JPH11340584A - エッジ型青色発光レ―ザ - Google Patents
エッジ型青色発光レ―ザInfo
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- JPH11340584A JPH11340584A JP12520299A JP12520299A JPH11340584A JP H11340584 A JPH11340584 A JP H11340584A JP 12520299 A JP12520299 A JP 12520299A JP 12520299 A JP12520299 A JP 12520299A JP H11340584 A JPH11340584 A JP H11340584A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッジ型青色発光レーザにおいては、ＧａＮ
半導体層に適当に格子適合する基板がなく、窒化物層の
中に欠陥が高い濃度で広がるため、コヒーレントな青色
レーザを効率良く出射することができなかった。 【解決手段】 ガリウム窒化物を主体にしたレーザ構造
体２００において、レーザヘテロ構造は、ｎ−ＧａＮ層
２１０の終端部２１６に形成される。レーザは、量子井
戸活性層より出射される。ｎ−ＧａＮ層２１０は、横方
向のエピタキシャル成長で形成されており、結晶欠陥が
低い領域であるため、効率の高い青色レーザを出射する
ことが可能である。
半導体層に適当に格子適合する基板がなく、窒化物層の
中に欠陥が高い濃度で広がるため、コヒーレントな青色
レーザを効率良く出射することができなかった。 【解決手段】 ガリウム窒化物を主体にしたレーザ構造
体２００において、レーザヘテロ構造は、ｎ−ＧａＮ層
２１０の終端部２１６に形成される。レーザは、量子井
戸活性層より出射される。ｎ−ＧａＮ層２１０は、横方
向のエピタキシャル成長で形成されており、結晶欠陥が
低い領域であるため、効率の高い青色レーザを出射する
ことが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はモノリシック半導体
レーザの構造に関するものであり、さらに詳細には、独
立にアドレス可能な、青色波長範囲のエッジ型発光レー
ザに関する。
レーザの構造に関するものであり、さらに詳細には、独
立にアドレス可能な、青色波長範囲のエッジ型発光レー
ザに関する。
【０００２】
【従来の技術】モノリシック固体半導体レーザは、高速
レーザプリント、光ファイバー通信および他の用途に極
めて好ましい光源である。エッジ発光レーザは現在極め
て広い用途に使用されている。一般的なレーザの構造
は、いわゆる「エッジ発光レーザ」であり、このエッジ
発光レーザでは、光は半導体層のモノリシック構造体の
エッジから出射する。一般的に、エッジ発光レーザは、
面発光レーザよりも大きなパワー出力を持つビームを発
生する。
レーザプリント、光ファイバー通信および他の用途に極
めて好ましい光源である。エッジ発光レーザは現在極め
て広い用途に使用されている。一般的なレーザの構造
は、いわゆる「エッジ発光レーザ」であり、このエッジ
発光レーザでは、光は半導体層のモノリシック構造体の
エッジから出射する。一般的に、エッジ発光レーザは、
面発光レーザよりも大きなパワー出力を持つビームを発
生する。
【０００３】従来技術の量子井戸エッジ発光レーザは、
波長範囲が約６００〜６５０ｎｍ（赤色の範囲）または
６５０ｎｍ以上（赤外の範囲）の光を出射できる。しか
しながら、波長範囲が４００ｎｍ（青色の範囲）周辺で
発光するレーザ装置についての重要な用途がある。
波長範囲が約６００〜６５０ｎｍ（赤色の範囲）または
６５０ｎｍ以上（赤外の範囲）の光を出射できる。しか
しながら、波長範囲が４００ｎｍ（青色の範囲）周辺で
発光するレーザ装置についての重要な用途がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、青色レーザに
ついての１つの進行中の問題は、ガリウム窒化物ならび
にそのインジウムおよびアルミニウムとの合金が青色レ
ーザの構造体における半導体層として使用されることで
ある。ＧａＮ自体は、実際的な基板として使用できな
い。この問題は、ＧａＮ半導体層に対する適当な格子適
合した基板がないことである。ＧａＮの格子定数に近い
格子定数を持つ基板がない場合、窒化物層の中に欠陥が
高い濃度で広がることになる。格子適合が乏しい基板上
のＧａＮおよびその合金の活性層は、コヒーレントな青
色光を、出射したとしても、わずかに効率悪く出射する
だけである。
ついての１つの進行中の問題は、ガリウム窒化物ならび
にそのインジウムおよびアルミニウムとの合金が青色レ
ーザの構造体における半導体層として使用されることで
ある。ＧａＮ自体は、実際的な基板として使用できな
い。この問題は、ＧａＮ半導体層に対する適当な格子適
合した基板がないことである。ＧａＮの格子定数に近い
格子定数を持つ基板がない場合、窒化物層の中に欠陥が
高い濃度で広がることになる。格子適合が乏しい基板上
のＧａＮおよびその合金の活性層は、コヒーレントな青
色光を、出射したとしても、わずかに効率悪く出射する
だけである。
【０００５】最も一般的に使用されかつ最も容易に入手
できる基板は、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）である。しかし
ながら、サファイアの結晶構造は、ＧａＮと同様であ
る。サファイア基板とＧａＮ合金の半導体レーザの構造
との間の近いエピタキシャル関係は、特定の結晶方位を
適合させることによって得ることができる。しかしなが
ら、約１５％の格子不適合は、そのような半導体の構造
に起因する。
できる基板は、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）である。しかし
ながら、サファイアの結晶構造は、ＧａＮと同様であ
る。サファイア基板とＧａＮ合金の半導体レーザの構造
との間の近いエピタキシャル関係は、特定の結晶方位を
適合させることによって得ることができる。しかしなが
ら、約１５％の格子不適合は、そのような半導体の構造
に起因する。
【０００６】本発明の目的は、３９０〜４３０ｎｍの範
囲（青色の範囲）の光を出射する、独立にアドレス可能
な、モノリシックエッジ発光レーザの構造体を提供する
ことである。
囲（青色の範囲）の光を出射する、独立にアドレス可能
な、モノリシックエッジ発光レーザの構造体を提供する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、３９０〜４３
０ｎｍの青色波長範囲の、独立にアドレス可能な、エッ
ジ発光レーザを提供する。ガリウム窒化物をベースとし
たレーザ構造体は、選択された領域でのエピタキシャル
成長および横方向のマスク過度成長によって成長させら
れる。誘電体のマスクをサファイア基板のガリウム窒化
物層上に適切にパターン形成することによって、第２の
ガリウム窒化物層内の領域の欠陥密度を小さくすること
ができ、この領域にレーザ構造体の残りの部分を形成で
きる。
０ｎｍの青色波長範囲の、独立にアドレス可能な、エッ
ジ発光レーザを提供する。ガリウム窒化物をベースとし
たレーザ構造体は、選択された領域でのエピタキシャル
成長および横方向のマスク過度成長によって成長させら
れる。誘電体のマスクをサファイア基板のガリウム窒化
物層上に適切にパターン形成することによって、第２の
ガリウム窒化物層内の領域の欠陥密度を小さくすること
ができ、この領域にレーザ構造体の残りの部分を形成で
きる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるエッジ型青
色発光レーザで使用する、ガリウム窒化物（ＧａＮ）結
晶構造体１００を図示する。
色発光レーザで使用する、ガリウム窒化物（ＧａＮ）結
晶構造体１００を図示する。
【０００９】この構造体１００は、サファイア（Ａｌ2
Ｏ3）基板１０２を含み、この基板上に従来技術で周知
の金属・有機化学気相成長法（「ＭＯＣＶＤ」）として
知られているエピタキシャル付着形成法を用いて、ｎ型
ガリウム窒化物（ｎ−ＧａＮ）のベース層１０４を最初
に成長させる。
Ｏ3）基板１０２を含み、この基板上に従来技術で周知
の金属・有機化学気相成長法（「ＭＯＣＶＤ」）として
知られているエピタキシャル付着形成法を用いて、ｎ型
ガリウム窒化物（ｎ−ＧａＮ）のベース層１０４を最初
に成長させる。
【００１０】次に、厚さが２００ｎｍの二酸化シリコン
（ＳｉＯ2）の誘電体フィルム１０６を、プラズマ強化
化学蒸着法（「ＰＥＣＶＤ」）または電子ビーム蒸着法
によって、ＧａＮのベース層１０４上に付着形成させ
る。次に、標準的なフォトリソグラフィ処理およびフッ
化水素酸（ＨＦ）によるエッチングを用いて、この誘電
体フィルム１０６をパターン形成する。
（ＳｉＯ2）の誘電体フィルム１０６を、プラズマ強化
化学蒸着法（「ＰＥＣＶＤ」）または電子ビーム蒸着法
によって、ＧａＮのベース層１０４上に付着形成させ
る。次に、標準的なフォトリソグラフィ処理およびフッ
化水素酸（ＨＦ）によるエッチングを用いて、この誘電
体フィルム１０６をパターン形成する。
【００１１】細い直線のストライプ１０８を誘電体フィ
ルム１０６内で下方にエッチングして、ＧａＮのベース
層１０４の表面を露出させる。次に、横幅が１６μｍ
で、厚さが４μｍの第２のｎ型ガリウム窒化物（ｎ−Ｇ
ａＮ）層１１０を、細い露出したストライプ１０８から
始めて横方向に成長させる。ｎ−ＧａＮ層１１０が、高
温と高い濃度のアンモニアのフローのもとで、誘電体フ
ィルム１０６上に横方向に成長する。成長は露出したＧ
ａＮ領域（ストライプ１０８の領域）においてのみ選択
的に開始するが、誘電体フィルム１０６の上面では開始
しない。ｎ−ＧａＮ層１１０が一層厚くなるにつれて、
この層は誘電体フィルム１０６の上に横方向に成長を開
始する。この横方向に成長した材料が下側のＧａＮのベ
ース層１０４に一方の側でのみ接着されるので、歪みな
しで、またこのため転位なしで成長する。第２のｎ−Ｇ
ａＮ層１１０は、ストライプ１０８の両側のＧａＮのベ
ース層１０４上および誘電体フィルム１０６上で横方向
に成長する。
ルム１０６内で下方にエッチングして、ＧａＮのベース
層１０４の表面を露出させる。次に、横幅が１６μｍ
で、厚さが４μｍの第２のｎ型ガリウム窒化物（ｎ−Ｇ
ａＮ）層１１０を、細い露出したストライプ１０８から
始めて横方向に成長させる。ｎ−ＧａＮ層１１０が、高
温と高い濃度のアンモニアのフローのもとで、誘電体フ
ィルム１０６上に横方向に成長する。成長は露出したＧ
ａＮ領域（ストライプ１０８の領域）においてのみ選択
的に開始するが、誘電体フィルム１０６の上面では開始
しない。ｎ−ＧａＮ層１１０が一層厚くなるにつれて、
この層は誘電体フィルム１０６の上に横方向に成長を開
始する。この横方向に成長した材料が下側のＧａＮのベ
ース層１０４に一方の側でのみ接着されるので、歪みな
しで、またこのため転位なしで成長する。第２のｎ−Ｇ
ａＮ層１１０は、ストライプ１０８の両側のＧａＮのベ
ース層１０４上および誘電体フィルム１０６上で横方向
に成長する。
【００１２】ｎ−ＧａＮ層１１０は３つの部分から成
る、すなわち、誘電体フィルム１０６の一方の部分の上
部にある第１の部分すなわち終端部１１２、ＧａＮベー
ス層１０４の露出したストライプ１０８の上部にある第
２の部分すなわち中間部１１４および誘電体フィルム１
０６の他方の部分の上部にある第３の部分すなわち終端
部１１６から構成される。２つの終端部１１２および１
１６は、誘電体フィルム１０６の上部に付着形成されて
いるので、ｎ−ＧａＮ層１１０の欠陥密度の低い領域に
存在する。中間部１１４は、別の第１のｎ−ＧａＮベー
ス層１０４上に付着形成されているので、第２のｎ−Ｇ
ａＮ層１１０の欠陥密度の高い領域に存在する。
る、すなわち、誘電体フィルム１０６の一方の部分の上
部にある第１の部分すなわち終端部１１２、ＧａＮベー
ス層１０４の露出したストライプ１０８の上部にある第
２の部分すなわち中間部１１４および誘電体フィルム１
０６の他方の部分の上部にある第３の部分すなわち終端
部１１６から構成される。２つの終端部１１２および１
１６は、誘電体フィルム１０６の上部に付着形成されて
いるので、ｎ−ＧａＮ層１１０の欠陥密度の低い領域に
存在する。中間部１１４は、別の第１のｎ−ＧａＮベー
ス層１０４上に付着形成されているので、第２のｎ−Ｇ
ａＮ層１１０の欠陥密度の高い領域に存在する。
【００１３】レーザのヘテロ構造は、誘電体フィルム１
０６上のｎ−ＧａＮ層１１０の予行方向に成長した一部
分上およびＧａＮベース層１０４の直線ストライプ１０
８上にエピタキシャル成長によって成長させられる。次
に行われるパターン形成されたｎ−ＧａＮ層１１０に上
のＧａＮベースのレーザヘテロ構造の成長は、高い結晶
欠陥領域である中間部１１４を避けて、低い結晶欠陥領
域である終端部１１２および１１６で行われる。
０６上のｎ−ＧａＮ層１１０の予行方向に成長した一部
分上およびＧａＮベース層１０４の直線ストライプ１０
８上にエピタキシャル成長によって成長させられる。次
に行われるパターン形成されたｎ−ＧａＮ層１１０に上
のＧａＮベースのレーザヘテロ構造の成長は、高い結晶
欠陥領域である中間部１１４を避けて、低い結晶欠陥領
域である終端部１１２および１１６で行われる。
【００１４】ＧａＮのベース層１０４上に付着形成され
た誘電体フィルム１０６は、代替例においては、シリコ
ン窒化物（ＳｉＮX）または酸化シリコン窒化物（Ｓｉ
ＯＮ）であってもよい。
た誘電体フィルム１０６は、代替例においては、シリコ
ン窒化物（ＳｉＮX）または酸化シリコン窒化物（Ｓｉ
ＯＮ）であってもよい。
【００１５】図２の青色エッジ発光レーザ構造体２００
は、本発明に基づいて製造される。
は、本発明に基づいて製造される。
【００１６】この青色エッジ発光レーザ構造体２００
は、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）基板２０２を含み、この基
板上に従来技術で周知の金属・有機化学気相成長法
（「ＭＯＣＶＤ」）として知られているエピタキシャル
付着形成法を用いて、ｎ型ガリウム窒化物（ｎ−Ｇａ
Ｎ）のベース層２０４を最初に成長させる。
は、サファイア（Ａｌ2Ｏ3）基板２０２を含み、この基
板上に従来技術で周知の金属・有機化学気相成長法
（「ＭＯＣＶＤ」）として知られているエピタキシャル
付着形成法を用いて、ｎ型ガリウム窒化物（ｎ−Ｇａ
Ｎ）のベース層２０４を最初に成長させる。
【００１７】次に、二酸化シリコン（ＳｉＯ2）の厚さ
２００ｎｍの誘電体フィルム２０６を、プラズマ強化化
学蒸着法（「ＰＥＣＶＤ」）または電子ビーム蒸着法に
よって、ＧａＮのベース層２０４上に付着形成する。次
に、標準的なフォトリソグラフィ処理およびフッ化水素
酸（ＨＦ）によるエッチングを用いて、この誘電体フィ
ルム２０６をパターン形成する。
２００ｎｍの誘電体フィルム２０６を、プラズマ強化化
学蒸着法（「ＰＥＣＶＤ」）または電子ビーム蒸着法に
よって、ＧａＮのベース層２０４上に付着形成する。次
に、標準的なフォトリソグラフィ処理およびフッ化水素
酸（ＨＦ）によるエッチングを用いて、この誘電体フィ
ルム２０６をパターン形成する。
【００１８】細い直線のストライプ２０８を誘電体フィ
ルム２０６内で下方にエッチングして、ＧａＮのベース
層２０４の表面を露出させる。次に、横幅が１６μｍ
で、厚さが４μｍの第２のｎ型ガリウム窒化物（ｎ−Ｇ
ａＮ）層２１０を、誘電体フィルム２０６とＧａＮのベ
ース層２０４の細い露出したストライプ２０８上に選択
的に付着形成させる。この第２のｎ−ＧａＮ層２１０
は、ストライプ２０８の両側のＧａＮのベース層２０４
上および誘電体フィルム２０６上で横方向に成長する。
ルム２０６内で下方にエッチングして、ＧａＮのベース
層２０４の表面を露出させる。次に、横幅が１６μｍ
で、厚さが４μｍの第２のｎ型ガリウム窒化物（ｎ−Ｇ
ａＮ）層２１０を、誘電体フィルム２０６とＧａＮのベ
ース層２０４の細い露出したストライプ２０８上に選択
的に付着形成させる。この第２のｎ−ＧａＮ層２１０
は、ストライプ２０８の両側のＧａＮのベース層２０４
上および誘電体フィルム２０６上で横方向に成長する。
【００１９】ｎ−ＧａＮ層２１０は３つの部分、すなわ
ち、誘電体フィルム２０６の一方の部分の上部にある第
１の部分すなわち終端部２１２、ＧａＮベース層２０４
の露出したストライプ２０８の上部にある第２の部分す
なわち中間部２１４および誘電体フィルム２０６の他方
の部分の上部にある第３の部分すなわち終端部２１６か
ら構成される。２つの終端部２１２および２１６は、誘
電体フィルム２０６の上部に付着形成されているので、
ｎ−ＧａＮ層２１０の欠陥密度の低い領域に存在する。
中間部２１４は、ｎ−ＧａＮベース層２０４上に付着形
成されているので、第２のｎ−ＧａＮ層２１０の欠陥密
度の高い領域に存在する。
ち、誘電体フィルム２０６の一方の部分の上部にある第
１の部分すなわち終端部２１２、ＧａＮベース層２０４
の露出したストライプ２０８の上部にある第２の部分す
なわち中間部２１４および誘電体フィルム２０６の他方
の部分の上部にある第３の部分すなわち終端部２１６か
ら構成される。２つの終端部２１２および２１６は、誘
電体フィルム２０６の上部に付着形成されているので、
ｎ−ＧａＮ層２１０の欠陥密度の低い領域に存在する。
中間部２１４は、ｎ−ＧａＮベース層２０４上に付着形
成されているので、第２のｎ−ＧａＮ層２１０の欠陥密
度の高い領域に存在する。
【００２０】次に、レーザのヘテロ構造体が、このＧａ
Ｎ層２１０上に付着形成される。
Ｎ層２１０上に付着形成される。
【００２１】有機金属気相エピタキシャル成長法（「Ｏ
ＭＰＶＥ」）を用いて、下側のｎ−Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ｎ
アルミニウムガリウム窒化物のクラッド層２１８を、Ｇ
ａＮ層２１０上に付着形成する。このｎ−Ａｌ0.08Ｇａ
0.92Ｎアルミニウムガリウム窒化物のクラッド層２１８
の厚さは、０．５μｍであり、５×１０17ｃｍ-3の濃度
にシリコンがドープされている。第１の下側のｎ−Ｇａ
Ｎ制限層２２０が、下側のクラッド層２１８上に付着形
成される。このｎ−ＧａＮ制限層２２０の厚さは１００
ｎｍであり、１０18ｃｍ-3の濃度にシリコンがドープさ
れている。Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ／ＧａＮマルチプル量子
井戸活性層２２２が、制限層２２０上に付着形成され
る。このＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ／ＧａＮマルチプル量子井
戸活性層２２２はドープされておらず、またその厚さは
１２０ｎｍである。第２の上側ｐ−ＧａＮ制限層２２４
が、マルチプル量子井戸活性層２２２上に付着形成され
る。このｐ−ＧａＮ制限層２２４の厚さは１００ｎｍで
あり、１０18ｃｍ-3の濃度にマグネシウムがドープされ
ている。上側ｐ−Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ｎアルミニウムガリ
ウム窒化物のクラッド層２２６が、制限層２２４上に付
着形成される。このｐ−Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ｎアルミニウ
ムガリウム窒化物クラッド層２２６の厚さは０．５μｍ
であり、５×１０17ｃｍ-3の濃度にマグネシウムがドー
プされている。第３のｐ−ＧａＮ接点層２２８が、上側
のクラッド層２２６上に付着形成される。この接点層２
２８の厚さは１２０ｎｍであり、５×１０17ｃｍ-3の濃
度にマグネシウムがドープされている。
ＭＰＶＥ」）を用いて、下側のｎ−Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ｎ
アルミニウムガリウム窒化物のクラッド層２１８を、Ｇ
ａＮ層２１０上に付着形成する。このｎ−Ａｌ0.08Ｇａ
0.92Ｎアルミニウムガリウム窒化物のクラッド層２１８
の厚さは、０．５μｍであり、５×１０17ｃｍ-3の濃度
にシリコンがドープされている。第１の下側のｎ−Ｇａ
Ｎ制限層２２０が、下側のクラッド層２１８上に付着形
成される。このｎ−ＧａＮ制限層２２０の厚さは１００
ｎｍであり、１０18ｃｍ-3の濃度にシリコンがドープさ
れている。Ｉｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ／ＧａＮマルチプル量子
井戸活性層２２２が、制限層２２０上に付着形成され
る。このＩｎ0.15Ｇａ0.85Ｎ／ＧａＮマルチプル量子井
戸活性層２２２はドープされておらず、またその厚さは
１２０ｎｍである。第２の上側ｐ−ＧａＮ制限層２２４
が、マルチプル量子井戸活性層２２２上に付着形成され
る。このｐ−ＧａＮ制限層２２４の厚さは１００ｎｍで
あり、１０18ｃｍ-3の濃度にマグネシウムがドープされ
ている。上側ｐ−Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ｎアルミニウムガリ
ウム窒化物のクラッド層２２６が、制限層２２４上に付
着形成される。このｐ−Ａｌ0.08Ｇａ0.92Ｎアルミニウ
ムガリウム窒化物クラッド層２２６の厚さは０．５μｍ
であり、５×１０17ｃｍ-3の濃度にマグネシウムがドー
プされている。第３のｐ−ＧａＮ接点層２２８が、上側
のクラッド層２２６上に付着形成される。この接点層２
２８の厚さは１２０ｎｍであり、５×１０17ｃｍ-3の濃
度にマグネシウムがドープされている。
【００２２】マルチプル量子井戸層２２２は、３９０〜
４３０ｎｍの青色波長の光を出射する活性領域を形成す
る。
４３０ｎｍの青色波長の光を出射する活性領域を形成す
る。
【００２３】レーザヘテロ構造体２００は、ガリウム窒
化物半導体層およびそのアルミニウムおよび／またはイ
ンジウムとの合金から形成される。
化物半導体層およびそのアルミニウムおよび／またはイ
ンジウムとの合金から形成される。
【００２４】第２のＧａＮ層２１０の３つの部分は、レ
ーザ構造体２００に続いて付着形成された半導体層の終
わりの部分に達している。このようにして、このレーザ
構造体２００は、誘電体フィルム２０６の一方の部分の
上部のｎ−ＧａＮ層２１０の第１の部分すなわち終端部
２１２から第１の部分すなわち終端部２３０の中に、ま
た誘電体フィルム２０６の別の部分の上部のｎ−ＧａＮ
層２１０のの第３の部分即ち終端部２１６から第３の部
分すなわち終端部２３４の中に付着形成された半導体層
を有する。これらの２つの終端部２３０および２３４
は、ＧａＮ層２１０の欠陥密度が低い領域の上部に付着
形成されているので、レーザ構造体２００の欠陥密度の
低い領域に存在する。ＧａＮ層２１０の中間部２１４か
らの中間部２３２は、ＧａＮベース層２０４上に付着形
成されているので、レーザ構造体２００の欠陥密度の高
い領域に存在する。
ーザ構造体２００に続いて付着形成された半導体層の終
わりの部分に達している。このようにして、このレーザ
構造体２００は、誘電体フィルム２０６の一方の部分の
上部のｎ−ＧａＮ層２１０の第１の部分すなわち終端部
２１２から第１の部分すなわち終端部２３０の中に、ま
た誘電体フィルム２０６の別の部分の上部のｎ−ＧａＮ
層２１０のの第３の部分即ち終端部２１６から第３の部
分すなわち終端部２３４の中に付着形成された半導体層
を有する。これらの２つの終端部２３０および２３４
は、ＧａＮ層２１０の欠陥密度が低い領域の上部に付着
形成されているので、レーザ構造体２００の欠陥密度の
低い領域に存在する。ＧａＮ層２１０の中間部２１４か
らの中間部２３２は、ＧａＮベース層２０４上に付着形
成されているので、レーザ構造体２００の欠陥密度の高
い領域に存在する。
【００２５】図３に示すように、フォトレジストのよう
な誘電体マスク層（図示せず）が接点層の表面をマスク
してパターン形成され、レーザ構造体２００のマスクさ
れていない部分は下方の第２のｎ−ＧａＮ層２１０まで
エッチングによって除去され、リッジ型導波路２３６が
形成される。パターンマスキング法およびドライエッチ
ング法または反応イオンエッチング法は、半導体の構造
の製造にとっては一般的な技術であり、また従来の技術
で周知である。
な誘電体マスク層（図示せず）が接点層の表面をマスク
してパターン形成され、レーザ構造体２００のマスクさ
れていない部分は下方の第２のｎ−ＧａＮ層２１０まで
エッチングによって除去され、リッジ型導波路２３６が
形成される。パターンマスキング法およびドライエッチ
ング法または反応イオンエッチング法は、半導体の構造
の製造にとっては一般的な技術であり、また従来の技術
で周知である。
【００２６】レーザ構造体２００のこのリッジ型導波路
２３６の部分は、エッチングの後、ＧａＮ層２１０の第
３の部分すなわち終端部２１６の上部に達している。
２３６の部分は、エッチングの後、ＧａＮ層２１０の第
３の部分すなわち終端部２１６の上部に達している。
【００２７】このリッジ型導波路２３６は、半導体レー
ザ２００に対して横方向の光学的制限構造を提供するた
め、リッジ部は半導体レーザからの光のエッジ放射の起
点を正確に規定する。典型的に、このリッジ型導波路
は、一般に上面が平らで、半導体レーザ構造体の中の活
性半導体層の上で両側壁が傾斜した、半導体材料の小さ
なリッジである。
ザ２００に対して横方向の光学的制限構造を提供するた
め、リッジ部は半導体レーザからの光のエッジ放射の起
点を正確に規定する。典型的に、このリッジ型導波路
は、一般に上面が平らで、半導体レーザ構造体の中の活
性半導体層の上で両側壁が傾斜した、半導体材料の小さ
なリッジである。
【００２８】リッジ型導波路を形成する１つの方法は、
レーザ構造体のエピタキシャル成長で付着形成した半導
体層の上部クラッド層２２６（および接点層２２８）の
一部をエッチングで除去して、クラッド層材料の狭いリ
ッジ２３８を残して、横方向リッジ型導波路を定義する
ことである。リッジ部の特定の形状は、エッチング手段
に依存する。
レーザ構造体のエピタキシャル成長で付着形成した半導
体層の上部クラッド層２２６（および接点層２２８）の
一部をエッチングで除去して、クラッド層材料の狭いリ
ッジ２３８を残して、横方向リッジ型導波路を定義する
ことである。リッジ部の特定の形状は、エッチング手段
に依存する。
【００２９】図４で示すように、ＳｉＮX、ＳｉＯ2また
はＳｉＯＮXなどの誘電体材料の絶縁層２４０を、レー
ザ構造体のリッジ型導波路２３６の側壁２４２および２
４４上に付着形成する。この絶縁層は、接点層２２８の
表面の一部もカバーする。
はＳｉＯＮXなどの誘電体材料の絶縁層２４０を、レー
ザ構造体のリッジ型導波路２３６の側壁２４２および２
４４上に付着形成する。この絶縁層は、接点層２２８の
表面の一部もカバーする。
【００３０】Ｃｒ−ＡｕまたはＴｉ−Ｐｔ−Ａｕのｐ型
接点２４６を、金属蒸着法によって、スペーサ層の絶縁
されていない面の上に形成する。あるいは、ＩｎＧａＮ
接点層（図示せず）を先ず接点層２２８上に付着形成し
て、その後でｐ型接点層２４６を形成することもでき
る。
接点２４６を、金属蒸着法によって、スペーサ層の絶縁
されていない面の上に形成する。あるいは、ＩｎＧａＮ
接点層（図示せず）を先ず接点層２２８上に付着形成し
て、その後でｐ型接点層２４６を形成することもでき
る。
【００３１】Ｃｒ−ＡｕまたはＴｉ−Ｐｔ−Ａｕのｎ型
接点層２４８を、金属蒸着法によって、ＧａＮ層２１０
の第１の部分すなわち終端部２１２上に形成する。
接点層２４８を、金属蒸着法によって、ＧａＮ層２１０
の第１の部分すなわち終端部２１２上に形成する。
【００３２】電流は従来の電極を通り、ｐ型接点層２４
６から、接点層２２８、上部クラッド層、制限層、マル
チプル量子井戸活性層を通ってその層を順方向にバイア
スして青色波長の光を出射して、制限層、クラッド層、
ｎ−ＧａＮ層２１０の第３の部分２１６、ｎ−ＧａＮ層
２１０の第２の部分２１４、およびｎ−ＧａＮ層２１０
の第１の部分２１２を通り、ｎ型接点層２４８に流れ
る。
６から、接点層２２８、上部クラッド層、制限層、マル
チプル量子井戸活性層を通ってその層を順方向にバイア
スして青色波長の光を出射して、制限層、クラッド層、
ｎ−ＧａＮ層２１０の第３の部分２１６、ｎ−ＧａＮ層
２１０の第２の部分２１４、およびｎ−ＧａＮ層２１０
の第１の部分２１２を通り、ｎ型接点層２４８に流れ
る。
【００３３】活性領域は、レーザ構造体２００のエッジ
を通って発光する。図示はしなかったが、共に光学キャ
ビティを形成し、レーザ構造体２００の両端で量子井戸
活性層２２２に垂直な、従来の反射切子面がある。
を通って発光する。図示はしなかったが、共に光学キャ
ビティを形成し、レーザ構造体２００の両端で量子井戸
活性層２２２に垂直な、従来の反射切子面がある。
【図１】 本発明の半導体構造の基板およびバッファ層
の半導体層の横断面図である。
の半導体層の横断面図である。
【図２】 本発明の付着形成後の青色エッジ発光レーザ
の半導体構造の半導体層の横断面図である。
の半導体構造の半導体層の横断面図である。
【図３】 本発明のエッチング後の青色エッジ発光レー
ザの半導体構造の半導体層の横断面図である。
ザの半導体構造の半導体層の横断面図である。
【図４】 本発明の接点層形成後の青色エッジ発光レー
ザの半導体構造の半導体層の横断面図である。
ザの半導体構造の半導体層の横断面図である。
１００ ガリウム窒化物（ＧａＮ）結晶構造体、１０
２，２０２ サファイア基板、１０４ ｎ型ガリウム窒
化物（ｎ−ＧａＮ）のベース層、１０６ 誘電体フィル
ム、１０８ ストライプ、１１０，２１０ 第２のｎ型
ガリウム窒化物（ｎ−ＧａＮ）層、２００ レーザ構造
体、２０４ ｎ型ガリウム窒化物（ｎ−ＧａＮ）のベー
ス層、２０６ 誘電体フィルム、２０８ ストライプ、
２２２ 量子井戸活性層、２３６ リッジ型導波路、２
３８ リッジ、２４６ ｐ型接点層、２４８ ｎ型接点
層。
２，２０２ サファイア基板、１０４ ｎ型ガリウム窒
化物（ｎ−ＧａＮ）のベース層、１０６ 誘電体フィル
ム、１０８ ストライプ、１１０，２１０ 第２のｎ型
ガリウム窒化物（ｎ−ＧａＮ）層、２００ レーザ構造
体、２０４ ｎ型ガリウム窒化物（ｎ−ＧａＮ）のベー
ス層、２０６ 誘電体フィルム、２０８ ストライプ、
２２２ 量子井戸活性層、２３６ リッジ型導波路、２
３８ リッジ、２４６ ｐ型接点層、２４８ ｎ型接点
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダニエル ホフステッター アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サニ ーベール パシト テラス 110 アパー トメント 220
Claims (1)
- 【請求項１】 ３９０ｎｍから４３０ｎｍの波長範囲の
コヒーレント光を発光するエッジ発光レーザであって、 サファイア基板と、 前記サファイア基板上に形成された第１のガリウム窒化
物の半導体層と、 前記第１のガリウム窒化物の半導体層上に形成され、前
記第１のガリウム窒化物の半導体層の表面の一部を露出
させるストライプを有する誘電体材料層と、 前記誘電体材料層および前記ストライプ上に形成された
第２のガリウム窒化物の半導体層と、 前記誘電体材料層上に形成された前記第２のガリウム窒
化物の半導体層の一部の上に形成された複数の半導体層
と、 活性領域を形成する前記複数の半導体層のうちの１つ以
上の半導体層と、 前記活性領域をバイアスして３９０から４３０ｎｍの波
長範囲のコヒーレント光を出射することを可能にする第
１および第２の電極と、を含み、 前記複数の半導体層がガリウム窒化物またはガリウム窒
化物のインジウムおよびアルミニウムとの合金であるこ
とを特徴とするエッジ発光レーザ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US7372198A | 1998-05-06 | 1998-05-06 | |
| US09/073,721 | 1998-05-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340584A true JPH11340584A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=22115398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12520299A Withdrawn JPH11340584A (ja) | 1998-05-06 | 1999-04-30 | エッジ型青色発光レ―ザ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0955709A3 (ja) |
| JP (1) | JPH11340584A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7927876B2 (en) | 2001-11-08 | 2011-04-19 | Instrumentation Lab Co | Sample well strip and method of use |
| CN105406358A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 武汉电信器件有限公司 | 一种GaN基激光器制备方法和结构 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6610144B2 (en) * | 2000-07-21 | 2003-08-26 | The Regents Of The University Of California | Method to reduce the dislocation density in group III-nitride films |
-
1999
- 1999-04-28 EP EP99303312A patent/EP0955709A3/en not_active Withdrawn
- 1999-04-30 JP JP12520299A patent/JPH11340584A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7927876B2 (en) | 2001-11-08 | 2011-04-19 | Instrumentation Lab Co | Sample well strip and method of use |
| CN105406358A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-16 | 武汉电信器件有限公司 | 一种GaN基激光器制备方法和结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0955709A3 (en) | 2000-07-05 |
| EP0955709A2 (en) | 1999-11-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060704 |