(57)【要約】【課題】垂直ＦＦＰ形状を改善した窒化物半導体レーザ装置を提案する。【解決手段】窒化物半導体レーザ装置は、ＧａＮ基板の上に形成されたｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層と、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の上に形成されたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層と、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の上に形成されたＩｎＧａＮ活性層と、ＩｎＧａＮ活性層の上に形成され、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するｐ型ＡｌＧａＮ層とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＮ基板の上に形成されたｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層と、
前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の上に形成されたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層と、
前記ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の上に形成されたＩｎＧａＮ活性層と、
前記ＩｎＧａＮ活性層の上に形成され、前記ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するｐ型ＡｌＧａＮ層とを備えている、窒化物半導体レーザ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ装置において、
前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の屈折率が段階的又は連続的に変化するように、前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＧａ組成とＡｌ組成とが調整されている、窒化物半導体レーザ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ装置において、
前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＧａ組成は０．８２以上であって且つ０．９４以下であり、前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＡｌ組成は０．０１以上であって且つ０．１３以下であり、前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＩｎ組成は０．０５以上であって且つ０．１１以下である、窒化物半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の窒化物半導体レーザ装置において、
前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の格子定数が前記ＧａＮ基板と格子整合する、窒化物半導体レーザ装置。
【請求項５】
請求項２に記載の窒化物半導体レーザ装置において、
前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の吸収係数は、前記ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の屈折率の増加と共に増加する、窒化物半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体レーザ素子の遠視野像がガウス分布から乖離することを改善するための構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地上波ディジタル放送の高精細度(Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：ＨＤ)映像を長時間記録できるディジタル多用途ディスク(Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ：ＤＶＤ)の次世代規格であるＢｌｕ−Ｌａｙの普及が進んでいる。
【０００３】
次世代ＤＶＤの更なる高速記録化と低下価格化のために光源に使用される波長４０５ｎｍ帯の半導体レーザの高機能化とコストダウンが急務となっている。コンパクトディスク(Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ：ＣＤ)やＤＶＤなどの光ピックアップで用いられる半導体レーザに要求される特性として出射ビームの遠視野像(Ｆａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ：ＦＦＰ)形状がリップルなどの歪がない単峰性で且つガウス分布であることが求められている。
【０００４】
一般的な光ピックアップの光学系では、光源である半導体レーザからの出射ビームのＦＦＰ形状がリップルなどで歪んでガウス分布から大幅に乖離すると、光の利用効率が減少し光ディスクの信号の読み出し及び書き込み時の半導体レーザの光出力の増加を招いてしまう。半導体レーザの光出力の増加は、消費電力の増大を招くことになるので光ピックアップ又はセット全体としても望ましくない。また、今後の次世代ＤＶＤでの記録速度向上のために半導体レーザの光出力の増大が要望されているが、半導体レーザの光出力の増大はその信頼性対策を強化しなければならないために更なるコスト上昇を招いてしまう。このような点からもＦＦＰ形状のガウス分布からの乖離は望ましくない。
【０００５】
次世代ＤＶＤの光源に用いられる波長４０５ｎｍ帯の半導体レーザは、その材料にＧａＮなどの窒化物半導体が用いられている。図１１は、従来の窒化物半導体レーザの構造の一例を示した断面図である。
【０００６】
図１１に示す従来の窒化物半導体レーザでは、ＧａＮ基板２００の上面に、ＡｌＧａＮバッファ層２０１、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０２、ウェル層、バリア層及びガイド層などで構成されるＩｎＧａＮ活性層２０３、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０４、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０５、電流ブロック層２０６、並びにｐ型電極２０８が順に形成されており、ＧａＮ基板２００の下面に、ｎ型電極２０７が形成されている。
【０００７】
ＧａＮなどの窒化物系半導体は、従来のＣＤやＤＶＤで使用されている波長６５０〜７８５ｎｍ帯の半導体レーザの材料であるＧａＡｓ系材料と異なり、ＩｎＧａＮ活性層２０３で発生した導波光は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０２、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０４、又はＡｌＧａＮバッファ層２０１などにおいて吸収されにくい。そのため、ＧａＮ基板２００、ＡｌＧａＮバッファ層２０１とｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０２、ｐ型ＧａＮコンタクト層２０５とｐ型ＡｌＧａＮクラッド層２０４のそれぞれの界面において導波光の反射や散乱が発生し、出射ビームの垂直方向のＦＦＰ形状が歪む課題が発生している。また、ＧａＡｓ系材料と同等な光吸収効果を持たせるために、ＧａＮ基板２００上に形成するＡｌＧａＮバッファ層２０１のキャリアのドーピング濃度を高くする方法も考えられるが、窒化物半導体はキャリアが活性化しにくいために所望の光吸収効果を得にくいばかりか結晶性が損なわれ結晶中の欠陥が増加するなど、かえって信頼性に悪影響を及ぼす結果となっていた。また、導波光がＧａＮ基板２００によって散乱や反射されないようにｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０２の膜厚を厚くする方法もあるが、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層２０２の膜厚が約２μｍ以上になると結晶に過剰な歪が発生し易くなり、窒化物半導体レーザにクラックが発生するなど信頼性を悪化させてしまう問題もある。
【０００８】
垂直ＦＦＰ形状を改善する対策としては、特許文献１のような方法が提案されており、また、特許文献２のような窒化物半導体レーザの結晶歪を緩和して特性の改善を行う方法も提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２５１６８５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０２７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法によると、垂直ＦＦＰを単峰性の形状にすることはできるが、半導体レーザの構造が複雑なために垂直ＦＦＰのガウス性が悪化するという問題がある。垂直ＦＦＰのガウス分布からの乖離は前に述べたように光ピックアップの光学系での光利用効率が低下するため望ましくない。
【００１０】
また、特許文献２に記載の方法によると、活性層とクラッド層の格子定数を一致させ結晶に生じる歪を緩和することで信頼性を大幅に改善できるが、ＧａＮ基板の屈折率がｎ型クラッド層の屈折率よりも大きいこととＧａＮ基板での光の吸収効果が小さいために、半導体レーザの導波光のｎ型クラッド層とＧａＮ基板との界面での散乱と反射を防止することができない。そのため、垂直ＦＦＰ形状が歪み、ガウス分布から乖離するという問題がある。
【００１１】
前記に鑑み、本発明の目的は、窒化物半導体レーザ素子の遠視野像がガウス分布から乖離することを防止できる構造を備えた窒化物半導体レーザ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明の一形態の窒化物半導体レーザ装置は、ＧａＮ基板の上に形成されたｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層と、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の上に形成されたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層と、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の上に形成されたＩｎＧａＮ活性層と、ＩｎＧａＮ活性層の上に形成され、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層の屈折率よりも小さい屈折率を有するｐ型ＡｌＧａＮ層とを備えている。
【００１３】
本発明の一形態の窒化物半導体レーザ装置において、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の屈折率が段階的又は連続的に変化するように、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＧａ組成とＡｌ組成とが調整されている。
【００１４】
本発明の一形態の窒化物半導体レーザ装置において、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＧａ組成は０．８２以上であって且つ０．９４以下であり、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＡｌ組成は０．０１以上であって且つ０．１３以下であり、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層におけるＩｎ組成は０．０５以上であって且つ０．１１以下である。
【００１５】
本発明の一形態の窒化物半導体レーザ装置において、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の格子定数がＧａＮ基板と格子整合する。
【００１６】
本発明の一形態の窒化物半導体レーザ装置において、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の吸収係数は、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層の屈折率の増加と共に増加する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、垂直ＦＦＰ形状の歪を低減し、ガウス分布からの乖離を抑制できる構造を備えた窒化物半導体レーザ装置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】
【００１８】
本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザについて、図１〜図６を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザの構造の一例を示す断面図である。
【００２０】
図１に示す本実施形態に係る窒化物半導体レーザでは、ＧａＮ基板１００の上面に、バッファ層を兼ねたＩｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１、Ｓｉドープされたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２、ガイド層とウェル層とバリア層とによって構成されたノンドープＩｎＧａＮ活性層１０３、エッチングによりリッジ型に形成されたＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４、Ｍｇドープされたｐ型ＧａＮコンタクト層１０５、電流を狭窄し活性層１０３で発生した光を水平方向に閉じ込めるＳｉＯ２  電流ブロック層１０６、及びｐ型電極１０８が形成されており、ＧａＮ基板１００の下面に、ｎ電極１０７が形成されている。
【００２１】
ここで、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の屈折率Ｎｎとｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４の屈折率Ｎｐとの大小関係は、導波光のｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２での吸収損失や散乱損失を低減するためにＮｎ＞Ｎｐと設定する。具体的に、本実施形態では、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２のＡｌ組成を０．０３、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４のＡｌ組成を０．０６に設定する。また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の厚さは１．６μｍとしている。更に、ＩｎＧａＮ活性層１０３は、水平ＦＦＰを８°から１０°、垂直ＦＦＰを１８°から２０°にするために、１層あたりのウェル厚は２ｎｍから７ｎｍに設定し、Ｉｎ組成を０．０４から０．０８の範囲で設定することが望ましい。本実施形態では、１層あたりのウェル厚を４ｎｍ、Ｉｎ組成を０．０５に設定する。また、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１の組成設定は、窒化物半導体レーザを構成するｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２、ＩｎＧａＮ活性層１０３、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４にクラック等が発生しないように、ＧａＮ基板１００と格子整合させるかＧａＮ基板１００と格子定数が近い値になるように設定する。
【００２２】
図２は、上記背景技術において説明した特許文献２に記載の四元系窒化物半導体の組成混晶比とＧａＮとの格子整合ラインを示している。
【００２３】
上記特許文献２によると、ＩｎＡｌＧａＮ系材料の相分離現象を回避する結晶成長温度は５００℃以上１１００℃以下の範囲とし、且つ、ＧａＮと格子整合するＧａ組成ｘとＡｌ組成ｙとの関係は、ｘ＋１．２ｙ＝１±０．１の範囲に選択しなければならないと開示されている。
【００２４】
しかしながら、結晶成長時の温度バラツキなどの原因によるＧａ、Ａｌ、Ｉｎの各組成の取り込み割合のバラツキを考慮すると、相分離現象を回避できる領域は図２の範囲よりも狭められる。また、ＧａＮ基板側に漏れ出す導波光の吸収を促進させるためにＩｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１のバンドギャップをＩｎＧａＮ活性層１０３のバンドギャップよりも小さくなるように設定しなければばらない。この場合は、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１のＩｎ組成をＩｎＧａＮ活性層１０３のウェル部のＩｎ組成より大きくすることによりＩｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１のバンドギャップをＩｎＧａＮ活性層１０３のバンドギャップより小さくするようにする。
【００２５】
そこで、本実施形態では、実際の結晶成長時の温度変動と組成変動とを考慮し、相分離現象を回避して格子整合し、且つ、ＧａＮ基板１００に漏れ出す導波光を十分に吸収させるために、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１のＧａ組成ｘ及びＡｌ組成ｙを図３に示す範囲に設定している。
【００２６】
すなわち、図３に示すように、Ｇａ組成ｘとＡｌ組成ｙとを条件Ａ、Ｂ、Ｃの値に設定にすると、Ｇａ組成ｘとＡｌ組成ｙとの関係であるｘ＋１．２ｙ＝１±０．１を満たし、且つ、Ｉｎ組成を０．０５以上に設定することができる。これより、格子整合条件を満たしてＧａＮ基板１００にかかる導波光を吸収できる構造とすることができる。
【００２７】
図４は、上記図３の組成範囲Ａ、Ｂ、Ｃを図示したものであり、その組成設定範囲はＡ、Ｂ、Ｃの閉曲線内で表される。本実施形態では、例えばＧａ組成ｘを０．９３、Ａｌ組成ｙを０．０１に設定し、Ｉｎ組成を０．０６に設定したものについて説明する。また、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０１の膜厚は、光吸収効果を十分に持たせるために０．２μｍから０．４μｍの間に設定することが望ましい。また、キャリア濃度は結晶性を良好に保つために１．５×１０１８以下にすることが望ましい。本実施形態では、ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１の膜厚を０．４μｍに、キャリア濃度を５×１０１７に設定したものを用いるものとする。
【００２８】
以上説明した構造において、本実施形態の窒化物半導体レーザにおける垂直ＦＦＰの形状歪を低減してガウス分布からの乖離を抑制する作用について説明する。
【００２９】
図１に示した本実施形態の窒化物半導体レーザにおいて、ＩｎＧａＮ活性層１０３で発生する導波光の近視野像（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ：ＮＦＰ）は、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド１０２の屈折率Ｎｎとｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４の屈折率Ｎｐとの関係が、Ｎｎ＞Ｎｐの関係を満たすために、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２側に寄る分布となる。
【００３０】
そのため、図１１に示した上記従来の構造のようにＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１が形成されていない場合には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の屈折率よりも高い屈折率を有するＧａＮ基板１００に、ＮＦＰの裾部分が引き寄せられて垂直ＦＦＰが歪みガウス分布から乖離する。また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の格子定数がＧａＮ基板１００の格子定数よりも小さいため、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２には引っ張り歪が生じる。このことにより、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２とＧａＮ基板１００との結晶界面付近の結晶性が乱れることにより、導波光の散乱が生じてしまい垂直ＦＦＰの形状が乱れる結果となる。このことは、図５に示すように、従来のＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１が形成されていない構造では、垂直ＦＦＰの形状が乱れていることが分かる。
【００３１】
一方、本実施形態のようにＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１がＧａＮ基板１００とｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２との間に形成された構造である場合には、そのバンドギャップをＩｎＧａＮ活性層１０３より小さく設定しているために、ＮＦＰの裾部分がＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１に分布していても吸収効果により垂直ＦＦＰの形状歪が発生しない。また、ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１はＧａＮ基板１００との格子整合条件の組成設定が行われているために、ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１とＧａＮ基板１００との結晶界面の結晶性が良好になるためＮＦＰの散乱や反射等が生じにくい。そのために、垂直ＦＦＰにリップルなどが発生しにくくなり良好なガウス分布の垂直ＦＦＰ形状が得られる結果となる。このことは、図６に示すように、ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１が形成された構造では、垂直ＦＦＰ形状が乱れていない良好なガウス分布となっていることが分かる。また、本実施形態における窒化物半導体レーザ装置では、ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１がＮＦＰの裾引き部分を吸収することにより、ＧａＮ基板１００での散乱や反射を抑制できるために、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の膜厚を薄く設定することが可能であり、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の歪を最小限度に低減できる。そのため、窒化物半導体レーザのクラックや歪による結晶欠陥の発生を防止する効果が得られ、窒化物半導体レーザの信頼性を大幅に向上させることが可能である。
【００３２】
以上のように、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザは、ＧａＮ基板１００とｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２との間にＧａＮ基板１００と格子整合する組成条件のＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１を備え、該ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０１にＮＦＰの裾部分を吸収させることにより、ＮＦＰの散乱や反射を防止し、垂直ＦＦＰ形状を改善することが実現できる。また、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の膜厚を従来の場合よりも薄くすることができるため、垂直ＦＦＰ形状歪を低減した高品質な窒化物半導体レーザを実現できる。
【００３３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体レーザについて、図７〜図９を参照しながら説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体レーザの構造の一例を示す断面図である。なお、本発明の第１の実施形態の説明で用いた図１と同一構造には同じ符号番号を付している。
【００３４】
図７に示す本実施形態に係る窒化物半導体レーザでは、ＧａＮ基板１００の上面に、領域１１０、領域１１１、領域１１２、領域１１３に分割されてなるＩｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９、Ｓｉドープされたｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２、ガイド層とウェル層とバリア層とによって構成されたノンドープＩｎＧａＮ活性層１０３、エッチングによりリッジ型に形成されたＭｇドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４、Ｍｇドープされたｐ型ＧａＮコンタクト層１０５、電流を狭窄し活性層１０３で発生した光を水平方向に閉じ込めるＳｉＯ２  電流ブロック層１０６、及びｐ電極１０８が形成されており、ＧａＮ基板１００の下面には、ｎ電極１０７が形成されている。ここで、第１の実施形態と同様の理由より、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２の屈折率Ｎｎとｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４の屈折率Ｎｐとの大小関係をＮｎ＞Ｎｐと設定する。具合的には、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２のＡｌ組成を０．０３、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４のＡｌ組成を０．０６に設定する。
【００３５】
図８は、本発明の第２の実施形態におけるＩｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９の拡大断面図である。図８に示すように、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９は、領域１１０、領域１１１、領域１１２、及び領域１１３に分割されており、全体として屈折率が段階形に変化するように、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９のＧａ組成ｘとＡｌ組成ｙとが調整されている。
【００３６】
図９は、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９を構成する領域１１０、領域１１１、領域１１２、領域１１３の各々におけるＧａ組成ｘ、Ａｌ組成ｙ、Ｉｎ組成１−ｘ−ｙ、Ｇａ組成ｙとＡｌ組成ｘとの関係ｘ＋１．２ｙを示している。Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９を構成する領域１１０、領域１１１、領域１１２、及び領域１１３の各々のＩｎ組成を０．０６の一定に保ち、且つ、Ｇａ組成ｘとＡｌ組成ｙとの関係がｘ＋１．２ｙ＝１±０．１の条件を保った状態で屈折率を階段形に変化させている。また、このとき、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９を構成する領域１１０、領域１１１、領域１１２、及び領域１１３の各々の膜厚は、各々０．１μｍとする。また、第１の実施形態と同様に、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９を構成する領域１１０、領域１１１、領域１１２、領域１１３の各々のキャリア濃度は５×１０１７に設定しているものとする。また、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９を構成する領域１１０、領域１１１、領域１１２、領域１１３の各々の吸収係数は、屈折率が階段的に増加すると共に階段的に増加する方向に変化する。
【００３７】
図１０は、本発明の第２の実施形態における垂直ＦＦＰを示している。
【００３８】
図１０に示すように、Ｉｎ1-x-yＡｌyＧａxＮ光吸収層１０９の屈折率を階段状に分布させることにより、ＧａＮ基板１００とｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２との屈折率分布の急激な変化がなく且つ光吸収効果のため垂直ＦＦＰ形状が歪まないことが確認できる。
【００３９】
以上のように、本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体レーザは、ＧａＮ基板１００とｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０２との間にＧａＮ基板１００と格子整合し且つ屈折率を階段状に分布させた組成条件のＩｎＡｌＧａＮ光吸収層１０９を備えることにより、ＧａＮ基板１００によるＮＦＰの散乱や反射を低減し且つＮＦＰの裾部分を吸収することにより垂直ＦＦＰの形状歪を改善することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、窒化物半導体レーザ装置の垂直ＦＦＰ形状歪を低減し、ガウス分布からの乖離を抑制することから、光ピックアップ装置の低消費電力化にとって非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体レーザの構造を示す断面図である。
【図２】背景技術における相分離を回避し格子整合するＩｎＡｌＧａＮ系材料のＧａ組成、及びＡｌ組成の選択領域を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における相分離を回避し格子整合するＩｎＡｌＧａＮ光吸収層のＧａ組成、Ａｌ組成、及びＩｎ組成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における相分離を回避し格子整合するＩｎＡｌＧａＮ系材料のＧａ組成、及びＡｌ組成の選択領域を示す図である。
【図５】ＩｎＡｌＧａＮ光吸収層を有さない従来構造の窒化物半導体レーザの垂直ＦＦＰを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における窒化物半導体レーザの垂直ＦＦＰを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体レーザの構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における窒化物半導体レーザにおけるＩｎＡｌＧａＮ光吸収層部分を詳細に示す断面構造図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における相分離を回避し格子整合するＩｎＡｌＧａＮ光吸収層のＧａ組成、Ａｌ組成、及びＩｎ組成を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における窒化物半導体レーザの垂直ＦＦＰを示す図である。
【図１１】従来の窒化物半導体レーザの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  ＧａＮ基板
１０１  Ｉｎ１−ｘ−ｙＡｌｙＧａｘＮ光吸収層
１０２  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
１０３  ＩｎＧａＮ活性層
１０４  ｐ型クラッド層
１０５  ｐ型ＧａＮコンタクト層
１０６  ＳｉＯ２  電流ブロック層
１０７  ｎ電極
１０８  ｐ電極
１０９  Ｉｎ１−ｘ−ｙＡｌｙＧａｘＮ光吸収層
１１０  領域（Ｉｎ０．０６Ａｌ０．０４Ｇａ０．９０Ｎ光吸収層）
１１１  領域（Ｉｎ０．０６Ａｌ０．０３Ｇａ０．９１Ｎ光吸収層）
１１２  領域（Ｉｎ０．０６Ａｌ０．０２Ｇａ０．９２Ｎ光吸収層）
１１３  領域（Ｉｎ０．０６Ａｌ０．０１Ｇａ０．９３Ｎ光吸収層）
２００  ＧａＮ基板
２０１  ＡｌＧａＮバッファ層
２０２  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
２０３  ＩｎＧａＮ活性層
２０４  ｐ型クラッド層
２０５  ｐ型ＧａＮコンタクト層
２０６  ＳｉＯ２電流ブロック層
２０７  ｎ電極
２０８  ｐ電極
【図１】
2009283511.tif 000003
【図２】
2009283511.tif 000004
【図３】
2009283511.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009283511.tif 000007
【図６】
2009283511.tif 000008
【図７】
2009283511.tif 000009
【図８】
2009283511.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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