半导体激光器件制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种高输出增益波导型半导体激光器件，通过抑制（１００）ＤＬＤ生成，而具有高可靠性。半导体激光器件具备增益波导型的半导体激光构造部，该半导体激光构造部形成在形成了沿振荡方向延伸的２个沟槽的半导体基板上，电流注入条设置为被该沟槽夹着。优选半导体激光器件的特征为，构成所述半导体激光器件的活性层的量子阱由ＧａＡｓ形成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及持久性优异的增益波导型高输出半导体激光器件。技术背景近年来，具有宽的电流注入条(strip)宽度的宽面(broad-area) 半导体激光器件，正作为固体激光器、光纤维激光器及双核的掺铒 光放大器等激励光源，或作为金属或树脂的直接加工光源，而被广 泛地使用。这样随着应用领域扩大，对于宽面半导体激光器件不仅 要求高输出还要求高的可靠性(日本特开2001 — 308445)。作为宽面 半导体激光器件之一，例举增益波导型半导体激光器件。图4是表示以往的增益波导型半导体激光器件1的构成的剖面 图。半导体激光器件1在平面的半导体基板2的厚度方向Z的一个 表面2a上，形成了第1包覆层3、第1光波导层4、活性层5、第2 光波导层6、第2包覆层7、电流限制层8以及接触层9。在振荡方 向X以及与厚度方向Z相垂直的横方向Y的中央部，形成电流注入 区域(电流注入条)11。已知损害宽面半导体激光器件可靠性的原因之一，是〈100〉DLD (Dark Line Defect:暗线缺陷)。而且，〈100〉DLD以制造半导体激 光器件时因划线(7夕，,:/)等引起的缺陷为始点生长。在半导 体激光器件中一注入电流，就在激光振荡阈值以下放射出自然放射 光。在图4中所示的以往的增益波导型半导体激光器件1中，在横 方向没有光的封闭结构。由此，在电流注入区域ll产生的自然放射 光，在作为激光构造的一部分的第1及第2光波导层4、 6中传播的同时，到达半导体激光器件1的横方向Y的器件端部12附近，并被活性层5吸收。由此产生的载流子在划线等引起的器件端部12的缺陷部位再复合。结晶缺陷因此时的再复合能量而生长，转移向结晶方位〈100〉推进从而形成〈100〉DLD。图5A及图5B是观测在图4中所示的以往半导体激光器件1中， 以由划线引起的缺陷为始点生长的〈100〉DLD的观测图。图5A是半导 体激光器件1的外观照片，图5B是用高灵敏度CCD(Charge Coupled Device)拍摄图5A的半导体激光器件1的电致发光的图像。在长时 间驱动图4中所示的半导体激光器件1等增益波导型半导体激光器 件时，因横方向的器件端部12存在的缺陷，DLD从该器件端部12 的端面在与振荡方向X以及横方向Y相平行的假想平面内，朝45° 方向、即结晶方位〈100〉生长。该〈100〉DLD在到达电流注入区域11 后急剧地生长，导致使激光振荡停止的严重问题。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种高输出的增益波导型半导体激光器 件，通过抑制〈100〉DLD生长而具有高可靠性。本专利技术的半导体激光器件具备形成了沿振荡方向延伸的2个 沟槽的半导体基板；及在该半导体基板上形成，且具有电流注入区 域的增益波导型的半导体激光构造部；电流注入区域设置在被该2 个沟槽夹着的位置。而且，在本专利技术中，所述半导体激光器件的活性层优选由GaAs 量子阱形成。附图说明本专利技术的目的、特点以及优点根据以下的详细说明及图面变得 更为明确。图1是表示作为本专利技术的一种实施方式的半导体激光器件的构成的剖面图。图2是表示实施例的半导体激光器件的连续通电试验(寿命试 验)结果的曲线图。图3是表示作为对比例的以往的半导体激光器件的连续通电试 验结果的曲线图。图4是表示作为对比例的以往的增益波导型半导体激光器件的构成的剖面图。图5是发生了〈100〉DLD的半导体激光器件的观察图。具体实施方式以下，参考附图详细地说明本专利技术的优选实施例。 图1是表示作为本专利技术的一种实施方式的半导体激光器件20的 构成的剖面图。半导体激光器件20在利用化学刻蚀方法形成了沿振 荡方向X延伸的2个沟槽(下部开口部宽度W1: 20um、深度D: 1 y m) 31的n型GaAs半导体基板21上，即包含与沟槽31相面对的 表面的厚度方向Z的一个表面21a的整个面上，全部使用作为公知 技术的有机金属气相生长、光刻以及化学刻蚀方法，形成顺次形成 了如下层而成的激光构造部，在横方向Y的中央部形成电流注入区 域(电流注入条)29 (条宽度W2: 100 um)。上述层顺次为n型 Ak48Ga。.52As包覆层22 (厚度0.9um)， n型AlQ.31GaQ.66As光波导层 23(厚度0.4um)，由n型Al。.62Ga。.38As载流子阻挡层(厚度0.013 U m)、 GaAs/Al。.31Ga。.69As量子阱层以及p型Al。.5。GaQ.5。As载流子阻挡 层(厚度0.020um)形成的活性层24， p型Al。.31Ga。.66As光波导层 25 (厚度0.4um)， p型Al。,48Ga。.52As包覆层26 (厚度0. 9um)， n型GaAs电流限制层27 (厚度0.4um)，以及埋覆该电流限制层 27的p型GaAs接触层28 (厚度1.7um)。而且，电流注入条29被形成在由形成于半导体基板21上的2 个沟槽31夹着的位置(从条端部至条侧的沟槽端部的距离W3: 60 P m)。本专利技术的半导体器件20由于在形成了沟槽31的半导体基板 21上结晶生长激光构造，而在与电流注入条29的振荡方向垂直的横 向的两外侧具有波导层弯曲的构造。另外，在本实施方式中，适用于完全分离封闭构造(Decoupled Confinement Heterostructure:简称DCH)，但即使本专利技术适用于既 往公知的分离封闭构造(S印amted Confinement Heterost潔ture: 简称SCH)，也如上所述，通过将电流注入条形成在由形成在半导体 基板上的沟槽所夹着的位置，而有效地起作用。这种情形下，载流 子阻挡层不是必需的，因此在本实施例中载流子阻挡层也不是必需 的。另外，优选沟槽31的深度D选择为在电流注入条29的波导模 的宽度以上，例如在DCH构造中，优选为在将所述波导层23、 25以 及活性层24的厚度分别相加后的厚度以上。而且，为了得到所期望的激光振荡，可以适当地决定各层的膜 厚、组成以及杂质掺杂量等。使本实施例的半导体激光器件20在温度为5(TC的条件下，以输 出功率固定为2瓦(W)的方式注入电流并实施连续的通电试验。而 且，本连续通电试验是在与连续通电试验同等条件下经过400小时 的筛选后实施的。图2表示本实施方式的半导体激光器件20的连续通电试验的结 果。横轴表示从开始通电的时刻起的经过时间，单位是小时(Hr)。 而且，纵轴表示用工作规定时间后的输出值(输出功率)P除以初期 的输出值(输出功率)P。的值(P/P。)。由图2判断出全部27个器件 在经过700小时后仍然稳定工作。这可以认为是因为通过在电流注 入条29的两侧形成的光波导层23、 25的弯曲部分，抑制了在电流 注入条区域内产生的自然放射光的、向横方向Y的器件端部32的传 播，结果能够抑制〈100〉DLD的生长。 (对比例)制作如图4中表示的增益波导型半导体激光器件，作为对比例。 作为对比例制成的半导体激光器件的构成，除了在n型GaAs半导体 基板2上没有施加沟槽加工以外，激光构造部的各半导体层及其制 造方法与实施例相同。与实施例一样，使作为对比例制成的半导体激光器件，在温度 为5(TC的条件下，以输出功率固定为2瓦(W)的方式注入电流并实 施连续的通电试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器件，其特征在于，具有：半导体基板，形成了沿振荡方向延伸的２个沟槽；及增益波导型的半导体激光构造部，在上述半导体基板上形成，具有电流注入区域；上述电流注入区域设置在被上述２个沟槽夹着的位置。

【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：藤本毅，
申请(专利权)人：奥普拓能量株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]