JP3535201B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザ単体で
構成する、または半導体レーザと他の素子（モニター用
ダイオード等を含む。）とを集積した半導体レーザ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来半導体レーザでは、その共振器用反
射鏡は、一般に結晶面を利用したへき開法により形成さ
れた端面であった。このため共振器長や集積化が大きく
制約を受けた。これに対し、へき開を用いずドライエッ
チングなどのウエハープロセスを利用し形成した端面を
共振器用反射鏡に利用した半導体レーザも従来用いられ
てきた。例えばJapanese Journal of Applied physics
Vol.28,(1989),pp.L1236〜L1238 に示されるようにドラ
イエッチングより共振器用反射鏡を形成した半導体レー
ザが報告されている。図２４は従来の半導体レーザ装置
のエッチングにより作製した端面部分を示す斜視図であ
る。図において、１は半導体レーザチップのＩｎＰ基
板、２はＩｎＰ基板１上に形成されたクラッド層、１ａ
はＩｎＰ基板１及びクラッド層２をエッチングして形成
された側面、３は半導体レーザの導波路である。また、
６０はエッチングに用いたエッチングマスクを示してい
る。図からわかるように、導波路３の端面３ａ上にすじ
６１ができており、散乱損失の原因となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のエッチングによ
り形成された側面１ａは、エッチングマスク６０のエッ
ジラフネスなど影響によりエッチング側面に３０ｎｍ程
度の深さの「すじ」（ストリエーション）６１が生じる
など、へき開面に比べ端面の平坦性が低下し反射率の低
減が避けられないなどの問題点があった。

【０００４】またエッチングにより形成された側面１ａ
は、結晶面でないため基板に対し完全に垂直にすること
も難しく、端面の反射率が低下する問題点もあった。

【０００５】特に、低しきい値化を目指した短共振器レ
ーザの応用には、高反射コートを施した高反射率の共振
器端面が必要であり、へき開面に近い平坦さを持つ散乱
損失の無い端面が求められる。このためエッチングによ
り形成された側面１ａは、短共振器低閾値の半導体レー
ザの共振器用反射鏡には適用できない問題点があった。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る半導体
レーザ装置は、レーザ光を伝搬するために基板面上に形
成された導波路を有するとともに、該導波路の端面を含
む第１の面を有する半導体レーザチップを備える半導体
レーザ装置であって、前記第１の面上に形成され、該第
１の面よりも凹凸が少ない平坦な第２の面を前記第１の
面に対向して有する平坦化層を備え、前記平坦化層の前
記第２の面は、所定の結晶面を含み、前記所定の結晶面
は、前記第１の面上に結晶成長して形成された結晶面で
あり、前記平坦化層は、前記平坦化層の前記所定の結晶
面の形成過程において該所定の結晶面に生じる段差の位
置が前記導波路から射出されるレーザ光線の出射面内に
形成されていない構造を持つことを特徴とする。 第２の
発明に係る半導体レーザ装置は、レーザ光を伝搬するた
めに基板面上に形成された導波路を有するとともに、該
導波路の端面を含む第１の面を有する半導体レーザチッ
プを備える半導体レーザ装置であって、前記第１の面上
に形成され、該第１の面よりも凹凸が少ない平坦な第２
の面を前記第１の面に対向して有する平坦化層を備え、
前記第２の面が共振器用反射鏡面または光の出射面の少
なくともいずれか一方を構成し、前記平坦化層の前記第
２の面は、所定の結晶面を含み、前記所定の結晶面は、
前記第１の面上に結晶成長して形成された結晶面であ
り、前記第１の面は、平らな上面を持つ凸部または平ら
な底面を持つ凹部を有し、前記凸部の前記上面または前
記凹部の前記底面に前記導波路の前記端面が配設されて
いることを特徴とする。 第３の発明に係る半導体レーザ
装置は、レーザ光を伝搬するために基板面上に形成され
た導波路を有するとともに、該導波路の端面を含む第１
の面を有する半導体レーザチップを備える半導体レーザ
装置であって、前記第１の面上に形成され、該第１の面
よりも凹凸が少ない平坦な第２の面を前記第１の面に対
向して有する平坦化層を備え、前記第２の面が共振器用
反射鏡面または光の出射面の少なくともいずれか一方を
構成し、前記平坦化層の前記第２の面は、所定の結晶面
を含み、前記所定の結晶面は、前記第１の面上に結晶成
長して形成された結晶面であり、前記第１の面は、前記
導波路の前記端面の両側の少なくとも一方の側に、 前記
導波路の前記端面を含む平らな領域に対し角度を持つ部
分がある構造を有する。

【００１１】

【００１２】第４の発明に係る半導体レーザ装置は、第
１ないし第３のいずれかの発明の半導体レーザ装置にお
いて、前記導波路は、前記半導体レーザチップの前記基
板面上にほぼ平行に形成されており、前記第２の面と前
記基板面とがなす角の方が、前記第１の面と前記基板面
とがなす角よりも、垂直に近いことを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【００６６】

【００６７】

【作用】第１の発明における平坦化層は、導波路の端面
を含む第１の面より凹凸の少ない第２の面を備えてお
り、その平坦化層の所定の結晶面に生じる段差（ステッ
プ）の位置が、導波路から射出されるレーザ光線の出射
面内に形成されておらず、レーザ光線の散乱を防止する
割合が大きい。第２の発明における第１の面の凸部また
は凹部は、凸部の上面または凹部の底面に導波路の端面
が配設されていて、凸部の上面及び凹部の底面にできる
段差が移動してその上面または底面の端で終息するた
め、導波路の端面上には段差をでき難くする。第３発明
における第１の面は、導波路の端面の両側の少なくとも
一方の側に、導波路の端面を含む平坦な領域に対し角度
を持つ部分があり、平坦な領域にできる段差が平坦な領
域と角度を持つ部分との境界で終息するため、導波路の
端面上には段差ができ難くなる。

【００６８】

【００６９】第４の発明における導波路は、半導体レー
ザチップの基板面上にほぼ平行に形成され、導波路から
射出されるレーザ光線は基板面に対してほぼ平行に進
む。第２の面と基板面とがなす角が垂直に近いことか
ら、レーザ光線は第２の面をほぼ垂直に透過しその特性
の劣化は小さく抑えられる。

【００７０】

【００７１】

【００７２】

【００７３】

【００７４】

【００７５】

【００７６】

【００７７】

【００７８】

【００７９】

【００８０】

【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【００８６】

【００８７】

【００８８】

【００８９】

【００９０】

【００９１】

【００９２】

【００９３】

【００９４】

【００９５】

【００９６】

【００９７】

【００９８】

【００９９】

【０１００】

【０１０１】

【０１０２】

【０１０３】

【０１０４】

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【０１０８】

【０１０９】

【０１１０】

【０１１１】

【０１１２】

【０１１３】

【０１１４】

【０１１５】

【０１１６】

【０１１７】

【０１１８】

【０１１９】

【実施例】

＜実施例１＞以下、この発明の第１実施例について図１
を用いて説明する。図１はこの発明の第１実施例による
半導体レーザの構成の一部を示す斜視図である。特に、
半導体レーザおよび半導体レーザと他の素子とを集積し
た半導体レーザ装置の共振器用反射鏡部分を説明するた
めのものである。図において、１はＩｎＰ基板、２はＩ
ｎＰ基板１上に形成されたクラッド層、３はクラッド層
２に挟まれ内部を半導体レーザが伝搬するように形成さ
れた導波路である。１ａはＩｎＰ基板１及びクラッド層
２等をエッチングして形成された側面、４はエッチング
により形成された側面１ａ上に形成された平坦な表面を
持つ層（以下、平坦化層という。）、３ａはエッチング
により側面１ａの一部として形成された導波路３の端
面、４ａは平坦化層４の表面である。エッチングにより
形成された側面や半導体レーザの導波路３と平坦化層４
の関係を示すため、半分だけ平坦化層４を表した図を示
す。

【０１２０】側面１ａ上に形成された平坦化層４は、側
面のストリエーションを減少させ平坦な出射面を形成す
る。つまり、導波路３の端面３ａを含む側面１ａに比べ
て、平坦化層４の表面４ａはストリエーションが減少し
凹凸が少ない。平坦化層４の表面４ａはへき開法により
作製された出射面と同等な良好な共振器用反射鏡として
機能するので、この発明の半導体レーザ装置はへき開法
によって作製したものと同等の良好な特性を持ってい
る。側面１ａ上に形成された平坦化層４の屈折率は、一
般的に空気に比べ半導体レーザの実効屈折率に近いた
め、エッチングにより形成された側面１ａと側面１ａ上
に形成された平坦化層４との界面における散乱損失は、
エッチングにより形成した側面１ａと空気の界面におけ
る散乱損失に比べて小さくなる。

【０１２１】上記の第１実施例において、側面１ａ上に
成長した平坦化層４の表面４ａを平坦にするためには、
その表面が結晶面になるよう成長することが大きな効果
を持つ。特に成長条件を選び、平坦な端面として用いる
結晶面に垂直な結晶方位への成長速度を他の結晶方位へ
の成長速度より小さくすることにより、優れた平坦性を
持つ結晶面が得られる。

【０１２２】またこの時、成長条件を選び結晶面上に生
じた複数のステップが積み重なって大きなステップに変
化していく特性を持つようにすることにより成長速度の
遅い結晶面と集積したステップにより成る結晶面が形成
され、さらに優れた平坦性を持つ結晶面が平坦化層４の
表面４ａに得られる。例えば半導体レーザのＩｎＰ基板
１の方位が（１００）面もしくはそれと等価な面である
場合、共振器用反射鏡に用いる成長速度の遅い結晶面は
（０１−１）面もしくはそれと等価な面にすることによ
り優れた平坦性を持つ結晶面が得られる。

【０１２３】例えば、ＩｎＰ基板１の（１００）面上
に、ＩｎＰでクラッド層を結晶成長させ、クラッド層の
結晶の（０１−１）面に垂直になるように導波路を形成
すれば、成長の遅い方向と導波路の方向とを容易に合わ
せることができる。

【０１２４】この様に、第１実施例の発明によって得ら
れた半導体レーザ装置は、エッチングにより形成した側
面と側面のストリエーションを減少させ平坦で基板に垂
直な端面を形成する層をこの側面上に備えている。この
端面はへき開法により作製された端面と同等な良好な共
振器用反射鏡として機能するので、この発明の半導体レ
ーザおよび半導体レーザを集積した半導体装置はへき開
法によって作製したものと同様な特性を持っており、へ
き開法における制限も受けない利点を持っている。従っ
て、このような半導体レーザの側面は、低しきい値短共
振半導体レーザの製作、半導体レーザの集積化に適して
おり、ウエハ一貫プロセスによる生産性向上が実現でき
る。

【０１２５】エッチングにより形成された側面と側面上
に形成された層との界面における散乱損失は、側面上に
形成された層の屈折率を半導体レーザの実効屈折率に近
くすることにより、エッチングにより形成された側面と
空気の界面における散乱損失に比べ遥かに小さくするこ
とができる。例えば、導波路３と成分および組成が同じ
材料で平坦化層４を形成する。または、クラッド層２と
同じ成分の材料で構成する。そうすれば、導波路３また
はクラッド層２と平坦化層４との界面での不具合も発生
し難くなる。さらに、クラッド層２を構成している材料
と導波路３を構成している材料との混合物を用いても同
様の効果がある。

【０１２６】なお、分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）
など共振器用反射鏡を必要としないレーザにおいても光
の出射面を平坦化することで特性が向上する。

【０１２７】＜実施例２＞図１における平坦化層４の表
面４ａを形成する際、その結晶面上に生じた複数のステ
ップ（段差）が積み重なって大きなステップに変化し、
積み重なった大きなステップとステップの間の領域では
原子層レベルの平坦性を持つ結晶面が得られる。しか
し、大きなステップの部分を反射鏡として用いた場合は
大きな散乱を引き起こす。従って、半導体レーザの光の
出射する導波路３の部分を原子層レベルの平坦性を持つ
結晶面の領域と一致させ、大きなステップの位置と重な
らないようにすることが共振器用反射鏡または出射面の
特性を向上させるための大きな要因となる。

【０１２８】ステップ位置が半導体レーザの光が出射す
る導波路の端面と一致させないようにする構造、例えば
図２に示すようにエッチングにより形成された側面の構
造は光を出射する導波路端面を含めた領域が他の領域よ
り飛び出した形状することにより、優れた特性を持つ共
振器用反射鏡またはレーザ光線の出射面が得られる。

【０１２９】図２はこの発明の第２実施例による半導体
レーザ装置の構造の一部を示す斜視図である。図２にお
いて、１ａはエッチングにより形成された側面、３は半
導体レーザの導波路、４はエッチングにより形成された
側面１ａ上に形成された平坦化層である。その他の図１
と同一符号のものは図１の相当する部分を示す。そし
て、１３はエッチングにより形成された側面１ａ上の構
造で光を出射する導波路３の端面を含めた領域が他の領
域より飛び出した形状を示している。つまり、側面１ａ
は凸部を有しており、凸部の上面に導波路３の端面が配
置されている。このような形状では成長にともないステ
ップはバンチングを続けながら横に移動し飛び出した形
状の端に行き着く、このため、適当な成長により飛び出
した形状すべてにわたりステップの無い原子層レベルの
平坦性を持つ結晶面（平坦化層４の表面４ａ）が得られ
る。

【０１３０】＜実施例３＞上記第２実施例では、ステッ
プ位置が半導体レーザの光が出射する導波路部分と一致
させないようにする構造の例として導波路部分を含めた
領域が他の領域より飛び出した形状を示したが、図３に
示すように導波路部分を含めた領域が他の領域よりへこ
んだ形状でも同様な効果がある。図５はこの発明の第３
実施例による半導体レーザ装置のエッチングにより形成
された側面の形状を概念的に示す平面図である。図３に
おいて、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰ基板１上に形成さ
れたクラッド層、３はクラッド層中に形成された半導体
レーザの導波路である。１ａはＩｎＰ基板１及びクラッ
ド層２等をエッチングして形成された側面、１４はエッ
チングにより形成された側面１ａ上の構造で光を出射す
る導波路部分を含めた領域が他の領域より凹んだ形状を
示す。すなわち、導波路３の端面３ａが、側面１ａの凹
部の底面に配置されている。このような形状では成長に
ともないステップはバンチングを続けながら横に移動し
凹部１４の底面の端に行き着く、このため、適当な成長
により凹部底面すべてにわたりステップの無い原子層レ
ベルの平坦性を持つ結晶面が得られる。

【０１３１】上記第２実施例および第３実施例におい
て、特にエッチングにより形成された側面の構造を光が
出射する導波路の端面３ａを含めた３から３０μｍの長
さの領域が０．１から２０μｍだけ他の領域より飛び出
した形状もしくはへこんだ形状にすることにより、再現
性良く各形状すべてにわたりステップの無い原子層レベ
ルの平坦性を持つ結晶面が得られる。

【０１３２】＜実施例４＞次に、この発明の第４実施例
について図４を用いて説明する。図４は半導体レーザ装
置のエッチングにより形成された側面の構造を概念的に
示す平面図である。図において、１ａはエッチングによ
り形成された側面、３は半導体レーザの導波路、１５は
エッチングにより形成された側面１ａ上の構造で光を出
射する導波路部分の左側および右側に飛び出した部分が
ある形状である。ステップ位置と半導体レーザの光が出
射する導波路の端面３ａとを一致させないようにする構
造として、図４に示すようにエッチングにより形成され
た側面１ａが光を出射する導波路部分（導波路３の端面
３ａを含む平面）の左側および右側に飛び出した部分が
ある構造を持つ場合も同様な効果がある。なお、エッチ
ングにより形成された側面が光を出射する導波路部分の
左側もしくは右側の一方にに飛び出した部分、他方にへ
こんだ部分がある構造を持つ場合でも同様な効果があ
る。また、エッチングにより形成された側面が光を出射
する導波路部分の左側および右側にこんだ部分がある構
造を持つ場合でも同様な効果がある。

【０１３３】この実施例において、左側およびもしくは
右側に形成される飛び出した部分もしくはへこんだ部分
の幅は、例えば０．１から２００μｍであり、飛び出し
の高さ、へこみの深さは０．１から２０μｍである形状
にすることにより、再現性良く光を出射する導波路部分
のすべてにわたりステップの無い原子層レベルの平坦性
を持つ結晶面が得られる。

【０１３４】＜実施例５＞次に、この発明の第５実施例
について図５を用いて説明する。図５は半導体レーザ装
置のエッチングにより形成された側面の構造を概念的に
示す平面図である。図において、１ａはエッチングによ
り形成された側面、３は半導体レーザの導波路、１６は
エッチングにより形成された側面の方位が結晶面の方位
に対し基板と平行な面内で角度を持つ、エッチングによ
り形成された側面の光を出射する導波路部分（導波路３
の端面３ａを含む平面）の左側と右側の領域である。エ
ッチングにより形成された側面の導波路部分の左側と右
側の領域の方位が結晶面の方位に対し角度を持つように
することにより大きなステップ位置が半導体レーザの光
が出射する導波路の端面３ａと一致させないようにする
効果がある。

【０１３５】導波路部分の左側と右側の領域１６のエッ
チングにより形成された側面の構造は、導波路部分の左
側と右側の領域１６が０．１から２００μｍの幅で、エ
ッチングにより形成された側面の方位が結晶面の方位に
対し０．５度から１０度の角度を持つ条件で特に効果が
大きい。

【０１３６】＜実施例６＞次に、この発明の第６実施例
について図６を用いて説明する。図６は半導体レーザ装
置のエッチングにより形成された側面の構造を概念的に
示す平面図である。図において、１ａはエッチングによ
り形成された側面、３は半導体レーザの導波路である。
この図は、エッチングにより形成された側面１ａが、側
面１ａの上に成長させる層の表面の結晶面の方位に対
し、基板と平行な面内で角度を持つことを示している。
上記の第２実施例から第４実施例において、特にエッチ
ングにより形成された側面１ａの方位が、側面１ａの上
に成長させる層の表面の結晶面の方位に対し基板と平行
な面内で角度を持つようにすることにより、結晶面上に
生じた複数のステップが積み重なって大きなステップに
変化していき、積み重なった大きなステップとステップ
の間の領域では原子層レベルの平坦性を持つ結晶面が得
られ易くなる効果がある。特にエッチングにより形成さ
れた側面の方位と結晶面の方位のなす角度が０．５度か
ら１０度の範囲で特にステップ間隔の広い結晶面が得ら
れる。

【０１３７】＜実施例７＞次に、この発明の第７実施例
について図７を用いて説明する。図７は半導体レーザ装
置のエッチングにより形成された側面の構造を概念的に
示す平面図である。図において、１ａはエッチングによ
り形成された側面、３は半導体レーザの導波路をであ
る。１７はエッチングにより形成された側面１ａの方位
が、側面１ａの上に成長させる層の表面の結晶面の方位
に対し、基板と平行な面内で角度を持つ導波路部分を含
めたエッチングにより形成された側面の領域を示す。エ
ッチングにより形成された側面の導波路部分を含めた領
域１７の方位が結晶面の方位に対し角度を持つようにす
ることにより大きなステップ位置が半導体レーザの光が
出射する導波路部分と一致させないようにする効果があ
る。

【０１３８】導波路３の端部３ａを含めた領域１７のエ
ッチングにより形成された側面の構造は、導波路部分を
含めた領域１７が３から３０μｍの長さで、エッチング
により形成された側面の方位が結晶面の方位に対し０．
５度から１０度の角度を持つ条件で特に効果が大きい。
なお、図３〜図７は概念図であり、側面１ａの傾斜は図
示していない。

【０１３９】＜実施例８＞次に、この発明の第８実施例
について図８を用いて説明する。図８はこの発明の第８
実施例による半導体レーザ装置の共振器用反射鏡部分を
示す斜視図である。図において、１はＩｎＰ基板、２は
ＩｎＰ基板上に形成されたクラッド層、１ａはＩｎＰ基
板１及びクラッド層２等をエッチングして形成された側
面、３はクラッド層２内に設けられた半導体レーザの導
波路、４はエッチングにより形成された側面１ａ上に形
成された平坦な表面４ａを持つ平坦化層、４０はエッチ
ングにより形成された側面１ａの構造でレンズ効果を生
じさせるための曲面である。例えばＩｎＧａＡｓＰを含
んだ導波路（活性層）３とＩｎＰのクラッド層２からな
る半導体レーザに於いて、その実効屈折率より高い屈折
率を持つＩｎＧａＡｓＰ材料を平坦化層４に用いること
により、レンズ効果を生じさせるための曲面４０がへこ
んでいる場合には平坦化層４の表面４ａとで構成される
蒲鉾型の凸レンズの形状の屈折率の高いＩｎＧａＡｓＰ
の層が形成され基板と水平方向に集光作用を持つ。この
ように導波路３と同じ成分の材料を平坦化層４に用いる
ことで、導波路３と平坦化層４との接合界面において不
具合の発生を少なくできる。また、平坦化層４にクラッ
ド層２と同じ材料を用いても良く、上記実施例と同様の
効果を奏する。

【０１４０】なお、平坦化層４に活性層３と同じ成分の
材料を用いても組成を変えることによって平坦化層４の
屈折率をレーザの実効屈折率と異なったものにすること
ができる。

【０１４１】＜実施例９＞同様に曲面が飛び出ている場
合について図９で説明する。図９はこの発明の第９実施
例による半導体レーザ装置の共振器用反射鏡部分を示す
平面図である。図において、１ａはエッチングにより形
成された側面、３は半導体レーザの導波路、４はエッチ
ングにより形成された側面１ａ上に形成された平坦な表
面を持つ層、４５はエッチングにより形成された側面１
ａの構造でレンズ効果を生じさせるための曲面を示す。
この実施例では曲面４５と平坦化層４の表面４ａとによ
り凹レンズ形状の屈折率の高いＩｎＧａＡｓＰの層が形
成され発散効果を持つ。

【０１４２】なお、上記第８及び第９実施例において、
逆に平坦化層４として実効屈折率より低い屈折率を持つ
ＩｎＰ材料を用いる場合には同様な形状で凸レンズ、凹
レンズ逆の効果が実現できる。

【０１４３】＜実施例１０＞次に、この発明の第１０実
施例について図１０を用いて説明する。図１０は、この
発明の第１０実施例による半導体レーザ装置の共振器反
射鏡の構造を示す平面図である。図１０において、１ａ
はエッチングにより形成された側面、３は半導体レーザ
の導波路、４はエッチングにより形成された側面１ａ上
に形成された平坦な表面４ａを持つ平坦化層である。半
導体レーザの導波路の方向が、平坦化層４の表面４ａの
結晶面に垂直な方位に対し、基板と平行な面内で角度を
持つ。これにより光の導波方向に対する共振器反射鏡の
角度を任意に設定でき、特別な共振器反射鏡の反射率や
波長依存性を特性に持つ半導体レーザが実現できる。半
導体レーザの導波路３の方向が平坦化層４の結晶面に垂
直な方位となす角度が６０度以下の範囲で半導体レーザ
の他の特性を著しく損なうことなく行える。例えば、半
導体レーザの導波路３の方向が結晶面に垂直な方位とな
す角度を半導体レーザの導波路３のＴＥモード光の実効
屈折率で定まるブリュースター角にすることにより結晶
面における反射率を極端に小さくすることができる。

【０１４４】＜実施例１１＞次に、この発明の第１１実
施例について図１１を用いて説明する。上記各実施例に
おける平坦な表面４ａを持つ平坦化層４に、絶縁体、ｐ
型半導体もしくはｎ型半導体を用いることができる。図
１１は、半導体レーザ装置の共振器用反射鏡部分の導波
路を含んだ部分を示す斜視断面図である。図において、
１ａはエッチングにより形成された側面、３は半導体レ
ーザの導波路、４はエッチングにより形成された側面１
ａ上に形成された平坦な表面４ａを持つ平坦化層であ
る。平坦化層４はｐ型半導体とｎ型半導体の積層構造で
構成される。５と７はエッチングにより形成された側面
上に側面を平坦化するために成長したそれぞれ第１およ
び第２のｐ型半導体層、６と８はそれぞれ第１のｐ型半
導体５、第２のｐ型半導体７に続いて側面上に成長し
た、それぞれ第１、第２のｎ型半導体を示す。また９は
ｎ型半導体の上部クラッド層、１０はｐ型半導体の下部
クラッド層である。

【０１４５】エッチングにより形成された側面１ａ上の
ストリエーションを低減し平坦化層を形成するためには
ストリエーションの程度と成長条件によって決まる膜厚
を持つ半導体層を成長する必要がある。しかし、平坦化
層を通して電流がながれ、発光に寄与しないこの無効電
流が半導体レーザの閾値電流を上昇させる。図２に示す
ように、ｐ型半導体とｎ型半導体の積層構造にすること
により、上部クラッド層９から平坦化層４を経て下部ク
ラッド層１０へ流れる無効電流は、膜厚の薄い第１のｐ
型半導体層５を通したものに制限される。平坦な表面４
ａを持つ平坦化層４の膜厚が同じ場合、ｐ型半導体とｎ
型半導体の積層構造にすることにより、単層構造の平坦
化層に比べ無効電流が減少し、半導体レーザの特性が向
上する。

【０１４６】図２では、ｐ型半導体材料とｎ型半導体材
料の積層構造の例を示したが、平坦化層４が絶縁体層の
みからなる場合、絶縁体材料、ｐ型半導体材料、ｎ型半
導体材料のいずれか２種を組み合わせた積層構造及びす
べての材料を組み合わせた積層構造でも同様の効果が得
られる。また、側面１ａにおいて、ｐｎ接合を構成し、
そのｐｎ接合が印可される電圧に対して逆バイアスされ
る場合には同様の効果を奏する。

【０１４７】この様な積層は、例えばｐ型半導体層とｎ
型半導体層を交互に形成するには、平坦化層４の材料を
共通にして拡散する不純物のみを代えるだけで簡単に実
現できる。

【０１４８】＜実施例１２＞次に、この発明の第１２実
施例について図１２を用いて説明する。図１２は、半導
体レーザ装置の共振器用反射鏡部分の導波路を含んだ部
分を示す断面図である。図において、１ａはエッチング
により形成された側面、３は半導体レーザの導波路、４
はエッチングにより形成された側面１ａ上に形成された
平坦な表面４ａを持つ平坦化層である。平坦化層４はＩ
ｎＰとＩｎＧａＡｓＰの積層構造になっており、第１お
よび第２のＩｎＰ層と、第１、第２のＩｎＧａＡｓＰ層
とで構成される。１８と２０はそれぞれ第１および第２
のＩｎＰ層、１９と２１はそれぞれ第１のＩｎＰ層１
８、第２のＩｎＰ層２０に続いて側面上に成長された、
それぞれ第１、第２のＩｎＧａＡｓＰ層を示す。

【０１４９】ＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰは屈折率が異なる
ため、その積層構造の透過、および反射特性は波長依存
性をもち波長フィルターとしての機能を持つ。各層の膜
厚を材料中の波長の半分にすることにより高反射膜、４
分の１にすることにより反射防止膜を実現できる。例え
ば、高反射コートを施した高反射率の共振器端面が必要
な低しきい値化を目指した短共振器レーザも実現でき
る。このように、側面に成長した層は光学的機能をもつ
多層薄膜の役割の効果がある。

【０１５０】なお、上記の例ではＩｎＰとＩｎＧａＡｓ
Ｐを用いた場合を示したが他の屈折率が異なる半導体材
料や、絶縁体材料を用いることができる。

【０１５１】＜実施例１３＞第１２実施例ではエッチン
グにより形成された側面上に成長する平坦化層として屈
折率が異なる材料の積層構造を成長した例を示したが、
他の実施例としてさらに成長した後選択エッチングによ
り一部を取り除いて得られた空気と成長層の積層構造を
備えた実施例を示す。図１３はこの発明の第１３実施例
を説明する図であり、半導体レーザ装置の共振器用反射
鏡部分の導波路を含んだ断面図を示すものである。図に
おいて、１ａはエッチングにより形成された側面、３は
半導体レーザの導波路、２３はエッチングにより形成さ
れた側面１ａ上に形成された平坦な表面を持つ層をＩｎ
ＰとＩｎＧａＡｓＰの積層構造で形成した後ＩｎＧａＡ
ｓＰを取り除いた構造を示す。１８、２０および２２は
それぞれエッチングにより形成された側面１ａ上に成長
した第１、第２および第３のＩｎＰ層、２４と２５は同
様に成長したＩｎＧａＡｓＰを選択エッチングにより取
り除いて作製された空間を示す。ＩｎＰと空気との屈折
率の差異は、ＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰの屈折率の差異に
比べ大きいためより良好な波長フィルターとしての特性
を持つ。

【０１５２】上記の例ではＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰの例
を示したが、エッチングの性質の異なる材料の組み合わ
せを用いることができる。たとえば半導体レーザの光導
波構造を構成するクラッド層と同じ材料、および、もし
くは活性層と同じ材料の層と空気の層で構成される構造
でも同様な効果がある。

【０１５３】＜実施例１４＞図１４はこの発明の第１４
実施例を説明する図であり、半導体レーザ装置の共振器
用反射鏡部分の導波路を含んだ断面図を示すものであ
る。図１４に示す空気の層２４の長さをレーザ光の波長
以上に長くすることにより第２のＩｎＰ層２０を外部共
振器とした複合共振器レーザが実現できる。

【０１５４】＜実施例１５＞次に、この発明の第１５実
施例について図１５を用いて説明する。図１５は、半導
体レーザ装置の共振器用反射鏡部分の導波路を含んだ部
分を示す断面図である。図において、１ａはエッチング
により形成された側面、３は半導体レーザの導波路、２
６はエッチングにより側面１ａ上に形成された平坦な表
面を持つ層でＩｎＰと酸化シリコンの積層構造である。
１８、２０と２２はそれぞれエッチングにより形成され
た側面１ａ上に成長した第１、第２および第３のＩｎＰ
層を示す。２７は第１３実施例の図１３に示す選択エッ
チングにより作製された空間２４、２５に成長した酸化
シリコンの層を示す。第１３実施例に示す構造では空間
２４、２５があるために構造的に不安定であり、ＩｎＰ
層１８、２０と２２の表面が大気に曝されているため外
からの影響も受けやすい。図１５に示す共振器用反射鏡
は、酸化シリコンの層２７を有することにより図１３に
示した共振器用反射鏡に比べて安定な構造が得られ、Ｉ
ｎＰ層１８、２０と２２の表面も酸化シリコンの層２７
で覆われ大気に曝されないので外からの影響も受け難い
特長を持つ。上記の例ではＩｎＰと酸化シリコンの層の
例を示したが、半導体と絶縁体を含め屈折率の異なる材
料の組み合わせを用いることができる。たとえば半導体
レーザの光導波構造を構成するクラッド層と同じ材料か
らなる膜、活性層と同じ材料からなる膜もしくはクラッ
ド層と同じ材料と活性層と同じ材料の混合物からなる膜
と、シリコン窒化膜との組み合わせでも同様な効果があ
る。

【０１５５】＜実施例１６＞次に、この発明の第１６実
施例について図１６を用いて説明する。図１６は、この
発明の第１６実施例による半導体レーザとフォトダイオ
ードとを集積した半導体レーザ装置の構成を示す断面図
である。図１６は、特にレーザの共振器用反射鏡部分の
導波路とモニター用受光素子の受光部とを示すものであ
る。図において、１ａはエッチングにより形成された側
面、３は半導体レーザの導波路、４はエッチングにより
形成された側面１ａ上に形成された平坦な表面４ａを持
つ平坦化層をである。また９はｎ型半導体の上部クラッ
ド層、１０はｐ型半導体の下部クラッド層である。

【０１５６】２９は受光用フォトダイオード部を示し、
半導体レーザのｐｎ接合を構成する積層を受光用フォト
ダイオード部２９のｐｎ接合の積層として用いたもので
ある。すなわち、２９ａがｎ型半導体層、２９ｂがｐ型
半導体層になっている。半導体レーザの出射面には平坦
化層４があるので、従来のエッチングにより形成された
側面１ａを共振起用反射鏡または出射面として用いた素
子に比べ鏡面での散乱が少なく、半導体レーザ自体の特
性を犠牲にすることなく受光用フォトダイオードを集積
した半導体レーザ装置を実現できる。また、受光用フォ
トダイオードの受光面には、平坦化層４と同時に形成さ
れた平坦化層４６がある。従って、受光用フォトダイオ
ードにおいても効率よく、レーザ光線を受光することが
できる。

【０１５７】このように、へき開の制限がないことから
同一基板への受光素子や反射鏡の集積化した素子が実現
できる。

【０１５８】＜実施例１７＞次に、この発明の第１７実
施例について図１７を用いて説明する。図１７は、この
発明の第１７実施例による半導体レーザとフォトダイオ
ードとを集積した半導体レーザ装置の構成を示す断面図
である。図１７は、特にレーザの共振器用反射鏡部分の
導波路とモニター用受光素子の受光部とを示すものであ
る。図において、１ａはエッチングにより形成された側
面、３は半導体レーザの導波路、４はエッチングにより
形成された側面１ａ上に形成された平坦な表面４ａを持
つ平坦化層を示す。３０は受光用フォトダイオード部を
示している。つまり、受光用フォトダイオード部３０
は、半導体レーザの共振起用反射鏡または出射面に対面
するエッチングにより形成された側面３１上に成長した
ｐｎ接合を持つ半導体の積層３２で構成されている。た
とえば積層３２を構成している半導体層３３と３４は、
それぞれエッチングにより形成された側面３１上に成長
したｐ型ＩｎＰとｎ型ＩｎＧａＡｓＰからなる層であ
る。この積層３２により受光用フォトダイオード部３０
を実現できる。エッチングにより形成された側面１ａ上
に形成された平坦化層４と、エッチングにより形成され
た側面３１上に成長したｐｎ接合を持つ半導体の積層３
２とは選択的に成長を行ったり、同じ積層をした後に選
択的にエッチングで取り除くことにより実現できる。

【０１５９】第１６実施例において図１６で示した半導
体レーザのｐｎ接合の積層を受光用フォトダイオード部
３０のｐｎ接合に利用する場合にくらべ、受光部分の構
造を独自に設定でき用途に合わせた設計が行える利点が
ある。

【０１６０】＜実施例１８＞次に、この発明の第１８実
施例について図１８を用いて説明する。図１８は、この
発明の第１８実施例による半導体レーザとフォトダイオ
ードとを集積した半導体レーザ装置の構成を示す断面図
である。図１８は、特にレーザの共振器用反射鏡部分の
導波路とモニター用受光素子の受光部とを示すものであ
る。図において、１ａはエッチングにより形成された側
面、３は半導体レーザの導波路、４はエッチングにより
形成された側面１ａ上に形成された平坦な表面４ａを持
つ平坦化層を示す。３５は受光用フォトダイオード部を
示し、エッチングにより形成された側面１ａ上に形成さ
れた平坦化層４を形成したときの層の一部のｐｎ接合を
受光用フォトダイオードとして用いたものである。例え
ば、受光用フォトダイオード部３５は、平坦化層４の上
にさらに複数の層を形成し、その複数の層の中のいずれ
かを選択的に取り除くことによって形成できる。たとえ
ば受光用フォトダイオード部３５を構成している半導体
層３６と３７は、それぞれエッチングにより形成された
側面１ａ上に形成され、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰとｎ型Ｉｎ
Ｐの積層である。

【０１６１】第１６実施例において図１６で示した半導
体レーザのｐｎ接合の積層を受光用フォトダイオード部
２９のｐｎ接合に利用する場合にくらべ、受光部分の構
造を独自に設定でき用途に合わせた設計が行える利点が
ある。

【０１６２】＜実施例１９＞次にこの発明の第１９実施
例について図１９を用いて説明する。図１９はこの実施
例を説明する図であり、半導体レーザ装置の共振器用反
射鏡部分の導波路を含んだ断面図を示すものである。図
において１ａはエッチングにより形成された側面、３は
半導体レーザの導波路、４はエッチングにより形成され
た側面１ａ上に形成された平坦な表面４ａを持つ平坦化
層を示す。また、２８は基板面に対し４５度傾いた反射
鏡である。平坦化層４から半導体レーザの光は４５度傾
いた反射鏡２８で反射し垂直方向に出射される。エッチ
ングにより形成された側面１ａを共振起用反射鏡または
出射面として用いた素子に比べ鏡面での散乱が少なく遠
視野像の優れた半導体レーザ装置が実現できる。

【０１６３】＜実施例２０＞図２０乃至図２３はこの発
明の第２０実施例による半導体レーザ装置の製造方法を
説明するための図である。図２０は半導体レーザ装置の
共振器用反射鏡部分を示す斜視断面図である。図におい
て、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰ基板上に形成されたク
ラッド層、１ａはＩｎＰ基板１及びクラッド層２等から
エッチングにより形成された側面、３はクラッド層２内
に形成された半導体レーザの導波路、５０はクラッド層
２の上面に形成されたシリコン酸化膜である。また、側
面１ａは導波路３の端面３ａを含んでいる。

【０１６４】ここで用意された半導体レーザは、側面１
ａ、すなわちレーザ光線を射出するための出射面上にエ
ッチングによるストリエーション５１が多数発生してい
る。

【０１６５】側面１ａを形成するエッチング方法とし
て、湿式、乾式エッチングを含む半導体プロセス技術を
用いることができる。湿式エッチングを用いると、凹凸
の比較的少ない側面１ａが得られる。また、乾式エッチ
ングを用いると、基板面に対し比較的垂直な側面が得ら
れ易い。

【０１６６】例えば、乾式エッチングとしては反応性イ
オンエッチングもしくは反応性イオンビームエッチング
またはその両方を同時に適用可能である。これらのエッ
チングを用いると、表面の凹凸を余り大きくすることな
く比較的精度良く加工でき、後の平坦化層の形成が容易
になる。またその反応性ガスとして炭化水素、水素、酸
素のすべて、およびいずれかを用いることができる。

【０１６７】図２１は平坦化層を形成している途中の半
導体レーザ装置の共振器用反射鏡部分を示す斜視断面図
である。図において、４は側面１ａ上に結晶成長によっ
て形成された平坦な表面を形成するための平坦化層であ
る。また、５２は平坦化層４を形成する際にＩｎＰ基板
１上に成長した層である。平坦化層４の材料として、例
えば、ＩｎＰ基板１やクラッド層２と同じＩｎＰが用い
られる。

【０１６８】側面１ａ上に成長した平坦化層４の表面４
ａを平坦にするためには、その表面が結晶面になるよう
成長することが大きな効果を持つ。特に成長条件を選
び、平坦な端面として用いる結晶面に垂直な結晶方位へ
の成長速度を他の結晶方位への成長速度より小さくする
ことにより、優れた平坦性を持つ結晶面が得られる。成
長前に側面１ａに、例えば、ストリエーション等の凸凹
が存在しても成長後には原子層オーダの平坦性を持ち、
成長速度の遅い結晶方位に垂直な結晶面が得られる。

【０１６９】平坦化層４の［０１−１］方向への成長に
ともなってステップ５３が発生する。この時、成長条件
を選び結晶面上に生じた複数のステップが積み重なって
大きなステップに変化していく特性を持つようにするこ
とにより成長速度の遅い結晶面と集積したステップによ
り成る結晶面が形成され、さらに優れた平坦性を持つ結
晶面が得られる。例えば半導体レーザの基板の方位が
（１００）面もしくはそれと等価な面である場合、共振
起用反射鏡または出射面に用いる成長速度の遅い結晶面
は（０１−１）面もしくはそれと等価な面にすることに
より優れた平坦性を持つ結晶面が得られる。

【０１７０】成長面の結晶方位の違いによって成長速度
が異なる特性により平坦な端面が作製される機構は以下
の様である。成長前に成長速度の遅い方位に垂直な結晶
面上に凸凹が存在する場合、凸凹上には成長速度の速い
他の方位に垂直な結晶面が存在しその方位への成長が進
む。成長に伴い様々な位置から始まった成長は衝突し不
規則なステップを持った成長の遅い方位に垂直な面が形
成される。その後各ステップは集積（バンチング）し、
間隔の広い大きなステップと成長の遅い方位に垂直な結
晶面で構成される面が形成される。ステップの間の部分
では、へき開面と同様な平坦性と基板に対する垂直性を
持つ端面が得られる。今回は、（１００）基板を用い、
成長速度の遅い面として（０１−１）面を利用した。し
かし、少なくとも結晶成長の速度に異方性があれば上記
実施例と同様の効果を奏する。

【０１７１】そして、バンチングしたステップの位置は
一般に不規則で制御できないが、エッチングにより形成
された側面が平面的でなくある適した構造を持つ場合、
構造のある領域においてはステップのない平坦な面が得
られる。これは成長にともないステップがバンチングし
ながら横に移動しその構造の端に行き着くためである。
この発明が示すエッチングにより形成された側面の構造
により、ステップのない平坦な部分がレーザの射出位置
に一致するよう制御することができる。

【０１７２】例えば半導体レーザの光が出射する導波路
部分を含めた領域を他の領域より飛び出したり、凹んだ
り、傾いたりした形状にすることにより、バンチングし
たステップの位置が光の出射する導波路部分に重ならな
い様にすることができる。

【０１７３】なお、図２３に示すようにＩｎＰ基板１上
にも、酸化シリコン膜等を形成しおいて、ＩｎＰの平坦
化層４を形成する際ＩｎＰ基板１上にＩｎＰが形成され
ないようにすることも可能である。

【０１７４】図２２は平坦化層を形成した半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部分を示す斜視断面図である。図
において、１１はＩｎＰ基板１上に成長したＩｎＰ下部
クラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰの半導体レーザの活性
層導波路、１２はＩｎＰ上部クラッド層を示す。１ａは
ＩｎＰ下部クラッド層１１、ＩｎＧａＡｓＰ活性層導波
路３、およびＩｎＰ上部クラッド層１２をエッチングに
より形成された側面を示す。平坦化層４はエッチングに
より形成された側面１ａ上に成長したＩｎＰの層で、そ
の表面４ａは優れた平坦性を持つ。同時に、表面４ａ
は、基板１の（１００）面に対し、側面１ａよりも垂直
に近くなっている。そのため、レーザ光の特性が向上す
る。

【０１７５】例えば、 有機金属化学気相成長法、もしく
は化学ビーム結晶成長法を用いて半導体層を成長するこ
とにより側面上に成長した層の表面に優れた平坦性を得
ることができる。また、同様にクラッド層等の形成にも
有機金属化学気相成長法もしくは化学ビーム結晶成長法
を用いることもできる。そうすることで装置の共通化な
どの利点が生じる。化学ビーム結晶成長法を用いる場
合、成長材料としてホスフィンとトリメチルインジウム
を用いその流量比が５から１２である条件で特に優れた
平坦性が得られる。

【０１７６】前記のように側面１ａ上に形成された平坦
化層４は側面１ａのストリエーションを減少させ平坦な
出射面を形成する。この端面４ａはへき開法により作製
された端面と同等な良好な共振起用反射鏡または出射面
として機能するので、この発明の半導体レーザ装置はへ
き開法によって作製したものと同様な特性を持ってい
る。側面１ａ上に形成された層の屈折率は、一般的に空
気に比べ半導体レーザの実効屈折率に近いため、エッチ
ングにより形成された側面１ａと側面１ａ上に形成され
た平坦化層４との界面における散乱損失は、エッチング
により形成した側面と空気の界面における散乱損失に比
べて小さくなる。

【０１７７】平坦な表面４ａを持つ平坦化層４は、一般
に空気より大きな屈折率をもつため散乱損失を低減させ
る効果があるが、平坦な表面を持つ層４に半導体レーザ
の光導波構造が持つ実効屈折率と同じ屈折率の材料、も
しくは近い屈折率を持つ材料を用いることは散乱損失を
より低減させる効果がある。ここで近い屈折率の範囲は
実効屈折率の７０％から１３０％である。平坦な表面を
持つ層４として半導体レーザ構成するクラッド層と同じ
材料、活性層と同じ材料、その混合物もしくはその積層
体を用いることによりその屈折率を実効屈折率に近くす
ることができる。

【０１７８】例えばＩｎＧａＡｓＰを含んだ活性層（導
波路）とＩｎＰを含んだクラッド層からなる半導体レー
ザに対しては、平坦な表面を持つ層４の材料として、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰとの混
合物もしくはＩｎＧａＡｓＰとＩｎＰとの積層体を用い
ることにより散乱損失をより低減できる。同様にＧａＡ
ｓを含んだ活性層とＡｌＧａＡｓを含んだクラッド層か
らなる半導体レーザに対しては、平坦な表面を持つ層４
の材料として、ＧａＡｓおよびもしくはＡｌＧａＡｓを
用いることが適している。

【０１７９】さらに上記実施例１および２において平坦
な表面を持つ層４の材料としてはシリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜等、絶縁体、ポリイミド、有機材料、半導
体、硝子およびその組み合わせを用いることができる。

【０１８０】なお、上記各実施例では半導体レーザもし
くはフォトダイオードの光デバイスについて説明した
が、他の光デバイスであっても良く、光が入射、出射ま
たは反射する界面を有し、その界面が平坦であることが
必要な光デバイスであれば、上記実施例と同様の効果を
奏する。

【０１８１】

【０１８２】

【０１８３】

【０１８４】

【０１８５】

【発明の効果】請求項１記載の発明の半導体レーザ装置
によれば、第１の面上に形成され、該第１の面よりも凹
凸が少ない平坦な第２の面を第１の面に対向して有する
平坦化層を備えるので、レーザ光の散乱等を防止でき
る。また、平坦化層は、平坦化層の所定の結晶面の形成
過程において該所定の結晶面に生じる段差の位置が導波
路から射出されるレーザ光線の出射面内に形成されてい
ない構造を持つので、レーザ光線の散乱を防止できる割
合が大きくなり、半導体レーザ装置のレーザ光線に関す
る特性が向上するという効果がある。 請求項２記載の発
明の半導体レーザ装置によれば、第１の面は、平らな上
面を持つ凸部または平らな底面を持つ凹部を有し、凸部
の上面または凹部の底面に導波路の端面が配設されてい
るので、導波路の端面上には段差（ステップ）ができ難
くなり、半導体レーザ装置のレーザ光線に関する特性を
容易に向上できるという効果がある。 請求項３記載の発
明の半導体レーザ装置によれば、第１の面は、導波路の
端面の両側の少なくとも一方の側に、導波路の端面を含
む平らな領域に対し角度を持つ部分がある構造を有する
ので、導波路の端面上には段差ができ難くなり、半導体
レーザ装置のレーザ光線に関する特性を容易に向上でき
るという効果がある。

【０１８６】

【０１８７】請求項４記載の発明の半導体レーザ装置に
よれば、第２の面と基板面とがなす角の方が、第１の面
と基板面とがなす角よりも、垂直に近いので、半導体レ
ーザ装置のレーザ光線に関する特性が向上するという効
果がある。

【０１８８】

【０１８９】

【０１９０】

【０１９１】

【０１９２】

【０１９３】

【０１９４】

【０１９５】

【０１９６】

【０１９７】

【０１９８】

【０１９９】

【０２００】

【０２０１】

【０２０２】

【０２０３】

【０２０４】

【０２０５】

【０２０６】

【０２０７】

【０２０８】

【０２０９】

【０２１０】

【０２１１】

【０２１２】

【０２１３】

【０２１４】

【０２１５】

【０２１６】

【０２１７】

【０２１８】

【０２１９】

【０２２０】

【０２２１】

【０２２２】

【０２２３】

【０２２４】

【０２２５】

【０２２６】

【０２２７】

【０２２８】

【０２２９】

【０２３０】

【０２３１】

【０２３２】

【０２３３】

【０２３４】

【０２３５】

【０２３６】

【０２３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造を示す斜視図である。

【図２】この発明の第２実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造を示す斜視図である。

【図３】この発明の第３実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造の概念を示す平面図である。

【図４】この発明の第４実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造の概念を示す平面図である。

【図５】この発明の第５実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造の概念を示す平面図である。

【図６】この発明の第６実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の概念を示す平面図である。

【図７】この発明の第７実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の概念を示す平面図である。

【図８】この発明の第８実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造を示す斜視図である。

【図９】この発明の第９実施例による半導体レーザ装置
の共振器用反射鏡部の構造の概念を示す平面図である。

【図１０】この発明の第１０実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の構造を示す平面図である。

【図１１】この発明の第１１実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路を示す斜視断面図であ
る。

【図１２】この発明の第１２実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路を示す断面図である。

【図１３】この発明の第１３実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路を示す断面図である。

【図１４】この発明の第１４実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路を示す断面図である。

【図１５】この発明の第１５実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路を示す断面図である。

【図１６】この発明の第１６実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路とモニター用受光素子
を示す断面図である。

【図１７】この発明の第１７実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路とモニター用受光素子
を示す断面図である。

【図１８】この発明の第１８実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路とモニター用受光素子
を示す断面図である。

【図１９】この発明の第１９実施例による半導体レーザ
装置の共振器用反射鏡部の導波路とモニター用受光素子
を示す断面図である。

【図２０】この発明の第２０実施例による半導体レーザ
装置の一製造工程のを示す斜視図である。

【図２１】この発明の第２０実施例による半導体レーザ
装置の一製造工程のを示す斜視図である。

【図２２】この発明の第２０実施例による半導体レーザ
装置の一製造工程のを示す斜視図である。

【図２３】この発明の第２０実施例による半導体レーザ
装置の一製造工程のを示す斜視図である。

【図２４】従来の半導体レーザ装置のエッチングで形成
された側面を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ＩｎＰ基板 １ａ，３１ 側面 ３ 導波路 ４ 平坦化層 ５，７ ｐ型半導体 ６，８ ｎ型半導体 ９，１１ 上部クラッド層 １０，１２ 下部クラッド層 １８，２０，２２ ＩｎＰ層 １９，２１ ＩｎＧａＡｓＰ層 ２７ 酸化シリコン層 ２８ 反射鏡 ２９，３０，３５ 受光用フォトダイオード部 ３３ ｐ型ＩｎＰ ３４ ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ ３６ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ ３７ ｎ型ＩｎＰ ４０，４５ 曲面 ５０ シリコン酸化膜

フロントページの続き (72)発明者 阿部 雄次 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 半導体基礎研究所内 (72)発明者 大塚 健一 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 半導体基礎研究所内 (72)発明者 大石 敏之 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社 半導体基礎研究所内 (56)参考文献 特開 平２−191388（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−336484（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291190（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199882（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−260679（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−132614（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−119782（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−136388（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−321292（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−167199（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15978（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−299778（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−90694（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−86162（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−35688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−119890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−115364（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−109271（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−128756（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−145358（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を伝搬するために基板面上に形
   成された導波路を有するとともに、該導波路の端面を含
   む第１の面を有する半導体レーザチップを備える半導体
   レーザ装置において、 前記第１の面上に形成され、該第１の面よりも凹凸が少
   ない平坦な第２の面を前記第１の面に対向して有する平
   坦化層を備え、 前記平坦化層の前記第２の面は、所定の結晶面を含み、 前記所定の結晶面は、前記第１の面上に結晶成長して形
   成された結晶面であり、 前記平坦化層は、前記平坦化層の前記所定の結晶面の形
   成過程において該所定の結晶面に生じる段差の位置が前
   記導波路から射出されるレーザ光線の出射面内に形成さ
   れていない構造を持つことを特徴とする、半導体レーザ
   装置。
2. 【請求項２】 レーザ光を伝搬するために基板面上に形
   成された導波路を有するとともに、該導波路の端面を含
   む第１の面を有する半導体レーザチップを備える半導体
   レーザ装置において、 前記第１の面上に形成され、該第１の面よりも凹凸が少
   ない平坦な第２の面を前記第１の面に対向して有する平
   坦化層を備え、 前記第２の面が共振器用反射鏡面または光の出射面の少
   なくともいずれか一方を構成し、 前記平坦化層の前記第２の面は、所定の結晶面を含み、 前記所定の結晶面は、前記第１の面上に結晶成長して形
   成された結晶面であり、 前記第１の面は、平らな上面を持つ凸部または平らな底
   面を持つ凹部を有し、 前記凸部の前記上面または前記凹部の前記底面に前記導
   波路の前記端面が配設されていることを特徴とする、半
   導体レーザ装置。
3. 【請求項３】 レーザ光を伝搬するために基板面上に形
   成された導波路を有するとともに、該導波路の端面を含
   む第１の面を有する半導体レーザチップを備える半導体
   レーザ装置において、 前記第１の面上に形成され、該第１の面よりも凹凸が少
   ない平坦な第２の面を 前記第１の面に対向して有する平
   坦化層を備え、 前記第２の面が共振器用反射鏡面または光の出射面の少
   なくともいずれか一方を構成し、 前記平坦化層の前記第２の面は、所定の結晶面を含み、 前記所定の結晶面は、前記第１の面上に結晶成長して形
   成された結晶面であり、 前記第１の面は、前記導波路の前記端面の両側の少なく
   とも一方の側に、前記導波路の前記端面を含む平らな領
   域に対し角度を持つ部分がある構造を有する、半導体レ
   ーザ装置。
4. 【請求項４】 前記導波路は、前記半導体レーザチップ
   の前記基板面上にほぼ平行に形成されており、 前記第２の面と前記基板面とがなす角の方が、前記第１
   の面と前記基板面とがなす角よりも、垂直に近いことを
   特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載
   の半導体レーザ装置。