JPH0997946A - 半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高バイアス駆動時に光出力の飽和の少ない半
導体レーザを実現する。 【解決手段】 n-InP基板1上形成した埋め込み型へテロ
構造において、活性層の直上以外の領域にp-InGaAsPコ
ンタクト層を形成し、さらにp-InGaAsPコンタクト層の
上にp型電極を形成し、さらに金属多層膜を蒸着する。
この構造により、半導体レーザをヒートシンクに取り付
けた際に、活性層とはんだ材との間に熱伝導の悪いInGa
AsP層や絶縁膜が存在しなくなり、放熱特性が向上し
て、高バイアス駆動時でも光出力飽和の少ない特性の半
導体レーザが実現できる。
導体レーザを実現する。 【解決手段】 n-InP基板1上形成した埋め込み型へテロ
構造において、活性層の直上以外の領域にp-InGaAsPコ
ンタクト層を形成し、さらにp-InGaAsPコンタクト層の
上にp型電極を形成し、さらに金属多層膜を蒸着する。
この構造により、半導体レーザをヒートシンクに取り付
けた際に、活性層とはんだ材との間に熱伝導の悪いInGa
AsP層や絶縁膜が存在しなくなり、放熱特性が向上し
て、高バイアス駆動時でも光出力飽和の少ない特性の半
導体レーザが実現できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、メサ構造を有して
いて、安定な横モード制御を実現できる半導体レーザ、
及びそのような半導体レーザの製造方法に関する。
いて、安定な横モード制御を実現できる半導体レーザ、
及びそのような半導体レーザの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザの構造として、活性層の周
囲を、エネルギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな
半導体材料で覆った埋め込み型へテロ構造が広く用いら
れている。このような埋め込み型へテロ構造を有する半
導体レーザは、発振しきい電流値が低く、また発振横モ
ードが安定している等の優れた特性を有しており、光フ
ァイバ通信用或いは光情報処理用の光源として利用され
ている。
囲を、エネルギーギャップが大きく且つ屈折率の小さな
半導体材料で覆った埋め込み型へテロ構造が広く用いら
れている。このような埋め込み型へテロ構造を有する半
導体レーザは、発振しきい電流値が低く、また発振横モ
ードが安定している等の優れた特性を有しており、光フ
ァイバ通信用或いは光情報処理用の光源として利用され
ている。
【0003】埋め込み型ヘテロ構造を有する従来の半導
体レーザの構造の一例を、図9に示す。
体レーザの構造の一例を、図9に示す。
【0004】図9の従来の半導体レーザ50では、n-In
P基板1の表面の上に、n-InPクラッド層2とInGaAsP活
性層3とp-InPクラッド層4とを含むメサストライプ2
0をエッチングにより形成し、その後に、液相エピタキ
シャル成長法或いは気相エピタキシャル成長法によって
p-InP電流ブロック層5及びn-InP電流ブロック層6をメ
サストライプ20の側面に成長させる。さらに、p-InP
埋め込み層7及びp-InGaAsPコンタクト層8をメサスト
ライプ20と電流ブロック層5及び6を覆うように成長
させて、埋め込み型へテロ構造を形成する。
P基板1の表面の上に、n-InPクラッド層2とInGaAsP活
性層3とp-InPクラッド層4とを含むメサストライプ2
0をエッチングにより形成し、その後に、液相エピタキ
シャル成長法或いは気相エピタキシャル成長法によって
p-InP電流ブロック層5及びn-InP電流ブロック層6をメ
サストライプ20の側面に成長させる。さらに、p-InP
埋め込み層7及びp-InGaAsPコンタクト層8をメサスト
ライプ20と電流ブロック層5及び6を覆うように成長
させて、埋め込み型へテロ構造を形成する。
【0005】次に、形成された埋め込み型ヘテロ構造の
全面をシリコン酸化膜9で覆った後に、フォトリソグラ
フ及びエッチングによって、活性層3の上部に相当する
領域のシリコン酸化膜9を除去する。このようにシリコ
ン酸化膜9を除去した領域には、p型電極10を形成す
る。さらに、金属多層膜11を、シリコン酸化膜9及び
p型電極10の全面に蒸着する。最後に、n-InP基板1
の裏面にn型電極12を形成する。
全面をシリコン酸化膜9で覆った後に、フォトリソグラ
フ及びエッチングによって、活性層3の上部に相当する
領域のシリコン酸化膜9を除去する。このようにシリコ
ン酸化膜9を除去した領域には、p型電極10を形成す
る。さらに、金属多層膜11を、シリコン酸化膜9及び
p型電極10の全面に蒸着する。最後に、n-InP基板1
の裏面にn型電極12を形成する。
【0006】以上の工程で作製された半導体レーザ50
は、実際の使用に際しては、放熱特性を向上させるため
に図10に示すようにヒートシンク13にはんだ材14
によってジャンクションダウンで取り付けられる。
は、実際の使用に際しては、放熱特性を向上させるため
に図10に示すようにヒートシンク13にはんだ材14
によってジャンクションダウンで取り付けられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構造を有する従来の半導体レーザ50において、p型電
極10の周囲に存在するシリコン酸化膜9(熱伝導率:
約0.08W/cm・K)や、それらの下に位置するInGaAsP或い
はInGaAsから構成されるコンタクト層8(熱伝導率:約
0.05W/cm・K)は、クラッド層4を構成するInP(熱伝導
率:約0.6W/cm・K)に比べて熱伝導率が低い。そのため
に、これらの層8及び9が熱伝導に対するバリアとして
作用して、p型電極10と活性層3との間で発生する熱
をヒートシンク13へ効率良く逃がすことができない。
構造を有する従来の半導体レーザ50において、p型電
極10の周囲に存在するシリコン酸化膜9(熱伝導率:
約0.08W/cm・K)や、それらの下に位置するInGaAsP或い
はInGaAsから構成されるコンタクト層8(熱伝導率:約
0.05W/cm・K)は、クラッド層4を構成するInP(熱伝導
率:約0.6W/cm・K)に比べて熱伝導率が低い。そのため
に、これらの層8及び9が熱伝導に対するバリアとして
作用して、p型電極10と活性層3との間で発生する熱
をヒートシンク13へ効率良く逃がすことができない。
【0008】上記のような放熱特性における現象は、駆
動電流が100mA程度の低バイアス駆動時には大きな
問題にはならないが、駆動電流が500mA程度の高バ
イアス駆動時には光出力の顕著な飽和をもたらし、半導
体レーザの動作特性に悪影響を与える。
動電流が100mA程度の低バイアス駆動時には大きな
問題にはならないが、駆動電流が500mA程度の高バ
イアス駆動時には光出力の顕著な飽和をもたらし、半導
体レーザの動作特性に悪影響を与える。
【0009】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、(1)放熱特性が向上し
て高バイアス駆動時での光出力の飽和が低減された半導
体レーザを提供すること、及び、(2)そのような半導
体レーザの製造方法を提供すること、である。
れたものであり、その目的は、(1)放熱特性が向上し
て高バイアス駆動時での光出力の飽和が低減された半導
体レーザを提供すること、及び、(2)そのような半導
体レーザの製造方法を提供すること、である。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザ
は、第1の導電型の基板と、該基板の上に設けられた、
少なくとも第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の
導電型のクラッド層とを含む積層構造を有するメサと、
該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、該メサと
該電流ブロック層との上に設けられた第2の導電型の埋
め込み層と、該埋め込み層の上の所定の領域に設けられ
た第2の導電型のコンタクト層と、を備え、該所定の領
域は該メサの直上部を含まず、そのことによって上記目
的が達成される。
は、第1の導電型の基板と、該基板の上に設けられた、
少なくとも第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の
導電型のクラッド層とを含む積層構造を有するメサと、
該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、該メサと
該電流ブロック層との上に設けられた第2の導電型の埋
め込み層と、該埋め込み層の上の所定の領域に設けられ
た第2の導電型のコンタクト層と、を備え、該所定の領
域は該メサの直上部を含まず、そのことによって上記目
的が達成される。
【0011】ある実施形態では、前記埋め込み層の上で
あって前記コンタクト層が設けられていない領域に設け
られた金属層をさらに備えている。好ましくは、前記金
属層が、はんだ材を構成する金属元素の前記埋め込み層
への侵入を阻止する元素で構成されている。
あって前記コンタクト層が設けられていない領域に設け
られた金属層をさらに備えている。好ましくは、前記金
属層が、はんだ材を構成する金属元素の前記埋め込み層
への侵入を阻止する元素で構成されている。
【0012】他の実施形態では、前記埋め込み層と前記
コンタクト層との上に設けられたノンアロイ電極をさら
に備えている。好ましくは、前記ノンアロイ電極が白金
を含む層で構成されている。
コンタクト層との上に設けられたノンアロイ電極をさら
に備えている。好ましくは、前記ノンアロイ電極が白金
を含む層で構成されている。
【0013】さらに他の実施形態では、前記埋め込み層
の上であって前記コンタクト層が設けられていない領域
に、熱伝導率の良い半導体層がさらに設けられている。
好ましくは、前記半導体層の厚みが、前記活性層からし
みだした光に対する十分な閉じ込め効果を示す値であっ
て、且つ、十分な放熱効果を示す値に設定されている。
の上であって前記コンタクト層が設けられていない領域
に、熱伝導率の良い半導体層がさらに設けられている。
好ましくは、前記半導体層の厚みが、前記活性層からし
みだした光に対する十分な閉じ込め効果を示す値であっ
て、且つ、十分な放熱効果を示す値に設定されている。
【0014】好ましくは、前記コンタクト層が設けられ
ていない領域の幅が、前記メサの幅の約2倍以上且つ約
10倍以下の値に設定されている。
ていない領域の幅が、前記メサの幅の約2倍以上且つ約
10倍以下の値に設定されている。
【0015】さらに他の実施形態では、前記メサの直下
に相当する領域の基板に凹部が設けられていて、該凹部
には高熱伝導性材料層が設けられている。好ましくは、
前記高熱伝導性材料層が金属層である。
に相当する領域の基板に凹部が設けられていて、該凹部
には高熱伝導性材料層が設けられている。好ましくは、
前記高熱伝導性材料層が金属層である。
【0016】本発明の他の局面によれば、半導体レーザ
が、第1の導電型の基板と、該基板の上に設けられた、
少なくとも第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の
導電型のクラッド層とを含む積層構造を有するメサと、
該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、該メサと
該電流ブロック層との上に設けられた第2の導電型の埋
め込み層と、該埋め込み層の上に共振器方向に所定の間
隔で設けられた、該共振器方向に垂直な方向にはストラ
イプ状である第2の導電型のコンタクト層と、を備えて
いて、そのことにより上記目的が達成される。
が、第1の導電型の基板と、該基板の上に設けられた、
少なくとも第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の
導電型のクラッド層とを含む積層構造を有するメサと、
該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、該メサと
該電流ブロック層との上に設けられた第2の導電型の埋
め込み層と、該埋め込み層の上に共振器方向に所定の間
隔で設けられた、該共振器方向に垂直な方向にはストラ
イプ状である第2の導電型のコンタクト層と、を備えて
いて、そのことにより上記目的が達成される。
【0017】ある実施形態では、前記埋め込み層と前記
コンタクト層との上に設けられたノンアロイ電極をさら
に備えている。好ましくは、前記ノンアロイ電極が白金
を含む層で構成されている。
コンタクト層との上に設けられたノンアロイ電極をさら
に備えている。好ましくは、前記ノンアロイ電極が白金
を含む層で構成されている。
【0018】他の実施形態では、前記メサの直下に相当
する領域の基板に凹部が設けられていて、該凹部には高
熱伝導性材料層が設けられている。好ましくは、前記高
熱伝導性材料層が金属層である。
する領域の基板に凹部が設けられていて、該凹部には高
熱伝導性材料層が設けられている。好ましくは、前記高
熱伝導性材料層が金属層である。
【0019】本発明のさらに他の局面によれば、半導体
レーザが、第1の導電型の基板と、該基板の上に設けら
れた、少なくとも第1の導電型のクラッド層と活性層と
第2の導電型のクラッド層とを含む積層構造を有するメ
サと、該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、該
メサと該電流ブロック層との上に設けられた第2の導電
型の埋め込み層と、を備え、該メサの直下に相当する領
域の基板に凹部が設けられていて、該凹部には高熱伝導
性材料層が設けられていて、そのことによって上記目的
が達成される。
レーザが、第1の導電型の基板と、該基板の上に設けら
れた、少なくとも第1の導電型のクラッド層と活性層と
第2の導電型のクラッド層とを含む積層構造を有するメ
サと、該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、該
メサと該電流ブロック層との上に設けられた第2の導電
型の埋め込み層と、を備え、該メサの直下に相当する領
域の基板に凹部が設けられていて、該凹部には高熱伝導
性材料層が設けられていて、そのことによって上記目的
が達成される。
【0020】好ましくは、前記高熱伝導性材料層が金属
層である。
層である。
【0021】本発明の半導体レーザの製造方法は、第1
の導電型の基板の上に、共振器方向に平行なストライプ
状の活性層を含むとともに最上層が第2の導電型のコン
タクト層である、埋め込み型ヘテロ構造を設ける工程
と、該コンタクト層の上であって該活性層の直上に相当
する第1の領域を除く第2の領域を絶縁膜でマスクする
工程と、該第1の領域における該コンタクト層をエッチ
ングする工程と、該絶縁膜を除去する工程と、該第2の
領域における該コンタクト層の上に電極を形成する工程
と、を包含し、そのことにより上記目的が達成される。
の導電型の基板の上に、共振器方向に平行なストライプ
状の活性層を含むとともに最上層が第2の導電型のコン
タクト層である、埋め込み型ヘテロ構造を設ける工程
と、該コンタクト層の上であって該活性層の直上に相当
する第1の領域を除く第2の領域を絶縁膜でマスクする
工程と、該第1の領域における該コンタクト層をエッチ
ングする工程と、該絶縁膜を除去する工程と、該第2の
領域における該コンタクト層の上に電極を形成する工程
と、を包含し、そのことにより上記目的が達成される。
【0022】本発明の他の局面によれば、半導体レーザ
の製造方法が、第1の導電型の基板の上に、共振器方向
に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最上層が
第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型ヘテロ
構造を設ける工程と、該コンタクト層の上に、該共振器
方向に対して垂直な方向にストライプ状に絶縁膜でマス
クを形成する工程と、該マスクを用いて該コンタクト層
をエッチングする工程と、該マスクを除去する工程と、
該コンタクト層の上に電極を形成する工程と、を包含し
ており、そのことにより上記目的が達成される。
の製造方法が、第1の導電型の基板の上に、共振器方向
に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最上層が
第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型ヘテロ
構造を設ける工程と、該コンタクト層の上に、該共振器
方向に対して垂直な方向にストライプ状に絶縁膜でマス
クを形成する工程と、該マスクを用いて該コンタクト層
をエッチングする工程と、該マスクを除去する工程と、
該コンタクト層の上に電極を形成する工程と、を包含し
ており、そのことにより上記目的が達成される。
【0023】本発明のさらに他の局面によれば、半導体
レーザの製造方法が、第1の導電型の基板の上に、少な
くとも第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の導電
型のクラッド層とを含む積層構造を有するメサを設ける
工程と、該メサの両側に、電流ブロック層と第2の導電
型の埋め込み層と第2の導電型のコンタクト層とを順次
積層する工程と、該メサの上に第2の導電型の埋め込み
層を設ける工程と、該コンタクト層の上に電極を形成す
る工程と、を包含しており、そのことにより上記目的が
達成される。
レーザの製造方法が、第1の導電型の基板の上に、少な
くとも第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の導電
型のクラッド層とを含む積層構造を有するメサを設ける
工程と、該メサの両側に、電流ブロック層と第2の導電
型の埋め込み層と第2の導電型のコンタクト層とを順次
積層する工程と、該メサの上に第2の導電型の埋め込み
層を設ける工程と、該コンタクト層の上に電極を形成す
る工程と、を包含しており、そのことにより上記目的が
達成される。
【0024】本発明のさらに他の局面によれば、半導体
レーザの製造方法が、第1の導電型の基板の上に、共振
器方向に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最
上層が第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型
ヘテロ構造を設ける工程と、該活性層の直下に相当する
領域の基板に凹部を設ける工程と、該凹部に高熱伝導性
材料を埋め込む工程と、を包含しており、そのことによ
り上記目的が達成される。
レーザの製造方法が、第1の導電型の基板の上に、共振
器方向に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最
上層が第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型
ヘテロ構造を設ける工程と、該活性層の直下に相当する
領域の基板に凹部を設ける工程と、該凹部に高熱伝導性
材料を埋め込む工程と、を包含しており、そのことによ
り上記目的が達成される。
【0025】以下、作用について説明する。
【0026】上記の構成を有する半導体レーザでは、動
作時の放熱特性を向上させる目的で半導体レーザをヒー
トシンクに取り付けた際に、従来構造による半導体レー
ザとは異なって、レーザ構造中の活性層とヒートシンク
との間に熱伝導率の低い絶縁膜(シリコン酸化膜)やIn
GaAsP或いはInGaAsからなるコンタクト層が存在しない
構造が得られる。これによって、放熱特性が向上する。
作時の放熱特性を向上させる目的で半導体レーザをヒー
トシンクに取り付けた際に、従来構造による半導体レー
ザとは異なって、レーザ構造中の活性層とヒートシンク
との間に熱伝導率の低い絶縁膜(シリコン酸化膜)やIn
GaAsP或いはInGaAsからなるコンタクト層が存在しない
構造が得られる。これによって、放熱特性が向上する。
【0027】また、メサ直下の基板に凹部を設けて熱伝
導性に優れた材料層をその凹部に設けることによって、
基板側からも熱が放散される。これによって、さらなる
放熱特性の向上が可能となる。
導性に優れた材料層をその凹部に設けることによって、
基板側からも熱が放散される。これによって、さらなる
放熱特性の向上が可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の様々な実施形態を説明する。
発明の様々な実施形態を説明する。
【0029】(第1の実施形態)図1(a)〜(d)及
び図2を参照して、本発明の第1の実施形態による半導
体レーザ100の構成及びその製造方法を説明する。
び図2を参照して、本発明の第1の実施形態による半導
体レーザ100の構成及びその製造方法を説明する。
【0030】まず、図1(a)に示すように、n-InP基
板101の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層10
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層115、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層11
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層117、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層104を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ120を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層105及びn-InP電流ブロック層106をメサス
トライプ120の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層107及びp-InGaAsPコンタクト層108をメ
サストライプ120と電流ブロック層105及び106
を覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成
する。
板101の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層10
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層115、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層11
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層117、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層104を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ120を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層105及びn-InP電流ブロック層106をメサス
トライプ120の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層107及びp-InGaAsPコンタクト層108をメ
サストライプ120と電流ブロック層105及び106
を覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成
する。
【0031】さらに、コンタクト層108の上に厚さ約
0.15μmの酸化シリコン膜(SiO2)膜109を
堆積し、適切なパターンのレジストマスクを用いて、メ
サストライプ120の直上に相当する領域の酸化シリコ
ン膜109を除去する。その後に、さらに硫酸系エッチ
ャントを用いて、p-InGaAsPコンタクト層108の露出
した部分をエッチングで除去する。これによって、図1
(b)に示すように、メサストライプ120の直上の領
域におけるコンタクト層108(及び酸化シリコン層1
09)に開口部を形成する。
0.15μmの酸化シリコン膜(SiO2)膜109を
堆積し、適切なパターンのレジストマスクを用いて、メ
サストライプ120の直上に相当する領域の酸化シリコ
ン膜109を除去する。その後に、さらに硫酸系エッチ
ャントを用いて、p-InGaAsPコンタクト層108の露出
した部分をエッチングで除去する。これによって、図1
(b)に示すように、メサストライプ120の直上の領
域におけるコンタクト層108(及び酸化シリコン層1
09)に開口部を形成する。
【0032】ここで、エッチングによって除去すべきp-
InGaAsPコンタクト層108の幅は、メサストライプ1
20の幅(すなわち活性層116の幅)の約2倍〜約1
0倍に設定することが好ましい。コンタクト層108の
開口部の幅がメサストライプ120の幅の約2倍よりも
小さいと、半導体レーザ100をジャンクションダウン
でヒートシンク113にボンディングした際に、十分な
放熱効果が得られない。一方、コンタクト層108の開
口部の幅がメサストライプ120の幅の約10倍よりも
大きいと、活性層116の温度上昇を抑制するための放
熱の観点からは効果的であるが、コンタクト層108と
活性層116との間の距離が長くなってその間の抵抗成
分が増加する。そのため、この抵抗による発熱量が増加
して、結果的にレーザ出力の飽和を招くことになる。
InGaAsPコンタクト層108の幅は、メサストライプ1
20の幅(すなわち活性層116の幅)の約2倍〜約1
0倍に設定することが好ましい。コンタクト層108の
開口部の幅がメサストライプ120の幅の約2倍よりも
小さいと、半導体レーザ100をジャンクションダウン
でヒートシンク113にボンディングした際に、十分な
放熱効果が得られない。一方、コンタクト層108の開
口部の幅がメサストライプ120の幅の約10倍よりも
大きいと、活性層116の温度上昇を抑制するための放
熱の観点からは効果的であるが、コンタクト層108と
活性層116との間の距離が長くなってその間の抵抗成
分が増加する。そのため、この抵抗による発熱量が増加
して、結果的にレーザ出力の飽和を招くことになる。
【0033】図11は、メサストライプ120の幅(す
なわち、活性層116の幅)が約2μmである場合にお
ける、コンタクト層108の開口部の幅(横軸)に対す
る活性層116の温度上昇分(△T)及びコンタクト層
108と活性層116との間の抵抗成分の増加分(△
R)の変化を示している。開口部の幅が約4μm、すな
わちメサストライプ120の幅の約2倍よりも小さい
と、活性層116における温度上昇(△T)が顕著にな
る。一方、開口部の幅が約20μm、すなわちメサスト
ライプ120の幅の約10倍よりも大きいと、コンタク
ト層108と活性層116との間の抵抗成分の増加(△
R)が顕著になる。
なわち、活性層116の幅)が約2μmである場合にお
ける、コンタクト層108の開口部の幅(横軸)に対す
る活性層116の温度上昇分(△T)及びコンタクト層
108と活性層116との間の抵抗成分の増加分(△
R)の変化を示している。開口部の幅が約4μm、すな
わちメサストライプ120の幅の約2倍よりも小さい
と、活性層116における温度上昇(△T)が顕著にな
る。一方、開口部の幅が約20μm、すなわちメサスト
ライプ120の幅の約10倍よりも大きいと、コンタク
ト層108と活性層116との間の抵抗成分の増加(△
R)が顕著になる。
【0034】上記のようにコンタクト層108に開口部
を形成した後に、酸化シリコン膜109を除去する。そ
の後に、コンタクト層108の全面にレジストをコーテ
ィングし、さらにフォトリソグラフでレジストを適切に
パターニングする。このようにパターニングされたレジ
ストをマスクとして使用して、メサストライプ120の
直上領域の近傍におけるp-InGaAsPコンタクト層108
の上に金と亜鉛との合金膜、或いは金/亜鉛/金からな
る金属多層膜を蒸着する。さらに、リフトオフ及び約3
50℃でのアニーリングを行って、図1(c)に示すよ
うに2本のストライプ状のp型電極110を形成する。
を形成した後に、酸化シリコン膜109を除去する。そ
の後に、コンタクト層108の全面にレジストをコーテ
ィングし、さらにフォトリソグラフでレジストを適切に
パターニングする。このようにパターニングされたレジ
ストをマスクとして使用して、メサストライプ120の
直上領域の近傍におけるp-InGaAsPコンタクト層108
の上に金と亜鉛との合金膜、或いは金/亜鉛/金からな
る金属多層膜を蒸着する。さらに、リフトオフ及び約3
50℃でのアニーリングを行って、図1(c)に示すよ
うに2本のストライプ状のp型電極110を形成する。
【0035】その後に、図1(d)に示すように、p型
電極110及びコンタクト層108を覆うようにチタ
ン、白金及び金から構成される金属多層膜111を蒸着
する。ここでチタンを用いるのは半導体材料に対する密
着性が良いためであり、同様に良好な密着性を有する他
の金属、例えばクロム等を用いることもできる。また、
白金を用いるのは、半導体材料の内部への金の拡散を防
ぐためであり、この目的を満たすことができれば、層を
薄くしたり他の金属材料を使用したりすることができ
る。
電極110及びコンタクト層108を覆うようにチタ
ン、白金及び金から構成される金属多層膜111を蒸着
する。ここでチタンを用いるのは半導体材料に対する密
着性が良いためであり、同様に良好な密着性を有する他
の金属、例えばクロム等を用いることもできる。また、
白金を用いるのは、半導体材料の内部への金の拡散を防
ぐためであり、この目的を満たすことができれば、層を
薄くしたり他の金属材料を使用したりすることができ
る。
【0036】最後に、n-InP基板101の裏面に金、
錫、クロム、白金及び金からなるn型電極112を形成
し、これによって半導体レーザ100が完成する。
錫、クロム、白金及び金からなるn型電極112を形成
し、これによって半導体レーザ100が完成する。
【0037】以上の工程で製造された半導体レーザ10
0は、図2に示すように、従来技術における場合と同様
にはんだ材114でヒートシンク113にボンディング
する。このとき、本発明によれば、半導体レーザ100
の内部で発生した熱は、コンタクト層108やシリコン
酸化膜(絶縁膜)109により遮られることなく放散さ
れる。その結果、高バイアス駆動時でも、光出力の飽和
の少ない良好な動作特性が実現できる。
0は、図2に示すように、従来技術における場合と同様
にはんだ材114でヒートシンク113にボンディング
する。このとき、本発明によれば、半導体レーザ100
の内部で発生した熱は、コンタクト層108やシリコン
酸化膜(絶縁膜)109により遮られることなく放散さ
れる。その結果、高バイアス駆動時でも、光出力の飽和
の少ない良好な動作特性が実現できる。
【0038】以上の説明では電流ブロック層の形成に液
相エピタキシャル成長法を用いているが、代わりに気相
エピタキシャル成長法を用いても同様の効果が得られ
る。また、電流ブロック層105及び106をInPによ
って構成しているが、活性層116よりも大きなエネル
ギーギャップを有する材料であればよく、例えばInGaAs
Pを用いることができる。或いは、半絶縁層を用いても
よい。
相エピタキシャル成長法を用いているが、代わりに気相
エピタキシャル成長法を用いても同様の効果が得られ
る。また、電流ブロック層105及び106をInPによ
って構成しているが、活性層116よりも大きなエネル
ギーギャップを有する材料であればよく、例えばInGaAs
Pを用いることができる。或いは、半絶縁層を用いても
よい。
【0039】(第2の実施形態)図3(a)〜(d)を
参照して、本発明の第2の実施形態による半導体レーザ
200の構成及びその製造方法を説明する。
参照して、本発明の第2の実施形態による半導体レーザ
200の構成及びその製造方法を説明する。
【0040】先に説明した第1の実施形態における半導
体レーザ100で使用している電極は、金と亜鉛との合
金層或いは金/亜鉛/金の金属多層膜を順次蒸着した後
に、リフトオフ及び約350℃でのアニーリングを行っ
て半導体材料との間の合金層を形成してオーム接触を得
るアロイ電極である。このようなアロイ電極では、コン
タクト層を約0.5μm以上に厚くしないと、合金層で
発生した欠陥により半導体レーザの寿命が低下すること
がある。しかし、コンタクトの構成材料であるInGaAsP
は熱伝導率が小さいために、放熱性の観点からはコンタ
クト層108はできるだけ薄いことが好ましい。
体レーザ100で使用している電極は、金と亜鉛との合
金層或いは金/亜鉛/金の金属多層膜を順次蒸着した後
に、リフトオフ及び約350℃でのアニーリングを行っ
て半導体材料との間の合金層を形成してオーム接触を得
るアロイ電極である。このようなアロイ電極では、コン
タクト層を約0.5μm以上に厚くしないと、合金層で
発生した欠陥により半導体レーザの寿命が低下すること
がある。しかし、コンタクトの構成材料であるInGaAsP
は熱伝導率が小さいために、放熱性の観点からはコンタ
クト層108はできるだけ薄いことが好ましい。
【0041】そこで、本実施形態の半導体レーザ200
では、半導体材料との間での合金化が少ないノンアロイ
電極を用いることによって、半導体レーザの放熱特性を
さらに向上させる。
では、半導体材料との間での合金化が少ないノンアロイ
電極を用いることによって、半導体レーザの放熱特性を
さらに向上させる。
【0042】まず、図3(a)に示すように、n-InP基
板201の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層20
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層215、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層21
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層217、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層204を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ220を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層205及びn-InP電流ブロック層206をメサス
トライプ220の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層207及びp-InGaAsコンタクト層218をメサ
ストライプ220と電流ブロック層205及び206を
覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成す
る。
板201の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層20
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層215、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層21
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層217、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層204を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ220を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層205及びn-InP電流ブロック層206をメサス
トライプ220の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層207及びp-InGaAsコンタクト層218をメサ
ストライプ220と電流ブロック層205及び206を
覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成す
る。
【0043】ここで、コンタクト層218の構成材料と
して、第1の実施形態におけるp-InGaAsPではなくp-InG
aAsを用いているのは、p-InGaAsのバンドギャップの方
が狭いためにオーミック接触を容易に得ることができる
ためである。
して、第1の実施形態におけるp-InGaAsPではなくp-InG
aAsを用いているのは、p-InGaAsのバンドギャップの方
が狭いためにオーミック接触を容易に得ることができる
ためである。
【0044】さらに、コンタクト層218の上に厚さ約
0.15μmの酸化シリコン膜209を堆積し、さらに
レジストを用いて活性層216を含むメサストライプ2
20を挟んで対称に2本のストライプマスク219を形
成する。そして、このストライプマスク219を用いて
酸化シリコン膜209をパターニングする。その後に、
さらに硫酸系エッチャントを用いて、コンタクト層21
8の露出した部分をエッチングで除去する。これによっ
て、図3(b)に示すように、活性層216を含むメサ
ストライプ220を挟んで対称な2本のストライプ状の
コンタクト層218を形成する。
0.15μmの酸化シリコン膜209を堆積し、さらに
レジストを用いて活性層216を含むメサストライプ2
20を挟んで対称に2本のストライプマスク219を形
成する。そして、このストライプマスク219を用いて
酸化シリコン膜209をパターニングする。その後に、
さらに硫酸系エッチャントを用いて、コンタクト層21
8の露出した部分をエッチングで除去する。これによっ
て、図3(b)に示すように、活性層216を含むメサ
ストライプ220を挟んで対称な2本のストライプ状の
コンタクト層218を形成する。
【0045】上記のようにコンタクト層218をストラ
イプ状にパターニングした後に、ストライプマスク21
9及び酸化シリコン膜209を除去する。その後に、埋
め込み層207及びコンタクト層218の全面を覆うよ
うにチタンと白金とからなる金属多層膜を蒸着し、約4
50℃でのアニーリングを行って、図3(c)に示すよ
うにp型電極210を形成する。ここで、p型電極21
0に対するオーミック接触が得られる領域は、p-InGaAs
コンタクト層218の上のみである。他の領域では、p-
InPからなる埋め込み層207とp型電極210とが直
接接触しているが、本実施形態におけるp型電極210
はノンアロイ電極であるために、合金化によるストレス
の発生や半導体材料の内部への金属の拡散はほとんど発
生せず、これらの現象に伴う半導体レーザの動作特性の
劣化は生じない。
イプ状にパターニングした後に、ストライプマスク21
9及び酸化シリコン膜209を除去する。その後に、埋
め込み層207及びコンタクト層218の全面を覆うよ
うにチタンと白金とからなる金属多層膜を蒸着し、約4
50℃でのアニーリングを行って、図3(c)に示すよ
うにp型電極210を形成する。ここで、p型電極21
0に対するオーミック接触が得られる領域は、p-InGaAs
コンタクト層218の上のみである。他の領域では、p-
InPからなる埋め込み層207とp型電極210とが直
接接触しているが、本実施形態におけるp型電極210
はノンアロイ電極であるために、合金化によるストレス
の発生や半導体材料の内部への金属の拡散はほとんど発
生せず、これらの現象に伴う半導体レーザの動作特性の
劣化は生じない。
【0046】その後に、図3(d)に示すように、p型
電極210を覆うようにチタン、白金及び金から構成さ
れる金属多層膜211を蒸着する。最後に、n-InP基板
201の裏面に金、錫、クロム、白金及び金からなるn
型電極212を形成し、これによって半導体レーザ20
0が完成する。
電極210を覆うようにチタン、白金及び金から構成さ
れる金属多層膜211を蒸着する。最後に、n-InP基板
201の裏面に金、錫、クロム、白金及び金からなるn
型電極212を形成し、これによって半導体レーザ20
0が完成する。
【0047】以上の工程で製造された半導体レーザ20
0は、先に説明した第1の実施形態の半導体レーザ10
0のように、はんだ材でヒートシンクにボンディングし
て使用する。このとき、第1の実施形態においてと同様
に半導体レーザ200の内部で発生した熱が効率的に放
散されるので、高バイアス駆動時でも光出力の飽和の少
ない良好な動作特性が実現できる。特に、本実施形態の
半導体レーザ200では、オーミック接触を得る部分以
外のp-InGaAsコンタクト層218をエッチングで除去し
てあるので、放熱特性がさらに改善される。
0は、先に説明した第1の実施形態の半導体レーザ10
0のように、はんだ材でヒートシンクにボンディングし
て使用する。このとき、第1の実施形態においてと同様
に半導体レーザ200の内部で発生した熱が効率的に放
散されるので、高バイアス駆動時でも光出力の飽和の少
ない良好な動作特性が実現できる。特に、本実施形態の
半導体レーザ200では、オーミック接触を得る部分以
外のp-InGaAsコンタクト層218をエッチングで除去し
てあるので、放熱特性がさらに改善される。
【0048】(第3の実施形態)図4(a)〜(e)を
参照して、本発明の第3の実施形態による半導体レーザ
300の構成及びその製造方法を説明する。なお、図4
(b)〜(d)は、図4(a)の線A−A‘に沿った断
面図である。
参照して、本発明の第3の実施形態による半導体レーザ
300の構成及びその製造方法を説明する。なお、図4
(b)〜(d)は、図4(a)の線A−A‘に沿った断
面図である。
【0049】これまでに説明した第1及び2の実施形態
における半導体レーザ100及び200の構成では、メ
サストライプ120或いは220の直上にp型電極11
0或いは210が無いために、電流が斜めに活性層11
6或いは216に注入される。このため、p型電極11
0或いは210と活性層116或いは216との間で若
干の抵抗の増加が発生する。
における半導体レーザ100及び200の構成では、メ
サストライプ120或いは220の直上にp型電極11
0或いは210が無いために、電流が斜めに活性層11
6或いは216に注入される。このため、p型電極11
0或いは210と活性層116或いは216との間で若
干の抵抗の増加が発生する。
【0050】そこで、本実施形態の半導体レーザ300
では、上記の抵抗増加を抑えながら放熱特性の向上を実
現する。
では、上記の抵抗増加を抑えながら放熱特性の向上を実
現する。
【0051】まず、図4(a)に示すように、n-InP基
板301の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層30
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層315、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層31
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層317、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層304を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ320を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層305及びn-InP電流ブロック層306をメサス
トライプ320の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層307及びp-InGaAsコンタクト層318をメサ
ストライプ320と電流ブロック層305及び306を
覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成す
る。
板301の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層30
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層315、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層31
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層317、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層304を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ320を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層305及びn-InP電流ブロック層306をメサス
トライプ320の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層307及びp-InGaAsコンタクト層318をメサ
ストライプ320と電流ブロック層305及び306を
覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成す
る。
【0052】さらに、コンタクト層318の上に厚さ約
0.15μmの酸化シリコン膜309を堆積し、さらに
レジストを用いて共振器方向に直交するような幅約5μ
mの複数のストライプマスク319を、所定の間隔、例
えば約3μm間隔で形成する。そして、このストライプ
マスク319を用いて、酸化シリコン膜309を所定の
パターンにエッチングする。その後に、さらに硫酸系エ
ッチャントを用いて、コンタクト層318の露出した部
分をエッチングで除去する。これによって、図4(b)
に示すように、コンタクト層318(及び酸化シリコン
層309)に約3μm間隔で複数のストライプ状の開口
部を形成する。
0.15μmの酸化シリコン膜309を堆積し、さらに
レジストを用いて共振器方向に直交するような幅約5μ
mの複数のストライプマスク319を、所定の間隔、例
えば約3μm間隔で形成する。そして、このストライプ
マスク319を用いて、酸化シリコン膜309を所定の
パターンにエッチングする。その後に、さらに硫酸系エ
ッチャントを用いて、コンタクト層318の露出した部
分をエッチングで除去する。これによって、図4(b)
に示すように、コンタクト層318(及び酸化シリコン
層309)に約3μm間隔で複数のストライプ状の開口
部を形成する。
【0053】上記のようにコンタクト層318に開口部
を形成した後に、ストライプマスク319及び酸化シリ
コン膜309を除去する。その後に、埋め込み層307
及びコンタクト層318の全面を覆うようにチタンと白
金とからなる金属多層膜を蒸着し、約450℃でのアニ
ーリングを行って、図4(c)に示すようにp型電極3
10を形成する。
を形成した後に、ストライプマスク319及び酸化シリ
コン膜309を除去する。その後に、埋め込み層307
及びコンタクト層318の全面を覆うようにチタンと白
金とからなる金属多層膜を蒸着し、約450℃でのアニ
ーリングを行って、図4(c)に示すようにp型電極3
10を形成する。
【0054】その後に、図4(d)に示すように、p型
電極310を覆うようにチタン、白金及び金から構成さ
れる金属多層膜311を蒸着する。最後に、n-InP基板
301の裏面に金、錫、クロム、白金及び金からなるn
型電極312を形成し、これによって、図4(e)に斜
視図として示すような構成を有する半導体レーザ300
が完成する。
電極310を覆うようにチタン、白金及び金から構成さ
れる金属多層膜311を蒸着する。最後に、n-InP基板
301の裏面に金、錫、クロム、白金及び金からなるn
型電極312を形成し、これによって、図4(e)に斜
視図として示すような構成を有する半導体レーザ300
が完成する。
【0055】以上の工程で製造された半導体レーザ30
0は、先に説明した第1及び第2の実施形態の半導体レ
ーザ100及び200のように、はんだ材でヒートシン
クにボンディングして使用する。このとき、第1及び第
2の実施形態においてと同様に半導体レーザ300の内
部で発生した熱が効率的に放散されるので、高バイアス
駆動時でも光出力の飽和の少ない良好な動作特性が実現
できる。さらに、本実施形態の半導体レーザ300で
は、p型電極310と活性層316との間の抵抗を増加
させることなく、放熱特性を改善させることができる。
0は、先に説明した第1及び第2の実施形態の半導体レ
ーザ100及び200のように、はんだ材でヒートシン
クにボンディングして使用する。このとき、第1及び第
2の実施形態においてと同様に半導体レーザ300の内
部で発生した熱が効率的に放散されるので、高バイアス
駆動時でも光出力の飽和の少ない良好な動作特性が実現
できる。さらに、本実施形態の半導体レーザ300で
は、p型電極310と活性層316との間の抵抗を増加
させることなく、放熱特性を改善させることができる。
【0056】なお、以上の説明では、ストライプ状に形
成される隣接するコンタクト層318の間隔(以下では
W1とする)を約3μm、及びコンタクト層318の幅
(以下ではW2とする)を約5μmとしている。或い
は、W1及びW2を他の値に設定することも可能であ
る。但し、その場合には、コンタクト層318から活性
層316への均一な電流注入を実現するような寸法に、
W1及びW2を設定することが望ましい。これは、電流
が均一に活性層316に注入されないと、発光効率が低
下するためである。
成される隣接するコンタクト層318の間隔(以下では
W1とする)を約3μm、及びコンタクト層318の幅
(以下ではW2とする)を約5μmとしている。或い
は、W1及びW2を他の値に設定することも可能であ
る。但し、その場合には、コンタクト層318から活性
層316への均一な電流注入を実現するような寸法に、
W1及びW2を設定することが望ましい。これは、電流
が均一に活性層316に注入されないと、発光効率が低
下するためである。
【0057】具体的には、コンタクト層318の間隔W
1が、コンタクト層318から活性層304までの距離
dよりも狭く(W1<d)、一方、コンタクト層318
の幅W2はその間隔W1よりも広い(W2>W1)こと
が望ましい。例えば、d=約2.5μmであるときに、
W1=約2μm及びW2=約5μmとすることができ
る。
1が、コンタクト層318から活性層304までの距離
dよりも狭く(W1<d)、一方、コンタクト層318
の幅W2はその間隔W1よりも広い(W2>W1)こと
が望ましい。例えば、d=約2.5μmであるときに、
W1=約2μm及びW2=約5μmとすることができ
る。
【0058】(第4の実施形態)図5(a)〜(c)を
参照して、本発明の第4の実施形態による半導体レーザ
400の構成及びその製造方法を説明する。
参照して、本発明の第4の実施形態による半導体レーザ
400の構成及びその製造方法を説明する。
【0059】本実施形態でも、先の第3の実施形態の場
合と同様に、p型電極から活性層にかけての抵抗の増加
を抑えながら、放熱特性の向上を実現する。具体的に
は、p型電極から活性層までの距離を短くすることによ
って、抵抗の増加を抑制する。
合と同様に、p型電極から活性層にかけての抵抗の増加
を抑えながら、放熱特性の向上を実現する。具体的に
は、p型電極から活性層までの距離を短くすることによ
って、抵抗の増加を抑制する。
【0060】まず、図5(a)に示すように、n-InP基
板401の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層40
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層415、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層41
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層417、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層404を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ420を形成する。続い
て、気相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層405及びn-InP電流ブロック層406をメサス
トライプ420の側面に成長させる。さらに、メサスト
ライプ420の直上を含む領域に酸化シリコン膜409
をストライプ状に形成した後に、p-InP埋め込み層40
7及びp-InGaAsコンタクト層418を、酸化シリコン膜
409でよってマスクされていない領域に電流ブロック
層406を覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構
造を形成する。
板401の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層40
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層415、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層41
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層417、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層404を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ420を形成する。続い
て、気相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層405及びn-InP電流ブロック層406をメサス
トライプ420の側面に成長させる。さらに、メサスト
ライプ420の直上を含む領域に酸化シリコン膜409
をストライプ状に形成した後に、p-InP埋め込み層40
7及びp-InGaAsコンタクト層418を、酸化シリコン膜
409でよってマスクされていない領域に電流ブロック
層406を覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構
造を形成する。
【0061】その後に、先に形成した酸化シリコン膜4
09を除去した後に、さらに、コンタクト層418の上
に他の酸化シリコン膜419を堆積する。この酸化シリ
コン膜419をマスクとして用いて、気相エピタキシャ
ル成長法によってマスクされていないメサストライプ4
20の直上に相当する領域に、図5(b)に示すように
p-InP埋め込み層430を成長させる。
09を除去した後に、さらに、コンタクト層418の上
に他の酸化シリコン膜419を堆積する。この酸化シリ
コン膜419をマスクとして用いて、気相エピタキシャ
ル成長法によってマスクされていないメサストライプ4
20の直上に相当する領域に、図5(b)に示すように
p-InP埋め込み層430を成長させる。
【0062】その後、酸化シリコン膜419を除去し、
埋め込み層430及びコンタクト層418の全面を覆う
ようにチタンと白金とからなる金属多層膜を蒸着し、約
450℃でのアニーリングを行って、p型電極410を
形成する。その後に、p型電極410を覆うようにチタ
ン、白金及び金から構成される金属多層膜411を蒸着
する。最後に、n-InP基板401の裏面に金、錫、クロ
ム、白金及び金からなるn型電極412を形成し、これ
によって、図5(c)に示すように半導体レーザ400
が完成する。
埋め込み層430及びコンタクト層418の全面を覆う
ようにチタンと白金とからなる金属多層膜を蒸着し、約
450℃でのアニーリングを行って、p型電極410を
形成する。その後に、p型電極410を覆うようにチタ
ン、白金及び金から構成される金属多層膜411を蒸着
する。最後に、n-InP基板401の裏面に金、錫、クロ
ム、白金及び金からなるn型電極412を形成し、これ
によって、図5(c)に示すように半導体レーザ400
が完成する。
【0063】以上の工程で製造された半導体レーザ40
0は、これまでに説明した第1〜第3の実施形態の半導
体レーザ100〜300のように、はんだ材でヒートシ
ンクにボンディングして使用する。このとき、第1〜第
3の実施形態においてと同様に半導体レーザ400の内
部で発生した熱が効率的に放散されるので、高バイアス
駆動時でも光出力の飽和の少ない良好な動作特性が実現
できる。特に、本実施形態の半導体レーザ400では、
メサストライプ420の直上に相当する領域には、凸型
の形状を有する埋め込み層430が形成されている。上
記のように半導体レーザ400をヒートシンクへ取り付
ける際には、この凸状の埋め込み層がはんだ材に押し込
まれるかたちになるので、はんだ材が半導体レーザ40
0の上面に十分に密着して、両者の間にボイドが発生し
難い。この結果、組立後の半導体レーザの動作特性の劣
化を抑制することができる。
0は、これまでに説明した第1〜第3の実施形態の半導
体レーザ100〜300のように、はんだ材でヒートシ
ンクにボンディングして使用する。このとき、第1〜第
3の実施形態においてと同様に半導体レーザ400の内
部で発生した熱が効率的に放散されるので、高バイアス
駆動時でも光出力の飽和の少ない良好な動作特性が実現
できる。特に、本実施形態の半導体レーザ400では、
メサストライプ420の直上に相当する領域には、凸型
の形状を有する埋め込み層430が形成されている。上
記のように半導体レーザ400をヒートシンクへ取り付
ける際には、この凸状の埋め込み層がはんだ材に押し込
まれるかたちになるので、はんだ材が半導体レーザ40
0の上面に十分に密着して、両者の間にボイドが発生し
難い。この結果、組立後の半導体レーザの動作特性の劣
化を抑制することができる。
【0064】(第5の実施形態)図6(a)〜(d)及
び図7を参照して、本発明の第5の実施形態による半導
体レーザ500の構成及びその製造方法を説明する。
び図7を参照して、本発明の第5の実施形態による半導
体レーザ500の構成及びその製造方法を説明する。
【0065】本実施形態の半導体レーザ500では、基
板側からの放熱を可能にすることで、放熱特性をさらに
向上させる。
板側からの放熱を可能にすることで、放熱特性をさらに
向上させる。
【0066】まず、図6(a)に示すように、n-InP基
板501の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層50
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層515、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層51
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層517、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層504を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ520を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層505及びn-InP電流ブロック層506をメサス
トライプ520の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層507及びp-InGaAsコンタクト層518をメサ
ストライプ520と電流ブロック層505及び506を
覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成す
る。
板501の上に、厚さ約5μmのn-InPクラッド層50
2、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層515、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層51
6、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層517、
及び厚さ約0.5μmのp-InPクラッド層504を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、フォトリソグラフ及びエッチングにより
幅約2μmのメサストライプ520を形成する。続い
て、液相エピタキシャル成長法によってp-InP電流ブロ
ック層505及びn-InP電流ブロック層506をメサス
トライプ520の側面に成長させる。さらに、p-InP埋
め込み層507及びp-InGaAsコンタクト層518をメサ
ストライプ520と電流ブロック層505及び506を
覆うように成長させて、埋め込み型へテロ構造を形成す
る。
【0067】さらに、コンタクト層518の上に厚さ約
0.15μmの酸化シリコン膜を堆積し、さらにレジス
トを用いて活性層516を含むメサストライプ520を
挟んで対称に2本のストライプマスクを形成する。そし
て、このストライプマスクを用いて酸化シリコン膜をパ
ターニングする。その後に、さらに硫酸系エッチャント
を用いて、コンタクト層518の露出した部分をエッチ
ングで除去する。これによって、活性層516を含むメ
サストライプ520を挟んで対称な2本のストライプ状
のコンタクト層518を形成する。
0.15μmの酸化シリコン膜を堆積し、さらにレジス
トを用いて活性層516を含むメサストライプ520を
挟んで対称に2本のストライプマスクを形成する。そし
て、このストライプマスクを用いて酸化シリコン膜をパ
ターニングする。その後に、さらに硫酸系エッチャント
を用いて、コンタクト層518の露出した部分をエッチ
ングで除去する。これによって、活性層516を含むメ
サストライプ520を挟んで対称な2本のストライプ状
のコンタクト層518を形成する。
【0068】上記のようにコンタクト層518をストラ
イプ状にパターニングした後に、ストライプマスク及び
酸化シリコン膜を除去する。その後に、埋め込み層50
7及びコンタクト層518の全面を覆うようにチタンと
白金とからなる金属多層膜を蒸着し、約450℃でのア
ニーリングを行ってp型電極510を形成する。その後
に、p型電極510を覆うようにチタン、白金及び金か
ら構成される金属多層膜511を蒸着して、図6(a)
に示す構成を得る。
イプ状にパターニングした後に、ストライプマスク及び
酸化シリコン膜を除去する。その後に、埋め込み層50
7及びコンタクト層518の全面を覆うようにチタンと
白金とからなる金属多層膜を蒸着し、約450℃でのア
ニーリングを行ってp型電極510を形成する。その後
に、p型電極510を覆うようにチタン、白金及び金か
ら構成される金属多層膜511を蒸着して、図6(a)
に示す構成を得る。
【0069】次に、図6(b)に示すように、基板50
1の裏面側に酸化シリコン膜509を堆積した後に、所
定のパターンのレジストマスク519を酸化シリコン膜
509の上に形成する。そして、レジストマスク519
を用いて、メサストライプ520、すなわち活性層51
6の直下に相当する領域の酸化シリコン膜509を除去
し、さらに塩酸系のエッチング液でn-InP基板501を
約50μmだけエッチングする。
1の裏面側に酸化シリコン膜509を堆積した後に、所
定のパターンのレジストマスク519を酸化シリコン膜
509の上に形成する。そして、レジストマスク519
を用いて、メサストライプ520、すなわち活性層51
6の直下に相当する領域の酸化シリコン膜509を除去
し、さらに塩酸系のエッチング液でn-InP基板501を
約50μmだけエッチングする。
【0070】次に、レジストマスク519及び酸化シリ
コン膜509を除去し、さらに、チップをへき開で切り
出し易い厚みになるまで、塩酸と硝酸との混合液を用い
てn-InP基板501をエッチングする。このとき、活性
層504の直下の領域は、ウェットエッチングの実施に
先立ってあらかじめエッチングされて他の領域よりも厚
さが50μmだけ薄くなっていたが、ウェットエッチン
グの性質からその厚さの差が維持される。また、ウェッ
トエッチングでは、凹部領域は平坦部に比べてエッチン
グされやすい。従って、基板501が全体として約10
0μmの厚さになるまでエッチングした場合、活性層5
16の直下の領域における基板501の厚さは約40μ
m以下になる。
コン膜509を除去し、さらに、チップをへき開で切り
出し易い厚みになるまで、塩酸と硝酸との混合液を用い
てn-InP基板501をエッチングする。このとき、活性
層504の直下の領域は、ウェットエッチングの実施に
先立ってあらかじめエッチングされて他の領域よりも厚
さが50μmだけ薄くなっていたが、ウェットエッチン
グの性質からその厚さの差が維持される。また、ウェッ
トエッチングでは、凹部領域は平坦部に比べてエッチン
グされやすい。従って、基板501が全体として約10
0μmの厚さになるまでエッチングした場合、活性層5
16の直下の領域における基板501の厚さは約40μ
m以下になる。
【0071】次に、図6(c)に示すように、エッチン
グされた基板501の裏面の全体に金、錫、クロム、白
金、及び金からなるn型電極512を形成する。
グされた基板501の裏面の全体に金、錫、クロム、白
金、及び金からなるn型電極512を形成する。
【0072】さらに、活性層516の直下の凹部(すな
わち溝状の部分)を除いた基板501の裏面をレジスト
マスクで覆って金めっきを行って、図6(d)に示すよ
うに基板501の凹部に金めっき層521を埋め込む。
わち溝状の部分)を除いた基板501の裏面をレジスト
マスクで覆って金めっきを行って、図6(d)に示すよ
うに基板501の凹部に金めっき層521を埋め込む。
【0073】以上のプロセスで作製したウェハからチッ
プを切り出した後に、図7に示すように、活性層516
の側をヒートシンク513にはんだ材514によって取
り付ける。一方、基板501の側には、熱伝導の良い銅
製のコンタクトブロック527を、やはりはんだ材51
4によって取り付ける。
プを切り出した後に、図7に示すように、活性層516
の側をヒートシンク513にはんだ材514によって取
り付ける。一方、基板501の側には、熱伝導の良い銅
製のコンタクトブロック527を、やはりはんだ材51
4によって取り付ける。
【0074】以上のような本実施形態の半導体レーザ5
00の構成では、ヒートシンク513及びコンタクトブ
ロック527の双方からの放熱が可能になるので、放熱
特性がさらに向上して、さらに高バイアス時に至るまで
出力の飽和を抑えることが可能となる。
00の構成では、ヒートシンク513及びコンタクトブ
ロック527の双方からの放熱が可能になるので、放熱
特性がさらに向上して、さらに高バイアス時に至るまで
出力の飽和を抑えることが可能となる。
【0075】(第6の実施形態)図8(a)〜(d)を
参照して、本発明の第6の実施形態による半導体レーザ
600の構成及びその製造方法を説明する。これまでの
各実施形態では、半導体レーザがn-InP基板の上に形成
されているが、本実施形態の半導体レーザ600は、p-
InP基板の上に形成される。
参照して、本発明の第6の実施形態による半導体レーザ
600の構成及びその製造方法を説明する。これまでの
各実施形態では、半導体レーザがn-InP基板の上に形成
されているが、本実施形態の半導体レーザ600は、p-
InP基板の上に形成される。
【0076】まず、図8(a)に示すように、p-InP基
板623の上に、厚さ約5μmのp-InPクラッド層62
4、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層625、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層61
6、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層626、
及び厚さ約0.5μmのn-InPクラッド層627を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、酸化シリコン膜609をマスクとして用
いるフォトリソグラフ及びエッチングにより、幅約2μ
mのメサストライプ670を形成する。さらに、気相エ
ピタキシャル成長法によって、半絶縁性のInP電流ブロ
ック層628をメサストライプ670の側面に成長させ
る。
板623の上に、厚さ約5μmのp-InPクラッド層62
4、厚さ約500nmのp-InGaAsP光導波路層625、
厚さ約5nmのInGaAsP井戸層と厚さ約10nmのInGaA
sPバリア層との5ペアからなる多重量子井戸活性層61
6、厚さ約500nmのn-InGaAsP光導波路層626、
及び厚さ約0.5μmのn-InPクラッド層627を順次
エピタキシャル成長させて、半導体多層構造を形成す
る。その後に、酸化シリコン膜609をマスクとして用
いるフォトリソグラフ及びエッチングにより、幅約2μ
mのメサストライプ670を形成する。さらに、気相エ
ピタキシャル成長法によって、半絶縁性のInP電流ブロ
ック層628をメサストライプ670の側面に成長させ
る。
【0077】続いて、酸化シリコン膜609を除去した
後に、再び気相エピタキシャル成長法によって、n-InP
埋め込み層629及びn-InGaAsPコンタクト層630を
メサストライプ670と電流ブロック層628を覆うよ
うに成長させる。これによって、図8(b)に示すよう
に、埋め込み型へテロ構造を形成する。
後に、再び気相エピタキシャル成長法によって、n-InP
埋め込み層629及びn-InGaAsPコンタクト層630を
メサストライプ670と電流ブロック層628を覆うよ
うに成長させる。これによって、図8(b)に示すよう
に、埋め込み型へテロ構造を形成する。
【0078】その後に、コンタクト層630の上に厚さ
約0.15μmの酸化シリコン膜を堆積し、さらにレジ
ストを用いて、活性層616を含むメサストライプ67
0を挟んで対称に2本の電極形成用の溝を設ける。そし
て、酸化シリコン膜を除去して、金と錫との合金膜、或
いは金とゲルマニウムとの合金膜をコンタクト層630
の上に蒸着する。さらに、リフトオフ及び約350℃で
のアニーリングを行って、図8(c)に示すように2本
のストライプ状のn型電極631を形成する。
約0.15μmの酸化シリコン膜を堆積し、さらにレジ
ストを用いて、活性層616を含むメサストライプ67
0を挟んで対称に2本の電極形成用の溝を設ける。そし
て、酸化シリコン膜を除去して、金と錫との合金膜、或
いは金とゲルマニウムとの合金膜をコンタクト層630
の上に蒸着する。さらに、リフトオフ及び約350℃で
のアニーリングを行って、図8(c)に示すように2本
のストライプ状のn型電極631を形成する。
【0079】さらに、適切なパターンのレジストマスク
を形成して、活性層616(メサストライプ670)の
直上の領域を除いて、上記のn型電極631を含めてマ
スクする。そして、このマスクを用いてコンタクト層6
30をエッチングして、メサストライプ670の直上の
領域のコンタクト層630に開口部を設ける。
を形成して、活性層616(メサストライプ670)の
直上の領域を除いて、上記のn型電極631を含めてマ
スクする。そして、このマスクを用いてコンタクト層6
30をエッチングして、メサストライプ670の直上の
領域のコンタクト層630に開口部を設ける。
【0080】その後に、図8(d)に示すように、n型
電極631及びコンタクト層630を覆うようにチタ
ン、白金及び金から構成される金属多層膜611を蒸着
する。最後に、p-InP基板623の裏面に金及び亜鉛か
らなるp型電極632を形成し、これによって半導体レ
ーザ600が完成する。
電極631及びコンタクト層630を覆うようにチタ
ン、白金及び金から構成される金属多層膜611を蒸着
する。最後に、p-InP基板623の裏面に金及び亜鉛か
らなるp型電極632を形成し、これによって半導体レ
ーザ600が完成する。
【0081】以上の工程で製造された半導体レーザ60
0は、これまでの各実施形態の場合と同様にはんだ材で
ヒートシンクにボンディングされて使用されるが、これ
までの場合と同様に、半導体レーザ600の内部で発生
した熱がコンタクト層などににより遮られることなく放
散される。その結果、高バイアス駆動時でも、光出力の
飽和の少ない良好な動作特性が実現できる。
0は、これまでの各実施形態の場合と同様にはんだ材で
ヒートシンクにボンディングされて使用されるが、これ
までの場合と同様に、半導体レーザ600の内部で発生
した熱がコンタクト層などににより遮られることなく放
散される。その結果、高バイアス駆動時でも、光出力の
飽和の少ない良好な動作特性が実現できる。
【0082】本実施形態の以上の説明では、第1の実施
形態における半導体レーザ100の構造に近い構成を例
にとってp型及びn型の極性を逆転させた場合を説明し
ているが、他の実施形態の半導体レーザ200〜500
の構成においても極性を反転させることは可能であり、
同様の効果が得られる。
形態における半導体レーザ100の構造に近い構成を例
にとってp型及びn型の極性を逆転させた場合を説明し
ているが、他の実施形態の半導体レーザ200〜500
の構成においても極性を反転させることは可能であり、
同様の効果が得られる。
【0083】なお、以上の説明では、InP系材料で構
成された半導体レーザを例にとって本発明を説明してい
るが、本発明の適用はこれに限られない。AlGaInP系
(例えば、AlGaInP)の赤色レーザ、GaN系の青色レ
ーザ(例えば、AlGaInN)、或いはZnSe系(例えば、ZnM
gSSe)の青色レーザのコンタクト構造に対しても、本発
明を適用することができる。これらの3元もしくは4元
混晶から構成されるコンタクト構造に本発明を適用すれ
ば、放熱性を向上させることができる。
成された半導体レーザを例にとって本発明を説明してい
るが、本発明の適用はこれに限られない。AlGaInP系
(例えば、AlGaInP)の赤色レーザ、GaN系の青色レ
ーザ(例えば、AlGaInN)、或いはZnSe系(例えば、ZnM
gSSe)の青色レーザのコンタクト構造に対しても、本発
明を適用することができる。これらの3元もしくは4元
混晶から構成されるコンタクト構造に本発明を適用すれ
ば、放熱性を向上させることができる。
【0084】
【発明の効果】以上に詳細に示したように、本発明によ
れば、半導体レーザの活性層の直上にInGaAsP層やInGaA
s層、或いは酸化シリコン(SiO2)膜のような絶縁膜
など、熱伝導率の低い材料の層を形成しない。これによ
って、高バイアス電流を印加して半導体レーザを駆動す
る際にも、半導体積層構造の内部で発生した熱を効率良
く放散することができて、光出力の飽和が少ない良好な
特性を実現することができる。
れば、半導体レーザの活性層の直上にInGaAsP層やInGaA
s層、或いは酸化シリコン(SiO2)膜のような絶縁膜
など、熱伝導率の低い材料の層を形成しない。これによ
って、高バイアス電流を印加して半導体レーザを駆動す
る際にも、半導体積層構造の内部で発生した熱を効率良
く放散することができて、光出力の飽和が少ない良好な
特性を実現することができる。
【図1】(a)〜(d)は、本発明の第1の実施形態に
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図2】図1の半導体レーザをヒートシンクに取り付け
た状態を示す断面図である。
た状態を示す断面図である。
【図3】(a)〜(d)は、本発明の第2の実施形態に
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図4】(a)は、本発明の第3の実施形態における半
導体レーザの製造工程を示す断面図であり、(b)〜
(d)は、(a)の線A−A‘に沿って他の製造工程を
示す断面図であり、(e)は、本発明の第3の実施形態
における半導体レーザの構成を示す斜視図である。
導体レーザの製造工程を示す断面図であり、(b)〜
(d)は、(a)の線A−A‘に沿って他の製造工程を
示す断面図であり、(e)は、本発明の第3の実施形態
における半導体レーザの構成を示す斜視図である。
【図5】(a)〜(c)は、本発明の第4の実施形態に
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図6】(a)〜(d)は、本発明の第5の実施形態に
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図7】図6の半導体レーザをヒートシンクに取り付け
た状態を示す断面図である。
た状態を示す断面図である。
【図8】(a)〜(d)は、本発明の第6の実施形態に
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
おける半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図9】従来の半導体レーザの構造を示す断面図であ
る。
る。
【図10】図9の従来の半導体レーザをヒートシンクに
取り付けた状態を示す断面図である。
取り付けた状態を示す断面図である。
【図11】コンタクト層の開口部の幅に対する活性層の
温度上昇分(△T)及びコンタクト層と活性層との間の
抵抗成分の増加分(△R)の変化を示すグラフである。
温度上昇分(△T)及びコンタクト層と活性層との間の
抵抗成分の増加分(△R)の変化を示すグラフである。
【符号の説明】 101 n-InP基板 102 n-InPクラッド層 104 p-InPクラッド層 105 p-InP電流ブロック層 106 n-InP電流ブロック層 107 p-InP埋め込み層 108 p-InGaAsPコンタクト層 109 酸化シリコン膜 110 p型電極 111 金属多層膜 112 n型電極 113 ヒートシンク 114 はんだ材 115 n-InGaAsP光導波路層 116 多重量子井戸活性層 117 p-InGaAsP光導波路層 120 メサストライプ 201、301、401 n-InP基板 202、302、402 n-InPクラッド層 204、304、404 p-InPクラッド層 205、305、405 p-InP電流ブロック層 206、306、406 n-InP電流ブロック層 207、307、407 p-InP埋め込み層 209、309、409 酸化シリコン膜 210、310、410 p型電極 211、311、411 金属多層膜 212、312、412 n型電極 215、315、415 n-InGaAsP光導波路層 216、316、416 多重量子井戸活性層 217、317、417 p-InGaAsP光導波路層 218、318、418 p-InGaAsコンタクト層 219、319 ストライプマスク 220、320、420 メサストライプ 419 酸化シリコン膜 430 p-InP埋め込み層 501 n-InP基板 502 n-InPクラッド層 504 p-InPクラッド層 505 p-InP電流ブロック層 506 n-InP電流ブロック層 507 p-InP埋め込み層 510 p型電極 511 金属多層膜 512 n型電極 513 ヒートシンク 514 はんだ材 515 n-InGaAsP光導波路層 516 多重量子井戸活性層 517 p-InGaAsP光導波路層 518 p-InGaAsコンタクト層 519 レジストマスク 520 メサストライプ 521 金メッキ層 527 コンタクトブロック 609 酸化シリコン膜 616 多重量子井戸活性層 623 p-InP基板 624 p-InPクラッド層 625 p-InGaAsP光導波路層 626 n-InGaAsP光導波路層 627 n-InPクラッド層 628 半絶縁InP電流ブロック層 629 n-InP埋め込み層 630 n-InGaAsPコンタクト層 631 n型電極 632 p型電極 670 メサストライプ
Claims (21)
- 【請求項1】 第1の導電型の基板と、 該基板の上に設けられた、少なくとも第1の導電型のク
ラッド層と活性層と第2の導電型のクラッド層とを含む
積層構造を有するメサと、 該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、 該メサと該電流ブロック層との上に設けられた第2の導
電型の埋め込み層と、 該埋め込み層の上の所定の領域に設けられた第2の導電
型のコンタクト層と、を備え、 該所定の領域は該メサの直上部を含まない、半導体レー
ザ。 - 【請求項2】 前記埋め込み層の上であって前記コンタ
クト層が設けられていない領域に設けられた金属層をさ
らに備えている、請求項1に記載の半導体レーザ。 - 【請求項3】 前記金属層が、はんだ材を構成する金属
元素の前記埋め込み層への侵入を阻止する元素で構成さ
れている、請求項2に記載の半導体レーザ。 - 【請求項4】 前記埋め込み層と前記コンタクト層との
上に設けられたノンアロイ電極をさらに備えている、請
求項1に記載の半導体レーザ。 - 【請求項5】 前記ノンアロイ電極が白金を含む層で構
成されている、請求項4に記載の半導体レーザ。 - 【請求項6】 前記埋め込み層の上であって前記コンタ
クト層が設けられていない領域に、熱伝導率の良い半導
体層がさらに設けられている、請求項1に記載の半導体
レーザ。 - 【請求項7】 前記半導体層の厚みが、前記活性層から
しみだした光に対する十分な閉じ込め効果を示す値であ
って、且つ、十分な放熱効果を示す値に設定されてい
る、請求項6に記載の半導体レーザ。 - 【請求項8】 前記コンタクト層が設けられていない領
域の幅が、前記メサの幅の約2倍以上且つ約10倍以下
の値に設定されている、請求項1に記載の半導体レー
ザ。 - 【請求項9】 前記メサの直下に相当する領域の基板に
凹部が設けられていて、該凹部には高熱伝導性材料層が
設けられている、請求項1に記載の半導体レーザ。 - 【請求項10】 前記高熱伝導性材料層が金属層であ
る、請求項9に記載の半導体レーザ。 - 【請求項11】 第1の導電型の基板と、 該基板の上に設けられた、少なくとも第1の導電型のク
ラッド層と活性層と第2の導電型のクラッド層とを含む
積層構造を有するメサと、 該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、 該メサと該電流ブロック層との上に設けられた第2の導
電型の埋め込み層と、 該埋め込み層の上に共振器方向に所定の間隔で設けられ
た、該共振器方向に垂直な方向にはストライプ状である
第2の導電型のコンタクト層と、を備える、半導体レー
ザ。 - 【請求項12】 前記埋め込み層と前記コンタクト層と
の上に設けられたノンアロイ電極をさらに備えている、
請求項11に記載の半導体レーザ。 - 【請求項13】 前記ノンアロイ電極が白金を含む層で
構成されている、請求項12に記載の半導体レーザ。 - 【請求項14】 前記メサの直下に相当する領域の基板
に凹部が設けられていて、該凹部には高熱伝導性材料層
が設けられている、請求項11に記載の半導体レーザ。 - 【請求項15】 前記高熱伝導性材料層が金属層であ
る、請求項14に記載の半導体レーザ。 - 【請求項16】 第1の導電型の基板と、 該基板の上に設けられた、少なくとも第1の導電型のク
ラッド層と活性層と第2の導電型のクラッド層とを含む
積層構造を有するメサと、 該メサの両側に設けられた電流ブロック層と、 該メサと該電流ブロック層との上に設けられた第2の導
電型の埋め込み層と、を備え、 該メサの直下に相当する領域の基板に凹部が設けられて
いて、該凹部には高熱伝導性材料層が設けられている、
半導体レーザ。 - 【請求項17】 前記高熱伝導性材料層が金属層であ
る、請求項16に記載の半導体レーザ。 - 【請求項18】 第1の導電型の基板の上に、共振器方
向に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最上層
が第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型ヘテ
ロ構造を設ける工程と、 該コンタクト層の上であって該活性層の直上に相当する
第1の領域を除く第2の領域を絶縁膜でマスクする工程
と、 該第1の領域における該コンタクト層をエッチングする
工程と、 該絶縁膜を除去する工程と、 該第2の領域における該コンタクト層の上に電極を形成
する工程と、を包含する、半導体レーザの製造方法。 - 【請求項19】 第1の導電型の基板の上に、共振器方
向に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最上層
が第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型ヘテ
ロ構造を設ける工程と、 該コンタクト層の上に、該共振器方向に対して垂直な方
向にストライプ状に絶縁膜でマスクを形成する工程と、 該マスクを用いて該コンタクト層をエッチングする工程
と、 該マスクを除去する工程と、 該コンタクト層の上に電極を形成する工程と、を包含す
る、半導体レーザの製造方法。 - 【請求項20】 第1の導電型の基板の上に、少なくと
も第1の導電型のクラッド層と活性層と第2の導電型の
クラッド層とを含む積層構造を有するメサを設ける工程
と、 該メサの両側に、電流ブロック層と第2の導電型の埋め
込み層と第2の導電型のコンタクト層とを順次積層する
工程と、 該メサの上に第2の導電型の埋め込み層を設ける工程
と、 該コンタクト層の上に電極を形成する工程と、を包含す
る半導体レーザの製造方法。 - 【請求項21】 第1の導電型の基板の上に、共振器方
向に平行なストライプ状の活性層を含むとともに最上層
が第2の導電型のコンタクト層である、埋め込み型ヘテ
ロ構造を設ける工程と、 該活性層の直下に相当する領域の基板に凹部を設ける工
程と、 該凹部に高熱伝導性材料を埋め込む工程と、を包含す
る、半導体レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186466A JPH0997946A (ja) | 1995-07-21 | 1996-07-16 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18521395 | 1995-07-21 | ||
| JP7-185213 | 1995-07-21 | ||
| JP8186466A JPH0997946A (ja) | 1995-07-21 | 1996-07-16 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997946A true JPH0997946A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=16166858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186466A Pending JPH0997946A (ja) | 1995-07-21 | 1996-07-16 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5949808A (ja) |
| JP (1) | JPH0997946A (ja) |
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| JP2007059831A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 面発光レーザ素子、光送信モジュール、光コネクタおよび光通信システム |
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| JPWO2024134788A1 (ja) * | 2022-12-20 | 2024-06-27 | ||
| JP7710626B1 (ja) * | 2024-06-11 | 2025-07-18 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置及び光半導体装置の製造方法 |
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