(57)【要約】【課題】光出力が低下することを防止しつつ、活性層の放熱性を高めることが可能な半導体レーザを提供する。【解決手段】発光領域１６が設けられた領域Ａの真上に、コンタクト層１９の屈折率より低い屈折率を有するSiO2層からなる低屈折率層２１が設けられている。このため、低屈折率層２１が発光領域１６から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、コンタクト層１９は発光領域１６から発生した光の吸収層として働きにくくなる。したがって、コンタクト層１９により光出力のロスが発生することを低減でき、光出力が低下することを防止できる。また、コンタクト層１９が光の吸収層として働きにくいことから、第２導電型クラッド層１７の厚みを薄くすることが可能となる。したがって、発光領域１６から発生した熱に対する放熱性を高めることができる。【選択図】図１
2009140964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に設けられ、活性層を含む半導体メサと、
前記基板の上に設けられ、前記半導体メサを埋め込む電流ブロック層と、
前記活性層の上および前記電流ブロック層の上に設けられたクラッド層と、
前記活性層の上に設けられた低屈折率層と、
前記電流ブロック層の上に設けられたコンタクト層と、
を含む半導体レーザであって、
前記コンタクト層は、前記クラッド層の上に設けられ、
前記低屈折率層は、前記クラッド層の上に設けられ、前記コンタクト層の屈折率より低い屈折率を有する絶縁層または半導体層であることを特徴とする半導体レーザ。
【請求項２】
前記低屈折率層と前記活性層との間の距離が1.5μm以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記低屈折率層と前記活性層との間の距離が0.5μm以上であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記低屈折率層の幅が前記活性層の幅より広い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】
前記コンタクト層の上および前記低屈折率層の上に設けられた金属電極を更に備え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】
前記低屈折率層がシリコン酸化物であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記コンタクト層が前記活性層の上で開口を有しており、前記低屈折率層が前記開口に設けられることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記コンタクト層が前記低屈折率層を覆っていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の半導体レーザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示すように、活性層及びその周辺層を幅１μm前後の狭メサストライプ状にエッチングし、その両側面を半導体層から成る電流ブロック層で埋め込んだ、いわゆる埋め込みヘテロストラクチャー構造（BuriedHeterostructure構造）の半導体レーザ（以下、「ＢＨレーザ」という。）が知られている。このようなＢＨレーザにおいては、例えば、活性層と、InPクラッド層と、InGaAsコンタクト層とが順に積層されている。
【特許文献１】特公平４−８２０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＢＨレーザにおいては、活性層から発生した熱を逃がすという観点から、活性層の上部に位置するInPクラッド層の厚みは薄い方が良い。しかし、このInPクラッド層が薄いと、InPクラッド層の上部に位置するInGaAsコンタクト層まで活性層からの光が染み出すため、その染み出した分だけがロスとなり、光出力が低下してしまう結果となる。このことは、InPクラッド層が薄く、活性層からの光がInGaAsコンタクト層まで染み出している場合、コンタクト層のInGaAsはクラッド層のInPよりも屈折率が高いため光の吸収層として働いてしまうことに起因する。
【０００４】
逆に、InGaAsコンタクト層まで光が届かないようにInPクラッド層を厚くすることが考えられるが、この場合には、上部への活性層の放熱性が悪くなるため、高温および高電流による特性劣化が生じてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、光出力が低下することを防止しつつ、活性層の放熱性を高めることが可能な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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の半導体レーザは、基板の上に設けられ、活性層を含む半導体メサと、基板の上に設けられ、半導体メサを埋め込む電流ブロック層と、活性層の上および電流ブロック層の上に設けられたクラッド層と、活性層の上に設けられた低屈折率層と、電流ブロック層の上に設けられたコンタクト層と、を含む半導体レーザであって、コンタクト層は、クラッド層の上に設けられ、低屈折率層は、クラッド層の上に設けられ、コンタクト層の屈折率より低い屈折率を有する絶縁層または半導体層であることを特徴とする。
【０００７】
このような本発明の半導体レーザによれば、活性層およびクラッド層の真上に、コンタクト層の屈折率より低い屈折率を有する絶縁層または半導体層からなる低屈折率層が設けられている。このため、低屈折率層が、活性層から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、コンタクト層は活性層から発生した光の吸収層として働きにくくなる。したがって、コンタクト層により光出力のロスが発生することを低減でき、光出力が低下することを防止できる。
【０００８】
また、コンタクト層が光の吸収層として働きにくいことから、クラッド層の厚みを薄くすることが可能となる。したがって、活性層から発生した熱に対する放熱性を高めることができる。
【０００９】
また、本発明の半導体レーザにおいては、低屈折率層と活性層との間の距離が1.5μm以下であることが好ましい。
【００１０】
この場合には、低屈折率層と活性層との間の距離が短くなるため、例えば低屈折率層やコンタクト層の上部に設けられる電極と活性層との間の距離も短くなる。したがって、活性層から発生した熱に対する放熱性を高めることができる。
【００１１】
また、本発明の半導体レーザにおいては、低屈折率層と活性層との間の距離が0.5μm以上であることが好ましい。
【００１２】
この場合には、クラッド層上に設けられる低屈折率層と活性層との間が一定の距離以上離れることとなるため、クラッド層の上において例えば低屈折率層の脇に設けられるコンタクト層と活性層との間も一定の距離以上離れることとなる。したがって、コンタクト層から活性層への電流注入のパスが狭まることによって抵抗値が上昇することを防止できる。また、抵抗値の上昇により熱が発生し、これに伴って光出力低下といった特性劣化が生じることを防止できる。
【００１３】
また、本発明の半導体レーザにおいては、低屈折率層の幅が活性層の幅より広いことが好ましい。
【００１４】
この場合には、低屈折率層の幅が活性層の幅より広くなっていることから、低屈折率層は活性層から発生した光を閉じ込める役割をより確実に果たすことができる。つまり、例えば低屈折率層の幅が活性層の幅より広くない場合に活性層からの光が低屈折率層の脇で漏れることを防止できる。
【００１５】
また、本発明の半導体レーザにおいては、コンタクト層の上および低屈折率層の上に設けられた金属電極を更に備えることが好ましい。
【００１６】
この場合には、低屈折率層やコンタクト層の上部に設けられた金属電極が活性層から発生した熱の逃げ道として働くため、活性層から発生した熱に対する放熱性を高めることができる。
【００１７】
また、本発明の半導体レーザにおいては、低屈折率層がシリコン酸化物であっても良い。
【００１８】
低屈折率層として、例えばSiO2層のシリコン酸化物のほかに、例えばSiN等の窒化シリコン、TiO2等の酸化チタニウム、Al2O3等の酸化アルミニウムの誘電体を用いることができる。また、本発明の半導体レーザがGaAs系のレーザであれば、コンタクト層よりワイドバンドギャップであるAlAs、ZnSe等を半導体層の低屈折率層として用いることが考えられる。また、本発明の半導体レーザがInP系のレーザであれば、コンタクト層よりワイドバンドギャップであるMgZnCdSe等を半導体層の低屈折率層として用いることが考えられる。
【００１９】
また、本発明の半導体レーザにおいては、コンタクト層が活性層の上で開口を有しており、低屈折率層が当該開口に設けられていても良い。
【００２０】
この場合には、活性層およびクラッド層の真上に、コンタクト層が設けられておらず、低屈折率層が設けられている。このため、低屈折率層が、活性層から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、コンタクト層は活性層から発生した光の吸収層として働きにくくなる。したがって、コンタクト層により光出力のロスが発生することを低減でき、光出力が低下することを防止できる。
【００２１】
また、本発明の半導体レーザにおいては、コンタクト層が低屈折率層を覆っていても良い。
【００２２】
この場合には、例えば低屈折率層を先に形成した後にコンタクト層を形成する際に、製造工程を容易にすることができる。また、この場合には、活性層とコンタクト層との間に低屈折率層が設けられているため、当該低屈折率層は活性層から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、コンタクト層は活性層から発生した光の吸収層として働きにくくなる。したがって、コンタクト層により光出力のロスが発生することを低減でき、光出力が低下することを防止できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光出力が低下することを防止しつつ、活性層の放熱性を高めることが可能な半導体レーザを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照して本発明にかかる半導体レーザの好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
（半導体レーザ１の構造）
図１は、本実施形態に係る半導体レーザ１を示す断面図である。半導体レーザ１は、いわゆる埋め込みヘテロストラクチャー構造（Buried Heterostructure構造）の半導体レーザ（ＢＨレーザ）である。半導体レーザ１において、第１導電型の基板１２の主面１２ａ上には、第１導電型クラッド層１５が設けられている。第１導電型の基板１２は、例えばｎ型InP基板である。第１導電型クラッド層１５は、例えばｎ型InPクラッド層である。
【００２６】
第１導電型クラッド層１５上には、発光領域１６が設けられている。発光領域１６は、例えば多重量子井戸(Multiple Quantum Well, MQW)構造を有しており、活性層を含む。発光領域１６は、基板１２上の所定の領域に設けられている。以下、図１に示すように、発光領域１６が設けられた基板１２上の所定の領域を「領域Ａ」と記載し、また説明の便宜上、領域Ａの幅を「幅Ａ」と記載する。
【００２７】
発光領域１６上には、第２導電型クラッド層１７の第１の領域１７ａが設けられている。第２導電型クラッド層１７は、例えばｐ型InPクラッド層である。第１導電型クラッド層１５、発光領域１６、および第２導電型クラッド層１７の第１の領域１７ａは半導体メサ１８を形成する。なお、図示はしないが、この半導体メサ１８は、例えば細長いストライプ形状を有する。
【００２８】
半導体メサ１８を埋め込むように、第２導電型電流ブロック層１３および第１導電型電流ブロック層１４が基板１２上に順に設けられている。第２導電型電流ブロック層１３は、例えばｐ型InP電流ブロック層である。第１導電型電流ブロック層１４は、例えばｎ型InP電流ブロック層である。第２導電型電流ブロック層１３および第１導電型電流ブロック層１４は、基板１２上における領域Ａ以外の領域に設けられている。以下、図１に示すように、第２導電型電流ブロック層１３および第１導電型電流ブロック層１４が設けられた基板１２上の領域を「領域Ｂ」と記載する。
【００２９】
第２導電型クラッド層１７は更に第２の領域１７ｂを含み、この第２の領域１７ｂは、第１の領域１７ａおよび第１導電型電流ブロック層１４上にわたって設けられている。つまり、第２導電型クラッド層１７の第２の領域１７ｂは、上記の領域Ａと領域Ｂとの両方にわたって設けられている。
【００３０】
図１に示すように、第２導電型クラッド層１７の第２の領域１７ｂの上において、領域Ａに相当する部分には、低屈折率層２１が設けられている。低屈折率層２１は、例えば半導体メサ１８のストライプ形状に沿って細長く形成されていても良い。また、第２導電型クラッド層１７の第２の領域１７ｂの上において、領域Ｂに相当する部分には、コンタクト層１９が設けられている。このとき、図１に示すように、低屈折率層２１の幅Ｄが領域Ａの幅Ａより広くなるように、低屈折率層２１を設けることが好ましい。この低屈折率層２１は、例えばSiO2層のシリコン酸化物であって、例えばInGaAS層であるコンタクト層１９の屈折率より低い屈折率を有する。
【００３１】
コンタクト層１９上には、例えば半導体メサ１８への電流狭窄を強化するための絶縁膜２０が設けられている。絶縁膜２０は、例えばＳｉＮやＳｉＯ２等の誘電体である。
【００３２】
コンタクト層１９および絶縁膜２０上には、第１の金属電極（例えば、アノード電極）２２が設けられている。また、基板１２の裏面１２ｂには、第２の金属電極（例えば、カソード電極）１１が設けられている。
【００３３】
以上により、本実施形態の半導体レーザ１の構造について説明した。本実施形態では、発光領域１６および第２導電型クラッド層１７の真上に、コンタクト層１９の屈折率より低い屈折率を有するSiO2層からなる低屈折率層２１が設けられている。このため、低屈折率層２１が発光領域１６から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、コンタクト層１９は発光領域１６から発生した光の吸収層として働きにくくなる。したがって、コンタクト層１９により光出力のロスが発生することを低減でき、光出力が低下することを防止できる。
【００３４】
（分析結果、従来のＢＨレーザとの比較、および半導体レーザ１の作用効果）
以下では、従来のＢＨレーザ１Ａにおける分析結果と、本実施形態の半導体レーザ１における分析結果とを比較することにより、本実施形態の半導体レーザ１の作用および効果について詳細に説明する。
【００３５】
図２は従来のＢＨレーザ１Ａを示す断面図である。ＢＨレーザ１Ａは、特に第２導電型クラッド層１７Ａ（図１の半導体レーザ１における第２の領域１７ｂに相当するもの）の上部において、図１を参照しながら上記説明した本実施形態の半導体レーザ１と相違点を有する。すなわち、図２に示すように、従来のＢＨレーザ１Ａでは、図１に示したような領域Ａや領域Ｂなどに関係なく、第２導電型クラッド層１７Ａの上にコンタクト層１９Ａが全面的に設けられている。また、本実施形態の半導体レーザ１における低屈折率層２１に相当するものは設けられていない。つまり、発光領域１６の上には、コンタクト層１９Ａより低い屈折率を有するものが設けられておらず、コンタクト層１９Ａが設けられている。
【００３６】
ここで、このような従来のＢＨレーザ１Ａの光出力特性について考察してみると、一般的に、半導体レーザの光出力は、電流増加とともに飽和することが知られている。この原因の一つとして、素子温度の上昇があげられる。図２に示すＢＨレーザ１Ａにおいては、発光領域１６に電流が絞られると、発熱により活性層部の温度上昇が生じ、光出力は低下する。このため、素子の放熱性を上げる方法として、活性層幅増や共振器長増など、活性層の体積を増加させる方法が考えられる。しかし、活性層の体積を増やすことは、しきい値電流の増加や緩和振動周波数の低下など、光通信用半導体レーザの特性としては望ましくない。
【００３７】
素子の放熱性を上げるための別の手段としては、活性層から発生する熱に対して放熱しやすい構造にすることが考えられる。このために第２導電型クラッド層１７Ａの厚みを薄くし、活性層上部への放熱性を上げることが有効と考えられるが、第２導電型クラッド層１７Ａを薄くすることによって、活性層からの光がコンタクト層１９Ａまでに染み出してしまう可能性がある。図３はこのことをイメージしており、第２導電型クラッド層１７Ａが薄くなっているためその上に位置するコンタクト層１９Ａまでに光モード分布Ｚが染み出している様子を示している。図３に示すような状況においては、特にコンタクト層１９Ａが例えばInGaAs層からなっており、例えばInP層からなる第２導電型クラッド層１７Ａよりも高屈折率である場合、コンタクト層１９Ａが光の吸収層として働いてしまう。
【００３８】
図４〜図６は、例えば図２および図３に示した従来のＢＨレーザ１Ａを解析した結果を示すための図である。図４は、解析モデルをイメージした図である。図４に示すように、ＢＨレーザ１Ａにおいて、第２導電型クラッド層１７Ａ、発光領域１６、およびコンタクト層１９Ａが順に積層されており、発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離が距離Ｗ１と表示されている。また、発光領域１６の幅Ａ１は約1.2μmである。
【００３９】
図４に示したような解析モデルにおいて、BPM(Beam Propagation Method)法によって光密度パワー分布を計算した結果が図５および図６に示されている。ただし、図５および図６に示す解析結果は、光の波長を1.55μmと想定し、発光領域１６の屈折率を3.328とし、第２導電型クラッド層１７Ａの屈折率を3.169とし、コンタクト層１９Ａの屈折率を3.519として計算した結果である。
【００４０】
図５は光密度パワーを表しており、横軸のＸ値および縦軸のＹ値は解析モデル内における位置を表すためのパラメータである。図５（Ａ）は発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離Ｗ１が2.5μmである場合の解析結果を示しており、図５（Ｂ）は距離Ｗ１が1.5μmである場合の解析結果を示している。図５の結果から分かるように、発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離Ｗ１が短くなると、コンタクト層１９Ａへの光の漏れが生じてしまうことが分かる。すなわち、例えば図５（Ｂ）の「Ｗ１＝1.5μm」の場合のように距離Ｗ１が短くなると、Ｖ１で表示された部分でコンタクト層１９Ａへの光の漏れが生じていることが分かる。なお、図５（Ａ）の場合においては、「Ｗ１＝2.5μm」であり距離Ｗ１が短くないため、光の漏れは生じていない。
【００４１】
図６には図５の結果の中心部（つまり、「Ｘ値＝0」の部分）で縦方向に断面を切った場合の光パワー密度分布を示す。この結果からも分かるように、発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離Ｗ１が短くなると、コンタクト層１９Ａへの光の漏れが生じてしまうことが分かる。図６において、グラフａは距離Ｗ１が2.5μmである場合を示しており、グラフｂは距離Ｗ１が2.0μmである場合を示しており、グラフｃは距離Ｗ１が1.5μmである場合を示しており、グラフｄは距離Ｗ１が1.0μmである場合を示している。図６に示すように、特に距離Ｗ１が1.5μm以下である場合（つまり、グラフｃおよびグラフｄの場合）に、Ｖ１で表示された部分において光パワー密度が高くなっており、コンタクト層１９Ａへの光の漏れが生じている。
【００４２】
図５および図６に示したようにコンタクト層１９Ａへの光の漏れがある場合、共振器方向に光を伝搬させると光パワーの減衰が生じることになる。つまり、内部ロスの増加が生じ、端面からの光出力に大幅な低減が生じてしまう。したがって、従来の構造では、上部の第２導電型クラッド層１７Ａの厚みを薄くすることで、発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離Ｗ１を狭め、活性層からの熱に対する放熱性を上げるということは難しいと考えられる。
【００４３】
一方、図７および図８は、本実施形態に係る半導体レーザ１を解析した結果を示すための図である。図７は、解析モデルをイメージした図である。図７に示すように、本実施形態の半導体レーザ１において、第２導電型クラッド層１７、発光領域１６、および低屈折率層２１が順に積層されており、発光領域１６と低屈折率層２１との間の距離が距離Ｗ２と表示されている。また、発光領域１６の幅Ａ２は約1.2μmであり、これは図１に示した領域Ａの幅Ａに相当する。
【００４４】
図７に示したような解析モデルにおいて、BPM法によって光密度パワー分布を計算した結果が図８に示されている。ただし、図８に示す解析結果は、光の波長を1.55μmと想定し、発光領域１６の屈折率を3.328とし、第２導電型クラッド層１７の屈折率を3.169とし、低屈折率層２１の屈折率を1.444として計算した結果である。
【００４５】
図８の結果から分かるように、本実施形態の半導体レーザ１においては、発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離Ｗ２が例えば1μm（グラフｆ）のように短くなっても、Ｖ２で表示された部分においてコンタクト層１９Ａへの光の漏れが生じていないことが分かる。もちろん距離Ｗ２が例えば2μm（グラフｅ）である場合にもコンタクト層１９Ａへの光の漏れは生じていない。このことは、本実施形態の半導体レーザ１では、活性層を含む発光領域１６の直上がSiO2絶縁膜からなる低屈折率層２１となっているため、この低屈折率層２１が発光領域１６から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、発光領域１６とコンタクト層１９Ａとの間の距離Ｗ２を縮めても、コンタクト層１９Ａへの光の吸収は増加しないからである。
【００４６】
このように、コンタクト層１９が光の吸収層として働きにくいことから、本実施形態においては、第２導電型クラッド層１７の厚みを薄くすることが可能となる。したがって、発光領域１６から発生した熱に対する放熱性を高めることができる。このように、本実施形態は放熱性の面において有利な構造となっており、例えばしきい値やスロープ効率等、高温での特性向上が期待される。
【００４７】
また、半導体レーザ１において、低屈折率層２１と発光領域１６との間の距離、つまり発光領域１６上において第２導電型クラッド層１７の厚みは、1.5μm以下であることが好ましい。この場合には、低屈折率層２１と発光領域１６との間の距離が短くなるため、例えば低屈折率層２１やコンタクト層１９の上部に設けられる電極２２と発光領域１６との間の距離も短くなる。したがって、発光領域１６からの熱を電極２２を通じて逃がすことができ、熱に対する放熱性を高めることができる。
【００４８】
また、半導体レーザ１において、低屈折率層２１と発光領域１６との間の距離、つまり発光領域１６上において第２導電型クラッド層１７の厚みは、0.5μm以上であることが好ましい。この場合には、第２導電型クラッド層１７上に設けられる低屈折率層２１と発光領域１６との間が一定の距離以上離れることとなるため、第２導電型クラッド層１７上において低屈折率層２１の脇に設けられるコンタクト層１９と発光領域１６との間も一定の距離以上離れることとなる。したがって、コンタクト層１９から発光領域１６への電流注入のパスが狭まることによって抵抗値が上昇することを防止できる。また、抵抗値の上昇により熱が発生し、これに伴って光出力低下といった特性劣化が生じることを防止できる。
【００４９】
また、半導体レーザ１においては、前述したように、低屈折率層２１の幅Ｄが発光領域１６の幅Ａより広いことが好ましい（図１を参照）。特に、低屈折率層２１の幅Ｄが、発光領域１６を構成する多重量子井戸構造の複数の活性層のうち最も広い幅の活性層の幅より広いことが好ましい。この場合には、低屈折率層２１の幅Ｄが発光領域１６の幅Ａより広くなっていることから、低屈折率層２１は発光領域１６から発生した光を閉じ込める役割をより確実に果たすことができる。つまり、例えば低屈折率層２１の幅Ｄが発光領域１６の幅Ａより広くない場合に（図示せず）、発光領域１６からの光が低屈折率層２１の脇で漏れることを防止できる。
【００５０】
また、半導体レーザ１においては、例えば図１に示したように、低屈折率層２１およびコンタクト層１９の上に金属電極２２が設けられていることが好ましい。この場合には、低屈折率層２１およびコンタクト層１９の上部に設けられた金属電極２２が発光領域１６から発生した熱の逃げ道として働くため、発光領域１６から発生した熱に対する放熱性を高めることができる。
【００５１】
また、半導体レーザ１においては、低屈折率層２１として用いられた例えばSiO2層のシリコン酸化物と同様な効果を奏するものとして、例えばSiN等の窒化シリコン、TiO2等の酸化チタニウム、Al2O3等の酸化アルミニウムの誘電体を用いることができる。また、半導体レーザ１がGaAs系のレーザであれば、コンタクト層１９よりワイドバンドギャップであるAlAs、ZnSe等を半導体層の低屈折率層２１として用いることが考えられる。また、半導体レーザ１がInP系のレーザであれば、コンタクト層１９よりワイドバンドギャップであるMgZnCdSe等を半導体層の低屈折率層２１として用いることが考えられる。
【００５２】
（半導体レーザ１の製造方法）
続いて、本実施形態に係る半導体レーザ１の製造方法について図９および図１０を参照しながら説明する。図９および図１０は半導体レーザ１の製造過程における工程断面図である。
【００５３】
まず、図９（Ａ）に示すように、不純物濃度が1×1018cm-3のSiドープn型InP基板１２に、不純物濃度が1×1018cm-3、厚さ1500nmのSiドープn型InPクラッド層１５を成長する。その後、厚さ50nmおよび組成λ=1.20umのInGaAsP-SCH層１６ａ、バリア組成λ=1.10umのInGaAsP-MQW活性層１６ｂ、厚さ50nmおよび組成λ=1.20umのn型InGaAsP-SCH層１６ｃの成長を行った後に、不純物濃度が1×1018cm-3、厚さ400nmのZiドープp型InPクラッド層１７の第１の領域１７ａを成長する。なお、InGaAsP-SCH層１６ａ、InGaAsP-MQW活性層１６ｂ、およびInGaAsP-SCH層１６ｃは発光領域１６を形成する。
【００５４】
次に、図９（Ｂ）に示すように、基板１２までエッチングを行い、半導体メサ１８を形成する。次に、図９（Ｃ）に示すように、p型InP電流ブロック層１３およびn型InP電流ブロック層１４で半導体メサ１８を埋め込み、更にその上に不純物濃度が1×1018cm-3、厚みが500nmのp型InPクラッド層１７の第２の領域１７ｂを成長する。
【００５５】
次に、図１０（Ａ）に示すように、厚み100nmのSiO2絶縁膜２１を半導体メサ１８の上部部分のみに形成する。最後に、図１０（Ｂ）に示すように、不純物濃度が1×1019cm-3、厚さ200nmのZiドープn型InGaAsコンタクト層１９でSiO2絶縁膜２１を埋め込み、図１０（Ｃ）に示すように、SiO2絶縁膜２０、p型上部電極２２、n型裏面電極１１を形成する。以上により、半導体レーザ１が完成される。
【００５６】
図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）においては、SiO2絶縁膜２１の上にまでn型InGaAsコンタクト層１９が形成されている。つまり、n型InGaAsコンタクト層１９がSiO2絶縁膜２１を覆っている。この場合には、SiO2絶縁膜２１を先に形成した後にn型InGaAsコンタクト層１９を形成する際に、製造工程を容易にすることができる。また、発光領域１６とn型InGaAsコンタクト層１９との間にSiO2絶縁膜２１が設けられているため、当該SiO2絶縁膜２１は発光領域１６から発生した光を閉じ込める役割を果たすこととなり、n型InGaAsコンタクト層１９は発光領域１６から発生した光の吸収層として働きにくくなる。
【００５７】
つまり、図１の場合のように、n型InGaAsコンタクト層１９が発光領域１６上で開口を有しており、当該開口にSiO2絶縁膜２１が設けられた場合と同様の作用および効果を奏する。すなわち、n型InGaAsコンタクト層１９により光出力のロスが発生することを低減でき、光出力が低下することを防止できる。また、n型InGaAsコンタクト層１９とp型上部電極２２との間の接触面積が広がるため、発光領域１６から発生した熱に対する放熱性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係る半導体レーザを示す断面図である。
【図２】従来のＢＨレーザを示す断面図である。
【図３】従来のＢＨレーザにおいて、発光領域からの光がコンタクト層までに染み出してしまうことをイメージしている図である。
【図４】従来のＢＨレーザを解析するための解析モデルをイメージした図である。
【図５】図４の解析モデルを用いてBPM法によって従来のＢＨレーザの光密度パワー分布を計算した結果を示す図である。
【図６】図４の解析モデルを用いてBPM法によって従来のＢＨレーザの光密度パワー分布を計算した結果を示す図である。
【図７】本実施形態の半導体レーザを解析するための解析モデルをイメージした図である。
【図８】図７の解析モデルを用いてBPM法によって本実施形態の半導体レーザの光密度パワー分布を計算した結果を示す図である。
【図９】本実施形態の半導体レーザの製造過程における工程断面図である。
【図１０】本実施形態の半導体レーザの製造過程における工程断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…本実施形態の半導体レーザ、１Ａ…従来のＢＨレーザ、１１，２２…金属電極、１２…基板、１３…第２導電型電流ブロック層、１４…第１導電型電流ブロック層、１５…第１導電型クラッド層、１６…発光領域、１７…第２導電型クラッド層、１７ａ…第２導電型クラッド層１７の第１の領域、１７ｂ…第２導電型クラッド層１７の第２の領域、１７Ａ…従来のＢＨレーザ１Ａにおいて本実施形態の半導体レーザ１の第２導電型クラッド層１７の第２の領域１７ｂに相当するもの、１８…半導体メサ、１９，１９Ａ…コンタクト層、２０…絶縁膜、２１…低屈折率層。
【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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