半导体激光元件制造技术

本发明专利技术提供一种可以适应高输出化或短波长化的具有端面保护膜的半导体激光元件。本发明专利技术是在光谐振器端面的至少一方上具有电介质膜的半导体激光元件，所述电介质膜是从所述半导体的端面侧开始依次形成由相同元素构成的第一电介质膜和第二电介质膜而成的，所述第一电介质膜含有由单晶构成的膜，所述第二电介质膜含有由非晶质构成的膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体激光元件，特别涉及振荡波长在600nm以下的高输出半导体激光元件。
技术介绍
现在，作为光盘或光磁盘的写入用途，要求高输出的半导体激光元件。对于这些半导体激光元件，要求长时间、稳定地以基本模式动作。另外，为了实现对于光盘的高密度化所必需的短波长化，正在研究使用了氮化物半导体的半导体激光元件。使用了氮化物的半导体激光元件除了光盘用光源以外，还可以用于曝光用光源、印刷机用光源、医疗用光源、光通信系统用光源、测定等中。另外，由氮化物半导体构成的激光元件由于能够实现振荡波长在400nm以下的紫外区域中的使用，因此还被期待作为与生物有关的激发用光源等。专利文献1中，显示了在半导体激光元件的反射镜面上形成厚度为λ/2的Al2O3膜的构成或交互地形成厚度为λ/4的Al2O3膜与厚度为λ/4的非晶质硅膜的构成。另外，专利文献2中，显示了在电介质膜中使用Al2O3的情况以及形成条件。特开平9-162497特开2002-335053但是，当将厚度为λ/2n的Al2O3膜用单一层来形成时，则对于非晶质的Al2O3膜在输出为30mW以上的高输出驱动时即作为半导体元件反应，引起端面老化。另外，对于单晶的Al2O3膜则应力大，从而有因驱动时的发热，该Al2O3膜与半导体元件剥离等问题。另外，在使用了氮化物半导体的半导体激光元件中，当使之以高输出，例如30mW以上动作时，则在光射出侧的端面上以单一膜形成了电介质膜的情况下，容易引起端面破损，从而有寿命降低的问题。另外，当以高输出使之动作时，如果斜率效率低，则会有驱动电流变大的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于如上所述的情况而完成的，其目的在于，提供可以适应高输出化或短波长化的具有端面保护膜的半导体激光元件。本专利技术的半导体激光元件是在光谐振器端面的至少一方上具有电介质膜的半导体激光元件，其特征是，所述电介质膜是从半导体的端面侧开始依次形成由相同元素构成的第一电介质膜和第二电介质膜而成的，所述第一电介质膜含有由单晶构成的膜，所述第二电介质膜含有由非晶质构成的膜。另外，所述第一电介质膜和第二电介质膜的组成比大致相同。如果是所述构成，则由于在与半导体激光元件的谐振器端面直接接触的第一电介质膜中含有由单晶构成的膜，因此就可以抑制端面的半导体层分解的情况。最好所述第一电介质膜由单晶膜构成。这样，分解抑制力就会进一步提高。另外，通过在该第一电介质膜上具有含有由非晶质构成的膜的第二电介质膜，就可以维持半导体层与电介质膜的密接力。最好所述第二电介质膜由非晶质膜构成。本专利技术的半导体激光元件是在光谐振器端面的至少一方上具有电介质膜的半导体激光元件，其特征是，所述电介质膜是从半导体的端面侧开始依次形成由相同元素构成的第一电介质膜和第二电介质膜而成的，所述第一电介质膜是半导体和电介质膜的反应防止膜，所述第二电介质膜是激光的反射膜。如果是所述构成，则利用与半导体激光元件的谐振器端面直接接触的第一电介质膜，可以抑制半导体层的端面与电介质膜反应而分解的情况，并且，通过在该第一电介质膜上具有由激光的反射膜构成的第二电介质膜，可以再现性良好地容易地进行光封入的调整。特别是在活性层中含有In的氮化物半导体中，由于谐振器端面的所述活性层容易分解，因此此种构成变得有效。在所述半导体激光元件中，所述第一电介质膜含有由单晶构成的膜，并且所述第二电介质膜含有由非晶质构成的膜。在所述半导体激光元件中，所述第一电介质膜与所述第二电介质膜相比折射率更低。这是因为，由于第二电介质膜含有由非晶质构成的膜，或者是由非晶质构成的膜，因此在第二电介质膜中产生氧缺陷。这样，就可以确保电介质膜的密接性。在所述半导体激光元件中，最好所述第二电介质膜与所述第一电介质膜相比膜厚更大。这是因为，这样的话，第二电介质膜就成为抑制来自外部的氧进入的氧屏蔽层。在所述半导体激光元件中，所述电介质膜的反射率在25％以下。通过将形成于作为半导体激光元件的光谐振器端面的光射出(前)侧端面上的电介质膜的反射率设为25％以下，就可以实现高输出激光。在所述半导体激光元件中，所述电介质膜的反射率在半导体激光元件的振荡波长约为400nm时为20％以下。这样，即使在氮化物半导体激光元件中，也可以实现高输出激光。在所述半导体激光元件中，所述第一电介质膜及第二电介质膜在构成元素中具有Al和O。如果是此种构成，则可以连续地形成单晶膜和非晶质膜。另外，可以容易地进行将单晶膜和非晶质膜交互地层叠的成对构造(pair-structure)。在所述半导体激光元件中，所述第一电介质膜和所述第二电介质膜的热膨胀系数大致一致。由于所述第一电介质膜和所述第二电介质膜由相同材料构成，热膨胀系数一致，因此可以抑制在电介质膜内产生裂纹的情况。在所述半导体激光元件中，所述电介质膜的最外层为氮化物。如果是此种构成，则可以防止外部的氧向第一电介质膜、第二电介质膜以至半导体内侵入。另外，在最外层以外的电介质膜中含有氧的情况下，可以防止从这些层中的氧脱离。这样，就能够维持半导体激光元件的连续驱动时的电介质膜的光反射率。本专利技术的半导体激光元件是在光谐振器端面的至少一方上具有电介质膜的半导体激光元件，其特征是，所述电介质膜是从半导体的端面侧开始依次形成第一电介质膜、第二电介质膜和第三电介质膜而成的，所述第一电介质膜和第二电介质膜由相同元素构成，所述第三电介质膜具有与第一电介质膜及第二电介质膜不同的元素，所述第一电介质膜是半导体和电介质膜的反应防止膜，所述第二电介质膜是第一电介质膜和第三电介质膜的应力缓解膜。如果是所述构造，则可以利用与半导体激光元件的谐振器端面直接接触的第一电介质膜来抑制半导体层的端面与电介质膜反应而分解的情况，并且，由于通过具有第二电介质膜，可以在其外侧作为所需的电介质膜容易地形成第三电介质膜，因此就能够进行光封入的强弱调整。在所述半导体激光元件中，所述第一电介质膜及第二电介质膜含有氧。在所述半导体激光元件中，所述第一电介质膜的氧含量多于所述第二电介质膜的氧含量。在所述半导体激光元件中，所述电介质膜的最外层为氮化物。本专利技术中，所谓组成比大致相同并不需要组成比完全一致，最好第一电介质膜和第二电介质膜所共同的含有物质的含有量在±7％的范围。本专利技术中，在第一电介质膜含有由单晶构成的膜的情况下，该由单晶构成的膜的含有率在75％以上。优选80％以上。本专利技术中，在所述第二电介质膜含有由非晶质构成的膜的情况下，该由非晶质构成的膜的含有率在75％以上。但是，在发光领域中，只要所述由非晶质构成的膜的含有率在60％以上即可。如上说明所示，根据本专利技术，通过抑制光谐振器端面的老化或光学损伤(COD；catastrophic optical damage)，可以提供高输出的半导体激光元件。附图说明图1是本专利技术的实施方式的氮化物半导体激光元件的示意性剖面图。图2是本专利技术的实施方式的氮化物半导体激光元件的示意性剖面图。图3是本专利技术的实施方式的氮化物半导体激光元件的示意性俯视图。图4是本专利技术的实施方式的氮化物半导体激光元件的示意性俯视图。图5是本专利技术的实施方式的电介质膜的示意性剖面图。图6是本专利技术的实施方式的氮化物半导体激光元件的示意性立体图。图7是本专利技术的实施方式的氮化物半导体激光元件的示意性立体图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光元件，是在光谐振器端面的至少一方上具有电介质膜的半导体激光元件，其特征是，所述电介质膜是从半导体的端面侧开始依次形成由相同元素构成的第一电介质膜和第二电介质膜而成的，所述第一电介质膜含有由单晶构成的膜， 所述第二电介质膜含有由非晶质构成的膜，所述第一电介质膜和第二电介质膜的组成比大致相同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：落合真尚，汤浅功治，
申请(专利权)人：日亚化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]