半导体激光装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种半导体激光装置及其制造方法。半导体激光装置包括半导体层叠层体（１２），该半导体层叠层体（１２）具有沿与谐振器端面交叉的方向延伸且呈脊形条状的脊形波导部（１２ａ）。在半导体层叠层体（１２）上形成有覆盖脊形波导部（１２ａ）的两侧面中的至少一部分的介电体层（１６）。在半导体层叠层体（１２）上的脊形波导部（１２ａ）的两侧，与脊形波导部（１２ａ）及谐振器端面互相留有间隔地形成有吸光层（１７）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
迄今为止，作为通信用激光或者用来对光盘(CD: compact disc)或lt字通用光盘(DVD: digital versatile disc)进ff读出或 写入的元件，砷化铝镓(AlGaAs)红外光激光、磷镓化铟(InGaP) 红光激光等III-V族化合物半导体激光装置已被广泛使用。 近年来，用通式(general formula)为AlxGayIn(i-x-y)N (0 《x《l、 0《y《l、 0《l一x — y《1)的氮化物半导体实现过波长更 短的蓝光及紫外光半导体激光装置。作为用来对下一代DVD(Blu-Ray Disc:蓝光盘)等高密度光盘进行写入及读出的光源， 这些半导体激光装置逐渐实用化。现在，在巿场上销售的蓝光半导 体激光装置有两种，即用以再现且输出功率为数十mW的低输出功 率型蓝光半导体激光装置和用以记录且输出功率为lOOmW级的高 输出功率型蓝光半导体激光装置。为了实现记录速度的提高，正在 研发输出功率更高的蓝光半导体激光装置，连200mW级半导体激 光装置也逐渐被投入巿场。 —般来讲，利用将氮化物半导体材料的一部分蚀刻成条状而形 成的脊形(ridge)结构，使氮化物半导体激光装置的注入电流在衬 底水平方向上狭窄化。此外，在衬底水平方向上对光进行封闭时， 利用实际折射率波导(realindex-guided)结构。因此，在条状光 波导区域内传播的激光容易在衬底水平方向上泄漏。泄漏的光(杂 散光)在激光谐振器方向上进行多次反射，最后从出射端面放出去。5其结果是，杂散光会与主激光千涉，在远场辐射图(FFP: Far Field Pattern)中会产生紋波(ripple),或者远场辐射图会不像高斯 (gaussian)形状。若用这种激光对光盘进行读出和写入，光的利 用效率会下降，因而会产生噪声，或者会出现读出错误。 迄今为止，已经有人研究过抑制在氮化物半导体激光器中在衬 底水平方向上产生的漏光所导致的紋波，来得到良好的FFP形状的 方法。 例如，有人公开过下述方法(例如参照专利文献l)，即将p 侧电极的一部分也连续不断地形成到脊形条状部之外的p型包覆 (clad)层露出的部分。这样，泄漏到脊形波导部之外的杂散光就 会由p侧电极吸收，能够改善FFP形状。 此外，也有人公开过下述4支术(例如参照专利文献2和专利文 献3)，即将由折射率高于波导部的折射率的介电体、金属或半导 体等形成的吸光区域形成在距脊形波导部比较远的部分，从而改善 FFP形状。 此外，有人公开过下述技术(例如参照专利文献4)，即在光 出射端面附近形成多个凹部，来使从脊形波导部露出的光散射，从 而改善FFP形状。专利文献l:日本公开专利公报特开平11-186650号公报 专利文献2:日本公开专利公报特开2002-237661号公报 专利文献3:日本公开专利公报特开2006-216731号公报 专利文献4:日本公开专利公报特开2005-311308号公报 然而，现有改善FFP形状的技术有下述问题。首先，在将p 侧电极不但形成在脊形波导部上而且还形成在p型包覆层的露出面 上的情况下，电流也会在脊形波导部以外的部分流通。这是一个问 题。在脊形波导部以外的部分流通的电流大小为脊形波导部的电流 大小的百分之一左右。但是，若为增大半导体激光装置的输出功率 而使注入电流变大，就不能忽视在脊形波导部以外的部分流通的漏 电流。漏电流会使FFP形状恶化，也会成为产生新紋波的原因。 此外，有必要将p侧电极的宽度设为比脊形波导部的宽度宽得很，以在脊形波导部以外的部分也形成p侧电极。这种宽度很大的 p侧电极会成为在谐振器端面部分产生裂缝、微小的高低差及缺口 等即劈开不良的原因。此外，在端面部分，电极容易剥落。其结果 是，产品合格率下降。此外，光容易在端面部分散射，这会成为导 致FFP形状不良的新原因。 若以介电体形成吸收层，就没有产生漏电流之虞。然而，不存在吸收系数充分大的介电体材料，因而不能够充分得到吸光效果。在以半导体形成吸收层的情况下，至少需要进行两次半导体层生长，在成本方面非常不利。此外，吸光作用很强的半导体层会是 容易造成缺陷的层，或是杂质很多的层，或是铟的組成比比较高的 层等等。因此，吸收层会促进半导体激光装置恶化，可靠性下降。 在不形成吸收层，而形成凹部来使漏光散射的情况下，不会发 生由于吸收层而产生的问题。然而，因为只是让漏光散射而已，所 以散射后的光的一部分在相位不同的状态下反馈到波导部中，会成 为噪声的原因。在釆用氮化物半导体激光装置的情况下，例如会出 现下述现象，即会由于自发极化和应变所带来的压电效应而产生 能带弯曲，由于很高的注入载流子密度而产生能带缩小(band shrink)或者由于发热而振荡波长转移为长波长等等。因此，有下 述倾向，即脊形波导部中的振荡波长比周边区域的吸收端的波长 长。因此，若仅让从波导部中漏出的光散射，就不能吸收该漏出的 光，该光作为杂散光在谐振器内反复进行散射。因此，该光最后有 可能从端面漏出而与FFP干涉，或者反馈到波导区域内而成为噪 声。
技术实现思路
实现使紋波减低、使远场辐射图的形状近似于高斯形状的氮化物半 导体激光装置。 为实现所述目的，本专利技术将半导体激光装置的结构设为包括形 成在脊形波导部的两侧的吸光层的结构。 本专利技术所涉及的半导体激光装置，以包括具有一对相向的谐振 器端面的谐振器结构的半导体激光装置为对象。该半导体激光装置 包括半导体层叠层体、介电体层、吸光层及p侧电极。该半导体层 叠层体包括从衬底一侧依次层叠在该衬底上的n型半导体层、活性 层及p型半导体层，并具有沿与谐振器端面交叉的方向延伸且呈脊 形条状的脊形波导部。该介电体层以覆盖脊形波导部的两侧面中的 至少一部分的方式形成在半导体层叠层体上。该吸光层与脊形波导 部及谐振器端面互相留有间隔地形成在半导体层叠层体上的脊形波 导部的两侧。该p侧电极形成在脊形波导部上。 本专利技术的半导体激光装置包括吸光层，该吸光层与脊形波导部 及谐振器端面互相留有间隔地形成在半导体层叠层体上的脊形波导 部的两侧。因此，能够使泄漏到脊形波导部的侧边的漏光强度减4氐。 因此，能够改善半导体激光装置所射出的出射光的远场辐射图的形 状。此外，因为吸光层形成为与谐振器端面互相留有间隔，所以吸 光层不会阻碍劈开。 在本专利技术的半导体激光装置中，优选吸光层具有导电性，并且 与p侧电极电绝缘。通过设为所述结构，则即使在用导电材料作吸 光层的情况下，也能够使从吸光层漏出的漏电流量为零。因此，能 够在不产生由于漏电流而产生的杂散光且不使可靠性下降的状态下 使用有效吸收系数很高的金属等材料。 本专利技术的半导体激光装置也可以还包括形成在吸光层与p侧电 极之间的绝缘层。通过设为所述结构，则能够将吸光层的谐振器方 向上的进深设为很长的长度。 在本专利技术的半导体激光装置中，吸光层也可以相对于脊形波导 部线对称。 在本专利技术的半导体激光装置中，吸光层也可以形成在谐振器端 面中的将光射出的光出射端面附近。通过设为所述结构，则能够在 不形成绝缘膜的状态下使吸光层和p侧电极绝缘。 在本专利技术的半导体激光装置中，吸光层也可以具有第一部分和 第二部分，该第 一部分形成在谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光装置，包括具有一对相向的谐振器端面的谐振器结构，其特征在于：　所述半导体激光装置包括：　半导体层叠层体，包括从衬底一侧依次层叠在该衬底上的ｎ型半导体层、活性层及ｐ型半导体层，并具有沿与所述谐振器端面交叉的方向延伸且 呈脊形条状的脊形波导部，　介电体层，以覆盖所述脊形波导部的两侧面中的至少一部分的方式形成在所述半导体层叠层体上，　吸光层，与所述脊形波导部及所述谐振器端面互相留有间隔地形成在所述半导体层叠层体上的所述脊形波导部的两侧，以及　 　ｐ侧电极，形成在所述脊形波导部上。

【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：大野启，长谷川义晃，杉浦胜己，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]