JP3300657B2 - 化合物半導体レーザ装置 - Google Patents
化合物半導体レーザ装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は化合物半導体レーザ
装置に関し、特に、III −V 族化合物、例えばＧａＮ、
ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の、下記の
組成式で表される材料から基本的になる窒化ガリウム系
半導体のレーザ装置に関する。 Ｉｎx Ａｌy Ｇａz Ｎ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦
ｘ，ｙ，ｚ≦１
装置に関し、特に、III −V 族化合物、例えばＧａＮ、
ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等の、下記の
組成式で表される材料から基本的になる窒化ガリウム系
半導体のレーザ装置に関する。 Ｉｎx Ａｌy Ｇａz Ｎ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦
ｘ，ｙ，ｚ≦１
【０００２】
【従来の技術】高密度光ディスクシステム等への応用を
目的として短波長の半導体レーザ装置の開発が進められ
ている。この種のレーザ装置では記録密度を高めるため
に発振波長を短くすることが要求されている。短波長の
半導体レーザ装置としてＩｎＧａＡｌＰ材料による６０
０ｎｍ帯光源は、ディスクの読み込み、書き込みのどち
らも可能なレベルにまで特性改善され、すでに実用化さ
れている。
目的として短波長の半導体レーザ装置の開発が進められ
ている。この種のレーザ装置では記録密度を高めるため
に発振波長を短くすることが要求されている。短波長の
半導体レーザ装置としてＩｎＧａＡｌＰ材料による６０
０ｎｍ帯光源は、ディスクの読み込み、書き込みのどち
らも可能なレベルにまで特性改善され、すでに実用化さ
れている。
【０００３】記録密度を更に向上させるため、近年、青
色体半導体レーザ装置の開発が盛んに行われている。Ｇ
ａＮ系半導体レーザ装置では、３５０ｎｍ以下まで短波
長化が可能で、信頼性に関してもＬＥＤにおいて１万時
間以上の信頼性が確認されるなど有望であり盛んに研
究、開発が行われている。室温での電流注入によるレー
ザビームの発振も確認されている。このようにナイトラ
イド系は材料的に次世代の光ディスクシステム光源に必
要な条件を満たす優れた材料である。
色体半導体レーザ装置の開発が盛んに行われている。Ｇ
ａＮ系半導体レーザ装置では、３５０ｎｍ以下まで短波
長化が可能で、信頼性に関してもＬＥＤにおいて１万時
間以上の信頼性が確認されるなど有望であり盛んに研
究、開発が行われている。室温での電流注入によるレー
ザビームの発振も確認されている。このようにナイトラ
イド系は材料的に次世代の光ディスクシステム光源に必
要な条件を満たす優れた材料である。
【０００４】光ディスクシステム等へ応用可能にするた
めには、レーザビームの発振特性が重要となる。例え
ば、発光部において、接合平面に平行方向に横モード制
御構造を形成することが必須となり、また高信頼性を得
るためにしきい電流値が低く且つ熱抵抗の十分低い半導
体レーザ装置を製作することが重要となる。光ディスク
システム応用の短波長半導体レーザ装置におけるこれら
の条件を満たす候補として、上側のクラッド層を掘下げ
て形成するリッジ構造が挙げられている。
めには、レーザビームの発振特性が重要となる。例え
ば、発光部において、接合平面に平行方向に横モード制
御構造を形成することが必須となり、また高信頼性を得
るためにしきい電流値が低く且つ熱抵抗の十分低い半導
体レーザ装置を製作することが重要となる。光ディスク
システム応用の短波長半導体レーザ装置におけるこれら
の条件を満たす候補として、上側のクラッド層を掘下げ
て形成するリッジ構造が挙げられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリッジ
構造においては、モード制御を考慮するとリッジ幅が比
較的狭くなり、接合面垂直方向に対してモードが不安定
になり易いという問題や、発振光に対する電極の光損失
が大きく、しきい値を上昇させてしまうという問題が発
生する。また、歩留まりも極めて悪く、素子の熱抵抗は
大きなものとなり、レーザ連続発振自身が困難となり、
例え発振しても、著しく素子の信頼性は損なわれる。プ
ロセス上も、従来のリッジ構造はリッジ上に誘電体膜の
開口部を設けるため、光リソグラフープロセス時に困難
な位置合わせが必要となる。
構造においては、モード制御を考慮するとリッジ幅が比
較的狭くなり、接合面垂直方向に対してモードが不安定
になり易いという問題や、発振光に対する電極の光損失
が大きく、しきい値を上昇させてしまうという問題が発
生する。また、歩留まりも極めて悪く、素子の熱抵抗は
大きなものとなり、レーザ連続発振自身が困難となり、
例え発振しても、著しく素子の信頼性は損なわれる。プ
ロセス上も、従来のリッジ構造はリッジ上に誘電体膜の
開口部を設けるため、光リソグラフープロセス時に困難
な位置合わせが必要となる。
【０００６】このように、リッジ構造を有する従来の半
導体レーザ装置は、熱抵抗が高くモードも不安定でしか
もプロセスが非常に困難となるという問題を抱えてい
る。本発明は、かかる従来技術の問題点を考慮してなさ
れたものであり、プロセスの再現性に優れ且つ製造工程
が易しく、また、低しきい値で動作が可能である等の良
好な特性を有する、短波長帯の横モード制御型の化合物
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
導体レーザ装置は、熱抵抗が高くモードも不安定でしか
もプロセスが非常に困難となるという問題を抱えてい
る。本発明は、かかる従来技術の問題点を考慮してなさ
れたものであり、プロセスの再現性に優れ且つ製造工程
が易しく、また、低しきい値で動作が可能である等の良
好な特性を有する、短波長帯の横モード制御型の化合物
半導体レーザ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点は、
化合物半導体レーザ装置において、Ａｌを含む第１導電
型の化合物半導体からなる第１クラッド層と、前記第１
クラッド層上に配設された化合物半導体からなる活性層
と前記活性層上に配設されたＡｌを含む第２導電型の化
合物半導体からなる第２クラッド層と、前記第１及び第
２クラッド層間に前記活性層が挟まれることと、前記第
２クラッド層は、前記第２クラッド層から前記活性層と
は反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿って
延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、前記リッジ
部の両側で側方に延在する延在部とを有することと、前
記第２クラッド層と接触するように前記リッジ部の各側
面を覆う誘電体からなる被覆層と、前記第１クラッド層
に接続された第１電極と、前記リッジ構造の上面を介し
て前記第２クラッド層に接続されると共に前記延在部に
おいて前記第２クラッド層と非オーミックコンタクトを
形成する第２電極と、を具備することを特徴とする。
化合物半導体レーザ装置において、Ａｌを含む第１導電
型の化合物半導体からなる第１クラッド層と、前記第１
クラッド層上に配設された化合物半導体からなる活性層
と前記活性層上に配設されたＡｌを含む第２導電型の化
合物半導体からなる第２クラッド層と、前記第１及び第
２クラッド層間に前記活性層が挟まれることと、前記第
２クラッド層は、前記第２クラッド層から前記活性層と
は反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿って
延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、前記リッジ
部の両側で側方に延在する延在部とを有することと、前
記第２クラッド層と接触するように前記リッジ部の各側
面を覆う誘電体からなる被覆層と、前記第１クラッド層
に接続された第１電極と、前記リッジ構造の上面を介し
て前記第２クラッド層に接続されると共に前記延在部に
おいて前記第２クラッド層と非オーミックコンタクトを
形成する第２電極と、を具備することを特徴とする。
【０００８】本発明の第２の視点は、第１の視点の化合
物半導体レーザ装置において、前記活性層及び前記第１
及び第２クラッド層がIII −V 族化合物半導体からなる
ことを特徴とする。
物半導体レーザ装置において、前記活性層及び前記第１
及び第２クラッド層がIII −V 族化合物半導体からなる
ことを特徴とする。
【０００９】本発明の第３の視点は、化合物半導体レー
ザ装置において、Ａｌを含む第１導電型のIII 族窒化物
半導体からなる第１クラッド層と、前記第１クラッド層
上に配設されたIII 族窒化物半導体からなる活性層と前
記活性層上に配設されたＡｌを含む第２導電型のIII 族
窒化物半導体からなる第２クラッド層と、前記第１及び
第２クラッド層間に前記活性層が挟まれることと、前記
第２クラッド層は、前記第２クラッド層から前記活性層
とは反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿っ
て延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、前記リッ
ジ部の両側で側方に延在する延在部とを有することと、
前記第２クラッド層と接触するように前記リッジ構造の
上面及び両側面を覆い且つ低抵抗化された頂部を有する
半導体からなる被覆層と、前記第１クラッド層に接続さ
れた第１電極と、前記被覆層を介して前記第２クラッド
層に接続された第２電極と、を具備することを特徴とす
る。
ザ装置において、Ａｌを含む第１導電型のIII 族窒化物
半導体からなる第１クラッド層と、前記第１クラッド層
上に配設されたIII 族窒化物半導体からなる活性層と前
記活性層上に配設されたＡｌを含む第２導電型のIII 族
窒化物半導体からなる第２クラッド層と、前記第１及び
第２クラッド層間に前記活性層が挟まれることと、前記
第２クラッド層は、前記第２クラッド層から前記活性層
とは反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿っ
て延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、前記リッ
ジ部の両側で側方に延在する延在部とを有することと、
前記第２クラッド層と接触するように前記リッジ構造の
上面及び両側面を覆い且つ低抵抗化された頂部を有する
半導体からなる被覆層と、前記第１クラッド層に接続さ
れた第１電極と、前記被覆層を介して前記第２クラッド
層に接続された第２電極と、を具備することを特徴とす
る。
【００１０】本発明の第４の視点は、第３の視点の化合
物半導体レーザ装置において、前記被覆層が前記延在部
において前記第２クラッド層と非オーミックコンタクト
を形成することを特徴とする。
物半導体レーザ装置において、前記被覆層が前記延在部
において前記第２クラッド層と非オーミックコンタクト
を形成することを特徴とする。
【００１１】本発明の第５の視点は、第１乃至第４の視
点のいずれかの化合物半導体レーザ装置において、前記
第２電極が金属からなることを特徴とする。本発明の第
６の視点は、第１乃至第５の視点のいずれかの化合物半
導体レーザ装置において、前記活性層及び第２クラッド
層が前記第１クラッド層を介して基板に支持されること
を特徴とする。
点のいずれかの化合物半導体レーザ装置において、前記
第２電極が金属からなることを特徴とする。本発明の第
６の視点は、第１乃至第５の視点のいずれかの化合物半
導体レーザ装置において、前記活性層及び第２クラッド
層が前記第１クラッド層を介して基板に支持されること
を特徴とする。
【００１２】本発明の第７の視点は、第１乃至第６の視
点のいずれかの化合物半導体レーザ装置において、前記
第２導電型がｐ型であることを特徴とする。本発明の第
８の視点は、第１乃至第７の視点のいずれかの化合物半
導体レーザ装置において、厚さ０．５μｍ以上の金属か
らなるヒートシンク層が、前記リッジ構造の上面及び両
側面に接触することを特徴とする。
点のいずれかの化合物半導体レーザ装置において、前記
第２導電型がｐ型であることを特徴とする。本発明の第
８の視点は、第１乃至第７の視点のいずれかの化合物半
導体レーザ装置において、厚さ０．５μｍ以上の金属か
らなるヒートシンク層が、前記リッジ構造の上面及び両
側面に接触することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態に係る化合物半導体レーザ装置につ
いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同
一の機能及び構成を有する構成要素については、同一番
号を付することにより、重複説明を省略する。
本発明の実施の形態に係る化合物半導体レーザ装置につ
いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同
一の機能及び構成を有する構成要素については、同一番
号を付することにより、重複説明を省略する。
【００１４】図１は本発明の第１の実施の形態に係る青
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。図２は第１の実施の形態に係るレーザ装
置を、上側の電極を除いた状態で示す斜視図である。第
１の実施の形態は、レーザ共振器を形成するIII −V 族
化合物半導体として、下記の組成式で表される材料を用
いたレーザ装置に関する。
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。図２は第１の実施の形態に係るレーザ装
置を、上側の電極を除いた状態で示す斜視図である。第
１の実施の形態は、レーザ共振器を形成するIII −V 族
化合物半導体として、下記の組成式で表される材料を用
いたレーザ装置に関する。
【００１５】Ｉｎx Ａｌy Ｇａz Ｎ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１ 図１図示の如く、このレーザ装置においては、サファイ
ア基板１上に、ｎ−ＧａＮバッファ層２（Ｓｉドープ１
×１０18ｃｍ-3、厚さ３μｍ）を介して、ｎ−Ａｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎクラッド層１１（Ｓｉドープ１×１０18ｃｍ
-3、厚さ０．３２μｍ）、活性層１２、及びｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１３（Ｍｇドープ５×１０19
ｃｍ-3、厚さ０．３５μｍ）が順次配設される。活性層
１２は、厚さ０．１μｍの上下一対のＧａＮ光ガイド層
と、両光ガイド層の間に挟まれた多重量子井戸構造（Ｍ
ＱＷ）とを有する。多重量子井戸構造（ＭＱＷ）は、交
互に積層された５組のＩｎ0.20Ｇａ0.80Ｎ井戸層及びＩ
ｎ0.02Ｇａ0.98Ｎバリア層からなり、各井戸層の厚さは
３ｎｍ、各バリア層の厚さは６ｎｍに設定される。
＝１、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１ 図１図示の如く、このレーザ装置においては、サファイ
ア基板１上に、ｎ−ＧａＮバッファ層２（Ｓｉドープ１
×１０18ｃｍ-3、厚さ３μｍ）を介して、ｎ−Ａｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎクラッド層１１（Ｓｉドープ１×１０18ｃｍ
-3、厚さ０．３２μｍ）、活性層１２、及びｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１３（Ｍｇドープ５×１０19
ｃｍ-3、厚さ０．３５μｍ）が順次配設される。活性層
１２は、厚さ０．１μｍの上下一対のＧａＮ光ガイド層
と、両光ガイド層の間に挟まれた多重量子井戸構造（Ｍ
ＱＷ）とを有する。多重量子井戸構造（ＭＱＷ）は、交
互に積層された５組のＩｎ0.20Ｇａ0.80Ｎ井戸層及びＩ
ｎ0.02Ｇａ0.98Ｎバリア層からなり、各井戸層の厚さは
３ｎｍ、各バリア層の厚さは６ｎｍに設定される。
【００１６】ｐ−クラッド層１３の上には、ｐ−ＧａＮ
コンタクト層１４（Ｍｇドープ８×１０19ｃｍ-3、厚さ
０．４μｍ）、高濃度に不純物がドープ（低抵抗化）さ
れたｐ−ＧａＮコンタクト層１５（Ｍｇドープ２×１０
20ｃｍ-3、厚さ０．１μｍ）、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
等の金属からなるｐ側電極１６が順次配設される。ｐ側
電極１６、ｐ−コンタクト層１５、１４、ｐ−クラッド
層１３は、活性層１２とは反対側に突出し且つレーザビ
ームの発振方向に沿って延びる断面台形のリッジ構造１
０を形成する。
コンタクト層１４（Ｍｇドープ８×１０19ｃｍ-3、厚さ
０．４μｍ）、高濃度に不純物がドープ（低抵抗化）さ
れたｐ−ＧａＮコンタクト層１５（Ｍｇドープ２×１０
20ｃｍ-3、厚さ０．１μｍ）、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
等の金属からなるｐ側電極１６が順次配設される。ｐ側
電極１６、ｐ−コンタクト層１５、１４、ｐ−クラッド
層１３は、活性層１２とは反対側に突出し且つレーザビ
ームの発振方向に沿って延びる断面台形のリッジ構造１
０を形成する。
【００１７】リッジ構造１０は、ｐ側電極１６用の金属
層を形成後、リッジ構造１０に対応するストライプ状の
部分の両側を上方からｐ−クラッド層１３の途中までエ
ッチングにより除去することにより形成される。このた
め、ｐ−クラッド層１３はリッジ構造１０の一部である
リッジ部分１３ａとリッジ部１３ａの両側で側方に延在
する延在部１３ｂとを有する。
層を形成後、リッジ構造１０に対応するストライプ状の
部分の両側を上方からｐ−クラッド層１３の途中までエ
ッチングにより除去することにより形成される。このた
め、ｐ−クラッド層１３はリッジ構造１０の一部である
リッジ部分１３ａとリッジ部１３ａの両側で側方に延在
する延在部１３ｂとを有する。
【００１８】リッジ構造１０の各側面上には、誘電体で
あるＳｉＯ2 からなる被覆層１９が配設される。被覆層
１９は、実質的にｐ−クラッド層１３のリッジ部１３ａ
の両側面に接触し且つこれを完全に被覆するように配設
される。各被覆層１９の下端部から間隔をおいてｐ−ク
ラッド層１３の夫々の延在部１３ｂ上にＳｉＯ2 からな
る絶縁層１７が配設される。被覆層１９と絶縁層１７と
の間には、ｐ−クラッド層１３の延在部１３ｂの露出表
面が、リッジ構造１０に沿って残される。
あるＳｉＯ2 からなる被覆層１９が配設される。被覆層
１９は、実質的にｐ−クラッド層１３のリッジ部１３ａ
の両側面に接触し且つこれを完全に被覆するように配設
される。各被覆層１９の下端部から間隔をおいてｐ−ク
ラッド層１３の夫々の延在部１３ｂ上にＳｉＯ2 からな
る絶縁層１７が配設される。被覆層１９と絶縁層１７と
の間には、ｐ−クラッド層１３の延在部１３ｂの露出表
面が、リッジ構造１０に沿って残される。
【００１９】一方の絶縁層１７上にからリッジ構造１０
の全長を覆い、更に他方の絶縁層１７上に至るように、
Ｃｒ／Ａｕ等の金属からなる電極層１８が配設される。
電極層１８はｐ側電極１６に接続されると共に、被覆層
１９及び絶縁層１７間の延在部１３ｂの露出表面に対し
て、非オーミックコンタクトを形成する。また、リッジ
構造１０から外れた位置にはｎ−バッファ層２の露出表
面が形成され、その上にＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ等の金属から
なるｎ側電極３が配設される。
の全長を覆い、更に他方の絶縁層１７上に至るように、
Ｃｒ／Ａｕ等の金属からなる電極層１８が配設される。
電極層１８はｐ側電極１６に接続されると共に、被覆層
１９及び絶縁層１７間の延在部１３ｂの露出表面に対し
て、非オーミックコンタクトを形成する。また、リッジ
構造１０から外れた位置にはｎ−バッファ層２の露出表
面が形成され、その上にＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ等の金属から
なるｎ側電極３が配設される。
【００２０】後述の実験に供した第１の実施の形態に係
るレーザ装置のリッジ構造１０及び被覆層１９は次の方
法で形成した。先ず、サファイア基板１上に、窒化ガリ
ウム層２及び１１乃至１５を、全てＭＯＣＶＤ（有機金
属気相成長法）により成長形成した。成長条件に関し、
圧力は常圧で、バッファ層２以外のＧａＮ、ＡｌＧａＮ
層については基本的に窒素、水素、アンモニアを混合し
た雰囲気で１０００℃から１１００℃の範囲の温度を使
用し、活性層１２については窒素とアンモニア雰囲気で
７００℃から８５０℃の範囲の温度を使用した。
るレーザ装置のリッジ構造１０及び被覆層１９は次の方
法で形成した。先ず、サファイア基板１上に、窒化ガリ
ウム層２及び１１乃至１５を、全てＭＯＣＶＤ（有機金
属気相成長法）により成長形成した。成長条件に関し、
圧力は常圧で、バッファ層２以外のＧａＮ、ＡｌＧａＮ
層については基本的に窒素、水素、アンモニアを混合し
た雰囲気で１０００℃から１１００℃の範囲の温度を使
用し、活性層１２については窒素とアンモニア雰囲気で
７００℃から８５０℃の範囲の温度を使用した。
【００２１】窒化ガリウム層２及び１１乃至１５を結晶
成長し、更にｐ側電極１６用のＰｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
金属層を形成した後、リッジ構造１０に対応するストラ
イプ状の部分の両側を上方からｐ−クラッド層１３の途
中までエッチングにより除去することによりリッジ構造
１０を形成した。ここでは、感光レジストを用いた光リ
ソグラフィー技術と反応性塩素系イオンによるドライエ
ッチング技術を用いた。このようにして、活性層１２と
は反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿って
延びる断面台形で底面の幅が２μｍのリッジ構造１０を
形成した。
成長し、更にｐ側電極１６用のＰｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
金属層を形成した後、リッジ構造１０に対応するストラ
イプ状の部分の両側を上方からｐ−クラッド層１３の途
中までエッチングにより除去することによりリッジ構造
１０を形成した。ここでは、感光レジストを用いた光リ
ソグラフィー技術と反応性塩素系イオンによるドライエ
ッチング技術を用いた。このようにして、活性層１２と
は反対側に突出し且つレーザビームの発振方向に沿って
延びる断面台形で底面の幅が２μｍのリッジ構造１０を
形成した。
【００２２】次に、被覆層１９及び絶縁層１７の材料と
なる誘電体（ＳｉＯ2 ）膜を熱ＣＶＤ法で基板の全面に
亘って６００ｎｍの厚さで形成した。次に、被覆層１９
及び絶縁層１７間でｐ−クラッド層１３の延在部１３ｂ
の表面を露出させるための開口部に対応して、誘電体膜
上に開口幅８μｍのフォトレジストのパターンを形成し
た。次に、ＣＦ4 を用いた反応性イオンにより３００ｎ
ｍのエッチング量を狙って気相エッチングを行い、自己
整合的にリッジ構造１０の両脇に平均２００ｎｍの厚さ
でＳｉＯ2 からなる被覆層１９を形成した。
なる誘電体（ＳｉＯ2 ）膜を熱ＣＶＤ法で基板の全面に
亘って６００ｎｍの厚さで形成した。次に、被覆層１９
及び絶縁層１７間でｐ−クラッド層１３の延在部１３ｂ
の表面を露出させるための開口部に対応して、誘電体膜
上に開口幅８μｍのフォトレジストのパターンを形成し
た。次に、ＣＦ4 を用いた反応性イオンにより３００ｎ
ｍのエッチング量を狙って気相エッチングを行い、自己
整合的にリッジ構造１０の両脇に平均２００ｎｍの厚さ
でＳｉＯ2 からなる被覆層１９を形成した。
【００２３】リッジ構造１０の両側面上における被覆層
１９の自己整合的な形成は良好な再現性をもって行なう
ことができた。これには、ＳｉＯ2 誘電体膜を形成する
際にリッジ構造１０の両側面上で誘電体膜がリッジ構造
１０の形状を反映して厚めになることと、反応性イオン
による気相エッチングがイオン種の供給律速で行われる
ことと、が影響しているものと考えられる。
１９の自己整合的な形成は良好な再現性をもって行なう
ことができた。これには、ＳｉＯ2 誘電体膜を形成する
際にリッジ構造１０の両側面上で誘電体膜がリッジ構造
１０の形状を反映して厚めになることと、反応性イオン
による気相エッチングがイオン種の供給律速で行われる
ことと、が影響しているものと考えられる。
【００２４】このような方法を用いて作製した第１の実
施の形態に係るレーザ装置においては、リッジ構造１０
の外側の延在部１３ｂ上で、Ｃｒ／Ａｕ電極層１８がｐ
−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１３と接触する。この
接触はキャリヤ濃度が低いｐ−ＡｌＧａＮ層１３と金属
層１８との接触であるため、その間の電気的な障壁は大
きくなる。一方、リッジ構造１０の頂部では、高濃度に
Ｍｇがドープされたｐ−ＧａＮコンタクト層１５とＰｔ
／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極１６との接触にな
るため接触抵抗は低くなる。
施の形態に係るレーザ装置においては、リッジ構造１０
の外側の延在部１３ｂ上で、Ｃｒ／Ａｕ電極層１８がｐ
−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１３と接触する。この
接触はキャリヤ濃度が低いｐ−ＡｌＧａＮ層１３と金属
層１８との接触であるため、その間の電気的な障壁は大
きくなる。一方、リッジ構造１０の頂部では、高濃度に
Ｍｇがドープされたｐ−ＧａＮコンタクト層１５とＰｔ
／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極１６との接触にな
るため接触抵抗は低くなる。
【００２５】実験によれば、ｐ側電極１６に１０Ｖ印加
した条件において、ｐ−コンタクト層１５とｐ側電極１
６とのコンタクトには１５０ｍＡ以上の電流を流すこと
ができたが、電極層１８とｐ−クラッド層１３とのコン
タクトを流れる電流は１ｍＡ以下であった。即ち、第１
の実施の形態に係るレーザ装置の電流狭窄効果は、リッ
ジ構造の外側での電極のコンタクトがない従来の構造と
そん色のないものであることが判明した。
した条件において、ｐ−コンタクト層１５とｐ側電極１
６とのコンタクトには１５０ｍＡ以上の電流を流すこと
ができたが、電極層１８とｐ−クラッド層１３とのコン
タクトを流れる電流は１ｍＡ以下であった。即ち、第１
の実施の形態に係るレーザ装置の電流狭窄効果は、リッ
ジ構造の外側での電極のコンタクトがない従来の構造と
そん色のないものであることが判明した。
【００２６】また、第１の実施の形態に係るレーザ装置
においては、発光部である活性層１２に対して熱伝導の
良好な金属電極層１８を近づけることができるため、放
熱性を格段に向上させることができる。また、基本モー
ド光はリッジ構造１０の側面の低屈折率層に相当するＳ
ｉＯ2 被覆層１９で制御され、高次モードは更にその外
側の金属電極層１８によりカットオフを受ける構造とな
るため、高次モードを安定して抑制することができる。
また、実験によれば、キンクなどのモード不安定な素子
の発生は１０％以下に抑えることができた。
においては、発光部である活性層１２に対して熱伝導の
良好な金属電極層１８を近づけることができるため、放
熱性を格段に向上させることができる。また、基本モー
ド光はリッジ構造１０の側面の低屈折率層に相当するＳ
ｉＯ2 被覆層１９で制御され、高次モードは更にその外
側の金属電極層１８によりカットオフを受ける構造とな
るため、高次モードを安定して抑制することができる。
また、実験によれば、キンクなどのモード不安定な素子
の発生は１０％以下に抑えることができた。
【００２７】また、第１の実施の形態に係るレーザ装置
においては、リッジ構造１０の幅を２μｍ以下にしても
しきい電流値の上昇は緩やかで、しきい値自身は大幅に
小さくすることができる。発振特性の実験によれば、本
レーザ装置においては、しきい値１５ｍＡで室温連続発
振させることができた。発振波長は４０５ｎｍ、動作電
圧は５．５Ｖであった。ビーム特性は単峰であり、非点
隔差については５μｍと十分小さな値が得られた。最高
光出力は連続発振で１０ｍＷまで得られ、最高連続発振
温度は８０℃で、信頼性に関しても室温で１０００時間
以上安定に動作した。なお、これらの特性は、基板１を
研磨により５０μｍまで薄膜化し、基板１側をヒートシ
ンクにボンディングした構造で得られた。
においては、リッジ構造１０の幅を２μｍ以下にしても
しきい電流値の上昇は緩やかで、しきい値自身は大幅に
小さくすることができる。発振特性の実験によれば、本
レーザ装置においては、しきい値１５ｍＡで室温連続発
振させることができた。発振波長は４０５ｎｍ、動作電
圧は５．５Ｖであった。ビーム特性は単峰であり、非点
隔差については５μｍと十分小さな値が得られた。最高
光出力は連続発振で１０ｍＷまで得られ、最高連続発振
温度は８０℃で、信頼性に関しても室温で１０００時間
以上安定に動作した。なお、これらの特性は、基板１を
研磨により５０μｍまで薄膜化し、基板１側をヒートシ
ンクにボンディングした構造で得られた。
【００２８】図６は比較例の構造を示す断面図であり、
これはリッジ構造１０の側面を含め全面に形成されたＳ
ｉＯ2 絶縁層１７を有し、リッジ構造１０の外側の延在
部１３ｂ上において電極層１８とｐ−クラッド層１３と
が接触しない。この比較例の場合、垂直モードが下方に
閉じ込められ、リッジ構造１０を中心とする横方向の閉
じ込めに不利となるため、横モードが安定に制御できな
い。またもし逆に、絶縁層１７や被覆層１９がなく、リ
ッジ構造１０の側面に電極層１８が接触すると基本モー
ドに対して電極による光損失が大きくなり、しきい値が
上昇する。この場合、従って、リッジ構造１０の幅を３
μｍ以下に狭くすることができない。
これはリッジ構造１０の側面を含め全面に形成されたＳ
ｉＯ2 絶縁層１７を有し、リッジ構造１０の外側の延在
部１３ｂ上において電極層１８とｐ−クラッド層１３と
が接触しない。この比較例の場合、垂直モードが下方に
閉じ込められ、リッジ構造１０を中心とする横方向の閉
じ込めに不利となるため、横モードが安定に制御できな
い。またもし逆に、絶縁層１７や被覆層１９がなく、リ
ッジ構造１０の側面に電極層１８が接触すると基本モー
ドに対して電極による光損失が大きくなり、しきい値が
上昇する。この場合、従って、リッジ構造１０の幅を３
μｍ以下に狭くすることができない。
【００２９】図６の比較例の構造について第１の実施の
形態に係るレーザ装置と同条件で発振特性の実験を行な
ったところ、しきい電流値は８０ｍＡと高く、最高連続
発振温度は３０℃と低かった。また、単峰のビームが得
られたのは半分以下の歩留まりであった。
形態に係るレーザ装置と同条件で発振特性の実験を行な
ったところ、しきい電流値は８０ｍＡと高く、最高連続
発振温度は３０℃と低かった。また、単峰のビームが得
られたのは半分以下の歩留まりであった。
【００３０】図３は本発明の第２の実施の形態に係る青
色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。第
２の実施の形態は、Ｃｒ／Ａｕ等の金属からなる電極層
１８が３μｍと厚い点を除いて、第１の実施の形態と同
一である。
色半導体レーザ装置の概略構成を示す断面図である。第
２の実施の形態は、Ｃｒ／Ａｕ等の金属からなる電極層
１８が３μｍと厚い点を除いて、第１の実施の形態と同
一である。
【００３１】活性層やコンタクト領域で発生する熱はヒ
ートシンクに放散していく。従って、基板側をヒートシ
ンクに融着する場合は基板と反対側からの熱の逃げが特
性向上の鍵となる。第２の実施の形態においては、電極
層１８がリッジ構造１０の両脇に近接しているだけでな
く、電極層１８が厚いため、放熱効果がいっそう高ま
る。電極層１８の厚さは、設計上、各部分の熱パラメー
タを考慮して決定する。実験によれば、電極層１８の厚
さを０．５μｍ以上、望ましくは１μｍ以上とすること
で放熱効果が著しくなった。第２の実施の形態について
第１の実施の形態に係るレーザ装置と同条件で発振特性
の実験を行なったところ、最高連続発振温度は９０℃を
越え、信頼性試験においても５０℃で３０００時間以上
安定に動作することを確認した。
ートシンクに放散していく。従って、基板側をヒートシ
ンクに融着する場合は基板と反対側からの熱の逃げが特
性向上の鍵となる。第２の実施の形態においては、電極
層１８がリッジ構造１０の両脇に近接しているだけでな
く、電極層１８が厚いため、放熱効果がいっそう高ま
る。電極層１８の厚さは、設計上、各部分の熱パラメー
タを考慮して決定する。実験によれば、電極層１８の厚
さを０．５μｍ以上、望ましくは１μｍ以上とすること
で放熱効果が著しくなった。第２の実施の形態について
第１の実施の形態に係るレーザ装置と同条件で発振特性
の実験を行なったところ、最高連続発振温度は９０℃を
越え、信頼性試験においても５０℃で３０００時間以上
安定に動作することを確認した。
【００３２】図４は本発明の第３の実施の形態に係る赤
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。第３の実施の形態は、レーザ共振器を形
成するIII −V 族化合物半導体として、下記の組成式で
表される材料を用いたレーザ装置に関する。
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。第３の実施の形態は、レーザ共振器を形
成するIII −V 族化合物半導体として、下記の組成式で
表される材料を用いたレーザ装置に関する。
【００３３】Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｐ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ
＝１、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１ 図４図示の如く、このレーザ装置においては、基板（図
示せず）上に、ｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層２１、活性層
２２、及びｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層２３が順次配設さ
れる。活性層２２は、上下一対の光ガイド層と、両光ガ
イド層の間に挟まれたＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸構造
（ＭＱＷ）とを有する。
＝１、０≦ｘ，ｙ，ｚ≦１ 図４図示の如く、このレーザ装置においては、基板（図
示せず）上に、ｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層２１、活性層
２２、及びｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層２３が順次配設さ
れる。活性層２２は、上下一対の光ガイド層と、両光ガ
イド層の間に挟まれたＩｎＧａＡｌＰ多重量子井戸構造
（ＭＱＷ）とを有する。
【００３４】ｐ−クラッド層２３の上には、ｐ−ＩｎＧ
ａＰコンタクト層２４、高濃度に不純物がドープ（低抵
抗化）されたｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５が順次配設
される。ｐ−コンタクト層２５、２４、ｐ−クラッド層
２３は、活性層２２とは反対側に突出し且つレーザビー
ムの発振方向に沿って延びる断面台形のリッジ構造２０
を形成する。ｐ−クラッド層２３はリッジ構造２０の一
部であるリッジ部分２３ａとリッジ部２３ａの両側で側
方に延在する延在部２３ｂとを有する。
ａＰコンタクト層２４、高濃度に不純物がドープ（低抵
抗化）されたｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５が順次配設
される。ｐ−コンタクト層２５、２４、ｐ−クラッド層
２３は、活性層２２とは反対側に突出し且つレーザビー
ムの発振方向に沿って延びる断面台形のリッジ構造２０
を形成する。ｐ−クラッド層２３はリッジ構造２０の一
部であるリッジ部分２３ａとリッジ部２３ａの両側で側
方に延在する延在部２３ｂとを有する。
【００３５】リッジ構造２０の各側面上には、誘電体で
あるＳｉＯ2 からなる被覆層２９が配設される。被覆層
２９は、実質的にｐ−クラッド層２３のリッジ部２３ａ
の両側面に接触し且つこれを完全に被覆するように配設
される。各被覆層２９の下端部から間隔をおいてｐ−ク
ラッド層２３の夫々の延在部２３ｂ上にＳｉＯ2 からな
る絶縁層２７が配設される。被覆層２９と絶縁層２７と
の間には、ｐ−クラッド層２３の延在部２３ｂの露出表
面が、リッジ構造２０に沿って残される。
あるＳｉＯ2 からなる被覆層２９が配設される。被覆層
２９は、実質的にｐ−クラッド層２３のリッジ部２３ａ
の両側面に接触し且つこれを完全に被覆するように配設
される。各被覆層２９の下端部から間隔をおいてｐ−ク
ラッド層２３の夫々の延在部２３ｂ上にＳｉＯ2 からな
る絶縁層２７が配設される。被覆層２９と絶縁層２７と
の間には、ｐ−クラッド層２３の延在部２３ｂの露出表
面が、リッジ構造２０に沿って残される。
【００３６】一方の絶縁層２７上にからリッジ構造２０
の全長を覆い、更に他方の絶縁層２７上に至るように、
ＡｕＺｎ／Ａｕ等の金属からなる電極層２８が配設され
る。電極層２８はｐ−コンタクト層２５に接続されると
共に、被覆層２９及び絶縁層２７間の延在部２３ｂの露
出表面に対して、非オーミックコンタクトを形成する。
の全長を覆い、更に他方の絶縁層２７上に至るように、
ＡｕＺｎ／Ａｕ等の金属からなる電極層２８が配設され
る。電極層２８はｐ−コンタクト層２５に接続されると
共に、被覆層２９及び絶縁層２７間の延在部２３ｂの露
出表面に対して、非オーミックコンタクトを形成する。
【００３７】発振特性の実験によれば、各半導体層をＭ
ＯＣＶＤにより成長形成して作製した第３の実施の形態
に係るレーザ装置においては、しきい値８ｍＡで室温連
続発振させることができた。発振波長は６５０ｎｍ、動
作電圧は２．３Ｖであった。ビーム特性は単峰であり、
非点隔差については５μｍと十分小さな値が得られた。
最高光出力は連続発振で１０ｍＷまで得られ、最高連続
発振温度は９０℃で、信頼性に関しても６０℃で５００
時間以上安定に動作した。なお、これらの特性は、基板
側をヒートシンクにボンディングした構造で得られた。
ＯＣＶＤにより成長形成して作製した第３の実施の形態
に係るレーザ装置においては、しきい値８ｍＡで室温連
続発振させることができた。発振波長は６５０ｎｍ、動
作電圧は２．３Ｖであった。ビーム特性は単峰であり、
非点隔差については５μｍと十分小さな値が得られた。
最高光出力は連続発振で１０ｍＷまで得られ、最高連続
発振温度は９０℃で、信頼性に関しても６０℃で５００
時間以上安定に動作した。なお、これらの特性は、基板
側をヒートシンクにボンディングした構造で得られた。
【００３８】図５は本発明の第４の実施の形態に係る青
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。第４の実施の形態は、半導体からなる被
覆層３１に関連する点を除いて、第１の実施の形態と同
一である。
色半導体レーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す
断面図である。第４の実施の形態は、半導体からなる被
覆層３１に関連する点を除いて、第１の実施の形態と同
一である。
【００３９】第４の実施の形態においては、前述のＳｉ
Ｏ2 からなる被覆層１９に代え、Ｓｉからなる被覆層３
１が配設される。被覆層３１は電極或いは配線としての
機能を果たす程度に高濃度に不純物がドープ（低抵抗
化）される。被覆層３１は、一方の絶縁層１７上にから
リッジ構造１０の全長を接触状態で覆い、更に他方の絶
縁層１７上に至るように配置される。被覆層３１はｐ側
電極１６に対してオーミックコンタクトを形成すると共
に、被覆層１９及び絶縁層１７間の延在部１３ｂの露出
表面に対して、非オーミックコンタクトを形成する。更
に、被覆層３１の全体を覆うように、Ｃｒ／Ａｕ電極層
１８が配設される。
Ｏ2 からなる被覆層１９に代え、Ｓｉからなる被覆層３
１が配設される。被覆層３１は電極或いは配線としての
機能を果たす程度に高濃度に不純物がドープ（低抵抗
化）される。被覆層３１は、一方の絶縁層１７上にから
リッジ構造１０の全長を接触状態で覆い、更に他方の絶
縁層１７上に至るように配置される。被覆層３１はｐ側
電極１６に対してオーミックコンタクトを形成すると共
に、被覆層１９及び絶縁層１７間の延在部１３ｂの露出
表面に対して、非オーミックコンタクトを形成する。更
に、被覆層３１の全体を覆うように、Ｃｒ／Ａｕ電極層
１８が配設される。
【００４０】後述の実験に供した第４の実施の形態に係
るレーザ装置の被覆層３１は次の方法で形成した。窒化
ガリウム層１１乃至１５を結晶成長し、更にｐ側電極１
６用のＰｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ金属層を形成した後、リ
ッジ構造１０に対応するストライプ状の部分の両側を上
方からｐ−クラッド層１３の途中までエッチングにより
除去することによりリッジ構造１０を形成した。次に、
絶縁層１７の材料となる誘電体（ＳｉＯ2 ）膜を熱ＣＶ
Ｄ法で基板の全面に亘って形成した。次に、光リソグラ
フィー技術と化学エッチング技術を繰り返し用いてリッ
ジ構造１０の付近に開口部を設けた。そして、Ｓｉ被覆
膜３１と電極層１８とを順次スパッタ法で形成した。リ
ッジ構造１０の幅は底面で３μｍ、ＳｉＯ2 膜（絶縁層
１７）の開口幅は８μｍとした。
るレーザ装置の被覆層３１は次の方法で形成した。窒化
ガリウム層１１乃至１５を結晶成長し、更にｐ側電極１
６用のＰｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ金属層を形成した後、リ
ッジ構造１０に対応するストライプ状の部分の両側を上
方からｐ−クラッド層１３の途中までエッチングにより
除去することによりリッジ構造１０を形成した。次に、
絶縁層１７の材料となる誘電体（ＳｉＯ2 ）膜を熱ＣＶ
Ｄ法で基板の全面に亘って形成した。次に、光リソグラ
フィー技術と化学エッチング技術を繰り返し用いてリッ
ジ構造１０の付近に開口部を設けた。そして、Ｓｉ被覆
膜３１と電極層１８とを順次スパッタ法で形成した。リ
ッジ構造１０の幅は底面で３μｍ、ＳｉＯ2 膜（絶縁層
１７）の開口幅は８μｍとした。
【００４１】このような方法を用いて作製した第１の実
施の形態に係るレーザ装置においては、リッジ構造１０
の外側の延在部１３ｂ上で、Ｓｉ被覆層３１がｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１３と接触する。この接触は
キャリヤ濃度が低いｐ−ＡｌＧａＮ層１３と低抵抗Ｓｉ
被覆層３１との接触であるため、非オーミックコンタク
トとなる。一方、リッジ構造１０の頂部では、ｐ側電極
１６と低抵抗Ｓｉ被覆層３１との接触になるためオーミ
ックコンタクトとなる。また、低抵抗Ｓｉ被覆層３１と
その外側の電極層１８とは実質的に一体の電極として機
能することができる。
施の形態に係るレーザ装置においては、リッジ構造１０
の外側の延在部１３ｂ上で、Ｓｉ被覆層３１がｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１３と接触する。この接触は
キャリヤ濃度が低いｐ−ＡｌＧａＮ層１３と低抵抗Ｓｉ
被覆層３１との接触であるため、非オーミックコンタク
トとなる。一方、リッジ構造１０の頂部では、ｐ側電極
１６と低抵抗Ｓｉ被覆層３１との接触になるためオーミ
ックコンタクトとなる。また、低抵抗Ｓｉ被覆層３１と
その外側の電極層１８とは実質的に一体の電極として機
能することができる。
【００４２】即ち、第４の実施の形態においては、被覆
層３１の半導体材料の種類を選んでリッジ構造１０を被
覆すれば、第１乃至第３の実施の形態と同様な効果を実
効的に得られることを示している。なお、Ｓｉ被膜層３
１は電極１６との接触部等、電流を流したい部分に選択
的に不純物をドープして抵抗を下げてもよい。
層３１の半導体材料の種類を選んでリッジ構造１０を被
覆すれば、第１乃至第３の実施の形態と同様な効果を実
効的に得られることを示している。なお、Ｓｉ被膜層３
１は電極１６との接触部等、電流を流したい部分に選択
的に不純物をドープして抵抗を下げてもよい。
【００４３】発振特性の実験によれば、第４の実施の形
態に係るレーザ装置においては、室温でのしきい電流値
が２０ｍＡで、最高連続発振温度は８０℃まで高くする
ことができた。また、信頼性試験も５０℃で１００時間
以上安定に動作することを確認した。
態に係るレーザ装置においては、室温でのしきい電流値
が２０ｍＡで、最高連続発振温度は８０℃まで高くする
ことができた。また、信頼性試験も５０℃で１００時間
以上安定に動作することを確認した。
【００４４】なお本発明は上述の実施の形態に限られる
ものではない。例えば、第１の実施の形態等においては
サファイア基板を使用しているが、これに代えてＳｉＣ
基板が使用可能である。また、誘電体、絶縁体としては
ＳｉＯ2 以外にＡｌ2 Ｏ3 なども使用可能である。
ものではない。例えば、第１の実施の形態等においては
サファイア基板を使用しているが、これに代えてＳｉＣ
基板が使用可能である。また、誘電体、絶縁体としては
ＳｉＯ2 以外にＡｌ2 Ｏ3 なども使用可能である。
【００４５】また、上述の実施の形態においては、レー
ザ共振器を形成する半導体の一般式として、 Ｉｎx Ａｌy Ｇａz Ｎ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦
ｘ，ｙ，ｚ≦１ Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｐ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦
ｘ，ｙ，ｚ≦１ を記載しているが、各半導体層はＴｉ、Ｓｉ、Ｃ、Ｎｉ
などの元素を混晶にならない不純物程度の量、含んでい
てもよい。更に、レーザ共振器を形成する半導体として
II−VI族化合物半導体や、Ｓｉ、Ｇｅを使用する場合も
本発明を適用することができる。
ザ共振器を形成する半導体の一般式として、 Ｉｎx Ａｌy Ｇａz Ｎ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦
ｘ，ｙ，ｚ≦１ Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｐ、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦
ｘ，ｙ，ｚ≦１ を記載しているが、各半導体層はＴｉ、Ｓｉ、Ｃ、Ｎｉ
などの元素を混晶にならない不純物程度の量、含んでい
てもよい。更に、レーザ共振器を形成する半導体として
II−VI族化合物半導体や、Ｓｉ、Ｇｅを使用する場合も
本発明を適用することができる。
【００４６】また、レーザ装置の構造は、レーザのしき
い値に悪影響を与えないものであれば種々の変更が可能
である。その他、本発明は、導波路構造、受光素子、ト
ランジスタなどの光デバイス分野へも適用が可能であ
る。
い値に悪影響を与えないものであれば種々の変更が可能
である。その他、本発明は、導波路構造、受光素子、ト
ランジスタなどの光デバイス分野へも適用が可能であ
る。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、素子の熱抵抗が十分に
低く、製造方法も簡単な優れた横モード型半導体レーザ
装置が実現できる。特に、特性においては低しきい値化
が可能で、ビーム特性も良く、信頼性も大幅に向上する
ため、本発明に係る半導体レーザ装置の有用性は高いも
のとなる。
低く、製造方法も簡単な優れた横モード型半導体レーザ
装置が実現できる。特に、特性においては低しきい値化
が可能で、ビーム特性も良く、信頼性も大幅に向上する
ため、本発明に係る半導体レーザ装置の有用性は高いも
のとなる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
【図２】第１の実施の形態に係るレーザ装置を、上側の
電極を除いた状態で示す斜視図。
電極を除いた状態で示す斜視図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置の概略構成を示す断面図。
ーザ装置の概略構成を示す断面図。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る赤色半導体レ
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る青色半導体レ
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
ーザ装置のリッジ構造近傍の概略構成を示す断面図。
【図６】比較例のレーザ装置の概略構成を示す断面図で
ある。
ある。
１…サファイア基板 ２…ｎ−ＧａＮバッファ層 ３…ｎ側電極 １０…リッジ構造 １１…ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層 １２…活性層 １３…ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層 １４、１５…ｐ−ＧａＮコンタクト層 １６…ｐ側電極 １７…誘電体被覆層 １８…電極層 １９…絶縁層 ２０…リッジ構造 ２１…ｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層 ２２…活性層 ２３…ｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層 ２４、２５…ｐ−コンタクト層 ２７…誘電体被覆層 ２８…電極層 ２９…絶縁層 ３１…半導体被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−260772（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−101286（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−223970（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−303502（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−111375（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−281384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−53990（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202344（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (8)
- 【請求項１】Ａｌを含む第１導電型の化合物半導体から
なる第１クラッド層と、 前記第１クラッド層上に配設された化合物半導体からな
る活性層と前記活性層上に配設されたＡｌを含む第２導
電型の化合物半導体からなる第２クラッド層と、前記第
１及び第２クラッド層間に前記活性層が挟まれること
と、前記第２クラッド層は、前記第２クラッド層から前
記活性層とは反対側に突出し且つレーザビームの発振方
向に沿って延びるリッジ構造の一部をなすリッジ部と、
前記リッジ部の両側で側方に延在する延在部とを有する
ことと、 前記第２クラッド層と接触するように前記リッジ部の各
側面を覆う誘電体からなる被覆層と、 前記第１クラッド層に接続された第１電極と、 前記リッジ構造の上面を介して前記第２クラッド層に接
続されると共に前記延在部において前記第２クラッド層
と非オーミックコンタクトを形成する第２電極と、 を具備することを特徴とする化合物半導体レーザ装置。 - 【請求項２】前記活性層及び前記第１及び第２クラッド
層がIII −V 族化合物半導体からなることを特徴とする
請求項１に記載の化合物半導体レーザ装置。 - 【請求項３】Ａｌを含む第１導電型のIII 族窒化物半導
体からなる第１クラッド層と、 前記第１クラッド層上に配設されたIII 族窒化物半導体
からなる活性層と前記活性層上に配設されたＡｌを含む
第２導電型のIII 族窒化物半導体からなる第２クラッド
層と、前記第１及び第２クラッド層間に前記活性層が挟
まれることと、前記第２クラッド層は、前記第２クラッ
ド層から前記活性層とは反対側に突出し且つレーザビー
ムの発振方向に沿って延びるリッジ構造の一部をなすリ
ッジ部と、前記リッジ部の両側で側方に延在する延在部
とを有することと、 前記第２クラッド層と接触するように前記リッジ構造の
上面及び両側面を覆い且つ低抵抗化された頂部を有する
半導体からなる被覆層と、 前記第１クラッド層に接続された第１電極と、 前記被覆層を介して前記第２クラッド層に接続された第
２電極と、 を具備することを特徴とする化合物半導体レーザ装置。 - 【請求項４】前記被覆層が前記延在部において前記第２
クラッド層と非オーミックコンタクトを形成することを
特徴とする請求項３に記載の化合物半導体レーザ装置。 - 【請求項５】前記第２電極が金属からなることを特徴と
する請求項１乃至４のいずれかに記載の化合物半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項６】前記活性層及び第２クラッド層が前記第１
クラッド層を介して基板に支持されることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載の化合物半導体レーザ
装置。 - 【請求項７】前記第２導電型がｐ型であることを特徴と
する請求項１乃至６のいずれかに記載の化合物半導体レ
ーザ装置。 - 【請求項８】厚さ０．５μｍ以上の金属からなるヒート
シンク層が、前記リッジ構造の上面及び両側面に接触す
ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の
化合物半導体レーザ装置。
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| JP35116697A JP3300657B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 化合物半導体レーザ装置 |
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