JPH10313148A - 半導体レーザ素子の製造方法 - Google Patents

半導体レーザ素子の製造方法

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JPH10313148A
JPH10313148A JP9343400A JP34340097A JPH10313148A JP H10313148 A JPH10313148 A JP H10313148A JP 9343400 A JP9343400 A JP 9343400A JP 34340097 A JP34340097 A JP 34340097A JP H10313148 A JPH10313148 A JP H10313148A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光部内の発光層が素子の厚み方向の略中央
部に配置される半導体レーザ素子の製造方法として、気
相成長法は成長速度が小さく長時間を要し、又、液相成
長法では成長時の温度が高いため、発光領域周辺のドー
パント不純物が拡散し、特性悪化を引き起こす場合があ
った。 【解決手段】 半導体基板上に少なくとも発光部、キャ
ップ層、電極が順次形成され、発光部内の発光層が素子
の厚み方向の略中央部に配置される半導体レーザ素子の
製造方法において、素子の成長を気相成長法によって行
い、且つ、キャップ層10、11の成長速度を発光部
2、3、4、5の成長速度よりも大きくすることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ディスクの読
み取り光源として用いられる半導体レーザ素子の製造方
法に関するものであって、特に戻り光によるトラッキン
グエラーを低減するため気相成長法によりキャップ層を
厚くした半導体レーザ素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CD(コンパクトディスク)やMD(ミ
ニディスク)等の光ディスクは、旧来のアナログレコー
ドと比較してノイズのない高音質とディスクの摩耗劣化
がないことが評価され、近年急速に普及している。
【0003】アナログレコードは、ピックアップ(針
先)がレコード溝をトレースしていくが、光ディスクの
場合、ピックアップとディスクが非接触であるため信号
ビットの位置を検出し、光ピックアップを信号ビットに
沿って移動させなければならない。
【0004】この方式として現在広く用いられているの
が、光源を主ビームと1次回析光に分離する3ビーム方
式のトラッキングサーボである。
【0005】ところが、この3ビーム方式の場合、以下
のような問題があった。即ち、図5に示すように、レー
ザチップ100から出射され、回析格子101を通過し
たレーザ光102は、ハーフミラー103で反射されて
対物レンズ104を通過し、光ディスク105に照射さ
れる。106はステムである。
【0006】そして、この反射光は同じ光経路を戻り、
ハーフミラー103を通過して図示しない受光部に入射
されるのであるが、それだけでなく、さらに回析格子1
01まで戻ってレーザチップ100の出射単面にまで戻
る光がある。この光はこのレーザチップ100の端面で
再度反射されて(図面のA部、A’部)、信号検出に悪
影響を及ぼすという問題がある。図5ではA部がレーザ
チップ端面で再反射されている。
【0007】この反射してきた1次回析光がチップ端面
に当たる位置は、光学系にもよるが出射領域から上下に
約60μm程離れた位置である。
【0008】従来、この問題に対しては、図6(a)に
示すように、1次回析光がチップ出射端面から外れるよ
うに半導体レーザチップ100の発光領域(発光層)を
配置していた。即ち、発光領域を半導体レーザチップの
略中央部に配置するようにしていた。
【0009】具体的な層厚としては、図6(b)に示す
ように、Le≦60μm、Ls≦60μmである。ここ
で、Leは発光領域より上側のエピタキシャル層101
aの厚み、Lsは発光領域より下側のエピタキシャル層
及び基板の厚みである。ここで、ウェハー厚みが70μ
mより薄いとウェハーの割れや欠けが発生し易く、工程
作業上において支障が生じる。そこで、さらにLe+L
s≧70μmの条件をつけている。
【0010】従って、発光領域より上側のエピタキシャ
ル層の厚みLeについては、10μm≦Le≦60μm
となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図6
(a)及び(b)の従来構造において、上記のような層
厚を得るためには液相成長法(LPE)法が用いられて
いた。これは、気相成長法は成長速度が小さく長時間を
要するため、これに比して成長速度の大きい液相成長法
を用いた方が短時間で成長でき、生産効率がよかったた
めである。
【0012】しかしながら、一方、液相成長法では、成
長時の温度が高いため(〜800℃)、発光領域周辺の
ドーパント不純物が拡散し、これが特性悪化の要因とな
っていた。
【0013】また、数nm〜十数nmの薄膜を積層した
量子井戸構造は、上記のような高温にさらされると、不
純物拡散とともに母材原子の移動が起こり、量子井戸構
造が崩れてしまう場合がある。従って、このような高温
成長は量子井戸構造を利用した高性能の半導体レーザ素
子作製の妨げとなる。
【0014】そこで、本発明の目的は、ディスクから戻
ってきた1次回析光が再入射しない構造の半導体レーザ
素子を効率よく、しかもその性能に悪影響を及ぼすこと
なく製造することができる半導体レーザ素子の製造方法
を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による半導体レーザ素子の製造方法は、半導
体基板上に少なくとも発光部、キャップ層及び電極が順
次形成され、該発光部内の発光層が素子の厚み方向の略
中央部に配置される半導体レーザ素子の製造方法におい
て、該発光部及び該キャップ層の成長を気相成長法によ
って行い、且つ該キャップ層の成長速度を該発光部の成
長速度よりも大きくすることを特徴とする。
【0016】前記キャップ層が2層からなり、少なくと
も前記発光部から遠い層の成長速度を、該発光部の成長
速度よりも大きくしてもよい。
【0017】ここで、前記キャップ層の成長の際に流す
成長ガスの流量を、前記発光部の成長の際に流す成長ガ
スの流量よりも大きくしてもよい。
【0018】また、前記キャップ層の成長の際に供給さ
れるV族元素/III族元素比を、前記発光部の成長の際に
供給されるV族元素/III族元素比よりも小さくしてもよ
い。
【0019】また、少なくとも前記発光部から遠い層の
成長の際に供給されるV族元素/III族元素比を、前記発
光部の成長の際に供給されるV族元素/III族元素比より
も小さくしてもよい。
【0020】さらに、前記キャップ層の前記電極に接す
る部分のキャリア濃度が1×1019/cm3以上となる
ように、該キャップ層の成長温度を550℃乃至700
℃としてもよい。
【0021】以下、本発明の作用について説明する。
【0022】本発明にあっては、発光部の上部に位置
し、結晶品位がそれほど重要とされないキャップ層の気
相成長の速度を発光部の成長速度よりも大きく(速く)
する。例えば、後述の実施形態2に示すように約6倍に
大きくする。これによって、製造時間全体の短縮化を図
れる。
【0023】キャップ層を2層とした場合には、少なく
とも発光部から遠い層の成長速度を発光部の成長速度よ
りも大きくすればよい。この場合、発光部から近い層の
成長速度も大きくしてもよいが、発光部と同じ程度にし
てもよい。特に、発光部に近いキャップ層の成長速度を
発光部と同じにすることにより、発光部の結晶性に与え
る影響を小さくすることができる。
【0024】具体的には、気相成長の際に流す成長ガス
の流量を大きくすれば、成長速度を大きくすることが可
能である。
【0025】また、一般に成長速度はIII族元素の供給
量に比例するので、気相成長の際に供給されるV族元素
/III族元素比を小さくすれば、成長速度を大きくする
ことが可能である。例えば、III族元素の供給量を大き
くし、V族元素を従来と同様にすれば、成長速度の低減
と共に材料費の低減も図ることができる。また、キャッ
プ層を2層とした場合には、少なくとも発光部から遠い
層の成長の際に供給されるV族元素/III族元素比を発光
部の成長の際に供給されるV族元素/III族元素比よりも
大きくすればよい。
【0026】さらに、キャップ層の成長温度を液相成長
法(〜800℃)に比較して100℃乃至250℃低い
温度である550℃乃至700℃に設定することによっ
て、発光領域付近での不純物拡散を抑制できると共に、
キャリア濃度を1×1019/cm3以上と高く設定で
き、電極とキャップ層とのコンタクト性を向上できる。
【0027】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)本発明の一実施形態について、図1
(a)乃至(d)を参照して説明する。本実施形態1の
特徴は、気相成長法を用い、しかも、気相成長法のデメ
リットである成長に長時間かかる点を解消したことにあ
る。
【0028】まず、図1(a)に示すように、N−Ga
As基板1の上に有機金属気相成長法を用いて、N−G
aAsバッファ層2(層厚0.5μm)、N−Al0.5
Ga0.5Asクラッド層3(層厚1.0μm)、Al
0.14Ga0.86As活性層4(層厚0.08μm)、P−
Al0.5Ga0.5Asクラッド層5(層厚0.35μm)
及びN−GaAs電流狭窄層6(層厚0.6μm)を順
次成長させる。
【0029】以上の成長層の成長条件は、成長温度=7
00℃、成長速度=0.05μm/min、V族元素/I
II族元素比(モル比)=60である。
【0030】次に、有機金属気相成長装置から上記積層
体を取り出し、図1(b)に示すように、上記積層体表
面にフォトレジスト7を塗布した後、フォトリソグラフ
ィーを行う。
【0031】次に、エッチャントを用いてN−GaAs
電流狭窄層6をエッチングする。エッチャントとして
は、NH4OH:H22:H2O=1:30:50のよう
に、GaAsに比べてAlGaAsへのエッチング速度
が極めて小さいものを用いる。このエッチャントを用い
た場合のエッチング条件の一例としては、20℃で30
秒である。このエッチングにより、図1(c)に示すよ
うに、N−GaAs電流狭窄層6を分断するようにP−
Al0.5Ga0.5Asクラッド層5の直上に達する溝8が
形成される。
【0032】その後、アセトン→メタノール→水洗等の
公知のレジスト除去方法によりレジストを除去する。
【0033】次に、有機金属気相成長装置に上記積層体
をセットし、図1(d)に示すように、有機金属気相成
長法を用いて、P−Al0.5Ga0.5Asクラッド層9
(層厚1.0μm、成長条件は、成長温度=650℃、
成長速度=0.05μm/min、V族元素/III族元素
比=60である)、第1のP−GaAsキャップ層10
(層厚2μm、成長条件は、成長温度=650℃、成長
速度=0.05μm/min、V族元素/III族元素比=
60である)及び第2のP−GaAsキャップ層11
(層厚50μm、成長条件は、成長温度=600℃、成
長速度=0.3μm/min、V族元素/III族元素比=
10である)を順次成長させる。
【0034】この第2のP−GaAsキャップ層11を
成長させる際、III族有機金属原料を大流量で流し、成
長速度を大きくする。ここで、TMG流量と成長速度と
の関係は図2に示すとおりである。この実施形態1で
は、300cc/minのTMG流量を流すことによっ
て、上記の通り0.3μm/minの成長速度を得た。
【0035】また、GaAsに対するP型ドーパントで
あるZnは、成長速度が低い程、GaAs結晶中に取り
込まれ易く、上記第2のP−GaAsキャップ層11の
成長条件では、5×1019/cm3であった。なお、成
長温度とPキャリア濃度との関係は図3に示すとおりで
ある。
【0036】次に、上記積層体を有機金属気相成長装置
から取り出し、全体の厚みが100μmとなるようにN
−GaAs基板1を研磨した後、N−GaAs基板1及
び第2のP−GaAsキャップ層11の表面のそれぞれ
に電極12及び13を形成する。電極形成後、所定の共
振器の長さに劈開し、劈開面に所定の反射率を有する絶
縁膜を形成した後、所定のチップサイズに分割する。そ
して上記チップをレーザステムにボンディングし、チッ
プ上面にAu線をボンディングする。
【0037】上記工程によって作製されたチップは、発
光領域より上側のエピタキシャル層の厚みがほぼ50μ
m、発光領域より下側の基板及びエピタキシャル層の厚
みもほぼ50μmとなる。
【0038】従って、トラッキングサーボ用の1次回析
光がディスクに反射して戻ってきてもチップ出射端面か
ら外れトラッキングエラーは回避される。
【0039】以上のように、本実施形態1の気相成長法
を用いた半導体レーザ素子の製造方法においては、若干
の結晶品位の低下があったとしてもレーザ発振特性に直
接影響しないキャップ層11のみの成長速度を、従来の
気相成長法よりも大きくしているので、製造工程全体の
時間を短縮でき、生産性の向上を図れる。
【0040】一般に、レーザ素子において結晶品位が問
題となるのは、活性層・クラッド層等の発光領域である
が、本実施形態1において成長速度を大きくしているの
は、電極金属とのコンタクトをとるキャップ層11であ
るので、電極13との間の抵抗が十分低ければ良く、こ
のキャップ層11においてはそれほど結晶品位は問題と
ならない。
【0041】ところで、キャップ層11と電極13との
間の抵抗を低くするには、キャップ層11のキャリア濃
度を高く保つ必要がある(1×1019/cm3以上)。
気相成長の場合には、p型キャリア濃度は成長温度が低
い程、高濃度となる。
【0042】この点、本発明ではキャップ層10、11
を、前述のように低い温度(液相成長法の100℃〜2
50℃程度低い550℃〜700℃、上記実施形態1で
は600℃〜650℃)で成長するので、p型キャリア
濃度を高くすることができ、優れたコンタクト性が得ら
れ、高性能の半導体レーザ素子が得られる。
【0043】なお、第1のキャップ層10についても、
第2のキャップ層11と同様に成長温度、V族元素/III
族元素比を下げることは可能である。
【0044】(実施形態2)実施形態2の半導体レーザ
素子の製造方法について、図4(a)乃至(f)を参照
して説明する。本実施形態2によっても、気相成長法の
デメリットである成長に長時間かかる点を解消すること
ができる。
【0045】まず、図4(a)に示すように、N−Ga
As基板20の上に有機金属気相成長法を用いて、N−
AlyGa1-yAsクラッド層21(層厚1.0μm)、
AlxGa1-xAs活性層22(層厚0.08μm、y>
x)、P−AlyGa1-yAsクラッド層23(層厚1μ
m)及びP−GaAs保護層24(層厚0.6μm)を
順次成長させる。
【0046】以上の成長層の成長条件は、成長温度=7
00℃、成長速度=0.05μm/min、V族元素/I
II族元素比=60である。
【0047】次に、有機金属気相成長装置から上記積層
体を取り出し、図4(b)に示すように、上記積層体表
面にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィ
ー技術を用いてストライプ状のエッチングマスク25を
形成する。そして、線Aを目標としてエッチング加工を
施す。このときのエッチング法としては、通常、硫酸・
過酸化水素混合液によるウェットエッチング法を用い
る。
【0048】次に、図4(c)に示すように、フッ酸溶
液により線Bまでエッチングする。フッ酸溶液ではP−
GaAs保護層24はエッチングされないため、図に示
すようにリッジ下部の側面が同時にエッチングされる。
この際、P−AlyGa1-yAsクラッド層23の残厚d
が0.2μm、リッジ底部の幅wが2μmとなるように
加工する。
【0049】続いて、有機金属気相成長装置に上記積層
体をセットし、図4(e)に示すように、有機金属気相
成長法を用いて、N−GaAs又はN−AlzGa1-z
s電流ブロック層26(層厚0.8μm)及びN−Ga
As平坦化層27(層厚0.6μm)を積層する。ここ
で、気相成長における成長の選択性を利用すれば、エッ
チングマスク25上の成長を防止することが可能であ
る。
【0050】このときの成長層の成長条件も、成長温度
=700℃、成長速度=0.05μm/min、V族元
素/III族元素比=60である。
【0051】なお、電流ブロック層27をN−GaAs
又はz<xとしたN−AlzGa1-zAsで構成する場合
には電流ブロック層27での光吸収による損失導波構造
となり、z>yとしたN−AlzGa1-zAsで構成する
場合には実屈折導波構造となる。
【0052】次に、エッチングマスク25を除去した
後、図4(f)に示すように、気相成長法により全面に
第1のP−GaAsキャップ層28(層厚0.5μm
厚、成長条件は、成長温度=650℃、成長速度=0.
05μm/min、V族元素/III族元素比=60であ
る)、第2のP−GaAsキャップ層29(層厚45μ
m、成長条件は、成長温度=600℃、成長速度=0.
3μm/min、V族元素/III族元素比=10である)
を積層する。
【0053】この第2のP−GaAsキャップ層29を
成長させる際、V族元素の供給量は他の層の成長時と同
じにし、III族元素の供給量を他の層の6倍にしてい
る。一般に、成長速度はIII族元素の供給量に比例する
ため、第2のP−GaAsキャップ層29の成長速度は
他の層の約6倍となった。
【0054】また、成長温度を600℃と低くすること
は、P型不純物であるZnの結晶中への取り込まれ率を
増やす効果があり、この実施形態2では第2のP−Ga
Asキャップ層29のキャリア濃度は5×1019/cm
3であった。
【0055】次に、上記積層体を有機金属気相成長装置
から取り出し、N−GaAs基板20側からエッチング
又は研磨を施すことにより、ウェハ全体の厚みを100
μm程度とした後、N−GaAs基板20及び第2のP
−GaAsキャップ層29の表面のそれぞれに電極30
及び31を形成することにより、図4(f)に示すよう
な半導体レーザ素子構造が完成する。
【0056】上記工程によって作製された半導体レーザ
素子は、発光領域より上側のエピタキシャル層厚がほぼ
50μm、発光領域より下側の基板及びエピタキシャル
層の厚みもほぼ50μmとなる。
【0057】従って、トラッキングサーボ用の1次回析
光がディスクに反射して戻ってきても半導体レーザ素子
端面に入射することはなく、トラッキングエラーは回避
される。
【0058】以上のように、本実施形態2の気相成長法
を用いた半導体レーザ素子の製造方法においては、45
μmと最も厚い第2のキャップ層29の成長速度を従来
の気相成長法の約6倍に大きくしているため、製造工程
全体の時間短縮を図ることができる。
【0059】また、V族元素の供給量は従来の気相成長
法と同じにしているため、材料費の低減が可能となる。
【0060】一般に、成長温度が高い程、又、V族元素
/III族元素比が高い程、結晶品位が良好であるとされ
ている。そこで、本実施形態2においては、活性層・ク
ラッド層等の発光領域は高品位結晶が得られる成長条件
である、成長温度700℃、V族元素/III族元素比60
の条件で成長することにより、従来の半導体レーザ素子
と遜色の無いレーザ特性が得られた。
【0061】一方、第2のキャップ層29の成長条件
は、成長温度600℃、V族/III族比10であるため、
結晶品位としてはやや劣ったものとなる。しかし、第2
のキャップ層29の役割は、層厚を厚くすること、及び
P側電極31とのオーミックコンタクトを取ることにあ
るので、高品位の結晶である必要はない。また、気相成
長の場合には、成長温度が低い程、P型キャリア濃度が
高濃度となるため、成長温度が600℃と低いことによ
り第2のキャップ層29とP側電極31との間の抵抗を
低くするという効果をもたらす。本実施形態2において
は、半導体レーザ素子の直列抵抗が3Ω〜5Ωと低く、
液相成長法による半導体レーザ素子と同程度にすること
ができた。
【0062】この第2のキャップ層29の成長条件とし
て、成長温度は550℃まで、V族元素/III族元素比は
5まで減じても半導体レーザ素子特性に悪影響を及ぼす
ことは無かった。また、第1のキャップ層28について
も、第2のキャップ層29の成長条件と同じ程度まで、
成長温度及びV族元素/III族元素比を下げることが可能
である。
【0063】なお、上記実施形態1及び実施形態2にお
いては、AlGaAs系の半導体レーザ素子の製造につ
いて示したが、他の材料を用いた場合でも本発明の適用
は可能である。また、活性層に量子井戸構造を用いた素
子の場合、液相成長のような高温では量子井戸構造が崩
れてしまうので、本発明のように低温でキャップ層を成
長する方法は特に有用である。
【0064】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
トラッキングサーボ用の1次回析光がディスクに反射し
て戻ってきてもチップ出射端面から外れトラッキングエ
ラーを回避できる高性能の半導体レーザ素子を、従来よ
り短時間で効率よく生産でき、生産性の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態1に係る半導体レーザ素子の製造工程
を示す工程図である。
【図2】成長ガス流量と成長速度との関係を示す特性図
である。
【図3】キャリア濃度の温度依存性を示す図である。
【図4】実施形態2に係る半導体レーザ素子の製造工程
を示す工程図である。
【図5】従来例による半導体レーザ素子を用いた光ピッ
クアップ方法を示す概略図である。
【図6】図5の問題点を解決する他の従来例による半導
体レーザ素子を用いた光ピックアップ方法を示す図であ
り、(a)はその概略図、(b)はその半導体レーザ素
子の部分拡大図である。
【符号の説明】
1、20 半導体基板 2 バッファ層 3、5、21、23 クラッド層 4、22 活性層 10、28 第1のキャップ層 11、29 第2のキャップ層 12、30 N側電極 13、31 P側電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に少なくとも発光部、キャ
    ップ層及び電極が順次形成され、該発光部内の発光層が
    素子の厚み方向の略中央部に配置される半導体レーザ素
    子の製造方法において、 該発光部及び該キャップ層の成長を気相成長法によって
    行い、且つ該キャップ層の成長速度を該発光部の成長速
    度よりも大きくすることを特徴とする半導体レーザ素子
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記キャップ層が2層からなり、少なく
    とも前記発光部から遠い層の成長速度を、該発光部の成
    長速度よりも大きくす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の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記キャップ層の成長の際に流す成長ガ
    スの流量を、前記発光部の成長の際に流す成長ガスの流
    量よりも大きくすることを特徴とする請求項1に記載の
    半導体レーザ素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記キャップ層の成長の際に供給される
    V族元素/III族元素比を、前記発光部の成長の際に供給
    されるV族元素/III族元素比よりも小さくすることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素子の製造方
    法。
  5. 【請求項5】 少なくとも前記発光部から遠い層の成長
    の際に供給されるV族元素/III族元素比を、前記発光部
    の成長の際に供給されるV族元素/III族元素比よりも小
    さくすることを特徴とする請求項2に記載の半導体レー
    ザ素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記キャップ層の前記電極に接する部分
    のキャリア濃度が1×1019/cm3以上となるよう
    に、該キャップ層の成長温度を550℃乃至700℃と
    することを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ素
    子の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214289A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Opto Device:Kk 半導体レーザ素子
JP2005223316A (ja) * 2004-01-09 2005-08-18 Sharp Corp 化合物半導体装置、化合物半導体装置の製造方法、光伝送システム、および、光ディスク装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000260714A (ja) * 1999-03-08 2000-09-22 Nec Corp 有機金属気相成長による成膜方法及びこれを用いた半導体レーザの製造方法
CN104916747B (zh) * 2014-03-14 2019-12-20 晶元光电股份有限公司 发光元件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2659937B2 (ja) * 1986-09-26 1997-09-30 株式会社東芝 半導体発光装置
JPH01244690A (ja) * 1988-03-25 1989-09-29 Nec Corp 半導体レーザ装置
JP2778178B2 (ja) * 1990-01-31 1998-07-23 日本電気株式会社 半導体レーザ
EP0460937B1 (en) * 1990-06-05 1994-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for fabricating a semiconductor laser device
KR970011146B1 (ko) * 1993-10-06 1997-07-07 엘지전자 주식회사 반도체 레이저 다이오드 제조방법
JP3195715B2 (ja) * 1994-07-18 2001-08-06 シャープ株式会社 半導体レーザ素子及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214289A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Opto Device:Kk 半導体レーザ素子
JP2005223316A (ja) * 2004-01-09 2005-08-18 Sharp Corp 化合物半導体装置、化合物半導体装置の製造方法、光伝送システム、および、光ディスク装置

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