JP4138731B2 - 半導体レーザ装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1A〜C、及び図2はそれぞれ本発明の実施の形態1における光出力200mW級の二波長高出力レーザを示し、図1Aは同平面図、図1Bは図1AのI−I線断面図、図1Cは図1AのII−II線断面図、及び図2は同斜視図である。同一符号は同一の材料又は部分を示す。
(1)図3Aに示すように、n型GaAs基板101上に、赤外レーザn型クラッド層102、赤外レーザ活性層103、赤外レーザp型クラッド層104を順次積層する。赤外レーザ活性層103は量子井戸構造により構成される。
(2)図3Bに示すように、赤色レーザ領域を含む一部の領域において、赤外レーザn型クラッド層102、赤外レーザ活性層103、赤外レーザp型クラッド層104を除去する。
(3)図3Cに示すように、赤色レーザn型クラッド層105、赤色レーザ活性層106、赤色レーザp型クラッド層107を順次積層する。赤色レーザ活性層106は量子井戸構造により構成される。
(4)図3Dに示すように、赤外レーザ領域を含む一部の領域において、赤色レーザn型クラッド層105、赤色レーザ活性層106、赤色レーザp型クラッド層107を除去する。
(5)図4Aに示すように、赤色レーザp型クラッド層107の両端面から10μmの領域まで、及び赤外レーザp型クラッド層104の端面からそれぞれ10μm、310μmの領域までに酸化亜鉛膜301を形成する。
(6)図4Bに示すように、加熱により、酸化亜鉛膜が形成された202、203、205、206領域のそれぞれの直下の活性層にZnを拡散させる。この工程により、活性層を形成する量子井戸層及び隣接する障壁層のヘテロジャンクションが無秩序化されることによりバンドギャップが拡大する。この領域は、活性層から発光される波長に対して透明である。加熱後、酸化亜鉛膜を除去する。領域201、204の長さはそれぞれ680μm、980μmである。
(7)図5Aに示すように、赤外レーザpクラッド層104及び赤色レーザpクラッド層107の一部をエッチングし、それぞれストライプ状メサ構造を形成する。メサの幅は上部1μm、下部3μmである。
(8)図5Bに示すように、電流ブロック層108の選択再成長を行う。
(9)図5Cに示すように、コンタクト層109の再成長を行う
(10)図5Dに示すように、赤外レーザと赤色レーザの境界近傍を基板101までエッチングして素子分離を行う。赤外レーザ上の202、203を除く領域上、赤色レーザ上の205、206を除く領域上に、それぞれp側電極110、111を形成する。さらに基板下部にn側電極112を蒸着して素子を形成する。
※2 基板に垂直な方向に成長した領域の膜厚である。
図9Aは本発明の実施の形態2における高出力/低出力集積赤色レーザの平面図、図9Bは図9AのIII−III線断面図、図9Cは図9AのIV−IV線断面図である。
(1)図10Aに示すように、n型GaAs基板401上に、低出力レーザ用n型クラッド層402、活性層403、p型クラッド層404を順次積層する。前記活性層403は量子井戸構造により構成される。なお、本実施形態においては高出力レーザのn型クラッド層405、活性層406、p型クラッド層407はそれぞれ前記各層に兼ねられている。
(2)図10Bに示すように、p型クラッド層404及び407の一部をエッチングし、リッジ型導波路を形成する。
(3)図10Cに示すように、p型クラッド層404及び407の一部をさらに基板401までエッチングし、低出力レーザと高出力レーザの素子分離を行う。本実施形態では低出力レーザの動作電流低減のため、高出力レーザより共振器幅を小さくしている。
(4)図10Dに示すように、図9の502、503、505、506に示される領域の直下の活性層にZn拡散を施す。図9の501、504領域の長さはそれぞれ480μm、980μmである。
(5)図10Eに示すように、p側電極408、n側電極409を形成する。
102 赤外レーザn型クラッド層
103 赤外レーザ活性層
104 赤外レーザp型クラッド層
105 赤色レーザn型クラッド層
106 赤色レーザ活性層
107 赤色レーザpクラッド層
108 電流ブロック層
109 コンタクト層
110 赤外レーザp側電極
111 赤色レーザp側電極
112,410 n側電極
201 赤外レーザ電流注入領域
202 赤外レーザ前端面側電流非注入領域
203 赤外レーザ後端面側電流非注入領域
204 赤色レーザ電流注入領域
205 赤色レーザ前端面側電流非注入領域
206 赤色レーザ後端面側電流非注入領域
301 酸化亜鉛膜
402 低出力赤色レーザn型クラッド層
403 低出力赤色レーザ活性層
404 低出力赤色レーザp型クラッド層
405 高出力赤色レーザn型クラッド層
406 高出力赤色レーザ活性層
407 高出力赤色レーザpクラッド層
408 低出力赤色レーザp側電極
409 高出力赤色レーザp側電極
501 低出力赤色レーザ電流注入領域
502 低出力赤色レーザ前端面側電流非注入領域
503 低出力赤色レーザ後端面側電流非注入領域
504 高出力赤色レーザ電流注入領域
505 高出力赤色レーザ前端面側電流非注入領域
506 高出力赤色レーザ後端面側電流非注入領域
Claims (8)
- 基板上に互いに平行に形成され、同じ共振器長を有する複数の共振器と、
前記複数の共振器に形成された活性層と、
前記複数の共振器の両端面付近に形成された電流非注入領域と、
前記複数の共振器に形成され、互いに長さが異なる電流注入領域とを備えていることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 少なくとも二つの前記活性層より得られる発光波長がそれぞれ異なる請求項1に記載の半導体レーザ装置。
- 少なくとも一つの前記活性層が量子井戸により構成される請求項1に記載の半導体レーザ装置。
- 前記電流非注入領域における伝搬光の存在する領域の半導体層のバンドギャップエネルギーが、活性層発光波長のエネルギーより大きい請求項1に記載の半導体レーザ装置。
- 前記活性層のうち少なくとも二つの前記活性層がそれぞれ(AlxGa1-x)yIn1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)及びAlzGa1-zAs(0≦z≦1)を含んだ層より構成され、前記二つの活性層より得られる波長がそれぞれ630nm以上690nm以下、及び760nm以上810nm以下である請求項1に記載の半導体レーザ装置。
- 前記二つの活性層より得られる片端面からのそれぞれの最大光出力がいずれも80mW以上である請求項5に記載の半導体レーザ装置。
- 前記活性層より得られる最大光出力がそれぞれ異なる請求項1に記載の半導体レーザ装置。
- 前記少なくとも二つの活性層がいずれも(AlxGa1-x)yIn1-yP(0≦x≦1、0≦y≦1)を含んだ層より構成され、二つの活性層の内、最大光出力が高い方の素子における光出力が50mW以上であり、かつ最大光出力が低い方の素子の動作電流が光出力2mW以上において35mA以下である請求項7に記載の半導体レーザ装置。
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