JP2006196805A - 半導体レーザ - Google Patents
半導体レーザ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006196805A JP2006196805A JP2005008617A JP2005008617A JP2006196805A JP 2006196805 A JP2006196805 A JP 2006196805A JP 2005008617 A JP2005008617 A JP 2005008617A JP 2005008617 A JP2005008617 A JP 2005008617A JP 2006196805 A JP2006196805 A JP 2006196805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- quantum dots
- reflection film
- self
- layer
- 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
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【解決手段】 自己形成型量子ドット6Aからなる活性層が形成され、一方の端面に高反射膜HRが、また、他方の端面に低反射膜LRが形成された半導体レーザであって、高反射膜HR側に於ける量子ドット6Aの密度が低反射膜LR側に於ける量子ドット6Aの密度に比較して大きいことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
(1)
n型GaAs基板1上にn型GaAsバッファ層2、n型AlGaAsクラッド層3、ノンドープGaAs−SCH層4、ノンドープInGaAs下地層5を成膜する。
(a)n型GaAsバッファ層2について
厚さ:500nm
ドーピング濃度:1.0×1018cm-3
(b)n型AlGaAsクラッド層3について
Al組成:40%
ドーピング濃度:6.0×1017cm-3
厚さ:1400nm
(c)ノンドープGaAs−SCH層4について
厚さ:150nm
(d)ノンドープInGaAs下地層5について
In組成:0.15
厚さ:4nm
(2)
幅300μm、長さが150μmのレジストパターンをEB露光もしくは干渉露光に依って形成し、次いで、スパッタ法を適用することに依り、全面にSiO2 膜を形成し、次いで、レジストパターンを剥離し、その上のSiO2 膜をリフトオフすることで、第1下地領域形成予定部分を覆うSiO2 からなるマスクパターン13を形成する。尚、L1及びL2は共に150μmである。
(3)
レジストを剥離後、ドライエッチング法、或いは、ウエットエッチング法を適用することに依り、マスクパターン13で覆われていない箇所のInGaAs下地層5をエッチングして第2下地領域形成予定部分となるべき段差領域を形成する。この工程を経ることで第1下地領域5Aが形成される。次いで、前記段差部分を埋める厚さ4nmのGaAsからなる第2下地領域5Bを形成する。
(4)
第1下地領域5A及び第2下地領域5Bからなる下地層上にInAs量子ドット6Aを形成する。次いで、厚さ4nmでIn組成が0.15であるノンドープInGaAsキャップ層6を形成する。次いで、厚さ150nmのノンドープGaAs−SCH層7を形成する。次いで、Al組成が0.4でドーピング濃度が1.0×1018cm-3、厚さが1400nmのp型AlGaAsクラッド層8を形成する。次いで、Al組成が0.2、ドーピング濃度が2.0×1019cm-3、厚さが20nmのp型AlGaAsクラッド層9を形成する。更にその上部にドーピング濃度が2.0×1019cm-2、厚さが400nmのp型GaAsコンタクト層10を形成する。
その後、EB露光法或いは干渉露光法を適用することに依り、幅が3.0μm、長さが300μmの溝をもつレジストパターンを形成し、次いで、スパッタリング法を適用することに依ってSiO2 膜を形成し、前記レジストパターンを溶解するリフトオフに依って前記SiO2 膜のパターニングを行い、メサ形成予定部分を覆うSiO2 膜のみを残して他を除去し、残ったSiO2 膜をマスクとしてドライエッチング法を適用して高さ1500nm、幅3μmのリッジメサを形成してからSiO2 膜からなるマスクを除去する。最後にp型GaAsコンタクト層10上にp側電極11を、そして、n型GaAs基板1裏面にn側電極12を形成し、更に、低反射膜LR及び高反射膜HRを形成して完成する。
(a) n型AlGaAsクラッド層3表面に周期が200nm、高さが20nmの凹凸 構造を形成し、それをノンドープGaAs−SCH層4で埋め込み、回折格子14 を形成してあること。尚、14Aはλ/4位相シフトを示している。
(b) ノンドープGaAs−SCH層4上に形成した下地層が前端面(出射端面)側及 び後端面側でノンドープInGaAs第1下地領域5Aになっていて、その間に在 る部分(λ/4位相シフト14A及びその近傍)がノンドープGaAs第2下地領 域5Bになっていること。
(c) その結果、量子ドット6Aは、前端面側及び後端面側で高い密度で形成され、中 央部分では低い密度で形成されていること。尚、前端面及び後端面には無反射膜A Rが形成されている。
にある。
(b) ノンドープInGaAs第1下地領域5A及びノンドープGaAs第2下地領域 5Bを形成するには、ノンドープGaAs−SCH層4上にIn組成が0.15、 厚さ4nmのノンドープInGaAs層を形成し、次いで、EB露光法或いは干渉 露光法を適用し、第2下地領域形成予定部分に幅300μm、長さ100μmのレ ジストパターンを形成し、その後、スパッタ法により全面にSiO2 膜を形成し、 次いで、レジストを剥離し、その上のSiO2 膜をリフトオフすることで、半導体 レーザの前端面側及び後端面側の第1下地領域形成予定部分を覆うSiO2 からな るマスクパターンを形成し、ドライエッチング法もしくはウエットエッチング法を 適用することに依り、マスクパターンが施されていない箇所、即ち、中央部分に表 出されているノンドープInGaAs層をエッチングして溝を形成し、続いて、前 記溝にGaAsを選択成長して埋め込むことで第2下地領域5Bが形成され、その 両側には第1下地領域5Aが形成された構造を作製する。
(c) 前端面側及び後端面側の二箇所に在る第1下地領域5A及び二箇所の第1下地領 域5Aに挟まれた第2下地領域5Bからなる下地層上にInAs量子ドット6Aを 形成すると、中央部分に於ける量子ドット6Aの密度は低く、その両側に於ける量 子ドット6Aの密度は高くなる。
(1) n型GaAs基板1上にn型GaAsバッファ層2、n型AlGaAsクラッド層3、ノンドープGaAs−SCH層4を形成する。尚、各層の寸法、不純物濃度、組成などは実施例1と全く同じである。
量子ドット6Aを埋め込むノンドープInGaAsキャップ層6を形成する。
ノンドープGaAs−SCH層7を形成してから、その上に長さL1が150μm、幅300μmのSiO2 からなるマスクパターン13を形成する。
(5)
ドライエッチング法を適用することに依り、マスクパターン13をマスクとしてノンドープGaAs−SCH層7、ノンドープInGaAsキャップ層6、量子ドット6Aのエッチングを行う。この工程に依り、マスクパターン13で覆われていない部分には段差部分が生成される。
(6)
段差部分に表出させたノンドープGaAs−SCH層4を下地として面密度が1.5×1010cm-2であるInAs量子ドット6Aを形成する。ここで、量子ドット6Aの成長時に面密度を変えるには、前記工程(2)で適用した量子ドットの成長温度に比較して高い温度で成長するか、若しくは、InAsの供給量を少なくすることで実現できる。
段差部分にノンドープInGaAsキャップ層6、ノンドープGaAs−SCH層7をを積層形成する。
(8)
マスクパターン13を除去した後、p型AlGaAsクラッド層8、p型AlGaAsクラッド層9、p型GaAsコンタクト層10を形成する。
幅が3.0μm、長さが300μmのSiO2 からなるマスクパターンを形成し、ドライエッチング法を適用することに依り、幅Wが3.0μm、高さHが1500nmのリッジメサを形成する。
リッジメサ上部にp 側電極11を、そして、n型GaAs基板側にn側電極12を形成する。
最後に、量子ドットの密度が高い(3.0×1010cm-2)側の端面に反射率が90%の高反射膜HRを、そして、量子ドットの密度が低い(1.5×1010cm-2)側の端面に反射率が5%の低反射膜LRを形成する。
自己形成型量子ドットからなる活性層が形成され、一方の端面に高反射膜が、また、他方の端面に低反射膜が形成された半導体レーザに於いて、
高反射膜側に於ける量子ドットの密度が低反射膜側に於ける量子ドットの密度に比較して大きいこと
を特徴とする半導体レーザ。
レーザ共振器軸方向に於ける高反射膜側と低反射膜側とで格子定数を異にする複数の下地領域からなる自己形成型量子ドットの下地層が形成されていること
を特徴とする(付記1)記載の半導体レーザ。
複数層の自己形成型量子ドットからなる活性層を備えてなること を特徴とする(付記1)或いは(付記2)記載の半導体レーザ。
レーザ共振器軸方向に於ける高反射膜側と低反射膜側とで格子定数を異にする複数の下地領域からなる自己形成型量子ドットの下地層及び該下地層上に生成された自己形成型量子ドットからなる活性層を一組の層として複数組の層が形成されていること
を特徴とする(付記2)記載の半導体レーザ。
共振器軸方向の任意の位置にλ/4の位相シフトが形成された回折格子を備え、且つ、自己形成型量子ドットからなる活性層を備え、両端面に無反射膜が形成された分布帰還型半導体レーザに於いて、
前記位相シフトが存在する位置の近傍に於ける自己型成型量子ドットの密度が前記位相シフトが存在する位置から両端面方向に延在する自己形成型量子ドットの密度に比較して小さいこと
を特徴とする分布帰還型半導体レーザ。
位相シフトが存在する位置の近傍の下地領域と前記位相シフトが存在する位置から両端面方向に延在する下地領域とで格子定数を異にする2種類の半導体で構成された下地層上に自己形成型量子ドットからなる活性層が形成されてなること
を特徴とする(付記5)記載の分布帰還型半導体レーザ。
複数層の自己形成型量子ドットからなる活性層を備えてなること
を特徴とする(付記5)或いは(付記6)記載の分布帰還型半導体レーザ。
位相シフトが存在する位置の近傍の下地領域と前記位相シフトが存在する位置から両端面方向に延在する下地領域とで格子定数を異にする2種類の半導体で構成された下地層及び該下地層上に生成された自己形成型量子ドットからなる活性層を一組の層として複数組の層が形成されてなること
を特徴とする(付記6)記載の分布帰還型半導体レーザ。
2 n型GaAsバッファ層
3 n型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層
4 GaAs−SCH層
5A In0.15Ga0.85As第1下地領域
5B GaAs第2下地領域
6 In0.15Ga0.85Asキャップ層
7 GaAs−SCH層
8 p型Al0.4 Ga0.6 Asクラッド層
9 p型Al0.2 Ga0.8 As格子定数差緩和兼クラッド層
10 p型GaAsコンタクト層
11 p側電極
12 n側電極
HR 高反射膜
LR 低反射膜
Claims (4)
- 自己形成型量子ドットからなる活性層が形成され、一方の端面に高反射膜が、また、他方の端面に低反射膜が形成された半導体レーザに於いて、
高反射膜側に於ける量子ドットの密度が低反射膜側に於ける量子ドットの密度に比較して大きいこと
を特徴とする半導体レーザ。 - レーザ共振器軸方向に於ける高反射膜側と低反射膜側とで格子定数を異にする複数の下地領域からなる自己形成型量子ドットの下地層が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 共振器軸方向の任意の位置にλ/4の位相シフトが形成された回折格子を備え、且つ、自己形成型量子ドットからなる活性層を備え、両端面に無反射膜が形成された分布帰還型半導体レーザに於いて、
前記位相シフトが存在する位置の近傍に於ける自己形成型量子ドットの密度が前記位相シフトが存在する位置から両端面方向に延在する自己形成型量子ドットの密度に比較して小さいこと
を特徴とする分布帰還型半導体レーザ。 - 位相シフトが存在する位置の近傍の下地領域と前記位相シフトが存在する位置から両端面方向に延在する下地領域とで格子定数を異にする2種類の半導体で構成された下地層上に自己形成型量子ドットからなる活性層が形成されてなること
を特徴とする請求項3記載の分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008617A JP4652061B2 (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 半導体レーザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005008617A JP4652061B2 (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 半導体レーザ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006196805A true JP2006196805A (ja) | 2006-07-27 |
JP4652061B2 JP4652061B2 (ja) | 2011-03-16 |
Family
ID=36802614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005008617A Active JP4652061B2 (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 半導体レーザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4652061B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008098299A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子及びその製造方法 |
JP2008218765A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Fujitsu Ltd | 半導体光増幅器およびその製造方法 |
JP2011192877A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 半導体レーザー装置 |
JP2011192878A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 半導体レーザー装置 |
CN107104362A (zh) * | 2016-02-23 | 2017-08-29 | 普里马电子股份公司 | 半导体激光二极管及其制造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003309322A (ja) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Fujitsu Ltd | 自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子 |
-
2005
- 2005-01-17 JP JP2005008617A patent/JP4652061B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003309322A (ja) * | 2002-04-16 | 2003-10-31 | Fujitsu Ltd | 自己形成量子ドットを用いた半導体発光素子 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008098299A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光素子及びその製造方法 |
US7706422B2 (en) * | 2006-10-10 | 2010-04-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor optical element |
US8068527B2 (en) | 2006-10-10 | 2011-11-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor optical element |
US8179942B2 (en) | 2006-10-10 | 2012-05-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor optical element |
US8279905B2 (en) | 2006-10-10 | 2012-10-02 | Mitsubishi Electric Corporation | Method of manufacturing semiconductor optical element |
JP2008218765A (ja) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Fujitsu Ltd | 半導体光増幅器およびその製造方法 |
JP2011192877A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 半導体レーザー装置 |
JP2011192878A (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-29 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 半導体レーザー装置 |
CN107104362A (zh) * | 2016-02-23 | 2017-08-29 | 普里马电子股份公司 | 半导体激光二极管及其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4652061B2 (ja) | 2011-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009116140A1 (ja) | 光半導体素子及びその製造方法 | |
JP2004179274A (ja) | 光半導体装置 | |
JP5247444B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP3842976B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザとその製造方法 | |
JP2007095758A (ja) | 半導体レーザ | |
US6195375B1 (en) | Self-pulsation type semiconductor laser | |
JPH03208388A (ja) | 半導体レーザ及びその製造方法と不純物拡散方法 | |
JP4295776B2 (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
JP4652061B2 (ja) | 半導体レーザ | |
US6430203B1 (en) | Semiconductor laser device with non-oxidized facet regions | |
JP2010232371A (ja) | 半導体光増幅素子 | |
JP3204474B2 (ja) | 利得結合分布帰還型半導体レーザとその作製方法 | |
JP2003332694A (ja) | 半導体レーザ | |
JPH07154024A (ja) | 半導体レーザー | |
JP4599700B2 (ja) | 分布帰還型半導体レーザ | |
JP4027639B2 (ja) | 半導体発光装置 | |
JP2882335B2 (ja) | 光半導体装置およびその製造方法 | |
JP4953392B2 (ja) | 光半導体装置 | |
JP4652712B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5310271B2 (ja) | 半導体レーザ素子 | |
JP5163355B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP4822244B2 (ja) | 自己形成型量子ドットを用いた半導体発光素子 | |
JP2004031402A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ素子 | |
JP2004128372A (ja) | 分布帰還型半導体レーザ素子 | |
JP2003304035A (ja) | 半導体光素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071120 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100727 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100803 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100928 |
|
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: 20101214 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4652061 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 3 |