半导体激光器制造技术

本发明专利技术的提供一种半导体激光器，其工作电流低且即便在高温输出时也稳定地振荡。该半导体激光器具有：基板（１０）；ｎ型包覆层（１２），其设于基板（１０）上；有源层（１３），其设于ｎ型包覆层（１２）上；ｐ型包覆层（１４），其为设于有源层（１３）上的含有Ａｌ的化合物，且具有成为电流通路的条状脊结构；电流阻挡层（１６），其为在除脊结构的上表面之外的ｐ型包覆层（１４）表面设置的含有Ａｌ的化合物，且Ａｌ的组成比在ｐ型包覆层（１４）的Ａｌ的组成比以下；光吸收层（１７），其设于电流阻挡层（１６）上，吸收激光器振荡波长的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体激光器，特别涉及限制电流的层与限制光的层各自独立的 半导体激光器。
技术介绍
作为光信息处理设备的光源使用的半导体激光器要求寿命长、由温度引起的阈值 电流的变化小且噪声低。作为光信息处理设备的半导体激光器，可以采用振荡波长处于红 色区域且具有两层结构的电流阻挡层的脊型半导体激光器等(例如参照专利文献1)。在光信息处理设备中使用单模半导体激光器的情况下，当被光盘等反射的激光入 射到半导体激光器时，因光干涉而导致振荡状态不稳定地变化，成为产生噪声的原因。这样 由反射光产生的噪声，在半导体激光器被使用于光盘等再生记录用光源等时，成为较大的 障碍。为了减少由该反射光产生的噪声，通常采取如下措施，即通过高频叠加电路调制 半导体激光器的输出，以降低激光的相干性。但是，对该方法而言，由于另外需要用于生成 高频电流的高频叠加电路，因此，不适合于装入半导体激光器的光信息处理设备的小型化。 于是，最近，在外部不设置高频叠加电路而使半导体激光器的输出周期性变动的所谓自激 励振荡(自激振荡)激光器由于低成本且适合于小型化而受到关注。但是，自激振荡激光器存在在高温输出时导致产生单模化的问题。即，在以往的自 激振荡激光器中，仅在低温输出时保证与在单模激光器中使高频电流叠加时相同的效果。专利文献1 (日本)特开2002-124736号公报
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种工作电流低且即便在高温输出时也稳 定地振荡的半导体激光器。根据本专利技术的一实施方式，提供一种半导体激光器，该半导体激光器具有基板； 第一导电型包覆层，其设于基板上；有源层，其设于第一导电型包覆层上；第二导电型包覆 层，其为设于有源层上的含有Al的化合物，且具有成为电流通路的条状脊结构；电流阻挡 层，其为在除脊结构的上表面之外的第二导电型包覆层表面设置的含有Al的化合物，且Al 的组成比在第二导电型包覆层的Al的组成比以下；光吸收层，其设于电流阻挡层上，吸收 激光器振荡波长的光。根据本专利技术，可以提供一种工作电流低且即便在高温输出时也稳定地振荡的半导 体激光器。附图说明图1是本专利技术实施方式的半导体激光器的立体图；图2是本专利技术实施方式的半导体激光器的剖面图3(a) (C)是表示本专利技术实施方式的半导体激光器的制造工序的剖面图；图4是表示本专利技术实施方式的半导体激光器的相干性及温度变化对于QW数的依 赖性的曲线图；图5是表示本专利技术实施方式的半导体激光器的工作电流及温度变化对于QW数的 依赖性的曲线图；图6是表示本专利技术实施方式的半导体激光器的工作电流及温度变化对于谐振腔 长度的依赖性的曲线图；图7是表示本专利技术实施方式的半导体激光器的振荡阈值与ρ型包覆层的Al组成 比的依赖性的曲线图；图8是表示本专利技术实施方式的半导体激光器的相干性与工作电流的脊底宽度的 依赖性的曲线图；图9是表示本专利技术实施方式的半导体激光器在25°C下的相干性、第一 ρ型包覆层 层厚及电流阻挡层层厚的依赖性的曲线图；图10是表示本专利技术实施方式的半导体激光器在70°C下的相干性、第一 ρ型包覆层 层厚及电流阻挡层层厚的依赖性的曲线图；图11是表示本专利技术实施方式的半导体激光器在25°C下的工作电流、第一 ρ型包覆 层层厚及电流阻挡层层厚的依赖性的曲线图；图12是表示本专利技术实施方式的半导体激光器在70°C下的工作电流、第一ρ型包覆 层层厚及电流阻挡层层厚的依赖性的曲线图。附图标记说明10 基板12 η型包覆层13有源层14 ρ型包覆层14 a第一 ρ型包覆层14 b第二 ρ型包覆层15蚀刻停止层16 电流阻挡层17光吸收层18 BDR 层19接触层20 η侧电极21 ρ侧电极30 掩模具体实施例方式以下，参照附图说明本专利技术的实施方式。在以下附图的记载中，对于同一或类似组 成部分，由同一或类似附图标记来表示。附图是示意性表示的图，厚度与平面尺寸的关系、 各层的厚度的比例等与实际结构不一样。因此，具体的厚度和尺寸应对照以下说明进行判4断。而且，不言而喻，在各附图中，也包含彼此的尺寸关系和比例不同的部分。(实施方式)如图1及图2所示，本专利技术实施方式的半导体激光器具有基板10 ；设于基板10 上的η型(第一导电型)包覆层12 ；设于η型包覆层12上的有源层13 ；在有源层13上设 置的含有铝(Al)的化合物且具有成为电流通路的条状脊结构的ρ型(第二导电型)包覆 层14;在除脊结构的上表面之外的ρ型包覆层14表面设置的含有Al的化合物且Al的组 成比在P型包覆层14的Al的组成比以下的电流阻挡层16 ；设于电流阻挡层16上且吸收 具有激光器振荡波长的光的光吸收层17。基板10例如是由作为η型掺杂剂掺杂硅(Si)的导电性η型(第一导电型)砷化 镓(GaAs)构成的半导体基板。η型包覆层12例如由作为η型掺杂剂掺杂浓度约为7. OX 1017cm_3的Si的InGaAlP 构成。优选在η型包覆层12上设置η型光导层(省略图示)，该光导层由作为η型掺杂剂 掺杂浓度约为2. 3Χ IO17CnT3的Si的InGaAlP构成且起到调整有源层13内的光密度的作用。在有源层13中由η型包覆层12供给的电子与由ρ型包覆层14供给的空穴复合 而产生光。有源层13能够构成为，例如利用带隙比阱层带隙大的势垒层(层阻挡层)将 阱层夹在中间的夹层状的量子阱(QW)结构。该量子阱结构中的阱层可以不是一层而是多 层，有源层13也可以是多重量子阱结构(MQW)。MQW的有源层13可以形成为将InGaAlP和 铟-镓-磷(InGaP)交替地层叠5 8对的结构。有源层13的厚度为15 90nm左右。优 选在有源层13上设置例如ρ型光导层(省略图示)，该光导层由作为ρ型掺杂剂掺杂浓度 约为3. 5 X IO17CnT3的镁(Mg)的InGaAlP构成且起到调整有源层13内的光密度的作用。ρ型包覆层14由第一 ρ型包覆层14a和第二 ρ型包覆层14b构成，在第一 ρ型包 覆层14a与第二 ρ型包覆层14b的边界设有蚀刻停止层15。第一 ρ型包覆层14a的层厚 、(不存在脊结构的部位的ρ型包覆层14的厚度)为200 500nm的平坦层。第二 ρ型 包覆层14b为脊上部(顶部)宽度Cl1为1.0 3.5 μ m、脊下部(底部)宽度d2为1. 5 4. 0 μ m、条状延伸方向的长度(谐振腔长度)L为250 500 μ m的条状脊结构。第一 ρ型 包覆层14a与第二 ρ型包覆层14b例如由作为ρ型掺杂剂掺杂浓度约为7. 0 X 1017cm_3的Mg 的InGaAlP构成。电流阻挡层16为透明且具有不限制(不吸收)由有源层13产生的激光而仅限制 电流的功能。电流阻挡层16能够利用限制电流的功能，使注入到有源层13的电流变窄，使 有源层13中的电流密度上升。作为电流阻挡层16所使用的材料，必须是不吸收由有源层 13产生的激光的材料且能够限制被注入的电流的材料。首先，作为满足不吸收由有源层13 产生的激光这一条件的电流阻挡层16所使用的材料，可以采用与有源层13相同的材料，或 者采用带隙比有源层13带隙的大的材料。另外，作为满足能够限制被注入的电流这一条件 的电流阻挡层16所使用的材料，必须是带隙比ρ型包覆层14的带隙大的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器，其特征在于，具有：基板；第一导电型包覆层，其设于所述基板上；有源层，其设于所述第一导电型包覆层上；第二导电型包覆层，其为设于所述有源层上的含有Ａｌ的化合物，且具有成为电流通路的条状脊结构；电流阻挡层，其为在除所述脊结构的上表面之外的所述第二导电型包覆层表面设置的含有Ａｌ的化合物，且Ａｌ的组成比在所述第二导电型包覆层的Ａｌ的组成比以下；光吸收层，其设于所述电流阻挡层上，吸收激光器振荡波长的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：野间亚树，村山实，内田智士，石川努，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]