JP4814538B2 - Semiconductor laser device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体レーザ装置及びその製造方法に関し、特に、光ディスクシステム等の光情報処理装置に用いられる光ピックアップ光源用の半導体レーザ装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor laser device for an optical pickup light source used in an optical information processing apparatus such as an optical disk system and a manufacturing method thereof.

次世代の高密度光ディスク用の光源として、赤色域や赤外域の光と比べ、光ディスク上における集光スポット径の縮小が可能な短波長域(400nm帯)で発光し、光ディスクの再生及び記録密度の向上に有効な青紫色域のレーザ光源が要望されている。   As a light source for next-generation high-density optical discs, it emits light in a short wavelength range (400 nm band) that allows the diameter of the focused spot on the optical disc to be reduced compared to light in the red and infrared regions, and the optical disc playback and recording density There is a demand for a laser light source in the blue-violet region that is effective in improving the above.

青紫色域のレーザ光を実現するために、窒化ガリウム(GaN)を主成分とするIII-V族窒化物半導体を用いた半導体レーザ装置の研究開発が積極的に行なわれている。このような高密度光ディスクのアプリケーションの視点から、高記録密度に対応可能な高出力の青紫色半導体レーザ装置が求められており、現状では少なくともパルス発振で65mW以上の光出力が必要であるとされている。さらに高速書き込みを目指すには、連続発振で30mW以上の高出力特性が要望されている。   In order to realize blue-violet laser light, research and development of a semiconductor laser device using a group III-V nitride semiconductor mainly composed of gallium nitride (GaN) has been actively conducted. From the viewpoint of such high-density optical disk applications, a high-power blue-violet semiconductor laser device capable of dealing with a high recording density has been demanded. At present, it is said that a light output of at least 65 mW or more by pulse oscillation is required. ing. Furthermore, in order to aim at high-speed writing, high output characteristics of 30 mW or more with continuous oscillation are desired.

図18は特許文献1に記載された従来の窒化物半導体レーザ装置の断面構成を示している。図18に示すように、窒化物半導体レーザ装置は、サファイアからなる基板150の上に、エピタキシャル成長により順次形成されたn型クラッド層151、活性層152、上部にリッジ部112aを有するp型クラッド層112及び該リッジ部112aの上に形成されたp型コンタクト層101により構成されている。p型コンタクト層101の上には、第1の電極層113が形成され、p型クラッド層112の上面及びp型コンタクト層101及び第1の電極層113を含むリッジ部112aの側面上には、電流狭窄層である酸化シリコンからなる誘電体膜102と第2の電極層114とが形成されている。これにより、電流狭窄機能と光閉じ込め機能とを兼ねた導波路構造を有する半導体レーザ装置が実現される。
特開2000−299528号公報
FIG. 18 shows a cross-sectional configuration of a conventional nitride semiconductor laser device described in Patent Document 1. As shown in FIG. 18, the nitride semiconductor laser device includes an n-type cladding layer 151 and an active layer 152 which are sequentially formed on a substrate 150 made of sapphire by epitaxial growth, and a p-type cladding layer having a ridge portion 112a on the top. 112 and a p-type contact layer 101 formed on the ridge 112a. A first electrode layer 113 is formed on the p-type contact layer 101. On the upper surface of the p-type cladding layer 112 and on the side surface of the ridge portion 112 a including the p-type contact layer 101 and the first electrode layer 113. A dielectric film 102 made of silicon oxide, which is a current confinement layer, and a second electrode layer 114 are formed. As a result, a semiconductor laser device having a waveguide structure that has both a current confinement function and an optical confinement function is realized.
JP 2000-299528 A

本願発明者は、前記従来の窒化物半導体レーザ装置について種々の検討を加えた結果、以下のような問題があることを突き止めた。   As a result of various studies on the conventional nitride semiconductor laser device, the present inventor has found that there are the following problems.

まず、従来の窒化物半導体レーザ装置は、必要とされるパルス発振で65mW以上又は連続発振で30mW以上の高出力特性を得ることが困難である。上述したように、従来の半導体レーザ装置は、リッジ部112aを覆う誘電体膜102に酸化シリコン(SiO2 )を用いている。酸化シリコンの屈折率は1.56であり、窒化ガリウム(GaN)の屈折率である2.54に対して、屈折率差が1以上大きい。これにより、活性層152における基板面に垂直な方向で且つリッジ部112aを含む領域からなる導波路と該導波路の外側部分との実効屈折率の差が大きくなる。このため、発振の横モードが基本モードから高次モードに移行し易くなって、いわゆるキンク現象が低出力時でも発生し易くなる。従って、いわゆるキンクレベルの低下によって、従来の窒化物半導体レーザ装置は、高出力特性を実現することができないという第1の問題がある。 First, it is difficult for the conventional nitride semiconductor laser device to obtain a high output characteristic of 65 mW or more with required pulse oscillation or 30 mW or more with continuous oscillation. As described above, the conventional semiconductor laser device uses silicon oxide (SiO 2 ) for the dielectric film 102 covering the ridge portion 112a. The refractive index of silicon oxide is 1.56, and the refractive index difference is one or more larger than 2.54 which is the refractive index of gallium nitride (GaN). This increases the difference in effective refractive index between the waveguide formed of the region including the ridge 112a in the direction perpendicular to the substrate surface in the active layer 152 and the outer portion of the waveguide. For this reason, the transverse mode of oscillation easily shifts from the basic mode to the higher order mode, and so-called kink phenomenon is likely to occur even at a low output. Therefore, there is a first problem that the conventional nitride semiconductor laser device cannot realize high output characteristics due to a decrease in the so-called kink level.

また、酸化シリコンからなる誘電体膜102は、第2の電極層114との密着性が不十分であるという第2の問題がある。   In addition, the dielectric film 102 made of silicon oxide has a second problem that the adhesion with the second electrode layer 114 is insufficient.

これら第1及び第2の問題は、窒化ガリウム系半導体レーザ装置に限られず、リッジ部を有するリッジ導波型半導体レーザ装置に共通する。   These first and second problems are not limited to gallium nitride semiconductor laser devices, but are common to ridge waveguide semiconductor laser devices having a ridge portion.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、密着性に優れ且つ安定した横モード特性を実現できる誘電体膜により、所望の出力特性を得られるようにすることを目的とする。   In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to obtain desired output characteristics by using a dielectric film that has excellent adhesiveness and can realize stable transverse mode characteristics.

前記の目的を達成するため、本発明は、半導体レーザ装置を、リッジ部を覆う誘電体膜に組成が異なる積層構造を用いる構成とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the semiconductor laser device is configured to use a laminated structure having a different composition for the dielectric film covering the ridge portion.

具体的に、本発明に係る半導体レーザ装置は、発光層と、該発光層の上に形成され、リッジ部を有し且つ発光層よりも屈折率が小さい半導体層と、該半導体層におけるリッジ部の少なくとも側方の領域に形成された複数の誘電体膜とを備えていることを特徴とする。   Specifically, a semiconductor laser device according to the present invention includes a light emitting layer, a semiconductor layer formed on the light emitting layer, having a ridge portion and having a refractive index smaller than that of the light emitting layer, and a ridge portion in the semiconductor layer. And a plurality of dielectric films formed in at least a side region.

本発明の半導体レーザ装置によると、例えばクラッド層である半導体層におけるリッジ部の少なくとも側方の領域に形成された複数の誘電体膜を備えているため、該複数の誘電体膜により、リッジ部と接する一の誘電体膜には酸化シリコンよりも屈折率が大きい誘電体材料を選択することができ、且つリッジ部の外側に位置し金属電極と接する他の誘電体膜には、該金属電極との密着性に優れる誘電体材料を選択することができる。従って、リッジ部を覆う誘電体膜に対する材料の選択の幅が広がるため、プロセスの安定性及び高出力特性を同時に実現することができる。   According to the semiconductor laser device of the present invention, for example, the semiconductor laser device includes a plurality of dielectric films formed in at least a side region of the ridge portion in the semiconductor layer that is a clad layer. A dielectric material having a refractive index larger than that of silicon oxide can be selected for one dielectric film in contact with the metal film, and the other dielectric film located outside the ridge portion and in contact with the metal electrode has the metal electrode It is possible to select a dielectric material that is excellent in adhesiveness. Therefore, since the range of selection of the material for the dielectric film covering the ridge portion is widened, process stability and high output characteristics can be realized at the same time.

本発明の半導体レーザ装置において、複数の誘電体膜は下から順次形成された第1の誘電体膜及び第2の誘電体膜からなり、第1の誘電体膜の屈折率は、半導体層の屈折率よりも小さいことが好ましい。このようにすると、発光層から発光した光を該発光層の層方向(横方向)に効率的に閉じ込めることができるため、安定した単一横モード特性を実現することができる。   In the semiconductor laser device of the present invention, the plurality of dielectric films are composed of a first dielectric film and a second dielectric film sequentially formed from below, and the refractive index of the first dielectric film is equal to that of the semiconductor layer. The refractive index is preferably smaller than the refractive index. In this way, light emitted from the light emitting layer can be efficiently confined in the layer direction (lateral direction) of the light emitting layer, so that stable single transverse mode characteristics can be realized.

この場合に、半導体層の屈折率をN0 とし、第1の誘電体膜の屈折率をN1 とし、第2の誘電体膜の屈折率をN2 とすると、各屈折率は、N0 >N2 >N1 なる関係を満たすことが好ましい。このようにすると、N0 >N1 なる関係により、発光層から発光した光を閉じ込めることができ、且つN2 >N1 なる関係により、導波路の外側部分における実効屈折率が増大するため、導波路の内部と外部との実効屈折率の差が小さくなる、その結果、出力値に対するキンクの発生レベルが上昇するので、安定した単一横モード特性を実現することができる。 In this case, if the refractive index of the semiconductor layer is N 0 , the refractive index of the first dielectric film is N 1, and the refractive index of the second dielectric film is N 2 , each refractive index is N 0. It is preferable to satisfy the relationship> N 2 > N 1 . In this case, the light emitted from the light emitting layer can be confined by the relationship N 0 > N 1 , and the effective refractive index in the outer portion of the waveguide is increased by the relationship N 2 > N 1 . The difference in effective refractive index between the inside and the outside of the waveguide is reduced, and as a result, the generation level of kinks with respect to the output value is increased, so that stable single transverse mode characteristics can be realized.

また、本発明の半導体レーザ装置において、複数の誘電体膜は下から順次形成された第1の誘電体膜、第2の誘電体膜及び第3の誘電体膜からなり、第1の誘電体膜の屈折率は、半導体層の屈折率よりも小さいことが好ましい。ここで、第3の誘電体膜に金属との密着性が良好な誘電体材料を配することにより、第3の誘電体膜上に形成された金属電極がはがれにくくなるので、製造時の歩留まりが向上すると共に信頼性が向上する。   In the semiconductor laser device of the present invention, the plurality of dielectric films include a first dielectric film, a second dielectric film, and a third dielectric film sequentially formed from below, and the first dielectric film The refractive index of the film is preferably smaller than the refractive index of the semiconductor layer. Here, since the metal electrode formed on the third dielectric film is difficult to peel by disposing the dielectric material having good adhesion to the metal on the third dielectric film, the yield during manufacturing And the reliability is improved.

この場合に、半導体層の屈折率をN0 とし、第1の誘電体膜の屈折率をN1 とし、第3の誘電体膜の屈折率をN3 とすると、各屈折率は、N0 >N3 >N1 なる関係を満たすことが好ましい。このようにすると、N0 >N1 なる関係により、発光層から発光した光を閉じ込めることができ、且つN3 >N1 なる関係により、導波路の外側部分における実効屈折率が増大するため、導波路の内部と外部との実効屈折率の差が小さくなる、その結果、出力値に対するキンクの発生レベルが上昇するので、安定した単一横モード特性を実現することができる。 In this case, if the refractive index of the semiconductor layer is N 0 , the refractive index of the first dielectric film is N 1, and the refractive index of the third dielectric film is N 3 , each refractive index is N 0. It is preferable to satisfy the relationship> N 3 > N 1 . In this case, the light emitted from the light emitting layer can be confined by the relationship N 0 > N 1 , and the effective refractive index in the outer portion of the waveguide is increased by the relationship N 3 > N 1 . The difference in effective refractive index between the inside and the outside of the waveguide is reduced, and as a result, the generation level of kinks with respect to the output value is increased, so that stable single transverse mode characteristics can be realized.

さらに、第2の誘電体膜は、発光層における発振波長よりも長波長側に吸収端を有することが好ましい。このようにすると、第2の誘電体膜において、発光層に注入されるキャリアが損失することなく高次モードの利得を低減できるため、基本モードと高次モードとの利得差を増大させることが可能となる。その結果、高出力特性を実現するための安定した横モード特性を得ることができる。   Furthermore, it is preferable that the second dielectric film has an absorption edge on the longer wavelength side than the oscillation wavelength in the light emitting layer. In this case, in the second dielectric film, the gain of the higher order mode can be reduced without loss of carriers injected into the light emitting layer, so that the gain difference between the fundamental mode and the higher order mode can be increased. It becomes possible. As a result, stable transverse mode characteristics for realizing high output characteristics can be obtained.

本発明の半導体レーザ装置において、発光層及び半導体層は、AluGavInwN(但し、u,v,wは、0≦u≦1,0≦v≦1,0≦w≦1,u+v+w=1である。)からなる窒化物半導体層であることが好ましい。このようにすると、青紫色域のレーザ光を出力する半導体レーザ装置を得ることができる。 In the semiconductor laser device of the present invention, the light emitting layer and the semiconductor layer are made of Al u Ga v In w N (where u, v and w are 0 ≦ u ≦ 1, 0 ≦ v ≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, It is preferable that the nitride semiconductor layer be u + v + w = 1. In this way, a semiconductor laser device that outputs laser light in the blue-violet region can be obtained.

本発明の半導体レーザ装置において、第1の誘電体膜及び第3の誘電体膜は、SiO2、SiN、ZrO2、Ta25、Nb25、TiO2、Al23、AlN又はGa23からなることが好ましい。 In the semiconductor laser device of the present invention, the first dielectric film and the third dielectric film are SiO 2 , SiN, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , TiO 2 , Al 2 O 3 , AlN. or preferably consists of Ga 2 O 3.

本発明の半導体レーザ装置において、複数の誘電体膜が3層からなる場合に、第2の誘電体膜は、Si、TiN又はTaNからなることが好ましい。   In the semiconductor laser device of the present invention, when the plurality of dielectric films are composed of three layers, the second dielectric film is preferably composed of Si, TiN or TaN.

本発明の半導体レーザ装置において、複数の誘電体膜が3層からなる場合に、第1の誘電体膜、第2の誘電体膜及び第3の誘電体膜を合わせた膜厚は、20nm以上且つ200nm以下であることが好ましい。このようにすると、導波路損失を小さくでき且つ高出力動作時における動作電流の増大を抑えることが可能となる。その上、複数の誘電体膜の膜厚が相対的に薄いことから、リッジ部の側面での膜厚が小さくなるので、リフトオフを容易に行なうことができる。   In the semiconductor laser device of the present invention, when the plurality of dielectric films are composed of three layers, the total thickness of the first dielectric film, the second dielectric film, and the third dielectric film is 20 nm or more. And it is preferable that it is 200 nm or less. In this way, the waveguide loss can be reduced, and an increase in operating current during high output operation can be suppressed. In addition, since the thickness of the plurality of dielectric films is relatively thin, the thickness on the side surface of the ridge portion becomes small, so that lift-off can be easily performed.

本発明の半導体レーザ装置は、半導体層におけるリッジ部を複数の誘電体膜と共に覆う金属膜をさらに備えていることが好ましい。このようにすると、複数の誘電体膜の上にも金属膜が形成されることになる。このため、金属膜の面積を大きくすることができるので、金属膜をパッド電極とすると、該パッド電極の上に確実にワイヤボンディングを行なうことが可能となる。   The semiconductor laser device of the present invention preferably further includes a metal film that covers the ridge portion in the semiconductor layer together with a plurality of dielectric films. In this way, a metal film is also formed on the plurality of dielectric films. For this reason, since the area of the metal film can be increased, when the metal film is used as a pad electrode, wire bonding can be reliably performed on the pad electrode.

この場合に、金属膜は、Ni、Pd及びPtのうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。このようにすると、金属膜の下側に位置するコンタクト層とのコンタクト抵抗を低減することができると共に、横方向へのキャリアの拡散を抑制することが可能となるため、安定した単一横モード特性を実現できる。   In this case, the metal film preferably includes at least one of Ni, Pd, and Pt. In this way, the contact resistance with the contact layer located on the lower side of the metal film can be reduced, and the diffusion of carriers in the lateral direction can be suppressed. The characteristics can be realized.

また、本発明の半導体レーザ装置において、リッジ部の幅は、1.0μm以上且つ4.0μm以下であることが好ましい。例えば、リッジ部の幅が1.0μmよりも小さいと、製造時の歩留まりが低下し且つリッジ部における直列抵抗が増大する。また、リッジ部の幅が4.0μmよりも大きいと、出力値に対するキンクの発生レベルが低下する。従って、リッジ部の幅は、1.0μm以上且つ4.0μm以下が好ましい。   In the semiconductor laser device of the present invention, the width of the ridge portion is preferably 1.0 μm or more and 4.0 μm or less. For example, if the width of the ridge portion is smaller than 1.0 μm, the manufacturing yield decreases and the series resistance in the ridge portion increases. On the other hand, if the width of the ridge portion is larger than 4.0 μm, the kink generation level with respect to the output value is lowered. Therefore, the width of the ridge portion is preferably 1.0 μm or more and 4.0 μm or less.

本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法は、基板の上に発光層を形成する工程(a)と、発光層の上に、該発光層よりも屈折率が小さい半導体層を形成する工程(b)と、形成した半導体層に対して選択的にエッチングを行なって、半導体層にリッジ部を形成する工程(c)と、半導体層上におけるリッジ部の少なくとも側方の領域に、複数の誘電体膜を積層する工程(d)とを備えていることを特徴とする。   The method for manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention includes a step (a) of forming a light emitting layer on a substrate and a step of forming a semiconductor layer having a refractive index smaller than that of the light emitting layer on the light emitting layer (b) And a step (c) of selectively etching the formed semiconductor layer to form a ridge portion in the semiconductor layer, and a plurality of dielectrics in a region on at least a side of the ridge portion on the semiconductor layer. And a step (d) of laminating a film.

本発明に係る半導体レーザ装置の製造方法によると、半導体層上におけるリッジの少なくとも側方の領域に、複数の誘電体膜を積層するため、積層構造を有する誘電体膜により、リッジ部と接する一の誘電体膜には酸化シリコンよりも屈折率が大きい誘電体材料を選択することができ、且つ金属電極と接するリッジ部の外側の他の誘電体膜には、該金属電極との密着性に優れる誘電体材料を選択することができる。従って、リッジ部を覆う誘電体膜に対する材料の選択の幅が広がるため、長期信頼性及び高出力特性を同時に実現できる。   According to the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, since a plurality of dielectric films are stacked on at least a side region of the ridge on the semiconductor layer, the dielectric film having a stacked structure is in contact with the ridge portion. A dielectric material having a refractive index higher than that of silicon oxide can be selected for the dielectric film, and the other dielectric film outside the ridge portion in contact with the metal electrode has good adhesion to the metal electrode. An excellent dielectric material can be selected. Accordingly, since the range of selection of materials for the dielectric film covering the ridge portion is widened, long-term reliability and high output characteristics can be realized at the same time.

本発明の半導体レーザ装置の製造方法において、複数の誘電体膜は、下から順次形成された第1の誘電体膜、第2の誘電体膜及び第3の誘電体膜からなり、半導体層の屈折率をN0 とし、第1の誘電体膜の屈折率をN1 とし、第3の誘電体膜の屈折率をN3 とすると、各屈折率は、N0 >N3 >N1 なる関係を満たし、第2の誘電体膜は、発光層における発振波長よりも長波長側に吸収端を有することが好ましい。 In the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention, the plurality of dielectric films include a first dielectric film, a second dielectric film, and a third dielectric film sequentially formed from below, When the refractive index is N 0 , the refractive index of the first dielectric film is N 1, and the refractive index of the third dielectric film is N 3 , each refractive index is N 0 > N 3 > N 1 . The second dielectric film preferably satisfies the relationship, and has an absorption edge on the longer wavelength side than the oscillation wavelength in the light emitting layer.

本発明の半導体レーザ装置の製造方法において、発光層及び半導体層は、AluGavInwN(但し、u,v,wは、0≦u≦1,0≦v≦1,0≦w≦1,u+v+w=1である。)からなる窒化物半導体層であることが好ましい。 In the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, the light emitting layer and the semiconductor layer are made of Al u Ga v In w N (where u, v, w are 0 ≦ u ≦ 1, 0 ≦ v ≦ 1, 0 ≦ w). ≦ 1, u + v + w = 1) is preferable.

本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、工程(d)において、複数の誘電体膜は、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング又はマグネトロンスパッタリングにより形成することが好ましい。このようにすると、誘電体膜の堆積時の指向性が高いため、リッジ部の側面上に誘電体膜が堆積しにくくなるので、誘電体膜に対するリフトオフを容易に行なえる。   In the method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, in the step (d), the plurality of dielectric films are preferably formed by electron cyclotron resonance sputtering or magnetron sputtering. In this case, since the directivity at the time of depositing the dielectric film is high, it is difficult to deposit the dielectric film on the side surface of the ridge portion, so that lift-off to the dielectric film can be easily performed.

また、本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、工程(d)において、複数の誘電体膜はパルスレーザデポジション法により形成することが好ましい。   In the method of manufacturing a semiconductor laser device of the present invention, it is preferable that the plurality of dielectric films are formed by a pulse laser deposition method in the step (d).

本発明の半導体レーザ装置の製造方法は、工程(d)よりも後に、金属膜を複数の誘電体膜を含むリッジ部を覆うように形成する工程(e)をさらに備えていることが好ましい。   The method for manufacturing a semiconductor laser device of the present invention preferably further includes a step (e) of forming a metal film so as to cover the ridge portion including a plurality of dielectric films after the step (d).

本発明に係る半導体レーザ装置及びその製造方法によると、レーザ構造に形成される電流狭窄用のリッジ部を覆う誘電体膜を異なる組成を持つ積層構造とすることにより、密着性に優れ且つ安定した横モード特性を実現できるため、所望の出力特性を得ることができる。   According to the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the dielectric film covering the ridge portion for current confinement formed in the laser structure has a laminated structure having different compositions, so that the adhesion is excellent and stable. Since the transverse mode characteristic can be realized, a desired output characteristic can be obtained.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施形態に係る窒化ガリウム(GaN)系半導体レーザ装置の断面構成を示している。図1に示すように、第1の実施形態に係る半導体レーザ装置は、例えば、GaNからなる基板1の主面上に順次形成され、基板1とその上に成長するエピタキシャル層との格子不整合を緩和するAlGaNからなる低温成長バッファ層2と、厚さが2μm程度のn型GaNからなるn型コンタクト層3と、厚さが1μm程度のn型Al0.07Ga0.93Nからなるn型クラッド層4と、厚さが100nm程度のn型GaNからなるn型光ガイド層5と、多重量子井戸(MQW)構造を有するMQW活性層6と、厚さが100nm程度のp型GaNからなるp型光ガイド層7と、リッジ部8aを有し該リッジ部8aの厚さが0.5μm程度のp型Al0.07Ga0.93Nからなるp型クラッド層8と、リッジ部8aの上に形成され、厚さが100nm程度のp型GaNからなるp型コンタクト層9とを有している。 FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a gallium nitride (GaN) based semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor laser device according to the first embodiment is formed, for example, sequentially on the main surface of a substrate 1 made of GaN, and lattice mismatch between the substrate 1 and an epitaxial layer grown thereon. Low-temperature growth buffer layer 2 made of AlGaN that relaxes, n-type contact layer 3 made of n-type GaN with a thickness of about 2 μm, and n-type cladding layer made of n-type Al 0.07 Ga 0.93 N with a thickness of about 1 μm 4, an n-type light guide layer 5 made of n-type GaN having a thickness of about 100 nm, an MQW active layer 6 having a multiple quantum well (MQW) structure, and a p-type made of p-type GaN having a thickness of about 100 nm. a light guide layer 7, the p-type cladding layer 8 having a thickness of the ridge portion 8a has a ridge portion 8a is composed of 0.5μm order of p-type Al 0.07 Ga 0.93 N, is formed on the ridge portion 8a, Thickness is about 100nm And a p-type contact layer 9 made of p-type GaN.

リッジ部8aを有するp型コンタクト層8の上にはp側電極10が形成され、p型クラッド層8の上面及びp型コンタクト層9及びp側電極10を含むリッジ部8aの側面上には、リッジ部8aに対する電流狭窄機能を持つ第1の誘電体膜11、第2の誘電体膜12及び第3の誘電体膜13が順次形成されている。   A p-side electrode 10 is formed on the p-type contact layer 8 having the ridge portion 8 a, and on the upper surface of the p-type cladding layer 8 and the side surface of the ridge portion 8 a including the p-type contact layer 9 and the p-side electrode 10. The first dielectric film 11, the second dielectric film 12, and the third dielectric film 13 having a current confinement function for the ridge portion 8a are sequentially formed.

p側電極10の上には、第3の誘電体膜13を含めリッジ部8aを覆うように、チタン(Ti)と金(Au)との積層膜からなる配線電極15が形成されている。   A wiring electrode 15 made of a laminated film of titanium (Ti) and gold (Au) is formed on the p-side electrode 10 so as to cover the ridge portion 8 a including the third dielectric film 13.

n型コンタクト層3におけるリッジ部8aの側方部分は露出されており、この露出された部分上にはn側電極14が形成されている。該n側電極14の上にも、配線電極15が形成されている。   A side portion of the ridge portion 8a in the n-type contact layer 3 is exposed, and an n-side electrode 14 is formed on the exposed portion. A wiring electrode 15 is also formed on the n-side electrode 14.

ここで、MQW活性層6は、例えば、厚さが4.0nmのGa0.92In0.08Nからなる井戸層と、厚さが8.0nmのGaNからなるバリア層とを1組とする3組分が積層されて構成されている。 Here, the MQW active layer 6 includes, for example, three pairs of a well layer made of Ga 0.92 In 0.08 N having a thickness of 4.0 nm and a barrier layer made of GaN having a thickness of 8.0 nm. Are laminated.

また、n型クラッド層4及びp型クラッド層8は、MQW活性層6とのバンドギャップの差及び屈折率の差を利用してMQW活性層6にキャリア及び該キャリアが再結合して生じた光を閉じ込める。n型光ガイド層5及びp型光ガイド層7は、n型クラッド層4及びp型クラッド層8よりも屈折率が大きく、その屈折率差を利用して生成した光をより閉じ込め易くする。   In addition, the n-type cladding layer 4 and the p-type cladding layer 8 are generated by recombination of carriers and the carriers to the MQW active layer 6 using the difference in band gap and refractive index from the MQW active layer 6. Confine the light. The n-type light guide layer 5 and the p-type light guide layer 7 have a higher refractive index than the n-type clad layer 4 and the p-type clad layer 8, and make it easier to confine light generated using the difference in refractive index.

ここで、[表1]に第1の実施形態において適用が可能な各誘電体膜の材料を示す。   Here, [Table 1] shows materials of each dielectric film applicable in the first embodiment.

Figure 0004814538
Figure 0004814538

第1の誘電体膜11には、導波路における導波損失を小さくするように、生成される光が吸収されないか又は吸収が小さく、且つ生成した光を導波路内に閉じ込められるように、GaNの屈折率(2.54)よりも小さい屈折率を有する誘電体を用いる必要がある。ここでは、[表1]で最も屈折率が小さい酸化シリコン(SiO2 )をその膜厚を40nmとして用いている。 The first dielectric film 11 is made of GaN so that the generated light is not absorbed or absorbed so as to reduce the waveguide loss in the waveguide, and the generated light is confined in the waveguide. It is necessary to use a dielectric having a refractive index smaller than the refractive index (2.54). Here, silicon oxide (SiO 2 ) having the smallest refractive index in [Table 1] is used with a film thickness of 40 nm.

第2の誘電体膜12には、本実施形態に係る半導体レーザ装置の発振波長である、例えば405nmの光よりも長波長側に吸収端を有する誘電体材料を用いる。ここでは、[表1]で最も吸収係数が大きいシリコン(Si)をその膜厚を30nmとして用いている。このように、第2の誘電体膜12にレーザ光を吸収させることにより、高次モードの利得を低減することができるため、基本モードと高次モードとの利得差を拡大することができる。このため、ホールバーニングの発生が抑制されて、キンクの発生レベルの低下を抑制することが可能となる。   For the second dielectric film 12, a dielectric material having an absorption edge on the longer wavelength side than the light of, for example, 405 nm, which is the oscillation wavelength of the semiconductor laser device according to the present embodiment, is used. Here, silicon (Si) having the largest absorption coefficient in [Table 1] is used with a film thickness of 30 nm. As described above, the laser light is absorbed by the second dielectric film 12, and thus the gain of the higher order mode can be reduced. Therefore, the gain difference between the fundamental mode and the higher order mode can be increased. For this reason, generation | occurrence | production of hole burning is suppressed and it becomes possible to suppress the fall of the generation | occurrence | production level of a kink.

第3の誘電体膜13には、該第3の誘電体膜13の上に設けられる配線電極15との密着性が良く、且つ高出力特性すなわちキンクの発生レベルを上昇させるため、導波路における内部と外部との屈折率の差をできるだけ小さくする。言い換えれば、導波路の外側部分における基板1に垂直な方向の実効屈折率差を増大させるような、屈折率が大きい誘電体材料を用いる必要がある。ここでは、ここでは、[表1]で金属との密着性が高く且つ屈折率が大きい酸化ニオブ(Nb25)をその膜厚を30nmとして用いている。 The third dielectric film 13 has good adhesion to the wiring electrode 15 provided on the third dielectric film 13 and has high output characteristics, that is, increases the level of occurrence of kinks. Minimize the difference in refractive index between the inside and outside. In other words, it is necessary to use a dielectric material having a large refractive index that increases the effective refractive index difference in the direction perpendicular to the substrate 1 in the outer portion of the waveguide. Here, niobium oxide (Nb 2 O 5 ) having high adhesion to metal and a large refractive index in [Table 1] is used with a film thickness of 30 nm.

ここで、各誘電体膜11、12及び13に適用可能な材料として、以下に示すような組み合わせがある。   Here, as materials applicable to the dielectric films 11, 12 and 13, there are combinations as shown below.

すなわち、第1の誘電体膜11には、SiO2 、SiN、ZrO2 、Ta25、Nb25、Al23、AlN若しくはGa23、又はこれらの化合物、例えばSiON又はAlON等を用いることができる。第2の誘電体膜12には、発振波長に対して吸収を有するSi、TiO2 、AlN、TiN又はTaNを用いることができる。第3の誘電体膜13には、Nb25、ZrO2 、Ta25、TiO2 、AlN若しくはSiN、又はこれらの化合物、例えばSiON又はAlON等を用いることができる。これらのうち、第1の誘電体膜11の屈折率をN1 とし、第3の誘電体膜13の屈折率をN3 とすると、N1 <N3 を満たす材料を選択することが好ましい。 That is, the first dielectric film 11 has SiO 2 , SiN, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Al 2 O 3 , AlN or Ga 2 O 3 , or a compound thereof such as SiON or AlON or the like can be used. For the second dielectric film 12, Si, TiO 2 , AlN, TiN, or TaN that absorbs the oscillation wavelength can be used. For the third dielectric film 13, Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Ta 2 O 5 , TiO 2 , AlN or SiN, or a compound thereof such as SiON or AlON can be used. Of these, the refractive index of the first dielectric film 11 and N 1, and the refractive index of the third dielectric film 13 and N 3, it is preferable to select a material which satisfies N 1 <N 3.

より好ましくは、第1の誘電体膜11はSiO2 、Al23及びSiNのうちから選択し、第2の誘電体膜12はSi及びTiO2 のうちから選択し、第3の誘電体膜13はNb25、ZrO2 及びTa25のうちから選択すると良い。 More preferably, the first dielectric film 11 is selected from SiO 2 , Al 2 O 3, and SiN, the second dielectric film 12 is selected from Si and TiO 2 , and the third dielectric film is selected. The film 13 may be selected from Nb 2 O 5 , ZrO 2 and Ta 2 O 5 .

但し、第2の誘電体膜12にAlNを選択する場合には、第1の誘電体膜11及び第3の誘電体膜13にはAlN以外の材料を選択する。同様に、第2の誘電体膜12又は第3の誘電体膜13にTiO2 を選択する場合には、他の誘電体膜にはTiO2 以外の材料を選択する。 However, when AlN is selected for the second dielectric film 12, a material other than AlN is selected for the first dielectric film 11 and the third dielectric film 13. Similarly, when selecting the TiO 2 in the second dielectric film 12 or the third dielectric film 13, the other dielectric film to select a material other than TiO 2.

このように、第1の実施形態によると、少なくともp型クラッド層8のリッジ部8a及びその側方の領域を覆う誘電体膜に、それぞれ組成が異なる、すなわち屈折率及び光の吸収係数等の物性が異なる第1の誘電体膜11、第2の誘電体膜12及び第3の誘電体膜13を用いることにより、従来のように、酸化シリコンからなる単層の誘電体膜を用いる場合と比べて、電流−光出力(I−L)特性が飛躍的に向上する。   As described above, according to the first embodiment, the dielectric films covering at least the ridge portion 8a of the p-type cladding layer 8 and the lateral region thereof have different compositions, that is, the refractive index, the light absorption coefficient, etc. By using the first dielectric film 11, the second dielectric film 12, and the third dielectric film 13 having different physical properties, a single-layer dielectric film made of silicon oxide is used as in the prior art. In comparison, the current-light output (IL) characteristics are dramatically improved.

図2に本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置における電流−光出力(I−L)特性を従来例と比較して示す。図2に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ装置においては、200mW以上の出力特性を実現することが可能となる。   FIG. 2 shows current-light output (IL) characteristics in the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention in comparison with the conventional example. As shown in FIG. 2, in the semiconductor laser device according to the present embodiment, it is possible to realize output characteristics of 200 mW or more.

図3に本実施形態に係る半導体レーザ装置の遠視野像(ファーフィールドパターン:FFP)を示す。図3に示すように、3層からなる誘電体膜11、12及び13を用いることにより、高いキンクの発生レベルと同時に、アスペクト比が3以下のデバイス特性をも同時に満たすことができる。ここで、図3におけるθv は垂直方向の遠視野角を示し、θh は水平方向の遠視野角を示す。 FIG. 3 shows a far-field image (far field pattern: FFP) of the semiconductor laser device according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, by using the dielectric films 11, 12, and 13 having three layers, it is possible to simultaneously satisfy a device characteristic having an aspect ratio of 3 or less at the same time as a high kink generation level. Here, θ v in FIG. 3 indicates the far viewing angle in the vertical direction, and θ h indicates the far viewing angle in the horizontal direction.

3層からなる誘電体膜11、12及び13の総膜厚は、図4から分かるように、歩留まり良くリフトオフが可能となるように、且つ導波損失を小さく具体的には30mW時の動作電流において導波損失が5%以内とするために、20nm以上且つ200nm以下であることが必要であり、第1の実施形態においては100nmとしている。   As can be seen from FIG. 4, the total film thickness of the three dielectric films 11, 12, and 13 is such that the lift-off can be performed with good yield and that the waveguide loss is small, specifically, the operating current at 30 mW. In order to make the waveguide loss within 5% in FIG. 2, it is necessary to be 20 nm or more and 200 nm or less, and in the first embodiment, it is 100 nm.

以下、前記のように構成された半導体レーザ装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser device configured as described above will be described with reference to the drawings.

図5(a)〜図5(e)及び図6(a)〜図6(d)は本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。   5 (a) to 5 (e) and FIGS. 6 (a) to 6 (d) show cross-sectional structures in the order of steps of the method of manufacturing the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. .

まず、図5(a)に示すように、有機金属気相成長(MOCVD)法により、GaNからなる基板1の主面上に、成長温度を500℃程度として、AlGaNからなる低温成長バッファ層2を形成する。この通常の窒化ガリウム系半導体の成長温度である1000℃程度よりも低い温度でバッファ層2を堆積すると、該バッファ層2を構成するAlGaNの結晶構造が若干アモルファス状となって、本来の格子定数からずれた状態で成膜される。このため、低温成長バッファ層2の上に成長する窒化ガリウム系のエピタキシャル層に生じる結晶欠陥を防止でき、結晶性を良好にすることができる。ここで、Ga、Al又はInを含む有機金属原料には、例えばトリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム(TMA)及びトリメチルインジウム(TMI)を用い、窒素原料にはアンモニア(NH3 )を用いる。 First, as shown in FIG. 5A, a low temperature growth buffer layer 2 made of AlGaN is grown on the main surface of the substrate 1 made of GaN at a growth temperature of about 500 ° C. by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). Form. When the buffer layer 2 is deposited at a temperature lower than about 1000 ° C., which is the growth temperature of this normal gallium nitride semiconductor, the crystal structure of AlGaN constituting the buffer layer 2 becomes slightly amorphous, and the original lattice constant The film is formed in a state shifted from the above. For this reason, it is possible to prevent crystal defects generated in the gallium nitride-based epitaxial layer grown on the low temperature growth buffer layer 2 and to improve the crystallinity. Here, for example, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), and trimethylindium (TMI) are used as the organometallic raw material containing Ga, Al, or In, and ammonia (NH 3 ) is used as the nitrogen raw material.

続いて、成長温度を1000℃として、低温成長バッファ層2の上に、n型GaNからなるn型コンタクト層3、n型Al0.07Ga0.93Nからなるn型クラッド層4、n型GaNからなるn型光ガイド層5、MQW活性層6、p型GaNからなるp型光ガイド層7、p型Al0.07Ga0.93Nからなるp型クラッド層8及びp型GaNからなるp型コンタクト層9を順次エピタキシャル成長により形成する。ここで、MQW活性層6は、その組成にInを含むため、成長中のInの蒸発を防ぐように成長温度を800℃とする。 Subsequently, the growth temperature is set to 1000 ° C., and the n-type contact layer 3 made of n-type GaN, the n-type cladding layer 4 made of n-type Al 0.07 Ga 0.93 N, and the n-type GaN are formed on the low-temperature growth buffer layer 2. An n-type light guide layer 5, an MQW active layer 6, a p-type light guide layer 7 made of p-type GaN, a p-type cladding layer 8 made of p-type Al 0.07 Ga 0.93 N, and a p-type contact layer 9 made of p-type GaN. It is formed by sequential epitaxial growth. Here, since the MQW active layer 6 contains In in its composition, the growth temperature is set to 800 ° C. to prevent evaporation of In during growth.

次に、図5(b)に示すように、リソグラフィにより、p型コンタクト層9の上におけるレーザ構造形成領域をマスクする第1のレジストパターン201を形成する。続いて、形成した第1のレジストパターン201をマスクとして、塩素を主成分とするエッチングガスを用いた反応性ドライエッチング(RIE:reactive ion etching)により、p型コンタクト層9、p型クラッド層8、p型光ガイド層7、MQW活性層6、n型光ガイド層5及びn型クラッド層4及びn型コンタクト層3の上部をエッチングして、n型コンタクト層3の一部を露出する。   Next, as shown in FIG. 5B, a first resist pattern 201 that masks the laser structure formation region on the p-type contact layer 9 is formed by lithography. Subsequently, by using the formed first resist pattern 201 as a mask, the p-type contact layer 9 and the p-type cladding layer 8 are formed by reactive dry etching (RIE) using an etching gas containing chlorine as a main component. The p-type light guide layer 7, the MQW active layer 6, the n-type light guide layer 5, the n-type cladding layer 4 and the n-type contact layer 3 are etched to expose a part of the n-type contact layer 3.

次に、図5(c)に示すように、第1のレジストパターン201をアッシングにより除去した後、再度、リソグラフィにより、n型コンタクト層3の露出面を含むp型コンタクト層9の上にレジスト膜を塗布し、続いて、塗布したレジスト膜からリッジ部形成領域に開口部を有する第2のレジストパターン202を形成する。その後、例えば蒸着法により、形成した第2のレジストパターン202の上に、p型コンタクト層9と導通を図るための、例えばパラジウム(Pd)と金(Au)とを積層してなる第1の金属積層膜と、該第1の金属積層膜の上に、例えばアルミニウム(Al)とニッケル(Ni)とを積層してなるリフトオフ用の第2の金属積層膜とを含むP側電極10を形成する。   Next, as shown in FIG. 5C, after removing the first resist pattern 201 by ashing, a resist is again formed on the p-type contact layer 9 including the exposed surface of the n-type contact layer 3 by lithography. A film is applied, and then a second resist pattern 202 having an opening in the ridge portion formation region is formed from the applied resist film. Thereafter, for example, palladium (Pd) and gold (Au) are laminated on the formed second resist pattern 202 by, for example, vapor deposition to make the p-type contact layer 9 conductive. A P-side electrode 10 including a metal multilayer film and a second metal multilayer film for lift-off formed by laminating, for example, aluminum (Al) and nickel (Ni) is formed on the first metal multilayer film. To do.

ここで、第2のレジストパターン202の幅、すなわち導波路の幅はキンクの発生レベルを上昇させるためには、可能な限り小さいほうが好ましい。しかしながら、導波路の幅が小さ過ぎると、後述する導波路形成工程において、エッチングによる歩留まりが低下するおそれがあり、また導波路における直列抵抗が高くなる。さらには、導波路の出射端面に光学損傷(COD:Catastrophic Optical Damage)が生じて光出力が低下するという事態も発生するため、現実的な観点から導波路の幅は1.0μm以上が望ましい。   Here, the width of the second resist pattern 202, that is, the width of the waveguide is preferably as small as possible in order to increase the generation level of the kink. However, if the width of the waveguide is too small, the yield due to etching may be reduced in the waveguide forming process described later, and the series resistance in the waveguide is increased. Furthermore, since optical damage (COD: Catastrophic Optical Damage) occurs on the output end face of the waveguide and the light output is reduced, the width of the waveguide is preferably 1.0 μm or more from a practical viewpoint.

また、実用的なキンクの発生レベルを実現するためには、第1の実施形態に係る窒化物半導体レーザ装置においては、導波路の幅は2.5μm以下が好ましい。また、これと同様に、発振波長が780nm帯のGaAs系赤外半導体レーザ装置及び650nm帯のAlGaInP系赤色半導体レーザ装置においては、導波路の幅は4.0μm以下であることが好ましい。以上から、導波路の幅は1.0μm以上で且つ4.0μm以下の範囲に設定する必要があり、本実施形態においては1.6μmとしている。   In order to realize a practical kink generation level, the width of the waveguide is preferably 2.5 μm or less in the nitride semiconductor laser device according to the first embodiment. Similarly, in a GaAs infrared semiconductor laser device having an oscillation wavelength band of 780 nm and an AlGaInP red semiconductor laser device having a band of 650 nm, the width of the waveguide is preferably 4.0 μm or less. From the above, the width of the waveguide needs to be set in the range of 1.0 μm or more and 4.0 μm or less, and in the present embodiment, it is set to 1.6 μm.

また、P側電極10の下部を構成する第1の金属積層膜のうちの最下層には、パラジウム(Pd)に限られず、ニッケル(Ni)又は白金(Pt)を用いることが好ましい。このような材料を用いることにより、P側電極10とp型コンタクト層9とのコンタクト抵抗を低減することができる。   Further, the lowermost layer of the first metal laminated film constituting the lower part of the P-side electrode 10 is not limited to palladium (Pd), and nickel (Ni) or platinum (Pt) is preferably used. By using such a material, the contact resistance between the P-side electrode 10 and the p-type contact layer 9 can be reduced.

次に、図5(d)に示すように、アセトン等の有機溶剤を用いた、いわゆるリフトオフ法によって、第2のレジストパターン202と該第2のレジストパターン202上に堆積したP側電極形成用の金属積層膜を除去することにより、p型コンタクト層9上におけるリッジ部形成領域にP側電極10を形成する。   Next, as shown in FIG. 5D, the second resist pattern 202 and the P-side electrode deposited on the second resist pattern 202 are formed by a so-called lift-off method using an organic solvent such as acetone. The P-side electrode 10 is formed in the ridge portion forming region on the p-type contact layer 9 by removing the metal laminated film.

次に、図5(e)に示すように、塩素を主成分とする反応性ドライエッチング(RIE)により、P側電極10の上部を構成する第2の金属積層膜のうちの最上層に堆積されたニッケル部分をマスクとして、p型クラッド層8の一部をリッジ状にエッチングしてリッジ部8aを形成する。このとき、ニッケルをドライエッチのマスクとして用いることにより、窒化ガリウムや窒化アルミニウムガリウムとのエッチング選択比が高くなり、従ってマスクの後退が生じないため、リッジ幅の設計値である1.6μmに対して、1.6±0.1μmという高い制御性を得ることができる。これにより、キンクの発生レベルが高い、すなわち高出力なレーザ発振特性を有する半導体レーザ装置を実現することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 5E, deposition is performed on the uppermost layer of the second metal laminated film constituting the upper portion of the P-side electrode 10 by reactive dry etching (RIE) mainly containing chlorine. Using the nickel portion as a mask, a part of the p-type cladding layer 8 is etched into a ridge shape to form a ridge portion 8a. At this time, by using nickel as a mask for dry etching, the etching selectivity with gallium nitride or aluminum gallium nitride is increased, and therefore the mask does not retreat, so that the design value of the ridge width is 1.6 μm. Thus, a high controllability of 1.6 ± 0.1 μm can be obtained. As a result, it is possible to realize a semiconductor laser device having a high kink generation level, that is, a high-output laser oscillation characteristic.

また、ここでは、p型クラッド層8におけるリッジ部8a以外の領域に残す部分の厚さ(残し膜厚)は、空間的ホールバーニングを抑えた安定した横モード特性を実現するために180nmとしている。   Here, the thickness (remaining film thickness) of the portion remaining in the region other than the ridge portion 8a in the p-type cladding layer 8 is set to 180 nm in order to realize a stable transverse mode characteristic in which spatial hole burning is suppressed. .

この導波路の幅(リッジ幅)の1.6μmと、p型クラッド層8の残し膜厚の180nmという値は、図7に示す設計データにプロセスに起因するばらつきも考慮して決定している。本実施形態に係る半導体レーザ装置に、光ピックアップに使用可能で且つ記録可能な高い光出力特性を得るには、キンクが発生しないいわゆるキンクフリーであり且つファーフィールドパターン(FFP)における水平拡がり角が光ピックアップのシステムにおいて8°以上であることが望ましい。これにより、デバイスの試作にはリッジ幅Wを1.6μmとして設計したが、図7から分かるように、残し膜厚dpが205nmよりも大きいと、FFPが8°以下となってしまう。水平拡がり角が8°以下の領域では、キンクの発生レベルは上昇するものの、横モードが不安定となる。従って、リッジ部8aによる光閉じ込め機能が低下すると共に、歩留まりも小さくなることが分かった。   The values of the waveguide width (ridge width) of 1.6 μm and the remaining film thickness of the p-type cladding layer 8 of 180 nm are determined in consideration of the variation caused by the process in the design data shown in FIG. . In the semiconductor laser device according to the present embodiment, in order to obtain a high light output characteristic that can be used for an optical pickup and can be recorded, the so-called kink is free and the horizontal divergence angle in the far field pattern (FFP) is high. It is desirable that the angle is 8 ° or more in the optical pickup system. Thus, although the ridge width W was designed to be 1.6 μm for the trial manufacture of the device, as can be seen from FIG. 7, if the remaining film thickness dp is larger than 205 nm, the FFP becomes 8 ° or less. In a region where the horizontal divergence angle is 8 ° or less, the level of kinks increases, but the transverse mode becomes unstable. Therefore, it was found that the light confinement function by the ridge portion 8a is lowered and the yield is also reduced.

以上により、FFPにおける水平拡がり角は8°以上が望ましく、また、前述のようにプロセス上の問題及び直列抵抗値の上昇等から、図7に示すような設計範囲でデバイスを作製することが必須である。   As described above, the horizontal divergence angle in the FFP is desirably 8 ° or more, and it is indispensable to fabricate the device within the design range as shown in FIG. It is.

次に、図6(a)に示すように、電子サイクロトロン共鳴(ECR:electron cyclotron resonance)プラズマによるスパッタ法を用いて、p側電極10を含めエッチングにより露出されたp型クラッド層8及びp型コンタクト層3の上面、さらにはp型光ガイド層7等の半導体積層体の側面上に、膜厚が40nmのSiO2 からなる第1の誘電体膜11、膜厚が30nmのSiからなる第2の誘電体膜12及び膜厚が40nmのNb25からなる第3の誘電体膜13を順次堆積する。ここでは、第1の誘電体膜11の堆積時には、酸素雰囲気でターゲット材にシリコンを用い、第2の誘電体膜12の堆積時には、アルゴン雰囲気でターゲット材にシリコンを用いる。また、第3の誘電体膜13の堆積時には、窒素雰囲気でターゲット材にニオブを用いる。 次に、図6(b)に示すように、塩酸系エッチャントを用いたリフトオフによって、P側電極10のうちのアルミニウムとニッケルとからなる第2の金属積層膜と、該第2の金属積層膜上に堆積した第1の誘電体膜11、第2の誘電体膜12及び第3の誘電体膜13を除去する。このリフトオフ工程において、リフトオフを行なう前は第2の金属積層膜を構成するニッケル又はアルミニウムが表面に出ているため、p側電極10は銀色をしているが、リフトオフを行なった後はニッケル及びアルミニウムが除去されて、第1の金属積層膜を構成する金が露出する。これにより、リフトオフ工程の前後で色の変化によるリフトオフの実施の有無の確認を容易に行なうことができる。従って、p側電極10の上に堆積した各誘電体膜11、12及び13をリフトオフする際の歩留まりが向上する。 Next, as shown in FIG. 6A, the p-type cladding layer 8 and the p-type exposed by etching including the p-side electrode 10 using a sputtering method using electron cyclotron resonance (ECR) plasma. A first dielectric film 11 made of SiO 2 with a thickness of 40 nm and a first dielectric film made of Si with a thickness of 30 nm are formed on the upper surface of the contact layer 3 and further on the side surface of the semiconductor laminate such as the p-type light guide layer 7. A second dielectric film 12 and a third dielectric film 13 made of Nb 2 O 5 having a thickness of 40 nm are sequentially deposited. Here, when depositing the first dielectric film 11, silicon is used as a target material in an oxygen atmosphere, and when depositing the second dielectric film 12, silicon is used as a target material in an argon atmosphere. Further, when depositing the third dielectric film 13, niobium is used as a target material in a nitrogen atmosphere. Next, as shown in FIG. 6B, by lift-off using a hydrochloric acid-based etchant, the second metal laminated film made of aluminum and nickel in the P-side electrode 10, and the second metal laminated film The first dielectric film 11, the second dielectric film 12, and the third dielectric film 13 deposited thereon are removed. In this lift-off process, since the nickel or aluminum constituting the second metal laminated film is exposed on the surface before lift-off, the p-side electrode 10 is silver, but after lift-off, nickel and aluminum The aluminum constituting the first metal laminated film is exposed by removing the aluminum. Accordingly, it is possible to easily check whether or not lift-off is performed due to a color change before and after the lift-off process. Therefore, the yield when the dielectric films 11, 12, and 13 deposited on the p-side electrode 10 are lifted off is improved.

次に、リソグラフィにより、第3の誘電体膜13の上に、n型コンタクト層3におけるn側電極形成領域を開口するレジストパターン(図示せず)を形成し、形成したレジストパターンをマスクとして、反応性ドライエッチング(RIE)及びウエットエッチングにより、各誘電体膜11、12及び13に開口部を形成する。続いて、開口部を含むレジストパターンの上にn側電極形成膜を堆積し、その後、アセトン等の有機溶剤を用いてレジストパターンをリフトオフすることにより、図6(c)に示すように、n型コンタクト層3の上に、例えばチタン(Ti)及びアルミニウム(Al)の積層膜からなるn側電極14を形成する。ここで、各誘電体膜11、12及び13に対するエッチング方法は、第1の誘電体膜11、第2の誘電体膜12及び第3の誘電体膜13の材料により異なるが、本実施形態においては、フッ素系ガスを用いた反応性ドライエッチング(RIE)又はバッファードフッ酸(BHF)により、SiO2 、Si及びNb25のエッチングを行なう。 Next, a resist pattern (not shown) that opens the n-side electrode formation region in the n-type contact layer 3 is formed on the third dielectric film 13 by lithography, and the formed resist pattern is used as a mask. Openings are formed in the dielectric films 11, 12 and 13 by reactive dry etching (RIE) and wet etching. Subsequently, an n-side electrode forming film is deposited on the resist pattern including the opening, and then the resist pattern is lifted off using an organic solvent such as acetone, as shown in FIG. An n-side electrode 14 made of, for example, a laminated film of titanium (Ti) and aluminum (Al) is formed on the mold contact layer 3. Here, the etching method for each of the dielectric films 11, 12, and 13 differs depending on the materials of the first dielectric film 11, the second dielectric film 12, and the third dielectric film 13, but in the present embodiment, Etch SiO 2 , Si and Nb 2 O 5 by reactive dry etching (RIE) or buffered hydrofluoric acid (BHF) using a fluorine-based gas.

次に、図6(d)に示すように、リソグラフィにより、p側電極10及びn側電極14をそれぞれ露出する開口部を有するレジストパターン(図示せず)を形成し、開口部を含むレジストパターンの上に、例えば(Ti)及び金(Au)の積層膜からなる配線電極形成用金属膜を堆積する。続いて、アセトン等の有機溶剤を用いて配線電極形成用金属膜をリフトオフすることにより、p側電極10及びn側電極14の上にそれぞれ配線電極15を形成する。   Next, as shown in FIG. 6D, a resist pattern (not shown) having openings for exposing the p-side electrode 10 and the n-side electrode 14 is formed by lithography, and the resist pattern including the openings. A metal film for forming a wiring electrode made of, for example, a laminated film of (Ti) and gold (Au) is deposited thereon. Subsequently, the wiring electrode 15 is formed on the p-side electrode 10 and the n-side electrode 14 by lifting off the wiring electrode forming metal film using an organic solvent such as acetone.

以上のように作製された半導体レーザ装置において、n側電極14上に形成された一方の配線電極15を接地し、p側電極10上に形成された他方の配線電極15に電圧を印加すると、MQW活性層6にキャリアが注入され、該MQW活性層6において光学利得が生じ、発振波長が400nm付近においてレーザ発振を起こす。なお、MQW活性層6を構成する窒化ガリウムインジウム(GaInN)の組成及び膜厚により、発振波長を変化させることができる。   In the semiconductor laser device manufactured as described above, when one wiring electrode 15 formed on the n-side electrode 14 is grounded and a voltage is applied to the other wiring electrode 15 formed on the p-side electrode 10, Carriers are injected into the MQW active layer 6, an optical gain is generated in the MQW active layer 6, and laser oscillation occurs when the oscillation wavelength is around 400 nm. The oscillation wavelength can be changed by the composition and film thickness of gallium indium nitride (GaInN) constituting the MQW active layer 6.

また、第1の実施形態に係る製造方法は、図5(c)に示すp型クラッド層8のリッジ部8aのマスク形成工程において、従来のようにリッジ部自体をストライプ状にマスクするレジストパターンを形成せず、代わりに、第2のレジストパターン202のように反転ストライプパターンを用いて、p側電極10をリフトオフすることにより形成する。さらに、p側電極10の上部を構成するニッケルをマスクとして用いることにより、ドライエッチング時の選択比が高く、且つニッケルからなるマスクの後退がほとんどないため、レジストマスクを使用する場合と比較して、ストライプ(リッジ)幅の制御性が向上する。このため、ストライプ幅が小さいことによりキンクの発生レベルが上昇し、さらにストライプ幅を安定して制御できることにより、高いキンクの発生レベルを維持することができる。これにより、高出力特性を有する半導体レーザ装置を実現することが可能となる。   In addition, the manufacturing method according to the first embodiment includes a resist pattern that masks the ridge portion itself in a stripe shape as in the prior art in the mask formation step of the ridge portion 8a of the p-type cladding layer 8 shown in FIG. Instead, it is formed by lifting off the p-side electrode 10 using an inverted stripe pattern as in the second resist pattern 202. Furthermore, since nickel constituting the upper portion of the p-side electrode 10 is used as a mask, the selection ratio during dry etching is high and the mask made of nickel hardly retreats, so that compared with the case where a resist mask is used. The controllability of the stripe (ridge) width is improved. For this reason, when the stripe width is small, the kink occurrence level is increased, and the stripe width can be stably controlled, so that a high kink occurrence level can be maintained. As a result, a semiconductor laser device having high output characteristics can be realized.

また、本実施形態においては、各誘電体膜11、12及び13を堆積する方法として、ECRプラズマパッタを用いている。ECRプラズマスパッタを用いる利点の1つは、指向性が高いことであり、図8及び図9の模式図に示すように、誘電体膜のリッジ部の側面上への堆積量を低減できる。このように、リッジ部に堆積する誘電体膜に、図8及び図9に示すような堆積形状を得られることによって初めて該誘電体膜のリフトオフを実現することが可能となる。   In this embodiment, an ECR plasma patch is used as a method for depositing the dielectric films 11, 12 and 13. One advantage of using ECR plasma sputtering is that the directivity is high, and as shown in the schematic diagrams of FIGS. 8 and 9, the amount of deposition on the side surface of the ridge portion of the dielectric film can be reduced. Thus, the lift-off of the dielectric film can be realized only when the deposited shape as shown in FIGS. 8 and 9 is obtained in the dielectric film deposited on the ridge portion.

例えば、図10に示すような指向性が低い、等方的に堆積するプラズマ化学気相堆積(CVD:chemical vapor deposition)法等を用いた場合には、リッジ部の側面上に堆積する誘電体膜に切れ目(段切れ)が生じないため、リフトオフを実現することができない。   For example, in the case of using isotropically deposited plasma chemical vapor deposition (CVD) as shown in FIG. 10, the dielectric deposited on the side surface of the ridge portion is used. Since no breaks (step breaks) occur in the film, lift-off cannot be realized.

ECRプラズマスパッタを用いる他の利点は、高純度化が比較的に可能な金属ターゲット、例えばZr,Ta,Al,Si,Nb及びTi等を選択できることから、種々の材料への適応性に優れる点である。従って、例えばZrO2、Ta25、Nb25、AlN、TiO2及びTiN等を高品質に堆積することが可能となる。 Another advantage of using ECR plasma sputtering is that it is possible to select a metal target that can be highly purified, such as Zr, Ta, Al, Si, Nb, and Ti, so that it is excellent in adaptability to various materials. It is. Therefore, for example, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5 , AlN, TiO 2 and TiN can be deposited with high quality.

以上2つの利点により、ECRスパッタ法による誘電体膜の堆積は必須であるといえる。なお、ECRプラズマスパッタ法に代えて、マグネトロンスパッタ法又はパルスレーザデポジション法を用いることができる。   Due to the above two advantages, it can be said that deposition of a dielectric film by ECR sputtering is essential. In place of the ECR plasma sputtering method, a magnetron sputtering method or a pulsed laser deposition method can be used.

以上説明したように、第1の実施形態に係るリッジ型窒化物半導体レーザ装置によると、p型クラッド層8の少なくともリッジ部8aの側面上及びその外側領域に形成する電流狭窄機能を持たせた誘電体膜を3層構造とすることにより、誘電体膜を1層のみにより形成する場合と比べて、リッジ部8aの内側及び外側での実効屈折率差を小さくすることができる。   As described above, according to the ridge type nitride semiconductor laser device according to the first embodiment, the current confinement function formed on at least the side surface of the ridge portion 8a and the outer region of the p type cladding layer 8 is provided. By making the dielectric film have a three-layer structure, the effective refractive index difference between the inside and the outside of the ridge portion 8a can be reduced as compared with the case where the dielectric film is formed of only one layer.

また、2層目の第2の誘電体膜12に、Siのようにレーザ光を吸収する材料を用いることにより、基本モードと高次モードとの利得差を増大させることができる。   Further, by using a material that absorbs laser light, such as Si, for the second dielectric film 12 of the second layer, the gain difference between the fundamental mode and the higher-order mode can be increased.

さらに、3層目の第3の誘電体膜13に、Nb25のように、P側電極10に対して密着性が高い材料を使用することにより、安定したプロセスを実現できる。その結果、高出力特性を実現できる安定した横モード特性を有し、高い歩留まりのリッジ導波型半導体レーザ装置を得ることが可能となる。 Furthermore, a stable process can be realized by using a material having high adhesion to the P-side electrode 10 such as Nb 2 O 5 for the third dielectric film 13 of the third layer. As a result, it is possible to obtain a ridge waveguide semiconductor laser device having stable lateral mode characteristics that can realize high output characteristics and high yield.

なお、図6(b)に示す工程において、P側電極10に含まれるアルミニウム層をエッチングしてリフトオフを行なう際に塩酸系エッチャントを用いたが、これに限られない。例えば、P側電極10の第2の金属積層膜の下層にチタンを用いた場合にはフッ酸系エッチャントを使用し、下層にニッケルを用いた場合には硝酸系エッチャントを使用すればよい。   In the step shown in FIG. 6B, the hydrochloric acid-based etchant is used when the aluminum layer included in the P-side electrode 10 is etched and lift-off is performed, but the invention is not limited to this. For example, when titanium is used for the lower layer of the second metal laminated film of the P-side electrode 10, a hydrofluoric acid-based etchant may be used, and when nickel is used for the lower layer, a nitric acid-based etchant may be used.

(第1の実施形態の一変形例)
以下、本発明の第1の実施形態の一変形例について図面を参照しながら説明する。
(One modification of the first embodiment)
Hereinafter, a modification of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図11は本発明の第1の実施形態の一変形例に係るGaN系半導体レーザ装置の断面構成を示している。図11において、図1に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 11 shows a cross-sectional configuration of a GaN-based semiconductor laser device according to a modification of the first embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same components as those shown in FIG.

図11に示すように、本変形例に係る半導体レーザ装置は、n側電極14をn型GaNからなるn型コンタクト層3に形成するのに代えて、n型GaNからなる基板1における低温成長バッファ層2の反対側の面(裏面)上に形成している。   As shown in FIG. 11, in the semiconductor laser device according to this modification, instead of forming the n-side electrode 14 on the n-type contact layer 3 made of n-type GaN, low-temperature growth on the substrate 1 made of n-type GaN. It is formed on the opposite surface (back surface) of the buffer layer 2.

これにより、n型コンタクト層3をエッチングする工程と、n型コンタクト層3の露出面上に堆積した第1の誘電体膜11、第2の誘電体膜12及び第3の誘電体膜13にn側電極形成用の開口部を形成する工程とを省くことができる。さらには、半導体レーザ装置自体のチップ面積をも小さくすることができる。   Thereby, the n-type contact layer 3 is etched, and the first dielectric film 11, the second dielectric film 12 and the third dielectric film 13 deposited on the exposed surface of the n-type contact layer 3 are formed. The step of forming the opening for forming the n-side electrode can be omitted. Furthermore, the chip area of the semiconductor laser device itself can be reduced.

製造上の他の相違点は、基板1の裏面にn側電極14を形成する前に、基板1の直列抵抗を低減するために、該基板1の裏面を研磨してその厚さを100μm〜150μm程度にまで薄膜化する点である。   Another difference in manufacturing is that, before the n-side electrode 14 is formed on the back surface of the substrate 1, in order to reduce the series resistance of the substrate 1, the back surface of the substrate 1 is polished to have a thickness of 100 μm to 100 μm. The point is that the film thickness is reduced to about 150 μm.

(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図12は本発明の第2の実施形態に係るGaN系半導体レーザ装置の断面構成を示している。図12において、図1に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 12 shows a cross-sectional configuration of a GaN-based semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same components as those shown in FIG.

第2の実施形態に係る半導体レーザ装置は、p側電極の形成方法が第1の実施形態と異なる。すなわち、第1の実施形態においては、p側電極10をあらかじめ電極用の第1の金属積層膜とリフトオフ用の第2の金属積層膜とを含めて形成したが、第2の実施形態においては、リフトオフ用の金属積層膜を先に形成し、3層からなる誘電体膜をリフトオフした後、p側電極形成用の金属積層膜を形成する。   The semiconductor laser device according to the second embodiment is different from the first embodiment in the formation method of the p-side electrode. In other words, in the first embodiment, the p-side electrode 10 is formed in advance including the first metal laminated film for electrodes and the second metal laminated film for lift-off. In the second embodiment, Then, a metal laminate film for lift-off is formed first, a dielectric film consisting of three layers is lifted off, and then a metal laminate film for forming a p-side electrode is formed.

図12に示すように、p側電極17は、p型クラッド層8のリッジ部8aの上に形成されたp型コンタクト層9の上面だけでなく、第3の誘電体膜13の上にリッジ部8aの側方部分をも覆うように形成されている。   As shown in FIG. 12, the p-side electrode 17 is formed on the third dielectric film 13 as well as on the upper surface of the p-type contact layer 9 formed on the ridge portion 8 a of the p-type cladding layer 8. It is formed so as to cover the side portion of the portion 8a.

以下、前記のように構成された半導体レーザ装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser device configured as described above will be described with reference to the drawings.

図13(a)〜図13(e)及び図14(a)〜図14(e)は本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。   13 (a) to 13 (e) and FIGS. 14 (a) to 14 (e) show cross-sectional structures in the order of steps of the method of manufacturing the semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention. .

まず、図13(a)に示すように、MOCVD法により、GaNからなる基板1の主面上に、AlGaNからなる低温成長バッファ層2を形成する。続いて、成長温度を1000℃として、低温成長バッファ層2の上に、n型GaNからなるn型コンタクト層3、n型Al0.07Ga0.93Nからなるn型クラッド層4、n型GaNからなるn型光ガイド層5、MQW活性層6、p型GaNからなるp型光ガイド層7、p型Al0.07Ga0.93Nからなるp型クラッド層8及びp型GaNからなるp型コンタクト層9を順次成長により形成する。 First, as shown in FIG. 13A, the low temperature growth buffer layer 2 made of AlGaN is formed on the main surface of the substrate 1 made of GaN by MOCVD. Subsequently, the growth temperature is set to 1000 ° C., and the n-type contact layer 3 made of n-type GaN, the n-type cladding layer 4 made of n-type Al 0.07 Ga 0.93 N, and the n-type GaN are formed on the low-temperature growth buffer layer 2. An n-type light guide layer 5, an MQW active layer 6, a p-type light guide layer 7 made of p-type GaN, a p-type cladding layer 8 made of p-type Al 0.07 Ga 0.93 N, and a p-type contact layer 9 made of p-type GaN. It is formed by sequential growth.

次に、図13(b)に示すように、リソグラフィにより、p型コンタクト層9の上におけるレーザ構造形成領域をマスクする第1のレジストパターン201を形成する。続いて、形成した第1のレジストパターン201をマスクとして、塩素を主成分とするエッチングガスを用いた反応性ドライエッチング(RIE)により、n型コンタクト層3の一部を露出する。   Next, as shown in FIG. 13B, a first resist pattern 201 that masks the laser structure formation region on the p-type contact layer 9 is formed by lithography. Subsequently, a part of the n-type contact layer 3 is exposed by reactive dry etching (RIE) using an etching gas containing chlorine as a main component by using the formed first resist pattern 201 as a mask.

次に、図13(c)に示すように、第1のレジストパターン201をアッシングにより除去した後、再度、リソグラフィにより、n型コンタクト層3の露出面を含むp型コンタクト層9の上にレジスト膜を塗布し、続いて、塗布したレジスト膜からリッジ部形成領域に開口部を有する第2のレジストパターン202を形成する。続いて、例えば蒸着法により、形成した第2のレジストパターン202の上に、後工程で成膜する誘電体膜をリフトオフするための、例えばアルミニウム(Al)とニッケル(Ni)とを積層してなるリフトオフメタル膜16を形成する。第1の実施形態において説明したように、導波路の幅(リッジ幅)は1.0μm以上で且つ4.0μm以下の範囲に設定する必要があり、本実施形態においても1.6μmとしている。また、リフトオフメタル膜16の最下層は、Ni又はAlとし、特にAlからなることが好ましい。この材料選択により、塩酸系エッチャントを用いたリフトオフによって、リフトオフメタル膜16の除去が可能となる。   Next, as shown in FIG. 13C, after removing the first resist pattern 201 by ashing, a resist is again formed on the p-type contact layer 9 including the exposed surface of the n-type contact layer 3 by lithography. A film is applied, and then a second resist pattern 202 having an opening in the ridge portion formation region is formed from the applied resist film. Subsequently, for example, aluminum (Al) and nickel (Ni) are stacked on the formed second resist pattern 202 by, for example, vapor deposition to lift off a dielectric film to be formed in a later process. A lift-off metal film 16 is formed. As described in the first embodiment, the waveguide width (ridge width) needs to be set in a range of 1.0 μm or more and 4.0 μm or less, and is 1.6 μm in this embodiment as well. The lowermost layer of the lift-off metal film 16 is made of Ni or Al, and is preferably made of Al. By this material selection, the lift-off metal film 16 can be removed by lift-off using a hydrochloric acid-based etchant.

次に、図13(d)に示すように、アセトン等の有機溶剤を用いたリフトオフ法によって、第2のレジストパターン202と該第2のレジストパターン202上に堆積したリフトオフメタル膜16を除去することにより、p型コンタクト層9上におけるリッジ部形成領域にリフトオフメタル膜16を形成する。   Next, as shown in FIG. 13D, the second resist pattern 202 and the lift-off metal film 16 deposited on the second resist pattern 202 are removed by a lift-off method using an organic solvent such as acetone. As a result, the lift-off metal film 16 is formed in the ridge portion formation region on the p-type contact layer 9.

次に、図13(e)に示すように、塩素を主成分とする反応性ドライエッチング(RIE)により、リフトオフメタル膜16の上部を構成するニッケル部分をマスクとして、p型クラッド層8の一部をリッジ状にエッチングしてリッジ部8aを形成する。また、ここでは、p型クラッド層8におけるリッジ部8a以外の領域に残す部分の厚さ(残し膜厚)は180nmとしている。   Next, as shown in FIG. 13E, by reactive dry etching (RIE) containing chlorine as a main component, the nickel portion constituting the upper portion of the lift-off metal film 16 is used as a mask to form a p-type cladding layer 8. The portion is etched into a ridge shape to form a ridge portion 8a. Here, the thickness (remaining film thickness) of the portion remaining in the region other than the ridge portion 8a in the p-type cladding layer 8 is 180 nm.

次に、図14(a)に示すように、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマによるスパッタ法を用いて、リフトオフメタル膜16を含めエッチングにより露出されたp型クラッド層8及びp型コンタクト層3の上面、さらにはp型光ガイド層7等の半導体積層体の側面上に、膜厚が40nmのSiO2 からなる第1の誘電体膜11、膜厚が30nmのSiからなる第2の誘電体膜12及び膜厚が40nmのNb25からなる第3の誘電体膜13を順次堆積する。 Next, as shown in FIG. 14A, the p-type cladding layer 8 and the p-type contact layer 3 exposed by etching including the lift-off metal film 16 using a sputtering method using electron cyclotron resonance (ECR) plasma. A first dielectric film 11 made of SiO 2 having a thickness of 40 nm and a second dielectric made of Si having a thickness of 30 nm are formed on the upper surface and further on the side surface of the semiconductor laminate such as the p-type light guide layer 7. A film 12 and a third dielectric film 13 made of Nb 2 O 5 having a thickness of 40 nm are sequentially deposited.

次に、図14(b)に示すように、塩酸系エッチャントを用いたリフトオフによって、リフトオフメタル膜16と、該リフトオフメタル膜16上に堆積した第1の誘電体膜11、第2の誘電体膜12及び第3の誘電体膜13を除去する。このリフトオフ工程において、リフトオフを行なう前はリフトオフメタル膜16を構成するニッケル又はアルミニウムが表面に出ているため銀色をしているが、リフトオフを行なった後はニッケル及びアルミニウムが除去されてp型コンタクト層9が露出する。これにより、リフトオフ工程の前後で色の変化によるリフトオフの実施の有無の確認を容易に行なうことができる。従って、リフトオフメタル膜16の上に堆積した各誘電体膜11、12及び13をリフトオフする際の歩留まりが向上する。   Next, as shown in FIG. 14B, the lift-off metal film 16 and the first and second dielectric films 11 and 11 deposited on the lift-off metal film 16 by lift-off using a hydrochloric acid-based etchant. The film 12 and the third dielectric film 13 are removed. In this lift-off process, before the lift-off, nickel or aluminum constituting the lift-off metal film 16 appears on the surface so that it is silver, but after the lift-off, the nickel and aluminum are removed and the p-type contact is removed. Layer 9 is exposed. Accordingly, it is possible to easily check whether or not lift-off is performed due to a color change before and after the lift-off process. Therefore, the yield when the dielectric films 11, 12, and 13 deposited on the lift-off metal film 16 are lifted off is improved.

次に、リソグラフィにより、p型コンタクト層9を含む第3の誘電体膜13の上に、p側電極形成領域を開口するレジストパターン(図示せず)を形成する。続いて、開口部を含むレジストパターンの上に、パラジウム(Pd)及び金(Au)からなるp側電極形成膜を堆積し、その後、アセトン等の有機溶剤を用いてレジストパターンをリフトオフすることにより、図14(c)に示すように、p型コンタクト層9及び第3の誘電体膜13上のリッジ部8aの側方部分に跨るp側電極17を形成する。このように、p側電極17の最下層には、Pdの他にNi又はPtを用いることが好ましい。これにより、p側電極17とp型コンタクト層9とのコンタクト抵抗を低減することが可能となる。   Next, a resist pattern (not shown) that opens the p-side electrode formation region is formed on the third dielectric film 13 including the p-type contact layer 9 by lithography. Subsequently, a p-side electrode forming film made of palladium (Pd) and gold (Au) is deposited on the resist pattern including the opening, and then the resist pattern is lifted off using an organic solvent such as acetone. As shown in FIG. 14C, the p-side electrode 17 straddling the side portion of the ridge portion 8a on the p-type contact layer 9 and the third dielectric film 13 is formed. Thus, it is preferable to use Ni or Pt in addition to Pd for the lowermost layer of the p-side electrode 17. Thereby, the contact resistance between the p-side electrode 17 and the p-type contact layer 9 can be reduced.

次に、リソグラフィにより、第3の誘電体膜13の上に、n型コンタクト層3におけるn側電極形成領域を開口するレジストパターン(図示せず)を形成し、形成したレジストパターンをマスクとして、反応性ドライエッチング(RIE)及びウエットエッチングにより、各誘電体膜11、12及び13に開口部を形成する。続いて、開口部を含むレジストパターンの上にn側電極形成膜を堆積し、その後、アセトン等の有機溶剤を用いてレジストパターンをリフトオフすることにより、図14(d)に示すように、n型コンタクト層3の上に、例えばチタン(Ti)及びアルミニウム(Al)の積層膜からなるn側電極14を形成する。   Next, a resist pattern (not shown) that opens the n-side electrode formation region in the n-type contact layer 3 is formed on the third dielectric film 13 by lithography, and the formed resist pattern is used as a mask. Openings are formed in the dielectric films 11, 12 and 13 by reactive dry etching (RIE) and wet etching. Subsequently, an n-side electrode forming film is deposited on the resist pattern including the opening, and then the resist pattern is lifted off by using an organic solvent such as acetone, as shown in FIG. An n-side electrode 14 made of, for example, a laminated film of titanium (Ti) and aluminum (Al) is formed on the mold contact layer 3.

次に、図14(e)に示すように、リソグラフィにより、p側電極17及びn側電極14をそれぞれ露出する開口部を有するレジストパターン(図示せず)を形成し、開口部を含むレジストパターンの上に、例えばチタン(Ti)及び金(Au)の積層膜からなる配線電極形成用金属膜を堆積する。続いて、アセトン等の有機溶剤を用いて配線電極形成用金属膜をリフトオフすることにより、p側電極17及びn側電極14の上にそれぞれ配線電極15を形成する。   Next, as shown in FIG. 14E, a resist pattern (not shown) having openings for exposing the p-side electrode 17 and the n-side electrode 14 is formed by lithography, and the resist pattern including the openings. A metal film for forming a wiring electrode made of a laminated film of, for example, titanium (Ti) and gold (Au) is deposited thereon. Subsequently, the wiring electrode 15 is formed on the p-side electrode 17 and the n-side electrode 14 by lifting off the wiring electrode forming metal film using an organic solvent such as acetone.

以上のように作製された半導体レーザ装置において、n側電極14上に形成された一方の配線電極15を接地し、p側電極17上に形成された他方の配線電極15に電圧を印加すると、MQW活性層6にキャリアが注入され、該MQW活性層6において光学利得が生じ、発振波長が400nm付近においてレーザ発振を起こす。なお、MQW活性層6を構成する窒化ガリウムインジウム(GaInN)の組成及び膜厚により、発振波長を変化させることができる。   In the semiconductor laser device manufactured as described above, when one wiring electrode 15 formed on the n-side electrode 14 is grounded and a voltage is applied to the other wiring electrode 15 formed on the p-side electrode 17, Carriers are injected into the MQW active layer 6, an optical gain is generated in the MQW active layer 6, and laser oscillation occurs when the oscillation wavelength is around 400 nm. The oscillation wavelength can be changed by the composition and film thickness of gallium indium nitride (GaInN) constituting the MQW active layer 6.

また、第2の実施形態に係る製造方法は、図13(c)に示すp型クラッド層8のリッジ部8aのマスク形成工程において、従来のストライプ状のレジストパターンではなく、第2のレジストパターン202のように反転ストライプパターンを用いて、リフトオフメタル膜16をリフトオフすることにより形成する。さらに、リフトオフメタル膜16の上部を構成するニッケルをマスクとして用いることにより、ドライエッチング時の選択比が高く、ニッケルからなるマスクの後退がほとんどないため、レジストマスクを使用する場合と比較して、ストライプ(リッジ)幅の制御性が向上する。   In addition, the manufacturing method according to the second embodiment uses a second resist pattern instead of the conventional stripe-shaped resist pattern in the mask forming process of the ridge portion 8a of the p-type cladding layer 8 shown in FIG. The lift-off metal film 16 is formed by lift-off using an inverted stripe pattern as in 202. Furthermore, by using nickel constituting the upper part of the lift-off metal film 16 as a mask, the selectivity at the time of dry etching is high, and there is almost no receding of the mask made of nickel, so compared with the case of using a resist mask, The controllability of the stripe (ridge) width is improved.

以上説明したように、本発明の第2の実施形態に係るリッジ型窒化物半導体レーザ装置によると、p型クラッド層8の少なくともリッジ部8aの側面上及びその外側領域に形成する電流狭窄機能を持たせた誘電体膜を3層構造とすることにより、誘電体膜を1層のみで形成する場合と比べて、リッジ部8aの内側及び外側での実効屈折率差を小さくすることができる。   As described above, according to the ridge type nitride semiconductor laser device according to the second embodiment of the present invention, the current confinement function formed on at least the side surface of the ridge portion 8a of the p-type cladding layer 8 and the outer region thereof. By providing the provided dielectric film with a three-layer structure, the effective refractive index difference between the inside and outside of the ridge portion 8a can be reduced as compared with the case where the dielectric film is formed of only one layer.

また、2層目の第2の誘電体膜12に、Siのようにレーザ光を吸収する材料を用いることにより、基本モードと高次モードとの利得差を増大させることができる。   Further, by using a material that absorbs laser light, such as Si, for the second dielectric film 12 of the second layer, the gain difference between the fundamental mode and the higher-order mode can be increased.

さらに、3層目の第3の誘電体膜13に、Nb25のように、P側電極10に対して密着性が高い材料を使用することにより、安定したプロセスを実現できる。その結果、高出力特性を実現できる安定した横モード特性を有し、高い歩留まりのリッジ導波型半導体レーザ装置を得ることが可能となる。 Furthermore, a stable process can be realized by using a material having high adhesion to the P-side electrode 10 such as Nb 2 O 5 for the third dielectric film 13 of the third layer. As a result, it is possible to obtain a ridge waveguide semiconductor laser device having stable lateral mode characteristics that can realize high output characteristics and high yield.

なお、図14(c)に示す工程において、リフトオフメタル膜16に含まれるアルミニウム層をエッチングしてリフトオフを行なう際に塩酸系エッチャントを用いたが、これに限られない。例えば、リフトオフメタル膜16の下層にチタンを含めた場合にはフッ酸系エッチャントを使用し、下層にニッケルを用いた場合には硝酸系エッチャントを使用すればよい。   In the step shown in FIG. 14C, the hydrochloric acid-based etchant is used when the aluminum layer included in the lift-off metal film 16 is etched to perform the lift-off, but the present invention is not limited to this. For example, when titanium is included in the lower layer of the lift-off metal film 16, a hydrofluoric acid-based etchant may be used, and when nickel is used as the lower layer, a nitric acid-based etchant may be used.

また、第2の実施形態においても、第1の実施形態の一変形例のように、n側電極14を基板1の裏面に形成してもよい。   Also in the second embodiment, the n-side electrode 14 may be formed on the back surface of the substrate 1 as in a modification of the first embodiment.

(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図15は本発明の第3の実施形態に係るGaN系半導体レーザ装置の断面構成を示している。図15において、図1に示す構成部材と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。   FIG. 15 shows a cross-sectional structure of a GaN-based semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 15, the same components as those shown in FIG.

第3の実施形態に係る半導体レーザ装置は、リッジ部8aの外側部分を覆う誘電体積層膜を第1の誘電体膜11と第2の誘電体膜12との2層構造としている点が第1の実施形態と異なる。   The semiconductor laser device according to the third embodiment is characterized in that the dielectric laminated film covering the outer portion of the ridge portion 8a has a two-layer structure of the first dielectric film 11 and the second dielectric film 12. Different from the first embodiment.

第3の実施形態においては、第1の誘電体膜11には、導波損失をできるだけ小さくするために、発振波長に対して小さい吸収を有する材料を用いると共に、光を導波路の内部に閉じ込めるために、GaNの屈折率(2.54)よりも低い屈折率を有する誘電体を用いる必要がある。従って、第3の実施形態においては、膜厚が40nmで屈折率が1.82である酸化ガリウム(Ga23)を用いている。これにより、高次モードの利得が低減して、基本モードと高次モードとの利得差を増大させることができる。その結果、ホールバーニングが抑制され、キンクの発生レベルの低下を抑制することができる。 In the third embodiment, a material having a small absorption with respect to the oscillation wavelength is used for the first dielectric film 11 in order to make the waveguide loss as small as possible, and the light is confined inside the waveguide. Therefore, it is necessary to use a dielectric having a refractive index lower than that of GaN (2.54). Therefore, in the third embodiment, gallium oxide (Ga 2 O 3 ) having a film thickness of 40 nm and a refractive index of 1.82 is used. As a result, the gain of the higher order mode can be reduced, and the gain difference between the fundamental mode and the higher order mode can be increased. As a result, hole burning is suppressed and a decrease in the generation level of kink can be suppressed.

第2の誘電体膜12には、該第2の誘電体膜12上に形成される配線電極15との密着性が良く、且つ、高出力特性すなわちキンクの発生レベルの上昇を実現するため、導波路の内部と外部との屈折率差をできるだけ小さくする(導波路の外側での実効屈折率差を増大させる)ような、屈折率が大きい誘電体膜を適用する必要がある。従って、第3の実施形態においては、膜厚が30nmで屈折率が2.22である酸化ジルコニウム(ZrO2 )を用いている。 The second dielectric film 12 has good adhesion to the wiring electrode 15 formed on the second dielectric film 12 and realizes high output characteristics, that is, an increase in kink generation level. It is necessary to apply a dielectric film having a large refractive index so as to make the difference in refractive index between the inside and outside of the waveguide as small as possible (increase the effective refractive index difference outside the waveguide). Therefore, in the third embodiment, zirconium oxide (ZrO 2 ) having a film thickness of 30 nm and a refractive index of 2.22 is used.

ここで、各誘電体膜11及び12に適用可能な材料として、以下に示すような組み合わせがある。   Here, as materials applicable to the dielectric films 11 and 12, there are combinations as shown below.

例えば、第1の誘電体膜11には、発振波長に対して吸収を有するGa23、TiO2 又はAlNを用いることができる。第2の誘電体膜12には、SiO2 、SiN、ZrO2 、Ta25、Nb25又はAl23を用いることができる。これらのうち、第1の誘電体膜11の屈折率をN1 とし、第2の誘電体膜12の屈折率をN2 とすると、N1 <N2 を満たす材料を選択することが好ましい。より好ましくは、第1の誘電体膜11/第2の誘電体膜12の順に組み合わせを表記すると、Ga23/ZrO2 、Ga23/Ta25、Ga23/Nb25、TiO2 /ZrO2 、TiO2 /Ta25、及びTiO2 /Nb25の組み合わせである。 For example, Ga 2 O 3 , TiO 2, or AlN that absorbs the oscillation wavelength can be used for the first dielectric film 11. The second dielectric film 12, it is possible to use SiO 2, SiN, ZrO 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5 or Al 2 O 3. Of these, the refractive index of the first dielectric film 11 and N 1, the refractive index of the second dielectric film 12 and N 2, it is preferable to select a material which satisfies N 1 <N 2. More preferably, the combinations are expressed in the order of the first dielectric film 11 / second dielectric film 12, Ga 2 O 3 / ZrO 2 , Ga 2 O 3 / Ta 2 O 5 , Ga 2 O 3 / Nb. It is a combination of 2 O 5 , TiO 2 / ZrO 2 , TiO 2 / Ta 2 O 5 , and TiO 2 / Nb 2 O 5 .

さらに、他の組み合わせとして、例えば、第1の誘電体膜11には、SiO2 、SiN、ZrO2 、Ta25、Nb25又はAl23を用いることができる。このとき、第2の誘電体膜12には、発振波長に対して吸収を有するGa23、TiO2 、AlN、TiN、TaN又はSiを用いることができる。これらのうち、第1の誘電体膜11の屈折率をN1 とし、第2の誘電体膜12の屈折率をN2 とすると、N1 <N2 を満たす材料を選択することが好ましい。より好ましくは、第1の誘電体膜11/第2の誘電体膜12の順に組み合わせを表記すると、SiO2 /Si、SiO2 /TiO2 、Al23/TiO2 、ZrO2 /Si、Ta25/Si、Nb25/Siの組み合わせである。 Furthermore, as another combination, for example, SiO 2 , SiN, ZrO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5, or Al 2 O 3 can be used for the first dielectric film 11. At this time, Ga 2 O 3 , TiO 2 , AlN, TiN, TaN, or Si having absorption with respect to the oscillation wavelength can be used for the second dielectric film 12. Of these, the refractive index of the first dielectric film 11 and N 1, the refractive index of the second dielectric film 12 and N 2, it is preferable to select a material which satisfies N 1 <N 2. More preferably, when the combinations are expressed in the order of the first dielectric film 11 / second dielectric film 12, SiO 2 / Si, SiO 2 / TiO 2 , Al 2 O 3 / TiO 2 , ZrO 2 / Si, A combination of Ta 2 O 5 / Si and Nb 2 O 5 / Si.

なお、2層からなる誘電体膜11及び12の総膜厚は、例えば30mW時の動作電流において導波損失が5%以内とするために20nm以上且つ200nm以下であることが必要であり、ここでは70nmとしている。   The total film thickness of the two dielectric films 11 and 12 needs to be 20 nm or more and 200 nm or less in order to keep the waveguide loss within 5% at an operating current of 30 mW, for example. Then, it is 70 nm.

以下、前記のように構成された半導体レーザ装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a method of manufacturing the semiconductor laser device configured as described above will be described with reference to the drawings.

図16(a)〜図16(d)及び図17(a)〜図17(e)は本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法の工程順の断面構成を示している。   16 (a) to 16 (d) and FIGS. 17 (a) to 17 (e) show cross-sectional structures in the order of steps of the method of manufacturing a semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention. .

まず、図16(a)に示すように、MOCVD法により、GaNからなる基板1の主面上に、AlGaNからなる低温成長バッファ層2を形成する。続いて、成長温度を1000℃として、低温成長バッファ層2の上に、n型GaNからなるn型コンタクト層3、n型Al0.07Ga0.93Nからなるn型クラッド層4、n型GaNからなるn型光ガイド層5、MQW活性層6、p型GaNからなるp型光ガイド層7、p型Al0.07Ga0.93Nからなるp型クラッド層8及びp型GaNからなるp型コンタクト層9を順次成長により形成する。 First, as shown in FIG. 16A, the low temperature growth buffer layer 2 made of AlGaN is formed on the main surface of the substrate 1 made of GaN by MOCVD. Subsequently, the growth temperature is set to 1000 ° C., and the n-type contact layer 3 made of n-type GaN, the n-type cladding layer 4 made of n-type Al 0.07 Ga 0.93 N, and the n-type GaN are formed on the low-temperature growth buffer layer 2. An n-type light guide layer 5, an MQW active layer 6, a p-type light guide layer 7 made of p-type GaN, a p-type cladding layer 8 made of p-type Al 0.07 Ga 0.93 N, and a p-type contact layer 9 made of p-type GaN. It is formed by sequential growth.

次に、図16(b)に示すように、リソグラフィにより、p型コンタクト層9の上におけるレーザ構造形成領域をマスクする第1のレジストパターン201を形成する。続いて、形成した第1のレジストパターン201をマスクとして、塩素を主成分とするエッチングガスを用いた反応性ドライエッチング(RIE)により、n型コンタクト層3の一部を露出する。   Next, as shown in FIG. 16B, a first resist pattern 201 that masks the laser structure formation region on the p-type contact layer 9 is formed by lithography. Subsequently, a part of the n-type contact layer 3 is exposed by reactive dry etching (RIE) using an etching gas containing chlorine as a main component by using the formed first resist pattern 201 as a mask.

次に、図16(c)に示すように、第1のレジストパターン201をアッシングにより除去した後、再度、リソグラフィにより、n型コンタクト層3の露出面を含むp型コンタクト層9の上にレジスト膜を塗布し、続いて、塗布したレジスト膜からリッジ部形成領域に開口部を有する第2のレジストパターン202を形成する。続いて、例えば蒸着法により、形成した第2のレジストパターン202の上に、p型コンタクト層9と導通を図るための、例えばパラジウム(Pd)と金(Au)とを積層してなる第1の金属積層膜と、該第1の金属積層膜の上に、例えばアルミニウム(Al)とニッケル(Ni)とを積層してなる第2の金属積層膜とを含むP側電極10を形成する。第1の実施形態において説明したように、導波路の幅(リッジ幅)は1.0μm以上で且つ4.0μm以下の範囲に設定する必要があり、本実施形態においても1.6μmとしている。   Next, as shown in FIG. 16C, after removing the first resist pattern 201 by ashing, a resist is again formed on the p-type contact layer 9 including the exposed surface of the n-type contact layer 3 by lithography. A film is applied, and then a second resist pattern 202 having an opening in the ridge portion formation region is formed from the applied resist film. Subsequently, for example, palladium (Pd) and gold (Au) for laminating the p-type contact layer 9 are laminated on the formed second resist pattern 202 by, for example, vapor deposition. A P-side electrode 10 including a metal multilayer film and a second metal multilayer film formed by laminating aluminum (Al) and nickel (Ni), for example, is formed on the first metal multilayer film. As described in the first embodiment, the waveguide width (ridge width) needs to be set in a range of 1.0 μm or more and 4.0 μm or less, and is 1.6 μm in this embodiment as well.

また、P側電極10の下部を構成する第1の金属積層膜のうちの最下層には、パラジウム(Pd)に限られず、ニッケル(Ni)又は白金(Pt)を用いることが好ましい。このような材料を用いることにより、P側電極10とp型コンタクト層9とのコンタクト抵抗を低減することができる。   Further, the lowermost layer of the first metal laminated film constituting the lower part of the P-side electrode 10 is not limited to palladium (Pd), and nickel (Ni) or platinum (Pt) is preferably used. By using such a material, the contact resistance between the P-side electrode 10 and the p-type contact layer 9 can be reduced.

次に、図16(d)に示すように、アセトン等の有機溶剤を用いたリフトオフ法によって、第2のレジストパターン202と該第2のレジストパターン202上に堆積したP側電極形成用の金属積層膜を除去することにより、p型コンタクト層9上におけるリッジ部形成領域にP側電極10を形成する。   Next, as shown in FIG. 16D, a metal for forming the second resist pattern 202 and the P-side electrode deposited on the second resist pattern 202 by a lift-off method using an organic solvent such as acetone. By removing the laminated film, the P-side electrode 10 is formed in the ridge portion formation region on the p-type contact layer 9.

次に、図17(a)に示すように、塩素を主成分とする反応性ドライエッチング(RIE)により、P側電極10の上部を構成する第2の金属積層膜のうちの最上層に堆積されたニッケル部分をマスクとして、p型クラッド層8の一部をリッジ状にエッチングしてリッジ部8aを形成する。また、ここでは、p型クラッド層8におけるリッジ部8a以外の領域に残す部分の厚さ(残し膜厚)は、空間的ホールバーニングを抑えた安定した横モード特性を実現するために180nmとしている。   Next, as shown in FIG. 17A, deposition is performed on the uppermost layer of the second metal laminated film constituting the upper portion of the P-side electrode 10 by reactive dry etching (RIE) mainly containing chlorine. Using the nickel portion as a mask, a part of the p-type cladding layer 8 is etched into a ridge shape to form a ridge portion 8a. Here, the thickness (remaining film thickness) of the portion remaining in the region other than the ridge portion 8a in the p-type cladding layer 8 is set to 180 nm in order to realize a stable transverse mode characteristic in which spatial hole burning is suppressed. .

次に、図17(b)に示すように、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマによるスパッタ法を用いて、p側電極10を含めエッチングにより露出されたp型クラッド層8及びp型コンタクト層3の上面、さらにはp型光ガイド層7等の半導体積層体の側面上に、膜厚が40nmのGa23からなる第1の誘電体膜12及び膜厚が30nmのZrO2からなる第2の誘電体膜12を順次堆積する。ここでは、第1の誘電体膜11の堆積時には、酸素雰囲気でターゲット材にガリウムを用い、第2の誘電体膜12の堆積時には、酸素雰囲気でターゲット材にジルコニウムを用いる。 Next, as shown in FIG. 17B, the p-type cladding layer 8 and the p-type contact layer 3 exposed by etching including the p-side electrode 10 using a sputtering method using electron cyclotron resonance (ECR) plasma. A first dielectric film 12 made of Ga 2 O 3 with a film thickness of 40 nm and a second dielectric film made of ZrO 2 with a film thickness of 30 nm are formed on the upper surface and further on the side surface of the semiconductor laminate such as the p-type light guide layer 7. The dielectric films 12 are sequentially deposited. Here, when depositing the first dielectric film 11, gallium is used as the target material in an oxygen atmosphere, and when depositing the second dielectric film 12, zirconium is used as the target material in the oxygen atmosphere.

次に、図17(c)に示すように、塩酸系エッチャントを用いたリフトオフによって、P側電極10のうちのアルミニウムとニッケルとからなる第2の金属積層膜と、該第2の金属積層膜上に堆積し第1の誘電体膜11及び第2の誘電体膜12を除去する。このリフトオフ工程において、リフトオフを行なう前は第2の金属積層膜を構成するニッケル又はアルミニウムが表面に出ているため、p側電極10は銀色をしているが、リフトオフを行なった後はニッケル及びアルミニウムが除去されて、第1の金属積層膜を構成する金が露出する。これにより、リフトオフ工程の前後で色の変化によるリフトオフの実施の有無の確認を容易に行なうことができる。従って、p側電極10の上に堆積した各誘電体膜11及び12をリフトオフする際の歩留まりが向上する。   Next, as shown in FIG. 17C, by lift-off using a hydrochloric acid-based etchant, the second metal laminated film made of aluminum and nickel in the P-side electrode 10 and the second metal laminated film The first dielectric film 11 and the second dielectric film 12 deposited thereon are removed. In this lift-off process, since the nickel or aluminum constituting the second metal laminated film is exposed on the surface before lift-off, the p-side electrode 10 is silver, but after lift-off, nickel and aluminum The aluminum constituting the first metal laminated film is exposed by removing the aluminum. Accordingly, it is possible to easily check whether or not lift-off is performed due to a color change before and after the lift-off process. Therefore, the yield when the dielectric films 11 and 12 deposited on the p-side electrode 10 are lifted off is improved.

次に、リソグラフィにより、第2の誘電体膜11の上に、n型コンタクト層3におけるn側電極形成領域を開口するレジストパターン(図示せず)を形成し、形成したレジストパターンをマスクとして、反応性ドライエッチング(RIE)及びウエットエッチングにより、各誘電体膜11及び12に開口部を形成する。続いて、開口部を含むレジストパターンの上にn側電極形成膜を堆積し、その後、アセトン等の有機溶剤を用いてレジストパターンをリフトオフすることにより、図17(d)に示すように、n型コンタクト層3の上に、例えばチタン(Ti)及びアルミニウム(Al)の積層膜からなるn側電極14を形成する。ここで、各誘電体膜11及び12に対するエッチング方法は、第1の誘電体膜11及び第2の誘電体膜12の材料により異なるが、本実施形態においては、フッ素系ガスを用いた反応性ドライエッチング(RIE)又はバッファードフッ酸を用いて、Ga23 、及びZrO2のエッチングを行なう。 Next, a resist pattern (not shown) that opens an n-side electrode formation region in the n-type contact layer 3 is formed on the second dielectric film 11 by lithography, and the formed resist pattern is used as a mask. Openings are formed in the dielectric films 11 and 12 by reactive dry etching (RIE) and wet etching. Subsequently, an n-side electrode forming film is deposited on the resist pattern including the opening, and then the resist pattern is lifted off by using an organic solvent such as acetone, so that n as shown in FIG. An n-side electrode 14 made of, for example, a laminated film of titanium (Ti) and aluminum (Al) is formed on the mold contact layer 3. Here, the etching method for the dielectric films 11 and 12 differs depending on the materials of the first dielectric film 11 and the second dielectric film 12, but in this embodiment, the reactivity using a fluorine-based gas is used. Etching of Ga 2 O 3 and ZrO 2 is performed using dry etching (RIE) or buffered hydrofluoric acid.

次に、図17(e)に示すように、リソグラフィにより、p側電極10及びn側電極14をそれぞれ露出する開口部を有するレジストパターン(図示せず)を形成し、開口部を含むレジストパターンの上に、例えばチタン(Ti)及び金(Au)の積層膜からなる配線電極形成用金属膜を堆積する。続いて、アセトン等の有機溶剤を用いて配線電極形成用金属膜をリフトオフすることにより、p側電極10及びn側電極14の上にそれぞれ配線電極15を形成する。   Next, as shown in FIG. 17E, a resist pattern (not shown) having openings for exposing the p-side electrode 10 and the n-side electrode 14 is formed by lithography, and the resist pattern including the openings. A metal film for forming a wiring electrode made of a laminated film of, for example, titanium (Ti) and gold (Au) is deposited thereon. Subsequently, the wiring electrode 15 is formed on the p-side electrode 10 and the n-side electrode 14 by lifting off the wiring electrode forming metal film using an organic solvent such as acetone.

以上のように作製された半導体レーザ装置において、n側電極14上に形成された一方の配線電極15を接地し、p側電極10上に形成された他方の配線電極15に電圧を印加すると、MQW活性層6にキャリアが注入され、該MQW活性層6において光学利得が生じ、発振波長が400nm付近においてレーザ発振を起こす。なお、MQW活性層6を構成する窒化ガリウムインジウム(GaInN)の組成及び膜厚により、発振波長を変化させることができる。   In the semiconductor laser device manufactured as described above, when one wiring electrode 15 formed on the n-side electrode 14 is grounded and a voltage is applied to the other wiring electrode 15 formed on the p-side electrode 10, Carriers are injected into the MQW active layer 6, an optical gain is generated in the MQW active layer 6, and laser oscillation occurs when the oscillation wavelength is around 400 nm. The oscillation wavelength can be changed by the composition and film thickness of gallium indium nitride (GaInN) constituting the MQW active layer 6.

また、第3の実施形態に係る製造方法は、第1の実施形態と同様に、図16(c)に示すp型クラッド層8のリッジ部8aのマスク形成工程において、従来のストライプ状のレジストパターンではなく、第2のレジストパターン202のように反転ストライプパターンを用いて、p側電極10をリフトオフすることにより形成する。さらに、p側電極10の上部を構成するニッケルをマスクとして用いることにより、ドライエッチング時の選択比が高く、ニッケルからなるマスクの後退がほとんどないため、レジストマスクを使用する場合と比較して、ストライプ(リッジ)幅の制御性が向上する。このため、ストライプ幅が小さいことによりキンクの発生レベルが上昇し、さらにストライプ幅を安定して制御できることにより、高いキンクの発生レベルを維持することができる。これにより、高出力特性を有する半導体レーザ装置を実現することが可能となる。   Further, in the manufacturing method according to the third embodiment, as in the first embodiment, the conventional striped resist is used in the mask forming process of the ridge portion 8a of the p-type cladding layer 8 shown in FIG. It is formed by lifting off the p-side electrode 10 using an inverted stripe pattern like the second resist pattern 202 instead of the pattern. Furthermore, by using nickel constituting the upper part of the p-side electrode 10 as a mask, the selectivity at the time of dry etching is high, and there is almost no receding of the mask made of nickel, so compared with the case of using a resist mask, The controllability of the stripe (ridge) width is improved. For this reason, when the stripe width is small, the kink occurrence level is increased, and the stripe width can be stably controlled, so that a high kink occurrence level can be maintained. As a result, a semiconductor laser device having high output characteristics can be realized.

以上説明したように、本発明の第3の実施形態に係るリッジ型窒化物半導体レーザ装置によると、p型クラッド層8の少なくともリッジ部8aの側面上及びその外側領域に形成する電流狭窄機能を持たせた誘電体膜を2層構造とすることにより、誘電体膜を1層のみで形成する場合と比べて、リッジ部8aの内側及び外側での実効屈折率差を小さくすることができる。   As described above, according to the ridge type nitride semiconductor laser device according to the third embodiment of the present invention, the current confinement function formed at least on the side surface of the ridge portion 8a of the p-type cladding layer 8 and in the outer region thereof. By providing the provided dielectric film with a two-layer structure, the effective refractive index difference between the inside and outside of the ridge portion 8a can be reduced as compared with the case where the dielectric film is formed of only one layer.

また、1層目の第1の誘電体膜11に、Ga23のようにレーザ光の吸収係数が小さい材料を用いることにより、基本モードと高次モードとの利得差を増大させることができる。 Further, by using a material having a small laser light absorption coefficient such as Ga 2 O 3 for the first dielectric film 11 of the first layer, the gain difference between the fundamental mode and the higher order mode can be increased. it can.

さらに、2層目の第2の誘電体膜12に、ZrO2 のように、P側電極10に対して密着性が高い材料を使用することにより、安定したプロセスを実現できる。その結果、高出力特性を実現できる安定した横モード特性を有し、高い歩留まりのリッジ導波型半導体レーザ装置を得ることが可能となる。 Furthermore, a stable process can be realized by using a material having high adhesion to the P-side electrode 10 such as ZrO 2 for the second dielectric film 12 of the second layer. As a result, it is possible to obtain a ridge waveguide semiconductor laser device having stable lateral mode characteristics that can realize high output characteristics and high yield.

なお、図17(c)に示す工程において、P側電極10に含まれるアルミニウム層をエッチングしてリフトオフを行なう際に塩酸系エッチャントを用いたが、これに限られない。例えば、P側電極10の第2の金属積層膜の下層にチタンを用いた場合にはフッ酸系エッチャントを使用し、下層にニッケルを用いた場合には硝酸系エッチャントを使用すればよい。   In the step shown in FIG. 17C, the hydrochloric acid-based etchant is used when the aluminum layer included in the P-side electrode 10 is etched and lift-off is performed. However, the present invention is not limited to this. For example, when titanium is used for the lower layer of the second metal laminated film of the P-side electrode 10, a hydrofluoric acid-based etchant may be used, and when nickel is used for the lower layer, a nitric acid-based etchant may be used.

また、第3の実施形態においても、第1の実施形態の一変形例のように、n側電極14を基板1の裏面に形成してもよい。   Also in the third embodiment, the n-side electrode 14 may be formed on the back surface of the substrate 1 as in a modification of the first embodiment.

また、第1〜第3の各実施形においては、基板1に窒化ガリウム(GaN)を用いる例を示したが、例えば、サファイア基板、GaN若しくはサファイア基板上にELOG(Epitaxial Lateral Over Growth)又はABLEG(Air Bridge Lateral Epitaxial Growth)成長により転位欠陥を減らした低転位基板、レーザリフトオフ法によりサファイア基板を除去したGaNテンプレート基板、又は炭化ケイ素(SiC)基板を用いても同様の効果を得ることができる。また、GaAs、NGO(NdGaO3 )、LGO(LiGaO3 )又はSi等からなる基板を用いてもよい。 In each of the first to third embodiments, an example in which gallium nitride (GaN) is used for the substrate 1 has been described. For example, sapphire substrate, ELOG (Epitaxial Lateral Over Growth) or ABLEG on GaN or sapphire substrate. (Air Bridge Lateral Epitaxial Growth) The same effect can be obtained by using a low dislocation substrate in which dislocation defects are reduced by growth, a GaN template substrate from which a sapphire substrate is removed by a laser lift-off method, or a silicon carbide (SiC) substrate. . Alternatively, a substrate made of GaAs, NGO (NdGaO 3 ), LGO (LiGaO 3 ), Si, or the like may be used.

また、各実施形態においては、GaN系半導体レーザ装置を例に採って説明したが、他の材料、例えばAlGaInP系半導体、AlGaAs系半導体又はInGaAsP系半導体を用いた半導体レーザ装置にも適用可能である。   In each embodiment, the GaN-based semiconductor laser device has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a semiconductor laser device using another material, for example, an AlGaInP-based semiconductor, an AlGaAs-based semiconductor, or an InGaAsP-based semiconductor. .

本発明に係る半導体レーザ装置及びその製造方法は、電流狭窄用のリッジ部を覆う誘電体膜を異なる組成を持つ積層構造とすることにより、密着性に優れ且つ安定した横モード特性を実現でき、所望の出力特性を得られるという効果を有し、光ディスクシステム等の光情報処理装置に用いられる光ピックアップ光源用の高出力が可能な半導体レーザ装置及びその製造方法等に有用である。   In the semiconductor laser device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the dielectric film covering the ridge portion for current confinement has a laminated structure having different compositions, so that it is possible to realize a stable lateral mode characteristic with excellent adhesion, It has the effect of obtaining desired output characteristics, and is useful for a semiconductor laser device capable of high output for an optical pickup light source used in an optical information processing apparatus such as an optical disk system, a manufacturing method thereof, and the like.

本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す構成断面図である。1 is a structural cross-sectional view showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置における電流−光出力(I−L)特性を従来例と比較したグラフである。It is the graph which compared the electric current-light output (IL) characteristic in the semiconductor laser apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention with the prior art example. 本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置におけるファーフィールドパターン(FFP)特性を表わすグラフである。4 is a graph showing far field pattern (FFP) characteristics in the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置における動作電流を狭窄する誘電体膜の膜厚に対する動作電流値の関係を表わすグラフである。5 is a graph showing the relationship of the operating current value with respect to the film thickness of the dielectric film that confines the operating current in the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. (a)〜(e)は本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。(A)-(e) is the structure sectional drawing of the order of a process which shows the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(d)は本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。(A)-(d) is the structure sectional drawing of the order of a process which shows the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置における導波路の幅(リッジ幅)及びクラッド層の残し膜厚の関係と設計範囲とを表わすグラフである。4 is a graph showing a relationship between a waveguide width (ridge width) and a remaining film thickness of a cladding layer and a design range in the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法であって、ECRスパッタ法を用いた場合のリッジ部及びその近傍に堆積する誘電体膜の断面形状を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a cross-sectional shape of a ridge portion and a dielectric film deposited in the vicinity thereof when using the ECR sputtering method, which is a method for manufacturing a semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. . 本発明の第1の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法であって、ECRスパッタ法を用いた場合のリッジ部及びその近傍に堆積する誘電体膜の他の断面形状を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating another cross-sectional shape of the dielectric film deposited in the vicinity of the ridge portion and the vicinity thereof when the ECR sputtering method is used in the method for manufacturing the semiconductor laser device according to the first embodiment of the present invention. It is. 比較用であって、プラズマCVD法を用いた場合のリッジ部及びその近傍に堆積する誘電体膜の断面形状を模式的に示す図である。It is a figure for comparison, and it is a figure showing typically the section shape of the dielectric film deposited in the ridge part at the time of using plasma CVD method, and its neighborhood. 本発明の第1の実施形態の一変形例に係る半導体レーザ装置を示す構成断面図である。FIG. 6 is a structural cross-sectional view showing a semiconductor laser device according to a modification of the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す構成断面図である。It is a structure sectional view showing a semiconductor laser device concerning a 2nd embodiment of the present invention. (a)〜(e)は本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。(A)-(e) is the structure sectional drawing of the order of a process which shows the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. (a)〜(e)は本発明の第2の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。(A)-(e) is the structure sectional drawing of the order of a process which shows the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す構成断面図である。It is a structure sectional view showing a semiconductor laser device concerning a 3rd embodiment of the present invention. (a)〜(d)は本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。(A)-(d) is the structure sectional drawing of the order of a process which shows the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention. (a)〜(e)は本発明の第3の実施形態に係る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程順の構成断面図である。(A)-(e) is the structure sectional drawing of the order of a process which shows the manufacturing method of the semiconductor laser apparatus concerning the 3rd Embodiment of this invention. 従来のGaN系半導体レーザ装置を示す構成断面図である。It is a cross-sectional view showing a conventional GaN-based semiconductor laser device.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 低温成長バッファ層
3 n型コンタクト層
4 n型クラッド層
5 n型光ガイド層
6 多重量子井戸(MQW)活性層(発光層)
7 p型光ガイド層
8 p型クラッド層(半導体層)
8a リッジ部
9 p型コンタクト層
10 p側電極
11 第1の誘電体膜
12 第2の誘電体膜
13 第3の誘電体膜
14 n側電極
15 配線電極
16 リフトオフメタル膜
17 p側電極
201 第1のレジストパターン
202 第2のレジストパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Low-temperature growth buffer layer 3 n-type contact layer 4 n-type cladding layer 5 n-type light guide layer 6 multiple quantum well (MQW) active layer (light emitting layer)
7 p-type light guide layer 8 p-type cladding layer (semiconductor layer)
8a Ridge portion 9 p-type contact layer 10 p-side electrode 11 first dielectric film 12 second dielectric film 13 third dielectric film 14 n-side electrode 15 wiring electrode 16 lift-off metal film 17 p-side electrode 201 first 1 resist pattern 202 2nd resist pattern

Claims (9)

発光層と、
前記発光層の上に形成され、リッジ部を有し且つ前記発光層よりも屈折率が小さい半導体層と、
前記半導体層における前記リッジ部の少なくとも側方の領域に形成された複数の誘電体膜とを備え、
前記複数の誘電体膜は、下から順次形成された第1の誘電体膜、第2の誘電体膜及び第3の誘電体膜からなり
前記発光層及び半導体層は、Al u Ga v In w N(但し、u,v,wは、0≦u≦1,0≦v≦1,0≦w≦1,u+v+w=1である。)からなり、
前記第1の誘電体膜は、SiO 2 からなり、
前記第2の誘電体膜は、Si、TiN又はTaNからなり、
前記第3の誘電体膜は、SiN、ZrO 2 、Ta 2 5 、Nb 2 5 、TiO 2 、Al 2 3 、AlN又はGa 2 3 からなることを特徴とする半導体レーザ装置。
A light emitting layer;
A semiconductor layer formed on the light emitting layer, having a ridge portion and having a refractive index smaller than that of the light emitting layer;
A plurality of dielectric films formed in at least a lateral region of the ridge portion in the semiconductor layer;
The plurality of dielectric films include a first dielectric film, a second dielectric film, and a third dielectric film, which are sequentially formed from below .
The light emitting layer and the semiconductor layer are Al u Ga v In w N (where u, v, and w are 0 ≦ u ≦ 1, 0 ≦ v ≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, u + v + w = 1). Consists of
The first dielectric film is made of SiO 2,
The second dielectric film is made of Si, TiN or TaN,
The third dielectric film, a semiconductor laser device comprising SiN, in that it consists of ZrO 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5, TiO 2, Al 2 O 3, AlN or Ga 2 O 3.
前記第1の誘電体膜、第2の誘電体膜及び第3の誘電体膜を合わせた膜厚は、20nm以上且つ200nm以下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装置。 2. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein a total thickness of the first dielectric film, the second dielectric film, and the third dielectric film is 20 nm or more and 200 nm or less. 前記半導体層における前記リッジ部を前記複数の誘電体膜と共に覆う金属膜をさらに備えてい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装置。 The semiconductor laser device according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a metal layer covering the ridge portion in the semiconductor layer with the plurality of dielectric films. 前記金属膜は、Ni、Pd及びPtのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項に記載の半導体レーザ装置。 The semiconductor laser device according to claim 3 , wherein the metal film includes at least one of Ni, Pd, and Pt. 前記リッジ部の幅は、1.0μm以上且つ4.0μm以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置。 Width of the ridge portion, a semiconductor laser device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at 1.0μm or more and 4.0μm or less. 基板の上に発光層を形成する工程(a)と、
前記発光層の上に、該発光層よりも屈折率が小さい半導体層を形成する工程(b)と、
形成した前記半導体層に対して選択的にエッチングを行なって、前記半導体層にリッジ部を形成する工程(c)と、
前記半導体層上における前記リッジ部の少なくとも側方の領域に、複数の誘電体膜を積層する工程(d)とを備え、
前記複数の誘電体膜は、下から順次形成された第1の誘電体膜、第2の誘電体膜及び第3の誘電体膜からなり
前記発光層及び半導体層は、Al u Ga v In w N(但し、u,v,wは、0≦u≦1,0≦v≦1,0≦w≦1,u+v+w=1である。)からなり、
前記第1の誘電体膜は、SiO 2 からなり、
前記第2の誘電体膜は、Si、TiN又はTaNからなり、
前記第3の誘電体膜は、SiN、ZrO 2 、Ta 2 5 、Nb 2 5 、TiO 2 、Al 2 3 、AlN又はGa 2 3 からなることを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
Forming a light emitting layer on the substrate (a);
(B) forming a semiconductor layer having a refractive index smaller than that of the light emitting layer on the light emitting layer;
A step (c) of selectively etching the formed semiconductor layer to form a ridge portion in the semiconductor layer;
A step (d) of laminating a plurality of dielectric films on at least a side region of the ridge portion on the semiconductor layer;
The plurality of dielectric films include a first dielectric film, a second dielectric film, and a third dielectric film, which are sequentially formed from below .
The light emitting layer and the semiconductor layer are Al u Ga v In w N (where u, v, and w are 0 ≦ u ≦ 1, 0 ≦ v ≦ 1, 0 ≦ w ≦ 1, u + v + w = 1). Consists of
The first dielectric film is made of SiO 2,
The second dielectric film is made of Si, TiN or TaN,
The third dielectric film, the production of the semiconductor laser device comprising SiN, in that it consists of ZrO 2, Ta 2 O 5, Nb 2 O 5, TiO 2, Al 2 O 3, AlN or Ga 2 O 3 Method.
前記工程(d)において、前記複数の誘電体膜は、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング又はマグネトロンスパッタリングにより形成することを特徴とする請求項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。 7. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 6 , wherein in the step (d), the plurality of dielectric films are formed by electron cyclotron resonance sputtering or magnetron sputtering. 前記工程(d)において、前記複数の誘電体膜はパルスレーザデポジション法により形成することを特徴とする請求項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。 7. The method of manufacturing a semiconductor laser device according to claim 6 , wherein in the step (d), the plurality of dielectric films are formed by a pulse laser deposition method. 前記工程(d)よりも後に、金属膜を前記複数の誘電体膜を含む前記リッジ部を覆うように形成する工程(e)をさらに備えていることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の半導体レーザ装置の製造方法。
9. The method according to claim 6 , further comprising a step (e) of forming a metal film so as to cover the ridge portion including the plurality of dielectric films after the step (d). A manufacturing method of the semiconductor laser device according to claim 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8152935B2 (en) 2007-03-09 2012-04-10 Ihi Corporation Vacuum carburization method and vacuum carburization apparatus
US8465598B2 (en) 2006-09-27 2013-06-18 Ihi Corporation Vacuum carburization processing method and vacuum carburization processing apparatus

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7773650B2 (en) 2006-12-28 2010-08-10 Nichia Corporation Nitride semiconductor laser element
JP2009004645A (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Sharp Corp Nitride-based semiconductor laser device and manufacturing method therefor
JP5183516B2 (en) 2008-02-15 2013-04-17 三洋電機株式会社 Semiconductor laser element
JP5966381B2 (en) * 2012-01-25 2016-08-10 ソニー株式会社 Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP6388838B2 (en) * 2015-03-09 2018-09-12 Nttエレクトロニクス株式会社 Optical functional element
JP6981492B2 (en) * 2018-08-20 2021-12-15 三菱電機株式会社 Manufacturing method of semiconductor laser device
US11791610B2 (en) * 2018-08-20 2023-10-17 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor laser device manufacturing method and semiconductor laser device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3264163B2 (en) * 1996-01-18 2002-03-11 日亜化学工業株式会社 Nitride semiconductor laser device
JP3698229B2 (en) * 1997-10-24 2005-09-21 ソニー株式会社 Semiconductor device and semiconductor light emitting device
JP3031415B1 (en) * 1998-10-06 2000-04-10 日亜化学工業株式会社 Nitride semiconductor laser device
JP2000332357A (en) * 1999-05-20 2000-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor device
JP3723434B2 (en) * 1999-09-24 2005-12-07 三洋電機株式会社 Semiconductor light emitting device
JP3605040B2 (en) * 2001-01-12 2004-12-22 三洋電機株式会社 Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP3849758B2 (en) * 2001-04-12 2006-11-22 ソニー株式会社 Semiconductor laser element
JP3883827B2 (en) * 2001-08-02 2007-02-21 三洋電機株式会社 Nitride semiconductor device and method for forming nitride semiconductor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8465598B2 (en) 2006-09-27 2013-06-18 Ihi Corporation Vacuum carburization processing method and vacuum carburization processing apparatus
US8152935B2 (en) 2007-03-09 2012-04-10 Ihi Corporation Vacuum carburization method and vacuum carburization apparatus

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