面发光型半导体激光器和面发光型半导体激光器阵列制造技术

本发明专利技术涉及面发光型半导体激光器和面发光型半导体激光器阵列。面发光型半导体激光器包括：基板；第一半导体多层膜反射器，其叠置在基板上；活性区域，其叠置在第一半导体多层膜反射器上或者叠置在第一半导体多层膜反射器上方；第二半导体多层膜反射器，其叠置在活性层上或者叠置在活性层上方；腔室延伸区域，其介于第一半导体多层膜反射器与活性区域之间或者介于第二半导体多层膜反射器与活性区域之间；以及载流子块层，其介于腔室延伸区域与活性区域之间。载流子块层包括第一载流子块层和第二载流子块层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面发光型半导体激光器、面发光型半导体激光器阵列、面发光型半导体激光器装置、光传输装置以及信息处理装置。
技术介绍
面发光型半导体激光器是能够在垂直于基板的方向上发射激光束的发光装置，因此易于形成在二维阵列中。因而，面发光型半导体激光器已经越来越多地用作打印机、图像形成设备、光学通信等的光源。已经研究了一种方法，在该方法中在基横模和更高横模之间具有损失差，以便在单横模和单纵模下操作面发光型半导体激光器。一种研究公开了一种具有大腔室长度(即，下和上多层膜反射器之间的长度)的面发光型半导体激光器，即，长腔室面发光型半导体激光器(见未审查的日本专利申请公开2005-129960和2009-152553)。长腔室面发光型半导体激光器在更高横模中引起衍射损失，从而在基横模中增加光输出。需要考虑的是，在长腔室面发光型半导体激光器的活性层的附近形成具有大带隙的单个载流子块层可以降低载流子从活性层渗漏的风险，从而增加光视效率。但是，在这种情况下，如果载流子块层的厚度较大，那么装置的电阻可以变得过高。另一方面，为了限制装置的电阻而降低载流子块层的厚度会增加载流子的穿透，这不能够在足够的程度上降低载流子从活性层渗漏的风险。本专利技术的目的是提供一种长腔室面发光型半导体激光器，相比于形成单个载流子块层的情形，其能够易于降低装置的电阻和载流子渗漏的风险。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方案，提供了一种面发光型半导体激光器，其包括：基板；第一半导体多层膜反射器，其叠置在基板上，第一半导体多层膜反射器包括由具有高折
射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；活性区域，其叠置在第一半导体多层膜反射器上或者叠置在第一半导体多层膜反射器上方；第二半导体多层膜反射器，其叠置在活性层上或者叠置在活性层上方，第二半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；腔室延伸区域，其介于第一半导体多层膜反射器和活性区域之间或者介于第二半导体多层膜反射器和活性区域之间，腔室延伸区域具有的光学厚度大于振荡波长，腔室延伸区域能够使腔室长度增加；以及载流子块层，其介于腔室延伸区域和活性区域之间，载流子块层包括第一载流子块层和第二载流子块层，第一和第二载流子块层具有比活性区域和腔室延伸区域更大的带隙，第一载流子块层具有比第二载流子块层更大的带隙。根据本专利技术的第二方案，面发光型半导体激光器进一步包括具有比第一载流子块层更大厚度的含铝电流约束层，第一载流子块层中的铝含量等于或者高于电流约束层中的铝含量。根据本专利技术的第三方案，第二载流子块层具有的厚度比第一载流子块层大。根据本专利技术的第四方案，第一载流子块层具有的杂质浓度比第二载流子块层高。根据本专利技术的第五方案，提供了一种面发光型半导体激光器，其包括：基板；第一半导体多层膜反射器，其叠置在基板上，第一半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；活性区域，其叠置在第一半导体多层膜反射器上或者叠置在第一半导体多层膜反射器上方；第二半导体多层膜反射器，其叠置在活性层上或者叠置在活性层上方，第二半导体多层膜反射器包括具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层的交替对；腔室延伸区域，其介于第一半导体多层膜反射器和活性区域之间或者介于第二半导体多层膜反射器和活性区域之间，腔室延伸区域具有的光学厚度大于振荡波长，腔室延伸区域能够使腔室长度增加；以及载流子块层，其介于腔室延伸区域和活性区域之间，载流子块层包括第一载流子块层和第二载流子块层，第一和第二载流子块层具有比活性区域和腔室延伸区域大的带隙，第一载流子块层具有比第二载流子块层高的载流子浓度。根据本专利技术的第六方案，第一载流子块层位于驻波的光强度低于驻波的最大光强度的一半的区域内，驻波形成在第一半导体多层膜反射器和第二半导体多层膜反射器
之间。根据本专利技术的第七方案，第一载流子块层位于形成在第一半导体多层膜反射器和第二半导体多层膜反射器之间的驻波的节点处。根据本专利技术的第八方案，第二载流子块层介于活性区域和第一载流子块层之间，并且第二载流子块层和活性区域之间的边界位于驻波的光强度高于驻波的最大光强度的一半的区域内，驻波形成在第一半导体多层膜反射器和第二半导体多层膜反射器之间。根据本专利技术的第九方案，第二载流子块层介于活性区域和第一载流子块层之间，并且第二载流子块层和活性区域之间的边界位于形成在第一半导体多层膜反射器和第二半导体多层膜反射器之间的驻波的波腹处。根据本专利技术的第十方案，第二载流子块层介于第一载流子块层和活性区域之间以及介于第一载流子块层和腔室延伸区域之间，并且活性区域侧的第二载流子块层和活性区域之间的边界以及第二载流子块层的腔室延伸区域侧和腔室延伸区域之间的边界均位于驻波的光强度高于驻波的最大光强度的一半的区域内，驻波形成在第一半导体多层膜反射器和第二半导体多层膜反射器之间。根据本专利技术的第十一方案，第二载流子块层介于第一载流子块层和活性区域之间以及介于第一载流子块层和腔室延伸区域之间，并且活性区域侧的第二载流子块层和活性区域之间的边界以及第二载流子块层的腔室延伸区域侧和腔室延伸区域之间的边界均位于形成在第一半导体多层膜反射器和第二半导体多层膜反射器之间的驻波的波腹处。根据本专利技术的第十二方案，圆柱结构形成在基板之上，圆柱结构包括电流约束层和载流子块层，并且电流约束层和载流子块层在氧化步骤中从圆柱结构的侧表面暴露。根据本专利技术的第十三方案，提供了包括多个上述面发光型半导体激光器的面发光型半导体激光器阵列。根据本专利技术的第十四方案，提供了面发光型半导体激光器装置，其包括：上述面发光型半导体激光器；以及光学构件，由面发光型半导体激光器发射的光进入该光学构件。根据本专利技术的第十五方案，提供了光传输装置，其包括：上述面发光型半导体激
光器装置；以及传输单元，其经由光学介质传输由面发光型半导体激光器装置发射的激光束。根据本专利技术的第十六方案，提供了信息处理装置，其包括：上述面发光型半导体激光器；聚光单元，其将由面发光型半导体激光器发射的激光束聚集到记录介质上；以及利用由聚光单元聚集的激光束来扫描记录介质的机构。根据本专利技术的第一和第五方案的面发光型半导体激光器能够使装置的电阻以及载流子渗漏的风险相比于形成单个载流子块层的情形而易于降低。根据本专利技术的第二方案的面发光型半导体激光器能够使第一载流子块层的带隙增加并且降低第一载流子块层的氧化。根据本专利技术的第三方案的面发光型半导体激光器降低载流子从活性区域至腔室延伸区域的穿透。相比于第一载流子块层具有的杂质浓度不高于第二载流子块层的情形，根据本专利技术的第四方案的面发光型半导体激光器能够使第一载流子块层的带隙增加。相比于第一载流子块层位于驻波的光强度高于驻波的最大光强度的一半的区域内的情形，根据本专利技术的第六方案的面发光型半导体激光器能够使由第一载流子块层吸收的光的量降低。相比于第一载流子块层不位于驻波的波腹处的情形，根据本专利技术的第七方案的面发光型半导体激光器能够使由第一载流子块层吸收的光的量降低。相比于第二载流子块层和活性区域之间的边界位于驻波的光强度低于驻波的最大光强度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面发光型半导体激光器，该面发光型半导体激光器包括：基板；第一半导体多层膜反射器，该第一半导体多层膜反射器叠置在所述基板上，所述第一半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；活性区域，该活性区域叠置在所述第一半导体多层膜反射器上或者叠置在所述第一半导体多层膜反射器上方；第二半导体多层膜反射器，该第二半导体多层膜反射器叠置在所述活性层上或者叠置在所述活性层上方，所述第二半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；腔室延伸区域，该腔室延伸区域介于所述第一半导体多层膜反射器与所述活性区域之间或者介于所述第二半导体多层膜反射器与所述活性区域之间，所述腔室延伸区域具有的光学厚度大于振荡波长，所述腔室延伸区域能够使腔室长度增加；以及载流子块层，该载流子块层介于所述腔室延伸区域与所述活性区域之间，所述载流子块层包括第一载流子块层和第二载流子块层，所述第一载流子块层和第二载流子块层具有比所述活性区域和所述腔室延伸区域大的带隙，所述第一载流子块层具有比所述第二载流子块层大的带隙。

【技术特征摘要】
2015.02.25 JP 2015-0348511.一种面发光型半导体激光器，该面发光型半导体激光器包括：基板；第一半导体多层膜反射器，该第一半导体多层膜反射器叠置在所述基板上，所述第一半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；活性区域，该活性区域叠置在所述第一半导体多层膜反射器上或者叠置在所述第一半导体多层膜反射器上方；第二半导体多层膜反射器，该第二半导体多层膜反射器叠置在所述活性层上或者叠置在所述活性层上方，所述第二半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；腔室延伸区域，该腔室延伸区域介于所述第一半导体多层膜反射器与所述活性区域之间或者介于所述第二半导体多层膜反射器与所述活性区域之间，所述腔室延伸区域具有的光学厚度大于振荡波长，所述腔室延伸区域能够使腔室长度增加；以及载流子块层，该载流子块层介于所述腔室延伸区域与所述活性区域之间，所述载流子块层包括第一载流子块层和第二载流子块层，所述第一载流子块层和第二载流子块层具有比所述活性区域和所述腔室延伸区域大的带隙，所述第一载流子块层具有比所述第二载流子块层大的带隙。2.根据权利要求1所述的面发光型半导体激光器，进一步包括：含铝的电流约束层，该含铝的电流约束层具有比所述第一载流子块层大的厚度，其中，所述第一载流子块层中的铝含量等于或者高于所述电流约束层中的铝含量。3.根据权利要求1或2所述的面发光型半导体激光器，其中，所述第二载流子块层具有比所述第一载流子块层大的厚度。4.根据权利要求1或2所述的面发光型半导体激光器，其中，所述第一载流子块层具有比所述第二载流子块层高的杂质浓度。5.一种面发光型半导体激光器，包括：基板；第一半导体多层膜反射器，该第一半导体多层膜反射器叠置在所述基板上，所述
\t第一半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；活性区域，该活性区域叠置在所述第一半导体多层膜反射器上或者叠置在所述第一半导体多层膜反射器上方；第二半导体多层膜反射器，该第二半导体多层膜反射器叠置在所述活性层上或者叠置在所述活性层上方，所述第二半导体多层膜反射器包括由具有高折射指数的高折射指数层以及具有低折射指数的低折射指数层构成的交替对；腔室延伸区域，该腔室延伸区域介于所述第一半导体多层膜反射器与所述活性区域之间或者介于所述第二半导体多层膜反射器与所述活性区域之间，所述腔室延伸区域具有的光学厚度大于振荡波长，所述腔室延伸区域能够使腔室长度增加；以及载流子块层，该载流子块层介于所述腔室延伸区域与所述活性区域之间，所述载流子块层包括第一载流子块层和第二载流子块层，所述第一载流子块层和第二载流子块层具有比所述活性区域和所述腔室延伸区域大的带隙，所述第一载流子块层具有比所述第二载流子块层高的载流子浓度。6.根据权利要求5所述的面发光型半导体激光器，其中，所述第一载流子块层位于驻波的光强度低于...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤崇，村上朱实，武田一隆，城岸直辉，早川纯一朗，樱井淳，
申请(专利权)人：富士施乐株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP