專利名稱：半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光裝置，特別是涉及、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、CD-ROM、DVD-Video、CD-DA及VCD等的光盤裝置、信息處理、光通信、和光測(cè)量等所用的半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光裝置被用來(lái)作為光盤裝置的讀寫用光源、以及作為光信息處理、光通信、和光測(cè)量的光源。譬如，作為為了對(duì)DVD-RAM進(jìn)行讀入或?qū)懭氲淖x寫用光源，使用波長(zhǎng)650nm左右的AlGaInP系的紅色激光。同時(shí)，譬如，作為為了對(duì)CD-R進(jìn)行讀入或?qū)懭氲淖x寫用光源，使用波長(zhǎng)780nm左右的AlGaAs系紅外激光。
為了對(duì)應(yīng)DVD-RAM和CD-R的雙方，1個(gè)驅(qū)動(dòng)器必須有紅色激光和紅外激光兩者，因此，一般受到廣泛使用的驅(qū)動(dòng)器是具有DVD用的光集成元件和CD用的光集成元件的兩者。然而，近幾年，由于對(duì)驅(qū)動(dòng)器的小型化及低成本化、以及光學(xué)系裝配工序的簡(jiǎn)化等的要求，因此要求具備了能夠?qū)?yīng)DVD-RAM和CD-R雙方的1個(gè)光集成元件的驅(qū)動(dòng)器。
因此，近幾年來(lái)，在一個(gè)襯底上由波長(zhǎng)650nm左右的AlGaInP系的紅色激光及波長(zhǎng)780nm左右的AlGaAs系的紅外激光所集成形成的二波長(zhǎng)激光裝置持續(xù)的受到實(shí)用化(譬如參考專利文獻(xiàn)1)。通過(guò)利用二波長(zhǎng)激光裝置來(lái)作為讀寫用光源，能夠?qū)崿F(xiàn)在1個(gè)光集成元件上具備了DVD/CD兩用的激光的光盤裝置。
同時(shí)，在對(duì)DVD-RAM及CD-R等的數(shù)據(jù)寫入時(shí)，要求著半導(dǎo)體激光裝置的高輸出化。
然而，半導(dǎo)體激光裝置中，由于在活性層的發(fā)射邊緣面的附近區(qū)域中形成界面準(zhǔn)位，因此促進(jìn)了載波(carrier)的非發(fā)光再結(jié)合。因此，在活性層的發(fā)射邊緣面的附近區(qū)域，由于吸收了半導(dǎo)體激光裝置內(nèi)所發(fā)生的激光的光，產(chǎn)生了因發(fā)熱造成的溫度上升。
隨著光輸出密度的增加，在活性層的發(fā)射邊緣面的附近區(qū)域，吸收更多的激光的光，因此增加了發(fā)熱造成的溫度上升。由于上述，最后在活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的溫度，上升到構(gòu)成各半導(dǎo)體層的結(jié)晶的熔點(diǎn)，使得各半導(dǎo)體層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分熔化，造成了激光發(fā)射動(dòng)作的停止。
如上述地，在半導(dǎo)體激光裝置，高輸出密度的動(dòng)作時(shí)，在各半導(dǎo)體層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分受到損害(以下記為光學(xué)損害)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，具有窗結(jié)構(gòu)(window structure)的半導(dǎo)體激光裝置被實(shí)用化。
以下，簡(jiǎn)單地說(shuō)明具有窗結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法(譬如參考非專利文獻(xiàn)1)。
首先，在襯底上，形成包含具有多重量子勢(shì)阱(quantum well)結(jié)構(gòu)的活性層的多個(gè)半導(dǎo)體層。接著，根據(jù)濺射法，在多個(gè)的半導(dǎo)體層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分上，選擇性地形成ZnO膜。接著，通過(guò)退火將ZnO膜中所含的Zn擴(kuò)散到活性層位于ZnO膜下方的部分中。
通過(guò)上述，在活性層的Zn的擴(kuò)散區(qū)域，能夠謀求活性層的無(wú)秩序化來(lái)擴(kuò)大能帶隙(bandgap)的擴(kuò)大，因此能夠在于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成具有能帶隙的窗口區(qū)，該窗口區(qū)的能帶隙大于活性層的內(nèi)部區(qū)域。
如此地，在具有窗結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光裝置，在活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成具有大于活性層內(nèi)部區(qū)域的能帶隙的窗口區(qū)。
因此，在具有窗結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光裝置中，在活性層位于發(fā)射邊緣面的附近區(qū)域中，在半導(dǎo)體激光裝置內(nèi)發(fā)生的激光的光將不會(huì)被吸收，因此能夠防止發(fā)生激光停止發(fā)射動(dòng)作。
如上述地，在二波長(zhǎng)激光裝置中，為了實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行高輸出動(dòng)作的紅外激光及紅色激光，必須在紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和紅色激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分的雙方形成窗口區(qū)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2001-57462
非專利文獻(xiàn)1IEEE Journal of Quantum Electronics，Vol.29，No.6，p1874-1879(1993)發(fā)明內(nèi)容解決課題然而，二波長(zhǎng)激光裝置的制造方法中，如果以同樣的工序進(jìn)行用來(lái)在紅外激光形成窗口區(qū)的Zn擴(kuò)散工序、和用來(lái)在紅色激光形成窗口區(qū)的Zn擴(kuò)散工序，換句話說(shuō)，根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序來(lái)形成紅外激光窗口區(qū)及紅色激光窗口區(qū)，則將會(huì)產(chǎn)生以下所示課題。
如上所述，在由紅外激光及紅色激光構(gòu)成的二波長(zhǎng)激光裝置中，使用AlGaAs混晶作為紅外激光活性層，同時(shí)，使用AlGaInP混晶作為紅色激光活性層。
這里，AlGaAs混晶的Zn擴(kuò)散速度，比起AlGaInP混晶的Zn擴(kuò)散速度小很多。
因此，對(duì)于由AlGaAs混晶構(gòu)成的紅外激光活性層，擴(kuò)散發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)機(jī)能的必要的量的Zn，而調(diào)整Zn擴(kuò)散工序的條件時(shí)，對(duì)于由AlGaInP混晶構(gòu)成的紅色激光活性層，Zn將會(huì)被過(guò)度擴(kuò)散。
根據(jù)上述，在紅色激光半導(dǎo)體層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分的結(jié)晶性將明顯惡化。進(jìn)一步地，在紅色激光半導(dǎo)體層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中被過(guò)度擴(kuò)散的Zn將到達(dá)襯底，而使得半導(dǎo)體激光裝置中發(fā)生電短路。
相反地，對(duì)于由AlGaInP混晶構(gòu)成的紅色激光活性層，擴(kuò)散發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)機(jī)能的必要的量的Zn，而調(diào)整Zn擴(kuò)散工序的條件時(shí)，對(duì)于由AlGaAs混晶構(gòu)成的紅外激光活性層，將無(wú)法擴(kuò)散發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)機(jī)能的必要量的Zn。
因此，由于無(wú)法在紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成良好的窗口區(qū)，因此，通過(guò)紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域?qū)⑽瞻雽?dǎo)體激光裝置內(nèi)發(fā)生的激光的光吸收，使得紅外激光半導(dǎo)體層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分被熔化，引起紅外激光的停止發(fā)射動(dòng)作。
這樣地，在二波長(zhǎng)激光裝置的制造方法中，根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，雖然能夠在紅外激光及紅色激光的其中之一的激光形成良好的窗口區(qū)，但是，無(wú)法在另一方的激光形成良好的窗口區(qū)。
對(duì)于上述，二波長(zhǎng)激光裝置的制造方法中，如果以不同工序來(lái)分別進(jìn)行用來(lái)在紅外激光形成窗口區(qū)的Zn擴(kuò)散工序、和用來(lái)在紅色激光形成窗口區(qū)的Zn擴(kuò)散工序，換句話說(shuō)，以2次的Zn擴(kuò)散工序來(lái)分別形成紅外激光窗口區(qū)及紅色激光窗口區(qū)，將產(chǎn)生以下所示課題。
二波長(zhǎng)激光裝置的制造方法中，根據(jù)2次的Zn擴(kuò)散工序，增加了制造工序數(shù)，使得二波長(zhǎng)激光裝置的制造成本增加。進(jìn)一步地，二波長(zhǎng)激光裝置的制造方法中，根據(jù)2次的Zn擴(kuò)散工序，對(duì)紅外激光及紅色激光中其中一方的激光，實(shí)施2次的Zn擴(kuò)散工序，使得二波長(zhǎng)激光裝置的成品率降低。
有鑒于前，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法，根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，對(duì)于紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和紅色激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分，擴(kuò)散用來(lái)發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)機(jī)能的適度量的Zn，以形成良好的紅外激光窗口區(qū)和紅色激光窗口區(qū)的雙方。
解決方法為了解決所述的課題，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置，在襯底上，具備了發(fā)出第1波長(zhǎng)激光的第1元件和發(fā)出第2波長(zhǎng)激光的第2元件，第1元件由第一導(dǎo)電型的第1覆層、位于發(fā)射邊緣面附近具有第1窗口區(qū)的第1活性層、和第二導(dǎo)電型的第1覆層在襯底上從下依次層積形成，第2元件由第一導(dǎo)電型的第2覆層、位于發(fā)射邊緣面附近具有第2窗口區(qū)的第2活性層、和第二導(dǎo)電型的第2覆層在襯底上從下依次層積形成；其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層的的晶格常數(shù)(lattice constant)及所述第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)是被整的常數(shù)，以使得在所述第1活性層的所述第1窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度和在所述第2活性層的所述第2窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償。
根據(jù)本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置，由于第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)及所述第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)受到調(diào)整，以使得在第1活性層的第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度和在第2活性層的第2窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償，因此第二導(dǎo)電型的第1覆層的第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度、和第二導(dǎo)電型的第2覆層的第2窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度受到調(diào)整。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，調(diào)整通過(guò)第二導(dǎo)電型的第1覆層擴(kuò)散到第1活性層中的第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的實(shí)效性劑量、和第二導(dǎo)電型的第2覆層擴(kuò)散到第2活性層中的第2窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的實(shí)效性劑量，以使得第1活性層的第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度和第2活性層的第2窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，由于根據(jù)1次的雜質(zhì)擴(kuò)散工序，使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的雜質(zhì)擴(kuò)散到第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中、和第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此，實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好第1窗口區(qū)的第1活性層，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好第2窗口區(qū)的第2活性層，而能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第1活性層含AlGaAs，第2活性層含AlGaInP，第二導(dǎo)電型的第1覆層及第二導(dǎo)電型的第2覆層含AlGaInP，并且，第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)小于襯底的晶格常數(shù)，而且小于第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)。
如此一來(lái)，使得第二導(dǎo)電型的第1覆層(即紅外激光第二導(dǎo)電型覆層)的晶格常數(shù)調(diào)整成小于襯底的晶格常數(shù)、并且小于第二導(dǎo)電型的第2覆層(即紅色激光第二導(dǎo)電型覆層)的晶格常數(shù)，而使得由AlGaAs構(gòu)成的第1活性層(即紅外激光活性層)的第1窗口區(qū)(即紅外激光窗口區(qū))所含的雜質(zhì)(即Zn)的擴(kuò)散速度、和由AlGaInP構(gòu)成的第2活性層(即紅色激光活性層)的第2窗口區(qū)(即紅色激光窗口區(qū))所含的雜質(zhì)(即Zn)的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，由于在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn擴(kuò)散速度被調(diào)整成大于在紅色激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn擴(kuò)散速度，以使得在紅外激光活性層的Zn擴(kuò)散速度和在紅色激光活性層的Zn擴(kuò)散速度的差異受到補(bǔ)償，因此將通過(guò)紅外激光第二導(dǎo)電型覆層擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn的實(shí)效性劑量、調(diào)整成大于通過(guò)紅色激光第二導(dǎo)電型覆層擴(kuò)散到紅色激光活性層中的Zn的實(shí)效性劑量。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，由于根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn(譬如大于或等于2×1018[cm-3])擴(kuò)散到紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中、和紅色激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，而實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好的紅外激光窗口區(qū)的紅外激光活性層，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好的紅色激光窗口區(qū)的紅色激光活性層，而能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第二導(dǎo)電型的第1覆層對(duì)襯底的晶格錯(cuò)配值(lattice mismatch value)，大于或等于-3.0×10-3且未滿-5.0×10-4，第二導(dǎo)電型的第2覆層對(duì)襯底的晶格錯(cuò)配值，大于或等于-5.0×10-4且小于或等于2.0×10-3。
如此一來(lái)，能夠使得紅外激光第二導(dǎo)電型覆層(即第二導(dǎo)電型的第1覆層)的晶格錯(cuò)配值調(diào)整成小于0、且小于紅色激光第二導(dǎo)電型覆層(即第二導(dǎo)電型的第2覆層)的晶格錯(cuò)配值。
這里，所謂第二導(dǎo)電型覆層對(duì)襯底的晶格錯(cuò)配值，是以襯底的晶格常數(shù)為a0、以第二導(dǎo)電型覆層的晶格常數(shù)為a1、和以第二導(dǎo)電型覆層的泊松比為μ時(shí)，使用以μ×(a1-a0)/a0所示的式子計(jì)算出的數(shù)值。這些值能夠使用X射線曲折裝置簡(jiǎn)單地實(shí)際測(cè)量。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)及第2窗口區(qū)所含的雜質(zhì)含Zn。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第二導(dǎo)電型的第1覆層包含普通式(AlxGa1-x)yIn1-yP(0≤x≤1，0≤y≤1)所示的化合物，第二導(dǎo)電型的第2覆層包含普通式(AltGa1-t)uIn1-uP(0≤t≤1，0≤u≤1)中所示化合物，x和t滿足x＜t的關(guān)系。
如此一來(lái)，紅外激光第二導(dǎo)電型覆層(即第二導(dǎo)電型的第1覆層)的Al的組成比x、和紅色激光第二導(dǎo)電型覆層(即第二導(dǎo)電型的第2覆層)的Al的組成比t，滿足x＜t的關(guān)系中，通過(guò)調(diào)整組成比y和組成比u，能夠?qū)⒃诩t外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn擴(kuò)散速度調(diào)整成大于在紅色激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn擴(kuò)散速度。
譬如，調(diào)整組成比y和組成比u，使得紅外激光第二導(dǎo)電型覆層對(duì)襯底的晶格錯(cuò)配值滿足大于或等于-3.0×10-3且未滿-5.0×10-4的范圍，同時(shí)，紅色激光第二導(dǎo)電型覆層對(duì)襯底的晶格錯(cuò)配值滿足大于或等于-5.0×10-4且小于或等于2.0×10-3的范圍。
這樣地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，即使在組成比x和組成比t滿足x＜t的關(guān)系時(shí)，在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散速度，也不會(huì)小于在紅色激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散速度。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)是與第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)不同的元素，第二導(dǎo)電型的第1覆層的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度小于第二導(dǎo)電型的第1覆層的第1窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度。
如此一來(lái)，不只是能夠謀求紅色激光第二導(dǎo)電型覆層(即第二導(dǎo)電型的第2覆層)所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化，也能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層(即第二導(dǎo)電型的第1覆層)所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化。
具體來(lái)說(shuō)，由于通過(guò)選擇與Zn不同的元素作為紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，來(lái)使得紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度小于在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn(即第1窗口區(qū)所含雜質(zhì))擴(kuò)散速度，能夠防止紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)通過(guò)紅外激光第二導(dǎo)電型覆層而擴(kuò)散到紅外激光活性層的內(nèi)部區(qū)域，謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化。
并且，具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，如同前述，由于將在紅色激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散速度調(diào)整成小于在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散速度，因此，即使選擇Zn作為紅色激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，紅色激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)Zn、也不會(huì)通過(guò)紅色激光第二導(dǎo)電型覆層擴(kuò)散到紅色激光活性層的內(nèi)部區(qū)域，能夠謀求紅色激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)Zn的高濃度化。
這樣地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化，同時(shí)，能夠謀求紅色激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，由于能夠謀求降低在紅外激光活性層及紅色激光活性層內(nèi)發(fā)生的無(wú)效電流，因此，能夠防止在紅外激光活性層及紅色激光活性層內(nèi)引起熱飽和，而能夠提供更高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置。
進(jìn)一步地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，由于紅外激光第二導(dǎo)電型覆層中所含高濃度的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)不會(huì)通過(guò)紅外激光第二導(dǎo)電型覆層擴(kuò)散到紅外激光活性層的內(nèi)部區(qū)域，因此，在紅外激光活性層中，不會(huì)促進(jìn)載波的非發(fā)光再結(jié)合，而能夠防止半導(dǎo)體激光裝置特性的惡化。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)含Mg。
如此一來(lái)，由于紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)(即Mg)的擴(kuò)散速度小于在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散速度，因此，能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)Mg的高濃度化。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度、和第二導(dǎo)電型的第2覆層中所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度，大于或等于6×1017cm-3且小于或等于1.6×1018cm-3。
如此一來(lái)，能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)(譬如Mg)的高濃度化，同時(shí)，能夠謀求紅色激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)(譬如Zn)的高濃度化。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置中，第1活性層及第2活性層中的至少1個(gè)，是量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，其特征在于，包括工序(A)，在襯底上，從下依次層積第一導(dǎo)電型的第1覆層、第1活性層、和第二導(dǎo)電型的第1覆層；工序(B)，在所述襯底上，從下依次層積第一導(dǎo)電型的第2覆層、第2活性層、和第二導(dǎo)電型的第2覆層；工序(C)，通過(guò)以熱處理使雜質(zhì)至少擴(kuò)散到所述第1活性層及所述第2活性層，在所述第1活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成第1窗口區(qū)、同時(shí)在所述第2活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成第2窗口區(qū)；并且，所述工序(A)是調(diào)整所述第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)的工序，并且，所述工序(B)是調(diào)整所述第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)的工序。
按照本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，在工序(A)中，形成第二導(dǎo)電型的第1覆層時(shí)，預(yù)先調(diào)整第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)，同時(shí)，在工序(B)中，形成第二導(dǎo)電型的第2覆層時(shí)，預(yù)先調(diào)整第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)，而能夠預(yù)先調(diào)整第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)及第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)，以使得第1活性層的雜質(zhì)擴(kuò)散速度和第2活性層的雜質(zhì)擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償。
通過(guò)上述，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，由于能夠預(yù)先調(diào)整第二導(dǎo)電型的第1覆層的雜質(zhì)擴(kuò)散速度、和第二導(dǎo)電型的第2覆層的雜質(zhì)擴(kuò)散速度，以使得第1活性層的雜質(zhì)擴(kuò)散速度和第2活性層的雜質(zhì)擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償，因此，在工序(C)中，能夠調(diào)整通過(guò)第二導(dǎo)電型的第1覆層擴(kuò)散到第1活性層中的雜質(zhì)的實(shí)效性劑量、和通過(guò)第二導(dǎo)電型的第2覆層擴(kuò)散到第2活性層中的雜質(zhì)的實(shí)效性劑量。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，根據(jù)1次的雜質(zhì)擴(kuò)散工序，能夠使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的雜質(zhì)擴(kuò)散到第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分，而在第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成良好的第1窗口區(qū)，同時(shí)，在第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成良好的第2窗口區(qū)。
這樣地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，由于能夠形成良好的第1窗口區(qū)和第2窗口區(qū)的雙方，因此，在第1活性層發(fā)射邊緣面附近區(qū)域及第2活性層發(fā)射邊緣面附近區(qū)域，能夠防止發(fā)生光學(xué)損害，而能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
并且，這樣地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，根據(jù)1次的雜質(zhì)擴(kuò)散工序，而能夠形成第1窗口區(qū)和第2窗口區(qū)的雙方，因此能夠謀求提高半導(dǎo)體激光裝置的成品率同時(shí)降低制造成本。
并且，這樣地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，能夠使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的雜質(zhì)擴(kuò)散到第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分。
換句話說(shuō)，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，不會(huì)如同現(xiàn)有技術(shù)中、雜質(zhì)過(guò)度地?cái)U(kuò)散到第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、或第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分的其中一方。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，由于不會(huì)出現(xiàn)因雜質(zhì)過(guò)度擴(kuò)散到活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分，而防止該部分的結(jié)晶性明顯地惡化，同時(shí)，過(guò)度擴(kuò)散到活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分的雜質(zhì)不會(huì)到達(dá)襯底，因此能夠防止發(fā)生電短路。
最好是，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，工序(A)是進(jìn)一步調(diào)整第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度的工序，并且，工序(B)是進(jìn)一步調(diào)整第二導(dǎo)電型的第2覆層中所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)濃度的工序。
如此一來(lái)，通過(guò)在工序(A)形成第二導(dǎo)電型的第1覆層時(shí)調(diào)整第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度、同時(shí)在工序(B)形成第二導(dǎo)電型的第2覆層時(shí)調(diào)整第二導(dǎo)電型的第2覆層中所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)濃度，能夠謀求第二導(dǎo)電型的第1覆層所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化、并且謀求第二導(dǎo)電型的第2覆層所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化。
因此，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，能夠謀求降低第1活性層及第2活性層內(nèi)發(fā)生的無(wú)效電流，因此，能夠防止在第1活性層及第2活性層內(nèi)引起熱飽和，而能夠提供更高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于在襯底上，具備第一導(dǎo)電型的覆層、在發(fā)射邊緣面具有窗口區(qū)的活性層、和第二導(dǎo)電型的覆層；所述第二導(dǎo)電型的覆層的晶格常數(shù)，按照在所述活性層的所述窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度受到調(diào)整，并且，所述第二導(dǎo)電型的覆層中所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，是和所述窗口區(qū)中所含雜質(zhì)不同的元素；在所述第二導(dǎo)電型的覆層的所述第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度，小于在所述第二導(dǎo)電型的覆層的所述窗口區(qū)中所含雜質(zhì)的擴(kuò)散速度。
按照本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置，根據(jù)在活性層的窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度來(lái)調(diào)整第二導(dǎo)電型的覆層的晶格常數(shù)，因此在第二導(dǎo)電型的覆層的窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度受到調(diào)整，因此，調(diào)整通過(guò)第二導(dǎo)電型的覆層擴(kuò)散到活性層中的窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的實(shí)效性劑量。
因此，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，由于發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的雜質(zhì)容易被擴(kuò)散到活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好的窗口區(qū)的活性層。
進(jìn)一步地，按照本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置，通過(guò)選擇不同于在窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的元素來(lái)作為第二導(dǎo)電型的覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，以使得第二導(dǎo)電型的覆層的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度小于第二導(dǎo)電型的覆層的窗口區(qū)所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度，而能夠防止第二導(dǎo)電型的覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)通過(guò)第二導(dǎo)電型的覆層擴(kuò)散到活性層中，因此能夠謀求第二導(dǎo)電型的覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化。
因此，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，由于能夠謀求降低在活性層內(nèi)發(fā)生的無(wú)效電流，因此能夠防止在活性層內(nèi)引起熱飽和，而能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
最好是，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，活性層含AlGaAs，第二導(dǎo)電型的覆層含AlGaInP，第二導(dǎo)電型的覆層的晶格常數(shù)小于襯底的晶格常數(shù)。
如此一來(lái)，根據(jù)由AlGaAs構(gòu)成的活性層(即紅外激光活性層)的窗口區(qū)所含的雜質(zhì)(即Zn)的擴(kuò)散速度，將第二導(dǎo)電型的覆層(即紅外激光第二導(dǎo)電型覆層)的晶格常數(shù)調(diào)整成小于襯底的晶格常數(shù)，因此能夠謀求促進(jìn)在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散。
因此，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，由于能夠使發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)機(jī)能的適度量的Zn(譬如大于或等于2×1018[cm-3])容易擴(kuò)散到紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分，而容易實(shí)現(xiàn)在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好窗口區(qū)的紅外激光活性層。
進(jìn)一步地，如此一來(lái)，通過(guò)選擇不同于Zn的元素來(lái)作為紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)，以使得在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度小于在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的窗口區(qū)所含的雜質(zhì)(即Zn)的擴(kuò)散速度，能夠防止紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)通過(guò)紅外激光第二導(dǎo)電型覆層擴(kuò)散到紅外激光活性層，而能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的高濃度化。
因此，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，能夠謀求降低在紅外激光活性層內(nèi)發(fā)生的無(wú)效電流，因此能夠防止在紅外激光活性層內(nèi)引起熱飽和，提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
最好是，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)含Zn。
最好是，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，第二導(dǎo)電型雜質(zhì)含Mg。
如此一來(lái)，在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)(即Mg)的擴(kuò)散速度將小于在紅外激光第二導(dǎo)電型覆層的Zn的擴(kuò)散速度，因此能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)Mg的高濃度化。
最好是，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度大于或等于6×1017cm-3且小于或等于1.6×1018cm-3。
如此一來(lái)，能夠謀求紅外激光第二導(dǎo)電型覆層所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)(譬如Mg)的高濃度化。
最好是，本發(fā)明的第2半導(dǎo)體激光裝置中，活性層是量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)。
發(fā)明效果按照本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法，由于第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)及第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)受到調(diào)整，因此，根據(jù)1次的雜質(zhì)擴(kuò)散工序，能夠使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的雜質(zhì)擴(kuò)散到第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分，而能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好的第1窗口區(qū)的第1活性層，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好的第2窗口區(qū)的第2活性層。
這樣地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法中，由于能夠形成良好的第1窗口區(qū)和第2窗口區(qū)的雙方，因此能夠防止在第1活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域及第2活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域發(fā)生光學(xué)損害，而能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
進(jìn)一步地，本發(fā)明的第1半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法中，根據(jù)1次的雜質(zhì)擴(kuò)散工序，能夠形成第1窗口區(qū)和第2窗口區(qū)的雙方，因此能夠謀求提高半導(dǎo)體激光裝置的成品率同時(shí)謀求降低制造成本。


圖1(a)～圖1(d)是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部工序的剖面圖。
圖2(a)及圖2(b)是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部的工序圖。
圖3(a)～圖3(d)是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部工序剖面圖。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的構(gòu)造的斜視圖。
圖5是表示由AlGaInP構(gòu)成的p型覆層中、晶格錯(cuò)配值和Zn擴(kuò)散深度的關(guān)系圖。
圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置的窗口區(qū)的SIMS的測(cè)量結(jié)果圖。
圖7是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置的窗口區(qū)的SIMS的測(cè)量結(jié)果圖。
圖8是表示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置的電流-光輸出的特性圖。
圖9是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置的電流-光輸出的特性圖。符號(hào)說(shuō)明100-襯底、101-紅外激光n型覆層、102-紅外激光活性層、103-紅外激光p型覆層、103a-背脊、104-紅色激光n型覆層、105-紅色激光活性層、106-紅色激光p型覆層、106a-背脊、107，107a，107b-電流塊層、108，108a，108b接觸層、109a-紅外激光p方面電極、109b-紅外激光p方面電極、10-n側(cè)電極、200a，200b-發(fā)射邊緣面附近區(qū)域、201a，201b-絕緣膜、l，L-長(zhǎng)wa，wb，Wa，Wb-幅度具體實(shí)施方式
以下，參照

本發(fā)明的各實(shí)施例。
(第1實(shí)施例)以下，參考圖1(a)～圖1(d)、圖2(a)及圖2(b)、和圖3(a)～圖3(d)，說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法。
圖1(a)～圖1(d)、圖2(a)及圖2(b)、和圖3(a)～圖3(d)，是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部工序的剖面圖。
這里，圖1(a)～圖1(d)和圖3(a)～圖3(d)是表示半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部工序的剖面圖，具體來(lái)說(shuō)，是在圖4所示的IIId-IIId線的樞軸部工序的剖面圖，圖2(a)是表示半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部工序上面圖，圖2(b)是表示半導(dǎo)體激光裝置的制造方法的樞軸部工序的斜視圖。
首先，如圖1(a)所示，根據(jù)有機(jī)金屬汽相淀積(MOCVD)法，在襯底100上，從下依次層積紅外激光n型覆層101、具有量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的紅外激光活性層102、以及紅外激光p型覆層103。
這時(shí)，通過(guò)調(diào)整以MOCVD法的紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)的形成條件，紅外激光p型覆層103晶格常數(shù)容易且高精度受到控制，具體來(lái)說(shuō)，紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值被設(shè)定成滿足-2.0×10-3±0.5×10-3的范圍內(nèi)。
接著，如圖1(b)所示地，通過(guò)選擇性地除去在紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)的所要的區(qū)域，使襯底100露出。
接著，如圖1(c)所示地，根據(jù)MOCVD法，在露出的襯底100上，從下依次層積紅色激光n型覆層104、具有量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)的紅色激光活性層105、和紅色激光p型覆層106，以覆蓋紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)。
這時(shí)，通過(guò)調(diào)整根據(jù)MOCVD法的紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)的形成條件，容易且高精度地控制紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值，被設(shè)定成滿足0±0.5×10-3的范圍內(nèi)。
這樣地，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值被設(shè)定成小于0，并且，小于紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值。這里，所謂p型覆層(103或106)對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值，是以襯底100的晶格常數(shù)為a0、以p型覆層(103或106的)的晶格常數(shù)為a1、和以p型覆層(103或106)的泊松比為μ時(shí)，以μ×(a1-a0)/a0所示的式子計(jì)算出的數(shù)值。這些值，能夠用X射線曲折裝置簡(jiǎn)單地實(shí)際測(cè)量。
接著，如圖1(d)所示地，選擇性地除去紅色激光n型覆層104、紅色激光活性層105、紅色激光p型覆層106中、位于紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)的表面及側(cè)面的部分。
接著，如圖2(a)所示地，在紅外激光p型覆層103位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200a以外的部分上，形成譬如由SiO2構(gòu)成的絕緣膜201a，同時(shí)，在紅色激光p型覆層106位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b以外的部分上，形成譬如由SiO2構(gòu)成的絕緣膜201b。這里，發(fā)射邊緣面附近區(qū)域(200a及200b)的光學(xué)共振器方向的長(zhǎng)度l是20μm，全體的光學(xué)共振器方向的長(zhǎng)度L是1300μm。
接著，如圖2(b)所示地，以絕緣膜(201a及201b)為光罩，在氮?dú)夥涨?00°的溫度下實(shí)施120分種的加熱，使Zn擴(kuò)散到紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分。
通過(guò)上述，能夠謀求在紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分、和紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分的無(wú)秩序化來(lái)使得能帶隙擴(kuò)大。這樣一來(lái)，除了在紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)位于發(fā)射邊緣面附近的區(qū)域形成紅外激光窗口區(qū)，同時(shí)，在紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)位于發(fā)射邊緣面附近的區(qū)域形成紅色激光窗口區(qū)。
接著，如圖3(a)所示地，除去絕緣膜(及201a 201b)后，通過(guò)選擇性地在紅外激光p型覆層103的所要區(qū)域進(jìn)行蝕刻法，來(lái)形成條紋形狀的背脊103a，同時(shí)，通過(guò)選擇性地在紅色激光p型覆層106的所要的區(qū)域進(jìn)行蝕刻法，來(lái)形成條紋形狀的背脊106a。這里，剖面形狀是臺(tái)地(mesa)形狀，背脊(103a和106a)表面的幅度(wa及wb)是1μm，背脊下邊的幅度(Wa及Wb)是3μm。
接著，如圖3(b)所示地，根據(jù)選擇性外延成長(zhǎng)法，在襯底100上，以填埋在紅外激光p型覆層103的背脊103a表面以外的部分、和在紅色激光p型覆層106的背脊106a表面以外的部分的方式，來(lái)使半導(dǎo)體層再成長(zhǎng)。這樣地，在襯底100上形成電流塊層107，而使背脊103a表面及背脊106a表面露出。
接著，如圖3(c)所示地，根據(jù)外延成長(zhǎng)法，在紅外激光p型覆層103、紅色激光p型覆層106、和電流塊層107上，使半導(dǎo)體層再成長(zhǎng)。這樣地，在襯底100上，以覆蓋在紅外激光p型覆層103的背脊103a表面及紅色激光p型活性層106的背脊106a表面的方式，來(lái)形成接觸層108。
接著，如圖3(d)所示地，對(duì)接觸層108和電流塊層107的位于紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)和紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)的邊界附近區(qū)域的部分進(jìn)行蝕刻法。
通過(guò)上述，選擇性地除去電流塊層107和接觸層108、在紅外激光的元件形成區(qū)域以外的部分以及在紅色激光的元件形成區(qū)域以外的部分，而使得襯底100露出。
這樣地，根據(jù)進(jìn)行紅外激光和紅色激光的元件分離，在紅外激光p型覆層103上形成電流塊層107a及接觸層108a，同時(shí)，在紅色激光p型覆層106上形成電流塊層107b和接觸層108b。
接著，如圖3(d)所示地，采用蒸鍍法，在接觸層108a位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域(參考圖2(a)200a)以外的部分上，形成紅外激光p側(cè)電極109a，同時(shí)，在接觸層108b位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域(參考圖2(a)200b)以外的部分上，形成紅色激光p側(cè)電極109b。
接著，如圖3(d)所示地，采用蒸鍍法，在襯底100的與形成紅外激光n型覆層101及紅色激光n型覆層104的一側(cè)的相對(duì)的面上，形成n側(cè)電極110。
如上述地，制造本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置。
以下，參考表1及參照?qǐng)D4說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置。
表1表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中襯底及各半導(dǎo)體層的材料、導(dǎo)電型、薄膜厚度和載波濃度。
圖4是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的結(jié)構(gòu)的斜視圖。
本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中襯底及各半導(dǎo)體層的材料、導(dǎo)電型、薄膜厚度和載波濃度，記載于以下所示[表1]。
表1


但是，在紅外激光p型覆層103的薄膜厚度中，薄膜厚度1.4[μm]是指在紅外激光p型覆層103的背脊103a部分的薄膜厚度，同時(shí)，薄膜厚度0.2[μm]，是指在紅外激光p型覆層103的背脊103a以外的部分的薄膜厚度。
同樣地，在紅色激光p型覆層106薄膜厚度中，薄膜厚度1.4[μm]，是指在紅色激光p型覆層106的背脊106a部分的薄膜厚度，同時(shí)，薄膜厚度0.2[μm]，是指在紅色激光p型覆層106的背脊106a以外的部分的薄膜厚度。
但是，電流塊層(107a和107b的)薄膜厚度，是指在電流塊層對(duì)襯底100垂直的方向被再成長(zhǎng)的部分的薄膜厚度。
本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中，構(gòu)成紅外激光p型覆層103的材料(Al0.7Ga0.3)yIn1-yP:Zn中的y，被設(shè)定成紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值滿足-2.0×10-3±0.5×10-3的值。
另一方面，構(gòu)成紅色激光p型覆層106的材料Al0.7Ga0.3)uIn1-uP:Zn的u，被設(shè)定成對(duì)紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值滿足0±0.5×10-3的值。
這樣地，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中，紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值，被調(diào)整成大于或等于-3.0×10-3且未滿-5.0×10-4的范圍內(nèi)，紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值被調(diào)整在大于或等于-5.0×10-4且小于或等于2.0×10-3的范圍內(nèi)。
換句話說(shuō)，在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值被調(diào)整成小于0，并且，小于紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值。
以下，參照?qǐng)D5說(shuō)明由AlGaInP構(gòu)成的p型覆層中晶格錯(cuò)配值和Zn擴(kuò)散速度的關(guān)系。
圖5是表示AlGaInP的p型覆層中的晶格錯(cuò)配值和Zn擴(kuò)散深度的相關(guān)性的圖。
具體來(lái)說(shuō)，在Zn擴(kuò)散條件(氮?dú)夥铡?00℃的溫度·120分種的加熱)固定的狀況下，一邊改變由AlGaInP構(gòu)成的p型覆層的晶格錯(cuò)配值，來(lái)測(cè)量對(duì)該p型覆層進(jìn)行Zn擴(kuò)散時(shí)的該p型覆層的Zn擴(kuò)散深度。
這里，圖5的橫軸表示p型覆層的晶格錯(cuò)配值，晶格錯(cuò)配值以E表示，譬如所謂-3.0E-03表示-3.0×10-3。
并且，圖5的縱軸，以在p型覆層注入Zn的一側(cè)的面為基準(zhǔn)、設(shè)定為0[μm]，表示了從被設(shè)定為基準(zhǔn)的面向p型覆層內(nèi)的Zn擴(kuò)散區(qū)域的深度方向的距離，換句話說(shuō)，表示了p型覆層內(nèi)的Zn的擴(kuò)散深度。
如圖5所示地，p型覆層的晶格錯(cuò)配值為大于或等于0以上(具體來(lái)說(shuō)0.0E+00～約1.7E-03)的情況下，Zn擴(kuò)散深度并不依存p型覆層的晶格錯(cuò)配值，大體上是一定值(具體地表示約0.1[μm])。
這樣地，p型覆層的晶格錯(cuò)配值為大于或等于0、即壓縮應(yīng)力的情況時(shí)，Zn的擴(kuò)散速度顯表示大體上一定值，幾乎不依存p型覆層的晶格錯(cuò)配值。
另一方面，如圖5所示地，在p型覆層的晶格錯(cuò)配值為小于或等于0(具體來(lái)說(shuō)-2.0E-03～0.0E+00)的情況，隨著p型覆層的晶格錯(cuò)配變小，Zn的擴(kuò)散深度大體上以一定的比例增大。
譬如，如圖5所示地，p型覆層的晶格錯(cuò)配值為0(即0.0E+00)時(shí)Zn的擴(kuò)散深度是大約0.1[μm]，相對(duì)地，p型覆層的晶格錯(cuò)配值為-2.0×10-3(即-2.0E-03)時(shí)Zn的擴(kuò)散深度是大約0.3[μm]，通過(guò)p型覆層的晶格錯(cuò)配值從0變化為-2.0×10-3，Zn的擴(kuò)散深度從0.1[μm]向0.3[μm]變化。
這樣地，p型覆層的晶格錯(cuò)配值為0以下，換句話說(shuō)，在吸引應(yīng)力的情況下，隨著p型覆層的晶格錯(cuò)配值變小，Zn的擴(kuò)散速度大體上以一定的比例增大。
本發(fā)明中，將由(Al0.7Ga0.3)yIn1-yP構(gòu)成的紅外激光的p型覆層103的晶格錯(cuò)配值調(diào)整成小于0，并且也小于由(Al0.7Ga0.3)uIn1-uP構(gòu)成的紅色激光的p型覆層106的晶格錯(cuò)配值。根據(jù)上述，能夠?qū)⒃诩t外激光p型覆層103的Zn的擴(kuò)散速度，調(diào)整成大于在紅色激光p型覆層106的Zn的擴(kuò)散速度。
這里，為了說(shuō)明本發(fā)明的效果，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置及本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，進(jìn)行以下所示的測(cè)量。
但是，以下以具體例子來(lái)說(shuō)明，在以下的測(cè)量所使用的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，在調(diào)整Zn擴(kuò)散工序的條件下，使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的必要量的Zn擴(kuò)散到紅色激光活性層，通過(guò)1次的Zn擴(kuò)散工序形成紅外激光窗口區(qū)和紅色激光窗口區(qū)的雙方。
首先，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置及本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，以2次離子質(zhì)量分析(SIMSSecondary Ion Mass Spectroscopy)的測(cè)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。
以下，參照?qǐng)D6及圖7說(shuō)明SIMS的測(cè)量結(jié)果。
圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置的窗口區(qū)的SIMS的測(cè)量結(jié)果圖。
并且，圖7是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置的窗口區(qū)的SIMS的測(cè)量結(jié)果圖。
圖6及圖7所示的光譜A，表示在紅外激光窗口區(qū)的SIMS的測(cè)量結(jié)果，圖6及圖7所示的光譜B，表示在紅色激光窗口區(qū)的SIMS的測(cè)量結(jié)果。
并且，圖6及圖7的橫軸，在紅外激光(參照光譜A)的情況，以在紅外激光活性層的紅外激光p型覆層被形成的一側(cè)的面為基準(zhǔn)、即設(shè)定為0[μm]，表示從基準(zhǔn)的面沿著各半導(dǎo)體層的深度方向的距離，換句話說(shuō)，表示了在各半導(dǎo)體層的深度[μm]。
同樣地，圖6及圖7的橫軸，在紅色激光(參照光譜B)的情況，以在紅色激光活性層的紅色激光p型覆層被形成的一側(cè)的面為基準(zhǔn)、即設(shè)定為0[μm]，表示從基準(zhǔn)面沿著各半導(dǎo)體層的深度方向的距離，換句話說(shuō)，表示在各半導(dǎo)體層的深度[μm]。
這里，所謂的各半導(dǎo)體層，如圖6及圖7所示地，是指p型覆層、活性層、和n型覆層，具體來(lái)說(shuō)，在紅外激光(參照光譜A)的情況，是指紅外激光p型覆層、紅外激光活性層、和紅外激光n型覆層中由Zn擴(kuò)散形成的窗口區(qū)部分；同樣地，在紅色激光(參照光譜B)的情況，是指紅色激光p型覆層、紅色激光活性層、和紅色激光n型覆層中由Zn擴(kuò)散形成的窗口區(qū)的部分。
以下說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置的SIMS的測(cè)量結(jié)果。
在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，紅外激光p型覆層的晶格錯(cuò)配值和紅色激光p型覆層的晶格錯(cuò)配值為互相相等，如圖6所示地，在p型覆層的區(qū)域中，無(wú)論在紅外激光或紅色激光的哪個(gè)情況中，大體上表示同樣的光譜。
但是，如前所述，在由AlGaAs混晶構(gòu)成的紅外激光活性層的Zn的擴(kuò)散速度，比起由AlGaInP混晶構(gòu)成的紅色激光活性層的Zn的擴(kuò)散速度小很多。
因此，如圖6所示地，在活性層的區(qū)域，紅外激光(參照光譜A)的情況下，擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn濃度急劇減少，相對(duì)地，紅色激光(參照光譜B)的情況時(shí)，擴(kuò)散到紅色激光活性層中的Zn濃度不會(huì)急劇地減少，而有充分量的Zn擴(kuò)散到紅色激光活性層。
具體來(lái)說(shuō)，如圖6所示地，在活性層的區(qū)域，紅外激光(參照光譜A)的情況，隨著深度愈深，擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn濃度急劇地減少到約1017[cm-3]；紅色激光(參照光譜B)的情況，隨著深度愈深，擴(kuò)散到紅色激光活性層中的Zn濃度增加，擴(kuò)散到紅色激光活性層中的Zn濃度是大約5×1019[cm-3]。
這里，為了實(shí)現(xiàn)在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好窗口區(qū)的活性層，必須通過(guò)使發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn(具體來(lái)說(shuō)大于或等于2×1018[cm-3])擴(kuò)散到在活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，來(lái)謀求根據(jù)在活性層的Zn擴(kuò)散的區(qū)域的無(wú)秩序化使能帶隙擴(kuò)大。因此，在活性層的窗口區(qū)的部分的Zn濃度必須滿足2E18[cm-3]、即滿足大于或等于2×1018[cm-3]的濃度。
在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，如圖6所示地，紅色激光(參照光譜B)的情況時(shí)，擴(kuò)散到紅色激光活性層中的Zn濃度是大約5×1019[cm-3]，滿足大于或等于2×1018[cm-3]的濃度，相對(duì)地，紅外激光(參照光譜A)的情況時(shí)，擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn濃度由于急劇減少到大約1017[cm-3]，因此沒(méi)有滿足大于或等于2×1018[cm-3]的濃度。
這樣地，能夠得知在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，紅色激光的情況，在紅色激光活性層中擴(kuò)散了發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn，相對(duì)地，紅外激光的情況，在紅外激光活性層中并沒(méi)有擴(kuò)散發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn。
以下說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置的SIMS的測(cè)量結(jié)果。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置中，由于將紅外激光p型覆層的晶格錯(cuò)配值調(diào)整成小于0，并且小于紅色激光p型覆層的晶格錯(cuò)配值，因此，在紅外激光p型覆層的Zn擴(kuò)散速度被調(diào)整成大于在紅色激光p型覆層的Zn擴(kuò)散速度，如圖7所示地，在p型覆層的區(qū)域，隨著深度愈深，紅外激光p型覆層的Zn濃度比紅色激光p型覆層的Zn濃度還增加。
這樣地，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，由于在紅外激光p型覆層的Zn擴(kuò)散速度被調(diào)整成大于在紅色激光p型覆層的Zn擴(kuò)散速度，因此，通過(guò)紅外激光p型覆層擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn的實(shí)效性劑量，被調(diào)整成多于通過(guò)紅色激光p型覆層擴(kuò)散到紅色激光活性層中的Zn的實(shí)效性劑量。
因此，確認(rèn)了本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，如圖7所示地，在活性層的區(qū)域，盡管擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn濃度急劇地減少，但是擴(kuò)散到紅外激光活性層中的Zn濃度，滿足大于或等于2×1018[cm-3]的濃度，而在紅外激光活性層中擴(kuò)散有發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn。
接著，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置及本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，根據(jù)電流-光輸出特性的測(cè)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
以下，以設(shè)計(jì)光輸出200[mA]的二波長(zhǎng)激光裝置為具體例子，參照?qǐng)D8及圖9說(shuō)明電流-光輸出特性的測(cè)量結(jié)果。
圖8是表示現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置的電流-光輸出的特性圖。
并且，圖9是表示本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置的電流-光輸出的特性圖。
圖8及圖9所示光譜A是表示紅外激光的電流-光輸出的特性表，圖8及圖9的光譜B是表示紅色激光的電流-光輸出的特性。
以下說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置的電流-光輸出特性。
在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，如圖8所示地，紅色激光(參照光譜B)的情況，隨著電流的增加，光輸出以一定的比例增加，電流在大約290[mA]左右，光輸出達(dá)到作為設(shè)計(jì)光輸出值的200[mA]。
另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，如圖8所示地，紅外激光(參照光譜A)的情況時(shí)，隨著電流的增加，光輸出以一定的比例增加，電流在大約200[mA]左右，雖然光輸出值達(dá)到170[mA]，但是在電流大約200[mA]以后，光輸出急劇地減少。
像這樣地，在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，如前述的圖6所示地，發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn擴(kuò)散到紅色激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此，能夠防止在紅色激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域發(fā)生光學(xué)損害，而不會(huì)引起激光發(fā)射動(dòng)作停止，能夠達(dá)到作為設(shè)計(jì)光輸出值的200[mA]。
另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光裝置，如前述圖6所示地，由于發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的必要量的Zn沒(méi)有被擴(kuò)散到紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此，在紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域發(fā)生光學(xué)損害，引起激光發(fā)射動(dòng)作的停止，無(wú)法達(dá)到作為設(shè)計(jì)光輸出值的200[mA]。
以下說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置電流-光輸出的特性。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置，如圖9所示地，紅外激光(參照光譜A)的情況時(shí)，隨著電流的增加，光輸出以一定的比例增加，電流在大約240[mA]左右，光輸出達(dá)到作為設(shè)計(jì)光輸出值的200[mA]。
這樣地，本發(fā)明的半導(dǎo)體激光裝置中，如前述的圖7所示地，發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn，不僅擴(kuò)散到紅色激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，也擴(kuò)散到紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此，在紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域，不會(huì)發(fā)生光學(xué)損害、引起激光發(fā)射動(dòng)作的停止，而能夠達(dá)到作為設(shè)計(jì)光輸出值的200[mA]。
如同上述地，按照本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，由于將紅外激光p型覆層103的晶格常數(shù)調(diào)整成小于襯底100的晶格常數(shù)，并且調(diào)整成小于紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)，使得在紅外激光活性層102的Zn擴(kuò)散速度和在紅色激光活性層105的Zn的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償，因此，在紅外激光p型覆層103的Zn擴(kuò)散速度被調(diào)整成大于在紅色激光p型覆層106的Zn擴(kuò)散速度。
因此，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，將通過(guò)紅外激光p型覆層103擴(kuò)散到紅外激光活性層102中的Zn的實(shí)效性劑量調(diào)整成多于通過(guò)紅色激光p型覆層106擴(kuò)散到紅色激光活性層105中的Zn的實(shí)效性劑量，因此，使得在紅外激光活性層102的Zn擴(kuò)散速度、和在紅色激光活性層105的Zn擴(kuò)散速度的差異受到補(bǔ)償。
因此，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，由于根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn(參照?qǐng)D7)擴(kuò)散到紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中、和紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好紅外激光窗口區(qū)的紅外激光活性層102，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好紅色激光窗口區(qū)的紅色激光活性層105，而能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置(參照?qǐng)D9)。
在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，如[表1]所示地，以構(gòu)成紅外激光p型覆層103的材料(AlxGa1-x)yIn1-yP(Al的組成比x＝0.7)、構(gòu)成紅色激光p型覆層106的材料(AltGa1-t)uIn1-uP(Al的組成比t＝0.7)為具體例子。
然而，本發(fā)明并不受到這個(gè)限制，根據(jù)半導(dǎo)體激光裝置的設(shè)計(jì)上的理由，將在紅外激光p型覆層103的Al的組成比x、和在紅色激光p型覆層106的Al的組成比t予以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。
一般地，在半導(dǎo)體層的Al的組成比變得愈小，在該半導(dǎo)體層的Zn擴(kuò)散速度也變小。
但是，在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，即使組成比x和組成比t滿足x＜t的關(guān)系時(shí)，通過(guò)調(diào)整組成比y和組成比u，能夠?qū)⒃诩t外激光p型覆層103的Zn擴(kuò)散速度調(diào)整成大于在紅色激光p型覆層106的Zn擴(kuò)散速度。
具體來(lái)說(shuō)，使組成比y和組成比u調(diào)整成滿足紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值大于或等于-3.0×10-3且未滿-5.0×10-4的范圍，同時(shí)，調(diào)整成滿足紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值大于或等于-5.0×10-4并且小于或等于2.0×10-3的范圍。
這樣地，在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，即使組成比x和組成比t滿足x＜t的關(guān)系時(shí)，在紅外激光p型覆層103的Zn擴(kuò)散速度也不會(huì)變得小于在紅色激光p型覆層106的Zn擴(kuò)散速度。
按照本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，由于通過(guò)如圖1(a)所示地、根據(jù)MOCVD法的紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)的形成工序時(shí)、容易且高精度地控制紅外激光p型覆層103的晶格常數(shù)，同時(shí)，由于通過(guò)如圖1(c)所示地、根據(jù)MOCVD法的紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)的形成工序時(shí)、容易且高精度地控制紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)，來(lái)使得在紅外激光活性層102的Zn擴(kuò)散速度和在紅色激光活性層105的Zn擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償，因此，能夠?qū)⒓t外激光p型覆層103的晶格常數(shù)預(yù)先調(diào)整成小于襯底100的晶格常數(shù)，并且，調(diào)整成小于紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)。
根據(jù)上述，在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，由于能夠?qū)⒓t外激光p型覆層103的Zn擴(kuò)散速度預(yù)先調(diào)整成大于紅色激光p型覆層106的Zn擴(kuò)散速度，使得紅外激光活性層102的Zn擴(kuò)散速度和紅色激光活性層105的Zn擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償，因此，如圖2(b)所示地，Zn的擴(kuò)散工序時(shí)，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)紅外激光p型覆層10擴(kuò)散到紅外激光活性層102中的Zn的實(shí)效性劑量調(diào)整成多于通過(guò)紅色激光p型覆層106擴(kuò)散到紅色激光活性層105中的Zn的實(shí)效性劑量。
因此，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，由于根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，如圖7所示地，使發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn擴(kuò)散到紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200a的部分中、和紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b的部分中，因此，能夠在紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200a形成良好的紅外激光窗口區(qū)，同時(shí)，在紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b形成良好的紅色激光窗口區(qū)。
這樣地，在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，由于能夠形成良好的紅外激光窗口區(qū)和紅色激光窗口區(qū)的雙方，因此，能夠防止在紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200a、和在紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b發(fā)生光學(xué)損害，如圖9所示地，能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
并且，這樣地，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，如圖2(b)所示地，根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，能夠形成紅外激光窗口區(qū)和紅色激光窗口區(qū)的雙方，因此，能夠謀求提高半導(dǎo)體激光裝置的成品率，同時(shí)降低制造成本。
并且，這樣地，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，如圖7所示地，能夠使發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn擴(kuò)散到紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200a的部分、和紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b的部分。
因此，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，將不會(huì)如同現(xiàn)有技術(shù)中、Zn過(guò)度擴(kuò)散到紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b的部分，因此，能夠防止在紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b的部分的結(jié)晶性明顯惡化。
進(jìn)一步地，在本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，由于不會(huì)如同現(xiàn)有技術(shù)中，在紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b的部分中過(guò)度擴(kuò)散的Zn到達(dá)襯底100，因此，能夠防止在半導(dǎo)體激光裝置發(fā)生電短路。
并且，本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法中，雖然以二波長(zhǎng)激光裝置為具體例子進(jìn)行說(shuō)明，不過(guò)，本發(fā)明并不受限于此，譬如，在三波長(zhǎng)激光裝置等的單片集成激光裝置中，也能夠獲得和本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法的相同效果。
(第2實(shí)施例)往后，由于因應(yīng)對(duì)DVD-RAM等更為高速化及多層化的數(shù)據(jù)寫入，因此半導(dǎo)體激光裝置所要求的光輸出是300[mA]～400[mA]，能夠進(jìn)行更高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置將受到要求。
因此，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，不僅和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置同樣地，以根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序來(lái)實(shí)現(xiàn)在發(fā)射邊緣附近區(qū)域具有良好窗口區(qū)的紅外激光活性層及紅色激光活性層為目的，更進(jìn)一步地，以提供能夠進(jìn)行更高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置為目的。
這里，為了實(shí)現(xiàn)能夠進(jìn)行更高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置，必須將更多的電流注入到活性層內(nèi)。
但是，隨著注入到活性層內(nèi)電流的增加，對(duì)發(fā)光沒(méi)有幫助的電流(以下記為無(wú)效電流)增加。由于無(wú)效電流成為引起發(fā)熱的原因，因此，隨著活性層內(nèi)發(fā)生的無(wú)效電流的增加，活性層內(nèi)的溫度上升。
但是，由于在活性層內(nèi)，產(chǎn)生發(fā)熱所造成的光輸出飽和(以下記為熱飽和)而不能達(dá)成所要的光輸出，因此，不能實(shí)現(xiàn)能夠高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置。因此，為了實(shí)現(xiàn)能夠高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置，需要謀求降低活性層內(nèi)所發(fā)生的無(wú)效電流。
這里，作為降低無(wú)效電流的方法，能夠舉出使p型覆層中所含的雜質(zhì)高濃度化。
通過(guò)上述，由于在p型覆層中能夠謀求擬費(fèi)米能級(jí)(Fermi level)的移動(dòng)，而能夠提高從p型覆層內(nèi)注入到活性層內(nèi)的電子的能源障壁，因此，能夠降低在活性層內(nèi)所發(fā)生的無(wú)效電流。
這樣地，由于通過(guò)謀求p型覆層所含的雜質(zhì)的高濃度化能夠謀求降低在活性層內(nèi)發(fā)生的無(wú)效電流，因此，能夠防止在活性層內(nèi)引起熱飽和，而能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
這里，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中，通過(guò)謀求p型覆層所含的雜質(zhì)的高濃度化，提供能夠進(jìn)行更高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置。
以下，以能夠進(jìn)行350[mA]的光輸出動(dòng)作的二波長(zhǎng)激光裝置為具體例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置。
這里，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的構(gòu)成要素，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的構(gòu)成要素相同，因此，參照前述的圖4來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置。因此，將不重復(fù)本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的相同說(shuō)明的部分。
本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中、襯底及各半導(dǎo)體層的材料、導(dǎo)電型、薄膜厚度、和載波濃度，記于以下所示[表2]。
表2


但是，在紅外激光p型覆層103薄膜厚度中，薄膜厚度1.4[μm]是指在紅外激光p型覆層103的背脊103a部分的薄膜厚度，同時(shí)，薄膜厚度0.2[μm]是指在紅外激光p型覆層103的背脊103a以外的部分的薄膜厚度。
同樣地，在紅色激光p型覆層106薄膜厚度中，薄膜厚度1.4[μm]是指在紅色激光p型覆層106的背脊106a部分的薄膜厚度，同時(shí)，薄膜厚度0.2[μm]是指在紅色激光p型覆層106的背脊106a以外的部分的薄膜厚度。
但是，電流塊層(107a及107b)的薄膜厚度，是指在電流塊層的垂直于襯底100的方向再成長(zhǎng)的部分的薄膜厚度。
以下，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置一邊進(jìn)行比較，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置。
在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置同樣地，調(diào)整紅外激光p型覆層103的晶格常數(shù)及紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)，以使得在紅外激光活性層102的Zn擴(kuò)散速度和在紅色激光活性層105的Zn擴(kuò)散速度的差異受到補(bǔ)償。
具體來(lái)說(shuō)，構(gòu)成紅外激光p型覆層103的材料的(Al0.7Ga0.3)yIn1-yP:Mg的y被設(shè)定成、紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值滿足-2.0×10-3±0.5×10-3的值。
另一方面，構(gòu)成紅色激光p型覆層106的材料的(Al0.7Ga0.3)uIn1-uP:Zn的u被設(shè)定、紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值滿足0±0.5×10-3的值。
這樣地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置同樣地，將紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值調(diào)整成小于0，并且，調(diào)整成小于紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值。
因此，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置同樣地，由于根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序，使得發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn擴(kuò)散到紅外激光活性層102位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中、和紅色激光活性層105位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此能夠獲得和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置同樣的效果。
更進(jìn)一步地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置比較，謀求了紅外激光p型覆層103中所含的p型雜質(zhì)及紅色激光p型覆層106中所含的p型雜質(zhì)的高濃度化。
在前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，紅外激光p型覆層103的載波濃度是5×1017[cm-3]，紅色激光p型覆層106的載波濃度是3×1017[cm-3](參照前述[表1])。
相對(duì)地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，如[表2]所示地，紅外激光p型覆層103的載波濃度是1.5×1018[cm-3]，紅色激光p型覆層106的載波濃度是1.5×1018[cm-3]。
這樣地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，紅外激光p型覆層103中所含的p型雜質(zhì)Mg的濃度、和紅色激光p型覆層106中所含的p型雜質(zhì)Zn的濃度被調(diào)整成大于或等于6×1017[cm-3]、并且小于或等于1.6×1018[cm-3]的范圍內(nèi)。
因此，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，由于能夠謀求降低在紅外激光活性層102及紅色激光活性層105內(nèi)所發(fā)生的無(wú)效電流，因此，能夠防止在紅外激光活性層102及紅色激光活性層105內(nèi)引起熱飽和，因此，能夠提供更高輸出(譬如350[mA]的光輸出)動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置。
這里，在前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，使用Zn作為紅外激先p型覆層103中所含的p型雜質(zhì)(參照前述[表1])，相對(duì)地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，如[表2]所示地，使用Mg作為紅外激光p型覆層103的所含高濃度的p型雜質(zhì)。
這樣地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，選擇不同于Zn的p型雜質(zhì)作為紅外激光p型覆層103所含的高濃度的p型雜質(zhì)，以使得在紅外激光p型覆層103的p型雜質(zhì)(譬如Mg)的擴(kuò)散速度小于在紅外激光p型覆層103的Zn的擴(kuò)散速度。
因此，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，由于能夠防止在紅外激光p型覆層103所含的高濃度的p型雜質(zhì)Mg通過(guò)紅外激光p型覆層103擴(kuò)散到紅外激光活性層102的內(nèi)部區(qū)域，而能夠謀求紅外激光p型覆層103所含的p型雜質(zhì)Mg的高濃度化。
更進(jìn)一步地，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，由于在紅外激光p型覆層103所含高濃度的p型雜質(zhì)Mg不會(huì)通過(guò)紅外激光p型覆層103擴(kuò)散到紅外激光活性層102的內(nèi)部區(qū)域，因此，在紅外激光活性層102，不會(huì)促進(jìn)載波的非發(fā)光再結(jié)合，因此，能夠防止半導(dǎo)體激光裝置的特性惡化。
另一方面，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，如[表2]所示地，使用Zn作為紅色激光p型覆層106所含的高濃度p型雜質(zhì)。但是，在本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置，由于將紅色激光p型覆層106的Zn擴(kuò)散速度調(diào)整成小于紅外激光p型覆層103的Zn擴(kuò)散速度，因此，紅色激光p型覆層106所含的高濃度p型雜質(zhì)Zn，不會(huì)通過(guò)紅色激光p型覆層106擴(kuò)散到紅色激光活性層105的內(nèi)部區(qū)域，因此，能夠謀求紅色激光p型覆層106所含的p型雜質(zhì)Zn的高濃度化。
以下，簡(jiǎn)單說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法。
并且，由于本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的構(gòu)成要素和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的構(gòu)成要素相同，因此，能夠以和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法相同的工序來(lái)制造本實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置。
本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，如前述圖1(a)所示地，在以MOCVD法形成紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)的工序時(shí)，不僅容易且高精度地控制紅外激光p型覆層103的晶格常數(shù)，并且，容易且高精度地控制紅外激光p型覆層103所含的p型雜質(zhì)Mg的濃度。
同樣地，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，如前述圖1(c)所示地，以MOCVD形成紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)的工序時(shí)，不僅容易且高精度地控制紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)，并且，容易且高精度地控制紅色激光p型覆層106中所含的p型雜質(zhì)Zn的濃度。
通過(guò)上述，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，能夠?qū)⒓t外激光p型覆層103的晶格常數(shù)調(diào)整成小于襯底100的晶格常數(shù)，并且調(diào)整成小于紅色激光p型覆層106的晶格常數(shù)，同時(shí)，能夠謀求紅外激光p型覆層103所含的p型雜質(zhì)Mg及紅色激光p型覆層106所含p型雜質(zhì)Zn的高濃度化。
因此，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法相同地，將紅外激光p型覆層103對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值調(diào)整成小于0，并且調(diào)整成小于紅色激光p型覆層106對(duì)襯底100的晶格錯(cuò)配值，如前述圖2(b)所示地，由于根據(jù)1次的Zn擴(kuò)散工序能夠在紅外激光活性層102在位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200a形成良好的窗口區(qū)、同時(shí)在紅色激光活性層105在位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域200b形成良好的窗口區(qū)，因此，能夠獲得和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法相同的效果。
進(jìn)一步地，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，由于能夠謀求紅外激光p型覆層103所含的p型雜質(zhì)Mg、及紅色激光p型覆層106所含的p型雜質(zhì)Zn的高濃度化，因此，能夠謀求降低在紅外激光活性層102及紅色激光活性層105內(nèi)產(chǎn)生的無(wú)效電流，和前述的本發(fā)明的第1實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置比較，能夠提供更高輸出動(dòng)作的半導(dǎo)體激光裝置。
并且，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，使用Mg作為紅外激光p型覆層103所含高濃度的p型雜質(zhì)。
因此，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法中，在以MOCVD法形成紅外激光半導(dǎo)體層(101～103)的工序(參照前述圖1(a))后，以MOCVD法形成紅色激光半導(dǎo)體層(104～106)的工序(參照前述圖1(c))及Zn擴(kuò)散工序(參照前述圖2(b))等時(shí)，能夠根據(jù)加熱(譬如Zn擴(kuò)散工序中以600℃的熱度)防止在紅外激光p型覆層103所含的高濃度的p型雜質(zhì)Mg通過(guò)紅外激光p型覆層103擴(kuò)散到紅外激光活性層102的內(nèi)部區(qū)域。
并且，本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置中，雖然以二波長(zhǎng)激光裝置為具體例子進(jìn)行說(shuō)明，但是，本發(fā)明并不會(huì)受限于此，譬如三波長(zhǎng)激光裝置等的單片集成激光裝置或單體的紅外激光裝置也能夠有效地適用于本發(fā)明。
譬如，使本發(fā)明體適用于單體的紅外激光裝置時(shí)，通過(guò)按照在紅外激光活性層的Zn的擴(kuò)散速度、將紅外激光p型覆層的晶格常數(shù)調(diào)整成小于襯底的晶格常數(shù)，也能夠謀求促進(jìn)在紅外激光活性層的Zn的擴(kuò)散。
因此，由于能夠使發(fā)揮作為窗結(jié)構(gòu)的機(jī)能的適度量的Zn(譬如大于或等于2×1018[cm-3])容易地?cái)U(kuò)散到紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域的部分中，因此能夠容易地實(shí)現(xiàn)在紅外激光活性層位于發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成良好的窗口區(qū)。
進(jìn)一步地，將本發(fā)明適用于單體的紅外激光裝置時(shí)，和前述的本發(fā)明的第2實(shí)施例的半導(dǎo)體激光裝置相同地，通過(guò)謀求在紅外激光p型覆層所含的p型雜質(zhì)Mg的高濃度化，能夠?qū)崿F(xiàn)高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
這樣地，通過(guò)將本發(fā)明適用于單體的紅外激光裝置本發(fā)明，除了能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)射邊緣面附近區(qū)域具有良好窗口區(qū)的紅外激光活性層之外，并且能夠提供高輸出動(dòng)作可能的半導(dǎo)體激光裝置。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性本發(fā)明對(duì)于具有窗結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法非常有用。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光裝置，其具備發(fā)出第1波長(zhǎng)激光的第1元件和發(fā)出第2波長(zhǎng)激光的第2元件，該第1元件由第一導(dǎo)電型的第1覆層、位于發(fā)射邊緣面附近具有第1窗口區(qū)的第1活性層、和第二導(dǎo)電型的第1覆層在襯底上從下依次層積形成，該第2元件由第一導(dǎo)電型的第2覆層、位于發(fā)射邊緣面附近具有第2窗口區(qū)的第2活性層、和第二導(dǎo)電型的第2覆層在所述襯底上從下依次層積形成，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層的的晶格常數(shù)及所述第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)是被調(diào)整的常數(shù)，以使得在所述第1活性層的所述第1窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度、和在所述第2活性層的所述第2窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第1活性層是含AlGaAs的層，所述第2活性層是含AlGaInP的層，所述第二導(dǎo)電型的第1覆層及所述第二導(dǎo)電型的第2覆層是含AlGaInP的層，所述第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)小于所述襯底的晶格常數(shù)，并且小于所述第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層對(duì)所述襯底的晶格錯(cuò)配值，大于或等于-3.0×10-3且不滿-5.0×10-4。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第2覆層對(duì)所述襯底的晶格錯(cuò)配值，大于或等于-5.0×10-4并且小于或等于2.0×10-3。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第1窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)及所述第2窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)含Zn。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層，包含普通式用(AlxGa1-x)yIn1-yP所表示的化合物，0≤x≤1，0≤y≤1；所述第二導(dǎo)電型的第2覆層，包含普通式用(AltGa1-t)uIn1-uP所表示的化合物，0≤t≤1，0≤u≤1，所述x和所述t，滿足x＜t的關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，是和所述第1窗口區(qū)中所含雜質(zhì)不同的元素，所述第二導(dǎo)電型的第1覆層中的所述第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度，小于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層中所述第1窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)中含Mg。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度、和所述第二導(dǎo)電型的第2覆層中所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度，大于或等于6×1017cm-3且小于或等于1.6×1018cm-3。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第1活性層及所述第2活性層中的至少1個(gè)，是量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)。
11.一種半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，其包括，工序A，在襯底上，從下依次層積第一導(dǎo)電型的第1覆層、第1活性層、和第二導(dǎo)電型的第1覆層；工序B，在所述襯底上，從下依次層積第一導(dǎo)電型的第2覆層、第2活性層、和第二導(dǎo)電型的第2覆層；以及，工序C，通過(guò)以熱處理使雜質(zhì)至少擴(kuò)散到所述第1活性層及所述第2活性層，在所述第1活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成第1窗口區(qū)，同時(shí)，在所述第2活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域形成第2窗口區(qū)；其特征在于所述工序A是調(diào)整所述第二導(dǎo)電型的第1覆層的晶格常數(shù)的工序，并且，所述工序B是調(diào)整所述第二導(dǎo)電型的第2覆層的晶格常數(shù)的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體激光裝置的制造方法，其特征在于所述工序A，是進(jìn)一步調(diào)整所述第二導(dǎo)電型的第1覆層中所含的第1的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)濃度的工序，所述工序B，是進(jìn)一步調(diào)整所述第二導(dǎo)電型的第2覆層中所含的第2的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)濃度的工序。
13.一種半導(dǎo)體激光裝置，其在襯底上，具備有第一導(dǎo)電型的覆層、在發(fā)射邊緣面附近具有窗口區(qū)的活性層、和第二導(dǎo)電型的覆層；其特征在于所述第二導(dǎo)電型的覆層的晶格常數(shù)，是按照在所述活性層的所述窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度來(lái)調(diào)整的，并且，所述第二導(dǎo)電型的覆層中所含的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)，是和所述窗口區(qū)中所含雜質(zhì)不同的元素；在所述第二導(dǎo)電型的覆層的所述第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的擴(kuò)散速度，小于在所述第二導(dǎo)電型的覆層的所述窗口區(qū)中所含雜質(zhì)的擴(kuò)散速度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述活性層是含AlGaAs的層，所述第二導(dǎo)電型的覆層是含AlGaInP的層，所述第二導(dǎo)電型的覆層的晶格常數(shù)小于所述襯底的晶格常數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)含Zn。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型雜質(zhì)中含Mg。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述第二導(dǎo)電型的覆層中所含的所述第二導(dǎo)電型雜質(zhì)的濃度，大于或等于6×1017cm-3并且小于或等于1.6×1018cm-3。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體激光裝置，其特征在于所述活性層是量子勢(shì)阱結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體激光裝置及其制造方法，特別是，在二波長(zhǎng)激光裝置等的單片集成激光裝置中，根據(jù)1次的雜質(zhì)擴(kuò)散工序，在活性層的發(fā)射邊緣面附近區(qū)域分別形成良好的窗口區(qū)。其包括發(fā)出第1波長(zhǎng)激光的第1元件和發(fā)出第2波長(zhǎng)激光的第2元件，該第1元件由第一導(dǎo)電型的第1覆層101、位于發(fā)射邊緣面附近具有第1窗口區(qū)的第1活性層102、和第二導(dǎo)電型的第1覆層103在襯底上從下依次層積形成，該第2元件由第一導(dǎo)電型的第2覆層104、位于發(fā)射邊緣面附近具有第2窗口區(qū)的第2活性層105、和第二導(dǎo)電型的第2覆層106在襯底上從下依次層積形成；第二導(dǎo)電型的第1覆層103的晶格常數(shù)及第二導(dǎo)電型的第2覆層106的晶格常數(shù)是被調(diào)整的常數(shù)，以使得在第1活性層102的第1窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度、和在第2活性層105的第2窗口區(qū)中所含的雜質(zhì)的擴(kuò)散速度的差異獲得補(bǔ)償。
文檔編號(hào)H01S5/343GK1901302SQ20061010601
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2006年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者福久敏哉, 萬(wàn)濃正也, 古川秀利 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社