JP2010045256A - 半導体レーザ及び半導体レーザの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 活性層と、活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第1GaAs層と、凹部に埋め込まれたInGaP層と、InGaP層上及び凹部上に形成された第2GaAs層と、を含み、凹部は、第1GaAs層の結晶方位が(100)面からなる底部、及び少なくとも第1GaAs層の結晶方位の一部が(111)A面からなる斜面を有し、第1GaAs層の上面において一方の凹部の上端と隣接する他方の凹部の上端との間隔は、凹部の底面の幅よりも小さく、第1導電型を有するGaAsの結晶方位が(100)面からなる基板上に形成された、第1導電型を有する第1クラッド層と、第2GaAs層上に形成された第2導電型を有する第2クラッド層と、を更に有する。
【選択図】図1
Description
子層の上面を平坦化する必要がある。
図1及び図2は、本発明の第1実施例に係る半導体レーザ50aの構造を示す。図1は、半導体レーザ50aの斜視図である。図2は、図1におけるX−Y線で切断した半導体レーザ50aの断面をZ方向から見た図である。
シー(Molecular Beam Epitaxy;MPE)法、又は有機金属気相成長(Metal Organic Vapor Deposition;MOVPE)法によって形成されることが望ましい。
一方の凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さく形成される。
層3aの上方に、活性層3aの全長にわたって活性層3aに沿って平行になるように、例えば2.5μmから4.0μmの幅を有するように形成されている。SiO2マスク層14の厚みは、例えば300nmから400nmであることが望ましい。
nmの厚みで形成されることが望ましい。なお、下部電極12をp型GaAs基板1上に形成する前に、p型GaAs基板1を例えば100μmから150μmの厚さに研磨する。
本発明の第2実施例において、図7から図13までの図は、半導体レーザ50bの製造方法を詳細に説明するものである。なお、第2実施例において、第1実施例で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
GaAs層4、InGaP層5、及びGaAsキャップ層6を備えている。なお、GaAs層4、InGaP層5、及びGaAsキャップ層6はアンドープであることが望ましい。回折格子層7の構造については、図8において詳細に説明する。
ことが知られている。
本発明の第3実施例において、図14から図19までの図は、半導体レーザ50cの構造及び半導体レーザ50cの製造方法を詳細に説明するものである。なお、第3実施例において、第1実施例及び第2実施例で説明した構成と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
は12により示す。
形成されている。なお、InGaP層5は、GaAs層4の上面から例えば50nmよりも小さい厚みで、GaAs層4の上面を覆うように形成されてもよい。
。
(付記1)
活性層と、
前記活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第1GaAs層と、
前記凹部に埋め込まれたInGaP層と、
前記InGaP層上及び前記凹部上に形成された第2GaAs層と、を含み、
前記凹部は、前記第1GaAs層の結晶方位が(100)面からなる底部、及び少なくとも前記第1GaAs層の結晶方位の一部が(111)A面からなる斜面を有し、前記第1GaAs層の上面において一方の前記凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さいことを特長とする半導体レーザ。
(付記2)
第1導電型を有するGaAsの結晶方位が(100)面からなる基板上に形成された、第1導電型を有する第1クラッド層と、
前記第2GaAs層上に形成された第2導電型を有する第2クラッド層と、
を更に有することを特徴とする付記1記載の半導体レーザ。
(付記3)
前記第1クラッド層は、p型AlGaAsから形成され、前記第2クラッド層はn型InGaPから形成されることを特徴とする付記1又は付記2記載の半導体レーザ。
(付記4)
前記第1クラッド層は、p型Al0.35Ga0.65Asとp型Al0.45Ga0.55Asを順次積層して形成され、前記第2クラッド層はn型InGaP層とn型Al0.35Ga0.65As層を順次積層して形成されることを特徴とする付記1乃至付記3の何れか1つに記載の半導体レーザ。
(付記5)
前記活性層は、量子井戸活性層、又は量子ドット活性層であることを特徴とする付記1乃至付記4の何れか1つに記載の半導体レーザ。
(付記6)
前記活性層は、GaAs、GaInNAs、InAs、InGaAsのいずれかの半導体材料から形成されていることを特徴とする付記1乃至付記5の何れか1つに記載の半導体レーザ。
(付記7)
活性層を形成する工程と、
前記活性層上に結晶方位が(100)面からなる前記第1GaAs層を形成する工程と、
前記第1GaAs層上に周期的間隔でマスクを形成する工程と、
前記第1GaAs層の結晶方位である(100)面をエッチング液によって連続的にエッチングし、(111)A面を含む斜面を有する凹部を形成する工程と、
前記凹部をInGaP層によって埋め込む工程と、
前記InGaP層上及び前記第1GaAs層上に第2GaAs層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。
(付記8)
第1導電型を有するGaAs層の結晶方位が(100)面である基板上に、第1導電型を有する第1クラッド層を形成する工程と、
前記第2GaAs層上に第2導電型を有する第2クラッド層を形成する工程と、
前記第2GaAs層をエッチング停止層としてリッジ導波路型の電流狭窄構造を形成する工程と、
を更に有し、前記活性層は、前記第1クラッド層上に形成されることを特徴とする付記7記載の半導体レーザの製造方法。
(付記9)
前記エッチング液は、アンモニア水、過酸化水素水、及び水を含むことを特徴とする付記7又は付記8に記載の半導体レーザの製造方法。
(付記10)
前記エッチング液は、前記アンモニア水が3、前記過酸化水素水が1、及び前記水が50の割合であることを特徴とする付記7乃至付記9の何れか1つに記載の半導体レーザの製造方法。
(付記11)
前記第1クラッド層は、p型AlGaAsから形成され、前記第2クラッド層はn型InGaPから形成されることを特徴とする付記7乃至付記10の何れか1つに記載の半導体レーザの製造方法。
(付記12)
前記第1クラッド層は、p型Al0.35Ga0.65Asとp型Al0.45Ga0.55Asを順次積層して形成され、前記第2クラッド層はn型InGaP層とn型Al0.35Ga0.65As層を順次積層して形成されることを特徴とする付記7乃至付記11の何れか1つに記載の記載の半導体レーザの製造方法。
(付記13)
前記活性層は、量子井戸活性層、又は量子ドット活性層であることを特徴とする付記7乃至付記12の何れか1つに記載の記載の半導体レーザの製造方法。
(付記14)
前記活性層は、GaAs、GaInNAs、InAs、InGaAsのいずれかの半導体材料から形成されていることを特徴とする付記7乃至付記13の何れか1つに記載の記載の半導体レーザの製造方法。
2 第1クラッド層
2a 第1クラッド層
3a 活性層
3b 活性層
3c 活性層
4 GaAs層
4a GaAs層
5 InGaP層
5a InGaP層
6 GaAsキャップ層
7 回折格子層
8 第2クラッド層
8a n型InGaP層
8b n型InGaP層及びn型Al0.35Ga0.65As層
8c 第2クラッド層
9 コンタクト層
9a n型GaAs層
10 SiO2保護層
11 上部電極
12 下部電極
13 SiO2マスク層
14 SiO2マスク層
20 量子ドット層
21 i−GaAs層
22 i−InAs層
23 i−InAs層
24 i−InGaAs層
25 i−GaAs層
26 p型GaAs層
27 i−GaAs層
50a 半導体レーザ
50b 半導体レーザ
50c 半導体レーザ
Claims (10)
- 活性層と、
前記活性層上に凹部が周期的間隔で形成された第1GaAs層と、
前記凹部に埋め込まれたInGaP層と、
前記InGaP層上及び前記凹部上に形成された第2GaAs層と、を含み、
前記凹部は、前記第1GaAs層の結晶方位が(100)面からなる底部、及び少なくとも前記第1GaAs層の結晶方位の一部が(111)A面からなる斜面を有し、前記第1GaAs層の上面において一方の前記凹部の上端と隣接する他方の前記凹部の上端との間隔は、前記凹部の前記底面の幅よりも小さいことを特長とする半導体レーザ。 - 第1導電型を有するGaAsの結晶方位が(100)面からなる基板上に形成された、第1導電型を有する第1クラッド層と、
前記第2GaAs層上に形成された第2導電型を有する第2クラッド層と、
を更に有することを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 前記第1クラッド層は、p型AlGaAsから形成され、前記第2クラッド層はn型InGaPから形成されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体レーザ。
- 前記第1クラッド層は、p型Al0.35Ga0.65Asとp型Al0.45Ga0.55Asを順次積層して形成され、前記第2クラッド層はn型InGaP層とn型Al0.35Ga0.65As層を順次積層して形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の半導体レーザ。
- 活性層を形成する工程と、
前記活性層上に結晶方位が(100)面からなる前記第1GaAs層を形成する工程と、
前記第1GaAs層上に周期的間隔でマスクを形成する工程と、
前記第1GaAs層の結晶方位である(100)面をエッチング液によって連続的にエッチングし、(111)A面を含む斜面を有する凹部を形成する工程と、
前記凹部をInGaP層によって埋め込む工程と、
前記InGaP層上及び前記第1GaAs層上に第2GaAs層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 第1導電型を有するGaAs層の結晶方位が(100)面である基板上に、第1導電型を有する第1クラッド層を形成する工程と、
前記第2GaAs層上に第2導電型を有する第2クラッド層を形成する工程と、
前記第2GaAs層をエッチング停止層としてリッジ導波路型の電流狭窄構造を形成する工程と、
を更に有し、前記活性層は、前記第1クラッド層上に形成されることを特徴とする請求項5記載の半導体レーザの製造方法。 - 前記エッチング液は、アンモニア水、過酸化水素水、及び水を含むことを特徴とする請求項5又は請求項6記載の半導体レーザの製造方法。
- 前記エッチング液は、前記アンモニア水が3、前記過酸化水素水が1、及び前記水が50の割合であることを特徴とする請求項5乃至請求項7の何れか1項に記載の半導体レーザの製造方法。
- 前記活性層は、量子井戸活性層、又は量子ドット活性層であることを特徴とする請求項
5乃至請求項8の何れか1項に記載の半導体レーザの製造方法。 - 前記第1クラッド層は、p型AlGaAsから形成され、前記第2クラッド層はn型InGaPから形成されることを特徴とする請求項5乃至請求項9記載の半導体レーザの製造方法。
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