半导体激光器件及其制造方法技术

本发明专利技术揭示一种半导体激光器件及其制造方法，其特征是脊部侧面与该脊部下部形成的倾斜角度θ为７０°以上、１１７°以下，ｐ型包层由Ａｌ↓［ｘ１］Ｇａ↓［１－ｘ１］Ａｓ构成，第１电流阻档层由Ａｌ↓［ｘ２］Ｇａ↓［１－ｘ２］Ａｓ构成，发光层与第１电流阻挡层间的距离ｔ满足关系式ｔ≤０．２７５／（１－（Ｘ２－Ｘ１））μｍ，脊部下部宽度Ｗ为２μｍ以上、５μｍ以下。具有在提高激光输出的同时可抑制激光水平散布角减小且水平散布角调整容易的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适用于光盘系统的。近来，因特网和电子邮件急速普及，与此相应，个人计算机市场持续扩大。作为该个人计算机的存储媒体，采用CD-ROM或DVD-ROM等盘状光学记录媒体的光盘系统是不可缺少的。而且这类光盘系统明显从重放专用型向写入型，进而向可改写型转移。半导体激光器件是光盘系统的关键器件，为提高光盘系统的写入速度，强烈要求高输出。以往有代表性的脊型半导体激光器件的基本构造示于附图说明图17。例如，在GaAs类半导体激光器件的情况下，在n型GaAs构成的n型半导体基片701上，形成由n型GaAs构成的n型缓冲层702、由n型AlGaAs构成的n型包层703、由AlGaAs构成的发光层705、由p型AlGaAs构成的p型包层705。为了半导体激光器件的横模控制，该p型包层705在器件中央部分具有比两侧平坦部厚度大的条状脊部。在p型包层705的脊部侧面和平坦面上，形成由n型AlGaAs构成的n型阻档层706，以限制电流注入区域。进而，在p型包层705和n型阻档层706上，形成由p型GaAS构成的p型接触层707。在n型半导体基片的里面形成n型电极708，在p型接触层707上形成p型电极709。这里，p型接触层707的带隙比发光层704的带隙小，因而发光层704产生的部分光被p型接触层707吸收。由于该吸收，激光光束强烈地集中在半导体层的层叠方向，激光出射端面的光通密度变高。在这种以往半导体激光器件的场合，在激光出射端面的光通密度变高时，激光出射端面易于遭到破坏。为此，为提高半导体激光器件的输出，考虑提高脊部高度H，进而增大脊部的下部宽度W，以降低激光出射面的光通密度。但是，图17所示的、具有其宽度为越是上方越窄的正向台面构造脊部的半导体激光器件中，如果提高脊部高度H，则脊部上部宽度减小，电流难于流过，因而脊部高度H的增加有限制。另一方面，如果提高脊部下部宽度W，则横向光封闭困难，从而激光光束的水平散布角急剧变小。由此，产生激光束的水平与垂直散布角差变大，聚光特性恶化等问题。而且，由于宽度W变化时水平散布角度变动大，还有水平散布角调整困难的问题。在具有越是上方脊部宽度越宽的逆向台面构造脊部的半导体激光器件中，虽然即使提高脊部高度，脊部上部宽度也不减小，因而不存在电流流过困难的问题，但脊部底部宽度增大时的问题依然存在。本专利技术鉴于上述已有技术例子的缺陷而提出，其目的在于提供一种即使在试图提高激光束输出时，也可抑制激光束的水平散布角度变小且激光束的水平散布角易于调整的半导体激光器件。本专利技术的另一目的在于提供一种易于制造半导体激光器件的制造方法，该半导体激光器件即使在试图提高激光束输出时，也可抑制激光束的水平散布角度变小且激光束的水平散布角易于调整。根据本专利技术的一个方面的半导体激光器件，它依次包括基片；第1导电型包层；发光层；作为Ⅲ族元素，含有Al且形成脊部的第2导电型包层；形成在所述第2导电型包层上的所述脊部周围、作为Ⅲ族元素含有Al的电流阻档层，所述脊部侧面相对于所述基片上表面的倾斜角度θ为70°以上、117°以下；设构成所述第2导电型包层的Ⅲ族元素中的Al组成比为X1，构成所述电流阻档层的Ⅲ族元素中的Al的组成比为X2，所述发光层与所述电流阻档层间的距离为t，则该距离t满足下述关系t≤0．275／(1-(X2-X1))μm；所述脊部的下部宽度W为2μm以上、5μm以下。在这样构成的半导体激光器件中，即使为提高输出而加大脊部下部宽度W，其激光束水平散布角的变化也小。发光层与电流阻档层的距离设定在不使激光束水平散布角急剧减小的范围中。且脊部下部宽度W设定在工作电压不急剧增大的范围。在电流阻档层形成多层时，最接近脊部的电流阻档层的Al组成比为X2。脊部下部宽度W是脊部最下部在与谐振器方向正交的方向上的长度。最好，所述第1导电型包层作为Ⅲ族元素含有Al和Ga，Al和Ga总和中Al的组成比为X1；所述电流阻档层作为Ⅲ族元素含有Al和Ga，Al和Ga总和的Al组成比为X2。这时上述效果显著。最好，所述第2导电型包层由Alx-1Ga1-x1As构成；所述电流阻档层由Alx2Ga1-x2As构成。由此，上述效果更为明显。所述距离t满足下述关系t≤0．252／(1-(X2-X1))μm。这时，激光束水平散布角度减小较少但可确保一定值以上。最好，所述距离t为0．15μm以上。这时，即使距离t变动，水平散布角变动幅度也小。最后，所述距离t为0．2μm以上。这时，距离t变动时，水平散布角度变动幅度小。最好，所述基片上表面是{100}面或从{100}面倾斜几度，且所述脊部在<011>方向延伸。或所述基片上表面是{-100}面或从{-100}面倾斜几度，且所述脊部在<0-11>方向延伸。在具有这种面方向的半导体激光器件中，可容易地形成侧面相对于基片上表面的倾斜角度θ为70°以上、117°以下的脊部。根据本专利技术另一方面的一种半导体激光器件的制造方法，它包括下述工序在基片上依次形成第1导电型包层、发光层、具有预定厚度的第2导电型第1包层、蚀刻停止层、Ⅲ族元素中的Al的组成比为X1的第2导电型第2包层的工序；通过去除部分所述第2包层，形成侧面相对于所述基片上表面的倾斜角度为70°以上117°以下、下部宽度W为2μm以上5μm以下的脊部的工序；在所述脊部两侧形成电流阻档层的工序，该电流阻档层在Ⅲ族元素中的Al的组成比为X2，且从所述脊部周围暴露的所述第2导电型的第2包层上表面至发光层的距离为t时，所述距离t满足下述关系t≤0．275／(1-(X2-X1))μm。用这种半导体激光器件的制造方法，易于制造这样的半导体激光器件，该器件即使因提高输出而增大脊部下部宽度W，其激光束水平散布角的变化也小。发光层与电流阻档层的距离设定在不使激光束水平散布角急剧减小的范围中。且脊部下部宽度W设定在工作电压不急剧增大的范围。最好，所述第1导电型包层作为Ⅲ族元素含有Al和Ga，Al和Ga总和中Al的组成比为X1；所述电流阻档层作为Ⅲ族元素含有Al和Ga，Al和Ga总和的Al组成比为X2。这时，上述效果更为显著。最好，所述第2导电型包层由Alx-1Ga1-x1As构成；所述电流阻档层由Alx2Ga1-x2As构成。由此，上述效果更为明显。所述距离t满足下述关系t≤0．252／(1-(X2-X1))μm。这时，激光束水平散布角度减小少但可确保预定值以上。最好，所述距离t为0．15μm以上。这时，距离t变动时，水平散布角度变动幅度小。最好，所述距离t为0．2μm以上。这时，距离t变动时，水平散布角变动幅度小。最好，所述基片上表面是{100}面或从{100}面倾斜几度；所述形成脊部的工序包括形成在<011>方向延伸的掩模的工序及用所述掩模进行蚀刻的工序。或所述基片上表面是{-100}面或从{-100}面倾斜几度；所述形成脊部的工序包括形成在<0-11>方向延伸的掩模的工序及用所述掩模进行蚀刻的工序。根据该制造方法，可容易地形成侧面倾斜角度θ为70°以上、117°以下的脊部。图1是本专利技术半导体激光器件的构成示图。图2是本专利技术半导体激光器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器件，它依次包括：基片；第１导电型包层；发光层；作为Ⅲ族元素含有Ａｌ且形成脊部的第２导电型包层；形成在所述第２导电型包层上的所述脊部周围、作为Ⅲ族元素含有Ａｌ的电流阻档层；其特征在于，所述脊部侧面相对于 所述基片上表面的倾斜角度θ为７０°以上、１１７°以下；设构成所述第２导电型包层的Ⅲ族元素中的Ａｌ组成比为Ｘ１，构成所述电流阻档层的Ⅲ族元素中的Ａｌ的组成比为Ｘ２，所述发光层与所述电流阻档层间的距离为ｔ，则该距离ｔ满足下述关系：ｔ≤０．２ ７５／（１－（Ｘ２－Ｘ１））μｍ；所述脊部的下部宽度Ｗ为２μｍ以上、５μｍ以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：廣山良治，野村康彦，古沢浩太郎，竹内邦生，岡本重之，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]