專利名稱：半導(dǎo)體激光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光裝置，特別詳細地涉及一種使橫模為高次?；蚨嗄碚袷幍?、帶寬為3μm以上的GaN系半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出激光束進行波長合成(合波)的半導(dǎo)體激光裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為發(fā)出600nm以下短波區(qū)域的光源，III-V族氮化物的AlInGaN類的半導(dǎo)體激光器受到關(guān)注。該AlInGaN等的GaN系材料是如非專利文獻1所記載，在藍·綠波長區(qū)域的半導(dǎo)體發(fā)光元件方面，具有極其優(yōu)越的特性，近來，正在開展利用該材料，在360～500nm波長區(qū)域振蕩的半導(dǎo)體激光器的實用化和技術(shù)開發(fā)。
這種半導(dǎo)體激光器是振蕩波長短、比現(xiàn)正在實用化的最短波長為630nm的半導(dǎo)體激光器可以獲得非常小的光點，所以，期待高記錄密度型的光盤存儲用的光源上應(yīng)用。另外，450nm以下的短波光源是在短波區(qū)域中利用靈敏度高的感光材料的印刷等領(lǐng)域的、作為數(shù)字圖像形成器械的光源很重要；450nm域的半導(dǎo)體激光器是利用光聚合物的作為CTP(computerto plate電腦直接制版)用的曝光光源正在實用化。在這些應(yīng)用中，需要光學(xué)性高品質(zhì)的單峰高斯光束，所以，作為半導(dǎo)體激光器，必須利用高品位的基本橫模激光器。
為了實現(xiàn)基本橫模振蕩，有需要利用折射率波導(dǎo)型的元件結(jié)構(gòu)來謀求波導(dǎo)振蕩模的穩(wěn)定化。滿足其要求的基礎(chǔ)上，折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的折射率差即帶中央部與帶外部之間的實效折射率差Δn通常設(shè)定為5×10-3～1×10-2的范圍。并且，為了實現(xiàn)基本橫模振蕩，與此同時還需要2μm以下的極其窄的帶寬。因此，元件端面的光密度變?yōu)闃O其大，例如，在作為光盤記錄用光源利用的50mW型的半導(dǎo)體激光器中，元件端面的光密度達到約5MW/cm2左右。從而，在基本橫模振蕩的GaN系半導(dǎo)體激光器中，100～200mW左右是具有幾千～10000小時以上的實用可靠性，認為是從一個帶所能獲得的連續(xù)光輸出限度。
另外，為了獲得更大的光輸出，需要采取寬的帶寬，用高次?；蚨鄼M模來振蕩。作為這樣的大輸出的半導(dǎo)體激光器，具體地，帶寬為50～2000μm左右、可以獲得0.5～5W左右的大輸出的紅色或紅外線區(qū)域的寬帶半導(dǎo)體激光器，廣泛利用在固體激光器激勵、焊接、軟釬焊、醫(yī)療用等領(lǐng)域。
所述的GaN系半導(dǎo)體激光器具有發(fā)揮活用短波的優(yōu)點，在如上述的應(yīng)用領(lǐng)域中，取代紅色或紅外線區(qū)域的半導(dǎo)體激光器的可能性。并且，此GaN系半導(dǎo)體激光器是光子能量高，所以也有可能應(yīng)用在活用光化學(xué)反應(yīng)的材料改質(zhì)、產(chǎn)業(yè)上。實現(xiàn)那樣的應(yīng)用方面，提高高次模或多模來振蕩的元件性能變?yōu)橹匾?。特別是，大輸出光源利用了作為能源的光，但是，不是單單提高輸出還提高亮度變?yōu)橹匾Ａ硗?，在GaN系的半導(dǎo)體激光器中，利用橫向生長來降低結(jié)晶缺陷(轉(zhuǎn)位)密度而實現(xiàn)高可信度，所以，在現(xiàn)狀中，在維持高品位的結(jié)晶性而擴大帶寬方面有限度。最近，雖然已經(jīng)制作出全面低轉(zhuǎn)位密度的GaN基板，但是和一般的藍寶石基板相比，極其高價，所以，為了一般的使用，希望進而的低成本化。
在這樣的狀況下，為了實現(xiàn)大輸出中高亮度即每單位面積的激光功率大的激光裝置，波長合成而聚光其來自多個發(fā)光區(qū)域的激光束就變得有效。圖4是模式性地表示應(yīng)用此種波長合成聚光系統(tǒng)的半導(dǎo)體激光裝置的一般形式的圖。在此種半導(dǎo)體激光裝置中，集成多個半導(dǎo)體激光芯片LD1～5，將從這些所發(fā)出的激光光束B1～5，利用分別的焦點距離＝f1、數(shù)值孔徑＝NA1的準(zhǔn)直透鏡C1～5來變?yōu)槠叫泄庵?，利用焦點距離＝f2、數(shù)值孔徑＝NA2的聚光透鏡D來變?yōu)椴ㄩL合成聚光。另外，在圖5中，表示在一個半導(dǎo)體芯片集成多個發(fā)光區(qū)域而構(gòu)成的、從半導(dǎo)體激光器陣列LA所發(fā)出的激光光束B1～5變?yōu)椴ㄩL合成聚光的半導(dǎo)體激光裝置。
日本應(yīng)用物理雜志(Japanese Journal of AppliedPhysics)1995年第34卷第7A號第L797～799頁。
以上例示的波長合成激光光源中，將排列在平行于接合面方向的多個近視野像進行波長合成。此時的光學(xué)系統(tǒng)的倍率m是用m＝f2/f1來表示。另外，如果設(shè)半導(dǎo)體激光器的近視野像的寬度為W1，則聚光光點的平行于接合面方向的寬度W2變?yōu)閃2＝m×W1。如果設(shè)聚光光束所擴展的角度為NA2，則根據(jù)此NA2，可以規(guī)定輸出光束的亮度(光點直徑與擴展角度的積)。另一方面，為了在聚光透鏡中集中其合成了n條光束的準(zhǔn)直光，有需要滿足(n/m)×NA1≤NA2。從而，在給出的光學(xué)系統(tǒng)中，為了增加波長合成的光束條數(shù)n而實現(xiàn)高輸出·高亮度化，有需要使半導(dǎo)體激光器的輸出光束的輻射角度NA1(＝準(zhǔn)直透鏡的數(shù)值孔徑)變小。
另外，如上所示，不是只為了增加波長合成的光束條數(shù)n，使GaN系的半導(dǎo)體激光裝置的水平光束輻射角度即平行于接合面的輻射角度變小的要求是廣泛存在的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的情況而進行的，其目的在于，提供一種將可以抑制水平光束輻射角度為小的、半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的激光光束，合成更多條成為可能，并且可以獲得高輸出·高亮度的波長合成光束的半導(dǎo)體激光裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的、構(gòu)成半導(dǎo)體激光裝置的激光芯片是具有折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，橫模為高次?；蚨嗄碚袷幍腉aN系的帶狀型半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于帶中央部與帶外部之間的實效折射率差Δn為1.5×10-2以下。
另外，優(yōu)選上述的實效折射率差Δn是設(shè)定為5×10-3≤Δn≤1.5×10-2的范圍、更優(yōu)選設(shè)定為5×10-3≤Δn≤1.5×10-2的范圍。
另外，優(yōu)選上述構(gòu)成的半導(dǎo)體激光器中，帶的寬度為5μm以上。
另外，作為上述的折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，適當(dāng)采用脊形波導(dǎo)(通道)結(jié)構(gòu)或內(nèi)部帶型波導(dǎo)(通道)結(jié)構(gòu)均可以。
另外，具有上述構(gòu)成的本發(fā)明的構(gòu)成要件的半導(dǎo)體激光器，可以在一個半導(dǎo)體芯片具備一個帶結(jié)構(gòu)的來形成；或者也可以在一個半導(dǎo)體芯片上，以每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來設(shè)置多個帶結(jié)構(gòu)，而形成作為半導(dǎo)體激光器陣列。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置是在上面所說明的一個半導(dǎo)體芯片上具備一個帶結(jié)構(gòu)而形成的類型的、利用半導(dǎo)體激光器的波長合成激光裝置，其特征在于，由每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來布置多個上述半導(dǎo)體激光芯片；使每一個半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的激光束各自平行光化的多個準(zhǔn)直透鏡；將透過該準(zhǔn)直透鏡的多個激光束在大致共同點上進行聚光的聚光透鏡而構(gòu)成。
另外，根據(jù)本發(fā)明的其他半導(dǎo)體激光裝置是利用上述半導(dǎo)體激光器陣列來形成的半導(dǎo)體激光芯片的波長合成激光裝置，其特征在于，由一個或多個該半導(dǎo)體激光芯片；使該半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的激光束各自平行光化的多個準(zhǔn)直透鏡；將透過該準(zhǔn)直透鏡的多個激光束在大致共同點上進行聚光的聚光透鏡而構(gòu)成。
不同于波道路設(shè)計中已經(jīng)決定輻射角度的基本橫模振蕩的半導(dǎo)體激光器，在擴大帶寬而包含高次橫模的多模來振蕩的半導(dǎo)體激光器中，以往是認為光束輻射角度是不能控制。下面，舉出實際例子來詳細說明這一點。
本發(fā)明人對圖6所示的振蕩波長為808nm的寬帶的多模半導(dǎo)體激光器，制作多種樣品元件，研究了決定光束輻射角度的條件。另外，該圖6的半導(dǎo)體激光器具有n-GaAs基板1(Si＝2×1018cm-3滲雜)、n-GaAs緩沖層2(Si＝2×1018cm-3滲雜、0.5μm厚)、n-Al0.63Ga0.37As金屬包層3(Si＝1×1018cm-3滲雜、1μm厚)、不滲雜SCH活性層4、p-Al0.63Ga0.37As金屬包層5(Zn＝1×1018cm-3滲雜、1μm厚)、p-GaAs蓋層6(Zn＝2×1018cm-3滲雜、0.3μm厚)、SiO2絕緣膜7、p側(cè)電極8(Ti/Pt/Au)和n側(cè)電極9。在此，不滲雜SCH活性層4是由In0.48Ga0.52P光波導(dǎo)層(不滲雜、層厚Wg＝0.1μm)、In0.13Ga0.87As0.75P0.25量子井層(不滲雜、10nm)、In0.48Ga0.52P光波導(dǎo)層(不滲雜、層厚Wg＝0.1μm)所構(gòu)成。
本例的半導(dǎo)體激光器是具有底部寬度為W3的臺面晶體管(mesa)帶結(jié)構(gòu)，但制作了此帶寬的寬度W3值為10、15、20、25、55μm的5種樣品元件。進而地，通過改變p-Al0.63Ga0.37As金屬包層5的臺面晶體管帶外的蝕刻區(qū)域的殘留厚度t1，制作了控制帶中央部與帶外之間的實效折射率Δn，該Δn的值為5×10-3、7×10-3、1.4×10-2的三種樣品元件。另外，在以往的紅外線半導(dǎo)體激光器中，獲得穩(wěn)定的折射率波導(dǎo)的Δn＝9×10-7以上的范圍中，光束輻射角度是不變化，所以，例如將Δn取為2×10-2以上的大值。這種半導(dǎo)體激光器在室溫中，以波長為808nm、閾值電流為約100mA來振蕩。
在這種半導(dǎo)體激光器中，在圖7、圖8中分別表示求出水平光束的輻射角度即平行于接合面內(nèi)的光束輻射角度(半值全幅)與所述實效折射率差Δn之間的關(guān)系、相同水平光束輻射角度(半值全幅)與所述帶寬W3之間關(guān)系的結(jié)果。
如圖7所示，這種紅外線區(qū)域的寬帶橫向多模半導(dǎo)體激光器中，實效折射率差Δn在5×10-3以上的穩(wěn)定的折射率波導(dǎo)區(qū)域中，光束輻射角度是不依存于Δn而幾乎變?yōu)楹愣ā＿@表示與光波道路的境界條件無關(guān)，由作為增益介質(zhì)的活性區(qū)域的特性支配橫模即近視野像的基本空間頻率。另外，圖7中，Δn＝5×10-3的情況下，雖然光束輻射角度變小，但是，由于橫模的光輸出依存性，在本例中橫模變?yōu)椴环€(wěn)定，向活性層的注入載波所引起的等離子體效果降低，所以，折射率波導(dǎo)變?yōu)椴环€(wěn)定而判明不適于實用。
另一方面，如果看圖8所示的光束輻射角度的帶寬依存性，帶寬W3為約20μm中光束輻射角度變?yōu)樽畲螅?0μm以上，近似變?yōu)楹愣?。另外，在此沒有表示的帶寬W3＝200μm的元件是變?yōu)楹蚖3＝55μm的元件幾乎相同的光束輻射角度。這樣，在以往的紅外線區(qū)域的寬帶的多模半導(dǎo)體激光器中，即使利用折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，控制光束輻射角度是困難的。特別是，實現(xiàn)高亮度化所需要的小光束輻射角度是困難的。
但是，根據(jù)本發(fā)明人的研究，清楚了即使是橫模為同樣的高次?；蚨嗄碚袷幍陌雽?dǎo)體激光器，和GaN系的帶狀型半導(dǎo)體激光裝置的情況完全不同。判明即這種GaN系的帶狀型半導(dǎo)體激光裝置的情況下，使帶中央部與帶外部之間的實效折射率差Δn越小，則水平光束輻射角度越小，并且，即使那樣，在寬的Δn的范圍中，折射率波導(dǎo)變?yōu)榉€(wěn)定，而十分適合于實用。
圖2是對橫模為高次模或多模來振蕩的GaN系的帶狀型半導(dǎo)體激光裝置的典型例，表示研究帶中央部與帶外部之間的實效折射率差Δn與水平光束輻射角度(半值全幅)之間關(guān)系的結(jié)果。由此清楚如果實效折射率差Δn為1.5×10-2以下范圍，則可以獲得20°以下的充分小的水平光束輻射角度。
另外，一般地，如果實效折射率差Δn越是變小，則折射率波導(dǎo)變?yōu)椴环€(wěn)定，但是，在此種情況下，還確認了即使是實效折射率差Δn變?yōu)?×10-3范圍的小的值，但折射率波導(dǎo)還穩(wěn)定，穩(wěn)定的橫?？刂瞥蔀榭赡堋倪@一點，優(yōu)選在構(gòu)成本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器中，將實效折射率差Δn值設(shè)定為5×10-3≤Δn≤1.5×10-2的范圍。
另外，如果使實效折射率差Δn變?yōu)?×10-2的小的值，則水平光束輻射角度變?yōu)?5°以下左右的更小角度，可以實現(xiàn)進而的高亮度化。從這一點，更優(yōu)選在構(gòu)成本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器中，將實效折射率差Δn設(shè)定為5×10-3≤Δn≤1×10-2的范圍。
另外，圖3中表示對橫模為高次?；蚨嗄碚袷幍腉aN系的帶狀型半導(dǎo)體激光器的典型例，研究帶寬W1與水平光束輻射角度(半值全幅)之間關(guān)系的結(jié)果。從圖3中清楚如果是在此所示的帶寬W1范圍，則水平光束輻射角度是不依存于帶寬W1。如果那樣，優(yōu)選將該帶寬W1設(shè)定為5μm以上的大的值，實現(xiàn)高輸出化。
另外，為了比較，在圖3中表示了帶寬為W1＝1.4μm的基本橫模來振蕩的半導(dǎo)體激光器的同樣的(研究帶寬W1與水平光束輻射角度)關(guān)系。由此清楚寬帶的多橫模半導(dǎo)體激光器和基本橫模元件比較，其光束輻射角度大，且光束輻射特性完全不同。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，都是合成其排列在平行于接合面方向的多條近視野像的構(gòu)成。但是，如上所述，在其中利用了可以充分小地設(shè)定水平光束輻射角度的半導(dǎo)體激光芯片，所以增加其波長合成的光束條數(shù)n而實現(xiàn)高輸出·高亮度化成為可能。


圖1是構(gòu)成本發(fā)明的第一實施方式的半導(dǎo)體激光芯片的截面模式圖。
圖2是表示GaN系的帶狀型多橫模半導(dǎo)體激光器中的、水平光束輻射角度與帶內(nèi)外實效折射率差之間關(guān)系的說明圖。
圖3是表示GaN系的帶狀型多橫模半導(dǎo)體激光器中的、水平光束輻射角度與帶寬之間關(guān)系的說明圖。
圖4是表示波長合成聚光的半導(dǎo)體激光裝置之一例的大體平面圖。
圖5是表示波長合成聚光的半導(dǎo)體激光裝置之另一例的大體平面圖。
圖6是表示以往的紅外線區(qū)域半導(dǎo)體激光器之一例的概略垂直截面圖。
圖7是表示以往的紅外線區(qū)域半導(dǎo)體激光器中的、水平光束輻射角度與帶內(nèi)外實效折射率差之間關(guān)系的說明圖。
圖8是表示以往的紅外線區(qū)域半導(dǎo)體激光器中的、水平光束輻射角度與帶寬之間關(guān)系的說明圖。
圖中20-低缺陷GaN基板層，21-n-GaN緩沖層，22-n-In0.1Ga0.9N緩沖層，23-n-In0.1Ga0.9N金屬包層，24-n-GaN光波導(dǎo)層，25-不滲雜活性層，26-p-GaN光波導(dǎo)層，27-p-Al0.1Ga0.9N金屬包層，28-p-GaN蓋層，29-SiN膜，30-p電極，31-n電極。
具體實施例方式
下面，結(jié)合圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是構(gòu)成本發(fā)明的第一實施方式的半導(dǎo)體激光器的截面模式圖。如圖1所示，該半導(dǎo)體激光器具有低缺陷GaN基板層20；n-GaN緩沖層21(Si滲雜、5μm厚)；按順序形成在該n-GaN緩沖層21上的n-In0.1Ga0.9N緩沖層22(Si滲雜、0.1μm厚)、n-In0.1Ga0.9N金屬包層23(Si滲雜、0.45μm厚)、n-GaN光波導(dǎo)層24(Si滲雜、0.1μm厚)、不滲雜活性層25、p-GaN光波導(dǎo)層26(Mg滲雜、0.3μm厚)、p-Al0.1Ga0.9N金屬包層27(Mg滲雜、0.45μm厚)和p-GaN蓋層28(Mg滲雜、0.25μm厚)。
并且，上述的p-GaN蓋層28的周圍和p-Al0.1Ga0.9N金屬包層27的上表面是由SiN膜29來覆蓋，進而在其上面形成Ni/Au所構(gòu)成的p電極30，并且，在n-GaN緩沖層21上的、不包含發(fā)光區(qū)域的部分，形成了由Ti/Pt/Au所構(gòu)成的電極31。
下面，說明此半導(dǎo)體激光器的制作方法。首先，在省略圖示的藍寶石C面基板上，例如通過日本應(yīng)用物理雜志(Japanese Journal of AppliedPhysics)2000年第39卷第7A號第L647頁所記載的方法，形成成為低缺陷GaN基板20的層。其次，利用常壓MOCVD法，使n-GaN緩沖層21、n-In0.1Ga0.9N緩沖層22、n-In0.1Ga0.9N金屬包層23、n-GaN光波導(dǎo)層24、不滲雜活性層25、p-GaN光波導(dǎo)層26、p-Al0.1Ga0.9N金屬包層27和p-GaN蓋層28(Mg滲雜、0.25μm厚)生長。
在此，活性層25是作為不滲雜In0.1Ga0.9N量子井層(3nm厚度)、不滲雜Al0.04Ga0.96N障壁層(0.01μm厚度)、不滲雜In0.1Ga0.9N量子井層(3nm厚度)、p-Al0.1Ga0.9N障壁層(Mg滲雜、0.01lμm厚度)的4層結(jié)構(gòu)。
接著，利用光刻和氯離子的RIBE(reactive ion beam etching光刻離子反應(yīng))來將p-GaN蓋層28和p-Al0.1Ga0.9N金屬包層27的側(cè)部區(qū)域，從p-GaN光波導(dǎo)層26蝕刻到離開t2距離的位置，形成寬度W2的脊形帶(ridge strip)。
接著，通過等離子體CVD法在全面制作SiN膜29之后，通過光刻和蝕刻法，除去脊上的不要的部分。然后，在氮氣氣氛中，通過熱處理，使p型雜物活性化。接著，由氯離子的RIBE法來蝕刻而除去，除了含發(fā)光區(qū)域部分以外的外延層，到n-GaN緩沖層21露出為止。然后，真空蒸鍍作為n電極材料的Ti/Al/Ti/Au和作為p電極材料的Ni/Au后，在氮氣中進行退火，形成作為電阻電極的n電極31和p電極31。諧振器端面是由劈開的方法來形成。
如以上，完成了構(gòu)成本實施方式的GaN系的帶狀型半導(dǎo)體激光器。此半導(dǎo)體激光器是具有折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，橫模為高次模或多模來振蕩的。其振蕩波長為405nm。
前面所說明的圖2表示在構(gòu)成本實施方式的半導(dǎo)體激光器中，帶中央部與帶外部之間的實效折射率差Δn與水平光束輻射角度(半值全幅)之間關(guān)系的研究結(jié)果。在本例中，制作了脊形帶寬W2為恒定的7μm、實效折射率差Δn作為4.8×10-3、6.5×10-3、1.07×10-2、1.42×10-2的四種樣品元件，對這些研究了上述的關(guān)系。另外，此實效折射率差Δn的值是改變上述的p-Al0.1Ga0.9N金屬包層27的蝕刻殘留厚度t2的方法來改變的。由此，如上所說明，如果實效折射率差Δn為1.5×10-2以下范圍，則可以獲得20°以下的充分小的水平光束輻射角度。
另外，一般地，如果實效折射率差Δn越是變小，則折射率波導(dǎo)變?yōu)椴环€(wěn)定，但是，在此種情況下，還確認即使是實效折射率差Δn變?yōu)?×10-3的較小范圍，折射率波導(dǎo)還穩(wěn)定，穩(wěn)定的橫?？刂瞥蔀榭赡?。因此，考慮這一點，優(yōu)選實效折射率差Δn設(shè)定為5×10-3≤Δn≤1.5×10-2的范圍。
另外，如果使實效折射率差Δn變?yōu)?×10-2以下范圍，則水平光束輻射角度變?yōu)?5°以下左右的更小角度，還可以實現(xiàn)進而的高亮度化。因此，從這一點，更優(yōu)選將實效折射率差Δn設(shè)定為5×10-3≤Δn≤1×10-2的范圍。
另外，在圖3中表示對構(gòu)成本實施方式的半導(dǎo)體激光器，帶寬W1與水平光束輻射角度(半值全幅)之間關(guān)系的研究結(jié)果。另外，在本例中，制作了實效折射率差Δn設(shè)為9×10-3來恒定、帶寬W1為5μm、10μm、15μm的三種樣品元件，對這些研究了上述的關(guān)系。如前面所說明，清楚了如果帶寬W1為5μm～15μm的范圍，則水平光束輻射角度不依存于帶寬W1。如果那樣，優(yōu)選將該帶寬W1設(shè)定為5μm以上的大的值，實現(xiàn)高輸出化。
另外，基本結(jié)構(gòu)和本實施方式相同的半導(dǎo)體激光器是，除了本實施方式中所使用的已經(jīng)說明的GaN基板以外，還可以利用絕緣物的藍寶石基板來形成。另外，在如SiC的導(dǎo)電性的基板上也可以制作同樣的結(jié)構(gòu)。進而地，還可以利用埋入AlGaN的結(jié)構(gòu)或其他折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和狹窄電流結(jié)構(gòu)。
進而，在上述的實施方式中，金屬包層為Al0.1Ga0.9N、光波導(dǎo)層為GaN所構(gòu)成的，但是，為了獲得載波關(guān)閉效果，作為金屬包層的Al組成是作為0.1以上。在大于這些以上的Al組成中，光關(guān)閉是隨著Al組成的增加而提高，所以，上述是變?yōu)槌浞謼l件，利用薄的Al GaN金屬包層可以實現(xiàn)良好的光關(guān)閉。另外，作為金屬包層，可以應(yīng)用包含Al GaN的超晶格結(jié)構(gòu)等。
并且，劈開一個半導(dǎo)體芯片上具有一個帶的結(jié)構(gòu)來制作了構(gòu)成上述實施方式的半導(dǎo)體激光器。但是，一個半導(dǎo)體芯片上具有多個帶結(jié)構(gòu)的基板的劈開的方法，也可以制作半導(dǎo)體激光器陣列。
下面，說明利用如上述的半導(dǎo)體激光芯片的、波長合成半導(dǎo)體激光裝置的實施方式。首先，作為一個實施方式，可以舉出圖1所示形式的半導(dǎo)體激光芯片即應(yīng)用多個在一個半導(dǎo)體芯片上具有一個帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光芯片的實施方式。其全體形狀基本上和圖4所示的同樣，此種情況下，分別利用圖1的半導(dǎo)體激光芯片來代替圖示的多個半導(dǎo)體激光器LD1～5就可以。
另外，此種情況下，多個的半導(dǎo)體激光芯片是每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來布置，成為排列在平行于接合面方向的多個近視野像互相重疊的形態(tài)。
下面，作為其他實施方式，可以舉出在一個半導(dǎo)體芯片上，利用了一個具有多個帶結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器陣列的實施方式。其全體形狀是基本上和圖5所示的相同，此種情況下，通過上述的本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器陣列來代替圖示的半導(dǎo)體激光器陣列就可以。
在此半導(dǎo)體激光器陣列中，和一般的半導(dǎo)體激光器陣列同樣，每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來形成多個帶結(jié)構(gòu)。在本例中，通過波長合成聚光系，變成為排列在平行于接合面方向的多個近視野像互相重疊的形態(tài)。另外，并設(shè)利用多個如上述的半導(dǎo)體激光器陣列，可以使進行波長合成的光束條數(shù)更多。
在以上所說明的半導(dǎo)體激光裝置中，都是利用了如上所述的、可以設(shè)定水平光束輻射角度充分小的、本發(fā)明特征的半導(dǎo)體激光器陣列，所以，增加進行波長合成的光束條數(shù)n而可以實現(xiàn)高輸出·高亮度化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于在具有折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，橫模為高次?；蚨嗄碚袷幍腉aN系的帶狀型半導(dǎo)體激光裝置中，帶中央部與帶外部之間的實效折射率差Δn為1.5×10-2以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述實效折射率差Δn為5×10-3≤Δn≤1.5×10-2的范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述實效折射率差Δn為5×10-3≤Δn≤1.5×10-2的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述帶的寬度為5μm以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述帶的寬度為5μm以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為脊形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為脊形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為脊形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為內(nèi)部帶型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為內(nèi)部帶型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為內(nèi)部帶型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于在一個半導(dǎo)體芯片中具備一個帶結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于在一個半導(dǎo)體芯片中具備一個帶結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于在一個半導(dǎo)體芯片中，每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來設(shè)置多個帶結(jié)構(gòu)，而形成作為半導(dǎo)體激光器陣列。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于在一個半導(dǎo)體芯片中，每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來設(shè)置多個帶結(jié)構(gòu)，而形成作為半導(dǎo)體激光器陣列。
16.一種半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于，由每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來布置權(quán)利要求12所述的多個半導(dǎo)體激光芯片；使每一個半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的激光束各自平行光化的多個準(zhǔn)直透鏡；將透過該準(zhǔn)直透鏡的多個激光束在近似共同點上進行聚光的聚光透鏡而構(gòu)成。
17.一種半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于，由每一個發(fā)光點大體上一線排列在平行于接合面方向的狀態(tài)來布置權(quán)利要求13所述的多個半導(dǎo)體激光芯片；使每一個半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的激光束各自平行光化的多個準(zhǔn)直透鏡；將透過該準(zhǔn)直透鏡的多個激光束在大致共同點上進行聚光的聚光透鏡而構(gòu)成。
18.一種半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于，由一個或多個權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光芯片；使該半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的多束激光束各自平行光化的多個準(zhǔn)直透鏡；將透過該準(zhǔn)直透鏡的多個激光束在大致共同點上進行聚光的聚光透鏡而構(gòu)成。
19.一種半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于，由一個或多個權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體激光芯片；使該半導(dǎo)體激光芯片所發(fā)出的多束激光束各自平行光化的多個準(zhǔn)直透鏡；將透過該準(zhǔn)直透鏡的多個激光束在大致共同點上進行聚光的聚光透鏡而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是具有折射率波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，將橫模為高次?；蚨嗄碚袷幍腉aN系的帶狀型半導(dǎo)體激光器的多個發(fā)光區(qū)域，能夠聚光為高亮度，抑制水平光束輻射角度為小。本發(fā)明具有例如，在p－GaN蓋層(28)和p－Al
文檔編號H01S5/40GK1764027SQ200510116450
公開日2006年4月26日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者早川利郎, 淺野英樹, 長濱慎一, 松本祐司, 甲本克敏 申請人:富士膠片株式會社, 日亞化學(xué)工業(yè)株式會社