半导体发光器件制造技术

本发明专利技术提供了一种半导体发光器件，通过简单的制造工艺实现提高的光检测精度。除了用于窄化电流的第一氧化层之外，在活性层和半导体光检测元件之间设置一个或多个第二氧化层。由于自发发射光包括许多发散分量，自发发射光被第二氧化层反射和散射，则抑制了自发发射光向半导体光检测元件侧的传播。经半导体光检测元件的自发发射光的检测强度降低，从而提高了光检测精度。第一和第二氧化层通过单一的氧化工艺形成，使得制造工艺被简化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有用于检测发光的光检测元件的半导体发光器件，更具体地， 涉及一种适合用于期望高的光检测精度的半导体发光器件。
技术介绍
根据现有技术，在用于光纤、光盘等的半导体发光器件中，由于保持装配在该器件 中的半导体发光元件的光输出强度(light output level)是目的的一部分，所以从半导体 发光元件发射的光由光检测机构进行检测。光检测机构可以由(例如)用于分出一部分发 射光的反射器和用于检测分出的发射光的半导体光检测元件来构造。然而，这种结构具有 这样的问题，即，部件的数量多，并且另外，反射器和半导体光检测元件相对于半导体发光 元件必须以较高精度进行设置。作为解决这样的问题的一个措施，集成形成半导体发光元 件和半导体光检测元件。然而，当它们被集成形成时，存在半导体光检测元件不仅检测要被检测的受激发 射光(induced emission light)，还检测自发发射光(natural emission light)的可能 性。在这种情况下，以由半导体光检测元件检测到的光为基础测量的半导体发光元件的光 输出强度包括仅由自发发光量引起的误差。因此，这种方法也不适合用于期望光输出强度 以较高精度进行控制的场合。在日本专利第2，887，785号中，提出了这样一种技术，即，在半导体光检测元件中 设置控制层，并且在从面发光半导体激光元件(surface-emitting semiconductor laser element)发出的自发发射光的一部分被半导体光检测元件检测之前中断光。
技术实现思路
控制层通过对半导体光检测元件的一部分半导体材料进行氧化来形成。然而，由 于半导体光检测元件的控制层的平台直径(mesa diameter)和面发光半导体激光元件中的 电流窄化层的平台直径彼此不同，所以，通过单一的氧化工艺极难控制期望的氧化量。在实 施多个氧化工艺的情况下，工艺复杂并且生产率极差。因此，期望提供一种通过简单的制造工艺实现提高的光检测精度的半导体发光器 件。如本专利技术的实施方式的半导体发光器件具有在衬底上的半导体光检测元件以及 在半导体光检测元件上的面发光半导体激光元件。面发光半导体激光元件具有在半导体 光检测元件上的第一多层反射膜；设置在第一多层反射膜上并且包括发光区域的活性层； 在活性层上的第二多层反射膜；设置在第一多层反射膜或第二多层反射膜中的第一氧化层，具有与活性层中的发光区域相对的用于通过电流的开口，并且具有在所述开口的外围 的氧化区域；设置在活性层和半导体光检测元件之间的一个或多个第二氧化层，具有与第 一氧化层中的开口相对的开口，并且具有在所述开口的外围的氧化区域。在作为本专利技术实施方式的半导体发光器件中，受激发射在面发光半导体激光元件 中重复，使得包括预定波长的光输出。该光不仅包括受激发射光而且包括自发发射光。由 于在活性层和半导体光检测元件之间设置了一个或多个第二氧化层，所以抑制了自发发射 光向半导体光检测元件的传播，从而经半导体光检测元件的自发发射光的检测强度降低。根据作为本专利技术的实施方式的半导体发光器件，由于一个或多个第二氧化层(均 具有与第一氧化层的开口相对的开口)被设置在活性层和半导体光检测元件之间，所以通 过第二氧化层可以抑制自发发射光向半导体光检测元件的传播，从而可以提高光检测精 度。以单一的氧化工艺形成第一氧化层和第二氧化层，则制造工艺变得更简单。根据下面的描述，本专利技术的其他的和进一步的目的、特性以及优点将更充分地显 示出来。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施方式的半导体发光器件的结构实例的横截面图。图2是图1中示出的P型DBR层的局部放大横截面图。图3是图1中示出的半导体发光器件的另一结构实例的横截面图。图4A和图4B是示出实施例的结果的示图。具体实施例方式下面将参照附图详细描述本专利技术的实施方式。图1示出根据本专利技术的实施方式的半导体发光器件的横截面结构。图1是示意图， 其中尺寸和形状与实际的尺寸和形状不同。通过在半导体光检测元件1上集成地设置面发 光半导体激光元件2来获得半导体发光器件。半导体光检测元件1在衬底10上依次具有η型接触层11、光吸收层12以及ρ型 接触层13。P侧电极14设置在ρ型接触层13的表面上，而η侧电极15设置在衬底10的 背面上。ρ侧电极14还用作面发光半导体激光元件2的ρ侧电极。衬底10由(例如)η型GaAs制成。η型接触层11由(例如)η型 AlxllGa1^xllAs (0 ^ xll ^ 1)制成。η型杂质的实例包括硅(Si)和硒(Se)。光吸收层 12吸收从面发光半导体激光元件2输出的一部分光并将吸收的光转换成电信号，而且是 由(例如)非掺杂的Alxl2Gai_xl2As (0彡χ12彡1)制成。ρ型接触层13由(例如)ρ型 Alxl3Ga1^xl3As (0彡χ13彡1)制成。P型杂质的实例包括锌(Zn)、镁(Mg)、铍(Be)以及碳 (C)。ρ侧电极14具有(例如)从ρ型接触层13侧依次堆叠Ti、Pt、以及Au的结构，并 且电连接至P型接触层13。N侧电极15具有(例如)从衬底10侧依次堆叠AuGe合金、Ni 以及Au的结构，并且电连接至衬底10。面发光半导体激光元件2具有通过在半导体光检测元件1的ρ型接触层13上从 半导体光检测元件1侧依次堆叠(例如)ρ型DBR层21、活性层22以及η型DBR层23而获得的堆叠结构。P型DBR层21具有通过从衬底10侧依次堆叠P型第一 DBR层31、ρ型第 二 DBR层32以及ρ型第三DBR层33而获得的结构。通过ρ型第二 DBR层32、ρ型第三DBR 层33、活性层22以及η型DBR层23，形成了具有圆柱形状的第一柱体24。ρ型第一 DBR层 31用作具有圆柱形状的第二柱体25，该第二柱体的直径大于第一柱体24的直径。在ρ型第三DBR层33中靠近活性层22设置了第一氧化层41。第一氧化层41具 有指定活性层22中的发光区域22Α的电流窄化层(current narrowing layer)的功能， 并且具有用于电流通过的开口 41A (该开口对着活性层22中的发光区域22A)，并且在开口 41A的外围具有氧化区域41B。在ρ型第二 DBR层32中设置第二氧化层42。第二氧化层42与用于窄化电流的 第一氧化层41分开地设置在活性层22和半导体光检测元件1之间以抑制自发发射光向半 导体光检测元件1的传播。第二氧化层42具有正对着第一氧化层41中的开口 41A的开口 42A，并且在开口 42A的外围具有氧化区域42B。在半导体发光器件中，采用该结构，可通过 简单的制造工艺提高光检测精度。开口41A 和 42A 由(例如)ρ 型 AlAs 或 ρ 型 Alx42Gai_x42As (0 < x42 彡 1)制成。氧 化区域41B和42B包含(例如)Al2O3 (氧化铝)。开口 42A的直径优选等于或小于开口 41A 的直径。在开口 42A的直径更宽的情况下，穿过开口 42A并到达半导体光检测元件1的自 发发射光增加。第一氧化层41和第二氧化层42都设置在第一柱体24中，用该结构(如在后面要 描述的)，通过从第一柱体24的侧面对包含在第一氧化层41以及第二氧化层42中的高浓 度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体发光器件，包括：在衬底上的半导体光检测元件；以及在所述半导体光检测元件上的面发光半导体激光元件，其中，所述面发光半导体激光元件包括：第一多层反射膜，在所述半导体光检测元件上；活性层，设置在所述第一多层反射膜上并且包括发光区域；第二多层反射膜，在所述活性层上；第一氧化层，设置在所述第一多层反射膜或所述第二多层反射膜中，具有与所述活性层中的所述发光区域相对的用于通过电流的开口，并且具有在所述开口的外围的氧化区域；以及一个或多个第二氧化层，设置在所述活性层和所述半导体光检测元件之间，具有与所述第一氧化层中的所述开口相对的开口，并且具有在所述开口的外围的氧化区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：荒木田孝博，内田史朗，汐先政贵，前田修，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP