JP7185867B2 - laser diode - Google Patents

laser diode Download PDF

Info

Publication number
JP7185867B2
JP7185867B2 JP2018096555A JP2018096555A JP7185867B2 JP 7185867 B2 JP7185867 B2 JP 7185867B2 JP 2018096555 A JP2018096555 A JP 2018096555A JP 2018096555 A JP2018096555 A JP 2018096555A JP 7185867 B2 JP7185867 B2 JP 7185867B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
light
laser diode
guide
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
JP2018096555A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019201185A (en
Inventor
恒輔 佐藤
素顕 岩谷
章 岩山
雄太 川瀬
隼也 池田
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.)
Asahi Kasei Corp
Meijo University
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Meijo University
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
Application filed by Asahi Kasei Corp, Meijo University filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2018096555A priority Critical patent/JP7185867B2/en
Publication of JP2019201185A publication Critical patent/JP2019201185A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7185867B2 publication Critical patent/JP7185867B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、半導体のレーザダイオードに関する。 The present invention relates to semiconductor laser diodes.

特許文献1には、結晶面を利用した劈開方法を用いて基板から半導体層まで水平垂直に切断した構造のレーザダイオードが開示されている。また、特許文献2及び3には、ドライエッチングとウェットエッチングを組み合わせたエッチング方法により水平垂直な共振器面を有する構造のレーザダイオードが開示されている。 Patent Document 1 discloses a laser diode having a structure in which a semiconductor layer is horizontally and vertically cut from a substrate by using a cleaving method using a crystal plane. Further, Patent Documents 2 and 3 disclose laser diodes having a structure in which horizontal and vertical cavity surfaces are formed by an etching method combining dry etching and wet etching.

特開昭51-97390号公報JP-A-51-97390 特開平10-41585号公報JP-A-10-41585 特開2008-108844号公報JP 2008-108844 A

特許文献1から3に開示されたレーザダイオードの構造では、パッケージ化した後にレーザダイオードの出力が瞬間的に高くなる光ノイズが発生する場合がある。 In the structures of the laser diodes disclosed in Patent Documents 1 to 3, optical noise may occur in which the output of the laser diode momentarily increases after packaging.

本発明の目的は、光出力ノイズを低減させることができるレーザダイオードを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a laser diode capable of reducing optical output noise.

上記目的を達成するために、本発明の一態様によるレーザダイオードは、基板と、前記基板の上方に配置された発光層と、前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層とを備え、前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、前記上部クラッド層は、前記出射側端面の上方に配置されて前記積層面との成す角度である第二角度が前記第一角度よりも小さく形成された側端面を有する
To achieve the above object, a laser diode according to an aspect of the present invention includes a substrate, a light-emitting layer disposed above the substrate, and guide layers disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween. , a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer; and an upper clad layer formed on the guide layer, wherein the substrate comprises the lower clad layer, the guide layer and the upper The guide layer has a lamination surface on which a clad layer is laminated, the guide layer has an exit-side end face that intersects an axis in a resonance direction from which light emitted from the light-emitting layer is emitted, and the exit-side end face and the lamination plane is larger than 0 ° and smaller than 90°, and the upper cladding layer is disposed above the emission-side end face and forms an angle with the lamination plane It has a side end surface formed with a second angle smaller than the first angle .

本発明の一態様によれば、光出力ノイズを低減させることができる。 According to one aspect of the present invention, optical output noise can be reduced.

本発明の一実施形態によるレーザダイオード1の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a laser diode 1 according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態によるレーザダイオード1の概略構成を示す要部側面図である。1 is a main part side view showing a schematic configuration of a laser diode 1 according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態によるレーザダイオード1の効果を説明する図である。FIG. 4 is a diagram explaining the effect of the laser diode 1 according to one embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態の変形例によるレーザダイオード1の概略構成を示す要部側面図である。FIG. 5 is a side view of a main part showing a schematic configuration of a laser diode 1 according to a modification of one embodiment of the present invention;

本発明の一実施形態によるレーザダイオードについて図1から図4を用いて説明する。まず、本実施形態によるレーザダイオード1の概略構成について図1を用いて説明する。図1では、レーザダイオード1が模式的に図示されている。 A laser diode according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. First, a schematic configuration of a laser diode 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a laser diode 1 is schematically illustrated.

図1に示すように、レーザダイオード1は、基板11と、基板11の上方に配置された発光層12と、発光層12を挟んで基板11の上方に配置されたガイド層13と、基板11とガイド層13との間に形成された下部クラッド層14と、ガイド層13の上に形成された上部クラッド層15とを備えている。図示は省略するが、レーザダイオード1は、基板11、下部クラッド層14、発光層12、ガイド層13及び上部クラッド層15を覆いガラスで形成された窓を有するパッケージを備えている。 As shown in FIG. 1, the laser diode 1 includes a substrate 11, a light-emitting layer 12 arranged above the substrate 11, a guide layer 13 arranged above the substrate 11 with the light-emitting layer 12 interposed therebetween, and the substrate 11. and a guide layer 13 and an upper clad layer 15 formed on the guide layer 13 . Although not shown, the laser diode 1 includes a package that covers the substrate 11, the lower clad layer 14, the light emitting layer 12, the guide layer 13 and the upper clad layer 15 and has a window made of glass.

下部クラッド層14、ガイド層13及び上部クラッド層15は、この順に基板11上に積層されている。ガイド層13は、上下方向から発光層12を挟んで配置されている。発光層12は、ガイド層13の層厚方向のほぼ中央に配置されている。なお、発光層12は、下部クラッド層14及び上部クラッド層15のいずれか一方の側に片寄って配置されていてもよい。下部クラッド層14、ガイド層13、発光層12及び上部クラッド層15によって積層体10が構成されている。積層体10は、基板11の周縁側から中央側に向かって傾斜するメサ形状を有している。 The lower clad layer 14, the guide layer 13 and the upper clad layer 15 are laminated on the substrate 11 in this order. The guide layers 13 are arranged to sandwich the light emitting layer 12 from above and below. The light emitting layer 12 is arranged substantially in the center of the guide layer 13 in the layer thickness direction. In addition, the light emitting layer 12 may be arranged so as to be one side of the lower clad layer 14 and the upper clad layer 15 . A laminate 10 is composed of the lower clad layer 14 , the guide layer 13 , the light emitting layer 12 and the upper clad layer 15 . The laminate 10 has a mesa shape that slopes from the peripheral side of the substrate 11 toward the central side.

基板11は、薄板の四角形状を有している。基板11は、下部クラッド層14、ガイド層13及び上部クラッド層15が積層される積層面11aを有している。 The substrate 11 has a rectangular shape of a thin plate. The substrate 11 has a lamination surface 11a on which the lower clad layer 14, the guide layer 13 and the upper clad layer 15 are laminated.

下部クラッド層14は、n型半導体で形成され、基板11の積層面11a上に積層されている。下部クラッド層14は、基板11よりも一回り小さい大きさに形成されている。これにより、下部クラッド層14の周囲には、積層面11aが露出されている。下部クラッド層14は、ガイド層13が積層される第一領域141と、積層面11aからの高さが第一領域141よりも低い第二領域142とを有している。下部クラッド層14は、第一領域141及び第二領域142の境界に段差を有している。第二領域142上には、n型電極161が形成されている。n型電極161は、発光層12に注入される電流の負極側の電極となる。下部クラッド層14には、n型電極161を介して電子が供給される。 The lower clad layer 14 is made of an n-type semiconductor and laminated on the lamination surface 11 a of the substrate 11 . The lower clad layer 14 is formed to have a size one size smaller than that of the substrate 11 . As a result, the lamination surface 11 a is exposed around the lower clad layer 14 . The lower clad layer 14 has a first region 141 on which the guide layer 13 is laminated, and a second region 142 whose height from the lamination surface 11a is lower than that of the first region 141 . The lower clad layer 14 has a step at the boundary between the first region 141 and the second region 142 . An n-type electrode 161 is formed on the second region 142 . The n-type electrode 161 serves as a negative electrode for current injected into the light-emitting layer 12 . Electrons are supplied to the lower clad layer 14 via the n-type electrode 161 .

ガイド層13は、下部クラッド層14の第一領域141上に積層されている。ガイド層13は、光の吸収を抑制するため、ドーパントを添加しないアンドープ層である。ガイド層13は、発光層12で発光された光が出射される側に出射側端面13aを有している。詳細は後述するが、出射側端面13aと積層面11aとの成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さくなっている。ガイド層13の出射側端面13aはハーフミラーを構成し、出射側端面13aに対向するガイド層13の対向面はミラーを構成する。ガイド層13は、発光層12で発光した光を閉じ込めて光増幅する共振器としての機能を発揮する。 The guide layer 13 is laminated on the first region 141 of the lower clad layer 14 . The guide layer 13 is an undoped layer to which no dopant is added in order to suppress absorption of light. The guide layer 13 has an emission-side end surface 13a on the side from which the light emitted by the light-emitting layer 12 is emitted. Although the details will be described later, the first angle formed by the exit-side end surface 13a and the lamination surface 11a is larger than 0° and smaller than 90°. The exit-side end surface 13a of the guide layer 13 constitutes a half mirror, and the opposite surface of the guide layer 13 facing the exit-side end surface 13a constitutes a mirror. The guide layer 13 functions as a resonator that confines and amplifies light emitted from the light emitting layer 12 .

上部クラッド層15は、p型半導体で形成され、ガイド層13上に積層されている。上部クラッド層15は、リッジ構造を有している。すなわち、上部クラッド層15は、ガイド層13に全体が接触する平板部151と、平板部151のほぼ中央で上方に突出して形成された土手状の突起部152とを有している。突起部152は、平板部151の中央ではなくn型電極161が配置されている側に片寄らせて設けられてもよい。突起部152がn型電極161に近付くことによって、積層体10中を流れる電流経路が短くなるので、積層体10中に形成される電流経路の抵抗値を下げることができる。突起部152上には、p型電極162が形成されている。p型電極162は、発光層12に注入される電流の正極側の電極となる。上部クラッド層15には、p型電極162を介して正孔が供給される。 The upper clad layer 15 is made of a p-type semiconductor and laminated on the guide layer 13 . Upper clad layer 15 has a ridge structure. That is, the upper cladding layer 15 has a flat plate portion 151 that contacts the guide layer 13 as a whole, and a bank-like protrusion 152 that protrudes upward from substantially the center of the flat plate portion 151 . The protrusion 152 may be provided not in the center of the flat plate portion 151 but on the side where the n-type electrode 161 is arranged. As the protrusion 152 approaches the n-type electrode 161, the current path through the multilayer body 10 is shortened, so that the resistance value of the current path formed in the multilayer body 10 can be reduced. A p-type electrode 162 is formed on the protrusion 152 . The p-type electrode 162 serves as a positive electrode for current injected into the light-emitting layer 12 . Holes are supplied to the upper clad layer 15 via the p-type electrode 162 .

上部クラッド層15がリッジ構造を有すると、レーザ発振に必要な反転分布を形成するための閾値電流を下げることができる。レーザダイオード1におけるリッジ構造は、図1に示すように上部クラッド層15の一部を突出させた突起部とこの突起部の上に配置された電極とで構成されてもよい。また、レーザダイオード1におけるリッジ構造は、発光層12の上層の領域のガイド層13上の一部に図1に示す突起部152のような土手状の上部クラッド層と、この上部クラッド層の上に配置された電極とで構成されてもよい。レーザダイオード1は、このようなリッジ構造を有することにより、上部クラッド層15における電流の経路を電極直下の領域に制限できる。これにより、上部クラッド層15中での水平方向の電流拡散が抑制されるので、発光層12内に流れる電流を上部クラッド層15の突起部分(本実施形態では突起部152)直下に集中させることができる。その結果、この突起部分の領域において効率よく反転分布状態を形成することができ、レーザ発振の閾値を低く保つことが可能になる。 If the upper clad layer 15 has a ridge structure, the threshold current for forming population inversion required for laser oscillation can be lowered. As shown in FIG. 1, the ridge structure of the laser diode 1 may be composed of a projecting part of the upper clad layer 15 and an electrode arranged on the projecting part. The ridge structure of the laser diode 1 includes a bank-like upper clad layer such as the protrusion 152 shown in FIG. It may be configured with an electrode placed in the By having such a ridge structure, the laser diode 1 can limit the current path in the upper clad layer 15 to the region immediately below the electrode. As a result, the horizontal current diffusion in the upper clad layer 15 is suppressed, so that the current flowing in the light emitting layer 12 should be concentrated directly below the protrusion (in this embodiment, the protrusion 152) of the upper clad layer 15. can be done. As a result, a population inversion state can be efficiently formed in the region of the protruding portion, and the threshold of laser oscillation can be kept low.

発光層12に反転分布状態の領域が形成された後に、上部クラッド層15に注入されたホールと下部クラッド層14に注入された電子が発光層12で再結合することにより、発光層12で光が生じる。ガイド層13より上部クラッド層15及び下部クラッド層14の屈折率が大きい。このため、発光層12で発光した光は、ガイド層13と接する上部クラッド層15及び下部クラッド層14の表面で反射されるので、ガイド層13に閉じこめられる。ガイド層13の出射側端面13aと出射側端面13aに対向する側端面がミラー(反射鏡)としての機能を発揮するので、発光層12で発光した光は、ガイド層13内で増幅されながら往復して誘導放出を生じてレーザ発振が生じる。ガイド層13内で増幅された光がガイド層13内での内部ロスより大きくなると、外部に光が出射される。 After the population inversion region is formed in the light-emitting layer 12 , the holes injected into the upper clad layer 15 and the electrons injected into the lower clad layer 14 recombine in the light-emitting layer 12 , thereby emitting light in the light-emitting layer 12 . occurs. The refractive index of the upper clad layer 15 and the lower clad layer 14 is higher than that of the guide layer 13 . Therefore, light emitted from the light-emitting layer 12 is reflected by the surfaces of the upper clad layer 15 and the lower clad layer 14 that are in contact with the guide layer 13 , so that the light is confined in the guide layer 13 . Since the exit-side end face 13a of the guide layer 13 and the side end face facing the exit-side end face 13a function as a mirror (reflection mirror), the light emitted from the light-emitting layer 12 travels back and forth while being amplified in the guide layer 13. Then stimulated emission occurs, resulting in laser oscillation. When the light amplified within the guide layer 13 becomes larger than the internal loss within the guide layer 13, the light is emitted to the outside.

次に、レーザダイオード1の基板11と積層体10との相対関係やレーザダイオード1の効果について図1を参照しつつ図2及び図3を用いて説明する。 Next, the relative relationship between the substrate 11 of the laser diode 1 and the laminate 10 and the effects of the laser diode 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. 2 and 3. FIG.

図2に示すように、ガイド層13の出射側端面13aと基板11の積層面11aとの成す角度である第一角度θ1は、0°より大きく90°より小さい。ここで、出射側端面13aとは、レーザダイオード1のレーザ出射面における共振器面のうち、ガイド層13の側面に相当する部分をいう。積層面11aとは、基板11がガイド層13などで構成される積層体10と接触する平面をいう。第一角度θ1は、出射側端面13aと積層面11aとが交わる際に成す角度である。第一角度θ1は、出射側端面13a及び積層面11aが直接接触していなくても出射側端面13aを積層面11aに延長させた仮想平面が積層面11aと交わる箇所で形成される角度も含む。 As shown in FIG. 2, a first angle .theta.1, which is an angle between the exit-side end surface 13a of the guide layer 13 and the lamination surface 11a of the substrate 11, is larger than 0.degree. and smaller than 90.degree. Here, the emission-side facet 13 a refers to a portion of the cavity facet on the laser emission facet of the laser diode 1 that corresponds to the side face of the guide layer 13 . The lamination surface 11a is a plane on which the substrate 11 is in contact with the laminate 10 composed of the guide layer 13 and the like. The first angle θ1 is an angle formed when the output-side end surface 13a and the lamination surface 11a intersect. The first angle θ1 includes an angle formed at a position where a virtual plane obtained by extending the output-side end surface 13a to the stacking surface 11a intersects the stacking surface 11a even if the output-side end surface 13a and the stacking surface 11a are not in direct contact with each other. .

基板11と垂直な面でレーザダイオード1を研磨及び集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)加工し、断面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)観察あるいは透過電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope:TEM)観察することによって第一角度θ1を確認することが可能である。高画質な画像を広範囲かつ簡易に得られるため,SEMを用いて観察する。第一角度θ1の値は、レーザダイオード1の出力を高く保つ目的から、70°より大きく90°より小さく(70°<θ1<90°)てもよい。また、第一角度θ1の値は、80°より大きく90°より大きくてもよい。 The laser diode 1 is polished and processed with a focused ion beam (FIB) on a surface perpendicular to the substrate 11, and the cross section is observed with a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). ), it is possible to confirm the first angle θ1 by observing. Observation is performed using SEM because high-quality images can be obtained over a wide range and easily. For the purpose of keeping the output of the laser diode 1 high, the value of the first angle θ1 may be larger than 70° and smaller than 90° (70°<θ1<90°). Also, the value of the first angle θ1 may be greater than 80° and greater than 90°.

ところで、一般的にレーザダイオードのチップは、パッケージするときにパッケージ土台に垂直に設置されるため、パッケージのガラス面とレーザダイオードの共振器面とが平行になる。レーザダイオードが出射する光は、指向性が高いため、パッケージのガラス面で一部が反射されてレーザダイオードの発光層に照射される場合がある。この場合、発光層で光励起された状態が引き起こされて光ノイズが生じる。レーザダイオードは、安定した出力が求められるため、通常は印加電流に対して既定の出力が放射されることが望ましいが、発光層が光励起された状態で電流を印加しても、想定以上の発光が得られてしまう。 By the way, since a laser diode chip is generally mounted vertically on a package base when packaged, the glass surface of the package and the resonator surface of the laser diode are parallel. Since the light emitted by the laser diode has high directivity, part of the light may be reflected by the glass surface of the package and irradiate the light emitting layer of the laser diode. In this case, a photo-excited state is induced in the light-emitting layer, resulting in optical noise. Since a laser diode is required to have a stable output, it is usually desirable to emit a predetermined output in response to an applied current. is obtained.

これに対し、第一角度θ1が0°より大きく90°より小さくなるように基板11の積層面11aに対してガイド層13の出射側端面13aが形成されていると、図3に示すように、レーザダイオード1から出射される放射光Lが出射側端面13aに対面するパッケージ17の内側面17aに入射する入射角は、第一角度θ1とほぼ等しくなる。本実施形態では、内側面17aは、例えばパッケージ17に設けられた窓171の内表面である。パッケージ17は、金や鉛が母体となる支持体が主構造となり、出射側端面13aから出射される放射光Lが入射する領域にガラスで形成された窓171を有している。このため、レーザダイオード1から出射される放射光Lは、パッケージ17の内側面17a(すなわち窓171の内表面)に垂直に入射しなくなる。これにより、レーザダイオード1は、窓171に入射する放射光Lのうちのほとんどを透過光Tとして外部に出射するとともに、放射光Lのうちの一部がパッケージ17の内側面17aで反射されて戻り光Rとして発光層12に再入射することを抑制できる。これにより、レーザダイオード1は、活性層(発光層12)の光励起を抑制することができ、出力ノイズを低減することができる。 On the other hand, if the emission side end surface 13a of the guide layer 13 is formed with respect to the lamination surface 11a of the substrate 11 so that the first angle θ1 is greater than 0° and less than 90°, as shown in FIG. , the incident angle at which the radiation L emitted from the laser diode 1 is incident on the inner side surface 17a of the package 17 facing the emission side end face 13a is substantially equal to the first angle .theta.1. In this embodiment, the inner surface 17a is the inner surface of a window 171 provided in the package 17, for example. The package 17 has a main structure of a support made of gold or lead, and has a window 171 made of glass in a region where the radiation light L emitted from the emission-side end surface 13a is incident. Therefore, the radiation L emitted from the laser diode 1 does not perpendicularly enter the inner surface 17a of the package 17 (that is, the inner surface of the window 171). As a result, the laser diode 1 emits most of the emitted light L incident on the window 171 to the outside as transmitted light T, and part of the emitted light L is reflected by the inner surface 17 a of the package 17 . Re-entering the light-emitting layer 12 as the return light R can be suppressed. As a result, the laser diode 1 can suppress photoexcitation of the active layer (light-emitting layer 12) and reduce output noise.

図2に戻って、上部クラッド層15は、出射側端面13aの上方に配置されて積層面11aとの成す角度である第二角度θ2が第一角度θ1よりも小さく形成された側端面15aを有している。上部クラッド層15の側端面15aは、ガイド層13より上層の端面である。このように、本実施形態では、ガイド層13より上層の端面は、上部クラッド層15の側端面15aである。しかしながら、ガイド層13より上層の端面は、ガイド層13より上層に積層されている半導体層であれば制限されず、具体的には、上部クラッド層15の側端面15aの他に、例えばガイド層13の上層に電子ブロック層や複数のクラッド層を積層している場合には、このうちの任意の一層であってもよい。 Returning to FIG. 2, the upper cladding layer 15 has a side end surface 15a which is arranged above the output side end surface 13a and formed so that the second angle θ2 formed with the lamination surface 11a is smaller than the first angle θ1. have. A side end surface 15 a of the upper clad layer 15 is an end surface of a layer above the guide layer 13 . Thus, in the present embodiment, the end surface of the layer above the guide layer 13 is the side end surface 15 a of the upper clad layer 15 . However, the end face above the guide layer 13 is not limited as long as it is a semiconductor layer laminated above the guide layer 13. Specifically, in addition to the side end face 15a of the upper cladding layer 15, for example, the guide layer If an electron blocking layer or a plurality of clad layers are laminated on the upper layer of 13, any one of them may be used.

第二角度θ2は、ガイド層13より上層の端面(本実施形態では上部クラッド層15の側端面15a)と基板11の積層面11aとが交わる際に成す角度である。第二角度θ2は、ガイド層13より上層の端面が基板11の積層面11aに直接接触していなくても、ガイド層13より上層の端面を積層面11aに延長させた仮想面が積層面11aに交わる箇所で形成される角度も含む。第一角度θ1及び第二角度θ2は、共振器面の作りやすさから、第一角度θ1から第二角度θ2を減算した値が0°より大きく60°より小さい(0°<(θ1-θ2)<60°)という関係を有していてもよい。さらに、積層体10の端面上に誘電体多層膜や金属反射膜等の反射材を成膜しやすい観点から、第一角度θ1及び第二角度θ2は、第一角度θ1から第二角度θ2を減算した値が0°より大きく20°より小さい(0°<(θ1-θ2)<20°)、あるいは当該減算した値が0°より大きく10°より小さい(0°<(θ1-θ2)<10°)という関係を有していてもよい。 The second angle .theta.2 is an angle formed when an end surface of a layer above the guide layer 13 (the side end surface 15a of the upper clad layer 15 in this embodiment) and the laminated surface 11a of the substrate 11 intersect. Even if the end surface of the layer above the guide layer 13 is not in direct contact with the stacking surface 11a of the substrate 11, the second angle θ2 is such that the virtual surface obtained by extending the end surface of the layer above the guide layer 13 to the stacking surface 11a is the stacking surface 11a. Also includes the angle formed at the intersection of For the first angle θ1 and the second angle θ2, the value obtained by subtracting the second angle θ2 from the first angle θ1 is larger than 0° and smaller than 60° (0°<(θ1−θ2 )<60°). Furthermore, from the viewpoint of facilitating the formation of a reflective material such as a dielectric multilayer film or a metal reflective film on the end face of the laminate 10, the first angle θ1 and the second angle θ2 are set to the second angle θ2 from the first angle θ1. The subtracted value is larger than 0° and smaller than 20° (0°<(θ1-θ2)<20°), or the subtracted value is larger than 0° and smaller than 10° (0°<(θ1-θ2)< 10°).

第一角度θ1及び第二角度θ2が上述の関係を有するように上部クラッド層15の側端面15aが形成されることによって、戻り光R(図3参照)が上部クラッド層15に照射されたとしても、レーザダイオード1は、戻り光Rを上部クラッド層15の内部へ再入射させずに側端面15aで反射する光量を増加させることができる。これにより、レーザダイオード1は、上部クラッド層15内部での光励起を抑制することができるため光出力ノイズを低減することができる。 Assuming that the side end surface 15a of the upper clad layer 15 is formed such that the first angle θ1 and the second angle θ2 have the above relationship, the return light R (see FIG. 3) is irradiated to the upper clad layer 15. Also, the laser diode 1 can increase the amount of light reflected by the side facet 15 a without causing the return light R to enter the upper clad layer 15 again. As a result, the laser diode 1 can suppress optical excitation inside the upper cladding layer 15, so that optical output noise can be reduced.

図2に示すように、下部クラッド層14は、出射側端面13aの下方に配置されて積層面11aとの成す角度である第三角度θ3が第一角度θ1よりも小さい側端面14aを有している。下部クラッド層14の側端面14aは、ガイド層13より下層の端面である。このように、本実施形態では、ガイド層13より下層の端面は、下部クラッド層14の側端面14aである。しかしながら、ガイド層13より下層の端面は、ガイド層13より下層に積層されている半導体層であれば制限されず、具体的には、下部クラッド層14の側端面14aの他に、例えばガイド層13の下層に複数のクラッド層を積層している場合には、この複数のクラッド層のうちの任意の一層であってもよい。 As shown in FIG. 2, the lower cladding layer 14 has a side end surface 14a which is arranged below the output side end surface 13a and which forms a third angle θ3 with the lamination surface 11a which is smaller than the first angle θ1. ing. A side end surface 14 a of the lower clad layer 14 is an end surface of a layer below the guide layer 13 . Thus, in the present embodiment, the end surface of the layer below the guide layer 13 is the side end surface 14 a of the lower clad layer 14 . However, the end surface of a layer below the guide layer 13 is not limited as long as it is a semiconductor layer laminated below the guide layer 13. Specifically, in addition to the side end surface 14a of the lower clad layer 14, for example, the guide layer When a plurality of clad layers are laminated under the layer 13, any one of the plurality of clad layers may be used.

第三角度θ3は、ガイド層13より下層の端面(本実施形態では下部クラッド層14の側端面14a)と基板11の積層面11aとが交わる際に成す角度である。第三角度θ3は、ガイド層13より下層の端面が基板11の積層面11aに直接接触していなくても、ガイド層13より下層の端面を積層面11aに延長させた仮想面が積層面11aに交わる箇所で形成される角度も含む。第一角度θ1及び第三角度θ3は、共振器面の作りやすさから、第一角度θ1から第三角度θ3を減算した値が0°より大きく60°より小さい(0°<(θ1-θ3)<60°)という関係を有していてもよい。さらに、積層体10の端面上に誘電体多層膜や金属反射膜等の反射材を成膜しやすい観点から、第一角度θ1及び第三角度θ3は、第一角度θ1から第三角度θ3を減算した値が0°より大きく20°より小さい(0°<(θ1-θ3)<20°)、あるいは当該減算した値が0より大きく10°より小さい(0<(θ1-θ3)<10°)という関係を有していてもよい。さらに、第三角度θ3は第二角度θ2よりも大きく(θ2<θ3)てもよい。 The third angle θ3 is an angle formed when an end surface of a layer below the guide layer 13 (the side end surface 14a of the lower clad layer 14 in this embodiment) and the lamination surface 11a of the substrate 11 intersect. Even if the end surface of the layer below the guide layer 13 does not directly contact the lamination surface 11a of the substrate 11, the third angle .theta. Also includes the angle formed at the intersection of For the first angle θ1 and the third angle θ3, the value obtained by subtracting the third angle θ3 from the first angle θ1 is larger than 0° and smaller than 60° (0°<(θ1−θ3 )<60°). Furthermore, from the viewpoint of facilitating the deposition of a reflective material such as a dielectric multilayer film or a metal reflective film on the end face of the laminate 10, the first angle θ1 and the third angle θ3 are set to the first angle θ1 to the third angle θ3. The subtracted value is greater than 0° and less than 20° (0°<(θ1-θ3)<20°), or the subtracted value is greater than 0 and less than 10° (0<(θ1-θ3)<10° ). Furthermore, the third angle θ3 may be larger than the second angle θ2 (θ2<θ3).

図1に示すように、基板11の積層面11aは、発光層12と接触するガイド層13の接触面よりも大きい面積を有している。ここで、積層面11aの面積は、積層面11aの上層の半導体層(本実施形態では下部クラッド層14)が接触している接触面の面積と、当該接触面と同一面内で半導体層(本実施形態では下部クラッド層14)と接触せずに露出している露出面の面積とを合わせた面積である。積層面11a及びガイド層13の接触面の面積は、具体的には基板11の垂直方向からレーザダイオード1を観察した際に見える、基板11の面積と積層体10の面積とを比較することで確認可能である。実際には、積層体10の面積はガイド層13の接触面とは一致しないが、上記手法で観察される積層体10の面積はガイド層13の接触面の面積より必ず大きい。このため、上記手法で観察されて基板11の面積が積層体10の面積より大きい場合、基板11の積層面11aの面積がガイド層13の接触面の面積より必ず大きいと結論づけることが可能である。 As shown in FIG. 1 , the lamination surface 11 a of the substrate 11 has a larger area than the contact surface of the guide layer 13 that contacts the light emitting layer 12 . Here, the area of the lamination surface 11a is the area of the contact surface with which the semiconductor layer (the lower clad layer 14 in this embodiment) on the lamination surface 11a is in contact, and the area of the semiconductor layer ( In this embodiment, the area is the sum of the area of the exposed surface that is not in contact with the lower clad layer 14). Specifically, the area of the contact surface between the lamination surface 11a and the guide layer 13 can be obtained by comparing the area of the substrate 11 and the area of the laminate 10 when the laser diode 1 is observed from the direction perpendicular to the substrate 11. Confirmation is possible. Actually, the area of the laminate 10 does not match the contact surface of the guide layer 13 , but the area of the laminate 10 observed by the above method is always larger than the area of the contact surface of the guide layer 13 . Therefore, when the area of the substrate 11 is larger than the area of the laminate 10 observed by the above method, it is possible to conclude that the area of the lamination surface 11a of the substrate 11 is necessarily larger than the area of the contact surface of the guide layer 13. .

基板11の積層面11aが、発光層12と接触するガイド層13の接触面よりも大きい面積を有することにより、レーザダイオード1をウェハから分割時、あるいはその後の素子抽出時に本発明の効果を阻害するパーティクルがガイド層13の出射側端面13aである共振器端面に付着することを抑制することができる。当該共振器端面にパーティクルが付着することを抑制できるのは、ガイド層13の出射側端面13aより基板11が飛び出しているため、共振器端面が基板11の影になり、ガイド層13の出射側端面13aへのパーティクル付着が抑制されるからである。 Since the lamination surface 11a of the substrate 11 has a larger area than the contact surface of the guide layer 13 in contact with the light emitting layer 12, the effect of the present invention is hindered when the laser diode 1 is separated from the wafer or when the element is extracted afterward. Therefore, it is possible to suppress the particles from adhering to the cavity facet, which is the emission-side facet 13 a of the guide layer 13 . Adherence of particles to the cavity facet can be suppressed because the substrate 11 protrudes from the emission-side facet 13 a of the guide layer 13 , so that the cavity facet is in the shadow of the substrate 11 , and the cavity facet is located on the emission side of the guide layer 13 . This is because adhesion of particles to the end face 13a is suppressed.

本実施形態における基板11は、基板単体の構造を有していてもよく、基板上に半導体が積層された積層構造を有していても良い。基板11における積層構造として例えば、サファイア基板上にAlN薄膜が積層された構造、サファイア基板上にAlN薄膜及びn型AlGaN薄膜が積層された構造などが挙げられる。 The substrate 11 in this embodiment may have a single substrate structure, or may have a laminated structure in which semiconductors are laminated on a substrate. Examples of the laminated structure of the substrate 11 include a structure in which an AlN thin film is laminated on a sapphire substrate, a structure in which an AlN thin film and an n-type AlGaN thin film are laminated on a sapphire substrate, and the like.

図2に示すように、下部クラッド層14の側端面14aから基板11の飛び出る長さdは、5μmよりも長く1000μmよりも短く(5μm<d<1000μm)てもよい。基板11の飛び出る長さdは、基板11と下部クラッド層14とが接触する面(すなわち積層面11a)における、下部クラッド層14の側端面14aから基板11の側端面11bまでの距離である。基板11の飛び出る長さdは、基板11の面積とガイド層13の面積とを比較する手法と同様の手法で確認することが可能である。 As shown in FIG. 2, the projection length d of the substrate 11 from the side end surface 14a of the lower clad layer 14 may be longer than 5 μm and shorter than 1000 μm (5 μm<d<1000 μm). The protruding length d of the substrate 11 is the distance from the side end surface 14a of the lower clad layer 14 to the side end surface 11b of the substrate 11 on the surface where the substrate 11 and the lower clad layer 14 contact (that is, the lamination surface 11a). The protrusion length d of the substrate 11 can be confirmed by the same method as the method of comparing the area of the substrate 11 and the area of the guide layer 13 .

下部クラッド層14の側端面14aから基板11の飛び出る長さdが5μmよりも長く1000μmよりも短いという範囲を満たすことで、レーザダイオード1をウェハから分割時、あるいはその後の素子抽出時に本発明の効果を阻害するパーティクルがガイド層13の出射側端面13aである共振器端面に付着することを抑制することができる。当該共振器端面にパーティクルが付着することを抑制できるのは、下部クラッド層14の側端面14aから基板11が飛び出ているので共振器端面は、基板11の影になり、ガイド層13の出射側端面13aへのパーティクル付着が抑制されるからである。基板11の飛び出る長さdは、5μmより長く400μmよりも短く(5μm<d<400μm)てもよく、5μmより長く100μmよりも短く(5μm<d<100μm)てもよい。これにより、1つのウェハからの積層体10の取り数を増やすことができる。 By satisfying the range that the protruding length d of the substrate 11 from the side end surface 14a of the lower clad layer 14 is longer than 5 μm and shorter than 1000 μm, the laser diode 1 can be separated from the wafer or extracted after that according to the present invention. It is possible to suppress the adhesion of particles that impede the effect to the cavity facet, which is the emission-side facet 13 a of the guide layer 13 . Adherence of particles to the cavity facets can be suppressed because the substrate 11 protrudes from the side facets 14 a of the lower clad layer 14 , so that the cavity facets are in the shadow of the substrate 11 and are located on the emission side of the guide layer 13 . This is because adhesion of particles to the end face 13a is suppressed. The protruding length d of the substrate 11 may be longer than 5 μm and shorter than 400 μm (5 μm<d<400 μm), or longer than 5 μm and shorter than 100 μm (5 μm<d<100 μm). Thereby, the number of laminates 10 obtained from one wafer can be increased.

図2に示すように、基板11の厚さtは、50μmより長く10000μmよりも短く(50μm<t<10000μm)てもよい。基板11の厚さtは、基板11の飛び出る長さdと同様の手法で確認することが可能である。また、基板11の厚さtは、レーザダイオード1の側面から光学顕微鏡やSEM観察によって測長することもできる。なお、より正確な測長には、SEM観察が適しており,100μmを超えるような厚みを測定する場合には光学顕微鏡が適している。 As shown in FIG. 2, the thickness t of the substrate 11 may be longer than 50 μm and shorter than 10000 μm (50 μm<t<10000 μm). The thickness t of the substrate 11 can be confirmed by the same method as the projecting length d of the substrate 11 . The thickness t of the substrate 11 can also be measured from the side surface of the laser diode 1 by optical microscope or SEM observation. SEM observation is suitable for more accurate length measurement, and an optical microscope is suitable for measuring a thickness exceeding 100 μm.

基板11の厚さtが上述の範囲を満たすことで、レーザダイオード1をウェハから挟み込んで抽出する時に素子の機械的強度を保ち、組み立て中にウェハが割れることを抑制することができる。基板11の厚さtは、50μmよりも長く500μmよりも短く(50μm<t<500μm)てもよく、50μmよりも長く200μmよりも短く(50μm<t<200μm)てもよい。また、基板11の厚さtに対する基板11の飛び出る長さdの比率が、0.01よりも大きく2よりも小さい(0.01<d/t<2)と、レーザダイオード1の機械的強度を保持しやすくなる。これにより、素子の強度を保持しながらレーザダイオード1の熱を効率良く基板11を介して外部のパッケージ17側へ逃がすことが可能となる。 When the thickness t of the substrate 11 satisfies the above range, the mechanical strength of the element can be maintained when the laser diode 1 is sandwiched and extracted from the wafer, and cracking of the wafer during assembly can be suppressed. The thickness t of the substrate 11 may be longer than 50 μm and shorter than 500 μm (50 μm<t<500 μm) or longer than 50 μm and shorter than 200 μm (50 μm<t<200 μm). Further, when the ratio of the protruding length d of the substrate 11 to the thickness t of the substrate 11 is larger than 0.01 and smaller than 2 (0.01<d/t<2), the mechanical strength of the laser diode 1 is easier to hold. As a result, the heat of the laser diode 1 can be efficiently released to the external package 17 side through the substrate 11 while maintaining the strength of the device.

基板11は、窒化物半導体以外の材料を母材として用いることができる。基板11が窒化物半導体以外の材料を母体とすることで、積層体10を作るためにドライエッチングを用いる場合、半導体で形成される積層体10と基板11との材料差によって生まれるエッチングレート差を利用して、ドライエッチングを精度よく基板11の積層面11aで止めることができる。基板11の母材として、具体的には、サファイア、炭化ケイ素、ケイ素、酸化ガリウム及び酸化亜鉛などを用いることができる。これにより、積層体10の作製再現性が良くなる。基板11の形成材料は、エネルギー分散型X線分析 (Energy dispersive X-ray spectrometry:EDX)やオージェ電子分光法(Auger Electron Spectroscopy:AES)等の手法で材料分析が可能である。 Substrate 11 can use a material other than a nitride semiconductor as a base material. When the substrate 11 is made of a material other than a nitride semiconductor and dry etching is used to form the laminate 10, the etching rate difference caused by the material difference between the laminate 10 made of semiconductor and the substrate 11 is reduced. By using this, dry etching can be accurately stopped at the lamination surface 11a of the substrate 11 . As the base material of the substrate 11, specifically, sapphire, silicon carbide, silicon, gallium oxide, zinc oxide, and the like can be used. Thereby, the production reproducibility of the laminate 10 is improved. The material forming the substrate 11 can be analyzed by a technique such as energy dispersive X-ray spectrometry (EDX) or Auger electron spectroscopy (AES).

図2に示すように、ガイド層13の出射側端面13aとパッケージ17の内側面17aとの成す角度である第四角度θ4は、0°よりも大きく5°よりも小さく(0°<θ4<5°)てもよい。なお、図2では、理解を容易にするため、出射側端面13aをパッケージ17の内側面17a側に平行移動させて第四角度θ4が図示されている。また、図2では、基板11及び積層体10の全体を覆うパッケージ17の一部が図示されている。第四角度θ4は、積層体10とパッケージ17を両方樹脂封止して固定した状態でレーザダイオード1の断面SEM像を取り、出射側端面13aとパッケージ17の内側面17aを比較することで第四角度θ4を測定することができる。 As shown in FIG. 2, a fourth angle θ4, which is an angle formed between the exit-side end surface 13a of the guide layer 13 and the inner surface 17a of the package 17, is greater than 0° and less than 5° (0°<θ4< 5°). In FIG. 2, for ease of understanding, the output-side end surface 13a is translated toward the inner surface 17a of the package 17 to show the fourth angle .theta.4. FIG. 2 also shows part of the package 17 that covers the substrate 11 and the laminate 10 as a whole. The fourth angle θ4 is obtained by taking a cross-sectional SEM image of the laser diode 1 in a state where both the laminate 10 and the package 17 are resin-sealed and fixed, and comparing the emission side end surface 13a and the inner side surface 17a of the package 17. A square angle θ4 can be measured.

第四角度θ4が上述の範囲に入ることで、レーザダイオード1から出射された放射光Lがパッケージ17の内側面17aで再反射されることを抑制し、高出力のレーザダイオードパッケージ品を作製することが可能である。 By setting the fourth angle θ4 within the above range, the radiation light L emitted from the laser diode 1 is suppressed from being reflected again by the inner surface 17a of the package 17, and a high-power laser diode package product is produced. It is possible.

図2に示すように、発光層12からパッケージ17の内側面17aまでの距離Mは、1mm以上100mm以下であってもよく、好ましくは1mm以上10mm以下である。距離Mは、基板11の飛び出る長さdと同じ方法で測長可能である。 As shown in FIG. 2, the distance M from the light emitting layer 12 to the inner surface 17a of the package 17 may be 1 mm or more and 100 mm or less, preferably 1 mm or more and 10 mm or less. The distance M can be measured by the same method as the projecting length d of the substrate 11 .

発光層12からパッケージ17の内側面17aまでの距離Mが上述の範囲に含まれることで、パッケージ17の内側面17aからの戻り光Rがレーザダイオード1の活性層(発光層12)に再入射する確率をさらに下げることが可能である。 Since the distance M from the light emitting layer 12 to the inner side surface 17a of the package 17 is within the above range, the return light R from the inner side surface 17a of the package 17 is incident again on the active layer (light emitting layer 12) of the laser diode 1. It is possible to further reduce the probability of

次に、本実施形態の変形例によるレーザダイオード1について図4を用いて説明する。 Next, a laser diode 1 according to a modified example of this embodiment will be described with reference to FIG.

基板11は、窒化物半導体で形成されていてもよい。この場合、基板11の表面(すなわち積層面11a)の一部又は全部に厚さが0.5nm以上100nm以下の酸化物111が形成されていてもよい。基板11が窒化物半導体のみで構成される場合は、積層体10を形成するためにドライエッチング後のウェットエッチング時に基板11の表面が追加エッチングされる可能性がある。そこで、ドライエッチング後の基板11の表面をOプラズマ処理、酸化剤入り薬液での処理、あるいは高温で熱処理することにより、図4に示すように、当該表面に酸化物111を形成する。これにより、ウェットエッチング時に基板11が表面からエッチング除去されることを防ぐことができる。表面の酸化物111は、基板11の断面のTEM-EDX解析を行うことで測長、組成分析が可能である。基板11を形成するための窒化物半導体として、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化ホウ素及びこれらを2種以上含む混晶を挙げることができる。 Substrate 11 may be formed of a nitride semiconductor. In this case, an oxide 111 having a thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less may be formed on part or all of the surface of the substrate 11 (that is, the lamination surface 11a). If the substrate 11 is composed only of a nitride semiconductor, the surface of the substrate 11 may be additionally etched during wet etching after dry etching for forming the laminate 10 . Therefore, the surface of the substrate 11 after dry etching is treated with O 2 plasma, treated with a chemical containing an oxidant, or heat-treated at a high temperature to form an oxide 111 on the surface as shown in FIG. This can prevent the substrate 11 from being etched away from the surface during wet etching. The oxide 111 on the surface can be subjected to length measurement and composition analysis by performing TEM-EDX analysis of the cross section of the substrate 11 . Nitride semiconductors for forming the substrate 11 include aluminum nitride, gallium nitride, boron nitride, and mixed crystals containing two or more of these.

図4に示すように、下部クラッド層14及び上部クラッド層15は、AlGaNで形成されている場合には、一部又は全部に厚さが0.5nm以上100nm以下のAlGaNO膜143,153を有していてもよい。より具体的には、下部クラッド層14は、側端面14a上の一部又は全部にAlGaNO膜143を有していてもよい。また、上部クラッド層15は、側端面15a上の一部又は全部にAlGaNO膜153を有していてもよい。AlGaNO膜143,153は、積層体10の断面のTEMとEDXを取ることで測長及び材料分析が可能である。下部クラッド層14の側端面14aは、AlGaNO膜143が露出していてもよく、AlGaNO膜143上にさらに誘電体多層膜等の絶縁保護層が被覆されていても良い。同様に、上部クラッド層15の側端面15aは、AlGaNO膜153が露出していてもよく、AlGaNO膜153上にさらに誘電体多層膜等の絶縁保護層が被覆されていても良い。これにより、レーザダイオード1の使用中に下部クラッド層14の側端面14aや上部クラッド層15の側端面15aが腐食することが抑制され、側端面14aの第三角度θ3や側端面15aの第二角度θ2が変化することを抑制することが可能になる。なお、AlGaNO膜とは膜の主構成元素がAl、Ga、N、Oであることを示し、例えばAl0.5Ga0.70.950.05などを挙げることができる。AlGaNO膜中には微量不純物としてC、H、F、Cl、Br、Si,Mg等を含んでいてもよい。また、下部クラッド層14の端面、上部クラッド層15の端面、ガイド層13の端面の組成比が異なっていても良く、下部クラッド層14の端面、上部クラッド層15の端面、ガイド層13の端面におけるAlGaNOの組成比率が不均一であっても良い。 As shown in FIG. 4, when the lower clad layer 14 and the upper clad layer 15 are made of AlGaN, they have AlGaNO films 143 and 153 having a thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less in part or all. You may have More specifically, the lower clad layer 14 may have an AlGaNO film 143 on part or all of the side facet 14a. Also, the upper clad layer 15 may have an AlGaNO film 153 partially or entirely on the side facet 15a. The AlGaNO films 143 and 153 can be subjected to length measurement and material analysis by taking TEM and EDX of the cross section of the laminate 10 . The AlGaNO film 143 may be exposed on the side end surface 14a of the lower clad layer 14, and the AlGaNO film 143 may be further covered with an insulating protective layer such as a dielectric multilayer film. Similarly, the AlGaNO film 153 may be exposed on the side end face 15a of the upper cladding layer 15, and the AlGaNO film 153 may be further covered with an insulating protective layer such as a dielectric multilayer film. As a result, corrosion of the side facet 14a of the lower clad layer 14 and the side facet 15a of the upper clad layer 15 during use of the laser diode 1 is suppressed. It becomes possible to suppress the change of the angle θ2. The AlGaNO film means that the main constituent elements of the film are Al, Ga, N, and O, and examples thereof include Al 0.5 Ga 0.7 N 0.95 O 0.05 . The AlGaNO film may contain trace impurities such as C, H, F, Cl, Br, Si, and Mg. In addition, the composition ratio of the end face of the lower clad layer 14, the end face of the upper clad layer 15, and the end face of the guide layer 13 may be different. The composition ratio of AlGaNO in may be non-uniform.

図4に示すように、ガイド層13は、出射側端面13a上に形成された誘電体多層膜131を有していてもよい。誘電体多層膜131は、発光層12を含んで出射側端面13a上に形成されてハーフミラーとしての機能を発揮する。さらに、誘電体多層膜131は、絶縁保護層としての機能も発揮する。これにより、レーザダイオード1の使用中に出射側端面13aが腐食することが抑制され、出射側端面13aの第一角度θ1が変化することを抑制することが可能になる。 As shown in FIG. 4, the guide layer 13 may have a dielectric multilayer film 131 formed on the emission-side end surface 13a. The dielectric multilayer film 131 including the light-emitting layer 12 is formed on the emission-side facet 13a and functions as a half mirror. Furthermore, the dielectric multilayer film 131 also functions as an insulating protective layer. This suppresses corrosion of the emission-side facet 13a during use of the laser diode 1, and makes it possible to suppress a change in the first angle θ1 of the emission-side facet 13a.

図4に示すように、発光層12は、Alx1Gay1Nで形成されており、上部クラッド層15は、Alx2Gay2N層15bと、Alx2Gay2N層15bの上層にAlx3Gay3N層15cとを含んでいる。発光層12、Alx2Gay2N層15b及びAlx3Gay3N層15cの組成は、x1+y1=1、x2+y2=1、x3+y3=1、x2<x1及びx2<x3の関係を満たしていてもよい。これにより、Alx2Gay2N層15bがストップ層となり、Alx2Gay2N層15bより下部領域の上部クラッド層15以下の層が、積層体10の形成時のウェットエッチングにおいてサイドエッチングされることを抑制することが可能である。ウェットエッチングは、上部クラッド層15の側面からだけではなく、上部クラッド層15の上面からも進行するが、例えば、KOH水溶液などのアルカリ性の薬液でエッチングをする場合、Alx3Gay3N層15cよりもエッチングレートの遅いAlx2Gay2N層15bが上部クラッド層15の上面からのエッチングを抑制するためサイドエッチングが抑制される。上部クラッド層15の積層構造は、断面TEMとEDXを取ることで薄膜構造を特定可能である。Alx2Gay2N層15bの厚さは、0nmより大きく200nmより小さくてもよい。 As shown in FIG. 4, the light-emitting layer 12 is made of Alx1Gay1N , and the upper cladding layer 15 is composed of an Alx2Gay2N layer 15b and an Alx3 Gay2N layer 15b above the Alx2Gay2N layer 15b. and a Gay3N layer 15c. The compositions of the light emitting layer 12 , the Alx2Gay2N layer 15b and the Alx3Gay3N layer 15c may satisfy the relationships x1+ y1 =1, x2+y2=1, x3+y3=1, x2<x1 and x2<x3. . As a result, the Alx2Gay2N layer 15b serves as a stop layer, and the layers below the upper cladding layer 15 in the region below the Alx2Gay2N layer 15b are side - etched in the wet etching during the formation of the laminate 10. can be suppressed. Wet etching progresses not only from the side surface of the upper clad layer 15 but also from the upper surface of the upper clad layer 15. For example, when etching is performed with an alkaline chemical such as a KOH aqueous solution, the Al x3 Ga y3 N layer 15c is etched. Since the Alx2Gay2N layer 15b, which has a slow etching rate, suppresses etching from the upper surface of the upper clad layer 15, side etching is suppressed. The thin film structure of the upper clad layer 15 can be identified by cross-sectional TEM and EDX. The thickness of the Alx2Gay2N layer 15b may be greater than 0 nm and less than 200 nm.

図4に示すように、レーザダイオード1は、上部クラッド層15の上方の一部又は全部に絶縁保護膜18を備えていてもよい。絶縁保護膜18の少なくとも一部は、上部クラッド層15よりも基板11の側端面11b側に飛び出ている。レーザダイオード1が絶縁保護膜18を備える構造は、断面のSEMとEDXを行うことで特定が可能である。レーザダイオード1が絶縁保護膜18を備えることで、誘電体多層膜131やAlGaNO膜143,153を積層する際の「引っかかり」となる。つまり、絶縁保護膜18は、誘電体多層膜131やAlGaNO膜143,153を積層する際にアンカー効果を奏する。これにより、誘電体多層膜131とガイド層13の出射側端面13aとの密着性、AlGaNO膜143と下部クラッド層14の側端面14aとの密着性及びAlGaNO膜153と上部クラッド層15との側端面15aとの密着性をそれぞれ向上させることができる。絶縁保護膜18は、SiOで形成されていてよく、その他にAl、SiN、SnO、ZrO、HfO等で形成されていてもよい。 As shown in FIG. 4, the laser diode 1 may include an insulating protective film 18 partially or entirely above the upper clad layer 15 . At least part of the insulating protective film 18 protrudes from the upper cladding layer 15 toward the side end surface 11 b of the substrate 11 . The structure in which the laser diode 1 is provided with the insulating protective film 18 can be specified by performing cross-sectional SEM and EDX. Since the laser diode 1 is provided with the insulating protective film 18, it becomes a "hook" when the dielectric multilayer film 131 and the AlGaNO films 143 and 153 are laminated. In other words, the insulating protective film 18 has an anchor effect when laminating the dielectric multilayer film 131 and the AlGaNO films 143 and 153 . As a result, the adhesion between the dielectric multilayer film 131 and the emission side end surface 13a of the guide layer 13, the adhesion between the AlGaNO film 143 and the side end surface 14a of the lower clad layer 14, and the adhesion between the AlGaNO film 153 and the upper clad layer 15 are improved. Adhesion to the end surface 15a can be improved. The insulating protective film 18 may be made of SiO 2 , or may be made of Al 2 O 3 , SiN, SnO 2 , ZrO, HfO 2 or the like.

発光層12は、発光波長が360nm以下の光を発光するように形成されている。本実施形態によるレーザダイオード1は、特に屈折率が大きく、光が屈折しやすい波長360nm以下の紫外線発光素子に効果がある。 The light-emitting layer 12 is formed to emit light having an emission wavelength of 360 nm or less. The laser diode 1 according to the present embodiment has a particularly large refractive index and is effective for an ultraviolet light emitting element with a wavelength of 360 nm or less where light is easily refracted.

(製法)
次に、本実施形態によるレーザダイオード1の製造方法について説明する。レーザダイオード1を形成するために、厚さが50μmより長く10000μmより短い範囲内の所定厚さのウェハを準備する。レーザダイオード1は、このウェハ上に、最終的に下部クラッド層14となる半導体層、最終的に発光層12よりも下方の領域のガイド層13となる半導体層、最終的に発光層12となる半導体層、最終的に発光層12よりも上方の領域のガイド層13となる半導体層、及び最終的に上部クラッド層15となる半導体層を積層した半導体積層物を形成する。その後、この半導体積層物の一部を所定形状にドライエッチング及びウェットエッチングすることにより、ウェハ上に複数の積層体10を形成する。詳細は後述するが、本実施形態では、積層体10、すなわちガイド層13、上部クラッド層15及び下部クラッド層14を形成する際にポジレジストが用いられる。その後、ウェハを所定位置で切断して積層体10を個片化し、基板11及び積層体10をパッケージで覆って固定することによりパッケージ化されたレーザダイオード1が完成する。
(Manufacturing method)
Next, a method for manufacturing the laser diode 1 according to this embodiment will be described. In order to form the laser diode 1, a wafer having a predetermined thickness within a range of more than 50 μm and less than 10000 μm is prepared. In the laser diode 1, a semiconductor layer that will eventually become the lower clad layer 14, a semiconductor layer that will eventually become the guide layer 13 in the region below the light emitting layer 12, and finally the light emitting layer 12 will be formed on this wafer. A semiconductor layer is formed by stacking a semiconductor layer, a semiconductor layer that will eventually become the guide layer 13 in the region above the light emitting layer 12, and a semiconductor layer that will finally become the upper clad layer 15. Then, as shown in FIG. After that, by dry etching and wet etching a part of this semiconductor laminate into a predetermined shape, a plurality of laminates 10 are formed on the wafer. Although the details will be described later, in this embodiment, a positive resist is used when forming the laminate 10 , that is, the guide layer 13 , the upper clad layer 15 and the lower clad layer 14 . After that, the wafer is cut at a predetermined position to separate the laminate 10 into pieces, and the substrate 11 and the laminate 10 are covered and fixed with a package to complete the packaged laser diode 1 .

ガイド層13の出射側端面13aの形成方法について説明する。
レジストをパターニングする際に、フォトマスクを用いてコンタクト露光時にレジストとフォトマスクの間に隙間(例えば3μm又は5μm)を設けて光を漏らす。これにより、レジストのパターン端面が傾斜されたレジストパターンマスクが形成される。端面が傾斜されたレジストパターンマスクをマスクとして用いて、半導体積層物の側部の一部をドライエッチングすることにより、共振器端面、すなわちガイド層13の出射側端面13aを0°より大きく90°より小さい第一角度θ1で傾斜させることができる。
A method for forming the exit-side end surface 13a of the guide layer 13 will be described.
When patterning the resist, a photomask is used to provide a gap (for example, 3 μm or 5 μm) between the resist and the photomask during contact exposure to allow light to leak. As a result, a resist pattern mask having inclined resist pattern end surfaces is formed. Using a resist pattern mask with an inclined facet as a mask, part of the side portion of the semiconductor laminate is dry-etched, so that the cavity facet, that is, the emission-side facet 13a of the guide layer 13 is inclined by more than 0° to 90°. It can be tilted at a smaller first angle θ1.

上部クラッド層15の側端面15aの形成方法について説明する。
レジストをパターニングする際に、フォトマスクを用いてコンタクト露光時にレジストとフォトマスクの間に隙間(例えば3μm又は5μm)を設けて光を漏らす。これにより、レジストのパターン端面が傾斜されたレジストパターンマスクが形成される。端面が傾斜されたレジストパターンマスクを形成した後に、ガイド層13を形成するためのレジストパターンマスクの開口上面よりもさらに広く開口したフォトマスクを用いて、このフォトマスクとレジストパターンマスクとの間に隙間を設けて露光・現像することで端面が二段階の傾斜を有するレジストパターンマスクが形成される。このレジストパターンマスクを用いてドライエッチングを行うことにより、第一角度θ1よりも小さい角度の第二角度θ2の側端面15aを有する上部クラッド層15が形成される。
A method of forming the side end surface 15a of the upper clad layer 15 will be described.
When patterning the resist, a photomask is used to provide a gap (for example, 3 μm or 5 μm) between the resist and the photomask during contact exposure to allow light to leak. As a result, a resist pattern mask having inclined resist pattern end surfaces is formed. After forming a resist pattern mask with an inclined end surface, a photomask having an opening wider than the upper surface of the opening of the resist pattern mask for forming the guide layer 13 is used to form a gap between this photomask and the resist pattern mask. By exposing and developing with a gap, a resist pattern mask having an end surface with a two-stage inclination is formed. Dry etching is performed using this resist pattern mask to form the upper clad layer 15 having side end surfaces 15a with a second angle θ2 smaller than the first angle θ1.

下部クラッド層14の側端面14aの形成方法について説明する。
上部クラッド層15を形成するためのレジストパターンマスクと同様の手法で二段傾斜のレジストパターンマスクを形成する。このレジストパターンマスクを用いて、エッチング時間を適切に設定することにより、第一角度θ1よりも小さい角度の第三角度θ3の側端面14aを有する下部クラッド層14が形成される。
A method of forming the side end surface 14a of the lower clad layer 14 will be described.
A two-step inclined resist pattern mask is formed in the same manner as the resist pattern mask for forming the upper clad layer 15 . By appropriately setting the etching time using this resist pattern mask, the lower clad layer 14 having the side end surface 14a with the third angle θ3 smaller than the first angle θ1 is formed.

基板11の積層面11aの形成方法について説明する。
ガイド層13を形成する方法と同様の方法によって最終的に基板11となるウェハを残した状態でエッチングを停止することにより、発光層12と接触するガイド層13の面よりも大きい面積を有し最終的に積層面11aとなる領域が形成される。
A method for forming the lamination surface 11a of the substrate 11 will be described.
By stopping the etching while leaving the wafer that will eventually become the substrate 11 by a method similar to the method of forming the guide layer 13, the guide layer 13 has a larger area than the surface of the guide layer 13 in contact with the light emitting layer 12. A region that will eventually become the lamination surface 11a is formed.

基板11の飛び出る長さdの形成方法について説明する。
基板11を分割する際に、下部クラッド層14の側端面14aから基板11の飛び出る長さが5μmよりも長く1000μmよりも短くなるようにウェハに分割線を入れ、当該分割線でウェハを分割することにより、下部クラッド層14の側端面14aから飛び出す長さが調整された基板11が形成される。
A method for forming the protruding length d of the substrate 11 will be described.
When dividing the substrate 11, a dividing line is drawn in the wafer so that the protruding length of the substrate 11 from the side end surface 14a of the lower clad layer 14 is longer than 5 μm and shorter than 1000 μm, and the wafer is divided along the dividing line. As a result, the substrate 11 having an adjusted length protruding from the side end surface 14a of the lower clad layer 14 is formed.

酸化物111(図4参照)の形成方法について説明する。
発光層12と接触するガイド層13の面よりも大きい面積を有し、最終的に積層面11aとなる領域を形成した後に、ウェハのこの領域をOプラズマ処理、酸化剤入り薬液での処理、あるいは高温で熱処理することにより酸化物111が形成される。
A method of forming the oxide 111 (see FIG. 4) will now be described.
After forming a region that has a larger area than the surface of the guide layer 13 in contact with the light emitting layer 12 and will eventually become the lamination surface 11a, this region of the wafer is subjected to O 2 plasma treatment and treatment with a chemical solution containing an oxidant. Alternatively, the oxide 111 is formed by heat treatment at a high temperature.

ガイド層13との成す角度が第四角度θ4(図2参照)となるようにパッケージ17を形成する方法について説明する。
積層体10を形成してウェハを個片化した後に、ガイド層13の出射側端面13aと内側面17aとの成す角度を第四角度θ4としてパッケージ17を傾斜させて窓171を取り付け、固定する。
A method of forming the package 17 so that the angle formed with the guide layer 13 is the fourth angle θ4 (see FIG. 2) will be described.
After the laminated body 10 is formed and the wafer is singulated, the package 17 is tilted with the fourth angle .theta.4 formed by the exit-side end face 13a of the guide layer 13 and the inner side face 17a, and the window 171 is attached and fixed. .

AlGaNO膜143,153(図4参照)の形成方法について説明する。
発光層12と接触するガイド層13の面よりも大きい面積を有する積層面11aを形成した後に、下部クラッド層14の側端面14a及び上部クラッド層15の側端面15aを露出した状態で、Oプラズマ処理、酸化剤入り薬液の処理、あるいは高温で熱処理することにより、下部クラッド層14の側端面14aにAlGaNO膜143が形成され、上部クラッド層15の側端面15aにAlGaNO膜153が形成される。
A method of forming the AlGaNO films 143 and 153 (see FIG. 4) will be described.
After forming the lamination surface 11a having a larger area than the surface of the guide layer 13 in contact with the light emitting layer 12, O 2 An AlGaNO film 143 is formed on the side facet 14a of the lower clad layer 14 and an AlGaNO film 153 is formed on the side facet 15a of the upper clad layer 15 by plasma treatment, treatment with a chemical solution containing an oxidant, or heat treatment at a high temperature. .

絶縁保護膜18(図4参照)の形成方法について説明する。
最終的に積層体10となる半導体積層物上に絶縁層を形成し、ガイド層13を形成する方法と同様の方法でドライエッチングした後に、アルカリ薬液(例えば、KOH水溶液やTMAH溶液)でウェットエッチングによって上部クラッド層15の一部をサイドエッチングすることにより、上部クラッド層15よりも基板11の側端面11b側に飛び出した絶縁保護膜18が形成される。なお、絶縁保護膜18は、p型電極162の少なくとも一部を露出するように形成される。
A method of forming the insulating protective film 18 (see FIG. 4) will be described.
An insulating layer is formed on the semiconductor laminate that will eventually become the laminate 10, and dry etching is performed in the same manner as the method for forming the guide layer 13, followed by wet etching with an alkaline chemical solution (eg, KOH aqueous solution or TMAH solution). A portion of the upper clad layer 15 is side-etched by , forming the insulating protective film 18 protruding from the upper clad layer 15 toward the side end surface 11 b of the substrate 11 . In addition, the insulating protective film 18 is formed so as to expose at least a portion of the p-type electrode 162 .

以上説明したように、本実施形態によるレーザダイオード1は、基板11と、基板11の上方に配置された発光層12と、発光層12を挟んで基板11の上方に配置されたガイド層13と、基板11とガイド層13との間に形成された下部クラッド層14と、ガイド層13の上に形成された上部クラッド層15とを備えている。基板11は、下部クラッド層14、ガイド層13及び上部クラッド層15が積層される積層面11aを有し、ガイド層13は、発光層12で発光された光が出射される側に出射側端面13aを有し、出射側端面13aと積層面11aとの成す角度である第一角度θ1は、0°より大きく90°より小さくなっている。 As described above, the laser diode 1 according to this embodiment includes a substrate 11, a light emitting layer 12 arranged above the substrate 11, and a guide layer 13 arranged above the substrate 11 with the light emitting layer 12 interposed therebetween. , a lower clad layer 14 formed between the substrate 11 and the guide layer 13 , and an upper clad layer 15 formed on the guide layer 13 . The substrate 11 has a lamination surface 11a on which the lower clad layer 14, the guide layer 13 and the upper clad layer 15 are laminated. 13a, and the first angle θ1 formed by the output-side end surface 13a and the lamination surface 11a is larger than 0° and smaller than 90°.

当該構成を備えたレーザダイオード1によれば、パッケージ17の内側面17aで反射された戻り光Rが発光層12に再入射することを抑制できる。これにより、レーザダイオード1は、発光層12の光励起を抑制することができ、出力ノイズを低減することができる。 According to the laser diode 1 having this configuration, it is possible to suppress the return light R reflected by the inner surface 17 a of the package 17 from entering the light emitting layer 12 again. As a result, the laser diode 1 can suppress photoexcitation of the light emitting layer 12 and reduce output noise.

本発明は、上記実施形態に限られず、種々の変形が可能である。
上記実施形態では、ガイド層13は、アンドープ層であるが、本発明はこれに限られない。ガイド層13は、例えばドーパントが添加されて、発光層12よりも下層の領域がn型半導体で形成され、発光層12よりも上層の領域がp型半導体で形成されていてもよい。この場合、積層体10は、発光層12よりも上層がp型半導体で形成され、発光層12よりの下層がn型半導体で形成される。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible.
Although the guide layer 13 is an undoped layer in the above embodiment, the present invention is not limited to this. The guide layer 13 may be doped with, for example, a dopant so that the region below the light emitting layer 12 is made of an n-type semiconductor and the region above the light emitting layer 12 is made of a p-type semiconductor. In this case, the laminated body 10 is formed of a p-type semiconductor in the upper layer than the light emitting layer 12 and an n-type semiconductor in the lower layer of the light emitting layer 12 .

上記実施形態では、突起部152及びp型電極162の端面は、側端面15a及び側端面15aに対向する対向側端面と面一に形成されているが、本発明はこれに限られない。突起部152は、側端面15a及び対向側端面よりも内側(例えば5μmから10μm)の位置に両端面を有していてもよい。また、p型電極162は、突起部152の端面よりも内側(例えば2μmから10μm)の位置に端面を有していてもよい。 In the above embodiment, the end faces of the protrusion 152 and the p-type electrode 162 are formed flush with the side end face 15a and the opposing side end face facing the side end face 15a, but the present invention is not limited to this. The projecting portion 152 may have both end faces at positions inside (for example, 5 μm to 10 μm) from the side end face 15a and the opposing side end face. In addition, the p-type electrode 162 may have an end surface at a position (for example, 2 μm to 10 μm) inside the end surface of the protrusion 152 .

上記実施形態では、基板11の積層面11aは、下部クラッド層14の周囲に露出しているが、本発明はこれに限られない。例えば、基板11の積層面11aは、下部クラッド層14の周囲に露出していなくてもよい。この場合、基板11の積層面11aと下部クラッド層14の下部表面(積層面11aと接触する面)とが同じ面積を有していてもよく、基板11の積層面11aと下部クラッド層14の下部表面とが同一形状を有していてもよい。 Although the lamination surface 11a of the substrate 11 is exposed around the lower clad layer 14 in the above embodiment, the present invention is not limited to this. For example, the lamination surface 11 a of the substrate 11 does not have to be exposed around the lower clad layer 14 . In this case, the lamination surface 11a of the substrate 11 and the lower surface of the lower clad layer 14 (the surface in contact with the lamination surface 11a) may have the same area. It may have the same shape as the lower surface.

1 レーザダイオード
10 積層体
11 基板
11a 積層面
11b 側端面
12 発光層
13 ガイド層
13a 出射側端面
14 下部クラッド層
14a 側端面
15 上部クラッド層
15a 側端面
15b Alx2Gay2N層
15c Alx3Gay3N層層
17 パッケージ
17a 内側面
18 絶縁保護膜
111 酸化物
131 誘電体多層膜
141 第一領域
142 第二領域
143,153 AlGaNO膜
151 平板部
152 突起部
161 n型電極
162 p型電極
171 窓
L 放射光
M 距離
R 戻り光
T 透過光
θ1 第一角度
θ2 第二角度
θ3 第三角度
θ4 第四角度
1 Laser diode 10 Laminate 11 Substrate 11a Laminated surface 11b Side end surface 12 Light emitting layer 13 Guide layer 13a Emission side end surface 14 Lower clad layer 14a Side end surface 15 Upper clad layer 15a Side end surface 15b Al x2 Ga y2 N layer 15c Al x3 Ga y3 N-layer layer 17 package 17a inner surface 18 insulating protective film 111 oxide 131 dielectric multilayer film 141 first region 142 second regions 143, 153 AlGaNO film 151 flat plate portion 152 protrusion 161 n-type electrode 162 p-type electrode 171 window L Emitted light M Distance R Returned light T Transmitted light θ1 First angle θ2 Second angle θ3 Third angle θ4 Fourth angle

Claims (18)

基板と、
前記基板の上方に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、
前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、
前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層と
を備え、
前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、
前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、
前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、
前記上部クラッド層は、前記出射側端面の上方に配置されて前記積層面との成す角度である第二角度が前記第一角度よりも小さく形成された側端面を有する
レーザダイオード。
a substrate;
a light-emitting layer disposed above the substrate;
a guide layer disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween;
a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer;
and an upper clad layer formed on the guide layer,
The substrate has a lamination surface on which the lower clad layer, the guide layer and the upper clad layer are laminated,
The guide layer has an emission-side facet that intersects the axis in the resonance direction from which the light emitted by the light-emitting layer is emitted,
a first angle formed by the exit-side end surface and the lamination surface is larger than 0° and smaller than 90°,
The upper cladding layer has a side end surface disposed above the output side end surface and forming a second angle smaller than the first angle with the lamination surface.
laser diode.
基板と、
前記基板の上方に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、
前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、
前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層と
を備え、
前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、
前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、
前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、
前記下部クラッド層は、前記出射側端面の下方に配置されて前記積層面との成す角度である第三角度が前記第一角度よりも小さい側端面を有す
ーザダイオード。
a substrate;
a light-emitting layer disposed above the substrate;
a guide layer disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween;
a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer;
an upper clad layer formed on the guide layer;
with
The substrate has a lamination surface on which the lower clad layer, the guide layer and the upper clad layer are laminated,
The guide layer has an emission-side facet that intersects the axis in the resonance direction from which the light emitted by the light-emitting layer is emitted,
a first angle formed by the exit-side end surface and the lamination surface is larger than 0° and smaller than 90°,
The lower clad layer has a side end face that is arranged below the output side end face and that forms a third angle with the lamination plane that is smaller than the first angle.
laser diode.
前記下部クラッド層は、前記出射側端面の下方に配置されて前記積層面との成す角度である第三角度が前記第一角度よりも小さい側端面を有する
請求項1に記載のレーザダイオード。
2. The laser diode according to claim 1 , wherein the lower cladding layer has a side facet disposed below the emission side facet and having a third angle formed with the lamination face that is smaller than the first angle.
前記積層面は、前記発光層と接触する前記ガイド層の面よりも大きい面積を有する
請求項1から3までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
4. The laser diode according to any one of claims 1 to 3, wherein the laminated surface has an area larger than the surface of the guide layer that contacts the light emitting layer.
前記下部クラッド層の側端面から基板の飛び出る長さは、5μmよりも長く1000μ
mよりも短い
請求項1から4までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
The protruding length of the substrate from the side end surface of the lower clad layer is longer than 5 μm and 1000 μm.
5. Laser diode according to any one of claims 1 to 4, shorter than m.
前記基板の厚さは、50μmより長く10000μmよりも短い
請求項1から5までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
6. A laser diode according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate has a thickness greater than 50 [mu]m and less than 10000 [mu]m.
前記基板は、窒化物半導体以外の材料を母材としている
請求項1から6までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
7. The laser diode according to any one of claims 1 to 6, wherein the substrate is made of a material other than a nitride semiconductor.
基板と、
前記基板の上方に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、
前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、
前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層と
を備え、
前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、
前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、
前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、
前記基板は、窒化物半導体で形成されており、
前記基板の表面の一部又は全部には、厚さが0.5nm以上100nm以下の酸化物が形成されてい
ーザダイオード。
a substrate;
a light-emitting layer disposed above the substrate;
a guide layer disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween;
a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer;
an upper clad layer formed on the guide layer;
with
The substrate has a lamination surface on which the lower clad layer, the guide layer and the upper clad layer are laminated,
The guide layer has an emission-side facet that intersects the axis in the resonance direction from which the light emitted by the light-emitting layer is emitted,
a first angle formed by the exit-side end surface and the lamination surface is larger than 0° and smaller than 90°,
The substrate is made of a nitride semiconductor,
An oxide having a thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less is formed on part or all of the surface of the substrate.
laser diode.
前記基板は、窒化物半導体で形成されており、
前記基板の表面の一部又は全部には、厚さが0.5nm以上100nm以下の酸化物が形成されている
請求項1から6までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
The substrate is made of a nitride semiconductor,
7. The laser diode according to any one of claims 1 to 6, wherein an oxide having a thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less is formed on part or all of the surface of the substrate.
前記基板、前記下部クラッド層、前記発光層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層を覆いガラスで形成されたパッケージを備え、
前記出射側端面と前記パッケージの内側面との成す角度である第四角度は、0°よりも大きく5°より小さい
請求項1からまでのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
A package formed of glass covering the substrate, the lower clad layer, the light emitting layer, the guide layer and the upper clad layer,
10. The laser diode according to any one of claims 1 to 9 , wherein a fourth angle formed by said emitting end surface and said inner surface of said package is larger than 0[deg.] and smaller than 5[deg.].
前記発光層から前記パッケージの前記内側面までの距離は、1mm以上10mm以下である
請求項10に記載のレーザダイオード。
11. The laser diode according to claim 10 , wherein the distance from the light emitting layer to the inner surface of the package is 1 mm or more and 10 mm or less.
基板と、
前記基板の上方に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、
前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、
前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層と
を備え、
前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、
前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、
前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、
前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層は、AlGaNで形成され、側端面の一部又は全部に厚さが0.5nm以上100nm以下のAlGaNOを有す
ーザダイオード。
a substrate;
a light-emitting layer disposed above the substrate;
a guide layer disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween;
a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer;
an upper clad layer formed on the guide layer;
with
The substrate has a lamination surface on which the lower clad layer, the guide layer and the upper clad layer are laminated,
The guide layer has an emission-side facet that intersects the axis in the resonance direction from which the light emitted by the light-emitting layer is emitted,
a first angle formed by the exit-side end surface and the lamination surface is larger than 0° and smaller than 90°,
The lower clad layer and the upper clad layer are made of AlGaN and have AlGaNO with a thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less on part or all of the side facets.
laser diode.
前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層は、AlGaNで形成され、側端面の一部又は全部に厚さが0.5nm以上100nm以下のAlGaNOを有する
請求項1から11までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
The lower clad layer and the upper clad layer are made of AlGaN , and have AlGaNO with a thickness of 0.5 nm or more and 100 nm or less on part or all of the side facets. Laser diode as described.
基板と、
前記基板の上方に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、
前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、
前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層と
を備え、
前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、
前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、
前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、
前記発光層は、Alx1Gay1Nで形成されており、
前記上部クラッド層は、Alx2Gay2N層と、前記Alx2Gay2N層の上層に設けられたAlx3Gay3N層とを含み、
前記発光層、前記Alx2Gay2N層及び前記Alx3Gay3N層の組成は、x1+y1=1,x2+y2=1,x3+y3=1,x2<x1及びx2<x3の関係を満た
ーザダイオード。
a substrate;
a light-emitting layer disposed above the substrate;
a guide layer disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween;
a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer;
an upper clad layer formed on the guide layer;
with
The substrate has a lamination surface on which the lower clad layer, the guide layer and the upper clad layer are laminated,
The guide layer has an emission-side facet that intersects the axis in the resonance direction from which the light emitted by the light-emitting layer is emitted,
a first angle formed by the exit-side end surface and the lamination surface is larger than 0° and smaller than 90°,
The light-emitting layer is made of Al x1 Ga y1 N,
The upper cladding layer includes an Alx2Gay2N layer and an Alx3Gay3N layer provided on the Alx2Gay2N layer,
The compositions of the light emitting layer, the Al x2 Ga y2 N layer and the Al x3 Ga y3 N layer satisfy the relationships x1+y1=1, x2+y2=1, x3+y3=1, x2<x1 and x2<x3.
laser diode.
前記発光層は、Alx1Gay1Nで形成されており、
前記上部クラッド層は、Alx2Gay2N層と、前記Alx2Gay2N層の上層に設けられたAlx3Gay3N層とを含み、
前記発光層、前記Alx2Gay2N層及び前記Alx3Gay3N層の組成は、x1+y1=1,x2+y2=1,x3+y3=1,x2<x1及びx2<x3の関係を満たす
請求項1から13までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
The light-emitting layer is made of Al x1 Ga y1 N,
The upper cladding layer includes an Alx2Gay2N layer and an Alx3Gay3N layer provided on the Alx2Gay2N layer,
The compositions of the light-emitting layer, the Alx2Gay2N layer and the Alx3Gay3N layer satisfy the relationships x1+ y1 =1, x2+y2=1, x3+y3=1, x2 <x1 and x2<x3. 14. Laser diode according to any one of claims 13 to 13 .
前記上部クラッド層の上方の一部又は全部に絶縁保護膜を備え、
前記絶縁保護膜の少なくとも一部は、前記上部クラッド層よりも前記基板の側端面側に飛び出ている
請求項1から15までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
An insulating protective film is provided on part or all of the upper cladding layer,
16. The laser diode according to any one of claims 1 to 15 , wherein at least part of said insulating protective film protrudes from said upper cladding layer toward a side end surface of said substrate.
基板と、
前記基板の上方に配置された発光層と、
前記発光層を挟んで前記基板の上方に配置されたガイド層と、
前記基板と前記ガイド層との間に形成された下部クラッド層と、
前記ガイド層の上に形成された上部クラッド層と
を備え、
前記基板は、前記下部クラッド層、前記ガイド層及び前記上部クラッド層が積層される積層面を有し、
前記ガイド層は、前記発光層で発光された光が出射される共振方向の軸と交差する端面である出射側端面を有し、
前記出射側端面と前記積層面との成す角度である第一角度は、0°より大きく90°より小さく、
前記発光層は、発光波長が360nm以下の光を発光す
ーザダイオード。
a substrate;
a light-emitting layer disposed above the substrate;
a guide layer disposed above the substrate with the light-emitting layer interposed therebetween;
a lower clad layer formed between the substrate and the guide layer;
an upper clad layer formed on the guide layer;
with
The substrate has a lamination surface on which the lower clad layer, the guide layer and the upper clad layer are laminated,
The guide layer has an emission-side facet that intersects the axis in the resonance direction from which the light emitted by the light-emitting layer is emitted,
a first angle formed by the exit-side end surface and the lamination surface is larger than 0° and smaller than 90°,
The light-emitting layer emits light having an emission wavelength of 360 nm or less.
laser diode.
前記発光層は、発光波長が360nm以下の光を発光する
請求項1から16までのいずれか一項に記載のレーザダイオード。
17. The laser diode according to any one of claims 1 to 16 , wherein the light emitting layer emits light having an emission wavelength of 360 nm or less.
JP2018096555A 2018-05-18 2018-05-18 laser diode Active JP7185867B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018096555A JP7185867B2 (en) 2018-05-18 2018-05-18 laser diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018096555A JP7185867B2 (en) 2018-05-18 2018-05-18 laser diode

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019201185A JP2019201185A (en) 2019-11-21
JP7185867B2 true JP7185867B2 (en) 2022-12-08

Family

ID=68612301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018096555A Active JP7185867B2 (en) 2018-05-18 2018-05-18 laser diode

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7185867B2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002335052A (en) 2001-05-10 2002-11-22 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element
US20030063643A1 (en) 2001-09-28 2003-04-03 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device and method for suppressing fabry perot oscillations
JP2003174229A (en) 2001-09-28 2003-06-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser device, semiconductor laser module and raman amplifier using the same
JP2006066869A (en) 2004-04-02 2006-03-09 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser device and nitride semiconductor device
JP2007149794A (en) 2005-11-25 2007-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Field effect transistor
JP2009158896A (en) 2007-12-28 2009-07-16 Sanyo Electric Co Ltd Nitride-group semiconductor laser element and manufacturing method thereof
JP2010016261A (en) 2008-07-04 2010-01-21 Sharp Corp Nitride semiconductor laser element
JP2016015418A (en) 2014-07-02 2016-01-28 浜松ホトニクス株式会社 Semiconductor laser element

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5830184A (en) * 1981-08-17 1983-02-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser coupling device
US4821276A (en) * 1987-04-20 1989-04-11 General Electric Company Super-luminescent diode
JPH1012959A (en) * 1996-06-19 1998-01-16 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor light emitting element, light emitting element module and manufacture of semiconductor light emitting element

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002335052A (en) 2001-05-10 2002-11-22 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor element
US20030063643A1 (en) 2001-09-28 2003-04-03 The Furukawa Electric Co., Ltd. Semiconductor laser device and method for suppressing fabry perot oscillations
JP2003174229A (en) 2001-09-28 2003-06-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Semiconductor laser device, semiconductor laser module and raman amplifier using the same
JP2006066869A (en) 2004-04-02 2006-03-09 Nichia Chem Ind Ltd Nitride semiconductor laser device and nitride semiconductor device
JP2007149794A (en) 2005-11-25 2007-06-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Field effect transistor
JP2009158896A (en) 2007-12-28 2009-07-16 Sanyo Electric Co Ltd Nitride-group semiconductor laser element and manufacturing method thereof
JP2010016261A (en) 2008-07-04 2010-01-21 Sharp Corp Nitride semiconductor laser element
JP2016015418A (en) 2014-07-02 2016-01-28 浜松ホトニクス株式会社 Semiconductor laser element

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019201185A (en) 2019-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200537776A (en) Semiconductor laser device
WO2010134229A1 (en) Nitride semiconductor light emitting device
KR20130086136A (en) Laser light source
US11355670B2 (en) Deep ultraviolet light emitting device
JP2010080757A (en) Semiconductor light emitting element
JPWO2018168430A1 (en) Semiconductor laser device, semiconductor laser module and laser light source system for welding
US9151893B2 (en) Radiation-emitting semiconductor component with a waveguide meeting a mirror surface perpendicularly and meeting a coupling-out surface obliquely
JP5307300B2 (en) Optical device, optical device manufacturing method, and laser module
JP7185867B2 (en) laser diode
JP2009283605A (en) Semiconductor laser
US10320144B2 (en) Method for manufacturing an optical member and method for manufacturing a semiconductor laser device
JP3212008B2 (en) Gallium nitride based compound semiconductor laser device
JP6816726B2 (en) Light emitting element and display device
TWI321885B (en) Fabrication method of semiconductor luminescent device
JP7117694B2 (en) laser element and laser diode
JPWO2018105234A1 (en) Optical element and display device
US6525344B2 (en) Light emitting device, semiconductor device, and method of manufacturing the devices
JP2004140203A (en) Nitride semiconductor laser element and its manufacturing method
KR101118887B1 (en) Semiconductor laser diode and fabricating method thereof
JP2013055236A (en) Semiconductor light-emitting element, method of manufacturing the same, and method of recognizing the same
US20200259308A1 (en) Light-emitting element and method for manufacturing the same
JP5150666B2 (en) Semiconductor laser device
JP3327179B2 (en) Method for manufacturing nitride semiconductor laser device
JP5803167B2 (en) Manufacturing method of nitride semiconductor laser device
WO2021039479A1 (en) Semiconductor laser device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210212

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220301

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220427

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220628

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220829

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: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7185867

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150