(57)【要約】【課題】内部への欠陥の侵入を低減可能な構造を有する量子カスケード半導体レーザを提供する。【解決手段】量子カスケード半導体レーザは、第１エリア、第２エリア及び第３エリアを含む主面を有する基板と、第１エリア及び第２エリアのそれぞれ上に第１メサ及び第２メサ、並びに第３エリア上に半導体メサを有する半導体積層領域とを備えるレーザ構造体と、基板の第３エリア上、第１メサの側面及び第２メサの側面上、並びに半導体メサの端面上に設けられた第１半導体膜とを備える。半導体積層領域は、第１軸の方向に配列された第１領域及び第２領域を含み、第１領域は半導体メサを含み、第２領域は、第１メサ及び第２メサを含み、半導体メサはコア層を含み、レーザ構造体の第２領域は、第３エリア、第１メサの側面及び第２メサの側面によって規定される凹部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子カスケード半導体レーザであって、
第１軸の方向に配列された第１端面及び第２端面、並びに第１エリア、第２エリア及び第３エリアを含む主面を有する基板と、前記第１エリア及び前記第２エリアのそれぞれ上に第１メサ及び第２メサを有すると共に前記第３エリア上に半導体メサを有する半導体積層領域と、を備えるレーザ構造体と、
前記基板の前記第３エリア上、前記第１メサの側面及び前記第２メサの側面上、並びに前記半導体メサの端面上に設けられた第１半導体膜と、
を備え、
前記第１エリア、前記第２エリア及び前記第３エリアは、前記第１軸の方向に延在し、前記第３エリアは、前記第１エリアと前記第２エリアとの間に位置し、
前記レーザ構造体は、前記第１軸の方向に配列された第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は前記半導体メサを含み、前記第２領域は、前記第１メサ及び前記第２メサを含み、
前記半導体メサは、コア層を含み、
前記レーザ構造体の前記第２領域は、前記第３エリア、前記第１メサの前記側面及び前記第２メサの前記側面によって規定される凹部を有する、量子カスケード半導体レーザ。
【請求項２】
前記第１領域は、前記第１メサ及び前記第２メサを含み、
前記半導体メサは、前記第１メサと前記第２メサとの間に位置し、前記半導体メサは、前記第１領域において、前記第１メサの側面及び前記第２メサの側面から隔置される、請求項１に記載された量子カスケード半導体レーザ。
【請求項３】
前記第１半導体膜上に設けられた絶縁膜を更に備える、請求項１又は請求項２に記載された量子カスケード半導体レーザ。
【請求項４】
前記半導体メサの前記端面上の前記第１半導体膜上に設けられた反射膜を更に備える、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載された量子カスケード半導体レーザ。
【請求項５】
前記反射膜は、Ａｕを含む、請求項４に記載された量子カスケード半導体レーザ。
【請求項６】
前記第１領域上に設けられた電極を更に備え、
前記電極は、前記反射膜の材料と同じ材料を含む、請求項４又は請求項５に記載された量子カスケード半導体レーザ。
【請求項７】
前記第１半導体膜は、前記半導体メサの側面上に設けられ、
前記半導体メサの前記側面上の前記第１半導体膜、及び前記半導体メサは、前記第３エリアにおいて導波路メサを構成し、
前記レーザ構造体は、前記第１領域において。前記導波路メサを前記第１メサから隔置する第１凹部と、前記導波路メサを前記第２メサから隔置する第２凹部とを含む、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された量子カスケード半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子カスケード半導体レーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料を含む中赤外量子カスケード半導体レーザを開示する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Applied.  Physics  Letters,  vol.83,  pp.1929-1931,  2003.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
量子カスケード半導体レーザは、エピ成長、加工、及びメタライズといった工程を介してウエハ上に形成される。量子カスケード半導体レーザにおいて発光に関わるコア層の端面を保護するために、ウエハ上に保護層を成長して、コア層を含む半導体メサの端面を覆う。保護層は、コア層の端面が外気に曝されることを防ぐ。このような保護層は、半導体メサの端面だけでなく、多数の半導体チップを形成する分離ライン上にも形成される。製造工程の後半では、ウエハを分離ラインに沿って劈開等の手法により分割する。
【０００５】
発明者の知見によれば、劈開等の手法によりウエハを個々の半導体チップに分割する際に、分割時の応力によって、保護層にチッピングやクラックといった欠陥が生じることがあり、このような欠陥は、素子の外縁から内部に延びて、半導体メサの端面の近くに至ることもある。欠陥が半導体メサの端面の近傍に到達することを避けるために、内部領域の半導体メサの端面を分離ラインから隔置する大きな隔置領域を量子カスケード半導体レーザに設けることができる。
【０００６】
本発明の一側面は、このような背景を鑑みなされたものであり、内部への欠陥の侵入を防ぐことができる構造を有する量子カスケード半導体レーザを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る量子カスケード半導体レーザは、第１軸の方向に配列された第１端面及び第２端面、並びに第１エリア、第２エリア及び第３エリアを含む主面を有する基板と、前記第１エリア及び前記第２エリアのそれぞれ上に第１メサ及び第２メサを有すると共に前記第３エリア上に半導体メサを有する半導体積層領域と、を備えるレーザ構造体と、前記基板の前記第３エリア上、前記第１メサの側面及び前記第２メサの側面上、並びに前記半導体メサの端面上に設けられた第１半導体膜と、を備え、前記第１エリア、前記第２エリア及び前記第３エリアは、前記第１軸の方向に延在し、前記第３エリアは、前記第１エリアと前記第２エリアとの間に位置し、前記レーザ構造体は、前記第１軸の方向に配列された第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は前記半導体メサを含み、前記第２領域は、前記第１メサ及び前記第２メサを含み、前記半導体メサは、コア層を含み、前記レーザ構造体の前記第２領域は、前記第３エリア、前記第１メサの前記側面及び前記第２メサの前記側面によって規定される凹部を有する。
【０００８】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の一側面によれば、内部への欠陥の侵入を防ぐことができる構造を有する量子カスケード半導体レーザが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示されるＩＩ−ＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【図３】図３は、図１に示されるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【図４】図４は、大きな隔置領域を有する量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。
【図５】図５は、図４に示されたＶ−Ｖ線にそってとられた断面を示す図面である。
【図６】図６は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。
【図７】図７は、図６に示されるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【図８】図８は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。
【図９】図９は、図８に示されるＩＸ−ＩＸ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【図１０】図１０は、図８に示されるＸ−Ｘ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【図１１】図１１は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１に示されるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【図１３】図１３は、図１１に示されるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
いくつかの具体例を説明する。
【００１２】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザは、（ａ）第１軸の方向に配列された第１端面及び第２端面、並びに第１エリア、第２エリア及び第３エリアを含む主面を有する基板と、前記第１エリア及び前記第２エリアのそれぞれ上に第１メサ及び第２メサを有すると共に前記第３エリア上に半導体メサを有する半導体積層領域と、を備えるレーザ構造体と、（ｂ）前記基板の前記第３エリア上、前記第１メサの側面及び前記第２メサの側面上、並びに前記半導体メサの端面上に設けられた第１半導体膜と、を備え、前記第１エリア、前記第２エリア及び前記第３エリアは、前記第１軸の方向に延在し、前記第３エリアは、前記第１エリアと前記第２エリアとの間に位置し、前記レーザ構造体は、前記第１軸の方向に配列された第１領域及び第２領域を含み、前記第１領域は前記半導体メサを含み、前記第２領域は、前記第１メサ及び前記第２メサを含み、前記半導体メサは、コア層を含み、前記レーザ構造体の前記第２領域は、前記第３エリア、前記第１メサの前記側面及び前記第２メサの前記側面によって規定される凹部を有する。
【００１３】
量子カスケード半導体レーザによれば、第１半導体膜は、半導体メサの端面及び第３エリア上に設けられることに加えて、第１メサの側面及び第２メサの側面上に設けられる。第１メサ及び第２メサは、第３エリア上の第１半導体膜を該第３エリアの両側において支持できる。また、第１半導体膜は、第１メサ及び第２メサの半導体製の側面に接合を成す。
【００１４】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザでは、前記第１領域は、前記第１メサ及び前記第２メサを含み、前記半導体メサは、前記第１メサと前記第２メサとの間に位置し、前記半導体メサは、前記第１領域において、前記第１メサの前記側面及び前記第２メサの前記側面から隔置される。
【００１５】
量子カスケード半導体レーザによれば、レーザ構造体の第１領域及び第２領域の各々が、第１メサ及び第２メサを含む。第１領域に加えて第２領域に第１メサ及び第２メサを含む配置は、比較的限定されたエリアのエッチングによりレーザ構造体を形成することを可能にする。限定されたエリアのエッチングは、エッチングレートを高めるのに有効である。その結果、量子カスケードレーザに必要な、高い半導体メサの形成が容易になると共に、エッチング時間を短縮でき、生産性が向上する。また、第１領域及び第２領域に設けられる第１メサ及び第２メサは、エピダウン実装を可能にする。
【００１６】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザでは、前記第１半導体膜上に設けられた絶縁膜を更に備える。
【００１７】
量子カスケード半導体レーザによれば、絶縁膜を追加することにより、劈開等による半導体チップ作成の際における第１半導体膜の剥離及び／又は割れを低減でき、半導体メサの端面上の第１半導体膜の破損が、生じにくくなる。
【００１８】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザでは、前記半導体メサの前記端面上の前記半導体膜上に設けられた反射膜を更に備える。
【００１９】
量子カスケード半導体レーザによれば、反射膜の追加により、半導体メサの端面における光反射を良好にできる。
【００２０】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザでは、前記反射膜は、Ａｕを含む。
【００２１】
量子カスケード半導体レーザによれば、Ａｕ系材料は、量子カスケード半導体レーザに係る発振波長の領域において高い反射率を実現可能である。
【００２２】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザは、前記第１領域上に設けられた電極を更に備え、前記電極は、前記反射膜の材料と同じ材料を含む。
【００２３】
量子カスケード半導体レーザによれば、同じ材料を含む電極及び反射膜は、同一の工程で形成されることができる。
【００２４】
具体例に係る量子カスケード半導体レーザでは、前記第１半導体膜は、前記半導体メサの側面上に設けられ、前記半導体メサの前記側面上の前記第１半導体膜、及び前記半導体メサは、前記第３エリアにおいて導波路メサを構成し、前記レーザ構造体は、前記第１領域において。前記導波路メサを前記第１メサから隔置する第１凹部と、前記導波路メサを前記第２メサから隔置する第２凹部とを含む。
【００２５】
量子カスケード半導体レーザによれば、第１半導体膜は、半導体メサの端面及び半導体メサの側面上に連続して設けられる。第１半導体膜は、半導体メサの端面及び半導体メサの側面上において、電流ブロック層として働く。半導体メサの端面上の第１半導体膜は、半導体メサの側面上の第１半導体膜と同一の工程で形成される。また、レーザ構造体の第１領域及び第２領域の各々が、第１メサ及び第２メサを含む。第１領域に加えて第２領域に第１メサ及び第２メサを配置すると、凹部、第１凹部及び第２凹部の形成のための比較的限定されたエリアのエッチングによりレーザ構造体を形成できる。限定されたエリアのエッチングは、エッチングの困難性を緩和できる。
【００２６】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、量子カスケード半導体レーザに係る本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００２７】
図１は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。図２は、図１に示されるＩＩ−ＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。図３は、図１に示されるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【００２８】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照しながれら、第１実施形態に係る量子カスケード半導体レーザ１１を説明する。量子カスケード半導体レーザ１１は、レーザ構造体１３及び第１半導体膜１５を備える。レーザ構造体１３は、基板１７及び半導体積層領域１９を備える。基板１７は、第１端面１７ａ及び第２端面１７ｂ並びに主面１７ｃを含む。第１端面１７ａ及び第２端面１７ｂは、第１軸Ａｘ１の方向に配列される。主面１７ｃは、第１エリア１７ｄ、第２エリア１７ｅ及び第３エリア１７ｆを含む。第１エリア１７ｄ、第２エリア１７ｅ及び第３エリア１７ｆは、第１軸Ａｘ１に交差する第２軸Ａｘ２の方向に延在しており、第３エリア１７ｆは、第１エリア１７ｄと第２エリア１７ｅとの間に位置する。本実施例では、第３エリア１７ｆは、第１エリア１７ｄ及び第２エリア１７ｅに接している。第１半導体膜１５は、下地の半導体領域に接合を成す。第１半導体膜１５は、アンドープ半導体及び半絶縁性半導体の少なくともいずれかを備える。
【００２９】
半導体積層領域１９は、第１メサ１９ａ、第２メサ１９ｂ及び半導体メサ１９ｃを有する。
半導体メサ１９ｃの端面１９ｆに接合を成すアンドープ半導体及び半絶縁性半導体は、端面１９ｆと第１半導体膜１５との界面におけるリーク電流を低減できる。好ましくは、第１半導体膜１５は、ＩｎＰ及びＩｎＧａＡｓＰの少なくともいずれかを備える。ＩｎＰ及びＩｎＧａＡｓＰは、構成元素にアルミニウムを含むことなく、これ故に、アルミニウム元素の酸化による端面劣化を避けることを可能にする。
第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂは、それぞれ、第１エリア１７ｄ及び第２エリア１７ｅ上に設けられる。半導体メサ１９ｃは、第３エリア１７ｆ上に設けられる。
【００３０】
第１半導体膜１５は、第１部分１５ａ、第２部分１５ｂ、第３部分１５ｃ及び第４部分１５ｄを含む。第１部分１５ａは、基板１７の第３エリア１７ｆ上に設けられ、第２部分１５ｂ及び第３部分１５ｃは、それぞれ、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅに設けられる。第４部分１５ｄは、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上に設けられる。
【００３１】
半導体積層領域１９は、第１領域２１ａ、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃを含む。第１領域２１ａ、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃは、第１軸Ａｘ１の方向に配列される。第１領域２１ａは、第２領域２１ｂと第３領域２１ｃとの間に設けられる。第１領域２１ａは半導体メサ１９ｃを含み、第２領域２１ｂは、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを含む。第２領域２１ｂは、第３エリア１７ｆ、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅによって規定される凹部２３を有する。第１側面１９ｄ及び第２側面１９ｅは第１軸Ａｘ１の方向に延在し、これ故に、凹部２３も第１軸Ａｘ１の方向に延在する。本実施例では、第３領域２１ｃは、第２領域２１ｂと実質的に同じ構造を有しており、引き続く説明は、第２領域２１ｂを参照しながら行われる。
【００３２】
量子カスケード半導体レーザ１１を作製する方法において、量子カスケード半導体レーザ１１の配列を含む基板生産物を分離して個々の半導体チップを形成する。半導体チップの形成に際して、第１半導体膜１５のための半導体薄層が個々のチップに分離される。この分離の際に、該半導体薄層に力が加わる。しかしながら、量子カスケード半導体レーザ１１によれば、第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ及び第３エリア１７ｆ上に設けられることに加えて、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅに設けられる。第１半導体膜１５は、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの半導体製の側面（１９ｄ、１９ｅ）に延在して、側面（１９ｄ、１９ｅ）に接合を成す。第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂ上の第１半導体膜１５は、第３エリア１７ｆ上の第１半導体膜１５を第３エリア１７ｆの両側において支持できる。好ましくは、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの高さは、５マイクロメートル以上である。また、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの幅ＭＳ１、ＭＳ２は、第３エリア１７ｆ上の第１半導体膜１５の幅Ｆｗ３より大きい。
【００３３】
量子カスケード半導体レーザ１１は、劈開等による個々のチップの端面（１７ａ、１７ｂ）の形成の際における半導体薄層（第１半導体膜１５のための半導体薄層）の破断に関連する欠陥が、素子内部へ侵入することを低減可能な構造を有する。
【００３４】
第１半導体膜１５は、更に、第５部分１５ｅ、第６部分１５ｆ、第７部分１５ｇ、第８部分１５ｈ、第９部分１５ｉ、及び第１０部分１５ｊを含む。第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂは、それぞれ、第３側面１９ｇ及び第４側面１９ｈを含み、第３側面１９ｇ及び第４側面１９ｈの各々は、第１軸Ａｘ１に交差する基準面に沿って延在する。第５部分１５ｅ及び第６部分１５ｆは、それぞれ、第３側面１９ｇ及び第４側面１９ｈ上に設けられる。第２領域２１ｂ内の第１メサ１９ａの第３側面１９ｇ上の第５部分１５ｅは、第１エリア１７ｄ上の第７部分１５ｇを介して、第３領域２１ｃ内の第１メサ１９ａの第３側面１９ｇ上の第５部分１５ｅに到達し、また、第２領域２１ｂ内の第２メサ１９ｂの第４側面１９ｈ上の第６部分１５ｆは、第２エリア１７ｅ上の第８部分１５ｈを介して、第３領域２１ｃ内の第２メサ１９ｂの第４側面１９ｈ上の第６部分１５ｆに到達する。
【００３５】
半導体メサ１９ｃは、第１軸Ａｘ１の方向に延在する第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎを有する。第９部分１５ｉ及び第１０部分１５ｊは、それぞれ、第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎを覆う。第１エリア１７ｄ上の第７部分１５ｇは、第３エリア１７ｆ上を第２軸Ａｘ２の方向に延在して、第５側面１９ｍ上の第９部分１５ｉに到達する。第２エリア１７ｅ上の第８部分１５ｈは、第３エリア１７ｆ上を第２軸Ａｘ２の方向に延在して、第６側面１９ｎ上の第１０部分１５ｊに到達する。第９部分１５ｉ及び第１０部分１５ｊは、端面１９ｆ上の第４部分１５ｄに至る。また、第３エリア１７ｆ上の第７部分１５ｇ及び第８部分１５ｈは、第１部分１５ａに至る。
【００３６】
半導体積層領域１９は、コア層２７ａのための第１半導体層２５ａ、回折格子層２７ｂのための第２半導体層２５ｂ、上部クラッド層２７ｃのための第３半導体層２５ｃ、及びコンタクト層２７ｄのための第４半導体層２５ｄを含み、下部クラッド層２７ｅのための第５半導体層２５ｅを更に含むことができる。具体的には、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂは、第１半導体層２５ａ、第２半導体層２５ｂ、第３半導体層２５ｃ、第４半導体層２５ｄ及び第５半導体層２５ｅを含み、半導体メサ１９ｃは、コア層２７ａ、回折格子層２７ｂ、上部クラッド層２７ｃ、コンタクト層２７ｄ及び下部クラッド層２７ｅを含む。本実施例では、第１メサ１９ａ、第２メサ１９ｂ及び半導体メサ１９ｃは、同じ積層構造を備える。
【００３７】
量子カスケード半導体レーザ１１では、回折格子層２７ｂと上部クラッド層２７ｃとの界面は、周期的な屈折率変化を提供する回折格子ＧＲを構成する。量子カスケード半導体レーザ１１は、コンタクト層２７ｄ上に設けられた第１電極２９ａを備え、具体的には、半導体メサ１９ｃの上面に接触を成す。また、量子カスケード半導体レーザ１１は、基板１７の裏面１７ｇに接合を成す第２電極２９ｂを含む。本実施例では、第１電極２９ａは、半導体メサ１９ｃの第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎ上に設けられて、半導体メサ１９ｃからの熱を受ける。また、第１電極２９ａは、第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎの下端へ向かって延在して引き続き基板１７の主面１７ｃ上に設けられることができる。第１電極２９ａは、第１エリア１７ｄ及び第２エリア１７ｅ上に設けられて、半導体メサ１９ｃからの熱を放出することに寄与できる。必要な場合には、第１電極２９ａと第１半導体膜１５との間に絶縁層を設けることができる。この絶縁層は、例えばシリコン系無機絶縁体又は他の無機膜を備えることができ、シリコン系無機絶縁体は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、及びシリコン酸窒化物を含む。
【００３８】
（実施例）
図１、図２及び図３に示されるように、レーザ発振の主体となる本体領域がデバイスの中央部にメサ導波路構造が形成されると共に、本体領域の両端に外部領域が設けられる。本体領域は埋め込みヘテロ構造を備える。半導体メサ１９ｃの両端には、共振器のためのミラー構造が設けられる。本実施例では、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上の第１半導体膜１５ｄが、レーザ共振器の端面として機能する。メサ導波路構造の半導体端面１９ｆ上に第１半導体膜１５ｄが形成される。第１半導体膜１５は、外部領域に設けられた第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの側面にも設けられて、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂによって支持される。
【００３９】
基板１７は、例えば半導体基板であることができ、例えばｎ型ＩｎＰ基板であることができる。基板１７は導電性を有する。中赤外の量子カスケード半導体レーザを構成する半導体層は、ＩｎＰ半導体に近い格子定数を有しており、ＩｎＰ基板は、この上に成長される下部クラッド層２７ｅ、コア層２７ａ、回折格子層２７ｂ、上部クラッド層２７ｃ、及びコンタクト層２７ｄのための半導体層に良好に結晶成長を提供できる。これらの半導体層は、例えば有機金属気相成長法又は便視線エピタキシーにより成長される。また、ＩｎＰは中赤外の発振光に対して透明である。ＩｎＰ基板１７は、下部クラッド層に適用可能である。
【００４０】
下部クラッド層２７ｅ及び上部クラッド層２７ｃは、例えばｎ型ＩｎＰを備えることができ、ＩｎＰは中赤外の発振光に対して透過可能である、また、ＩｎＰは２元混晶であって、基板のＩｎＰに格子整合する。下部クラッド層２７ｅがＩｎＰから成ると、下地としてコア層の良好な結晶成長を可能にする。ＩｎＰのクラッド層は、ＩｎＰの熱伝導性の点で、コア層からの良好な放熱性を確保する。なお、上記ＩｎＰ基板等、基板１７がレーザ光を透過可能な材料から成り、下部クラッドとして用いることができる場合は、下部クラッド層２７ｅは省略できる。
【００４１】
量子カスケードのためのコア層２７ａは、活性層及び注入層から成る単位構造を交互に多段に（例えば、数十周期）接続して成る構造を有する。活性層及び注入層は、共に、バリア層及び量子井戸層を交互に積層する超格子構造を有する。これらの超格子構造は、数ナノメートル厚の薄膜の量子井戸層と、数ナノメートル厚の薄膜のバリア層とを含み、バリア層は量子井戸層よりも高バンドギャップを有する。量子カスケード遷移は、単一極性のキャリアを利用しており、例えば電子を用いる。発光は、活性層内の伝導帯における電子サブバンド上準位から下準位への遷移により生じる。電子サブバンドの準位差は、中赤外光の発光に好適である。この発光が、半導体メサを伝搬して、共振器内部により増幅されて、レーザ発振が達成される。
量子井戸層；  １例として、ＧａＩｎＡｓ又はＧａＩｎＡｓＰ。
バリア層：  １例として、ＡｌＩｎＡｓ。
【００４２】
回折格子層２７ｂは、量子カスケードレーザに分布帰還構造を提供できる。回折格子は、第１軸Ａｘ１の方向に延在しており、回折格子構造は、フォトリソグラフィ及びエッチングにより形成される。ブラッグ波長は、図３に示される回折格子の周期ＲＡＭＤに応じて設定され、ブラッグ波長に対応した光が回折格子により選択的に反射されると共に共振器内で増幅される。この構造は、単一モード発振を可能にする。大きな結合係数を回折格子に提供するために高屈折率の半導体材料、例えばアンドープ又はｎ型のＧａＩｎＡｓを用いることができる。
【００４３】
コンタクト層２７ｄは、上部電極に良好なオーミックコンタクトを提供する。コンタクト層２７ｄは、例えばｎ型ＧａＩｎＡｓを備えることができ、ＧａＩｎＡｓは、低いバンドギャップであると共にＩｎＰに格子整合可能である。コンタクト層２７ｄは必要な場合に設けられる。
【００４４】
第１半導体膜１５は、半導体の構成元素の酸化に起因する導波路構造端面の劣化を避けるために設けられる。第１半導体膜１５がその材料に固有のバンド間遷移によりレーザ光を吸収することを防ぐために、第１半導体膜１５は、コア層２７ａに係る発光のフォトンエネルギーより高いバンドギャップを有する半導体材料を備える。この半導体材料には、量子化スケート半導体レーザの動作中に、本端面保護層を経由して流れるリーク電流を避けるために、高比抵抗を示すことが求められる。具体的には、第１半導体膜１５は、アンドープ又は半絶縁性半導体を備えることができ、例えばＦｅドープ半導体を備えることができる。第１半導体膜１５自身の酸化を避けるために、構成元素としてアルミニウムを含まないＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、例えばＩｎＰやＧａＩｎＡｓＰを備えることができる。高抵抗のＩｎＰやＧａＩｎＡｓＰは、遷移金属（例えば、Ｆｅ）の添加により提供される。高い熱伝導のＩｎＰは、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆの被覆に起因する放熱性の悪化及び／又は端面における局所温度上昇を回避できる。第１半導体膜１５の膜厚は、第２領域２１ｂの第３エリア１７ｆ上において、例えば０．５〜１０マイクロメートルの範囲にある。
【００４５】
第１半導体膜１５は、下地の半導体領域に接合を成す。第１半導体膜１５は、アンドープ半導体及び半絶縁性半導体の少なくともいずれかを備える。半導体メサ１９ｃの端面１９ｆに接合を成す第１半導体膜１５ｄのアンドープ半導体及び半絶縁性半導体は、端面１９ｆと第１半導体膜１５ｄとの界面におけるリーク電流を低減できる。また、アンドープ及び半絶縁性の半導体は、低いキャリア濃度を有するので、自由キャリアによる光吸収を回避できる。
【００４６】
第１半導体膜１５は、基板１７の端面（１７ａ、１７ｂ）から基板１７の主面１７ｃにおける第３エリア１７ｆ上を延在して、半導体メサ１９ｃの端面の下端に到達する。第１半導体膜１５は、また、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの側面上にも設けられる。第３エリア１７ｆ上の第１半導体膜１５は、基板１７の主面１７ｃへの接合に加えて、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの側面への接合を成す。このような構造によれば、異なる２つの方向に延在する半導体面（１７ｆ、１９ｄ、１９ｅ）により量子カスケードレーザの第１半導体膜１５を補強できる。補強のための第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの積層構造は、半導体メサ１９ｃの積層構造と同じである。
【００４７】
電流ブロック層は、半導体メサ１９ｃの側面上に設けられ、本実施例では第１半導体膜１５を含むことができる。第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃの側面上に設けられて、電流を半導体メサ１９ｃに閉じ込める。電流ブロック層は、高抵抗半導体を備え、高抵抗半導体は、例えばアンドープ又は半絶縁性半導体であることができる。好ましくは、高抵抗半導体は、ＩｎＰに格子整合するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に遷移金属を添加（例えばＦｅ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｃｏ）して成る半絶縁性半導体を用いることができ、例えばＦｅドープＩｎＰは、電子に対して例えば１０５Ωｃｍ以上の高い抵抗率を半導体に提供でき、電流ブロック層として良好に機能する。可能な場合には、アンドープ半導体を電流ブロック層に適用できる。
電流ブロック層（第１半導体膜１５）：１例として、アンドープ又は半絶縁性のＩｎＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ。
【００４８】
電流ブロック層は、引き続く説明における第１半導体膜１５と同じ半導体材料を備えることができる。電流ブロック層及び第１半導体膜１５は、同じ成膜工程において一括に形成される。この形成によれば、製造工程を簡素化でき、その結果、生産性向上、生産コストの低減を提供できる。
【００４９】
第１領域２１ａにおいて、絶縁膜が第１電極２９ａと第１半導体膜１５との間に設けられる。この絶縁膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、アルミナ、ＢＣＢ、ポリイミドといった誘電体絶縁膜を備えることができる。これらの膜は、スパッタ、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、スピンコートといった成膜法により成膜されることができる。絶縁膜は、省略可能である。
【００５０】
第１電極２９ａ及び第２電極２９ｂは、例えばＴｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、またはＧｅ／Ａｕといった金属積層を備えることができる。。
【００５１】
必要な場合には、コア層２７ａと回折格子層２７ｂとの間に、及び／又はコア層２７ａと下部クラッド層２７ｅとの間に光閉じ込め領域を設けることができる。光閉じ込め領域の追加により、コア領域への導波光の閉じ込めを強化することができる。光閉じ込め領域は、クラッド層より高い屈折率を有する半導体材料からなり、ＩｎＰに格子整合可能な材料であることが望ましい。このような材料として、光閉じ込め領域は、例えばアンドープやｎ型のＧａＩｎＡｓを備えることができる。
【００５２】
図４は、図１に示される量子カスケード半導体レーザにおける第２領域２１ｂ、第３領域４ｃに第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを備えない量子カスケード半導体レーザ１の構造を示す図面である。図５は、図４に示されたＶ−Ｖ線にそってとられた断面を示す図面である。量子カスケード半導体レーザ１では、基板２の主面２ｃは、第１エリア２ｄ、第２エリア２ｅ及び第３エリア２ｆを含む。レーザ構造体４は、第１領域４ａ、第２領域４ｂ及び第３領域４ｃを含む。第１領域４ａ、第２領域４ｂ及び第３領域４ｃは、一方向に配列される。第１領域４ａは、第２領域４ｂと第３領域４ｃとの間に設けられる。これらまでの説明から理解されるように、第１領域４ａは半導体メサ３ｃを含むけれども、第２領域４ｂ、第３領域４ｃは、第１メサ及び第２メサを含まない。半導体メサ３ｃのメサ端面３ｆは、化合物半導体の端面膜５によって覆われる。また、第２領域４ｂ及び第３領域４ｃにおける基板２の主面２ｃは、平坦な端面膜５で覆われている。端面膜５は、１例として、ＩｎＰ又はＩｎＧａＡｓＰを備える。端面膜５の膜厚は、第２領域４ｂ上において例えば０．５〜１０マイクロメートルにある。量子カスケード半導体レーザ１は、第１領域４ａに設けられた上部電極６を備える。上部電極６の下にはレーザ構造体４が設けられ、上部電極６は半導体メサ３ｃに接触を成す。基板２の裏面には、下部電極７が設けられる。
【００５３】
端面膜５は強度的に弱い薄膜であるため、ウエハ内の分離ラインに沿って、劈開等の手法を用いて、個々の量子カスケード半導体レーザ１を分割する際に、分割時のダメージにより、分離ライン上の端面膜５にチッピングやクラックといった欠陥が生じ易く、このような欠陥が、素子の外縁から半導体メサ３ｃの端面３ｆの方向に延びて、半導体メサ３ｃのメサ端面３ｆ上の端面膜５に亀裂が生じることがある。
【００５４】
量子カスケード半導体レーザ１１によれば、量子カスケード半導体レーザ１１の作製において、劈開等により素子分割する際に加わる力が半導体メサ１９ｃのメサ端面１９ｆ上の第１半導体膜１５ｄを破損することを回避するために、分割地点となる、第１端面１７ａ（第２端面１７ｂ）の縁に第１メサ１９ａ（第２メサ１９ｂ）を設け、分割地点から第１半導体膜１５を離す。これにより、分割時のダメージによる欠陥が、第１半導体膜１５に到達し、第１半導体膜１５を破損させることを抑制できるため、第１端面１７ａ（第２端面１７ｂ）とメサ端面１９ｆを大きくする隔置する必要が無くなる。従って、量子カスケード半導体レーザ１１では、第１軸Ａｘ１方向における半導体メサ１９ｃの端面１９ｆから第１端面１７ａ（第２端面１７ｂ）までの距離を５マイクロメートル程度に低減できる。この縮小により、素子サイズが小さくなる。その結果、ウエハからのチップ収量が上がり、生産コストを低減できる。
【００５５】
本実施形態の量子カスケード半導体レーザ１１は、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを備える。第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃと同じ積層構造（同様の厚さ）を有する第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂによって支持される。第１半導体膜１５は、この第１半導体膜１５が接合を成す厚い第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂと一緒に劈開による力を受ける。また、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの幅は第３エリア１７ｆ上の第１半導体膜１５の幅より大きくなるので、劈開による力の大部分は、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂが受ける。さらに、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの追加により、第２軸Ａｘ２方向における第３エリア１７ｆ上の第１半導体膜１５の幅が、量子カスケード半導体レーザ１１の幅より小さくなる。第１半導体膜１５は、チップ幅の限られた部分において形成され、Ａｘ２方向におけるチップ端から分離される。
【００５６】
（第２実施形態）
図６は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。図７は、図６に示されるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。
【００５７】
図６及び図７を参照すると、第２実施形態に係る量子カスケード半導体レーザ１１ａを説明する。量子カスケード半導体レーザ１１ａでは、第１領域２１ａは第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを含み、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂは、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃから第１領域２１ａに連続している。量子カスケード半導体レーザ１１ａは、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの配置の点において。量子カスケード半導体レーザ１１と異なる。量子カスケード半導体レーザ１１ａでは、半導体メサ１９ｃは、第１領域２１ａにおいて、第１メサ１９ａと第２メサ１９ｂとの間に位置する。半導体メサ１９ｃは、第１メサ１９ａの第７側面１９ｐ及び第２メサ１９ｂの第８側面１９ｑから隔置される。第７側面１９ｐ及び第８側面１９ｑは、第１軸Ａｘ１の方向に延在する。
【００５８】
量子カスケード半導体レーザ１１ａによれば、レーザ構造体１３の第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂ、第３領域２１ｃの各々が、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを含む。第２領域２１ｂ、第３領域２１ｃに加えて第１領域２１ａに第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを含む配置は、比較的限定されたエリアをメサエッチングすることによりレーザ構造体１３を形成することを可能にする。限定されたエリアのメサエッチングは、エッチングレートを高めるのに有効である。その結果、量子カスケードレーザに必要な、高い半導体メサ１９ｃの形成が容易になると共に、エッチング時間を短縮でき、生産性が向上する。また、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂ、及び第３領域２１ｃにおける第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの形成により、エピダウン実装時の半導体メサ１９ｃの突出を防げる。従って、エピダウン実装時にダイボンド荷重は、半導体メサ１９ｃと第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂに分散されるため、半導体メサ１９ｃへの荷重集中による破損を回避できる。従って、本素子構造は、高歩留まりでのエピダウン実装を可能にする。
【００５９】
量子カスケード半導体レーザ１１ａは、第１電極２９ａと第１半導体膜１５との間に設けられた絶縁膜３１を更に備える。この絶縁膜３１は、第１半導体膜１５を被覆して保護すると共に、絶縁膜３１の追加は、第１半導体膜１５を機械的な強度に関して補強する。絶縁膜３１は、第１領域２１ａにおいて、第１メサ１９ａの表面（上面、側面）及び第２メサ１９ｂの表面（上面、側面）上、並びに半導体メサ１９ｃの側面上に設けられ、また半導体メサ１９ｃの上面上に開口３１ａを有する。具体的には、絶縁膜３１は、第１領域２１ａにおいて、第１メサ１９ａの上面及び第２メサ１９ｂの上面、第１メサ１９ａの側面及び第２メサ１９ｂの側面上の第１半導体膜１５、第３エリア１７ｆ上の第１半導体膜１５を覆う。
【００６０】
第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂは、それぞれ、第１領域２１ａにおいて第７側面１９ｐ及び第８側面１９ｑを備える。第７側面１９ｐ及び第８側面１９ｑは、第１軸Ａｘ１の方向に延在する。
【００６１】
量子カスケード半導体レーザ１１ａは、第１領域２１ａにおいて、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂをそれぞれ半導体メサ１９ｃから隔置する第１凹部２３ａ及び第２凹部２３ｂを備える。第１凹部２３ａ及び第２凹部２３ｂは、第１軸Ａｘ１の方向に延在して、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃの各々における凹部２３に接続される。
【００６２】
第１半導体膜１５は、第１メサ１９ａの第７側面１９ｐ及び第２メサ１９ｂの第８側面１９ｑ上にそれぞれ設けられた第１１部分１５ｍ及び第１２部分１５ｎを含む。加えて、第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃの側面上に設けられた第９部分１５ｉ及び第１０部分１５ｊを含み、第３エリア１７ｆ上に設けられた第７部分１５ｇ及び第８部分１５ｈを含む。このように、第１凹部２３ａ及び第２凹部２３ｂの表面は第１半導体膜１５で覆われている。第１１部分１５ｍ及び第１２部分１５ｎは、それぞれ、第１メサ１９ａの第７側面１９ｐ及び第２メサ１９ｂの第８側面１９ｑに接合を成す。第１１部分１５ｍ及び第１２部分１５ｎは、第１軸Ａｘ１の方向に延在する。本実施例では、第７側面１９ｐ及び第８側面１９ｑは、それぞれ、第１側面１９ｄ及び第２側面１９ｅに接続される。第１１部分１５ｍ及び第１２部分１５ｎは、それぞれ、第２部分１５ｂ及び第３部分１５ｃに接続される。第７部分１５ｇ及び第８部分１５ｈは、第１部分１５ａに接続される。第９部分１５ｉ及び第１０部分１５ｊは、第４部分１５ｄの両側縁に接続される。第１凹部２３ａ及び第２凹部２３ｂの表面上の第１半導体膜１５は、第１部分１５ａを補強できる。
【００６３】
半導体メサ１９ｃの第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎは、第１半導体膜１５により覆われて、半導体メサ１９ｃの第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎ上の第１半導体膜１５、及び半導体メサ１９ｃは、第３エリア１７ｆにおいて導波路メサ３３を構成する。
【００６４】
量子カスケード半導体レーザ１１ａによれば、第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ、第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎ上に連続して設けられる。半導体メサ１９ｃの第５側面１９ｍ及び第６側面１９ｎ上の第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上の第１半導体膜１５と同一の工程で形成される。半導体メサ１９ｃ側面上の第１半導体膜１５は、半導体メサ１９ｃに電流を閉じ込める電流ブロック層として働く。レーザ構造体１３の第１領域２１ａ、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃの各々が、第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを含む。第１領域２１ａに加えて第２領域２１ｂ、第３領域２１ｃに第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂを配置すると、凹部２３、第１凹部２３ａ及び第２凹部２３ｂの形成のための比較的限定されたエリアのエッチングにより、レーザ構造体１３を形成できる。限定されたエリアのエッチングは、エッチングレート増加が容易となるため、量子カスケード半導体レーザに必要な、高い半導体メサ１９ｃの形成が可能になると共に、エッチング時間を短縮でき、生産性が向上する。
【００６５】
（第３実施形態）
図８は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。図９は、図８に示されるＩＸ−ＩＸ線に沿ってとられた断面を示す図面である。図１０は、図８に示されるＸ−Ｘ線に沿ってとられた断面を示す図面である。図８〜図１０を参照しながら、第３実施形態に係る量子カスケード半導体レーザ１１ｂを説明する。量子カスケード半導体レーザ１１ｂでは、絶縁膜３１が、第２領域２１ｂにおいて、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ、第３エリア１７ｆ、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅ上の第１半導体膜１５上に設けられる。量子カスケード半導体レーザ１１ｂは、絶縁膜３１の点で量子カスケード半導体レーザ１１ａと異なる。必要な場合には、第３領域２１ｃにおいても、絶縁膜３１が、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ、第３エリア１７ｆ、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅ上の第１半導体膜１５上に設けられることができる。絶縁膜３１は、第１領域２１ａにおいて、第１電極２９ａと第１半導体膜１５との間に設けられる絶縁膜と同じ工程で作製されることができる。
【００６６】
第１半導体膜１５を覆う絶縁膜３１を追加すると、第１半導体膜１５は、パッシベーション膜として用いられる材料からなる膜３１によって覆われて、絶縁膜３１は、劈開等による半導体チップ作成の際における第１半導体膜１５の剥離及び／又は割れを低減できる。この被覆によれば、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上の第１半導体膜１５の破損が、生じにくくなる。
【００６７】
絶縁膜３１は、必要な場合には、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅからそれぞれ第１メサ１９ａ及び第２メサ１９ｂの上面上に延在するように設けられることができ、この延在によれば、第１メサ１９ａの第１側面１９ｄ及び第２メサ１９ｂの第２側面１９ｅ上において第１半導体膜１５の機械的強度を補強できる。他の実施例の構造においても、本実施形態と同様に絶縁膜３１を第１半導体膜１５上に設けるようにしてもよい。
【００６８】
（第４実施形態）
図１１は、実施形態に係る量子カスケード半導体レーザを示す平面図である。図１２は、図１１に示されるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。図１３は、図１１に示されるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿ってとられた断面を示す図面である。図１１〜図１３を参照すると、量子カスケード半導体レーザ１１ｃは、反射膜３５を更に備えることができる。反射膜３５は、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上の第１半導体膜１５上に設けられる。量子カスケード半導体レーザ１１ｃによれば、反射膜３５の追加により、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆにおける光反射を増加することを可能にする。反射膜３５は、例えば金属層を備えることができ、好ましくは、この金属層はＡｕ膜を含む。例えば、金膜は、中赤外の波長範囲（３〜２０マイクロメートル）において、９０パーセント以上の反射率を提供できる。このような反射率は、１０ｎｍ以上の金膜によって提供され、金反射膜は、例えば５０〜１００マイクロメートルの厚さを有することができる。反射膜３５は、金に限定されることなく、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｇｅ／Ａｕといった金系金属を備えることができる。第２領域２１ｂにおいて、反射膜３５の端は、第１端面１７ａの上縁から離れている一方で、第１半導体膜１５及び絶縁膜３１は。第１端面１７ａの上縁に到達している。本実施例では、第１電極２９ａは、半導体メサ１９ｃの上面から端面１９ｆに延在して、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上に反射膜３５を提供している。反射膜３５が、第１電極２９ａとして形成される金属層、例えばＴｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｇｅ／Ａｕと同一の材料から成り、反射膜３５及び第１電極２９ａは、同一の工程で形成されることができる。必要な場合には、反射膜３５は、第１電極２９ａと異なる材料を備えることができる。
【００６９】
９０％を超える反射率は、閾値電流の低減に寄与できる。必要な場合には、本実施例のようには、絶縁膜３１が反射膜３５と第１半導体膜１５上との間に設けられる。可能な場合には、半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上の第１半導体膜１５上に絶縁膜３１を設けることなく、第１半導体膜１５上に反射膜３５を設けることができる。必要な場合には、このような金属製の反射膜は、第３領域２１ｃにおける半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上にも設けられることができる。
【００７０】
量子カスケード半導体レーザ１１ｃは、必要に応じて、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃのいずれにおいて光出力を提供できる。他の実施例の構造に対しても、本実施形態と同様に反射膜３５を半導体メサ１９ｃの端面１９ｆ上に設けるようにしてもよい。
【００７１】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、欠陥の内部への侵入を妨げることができる構造を有する量子カスケード半導体レーザが提供される。
【符号の説明】
【００７３】
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…量子カスケード半導体レーザ、１３…レーザ構造体、１５…第１半導体膜、１７…基板、１７ａ…第１端面、１７ｂ…第２端面、１７ｄ…第１エリア、１７ｅ…第２エリア、１７ｆ…第３エリア、１９…半導体積層領域、１９ａ…第１メサ、１９ｂ…第２メサ、１９ｃ…半導体メサ、１９ｆ…端面、Ａｘ１…第１軸。
【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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【図１２】
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【図１３】
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