【手続補正書】
【提出日】平成27年3月2日(2015.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
多くの実施形態において、本明細書に説明される窓段１４には、特にレーザの窓段に縦型（横方向）分離を与えることが望まれない場合には、ｐ型電気的分離領域は設けられないであろうと考えられる。逆に、半導体レーザの一方または両方の窓段に縦型（横）方向分離を与えるためだけに分離領域が設けられるレーザ構造も考えられる。さらに詳しくは、図６及び７を参照すれば、本開示の概念を実施する当業者には当然であろうように、半導体レーザは、レーザの共振キャビティを形成するに適する反射特性をもつように構成されたファセット１３，１４を両側に有するであろう。ここではファセット１４がレーザの出力窓を形成している。本発明の発明者等は半導体レーザ、特に深刻なファセット加熱及び、レーザ出力窓の近傍において、レーザの活性領域へのかなりの電流注入を受ける半導体レーザに強固なレーザファセットを与えるための継続的課題を認識した。これらの問題は比較的高い出力パワーを特徴とするレーザに関して特に深刻であり、本開示は、ＤＢＲ型または非ＤＢＲ型の量子カスケードレーザ、ファブリ−ペロレーザあるいは上述した劣化が問題になる入力／出力ファセットを有するいずれの半導体レーザも含むが、これらには限定されない、様々な半導体レーザに強固なファセットを作製するための継続的課題に対処する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この目的のため、両側のファセット１３，１４の少なくとも一方にまたはいずれにも隣接するｐ型分離領域４０を定めるに十分なｐ型ドーパントを上層ｎ型クラッドに与えることができると考えられる。この分離領域４０は、レーザ出力窓を定めるファセット１４に、レーザ入力窓を定めることができる反対側のファセット１３に、またはファセット１３，１４のいずれにも、隣接する上層ｎ型クラッド２２の厚さの一部に、さらに詳しくは大半に、わたって延びることができる。レーザは、ＤＢＲ型または非ＤＢＲ型の量子カスケードレーザ、ファブリ−ペロレーザあるいは入力／出力ファセットを有するいずれかの半導体レーザとすることができる。この態様で構成すれば、ｐ型分離領域４０は、活性導波路コア２０の構造を損なうことなく、レーザのファセット１３，１４に隣接する領域への電流を低減し、おこり得る有害なファセット加熱を最小限に抑えるに役立つであろうと考えられる。さらに、活性導波路コア２０への電流注入を開始するように構成されたパターン形成された電気コンタクト層３０をレーザが有する場合に、ｐ型分離領域４０は、ファセット誘電体３２の補助の有無にかかわらず、活性導波路コア２０のファセット領域への電流注入を抑制するであろうと考えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
図示される構成のそれぞれにおいて、ＤＢＲ量子カスケードレーザは基板５０上に付加電気コンタクト層３５を有する。基板５０はｎドープＩｎＰまたはＤＢＲ量子カスケードレーザに適する様々なIII-Ｖ族材料のいずれかとすることができると考えられる。下層ｎ型クラッド２４は中程度にｎ型ドープされたＩｎＰとすることができる。さらに、ＤＢＲ量子カスケードレーザは活性導波路コア２０と上層及び下層のｎ型ドープクラッド２２，２４の間に配置された１つ以上の付加介在層を有することができる。例えば、ＤＢＲ量子カスケードレーザはＩｎＰに格子整合されるＧａＩｎＡｓの層を有することができ、このＧａＩｎＡｓ層にグレーティングを定めることができる。コアの上側だけまたは下側だけに、あるいは上側及び下側のいずれにも、配置されるＧａＩｎＡｓ層または別の組成の層は導波路層としてはたらくこともできる。別の例として、ＤＢＲ量子カスケードレーザは下層ｎ型クラッド２４とＩｎＰ基板５０の間に配されたバッファ層を有することができる。バッファ層は一般に、当業者には当然であろうように、半導体材料のエピタキシャル成長において高品質デバイス構造の成長のための平滑で清浄な表面を形成するために用いられる。バッファ層は、ＩｎＰ，インジウム−ガリウム−ヒ素−リン（ＩｎＧａＡｓＰ）、インジウム−アルミニウム−ヒ素−リン（ＩｎＡｌＡｓＰ）、インジウム−アルミニウム−ガリウム−リン（ＩｎＡｌＧａＰ）またはその他のIII-Ｖ族材料で構成することができ、あるいは、別の実施形態において、バッファ層は全く存在する必要はない。バッファ層がＩｎＰの場合、バッファ層は層２４の一部である。ＱＣＬが分子ビームエピタキシー（ＭＢＥ）によって成長される場合、ＭＢＥは一般にＩｎＰを成長させることができないから、下層及び上層のクラッドはヒ素系材料（ＧａＩｎＡｓ，ＡｌＩｎＡｓ）とすることができ、この場合、クラッド層２２，２４またはクラッド層２２と２４の間の層はヒ素系材料であろう。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上層ｎ型クラッドと下層ｎ型クラッドの間に挟み込まれた活性導波路コアを有する半導体レーザにおいて、
前記活性導波路コアが前記半導体レーザの両端のファセットの間を延び、前記ファセットの一方は前記レーザの出力窓を定める、
前記上層ｎ型クラッドの一部分が前記レーザの前記両端のファセットの内の少なくとも一方に隣接するｐ型分離領域を定めるに十分なｐ型ドーパントを含む、
前記ｐ型分離領域が前記レーザの前記両端のファセットの少なくとも一方に隣接する前記上層ｎ型クラッドの厚さの少なくとも一部にわたって延びる、及び
前記コア層が、同じエネルギーバンド内のエネルギー準位間のキャリア遷移により発光される光を増幅するように構成された、交互する半導体層を有する、
ことを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
前記上層ｎ型クラッド及び前記下層ｎ型クラッドがＩｎＰを含み、前記ｐ型ドーパントが、前記ＩｎＰ上層クラッド内の前記ｐ型ドーパントの最高安定濃度が、ｎを３未満の数として、ほぼｎ×１０１８ｃｍ−３より低くなるように、選ばれ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】
前記上層ｎ型クラッド及び前記下層ｎ型クラッドが、ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓまたはこれらの組合せを含む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ｐ型分離領域が、
（ａ）前記レーザ出力窓を定める前記ファセットの反対側の前記ファセットに隣接する、または
（ｂ）前記レーザ出力窓を定める前記ファセットに隣接する、
の一方であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記上層ｎ型クラッドの付加部分が、前記レーザ出力窓を定める前記ファセットの反対側の前記ファセットに隣接する付加ｐ型分離領域を定めるに十分なｐ型ドーパントを含むことを特徴とする請求項４に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記半導体レーザがレーザ発振波長λにおける発光のために構成される、及び
前記ｐ型分離領域が、前記レーザの前記両端のファセットの少なくとも一方に隣接する、前記レーザの領域内の電流を低減するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記半導体レーザが、前記活性導波路コアへの電流注入を開始するように構成された、パターンが形成された電気コンタクト層を有する、及び
前記ｐ型分離領域が前記レーザの前記両端のファセットの少なくとも一方に隣接する前記活性導波路コアの領域への電流注入を阻止するための縦型（横方向）分離のために構成される、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記両端のファセットが前記半導体レーザの共振キャビティを形成する、及び
前記上層ｎ型クラッドの付加部分が前記両端のファセットのそれぞれにおいてｐ型分離領域を定めるに十分なｐ型ドーパントを含む、
前記付加ｐ型分離領域が前記上層ｎ型クラッドの厚さの少なくとも一部にわたって延びる、及び
前記両端のファセットに反射防止膜、高反射膜またはこれらの組合せが設けられる、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項９】
（ａ）前記上層ｎ型クラッド内のｐ型ドーパントの濃度がほぼ２×１０１８ｃｍ−３をこえない、
（ｂ）前記上層ｎ型クラッドの、前記ドーパントがそれを通って拡散する、部分がほぼ０.１μｍとほぼ２.５μｍの間の層厚を定める、
（ｃ）前記上層ｎ型クラッド部がほぼ５×１０１７ｃｍ−３までのｎ型ドーピング密度を有し、前記上層ｎ型クラッドの、前記ドーパントがそれを通って拡散する、前記部分がｐ型領域を定める、または
（ｄ）前記ｐ型分離領域が前記レーザ出力窓を定めている前記ファセットに隣接する前記上層ｎ型クラッドの厚さの少なくとも一部にわたって延び。前記ｐ型ドーパントが、前記上層クラッドのｎ型ドーピング濃度より高い、前記分離領域内のｐ型ドーピング濃度を定める、
の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
（ａ）前記交互する半導体層が、前記コア内のドーパントの最高安定濃度が前記上層ｎ型クラッド内のｐ型ドーパントの最高安定濃度より少なくとも１０倍は高いように選ばれる、交互するIII-Ｖ族材料を含む、
（ｂ）前記コアが交互するIII-Ｖ族井戸層及びIII-Ｖ族バリア層を含む、または
（ｃ）前記コアが交互するＧａＩｎＡｓ井戸層及びＡｌＩｎＡｓバリア層を含む、
の内の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の半導体レーザ。
【請求項１１】
前記ｐ型電気的分離領域がイオン注入によって形成されることを特徴とする請求項１から９に記載の半導体レーザ。
【請求項１２】
半導体レーザ内に１つ以上のｐ型分離領域を作製する方法において、
上層ｎ型クラッドと下層ｎ型クラッドの間に挟み込まれた活性導波路コアであって、前記半導体レーザの両端のファセットの間を延びている活性導波路コアを有する半導体レーザを提供する工程であって、前記両端のファセットの一方が前記レーザの出力窓を定めている工程、及び
前記両端のファセットの少なくとも一方に隣接するｐ型分離領域を定めるに十分なｐ型ドーパントを添加することによって前記上層ｎ型クラッドの一部分に、前記両端のファセットの少なくとも一方に隣接する前記上層ｎ型クラッドの厚さの一部にわたって延びているｐ型分離領域を形成する工程、
を含み、
前記コア層が同じエネルギーバンド内のエネルギー準位間のキャリア遷移によって発光される光を増幅するように構成された交互する半導体層を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記上層ｎ型クラッド及び前記下層ｎ型クラッドがＩｎＰを含み、前記ｐ型ドーパントが、前記ＩｎＰ上層クラッド内の前記ｐ型ドーパントの最高安定濃度が、ｎを３未満の数として、ほぼｎ×１０１８ｃｍ−３より低くなるように、選ばれることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ｐ型電気的分離領域がイオン注入によるかまたは拡散によって形成されることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2014508420.tif 000001
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2014508420.tif 000002