JP2010153564A - Semiconductor laser element and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor laser element and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010153564A JP2010153564A JP2008329596A JP2008329596A JP2010153564A JP 2010153564 A JP2010153564 A JP 2010153564A JP 2008329596 A JP2008329596 A JP 2008329596A JP 2008329596 A JP2008329596 A JP 2008329596A JP 2010153564 A JP2010153564 A JP 2010153564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- type cladding
- conductivity type
- cladding layer
- guide 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、高出力用途の半導体レーザ素子及びその製造方法に関し、特に結晶性の低下を防ぎ、混晶組成を精密に制御することができる半導体レーザ素子及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser device for high power use and a method for manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor laser device capable of preventing a decrease in crystallinity and precisely controlling a mixed crystal composition and a method for manufacturing the same.
半導体レーザ素子において、ガイド層と活性層のバンドギャップエネルギーの差をクラッド層と活性層のバンドギャップエネルギーの差の0.66倍以下にすると、動作電圧を低減できることが知られている。この条件を満たすために必要なバンドギャップエネルギーを持つガイド層として、従来はInGaAsPを用いていた(例えば、特許文献1,2参照)。 In a semiconductor laser device, it is known that the operating voltage can be reduced if the difference in band gap energy between the guide layer and the active layer is 0.66 times or less of the difference in band gap energy between the cladding layer and the active layer. Conventionally, InGaAsP has been used as a guide layer having a band gap energy necessary to satisfy this condition (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
しかし、InGaAsPは、結晶成長において非混和性領域が存在する。特にGaAs基板に格子整合する組成やAsの比率が小さい組成で、その影響が深刻である。非混和性領域において結晶成長したInGaAsPでは、相分離の発生によって結晶表面のモフォロジー悪化や、光学特性、電気特性の劣化などが起こる(例えば、非特許文献1参照)。こうした結晶性の低下は、半導体レーザ素子の性能に悪影響を与える。 However, InGaAsP has immiscible regions in crystal growth. In particular, the effect of the lattice matching with the GaAs substrate and the composition with a small ratio of As are serious. InGaAsP crystal grown in the immiscible region causes deterioration of the crystal surface morphology, optical characteristics, and electrical characteristics due to the occurrence of phase separation (see, for example, Non-Patent Document 1). Such a decrease in crystallinity adversely affects the performance of the semiconductor laser device.
また、InGaAsPは、結晶成長時に材料ガスであるAsH3とPH3の分解率の比率が成長温度によって大きく左右されるため、混晶組成の精密制御が非常に困難である。従って、半導体レーザ素子の性能を規格内に歩留り良く収めることができなかった。 In InGaAsP, the ratio of the decomposition rate of AsH 3 and PH 3 which are material gases at the time of crystal growth depends greatly on the growth temperature, so that it is very difficult to precisely control the mixed crystal composition. Therefore, the performance of the semiconductor laser device could not be kept within the standard with good yield.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、結晶性の低下を防ぎ、混晶組成を精密に制御することができる半導体レーザ素子及びその製造方法を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a semiconductor laser device capable of preventing a decrease in crystallinity and precisely controlling a mixed crystal composition and a method for manufacturing the same. Is.
本発明は、第1導電型GaAs基板と、この第1導電型GaAs基板上に順番に形成された第1の第1導電型クラッド層、第1ガイド層、活性層、第2ガイド層、第1の第2導電型クラッド層、及び第2導電型コンタクト層とを備え、レーザ共振器の端面に窓構造が形成されておらず、前記第1ガイド層及び前記第2ガイド層は、自然超格子が形成されたInGaPからなり、前記第1ガイド層及び前記第2ガイド層の室温におけるバンドギャップは1.77〜1.88eVであることを特徴とする半導体レーザ素子である。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。 The present invention includes a first conductivity type GaAs substrate and a first first conductivity type cladding layer, a first guide layer, an active layer, a second guide layer, a first guide layer, and a first guide layer formed in order on the first conductivity type GaAs substrate. A second conductive type cladding layer and a second conductive type contact layer, no window structure is formed on the end face of the laser resonator, and the first guide layer and the second guide layer The semiconductor laser device is characterized in that it is made of InGaP with a lattice, and the band gap at room temperature of the first guide layer and the second guide layer is 1.77 to 1.88 eV. Other features of the present invention will become apparent below.
本発明により、結晶性の低下を防ぎ、混晶組成を精密に制御することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in crystallinity and precisely control the mixed crystal composition.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る半導体レーザ素子を示す斜視図である。n型GaAs基板10上に、n型クラッド層12、n側ガイド層14、活性層16、p側ガイド層18、p型クラッド層20、及びp型コンタクト層22が順番に形成されている。p型クラッド層20の上部分の両側には、プロトン注入領域24が形成されている。p型コンタクト層22上にp電極26が形成され、n型GaAs基板10の下面にn電極28が形成されている。また、本実施の形態に係る半導体レーザ素子では、レーザ共振器の端面に窓構造が形成されていない。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to the first embodiment. On the n-
n型GaAs基板10の面方位は(100)面から<111>B方向に0.5°〜10°傾いている。n型クラッド層12及びp型クラッド層20はAl0.15Ga0.35In0.50P、活性層16はGaAs0.88P0.12、p型コンタクト層22はGaAsからなる。活性層16として上記材料を用いることにより、発振波長が808nm近傍となる半導体レーザを実現することができる。
The plane orientation of the n-
また、本実施の形態の特徴として、n側ガイド層14及びp側ガイド層18は、自然超格子が形成されたIn0.49Ga0.51Pからなる。ここで、自然超格子とはInとGaがIII族原子層面内で規則的に配置された構造である。このn側ガイド層14及びp側ガイド層18の室温におけるバンドギャップは1.77〜1.88eVである。
As a feature of the present embodiment, the n-
上記半導体レーザ素子の動作時には、p型クラッド層20側から活性層16に正孔が注入され、n型クラッド層12側から活性層16に電子が注入される。これらの正孔と電子の結合により、活性層16にレーザ光が発生する。なお、プロトンは注入した領域を高抵抗にする作用があるので、電流はプロトン注入領域24を避けて流れる。
During the operation of the semiconductor laser device, holes are injected into the
本実施の形態に係る半導体レーザ素子の製造方法について説明する。まず、n型GaAs基板10上に、MOCVD法等によって、n型不純物としてシリコン(Si)が添加されたn型クラッド層12、不純物添加のないn側ガイド層14、活性層16、p側ガイド層18、p型不純物として亜鉛(Zn)やマグネシウム(Mg)等が添加されたp型クラッド層20、及びp型コンタクト層22を順番に形成する。
A method for manufacturing the semiconductor laser device according to the present embodiment will be described. First, an n-
ここで、MOCVD成長の成長温度を例えば650℃とし、成長圧力を例えば100mbar等とする。各層を形成するための原料ガスとして、例えばトリメチルアルミニウム(Trimethylaluminum: TMA)、トリメチルインジウム(Trimethylindium: TMI)、トリメチルガリウム(Trimethylgallium: TMG)、フォスフィン(Phosphine: PH3)、アルシン(Arsine: AsH3)、ジシラン(Si2H6)、ジエチル亜鉛(Diethylzinc: DEZ)、シクロペンタジエニルマグネシウム(Cyclopentadienyl Magnesium: Cp2Mg)を用いる。これら原料ガスをマスフローコントローラー(Mass Flow Controller: MFC)等を用いて流量を制御することで、所望の組成の層を得る。 Here, the growth temperature of MOCVD growth is set to, for example, 650 ° C., and the growth pressure is set to, for example, 100 mbar. As a source gas for forming each layer, for example, trimethyl aluminum (Trimethylaluminum: TMA), trimethyl indium (Trimethylindium: TMI), trimethyl gallium (Trimethylgallium: TMG), phosphine (Phosphine: PH 3), arsine (Arsine: AsH 3) Disilane (Si 2 H 6 ), diethyl zinc (Diethylzinc: DEZ), and cyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) are used. A layer having a desired composition is obtained by controlling the flow rate of these source gases using a mass flow controller (MFC) or the like.
このエピタキシャル積層構造を形成した後、パターン転写等により部分的にプロトン注入領域24を形成し、p型コンタクト層22の上にp電極26を形成し、n型GaAs基板10の下面にn電極28を形成する。以上の工程により、本実施の形態に係る半導体レーザ素子が製造される。
After forming this epitaxial laminated structure, a
ここで、InGaPは、自然超格子の発生によりバンドギャップ縮小が起こることが知られている(例えば、非特許文献2参照)。これは光デバイスの短波長化に対して大きな妨げとなるため、これまで自然超格子の無秩序化(ディスオーダー)の対策が講じられてきた。その最も一般的な対策がGaAs基板の面方位を(100)面からA方向へ10°〜20°傾斜させるというものであり、InGaP/AlGaInP系の光デバイスにおいて広く用いられている。これに対し、本実施の形態では、自然超格子の発生を利用してバンドギャップが1.77〜1.88eVのInGaP層をガイド層に用いている。 Here, it is known that InGaP has a band gap reduction due to the generation of a natural superlattice (see, for example, Non-Patent Document 2). Since this greatly hinders the shortening of the wavelength of optical devices, measures for disordering the natural superlattice have been taken so far. The most common countermeasure is to incline the plane direction of the GaAs substrate from the (100) plane to the A direction by 10 ° to 20 °, and is widely used in InGaP / AlGaInP optical devices. On the other hand, in the present embodiment, an InGaP layer having a band gap of 1.77 to 1.88 eV is used for the guide layer by utilizing generation of a natural superlattice.
図2は、GaAs基板の面方位とInGaPのバンドギャップの関係を示す図である(例えば、非特許文献3参照)。この図から、GaAs基板の面方位を(100)面からB面方向に0.5°〜10°傾けることにより、単に(100)ジャスト面を使用するよりも自然超格子によるバンドギャップ縮小を起こすことが分かる。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the plane orientation of the GaAs substrate and the band gap of InGaP (for example, see Non-Patent Document 3). From this figure, by inclining the plane orientation of the GaAs substrate by 0.5 ° to 10 ° from the (100) plane toward the B plane, the band gap is reduced by the natural superlattice rather than simply using the (100) just plane. I understand that.
さらに我々は、面方位の異なるGaAs基板について成長温度によって自然超格子のオーダリング状態がどのように変化するかを詳細に調査した。図3は、成長温度条件に対するバンドギャップ波長の変化を調べた図である。(100)ジャスト、A面方向へ10°オフ、B面方向へ5°オフという3種類のGaAs基板についてPL測定を行った。また、バンドギャップ波長は格子整合度換算したものである。この結果より、A面方向へのオフ、(100)ジャスト、B面方向へのオフの順にバンドギャップ波長は長く(即ちバンドギャップは小さく)なることが分かる。さらに、それぞれの面方位に対して長波長化の効果を最大にするような成長温度条件が存在することが分かる。この実験結果を参酌して基板面方位や成長条件を適宜選択することで、自然超格子が形成されたIn0.49Ga0.51Pからなるn側ガイド層14及びp側ガイド層18を形成することができる。
Furthermore, we investigated in detail how the ordering state of the natural superlattice changes with the growth temperature for GaAs substrates with different plane orientations. FIG. 3 is a graph showing changes in the band gap wavelength with respect to the growth temperature condition. PL measurement was performed on three types of GaAs substrates (100) just, 10 ° off in the A plane direction, and 5 ° off in the B plane direction. Further, the band gap wavelength is converted into the degree of lattice matching. From this result, it can be seen that the band gap wavelength becomes longer (that is, the band gap becomes smaller) in the order of OFF in the A plane direction, (100) just, and OFF in the B plane direction. Furthermore, it can be seen that there is a growth temperature condition that maximizes the effect of increasing the wavelength for each plane orientation. The n-
ここで、n型クラッド層12、n側ガイド層14、活性層16、p側ガイド層18、p型クラッド層20のバンドギャップエネルギーをそれぞれEg(C1)、Eg(G1)、Eg(A)、Eg(G2)、Eg(C2)とする。n型クラッド層12及びp型クラッド層20はAl0.15Ga0.35In0.50Pからなるため、Eg(C1)=Eg(C2)=1.971eVである(例えば、非特許文献4参照)。n側ガイド層14及びp側ガイド層18は自然超格子が形成されたIn0.49Ga0.51Pからなるため、Eg(G1)=Eg(G2)=1.77〜1.88eVである。活性層16はGaAs0.88P0.12からなるため、Eg(A)=1.575eVである(例えば、非特許文献5参照)。
Here, the band gap energies of the n-
従って、|Eg(G1)−Eg(A)|と|Eg(G2)−Eg(A)|の大きい方が|Eg(C1)−Eg(A)|と|Eg(C2)−Eg(A)|の小さい方の0.66倍以下という条件を満たす。よって、特許文献1に記載されているように、電圧−電流特性の立ち上がり電圧(ジャンクション電圧)を低減して、高出力用途の半導体レーザ素子の動作電圧を低減することができる。これにより、電気変換効率の低下を抑制し、半導体レーザの特性や信頼性の劣化を防止することができる。 Therefore, the larger of | Eg (G1) -Eg (A) | and | Eg (G2) -Eg (A) | is greater than | Eg (C1) -Eg (A) | ) | Satisfies the condition of 0.66 times or less of the smaller one. Therefore, as described in Patent Document 1, the rising voltage (junction voltage) of the voltage-current characteristic can be reduced, and the operating voltage of the semiconductor laser element for high output use can be reduced. As a result, a decrease in electrical conversion efficiency can be suppressed, and deterioration of characteristics and reliability of the semiconductor laser can be prevented.
また、n側ガイド層14及びp側ガイド層18が100nm未満の場合は、拡散やドリフトにより電子及び正孔を十分に輸送できるため、ジャンクション電圧が小さくなる。しかし、レーザ光の光強度分布がn型クラッド層12及びp型クラッド層20内に存在し、フリーキャリア吸収の影響を受けて半導体レーザのスロープ効率が低下する。これを避けるために、n側ガイド層14とp側ガイド層18の少なくとも一方は100nm以上の厚さを有する。ただし、電子及び正孔の相互拡散定数は数μm程度なので、n側ガイド層14及びp側ガイド層18の厚さを600nmより厚くするとドリフトにより強制的に電流を流すこととなり、動作電圧の増加を招く。
Further, when the n-
上記の構造の半導体レーザ素子において、n側ガイド層14及びp側ガイド層18の構成物質として、GaAs基板と格子整合し、室温におけるバンドギャップが1.77〜1.88eVの物質を用いる必要がある。これに対して、本実施の形態では、自然超格子が形成されたInGaPをInGaAsPの代わりに用いている。従って、結晶性の低下の原因となりさらに混晶組成の精密制御が困難なInGaAsPを用いる必要が無いため、結晶性の低下を防ぎ、混晶組成を精密に制御することができる。
In the semiconductor laser device having the above structure, it is necessary to use a material having a band gap of 1.77 to 1.88 eV at room temperature as a constituent material of the n-
なお、自然超格子が形成されたInGaPによりガイド層を形成した半導体レーザ素子は既に提案されている(例えば、特許文献3,4参照)。しかし、これらの半導体レーザ素子は、イオン注入により自然超格子を無秩序化してレーザ共振器の端面に窓構造を形成したものである。ここでは、自然超格子は窓構造を形成するための超格子構造の無秩序化プロセスに関るものであり、窓構造と不可分の関係にある。これに対して、本実施の形態に係る半導体レーザ素子は、レーザ共振器の端面に窓構造が形成されておらず、発明の目的も基本構造も全く異なる。 A semiconductor laser element in which a guide layer is formed of InGaP in which a natural superlattice is formed has already been proposed (see, for example, Patent Documents 3 and 4). However, in these semiconductor laser elements, the natural superlattice is disordered by ion implantation and a window structure is formed on the end face of the laser resonator. Here, the natural superlattice relates to the disordering process of the superlattice structure for forming the window structure, and is inseparable from the window structure. On the other hand, the semiconductor laser device according to the present embodiment has no window structure formed on the end face of the laser resonator, and the object of the invention and the basic structure are completely different.
実施の形態2.
図4は、実施の形態2に係る半導体レーザ素子を示す斜視図である。実施の形態1のAlGaInPからなるn型クラッド層12及びp型クラッド層20の代わりに、AlGaAsからなるn型クラッド層30及びp型クラッド層32がそれぞれ形成されている。その他の構成は実施の形態1と同様である。この構成により実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to the second embodiment. Instead of the n-
なお、n型クラッド層30及びp型クラッド層32のAl組成比は、n側ガイド層14及びp側ガイド層18の屈折率より小さい屈折率となるように選択される。例えば、n型クラッド層30及びp型クラッド層32はAl0.15Ga0.35Asからなる。
The Al composition ratio of the n-
また、n型クラッド層30とp型クラッド層32のAl組成比を必ずしも同一でなくてもよい。ただし、両者のAl組成比を同一にすることにより、光分布が対称となり、例えばYAGロッドへの入射効率が高くなる。
Further, the Al composition ratio of the n-
実施の形態3.
図5は、実施の形態3に係る半導体レーザ素子を示す斜視図である。n型クラッド層12とn側ガイド層14の間にn型クラッド層34が形成され、p側ガイド層18とp型クラッド層20の間にp型クラッド層36が形成されている。n型クラッド層34及びp型クラッド層36は、自然超格子が無秩序化されたIn0.49Ga0.51Pからなる。n型クラッド層34及びp型クラッド層36の室温におけるバンドギャップは1.88〜1.92eVである。その他の構成は実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a semiconductor laser device according to the third embodiment. An n-
n側ガイド層14及びp側ガイド層18のバンドギャップを1.77〜1.88eVに設定すると、活性層とガイド層・クラッド層との間の光閉じ込めが強くなり過ぎることがある。そこで、本実施の形態では、クラッド層の屈折率を上げる(バンドギャップを小さくする)ために、n型クラッド層34及びp型クラッド層36を挿入している。
When the band gaps of the n-
また、n型クラッド層34及びp型クラッド層36は、n側ガイド層14及びp側ガイド層18と同一組成のIn0.49Ga0.51Pからなるため、製造中に原料ガスの比率を変化させる必要がなく、製造が簡単である。ただし、両者のバンドギャップが異なるようにするため、以下のような製造工程を採用する。
In addition, since the n-
まず、n型GaAs基板10上に、MOCVD法等によってn型GaAs基板10上に、n型クラッド層12、及びn型クラッド層34を成長させる。ただし、n型クラッド層34の成長温度は、図3を参酌して自然超格子の秩序化が崩れる温度、例えば700℃にする。そして、成長温度を下げてn側ガイド層14を成長させる。ただし、n側ガイド層14の成長温度は、自然超格子の秩序化が最大になる温度にする。
First, the n-
次に、活性層16、p側ガイド層18、第2のp型クラッド層20、p型クラッド層20、及びp型コンタクト層22を成長させる。ただし、p型クラッド層36の成長温度は自然超格子の秩序化が崩れる温度にし、p側ガイド層18の成長温度は自然超格子の秩序化が最大になる温度にする。このエピタキシャル積層構造を形成した後、実施の形態1と同様の工程を行うことで、本実施の形態に係る半導体レーザ素子が製造される。
Next, the
このように、n側ガイド層14及びp側ガイド層18を結晶成長する時の成長温度とn型クラッド層12及びp型クラッド層20を結晶成長する時の成長温度が異なるようにする。これにより、同一基板上において自然超格子の秩序化度を変化させることができる。
As described above, the growth temperature when the n-
また、成長温度以外の成長条件、例えばV族/III族ガス比を変えてもよい。即ち、n側ガイド層14及びp側ガイド層18を結晶成長する時の原料ガスのV族/III族比とn型クラッド層12及びp型クラッド層20を結晶成長する時の原料ガスのV族/III族比が異なるようにしてもよい。
Further, growth conditions other than the growth temperature, for example, the V group / III gas ratio may be changed. That is, the group V / III ratio of the source gas when the n-
なお、実施の形態1〜3においてGaAsPを活性層に持つ808nm帯の半導体レーザ素子について説明したが、InGaAsを活性層に持つ900〜1100nm帯の半導体レーザ素子や、GaAs又はAlGaAsを活性層に持つ800nm近傍帯の半導体レーザ素子にも本発明を適用することができる。即ち、InxGa1−xAsyP1−y(0≦x≦0.5、0≦y≦1)の活性層を用いることができる。これらの半導体レーザ素子において、ガイド層として、InGaAsPの代わりに、自然超格子が形成されたInGaPを用いることで、同様の効果を得ることができる。また、活性層は数nmの非常に薄い層であるため、厚いガイド層のようなInGaAsPの非混和性の問題は生じない。 Although the 808 nm band semiconductor laser device having GaAsP as the active layer has been described in the first to third embodiments, the 900 to 1100 nm band semiconductor laser device having InGaAs as the active layer, or GaAs or AlGaAs as the active layer. The present invention can also be applied to a semiconductor laser element in a band near 800 nm. In other words, an active layer of In x Ga 1-x As y P 1-y (0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 1) can be used. In these semiconductor laser elements, the same effect can be obtained by using InGaP having a natural superlattice instead of InGaAsP as the guide layer. Further, since the active layer is a very thin layer of several nm, there is no problem of immiscibility of InGaAsP like a thick guide layer.
10 n型GaAs基板(第1導電型GaAs基板)
12,30 n型クラッド層(第1の第1導電型クラッド層)
14 n側ガイド層(第1ガイド層)
16 活性層
18 p側ガイド層(第2ガイド層)
20,32 p型クラッド層(第1の第2導電型クラッド層)
22 p型コンタクト層(第2導電型コンタクト層)
34 n型クラッド層(第2の第1導電型クラッド層)
36 p型クラッド層(第2の第2導電型クラッド層)
10 n-type GaAs substrate (first conductivity type GaAs substrate)
12,30 n-type cladding layer (first first conductivity type cladding layer)
14 n-side guide layer (first guide layer)
16 Active layer 18 p-side guide layer (second guide layer)
20, 32 p-type cladding layer (first second conductivity type cladding layer)
22 p-type contact layer (second conductivity type contact layer)
34 n-type cladding layer (second first conductivity type cladding layer)
36 p-type cladding layer (second second conductivity type cladding layer)
Claims (8)
レーザ共振器の端面に窓構造が形成されておらず、
前記第1ガイド層及び前記第2ガイド層は、自然超格子が形成されたInGaPからなり、
前記第1ガイド層及び前記第2ガイド層の室温におけるバンドギャップは1.77〜1.88eVであることを特徴とする半導体レーザ素子。 A first conductivity type GaAs substrate, and a first first conductivity type cladding layer, a first guide layer, an active layer, a second guide layer, and a first second layer formed in order on the first conductivity type GaAs substrate; A conductive clad layer and a second conductive contact layer;
No window structure is formed on the end face of the laser resonator,
The first guide layer and the second guide layer are made of InGaP in which a natural superlattice is formed,
A band gap at room temperature of the first guide layer and the second guide layer is 1.77 to 1.88 eV.
前記第1の第1導電型クラッド層、前記第1ガイド層、前記活性層、前記第2ガイド層、前記第1の第2導電型クラッド層、前記第2導電型コンタクト層のバンドギャップエネルギーをそれぞれEg(C1)、Eg(G1)、Eg(A)、Eg(G2)、Eg(C2)とすると、|Eg(G1)−Eg(A)|と|Eg(G2)−Eg(A)|の大きい方が|Eg(C1)−Eg(A)|と|Eg(C2)−Eg(A)|の小さい方の0.66倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子。 At least one of the first guide layer and the second guide layer has a thickness of 100 nm or more,
Band gap energies of the first first conductivity type cladding layer, the first guide layer, the active layer, the second guide layer, the first second conductivity type cladding layer, and the second conductivity type contact layer are determined. If Eg (C1), Eg (G1), Eg (A), Eg (G2), Eg (C2) respectively, | Eg (G1) -Eg (A) | and | Eg (G2) -Eg (A) The larger one of | is 0.66 times or less of the smaller of | Eg (C1) -Eg (A) | and | Eg (C2) -Eg (A) | Semiconductor laser element.
前記活性層はInxGa1−xAsyP1−y(0≦x≦0.5、0≦y≦1)からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体レーザ素子。 The first first conductivity type cladding layer and the first second conductivity type cladding layer are made of AlGaInP,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the active layer is made of In x Ga 1-x As y P 1-y (0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 1).
前記活性層はInxGa1−xAsyP1−y(0≦x≦0.5、0≦y≦1)からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体レーザ素子。 The first first conductivity type cladding layer and the first second conductivity type cladding layer are made of AlGaAs,
The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the active layer is made of In x Ga 1-x As y P 1-y (0 ≦ x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 1).
前記第2ガイド層と前記第1の第2導電型クラッド層の間に形成された第2の第2導電型クラッド層とを更に備え、
前記第2の第1導電型クラッド層及び前記第2の第2導電型クラッド層は、自然超格子が無秩序化されたInGaPからなり、
前記第2の第1導電型クラッド層及び前記第2の第2導電型クラッド層の室温におけるバンドギャップは1.88〜1.92eVであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体レーザ素子。 A second first conductivity type cladding layer formed between the first first conductivity type cladding layer and the first guide layer;
A second second conductivity type cladding layer formed between the second guide layer and the first second conductivity type cladding layer;
The second first conductivity type cladding layer and the second second conductivity type cladding layer are made of InGaP in which natural superlattices are disordered,
The band gap at room temperature of the second first conductivity type cladding layer and the second second conductivity type cladding layer is 1.88 to 1.92 eV, respectively. The semiconductor laser device according to item.
前記第1ガイド層及び前記第2ガイド層を結晶成長する時の成長温度と前記第2の第1導電型クラッド層及び前記第2の第2導電型クラッド層を結晶成長する時の成長温度が異なるようにすることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 A method for producing a semiconductor laser device according to claim 5, comprising:
The growth temperature for crystal growth of the first guide layer and the second guide layer and the growth temperature for crystal growth of the second first conductivity type cladding layer and the second second conductivity type cladding layer are as follows. A method of manufacturing a semiconductor laser device, characterized in that they are different.
前記第1ガイド層及び前記第2ガイド層を結晶成長する時の原料ガスのV族/III族比と第1導電型クラッド層及び前記第2の第2導電型クラッド層を結晶成長する時の原料ガスのV族/III族比が異なるようにすることを特徴とする半導体レーザ素子の製造方法。 A method for producing a semiconductor laser device according to claim 5, comprising:
The group V / III ratio of the source gas for crystal growth of the first guide layer and the second guide layer and the crystal growth of the first conductivity type cladding layer and the second second conductivity type cladding layer A method of manufacturing a semiconductor laser device, wherein the V group / III group ratio of the source gas is different.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008329596A JP2010153564A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Semiconductor laser element and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008329596A JP2010153564A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Semiconductor laser element and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010153564A true JP2010153564A (en) | 2010-07-08 |
Family
ID=42572343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008329596A Pending JP2010153564A (en) | 2008-12-25 | 2008-12-25 | Semiconductor laser element and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010153564A (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01183498A (en) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 | Nec Corp | Growth of ga0.5in0.5p crystal |
JPH05259079A (en) * | 1992-03-12 | 1993-10-08 | Nec Corp | Semiconductor growth method and manufacture of semiconductor laser |
JPH10200190A (en) * | 1997-01-07 | 1998-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor laser and fabrication thereof |
JPH11260730A (en) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Mitsubishi Chemical Corp | Semiconductor material |
JP2000114654A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | Semiconductor laser device |
JP2003198066A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Semiconductor laser device |
JP2006269581A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser apparatus |
JP2007227870A (en) * | 2006-01-24 | 2007-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
JP2008124123A (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
-
2008
- 2008-12-25 JP JP2008329596A patent/JP2010153564A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01183498A (en) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 | Nec Corp | Growth of ga0.5in0.5p crystal |
JPH05259079A (en) * | 1992-03-12 | 1993-10-08 | Nec Corp | Semiconductor growth method and manufacture of semiconductor laser |
JPH10200190A (en) * | 1997-01-07 | 1998-07-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Semiconductor laser and fabrication thereof |
JPH11260730A (en) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Mitsubishi Chemical Corp | Semiconductor material |
JP2000114654A (en) * | 1998-09-30 | 2000-04-21 | Fuji Photo Film Co Ltd | Semiconductor laser device |
JP2003198066A (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-11 | Fuji Photo Film Co Ltd | Semiconductor laser device |
JP2006269581A (en) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser apparatus |
JP2007227870A (en) * | 2006-01-24 | 2007-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
JP2008124123A (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor laser device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200006599A1 (en) | Group iii nitride semiconductor light-emitting element and method of manufacturing same | |
JP4246242B2 (en) | Semiconductor light emitting device | |
US8304790B2 (en) | Nitride semiconductor with active layer of quantum well structure with indium-containing nitride semiconductor | |
US20070008998A1 (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2000232238A (en) | Nitride semiconductor light-emitting element and manufacture thereof | |
JP2002374043A (en) | Gallium nitride compound semiconductor device | |
JPWO2005034301A1 (en) | Nitride semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US11804567B2 (en) | III-nitride semiconductor light-emitting device and method of producing the same | |
EP3879583A1 (en) | Group iii nitride semiconductor light-emitting element and production method therefor | |
JP2000332362A (en) | Semiconductor device and semiconductor light emitting element | |
US11984535B2 (en) | III-nitride semiconductor light-emitting device comprising barrier layers and well layers and method of producing the same | |
JP4865186B2 (en) | III-V group compound semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US20170338378A1 (en) | Method of producing iii nitride semiconductor light-emitting device and iii nitride semiconductor light-emitting device | |
JP4261592B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
JP4162165B2 (en) | Quantum well structure optical semiconductor device | |
JP2008066550A (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method of semiconductor light emitting device | |
JP2009038408A (en) | Semiconductor light emitting element | |
JP2009027022A (en) | Nitride semiconductor light-emitting element | |
JP2005353654A (en) | Semiconductor laser device and its manufacturing method | |
JP2010153564A (en) | Semiconductor laser element and manufacturing method thereof | |
JP2001097800A (en) | Method for producing group iii nitride semiconductor, method for producing group iii nitride light emission element, and group iii nitride light emission element | |
Yang et al. | High-performance 980-nm quantum-well lasers using a hybrid material system of an Al-free InGaAs-InGaAsP active region and AlGaAs cladding layers grown by metal-organic chemical vapor deposition | |
JP5182104B2 (en) | Nitride semiconductor light emitting device | |
JP5355855B2 (en) | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof | |
JP4671702B2 (en) | Group III nitride semiconductor laser device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111019 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20121107 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130326 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130716 |