JP2013012599A - 窒化ガリウム系半導体レーザ素子、及び、窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】n型クラッド層15bと、n側光ガイド層29と、活性層27と、p側光ガイド層31と、p型クラッド層23と、を備え、活性層27の発振波長は、400nm以上550nm以下であり、n型クラッド層15bは、InxAlyGa1−x−yN(0<x<0.05,0<y<0.20)であり、p型クラッド層23は、InxAlyGa1−x−yN(0≦x<0.05,0<y<0.20)であり、n側光ガイド層29及びp側光ガイド層31は、何れも、インジウムを含有し、n側光ガイド層29及びp側光ガイド層31のインジウムの組成は、何れも、2%以上6%以下であり、n型クラッド層15bの膜厚は、n型クラッド層15bの膜厚とp型クラッド層23の膜厚との合計の65%以上85%以下の範囲にある。
【選択図】図1
Description
実施例1〜実施例5のそれぞれにおいて、p型ドーパントは例えばマグネシウム(Mg)であり、p型ドーパントのドーパント濃度は、3×1018cm−3程度である。p型ドーパントのドーパント濃度が、この値3×1018cm−3を下回ると、比較的大きな電気的抵抗が生じる。
Claims (26)
- 窒化ガリウム系半導体レーザ素子であって、
n型の窒化ガリウム系半導体のn型クラッド層と、
前記n型クラッド層の上に設けられた窒化ガリウム系半導体の第1の光ガイド層と、
前記第1の光ガイド層の上に設けられた窒化ガリウム系半導体の活性層と、
前記活性層の上に設けられた窒化ガリウム系半導体の第2の光ガイド層と、
前記第2の光ガイド層の上に設けられたp型の窒化ガリウム系半導体のp型クラッド層と、
を備え、
前記活性層の発振波長は、400nm以上550nm以下であり、
前記第1及び第2の光ガイド層は、何れも、インジウムを含有し、
前記第1及び第2の光ガイド層のインジウムの組成は、何れも、2%以上6%以下であり、
前記第1の光ガイド層の膜厚は、前記第1の光ガイド層の膜厚と前記第2の光ガイド層の膜厚との合計の65%以上85%以下の範囲にあり、
前記第1の光ガイド層及び前記第2の光ガイド層は前記活性層に接している、
ことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ素子。 - 前記n型クラッド層は、
InxAlyGa1−x−yN(0<x<0.05,0<y<0.20)であり、
前記p型クラッド層は、
InxAlyGa1−x−yN(0≦x<0.05,0<y<0.20)であることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。 - 前記活性層は、単一の量子井戸層を含む単一量子井戸構造を有する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記活性層は、複数の量子井戸層と複数の障壁層とを含む多重量子井戸構造を有する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記第1の光ガイド層と前記活性層との界面は、c軸に沿って延びる基準軸に直交する面からm軸方向に傾斜している、ことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記第1の光ガイド層と前記活性層との界面は、前記基準軸に直交する面からm軸方向に63度以上80度未満の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項5に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 窒化ガリウム系半導体の主面を有する基板を更に備え、
前記主面の上に、前記n型クラッド層、前記第1の光ガイド層、前記活性層、前記第2の光ガイド層及び前記p型クラッド層が順に設けられており、
前記主面は、前記基準軸に直交する面からm軸方向に63度以上80度未満の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。 - 前記活性層の発振波長は、480nm以上550nm以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記活性層の発振波長は、510nm以上540nm以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記第1の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上5%以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記第1の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上4.5%以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記第2の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上5%以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項11の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 前記第2の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上4.5%以下である、ことを特徴とする請求項1〜請求項11の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
- 窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法であって、
n型の窒化ガリウム系半導体のn型クラッド層を形成する工程と、
前記n型クラッド層の上に窒化ガリウム系半導体の第1の光ガイド層を形成する工程と、
前記第1の光ガイド層の上に窒化ガリウム系半導体の活性層を形成する工程と、
前記活性層の上に窒化ガリウム系半導体の第2の光ガイド層を形成する工程と、
前記第2の光ガイド層の上にp型の窒化ガリウム系半導体のp型クラッド層を形成する工程と、
を備え、
前記活性層の発振波長は、400nm以上550nm以下であり、
前記第1及び第2の光ガイド層は、何れも、インジウムを含有し、
前記第1及び第2の光ガイド層のインジウムの組成は、何れも、2%以上6%以下であり、
前記第1の光ガイド層の膜厚は、前記第1の光ガイド層の膜厚と前記第2の光ガイド層の膜厚との合計の65%以上85%以下の範囲にあり、
前記第1の光ガイド層及び前記第2の光ガイド層は前記活性層に接している、
ことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記n型クラッド層は、
InxAlyGa1−x−yN(0<x<0.05,0<y<0.20)であり、
前記p型クラッド層は、
InxAlyGa1−x−yN(0≦x<0.05,0<y<0.20)であることを特徴とする請求項14に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記活性層は、単一の量子井戸層を含む単一量子井戸構造を有する、ことを特徴とする請求項14又は請求項15に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記活性層は、複数の量子井戸層と複数の障壁層とを含む多重量子井戸構造を有する、ことを特徴とする請求項14又は請求項15に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第1の光ガイド層と前記活性層との界面は、c軸に沿って延びる基準軸に直交する面からm軸方向に傾斜している、ことを特徴とする請求項14〜請求項17の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第1の光ガイド層と前記活性層との界面は、前記基準軸に直交する面からm軸方向に63度以上80度未満の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項18に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 窒化ガリウム系半導体の主面を有する基板を準備する工程を更に備え、
前記基板の主面の上に、前記n型クラッド層、前記第1の光ガイド層、前記活性層、前記第2の光ガイド層及び前記p型クラッド層が順に設けられ、
前記主面は、前記基準軸に直交する面からm軸方向に63度以上80度未満の角度で傾斜している、ことを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。 - 前記活性層の発振波長は、480nm以上550nm以下である、ことを特徴とする請求項14〜請求項20の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記活性層の発振波長は、510nm以上540nm以下である、ことを特徴とする請求項14〜請求項20の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第1の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上5%以下である、ことを特徴とする請求項14〜請求項22の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第1の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上4.5%以下である、ことを特徴とする請求項14〜請求項22の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第2の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上5%以下である、ことを特徴とする請求項14〜請求項24の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
- 前記第2の光ガイド層のインジウムの組成は、2%以上4.5%以下である、ことを特徴とする請求項14〜請求項24の何れか一項に記載の窒化ガリウム系半導体レーザ素子の製造方法。
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