JP4639107B2 - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。但し、ここでは、便宜上、半導体レーザの構造については、その製造方法と共に説明する。図1A乃至図1Eは、本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザの製造方法を工程準に示す断面図である。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態と相違する部分を中心にして説明する。図2は、本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザを示す断面図である。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図3は、本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザを示す断面図である。
p型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成され、前記第1の半導体層よりもバンドギャップが小さい第2の半導体層と、
前記第2の半導体層上に形成され、前記第2の半導体層よりもバンドギャップが小さい量子ドットと、
前記量子ドット上に形成され、前記量子ドットよりもバンドギャップが大きい第3の半導体層と、
前記第3の半導体層上に選択的に形成され、前記第3の半導体層よりもバンドギャップが大きいn型の第4の半導体層と、
を有し、
前記第2の半導体層、前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも1種の導電型がp型であることを特徴とする半導体レーザ。
前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも一方の導電型がp型であり、
前記量子ドットは真性半導体から構成されていることを特徴とする付記1に記載の半導体レーザ。
前記量子ドットの導電型がp型であり、
前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも一方は真性半導体から構成されていることを特徴とする付記1に記載の半導体レーザ。
前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも1種の導電型がp型であり、
前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる構造体が連続して複数積層されていることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体レーザ。
導波路の構造がリッジ構造となっていることを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の半導体レーザ。
前記第4の半導体層上に形成された電流狭窄部と、
前記電流狭窄部上に形成されたn型の第5の半導体層と、
を有することを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の半導体レーザ。
前記電流狭窄部は、
n型半導体層と、
前記n型半導体層の周囲に形成された酸化物層と、
を有することを特徴とする付記6に記載の半導体レーザ。
p型の第1の半導体層上に、前記第1の半導体層よりもバンドギャップが小さい第2の半導体層を形成する工程と、
前記第2の半導体層上に、前記第2の半導体層よりもバンドギャップが小さい量子ドットを形成する工程と、
前記量子ドット上に、前記量子ドットよりもバンドギャップが大きい第3の半導体層を形成する工程と、
前記第3の半導体層上に、前記第3の半導体層よりもバンドギャップが大きいn型の第4の半導体層を選択的に形成する工程と、
を有し、
前記第2の半導体層、前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも1種の導電型をp型とすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも一方の導電型をp型とし、
前記量子ドットを真性半導体から構成することを特徴とする付記8に記載の半導体レーザの製造方法。
前記量子ドットの導電型をp型とし、
前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも一方を真性半導体から構成することを特徴とする付記8に記載の半導体レーザの製造方法。
前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる群から選択された少なくとも1種の導電型をp型とし、
前記第4の半導体層を形成する工程の前に、前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる構造体を連続して複数積層することを特徴とする付記8乃至10いずれか1項に記載の半導体レーザの製造方法。
導波路の構造をリッジ構造とすることを特徴とする付記8乃至11のいずれか1項に記載の半導体レーザの製造方法。
前記第4の半導体層を選択的に形成する工程は、
前記第3の半導体層上にn型半導体層を形成する工程と、
前記n型半導体層をパターニングする工程と、
を有することを特徴とする付記12に記載の半導体レーザの製造方法。
前記n型半導体層をパターニングする工程は、前記第1乃至第3の半導体層及び量子ドットを含む量子ドット活性層の表面が露出するまで前記n型半導体層をエッチングする工程を有することを特徴とする付記13に記載の半導体レーザの製造方法。
前記第4の半導体層上に電流狭窄部を形成する工程と、
前記電流狭窄部上にn型の第5の半導体層を形成する工程と、
を有することを特徴とする付記8乃至14のいずれか1項に記載の半導体レーザの製造方法。
前記電流狭窄部を形成する工程は、
n型半導体層を形成する工程と、
前記n型半導体層の縁部を酸化する工程と、
を有することを特徴とする付記15に記載の半導体レーザの製造方法。
前記量子ドットを自己形成的に形成することを特徴とする付記8乃至16のいずれか1項に記載の半導体レーザの製造方法。
2:p型Al0.4Ga0.6Asクラッド層
3:量子ドット活性層
3a:InAs量子ドット
3b:真性GaAs障壁層
3c:p型GaAs障壁層
3d:真性GaAs障壁層
4、4a、4b:n型Al0.4Ga0.6Asクラッド層
5:n型GaAsコンタクト層
7、8:電極
9:真性GaAs導波層
11:n型GaAs基板
12:p型GaAsコンタクト層
21:n型AlAs層
22:AlAs酸化物層
Claims (6)
- p型の第1の半導体層と、
前記第1の半導体層上に形成され、前記第1の半導体層よりもバンドギャップが小さい第2の半導体層と、
前記第2の半導体層上に形成された量子ドット活性層と、
前記量子ドット活性層上に形成されたn型の第4の半導体層と、
を有し、
前記第2の半導体層のバンドギャップは、前記第4の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記量子ドット活性層は、
前記第2の半導体層よりもバンドギャップが小さい量子ドットと、
前記量子ドット上に形成され、前記第1の半導体層及び前記第4の半導体層よりもバンドギャップが小さく、前記量子ドットよりもバンドギャップが大きい第3の半導体層と、
からなる構造体が連続して複数積層されて構成されており、
前記第3の半導体層は、当該第3の半導体層の厚さ方向において、真性半導体の領域、p型半導体の領域及び真性半導体の領域が連続して構成されており、
前記量子ドット活性層は、前記p型半導体の領域を除いて真性半導体で構成されており、
前記第4の半導体層は、前記量子ドット活性層上にリッジ状に選択的に形成されていることを特徴とする半導体レーザ。 - 前記量子ドット活性層は、前記量子ドット上かつ前記第3の半導体層下に形成され、前記第4の半導体層よりもバンドギャップが小さく、前記量子ドットよりもバンドギャップが大きい第5の半導体層を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
- 前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層がGaAsからなり、
前記量子ドットがInAsからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体レーザ。 - p型の第1の半導体層上に、前記第1の半導体層よりもバンドギャップが小さい第2の半導体層を形成する工程と、
前記第2の半導体層上に量子ドット活性層を形成する工程と、
前記量子ドット活性層上に、n型の第4の半導体層を形成する工程と、
を有し、
前記量子ドット活性層を形成する工程は、
前記第2の半導体層よりもバンドギャップが小さい量子ドットを形成する工程と、
前記量子ドット上に、前記第1の半導体層及び前記第4の半導体層よりもバンドギャップが小さく、前記量子ドットよりもバンドギャップが大きい第3の半導体層を形成する工程と、
を有し、
前記量子ドット及び前記第3の半導体層からなる構造体を連続して複数積層し、
前記第3の半導体層を、当該第3の半導体層の厚さ方向において、真性半導体の領域、p型半導体の領域及び真性半導体の領域が連続するように構成し、
前記量子ドット活性層は、前記p型半導体の領域を除いて真性半導体で構成し、
前記第4の半導体層は、前記量子ドット活性層上にリッジ状に選択的に形成することを特徴とする半導体レーザの製造方法。 - 前記量子ドット活性層を形成する工程は、前記量子ドット上かつ前記第3の半導体層下に、前記第4の半導体層よりもバンドギャップが小さく、前記量子ドットよりもバンドギャップが大きい第5の半導体層を形成する工程を有することを特徴とする請求項4に記載の半導体レーザの製造方法。
- 前記第2の半導体層及び前記第3の半導体層がGaAsからなり、
前記量子ドットがInAsからなることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体レーザの製造方法。
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