JP5013698B2 - 2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法 - Google Patents

2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5013698B2
JP5013698B2 JP2005307194A JP2005307194A JP5013698B2 JP 5013698 B2 JP5013698 B2 JP 5013698B2 JP 2005307194 A JP2005307194 A JP 2005307194A JP 2005307194 A JP2005307194 A JP 2005307194A JP 5013698 B2 JP5013698 B2 JP 5013698B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
laser light
light emitting
emitting device
infrared
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005307194A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007115974A (ja
Inventor
亜樹 野間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2005307194A priority Critical patent/JP5013698B2/ja
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to US12/083,913 priority patent/US7860138B2/en
Priority to PCT/JP2006/320538 priority patent/WO2007046317A1/ja
Priority to KR1020087010171A priority patent/KR101006267B1/ko
Priority to CN2006800389155A priority patent/CN101292402B/zh
Priority to TW095138591A priority patent/TW200721619A/zh
Publication of JP2007115974A publication Critical patent/JP2007115974A/ja
Priority to US12/949,327 priority patent/US8102892B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5013698B2 publication Critical patent/JP5013698B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Description

本発明は,一つの基板上に,互いに波長の異なる赤外レーザ発光素子及び赤色レーザ発光素子を横に並べて形成して成るモノリシック構造を有する2波長型の半導体レーザ装置と,その製造方法とに関するものである。
先行技術としての特許文献1は,前記したように一つの基板上に赤外レーザ発光素子及び赤色レーザ発光素子を横に並べて形成して成るモノリシック構造を有する2波長型の半導体レーザ装置に関し,以下に述べるような製造方法を提案している。
すなわち,この製造方法は,一つの基板の上面における全体,前記赤外レーザ発光素子を構成するn型の下層クラッド層,活性層及びp型の上層クラッド層を,これらの順序で積層して形成することにより,第1積層体を構成し,この第1積層体のうち前記赤外レーザ発光素子を構成する部分を残しこれ以外の部分を前記基板の上面が露出するように第1エッチング工程にて除去し,次いで,前記基板における上面のうち前記第1エッチング工程にて露出した部分及び前記赤外レーザ発光素子の全体に重ねて,赤色レーザ発光素子を構成するn型の下層クラッド層,活性層及びp型の上層クラッド層を,これらの順序で積層して前記赤外レーザ発光素子に重ねて形成することにより,第2積層体を構成し,この第2積層体のうち前記赤色レーザ光発光素子を構成する部分を残しこれ以外の部分を第2エッチング工程にて除去するという方法である。
また,別の先行技術としての特許文献2は,前記したように一つの基板上に赤外レーザ発光素子及び赤色レーザ発光素子を横に並べて形成して成るモノリシック構造を有する2波長型の半導体レーザ装置に関し,以下に述べるような製造方法を提案している。
すなわち,一つの基板の上面における全体に,前記赤外レーザ発光素子を構成するn型の下層クラッド層,活性層及びp型の上層クラッド層を,これらの順序で積層して形成することにより,第1積層体を構成し,この第1積層体のうち前記赤外レーザ発光素子を構成する部分を残しこれ以外の部分を前記基板の上面が露出するように第1エッチング工程にて除去し,次いで,前記基板の上面のうち前記第1エッチング工程にて露出した部分に嵩上げ層(高さ調整用バッファ層)を形成し,次いで,この嵩上げ層及び前記赤外レーザ発光素子の全体に重ねて,赤色レーザ発光素子を構成するn型の下層クラッド層,活性層及びp型の上層クラッド層を,これらの順序で積層して形成することにより,第2積層体を構成し,この第2積層体のうち前記赤色レーザ発光素子を構成する部分を残しこれ以外の部分を第2エッチング工程にて除去するという方法である。
特開2001−244569号公報 特開2001−320132号公報
ところで,この種の2波長型半導体レーザ装置においては,赤外レーザ発光素子における赤外用の活性層と,赤色レーザ発光素子における赤色用の活性層とは,組み立て或いは光学系上等の理由により,基板の上面からの高さ位置を実質上同じに揃えるように構成しなければならない。
このために,前者の特許文献1においては,前記赤色レーザ発光素子における下層クラッド層の厚さを,前記赤外レーザ発光素子における下層クラッド層の厚さよりも大幅に薄くすることができるのにもかかわらず,この赤色用の下層クラッド層の厚さを,前記赤外用の下層クラッド層の厚さと同じに厚くすることによって,両者における活性層の高さ位置を実質上同じに揃えるという構成にしていることにより,前記赤色用の下層クラッド層を,その厚さを厚くして成長形成することの成膜工程に長い時間を必要とするばかりか,各種層を形成するために要する成膜用原材料の使用量が,前記赤外用の下層クラッド層のうち前記赤外レーザ発光素子を構成する以外の部分の全てを第1エッチング工程にて除去し,この部分に赤色レーザ発光素子を構成する下層クラッド層を厚くして形成する分だけ多くなるから,製造コストの大幅なアップを招来するという問題がある。
これに対し,後者の特許文献2によると,基板における上面のうち赤外レーザ発光素子を除く領域の部分,つまり,第1エッチング工程にて露出した部分に嵩上げ層を形成し,この嵩上げ層の上面に,赤色レーザ発光素子を形成していることにより,この赤色レーザ発光素子における下層クラッド層の厚さを,両者における活性層の高さ位置を実質上同じに揃えることができる状態のもとで,前記嵩上げ層の厚さの分だけ薄くすることができる。
しかし、その反面,前記赤外レーザ発光素子を第1エッチング工程にて形成した後において,前記基板における上面のうち前記第1エッチング工程にて露出した部分に,前記嵩上げ層を形成するための成膜工程を,別に設けることが必要であるから,これまた,製造コストの大幅なアップを招来するという問題がある。
本発明は,これらの問題を解消した2波長型半導体レーザ発光装置とその製造方法とを提供することを技術的課題とするものである。
この技術的課題を達成するために本発明のレーザ発光装置は,請求項1に記載したように,
「一つの基板の上面に,赤外用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層を積層した赤外レーザ発光素子と,赤色用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層を積層した赤色レーザ発光素子とを並べて設けて成る2波長型半導体レーザ発光装置において,
前記赤外用の下層クラッド層を,当該下層クラッド層における厚さ方向の中間部にエッチングストップ層を設けて,前記赤色レーザ発光素子の部分まで延長し,この赤外用の下層クラッド層のうち前記エッチングストップ層より上側の部分を,前記赤色レーザ発光素子の部分において前記エッチングストップ層が露出するようにエッチング処理にて除去し,この部分に前記赤色レーザ発光素子を設け,更に,前記赤外レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を設ける一方,前記赤色レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を設ける。」
ことを特徴としている。
また,本発明のレーザ発光装置は,請求項2に記載したように,
「前記請求項1の記載において,前記赤外レーザ発光素子における活性層及び前記赤色レーザ発光素子における活性層は,前記赤外レーザ発光素子における下層クラッド層のうち前記エッチングストップ層より上側の部分と,前記エッチングストップ層とで,前記基板の上面からの高さ位置が同一にされている。」
ことを特徴としている。
更にまた,本発明のレーザ発光装置は,請求項3に記載したように,
前記請求項1及び2の記載において,前記赤外レーザ発光素子における下層クラッド層がn型AlGaAsで,活性層がAlGaAsで,上層クラッド層がp型AlGaAsである一方,前記赤色レーザ発光素子における下層クラッド層がn型InGaAlPで,活性層がInGaPで,上層クラッド層がp型InGaAlPであり,更に,前記エッチングストップ層がInGaPである。」
ことを特徴としている。
次に,本発明の製造方法は,請求項4に記載したように,
「一つの基板の上面に,赤外レーザ発光素子と,赤色レーザ発光素子とを並べて設けて成る2波長型半導体レーザ発光装置を製造する方法において,
前記基板の上面に,赤外用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層を有する第1積層体を設ける第1エピ工程と,この第1積層体の一部に前記赤外レーザ発光素子を残しこれ以外の部分を除去する第1エッチング工程とを備え,
前記下層クラッド層の形成する工程が,当該下層クラッド層の厚さ方向の中間部に前記第1エッチング工程では除去されないエッチングストップ層を設ける工程を含み,
前記第1エッチング工程が前記エッチングストップ層より上側の部分を前記エッチングストップ層が露出するように除去する工程であり,
更に,前記赤外レーザ発光素子及び前記エッチングストップ層の上面に,赤色用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層から成る第2積層体を設ける第2エピ工程と,この第2積層体の一部に前記赤色レーザ発光素子を残しこれ以外の部分を除去する第2エッチング工程とを備えており,
更に,前記赤外レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を形成する工程と,前記赤色レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を形成する工程とを
備えている。」
ことを特徴としている。
本発明は,前記基板における上面のうち赤色レーザ発光素子の部分に,赤外レーザ発光素子における下層クラッド層のうちエッチングストップ層より下側の部分を,前記エッチングストップ層が露出するように残し,この部分に,前記赤色レーザ発光素子を形成するものであることにより,前記赤外用の下層クラッド層のうち前記エッチングストップ層下側において第1エッチング工程のあとで残っている部分,つまり,前記赤外用の下層クラッド層のうち前記エッチングストップ層を含んでこれより下側の部分が,前記特許文献2における嵩上げ層と同じ作用を果たすことになる。
これにより,前記赤外レーザ発光素子における活性層と,赤色レーザ発光素子における活性層とを,実質上同じ高さ位置に揃えることが,前記特許文献1のように,赤色レーザ発光素子における下層クラッド層の厚さを厚くしたり,前記特許文献2のように嵩上げ層を形成したりすることなく,確実に達成できる。
そして,前記赤外用下層クラッド層のうち厚さ方向の中間部におけるエッチングストップ層は,前記赤外用の下層クラッド層を形成する成膜工程の途中において,原材料を代えたり,原材料の混合比を代えたりすることにより,全く別の成膜工程にすることなく形成できるから,このことと,前記したように,赤色レーザ発光素子における下層クラッド層の厚さを厚くしたり,嵩上げ層を形成したりすることがないこととが相俟って,2波長型半導体レーザ発光装置を,その赤外レーザ発光素子における活性層と赤色レーザ発光素子における活性層とを実質上同じ高さ位置に揃えた状態にして製造することに要するコストを大幅に低減できる。
この場合において,請求項2に記載した構成にすることにより,InGaPによるエッチングストップ層は,赤外用のAlGaAsによる活性層よりもバンドキャップが大きいために,前記エッチングストップ層による赤外光の吸収・損失は少ない一方,前記エッチングストップ層の下側において残る赤外用のn型AlGaAsによる下層クラッド層は,赤色用のInGaAlPによる活性層よりもバンドキャップが大きいために,前記赤外用の下層クラッド層による赤色光の吸収・損失は少ないから,高い輝度を得ることができる。
以下,本発明の実施の形態を図面ついて説明する。
図1は,本発明における第1の実施の形態に係る2波長型半導体レーザ発光装置1を示す。
この半導体レーザ発光装置1は,例えばn型GaAsより成る基板2と,その上面に横に並べて配設した赤外レーザ発光素子3及び赤色レーザ発光素子4とを備えている。
前記赤外レーザ発光素子3は,前記基板2の上面に形成した例えばn型AlGaAsより成る下層クラッド層3aと,この下層クラッド層3aの上面に重ねて形成した発振波長が750〜850nmとなる組成を有する例えばAlGaAsより成る活性層3bと,この活性層3bの上面に重ねて形成した例えばp型AlGaAsより成る上層クラッド層3cと,この上層クラッド層3cの上面に,当該上面に設けたリッジ3c′の両側に例えばn型AlGaAsより成る埋め込み層3dを挟んで形成した例えばp型GaAsより成るコンタクト層3eとの積層体に構成されている。
前記赤外レーザ発光素子3における下層クラッド層3aは,その厚さ方向の中間部に薄い厚さの例えばInGaPによるエッチングストップ層3a′を備えて,前記基板2における上面のうち前記赤色レーザ発光素子4の下側の部分にまで延びており,この赤外用の下層クラッド層3aは,前記赤色レーザ発光素子4の下側の部分において,当該下層クラッド層3aのうち前記エッチングストップ層3a′よりも上側の部分が,前記エッチングストップ層3a′が露出するようにエッチング処理にて除去されている。
そして,前記赤色レーザ発光素子4は,前記エッチング処理にて露出する前記エッチングストップ層3a′の上面に形成した例えばn型InGaAlPより成る下層クラッド層4aと,この下層クラッド層4aの上面に重ねて形成した発振波長が635〜680nmとなる組成を有する例えばInGaPより成る活性層4bと,この活性層4bの上面に重ねて形成した例えばp型InGaAlPより成る上層クラッド層4cと,この上層クラッド層4cの上面に,当該上面に設けたリッジ4c′の両側に例えばn型InAlP又はn型InGaAlPより成る埋め込み層4dを挟んで形成した例えばp型GaAsより成るコンタクト層4eとの積層体に構成されている。
前記2波長型半導体レーザ発光装置1は,前記したように,前記赤外レーザ発光素子3の一部を構成する赤外用下層クラッド層3aを,当該赤外用下層クラッド層3aにおける厚さ方向の中間部にエッチングストップ層3a′を設けて,前記赤色レーザ発光素子4の部分まで延長し,この赤外用下層クラッド層3aのうち前記エッチングストップ層3a′より上側の部分を,前記赤色レーザ発光素子4の部分において前記エッチングストップ層3a′が露出するようにエッチング処理にて除去し,この部分に前記赤色レーザ発光素子4を設けるという構成であることにより,前記赤外用下層クラッド層3aのうち前記エッチングストップ層3a′より下側においてエッチング処理に対して残っている部分,つまり,前記赤外用下層クラッド層3aのうち前記エッチングストップ層3a′を含んでこれより下側の部分が,前記特許文献2における嵩上げ層と同じ作用を果たすことになるから,前記赤外レーザ発光素子3における活性層3bと,赤色レーザ発光素子4における活性層4bとを,基板2の上面から実質上同じ高さ位置に揃えることが,前記特許文献1のように,赤色レーザ発光素子における下層クラッド層の厚さを厚くしたり,前記特許文献2のように嵩上げ層を形成したりすることなく,確実に達成できる。
また,前記した構成において,前記InGaPによるエッチングストップ層3a′は,赤外用のAlGaAsによる活性層3bよりもバンドキャップが大きいために,前記エッチングストップ層3a′による赤外光の吸収・損失は少ない一方,前記エッチングストップ層3a′の下側において残る赤外用のn型AlGaAsによる下層クラッド層3aは,赤色用のInGaPによる活性層4bよりもバンドキャップが大きいために,前記赤外用の下層クラッド層3aによる赤色光の吸収・損失は少ない。
次に,前記した第1の実施の形態の半導体レーザ発光装置1の製造に際しては,以下に述べる工程を備えている。
先ず,図3に示すように,基板2の上面における全体に,前記赤外用のn型AlGaAsによる下層クラッド層3aを,当該下層クラッド層3aにおける厚さ方向の中間部にInGaPによるエッチングストップ層3a′を設けて形成し,この下層クラッド層3aの上面に重ねて前記赤外用のAlGaAsによる活性層3bを形成し,この活性層3bに重ねて赤外用のp型AlGaAsによる上層クラッド層3cを形成することにより,第1積層体5を構成するという第1エピ工程を備えている。
前記した第1エピ工程において,前記赤外用のn型AlGaAsによる下層クラッド層3aのうちその厚さ方向の中間部に前記InGaPによるエッチングストップ層3a′を設けることは,前記赤外用の下層クラッド層3aを,Al,Ga,Asの供給にて成長形成する途中において,例えば,前記Al及びAsの供給を止めてIn及びPを供給することを適宜時間だけ行うように操作することによって達成できる。
また,前記エッチングストップ層3a′は,前記n型AlGaAsによる下層クラッド層3aを成長形成する途中において,その成膜原材料の混合比を,適宜時間の間だけ代えることによっても形成することができる。
次に,前記第1積層体5に対して,当該第1積層体5のうち前記赤外レーザ発光素子3に該当する部分をマスキングした状態で,この第1積層体5をエッチング溶液にて除去するという第1エッチング工程を備えている。
この第1エッチング工程により,前記第1積層体5において,前記マスキングしていない部分のうちエッチングストップ層3a′より上側の部分は,図4に示すように,前記マスキングした部分を残して除去されることになる。
これにより,前記赤外レーザ発光素子3を,その下層クラッド層3aのうち前記エッチングストップ層3a′より下側の部分を前記赤色レーザ発光素子4の下側において残した形態にして形成することができる。
この第1エッチング工程により,前記エッチングストップ層3a′は,前記赤色レーザ発光素子4の部分において露出することになる。
この場合において,前記エッチングストップ層3a′にアルミニウムを含んでいるときには,前記第1エッチング工程にて露出した前記エッチングストップ層3a′の表面に,アルミニウムの酸化被膜が発生することになるが,前記エッチングストップ層3a′を,例えば,前記したようにInGaPにするように,アルミニウムを含まない材料にて形成することにより,前記第1エッチング工程によって露出した前記エッチングストップ層3a′の表面に,アルミニウム等の金属の酸化被膜ができることを確実に抑制できるから,前記第1エッチング工程に次いで後述する赤色用の下層クラッド層4aを形成するに先立って,前記エッチングストップ層3a′の表面における酸化被膜を除去したり,前記酸化被膜による悪影響を避けるためのバッファー層を形成したりする処理を行う必要がなく,前記第1エッチング工程に引き続いて前記赤色用の下層クラッド層4aを形成することができる。
次に,図5に示すように,前記赤外レーザ発光素子3及び前記エッチングストップ層3a′の上面の全体に,前記赤色用のn型InGaAlPによる下層クラッド層4aを形成し,この下層クラッド層4aの上面に重ねて前記赤色用のInGaPによる活性層4bを形成し,この活性層4bに重ねて赤色用のp型InGaAlPによる上層クラッド層4cを形成することにより,第2積層体6を構成するという第2エピ工程を備えている。
次に,前記第2積層体6に対して,当該第2積層体6のうち前記赤色レーザ発光素子4に該当する部分をマスキングした状態で,この第2積層体6をエッチング溶液にて除去するという第2エッチング工程を備えている。
この第2エッチング工程により,前記第2積層体6のうち前記マスキングしていない部分が除去されることになるから,図6に示すように,前記エッチングストップ層3a′の上面に,前記赤色レーザ発光素子4を形成することができる。
本発明においては,前記に加えて,前記赤色レーザ発光素子4における上層クラッド層4cの上面に,図7に示すように,リッジ4c′を設ける工程を経たのち,図8に示すように,埋め込み層4dを形成するエピ工程を備えている。
次に,前記赤外レーザ発光素子3における上層クラッド層3cの上面に,図9に示すように,リッジ3c′を設ける工程を経たのち,図10に示すように,埋め込み層3dを形成するエピ工程を備えている。
そして,前記赤外レーザ発光素子3及び赤色レーザ発光素子4の各々に対してコンタクト層3e,4eを形成するエピ工程を備えており,これらの各工程を経ることにより,前記図1に示す構造の半導体レーザ発光装置1を製造することができる。
次に,図2は,第2の実施の形態による2波長型半導体レーザ発光装置11を示す。この第2の実施の形態による半導体レーザ発光装置11は,例えばn型GaAsより成る基板12と,その上面に横に並べて配設した赤外レーザ発光素子3及び赤色レーザ発光素子4とを備えている。
前記赤外レーザ発光素子13は,前記基板12の上面に形成した例えばn型AlGaAsより成る下層クラッド層13aと,この下層クラッド層13aの上面に重ねて形成した発振波長が750〜850nmとなる組成を有する例えばAlGaAsより成る活性層13bと,この活性層13bの上面にリッジ13d′を設けて形成した例えばn型AlGaAsより成る埋め込み層13dと,この埋め込み層13dの上面に,当該埋め込み層13dにおけるリッジ13d′の箇所において前記活性層13bに直接重なるように形成した例えばp型AlGaAsより成る上層クラッド層3cと,この上層クラッド層3cの上面に形成した例えばp型GaAsより成るコンタクト層13eとの積層体に構成されている。
前記赤外レーザ発光素子13における下層クラッド層13aは,その厚さ方向の中間部に薄い厚さの例えばInGaPによるエッチングストップ層13a′を備えて,前記基板12における上面のうち前記赤色レーザ発光素子14の下側の部分にまで延びおり,この赤外用の下層クラッド層13aは,前記赤色レーザ発光素子14の下側の部分において,当該下層クラッド層13aのうち前記エッチングストップ層13a′よりも上側の部分が,前記エッチングストップ層13a′が露出するようにエッチング処理にて除去されている。
そして,前記赤色レーザ発光素子14は,前記エッチング処理にて露出する前記エッチングストップ層13a′の上面に形成した例えばn型InGaAlPより成る下層クラッド層14aと,この下層クラッド層14aの上面に重ねて形成した発振波長が635〜680nmとなる組成を有する例えばInGaPより成る活性層14bと,この活性層14bの上面にリッジ14d′を設けて形成した例えばn型InAlP又はn型InGaAlPより成る埋め込み層14dと,この埋め込み層14dの上面に,当該埋め込み層14dにおけるリッジ14d′の箇所において前記活性層14bに直接重なるように形成した例えばp型InGaAlPより成る上層クラッド層14cと,この上層クラッド層14cの上面に形成した例えばp型GaAsより成るコンタクト層14eとの積層体に構成されている。
この第2の実施の形態による2波長型半導体レーザ発光装置11は,前記第1の実施の形態による2波長型半導体レーザ発光装置1と同様に,前記赤外レーザ発光素子13の一部を構成する赤外用下層クラッド層13aを,当該赤外用下層クラッド層13aにおける厚さ方向の中間部にエッチングストップ層13a′を設けて,前記赤色レーザ発光素子14の部分まで延長し,この赤外用下層クラッド層13aのうち前記エッチングストップ層13a′より上側の部分を,前記赤色レーザ発光素子14の部分において前記エッチングストップ層13a′が露出するようにエッチング処理にて除去し,この部分に前記赤色レーザ発光素子14を設けるという構成であることにより,前記第1の実施の形態による2波長型半導体レーザ発光装置1と同様の効果を有するとともに,前記第1の実施の形態による2波長型半導体レーザ発光装置1と同様の方法で製造することができる。
第1の実施の形態による半導体レーザ発光装置を示す縦断正面図である。 第2の実施の形態による半導体レーザ発光装置を示す縦断正面図である。 第1の製造工程を示す断面図である。 第2の製造工程を示す断面図である。 第3の製造工程を示す断面図である。 第4の製造工程を示す断面図である。 第5の製造工程を示す断面図である。 第6の製造工程を示す断面図である。 第7の製造工程を示す断面図である。 第8の製造工程を示す断面図である。
符号の説明
1,11 半導体レーザ発光装置
2,12 基板
3,13 赤外レーザ発光素子
3a,13a 下層クラッド層
3a′,13a′ エッチングストップ層
3b,13b 活性層
3c,13c 上層クラッド層
4,14 赤色レーザ発光素子
4a,14a 下層クラッド層
4b,14b 活性層
4c,14c 上層クラッド層
5 第1積層体
6 第2積層体

Claims (4)

  1. 一つの基板の上面に,赤外用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層を積層した赤外レーザ発光素子と,赤色用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層を積層した赤色レーザ発光素子とを並べて設けて成る2波長型半導体レーザ発光装置において,
    前記赤外用の下層クラッド層を,当該下層クラッド層における厚さ方向の中間部にエッチングストップ層を設けて,前記赤色レーザ発光素子の部分まで延長し,この赤外用の下層クラッド層のうち前記エッチングストップ層より上側の部分を,前記赤色レーザ発光素子の部分において前記エッチングストップ層が露出するようにエッチング処理にて除去し,この部分に前記赤色レーザ発光素子を設け,更に,前記赤外レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を設ける一方,前記赤色レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を設けることを特徴とする2波長型半導体レーザ発光装置。
  2. 前記請求項1の記載において,前記赤外レーザ発光素子における活性層及び前記赤色レーザ発光素子における活性層は,前記赤外レーザ発光素子における下層クラッド層のうち前記エッチングストップ層より上側の部分と,前記エッチングストップ層とで,前記基板の上面からの高さ位置が同一にされていることを特徴とする2波長型半導体レーザ発光装置。
  3. 前記請求項1及び2の記載において,前記赤外レーザ発光素子における下層クラッド層がn型AlGaAsで,活性層がAlGaAsで,上層クラッド層がp型AlGaAsである一方,前記赤色レーザ発光素子における下層クラッド層がn型InGaAlPで,活性層がInGaPで,上層クラッド層がp型InGaAlPであり,更に,前記エッチングストップ層がInGaPであることを特徴とする2波長型半導体レーザ発光装置。
  4. 一つの基板の上面に,赤外レーザ発光素子と,赤色レーザ発光素子とを並べて設けて成る2波長型半導体レーザ発光装置を製造する方法において,
    前記基板の上面に,赤外用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層を有する第1積層体を設ける第1エピ工程と,この第1積層体の一部に前記赤外レーザ発光素子を残しこれ以外の部分を除去する第1エッチング工程とを備え
    前記下層クラッド層の形成する工程が,当該下層クラッド層の厚さ方向の中間部に前記第1エッチング工程では除去されないエッチングストップ層を設ける工程を含み,
    前記第1エッチング工程が前記エッチングストップ層より上側の部分を前記エッチングストップ層が露出するように除去する工程であり,
    更に,前記赤外レーザ発光素子及び前記エッチングストップ層の上面に,赤色用の下層クラッド層,活性層及び上層クラッド層から成る第2積層体を設ける第2エピ工程と,この第2積層体の一部に前記赤色レーザ発光素子を残しこれ以外の部分を除去する第2エッチング工程とを備えており,
    更に,前記赤外レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を形成する工程と,前記赤色レーザ発光素子における上層クラッド層に,リッジを形成するとともに,このリッジを囲む埋め込み層を形成する工程とを
    備えていることを特徴とする2波長型半導体レーザ発光装置の製造方法。
JP2005307194A 2005-10-21 2005-10-21 2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法 Active JP5013698B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005307194A JP5013698B2 (ja) 2005-10-21 2005-10-21 2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法
PCT/JP2006/320538 WO2007046317A1 (ja) 2005-10-21 2006-10-16 半導体レーザ発光装置及びその製造方法
KR1020087010171A KR101006267B1 (ko) 2005-10-21 2006-10-16 반도체 레이저 발광 장치 및 그 제조 방법
CN2006800389155A CN101292402B (zh) 2005-10-21 2006-10-16 半导体激光发光装置及其制造方法
US12/083,913 US7860138B2 (en) 2005-10-21 2006-10-16 Semiconductor laser light emitting device and method for manufacturing same
TW095138591A TW200721619A (en) 2005-10-21 2006-10-19 Semiconductor laser light emitting device and method for manufacturing the same
US12/949,327 US8102892B2 (en) 2005-10-21 2010-11-18 Semiconductor laser light emitting device and method for manufacturing same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005307194A JP5013698B2 (ja) 2005-10-21 2005-10-21 2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007115974A JP2007115974A (ja) 2007-05-10
JP5013698B2 true JP5013698B2 (ja) 2012-08-29

Family

ID=37962411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005307194A Active JP5013698B2 (ja) 2005-10-21 2005-10-21 2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7860138B2 (ja)
JP (1) JP5013698B2 (ja)
KR (1) KR101006267B1 (ja)
CN (1) CN101292402B (ja)
TW (1) TW200721619A (ja)
WO (1) WO2007046317A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8437375B2 (en) * 2008-10-31 2013-05-07 Optoenergy, Inc Semiconductor laser element
US9865772B2 (en) 2015-01-06 2018-01-09 Apple Inc. LED structures for reduced non-radiative sidewall recombination
CN114930658A (zh) * 2020-01-22 2022-08-19 三菱电机株式会社 半导体装置以及半导体装置的制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4961197A (en) * 1988-09-07 1990-10-02 Hitachi, Ltd. Semiconductor laser device
JPH0590699A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Olympus Optical Co Ltd 多波長半導体レ−ザ装置の製造方法
US5412678A (en) * 1992-09-22 1995-05-02 Xerox Corporation Multi-beam, orthogonally-polarized emitting monolithic quantum well lasers
US5396508A (en) 1992-09-22 1995-03-07 Xerox Corporation Polarization switchable quantum well laser
JPH1098234A (ja) * 1996-09-25 1998-04-14 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ,及びその製造方法
JP2000307191A (ja) * 1999-04-22 2000-11-02 Victor Co Of Japan Ltd 半導体レ−ザ装置の製造方法
US6400743B1 (en) * 1999-08-05 2002-06-04 Fuji Photo Film Co., Ltd. High-power semiconductor laser device having current confinement structure and index-guided structure
JP3950590B2 (ja) * 1999-08-31 2007-08-01 ローム株式会社 半導体レーザおよびその製法
US6813290B1 (en) * 1999-11-25 2004-11-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device and method for fabricating the same
JP3971566B2 (ja) * 1999-11-25 2007-09-05 松下電器産業株式会社 半導体レーザ素子及びその製造方法
US6396508B1 (en) * 1999-12-02 2002-05-28 Matsushita Electronics Corp. Dynamic low-level enhancement and reduction of moving picture disturbance for a digital display
JP3971581B2 (ja) 2000-02-29 2007-09-05 松下電器産業株式会社 半導体レーザ素子アレイ及びその製造方法
US6546035B2 (en) 2000-02-29 2003-04-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser diode array and method of fabricating the same
JP2001244569A (ja) 2000-03-01 2001-09-07 Sony Corp 半導体レーザ発光装置の製造方法
JP2002368335A (ja) * 2001-06-05 2002-12-20 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ素子およびその作製方法および半導体レーザアレイおよび光通信システムおよび光インターコネクションシステムおよび光ピックアップシステムおよび電子写真システム
JP2004186259A (ja) * 2002-11-29 2004-07-02 Toshiba Corp 半導体レーザ素子、その製造方法、および多波長集積化半導体レーザ装置
JP4326297B2 (ja) * 2003-09-30 2009-09-02 シャープ株式会社 モノリシック多波長レーザ素子およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101292402A (zh) 2008-10-22
US20110064104A1 (en) 2011-03-17
KR101006267B1 (ko) 2011-01-06
KR20080061384A (ko) 2008-07-02
US20090168824A1 (en) 2009-07-02
TW200721619A (en) 2007-06-01
US7860138B2 (en) 2010-12-28
WO2007046317A1 (ja) 2007-04-26
CN101292402B (zh) 2010-05-19
TWI310255B (ja) 2009-05-21
JP2007115974A (ja) 2007-05-10
US8102892B2 (en) 2012-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6794688B2 (en) Semiconductor light-emitting device and manufacturing method therefor, and LED lamp and LED display
JP5095848B1 (ja) 半導体発光素子
JP2004153241A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
WO2007097411A1 (ja) 2波長半導体発光装置及びその製造方法
US7166865B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
JP2008047684A (ja) 半導体発光素子、その製造方法および半導体発光装置
JP2007067198A (ja) 発光素子
US20030010989A1 (en) Light-emitting diode array
CN1320712C (zh) 半导体激光器件及其制造方法
JP5013698B2 (ja) 2波長型半導体レーザ発光装置及びその製造方法
JP5264935B2 (ja) オプトエレクトロニクス部品およびその製造方法
JP2003110135A5 (ja)
JP2010062201A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP5277066B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP2012160665A (ja) 半導体発光装置
JP2008021845A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
JP3332785B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP2014192514A (ja) Iii族窒化物半導体発光素子の製造方法
JP3950590B2 (ja) 半導体レーザおよびその製法
JP2006270073A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JP2007150075A (ja) 窒化物半導体発光素子
JP2009152240A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP2007227652A (ja) 2波長半導体発光装置及びその製造方法
JP4804261B2 (ja) 半導体光素子の製造方法および半導体光素子用半導体基板
JP2006351784A (ja) 半導体レーザ及びその製造方法。

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120516

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120605

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150615

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5013698

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250