專利名稱：半導(dǎo)體激光器件，制作方法以及光盤的重現(xiàn)和記錄單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器件及其制作方法。本發(fā)明也涉及光盤重現(xiàn)和記錄單元。
半導(dǎo)體激光器件已被用于光通訊單元和光記錄單元中。近年來，隨著對半導(dǎo)體激光器件要有較高速度和較大容量逐漸增加的需要，已把研究和開發(fā)引導(dǎo)到改善半導(dǎo)體激光器件各種性質(zhì)的方面上。
其中，在常規(guī)上已使用于諸如CD(微小型光盤)和CD-R/W(可讀/或重寫小型光盤)的光盤重現(xiàn)(記錄)單元的780nm波段半導(dǎo)體激光器件，通常是用以AlGaAs為基的材料制作的。由于對具有高速寫入的Cd-R/RW的需要也在增加中，所以，要求具有較高功率的半導(dǎo)體激光器件滿足這個(gè)需要。
有一種已知的常規(guī)的以AlGaAs為基的半導(dǎo)體激光器件，如

圖12所示(例如，見日本專利待公開申請HEI 11-274644、第0053段和圖1)。該半導(dǎo)體激光器件是這樣來構(gòu)成的，在n-GaAs基底501上，一層接著一層堆積著下列諸層n-GaAs緩沖層502，n-Al0.5Ga0.5As下覆蓋層503，Al0.35Ga0.65下引導(dǎo)層504，由交替配置的Al0.12Ga0.88As勢阱層(具有厚度為80的兩層)和Al0.35Ga0.65As阻擋層(具有厚度為50的三層)組成的多量子勢阱活化層505，Al0.35Ga0.65As上引導(dǎo)層506，p-Al0.5Ga0.5As第一上覆蓋層507，p-GaAs腐蝕抑制層508，且在腐蝕抑制層508的頂部形成平臺鑲條狀p-Al0.5Ga0.5As第二上覆蓋層509，再在它的上部形成蓋狀p-GaAs蓋板層510。在第二上覆蓋層509的兩旁都堆積著n-Al0.7Ga0.3As第一電流阻流層511和n-GaAs第二電流阻流層512，使得除了平臺以外的區(qū)域引到電流變窄部分的作用。在第二電流阻流層512的頂部提供p-GaAs平面化層513，且在整個(gè)平面上，覆蓋層p-GaAs接觸層514。
本發(fā)明的發(fā)明者們對該半導(dǎo)體激光器件作了測試。得到的結(jié)果是，閾值電流約為35mA，而COD(嚴(yán)重的光學(xué)損傷)的程度約為160mW。
如上所述描述的采用以AlGaAs為基的材料的半導(dǎo)體激光器件往往會遭受到當(dāng)大功率在一個(gè)端面上驅(qū)動時(shí)而產(chǎn)生的COD，該表面是由于活性Al的作用而引起的從它那里發(fā)射激光的面。這就造成不充分的可靠性和壽命短的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是即使在大功率驅(qū)動之時(shí)，提供一種也能顯示出高可靠性的半導(dǎo)體激光器件，且具有長的壽命，及其制作方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種帶有這種半導(dǎo)體激光器件的重現(xiàn)和記錄單元的光盤。
人們認(rèn)為在下面的機(jī)制基礎(chǔ)上將會在激光器發(fā)射激光的端面上產(chǎn)生COD。在諧振器的端面上，鋁是容易被氧化的；因而形成一層水平表面。注入進(jìn)活性層載流子在通過該水平表面時(shí)是中和的。在那個(gè)時(shí)候放出熱量以使端面局部地升高溫度。這個(gè)溫度的升高減小了在端面附近活性層中的能帶間隙。由在端面附近活性層中吸收激光而產(chǎn)生的載流子在通過該水平表面時(shí)再一次是中和的，它產(chǎn)生熱量。人們認(rèn)為這種正反饋的重復(fù)發(fā)生最后導(dǎo)致端面的熔毀而造成振蕩的停止。
為了要解決上面的缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明者們把研究安排在那種在活性區(qū)中不包含鋁的(無鋁材料)由以InGaAsP為基的材料制成的大功率半導(dǎo)體激光器件上，并獲得了最大功率輸出達(dá)到約250mW的半導(dǎo)體激光器件，不過，還是沒有得到足夠的可靠性。作為分析該半導(dǎo)體激光器件的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)作為p型雜質(zhì)的鋅(Zn)擴(kuò)散了活性層中，且其濃度達(dá)到2×1017cm-3。同時(shí)，用透射電子顯微鏡(TEM)觀察該器件的結(jié)果，顯示出量子勢阱結(jié)構(gòu)被部分地?cái)_亂，且使得在勢阱層和阻擋層之間的相邊界模糊不清。
根據(jù)上面分析的結(jié)果，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器件，包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基片；第一層電型下包層，它沉積在第一層電型半導(dǎo)體基片上；量子勢阱活性層，它沉積在第一層電型下覆蓋層上，它由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成；以及第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活性層是用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)來摻雜的。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件中，量子勢阱活性層是用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)來摻雜的。從而抑制了從上和下覆蓋層中或類似片的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活動層中去。結(jié)果是，減小了由雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中而引起的擾亂，這樣就防止了量子勢阱活性層結(jié)晶度的損傷。所以，該半導(dǎo)體激光器件即使在大功率驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且有長的壽命。
本發(fā)明具體地提供一種具有振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件，該半導(dǎo)體激光器包括第一導(dǎo)電型GaAS基底；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型GaAs基底上，它交替堆積的以InGaAsP為基的材料制成的阻擋層和勢阱層組成的；第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活動性是用作為第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的鋅來摻雜的。
注意，“以InGaASP為基的材料”是指InxGa1-xAsyP1-y(此處0＜x＜1，0＜y＜1)。
在該半導(dǎo)體激光器件中，量子勢阱活性層是用作為第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的鋅來摻雜的，這樣，減小了由從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去而造成的擾亂。例如，在上覆蓋層用Zn(具有比較高的擴(kuò)散速度)作為雜質(zhì)來摻雜的場合下，由于Zn在量子勢阱活動層中的濃度是中等高的，所以抑制了Zn從上覆蓋層擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去。結(jié)果是，防止了量子勢阱活性層結(jié)晶度的損傷。所以，該半導(dǎo)體激光器件即使在大功率驅(qū)動時(shí)也能夠顯示出高可靠性并具有長的壽命。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在量子勢阱活性層中摻雜的Zn的濃度為2×1017cm-3或較少。而這樣一個(gè)Zn濃度使得它能在量子勢阱活性層中保證激光振蕩。而且，該Zn濃度使得它能減小或幾乎消除Zn到量子勢阱活性層的擴(kuò)散，所以實(shí)現(xiàn)了如上面的同樣效應(yīng)。
本發(fā)明也提供一種半導(dǎo)體激光器件，包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底；第一導(dǎo)電型下覆蓋層，它沉積在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底上；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上，它由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成；以及第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中，量子勢阱活性層是用第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)摻雜的。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件中，量子勢阱活性層是用第一導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜的。從而抑制了從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去。結(jié)果是，減小了由雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中而引起的擾亂，這樣就防止了量子勢阱活性層結(jié)晶度的損傷。所以，該半導(dǎo)體激光器件即使在大功率驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且具有長的壽命。
本發(fā)明具體地提供一種具有振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件，該半導(dǎo)體激光器件包括第一導(dǎo)電型GaAs基底；第一導(dǎo)電型下覆蓋層，它沉積在第一導(dǎo)電型GaAs基底上；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上，它由交替堆積的以InGaAsP為基的材料制成的阻擋層和勢阱層組成；以及第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活性層是用作為第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的硅來摻雜的。
在該半導(dǎo)體激光器件中，量子勢阱活性層是用作為第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)Si來摻雜的，這樣減小了由從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去而造成的擾亂。例如，在下覆蓋層用Si作為雜質(zhì)來摻雜的場合下，由于Si在量子勢阱活性層中的濃度是中等高的，所以抑制了Si從下覆蓋層擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去。結(jié)果是，防止了量子勢阱活性層結(jié)晶度的損傷。所以，該半導(dǎo)體激光器件即使在大功率驅(qū)動時(shí)也能夠顯示出高可靠性度具有長的壽命。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在量子勢阱活性層中摻雜的Si的濃度為小于2×1017cm-3。而這樣一個(gè)Si濃度使得它能在量子勢阱活性層中保證激光振蕩。而且，該Si濃度使得它在減小或幾乎消除Si擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去，所以實(shí)現(xiàn)了如上面的同樣效應(yīng)。
在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中的半導(dǎo)體激光器件，還包括由以AlGaAs為基的材料制成的、并插入在量子勢阱活性層與上覆蓋層之間和在量子勢阱活性層與下覆蓋層之間的引導(dǎo)層。
注意，“以AlGaAS為基的材料”是指AlxGa1-xAs(此處0＜x＜1)。
在這半導(dǎo)體激光器件中，導(dǎo)帶中的能量(ΔEc)和價(jià)帶中的能量差(ΔEv)，由以InGaAsP為基的材料制成的勢阱層和由以AlGaAs為基的材料制成的引導(dǎo)層之間來產(chǎn)生，因此抑制了從勢阱層溢出的載流子，這樣便有可能獲得大的功率。
注意，構(gòu)成量子勢阱活性層的最上層和最下層是作為阻擋層來形成的，使得含有光發(fā)射復(fù)合的勢阱層不與以AlGaAs為基的材料有直接接觸。這樣，防止了在半導(dǎo)體激光器件可靠性上的損傷。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在構(gòu)成引導(dǎo)層的以AlGaAs為基的材料中，Al的混合晶體比大于0.2。因此，在導(dǎo)帶中的能量差(ΔEc)和在價(jià)帶中的能量差(ΔEv)這兩者都是由在以InGaAsP為基的材料制成的勢阱層和以AlGaAs為基的材料制成的引導(dǎo)層之間在平衡中產(chǎn)生的。這樣，使得有可能更好地抑制從勢阱層溢出的載流子。所以，在半導(dǎo)體激光器件中更能保證獲得大的功率。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，勢阱層具有壓縮形變。所以具有振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能夠顯示出高可靠性且具有長的壽命。
注意，“形變”是被表示為(a1-aGaAs)/aGaAs，此處aGaAs是GaAs基底的晶體常數(shù)，a1是勢阱層的晶格常數(shù)。當(dāng)最后得到的值為正時(shí)，該形變稱之為壓縮形變，而當(dāng)最后得到的值為負(fù)時(shí)，則該形變稱之為伸長形變。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，壓縮形變的量為小于3.5％。所以，該半導(dǎo)體激光器件顯示出較高的可靠性和較長的壽命。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由以InGaAsP為基的材料制成的阻擋層具有伸長形變。因此，勢阱層的壓縮形變被補(bǔ)償?shù)?，使得量子勢阱活性層的結(jié)晶度更為穩(wěn)定。所以，具有振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能夠顯示出高可靠性且具有長的壽命。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，伸長形變的量是小于3.5％。所以，能較好地得到上面的諸效應(yīng)。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器件的制作方法，包括在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基片上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成；以及在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件的制作方法中，量子勢阱活性層是在用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中形成的，因此抑制了從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去。結(jié)果是，減小了由擴(kuò)散到量子勢阱活性層中的雜質(zhì)引起的擾亂，這樣，防止了量子勢阱活性層中結(jié)晶度的損傷。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且具有長的壽命。
本發(fā)明也提供一種具有振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件的制作方法，包括在第一導(dǎo)電型GaAS基片上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層是由交替堆積的由InGaAsP材料制成的阻擋層和勢阱層組成的；以及在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用作為第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的Zn摻雜中生長的。
在該半導(dǎo)體激光器件的這個(gè)制作方法中，量子勢阱活性層是在用作為第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的Zn摻雜中生長的，這樣減小了從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中所引起的擾亂。例如，在用Zn(具有較高的擴(kuò)散速度)作為雜質(zhì)來摻雜上覆蓋層的場合中，由于在量子勢阱活性層中的Zn濃度是中等高的所抑制了從上覆蓋層到量子勢阱活性層的Zn擴(kuò)散。結(jié)果是，防止了量子勢阱活性層晶格度的損傷。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且有長的壽命。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在量子勢阱活性層中，把Zn摻雜到使其雜質(zhì)濃度為小于2×1017cm-3。這種Zn的濃度使得它有可能在量子勢阱活性層中保證激光振蕩。而且，Zn的這個(gè)濃度使它有可能減少Zn擴(kuò)散到量子勢阱活性層中，所以實(shí)現(xiàn)了上面相同的諸效應(yīng)。
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體激光器件的制作方法，包括在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基片上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成，以及在量子勢阱活性層沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用第一導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件的制作方法中，量子勢阱活性層是在用第一導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的，因此抑制從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中去。結(jié)果是，減小了由擴(kuò)散到量子勢阱活性層中的雜質(zhì)引起的擾亂，這樣，防止了在量子勢阱活性層中結(jié)晶度的損傷。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且具有長的壽命。
本發(fā)明具體地提供一種具有振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件的制作方法，包括在第一導(dǎo)電型GaAs基片上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層，在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層是由交替堆積的由InGaAsP材料制成的阻擋層和勢阱層組成的，以及在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用作為第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的Si摻雜中生長的。
在根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件的制作方法中，量子勢阱活性層是在用作為第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的Si摻雜中生長的，這樣，減小了從上和下覆蓋層中或類似處的雜質(zhì)擴(kuò)散到量子勢阱活性層中所引起的擾亂。例如，在用Si作為雜質(zhì)來摻雜下覆蓋層的場合中，由于在量子勢阱活性層中的Si濃度是中等高的，所以抑制了從下覆蓋層到量子勢阱活性層的Si擴(kuò)散。結(jié)果是，防止了量子勢阱活性層晶格的損傷。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且有長的壽命。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在量子勢阱活性層中，把Si摻雜到使其雜質(zhì)濃度為小于2×1017cm-3。所以，這種Si的濃度使得它有可能在量子勢阱活性層中保證激光振蕩。而且，Si的這個(gè)濃度有可能減少Si擴(kuò)散到量子勢阱活性層中，所以實(shí)現(xiàn)了上面同樣的諸效應(yīng)。
本發(fā)明也提供包括上述半導(dǎo)體激光器件的光盤重現(xiàn)和記錄單元。
光盤重現(xiàn)和記錄單元通常要求通過在寫入操作中減少對光盤的存取時(shí)間來實(shí)現(xiàn)高速寫入操作。本發(fā)明的、使用上述半導(dǎo)體激光器件的光盤重現(xiàn)和記錄單元即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示如上面所描述的高可靠性且具有長的壽命。更為準(zhǔn)確地說，該半導(dǎo)體激光器件比常規(guī)的有更高的光功率。結(jié)果是，該光盤重現(xiàn)和記錄單元能把光盤的轉(zhuǎn)速提高得比常規(guī)的更高，從而減少了對光盤的存取時(shí)間。所以，數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作，尤其是寫入操作，可在比常規(guī)的更高的速度下來實(shí)現(xiàn)，這就給使用戶有更舒適的可操作性。
附圖簡述從在本文下面給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明將變得完全理解，而附圖僅作為圖示說明而給出，因此不是對本發(fā)明的限定，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器件的橫截面圖，在圖中的橫截面垂直于鑲條方向(諧振器的縱向方向)；
圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、在用于晶體生長的第一掩膜工藝終止之后的橫截面圖，在圖中的橫截面垂直于鑲條方向；圖3示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、在用于形成臺面鑲條的腐蝕工藝終止之后的橫截面圖，在圖中的橫截面垂直于鑲條方向；圖4示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例、在用于隱埋電流阻流層的晶體生長工藝終止之后的橫截面圖，在圖中的橫截面垂直于鑲條方向；圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的橫截面圖，在圖中的橫截面垂直于鑲條方向；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的半導(dǎo)體激光器件的可靠性測試，與比較例子的結(jié)果在一起的圖；圖7是示出本發(fā)明半導(dǎo)體激光器件由于在勢阱層中壓縮變量的差異而引起的在可靠性上差異的圖；圖8是示出本發(fā)明半導(dǎo)體激光器件的引導(dǎo)層中Al的混合晶體比和溫度特性之間的關(guān)系圖；圖9是示出在量子勢阱活性層中所摻雜質(zhì)量和閾值電流值之間的關(guān)系圖；圖10是示出在量子勢阱活性層中存在與不存在所摻雜質(zhì)的情況下，由雜質(zhì)擴(kuò)散產(chǎn)生的雜質(zhì)濃度的分布圖；圖11示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光盤重現(xiàn)和記錄單元的示意圖，以及圖12示出常規(guī)半導(dǎo)體激光器件的橫截面圖，在圖中的橫截面垂直于鑲條方向。
具本實(shí)施方法本發(fā)明的諸實(shí)施例將參考附圖在本文下面作詳細(xì)描述。
第一實(shí)施例圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例半導(dǎo)體激光器件的結(jié)構(gòu)。該半導(dǎo)體激光器件由在n-GaAs基底101上呈逐個(gè)堆積狀態(tài)的n-GaAs緩沖層102，n-Al0.466Ga0.534As第一下覆蓋層103，n-Al0.498Ga0.502As第二下覆蓋層104，Al0.433Ga0.567As下引導(dǎo)層105，形變的多量子勢阱活性層107，Al0.433Ga0.567As上引導(dǎo)層109，p-Al0.4885Ga0.5115As第一上覆蓋層110，和p-GaAs腐蝕抑制層111組成的。在腐蝕抑制層111上形成臺面鑲條狀的p-Al0.4885Ga0.5115As第二上覆蓋層112和GaAs蓋板層113，而在臺面鑲條狀p-Al0.4885Ga0.5115As第二上覆蓋層112和GaAs蓋板層113的兩側(cè)都填滿由n-Al0.7Ga0.3As第一電流阻流層115，n-GaAs第二電流阻流層116和p-GaAs平面化層117制成的光和電流變窄區(qū)域。在整個(gè)平面上還形成p-GaAs蓋板層119。
注意，那些有“n-”的是用Si作為n型雜質(zhì)來摻雜的層，而那些有“p-”的是用Zn作為p型雜質(zhì)來摻雜的層。
形變的量子勢阱活性層107是由交替配置著的In0.0932Ga0.9068As0.4071P0.5929阻擋層(形變?yōu)?1.44％且離基底側(cè)厚度為70，50，70的三層薄層)和In0.2111Ga0.7889As0.6053P0.3947壓縮形變的量子勢阱層(形變?yōu)?.12％且厚度為80的兩層薄層)組成的。在這當(dāng)中的形變量被表示為(a1-aGaAs)/aGaAs，此處aGaAs基底的晶格常數(shù)，而a1是勢阱層的晶格常數(shù)。當(dāng)最后得到的值為正時(shí)，該形變稱之為壓縮形變，而當(dāng)最后得到的值為負(fù)時(shí)，則該形變稱之為伸長形變。在這實(shí)施例中，量子勢阱活性層107是用作為p型雜質(zhì)的Zn擴(kuò)散到約2×1017cm-3的濃度。
半導(dǎo)體激光器件具有臺面鑲條部分121a和配置在臺面鑲條部分121a的兩個(gè)側(cè)邊的臺面鑲條部分的側(cè)邊部分121b。雖然在附圖中省略了電極，但是它們分別形成在基底101的下面和蓋板層119的上面，用來操作該半導(dǎo)體激光器。
接著，參考圖2到圖4，將給出該半導(dǎo)體激光器件制作方法的描述。
如圖2所示，在晶面為(100)的n-GaAs基底101上，用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積工藝通過晶體生長逐個(gè)形成，n-GaAs緩沖層102(層厚0.5μm)，n-Al0.466Ga0.534As第一下覆蓋層103(層厚3.0μm)，n-Al0.498Ga0.502As第二下覆蓋層104(層厚0.18μm)，Al0.433Ga0.567As下引導(dǎo)層105(層厚70nm)，形變的量子勢阱活性層107，Al0.433Ga0.567As上引導(dǎo)層109(層厚70nm)，p-Al0.4885Ga0.5115As第一上覆蓋層110(層厚0.19μm)，p-GaAs腐蝕抑制層111(層厚，30)，p-Al0.4885Ga0.5115As第二上覆蓋層112(層厚1.28μm)以及GaAs蓋板層113(層厚0.75μm)。
在形成量子勢阱活性層107中，交替地生長上述In0.0932Ga0.9068As0.4071P0.5929阻擋層晶體(形變?yōu)?1.44％且離基底側(cè)厚度為70，50，70的三層薄層)和In0.2111Ga0.7889As0.6053P0.3947壓縮形變的量子勢阱層晶體(形變?yōu)?.12％且厚度為80的兩兩層薄層)，而作為p型雜質(zhì)的Zn要摻雜到Zn濃度為2×1017cm-3。
另外，在形成臺面鑲條部分的部分上，這樣來形成保護(hù)掩膜114(掩膜寬5.5μm)使得通過照相方法沿著(011)晶向具有一根鑲條。
接著，如圖3所示，腐蝕掉除保護(hù)掩膜114之外的諸部分以形成臺面鑲條部分121a。采用硅酸和過氧化氫的混合液和氫氟酸分兩步來實(shí)現(xiàn)腐蝕，直到剛好在腐蝕抑制層111的上面。通過利用氫氟酸對GaAs的腐蝕速率非常低的事實(shí)，實(shí)現(xiàn)了腐蝕平面的平面化和臺面鑲條的寬度控制。腐蝕深度為1.95μm，而臺面狹條的最低部分寬度約為2.5μm。在腐蝕操作后，除去保護(hù)掩膜114。
接著，如圖4所示，采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積逐個(gè)生長n-Al0.7Ga0.3As第一電流阻流層晶體115(層厚1.0μm)，n-GaAs第二電流阻流層116晶體(層厚0.3μm)以及p-GaAs平面化層晶體117(層厚0.65μm)以形成光和電流變窄區(qū)域。
然后，用照相工藝僅在臺面鑲條部分的側(cè)邊部分1216上形成保護(hù)掩膜118。接著，腐蝕掉在臺面鑲條部分121a上的阻擋流。采用銨基和過氧化氫的混合液和硫酸和過氧化氫的混合液分兩步來實(shí)現(xiàn)腐蝕。然后，除去保護(hù)掩膜118，而鋪設(shè)p-GaAs蓋板層119(層存，2.0μm)，如圖1所示。因此，就可制作具有振蕩波長780nm，且具有如圖1所示結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器件。
圖6示出本實(shí)施例半導(dǎo)體激光器件的采用230mW的脈沖、在70℃下實(shí)施的可靠性測試結(jié)果，并隨同比較例子的結(jié)果。在這圖中，參考數(shù)字6a指出關(guān)于本實(shí)施例半導(dǎo)體激光器件的結(jié)果，而參考數(shù)字6c則指出關(guān)于比較例子的結(jié)果該例子除了在量子勢阱活性層中未摻雜質(zhì)之外，全部用與本實(shí)施例半導(dǎo)體激光器件相同的方法來制作的)(參考數(shù)字6b留待稍后描述)。從圖中可清楚地看到，比較例子在2,000小時(shí)特性變壞，而本實(shí)施例半導(dǎo)體激光器件則超過5,000小時(shí)仍能平穩(wěn)地工作。本發(fā)明的發(fā)明者們迄今已實(shí)施了關(guān)于在GaAs基底上具有以InGaAsP為基的量子勢阱活性層的半導(dǎo)體激光器件的研究，且這些成功地制作了一種具有比以AlGaAs為基的半導(dǎo)體激光器件具有更高COD手段的半導(dǎo)體激光器件。而且，為了在大功率的驅(qū)動時(shí)半導(dǎo)體激光器件的壽命和可靠性的目的，發(fā)明者們在量子勢阱活性層中進(jìn)行了能實(shí)現(xiàn)改善半導(dǎo)體激光器件特性的雜質(zhì)摻雜。更準(zhǔn)確地說，如本實(shí)施例所示，認(rèn)為在量子勢阱活性層和上引導(dǎo)層中，摻p型雜質(zhì)Zn到2×1017cm-3的程度，這就能抑制來自上覆蓋層的Zn擴(kuò)散，防止量子勢阱活性層被擾動，從而防止結(jié)晶度的損壞，這樣，就導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器件特性的改善。在半導(dǎo)體諸薄層中的雜質(zhì)擴(kuò)散是由在諸半導(dǎo)體薄層之間的雜質(zhì)濃度梯度造成的，所以，例如，降低如圖10所示的梯度。能抑制這種擴(kuò)散。注意，圖10示出在量子勢阱活性層107中沿薄層堆積方向的雜質(zhì)濃度的曲線形狀，在量子勢阱活性層107摻有雜質(zhì)的場合下(用實(shí)線10a示出)，在上引導(dǎo)層109和第一上覆蓋層110中的雜質(zhì)濃度梯度比在量子勢阱活性層不摻雜的場合下(用點(diǎn)劃線10b示出)較小。還認(rèn)為在InGaAsP中的雜質(zhì)擴(kuò)散速率比在GaAs中的較大，所以事先在由InGaAsP制成的量子勢阱活性層中摻雜會造成抑制雜質(zhì)擴(kuò)散的特大的效應(yīng)。
另外在本實(shí)施例中，Zn是作為p型雜質(zhì)來使用的，這使得它有可能效地抑制擴(kuò)散速率高的雜質(zhì)擴(kuò)散。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且有長的壽命。
另外在本實(shí)施中，摻雜在量子勢阱活性層107中Zn的濃度為小于2×1017cm-3，這樣，使得它有可能減少或幾乎消除Zn擴(kuò)散到量子勢阱活性層中。所以這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示較高的可靠性且具有較長的壽命。注意，在Zn的濃度超過2×1017cm-3的情況下，量子勢阱活性層本身的質(zhì)量象InGaP一樣要被降低，如圖9所示，導(dǎo)致諸如由于激光振蕩閥值的升高而引起的工作電流的增加那樣的特性惡化。
另外在本實(shí)施例中，由以AlGaAs為基的材料制成的引導(dǎo)層109，105，分別插在量子勢阱活性層107上覆蓋層110之間和量子勢阱活性層107與下覆蓋層104之間。因此，在導(dǎo)帶中的能量差(ΔEc)和在價(jià)帶中的能量差(ΔEv)是在由以InGaAsP為基的材料制成的勢阱層和以AlGaAs為基的材料制成的引導(dǎo)層109，105之間產(chǎn)生的，所以抑制了從勢阱層來的載流子的溢出。這樣，使得它有可能獲得大功率。注意，構(gòu)成量子勢阱活性層的最高層和最下層是作為阻擋層來形成的，所以包含光發(fā)射復(fù)合的勢阱層是不與以AlGaAs為基的材料有直接接觸。就這防止了在半導(dǎo)體激光器件可靠性上的損傷。
通常，在為獲得高可靠性的無鋁的半導(dǎo)體激光器件的制作中，直到引導(dǎo)層的諸薄層和覆蓋層諸薄層全都由諸如InGaP的無鋁材料制成的。不過，在本實(shí)施例中，其Al的混合比大于0.2的AlGaAs是作為引導(dǎo)層而形成的，用來在良好的平衡中獲得相對于由InGaAsP制成的、具有振蕩波長為780nm波長帶勢阱層的在導(dǎo)帶中的能量差(ΔEc)和在價(jià)帶中的能量差(ΔEv)。圖8是示出在引導(dǎo)層中Al的混合晶體比和溫度特性(To)之間的關(guān)系圖。它確認(rèn)了，在由AlGaAs制成的引導(dǎo)層中，Al的混合晶體比大于0.2的場合下，溫度特性被改善，充分地證明了高可靠性。
同樣在本實(shí)施例中，在GaAs基底上采用由InGaAsP制成的壓縮形變的勢阱層，如上所述。這就實(shí)現(xiàn)了即使在大功率的驅(qū)動時(shí)，特別是在780nm波長帶時(shí)具有高可靠性且具有長壽命的半導(dǎo)體激光器件。而且，在形變量是在3.5％以內(nèi)時(shí)能較佳地得到上述的諸工作效應(yīng)。更詳細(xì)的描述在圖7中給出，它示出在勢阱層中，由于壓縮形變量的差異而引起的半導(dǎo)體激光器件在可靠性方面的差異。在圖7中，參考數(shù)字7a，7b，7c分別指出在勢阱層中壓縮形變量為+1.0％，+2.2％，3.6％，且在70℃，用230mW的脈沖來做的可靠性測試的結(jié)果。根據(jù)該圖，當(dāng)壓縮形變量超過3.5％時(shí)可靠性就惡化。認(rèn)為結(jié)晶度是由壓縮形變過大的量而變壞的。
同樣在本實(shí)施例中，在具有壓縮形變的勢阱層中的形變量被由InGaAsP制成的伸長形變的阻擋層所補(bǔ)償，這樣使得它可能制成具有更為穩(wěn)定晶體的形變了的量子勢阱活性層，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器件有高可靠性。另外，在伸長形變量為小于3.5％時(shí)，可較佳地獲得上面的工作效應(yīng)。
第二實(shí)施例圖5示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例半導(dǎo)體激光器件的結(jié)構(gòu)。
該半導(dǎo)體激光器件是由在n-GaAs基片201上呈逐個(gè)堆積狀態(tài)的n-GaAs緩沖層202，n-Al0.466Ga0.534As第一下覆蓋層203，n-Al0.498Ga0.502As第二下覆蓋層204，Al0.423Ga0.567As第一引導(dǎo)層205，形變的量子勢阱活性層207，Al0.433Ga0.567As上引導(dǎo)層209，p-Al0.4885Ga0.5115As第一上覆蓋層210，和p-GaAs腐蝕抑制層211組成的。在腐蝕抑制層211上形成臺面鑲條狀的p-Al0.4885Ga0.5115As第二上覆蓋層212和GaAs蓋板層213，而在臺面鑲條狀的p-Al0.4885Ga0.5115As第二上覆蓋層212和GaAs蓋板層213的兩側(cè)都填滿由n-Al0.7Ga0.3As第一電流阻流層215，n-GaAs第二電流阻流層216和p-GaAs平面化層217制成的光和電流變窄區(qū)域。在整個(gè)平面上還形成p-GaAs蓋板層219。
半導(dǎo)體激光器件具有臺面鑲條部分221a和配置在臺面鑲條部分221a的兩個(gè)側(cè)邊的臺面鑲條部分地側(cè)邊部分221b。雖然在附圖中省略了電極，但是它們分別形成在基底201的下面和蓋板層219的上面，用來操作該半導(dǎo)體激光器件。
注意，與第一實(shí)施例的情況一樣，那些有“n-”的是用Si作為雜質(zhì)來摻雜的層，而那些有“p-”的是用Zn作為雜質(zhì)來摻雜的層。本實(shí)施例在量子勢阱活性層207本身中是用“Si”作為n型雜質(zhì)而摻雜質(zhì)到濃度約為2×1017cm-3這一點(diǎn)上與第一實(shí)施例不同。
該半導(dǎo)體激光器件幾乎是用與第一實(shí)施例相同的材料，幾乎是相同的層厚并用幾乎是相同的制作方法來制作的。不過，在形成量子勢阱活性層207時(shí)，是交替地生長上述In0.0932Ga0.9068As0.4071P0.5929阻擋層晶體(形變?yōu)?1.44％且離基底側(cè)的層厚為70，50，70的三層薄層)和In0.2111Ga0.7889As0.6053P0.3947壓縮形變的量子勢阱層體(形變?yōu)?.12％且層厚為80的兩層薄層)，而作為n型雜質(zhì)的Si要摻雜劑Si濃度為2×1017cm-3。換言之，量子勢阱活性層207的最高層和最低層是作為阻擋層而形成的。這樣，使得有可能制作具有如圖5所示的結(jié)構(gòu)和具有振蕩波長為780nm的半導(dǎo)體激光器件。
在圖6中，如用參考數(shù)字6b所示，與第一實(shí)施例中的半導(dǎo)體激光器件一樣，在70℃下用230mW脈沖做的可靠性測試中，本實(shí)施例中的半導(dǎo)體激光器件平穩(wěn)地操作了超過5,000小時(shí)。
相似地，在本實(shí)施例中，在量子勢阱活性層中摻雜實(shí)現(xiàn)了特性的改善。雖然詳情并不清楚，但可認(rèn)為在量子勢阱活性層207，上引導(dǎo)層209，和下引導(dǎo)層205中，使n型雜質(zhì)Si摻雜到2×1017cm-3的程度時(shí)，可能抑制進(jìn)入量子勢阱活性層中的雜質(zhì)擴(kuò)散，防止了量子勢阱活性層被擾亂，從而防止在結(jié)晶度上的損傷，這一點(diǎn)導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器件特性的改善。進(jìn)一步還認(rèn)為在InGaAsP中的雜質(zhì)擴(kuò)散速率大于在GaAs及其同類中的擴(kuò)散速率，所以，象在本實(shí)施例中那樣，事先在由InGaAsP制成的量子勢阱活性層中摻雜可引起抑制雜質(zhì)擴(kuò)散的特大效應(yīng)。
另外，在本實(shí)施例中，Si被用作p型雜質(zhì)，故能有效地抑制它的擴(kuò)散速率是高的雜質(zhì)擴(kuò)散。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且具有長的壽命。
另外，在本實(shí)施例中，摻在量子勢阱活性層207中的Zn的濃度為小于2×1017cm-3，這濃度可能減少或幾乎消除進(jìn)入量子勢阱活性層中的雜質(zhì)擴(kuò)散。所以，這樣制作的半導(dǎo)體激光器件即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且具有長的壽命。注意，在Si的濃度超過2×1017cm-3的情況下，量子勢阱活性層本身的質(zhì)量，與InGaAsP一樣，會被降級，導(dǎo)致諸如由于激光振蕩閥值的升高而引起的工作電流值的增大的特性劣化。
另外，在本實(shí)施例中，由以AlGaAs為基的材料制成的引導(dǎo)層209，205分別被插入到量子勢阱活性層207和上覆蓋層210之間以及到量子勢阱活性層207和下包層204之間。因此，在導(dǎo)帶中的能量差(ΔEc)和在價(jià)帶中的能量差(ΔEv)將在由以InGaAsP為基的材料制成的引導(dǎo)層209，205之間產(chǎn)生，所以象第一實(shí)施例一樣，抑制了來自勢阱層的載流子溢出。這樣，有可能獲得大的功率。注意，構(gòu)成量子勢阱活性層的最高層和最低層是作為阻擋層來形成的，所以含有光發(fā)射復(fù)合的勢阱層與以AlGaAs為基的材料不是直接接觸的。這樣，防止了半導(dǎo)體激光器件在可靠性上的損傷。
同時(shí)，在本實(shí)施例中，由InGaAsP制成的壓縮形變的勢阱層是被用在GaAs基底上的，如上面所述。這樣，就完成了即使在大功率的驅(qū)動時(shí)，特別是在780nm波長帶時(shí)也能具有高可靠性，且具有長壽命的半導(dǎo)體激光器件。而且，在形變量為3.5％以內(nèi)的情況下，能較佳地獲得上面的工作效果。
同時(shí)，在本實(shí)施例中，在具有壓縮形變的勢阱層中的形變量被由InGaAsP制成的伸長形變的阻擋層補(bǔ)償，這樣，有可能制作一種具有更穩(wěn)定晶體的形變的量子勢阱活性層，導(dǎo)致具有高可靠性的半導(dǎo)體激光器件。而且，在伸長形變量小于3.5％的情況下，能更佳地獲得上面的工作效果。
而且，在上述的第一和第二實(shí)施例中，提供一種埋藏式脊峰結(jié)構(gòu)。不過，這不是限制性的，用諸如脊峰結(jié)構(gòu)，內(nèi)部鑲條結(jié)構(gòu)和藏式異結(jié)構(gòu)中的任何結(jié)構(gòu)，都可獲得相同的工作效果。
而且，雖在第一和第二實(shí)施例中已經(jīng)使用了n型基底，但如果代之以p型型基底，則可獲得相同的工作效果，而各別的諸薄層的n型和p型都要反過來。
另外，雖采用了波長為780nm，但這不是限制性的，只有當(dāng)波長落在大于760nm且小于800nm的所謂780nm波長帶之內(nèi)，亦可獲得相同的工作效果。
另外，雖在上述第一和第二實(shí)施例中，把p-GaAs蓋板層119，219的層厚設(shè)置為2μm，但該層可生長到約50μm那樣厚。而且，雖把生長溫度設(shè)置為750℃和680℃，但這也不是限制性的。
而且，雖在上述第一和第二實(shí)施例中，僅在量子勢阱活性層107，207中摻雜，但雜質(zhì)并不僅在量子勢阱活性層中摻入，而且也在從上引導(dǎo)層到下引導(dǎo)出的所有層中摻雜。另外，雜質(zhì)并不限制是Zn和Si，也可包括C。
第三實(shí)施例圖11示出在本發(fā)明中的光盤重現(xiàn)和記錄單元的結(jié)構(gòu)示例。
在光盤401上操作寫入數(shù)據(jù)或重現(xiàn)寫在光盤401上的數(shù)據(jù)的該光盤重現(xiàn)和記錄單元包括在第一實(shí)施例中描述、在那些操作中用作光發(fā)射器件的半導(dǎo)體激光器件402。
光盤重現(xiàn)和記錄單元的更詳細(xì)描述將在下面給出。對寫入操作，從半導(dǎo)體激光器件402發(fā)射出的信號光經(jīng)過平行光管透鏡403成為平行光，并經(jīng)光束分光器404傳輸。然后，在用λ/4偏振器405調(diào)節(jié)偏振態(tài)之后，該信號被物鏡406會聚，照射光盤401。對讀出操作，一束沒有數(shù)據(jù)信號疊加在其上的激光沿著與寫入操作同樣的路徑傳輸，照射光盤401。被光盤401的表面反射，在其上已記錄好數(shù)據(jù)的激光束，經(jīng)激光束照射物鏡406和λ/4偏振器405傳遞，并隨后被光束分光器404反射，從而使傳輸方向改變90°。接著，激光束被重現(xiàn)光物鏡407聚焦并施加到用作信號探測的光電探測器裝置408，然后，在用作信號探測的光電探測器裝置408中根據(jù)λ射激光束的強(qiáng)度，把已記錄有數(shù)據(jù)的信號轉(zhuǎn)換成電信號，并用信號光重現(xiàn)電路409重現(xiàn)為原來的信號。
本實(shí)施例的光盤單元使用了要用比常規(guī)的較大光功率來操作的半導(dǎo)體器件，使得即使在光盤的轉(zhuǎn)速加強(qiáng)到比常規(guī)的更大的情況下，仍是可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀和寫。因此，在很大程度上，減小了在寫入操作中從來都有重大關(guān)系的光盤的存取時(shí)間，使使用人更為舒適的可操作性。
已經(jīng)在把本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件應(yīng)用到記錄和重現(xiàn)型的光盤單元的情況下描述了本實(shí)施例。但是，本發(fā)明不受此限制，且不用說，也可采用相同的780nm波長帶應(yīng)用到光盤記錄單元或光盤重現(xiàn)單元。
應(yīng)理解本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器件以及光盤再現(xiàn)和記錄單元并不限于上面的那些描述和圖解說明，而譬如對勢阱層和阻擋層的層厚和這些薄層的數(shù)目，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，各種修改是可以接受的。
在上面的描述中是清楚的，就是在本發(fā)明中的半導(dǎo)體激光器件，即使在大功率的驅(qū)動時(shí)也能顯示出高可靠性且具有長的壽命。
在本發(fā)明的光盤重現(xiàn)和記錄單元中包括這樣的半導(dǎo)體激光器件，使得在比常規(guī)的較高速度下可以實(shí)現(xiàn)讀和寫的操作，尤其是寫入操作，給使用者更舒適的可操作性。
本發(fā)明是如此來作描述的，本發(fā)明可在許多方面作改變已顯然的。并不認(rèn)為這種改變是背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍的，而要把所有這種對在本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯然的修改包括在下面提出的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底；第一導(dǎo)電型下覆蓋層，它沉積在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底上；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上，它由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成；以及第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活性層是用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)來摻雜的。
2.一種半導(dǎo)體激光器件，它具有振蕩波長為大于760nm且小于800nm，該半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，包括第一導(dǎo)電型GaAs基底；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型GaAs基底上，它由交替堆積的、由以InGaAsP為基的材料制成的阻擋層和勢阱層組成；第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活性層摻有作為第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的Zn。
3.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，摻在量子勢阱活性層中的Zn的濃度小于2×1017cm-3。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，還包括引導(dǎo)層，它由以AlGaAs為基的材料制成，并插入到量子勢阱活性層與上覆蓋層之間和插入到量子勢阱活性層與下覆蓋層之間。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，在構(gòu)成引導(dǎo)層的以AlGaAs為基的材料中，Al的混合晶體比大于0.2。
6.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，勢阱層具有壓縮形變。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，壓縮形變量小于3.5％。
8.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，阻擋層具有伸長形變。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，伸長形變量小于3.5％。
10.一種光盤重現(xiàn)和記錄單元，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體激光器件。
11.一種半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底；第一導(dǎo)電型下覆蓋層，它沉積在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底上；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上，它由交替堆積的阻擋和勢阱層組成，以及第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活性層摻有第一導(dǎo)電型雜質(zhì)。
12.一種半導(dǎo)體激光器件，它的振蕩波長大于760nm且小于800nm，該半導(dǎo)體激光器件包括第一導(dǎo)電型GaAs基底；第一導(dǎo)電型下覆蓋層，它沉積于第一導(dǎo)電型GaAs基底上；量子勢阱活性層，它沉積在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上，它由交替堆積的、由以InGaAsP為基的材料制成的阻擋層和勢阱層組成；以及第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它沉積在量子勢阱活性層上，其中量子勢阱活性層摻有作為第一導(dǎo)電型雜質(zhì)的si。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，摻在量子勢阱活性層中的Si的濃度小于2×1017cm-3。
14.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，還包括引導(dǎo)層，它由以AlGaAs為基的材料制成，并插入到量子勢阱活性層與上覆蓋層之間和插入到量子勢阱活性層與下覆蓋層之間。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，在構(gòu)成引導(dǎo)層的以AlGaAs為基的材料中，Al的混合晶體比大于0.2。
16.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，勢阱層具有壓縮形變。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，壓縮形變量小于3.5％。
18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，阻擋層具有伸長形變。
19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，伸長形變量小于3.5％。
20.一種光盤重現(xiàn)和記錄單元，其特征在于，包括如權(quán)利要求11所述半導(dǎo)體激光器件。
21.一種半導(dǎo)體激光器件的制作方法，其特征在于，包括在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成；以及在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的。
22.一種振蕩波長大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器的制作方法，該制作方法包括在第一導(dǎo)電型GaAs基底上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層是由以InGaAsP為基的材料制成的、交替堆積的阻擋層和勢阱層組成的；以及在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用Zn作為第二導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的。
23.如權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體激光器件，其特征在于，在量子勢阱活性層中，把Zn的濃度摻雜到小于2×1017cm-3。
24.一種半導(dǎo)體激光器件的制作方法，其特征在于，包括在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體基底上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層是由交替堆積的阻擋層和勢阱層組成的；以及、在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電型上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用第一導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的。
25.一種具有振蕩波長為大于760nm且小于800nm的半導(dǎo)體激光器件的制作方法，該制作方法，其特征在于，包括在第一導(dǎo)電型GaAs基底上沉積第一導(dǎo)電型下覆蓋層；在第一導(dǎo)電型下覆蓋層上沉積量子勢阱活性層，該量子勢阱活性層是由交替堆積的、由以InGaAsP為基的材料制成的阻擋層和勢阱層組成的；以及在量子勢阱活性層上沉積第二導(dǎo)電性上覆蓋層，其中量子勢阱活性層是在用Si作為第一導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的。
26.如權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體激光器件的制作方法，其特征在于，在量子勢阱活性層中把Si的濃度摻雜到小于2×1017cm-3。
全文摘要
一種半導(dǎo)體激光器件具有至少一層第一導(dǎo)電型下覆蓋層，一層量子勢阱活性層和一層第二導(dǎo)電型上覆蓋層，它們是堆積在第一導(dǎo)電型GaAs基底上的。該量子勢阱活性層是由交替堆積的、由以InGaAs為基的材料制成的阻擋層和勢阱層組成的。該量了勢阱活性層是在用第二導(dǎo)電型雜質(zhì)摻雜中生長的，為的是讓該半導(dǎo)體激光器件除具有長的壽命之外，即使在大功率的驅(qū)動這時(shí)也能顯示出高可靠性。
文檔編號H01S5/00GK1499685SQ20031010468
公開日2004年5月26日 申請日期2003年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者河西秀典, 一, 山本圭, 蛭川秀一 申請人:夏普株式會社