JP2000022262A - 半導体レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
間に形成された絶縁膜34が上部電極28から光導波路
18aの端部へ向かう電流を阻止するため、光導波路1
8aの端部には電流が付与されない。したがって、この
端部すなわち電流非注入領域18bではジュール熱によ
る温度上昇はなく、その温度上昇に伴うバンドギャップ
の縮小も生じない。 【効果】 光導波路18aの端部におけるバンドギャッ
プの縮小を防止でき、レーザ光の吸収に伴う発熱による
瞬時光損傷(COD)を防止できる。また、発光効率の
低下や製造工程の複雑化を防止できる。
Description
し、特にたとえば、ディスクプレーヤやバーコードリー
ダ等に適用される、半導体レーザ装置に関する。
部は酸化されて、中央部よりもバンドギャップが小さく
なるため、レーザ光を吸収して発熱し易い。そのため、
光導波路の端部は中央部よりも瞬時光損傷(以下、「C
OD」という。)が起こりやすく、このCODに起因し
て半導体レーザ装置の特性が劣化するおそれがある。
光導波路の端部からクラッド層へレーザ光をしみ出させ
て光子密度を低くする方法や、光導波路の端部に亜鉛
(Zn)を熱拡散させて透明領域(NAM構造)を形成
する方法によって、光導波路の端部における発熱を抑制
するようにしていた。
ち、光子密度を低くする方法では、レーザ光の発光効率
が下がるという問題点があった。一方、透明領域(NA
M構造)を形成する方法では、亜鉛(Zn)の拡散深さ
を厳密に制御するのが困難なため、特性が安定せず、し
かも、亜鉛(Zn)を含有する膜の形成やその膜の除去
や亜鉛(Zn)の熱拡散等のために製造工程が複雑にな
るという問題点があった。
光効率の低下や製造工程の複雑化を招くことなくCOD
を防止できる、半導体レーザ装置を提供することであ
る。
下部クラッド層,光導波路を有する活性層,上部クラッ
ド層および電極を積層し、電極から上部クラッド層を通
して活性層へ電流を付与するようにした、半導体レーザ
装置において、電極と上部クラッド層との間における光
導波路の端部に対応する位置に電流の流れを阻止するた
めの絶縁膜を形成したことを特徴とする、半導体レーザ
装置である。
膜が電極から光導波路の端部へ向かう電流を阻止するた
め、光導波路の端部には電流が与えられない。したがっ
て、この端部ではジュール熱による温度上昇はなく、そ
の温度上昇によるバンドギャップの縮小は生じない。
いてバンドギャップの縮小が生じないので、レーザ光の
吸収に伴う発熱を抑制でき、CODを防止できる。ま
た、従来のように、クラッド層へレーザ光をしみ出させ
たり、亜鉛(Zn)を含有する膜を形成したりする必要
がないため、発光効率の低下や製造工程の複雑化を招く
ことはない。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
0は、たとえばGaAsからなる第1導電型(以下、
「n型」という。)の基板12を含み、基板12の下面
には、Auを主体とした下部電極14が形成される。一
方、基板12の上面には、たとえばInX (Ga1-Y A
lY )1-X P(X=0.5,Y=0.7)からなるn型
の下部クラッド層16,たとえばInX (GaAlY )
P(X=0.5,0.0≦Y≦0.4)からなる活性層
18,たとえばInX (GaAlY )P(X=0.5,
Y=0.7)からなる第2導電型(以下、「p型」とい
う。)の第1上部クラッド層20,たとえばInX Ga
P(X=0.5)からなるp型のエッチングストップ層
22,たとえばGaAsからなるn型の電流制限層24
およびたとえばGaAsからなるp型の第2コンタクト
層26がこの順に積層され、第2コンタクト層26の上
面にはAuを主体とした上部電極28が形成される。ま
た、電流制限層24の幅方向中央部には、たとえばIn
X (GaAlY )P(X≦0.5,Y=0.7)からな
るp型の第2上部クラッド層30が電流制限層24にお
けるレーザ出射方向の一端から他端へ延びて形成され、
第2上部クラッド層30の上には、たとえばInX Ga
P(X=0.5)からなるp型の第1コンタクト層32
が形成される。さらに、第1コンタクト層32の上に
は、その両端部を覆うようにして、酸化シリコン(Si
O2 ),酸化アルミニウム(Al2 O3)または酸化チ
タン(Ti2 O3 )等を含む絶縁膜34が形成される。
ラッド層30に対応する部分が、レーザ光を発生させる
とともにこれを導くための光導波路18a(図1(C)
(D)中の黒塗部分)となり、絶縁膜34に対応する部
分が電流非注入領域18b(図1(B)中の黒塗部分)
となる。ここで、絶縁膜34の大きさは光導波路18a
の端部に電流非注入領域18bを確実に形成できるよう
に設定され、たとえば、光導波路18aの長さLが50
0〜1000μm程度であれば、絶縁膜34の幅Wは4
0μm程度に設定される。
体レーザ装置10の具体的な製造方法を説明する。ま
ず、図2(A)に示すように、有機金属気相成長(以
下、「MOCVD」という。)装置内に基板12を装着
し、その上に下部クラッド層16を12000〜180
00Å、活性層18を800〜1200Å、第1上部ク
ラッド層20を2500〜3500Å、エッチングスト
ップ層22を100〜500Å、第2上部クラッド層3
0を10000〜14000Å、第1コンタクト層32
を100〜500Åの厚さにそれぞれ順に積層する。そ
して、MOCVD装置から基板12を取り出してこれを
スパッタ装置内に装着し、図2(B)に示すように、第
1コンタクト層32の上に絶縁膜34をスパッタ法によ
り形成する。そして、スパッタ装置から基板12を取り
出した後、図2(C)に示すように、絶縁膜34を図示
しないレジストでマスクし、絶縁膜34,第1コンタク
ト層32および第2上部クラッド層30のぞれぞれをエ
ッチングして畝状の構造体36を形成する。このとき、
エッチングストップ層22がエッチングの進行を阻止す
るので、第1上部クラッド層20が不所望にエッチング
されることはない。なお、このエッチング工程では、絶
縁膜34,第1コンタクト層32および第2上部クラッ
ド層30のそれぞれを異種類のエッチング液またはエッ
チングガスにより個別にエッチングしてもよいし、これ
らのうち2つまたは全部を同種類のエッチング液または
エッチングガスにより連続的にエッチングしてもよい。
そして、絶縁膜34の上の図示しないレジストを除去し
た後、MOCVD装置内に基板12を装着し、図2
(D)に示すように、エッチングストップ層22の上に
電流制限層24を第1コンタクト層32の上面の高さま
で成長させる。
り出した後、図3(E)に示すように、絶縁膜34の両
端部をレジスト38でマスクして、絶縁膜34の不要部
分をエッチングにより除去する。そして、図3(F)に
示すように、レジスト38を除去して、所定サイズの絶
縁膜34を得る。続いて、MOCVD装置内に基板12
を装着し、図3(G)に示すように、電流制限層24,
第1コンタクト層32および絶縁膜34の上に第2コン
タクト層26を8000〜12000Åの厚さに積層す
る。
り出した後、図1に示すように、基板12の下面に下部
電極14を蒸着等によって形成するとともに、第2コン
タクト層26の上面に上部電極28を蒸着等によって形
成する。この半導体レーザ装置10において、下部電極
14および上部電極28に電圧を印加すると、上部電極
28から第2コンタクト層26,第1コンタクト層3
2,第2上部クラッド層30,エッチングストップ層2
2,第1上部クラッド層20を通して活性層18に電流
が与えられ、活性層18の光導波路18aにおいてレー
ザ光が発生する。このとき、光導波路18aの端部へ向
かう電流が絶縁層34によって阻止されるため、光導波
路18aの端部には電流非注入領域18bが形成され
る。したがって、光導波路18aの端部では、ジュール
熱による発熱がなく、温度上昇に伴うバンドギャップの
縮小が抑制され、レーザ光の吸収が抑制される。
部においてレーザ光の吸収に伴う温度上昇を抑制できる
ので、CODを防止できる。また、クラッド層16また
は20にレーザ光をしみ出させたり、光導波路18aに
亜鉛(Zn)を拡散させたりする必要がないため、発光
効率の低下や製造工程の複雑化を招くこともない。
を用いて各化合物層を形成しているが、これに代えて、
たとえば分子線エピタキシャル成長(MBE)装置を用
いて各化合物層を形成してもよい。
Claims (4)
- 【請求項1】基板の上に下部クラッド層,光導波路を有
する活性層,上部クラッド層および電極を積層し、前記
電極から前記上部クラッド層を通して前記活性層へ電流
を付与するようにした、半導体レーザ装置において、 前記電極と前記上部クラッド層との間における前記光導
波路の端部に対応する位置に前記電流の流れを阻止する
ための絶縁膜を形成したことを特徴とする、半導体レー
ザ装置。 - 【請求項2】前記絶縁膜を前記光導波路の端部に電流非
注入領域を形成できる程度の大きさで形成した、請求項
1記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項3】前記絶縁膜は酸化膜を含む、請求項1また
は2記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項4】前記酸化膜は酸化シリコン(SiO2 )を
含む、請求項3記載の半導体レーザ装置。
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- 1999-06-25 US US09/344,648 patent/US6426967B1/en not_active Expired - Fee Related
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