半導体レーザ及びその製造方法
【課題】CODを抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる半導体レーザ及びその製造方法を得る。
【解決手段】半導体基板1上に、下クラッド層2、光ガイド層3,4、活性層5、及び上クラッド層6及びコンタクト層7が順に積層されている。光ガイド層3,4内に回折格子8が設けられている。レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方に窓構造9が設けられている。窓構造9は回折格子8には設けられていない。
【解決手段】半導体基板1上に、下クラッド層2、光ガイド層3,4、活性層5、及び上クラッド層6及びコンタクト層7が順に積層されている。光ガイド層3,4内に回折格子8が設けられている。レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方に窓構造9が設けられている。窓構造9は回折格子8には設けられていない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、窓構造と回折格子を備えた半導体レーザ及びその製造方法に関し、特にCOD(Catastrophic Optical Damage)を抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体レーザにおいて、高出力動作時には端面での光吸収が増加し、さらに前端面ではバンドギャップが小さくなる。このため、前端面でCODが発生する。そこで、CODを抑制するために、前端面の近傍に窓構造が設けられる。窓構造は、イオン注入や不純物拡散により活性層をディスオーダーすることで形成される(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭63−255986号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の分布反射型(DBR: Distributed Bragg Reflector)レーザでは、特定の波長の光に利得を持たせるために回折格子を活性層の上方に設けていた。従って、活性層の上に回折格子を形成した後に、窓構造を形成するためにイオン注入や不純物拡散を行うと、活性層だけでなく回折格子もディスオーダーされるという問題があった。
【0005】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はCODを抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる半導体レーザ及びその製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る半導体レーザは、半導体基板と、前記半導体基板上に順に積層された第1の半導体層、活性層、第2の半導体層と、前記第1の半導体層内に設けられた回折格子と、レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方に設けられた窓構造とを備え、前記窓構造は前記回折格子には設けられていない。
【発明の効果】
【0007】
本発明により、CODを抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図8】比較例に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図9】本発明の実施の形態2に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図10】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図11】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図12】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図13】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図14】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図15】本発明の実施の形態4に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図16】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図17】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図18】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図19】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施の形態に係る半導体レーザ及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【0010】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体レーザを示す断面図である。半導体基板1上に、下クラッド層2、光ガイド層3,4、活性層5、上クラッド層6、及びコンタクト層7が順に積層されている。光ガイド層3,4内に回折格子8が設けられている。
【0011】
レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方に窓構造9が設けられている。窓構造9は回折格子8には設けられていない。窓構造9は、コンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーしたものである。コンタクト層7上に上電極10が設けられ、半導体基板1の下面に下電極11が設けられている。前端面に前端面コート膜12が設けられ、後端面に後端面コート膜13が設けられている。
【0012】
続いて、上記の半導体レーザの製造方法を説明する。図2から図7は本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【0013】
まず、図2に示すように、半導体基板1上に下クラッド層2及び光ガイド層3を順に形成する。次に、図3に示すように、光ガイド層3内に回折格子8を形成する。
【0014】
次に、図4に示すように、回折格子8を光ガイド層4で埋め込む。そして、回折格子8を含む光ガイド層3,4上に、活性層5、上クラッド層6及びコンタクト層7を順に形成する。
【0015】
次に、図5に示すように、レーザ共振端面(前端面)の近傍に開口を有する注入マスク14をコンタクト層7上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、コンタクト層7の上面側からコンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5にSiイオンを注入することにより、コンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Siイオンが回折格子8に到達しないようにする。
【0016】
次に、図6に示すように注入マスク14を除去する。そして、図7に示すように、コンタクト層7上に上電極10を形成し、半導体基板1の下面に下電極11を形成する。その後、図1に示すように、前端面に前端面コート膜12を形成し、後端面に後端面コート膜13を形成する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体レーザが製造される。
【0017】
続いて本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図8は、比較例に係る半導体レーザを示す断面図である。比較例では、活性層5の上に回折格子8が設けられている。従って、窓構造9を形成するためのイオン注入を行うと、活性層5だけでなく回折格子8もディスオーダーされる。
【0018】
一方、本実施の形態では、活性層5の下に回折格子8が設けられているため、窓構造9を形成する際にSiイオンが回折格子8に到達しないようにすることができる。即ち、回折格子8に窓構造9が形成されないようにできる。よって、回折格子8のディスオーダーを防ぐことができる。また、前端面にバンドギャップを大きくした窓構造9を形成することで、前端面部での光吸収を抑制し、CODを抑制することもできる。
【0019】
なお、回折格子8上に活性層5を形成すると、埋め込みがうまくいかなくて活性層5が波打つ。しかし、窓構造9では活性層5をディスオーダーするので、活性層が波打っていても問題ない。また、Siイオンの拡散を抑制する拡散抑制層を回折格子8と活性層5との間に設ければ、回折格子8のディスオーダーを確実に防ぐことができる。
【0020】
実施の形態2.
図9は本発明の実施の形態2に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。実施の形態1では図5に示すようにイオン注入により窓構造9を形成したが、実施の形態2では図9に示すように不純物の拡散により窓構造9を形成する。
【0021】
即ち、レーザ共振端面(前端面)の近傍にZnO膜15をコンタクト層7上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、ZnO膜15からコンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5にZnを拡散させることにより、コンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Znが回折格子8に到達しないようにする。その後、ZnO膜15を除去する。
【0022】
このように不純物の拡散により窓構造9を形成した場合でも、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。即ち、CODを抑制しつつ回折格子8のディスオーダーを防ぐことができる。
【0023】
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造方法を説明する。図10から図14は本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【0024】
まず、実施の形態1の図2から図4の工程を行う。即ち、図2に示すように、半導体基板1上に下クラッド層2及び光ガイド層3を順に形成する。次に、図3に示すように、光ガイド層3内に回折格子8を形成する。次に、図4に示すように、回折格子8を光ガイド層4で埋め込む。そして、回折格子8を含む光ガイド層3,4上に、活性層5、及び上クラッド層6を順に形成する。
【0025】
次に、図11に示すように、レーザ共振端面(前端面)の近傍に開口を有する注入マスク14を上クラッド層6上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、上クラッド層6の上面側から上クラッド層6、及び活性層5にSiイオンを注入することにより、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Siイオンが回折格子8に到達しないようにする。
【0026】
次に、図12に示すように注入マスク14を除去する。そして、図13に示すように、上クラッド層6上に上クラッド層16及びコンタクト層7を形成する。その後、図14に示すように、上電極10、下電極11、前端面コート膜12、後端面コート膜13を形成する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体レーザが製造される。
【0027】
本実施の形態では、上クラッド層6を形成した段階で結晶成長を止めて、上クラッド層16及びコンタクト層7を形成する前に、窓構造9を形成する。そして、窓構造9を形成した後に、上クラッド層16及びコンタクト層7を形成する。これにより、イオン注入する上クラッド層6の上面から活性層5までの距離が短くなるため、イオン注入の制御性が向上する。
【0028】
実施の形態4.
図15は本発明の実施の形態4に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。実施の形態3では図11に示すようにイオン注入により窓構造9を形成したが、実施の形態4では図15に示すように不純物の拡散により窓構造9を形成する。
【0029】
即ち、レーザ共振端面(前端面)の近傍にZnO膜15を上クラッド層6上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、ZnO膜15から上クラッド層6及び活性層5にZnを拡散させることにより、上クラッド層6及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Znが回折格子8に到達しないようにする。その後、ZnO膜15を除去する。
【0030】
このように不純物の拡散により窓構造9を形成した場合でも、実施の形態3と同様の効果を得ることができる。即ち、不純物拡散する上クラッド層6の上面から活性層5までの距離が短くなるため、不純物拡散の制御性が向上する。
【0031】
実施の形態5.
図16は、本発明の実施の形態5に係る半導体レーザを示す断面図である。実施の形態1では窓構造9はイオン注入によりディスオーダーした領域であるが、実施の形態5では窓構造17は活性層5より大きいバンドギャップを持つ結晶である。その他の構成は実施の形態1と同様である。
【0032】
続いて、上記の半導体レーザの製造方法を説明する。図17から図19は本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【0033】
まず、図17に示すように、半導体基板1上に下クラッド層2及び光ガイド層3を順に形成する。そして、光ガイド層3内に回折格子8を形成し、回折格子8を光ガイド層4で埋め込む。
【0034】
次に、図18に示すように、レーザ共振端面(前端面)の近傍かつ回折格子8の上方において、活性層5より大きいバンドギャップを持つ結晶を光ガイド層3上に選択成長させて窓構造9を形成する。
【0035】
次に、図19に示すように、回折格子8を含む光ガイド層3上に、活性層5及び上クラッド層6及びコンタクト層7を順に形成する。その後、上電極10、下電極11、前端面コート膜12、後端面コート膜13を形成する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体レーザが製造される。
【0036】
このように活性層5より大きいバンドギャップを持つ結晶により窓構造17を形成した場合でも実施の形態1と同様の効果を得ることができる。即ち、CODを抑制しつつ回折格子8のディスオーダーを防ぐことができる。
【0037】
なお、実施の形態1〜4では窓構造が前端面に設けられている場合について説明したが、これに限らず、窓構造9が前端面と後端面の両方の近傍に設けられた場合にも本発明を適用できる。また、実施の形態1〜4では回折格子8が部分的に設けられた分布反射型(DBR: Distributed Bragg Reflector)レーザについて説明したが、これに限らず、回折格子8がレーザ共振器長の全域に設けられた分布帰還型(DFB: Distributed Feedback)レーザにも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【0038】
1 半導体基板
3,4 光ガイド層(第1の半導体層)
5 活性層
6 上クラッド層(第2の半導体層)
8 回折格子
9,17 窓構造
16 上クラッド層(第3の半導体層)
【技術分野】
【0001】
本発明は、窓構造と回折格子を備えた半導体レーザ及びその製造方法に関し、特にCOD(Catastrophic Optical Damage)を抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる半導体レーザ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体レーザにおいて、高出力動作時には端面での光吸収が増加し、さらに前端面ではバンドギャップが小さくなる。このため、前端面でCODが発生する。そこで、CODを抑制するために、前端面の近傍に窓構造が設けられる。窓構造は、イオン注入や不純物拡散により活性層をディスオーダーすることで形成される(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭63−255986号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の分布反射型(DBR: Distributed Bragg Reflector)レーザでは、特定の波長の光に利得を持たせるために回折格子を活性層の上方に設けていた。従って、活性層の上に回折格子を形成した後に、窓構造を形成するためにイオン注入や不純物拡散を行うと、活性層だけでなく回折格子もディスオーダーされるという問題があった。
【0005】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はCODを抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる半導体レーザ及びその製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係る半導体レーザは、半導体基板と、前記半導体基板上に順に積層された第1の半導体層、活性層、第2の半導体層と、前記第1の半導体層内に設けられた回折格子と、レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方に設けられた窓構造とを備え、前記窓構造は前記回折格子には設けられていない。
【発明の効果】
【0007】
本発明により、CODを抑制しつつ回折格子のディスオーダーを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図7】本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図8】比較例に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図9】本発明の実施の形態2に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図10】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図11】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図12】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図13】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図14】本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図15】本発明の実施の形態4に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図16】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図17】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図18】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【図19】本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施の形態に係る半導体レーザ及びその製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【0010】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る半導体レーザを示す断面図である。半導体基板1上に、下クラッド層2、光ガイド層3,4、活性層5、上クラッド層6、及びコンタクト層7が順に積層されている。光ガイド層3,4内に回折格子8が設けられている。
【0011】
レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方に窓構造9が設けられている。窓構造9は回折格子8には設けられていない。窓構造9は、コンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーしたものである。コンタクト層7上に上電極10が設けられ、半導体基板1の下面に下電極11が設けられている。前端面に前端面コート膜12が設けられ、後端面に後端面コート膜13が設けられている。
【0012】
続いて、上記の半導体レーザの製造方法を説明する。図2から図7は本発明の実施の形態1に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【0013】
まず、図2に示すように、半導体基板1上に下クラッド層2及び光ガイド層3を順に形成する。次に、図3に示すように、光ガイド層3内に回折格子8を形成する。
【0014】
次に、図4に示すように、回折格子8を光ガイド層4で埋め込む。そして、回折格子8を含む光ガイド層3,4上に、活性層5、上クラッド層6及びコンタクト層7を順に形成する。
【0015】
次に、図5に示すように、レーザ共振端面(前端面)の近傍に開口を有する注入マスク14をコンタクト層7上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、コンタクト層7の上面側からコンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5にSiイオンを注入することにより、コンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Siイオンが回折格子8に到達しないようにする。
【0016】
次に、図6に示すように注入マスク14を除去する。そして、図7に示すように、コンタクト層7上に上電極10を形成し、半導体基板1の下面に下電極11を形成する。その後、図1に示すように、前端面に前端面コート膜12を形成し、後端面に後端面コート膜13を形成する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体レーザが製造される。
【0017】
続いて本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図8は、比較例に係る半導体レーザを示す断面図である。比較例では、活性層5の上に回折格子8が設けられている。従って、窓構造9を形成するためのイオン注入を行うと、活性層5だけでなく回折格子8もディスオーダーされる。
【0018】
一方、本実施の形態では、活性層5の下に回折格子8が設けられているため、窓構造9を形成する際にSiイオンが回折格子8に到達しないようにすることができる。即ち、回折格子8に窓構造9が形成されないようにできる。よって、回折格子8のディスオーダーを防ぐことができる。また、前端面にバンドギャップを大きくした窓構造9を形成することで、前端面部での光吸収を抑制し、CODを抑制することもできる。
【0019】
なお、回折格子8上に活性層5を形成すると、埋め込みがうまくいかなくて活性層5が波打つ。しかし、窓構造9では活性層5をディスオーダーするので、活性層が波打っていても問題ない。また、Siイオンの拡散を抑制する拡散抑制層を回折格子8と活性層5との間に設ければ、回折格子8のディスオーダーを確実に防ぐことができる。
【0020】
実施の形態2.
図9は本発明の実施の形態2に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。実施の形態1では図5に示すようにイオン注入により窓構造9を形成したが、実施の形態2では図9に示すように不純物の拡散により窓構造9を形成する。
【0021】
即ち、レーザ共振端面(前端面)の近傍にZnO膜15をコンタクト層7上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、ZnO膜15からコンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5にZnを拡散させることにより、コンタクト層7、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Znが回折格子8に到達しないようにする。その後、ZnO膜15を除去する。
【0022】
このように不純物の拡散により窓構造9を形成した場合でも、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。即ち、CODを抑制しつつ回折格子8のディスオーダーを防ぐことができる。
【0023】
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造方法を説明する。図10から図14は本発明の実施の形態3に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【0024】
まず、実施の形態1の図2から図4の工程を行う。即ち、図2に示すように、半導体基板1上に下クラッド層2及び光ガイド層3を順に形成する。次に、図3に示すように、光ガイド層3内に回折格子8を形成する。次に、図4に示すように、回折格子8を光ガイド層4で埋め込む。そして、回折格子8を含む光ガイド層3,4上に、活性層5、及び上クラッド層6を順に形成する。
【0025】
次に、図11に示すように、レーザ共振端面(前端面)の近傍に開口を有する注入マスク14を上クラッド層6上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、上クラッド層6の上面側から上クラッド層6、及び活性層5にSiイオンを注入することにより、上クラッド層6、及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Siイオンが回折格子8に到達しないようにする。
【0026】
次に、図12に示すように注入マスク14を除去する。そして、図13に示すように、上クラッド層6上に上クラッド層16及びコンタクト層7を形成する。その後、図14に示すように、上電極10、下電極11、前端面コート膜12、後端面コート膜13を形成する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体レーザが製造される。
【0027】
本実施の形態では、上クラッド層6を形成した段階で結晶成長を止めて、上クラッド層16及びコンタクト層7を形成する前に、窓構造9を形成する。そして、窓構造9を形成した後に、上クラッド層16及びコンタクト層7を形成する。これにより、イオン注入する上クラッド層6の上面から活性層5までの距離が短くなるため、イオン注入の制御性が向上する。
【0028】
実施の形態4.
図15は本発明の実施の形態4に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。実施の形態3では図11に示すようにイオン注入により窓構造9を形成したが、実施の形態4では図15に示すように不純物の拡散により窓構造9を形成する。
【0029】
即ち、レーザ共振端面(前端面)の近傍にZnO膜15を上クラッド層6上に形成する。そして、レーザ共振端面の近傍かつ回折格子8の上方において、ZnO膜15から上クラッド層6及び活性層5にZnを拡散させることにより、上クラッド層6及び活性層5の一部をディスオーダーして窓構造9を形成する。この際に、Znが回折格子8に到達しないようにする。その後、ZnO膜15を除去する。
【0030】
このように不純物の拡散により窓構造9を形成した場合でも、実施の形態3と同様の効果を得ることができる。即ち、不純物拡散する上クラッド層6の上面から活性層5までの距離が短くなるため、不純物拡散の制御性が向上する。
【0031】
実施の形態5.
図16は、本発明の実施の形態5に係る半導体レーザを示す断面図である。実施の形態1では窓構造9はイオン注入によりディスオーダーした領域であるが、実施の形態5では窓構造17は活性層5より大きいバンドギャップを持つ結晶である。その他の構成は実施の形態1と同様である。
【0032】
続いて、上記の半導体レーザの製造方法を説明する。図17から図19は本発明の実施の形態5に係る半導体レーザの製造工程を示す断面図である。
【0033】
まず、図17に示すように、半導体基板1上に下クラッド層2及び光ガイド層3を順に形成する。そして、光ガイド層3内に回折格子8を形成し、回折格子8を光ガイド層4で埋め込む。
【0034】
次に、図18に示すように、レーザ共振端面(前端面)の近傍かつ回折格子8の上方において、活性層5より大きいバンドギャップを持つ結晶を光ガイド層3上に選択成長させて窓構造9を形成する。
【0035】
次に、図19に示すように、回折格子8を含む光ガイド層3上に、活性層5及び上クラッド層6及びコンタクト層7を順に形成する。その後、上電極10、下電極11、前端面コート膜12、後端面コート膜13を形成する。以上の工程により本実施の形態に係る半導体レーザが製造される。
【0036】
このように活性層5より大きいバンドギャップを持つ結晶により窓構造17を形成した場合でも実施の形態1と同様の効果を得ることができる。即ち、CODを抑制しつつ回折格子8のディスオーダーを防ぐことができる。
【0037】
なお、実施の形態1〜4では窓構造が前端面に設けられている場合について説明したが、これに限らず、窓構造9が前端面と後端面の両方の近傍に設けられた場合にも本発明を適用できる。また、実施の形態1〜4では回折格子8が部分的に設けられた分布反射型(DBR: Distributed Bragg Reflector)レーザについて説明したが、これに限らず、回折格子8がレーザ共振器長の全域に設けられた分布帰還型(DFB: Distributed Feedback)レーザにも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【0038】
1 半導体基板
3,4 光ガイド層(第1の半導体層)
5 活性層
6 上クラッド層(第2の半導体層)
8 回折格子
9,17 窓構造
16 上クラッド層(第3の半導体層)
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体基板と、
前記半導体基板上に順に積層された第1の半導体層、活性層、第2の半導体層と、
前記第1の半導体層内に設けられた回折格子と、
レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方に設けられた窓構造とを備え、
前記窓構造は前記回折格子には設けられていないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項2】
前記窓構造は、前記第2の半導体層及び前記活性層の一部をディスオーダーしたものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
【請求項3】
前記窓構造は、前記活性層より大きいバンドギャップを持つ結晶であることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
【請求項4】
前記窓構造は、前端面と後端面の両方の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体レーザ。
【請求項5】
前記回折格子は、レーザ共振器長の全域に設けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体レーザ。
【請求項6】
半導体基板上に第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層内に回折格子を形成する工程と、
前記回折格子を含む前記第1の半導体層上に、前記活性層及び前記第2の半導体層を順に形成する工程と、
レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方において、前記第2の半導体層の上面側から前記第2の半導体層及び前記活性層にイオンを注入するか又は不純物を拡散することにより、前記第2の半導体及び前記活性層の一部をディスオーダーして窓構造を形成する工程とを備え、
前記窓構造を形成する際に、前記イオン又は前記不純物が前記回折格子に到達しないようにすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項7】
前記窓構造を形成した後に、前記第2の半導体層上に第3の半導体層を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項8】
半導体基板上に第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層内に回折格子を形成する工程と、
前記回折格子を含む前記第1の半導体層上に、前記活性層及び前記第2の半導体層を順に形成する工程と、
前記活性層及び前記第2の半導体層を形成する前に、レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方において、前記活性層より大きいバンドギャップを持つ結晶を前記第1の半導体層上に選択成長させて窓構造を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項1】
半導体基板と、
前記半導体基板上に順に積層された第1の半導体層、活性層、第2の半導体層と、
前記第1の半導体層内に設けられた回折格子と、
レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方に設けられた窓構造とを備え、
前記窓構造は前記回折格子には設けられていないことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項2】
前記窓構造は、前記第2の半導体層及び前記活性層の一部をディスオーダーしたものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
【請求項3】
前記窓構造は、前記活性層より大きいバンドギャップを持つ結晶であることを特徴とする請求項1に記載の半導体レーザ。
【請求項4】
前記窓構造は、前端面と後端面の両方の近傍に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体レーザ。
【請求項5】
前記回折格子は、レーザ共振器長の全域に設けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体レーザ。
【請求項6】
半導体基板上に第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層内に回折格子を形成する工程と、
前記回折格子を含む前記第1の半導体層上に、前記活性層及び前記第2の半導体層を順に形成する工程と、
レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方において、前記第2の半導体層の上面側から前記第2の半導体層及び前記活性層にイオンを注入するか又は不純物を拡散することにより、前記第2の半導体及び前記活性層の一部をディスオーダーして窓構造を形成する工程とを備え、
前記窓構造を形成する際に、前記イオン又は前記不純物が前記回折格子に到達しないようにすることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【請求項7】
前記窓構造を形成した後に、前記第2の半導体層上に第3の半導体層を形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項8】
半導体基板上に第1の半導体層を形成する工程と、
前記第1の半導体層内に回折格子を形成する工程と、
前記回折格子を含む前記第1の半導体層上に、前記活性層及び前記第2の半導体層を順に形成する工程と、
前記活性層及び前記第2の半導体層を形成する前に、レーザ共振端面の近傍かつ前記回折格子の上方において、前記活性層より大きいバンドギャップを持つ結晶を前記第1の半導体層上に選択成長させて窓構造を形成する工程とを備えることを特徴とする半導体レーザの製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2013−30630(P2013−30630A)
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−165866(P2011−165866)
【出願日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成25年2月7日(2013.2.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年7月28日(2011.7.28)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]