JPH10107362A - 高出力半導体レーザ素子 - Google Patents
高出力半導体レーザ素子Info
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- JPH10107362A JPH10107362A JP25461696A JP25461696A JPH10107362A JP H10107362 A JPH10107362 A JP H10107362A JP 25461696 A JP25461696 A JP 25461696A JP 25461696 A JP25461696 A JP 25461696A JP H10107362 A JPH10107362 A JP H10107362A
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- dielectric
- layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 端面劣化のない高信頼な０．６〜１．０μｍ
帯高出力半導体レーザを作成する。 【解決手段】 発光ストライプ領域４を有する半導体レ
ーザにおいて、共振器端面に酸化物又はフッ化物の高Δ
Ｈ0誘電体膜１，２を形成し、さらに前面にＡｌ2Ｏ3，
ＳｉＯ2又はＳｉ3Ｎ4のカバー誘電体膜５を、裏面には
高屈折率層と低屈折率層から成る誘電体多層膜３を形成
する。前記誘電体膜１，２の化学式をＭnＯm（酸化物）
又は ＭnＦm'（フッ化物）とし、常温での標準生成エ
ンタルピーをΔＨ0とした場合、酸化物ではΔＨ0／ｍ＜
−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを、フッ化物ではΔＨ0／ｍ'＜
−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たすことを特徴とする。
帯高出力半導体レーザを作成する。 【解決手段】 発光ストライプ領域４を有する半導体レ
ーザにおいて、共振器端面に酸化物又はフッ化物の高Δ
Ｈ0誘電体膜１，２を形成し、さらに前面にＡｌ2Ｏ3，
ＳｉＯ2又はＳｉ3Ｎ4のカバー誘電体膜５を、裏面には
高屈折率層と低屈折率層から成る誘電体多層膜３を形成
する。前記誘電体膜１，２の化学式をＭnＯm（酸化物）
又は ＭnＦm'（フッ化物）とし、常温での標準生成エ
ンタルピーをΔＨ0とした場合、酸化物ではΔＨ0／ｍ＜
−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを、フッ化物ではΔＨ0／ｍ'＜
−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たすことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信及び光情報
処理用光源として有用な高出力半導体レーザ素子に関す
るものである。
処理用光源として有用な高出力半導体レーザ素子に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＡｓ基板上のＩｎＧａＡｓ歪量子井
戸層を用いた０．７〜１．０μｍ帯半導体レーザは、高
効率で優れた温度特性を有するため、ファイバアンプ励
起、固体レーザ励起及び空間光伝送用の高出力光源とし
て大きな市場が見込まれている。従来のＩｎＧａＡｓ／
ＧａＡｓ高出力半導体レーザとしては、たとえば図８，
９のような構造が報告されている（アイイーイーイー
フォトニクス テクノロジー レターズ IEEE Photon
ics Technology Letters, Vol.2, NO. 10, p689-691 1
990 あるいはアイイーイーイー ジャーナル オブ ク
ォンタム エレクトロニクス IEEE Journal of Quant
um Electronics, Vol.30, NO.2, p471-4761994）。
戸層を用いた０．７〜１．０μｍ帯半導体レーザは、高
効率で優れた温度特性を有するため、ファイバアンプ励
起、固体レーザ励起及び空間光伝送用の高出力光源とし
て大きな市場が見込まれている。従来のＩｎＧａＡｓ／
ＧａＡｓ高出力半導体レーザとしては、たとえば図８，
９のような構造が報告されている（アイイーイーイー
フォトニクス テクノロジー レターズ IEEE Photon
ics Technology Letters, Vol.2, NO. 10, p689-691 1
990 あるいはアイイーイーイー ジャーナル オブ ク
ォンタム エレクトロニクス IEEE Journal of Quant
um Electronics, Vol.30, NO.2, p471-4761994）。
【０００３】この構造では、ＧａＡｓ基板６上にｎ−Ａ
ｌＧａＡｓクラッド層２５、Ｉｎ0. 24Ｇａ0.76Ａｓ／Ｇ
ａＡｓ−ＳＣＨ活性層２６、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層２７及びｐ−ＧａＡｓキャップ層１０を順次積層す
る。その後ドライエッチング法により、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２７中に発光部となるリッジ構造を形成す
る。６００〜９００μｍの共振器長でへき開面を形成し
た後、前面にＡｌ2Ｏ3膜２３、裏面にＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ
2の誘電体多層膜２４をそれぞれ用いて、５％−７５％
の非対称コーティング膜を形成する。この構造では、光
及び電流はリッジ構造に有効に閉じこめられており、か
つ非対称コーティング法により発振光を前端面から効果
的に取り出せるため、低しきい値で高効率な発振特性が
得られる。図９の構造では、発振しきい値〜３０ｍＡ，
最大出力＞４００ｍＷの高出力特性を得ている。
ｌＧａＡｓクラッド層２５、Ｉｎ0. 24Ｇａ0.76Ａｓ／Ｇ
ａＡｓ−ＳＣＨ活性層２６、ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド
層２７及びｐ−ＧａＡｓキャップ層１０を順次積層す
る。その後ドライエッチング法により、ｐ−ＡｌＧａＡ
ｓクラッド層２７中に発光部となるリッジ構造を形成す
る。６００〜９００μｍの共振器長でへき開面を形成し
た後、前面にＡｌ2Ｏ3膜２３、裏面にＡｌ2Ｏ3／ＴｉＯ
2の誘電体多層膜２４をそれぞれ用いて、５％−７５％
の非対称コーティング膜を形成する。この構造では、光
及び電流はリッジ構造に有効に閉じこめられており、か
つ非対称コーティング法により発振光を前端面から効果
的に取り出せるため、低しきい値で高効率な発振特性が
得られる。図９の構造では、発振しきい値〜３０ｍＡ，
最大出力＞４００ｍＷの高出力特性を得ている。
【０００４】一般にＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レ
ーザの高出力特性は、端面破壊（Catastrophic Optical
Damage:ＣＯＤ）によって支配される。レーザ端面には
多くの非発光再結合準位が存在しており、その準位を介
した再結合により端面近傍では注入キャリヤが欠乏して
いる。注入キャリヤの欠乏は、実効的なバンドギャップ
を減少させるため、発振光は端面部で多くの光吸収を受
ける。この光吸収は新たな電子−ホール対を生成し、非
発光準位を介した再結合により端面の温度上昇をもたら
す。端面温度上昇はバンドギャップの減少を誘発し、さ
らなる光吸収の増加をもたらす。このフィードバックル
ープはある光出力以上では暴走状態となり、端面温度が
ＩｎＧａＡｓの融点にまで到達し、端面ＣＯＤが発生す
る。
ーザの高出力特性は、端面破壊（Catastrophic Optical
Damage:ＣＯＤ）によって支配される。レーザ端面には
多くの非発光再結合準位が存在しており、その準位を介
した再結合により端面近傍では注入キャリヤが欠乏して
いる。注入キャリヤの欠乏は、実効的なバンドギャップ
を減少させるため、発振光は端面部で多くの光吸収を受
ける。この光吸収は新たな電子−ホール対を生成し、非
発光準位を介した再結合により端面の温度上昇をもたら
す。端面温度上昇はバンドギャップの減少を誘発し、さ
らなる光吸収の増加をもたらす。このフィードバックル
ープはある光出力以上では暴走状態となり、端面温度が
ＩｎＧａＡｓの融点にまで到達し、端面ＣＯＤが発生す
る。
【０００５】この端面ＣＯＤ現象は最大出力だけではな
く、素子の信頼性をも支配する。レーザ端面は通電によ
って酸化が進行するため、その非発光準位も通電ととも
に増大する。これは、エージングによって端面部での光
吸収が増加することを意味し、ＣＯＤレベルの経時変化
をもたらす。このＣＯＤレベルが動作光出力に等しくな
った時点で突発的な端面劣化が発生する。このＣＯＤレ
ベルの減少が、高信頼なＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導
体レーザを実現する上で最大の課題である。図８，９の
構造では、酸化による端面光吸収の増加をＡｌ2Ｏ3誘電
体膜２３で防止しているため、高出力でも比較的安定な
動作を得ることができる。この構造では、５０℃，６０
ｍＷで５０００時間以上の安定動作を実現している。
く、素子の信頼性をも支配する。レーザ端面は通電によ
って酸化が進行するため、その非発光準位も通電ととも
に増大する。これは、エージングによって端面部での光
吸収が増加することを意味し、ＣＯＤレベルの経時変化
をもたらす。このＣＯＤレベルが動作光出力に等しくな
った時点で突発的な端面劣化が発生する。このＣＯＤレ
ベルの減少が、高信頼なＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ系半導
体レーザを実現する上で最大の課題である。図８，９の
構造では、酸化による端面光吸収の増加をＡｌ2Ｏ3誘電
体膜２３で防止しているため、高出力でも比較的安定な
動作を得ることができる。この構造では、５０℃，６０
ｍＷで５０００時間以上の安定動作を実現している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構造で
は端面酸化によるＣＯＤ低下を抑制できても、本質的な
端面部での温度上昇を抑制できているわけではない。端
面温度上昇はＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ半導体とＡｌ2Ｏ3
誘電体との相互拡散を誘発する。この相互拡散はレーザ
端面近傍の結晶欠陥を増加させるため、光吸収の増加、
すなわちＣＯＤレベルの減少をもたらす。こうしたパッ
シベイション膜と半導体表面との相互拡散による端面劣
化現象は、例えば文献（電子情報通信学会論文誌 C-I
Vol.J78-C-I No.3 pp.143-149 1995）に報告されて
いる。この相互拡散現象は、端面酸化現象に比べてゆる
やかに進行するため、Ａｌ2Ｏ3膜を誘電体膜とした素子
では、アンコート素子に比べて安定な動作を実現でき
る。しかし、ＣＯＤレベルの経時変化を完全には防止で
きないため、１５０ｍＷ以上の高出力では安定動作を得
ることは出来ない。こうした高出力レベルでの信頼性の
低さが従来構造の問題点であった。また、この相互拡散
に起因した端面劣化は、０．９〜１．０μｍ帯のＩｎＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザだけでなく、ＧａＡｓ
又はＡｌＧａＡｓを量子井戸層とする０．７〜０．８μ
ｍ帯半導体レーザ及びＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ系の
０．６μｍ帯半導体レーザにも共通する現象であり、こ
れら高出力半導体レーザの安定動作を実現する上で最大
の課題であった。
は端面酸化によるＣＯＤ低下を抑制できても、本質的な
端面部での温度上昇を抑制できているわけではない。端
面温度上昇はＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ半導体とＡｌ2Ｏ3
誘電体との相互拡散を誘発する。この相互拡散はレーザ
端面近傍の結晶欠陥を増加させるため、光吸収の増加、
すなわちＣＯＤレベルの減少をもたらす。こうしたパッ
シベイション膜と半導体表面との相互拡散による端面劣
化現象は、例えば文献（電子情報通信学会論文誌 C-I
Vol.J78-C-I No.3 pp.143-149 1995）に報告されて
いる。この相互拡散現象は、端面酸化現象に比べてゆる
やかに進行するため、Ａｌ2Ｏ3膜を誘電体膜とした素子
では、アンコート素子に比べて安定な動作を実現でき
る。しかし、ＣＯＤレベルの経時変化を完全には防止で
きないため、１５０ｍＷ以上の高出力では安定動作を得
ることは出来ない。こうした高出力レベルでの信頼性の
低さが従来構造の問題点であった。また、この相互拡散
に起因した端面劣化は、０．９〜１．０μｍ帯のＩｎＧ
ａＡｓ／ＧａＡｓ系半導体レーザだけでなく、ＧａＡｓ
又はＡｌＧａＡｓを量子井戸層とする０．７〜０．８μ
ｍ帯半導体レーザ及びＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ系の
０．６μｍ帯半導体レーザにも共通する現象であり、こ
れら高出力半導体レーザの安定動作を実現する上で最大
の課題であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明を構成する手段は
主に四つあり、その一つは共振器端面の少なくとも一方
に、酸化物誘電体からなる保護膜を形成する半導体レー
ザであって、前記酸化物誘電体の化学式をＭnＯm（Ｍは
金属原子、ｎは金属原子数、ｍは酸素原子数を表す）、
常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0
／ｍ＜−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを満たすことを特徴とす
る。
主に四つあり、その一つは共振器端面の少なくとも一方
に、酸化物誘電体からなる保護膜を形成する半導体レー
ザであって、前記酸化物誘電体の化学式をＭnＯm（Ｍは
金属原子、ｎは金属原子数、ｍは酸素原子数を表す）、
常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0
／ｍ＜−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを満たすことを特徴とす
る。
【０００８】他の一つは、酸化物誘電体からなる第１保
護膜と他の誘電体からなる第２保護膜の２層の保護膜を
順次形成する半導体レーザ素子であって、前記酸化物誘
電体の化学式をＭ nＯm（Ｍは金属原子、ｎは金属原子
数、ｍは酸素原子数を表す）、常温での標準生成エンタ
ルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0／ｍ＜−５５８ ｋＪ／
ｍｏｌを満たし、かつ前記第２保護膜がＡｌ2Ｏ3，Ｓｉ
3Ｎ4又はＳｉＯ2からなることを特徴とする。
護膜と他の誘電体からなる第２保護膜の２層の保護膜を
順次形成する半導体レーザ素子であって、前記酸化物誘
電体の化学式をＭ nＯm（Ｍは金属原子、ｎは金属原子
数、ｍは酸素原子数を表す）、常温での標準生成エンタ
ルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0／ｍ＜−５５８ ｋＪ／
ｍｏｌを満たし、かつ前記第２保護膜がＡｌ2Ｏ3，Ｓｉ
3Ｎ4又はＳｉＯ2からなることを特徴とする。
【０００９】他の一つは、共振器端面の少なくとも一方
に、フッ化物誘電体からなる保護膜を形成する半導体レ
ーザであって、前記フッ化物誘電体の化学式をＭnＦm'
（Ｍは金属原子、ｎは金属原子数、ｍ’はフッ素原子数
を表す）、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とし
た時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たす
ことを特徴とする。
に、フッ化物誘電体からなる保護膜を形成する半導体レ
ーザであって、前記フッ化物誘電体の化学式をＭnＦm'
（Ｍは金属原子、ｎは金属原子数、ｍ’はフッ素原子数
を表す）、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とし
た時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たす
ことを特徴とする。
【００１０】さらに他の一つは、共振器端面の少なくと
も一方に、フッ化物誘電体からなる第１保護膜と他の誘
電体からなる第２保護膜の２層の保護膜を順次形成する
半導体レーザ素子であって、前記フッ化物誘電体の化学
式をＭnＦm'（Ｍは金属原子、ｎは金属原子数、ｍ’は
フッ素原子数を表す）、常温での標準生成エンタルピー
をΔＨ0とした時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏ
ｌを満たし、かつ前記第２保護膜がＡｌ2Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4
又はＳｉＯ2からなることを特徴とする。
も一方に、フッ化物誘電体からなる第１保護膜と他の誘
電体からなる第２保護膜の２層の保護膜を順次形成する
半導体レーザ素子であって、前記フッ化物誘電体の化学
式をＭnＦm'（Ｍは金属原子、ｎは金属原子数、ｍ’は
フッ素原子数を表す）、常温での標準生成エンタルピー
をΔＨ0とした時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏ
ｌを満たし、かつ前記第２保護膜がＡｌ2Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4
又はＳｉＯ2からなることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】前述したように、端面を誘電体膜
で保護しても端面の温度上昇に起因して半導体／誘電体
間の相互拡散が発生し、通電とともにＣＯＤレベルが減
少していく。この相互拡散は熱現象であるため、半導体
／誘電体界面の熱力学的安定性によって左右される。界
面が熱的に安定であれば、温度上昇によって相互拡散が
発生しづらく、結果的にＣＯＤレベルの低下が抑制され
る。材料の熱力学的安定性は、標準生成エンタルピーΔ
Ｈ0を用いて考察できる。ΔＨ0は材料を各構成元素から
生成した場合に発生する反応熱であり、負で絶対値が大
きい程、その材料の熱的安定性が高いことを示してい
る。また化学的な安定性もΔＨ0を用いて推定すること
ができる。例えば、従来用いられているＡｌ2Ｏ3誘電体
膜とＧａＡｓが反応してＧａ2Ｏ3が生成するような以下
の化学反応を考えた場合、 １／２Ａｌ2Ｏ3＋ＧａＡｓ→１／２Ｇａ2Ｏ3＋Ａｌ＋Ａ
ｓ この反応での生成熱は、各材料の標準生成エンタルピー
から ＋１／２ΔＨ0（Ａｌ2Ｏ3）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−１／
２ΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3） で求めることができる。この値は−３６４．１５ ｋＪ
／ｍｏｌとなり、吸熱反応となるため、一般に反応は進
まない。すなわちＡｌ2Ｏ3と反応させて、１モルのＧａ
Ａｓを酸化させるためには、外部から−３６４．１５ｋ
Ｊの熱量が必要であり、常温では反応しづらい事を示唆
している。
で保護しても端面の温度上昇に起因して半導体／誘電体
間の相互拡散が発生し、通電とともにＣＯＤレベルが減
少していく。この相互拡散は熱現象であるため、半導体
／誘電体界面の熱力学的安定性によって左右される。界
面が熱的に安定であれば、温度上昇によって相互拡散が
発生しづらく、結果的にＣＯＤレベルの低下が抑制され
る。材料の熱力学的安定性は、標準生成エンタルピーΔ
Ｈ0を用いて考察できる。ΔＨ0は材料を各構成元素から
生成した場合に発生する反応熱であり、負で絶対値が大
きい程、その材料の熱的安定性が高いことを示してい
る。また化学的な安定性もΔＨ0を用いて推定すること
ができる。例えば、従来用いられているＡｌ2Ｏ3誘電体
膜とＧａＡｓが反応してＧａ2Ｏ3が生成するような以下
の化学反応を考えた場合、 １／２Ａｌ2Ｏ3＋ＧａＡｓ→１／２Ｇａ2Ｏ3＋Ａｌ＋Ａ
ｓ この反応での生成熱は、各材料の標準生成エンタルピー
から ＋１／２ΔＨ0（Ａｌ2Ｏ3）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−１／
２ΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3） で求めることができる。この値は−３６４．１５ ｋＪ
／ｍｏｌとなり、吸熱反応となるため、一般に反応は進
まない。すなわちＡｌ2Ｏ3と反応させて、１モルのＧａ
Ａｓを酸化させるためには、外部から−３６４．１５ｋ
Ｊの熱量が必要であり、常温では反応しづらい事を示唆
している。
【００１２】一般の金属酸化物ＭnＯmとＧａＡｓとの以
下のような反応を考えた場合、 ３／２ｍＭnＯm＋ＧａＡｓ →１／２Ｇａ2Ｏ3＋３ｎ／
２ｍＭ＋Ａｓ での生成熱も同様に各材料の標準生成エンタルピーを用
いて ＋３／２ｍΔＨ0（ＭnＯm）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−１／
２ΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3） で求めることができる。この値が負で絶対値が大きいほ
ど１モルのＧａＡｓを酸化させるのに多くの外部熱量を
必要とするため、反応が進みづらくなる。Ｈ0（ＧａＡ
ｓ）とΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3）は定数であるため、ΔＨ0（Ｍ
nＯm）／ｍの値が負で絶対値が大きいほど反応に必要な
熱量が多くなる。表１には、従来のＡｌ2Ｏ3と、本発明
で用いる各種材料の、ΔＨ0，ΔＨ0／ｍ及び１モルのＧ
ａＡｓを酸化させるのに必要な外部熱量を示す。Ｓｃ2
Ｏ3等，本発明で用いる酸化物誘電体は、ΔＨ0／ｍの絶
対値がＡｌ2Ｏ3よりも大きく、従ってＧａＡｓとの反応
がＡｌ2Ｏ3に比べて進行しづらい。これは、本発明の構
造を用いれば、誘電体膜と半導体界面との相互拡散が発
生しづらくなり、ＣＯＤレベルの低下を効果的に抑制で
きる。すなわち端面劣化のない高信頼な半導体レーザを
実現できる。
下のような反応を考えた場合、 ３／２ｍＭnＯm＋ＧａＡｓ →１／２Ｇａ2Ｏ3＋３ｎ／
２ｍＭ＋Ａｓ での生成熱も同様に各材料の標準生成エンタルピーを用
いて ＋３／２ｍΔＨ0（ＭnＯm）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−１／
２ΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3） で求めることができる。この値が負で絶対値が大きいほ
ど１モルのＧａＡｓを酸化させるのに多くの外部熱量を
必要とするため、反応が進みづらくなる。Ｈ0（ＧａＡ
ｓ）とΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3）は定数であるため、ΔＨ0（Ｍ
nＯm）／ｍの値が負で絶対値が大きいほど反応に必要な
熱量が多くなる。表１には、従来のＡｌ2Ｏ3と、本発明
で用いる各種材料の、ΔＨ0，ΔＨ0／ｍ及び１モルのＧ
ａＡｓを酸化させるのに必要な外部熱量を示す。Ｓｃ2
Ｏ3等，本発明で用いる酸化物誘電体は、ΔＨ0／ｍの絶
対値がＡｌ2Ｏ3よりも大きく、従ってＧａＡｓとの反応
がＡｌ2Ｏ3に比べて進行しづらい。これは、本発明の構
造を用いれば、誘電体膜と半導体界面との相互拡散が発
生しづらくなり、ＣＯＤレベルの低下を効果的に抑制で
きる。すなわち端面劣化のない高信頼な半導体レーザを
実現できる。
【００１３】
【表１】
【００１４】また上記の酸化物誘電体だけでなく、熱的
に安定な金属フッ化物も誘電体膜として用いることがで
きる。一般の金属フッ化物ＭnＦm'とＧａＡｓとの以下
のような反応を考えた場合、 ３／ｍ’ＭnＦm'＋ＧａＡｓ→ＧａＦ3＋３ｎ／ｍ’Ｍ＋
Ａｓ での生成熱は、各材料の標準生成エンタルピーを用いて ＋３／ｍ’ΔＨ0（ＭnＦm'）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−Δ
Ｈ0（ＧａＦ3） で求めることができる。表２には、本発明で用いる各種
フッ化物材料の、ΔＨ0，ΔＨ0／ｍ’及び１モルのＧａ
Ａｓをフッ化させるのに必要な外部熱量を示す。本発明
で用いるＴｈＦ4，ＳｍＦ3，ＹＦ3，ＨｏＦ3，Ｎｄ
Ｆ3，ＳｃＦ3等のフッ化物では、この外部熱量がＡｌ2
Ｏ3との反応を考えた場合より常に大きく、従ってＧａ
Ａｓとの反応がＡｌ2Ｏ3より進みづらいことを示してい
る。すなわち本発明のフッ化物を誘電体膜として用いれ
ば、半導体界面との相互拡散が発生しづらくなり、ＣＯ
Ｄレベルの低下を効果的に抑制できる。ここで、対象と
するフッ化物（ＭnＦm'）がＡｌ2Ｏ3に比べてＧａＡｓ
との反応性が低くなるためには、 ＋３／ｍ’ΔＨ0（ＭnＦm'）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−Δ
Ｈ0（ＧａＦ3）＜＋１／２ΔＨ0（Ａｌ2Ｏ3）＋ΔＨ
0（ＧａＡｓ）−１／２ΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3）、 すなわちΔＨ0（ＭnＦm'）／ｍ’＜−４８５．３８ ｋ
Ｊ／ｍｏｌを満足すればよい。
に安定な金属フッ化物も誘電体膜として用いることがで
きる。一般の金属フッ化物ＭnＦm'とＧａＡｓとの以下
のような反応を考えた場合、 ３／ｍ’ＭnＦm'＋ＧａＡｓ→ＧａＦ3＋３ｎ／ｍ’Ｍ＋
Ａｓ での生成熱は、各材料の標準生成エンタルピーを用いて ＋３／ｍ’ΔＨ0（ＭnＦm'）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−Δ
Ｈ0（ＧａＦ3） で求めることができる。表２には、本発明で用いる各種
フッ化物材料の、ΔＨ0，ΔＨ0／ｍ’及び１モルのＧａ
Ａｓをフッ化させるのに必要な外部熱量を示す。本発明
で用いるＴｈＦ4，ＳｍＦ3，ＹＦ3，ＨｏＦ3，Ｎｄ
Ｆ3，ＳｃＦ3等のフッ化物では、この外部熱量がＡｌ2
Ｏ3との反応を考えた場合より常に大きく、従ってＧａ
Ａｓとの反応がＡｌ2Ｏ3より進みづらいことを示してい
る。すなわち本発明のフッ化物を誘電体膜として用いれ
ば、半導体界面との相互拡散が発生しづらくなり、ＣＯ
Ｄレベルの低下を効果的に抑制できる。ここで、対象と
するフッ化物（ＭnＦm'）がＡｌ2Ｏ3に比べてＧａＡｓ
との反応性が低くなるためには、 ＋３／ｍ’ΔＨ0（ＭnＦm'）＋ΔＨ0（ＧａＡｓ）−Δ
Ｈ0（ＧａＦ3）＜＋１／２ΔＨ0（Ａｌ2Ｏ3）＋ΔＨ
0（ＧａＡｓ）−１／２ΔＨ0（Ｇａ2Ｏ3）、 すなわちΔＨ0（ＭnＦm'）／ｍ’＜−４８５．３８ ｋ
Ｊ／ｍｏｌを満足すればよい。
【００１５】
【表２】
【００１６】次に図面を用いて本発明を詳しく説明す
る。
る。
【００１７】図１、２は本発明の基本的な構造を模式的
に示している。発光ストライプ領域４を有するIII−Ｖ
族半導体レーザにへき開により共振器端面を形成した
後、両端面に高い標準生成エンタルピー（ΔＨ0）を有
するＳｃ2Ｏ3等の高誘電体膜１、２を形成する。薄膜の
形成法には、高周波スパッタ法、イオンビームスパッタ
法、及び電子ビーム蒸着法を用いる。さらに片側端面に
は、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した誘電体多
層膜３を形成する。高屈折率層としては、アモルファス
Ｓｉ、ＴｉＯ2等を、また低屈折率層としてはＡｌ
2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4等を用いる。ここで、各層の
層厚は、発振波長λの半導体レーザに対しそれぞれ以下
のように設定する。
に示している。発光ストライプ領域４を有するIII−Ｖ
族半導体レーザにへき開により共振器端面を形成した
後、両端面に高い標準生成エンタルピー（ΔＨ0）を有
するＳｃ2Ｏ3等の高誘電体膜１、２を形成する。薄膜の
形成法には、高周波スパッタ法、イオンビームスパッタ
法、及び電子ビーム蒸着法を用いる。さらに片側端面に
は、高屈折率層と低屈折率層を交互に積層した誘電体多
層膜３を形成する。高屈折率層としては、アモルファス
Ｓｉ、ＴｉＯ2等を、また低屈折率層としてはＡｌ
2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4等を用いる。ここで、各層の
層厚は、発振波長λの半導体レーザに対しそれぞれ以下
のように設定する。
【００１８】
【表３】 この構造で、前面３〜３２％、裏面＞９０％の非対称共
振器が形成される。
振器が形成される。
【００１９】高ΔＨ0誘電体膜１，２としては、化学式
をＭnＯm、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とし
た時、ΔＨ0／ｍ＜−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを満たす、
前記表１に示したようなＳｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，
Ｔｍ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，
Ｇｄ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，ＨｆＯ2等の酸化物誘
電体を用いる。また、酸化物誘電体だけでなく、化学式
をＭnＦm'、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とし
た時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たす
前記表２に示したようなＴｈＦ4，ＳｍＦ3，ＹＦ3，Ｈ
ｏＦ3，ＮｄＦ3，ＳｃＦ3等のフッ化物誘電体を用いる
こともできる。
をＭnＯm、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とし
た時、ΔＨ0／ｍ＜−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを満たす、
前記表１に示したようなＳｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，Ｅｒ2Ｏ3，
Ｔｍ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，Ｓｍ2Ｏ3，
Ｇｄ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，ＨｆＯ2等の酸化物誘
電体を用いる。また、酸化物誘電体だけでなく、化学式
をＭnＦm'、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とし
た時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たす
前記表２に示したようなＴｈＦ4，ＳｍＦ3，ＹＦ3，Ｈ
ｏＦ3，ＮｄＦ3，ＳｃＦ3等のフッ化物誘電体を用いる
こともできる。
【００２０】これらの材料は半導体レーザの発振光に対
して必ずしも透明とは限らない。発振光に対して吸収損
失がある場合は、高ΔＨ0誘電体膜１，２を１０ｎｍ程
度と薄膜化した図２の構造が望ましい。この場合、前面
にはさらにＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ 2，Ｓｉ3Ｎ4等のカバー誘
電体膜５で覆い、２層構造全体での光路長を設定反射率
に応じて４分の１〜２分の１波長に設定すればよい。ま
た裏面には、同様な誘電体多層膜３を形成するが、高Δ
Ｈ0誘電体膜２と多層膜３の第１層とから成る光路長を
４分の１波長となるようにする。図２の構造では、光学
的透明性が十分でなくとも、吸収損失のない非対称共振
器面を形成することができる。
して必ずしも透明とは限らない。発振光に対して吸収損
失がある場合は、高ΔＨ0誘電体膜１，２を１０ｎｍ程
度と薄膜化した図２の構造が望ましい。この場合、前面
にはさらにＡｌ2Ｏ3，ＳｉＯ 2，Ｓｉ3Ｎ4等のカバー誘
電体膜５で覆い、２層構造全体での光路長を設定反射率
に応じて４分の１〜２分の１波長に設定すればよい。ま
た裏面には、同様な誘電体多層膜３を形成するが、高Δ
Ｈ0誘電体膜２と多層膜３の第１層とから成る光路長を
４分の１波長となるようにする。図２の構造では、光学
的透明性が十分でなくとも、吸収損失のない非対称共振
器面を形成することができる。
【００２１】
実施例１ 次に本発明の具体的な実施例を図３，４を用いて説明す
る。これは、リッジ埋め込み型ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ
歪量子井戸レーザに本発明を適用した例である。
る。これは、リッジ埋め込み型ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ
歪量子井戸レーザに本発明を適用した例である。
【００２２】まず、ＭＯＶＰＥ法又はＭＢＥ法を用いて
ｎ−ＧａＡｓ基板６上にｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド
層７（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚１．５μ
ｍ）、ノンドープＳＣＨ活性層８、ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡ
ｓクラッド層９（Ｍｇドープ１×１０18ｃｍ-3、層厚
１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０（Ｍｇドー
プ５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５μｍ）を順次積層す
る。ここで、活性層８は図４に示すように、グレーディ
ッド光ガイド層（Ａｌ組成ｙから０まで線形に変化、層
厚１２０ｎｍ）の中央に２層のＩｎxＧａ1-xＡｓ歪量子
井戸層（０＜Ｘ＜０．３，層厚５ｎｍ）及びＧａＡｓバ
リヤ層（層厚５ｎｍ）を配置した構造とする。次にフォ
トリソグラフィーの手法で成長層表面の＜−１１０＞方
向に幅３μｍのＳｉＯ2マスクを形成した後、ドライ又
はウェットのエッチングを用いてＳＣＨ活性層８までの
距離を０．３μｍとしたメサストライプを形成する。そ
の後再びＭＯＶＰＥ法を用いて、メサ側部に選択的にｎ
−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ電流ブロック層１１（ｙ＜Ｚ，Ｓｉ
ドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚１．２μｍ）を形成す
る。この電流ブロック層の働きで、電流及び光が効果的
に発光ストライプ領域４に閉じこめられる。さらにＳｉ
Ｏ2マスクを除去した後、ｐ側全面にｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層１０（Ｍｇドープ５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５
μｍ）を形成し、ｎ側にＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極１
２、ｐ側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３を形成する。さら
にへき開法により７００μｍのレーザ共振器を切り出
し、両端面に図１又は２に示す高ΔＨ0誘電体膜１，２
を含むコーティングを行って、本発明の一実施例の構造
が実現できる。
ｎ−ＧａＡｓ基板６上にｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド
層７（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚１．５μ
ｍ）、ノンドープＳＣＨ活性層８、ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡ
ｓクラッド層９（Ｍｇドープ１×１０18ｃｍ-3、層厚
１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０（Ｍｇドー
プ５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５μｍ）を順次積層す
る。ここで、活性層８は図４に示すように、グレーディ
ッド光ガイド層（Ａｌ組成ｙから０まで線形に変化、層
厚１２０ｎｍ）の中央に２層のＩｎxＧａ1-xＡｓ歪量子
井戸層（０＜Ｘ＜０．３，層厚５ｎｍ）及びＧａＡｓバ
リヤ層（層厚５ｎｍ）を配置した構造とする。次にフォ
トリソグラフィーの手法で成長層表面の＜−１１０＞方
向に幅３μｍのＳｉＯ2マスクを形成した後、ドライ又
はウェットのエッチングを用いてＳＣＨ活性層８までの
距離を０．３μｍとしたメサストライプを形成する。そ
の後再びＭＯＶＰＥ法を用いて、メサ側部に選択的にｎ
−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ電流ブロック層１１（ｙ＜Ｚ，Ｓｉ
ドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚１．２μｍ）を形成す
る。この電流ブロック層の働きで、電流及び光が効果的
に発光ストライプ領域４に閉じこめられる。さらにＳｉ
Ｏ2マスクを除去した後、ｐ側全面にｐ−ＧａＡｓキャ
ップ層１０（Ｍｇドープ５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５
μｍ）を形成し、ｎ側にＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極１
２、ｐ側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３を形成する。さら
にへき開法により７００μｍのレーザ共振器を切り出
し、両端面に図１又は２に示す高ΔＨ0誘電体膜１，２
を含むコーティングを行って、本発明の一実施例の構造
が実現できる。
【００２３】実施例２ 図５は、本発明の別の具体的な実施例を示している。こ
れは、リッジ型ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レー
ザに本発明を適用した例である。
れは、リッジ型ＩｎＧａＡｓ／ＧａＡｓ歪量子井戸レー
ザに本発明を適用した例である。
【００２４】まず図３と同様にＭＯＶＰＥ法又はＭＢＥ
法を用いてｎ−ＧａＡｓ基板６上にｎ−ＡｌyＧａ1-yＡ
ｓクラッド層７（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚
１．５μｍ）、ノンドープＳＣＨ活性層８、ｐ−Ａｌy
Ｇａ1-yＡｓクラッド層９（Ｍｇドープ１×１０18ｃｍ
-3、層厚１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０
（Ｍｇドープ５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５μｍ）を順
次積層する。ここで、活性層８は図４に示すように、グ
レーディッド光ガイド層（Ａｌ組成ｙから０まで線形に
変化、層厚１２０ｎｍ）の中央に２層のＩｎxＧａ1-xＡ
ｓ歪量子井戸層（０＜Ｘ＜０．３，層厚５ｎｍ）及びＧ
ａＡｓバリヤ層（層厚５ｎｍ）を配置した構造とする。
次にフォトリソグラフィーの手法で成長層表面の＜−１
１０＞方向に幅３μｍのマスクを形成した後、ドライ又
はウェットのエッチングを用いてＳＣＨ活性層８までの
距離を０．３μｍとしたメサストライプを形成する。メ
サ上部を除いてＳｉＯ2等の絶縁膜をｐ側全面に形成し
た後、ｎ側にＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極１２、ｐ側に
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３を形成する。この構造で、電
流及び光が効果的に発光ストライプ領域４に閉じこめら
れる。さらにへき開法により７００μｍのレーザ共振器
を切り出し、両端面に図１又は２に示す高ΔＨ0誘電体
膜１，２を含むコーティングを行って、本発明の一実施
例の構造が実現できる。
法を用いてｎ−ＧａＡｓ基板６上にｎ−ＡｌyＧａ1-yＡ
ｓクラッド層７（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚
１．５μｍ）、ノンドープＳＣＨ活性層８、ｐ−Ａｌy
Ｇａ1-yＡｓクラッド層９（Ｍｇドープ１×１０18ｃｍ
-3、層厚１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓキャップ層１０
（Ｍｇドープ５×１０18ｃｍ-3、層厚０．５μｍ）を順
次積層する。ここで、活性層８は図４に示すように、グ
レーディッド光ガイド層（Ａｌ組成ｙから０まで線形に
変化、層厚１２０ｎｍ）の中央に２層のＩｎxＧａ1-xＡ
ｓ歪量子井戸層（０＜Ｘ＜０．３，層厚５ｎｍ）及びＧ
ａＡｓバリヤ層（層厚５ｎｍ）を配置した構造とする。
次にフォトリソグラフィーの手法で成長層表面の＜−１
１０＞方向に幅３μｍのマスクを形成した後、ドライ又
はウェットのエッチングを用いてＳＣＨ活性層８までの
距離を０．３μｍとしたメサストライプを形成する。メ
サ上部を除いてＳｉＯ2等の絶縁膜をｐ側全面に形成し
た後、ｎ側にＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極１２、ｐ側に
Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極１３を形成する。この構造で、電
流及び光が効果的に発光ストライプ領域４に閉じこめら
れる。さらにへき開法により７００μｍのレーザ共振器
を切り出し、両端面に図１又は２に示す高ΔＨ0誘電体
膜１，２を含むコーティングを行って、本発明の一実施
例の構造が実現できる。
【００２５】この実施例では半導体と接しているのは、
熱的に安定な高ΔＨ0誘電体膜であるため、カバー用の
誘電体膜５との相互拡散は発生せず、端面劣化は発生し
ない。一方、共振器面の反射率はカバー用の誘電体膜５
でコントロールできるため、非対称共振器による高いス
ロープ効率を実現できる。
熱的に安定な高ΔＨ0誘電体膜であるため、カバー用の
誘電体膜５との相互拡散は発生せず、端面劣化は発生し
ない。一方、共振器面の反射率はカバー用の誘電体膜５
でコントロールできるため、非対称共振器による高いス
ロープ効率を実現できる。
【００２６】以上はＩｎＧａＡｓ歪量子井戸層を用いた
０．９〜１．０μｍ帯の半導体レーザを用いて説明した
が、ＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓを量子井戸層とする０．
７〜０．８μｍ帯の半導体レーザにも適用することがで
きる。さらにＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ材料を用いた
０．６μｍ帯赤色半導体レーザにも適用することが可能
である。
０．９〜１．０μｍ帯の半導体レーザを用いて説明した
が、ＧａＡｓ又はＡｌＧａＡｓを量子井戸層とする０．
７〜０．８μｍ帯の半導体レーザにも適用することがで
きる。さらにＧａＩｎＰ／ＡｌＧａＩｎＰ材料を用いた
０．６μｍ帯赤色半導体レーザにも適用することが可能
である。
【００２７】実施例３ 図６，７は赤色半導体レーザに本発明を適用した例を示
している。まずＭＯＶＰＥ法を用いてｎ−ＧａＡｓ基板
６上にｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
１７（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚１．５μ
ｍ）、ノンドープの多重量子井戸活性層１８、ｐ−（Ａ
ｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１９（Ｚｎドー
プ１×１０18ｃｍ-3、層厚１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓ
キャップ層１０（Ｚｎドープ５×１０18ｃｍ-3、層厚
０．５μｍ）を順次積層する。ここで、多重量子井戸活
性層１８は、図７に示すように４層のＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
量子井戸層２１（層厚９ｎｍ，歪み量＋０．４％）及び
３層の（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐバリヤ層２２
（層厚４ｎｍ）から形成される。次にフォトリソグラフ
ィーの手法で成長層表面の＜−１１０＞方向に幅４μｍ
のマスクを形成した後、ドライ又はウェットのエッチン
グを用いて多重量子井戸活性層１８までの距離を０．３
μｍとしたメサストライプを形成する。その後再びＭＯ
ＶＰＥ法を用いて、メサ側部に選択的にｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層２０（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚
１．２μｍ）を形成する。この電流ブロック層の働き
で、電流及び光が効果的に発光ストライプ領域４に閉じ
こめられる。さらにＳｉＯ2マスクを除去した後、ｐ側
全面にｐ−ＧａＡｓキャップ層１０（Ｚｎドープ５×１
０18ｃｍ -3、層厚０．５μｍ）を形成し、ｎ側にＡｕＧ
ｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極１２、ｐ側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電
極１３を形成する。さらにへき開法により７００μｍの
レーザ共振器を切り出し、両端面に図１、２に示す高Δ
Ｈ0誘電体膜１，２を含むコーティングを行って、本発
明の一実施例の構造が実現できる。
している。まずＭＯＶＰＥ法を用いてｎ−ＧａＡｓ基板
６上にｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層
１７（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚１．５μ
ｍ）、ノンドープの多重量子井戸活性層１８、ｐ−（Ａ
ｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド層１９（Ｚｎドー
プ１×１０18ｃｍ-3、層厚１．５μｍ）、ｐ−ＧａＡｓ
キャップ層１０（Ｚｎドープ５×１０18ｃｍ-3、層厚
０．５μｍ）を順次積層する。ここで、多重量子井戸活
性層１８は、図７に示すように４層のＧａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ
量子井戸層２１（層厚９ｎｍ，歪み量＋０．４％）及び
３層の（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐバリヤ層２２
（層厚４ｎｍ）から形成される。次にフォトリソグラフ
ィーの手法で成長層表面の＜−１１０＞方向に幅４μｍ
のマスクを形成した後、ドライ又はウェットのエッチン
グを用いて多重量子井戸活性層１８までの距離を０．３
μｍとしたメサストライプを形成する。その後再びＭＯ
ＶＰＥ法を用いて、メサ側部に選択的にｎ−ＧａＡｓ電
流ブロック層２０（Ｓｉドープ１×１０17ｃｍ-3、層厚
１．２μｍ）を形成する。この電流ブロック層の働き
で、電流及び光が効果的に発光ストライプ領域４に閉じ
こめられる。さらにＳｉＯ2マスクを除去した後、ｐ側
全面にｐ−ＧａＡｓキャップ層１０（Ｚｎドープ５×１
０18ｃｍ -3、層厚０．５μｍ）を形成し、ｎ側にＡｕＧ
ｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極１２、ｐ側にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ電
極１３を形成する。さらにへき開法により７００μｍの
レーザ共振器を切り出し、両端面に図１、２に示す高Δ
Ｈ0誘電体膜１，２を含むコーティングを行って、本発
明の一実施例の構造が実現できる。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、ＣＯＤレベルを維持し
て端面劣化のない高信頼性の０．６〜１．０μｍ帯高出
力半導体レーザ素子を提供できる。
て端面劣化のない高信頼性の０．６〜１．０μｍ帯高出
力半導体レーザ素子を提供できる。
【図１】本発明の実施例を示す基本構造図である
【図２】本発明の別の実施例を示す基本構造図である
【図３】本発明の一実施例を示す構造斜視図である
【図４】本発明の一実施例における活性層周辺の層構造
を示す図である
を示す図である
【図５】本発明の別の実施例を示す構造斜視図である
【図６】本発明の別の実施例を示す構造斜視図である
【図７】本発明の別の実施例における活性層周辺の層構
造を示す図である
造を示す図である
【図８】従来の高出力半導体レーザを示す構造図である
【図９】従来の高出力半導体レーザを示す構造斜視図で
ある
ある
１ 高ΔＨ0誘電体膜（前面） ２ 高ΔＨ0誘電体膜（裏面） ３ 誘電体多層膜 ４ 発光ストライプ領域 ５ カバー誘電体膜 ６ ｎ−ＧａＡｓ基板 ７ ｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド層 ８ ＳＣＨ活性層 ９ ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド層 １０ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 １１ ｎ−ＡｌZＧａ1-ZＡｓ電流ブロック層 １２ ＡｕＧｅＮｉ／ＡｕＮｉ電極 １３ Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ電極 １４ ＡｌＧａＡｓグレーディッド光ガイド層 １５ ＩｎxＧａ1-xＡｓ歪量子井戸層 １６ ＧａＡｓバリヤ層 １７ ｎ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層 １８ 多重量子井戸活性層 １９ ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層 ２０ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 ２１ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ量子井戸層 ２２ （Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐバリヤ層 ２３ Ａｌ2Ｏ3誘電体膜 ２４ Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2誘電体多層膜 ２５ ｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド層 ２６ Ｉｎ0.24Ｇａ0.76Ａｓ／ＧａＡｓ−ＳＣＨ活性
層 ２７ ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド層 ２８ ｎ−電極 ２９ ｐ−電極
層 １８ 多重量子井戸活性層 １９ ｐ−（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐクラッド
層 ２０ ｎ−ＧａＡｓ電流ブロック層 ２１ Ｇａ0.5Ｉｎ0.5Ｐ量子井戸層 ２２ （Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐバリヤ層 ２３ Ａｌ2Ｏ3誘電体膜 ２４ Ａｌ2Ｏ3／ＴｉＯ2誘電体多層膜 ２５ ｎ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド層 ２６ Ｉｎ0.24Ｇａ0.76Ａｓ／ＧａＡｓ−ＳＣＨ活性
層 ２７ ｐ−ＡｌyＧａ1-yＡｓクラッド層 ２８ ｎ−電極 ２９ ｐ−電極
Claims (6)
- 【請求項１】 共振器端面の少なくとも一方に、酸化物
誘電体からなる保護膜を形成する半導体レーザであっ
て、前記酸化物誘電体の化学式をＭnＯm（Ｍは金属原
子、ｎは金属原子数、ｍは酸素原子数を表す）、常温で
の標準生成エンタルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0／ｍ＜
−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを満たすことを特徴とする半導
体レーザ素子。 - 【請求項２】 共振器端面の少なくとも一方に、酸化物
誘電体からなる第１保護膜と他の誘電体からなる第２保
護膜の２層の保護膜を順次形成する半導体レーザ素子で
あって、前記酸化物誘電体の化学式をＭnＯm（Ｍは金属
原子、ｎは金属原子数、ｍは酸素原子数を表す）、常温
での標準生成エンタルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0／ｍ
＜−５５８ ｋＪ／ｍｏｌを満たし、かつ前記第２保護
膜がＡｌ2Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＯ2からなることを特
徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項３】 前記酸化物誘電体がＳｃ2Ｏ3，Ｙ2Ｏ3，
Ｅｒ2Ｏ3，Ｔｍ2Ｏ3，Ｈｏ2Ｏ3，Ｌｕ2Ｏ3，Ｔｂ2Ｏ3，
Ｓｍ2Ｏ3，Ｇｄ2Ｏ3，Ｙｂ2Ｏ3，Ｐｒ2Ｏ3，及びＨｆＯ
2からなる群より選択されるものであることを特徴とす
る請求項１または２に記載の半導体レーザ素子。 - 【請求項４】 共振器端面の少なくとも一方に、フッ化
物誘電体からなる保護膜を形成する半導体レーザであっ
て、前記フッ化物誘電体の化学式をＭnＦm'（Ｍは金属
原子、ｎは金属原子数、ｍ’はフッ素原子数を表す）、
常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とした時、ΔＨ0
／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たすことを特徴と
する半導体レーザ素子。 - 【請求項５】 共振器端面の少なくとも一方に、フッ化
物誘電体からなる第１保護膜と他の誘電体からなる第２
保護膜の２層の保護膜を順次形成する半導体レーザ素子
であって、前記フッ化物誘電体の化学式をＭnＦm'（Ｍ
は金属原子、ｎは金属原子数、ｍ’はフッ素原子数を表
す）、常温での標準生成エンタルピーをΔＨ0とした
時、ΔＨ0／ｍ’＜−４８５ ｋＪ／ｍｏｌを満たし、
かつ前記第２保護膜がＡｌ2Ｏ3，Ｓｉ3Ｎ4又はＳｉＯ2
からなることを特徴とする半導体レーザ素子。 - 【請求項６】 前記フッ化物誘電体がＴｈＦ4，Ｓｍ
Ｆ3，ＹＦ3，ＨｏＦ3，ＮｄＦ3，及びＳｃＦ3からなる
群より選択されることを特徴とする請求項４又は５に記
載の半導体レーザ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8254616A JP2897734B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 高出力半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8254616A JP2897734B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 高出力半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107362A true JPH10107362A (ja) | 1998-04-24 |
| JP2897734B2 JP2897734B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=17267517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8254616A Expired - Lifetime JP2897734B2 (ja) | 1996-09-26 | 1996-09-26 | 高出力半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897734B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000174379A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 化合物半導体発光素子 |
| JP2000174377A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 化合物半導体発光素子 |
| JP2008306126A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Nec Corp | 面発光レーザ |
-
1996
- 1996-09-26 JP JP8254616A patent/JP2897734B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000174379A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 化合物半導体発光素子 |
| JP2000174377A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 化合物半導体発光素子 |
| JP2008306126A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Nec Corp | 面発光レーザ |
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| JP2897734B2 (ja) | 1999-05-31 |
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