JP4582210B2 - 半導体レーザ、半導体レーザの製造方法、光ディスク装置および光ピックアップ - Google Patents
半導体レーザ、半導体レーザの製造方法、光ディスク装置および光ピックアップ Download PDFInfo
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Description
この発明が解決しようとする他の課題は、上記の優れた半導体レーザを光源に用いた光ディスク装置および光ピックアップを提供することである。
上記課題および他の課題は、添付図面を参照した本明細書の記述から明らかとなるであろう。
C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板と、
上記窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザである。
C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上に、窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを順次成長させる工程と、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを形成する工程とを有する半導体レーザの製造方法である。
C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板と、
上記窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザを光源に用いた光ディスク装置である。
C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板と、
上記窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザを光源に用いた光ピックアップである。
第1のクラッド層および第2のクラッド層の一方はn側クラッド層、他方はp側クラッド層である。活性層は、典型的には、少なくともInおよびGaを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる。
窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第1のクラッド層の上面は、C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザである。
この半導体レーザにおいては、第1のクラッド層は典型的には窒化物系III−V族化合物半導体基板上に設けられるが、この窒化物系III−V族化合物半導体基板は場合によってはなくてもよい。
窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
レーザストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記レーザストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記レーザストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記レーザストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザである。
第5および第6の発明においては、上記以外のことは、その性質に反しない限り、第1〜第4の発明に関連して説明したことが成立する。
図1Aはこの発明の第1の実施形態によるGaN系半導体レーザを示し、図1BはこのGaN系半導体レーザのn型GaN基板を示す断面図、図2AはこのGaN系半導体レーザの要部の拡大断面図である。このGaN系半導体レーザはリッジストライプ構造を有するものである。
まず、図3Aに示すように、一方向に延在する凸部11dが互いに平行に複数設けられた周期的凹凸構造を主面に有するn型GaN基板11を用意する。凸部11dは台形状の断面形状を有し、上面はC面からなる第1の平面領域11a、凸部11dの間の溝部の底面はC面からなる第3の平面領域11c、凸部11dの両側面は第1の平面領域11aに対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域11bである。凸部11dの上面の幅w1 、凸部11dの両側面の幅w2 および凸部11dの間の溝部の底面の幅w3 は、例えば2〜10μmであるが、これに限定されるものではない。
次に、上述のようにしてレーザ構造が形成されたn型GaN基板11を劈開したりすることなどによりレーザバーを形成して両共振器端面を形成する。次に、これらの共振器端面に端面コーティングを施した後、このレーザバーを劈開したりすることなどによりチップ化する。
以上により、目的とするGaN系半導体レーザが製造される。
図4Aに示すように、まず、主面がC面からなる平坦なn型GaN基板11の主面上に、一方向に延在するストライプ形状の成長マスク17を形成する。この成長マスク17としては二酸化シリコン(SiO2 )膜や窒化シリコン(SiN)膜などを用いることができるが、これに限定されるものではない。この成長マスク17の長手方向はn型GaN基板11の〈1−100〉方向または〈11−20〉方向とする。
次に、図5Bに示すように、成長マスク19を除去する。こうして、図3Aに示すn型GaN基板11が製造される。
図6Aに示すように、まず、主面がC面からなる平坦なn型GaN基板11の主面上に、一方向に延在するストライプ形状のエッチングマスク20を形成する。このエッチングマスク20としては例えばレジスト膜を用いることができるが、これに限定されるものではない。このエッチングマスク20の長手方向はn型GaN基板11の〈1−100〉または〈11−20〉とする。
この後、図6Cに示すように、エッチングマスク20を有機溶媒、例えばアセトンなどにより除去する。こうして、図3Aに示すn型GaN基板11が製造される。
このGaN系半導体レーザは、例えば、光ディスク装置の光源に用いて好適なものである。
図7に示すように、このGaN系半導体レーザは、C面からなる平坦な主面を有するn型GaN基板11の主面上にレーザストライプを構成するリッジ形状のGaN系半導体層12を有する。第1の実施形態と同様に、このGaN系半導体層12は、n型GaN基板11側から順に、少なくとも、n側クラッド層12a、少なくともInを含む活性層12b、p側クラッド層12c、p型コンタクト層12dなどを有する。
まず、図8Aに示すように、主面がC面からなる平坦なn型GaN基板11の主面上に、例えばMOCVD法により、レーザ構造を形成するGaN系半導体層12をエピタキシャル成長させる。次に、このGaN系半導体層12上に、一方向に延在するストライプ形状のエッチングマスク24を形成する。このエッチングマスク24としては、例えばSiO2 膜やSiN膜などを用いることができるが、これに限定されるものではない。
この後、第1の実施形態と同様にして、p型コンタクト層12d上へのp側電極15の形成、n型GaN基板11の裏面へのn側電極16の形成などの必要な工程を実行し、目的とするGaN系半導体レーザを製造する。
例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、形状、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、形状、プロセスなどを用いてもよい。
Claims (10)
- C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板と、
上記窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザ。 - 上記リッジストライプの中央部から上記リッジストライプの両側に向かって上記活性層のIn組成が増加し、および/または、上記リッジストライプの中央部から上記リッジストライプの両側に向かって上記活性層の厚さが増加している請求項1記載の半導体レーザ。
- 上記半極性面は{11−2n}面(nは1以上の整数)または{1−10n}面(nは1以上の整数)からなる請求項2記載の半導体レーザ。
- 上記半極性面が{11−2n}面からなる場合の上記リッジストライプの延在方向は〈1−100〉であり、上記半極性面が{1−10n}面からなる場合の上記リッジストライプの延在方向は〈11−20〉である請求項3記載の半導体レーザ。
- C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上に、窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを順次成長させる工程と、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを形成する工程とを有する半導体レーザの製造方法。 - 上記半極性面は{11−2n}面(nは1以上の整数)または{1−10n}面(nは1以上の整数)からなる請求項5記載の半導体レーザの製造方法。
- 上記半極性面が{11−2n}面からなる場合の上記リッジストライプの延在方向は〈1−100〉であり、上記半極性面が{1−10n}面からなる場合の上記リッジストライプの延在方向は〈11−20〉である請求項6記載の半導体レーザの製造方法。
- C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板と、
上記窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザを光源に用いた光ディスク装置。 - C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを主面に有する窒化物系III−V族化合物半導体基板と、
上記窒化物系III−V族化合物半導体基板の上記主面上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザを光源に用いた光ピックアップ。 - 窒化物系III−V族化合物半導体からなる第1のクラッド層と、
上記第1のクラッド層上の少なくともInを含む窒化物系III−V族化合物半導体からなる活性層と、
上記活性層上の窒化物系III−V族化合物半導体からなる第2のクラッド層とを有し、
上記第1のクラッド層の上面は、C面からなる第1の平面領域と、この第1の平面領域に連続し、かつこの第1の平面領域に対して傾斜した半極性面からなる第2の平面領域と、この第2の平面領域に連続し、かつ上記第1の平面領域と平行なC面からなる第3の平面領域とを有し、
上記第2の平面領域の上方の部分における上記第2のクラッド層にリッジストライプを有し、
上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層のIn組成よりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層のIn組成が高く、および/または、上記リッジストライプに対応する部分の上記活性層の厚さよりも上記リッジストライプの両脇の部分の上記活性層の厚さが大きい半導体レーザ。
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