JPH1187856A - 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH1187856A JPH1187856A JP25025097A JP25025097A JPH1187856A JP H1187856 A JPH1187856 A JP H1187856A JP 25025097 A JP25025097 A JP 25025097A JP 25025097 A JP25025097 A JP 25025097A JP H1187856 A JPH1187856 A JP H1187856A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、電流ブロック層には電流注入部より
屈折率が大きい光閉じ込め層を設け、さらに電流注入部
は中心から端に向けて屈折率を大きくさせる構造によ
り、安定な基本横モードで連続発振することができ、非
点収差が小さく閾電流密度が低い窒化ガリウム系化合物
半導体レーザ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】本発明は窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザにおいて、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１０
３、ｎ−ＧａＮ導波層１０４の上部に、ストライプ中心
部より周辺部の方が屈折率が大きい量子井戸構造活性層
１０７、ｐ−ＧａＮ導波層１０８、ｐ−ＡｌＧａＮクラ
ッド層１０９が順次形成され、ストライプ両側には屈折
率の大きいｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層１０
５とｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層１０６が形
成され、さらに全面にｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド
層１１０が形成されていることを特徴とする。
屈折率が大きい光閉じ込め層を設け、さらに電流注入部
は中心から端に向けて屈折率を大きくさせる構造によ
り、安定な基本横モードで連続発振することができ、非
点収差が小さく閾電流密度が低い窒化ガリウム系化合物
半導体レーザ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】本発明は窒化ガリウム系化合物半導体レー
ザにおいて、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１０
３、ｎ−ＧａＮ導波層１０４の上部に、ストライプ中心
部より周辺部の方が屈折率が大きい量子井戸構造活性層
１０７、ｐ−ＧａＮ導波層１０８、ｐ−ＡｌＧａＮクラ
ッド層１０９が順次形成され、ストライプ両側には屈折
率の大きいｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層１０
５とｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層１０６が形
成され、さらに全面にｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド
層１１０が形成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、窒化物化合物半
導体材料を用いた半導体素子に係わり、特にＩｎＧａＡ
ｌＢＮ系材料からなる半導体レーザ及びその製造方法に
関する。
導体材料を用いた半導体素子に係わり、特にＩｎＧａＡ
ｌＢＮ系材料からなる半導体レーザ及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクの高密度化等で必要とされる
短波長光源としてＩｎＧａＡｌＮ材料を用いた半導体レ
ーザの開発が進められている。この材料系で電流注入に
よる発振を実現した構造として多重量子井戸構造を用い
たレーザが報告されている。
短波長光源としてＩｎＧａＡｌＮ材料を用いた半導体レ
ーザの開発が進められている。この材料系で電流注入に
よる発振を実現した構造として多重量子井戸構造を用い
たレーザが報告されている。
【０００３】バルク活性層に対して薄膜活性層を用いた
多重量子井戸構造はしきい値を大幅に低減できることが
知られている。しかしながら、この材料系ではまだしき
い電流密度は高く、動作電圧も高いため、連続発振を実
現するためには多くの課題がある。
多重量子井戸構造はしきい値を大幅に低減できることが
知られている。しかしながら、この材料系ではまだしき
い電流密度は高く、動作電圧も高いため、連続発振を実
現するためには多くの課題がある。
【０００４】ＩｎＧａＡｌＮ系レーザで動作電圧が高い
原因の一つはｐ型のコンタクト抵抗が極めて大きいこと
である。既に報告されている電極ストライプ構造では、
ｐ型電極ストライプにおける電圧降下が大きく、動作電
圧が高くなると共に、この領域での熱の発生が無視でき
ない。コンタクト抵抗を低減するには電極面積を大きく
すれば良いが、上記電極ストライプ構造では、電極面積
を広げるとしきい電流値も大きくなってしまい、また電
流注入領域が大きいために基本横モード発振は不可能で
ある。
原因の一つはｐ型のコンタクト抵抗が極めて大きいこと
である。既に報告されている電極ストライプ構造では、
ｐ型電極ストライプにおける電圧降下が大きく、動作電
圧が高くなると共に、この領域での熱の発生が無視でき
ない。コンタクト抵抗を低減するには電極面積を大きく
すれば良いが、上記電極ストライプ構造では、電極面積
を広げるとしきい電流値も大きくなってしまい、また電
流注入領域が大きいために基本横モード発振は不可能で
ある。
【０００５】光ディスク等への応用では、出射ビームを
極小スポットに絞ることが必要となるため、基本横モー
ド発振は不可欠であるが、ＩｎＧａＡｌＮ系レーザでは
横モード制御構造が実現されていない。従来の材料系で
は例えばＩｎＧａＡｌＰ系でリッジストライプ型のＳＢ
Ｒレーザが報告されている。
極小スポットに絞ることが必要となるため、基本横モー
ド発振は不可欠であるが、ＩｎＧａＡｌＮ系レーザでは
横モード制御構造が実現されていない。従来の材料系で
は例えばＩｎＧａＡｌＰ系でリッジストライプ型のＳＢ
Ｒレーザが報告されている。
【０００６】しかしながら、ＩｎＧａＡｌＮ系レーザで
は、材料系がこれとは異なるために、この構造をそのま
ま適用することはできない。ＩｎＧａＡｌＮ系における
電流狭窄構造としては、特開平８−１１１５５８号公報
に、ＧａＮを電流狭窄層に用いた構造が開示されてい
る。この構造は、電流狭窄は可能であるが、光閉じ込め
作用はないため、非点収差等のない良質の出射ビームを
得るのは困難である。
は、材料系がこれとは異なるために、この構造をそのま
ま適用することはできない。ＩｎＧａＡｌＮ系における
電流狭窄構造としては、特開平８−１１１５５８号公報
に、ＧａＮを電流狭窄層に用いた構造が開示されてい
る。この構造は、電流狭窄は可能であるが、光閉じ込め
作用はないため、非点収差等のない良質の出射ビームを
得るのは困難である。
【０００７】一般に、クラッド層中に設けた電流狭窄層
を光閉じ込め層としても作用させるためには、その組成
や厚さ、活性層からの距離等を所定の値に設定する必要
がある。特にＩｎＧａＡｌＮ系レーザでは、発振波長が
短いために、たとえ組成が同じであっても、厚さや位置
によって全く異なる導波機構となってしまう。このた
め、単に電流狭窄層を設けただけでは安定な基本横モー
ド発振は得られない。
を光閉じ込め層としても作用させるためには、その組成
や厚さ、活性層からの距離等を所定の値に設定する必要
がある。特にＩｎＧａＡｌＮ系レーザでは、発振波長が
短いために、たとえ組成が同じであっても、厚さや位置
によって全く異なる導波機構となってしまう。このた
め、単に電流狭窄層を設けただけでは安定な基本横モー
ド発振は得られない。
【０００８】一方、光ディスクシステムに用いるための
半導体レーザには様々な仕様が要求される。特に追記型
や書き替え型では、再生読み出し用の低出力半導体レー
ザと、消去、記録用の高出力半導体レーザが必要とさ
れ、それぞれ仕様は異なる。高出力半導体レーザは一般
に薄膜活性層構造が用いられるが、この構造は必ずしも
読み出し用レーザには適していない。読み出し用レーザ
には低雑音特性が要求されるからで、このために例えば
自励発振型構造が用いられるが、超薄膜活性層構造では
自励発振を得ることが難しいからである。そのため、高
周波重畳法やレーザ自体を２種類用いる方法などが取ら
れているが、いずれも構成が複雑である。また、活性層
厚を場所によって変えて、２種類のレーザを形成する方
法も報告されているが、活性層厚制御等が難しいという
問題がある。
半導体レーザには様々な仕様が要求される。特に追記型
や書き替え型では、再生読み出し用の低出力半導体レー
ザと、消去、記録用の高出力半導体レーザが必要とさ
れ、それぞれ仕様は異なる。高出力半導体レーザは一般
に薄膜活性層構造が用いられるが、この構造は必ずしも
読み出し用レーザには適していない。読み出し用レーザ
には低雑音特性が要求されるからで、このために例えば
自励発振型構造が用いられるが、超薄膜活性層構造では
自励発振を得ることが難しいからである。そのため、高
周波重畳法やレーザ自体を２種類用いる方法などが取ら
れているが、いずれも構成が複雑である。また、活性層
厚を場所によって変えて、２種類のレーザを形成する方
法も報告されているが、活性層厚制御等が難しいという
問題がある。
【０００９】さらにまた、光ディスクの高密度化に伴っ
て、波長の異なる半導体レーザが使用されることになる
が、従来の光ディスクシステムとの互換性が要求される
ため、両方の波長のレーザが必要となる場合がある。こ
れは特に、赤色と青色というように波長差が大きい場合
に必要となる。これは光ディスクのピット深さが使用波
長で最適化されているためで、再生波長が大幅に異なる
と、ピットからの反射による信号のＳＮが低下してしま
うからである。
て、波長の異なる半導体レーザが使用されることになる
が、従来の光ディスクシステムとの互換性が要求される
ため、両方の波長のレーザが必要となる場合がある。こ
れは特に、赤色と青色というように波長差が大きい場合
に必要となる。これは光ディスクのピット深さが使用波
長で最適化されているためで、再生波長が大幅に異なる
と、ピットからの反射による信号のＳＮが低下してしま
うからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、Ｉｎ
ＧａＡｌＮ系の半導体レーザでは横モード制御構造の作
製が難しく、基本横モードで連続発振する半導体レーザ
を実現することは困難であった。また、光ディスクシス
テムにおける再生読出しと消去・記録の両方に要求され
るレーザ性能を実現することは困難であった。さらにま
た、使用波長が異なり記録密度の異なる光ディスクシス
テムの互換性確保に必要な、両者に使える半導体レーザ
の実現が困難であった。
ＧａＡｌＮ系の半導体レーザでは横モード制御構造の作
製が難しく、基本横モードで連続発振する半導体レーザ
を実現することは困難であった。また、光ディスクシス
テムにおける再生読出しと消去・記録の両方に要求され
るレーザ性能を実現することは困難であった。さらにま
た、使用波長が異なり記録密度の異なる光ディスクシス
テムの互換性確保に必要な、両者に使える半導体レーザ
の実現が困難であった。
【００１１】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、安定な基本横モードで
連続発振することができ、光ディスクシステム等の光源
に適した非点収差のない良質の出射ビームを得ることの
できるＩｎＧａＡｌＮ系半導体レーザを提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、難しいプロセスを要
することなく、光ディスクシステムにおける再生読出し
と消去・記録の両方に要求されるレーザ性能を実現する
ことのできる半導体レーザ及びその製造方法を提供する
ことにある。
ので、その目的とするところは、安定な基本横モードで
連続発振することができ、光ディスクシステム等の光源
に適した非点収差のない良質の出射ビームを得ることの
できるＩｎＧａＡｌＮ系半導体レーザを提供することに
ある。また、本発明の他の目的は、難しいプロセスを要
することなく、光ディスクシステムにおける再生読出し
と消去・記録の両方に要求されるレーザ性能を実現する
ことのできる半導体レーザ及びその製造方法を提供する
ことにある。
【００１２】さらにまた、本発明の他の目的は、設計使
用波長が異なる光ディスクシステム間の互換性確保に必
要な、両者に使える半導体レーザ及びその製造方法を提
供することにある。
用波長が異なる光ディスクシステム間の互換性確保に必
要な、両者に使える半導体レーザ及びその製造方法を提
供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、屈折率
の大きい光閉じ込め層を設けて、その損失導波効果また
は反導波効果によって横モードを制御することにより、
動作電圧が低くかつ安定な基本横モードでの連続発振を
可能とすることにある。
の大きい光閉じ込め層を設けて、その損失導波効果また
は反導波効果によって横モードを制御することにより、
動作電圧が低くかつ安定な基本横モードでの連続発振を
可能とすることにある。
【００１４】即ち本発明は、窒化ガリウム系化合物半導
体（Ｇａx Ｉｎy Ａｌz Ｂ1-x-y-zＮ：０≦ｘ、ｙ、
ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）からなり、活性層を導電型の異な
る半導体層で挾んだ半導体レーザにおいて、該活性層に
キャリアを注入するためのストライプ状の電流注入部が
形成され、該電流注入部の両側には少なくとも１層以上
の電流ブロック層が形成され、該電流注入部は等価屈折
率が異なる構成からなることを特徴とする。
体（Ｇａx Ｉｎy Ａｌz Ｂ1-x-y-zＮ：０≦ｘ、ｙ、
ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）からなり、活性層を導電型の異な
る半導体層で挾んだ半導体レーザにおいて、該活性層に
キャリアを注入するためのストライプ状の電流注入部が
形成され、該電流注入部の両側には少なくとも１層以上
の電流ブロック層が形成され、該電流注入部は等価屈折
率が異なる構成からなることを特徴とする。
【００１５】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものが挙げられる。 （１）電流注入部はストライプ及び電流注入方向に垂直
な方向に等価屈折率が該電流注入部の中心より該注入狭
窄部の端で大きい構造からなり，且つ電流ブロック層は
該電流注入部の端より等価的に屈折率が大きい窒化ガリ
ウム系化合物半導体材料からなること。 （２）電流注入部はストライプ及び電流注入方向に垂直
な方向に等価屈折率が該電流注入部の中心より該注入狭
窄部の端で大きい構造からなり、且つ電流ブロック層は
該電流注入部の中心よりバンドギャップエネルギーが小
さいために吸収損失が大きくかつ屈折率が大きい窒化ガ
イルム系化合物半導体材料からなること。 （３）電流ブロック層は窒化ガリウム系化合物半導体材
料からなり、活性層部は少なくともＩｎa Ｇａb Ａｌc
Ｂ1-a-b-c Ｎ（０≦ａ，ｂ，ｃ，ａ＋ｂ＋ｃ≦１）から
なる井戸層とＩｎe Ｇａf Ａｌg Ｂ1-e-f-g Ｎ（０≦
ｅ，ｆ，ｇ，ｅ＋ｆ＋ｇ≦１）からなる障壁層とで構成
される単一量子井戸または多重量子井戸からなること。
は、次のものが挙げられる。 （１）電流注入部はストライプ及び電流注入方向に垂直
な方向に等価屈折率が該電流注入部の中心より該注入狭
窄部の端で大きい構造からなり，且つ電流ブロック層は
該電流注入部の端より等価的に屈折率が大きい窒化ガリ
ウム系化合物半導体材料からなること。 （２）電流注入部はストライプ及び電流注入方向に垂直
な方向に等価屈折率が該電流注入部の中心より該注入狭
窄部の端で大きい構造からなり、且つ電流ブロック層は
該電流注入部の中心よりバンドギャップエネルギーが小
さいために吸収損失が大きくかつ屈折率が大きい窒化ガ
イルム系化合物半導体材料からなること。 （３）電流ブロック層は窒化ガリウム系化合物半導体材
料からなり、活性層部は少なくともＩｎa Ｇａb Ａｌc
Ｂ1-a-b-c Ｎ（０≦ａ，ｂ，ｃ，ａ＋ｂ＋ｃ≦１）から
なる井戸層とＩｎe Ｇａf Ａｌg Ｂ1-e-f-g Ｎ（０≦
ｅ，ｆ，ｇ，ｅ＋ｆ＋ｇ≦１）からなる障壁層とで構成
される単一量子井戸または多重量子井戸からなること。
【００１６】また本発明は、複数のレーザ光を発生する
半導体レーザにおいて、活性層の組成または厚さまたは
幅が異なる複数の活性層構造を備えていることを特徴と
する。
半導体レーザにおいて、活性層の組成または厚さまたは
幅が異なる複数の活性層構造を備えていることを特徴と
する。
【００１７】また本発明は、窒化ガリウム系化合物半導
体（Ｇａx Ｉｎy Ａｌz Ｂ1-x-y-zＮ：０≦ｘ、ｙ、
ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）からなり、活性層を導電型の異な
る半導体層で挾んだ窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の製造方法において、少なくとも１層以上の電流ブロッ
ク層となる層構造を形成する工程と、前記電流ブロック
層を選択的に除去する工程と、該工程により除去した部
分に選択的に結晶成長して電流注入部となる層構造を形
成する工程を含むことを特徴とするまた本発明のもう１
つの方法は、窒化ガリウム系化合物半導体（Ｇａx Ｉｎ
y Ａｌz Ｂ1-x-y- z Ｎ：０≦ｘ、ｙ、ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１）からなり、活性層を導電型の異なる半導体層で挾ん
だ窒化ガリウム系化合物半導体レーザを製造する際、電
流注入部となる層構造を選択的に結晶成長する工程と、
前記電流注入部の両側に少なくとも１層以上の電流ブロ
ック層を形成する工程であっても構わない。
体（Ｇａx Ｉｎy Ａｌz Ｂ1-x-y-zＮ：０≦ｘ、ｙ、
ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）からなり、活性層を導電型の異な
る半導体層で挾んだ窒化ガリウム系化合物半導体レーザ
の製造方法において、少なくとも１層以上の電流ブロッ
ク層となる層構造を形成する工程と、前記電流ブロック
層を選択的に除去する工程と、該工程により除去した部
分に選択的に結晶成長して電流注入部となる層構造を形
成する工程を含むことを特徴とするまた本発明のもう１
つの方法は、窒化ガリウム系化合物半導体（Ｇａx Ｉｎ
y Ａｌz Ｂ1-x-y- z Ｎ：０≦ｘ、ｙ、ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１）からなり、活性層を導電型の異なる半導体層で挾ん
だ窒化ガリウム系化合物半導体レーザを製造する際、電
流注入部となる層構造を選択的に結晶成長する工程と、
前記電流注入部の両側に少なくとも１層以上の電流ブロ
ック層を形成する工程であっても構わない。
【００１８】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、前記ブロック層と前記電流注入部の上部に、前記電
流注入部の表面と同一の導電型の窒化ガリウム系化合物
半導体（Ｇａh Ｉｎi Ａｌj Ｂ1-h-I-j Ｎ：０≦ｈ、
ｉ、ｊ、ｈ＋ｉ＋ｊ≦１）を少なくとも１層以上結晶成
長する工程を含むことが挙げられる。
は、前記ブロック層と前記電流注入部の上部に、前記電
流注入部の表面と同一の導電型の窒化ガリウム系化合物
半導体（Ｇａh Ｉｎi Ａｌj Ｂ1-h-I-j Ｎ：０≦ｈ、
ｉ、ｊ、ｈ＋ｉ＋ｊ≦１）を少なくとも１層以上結晶成
長する工程を含むことが挙げられる。
【００１９】本発明によれば、ＩｎＧａＡｌＢＮ系半導
体レーザで、電流ブロック層には電流注入部より屈折率
が大きい光閉じ込め層を設け、さらに電流注入部は中心
から端に向けて屈折率を大きくして光閉込め効果を良好
にさせることで、高次モードが抑制され安定な基本横モ
ードでの連続発振が可能となるばかりか、しきい電流密
度が低減できる。
体レーザで、電流ブロック層には電流注入部より屈折率
が大きい光閉じ込め層を設け、さらに電流注入部は中心
から端に向けて屈折率を大きくして光閉込め効果を良好
にさせることで、高次モードが抑制され安定な基本横モ
ードでの連続発振が可能となるばかりか、しきい電流密
度が低減できる。
【００２０】また本発明によれば、厚膜活性層の低出力
・低雑音レーザと薄膜活性層の高出力レーザとを同一基
板上に形成できるため、複雑なプロセスを要することな
く、光ディスクシステムにおける再生読出しと消去・記
録の両方に要求されるレーザ性能を実現することが可能
となる。さらにまた本発明によれば、異なる波長のレー
ザを同一基板上に形成できるため、波長の違いによる非
互換性の問題を解決できる。
・低雑音レーザと薄膜活性層の高出力レーザとを同一基
板上に形成できるため、複雑なプロセスを要することな
く、光ディスクシステムにおける再生読出しと消去・記
録の両方に要求されるレーザ性能を実現することが可能
となる。さらにまた本発明によれば、異なる波長のレー
ザを同一基板上に形成できるため、波長の違いによる非
互換性の問題を解決できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
例によって説明する。図１は本発明の第１の実施例に係
わる窒化ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を
説明するためのものである。図中、１０１はサファイア
基板、１０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、
５＋１０18cm-3、４μｍ）、１０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．
３μｍ）、１０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、
０．１μｍ）、１０５はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｍｇ
ドープ、１×１０18cm-3、０．２μｍ）電流ブロック
層、１０６はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１
×１０18cm-3、０．１μｍ）電流ブロック層、１０７は
ＩｎＧａＮ量子井戸（アンドープ、溝の中心部はＩｎ
0.2 Ｇａ0.8 Ｎ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎＧ
ａＮ障壁層（アンドープ、溝の中心部はＩｎ0.05Ｇａ
0.95Ｎ、４ｎｍ）からなる量子井戸構造（ＳＣＨ−ＭＱ
Ｗ；Separete Confinement Heterostructure Multi-Qua
ntum Well ）活性層、１０８はｐ−ＧａＮ導波層（Ｍｇ
ドープ、溝の中心部は０．１μｍ）、１０９はｐ−Ａｌ
ＧａＮクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、溝の
中心部はＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ、０．１μｍ）、１１０は
ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×
１０18cm-3、０．３μｍ）、１１１はｐ−ＧａＮコンタ
クト層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、１μｍ）、１１
２はＰｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０
ｎｍ）／Ａｕ（１μｍ）構造ｐ側電極、１１３はＡｌ／
Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極、１１４はＳｉＯ2 絶縁膜であ
る。また、特に図示していないが、レーザ光出射端面に
はＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コートを
施している。
例によって説明する。図１は本発明の第１の実施例に係
わる窒化ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を
説明するためのものである。図中、１０１はサファイア
基板、１０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、
５＋１０18cm-3、４μｍ）、１０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．
３μｍ）、１０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、
０．１μｍ）、１０５はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｍｇ
ドープ、１×１０18cm-3、０．２μｍ）電流ブロック
層、１０６はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１
×１０18cm-3、０．１μｍ）電流ブロック層、１０７は
ＩｎＧａＮ量子井戸（アンドープ、溝の中心部はＩｎ
0.2 Ｇａ0.8 Ｎ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎＧ
ａＮ障壁層（アンドープ、溝の中心部はＩｎ0.05Ｇａ
0.95Ｎ、４ｎｍ）からなる量子井戸構造（ＳＣＨ−ＭＱ
Ｗ；Separete Confinement Heterostructure Multi-Qua
ntum Well ）活性層、１０８はｐ−ＧａＮ導波層（Ｍｇ
ドープ、溝の中心部は０．１μｍ）、１０９はｐ−Ａｌ
ＧａＮクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、溝の
中心部はＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ、０．１μｍ）、１１０は
ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×
１０18cm-3、０．３μｍ）、１１１はｐ−ＧａＮコンタ
クト層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、１μｍ）、１１
２はＰｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０
ｎｍ）／Ａｕ（１μｍ）構造ｐ側電極、１１３はＡｌ／
Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極、１１４はＳｉＯ2 絶縁膜であ
る。また、特に図示していないが、レーザ光出射端面に
はＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コートを
施している。
【００２２】次に、上記窒化物化合物半導体レーザの製
造方法について、図７の工程断面図を参照して説明す
る。まず、図７の（ａ）で示す様に、有機金属気相成長
法（以下、ＭＯＣＶＤ法と略す）でサファイア基板上
に、ｎ−ＧａＮコンタクト層１０２からｎ−ＩｎＧａＮ
電流ブロック層１０６までを成長し、ＳｉＯ2 マスクを
堆積し、ＳｉＯ2 マスクの一部を幅７μｍでストライプ
状に除去し、このＳｉＯ2をエッチングマスクとして塩
素ガスを含むドライエッチング法によりｎ−ＧａＮ導波
層１０４までの溝を形成する。次いで、図７の（ｂ）で
示す様に、ＳｉＯ2マスクとして、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性
層１０７からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０９までを選
択成長する。ここで、ＳｉＯ2 マスク上には結晶が成長
しないために、ストライプ状にＳｉＯ2 を除去した領域
のみに選択成長ができる。また、ストライプ状にＳｉＯ
2 を除去した幅がＳｉＯ2 マスクの幅に比べて１／２０
以下の場合には、ストライプの中心部に比べＳｉＯ2 に
近づくほど結晶成長速度が速くなり、結果として中心部
より周辺部に向けて膜厚が厚くなる。特に、ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ活性層１０７を構成するＩｎＧａＮはＩｎ組成も中
心部より周辺部に向けて高くなるので屈折率が傾斜的に
大きくなる。本発明の第１の実施例の場合、ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ活性層１０７において、ＩｎＧａＮ量子井戸層はス
トライプ中心部でＩｎ0.2 Ｇａ0.8 Ｎ、厚さ２ｎｍ、ス
トライプ周辺部でＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ、厚さ３ｎｍが形
成され、また、ＩｎＧａＮ障壁層はストライプ中心部で
Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ、厚さ４ｎｍ、ストライプ周辺部で
Ｉｎ0.09Ｇａ0.91Ｎ、厚さ５．５ｎｍが形成された。次
いで、図７の（ｃ）で示す様に、ＳｉＯ2 マスクを除去
し、全面にｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１１０とｐ−Ｇａ
Ｎコンタクト層１１１を成長する。次いで、図７の
（ｄ）で示す様に、ストライプ状のメサを形成し、ウェ
ハ全面にＳｉＯ2 絶縁膜１１４を９００ｎｍ堆積し、ｐ
−ＧａＮコンタクト層１１１の上部にＰｔ／Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕ構造ｐ側電極１１２を、ｎ−ＧａＮコンタクト層
１０２の一部にＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極１１３を
形成する。次いで、サファイア基板１０１裏面を鏡面研
磨し基板１０１の厚さを５０μｍとし、さらに電流狭窄
構造に垂直な面で劈開し、その劈開面には特に図示しな
いがＴｉＯ2／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コート
を施し、さらに図６で示す様に、Ｃｕ、立法晶窒化硼素
またはダイアモンド等の熱伝導性の高いヒートシンク１
１５上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ等をメタライズした層１１６
に対してＡｕＳｎ共晶半田１１７を用いて熱圧着させ
る。ここでＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１０７の真上のｐ側電
極１１２がヒートシンク１１５に熱圧着されていれば放
熱性に問題は無い。さらに、電流注入のためにＡｕ線ま
たはＡｌ線を用いて、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕメタライズ層１
１６に配線する。尚、製造工程の順序は図７に示す構成
に限らない。電流注入部の屈折率分布を本発明のように
するには、ＭＯＣＶＤ法とでサファイア基板上に、ｎ−
ＧａＮコンタクト層１０２からｎ−ＧａＮ導波層１０４
までを成長し、ＳｉＯ2 マスクを堆積し、ＳｉＯ2 マス
クの一部を幅７μｍでストライプ状に除去し、ＳＣＨ−
ＭＱＷ活性層１０７からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０
９までを形成し、さらにｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０
９上部をＳｉＯ2 マスクで覆い、ｐ−ＩｎＧａＮ電流ブ
ロック層１０５からｎ−ＩｎＧａＮ電流ブロック層１０
６を形成しても、ＭＯＣＶＤ法による選択成長工程で横
方向の屈折率が異なる電流注入部が形成できる。
造方法について、図７の工程断面図を参照して説明す
る。まず、図７の（ａ）で示す様に、有機金属気相成長
法（以下、ＭＯＣＶＤ法と略す）でサファイア基板上
に、ｎ−ＧａＮコンタクト層１０２からｎ−ＩｎＧａＮ
電流ブロック層１０６までを成長し、ＳｉＯ2 マスクを
堆積し、ＳｉＯ2 マスクの一部を幅７μｍでストライプ
状に除去し、このＳｉＯ2をエッチングマスクとして塩
素ガスを含むドライエッチング法によりｎ−ＧａＮ導波
層１０４までの溝を形成する。次いで、図７の（ｂ）で
示す様に、ＳｉＯ2マスクとして、ＳＣＨ−ＭＱＷ活性
層１０７からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０９までを選
択成長する。ここで、ＳｉＯ2 マスク上には結晶が成長
しないために、ストライプ状にＳｉＯ2 を除去した領域
のみに選択成長ができる。また、ストライプ状にＳｉＯ
2 を除去した幅がＳｉＯ2 マスクの幅に比べて１／２０
以下の場合には、ストライプの中心部に比べＳｉＯ2 に
近づくほど結晶成長速度が速くなり、結果として中心部
より周辺部に向けて膜厚が厚くなる。特に、ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ活性層１０７を構成するＩｎＧａＮはＩｎ組成も中
心部より周辺部に向けて高くなるので屈折率が傾斜的に
大きくなる。本発明の第１の実施例の場合、ＳＣＨ−Ｍ
ＱＷ活性層１０７において、ＩｎＧａＮ量子井戸層はス
トライプ中心部でＩｎ0.2 Ｇａ0.8 Ｎ、厚さ２ｎｍ、ス
トライプ周辺部でＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ、厚さ３ｎｍが形
成され、また、ＩｎＧａＮ障壁層はストライプ中心部で
Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ、厚さ４ｎｍ、ストライプ周辺部で
Ｉｎ0.09Ｇａ0.91Ｎ、厚さ５．５ｎｍが形成された。次
いで、図７の（ｃ）で示す様に、ＳｉＯ2 マスクを除去
し、全面にｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１１０とｐ−Ｇａ
Ｎコンタクト層１１１を成長する。次いで、図７の
（ｄ）で示す様に、ストライプ状のメサを形成し、ウェ
ハ全面にＳｉＯ2 絶縁膜１１４を９００ｎｍ堆積し、ｐ
−ＧａＮコンタクト層１１１の上部にＰｔ／Ｔｉ／Ｐｔ
／Ａｕ構造ｐ側電極１１２を、ｎ−ＧａＮコンタクト層
１０２の一部にＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極１１３を
形成する。次いで、サファイア基板１０１裏面を鏡面研
磨し基板１０１の厚さを５０μｍとし、さらに電流狭窄
構造に垂直な面で劈開し、その劈開面には特に図示しな
いがＴｉＯ2／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コート
を施し、さらに図６で示す様に、Ｃｕ、立法晶窒化硼素
またはダイアモンド等の熱伝導性の高いヒートシンク１
１５上にＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ等をメタライズした層１１６
に対してＡｕＳｎ共晶半田１１７を用いて熱圧着させ
る。ここでＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１０７の真上のｐ側電
極１１２がヒートシンク１１５に熱圧着されていれば放
熱性に問題は無い。さらに、電流注入のためにＡｕ線ま
たはＡｌ線を用いて、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕメタライズ層１
１６に配線する。尚、製造工程の順序は図７に示す構成
に限らない。電流注入部の屈折率分布を本発明のように
するには、ＭＯＣＶＤ法とでサファイア基板上に、ｎ−
ＧａＮコンタクト層１０２からｎ−ＧａＮ導波層１０４
までを成長し、ＳｉＯ2 マスクを堆積し、ＳｉＯ2 マス
クの一部を幅７μｍでストライプ状に除去し、ＳＣＨ−
ＭＱＷ活性層１０７からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０
９までを形成し、さらにｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０
９上部をＳｉＯ2 マスクで覆い、ｐ−ＩｎＧａＮ電流ブ
ロック層１０５からｎ−ＩｎＧａＮ電流ブロック層１０
６を形成しても、ＭＯＣＶＤ法による選択成長工程で横
方向の屈折率が異なる電流注入部が形成できる。
【００２３】本実施例では、共振器長０．５ｍｍの場
合、閾値電流７０ｍＡ、発振波長は４２０ｎｍ、動作電
圧は５．２Ｖで室温連続発振した。さらに５０℃、５ｍ
Ｗ駆動における素子寿命は５０００時間以上であった。
また、非点隔差は５μｍと小さく、光ディスク応用に適
したビーム特性が得られた。本レーザの場合、ｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１１０とｎ−Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層１０３に挾まれたＳＣＨ−ＭＱＷ活性
層１０７からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０９の電流注
入がなされる活性領域の等価屈折率がｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ
0.9 Ｎ電流ブロック層１０５からｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9
Ｎ電流ブロック層１０６までの非通電領域に比べて低く
なっている反導波構造から形成されており、さらにスト
ライプ状の電流注入部は電流ブロック層に近い領域で等
価屈折率が大きくなるのでストライプ幅を狭くせずとも
反導波構造の効果が増大し、水平横モードの１次モード
がカットオフとなる条件、すなわち基本横モードのみが
存在しやすくなるために、非点隔差が小さくなる。さら
に、ＩｎＧａＮは井戸層幅異存性として２ｎｍの場合が
最も利得が大きくなることが発明者等の実験で明らかで
あり、ＳＮＨ−ＭＱＷ活性層１０７のＩｎＧａＮ量子井
戸層は厚さ２ｎｍのストライプ中心部と厚さ３ｎｍのス
トライプ周辺部との利得差が置きくなっているので、導
波モードの制御性が向上している。
合、閾値電流７０ｍＡ、発振波長は４２０ｎｍ、動作電
圧は５．２Ｖで室温連続発振した。さらに５０℃、５ｍ
Ｗ駆動における素子寿命は５０００時間以上であった。
また、非点隔差は５μｍと小さく、光ディスク応用に適
したビーム特性が得られた。本レーザの場合、ｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層１１０とｎ−Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層１０３に挾まれたＳＣＨ−ＭＱＷ活性
層１０７からｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０９の電流注
入がなされる活性領域の等価屈折率がｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ
0.9 Ｎ電流ブロック層１０５からｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9
Ｎ電流ブロック層１０６までの非通電領域に比べて低く
なっている反導波構造から形成されており、さらにスト
ライプ状の電流注入部は電流ブロック層に近い領域で等
価屈折率が大きくなるのでストライプ幅を狭くせずとも
反導波構造の効果が増大し、水平横モードの１次モード
がカットオフとなる条件、すなわち基本横モードのみが
存在しやすくなるために、非点隔差が小さくなる。さら
に、ＩｎＧａＮは井戸層幅異存性として２ｎｍの場合が
最も利得が大きくなることが発明者等の実験で明らかで
あり、ＳＮＨ−ＭＱＷ活性層１０７のＩｎＧａＮ量子井
戸層は厚さ２ｎｍのストライプ中心部と厚さ３ｎｍのス
トライプ周辺部との利得差が置きくなっているので、導
波モードの制御性が向上している。
【００２４】また、ｐ−ＩｎＧａＮ電流ブロック層１０
５及びｎ−ＩｎＧａＮ電流ブロック層１０６のＩｎ組成
をＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１０７のＩｎＧａＮ量子井戸層
より高くした場合、電流ブロック層１０５及び１０６は
発振波長に対して吸収損失が大きくなり、導波モードの
減衰が大きくなるので、結果的に電流注入部より電流ブ
ロック層１０５及び１０６等価屈折率が低くなるが、こ
の場合も基本横モードの安定化には極めて有効である。
これは、電流ブロック層が損失領域であるので、染み出
しの大きい高次モードは基本モードに比べて損失大また
はカットオフになるためであるが、閾電流密度は反導波
構造に比べてわずかに高くなる。
５及びｎ−ＩｎＧａＮ電流ブロック層１０６のＩｎ組成
をＳＣＨ−ＭＱＷ活性層１０７のＩｎＧａＮ量子井戸層
より高くした場合、電流ブロック層１０５及び１０６は
発振波長に対して吸収損失が大きくなり、導波モードの
減衰が大きくなるので、結果的に電流注入部より電流ブ
ロック層１０５及び１０６等価屈折率が低くなるが、こ
の場合も基本横モードの安定化には極めて有効である。
これは、電流ブロック層が損失領域であるので、染み出
しの大きい高次モードは基本モードに比べて損失大また
はカットオフになるためであるが、閾電流密度は反導波
構造に比べてわずかに高くなる。
【００２５】図２は本発明の第２の実施例に係わる窒化
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、２０１はサファイア基板、２
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓドープ、５×１０18
cm-3、４μｍ）、２０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラ
ッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μｍ）、
２０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１μ
ｍ）、２０５はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｍｇドープ、
１×１０18cm-3、０．２μｍ）電流ブロック層、２０６
はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm
-3、０．１μｍ）電流ブロック層、２０７はＩｎＧａＮ
量子井戸（アンドープ、溝の中心部はＩｎ0.2 Ｇａ0.8
Ｎ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎＧａＮ障壁層
（アンドープ、溝の中心部はＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ、４ｎ
ｍ）からなる量子井戸構造（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、
２０８はｐ−ＧａＮ導波層（Ｍｇドープ、溝の中心部は
０．１μｍ）、２０９はｐ−ＡｌＧａＮクラッド層（Ｍ
ｇドープ、１×１０18cm-3、溝の中心部はＡｌ0.20Ｇａ
0.80Ｎ、２０ｎｍ）、２１０はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ
層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、２１１
はｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１
×１０18cm-3、０．３μｍ）、２１２はｐ−ＧａＮコン
タクト層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、１μｍ）、２
１３はＰｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３
０ｎｍ）／Ａｕ（１μｍ）構造ｐ側電極、２１４はＡｌ
／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極、２１５はＳｉＯ2 絶縁膜で
ある。また、特に図示していないが、レーザ光出射端面
にはＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コート
を施している。
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、２０１はサファイア基板、２
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓドープ、５×１０18
cm-3、４μｍ）、２０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラ
ッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μｍ）、
２０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１μ
ｍ）、２０５はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｍｇドープ、
１×１０18cm-3、０．２μｍ）電流ブロック層、２０６
はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm
-3、０．１μｍ）電流ブロック層、２０７はＩｎＧａＮ
量子井戸（アンドープ、溝の中心部はＩｎ0.2 Ｇａ0.8
Ｎ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎＧａＮ障壁層
（アンドープ、溝の中心部はＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ、４ｎ
ｍ）からなる量子井戸構造（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、
２０８はｐ−ＧａＮ導波層（Ｍｇドープ、溝の中心部は
０．１μｍ）、２０９はｐ−ＡｌＧａＮクラッド層（Ｍ
ｇドープ、１×１０18cm-3、溝の中心部はＡｌ0.20Ｇａ
0.80Ｎ、２０ｎｍ）、２１０はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ
層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、２１１
はｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１
×１０18cm-3、０．３μｍ）、２１２はｐ−ＧａＮコン
タクト層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、１μｍ）、２
１３はＰｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３
０ｎｍ）／Ａｕ（１μｍ）構造ｐ側電極、２１４はＡｌ
／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極、２１５はＳｉＯ2 絶縁膜で
ある。また、特に図示していないが、レーザ光出射端面
にはＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コート
を施している。
【００２６】本実施形態が図１で示される本発明の実施
例１に対して異なる点は、ｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層２
１１が挿入されていることにある。本レーザの場合、製
造工程においては大気曝露されたｐ−ＡｌＧａＮクラッ
ド層２０９とｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層２
０６の夫々の表面に比較的低温からｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ
0.75Ｎ層２１１を成長開始できるので、ｐ−ＡｌＧａＮ
クラッド層２０９とｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロッ
ク層２０６の表面からの構成元素の蒸発防止が可能にな
るばかりか、ｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層２１１が過飽和
吸収層として働くためにビーム特性が向上する。
例１に対して異なる点は、ｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層２
１１が挿入されていることにある。本レーザの場合、製
造工程においては大気曝露されたｐ−ＡｌＧａＮクラッ
ド層２０９とｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層２
０６の夫々の表面に比較的低温からｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ
0.75Ｎ層２１１を成長開始できるので、ｐ−ＡｌＧａＮ
クラッド層２０９とｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロッ
ク層２０６の表面からの構成元素の蒸発防止が可能にな
るばかりか、ｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層２１１が過飽和
吸収層として働くためにビーム特性が向上する。
【００２７】図３は本発明の第３の実施例に係わる窒化
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、３０１はサファイア基板、３
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、５×１０
18cm-3、４μｍ）、３０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎク
ラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μ
ｍ）、３０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１
μｍ）、３０５はＩｎ0.2Ｇａ0.8 Ｎ量子井戸（アンド
ープ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ障壁層（アンドープ、４ｎｍ）からなる量子井戸構造
（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、３０６はｐ−ＧａＮ導波層
（Ｍｇドープ、０．１μｍ）、３０７はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇ
ａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．２μｍ）
電流ブロック層、３０８はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ（Ｓ
ｉドープ、１×１０18cm-3、０．１μｍ）、電流ブロッ
ク層、３０９はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層（Ｍｇドー
プ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、３１０はＡｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、
０．１μｍ）、３１１はｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッ
ド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、０．３μｍ）、３
１２はｐ−ＧａＮコンタクト層（Ｍｇドープ、１×１０
18cm-3、１μｍ）、３１３はＰｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ
（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０ｎｍ）／Ａｕ（μｍ）構造ｐ
側電極、３１４はＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極、３１
５はＳｉＯ2 絶縁膜である。また、特に図示していない
が、レーザ光出射端面にはＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に
積層した高反射コートを施している。
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、３０１はサファイア基板、３
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、５×１０
18cm-3、４μｍ）、３０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎク
ラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μ
ｍ）、３０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１
μｍ）、３０５はＩｎ0.2Ｇａ0.8 Ｎ量子井戸（アンド
ープ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ障壁層（アンドープ、４ｎｍ）からなる量子井戸構造
（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、３０６はｐ−ＧａＮ導波層
（Ｍｇドープ、０．１μｍ）、３０７はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇ
ａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．２μｍ）
電流ブロック層、３０８はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ（Ｓ
ｉドープ、１×１０18cm-3、０．１μｍ）、電流ブロッ
ク層、３０９はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層（Ｍｇドー
プ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、３１０はＡｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、
０．１μｍ）、３１１はｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッ
ド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、０．３μｍ）、３
１２はｐ−ＧａＮコンタクト層（Ｍｇドープ、１×１０
18cm-3、１μｍ）、３１３はＰｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ
（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０ｎｍ）／Ａｕ（μｍ）構造ｐ
側電極、３１４はＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ側電極、３１
５はＳｉＯ2 絶縁膜である。また、特に図示していない
が、レーザ光出射端面にはＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に
積層した高反射コートを施している。
【００２８】本実施例のレーザの場合、ｐ−Ａｌ0.15Ｇ
ａ0.85Ｎクラッド層３１１とｐ−ＧａＮ導波層３０６に
挾まれたｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層３０９とＡｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ｎクラッド層３１０からなる電流注入部はｐ−Ｉ
ｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層３０７とｎ−Ａｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎ電流ブロック層３０８からなる電流ブロック
層より等価屈折率が低く反導波構造を形成し、しかも電
流注入部の中心部は周辺部より屈折率が低くなってい
る。従って、本発明の第１の実施例と同様に、水平横モ
ードは基本モードだけとなり、非点隔差が小さくなる。
ａ0.85Ｎクラッド層３１１とｐ−ＧａＮ導波層３０６に
挾まれたｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層３０９とＡｌ0.20Ｇ
ａ0.80Ｎクラッド層３１０からなる電流注入部はｐ−Ｉ
ｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ電流ブロック層３０７とｎ−Ａｌ0.15
Ｇａ0.85Ｎ電流ブロック層３０８からなる電流ブロック
層より等価屈折率が低く反導波構造を形成し、しかも電
流注入部の中心部は周辺部より屈折率が低くなってい
る。従って、本発明の第１の実施例と同様に、水平横モ
ードは基本モードだけとなり、非点隔差が小さくなる。
【００２９】図４は本発明の第４の実施例に係わる窒化
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、４０１はサファイア基板、４
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、５×１０
18cm-3、４μｍ）、４０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎク
ラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μ
ｍ）、４０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１
μｍ）、４０５はＩｎ0.2Ｇａ0.8 Ｎ量子井戸（アンド
ープ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ障壁層（アンドープ、４ｎｍ）からなる量子井戸構造
（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、４０６はｐ−ＧａＮ導波層
（Ｍｇドープ、０．１μｍ）、４０７はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇ
ａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．２μ
ｍ）、電流ブロック層、４０８はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85
Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．１μｍ）電流ブ
ロック層、４０９はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層（Ｍｇド
ープ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、４１０はＡｌ0.20
Ｇａ0.80Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、
０．１μｍ）、４１１はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層（Ｍ
ｇドープ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、４１２はｐ−
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０
18cm-3、０．３μｍ）、４１３はｐ−ＧａＮコンタクト
層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、１μｍ）、４１４は
Ｐｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０ｎ
ｍ）／Ａｕ（１μｍ）構造ｐ側電極、４１５はＡｌ／Ｔ
ｉ／Ａｕ構造ｎ側電極，４１６はＳｉＯ2 絶縁膜であ
る。また、特に図示していないが、レーザ光出射端面に
はＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コートを
施している。
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、４０１はサファイア基板、４
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、５×１０
18cm-3、４μｍ）、４０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎク
ラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μ
ｍ）、４０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１
μｍ）、４０５はＩｎ0.2Ｇａ0.8 Ｎ量子井戸（アンド
ープ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ障壁層（アンドープ、４ｎｍ）からなる量子井戸構造
（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、４０６はｐ−ＧａＮ導波層
（Ｍｇドープ、０．１μｍ）、４０７はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇ
ａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．２μ
ｍ）、電流ブロック層、４０８はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85
Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．１μｍ）電流ブ
ロック層、４０９はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層（Ｍｇド
ープ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、４１０はＡｌ0.20
Ｇａ0.80Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、
０．１μｍ）、４１１はｐ−Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎ層（Ｍ
ｇドープ、１×１０18cm-3、５０ｎｍ）、４１２はｐ−
Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０
18cm-3、０．３μｍ）、４１３はｐ−ＧａＮコンタクト
層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、１μｍ）、４１４は
Ｐｔ（１０ｎｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０ｎ
ｍ）／Ａｕ（１μｍ）構造ｐ側電極、４１５はＡｌ／Ｔ
ｉ／Ａｕ構造ｎ側電極，４１６はＳｉＯ2 絶縁膜であ
る。また、特に図示していないが、レーザ光出射端面に
はＴｉＯ2 ／ＳｉＯ2 を多層に積層した高反射コートを
施している。
【００３０】本実施形態が図３で示される本発明の実施
例３に対して異なる点は、本発明の第２の実施例が本発
明の第１の実施例と異なるのと同様に、ｐ−Ｉｎ0.25Ｇ
ａ0.75Ｎ層４１１を挿入したことにある。従って、本発
明の第２の実施例と同様に、低温から埋め込み成長が可
能になるので、下地の層の変質が防止できる。
例３に対して異なる点は、本発明の第２の実施例が本発
明の第１の実施例と異なるのと同様に、ｐ−Ｉｎ0.25Ｇ
ａ0.75Ｎ層４１１を挿入したことにある。従って、本発
明の第２の実施例と同様に、低温から埋め込み成長が可
能になるので、下地の層の変質が防止できる。
【００３１】図５は本発明の第５の実施例に係わる窒化
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、５０１はサファイア基板、５
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、５×１０
18cm-3、４μｍ）、５０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎク
ラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μ
ｍ）、５０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１
μｍ）、５０５はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｍｇドー
プ、１×１０18cm-3、０．２μｍ）電流ブロック層、５
０６はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０
18cm-3、０．１μｍ）電流ブロック層、５０７Ａ及び５
０７ＢはＩｎＧａＮ量子井戸（アンドープ、溝の中心部
は夫々Ｉｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｎ、４ｎｍとＩｎ0.2 Ｇａ0.8
Ｎ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎＧａＮ障壁層
（アンドープ、溝の中心部は夫々Ｉｎ0.1Ｇａ0.9 Ｎ、
８ｎｍとＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ、４ｎｍ）からなる量子井
戸構造（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、５０８Ａ及び５０８
Ｂはｐ−ＧａＮ導波層（Ｍｇドープ、溝の中心部は夫々
０．１μｍと０．０６μｍ）、５０９Ａ及び５０９Ｂは
ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm
-3、溝の中心部はＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ、膜厚は夫々０．
１μｍと０．０６μｍ）、５１０はｐ−Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、０．
３μｍ）、５１１はｐ−ＧａＮコンタクト層（Ｍｇドー
プ、１×１０18cm-3、１μｍ）、５１２はＰｔ（１０ｎ
ｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０ｎｍ）／Ａｕ（１
μｍ）構造ｐ側電極、５１３はＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ
側電極、５１４はＳｉＯ2 絶縁膜である。また、特に図
示していないが、レーザ光出射端面にはＴｉＯ2 ／Ｓｉ
Ｏ2 を多層に積層した高反射コートを施している。
ガリウム系青色半導体レーザ装置の概略構成を説明する
ためのものである。図中、５０１はサファイア基板、５
０２はｎ−ＧａＮコンタクト層（Ｓｉドープ、５×１０
18cm-3、４μｍ）、５０３はｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎク
ラッド層（Ｓｉドープ、１×１０18cm-3、０．３μ
ｍ）、５０４はｎ−ＧａＮ導波層（Ｓｉドープ、０．１
μｍ）、５０５はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｍｇドー
プ、１×１０18cm-3、０．２μｍ）電流ブロック層、５
０６はｎ−Ｉｎ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ（Ｓｉドープ、１×１０
18cm-3、０．１μｍ）電流ブロック層、５０７Ａ及び５
０７ＢはＩｎＧａＮ量子井戸（アンドープ、溝の中心部
は夫々Ｉｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｎ、４ｎｍとＩｎ0.2 Ｇａ0.8
Ｎ、２ｎｍ）が１０層とそれを挾むＩｎＧａＮ障壁層
（アンドープ、溝の中心部は夫々Ｉｎ0.1Ｇａ0.9 Ｎ、
８ｎｍとＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ、４ｎｍ）からなる量子井
戸構造（ＳＣＨ−ＭＱＷ）活性層、５０８Ａ及び５０８
Ｂはｐ−ＧａＮ導波層（Ｍｇドープ、溝の中心部は夫々
０．１μｍと０．０６μｍ）、５０９Ａ及び５０９Ｂは
ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm
-3、溝の中心部はＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎ、膜厚は夫々０．
１μｍと０．０６μｍ）、５１０はｐ−Ａｌ0.15Ｇａ
0.85Ｎクラッド層（Ｍｇドープ、１×１０18cm-3、０．
３μｍ）、５１１はｐ−ＧａＮコンタクト層（Ｍｇドー
プ、１×１０18cm-3、１μｍ）、５１２はＰｔ（１０ｎ
ｍ）／Ｔｉ（２０ｎｍ）／Ｐｔ（３０ｎｍ）／Ａｕ（１
μｍ）構造ｐ側電極、５１３はＡｌ／Ｔｉ／Ａｕ構造ｎ
側電極、５１４はＳｉＯ2 絶縁膜である。また、特に図
示していないが、レーザ光出射端面にはＴｉＯ2 ／Ｓｉ
Ｏ2 を多層に積層した高反射コートを施している。
【００３２】本実施形態が図１で示される本発明の実施
例１に対して異なる点は、電流注入部の幅が５μｍと１
０μｍの２種類あることである。ＳｉＯ2 マスクを用い
た選択成長によるＳＣＨ−ＭＱＷ活性層５０７Ａ及び５
０７Ｂの形成ではストライプ幅が狭いほどレーザ発振波
長を決定するＩｎＧａＮ量子井戸層の組成は高くなり且
つ膜厚は厚くなる。従って、ストライプ幅が５μｍの電
流注入部Ａの中心ではＩｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｎ、４ｎｍの量
子井戸層が形成され、ストライプ幅が１０μｍの電流注
入部Ｂの中心ではＩｎ0.2 Ｇａ0.8 Ｎ、２ｎｍ量子井戸
層が形成され、夫々波長４２５ｎｍと波長４２０ｎｍで
発振した。本レーザの場合、電流注入部Ａは厚膜活性層
の低出力・低雑音レーザとして、電流注入部Ｂは薄膜活
性層の高低出力レーザとして、夫々動作し、最大光出力
は電流注入部Ａで１０ｍＷ、電流注入部Ｂで１００ｍＷ
であった。従って、選択成長により複雑なプロセスを要
せず光ディスクシステムにおける再生読み出しと消去・
記録の両方に要求されるレーザ性能を実現することが可
能になる。
例１に対して異なる点は、電流注入部の幅が５μｍと１
０μｍの２種類あることである。ＳｉＯ2 マスクを用い
た選択成長によるＳＣＨ−ＭＱＷ活性層５０７Ａ及び５
０７Ｂの形成ではストライプ幅が狭いほどレーザ発振波
長を決定するＩｎＧａＮ量子井戸層の組成は高くなり且
つ膜厚は厚くなる。従って、ストライプ幅が５μｍの電
流注入部Ａの中心ではＩｎ0.3 Ｇａ0.7 Ｎ、４ｎｍの量
子井戸層が形成され、ストライプ幅が１０μｍの電流注
入部Ｂの中心ではＩｎ0.2 Ｇａ0.8 Ｎ、２ｎｍ量子井戸
層が形成され、夫々波長４２５ｎｍと波長４２０ｎｍで
発振した。本レーザの場合、電流注入部Ａは厚膜活性層
の低出力・低雑音レーザとして、電流注入部Ｂは薄膜活
性層の高低出力レーザとして、夫々動作し、最大光出力
は電流注入部Ａで１０ｍＷ、電流注入部Ｂで１００ｍＷ
であった。従って、選択成長により複雑なプロセスを要
せず光ディスクシステムにおける再生読み出しと消去・
記録の両方に要求されるレーザ性能を実現することが可
能になる。
【００３３】さらにまた、本発明によれば、波長３６０
ｎｍから波長６５０ｎｍまでの異なる波長をストライプ
幅を変えるだけで実現可能であるので、波長の違うレー
ザを集積することが可能であり、光ディスクシステムの
非互換性の問題を解決できる。
ｎｍから波長６５０ｎｍまでの異なる波長をストライプ
幅を変えるだけで実現可能であるので、波長の違うレー
ザを集積することが可能であり、光ディスクシステムの
非互換性の問題を解決できる。
【００３４】尚、図６で示すマウント法は窒化ガリウム
系青色半導体レーザ装置の構造に依存するものでは無い
ので本発明のすべての実施例について適用できることは
言うまでもない。また、本発明は本実施例に限られるも
のではなく、半導体層の組成や膜厚の相違や、さらには
導電性が逆の構造であっても構わない。
系青色半導体レーザ装置の構造に依存するものでは無い
ので本発明のすべての実施例について適用できることは
言うまでもない。また、本発明は本実施例に限られるも
のではなく、半導体層の組成や膜厚の相違や、さらには
導電性が逆の構造であっても構わない。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、窒
化ガリウム系化合物半導体レーザにおいて、活性領域が
等価屈折率が異なる構成からなるストライプで形成さ
れ、さらにその両側には少なくとも１層以上の屈折率の
大きい材料からなる電流ブロック層を形成することによ
り、閾値電流が低減され、且つ安定な基本横モードで発
振する、窒化ガリウム系化合物半導体レーザを実現する
ことができ、光ディスクシステム等の光源として要求さ
れるレーザ性能を満たすことが可能となる。
化ガリウム系化合物半導体レーザにおいて、活性領域が
等価屈折率が異なる構成からなるストライプで形成さ
れ、さらにその両側には少なくとも１層以上の屈折率の
大きい材料からなる電流ブロック層を形成することによ
り、閾値電流が低減され、且つ安定な基本横モードで発
振する、窒化ガリウム系化合物半導体レーザを実現する
ことができ、光ディスクシステム等の光源として要求さ
れるレーザ性能を満たすことが可能となる。
【００３６】また本発明によれば、セルフアラインプロ
セスで容易に精度良く電流狭窄構造及び光閉じ込め構造
を形成できる。さらに、同一のプロセスで容易にアレイ
化ができるので、光ディスクシステムの消去・記録にお
いて要求される高出力レーザも実現できる。
セスで容易に精度良く電流狭窄構造及び光閉じ込め構造
を形成できる。さらに、同一のプロセスで容易にアレイ
化ができるので、光ディスクシステムの消去・記録にお
いて要求される高出力レーザも実現できる。
【図１】本発明の第１の実施例に係わる図
【図２】本発明の第２の実施例に係わる図
【図３】本発明の第３の実施例に係わる図
【図４】本発明の第４の実施例に係わる図
【図５】本発明の第５の実施例に係わる図
【図６】本発明の第１の実施例の半導体レーザ素子の実
装に係わる図
装に係わる図
【図７】本発明の第１の実施例の製造工程に係わる図
図中、 １０１、２０１、３０１、４０１、５０１はサファイア
基板、 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２はｎ−ＧａＮ
コンタクト層 １０３、２０３、３０３、４０３、５０３はｎ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層、 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４はｎ−ＧａＮ
導波層、 １０５、２０５、３０７、４０７、５０５はｐ−ＩｎＧ
ａＮ電流ブロック層、 １０６、２０６、３０８、４０８、５０６はｎ−ＩｎＧ
ａＮ電流ブロック層、 １０７、２０７、３０５、４０５、５０７Ａ、５０８Ｂ
はＳＣＨ−ＭＱＷ活性層、 １０８、２０８、３０６、４１０、５０８Ａ、５０８Ｂ
はｐ−ＧａＮ導波層、 １０９、２０９、３１０、４１０、５０９Ａ、５０９Ｂ
はｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、 ２１０、３０９、４０９、４１１はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ
0.9 Ｎバッファ層、 １１０、２１１、３１１、４１２、５１０はｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層、 １１１、２１２、３１２、４１３、５１１はｐ−ＧａＮ
コンタクト層、 １１２、２１３、３１３、４１４、５１２Ａ、５１２Ｂ
はｐ側電極、 １１３、２１４、３１４、４１５、５１３はｎ側電極、 １１４、２１５、３１５、４１６、５１４はＳｉＯ2 絶
縁膜、 １１５はヒートシンク、 １１６はＰｔ／Ｔｉ／Ａｕ層、 １１７はＡｕＳｎ半田。
基板、 １０２、２０２、３０２、４０２、５０２はｎ−ＧａＮ
コンタクト層 １０３、２０３、３０３、４０３、５０３はｎ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層、 １０４、２０４、３０４、４０４、５０４はｎ−ＧａＮ
導波層、 １０５、２０５、３０７、４０７、５０５はｐ−ＩｎＧ
ａＮ電流ブロック層、 １０６、２０６、３０８、４０８、５０６はｎ−ＩｎＧ
ａＮ電流ブロック層、 １０７、２０７、３０５、４０５、５０７Ａ、５０８Ｂ
はＳＣＨ−ＭＱＷ活性層、 １０８、２０８、３０６、４１０、５０８Ａ、５０８Ｂ
はｐ−ＧａＮ導波層、 １０９、２０９、３１０、４１０、５０９Ａ、５０９Ｂ
はｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、 ２１０、３０９、４０９、４１１はｐ−Ｉｎ0.1 Ｇａ
0.9 Ｎバッファ層、 １１０、２１１、３１１、４１２、５１０はｐ−Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ｎクラッド層、 １１１、２１２、３１２、４１３、５１１はｐ−ＧａＮ
コンタクト層、 １１２、２１３、３１３、４１４、５１２Ａ、５１２Ｂ
はｐ側電極、 １１３、２１４、３１４、４１５、５１３はｎ側電極、 １１４、２１５、３１５、４１６、５１４はＳｉＯ2 絶
縁膜、 １１５はヒートシンク、 １１６はＰｔ／Ｔｉ／Ａｕ層、 １１７はＡｕＳｎ半田。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 博昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 鈴木 真理子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (8)
- 【請求項１】窒化ガリウム系化合物半導体（Ｇａx Ｉｎ
y Ａｌz Ｂ1-x-y-z Ｎ：０≦ｘ、ｙ、ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１）からなり、活性層を導電型の異なる半導体層で挾ん
だ半導体レーザにおいて、 前記活性層にキャリアを注入するためのストライプ状の
電流注入部が形成され、該電流注入部の両側には少なく
とも１層以上の電流ブロック層が形成されており、 前記電流注入部は等価屈折率が異なる構成からなること
を特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。 - 【請求項２】前記電流注入部はストライプ及び電流注入
方向に垂直な方向に等価屈折率が該電流注入部の中心よ
り該注入狭窄部の端で大きい構造からなり、且つ前記電
流ブロック層は該電流注入部の端より等価的に屈折率が
大きい窒化ガリウム系化合物半導体材料からなることを
特徴とする請求項１記載の窒化ガリウム系化合物半導体
レーザ。 - 【請求項３】前記電流注入部はストライプ及び電流注入
方向に垂直な方向に等価屈折率が該電流注入部の中心よ
り該注入狭窄部の端で大きい構造からなり、且つ前記電
流ブロック層は該電流注入部の中心よりバンドギャップ
エネルギーが小さいために吸収損失が大きくかつ屈折率
が大きい窒化ガリウム系化合物半導体材料からなること
を特徴とする請求項１記載の窒化ガリウム系化合物半導
体レーザ。 - 【請求項４】前記電流ブロク層は窒化ガリウム系化合物
半導体材料からなり、前記活性層部は少なくともＩｎa
Ｇａb Ａｌc Ｂ1-a-b-c Ｎ（０≦ａ，ｂ，ｃ，ａ＋ｂ＋
ｃ≦１）からなる井戸層とＩｎe Ｇａf Ａｌg Ｂ
1-e-f-g Ｎ（０≦ｅ，ｆ，ｇ，ｅ＋ｆ＋ｇ≦１）からな
る障壁層とで構成される単一量子井戸または多重量子井
戸からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の窒化ガリウム系化合物半導体レーザ。 - 【請求項５】前記活性層の組成または厚さまたは幅が異
なる複数の活性層構造があることを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導体レ
ーザ。 - 【請求項６】窒化ガリウム系化合物半導体（Ｇａx Ｉｎ
y Ａｌz Ｂ1-x-y-z Ｎ：０≦ｘ、ｙ、ｚ、ｘ＋ｙ＋ｘ≦
１）からなり、活性層を導電型の異なる半導体層で挾ん
だ窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法におい
て、 少なくとも１層以上の電流ブロック層を形成する工程
と、該電流ブロック層を選択的に除去する工程と、該工
程により除去した部分に選択的に結晶成長して電流注入
部となる層構造を形成する工程を含むことを特徴とする
窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項７】窒化ガリウム系化合物半導体（Ｇａx Ｉｎ
y Ａｌz Ｂ1-x-y-z Ｎ：０≦ｘ、ｙ、ｚ、ｘ＋ｙ＋ｚ≦
１）からなり、活性層を導電型の異なる半導体層で挾ん
だ窒化ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法におい
て、 電流注入部となる層構造を選択的に結晶成長する工程
と、前記電流注入部の両側に少なくとも１層以上の電流
ブロック層を形成する工程を含むことを特徴とする窒化
ガリウム系化合物半導体レーザの製造方法。 - 【請求項８】請求項６または７記載の窒化ガリウム系化
合物半導体レーザの製造方法において、前記電流注入部
と前記電流ブロック層の上部に、前記電流注入部の表面
と同一の導電型の窒化ガリウム系化合物半導体（Ｇａh
Ｉｎi Ａｌj Ｂ1-h-I-j Ｎ：０≦ｈ、ｉ、ｊ、ｈ＋ｉ＋
ｊ≦１）を少なくとも１層以上結晶成長する工程を含む
ことを特徴とする請求項６または７記載の窒化ガリウム
系化合物半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25025097A JP3655066B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25025097A JP3655066B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1187856A true JPH1187856A (ja) | 1999-03-30 |
| JP3655066B2 JP3655066B2 (ja) | 2005-06-02 |
Family
ID=17205091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25025097A Expired - Fee Related JP3655066B2 (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 窒化ガリウム系化合物半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3655066B2 (ja) |
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| JP2003046120A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-14 | Showa Denko Kk | 発光素子用積層構造体、発光素子、ランプ及び光源 |
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| WO2007097411A1 (ja) * | 2006-02-23 | 2007-08-30 | Rohm Co., Ltd. | ２波長半導体発光装置及びその製造方法 |
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| CN112786650A (zh) * | 2019-11-11 | 2021-05-11 | 三星显示有限公司 | 显示设备及制造显示设备的方法 |
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-
1997
- 1997-09-16 JP JP25025097A patent/JP3655066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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