JP2001144374A

JP2001144374A - 半導体レーザ装置

Info

Publication number: JP2001144374A
Application number: JP32778299A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kubota; 晋一窪田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-18
Also published as: JP4497606B2

Abstract

(57)【要約】【課題】短波長のレーザ光を安定して発振することが
できる半導体レーザ装置を提供する。【解決手段】第１のクラッド層１２と、第１のクラッ
ド層上に形成され、ＧａＮ系半導体より成る多重量子井
戸層を有する活性層１６と、活性層上に形成され、スト
ライプ状の開口部２６が形成された電流狭窄層２４と、
電流狭窄層上に形成され、開口部に応じたメサストライ
プ２３を有する第２のクラッド層２２とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ装置
に係り、特に短波長のレーザ光を安定して発振すること
ができる半導体レーザ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時では、光ディスク等の高記録密度化
に対応しうる光源として、波長４００ｎｍ前後の青紫色
で発振しうるＧａＮ系の半導体レーザ装置が提案されて
いる。

【０００３】提案されている半導体レーザ装置を図１０
を用いて説明する。図１０は、提案されている半導体レ
ーザ装置を示す断面図である。

【０００４】図１０に示すように、ｎ形のＳｉＣ基板１
１０上には、ｎ形Ａｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る下部クラ
ッド層１１２、ｎ形ＧａＮより成る光ガイド層１１４が
順次形成されている。

【０００５】光ガイド層１１４上には、３層の井戸層と
４層のバリア層とが交互に積層されてなるＭＱＷ（Mult
i-Quantum Well、多重量子井戸）活性層１１６が形成さ
れている。井戸層にはアンドープのＩｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎ
が用いられており、バリア層にはアンドープのＩｎ_0.03
Ｇａ_0.97Ｎが用いられている。

【０００６】ＭＱＷ活性層１１６上には、ｐ形Ａｌ_0.18
Ｇａ_0.82Ｎより成るエレクトロンブロック層１１８、ｐ
形ＧａＮより成る光ガイド層１２０、ｐ形Ａｌ_0.09Ｇａ
_0.91Ｎより成る上部クラッド層１２２、ｐ形ＧａＮより
成るコンタクト層１２８が順次形成されている。

【０００７】上部クラッド層１２２中には、ストライプ
状の開口部１２６が形成されたＡｌＮより成る電流狭窄
層１２４が埋め込まれている。電流狭窄層１２４により
電流狭窄が行われるため、無効電流を少なくすることが
可能となる。

【０００８】コンタクト層１２８上には、ストライプ状
の開口部１３２が形成されたＳｉＯ ₂膜１３０が形成さ
れており、ＳｉＯ₂膜１３０上には、開口部１３２を介
してコンタクト層１２８に接続されるｐ電極１３４が形
成されている。一方、ＳｉＣ基板１１０の下側には、ｎ
電極１３６が形成されている。

【０００９】このようなＧａＮ系の半導体レーザ装置
は、短波長の光を発振し得るため、高密度化された光デ
ィスク等の光源として用いられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＡｌＮ
より成る電流狭窄層１２４は、厚く形成するとクラック
が生じてしまうため、約３０ｎｍ以下に形成しなければ
ならない。このため、電流狭窄機能は十分に果たすもの
の、光の横モード発振を電流狭窄層１２４によっては制
御することは困難であった。特に、ＭＱＷ活性層１１６
から離間して電流狭窄層１２４を形成した場合には、光
閉じ込め効果を十分に得ることはできなかった。

【００１１】また、電流狭窄層１２４上に上部クラッド
層１２２を再成長する過程で、上部クラッド層１２２に
導入されるｐ形不純物であるＭｇ（マグネシウム）がＭ
ＱＷ活性層１１６まで拡散してしまうことがあり、これ
によりＭＱＷ活性層１１６の特性が劣化して、しきい値
電流が大きくなってしまうことがあった。ＭＱＷ拡散層
１１６にｐ形不純物が拡散するのを抑制するためには、
上部クラッド層１２２を形成する際に導入するｐ形不純
物を少なくすることが考えられるが、この場合には上部
クラッド層１２２の電気抵抗が増加してしまう。また、
上部クラッド層１２２を薄く形成して成膜時間を短くす
れば、ＭＱＷ拡散層１１６に拡散するｐ形不純物の量を
少なくすることが可能と考えられるが、上部クラッド層
１２２を薄く形成した場合には光の垂直方向の閉じ込め
効果が十分に得られなくなってしまう。

【００１２】本発明の目的は、短波長のレーザ光を安定
して発振することができる半導体レーザ装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第１のクラ
ッド層と、前記第１のクラッド層上に形成され、ＧａＮ
系半導体より成る多重量子井戸層を有する活性層と、前
記活性層上に形成され、ストライプ状の開口部が形成さ
れた電流狭窄層と、前記電流狭窄層上に形成され、前記
開口部に応じたメサストライプを有する第２のクラッド
層とを有することを特徴とする半導体レーザ装置により
達成される。これにより、電流狭窄層と別個にメサスト
ライプ状のリッジが形成されているので、高出力まで基
本横モードで発振しうる半導体レーザ装置を提供するこ
とができる。

【００１４】また、上記目的は、第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に形成され、ＧａＮ系半導体よ
り成る多重量子井戸層を有する活性層と、前記活性層上
に形成され、ストライプ状の開口部が形成された電流狭
窄層と、前記電流狭窄層上に形成された光ガイド層と、
前記光ガイド層上に形成されたコンタクト層と、前記コ
ンタクト層上に、前記開口部に応じてストライプ状に形
成された第２のクラッド層とを有することを特徴とする
半導体レーザ装置により達成される。

【００１５】また、上記目的は、第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に形成され、ＧａＮ系半導体よ
り成る多重量子井戸層を有する活性層と、前記活性層上
に形成され、ストライプ状の開口部が形成された電流狭
窄層と、前記電流狭窄層上に形成された光ガイド層と、
前記光ガイド層上に、前記開口部に応じてストライプ状
に形成された第２のクラッド層とを有することを特徴と
する半導体レーザ装置により達成される。

【００１６】また、上記の半導体レーザ装置において、
前記第２のクラッド層の不純物濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3
以下であることが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による半導体レーザ装置及びその製造方法を図１
乃至図図４を用いて説明する。図１は、本実施形態によ
る半導体レーザ装置を示す断面図である。図２乃至図４
は、本実施形態による半導体レーザ装置の製造方法を示
す工程断面図である。

【００１８】図１に示すように、面方位（０００１）の
ｎ形のＳｉＣ基板１０上には、厚さ１．５μｍのｎ形Ａ
ｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る下部クラッド層１２、膜厚１
００ｎｍのｎ形ＧａＮより成る光ガイド層１４が順次形
成されている。

【００１９】光ガイド層１４上には、３層の井戸層と４
層のバリア層とが交互に積層されてなるＭＱＷ活性層１
６が形成されている。井戸層には膜厚４ｎｍのアンドー
プのＩｎ_0.15Ｇａ_0.85Ｎが用いられており、バリア層に
は膜厚５ｎｍのアンドープのＩｎ_0.03Ｇａ_0.97Ｎが用い
られている。

【００２０】ＭＱＷ活性層１６上には、膜厚２０ｎｍの
ｐ形Ａｌ_0.18Ｇａ_0.82Ｎより成るエレクトロンブロック
層１８、膜厚５０ｎｍのｐ形ＧａＮより成る光ガイド層
２０が順次形成されている。

【００２１】光ガイド層２０上には、膜厚６００ｎｍの
ｐ形Ａｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る上部クラッド層２２が
形成されており、上部クラッド層２２中には、膜厚２０
ｎｍのＡｌＮより成る電流狭窄層２４が埋め込まれてい
る。電流狭窄層２４は、上部クラッド層２２と光ガイド
層２０との界面から約０〜２００ｎｍ離間して上部クラ
ッド層２２中に埋め込まれている。

【００２２】電流狭窄層２４には、幅１．５μｍのスト
ライプ状の開口部２６が形成されている。電流狭窄層２
４により電流狭窄が行われるため、無効電流を少なくす
ることができ、半導体レーザ装置の低消費電流化が図ら
れる。上部クラッド層２２上には、ｐ形ＧａＮより成る
コンタクト層２８が形成されている。

【００２３】コンタクト層２８及び上部クラッド層２２
は、コンタクト層２８表面から上部クラッド層２２の一
部までストライプ状にメサエッチングが為されており、
このストライプ状のリッジ２３により横モード発振が制
御される。なお、ストライプ状のリッジ２３の延在方向
の中心線は、開口部２６の延在方向の中心線とほぼ一致
している。

【００２４】本実施形態による半導体レーザ装置は、電
流狭窄を電流狭窄層２４により行い、横モードの発振制
御をストライプ状のリッジ２３により行うことに主な特
徴がある。図１０に示す従来の半導体レーザ装置では、
電流狭窄層１２４により電流狭窄は可能であったが、横
モードの発振制御は電流狭窄層１２４によって行うこと
は困難であった。即ち、電流狭窄層１２４を埋め込む位
置によって光の閉じ込め効果が変化してしまい、例え
ば、電流狭窄層１２４がＭＱＷ活性層１１６から離間し
ている場合等には十分な光閉じ込め効果を得ることがで
きなかった。

【００２５】これに対し、本実施形態では、電流狭窄を
行う電流狭窄層２４と別個にストライプ状のリッジ２３
が設けられており、このストライプ状のリッジ２３によ
り横モード発振の制御を行うので、高出力まで基本横モ
ードでの発振を可能とすることができる。

【００２６】なお、電流狭窄層２４の厚さ、電流狭窄層
２４の開口部２６の幅、電流狭窄層２４を埋め込む位
置、ストライプ状のリッジ２３の幅、ストライプ状のリ
ッジ２３を形成する際のエッチング深さ等は、所望の発
振特性等が得られるように適宜設定することが望まし
い。

【００２７】そして、メサエッチングされた上部クラッ
ド層２２上及びコンタクト層２８上には、ＳｉＯ₂膜３
０が形成されており、ＳｉＯ₂膜３０には、コンタクト
層２８に達する開口部３２が形成されている。開口部３
２が形成されたＳｉＯ₂膜３０上には、開口部３２を介
してコンタクト層２８に接続されるｐ電極３４が形成さ
れている。一方、ＳｉＣ基板１０の下側には、ｎ電極３
６が形成されている。こうして本実施形態による半導体
レーザ装置が構成されている。

【００２８】このように本実施形態によれば、電流狭窄
を行う電流狭窄層と別個に、横モード制御を行うストラ
イプ状のリッジが設けられているので、高出力まで基本
横モードで発振し得る半導体レーザ装置を提供すること
ができる。

【００２９】（半導体レーザ装置の製造方法）次に、本
実施形態による半導体レーザ装置の製造方法を図２乃至
図４を用いて説明する。

【００３０】まず、図２（ａ）に示すように、面方位
（０００１）のｎ形のＳｉＣ基板１０上の全面に、ＭＯ
ＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition、
有機金属化学気相堆積）法により、膜厚１．５μｍのｎ
形Ａｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る下部クラッド層１２を形
成する。下部クラッド層１２の不純物濃度は、例えば１
×１０¹⁸ｃｍ^-3とする。次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法に
より、膜厚１００ｎｍのｎ−ＧａＮより成る光ガイド層
１４を形成する。

【００３１】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
４ｎｍのアンドープのＩｎ_0.15Ｇａ _0.85Ｎより成るバリ
ア層と、膜厚５ｎｍのアンドープのＩｎ_0.03Ｇａ_0.97Ｎ
より成る井戸層とを交互に積層する。これにより、４層
のバリア層と３層の井戸層よりなるＭＱＷ活性層１６を
形成する。

【００３２】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
２０ｎｍのｐ形Ａｌ_0.18Ｇａ_0.82Ｎより成るエレクトロ
ンブロック層１８、膜厚５０ｎｍのｐ形ＧａＮより成る
光ガイド層２０を順次形成する。

【００３３】次に、全面に、膜厚５０ｎｍのｐ形Ａｌ
_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る上部クラッド層２２を形成す
る。

【００３４】次に、全面に、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor
Deposition、化学気相堆積）法により、膜厚３００ｎ
ｍのＳｉＯ₂膜を形成する。この後、フォトリソグラフ
ィ技術によりＳｉＯ₂膜をパターニングし、これによ
り、ＳｉＯ₂膜より成る幅１．５μｍのストライプ状の
マスク３８を形成する。なお、ＳｉＯ₂膜をパターニン
グする際には、例えばフッ酸系のエッチング液を用いる
ことができる（図２（ｂ）参照）。

【００３５】次に、全面に、ＥＣＲ（Electron Couplin
g Resonance）スパッタ法により、膜厚１０〜１００ｎ
ｍのＡｌＮ膜２４を形成する（図２（ｃ）参照）。

【００３６】次に、フッ酸系のエッチング液を用いて、
マスク２４をエッチングし、マスク２４上のＡｌＮ膜２
４をリフトオフする。こうして、幅１．５μｍのストラ
イプ状の開口部２６が形成されたＡｌＮより成る電流狭
窄層２４が形成される（図３（ａ）参照）。

【００３７】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
５５０ｎｍのｐ形Ａｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る上部クラ
ッド層２２を再成長する。こうして、厚さ６００ｎｍの
上部クラッド層２２に電流狭窄層２４が埋め込まれるこ
ととなる。

【００３８】次に、全面に、膜厚１０ｎｍのｐ形ＧａＮ
より成るコンタクト層２８を形成する。

【００３９】次に、全面に、熱ＣＶＤ法により、膜厚３
００ｎｍのＳｉＯ₂膜（図示せず）を形成する。この
後、フォトリソグラフィ技術によりＳｉＯ₂膜をパター
ニングし、これにより、ＳｉＯ₂膜より成る幅２μｍの
ストライプ状のマスク（図示せず）を形成する。なお、
マスクの延在方向における中心線は、開口部２６の延在
方向における中心線とほぼ一致することが望ましい。

【００４０】次に、マスクを用いて、コンタクト層２８
及び上部クラッド層２２をドライエッチングし、これに
よりストライプ状のリッジ２３を形成する。ストライプ
状のリッジ２３を形成する際のエッチングの深さは、所
望の特性の半導体レーザ装置を得られるように適宜設定
することが望ましい。

【００４１】次に、全面に、熱ＣＶＤ法により、膜厚３
００ｎｍのＳｉＯ₂膜３０を形成する。次に、フォトリ
ソグラフィ技術を用い、ＳｉＯ₂膜３０に、コンタクト
層２８に達する開口部３２を形成する。

【００４２】次に、ＳｉＯ₂膜３０上に、開口部３２を
介してコンタクト層２８に接続されるｐ電極３４を形成
する。また、ＳｉＣ基板１０の下側に、ｎ電極３６を形
成する。こうして本実施形態による半導体レーザ装置が
製造される。

【００４３】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる半導体レーザ装置及びその製造方法を図５乃至図６
を用いて説明する。図５は、本実施形態による半導体レ
ーザ装置を示す断面図である。図６は、本実施形態によ
る半導体レーザ装置の製造方法を示す工程断面図であ
る。図１乃至図４に示す第１実施形態による半導体レー
ザ装置及びその製造方法と同一の構成要素には、同一の
符号を付して説明を省略または簡潔にする。

【００４４】ＳｉＣ基板１０上に順次形成された下部ク
ラッド層１２、光ガイド層１４、ＭＱＷ活性層１６、エ
レクトロンブロック層１８については、第１実施形態と
同様であるので説明を省略する。

【００４５】エレクトロンブロック層１８上には、膜厚
５０ｎｍのｐ形ＧａＮより成る光ガイド層４０ａが形成
されており、光ガイド層２０ａ上には、幅１．５μｍの
ストライプ状の開口部２６が形成された電流狭窄層２４
が形成されている。電流狭窄層２４上には、膜厚３０ｎ
ｍのｐ形ＧａＮより成る光ガイド層４０ｂが形成されて
いる。こうして光ガイド層４０ａ、４０ｂより成る光ガ
イド層４０に、電流狭窄層２４が埋め込まれている。

【００４６】光ガイド層４０上には、ｐ形不純物が高濃
度に導入されたＧａＮより成る膜厚２０ｎｍのコンタク
ト層４２が形成されている。

【００４７】コンタクト層４２上には、アンドープのＡ
ｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る上部クラッド層４４が形成さ
れており、上部クラッド層４４はストライプ状にエッチ
ングされている。このストライプ状にエッチングされた
上部クラッド層４４により、横モード制御を行うリッジ
２３ａが構成されている。リッジ２３ａの延在方向にお
ける中心線は、開口部２６の延在方向における中心線と
ほぼ一致している。

【００４８】本実施形態による半導体レーザ装置は、上
部クラッド層４４にアンドープの材料が用いていること
に主な特徴がある。上部クラッド層４４にアンドープの
材料を用いるため、上部クラッド層４４を厚く形成する
場合であってもドーパントがＭＱＷ活性層１６に拡散す
るのを防止することができ、ＭＱＷ活性層１６が劣化す
るのを抑制することができる。ＭＱＷ活性層１６の劣化
を抑制することができるので、しきい値電流を低く抑え
ることができ、また、上部クラッド層４４を厚く形成す
ることができるので、垂直方向の光閉じ込め効果を向上
することができる。

【００４９】コンタクト層４２上には、ＳｉＯ₂膜４６
が形成されており、ＳｉＯ₂膜４６には、コンタクト層
４２に達する幅１０μｍの開口部４８が形成されてい
る。開口部４８の延在方向における中心線は、ストライ
プ状のリッジ２３ａの延在方向における中心線とほぼ一
致している。

【００５０】開口部４８が形成されたＳｉＯ₂膜４６
上、及び上部クラッド層４４上には、開口部４８内にお
いてコンタクト層４２に接続されるｐ電極３４が形成さ
れている。一方、ＳｉＣ基板１０の下側には、ｎ電極３
６が形成されている。このように構成された半導体レー
ザ装置では、図５に矢印で示した経路で電流が流れる。

【００５１】このように本実施形態によれば、上部クラ
ッド層にアンドープの材料が用いられているので、ＭＱ
Ｗ活性層に不純物が拡散して特性が劣化するのを防止す
ることができ、これにより、しきい値電流を低く抑える
ことができる。また、上部クラッド層を厚く形成しても
ＭＱＷ活性層の特性を劣化することがないので、上部ク
ラッド層を厚く形成することができ、ひいては垂直方向
の光閉じ込め効果を向上することができる。また、本実
施形態によれば、光ガイド層上にコンタクト層を介して
電極を形成するので、電気抵抗を低くすることができ
る。

【００５２】（半導体レーザ装置の製造方法）次に、本
実施形態による半導体レーザ装置の製造方法を図６を用
いて説明する。

【００５３】まず、電子供給層１８を形成する工程まで
は、図２（ａ）に示す第１実施形態による半導体レーザ
装置の製造方法と同様であるので説明を省略する。

【００５４】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
５０ｎｍのｐ形ＧａＮより成る光ガイド層４０ａを形成
する。

【００５５】次に、第１実施形態と同様にして、ストラ
イプ状の開口部２６が形成されたＡｌＮより成る電流狭
窄層２４を形成する。

【００５６】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
３０ｎｍのｐ形ＧａＮより成る光ガイド層４０ｂを形成
する。こうして、光ガイド層４０に、電流狭窄層２４が
埋め込まれることとなる。

【００５７】次に、全面に、ｐ形不純物が高濃度に導入
された膜厚２０ｎｍのＧａＮより成るコンタクト層４２
を形成する。

【００５８】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
７００ｎｍのアンドープのＡｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る
上部クラッド層４４を形成する（図６（ａ）参照）。

【００５９】次に、熱ＣＶＤ法により、膜厚３００ｎｍ
のＳｉＯ₂膜（図示せず）を形成する。この後、フォト
リソグラフィ技術によりＳｉＯ₂膜をパターニングし、
これにより、ＳｉＯ₂膜より成る幅２μｍのストライプ
状のマスク（図示せず）を形成する。なお、マスクの延
在方向における中心線は、開口部２６の延在方向におけ
る中心線とほぼ一致することが望ましい。

【００６０】次に、ＳｉＯ₂膜より成るマスクを用い
て、上部クラッド層４４をドライエッチングし、これに
よりストライプ状のリッジ２３ａを形成する。ストライ
プ状のリッジ２３ａを形成する際のエッチングの深さ
は、例えば、コンタクト層４２の一部までとする（図６
（ｂ）参照）。

【００６１】次に、全面に、熱ＣＶＤ法により、膜厚３
００ｎｍのＳｉＯ₂膜４６を形成する。次に、フォトリ
ソグラフィ技術を用い、ＳｉＯ₂膜４６に、コンタクト
層４２に達する幅１０μｍのストライプ状の開口部４８
を形成する。開口部４８の延在方向における中心線は、
ストライプ状のリッジ２３ａの延在方向における中心線
とほぼ一致することが望ましい。

【００６２】次に、上部クラッド層４４上及びＳｉＯ₂
膜４６上に、開口部４８を介してコンタクト層４２に接
続されるｐ電極３４を形成する。また、ＳｉＣ基板１０
の下側に、ｎ電極３６を形成する。こうして本実施形態
による半導体レーザ装置が製造される。

【００６３】［第３実施形態］本発明の第３実施形態に
よる半導体レーザ装置及びその製造方法を図７乃至図９
を用いて説明する。図７は、本実施形態による半導体レ
ーザ装置を示す断面図である。図８及び図９は、本実施
形態による半導体レーザ装置の製造方法を示す工程断面
図である。図１乃至図６に示す第１又は第２実施形態に
よる半導体レーザ装置及びその製造方法と同一の構成要
素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にす
る。

【００６４】ＳｉＣ基板１０上に順次形成された下部ク
ラッド層１２、光ガイド層１４、ＭＱＷ活性層１６、エ
レクトロンブロック層１８、光ガイド層４０、及び電流
狭窄層２４については、第２実施形態と同様であるので
説明を省略する。

【００６５】光ガイド層４０上には、第２実施形態と同
様にストライプ状にエッチングされた上部クラッド層４
４が形成されており、これによりリッジ２３ａが構成さ
れている。上部クラッド層４４上、及び光ガイド層４０
上には、ｐ形ＧａＮより成るコンタクト層５０が形成さ
れており、コンタクト層５０上には、第２実施形態と同
様のＳｉＯ₂膜４６が形成されている。

【００６６】開口部４８が形成されたＳｉＯ₂膜４６
上、及びコンタクト層５０上には、開口部４８内におい
てコンタクト層５０に接続されるｐ電極３４が形成され
ている。一方、ＳｉＣ基板１０の下側には、ｎ電極３６
が形成されている。このように構成された半導体レーザ
装置では、図７に矢印で示した経路で電流が流れる。

【００６７】本実施形態による半導体レーザ装置は、光
ガイド層４０上及びクラッド層４４上にコンタクト層５
０が形成されていることが第２実施形態による半導体レ
ーザ装置と異なっているが、このように構成した場合で
あっても、コンタクト層５０を介してｐ電極３４からデ
バイス中に電流が流れ込むので、第２実施形態と同様
に、短波長のレーザ光を安定して発生することができ
る。

【００６８】（半導体レーザ装置の製造方法）次に、本
実施形態による半導体レーザ装置の製造方法を図８及び
図９を用いて説明する。

【００６９】まず、光ガイド層４０を形成する工程まで
は、図６（ａ）に示す第２実施形態による半導体レーザ
装置の製造方法と同様であるので説明を省略する。

【００７０】次に、全面に、ＭＯＣＶＤ法により、膜厚
７００ｎｍのアンドープのＡｌ_0.09Ｇａ_0.91Ｎより成る
上部クラッド層４４を形成する（図８（ａ）参照）。

【００７１】次に、図６（ｂ）に示す第２実施形態によ
る半導体レーザ装置の製造方法と同様にして上部クラッ
ド層４４をパターニングし、これによりストライプ状の
リッジ２３ａを形成する（図８（ｂ）参照）。

【００７２】次に、全面に、ｐ形不純物が高濃度に導入
された膜厚２０ｎｍのＧａＮより成るコンタクト層５０
を形成する（図８（ｃ）参照）。

【００７３】次に、全面に、熱ＣＶＤ法により、膜厚３
００ｎｍのＳｉＯ₂膜４６を形成する。次に、フォトリ
ソグラフィ技術を用い、ＳｉＯ₂膜４６に、コンタクト
層４２に達する幅１０μｍの開口部４８を形成する。

【００７４】次に、コンタクト層５０上及びＳｉＯ₂膜
４６上に、開口部４８を介してコンタクト層４２に接続
されるｐ電極３４を形成する。また、ＳｉＣ基板１０の
下側に、ｎ電極３６を形成する。こうして本実施形態に
よる半導体レーザ装置が製造される。

【００７５】［変形実施形態］本発明は上記実施形態に
限らず種々の変形が可能である。

【００７６】例えば、第１実施形態では、電流狭窄層２
４を上部クラッド層２２中に埋め込んだが、電流狭窄層
２４は上部クラッド層２２中に埋め込まなくてもよい。
例えば、電流狭窄層２４を光ガイド層２０中に埋め込ん
でもよいし、光ガイド層２０と上部クラッド層２２との
界面に電流狭窄層２４を形成してもよい。

【００７７】また、第２実施形態では、アンドープの上
部クラッド層４４を形成したが、上部クラッド層４４は
アンドープのみならずロードープにしてもよい。ロード
ープの上部クラッド層４４を形成する場合には、上部ク
ラッド層４４に導入する不純物は、例えば１×１０¹⁷ｃ
ｍ^-3以下にすればよい。なお、ロードープの上部クラッ
ド層４４を形成した場合には、わずかな電流が上部クラ
ッド層４４を介してデバイス中に流れ込む。

【００７８】また、第２実施形態では、上部クラッド層
４４上にもｐ電極３４を形成したが、ｐ電極３４は少な
くとも上部クラッド層４４が形成されていない領域のコ
ンタクト層４２上に形成されていればよい。

【００７９】また、第３実施形態では、上部クラッド層
４４上にもコンタクト層５０を形成したが、コンタクト
層５０は少なくとも上部クラッド層４４が形成されてい
ない領域の光ガイド層４０上に形成されていればよい。

【００８０】また、第３実施形態では、上部クラッド層
４４の上方にもｐ電極３４を形成したが、ｐ電極３４は
少なくとも上部クラッド層４４が形成されていない領域
のコンタクト層５０上に形成されていればよい。

【００８１】また、クラッド層の組成や厚さ、ＭＱＷ活
性層の組成や厚さ、井戸層や障壁層の組成、厚さ、数等
は、第１乃至第３実施形態に示したものに限定されるも
のではなく、適宜設定することができる。

【００８２】また、第１乃至第３実施形態ではＳｉＣ基
板を用いたが、基板はＳｉＣ基板に限定されるものでは
なく、サファイア基板やＧａＮ基板等あらゆる基板を用
いることができる。

【００８３】また、ストライプ状のリッジの幅、電流狭
窄層に形成された開口部の幅、ＳｉＯ₂膜に形成された
開口部の幅等は、第１乃至第３実施形態に限定されるも
のではなく、適宜設定することができる。例えば、スト
ライプ状のリッジの幅は、電流狭窄層に形成された開口
部の幅より広くてもよいし、等しくてもよいし、狭くて
もよい。

【００８４】また、ストライプ状のリッジを形成する際
のエッチングの深さや、コンタクト層の位置は上記実施
形態に限定されるものではなく、適宜設定することがで
きる。

【００８５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、電流狭窄
を行う電流狭窄層と別個に、横モード制御を行うストラ
イプ状のリッジが設けられているので、高出力まで基本
横モードで発振し得る半導体レーザ装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置
を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程断面図（その１）である。

【図３】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程断面図（その２）である。

【図４】本発明の第１実施形態による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程断面図（その３）である。

【図５】本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置
を示す断面図である。

【図６】本発明の第２実施形態による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程断面図である。

【図７】本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置
を示す断面図である。

【図８】本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程断面図（その１）である。

【図９】本発明の第３実施形態による半導体レーザ装置
の製造方法を示す工程断面図（その２）である。

【図１０】提案されている半導体レーザ装置を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０…ＳｉＣ基板１２…下部クラッド層１４…光ガイド層１６…ＭＱＷ活性層１８…エレクトロンブロック層２０…光ガイド層２２…上部クラッド層２３…リッジ２３ａ…リッジ２４…電流狭窄層２６…開口部２８…コンタクト層３０…ＳｉＯ₂膜３２…開口部３４…ｐ電極３６…ｎ電極３８…マスク４０…光ガイド層４０ａ…光ガイド層４０ｂ…光ガイド層４２…コンタクト層４４…上部クラッド層４６…ＳｉＯ₂膜４８…開口部５０…コンタクト層１１０…ＳｉＣ基板１１２…下部クラッド層１１４…光ガイド層１１６…ＭＱＷ活性層１１８…エレクトロンブロック層１２０…光ガイド層１２２…上部クラッド層１２４…電流狭窄層１２６…開口部１２８…コンタクト層１３０…ＳｉＯ₂膜１３２…開口部１３４…ｐ電極１３６…ｎ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に形成され、ＧａＮ系半導体よ
り成る多重量子井戸層を有する活性層と、前記活性層上に形成され、ストライプ状の開口部が形成
された電流狭窄層と、前記電流狭窄層上に形成され、前記開口部に応じたメサ
ストライプを有する第２のクラッド層とを有することを
特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に形成され、ＧａＮ系半導体よ
り成る多重量子井戸層を有する活性層と、前記活性層上に形成され、ストライプ状の開口部が形成
された電流狭窄層と、前記電流狭窄層上に形成された光ガイド層と、前記光ガイド層上に形成されたコンタクト層と、前記コンタクト層上に、前記開口部に応じてストライプ
状に形成された第２のクラッド層とを有することを特徴
とする半導体レーザ装置。
【請求項３】第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に形成され、ＧａＮ系半導体よ
り成る多重量子井戸層を有する活性層と、前記活性層上に形成され、ストライプ状の開口部が形成
された電流狭窄層と、前記電流狭窄層上に形成された光ガイド層と、前記光ガイド層上に、前記開口部に応じてストライプ状
に形成された第２のクラッド層とを有することを特徴と
する半導体レーザ装置。
【請求項４】請求項２又は３記載の半導体レーザ装置
において、前記第２のクラッド層の不純物濃度が１×１０¹⁷ｃｍ^-3
以下であることを特徴とする半導体レーザ装置。