JPH08213692A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JPH08213692A JPH08213692A JP1658695A JP1658695A JPH08213692A JP H08213692 A JPH08213692 A JP H08213692A JP 1658695 A JP1658695 A JP 1658695A JP 1658695 A JP1658695 A JP 1658695A JP H08213692 A JPH08213692 A JP H08213692A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】六方晶の結晶系を有する半導体を用いた半導体
レーザ装置を提供すること。 【構成】六方晶の結晶系を有するＡｌ2Ｏ3基板１の（１
０−１０）面上に、ｎ型ＧａＮバッファ層２、ｎ型Ａｌ
ＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層４、 ｐ型ＡｌＧ
ａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層６等のエピタキ
シャル成長層の多層構造を配置し、半導体基板のｃ軸に
垂直な劈開面により共振器を構成した半導体レーザ装
置。（１０−１０）面に代えて、（０１−１０）面、
（−１１００）面又はそれらのいずれかに平行な結晶面
であってもよい。
レーザ装置を提供すること。 【構成】六方晶の結晶系を有するＡｌ2Ｏ3基板１の（１
０−１０）面上に、ｎ型ＧａＮバッファ層２、ｎ型Ａｌ
ＧａＮガイド層３、ＩｎＧａＮ活性層４、 ｐ型ＡｌＧ
ａＮガイド層５、ｐ型ＧａＮクラッド層６等のエピタキ
シャル成長層の多層構造を配置し、半導体基板のｃ軸に
垂直な劈開面により共振器を構成した半導体レーザ装
置。（１０−１０）面に代えて、（０１−１０）面、
（−１１００）面又はそれらのいずれかに平行な結晶面
であってもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、六方晶の結晶系を有す
る半導体を用いた半導体レーザ装置に関する。
る半導体を用いた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
を有し、（０００１）面の半導体基板を用いて半導体レ
ーザ装置を作製すると、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。
を有し、（０００１）面の半導体基板を用いて半導体レ
ーザ装置を作製すると、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装置を提供することにあ
る。
半導体を用いた半導体レーザ装置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、六方晶の結晶系を有
する半導体基板を用い、この半導体基板のｃ軸に平行な
面の上にエピタキシャル成長層の多層構造を配置するよ
うにしたものである。この半導体レーザ装置は、ｃ軸に
垂直な劈開面を設け、劈開面により共振器を構成するこ
とが好ましい。
に、本発明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、この半導体基板のｃ軸に平行な
面の上にエピタキシャル成長層の多層構造を配置するよ
うにしたものである。この半導体レーザ装置は、ｃ軸に
垂直な劈開面を設け、劈開面により共振器を構成するこ
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、六方晶の結晶系を有する半導体
基板を用い、この半導体基板の（１０−１０）面、（０
１−１０）面、（−１１００）面又はそれらのいずれか
に平行な結晶面の上にエピタキシャル成長層の多層構造
を配置するようにしたものである。この半導体レーザ装
置は、半導体基板のｃ軸に垂直な劈開面を設け、劈開面
により共振器を構成することが好ましい。
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、この半導体基板の（１０−１０）面、（０
１−１０）面、（−１１００）面又はそれらのいずれか
に平行な結晶面の上にエピタキシャル成長層の多層構造
を配置するようにしたものである。この半導体レーザ装
置は、半導体基板のｃ軸に垂直な劈開面を設け、劈開面
により共振器を構成することが好ましい。
【００１０】いずれの半導体レーザ装置においても、劈
開面は（０００１）面であることが好ましい。また、劈
開面の一方又は両方にコーティング膜を設けてもよい。
一方にコーティング膜を設けるときは、その反射率を７
０〜９０％程度とするのがよい。両方にコーティング膜
を設けるときは、その一方の反射率を上記の程度とし、
他方の反射率を０．１〜５％程度とするのがよい。この
コーティング膜を設けることにより、より多くの光を取
り出すことができる。
開面は（０００１）面であることが好ましい。また、劈
開面の一方又は両方にコーティング膜を設けてもよい。
一方にコーティング膜を設けるときは、その反射率を７
０〜９０％程度とするのがよい。両方にコーティング膜
を設けるときは、その一方の反射率を上記の程度とし、
他方の反射率を０．１〜５％程度とするのがよい。この
コーティング膜を設けることにより、より多くの光を取
り出すことができる。
【００１１】
【作用】六方晶の結晶系の構造の模式図を図４に示す。
この結晶のｃ軸に垂直な（０００１）面は、劈開により
形成することができる。そこでｃ軸に平行な面上に、或
は、上記した（１０−１０）面等の結晶面にエピタキシ
ャル成長層の多層構造を形成することにより、劈開面を
ミラーとしたファブリペローレーザを構成することがで
きる。
この結晶のｃ軸に垂直な（０００１）面は、劈開により
形成することができる。そこでｃ軸に平行な面上に、或
は、上記した（１０−１０）面等の結晶面にエピタキシ
ャル成長層の多層構造を形成することにより、劈開面を
ミラーとしたファブリペローレーザを構成することがで
きる。
【００１２】
〈実施例１〉本発明の第１の実施例の半導体レーザ装置
の断面模式図を図１に示す。六方晶の結晶系を有するＡ
ｌ2Ｏ3基板１の（１０−１０）面上に、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．
２μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５（厚さ０．２μ
ｍ）、ｐ型ＧａＮクラッド層６（厚さ１．０μｍ）を有
機金属気相成長法により、順次エピタキシャル成長させ
る。エピタキシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ
層２の上部までエッチングし、ｐ側電極７とｎ側電極８
を形成する。次に、ｃ軸（図の左右方向）に垂直に劈開
し、劈開面である（０００１）面により共振器を構成す
ることにより半導体レーザ装置を製造した。
の断面模式図を図１に示す。六方晶の結晶系を有するＡ
ｌ2Ｏ3基板１の（１０−１０）面上に、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．
２μｍ）、ｐ型ＡｌＧａＮガイド層５（厚さ０．２μ
ｍ）、ｐ型ＧａＮクラッド層６（厚さ１．０μｍ）を有
機金属気相成長法により、順次エピタキシャル成長させ
る。エピタキシャル成長層の一部をｎ型ＧａＮバッファ
層２の上部までエッチングし、ｐ側電極７とｎ側電極８
を形成する。次に、ｃ軸（図の左右方向）に垂直に劈開
し、劈開面である（０００１）面により共振器を構成す
ることにより半導体レーザ装置を製造した。
【００１３】本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値
電流は１０ｍＡであり、室温で安定なレーザ発振を実現
した。なお、表面が（１０−１０）面に基板に代えて、
表面が（０１−１０）面、（−１１００）面又はそれら
のいずれかに平行な結晶面の基板を用い、同様に処理し
たところ、同様な半導体レーザ装置を得ることができ
た。
電流は１０ｍＡであり、室温で安定なレーザ発振を実現
した。なお、表面が（１０−１０）面に基板に代えて、
表面が（０１−１０）面、（−１１００）面又はそれら
のいずれかに平行な結晶面の基板を用い、同様に処理し
たところ、同様な半導体レーザ装置を得ることができ
た。
【００１４】〈実施例２〉本発明の第２の実施例の半導
体レーザ装置の断面模式図を図２に示す。六方晶の結晶
系を有するｎ型ＧａＮ基板１１の（１０−１０）面に、
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、ｐ型
ＧａＮクラッド層６を有機金属気相成長法により、順次
エピタキシャル成長させ、ｐ側電極７とｎ側電極８を形
成する。次に、ｃ軸に垂直に劈開し、劈開面である（０
００１）面により共振器を構成することにより半導体レ
ーザ装置を製造した。
体レーザ装置の断面模式図を図２に示す。六方晶の結晶
系を有するｎ型ＧａＮ基板１１の（１０−１０）面に、
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、ｐ型
ＧａＮクラッド層６を有機金属気相成長法により、順次
エピタキシャル成長させ、ｐ側電極７とｎ側電極８を形
成する。次に、ｃ軸に垂直に劈開し、劈開面である（０
００１）面により共振器を構成することにより半導体レ
ーザ装置を製造した。
【００１５】本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値
電流は１０ｍＡであり、室温で安定なレーザ発振を実現
した。なお、表面が（１０−１０）面に基板に代えて、
表面が（０１−１０）面、（−１１００）面又はそれら
のいずれかに平行な結晶面の基板を用い、同様に処理し
たところ、同様な半導体レーザ装置を得ることができ
た。
電流は１０ｍＡであり、室温で安定なレーザ発振を実現
した。なお、表面が（１０−１０）面に基板に代えて、
表面が（０１−１０）面、（−１１００）面又はそれら
のいずれかに平行な結晶面の基板を用い、同様に処理し
たところ、同様な半導体レーザ装置を得ることができ
た。
【００１６】〈実施例３〉本発明の第３の実施例の半導
体レーザ装置の断面模式図を図３に示す。六方晶の結晶
系を有するｎ型ＧａＮ基板１１の（１０−１０）面に、
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、ｐ型
ＧａＮクラッド層６を有機金属気相成長法により、順次
エピタキシャル成長させ、ｐ側電極７とｎ側電極８を形
成する。次に、ｃ軸に垂直に劈開し、劈開面である（０
００１）面により共振器を構成する。さらに劈開面の片
端面に、ＳｉＯ2からなり、反射率が２％のコーティン
グ膜９、もう一方の端面に、Ｓｉ／ＳｉＯ2の多層膜か
らなり、反射率が８０％のコーティング膜１０を施し、
半導体レーザ装置を製造した。
体レーザ装置の断面模式図を図３に示す。六方晶の結晶
系を有するｎ型ＧａＮ基板１１の（１０−１０）面に、
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、ｐ型
ＧａＮクラッド層６を有機金属気相成長法により、順次
エピタキシャル成長させ、ｐ側電極７とｎ側電極８を形
成する。次に、ｃ軸に垂直に劈開し、劈開面である（０
００１）面により共振器を構成する。さらに劈開面の片
端面に、ＳｉＯ2からなり、反射率が２％のコーティン
グ膜９、もう一方の端面に、Ｓｉ／ＳｉＯ2の多層膜か
らなり、反射率が８０％のコーティング膜１０を施し、
半導体レーザ装置を製造した。
【００１７】本素子の発振波長は４５０ｎｍ、しきい値
電流は１０ｍＡであり、室温で安定なレーザ発振を実現
した。なお、表面が（１０−１０）面に基板に代えて、
表面が（０１−１０）面、（−１１００）面又はそれら
のいずれかに平行な結晶面の基板を用い、同様に処理し
たところ、同様な半導体レーザ装置を得ることができ
た。また、コーティング膜９は形成せず、コーティング
膜１０のみを設けてもよい。なお、実施例１に記載した
半導体レーザ装置に、本実施例と同様なコーティング膜
を設けることもできる。
電流は１０ｍＡであり、室温で安定なレーザ発振を実現
した。なお、表面が（１０−１０）面に基板に代えて、
表面が（０１−１０）面、（−１１００）面又はそれら
のいずれかに平行な結晶面の基板を用い、同様に処理し
たところ、同様な半導体レーザ装置を得ることができ
た。また、コーティング膜９は形成せず、コーティング
膜１０のみを設けてもよい。なお、実施例１に記載した
半導体レーザ装置に、本実施例と同様なコーティング膜
を設けることもできる。
【００１８】以上、ＧａＮ系の半導体により構成された
半導体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、エピタキシャル成長層
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。
半導体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、エピタキシャル成長層
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。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、六方晶の結晶系を有す
る所望の半導体基板を用い、所望の位置にエピタキシャ
ル成長層を設けることにより、半導体レーザ装置を得る
ことができた。
る所望の半導体基板を用い、所望の位置にエピタキシャ
ル成長層を設けることにより、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模
式図。
式図。
【図２】本発明の実施例２の半導体レーザ装置の断面模
式図。
式図。
【図３】本発明の実施例３の半導体レーザ装置の断面模
式図。
式図。
【図４】六方晶の結晶構造を示す図
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…ｐ側電極 ８…ｎ側電極 ９、１０…コーティング膜 １１…ｎ型ＧａＮ基板
Claims (6)
- 【請求項１】六方晶の結晶系を有する半導体基板と、該
半導体基板のｃ軸に平行な面の上に配置されたエピタキ
シャル成長層の多層構造とからなることを特徴とする半
導体レーザ装置。 - 【請求項２】上記ｃ軸に垂直な劈開面を有し、該劈開面
により共振器を構成し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】六方晶の結晶系を有する半導体基板と、該
半導体基板の（１０−１０）面、（０１−１０）面、
（−１１００）面又はそれらのいずれかに平行な結晶面
の上に配置されたエピタキシャル成長層の多層構造とか
らなることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項４】上記半導体基板のｃ軸に垂直な劈開面を有
し、該劈開面により共振器を構成し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】上記劈開面は、（０００１）面であること
を特徴とする請求項２又は４記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項６】上記劈開面は、その一方又は両方にコーテ
ィング膜を有することを特徴とする請求項２、４又は５
記載の半導体レーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1658695A JPH08213692A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1658695A JPH08213692A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 半導体レーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213692A true JPH08213692A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=11920386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1658695A Pending JPH08213692A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08213692A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998019375A1 (fr) * | 1996-10-30 | 1998-05-07 | Hitachi, Ltd. | Machine de traitement optique de l'information et dispositif a semi-conducteur emetteur de lumiere afferent |
| JP2001230497A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体装置 |
| US6734091B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-05-11 | Kopin Corporation | Electrode for p-type gallium nitride-based semiconductors |
| WO2005034301A1 (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 窒化物半導体素子およびその製造方法 |
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| JP2009094141A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Sharp Corp | 窒化物半導体レーザ素子 |
| JP2009099958A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 窒化物系半導体レーザ素子 |
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| US7978744B2 (en) | 2007-09-28 | 2011-07-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride based semiconductor laser device with oxynitride protective films on facets |
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-
1995
- 1995-02-03 JP JP1658695A patent/JPH08213692A/ja active Pending
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