半导体激光器制造技术

本发明专利技术涉及半导体激光器。在脊宽度朝向射出端面扩大的扩张脊型双沟道结构的半导体激光器中，随着光输出的变化，水平方向的远场图形的强度中心以及形状发生变动，不能得到稳定的成品率。本发明专利技术提供一种半导体激光器，其通过使脊宽度最窄的地方的两侧的沟道部的宽度比光射出端面部的沟道宽度变宽，能够抑制随着光输出变化的水平方向的远场图形的强度中心的变动，射出远场图形的形状稳定的激光光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器，特别是涉及具备脊波导的半导体激光器。
技术介绍
本专利技术涉及光盘系统或光通信等使用的半导体激光器，特别涉及双 沟道型脊结构型的分立型以及单块型半导体激光器。所谓双沟道型脊结 构是以等效折射率小的沟道(槽)部夹着脊，进而用等效折射率大的层夹着沟道部的结构(例如，参照专利文献l,图13)。另外，伴随着激光的高功率化，采用使脊宽度在激光谐振腔内变化， 脊宽度朝向光射出端面而变宽的扩张型(flare type)脊结构激光器。该 结构的优点是，能够在实现高功率化的同时降低器件电阻、工作电压、 工作电流。现有的扩张脊型双沟道结构激光器的沟道宽度是与脊宽度的 变化无关地以固定的值而被设计的(例如，专利文献2~4)。专利文献1日本专利3857294专利文献2日本专利申请公开2006-303267专利文献3日本专利2695440专利文献4日本专利公表2005-524234在现有的扩张脊型双沟道结构的半导体激光器中，存在如下问题， 水平方向的远场图形的强度中心以及形状随着光输出的变化而发生变动，不能得到稳定的成品率。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而完成的，本专利技术的目的在于提供一种 半导体激光器，其能抑制伴随光输出变化的水平方向的远场图形的强度 中心的变动，而且，能射出远场图形的形状稳定的激光。本专利技术的半导体激光器，是一种双沟道型脊结构的半导体激光器， 其具有脊；位于上迷脊的两側，夹着上迷脊，与上迷脊相比等效折射 率较小的沟道部；以及在上述沟道部的外侧，具有比上述沟道部的等效折射率大的等效折射率的层，该半导体激光器的特征在于，上述脊具有 朝向光射出端面而宽度变宽的扩张脊结构，上述脊宽度最窄的地方的两 侧位置的沟道部的宽度，比上述光射出端面部的沟道宽度变得宽。在本专利技术的半导体激光器中，通过以具有扩张脊结构的双沟道型脊 结构，使脊宽度最窄的地方的两側的沟道部的宽度比光射出端面部的沟 道宽度宽，从而能够改善水平方向的远场图形的形状，并且使远场图形 的中心稳定。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的立体图。图2是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的一部分 剖面图。图3是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的上表面 外观图。图4是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的剖面的电场分 布的图。图5是表示现有技术的半导体激光器的水平方向的远场图形的实 际测量值的图。图6是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的水平方向的远 场图形的实际测量值的图。图7是表示现有技术的半导体激光器的水平方向远场图形的中心角 的差分分布的图。图8是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的水平方向远场 图形的中心角的差分分布的图。图9是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的上表面 外观图。图10是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的上表 面外观图。图11是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的上表 面外观图。图12是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的一部分剖面图。图13是表示本专利技术的一个实施方式的半导体激光器的结构的上表 面外观图。附图标记说明 121脊 125槽部具体实施方式 实施方式1实施方式1是具有双沟道型脊结构的半导体激光器，其脊形状由脊 宽度固定不变化的区域l和朝向光射出端面而脊宽度变宽的扩张形状的 区域2构成。振荡波长是660nm附近。图1是表示本实施方式1的激光 器的结构的立体图。图2是图1的A-A线的剖面图。本实施方式1的半 导体激光器是用两条槽部(沟道)125夹着脊121形成的双沟道型脊结 构的半导体激光器。脊宽度和沟道宽度在图2中分别用T、 Wc表示。在图3中表示了从上方观察本实施方式1的包含沟道的脊附近的图 形的外观。在图中设上述区域1的长度为Ll，区域2的长度为L2，与 每个对应的脊宽度记为Tl， T2，沟道宽度记为Wcl， Wc2。在该双沟道型扩张脊结构的半导体激光器中，光射出端面部的沟道 宽度与脊宽度最窄的地方的沟道部相比变窄。通过采用这种结构，抑制 伴随光输出变化的水平方向的远场图形的强度中心的变动。另外，在脊宽度最窄的地方，沟道部的宽度被最优化，以使激光器 的脊中心的电场强度和沟道外侧的端的电场强度满足以下条件E = Acos (ux) (1)E = Ac o s (uT/2) e x p (—w ( | x | —T/2) ) (2)U2+W2= (ni2—n22) (2兀/" 2T2 ... (3) w= u t a n (u) ' (4)其中，在假设E为电场、A为规定的系数、x为距上述脊中心的距 离、T为上述脊宽度、nl为上述脊的等效折射率、n2为上述沟道部的等 效折射率、X为上迷半导体激光器的振荡波长、Wc为上述沟道部的宽度 的情况下，进行设定，以使根据(1 )到(4)计算的x=0的电场El与6x=T/2+Wc的电场E2的比E2/E1满足0.0001 SE2/E1 ^ 0.01 ... (5)将上述参数和脊附近的折射率分布和电场分布表示于图4。这样， 通过设定脊宽度最窄的地方的沟道部的宽度，能够进一步改善水平方向 的远场图形的形状，而且使远场图形的中心稳定。另外，在本实施方式l中，假设从脊部的中心到沟道的外側的端的 距离固定。通过采用这种结构，使制造时的加工变得容易，能提高大规 模生产性。下面，简单叙述实施方式1的双沟道型扩张脊半导体激光器的结构 和制造方法。在图1中，在n型(n-) GaAs衬底101的上方，形成n-AlGalnP下 包覆层103。在n-AlGalnP下包覆层103上，形成以GalnP为阱层、以 AlGalnP为阻挡层的多量子阱结构的活性层105 (以下称为MQW活性 层)。在活性层105上依次形成p型(p-) AlGalnP第一上包覆层107、蚀 刻终止层109。在蚀刻终止层109上，线状地形成有脊121。而且，隔 开被形成于脊121的两侧的两条槽部125，沿着脊121线状地形成有 p-AlGalnP第二上包覆层111。而且，在脊121以及p-AlGalnP第二上包覆层111的上表面上形成 p-GaAs接触层113,在其上部形成有绝缘膜115。在绝缘膜115上形成 有由金属薄膜和镀金构成的p电极117。而且脊121上的绝缘膜115被 开口， p电极117和p-GaAs接触层113电连接。在半导体激光器129的端面附近设置有窗口区域123。而且，在 n-GaAs衬底101的背面上形成有n电极119。另外，127表示激光光束。在上述例中，AlGalnp的组成，通过(AlxGa^) 0.5In0.5P正确地表 示。而且，n-AlGalnP下包覆层103的组成比x是0.5-0.7, p-AlGalnp 第一上包覆层107的组成比x是0.5 0,7， p-AlGalnP第二上包覆层111 的纟且A比xA 0.5 0.7。各层的厚度是，n-AlGalnP下包覆层103为1.5~4pm, p-AlGalnP第 一上包覆层107为0.1 lpm, p-AlGalnP第二上包覆层111为0.5~2pm。 而且，各层的栽流子浓度是，n-AlGalnP下包覆层103为 0.3 2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器，是双沟道型脊结构的半导体激光器，具有：　脊；　位于上述脊的两侧，夹着上述脊，与上述脊相比等效折射率小的沟道部；以及　在上述沟道部的外侧，具有比上述沟道部的等效折射率大的等效折射率的层，该半导体激光器的特征 在于，　上述脊具有朝向光射出端面而宽度变宽的扩张脊结构，上述脊的宽度最窄的地方的两侧位置的沟道部的宽度，与上述光射出端面部的沟道部的宽度相比变宽。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口勉，西田武弘，大仓裕二，高濑祯，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]