JPH08195530A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH08195530A JPH08195530A JP547595A JP547595A JPH08195530A JP H08195530 A JPH08195530 A JP H08195530A JP 547595 A JP547595 A JP 547595A JP 547595 A JP547595 A JP 547595A JP H08195530 A JPH08195530 A JP H08195530A
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- laser device
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Abstract
(57)【要約】
【目的】六方晶の結晶系の半導体を用いた半導体レーザ
を提供すること。 【構成】六方晶の結晶系のＡｌ2Ｏ3基板１の（０００
１）面上に、エピタキシャル成長層の多層構造を設け、
所望の層の表面に、（１０−１１）、（０１−１１）、
（−１１０１）、（−１０１１）、（０−１１１）及び
（１−１０１）面の少なくとも一つの面からなる回折格
子７を設け、これを共振器とした半導体レーザ。基板の
（１０−１０）面上に、（１０−１１）、（−１０１
１）、（１−１００）及び（０１−１０）面の少なくと
も一つの面からなる回折格子を設けてもよい。
を提供すること。 【構成】六方晶の結晶系のＡｌ2Ｏ3基板１の（０００
１）面上に、エピタキシャル成長層の多層構造を設け、
所望の層の表面に、（１０−１１）、（０１−１１）、
（−１１０１）、（−１０１１）、（０−１１１）及び
（１−１０１）面の少なくとも一つの面からなる回折格
子７を設け、これを共振器とした半導体レーザ。基板の
（１０−１０）面上に、（１０−１１）、（−１０１
１）、（１−１００）及び（０１−１０）面の少なくと
も一つの面からなる回折格子を設けてもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、六方晶の結晶系を有す
る半導体レーザ装置に関する。
る半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】六方晶の結晶系を有する半導体の一例で
あるＧａＮ等は、直接遷移型バンドギャップを持ち、室
温でのバンドギャップの値から、高効率の発光デバイス
が理論的に可能であると言われている。このようなＧａ
Ｎ膜を用いた発光素子として、ｐ−ｎ接合発光ダイオー
ドが報告されている。
あるＧａＮ等は、直接遷移型バンドギャップを持ち、室
温でのバンドギャップの値から、高効率の発光デバイス
が理論的に可能であると言われている。このようなＧａ
Ｎ膜を用いた発光素子として、ｐ−ｎ接合発光ダイオー
ドが報告されている。
【０００３】なお、これに関連するものとして、第２４
９回蛍光体同学会講演予稿集、第３１頁〜第３６頁（平
成６年）、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライ
ドフィジックス，第３０巻，（１９９１）Ｌ１９９８頁
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３０（１９９
１）Ｌ１９９８）等が挙げられる。
９回蛍光体同学会講演予稿集、第３１頁〜第３６頁（平
成６年）、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライ
ドフィジックス，第３０巻，（１９９１）Ｌ１９９８頁
（Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，３０（１９９
１）Ｌ１９９８）等が挙げられる。
【０００４】また、本明細書では、結晶面を表わすとき
に、通常の表記に代えて、表１に示すように、数字の上
にバーを付けるところを、数字の前にマイナス記号を付
けて表わすものとする。
に、通常の表記に代えて、表１に示すように、数字の上
にバーを付けるところを、数字の前にマイナス記号を付
けて表わすものとする。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の六方晶の結晶系
を有する半導体を用いて半導体レーザを作製すると、レ
ーザ共振器を形成するための劈開面が存在せず、ファブ
リペローレーザ構造を構成することが困難であるという
問題があった。
を有する半導体を用いて半導体レーザを作製すると、レ
ーザ共振器を形成するための劈開面が存在せず、ファブ
リペローレーザ構造を構成することが困難であるという
問題があった。
【０００７】本発明の目的は、六方晶の結晶系を有する
半導体を用いた半導体レーザを提供することにある。
半導体を用いた半導体レーザを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体レーザ装置は、半導体基板上に、六
方晶の結晶系を有するエピタキシャル成長層の多層構造
を配置し、所望のエピタキシャル成長層の表面に、（１
０−１１）、（０１−１１）、（−１１０１）、（−１
０１１）、（０−１１１）及び（１−１０１）面からな
る群から選ばれた少なくとも一つの面から構成された回
折格子を設けるようにしたものである。この半導体レー
ザ装置は、六方晶の結晶系を有する半導体基板を用い、
その（０００１）面上に上記の多層構造を配置するよう
にすることが好ましい。
に、本発明の半導体レーザ装置は、半導体基板上に、六
方晶の結晶系を有するエピタキシャル成長層の多層構造
を配置し、所望のエピタキシャル成長層の表面に、（１
０−１１）、（０１−１１）、（−１１０１）、（−１
０１１）、（０−１１１）及び（１−１０１）面からな
る群から選ばれた少なくとも一つの面から構成された回
折格子を設けるようにしたものである。この半導体レー
ザ装置は、六方晶の結晶系を有する半導体基板を用い、
その（０００１）面上に上記の多層構造を配置するよう
にすることが好ましい。
【０００９】また、上記目的を達成するために、本発明
の半導体レーザ装置は、半導体基板上に、六方晶の結晶
系を有するエピタキシャル成長層の多層構造を配置し、
所望のエピタキシャル成長層の表面に、（１０−１
１）、（−１０１１）、（１−１００）及び（０１−１
０）面からなる群から選ばれた少なくとも一つの面から
構成された回折格子を設けるようにしたものである。こ
の半導体レーザ装置は、六方晶の結晶系を有する半導体
基板を用い、その（１０−１０）面又は該面と同等の面
方位関係を有する面上に上記多層構造を配置することが
好ましい。
の半導体レーザ装置は、半導体基板上に、六方晶の結晶
系を有するエピタキシャル成長層の多層構造を配置し、
所望のエピタキシャル成長層の表面に、（１０−１
１）、（−１０１１）、（１−１００）及び（０１−１
０）面からなる群から選ばれた少なくとも一つの面から
構成された回折格子を設けるようにしたものである。こ
の半導体レーザ装置は、六方晶の結晶系を有する半導体
基板を用い、その（１０−１０）面又は該面と同等の面
方位関係を有する面上に上記多層構造を配置することが
好ましい。
【００１０】いずれの半導体レーザ装置も回折格子を共
振器として構成することが好ましい。また、活性層は、
回折格子の上に配置しても、下に配置してもよいが、回
折格子の下に配置する方が活性層の品質がよく、しきい
値電流が若干低くなるので好ましい。
振器として構成することが好ましい。また、活性層は、
回折格子の上に配置しても、下に配置してもよいが、回
折格子の下に配置する方が活性層の品質がよく、しきい
値電流が若干低くなるので好ましい。
【００１１】
【作用】本発明の半導体レーザ装置は、回折格子により
共振器を構成する。よって、劈開面が存在しなくともレ
ーザ発振することができる。半導体表面に微細な周期の
回折格子を形成するには、レーザ干渉露光法や電子ビー
ム直接描画法等により、半導体表面に、ホトレジストの
回折格子パターンを形成し、それをマスクにしてウエッ
トエッチングにより半導体表面にそのパターンを転写す
る方法が一般に用いられている。この方法では、その結
晶系の持つ結晶面の内のエッチング速度の遅い特定の結
晶面により回折格子を構成することが、深い回折格子を
形成するために好ましい方法である。
共振器を構成する。よって、劈開面が存在しなくともレ
ーザ発振することができる。半導体表面に微細な周期の
回折格子を形成するには、レーザ干渉露光法や電子ビー
ム直接描画法等により、半導体表面に、ホトレジストの
回折格子パターンを形成し、それをマスクにしてウエッ
トエッチングにより半導体表面にそのパターンを転写す
る方法が一般に用いられている。この方法では、その結
晶系の持つ結晶面の内のエッチング速度の遅い特定の結
晶面により回折格子を構成することが、深い回折格子を
形成するために好ましい方法である。
【００１２】六方晶の結晶系を有する半導体では、（０
００１）面に多層構造を成長させた場合、（１０−１
１）、（０１−１１）、（−１１０１）、（−１０１
１）、（０−１１１）、及び（１−１０１）面により回
折格子を構成することができる。また、（１０−１０）
面に多層構造を成長させた場合、（１０−１１）、（−
１０１１）、（１−１００）及び（０１−１０）面に回
折格子を形成することができる。
００１）面に多層構造を成長させた場合、（１０−１
１）、（０１−１１）、（−１１０１）、（−１０１
１）、（０−１１１）、及び（１−１０１）面により回
折格子を構成することができる。また、（１０−１０）
面に多層構造を成長させた場合、（１０−１１）、（−
１０１１）、（１−１００）及び（０１−１０）面に回
折格子を形成することができる。
【００１３】
〈実施例１〉本発明の半導体レーザ装置の第１の実施例
を図１を用いて説明する。六方晶の結晶系を持つＡｌ2
Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型ＧａＮバッフ
ァ層２（厚さ０．２μｍ）、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３
（厚さ０．２μｍ）、ＩｎＧａＮ活性層４（厚さ０．２
μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５（厚さ０．２μｍ）
を有機金属気相成長法により順次成長させる。次にｐ型
ＡｌＧａＮガイド層５の表面に、ホトレジスト溶液をス
ピン塗布し、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成す
る。
を図１を用いて説明する。六方晶の結晶系を持つＡｌ2
Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型ＧａＮバッフ
ァ層２（厚さ０．２μｍ）、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３
（厚さ０．２μｍ）、ＩｎＧａＮ活性層４（厚さ０．２
μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５（厚さ０．２μｍ）
を有機金属気相成長法により順次成長させる。次にｐ型
ＡｌＧａＮガイド層５の表面に、ホトレジスト溶液をス
ピン塗布し、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成す
る。
【００１４】次に、電子ビーム直接描画法により、周期
が８５ｎｍの一次の回折格子を描画する。ホトレジスト
膜を現像後、この回折格子のホトレジストパターンをウ
エットエッチングにより半導体表面に転写する。ウエッ
トエッチングにより、（０１−１１）及び（０−１１
１）面により構成された回折格子７を形成することがで
きる。この回折格子がレーザの共振器を構成する。
が８５ｎｍの一次の回折格子を描画する。ホトレジスト
膜を現像後、この回折格子のホトレジストパターンをウ
エットエッチングにより半導体表面に転写する。ウエッ
トエッチングにより、（０１−１１）及び（０−１１
１）面により構成された回折格子７を形成することがで
きる。この回折格子がレーザの共振器を構成する。
【００１５】次に、有機金属気相成長法により、回折格
子７上にｐ型ＧａＮクラッド層６を成長させる。エピタ
キシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエ
ッチングし、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成し、切断す
ることにより分布帰還型半導体レーザを得た。本素子の
発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安
定に縦単一モードで発振した。
子７上にｐ型ＧａＮクラッド層６を成長させる。エピタ
キシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエ
ッチングし、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成し、切断す
ることにより分布帰還型半導体レーザを得た。本素子の
発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安
定に縦単一モードで発振した。
【００１６】〈実施例２〉本発明の半導体レーザ装置の
第２の実施例を図２を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型Ｇ
ａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成長させ
る。次に、実施例１と同様にして、ｎ型ＧａＮバッファ
層２の表面に、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成
し、電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎｍの一
次の回折格子を描画する。ホトレジスト膜を現像後、こ
の回折格子のホトレジストパターンを、ウエットエッチ
ングにより半導体表面に転写する。ウエットエッチング
により、（１０−１１）及び（−１０１１）面により構
成された回折格子７を形成することができた。
第２の実施例を図２を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型Ｇ
ａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成長させ
る。次に、実施例１と同様にして、ｎ型ＧａＮバッファ
層２の表面に、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成
し、電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎｍの一
次の回折格子を描画する。ホトレジスト膜を現像後、こ
の回折格子のホトレジストパターンを、ウエットエッチ
ングにより半導体表面に転写する。ウエットエッチング
により、（１０−１１）及び（−１０１１）面により構
成された回折格子７を形成することができた。
【００１７】次に、回折格子７上に、有機金属気相成長
法によりｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層
４、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層
６を順次成長させる。次に、エピタキシャル成長層の一
部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエッチングし、ｐ側電
極８とｎ側電極９を形成し、切断することにより分布帰
還型半導体レーザを得た。本素子の発振波長は４５０ｎ
ｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定に縦単一モードで
発振した。
法によりｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層
４、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層
６を順次成長させる。次に、エピタキシャル成長層の一
部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエッチングし、ｐ側電
極８とｎ側電極９を形成し、切断することにより分布帰
還型半導体レーザを得た。本素子の発振波長は４５０ｎ
ｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定に縦単一モードで
発振した。
【００１８】〈実施例３〉本発明の半導体レーザ装置の
第３の実施例を図３を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つｎ型ＳｉＣ基板１１の（１０−１０）面の上に、
ｎ型ＧａＮバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、
ＩｎＧａＮ活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５を有機
金属気相成長法により順次成長させる。次に、ｐ型Ａｌ
ＧａＮガイド層５の表面に、実施例１と同様にして、７
０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成し、電子ビーム直
接描画法により、周期が８５ｎｍの一次の回折格子を描
画する。
第３の実施例を図３を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つｎ型ＳｉＣ基板１１の（１０−１０）面の上に、
ｎ型ＧａＮバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、
ＩｎＧａＮ活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５を有機
金属気相成長法により順次成長させる。次に、ｐ型Ａｌ
ＧａＮガイド層５の表面に、実施例１と同様にして、７
０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成し、電子ビーム直
接描画法により、周期が８５ｎｍの一次の回折格子を描
画する。
【００１９】ホトレジスト膜の現像後、この回折格子の
ホトレジストパターンをウエットエッチングにより半導
体表面に転写する。ウエットエッチングにより、（１０
−１１）及び（−１０１１）面により構成された回折格
子７を形成することができる。次に回折格子７上に有機
金属気相成長法によりｐ型ＧａＮクラッド層６を成長さ
せる。次にｐ側電極８とｎ側電極９を形成し、切断する
ことにより分布帰還型半導体レーザを得た。本素子の発
振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定
に縦単一モードで発振した。
ホトレジストパターンをウエットエッチングにより半導
体表面に転写する。ウエットエッチングにより、（１０
−１１）及び（−１０１１）面により構成された回折格
子７を形成することができる。次に回折格子７上に有機
金属気相成長法によりｐ型ＧａＮクラッド層６を成長さ
せる。次にｐ側電極８とｎ側電極９を形成し、切断する
ことにより分布帰還型半導体レーザを得た。本素子の発
振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定
に縦単一モードで発振した。
【００２０】なお、本実施例は、表面が（１０−１０）
面である基板を用いたが、（１０−１０）面と同等の面
方位関係を有する面が表面にある他の基板を用いても同
様の結果が得られた。
面である基板を用いたが、（１０−１０）面と同等の面
方位関係を有する面が表面にある他の基板を用いても同
様の結果が得られた。
【００２１】〈実施例４〉本発明の半導体レーザ装置の
第４の実施例を図４を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つｎ型ＳｉＣ基板１１の（１０−１０）面の上に、
ｎ型ＧａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成
長させる。次に、ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面に、実
施例１と同様にして、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜
を形成し、電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎ
ｍの一次の回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像
後、この回折格子のホトレジストパターンをウエットエ
ッチングにより半導体表面に転写する。ウエットエッチ
ングにより、（１０−１１）及び（−１０１１）面によ
り構成された回折格子７を形成することができる。
第４の実施例を図４を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つｎ型ＳｉＣ基板１１の（１０−１０）面の上に、
ｎ型ＧａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成
長させる。次に、ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面に、実
施例１と同様にして、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜
を形成し、電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎ
ｍの一次の回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像
後、この回折格子のホトレジストパターンをウエットエ
ッチングにより半導体表面に転写する。ウエットエッチ
ングにより、（１０−１１）及び（−１０１１）面によ
り構成された回折格子７を形成することができる。
【００２２】次に回折格子７上に有機金属気相成長法に
よりｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層４、
ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層６を
順次成長させる。次に、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成
し、切断することにより分布帰還型半導体レーザを得
た。本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１
０ｍＡで、安定に縦単一モードで発振した。
よりｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層４、
ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層６を
順次成長させる。次に、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成
し、切断することにより分布帰還型半導体レーザを得
た。本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１
０ｍＡで、安定に縦単一モードで発振した。
【００２３】〈実施例５〉本発明の半導体レーザ装置の
第５の実施例を図５を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（１０−１０）面の上に、ｎ型
ＧａＮバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、Ｉｎ
ＧａＮ活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５を有機金属
気相成長法により順次成長させる。次に、ｐ型ＡｌＧａ
Ｎガイド層５の表面に、実施例１と同様にして、７０ｎ
ｍの厚さのホトレジスト膜を形成し、電子ビーム直接描
画法により、周期が８５ｎｍの一次の回折格子を描画す
る。ホトレジスト膜の現像後、この回折格子のホトレジ
ストパターンをウエットエッチングにより半導体表面に
転写する。ウエットエッチングにより、（１−１００）
及び（０１−１０）により構成された回折格子７１を形
成することができる。
第５の実施例を図５を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（１０−１０）面の上に、ｎ型
ＧａＮバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、Ｉｎ
ＧａＮ活性層４、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５を有機金属
気相成長法により順次成長させる。次に、ｐ型ＡｌＧａ
Ｎガイド層５の表面に、実施例１と同様にして、７０ｎ
ｍの厚さのホトレジスト膜を形成し、電子ビーム直接描
画法により、周期が８５ｎｍの一次の回折格子を描画す
る。ホトレジスト膜の現像後、この回折格子のホトレジ
ストパターンをウエットエッチングにより半導体表面に
転写する。ウエットエッチングにより、（１−１００）
及び（０１−１０）により構成された回折格子７１を形
成することができる。
【００２４】次に、回折格子７１上に、有機金属気相成
長法によりｐ型ＧａＮクラッド層６を成長させる。次ぎ
に、エピタキシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ
層２までエッチングし、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成
し、切断することにより分布帰還型半導体レーザを得
た。本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１
０ｍＡで、安定に縦単一モードで発振した。
長法によりｐ型ＧａＮクラッド層６を成長させる。次ぎ
に、エピタキシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ
層２までエッチングし、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成
し、切断することにより分布帰還型半導体レーザを得
た。本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１
０ｍＡで、安定に縦単一モードで発振した。
【００２５】〈実施例６〉本発明の半導体レーザ装置の
第６の実施例を図６を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（１０−１０）面の上に、ｎ型
ＧａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成長さ
せる。次に、ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面に、実施例
１と同様に、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成
し、電子ビーム直接描画法により周期が８５ｎｍの一次
の回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像後、この
回折格子のホトレジストパターンをウエットエッチング
により半導体表面に転写する。ウエットエッチングによ
り、（１−１００）及び（０１−１０）面により構成さ
れた回折格子７１を形成することができる。
第６の実施例を図６を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（１０−１０）面の上に、ｎ型
ＧａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成長さ
せる。次に、ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面に、実施例
１と同様に、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成
し、電子ビーム直接描画法により周期が８５ｎｍの一次
の回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像後、この
回折格子のホトレジストパターンをウエットエッチング
により半導体表面に転写する。ウエットエッチングによ
り、（１−１００）及び（０１−１０）面により構成さ
れた回折格子７１を形成することができる。
【００２６】次に、回折格子７１上に有機金属気相成長
法によりｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層
４、Ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層
６を順次成長させる。次ぎに、エピタキシャル成長層の
一部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエッチングし、ｐ側
電極８とｎ側電極９を形成し、切断することにより分布
帰還型半導レーザを得た。本素子の発振波長は４５０ｎ
ｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定に縦単一モードで
発振した。
法によりｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層
４、Ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層
６を順次成長させる。次ぎに、エピタキシャル成長層の
一部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエッチングし、ｐ側
電極８とｎ側電極９を形成し、切断することにより分布
帰還型半導レーザを得た。本素子の発振波長は４５０ｎ
ｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定に縦単一モードで
発振した。
【００２７】〈実施例７〉本発明の半導体レーザ装置の
第７の実施例を図７を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型Ｇ
ａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成長させ
る。次に、ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面の１部に、実
施例１と同様にして、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜
を形成し、電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎ
ｍの一次の回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像
後、この回折格子のホトレジストパターンをウエットエ
ッチングにより半導体表面に転写する。ウエットエッチ
ングにより、（０１−１１）及び（０−１１１）面によ
り構成された回折格子７を形成することができる。
第７の実施例を図７を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型Ｇ
ａＮバッファ層２を有機金属気相成長法により成長させ
る。次に、ｎ型ＧａＮバッファ層２の表面の１部に、実
施例１と同様にして、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜
を形成し、電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎ
ｍの一次の回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像
後、この回折格子のホトレジストパターンをウエットエ
ッチングにより半導体表面に転写する。ウエットエッチ
ングにより、（０１−１１）及び（０−１１１）面によ
り構成された回折格子７を形成することができる。
【００２８】次に、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３を成長さ
せた後、平坦な部分の上にＩｎＧａＮ活性層４を、回折
格子７を刻んだ部分の上にＡｌＧａＮ導波層１０を選択
的に成長させ、さらにそれら上にｐ型ＡｌＧａＮガイド
層５、ｐ型ＧａＮクラッド層６を順次成長させる。次
に、エピタキシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ
層２までエッチングし、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成
し、切断することにより分布反射型半導体レーザを得
た。本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１
０ｍＡで、安定に縦単一モードで発振した。
せた後、平坦な部分の上にＩｎＧａＮ活性層４を、回折
格子７を刻んだ部分の上にＡｌＧａＮ導波層１０を選択
的に成長させ、さらにそれら上にｐ型ＡｌＧａＮガイド
層５、ｐ型ＧａＮクラッド層６を順次成長させる。次
に、エピタキシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ
層２までエッチングし、ｐ側電極８とｎ側電極９を形成
し、切断することにより分布反射型半導体レーザを得
た。本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値電流は１
０ｍＡで、安定に縦単一モードで発振した。
【００２９】〈実施例８〉本発明の半導体レーザ装置の
第８の実施例を図８を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型Ｇ
ａＮバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧ
ａＮ活性層４を有機金属気相成長法により順次成長させ
る。次に、ＩｎＧａＮ活性層４の表面に、実施例１と同
様にして、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成し、
電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎｍの一次の
回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像後、この回
折格子のホトレジストパターンをウエットエッチングに
より半導体表面に転写する。ウエットエッチングによ
り、（−１１０１）及び（１−１０１）面により構成さ
れた回折格子７を形成することができる。
第８の実施例を図８を用いて説明する。六方晶の結晶系
を持つＡｌ2Ｏ3基板１の（０００１）面の上に、ｎ型Ｇ
ａＮバッファ層２、ｎ型ＡｌＧａＮガイド層３、ＩｎＧ
ａＮ活性層４を有機金属気相成長法により順次成長させ
る。次に、ＩｎＧａＮ活性層４の表面に、実施例１と同
様にして、７０ｎｍの厚さのホトレジスト膜を形成し、
電子ビーム直接描画法により、周期が８５ｎｍの一次の
回折格子を描画する。ホトレジスト膜の現像後、この回
折格子のホトレジストパターンをウエットエッチングに
より半導体表面に転写する。ウエットエッチングによ
り、（−１１０１）及び（１−１０１）面により構成さ
れた回折格子７を形成することができる。
【００３０】次に、回折格子７上に有機金属気相成長法
により、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５及びｐ型ＧａＮクラ
ッド層６を成長させる。次に、エピタキシャル成長層の
一部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエッチングし、ｐ側
電極８とｎ側電極９を形成し、切断することにより分布
帰還型半導体レーザを得た。本素子の発振波長は４５０
ｎｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定に縦単一モード
で発振した。
により、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５及びｐ型ＧａＮクラ
ッド層６を成長させる。次に、エピタキシャル成長層の
一部をｎ型ＧａＮバッファ層２までエッチングし、ｐ側
電極８とｎ側電極９を形成し、切断することにより分布
帰還型半導体レーザを得た。本素子の発振波長は４５０
ｎｍ、しきい値電流は１０ｍＡで、安定に縦単一モード
で発振した。
【００３１】以上ＧａＮ系の半導体により構成されるレ
ーザ装置について述べてきたが、本発明は他のあらゆる
六方晶の結晶系を有する半導体材料系により構成される
半導体レーザについても適応可能である。また、あらゆ
る埋め込み構造を有する半導体レーザ装置においても適
応可能である。また、多層成長薄膜の格子定数が基板の
それとずれている場合にも適応可能である。
ーザ装置について述べてきたが、本発明は他のあらゆる
六方晶の結晶系を有する半導体材料系により構成される
半導体レーザについても適応可能である。また、あらゆ
る埋め込み構造を有する半導体レーザ装置においても適
応可能である。また、多層成長薄膜の格子定数が基板の
それとずれている場合にも適応可能である。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、六方晶の結晶系を有す
る所望の半導体のエピタキシャル成長層の表面に回折格
子を形成して、これを共振器とすることにより、半導体
レーザ装置を得ることができた。
る所望の半導体のエピタキシャル成長層の表面に回折格
子を形成して、これを共振器とすることにより、半導体
レーザ装置を得ることができた。
【図１】本発明の実施例１の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図２】本発明の実施例２の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図３】本発明の実施例３の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図４】本発明の実施例４の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図５】本発明の実施例５の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図６】本発明の実施例６の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図７】本発明の実施例７の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
【図８】本発明の実施例８の半導体レーザ装置の断面
図。
図。
１…Ａｌ2Ｏ3基板 ２…ｎ型ＧａＮバッファ層 ３…ｎ型ＡｌＧａＮガイド層 ４…ＩｎＧａＮ活性層 ５…ｐ型ＡｌＧａＮガイド層 ６…ｐ型ＧａＮクラッド層 ７、７１…回折格子 ８…ｐ側電極 ９…ｎ側電極 １０…ＡｌＧａＮ導波層 １１…ｎ型ＳｉＣ基板
Claims (8)
- 【請求項１】半導体基板と、該半導体基板上に配置され
た六方晶の結晶系を有するエピタキシャル成長層の多層
構造とを有し、所望の該エピタキシャル成長層の表面
に、（１０−１１）、（０１−１１）、（−１１０
１）、（−１０１１）、（０−１１１）及び（１−１０
１）面からなる群から選ばれた少なくとも一つの面から
構成された回折格子が設けられたことを特徴とする半導
体レーザ装置。 - 【請求項２】上記半導体基板は、六方晶の結晶系を有
し、上記多層構造は、その（０００１）面上に配置され
たことを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項３】半導体基板と、該半導体基板上に配置され
た六方晶の結晶系を有するエピタキシャル成長層の多層
構造とを有し、所望の該エピタキシャル成長層の表面
に、（１０−１１）、（−１０１１）、（１−１００）
及び（０１−１０）面からなる群から選ばれた少なくと
も一つの面から構成された回折格子が設けられたことを
特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項４】上記半導体基板は、六方晶の結晶系を有
し、上記多層構造は、その（１０−１０）面又は該面と
同等の面方位関係を有する面上に配置されたことを特徴
とする請求項３記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項５】上記回折格子は、共振器を構成することを
特徴とする請求項１から４のいずれか一に記載の半導体
レーザ装置。 - 【請求項６】上記回折格子と上記半導体基板との間の所
望のエピタキシャル成長層を活性層として構成すること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一に記載の半導
体レーザ装置。 - 【請求項７】上記半導体レーザ装置は、分布帰還型構造
を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一
に記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項８】上記半導体レーザ装置は、分布反射型構造
を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一
に記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP547595A JPH08195530A (ja) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP547595A JPH08195530A (ja) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08195530A true JPH08195530A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=11612279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP547595A Pending JPH08195530A (ja) | 1995-01-18 | 1995-01-18 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08195530A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316582A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH10321965A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-12-04 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2001176809A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-06-29 | Matsushita Electronics Industry Corp | 半導体装置および半導体基板ならびにそれらの製造方法 |
| JP2001203422A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Xerox Corp | 活性領域のラテラル過成長によって製造された分布帰還型レーザ |
| KR100608930B1 (ko) * | 2004-04-14 | 2006-08-08 | 광주과학기술원 | 마스크 없는 선택적 습식식각을 이용하는 ⅲ-질화물계반도체 발광소자의 제조방법 |
| JP2007184624A (ja) * | 1998-07-31 | 2007-07-19 | Sharp Corp | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 |
| JP2008004662A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2009020503A (ja) * | 2007-06-13 | 2009-01-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子の形成方法及び分布帰還型半導体レーザの製造方法 |
| US7781796B2 (en) | 2006-06-19 | 2010-08-24 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7804882B2 (en) | 2006-06-20 | 2010-09-28 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| JP2011187965A (ja) * | 1998-07-31 | 2011-09-22 | Sharp Corp | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 |
-
1995
- 1995-01-18 JP JP547595A patent/JPH08195530A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316582A (ja) * | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Nec Corp | 半導体レーザ |
| JPH10321965A (ja) * | 1997-03-14 | 1998-12-04 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| JP2007184624A (ja) * | 1998-07-31 | 2007-07-19 | Sharp Corp | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 |
| JP2011187965A (ja) * | 1998-07-31 | 2011-09-22 | Sharp Corp | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 |
| JP2001176809A (ja) * | 1999-10-06 | 2001-06-29 | Matsushita Electronics Industry Corp | 半導体装置および半導体基板ならびにそれらの製造方法 |
| JP2001203422A (ja) * | 2000-01-18 | 2001-07-27 | Xerox Corp | 活性領域のラテラル過成長によって製造された分布帰還型レーザ |
| US6574256B1 (en) * | 2000-01-18 | 2003-06-03 | Xerox Corporation | Distributed feedback laser fabricated by lateral overgrowth of an active region |
| KR100608930B1 (ko) * | 2004-04-14 | 2006-08-08 | 광주과학기술원 | 마스크 없는 선택적 습식식각을 이용하는 ⅲ-질화물계반도체 발광소자의 제조방법 |
| US7781796B2 (en) | 2006-06-19 | 2010-08-24 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| US7804882B2 (en) | 2006-06-20 | 2010-09-28 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor laser element |
| JP2008004662A (ja) * | 2006-06-21 | 2008-01-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2009020503A (ja) * | 2007-06-13 | 2009-01-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 回折格子の形成方法及び分布帰還型半導体レーザの製造方法 |
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