JPH0897507A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザInfo
- Publication number
- JPH0897507A JPH0897507A JP23501194A JP23501194A JPH0897507A JP H0897507 A JPH0897507 A JP H0897507A JP 23501194 A JP23501194 A JP 23501194A JP 23501194 A JP23501194 A JP 23501194A JP H0897507 A JPH0897507 A JP H0897507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor laser
- current blocking
- compound semiconductor
- blocking layer
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2218—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties
- H01S5/2219—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties absorbing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/223—Buried stripe structure
- H01S5/2231—Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＧａＮ系化合物半導体を用いた半導体レーザ
において、電流阻止層に光を吸収せずもれの少ない材料
を用い、発光効率の高い利得導波構造型を可能とし、発
振光のノイズの制御（低ノイズ化）、横方向の光の広が
り制御およびキンク、縦モードの制御が容易に行われう
る半導体レーザを提供する。 【構成】 チッ化ガリウム系化合物半導体からなる活性
層４が該活性層よりバンドギャップエネルギーが大きい
チッ化ガリウム系化合物半導体からなる上部および下部
クラッド層３、５、７により挟持されてなる半導体レー
ザであって、前記上部または下部クラッド層の少なくと
も一方の層中に該層を形成する化合物半導体より屈折率
が小さく、かつ、該層の導電型と異なる導電型または電
気抵抗の大きい材料からなり、ストライプ溝が形成され
た電流阻止層６が設けられている。
において、電流阻止層に光を吸収せずもれの少ない材料
を用い、発光効率の高い利得導波構造型を可能とし、発
振光のノイズの制御（低ノイズ化）、横方向の光の広が
り制御およびキンク、縦モードの制御が容易に行われう
る半導体レーザを提供する。 【構成】 チッ化ガリウム系化合物半導体からなる活性
層４が該活性層よりバンドギャップエネルギーが大きい
チッ化ガリウム系化合物半導体からなる上部および下部
クラッド層３、５、７により挟持されてなる半導体レー
ザであって、前記上部または下部クラッド層の少なくと
も一方の層中に該層を形成する化合物半導体より屈折率
が小さく、かつ、該層の導電型と異なる導電型または電
気抵抗の大きい材料からなり、ストライプ溝が形成され
た電流阻止層６が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザに関する。
さらに詳しくは、チッ化ガリウム系化合物半導体からな
り、青色の光を発するのに好適な半導体レーザに関す
る。
さらに詳しくは、チッ化ガリウム系化合物半導体からな
り、青色の光を発するのに好適な半導体レーザに関す
る。
【０００２】ここにチッ化ガリウム（ＧａＮ）系化合物
半導体とは、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合
物またはIII 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなど他の
III族元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮ
の一部がＰ、Ａｓなど他のＶ族元素と置換した化合物か
らなる半導体をいう。
半導体とは、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合
物またはIII 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなど他の
III族元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮ
の一部がＰ、Ａｓなど他のＶ族元素と置換した化合物か
らなる半導体をいう。
【０００３】
【従来の技術】従来から、ＧａＡｓを用いて赤外線もし
くは赤色のレーザ光を発する半導体レーザを作製する技
術は広く普及している。これに対し、可視光領域におい
てこれより波長の短い青色のレーザ光を発生する半導体
レーザが望まれていたが、ＧａＮ系の化合物半導体を用
いることにより、青色の光を発する発光ダイオード（以
下、ＬＥＤという）の製造が可能となり、青色の半導体
レーザの開発もされつつある。
くは赤色のレーザ光を発する半導体レーザを作製する技
術は広く普及している。これに対し、可視光領域におい
てこれより波長の短い青色のレーザ光を発生する半導体
レーザが望まれていたが、ＧａＮ系の化合物半導体を用
いることにより、青色の光を発する発光ダイオード（以
下、ＬＥＤという）の製造が可能となり、青色の半導体
レーザの開発もされつつある。
【０００４】一般に半導体レーザの導波構造として、屈
折率導波構造と利得導波構造が知られている。屈折率導
波構造は、活性層に平行方向に屈折率差をもたせ、光を
閉じ込めて導波させるもので、高出力動作までの単一横
モード発振をうることができるが、可干渉性が高く戻り
光誘起ノイズが発生し易い。一方、利得導波構造は、横
方向に屈折率差をもたない構造で、横モードが不安定で
キンクが生じ易いが、縦マルチモード発振をするため、
戻り光ノイズが小さい。
折率導波構造と利得導波構造が知られている。屈折率導
波構造は、活性層に平行方向に屈折率差をもたせ、光を
閉じ込めて導波させるもので、高出力動作までの単一横
モード発振をうることができるが、可干渉性が高く戻り
光誘起ノイズが発生し易い。一方、利得導波構造は、横
方向に屈折率差をもたない構造で、横モードが不安定で
キンクが生じ易いが、縦マルチモード発振をするため、
戻り光ノイズが小さい。
【０００５】ＧａＮ系化合物半導体を用いた利得導波構
造に適した半導体レーザの構造として図４もしくは図５
に示されるものが考えられている。図４のものを説明す
ると、サファイア基板１の上に、ＧａＮからなるバッフ
ァ層２、Ａｌz Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１）からなる下部
クラッド層３、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）からな
る活性層４、Ａｌz Ｇａ1-z Ｎからなる上部クラッド層
５、コンタクト層８が順次積層され、さらにその上にス
トライプ状の上部電極９が設けられている。また、下部
クラッド層３またはバッファ層２の表面が一部露出する
までその上の層が除去され、その露出した表面に下部電
極１０が取りつけられている。ここで、上下両電極９、
１０間に電圧が印加されるとき、上部電極９の形状に従
って、活性層４においてその中央部の一部にのみ電流が
流れ、活性領域とされてレーザ光が発生する。しかしこ
のような構造の半導体レーザにおいては、活性領域に注
入される電流の制御が困難となる。
造に適した半導体レーザの構造として図４もしくは図５
に示されるものが考えられている。図４のものを説明す
ると、サファイア基板１の上に、ＧａＮからなるバッフ
ァ層２、Ａｌz Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１）からなる下部
クラッド層３、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜１）からな
る活性層４、Ａｌz Ｇａ1-z Ｎからなる上部クラッド層
５、コンタクト層８が順次積層され、さらにその上にス
トライプ状の上部電極９が設けられている。また、下部
クラッド層３またはバッファ層２の表面が一部露出する
までその上の層が除去され、その露出した表面に下部電
極１０が取りつけられている。ここで、上下両電極９、
１０間に電圧が印加されるとき、上部電極９の形状に従
って、活性層４においてその中央部の一部にのみ電流が
流れ、活性領域とされてレーザ光が発生する。しかしこ
のような構造の半導体レーザにおいては、活性領域に注
入される電流の制御が困難となる。
【０００６】また図４のものと対応する部分には同じ番
号が付されている図５については、上部電極９およびそ
の下の半導体層がストライプ状に残るように、その両側
の部分が上部クラッド層５の途中まで、上面からエッチ
ング除去されてメサ形状とされている。このような構造
によると、図４のものに比較して注入される電流の制御
が容易になるが、製造上寸法の制御が困難であり、ま
た、エッチング除去されて露出するストライプ状部分の
側面が、そのエッチングによってダメージを受け易く、
質のよい半導体レーザがえられていない。
号が付されている図５については、上部電極９およびそ
の下の半導体層がストライプ状に残るように、その両側
の部分が上部クラッド層５の途中まで、上面からエッチ
ング除去されてメサ形状とされている。このような構造
によると、図４のものに比較して注入される電流の制御
が容易になるが、製造上寸法の制御が困難であり、ま
た、エッチング除去されて露出するストライプ状部分の
側面が、そのエッチングによってダメージを受け易く、
質のよい半導体レーザがえられていない。
【０００７】一方、ＧａＡｓ系化合物半導体を用いた屈
折率導波構造の半導体レーザの一例を図６に示す。図６
において、２１は、たとえばｎ型のＧａＡｓなどからな
る半導体基板で、その上にたとえばｎ型のＡｌv Ｇａ
1-v Ａｓ（０．３５≦ｖ≦０．７５）からなる下部クラ
ッド層２２、ノンドープまたはｎ型もしくはｐ型のたと
えばＡｌw Ｇａ1-w Ａｓ（０＜ｗ＜０．７、ｗ＜ｖ）か
らなる活性層２３、ｐ型のＡｌv Ｇａ1-v Ａｓからなる
第１上部クラッド層２４、ｎ型ＧａＡｓからなる電流阻
止層２５、ｐ型Ａｌv Ｇａ1-v Ａｓからなる第２上部ク
ラッド層２６、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層２７
が順次積層され、上面および下面にそれぞれｐ側電極２
８、ｎ側電極２９が設けられて半導体レーザのチップが
形成されている。この構造で、ｎ型ＧａＡｓからなる電
流阻止層２５は、周囲のｐ型クラッド層と異なる導電型
層で、ｐｎ接合のギャップエネルギーを利用して電流を
阻止し、注入電流を幅Ｗのストライプ状活性領域に制限
すると同時に、活性層にて発生した光を吸収することに
より、ストライプ内外に屈折率差を設ける働きをなす。
したがって、横方向に光は閉じ込められ、幅Ｗのストラ
イプ状活性領域２３ａを安定して導波する赤色または赤
外線の屈折率導波構造型半導体レーザとして用いられて
いる。
折率導波構造の半導体レーザの一例を図６に示す。図６
において、２１は、たとえばｎ型のＧａＡｓなどからな
る半導体基板で、その上にたとえばｎ型のＡｌv Ｇａ
1-v Ａｓ（０．３５≦ｖ≦０．７５）からなる下部クラ
ッド層２２、ノンドープまたはｎ型もしくはｐ型のたと
えばＡｌw Ｇａ1-w Ａｓ（０＜ｗ＜０．７、ｗ＜ｖ）か
らなる活性層２３、ｐ型のＡｌv Ｇａ1-v Ａｓからなる
第１上部クラッド層２４、ｎ型ＧａＡｓからなる電流阻
止層２５、ｐ型Ａｌv Ｇａ1-v Ａｓからなる第２上部ク
ラッド層２６、ｐ型ＧａＡｓからなるコンタクト層２７
が順次積層され、上面および下面にそれぞれｐ側電極２
８、ｎ側電極２９が設けられて半導体レーザのチップが
形成されている。この構造で、ｎ型ＧａＡｓからなる電
流阻止層２５は、周囲のｐ型クラッド層と異なる導電型
層で、ｐｎ接合のギャップエネルギーを利用して電流を
阻止し、注入電流を幅Ｗのストライプ状活性領域に制限
すると同時に、活性層にて発生した光を吸収することに
より、ストライプ内外に屈折率差を設ける働きをなす。
したがって、横方向に光は閉じ込められ、幅Ｗのストラ
イプ状活性領域２３ａを安定して導波する赤色または赤
外線の屈折率導波構造型半導体レーザとして用いられて
いる。
【０００８】この構造で電流阻止層２５として光を吸収
しない材料を用い、活性層２３との間隔を遠ざけること
により、利得導波構造の半導体レーザがえられるが、と
くにＧａＮ系化合物半導体を用いた半導体レーザにおい
て、ＧａＮを電流阻止層２５として用いるばあい、利得
導波にするため活性層との距離を遠ざけるともれ電流が
多くなり、電流阻止層２５としての適切な材料が望まれ
ている。
しない材料を用い、活性層２３との間隔を遠ざけること
により、利得導波構造の半導体レーザがえられるが、と
くにＧａＮ系化合物半導体を用いた半導体レーザにおい
て、ＧａＮを電流阻止層２５として用いるばあい、利得
導波にするため活性層との距離を遠ざけるともれ電流が
多くなり、電流阻止層２５としての適切な材料が望まれ
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＧａＮ系化合物半導体
はＧａＡｓ系化合物半導体とバンドギャップエネルギー
や屈折率が異なり、ＧａＡｓ系化合物半導体を用いた半
導体レーザと同様の構成でＧａＮ系化合物半導体を用い
た半導体レーザをうることができない。前述の図４に示
される構造の半導体レーザでは、電極９と活性層４との
距離を大きくとる必要があり、ＧａＮ系化合物半導体で
はｐ型層のキャリア濃度をあまり上げることができず、
電流が流れにくいため、消費電力が大きくなって発光効
率が低下する。また図５に示される構造においてはメサ
型形状にするためのエッチングをしなければならない
が、ＧａＮ系化合物半導体はＧａＡｓ系に比べてエッチ
ングが困難であり、ウェットエッチングをするばあいは
１５０〜２５０℃以上の高温で１〜６０分程度のエッチ
ングをしなければならず、低温ではエッチング時間が長
くかかり、高温ではエッチングの制御が困難である。ま
たドライエッチングのばあいは塩素ガス雰囲気の下で、
反応性イオンエッチングをしなければならず、エッチン
グ面がダメージを受けたり、エッチングの際に生じるコ
ンタミネーションが付着するという問題がある。
はＧａＡｓ系化合物半導体とバンドギャップエネルギー
や屈折率が異なり、ＧａＡｓ系化合物半導体を用いた半
導体レーザと同様の構成でＧａＮ系化合物半導体を用い
た半導体レーザをうることができない。前述の図４に示
される構造の半導体レーザでは、電極９と活性層４との
距離を大きくとる必要があり、ＧａＮ系化合物半導体で
はｐ型層のキャリア濃度をあまり上げることができず、
電流が流れにくいため、消費電力が大きくなって発光効
率が低下する。また図５に示される構造においてはメサ
型形状にするためのエッチングをしなければならない
が、ＧａＮ系化合物半導体はＧａＡｓ系に比べてエッチ
ングが困難であり、ウェットエッチングをするばあいは
１５０〜２５０℃以上の高温で１〜６０分程度のエッチ
ングをしなければならず、低温ではエッチング時間が長
くかかり、高温ではエッチングの制御が困難である。ま
たドライエッチングのばあいは塩素ガス雰囲気の下で、
反応性イオンエッチングをしなければならず、エッチン
グ面がダメージを受けたり、エッチングの際に生じるコ
ンタミネーションが付着するという問題がある。
【００１０】また、光を吸収しない材料により電流阻止
層を形成するには、前述のようにＧａＮを用いても光の
もれが大きく、発光効率が低下し、電流阻止層としての
適切な材料がえられていないという問題がある。
層を形成するには、前述のようにＧａＮを用いても光の
もれが大きく、発光効率が低下し、電流阻止層としての
適切な材料がえられていないという問題がある。
【００１１】本発明はこのような問題を解決し、ＧａＮ
系化合物半導体を用いた半導体レーザにおいて、電流阻
止層に光を吸収せず漏れの少ない材料を用い、発光効率
の高い利得導波構造型を可能とし、発振光のノイズの制
御（低ノイズ化）、横方向の光の広がり制御およびキン
ク、縦モードの制御が容易に行われうる半導体レーザを
提供することを目的とする。
系化合物半導体を用いた半導体レーザにおいて、電流阻
止層に光を吸収せず漏れの少ない材料を用い、発光効率
の高い利得導波構造型を可能とし、発振光のノイズの制
御（低ノイズ化）、横方向の光の広がり制御およびキン
ク、縦モードの制御が容易に行われうる半導体レーザを
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザは、チッ化ガリウム系化合物半導体からなる活性層が
該活性層よりバンドギャップエネルギーが大きいチッ化
ガリウム系化合物半導体からなる上部および下部クラッ
ド層により挟持されてなる半導体レーザであって、前記
上部または下部クラッド層の少なくとも一方の層中に該
層を形成する化合物半導体より屈折率が小さく、かつ、
該層の導電型と異なる導電型または電気抵抗の大きい材
料からなり、ストライプ溝が形成された電流阻止層が設
けられている。
ザは、チッ化ガリウム系化合物半導体からなる活性層が
該活性層よりバンドギャップエネルギーが大きいチッ化
ガリウム系化合物半導体からなる上部および下部クラッ
ド層により挟持されてなる半導体レーザであって、前記
上部または下部クラッド層の少なくとも一方の層中に該
層を形成する化合物半導体より屈折率が小さく、かつ、
該層の導電型と異なる導電型または電気抵抗の大きい材
料からなり、ストライプ溝が形成された電流阻止層が設
けられている。
【００１３】前記活性層がＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ＜
１）化合物半導体からなり、前記上部および下部クラッ
ド層がＡｌz Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１）化合物半導体か
ら構成されうる。
１）化合物半導体からなり、前記上部および下部クラッ
ド層がＡｌz Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１）化合物半導体か
ら構成されうる。
【００１４】前記電流阻止層が、該電流阻止層周囲の前
記クラッド層を形成する化合物半導体より電気抵抗率が
１０倍以上大きい材料からなることにより、該電流阻止
層が有効に電流を阻止する層として働くので好ましい。
記クラッド層を形成する化合物半導体より電気抵抗率が
１０倍以上大きい材料からなることにより、該電流阻止
層が有効に電流を阻止する層として働くので好ましい。
【００１５】このばあい、前記電流阻止層の材料とし
て、該電流阻止層周囲の前記クラッド層を形成する化合
物半導体よりＡｌの組成比が大きいＡｌy Ｇａ1-y Ｎ
（０＜ｙ≦１、ｚ＜ｙ）化合物半導体からなることが適
切である。また、前記電流阻止層は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3
Ｎ4 またはＡｌ2 Ｏ3 のうちの少なくともいずれか１種
の絶縁膜からなるものであってもよい。
て、該電流阻止層周囲の前記クラッド層を形成する化合
物半導体よりＡｌの組成比が大きいＡｌy Ｇａ1-y Ｎ
（０＜ｙ≦１、ｚ＜ｙ）化合物半導体からなることが適
切である。また、前記電流阻止層は、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3
Ｎ4 またはＡｌ2 Ｏ3 のうちの少なくともいずれか１種
の絶縁膜からなるものであってもよい。
【００１６】前記電流阻止層の平面パターンは、幅がＷ
1 で長さがａの部分と幅がＷ2 で長さがｂの部分が、そ
れぞれの幅を２等分する中心線が同一直線上に並ぶよう
に、ａ＋ｂを周期として長さ方向に交互に繰り返される
形状の開口を中央に有して左右に分離されていること
が、幅Ｗ1 、Ｗ2 および長さａ、ｂを変えることにより
利得導波構造と屈折率導波構造の折衷構造で、所望のノ
イズ特性や半導体レーザ特性に適した半導体レーザをう
ることができるため好ましい。
1 で長さがａの部分と幅がＷ2 で長さがｂの部分が、そ
れぞれの幅を２等分する中心線が同一直線上に並ぶよう
に、ａ＋ｂを周期として長さ方向に交互に繰り返される
形状の開口を中央に有して左右に分離されていること
が、幅Ｗ1 、Ｗ2 および長さａ、ｂを変えることにより
利得導波構造と屈折率導波構造の折衷構造で、所望のノ
イズ特性や半導体レーザ特性に適した半導体レーザをう
ることができるため好ましい。
【００１７】
【作用】本発明によれば、ＧａＮ系化合物半導体からな
る半導体レーザのクラッド層中に、該クラッド層よりも
屈折率が小さく、導電型が異なるか電気抵抗が大きい材
料からなる電流阻止層が設けられているため、電流注入
領域をストライプ幅に正確に制限できるとともに、活性
層からの光を全反射して活性層側に戻し、電流阻止層に
よる光の吸収やもれが発生せず、発光効率の高い利得導
波構造の半導体レーザがえられる。しかも電流阻止層と
活性層との間隔を近づければ屈折率導波構造に近くな
り、また電流阻止層に設けられるストライプ幅が広くな
れば光の水平方向の広がり角が小さくなり、これらの間
隔や幅、ストライプ形状などを調整することにより、発
振光のノイズの制御（低ノイズ化）、横方向の光の広が
り制御およびキンク、縦モードの制御が容易に行われる
半導体レーザとなる。
る半導体レーザのクラッド層中に、該クラッド層よりも
屈折率が小さく、導電型が異なるか電気抵抗が大きい材
料からなる電流阻止層が設けられているため、電流注入
領域をストライプ幅に正確に制限できるとともに、活性
層からの光を全反射して活性層側に戻し、電流阻止層に
よる光の吸収やもれが発生せず、発光効率の高い利得導
波構造の半導体レーザがえられる。しかも電流阻止層と
活性層との間隔を近づければ屈折率導波構造に近くな
り、また電流阻止層に設けられるストライプ幅が広くな
れば光の水平方向の広がり角が小さくなり、これらの間
隔や幅、ストライプ形状などを調整することにより、発
振光のノイズの制御（低ノイズ化）、横方向の光の広が
り制御およびキンク、縦モードの制御が容易に行われる
半導体レーザとなる。
【００１８】
【実施例】つぎに、本発明の半導体レーザを図面を参照
しながら詳細に説明する。図１は本発明の半導体レーザ
の一実施例を示す断面説明図、図２はその電流阻止層の
エッチングを終えた段階の実施例を示す斜視図、図３は
図２の平面パターン図である。
しながら詳細に説明する。図１は本発明の半導体レーザ
の一実施例を示す断面説明図、図２はその電流阻止層の
エッチングを終えた段階の実施例を示す斜視図、図３は
図２の平面パターン図である。
【００１９】図１において、サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単
結晶）などからなる基板１の上に、たとえばｎ型のＧａ
Ｎからなるバッファ層２が２〜５μｍ程度、ｎ型のＡｌ
z Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１、たとえばｚ＝０．２）から
なる下部クラッド層３が０．１〜０．３μｍ程度、ノン
ドープまたはｎ型もしくはｐ型のＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（０
＜ｘ＜１、たとえばｘ＝０．１５）からなる活性層４が
０．０５〜０．１μｍ程度、たとえばｐ型のＡｌz Ｇａ
1-z Ｎからなる上部第１クラッド層５が０．１〜０．３
μｍ程度、ｎ型のＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１、ｚ＜
ｙ）からなる電流阻止層６が０．１〜０．４μｍ程度、
ｐ型Ａｌz Ｇａ1-z Ｎからなる上部第２クラッド層７が
０．５〜２μｍ程度、ｐ型のＧａＮからなるコンタクト
層８が０．３〜２μｍ程度それぞれ順次積層され、か
つ、その積層体の表面にＡｕなどからなる上部電極９、
およびその積層体の一部において表面から下部クラッド
層３またはバッファ層２が露出する位置までエッチング
され、下部電極１０が取りつけられている。また、電流
阻止層６は、図２（ａ）に示されるように、一部ストラ
イプ状にエッチングで取り除かれて開口を有し、活性層
に至る電流のための電流路を形成している。これらの各
半導体層は、有機金属気相成長（以下、ＭＯＣＶＤとい
う）法によって積層され、その積層工程の途中に電流阻
止層６のエッチング工程が設けられている。基板１がサ
ファイアなどの絶縁基板ではなく、半導体基板のばあい
は、積層体の一部をエッチングしなくても裏面に下部電
極を設けることができる。
結晶）などからなる基板１の上に、たとえばｎ型のＧａ
Ｎからなるバッファ層２が２〜５μｍ程度、ｎ型のＡｌ
z Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１、たとえばｚ＝０．２）から
なる下部クラッド層３が０．１〜０．３μｍ程度、ノン
ドープまたはｎ型もしくはｐ型のＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（０
＜ｘ＜１、たとえばｘ＝０．１５）からなる活性層４が
０．０５〜０．１μｍ程度、たとえばｐ型のＡｌz Ｇａ
1-z Ｎからなる上部第１クラッド層５が０．１〜０．３
μｍ程度、ｎ型のＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１、ｚ＜
ｙ）からなる電流阻止層６が０．１〜０．４μｍ程度、
ｐ型Ａｌz Ｇａ1-z Ｎからなる上部第２クラッド層７が
０．５〜２μｍ程度、ｐ型のＧａＮからなるコンタクト
層８が０．３〜２μｍ程度それぞれ順次積層され、か
つ、その積層体の表面にＡｕなどからなる上部電極９、
およびその積層体の一部において表面から下部クラッド
層３またはバッファ層２が露出する位置までエッチング
され、下部電極１０が取りつけられている。また、電流
阻止層６は、図２（ａ）に示されるように、一部ストラ
イプ状にエッチングで取り除かれて開口を有し、活性層
に至る電流のための電流路を形成している。これらの各
半導体層は、有機金属気相成長（以下、ＭＯＣＶＤとい
う）法によって積層され、その積層工程の途中に電流阻
止層６のエッチング工程が設けられている。基板１がサ
ファイアなどの絶縁基板ではなく、半導体基板のばあい
は、積層体の一部をエッチングしなくても裏面に下部電
極を設けることができる。
【００２０】本発明は電流注入領域を規制するため、ス
トライプ溝が形成された電流阻止層６を周囲のクラッド
層、すなわち前記構造では上部第１クラッド層５より屈
折率が小さく、導電型が反対か電気抵抗率の大きい材
料、たとえばＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（ＡｌＮを含む）からな
っていることに特徴がある。
トライプ溝が形成された電流阻止層６を周囲のクラッド
層、すなわち前記構造では上部第１クラッド層５より屈
折率が小さく、導電型が反対か電気抵抗率の大きい材
料、たとえばＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（ＡｌＮを含む）からな
っていることに特徴がある。
【００２１】電流阻止層の屈折率を小さくすることによ
り、活性層からの光を全反射し易く、光の吸収やもれが
抑制されるため、発光効率が向上する。また光を吸収し
ないため、活性層のストライプ外の屈折率の変化が生じ
にくく、利得導波型をえ易いが、電流阻止層６と活性層
４との間隔ｔを小さくすることにより屈折率導波構造の
性質が現われ、この間隔ｔやストライプの幅Ｗ、ストラ
イプ形状などの調整により所望特性の半導体レーザをえ
易い。
り、活性層からの光を全反射し易く、光の吸収やもれが
抑制されるため、発光効率が向上する。また光を吸収し
ないため、活性層のストライプ外の屈折率の変化が生じ
にくく、利得導波型をえ易いが、電流阻止層６と活性層
４との間隔ｔを小さくすることにより屈折率導波構造の
性質が現われ、この間隔ｔやストライプの幅Ｗ、ストラ
イプ形状などの調整により所望特性の半導体レーザをえ
易い。
【００２２】電流阻止層６としては、電流を阻止すると
ともに、活性層４で発生する光を吸収せず、かつ、外部
にもらさない材料、すなわち導電型がその周囲のクラッ
ド層の導電型と異なるか、または電気抵抗が大きく、か
つ、屈折率が活性層４やクラッド層３、５、７の材料よ
り小さい材料が選定される。その例としては前述のＡｌ
y Ｇａ1-y Ｎ（ＡｌＮを含む）のほかに、ＳｉＯ2 、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3などの絶縁膜などを使用すること
ができる。
ともに、活性層４で発生する光を吸収せず、かつ、外部
にもらさない材料、すなわち導電型がその周囲のクラッ
ド層の導電型と異なるか、または電気抵抗が大きく、か
つ、屈折率が活性層４やクラッド層３、５、７の材料よ
り小さい材料が選定される。その例としては前述のＡｌ
y Ｇａ1-y Ｎ（ＡｌＮを含む）のほかに、ＳｉＯ2 、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 、Ａｌ2 Ｏ3などの絶縁膜などを使用すること
ができる。
【００２３】ＧａＮ系化合物半導体、たとえばＡｌy Ｇ
ａ1-y Ｎ化合物半導体では、一般にＡｌの組成比が大き
くなると屈折率が小さくなる。Ａｌの組成比が大きくな
るとバンドギャップエネルギーも大きくなり、クラッド
層３、５、７は活性層４よりバンドギャップエネルギー
の大きい材料が使用されるため、電流阻止層６としては
周囲のクラッド層５、７よりＡｌの組成比の大きい材料
（ＡｌＮを含む）を用いることにより光を吸収せず、反
射させることができる。
ａ1-y Ｎ化合物半導体では、一般にＡｌの組成比が大き
くなると屈折率が小さくなる。Ａｌの組成比が大きくな
るとバンドギャップエネルギーも大きくなり、クラッド
層３、５、７は活性層４よりバンドギャップエネルギー
の大きい材料が使用されるため、電流阻止層６としては
周囲のクラッド層５、７よりＡｌの組成比の大きい材料
（ＡｌＮを含む）を用いることにより光を吸収せず、反
射させることができる。
【００２４】また、ＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 またはＡｌ2
Ｏ3 は屈折率がそれぞれ１．４６、２．０５、１．６で
あり、クラッド層５、たとえばＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｎの
２．２５と比べて小さいため、同様の光反射の効果がえ
られる。しかもこれらは絶縁物であり、電流を阻止する
ことができる。前述のＡｌy Ｇａ1-y Ｎを用いたばあ
い、クラッド層５（ｐ型）と異なる導電型（たとえばｎ
型）とすることによりｐｎ接合のギャップエネルギーに
より電流を阻止することができるが、キャリア濃度を低
くして電気抵抗率を高くしてもよい。このばあい、電気
抵抗率がクラッド層５、７の１０倍以上あれば、もれ電
流は１／１０以下となり、充分使用に耐えうる。
Ｏ3 は屈折率がそれぞれ１．４６、２．０５、１．６で
あり、クラッド層５、たとえばＡｌ0.5 Ｇａ0.5 Ｎの
２．２５と比べて小さいため、同様の光反射の効果がえ
られる。しかもこれらは絶縁物であり、電流を阻止する
ことができる。前述のＡｌy Ｇａ1-y Ｎを用いたばあ
い、クラッド層５（ｐ型）と異なる導電型（たとえばｎ
型）とすることによりｐｎ接合のギャップエネルギーに
より電流を阻止することができるが、キャリア濃度を低
くして電気抵抗率を高くしてもよい。このばあい、電気
抵抗率がクラッド層５、７の１０倍以上あれば、もれ電
流は１／１０以下となり、充分使用に耐えうる。
【００２５】クラッド層中にＡｌy Ｇａ1-y Ｎからなる
半導体層を形成するには、トリメチルアルミニウムの流
量を多くし、トリメチルガリウムの流量を少なくして、
クラッド層５などの成膜と同様に連続してＭＯＣＶＤ装
置により気相成長させることによりえられる。またＳｉ
Ｏ2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜を成膜させるには、一旦ＭＯＣＶ
Ｄ装置から取り出し、ＰＣＶＤ法などにより成膜する。
また、Ａｌ2 Ｏ3 についてはスパッタリング法などによ
り形成される。
半導体層を形成するには、トリメチルアルミニウムの流
量を多くし、トリメチルガリウムの流量を少なくして、
クラッド層５などの成膜と同様に連続してＭＯＣＶＤ装
置により気相成長させることによりえられる。またＳｉ
Ｏ2 膜やＳｉ3 Ｎ4 膜を成膜させるには、一旦ＭＯＣＶ
Ｄ装置から取り出し、ＰＣＶＤ法などにより成膜する。
また、Ａｌ2 Ｏ3 についてはスパッタリング法などによ
り形成される。
【００２６】本発明の半導体レーザによれば、電流阻止
層６が低屈折率の光を吸収しない材料からなっているた
め、図２（ａ）および図３（ａ）に示される電流阻止層
６のストライプの幅Ｗおよび電流阻止層６と活性層４と
の間隔ｔの両方が電流阻止層６の材料組成とともに半導
体レーザを設計する上でのパラメータとして用いられて
おり、たとえば、Ｗを４μｍから１０μｍへと大きくす
るとレーザ光の広がり角度が小さくなり、Ｗを３μｍ以
下と小さくするとレーザ光の広がり角度が大きくなる。
通常Ｗの値は１〜１５μｍ程度の範囲内で設定される。
一方で、ｔを小さくすると動作電流は減少し、ｔを大き
くすると動作電流は増える。通常ｔは０．１〜０．５μ
ｍ程度に設定される。
層６が低屈折率の光を吸収しない材料からなっているた
め、図２（ａ）および図３（ａ）に示される電流阻止層
６のストライプの幅Ｗおよび電流阻止層６と活性層４と
の間隔ｔの両方が電流阻止層６の材料組成とともに半導
体レーザを設計する上でのパラメータとして用いられて
おり、たとえば、Ｗを４μｍから１０μｍへと大きくす
るとレーザ光の広がり角度が小さくなり、Ｗを３μｍ以
下と小さくするとレーザ光の広がり角度が大きくなる。
通常Ｗの値は１〜１５μｍ程度の範囲内で設定される。
一方で、ｔを小さくすると動作電流は減少し、ｔを大き
くすると動作電流は増える。通常ｔは０．１〜０．５μ
ｍ程度に設定される。
【００２７】また、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示さ
れるように、ストライプ形状をジグザグ形状にすること
ができる。図２（ｂ）および図３（ｂ）の構造は、スト
ライプの中心線は同一で、ストライプ幅が異なる幅
Ｗ1 、Ｗ2 の長さがそれぞれａ、ｂのストライプがＮ回
繰り返し設けられている。電流阻止層にこのようなパタ
ーニングを施すことにより、図２（ａ）の真っ直ぐのパ
ターンに比べて、光の導波路で散乱、反射、吸収が増え
ることとなる。この特性を利用し、Ｗ1 、Ｗ2 、ａ、
ｂ、ｔおよび電流阻止層の材料に固有の特性（屈折率、
吸収率）を組み合わせることによって、ノイズが低く抑
えられた半導体レーザの製造がより簡単になる。たとえ
ば、電流阻止層６のＡｌの組成比を大きくすれば屈折率
導波型に近くなる。
れるように、ストライプ形状をジグザグ形状にすること
ができる。図２（ｂ）および図３（ｂ）の構造は、スト
ライプの中心線は同一で、ストライプ幅が異なる幅
Ｗ1 、Ｗ2 の長さがそれぞれａ、ｂのストライプがＮ回
繰り返し設けられている。電流阻止層にこのようなパタ
ーニングを施すことにより、図２（ａ）の真っ直ぐのパ
ターンに比べて、光の導波路で散乱、反射、吸収が増え
ることとなる。この特性を利用し、Ｗ1 、Ｗ2 、ａ、
ｂ、ｔおよび電流阻止層の材料に固有の特性（屈折率、
吸収率）を組み合わせることによって、ノイズが低く抑
えられた半導体レーザの製造がより簡単になる。たとえ
ば、電流阻止層６のＡｌの組成比を大きくすれば屈折率
導波型に近くなる。
【００２８】なお、本実施例においては、電流阻止層を
上部クラッド層中に設ける構造としたが、下部クラッド
層中に設けることも可能である。
上部クラッド層中に設ける構造としたが、下部クラッド
層中に設けることも可能である。
【００２９】また前記実施例では、バッファ層２、コン
タクト層８としてＧａＮ、クラッド層３、５、７にＡｌ
z Ｇａ1-z Ｎ、活性層４にＩｎx Ｇａ1-x Ｎを用いた
が、活性層４がクラッド層３、５よりバンドギャップエ
ネルギーが小さく、かつ、屈折率が大きい材料で、電流
阻止層６の屈折率が前述の関係を満たせば、一般式Ａｌ
r Ｇａs Ｉｎ1-r-s Ｎ（０≦ｒ＜１、０＜ｓ≦１、０＜
ｒ＋ｓ≦１）として表わされる化合物半導体の組成比を
変えた材料を用いることができる。さらに前記一般式の
Ｎの一部または全部がＰおよび／またはＡｓと置換した
ものでもよい。
タクト層８としてＧａＮ、クラッド層３、５、７にＡｌ
z Ｇａ1-z Ｎ、活性層４にＩｎx Ｇａ1-x Ｎを用いた
が、活性層４がクラッド層３、５よりバンドギャップエ
ネルギーが小さく、かつ、屈折率が大きい材料で、電流
阻止層６の屈折率が前述の関係を満たせば、一般式Ａｌ
r Ｇａs Ｉｎ1-r-s Ｎ（０≦ｒ＜１、０＜ｓ≦１、０＜
ｒ＋ｓ≦１）として表わされる化合物半導体の組成比を
変えた材料を用いることができる。さらに前記一般式の
Ｎの一部または全部がＰおよび／またはＡｓと置換した
ものでもよい。
【００３０】つぎに前記半導体レーザの製法を説明す
る。
る。
【００３１】まず、サファイアなどからなる基板１を反
応管内に設置し、キャリアガスのＨ2 を１０ｓｌｍ、反
応ガスのトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）を
１００ｓｃｃｍおよびＮＨ3 を１０ｓｌｍ導入してＭＯ
ＣＶＤ法により４００〜７００℃で気相成長させ、０．
０１〜０．２μｍ程度の厚さのＧａＮからなる多結晶膜
である低温バッファ層を成膜した。ついで７００〜１２
００℃に昇温し、５〜１５分程度放置することにより低
温バッファ層の多結晶膜が単結晶化し、その上に前述と
同じ原料ガスを導入して７００〜１２００℃の高温で気
相反応させることによりＧａＮの単結晶からなる高温バ
ッファ層を２〜５μｍの厚さに成膜し、バッファ層２と
した。
応管内に設置し、キャリアガスのＨ2 を１０ｓｌｍ、反
応ガスのトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）を
１００ｓｃｃｍおよびＮＨ3 を１０ｓｌｍ導入してＭＯ
ＣＶＤ法により４００〜７００℃で気相成長させ、０．
０１〜０．２μｍ程度の厚さのＧａＮからなる多結晶膜
である低温バッファ層を成膜した。ついで７００〜１２
００℃に昇温し、５〜１５分程度放置することにより低
温バッファ層の多結晶膜が単結晶化し、その上に前述と
同じ原料ガスを導入して７００〜１２００℃の高温で気
相反応させることによりＧａＮの単結晶からなる高温バ
ッファ層を２〜５μｍの厚さに成膜し、バッファ層２と
した。
【００３２】さらにトリメチルアルミニウム（以下、Ｔ
ＭＡという）を１０〜１００ｓｃｃｍの流量で混入して
気相反応させることにより、ｎ型のＡｌz Ｇａ1-z Ｎか
らなる下部クラッド層３を０．１〜０．３μｍの厚さに
成膜した。
ＭＡという）を１０〜１００ｓｃｃｍの流量で混入して
気相反応させることにより、ｎ型のＡｌz Ｇａ1-z Ｎか
らなる下部クラッド層３を０．１〜０．３μｍの厚さに
成膜した。
【００３３】つぎにドーパントのＳｉＨ4 を止めるとと
もにＴＭＡに代えトリメチルインジウム（以下、ＴＭＩ
という）を１０〜２００ｓｃｃｍの流量で供給してＩｎ
x Ｇａ1-x Ｎからなるノンドープの活性層４を０．０５
〜０．１μｍ程度成膜し、さらにｎ型の下部クラッド層
３と同じ組成の原料ガスを供給し、不純物原料ガスをＳ
ｉＨ4 に代えてビスシクロペンタジエニルマグネシウム
（以下、Ｃｐ2 Ｍｇという）またはジメチル亜鉛（以
下、ＤＭＺｎという）を１０〜１０００ｓｃｃｍの流量
で導入してＡｌz Ｇａ1-z Ｎからなるｐ型の上部第１ク
ラッド層５を０．１〜０．３μｍの厚さで成膜し、つい
で原料ガスのＴＭＡの流量を２０〜２００ｓｃｃｍ、Ｔ
ＭＧの流量を１００ｓｃｃｍとし、ドーパントガスとし
てＳｉＨ4を供給して電流阻止層とするためのｎ型のＡ
ｌy Ｇａ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）層を０．１〜０．５μｍ
程度成膜した。
もにＴＭＡに代えトリメチルインジウム（以下、ＴＭＩ
という）を１０〜２００ｓｃｃｍの流量で供給してＩｎ
x Ｇａ1-x Ｎからなるノンドープの活性層４を０．０５
〜０．１μｍ程度成膜し、さらにｎ型の下部クラッド層
３と同じ組成の原料ガスを供給し、不純物原料ガスをＳ
ｉＨ4 に代えてビスシクロペンタジエニルマグネシウム
（以下、Ｃｐ2 Ｍｇという）またはジメチル亜鉛（以
下、ＤＭＺｎという）を１０〜１０００ｓｃｃｍの流量
で導入してＡｌz Ｇａ1-z Ｎからなるｐ型の上部第１ク
ラッド層５を０．１〜０．３μｍの厚さで成膜し、つい
で原料ガスのＴＭＡの流量を２０〜２００ｓｃｃｍ、Ｔ
ＭＧの流量を１００ｓｃｃｍとし、ドーパントガスとし
てＳｉＨ4を供給して電流阻止層とするためのｎ型のＡ
ｌy Ｇａ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）層を０．１〜０．５μｍ
程度成膜した。
【００３４】そののち、炉内温度を３０℃程度まで下
げ、ＭＯＣＶＤ装置から半導体層が積層された基板を取
り出し、フォトリソグラフィ工程によりエッチングして
ストライプ溝を形成し、電流阻止層６を形成した。
げ、ＭＯＣＶＤ装置から半導体層が積層された基板を取
り出し、フォトリソグラフィ工程によりエッチングして
ストライプ溝を形成し、電流阻止層６を形成した。
【００３５】そののち、再度ＭＯＣＶＤ装置内に基板を
入れ、７００〜１２００℃にして前述と同様に反応ガス
としてＴＭＧ、ＮＨ3 、ＴＭＡおよびドーパントとして
Ｃｐ2 ＭｇまたはＤＭＺｎを供給しｐ型のＡｌz Ｇａ
1-z Ｎからなる上部第２クラッド層７を０．５〜２μ
ｍ、さらにＴＭＡを止めてＧａＮからなるコンタクト層
８を０．２〜３μｍ程度それぞれ形成した。そののちＳ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 などの保護膜を半導体層表面全面に
設け４００〜８００℃、２０〜６０分間程度のアニール
を行い、ｐ型クラッド層５、７およびコンタクト層８の
活性化を行った。
入れ、７００〜１２００℃にして前述と同様に反応ガス
としてＴＭＧ、ＮＨ3 、ＴＭＡおよびドーパントとして
Ｃｐ2 ＭｇまたはＤＭＺｎを供給しｐ型のＡｌz Ｇａ
1-z Ｎからなる上部第２クラッド層７を０．５〜２μ
ｍ、さらにＴＭＡを止めてＧａＮからなるコンタクト層
８を０．２〜３μｍ程度それぞれ形成した。そののちＳ
ｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 などの保護膜を半導体層表面全面に
設け４００〜８００℃、２０〜６０分間程度のアニール
を行い、ｐ型クラッド層５、７およびコンタクト層８の
活性化を行った。
【００３６】つぎに下部電極１０を形成するため、レジ
スト膜などによりマスクを形成してＣｌ2 ガス雰囲気の
下で積層された半導体層の一部に反応性イオンエッチン
グを行い、ｎ型層である下部クラッド層３またはバッフ
ァ層２を露出させ、コンタクト層８上にＡｕ、Ａｕ−Ｚ
ｎなどからなる上部電極９、バッファ層２上にＡｌ、Ａ
ｕ−Ｇｅなどからなる下部電極１０を形成し、ダイシン
グすることにより半導体レーザのチップを形成した（図
１参照）。
スト膜などによりマスクを形成してＣｌ2 ガス雰囲気の
下で積層された半導体層の一部に反応性イオンエッチン
グを行い、ｎ型層である下部クラッド層３またはバッフ
ァ層２を露出させ、コンタクト層８上にＡｕ、Ａｕ−Ｚ
ｎなどからなる上部電極９、バッファ層２上にＡｌ、Ａ
ｕ−Ｇｅなどからなる下部電極１０を形成し、ダイシン
グすることにより半導体レーザのチップを形成した（図
１参照）。
【００３７】
【発明の効果】本発明の半導体レーザによると、電流路
を形成するためにその両側で半導体層部をエッチング除
去する必要がなくなり、そのために起こりえていたダメ
ージによる光の損失がなくなって、発光効率の向上した
青色発光半導体レーザがえられる。また、電流阻止層の
パターニング形状と併せて、活性層と電流阻止層とのあ
いだの間隔ｔを調整することによって適切な共振器が半
導体レーザ内に形成される。
を形成するためにその両側で半導体層部をエッチング除
去する必要がなくなり、そのために起こりえていたダメ
ージによる光の損失がなくなって、発光効率の向上した
青色発光半導体レーザがえられる。また、電流阻止層の
パターニング形状と併せて、活性層と電流阻止層とのあ
いだの間隔ｔを調整することによって適切な共振器が半
導体レーザ内に形成される。
【図１】本発明の半導体レーザの一実施例の断面説明図
である。
である。
【図２】本発明の半導体レーザの実施例において電流阻
止層のエッチングを終えた段階での斜視図である。
止層のエッチングを終えた段階での斜視図である。
【図３】図２の電流阻止層の平面パターン図である。
【図４】従来の半導体レーザを示す断面説明図である。
【図５】従来の他の半導体レーザを示す断面説明図であ
る。
る。
【図６】従来のさらに他の半導体レーザを示す斜視説明
図である。
図である。
１ 基板 ２ バッファ層 ３ 下部クラッド層 ４ 活性層 ５ 上部第１クラッド層 ６ 電流阻止層 ７ 上部第２クラッド層
Claims (6)
- 【請求項１】 チッ化ガリウム系化合物半導体からなる
活性層が該活性層よりバンドギャップエネルギーが大き
いチッ化ガリウム系化合物半導体からなる上部および下
部クラッド層により挟持されてなる半導体レーザであっ
て、前記上部または下部クラッド層の少なくとも一方の
層中に該層を形成する化合物半導体より屈折率が小さ
く、かつ、該層の導電型と異なる導電型または電気抵抗
の大きい材料からなり、ストライプ溝が形成された電流
阻止層が設けられてなる半導体レーザ。 - 【請求項２】 前記活性層がＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（０＜ｘ
＜１）化合物半導体からなり、前記上部および下部クラ
ッド層がＡｌz Ｇａ1-z Ｎ（０＜ｚ＜１）化合物半導体
からなる請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記電流阻止層が、該電流阻止層周囲の
前記クラッド層を形成する化合物半導体より電気抵抗率
が１０倍以上大きい材料からなる請求項１または２記載
の半導体レーザ。 - 【請求項４】 前記電流阻止層が該電流阻止層周囲の前
記クラッド層を形成する化合物半導体よりＡｌの組成比
が大きいＡｌy Ｇａ1-y Ｎ（０＜ｙ≦１）化合物半導体
からなる請求項１、２または３記載の半導体レーザ。 - 【請求項５】 前記電流阻止層がＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4
およびＡｌ2 Ｏ3 よりなる群から選ばれた少なくとも１
種の絶縁膜からなる請求項１、２または３記載の半導体
レーザ。 - 【請求項６】 前記電流阻止層の平面パターンは、幅が
Ｗ1 で長さがａの部分と幅がＷ2 で長さがｂの部分が、
それぞれの幅を２等分する中心線が同一直線上に並ぶよ
うに、ａ＋ｂを周期として長さ方向に交互に繰り返され
る形状の開口を中央に有して左右に分離されている請求
項１、２、３、４または５記載の半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23501194A JPH0897507A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 半導体レーザ |
| US08/892,273 US5974069A (en) | 1994-09-16 | 1997-07-14 | Semiconductor laser and manufacturing method thereof |
| US09/392,459 US6274891B1 (en) | 1994-09-16 | 1999-09-09 | Semiconductor laser |
| US09/392,456 US6298079B1 (en) | 1994-09-16 | 1999-09-09 | Gallium nitride type laser for emitting blue light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23501194A JPH0897507A (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0897507A true JPH0897507A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16979751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23501194A Pending JPH0897507A (ja) | 1994-09-16 | 1994-09-29 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0897507A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09307190A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | ＡｌＩｎＧａＮ系半導体発光素子および半導体発光装置 |
| EP0851542A2 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-01 | Nec Corporation | Gallium nitride based compound semiconductor laser and method of forming the same |
| EP0828302A3 (en) * | 1996-09-06 | 1998-12-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same |
| EP0971465A1 (en) * | 1997-03-27 | 2000-01-12 | Sharp Corporation | Compound semiconductor laser |
| US6057565A (en) * | 1996-09-26 | 2000-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device including a non-stoichiometric compound layer and manufacturing method thereof |
| JP2001156404A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-08 | Xerox Corp | インナーストライプレーザダイオード構造及び製造方法 |
| JP2006202935A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| US7279751B2 (en) | 2004-06-21 | 2007-10-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
| US7320898B2 (en) | 2004-06-17 | 2008-01-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| US7508001B2 (en) | 2004-06-21 | 2009-03-24 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
| JP2011055009A (ja) * | 2010-12-13 | 2011-03-17 | Meijo Univ | 半導体レーザ |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23501194A patent/JPH0897507A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09307190A (ja) * | 1996-05-15 | 1997-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | ＡｌＩｎＧａＮ系半導体発光素子および半導体発光装置 |
| EP0828302A3 (en) * | 1996-09-06 | 1998-12-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same |
| US6111275A (en) * | 1996-09-06 | 2000-08-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same |
| US6284559B1 (en) | 1996-09-06 | 2001-09-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device and method for fabricating the same |
| US6057565A (en) * | 1996-09-26 | 2000-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor light emitting device including a non-stoichiometric compound layer and manufacturing method thereof |
| EP0851542A3 (en) * | 1996-12-24 | 2000-12-06 | Nec Corporation | Gallium nitride based compound semiconductor laser and method of forming the same |
| EP0851542A2 (en) * | 1996-12-24 | 1998-07-01 | Nec Corporation | Gallium nitride based compound semiconductor laser and method of forming the same |
| US6597716B1 (en) | 1997-03-27 | 2003-07-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor laser |
| EP0971465A4 (en) * | 1997-03-27 | 2000-09-13 | Sharp Kk | SEMICONDUCTOR COMBINED LASER |
| EP0971465A1 (en) * | 1997-03-27 | 2000-01-12 | Sharp Corporation | Compound semiconductor laser |
| EP1437809A1 (en) * | 1997-03-27 | 2004-07-14 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor laser |
| US6855570B2 (en) | 1997-03-27 | 2005-02-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor laser |
| US7042011B2 (en) | 1997-03-27 | 2006-05-09 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor laser |
| EP1744419A2 (en) * | 1997-03-27 | 2007-01-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor laser |
| EP1744419A3 (en) * | 1997-03-27 | 2007-04-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Compound semiconductor laser |
| JP2001156404A (ja) * | 1999-11-19 | 2001-06-08 | Xerox Corp | インナーストライプレーザダイオード構造及び製造方法 |
| US7320898B2 (en) | 2004-06-17 | 2008-01-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and method for fabricating the same |
| US7279751B2 (en) | 2004-06-21 | 2007-10-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
| US7508001B2 (en) | 2004-06-21 | 2009-03-24 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device and manufacturing method thereof |
| US7826512B2 (en) | 2004-06-21 | 2010-11-02 | Panasonic Corporation | Semiconductor laser device including transparent electrode |
| JP2006202935A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Nec Corp | 半導体レーザ及びその製造方法 |
| JP2011055009A (ja) * | 2010-12-13 | 2011-03-17 | Meijo Univ | 半導体レーザ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7026182B2 (en) | Semiconductor device, semiconductor laser, their manufacturing methods and etching methods | |
| JP2009141340A (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JP2010177651A (ja) | 半導体レーザ素子 | |
| US5966396A (en) | Gallium nitride-based compound semiconductor laser and method of manufacturing the same | |
| JPWO2009078482A1 (ja) | 半導体発光素子 | |
| JP5507792B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体光素子 | |
| JP3432910B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP3375042B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| JPH0897507A (ja) | 半導体レーザ | |
| JP2002314203A (ja) | ３族窒化物半導体レーザ及びその製造方法 | |
| US7167489B2 (en) | GaN-based semiconductor laser device | |
| JP3432909B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| CN112186082B (zh) | 一种双波长单片集成二极管及其制作方法 | |
| CN113300218B (zh) | 硅基光通信c波段高线性面发射激光光源及其制作方法 | |
| JP3432912B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| JP4045792B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 | |
| CN214673449U (zh) | 硅基光通信c波段高线性面发射激光光源 | |
| JPH08107247A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH10242563A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2758597B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JP2001223434A (ja) | 窒化物系半導体レーザ装置 | |
| JP2003174231A (ja) | ＧａＮ系半導体レーザ素子 | |
| JPH0897503A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPH07176830A (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
| JP2001077475A (ja) | 半導体レーザ |