JP2001068789A - 半導体レーザ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ａｌを含まない活性層材料の使用による長寿
命化の効果がより顕著に得られ、そして、長期信頼性も
より高い高出力半導体レーザを得る。 【解決手段】 Ａｌを含まない量子井戸層４ｃおよび光
導波層４ａ、４ｂ、４ｄ、４ｅを少なくとも含む活性領
域４を有し、クラッド層３、５がＡｌＧａＡｓあるいは
ＡｌＧａＩｎＰからなる半導体レーザにおいて、光導波
層の厚みを少なくとも一方（光導波層４ａおよび４ｂ、
あるいは光導波層４ｄおよび４ｅ）において0.25μｍ以
上とし、光導波層の量子井戸層４ｃ側の少なくとも10ｎ
ｍの領域（光導波層４ｂ、４ｄ）を除いた部分（光導波
層４ａ、４ｅ）に不純物を1017ｃｍ-3以上ドーピングす
る。
命化の効果がより顕著に得られ、そして、長期信頼性も
より高い高出力半導体レーザを得る。 【解決手段】 Ａｌを含まない量子井戸層４ｃおよび光
導波層４ａ、４ｂ、４ｄ、４ｅを少なくとも含む活性領
域４を有し、クラッド層３、５がＡｌＧａＡｓあるいは
ＡｌＧａＩｎＰからなる半導体レーザにおいて、光導波
層の厚みを少なくとも一方（光導波層４ａおよび４ｂ、
あるいは光導波層４ｄおよび４ｅ）において0.25μｍ以
上とし、光導波層の量子井戸層４ｃ側の少なくとも10ｎ
ｍの領域（光導波層４ｂ、４ｄ）を除いた部分（光導波
層４ａ、４ｅ）に不純物を1017ｃｍ-3以上ドーピングす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体レーザに関
し、より詳しくは、少なくとも量子井戸層および光導波
層を含む活性領域が、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0≦ｘ
≦1、0≦ｙ≦1）等のＡｌを含まない材料からなる半導
体レーザに関するものである。
し、より詳しくは、少なくとも量子井戸層および光導波
層を含む活性領域が、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0≦ｘ
≦1、0≦ｙ≦1）等のＡｌを含まない材料からなる半導
体レーザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザの用途拡大は著しく、特に
ＧａＡｓ基板を用い、0.7〜1.1μｍ帯に発振波長を有す
る半導体レーザは、従来の光ディスクやレーザプリンタ
ばかりでなく、その高出力化に伴い固体レーザやファイ
バ増幅器あるいはファイバレーザ励起用光源、２次高調
波発生の１次光源、印刷などにおける熱書き込み感材へ
のレーザサーマル方式による画像形成用の光源、医療
用、レーザ加工や半田付け等の光源として用いられるよ
うになってきた。
ＧａＡｓ基板を用い、0.7〜1.1μｍ帯に発振波長を有す
る半導体レーザは、従来の光ディスクやレーザプリンタ
ばかりでなく、その高出力化に伴い固体レーザやファイ
バ増幅器あるいはファイバレーザ励起用光源、２次高調
波発生の１次光源、印刷などにおける熱書き込み感材へ
のレーザサーマル方式による画像形成用の光源、医療
用、レーザ加工や半田付け等の光源として用いられるよ
うになってきた。
【０００３】これらの応用においては、半導体レーザの
高出力化が極めて重要である。5μｍ程度以下の狭幅の
単一モードレーザにおいては、例えば0.98μｍや1.02μ
ｍのファイバ増幅器励起光源として、最大光出力500ｍ
Ｗ以上、実用光出力150ｍＷ以上が報告されている。他
方、ストライプ幅が50μｍ程度以上の多モードレーザに
おいては、例えば発振波長0.87μｍでの最大破壊光出力
は、100μｍ幅素子で11.3Ｗ、200μｍ幅素子で16.5Ｗが
報告されている（S.O'Brien, H.Zhao and R.J.Lang, El
ectronics Letters, Vol.34, No.2, p.184 (1998)参
照)。
高出力化が極めて重要である。5μｍ程度以下の狭幅の
単一モードレーザにおいては、例えば0.98μｍや1.02μ
ｍのファイバ増幅器励起光源として、最大光出力500ｍ
Ｗ以上、実用光出力150ｍＷ以上が報告されている。他
方、ストライプ幅が50μｍ程度以上の多モードレーザに
おいては、例えば発振波長0.87μｍでの最大破壊光出力
は、100μｍ幅素子で11.3Ｗ、200μｍ幅素子で16.5Ｗが
報告されている（S.O'Brien, H.Zhao and R.J.Lang, El
ectronics Letters, Vol.34, No.2, p.184 (1998)参
照)。
【０００４】また本発明者らは、発光領域近傍（量子井
戸層、および量子井戸に隣接してバリアとなる光導波
層）をＡlフリーとしてＡlの酸化による突発故障を防止
し、かつ、活性領域からの電子の漏れによる温度特性劣
化を防止するためにクラッド層にＡｌＧａＡｓを採用し
て、高出力化を達成できるようにした半導体レーザを提
案した（ T.Fukunaga, M.Wada, H.Asano and T.Hayakaw
a, Japanese Journal ofApplied Physics, Vol.34, No.
9B, p.L1175 (1995)参照）。
戸層、および量子井戸に隣接してバリアとなる光導波
層）をＡlフリーとしてＡlの酸化による突発故障を防止
し、かつ、活性領域からの電子の漏れによる温度特性劣
化を防止するためにクラッド層にＡｌＧａＡｓを採用し
て、高出力化を達成できるようにした半導体レーザを提
案した（ T.Fukunaga, M.Wada, H.Asano and T.Hayakaw
a, Japanese Journal ofApplied Physics, Vol.34, No.
9B, p.L1175 (1995)参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この本発明者らが提案
した半導体レーザにおいて、ＩｎＧａＰクラッド層の厚
みは量子井戸層の片側で0.1μｍ（両側計0.2μｍ）であ
って、活性層量子井戸へのレーザ光の閉じ込め係数
（Γ）は比較的大きかった。このため、ストライプ幅が
50μｍのデバイスをAPC（Automatic Power Control）モ
ードにて500ｍＷ、50℃にてエージングした時の駆動電
流の劣化率は、メディアン値で５×10-5ｈ-1と比較的大
きかった。また、ストライプ幅が200μｍのデバイスをA
PCモードにて2000ｍＷ、25℃にてエージングした時の駆
動電流の劣化率は、同じくメディアン値で５×10-5ｈ-1
であった。
した半導体レーザにおいて、ＩｎＧａＰクラッド層の厚
みは量子井戸層の片側で0.1μｍ（両側計0.2μｍ）であ
って、活性層量子井戸へのレーザ光の閉じ込め係数
（Γ）は比較的大きかった。このため、ストライプ幅が
50μｍのデバイスをAPC（Automatic Power Control）モ
ードにて500ｍＷ、50℃にてエージングした時の駆動電
流の劣化率は、メディアン値で５×10-5ｈ-1と比較的大
きかった。また、ストライプ幅が200μｍのデバイスをA
PCモードにて2000ｍＷ、25℃にてエージングした時の駆
動電流の劣化率は、同じくメディアン値で５×10-5ｈ-1
であった。
【０００６】これらの幅広のストライプを有する高出力
半導体レーザは５％程度の電流上昇で発振停止に至るた
め、後者の寿命のメディアン値は1000時間程度と推定さ
れ、これでは実用上不十分である。
半導体レーザは５％程度の電流上昇で発振停止に至るた
め、後者の寿命のメディアン値は1000時間程度と推定さ
れ、これでは実用上不十分である。
【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、Ａｌを含まない活性層材料の使用による長寿命
化の効果がさらに顕著に得られ、そして、長期信頼性も
より高い高出力半導体レーザを提供することを目的とす
る。
であり、Ａｌを含まない活性層材料の使用による長寿命
化の効果がさらに顕著に得られ、そして、長期信頼性も
より高い高出力半導体レーザを提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体レー
ザは、少なくとも量子井戸層および光導波層を含む活性
領域がＡｌを含まない材料からなり、クラッド層がＡｌ
ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰからなる半導体レーザ
において、前記光導波層の厚みが、量子井戸層の片側に
おいて0.25μｍ以上とされ、この光導波層の前記量子井
戸層側の少なくとも厚み10ｎｍの領域を除いて、該光導
波層に不純物が1017ｃｍ-3 以上ドーピングされている
ことを特徴とするものである。
ザは、少なくとも量子井戸層および光導波層を含む活性
領域がＡｌを含まない材料からなり、クラッド層がＡｌ
ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰからなる半導体レーザ
において、前記光導波層の厚みが、量子井戸層の片側に
おいて0.25μｍ以上とされ、この光導波層の前記量子井
戸層側の少なくとも厚み10ｎｍの領域を除いて、該光導
波層に不純物が1017ｃｍ-3 以上ドーピングされている
ことを特徴とするものである。
【０００９】なお、上記活性領域を構成するＡｌを含ま
ない材料としては、例えばＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0
≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）等を好適に用いることができる。
ない材料としては、例えばＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y（0
≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）等を好適に用いることができる。
【００１０】また本発明の半導体レーザにおいては、上
記ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰからなるクラッ
ド層の一部が、その下の光導波層との界面まで選択的に
除去されてリッジ構造をなしていることが望ましい。
記ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰからなるクラッ
ド層の一部が、その下の光導波層との界面まで選択的に
除去されてリッジ構造をなしていることが望ましい。
【００１１】
【発明の効果】本発明の半導体レーザにおいては、光導
波層の厚みを少なくとも一方において0.25μｍ以上とし
たことにより、量子井戸部の光密度（Γ／ｄ：ここでｄ
は量子井戸層の厚み）が低減し、それにより、内部損失
の低減および、光密度の４乗あるいはそれ以上に比例し
て増加するAPCエージング時の駆動電流の劣化速度の低
減が実現される。
波層の厚みを少なくとも一方において0.25μｍ以上とし
たことにより、量子井戸部の光密度（Γ／ｄ：ここでｄ
は量子井戸層の厚み）が低減し、それにより、内部損失
の低減および、光密度の４乗あるいはそれ以上に比例し
て増加するAPCエージング時の駆動電流の劣化速度の低
減が実現される。
【００１２】また、光導波層の量子井戸層側の少なくと
も厚み10ｎｍの領域を除いて、該光導波層に不純物（ド
ナまたはアクセプタ）が1017ｃｍ-3 以上ドーピングさ
れていることにより、光導波層が低抵抗化する。
も厚み10ｎｍの領域を除いて、該光導波層に不純物（ド
ナまたはアクセプタ）が1017ｃｍ-3 以上ドーピングさ
れていることにより、光導波層が低抵抗化する。
【００１３】以上のことに加えて、本来Ａｌを含まない
活性層材料を使用していることにより、半発明の半導体
レーザは顕著な長寿命化の効果が得られ、そして、長期
信頼性もより高いものとなる。
活性層材料を使用していることにより、半発明の半導体
レーザは顕著な長寿命化の効果が得られ、そして、長期
信頼性もより高いものとなる。
【００１４】特に、屈折率導波型レーザとして高品位の
特性を兼ね備えると同時に、これら特性の経時変化もほ
とんどないか極めて少ないため、雑音や強度・ビーム形
状の変化が問題となる画像分野の光源としてシステムの
信頼性を大きく向上するものである。
特性を兼ね備えると同時に、これら特性の経時変化もほ
とんどないか極めて少ないため、雑音や強度・ビーム形
状の変化が問題となる画像分野の光源としてシステムの
信頼性を大きく向上するものである。
【００１５】これら、画像分野の応用としては半導体レ
ーザ励起固体レーザを用いた印刷システムや、これとSH
Gとを組み合わせた可視や紫外の光源を用いたプリンタ
や画像スキャナがある。半導体レーザ光や半導体レーザ
光を光ファイバを通した後に熱書き込み用の直接露光光
源とする印刷や医療などの関連の熱感材を用いたプリン
タ分野の応用においては、一つのシステムに数個から百
個程度の高出力半導体レーザを用いるため、本発明の高
信頼化効果はシステムの信頼性向上に大きく貢献するも
のである。
ーザ励起固体レーザを用いた印刷システムや、これとSH
Gとを組み合わせた可視や紫外の光源を用いたプリンタ
や画像スキャナがある。半導体レーザ光や半導体レーザ
光を光ファイバを通した後に熱書き込み用の直接露光光
源とする印刷や医療などの関連の熱感材を用いたプリン
タ分野の応用においては、一つのシステムに数個から百
個程度の高出力半導体レーザを用いるため、本発明の高
信頼化効果はシステムの信頼性向上に大きく貢献するも
のである。
【００１６】なお従来、半導体レーザにおいてレーザ光
の導波損失は、残留キャリアによる自由キャリア吸収に
よって律速されると考えられて来たため、例えば米国特
許第5,818,860号明細書に示されているように、厚くし
た光導波層のキャリア濃度をできるだけ低くすること、
特にドーピングを実施しないことが行なわれている。し
たがって、本発明のように厚くした光導波層に対して、
不純物を1017ｃｍ-3以上もドーピングすることは、従来
全く考えられていなかった。
の導波損失は、残留キャリアによる自由キャリア吸収に
よって律速されると考えられて来たため、例えば米国特
許第5,818,860号明細書に示されているように、厚くし
た光導波層のキャリア濃度をできるだけ低くすること、
特にドーピングを実施しないことが行なわれている。し
たがって、本発明のように厚くした光導波層に対して、
不純物を1017ｃｍ-3以上もドーピングすることは、従来
全く考えられていなかった。
【００１７】また本発明の半導体レーザは屈折率導波型
の素子構成をとり、ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層とＩｎＧａＡｓＰ等からなる光導波層との
エッチング速度の違いにより、クラッド層を光導波層に
達するまでエッチング可能となる。この構成とする場合
は、光導波層の一部が絶縁膜や電流狭窄用の異なる半導
体層、あるいは再成長界面に接することになる。このよ
うな界面での非発光再結合による素子劣化が懸念される
が、光導波層をドーピングすることにより、注入された
少数キャリアの密度が低下して長寿命化が実現される。
の素子構成をとり、ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎ
Ｐクラッド層とＩｎＧａＡｓＰ等からなる光導波層との
エッチング速度の違いにより、クラッド層を光導波層に
達するまでエッチング可能となる。この構成とする場合
は、光導波層の一部が絶縁膜や電流狭窄用の異なる半導
体層、あるいは再成長界面に接することになる。このよ
うな界面での非発光再結合による素子劣化が懸念される
が、光導波層をドーピングすることにより、注入された
少数キャリアの密度が低下して長寿命化が実現される。
【００１８】さらに本発明の半導体レーザにおいては、
光導波層の厚みを従来よりも大きくしたことにより、ク
ラッド層へしみ出すエバネッセント光の裾引きが減少
し、そのため、特に上部クラッド層を薄くしてもキャッ
プ層の吸収の悪影響を受けにくくなる。したがって、従
来1.5μｍ以上必要であった上部クラッド層厚を１μｍ
以下にすることができる。このように上部クラッド層を
薄くすると、屈折率導波構造が有するエッチング後の凹
凸の大きさが小さくできるため、リソグラフィプロセス
が容易となり精度が向上する。また、デバイス完成後の
表面の凹凸の高さも減少するため、チップボンディング
の際に均一なろう材のぬれが得られ、放熱特性が向上す
る。
光導波層の厚みを従来よりも大きくしたことにより、ク
ラッド層へしみ出すエバネッセント光の裾引きが減少
し、そのため、特に上部クラッド層を薄くしてもキャッ
プ層の吸収の悪影響を受けにくくなる。したがって、従
来1.5μｍ以上必要であった上部クラッド層厚を１μｍ
以下にすることができる。このように上部クラッド層を
薄くすると、屈折率導波構造が有するエッチング後の凹
凸の大きさが小さくできるため、リソグラフィプロセス
が容易となり精度が向上する。また、デバイス完成後の
表面の凹凸の高さも減少するため、チップボンディング
の際に均一なろう材のぬれが得られ、放熱特性が向上す
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態による半導体レーザの断面構造を模式的に示すも
のである。図示の通りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１(Ｓｉ＝２×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層２(Ｓｉ＝５×1017ｃｍ-3ドープ、0.5μ
ｍ)、n−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層３(Ｓｉ＝５
×1017ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、アンドープSCH（Separat
e Confinement Heterostructure）活性層４、ｐ−Ａｌ
0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層５(Ｚｎ＝７×1017ｃｍ-3
ドープ、1μｍ)、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６(Ｚｎ＝２
×1019ｃｍ-3ドープ、0.3 μｍ)、およびＳｉＯ2絶縁膜
７を有している。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実
施形態による半導体レーザの断面構造を模式的に示すも
のである。図示の通りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡ
ｓ基板１(Ｓｉ＝２×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−Ｇａ
Ａｓバッファ層２(Ｓｉ＝５×1017ｃｍ-3ドープ、0.5μ
ｍ)、n−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層３(Ｓｉ＝５
×1017ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、アンドープSCH（Separat
e Confinement Heterostructure）活性層４、ｐ−Ａｌ
0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層５(Ｚｎ＝７×1017ｃｍ-3
ドープ、1μｍ)、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６(Ｚｎ＝２
×1019ｃｍ-3ドープ、0.3 μｍ)、およびＳｉＯ2絶縁膜
７を有している。
【００２０】なおアンドープSCH活性層４はｎ−Ｉｎ
0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ａ(Ｓｉ＝５×1017ｃｍ-3ド
ープ、0.3μｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ｂ(ア
ンドープ、0.1μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25
量子井戸層４ｃ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ
0.52Ｐ光導波層４ｄ(アンドープ、0.1μｍ)、ｐ−Ｉｎ
0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ｅ(Ｚｎ＝７×1017ｃｍ-3ド
ープ、0.3μｍ)からなる。
0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ａ(Ｓｉ＝５×1017ｃｍ-3ド
ープ、0.3μｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ｂ(ア
ンドープ、0.1μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25
量子井戸層４ｃ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ
0.52Ｐ光導波層４ｄ(アンドープ、0.1μｍ)、ｐ−Ｉｎ
0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ｅ(Ｚｎ＝７×1017ｃｍ-3ド
ープ、0.3μｍ)からなる。
【００２１】ここで光導波層厚みＷｇとして、量子井戸
層４ｃの片側の光導波層全体の厚みを規定する。本例で
は、Ｗｇ＝0.3μｍ＋0.1μｍ＝0.4μｍである。
層４ｃの片側の光導波層全体の厚みを規定する。本例で
は、Ｗｇ＝0.3μｍ＋0.1μｍ＝0.4μｍである。
【００２２】以下、この半導体レーザの製造方法を説明
する。まず減圧MOCVD法によりｎ−ＧａＡｓ基板１上にn
−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓク
ラッド層３、アンドープSCH活性層４、ｐ−Ａｌ0.63Ｇ
ａ0.37Ａｓクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６を
順次積層する。
する。まず減圧MOCVD法によりｎ−ＧａＡｓ基板１上にn
−ＧａＡｓバッファ層２、ｎ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓク
ラッド層３、アンドープSCH活性層４、ｐ−Ａｌ0.63Ｇ
ａ0.37Ａｓクラッド層５、ｐ−ＧａＡｓキャップ層６を
順次積層する。
【００２３】次に、フォトリソグラフィと、Ｈ2ＳＯ4:
Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合液を用いた化学エッチングと
により、底の幅が220μｍのリッジストライプ構造を形
成する。このとき、ｐ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド
層５とその下のＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ｃのエッ
チング速度は、前者の方が２０倍以上大きい性質を用い
て、メサエッチングをｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層
４ｅの直上にて再現性よく停止することができる。
Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合液を用いた化学エッチングと
により、底の幅が220μｍのリッジストライプ構造を形
成する。このとき、ｐ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド
層５とその下のＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層４ｃのエッ
チング速度は、前者の方が２０倍以上大きい性質を用い
て、メサエッチングをｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層
４ｅの直上にて再現性よく停止することができる。
【００２４】その後、プラズマCVDによりＳｉＯ2絶縁膜
７を形成し、フォトリソグラフィと希釈したHFを用い
て、メサの上面のメサの両端から１〜５μｍの範囲より
も内側の部分のＳｉＯ2絶縁膜７をエッチング除去す
る。
７を形成し、フォトリソグラフィと希釈したHFを用い
て、メサの上面のメサの両端から１〜５μｍの範囲より
も内側の部分のＳｉＯ2絶縁膜７をエッチング除去す
る。
【００２５】次に、p側電極８（Ｔｉ/Ｐｔ/Ｔｉ/Ｐｔ/
Ａｕ）を蒸着および熱処理により形成し、ｎ−ＧａＡｓ
基板１の底面を、研磨により、厚みが100〜150μｍ程度
になるまで薄くする。最後に、n側電極９（ＡｕＧｅ/Ｎ
ｉ/Ａｕ）蒸着および熱処理によって形成する。
Ａｕ）を蒸着および熱処理により形成し、ｎ−ＧａＡｓ
基板１の底面を、研磨により、厚みが100〜150μｍ程度
になるまで薄くする。最後に、n側電極９（ＡｕＧｅ/Ｎ
ｉ/Ａｕ）蒸着および熱処理によって形成する。
【００２６】このウエハから、共振器長1.5ｍｍ、長さ
約１ｃｍのレーザバーをダイアモンド針によるスクライ
ブと劈開により切り出し、光出射面は反射率20％、裏面
は反射率95％となるように光学膜をコーティングする。
最後にダイアモンド針によるスクライブと劈開により個
々のレーザチップを切り出す。このチップを銅ブロック
にInはんだ（厚み４〜５μｍ）を用いてｐ電極側を接着
した。
約１ｃｍのレーザバーをダイアモンド針によるスクライ
ブと劈開により切り出し、光出射面は反射率20％、裏面
は反射率95％となるように光学膜をコーティングする。
最後にダイアモンド針によるスクライブと劈開により個
々のレーザチップを切り出す。このチップを銅ブロック
にInはんだ（厚み４〜５μｍ）を用いてｐ電極側を接着
した。
【００２７】この半導体レーザは、室温において波長約
809ｎｍ、閾値電流660〜700ｍＡで発振し、４Ｗ以上の
高出力動作が可能であった。図２に、本レーザをヒート
シンク温度３０℃、２．２ＷにてAPC駆動した際の駆動
電流の経時変化を示す。ここから、本発明の効果により
極めて安定に動作していることが分かる。
809ｎｍ、閾値電流660〜700ｍＡで発振し、４Ｗ以上の
高出力動作が可能であった。図２に、本レーザをヒート
シンク温度３０℃、２．２ＷにてAPC駆動した際の駆動
電流の経時変化を示す。ここから、本発明の効果により
極めて安定に動作していることが分かる。
【００２８】本素子の内部導波損失は１〜２ｃｍ-1で低
損失が実現されており、光導波層のドーピングに起因す
る導波損失の増大は認められない。特に実施形態におけ
る材料構成では、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子
井戸層４ｃが導波損失の律速要因となっており、隣接す
る光導波層と量子井戸層との界面に起因する光散乱等が
導波損失の主要因として考えられる。この状況は、光導
波層４ａおよび４ｅに７×1017ｃｍ-3を超えるドープを
行なっても変わらない。
損失が実現されており、光導波層のドーピングに起因す
る導波損失の増大は認められない。特に実施形態におけ
る材料構成では、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子
井戸層４ｃが導波損失の律速要因となっており、隣接す
る光導波層と量子井戸層との界面に起因する光散乱等が
導波損失の主要因として考えられる。この状況は、光導
波層４ａおよび４ｅに７×1017ｃｍ-3を超えるドープを
行なっても変わらない。
【００２９】本実施形態の材料構成による効果を検討し
た結果を以下に記す。SCH活性層４の光閉じ込め係数Γ
と量子井戸の厚みｄ（μｍ）との比ｄ／Γの計算値を、
光導波層厚みＷｇ（μｍ）の関数として図３に示す。Ｗ
ｇ＝0.25μｍ以上では光スポット拡大によりピーク光強
度が低下する。
た結果を以下に記す。SCH活性層４の光閉じ込め係数Γ
と量子井戸の厚みｄ（μｍ）との比ｄ／Γの計算値を、
光導波層厚みＷｇ（μｍ）の関数として図３に示す。Ｗ
ｇ＝0.25μｍ以上では光スポット拡大によりピーク光強
度が低下する。
【００３０】また上記実施形態の素子をヒートシンク温
度30℃、2.4ＷにてAPC駆動した際の駆動電流の増加率の
メディアン値を、光導波層厚みＷｇ（μｍ）の関数とし
て図４に示す。Ｗｇ＝0.25μｍ以上では、光密度の低下
により劣化率を下げることができる。
度30℃、2.4ＷにてAPC駆動した際の駆動電流の増加率の
メディアン値を、光導波層厚みＷｇ（μｍ）の関数とし
て図４に示す。Ｗｇ＝0.25μｍ以上では、光密度の低下
により劣化率を下げることができる。
【００３１】さらに、本実施形態の素子と比較するため
に、SCH活性層４の全領域に不純物をドーピングしない
で、それ以外は上記実施形態と全く同様とした素子を作
成した。この素子と本実施形態の素子について、駆動電
圧と駆動電流との関係を測定した結果を図５に示す。こ
こに現れているように、ドーピングを実施することで、
駆動電圧が低下することが確認された。また、他の電気
−光学特性はドーピングの有無によって変わることはな
く、ドーピングを行なっても低損失が維持されることか
ら高効率特性が実現される。
に、SCH活性層４の全領域に不純物をドーピングしない
で、それ以外は上記実施形態と全く同様とした素子を作
成した。この素子と本実施形態の素子について、駆動電
圧と駆動電流との関係を測定した結果を図５に示す。こ
こに現れているように、ドーピングを実施することで、
駆動電圧が低下することが確認された。また、他の電気
−光学特性はドーピングの有無によって変わることはな
く、ドーピングを行なっても低損失が維持されることか
ら高効率特性が実現される。
【００３２】本発明の材料系の半導体レーザの残留損失
は、量子井戸自身による損失が支配的であるため、導波
損失は光導波層のドーピングに依存しないことが判明し
た。したがって、本発明の材料系の半導体レーザにおい
ては劣化機構および内部損失が活性層に起因し、さらに
は活性層内の光パワーに大きく依存するため、光導波層
厚みＷｇを0.25μｍ以上とすることで大きな改善効果が
得られる。
は、量子井戸自身による損失が支配的であるため、導波
損失は光導波層のドーピングに依存しないことが判明し
た。したがって、本発明の材料系の半導体レーザにおい
ては劣化機構および内部損失が活性層に起因し、さらに
は活性層内の光パワーに大きく依存するため、光導波層
厚みＷｇを0.25μｍ以上とすることで大きな改善効果が
得られる。
【００３３】次に、本発明の別の実施形態について説明
する。図６は、本発明の第２の実施形態による半導体レ
ーザの断面構造を模式的に示すものである。図示の通り
この半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板41(Ｓｉ＝２×1
018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−ＧａＡｓバッファ層42(Ｓ
ｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μｍ)、ｎ−Ａｌ0.55Ｇ
ａ0.45Ａｓクラッド層43(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドー
プ、1μｍ)、SCH活性層44、ｎ−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ
電流狭窄層45(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.8μ
ｍ)、ｎ−ＧａＡｓ保護層46(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドー
プ、0.01μｍ)、ｐ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層4
7(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、およびｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層48(Ｚｎ＝２×1019ｃｍ-3ドープ、0.3
μｍ)を有している。
する。図６は、本発明の第２の実施形態による半導体レ
ーザの断面構造を模式的に示すものである。図示の通り
この半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板41(Ｓｉ＝２×1
018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−ＧａＡｓバッファ層42(Ｓ
ｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μｍ)、ｎ−Ａｌ0.55Ｇ
ａ0.45Ａｓクラッド層43(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドー
プ、1μｍ)、SCH活性層44、ｎ−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ
電流狭窄層45(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.8μ
ｍ)、ｎ−ＧａＡｓ保護層46(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドー
プ、0.01μｍ)、ｐ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層4
7(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、およびｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層48(Ｚｎ＝２×1019ｃｍ-3ドープ、0.3
μｍ)を有している。
【００３４】なおSCH活性層44は、ｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ
0.52Ｐ光導波層44ａ(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.2
0μｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層44ｂ(アンドー
プ、0.05μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子
井戸層44ｃ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ
光導波層44ｄ(アンドープ、0.05μｍ)、ｐ−Ｉｎ0.48Ｇ
ａ0.52Ｐ光導波層44ｅ(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、
0.20μｍ)からなる。
0.52Ｐ光導波層44ａ(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.2
0μｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層44ｂ(アンドー
プ、0.05μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子
井戸層44ｃ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ
光導波層44ｄ(アンドープ、0.05μｍ)、ｐ−Ｉｎ0.48Ｇ
ａ0.52Ｐ光導波層44ｅ(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、
0.20μｍ)からなる。
【００３５】以下、この半導体レーザの製造方法を説明
する。本例では、第１の実施形態と異なり、２回の減圧
MOCVDにより作製する。まず第１回目のMOCVD成長におい
て、ｎ−ＧａＡｓ基板41の上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
42、n−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層43、アンドー
プSCH活性層44、n−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層4
5、ｎ−ＧａＡｓ保護層46を順次積層する。
する。本例では、第１の実施形態と異なり、２回の減圧
MOCVDにより作製する。まず第１回目のMOCVD成長におい
て、ｎ−ＧａＡｓ基板41の上にｎ−ＧａＡｓバッファ層
42、n−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層43、アンドー
プSCH活性層44、n−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層4
5、ｎ−ＧａＡｓ保護層46を順次積層する。
【００３６】次に、フォトリソグラフィと、Ｈ2ＳＯ4:
Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合液を用いた化学エッチングと
により、底の幅が200μｍのストライプ溝を形成する。
この場合も、SCH活性層44がｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光
導波層44ａ、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層44ｂ、Ｉｎ
0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層44ｃ、Ｉｎ0.48
Ｇａ0.52Ｐ光導波層44ｄ、ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導
波層44ｅからなるため、上部ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光
導波層44ｅの直上にてエッチングが停止する。
Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合液を用いた化学エッチングと
により、底の幅が200μｍのストライプ溝を形成する。
この場合も、SCH活性層44がｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光
導波層44ａ、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層44ｂ、Ｉｎ
0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層44ｃ、Ｉｎ0.48
Ｇａ0.52Ｐ光導波層44ｄ、ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導
波層44ｅからなるため、上部ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光
導波層44ｅの直上にてエッチングが停止する。
【００３７】その後第２回目のMOCVD成長として、ｐ−
Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層47およびｐ−ＧａＡｓ
キャップ層48を順次積層する。
Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層47およびｐ−ＧａＡｓ
キャップ層48を順次積層する。
【００３８】その後は第１実施形態と同様のプロセスに
より、ｐ側電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）49の
形成、基板研磨、ｎ側電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）50
の形成、バー切り出し、端面コーティング、チップ切り
出しを行ない、レーザチップが完成する。
より、ｐ側電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）49の
形成、基板研磨、ｎ側電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）50
の形成、バー切り出し、端面コーティング、チップ切り
出しを行ない、レーザチップが完成する。
【００３９】次に、本発明のさらに別の実施形態につい
て説明する。図７は、本発明の第３の実施形態による半
導体レーザの断面構造を模式的に示すものである。図示
の通りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板61(Ｓｉ
＝２×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−ＧａＡｓバッファ
層62(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μｍ)、ｎ−Ａ
ｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層63(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、1μｍ)、アンドープSCH活性層64、ｎ−Ａｌ
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層66(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、0.8μｍ)、ｎ−ＧａＡｓ保護層67(Ｓｉ＝１×1
018ｃｍ-3ドープ、0.1μｍ)、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
第１クラッド層65、(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.9
μｍ)、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第２クラッド層68、(Ｚ
ｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、およびｐ−ＧａＡ
ｓキャップ層69(Ｚｎ＝２×1019ｃｍ-3ドープ、0.3 μ
ｍ)を有している。
て説明する。図７は、本発明の第３の実施形態による半
導体レーザの断面構造を模式的に示すものである。図示
の通りこの半導体レーザは、ｎ−ＧａＡｓ基板61(Ｓｉ
＝２×1018ｃｍ-3ドープ)の上にｎ−ＧａＡｓバッファ
層62(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.5μｍ)、ｎ−Ａ
ｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層63(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、1μｍ)、アンドープSCH活性層64、ｎ−Ａｌ
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層66(Ｓｉ＝１×1018ｃｍ-3
ドープ、0.8μｍ)、ｎ−ＧａＡｓ保護層67(Ｓｉ＝１×1
018ｃｍ-3ドープ、0.1μｍ)、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ
第１クラッド層65、(Ｚｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.9
μｍ)、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第２クラッド層68、(Ｚ
ｎ＝１×1018ｃｍ-3ドープ、1μｍ)、およびｐ−ＧａＡ
ｓキャップ層69(Ｚｎ＝２×1019ｃｍ-3ドープ、0.3 μ
ｍ)を有している。
【００４０】なおSCH活性層64は、既述の実施形態と同
様にｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層64ａ(Ｓｉ＝５×1
017ｃｍ-3ドープ、0.50μｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導
波層64ｂ(アンドープ、0.05μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａ
ｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層64ｃ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉ
ｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層64ｄ(アンドープ、0.05μ
ｍ)、ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層64ｅ(Ｚｎ＝５×
1017ｃｍ-3ドープ、0.50μｍ)からなる。
様にｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層64ａ(Ｓｉ＝５×1
017ｃｍ-3ドープ、0.50μｍ)、Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導
波層64ｂ(アンドープ、0.05μｍ)、Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａ
ｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層64ｃ(アンドープ、10ｎｍ)、Ｉ
ｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層64ｄ(アンドープ、0.05μ
ｍ)、ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層64ｅ(Ｚｎ＝５×
1017ｃｍ-3ドープ、0.50μｍ)からなる。
【００４１】以下、この半導体レーザの製造方法を説明
する。本例では、３回の減圧MOCVDにより作製する。ま
ず第１回目のMOCVD成長において、n−ＧａＡｓ基板61の
上にｎ−ＧａＡｓバッファ層62、ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45
Ａｓクラッド層63、SCH活性層64、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4
Ａｓ第１クラッド層65およびｐ−ＧａＡｓ保護層(Ｚｎ
＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.01μｍ:図示外)を順次積層
する。
する。本例では、３回の減圧MOCVDにより作製する。ま
ず第１回目のMOCVD成長において、n−ＧａＡｓ基板61の
上にｎ−ＧａＡｓバッファ層62、ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45
Ａｓクラッド層63、SCH活性層64、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4
Ａｓ第１クラッド層65およびｐ−ＧａＡｓ保護層(Ｚｎ
＝１×1018ｃｍ-3ドープ、0.01μｍ:図示外)を順次積層
する。
【００４２】その後、プラズマCVDにより厚み0.25μｍ
のＳｉＯ2膜を形成し、フォトリソグラフィと希釈したH
Fにより、幅が200μｍのストライプ状のＳｉＯ2マスク
を形成する。次に、Ｈ2ＳＯ4:Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合
液を用いた化学エッチングにより、底の幅が200μｍの
メサストライプ構造を形成する。
のＳｉＯ2膜を形成し、フォトリソグラフィと希釈したH
Fにより、幅が200μｍのストライプ状のＳｉＯ2マスク
を形成する。次に、Ｈ2ＳＯ4:Ｈ2Ｏ2:Ｈ2Ｏ=20:1:1混合
液を用いた化学エッチングにより、底の幅が200μｍの
メサストライプ構造を形成する。
【００４３】第２回目のMOCVD成長として、ｎ−Ａｌ
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層66およびｎ−ＧａＡｓ保護
層67を順次積層する。このとき、ＳｉＯ2マスク上にも
多結晶が成長するが、次のエッチング工程にて除去でき
る。次いでＨ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏの混合液にて
短時間のエッチングをした後、希釈したHFによりＳｉＯ
２マスクを除去する。
0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層66およびｎ−ＧａＡｓ保護
層67を順次積層する。このとき、ＳｉＯ2マスク上にも
多結晶が成長するが、次のエッチング工程にて除去でき
る。次いでＨ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏの混合液にて
短時間のエッチングをした後、希釈したHFによりＳｉＯ
２マスクを除去する。
【００４４】その下の前記ｐ−ＧａＡｓ保護層をＨ２Ｓ
Ｏ4、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏの混合液にて短時間エッチング
した後、第３回目のMOCVD成長により、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ
0.4Ａｓ第２クラッド層68およびｐ−ＧａＡｓキャップ
層69を積層する。
Ｏ4、Ｈ2Ｏ2およびＨ2Ｏの混合液にて短時間エッチング
した後、第３回目のMOCVD成長により、ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ
0.4Ａｓ第２クラッド層68およびｐ−ＧａＡｓキャップ
層69を積層する。
【００４５】その後は既述の実施形態と同様のプロセス
により、ｐ側電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）70
の形成、基板研磨、ｎ側電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）
71の形成、バー切り出し、端面コーティング、チップ切
り出しを行ない、レーザチップが完成する。
により、ｐ側電極（Ｔｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）70
の形成、基板研磨、ｎ側電極（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）
71の形成、バー切り出し、端面コーティング、チップ切
り出しを行ない、レーザチップが完成する。
【００４６】以上、ブロードストライプ半導体レーザに
ついてのみ説明したが、これ以外の幅広の横多モードレ
ーザや、ストライプ幅が6μｍ程度以下の単一横モード
半導体レーザにも本発明を適用することが可能である。
ついてのみ説明したが、これ以外の幅広の横多モードレ
ーザや、ストライプ幅が6μｍ程度以下の単一横モード
半導体レーザにも本発明を適用することが可能である。
【００４７】そして、少なくとも量子井戸層および光導
波層を含む活性層は基本的に、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y
（0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）であれば良く、部分的に基板に
格子整合しない歪み層を用いることも可能である。ま
た、量子井戸層を挟む光導波層は同一の厚みとしたが、
異なっていてもよい。この際には、量子井戸層は最大光
強度の位置よりずれて光閉じ込め係数Γが小さい側へず
れるため、厚い方の光導波層の厚みが0.25μｍ以上であ
れば、量子井戸内の光密度を下げる効果がある。
波層を含む活性層は基本的に、ＩｎxＧａ1-xＡｓyＰ1-y
（0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）であれば良く、部分的に基板に
格子整合しない歪み層を用いることも可能である。ま
た、量子井戸層を挟む光導波層は同一の厚みとしたが、
異なっていてもよい。この際には、量子井戸層は最大光
強度の位置よりずれて光閉じ込め係数Γが小さい側へず
れるため、厚い方の光導波層の厚みが0.25μｍ以上であ
れば、量子井戸内の光密度を下げる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施形態であるリッジ導波路型
半導体レーザの模式構成図
半導体レーザの模式構成図
【図２】上記第１実施形態のリッジ導波路型半導体レー
ザの駆動電流の径時変化を示す説明図
ザの駆動電流の径時変化を示す説明図
【図３】量子井戸における光密度の逆数に比例する「d/
Γ」の値の、光導波層厚みＷｇに対する依存性を示す説
明図
Γ」の値の、光導波層厚みＷｇに対する依存性を示す説
明図
【図４】リッジ導波路型半導体レーザの駆動電流劣化率
の、光導波層厚みＷｇに対する依存性を示す説明図
の、光導波層厚みＷｇに対する依存性を示す説明図
【図５】上記第１実施形態のリッジ導波路型半導体レー
ザと、従来の半導体レーザの電流−電圧特性を比較して
示すグラフ
ザと、従来の半導体レーザの電流−電圧特性を比較して
示すグラフ
【図６】本発明の第２の実施形態であるリッジ導波路型
半導体レーザの模式構成図
半導体レーザの模式構成図
【図７】本発明の第３の実施形態であるリッジ導波路型
半導体レーザの模式構成図
半導体レーザの模式構成図
１ ｎ−ＧａＡｓ基板 ２ ｎ−ＧａＡｓバッファ層 ３ ｎ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層 ４ SCH活性層 ４ａ ｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 ４ｂ アンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 ４ｃ Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層 ４ｄ アンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 ４ｅ ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 ５ ｐ−Ａｌ0.63Ｇａ0.37Ａｓクラッド層 ６ ｐ−ＧａＡｓキャップ層 ７ ＳｉＯ2絶縁膜 ８ p側電極 ９ n側電極 41 ｎ−ＧａＡｓ基板 42 ｎ−ＧａＡｓバッファ層 43 ｎ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層 44 SCH活性層 44ａ ｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 44ｂ アンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 44ｃ Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層 44ｄ アンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 44ｅ ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 45 ｎ−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層 46 ｎ−ＧａＡｓ保護層 47 ｐ−Ａｌ0.55Ｇａ0.45Ａｓクラッド層 48 ｐ−ＧａＡｓキャップ層 49 ｐ側電極 50 ｎ側電極 61 ｎ−ＧａＡｓ基板 62 ｎ−ＧａＡｓバッファ層 63 ｎ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓクラッド層 64 SCH活性層 64ａ ｎ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 64ｂ アンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 64ｃ Ｉｎ0.13Ｇａ0.87Ａｓ0.75Ｐ0.25量子井戸層 64ｄ アンドープＩｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 64ｅ ｐ−Ｉｎ0.48Ｇａ0.52Ｐ光導波層 65 ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第１クラッド層 66 ｎ−Ａｌ0.65Ｇａ0.35Ａｓ電流狭窄層 67 ｎ−ＧａＡｓ保護層 68 ｐ−Ａｌ0.6Ｇａ0.4Ａｓ第２クラッド層 69 ｐ−ＧａＡｓキャップ層 70 ｐ側電極 71 ｎ側電極
フロントページの続き (72)発明者 和田 貢 神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地 富 士写真フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 5F073 AA13 AA45 AA73 AA83 AA89 BA06 BA07 CA13 EA24
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも量子井戸層および光導波層を
含む活性領域がＡｌを含まない材料からなり、クラッド
層がＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎＰからなる半導
体レーザにおいて、 前記光導波層の厚みが、量子井戸層の片側において0.25
μｍ以上とされ、 この光導波層の前記量子井戸層側の少なくとも厚み10ｎ
ｍの領域を除いて、該光導波層に不純物が1017ｃｍ-3
以上ドーピングされていることを特徴とする半導体レー
ザ。 - 【請求項２】 前記Ａｌを含まない材料がＩｎxＧａ1-x
ＡｓyＰ1-y（0≦ｘ≦1、0≦ｙ≦1）であることを特徴と
する請求項１記載の半導体レーザ。 - 【請求項３】 前記ＡｌＧａＡｓあるいはＡｌＧａＩｎ
Ｐからなるクラッド層の一部が、その下の光導波層との
界面まで選択的に除去されてリッジ構造をなしているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23911999A JP2001068789A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 半導体レーザ |
| US09/648,807 US6625190B1 (en) | 1999-08-26 | 2000-08-28 | Semiconductor laser device having thickened impurity-doped aluminum-free optical waveguide layers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23911999A JP2001068789A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 半導体レーザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001068789A true JP2001068789A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17040083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23911999A Pending JP2001068789A (ja) | 1999-08-26 | 1999-08-26 | 半導体レーザ |
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| Country | Link |
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| US (1) | US6625190B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001068789A (ja) |
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| WO2003100930A1 (fr) | 2002-05-08 | 2003-12-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Module laser |
| US7649921B2 (en) | 2002-05-08 | 2010-01-19 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser module |
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| JP2006128609A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-05-18 | Toshiba Corp | リッジ導波型半導体レーザおよびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4546480A (en) * | 1983-08-19 | 1985-10-08 | Xerox Corporation | Injection lasers with quantum size effect transparent waveguiding |
| US4731789A (en) * | 1985-05-13 | 1988-03-15 | Xerox Corporation | Clad superlattice semiconductor laser |
| US5212704A (en) * | 1991-11-27 | 1993-05-18 | At&T Bell Laboratories | Article comprising a strained layer quantum well laser |
| US5742629A (en) * | 1995-07-21 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor laser and production method thereof |
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| US5818860A (en) | 1996-11-27 | 1998-10-06 | David Sarnoff Research Center, Inc. | High power semiconductor laser diode |
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1999
- 1999-08-26 JP JP23911999A patent/JP2001068789A/ja active Pending
-
2000
- 2000-08-28 US US09/648,807 patent/US6625190B1/en not_active Expired - Fee Related
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| CN100397734C (zh) * | 2002-05-08 | 2008-06-25 | 古河电气工业株式会社 | 激光器组件 |
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