半导体激光元件制造技术

本发明专利技术提供一种半导体激光元件，能够在使用了由氮化物半导体构成的基板的半导体激光元件中良好地限制光来降低FFP的脉动。半导体激光元件在由GaN构成的基板之上具有由氮化物半导体构成且折射率高于基板的发光层，在基板与发光层之间从基板的一侧起依次具有：由AlGaN构成的第一氮化物半导体层；由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成的第二氮化物半导体层；由InGaN构成的第三氮化物半导体层；和由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成、且膜厚大于第二氮化物半导体层的第四氮化物半导体层。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种半导体激光元件，能够在使用了由氮化物半导体构成的基板的半导体激光元件中良好地限制光来降低FFP的脉动。半导体激光元件在由GaN构成的基板之上具有由氮化物半导体构成且折射率高于基板的发光层，在基板与发光层之间从基板的一侧起依次具有：由AlGaN构成的第一氮化物半导体层；由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成的第二氮化物半导体层；由InGaN构成的第三氮化物半导体层；和由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成、且膜厚大于第二氮化物半导体层的第四氮化物半导体层。【专利说明】半导体激光元件
本专利技术涉及半导体激光元件。
技术介绍
在基板之上层叠了氮化物半导体层的半导体激光元件中，通过利用折射率小于活性层的层来夹着活性层，由此限制光(例如专利文献I以及2)。专利文献I JP特开2003 - 060314号公报专利文献2 JP特开2007 — 214557号公报在这样的使用了由氮化物半导体构成的基板的半导体激光元件中，要求FFP (farfield pattern:远场图)的脉动的进一步降低。这样的脉动因基板中的光的泄漏而引起，为了降低脉动，只要降低在基板中漏掉的光即可。
技术实现思路
本专利技术的实施方式的半导体激光元件，在由GaN构成的基板之上具有由氮化物半导体构成且折射率高于基板的发光层，在基板与发光层之间，从基板的一侧起依次具有:由AlGaN构成的第一氮化物半导体层；由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成的第二氮化物半导体层；由InGaN构成的第三氮化物半导体层；和由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成、且膜厚大于第二氮化物半导体层的第四氮化物半导体层。此外，本专利技术的另一实施方式的半导体激光元件，在由AlGaN构成的基板之上具有由氮化物半导体构成且折射率高于基板的发光层，在基板与发光层之间，从基板的一侧起依次具有:由AlGaN构成的第一氮化物半导体层；由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成的第二氮化物半导体层；由InGaN构成的第三氮化物半导体层；和由Al组成比大于第一氮化物半导体层的AlGaN构成、且膜厚大于第二氮化物半导体层的第四氮化物半导体层。根据本专利技术，在使用了由氮化物半导体构成的基板的半导体激光元件中，能够良好地限制光，来降低FFP的脉动。【专利附图】【附图说明】图1是说明本专利技术的一实施方式的示意性截面图。图2是表示第一?第四氮化物半导体层的折射率的示意图。图3是说明本专利技术的一实施方式中的变形例的示意性截面图。图4是表示实施例1的半导体激光元件的折射率和电场强度之间的模拟结果的图表。图5是表示比较例I的半导体激光元件的折射率和电场强度之间的模拟结果的图表。图6是表示实施例1以及比较例I的半导体激光元件的折射率和电场强度之间的模拟结果的图表。图7是表示实施例1的半导体激光元件的垂直方向FFP丄的图表。图8是表示比较例I的半导体激光元件的垂直方向FFP丄的图表。【具体实施方式】以下，参照附图对本申请专利技术的实施方式进行说明。其中，以下所示的实施方式例示用于使本专利技术的技术思想具体化的方法，并不将本专利技术特定为以下的实施方式。而且，在以下的说明中，相同的名称、标号表示相同或相同性质的部件，并适当地省略详细说明。图1是说明本专利技术的一实施方式的示意性截面图，表示与半导体激光元件100的谐振器方向垂直的方向上的截面。半导体激光元件100在由氮化物半导体构成的基板I之上具有由氮化物半导体构成的发光层。半导体激光元件100从基板I的一侧起依次设有η侧氮化物半导体层2、活性层3、和P侧氮化物半导体层4。活性层3例如诸如图2所示那样交替配置有势垒层3b、3c、3d和阱层(发光层)3a。在p侧氮化物半导体层4的表面设有隆起物4a，在与隆起物4a对应的活性层3及其附近形成有波导区域。在隆起物4a的侧面和从隆起物4a的侧面连续的P侧氮化物半导体层4的表面设有第一绝缘膜5a，在第一绝缘膜5a上设有对第一绝缘膜5a的一部分进行覆盖的第二绝缘膜5b。在p侧氮化物半导体层4的表面设有P电极6以及焊盘电极7，在基板I的背面设有η电极8。在包含发光层的活性层3与基板I之间，从基板I的一侧起依次包括:第一氮化物半导体层21、第二氮化物半导体层22、第三氮化物半导体层23、和第四氮化物半导体层24。图2是表示各层的折射率的示意图。另外，图2的示意图用于说明折射率，与后述的实施例1相比，在层构成、膜厚方面有一部分不同。此外，省略了 P侧氮化物半导体层4以及第五、第六氮化物半导体层25、26。如图2所示，关于折射率，第一?第四氮化物半导体层21?24均低于发光层3a，其中第三氮化物半导体层23具有最高的折射率。而且，第二氮化物半导体层22以及第四氮化物半导体层24的折射率低于第一氮化物半导体层21的折射率。此外，基板I的折射率低于发光层3a的折射率、且高于第一氮化物半导体层21的折射率。在图4中示出了后述的实施例1的半导体激光元件中的折射率与电场强度之间的模拟结果。图4中的η侧氮化物半导体层2的层结构与图3所示的层结构相对应，图4中的横轴利用将半导体层的最上面(P电极侧)设为Onm时的层叠方向上的膜厚来表示，即利用将半导体层的最上面(P电极侧)设为Onm时的深度方向的位置较之于此位置而处于上方的半导体层的膜的厚度来表示，数字越大则越靠近基板。右侧的纵轴表示折射率，左侧的纵轴表不电场强度。关于电场强度，将最大值设为I，利用相对值来表不。电场强度与光的强度相对应，基板中的电场强度的降低表示漏至基板的光的降低。即，如果基板中的电场强度变低，则表示漏至基板的光被降低。另外，如后所述，在实施例1的半导体激光元件中，因为与基板相接地设置的第六氮化物半导体层26是具有与基板相同的折射率的层，所以第六氮化物半导体层26与基板之间的电场强度差极小，如果在第六氮化物半导体层26中电场强度有所降低，则同样地能够认为在基板中电场强度被降低。在本实施方式中，在基板I之上设有第一氮化物半导体层21，在该第一氮化物半导体层21与发光层之间按照特定顺序还设有第二?第四氮化物半导体层22?24。在如以上那样构成的实施方式的半导体激光元件中，成为图2所示那样的折射率分布。在以上的构成中，来自包含发光层的活性层3的光，由于活性层3与由AlGaN构成的低折射率的第四氮化物半导体层24之间的折射率差而被限制，进而由于由InGaN构成的第三氮化物半导体层23与由AlGaN构成的第二氮化物半导体层22之间的折射率差而被限制。因为第三氮化物半导体层23是由InGaN构成的高折射率的层，所以第三氮化物半导体层23内的电场强度的衰减小，光易于滞留。这通过以下的理由能够得到理解，即:在图4的表示电场强度的图表中，在与第三氮化物半导体层23对应的部分，图表的倾斜度变小。这样，通过将第三氮化物半导体层23设置在第二氮化物半导体层22的发光层侧，从而由于第三氮化物半导体层23与第二氮化物半导体层22之间的折射率差，可以有效地限制光。换言之，能够增大因设置第二氮化物半导体层22而带来的光的限制量。此外，如图4所示，即便是在活性层3与第四氮化物半导体层24之间例如设置了与活性层3之间的折射率差小的由InGaN构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光元件，在由GaN构成的基板之上具有由氮化物半导体构成且折射率高于所述基板的发光层，所述半导体激光元件的特征在于，在所述基板与所述发光层之间，从所述基板的一侧起依次具有：由AlGaN构成的第一氮化物半导体层；由Al组成比大于所述第一氮化物半导体层的AlGaN构成的第二氮化物半导体层；由InGaN构成的第三氮化物半导体层；和由Al组成比大于所述第一氮化物半导体层的AlGaN构成、且膜厚大于所述第二氮化物半导体层的第四氮化物半导体层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：三好隆，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP