專利名稱：半導體激光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個發(fā)光部的多光束半導體激光設(shè)備，更具體地涉及一種具 有結(jié)上安裝(junction up mount)配置的半導體激光設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來，這種類型的半導體激光設(shè)備已應(yīng)用于諸如激光束打印機等電氣設(shè)備中。 在半導體激光設(shè)備中，在其中形成有發(fā)光部(發(fā)光器)的多個帶狀脊上，分別設(shè)置帶狀電極 (上電極)。用于外部提取的盤電極分別與帶狀電極電連接。而且，在彼此相鄰的發(fā)光器之 間設(shè)置隔離槽，并單獨驅(qū)動每個發(fā)光器(例如參見公開號為特開2000-269601的日本未審 專利)。在這種多光束激光設(shè)備中，隨著近年來設(shè)備尺寸的減小，光束間距是大約幾十Pm 的窄間距。

圖11示出了這種窄間距類型的多光束激光設(shè)備的平面結(jié)構(gòu)。該多光束激光設(shè)備 的制造過程如下即，在基底100上形成具有發(fā)光器的多個帶狀脊101之后，通過使用蒸鍍 方法分別在脊101上形成上電極102。接著，通過在這些脊101之間分別形成隔離槽103而 在這些發(fā)光器之間形成電隔離之后，馬上在整個表面覆蓋絕緣膜104。此后，在絕緣膜104 中分別形成對應(yīng)于上電極102的接觸窗105。如圖11所示，存在這種情況，即僅僅在布線層 106正下方形成該接觸窗105，或存在這種情況，即接觸窗105形成為具有比布線層106正 下方的區(qū)域大的散熱區(qū)。為了電連接上電極102、布線層106和盤電極107，相對于每個發(fā) 光器以一致的尺寸制造多個接觸窗105。然而，在上述窄間距類型的多光束激光設(shè)備中，對于在多個發(fā)光器中同時進行光 發(fā)射的情況，每個光束都受到其他光束的熱影響。因此，具體地說，中間部分的光束的溫度 比兩端的光束的溫度高，而且波長也被拉長了。也就是說，產(chǎn)生了如下問題，即在多個光束 之間產(chǎn)生了振蕩波長的幅度差別。而且，在結(jié)構(gòu)基底上形成的多光束激光設(shè)備中也產(chǎn)生該波長拉長的問題。也就是 說，即使在具有SDH結(jié)構(gòu)(s^arated double heterostructure，分離雙異質(zhì)結(jié)構(gòu))的半導 體激光器(例如公開號為特開平12-021785的日本未審專利)中，多個光束之間也產(chǎn)生振 蕩波長的幅度差別。然而，與窄間距類型的情況相反的是，在SDH結(jié)構(gòu)中位于兩端的光束 的波長被拉長了。具有SDH結(jié)構(gòu)的半導體激光器是通過利用當半導體層生長時所出現(xiàn)的 (Ill)B平面而制備的，并且存在如下趨勢，即中間發(fā)光器和兩端發(fā)光器之間的活性層的寬 度和高度是不同的。因此，認為振蕩波長從位于中間的發(fā)光器向位于兩端的發(fā)光器逐漸變 長。這樣，在過去的多光束半導體激光設(shè)備中，由于受到窄間距引起的光束之間的相互影響以及結(jié)構(gòu)問題，很難獲得預(yù)定的振蕩波長。因此，存在的問題在于很難在整個多光束 中獲取一致的波長。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，希望提供一種能在每個發(fā)光部中獲取預(yù)定振蕩波長的半導體激光 設(shè)備，并同時克服由窄間距和結(jié)構(gòu)問題引起的波長拉長。根據(jù)本發(fā)明實施例，提供了一種半導體激光設(shè)備，其包括如下部件A-F:A 多個發(fā)光部，其以并行的帶狀布置并從其延伸方向的端面發(fā)射光束；B 多個第一電極，其分別沿著所述發(fā)光部的頂面布置；C:絕緣膜，其分別覆蓋所述多個第一電極的整個表面并具有對應(yīng)于第一電極的接 觸孔；D 多個第二電極，其對應(yīng)于第一電極布置在不同于多個發(fā)光部的位置；E 多個布線層，其分別布置在絕緣膜上并通過接觸孔而電連接第二電極和對應(yīng)的 第一電極；F:多個窗口區(qū)，其分別在絕緣膜中為發(fā)光部布置以暴露第一電極，其中至少兩個 窗口區(qū)具有互不相同的面積。更具體地說，在根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體激光設(shè)備中具有如下結(jié)構(gòu)，其中三個 或更多個發(fā)光部(發(fā)光器)并行布置，在多個發(fā)光部中，窗口區(qū)的面積在中間的發(fā)光部中相 對較窄，而在兩端的發(fā)光部中相對較寬，或者，在多個發(fā)光部中，窗口區(qū)的面積在兩端的發(fā) 光部中相對較窄，而在中間的發(fā)光部中相對較寬。對于在具有SDH結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)基底上形成 激光器結(jié)構(gòu)的情況，窗口區(qū)的面積優(yōu)選地按前一種方式設(shè)置。對于在常規(guī)基底上形成激光 器結(jié)構(gòu)以及間距窄的情況，窗口區(qū)的面積優(yōu)選地按后一種方式設(shè)置。此外，“窄間距”表示光 束間距大約為幾十μm或更少。在根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體激光設(shè)備中，用于散熱的窗口區(qū)的面積隨著并行布 置的多個發(fā)光部的位置而改變(例如，中間部分較寬以及兩端較窄或恰好相反)，并由此控 制每個發(fā)光部中的散熱功能。因此，克服了波長拉長。根據(jù)本發(fā)明實施例的半導體激光設(shè)備，分別對應(yīng)于發(fā)光部，在上電極上的絕緣膜 中設(shè)置用于散熱的窗口區(qū)，并且窗口區(qū)中至少有兩個具有互不相同的面積。從而能控制每 個發(fā)光部中的散熱功能。于是，能在每個發(fā)光部中獲取預(yù)定振蕩波長并同時克服光束的波 長拉長，并能使所有光束的振蕩波長一致化。本發(fā)明的其它和進一步的目的、特點和優(yōu)點將通過如下說明會更加全面地表現(xiàn)出來。附圖簡要說明圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體激光設(shè)備的平面圖；圖2是示出了圖1的半導體激光設(shè)備的一部分的立體圖；圖3是示出了沿著圖2的線III-III的橫截面結(jié)構(gòu)的示圖；圖4是示出了與現(xiàn)有技術(shù)的示例相比，圖1的半導體激光設(shè)備中光束位置和波長 之間的關(guān)系的特征圖；圖5是根據(jù)第一變化例的平面圖6是根據(jù)第二變化例的平面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體激光設(shè)備的平面圖；圖8是示出了圖6的半導體激光設(shè)備的一部分的立體圖；圖9是示出了沿著圖8的線VIII-VIII的橫截面結(jié)構(gòu)的示圖；圖10是示出了第三變化例的平面圖；圖11是示出了現(xiàn)有半導體激光設(shè)備的結(jié)構(gòu)的平面圖。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明的各個實施例。說明將以如下順序進行1.第--實施例具有SDH結(jié)構(gòu)的多光束激光設(shè)備的示例
2.第--變化例窗口區(qū)圖案的變化
3.第二二變化例布線層圖案的變化
4.第二二實施例另一多光束激光設(shè)備的示例
5.第三三變化例
1.第一實施例圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的半導體激光設(shè)備的平面圖的示例。該半導體 激光設(shè)備1是具有SDH結(jié)構(gòu)的邊緣發(fā)射多光束半導體激光設(shè)備。半導體激光設(shè)備1在結(jié)構(gòu)基底10的每個脊11中具有激光器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)基底10 具有多個(這里的示例為8個)脊11(11A 11H)。圖1中，脊IlA IlH在y軸方向以帶 狀延伸，并互相并行布置。在脊IlA IlH中分別設(shè)置發(fā)光部(發(fā)光器)12，并且每個發(fā)光 部12從其在延伸方向的端面發(fā)射激光束。在每個脊11的上表面上設(shè)置上電極13 (第一電極)。上電極13相當于發(fā)光部12 所對應(yīng)的一對電極(P側(cè)電極和η側(cè)電極)中的一個電極(這里指η側(cè)電極)。脊IlA IlH通過隔離槽14互相隔離(圖5)。這里，在八個脊11中，例如兩個脊IlD和脊IlE分別 對應(yīng)于“中間的脊”，而脊IlA和脊IlH分別對應(yīng)于“兩端的脊”。上電極13由絕緣膜15覆蓋。在絕緣膜15中面向上電極13的位置分別設(shè)置接觸 孔16，該接觸孔16用于在下文所述的布線層18和上電極13之間進行電連接。在結(jié)構(gòu)基底 10的表面的兩端，在脊11的延伸方向排列并行的兩排四個盤電極17 (第二電極)，即總共 八個盤電極17，多個脊11和隔離槽14位于其間。在絕緣膜15上，對應(yīng)于盤電極17，在與 上電極13正交的方向上分別排列多個布線層18。上電極13和對應(yīng)于上電極13的盤電極 17通過布線層18電連接。布線層18橋接于下文所述的隔離槽14之上(圖2)。該布線層 18和上電極13通過絕緣膜15中設(shè)置的接觸孔16而互相接觸。在絕緣膜15中分別為脊11設(shè)置多個窗口區(qū)19 (19Α 19Η)以面向上電極13。在 窗口區(qū)19中，中間的脊IlD和脊IlE的窗口區(qū)19D和窗口區(qū)19Ε相對較窄，而兩端的脊IlA 和脊IlH的窗口區(qū)19Α和窗口區(qū)19Η相對較寬。而且，窗口區(qū)19的面積從中間的脊11向 兩端的脊11依次逐步增加。窗口區(qū)19Α 19Η中的每一個的面積取決于為每個脊11設(shè)置 的多個窗口圖案的總面積。此外，雖然在本實施例中接觸孔16形成為與窗口區(qū)19成為一 體的孔形式，但接觸孔16和窗口區(qū)19彼此單獨地形成而互相不形成為一體也是可以的。如上所述，在具有SDH結(jié)構(gòu)的半導體激光器中，存在如下趨勢，即活性層的寬度和高度在中間的發(fā)光器和兩端的發(fā)光器之間是變化的。這樣作的原因如下在具有SHD結(jié)構(gòu) 的激光器中，因為(Ill)B平面不是晶體生長的，因此就具有應(yīng)用于(Ill)B平面的物質(zhì)遷移 到脊上的(100)平面的特性，脊的上表面的生長速率變得較快。在中間的脊IlD和脊IlE 中，因為兩側(cè)具有相同的激光器結(jié)構(gòu)，(Ill)B平面的區(qū)域較大，脊的上表面的生長速率相應(yīng) 變得較快。相反，在兩端的脊IlA和脊IlH中，因為只有一側(cè)具有相同的激光器結(jié)構(gòu)，(111) B平面的區(qū)域較小，并因此脊的上表面的生長速率較慢。由此看出，中間的發(fā)光器的活性層 的寬度相對較窄，厚度較厚。即，中間的發(fā)光器的活性層的寬度和厚度不同于兩端的發(fā)光器 的活性層的寬度和厚度。因此可以推測出，與中間的發(fā)光器相比，兩端的發(fā)光器的振蕩波長 被拉長了。圖2立體地示出了半導體激光設(shè)備1的原理結(jié)構(gòu)的示例，以及圖3示出了沿著圖2 的線III-III的橫截面結(jié)構(gòu)。這里，為了簡化，僅圖示了在圖1的y軸方向上的中間兩行。 結(jié)構(gòu)基底10包括在ρ型GaAS基底20的一個主表面上的脊11 (11A 11H)，所述ρ型GaAS 基底20具有(100)平面方位。脊IlA IlH在Wll]方向延伸。例如，通過在GaAS基底 20上形成具有預(yù)定寬度并在Wll]方向上延伸的帶狀(條)抗蝕劑圖案，并然后通過將該 抗蝕劑圖案用作掩模而對GaAS基底20執(zhí)行濕法蝕刻，從而形成這些帶狀脊IlA 11Η。在結(jié)構(gòu)基底10上設(shè)置半導體層21，并且半導體層21包括用于每個脊IlA IlH 的發(fā)光部12。該半導體層21例如依次包括緩沖層22、披覆層23、活性層24、披覆層25Α和 25Β以及接觸層26，這些層通過使用MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)方法進行沉積。例如 分別地，緩沖層22由ρ型GaAs組成，披覆層23由ρ型AlGaAs組成，活性層24由AlGaAs 組成，披覆層25Α和25Β由η型AlGaAs組成，以及接觸層26由η型GaAs組成。P型雜質(zhì)的 例子包括鎂(Mg)或鋅(Zn)，η型雜質(zhì)的例子包括硅(Si)或硒(Se)。雖然未圖示，例如在 脊IlA IlH中的每一個的側(cè)表面上設(shè)置電流阻擋層，該電流阻擋層包括ρ型AlGaAs層、 η型AlGaAs層和ρ型AlGaAs層。在脊11的排列方向的兩端設(shè)置有與脊11的高度相同的帶狀底座27。在該底座27 上設(shè)置上述盤電極17。隔離槽14到達結(jié)構(gòu)基底10的頂部，并因此半導體層21通過隔離 槽14在空間上被劃分為多個部分。此外，隔離槽14也可以沒有到達結(jié)構(gòu)基底10的頂部， 并因此半導體層21沒有通過隔離槽14完全在空間上被劃分為多個部分?；蛘?，隔離槽14 也可以用絕緣物質(zhì)填充。隔離槽14的寬度(與隔離槽14的延伸方向相正交的方向上的寬度)比脊11的 寬度(與脊11的延伸方向(諧振器方向)相正交的方向上的寬度)較窄。在每個脊11中形成一對前端表面Sl和后端表面S2，以從脊11的延伸方向?qū)⒓?11夾在中間，并且諧振器由該對前端表面Sl和后端表面S2組成。該對前端表面Sl和后端 表面S2例如通過劈分形成，并布置為彼此之間以預(yù)定間隙相面對。雖然盤電極17是布置在與脊11平行的方向的線上，但也可選擇地布置(以Z形 布置)在脊11的延伸方向。盤電極17的形狀是隨機的，而不限定于圖1所示的矩形，并例 如可以是圓形、橢圓或諸如三角形的多邊形。在結(jié)構(gòu)基底10的后表面上設(shè)置下電極28。該下電極28在結(jié)構(gòu)基底10的整個后 表面上形成，并電連接到結(jié)構(gòu)基底10。上電極13、盤電極17和布線層18例如通過從結(jié)構(gòu)基底10側(cè)依次堆疊金(Au)和鍺(Ge)的合金、鎳(Ni)和金(Au)而組成。上電極13、盤電極17和布線層18可以具有除 了上述物質(zhì)以外的物質(zhì)的堆疊結(jié)構(gòu)。該上電極13、盤電極17和布線層18可以由相同物質(zhì) 組成，也可以由互不相同的物質(zhì)組成。絕緣膜15例如由SiN、Si02、Si0N、Al203或AlN組成。 下電極28例如通過從脊11的頂面?zhèn)纫来味询B鈦(Ti)、鉬(Pt)和金(Au)而組成。接下來將參考圖1 圖3說明半導體激光設(shè)備1的制造方法的示例并將重點說明 絕緣膜15中窗口區(qū)19的形成過程。首先，在具有帶狀脊11 (11A 11H)的結(jié)構(gòu)基底10的每個脊11上形成包括緩沖層 22、披覆層23、活性層24、披覆層25A和25B以及接觸層26的發(fā)光部12，并然后通過使用蒸 鍍方法在脊IlA IlL中的每一個上形成上電極13。接下來，通過在脊11之間形成隔離槽 14而在發(fā)光器之間形成電隔離之后，例如通過使用蒸鍍方法而在整個表面形成絕緣膜15。接下來，利用抗蝕劑掩模，通過進行蝕刻而在絕緣膜15中形成用于上電極13和布 線層18的接觸的接觸孔16，并同時形成用于散熱的窗口區(qū)19(19A 19H)。如上所述，這 里在窗口區(qū)19A 19H中，在中間的脊IlD和脊IlE的窗口區(qū)19D和窗口區(qū)19E相對較窄， 而兩端的脊IlA和脊IlH的窗口區(qū)19A和窗口區(qū)19H相對較寬。此后，通過使用蒸鍍方法 等在整個表面上形成由上述物質(zhì)組成的金屬層，并通過對金屬層進行圖案化而形成盤電極 17和布線層18。從而，該上電極13通過該布線層18電連接到盤電極17。同時，在結(jié)構(gòu)基 底10的后表面上形成下電極28。這樣，本實施例的半導體激光設(shè)備1就完成了。在本實施例的半導體激光設(shè)備1中，當在每個發(fā)光部12中的上電極13和下電極 28之間施加預(yù)定電壓時，電流被注入到活性層24的電流注入?yún)^(qū)(發(fā)光區(qū))，并從而通過電 子和空穴的重新組合而產(chǎn)生光發(fā)射。通過一對前端表面Sl和后端表面S2反射該光，在預(yù) 定波長產(chǎn)生激光振蕩。該光作為激光束從每個發(fā)光部12的前端表面Sl發(fā)射出去。這里，在本實施例中，在絕緣膜15中為了散熱而設(shè)置的窗口區(qū)19的面積在中間的 脊IlD和脊IlE中相對較窄，而在兩端的脊IlA和脊IlH中較寬。相應(yīng)地，窗口區(qū)的面積在 緊緊位于中間和兩端之間的脊11B、脊11C、脊IlF和脊IlG中逐步改變。從而，由窗口區(qū)19 所提供的散熱功能從中間向兩端得到改善。因此，在本實施例中，由于結(jié)構(gòu)基底10所產(chǎn)生 的光束的波長拉長得到緩減，并且緩減的程度按照與窗口區(qū)19的大小成比例的方式從中 間的光束向兩端的光束增加。于是，可以對所有光束獲得基本一致的振蕩波長。圖4示出了與現(xiàn)有技術(shù)(圖11)的示例相比根據(jù)本實施例的光束位置A H和波 長之間的關(guān)系。光束位置A H分別對應(yīng)脊IlA IlH的位置，“a”表示本實施例的半導 體激光器1的結(jié)果，“b”表示現(xiàn)有技術(shù)的示例的結(jié)果。據(jù)此，可以發(fā)現(xiàn)當位置接近兩端時克 服波長拉長的效果較大。因此，對于將半導體激光設(shè)備1應(yīng)用于例如激光束打印機的情況， 能實現(xiàn)穩(wěn)定的打印操作。2.第一變化例窗口區(qū)19的圖案的位置、大小、形狀等并不限定于第一實施例，只要窗口區(qū)19所 提供的散熱功能對于每個激光束是逐步改變的，窗口區(qū)19的圖案的位置、大小、形狀等就 可以是任意的。圖5示出了該情況的示例。3.第二變化例圖6示出了布線層18的圖案的變化例，并在與上電極13接觸的部分設(shè)置布線層 18中的翼部件18a，由此形成十字形。因此可以進一步保證布線層18和上電極13之間的
7接觸面積。4.第二實施例圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的半導體激光設(shè)備2的平面結(jié)構(gòu)的示例。該半 導體激光設(shè)備2具有常規(guī)的邊緣發(fā)射(激光二極管)結(jié)構(gòu)。該半導體激光設(shè)備2在基底30上所設(shè)置的多個(這里指八個)脊31 (31A 31H) 中的每一個具有激光器結(jié)構(gòu)。圖7中，脊31A 31H在y軸方向以帶狀延伸，并互相并行布 置。在脊31A 31H中分別設(shè)置發(fā)光部(發(fā)光器)32，并且每個發(fā)光部從其在延伸方向的端 面發(fā)射激光束。雖然在脊31A 31H的兩端設(shè)置與脊31A 31H具有相同結(jié)構(gòu)的偽脊311， 但偽脊311并不進行光發(fā)射。在每個脊31的上表面設(shè)置上電極33(第一電極)。上電極 33對應(yīng)于相對于發(fā)光部32的一對電極(ρ側(cè)電極和η側(cè)電極)中的一個電極(這里指ρ側(cè) 電極)。脊31Α 31Η通過隔離槽34互相隔離。這里，例如在八個脊31中，兩個脊31D和 脊31Ε分別對應(yīng)“中間的脊”，而脊31Α和脊31Η分別對應(yīng)“兩端的脊”。上電極33用絕緣膜35覆蓋。在該絕緣膜35中，分別為上電極33設(shè)置接觸孔36， 以便在下文所述的布線層38和上電極33之間進行電連接。在基底30的表面的兩側(cè)，在脊 31的延伸方向排列并行的一對四個盤電極37(第二電極)，即總共八個電極，該一對四個盤 電極之間是多個脊31。在絕緣膜35上，對應(yīng)于盤電極37，在與上電極33正交的方向上分 別排列多個布線層38。上電極33和對應(yīng)于上電極33的盤電極37通過布線層38電連接。 布線層38橋接于隔離槽34之上。布線層38和上電極33通過絕緣膜35中設(shè)置的接觸孔 36而互相接觸。這里，雖然接觸孔36由與下文所述的窗口區(qū)39成為一體的孔圖案形成，但 接觸孔36和窗口區(qū)39也可以不互相成為一體而是彼此獨立形成。上述結(jié)構(gòu)基本與第一實 施例的結(jié)構(gòu)相同。同樣在本實施例中，在絕緣膜35中分別為脊3IA 3IH設(shè)置多個窗口區(qū)39 (39Α 39Η)以面向上電極33。在窗口區(qū)39中，中間的脊31D和脊31Ε的窗口區(qū)39D和窗口區(qū)39Ε 相對較寬，而兩端的脊3IA和脊31Η的窗口區(qū)39Α和窗口區(qū)39Η相對較窄。而且，窗口區(qū)39 的面積從兩端的脊31向中間的脊31依次逐步增加。與第一實施例的形式相同，窗口區(qū)39 的面積取決于為每個脊31設(shè)置的多個窗口圖案的整個面積。如上所述，在上述窄間距的多光束激光設(shè)備中，對于同時在多個發(fā)光器中進行光 發(fā)射的情況，每個光束會受到來自其他光束的熱影響。因此，具體而言，存在的問題是中間 的脊31D和脊31Ε的光束溫度較高，而且振蕩波長也變長。鑒于上述情況，在本實施例中， 與使用結(jié)構(gòu)基底的第一實施例相反，窗口區(qū)39的面積設(shè)置為從兩端的脊31向中間的脊31 逐漸變寬。圖8立體地示出了半導體激光設(shè)備2的原理結(jié)構(gòu)，以及圖9示出了沿著圖8的線 VIII-VIII的橫截面結(jié)構(gòu)。圖8中省略了圖7中所示的偽脊311。半導體激光設(shè)備2在基 底30上具有半導體層40。在半導體層40中，從基底30側(cè)開始依次包括下披覆層41、活性 層42、上披覆層43和接觸層44。雖然未在圖中示出，但在半導體層40中還可進一步設(shè)置 除了上述層以外的層(例如，緩沖層和引導層)。在脊31的排列方向的兩端設(shè)置與脊31的高度具有相同高度的帶狀底座45。在底 座45上設(shè)置上述盤電極37。以與第一實施例中隔離槽14的情形相同的形式，半導體層40 由隔離槽34在空間上被劃分為多個部分。
脊31至少具有下披覆層41、活性層42、上披覆層43和接觸層44的上部分，并且 發(fā)光部32由這些層組成。圖9中，示出了其中脊31至少具有基底30的上部分、下披覆層 41、活性層42、上披覆層43和接觸層44的情形。上電極33電連接到接觸層44和上披覆層 43。基底30例如由ρ型GaAs組成。P型雜質(zhì)的例子包括鎂(Mg)和鋅(Zn)。下披覆 層41例如由ρ型AlGaAs組成。活性層42例如由不摻雜的AlGaAs組成。在該活性層42 中，包括面向上電極33的區(qū)域的帶狀區(qū)域是發(fā)光區(qū)。發(fā)光區(qū)對應(yīng)電流注入?yún)^(qū)，電流從上電 極33注入該電流注入?yún)^(qū)。上披覆層43例如由η型AlGaAs組成，而接觸層44例如由η型 GaAs組成。η型雜質(zhì)的例子包括硅(Si)或硒(Se)。隔離槽34的寬度(與隔離槽34的延伸方向正交的方向上的寬度)比脊31的寬 度(脊31的延伸方向(諧振器方向)正交的方向上的寬度)較窄。具體而言，當脊31的 寬度大約是幾十μ m (例如30 μ m)時，隔離槽34的寬度大約是幾μ m (例如3 μ m)。也就是 說，本實施例的半導體激光設(shè)備2是具有大約幾十μ m的光束間距的窄間距型激光器。在基底30的后表面上設(shè)置下電極46。該下電極46例如在整個后表面上形成，并 電連接到基底30。上電極33、盤電極37和布線層38例如通過從結(jié)構(gòu)基底30側(cè)依次堆疊金(Au)和 鍺(Ge)的合金、鎳(Ni)和金(Au)而組成。上電極33、盤電極37和布線層38具有由除了 上述物質(zhì)以外的物質(zhì)所形成的堆疊結(jié)構(gòu)。它們可以由相同物質(zhì)組成，也可以由互不相同的 物質(zhì)組成。絕緣膜35例如由SiN, SiO2, SiON、Al2O3或AlN組成。下電極46例如通過從脊 31的頂面?zhèn)纫来味询B鈦(Ti)、鉬(Pt)和金(Au)組成。然后，將參考圖7 圖9說明半導體激光設(shè)備2的制造方法的示例并將重點說明 絕緣膜35中窗口區(qū)39的形成過程。首先，在基底30上形成具有發(fā)光器的多個脊31 (31A 31H)之后，通過使用蒸鍍 方法在脊31A 31H中的每一個上形成上電極33。接下來，再通過在這些脊31之間設(shè)置隔 離槽34而在發(fā)光器之間實現(xiàn)電隔離之后，例如通過使用蒸鍍方法在整個表面上形成絕緣 膜35。接下來，利用抗蝕劑掩模通過使用蝕刻而在絕緣膜35中形成用于上電極33和布 線層38的接觸的接觸孔36，并同時形成用于散熱的窗口區(qū)39(39A 39H)。如上所述，這 里在窗口區(qū)39A 39H中，在中間的脊31D和脊31E的窗口區(qū)39D和窗口區(qū)39E相對較寬， 而兩端的脊31A和脊31H的窗口區(qū)39A和窗口區(qū)39H相對較窄。此后，通過使用蒸鍍方法 等在整個表面上形成由上述物質(zhì)組成的金屬層，并通過對金屬層進行圖案化而形成盤電極 37和布線層38。同時，在結(jié)構(gòu)基底30的后表面上形成下電極46。這樣，本實施例的半導體 激光設(shè)備2就完成了。在本實施例的半導體激光設(shè)備2中，當在每個發(fā)光部32中的上電極33和下電極 46之間施加預(yù)定電壓時，電流被注入到活性層42的電流注入?yún)^(qū)(發(fā)光區(qū))中，并從而通過 電子和空穴的重新組合產(chǎn)生光發(fā)射。通過一對前端表面Sl和后端表面S2反射該光，以預(yù) 定波長產(chǎn)生激光振蕩。該光作為激光束從每個脊31的前端表面Sl發(fā)射出去。這里，在本實施例中，與第一實施例相反的是，在絕緣膜35中為了散熱而設(shè)置的 窗口區(qū)39的面積在中間的脊31D和脊31E中相對較寬，而在兩端的脊31A和脊31H中較窄。相應(yīng)地，窗口區(qū)的面積在緊緊位于中間和兩端之間的脊31B、脊31C、脊31F和脊31G中逐步 改變。從而，窗口區(qū)39的散熱功能從兩端向中間得到改善。因此，在本實施例中，由于窄間 距產(chǎn)生的光束的波長拉長得到緩減，并且緩減的程度按照與窗口區(qū)39的大小成比例的方 式從兩端的光束向中間的光束增加。因此可能對所有光束獲得基本一致的振蕩波長。也就 是說，即使對于將半導體激光設(shè)備2應(yīng)用于激光束打印機等的情況也能實現(xiàn)穩(wěn)定的打印操 作。雖然前文中已參考第一實施例、第二實施例及其變化例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明 并不限于上述實施例等，并可以進行各種變化。例如，雖然在上面的實施例等中，已描述在脊11 (31)的兩側(cè)設(shè)置底座27(45)的示 例，但底座27(45)可以省略。在這種情況下，可以在結(jié)構(gòu)基底10(基底30)的頂面通過省 略底座而露出的區(qū)域中形成盤電極17(37)。雖然在上面的實施例中，多個盤電極17(37)被劃分為兩組并排列在脊11(31)的 兩側(cè)，但所有的盤電極17(37)可以如圖10所示只排列在一側(cè)(第三變化例)。雖然在上面的實施例中，一個上電極13(33)對應(yīng)一個盤電極17(37)，但多個上電 極13(33)能電連接到一個盤電極17(37)，也就是說，多個發(fā)光器同時由一個盤電極驅(qū)動。 而且，無需贅言的是，半導體激光設(shè)備不限于應(yīng)用于激光打印機，也可應(yīng)用于其他電設(shè)備。雖然在上面的實施例中，已結(jié)合AlGaAs合成半導體激光設(shè)備描述本發(fā)明，但本發(fā) 明可應(yīng)用于其他合成半導體激光設(shè)備，例如應(yīng)用于AlGalnP、GaInAsP等的紅光半導體激光 設(shè)備，GalnN、AlGaInN等的氮化鎵半導體激光設(shè)備，ZnCdMgSSeTe等的II-IV半導體激光設(shè) 備。而且，本發(fā)明可應(yīng)用于AlGaAs、InGaAs, InP,GaInAsNP等的半導體激光設(shè)備，在這些半 導體激光設(shè)備中，振蕩波長并不限于可見范圍。此外，雖然在上述實施例中將絕緣膜15(35)中設(shè)置的窗口區(qū)19(39)的面積設(shè)定 為從中間向兩端逐漸變寬(第一實施例)或逐漸變窄(第二實施例)，但是對于位于中間和 兩端之間的整個中間部分沒有必要逐漸變化。例如，對于中間部分，彼此相鄰的兩個脊11 之間和彼此相鄰的兩個脊31之間的窗口區(qū)的面積相同。重點在于，只要能將由于諸如SDH 結(jié)構(gòu)或窄間距等的結(jié)構(gòu)問題所產(chǎn)生的光束的波長拉長克服到不產(chǎn)生問題的程度，窗口區(qū)的 面積并不是嚴格的成比例改變。而且，在具有至少兩個發(fā)光部(發(fā)光器)的多光束激光設(shè) 備中，窗口區(qū)的面積(也就是上電極的暴露面積)隨著由光束位置產(chǎn)生的波長拉長的程度 而互相不同就足夠了。本發(fā)明中，“窗口區(qū)的面積互相不同”包括窗口區(qū)的面積中的最小面積是零的情況 (即沒有窗口區(qū))。例如，因為第一實施例中的中間的脊IlD和脊IlE以及第二實施例中的 兩端的脊31A和脊31H和其他位置的脊相比具有波長拉長的最小風險，因此可以不對脊IlD 和脊IlE以及脊31A和脊31H設(shè)置窗口區(qū)。而且，雖然在上述實施例中通過克服波長拉長而將多個光束設(shè)置為一致的，但也 可以通過調(diào)整窗口區(qū)的大小而錯開光束之間的振蕩波長。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，在所附權(quán)利要求或其等同方案的范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)計 需要和其它因素進行各種變化、組合、子組合和改變。
10
權(quán)利要求
一種半導體激光設(shè)備，其包括多個發(fā)光部，其以并行的帶狀布置并從其在延伸方向的端面發(fā)射光束；多個第一電極，其分別沿著所述發(fā)光部的頂面布置；絕緣膜，其分別覆蓋所述多個第一電極的整個表面并具有對應(yīng)于所述第一電極的接觸孔；多個第二電極，其對應(yīng)于所述第一電極布置在不同于所述多個發(fā)光部的位置；多個布線層，其分別布置在所述絕緣膜上，并通過所述接觸孔而電連接所述第二電極和對應(yīng)的所述第一電極；以及多個窗口區(qū)，其在所述絕緣膜中分別為所述發(fā)光部布置以暴露所述第一電極，其中至少兩個所述窗口區(qū)具有互不相同的面積。
2.如權(quán)利要求1所述的半導體激光設(shè)備，其中，三個或更多個所述發(fā)光部以并行布置， 并且在所述多個發(fā)光部中，所述窗口區(qū)的面積在中間的所述發(fā)光部中相對較窄，而在兩端 的所述發(fā)光部中相對較寬。
3.如權(quán)利要求2所述的半導體激光設(shè)備，其中，位于兩端的所述發(fā)光部中的活性層的 寬度和高度和位于中間的所述發(fā)光部中的活性層的寬度和高度是不同的。
4.如權(quán)利要求1所述的半導體激光設(shè)備，其中，三個或更多個所述發(fā)光部以并行布置， 并且在所述多個發(fā)光部中，所述窗口區(qū)的面積在兩端的所述發(fā)光部中相對較窄，而在中間 的所述發(fā)光部中相對較寬。
5.如權(quán)利要求4所述的半導體激光設(shè)備，其中，在所述多個發(fā)光部中，所述活性層的寬 度和高度彼此相同。
6.如權(quán)利要求1所述的半導體激光設(shè)備，其中，所述多個發(fā)光部分別為以并行的帶狀 布置的多個脊而設(shè)置，所述多個脊之間設(shè)置有隔離槽。
7.如權(quán)利要求6所述的半導體激光設(shè)備，其中，所述布線層橋接在所述隔離槽之上。
8.如權(quán)利要求7所述的半導體激光設(shè)備，其中，所述多個第二電極被劃分為兩組，并布 置在兩個區(qū)域中以從兩側(cè)將所述脊和所述隔離槽夾在中間。
9.如權(quán)利要求7所述的半導體激光設(shè)備，其中，所有的所述多個第二電極被布置在兩 個區(qū)域中的一個區(qū)域中，所述兩個區(qū)域從兩側(cè)將所述脊和所述隔離槽夾在中間。
全文摘要
本發(fā)明設(shè)置一種半導體激光設(shè)備，其包括以并行的帶狀布置的多個發(fā)光部；分別沿著發(fā)光部的頂面布置的多個第一電極；分別覆蓋所述多個第一電極的整個表面并包括對應(yīng)于所述第一電極的接觸孔的絕緣膜；對應(yīng)于所述第一電極布置在不同于所述多個發(fā)光部的位置的多個第二電極；分別布置在所述絕緣膜上，并通過所述接觸孔電連接所述第二電極和對應(yīng)的所述第一電極的多個布線層；分別在所述絕緣膜中為發(fā)光部布置以暴露第一電極的多個窗口區(qū)，其中至少兩個窗口區(qū)具有互不相同的面積。本發(fā)明能在每個發(fā)光部中獲取預(yù)定振蕩波長并同時克服光束的波長拉長，并能使所有光束的振蕩波長一致化。
文檔編號H01S5/22GK101944706SQ20101020973
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者中島真, 吉田雄太, 橫山隆浩, 狩野祥男, 高瀨英治 申請人:索尼公司