单片型半导体激光器制造技术

本发明专利技术涉及单片型半导体激光器。在半导体基板（１）上至少形成有具有例如红外光用的第一导电型包层（２ａ）、活性层（３ａ）、第二导电型包层（４ａ）的红外光用的发光层形成部（９ａ）的红外元件（１０ａ），和至少形成有具有例如红色光用的第一导电型包层（２ｂ）、活性层（３ｂ）、第二导电型包层（４ｂ）的红色光用的发光层形成部（９ｂ）的红色元件形成在同一半导体基板面（１）上，并且，各个第二导电型包层（４ａ、４ｂ）使用同一材料形成。其结果是，不仅能够将脊形成工艺共通化，而且，能够使两元件均为具有能够进行高输出动作的窗结构的结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合用于DVD (数字多用途盘digital versatile disk)、 DVD-ROM、可写入数据的DVD-R等的DVD装置与CD、 CD-ROM、 可写入数据的CD-R等的CD装置的一体型光盘装置的拾取器(pick up) 光源的单片型半导体激光器。更为详细而言，涉及能够减少制造工艺 工吋并进行高输出动作的结构的单片型半导体激光器。
技术介绍
近年来，随着在DVD与CD之间具有兼容性的光盘装置的普及， 在同一半导体基板上形成有例如InGaAlP系的半导体激光器元件和 AlGaAs系的半导体激光器元件的单片型半导体激光器被作为光源使 用(参照专利文献1)。如图3所示，AlGaAs系的半导体激光器元件50a在例如由n型 GaAs构成的半导体基板51上形成有发光层形成部59a，该发光层形成 部59a由例如由n型AlGaAs系化合物半导体构成的n型包层52a、由 AlGaAs系化合物半导体构成的活性层53a、由p型AlGaAs系化合物 半导体构成的脊形状的p型包层54a所组成，在脊形状的侧面部形成 有由n型GaAs构成的电流狭窄层55a,在其上部设置有例如由p型 GaAs构成的接触层56a。另一方面，InGaAlP系半导体激光器元件50b 在与AlGaAs系半导体激光器元件50a相同的半导体基板51上形成有 发光层形成部59b，该发光层形成部59b由例如由n型InGaAlP系化合 物半导体构成的n型包层52b、由InGaAlP系化合物半导体构成的活性 层53b、由p型InGaAlP系化合物半导体构成的脊形状的p型包层54b 所组成，在脊形状的侧面形成有由n型GaAs构成的电流狭窄层55b， 在其上部设置有例如由p型GaAs构成的接触层56b。而且，在接触层 56a、 56b的上部分别形成有p侧电极57a、 57b，在半导体基板51的 背面侧形成有n侧共用电极58，两元件成为电气分离的单片型半导体激光器。日本专利特开第2000-11417号公报(图9)
技术实现思路
在现有的结构中，在AlGaAs系的半导体激光器元件的p型包层中 使用AlGaAs系化合物半导体材料，在InGaAlP系的半导体激光器元件 的p型包层中使用InGaAlP系化合物半导体层，分别通过不同的材料 而形成。因此，在想要形成各个脊部的情况下，由于脊形成工艺中使 用的对蚀刻的p型包层的蚀刻选择性、速度等各不相同，因此无法同 吋形成所希望的脊形状，而必须单独进行，存在导致工艺的工时增加， 成品率极度下降的问题。此外，近年来，在具有DVD与CD的兼容性的光盘装置中，为了 使其具有DVD-R、 CD-R等的兼容性，需要一种写入用的高输出的单 片型半导体激光器，InGaAlP系半导体激光器元件和AlGaAs系半导体 激光器元件均必须高输出化。而且， 一般作为实现高输出化的方法， 可考虑用具有比活性层的带隙能量大的带隙能量的材料形成电流狭窄 层，使之为不吸收活性层的光的实折射率结构，以实现低阈值化、高 效率化。再者，由于InGaAlP系半导体激光器元件的温度特性比AlGaAs 系半导体激光器元件差，难以实现高输出化，因该理由而采用使共振 器镜面附近的活性层无序化从而防止在共振器镜面附近产生的瞬时光 学损伤(COD损坏)的窗结构，并且，光盘侧的光学设计也采用尽量 减少InGaAlP系半导体激光器元件的光损失的结构。对应于这种将InGaAlP系半导体激光器元件的光提取效率优先的 光盘侧的光学设计，AlGaAs系半导体激光器元件必然会发生光损失， 所以必须使其比现有技术更加高输出化。因此，为了实现高输出化， AlGaAs系半导体激光器元件也考虑与InGaAlP系半导体激光器元件同 样采用窗结构。但是，在AlGaAs系半导体激光器元件与InGaAlP系半导体激光器 元件中，p型包层使用的材料不同。因此，如果想要在p型包层上部形 成ZnO等材料，并通过固相扩散使Zn扩散至到达活性层，使活性层 无序化以形成窗结构，由于p型包层中Zn扩散速度各不相同，事实上无法同时在两元件中形成所希望的窗结构。具体而言，在AlGaAs系化合物半导体层与InGaAlP系化合物半导 体层中，由于AlGaAs系半导体层中的Zn扩散速度慢，所以在为了在 由InGaAlP系化合物半导体材料构成的InGaAlP系半导体激光器元件 侧形成窗结构而使p型包层固相扩散的情况下，在AlGaAs系半导体激 光器元件侧，Zn未到达活性层，无法在AlGaAs系半导体激光器元件 形成窗结构。另一方面，如果为了使AlGaAs系半导体激光器元件的活 性层无序化而进行充分的热扩散，则相反地，InGaAlP系半导体激光器 元件侧的Zn的扩散过快，超过活性层并进一步被扩散，InGaAlP系半 导体激光器元件的特性也劣化，结果无法在InGaAlP系半导体激光器 元件与AlGaAs系半导体激光器元件两者中形成窗结构。此外，在添加Zn作为两元件的p型包层的掺杂物的情况下，在用 于形成窗结构而扩散时，作为p型掺杂物的Zn也被扩散至活性层，也 会产生无法维持所希望的元件特性的问题。本专利技术鉴于这种情况而产生，其目的在于提供一种实现脊形成工 艺的共通化并防止成品率下降的结构的单片型半导体激光器。本专利技术的另一个目的在于提供一种为了使第一波长用的半导体激 光器元件和第二波长用的半导体激光器元件均能够进行高输出动作而 两元件均具有窗结构的单片型半导体激光器。本专利技术的单片型半导体激光器的特征在于，包括具有由叠层在 半导体基板上的第一波长用的第一导电型包层、活性层、第二导电型 包层所组成的第一波长用的发光层形成部的第一波长用的半导体激光 器元件；和具有由叠层在上述半导体基板上的未形成上述第一半导体 激光器元件的区域的第二波长用的第一导电型包层、活性层、第二导 电型包层所组成的第二波长用的发光层形成部的第二波长用的半导体 激光器元件。形成上述第一波长用的第二导电型包层和上述第二波长 用的第二导电型包层的材料由同一材料构成。具体而言，上述第一波长用的第二导电型包层和上述第二波长用 的第二导电型包层由以AlzGai.zAs (0.4Sz^0.7)表示的材料形成，上述第一波长用的第二导电型包层和上述第二波长用的第二导电型包层 由以1%5 (Ga"AU 0.5P表示的材料(0.5^x^0.9)形成。此处，IN与(Ga^Alx)的混晶比例的0.5表示与GaAs进行晶格匹配的比例。此外，本专利技术的单片型半导体激光器的特征在于上述第一导电 型为n型，上述第二导电型为p型，上述第一波长用的第二导电型包 层和上述第二波长用的第二导电型包层由添加有Mg或Be的层构成， 并且，在上述第一波长用的活性层和上述第二波长用的活性层的共振 器镜面附近具有Zn扩散区域。进一步优选上述Zn扩散区域从上述叠层的半导体层的表面侧通过 固相扩散而形成。根据本专利技术，由于形成第一波长用的第二导电型包层和第二波长 用的第二导电型包层的材料为同一材料，所以不仅能够使脊形成工艺 共通化，还能够削减工时，并且能够抑制单片化引起的成品率下降。此外，两元件均通过添加Mg或Be而形成p型，并且使用同一材 料的包层，由此能够防止来自p型包层的p掺杂物的扩散，并且在第 一波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片型半导体激光器，其特征在于，包括：具有由叠层在半导体基板上的第一波长用的第一导电型包层、活性层、第二导电型包层所组成的第一波长用的发光层形成部的第一波长用的半导体激光器元件；和具有由叠层在所述半导体基板上的未形成所述第一半导体激光器元件的区域的第二波长用的第一导电型包层、活性层、第二导电型包层所组成的第二波长用的发光层形成部的第二半导体激光器元件，形成所述第一波长用的第二导电型包层和所述第二波长用的第二导电型包层的材料由同一材料构成。

【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：田边哲弘，
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]