JPWO2008111477A1 - Nitride semiconductor laser - Google Patents

Nitride semiconductor laser Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008111477A1
JPWO2008111477A1 JP2009504004A JP2009504004A JPWO2008111477A1 JP WO2008111477 A1 JPWO2008111477 A1 JP WO2008111477A1 JP 2009504004 A JP2009504004 A JP 2009504004A JP 2009504004 A JP2009504004 A JP 2009504004A JP WO2008111477 A1 JPWO2008111477 A1 JP WO2008111477A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
face
semiconductor laser
film
layer
nitride semiconductor
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.)
Granted
Application number
JP2009504004A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5233987B2 (en
Inventor
和久 福田
和久 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2009504004A priority Critical patent/JP5233987B2/en
Publication of JPWO2008111477A1 publication Critical patent/JPWO2008111477A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5233987B2 publication Critical patent/JP5233987B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028—Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • 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
    • 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
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本発明は、信頼性の高い高出力動作可能な、ファブリ・ペロー型III族窒化物系半導体レーザを提供する。本発明では、ファブリ・ペロー型III族窒化物系半導体レーザにおいて、その光出射端面近傍の活性層内部において、レーザ光を吸収しない領域を共振器のストライプ方向に沿って幅ｗ（ｎｍ）に亘って形成し、局所窓構造として利用することで、高い初期ＣＯＤレベルを実現し、また、高出力動作を継続した際、ＣＯＤレベルの経時的な劣化を抑制する。The present invention provides a Fabry-Perot type III-nitride semiconductor laser capable of operating with high reliability and high output. In the present invention, in a Fabry-Perot type III-nitride semiconductor laser, a region that does not absorb laser light is spread over the width w (nm) along the stripe direction of the resonator in the active layer near the light emitting end face. By forming and using as a local window structure, a high initial COD level is realized, and when a high output operation is continued, deterioration of the COD level with time is suppressed.

Description

本発明は、III族窒化物半導体レーザに関する。特に、ファブリ・ペロー型の端面発光III族窒化物半導体レーザに関する。   The present invention relates to a group III nitride semiconductor laser. In particular, the present invention relates to a Fabry-Perot type edge-emitting group III nitride semiconductor laser.

窒化ガリウムに代表されるIII族窒化物半導体は、高効率の青紫色発光が得られることから、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ， ＬＥＤ）やレーザ・ダイオード（ｌａｓｅｒ ｄｉｏｄｅ， ＬＤ）材料として注目を浴びてきた。なかでも、III族窒化物半導体を用いる青色ＬＤは、大容量光ディスク装置の書き込み用光源として利用が期待されている。近年では、書き込み用光源として利用可能な高出力III族窒化物ＬＤの開発が精力的に進められている。   Group III nitride semiconductors typified by gallium nitride have been attracting attention as materials for light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (laser diodes, LDs) because of their high-efficiency blue-violet emission. It was. In particular, a blue LD using a group III nitride semiconductor is expected to be used as a light source for writing in a large-capacity optical disk apparatus. In recent years, development of a high-power III-nitride LD that can be used as a light source for writing has been vigorously advanced.

図１に、ファブリ・ペロー型の端面発光窒化物ガリウム系半導体レーザの典型的な構造である、リッジ導波路型半導体レーザを示す。ＧａＮ基板１０１上に、ｎ型クラッド層１０２、光ガイド層１０３、活性層１０４、光ガイド層１０５、ｐ型クラッド層１０６などのレーザ構造を積層する。その後、ｐ型クラッド層１０６をドライエッチングによりリッジ状に加工し、リッジ導波路型半導体レーザが作製される。リッジトップは、ストライプ状開口部を有す絶縁膜１０７でカバーされ、開口部に、ｐ型電極１０８が設けられる。電流狭窄は、このストライプ状電極でなされる。また、リッジ幅およびリッジ高さを調整することにより、実効的な屈折率ｎｅｆｆの差違を調節し、横モードの制御を行っている。   FIG. 1 shows a ridge waveguide type semiconductor laser, which is a typical structure of a Fabry-Perot type edge emitting nitride gallium semiconductor laser. On the GaN substrate 101, a laser structure such as an n-type cladding layer 102, a light guide layer 103, an active layer 104, a light guide layer 105, and a p-type cladding layer 106 is laminated. Thereafter, the p-type cladding layer 106 is processed into a ridge shape by dry etching, and a ridge waveguide type semiconductor laser is manufactured. The ridge top is covered with an insulating film 107 having a striped opening, and a p-type electrode 108 is provided in the opening. Current constriction is achieved by the striped electrode. Further, by adjusting the ridge width and the ridge height, the difference in effective refractive index neff is adjusted and the transverse mode is controlled.

ファブリ・ペロー型の共振器は、共振ミラー１０９として、劈開面を利用して構成されている。通常、半導体レーザでは、端面保護のため誘電体保護膜を形成する。その際、この共振器の二つの端面のうち、後方側端面の反射率Ｒｒと、前方側端面の反射率Ｒｆとは、Ｒｒ＞Ｒｆとされる。特に、高出力用途では、前方側端面からの出射効率を上げるため、前方側端面に、低反射（Ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ， ＡＲ）膜、後方側端面に、高反射（Ｈｉｇｈ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ， ＨＲ）膜を形成する。その結果、レーザ光出力は、ファブリ・ペロー型共振器の前方側端面から、出射される。なお、後方側端面から、僅かに出射されるレーザ光は、通常、出力モニター光として、利用されている。   The Fabry-Perot resonator is configured as a resonance mirror 109 using a cleavage plane. Usually, in a semiconductor laser, a dielectric protective film is formed to protect the end face. At this time, of the two end faces of the resonator, the reflectance Rr of the rear end face and the reflectance Rf of the front end face satisfy Rr> Rf. In particular, in high power applications, a low-reflection (An-reflecting, AR) film is provided on the front-side end face, and a high-reflecting (High-reflecting, HR) film is provided on the rear-side end face in order to increase the emission efficiency from the front-side end face. Form. As a result, the laser beam output is emitted from the front end face of the Fabry-Perot resonator. Note that the laser light slightly emitted from the rear end face is normally used as output monitor light.

半導体レーザを高出力動作する際、その信頼性を確保するには、活性層を構成する結晶内部の劣化を抑制するとともに、レーザ端面での突発的な破壊（Ｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ、ＣＯＤ）を抑えることが重要となる。特に、高出力動作時の特徴的に発生するＣＯＤ劣化は、ＣＤ用のＡｌＧａＡｓ系７８０ｎｍ帯レーザやＤＶＤ用のＡｌＩｎＧａＰ系６５０ｎｍレーザなど、短波長のファブリ・ペロー型端面発光半導体レーザの主要な劣化要因として知られている。ファブリ・ペロー型窒化ガリウム系半導体レーザでも、高出力動作を行う際、その光出射端面においてＣＯＤ劣化が生じることが報告されている。   In order to ensure the reliability of a semiconductor laser when operating at a high output, it is necessary to suppress degradation inside the crystal constituting the active layer and to suppress catastrophic optical damage (COD) at the laser end face. Is important. In particular, COD degradation that occurs characteristically during high-power operation is a major degradation factor of short-wavelength Fabry-Perot type edge-emitting semiconductor lasers such as AlGaAs-based 780 nm band lasers for CDs and AlInGaP-based 650 nm lasers for DVDs. Known as. It has been reported that even a Fabry-Perot type gallium nitride semiconductor laser causes COD degradation at the light emitting end face when performing high output operation.

ＣＯＤの発生メカニズムは一般的に次のように説明される。半導体レーザの端面近傍では、表面準位や欠陥などに起因する非発光再結合電流によって温度が上昇し、活性層のバンドギャップが半導体内部に比して狭くなっているため、レーザ光を吸収しやすくなっている。端面における光吸収は、さらなる温度上昇を促すという劣化加速プロセスを生じさせるため、臨界となる出力以上の光を出射した際には瞬間的に端面温度が上昇し、ついには活性層の溶融に到る。半導体レーザの安定高出力動作のためには、その臨界光出力（以下、ＣＯＤレベル）を高めることが重要となる。   The generation mechanism of COD is generally explained as follows. Near the edge of the semiconductor laser, the temperature rises due to non-radiative recombination current caused by surface states and defects, and the band gap of the active layer is narrower than that inside the semiconductor. It has become easier. The light absorption at the end face causes a deterioration acceleration process that promotes further temperature rise, so that when the light exceeding the critical output is emitted, the end face temperature rises instantaneously and eventually reaches the melting of the active layer. The It is important to increase the critical light output (hereinafter referred to as COD level) for stable high power operation of a semiconductor laser.

ＡｌＧａＡｓ系やＡｌＩｎＧａＰ系半導体レーザでは、ＣＯＤレベルを向上させる手段として、レーザ出射端面にレーザ光を吸収しない領域（非吸収領域）を形成する窓構造が主に利用されている。その他、端面において、電流注入を抑制する端面非注入構造、端面保護膜に用いる誘電体材料の屈折率や多層化によって半導体端面における光電界強度を低減する方法等も有効であることが報告されている。特に、高出力半導体レーザでは、端面非注入構造と窓構造を組み合わせた構成がしばしば用いられる。窓構造を実現する方法としては、不純物や空孔の拡散、イオン注入後アニールなどの方法によって、活性層を構成するＭＱＷを無秩序化させる方法が報告されている。これらの手法は、不純物や空孔を導入し、III族元素の相互拡散を促進することによりＭＱＷを混晶化させるものである。ＭＱＷの無秩序化により、端面近傍の活性層部分の実効的なバンドギャップが増大するため、端面での光吸収が抑制される。従って、端面での光吸収に起因する、局所的な温度上昇が抑制され、ＣＯＤレベルが向上する。それ以外に、端面近傍の活性層をエッチングにより除去した後、バンドギャップの大きな材料で埋め込むことによって、窓構造を形成する手法もある。ＧａＮ系ＬＤにおいて窓構造を実現する方法として、レーザ照射（特許文献１：特開２００６−１４７８１５号公報）や水素イオン，ラジカル雰囲気（特許文献２：特開２００６−１４７８１４号公報）によって、端面近傍のＩｎＧａＮ活性層のＩｎ組成を低下させる方法が提案されている。
特開２００６−１４７８１５号公報 特開２００６−１４７８１４号公報 In an AlGaAs-based or AlInGaP-based semiconductor laser, a window structure in which a region (non-absorbing region) that does not absorb laser light is mainly used as a means for improving the COD level. In addition, it has been reported that an end face non-injection structure that suppresses current injection at the end face, a method of reducing the optical electric field intensity at the semiconductor end face by multilayering the refractive index of the dielectric material used for the end face protective film, etc. have been reported. Yes. In particular, in a high-power semiconductor laser, a configuration in which an end face non-injection structure and a window structure are combined is often used. As a method for realizing the window structure, a method for disordering MQW constituting the active layer by a method such as diffusion of impurities or vacancies or annealing after ion implantation has been reported. In these methods, impurities and vacancies are introduced to promote the interdiffusion of group III elements and thereby make MQW mixed crystal. The MQW disordering increases the effective band gap of the active layer portion near the end face, thereby suppressing light absorption at the end face. Therefore, local temperature rise caused by light absorption at the end face is suppressed, and the COD level is improved. In addition, there is a method in which the window structure is formed by removing the active layer near the end face by etching and then embedding with a material having a large band gap. As a method for realizing a window structure in a GaN-based LD, laser irradiation (Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-147815), hydrogen ion, radical atmosphere (Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-147814), and the vicinity of the end face A method of reducing the In composition of the InGaN active layer has been proposed.
JP 2006-147815 A JP 2006-147814 A

上述した窓構造の採用は、ＣＯＤレベル向上に極めて有効である。ただし、III族窒化物系化合物半導体を用いた半導体レーザにおいて、上述したような手法で作製した窓構造によって必ずしも安定な高出力長時間駆動が可能になるとは限らない。拡散やイオン注入、レーザや水素ラジカル照射処理は、結晶に対して欠陥を導入することで、ＭＱＷの無秩序化を誘起させるプロセスである。すなわち、導入された欠陥を利用して、ＭＱＷを構成する井戸層とバリア層との間でIII族原子の熱的な相互拡散を促進させ、ＭＱＷの無秩序化を図る手法である。そのため、アニール処理を行って、III族原子の熱的な相互拡散を行うとともに、導入された欠陥の低減がなされる。しかし、その際、導入された欠陥の低減が十分になされていない場合、長時間の高出力駆動を行った際に残余する欠陥を介して半導体端面とそれを被覆するパシベーション膜との界面反応、例えば半導体とパシベーション膜との相互拡散等が進行する可能性がある。界面反応が進行すると、光出射側の半導体端面部分において、さらなる非発光再結合の増加や、局所的に高い光吸収率を示す反応生成物の形成を招くため、ＣＯＤレベルは低下する。さらに、界面反応の進行はさらなる発熱と界面反応の促進を引き起こすと考えられる。従って、半導体端面の欠陥低減が十分に成されていない場合には、たとえ初期的には高いＣＯＤレベルを実現したとしても、長時間の高出力駆動を行うことによって半導体とパシベーション膜との界面反応が緩やかに進行し、それに伴ってＣＯＤレベルが経時的に低下する可能性がある。   The use of the window structure described above is extremely effective for improving the COD level. However, in a semiconductor laser using a group III nitride compound semiconductor, stable high-power long-time driving is not always possible due to the window structure manufactured by the method described above. Diffusion, ion implantation, laser, and hydrogen radical irradiation treatment are processes that induce MQW disorder by introducing defects into the crystal. In other words, the introduced defects are used to promote the thermal interdiffusion of group III atoms between the well layer and the barrier layer constituting the MQW, thereby achieving MQW disorder. Therefore, annealing treatment is performed to thermally diffuse the group III atoms, and the introduced defects are reduced. However, at that time, if the introduced defects are not sufficiently reduced, the interface reaction between the semiconductor end face and the passivation film covering it through the remaining defects when performing high-power driving for a long time, For example, mutual diffusion between the semiconductor and the passivation film may proceed. As the interfacial reaction proceeds, the COD level is lowered because it causes further increase in non-radiative recombination and formation of a reaction product having a locally high light absorption rate in the semiconductor end face portion on the light emission side. Furthermore, the progress of the interfacial reaction is considered to cause further exotherm and promotion of the interfacial reaction. Therefore, when the defects on the semiconductor end face are not sufficiently reduced, even if a high COD level is realized at the beginning, the interface reaction between the semiconductor and the passivation film is performed by performing high output driving for a long time. May progress slowly and the COD level may decrease with time.

ＡｌＧａＡｓ系やＡｌＩｎＧａＰ系など、Ｖ族元素がＡｓ、ＰであるIII−Ｖ族化合物半導体と比較し、III族窒化物系化合物半導体では、III族元素の相互拡散が生じにくい。そのため、III族窒化物系化合物半導体では、例えばＭＱＷの無秩序化にも、１０００℃以上の高温アニール処理が必要である。また、ＭＱＷの無秩序化を促進するため、窓構造形成領域に高い密度で導入された欠陥の低減を十分に行うためには、高温アニール処理を長時間行う必要がある。長時間、高温アニール処理を行うと、欠陥が導入されていない領域においても、活性層を構成しているＭＱＷにおいて、III族元素の相互拡散が部分的に進行する。その結果、ＭＱＷを構成する井戸層とバリア層の界面に乱れが生じ、目的とする量子化レベルが達成されない懸念がある。加えてＭＱＷで構成される活性層のみでなく、半導体レーザを構成する多層構造の結晶性の劣化が誘起されると、レーザ特性自体の劣化が引き起こされることも懸念される。   Compared with group III-V compound semiconductors such as AlGaAs-based and AlInGaP-based, where group V elements are As and P, group III nitride compound semiconductors are less prone to interdiffusion of group III elements. Therefore, in a group III nitride compound semiconductor, for example, high-temperature annealing at 1000 ° C. or higher is also required for MQW disordering. Further, in order to promote disordering of MQW, it is necessary to perform high-temperature annealing for a long time in order to sufficiently reduce defects introduced at a high density in the window structure formation region. When high-temperature annealing is performed for a long time, group III element interdiffusion partially proceeds in the MQW constituting the active layer even in a region where no defect is introduced. As a result, there is a concern that the interface between the well layer and the barrier layer constituting the MQW is disturbed, and the target quantization level is not achieved. In addition, when crystallinity degradation of not only the active layer composed of MQW but also the multilayer structure constituting the semiconductor laser is induced, there is a concern that degradation of the laser characteristics itself may be caused.

本発明は、上記の課題を解決するものである。本発明の目的は、活性層として、Ｇａを構成元素として含むIII族窒化物系半導体を利用している、ファブリ・ペロー型の端面発光半導体レーザにおいて、ＣＯＤレベルの向上と、その経時的な劣化の抑制を図ることが可能な、新規な窓構造を有し、更なる高出力、高信頼動作を実現可能とするIII族窒化物系半導体レーザと、その製造方法を提供することにある。
The present invention solves the above problems. An object of the present invention is to improve the COD level and its deterioration over time in a Fabry-Perot type edge emitting semiconductor laser using a group III nitride semiconductor containing Ga as a constituent element as an active layer. It is an object of the present invention to provide a group III nitride semiconductor laser having a novel window structure capable of suppressing the above, and capable of realizing further high output and highly reliable operation, and a method for manufacturing the same.

上記の課題を解決するため、共振器の光出射端面側に設ける、ＡＲ膜と半導体との界面における、界面反応を抑制し、ＣＯＤレベルの向上を図る手段を探索した。その結果、共振器端面から離れた領域に、局所的に窓構造を設けることにより、界面反応を抑制し、ＣＯＤレベルの向上が達成でき、加えて、その経時的な劣化の抑制を図ることが可能であることを見出した。この知見に基づき、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, a means for suppressing the interface reaction at the interface between the AR film and the semiconductor, which is provided on the light emitting end face side of the resonator, and searching for the improvement of the COD level was searched. As a result, by providing a window structure locally in a region away from the resonator end face, the interface reaction can be suppressed and the COD level can be improved. In addition, the deterioration over time can be suppressed. I found it possible. Based on this finding, the present invention has been completed.

すなわち、本発明にかかる窒化物半導体レーザは、
第一の導電型の半導体層と、多重量子井戸型活性層と、第二の導電型の半導体層がこの順に積層されており、
前記活性層を含んでなる発光層において、レーザ発振を行うストライプ状の発振領域は、ファブリ・ペロー型の共振器によって構成されており、
該ファブリ・ペロー型の共振器の光出射端面に露呈する前記発光層に対して、端面保護膜として誘電体膜が該発光層端面を被覆するように形成されているIII族窒化物半導体レーザにおいて、
前記活性層中に、前記端面保護膜によって規定される内部光電界強度のピーク位置を含む局所的な領域に、該窒化物半導体レーザの発振波長λの光を吸収しない非吸収領域を有している
ことを特徴とする窒化物半導体レーザである。That is, the nitride semiconductor laser according to the present invention is
The semiconductor layer of the first conductivity type, the multiple quantum well active layer, and the semiconductor layer of the second conductivity type are laminated in this order,
In the light emitting layer including the active layer, the stripe-shaped oscillation region that performs laser oscillation is configured by a Fabry-Perot resonator.
In the group III nitride semiconductor laser, a dielectric film is formed as an end face protective film so as to cover the end face of the light emitting layer with respect to the light emitting layer exposed to the light emitting end face of the Fabry-Perot type resonator. ,
The active layer has a non-absorption region that does not absorb light of the oscillation wavelength λ of the nitride semiconductor laser in a local region including the peak position of the internal optical electric field strength defined by the end face protective film. And a nitride semiconductor laser.

その際、前記非吸収領域が、前記端面保護膜によって被覆されている、前記発光層端面に露出していない形状とすることが好ましい。前記端面保護膜は、屈折率２以上の誘電体膜を含む単層または多層構造、特には、屈折率２以上の誘電体膜と屈折率２未満の誘電体膜を含む多層構造であることがより好ましい。   In that case, it is preferable that the non-absorbing region has a shape that is covered with the end face protective film and is not exposed to the end face of the light emitting layer. The end face protective film may be a single layer or a multilayer structure including a dielectric film having a refractive index of 2 or more, particularly a multilayer structure including a dielectric film having a refractive index of 2 or more and a dielectric film having a refractive index of less than 2. More preferred.

特には、前記非吸収領域が、該窒化物半導体レーザの発振波長λと、前記発光層の実効屈折率ｎｅｆｆについて、
前記内部光電界強度のピーク位置から、±（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）の領域を含むように形成されていることが好ましい。
同時に前記内部光電界強度のピーク位置と前記発光層端面からの距離ｄｐｅａｋが、
（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）＜ｄｐｅａｋ＜（７／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）を満たす範囲に選択されていることが好ましい。
In particular, the non-absorbing region has an oscillation wavelength λ of the nitride semiconductor laser and an effective refractive index n eff of the light emitting layer.
It is preferably formed so as to include a region of ± (1/16) · (λ / n eff ) from the peak position of the internal optical electric field intensity.
At the same time, the peak position of the internal optical electric field strength and the distance d peak from the light emitting layer end face are
It is preferable that the range is selected so as to satisfy (1/16) · (λ / n eff ) <d peak <(7/16) · (λ / n eff ).

本発明においては、窓構造を半導体端面から離れた領域に形成することによって、それに伴って導入された欠陥に起因するＣＯＤレベルの低下を抑制できる。その上、窓構造形成領域が極めて微小な領域に限られるため、窓構造の形成に伴うレーザ特性の劣化を抑制することが可能となる。その結果、高いＣＯＤレベルを実現し、かつそれを維持したまま高出力長時間駆動が可能となる。
In the present invention, by forming the window structure in a region away from the semiconductor end face, it is possible to suppress a decrease in the COD level due to defects introduced therewith. In addition, since the window structure formation region is limited to a very small region, it is possible to suppress the deterioration of the laser characteristics accompanying the formation of the window structure. As a result, a high COD level can be realized and high output long time driving can be performed while maintaining the high COD level.

図１は、リッジ型導波路構造を利用する、従来のIII族窒化物系半導体レーザの構造を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of a conventional group III nitride semiconductor laser using a ridge-type waveguide structure. 図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る、III族窒化物系半導体レーザの構造を模式的に示す図である。図２（ａ）は、リッジ型導波路構造を利用する、ファブリ・ペロー型半導体レーザにおける、共振器方向に垂直な断面図を示す。図２（ｂ）は、リッジ型導波路構造のストライプ中、光出射面（前方端面）近傍の共振器方向に平行な断面図を示す。2A and 2B are views schematically showing the structure of a group III nitride semiconductor laser according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A shows a cross-sectional view perpendicular to the cavity direction in a Fabry-Perot type semiconductor laser using a ridge-type waveguide structure. FIG. 2B is a cross-sectional view parallel to the resonator direction in the vicinity of the light emitting surface (front end surface) in the stripe of the ridge-type waveguide structure. 図３（ａ）、（ｂ）は、本発明に係るリッジ型導波路構造を利用する、ファブリ・ペロー型半導体レーザにおいて、その出射端面近傍に設ける、局所窓構造の形成位置、その形成工程を模式的に説明する図である。図３（ａ）は、局所窓構造の形成のため、局所的なイオン注入が施される、ｐ型光閉じ込め層３０７までの積層を終えた段階のエピタキシャル成長層の構成を示す断面図である。図３（ｂ）は、リッジ型導波路領域のストライプと、劈開予定位置に対して、局所的なイオン注入が施される部分を模式的に示す平面図である。3 (a) and 3 (b) show the formation position of the local window structure and the formation process provided in the vicinity of the emission end face in a Fabry-Perot semiconductor laser using the ridge-type waveguide structure according to the present invention. It is a figure explaining typically. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the structure of the epitaxially grown layer at the stage where the layering up to the p-type optical confinement layer 307 is completed, where local ion implantation is performed to form a local window structure. FIG. 3B is a plan view schematically showing a portion where local ion implantation is applied to the stripe of the ridge-type waveguide region and the planned cleavage position. 図４は、本発明に係るリッジ型導波路構造を利用する、ファブリ・ペロー型半導体レーザを作製する工程中、コンタクト層までの積層を終えた段階（ａ）以降、リッジ型導波路の作製、ならびに、カバー電極を形成する一連の工程（工程（ａ）〜（ｈ））を模式的に示す断面図である。FIG. 4 shows the fabrication of a ridge-type waveguide after the step (a) in which the lamination to the contact layer is completed in the process of fabricating a Fabry-Perot semiconductor laser using the ridge-type waveguide structure according to the present invention. And it is sectional drawing which shows typically a series of processes (process (a)-(h)) which form a cover electrode. 図５は、本発明に係るファブリ・ペロー型半導体レーザの一実施形態において、そのレーザ光出射端面（前方端面）に設ける、Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２の二層構造からなる低反射（Ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ，ＡＲ）膜の構成を模式的に示す図である。FIG. 5 shows an embodiment of a Fabry-Perot semiconductor laser according to the present invention, which has a low reflection (Anti-) consisting of a two-layer structure of Nb 2 O 5 / SiO 2 provided on the laser light emitting end face (front end face). It is a figure which shows typically the structure of a reflecting (AR) film | membrane. 図６は、本発明に係るファブリ・ペロー型半導体レーザの一実施形態において、初期ＣＯＤレベルの、そのレーザ光出射端面（前方端面）側に設ける、幅ｗ＝２０ｎｍの局所窓構造の中心位置と、劈開で形成される端面との距離ｄ（ｎｍ）に対する依存性を示す図である。FIG. 6 shows an embodiment of a Fabry-Perot type semiconductor laser according to the present invention, the initial COD level at the center position of a local window structure having a width w = 20 nm provided on the laser light emission end face (front end face) side. It is a figure which shows the dependence with respect to the distance d (nm) with the end surface formed by cleavage. 図７は、本発明に係るファブリ・ペロー型半導体レーザの一実施形態において、初期ＣＯＤレベルの、そのレーザ光出射端面（前方端面）側、劈開で形成される端面との距離ｄ＝４０ｎｍに中心位置を有する局所窓構造の幅ｗ（ｎｍ）に対する依存性を示す図である。FIG. 7 shows an embodiment of the Fabry-Perot type semiconductor laser according to the present invention, which is centered at a distance d = 40 nm between the initial COD level and the laser light emitting end face (front end face) side and the end face formed by cleavage. It is a figure which shows the dependence with respect to width w (nm) of the local window structure which has a position.

符号の説明Explanation of symbols

図中に示す下記の符号は、それぞれ、以下の意味を有する。
１０１ 基板
１０２ ｎクラッド層
１０３ ｎ型光ガイド層
１０４ 活性層
１０５ ｐ型光ガイド層
１０６ ｐクラッド層
１０７ 誘電体層
１０８ ｐ電極
３０１ 基板
３０２ ｎ型ＧａＮ層
３０３ ｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層
３０４ ｎ型ＧａＮ光閉じ込め層
３０５ ３周期ＩｎＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層
３０６ Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎキャップ層
３０７ ｐ型ＧａＮ光閉じ込め層
３０８ ｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層
３０９ ｐ型ＧａＮコンタクト層
３１０ ＳｉＯ２膜
３１１ ＳｉＯ２ストライプ
３１２ ＳｉＯ２膜
３１３ レジスト
３１４ Ｐｄ／Ｐｔ ｐ電極
３１５ カバー電極
３１６ ｎ電極
４０１ ＡＲ膜
４０１ａ 第一保護膜
４０１ｂ 第二保護膜
５０１ 局所窓構造
６０１ 劈開ガイド溝
６０２ 劈開位置
６０３ レジスト開口部
The following symbols shown in the figure have the following meanings.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate 102 n Cladding layer 103 n type light guide layer 104 Active layer 105 p type light guide layer 106 p clad layer 107 Dielectric layer 108 p electrode 301 Substrate 302 n type GaN layer 303 n type Al 0.1 Ga 0.9 N-clad layer 304 n-type GaN optical confinement layer 305 3-period InGaN multiple quantum well (MQW) active layer 306 Mg-doped p-type Al 0.2 Ga 0.8 N cap layer 307 p-type GaN optical confinement layer 308 p-type Al 0 .1 Ga 0.9 N cladding layer 309 p-type GaN contact layer 310 SiO 2 film 311 SiO 2 stripe 312 SiO 2 film 313 Resist 314 Pd / Pt p electrode 315 Cover electrode 316 n electrode 401 AR film 401a First protective film 401b Second protective film 501 Local window structure 601 cleavage guide groove 602 cleavage position 603 resist opening

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明は、下記する作用を利用することによって、ファブリ・ペロー型の端面発光III族窒化物半導体レーザにおいて、高いＣＯＤレベルを実現し、かつそれを維持したまま高出力長時間駆動を可能としている。   In the Fabry-Perot type edge-emitting group III nitride semiconductor laser, the present invention realizes a high COD level and enables high-power long-time driving while maintaining the same by utilizing the following actions. .

先ず、ＩｎＧａＮ活性層を有するレーザ出射端面に誘電体膜を端面保護膜として用いていることによって、半導体端面における光電界強度を好適に下げることが可能となる。その際、半導体端面から半導体内部にずれた位置に光電界強度のピークが生じる。一方、本発明者らは、詳細な検討の結果、窒化物半導体レーザのＣＯＤレベルは、半導体端面における光吸収ではなく、光電界強度のピーク位置における光吸収によって決定されていることに着目した。前記のＣＯＤレベルを決定する要因を軽減する手段として、このピーク位置を含む局所的な領域にのみ窓構造を形成することによって、ＣＯＤレベルを改善しうることを見出した。その際、窓構造を半導体端面から離れた領域に形成することによって、窓構造を形成する工程に伴って導入された欠陥に起因するＣＯＤレベルの低下を抑制できる。その上、窓構造形成領域が極めて微小な領域に限られるため、窓構造の形成に伴う歪み応力の発生、結晶性の低下などの、レーザ特性の劣化要因も抑制することが可能となる。その結果、高いＣＯＤレベルを実現し、かつそれを維持したまま高出力長時間駆動が可能となる。   First, by using a dielectric film as an end face protective film on the laser emission end face having the InGaN active layer, the optical electric field strength at the semiconductor end face can be suitably reduced. At that time, a peak of the optical electric field intensity occurs at a position shifted from the semiconductor end face into the semiconductor. On the other hand, as a result of detailed studies, the present inventors have noted that the COD level of a nitride semiconductor laser is determined not by light absorption at the semiconductor end face but by light absorption at the peak position of the optical electric field intensity. As a means for reducing the factors determining the COD level, it has been found that the COD level can be improved by forming a window structure only in a local region including the peak position. At that time, by forming the window structure in a region away from the semiconductor end face, it is possible to suppress a decrease in the COD level due to the defects introduced in the process of forming the window structure. In addition, since the window structure formation region is limited to a very small region, it is possible to suppress the deterioration factors of laser characteristics such as generation of strain stress accompanying the formation of the window structure and deterioration of crystallinity. As a result, a high COD level can be realized and high output long time driving can be performed while maintaining the high COD level.

本発明にかかる窒化物半導体レーザの一例として、リッジ導波路型半導体レーザに適用する形態について、図２を参照しつつ説明する。   As an example of the nitride semiconductor laser according to the present invention, a mode applied to a ridge waveguide type semiconductor laser will be described with reference to FIG.

図２（ａ）は、リッジ導波路型半導体レーザを、共振器方向に垂直な断面から見た素子構造の概略図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）中、ｘ−ｘ’の位置を共振器方向に平行な断面のレーザ出射端面近傍の構造を示す。   FIG. 2A is a schematic view of an element structure of a ridge waveguide type semiconductor laser viewed from a cross section perpendicular to the resonator direction. FIG. 2B shows a structure in the vicinity of the laser emission end face of a cross section parallel to the resonator direction at the position x-x ′ in FIG.

このリッジ導波路型半導体レーザは、ｎ型ＧａＮ基板３０１上に、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層３０２（Ｓｉ濃度４×１０１７ｃｍ−３、厚さ１μｍ）、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ（Ｓｉ濃度４×１０１７ｃｍ−３、厚さ２μｍ）からなるｎ型クラッド層３０３、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ（Ｓｉ濃度４×１０１７ｃｍ−３、厚さ０．１μｍ）からなるｎ型ＧａＮ光閉じ込め層３０４、Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ（厚さ３ｎｍ）井戸層とＳｉドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３、厚さ４ｎｍ）バリア層からなる３周期多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層３０５、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ（Ｍｇ濃度２×１０１９ｃｍ−３、厚さ０．０１μｍ）からなるキャップ層３０６、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ（Ｍｇ濃度２×１０１９ｃｍ−３、厚さ０．１μｍ）からなるｐ型ＧａＮ光閉じ込め層３０７、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ（Ｍｇ濃度２×１０１９ｃｍ−３、厚さ０．５μｍ）からなるｐ型クラッド層３０８、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３、厚さ０．０２μｍ）からなるｐ型ＧａＮコンタクト層３０９が積層した構造を有する。This ridge waveguide type semiconductor laser has an Si-doped n-type GaN layer 302 (Si concentration 4 × 10 17 cm −3 , thickness 1 μm), Si-doped n-type Al 0.1 Ga 0 on an n-type GaN substrate 301. .9 N-type cladding layer 303 made of N (Si concentration 4 × 10 17 cm −3 , thickness 2 μm), Si-doped n-type GaN (Si concentration 4 × 10 17 cm −3 , thickness 0.1 μm) n-type GaN optical confinement layer 304, In 0.15 Ga 0.85 N (thickness 3 nm) well layer and Si-doped In 0.01 Ga 0.99 N (Si concentration 1 × 10 18 cm −3 , thickness 4 nm) ) Cap composed of three-period multiple quantum well (MQW) active layer 305 made of a barrier layer, Mg-doped p-type Al 0.2 Ga 0.8 N (Mg concentration 2 × 10 19 cm −3 , thickness 0.01 μm) Layer 306, g-doped p-type GaN (Mg concentration 2 × 10 19 cm -3, thickness 0.1 [mu] m) p-type GaN light confining layer 307 made of, Mg-doped p-type Al 0.1 Ga 0.9 N (Mg concentration 2 × P-type cladding layer 308 made of 10 19 cm −3 and 0.5 μm thick, and p-type GaN contact layer 309 made of Mg-doped p-type GaN (Mg concentration 1 × 10 20 cm −3 and thickness 0.02 μm). Have a laminated structure.

ｐ型クラッド層３０８とｐ型コンタクト層３０９は、ドライエッチングを用いて、加工し、リッジ構造がストライプ状に形成されている。リッジトップのｐ型コンタクト層３０９の上面に、ｐ型電極３１４が、ｎ型ＧａＮ基板３０１の下部（裏面）にｎ型電極３１６が、それぞれ設けられている。劈開によって形成された共振器端面には、誘電体保護膜が形成されている。ここで、レーザ光出射側端面（前方側端面）にはＡＲ膜４０１、反対側の端面（後方側端面）にはＨＲ膜を形成する。   The p-type cladding layer 308 and the p-type contact layer 309 are processed using dry etching so that a ridge structure is formed in a stripe shape. A p-type electrode 314 is provided on the upper surface of the p-type contact layer 309 on the ridge top, and an n-type electrode 316 is provided on the lower portion (back surface) of the n-type GaN substrate 301. A dielectric protective film is formed on the end face of the resonator formed by cleavage. Here, the AR film 401 is formed on the laser light emission side end face (front side end face), and the HR film is formed on the opposite end face (rear side end face).

また、レーザ光出射側端面（前方側端面）の近傍において、半導体／ＡＲ膜界面から離れた領域の活性層中に、局所的に広いバンドギャップを有する領域（以下、局所窓構造５０１）を設けている。すなわち、ＭＱＷ構造で構成される活性層においては、その量子化された電子の準位と、量子化された正孔の準位間のエネルギー差に相当する光学的なバンドギャップを有する。前記の広いバンドギャップを有する領域（以下、局所窓構造５０１）は、このＭＱＷ構造に起因する光学的なバンドギャップと比較し、より広いバンドギャップ（光学的なバンドギャップ）を有する領域とされている。   Also, a region having a wide band gap (hereinafter referred to as a local window structure 501) is provided in the active layer in a region away from the semiconductor / AR film interface in the vicinity of the laser light emission side end surface (front side end surface). ing. That is, the active layer configured with the MQW structure has an optical band gap corresponding to an energy difference between the quantized electron level and the quantized hole level. The region having a wide band gap (hereinafter referred to as local window structure 501) is a region having a wider band gap (optical band gap) than the optical band gap resulting from the MQW structure. Yes.

局所窓構造５０１は、ＡＲ膜４０１の膜厚、屈折率、膜構成、およびＩｎＧａＮ ＭＱＷ層３０５の実効屈折率ｎｅｆｆとレーザ発振波長λによって決定される、内部光電界強度分布のピークのうち、端面に最も近いピーク位置を含み、その前後に、それぞれ、（λ／ｎｅｆｆ）の１／１６以上の幅（ｗ／２）、全体として、（λ／ｎｅｆｆ）の１／８以上の幅（ｗ）を有する領域に形成される。前記の配置を有する局所窓構造５０１を設けることにより、半導体端面を含む広い領域に窓構造を設けた場合と同程度の十分なＣＯＤ改善効果が得られる。The local window structure 501 includes the thickness of the AR film 401, the refractive index, the film configuration, and the peak of the internal optical electric field intensity distribution determined by the effective refractive index n eff of the InGaN MQW layer 305 and the laser oscillation wavelength λ. Including the peak position closest to the end face, before and after that, a width of 1/16 or more of (λ / n eff ) (w / 2), and overall, a width of 1/8 or more of (λ / n eff ) Formed in the region having (w). By providing the local window structure 501 having the above-described arrangement, a sufficient COD improvement effect similar to that obtained when the window structure is provided in a wide region including the semiconductor end face can be obtained.

また、局所窓構造５０１は、そのバンドギャップが広い領域が、半導体端面に接しないように形成されていることが望ましい。すなわち、局所窓構造５０１は、少なくとも、半導体／ＡＲ膜界面にその一端が達していない状態とする。従って、半導体／ＡＲ膜界面には、ＭＱＷ構造で構成される活性層の端面とＡＲ膜が接する状態となっている。これにより、端面の経時劣化を抑制し、高出力で長時間の安定駆動が可能となる。   Further, the local window structure 501 is preferably formed so that a region with a wide band gap does not contact the semiconductor end face. That is, at least one end of the local window structure 501 does not reach the semiconductor / AR film interface. Therefore, the AR film is in contact with the end face of the active layer having the MQW structure at the semiconductor / AR film interface. As a result, deterioration with time of the end face is suppressed, and stable driving for a long time with high output becomes possible.

ＡＲ膜４０１は、単層もしくは多層の誘電体膜で作製される。その際、多層の誘電体膜は、屈折率が２以上の誘電体膜を含む構成とすることが望ましい。屈折率が２以上の誘電体膜として、例えば、Ｎｂ２Ｏ５（ｎ＝２．５３）、ＴｉＯ２（ｎ＝２．４）、Ｔａ２Ｏ５（ｎ＝２．３）、ＺｒＯ２（ｎ＝２．２）等を用いることができる。例えば、劈開によって形成された共振器端面上に、屈折率が２以上の誘電体膜を被覆することによって、内部光電界強度分布のピークのうち、端面に最も近いピーク位置を半導体端面から離すことが可能となる。また、屈折率が２以上の誘電体膜に、屈折率が２以下の誘電体膜、例えば、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．６６），ＳｉＯ２（ｎ＝１．４７）等を組み合わせた多層膜とすることによって、所望の反射率Ｒｆを維持したまま、内部光電界強度分布のピークのうち、端面に最も近いピーク位置を半導体端面から離すように制御することが可能である。なお、前記多層膜で構成されるＡＲ膜４０１で被覆することにより、該出射側端面（前方側端面）の反射率Ｒｆは、１〜２０％の範囲の低い反射率に設定できる。The AR film 401 is made of a single-layer or multilayer dielectric film. At that time, the multilayer dielectric film preferably includes a dielectric film having a refractive index of 2 or more. As a dielectric film having a refractive index of 2 or more, for example, Nb 2 O 5 (n = 2.53), TiO 2 (n = 2.4), Ta 2 O 5 (n = 2.3), ZrO 2 ( n = 2.2) or the like can be used. For example, by covering a resonator end face formed by cleavage with a dielectric film having a refractive index of 2 or more, the peak position closest to the end face among the peaks of the internal optical electric field intensity distribution is separated from the semiconductor end face. Is possible. Further, a dielectric film having a refractive index of 2 or more is combined with a dielectric film having a refractive index of 2 or less, such as Al 2 O 3 (n = 1.66), SiO 2 (n = 1.47), or the like. By using a multilayer film, it is possible to control so that the peak position closest to the end face among the peaks of the internal optical electric field intensity distribution is separated from the semiconductor end face while maintaining the desired reflectance Rf . In addition, by covering with the AR film 401 composed of the multilayer film, the reflectance R f of the emission side end face (front side end face) can be set to a low reflectance in the range of 1 to 20%.

例えば、発振波長λ＝４０５ｎｍにおいて、実効的屈折率ｎｅｆｆ＝２．５のＭＱＷ構造活性層を用いる際、屈折率が２以上の誘電体膜としてＮｂ２Ｏ５膜（ｎ＝２．５３）、屈折率が２以下の誘電体膜としてＳｉＯ２膜（ｎ＝１．４７）を用い、反射率Ｒｆを１５％としている。このレーザ光出射側端面（前方側端面）においては、ＭＱＷ構造活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜、Ｎｂ２Ｏ５膜／ＳｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜／大気（ｎ≒１）の界面に、それぞれ、屈折率差が存在するため、反射が生じている。実効的屈折率ｎｅｆｆ＝２．５のＭＱＷ構造活性層と、Ｎｂ２Ｏ５膜（ｎ＝２．５３）との界面における反射率Ｒ１は、小さくなっている。それに対して、Ｎｂ２Ｏ５膜／ＳｉＯ２膜の界面における反射率Ｒ２、ＳｉＯ２膜／大気（ｎ≒１）の界面における反射率Ｒ３は、前記Ｒ１よりも大きくなっている。この特徴を利用することで、Ｎｂ２Ｏ５膜とＳｉＯ２膜の膜厚を調整することによって、反射率Ｒｆを１５％としている。For example, when an MQW structure active layer having an effective refractive index n eff = 2.5 at an oscillation wavelength λ = 405 nm is used, an Nb 2 O 5 film (n = 2.53) is used as a dielectric film having a refractive index of 2 or more. The SiO 2 film (n = 1.47) is used as the dielectric film having a refractive index of 2 or less, and the reflectance R f is 15%. At the laser light emission side end face (front end face), the MQW structure active layer / Nb 2 O 5 film, Nb 2 O 5 film / SiO 2 film, SiO 2 film / atmosphere (n≈1) respectively Because of the difference in refractive index, reflection occurs. The reflectance R 1 at the interface between the MQW structure active layer having an effective refractive index n eff = 2.5 and the Nb 2 O 5 film (n = 2.53) is small. On the other hand, the reflectance R 2 at the interface of Nb 2 O 5 film / SiO 2 film and the reflectance R 3 at the interface of SiO 2 film / atmosphere (n≈1) are larger than R 1 . By utilizing this feature, the reflectance Rf is set to 15% by adjusting the film thicknesses of the Nb 2 O 5 film and the SiO 2 film.

一方、ＭＱＷ構造活性層内の光強度は、この出射側端面（前方側端面）に入射する光成分と、前記の三つの界面において反射された反射光成分の合計となる。その活性層内の光強度分布、特に、この出射側端面（前方側端面）近傍の光強度分布に着目する。   On the other hand, the light intensity in the MQW structure active layer is the sum of the light component incident on the emission side end face (front end face) and the reflected light component reflected at the three interfaces. Attention is paid to the light intensity distribution in the active layer, particularly the light intensity distribution in the vicinity of the emission side end face (front end face).

出射側端面（前方側端面）に入射する光成分に関して、発振波長λ、その周波数ｆ（角振動数ω＝２πｆ）、実効的屈折率ｎｅｆｆとする際、時刻ｔ、この端面からの距離ｚの位置における、その電界強度を、仮に、Ｅ１（ｚ，ｔ）＝Ｅ１ｅｘｐ［２πｉ・｛（ｆｔ）−ｚ／（λ／ｎｅｆｆ）｝］と表記する。対応させて、ＭＱＷ構造活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜界面を透過する、透過光成分の電界強度は、Ｅ１Ｔ（ｚ，ｔ）＝Ｅ１Ｔｅｘｐ［２πｉ・｛（ｆｔ）−ｚ／（λ／ｎＮｂ２Ｏ５）｝］と表記する。また、この界面で反射される反射光成分の電界強度は、Ｅ１Ｒ（ｚ，ｔ）＝Ｅ１Ｒｅｘｐ［２πｉ・｛（ｆｔ）＋ｚ／（λ／ｎｅｆｆ）｝］と表記できる。With respect to the light component incident on the emission side end face (front side end face), when setting the oscillation wavelength λ, its frequency f (angular frequency ω = 2πf), and effective refractive index n eff , time t, distance z from this end face The electric field intensity at the position of E is expressed as E 1 (z, t) = E 1 exp [2πi · {(ft) −z / (λ / n eff )}]. Correspondingly, the electric field intensity of the transmitted light component transmitted through the MQW structure active layer / Nb 2 O 5 film interface is E 1T (z, t) = E 1T exp [2πi · {(ft) −z / (λ / N Nb2O5 )}]. The electric field intensity of the reflected light component reflected at this interface can be expressed as E 1R (z, t) = E 1R exp [2πi · {(ft) + z / (λ / n eff )}].

上記のような近似を用いて、Ｎｂ２Ｏ５膜／ＳｉＯ２膜の界面、ＳｉＯ２膜／大気（ｎ≒１）の界面において反射され、ＭＱＷ構造活性層へと戻ってくる反射光成分、Ｅ２Ｒ（ｚ，ｔ）、Ｅ３Ｒ（ｚ，ｔ）も同様に、Ｅ２Ｒ（ｚ，ｔ）＝Ｅ２Ｒｅｘｐ［２πｉ・｛（ｆｔ）＋ｚ／（λ／ｎｅｆｆ）＋φ２Ｒ｝］、Ｅ３Ｒ（ｚ，ｔ）＝Ｅ３Ｒｅｘｐ［２πｉ・｛（ｆｔ）＋ｚ／（λ／ｎｅｆｆ）＋φ３Ｒ｝］と表記できる。なお、φ２Ｒは、Ｎｂ２Ｏ５膜／ＳｉＯ２膜の界面で反射され、ＭＱＷ構造活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜界面に戻るまでの間の位相差、φ３Ｒは、ＳｉＯ２膜／大気（ｎ≒１）の界面で反射され、ＭＱＷ構造活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜界面に戻るまでの間の位相差に相当している。Using the above approximation, the reflected light component reflected at the interface of Nb 2 O 5 film / SiO 2 film, the interface of SiO 2 film / atmosphere (n≈1) and returning to the MQW structure active layer, Similarly, E 2R (z, t) and E 3R (z, t) are equivalent to E 2R (z, t) = E 2R exp [2πi · {(ft) + z / (λ / n eff ) + φ 2R }], E 3R (z, t) = E 3R exp [2πi · {(ft) + z / (λ / n eff ) + φ 3R }]. Φ 2R is reflected at the interface between the Nb 2 O 5 film / SiO 2 film and returned to the MQW structure active layer / Nb 2 O 5 film interface, and φ 3R is the SiO 2 film / atmosphere. This corresponds to the phase difference between the reflection at the interface (n≈1) and the return to the MQW structure active layer / Nb 2 O 5 film interface.

前記の表記法で表記される、ＭＱＷ構造活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜、Ｎｂ２Ｏ５膜／ＳｉＯ２膜、ＳｉＯ２膜／大気（ｎ≒１）の界面で反射される反射光成分、ならびに、出射側端面（前方側端面）に入射する光成分を合計する。その上で、全体の光電界強度（｜Ｅ｜２）の分布を算出すると、Ｎｂ２Ｏ５膜とＳｉＯ２膜の膜厚を調整することによって、端面に最も近いピーク位置と端面との距離ｄｐｅａｋは、（λ／ｎｅｆｆ／２）の１／８以上、７／８以下とすることができる。例えば、発振波長λ＝４０５ｎｍ、ｎｅｆｆ＝２．５の場合、Ｎｂ２Ｏ５膜の膜厚ｄ１＝３５ｎｍ、ＳｉＯ２膜の膜厚ｄ２＝２５ｎｍとすることによって、反射率Ｒｆ＝１５％が得られ、また、前記のピーク位置と端面との距離ｄｐｅａｋは、４０ｎｍとなる。Reflected light component reflected at the interface of MQW structure active layer / Nb 2 O 5 film, Nb 2 O 5 film / SiO 2 film, SiO 2 film / atmosphere (n≈1) expressed in the above notation, In addition, the light components incident on the emission side end face (front side end face) are summed. Then, when the distribution of the entire optical electric field intensity (| E | 2 ) is calculated, the distance between the peak position closest to the end face and the end face is adjusted by adjusting the film thicknesses of the Nb 2 O 5 film and the SiO 2 film. d peak can be set to 1/8 or more and 7/8 or less of (λ / n eff / 2). For example, when the oscillation wavelength λ = 405 nm and n eff = 2.5, the reflectance R f == 5 nm by setting the film thickness d 1 = 35 nm of the Nb 2 O 5 film and the film thickness d 2 = 25 nm of the SiO 2 film. 15% is obtained, and the distance d peak between the peak position and the end face is 40 nm.

ピーク位置と端面との距離ｄｐｅａｋが、上記の下限値：（λ／ｎｅｆｆ／２）の１／８よりも半導体端面に近い場合は、上記窓構造の中心位置をピーク位置ｄｐｅａｋとし、窓構造の幅ｗを（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）に選択すると、窓構造の端は、活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜の端面に達してしまう。従って、活性層／Ｎｂ２Ｏ５膜の端面に、窓構造が露呈した状態となり、経時的なＣＯＤレベルの低下が顕著になる。一方、ピーク位置と端面との距離ｄｐｅａｋが、上記の上限値：（λ／ｎｅｆｆ／２）の７／８以上の場合には、局所窓構造５０１の幅ｗの端よりも端面側に近い領域に、光電界強度の高い領域が残された状態となる。その状態では、局所窓構造５０１を設けることによる、十分なＣＯＤレベルの改善効果が発揮されない。When the distance d peak between the peak position and the end face is closer to the semiconductor end face than 1/8 of the above lower limit: (λ / n eff / 2), the center position of the window structure is defined as the peak position d peak . If the width w of the window structure is selected to be (1/8) · (λ / n eff ), the end of the window structure reaches the end face of the active layer / Nb 2 O 5 film. Therefore, the window structure is exposed on the end face of the active layer / Nb 2 O 5 film, and the COD level is lowered with time. On the other hand, when the distance d peak between the peak position and the end face is 7/8 or more of the above upper limit value: (λ / n eff / 2), it is closer to the end face than the end of the width w of the local window structure 501. A region having a high optical electric field strength is left in a nearby region. In that state, the effect of improving the COD level sufficiently by providing the local window structure 501 is not exhibited.

例えば、Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ（厚さ３ｎｍ）井戸層とＳｉドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３、厚さ４ｎｍ）バリア層からなる３周期多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層３０５のように、ＭＱＷ構造の活性層３０５を利用している際、局所窓構造５０１は、以下の方法で形成される。予め形成されたＭＱＷ構造の活性層３０５に対して、局所窓構造５０１を形成する領域に、選択的なイオン注入を行う。その後、アニール処理を施すことによって、イオン注入によって導入される欠陥を利用して、III族元素の相互拡散を促進し、活性層３０５の量子井戸構造を無秩序化する。この量子井戸構造の無秩序化に伴って、この領域のバンドギャップ（光学的バンドギャップ）は、無秩序化されていないＭＱＷ構造を保持している領域の光学的なバンドギャップよりも広くなる。従って、この量子井戸構造の無秩序化がなされた領域は、ＭＱＷ構造の活性層を利用している半導体レーザの発振波長λでは、光吸収を示さない領域となっている。For example, 3 composed of an In 0.15 Ga 0.85 N (thickness 3 nm) well layer and a Si-doped In 0.01 Ga 0.99 N (Si concentration 1 × 10 18 cm −3 , thickness 4 nm) barrier layer. When the active layer 305 having the MQW structure is used like the periodic multiple quantum well (MQW) active layer 305, the local window structure 501 is formed by the following method. Selective ion implantation is performed on a region where the local window structure 501 is to be formed in the active layer 305 having the MQW structure formed in advance. Thereafter, annealing treatment is performed to promote interdiffusion of group III elements and disorder the quantum well structure of the active layer 305 by utilizing defects introduced by ion implantation. As the quantum well structure is disordered, the band gap (optical band gap) of this region becomes wider than the optical band gap of the region holding the MQW structure that is not disordered. Therefore, the disordered region of the quantum well structure is a region that does not absorb light at the oscillation wavelength λ of the semiconductor laser using the MQW structure active layer.

なお、選択的なイオン注入に代わって、予め形成されたＭＱＷ構造の活性層３０５に対して、局所窓構造５０１を形成する領域に、選択的に高密度の光を照射することによって、その光吸収による加熱を利用して、III族元素の相互拡散を起こすこともできる。このIII族元素の相互拡散によって、量子井戸構造の無秩序化を進め、混晶化させることもできる。この手法では、照射される光として、キャップ層３０６を介して、ＭＱＷ構造の活性層３０５に照射した際、ＭＱＷ構造の活性層３０５において選択的に吸収され、熱エネルギーへと変換可能な光を使用する必要がある。この要件を満たす照射光として、波長３４０ｎｍ以上、レーザ発振波長λ以下の範囲の光を使用することが好ましい。レーザ発振波長λにもよるが、例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波：１０６４ｎｍ）の３倍高調波（第三高調波：３５５ｎｍ）や２倍高調波（第二高調波：５３２ｎｍ）等を、光源として利用することができる。場合によっては、レーザの発振波長λよりも波長の長い光を利用し、その二光子吸収を利用した加工法を適用することも可能である。In place of selective ion implantation, the active layer 305 having the MQW structure formed in advance is selectively irradiated with a high-density light to a region where the local window structure 501 is formed, thereby obtaining the light. It is also possible to cause mutual diffusion of group III elements by using heating by absorption. This interdiffusion of group III elements can promote the disordering of the quantum well structure and make it a mixed crystal. In this method, when the active layer 305 having the MQW structure is irradiated through the cap layer 306 as the irradiated light, the light that is selectively absorbed by the active layer 305 having the MQW structure and can be converted into heat energy. Need to use. It is preferable to use light having a wavelength of 340 nm or more and a laser oscillation wavelength λ or less as irradiation light that satisfies this requirement. Depending on the laser oscillation wavelength λ, for example, a third harmonic (third harmonic: 355 nm) or a second harmonic (second harmonic: 532 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave: 1064 nm), etc. Can be used as a light source. In some cases, it is also possible to apply a processing method using light having a wavelength longer than the oscillation wavelength λ of the laser and utilizing the two-photon absorption.

局所窓構造５０１を形成する別の方法として、予め形成されたＭＱＷ構造の活性層３０５に対して、局所窓構造５０１を形成する領域に相当する部分を選択的にエッチングで除去し、その領域に、ＭＱＷ構造の活性層３０５の光学的なバンドギャップよりも大きなバンドギャップ（光学的なバンドギャップ）を示す材料を埋め込む手法を利用することもできる。微小領域に選択的なプロセスを行う手法としては、例えば、ＦＩＢ（収束イオンビーム法）を利用することができる。   As another method of forming the local window structure 501, a portion corresponding to a region where the local window structure 501 is formed is selectively removed by etching with respect to a previously formed active layer 305 of the MQW structure, A method of embedding a material exhibiting a band gap (optical band gap) larger than the optical band gap of the active layer 305 having the MQW structure can also be used. For example, FIB (focused ion beam method) can be used as a technique for performing a selective process on a minute region.

上述した方法はいずれも局所窓構造５０１を形成後にレーザ端面を形成する必要があるが、通常、劈開によって形成されるレーザ端面の位置を前期局所窓構造の端面側の端から数１０ｎｍの精度で形成することは非常に困難であるため、高い歩留まりを実現することは望めない。局所窓構造５０１を簡便に制御性よく形成するためには、レーザ端面、及び端面保護膜の形成を行った後に、半導体レーザを駆動させることによるレーザ光の局所的な端面吸収を利用する手法が有効である。適切な光出力が得られる条件下で、数１０〜数１００時間程度、連続的に駆動させることにより、レーザ端面および端面保護膜によって規定される光電界強度分布の端面にもっとも近いピーク位置を中心として、±（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）の領域を含むＭＱＷ構造の混晶化が可能である。なお、ここでレーザ端面および端面保護膜によって規定される光電界強度のピーク位置と端面との距離ｄｐｅａｋは、（λ／ｎｅｆｆ／２）の１／８以上、７／８以下とする。上記の下限値：（λ／ｎｅｆｆ／２）の１／８以下の場合は、混晶化領域の端が活性層／保護膜の界面に達してしまう。一方、上記の上限値：（λ／ｎｅｆｆ／２）の７／８以上の場合には、活性層／保護膜界面に光電界強度の高い領域が残された状態となる。いずれの状態でも、窓構造形成のためのレーザ駆動中に混晶化のみならず界面反応が進行するため、ＣＯＤ劣化が発生する。In any of the above-described methods, it is necessary to form the laser end face after forming the local window structure 501, but the position of the laser end face formed by cleaving is usually with an accuracy of several tens of nm from the end on the end face side of the previous local window structure. Since it is very difficult to form, it is not possible to achieve a high yield. In order to form the local window structure 501 simply and with good controllability, there is a method using local end face absorption of laser light by driving a semiconductor laser after forming a laser end face and an end face protective film. It is valid. By driving continuously for several tens to several hundreds of hours under conditions where an appropriate light output is obtained, the peak position closest to the end face of the optical electric field intensity distribution defined by the laser end face and the end face protective film is centered. As described above, the MQW structure including the region of ± (1/16) · (λ / n eff ) can be mixed. Here, the distance d peak between the peak position of the optical electric field intensity defined by the laser end face and the end face protective film and the end face is 1/8 or more and 7/8 or less of (λ / n eff / 2). In the case of 1/8 or less of the above lower limit: (λ / n eff / 2), the end of the mixed crystal region reaches the interface of the active layer / protective film. On the other hand, when the above upper limit value: (λ / n eff / 2) is 7/8 or more, a region having a high optical electric field strength remains at the active layer / protective film interface. In any state, COD deterioration occurs because not only mixed crystal formation but also an interface reaction progresses during laser driving for window structure formation.

より短時間で、混晶化を達成するためには、半導体レーザを比較的高温かつ高出力化で駆動させることが望ましいが、過度な条件下では、半導体レーザ自体を破壊してしまう恐れがある。その点を考慮すると、窓構造形成のために半導体レーザを駆動する際、環境温度として、６０℃以上１００℃未満に選択することが好ましい。光出力については、駆動条件、端面ビーム形状、前面および後面の反射率等に依存するが、例えば、単一横モード動作の場合、光出力は、ＣＷ動作では、３０ｍＷ以上、Ｐｕｌｓｅ動作（Ｄｕｔｙ５０％／Ｐｕｌｓｅ幅５０ｎｓ）では、１００ｍＷ以上が好ましい。なお、端面光密度に換算すると、ＣＷ動作では１０ＭＷ／ｃｍ２以上、Ｐｕｌｓｅ動作では４０ＭＷ／ｃｍ２以上が好ましい。さらに駆動中のＣＯＤ劣化発生を抑制するためには、光出力は平均的な初期ＣＯＤレベルの７０％未満とすることが好適である。In order to achieve mixed crystallization in a shorter time, it is desirable to drive the semiconductor laser at a relatively high temperature and high output, but there is a risk of destroying the semiconductor laser itself under excessive conditions. . Considering this point, when driving the semiconductor laser for forming the window structure, it is preferable to select the ambient temperature to be 60 ° C. or higher and lower than 100 ° C. The light output depends on the driving conditions, the end face beam shape, the front surface and rear surface reflectances, etc. For example, in the case of single transverse mode operation, the light output is 30 mW or more in CW operation, and Pulse operation (Duty 50%). / Pulse width 50 ns) is preferably 100 mW or more. In terms of the end face light density, it is preferably 10 MW / cm 2 or more for CW operation and 40 MW / cm 2 or more for Pulse operation. Further, in order to suppress the occurrence of COD degradation during driving, it is preferable that the light output is less than 70% of the average initial COD level.

また少なくとも光出射端面近傍には電流を流さない電流非注入構造を採用することが望ましい。端面に非注入領域を設けることで、窓構造形成のためのレーザ駆動中におけるＣＯＤ発生を抑制できる。ここで非注入領域は端面から数〜数十μｍ程度の領域において、活性層上部に電極を設けないことによって形成することができる。非注入領域の幅は狭すぎると注入キャリアの横方向拡散によって非注入の効果が低減し、広すぎると吸収が増加するために閾値電流の上昇を招く。従って非注入領域は、２μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下がより好ましい。
In addition, it is desirable to adopt a current non-injection structure that does not allow current to flow at least near the light emitting end face. By providing the non-injection region on the end face, the generation of COD during laser driving for forming the window structure can be suppressed. Here, the non-injection region can be formed by not providing an electrode on the active layer in a region of about several to several tens of μm from the end face. If the width of the non-injection region is too narrow, the effect of non-injection is reduced due to lateral diffusion of injected carriers, and if it is too wide, the absorption increases, leading to an increase in threshold current. Therefore, the non-injection region is preferably 2 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 50 μm or less.

以下に、具体例を挙げて、本発明にかかる窒化物半導体レーザとその製造方法に関して、より詳しく説明する。下記の具体例に示すファブリ・ペロー型の端面発光III族窒化物半導体レーザは、本発明の最良の実施形態の一例であるが、本発明は、かかる形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the nitride semiconductor laser and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in more detail with specific examples. The Fabry-Perot type edge emitting group III nitride semiconductor laser shown in the following specific example is an example of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to such a mode.

（実施例１）
第一の実施例として、本発明にかかるリッジ・ストライプ構造のIII族窒化物系半導体レーザの構造と、その作製工程を以下に説明する。図３と、図４を参照しつつ、本実施例のIII族窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を、順次工程に従って説明する。Example 1
As a first embodiment, the structure of a III-nitride semiconductor laser having a ridge / striped structure according to the present invention and the manufacturing process thereof will be described below. With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the manufacturing method of the group III nitride semiconductor laser device of this example will be described in the order of steps.

基板として、（０００１）面ｎ型ＧａＮ基板を用いている。レーザ構造の作製に利用するエピキタキシャル膜の成長は、３００ｈＰａの減圧ＭＯＶＰＥ装置を使用している。キャリアガスには、水素と窒素の混合ガスを用いている。III族有機金属原料である、Ｇａ，Ａｌ，Ｉｎソースとして、それぞれ、トリメチルガリウム（ＴＭＧ：Ｇａ（ＣＨ３）３）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ：Ａｌ（ＣＨ３）３）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ：Ｉｎ（ＣＨ３）３）を使用している。また、ｎ型ドーパントには、シラン（ＳｉＨ４）、ｐ型ドーパントには、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を、それぞれ用いている。As the substrate, a (0001) plane n-type GaN substrate is used. The epitaxial film used for the fabrication of the laser structure is grown using a 300 hPa vacuum MOVPE apparatus. As the carrier gas, a mixed gas of hydrogen and nitrogen is used. As source of Ga, Al, and In, which are Group III organometallic raw materials, trimethylgallium (TMG: Ga (CH 3 ) 3 ), trimethylaluminum (TMA: Al (CH 3 ) 3 ), trimethylindium (TMI: In), respectively. (CH 3 ) 3 ) is used. Silane (SiH 4 ) is used as the n-type dopant, and biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) is used as the p-type dopant.

先ず、（０００１）面ｎ型ＧａＮ基板３０１上に、ｎ型ＧａＮ層３０２、ｎ型クラッド層３０３、ｎ型光閉じ込め層３０４、活性層３０５、キャップ層３０６、ｐ型光閉じ込め層３０７を順次、エピタキシャル成長する。図３（ａ）に、このエピタキシャル成長工程において形成される、多層構造の構成を断面図によって示す。   First, an n-type GaN layer 302, an n-type cladding layer 303, an n-type optical confinement layer 304, an active layer 305, a cap layer 306, and a p-type optical confinement layer 307 are sequentially formed on a (0001) plane n-type GaN substrate 301. Epitaxial growth. FIG. 3A is a sectional view showing the structure of the multilayer structure formed in this epitaxial growth step.

ｎ型ＧａＮ基板３０１を、減圧ＭＯＶＰＥ成長装置に投入後、ＮＨ３を供給しながら、基板を昇温する。基板温度が、成長温度までに達した時点で、III族有機金属原料蒸気をキャリアガスとともに、所定の供給速度で、基板上に供給して成長を開始する。Ｓｉドープｎ型ＧａＮ層３０２（Ｓｉ濃度４×１０１７ｃｍ−３、厚さ１μｍ）、Ｓｉドープｎ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ（Ｓｉ濃度 ４×１０１７ｃｍ−３、厚さ２μｍ）からなるｎ型クラッド層３０３、Ｓｉドープｎ型ＧａＮ（Ｓｉ濃度４×１０１７ｃｍ−３、厚さ０．１μｍ）からなるｎ型光閉じ込め層３０４、Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ（厚さ３ｎｍ）井戸層とＳｉドープＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎ（Ｓｉ濃度１×１０１８ｃｍ−３、厚さ４ｎｍ）バリア層からなる３周期多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層３０５、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ（Ｍｇ濃度２×１０１９ｃｍ−３、厚さ０．０１μｍ）からなるキャップ層３０６、ならびに、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ（Ｍｇ濃度２×１０１９ｃｍ−３、厚さ０．１μｍ）からなるｐ型光閉じ込め層３０７を、順次堆積する。After the n-type GaN substrate 301 is put into a reduced-pressure MOVPE growth apparatus, the substrate is heated while NH 3 is supplied. When the substrate temperature reaches the growth temperature, the group III organometallic raw material vapor together with the carrier gas is supplied onto the substrate at a predetermined supply rate to start growth. Si-doped n-type GaN layer 302 (Si concentration 4 × 10 17 cm −3 , thickness 1 μm), Si-doped n-type Al 0.1 Ga 0.9 N (Si concentration 4 × 10 17 cm −3 , thickness 2 μm) N-type cladding layer 303, Si-doped n-type GaN (Si concentration 4 × 10 17 cm −3 , thickness 0.1 μm), n-type optical confinement layer 304, In 0.15 Ga 0.85 N ( Three-cycle multiple quantum well (MQW) active layer 305 composed of a well layer and a Si-doped In 0.01 Ga 0.99 N (Si concentration 1 × 10 18 cm −3 , thickness 4 nm) barrier layer, Mg Cap layer 306 made of doped p-type Al 0.2 Ga 0.8 N (Mg concentration 2 × 10 19 cm −3 , thickness 0.01 μm), and Mg-doped p-type GaN (Mg concentration 2 × 10 19 cm) -3 , thickness A p-type optical confinement layer 307 having a thickness of 0.1 μm is sequentially deposited.

上記の層構造のエピタキシャル成長を完了した時点で、一旦、基板ウエハを減圧ＭＯＶＰＥ成長装置から取り出し、窓構造の作製を以下の手順で行う。図３（ｂ）は、窓構造を形成する工程を示す平面図である。   When the epitaxial growth of the above layer structure is completed, the substrate wafer is once taken out from the reduced pressure MOVPE growth apparatus, and the window structure is manufactured by the following procedure. FIG. 3B is a plan view showing a process of forming the window structure.

本実施例のリッジ・ストライプ構造のIII族窒化物系半導体レーザでは、共振器長を６００μｍに選択している。この共振器長に合わせて、劈開位置６０２を決定する。この劈開位置６０１に対して、劈開ガイド溝６０１を、フォトリソグラフィーとドライエッチング（ＲＩＥ法）によって形成する。劈開ガイド溝６０１は、リッジ導波路形成領域を挟むように、溝の深さ；０．５μｍ、溝幅；５μｍを、エッチング除去している。従って、図３（ａ）に示す層構造を有するエピタキシャル成長膜のうち、ｎ型クラッド層３０３の一部までが除去されている。その際、ＲＩＥ法では、Ｃｌ２をエッチング・ガスとして利用している。その後、エッチング・マスクに利用したフォトレジスト膜を除去する。In the III-nitride semiconductor laser having the ridge stripe structure of this embodiment, the resonator length is selected to be 600 μm. The cleavage position 602 is determined according to the resonator length. A cleavage guide groove 601 is formed at the cleavage position 601 by photolithography and dry etching (RIE method). The cleaved guide groove 601 has a groove depth of 0.5 μm and a groove width of 5 μm removed by etching so as to sandwich the ridge waveguide formation region. Accordingly, a part of the n-type cladding layer 303 is removed from the epitaxial growth film having the layer structure shown in FIG. At that time, in the RIE method, Cl 2 is used as an etching gas. Thereafter, the photoresist film used for the etching mask is removed.

その後、再び、基板ウエハ全面を、膜厚１μｍのフォトレジストにより覆う。局所窓構造を形成する領域上のフォトレジストを、ビーム径５ｎｍのＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）により除去し、ｐ型光閉じ込め層３０７の表面を露出させ、レジスト開口部６０３を形成する。このレジスト開口部６０３の中心位置と、劈開位置６０２との距離をｄ（ｎｍ）、また、レジスト開口部６０３のリッジ・ストライプ構造のストライプに沿った幅をｗ（ｎｍ）とする。   Thereafter, the entire surface of the substrate wafer is again covered with a 1 μm thick photoresist. The photoresist on the region where the local window structure is to be formed is removed by FIB (Focused Ion Beam) having a beam diameter of 5 nm, the surface of the p-type optical confinement layer 307 is exposed, and a resist opening 603 is formed. The distance between the center position of the resist opening 603 and the cleavage position 602 is d (nm), and the width along the stripe of the ridge stripe structure of the resist opening 603 is w (nm).

本実施例においては、このレジスト開口部６０３として、幅ｗ＝２０ｎｍに固定して、距離ｄを、ｄ＝１０、２０、３０、４０、５０、６０ｎｍに設定した６種類、ならびに、距離ｄ＝４０ｎｍに固定し、幅ｗを、ｗ＝１０、２０、３０、４０、６０ｎｍに設定した５種類を、それぞれ作製している。このレジスト開口部６０３を介して、図３（ａ）に示す層構造を有するエピタキシャル成長膜に、Ａｒイオンをイオン注入している。その際、イオン注入の条件は、イオン加速電圧；４００ｋｅＶ、注入量；１×１０１５ｃｍ−２を選択している。前記の注入条件では、注入されたＡｒイオン濃度の深さ方向の分布は、濃度極大は、深さ０．２５μｍとなっている。なお、イオン注入マスクとして使用されている、レジスト膜の膜厚は、１μｍである。前記Ａｒイオンの注入によって、レジスト開口部６０３に位置するエピタキシャル成長膜の結晶内に選択的に欠陥が導入される。In this embodiment, as the resist opening 603, the width w is fixed to 20 nm, the distance d is set to d = 10, 20, 30, 40, 50, and 60 nm, and the distance d = Five types each having a fixed width of 40 nm and a width w of w = 10, 20, 30, 40, and 60 nm are produced. Ar ions are implanted into the epitaxial growth film having the layer structure shown in FIG. 3A through the resist opening 603. At that time, ion acceleration voltage: 400 keV and implantation amount: 1 × 10 15 cm −2 are selected as ion implantation conditions. Under the implantation conditions described above, the distribution of the implanted Ar ion concentration in the depth direction has a maximum concentration of 0.25 μm. The film thickness of the resist film used as an ion implantation mask is 1 μm. By the Ar ion implantation, defects are selectively introduced into the crystal of the epitaxial growth film located in the resist opening 603.

イオン注入後、注入マスクに用いたレジスト膜を有機洗浄により除去する。その後、再び、基板ウエハを減圧ＭＯＶＰＥ成長装置内に投入して、ＮＨ３を供給しながら、１０８０℃に昇温する。この成長温度において、ｐ型光閉じ込め層３０７の表面、ならびに、劈開ガイド溝６０１内に、Ｍｇドープｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ（Ｍｇ濃度１×１０１９ｃｍ−３、厚さ０．５μｍ）からなるｐ型クラッド層３０８、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ（Ｍｇ濃度１×１０２０ｃｍ−３、厚さ０．０２μｍ）からなるコンタクト層３０９を堆積する。After ion implantation, the resist film used for the implantation mask is removed by organic cleaning. Thereafter, the substrate wafer is again put into the reduced pressure MOVPE growth apparatus, and the temperature is raised to 1080 ° C. while supplying NH 3 . At this growth temperature, Mg-doped p-type Al 0.1 Ga 0.9 N (Mg concentration 1 × 10 19 cm −3 , thickness 0) is formed in the surface of the p-type optical confinement layer 307 and in the cleavage guide groove 601. .. 5 μm) and a contact layer 309 made of Mg-doped p-type GaN (Mg concentration 1 × 10 20 cm −3 , thickness 0.02 μm) are deposited.

この再成長工程は、前記イオン注入によって、局所窓構造の形成部位に選択的に導入された欠陥を回復し、再結晶化ならびに、III族元素の相互拡散を引き起こすアニール処理を兼ねている。また、前記の再成長工程において、延べ４０分間、１０００℃以上の温度に保持される間に、ＭＱＷで構成される活性層３０５のうち、選択的なイオン注入によって欠陥が導入された領域では、井戸層とバリア層との間でIII族元素の相互拡散が選択的に進行する。その結果、III族元素の相互拡散によって混晶化が進み、ＭＱＷ構造と比較し、光学的なバンドギャップが広い領域が形成される。従って、ＭＱＷレーザの発振波長の光に対して、光吸収を起こさない「非吸収領域」が形成され、この「非吸収領域」を、局所窓構造５０１として利用する。   This regrowth process also serves as an annealing treatment that recovers defects selectively introduced at the site where the local window structure is formed by the ion implantation and causes recrystallization and interdiffusion of group III elements. Further, in the regrowth step, in the active layer 305 composed of MQW while being held at a temperature of 1000 ° C. or more for a total of 40 minutes, in the region where defects are introduced by selective ion implantation, Interdiffusion of group III elements selectively proceeds between the well layer and the barrier layer. As a result, mixed crystallization progresses due to interdiffusion of group III elements, and a region with a wide optical band gap is formed as compared with the MQW structure. Accordingly, a “non-absorption region” that does not absorb light is formed with respect to the light having the oscillation wavelength of the MQW laser, and this “non-absorption region” is used as the local window structure 501.

前記ｐ型クラッド層３０８とコンタクト層３０９の再成長を終えると、全体として、図４（ａ）に示す多層構造を具えたエキタキシャル成長膜が形成される。この作製されたレーザウエハに、図４（ａ）〜（ｈ）に示す一連の工程を施すことによって、リッジ導波路、及び電極の形成がなされる。   When the regrowth of the p-type cladding layer 308 and the contact layer 309 is completed, an overall epitaxial growth film having a multilayer structure shown in FIG. 4A is formed as a whole. A ridge waveguide and electrodes are formed by performing a series of steps shown in FIGS. 4A to 4H on the manufactured laser wafer.

コンタクト層３０９の表面に、ＳｉＯ２３１０を形成する（図４（ｂ）を参照）。フォトリソグラフィーにより、図２（ａ）に示すリッジ導波路形成領域に、幅１．３μｍのＳｉＯ２ストライプ３１１を形成する（図４（ｃ）を参照）。このＳｉＯ２ストライプ３１１を、エッチング・マスクとして、ドライエッチングにより、コンタクト層３０９ならびに、ｐクラッド層３０８を一部除去し、リッジ構造を形成する（図４（ｄ）を参照）。その結果、リッジ・ストライプ構造部分には、ｐ型クラッド層３０８が、幅１．３μｍ、厚さ０．５μｍでストライプ状に残されている。一方、その両側に残される、ｐ型クラッド層３０８の膜厚は、０．１μｍとなっている。従って、リッジ・ストライプ構造部分における、ＭＱＷで構成される活性層の実効的屈折率ｎｅｆｆは、２．５１３となっている。その両側の領域との間に、活性層の実効的屈折率ｎｅｆｆの差違：Δｎｅｆｆ＝０．００４が形成されている。SiO 2 310 is formed on the surface of the contact layer 309 (see FIG. 4B). An SiO 2 stripe 311 having a width of 1.3 μm is formed in the ridge waveguide formation region shown in FIG. 2A by photolithography (see FIG. 4C). Using this SiO 2 stripe 311 as an etching mask, the contact layer 309 and the p-clad layer 308 are partially removed by dry etching to form a ridge structure (see FIG. 4D). As a result, the p-type cladding layer 308 is left in a stripe shape with a width of 1.3 μm and a thickness of 0.5 μm in the ridge / stripe structure portion. On the other hand, the film thickness of the p-type cladding layer 308 left on both sides is 0.1 μm. Therefore, the effective refractive index n eff of the active layer composed of MQW in the ridge / striped structure portion is 2.513. A difference in effective refractive index n eff of the active layer: Δn eff = 0.004 is formed between the regions on both sides.

なお、劈開ガイド溝６０１内に堆積されている、ｐ型クラッド層３０８とコンタクト層３０９も、エッチング除去される。劈開ガイド溝６０１として、溝の深さ；０．４μｍ、溝の幅；５μｍの溝が形成された状態となっている。   Note that the p-type cladding layer 308 and the contact layer 309 deposited in the cleavage guide groove 601 are also removed by etching. As the cleavage guide groove 601, a groove having a groove depth of 0.4 μm and a groove width of 5 μm is formed.

引き続き、ＳｉＯ２マスク２１１を除去し、新たに、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ２３１２を基板ウエハ全面に堆積する。次に、レジスト３１３を厚く塗布し、膜厚１．５μｍのレジスト３１３でＳｉＯ２３１２表面を被覆し、平坦化する（図４（ｅ）を参照）。酸素プラズマ中で、レジスト３１３をエッチバックすることによって、リッジトップを被覆するＳｉＯ２３１２を露出させる（図４（ｆ）を参照）。その際、リッジ・ストライプ部の両側には、エッチバック後、レジスト３１３が、膜厚０．５μｍで残余している。Subsequently, the SiO 2 mask 211 is removed, and a 300 nm-thick SiO 2 312 is newly deposited on the entire surface of the substrate wafer. Next, a thick resist 313 is applied, and the surface of the SiO 2 312 is covered with a 1.5 μm thick resist 313 and planarized (see FIG. 4E). The resist 313 is etched back in oxygen plasma to expose the SiO 2 312 covering the ridge top (see FIG. 4F). At this time, after etching back, the resist 313 remains with a film thickness of 0.5 μm on both sides of the ridge stripe portion.

リッジトップのＳｉＯ２をバッファードフッ酸で除去し、コンタクト層３０９を露呈させる。その後、膜厚０．１μｍのＰｄ，膜厚０．１μｍのＰｔを電子ビーム蒸着法で蒸着し、Ｐｄ／Ｐｔ３１４を全面に堆積する。次いで、有機溶剤を用いて、レジスト３１３を除去する。その際、リフトオフにより、リッジトップのコンタクト層３０９上にｐコンタクトが形成される（図４（ｇ）を参照）。The SiO 2 on the ridge top is removed with buffered hydrofluoric acid to expose the contact layer 309. Thereafter, Pd having a film thickness of 0.1 μm and Pt having a film thickness of 0.1 μm are vapor-deposited by an electron beam evaporation method, and Pd / Pt 314 is deposited on the entire surface. Next, the resist 313 is removed using an organic solvent. At this time, a p-contact is formed on the contact layer 309 on the ridge top by lift-off (see FIG. 4G).

次に、窒素雰囲気中、６００℃で３０秒のＲＴＡを行い、ｐオーミック電極を形成する。この後、５０ｎｍのＴｉ、１００ｎｍのＰｔ、２μｍのＡｕをスパッタにより堆積し、カバー電極３１５とする（図４（ｈ）を参照）。   Next, RTA is performed at 600 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to form a p-ohmic electrode. Thereafter, 50 nm of Ti, 100 nm of Pt, and 2 μm of Au are deposited by sputtering to form a cover electrode 315 (see FIG. 4H).

前記ｐ電極の作製工程の後、ウエハの裏面研磨を行い、１００μｍ厚まで薄膜化する。裏面研磨後、Ｔｉ ５ｎｍ、Ａｌ ２０ｎｍ、Ｔｉ １０ｎｍ、Ａｕ ５００ｎｍをこの順で真空蒸着し、ｎ電極を形成する。ｎ電極形成後、基板を劈開ガイド溝６０１に沿って劈開位置６０２において劈開し、共振器長６００μｍのレーザバーとする。   After the p-electrode fabrication process, the back surface of the wafer is polished to reduce the thickness to 100 μm. After the back surface polishing, Ti 5 nm, Al 20 nm, Ti 10 nm, and Au 500 nm are vacuum-deposited in this order to form an n-electrode. After forming the n-electrode, the substrate is cleaved along the cleavage guide groove 601 at the cleavage position 602 to form a laser bar having a resonator length of 600 μm.

このレーザバーの出射端面（前方側端面）に、第一保護膜４０１ａとしてＮｂ２Ｏ５を、第二保護膜４０１ｂとしてＳｉＯ２を順にスパッタにより堆積する。このＮｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２の２層構造は、反射率Ｒｆ＝１５％以下とし、ＡＲ膜４０１を形成する。前記二種の誘電体膜の波長λ＝４０５ｎｍの光に対する屈折率は、エリプソメトリによって決定する。ＳｉＯ２膜の屈折率ｎ２（λ＝４０５ｎｍ）は１．４７、Ｎｂ２Ｏ５膜の屈折率ｎ１（λ＝４０５ｎｍ）は２．５３であった。レーザの発振波長λ＝４０５ｎｍに対して、この屈折率ｎ１＝２．５３、ｎ２＝１．４７および活性層の実効屈折率ｎｅｆｆ＝２．５とすると、Ｎｂ２Ｏ５膜の膜厚ｄ１＝３５ｎｍ、ＳｉＯ２膜の膜厚ｄ２＝２５ｎｍとすることによって、反射率Ｒｆ＝１５％が得られる。この膜構成のＡＲ膜により被覆した出射端面（前方側端面）側の光電界強度分布を、図５に示す。ＡＲ膜と活性層端面との界面に最も近い光電界強度のピークと端面からの距離ｄｐｅａｋは４０ｎｍである。Nb 2 O 5 as the first protective film 401a and SiO 2 as the second protective film 401b are sequentially deposited on the emission end face (front end face) of the laser bar by sputtering. This two-layer structure of Nb 2 O 5 / SiO 2 has an reflectivity R f = 15% or less, and forms an AR film 401. The refractive indices of the two dielectric films with respect to light having a wavelength λ = 405 nm are determined by ellipsometry. The refractive index n 2 (λ = 405 nm) of the SiO 2 film was 1.47, and the refractive index n 1 (λ = 405 nm) of the Nb 2 O 5 film was 2.53. When the refractive index n 1 = 2.53, n 2 = 1.47 and the effective refractive index n eff = 2.5 of the active layer with respect to the laser oscillation wavelength λ = 405 nm, the film of the Nb 2 O 5 film By setting the thickness d 1 = 35 nm and the SiO 2 film thickness d 2 = 25 nm, the reflectance R f = 15% can be obtained. FIG. 5 shows an optical electric field intensity distribution on the emission end face (front end face) side covered with the AR film having this film configuration. The optical field intensity peak closest to the interface between the AR film and the active layer end face and the distance d peak from the end face is 40 nm.

出射端面（前方側端面）にＡＲ膜形成後、反対側の端面（後方側端面）に、ＳｉＯ２／Ｎｂ２Ｏ５多層膜からなる、反射率Ｒｒ＝９５％のＨＲ膜を形成する。このＨＲ膜は、Ｎｂ２Ｏ５膜の膜厚ｄ３＝４０ｎｍ、ＳｉＯ２膜の膜厚ｄ４＝６９ｎｍで構成されている。その後、素子分離を行って、素子幅３００μｍのレーザチップを作製する。After the AR film is formed on the emission end face (front side end face), an HR film having a reflectance R r = 95% made of a SiO 2 / Nb 2 O 5 multilayer film is formed on the opposite end face (rear side end face). This HR film is composed of an Nb 2 O 5 film thickness d 3 = 40 nm and an SiO 2 film thickness d 4 = 69 nm. Thereafter, element isolation is performed to manufacture a laser chip having an element width of 300 μm.

以上の工程により作製されるレーザチップを、ヒートシンク上に融着し、性能評価用の半導体レーザ素子とする。局所窓構造の形状：中心位置ｄとその幅ｗによって、レーザ初期特性は異なるが、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝２０ｎｍの場合、その典型的なレーザ初期特性は、発振閾電流密度（ｉｔｈ）：３．２ ｋＡ／ｃｍ２、閾電圧（Ｖｔｈ）：４．０ Ｖであった。上記の局所窓構造の形状：中心位置ｄとその幅ｗが異なる合計１１種類の半導体レーザ素子について、周辺温度７０℃、パルス発振（パルス幅５０ｎｓ、Ｄｕｔｙ比５０％）条件、レーザ光出力Ｐｏｕｔ＝１５０ｍＷ、１０００ｈの信頼性試験、および室温ＣＷ条件におけるＣＯＤ（初期ＣＯＤレベル）評価を行った。The laser chip manufactured by the above steps is fused on a heat sink to obtain a semiconductor laser element for performance evaluation. The shape of the local window structure: The laser initial characteristic varies depending on the center position d and its width w. However, when d = 40 nm and w = 20 nm, the typical laser initial characteristic is the oscillation threshold current density (ith): 3 0.2 kA / cm 2 , threshold voltage (Vth): 4.0 V. The shape of the local window structure described above: A total of 11 types of semiconductor laser elements having different center positions d and widths w, ambient temperature 70 ° C., pulse oscillation (pulse width 50 ns, duty ratio 50%) conditions, laser light output P out = 150 mW, 1000 h reliability test, and COD (initial COD level) evaluation under room temperature CW conditions.

図６は、局所窓構造５０１の幅ｗ＝２０ｎｍと固定した際、ＡＲ膜を被覆する活性層端面（前方側端面）から局所窓構造５０１の中心位置までの距離ｄと、初期ＣＯＤレベルの関係を示す図である。縦軸は、局所窓構造を形成していない半導体レーザ素子の初期ＣＯＤレベルで規格化している。局所窓構造５０１の幅ｗ＝２０ｎｍの場合、活性層端面（前方側端面）から局所窓構造５０１の中心位置までの距離ｄをｄ＝４０ｎｍとする際、初期ＣＯＤレベルは、最も良好な状態となっている。   FIG. 6 shows the relationship between the distance d from the active layer end face (front end face) covering the AR film to the center position of the local window structure 501 and the initial COD level when the width w of the local window structure 501 is fixed to 20 nm. FIG. The vertical axis is normalized by the initial COD level of the semiconductor laser element not forming the local window structure. When the width w of the local window structure 501 is 20 nm, when the distance d from the active layer end face (front end face) to the center position of the local window structure 501 is d = 40 nm, the initial COD level is the best state. It has become.

ここで、レーザの発振波長λ＝４０５ｎｍ、活性層の実効屈折率ｎｅｆｆ＝２．５であるので、局所窓構造５０１の幅ｗ＝２０ｎｍは、（λ／ｎｅｆｆ）＝１６２ｎｍに対して、ｗ≒（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）に相当する。活性層端面（前方側端面）から光電界強度のピークとの距離ｄｐｅａｋ＝４０ｎｍは（λ／ｎｅｆｆ）＝１６２ｎｍに対して、ｄｐｅａｋ≒（１／４）・（λ／ｎｅｆｆ）に相当し、また活性層端面から局所窓構造５０１の中心までの距離ｄに関しては、ＣＯＤレベルの改善が認められたｄ＝３０、４０、５０ｎｍはそれぞれｄ≒（３／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）、（１／４）・（λ／ｎｅｆｆ）、（５／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）に相当する。光電界強度のピーク位置を基準とした場合、局所窓構造の形成領域は、（（ｄ±ｗ／２）−ｄｐｅａｋ）で記述できるので、ＣＯＤレベルの改善が認められたｄ値それぞれについて局所窓構造の形成領域を求めると、ｄ＝３０ｎｍ：−（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）〜０、ｄ＝４０ｎｍ：−（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）〜＋（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）、ｄ＝５０ｎｍ：０〜＋（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）と求められる。従って、図６の結果はｗ＝（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）の局所窓構造の中心位置を、光電界強度のピーク位置を中心とした±（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）の範囲内に設定することでＣＯＤレベルを向上させることが可能であることを示している。Here, since the oscillation wavelength λ of the laser is 405 nm and the effective refractive index n eff of the active layer is 2.5, the width w = 20 nm of the local window structure 501 is (λ / n eff ) = 162 nm. This corresponds to w≈ (1/8) · (λ / n eff ). The distance dpeak = 40 nm from the active layer end face (front end face) to the peak of the optical electric field intensity corresponds to dpeak = (1/4) · (λ / n eff ) for (λ / n eff ) = 162 nm. In addition, regarding the distance d from the end face of the active layer to the center of the local window structure 501, d = 30, 40, and 50 nm where the improvement of the COD level is recognized are d≈ (3/16) · (λ / n eff ), respectively. , (1/4) · (λ / n eff ), (5/16) · (λ / n eff ). When the peak position of the optical electric field intensity is used as a reference, the formation region of the local window structure can be described by ((d ± w / 2) −dpeak), and therefore, the local window for each of the d values where the improvement of the COD level is recognized. When the formation region of the structure is obtained, d = 30 nm: − (1/8) · (λ / n eff ) to 0, d = 40 nm: − (1/16) · (λ / n eff ) to + (1 / 16) · (λ / n eff ), d = 50 nm: 0 to + (1/8) · (λ / n eff ). Accordingly, the result of FIG. 6 shows that the center position of the local window structure of w = (1/8) · (λ / n eff ) is ± (1/8) · (λ / It shows that the COD level can be improved by setting within the range of n eff ).

図７は、ＡＲ膜を被覆する活性層端面（前方側端面）から局所窓構造５０１の中心位置までの距離ｄを４０ｎｍ（＝ｄｐｅａｋ）と固定した際、局所窓構造５０１の幅ｗと、初期ＣＯＤレベルの関係を示す図である。縦軸は、局所窓構造を形成していない半導体レーザ素子の初期ＣＯＤレベルで規格化している。活性層端面（前方側端面）から局所窓構造５０１の中心位置までの距離ｄを４０ｎｍ（＝ｄｐｅａｋ）とする場合、局所窓構造５０１の幅ｗ＝２０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲では、初期ＣＯＤレベルは、ほぼ同じ値となっている。なお、局所窓構造５０１の幅ｗ＝１０ｎｍにおいても、局所窓構造を形成していない半導体レーザ素子の初期ＣＯＤレベルと比較して、大幅に初期ＣＯＤレベルを向上させる効果が達成されている。FIG. 7 shows that when the distance d from the active layer end face (front end face) covering the AR film to the center position of the local window structure 501 is fixed to 40 nm (= d peak ), the width w of the local window structure 501 It is a figure which shows the relationship of an initial stage COD level. The vertical axis is normalized by the initial COD level of the semiconductor laser element not forming the local window structure. When the distance d from the active layer end face (front end face) to the center position of the local window structure 501 is 40 nm (= d peak ), the initial COD level is within the range of the width w = 20 nm to 60 nm of the local window structure 501. The values are almost the same. Even when the width w = 10 nm of the local window structure 501, the effect of significantly improving the initial COD level is achieved as compared with the initial COD level of the semiconductor laser element not forming the local window structure.

なお、活性層端面（前方側端面）から局所窓構造５０１の中心位置までの距離ｄ＝４０ｎｍは、（λ／ｎｅｆｆ）＝１６２ｎｍに対して、ｗ≒（１／４）・（λ／ｎｅｆｆ）に相当している。一方、局所窓構造５０１の幅ｗ＝２０ｎｍ〜６０ｎｍは、（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）〜（３／８）・（λ／ｎｅｆｆ）に相当している。The distance d = 40 nm from the active layer end face (front end face) to the center position of the local window structure 501 is w≈ (1/4) · (λ / n) with respect to (λ / n eff ) = 162 nm. eff ). On the other hand, the width w = 20 nm to 60 nm of the local window structure 501 corresponds to (1/8) · (λ / n eff ) to (3/8) · (λ / n eff ).

一方、局所窓構造５０１の幅ｗ＝１０ｎｍは、（λ／ｎｅｆｆ）＝１６２ｎｍに対して、ｗ≒（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）に相当している。この場合、局所窓構造を形成していない半導体レーザ素子の初期ＣＯＤレベルと比較すると、初期ＣＯＤレベルは改善しているものの、ｗ＝２０ｎｍ≒（１／８）・（λ／ｎｅｆｆ）以上の範囲と比較するとその改善は十分ではない。以上に述べた結果は、端面に最も近い光電界強度のピーク位置ｄｐｅａｋを中心としたその前後に（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）未満の範囲における活性層の光吸収が、局所窓構造のない半導体レーザ素子の初期ＣＯＤレベルを支配していることを示している。On the other hand, the width w = 10 nm of the local window structure 501 corresponds to w≈ (1/16) · (λ / n eff ) for (λ / n eff ) = 162 nm. In this case, compared with the initial COD level of the semiconductor laser element not forming the local window structure, the initial COD level is improved, but w = 20 nm≈ (1/8) · (λ / n eff ) or more. Compared to the range, the improvement is not enough. The results described above show that the light absorption of the active layer in the range less than (1/16) · (λ / n eff ) around the peak position d peak of the optical electric field intensity closest to the end face is locally It shows that the initial COD level of the semiconductor laser element having no window structure is controlled.

換言するならば、ＭＱＷ構造からなる活性層と比較して、混晶化がなされている活性層で構成される局所窓構造５０１を設けることによる効果は、少なくとも光電界強度のピーク位置から±（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）の領域を含むように局所窓構造５０１を形成した際に十分に発揮されている。In other words, as compared with the active layer having the MQW structure, the effect of providing the local window structure 501 composed of the mixed layer active layer is at least ± (( This is sufficiently exhibited when the local window structure 501 is formed so as to include a region of 1/16) · (λ / n eff ).

なお、局所窓構造の形状：中心位置ｄとその幅ｗを、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝２０ｎｍに選択した半導体レーザについて、周辺温度７０℃、パルス発振（パルス幅５０ｎｓ、Ｄｕｔｙ比５０％）条件、レーザ光出力Ｐｏｕｔ＝２００ｍＷ、１０００ｈの信頼性試験を行ったところ、１０００ｈの安定動作を確認した。また、この周辺温度７０℃、パルス発振（パルス幅５０ｎｓ、Ｄｕｔｙ比５０％）条件、レーザ光出力Ｐｏｕｔ＝２００ｍＷ、１０００ｈの連続動作を行った後、室温ＣＷ条件におけるＣＯＤを評価した。信頼性未評価素子のＣＯＤレベル（初期ＣＯＤレベル）に対して、前記の１０００ｈ連続動作後におけるＣＯＤレベルの劣化率は、１０％未満であった。The shape of the local window structure: for a semiconductor laser in which the center position d and its width w are selected as d = 40 nm and w = 20 nm, the ambient temperature is 70 ° C., pulse oscillation (pulse width 50 ns, duty ratio 50%), When a reliability test of laser light output P out = 200 mW and 1000 h was performed, a stable operation of 1000 h was confirmed. Further, after the continuous operation of the ambient temperature 70 ° C., pulse oscillation (pulse width 50 ns, duty ratio 50%), laser light output P out = 200 mW, 1000 h, the COD under the room temperature CW condition was evaluated. The deterioration rate of the COD level after the 1000 h continuous operation was less than 10% with respect to the COD level (initial COD level) of the element whose reliability was not evaluated.

（比較例１）
局所窓構造３０１ａの形状：中心位置ｄとその幅ｗを、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝８０ｎｍとする半導体レーザを、上記の実施例１に記載する作製手順に従って作製した。ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝８０ｎｍとすると、イオン注入と、その後のアニール処理により形成される混晶化がなされている活性層の端が、劈開位置６０２において劈開した際、その劈開端面に露出する。従って、劈開によって形成される端面に、イオン注入と、その後のアニール処理によるＭＱＷの混晶化を利用して窓構造を設ける、従来の半導体レーザの構造に相当している。(Comparative Example 1)
Shape of local window structure 301a: A semiconductor laser having a center position d and a width w of d = 40 nm and w = 80 nm was manufactured according to the manufacturing procedure described in Example 1 above. Assuming that d = 40 nm and w = 80 nm, when the edge of the active layer formed by ion implantation and subsequent annealing is cleaved at the cleavage position 602, it is exposed to the cleavage end face. Accordingly, this corresponds to the structure of a conventional semiconductor laser in which a window structure is provided on the end face formed by cleavage using ion implantation and subsequent MQW mixed crystallization by annealing.

この半導体レーザについて、初期ＣＯＤレベルを評価したところ、図７中破線で示すレベルであった。すなわち、初期ＣＯＤレベルは、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝８０ｎｍとする半導体レーザと、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝２０ｎｍに選択した半導体レーザとの間で、差違が見出されない。   When the initial COD level of this semiconductor laser was evaluated, it was a level indicated by a broken line in FIG. That is, no difference is found between the semiconductor laser in which the initial COD level is d = 40 nm and w = 80 nm and the semiconductor laser selected as d = 40 nm and w = 20 nm.

なお、窓構造の形状：中心位置ｄとその幅ｗを、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝８０ｎｍとする半導体レーザについても、周辺温度７０℃、パルス発振（パルス幅５０ｎｓ、Ｄｕｔｙ比５０％）条件、レーザ光出力Ｐｏｕｔ＝２００ｍＷ、１０００ｈの信頼性試験を行った。試験した全素子中、約１／６において、突発的な特性の劣化が発生した。すなわち、試験した全素子中、約１／６において、レーザ発振のスロープ効率ηが突発的に低下したと推定される劣化が発生した。なお、突発的な特性の劣化を起こした半導体レーザでは、見かけの閾値電流Ｉｔｈも顕著に増加している。また、この周辺温度７０℃、パルス発振（パルス幅５０ｎｓ、Ｄｕｔｙ比５０％）条件、レーザ光出力Ｐｏｕｔ＝２００ｍＷ、１０００ｈの連続動作を行った後、１０００ｈ安定動作した素子について、室温ＣＷ条件におけるＣＯＤを評価した。信頼性未評価素子のＣＯＤレベル（初期ＣＯＤレベル）に対して、前記の１０００ｈ連続動作後におけるＣＯＤレベルは、約５０％程度と低い値であった。It should be noted that the shape of the window structure: a semiconductor laser in which the center position d and its width w are d = 40 nm and w = 80 nm, the peripheral temperature is 70 ° C., pulse oscillation (pulse width 50 ns, duty ratio 50%), laser The reliability test of optical output P out = 200 mW, 1000 h was performed. In all the devices tested, sudden deterioration of characteristics occurred at about 1/6. That is, in all the elements tested, about 1/6, degradation that the laser oscillation slope efficiency η was estimated to have suddenly decreased occurred. In the semiconductor laser that has suddenly deteriorated characteristics, the apparent threshold current Ith also significantly increases. Further, after performing continuous operation of this ambient temperature of 70 ° C., pulse oscillation (pulse width 50 ns, duty ratio 50%) condition, laser light output P out = 200 mW, 1000 h, COD was evaluated. The COD level after the 1000 h continuous operation was a low value of about 50% with respect to the COD level (initial COD level) of the element whose reliability was not evaluated.

ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝８０ｎｍとする半導体レーザにおける、１０００ｈ連続動作後におけるＣＯＤレベルが、初期ＣＯＤレベルに対して、約５０％低下する要因を追求するために、出射端面近傍の断面ＳＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行った。その結果、イオン注入により促進されるIII族元素の相互拡散を利用して窓構造が形成された活性層近傍において、半導体／ＡＲ膜界面に異常が認められた。すなわち、第一保護膜４０１ａであるＮｂ２Ｏ５中へ、Ｇａが拡散していることが確認された。Cross-sectional STEM-EDX analysis in the vicinity of the emission end face in order to pursue a factor that the COD level after continuous operation for 1000 h in a semiconductor laser with d = 40 nm and w = 80 nm is reduced by about 50% with respect to the initial COD level. Went. As a result, an anomaly was observed at the semiconductor / AR film interface in the vicinity of the active layer in which the window structure was formed by utilizing the mutual diffusion of group III elements promoted by ion implantation. That is, it was confirmed that Ga was diffused into Nb 2 O 5 as the first protective film 401a.

一方、実施例１に記載する、ｄ＝４０ｎｍ、ｗ＝２０ｎｍとする半導体レーザについて、周辺温度７０℃、パルス発振（パルス幅５０ｎｓ、Ｄｕｔｙ比５０％）条件、レーザ光出力Ｐｏｕｔ＝２００ｍＷ、１０００ｈの連続動作を行った後、出射端面近傍の断面ＳＴＥＭ−ＥＤＸ分析を行った。その結果では、半導体／ＡＲ膜界面に異常は認められなかった。On the other hand, for the semiconductor laser described in Example 1 with d = 40 nm and w = 20 nm, the ambient temperature is 70 ° C., pulse oscillation (pulse width 50 ns, duty ratio 50%), laser light output P out = 200 mW, 1000 h Then, a cross-sectional STEM-EDX analysis in the vicinity of the exit end face was performed. As a result, no abnormality was observed at the semiconductor / AR film interface.

イオン注入により促進されるIII族元素の相互拡散を利用して窓構造を形成する際、III族元素の相互拡散と、導入された欠陥の修復・除去を図るため、アニール処理を施している。しかし、導入された欠陥の修復・除去は十分に達成されず、一部、導入された欠陥が残余した状態となっている。高出力動作を連続する間に、この残余している欠陥に起因して、Ｎｂ２Ｏ５膜と、混晶化した半導体との界面において、界面反応が進行する結果、Ｎｂ２Ｏ５中へ、Ｇａが拡散したと推定される。When the window structure is formed by utilizing the interdiffusion of group III elements promoted by ion implantation, annealing treatment is performed in order to repair the group III elements interdiffusion and introduced defects. However, the repair / removal of the introduced defects is not sufficiently achieved, and some of the introduced defects remain. During continuous high-power operation, due to the remaining defects, an interface reaction proceeds at the interface between the Nb 2 O 5 film and the mixed crystal semiconductor, and as a result, into Nb 2 O 5 . It is estimated that Ga has diffused.

すなわち、前記の界面反応によって、窓構造の端面とＮｂ２Ｏ５膜との界面に、光吸収を引き起こす界面準位が生成する結果、ＣＯＤレベルの低下が引き起こされたと推定される。That is, it is presumed that the interfacial reaction generates interface states that cause light absorption at the interface between the end face of the window structure and the Nb 2 O 5 film, resulting in a decrease in COD level.

一方、局所窓構造を採用する際には、ＭＱＷで構成される活性層の劈開面上に、ＡＲ膜が形成される。従って、Ｎｂ２Ｏ５膜との界面には、イオン注入により導入される欠陥は存在していないため、高出力動作を連続する間に、欠陥に起因する、界面反応は進行しない。すなわち、少なくとも、界面反応によって、窓構造の端面とＮｂ２Ｏ５膜との界面に、光吸収を引き起こす界面準位が生成する結果、ＣＯＤレベルが大幅に低下する現象は回避されている。On the other hand, when the local window structure is adopted, an AR film is formed on the cleavage plane of the active layer made of MQW. Therefore, since there is no defect introduced by ion implantation at the interface with the Nb 2 O 5 film, the interfacial reaction due to the defect does not proceed during the high output operation. That is, a phenomenon in which the COD level is significantly lowered as a result of the generation of interface states that cause light absorption at the interface between the end face of the window structure and the Nb 2 O 5 film due to the interface reaction is avoided.

以上説明したように、本発明の半導体レーザは、局所的な窓構造を採用することによって高いＣＯＤレベルを実現し、かつ２００ｍＷ以上の高出力でも安定した長時間駆動が可能となる。   As described above, the semiconductor laser of the present invention achieves a high COD level by adopting a local window structure, and can be stably driven for a long time even at a high output of 200 mW or more.

以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   While the present invention has been described with reference to the embodiments (and examples), the present invention is not limited to the above embodiments (and examples). Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

この出願は、２００７年３月９日に出願された日本出願特願２００７−６０４０８を基礎とする優先権を主張し、引用によって、その開示の全てをここに取り込む。
This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2007-60408 for which it applied on March 9, 2007, and takes in those the indications of all here by reference.

本発明にかかるIII族窒化物系半導体レーザは、局所的な窓構造を設けることによった、高い初期ＣＯＤレベルを実現し、また、高出力動作を継続した際、ＣＯＤレベルの経時的な劣化も抑制されている。その利点から、本発明にかかるIII族窒化物系半導体レーザは、高出力動作において、高い信頼性を有するので、例えば、２００ｍＷ以上の高出力でも安定した長時間駆動が可能であるので、大容量光ディスク装置の書き込み用光源として利用可能である。   The III-nitride semiconductor laser according to the present invention realizes a high initial COD level by providing a local window structure, and further deteriorates the COD level with time when high power operation is continued. Is also suppressed. Because of the advantages, the group III nitride semiconductor laser according to the present invention has high reliability in high output operation, and thus, for example, stable driving for a long time is possible even at a high output of 200 mW or more. It can be used as a light source for writing in an optical disk device.

Claims (6)

第一の導電型の半導体層と、多重量子井戸型活性層と、第二の導電型の半導体層がこの順に積層されており、
前記活性層を含んでなる発光層において、レーザ発振を行うストライプ状の発振領域は、ファブリ・ペロー型の共振器によって構成されており、
該ファブリ・ペロー型の共振器の光出射端面に露呈する前記発光層に対して、端面保護膜として誘電体膜が該発光層端面を被覆するように形成されているIII族窒化物半導体レーザにおいて、
前記活性層中に、前記端面保護膜によって規定される内部光電界強度のピーク位置を含む局所的な領域に、該窒化物半導体レーザの発振波長λの光を吸収しない非吸収領域を有している
ことを特徴とする窒化物半導体レーザ。The semiconductor layer of the first conductivity type, the multiple quantum well active layer, and the semiconductor layer of the second conductivity type are laminated in this order,
In the light emitting layer including the active layer, the stripe-shaped oscillation region for performing laser oscillation is configured by a Fabry-Perot resonator.
In the group III nitride semiconductor laser, a dielectric film is formed as an end face protective film so as to cover the end face of the light emitting layer with respect to the light emitting layer exposed to the light emitting end face of the Fabry-Perot type resonator. ,
The active layer has a non-absorption region that does not absorb light of the oscillation wavelength λ of the nitride semiconductor laser in a local region including the peak position of the internal optical electric field strength defined by the end face protective film. A nitride semiconductor laser characterized by comprising: 前記非吸収領域が、前記端面保護膜によって被覆されている、前記発光層端面に露出していない
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体レーザ。2. The nitride semiconductor laser according to claim 1, wherein the non-absorbing region is not exposed to an end face of the light emitting layer, which is covered with the end face protective film. 前記端面保護膜は、屈折率２以上の誘電体膜を含む単層または多層構造である
ことを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体レーザ。3. The nitride semiconductor laser according to claim 2, wherein the end face protective film has a single layer or multilayer structure including a dielectric film having a refractive index of 2 or more. 前記端面保護膜は、屈折率２以上の誘電体膜と屈折率２未満の誘電体膜を含む多層構造である
ことを特徴とする請求項３に記載の窒化物半導体レーザ。4. The nitride semiconductor laser according to claim 3, wherein the end face protective film has a multilayer structure including a dielectric film having a refractive index of 2 or more and a dielectric film having a refractive index of less than 2. 前記非吸収領域は、
該窒化物半導体レーザの発振波長λと、前記発光層の実効屈折率ｎｅｆｆについて、
前記光電界強度のピーク位置を中心として、その中心から、±（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）の領域を含むように形成されている
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の窒化物半導体レーザ。The non-absorbing region is
Regarding the oscillation wavelength λ of the nitride semiconductor laser and the effective refractive index n eff of the light emitting layer,
The center of the optical electric field intensity is formed so as to include a region of ± (1/16) · (λ / n eff ) from the center. The nitride semiconductor laser according to claim 1. 前記光電界強度のピーク位置と端面からの距離ｄｐｅａｋが、
（１／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）＜ｄpeak＜（７／１６）・（λ／ｎｅｆｆ）を満たす範囲に選択されている
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の窒化物半導体レーザ。The peak position of the optical electric field intensity and the distance d peak from the end face are
The range of (1/16) · (λ / n eff ) <d peak <(7/16) · (λ / n eff ) is selected. The nitride semiconductor laser according to item.
JP2009504004A 2007-03-09 2008-03-06 Nitride semiconductor laser Expired - Fee Related JP5233987B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009504004A JP5233987B2 (en) 2007-03-09 2008-03-06 Nitride semiconductor laser

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007060408 2007-03-09
JP2007060408 2007-03-09
PCT/JP2008/054030 WO2008111477A1 (en) 2007-03-09 2008-03-06 Nitride semiconductor laser
JP2009504004A JP5233987B2 (en) 2007-03-09 2008-03-06 Nitride semiconductor laser

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008111477A1 true JPWO2008111477A1 (en) 2010-06-24
JP5233987B2 JP5233987B2 (en) 2013-07-10

Family

ID=39759419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009504004A Expired - Fee Related JP5233987B2 (en) 2007-03-09 2008-03-06 Nitride semiconductor laser

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP5233987B2 (en)
WO (1) WO2008111477A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4862965B1 (en) 2011-01-25 2012-01-25 三菱電機株式会社 Semiconductor wafer, semiconductor bar, semiconductor wafer manufacturing method, semiconductor bar manufacturing method, semiconductor element manufacturing method
JP5533841B2 (en) * 2011-11-08 2014-06-25 三菱電機株式会社 Semiconductor wafer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6439088A (en) * 1986-12-25 1989-02-09 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser device
JPH04144294A (en) * 1990-10-05 1992-05-18 Seiko Epson Corp Semiconductor laser
JP3522107B2 (en) * 1997-12-18 2004-04-26 日本電気株式会社 Semiconductor laser
JP4249920B2 (en) * 2001-10-15 2009-04-08 シャープ株式会社 End face window type semiconductor laser device and manufacturing method thereof
JP2006108225A (en) * 2004-10-01 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor laser
JP2006229210A (en) * 2005-01-24 2006-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nitride semiconductor laser device and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5233987B2 (en) 2013-07-10
WO2008111477A1 (en) 2008-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7072374B2 (en) Ridge waveguide semiconductor laser diode
US6990133B2 (en) Laser diode and manufacturing method thereof
US7830930B2 (en) Semiconductor laser device
US7687290B2 (en) Method for manufacturing semiconductor optical device
US7613220B2 (en) Two-wavelength semiconductor laser device and method for fabricating the same
US8379682B2 (en) Nitride semiconductor laser chip and method of fabrication thereof
JP2010040842A (en) Semiconductor laser
US20110261854A1 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
US20090168827A1 (en) Nitride semiconductor laser chip and method of fabricating same
JP4821385B2 (en) Group III nitride semiconductor optical device
JP5193718B2 (en) Nitride semiconductor laser device
JP2002374035A (en) Semiconductor laser device and producing method therefor
JP5233987B2 (en) Nitride semiconductor laser
JP2010067927A (en) Nitride semiconductor light emitting element
JP2001068789A (en) Semiconductor laser
JP3502527B2 (en) Nitride semiconductor laser device
KR20050082251A (en) Semiconductor laser device
JP2002164617A (en) Semiconductor laser device
JP4599432B2 (en) Semiconductor laser and manufacturing method thereof
JP2002043692A (en) Semiconductor laser and its manufacturing method
JP4118025B2 (en) Gallium nitride semiconductor laser device
JP2000216476A (en) Semiconductor light emitting element
JP2005243998A (en) Semiconductor laser
JP2007081197A (en) Semiconductor laser and its manufacturing method
JP2004048080A (en) Process for manufacturing semiconductor laser

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121225

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130226

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130311

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160405

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees