JP2006148032A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 局部的乱れが低減されたFFPを有するリッジ導波路型の半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 第1導電型の第1クラッド層と、活性層と、第1の端面から第2の端面に至るストライプ状のリッジ導波路を有する第2導電型の第2クラッド層と、前記第2クラッド層よりも低い屈折率を有し、前記リッジ導波路の両側面と、前記リッジ導波路の上面の一部と、に設けられた誘電体膜と、を備え、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成された形成領域と、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成されていない非形成領域と、が設けられ、前記形成領域は、前記第1及び第2の端面の少なくともいずれかから前記リッジ導波路の長手方向に延在し、前記非形成領域は、前記形成領域に隣接して前記リッジ導波路の長手方向に延在してなることを特徴とする半導体レーザ装置を提供する。
【選択図】 図1
【解決手段】 第1導電型の第1クラッド層と、活性層と、第1の端面から第2の端面に至るストライプ状のリッジ導波路を有する第2導電型の第2クラッド層と、前記第2クラッド層よりも低い屈折率を有し、前記リッジ導波路の両側面と、前記リッジ導波路の上面の一部と、に設けられた誘電体膜と、を備え、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成された形成領域と、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成されていない非形成領域と、が設けられ、前記形成領域は、前記第1及び第2の端面の少なくともいずれかから前記リッジ導波路の長手方向に延在し、前記非形成領域は、前記形成領域に隣接して前記リッジ導波路の長手方向に延在してなることを特徴とする半導体レーザ装置を提供する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、半導体レーザ装置に関し、特にFFP乱れが低減された半導体レーザ装置に関する。
次世代DVD(Digital Versatile Disc)は、ハイビジョン映像の長時間記録や、コンピュータ用大容量記録などを目的として開発が進んでいる。従来のDVDの4倍以上の記録容量を得るために、半導体レーザの波長を、従来の650nmから400nm帯へと、短波長化することが必要である。このためには、従来のInGaAlP系ではなく、主としてGaN系材料を用いる必要がある。GaN系レーザにおいて、400nm帯波長を得るために、種々の構造が提案されている(例えば、特許文献1)。
種々の構造の中で、高密度光ディスクへの書き換え及び読み取りを行うためには、以下のような半導体レーザ装置が一般的である。すなわち、GaN基板上にInGaAlN系材料を用いて、いわゆる「ダブルへテロ接合」を成長し、上部クラッド層をリッジ形状にしたGaN系リッジ導波型半導体レーザ装置である。650nm帯では、GaAs基板上にInGaAlP系材料が結晶成長されるが、この材料系においては、格子不整合などに起因する問題はほぼ解決されている。これに対して、GaN基板、サファイヤ、SiC基板上に成長されるInGaAlN系材料においては、格子不整合や結晶欠陥が半導体素子特性に及ぼす影響が多い。
GaN系リッジ導波型半導体レーザ装置においても、リッジ導波路を形成するp型AlGaNクラッド層が、その上部に設けられるGaNコンタクト層と格子定数が異なる上に、基板からの距離が大きくなることも加わって、成長膜厚に上限がある。この結果、p型AlGaNクラッド層による、光の閉じ込めが不十分となり、光ディスク用途としては、重要なレーザ光のビーム品質が、劣化する。特に、高NAレンズを有する集束光学系へ入射するビームのファーフィールドパターン(以下、FFP:Far Field Pattern)における局部的乱れが実用上問題となる。
特許第3455500号公報
本発明は、局部的乱れが低減されたFFPを有するリッジ導波路型の半導体レーザ装置を提供する。
本発明の一態様によれば、
第1導電型の第1クラッド層と、
前記第1クラッド層の上に設けられた活性層と、
前記活性層の上に設けられ、第1の端面から第2の端面に至るストライプ状のリッジ導波路を有する第2導電型の第2クラッド層と、
前記第2クラッド層よりも低い屈折率を有し、前記リッジ導波路の両側面と、前記リッジ導波路の上面の一部と、に設けられた誘電体膜と、
を備え、
前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成された形成領域と、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成されていない非形成領域と、が設けられ、
前記形成領域は、前記第1及び第2の端面の少なくともいずれかから前記リッジ導波路の長手方向に延在し、
前記非形成領域は、前記形成領域に隣接して前記リッジ導波路の長手方向に延在してなることを特徴とする半導体レーザ装置が提供される。
第1導電型の第1クラッド層と、
前記第1クラッド層の上に設けられた活性層と、
前記活性層の上に設けられ、第1の端面から第2の端面に至るストライプ状のリッジ導波路を有する第2導電型の第2クラッド層と、
前記第2クラッド層よりも低い屈折率を有し、前記リッジ導波路の両側面と、前記リッジ導波路の上面の一部と、に設けられた誘電体膜と、
を備え、
前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成された形成領域と、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成されていない非形成領域と、が設けられ、
前記形成領域は、前記第1及び第2の端面の少なくともいずれかから前記リッジ導波路の長手方向に延在し、
前記非形成領域は、前記形成領域に隣接して前記リッジ導波路の長手方向に延在してなることを特徴とする半導体レーザ装置が提供される。
本発明によれば、局部的乱れが低減されたFFPを有するリッジ導波路型の半導体レーザ装置が提供される。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる第1の具体例の半導体レーザ装置の積層構造をその端面側から眺めた正面図である。
また、図2は、本具体例の半導体レーザ装置の一部断面側面図である。すなわち、図2において、右側の一部に、図1のA−A線に沿った断面構造を表した。
また、図3は、図2のB−Bに沿った垂直断面図である。
図1は、本発明の実施の形態にかかる第1の具体例の半導体レーザ装置の積層構造をその端面側から眺めた正面図である。
また、図2は、本具体例の半導体レーザ装置の一部断面側面図である。すなわち、図2において、右側の一部に、図1のA−A線に沿った断面構造を表した。
また、図3は、図2のB−Bに沿った垂直断面図である。
まず、本具体例の半導体レーザ装置の構造について説明する。この半導体レーザ装置は、n型GaN基板1の上に、n型Al0.08Ga0.92Nクラッド層2(厚み0.2〜1.0μm)、n型GaN光ガイド層3(厚み0.01〜0.10μm)、In0.15Ga0.85N/In0.02Ga0.98N多重量子井戸(以下、MQW:Multi Quantum Well)活性層4、AlGaN拡散防止層51、p+型Al0.2Ga0.8Nオーバーフロー防止層5、p型GaN光ガイド層6(厚み0.01〜0.10μm)、p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層7(厚み0.5〜1.0μm)そしてp+型GaNコンタクト層(厚み0.02〜0.2μm)が順次積層された構造を有する。活性層4を構成するIn0.15Ga0.85N井戸層の厚みは、2〜5nmであり、In0.02Ga0.98N障壁層の厚みは3〜10nmである。また、井戸層の層数は、例えば2〜4層とすることができる。
そして、p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層7は、ストライプ状にパターニングされたリッジ導波路10を有する。
そして、p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層7は、ストライプ状にパターニングされたリッジ導波路10を有する。
このレーザは、活性層4のMQW構造に対応して400nm帯のレーザ光を図1の紙面に対して垂直方向に、活性層から放射する。なお、図1には、半導体の積層構造を表したが、実際のレーザチップの端面は、へきかい面とされ、その表面に適正な反射膜がコートされる場合が多い。
そして、本具体例においては、レーザ共振軸(図1及び図3において紙面に対して垂直な軸)に対する垂直断面の構造は、チップ端面(図1)と中心部(図3)とで異なる。すなわち、チップ端面においては、p側電極11は誘電体膜9と接しているのに対して、共振器の中央部においては、p側電極11はp+型GaNコンタクト層8と接している。
誘電体膜9は、リッジ導波路10の両側面を覆い、さらに、レーザ装置の両側端面の近傍において、リッジ導波路10の上面に選択的に設けられている。すなわち、リッジ導波路10の上面においては、誘電体膜9が設けられた形成領域10Aと、誘電体膜が設けられていない非形成領域10Bと、がある。形成領域10Aは、両側端面からそれぞれリッジ導波路10の長手方向に沿って長さL1、L2だけ延在している。非形成領域10Bは、これら形成領域10Aに隣接してリッジ導波路10の上面に設けられている。このような構造を採用することにより、局部的乱れが低減されたFFPを実現できる。
以下、この特徴点について、半導体レーザ装置の製造方法を参照しつつ詳細に説明する。 図4〜図7は、本具体例の半導体レーザ装置の製造プロセスの要部工程を表す工程斜視図である。
まず、図4に表したように、基板上に半導体多層膜を順次エピタキシャル成長させて積層体を形成する。なお、図4においては、活性層4、p型AlGaNクラッド層7及びp+型GaNコンタクト層8以外の層は省略した。
次に、図5に表したように、p+型GaNコンタクト層8とp型AlGaNクラッド層7を途中までエッチングすることにより、リッジを形成する。この時、図示の如く、リッジの上にコンタクト層8がストライプ上に残され、且つ、チップ両端面(すなわち共振器を形成するへきかい面となる部分)近傍のp+型GaNコンタクト層が所定の長さL1及びL2だけ除去される。ここで、L1とL2は必ずしも同じである必要はなく、それぞれ所定の範囲内に入っていればよい。こうして、台形断面を有するp型AlGaNからなるストライプ状のリッジ型導波路10が形成される(図5における縦線部)。このリッジ導波路により、横モード制御がなされるので、リッジ形状は重要であり、ドライエッチングによる高精度パターニングを用いることがより好ましい。
次に、図5に表したように、p+型GaNコンタクト層8とp型AlGaNクラッド層7を途中までエッチングすることにより、リッジを形成する。この時、図示の如く、リッジの上にコンタクト層8がストライプ上に残され、且つ、チップ両端面(すなわち共振器を形成するへきかい面となる部分)近傍のp+型GaNコンタクト層が所定の長さL1及びL2だけ除去される。ここで、L1とL2は必ずしも同じである必要はなく、それぞれ所定の範囲内に入っていればよい。こうして、台形断面を有するp型AlGaNからなるストライプ状のリッジ型導波路10が形成される(図5における縦線部)。このリッジ導波路により、横モード制御がなされるので、リッジ形状は重要であり、ドライエッチングによる高精度パターニングを用いることがより好ましい。
続いて、図6に表したように、誘電体膜の形成工程を実施する。すなわち、図5に例示した残されたp+型GaNコンタクト層8の上面以外の表面に誘電体膜9を形成する。誘電体膜9としては、例えば、厚み0.2〜0.7μm程度のAlN膜を形成することができる。この誘電体膜9は、ストライプ状のリッジ導波路10の両側を覆うように形成され、屈折率の違いによって光をリッジ型導波路10内に閉じ込める作用を有する。リッジ導波路10の上において誘電体膜9が設けられた領域が、図2に表した形成領域10Aに対応し、誘電体膜9が設けられていない領域が図2に表した非形成領域10Bに対応する。
この構造によれば、リッジ導波路10の幅Wにほぼ対応した活性層4の領域において発光が得られる。このようにして横モード制御が可能となり、キンクが抑制された広い出力範囲のビームが得られる。
この構造によれば、リッジ導波路10の幅Wにほぼ対応した活性層4の領域において発光が得られる。このようにして横モード制御が可能となり、キンクが抑制された広い出力範囲のビームが得られる。
次に、図7に表したように、露出しているp+型GaNコンタクト層8の上面および誘電体膜9が形成されたリッジ導波路の上部(チップ両端面近傍)にp側電極11を形成する。このとき、所定の長さL1及びL2を有するリッジ導波路端部領域には、p側電極11は必ずしも必要ではない。また、n型GaN基板1の下に、n側電極12を形成する。n側電極12としては、例えば、Ti,Pt,Au,Alなどの単層、複層あるいは合金からなる層を用いることができる。
以上説明した工程からも分かるように、本具体例の半導体レーザ装置においては、チップ端面においては、p側電極11は誘電体膜9と接しているのに対して、共振器の中央部においては、p側電極11はp+型GaNコンタクト層8と接している。
ここで、構成要素に関して、補足説明をする。
まず、p+型AlGaNオーバーフロー防止層5は、マグネシウム(Mg)などが高濃度でドープされており、主としてn型GaN基板側からの電子流のオーバーフローを防止して、高温における不要な電流増加を抑制する。
まず、p+型AlGaNオーバーフロー防止層5は、マグネシウム(Mg)などが高濃度でドープされており、主としてn型GaN基板側からの電子流のオーバーフローを防止して、高温における不要な電流増加を抑制する。
また、MQW活性層4までは、比較的低温で(例えば、摂氏1000度未満)で結晶成長ができるが、p+型AlGaNオーバーフロー層5、p型GaN光ガイド層6、及びp型AlGaNクラッド層などは、より高い温度で結晶成長する必要がある。このとき、p+型オーバーフロー層7中に高濃度ドープされたMgが活性層4などに拡散することを防止するために、AlGaN拡散防止層51を設ける。
また、n型AlGaNクラッド層2及びp型AlGaNクラッド層7は、層厚1〜5nmのAlGaN層とGaN層を交互に成長した超格子層としても良い。こうすると、格子不整合などによるストレスが緩和(すなわちクラック防止など)され、また、動作電圧を低減ができる。例えば、幅2.5nmのGaNと幅2.5nmのAl0.1Ga0.9Nを交互に200組積層することにより、厚み1μmのクラッド層が実現できる。さらに、GaN層には、Mgを変調ドープすると一層効果が高まる。
さらに、誘電体膜9としては、AlN(屈折率約2.2)の他にも、例えば、Ta2O5(屈折率約2.3)、TiO2(屈折率約2.3)、SiN(屈折率約1.9〜2.1)、Al2O3(屈折率約1.7)、SiO2(屈折率約1.5)などを用いることができる。なお、ここで表した屈折率は、いずれも波長400nmにおける代表値である。
次に、本具体例の半導体レーザ装置の特性について説明する。
図8は、半導体レーザ装置を光ディスク用に用いる場合に重要なビームのFFPを説明するための模式図である。
半導体レーザ装置20から放射されるビームは、チップから離れるに従い広がる。この時、ヘテロ接合面に対して垂直な方向へのビーム広がり角のほうが、水平な方向への広がり角より、一般的には大きくなる。ここで、垂直軸に沿った光の相対放射強度の分布を測定して、ピーク値の50%となる角度θvを、垂直方向の半値全角(FMHM:Full Width at Half Maximum)とする。また、水平軸に沿った光の相対放射強度の分布を測定して、ピーク値の50%となる角度θhを、水平方向のFMHMとする。これらθvとθhが、光学系に結合しやすい範囲にあることと、FFPのパターンに局所的な乱れがないことが、光ディスク用途では重要である。
図8は、半導体レーザ装置を光ディスク用に用いる場合に重要なビームのFFPを説明するための模式図である。
半導体レーザ装置20から放射されるビームは、チップから離れるに従い広がる。この時、ヘテロ接合面に対して垂直な方向へのビーム広がり角のほうが、水平な方向への広がり角より、一般的には大きくなる。ここで、垂直軸に沿った光の相対放射強度の分布を測定して、ピーク値の50%となる角度θvを、垂直方向の半値全角(FMHM:Full Width at Half Maximum)とする。また、水平軸に沿った光の相対放射強度の分布を測定して、ピーク値の50%となる角度θhを、水平方向のFMHMとする。これらθvとθhが、光学系に結合しやすい範囲にあることと、FFPのパターンに局所的な乱れがないことが、光ディスク用途では重要である。
図9は、本具体例の半導体レーザ装置の垂直方向FFPを表すグラフ図である。
また、図10は、同じく水平方向のFFPを表すグラフ図である。
これらの図面から、FFPは、垂直方向、水平方向ともにパターンに乱れがないことが分かる。また、θvは約20度、θhは約10度であり、次世代DVDに用いられる400nm帯の光学系仕様を満足できる値であることが分かる。
また、図10は、同じく水平方向のFFPを表すグラフ図である。
これらの図面から、FFPは、垂直方向、水平方向ともにパターンに乱れがないことが分かる。また、θvは約20度、θhは約10度であり、次世代DVDに用いられる400nm帯の光学系仕様を満足できる値であることが分かる。
次に、本発明者が本発明に至る過程で検討した比較例の半導体レーザ装置の構造及び代表的特性であるFFPについて説明する。
図11は、比較例の半導体レーザ装置を表す斜視図である。
また、図12は、図11のA−A線に沿った垂直断面図である。
なお、これらの図面については、図1乃至図10に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
図11は、比較例の半導体レーザ装置を表す斜視図である。
また、図12は、図11のA−A線に沿った垂直断面図である。
なお、これらの図面については、図1乃至図10に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
本比較例においては、p型AlGaNからなるリッジ導波路10は、図12の紙面に垂直な軸(すなわち、レーザ共振器の軸)に沿って、同一である。図11の任意の断面で切断しても、p型GaNコンタクト層8はp型AlGaNクラッド層7と接している。一般に、AlGaNはGaNと格子定数が異なるので、p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層7を1μm以上の厚みに欠陥なく成長することは困難である。一方、p+型GaNコンタクト層8は、p型Al0.08Ga0.92Nクラッド層7よりも屈折率が大きいため、厚みが充分でないp型AlGaNクラッド層7からはみ出した導波モードが、p+型GaNコンタクト層8に滲みだす。
図13は、本比較例の半導体レーザ装置の垂直方向FFPを表すグラフ図である。
また、図14は、この比較例の水平方向のFFPを表すグラフ図である。
本比較例の半導体レーザ装置の場合、図13に例示したように、10度付近において垂直方向FFPに乱れが生じている。また、図14に例示したように、水平方向FFPも、中心付近において乱れを生じる。このようなFFPの乱れは、ディスクの片面に約10GB(ギガバイト)という高密度記録をする光ピックアップの光源としては、フォーカスエラーやトラッキングエラーの検出に誤差を生じるだけでなく、信号検出にもエラーを引き起こす。また、書き換え型の場合は、記録媒体上の記録層を溶融・再結晶する必要があるので、記録層温度を精密に制御することが必要である。しかし、FFPに不規則な乱れを生じるビームスポットでは、記録層温度の精密制御が極めて困難である。
また、図14は、この比較例の水平方向のFFPを表すグラフ図である。
本比較例の半導体レーザ装置の場合、図13に例示したように、10度付近において垂直方向FFPに乱れが生じている。また、図14に例示したように、水平方向FFPも、中心付近において乱れを生じる。このようなFFPの乱れは、ディスクの片面に約10GB(ギガバイト)という高密度記録をする光ピックアップの光源としては、フォーカスエラーやトラッキングエラーの検出に誤差を生じるだけでなく、信号検出にもエラーを引き起こす。また、書き換え型の場合は、記録媒体上の記録層を溶融・再結晶する必要があるので、記録層温度を精密に制御することが必要である。しかし、FFPに不規則な乱れを生じるビームスポットでは、記録層温度の精密制御が極めて困難である。
この比較例に対して、図1乃至図10に関して前述した本具体例の半導体レーザ装置の場合、FFPの乱れは非常に小さい。これは、本具体例の場合、端面の付近において、p型AlGaN層7の上に、誘電体膜9(例えば、厚さ0.2〜0.7μm)が設けられているからである。すなわち、AlGaNはGaNと格子定数が異なるので、p型AlGaN層7を1μm以上の厚みに欠陥なく成長することは困難である。このため、p型AlGaN層7の厚みは、活性層4の垂直方向に光を閉じ込めるためには不十分である。これに対して、本具体例によれば、端面近傍において、誘電体膜9をリッジの上に積層させることにより、光の閉じこめを確実に行うことができる。
リッジの上に設ける誘電体膜9の長手方向の長さL1及びL2は、両端面から5〜50μmの範囲とすることが望ましい。5μm以下であるとFFPの乱れを抑制しきれず、出射光が乱れる。また、50μm以上とすると、コンタクト層のコンタクト長さが短くなって動作電圧の上昇を招くおそれがあるからである。リッジ導波路上の端部領域に設けられた誘電体膜9の屈折率を、その下に設けられるp型AlGaNクラッド層7の屈折率(約2.5)よりも小さく選ぶことにより、適正な光閉じ込めができる。この結果、FFPの乱れを低減できる。一方、誘電体膜9の屈折率が小さすぎると、誘電体膜側における光閉じ込めが強くなりすぎてFFPが垂直方向に非対称となる。極端な非対称は絞られたビームも非対称となるので、例えば書き換え時のパワー制御を困難にするなどの欠点となる。
FFPの乱れを低減するためには、誘電膜として、SiN(屈折率約1.9〜2.1)、Al2O3(約1.7)、SiO2(約1.5)などでも良い。しかし、屈折率が2.0以上であるAlN(約2.2)、Ta2O5(約2.3)、TiO2(約2.3)などを用いると、さらにFFPを対称形状にできるので、一層好ましい。
図15は、本具体例の変形例にかかる半導体レーザ装置の一部断面側面図である。同図についても、図1乃至図14に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、リッジ導波路10の上において、出射側端面30の近傍領域のみに誘電体膜9が設けられている。つまり、出射側端面30とは反対側の端面の近傍においては、導波路10の上に誘電体膜9は設けられていない。出射側端面とは反対側の端面から放射される光は、レーザ出力のモニタなどには使われるが、ディスク面に照射されることはないので、FFPの乱れは実用上問題にはならない。また、このようにすると、コンタクト層8のコンタクト面積を拡大できるので、動作電圧を下げることが可能である。
本変型例においては、リッジ導波路10の上において、出射側端面30の近傍領域のみに誘電体膜9が設けられている。つまり、出射側端面30とは反対側の端面の近傍においては、導波路10の上に誘電体膜9は設けられていない。出射側端面とは反対側の端面から放射される光は、レーザ出力のモニタなどには使われるが、ディスク面に照射されることはないので、FFPの乱れは実用上問題にはならない。また、このようにすると、コンタクト層8のコンタクト面積を拡大できるので、動作電圧を下げることが可能である。
以上説明したように、本発明の具体例および変形例によれば、リッジ導波路側面を覆う誘電体膜の屈折率をp型クラッド層のそれより低くし、少なくとも一方の光出射側端部領域において、p+型コンタクト層を選択的に除去して露出したp型クラッド層上面に前記誘電体膜を延在させた半導体レーザ装置が提供される。この結果、光出射側端部領域において、p型クラッド層から光の滲み出しがあっても、屈折率の低い誘電体膜により光閉じ込めができて、FFPの乱れを抑制できる。FFP乱れのないレーザ光を高NAレンズ系で集束することにより、次世代DVD用の大容量光ディスク駆動装置が可能となる。特に、格子不整合のため厚いp型層が得られにくいGaN系材料を用いる半導体レーザ装置においては、一層効果が大きい。
なお、上記具体例においては、GaN基板上へ結晶成長する構造に関して説明した。しかし、これに限定されることはなく、例えば、サファイヤ基板上へ、いわゆるELOG(Epitaxial Lateral Over Growth)などを用いて結晶成長する構造に対しても、同様に適用できる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態を説明した。しかし、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。
例えば、レーザを構成する半導体材料として用いることが出来るものは、窒化物半導体に限定されず、GaAlAs系、InGaAlP系、InP系を含むIII―VおよびII―VI族化合物半導体を用いた物であっても良い。
その他、リッジ導波路型の半導体レーザ装置を構成する各要素の、サイズ・材質・配置関係などに関して、当業者が各種の設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を有する限りにおいて本発明の範囲に包含される。
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、InxAlyGa1−x−yN(0≦x≦1,0≦y≦1,x+y≦1)なる化学式において組成比x及びyをそれぞれの範囲内で変化させたすべての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、N(窒素)以外のV族元素もさらに含むものや、導電型などを制御するために添加される各種のドーパントのいずれかをさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
1 n型GaN基板
2 n型AlGaNクラッド層
3 n型GaNガイド層
4 MQW活性層
5 p+型AlGaNオーバーフロー防止層
6 p型GaNガイド層
7 p型AlGaNガイド層
8 p+GaNコンタクト層
9 誘電体膜
10 リッジ導波路
11 p側電極
12 n側電極
20 半導体レーザ装置
30 光出射側端面
51 AlGaN拡散防止層
2 n型AlGaNクラッド層
3 n型GaNガイド層
4 MQW活性層
5 p+型AlGaNオーバーフロー防止層
6 p型GaNガイド層
7 p型AlGaNガイド層
8 p+GaNコンタクト層
9 誘電体膜
10 リッジ導波路
11 p側電極
12 n側電極
20 半導体レーザ装置
30 光出射側端面
51 AlGaN拡散防止層
Claims (5)
- 第1導電型の第1クラッド層と、
前記第1クラッド層の上に設けられた活性層と、
前記活性層の上に設けられ、第1の端面から第2の端面に至るストライプ状のリッジ導波路を有する第2導電型の第2クラッド層と、
前記第2クラッド層よりも低い屈折率を有し、前記リッジ導波路の両側面と、前記リッジ導波路の上面の一部と、に設けられた誘電体膜と、
を備え、
前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成された形成領域と、前記リッジ導波路の前記上面において前記誘電体膜が形成されていない非形成領域と、が設けられ、
前記形成領域は、前記第1及び第2の端面の少なくともいずれかから前記リッジ導波路の長手方向に延在し、
前記非形成領域は、前記形成領域に隣接して前記リッジ導波路の長手方向に延在してなることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 前記活性層及び前記第2クラッド層は、窒化物半導体からなることを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。
- 前記非形成領域に、前記第2クラッド層よりもバンドギャップの小さい第2導電型のコンタクト層が設けられてな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装置。
- 前記形成領域の前記長手方向の長さは、5.0マイクロメータ以上50マイクロメータ以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体レーザ装置。
- 前記誘電体膜は、AlN、Ta2O5、TiO2、Si3N4、Al2O3及びSiO2よりなるなる群から選択されたいずれかからなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体レーザ装置。
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