專利名稱：半導(dǎo)體激光元件以及單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光元件以及單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，特別是涉及一種自激發(fā)型半導(dǎo)體激光元件以及設(shè)有其的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置。
背景技術(shù)：
作為光盤讀取用光源以及寫入用光源的至少一個(gè)主要使用半導(dǎo)體激光元件。近年來，讀取用半導(dǎo)體激光元件由于可有效回避返回光干擾，而自激發(fā)型激光元件被廣泛利用。
圖6是表示不引起自激發(fā)的單模型的AlGaInP類紅色可見光半導(dǎo)體激光元件的圖。
該紅色可見光半導(dǎo)體激光器中，將形成在有源層101和形成于有源層101的上方的脊部103的側(cè)方上的GaAs阻礙層105之間的P型外敷層102的層厚設(shè)定為0.17，這樣將光的橫向封入系數(shù)(脊部和脊部外的折射率差)Δn設(shè)定為0.94。
該自激發(fā)型半導(dǎo)體激光器光的橫向封入系數(shù)Δn比非自激發(fā)型半導(dǎo)體激光器小，有源層的橫向的封入變?nèi)酢＿@樣，該自激發(fā)型半導(dǎo)體激光器，有源層的脊部外部?jī)蓚?cè)區(qū)域成為可飽和吸收區(qū)域，可進(jìn)行自激發(fā)動(dòng)作。
但是，圖7所示的上述現(xiàn)有的自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)中，由于形成自激發(fā)結(jié)構(gòu)，而必須將P外敷層112的層厚設(shè)定成圖6所示的非自激發(fā)激光器的P外敷層102的膜厚的大約2倍的厚度，由此，無助于激光激發(fā)的無效電流增加，驅(qū)動(dòng)電流大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題是提供一種可減小返回光干擾并減小驅(qū)動(dòng)電流、減小運(yùn)轉(zhuǎn)成本的自激發(fā)型半導(dǎo)體激光元件。
為解決上述課題，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光元件特征在于，具有襯底；形成在上述襯底上的有源層；形成在上述有源層上的上側(cè)外敷層；形成在上述上側(cè)外敷層上的脊部；形成在上述脊部的側(cè)方的區(qū)域的至少一部分上并且具有與上述上側(cè)外敷層大致相同的折射率的層。
根據(jù)本發(fā)明，由于在上述襯底上具有形成在上述脊部的側(cè)方的區(qū)域的至少一部分上并且具有與上述上側(cè)外敷層大致相同的折射率的層，所以，可在抑制維持大的自激發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)而減小無助于激光激發(fā)的無效電流，降低驅(qū)動(dòng)電流。因此，可減小返回光干擾的同時(shí)，降低驅(qū)動(dòng)電流，減小運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
另外，本發(fā)明一方面的半導(dǎo)體激光元件中，上述具有大致相同的折射率的層是介電體層。
根據(jù)該方面的半導(dǎo)體激光元件，上述具有大致相同的折射率的層由于是介電體層，所以可減小返回光干擾，并降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
另外，上述一方面的半導(dǎo)體激光元件，上述具有大致相同的折射率的層是N型化合物半導(dǎo)體層。
根據(jù)上述一方面的半導(dǎo)體激光元件，由于上述具有大致相同的折射率的層是N型化合物半導(dǎo)體層，所以可減小返回光干擾，并降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
另外，上述一方面的半導(dǎo)體激光元件，上述N型化合物半導(dǎo)體層上形成GaAs層。
另外，上述一方面的半導(dǎo)體激光元件，上述GaAs層的層厚小于或等于0.2μm。
根據(jù)上述一方面的半導(dǎo)體激光元件，上述GaAs層的層厚小于或等于0.2μm，所以可維持大的自激發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)而降低驅(qū)動(dòng)電流。因此，可降低返回光干擾并降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
另外，本發(fā)明的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，其具有第一半導(dǎo)體激光元件以及與上述第一半導(dǎo)體激光元件共用襯底的第二半導(dǎo)體激光元件，上述第一半導(dǎo)體激光元件的脊部和上述第二半導(dǎo)體激光元件的脊部大致并列配置在上述襯底上，其特征在于，上述第一半導(dǎo)體激光元件是上述本發(fā)明的半導(dǎo)體激光元件，并且上述第二半導(dǎo)體激光元件是上述本發(fā)明的半導(dǎo)體激光元件。
根據(jù)本發(fā)明，由于所搭載的兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件是本發(fā)明的半導(dǎo)體激光元件，所以，在兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件的各個(gè)中，可極度減小返回光干擾，并極度減小驅(qū)動(dòng)電流。
另外，本發(fā)明的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，其具有第一半導(dǎo)體激光元件以及與上述第一半導(dǎo)體激光元件共用襯底的第二半導(dǎo)體激光元件，上述第一半導(dǎo)體激光元件的脊部和上述第二半導(dǎo)體激光元件的脊部大致并列配置在上述襯底上，其特征在于，上述第一半導(dǎo)體激光元件以及上述第二半導(dǎo)體激光元件中的任一個(gè)是上述本發(fā)明的半導(dǎo)體激光元件。
根據(jù)本發(fā)明，由于上述第一半導(dǎo)體激光元件以及上述第二半導(dǎo)體激光元件中的任一個(gè)是上述半導(dǎo)體激光元件，所以在任一個(gè)的半導(dǎo)體激光元件中，可極度降低返回光干擾，并可極度降低驅(qū)動(dòng)電流。
另外，本發(fā)明一方面的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，上述第一半導(dǎo)體激光元件是用于進(jìn)行從致密盤(CD)讀取信息以及對(duì)致密盤寫入信息的至少一個(gè)的半導(dǎo)體激光元件，并且，上述第二半導(dǎo)體激光元件是用于進(jìn)行從數(shù)字多功能盤(DVD)讀取信息以及對(duì)數(shù)字多功能盤寫入信息的至少一個(gè)的導(dǎo)體激光元件。
根據(jù)本方面，CD用的上述第一半導(dǎo)體激光元件中，可維持大的自激發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)，降低驅(qū)動(dòng)電流，另外，DVD用的上述第二半導(dǎo)體激光元件中，可維持大的自激發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)，降低驅(qū)動(dòng)電流。
根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光元件，可維持大的自激發(fā)強(qiáng)度的同時(shí)，降低無助于激光器激發(fā)的無效電流，并降低驅(qū)動(dòng)電流。因此，可減小返回光干擾的同時(shí)，減小驅(qū)動(dòng)電流，并減小運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
另外，根據(jù)本發(fā)明的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，搭載的兩個(gè)半導(dǎo)體激光元件中至少一個(gè)半導(dǎo)體激光元件中，可極度降低返回光干擾，并極度減小驅(qū)動(dòng)電流。
本發(fā)明根據(jù)以下的詳細(xì)說明和附圖可以充分理解，但是詳細(xì)說明和附圖在這里只是作為例證，本發(fā)明并不限定于此。


圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件即AlGaInP類紅色自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光元件的層結(jié)構(gòu)的圖；圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件即AlGaInP類紅色自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光元件的層結(jié)構(gòu)的圖；
圖3是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件即AlGaInP類紅色自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光元件的層結(jié)構(gòu)的圖；圖4是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖；圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖；圖6是表示不引起自激發(fā)的單模型的AlGaInP類紅色可見光半導(dǎo)體激光器的圖；圖7是表示現(xiàn)有的AlGaInP類紅色自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光器的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件即AlGaInP類紅色自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光元件的層結(jié)構(gòu)的圖。
該半導(dǎo)體激光器具有順次在GaAs襯底1之上層積如下層的結(jié)構(gòu)，即，層積層厚0.2μm的N型GaAs緩沖層2、層厚0.25μm的N型GaInP中間層3、層厚1.1μm的N型AlGaInP外敷層4、層厚0.04μm的非摻雜AlGaInP引導(dǎo)層5、由層厚0.01μm的非摻雜GaInP阱層和層厚0.005μm的非摻雜AlGaInP勢(shì)壘層形成的多重量子阱結(jié)構(gòu)(MQWMulti QuantumWell)的有源層6、層厚0.04μm的非摻雜AlGaInP引導(dǎo)層7、層厚0.17μm的作為上側(cè)外敷層的一例的P型AlGaInP外敷層8、層厚0.01μm的P型GaInP蝕刻阻止層9、層厚0.8μm的P型AlGaInP外敷層10、層厚0.05μm的P型GaInP中間層11、以及層厚0.5μm的P型GaAs間隙層12。
上述P型AlGaInP外敷層10、P型GaInP中間層11以及P型GaAs間隙層12形成作為導(dǎo)波路的脊部。該脊部通過蝕刻矩形的P型GaAs間隙層、P型GaInP中間層以及P型AlGaInP外敷層的兩側(cè)的側(cè)方部而形成。上述脊部的脊部寬度設(shè)定為3.8μm。
另外，P型GaInP蝕刻阻止層9上的脊部的兩側(cè)的未形成脊部的部分上，形成作為具有大致相同的折射率的層的一例的N型AlGaInP阻礙層13。上述N型AlGaInP阻礙層13的折射率與P型AlGaInP外敷層8的折射率大致相同。上述N型AlGaInP阻礙層13由表面與GaAs襯底1的表面大致平行的剖面大致梯形的主體部和與該主體部相連并且形成在脊部的側(cè)方的側(cè)方部構(gòu)成。上述N型AlGaInP外敷層13的主體部上且N型AlGaInP阻礙層13的側(cè)方部上形成膜厚1.1μm的N型GaAs層14。
上述N型AlGaInP阻礙層13的Al、Ga、In以及P的組成比設(shè)定成與P型AlGaInP外敷層8的Al、Ga、In以及P的組成比和AlGaInP外敷層10的Al、Ga、In以及P的組成比相同，橫向光封入系數(shù)Δn為與現(xiàn)有大致相同的值。
另外，P型AlGaInP外敷層8和N型AlGaInP阻礙層13之間形成的P型GaInP蝕刻阻止層9形成不吸收有源層的波長(zhǎng)的組成，對(duì)Δn不影響。另外，N型AlGaInP阻礙層13以及N型GaAs層14形成時(shí)若突出脊部的上面，則這些突出的部分由后面的光刻工序和蝕刻除去，這樣脊部的上面不突出(不溢出)N型AlGaInP阻礙層13以及N型GaAs層14。另外，脊部結(jié)構(gòu)自然不必說可不用蝕刻而選擇性成長(zhǎng)來制成。
上述脊部、N型AlGaInP阻礙層13以及N型GaAs層14上形成P側(cè)歐姆電極15，而在GaAs襯底1的脊部側(cè)的相反側(cè)的表面上形成N側(cè)歐姆電極17。
詳細(xì)地，上述脊部上由濺射蒸鍍而形成以金為基料而作為雜質(zhì)混入有鋅的AuZn層，并在整個(gè)面上由濺射蒸鍍而形成MoAu層，由此，上述脊部、N型AlGaInP阻礙層13以及N型GaAs層14上形成P側(cè)歐姆電極15。進(jìn)而，在P側(cè)歐姆電極15上形成緩和安裝時(shí)的歪斜等且膜厚是3μm的P側(cè)鍍敷電極16。另外，研磨或蝕刻GaAs襯底，將芯片的厚度形成大約100μm后，在GaAs襯底1的脊部側(cè)的相反側(cè)的表面上形成N側(cè)電極17。
上述第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件和圖7所示的P外敷層的層厚是0.35μm的現(xiàn)有的AlGaInP類紅色自激發(fā)型激光器在自激發(fā)強(qiáng)度、光功率4mW的可干涉性α以及70℃的可干涉性α大致相同，而室溫下且光功率4mW時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流，現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光元件是55mA，而上述第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件是48mA。
根據(jù)上述實(shí)施方式，P型AlGaInP外敷層8上的脊部的側(cè)方上形成具有與P型AlGaInP外敷層8大致相同的折射率的N型AlGaInP阻礙層13，并且P型AlGaInP外敷層8以及N型AlGaInP阻礙層13的層厚設(shè)定為0.18μm左右，所以光的橫向封入系數(shù)Δn的值可與現(xiàn)有保持在相同程度，能夠?qū)崿F(xiàn)自激發(fā)并且能夠減小無效電流，與現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光元件相比驅(qū)動(dòng)功率降低10％或10％以上。因此，可減小返回光干擾并極度減少運(yùn)轉(zhuǎn)成本。
圖2是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件即AlGaInP類紅色自激發(fā)可見光半導(dǎo)體元件的層結(jié)構(gòu)的圖。
第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件中，作為具有大致相同的折射率的一例的N型AlGaInP阻礙層21和P側(cè)電極23之間形成的N型GaAs層22的層厚比第一實(shí)施方式薄很多。詳細(xì)地，第二實(shí)施方式中，層厚是0.18μm的N型AlGaInP外敷層21上形成層厚是0.1μm的N型GaAs層22，之后，以與第一實(shí)施方式相同的方法形成P側(cè)電極23、24。
AlGaInP阻礙層21上的N型GaAs層22的層厚比第一實(shí)施方式薄的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件Δn的值變小，橫向的光封入變?nèi)?，自激發(fā)強(qiáng)度變大，而驅(qū)動(dòng)電流的值與第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件大致相同。
進(jìn)而，AlGaInP阻礙層上的N型GaAs層的層厚設(shè)定為0.2μm或0.2μm以下的薄度，調(diào)整各層的組成比和膜厚而使Δn最適化，從而與第一實(shí)施方式相比能夠?qū)⒆约ぐl(fā)強(qiáng)度維持在大致相同，降低驅(qū)動(dòng)電流，進(jìn)而降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本，這由實(shí)驗(yàn)可證實(shí)。
圖3是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件即AlGaInP類紅色自激發(fā)型可見光半導(dǎo)體激光元件的層結(jié)構(gòu)的圖。
第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件中，將折射率與第一實(shí)施方式的P型AlGaInP外敷層8和P型外敷層13相同而介電體膜例如層厚0.18μm的具有大致相同的折射率的層的一例的Si介電體層32形成在脊部30的側(cè)方且P型GaInP蝕刻阻止層31上。該Si介電體層32具有降低Δn的作用和電流狹窄化的作用。另外，脊部上突出Si介電體層后，通過后面的光刻工序和蝕刻而除去該突出部分。
上述Si介電體層32上順次形成膜厚一定的P側(cè)歐姆電極33以及P側(cè)鍍敷電極34。詳細(xì)地，電流通路的脊部30上(P型GaAs間隙層36)上蒸鍍AuZn，而在整個(gè)面上進(jìn)行Mo/Au濺射蒸鍍而形成P側(cè)電極33。另外，P側(cè)電極33上為緩和安裝時(shí)的歪斜等而形成膜厚3μm的鍍敷電極34。另外，GaAs襯底38通過研磨或蝕刻等而將芯片厚度形成為大約100μm后，在GaAs襯底38的脊部側(cè)的相反側(cè)的表面上形成N側(cè)電極39。
根據(jù)第三實(shí)施方式的半導(dǎo)體元件，形成折射率與作為上側(cè)外敷層的一例的P型AlGaInP外敷層35大致相同的Si介電體膜32，并在Si介電體膜32上形成Mo電極和Au電極等吸收區(qū)域，所以與現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光元件相比，可將Δn即自激發(fā)強(qiáng)度維持在同程度，并極度降低驅(qū)動(dòng)電流。
圖4是表本發(fā)明的第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖。該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置具有并列配置對(duì)寫入DVD的信息進(jìn)行讀取的DVD用半導(dǎo)體激光元件40和對(duì)寫入CD的信息進(jìn)行讀取的CD用半導(dǎo)體激光元件60的結(jié)構(gòu)。
上述DVD用半導(dǎo)體激光元件40與上述第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件具有相同的結(jié)構(gòu)。
詳細(xì)地，上述DVD用半導(dǎo)體激光元件40具有在GaAs襯底41之上順次層積N型GaAs緩沖層42、N型GaInP中間層43、N型AlGaInP外敷層44、非摻雜AlGaInP引導(dǎo)層45、由非摻雜GaInP阱層和非摻雜AlGaInP勢(shì)壘層形成的多重量子阱結(jié)構(gòu)的有源層46、非摻雜AlGaInP引導(dǎo)層47、作為上側(cè)外敷層的一例的P型AlGaInP外敷層48、P型GaInP蝕刻阻止層49、P型AlGaInP外敷層50、P型GaInP中間層51、以及P型GaAs間隙層52。
上述P型AlGaInP外敷層50、P型GaInP中間層51以及P型GaAs間隙層52形成作為導(dǎo)波路的脊部。該脊部50通過蝕刻矩形的P型GaAs間隙層、P型GaInP中間層51以及P型AlGaInP外敷層50的兩側(cè)的側(cè)方部而形成。
另外，P型GaInP蝕刻阻止層49上的脊部的兩側(cè)的未形成脊部的部分上，形成作為具有大致相同的折射率的層的一例的N型AlGaInP阻礙層53。上述N型AlGaInP阻礙層53的折射率與P型AlGaInP外敷層48的折射率大致相同。上述N型AlGaInP阻礙層53由表面與GaAs襯底41的表面大致平行的剖面大致梯形的主體部和與該主體部相連并且形成在脊部的側(cè)方的側(cè)方部構(gòu)成。上述N型AlGaInP外敷層53的主體部上且N型AlGaInP阻礙層53的側(cè)方部的一側(cè)上形成N型GaAs層54。
上述N型AlGaInP阻礙層53的Al、Ga、In以及P的組成比設(shè)定成與P型AlGaInP外敷層48的Al、Ga、In以及P的組成比和AlGaInP外敷層50的Al、Ga、In以及P的組成比相同，橫向光封入系數(shù)Δn為與現(xiàn)有大致相同的值。
上述脊部、N型AlGaInP阻礙層53以及N型GaAs層54上形成P側(cè)歐姆電極55以及P側(cè)鍍敷電極56。另外，在GaAs襯底41的脊部側(cè)的相反側(cè)的表面上形成N側(cè)歐姆電極57。
而上述CD用半導(dǎo)體激光元件60具有在GaAs襯底41之上順次層積N型GaAs緩沖層62、N型GaInP中間層63、N型AlGaInP外敷層64、非摻雜AlGaAs引導(dǎo)層65、由非摻雜AlGaAs阱層和非摻雜AlGaAs勢(shì)壘層形成的多重量子阱結(jié)構(gòu)的有源層66、非摻雜AlGaAs引導(dǎo)層67、作為上側(cè)外敷層的一例的P型AlGaInP外敷層68、P型GaInP蝕刻阻止層69、P型AlGaInP外敷層70、P型GaInP中間層71、以及P型GaAs間隙層72。
上述P型AlGaInP外敷層70、P型GaInP中間層71以及P型GaAs間隙層72形成作為導(dǎo)波路的脊部。該脊部通過蝕刻矩形的P型GaAs間隙層、P型GaInP中間層以及P型AlGaInP外敷層的兩側(cè)的側(cè)方部而形成。
另外，P型GaInP蝕刻阻止層69上的脊部的兩側(cè)的未形成脊部的部分上，形成作為具有大致相同的折射率的層的一例的N型AlGaInP阻礙層73。上述N型AlGaInP阻礙層73由表面與GaAs襯底41的表面大致平行的剖面大致梯形的主體部和與該主體部相連并且形成在脊部的側(cè)方的側(cè)方部構(gòu)成。上述N型AlGaInP外敷層73的主體部上、且N型AlGaInP阻礙層73的側(cè)方部的側(cè)方上形成N型GaAs層74。
上述N型AlGaInP阻礙層73的Al、Ga、In以及P的組成比設(shè)定成與P型AlGaInP外敷層68的Al、Ga、In以及P的組成比和AlGaInP外敷層70的Al、Ga、In以及P的組成比相同，橫向光封入系數(shù)Δn為與現(xiàn)有大致相同的值。
另外，P型AlGaInP外敷層68和N型AlGaInP阻礙層73之間形成的P型GaInP蝕刻阻止層69形成不吸收有源層的波長(zhǎng)的組成，對(duì)Δn不影響。另外，N型AlGaInP阻礙層73以及N型GaAs層74形成時(shí)若突出脊部的上面，則這些突出的部分由后面的光刻工序和蝕刻除去，這樣脊部的上面不突出N型AlGaInP阻礙層73以及N型GaAs層74。另外，脊部結(jié)構(gòu)自然不必說可不用蝕刻而選擇性成長(zhǎng)來制成。
上述脊部、N型AlGaInP阻礙層73以及N型GaAs層74上形成P側(cè)歐姆電極75，而在GaAs襯底41的脊部側(cè)的相反側(cè)的表面上形成N側(cè)歐姆電極57。
詳細(xì)地，上述脊部上由濺射蒸鍍而形成以金為基料而作為雜質(zhì)混入有鋅的AuZn層，并在整個(gè)面上由濺射蒸鍍而形成MoAu層，由此，上述脊部、N型AlGaInP阻礙層73以及N型GaAs層74上形成P側(cè)歐姆電極75。進(jìn)而，在P側(cè)歐姆電極75上形成緩和安裝時(shí)的歪斜等且膜厚是3μm的P側(cè)鍍敷電極76。另外，研磨或蝕刻GaAs襯底，將芯片的厚度形成大約100μm后，在GaAs襯底41的脊部側(cè)的相反側(cè)的表面上形成N側(cè)電極57。
該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，DVD用半導(dǎo)體激光元件40的脊部和CD用半導(dǎo)體激光元件60的脊部組成相同，DVD用半導(dǎo)體激光元件40和CD用半導(dǎo)體激光元件60的脊部蝕刻同時(shí)進(jìn)行。另外，DVD用半導(dǎo)體元件和CD用半導(dǎo)體激光元件的組成不同時(shí)，也可同時(shí)實(shí)施上述光刻工序，對(duì)它們分別進(jìn)行蝕刻而形成脊部。
另外，該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，DVD用半導(dǎo)體激光元件40、CD用半導(dǎo)體激光元件60中，同時(shí)生長(zhǎng)出層厚0.18μm的N型AlGaInP阻礙層53、73和N型GaAs層54、74。
另外，N型AlGaInP阻礙層53、73和N型GaAs層54、74同時(shí)成長(zhǎng)出后，為防止阻礙層整個(gè)區(qū)域的電流泄漏，而將DVD用半導(dǎo)體激光元件40、CD用半導(dǎo)體激光元件60間的N型阻礙層分離蝕刻由光刻工序以及蝕刻工序進(jìn)行。
另外，DVD用半導(dǎo)體激光元件40以及CD用半導(dǎo)體激光元件60上形成電極時(shí)，進(jìn)行分離而形成P側(cè)電極，另外，研磨N側(cè)的襯底后，進(jìn)行電極形成。
另外，該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，將DVD用半導(dǎo)體激光元件40的P型AlGaInP外敷層48和CD用半導(dǎo)體激光元件60的P型AlGaInP外敷層68的層厚都設(shè)定成0.17μm，并且，各脊部分的側(cè)方部上形成層厚0.18μm的N型AlGaInP阻礙層53、73，從而各半導(dǎo)體激光元件可進(jìn)行自激發(fā)。
根據(jù)該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，DVD用半導(dǎo)體激光元件40的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)相同，所以DVD用半導(dǎo)體激光元件40中，可降低返回光干擾并降低驅(qū)動(dòng)功率。
另外，根據(jù)該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，即使CD側(cè)也可與DVD側(cè)同樣減小Δn，并且可將有源層的脊部外部?jī)蓞^(qū)域形成可飽和吸收區(qū)域。因此，即使CD側(cè)也可減弱有源層橫向封入，可實(shí)現(xiàn)能夠降低返回光干擾并降低驅(qū)動(dòng)功率的自激發(fā)動(dòng)作。
另外，該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，DVD用半導(dǎo)體激光元件40中的、P型AlGaInP外敷層48的Al、Ga、In以及P的組成比和AlGaInP外敷層50的Al、Ga、In以及P的組成比相同，并且CD用半導(dǎo)體激光元件60的、P型AlGaInP外敷層68的Al、Ga、In以及P的組成比與AlGaInP外敷層70的Al、Ga、In以及P的組成比相同。
但是，DVD用半導(dǎo)體激光元件中P型AlGaInP外敷層48的折射率和AlGaInP外敷層50的折射率相同，并且CD用半導(dǎo)體激光元件的、P型AlGaInP外敷層60的折射率和AlGaInP外敷層70的折射率相同即可，此時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)激光元件中能夠降低返回光干擾并降低驅(qū)動(dòng)功率的自激發(fā)動(dòng)作。
另外，DVD用半導(dǎo)體激光元件40以及CD用半導(dǎo)體激光元件60中，將N型AlGaInP阻礙層53、73換成折射率相同的AlGaAs阻礙層也可得到與上述實(shí)施方式相同的作用效果。
圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的剖面圖。
第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的DVD用半導(dǎo)體激光元件的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置的DVD用半導(dǎo)體激光元件相同。
第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，僅改換掉CD用半導(dǎo)體激光元件80的結(jié)構(gòu)這一點(diǎn)上與第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置不同。
第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，關(guān)于第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置相同的結(jié)構(gòu)，使用與第一實(shí)施方式相同的附圖標(biāo)記，其說明省略。另外，第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，關(guān)于與第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置相同的作用效果說明省略，僅說明與第一實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置不同的結(jié)構(gòu)、作用效果。
第二實(shí)施方式的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置中，DVD用半導(dǎo)體激光元件40中，將與P型AlGaInP外敷層48以及AlGaInP外敷層50具有相同折射率的N型AlGaInP外敷層53形成在脊部的側(cè)方上，將Δn設(shè)定成適當(dāng)?shù)闹?，降低橫向光封入系數(shù)，從而將有源層的脊部外部作為可飽和吸收體活用，使其自激發(fā)。
而CD用半導(dǎo)體激光元件80具有如下結(jié)構(gòu)。即，在GaAs襯底4l之上順次層積N型GaAs緩沖層82、N型GaInP中間層83、非摻雜AlGaAs引導(dǎo)層84、由非摻雜AlGaAs阱層和非摻雜AlGaAs勢(shì)壘層(MQW)形成的的有源層85、非摻雜AlGaAs引導(dǎo)層86、作為上側(cè)外敷層的一例的P型AlGaAs外敷層87、P型AlGaAs層88以及P型GaAs蝕刻阻止層89。
另外，P型GaAs蝕刻阻止層89上形成由P型AlGaAs外敷層90和P型GaAs間隙層91構(gòu)成的脊部。另外，上述P型GaAs蝕刻阻止層89上的未形成脊部的部位以及脊部的側(cè)面上形成作為具有大致相同的折射率的層的一例的N型AlGaInP阻礙層92，進(jìn)而在N型AlGaInP阻礙層92上以及N型AlGaInP阻礙層92的側(cè)方部上形成N型GaAs層93。
另外，脊部、N型AlGaInP阻礙層92以及N型GaAs層93上，形成P側(cè)電極94，并且在P側(cè)電極94上形成P側(cè)鍍敷電極95。
上述CD用半導(dǎo)體激光元件80中，在P型AlGaAs外敷層87和P型AlGaAs外敷層90之間設(shè)有P型AlGaAs層88和P型GaAs蝕刻阻止層89，因此可自激發(fā)。
該單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，形成DVD用半導(dǎo)體激光元件40的脊部以及CD用半導(dǎo)體激光元件80的脊部后，DVD用半導(dǎo)體激光元件40的脊部的側(cè)方上成長(zhǎng)出層厚0.18μm的N型AlGaInP阻礙層53和N型GaAs層54。
另外，CD用半導(dǎo)體激光元件80的有源層85的兩側(cè)的N型AlGaAs外敷層83以及P型AlGaAs外敷層87的折射率設(shè)定得比DVD用半導(dǎo)體元件40的有源層46的兩側(cè)的N型AlGaInP外敷層44以及P型AlGaInP外敷層48的折射率高。這樣，可將N型AlGaInP阻礙層53實(shí)際上形成折射型結(jié)構(gòu)，能夠降低吸收量，降低驅(qū)動(dòng)電流。
本發(fā)明如上記載，但是本發(fā)明可以通過多種方法得到。該變更只要不脫離本發(fā)明的精神和范圍，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行變形和修改。
本非臨時(shí)申請(qǐng)是根據(jù)依合眾國(guó)法典第35篇119章(a)與2004年10月6日于日本申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)柕?004-293339號(hào)而請(qǐng)求優(yōu)先權(quán)。其公開的全部根據(jù)所言及而編入本文。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光元件，其特征在于，具有襯底；形成在上述襯底上的有源層；形成在上述有源層上的上側(cè)外敷層；形成在上述上側(cè)外敷層上的脊部；形成在上述脊部的側(cè)方的區(qū)域的至少一部分上并且具有與上述上側(cè)外敷層大致相同的折射率的層。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光元件，其特征在于，上述具有大致相同的折射率的層是介電體層。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光元件，其特征在于，上述具有大致相同的折射率的層是N型化合物半導(dǎo)體層。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體激光元件，其特征在于，上述N型化合物半導(dǎo)體層上形成GaAs層。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體激光元件，其特征在于，上述GaAs層的層厚小于或等于0.2μm。
6.一種單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，其具有第一半導(dǎo)體激光元件以及與上述第一半導(dǎo)體激光元件共用襯底的第二半導(dǎo)體激光元件，上述第一半導(dǎo)體激光元件的脊部和上述第二半導(dǎo)體激光元件的脊部大致并列配置在上述襯底上，其特征在于，上述第一半導(dǎo)體激光元件是權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光元件，并且上述第二半導(dǎo)體激光元件是權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光元件。
7.一種單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，其具有第一半導(dǎo)體激光元件以及與上述第一半導(dǎo)體激光元件共用襯底的第二半導(dǎo)體激光元件，上述第一半導(dǎo)體激光元件的脊部和上述第二半導(dǎo)體激光元件的脊部大致并列配置在上述襯底上，其特征在于，上述第一半導(dǎo)體激光元件以及上述第二半導(dǎo)體激光元件中的任一個(gè)是如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光元件。
8.如權(quán)利要求6所述的單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于，上述第一半導(dǎo)體激光元件是用于進(jìn)行從致密盤讀取信息以及對(duì)致密盤寫入信息中至少一個(gè)的半導(dǎo)體激光元件，并且，上述第二半導(dǎo)體激光元件是用于進(jìn)行從數(shù)字多功能盤讀取信息以及對(duì)數(shù)字多功能盤寫入信息中至少一個(gè)的導(dǎo)體激光元件。
全文摘要
一種半導(dǎo)體激光元件以及單片二波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光裝置，其在N型GaAs襯底(1)上形成有源層(6)上，在有源層(6)上形成P型AlGaInP外敷層(8)。另外，P型AlGaINP外敷層(8)上形成的脊部的側(cè)方上形成具有與P型AlGaInP外敷層(8)大致相同的折射率的N型AlGaInP阻礙層(13)。
文檔編號(hào)H01S5/00GK1758494SQ200510108809
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月6日
發(fā)明者宮嵜啟介, 辰巳正毅 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社