半导体激光器制造技术

本发明专利技术提供一种可以无障碍地在半导体激光器的上包层上形成条状凸部，而且能够抑制乃至防止向上包层一侧扩展光分布的装置。在半导体激光器中，ｎ－ＧａＡｓ衬底１的上边，顺序地将ｎ－ＡｌＧａＩｎＰ包层（２）、ＡｌＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＰＭＱＷ有源层（３）、ＡｌＧａＩｎＰ第１上包层（４）、ｐ－Ａｌ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ａｓ－ＥＳＬ５、具备条状凸部（６）的ｐ－ＡｌＧａＩｎＰ第２上包层（７）、以及ｐ－ＧａＡｓ接触层（８）层叠起来。除ｐ－ＡｌＧａＩｎＰ第２上包层（７）的条状凸部（６）以外的部分，都用绝缘膜（９）覆盖起来。Ｐ－Ａｌ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ａｓ－ＥＳＬ５的折射率为大约与各包层（２、４、７）的折射率相等。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于光盘系统、光通信系统等的半导体激光器。
技术介绍
因具有pn结部分的化合物半导体的电子迁移而发射激光的半导体激光器，同固体激光器和气体激光器比较，因为驱动电压低，而且小型和重量轻，正在广泛用作光盘系统和光通信系统等的激光源。这样的半导体激光器具有例如，在由n型(以下，称为「n-)。)GaAs构成的衬底上边，顺序层叠由n-AlGaInP构成的下包层、具有多重量子阱构造的有源层、由p型(以下，称为「p-)。)AlGaInP构成的第1上包层、由p-AlGaInP和GaInP构成的多重量子阱构造的蚀刻阻挡层、由p-AlGaInP构成具有条状凸部的第2上包层、由p-GaAs构成的接触层、以及p-电极的构造(例如，参照专利文献1)。另外，第2上包层的上面，在条状凸部以外的部分用绝缘膜覆盖起来。专利文献1特开平10-125995号公报(第0016段和图1)尽管，在例如专利文献1上记载的现有半导体激光器中，由于设置有由P-AlGaInP和GaInP构成的多重量子阱构造的蚀刻阻挡层，因而存在发光效率降低这样问题。按照本申请专利技术人的见识，可以推测，设置这样蚀刻阻挡层的场合跟不设置的场合比较，发光效率降低约7％(参照后述的图10)。这是因为，设置这样的蚀刻阻挡层时，有源层内应集中的光分布扩展到上包层一侧(参照后述的图7)，在接触层等中发生光吸收的缘故。但是，如不设置蚀刻阻挡层的话，就会发生不能适当进行用以在第2上包层上形成条状凸部的选择蚀刻这样的问题。一般来说，在p-GaAs构成的接触层中的光吸收，如果加厚p-AlGaInP构成的第2上包层使光分布不会到达接触层的话，就可以防止或者抑制光吸收。但是，在利用具有由有条状凸部的p-AlGaInP构成的第2上包层与其两侧层的折射率差，使其封闭激光的波导机构的引导激光中，使用由电阻率很高的材料构成包层的场合，条状凸部的电阻将提高，发生高输出时的输出特性和温度特性恶化这样的不良情况。
技术实现思路
本专利技术就是为解决上述现有问题而做出的专利技术，将提供一种可在半导体激光器的上包层无障碍地形成条状凸部，而且能够抑制或者防止向上包层一侧扩展光分布，甚至于会降低对接触层等的光汲取或者光吸收的装置作为要解决的课题。为解决上述课题而做出本专利技术的半导体激光器具有有源层；位于有源层下侧的下包层；位于有源层上侧的第1上包层；位于第1上包层上侧的蚀刻阻挡层；以及位于蚀刻阻挡层上侧并具备条状凸部的第2上包层，在所述凸部下方形成条状的光波导的半导体激光器中，以蚀刻阻挡层是单层，由与所述各包层的材料不同的材料形成，而且具有与所述各包层(或，所述各上包层)的折射率大约相等的折射率为特征。另外，不设置蚀刻阻挡层的场合，第2上包层与第1上包层的材料不同，而且用具有与第1上包层折射率大约相等折射率的材料形成就行。附图说明图1是本专利技术实施例1的半导体激光器立体图，并切除其一部分。图2是图1中所示半导体激光器的正视剖面图。图3是本专利技术实施例2的半导体激光器正视剖面图。图4是表示实施例1的半导体激光器内的能级或者带隙能量分布曲线图。图5是表示实施例1的半导体激光器内的光分布曲线图。图6是表示具备ESL的现有半导体激光器内的能级或者带隙能量分布的曲线图。图7是表示具备ESL的半导体激光器内的光分布的曲线图。图8是表示不具备ESL的普通半导体激光器内的能级或者带隙能量分布的曲线图。图9是表示不具备ESL的普通半导体激光器内的光分布的曲线图。图10是表示实施例1的半导体激光器(AlGaAs-ESL)，具备ESL的现有半导体激光器(AlGaInP/GaInP-ESL)以及不具备ESL的普通半导体激光器(无ESL)的光输出与输入电流的关系(P-I特性)的曲线图。具体实施例方式以下，边参照附图边具体地说明本专利技术的实施例。实施例1图1是本专利技术实施例1的半导体激光器立体图。并且，图2是图1中半导体激光器的光波导近旁部分正视剖面图。如图1和图2所示，半导体激光器中，实质上在由n-GaAs构成的衬底1(以下称为「n-GaAs1衬底」。)上边，顺序地将实质上由n-AlGaInP构成的下包层2(以下称为「n-AlGaInP包层2」。)；实质上由AlGaInP和GaInP构成的具有多重量子阱(以下称为「MQW」。)构造的有源层3(以下称为「AlGaInP/GaInPMQW有源层3」。)；实质上由p-AlGaInP构成的第1上包层4(以下称为「AlGaInP第1包层4」。)；实质上由P-AlxGa1-xAs(x为0～1范围内的Al组成比)构成的单层的蚀刻阻挡层5(以下称为「p-AlxGa1-xAs-ESL5」。)；实质上由p-AlGaInP构成并具备条状凸部6的第2上包层7(以下称为「p-AlGaInP第2包层7」。)；以及实质上由p-GaAs构成的接触层8(以下称为「p-GaAs接触层8」。)层叠起来。这里，除p-AlGaInP第2包层7的条状凸部6外的部分都用绝缘膜9覆盖起来。而且，p-GaAs接触层8和绝缘膜9上边，设有p-电极10。并且，n-GaAs衬底1的下面设有n-电极14。另外，在半导体激光器端面近旁部分形成端面窗口区11。就该半导体激光器来说，如给p-电极10与n-电极14之间施加电压并从p-电极10向n-电极14流过阈值以上的电流，在条状凸部6下方的AlGaInP/GaInPMQW有源层3附近就发生激光振荡，产生激光12。该激光12通过在条状凸部6下方AlGaInP/GaInPMQW有源层3附近形成的条状光波导，从端面窗口区11向外部发射。就该半导体激光器来说，单层的p-AlxGa1-xAs-ESL5虽然用与各包层2、3、7的材料(AlGaInP)不同的材料形成，但是其折射率却与各包层2、4、7的折射率大约相等。按照本专利技术申请人的见识，假设p-AlxGa1-xAs-ESL5的Al组成比x为0.45以上且0.9以下，p-AlxGa1-xAs折射率将与p-AlGInP或n-AlGaInP大约相等。因此，就本半导体激光器来说，把p-AlxGa1-xAs-ESL5的Al组成比x设定为0.7。本半导体激光器中的各层3、4、5、7的折射率n如下。AlGaInP/GaInPMQW有源层3n＝3.65(阱层)P-AlGaInP第1上包层4n＝3.39P-AlxGa1-xAs-ESL5n＝3.38(x＝0.7) P-AlGaInP第2包层7n＝3.39另外，现有半导体激光器中的，由p-AlGaInP和GaInP构成的MQW构建的蚀刻阻挡层来说，其折射率n与有源层大约相等，为3.65左右。图4和图5中，分别表示实施例1的半导体激光器中，设定p-AlxGa1-xAs-ESL5的Al组成比x为0.7，层厚为20nm时的半导体激光器内能级或者带隙能量分布(能带构造)和半导体激光器内激光的光分布(计算结果)。为了比较，图6和图7中，分别表示半导体激光器具备由p-AlGaInP和GaInP构成的MQW构造的蚀刻阻挡层的半导体激光器中的半导体激光内的能级或者带隙能量分布和半导体激光器内的激光的光分布(计算结果)。另外，为了参考，图8和图9中，分别表示不具备蚀刻阻挡层的普通半导体激光器的半导体激光器内能级或者带隙能量分布和半导体激光器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器，具有：有源层；位于有源层下侧的下包层；位于有源层上侧的第１上包层；以及位于第１上包层上侧、具备条状凸部的第２上包层，在所述凸部下方形成条状的光波导，其特征是：下包层和第１上包层分别含有ＡｌＧａＩｎＰ；第２上 包层包含任意的Ａｌ组成比ｘ的Ａｌ↓［ｘ］Ｇａ↓［１－ｘ］Ａｓ，而且所述Ａｌ组成比ｘ在０．４５～０．９的范围内。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西口晴美，八木哲哉，吉田保明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]