JP2002314199A - Semiconductor laser device and its manufacturing method - Google Patents
Semiconductor laser device and its manufacturing methodInfo
- Publication number
- JP2002314199A JP2002314199A JP2001117673A JP2001117673A JP2002314199A JP 2002314199 A JP2002314199 A JP 2002314199A JP 2001117673 A JP2001117673 A JP 2001117673A JP 2001117673 A JP2001117673 A JP 2001117673A JP 2002314199 A JP2002314199 A JP 2002314199A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- ridge
- semiconductor laser
- laser device
- light guide
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 120
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 48
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 328
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 33
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract description 51
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 abstract description 44
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、埋め込みリッジ導
波路型半導体レーザ素子及びその作製方法に関し、更に
詳細には、ヘテロ界面に水平方向の遠視野像(FFP)
の半値幅θ//がばらつかない構成を備えた埋め込みリッ
ジ導波路型半導体レーザ素子、及びその作製方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a buried ridge waveguide type semiconductor laser device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a horizontal far-field image (FFP) at a hetero interface.
The present invention relates to a buried ridge waveguide type semiconductor laser device having a configuration in which the half value width θ // of the semiconductor laser device does not vary, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】長波長域のGaAs系、InP系半導体
レーザ素子、及び短波長域の窒化物系III −V族化合物
半導体レーザ素子を含めて、半導体レーザ素子では、製
作が容易である等の理由から、エア・リッジ(air-ridg
e)構造のリッジ導波路型の半導体レーザ素子が種々の
分野で多用されている。エア・リッジ構造のリッジ導波
路型の半導体レーザ素子は、上部クラッド層の上部及び
コンタクト層がストライプ状リッジとして形成され、リ
ッジ両側面及びリッジ両脇の上部クラッド層の残り層が
絶縁膜で被覆されていて、これにより生じた横方向の実
効屈折率差によりモード制御を行うインデックスガイド
型(屈折率導波型)半導体レーザ素子の一つである。短
波長域のリッジ導波路型窒化物系III −V族化合物半導
体レーザ素子(以下、窒化物系半導体レーザ素子と言
う)でも、従来から、作製容易等の理由で、エア・リッ
ジ構造のリッジ導波路型が多く採用されている。2. Description of the Related Art Semiconductor laser devices, including GaAs-based and InP-based semiconductor laser devices in a long wavelength region and nitride III-V compound semiconductor laser devices in a short wavelength region, are easy to manufacture. For reasons, air-ridg
e) A ridge waveguide type semiconductor laser device having a structure is widely used in various fields. In a ridge waveguide type semiconductor laser device having an air ridge structure, the upper part of the upper cladding layer and the contact layer are formed as stripe-shaped ridges, and the remaining layers of the upper cladding layer on both sides of the ridge and on both sides of the ridge are covered with an insulating film. This is one of the index guide type (refractive index guided type) semiconductor laser devices that perform mode control based on the resulting difference in the effective refractive index in the lateral direction. A ridge waveguide type nitride III-V compound semiconductor laser device in a short wavelength region (hereinafter, referred to as a nitride semiconductor laser device) has conventionally been used in an air ridge structure for the reason of easy fabrication. Wave type is often used.
【0003】ここで、図7を参照して、エア・リッジ構
造の窒化物系半導体レーザ素子の構成を説明する。図7
はエア・リッジ構造の窒化物系半導体レーザ素子の構成
を示す断面図である。窒化物系半導体レーザ素子60
は、基本的には、例えば、図7に示すように、GaN横
方向成長層64を介してサファイア基板62上に、n−
GaNコンタクト層66、n−AlGaNクラッド層6
8、MQW活性層70、p−AlGaNクラッド層7
2、及びp−GaNコンタクト層74の積層構造を備え
ている。サファイア基板に代えて、GaN基板を使うこ
ともある。Here, the configuration of a nitride-based semiconductor laser device having an air ridge structure will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a nitride-based semiconductor laser device having an air ridge structure. Nitride based semiconductor laser device 60
Is basically formed on the sapphire substrate 62 via the GaN lateral growth layer 64 as shown in FIG.
GaN contact layer 66, n-AlGaN cladding layer 6
8, MQW active layer 70, p-AlGaN cladding layer 7
2 and a stacked structure of the p-GaN contact layer 74. A GaN substrate may be used instead of a sapphire substrate.
【0004】積層構造のうち、p−AlGaNクラッド
層72の上部層及びp−GaNコンタクト層74は、ス
トライプ状リッジ76として形成されている。また、n
−GaNコンタクト層66の上部、n−AlGaNクラ
ッド層68、MQW活性層70、p−AlGaNクラッ
ド層72の残り層(下部層)72aは、リッジ76と同
じ方向に延在するメサ構造として形成されている。そし
て、リッジ76の両側面、リッジ76の両脇のp−クラ
ッド層72の残り層72a上にはSiO2 膜からなる絶
縁膜78が電流狭窄層として形成されている。尚、絶縁
膜78は、メサ構造脇にも保護膜として延在している。
Pd/Pt/Auの多層金属膜からなるp側電極80が
絶縁膜78上に形成され、絶縁膜78の窓を介してp−
GaNコンタクト層74と接触している。また、n−G
aNコンタクト層66上にTi/Pt/Auの多層金属
膜からなるn側電極82が形成されている。In the laminated structure, the upper layer of the p-AlGaN cladding layer 72 and the p-GaN contact layer 74 are formed as stripe-shaped ridges 76. Also, n
The upper portion of the -GaN contact layer 66, the n-AlGaN cladding layer 68, the MQW active layer 70, and the remaining layer (lower layer) 72a of the p-AlGaN cladding layer 72 are formed as a mesa structure extending in the same direction as the ridge 76. ing. On both sides of the ridge 76 and on the remaining layer 72a of the p-cladding layer 72 on both sides of the ridge 76, an insulating film 78 made of a SiO 2 film is formed as a current confinement layer. Note that the insulating film 78 also extends as a protective film beside the mesa structure.
A p-side electrode 80 made of a multilayer metal film of Pd / Pt / Au is formed on the insulating film 78, and a p-side electrode 80 is formed through a window of the insulating film 78.
It is in contact with the GaN contact layer 74. Also, n-G
On the aN contact layer 66, an n-side electrode 82 made of a multilayer metal film of Ti / Pt / Au is formed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】窒化物系半導体レーザ
素子の用途が拡大すると共に、窒化物系半導体レーザ素
子では、共振器構造のヘテロ界面に水平方向の遠視野像
(FFP)の半値幅(以下、θ//と言う)が重要視され
ている。例えば、窒化物系半導体レーザ素子を光ピック
アップ等の光源に適用する際には、7度以上のθ//が要
求されている。As the applications of the nitride semiconductor laser device are expanded, the nitride semiconductor laser device has a half width (FFP) of a horizontal far-field image (FFP) at the hetero interface of the resonator structure. The following is referred to as θ // ). For example, when a nitride-based semiconductor laser device is applied to a light source such as an optical pickup or the like, θ // of 7 degrees or more is required.
【0006】本発明者の研究によれば、上述のような窒
化物系半導体レーザ素子を対象とする種々の実験の結
果、θ//は、図8に示すように、リッジ導波路の実効屈
折率差Δnと密接に関係していることが判った。尚、図
8では、複雑になるので、実験結果を示す点を省略して
いる。ここで、リッジ導波路の実効屈折率差Δnとは、
図7に示すように、発振波長に対するリッジ内の実効屈
折率neff1とリッジ脇の実効屈折率neff2の差、nef f1
−neff2であって、本発明者の研究によれば、p−クラ
ッド層72の残り層(下部層)72aの厚さTが変化す
ると、Δnの変化を介して、図9に示すように、θ//が
変化する。上述のように、エア・リッジ構造では、横方
向の光の閉じ込めの効果は、Δnに依存して、つまりレ
ーザ共振器構造が同じ層構造であれば、上部クラッド層
の残り層の厚さ、即ちリッジの深さに依存する。[0006] According to the present inventor's study, the results of various experiments to target a nitride semiconductor laser element as described above, theta //, as shown in FIG. 8, the effective refractive ridge waveguide It was found that it was closely related to the rate difference Δn. In FIG. 8, points showing experimental results are omitted because of complexity. Here, the effective refractive index difference Δn of the ridge waveguide is
As shown in FIG. 7, the difference between the effective refractive index n eff1 the ridge side of the effective refractive index n eff2 in the ridge for the oscillation wavelength, n ef f1
−n eff2 , and according to the study of the present inventor, when the thickness T of the remaining layer (lower layer) 72 a of the p-cladding layer 72 changes, as shown in FIG. , Θ // change. As described above, in the air ridge structure, the effect of lateral light confinement depends on Δn, that is, when the laser resonator structure has the same layer structure, the thickness of the remaining layer of the upper cladding layer, That is, it depends on the depth of the ridge.
【0007】ところで、コンタクト層、上部クラッド層
等の積層構造をエッチングしてリッジを形成する際、A
lGaInP系半導体レーザ素子のように、エッチング
ストップ層を設けることができる素子構造では、リッジ
深さをエッチングストップ層により制御することができ
るものの、窒化物系半導体レーザ素子の場合、エッチン
グストップ層として機能する適当な化合物半導体層が現
段階では見当たらないために、エッチングストップ層を
設けることができない。そのため、リッジ形成の際のエ
ッチング深さは、エッチング時間で制御せざるを得な
い。When a ridge is formed by etching a laminated structure of a contact layer, an upper clad layer, etc., A
In an element structure in which an etching stop layer can be provided, such as an lGaInP semiconductor laser element, the ridge depth can be controlled by the etching stop layer, but in the case of a nitride semiconductor laser element, it functions as an etching stop layer. Since an appropriate compound semiconductor layer cannot be found at this stage, an etching stop layer cannot be provided. Therefore, the etching depth when forming the ridge must be controlled by the etching time.
【0008】しかし、エッチング時間による制御では、
エッチング深さを設計通りの深さにすることは、現実に
は、極めて困難である。そのために、窒化物系半導体レ
ーザ素子では、θ//のばらつきが大きくなり、製品歩留
りの向上が難しいという問題があった。例えば、図9か
ら判る通り、θ//のばらつきを±0.2度以内に抑える
には、エッチング深さのばらつきを±100Å以内にす
る必要があるが、エッチング深さを時間制御しているエ
ッチング加工の精度では、到底、実現できるレベルでは
ない。[0008] However, in the control by the etching time,
It is actually very difficult to make the etching depth as designed. For this reason, the nitride-based semiconductor laser device has a problem that the dispersion of θ // becomes large, and it is difficult to improve the product yield. For example, as can be seen from FIG. 9, in order to suppress the variation of θ // within ± 0.2 degrees, it is necessary to keep the variation of the etching depth within ± 100 °, but the etching depth is controlled with time. The accuracy of the etching process is not attainable at all.
【0009】横方向の光の閉じ込めを制御する方法とし
て、AlGaN層でリッジを埋め込む構造が、例えば特
開平9−246651号公報等で提案されている。ここ
で、図10を参照して、AlGaN層で埋め込んだリッ
ジ導波路型半導体レーザ素子の代表的な構成を説明す
る。AlGaN層埋め込み型の半導体レーザ素子86
は、図10に示すように、p−GaNコンタクト層76
及びp−AlGaNクラッド層74の上部からなるリッ
ジ78が、Al組成がp−AlGaNクラッド層より大
きいAlGaN層88からなる電流狭窄構層で埋め込ま
れていて、その他は、エア・リッジ構造の窒化物系半導
体レーザ素子60と同じである。AlGaN層埋め込み
型でも、AlGaN電流狭窄層の屈折率がp−AlGa
Nクラッド層の屈折率と異なるので、横方向の光の閉じ
込め効果は、エア・リッジ構造と同様、リッジ深さに依
存しているために、同じ問題が生じている。As a method for controlling lateral light confinement, a structure in which a ridge is buried with an AlGaN layer has been proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-246651. Here, a typical configuration of a ridge waveguide type semiconductor laser device embedded with an AlGaN layer will be described with reference to FIG. Semiconductor laser device 86 with embedded AlGaN layer
Is a p-GaN contact layer 76 as shown in FIG.
And a ridge 78 consisting of an upper part of the p-AlGaN cladding layer 74 is buried with a current confinement structure layer consisting of an AlGaN layer 88 having an Al composition larger than that of the p-AlGaN cladding layer. It is the same as the system semiconductor laser element 60. Even with the AlGaN layer embedded type, the refractive index of the AlGaN current confinement layer is p-AlGa
Since the refractive index is different from the refractive index of the N cladding layer, the same problem occurs because the lateral light confinement effect depends on the ridge depth similarly to the air ridge structure.
【0010】また、特開2000−58461号公報
は、横方向の光閉じ込め構造を制御する別の方法を提案
している。先ず、図11(a)に示すように、1回目の
成長で、サファイア基板(図示せず)上に、n−GaN
コンタクト層92、n−AlGaNクラッド層93、活
性層94、及びp−AlGaNクラッド層の一部95を
成長させる。次いで、図11(b)に示すように、電流
狭窄領域を覆うSiO2 膜のマスク96をp−AlGa
Nクラッド層95上に設け、2回目の成長で、図11
(c)に示すように、残りのp−AlGaNクラッド層
97及びp−GaNコンタクト層98を成長させるとい
う方法が提案されている。この場合、確かに、横方向の
光の閉じ込め構造は、安定し、θ//も安定するものの、
半導体レーザ素子で最も電流密度が高い領域に、最成長
界面が存在するために、レーザの長寿命化が実現し難い
という大きな問題がある。Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-58461 proposes another method for controlling a lateral light confinement structure. First, as shown in FIG. 11A, in the first growth, n-GaN is deposited on a sapphire substrate (not shown).
The contact layer 92, the n-AlGaN cladding layer 93, the active layer 94, and a part 95 of the p-AlGaN cladding layer are grown. Then, as shown in FIG. 11B, a mask 96 of an SiO 2 film covering the current confinement region is formed with p-AlGa.
As shown in FIG.
As shown in (c), a method of growing the remaining p-AlGaN cladding layer 97 and p-GaN contact layer 98 has been proposed. In this case, although the lateral light confinement structure is stable and θ // is stable,
Since the most growing interface exists in the region where the current density is highest in the semiconductor laser device, there is a big problem that it is difficult to extend the life of the laser.
【0011】このように、今のところ、θ//がばらつか
ない構成を備えた窒化物系半導体レーザ素子は、実現さ
れていない。以上の説明では、窒化物系半導体レーザ素
子を例にしてθ//のばらつきの問題を説明したが、窒化
物系半導体レーザ素子に限らず、GaAs系、InP
系、AlGaN系半導体レーザ素子等の半導体レーザ素
子全般に該当する問題である。そこで、本発明の目的
は、θ//がばらつかない構成を備えたリッジ導波路型半
導体レーザ素子及びその作製方法を提供する。As described above, a nitride-based semiconductor laser device having a configuration in which θ // does not vary has not been realized so far. In the above description, the problem of the variation of θ // was described using a nitride-based semiconductor laser device as an example.
This is a problem that applies to all semiconductor laser devices such as a semiconductor laser device and an AlGaN semiconductor laser device. Accordingly, an object of the present invention is to provide a ridge waveguide type semiconductor laser device having a configuration in which θ // does not vary, and a method of manufacturing the same.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者は、リッジ形成
する際にエッチングした化合物半導体層の残り層と同じ
屈折率を有し、導電型が異なる化合物半導体層から電流
狭窄層でリッジを埋め込むことにより、残り層の膜厚に
依存することなくθ//を一定にすることを着想し、実験
を重ねて本発明を発明するに到った。The present inventors embed a ridge in a current confinement layer from a compound semiconductor layer having the same refractive index as the remaining layer of the compound semiconductor layer etched when forming the ridge and having a different conductivity type. Accordingly, the inventors have conceived of making θ // constant without depending on the thickness of the remaining layer, and have come to invent the present invention through repeated experiments.
【0013】上記目的を達成するために、上述の知見に
基づいて、本発明に係る半導体レーザ素子は、活性層上
に形成されたリッジを埋め込み層で埋め込んだリッジ導
波路型半導体レーザ素子であって、リッジ内に形成され
た上部クラッド層と、リッジ内で上部クラッド層下に延
在する上部層と、リッジ脇の活性層上に延在する下部層
とを有し、上部クラッド層と同じ導電型の化合物半導体
層からなる光ガイド層とを備え、埋め込み層が、光ガイ
ド層と同じ屈折率で相互に異なる導電型の電流狭窄層で
あることを特徴としている。In order to achieve the above object, based on the above findings, a semiconductor laser device according to the present invention is a ridge waveguide type semiconductor laser device in which a ridge formed on an active layer is buried with a buried layer. An upper cladding layer formed in the ridge, an upper layer extending below the upper cladding layer in the ridge, and a lower layer extending above the active layer beside the ridge, and are the same as the upper cladding layer. A light guide layer made of a conductive type compound semiconductor layer, wherein the buried layer is a current constriction layer of the same conductivity type as the light guide layer and having a different refractive index.
【0014】本発明では、リッジ形成する際にエッチン
グした化合物半導体層の下部層(残り層)と同じ屈折率
を有し、導電型が異なる化合物半導体層からなる電流狭
窄層でリッジを埋め込むことにより、光ガイド層の残り
層の膜厚に依存することなく、リッジ内とリッジ脇との
間の実効屈折率差Δnが一定になるので、θ//が一定に
なる。リッジの形状には制約はなく、例えばストライプ
状、フレア状、テーパ状等である。In the present invention, the ridge is buried with a current confinement layer made of a compound semiconductor layer having the same refractive index as the lower layer (remaining layer) of the compound semiconductor layer etched when forming the ridge and having a different conductivity type. Since the effective refractive index difference Δn between the inside of the ridge and the side of the ridge is constant without depending on the film thickness of the remaining layer of the light guide layer, θ // is constant. The shape of the ridge is not limited, and may be, for example, a stripe, a flare, or a taper.
【0015】本発明に係る別の半導体レーザ素子は、光
ガイド層と、光ガイド層上に設けられ、光ガイド層と同
じ導電型の第1の上部クラッド層と、第1の上部クラッ
ド層上に設けられ、光ガイド層と同じ導電型で同じ組成
の化合物半導体層と、化合物半導体層上に設けられ、光
ガイド層と同じ導電型の第2の上部クラッド層とからな
る積層構造を活性層上に備え、化合物半導体層の上部と
第2の上部クラッド層がリッジとして形成され、かつ化
合物半導体層の下部がリッジ脇の表面層を形成し、リッ
ジが光ガイド層と同じ屈折率で相互に異なる導電型の埋
め込み電流狭窄層で埋め込まれていることを特徴として
いる。これにより、リッジ形成に当たり光ガイド層をエ
ッチングする際、オーバーエッチングしても、活性層上
に上述の化合物半導体層が介在するので、活性層を損傷
を与えるようなことが生じない。Another semiconductor laser device according to the present invention is a light guide layer, a first upper clad layer provided on the light guide layer and having the same conductivity type as the light guide layer, and a first upper clad layer on the first upper clad layer. And a compound semiconductor layer having the same conductivity type and the same composition as the light guide layer and a second upper cladding layer provided on the compound semiconductor layer and having the same conductivity type as the light guide layer. The upper part of the compound semiconductor layer and the second upper clad layer are formed as ridges, and the lower part of the compound semiconductor layer forms a surface layer beside the ridge, and the ridges are mutually connected at the same refractive index as the light guide layer. It is characterized by being buried with buried current constriction layers of different conductivity types. Accordingly, when the light guide layer is etched to form the ridge, even if over-etching is performed, the active layer is not damaged because the compound semiconductor layer is interposed on the active layer.
【0016】本発明の更に好適な実施態様では、埋め込
み層が、リッジの上面までリッジを埋め込んで光ガイド
層の下部層(残り層)上に延在する。これにより、埋め
込み層の一様な形成が一層容易になる。更には、リッジ
上面と接触している電極が、埋め込み層と導電型の異な
る層を介して埋め込み層上に延在している。これによ
り、電極の接触面積が拡大して、駆動電圧を低下させる
ことができる。In a further preferred embodiment of the present invention, the buried layer extends on the lower layer (remaining layer) of the light guide layer, burying the ridge up to the upper surface of the ridge. This makes it easier to form the buried layer uniformly. Further, an electrode in contact with the upper surface of the ridge extends on the buried layer via a layer having a different conductivity type from that of the buried layer. Thereby, the contact area of the electrode is increased, and the driving voltage can be reduced.
【0017】本発明に係る半導体レーザ素子の作製方法
は、活性層上に形成されたストライプ状リッジを埋め込
み層で埋め込んだリッジ導波路型半導体レーザ素子の作
製方法であって、活性層上に、光ガイド層、次いで上部
クラッド層を含む化合物半導体層を成長させる成長工程
と、上部クラッド層を含む化合物半導体層、及び光ガイ
ド層の上部をエッチングしてリッジを形成し、かつリッ
ジ脇に光ガイド層の残り層を延在させる工程と、光ガイ
ド層と同じ屈折率で、かつ導電型が相互に異なる埋め込
み層でリッジを埋め込む埋め込み工程とを備えているこ
とを特徴としている。A method of manufacturing a semiconductor laser device according to the present invention is a method of manufacturing a ridge waveguide type semiconductor laser device in which a stripe-shaped ridge formed on an active layer is buried with a burying layer. A growth step of growing a compound semiconductor layer including an optical guide layer and then an upper clad layer, etching the compound semiconductor layer including the upper clad layer and the upper part of the light guide layer to form a ridge, and forming a light guide beside the ridge. The method is characterized by including a step of extending the remaining layer of the layer and a burying step of burying the ridge with a burying layer having the same refractive index as that of the light guide layer and different in conductivity type.
【0018】好適には、成長工程では、活性層上に、順
次、光ガイド層と同じ導電型で同じ組成の化合物半導体
層、及び上部クラッド層と同じ導電型で同じ組成の化合
物半導体層を成長させ、次いで光ガイド層及び上部クラ
ッド層を含む化合物半導体層を成長させる。Preferably, in the growing step, a compound semiconductor layer of the same conductivity type and the same composition as the light guide layer and a compound semiconductor layer of the same conductivity type and the same composition as the upper cladding layer are sequentially grown on the active layer. Then, a compound semiconductor layer including a light guide layer and an upper clad layer is grown.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に、添付図面を参照し、実施
形態例を挙げて本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に
説明する。実施形態例1 本実施形態例は、本発明に係る窒化物系III −V族化合
物半導体レーザ素子(以下、窒化物系半導体レーザ素子
と言う)の実施形態の一例であって、図1は、本実施形
態例の窒化物系半導体レーザ素子の要部の構成を示す断
面図である。本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素子
10は、図1に示すように、図示しないサファイア基板
及びGaN横方向成長層等の上に、n−GaNコンタク
ト層12、n−AlGaNクラッド層14、n−GaN
光ガイド層16、量子井戸活性層18、p−GaN光ガ
イド層20、p−AlGaNクラッド(Al組成が7
%)層22、及びp−GaNコンタクト層24の積層構
造を備えている。p−GaN光ガイド層20、p−Al
GaNクラッド層22及びp−GaNコンタクト層24
の膜厚は、それぞれ、0.20μm、0.5μm、及び
0.1μmである。尚、活性層18以下の層の膜厚は従
来と同じである。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 This embodiment is an example of an embodiment of a nitride-based III-V compound semiconductor laser device (hereinafter, referred to as a nitride-based semiconductor laser device) according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the nitride-based semiconductor laser device according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the nitride-based semiconductor laser device 10 of the present embodiment includes an n-GaN contact layer 12, an n-AlGaN cladding layer 14, a sapphire substrate, a GaN lateral growth layer, and the like, not shown. n-GaN
The light guide layer 16, the quantum well active layer 18, the p-GaN light guide layer 20, the p-AlGaN cladding (Al composition is 7
%) Layer 22 and a p-GaN contact layer 24. p-GaN optical guide layer 20, p-Al
GaN cladding layer 22 and p-GaN contact layer 24
Are 0.20 μm, 0.5 μm, and 0.1 μm, respectively. The thicknesses of the layers below the active layer 18 are the same as in the conventional case.
【0020】積層構造のうち、p−GaNコンタクト層
24、p−AlGaNクラッド層22、及びp−GaN
光ガイド層20の上部層は、ストライプ状リッジ26と
して形成され、リッジ26脇にはp−GaN光ガイド層
20の下部層(残り層)20aが活性層18上に延在し
ている。リッジ26は、リッジ26上部のp−GaNコ
ンタクト24を除いて、n−GaN埋め込み層28によ
って埋め込まれ、p−GaNコンタクト24上にはp側
電極29が設けられている。The p-GaN contact layer 24, the p-AlGaN cladding layer 22, and the p-GaN
The upper layer of the light guide layer 20 is formed as a stripe-shaped ridge 26, and a lower layer (remaining layer) 20 a of the p-GaN light guide layer 20 extends on the active layer 18 beside the ridge 26. The ridge 26 is buried with an n-GaN buried layer 28 except for the p-GaN contact 24 above the ridge 26, and a p-side electrode 29 is provided on the p-GaN contact 24.
【0021】本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素子
10は、リッジ26内では、活性層18上の積層構造
が、それぞれ、所定の膜厚に成膜されたp−AlGaN
クラッド層22とp−GaN光ガイド層20で積層構造
が形成されている。一方、リッジ26脇では、活性層1
8上の積層構造は、リッジ26を形成する際のp−Ga
N光ガイド層20のエッチング深さが仮に変動したとし
ても、所定の厚さの同じ屈折率のGaN層で構成されて
いる。よって、本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素
子10では、θ//がばらつくことがなく、また、リッジ
26脇にp−GaN光ガイド層20の残り層20aが残
っている限り、活性層18がエッチングにより損傷を受
けることがないので、良好なレーザ特性を示すことがで
きる。In the nitride semiconductor laser device 10 of this embodiment, in the ridge 26, the p-AlGaN layers each having a predetermined thickness on the active layer 18 are formed.
The clad layer 22 and the p-GaN light guide layer 20 form a laminated structure. On the other hand, beside the ridge 26, the active layer 1
8 has a p-Ga
Even if the etching depth of the N light guide layer 20 fluctuates, the N light guide layer 20 is formed of a GaN layer having a predetermined thickness and the same refractive index. Therefore, in the nitride-based semiconductor laser device 10 of this embodiment, as long as θ // does not vary, and as long as the remaining layer 20 a of the p-GaN optical guide layer 20 remains on the ridge 26 side, the active layer 18 is not damaged by etching, so that good laser characteristics can be exhibited.
【0022】半導体レーザ素子の作製方法の実施形態例 本実施形態例は、本発明に係る半導体レーザ素子の作製
方法を上述の窒化物系半導体レーザ素子10の作製に適
用した実施形態の一例であって、図2(a)から図2
(c)は、それぞれ、本実施形態例の方法に従って窒化
物系半導体レーザ素子10を作製する際の工程毎の断面
図である。先ず、図2(a)に示すように、図示しない
サファイア基板、GaN横方向成長層等の上に、MOC
VD法によって、順次、n−GaNコンタクト層12、
n−AlGaNクラッド層14、n−GaN光ガイド層
16、量子井戸活性層18、p−GaN光ガイド層2
0、p−AlGaNクラッド層22、及びp−GaNコ
ンタクト層24をエピタキシャル成長させ、積層構造を
形成する。 Embodiment of the Method of Fabricating a Semiconductor Laser Device This embodiment is an example of an embodiment in which the method of fabricating a semiconductor laser device according to the present invention is applied to the fabrication of the nitride-based semiconductor laser device 10 described above. 2 (a) to FIG.
(C) is a sectional view of each step when the nitride-based semiconductor laser device 10 is manufactured according to the method of the present embodiment. First, as shown in FIG. 2A, a MOC is placed on a sapphire substrate (not shown), a GaN lateral growth layer, and the like.
By the VD method, the n-GaN contact layer 12,
n-AlGaN cladding layer 14, n-GaN light guide layer 16, quantum well active layer 18, p-GaN light guide layer 2
The p-AlGaN cladding layer 22 and the p-GaN contact layer 24 are epitaxially grown to form a stacked structure.
【0023】次いで、ドライエッチング法によって、p
−GaNコンタクト層24、p−AlGaNクラッド層
22、及びp−GaN光ガイド層20の上部をエッチン
グして、図2(b)に示すように、リッジ26を形成す
ると共にリッジ26脇にはp−GaN光ガイド層20の
下部層(残り層)20aを活性層18上に残す。続い
て、図2(c)に示すように、600℃程度の成長温度
でn−GaN埋め込み層28をエピタキシャル成長させ
て、リッジ26を埋め込む。更に、p側電極29等を形
成して、図1に示す窒化物系半導体レーザ素子10を作
製することができる。Next, by dry etching, p
As shown in FIG. 2B, the upper portions of the -GaN contact layer 24, the p-AlGaN cladding layer 22, and the p-GaN optical guide layer 20 are etched to form a ridge 26 and a p-side beside the ridge 26. -The lower layer (remaining layer) 20 a of the GaN light guide layer 20 is left on the active layer 18. Subsequently, as shown in FIG. 2C, the ridge 26 is buried by epitaxially growing the n-GaN buried layer 28 at a growth temperature of about 600 ° C. Further, by forming the p-side electrode 29 and the like, the nitride-based semiconductor laser device 10 shown in FIG. 1 can be manufactured.
【0024】本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素子
10を試料とし、リッジ26脇のp−GaN光ガイド層
20の残り層20aの膜厚を変えてθ//を測定したとこ
ろ、図3に示すように、残り層20aの膜厚T(μm)
が変化しても、θ//は殆ど変化せず8.7度のθ//を維
持できることが実証された。Using the nitride-based semiconductor laser device 10 of this embodiment as a sample, θ // was measured while changing the thickness of the remaining layer 20 a of the p-GaN optical guide layer 20 beside the ridge 26. As shown in the figure, the thickness T (μm) of the remaining layer 20a
There also vary, theta // it has been demonstrated to maintain the 8.7 degrees theta // hardly changes.
【0025】実施例1 本実施例は、実施形態例1の具体例であって、各化合物
半導体層は、以下の膜厚及びキャリア濃度で形成されて
いる。実施例1で、p−GaNコンタクト層24、p−
AlGaNクラッド層22、及びp−GaN光ガイド層
20の上部のエッチング量は、0.54μmである。 p−GaN光ガイド層20 :リッジ内膜厚が2000Å リッジ脇の残り層20aの膜厚1500Å キャリア濃度1×1018cm-3 p−AlGaNクラッド層22:Al組成7% 膜厚0.5μm キャリア濃度1×1018cm-3 p−GaNコンタクト24 :膜厚0.1μm キャリア濃度2×1018cm-3 n−GaN埋め込み層28 :リッジ脇のp−GaN光ガイド層20の残り層 20a上の膜厚0.3μm キャリア濃度1×1018cm-3 θ// :9.0° Example 1 This example is a specific example of the first embodiment, and each compound semiconductor layer is formed with the following film thickness and carrier concentration. In the first embodiment, the p-GaN contact layer 24 and the p-GaN
The etching amount of the upper portions of the AlGaN cladding layer 22 and the p-GaN light guide layer 20 is 0.54 μm. p-GaN optical guide layer 20: ridge inner film thickness is 2000Å thickness of remaining layer 20a beside ridge 15001 carrier concentration 1 × 10 18 cm -3 p-AlGaN cladding layer 22: Al composition 7% film thickness 0.5 μm carrier Concentration 1 × 10 18 cm −3 p-GaN contact 24: 0.1 μm in thickness Carrier concentration 2 × 10 18 cm −3 n-GaN buried layer 28: On the remaining layer 20 a of the p-GaN optical guide layer 20 beside the ridge Thickness 0.3 μm Carrier concentration 1 × 10 18 cm −3 θ // : 9.0 °
【0026】実施形態例2 本実施形態例は、本発明に係る窒化物系半導体レーザ素
子の実施形態の別の例であって、図4は、本実施形態例
の窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す断面図であ
る。本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素子30は、
図4に示すように、p−AlGaNクラッド層中にp−
GaN層32が存在することを除いて実施形態例1の窒
化物系半導体レーザ素子10と同じ構成を備え、実施形
態例1と同じ効果を奏することができる。本実施形態例
の窒化物系半導体レーザ素子30では、p−GaN光ガ
イド層20の下にp−AlGaN層34及びp−GaN
層32が存在するので、リッジ形成の際、仮にp−Ga
N光ガイド層20をオーバーエッチングしても、量子井
戸活性層18を損傷するようなことが生じない。 Embodiment 2 This embodiment is another example of the embodiment of the nitride semiconductor laser device according to the present invention. FIG. 4 shows the structure of the nitride semiconductor laser device of this embodiment. It is sectional drawing which shows a structure. The nitride semiconductor laser device 30 of the present embodiment is
As shown in FIG. 4, p-AlGaN cladding layer has p-AlGaN cladding layer.
Except for the presence of the GaN layer 32, the structure is the same as that of the nitride-based semiconductor laser device 10 of the first embodiment, and the same effects as the first embodiment can be obtained. In the nitride-based semiconductor laser device 30 of the present embodiment, the p-AlGaN layer 34 and the p-GaN
Since the layer 32 is present, p-Ga
Even if the N light guide layer 20 is over-etched, the quantum well active layer 18 will not be damaged.
【0027】実施例2 本実施例は、実施形態例2の具体例であって、各化合物
半導体層は、以下の膜厚及びキャリア濃度で形成されて
いる。 p−GaN層32 :膜厚1000Å キャリア濃度1×1018cm-3 p−AlGaN層34 :Al組成7% 膜厚0.05μm キャリア濃度1×1018cm-3 θ// :8.5° p−GaN光ガイド層20、p−AlGaNクラッド層
22、p−GaNコンタクト24、及びp−GaN埋め
込み層28の膜厚、キャリア濃度等は実施形態例1と同
じである。 Example 2 This example is a specific example of Embodiment 2 and each compound semiconductor layer is formed with the following film thickness and carrier concentration. p-GaN layer 32: thickness 1000 ° Carrier concentration 1 × 10 18 cm −3 p-AlGaN layer 34: Al composition 7% film thickness 0.05 μm Carrier concentration 1 × 10 18 cm −3 θ // : 8.5 ° The thickness, carrier concentration, and the like of the p-GaN optical guide layer 20, the p-AlGaN cladding layer 22, the p-GaN contact 24, and the p-GaN buried layer 28 are the same as those in the first embodiment.
【0028】実施形態例3 本実施形態例は、本発明に係る窒化物系半導体レーザ素
子の実施形態の更に別の例であって、図5は本実施形態
例の窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す断面図であ
る。本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素子40は、
実施形態例1の変形例であって、図5に示すように、n
−GaN埋め込み層28上に、膜厚0.1μmのp−G
aN層42がコンタクト層として成膜されていることを
除いて、実施形態例1の窒化物系半導体レーザ素子10
と同じ構成を備えている。本実施形態例では、n−Ga
N埋め込み層28上にp−GaN層42が設けられてい
るので、p側電極29の接触面積が拡大し、接触抵抗が
減少するので、窒化物系半導体レーザ素子40の動作電
圧が低下する。 Embodiment 3 This embodiment is still another example of the embodiment of the nitride-based semiconductor laser device according to the present invention. FIG. 5 shows the nitride-based semiconductor laser device of this embodiment. It is sectional drawing which shows a structure. The nitride-based semiconductor laser device 40 of this embodiment is
This is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG.
-A 0.1 μm-thick p-G film is formed on the GaN buried layer 28.
Except that the aN layer 42 is formed as a contact layer, the nitride-based semiconductor laser device 10 of the first embodiment is
It has the same configuration as. In this embodiment, n-Ga
Since the p-GaN layer 42 is provided on the N buried layer 28, the contact area of the p-side electrode 29 increases, and the contact resistance decreases, so that the operating voltage of the nitride-based semiconductor laser device 40 decreases.
【0029】実施形態例4 本実施形態例は、本発明に係る窒化物系半導体レーザ素
子の実施形態の更に別の例であって、図6は本実施形態
例の窒化物系半導体レーザ素子の構成を示す断面図であ
る。本実施形態例の窒化物系半導体レーザ素子50は、
実施形態例1の別の変形例であって、図6に示すよう
に、n−GaN埋め込み層52がリッジ26のリッジ高
さと同じ厚さで活性層18上に延在している。n−Ga
N埋め込み層の結晶成長では、GaN層が横方向に成長
し易い傾向を有するので、本実施形態例では、横方向成
長部分Sが3μm以上になるまで成長温度1000℃で
n−GaN埋め込み層52をリッジ26のリッジ高さと
同じ厚さで成長させることにより、形状的に安定した埋
め込み層を形成することができる。尚、本実施形態例で
は、実施形態例1の変形例を例にして説明しているが、
これは実施形態例1に限らず、実施形態例1から実施形
態例3にも容易に適用できる。 Embodiment 4 This embodiment is still another example of the embodiment of the nitride semiconductor laser device according to the present invention. FIG. 6 shows the structure of the nitride semiconductor laser device of this embodiment. It is sectional drawing which shows a structure. The nitride-based semiconductor laser device 50 of the present embodiment is
In another modification of the first embodiment, as shown in FIG. 6, an n-GaN buried layer 52 extends on the active layer 18 with the same thickness as the ridge height of the ridge 26. n-Ga
In the crystal growth of the N buried layer, the GaN layer has a tendency to grow in the lateral direction. Therefore, in this embodiment, the n-GaN buried layer 52 is grown at 1000 ° C. until the laterally grown portion S becomes 3 μm or more. Is grown with the same thickness as the ridge height of the ridge 26, so that a buried layer that is stable in shape can be formed. In the present embodiment, a modification of the first embodiment is described as an example.
This can be easily applied not only to the first embodiment but also to the first to third embodiments.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、光ガイド層と同じ屈折
率で相互に異なる導電型の電流狭窄層で、上部クラッド
層及び光ガイド層の上部層とからなるリッジを埋め込ん
でいるので、リッジ形成の際の光ガイド層のエッチング
深さが多少ばらついても、光ガイド層の下部層(残り
層)の膜厚に依存することなく、リッジ内とリッジ脇と
の間の実効屈折率差Δnが一定になるので、θ//が一定
になる。また、ウエハ面内の膜厚分布をある程度吸収で
きる。これらにより、製品歩留りが向上する。更には、
従来のように、電流注入領域に再成長界面を形成するこ
となく、θ//を安定させることができるので、素子寿命
が向上する。また、リッジ埋め込みに際し、リッジの上
面まで成長した埋め込み層が光ガイド層の下部層上に延
在するように埋め込み層を成長させ、リッジ近傍の埋め
込み層の厚さ分布を一様にすることにより、埋め込み層
の埋め込み成長の安定性が向上する。埋め込み層と導電
型の異なる化合物半導体層、例えばp型層を介して埋め
込み層上に、リッジ上面と接触する電極、例えばp側電
極を延在させてp側電極のコンタクト抵抗を下げること
により、半導体レーザ素子の駆動電圧を低下させること
ができる。According to the present invention, the ridge formed by the upper cladding layer and the upper layer of the light guide layer is buried in the current confinement layer of the same refractive index as the light guide layer and of a different conductivity type. Even if the etching depth of the light guide layer at the time of forming the ridge varies somewhat, the effective refractive index difference between the inside of the ridge and the ridge side is independent of the thickness of the lower layer (remaining layer) of the light guide layer. Since Δn is constant, θ // is constant. Further, the film thickness distribution in the wafer plane can be absorbed to some extent. As a result, the product yield is improved. Furthermore,
Unlike the conventional case, θ // can be stabilized without forming a regrowth interface in the current injection region, so that the device life is improved. In filling the ridge, the buried layer is grown so that the buried layer that has grown to the upper surface of the ridge extends above the lower layer of the optical guide layer, and the thickness distribution of the buried layer near the ridge is made uniform. In addition, the stability of burying growth of the burying layer is improved. By lowering the contact resistance of the p-side electrode by extending an electrode in contact with the upper surface of the ridge, for example, a p-side electrode, on the buried layer via a compound semiconductor layer having a different conductivity type from the buried layer, for example, a p-type layer, The drive voltage of the semiconductor laser device can be reduced.
【図1】実施形態例1の窒化物系半導体レーザ素子の構
成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a nitride-based semiconductor laser device according to a first embodiment.
【図2】図2(a)から図2(c)は、それぞれ、実施
形態例の方法に従って窒化物系半導体レーザ素子を作製
する際の工程毎の断面図である。FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views of respective steps when manufacturing a nitride-based semiconductor laser device according to the method of the embodiment.
【図3】実施形態例1の窒化物系半導体レーザ素子の残
り層の膜厚T(μm)とθ//との関係を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the thickness T (μm) of the remaining layer and θ // of the nitride-based semiconductor laser device of the first embodiment.
【図4】実施形態例2の窒化物系半導体レーザ素子の構
成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a nitride-based semiconductor laser device according to a second embodiment.
【図5】実施形態例3の窒化物系半導体レーザ素子の構
成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a nitride-based semiconductor laser device according to a third embodiment.
【図6】実施形態例4の窒化物系半導体レーザ素子の構
成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a nitride-based semiconductor laser device according to a fourth embodiment.
【図7】エア・リッジ構造の窒化物系半導体レーザ素子
の構成を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a nitride-based semiconductor laser device having an air ridge structure.
【図8】実効屈折率差Δnとθ//との関係を示すグラフ
である。FIG. 8 is a graph showing a relationship between an effective refractive index difference Δn and θ // .
【図9】p−クラッド層の残り層(下部層)の厚さTと
θ//との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the thickness T of the remaining layer (lower layer) of the p-cladding layer and θ // .
【図10】AlGaN層埋め込み型の窒化物系半導体レ
ーザ素子の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a nitride-based semiconductor laser device of an embedded AlGaN layer type.
【図11】図11(a)から(c)は、横方向の光閉じ
込め構造を形成する工程毎の断面図を示している。FIGS. 11A to 11C are cross-sectional views showing steps of forming a lateral light confinement structure.
10……実施形態例1の窒化物系半導体レーザ素子、1
2……n−GaNコンタクト層、14……n−AlGa
Nクラッド層、16……n−GaN光ガイド層18……
量子井戸活性層、20……p−GaN光ガイド層、22
……p−AlGaNクラッド層、24……p−GaNコ
ンタクト層、26……ストライプ状リッジ、28……n
−GaN埋め込み層、29……p側電極、30……実施
形態例2の窒化物系半導体レーザ素子、32……p−G
aN層、34……p−AlGaN層、40……実施形態
例3の窒化物系半導体レーザ素子、42……p−GaN
層、50……実施形態例4の窒化物系半導体レーザ素
子、52……n−GaN埋め込み層、60……エア・リ
ッジ構造の窒化物系半導体レーザ素子、62……サファ
イア基板、64……GaN横方向成長層、66……n−
GaNコンタクト層、68……n−AlGaNクラッド
層、70……MQW活性層、72……p−AlGaNク
ラッド層、74……p−GaNコンタクト層、76……
ストライプ状リッジ、78……絶縁膜、80……p側電
極、82……n側電極、86……AlGaN層埋め込み
型の半導体レーザ素子、88……AlGaN層、92…
…n−GaNコンタクト層、93……n−AlGaNク
ラッド層、94……活性層、95……p−AlGaNク
ラッド層、96……マスク、97……p−AlGaNク
ラッド層、98……p−GaNコンタクト層。10... The nitride-based semiconductor laser device of Embodiment 1
2 ... n-GaN contact layer, 14 ... n-AlGa
N cladding layer, 16 n-GaN light guiding layer 18
Quantum well active layer, 20... P-GaN optical guide layer, 22
... p-AlGaN cladding layer, 24 ... p-GaN contact layer, 26 ... stripe ridge, 28 ... n
-GaN buried layer, 29 ... p-side electrode, 30 ... nitride-based semiconductor laser device of embodiment 2, 32 ... p-G
aN layer, 34... p-AlGaN layer, 40... nitride semiconductor laser device of Embodiment 3, 42... p-GaN
Layer: 50: Nitride-based semiconductor laser device of Embodiment 4; 52: N-GaN buried layer; 60: Nitride-based semiconductor laser device of air ridge structure; 62: Sapphire substrate; GaN lateral growth layer, 66 ... n-
GaN contact layer, 68 n-AlGaN clad layer, 70 MQW active layer, 72 p-AlGaN clad layer, 74 p-GaN contact layer, 76
Striped ridge, 78 insulating film, 80 p-side electrode, 82 n-side electrode, 86 AlGaN layer embedded semiconductor laser device, 88 AlGaN layer, 92
... n-GaN contact layer, 93 ... n-AlGaN cladding layer, 94 ... active layer, 95 ... p-AlGaN cladding layer, 96 ... mask, 97 ... p-AlGaN cladding layer, 98 ... p- GaN contact layer.
フロントページの続き (72)発明者 内田 史朗 宮城県白石市白鳥三丁目53番地の2 ソニ ー白石セミコンダクタ株式会社内 Fターム(参考) 5F073 AA21 AA45 AA74 BA04 CA07 DA05 EA19 Continuation of the front page (72) Inventor Shiro Uchida 3-53-3 Shiratori, Shiroishi-shi, Shiroishi-shi, Miyagi F-term (reference) in Sony Shiroishi Semiconductor Co., Ltd. 5F073 AA21 AA45 AA74 BA04 CA07 DA05 EA19
Claims (10)
層で埋め込んだリッジ導波路型半導体レーザ素子であっ
て、 リッジ内に形成された上部クラッド層と、 リッジ内で上部クラッド層下に延在する上部層と、リッ
ジ脇の活性層上に延在する下部層とを有し、上部クラッ
ド層と同じ導電型の化合物半導体層からなる光ガイド層
とを備え、埋め込み層が、光ガイド層と同じ屈折率で相
互に異なる導電型もしくは同じ導電型でも高抵抗である
電流狭窄層であることを特徴とする半導体レーザ素子。1. A ridge waveguide type semiconductor laser device in which a ridge formed on an active layer is buried with a buried layer, wherein the ridge waveguide has an upper cladding layer formed in the ridge and extends below the upper cladding layer in the ridge. A light guide layer comprising a compound semiconductor layer of the same conductivity type as the upper clad layer, the light guide layer having an upper layer and a lower layer extending on the active layer beside the ridge. A semiconductor laser device comprising a current constriction layer having the same refractive index as that of the above and a different conductivity type or a high resistance even with the same conductivity type.
びテーパ状のいずれか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。2. The ridge according to claim 1, wherein the ridge has one of a stripe shape, a flare shape, and a tapered shape.
3. The semiconductor laser device according to item 1.
で、かつ導電型が相互に異なる化合物半導体層であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子。3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the buried layer is a compound semiconductor layer having the same composition as that of the light guide layer and having different conductivity types.
で、かつ導電型が同じで高抵抗の化合物半導体層である
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子。4. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the buried layer is a high-resistance compound semiconductor layer having the same composition as the light guide layer and the same conductivity type.
1の上部クラッド層と、 第1の上部クラッド層上に設けられ、光ガイド層と同じ
導電型で同じ組成の化合物半導体層と、 化合物半導体層上に設けられ、光ガイド層と同じ導電型
の第2の上部クラッド層とからなる積層構造を活性層上
に備え、 上記化合物半導体層の上部と第2の上部クラッド層がリ
ッジとして形成され、かつ上記化合物半導体層の下部が
リッジ脇の表面層を形成し、 リッジが光ガイド層と同じ屈折率で相互に異なる導電型
の埋め込み電流狭窄層で埋め込まれていることを特徴と
する半導体レーザ素子。5. A light guide layer, a first upper clad layer provided on the light guide layer and having the same conductivity type as the light guide layer, and provided on the first upper clad layer and the same as the light guide layer. A conductive semiconductor layer having the same composition and a second upper clad layer provided on the compound semiconductor layer and having the same conductivity type as the light guide layer, provided on the active layer; The upper and second upper cladding layers are formed as ridges, and the lower portion of the compound semiconductor layer forms a surface layer beside the ridge, and the ridge has the same refractive index as the optical guide layer and has a different conduction type buried current constriction. A semiconductor laser device embedded in a layer.
を埋め込んで光ガイド層の下部層上に延在することを特
徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の半導体
レーザ素子。6. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the buried layer extends over the lower layer of the light guide layer by burying the ridge up to the upper surface of the ridge.
込み層と導電型の異なる化合物半導体層を介して埋め込
み層上に延在していることを特徴とする請求項1から6
のいずれか1項に記載の半導体レーザ素子。7. The electrode according to claim 1, wherein the electrode in contact with the upper surface of the ridge extends on the buried layer via a compound semiconductor layer having a conductivity type different from that of the buried layer.
The semiconductor laser device according to any one of the above items.
ジを埋め込み層で埋め込んだリッジ導波路型半導体レー
ザ素子の作製方法であって、 活性層上に、光ガイド層、次いで上部クラッド層を含む
化合物半導体層を成長させる成長工程と、 上部クラッド層を含む化合物半導体層、及び光ガイド層
の上部をエッチングしてリッジを形成し、かつリッジ脇
に光ガイド層の残り層を延在させる工程と、 光ガイド層と同じ屈折率で、かつ導電型が相互に異なる
埋め込み層でリッジを埋め込む埋め込み工程とを備えて
いることを特徴とする半導体レーザ素子の作製方法。8. A method of manufacturing a ridge waveguide type semiconductor laser device in which a stripe-shaped ridge formed on an active layer is buried with a buried layer, comprising a light guide layer, and then an upper clad layer on the active layer. A growth step of growing a compound semiconductor layer; a compound semiconductor layer including an upper cladding layer; and a step of etching the upper portion of the light guide layer to form a ridge, and extending the remaining layer of the light guide layer beside the ridge. A burying step of burying the ridge with a buried layer having the same refractive index as the light guide layer and having a different conductivity type from each other.
イド層と同じ導電型で同じ組成の化合物半導体層、及び
上部クラッド層と同じ導電型で同じ組成の化合物半導体
層を成長させ、続いて光ガイド層、次いで上部クラッド
層を含む化合物半導体層を成長させることを特徴とする
請求項8に記載の半導体レーザ素子の作製方法。9. In the growing step, a compound semiconductor layer having the same conductivity type and the same composition as the optical guide layer and a compound semiconductor layer having the same conductivity type and the same composition as the upper cladding layer are sequentially grown on the active layer. 9. The method according to claim 8, wherein a compound semiconductor layer including an optical guide layer and an upper clad layer is subsequently grown.
層上に延在する埋め込み層がリッジの上面まで成長する
ように、埋め込み層を成長させることを特徴とする請求
項8又は9に記載の半導体レーザ素子の作製方法。10. The burying layer according to claim 8, wherein in the burying step, the burying layer is grown such that the burying layer extending on the remaining layer of the light guide layer grows to the upper surface of the ridge. A method for manufacturing a semiconductor laser device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001117673A JP2002314199A (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001117673A JP2002314199A (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002314199A true JP2002314199A (en) | 2002-10-25 |
Family
ID=18968180
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001117673A Pending JP2002314199A (en) | 2001-04-17 | 2001-04-17 | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002314199A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10261425A1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor laser diode comprises semiconductor body having photon emitting active layer based on nitride-compound semiconductor, for use in electronics and semiconductor technology |
JP2010226094A (en) * | 2009-02-27 | 2010-10-07 | Nichia Corp | Nitride semiconductor laser device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08111558A (en) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser device |
JPH09232685A (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting device |
JPH11261160A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Sharp Corp | Nitride-based compound semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
JP2000101142A (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Toshiba Corp | Compound semiconductor element |
-
2001
- 2001-04-17 JP JP2001117673A patent/JP2002314199A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08111558A (en) * | 1994-10-07 | 1996-04-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor laser device |
JPH09232685A (en) * | 1996-02-27 | 1997-09-05 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting device |
JPH11261160A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Sharp Corp | Nitride-based compound semiconductor laser device and method of manufacturing the same |
JP2000101142A (en) * | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Toshiba Corp | Compound semiconductor element |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10261425A1 (en) * | 2002-12-30 | 2004-07-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor laser diode comprises semiconductor body having photon emitting active layer based on nitride-compound semiconductor, for use in electronics and semiconductor technology |
JP2010226094A (en) * | 2009-02-27 | 2010-10-07 | Nichia Corp | Nitride semiconductor laser device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3104789B2 (en) | Semiconductor optical device and method of manufacturing the same | |
US6888870B2 (en) | Semiconductor laser and method for manufacturing the same | |
JPH027194B2 (en) | ||
JPS6220392A (en) | Semiconductor laser element | |
US20020185643A1 (en) | Semiconductor laser device and fabrication method thereof | |
JP2003198057A (en) | Semiconductor laser element and method of manufacturing the same | |
JP2882335B2 (en) | Optical semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US6954477B2 (en) | Semiconductor laser device and fabrication method thereof | |
JP2002314199A (en) | Semiconductor laser device and its manufacturing method | |
JP4656398B2 (en) | Broad area type semiconductor laser device | |
US12107391B2 (en) | Semiconductor optical element | |
JP4443674B2 (en) | InP-based semiconductor laser device and manufacturing method thereof | |
JPH0376288A (en) | Buried type semiconductor laser | |
JP7588722B2 (en) | Semiconductor Optical Device | |
JPH0951146A (en) | Ridge-type semiconductor optical element and manufacture thereof | |
JP2001077473A (en) | Semiconductor laser | |
US6717186B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP3084264B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP3109481B2 (en) | Semiconductor laser device and method of manufacturing the same | |
JPH06283801A (en) | Semiconductor laser | |
JPH1168255A (en) | Semiconductor light emitting device | |
JP2000340887A (en) | Semiconductor laser and manufacture thereof | |
US7564883B2 (en) | Optical semiconductor device and method for fabricating the same | |
JP3277711B2 (en) | Semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
JP2005166718A (en) | Semiconductor laser device and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20040316 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040604 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041224 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Effective date: 20050111 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071219 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20100809 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100824 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20101018 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20101221 |