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公開番号2025169330
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2025134632,2023529813
出願日2025-08-13,2022-06-08
発明の名称半導体レーザデバイスの製造方法
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H01S 5/22 20060101AFI20251105BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】平面性とc面に対する垂直性に優れ、高光反射率の共振端面を形成する。
【解決手段】半導体レーザ体は、ベース半導体部と、ベース半導体部上に位置し、GaN系半導体を含む化合物半導体部と、を備え、ベース半導体部は、第1部と、厚み方向に伸びた貫通転位密度が第1部よりも小さい第2部とを含み、化合物半導体部は、一対の共振端面を含む光共振器を有し、一対の共振端面の少なくとも一方が、化合物半導体部のm面またはc面であり、一対の共振端面間の距離である共振長が200〔μm〕以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ベース半導体部と、
前記ベース半導体部上に位置し、ＧａＮ系半導体を含む化合物半導体部と、を備え、
前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、
前記化合物半導体部は、一対の共振端面を含む光共振器を有し、
前記一対の共振端面の少なくとも一方が、前記化合物半導体部のｍ面またはｃ面であり、
前記一対の共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下である、半導体レーザ体。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
ベース半導体部と、
前記ベース半導体部上に位置する化合物半導体部と、を備え、
前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、
前記化合物半導体部は、一対の共振端面を含む光共振器を有し、
前記一対の共振端面の少なくとも一方が、前記化合物半導体部の劈開面に含まれ、
前記一対の共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下である、半導体レーザ体。
【請求項３】
ベース半導体部と、
前記ベース半導体部上に位置する化合物半導体部と、を備え、
前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、
前記化合物半導体部は、一対の共振端面を含む光共振器を有し、
前記一対の共振端面の少なくとも一方は、光反射率が９８％以上であり、
前記一対の共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下である、半導体レーザ体。
【請求項４】
前記ベース半導体部の厚みおよび前記化合物半導体部の厚みの和が５０〔μｍ〕以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
【請求項５】
前記ベース半導体部は、支持部材をもたない自立層である、請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
【請求項６】
前記一対の共振端面の少なくとも一方の面を覆う反射鏡膜を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
【請求項７】
前記一対の共振端面の一方は光出射領域を含み、
前記光出射領域は、前記厚み方向に視る平面視において前記第２部と重なる、請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
【請求項８】
前記ベース半導体部は、前記一対の共振端面と平行なベース端面を含み、
前記ベース端面における転位密度が、前記第２部の貫通転位密度以上である、請求項１～７のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
【請求項９】
前記第２部の厚みに対する前記共振長の比が１～２０である、請求項１～７のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
【請求項１０】
前記共振長を規定する方向と直交する方向についての前記第２部のサイズを、前記第２部の幅とし、
前記第２部の幅に対する前記共振長の比が１～１０である、請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体レーザ体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体レーザ等に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、光共振器を含む半導体レーザチップが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
日本国特開２００５－３５３７０２号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示にかかる半導体レーザ体は、ベース半導体部と、前記ベース半導体部上に位置し、ＧａＮ系半導体を含む化合物半導体部と、を備え、前記ベース半導体部は、第１部と、厚み方向に伸びた貫通転位の密度が前記第１部よりも小さい第２部とを含み、前記化合物半導体部は、一対の共振端面を含む光共振器を有し、前記一対の共振端面の少なくとも一方が、前記化合物半導体部のｍ面またはｃ面であり、前記一対の共振端面間の距離である共振長が２００〔μｍ〕以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
本実施形態に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。
光共振器の構成を示す斜視図である。
化合物半導体部の構成を示す平面図である。
化合物半導体部の構成を示す平面図である。
本実施形態に係る半導体レーザ体の別構成を示す斜視図である。
本実施形態に係る半導体レーザ素子の構成を示す模式図である。
本実施形態にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
本実施形態にかかる半導体レーザ体の製造装置の一例を示すブロック図である。
実施例１に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。
デバイス層の構成を示す平面図である。
実施例１に係る半導体レーザ体の構成を示す断面図である。
実施例１に係る半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
実施例１に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。
実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。
実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。
実施例１に係る半導体レーザ素子の別構成を示す断面図である。
実施例１に係る半導体レーザ基板（半導体レーザアレイ）の構成を示す斜視図である。
実施例１に係る半導体レーザ基板の別構成を示す斜視図である。
実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。
図１９の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的断面図である。
実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示す模式的断面図である。
実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示す模式的断面図である。
実施例１における、ＥＬＯ半導体層の横方向成長の一例を示す断面図である。
実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。
図２４の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的図である。
実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。
図２６の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的図である。
実施例１にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。
図２８の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式的図である。
実施例２に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。
実施例２に係る半導体レーザ体の構成を示す断面図である。
実施例２に係る半導体レーザ素子の構成を示す断面図である。
実施例２にかかる半導体レーザデバイスの製造方法の別例を示すフローチャートである。
図３３の半導体レーザデバイスの製造方法を示す模式図である。
実施例２に係る半導体レーザ素子の構成を示す斜視図である。
実施例４の半導体レーザモジュールの構成を示す斜視図である。
実施例４の半導体レーザモジュールの別構成を示す斜視図である。
実施例５に係る電子機器の構成を示す模式図である。
実施例６に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
〔半導体レーザ体〕
図１は、本実施形態に係る半導体レーザ体の構成を示す斜視図である。図２は、光共振器の構成を示す斜視図である。図３および図４は、化合物半導体部の構成を示す平面図である。図５は、本実施形態に係る半導体レーザ体の別構成を示す斜視図である。図１～図４に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ体２１は、ベース半導体部８と、ベース半導体部８上に位置し、窒化物半導体（例えば、ＧａＮ系半導体）を含む化合物半導体部９とを備える。ベース半導体部８がベース半導体層であってもよく、化合物半導体部９が化合物半導体層であってもよい。ベース半導体部８は、第１部Ｂ１と、厚み方向（Ｚ方向）に伸びた貫通転位の密度（貫通転位密度）が第１部Ｂ１よりも小さい第２部Ｂ２とを含む。化合物半導体部９は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２を含む光共振器ＬＫを有する。
【０００７】
半導体レーザ体２１は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方が、窒化物半導体を含む化合物半導体部９のｍ面またはｃ面であり、一対の共振端面（共振器端面）Ｆ１・Ｆ２間の共振長（共振器長）Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である構成とすることができる。一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれを化合物半導体部９のｍ面としてもよいし、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれを化合物半導体部９のｃ面としてもよい。ｍ面とは、窒化物半導体の（１－１００）面と平行な面であり、ｃ面とは、窒化物半導体の（０００１）面と平行な面である。
【０００８】
半導体レーザ体２１は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方が化合物半導体部９の劈開面に含まれ、共振長Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である構成とすることができる。一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれが化合物半導体部９の劈開面に含まれていてもよい。
【０００９】
半導体レーザ体２１は、一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方の光反射率が９８％以上であり、共振長Ｌ１が２００〔μｍ〕以下である構成とすることができる。一対の共振端面Ｆ１・Ｆ２それぞれの光反射率が９８％以上であってもよく、図３Ｂに示すように、共振端面Ｆ１・Ｆ２を覆う反射境膜ＵＦ（例えば、誘電体膜）を設けてもよい。
【００１０】
半導体レーザ体２１では、共振端面Ｆ１・Ｆ２の少なくとも一方の光反射率が高く、反射損失が小さいため、光利得が小さくなる２００μｍ以下の短共振長においても安定的なレーザ発振が可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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