重に形成した多重量子井戸構造となってい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。 - 第1の導電型からなる半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板の上面に活性層を形成する工程と、
前記活性層上に第2の導電型からなる半導体層を形成する工程と、
前記半導体層を除去するように2本の溝を所定間隔に形成して前記活性層上に前記2本の溝に挟まれる突出した1本のメサを複数形成し、前記メサの下に共振器を構成する工程と、
前記メサの上面を除いて前記半導体基板の上面を覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に選択的に形成し、一部は前記メサ上に重なる電極を形成する工程と、
前記半導体基板の下面に電極を形成する工程と、
前記半導体基板及びその上の各層を前記メサとメサとの間で分断するとともに、前記メサに直交する方向に一定間隔で劈開して四角形の半導体レーザ素子を複数形成する工程とを有し、
前記分断及び前記劈開の前に、前記劈開が行われる劈開予定領域に、前記活性層への電流の注入を阻止する絶縁体からなる非注入部を前記共振器の延在方向に沿って周期的に設けておくことを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記非注入部を一定の長さで一定のピッチで配置することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記共振器の端面に近接する1乃至複数の前記非注入部の長さを、これら非注入部を除く前記共振器の奥側の前記非注入部の長さよりも短く形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記非注入部の長さを一定にし、かつ隣接する前記非注入部間の間隔を前記共振器の端面から奥に向かうにつれて少なくとも所定の長さ域で順次広く形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記非注入部の長さを前記共振器の端面から奥に向かうにつれて少なくとも所定の長さ域で順次長く形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記非注入部の長さを前記共振器の端面から奥に向かうにつれて少なくとも所定の長さ域で順次長く形成し、かつ隣接する前記非注入部間の間隔を前記共振器の端面から奥に向かうにつれて少なくとも所定の長さ域で順次広く形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記非注入部の前記共振器の延在方向に沿う長さを5〜7μmとし、前記注入部の前記共振器の延在方向に沿う長さを1.5〜3μmとすることを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記半導体層上に形成する絶縁膜を前記メサと前記電極の間に選択的に形成して前記非注入部を形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記半導体層上に形成されかつ前記共振器上に重ねる前記電極の一部を前記共振器上に重ねない構造とし、前記共振器上に重ねない部分で前記非注入部を形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記活性層の形成の後、前記活性層上に前記半導体層を構成する第2の導電型からなる第1の層を形成し、
つぎに、前記第1の層上であり、かつ前記共振器の前記劈開線の両側に第1の導電型からなる中層半導体を前記共振器の延在方向に沿って周期的に形成し、
つぎに、前記中層半導体及び前記第1の層を覆うように前記半導体層を構成する第2の導電型からなる第2の層を形成し、
前記中層半導体部分で前記非注入部を形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記半導体層の上面であり、かつ前記共振器上に選択的にプロトンを打ち込んで前記共振器の延在方向に沿って周期的に拡散領域を形成し、この拡散領域で前記非注入部を形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記半導体基板としてn型のGaAs基板を使用し、
前記半導体層はp型のAlGaInPで形成し、
前記活性層を、AlGaInPからなる障壁層と、AlGaInPあるいはGaInPからなる井戸層による多重構造として多重量子井戸構造に形成することを特徴とする請求項14に記載の半導体レーザ素子の製造方法。
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