JP2007317804A - Semiconductor laser device, manufacturing method therefor, and semiconductor laser gyro using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体レーザ装置およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体レーザジャイロに関する。 The present invention relates to a semiconductor laser device, a manufacturing method thereof, and a semiconductor laser gyro using the same.
従来から、平面形状がスタジアム状である共振器を備える半導体レーザ装置が知られている(特許文献1)。この半導体レーザ装置では、外側にふくらんだ形状を有する端面から複数のレーザ光が出射される。この半導体装置の端面に所望の反射率を有するミラーを形成する場合、そのミラーは、所定の厚さの誘電体層を端面の上に積層することによって形成される。
しかし、従来の方法では、均一な厚さの誘電体層を曲面に形成することが難しいため、設計通りの特性を有するミラーを形成することが難しかった。 However, in the conventional method, it is difficult to form a dielectric layer having a uniform thickness on a curved surface, and thus it is difficult to form a mirror having the characteristics as designed.
このような状況において、本発明の目的の1つは、好ましい誘電体膜を端面に備える半導体レーザ装置を製造する方法を提供することである。また、本発明の目的の1つは、好ましい誘電体膜を端面に備える半導体レーザ装置、およびそれを用いた半導体レーザジャイロを提供することである。 Under such circumstances, one of the objects of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor laser device having a preferable dielectric film on the end face. Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser device having a preferable dielectric film on its end face, and a semiconductor laser gyro using the semiconductor laser device.
上記目的を達成するため、互いに対向する第1および第2の端面を備え、前記第1の端面からレーザ光を出射する半導体レーザ装置を製造するための本発明の方法は、
(i)基板上に、活性層を含む半導体多層膜を形成する工程と、
(ii)前記半導体多層膜をエッチングすることによって、外側に向かって凸の曲面を有するように前記第1および第2の端面を露出させる工程と、
(iii)気相成長法によって前記第2の端面に誘電体膜(A)を堆積させる工程とを含む。そして、前記(iii)の工程は、前記半導体多層膜の上面側を第1の板で押さえ、前記基板の裏面側を第2の板で押さえた状態であって、且つ前記第2の端面が前記第1の板よりも20μm以上突出した状態で行われる。
In order to achieve the above object, a method of the present invention for manufacturing a semiconductor laser device having first and second end faces facing each other and emitting laser light from the first end face comprises:
(I) forming a semiconductor multilayer film including an active layer on a substrate;
(Ii) exposing the first and second end faces so as to have an outwardly convex curved surface by etching the semiconductor multilayer film;
(Iii) depositing a dielectric film (A) on the second end face by a vapor deposition method. The step (iii) is a state in which the upper surface side of the semiconductor multilayer film is pressed by a first plate and the back surface side of the substrate is pressed by a second plate, and the second end surface is It is performed in a state of protruding by 20 μm or more from the first plate.
本発明の製造方法で製造された半導体レーザ装置は、本発明の半導体レーザ装置の一例である。 The semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method of the present invention is an example of the semiconductor laser device of the present invention.
また、別の観点では、本発明の半導体レーザ装置は、活性層を含む半導体多層膜を備える半導体レーザ装置であって、前記活性層は、互いに対向する第1および第2の端面と、互いに対向する第3および第4の端面とを有し、前記第1および第2の端面は外側に向かって凸の曲面であり、前記第1、第2、第3および第4の端面は、それぞれ、仮想の菱形の第1、第2、第3および第4の頂点の位置に存在し、前記半導体多層膜の表面のうち、前記第1の頂点と前記第2の頂点とを結ぶ対角線に垂直であって前記第2の頂点に接する仮想の第1の平面と、前記第1の平面を前記第1の頂点側に20μm平行移動させた仮想の第2の平面との間に存在する表面の全体に誘電体膜(A)が形成されている。 In another aspect, the semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device including a semiconductor multilayer film including an active layer, and the active layer is opposed to first and second end faces facing each other. And the first and second end surfaces are curved outwardly convex, and the first, second, third and fourth end surfaces are respectively It exists in the position of the 1st, 2nd, 3rd and 4th vertex of a virtual rhombus, and is perpendicular to the diagonal line connecting the 1st vertex and the 2nd vertex among the surfaces of the semiconductor multilayer film The entire surface existing between the virtual first plane in contact with the second vertex and the virtual second plane obtained by translating the first plane toward the first vertex by 20 μm. A dielectric film (A) is formed.
上記本発明の半導体レーザ装置では、前記仮想の菱形の辺に沿って時計回りに伝搬するレーザ光(L1)の一部が、前記第1の端面から第1のレーザ光として出射され、前記仮想の菱形の辺に沿って反時計回りに伝搬するレーザ光(L2)の一部が、前記第1の端面から第2のレーザ光として出射される。 In the semiconductor laser device of the present invention, a part of the laser beam (L1) propagating clockwise along the side of the virtual rhombus is emitted as the first laser beam from the first end face, A part of the laser beam (L2) propagating counterclockwise along the rhomboid side is emitted as the second laser beam from the first end face.
また、本発明の半導体レーザジャイロは、第1および第2のレーザ光を出射する半導体レーザ装置と光検出器とを備える半導体レーザジャイロであって、前記光検出器は、前記第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されており、前記半導体レーザ装置が、第1および第2のレーザ光を出射する上記本発明の半導体レーザ装置である。 The semiconductor laser gyro of the present invention is a semiconductor laser gyro comprising a semiconductor laser device that emits first and second laser beams and a photodetector, and the photodetector includes the first and second lasers. The semiconductor laser device according to the present invention is arranged at a position where interference fringes are formed by the laser beam, and the semiconductor laser device emits first and second laser beams.
本発明によれば、好ましい誘電体膜を端面に備える半導体レーザ装置、およびそれを用いた半導体レーザジャイロが得られる。 According to the present invention, a semiconductor laser device having a preferable dielectric film on its end face and a semiconductor laser gyro using the same can be obtained.
以下、本発明について例を挙げて説明する。ただし、本発明は以下で述べる例には限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described with examples. However, the present invention is not limited to the examples described below.
[半導体レーザ装置の製造方法]
本発明の方法は、互いに対向する第1および第2の端面を備え、その第1の端面からレーザ光を出射する半導体レーザ装置を製造する方法である。この半導体レーザ装置は、活性層と活性層の両側に配置された光閉じ込め層とによって構成される共振器(キャビティー)を備える。
[Method for Manufacturing Semiconductor Laser Device]
The method of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor laser device that includes first and second end faces facing each other and that emits laser light from the first end face. This semiconductor laser device includes a resonator (cavity) including an active layer and optical confinement layers arranged on both sides of the active layer.
この共振器の平面形状は、長方形の短辺を外側にふくらませた形状を有する第1の領域を含む。外側にふくらんだ短辺の部分が、第1および第2の端面の部分となる。共振器の形状は後述する。 The planar shape of the resonator includes a first region having a shape in which a rectangular short side is expanded outward. The short side portions that bulge outward are the first and second end face portions. The shape of the resonator will be described later.
この製造方法では、工程(i)において、基板上に、活性層を含む半導体多層膜を形成する。半導体多層膜は、活性層の両側に配置された光閉じ込め層を含む。光閉じ込め層は、活性層よりも屈折率が低いクラッド層を含む。活性層の構造に限定はなく、単一の量子井戸型の活性層であってもよいし、多重量子井戸型の活性層であってもよい。また、量子ドットや量子細線を用いた活性層であってもよい。 In this manufacturing method, in step (i), a semiconductor multilayer film including an active layer is formed on a substrate. The semiconductor multilayer film includes light confinement layers disposed on both sides of the active layer. The optical confinement layer includes a cladding layer having a refractive index lower than that of the active layer. There is no limitation on the structure of the active layer, and it may be a single quantum well type active layer or a multiple quantum well type active layer. Further, an active layer using quantum dots or quantum wires may be used.
活性層を構成する材料は、出力させるレーザ光の波長に応じて選択すればよい。たとえば、1200nmよりも長い波長のレーザ光を出射させる場合には、InP基板上に形成されたGaInAsPを用いてもよい。また、波長が780nm〜1200nmの範囲のレーザ光を出射させる場合には、GaAs基板上に形成されたInGaAs/AlGaAsを用いてもよい。また、波長が630nm〜680nmの範囲のレーザ光を出射させる場合には、GaAs基板上に形成されたAlGaInPを用いてもよい。また、青色の波長域のレーザ光を出射させる場合には、GaInN/AlGaNを用いてもよい。 What is necessary is just to select the material which comprises an active layer according to the wavelength of the laser beam to output. For example, when emitting laser light having a wavelength longer than 1200 nm, GaInAsP formed on an InP substrate may be used. In addition, when emitting laser light having a wavelength in the range of 780 nm to 1200 nm, InGaAs / AlGaAs formed on a GaAs substrate may be used. Moreover, when emitting laser light having a wavelength in the range of 630 nm to 680 nm, AlGaInP formed on a GaAs substrate may be used. In addition, GaInN / AlGaN may be used when emitting laser light in a blue wavelength region.
半導体多層膜の形成方法に限定はなく、半導体装置の製造方法で用いられる一般的な方法を適用できる。 There is no limitation on the method for forming the semiconductor multilayer film, and a general method used in a method for manufacturing a semiconductor device can be applied.
次に、半導体多層膜をエッチングすることによって、外側に向かって凸の曲面を有するように第1および第2の端面を露出させる(工程(ii))。このとき、半導体多層膜は、エッチングによって露出するその端面が、基板表面に対してほぼ垂直になるようにエッチングされる。このエッチングによって、半導体多層膜を所定の共振器の形状にする。エッチングの方法に限定はなく、半導体装置の製造方法で用いられている一般的な方法を適用できる。 Next, by etching the semiconductor multilayer film, the first and second end faces are exposed so as to have a convex curved surface toward the outside (step (ii)). At this time, the semiconductor multilayer film is etched such that the end surface exposed by etching is substantially perpendicular to the substrate surface. By this etching, the semiconductor multilayer film is formed into a predetermined resonator shape. There is no limitation on the etching method, and a general method used in a method for manufacturing a semiconductor device can be applied.
次に、気相成長法によって第2の端面に誘電体膜(A)を堆積させる(工程(iii))。この工程(iii)は、半導体多層膜の上面側を第1の板で押さえ、基板の裏面側を第2の板で押さえた状態であって、且つ第2の端面が第1の板よりも20μm以上(たとえば25μm以上、または30μm以上、または40μm以上)突出した状態で行われる。 Next, a dielectric film (A) is deposited on the second end face by a vapor deposition method (step (iii)). This step (iii) is a state in which the upper surface side of the semiconductor multilayer film is pressed by the first plate and the back surface side of the substrate is pressed by the second plate, and the second end surface is more than the first plate. It is performed in a protruding state of 20 μm or more (for example, 25 μm or more, 30 μm or more, or 40 μm or more).
本発明の製造方法では、工程(ii)ののちであって工程(iii)の前または後に、気相成長法によって第1の端面に誘電体膜(B)を堆積させる工程(a)を行ってもよい。この工程(a)は、半導体多層膜の上面側を第1の板で押さえ、基板の裏面側を第2の板で押さえた状態であって、且つ第1の端面が第1の板よりも20μm以上(たとえば25μm以上、または30μm以上、または40μm以上)突出した状態で行われる。 In the manufacturing method of the present invention, after the step (ii) and before or after the step (iii), the step (a) of depositing the dielectric film (B) on the first end face by the vapor phase growth method is performed. May be. This step (a) is a state in which the upper surface side of the semiconductor multilayer film is pressed by the first plate and the back surface side of the substrate is pressed by the second plate, and the first end surface is more than the first plate. It is performed in a protruding state of 20 μm or more (for example, 25 μm or more, 30 μm or more, or 40 μm or more).
誘電体膜(A)および(B)の成膜方法に限定はなく、半導体装置の製造方法で用いられる一般的な気相成長法を適用できる。この気相成長法は、化学的気相成長法であってもよいし、物理的気相成長法であってもよい。化学的気相成長法としては、たとえば、プラズマCVD法や熱CVD法などのCVD法を用いてもよい。また、物理的気相成長法としては、たとえば、電子線スパッタ法や、ECRプラズマスパッタ法などのスパッタ法や、真空蒸着法を用いてもよい。 There is no limitation on the method of forming the dielectric films (A) and (B), and a general vapor phase growth method used in a method for manufacturing a semiconductor device can be applied. This vapor deposition method may be a chemical vapor deposition method or a physical vapor deposition method. As the chemical vapor deposition method, for example, a CVD method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method may be used. As the physical vapor deposition method, for example, a sputtering method such as an electron beam sputtering method, an ECR plasma sputtering method, or a vacuum evaporation method may be used.
誘電体膜(A)は反射膜または反射防止膜である。誘電体膜(A)は、複数の誘電体層からなる誘電体多層膜であってもよいし、単層の誘電体層であってもよい。誘電体膜(B)は、反射膜または反射防止膜である。誘電体膜(B)は、複数の誘電体層からなる誘電体多層膜であってもよいし、単層の誘電体層であってもよい。誘電体膜(A)および誘電体膜(B)は、共に反射膜であってもよい。また、誘電体膜(A)が反射膜であり、誘電体膜(B)が反射防止膜であってもよい。いずれの場合においても、誘電体膜(A)および誘電体膜(B)が共に複数の誘電体層からなる誘電体多層膜であってもよいし、共に単層の誘電体層であってもよいし、一方が複数の誘電体層からなる誘電体多層膜で他方が単層の誘電体層であってもよい。 The dielectric film (A) is a reflection film or an antireflection film. The dielectric film (A) may be a dielectric multilayer film composed of a plurality of dielectric layers, or a single dielectric layer. The dielectric film (B) is a reflection film or an antireflection film. The dielectric film (B) may be a dielectric multilayer film composed of a plurality of dielectric layers, or a single dielectric layer. Both the dielectric film (A) and the dielectric film (B) may be reflective films. Further, the dielectric film (A) may be a reflection film, and the dielectric film (B) may be an antireflection film. In either case, both the dielectric film (A) and the dielectric film (B) may be a dielectric multilayer film composed of a plurality of dielectric layers, or both may be a single dielectric layer. Alternatively, one may be a dielectric multilayer film composed of a plurality of dielectric layers, and the other may be a single dielectric layer.
反射膜または反射防止膜として機能する誘電体膜の構造には、反射膜または反射防止膜として公知の構造を適用できる。たとえば、高反射膜として機能する誘電体膜は、レーザ光の波長λにおける屈折率がnHで厚さがλ/4nHである高屈折率層と、波長λにおける屈折率がnLで厚さがλ/4nLである低屈折率層とを交互に複数層積層した構造を有してもよい。高屈折率層の材料には、たとえば、アモルファスシリコン(以下、「α−Si層」と記載する場合がある)や、TiO2を用いることができる。低屈折率層の材料には、たとえば、SiO2、Si3N4、Al2O3などを用いることができる。 As the structure of the dielectric film functioning as the reflection film or the antireflection film, a known structure can be applied as the reflection film or the antireflection film. For example, a dielectric film functioning as a highly reflective film includes a high refractive index layer having a refractive index of nH and a thickness of λ / 4nH at a wavelength λ of laser light, a refractive index of nL and a thickness of λ at a wavelength λ. It may have a structure in which a plurality of low refractive index layers having a thickness of / 4 nL are alternately stacked. As the material for the high refractive index layer, for example, amorphous silicon (hereinafter sometimes referred to as “α-Si layer”) or TiO 2 can be used. The material of the low refractive index layer, for example, can be used as SiO 2, Si 3 N 4, Al 2 O 3.
また、反射防止膜として機能する誘電体膜には、たとえば、厚さがλ/4n(nはレーザ光の波長λにおける層の屈折率である)の単層膜を用いてもよい。また、反射防止膜として、高屈折率層(波長λにおける屈折率:nH)と低屈折率層(波長λにおける屈折率:nL)とを、低屈折率層(厚さ:λ/4nL)、高屈折率層(厚さ:λ/2nH)、低屈折率層(厚さ:λ/4nL)の順で積層した誘電体多層膜を用いてもよい。この誘電体多層膜によれば、広い波長帯域にわたって反射防止の効果が得られる。 For the dielectric film functioning as an antireflection film, for example, a single layer film having a thickness of λ / 4n (n is the refractive index of the layer at the wavelength λ of the laser light) may be used. Further, as an antireflection film, a high refractive index layer (refractive index at wavelength λ: nH) and a low refractive index layer (refractive index at wavelength λ: nL), a low refractive index layer (thickness: λ / 4 nL), A dielectric multilayer film in which a high refractive index layer (thickness: λ / 2 nH) and a low refractive index layer (thickness: λ / 4 nL) are stacked in this order may be used. According to this dielectric multilayer film, an antireflection effect can be obtained over a wide wavelength band.
誘電体膜(A)は、誘電体膜(A)を構成する材料物質が飛来する方向に第2の端面を向けた状態で形成される。たとえば、プラズマCVD法で誘電体膜(A)を形成する場合、第2の端面がプラズマ領域に向かって配置された状態で、誘電体膜(A)を堆積させる。同様に、誘電体膜(B)は、誘電体膜(B)を構成する材料物質が飛来する方向に第1の端面を向けた状態で形成される。 The dielectric film (A) is formed in a state where the second end face is directed in the direction in which the material substance constituting the dielectric film (A) is flying. For example, when the dielectric film (A) is formed by plasma CVD, the dielectric film (A) is deposited in a state where the second end face is disposed toward the plasma region. Similarly, the dielectric film (B) is formed in a state where the first end face is directed in the direction in which the material substance constituting the dielectric film (B) is flying.
[半導体レーザ装置]
本発明の半導体レーザ装置は、活性層を含む半導体多層膜を備える半導体レーザ装置である。この半導体レーザ装置は、上記製造方法で形成される。
[Semiconductor laser device]
The semiconductor laser device of the present invention is a semiconductor laser device including a semiconductor multilayer film including an active layer. This semiconductor laser device is formed by the above manufacturing method.
活性層は、互いに対向する第1および第2の端面と、互いに対向する第3および第4の端面とを有する。第1および第2の端面は外側に向かって凸の曲面である。第1、第2、第3および第4の端面は、それぞれ、仮想の菱形の第1、第2、第3および第4の頂点の位置に存在する。 The active layer has first and second end faces that face each other, and third and fourth end faces that face each other. The first and second end surfaces are curved surfaces that protrude outward. The first, second, third, and fourth end faces respectively exist at the positions of the first, second, third, and fourth vertices of the virtual rhombus.
活性層およびその両側に配置された光閉じ込め層によって構成される共振器は、2次元的に広がった形状を有する。この共振器の平面形状は、長方形の短辺を外側に膨らませた形状を含む。外側に膨らんだ短辺の部分が、第1および第2の端面に相当する。 The resonator constituted by the active layer and the optical confinement layers disposed on both sides thereof has a shape that spreads two-dimensionally. The planar shape of the resonator includes a shape in which a rectangular short side is expanded outward. The short side portion bulging outward corresponds to the first and second end faces.
半導体多層膜の表面のうち、第1の頂点と第2の頂点とを結ぶ対角線に垂直であって第2の頂点に接する仮想の第1の平面と、第1の平面を第1の頂点側に距離Hだけ平行移動させた仮想の第2の平面との間に存在する表面の全体に、誘電体膜(A)が形成されている。換言すれば、半導体多層膜の表面のうち、第1の頂点と第2の頂点とを結ぶ対角線に垂直であって第2の頂点から距離Hだけ離れた仮想の第2の平面よりも第2の頂点側に存在する表面の全体に、誘電体膜(A)が形成されている。 Of the surface of the semiconductor multilayer film, a virtual first plane that is perpendicular to the diagonal line connecting the first vertex and the second vertex and is in contact with the second vertex, and the first plane on the first vertex side A dielectric film (A) is formed on the entire surface existing between a virtual second plane translated by a distance H. In other words, the second surface of the surface of the semiconductor multilayer film is second than the virtual second plane that is perpendicular to the diagonal line connecting the first vertex and the second vertex and is separated from the second vertex by the distance H. A dielectric film (A) is formed on the entire surface existing on the apex side.
距離Hは、少なくとも20μmであり、たとえば25μmや30μmや40μmである。距離Hの上限に特に限定はないが、製造の容易さや放熱性を考慮して、共振器長(距離L)の10分の1以下としてもよい。たとえば、距離Lが600μmである場合には、距離Hを60μm以下としてもよい。なお、誘電体膜(A)は、第1の平面と第2の平面との間の領域に加え、それ以外の領域に形成されていてもよい。 The distance H is at least 20 μm, for example, 25 μm, 30 μm, or 40 μm. The upper limit of the distance H is not particularly limited, but may be set to 1/10 or less of the resonator length (distance L) in consideration of ease of manufacture and heat dissipation. For example, when the distance L is 600 μm, the distance H may be 60 μm or less. The dielectric film (A) may be formed in a region other than the region between the first plane and the second plane.
本発明の半導体レーザ装置では、半導体多層膜の表面のうち、第1の頂点と第2の頂点とを結ぶ対角線に垂直であって第1の頂点に接する仮想の第3の平面と、第3の平面を第2の頂点側に距離H’だけ平行移動させた仮想の第4の平面との間に存在する表面の全体に、誘電体膜(B)が形成されていてもよい。換言すれば、半導体多層膜の表面のうち、第1の頂点と第2の頂点とを結ぶ対角線に垂直であって第1の頂点から距離H’だけ離れた仮想の第4の平面よりも第1の頂点側に存在する表面の全体に、誘電体膜(A)が形成されている。 In the semiconductor laser device of the present invention, a virtual third plane perpendicular to the diagonal line connecting the first vertex and the second vertex of the surface of the semiconductor multilayer film and in contact with the first vertex; The dielectric film (B) may be formed on the entire surface existing between the second plane and the virtual fourth plane that is translated by the distance H ′ to the second vertex side. In other words, out of the surface of the semiconductor multilayer film, it is perpendicular to the diagonal line connecting the first vertex and the second vertex and is away from the virtual fourth plane separated by the distance H ′ from the first vertex. A dielectric film (A) is formed on the entire surface existing on the apex side of 1.
距離H’は、少なくとも20μmであり、たとえば25μmや30μmや40μmである。距離H’の上限に特に限定はないが、製造の容易さや放熱性を考慮して、共振器長(距離L)の10分の1以下としてもよい。たとえば、距離Lが600μmである場合には、距離H’を60μm以下としてもよい。なお、誘電体膜(B)は、第3の平面と第4の平面との間の領域に加え、それ以外の領域に形成されていてもよい。誘電体膜(A)および誘電体膜(B)については、上述したため重複する説明を省略する。 The distance H ′ is at least 20 μm, for example, 25 μm, 30 μm, or 40 μm. The upper limit of the distance H ′ is not particularly limited, but may be set to 1/10 or less of the resonator length (distance L) in consideration of ease of manufacture and heat dissipation. For example, when the distance L is 600 μm, the distance H ′ may be 60 μm or less. The dielectric film (B) may be formed in a region other than the region between the third plane and the fourth plane. Since the dielectric film (A) and the dielectric film (B) have been described above, redundant description will be omitted.
本発明の半導体レーザ装置では、上記仮想の菱形の辺に沿って時計回りに伝搬するレーザ光(L1)の一部が、第1の端面から第1のレーザ光として出射され、仮想の菱形の辺に沿って反時計回りに伝搬するレーザ光(L2)の一部が、第1の端面から第2のレーザ光として出射されてもよい。この場合、上記仮想の菱形の辺の部分に対応する位置に集中的に電流を注入できるように電極が形成される。具体的には、半導体多層膜上に形成される電極は、仮想の菱形の辺に対応する形状を有するコンタクト領域において半導体多層膜と接触する。このコンタクト領域は、それを膜厚方向に投影したときに仮想の菱形の辺の50%以上(好ましくは、70%以上でより好ましくは90%以上)をカバーする。 In the semiconductor laser device of the present invention, a part of the laser light (L1) propagating clockwise along the side of the virtual rhombus is emitted as the first laser light from the first end face, A part of the laser beam (L2) propagating counterclockwise along the side may be emitted as the second laser beam from the first end face. In this case, the electrodes are formed so that current can be injected intensively at positions corresponding to the side portions of the virtual rhombus. Specifically, the electrode formed on the semiconductor multilayer film is in contact with the semiconductor multilayer film in a contact region having a shape corresponding to a virtual rhombus side. This contact region covers 50% or more (preferably 70% or more, more preferably 90% or more) of the side of the virtual rhombus when it is projected in the film thickness direction.
[半導体レーザジャイロ]
本発明の半導体レーザジャイロは、第1および第2のレーザ光を出射する半導体レーザ装置と光検出器とを備える。光検出器は、第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されている。半導体レーザ装置は、第1および第2のレーザ光を出射する、上述した本発明の半導体レーザ装置である。光検出器は、複数の光検出素子を備えることが好ましい。光検出素子に特に限定はなく、たとえばフォトダイオードやフォトトランジスタを用いることができる。
[Semiconductor laser gyro]
The semiconductor laser gyro of the present invention includes a semiconductor laser device that emits first and second laser beams and a photodetector. The photodetector is arranged at a position where an interference fringe is formed by the first and second laser beams. The semiconductor laser device is the above-described semiconductor laser device of the present invention that emits first and second laser beams. The photodetector preferably includes a plurality of photodetector elements. There is no particular limitation on the light detection element, and for example, a photodiode or a phototransistor can be used.
本発明の半導体レーザジャイロは、たとえば、国際公開WO2005/085759号パンフレットに記載されている半導体レーザジャイロにおいて、半導体レーザ装置に本発明の半導体レーザ装置を適用したジャイロである。 The semiconductor laser gyro of the present invention is a gyro in which the semiconductor laser device of the present invention is applied to a semiconductor laser device, for example, in the semiconductor laser gyro described in the pamphlet of International Publication No. WO2005 / 085759.
[半導体レーザ装置の一例]
以下、本発明の半導体レーザ装置およびその製造方法の一例について説明する。半導体レーザの一例の斜視図を図1に示し、図1の線II−IIにおける断面図を図2に示す。なお、本発明の説明に用いる図面は模式的なものであり、理解が容易なように各部の縮尺を変更している。
[Example of semiconductor laser device]
Hereinafter, an example of the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described. A perspective view of an example of a semiconductor laser is shown in FIG. 1, and a sectional view taken along line II-II in FIG. 1 is shown in FIG. Note that the drawings used for explaining the present invention are schematic, and the scale of each part is changed for easy understanding.
図1の斜視図に示す半導体レーザ装置100は、基板11と、基板11上に形成された半導体多層膜20と、半導体多層膜20上に形成された絶縁層12および第1の電極13と、基板11の裏面側の全面に形成された第2の電極14と、半導体多層膜20の一部を覆うように形成された反射膜(高反射膜)15および16とを備える。理解を容易にするため、反射膜15および16を除去したと仮定したときの斜視図を図3に示す。
A
図2を参照して、半導体多層膜20は、基板11側から順に積層された、バッファ層21、クラッド層22、SCH層23、活性層24、SCH層25、クラッド層26およびキャップ層27を含む。キャップ層27の上には、パターニングされた絶縁層12が形成されている。絶縁層12上には、第1の電極13が形成されている。絶縁層12には貫通孔が形成されているため、この貫通孔を介して、第1の電極13とキャップ層27とがコンタクト領域31で接触する。
Referring to FIG. 2, the
半導体レーザ装置100の活性層24を上方から見たときの平面形状を図4および図5に示す。図5には、第1の電極13と半導体多層膜20(キャップ層27)とが接触しているコンタクト領域31の部分をハッチングで示す。なお、半導体多層膜20を構成する各層は、活性層24と同じ平面形状を有する。たとえば、キャビティーを構成する各層(活性層24、SCH層23および25、およびクラッド層22および26)の平面形状は同じである。
4 and 5 show planar shapes when the
図4を参照して、活性層24は、仮想の菱形の経路32を含む面状に形成された薄膜である。経路32の第1から第4の頂点32a〜32dのうち、第1および第2の頂点32aおよび32bにおける内角は、第3および第4の頂点32cおよび32dにおける内角よりも角度が小さい。活性層24は、頂点32a〜32dを含むように配置された第1から第4の端面24a〜24dを有する。第1および第2の端面24aおよび24bは、外側に向かって凸の曲面である。第3および第4の端面24cおよび24dは、フラットな平面である。
Referring to FIG. 4, the
活性層24は、第1の領域24fと、第1の領域24fに隣接する4つの第2の領域24sとを備える。第1の領域24fの平面形状は、長方形の短辺を外側にふくらませた形状である。経路32は、第1の領域24f内に形成される。第1の領域24fと第2の領域24sとによって構成される活性層24は、略H字状の形状(より詳しくはHの字を横に引き延ばした形状)をしている。
The
図5を参照して、第1の電極13とキャップ層27とが接触しているコンタクト領域31は、経路32に対応するように、略菱形の辺の形状に形成される。コンタクト領域31が経路32に完全に対応していないのは、絶縁層12に貫通孔を形成する際に、製造工程上の制限があるためである。経路32に完全に対応するようにコンタクト領域31を公知の方法で菱形に形成することは可能であるが、製造工程が複雑になる。
Referring to FIG. 5,
第1の電極13と第2の電極14との間に電圧を印加して活性層24にキャリアを注入すると、活性層24で光が発せられる。この光は、光閉じ込め層(クラッド層22および26、SCH層23および25)によって活性層24およびその近傍に分布し、一部は自然放出光としてレーザの外部に放出され、一部は特定の経路を導波し、特定の端面で反射されながら誘導放出を生じる。すなわち、経路32上を伝搬する光は、端面24a〜24dによって反射されながら誘導放出を生じる。このため、経路32を時計回りに伝搬するレーザ光(L1)が発生する。同様に、経路32を反時計回りに伝搬するレーザ光(L2)が発生する。レーザ光(L1)および(L2)のうちの一部が、第1の端面24aの第1の頂点32aから出射され、第1および第2のレーザ光35および36となる(図5参照)。
When a voltage is applied between the
第1および第2の端面24aおよび24bには、図1に示すように、反射膜15および16(誘電体多層膜)が形成されている。第1の頂点32aと第2の頂点32bとの間の距離L(図4参照)は600μmであり、第3の頂点32cと第4の頂点32dとの間の距離Wは60μmである。半導体レーザ装置100では、端面24cおよび24dにおいて、レーザ光(L1)および(L2)は全反射する。
As shown in FIG. 1,
4つの第2の領域24sは、第1の領域24fで発生したレーザ光が端面24cおよび24dで多重反射されることによって発生するモードを抑制するために形成される。半導体レーザ装置100では、第1の頂点32aと第2の頂点32bとを結ぶ対角線32abに平行な方向における第2の領域24sの長さLs(図4参照)が160μmである。L/4は150μmであり、L/4<Lsが満たされる。L/4<Lsが満たされる場合、上記モードが特に抑制される。また、第3の頂点32cと第4の頂点32dとを結ぶ対角線32cdの方向における第2の領域24sの長さWsは70μmである。
The four
端面24aおよび24bの形状は、それぞれ、円柱の曲面の一部の形状である。具体的には、対角線32ab上であって活性層24の表面と垂直に中心軸が配置された円柱の曲面の一部と同じ形状である。その円柱の半径、すなわち端面24aの曲率半径R1(図3参照)は600μmであり、端面24bの曲率半径R2(図示せず)も同じく600μmである。ただし、曲率半径R1およびR2は、距離Lに等しくなくともよく、たとえば距離Lの0.5倍〜2倍の範囲から選択される値(たとえば300μm)であってもよい。頂点32a近傍における端面24aは上記曲率半径を有するが、第2の領域24sでは曲率半径が変わっていてもよい(たとえばより小さくなっていてもよい)。同様に、頂点32b近傍における端面24bは上記曲率半径を有するが、第2の領域24sでは曲率半径が変わっていてもよい(たとえばより小さくなっていてもよい)。
The shapes of the end faces 24a and 24b are each a partial shape of a cylindrical curved surface. Specifically, it has the same shape as a part of a curved surface of a cylinder on the diagonal line 32ab and having a central axis perpendicular to the surface of the
半導体レーザ装置100の平面形状は、対角線32abおよび対角線32cdに対して線対称の形状であり、端面24bの平面形状は、第3の頂点32cと第4の頂点32dとを結ぶ対角線32cdに対して端面24aの平面形状と線対称の形状である。ただし、本発明の半導体レーザの平面形状は必ずしも線対称の形状ではなくともよく、たとえば、端面24bは、端面24aとは曲率が違う曲面であってもよい。
The planar shape of the
基板11および半導体多層膜20の材料および膜厚について、表1に示す。また、一部の半導体層のドーパント濃度についても表1に示す。
Table 1 shows the materials and film thicknesses of the
活性層24は、井戸層(GaAs層、厚さ:約6nm)と障壁層(Al0.2Ga0.8As層、厚さ:約9nm)とが、障壁層/井戸層/障壁層/井戸層/障壁層/井戸層/障壁層という順序で積層された構造を有する。
The
絶縁層12には、Si3N4層(厚さ:約200nm)が用いられる。第1の電極13には、Ti/Pt/Au層(厚さ:約270nm)が用いられる。第2の電極14には、Ge/Ni/Au層(厚さ:約240nm)が用いられる。
As the insulating
バッファ層21は、品質が高いIII−V族化合物半導体結晶を得るために形成される。SCH層23および25は、活性層24への効率的な電流注入を行うとともにクラッド層22および26と共に光を活性層近傍に分布させるための層である。
The buffer layer 21 is formed in order to obtain a high-quality III-V group compound semiconductor crystal. The SCH layers 23 and 25 are layers for performing efficient current injection into the
クラッド層22および26ならびにSCH層23および25は、活性層24よりも屈折率が低い材料からなる。活性層24の屈折率が最も高いため、活性層24で発生した光は、SCH層23および25ならびにクラッド層22および26によって、活性層24およびその近傍に閉じこめられる。
The cladding layers 22 and 26 and the SCH layers 23 and 25 are made of a material having a refractive index lower than that of the
なお、半導体レーザ装置100の第1の電極13は、利得が発生する電流を注入する第1の部分と、第1の部分よりも少ない電流を注入する第2の部分とを含んでもよい。
The
反射膜15は少なくとも、半導体多層膜20の表面のうち、第1の頂点32aと第2の頂点32bとを結ぶ対角線に垂直であって第2の頂点32bに接する仮想の第1の平面と、その第1の平面を第1の頂点32a側に20μm平行移動させた仮想の第2の平面との間に存在する表面の全体に形成されている。また、反射膜16は少なくとも、半導体多層膜20の表面のうち、第1の頂点32aと第2の頂点32bとを結ぶ対角線に垂直であって第1の頂点32aに接する仮想の第3の平面と、その第3の平面を第2の頂点32b側に20μm平行移動させた仮想の第4の平面との間に存在する表面の全体に形成されている。
The
反射膜15および16は、それぞれ、SiO2層/α−Si層/SiO2層/α−Si層/SiO2層という積層構造を有する。1つのSiO2層の厚さ、および、1つのα−Si層(アモルファスシリコン層)の厚さは、いずれも、頂点32a(または頂点32b)においてλ/4nとなるように設定される。ここで、λはレーザ光の波長であり、約850nmである。また、nは、波長λにおける各層の屈折率である。具体的には、1つのSiO2層の厚さは約144nmであり、1つのα−Si層の厚さは約55nmである。
Each of the
[半導体レーザ装置の製造方法の一例]
以下に、半導体レーザ装置100を製造するための本発明の方法の一例を説明する。
[Example of Manufacturing Method of Semiconductor Laser Device]
Hereinafter, an example of the method of the present invention for manufacturing the
図6(a)〜(h)に、製造工程を模式的に示す。なお、図6(a)〜(h)では、絶縁層12の形成状態の理解を容易にするため、絶縁層12の表面にハッチングを付す。また、図6の工程はウェハ上で行われるが、図6では一部のみを拡大して図示する。
6A to 6H schematically show the manufacturing process. 6A to 6H, the surface of the insulating
まず、図6(a)に示すように、基板11上に、複数の半導体層からなる半導体多層膜20aと、厚さがたとえば0.4μmの絶縁層12aとを形成する。半導体多層膜20aは、エッチングによって半導体多層膜20(図2参照)となる層である。半導体多層膜20aを構成する各層は、一般的な方法、たとえば、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法やMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法で形成できる。絶縁層12aは、たとえばSi3N4やSiO2からなる。絶縁層12aは、スパッタリング法やCVD法といった方法で形成できる。
First, as shown in FIG. 6A, a
次に、図6(b)に示すように、絶縁層12a上に、パターニングされたレジスト膜201を形成する。レジスト膜201は、図4に示した活性層24の形状にパターニングする。
Next, as shown in FIG. 6B, a patterned resist
次に、レジスト膜201をマスクとして、絶縁層12aをエッチングしたのち、レジスト膜201を除去する。次に、絶縁層12(パターニングされた絶縁層12a)をマスクとして、半導体多層膜20aと基板11の一部とをエッチングする(図6(c))。エッチングは、RIE(Reactive Ion Etching)法によって行い、少なくともバッファ層21または基板11に到達するまでエッチングする。エッチングによって、所定の形状の絶縁層12および半導体多層膜20が形成される。エッチングは、半導体多層膜20の側面の垂直性および平滑性が高くなるような条件で行われる。そのような条件は、半導体製造プロセスで一般的に採用されている。エッチングによって、半導体多層膜20を構成するすべての半導体層の平面形状は、図4に示した活性層24の平面形状と同じになる。また、半導体多層膜20の側面はミラー面となる。
Next, after the insulating
次に、図6(d)に示すように、コンタクト領域31(図2および図5参照)に対応するように、略菱形に配置された2つの貫通孔12hを絶縁層12に形成する。貫通孔12hは、一般的なフォトリソ・エッチング工程で形成できる。
Next, as shown in FIG. 6 (d), two through
次に、図6(e)に示すように、基板11の表面全体を覆うようにレジスト膜202を形成する。このとき、基板11の表面と絶縁層12の表面との間の段差を埋めるために、レジスト膜202は、レジスト層202aおよびレジスト層202bの2層からなることが好ましい。レジスト膜202は、レジスト層202aを基板11の表面全体に塗布して段差を埋めたのち、レジスト層202bを塗布することによって形成できる。この方法によれば、表面の平坦性が高いレジスト膜202を形成できる。
Next, as illustrated in FIG. 6E, a resist
次に、図6(f)に示すように、レジスト膜202をパターニングし、レジスト膜202に貫通孔202hを形成する。貫通孔202hは、第1の電極13を形成する領域に対応する形状に形成される。貫通孔202hを形成したのち、半導体多層膜20(キャップ層27)と第1の電極13との間で良好なコンタクトが得られるように、貫通孔202h内の半導体多層膜20(キャップ層27)の表面を0.01μm〜0.02μm程度エッチングする。
Next, as shown in FIG. 6F, the resist
次に、図6(g)に示すように、第1の電極13を形成する。第1の電極13は、リフトオフ法で形成できる。具体的には、まず、レジスト膜202を覆うように、第1の電極13を構成する金属層を電子ビーム蒸着法などの蒸着法で成膜する。その後、レジスト膜202をアセトンで除去する。このようにして、所定の形状の第1の電極13を形成できる。第1の電極13は、絶縁層12に形成された貫通孔12hを介して半導体多層膜20(キャップ層27)に接触する。
Next, as shown in FIG. 6G, the
次に、図6(h)に示すように、基板11の裏面に第2の電極14を形成する。第2の電極14も、電子ビーム蒸着法などの蒸着法で形成する。
Next, as shown in FIG. 6H, the
以下の工程について、図7を参照しながら説明する。なお、図7では、絶縁層12、ならびに第1および第2の電極13および14の図示を省略する。基板11(ウェハ)上には、図7(a)の上面図に示すように、マトリックス状に複数の半導体多層膜20が形成される。これら複数の半導体多層膜20が、一列に並んだ複数の素子ごとにバー状に分離されるように、基板11をへき開する(図7(b)の上面図参照)。
The following steps will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the insulating
次に、図7(c)の斜視図に示すように、分離された基板11の裏面側(第2の電極14の表面)と半導体多層膜20の上面側(第1の電極13の表面)とを、第1の板71と第2の板72とを含む治具70で挟んでプラズマCVD装置にセットする。第1の板71によって半導体多層膜20の上面側を押さえ、第2の板72によって基板11の裏面側を押さえる。このとき、図7(d)に示すように、端面24b(頂点32b)が、第1の板71の端部から距離H(20μm以上)だけ突出するように、基板11および半導体多層膜20を治具70で挟む。通常、端面24b側は、第2の板72の端部からも距離H(20μm以上)だけ突出するが、本発明の半導体レーザ装置を形成できる限り、頂点32bと第2の板72の端部との距離は、距離H未満であってもよい。
Next, as shown in the perspective view of FIG. 7C, the rear surface side (surface of the second electrode 14) of the separated
治具70は、端面24bがプラズマ領域に向くようにプラズマCVD装置にセットされる。そして、その状態で、反射膜15を構成するSiO2層とα−Si層とを順に積層させる。端面24b側の領域のうち治具70から露出している領域には、誘電体多層膜(反射膜15)が形成される。
The
基板11の裏面側(第2の電極14の表面)および半導体多層膜20の上面側(第1の電極13の表面)においては、第1および第2の板71および72から突出している部分のみに誘電体多層膜が形成される。一方、その他の領域では、端面24bから端面24aに向かって距離Hの範囲だけでなく、それよりも端面24a側の領域にも誘電体多層膜が回り込んで形成される。いずれにしても、反射膜15は、半導体多層膜20の表面のうち、第1の頂点32aと第2の頂点32bとを結ぶ対角線に垂直であって第2の頂点32bに接する仮想の第1の平面と、その第1の平面を第1の頂点32a側に距離H(20μm以上)だけ平行移動させた仮想の第2の平面との間に存在する表面の全体に形成される。この形成方法によれば、端面24b上における反射膜16の厚さの均一性を高めることができ、しきい値電流の低減などの優れた特性を有する半導体レーザ装置が得られる。
On the back surface side of the substrate 11 (the surface of the second electrode 14) and the upper surface side of the semiconductor multilayer film 20 (the surface of the first electrode 13), only the portions protruding from the first and
次に、反射膜15が形成された基板11を治具70にセットし直す。第1の板71によって半導体多層膜20の上面側を押さえ、第2の板72によって基板11の裏面側を押さえる。このとき、端面24a側が、第1の板71の端部から距離H’(20μm以上)だけ突出するように、基板11および半導体多層膜20を治具70で挟む。通常、端面24a側は、第2の板72の端部からも距離H’(20μm以上)だけ突出するが、本発明の半導体レーザ装置を形成できる限り、頂点32aと第2の板72の端部との距離は、距離H’未満であってもよい。
Next, the
治具70は、端面24aがプラズマ領域に向くようにプラズマCVD装置にセットされる。そして、その状態で、反射膜16を構成するSiO2層とα−Si層とを順に積層させる。第1および第2の板71および72から露出している領域には、誘電体多層膜(反射膜16)が形成される。反射膜15と同様に、反射膜16は所定の領域に形成される。すなわち、反射膜16は、半導体多層膜20の表面のうち、第1の頂点32aと第2の頂点32bとを結ぶ対角線に垂直であって第1の頂点32aに接する仮想の第3の平面と、その第3の平面を第2の頂点32b側に距離H’(20μm以上)だけ平行移動させた仮想の第4の平面との間に存在する表面の全体に形成される。この形成方法によれば、端面24a上における反射膜16の厚さの均一性を高めることができ、しきい値電流の低減などの優れた特性を有する半導体レーザ装置が得られる。なお、本発明によるレーザ装置では、レーザーバーを構成するレーザ装置の光出射端面に均一性よく誘電体多層膜が堆積される。そのため、本発明によれば、特性が揃ったレーザ装置を高い歩留まりで実現することができ、低コストの半導体レーザ装置を実現できる。
The
次に、基板11を素子ごとに分離する。このようにして半導体レーザ装置が形成される。なお、基板11のへき開を容易にするために、上述した工程の途中または工程後に、基板11を薄くする工程を行ってもよい。また、第1の電極13および第2の電極14を構成する金属層を合金化する場合には、金属層を蒸着したのちに400〜450℃で熱処理してもよい。
Next, the
リング電極(リング状のコンタクト領域)を有する半導体レーザ装置100について、距離HおよびH’を変化させたときのしきい値電流Ithの変化を測定した。その結果を図8に示す。また、ストライプ電極(コンタクト領域31の形状がストライプ状)を有する半導体レーザ装置を作製し、同様の評価を行った。また、レーザ光が出射される端面が平面である、ファブリペロー型の半導体レーザ装置(参考例)について、半導体レーザ装置100と同様の方法で両端面に反射膜(反射率:95%)を形成し、同様の評価を行った。これらの評価結果についてもあわせて図8に示す。なお、上記3つの半導体レーザ装置の反射膜は、サムコ社製のPD−2400Lを用いて形成した。
A
図8の横軸の距離は、距離Hおよび距離H’のいずれか小さい方の距離を示している。図8の縦軸は、端面に反射膜を形成しない場合のしきい値電流を100%としたときの値である。参考例の半導体レーザ装置では、端面が平面であるため、反射膜が均一性よく形成される。したがって、この参考例の半導体レーザ装置では、反射膜を形成することによってしきい値電流が理想的に小さくなる。 The distance on the horizontal axis in FIG. 8 indicates the smaller one of the distance H and the distance H ′. The vertical axis in FIG. 8 is a value when the threshold current when the reflective film is not formed on the end face is 100%. In the semiconductor laser device of the reference example, since the end surface is flat, the reflective film is formed with good uniformity. Therefore, in the semiconductor laser device of this reference example, the threshold current is ideally reduced by forming the reflective film.
図8に示すように、端面が曲面の半導体レーザ装置においても、距離Hおよび距離H’が20μm以上(好ましくは30μm以上でより好ましくは40μm以上)の場合に、しきい値電流を低くできた。 As shown in FIG. 8, even in the semiconductor laser device having a curved end face, the threshold current can be lowered when the distance H and the distance H ′ are 20 μm or more (preferably 30 μm or more, more preferably 40 μm or more). .
評価結果を図8に示した半導体レーザ装置100のコンタクト領域31の形状を図9(a)に示す。図9(a)において、S1=590μm、S2=550μm、S3=150μm、S4=50μm、T1=50μm、T2=6μmである。また、評価結果を図8に示したストライプ状のコンタクト領域を有する半導体レーザ装置のコンタクト領域31の形状を図9(b)に示す。図9(b)のコンタクト領域31の長さは580μmであり、幅は46μmである。図9(b)に示すコンタクト領域を有する半導体レーザ装置は、対角線32abに沿った方向にレーザ光を出射する。
FIG. 9A shows the shape of the
なお、本発明の半導体レーザ装置では、コンタクト領域31の形状を、図9(c)に示すように、リング状のコンタクト領域とストライプ状のコンタクト領域とを組み合わせた形状としてもよい。
In the semiconductor laser device of the present invention, the shape of the
[半導体レーザジャイロの一例]
本発明の半導体レーザジャイロの一例の構成を図10に模式的に示す。図10のジャイロ110は、図1に示した半導体レーザ装置100と、光検出器116と、プリズム117とを備える。光検出器116は、2つの受光素子116aおよび116bを含む。
[Example of semiconductor laser gyro]
The configuration of an example of the semiconductor laser gyro according to the present invention is schematically shown in FIG. A
ジャイロ110における2つのレーザ光の光路を図10に模式的に示す。半導体レーザ装置100から出射された2つのレーザ光は、プリズム117で重ね合わされて干渉縞を生じる。干渉縞の移動は、光検出器116の2つの受光素子116aおよび116bによって観測される。干渉縞は、ジャイロ110の回転速度に応じた速度で矢印の方向に移動する。干渉縞の移動方向は、ジャイロ110の回転方向に対応して変化する。干渉縞の移動方向および移動速度を検出することによって、ジャイロ110の回転方向および回転速度を算出できる。なお、プリズム117の形状は、入射する2つのレーザ光の角度や間隔、および光検出器116との距離などの条件に応じて決定される。
The optical paths of the two laser beams in the
図10には、半導体レーザ装置100から出射される2つのレーザ光を、プリズムを用いて干渉させるジャイロの一例を示したが、プリズムの代わりにレンズ等を用いてもよい。また、半導体レーザジャイロは、ペルチェ素子を備えていてもよい。
Although FIG. 10 shows an example of a gyro that causes two laser beams emitted from the
本発明は、半導体レーザ装置、およびその製造方法、ならびにそれを用いた半導体レーザジャイロに適用できる。 The present invention can be applied to a semiconductor laser device, a manufacturing method thereof, and a semiconductor laser gyro using the same.
100 半導体レーザ装置
11 基板
12 絶縁層
13 第1の電極
14 第2の電極
15、16 反射膜(誘電体多層膜)
20 半導体多層膜
21 バッファ層
22、26 クラッド層
23、25 SCH層
24 活性層
24a、24b、24c、24d 端面
24f 第1の領域
24s 第2の領域
31 コンタクト領域
32 菱形の経路
32a、32b、32c、32d 頂点
35、36、L1、L2 レーザ光
70 治具
71 第1の板
72 第2の板
110 半導体レーザジャイロ
116 受光素子
116a、116b 受光素子
117 プリズム
DESCRIPTION OF
20 Semiconductor multilayer film 21
Claims (7)
(i)基板上に、活性層を含む半導体多層膜を形成する工程と、
(ii)前記半導体多層膜をエッチングすることによって、外側に向かって凸の曲面を有するように前記第1および第2の端面を露出させる工程と、
(iii)気相成長法によって前記第2の端面に誘電体膜(A)を堆積させる工程とを含み、
前記(iii)の工程は、前記半導体多層膜の上面側を第1の板で押さえ、前記基板の裏面側を第2の板で押さえた状態であって、且つ前記第2の端面が前記第1の板よりも20μm以上突出した状態で行われる半導体レーザ装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor laser device comprising first and second end faces facing each other and emitting laser light from the first end face,
(I) forming a semiconductor multilayer film including an active layer on a substrate;
(Ii) exposing the first and second end faces so as to have an outwardly convex curved surface by etching the semiconductor multilayer film;
(Iii) depositing a dielectric film (A) on the second end face by a vapor deposition method,
The step (iii) is a state in which the upper surface side of the semiconductor multilayer film is pressed by a first plate and the back surface side of the substrate is pressed by a second plate, and the second end surface is the first plate. 2. A method for manufacturing a semiconductor laser device, wherein the semiconductor laser device is protruded by 20 μm or more from one plate.
前記(a)の工程は、前記半導体多層膜の上面側を第1の板で押さえ、前記基板の裏面側を第2の板で押さえた状態であって、且つ前記第1の端面が前記第1の板よりも20μm以上突出した状態で行われる請求項1または2に記載の製造方法。 After the step (ii), before or after the step (iii), further comprising: (a) depositing a dielectric film (B) on the first end face by vapor phase epitaxy;
The step (a) is a state in which the upper surface side of the semiconductor multilayer film is pressed by a first plate and the back surface side of the substrate is pressed by a second plate, and the first end surface is the first plate. The manufacturing method of Claim 1 or 2 performed in the state which protruded 20 micrometers or more rather than 1 board.
前記光検出器は、前記第1および第2のレーザ光によって干渉縞が形成される位置に配置されており、
前記半導体レーザ装置が請求項6に記載の半導体レーザ装置である半導体レーザジャイロ。 A semiconductor laser gyro comprising a semiconductor laser device that emits first and second laser beams and a photodetector,
The photodetector is disposed at a position where an interference fringe is formed by the first and second laser beams;
A semiconductor laser gyro, wherein the semiconductor laser device is the semiconductor laser device according to claim 6.
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