專利名稱：半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器，特別涉及限制電流的層與限制光的層各自獨(dú)立的 半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
作為光信息處理設(shè)備的光源使用的半導(dǎo)體激光器要求壽命長(zhǎng)、由溫度引起的閾值 電流的變化小且噪聲低。作為光信息處理設(shè)備的半導(dǎo)體激光器，可以采用振蕩波長(zhǎng)處于紅 色區(qū)域且具有兩層結(jié)構(gòu)的電流阻擋層的脊型半導(dǎo)體激光器等(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在光信息處理設(shè)備中使用單模半導(dǎo)體激光器的情況下，當(dāng)被光盤等反射的激光入 射到半導(dǎo)體激光器時(shí)，因光干涉而導(dǎo)致振蕩狀態(tài)不穩(wěn)定地變化，成為產(chǎn)生噪聲的原因。這樣 由反射光產(chǎn)生的噪聲，在半導(dǎo)體激光器被使用于光盤等再生記錄用光源等時(shí)，成為較大的 障礙。為了減少由該反射光產(chǎn)生的噪聲，通常采取如下措施，即通過高頻疊加電路調(diào)制 半導(dǎo)體激光器的輸出，以降低激光的相干性。但是，對(duì)該方法而言，由于另外需要用于生成 高頻電流的高頻疊加電路，因此，不適合于裝入半導(dǎo)體激光器的光信息處理設(shè)備的小型化。 于是，最近，在外部不設(shè)置高頻疊加電路而使半導(dǎo)體激光器的輸出周期性變動(dòng)的所謂自激 勵(lì)振蕩(自激振蕩)激光器由于低成本且適合于小型化而受到關(guān)注。但是，自激振蕩激光器存在在高溫輸出時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)生單?；膯栴}。即，在以往的自 激振蕩激光器中，僅在低溫輸出時(shí)保證與在單模激光器中使高頻電流疊加時(shí)相同的效果。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2002-124736號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工作電流低且即便在高溫輸出時(shí)也穩(wěn) 定地振蕩的半導(dǎo)體激光器。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，提供一種半導(dǎo)體激光器，該半導(dǎo)體激光器具有基板； 第一導(dǎo)電型包覆層，其設(shè)于基板上；有源層，其設(shè)于第一導(dǎo)電型包覆層上；第二導(dǎo)電型包覆 層，其為設(shè)于有源層上的含有Al的化合物，且具有成為電流通路的條狀脊結(jié)構(gòu)；電流阻擋 層，其為在除脊結(jié)構(gòu)的上表面之外的第二導(dǎo)電型包覆層表面設(shè)置的含有Al的化合物，且Al 的組成比在第二導(dǎo)電型包覆層的Al的組成比以下；光吸收層，其設(shè)于電流阻擋層上，吸收 激光器振蕩波長(zhǎng)的光。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種工作電流低且即便在高溫輸出時(shí)也穩(wěn)定地振蕩的半導(dǎo) 體激光器。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的立體圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面圖3(a) (C)是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的制造工序的剖面圖；圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的相干性及溫度變化對(duì)于QW數(shù)的依 賴性的曲線圖；圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的工作電流及溫度變化對(duì)于QW數(shù)的 依賴性的曲線圖；圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的工作電流及溫度變化對(duì)于諧振腔 長(zhǎng)度的依賴性的曲線圖；圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的振蕩閾值與ρ型包覆層的Al組成 比的依賴性的曲線圖；圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的相干性與工作電流的脊底寬度的 依賴性的曲線圖；圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器在25°C下的相干性、第一 ρ型包覆層 層厚及電流阻擋層層厚的依賴性的曲線圖；圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器在70°C下的相干性、第一 ρ型包覆層 層厚及電流阻擋層層厚的依賴性的曲線圖；圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器在25°C下的工作電流、第一 ρ型包覆 層層厚及電流阻擋層層厚的依賴性的曲線圖；圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器在70°C下的工作電流、第一ρ型包覆 層層厚及電流阻擋層層厚的依賴性的曲線圖。附圖標(biāo)記說明10 基板12 η型包覆層13有源層14 ρ型包覆層14 a第一 ρ型包覆層14 b第二 ρ型包覆層15蝕刻停止層16 電流阻擋層17光吸收層18 BDR 層19接觸層20 η側(cè)電極21 ρ側(cè)電極30 掩模
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下附圖的記載中，對(duì)于同一或類似組 成部分，由同一或類似附圖標(biāo)記來表示。附圖是示意性表示的圖，厚度與平面尺寸的關(guān)系、 各層的厚度的比例等與實(shí)際結(jié)構(gòu)不一樣。因此，具體的厚度和尺寸應(yīng)對(duì)照以下說明進(jìn)行判
4斷。而且，不言而喻，在各附圖中，也包含彼此的尺寸關(guān)系和比例不同的部分。(實(shí)施方式)如圖1及圖2所示，本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器具有基板10 ；設(shè)于基板10 上的η型(第一導(dǎo)電型)包覆層12 ；設(shè)于η型包覆層12上的有源層13 ；在有源層13上設(shè) 置的含有鋁(Al)的化合物且具有成為電流通路的條狀脊結(jié)構(gòu)的ρ型(第二導(dǎo)電型)包覆 層14;在除脊結(jié)構(gòu)的上表面之外的ρ型包覆層14表面設(shè)置的含有Al的化合物且Al的組 成比在P型包覆層14的Al的組成比以下的電流阻擋層16 ；設(shè)于電流阻擋層16上且吸收 具有激光器振蕩波長(zhǎng)的光的光吸收層17。基板10例如是由作為η型摻雜劑摻雜硅(Si)的導(dǎo)電性η型(第一導(dǎo)電型)砷化 鎵(GaAs)構(gòu)成的半導(dǎo)體基板。η型包覆層12例如由作為η型摻雜劑摻雜濃度約為7. OX 1017cm_3的Si的InGaAlP 構(gòu)成。優(yōu)選在η型包覆層12上設(shè)置η型光導(dǎo)層(省略圖示)，該光導(dǎo)層由作為η型摻雜劑 摻雜濃度約為2. 3Χ IO17CnT3的Si的InGaAlP構(gòu)成且起到調(diào)整有源層13內(nèi)的光密度的作用。在有源層13中由η型包覆層12供給的電子與由ρ型包覆層14供給的空穴復(fù)合 而產(chǎn)生光。有源層13能夠構(gòu)成為，例如利用帶隙比阱層帶隙大的勢(shì)壘層(層阻擋層)將 阱層夾在中間的夾層狀的量子阱(QW)結(jié)構(gòu)。該量子阱結(jié)構(gòu)中的阱層可以不是一層而是多 層，有源層13也可以是多重量子阱結(jié)構(gòu)(MQW)。MQW的有源層13可以形成為將InGaAlP和 銦-鎵-磷(InGaP)交替地層疊5 8對(duì)的結(jié)構(gòu)。有源層13的厚度為15 90nm左右。優(yōu) 選在有源層13上設(shè)置例如ρ型光導(dǎo)層(省略圖示)，該光導(dǎo)層由作為ρ型摻雜劑摻雜濃度 約為3. 5 X IO17CnT3的鎂(Mg)的InGaAlP構(gòu)成且起到調(diào)整有源層13內(nèi)的光密度的作用。ρ型包覆層14由第一 ρ型包覆層14a和第二 ρ型包覆層14b構(gòu)成，在第一 ρ型包 覆層14a與第二 ρ型包覆層14b的邊界設(shè)有蝕刻停止層15。第一 ρ型包覆層14a的層厚 、(不存在脊結(jié)構(gòu)的部位的ρ型包覆層14的厚度)為200 500nm的平坦層。第二 ρ型 包覆層14b為脊上部(頂部)寬度Cl1為1.0 3.5 μ m、脊下部(底部)寬度d2為1. 5 4. 0 μ m、條狀延伸方向的長(zhǎng)度(諧振腔長(zhǎng)度)L為250 500 μ m的條狀脊結(jié)構(gòu)。第一 ρ型 包覆層14a與第二 ρ型包覆層14b例如由作為ρ型摻雜劑摻雜濃度約為7. 0 X 1017cm_3的Mg 的InGaAlP構(gòu)成。電流阻擋層16為透明且具有不限制(不吸收)由有源層13產(chǎn)生的激光而僅限制 電流的功能。電流阻擋層16能夠利用限制電流的功能，使注入到有源層13的電流變窄，使 有源層13中的電流密度上升。作為電流阻擋層16所使用的材料，必須是不吸收由有源層 13產(chǎn)生的激光的材料且能夠限制被注入的電流的材料。首先，作為滿足不吸收由有源層13 產(chǎn)生的激光這一條件的電流阻擋層16所使用的材料，可以采用與有源層13相同的材料，或 者采用帶隙比有源層13帶隙的大的材料。另外，作為滿足能夠限制被注入的電流這一條件 的電流阻擋層16所使用的材料，必須是帶隙比ρ型包覆層14的帶隙大的材料，例如只要將 電流阻擋層16內(nèi)的Al的組成比設(shè)定在ρ型包覆層14的Al的組成比以下即可，更優(yōu)選為 將電流阻擋層16內(nèi)的Al的組成比與ρ型包覆層14的Al的組成比之差設(shè)定在5%以內(nèi)。 為了得到足夠的電流元件效應(yīng)(電流素子効果)，電流阻擋層16的層厚t2優(yōu)選為100 400nm。電流阻擋層16例如由作為η型摻雜劑摻雜濃度約為1. 1 X 1018cm_3的Si的InGaAlP構(gòu)成。光吸收層17能夠吸收由有源層13產(chǎn)生的激光，且能夠利用反波導(dǎo)作用限制激光。 在光吸收層17由比ρ型包覆層14的帶隙大的材料構(gòu)成時(shí)，也兼有將被注入的電流限制的 電流阻擋層的功能。光吸收層17例如由作為η型摻雜劑摻雜濃度約為1. 1 X IO18CnT3的Si 的GaAs構(gòu)成。光吸收層17只要比有源層13的帶隙小即可，對(duì)于摻雜而言，可以是ρ型、η 型和非摻雜中的任一種。帶不連續(xù)緩和(BDR)層18設(shè)置在作為第二 ρ型包覆層14b的脊結(jié)構(gòu)的上表面。 BDR層18例如由作為ρ型摻雜劑摻雜濃度約為4. OX IO18CnT3的Mg的InGaP構(gòu)成。接觸層19設(shè)置在電流阻擋層16、光吸收層17及BDR層18上。由于接觸層19是 形成P側(cè)電極21的層，因此，若形成結(jié)晶性好且載流子濃度大的層，則容易與電極材料實(shí)現(xiàn) 歐姆連接。接觸層19例如由作為ρ型摻雜劑摻雜濃度約為1. 5X IO1W3的鋅(Zn)的GaAs 構(gòu)成。η側(cè)電極20設(shè)置在基板10的設(shè)有η型包覆層12的面的相反面?zhèn)龋⑴c基板10歐 姆連接。作為η側(cè)電極20，可以使用AuGe/Ni/Au電極、Au/Sn/Cr電極等。ρ側(cè)電極21設(shè)置在接觸層19上表面，并與接觸層19歐姆連接。作為ρ側(cè)電極21， 可以使用Ti/Pt/Au電極、Au/Cr電極等。以下，參照?qǐng)D3說明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的制造方法。 首先，如圖3 (a)所示，利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法(M0CVD法)，在η型GaAs基 板10上依次外延生長(zhǎng)η型包覆層12、有源層13、第一 P型包覆層14a、蝕刻停止層15、第二 P型包覆層14b、BDR層18。接著，如圖3(b)所示，在BDR層18上形成用于形成脊結(jié)構(gòu)的掩模30。然后，以經(jīng) 由掩模30的狀態(tài)，對(duì)BDR層18及第二 ρ型包覆層14b進(jìn)行蝕刻。在該蝕刻中，避免蝕刻至 比蝕刻停止層15更深的位置。這樣，通過蝕刻至蝕刻停止層15，可以將從脊結(jié)構(gòu)的底部到 有源層13的距離、保持為一定距離，可以使激光器特性穩(wěn)定。然后，將脊結(jié)構(gòu)的底部之外 的剩下的蝕刻停止層15除去。接著，如圖3(c)所示，以經(jīng)由掩模30的狀態(tài)，利用MOCVD法，在第一 ρ型包覆層 14a及第二 ρ型包覆層14b的脊結(jié)構(gòu)側(cè)面，依次外延生長(zhǎng)電流阻擋層16、光吸收層17。在結(jié) 束外延生長(zhǎng)之后，除去掩模30。接著，利用MOCVD法，在電流阻擋層16、光吸收層17及BDR層18上外延生長(zhǎng)接觸 層19。在結(jié)束外延生長(zhǎng)之后，通過在基板10側(cè)形成η側(cè)電極20并且在接觸層19側(cè)形成ρ 側(cè)電極21，制成圖1及圖2所示的半導(dǎo)體激光器。以下，對(duì)于實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的工作進(jìn)行說明。在η側(cè)電極20及ρ側(cè)電極21之間，施加用于將生成激光所需的載流子注入有源 層13的電壓。由于反向偏壓施加在ρ型半導(dǎo)體層和η型電流阻擋層16之間的ρη結(jié)，因此，電流 在電流阻擋層16不流動(dòng)，在條狀脊結(jié)構(gòu)部分變窄。其結(jié)果，電流在有源層13中被選定的區(qū) 域(位于條狀脊結(jié)構(gòu)正下方的區(qū)域)流動(dòng)。在有源層13中，大小超過規(guī)定水準(zhǔn)的電流流動(dòng) 的區(qū)域?qū)τ诩す庾鳛椤霸鲆鎱^(qū)域”起作用，除此之外的區(qū)域作為“可飽和吸收區(qū)域R”起作用。
可飽和吸收區(qū)域R并非作為對(duì)于激光的增益區(qū)域而是作為吸收區(qū)域起作用，但其 吸收程度(光吸收量)依賴于可飽和吸收區(qū)域R中存在的光激發(fā)載流子的密度。在此，“光 激發(fā)載流子”是指因吸收激光而從價(jià)帶向?qū)Ъぐl(fā)的電子和空穴。光激發(fā)載流子密度越高，光吸收量越降低；光激發(fā)載流子密度越低，光吸收量越增 加。若可飽和吸收區(qū)域R的光吸收量周期性變動(dòng)，則半導(dǎo)體激光器裝置的內(nèi)部損耗也周期 性變動(dòng)，因此，激光器振蕩所需的閾值電流密度也周期性變動(dòng)。其結(jié)果，即便驅(qū)動(dòng)電流被維 持為一定，實(shí)質(zhì)上也顯現(xiàn)與使驅(qū)動(dòng)電流變化的效果相同的效果，產(chǎn)生自激振蕩。為了穩(wěn)定地產(chǎn)生自激振蕩，重要的是使電流不向有源層13的橫向擴(kuò)散，使光點(diǎn)S 向縱向擴(kuò)散，并且確保寬的可飽和吸收區(qū)域R。以下，使用圖4 圖12的曲線驗(yàn)證在實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器中，為了穩(wěn)定地產(chǎn) 生自激振蕩的具體條件。使用圖4的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的相干性(相干特性)及溫度變 化對(duì)于有源層13的QW數(shù)的依賴性。在該驗(yàn)證中，使用有源層13的QW數(shù)為3 9對(duì)的半 導(dǎo)體激光器，除此之外，在相同的條件下使半導(dǎo)體激光器使用的溫度變化。驗(yàn)證結(jié)果為，在 有源層13的QW數(shù)為3對(duì)、4對(duì)時(shí)，不能確保寬的可飽和吸收區(qū)域R，因此，即便在低溫，相干 性也增強(qiáng)，導(dǎo)致單?；Ａ硗?，在有源層13的QW數(shù)增加為9對(duì)時(shí)，因QW數(shù)增多，有源層13 自身的體積增加，能確保寬的可飽和吸收區(qū)域R，因此，相干性降低，但是，若增加QW數(shù)，則 振蕩閾值增高，在高溫條件下，因其自發(fā)熱而使工作電流上升，導(dǎo)致產(chǎn)生熱散逸。因此，由圖 4的曲線可知，為了進(jìn)行振蕩動(dòng)作，優(yōu)選的QW數(shù)為5 8對(duì)，更優(yōu)選的QW數(shù)為6對(duì)或7對(duì)。使用圖5的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的工作電流及溫度變化對(duì)于有源 層13的QW數(shù)的依賴性。在該驗(yàn)證中，使用有源層13的QW數(shù)為3 9對(duì)的半導(dǎo)體激光器， 除此之外，在相同的條件下使半導(dǎo)體激光器使用的溫度變化。驗(yàn)證結(jié)果為，在有源層13的 QW數(shù)增加為9對(duì)時(shí)，若增加QW數(shù)，則振蕩閾值上升，在高溫條件下，導(dǎo)致產(chǎn)生熱散逸。而且， 即便不產(chǎn)生熱散逸，也存在因工作電流增大而導(dǎo)致單?；那闆r。在導(dǎo)致單?；瘯r(shí)，由于單 模LD工作電流低，因此，工作電流沒有想象的那樣上升。由圖5的曲線可知，為了進(jìn)行振蕩 動(dòng)作，優(yōu)選的QW數(shù)為8對(duì)以下。使用圖6的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的工作電流及溫度變化對(duì)于諧振 腔長(zhǎng)度的依賴性。在該驗(yàn)證中，使用諧振腔長(zhǎng)度L為200 μ m、300 μ m、400 μ m、500 μ m的半 導(dǎo)體激光器，除此之外，在相同的條件下使半導(dǎo)體激光器使用的溫度變化。當(dāng)諧振腔長(zhǎng)度L 短時(shí)，由于振蕩閾值下降，故工作電流降低，但因散熱性差，故受到溫度的影響而產(chǎn)生的變 化大。當(dāng)諧振腔長(zhǎng)度L長(zhǎng)時(shí)，由于振蕩閾值上升，故導(dǎo)致工作電流增高。雖然因使用輸出、 工作電流的不同而存在差異，但是由圖6的曲線可知，若諧振腔長(zhǎng)度L為250 500 μ m左 右，則可以穩(wěn)定地產(chǎn)生自激振蕩。使用圖7的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的振蕩閾值與ρ型包覆層14的 Al組成比的依賴性。在該驗(yàn)證中，在電流阻擋層16的Al組成比為0. 4、諧振腔長(zhǎng)度L為 500 μ m、有源層13的QW數(shù)為4對(duì)的條件下，采用了使ρ型包覆層14的Al組成比變化的半 導(dǎo)體激光器。由于電流阻擋層16的Al組成比通常為0. 4 0. 6左右，電流阻擋層16的帶 隙比ρ型包覆層14的帶隙大，因此，ρ型包覆層14的Al組成比高于電流阻擋層16的Al組 成比。Al組成比越高，對(duì)于光和載流子的限制越高，工作電流下降，但難以摻雜ρ型雜質(zhì)。
7由于容易氧化，故在工藝上也存在難點(diǎn)。驗(yàn)證的結(jié)果是，如圖7的曲線所示，在ρ型包覆層 14的Al組成比為0. 6 0. 8左右時(shí)，半導(dǎo)體激光器的振蕩閾值變低，ρ型包覆層14的Al 組成比在0. 6 0. 8左右存在最佳值。使用圖8的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的相干性與工作電流的脊底寬度 d2的依賴性。在該驗(yàn)證中，使用僅使脊底寬度d2變化而其他條件相同的半導(dǎo)體激光器。對(duì) 于相干性和脊底寬度d2的依賴性進(jìn)行該驗(yàn)證的結(jié)果為，當(dāng)脊底寬度d2比某固定值寬時(shí)，相 干性增強(qiáng)而單?；?。另外，對(duì)于工作電流和脊底寬度d2的依賴性而言，當(dāng)脊底寬度d2變窄 時(shí)，可飽和吸收區(qū)域R增大，但因串聯(lián)電阻增大，故工作電流升高而依賴性變差。當(dāng)脊底寬 度屯變寬時(shí)，因串聯(lián)電阻減小，故工作電流降低，但由于容易產(chǎn)生扭折、、”)，因此，即 使使脊底寬度d2過寬，工作電流也升高，使依賴性變差?；谏鲜鼋Y(jié)論，脊底寬度d2優(yōu)選為 1. 5 4. 0 μ m，更優(yōu)選為2. 0 3. 5 μ m。使用圖9及圖10的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器分別在25°C、70°C下的相 干性、第一 P型包覆層的層厚、及電流阻擋層16的層厚t2的依賴性。在該驗(yàn)證中，使用電 流阻擋層16的層厚t2為0nm、100nm、200nm、300nm的半導(dǎo)體激光器，除此之外，在相同條件 下改變第一 P型包覆層的層厚、。圖9表示溫度為25°C的情況，圖10表示溫度為70°C的情 況。驗(yàn)證的結(jié)果是，在溫度為25°C的情況下，當(dāng)電流阻擋層16的層厚t2為0nm(不存在電 流阻擋層16)時(shí)，在第一 ρ型包覆層的層厚、為30011!11以上，相干性低，能夠進(jìn)行振蕩動(dòng)作， 當(dāng)電流阻擋層16的層厚t2為100nm、200nm、300nm時(shí)，在第一 ρ型包覆層的層厚、為200nm 以上，能夠進(jìn)行振蕩動(dòng)作。在溫度為70°C的情況下，當(dāng)電流阻擋層16的層厚t2為200nm、 300nm時(shí)，在第一 ρ型包覆層的層厚、為300nm以上，相干性低，能夠進(jìn)行振蕩動(dòng)作。因此， 能夠進(jìn)行穩(wěn)定的振蕩動(dòng)作的條件優(yōu)選為，第一 P型包覆層的層厚、為200 500nm且電流 阻擋層16的層厚t2為100 400nm，更優(yōu)選為，第二導(dǎo)電型包覆層層厚(第一 ρ型包覆層 層厚、)與電流阻擋層的層厚t2的合計(jì)厚度為400 800nm。使用圖11及圖12的曲線，驗(yàn)證實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器分別在25°C、70°C下的工 作電流、第一 P型包覆層的層厚、及電流阻擋層16的層厚t2的依賴性。在該驗(yàn)證中，使用 電流阻擋層16的層厚t2為0nm、100nm、200nm、300nm的半導(dǎo)體激光器，除此之外，在相同條 件下改變第一 P型包覆層的層厚、。圖11表示溫度為25°C的情況，圖12表示溫度為70°C 的情況。驗(yàn)證的結(jié)果是，在溫度為25°C的情況下，當(dāng)電流阻擋層16的層厚t2為0nm(不存 在電流阻擋層16)時(shí)，在第一 ρ型包覆層的層厚、為200nm以上，看到工作電流增高、依賴 性變差的傾向。在其他條件下，工作電流不怎么升高而穩(wěn)定。在溫度為70°C的情況下，雖 然整體上工作電流升高，但是，在電流阻擋層16的層厚t2為200nm、300nm時(shí)等情況下，與 電流阻擋層16的層厚t2為Onm (不存在電流阻擋層16)的情況相比，能夠確認(rèn)減小約30mA 的工作電流。由此可知，通過設(shè)有電流阻擋層16，可以減小工作電流。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器，通過在限制光的光吸收層17的內(nèi)側(cè)，設(shè)置 具有使由有源層13產(chǎn)生的激光透過且僅抑制電流這種功能的電流阻擋層16，從而可以強(qiáng) 化對(duì)于電流擴(kuò)散的抑制，而不會(huì)減小作為光的擴(kuò)散的光點(diǎn)S。由于在保持?jǐn)U散光點(diǎn)S的狀 態(tài)下，通過抑制電流的擴(kuò)散，可以確保寬的可飽和吸收區(qū)域R，因此，可以穩(wěn)定地產(chǎn)生自激振 蕩。另外，根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器，通過單獨(dú)設(shè)置電流阻擋層16及光吸收層17，可以確保寬的可飽和吸收區(qū)域R，卻不增大有助于提高工作電流的有源層13的體積(增 加QW數(shù))以及不增厚第一 ρ型包覆層層厚、，因此，可以抑制工作電流上升。并且，根據(jù)實(shí) 施方式的半導(dǎo)體激光器，由于可以使工作電流較低地振蕩，因此，即便在高溫輸出時(shí)也能夠 穩(wěn)定地產(chǎn)生自激振蕩，卻在高溫下也不產(chǎn)生熱散逸。(其他實(shí)施方式)如上所述，通過實(shí)施方式介紹了本發(fā)明，但不應(yīng)理解為構(gòu)成該公開的一部分的記 述及附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定。不言而喻，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該公開可以進(jìn)行各種替代實(shí) 施方式、實(shí)施例及運(yùn)用技術(shù)的變更。例如，在實(shí)施方式中，對(duì)于單波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器進(jìn)行了敘述，但是，將實(shí)施方式 的半導(dǎo)體激光器也可以采用在同一基板上搭載DVD讀取用的650nm的激光和CD(CD-R)讀 取用的780nm激光這兩波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器的單片式及多片式半導(dǎo)體激光器。這樣，應(yīng)理解為本發(fā)明包含在此未記載的各種實(shí)施方式等。因此，本發(fā)明僅由基于 該公開的妥當(dāng)?shù)匾蟊Ｗo(hù)的權(quán)利要求范圍的發(fā)明特定事項(xiàng)來限定。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種工作電流低且即便在高溫輸出時(shí)也穩(wěn)定地振蕩的半導(dǎo) 體激光器。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體激光器，其特征在于，具有基板；第一導(dǎo)電型包覆層，其設(shè)于所述基板上；有源層，其設(shè)于所述第一導(dǎo)電型包覆層上；第二導(dǎo)電型包覆層，其為設(shè)于所述有源層上的含有Al的化合物，且具有成為電流通路的條狀脊結(jié)構(gòu)；電流阻擋層，其為在除所述脊結(jié)構(gòu)的上表面之外的所述第二導(dǎo)電型包覆層表面設(shè)置的含有Al的化合物，且Al的組成比在所述第二導(dǎo)電型包覆層的Al的組成比以下；光吸收層，其設(shè)于所述電流阻擋層上，吸收激光器振蕩波長(zhǎng)的光。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述電流阻擋層與所述第二導(dǎo)電 型包覆層的Al的組成比之差在5%以內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述有源層是層疊有5 8對(duì)阱層 的多重量子阱結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，不存在所述脊結(jié)構(gòu)的部位的所述 第二導(dǎo)電型包覆層的厚度為200 500nm，并且所述電流阻擋層的厚度為100 400nm。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，不存在所述脊結(jié)構(gòu)的部位的所述 第二導(dǎo)電型包覆層與所述電流阻擋層的合計(jì)厚度為400 800nm。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述脊結(jié)構(gòu)的底部寬度為1.5 4. 0 μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述有源層的厚度為15 90nm。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，所述脊結(jié)構(gòu)在條狀延伸方向的長(zhǎng) 度為250 500 μ m。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于，形成在所述有源層周邊的可飽和 吸收區(qū)域通過吸收和發(fā)射由所述有源層產(chǎn)生的激光而自激振蕩。
全文摘要
本發(fā)明的提供一種半導(dǎo)體激光器，其工作電流低且即便在高溫輸出時(shí)也穩(wěn)定地振蕩。該半導(dǎo)體激光器具有基板(10)；n型包覆層(12)，其設(shè)于基板(10)上；有源層(13)，其設(shè)于n型包覆層(12)上；p型包覆層(14)，其為設(shè)于有源層(13)上的含有Al的化合物，且具有成為電流通路的條狀脊結(jié)構(gòu)；電流阻擋層(16)，其為在除脊結(jié)構(gòu)的上表面之外的p型包覆層(14)表面設(shè)置的含有Al的化合物，且Al的組成比在p型包覆層(14)的Al的組成比以下；光吸收層(17)，其設(shè)于電流阻擋層(16)上，吸收激光器振蕩波長(zhǎng)的光。
文檔編號(hào)H01S5/223GK101889374SQ200880119749
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2008年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者內(nèi)田智士, 村山實(shí), 石川努, 野間亞樹 申請(qǐng)人:羅姆股份有限公司