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公開番号2025171382
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-20
出願番号2024076661
出願日2024-05-09
発明の名称半導体レーザ
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01S 5/042 20060101AFI20251113BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】光閉じ込めを可能としつつ、光吸収を抑制することができる、半導体レーザを提供する。
【解決手段】半導体レーザ1は、半導体基板2と、半導体基板2の表面2aに積層された半導体積層部3と、第1電極5及び第2電極6と、を備える。半導体積層部3は、活性層43と、第1クラッド層41と、第2クラッド層45と、を有する。第1クラッド層41及び第2クラッド層45は、それぞれ、n型クラッド層を含み、第1クラッド層41及び第2クラッド層45のうちの一方のクラッド層は、当該n型クラッド層と活性層との間に位置するp型クラッド層52をさらに含み、第1電極5と前記第2電極6とは、第1クラッド層41及び第2クラッド層45のうちの他方のクラッド層、活性層43、及びp型クラッド層52を介して電気的に接続されており、p型クラッド層52の厚さは、一方のクラッド層におけるn型クラッド層の厚さよりも小さい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の表面に積層された半導体積層部と、
第１電極及び第２電極と、
を備え、
前記半導体積層部は、
活性層と、
前記活性層に対して前記半導体基板側に位置する第１クラッド層と、
前記活性層に対して前記半導体基板とは反対側に位置する第２クラッド層と、
を有し、
前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層は、それぞれ、ｎ型クラッド層を含み、
前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層のうちの一方のクラッド層は、前記ｎ型クラッド層と前記活性層との間に位置するｐ型クラッド層をさらに含み、
前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層のうちの他方のクラッド層、前記活性層、及び前記ｐ型クラッド層を介して電気的に接続されており、
前記ｐ型クラッド層の厚さは、前記一方のクラッド層における前記ｎ型クラッド層の厚さよりも小さい、
半導体レーザ。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記半導体積層部における積層方向と交差する方向において、前記ｐ型クラッド層と接触するｐ型埋込層をさらに備え、
前記第１電極は、前記ｐ型埋込層における前記半導体基板とは反対側の面に設けられている、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項３】
前記第２クラッド層の前記活性層とは反対側の表面には、前記活性層に向かって窪む溝が形成されている、
請求項２に記載の半導体レーザ。
【請求項４】
前記ｐ型クラッド層の前記半導体基板とは反対側の面は、前記半導体積層部から露出する露出領域を含み、
前記第１電極は、前記露出領域に設けられている、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項５】
前記半導体基板は、ｎ型半導体からなる、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項６】
前記一方のクラッド層における前記ｎ型クラッド層、及び前記ｐ型クラッド層を介して前記第１電極と電気的に接続される第３電極をさらに備える、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項７】
前記ｐ型クラッド層の厚さは、前記一方のクラッド層における前記ｎ型クラッド層と前記ｐ型クラッド層との間に形成されるｐｎ接合によって形成される空乏層のうち、前記ｐ型クラッド層の内部に形成される部分の厚さよりも大きい、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項８】
前記ｐ型クラッド層の厚さは、前記一方のクラッド層における前記ｎ型クラッド層の厚さの１／２以下である、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項９】
前記一方のクラッド層は、第１クラッド層である、
請求項１に記載の半導体レーザ。
【請求項１０】
前記一方のクラッド層は、第２クラッド層である、
請求項１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。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光ガイド層を有する活性層と、当該活性層を挟むように配置されたｎ型クラッド層及びｐ型クラッド層とを備える、半導体レーザ素子が記載されている。ｐ型クラッド層は、約１．５μｍの厚さを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００７－１２３８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような半導体レーザでは、ｐ型クラッド層での光吸収が問題となる。特に、１．４μｍ以上の波長を含むアイセーフ波長帯における光吸収が課題であった。これに対して、ｐ型クラッド層の厚さを薄くすることでｐ型クラッド層における光吸収を抑制することができるが、ｐ型クラッド層の厚さを薄くすると、ｎ型クラッド層とｐ型クラッド層との間の光閉じ込めが困難となるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、光閉じ込めを可能としつつ、光吸収を抑制することができる、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】
本発明に係る半導体レーザは、［１］「半導体基板と、前記半導体基板の表面に積層された半導体積層部と、第１電極及び第２電極と、を備え、前記半導体積層部は、活性層と、前記活性層に対して前記半導体基板側に位置する第１クラッド層と、前記活性層に対して前記半導体基板とは反対側に位置する第２クラッド層と、を有し、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層は、それぞれ、ｎ型クラッド層を含み、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層のうちの一方のクラッド層は、前記ｎ型クラッド層と前記活性層との間に位置するｐ型クラッド層をさらに含み、前記第１電極と前記第２電極とは、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層のうちの他方のクラッド層、前記活性層、及び前記ｐ型クラッド層を介して電気的に接続されており、前記ｐ型クラッド層の厚さは、前記一方のクラッド層における前記ｎ型クラッド層の厚さよりも小さい、半導体レーザ」である。
【０００７】
この半導体レーザでは、第１クラッド層及び第２クラッド層のうちの一方のクラッド層におけるｐ型クラッド層の厚さが、当該一方のクラッド層におけるｎ型クラッド層の厚さよりも小さい。これにより、例えば、当該一方のクラッド層の全体がｐ型クラッド層とされる場合と比較して、ｐ型クラッド層の厚さを抑え、ｐ型クラッド層における光吸収を抑制することができる。また、当該一方のクラッド層は、ｐ型クラッド層に加えてｎ型クラッド層を含んでいる。これにより、当該一方のクラッド層全体の厚さを確保することができる。これにより、第１クラッド層と第２クラッド層との間の好適な光閉じ込めが可能となる。したがって、この半導体レーザによれば、光閉じ込めを可能としつつ、光吸収を抑制することができる。
【０００８】
本発明に係る半導体レーザは、［２］「前記半導体積層部における積層方向と交差する方向において、前記ｐ型クラッド層と接触するｐ型埋込層をさらに備え、前記第１電極は、前記ｐ型埋込層における前記半導体基板とは反対側の面に設けられている、上記［１］に記載の半導体レーザ」であってもよい。この場合、ｐ型埋込層がｐ型クラッド層と接触しているので、活性層で生じた熱がｐ型埋込層を介して放熱される。したがって、この半導体レーザによれば、放熱性を向上することができる。
【０００９】
本発明に係る半導体レーザは、［３］「前記第２クラッド層の前記活性層とは反対側の表面には、前記活性層に向かって窪む溝が形成されている、上記［２］に記載の半導体レーザ」であってもよい。例えば第２クラッド層の当該表面にわたるようにｐ型埋込層が形成されている場合、このように第２クラッド層の当該表面に溝を形成することで、ｐ型埋込層と第２クラッド層との接触面積を減らすことができる。この場合、第２クラッド層におけるｐ型埋込層からの電流経路を絞ることにより、リーク電流を抑制することができる。
【００１０】
本発明に係る半導体レーザは、［４］「前記ｐ型クラッド層の前記半導体基板とは反対側の面は、前記半導体積層部から露出する露出領域を含み、前記第１電極は、前記露出領域に設けられている、上記［１］に記載の半導体レーザ」であってもよい。この場合、ｐ型埋込層を形成すると共に第１電極をｐ型埋込層に設ける場合に比べて、半導体レーザの構成が簡易化され、半導体レーザを容易に形成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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