半导体激光装置和采用它的光盘设备制造方法及图纸

自持脉动式半导体激光装置，包括活性层和夹住此活性层的包覆结构，其中包覆结构包含以１×１０↑［１８］ｃｍ↑［－３］或较高的浓度的掺杂以杂质的可饱和吸收层；和 此可饱和吸收层被设置在离开活性层的位置上。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于用于光盘系统等作为光源的低噪声自持(self-sustained)脉动式半导体激光装置。近年来，半导体激光装置(激光二极管)在诸如光通信、激光打印机、和光盘等的领域需求日益增大。在这种环境下，对各种半导体激光装置、特别是着重于那些GaAS型和InP型的已进行了卓有成效的研究和开发。在光信息处理领域中，采用780nm波段AlGaAS型光二极管作为光源进行记录和再现信息的系统已进入实用阶段。这样的系统已推广应用于记录和再现激光盘。但是近来出现增加这些光盘的存贮容量的强烈要求。与此同时，开始要求获得能以更短波长发射激光的半导体激光装置。AlGaInP型半导体激光装置能使得激光振荡在红色区域中的630nm至690nm的波长实现。在本说明书中，将(AlxGa1-x)0.5In0.5P(0≤x＜1)简化为“AlGaInP”。当前，在许多实用的半导体激光装置中，AlGaInP型半导体激光装置能以最短的波长发射激光，从而它们保持有作为用于光信息记录的下一代大容量光源的巨大希望，以替代以往广泛应用的AlGaAs型半导体激光装置。评价半导体激光装置，除激光波长外强度噪声和温度特性均为重要因素。特别是，在应用半导体激光装置作为再现光盘的光源时，小强度噪声非常重要。这是因为在读取记录在光盘上的信号时强度噪声会带来误差。半导体激光装置的强度噪声不仅是由温度变化、而且还是由部分地以光盘表面反射到半导体激光装置的光线引起的。因此，不可避免的要求以即使在该反射的光被反馈给该装置时仍具有很小强度噪声的半导体激光装置作为再现光盘的光源。一般，在采用AlGaAs型半导体激光装置作为专用于再现光盘的低输出光源时，有意地在装置的脊状条纹的两侧形成可饱和的吸收器来降低噪声。采用这样一种结构使得激光振荡的纵模为多重的。当激光反馈到装置时，在单一的纵模中实现激光振荡时引起装置温度等的变化，增益峰值中的细微变化就使激光振荡能在接近一已实现激光振荡的纵模的另一纵模中启动。这造成新的纵模与原先纵模之间模的重复而引起噪声。这样，在多重的纵模的情况下，各模强度中的变化被加以平均且各模的强度不会因激光的反馈到装置及装置温度变化等而改变。这使得能获得稳定的低噪声特性。日本专利申请公开No.63-202083揭示了能得到稳定的自持脉动特性的半导体激光装置。根据这一公开，通过设置一能吸受活性层中产生的光的层来实现自持脉动式激光二极管。再者，日本专利申请公开No.260716揭示了通过提供几乎与一吸收层的带隙相等的活性层的带隙来改善红光半导体激光装置的特性。附图说明图1为日本专利公开No.6-260716中所揭示的通常的自持脉动式半导体激光装置的示意断面图。此后将参照图1来说明这一半导体激光装置。参看图1，在一由n-型GaAs制成的基底1601上依次形成有一由n-型GaInP制成的缓冲层1602，由n-型AlGaInP制成的包覆层1603a，应变的量子阱可饱和吸受层1605a，由n-型AlGaInP制成的包覆层1603b，由GaInP制成的应变的量子阱活性层1604，由n-型AlGaInP制成的包覆层1603c，和一应变的量子阱可饱和吸受层1605b。在应变的量子阱可饱和吸收层1605b上分别呈脊状形成有一包覆层1606和由P-型GaInP制成的接触层1607。包覆层1606和接触层1607的两边以由n-型GaAS制成的隔流层1608埋盖。而且，在接触层1607和隔离层1608上还形成有由p-型GaAS制成的帽盖层1609。在帽盖层1609上形成有P-型电极1610且在基底1601的反面形成有n-型电极1611。图2示出应变的量子阱可饱和吸收层1605a和160b的能带。在应变的量子阱可饱和吸收层1605a和1605b中，由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P制成的阻挡层1701和由GaxIn1-xP(膜厚100A，应变+0.5％至1.0％)制成的阱层1702交替层叠。在此例中，叠置有三个阱层1702。其中，应变的量子阱活性层1604的带隙被规定为几乎等于应变的量子阱可饱和吸收层1605a和1605b的带隙。在此常规例中，目的是要通过采用这种结构来取得满意的自持脉动特性。与AlGaAS型半导体装置相比，AlGaInP型半导体装置不大可能实现自持脉动。这可能在它的之间的增益特性上带来巨大差异。图3表示相对于主要分别用于AlGaAs型半导体装置和AlGaInP型半导体装置的活性层的GaInP和GaAs的增益对流子密度的依赖性。为了取得自持脉动，增益相对于载流子密度的增长速率(即增益曲线的斜度)要大。但已看到在采用GaInP时要得到自持脉动相对地要困难。因为其增益曲线的斜度要小于GaAs增益曲线的斜度。而且，根据本专利技术的专利技术人的试验结果看到下列情况在红光半导体激光装置(AlGaInP型半导体激光装置)的情况下，由于增益特性仅仅依靠提供活性层的带隙等于可饱和吸收层的带隙仍然难以得到稳定的自持脉动，如在此常规例中这样。本专利技术就是鉴于上述论点提出的，其目的是提供具有稳定的自持脉动特性的高度可靠的半导体激光装置，具体说，是借助于适当地规定构成半导体激光器的可饱和吸收层和隔离层的掺杂度和厚度。按照本专利技术的第一方面，提供包括一活性层和夹住此活性层的包覆结构的自持脉动式半导体激光装置，该包覆结构包含一以1×1018cm-3或较多的浓度掺杂有杂质的可饱和吸收层，该可饱和吸收层被设置在离开活性层的位置。在本专利技术的一实施例中，可饱和吸收层与活性层的间隙为200A或稍大。在本专利技术另一实施例中，此包覆结构还包含在活性层与可饱和吸收层之间的一具有大于活性层和可饱和层的带隙的带隙的隔离层。在本专利技术的另一实施例中，此隔离层具有200A或更大的厚度。在本专利技术的另一实施例中，与活性层邻接的隔离层的厚度至少为200A的区域的杂质浓度为0.7×1018cm-3或更小。本专利技术的另一实施例中，此隔离层几乎是均匀地以0.7×1018cm-3或更小的浓度掺杂以杂质。本专利技术的另一实施例中，可饱和吸收层具有局部地高于邻接此可饱和吸收层的包覆结构一部分的杂质浓度的杂质浓度。本专利技术的另一实施例中，可饱和吸收层所掺杂的杂质为P-型。本专利技术的另一实施例中，包覆结构还包含具有带隙小于活性层和可饱和吸收层之间的隔离层的带隙的光导层。本专利技术的另一实施例中，包覆结构还包含一光导层，而可饱和吸收层被设置为邻接到此光导层。本专利技术的另一实施例中，包覆结构还包括一光导层，而可饱和吸收层设置在光导层中。本专利技术的另一实施例中，包覆结构还包含一光导层，而可饱和吸收层被设置在此光导层的附近。本专利技术的另一实施例中，上述的自持脉动式半导体激光装置包括有限流层，掺杂以n-型杂质和P-型杂质。本专利技术的另一实施例中，上述自持脉动式半导体激光装置包含活性层与可饱和吸收层之间的由具有大于活性层的带隙的带隙的材料制成的隔离层；由具有小于隔离层的带隙的带隙的材料制成的至少二量子阱层；和一被设置在量子阱层间的由具有大于量子阱层的带隙的带隙的材料制成的量子阻挡层。本专利技术的另一实施例中，具有与包覆层的电导性不同的的电导性的阻流层被设置为邻接到包覆层，而注入包覆层的电流所通过的区域的宽度为7μm或稍小。本专利技术的另一实施例中，在邻接可饱和吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：足立秀人，上山智，木户口勲，上野山雄，万浓正也，福久敏哉，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：