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JP2013153030A - 半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents

半導体レーザおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動電流の増大を抑制すると共に、特性悪化を抑えることが可能な半導体レーザおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】活性層を含むと共に前記活性層の電流注入領域に対向して突条部を有する半導体層と、前記突条部の側面および前記半導体層の上面を覆う埋込み膜とを備え、前記埋込み膜は、前記突条部および前記半導体層の側から、シリコン酸化膜よりなる第１層と、前記活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、無機絶縁材料よりなる第３層とをこの順に有する半導体レーザ。
【選択図】図１

Description

本開示は、突条部（リッジ）の周囲に埋込み膜を有する半導体レーザおよびその製造方法に関する。
従来、例えば特許文献１に記載されているように、損失導波型半導体レーザにおいて、活性層よりも屈折率の高い材料を活性層に近接して配置し、光のアウトカップリングにより有効屈折率を減少させて横導波領域を形成することが行われている。
また、例えば特許文献２では、非リッジ部上に、絶縁膜と、シリコンを含む吸収膜とを設けることにより高次モードを抑制することが提案されている。
特開平９−２２１２４９号公報 特開２００５−１８７０３４号公報
しかしながら、特許文献１では、活性層よりも屈折率の高い材料を用いているので、光の吸収が大きくなり、スロープ効率（Ｌ−Ｉ特性の傾き）が低下し、動作電流が高くなってしまうという問題があった。また、特許文献２では、吸収膜の膜質が悪いので、特性悪化を引き起こすという問題があった。
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、駆動電流の増大を抑制すると共に、特性悪化を抑えることが可能な半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。
本開示による半導体レーザは、活性層を含むと共に活性層の電流注入領域に対向して突条部を有する半導体層と、突条部の側面および半導体層の上面を覆う埋込み膜とを備え、埋込み膜は、突条部および半導体層の側から、シリコン酸化膜よりなる第１層と、活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、無機絶縁材料よりなる第３層とをこの順に有するものである。
本開示による半導体レーザでは、埋込み膜が、突条部および半導体層の側から、第１層，第２層および第３層をこの順に有している。シリコン酸化膜よりなる第１層により、突条部の内外に屈折率差がつき、導波路が形成される。第２層は活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物により構成されているので、活性層からの光漏れが抑えられ、また、活性層から光が漏れた場合にも、漏れた光は第２層で吸収される。よって、駆動電流の増大が抑制される。また、第２層は化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物により構成されているので膜質が悪いが、無機絶縁材料よりなる第３層により第２層が覆われ、特性悪化が抑えられる。
本開示による半導体レーザの製造方法は、活性層を含む半導体層を形成し、半導体層に、活性層の電流注入領域に対向して突条部を形成する工程と、突条部の側面および半導体層の上面に埋込み膜を形成する工程とを含み、埋込み膜として、突条部および半導体層の側から、シリコン酸化膜よりなる第１層と、活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、無機絶縁材料よりなる第３層とをこの順に形成するようにしたものである。
本開示の半導体レーザ、または本開示の半導体レーザの製造方法によれば、埋込み膜として、突条部および半導体層の側から、シリコン酸化膜よりなる第１層と、活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、無機絶縁材料よりなる第３層とをこの順に形成するようにしたので、駆動電流の増大を抑制すると共に、特性悪化を抑えることが可能となる。
本開示の一実施の形態に係る半導体レーザの構成を表す断面図である。 スロープ効率の調整方法を説明するための図である。 図１に示した第１層の厚みとスロープ効率との関係を調べた結果を表す図である。 図１に示した第２層の屈折率とスロープ効率との関係を調べた結果を表す図である。 図１に示した第２層の屈折率としきい値Ｉｔｈとの関係を調べた結果を表す図である。 図５において、第２層の屈折率ｎが２．７５の場合について、第２層への光場の染み出しを調べた結果を表す図である。 図５において、第２層の屈折率ｎが２．４９の場合について、第２層への光場の染み出しを調べた結果を表す図である。 図１に示した第２層の消衰係数とスロープ効率との関係を調べた結果を表す図である。 図１に示した第２層の厚みとスロープ効率との関係を調べた結果を表す図である。 図１に示した半導体レーザの製造方法を工程順に表す断面図である。 図１０に続く工程を表す断面図である。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本開示の一実施の形態に係る半導体レーザの全体構成を表したものである。この半導体レーザ１は、例えば、パーソナルコンピュータや家庭用ゲーム機などのＢＤ記録・再生用レーザとして用いられる発振波長約５００ｎｍ以下、例えば４００ｎｍ前後の青・青紫半導体レーザである。半導体レーザ１は、例えば、ＧａＮよりなる基板１１の一面側（上面）に、半導体層１０，埋込み膜２０およびｐ側電極３０を有している。基板１１の他面側（下面）にはｎ側電極４０が設けられている。
半導体層１０は、基板１１にｎ型半導体層１２，活性層１３およびｐ型半導体層１４がこの順に積層された構成を有している。ｐ型半導体層１４には、活性層１３の電流注入領域（発光領域）に対向して、電流狭窄のための帯状の突条部１５が設けられている。
基板１１は、例えば、ｎ型不純物としてシリコン（Ｓｉ）を添加したｎ型ＧａＮにより構成されている。
ｎ型半導体層１２は、例えば、基板１１の側から、ｎ型クラッド層およびｎ側ガイド層をこの順に有している。ｎ型クラッド層は、例えば、積層方向における厚さ（以下、単に厚さという。）が２．５μｍ〜２．６μｍであり、ｎ型不純物としてシリコン（Ｓｉ）を添加したｎ型ＡｌＧａＮ混晶により構成されている。ｎ側ガイド層は、例えば、厚さが０．２１μｍであり、ｎ型不純物としてシリコン（Ｓｉ）を添加したｎ型ＧａＮにより構成されている。
活性層１３は、例えば、厚さが０．０５６μｍであり、組成の異なるＩｎｘ Ｇａ１−ｘ Ｎ（但し、ｘ≧０）混晶によりそれぞれ形成された井戸層と障壁層との多重量子井戸構造を有している。
ｐ型半導体層１４は、例えば、基板１１の側から、ｐ側ガイド層，電子障壁層, ｐ型クラッド層およびｐ側コンタクト層をこの順に有している。ｐ側ガイド層は、例えば、厚さが０．１９μｍであり、ｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加したｐ型ＧａＮにより構成されている。電子障壁層は、例えば、厚さが０．０２μｍであり、ｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加したｐ型ＡｌＧａＮ混晶により構成されている。ｐ型クラッド層は、例えば、厚さが０．３８μｍであり、ＡｌＧａＮ混晶層とｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加したｐ型ＧａＮ層との超格子構造を有している。ｐ側コンタクト層は、例えば、厚さが０．１０μｍであり、ｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加したｐ型ＧａＮにより構成されている。
埋込み膜２０は、突条部１５および半導体層１０の側から、第１層２１，第２層２２および第３層２３をこの順に積層した構成を有している。第１層２１は、シリコン酸化膜により構成されている。第２層２２は、活性層１３よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物により構成されている。第３層２３は、無機絶縁材料により構成されている。これにより、この半導体レーザ１では、駆動電流の増大を抑制すると共に、特性悪化を抑えることが可能となっている。
第１層２１は、突条部１５内外に屈折率差をつけることにより導波路を形成するものであると共に、後述するようにスロープ効率の調整という機能も有している。第１層２１は、上述したようにシリコン酸化膜により構成され、その屈折率は、例えば１．４以上１．６以下であり、消衰係数ｋは零（ｋ＝０）である。ちなみに、半導体層１０の屈折率は２．５程度である。
ここで、第１層２１の機能の一つであるスロープ効率の調整について説明する。スロープ効率の調整方法は、第１層２１の厚みおよび第２層２２の光吸収率(消衰係数)という二つの特性から考える必要がある。すなわち、第１層２１の厚みを厚くすると半導体レーザ１が第２層２２の光を感じにくくなるので、第２層２２の消衰係数を高くする必要がある。一方、第１層２１の厚みを薄くすると、半導体レーザ１が第２層２２の光を感じやすくなるので、第２層２２の吸収係数を低くする必要がある。
例えば図２（Ａ）に示したように、第１層２１の厚みを薄くし、第２層２２の消衰係数を低くした場合には、現実的なスロープ効率を得るためには第１層２１の厚みを数ｎｍ程度とする必要があり、第１層２１の厚みばらつきによるスロープ効率の変動が許容できなくなるおそれがある。また、第１層２１の厚みが薄くなると絶縁機能が低下し、耐圧特性やＥＳＤ（Electrostatic Discharge）特性が劣化するおそれもある。第１層２１の厚みが更に薄くなると、導波路を規定する効果が低下し、光漏れが顕著となり、レーザ発振の動作電圧上昇や出力不安定などのおそれもある。
また、図２（Ｂ）に示したように、第１層２１の厚みを厚くし、第２層２２の消衰係数を高くした場合には、光の吸収が大きくなり、スロープ効率が低下し、動作電圧を高くしなければならなくなる。第１層２１の厚みを更に厚くしていくと、半導体レーザ１が第２層２２の光を感じなくなる。
以上より、第１層２１の厚みは、例えば２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。第２層２２は屈折率が高いほど、消衰係数は高くなり、活性層１３と同等の屈折率の場合、第１層２１の厚みが２０ｎｍ未満であると、スロープ効率が１よりも小さくなり現実的ではない。また、第１層２１の厚みが２００ｎｍよりも厚い場合には、第２層２２の消衰係数ｋを十分に高くしても半導体レーザ１が第２層２２の光を感じにくくなる。
第２層２２は、活性層１３からの光漏れを抑えるため、上述したように、活性層１３よりも低い屈折率を有している。第２層２２の消衰係数ｋは、例えば、零（０）より大きく０．５以下であることが好ましく、０．１以上０．３以下であれば、より好ましい。第２層２２の消衰係数ｋをこの範囲内とすることにより、第２層２２の屈折率を活性層１３よりも低くすることが可能となる。
また、第２層２２は、活性層１３から光が漏れた場合にも、漏れた光を吸収する光吸収膜としての機能を有している。そのため、第２層２２は、上述したように、化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物により構成されている。好ましくは熱安定性に優れているシリコン窒化膜が好ましい。換言すれば、第２層２２はＳｉ−Ｓｉ結合を含んでおり、このＳｉ−Ｓｉ結合で光を吸収している。Ｓｉ−Ｓｉ結合は、光吸収のない（消衰係数ｋ＝０）シリコン窒化膜には含まれず、消衰係数ｋが高くなるほどＳｉ−Ｓｉ結合の含有比も高くなる。例えば消衰係数ｋ＝０のシリコン窒化膜では、シリコン含有比は３６．６％でそのうちのＳｉ−Ｓｉ結合の含有比は零（０）である。消衰係数ｋ＝０．２７２４のシリコン窒化膜では、シリコン含有比は４２．５％で、そのうちのＳｉ−Ｓｉ結合の含有比は６．７％である。
第２層２２の消衰係数ｋが、例えば上述したように０．３以下である場合には、第２層２２に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合の含有比は、約７．１％以下である。第２層２２の消衰係数ｋが、例えば上述したように０．５以下である場合には、第２層２２に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合の含有比は、例えば１２％以下である。
第２層２２の厚みは、例えば、２０ｎｍ以上であることが好ましい。２０ｎｍよりも薄いとスロープ効率が高くなりすぎるおそれがある。更に、第２層２２の厚みは、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であれば、より好ましい。２００ｎｍ以上となると、膜厚に対してスロープ効率が飽和し、プロセスマージンが広がるが、成膜時間の増大や後工程でのｐ側電極３０形成時のエッチングに対するマージンが小さくなる。従って、第２層２２の厚みは、２０ｎｍ以上、例えば１００ｎｍ前後が好ましい。
第３層２３は、封止層および保護層（パッシベーション層）としての機能を有し、無機絶縁材料により構成されている。すなわち、第２層２２はシリコン含有比が高いことから、ダングリングボンドも多く含まれ、膜質が悪く、リーク等が発生しやすいおそれがある。そこで、第３層２３で第２層２２を覆うことにより、第２層２２を封止し、特性劣化を抑えることが可能となる。
第３層２３の構成材料としては、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2），酸化アルミニウム膜（Ａｌ2Ｏ3），窒化アルミニウム膜（ＡｌＮ），シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ），酸化タンタル膜（Ｔａ2Ｏ5）または酸化ジルコニウム膜（ＺｒＯ2）が好ましい。中でも、第３層２３は、化学量論比に等しいまたは近いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成され、その屈折率ｎは１．８以上２．２以下であり、消衰係数ｋは零（０）であることが好ましい。膜質が良く、耐圧特性および封止性能を併せ持っているからである。
第３層２３の厚みは、封止性能および絶縁性能の観点から、例えば、５０ｎｍ以上であることが好ましい。また、第３層２３の厚みは、封止性能の観点からは厚ければ厚いほど望ましいが、厚くなると膜にクラックが入る懸念があり、例えば、５００ｎｍ以下であることが望ましい。
なお、第２層２２と第３層２３とをいずれもシリコン窒化膜により構成する場合であっても、両者のシリコン含有比の違いを調べることにより解析可能である。また、フッ酸に浸すと、第３層２３よりも第２層２２のほうがエッチングレートが大きいので両者の間に段差が形成されることにより解析可能である。
図３ないし図９は、以上の説明についての計算結果を表したものである。なお、計算はＡＴＬＡＳを用いて以下の条件で行った。
第１層２１
構成材料：ＳｉＯ2（成膜方法：蒸着）
半導体層１０の上面の平坦部における厚み：４０ｎｍ
突条部１５側面の厚み：２８ｎｍ（平坦部の７０％）
屈折率：１．４６
消衰係数ｋ：零（０）
第２層２２
構成材料：ＳｉＮ
半導体層１０の上面の平坦部における厚み：１００ｎｍ
突条部１５側面の厚み：５０ｎｍ（平坦部の５０％）
屈折率：２．４９
消衰係数ｋ：０．１８５
第３層２３
構成材料：ＳｉＮ
屈折率ｎ：２．０４
消衰係数ｋ：零（０）
活性層１３
屈折率ｎ：２．６４
図３は、第１層２１の厚みとスロープ効率との関係を調べた結果を表したものである。図３から分かるように、第１層２１の厚みが２０ｎｍの場合にはスロープ効率は０．９程度となり、第１層２１の厚みが大きくなるにつれてスロープ効率も高くなる傾向を示している。すなわち、第１層２１の厚みの下限を２０ｎｍ以上とすれば、現実的なスロープ効率である１以上を得られることが分かる。
図４は、第２層２２の屈折率とスロープ効率との関係を調べた結果を表したものである。図４から分かるように、第２層２２の屈折率ｎが高くなると、スロープ効率が低下する。更に、第２層２２の屈折率ｎが活性層１３の屈折率（２．６４）よりも高くなると、スロープ効率の低下の傾きが急峻となり、著しく効率が低下する。すなわち、第２層２２の屈折率ｎを活性層１３の屈折率よりも低くすることにより、屈折率の変動に対してマージンのある、かつ急激なスロープ効率の低下を抑えることが可能となることが分かる。
図５は、第２層２２の屈折率としきい値Ｉｔｈとの関係を調べた結果を表したものである。図５から分かるように、第２層２２の屈折率が高くなると、駆動電流が増加する。更に、第２層２２の屈折率ｎが活性層１３の屈折率（２．６４）よりも高くなると、駆動電流の上昇の傾きが急峻となり、著しく効率が低下する。
図６は、図５において、第２層２２の屈折率ｎが２．７５の場合について、第２層２２への光場の染み出しを調べた結果を表したものである。図７は、図５において、第２層２２の屈折率ｎが２．４９の場合について、第２層２２への光場の染み出しを調べた結果を表したものである。図６および図７から分かるように、第２層２２の屈折率ｎが２．７５の場合には、第２層２２への光場の染み出しＬ２２が生じているのに対して、第２層２２の屈折率ｎが２．４９の場合には、第２層２２への光場の染み出しは抑えられている。
すなわち、第２層２２の屈折率ｎを活性層１３の屈折率よりも低くすることにより、第２層２２への光場の染み出しＬ２２を抑え、駆動電流の増加を抑えることが可能となることが分かる。
図８は、第２層２２の消衰係数ｋとスロープ効率との関係を調べた結果を表したものである。図８から分かるように、第２層２２の消衰係数ｋが高くなると、スロープ効率は緩やかに低下する。従って、第２層２２の消衰係数ｋを零（０）より大きく０．５以下、より好ましくは０．１以上０．３以下とすることにより、適切なスロープ効率が得られることが分かる。
図９は、第２層２２の厚みとスロープ効率との関係を調べた結果を表したものである。なお、図９では、第２層２２の屈折率を２．４９として計算を行っている。図９から分かるように、第２層２２の厚みが厚くなると、スロープ効率は緩やかに低下する。従って、第２層２２の厚みを２０ｎｍ以上、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることにより、適切なスロープ効率が得られることが分かる。
図１に示したｐ側電極３０は、ｐ型半導体層１４の突条部１５上に設けられている。ｐ側電極３０は、例えば、ｐ型半導体層１４の側からパラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）が順次積層された構造を有し、ｐ型半導体層１４と電気的に接続されている。
図１に示したｎ側電極４０は、例えば、チタン（Ｔｉ），白金（Ｐｔ）および金（Ａｕ）が順次積層された構造を有しており、基板１１を介してｎ型半導体層１２と電気的に接続されている。
なお、図１に示した半導体層１０の、突条部１５の長さ方向（共振器方向）において対向する側面は、一対の共振器端面（図示せず）となっている。一対の共振器端面には、一対の反射鏡膜（図示せず）がそれぞれ設けられている。これら一対の反射鏡膜のうち一方の反射鏡膜の反射率は低くなるように、他方の反射鏡膜の反射率は高くなるようにそれぞれ調整されている。これにより、活性層１３において発生した光は一対の反射鏡膜の間を往復して増幅され、一方の反射鏡膜からレーザビームとして出射するようになっている。
この半導体レーザ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、図１０（Ａ）に示したように、ＧａＮよりなる基板１１を用意し、この基板１１の表面に、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ；有機金属化学気相成長）法により、上述した材料よりなるｎ型半導体層１２，活性層１３およびｐ型半導体層１４を成長させ、半導体層１０を形成する。
次いで、図１０（Ｂ）に示したように、ｐ側半導体層１４上にエッチング用のマスクを形成し、例えばドライエッチングにより、ｐ側半導体層１４の厚み方向の一部を削除して帯状の突条部１５を形成する。
続いて、図１１に示したように、突条部１５の側面および半導体層１０の上面に、突条部１５および半導体層１０の側から、第１層２１，第２層２２および第３層２３をこの順に形成することにより、埋込み膜２０を形成する。このとき、第２層２２および第３層２３は、同一装置・同一室内で連続成膜することが望ましい。途中で外に出すと第２層２２と第３層２３との界面に自然酸化膜（ＳｉＯ2）が生じ、密着性が低下するおそれがあるからである。
そののち、図１に示したように、埋込み膜２０および半導体層１０の上に、ｐ側電極３０を形成する。また、基板１１の裏面側を例えばラッピングおよびポリッシングして基板１１の厚さを例えば１００μｍ程度としたのち、基板１１の下面（裏面）にｎ側電極４０を形成する。
そののち、劈開により一対の共振器端面を形成し、一対の共振器端面に、適宜、端面コーティングを施し、反射鏡膜を形成する。以上により、図１に示した半導体レーザ１が完成する。
この半導体レーザ１では、ｎ側電極４０とｐ側電極３０との間に所定の電圧が印加されると、活性層１３に電流が注入されて、電子−正孔再結合により発光が起こる。この光は、一対の反射鏡膜により反射され、その間を往復してレーザ発振を生じ、レーザビームとして外部に射出される。ここでは、埋込み膜２０が、突条部１５および半導体層１０の側から、第１層２１，第２層２２および第３層２３をこの順に有している。シリコン酸化膜よりなる第１層２１により、突条部１５の内外に屈折率差がつき、導波路が形成される。第２層２２は活性層１３よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成されているので、活性層１３からの光漏れが抑えられ、また、活性層から光が漏れた場合にも、漏れた光は第２層２２で吸収される。よって、駆動電流の増大が抑制される。また、第２層２２は化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成されているので膜質が悪いが、無機絶縁材料よりなる第３層２３により第２層２２が覆われ、特性悪化が抑えられる。
このように本実施の形態では、埋込み膜２０として、突条部１５および半導体層１０の側から、シリコン酸化膜よりなる第１層２１と、活性層１３よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜よりなる第２層２２と、絶縁材料よりなる第３層２３とをこの順に形成するようにしたので、駆動電流の増大を抑制すると共に、特性悪化を抑えることが可能となる。
以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚さ、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚さとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態では、ｎ型半導体層１２，活性層１３およびｐ側半導体層１４をＭＯＣＶＤ法により形成する場合について説明したが、ＭＯＶＰＥ法等の他の有機金属気相成長法により形成してもよく、あるいは、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy；分子線エピタキシー）法等を用いてもよい。
加えて、例えば、上記実施の形態では、半導体レーザ１の構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。
更にまた、本開示は、上記実施の形態で説明したようなＩＩＩ族元素のうちの少なくともガリウム（Ｇａ）とＶ族元素のうちの少なくとも窒素（Ｎ）とを含む窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体により構成された青・青紫半導体レーザに限らず、より高出力のものや他の発振波長または他の材料系のものにも適用可能である。
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
活性層を含むと共に前記活性層の電流注入領域に対向して突条部を有する半導体層と、
前記突条部の側面および前記半導体層の上面を覆う埋込み膜と
を備え、
前記埋込み膜は、前記突条部および前記半導体層の側から、
シリコン酸化膜よりなる第１層と、
前記活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、
無機絶縁材料よりなる第３層と
をこの順に有する半導体レーザ。
（２）
前記第２層の消衰係数は零（０）より大きく０．５以下である
前記（１）記載の半導体レーザ。
（３）
前記第２層は、化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成されている
前記（１）または（２）記載の半導体レーザ。
（４）
前記第２層は、Ｓｉ−Ｓｉ結合を含み、
前記第２層に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合の含有比は、１２％以下である
前記（３）記載の半導体レーザ。
（５）
前記第２層の厚みは、２０ｎｍ以上である
前記（４）記載の半導体レーザ。
（６）
前記第１層の屈折率は、１．４以上１．６以下である
前記（１）ないし（５）のいずれか１項に記載の半導体レーザ。
（７）
前記第１層の厚みは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である
前記（６）記載の半導体レーザ。
（８）
前記第３層は、化学量論比に等しいまたは近いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成されている
前記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の半導体レーザ。
（９）
前記第３層の屈折率は１．８以上２．２以下である
前記（８）記載の半導体レーザ。
（１０）
前記第３層の消衰係数は零である
前記（９）記載の半導体レーザ。
（１１）
前記第３層の厚みは、５０ｎｍ以上である
前記（１０）記載の半導体レーザ。
（１２）
活性層を含む半導体層を形成し、前記半導体層に、前記活性層の電流注入領域に対向して突条部を形成する工程と、
前記突条部の側面および前記半導体層の上面に埋込み膜を形成する工程と
を含み、
前記埋込み膜として、前記突条部および前記半導体層の側から、
シリコン酸化膜よりなる第１層と、
前記活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、
無機絶縁材料よりなる第３層と
をこの順に形成する半導体レーザの製造方法。
１…半導体レーザ、２…レーザ構造部、１０…半導体層、１１…基板、１２…ｎ型半導体層、１３…活性層、１４…ｐ型半導体層、１５…突条部、２０…埋込み膜、２１…第１層、２２…第２層、２３…第３層、３０…ｐ側電極、４０…ｎ側電極

Claims (12)

  1. 活性層を含むと共に前記活性層の電流注入領域に対向して突条部を有する半導体層と、
    前記突条部の側面および前記半導体層の上面を覆う埋込み膜と
    を備え、
    前記埋込み膜は、前記突条部および前記半導体層の側から、
    シリコン酸化膜よりなる第１層と、
    前記活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、
    無機絶縁材料よりなる第３層と
    をこの順に有する半導体レーザ。
  2. 前記第２層の消衰係数は零（０）より大きく０．５以下である
    請求項１記載の半導体レーザ。
  3. 前記第２層は、化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成されている
    請求項１記載の半導体レーザ。
  4. 前記第２層は、Ｓｉ−Ｓｉ結合を含み、
    前記第２層に含まれるＳｉ−Ｓｉ結合の含有比は、１２％以下である
    請求項３記載の半導体レーザ。
  5. 前記第２層の厚みは、２０ｎｍ以上である
    請求項４記載の半導体レーザ。
  6. 前記第１層の屈折率は、１．４以上１．６以下である
    請求項１記載の半導体レーザ。
  7. 前記第１層の厚みは、２０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である
    請求項６記載の半導体レーザ。
  8. 前記第３層は、化学量論比に等しいまたは近いシリコン含有比を有するシリコン窒化膜により構成されている
    請求項１記載の半導体レーザ。
  9. 前記第３層の屈折率は１．８以上２．２以下である
    請求項８記載の半導体レーザ。
  10. 前記第３層の消衰係数は零である
    請求項９記載の半導体レーザ。
  11. 前記第３層の厚みは、５０ｎｍ以上である
    請求項１０記載の半導体レーザ。
  12. 活性層を含む半導体層を形成し、前記半導体層に、前記活性層の電流注入領域に対向して突条部を形成する工程と、
    前記突条部の側面および前記半導体層の上面に埋込み膜を形成する工程と
    を含み、
    前記埋込み膜として、前記突条部および前記半導体層の側から、
    シリコン酸化膜よりなる第１層と、
    前記活性層よりも低い屈折率を有すると共に化学量論比よりも高いシリコン含有比を有するシリコン化合物よりなる第２層と、
    無機絶縁材料よりなる第３層と
    をこの順に形成する半導体レーザの製造方法。
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