半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供一种半导体激光器。该半导体激光器可以实现减少光的内部损失而不使覆层变厚。该半导体激光器包括半导体基板上的半导体层。该半导体层从半导体基板侧依次具有下覆层、有源层、上覆层和接触层，并且在上覆层和接触层之间具有折射率低于上覆层的折射率的第一低折射率层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器，该半导体激光器适合于用作例如记录型DVD(数字多 用途盘)的光源。
技术介绍
通常，为了向诸如记录型DVD的高密度光盘写入数据，采用AlGaInP基半导体激 光器。用于此处的激光器除了高输出外，还要求具有在高温下的稳定性以及低的纵横比 (aspect ratio) (θ ν( θ 在 X 轴方向)/θΗ(θ 在 Y 轴方向))等。在这种半导体激光器中，为了实现低纵横比，在光波导中传播的光必须被加宽至 脊条侧到一定程度。因此，通过将脊条侧的覆层中接近有源层的部分以低折射率层替代，从 而采取措施将光的分布加宽至脊条侧。然而，当光分布被加宽太大时，光被脊条上面的接触 层和基板吸收。因此，采取另一种措施来降低光的内部损失加厚覆层以使接触层和基板保 持远离有源层。通过在有源层附近引入低折射率层，该部分的带隙增加而载流子溢出减少， 从而获得高温下的稳定性。例如，日本未审查专利申请公开第2005-333129号、第2005-19467号和第 2008-78340号等中描述了 AlGaInP基半导体激光器。例如，日本未审查专利申请公开第 2005-333129号、第2008-219051号和第2008-34886号等描述了用折射率低于覆层的低折 射率层替代覆层中靠近有源层的部分的技术。
技术实现思路
当加厚覆层来减少光的内部损失时，产生这样的问题，导热性下降，另外，制造过 程中的生长时间变长，并且生产率也下降。所希望的是提供实现减少光的内部损失而不加厚覆层的半导体激光器。根据本专利技术实施例的第一半导体激光器在半导体基板上具有半导体层。该半导体 层从半导体基板侧依次具有下覆层、有源层、上覆层和接触层，并且在上覆层和接触层之间 具有折射率低于上覆层的折射率的第一低折射率层。该第一低折射率层可以与接触层直接 接触，或者与其间的半导体层接触，该半导体层由与上覆层相同的材料制成且薄于上覆层。在根据本专利技术实施例的第一半导体激光器中，折射率低于上覆层的折射率的第一 低折射率层设置在上覆层和接触层之间。利用该构造，通过第一低折射率层可以抑制光的 分布向覆层的延伸。根据本专利技术实施例的第二半导体激光器在半导体基板上具有半导体层。该半导体 层从半导体基板侧依次具有下覆层、有源层、上覆层和接触层，并且在下覆层和半导体基板 之间具有折射率低于下覆层的折射率的第二低折射率层。第二低折射率层可以直接与半导 体基板接触，或者与其间的半导体层接触，该半导体层由与下覆层相同的材料制成且薄于 下覆层。在根据本专利技术实施例的第二半导体激光器中，折射率低于下覆层的折射率的第二低折射率层设置在下覆层和半导体基板之间。利用该构造，通过第二低折射率层可以抑制 光的分布向半导体基板的延伸。在根据本专利技术实施例的第一半导体激光器中，通过第一低折射率层抑制光的分布 向接触层的延伸。因此，可以减少接触层中的光吸收。利用该构造，在没有加厚上覆层的情 况下，可以减少光的内部损失。在根据本专利技术实施例的第二半导体激光器中，通过第二低折射率层抑制光的分布 向半导体基板的延伸，从而可以减少半导体基板中的光吸收。利用该构造，在没有加厚下覆 层的情况下，可以减少光的内部损失。本专利技术的其它和进一步的目标、特征和优点将通过下面的描述更加明显易懂。 附图说明图1是根据本专利技术第一实施例的半导体激光器的截面图。图2的示意解了图1半导体激光器的传导带排列。图3的关系解了图1的低折射率层的厚度和光损失之间的关系。图4的关系解了图1的第二 ρ型覆层的厚度和光损失之间的关系。图5是作为图1的半导体激光器修改的传导带排列示意图。图6是图1的半导体激光器的另一个修改的截面图。图7的示意解了图6的半导体激光器的传导带排列。图8是根据本专利技术第二实施例的半导体激光器的截面图。图9的示意解了图8的半导体激光器的传导带排列。具体实施例方式下面，将参考附图详细描述执行本专利技术的实施方式。将以下面的顺序给出描述。1.第一实施例(ρ侧设置低折射率层的示例，图1和2)修改(价带的能量分布不同的示例，图5)修改(η侧也设置低折射率层的示例，图6和7)2.第二实施例(η侧设置低折射率层的示例，图8和9)第一实施例图1图解了根据本专利技术第一实施例的半导体激光器1的截面构造示例。图2图解 了图1的半导体激光器1的导带结构示例。该实施例的半导体激光器1例如为边发射型半 导体激光器，例如能从端面(未示出)为诸如记录型DVD的高密度光盘发射eoonm波段(例 如，650nm)的光。半导体激光器1例如在基板10上具有半导体层20。基板10对应于本发 明的“半导体基板”的具体示例。基板10例如为η型GaAs基板。η型杂质的示例为硅(Si)和硒(Se)。半导体层 20包含四元的III -V族化合物半导体，例如，AlGaInP基化合物半导体。“四元”表示四种元 素的混合晶体，并且III-V族化合物半导体表示表示包含III族元素和V族元素的化合物半导 体。AlGaInP基化合物半导体表示包含Al、Ga、In和P总共四种元素的化合物半导体。例如，通过在基板10上进行晶体生长而获得半导体层20。半导体层20例如从基 板10侧依次包括η型覆层21、η侧引导层22、有源层23、ρ侧引导层24、第一 ρ型覆层25、蚀刻停止层26、第二 ρ型覆层27、低折射率层28和接触层29。低折射率层28可以直接与 接触层29接触，或者与其间的半导体层接触，该半导体层由与第二 ρ型覆层27相同的材料 制成且比第二 P型覆层27薄。η型覆层21对应于本专利技术的“下覆层”的具体示例。第一 ρ型覆层25和第二 ρ型 覆层27对应于本专利技术的“上覆层”的具体示例。低折射率层28对应于本专利技术的“第一低折 射率层”的具体示例。第一 P型覆层25对应于本专利技术的“第一覆层”的具体示例。第二 ρ 型覆层27对应于本专利技术的“第二覆层”的具体示例。η型覆层21的禁带宽度大于η侧引导层22和有源层23的禁带宽度，并且η型覆 层21的折射率小于η侧引导层22和有源层23的折射率。η型覆层21的导带的下端高于 η侧引导层22和有源层23的导带的下端。η型覆层21例如包含η型(AleGa1J,InwP(0 < e < 0. 7，0 < f < 1)。η型杂质的示例包括硅(Si)和硒(Se)。η侧引导层22的禁带宽度大于有源层23的禁带宽度，并且η侧引导层22的折射 率小于有源层23的折射率。η侧引导层22的导带的下端高于有源层23的导带的下端。η 侧引导层22例如包含未掺杂(AliGaH)kIni_kP(0 < i < e，0 < k < 1)。在该说明书中，“未掺杂”表示在制作作为目标的半导体层时没有供应杂质材料。 因此，“未掺杂”表示这样的概念其包括作为目标的半导体层中不包含杂质的情况以及略 微包含从另一个半导体层扩散来的杂质的情况。有源层23的禁带宽度对应于所希望的发光波长(例如，600nm波段的波长)。有 源层23例如具有多量子阱结构，其中阱层和势垒层分别由成分彼此不同的未掺杂AlGaInP 制作。有源层23中面对稍后描述的脊30的区域是发光区域(未示出)。发光区域的条宽 等于面对的脊30的底部，并且对应于电流注入区域，由脊3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器，包括半导体基板上的半导体层，其中该半导体层从该半导体基板侧依次具有下覆层、有源层、上覆层和接触层，并且该半导体层在该上覆层和该接触层之间具有第一低折射率层，该第一低折射率层的折射率低于该上覆层的折射率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小杉朋之，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP