JP3300657B2 - Compound semiconductor laser device - Google Patents

Compound semiconductor laser device

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JP3300657B2
JP3300657B2 JP35116697A JP35116697A JP3300657B2 JP 3300657 B2 JP3300657 B2 JP 3300657B2 JP 35116697 A JP35116697 A JP 35116697A JP 35116697 A JP35116697 A JP 35116697A JP 3300657 B2 JP3300657 B2 JP 3300657B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体レーザ
装置に関し、特に、III −V 族化合物、例えばGaN、
AlGaN、InGaN、InAlGaN等の、下記の
組成式で表される材料から基本的になる窒化ガリウム系
半導体のレーザ装置に関する。 Inx Aly Gaz N、ここでx+y+z=1、0≦
x,y,z≦1
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compound semiconductor laser device, and more particularly, to a III-V compound such as GaN,
The present invention relates to a gallium nitride-based semiconductor laser device basically made of a material represented by the following composition formula, such as AlGaN, InGaN, and InAlGaN. In x Al y Ga z N, wherein x + y + z = 1,0 ≦
x, y, z ≦ 1

【0002】[0002]

【従来の技術】高密度光ディスクシステム等への応用を
目的として短波長の半導体レーザ装置の開発が進められ
ている。この種のレーザ装置では記録密度を高めるため
に発振波長を短くすることが要求されている。短波長の
半導体レーザ装置としてInGaAlP材料による60
0nm帯光源は、ディスクの読み込み、書き込みのどち
らも可能なレベルにまで特性改善され、すでに実用化さ
れている。
2. Description of the Related Art Short-wavelength semiconductor laser devices have been developed for application to high-density optical disk systems and the like. In this type of laser device, it is required to shorten the oscillation wavelength in order to increase the recording density. As a short-wavelength semiconductor laser device, 60 of InGaAlP material is used.
The 0 nm band light source has already been put to practical use with its characteristics improved to a level at which both reading and writing of a disk are possible.

【0003】記録密度を更に向上させるため、近年、青
色体半導体レーザ装置の開発が盛んに行われている。G
aN系半導体レーザ装置では、350nm以下まで短波
長化が可能で、信頼性に関してもLEDにおいて1万時
間以上の信頼性が確認されるなど有望であり盛んに研
究、開発が行われている。室温での電流注入によるレー
ザビームの発振も確認されている。このようにナイトラ
イド系は材料的に次世代の光ディスクシステム光源に必
要な条件を満たす優れた材料である。
In order to further improve the recording density, blue semiconductor laser devices have been actively developed in recent years. G
The aN-based semiconductor laser device can be shortened to a wavelength of 350 nm or less, and the reliability of the LED has been confirmed to be 10,000 hours or more. Laser beam oscillation due to current injection at room temperature has also been confirmed. As described above, the nitride-based material is an excellent material that satisfies the conditions necessary for the light source of the next-generation optical disk system.

【0004】光ディスクシステム等へ応用可能にするた
めには、レーザビームの発振特性が重要となる。例え
ば、発光部において、接合平面に平行方向に横モード制
御構造を形成することが必須となり、また高信頼性を得
るためにしきい電流値が低く且つ熱抵抗の十分低い半導
体レーザ装置を製作することが重要となる。光ディスク
システム応用の短波長半導体レーザ装置におけるこれら
の条件を満たす候補として、上側のクラッド層を掘下げ
て形成するリッジ構造が挙げられている。
[0004] In order to be applicable to an optical disk system or the like, the oscillation characteristics of a laser beam are important. For example, in the light emitting section, it is essential to form a transverse mode control structure in a direction parallel to the bonding plane, and to obtain a semiconductor laser device having a low threshold current value and sufficiently low thermal resistance in order to obtain high reliability. Is important. As a candidate that satisfies these conditions in a short-wavelength semiconductor laser device applied to an optical disk system, a ridge structure in which an upper clad layer is formed by drilling is mentioned.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリッジ
構造においては、モード制御を考慮するとリッジ幅が比
較的狭くなり、接合面垂直方向に対してモードが不安定
になり易いという問題や、発振光に対する電極の光損失
が大きく、しきい値を上昇させてしまうという問題が発
生する。また、歩留まりも極めて悪く、素子の熱抵抗は
大きなものとなり、レーザ連続発振自身が困難となり、
例え発振しても、著しく素子の信頼性は損なわれる。プ
ロセス上も、従来のリッジ構造はリッジ上に誘電体膜の
開口部を設けるため、光リソグラフープロセス時に困難
な位置合わせが必要となる。
However, in the conventional ridge structure, considering the mode control, the ridge width is relatively narrow, and the mode tends to be unstable in the direction perpendicular to the junction surface. There is a problem that the electrode loses a large amount of light and raises the threshold value. Also, the yield is extremely poor, the thermal resistance of the element becomes large, and continuous laser oscillation itself becomes difficult,
Even if oscillation occurs, the reliability of the device is significantly impaired. In the process, since the conventional ridge structure has an opening of the dielectric film on the ridge, difficult alignment is required at the time of the optical lithography process.

【0006】このように、リッジ構造を有する従来の半
導体レーザ装置は、熱抵抗が高くモードも不安定でしか
もプロセスが非常に困難となるという問題を抱えてい
る。本発明は、かかる従来技術の問題点を考慮してなさ
れたものであり、プロセスの再現性に優れ且つ製造工程
が易しく、また、低しきい値で動作が可能である等の良
好な特性を有する、短波長帯の横モード制御型の化合物
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
As described above, the conventional semiconductor laser device having the ridge structure has a problem that the thermal resistance is high, the mode is unstable, and the process becomes very difficult. The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has excellent characteristics such as excellent process reproducibility, easy manufacturing steps, and operation at a low threshold. It is an object of the present invention to provide a transverse mode control type compound semiconductor laser device having a short wavelength band.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の視点は、
化合物半導体レーザ装置において、Alを含む第1導電
型の化合物半導体からなる第1クラッド層と、前記第1
クラッド層上に配設された化合物半導体からなる活性層
と前記活性層上に配設されたAlを含む第2導電型の化
合物半導体からなる第2クラッド層と、前記第1及び第
2クラッド層間に前記活性層が挟まれることと、前記
2クラッド層は、前記2クラッド層から前記活性層と
は反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿って
延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、前記リッジ
部の両側で側方に延在する延在部とを有することと、前
記第2クラッド層と接触するように前記リッジ部の各側
面を覆う誘電体からなる被覆層と、前記第1クラッド層
に接続された第1電極と、前記リッジ構造の上面を介し
て前記第2クラッド層に接続されると共に前記延在部に
おいて前記第2クラッド層と非オーミックコンタクトを
形成する第2電極と、を具備することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A first aspect of the present invention is as follows.
In the compound semiconductor laser device, a first cladding layer made of a compound semiconductor of a first conductivity type containing Al;
An active layer composed of a compound semiconductor disposed on the cladding layer, a second cladding layer composed of a second conductivity type compound semiconductor containing Al disposed on the active layer, and an interlayer between the first and second cladding layers. The active layer is sandwiched between the second cladding layer and the second cladding layer, the ridge projecting from the second cladding layer to the opposite side to the active layer and forming a part of a ridge structure extending along the laser beam oscillation direction. And a coating layer made of a dielectric covering each side surface of the ridge portion so as to be in contact with the second cladding layer, having a portion extending laterally on both sides of the ridge portion, A first electrode connected to the first cladding layer, and a first electrode connected to the second cladding layer via an upper surface of the ridge structure and forming a non-ohmic contact with the second cladding layer in the extension. Two electrodes , Characterized by including the.

【0008】本発明の第2の視点は、第1の視点の化合
物半導体レーザ装置において、前記活性層及び前記第1
及び第2クラッド層がIII −V 族化合物半導体からなる
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the compound semiconductor laser device according to the first aspect, the active layer and the first
And the second cladding layer is made of a III-V compound semiconductor.

【0009】本発明の第3の視点は、化合物半導体レー
ザ装置において、Alを含む第1導電型のIII 族窒化物
半導体からなる第1クラッド層と、前記第1クラッド層
上に配設されたIII 族窒化物半導体からなる活性層と前
記活性層上に配設されたAlを含む第2導電型のIII 族
窒化物半導体からなる第2クラッド層と、前記第1及び
第2クラッド層間に前記活性層が挟まれることと、前記
2クラッド層は、前記2クラッド層から前記活性層
とは反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿っ
て延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、前記リッ
ジ部の両側で側方に延在する延在部とを有することと、
前記第2クラッド層と接触するように前記リッジ構造の
上面及び両側面を覆い且つ低抵抗化された頂部を有する
半導体からなる被覆層と、前記第1クラッド層に接続さ
れた第1電極と、前記被覆層を介して前記第2クラッド
層に接続された第2電極と、を具備することを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in a compound semiconductor laser device, a first cladding layer made of a first conductivity type group III nitride semiconductor containing Al and a first cladding layer are provided on the first cladding layer. An active layer made of a group III nitride semiconductor, a second cladding layer made of a second conductivity type group III nitride semiconductor containing Al disposed on the active layer, and a first cladding layer between the first and second cladding layers. That the active layer is sandwiched,
A second ridge portion protruding from the second clad layer on a side opposite to the active layer and forming a part of a ridge structure extending along a laser beam oscillation direction; Having an extending portion extending to
A coating layer made of a semiconductor having a low-resistance top covering the upper surface and both side surfaces of the ridge structure so as to be in contact with the second cladding layer; a first electrode connected to the first cladding layer; And a second electrode connected to the second clad layer via the coating layer.

【0010】本発明の第4の視点は、第3の視点の化合
物半導体レーザ装置において、前記被覆層が前記延在部
において前記第2クラッド層と非オーミックコンタクト
を形成することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the compound semiconductor laser device according to the third aspect, the covering layer forms a non-ohmic contact with the second cladding layer in the extending portion.

【0011】本発明の第5の視点は、第1乃至第4の視
点のいずれかの化合物半導体レーザ装置において、前記
第2電極が金属からなることを特徴とする。本発明の第
6の視点は、第1乃至第5の視点のいずれかの化合物半
導体レーザ装置において、前記活性層及び第2クラッド
層が前記第1クラッド層を介して基板に支持されること
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the compound semiconductor laser device according to any one of the first to fourth aspects, the second electrode is made of a metal. According to a sixth aspect of the present invention, in the compound semiconductor laser device according to any one of the first to fifth aspects, the active layer and the second cladding layer are supported on the substrate via the first cladding layer. Features.

【0012】本発明の第7の視点は、第1乃至第6の視
点のいずれかの化合物半導体レーザ装置において、前記
第2導電型がp型であることを特徴とする。本発明の第
8の視点は、第1乃至第7の視点のいずれかの化合物半
導体レーザ装置において、厚さ0.5μm以上の金属か
らなるヒートシンク層が、前記リッジ構造の上面及び両
側面に接触することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the compound semiconductor laser device according to any one of the first to sixth aspects, the second conductivity type is a p-type. According to an eighth aspect of the present invention, in the compound semiconductor laser device according to any one of the first to seventh aspects, a heat sink layer made of a metal having a thickness of 0.5 μm or more contacts the upper surface and both side surfaces of the ridge structure. It is characterized by doing.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態に係る化合物半導体レーザ装置につ
いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同
一の機能及び構成を有する構成要素については、同一番
号を付することにより、重複説明を省略する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A compound semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention will be described in detail. In the following description, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0014】図1は本発明の第1の実施の形態に係る青
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。図2は第1の実施の形態に係るレーザ装
置を、上側の電極を除いた状態で示す斜視図である。第
1の実施の形態は、レーザ共振器を形成するIII −V 族
化合物半導体として、下記の組成式で表される材料を用
いたレーザ装置に関する。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration near a ridge structure of a blue semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the laser device according to the first embodiment, with the upper electrode removed. The first embodiment relates to a laser device using a material represented by the following composition formula as a group III-V compound semiconductor forming a laser resonator.

【0015】Inx Aly Gaz N、ここでx+y+z
=1、0≦x,y,z≦1 図1図示の如く、このレーザ装置においては、サファイ
ア基板1上に、n−GaNバッファ層2(Siドープ1
×1018cm-3、厚さ3μm)を介して、n−Al0.15
Ga0.85Nクラッド層11(Siドープ1×1018cm
-3、厚さ0.32μm)、活性層12、及びp−Al
0.15Ga0.85Nクラッド層13(Mgドープ5×1019
cm-3、厚さ0.35μm)が順次配設される。活性層
12は、厚さ0.1μmの上下一対のGaN光ガイド層
と、両光ガイド層の間に挟まれた多重量子井戸構造(M
QW)とを有する。多重量子井戸構造(MQW)は、交
互に積層された5組のIn0.20Ga0.80N井戸層及びI
0.02Ga0.98Nバリア層からなり、各井戸層の厚さは
3nm、各バリア層の厚さは6nmに設定される。
In x Al y G az N, where x + y + z
= 1, 0 ≦ x, y, z ≦ 1 As shown in FIG. 1, in this laser device, an n-GaN buffer layer 2 (Si-doped 1
× 10 18 cm −3 , thickness 3 μm) to form n-Al 0.15
Ga 0.85 N cladding layer 11 (Si doped 1 × 10 18 cm
-3 , thickness 0.32 μm), active layer 12, and p-Al
0.15 Ga 0.85 N cladding layer 13 (Mg doped 5 × 10 19
cm -3 and a thickness of 0.35 μm). The active layer 12 includes a pair of upper and lower GaN optical guide layers each having a thickness of 0.1 μm, and a multiple quantum well structure (M
QW). The multiple quantum well structure (MQW) has five sets of In 0.20 Ga 0.80 N well layers and I
The barrier layer is composed of n 0.02 Ga 0.98 N, and the thickness of each well layer is set to 3 nm, and the thickness of each barrier layer is set to 6 nm.

【0016】p−クラッド層13の上には、p−GaN
コンタクト層14(Mgドープ8×1019cm-3、厚さ
0.4μm)、高濃度に不純物がドープ(低抵抗化)さ
れたp−GaNコンタクト層15(Mgドープ2×10
20cm-3、厚さ0.1μm)、Pt/Ti/Pt/Au
等の金属からなるp側電極16が順次配設される。p側
電極16、p−コンタクト層15、14、p−クラッド
層13は、活性層12とは反対側に突出し且つレーザビ
ームの発振方向に沿って延びる断面台形のリッジ構造1
0を形成する。
On the p-cladding layer 13, p-GaN
A contact layer 14 (Mg-doped 8 × 10 19 cm −3 , 0.4 μm thickness); a p-GaN contact layer 15 (Mg-doped 2 × 10
20 cm -3 , thickness 0.1 μm), Pt / Ti / Pt / Au
A p-side electrode 16 made of such a metal is sequentially arranged. The p-side electrode 16, the p-contact layers 15 and 14, and the p-cladding layer 13 protrude on the opposite side to the active layer 12 and have a trapezoidal cross-sectional ridge structure 1 extending along the laser beam oscillation direction.
0 is formed.

【0017】リッジ構造10は、p側電極16用の金属
層を形成後、リッジ構造10に対応するストライプ状の
部分の両側を上方からp−クラッド層13の途中までエ
ッチングにより除去することにより形成される。このた
め、p−クラッド層13はリッジ構造10の一部である
リッジ部分13aとリッジ部13aの両側で側方に延在
する延在部13bとを有する。
The ridge structure 10 is formed by forming a metal layer for the p-side electrode 16 and then removing both sides of the striped portion corresponding to the ridge structure 10 from above by etching to the middle of the p-cladding layer 13. Is done. For this reason, the p-cladding layer 13 has a ridge portion 13a which is a part of the ridge structure 10, and an extending portion 13b extending laterally on both sides of the ridge portion 13a.

【0018】リッジ構造10の各側面上には、誘電体で
あるSiO2 からなる被覆層19が配設される。被覆層
19は、実質的にp−クラッド層13のリッジ部13a
の両側面に接触し且つこれを完全に被覆するように配設
される。各被覆層19の下端部から間隔をおいてp−ク
ラッド層13の夫々の延在部13b上にSiO2 からな
る絶縁層17が配設される。被覆層19と絶縁層17と
の間には、p−クラッド層13の延在部13bの露出表
面が、リッジ構造10に沿って残される。
On each side surface of the ridge structure 10, a coating layer 19 made of SiO 2 as a dielectric is provided. The covering layer 19 substantially corresponds to the ridge portion 13a of the p-cladding layer 13.
Is arranged to contact and completely cover both sides of the. An insulating layer 17 made of SiO 2 is provided on each extension 13 b of the p-cladding layer 13 at a distance from the lower end of each coating layer 19. The exposed surface of the extension 13b of the p-cladding layer 13 is left along the ridge structure 10 between the covering layer 19 and the insulating layer 17.

【0019】一方の絶縁層17上にからリッジ構造10
の全長を覆い、更に他方の絶縁層17上に至るように、
Cr/Au等の金属からなる電極層18が配設される。
電極層18はp側電極16に接続されると共に、被覆層
19及び絶縁層17間の延在部13bの露出表面に対し
て、非オーミックコンタクトを形成する。また、リッジ
構造10から外れた位置にはn−バッファ層2の露出表
面が形成され、その上にAl/Ti/Au等の金属から
なるn側電極3が配設される。
The ridge structure 10 is formed on one of the insulating layers 17.
So that it covers the entire length of
An electrode layer 18 made of a metal such as Cr / Au is provided.
The electrode layer 18 is connected to the p-side electrode 16 and forms a non-ohmic contact with the exposed surface of the extension 13b between the covering layer 19 and the insulating layer 17. An exposed surface of the n-buffer layer 2 is formed at a position off the ridge structure 10, and an n-side electrode 3 made of a metal such as Al / Ti / Au is provided thereon.

【0020】後述の実験に供した第1の実施の形態に係
るレーザ装置のリッジ構造10及び被覆層19は次の方
法で形成した。先ず、サファイア基板1上に、窒化ガリ
ウム層2及び11乃至15を、全てMOCVD(有機金
属気相成長法)により成長形成した。成長条件に関し、
圧力は常圧で、バッファ層2以外のGaN、AlGaN
層については基本的に窒素、水素、アンモニアを混合し
た雰囲気で1000℃から1100℃の範囲の温度を使
用し、活性層12については窒素とアンモニア雰囲気で
700℃から850℃の範囲の温度を使用した。
The ridge structure 10 and the coating layer 19 of the laser device according to the first embodiment, which were used in the experiments described below, were formed by the following method. First, gallium nitride layers 2 and 11 to 15 were all formed on a sapphire substrate 1 by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition). Regarding growth conditions,
The pressure is normal pressure, and GaN and AlGaN other than the buffer layer 2 are used.
For the layer, a temperature in the range of 1000 ° C. to 1100 ° C. is basically used in an atmosphere in which nitrogen, hydrogen and ammonia are mixed, and for the active layer 12, a temperature in the range of 700 ° C. to 850 ° C. is used in the atmosphere of nitrogen and ammonia did.

【0021】窒化ガリウム層2及び11乃至15を結晶
成長し、更にp側電極16用のPt/Ti/Pt/Au
金属層を形成した後、リッジ構造10に対応するストラ
イプ状の部分の両側を上方からp−クラッド層13の途
中までエッチングにより除去することによりリッジ構造
10を形成した。ここでは、感光レジストを用いた光リ
ソグラフィー技術と反応性塩素系イオンによるドライエ
ッチング技術を用いた。このようにして、活性層12と
は反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿って
延びる断面台形で底面の幅が2μmのリッジ構造10を
形成した。
The gallium nitride layers 2 and 11 to 15 are crystal-grown, and a Pt / Ti / Pt / Au for the p-side electrode 16 is grown.
After forming the metal layer, the ridge structure 10 was formed by removing both sides of the stripe-shaped portion corresponding to the ridge structure 10 from above by etching to the middle of the p-cladding layer 13. Here, a photolithography technique using a photosensitive resist and a dry etching technique using reactive chlorine ions are used. Thus, a ridge structure 10 having a trapezoidal cross section and a bottom surface width of 2 μm, protruding on the opposite side to the active layer 12 and extending along the oscillation direction of the laser beam, was formed.

【0022】次に、被覆層19及び絶縁層17の材料と
なる誘電体(SiO2 )膜を熱CVD法で基板の全面に
亘って600nmの厚さで形成した。次に、被覆層19
及び絶縁層17間でp−クラッド層13の延在部13b
の表面を露出させるための開口部に対応して、誘電体膜
上に開口幅8μmのフォトレジストのパターンを形成し
た。次に、CF4 を用いた反応性イオンにより300n
mのエッチング量を狙って気相エッチングを行い、自己
整合的にリッジ構造10の両脇に平均200nmの厚さ
でSiO2 からなる被覆層19を形成した。
Next, a dielectric (SiO 2 ) film as a material of the covering layer 19 and the insulating layer 17 was formed with a thickness of 600 nm over the entire surface of the substrate by a thermal CVD method. Next, the coating layer 19
Extending portion 13b of p-cladding layer 13 between insulating layer 17 and insulating layer 17
A photoresist pattern having an opening width of 8 μm was formed on the dielectric film corresponding to the opening for exposing the surface of the substrate. Next, 300 n by reactive ions using CF 4
The coating layer 19 made of SiO 2 was formed on both sides of the ridge structure 10 in an average thickness of 200 nm in a self-aligned manner, aiming at an etching amount of m.

【0023】リッジ構造10の両側面上における被覆層
19の自己整合的な形成は良好な再現性をもって行なう
ことができた。これには、SiO2 誘電体膜を形成する
際にリッジ構造10の両側面上で誘電体膜がリッジ構造
10の形状を反映して厚めになることと、反応性イオン
による気相エッチングがイオン種の供給律速で行われる
ことと、が影響しているものと考えられる。
The self-alignment formation of the coating layer 19 on both side surfaces of the ridge structure 10 could be performed with good reproducibility. This is because the dielectric film becomes thicker on both sides of the ridge structure 10 when the SiO 2 dielectric film is formed, reflecting the shape of the ridge structure 10, and the vapor phase etching by reactive ions is performed by ion implantation. It is thought that the fact that the supply is limited by the supply of seeds has an effect.

【0024】このような方法を用いて作製した第1の実
施の形態に係るレーザ装置においては、リッジ構造10
の外側の延在部13b上で、Cr/Au電極層18がp
−Al0.15Ga0.85Nクラッド層13と接触する。この
接触はキャリヤ濃度が低いp−AlGaN層13と金属
層18との接触であるため、その間の電気的な障壁は大
きくなる。一方、リッジ構造10の頂部では、高濃度に
Mgがドープされたp−GaNコンタクト層15とPt
/Ti/Pt/Auからなるp側電極16との接触にな
るため接触抵抗は低くなる。
In the laser device according to the first embodiment manufactured using such a method, the ridge structure 10
The Cr / Au electrode layer 18 is
-Contact with Al 0.15 Ga 0.85 N cladding layer 13. Since this contact is a contact between the p-AlGaN layer 13 having a low carrier concentration and the metal layer 18, an electrical barrier therebetween becomes large. On the other hand, at the top of the ridge structure 10, the p-GaN contact layer 15 doped with Mg at a high concentration and the Pt
The contact with the p-side electrode 16 made of / Ti / Pt / Au results in low contact resistance.

【0025】実験によれば、p側電極16に10V印加
した条件において、p−コンタクト層15とp側電極1
6とのコンタクトには150mA以上の電流を流すこと
ができたが、電極層18とp−クラッド層13とのコン
タクトを流れる電流は1mA以下であった。即ち、第1
の実施の形態に係るレーザ装置の電流狭窄効果は、リッ
ジ構造の外側での電極のコンタクトがない従来の構造と
そん色のないものであることが判明した。
According to the experiment, the p-contact layer 15 and the p-side
Although a current of 150 mA or more could flow through the contact with No. 6, the current flowing through the contact between the electrode layer 18 and the p-cladding layer 13 was 1 mA or less. That is, the first
It has been found that the current confinement effect of the laser device according to the third embodiment is not as bright as that of the conventional structure having no electrode contact outside the ridge structure.

【0026】また、第1の実施の形態に係るレーザ装置
においては、発光部である活性層12に対して熱伝導の
良好な金属電極層18を近づけることができるため、放
熱性を格段に向上させることができる。また、基本モー
ド光はリッジ構造10の側面の低屈折率層に相当するS
iO2 被覆層19で制御され、高次モードは更にその外
側の金属電極層18によりカットオフを受ける構造とな
るため、高次モードを安定して抑制することができる。
また、実験によれば、キンクなどのモード不安定な素子
の発生は10%以下に抑えることができた。
Further, in the laser device according to the first embodiment, since the metal electrode layer 18 having good heat conduction can be brought close to the active layer 12 which is a light emitting portion, the heat radiation is remarkably improved. Can be done. Further, the fundamental mode light is applied to the S layer corresponding to the low refractive index layer on the side surface of the ridge structure 10.
The higher-order mode is controlled by the iO 2 coating layer 19 and has a structure in which the higher-order mode is further cut off by the metal electrode layer 18 outside the higher-order mode, so that the higher-order mode can be stably suppressed.
According to the experiment, the occurrence of a mode unstable element such as a kink could be suppressed to 10% or less.

【0027】また、第1の実施の形態に係るレーザ装置
においては、リッジ構造10の幅を2μm以下にしても
しきい電流値の上昇は緩やかで、しきい値自身は大幅に
小さくすることができる。発振特性の実験によれば、本
レーザ装置においては、しきい値15mAで室温連続発
振させることができた。発振波長は405nm、動作電
圧は5.5Vであった。ビーム特性は単峰であり、非点
隔差については5μmと十分小さな値が得られた。最高
光出力は連続発振で10mWまで得られ、最高連続発振
温度は80℃で、信頼性に関しても室温で1000時間
以上安定に動作した。なお、これらの特性は、基板1を
研磨により50μmまで薄膜化し、基板1側をヒートシ
ンクにボンディングした構造で得られた。
In the laser device according to the first embodiment, even when the width of the ridge structure 10 is set to 2 μm or less, the threshold current value rises slowly, and the threshold value itself can be greatly reduced. . According to the experiment of the oscillation characteristics, the present laser device was able to continuously oscillate at room temperature at a threshold value of 15 mA. The oscillation wavelength was 405 nm, and the operating voltage was 5.5V. The beam characteristics were unimodal, and the astigmatic difference was a sufficiently small value of 5 μm. The maximum light output was obtained up to 10 mW by continuous oscillation, the maximum continuous oscillation temperature was 80 ° C., and the device stably operated at room temperature for 1000 hours or more in terms of reliability. These characteristics were obtained by a structure in which the substrate 1 was thinned to 50 μm by polishing, and the substrate 1 was bonded to a heat sink.

【0028】図6は比較例の構造を示す断面図であり、
これはリッジ構造10の側面を含め全面に形成されたS
iO2 絶縁層17を有し、リッジ構造10の外側の延在
部13b上において電極層18とp−クラッド層13と
が接触しない。この比較例の場合、垂直モードが下方に
閉じ込められ、リッジ構造10を中心とする横方向の閉
じ込めに不利となるため、横モードが安定に制御できな
い。またもし逆に、絶縁層17や被覆層19がなく、リ
ッジ構造10の側面に電極層18が接触すると基本モー
ドに対して電極による光損失が大きくなり、しきい値が
上昇する。この場合、従って、リッジ構造10の幅を3
μm以下に狭くすることができない。
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of the comparative example.
This is because the S formed over the entire surface including the side surfaces of the ridge structure 10
The electrode layer 18 does not contact the p-cladding layer 13 on the extension 13b outside the ridge structure 10 having the iO 2 insulating layer 17. In the case of this comparative example, the vertical mode is confined downward, which is disadvantageous for lateral confinement around the ridge structure 10, so that the lateral mode cannot be stably controlled. Conversely, if the insulating layer 17 and the covering layer 19 are not provided, and the electrode layer 18 contacts the side surface of the ridge structure 10, light loss due to the electrode becomes larger than in the fundamental mode, and the threshold value increases. In this case, therefore, the width of the ridge structure 10 is 3
It cannot be reduced to less than μm.

【0029】図6の比較例の構造について第1の実施の
形態に係るレーザ装置と同条件で発振特性の実験を行な
ったところ、しきい電流値は80mAと高く、最高連続
発振温度は30℃と低かった。また、単峰のビームが得
られたのは半分以下の歩留まりであった。
An experiment on the oscillation characteristics of the structure of the comparative example shown in FIG. 6 was performed under the same conditions as those of the laser device according to the first embodiment. As a result, the threshold current value was as high as 80 mA, and the maximum continuous oscillation temperature was 30 ° C. Was low. In addition, a single-peak beam was obtained at a yield of less than half.

【0030】図3は本発明の第2の実施の形態に係る青
色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。第
2の実施の形態は、Cr/Au等の金属からなる電極層
18が3μmと厚い点を除いて、第1の実施の形態と同
一である。
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a blue semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the electrode layer 18 made of a metal such as Cr / Au is as thick as 3 μm.

【0031】活性層やコンタクト領域で発生する熱はヒ
ートシンクに放散していく。従って、基板側をヒートシ
ンクに融着する場合は基板と反対側からの熱の逃げが特
性向上の鍵となる。第2の実施の形態においては、電極
層18がリッジ構造10の両脇に近接しているだけでな
く、電極層18が厚いため、放熱効果がいっそう高ま
る。電極層18の厚さは、設計上、各部分の熱パラメー
タを考慮して決定する。実験によれば、電極層18の厚
さを0.5μm以上、望ましくは1μm以上とすること
で放熱効果が著しくなった。第2の実施の形態について
第1の実施の形態に係るレーザ装置と同条件で発振特性
の実験を行なったところ、最高連続発振温度は90℃を
越え、信頼性試験においても50℃で3000時間以上
安定に動作することを確認した。
Heat generated in the active layer and the contact region is dissipated to the heat sink. Therefore, when the substrate is fused to the heat sink, the escape of heat from the side opposite to the substrate is the key to improving the characteristics. In the second embodiment, since the electrode layer 18 is not only close to both sides of the ridge structure 10 but also the electrode layer 18 is thick, the heat radiation effect is further enhanced. The thickness of the electrode layer 18 is determined in consideration of the thermal parameters of each part in design. According to the experiment, the heat radiation effect became remarkable by setting the thickness of the electrode layer 18 to 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more. When an oscillation characteristic experiment was performed on the second embodiment under the same conditions as those of the laser device according to the first embodiment, the maximum continuous oscillation temperature exceeded 90 ° C., and the reliability test was performed at 50 ° C. for 3000 hours. It was confirmed that the operation was stable.

【0032】図4は本発明の第3の実施の形態に係る赤
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。第3の実施の形態は、レーザ共振器を形
成するIII −V 族化合物半導体として、下記の組成式で
表される材料を用いたレーザ装置に関する。
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration near a ridge structure of a red semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention. The third embodiment relates to a laser device using a material represented by the following composition formula as a III-V compound semiconductor forming a laser resonator.

【0033】Inx Gay Alz P、ここでx+y+z
=1、0≦x,y,z≦1 図4図示の如く、このレーザ装置においては、基板(図
示せず)上に、n−InAlPクラッド層21、活性層
22、及びp−InAlPクラッド層23が順次配設さ
れる。活性層22は、上下一対の光ガイド層と、両光ガ
イド層の間に挟まれたInGaAlP多重量子井戸構造
(MQW)とを有する。
[0033] In x Ga y Al z P, where x + y + z
= 1, 0 ≦ x, y, z ≦ 1 As shown in FIG. 4, in this laser device, an n-InAlP cladding layer 21, an active layer 22, and a p-InAlP cladding layer are formed on a substrate (not shown). 23 are sequentially arranged. The active layer 22 has a pair of upper and lower light guide layers and an InGaAlP multiple quantum well structure (MQW) sandwiched between the two light guide layers.

【0034】p−クラッド層23の上には、p−InG
aPコンタクト層24、高濃度に不純物がドープ(低抵
抗化)されたp−GaAsコンタクト層25が順次配設
される。p−コンタクト層25、24、p−クラッド層
23は、活性層22とは反対側に突出し且つレーザビー
ムの発振方向に沿って延びる断面台形のリッジ構造20
を形成する。p−クラッド層23はリッジ構造20の一
部であるリッジ部分23aとリッジ部23aの両側で側
方に延在する延在部23bとを有する。
On the p-cladding layer 23, p-InG
An aP contact layer 24 and a p-GaAs contact layer 25 doped with impurities at a high concentration (low resistance) are sequentially provided. The p-contact layers 25 and 24 and the p-cladding layer 23 project on the opposite side to the active layer 22 and have a trapezoidal ridge structure 20 having a trapezoidal cross section and extending along the laser beam oscillation direction.
To form The p-cladding layer 23 has a ridge portion 23a which is a part of the ridge structure 20, and an extending portion 23b extending laterally on both sides of the ridge portion 23a.

【0035】リッジ構造20の各側面上には、誘電体で
あるSiO2 からなる被覆層29が配設される。被覆層
29は、実質的にp−クラッド層23のリッジ部23a
の両側面に接触し且つこれを完全に被覆するように配設
される。各被覆層29の下端部から間隔をおいてp−ク
ラッド層23の夫々の延在部23b上にSiO2 からな
る絶縁層27が配設される。被覆層29と絶縁層27と
の間には、p−クラッド層23の延在部23bの露出表
面が、リッジ構造20に沿って残される。
On each side surface of the ridge structure 20, a covering layer 29 made of SiO 2 as a dielectric is provided. The coating layer 29 substantially corresponds to the ridge portion 23a of the p-cladding layer 23.
Is arranged to contact and completely cover both sides of the. An insulating layer 27 made of SiO 2 is provided on each extension 23 b of the p-cladding layer 23 at a distance from the lower end of each coating layer 29. The exposed surface of the extension 23b of the p-clad layer 23 is left along the ridge structure 20 between the covering layer 29 and the insulating layer 27.

【0036】一方の絶縁層27上にからリッジ構造20
の全長を覆い、更に他方の絶縁層27上に至るように、
AuZn/Au等の金属からなる電極層28が配設され
る。電極層28はp−コンタクト層25に接続されると
共に、被覆層29及び絶縁層27間の延在部23bの露
出表面に対して、非オーミックコンタクトを形成する。
The ridge structure 20 is formed on one of the insulating layers 27.
So as to cover the entire length of
An electrode layer 28 made of a metal such as AuZn / Au is provided. The electrode layer 28 is connected to the p-contact layer 25 and forms a non-ohmic contact with the exposed surface of the extension 23b between the covering layer 29 and the insulating layer 27.

【0037】発振特性の実験によれば、各半導体層をM
OCVDにより成長形成して作製した第3の実施の形態
に係るレーザ装置においては、しきい値8mAで室温連
続発振させることができた。発振波長は650nm、動
作電圧は2.3Vであった。ビーム特性は単峰であり、
非点隔差については5μmと十分小さな値が得られた。
最高光出力は連続発振で10mWまで得られ、最高連続
発振温度は90℃で、信頼性に関しても60℃で500
時間以上安定に動作した。なお、これらの特性は、基板
側をヒートシンクにボンディングした構造で得られた。
According to the experiment of the oscillation characteristics, each semiconductor layer is
In the laser device according to the third embodiment, which was manufactured by growth by OCVD, continuous oscillation at room temperature was possible at a threshold value of 8 mA. The oscillation wavelength was 650 nm, and the operating voltage was 2.3 V. Beam characteristics are unimodal,
Astigmatic difference was a sufficiently small value of 5 μm.
The maximum light output can be obtained up to 10 mW by continuous oscillation, the maximum continuous oscillation temperature is 90 ° C, and the reliability is 500
It worked stably for more than an hour. These characteristics were obtained with a structure in which the substrate side was bonded to a heat sink.

【0038】図5は本発明の第4の実施の形態に係る青
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。第4の実施の形態は、半導体からなる被
覆層31に関連する点を除いて、第1の実施の形態と同
一である。
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration near a ridge structure of a blue semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is the same as the first embodiment except for a point relating to the coating layer 31 made of a semiconductor.

【0039】第4の実施の形態においては、前述のSi
2 からなる被覆層19に代え、Siからなる被覆層3
1が配設される。被覆層31は電極或いは配線としての
機能を果たす程度に高濃度に不純物がドープ(低抵抗
化)される。被覆層31は、一方の絶縁層17上にから
リッジ構造10の全長を接触状態で覆い、更に他方の絶
縁層17上に至るように配置される。被覆層31はp側
電極16に対してオーミックコンタクトを形成すると共
に、被覆層19及び絶縁層17間の延在部13bの露出
表面に対して、非オーミックコンタクトを形成する。更
に、被覆層31の全体を覆うように、Cr/Au電極層
18が配設される。
In the fourth embodiment, the aforementioned Si
Instead of the coating layer 19 made of O 2, the coating layer 3 made of Si
1 is provided. The coating layer 31 is doped (low-resistance) with a high concentration of impurities so as to function as an electrode or a wiring. The covering layer 31 is disposed so as to cover the entire length of the ridge structure 10 from one of the insulating layers 17 in a contact state, and further to reach the other insulating layer 17. The covering layer 31 forms an ohmic contact with the p-side electrode 16 and forms a non-ohmic contact with the exposed surface of the extension 13 b between the covering layer 19 and the insulating layer 17. Further, a Cr / Au electrode layer 18 is provided so as to cover the entire coating layer 31.

【0040】後述の実験に供した第4の実施の形態に係
るレーザ装置の被覆層31は次の方法で形成した。窒化
ガリウム層11乃至15を結晶成長し、更にp側電極1
6用のPt/Ti/Pt/Au金属層を形成した後、リ
ッジ構造10に対応するストライプ状の部分の両側を上
方からp−クラッド層13の途中までエッチングにより
除去することによりリッジ構造10を形成した。次に、
絶縁層17の材料となる誘電体(SiO2 )膜を熱CV
D法で基板の全面に亘って形成した。次に、光リソグラ
フィー技術と化学エッチング技術を繰り返し用いてリッ
ジ構造10の付近に開口部を設けた。そして、Si被覆
膜31と電極層18とを順次スパッタ法で形成した。リ
ッジ構造10の幅は底面で3μm、SiO2 膜(絶縁層
17)の開口幅は8μmとした。
The coating layer 31 of the laser device according to the fourth embodiment, which was used for experiments described below, was formed by the following method. Gallium nitride layers 11 to 15 are crystal-grown, and the p-side electrode 1
After the formation of the Pt / Ti / Pt / Au metal layer for 6, the ridge structure 10 is removed by etching both sides of the striped portion corresponding to the ridge structure 10 from above to the middle of the p-cladding layer 13. Formed. next,
A dielectric (SiO 2 ) film serving as a material of the insulating layer 17 is subjected to thermal CV.
Formed over the entire surface of the substrate by Method D. Next, an opening was provided near the ridge structure 10 by repeatedly using the photolithography technique and the chemical etching technique. Then, the Si coating film 31 and the electrode layer 18 were sequentially formed by the sputtering method. The width of the ridge structure 10 was 3 μm at the bottom, and the opening width of the SiO 2 film (insulating layer 17) was 8 μm.

【0041】このような方法を用いて作製した第1の実
施の形態に係るレーザ装置においては、リッジ構造10
の外側の延在部13b上で、Si被覆層31がp−Al
0.15Ga0.85Nクラッド層13と接触する。この接触は
キャリヤ濃度が低いp−AlGaN層13と低抵抗Si
被覆層31との接触であるため、非オーミックコンタク
トとなる。一方、リッジ構造10の頂部では、p側電極
16と低抵抗Si被覆層31との接触になるためオーミ
ックコンタクトとなる。また、低抵抗Si被覆層31と
その外側の電極層18とは実質的に一体の電極として機
能することができる。
In the laser device according to the first embodiment manufactured using such a method, the ridge structure 10 is used.
Of the Si covering layer 31 is p-Al
It comes into contact with the 0.15 Ga 0.85 N cladding layer 13. This contact is made between the p-AlGaN layer 13 having a low carrier concentration and the low-resistance Si.
Since the contact is made with the coating layer 31, the contact becomes a non-ohmic contact. On the other hand, at the top of the ridge structure 10, the p-side electrode 16 comes into contact with the low-resistance Si coating layer 31, so that an ohmic contact is formed. Further, the low-resistance Si coating layer 31 and the electrode layer 18 outside the low-resistance Si coating layer 31 can substantially function as an integrated electrode.

【0042】即ち、第4の実施の形態においては、被覆
層31の半導体材料の種類を選んでリッジ構造10を被
覆すれば、第1乃至第3の実施の形態と同様な効果を実
効的に得られることを示している。なお、Si被膜層3
1は電極16との接触部等、電流を流したい部分に選択
的に不純物をドープして抵抗を下げてもよい。
That is, in the fourth embodiment, if the ridge structure 10 is covered by selecting the type of the semiconductor material of the covering layer 31, the same effect as in the first to third embodiments can be effectively obtained. It shows that it can be obtained. The Si coating layer 3
In 1, the resistance may be lowered by selectively doping impurities into a portion where a current is to flow, such as a contact portion with the electrode 16.

【0043】発振特性の実験によれば、第4の実施の形
態に係るレーザ装置においては、室温でのしきい電流値
が20mAで、最高連続発振温度は80℃まで高くする
ことができた。また、信頼性試験も50℃で100時間
以上安定に動作することを確認した。
According to the experiment on the oscillation characteristics, in the laser device according to the fourth embodiment, the threshold current value at room temperature was 20 mA, and the maximum continuous oscillation temperature could be increased to 80 ° C. Also, a reliability test confirmed that the device operates stably at 50 ° C. for 100 hours or more.

【0044】なお本発明は上述の実施の形態に限られる
ものではない。例えば、第1の実施の形態等においては
サファイア基板を使用しているが、これに代えてSiC
基板が使用可能である。また、誘電体、絶縁体としては
SiO2 以外にAl23 なども使用可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the first embodiment and the like, a sapphire substrate is used.
Substrates can be used. In addition, other than SiO 2 , Al 2 O 3 and the like can be used as the dielectric and the insulator.

【0045】また、上述の実施の形態においては、レー
ザ共振器を形成する半導体の一般式として、 Inx Aly Gaz N、ここでx+y+z=1、0≦
x,y,z≦1 Inx Gay Alz P、ここでx+y+z=1、0≦
x,y,z≦1 を記載しているが、各半導体層はTi、Si、C、Ni
などの元素を混晶にならない不純物程度の量、含んでい
てもよい。更に、レーザ共振器を形成する半導体として
II−VI族化合物半導体や、Si、Geを使用する場合も
本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the general formula of the semiconductor forming the laser resonator is In x Al y G az N, where x + y + z = 1, 0 ≦
x, y, z ≦ 1 In x Ga y Al z P, where x + y + z = 1,0 ≦
x, y, z ≦ 1, but each semiconductor layer is made of Ti, Si, C, Ni
And the like may be contained in an amount of an impurity that does not form a mixed crystal. Furthermore, as a semiconductor forming a laser cavity
The present invention can be applied to a case where a II-VI compound semiconductor, Si, or Ge is used.

【0046】また、レーザ装置の構造は、レーザのしき
い値に悪影響を与えないものであれば種々の変更が可能
である。その他、本発明は、導波路構造、受光素子、ト
ランジスタなどの光デバイス分野へも適用が可能であ
る。
The structure of the laser device can be variously modified as long as it does not adversely affect the threshold value of the laser. In addition, the present invention is also applicable to the field of optical devices such as a waveguide structure, a light receiving element, and a transistor.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、素子の熱抵抗が十分に
低く、製造方法も簡単な優れた横モード型半導体レーザ
装置が実現できる。特に、特性においては低しきい値化
が可能で、ビーム特性も良く、信頼性も大幅に向上する
ため、本発明に係る半導体レーザ装置の有用性は高いも
のとなる。
According to the present invention, an excellent transverse mode semiconductor laser device having a sufficiently low thermal resistance and a simple manufacturing method can be realized. In particular, since the characteristics can be lowered in threshold value, the beam characteristics are good, and the reliability is greatly improved, the usefulness of the semiconductor laser device according to the present invention is high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration near a ridge structure of a blue semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態に係るレーザ装置を、上側の
電極を除いた状態で示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing the laser device according to the first embodiment, with an upper electrode removed;

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置の概略構成を示す断面図。
FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a blue semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態に係る赤色半導体レ
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration near a ridge structure of a red semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration near a ridge structure of a blue semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】比較例のレーザ装置の概略構成を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a laser device of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…サファイア基板 2…n−GaNバッファ層 3…n側電極 10…リッジ構造 11…n−AlGaNクラッド層 12…活性層 13…p−AlGaNクラッド層 14、15…p−GaNコンタクト層 16…p側電極 17…誘電体被覆層 18…電極層 19…絶縁層 20…リッジ構造 21…n−InAlPクラッド層 22…活性層 23…p−InAlPクラッド層 24、25…p−コンタクト層 27…誘電体被覆層 28…電極層 29…絶縁層 31…半導体被覆層 REFERENCE SIGNS LIST 1 sapphire substrate 2 n-GaN buffer layer 3 n-side electrode 10 ridge structure 11 n-AlGaN cladding layer 12 active layer 13 p-AlGaN cladding layer 14 and 15 p-GaN contact layer 16 p Side electrode 17 Dielectric coating layer 18 Electrode layer 19 Insulating layer 20 Ridge structure 21 n-InAlP cladding layer 22 Active layer 23 p-InAlP cladding layer 24, 25 p-contact layer 27 dielectric Covering layer 28 ... Electrode layer 29 ... Insulating layer 31 ... Semiconductor covering layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−260772(JP,A) 特開 平3−101286(JP,A) 特開 平10−223970(JP,A) 特開 平10−303502(JP,A) 特開 平4−111375(JP,A) 特開 昭62−281384(JP,A) 特開 昭57−53990(JP,A) 特開 平7−202344(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-260772 (JP, A) JP-A-3-101286 (JP, A) JP-A-10-223970 (JP, A) JP-A-10- 303502 (JP, A) JP-A-4-111375 (JP, A) JP-A-62-281384 (JP, A) JP-A-57-53990 (JP, A) JP-A-7-202344 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 JICST file (JOIS)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】Alを含む第1導電型の化合物半導体から
なる第1クラッド層と、 前記第1クラッド層上に配設された化合物半導体からな
る活性層と前記活性層上に配設されたAlを含む第2導
電型の化合物半導体からなる第2クラッド層と、前記第
1及び第2クラッド層間に前記活性層が挟まれること
と、前記2クラッド層は、前記2クラッド層から前
記活性層とは反対側に突出し且つレーザビームの発振方
向に沿って延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、
前記リッジ部の両側で側方に延在する延在部とを有する
ことと、 前記第2クラッド層と接触するように前記リッジ部の各
側面を覆う誘電体からなる被覆層と、 前記第1クラッド層に接続された第1電極と、 前記リッジ構造の上面を介して前記第2クラッド層に接
続されると共に前記延在部において前記第2クラッド層
と非オーミックコンタクトを形成する第2電極と、 を具備することを特徴とする化合物半導体レーザ装置。
A first cladding layer made of a compound semiconductor of a first conductivity type containing Al; an active layer made of a compound semiconductor provided on the first cladding layer; and an active layer provided on the active layer. a second cladding layer made of a compound of the second conductivity type semiconductor containing al, and said active layer is sandwiched between the first and second cladding layers, said second cladding layer, said from said second cladding layer A ridge portion protruding on the opposite side to the active layer and forming a part of a ridge structure extending along the oscillation direction of the laser beam;
An extension portion extending laterally on both sides of the ridge portion; a coating layer made of a dielectric covering each side surface of the ridge portion so as to contact the second cladding layer; A first electrode connected to the cladding layer, a second electrode connected to the second cladding layer via an upper surface of the ridge structure, and forming a non-ohmic contact with the second cladding layer in the extension. A compound semiconductor laser device comprising:
【請求項2】前記活性層及び前記第1及び第2クラッド
層がIII −V 族化合物半導体からなることを特徴とする
請求項1に記載の化合物半導体レーザ装置。
2. The compound semiconductor laser device according to claim 1, wherein said active layer and said first and second cladding layers are made of a group III-V compound semiconductor.
【請求項3】Alを含む第1導電型のIII 族窒化物半導
体からなる第1クラッド層と、 前記第1クラッド層上に配設されたIII 族窒化物半導体
からなる活性層と前記活性層上に配設されたAlを含む
第2導電型のIII 族窒化物半導体からなる第2クラッド
層と、前記第1及び第2クラッド層間に前記活性層が挟
まれることと、前記2クラッド層は、前記2クラッ
ド層から前記活性層とは反対側に突出し且つレーザビー
ムの発振方向に沿って延びるリッジ構造の一部をなすリ
ッジ部と、前記リッジ部の両側で側方に延在する延在部
とを有することと、 前記第2クラッド層と接触するように前記リッジ構造の
上面及び両側面を覆い且つ低抵抗化された頂部を有する
半導体からなる被覆層と、 前記第1クラッド層に接続された第1電極と、 前記被覆層を介して前記第2クラッド層に接続された第
2電極と、 を具備することを特徴とする化合物半導体レーザ装置。
3. A first cladding layer made of a first conductivity type group III nitride semiconductor containing Al, an active layer made of a group III nitride semiconductor disposed on the first cladding layer, and the active layer. A second cladding layer made of a second conductivity type group III nitride semiconductor containing Al disposed thereon, the active layer being sandwiched between the first and second cladding layers, the second cladding layer A ridge part of a ridge structure protruding from the second cladding layer on the opposite side to the active layer and extending along the laser beam oscillation direction, and extending laterally on both sides of the ridge part An extension portion; a coating layer made of a semiconductor having a top portion having a reduced resistance and covering an upper surface and both side surfaces of the ridge structure so as to be in contact with the second cladding layer; and the first cladding layer. A first electrode connected to the And a second electrode connected to the second cladding layer via a cover layer.
【請求項4】前記被覆層が前記延在部において前記第2
クラッド層と非オーミックコンタクトを形成することを
特徴とする請求項3に記載の化合物半導体レーザ装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said coating layer is formed on said extending portion.
4. The compound semiconductor laser device according to claim 3, wherein a non-ohmic contact is formed with the cladding layer.
【請求項5】前記第2電極が金属からなることを特徴と
する請求項1乃至4のいずれかに記載の化合物半導体レ
ーザ装置。
5. The compound semiconductor laser device according to claim 1, wherein said second electrode is made of a metal.
【請求項6】前記活性層及び第2クラッド層が前記第1
クラッド層を介して基板に支持されることを特徴とする
請求項1乃至5のいずれかに記載の化合物半導体レーザ
装置。
6. The method according to claim 1, wherein said active layer and said second cladding layer are formed of said first layer.
6. The compound semiconductor laser device according to claim 1, wherein the compound semiconductor laser device is supported on a substrate via a cladding layer.
【請求項7】前記第2導電型がp型であることを特徴と
する請求項1乃至6のいずれかに記載の化合物半導体レ
ーザ装置。
7. The compound semiconductor laser device according to claim 1, wherein said second conductivity type is p-type.
【請求項8】厚さ0.5μm以上の金属からなるヒート
シンク層が、前記リッジ構造の上面及び両側面に接触す
ることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の
化合物半導体レーザ装置。
8. The compound semiconductor laser device according to claim 1, wherein a heat sink layer made of a metal having a thickness of 0.5 μm or more is in contact with an upper surface and both side surfaces of said ridge structure. .
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