(57)【要約】  半導体レーザは、両端面を含み、前記両端面のうち少なくとも一方が光の出射端面として構成された半導体層を備える。前記半導体層は、導波路と、光の窓構造領域とを有する。前記導波路は、第１の幅を有し、前記両端面の間に延設されている。前記窓構造領域は、前記第１の幅より大きい第２の幅を有し前記導波路に沿って設けられた開口部を有し、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成されている。
2019138635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端面を含み、前記両端面のうち少なくとも一方が光の出射端面として構成された半導体層を備え、
前記半導体層は、
第１の幅を有し、前記両端面の間に延設された導波路と、
前記第１の幅より大きい第２の幅を有し前記導波路に沿って設けられた開口部を有し、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成された光の窓構造領域とを含む
半導体レーザ。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、活性層と、基板側に設けられた第１クラッド層と、前記活性層に対して前記第１クラッド層の反対側に設けられた第２クラッド層とを含む
半導体レーザ。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体レーザであって、
前記窓構造領域は、前記第２クラッド層から前記活性層を介して前記第１クラッド層に達する深さで設けられる
半導体レーザ。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体レーザであって、
前記導波路は、リッジ導波路である
半導体レーザ。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体レーザであって、
前記リッジ導波路は、前記両端面の一方から他方に延設された、テーパ状または逆テーパ状の側面を有する
半導体レーザ。
【請求項６】
請求項４に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、前記リッジ導波路に沿ってこのリッジ導波路を挟むようにして形成された一対の凹部を有する
【請求項７】
請求項４に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、高抵抗層をさらに有し、
前記高抵抗層は、前記導波路に沿って設けられ、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成され、かつ、前記窓構造領域のうち、前記第２クラッド層の、前記活性層が設けられる側の反対側の表面から、前記活性層より浅い位置まで設けられる
半導体レーザ。
【請求項８】
請求項２に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、高抵抗層をさらに有し、
前記高抵抗層は、前記導波路に沿って設けられ、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成され、かつ、前記窓構造領域のうち、前記第２クラッド層の、前記活性層が設けられる側の反対側の表面から、前記活性層より浅い位置まで設けられる
半導体レーザ。
【請求項９】
請求項４に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、前記導波路の幅方向の中心と、前記開口部の幅方向の中心とが一致するように構成される
半導体レーザ。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体レーザであって、
前記リッジ導波路の幅である前記第１の幅は、0.5μm以上5μm以下であり、
前記第２の幅は、5μm以上40μm以下である
半導体レーザ。
【請求項１１】
請求項７に記載の半導体レーザであって、
前記高抵抗層は、前記窓構造領域の開口部に重なるように設けられた開口部を有する
半導体レーザ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体レーザであって、
前記高抵抗層の開口部の幅は、前記窓構造領域の開口部の幅と同じか、またはそれより小さい
半導体レーザ。
【請求項１３】
請求項７に記載の半導体レーザであって、
前記高抵抗層はSi、B、およびHのうちいずれか少なくとも１種を含む
半導体レーザ。
【請求項１４】
請求項１に記載の半導体レーザであって、
前記窓構造領域は、Zn拡散領域である
半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、活性層の共振器端面の窓構造領域となる相互拡散領域への電流注入が少ない構造を備える半導体レーザが開示されている。この半導体レーザでは、ZnイオンおよびSiイオンの注入領域が窓構造領域を形成し、光吸収によるデバイスの端面破壊につながる劣化を抑制している（例えば、明細書段落［００１８］、［００４１］、図５〜８に記載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平11-26866号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ光の高出力化に伴って、光吸収によるデバイスの劣化がいっそう懸念される。一方、デバイスの劣化を抑制するための窓構造領域が広範囲に設定されると、フリーキャリア吸収の増大により、発光効率が低下するおそれがある。【０００５】
本開示の目的は、発光効率の低下およびデバイスの劣化を抑制することができる半導体レーザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一形態に係る半導体レーザは、両端面を含み、前記両端面のうち少なくとも一方が光の出射端面として構成された半導体層を備える。
前記半導体層は、導波路と、光の窓構造領域とを含む。
前記導波路は、第１の幅を有し、前記両端面の間に延設されている。
前記窓構造領域は、前記第１の幅より大きい第２の幅を有し前記導波路に沿って設けられた開口部を有し、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成されている。【０００７】
上記のように、両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成された光の窓構造領域により、半導体層の特に導波路から横方向に広がる領域における光吸収を抑制できる。これにより半導体層の劣化を抑制できる。その一方で、導波路に沿って設けられた、窓構造領域の開口部が、導波路の幅（第１の幅）より大きい幅（第２の幅）を有する。これにより、フリーキャリアの吸収を抑制して発光効率の低下を抑制できる。【０００８】
前記半導体層は、活性層と、基板側に設けられた第１クラッド層と、前記活性層に対して前記第１クラッド層の反対側に設けられた第２クラッド層とを含んでいてもよい。
前記窓構造領域は、前記第２クラッド層から前記活性層を介して前記第１クラッド層に達する深さで設けられていてもよい。【０００９】
あるいは、半導体層は、第１クラッド層と活性層との間、および／または、第１クラッド層と活性層との間に、ガイド層を有していてもよい。【００１０】
前記導波路は、リッジ導波路であってもよい。リッジ導波路の凸部は、例えばドライエッチングプロセスにより形成され、その場合、リッジ導波路の横方向に広がる領域で欠陥が生じやすくなる。しかし、本形態に係る窓構造領域により、その欠陥に基づく半導体層の劣化を抑制できる。【００１１】
前記リッジ導波路は、前記両端面の一方から他方に延設された、テーパ状または逆テーパ状の側面を有していてもよい。【００１２】
前記半導体層は、前記リッジ導波路に沿ってこのリッジ導波路を挟むようにして形成された一対の凹部を有していてもよい。これにより、例えばリッジ導波路の高さ位置を、凹部が形成されていない部分における半導体層の表面の位置と同じにすることができる。したがって、半導体レーザの回路基板への実装時において、リッジ導波路への応力集中を緩和できる。【００１３】
前記半導体層は、高抵抗層をさらに有していてもよい。前記高抵抗層は、前記導波路に沿って設けられ、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成され、かつ、前記窓構造領域のうち、前記第２クラッド層の、前記活性層が設けられる側の反対側の表面から、前記活性層より浅い位置まで設けられていてもよい。これにより、窓構造領域へのリーク電流を抑制できる。【００１４】
前記半導体層は、前記導波路の幅方向の中心と、前記開口部の幅方向の中心とが一致するように構成されていてもよい。【００１５】
前記リッジ導波路の幅である前記第１の幅は、0.5μm以上5μm以下であってもよい。前記第２の幅は、5μm以上40μm以下であってもよい。【００１６】
前記高抵抗層は、前記窓構造領域の開口部に重なるように設けられた開口部を有していてもよい。【００１７】
前記高抵抗層の開口部の幅は、前記窓構造領域の開口部の幅と同じであってもよい。あるいは、前記高抵抗層の開口部の幅が、前記窓構造領域の開口部の幅より小さいことにより、窓構造領域へのリーク電流の抑制効果が高められる。【００１８】
前記高抵抗層はSi、B、およびHのうちいずれか少なくとも１種を含んでいてもよい。【００１９】
前記窓構造領域は、Zn拡散領域であってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
以上、本技術によれば、発光効率の低下およびデバイスの劣化を抑制することができる。【００２１】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、基本的な構成を有する、参考例に係る半導体レーザの半導体層を断面図である。
【図２】図２は、本技術の実施形態１に係る半導体レーザの半導体層を示す平面図である。
【図３】図３Ａは図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３Ｂは図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４Ａ〜Ｅは、実施形態１に係る半導体レーザの製造工程を順に示す。
【図５】図５Ａ〜Ｄは、図４Ｅに続き、実施形態１に係る半導体レーザの製造工程を順に示す。
【図６】図６Ａは、実施形態２に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図６Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、実施形態３に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図７Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【図８】図８Ａは、実施形態４に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図８Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【図９】図９Ａ〜Ｄは、図４Ｄに続き、実施形態４に係る半導体レーザの製造工程を順に示す。
【図１０】図１０Ａ〜Ｄは、図９Ｄに続き、実施形態４に係る半導体レーザの製造工程を順に示す。
【図１１】図１１Ａは、実施形態５に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図１１Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
１．参考例
【００２５】
図１は、基本的な構成を有する、参考例に係る半導体レーザの半導体層１０１を断面図である。半導体レーザ１００の半導体層１０１は、図示しない基板側から順に第１クラッド層１１、活性層１３、第２クラッド層１２、コンタクト層１４を有する。コンタクト層１４以外の、半導体層１０１の表面には絶縁膜２０が形成されている。
【００２６】
この半導体レーザ１００は、例えばリッジ導波路１５を有するリッジ導波路型の半導体レーザである。導波路とその導波路脇の領域とにおいて実効屈折率差を設けるために、導波路脇の第２クラッド層１２が途中までエッチングされて除去されることにより、リッジ導波路１５が凸状に形成される。
【００２７】
例えばエッチングは、RIE（Reactive Ion Etching）等のドライエッチングプロセスにより形成される。この場合、図１中、「×」で示すように、リッジ導波路１５脇の第２クラッド層１２あるいは活性層１３に欠陥が導入され、通電動作時に光吸収が起こり、半導体層１０１が劣化するおそれがある。
【００２８】
２．実施形態１
【００２９】
２．１）半導体レーザの構成
【００３０】
図２は、本技術の実施形態１に係る半導体レーザの半導体層を示す平面図である。図３Ａは図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３Ｂは図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。この半導体レーザ１Ａの基本構成は、図１に示した参考例に係る半導体レーザ１００の構成と同様である。
【００３１】
半導体層１０の両端面１０ａのうち少なくとも一方が、レーザ光の出射端面として構成される。リッジ導波路１５は両端面１０ａの間に延設され、例えば両端面１０ａに対して実質的に垂直方向に延設されている。
【００３２】
半導体層１０は、両端面１０ａの一方から他方にわたって連続的に形成された窓構造領域１６を有する。窓構造領域１６は、上述したように、光吸収を抑制するためのZn拡散領域である。窓構造領域１６は、リッジ導波路１５に沿って設けられた開口部１６ａを有する（図３Ｂも参照）。「リッジ導波路１５に沿って」とは、すなわち、開口部１６ａが、半導体層１０を構成する光共振器長の方向（図２中、縦方向）に沿うように、かつ、リッジ導波路１５に平面視で重なるように配置されることを意味する。開口部１６ａは、窓構造が形成されない非窓構造領域である。
【００３３】
図２、例えば半導体層１０の両端部（両端面１０ａの近傍）では、開口部１６ａは形成されておらず、両端部の全体にわたって窓構造領域１６が形成されている。すなわち、開口部１６ａの光共振器長方向の長さは、半導体層１０の同方向の長さ（つまり共振器長）や、リッジ導波路１５の長さより短く形成されている。例えば、開口部１６ａの光共振器方向の長さは、半導体層１０の同方向の長さの80〜99％程度とされ、より好ましくは、90〜99％とされる。
【００３４】
なお、半導体層１０の両端面１０ａから、例えば共振器長の1〜20％程度内側まで、より好ましくは1〜10％程度内側までの距離を「端部領域」と定義することもできる。図２において、端部領域１０ｂは破線で囲まれた領域である。
【００３５】
図３Ａに示すように、窓構造領域１６は、少なくとも第２クラッド層１２の表面から、ここではコンタクト層１４の表面から、活性層１３を介して第１クラッド層１１に達する（例えば第１クラッド層１１の途中までの）深さで設けられる。窓構造領域１６に含まれる活性層１３のバンドギャップは、窓構造領域１６に含まれない活性層１３のバンドギャップより大きくなる。
【００３６】
図３Ｂに示すように、開口部１６ａの幅（第２の幅）ｗ２は、リッジ導波路１５の幅（第１の幅）ｗ１より大きく形成されている。ここで言う幅は、光共振器長方向および深さ方向（半導体の各層の積層方向）の両方に直交する方向の幅である。これらの幅の方向を、以下では、便宜的に「横方向」と言う場合もある。リッジ導波路１５の幅ｗ１は、ここでは凸部の幅であり、コンタクト層１４の幅と実質的に同じである。
【００３７】
リッジ導波路の側面（両端面１０ａの一方から他方に延設された側面）１５ａに沿う方向は、半導体各層の積層方向に一致、つまり、横方向に垂直方向であってもよいし、次のようにテーパ状（斜め上を向く面）または逆テーパ状（斜め下を向く面）に形成されていてもよい。すなわち、例えばリッジ導波路が台形など、長方形や正方形でない場合、リッジ導波路の幅は、その台形の高さ（深さ）位置に応じて変化する値をとる。このようにリッジ導波路が台形である場合でも、開口部１６ａの幅は、リッジ導波路の幅の最大値より大きく形成される。
【００３８】
リッジ導波路１５の幅方向の中心と、開口部１６ａの幅方向の中心は、典型的に一致している。しかしそれらは一致していなくてもよく、リッジ導波路１５の中心から、開口部１６ａの幅方向の両端までのそれぞれの距離が異なっていてもよい。
【００３９】
リッジ導波路１５の幅は、例えば、0.5μm以上5μm以下、より好ましくは1μm以上3μm以下である。開口部１６ａの幅は、例えば5μm以上40μm以下であり、より好ましくは、10μm以上30μm以下である。
【００４０】
なお、半導体レーザ１ＡがAlGaAs系の材料を用いたデバイスである場合、例えば、基板にはn-GaAs、第１クラッド層１１にはn-AlGaAs、活性層１３にはAlGaAs、第２クラッド層１２にはp-AlGaAs、コンタクト層１４にはGaAsの材料が用いられる。
【００４１】
あるいは逆に、第１クラッド層１１がｐ型、第２クラッド層１２がｎ型を有する半導体材料が用いられてもよい。
【００４２】
以上のように、本実施形態では、半導体層１０の両端面１０ａの一方から他方にわたって連続的に形成された光の窓構造領域１６により、リッジ導波路１５から横方向に広がる領域における光吸収を抑制できる。
【００４３】
窓構造領域１６ではZnが拡散しているため、窓構造領域１６の不純物濃度は、非窓構造領域のそれよりも高い。仮に開口部１６ａが設けられていない場合、不純物濃度が高い窓構造領域１６が発光領域に重なることになり、フリーキャリア吸収の増大を招き、発光効率が低下するおそれがある。本実施形態では、窓構造領域１６が、リッジ導波路１５から横方向に一定距離をおいて形成される。つまり、リッジ導波路１５の幅ｗ１より大きい幅ｗ２を持つ開口部１６ａが設けられることにより、不純物濃度が高い窓構造領域１６が発光領域から離れた位置から形成される。これにより、発光効率の低下を抑制できる。
【００４４】
特に本実施形態に係る半導体レーザ１Ａはリッジ導波路型であるため、図１に示したように、製造工程において、リッジ導波路１５から横方向に広がる領域に欠陥が生じやすくなる。しかしながら、窓構造領域１６が設けられることにより、半導体レーザ１Ａの動作中においてその欠陥に基づく半導体層１０の劣化や破壊を抑制できる。
【００４５】
半導体層１０において窓構造領域１６の電気抵抗は他の領域に比べて低いため、窓構造領域１６がリッジ導波路１５脇から形成されると、リーク電流が増加するおそれがある。しかし、本実施形態に係る、開口部１６ａを有する窓構造領域１６によれば、そのようなリーク電流を抑制することができる。その結果、閾値電流および動作電流の増大を抑えることができる。
【００４６】
窓構造領域１６の活性層１３のバンドギャップは、通常の量子井戸活性層のそれよりも大きい。そのため、リッジ導波路１５から横方向へ一定の距離を空けないと、リッジ導波路１５脇の領域において発光再結合が起こらず、レーザ光の放射角の大きさや形状に影響を及ぼしてしまうリスクがある。しかし、本実施形態に係る窓構造領域１６は、所定の範囲に形成された開口部１６ａを有することにより、そのリスクを回避できる。
【００４７】
２．２）半導体レーザの製造工程
【００４８】
図４Ａ〜Ｅ、図５Ａ〜Ｄは、この半導体レーザ１Ａの製造工程を順に示す。これらの図は、図２においてＢ−Ｂ線断面での位置の断面図に相当する。基板は図示していない。
【００４９】
図４Ａに示すように、第１クラッド層１１、活性層１３、第２クラッド層１２、およびコンタクト層１４が順に基板上に結晶成長により形成される。結晶成長法として、例えばMOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）が用いられる。
【００５０】
図４Ｂに示すように、コンタクト層１４上に絶縁膜が形成され、その絶縁膜のうち窓構造領域１６を形成したい部分が除去されることにより、絶縁膜２２が残る。絶縁膜２２は、以下の他の絶縁膜も同様に例えばCVDにより形成されるが、他の方法により形成されてもよい。
【００５１】
図４Ｃに示すように、絶縁膜２２をマスクとして、Znが第１クラッド層１１の途中まで拡散される。図４Ｄに示すように、絶縁膜２２が除去される。
【００５２】
図４Ｅに示すように、絶縁膜２３が形成され、図５Ａに示すように、その絶縁膜２３をマスクとして、コンタクト層１４の一部および第２クラッド層１２の一部が、第２クラッド層１２の所定深さまでエッチングにより除去される。これにより、リッジ導波路１５を構成する凸部が形成される。エッチングとしては、上述したようにドライエッチングが用いられる。
【００５３】
図５Ｂに示すように、絶縁膜２３が除去され、図５Ｃに示すように、この半導体層１０の上面に絶縁膜２０が形成される。
【００５４】
図５Ｄに示すように、コンタクト層１４上の絶縁膜２０が除去される。この後、図示しない電極層が蒸着やスパッタリングによりコンタクト層１４上に形成される。また、基板側にも電極が同方法により形成される。以上により、半導体レーザ１Ａが形成される。
【００５５】
３．実施形態２
【００５６】
図６Ａ、Ｂは、実施形態２に係る半導体レーザをそれぞれ示す断面図である。図６Ａは、図３Ａと同様に、半導体層１０の端部領域１０ｂ（図２参照）の断面を示す。図６Ｂは、図３Ｂと同様に、半導体層１０の端部領域１０ｂ以外の断面を示す。
【００５７】
これ以降の説明では、上記参考例および実施形態１で説明した半導体レーザ１Ａが含む要素のうち実質的に同一の要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５８】
上記実施形態１に係る半導体層１０と比べて、この半導体レーザ１Ｂの半導体層１０は、高抵抗層１８をさらに備える。高抵抗層１８は、窓構造領域１６のうち、第２クラッド層１２の、活性層１３が設けられる側の反対側の表面、本実施形態ではコンタクト層１４の表面から、活性層１３より浅い位置まで設けられる。高抵抗層１８ができるだけ活性層１３の近くまで設けられることにより、窓構造領域１６へのリーク電流の抑制効果を高めることができる。また、高抵抗層１８は、半導体層１０の両端面１０ａ（図２参照）のうち一方から他方にわたって連続的に形成されている。
【００５９】
図６Ｂに示すように、高抵抗層１８は開口部１８ａを有する。開口部１８ａは、窓構造領域１６の開口部１６ａと重なるように設けられている。具体的には、開口部１８ａは開口部１６ａと同じ位置に形成され、同じ幅ｗ２を有する。幅ｗ２は、リッジ導波路１５の幅ｗ１より小さい。
【００６０】
しかし、開口部１８ａの幅は、窓構造領域１６の開口部１６ａの幅と異なっていてもよい。その場合、開口部１８ａの幅が開口部１６ａの幅より小さく、かつ、リッジ導波路１５の幅ｗ１より大きいことが好ましい。
【００６１】
高抵抗層１８は、例えば窓構造領域１６が形成された後、リッジ導波路１５を構成する凸部が形成される前の工程において、特定の元素のイオン注入により形成される。その元素としては、例えばSi、B、およびHのうちいずれか少なくとも１種を含む。この高抵抗層１８を含む半導体レーザの製造方法については、後述する別の実施形態４において説明する。
【００６２】
なお、高抵抗層１８は、窓構造領域１６が形成される前に形成され、その後、窓構造領域１６が形成されるようにしてもよい。
【００６３】
本実施形態によれば、上記実施形態１と同様の効果が得られる上、高抵抗層１８が設けられることにより、窓構造領域１６へのリーク電流の抑制効果を高めることができる。
【００６４】
４．実施形態３
【００６５】
図７Ａは、実施形態３に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図７Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【００６６】
この半導体レーザ１Ｃの半導体層１０は、リッジ導波路１５に沿ってこのリッジ導波路１５を挟むようにして形成された一対の凹部１７、１７を有する。図７Ｂに示すように、窓構造領域１６の開口部１６ａの幅ｗ２は、一対の凹部１７、１７の各壁面（リッジ導波路１５に対向する外側の内壁面）１７ａ、１７ａ間の幅と実質的に一致する。
【００６７】
リッジ導波路１５および一対の凹部１７の形成方法については、後の実施形態４で説明する。
【００６８】
一対の凹部１７の形成によってリッジ導波路１５が構成されるので、リッジ導波路１５の高さ位置を、凹部１７が形成されていない部分における半導体層１０の表面の位置と同じにすることができる。したがって、リッジ導波路１５が、半導体層１０の表面から最も突出した部分にはならないため、半導体レーザ１Ｃの回路基板へのジャンクションダウン実装の時、リッジ導波路１５への応力集中を緩和できる。
【００６９】
５．実施形態４
【００７０】
５．１）半導体レーザの構成
【００７１】
図８Ａは、実施形態４に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図８Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【００７２】
この半導体レーザ１Ｄの半導体層１０は、実施形態２と３を組み合わせた形態を有する。すなわち、半導体層１０は、一対の凹部１７により形成されたリッジ導波路１５を有し、窓構造領域１６および高抵抗層１８を有する。図８Ｂに示すように、窓構造領域１６の開口部１６ａの幅ｗ２と、高抵抗層１８の開口部１８ａの幅は実質的に同じであるが、それらの幅は異なっていてもよい。
【００７３】
本実施形態によれば、実施形態２と３を組み合わせた形態による効果が得られる。
【００７４】
５．２）半導体レーザの製造工程
【００７５】
図９Ａ〜Ｄ、図１０Ａ〜Ｄは、この半導体レーザ１Ｄの製造工程を順に示す。まず、図４Ａ〜Ｄを用いて上で説明したように、半導体層１０の所定の領域にZnが拡散されることにより、窓構造領域１６が形成される。
【００７６】
次に、図９Ａに示すように、その窓構造領域１６の開口部１６ａの形状に応じてレジスト２４がパターニングされる。
【００７７】
図９Ｂに示すように、そのレジスト２４をマスクとして、イオンが注入されることにより、高抵抗層１８が形成される。図９Ｃに示すように、レジスト２４が除去される。
【００７８】
図９Ｄに示すように、半導体層１０のコンタクト層１４上に絶縁膜２５が形成される。図１０Ａに示すように、その絶縁膜２５をマスクとして、コンタクト層１４および第２クラッド層１２が、第２クラッド層１２の所定深さまでエッチングにより除去される。これにより、リッジ導波路１５を構成するための一対の凹部１７が形成される。
【００７９】
図１０Ｂに示すように、絶縁膜２５が除去され、図１０Ｃに示すように、この半導体層１０上に絶縁膜２６が形成される。
【００８０】
図１０Ｄに示すように、コンタクト層１４上の絶縁膜２６が除去される。この後、図示しない電極層が蒸着やスパッタリングによりコンタクト層１４上に形成される。また、基板側にも電極が同方法により形成される。以上により、半導体レーザ１Ｄが形成される。
【００８１】
６．実施形態５
【００８２】
図１１Ａは、実施形態５に係る半導体レーザの半導体層の端部領域を示す断面図である。図１１Ｂは、その半導体層の端部領域以外の領域を示す断面図である。
【００８３】
図１１Ｂに示すように、この半導体レーザ１Ｅの半導体層１０では、高抵抗層１８の開口部１８ａの幅ｗ３が、窓構造領域１６の開口部１６ａの幅ｗ２より小さい。幅ｗ３は、一対の凹部１７の外側の各壁面１７ａ間の幅と実質的に一致し、また、リッジ導波路１５の幅ｗ１より大きい。
【００８４】
本実施形態によれば、実施形態２と４を組み合わせた形態による効果が得られるとともに、窓構造領域１６への電流のリークを効果的に抑制することができる。
【００８５】
７．変形例
【００８６】
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００８７】
上記各実施形態では、リッジ導波路型の半導体レーザを例に挙げた。しかし、リッジ部を備えないプレーナ型の半導体レーザにも本技術を適用可能である。プレーナ型の場合、導波路の横方向の幅は、例えば、不純物が拡散されて構成された電流狭窄路の横方向の幅、あるいはその幅が一定でない場合はその最大値、として定義することができる。
【００８８】
上記各実施形態に係る窓構造領域１６は、両端面１０ａ（図２参照）のうち一方から他方にわたって連続的に形成されたが、断続的に形成されていてもよい。断続的とは、両端面１０ａのうち一方から他方にわたって少なくとも一か所で途切れるように形成されることを意味する。
【００８９】
あるいは、窓構造領域が「連続的」に設けられるとしても、両端面１０ａのうち一方から他方にわたって少なくとも一か所に溝（非窓構造領域を形成する溝）があってもよい。以上のことは、高抵抗層１８についても同様である。
【００９０】
上記実施形態１において、図２、３Ａに示すように、窓構造領域１６は必ずしも端部領域１０ｂの横方向の全体にわたって形成されることを要しない。例えば、半導体層１０の横方向の両エッジから内側へ所定距離の領域において窓構造領域１６が形成されていなくてもよい。このことは他の実施形態２〜５についても同様である。
【００９１】
上記各実施形態に係るリッジ導波路１５は、両端面１０ａの一方から他方にかけて直線状に構成されたが、導波路の少なくとも一部が曲線あるいは折れ線で構成されていてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、半導体材料として、GaAs系の材料を例に挙げたが、GaN系の材料が用いられてもよい。
【００９３】
以上説明した各形態の特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。
【００９４】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
両端面を含み、前記両端面のうち少なくとも一方が光の出射端面として構成された半導体層を備え、
前記半導体層は、
第１の幅を有し、前記両端面の間に延設された導波路と、
前記第１の幅より大きい第２の幅を有し前記導波路に沿って設けられた開口部を有し、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成された光の窓構造領域とを含む
半導体レーザ。
（２）
請求項１に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、活性層と、基板側に設けられた第１クラッド層と、前記活性層に対して前記第１クラッド層の反対側に設けられた第２クラッド層とを含む
半導体レーザ。
（３）
前記（２）に記載の半導体レーザであって、
前記窓構造領域は、前記第２クラッド層から前記活性層を介して前記第１クラッド層に達する深さで設けられる
半導体レーザ。
（４）
前記（２）または（３）に記載の半導体レーザであって、
前記導波路は、リッジ導波路である
半導体レーザ。
（５）
前記（４）に記載の半導体レーザであって、
前記リッジ導波路は、前記両端面の一方から他方に延設された、テーパ状または逆テーパ状の側面を有する
半導体レーザ。
（６）
前記（４）または（５）に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、前記リッジ導波路に沿ってこのリッジ導波路を挟むようにして形成された一対の凹部を有する
（７）
前記（４）から（６）のうちいずれか１項に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、高抵抗層をさらに有し、
前記高抵抗層は、前記導波路に沿って設けられ、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成され、かつ、前記窓構造領域のうち、前記第２クラッド層の、前記活性層が設けられる側の反対側の表面から、前記活性層より浅い位置まで設けられる
半導体レーザ。
（８）
前記（２）または（３）に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、高抵抗層をさらに有し、
前記高抵抗層は、前記導波路に沿って設けられ、前記両端面の一方から他方にわたって連続または断続的に形成され、かつ、前記窓構造領域のうち、前記第２クラッド層の、前記活性層が設けられる側の反対側の表面から、前記活性層より浅い位置まで設けられる
半導体レーザ。
（９）
前記（４）から（７）のうちいずれか１項に記載の半導体レーザであって、
前記半導体層は、前記導波路の幅方向の中心と、前記開口部の幅方向の中心とが一致するように構成される
半導体レーザ。
（１０）
前記（９）に記載の半導体レーザであって、
前記リッジ導波路の幅である前記第１の幅は、0.5μm以上5μm以下であり、
前記第２の幅は、5μm以上40μm以下である
半導体レーザ。
（１１）
前記（７）または（８）に記載の半導体レーザであって、
前記高抵抗層は、前記窓構造領域の開口部に重なるように設けられた開口部を有する
半導体レーザ。
（１２）
前記（１１）に記載の半導体レーザであって、
前記高抵抗層の開口部の幅は、前記窓構造領域の開口部の幅と同じか、またはそれより小さい
半導体レーザ。
（１３）
前記（７）または（８）に記載の半導体レーザであって、
前記高抵抗層はSi、B、およびHのうちいずれか少なくとも１種を含む
半導体レーザ。
（１４）
前記（１）から（１３）のうちいずれか１項に記載の半導体レーザであって、
前記窓構造領域は、Zn拡散領域である
半導体レーザ。
【符号の説明】
【００９５】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ…半導体レーザ
１０…半導体層
１０ｂ…端部領域
１０ａ…両端面
１１…第１クラッド層
１２…第２クラッド層
１３…活性層
１４…コンタクト層
１５…リッジ導波路
１６ａ…開口部
１６…窓構造領域
１７…一対の凹部
１８…高抵抗層
１８ａ…開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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