JP2010238773A - 面発光レーザ素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上に、活性層を挟んで配置された下部多層膜反射鏡と上部多層膜反射鏡とによって構成される光共振器構造を有する、III−V族半導体材料からなる面発光レーザ素子であって、光が存在あるいは通過する領域に配置され、Cが添加されるとともに、前記Cの添加によって発生する前記基板に対する引っ張り歪を補償して該基板に対する圧縮歪を発生させる量の歪補償元素を結晶組成として含むp型半導体層を備える。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る面発光レーザ素子の模式的な平面図である。また、図2は、図1に示す面発光レーザ素子のII−II線断面図である。図1、2に示すように、面発光レーザ素子100は、半絶縁性の基板1上に積層された下部DBRミラー2、n型クラッド層3、活性層4、電流狭窄層5、p型クラッド層6、p型コンタクト層7、上部DBRミラー8、p側電極9およびn側電極10を備える。このうち、n型クラッド層3上に積層された活性層4、電流狭窄層5、p型クラッド層6、およびp型コンタクト層7は、エッチング処理等によって柱状形成されたメサポスト11として形成されている。
本発明の実施例1として、上記実施の形態1に従う面発光レーザ素子を作製し、その特性を測定したところ、閾値電流が0.6mA、スロープ効率が0.8W/Aであり、素子の電気抵抗が89オームでシングルモード動作した。一方、比較例1として、上記実施の形態1に係る面発光レーザ素子において、p型コンタクト層を、Inを含まないGaAsからなるものとした面発光レーザ素子を作製し、その特性を測定したところ、閾値電流が1.5mAに増加し、スロープ効率が0.35W/Aに低下し、素子の電気抵抗が93オームでシングルモード動作した。すなわち、実施例1の面発光レーザ素子では、p型コンタクト層にInを含めて光吸収係数を低減するという本発明の効果が、閾値電流及びスロープ効率に大きく現れた。
本発明は、実施の形態1のようなp型コンタクト層だけでなく、光が存在あるいは通過する領域に配置された様々なp型半導体層に対して適用できる。以下に説明する本発明の実施の形態2では、本発明をp型半導体多層膜鏡におけるグレーデッド層に適用している。
本発明の実施例2として、上記実施の形態2に従う面発光レーザ素子を作製し、その特性を測定したところ、閾値電流が0.6mA、スロープ効率が1.0W/Aであり、素子の電気抵抗が35オームと、非常に優れた特性を示した。一方、比較例2として、上記実施の形態2に係る面発光レーザ素子において、グレーデッド層を、Inを含まないAlGaAsからなるものとした面発光レーザ素子を作製し、その特性を測定したところ、素子の電気抵抗が35オームであったものの、閾値電流が0.76mAに増加し、スロープ効率が0.7W/Aに低下した。すなわち、実施例2の面発光レーザ素子では、グレーデッド層にInを含めて光吸収係数を低減するという本発明の効果が、閾値電流及びスロープ効率に大きく現れた。
2、22 下部DBRミラー
3 n型クラッド層
4、24 活性層
5、25 電流狭窄層
5a、25a 開口部
5b、25b 選択酸化層
6 p型クラッド層
7、27 p型コンタクト層
8、28 上部DBRミラー
8a、29a アパーチャ
9、29 p側電極
10、30 n側電極
11、31 メサポスト
12 p側引出電極
13 n側引出電極
23 下部クラッド層
26 上部クラッド層
28b p−Al0.9Ga0.1As層
28c p−Al0.2Ga0.8As層
28d、28e グレーデッド層
32 p側電極パッド
33 ポリイミド層
100 面発光レーザ
100、200 面発光レーザ素子
L1〜L4 線
Claims (7)
- 基板上に、活性層を挟んで配置された下部多層膜反射鏡と上部多層膜反射鏡とによって構成される光共振器構造を有する、III−V族半導体材料からなる面発光レーザ素子であって、
光が存在あるいは通過する領域に配置され、Cが添加されるとともに、前記Cの添加によって発生する前記基板に対する引っ張り歪を補償して該基板に対する圧縮歪を発生させる量の歪補償元素を結晶組成として含むp型半導体層を備えることを特徴とする面発光レーザ素子。 - 前記基板は、GaAsからなり、前記III−V族半導体材料は、GaAs系半導体材料であることを特徴とする請求項1に記載の面発光レーザ素子。
- 前記p型半導体層に添加されるCの濃度は、1×1019cm-3以上であることを特徴とする請求項2に記載の面発光レーザ素子。
- 前記歪補償元素は、In、Sb、Biの少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子。
- 前記活性層はGaInNAsからなり、前記p型半導体層は、前記歪補償元素としてのInを、前記活性層のIn組成比よりも低い組成比となるように含むGaInAsからなることを特徴とする請求項2または3に記載の面発光レーザ素子。
- 前記p型半導体層は、p側電極と接触するコンタクト層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子。
- 前記p型半導体層は、前記下部多層膜反射鏡または上部多層膜反射鏡が備える高屈折率層と低屈折率層との間に設けられたグレーデッド層であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の面発光レーザ素子。
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2009
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