JP2008181928A - Semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor laser and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008181928A JP2008181928A JP2007012389A JP2007012389A JP2008181928A JP 2008181928 A JP2008181928 A JP 2008181928A JP 2007012389 A JP2007012389 A JP 2007012389A JP 2007012389 A JP2007012389 A JP 2007012389A JP 2008181928 A JP2008181928 A JP 2008181928A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor layer
- layer
- substrate
- semiconductor
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、低出力から高出力まで広い出力範囲において好適な半導体レーザおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor laser suitable for a wide output range from low output to high output, and a method for manufacturing the same.
半導体レーザでは、光出力が増大すると、端面での光吸収により電子と正孔との非発光再結合が生じ、発熱が促進される。更に、温度が上がることにより端面の半導体バンドギャップが下がり、そのため光吸収が更に進んでしまうという悪循環が形成され、端面の損傷、いわゆるCOMD(Catastrophic Optical Mirror Damage)を引き起こす。よって、半導体レーザの最大光出力は、COMDによって制限されている。光出力がCOMDレベルに達すると、光出力は時間と共に衰え、またはCOMDにより突然停止しやすくなる。 In a semiconductor laser, when light output increases, non-radiative recombination of electrons and holes occurs due to light absorption at the end face, and heat generation is promoted. Further, when the temperature rises, the semiconductor band gap at the end face is lowered, and therefore, a vicious circle is formed in which light absorption further proceeds, causing damage to the end face, so-called COMD (Catastrophic Optical Mirror Damage). Therefore, the maximum optical output of the semiconductor laser is limited by COMD. When the light output reaches the COMD level, the light output declines with time, or tends to stop suddenly due to COMD.
この問題を回避するための方法として、端面周辺に活性層よりも大きなバンドギャップを有する窓を設けることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。このような窓により、端面での光吸収を抑え、高出力動作での信頼性を上げることができる。
他の方法は、端面コーティングを行う前に、生の端面にシリコンなどのパシベーション膜を形成するというものである(ブックハム(Bookham )社;E 2プロセス)。しかし、この方法では、劈開とパシベーション膜成膜とを高真空中で連続して行うための高コストな装置が必要となっていた。 Another method is to form a passivation film, such as silicon, on the raw end face prior to end face coating (Bookham; E2 process). However, this method requires an expensive apparatus for continuously performing cleavage and passivation film formation in a high vacuum.
また、例えば、超高真空室内で端面に窒素イオンビームを当てることにより、端面の酸化物を除去すると共に端面を窒化物層で封止したのち、電子ビーム蒸着により端面コーティングを行う技術も開発されている(コムラス(Comlace )社;ニトレル技術(Nitrel technology ))。しかし、この技術は標準的なレーザ製造設備に加えて追加設備を要し、それゆえ極めて高コストなものとなってしまっていた。 In addition, for example, a technique has been developed in which an end face coating is performed by electron beam evaporation after removing the end face oxide by applying a nitrogen ion beam to the end face in an ultra-high vacuum chamber and sealing the end face with a nitride layer. (Comlace, Inc .; Nitrel technology). However, this technology required additional equipment in addition to standard laser manufacturing equipment, and was therefore very expensive.
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、光出力を高めることができる半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser capable of increasing optical output and a method for manufacturing the same.
本発明による半導体レーザは、平坦な上面を有する基板と、活性層を含むと共に、基板の上面に対して傾斜した側面を有する第1半導体層と、第1半導体層の傾斜した側面に設けられると共に、第1半導体層のうち少なくとも活性層の傾斜した側面に接して活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層と、少なくとも一方が第2半導体層に形成された一対の共振器端面とを備えたものである。 A semiconductor laser according to the present invention includes a substrate having a flat upper surface, an active layer, a first semiconductor layer having a side surface inclined with respect to the upper surface of the substrate, and an inclined side surface of the first semiconductor layer. A pair of resonances in which at least one of the first semiconductor layers is formed in the second semiconductor layer and has a non-absorption region having a band gap larger than that of the active layer in contact with at least the inclined side surface of the active layer. And a vessel end face.
本発明による半導体レーザの製造方法は、平坦な上面を有する基板に、上面よりも低い段差部を設ける工程と、基板の上面の上に、活性層を含む第1半導体層を形成し、第1半導体層の側面を、基板の上面に対して傾斜させる工程と、第1半導体層を形成する工程に続けて、第1半導体層の上面および傾斜した側面に、第1半導体層のうち少なくとも活性層の傾斜した側面に接して活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層を形成する工程と、第2半導体層のうち第1半導体層の上面に形成された部分を除去する工程と、第2半導体層を劈開して一対の共振器端面のうち少なくとも一方を形成する工程とを含むようにしたものである。 According to the semiconductor laser manufacturing method of the present invention, a step having a step lower than the top surface is provided on a substrate having a flat top surface, a first semiconductor layer including an active layer is formed on the top surface of the substrate, Following the step of inclining the side surface of the semiconductor layer with respect to the upper surface of the substrate and the step of forming the first semiconductor layer, at least an active layer of the first semiconductor layer is formed on the upper surface and the inclined side surface of the first semiconductor layer. Forming a second semiconductor layer having a non-absorbing region having a band gap larger than that of the active layer in contact with the inclined side surface, and removing a portion of the second semiconductor layer formed on the upper surface of the first semiconductor layer And a step of cleaving the second semiconductor layer to form at least one of the pair of resonator end faces.
本発明の半導体レーザでは、第1半導体層の傾斜した側面に、第1半導体層のうち少なくとも活性層の傾斜した側面に接して活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層が形成されており、この第2半導体層に共振器端面の少なくとも一方が設けられているので、共振器端面近傍の第2半導体層における光吸収が抑制される。よって、光吸収による電子と正孔との非発光再結合およびこれに起因する発熱が抑えられる。従って、発熱により端面のバンドギャップの低下が小さくなり、光吸収が更に進んでしまうという悪循環の発生が抑えられ、端面の損傷(COMD)が回避される。 In the semiconductor laser of the present invention, the second semiconductor layer having a non-absorption region having a band gap larger than that of the active layer on the inclined side surface of the first semiconductor layer in contact with at least the inclined side surface of the active layer of the first semiconductor layer. Since at least one of the resonator end faces is provided in the second semiconductor layer, light absorption in the second semiconductor layer in the vicinity of the resonator end face is suppressed. Therefore, non-radiative recombination of electrons and holes due to light absorption and heat generation due to this are suppressed. Therefore, a decrease in the band gap of the end face due to heat generation is reduced, and the occurrence of a vicious circle in which light absorption further proceeds is suppressed, and damage to the end face (COMD) is avoided.
本発明の半導体レーザによれば、第1半導体層の傾斜した側面に、第1半導体層のうち少なくとも活性層の傾斜した側面に接して活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層を形成し、この第2半導体層に一対の共振器端面のうち少なくとも一方を形成するようにしたので、共振器端面における光吸収を抑制し、COMDレベルを上げることができる。よって、光出力を高め、特に高出力動作での高い信頼性を達成することができる。 According to the semiconductor laser of the present invention, the second side having the non-absorbing region having a band gap larger than that of the active layer on the inclined side surface of the first semiconductor layer is in contact with at least the inclined side surface of the active layer of the first semiconductor layer. Since the semiconductor layer is formed and at least one of the pair of resonator end faces is formed on the second semiconductor layer, light absorption at the resonator end faces can be suppressed and the COMD level can be increased. Therefore, it is possible to increase the light output and achieve high reliability especially in high output operation.
本発明の半導体レーザの製造方法によれば、段差部を設けた基板に第1半導体層を形成し、この第1半導体層の側面を基板の上面に対して傾斜させたのち、それに続けて、第1半導体層の上面および傾斜した側面に、第1半導体層のうち少なくとも活性層の傾斜した側面に接して活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層を形成し、この第2半導体層のうち第1半導体層の上面に形成された部分を除去するようにしたので、第1半導体層と第2半導体層とを同一工程で形成することができる。よって、半導体層の形成工程と非吸収層の形成工程との間に従来のようなエッチング等のエクスサイチュ(ex-situ )工程は不要となり、共振器端面の汚染を回避することができると共に、非吸収層の性能を良くすることができる。よって、共振器端面での光吸収抑制効果を向上させ、より信頼性の高い半導体レーザを製造することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor laser of the present invention, the first semiconductor layer is formed on the substrate provided with the stepped portion, the side surface of the first semiconductor layer is inclined with respect to the upper surface of the substrate, and subsequently, A second semiconductor layer having a non-absorbing region having a band gap larger than that of the active layer is formed on the upper surface and the inclined side surface of the first semiconductor layer in contact with at least the inclined side surface of the active layer of the first semiconductor layer. Since the portion of the second semiconductor layer formed on the upper surface of the first semiconductor layer is removed, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer can be formed in the same process. Therefore, the conventional ex-situ process such as etching is not required between the semiconductor layer forming process and the non-absorbing layer forming process, and contamination of the resonator end face can be avoided and The performance of the absorption layer can be improved. Therefore, the light absorption suppression effect at the resonator end face can be improved, and a more reliable semiconductor laser can be manufactured.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体レーザの構造を表すものである。この半導体レーザ1は、例えば、固体レーザの励起光源に用いられるものであり、基板10の平坦な上面10Aに、バッファ層21,第1クラッド層22,活性層23,第2クラッド層24およびキャップ層25がこの順に積層された第1半導体層20を有している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the structure of a semiconductor laser according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor laser 1 is used, for example, as an excitation light source for a solid-state laser, and has a
基板10は、例えば、ケイ素(Si)あるいはセレン(Se)などのn型不純物を添加したn型GaAsにより構成され、その上面10Aは(100)面である。
The
バッファ層21は、例えば、積層方向における厚み(以下、単に厚みという)が100nmであり、ケイ素(Si)あるいはセレン(Se)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。第1クラッド層22は、例えば、厚みが1.5μmであり、ケイ素(Si)あるいはセレン(Se)などのn型不純物を添加したn型AlGaAs混晶により構成されている。
The
活性層23は、例えば、厚みが10nmであり、GaAsにより構成されている。活性層23は、第1クラッド層22よりも小さなバンドギャップを有している。
The
第2クラッド層24は、例えば、厚みが1.5μmであり、マグネシウム(Mg)あるいは亜鉛(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ている。キャップ層25は、例えば、厚みが100nmであり、マグネシウム(Mg)あるいは亜鉛(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。なお、第2クラッド層24およびキャップ層25は、細い帯状(図1においては紙面の面内方向に延長された帯状)の突条部(リッジ)とされており、活性層23の突条部に対応する部分が電流注入領域となっている。
For example, the
第1半導体層20は、基板10の上面10Aに対して傾斜した側面20F,20Rを有している。側面20F,20Rは、例えば、(1−11)面または(11−1)面であり、基板10の上面10Aに対する傾斜角度は約54.7°である。これらの傾斜した側面20F,20Rには、活性層23よりもバンドギャップの大きな非吸収領域である第2半導体層30が設けられており、この第2半導体層30に一対の共振器端面40F,40Rが形成されている。共振器端面40F,40Rは、例えば、(0−11)面または(01−1)面である。これにより、この半導体レーザ1では、共振器端面40F,40Rにおける光吸収を抑制し、光出力を高めることができるようになっている。
The
なお、ここで(1−11)というのは、本来化1に示したように数字の上にオーバーラインを引いて表すものであるが、ここでは便宜上、数字の前に“−”を付けて表す。(11−1)についても同様であり、本来は化2に示したように表示するものである。以下、同様の表現を用いる場合には、同様に表示する。 Here, (1-11) is originally expressed by drawing an overline on the number as shown in chemical formula 1, but here, for convenience, a “-” is added before the number. To express. The same applies to (11-1), which is originally displayed as shown in Chemical Formula 2. Hereinafter, when similar expressions are used, they are displayed in the same manner.
第2半導体層30は、例えば、AlGaAs混晶により構成されている。第2半導体層30に含まれるアルミニウム(Al)の組成比は、活性層23に含まれるアルミニウム(Al)組成比と同一でもよいが、やや高めであることが望ましい。一方、高すぎると結晶性が低下してしまうので、第1クラッド層22または第2クラッド層24のアルミニウム(Al)組成比以下であることが望ましい。例えば波長λ=800nmの場合、0.3以上0.55以下であることが好ましく、具体的には例えばAl0.35Ga0.65As混晶が好ましい。第2半導体層30の厚みは、傾斜した側面20F,20Rにおける活性層23の端と共振器端面40F,40Rとの間の距離dを適切にすることができるように調整されている。
The
共振器端面40F,40Rには一対の反射鏡膜41F,41Rがそれぞれ形成されている。一方の反射鏡膜41Fは低反射率となるように、反射鏡膜41Rは高反射率となるように反射率がそれぞれ調整されている。これにより、活性層23において発生した光は一対の反射鏡膜41F,41Rの間を往復して増幅され、低反射率の反射鏡膜41Fからレーザビームとして出射するようになっている。
A pair of reflecting
キャップ層25の表面には、p側電極51が形成されている。p側電極51は、例えばチタン(Ti),白金(Pt)および金(Au)が順次積層された構造を有しており、キャップ層25と電気的に接続されている。なお、突条部の両側は、例えば二酸化ケイ素(SiO2 )または窒化ケイ素(SiN)よりなる絶縁層(図示せず)で覆われている。基板10の裏面10Bには、n側電極52が形成されている。n側電極52は、例えばAuGe:Niおよび金(Au)を順次積層して熱処理により合金化した構造を有しており、基板10と電気的に接続されている。
A p-
この半導体レーザ1は、例えば、次のようにして製造することができる。 The semiconductor laser 1 can be manufactured, for example, as follows.
まず、図2および図3に示したように、上述した材料よりなると共に上面10Aが(100)面である基板10を用意し、この基板10に、例えば化学エッチングまたは反応性イオンエッチング(RIE;Reactive Ion Etching)により、上面10Aよりも低い段差部11を形成する。なお、段差部11は、互いに隣接する半導体レーザ1の段差部11と連続し、多数の平行な凹溝状となっている。段差部11の形成位置は、共振器端面40F,40Rの形成予定位置40FA,40RAまたはその近傍とすることが望ましい。
First, as shown in FIGS. 2 and 3, a
段差部11は、基板10の上面10Aに対して垂直な側面11F,11Rとして、例えば(01−1)面または(0−11)面を有するように形成する。なお、段差部11の側面11F,11Rと底面11Aとのなす角は、図3のように直角でもよいし、図4のように丸みのある角になっていてもよい。
The
次いで、このような段差部11を設けた基板10の上面10Aの上に、図5に示したように、例えばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition ;有機金属化学気相成長)法またはMBE(Molecular Beam Epitaxy;分子線エピタキシ)法などのエピタキシャル技術により、それぞれ上述した厚みおよび材料よりなるバッファ層21,第1クラッド層22,活性層23,第2クラッド層24およびキャップ層25を順に積層し、第1半導体層20を形成する。その際、第1半導体層20の側面20F,20Rは、基板10の上面10Aである(100)面に対して約54.7°傾斜した(1−11)面または(11−1)面となる。(1−11)面および(11−1)面の成長速度は(100)面の成長速度よりも大変遅いので、バッファ層21ないしキャップ層25の成長は基板10の上面10Aおよび段差部11の底面11Aで進行し、傾斜した側面20F,20Rでは成長が生じない。その結果、基板10の上面10Aに、二つの傾斜した側面20F,20Rに挟まれた活性層23を含む第1半導体層20が形成される。なお、第1半導体層20は段差部11内にも形成されるが、傾斜した側面20F,20Rが生じるのは第1半導体層20のうち基板10の上面10Aの上に形成された部分である。
Next, as shown in FIG. 5, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method or MBE (Molecular Beam) is formed on the
第1半導体層20を形成したのち、これに続けて、同じく図5に示したように、第1半導体層20の上面および傾斜した側面20F,20Rに、上述した材料よりなる第2半導体層30を形成する。
After the
続いて、図6に示したように、第2半導体層30のうち第1半導体層20の上面に形成された部分を、例えばエッチングにより除去する。これにより、第1半導体層20の傾斜した側面20F,20Rに、第2半導体層30が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 6, a portion of the
そののち、例えばエッチングにより、キャップ層25およびp型クラッド層24の一部を選択的に除去し、細い帯状の突条部とする。突条部を形成したのち、その両側に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition ;化学気相成長)法により、上述した材料よりなる絶縁層(図示せず)を形成する。
After that, a part of the
絶縁層を形成したのち、例えば、基板11の裏側を研削して基板10の厚さを110μm程度とし、基板11の裏側にn側電極52を形成する。また、絶縁層に、例えばエッチングにより、キャップ層25に対応して開口を設け、キャップ層25および絶縁層の上に、p側電極51を形成する。
After forming the insulating layer, for example, the back side of the
n側電極52およびp側電極51を形成したのち、第2半導体層30を(0−11)面および(01−1)面で劈開することにより一対の共振器端面40F,40Rを形成する。その際、共振器端面40F,40Rは、第2半導体層30の厚み、すなわち上述した距離dを制御するため、高精度劈開装置を用いて形成することが望ましい。
After forming the n-
共振器端面40F,40Rを形成したのち、例えば蒸着法により、共振器端面40F,40Rに一対の反射鏡膜41F,41Rをそれぞれ形成する。これにより、図1に示した半導体レーザ10が形成される。
After the
この半導体レーザ1では、n側電極52とp側電極51との間に所定の電圧が印加されると、活性層23に電流が注入されて、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41F,41R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。ここでは、第1半導体層20の傾斜した側面20F,20Rに、活性層23よりもバンドギャップの大きな非吸収領域である第2半導体層30が形成されており、この第2半導体層30に共振器端面40F,40Rが設けられているので、共振器端面40F,40Rにおける光吸収が抑制され、COMDレベルが上がる。よって、光出力が高くなり、特に高出力動作での信頼性が向上する。
In this semiconductor laser 1, when a predetermined voltage is applied between the n-
また、この第2半導体層30は、段差部11を設けた基板10の上面10Aの上に、傾斜した側面20F,20Rを有する第1半導体層20を形成したのち、それに続けて同一のエピタキシャル成長工程で形成されたものであるので、共振器端面40F,40Rの汚染が回避されると共に、第2半導体層30の性能が良くなっている。よって、共振器端面40F,40Rでの光吸収抑制効果が向上する。
Further, the
このように本実施の形態の半導体レーザ1では、第1半導体層20の傾斜した側面20F,20Rに、活性層23よりもバンドギャップの大きな非吸収領域である第2半導体層30を形成し、この第2半導体層30に共振器端面40F,40Rを設けるようにしたので、共振器端面40F,40Rにおける光吸収を抑制し、COMDレベルを上げることができる。よって、光出力を高め、特に高出力動作での高い信頼性を達成することができる。
Thus, in the semiconductor laser 1 of the present embodiment, the
また、本実施の形態の半導体レーザ1の製造方法では、段差部11を設けた基板10の上面10Aの上に、この上面10Aに対して傾斜した側面20F,20Rを有する第1半導体層20を形成したのち、それに続けて、第1半導体層20の上面および傾斜した側面20F,20Rに第2半導体層30を形成し、この第2半導体層30のうち第1半導体層20の上面に形成された部分を除去するようにしたので、第1半導体層20と第2半導体層30とを同一工程で形成することができる。よって、第1半導体層20の形成工程と第2半導体層30の形成工程との間に従来のようなエッチング等のエクスサイチュ(ex-situ )工程は不要となり、共振器端面40F,40Rの汚染を回避することができると共に、第2半導体層30の性能を良くすることができる。よって、共振器端面40F,40Rでの光吸収抑制効果を向上させ、より信頼性の高い半導体レーザ1を製造することができる。また、劈開および端面処理のための超高真空装置などの高コストな追加設備は不要となり、通常の半導体レーザ製造設備のみで製造することができるので、コストの低減も可能である。
In the method of manufacturing the semiconductor laser 1 according to the present embodiment, the
なお、上記実施の形態では、段差部11の側面11F,11Rを、基板10の上面10Aに対して垂直な(01−1)面または(0−11)面とした場合について説明したが、段差部11の側面11F,11Rを、図7に示したように、基板10の上面10Aに対して傾斜した面としてもよい。その場合、段差部11の側面11F,11Rは、基板10の上面10Aに対して例えば54.7°以上の角度をなしていることが好ましい。54.7°とは、(1−11)面または(11−1)面が(100)面に対してなす角度である。また、段差部11の側面11F,11Rは、第1半導体層20の側面20F,20Rと同一面指数の(1−11)面または(11−1)面としてもよいが、側面11F,11Rは、初期状態(第1半導体層20を形成する前の状態)で必ずしも第1半導体層20の側面20F,20Rと同一の面指数を有している必要はない。段差部11の側面11F,11Rが第1半導体層20の側面20F,20Rと異なる面指数を有する面である場合にも、第1半導体層20の成長中に、第1半導体層20の側面20F,20Rに非成長面である(1−11)面または(11−1)面が出現し、そこに第2半導体層30が形成されるからである。
In the above embodiment, the case where the side surfaces 11F and 11R of the
また、上記実施の形態では、製造工程において説明した段差部11が、完成した半導体レーザ1には含まれていない場合について説明したが、図8に示したように、共振器端面40F,40Rの形成位置によっては、半導体レーザ1が段差部11を有していてもよい。
In the above-described embodiment, the case where the stepped
(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体レーザ2の構成を表したものである。この半導体レーザ2は、第2半導体層30の上面に、p側電極51からの電流注入を抑えるため、例えば二酸化ケイ素(SiO2 )などの絶縁材料よりなる電流阻止層60を設けたものである。これにより、本実施の形態では、共振器端面40F,40R周辺での電流クラウディング(電流集中)を回避することができる。このことを除いては、半導体レーザ2は、上記第1の実施の形態で説明した半導体レーザ1と同一の構成、作用および効果を有している。
(Second Embodiment)
FIG. 9 shows the configuration of the semiconductor laser 2 according to the second embodiment of the present invention. In this semiconductor laser 2, a
この半導体レーザ2は、第2半導体層30を形成したのちに、第2半導体層30の上面に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition ;化学的気相成長)法により電流阻止層60を形成することを除いては、第1の実施の形態と同様にして製造することができる。
In the semiconductor laser 2, after the
(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3の構成を表したものである。この半導体レーザ3は、第2半導体層30が、二つのp型層31A,31Bの間にn型層31Cを配置することによりPNP接合を構成した電流阻止部31を含んでいる。また、電流阻止部31は、二つのn型層の間にp型層を配置することによりNPN接合を構成したものでもよい。これにより、本実施の形態では、共振器端面40F,40R周辺での電流クラウディングを回避することができる。このことを除いては、この半導体レーザ3は、上記第1の実施の形態で説明した半導体レーザ1と同一の構成、作用および効果を有している。
(Third embodiment)
FIG. 10 shows the configuration of the
この半導体レーザ3は、第2半導体層30の成長中にAlGaAs混晶に対して不純物を添加することにより、PNP接合またはNPN接合を有する電流阻止部31を形成することを除いては、第1の実施の形態と同様にして製造することができる。
The
なお、電流阻止部31は必ずしも活性層23よりもバンドギャップの大きな非吸収領域となっている必要はない。ただし、電流阻止部31が非吸収領域ではない場合には、電流阻止部31は、第1半導体層20のうち活性層23以外、例えば第2クラッド層24に接して設けられていることが望ましい。
Note that the current blocking
(第4の実施の形態)
図11は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体レーザ4の構成を表したものである。この半導体レーザ4は、第1の実施の形態のように第2半導体層30の全体を非吸収領域とするのではなく、活性層23の傾斜した側面20F,20Rに接する一部を非吸収領域30Aとすると共に、この非吸収領域30Aの上下に、非吸収領域30Aよりも小さい屈折率を有する光閉じ込め層32A,32Bを設けたものである。これにより、この半導体レーザ4では、非吸収領域30Aが導波路としての機能も有し、活性層23で発生したレーザビームが非吸収領域30A内に導かれるようになっている。なお、光閉じ込め層32A,32Bは必ずしも活性層23よりもバンドギャップが大きくなっている必要はない。このことを除いては、この半導体レーザ4は、上記第1の実施の形態で説明した半導体レーザ1と同一の構成、作用および効果を有している。
(Fourth embodiment)
FIG. 11 shows a configuration of a semiconductor laser 4 according to the fourth embodiment of the present invention. The semiconductor laser 4 does not use the entire
この半導体レーザ4は、例えば、第2半導体層30の成長中にAlGaAs混晶に含まれるアルミニウム(Al)組成比を調整することにより非吸収領域30Aおよび光閉じ込め層32A,32Bを形成することを除いては、第1の実施の形態と同様にして製造することができる。非吸収領域30Aのアルミニウム(Al)組成比は、例えば活性層23よりもやや高く、約0.3程度、光閉じ込め層32A,32Bのアルミニウム(Al)組成比は、例えば第1クラッド層22および第2クラッド層24と同じ、約0.55程度とすることが望ましい。
The semiconductor laser 4 forms, for example, the
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、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、一対の共振器端面40F,40Rの両方が第2半導体層30に形成されている場合について説明したが、共振器端面40F,40Rのうち少なくとも一方が第2半導体層30に形成されていればよい。
While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the case where both the pair of resonator end faces 40F and 40R are formed in the
また、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み、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、他の材料および厚みとしてもよく、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、上記実施の形態では、n型の基板10の上面10Aに、n型のバッファ層21,n型の第1クラッド層22,活性層23,p型の第2クラッド層24およびp型のキャップ層25を順に積層した場合について説明したが、p型の基板を用い、p型のバッファ層,p型の第1クラッド層,活性層,n型の第2クラッド層およびn型のキャップ層を順に積層するようにしてもよい。
Further, for example, the material and thickness of each layer described in the above embodiment, the film formation method and the film formation conditions are not limited, and other materials and thicknesses may be used, or other film formation methods and Film forming conditions may be used. For example, in the above-described embodiment, the n-
更に、例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ1の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、バッファ層など他の層を更に備えていてもよい。更に、本発明は、上記実施の形態で説明した屈折率導波型のものだけでなく、利得導波型のものにも適用可能である。加えて、本発明による半導体レーザ1は、特に高出力動作における信頼性を向上させることができるが、高出力レーザに限らず、低出力から高出力まで広い出力範囲において有効なものである。 Further, for example, in the above-described embodiment, the configuration of the semiconductor laser 1 has been specifically described, but it is not necessary to include all layers, and other layers such as a buffer layer may be further included. Furthermore, the present invention can be applied not only to the refractive index waveguide type described in the above embodiment, but also to the gain waveguide type. In addition, the semiconductor laser 1 according to the present invention can improve the reliability particularly in the high output operation, but is not limited to the high output laser but is effective in a wide output range from low output to high output.
1…半導体レーザ、10…基板、10A…上面、11…段差部、11A…底面、11F,11R…側面、20…第1半導体層、21…バッファ層、22…第1クラッド層、23…活性層、24…第2クラッド層、25…キャップ層、26…非吸収層、30…第2半導体層、30A…非吸収領域、31…電流阻止部、31A,31B…n(p)型層、31C…p(n)型層、32A,32B…光閉じ込め層、40F,40R…共振器端面、41F,41R…反射鏡膜、51…p側電極、52…n側電極、60…電流阻止層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 10 ... Board | substrate, 10A ... Upper surface, 11 ... Step part, 11A ... Bottom surface, 11F, 11R ... Side surface, 20 ... 1st semiconductor layer, 21 ... Buffer layer, 22 ... 1st clad layer, 23 ... Active Layer, 24 ... second cladding layer, 25 ... cap layer, 26 ... non-absorbing layer, 30 ... second semiconductor layer, 30A ... non-absorbing region, 31 ... current blocking portion, 31A, 31B ... n (p) type layer, 31C ... p (n) type layer, 32A, 32B ... light confinement layer, 40F, 40R ... resonator end face, 41F, 41R ... reflecting mirror film, 51 ... p-side electrode, 52 ... n-side electrode, 60 ... current blocking layer
Claims (11)
活性層を含むと共に、前記基板の上面に対して傾斜した側面を有する第1半導体層と、
前記第1半導体層の傾斜した側面に設けられると共に、前記第1半導体層のうち少なくとも前記活性層の傾斜した側面に接して前記活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層と、
少なくとも一方が前記第2半導体層に形成された一対の共振器端面と
を備えたことを特徴とする半導体レーザ。 A substrate having a flat top surface;
A first semiconductor layer including an active layer and having a side surface inclined with respect to the upper surface of the substrate;
A second semiconductor layer provided on an inclined side surface of the first semiconductor layer and having a non-absorbing region having a larger band gap than the active layer in contact with at least the inclined side surface of the active layer of the first semiconductor layer When,
A semiconductor laser comprising: a pair of resonator end faces formed on at least one of the second semiconductor layers.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 The semiconductor laser according to claim 1, wherein the substrate is made of GaAs.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein an upper surface of the substrate is a (100) plane, and an inclined side surface of the first semiconductor layer is a (1-11) plane or a (11-1) plane.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 The semiconductor laser according to claim 1, wherein the substrate has a step portion having a side surface inclined with respect to the upper surface.
ことを特徴とする請求項4記載の半導体レーザ。 5. The semiconductor laser according to claim 4, wherein the side surface of the stepped portion forms an angle of 54.7 ° or more with respect to the upper surface of the substrate.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 2. The semiconductor laser according to claim 1, wherein an electrode is provided on an upper surface of the first semiconductor layer, and a current blocking layer for suppressing current injection from the electrode is provided on the upper surface of the second semiconductor layer. .
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 The semiconductor laser according to claim 1, wherein the second semiconductor layer includes a current blocking portion in which a second conductivity type layer is provided between two layers of the first conductivity type.
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 The semiconductor laser according to claim 1, wherein the second semiconductor layer has light confinement layers having a refractive index smaller than that of the non-absorbing region above and below the non-absorbing region.
前記基板の上面の上に、活性層を含む第1半導体層を形成し、前記第1半導体層の側面を、前記基板の上面に対して傾斜させる工程と、
前記第1半導体層を形成する工程に続けて、前記第1半導体層の上面および傾斜した側面に、前記第1半導体層のうち少なくとも前記活性層の傾斜した側面に接して前記活性層よりもバンドギャップの大きな非吸収領域を有する第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層のうち前記第1半導体層の上面に形成された部分を除去する工程と、
前記第2半導体層を劈開して一対の共振器端面のうち少なくとも一方を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 Providing a step portion lower than the upper surface on a substrate having a flat upper surface;
Forming a first semiconductor layer including an active layer on an upper surface of the substrate, and inclining a side surface of the first semiconductor layer with respect to the upper surface of the substrate;
Following the step of forming the first semiconductor layer, the upper surface and the inclined side surface of the first semiconductor layer are in contact with at least the inclined side surface of the active layer of the first semiconductor layer and more band than the active layer. Forming a second semiconductor layer having a non-absorbing region with a large gap;
Removing a portion of the second semiconductor layer formed on the upper surface of the first semiconductor layer;
And cleaving the second semiconductor layer to form at least one of a pair of resonator end faces.
ことを特徴とする請求項9記載の半導体レーザの製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor laser according to claim 9, wherein the step portion is formed to have a side surface inclined with respect to the upper surface of the substrate.
ことを特徴とする請求項9記載の半導体レーザの製造方法。 The method for manufacturing a semiconductor laser according to claim 9, wherein the side surface of the stepped portion is formed so as to form an angle of 54.7 ° or more with respect to the upper surface of the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007012389A JP2008181928A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007012389A JP2008181928A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008181928A true JP2008181928A (en) | 2008-08-07 |
Family
ID=39725620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007012389A Pending JP2008181928A (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008181928A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016150840A1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Edge-emitting semiconductor laser and method for the production thereof |
-
2007
- 2007-01-23 JP JP2007012389A patent/JP2008181928A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016150840A1 (en) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Edge-emitting semiconductor laser and method for the production thereof |
CN107431333A (en) * | 2015-03-20 | 2017-12-01 | 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 | Edge emitting semiconductor laser and its production method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6597716B1 (en) | Compound semiconductor laser | |
JP4986714B2 (en) | Nitride-based semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
JP5425172B2 (en) | Semiconductor laser device and manufacturing method of semiconductor laser device | |
US20090086778A1 (en) | Nitride based semiconductor laser device | |
US7978744B2 (en) | Nitride based semiconductor laser device with oxynitride protective films on facets | |
JP2007095758A (en) | Semiconductor laser | |
US6597717B1 (en) | Structure and method for index-guided, inner stripe laser diode structure | |
US20050139856A1 (en) | Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same | |
JP3786907B2 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP2004327637A (en) | Semiconductor laser element | |
US20080298411A1 (en) | Nitride-based semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
JP5273459B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor laser | |
JP2008300802A (en) | Semiconductor laser element and method of manufacturing same | |
JP2006269988A (en) | Semiconductor laser | |
JP7297875B2 (en) | Gain-guided semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
JP4345673B2 (en) | Semiconductor laser | |
JP2008181928A (en) | Semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
JP2010123726A (en) | Semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
JP2000216476A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP2002064247A (en) | Semiconductor laser and method of manufacturing the same | |
JP5966381B2 (en) | Semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
JP2001077473A (en) | Semiconductor laser | |
JP4163343B2 (en) | Light emitting device and light emitting device module | |
JP2008004958A (en) | Light emitting element and light emitting element module | |
JP2006108139A (en) | Semiconductor laser |