JP3649656B2 - 半導体レーザ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザに関し、詳しくは、利得領域以外の活性領域に注入される電流量が少なく、発振閾値が低く、消費電力が少ない電流注入型の半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、短波長系の半導体レーザとして、窒化物半導体を用いた半導体レーザが非常に注目されている。窒化物半導体は、III族元素であるＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも一つと、窒素との化合物であり、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、あるいは、ＡｌＩｎＧａＮ等が知られている。これらの窒化物半導体は、緑色・青色から近紫外領域の短波長帯の発光材料として、近年盛んに研究および技術開発が行われている。特に、窒化物半導体を用いた半導体レーザ（以下、窒化物半導体レーザと記す）は、波長４００ｎｍ前後の紫色での室温連続発振が、研究レベルで達成されている〔S.Nakamura,et al.,Appl.Phys.Lett.70,869(1997).S.Nakamura,et l.,Appl.Phys.Lett.73,832(1996)．N.Naganuma,et al.,第５９回応用物理学会学術講演会講演予稿集、No.1,p.328〕。
【０００３】
窒化物半導体レーザのレーザミラーは、ドライエッチング〔S.Nakamura,et al.,Appl.Phys.Lett.70,869(1997)、N.Naganuma,et al.,第５９回応用物理学会学術講演会講演予稿集、No.1,p.328〕や劈開〔S.Nakamura,et al.,Appl.Phys.Lett.73,832(1996)〕を用いて作製されている。
【０００４】
しかし、ドライエッチングによって窒化物半導体レーザのレーザミラーを形成すると、レーザミラー表面にエッチングによるプロセスダメージを受け、また基板に対して正確に垂直な面を形成するのが困難である。
【０００５】
また、劈開によってレーザミラーを形成する方法においては、サファイア上に窒化物半導体を堆積した場合、窒化物半導体層とサファイア基板の間で壁開面がずれているため、そのままでは平坦な劈開面を得るのは困難である。そのため、サファイア上に、ＧａＮを非常に厚く（〜２００μｍ）堆積した後、サファイアを除去して形成されたＧａＮ基板を用いて、壁開型レーザを作製する方法が提案されている。
【０００６】
一方、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）による選択成長法をレーザミラーの形成に用いると、成長基板面に対して完全に垂直で、原子レベルで平坦なファセット面を持った、窒化物半導体のミクロンサイズの構造体を形成することが可能である〔安藤精後、他、応用物理６５、７２８（１９９６）〕。窒化物半導体のミクロンサイズの構造体としては、たとえば、底面が正六角形である六角柱構造を製造できる〔T.Akasaka, et al.,Appl.Phys.Lett.71(1997)2196]。この六角柱構造をレーザに応用した場合（以下、このような構造のレーザを六角柱ファセットレーザと記す）、レーザ光の光路は六角柱構造のファセット面に内接する六角形になり、全反射の条件でレーザ光は反射を繰り返す。通常のファブリ・ペロー型のレーザでは、レーザ光は反射鏡にほぼ垂直に入射し、反射率は０．２〜０．３程度と低い。しかし、六角柱ファセットレーザのレーザミラーは、特別な端面反射コーティングを用いなくても、原理的に反射率が極めて高い（反射率〜１）という優れた特長を有している。そのため、このようなレーザミラーを用いた六角柱ファセットレーザは、レーザ発振の閾値を低くすることができると期待される。さらに、六角柱ファセットレーザの場合、成長基板上のマスクパターンを適宜設計して用いることにより、プロセスダメージを生じることなしに、１回の成長によって、一つの基板上に、複数個のファセットレーザを同時に形成することも可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の窒化物半導体六角柱ファセットレーザの断面構造および平面構造の一例を図１に示す。このような構造のファセットレーザは、下記方法によって作製された。
【０００８】
まず、図２に示したように、主表面が（０００ｌ）面であるサファイア基板１上に、ＭＯＣＶＤを用いて、ｎ型ＧａＮ層２、ｎ側クラッド層となるｎ型Ａ１ＧａＮ層３、およびコンタクト層となる第二のｎ型ＧａＮ層４を順次エピタキシャル成長させる。次に、周知のＣＶＤ法を用いて二酸化シリコン膜を上記第二のｎ型ＧａＮ層４の表面上に形成した後、周知のフォトリソグラフィー法と湿式エッチング法によって、上記二酸化シリコン膜の所定部分を除去し、六角形の微小な開口部を有するマスク５を形成する。
【０００９】
次に、ＭＯＣＶＤによる選択成長法を用いて、ｎ側の光ガイド層となる第三のｎ型ＧａＮ層６、活性層となるＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）７、ｐ側の光ガイド層となるｐ型ＧａＮ層８、ｐ側のクラッド層となるｐ型ＡｌＧａＮ層９、およびｐ側のコンタクト層となる第二のｐ型ＧａＮ層１０を順次成長させる。
【００１０】
このような方法によって、図２に示した窒化物半導体六角柱ファセットレーザが、上記酸化シリコンからなるマスク５が有する六角形の微小な開口部内に形成される。なお、ｐ型ＧａＮ上へのｐ型Ａ１ＧａＮの成長は、選択性が低いため、ｐ型Ａ１ＧａＮ層９をｐ型ＧａＮ層８の上に成長させる際に、酸化シリコンマスク５の上にも多結晶のｐ型Ａ１ＧａＮ１３が若干析出する。
【００１１】
さらに、周知の湿式エッチング法を用いて、上記酸化シリコンマスク５を、その上に被着された多結晶のＡｌＧａＮ層１３と共に除去した後、図１に示したように、露出された上記第二のｎ型ＧａＮエピタキシャル層４の表面上に、ｎ型ＧａＮに対してオーミック性であるＴｉ／Ａｕ膜を形成し、不要部分を除去してｎ電極であるＴｉ／Ａｕ電極１１を形成する。さらに、上記第二のｐ型ＧａＮ層１０の表面上に、ｐ型のＧａＮに対してオーミック性であるＮｉ／Ａｕ膜を形成し、不要部分を除去して、ｐ電極であるＮｉ／Ａｕ電極１２を形成する。以上の工程により、図１に示した電流注入型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザが製造される。
【００１２】
六角柱ファセットレーザにおいては、レーザ内部の内接六角形のレーザ光路を起点として、そこから少数キャリアの拡散長の範囲内の活性層が、レーザ発振に寄与する利得領域である。しかし、図１に示した電流注入型の従来の窒化物半導体六角柱ファセットレーザにおいては、ｐ電極であるＮｉ／Ａｕ電極１２が、第二のｐ型ＧａＮ層１０の表面のほとんどすべてを覆っている。そのため、利得領域以外の活性層にも電流が注入されてしまい、六角柱ファセットレーザの発振閾値や消費電力が増大してしまうという問題が存在した。
【００１３】
本発明の目的は、従来の化合物半導体レーザの有する上記問題を解決し、発振閾値や消費電力が低い半導体レーザを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、利得領域以外の活性層に対する電流注入が十分少なく、発振閾値の上昇や消費電力の増大を効果的に抑制することができる電流注入型半導体ファセットレーザを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の半導体レーザは、化合物半導体の多角柱構造体の側面のファセットをレーザミラーとして用いる半導体レーザであって、上記多角柱構造体の上面には円環状の電極が設けられ、上記円環状の電極の外周および内周は、それぞれ上記多角柱構造体の上面の内接円および内接多角形の内接円であり、上記多角柱構造体中においてレーザ光が利得導波されることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明の半導体レーザにおいては、たとえば図３に断面構造および平面構造の一例を示したように、上記多角柱構造体の上面上に形成されたＮｉ／Ａｕ電極１２'は、上記多角柱構造体の上面を周回する円環状（ドーナツ型）のストライプ電極（帯状電極）であり、上記多角柱構造体の上面をすべて覆うように設けられた従来の半導体レーザとは著しく異なっている。そのため、利得領域以外の活性層に注入される電流量は極めて少なく、発振閾値や消費電力は従来よりはるかに低い。上記円環状（ドーナツ型）の電極の外周および内周を、それぞれ上記多角柱構造体の上面の内接円および内接多角形の内接円とすれば、上記円環状の電極の面積を最小とすることができる。
【００１７】
上記多角柱構造体としては、正六角柱構造体若しくは正三角柱構造体を用いることができ、いずれも極めて良好な結果を得ことができる。
【００２１】
本発明は、上記化合物半導体として、窒化物化合物半導体を用いた場合に極めて好ましい効果が得られるが、窒化物半導体のみではなく、各種III−Ｖ族化合物半導体若しくはII−ＶI族化合物半導体に用いても、良好な効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施例１
本発明によって製造された、窒化物半導体からなり、利得導波構造を有する電流注入型六角柱ファセットレーザの、断面構造およびその平面構造の一例を図３に示した。このレーザ構造は、図１に示した電流住人型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザとは異なり、ｐ電極が六角柱構造体の全上面を覆う電極１２ではなく、ドーナツ型（円環状）Ｎｉ／Ａｕ電極１２'が、上記六角柱構造体の上面を周回するように設けられている。この六角柱ファセットレーザは、真上から見た平面構造から明らかなように、内接六角形のレーザ光路が、ドーナツ型Ｎｉ／Ａｕ電極１２'内に完全に含まれている。したがって、最小面積のドーナツ型のｐ電極を得るためには、ｐ電極であるドーナツ型Ｎｉ／Ａｕ電極１２'の外周を正六角形である上面の内接円とし、内周が内接六角形の内接円となるようにすればよい。
【００２３】
このようなドーナツ型のｐ電極１２'を用いることにより、利得領域の活性層周辺のみに電流が注入される利得導波型の六角柱ファセットレーザを得ることができる。その結果、六角柱構造体の上面全体を覆うｐ電極を用いた上記従来構造の場合に比べて、閾値や消費電力を著しく低下させることができた。
【００２４】
また、図３に示した構造においては、ｐ電極としてドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'を用いたが、ドーナツ型のみではなく、図４に示した参考例１のように、内接六角形のレーザ光路に概ね平行になるような、帯状の六角形のＮｉ／Ａｕ電極１２''を用いても、同様な閾値や消費電力の低下を実現することができた。
【００２５】
実施例２
上記実施例１においては、正六角形の開口部を有するマスク材を用いて、六角柱ファセットレーザを形成したが、本実施例においては、正三角形の開口部を有するマスク材を用いてＭＯＣＶＤの選択成長を行い、窒化物半導体の三角柱ファセットレーザを作製した。本実施例においても、図５に示したように、真上から見たときに、内接三角形のレーザ光路を含むようなドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'をｐ電極として用いて、利得導液型の三角柱ファセットレーザを製造することができた。
【００２６】
ｐ電極であるドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'の面積を最小にするためには、ドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'の外周を三角柱の正三角形である上面の内接円とし、内周が内接三角形の内接円となるようにすればよい。
【００２７】
さらに、図６に示した参考例２のように、真上から見たときに内接三角形のレーザ光路に概ね平行になるような、帯状の三角形のＮｉ／Ａｕ電極１２'''をｐ型電極として用いても、閾値や消費電力の低下を実現することができた。
【００２８】
実施例３
図３および図５に示した、ドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'を有する、利得導波型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザの製造方法の一例を説明する。
【００２９】
図７は、本実施例に使用した半導体薄膜作製装置の基本構成を示す図である。図７において、記号１は主表面の方位が（０００ｌ）であるサファイア基板、１４は反応槽、１５は基板支持合、１６は基板を加熱するためのヒーター、１７は各層を成長させる半導体薄膜の原料となるガスを供給するための原料供給管を、それぞれ表す。
【００３０】
まず、反応槽１４内の基板支持合１５上にサファイア基板１を配置し、上記原料供給管１７を通して窒素および水素を数ｓ１ｍ流しながら圧力を約３００Ｔｏｒｒに保ち、サファイア基板１をｌｌ００℃程度に加熱した。この状態を約１０分間継続して、サファイア基板１の表面を熱的にクリーニングした。次に、サファイア基板１の温度を約４５０℃まで低下させて、原料供給管１７よりアンモニアガスとトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を導入し、低温バッファー層として厚さ約４０ｎｍのｎ型ＧａＮ層（図示せず）を形成した。
【００３１】
ＴＭＧの供給を止め、サファイア基板１の温度を再び１０００℃程度まで上昇させ、ＴＭＧおよびシランを導入して気相エピタキシャル成長を行い、図２に示したように、ｌ０００ｎｍ厚の第一のｎ型のＧａＮ層２を形成した。さらに、ＴＭＧおよびシランの供給を続けながらＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を導入し、５００ｎｍ厚のｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層３を形成した。最後に、ＴＭＡの供給を止めて、２０ｎｍ厚の第二のｎ型ＧａＮ層４を形成した。以上の工程により、選択成長用下地基板が作製された。
【００３２】
このようにして作製された選択成長用下地基板の表面に、スパッタリング法を用いて厚さ約５０ｎｍの二酸化シリコン膜を形成した。次にフォトリソグラフィー法を用いて、この二酸化シリコン膜に六角形の開口部パターンを形成して、選択成長用下地基板の表面を一部露出させ、図８に示したように、六角形の開口部２０を有する二酸化シリコンマスク１９を形成した。六角形の開口部２０の各辺を、サファイア基板１の［１ｌ２０］方向に平行とすることが重要である。また、六角形の一辺の長さは、１０から５００ミクロンの間で適宜設定することができる。なお、本明細書および添付図面において、２および１は、それぞれ−２および−１を表す。
【００３３】
上記二酸化シリコンマスクを形成した後、再び上記基板支持合１５上に置き、上記原料供給管１７を通して窒素および水素を数ｓｌｍ流し、反応槽１４内の圧力を約３００Ｔｏｒｒに保った。次に、温度を約１０００℃に上昇させた後、原料供給管１７を通して反応槽１４内にアンモニアガス、ＴＭＧおよびシランを導入した。これにより、上記二酸化シリコンのマスのク１９の開口部２０を介して露出された部分上のみに、選択的にｎ型ＧａＮがエピタキシャル成長した。その結果、垂直ファセット面に囲まれた、六角形のｎ型ＧａＮ層６が形成された。この六角形のｎ型ＧａＮ層６のの上面は（０００１）面、側面は六つの等価な｛１１２０｝面で基板に対して完全に垂直であった。また、高さ（厚さ）はｌ００ｎｍであった。
【００３４】
水素ガス、ＴＭＧおよびシランの供給を停止した後、基板温度を８３０℃まで低下させた。この状態では、反応構１４内には窒素とアンモニアのみが供給されている。温度が安定した後、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）およびシランを導入して、活性層であるＩｎＧａＮＭＱＷ７を形成した。この時、ＩｎＧａＮＭＱＷのバリア層を堆積するときは、ＴＭＩの流量を比較的少なくして、Ｉｎ組成がより小さいＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎを形成し、井戸層を堆積するときは、ＴＭＩの流量を比較的多くして、Ｉｎ組成がより大きいＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎを形成した。ＭＱＷの層数は２〜５層程度が適当である。ＩｎＧａＮＭＱＷ７の厚さは２０〜４５ｎｍとした。
【００３５】
この場合、（０００ｌ）面上および｛１１２０｝面上におけるＩｎＧａＮＭＱＷ７の成長速度が同程度となるように、成長条件を調節して成長を行い、その結果、ＩｎＧａＮＭＱＷ７は、ｎ型ＧａＮ層６の（０００ｌ）面からなる上面と、六つの等価な｛１１２０｝面からなる側面を、同じ厚さで覆うように成長した。なお、マスクとして用いた二酸化シリコン薄膜上には、ＩｎＧａＮＭＱＷは成長しなかった。
【００３６】
次に、ＴＭＧ、ＴＭＩおよびシランの供給を停止して、基板温度を１０５０℃に上昇させた。この際、反応槽１４内を流れるガスを、窒素とアンモニアのみにすることが必要であり、水素を同時に流すと、基板温度を上昇させる過程で、ＩｎＧａＮＭＱＷ７が分解・蒸発してしまう。基板温度が、１０５０℃に安定した後、水素、ＴＭＧおよびＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を供給し、ｐ型ＧａＮ層８を成長させた。
【００３７】
このとき、成長条件を適宜選択して、ｐ型ＧａＮの（０００ｌ）面上の成長速度と｛１１２Ｏ｝面上の成長速度を同程度とした。その結果、ｐ型ＧａＮ層８は、（０００１）面からなる上面と、六つの等価な｛１１２０｝面からなる側面上に、それぞれ１００ｎｍ厚で覆うように成長した。マスクとして用いた二酸化シリコン薄膜上には、ｐ型ＧａＮは成長しなかった。
【００３８】
次に、ＴＭＡを導入して、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層９を形成した。このときも、適当な成長条件を選ぶことにより、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎの（０００１）面上における成長速度と｛１１２０｝面上における成長速度を同程度とした。その結果、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層９が、上記（０００１）面からなる上面と、六つの等価な｛１１２０｝面からなる側面上に、それぞれ５００ｎｍ厚で覆うように形成された。なお、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎは、選択性が比較的低いため、二酸化シリコン薄膜からなるマスク上にも多結晶ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）が、若干堆積してしまうが、多結晶粒のファセッティングにより、その堆積量は比較的少なかった。
【００３９】
ＴＭＡの導入を停止して第二のｐ型ＧａＮ層１０を形成し、上記（０００ｌ）面からなる上面上と、六つの等価な｛ｌ１２０｝面からなる側面上を、それぞれ２０ｎｍ厚で覆った。以上の工程によって、図２に示したように、上面上が（０００ｌ）、側面が六つの等価な｛ｌ１２０｝面である六角柱構造体を有する六角柱ファセットレーザ構造が形成された。
【００４０】
次に、上記基板を冷却した後、反応槽１４より取り出し、濃フッ酸溶液に１０秒浸せきして、上記二酸化シリコンマスクを、その上に析出した多結晶ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）と共にすべて除去した。さらに、電子ビーム真空蒸着装置を用いて、Ｎｉ層（厚さ４０ｎｍ）とＡｕ層（厚さｌ００ｎｍ）を、全面に積層して形成した。周知のフォトリソグラフィー法および湿式エッチング法によって、これらＮｉ／Ａｕ層の不要部分を除去して、上記六角柱ファセットレーザの上面上に、ドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'を形成した。
【００４１】
さらに、電子ビーム真空蒸着装置を用いて、Ｔｉ層（厚４０ｎｍ）およびＡｕ層（厚さ１００ｎｍ）を、全面に積層して形成した。このＴｉ／Ａｕ層を、周知のフォトリソグラフィー法と湿式エッチング法によって不要部分を除去して、上記六角柱構造体の周囲に残るようにパーターンニングし、ｎ電極であるＴｉ／Ａｕ電極１１を形成し、図３に示したような、ドーナツ状のＴｉ／Ａｕ電極１２'を有する利得導波型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザが製造された。
【００４２】
本実施例によって形成された、六角形の一辺の長さがｌ００μｍである、ドーナツ型のｐ電極を有する利得導波型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザを、電流注入によって室温パルス発振させたところ、従来の全面型ｐ電極を有する窒化物半導体六角柱ファセットレーザと比較して、一桁程度低い発振閾値が得られ、本発明の効果が確認された。
【００４３】
なお、本実施例では、六角形の開口部を有するマスクを用いて六角柱構造体を形成した場合を説明したが、三角形の開口部を有するマスクを用いて、図５および図６に示した三角柱構造体を形成することができた。同様に、ｐ電極を形成する際に使用されるマスクの開口部の形状を変えることによって、ｐ電極の形状をドーナツ型のみではなく、六角型若しくは三角型の帯状とすることができた。
【００４４】
また、上記各実施例は、化合物半導体として窒化物半導体を使用した例を示したが、本発明は窒化物半導体に限定されるものではなく、III−Ｖ族化合物半導体、II−ＶI族化合物半導体など、他の化合物半導体を用いたファセットレーザにも応用可能である。さらに、上記各実施例においては、電極１１、１２としてＮｉ／Ａｕ電極およびＴｉ／Ａｕ電極をそれぞれ使用した例を示しが、本発明におけるｐ電極およびｎ電極としては、これらの膜に限定されるものではなく、下地との間で良好なオーミック接続が得られる材料の膜を広く使用できる。
【００４５】
実施例４
上記実施例１、２、３では、サファイア基板１側をｎ型側とし、ファセットレーザの上面側をｐ型側とする六角柱および三角柱ファセットレーザの例を示したが、サファイア基板１側をｐ型側とし、ファセットレーザの上面側をｎ型側とすることもできる。
【００４６】
すなわち、上記実施例１、２、３において、上記各化合物半導体層の導電型を上記実施例１、２、３とは逆にして、各ｎ型層をｐ型層、各ｐ型層をｎ型層とすれば、多角形構造体の上面上の電極ををｎ電極、多角形構造体の周囲に形成された電極をｐ電極とする、利得導波型の六角柱および三角柱ファセットレーザが形成される。この場合、ｐ電極およびｎ電極としては、それぞれ下地と良好なオーミック接続が得られる材質を選択すれよく、たとえばｐ電極としてはＮｉ／Ａｕ膜、ｎ電極としてはＴｉ／Ａｕ膜を、それぞれ用いることができる。
【００４７】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、多角柱状構造体の上面を周回するストライプ電極を用いた利得導波構造を導入することによって、発振閾値が低く、消費電力の少ない電流注入型の化合物半導体ファセットレーザを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の半導体六角柱ファセットレーザの断面および平面構造を示す図。
【図２】 半導体六角柱ファセットレーザの製造方法を説明するための図。
【図３】 本発明の第１の実施例の断面および平面構造を示す図。
【図４】 本発明の第１の参考例の断面および平面構造を示す図。
【図５】 本発明の第２の実施例の断面および平面構造を示す図。
【図６】 本発明の第２の参考例の断面および平面構造を示す図。
【図７】 半導体薄膜作製装置の基本構成の一例を示す図。
【図８】 六角柱構造を形成するためのマスクの開口部を説明するための図。
【符号の説明】
１…サファイア基板、２…ｎ型ＧａＮ層、３…ｎ型ＡｌＧａＮ層、４…ｎ型ＧａＮ層、５…酸化シリコンマスク、６…ｎ型ＧａＮ層、７…ＩｎＧａＮＭＱＷ、８…ｐ型ＧａＮ層、９…ｐ型ＡｌＧａＮ層、１０…ｐ型ＧａＮ層、１１…Ｔｉ／Ａｕ電極、１２…Ｎｉ／Ａｕ電極、１２'…ドーナツ状のＮｉ／Ａｕ電極、１２''…六角形のＮｉ／Ａｕ電極、１２'''…三角形のＮｉ／Ａｕ電極、１３…多結晶ＡｌＧａＮ層、１４…反応槽、１５…基板支持台、．１６…ヒーター、１７…原料供給管、１９…二酸化シリコンマスク、２０…開口部。
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザに関し、詳しくは、利得領域以外の活性領域に注入される電流量が少なく、発振閾値が低く、消費電力が少ない電流注入型の半導体レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、短波長系の半導体レーザとして、窒化物半導体を用いた半導体レーザが非常に注目されている。窒化物半導体は、III族元素であるＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも一つと、窒素との化合物であり、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、あるいは、ＡｌＩｎＧａＮ等が知られている。これらの窒化物半導体は、緑色・青色から近紫外領域の短波長帯の発光材料として、近年盛んに研究および技術開発が行われている。特に、窒化物半導体を用いた半導体レーザ（以下、窒化物半導体レーザと記す）は、波長４００ｎｍ前後の紫色での室温連続発振が、研究レベルで達成されている〔S.Nakamura,et al.,Appl.Phys.Lett.70,869(1997).S.Nakamura,et l.,Appl.Phys.Lett.73,832(1996)．N.Naganuma,et al.,第５９回応用物理学会学術講演会講演予稿集、No.1,p.328〕。
【０００３】
窒化物半導体レーザのレーザミラーは、ドライエッチング〔S.Nakamura,et al.,Appl.Phys.Lett.70,869(1997)、N.Naganuma,et al.,第５９回応用物理学会学術講演会講演予稿集、No.1,p.328〕や劈開〔S.Nakamura,et al.,Appl.Phys.Lett.73,832(1996)〕を用いて作製されている。
【０００４】
しかし、ドライエッチングによって窒化物半導体レーザのレーザミラーを形成すると、レーザミラー表面にエッチングによるプロセスダメージを受け、また基板に対して正確に垂直な面を形成するのが困難である。
【０００５】
また、劈開によってレーザミラーを形成する方法においては、サファイア上に窒化物半導体を堆積した場合、窒化物半導体層とサファイア基板の間で壁開面がずれているため、そのままでは平坦な劈開面を得るのは困難である。そのため、サファイア上に、ＧａＮを非常に厚く（〜２００μｍ）堆積した後、サファイアを除去して形成されたＧａＮ基板を用いて、壁開型レーザを作製する方法が提案されている。
【０００６】
一方、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）による選択成長法をレーザミラーの形成に用いると、成長基板面に対して完全に垂直で、原子レベルで平坦なファセット面を持った、窒化物半導体のミクロンサイズの構造体を形成することが可能である〔安藤精後、他、応用物理６５、７２８（１９９６）〕。窒化物半導体のミクロンサイズの構造体としては、たとえば、底面が正六角形である六角柱構造を製造できる〔T.Akasaka, et al.,Appl.Phys.Lett.71(1997)2196]。この六角柱構造をレーザに応用した場合（以下、このような構造のレーザを六角柱ファセットレーザと記す）、レーザ光の光路は六角柱構造のファセット面に内接する六角形になり、全反射の条件でレーザ光は反射を繰り返す。通常のファブリ・ペロー型のレーザでは、レーザ光は反射鏡にほぼ垂直に入射し、反射率は０．２〜０．３程度と低い。しかし、六角柱ファセットレーザのレーザミラーは、特別な端面反射コーティングを用いなくても、原理的に反射率が極めて高い（反射率〜１）という優れた特長を有している。そのため、このようなレーザミラーを用いた六角柱ファセットレーザは、レーザ発振の閾値を低くすることができると期待される。さらに、六角柱ファセットレーザの場合、成長基板上のマスクパターンを適宜設計して用いることにより、プロセスダメージを生じることなしに、１回の成長によって、一つの基板上に、複数個のファセットレーザを同時に形成することも可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の窒化物半導体六角柱ファセットレーザの断面構造および平面構造の一例を図１に示す。このような構造のファセットレーザは、下記方法によって作製された。
【０００８】
まず、図２に示したように、主表面が（０００ｌ）面であるサファイア基板１上に、ＭＯＣＶＤを用いて、ｎ型ＧａＮ層２、ｎ側クラッド層となるｎ型Ａ１ＧａＮ層３、およびコンタクト層となる第二のｎ型ＧａＮ層４を順次エピタキシャル成長させる。次に、周知のＣＶＤ法を用いて二酸化シリコン膜を上記第二のｎ型ＧａＮ層４の表面上に形成した後、周知のフォトリソグラフィー法と湿式エッチング法によって、上記二酸化シリコン膜の所定部分を除去し、六角形の微小な開口部を有するマスク５を形成する。
【０００９】
次に、ＭＯＣＶＤによる選択成長法を用いて、ｎ側の光ガイド層となる第三のｎ型ＧａＮ層６、活性層となるＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）７、ｐ側の光ガイド層となるｐ型ＧａＮ層８、ｐ側のクラッド層となるｐ型ＡｌＧａＮ層９、およびｐ側のコンタクト層となる第二のｐ型ＧａＮ層１０を順次成長させる。
【００１０】
このような方法によって、図２に示した窒化物半導体六角柱ファセットレーザが、上記酸化シリコンからなるマスク５が有する六角形の微小な開口部内に形成される。なお、ｐ型ＧａＮ上へのｐ型Ａ１ＧａＮの成長は、選択性が低いため、ｐ型Ａ１ＧａＮ層９をｐ型ＧａＮ層８の上に成長させる際に、酸化シリコンマスク５の上にも多結晶のｐ型Ａ１ＧａＮ１３が若干析出する。
【００１１】
さらに、周知の湿式エッチング法を用いて、上記酸化シリコンマスク５を、その上に被着された多結晶のＡｌＧａＮ層１３と共に除去した後、図１に示したように、露出された上記第二のｎ型ＧａＮエピタキシャル層４の表面上に、ｎ型ＧａＮに対してオーミック性であるＴｉ／Ａｕ膜を形成し、不要部分を除去してｎ電極であるＴｉ／Ａｕ電極１１を形成する。さらに、上記第二のｐ型ＧａＮ層１０の表面上に、ｐ型のＧａＮに対してオーミック性であるＮｉ／Ａｕ膜を形成し、不要部分を除去して、ｐ電極であるＮｉ／Ａｕ電極１２を形成する。以上の工程により、図１に示した電流注入型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザが製造される。
【００１２】
六角柱ファセットレーザにおいては、レーザ内部の内接六角形のレーザ光路を起点として、そこから少数キャリアの拡散長の範囲内の活性層が、レーザ発振に寄与する利得領域である。しかし、図１に示した電流注入型の従来の窒化物半導体六角柱ファセットレーザにおいては、ｐ電極であるＮｉ／Ａｕ電極１２が、第二のｐ型ＧａＮ層１０の表面のほとんどすべてを覆っている。そのため、利得領域以外の活性層にも電流が注入されてしまい、六角柱ファセットレーザの発振閾値や消費電力が増大してしまうという問題が存在した。
【００１３】
本発明の目的は、従来の化合物半導体レーザの有する上記問題を解決し、発振閾値や消費電力が低い半導体レーザを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、利得領域以外の活性層に対する電流注入が十分少なく、発振閾値の上昇や消費電力の増大を効果的に抑制することができる電流注入型半導体ファセットレーザを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の半導体レーザは、化合物半導体の多角柱構造体の側面のファセットをレーザミラーとして用いる半導体レーザであって、上記多角柱構造体の上面には円環状の電極が設けられ、上記円環状の電極の外周および内周は、それぞれ上記多角柱構造体の上面の内接円および内接多角形の内接円であり、上記多角柱構造体中においてレーザ光が利得導波されることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明の半導体レーザにおいては、たとえば図３に断面構造および平面構造の一例を示したように、上記多角柱構造体の上面上に形成されたＮｉ／Ａｕ電極１２'は、上記多角柱構造体の上面を周回する円環状（ドーナツ型）のストライプ電極（帯状電極）であり、上記多角柱構造体の上面をすべて覆うように設けられた従来の半導体レーザとは著しく異なっている。そのため、利得領域以外の活性層に注入される電流量は極めて少なく、発振閾値や消費電力は従来よりはるかに低い。上記円環状（ドーナツ型）の電極の外周および内周を、それぞれ上記多角柱構造体の上面の内接円および内接多角形の内接円とすれば、上記円環状の電極の面積を最小とすることができる。
【００１７】
上記多角柱構造体としては、正六角柱構造体若しくは正三角柱構造体を用いることができ、いずれも極めて良好な結果を得ことができる。
【００２１】
本発明は、上記化合物半導体として、窒化物化合物半導体を用いた場合に極めて好ましい効果が得られるが、窒化物半導体のみではなく、各種III−Ｖ族化合物半導体若しくはII−ＶI族化合物半導体に用いても、良好な効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施例１
本発明によって製造された、窒化物半導体からなり、利得導波構造を有する電流注入型六角柱ファセットレーザの、断面構造およびその平面構造の一例を図３に示した。このレーザ構造は、図１に示した電流住人型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザとは異なり、ｐ電極が六角柱構造体の全上面を覆う電極１２ではなく、ドーナツ型（円環状）Ｎｉ／Ａｕ電極１２'が、上記六角柱構造体の上面を周回するように設けられている。この六角柱ファセットレーザは、真上から見た平面構造から明らかなように、内接六角形のレーザ光路が、ドーナツ型Ｎｉ／Ａｕ電極１２'内に完全に含まれている。したがって、最小面積のドーナツ型のｐ電極を得るためには、ｐ電極であるドーナツ型Ｎｉ／Ａｕ電極１２'の外周を正六角形である上面の内接円とし、内周が内接六角形の内接円となるようにすればよい。
【００２３】
このようなドーナツ型のｐ電極１２'を用いることにより、利得領域の活性層周辺のみに電流が注入される利得導波型の六角柱ファセットレーザを得ることができる。その結果、六角柱構造体の上面全体を覆うｐ電極を用いた上記従来構造の場合に比べて、閾値や消費電力を著しく低下させることができた。
【００２４】
また、図３に示した構造においては、ｐ電極としてドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'を用いたが、ドーナツ型のみではなく、図４に示した参考例１のように、内接六角形のレーザ光路に概ね平行になるような、帯状の六角形のＮｉ／Ａｕ電極１２''を用いても、同様な閾値や消費電力の低下を実現することができた。
【００２５】
実施例２
上記実施例１においては、正六角形の開口部を有するマスク材を用いて、六角柱ファセットレーザを形成したが、本実施例においては、正三角形の開口部を有するマスク材を用いてＭＯＣＶＤの選択成長を行い、窒化物半導体の三角柱ファセットレーザを作製した。本実施例においても、図５に示したように、真上から見たときに、内接三角形のレーザ光路を含むようなドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'をｐ電極として用いて、利得導液型の三角柱ファセットレーザを製造することができた。
【００２６】
ｐ電極であるドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'の面積を最小にするためには、ドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'の外周を三角柱の正三角形である上面の内接円とし、内周が内接三角形の内接円となるようにすればよい。
【００２７】
さらに、図６に示した参考例２のように、真上から見たときに内接三角形のレーザ光路に概ね平行になるような、帯状の三角形のＮｉ／Ａｕ電極１２'''をｐ型電極として用いても、閾値や消費電力の低下を実現することができた。
【００２８】
実施例３
図３および図５に示した、ドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'を有する、利得導波型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザの製造方法の一例を説明する。
【００２９】
図７は、本実施例に使用した半導体薄膜作製装置の基本構成を示す図である。図７において、記号１は主表面の方位が（０００ｌ）であるサファイア基板、１４は反応槽、１５は基板支持合、１６は基板を加熱するためのヒーター、１７は各層を成長させる半導体薄膜の原料となるガスを供給するための原料供給管を、それぞれ表す。
【００３０】
まず、反応槽１４内の基板支持合１５上にサファイア基板１を配置し、上記原料供給管１７を通して窒素および水素を数ｓ１ｍ流しながら圧力を約３００Ｔｏｒｒに保ち、サファイア基板１をｌｌ００℃程度に加熱した。この状態を約１０分間継続して、サファイア基板１の表面を熱的にクリーニングした。次に、サファイア基板１の温度を約４５０℃まで低下させて、原料供給管１７よりアンモニアガスとトリメチルガリウム（ＴＭＧ）を導入し、低温バッファー層として厚さ約４０ｎｍのｎ型ＧａＮ層（図示せず）を形成した。
【００３１】
ＴＭＧの供給を止め、サファイア基板１の温度を再び１０００℃程度まで上昇させ、ＴＭＧおよびシランを導入して気相エピタキシャル成長を行い、図２に示したように、ｌ０００ｎｍ厚の第一のｎ型のＧａＮ層２を形成した。さらに、ＴＭＧおよびシランの供給を続けながらＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を導入し、５００ｎｍ厚のｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層３を形成した。最後に、ＴＭＡの供給を止めて、２０ｎｍ厚の第二のｎ型ＧａＮ層４を形成した。以上の工程により、選択成長用下地基板が作製された。
【００３２】
このようにして作製された選択成長用下地基板の表面に、スパッタリング法を用いて厚さ約５０ｎｍの二酸化シリコン膜を形成した。次にフォトリソグラフィー法を用いて、この二酸化シリコン膜に六角形の開口部パターンを形成して、選択成長用下地基板の表面を一部露出させ、図８に示したように、六角形の開口部２０を有する二酸化シリコンマスク１９を形成した。六角形の開口部２０の各辺を、サファイア基板１の［１ｌ２０］方向に平行とすることが重要である。また、六角形の一辺の長さは、１０から５００ミクロンの間で適宜設定することができる。なお、本明細書および添付図面において、２および１は、それぞれ−２および−１を表す。
【００３３】
上記二酸化シリコンマスクを形成した後、再び上記基板支持合１５上に置き、上記原料供給管１７を通して窒素および水素を数ｓｌｍ流し、反応槽１４内の圧力を約３００Ｔｏｒｒに保った。次に、温度を約１０００℃に上昇させた後、原料供給管１７を通して反応槽１４内にアンモニアガス、ＴＭＧおよびシランを導入した。これにより、上記二酸化シリコンのマスのク１９の開口部２０を介して露出された部分上のみに、選択的にｎ型ＧａＮがエピタキシャル成長した。その結果、垂直ファセット面に囲まれた、六角形のｎ型ＧａＮ層６が形成された。この六角形のｎ型ＧａＮ層６のの上面は（０００１）面、側面は六つの等価な｛１１２０｝面で基板に対して完全に垂直であった。また、高さ（厚さ）はｌ００ｎｍであった。
【００３４】
水素ガス、ＴＭＧおよびシランの供給を停止した後、基板温度を８３０℃まで低下させた。この状態では、反応構１４内には窒素とアンモニアのみが供給されている。温度が安定した後、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）およびシランを導入して、活性層であるＩｎＧａＮＭＱＷ７を形成した。この時、ＩｎＧａＮＭＱＷのバリア層を堆積するときは、ＴＭＩの流量を比較的少なくして、Ｉｎ組成がより小さいＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎを形成し、井戸層を堆積するときは、ＴＭＩの流量を比較的多くして、Ｉｎ組成がより大きいＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎを形成した。ＭＱＷの層数は２〜５層程度が適当である。ＩｎＧａＮＭＱＷ７の厚さは２０〜４５ｎｍとした。
【００３５】
この場合、（０００ｌ）面上および｛１１２０｝面上におけるＩｎＧａＮＭＱＷ７の成長速度が同程度となるように、成長条件を調節して成長を行い、その結果、ＩｎＧａＮＭＱＷ７は、ｎ型ＧａＮ層６の（０００ｌ）面からなる上面と、六つの等価な｛１１２０｝面からなる側面を、同じ厚さで覆うように成長した。なお、マスクとして用いた二酸化シリコン薄膜上には、ＩｎＧａＮＭＱＷは成長しなかった。
【００３６】
次に、ＴＭＧ、ＴＭＩおよびシランの供給を停止して、基板温度を１０５０℃に上昇させた。この際、反応槽１４内を流れるガスを、窒素とアンモニアのみにすることが必要であり、水素を同時に流すと、基板温度を上昇させる過程で、ＩｎＧａＮＭＱＷ７が分解・蒸発してしまう。基板温度が、１０５０℃に安定した後、水素、ＴＭＧおよびＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を供給し、ｐ型ＧａＮ層８を成長させた。
【００３７】
このとき、成長条件を適宜選択して、ｐ型ＧａＮの（０００ｌ）面上の成長速度と｛１１２Ｏ｝面上の成長速度を同程度とした。その結果、ｐ型ＧａＮ層８は、（０００１）面からなる上面と、六つの等価な｛１１２０｝面からなる側面上に、それぞれ１００ｎｍ厚で覆うように成長した。マスクとして用いた二酸化シリコン薄膜上には、ｐ型ＧａＮは成長しなかった。
【００３８】
次に、ＴＭＡを導入して、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層９を形成した。このときも、適当な成長条件を選ぶことにより、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎの（０００１）面上における成長速度と｛１１２０｝面上における成長速度を同程度とした。その結果、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ層９が、上記（０００１）面からなる上面と、六つの等価な｛１１２０｝面からなる側面上に、それぞれ５００ｎｍ厚で覆うように形成された。なお、ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎは、選択性が比較的低いため、二酸化シリコン薄膜からなるマスク上にも多結晶ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）が、若干堆積してしまうが、多結晶粒のファセッティングにより、その堆積量は比較的少なかった。
【００３９】
ＴＭＡの導入を停止して第二のｐ型ＧａＮ層１０を形成し、上記（０００ｌ）面からなる上面上と、六つの等価な｛ｌ１２０｝面からなる側面上を、それぞれ２０ｎｍ厚で覆った。以上の工程によって、図２に示したように、上面上が（０００ｌ）、側面が六つの等価な｛ｌ１２０｝面である六角柱構造体を有する六角柱ファセットレーザ構造が形成された。
【００４０】
次に、上記基板を冷却した後、反応槽１４より取り出し、濃フッ酸溶液に１０秒浸せきして、上記二酸化シリコンマスクを、その上に析出した多結晶ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）と共にすべて除去した。さらに、電子ビーム真空蒸着装置を用いて、Ｎｉ層（厚さ４０ｎｍ）とＡｕ層（厚さｌ００ｎｍ）を、全面に積層して形成した。周知のフォトリソグラフィー法および湿式エッチング法によって、これらＮｉ／Ａｕ層の不要部分を除去して、上記六角柱ファセットレーザの上面上に、ドーナツ型のＮｉ／Ａｕ電極１２'を形成した。
【００４１】
さらに、電子ビーム真空蒸着装置を用いて、Ｔｉ層（厚４０ｎｍ）およびＡｕ層（厚さ１００ｎｍ）を、全面に積層して形成した。このＴｉ／Ａｕ層を、周知のフォトリソグラフィー法と湿式エッチング法によって不要部分を除去して、上記六角柱構造体の周囲に残るようにパーターンニングし、ｎ電極であるＴｉ／Ａｕ電極１１を形成し、図３に示したような、ドーナツ状のＴｉ／Ａｕ電極１２'を有する利得導波型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザが製造された。
【００４２】
本実施例によって形成された、六角形の一辺の長さがｌ００μｍである、ドーナツ型のｐ電極を有する利得導波型の窒化物半導体六角柱ファセットレーザを、電流注入によって室温パルス発振させたところ、従来の全面型ｐ電極を有する窒化物半導体六角柱ファセットレーザと比較して、一桁程度低い発振閾値が得られ、本発明の効果が確認された。
【００４３】
なお、本実施例では、六角形の開口部を有するマスクを用いて六角柱構造体を形成した場合を説明したが、三角形の開口部を有するマスクを用いて、図５および図６に示した三角柱構造体を形成することができた。同様に、ｐ電極を形成する際に使用されるマスクの開口部の形状を変えることによって、ｐ電極の形状をドーナツ型のみではなく、六角型若しくは三角型の帯状とすることができた。
【００４４】
また、上記各実施例は、化合物半導体として窒化物半導体を使用した例を示したが、本発明は窒化物半導体に限定されるものではなく、III−Ｖ族化合物半導体、II−ＶI族化合物半導体など、他の化合物半導体を用いたファセットレーザにも応用可能である。さらに、上記各実施例においては、電極１１、１２としてＮｉ／Ａｕ電極およびＴｉ／Ａｕ電極をそれぞれ使用した例を示しが、本発明におけるｐ電極およびｎ電極としては、これらの膜に限定されるものではなく、下地との間で良好なオーミック接続が得られる材料の膜を広く使用できる。
【００４５】
実施例４
上記実施例１、２、３では、サファイア基板１側をｎ型側とし、ファセットレーザの上面側をｐ型側とする六角柱および三角柱ファセットレーザの例を示したが、サファイア基板１側をｐ型側とし、ファセットレーザの上面側をｎ型側とすることもできる。
【００４６】
すなわち、上記実施例１、２、３において、上記各化合物半導体層の導電型を上記実施例１、２、３とは逆にして、各ｎ型層をｐ型層、各ｐ型層をｎ型層とすれば、多角形構造体の上面上の電極ををｎ電極、多角形構造体の周囲に形成された電極をｐ電極とする、利得導波型の六角柱および三角柱ファセットレーザが形成される。この場合、ｐ電極およびｎ電極としては、それぞれ下地と良好なオーミック接続が得られる材質を選択すれよく、たとえばｐ電極としてはＮｉ／Ａｕ膜、ｎ電極としてはＴｉ／Ａｕ膜を、それぞれ用いることができる。
【００４７】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、多角柱状構造体の上面を周回するストライプ電極を用いた利得導波構造を導入することによって、発振閾値が低く、消費電力の少ない電流注入型の化合物半導体ファセットレーザを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の半導体六角柱ファセットレーザの断面および平面構造を示す図。
【図２】 半導体六角柱ファセットレーザの製造方法を説明するための図。
【図３】 本発明の第１の実施例の断面および平面構造を示す図。
【図４】 本発明の第１の参考例の断面および平面構造を示す図。
【図５】 本発明の第２の実施例の断面および平面構造を示す図。
【図６】 本発明の第２の参考例の断面および平面構造を示す図。
【図７】 半導体薄膜作製装置の基本構成の一例を示す図。
【図８】 六角柱構造を形成するためのマスクの開口部を説明するための図。
【符号の説明】
１…サファイア基板、２…ｎ型ＧａＮ層、３…ｎ型ＡｌＧａＮ層、４…ｎ型ＧａＮ層、５…酸化シリコンマスク、６…ｎ型ＧａＮ層、７…ＩｎＧａＮＭＱＷ、８…ｐ型ＧａＮ層、９…ｐ型ＡｌＧａＮ層、１０…ｐ型ＧａＮ層、１１…Ｔｉ／Ａｕ電極、１２…Ｎｉ／Ａｕ電極、１２'…ドーナツ状のＮｉ／Ａｕ電極、１２''…六角形のＮｉ／Ａｕ電極、１２'''…三角形のＮｉ／Ａｕ電極、１３…多結晶ＡｌＧａＮ層、１４…反応槽、１５…基板支持台、．１６…ヒーター、１７…原料供給管、１９…二酸化シリコンマスク、２０…開口部。
Claims (3)
- 化合物半導体の多角柱構造体の側面のファセットをレーザミラーとして用いる半導体レーザであって、上記多角柱構造体の上面には円環状の電極が設けられ、上記円環状の電極の外周および内周は、それぞれ上記多角柱構造体の上面の内接円および内接多角形の内接円であり、上記多角柱構造体中においてレーザ光が利得導波されることを特徴とする半導体レーザ。
- 上記多角柱構造体の上面は、正六角形または正三角形であることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ。
- 上記化合物半導体は、窒化物半導体、 III −Ｖ族化合物半導体若しくは II −Ｖ I 族化合物半導体であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体レーザ。
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