CN101882755A - 半导体激光器元件和半导体激光器器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体激光器元件和半导体激光器器件，该半导体激光器元件包括：第一半导体层；具有电流注入区域的有源层；第二半导体层；第三半导体层；以及用于将电流注入所述有源层中的电极。在该半导体激光器元件中，第一半导体层、有源层、第二半导体层以及第三半导体层被依次层叠在衬底上，第一半导体层具有约束有源层的电流注入区域的电流约束层，第三半导体层形成在第二半导体层的上表面上对应于有源层的电流注入区域的区域中，电极形成在第二半导体层的上表面上除第三半导体层的区域以外的区域中。

Description

半导体激光器元件和半导体激光器器件
技术领域
本发明涉及半导体激光器元件和包括支撑部件和安装在其上的半导体激光器元件的半导体激光器器件。
背景技术
迄今为止，在半导体激光器中，用于电流约束的脊被形成在p-型半导体层的上部，以增加向有源层中的电流注入效率。
发明内容
但是，因为p-侧电极和p-型半导体层在脊的仅仅上部的有限面积中彼此接触，所以存在操作电压由于串联阻抗的增大而提高的问题。
因此，业已提出了一种技术，其中在氮化物半导体激光器中，电流约束层被设置在n-型半导体层中而不形成脊，从而增大了p-侧电极和p-型半导体层之间的接触面积(例如，参见日本未审查专利申请公布No.2003-8145)。但是，根据上述的氮化物半导体激光器的结构，不利地发生光场向p-型半导体层中的穿透，这导致自由载流子的吸收；为了减少光吸收损耗，优选地要进一步改进上述技术。
考虑到上述问题，理想的是提供一种能够减少串联阻抗的半导体激光器元件，以及一种包括上述半导体激光器元件的半导体激光器器件。
根据本发明的实施方式，提供了一种半导体激光器元件，其包括：第一半导体层；具有电流注入区域的有源层；第二半导体层；第三半导体层；以及用于将电流注入所述有源层中的电极。在该半导体激光器元件中，所述第一半导体层、所述有源层、所述第二半导体层以及所述第三半导体层被依次层叠在衬底上，所述第一半导体层具有电流约束层，所述电流约束层约束所述有源层的所述电流注入区域，所述第三半导体层形成在所述第二半导体层的上表面上对应于所述有源层的所述电流注入区域的区域中，所述电极形成在所述第二半导体层的所述上表面上除所述第三半导体层的区域以外的区域中。
根据本发明的实施方式，提供了一种半导体激光器器件，其包括半导体激光器元件和支撑部件，并且该半导体激光器元件是上述的根据本发明的实施方式的半导体激光器元件。
在根据本发明的实施方式的半导体激光器元件或半导体激光器器件中，因为电流约束层被设置在第一半导体层中，所以当在电极对之间施加预定电压时，由电流约束层产生电流约束，并且电流被注入到有源层的电流注入区域中，从而通过电子-空穴再结合而产生光发射。因为第三半导体层被形成在第二半导体层的上表面上对应于有源层的电流注入区域的区域中，并且电极被形成在除上述区域以外的区域中，所以电极和第二半导体层之间的接触面积增大，因此可以减小串联阻抗。
附图说明
图1是示出了根据本发明的第一实施方式的半导体激光器元件的结构的剖视图；
图2是示出了包括每一个为图1所示的多个半导体激光器元件的半导体激光器阵列的结构的透视图；
图3是示出了包括图2所示的半导体激光器阵列的半导体激光器器件的结构的透视图；
图4是沿图3中的线IV-IV所取的剖视图；
图5是图示了图1所示的半导体激光器元件的制造方法的步骤的剖视图；
图6是图示了图5所示的步骤之后的步骤的剖视图；
图7是图示了图6所示的步骤之后的步骤的剖视图；
图8是图示了图7所示的步骤之后的步骤的剖视图；
图9是示出了根据本发明的第二实施方式的半导体激光器元件的结构的剖视图；
图10是示出了根据本发明的第三实施方式的半导体激光器元件的结构的剖视图；
图11是示出了根据本发明的第四实施方式的半导体激光器元件的结构的剖视图；
图12是示出了根据本发明的第五实施方式的半导体激光器元件的结构的剖视图；
图13是示出了根据本发明的一个应用实施例的激光显示设备的结构的视图；以及
图14是示出了根据本发明的一个应用实施例的激光照射设备的结构的示意性透视图。
优选实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施方式。将以如下次序进行描述。
1.第一实施方式(第三半导体层直接结合到基板的实施例)
2.第二实施方式(金属膜被形成在第三半导体层上的实施例)
3.第三实施方式(第三半导体层具有包括n-型层和非掺杂层的层叠结构的实施例)
4.第四实施方式(电介质多层膜被形成在第三半导体层上的实施例)
5.第五实施方式(表面发射激光器)
6.应用实施例
<第一实施方式>
<半导体激光器元件>
图1是示出了根据本发明的第一实施方式的半导体激光器元件1的结构的剖视图。该半导体激光器元件1用于激光显示器或激光照射设备(诸如激光加工设备)，并且具有依次设置在由n-型GaAs制成的衬底10上的第一半导体层20、有源层30、第二半导体层40和第三半导体层50。
第一半导体层20从衬底10一侧起依次具有例如电流约束层21、n-型包覆层22以及n-侧引导层23。
电流约束层21是用于约束有源层30的电流注入区域30A的层，具有大约0.1μm的厚度，并且由掺杂p-型杂质(诸如锌(Zn))的p-型GaAs形成。电流约束层21具有对应于电流注入区域30A的开口部分21A，并且被构造成使通过开口部分21A的电流被注入到电流注入区域30A中。此外，该半导体激光器元件1是所谓的宽面积半导体激光器，其中开口部分21A的宽度为例如10μm或更大，并且典型地为20到400μm。
n型包覆层22具有例如1μm的厚度，并且由用n型杂质(例如硅(Si))掺杂的n型AlInP混合晶体形成。n-侧引导层23具有例如0.1μm的厚度，并且由非掺杂的AlGaInP混合晶体形成。
有源层30具有例如10nm的厚度，并且由非掺杂的GaInP混合晶体形成。在此有源层30中，面对电流约束层21的开口部分21A的区域被用作电流注入区域(光发射区域)30A。
第二半导体层40从衬底10一侧起依次具有例如p-侧引导层41、p-型包覆层42以及p-侧接触层43。
p-侧引导层41具有例如0.1μm的厚度，并且由非掺杂的AlGaInP混合晶体形成。p型包覆层42具有例如0.3μm的厚度，并且由用p型杂质(例如镁(Mg))掺杂的p型AlInP混合晶体形成。p-侧接触层43具有例如0.1μm的厚度，并且由用p型杂质(例如锌(Zn))重掺杂的p型GaAs形成。此外，在p型包覆层42和p-侧接触层43之间，可以设置刻蚀停止层(没有示出)和中间层(没有示出)。刻蚀停止层可以例如由用p型杂质(例如镁(Mg))掺杂的GaInP混合晶体形成。中间层可以例如由用p型杂质(例如镁(Mg))掺杂的p型GaInP混合晶体形成。
第三半导体层50具有带形形状，并且被形成在第二半导体层40的上表面上与有源层30的电流注入区域30A对应的区域中。在第二半导体层40的上表面上除第三半导体层50的区域之外的区域中，形成用于将电流注入到有源层30中的p-侧电极61。因此，在此半导体激光器元件1中，可以减小串联阻抗。
第三半导体层50具有例如0.7μm的厚度，并且由AlInP混合晶体形成。此外，上述的p-侧接触层43被形成在p型包覆层42的上表面中除第三半导体层50的区域之外的区域中。
第三半导体层50的导电类型可以通过添加p型杂质(诸如镁(Mg))而为p型，可以通过添加n型杂质(诸如硅(Si))而为n型，或者可以是非掺杂型的。对于此的原因是电流不被注入到第三半导体层50中，而仅仅是光被限制在其中。具体地，第三半导体层50的导电类型优选是非掺杂型。对于此的原因是因为由p型包覆层的载流子导致的自由载流子的吸收被减少，并且光学损耗被减小，激光器的能量转换效率可以被提高，尤其是高输出激光器的输出可以被显著有效地提高。
p-侧电极61例如由从第二半导体层40侧起依次的钛(Ti)、铂(Pt)和金(Au)的层叠来形成，并且与p-侧接触层43电连接。
另一方面，在衬底10的后表面上，形成用于将电流注入到有源层30中的n-侧电极62。n-侧电极62具有例如由从衬底10侧起依次的金(Au)和锗(Ge)的合金、镍(Ni)和金(Au)形成的层叠结构，并且与衬底10电连接。
此外，在此半导体激光器元件1中，例如，第三半导体层50的位于纵向的两个侧表面彼此相对，并且被用作一对谐振器端表面，并且一对反射镜膜(没有示出)被形成在该对谐振器端表面上。一个反射镜膜的反射率被调节为减小，另一个反射镜膜的反射率被调节为增大。因此，在有源层30中产生的光在该对反射镜膜之间往返时被放大，然后作为激光束从一个反射镜膜发射。就是说，该半导体激光器元件1是边发射激光器，其中，由有源层30产生的光被沿与第一半导体层20、有源层30、第二半导体层40和第三半导体层50的层叠方向垂直的方向发射。
<半导体激光器器件>
图2是示出了包括多个半导体激光器元件1的半导体激光器阵列2的结构的示意性透视图。在该半导体激光器阵列2中，半导体激光器元件1以单片形式形成在共同的衬底10上，以获得瓦特级的光学输出。
在半导体激光器阵列2中，在相邻发射器(每一个对应于一个半导体激光器元件1)之间容易发生热相互作用，因而发射器距离优选被设为约400μm。因此，当从一个发射器的光学输出增大时，发射器的数量可以被减少，结果，与半导体激光器阵列2光学耦合的光学元件可以被微型化，和/或光学元件的数量可以被减少。
图3是示出了包括半导体激光器阵列2的半导体激光器器件3的结构的示意性透视图。此半导体激光器器件3被用作例如激光显示器、激光机械加工或医疗应用。半导体激光器阵列2由焊料层71结合到例如由具有高热导率的SiC或类似物制成的基板70上，其中，所述焊料层71被置于半导体激光器阵列2和基板70之间。基板70由焊料层72(没有示于图3中，参见图4)结合到由金属制成的热沉80上，其中，所述焊料层72被置于基板70和热沉80之间。半导体激光器阵列2也可以由焊料层71直接结合到热沉80上，而不使用基板70。在此实施方式中，基板70或热沉80对应于根据本发明的实施方式的“支撑部件”的一个具体实施例。
电极部件81被设置在与半导体激光器阵列2的光发射侧相反的一侧，所述电极部件81由居间的导线85电连接到n-侧电极62。此电极部件81由螺钉82固定在绝缘板83上，并且此绝缘板83将热沉80与电极部件81分离，以达到绝缘目的。保护导线85免受外部影响的保护部件84由螺钉82固定在电极部件81上。
半导体激光器阵列2例如以向下接合的方式结合到基板70上，如图4所示。各个半导体激光器元件1的第三半导体层50由居间的焊料层71结合到基板70上。因此，来自p型包覆层42和第三半导体层50的热可以被高效地去除，并且可以抑制由热导致的能量转换效率的降低。
例如，此半导体激光器元件1可以如下所述地制造。
首先，如图5所示，准备由如上所述的材料形成的衬底10，并且电流约束层21例如通过锌的扩散或离子注入而形成在此衬底10的上表面中。具体地，离子注入是优选的，因为可以容易地形成电流约束层21。
接着，如图6所示，例如通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)方法依次层叠n型包覆层22、n-侧引导层23、有源层30、p-侧引导层41、p型包覆层42和固体第三半导体层膜50，这些层和膜中的每一者由前述的材料形成并且具有前述的厚度。在此步骤中，作为化合物半导体的原材料，例如使用三甲基铝(TMAl)、三甲基镓(TMGa)、三甲基铟(TMIn)、膦(PH3)以及胂(AsH3)；作为供体杂质的原材料，例如使用甲硅烷(SiH4)；作为受体杂质的原材料，例如使用二(环戊二烯基)镁(Cp2Mg)以及二甲基锌(DMZn)。
随后，如图7所示，通过刻蚀等方式处理固体第三半导体层膜50，以在第二半导体层40的上表面上对应于有源层30的电流注入区域30A的区域中形成具有带形形状的第三半导体层50。接着，同样如图7所示，例如通过CVD方法在第三半导体层50的上表面和侧表面上形成由SiO2制成的选择性生长掩模91，并且形成由前述材料制成并且具有前述厚度的p-侧接触层43。
在形成p-侧接触层43之后，如图8所示，选择性生长掩模91被刻蚀掉，并且例如通过沉积在第二半导体层40的上表面上除第三半导体层50的区域之外的区域中形成由前述材料制成的p-侧电极61。
此外，在例如通过研磨和抛光处理衬底10的后表面侧以将衬底10的厚度减小到约100μm之后，在衬底10的后表面上形成n-侧电极62。随后，衬底10被成形为具有预定尺寸，然后在彼此相对的那对谐振器端表面上形成反射镜膜(没有示出)。结果，得到图1所示的半导体激光器元件1。
在此半导体激光器元件1中，当在n-侧电极62和p-侧电极61之间施加预定电压时，电流被注入到有源层30中，并且通过电子-空穴再结合而产生光发射。由此发射的光在反射镜对之间反射，并在其间往复而产生激光振荡，结果，激光束被发射到外部。在此实施方式中，因为电流约束层21被设置在第一半导体层20中，所以该电流约束层21执行电流约束，因而电流被注入到有源层30的电流注入区域30A中。此外，因为第三半导体层50被形成在第二半导体层40的上表面上对应于有源层30的电流注入区域30A的区域中，并且p-侧电极61被形成在上述区域以外的区域中，所以p-侧电极61和第二半导体层40之间的接触面积被增大，因此可以减小串联阻抗。
在此实施方式中，如上所述，电流约束层21被设置在第一半导体层20中，第三半导体层50被形成在第二半导体层40的上表面上对应于有源层30的电流注入区域30A的区域中，并且p-侧电极61被形成在上述区域以外的区域中，因此，可以减小串联阻抗，并且可以抑制操作电压的升高。此外，因为激光器的能量转换效率可以被提高，所以可靠性可以被提高，操作温度的控制范围可以被增大，并且可以执行高温操作。
<第二实施方式>
图9是示出了根据本发明的第二实施方式的半导体激光器元件1A的结构的剖视图。在此实施方式中，除金属膜51被形成在第三半导体层50上之外，该半导体激光器元件1A可以以与第一实施方式相似的方式形成，从而具有与第一实施方式相似的结构、性能和优点。
金属膜51由与p-侧电极61相同的材料形成，并且通过与p-侧电极61相同的工艺形成。因为金属膜51被形成在第三半导体层50上，所以与焊料层71的结合特性被改善，因此可以有效地去除热。
在本例中，第三半导体层50的导电类型优选是n型或非掺杂型。其原因是p-侧电极61和第三半导体层50之间的Schottky势垒可以被增大，从而防止电流流入到第三半导体层50中。尤其是，第三半导体层50的导电类型优选是非掺杂型。其原因是因为由p型包覆层的载流子导致的自由载流子吸收被减少，并且光损耗被减小，激光器的能量转换效率可以被提高，并且尤其地，高输出激光器的输出可以被显著有效地提高。
<第三实施方式>
图10是示出了根据本发明的第三实施方式的半导体激光器元件1B的结构的剖视图。在此实施方式中，除第三半导体层50被形成为具有n型层52A和非掺杂层52B的层叠结构之外，该半导体激光器元件1B可以以与第一实施方式相似的方式形成，从而具有与第一实施方式相似的结构、性能和优点。
n型层52A与p型包覆层42形成pn结，并且抑制载流子向非掺杂层52B的扩散。此外，n型层52A例如由用n型杂质(诸如硅(Si))掺杂的AlInP混合晶体形成，并且具有0.1μm的厚度。非掺杂层52B例如由非掺杂的AlInP混合晶体形成，并且具有0.6μm的厚度。当第三半导体层50被形成为具有n型层52A和非掺杂层52B的层叠结构时，可以可靠地抑制非掺杂层52B中自由载流子的吸收。
<第四实施方式>
图11是示出了根据本发明的第四实施方式的半导体激光器元件1C的结构的示意性剖视图。在此实施方式中，除通过在第三半导体层50上形成电介质多层膜53来减少在焊料层71处导致的光吸收之外，该半导体激光器元件1C可以以与第一实施方式相似的方式形成，从而具有与第一实施方式相似的结构、性能和优点。
<第五实施方式>
图12是示出了根据本发明的第五实施方式的半导体激光器元件1D的结构的示意性剖视图。此半导体激光器元件1D是表面发射激光器，其包含依次设置在由n型GaAs制成的衬底10上的第一半导体层120、有源层130、第二半导体层140和第三半导体层150。
第一半导体层120具有n-侧分布式Bragg反射器(DBR)层121、电流约束层122和n-侧引导层123。n-侧DBR层121具有例如由n型AlGaAs混合晶体形成的多层结构。电流约束层122具有砷化铝(AlAs)低阻区域122A和围绕低阻区域122A设置的经氧化的砷化铝高阻区域122B，并且被构造成使得电流仅仅由低阻区域122A约束。n-侧引导层123由例如n型AlGaAs混合晶体形成。
有源层130由例如没有掺杂杂质的GaAs形成，并且有源层130的与低阻区域122A相对应的区域是光发射(电流注入区域)130A。
第二半导体层140具有p-侧引导层141。p-侧引导层141由例如p型AlGaAs混合晶体形成。
第三半导体层150是具有由例如AlGaAs混合晶体形成的多层结构的DBR层。第三半导体层150被形成在第二半导体层140的上表面上对应于有源层130的电流注入区域130A的区域中，以具有圆柱形形状，并且被构造成使得在有源层130中产生的光被沿垂直于第三半导体层150的上表面的方向发射。用于将电流注入到有源层130中的p-侧电极161被形成在第二半导体层140的上表面上除第三半导体层150的区域之外的区域中。因此，在此半导体激光器元件1D中，可以减少串联阻抗。
第三半导体层150的导电类型可以通过添加p型杂质(诸如镁(Mg))而为p型，可以通过添加n型杂质(诸如硅(Si))而为n型，或者可以是非掺杂型的。对于此的原因是电流不被注入到第三半导体层150中，而仅仅是由其反射光。具体地，第三半导体层50的导电类型优选是非掺杂型。对于此的原因是因为由p型DBR层的载流子导致的自由载流子的吸收被减少，并且光学损耗被减小，激光器的能量转换效率可以被提高，尤其是高输出激光器的输出可以被显著有效地提高。
p-侧电极161例如由从第二半导体层140侧起依次的钛(Ti)、铂(Pt)和金(Au)的层叠来形成，并且与p-侧引导层141电连接。
在衬底110的后表面上，形成用于将电流注入到有源层130中的n-侧电极162。n-侧电极162具有例如由从衬底110侧起依次的金(Au)和锗(Gc)的合金、镍(Ni)和金(Au)形成的层叠结构，并且与衬底110电连接。
例如，此半导体激光器元件1D可以按如下所述地形成。
首先，n-侧DBR层121、将被形成为电流约束层122的砷化铝层122C、n-侧引导层123、有源层130、p-侧引导层141和固体第三半导体层膜150通过晶体生长等方式被依次形成在由前述材料制成的衬底110上。
接着，通过刻蚀等方式处理固体第三半导体层膜150，以在第二半导体层140的上表面上对应于有源层130的电流注入区域130A的区域中形成具有圆柱形形状的第三半导体层150。
随后，例如通过刻蚀而选择性去除p-侧引导层141、有源层130、n-侧引导层123、砷化铝层122以及n-侧DBR层121，从而形成平台(mesa)部分(没有示出)。
随后，例如通过在水蒸汽气氛中加热来氧化暴露于平台部分(没有示出)的侧表面处的砷化铝层122C。因为氧化从砷化铝层122C的外周向中心以环形方式进行，所以当氧化在适当的定时停止时，形成环形高阻区域122B，并且没有被氧化的中心部分充当低阻区域122A。结果，形成具有低阻区域122A和高阻区域122B的电流约束层122。
在形成电流约束层122之后，p-侧电极161被形成在第二半导体层140的上表面上除第三半导体层150的区域之外的区域中，n-侧电极162被形成在衬底110的后侧。由此，得到图12所示的半导体激光器元件1D。
在此半导体激光器元件1D中，当在n-侧电极162和p-侧电极161之间施加预定电压时，从n-侧电极162供应的驱动电流被电流约束层122约束，然后被注入到有源层130中，结果通过电子-空穴再结合而产生光发射。由此发射的光在n-侧DBR层121和第三半导体层150处被发射，并在其间往复而产生激光振荡，结果，激光束被从第三半导体层150的上表面发射到外部。
在相关的表面发射激光器中，因为p型DBR层是高阻区域，所以存在难以执行高速器件操作这样的严重问题。但是，在本实施方式中，因为第三半导体层150被形成在第二半导体层140的上表面上对应于有源层130的电流注入区域130A的区域中，并且p-侧电极161被形成在除上述区域以外的区域中，所以没有电流流过第三半导体层150，而仅仅由其执行光反射。因此，半导体激光器元件1D具有非常低的串联阻抗分量，结果，可以执行高速操作。
如上所述，在此实施方式中，因为第三半导体层150被形成在第二半导体层140的上表面上对应于有源层130的电流注入区域130A的区域中，并且p-侧电极161被形成在除上述区域以外的区域中，没有电流流过第三半导体层150，所以可以减小串联阻抗，并且可以执行高速操作。
<应用实施例>
分别示于图2和图4的半导体激光器阵列2和半导体激光器器件3分别在任何必要时在氮气氛中分别安装在模块(没有示出)中，并且分别用作激光显示器或激光照射设备的光源。例如，在激光显示器中，从模块发射出的激光通过透镜或类似物准直，并且根据二维图像信息由光学元件进行空间调制，然后照射在屏幕上。作为光学元件，例如可以使用液晶或光学微机电系统(MEMS)，诸如数字光处理(DLP)系统或格栅光阀(GLV)系统。
(激光显示器)
图13是示出了根据本发明的实施方式的大面积半导体激光器阵列2被应用到激光显示器设备200的应用实施例的视图。此激光显示器设备200包括分别发射红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)光束的光源201a、201b和201c，并且设置了根据本实施方式的半导体激光器阵列2作为发射红光的光源201a。此激光显示器设备200还包括：光束形成光学系统202a、202b和202c和液晶面板203a、203b和203c，其分别针对光源201a、201b和201c设置；十字棱镜204；投射透镜205；以及投射屏幕206。
在此激光显示器设备200中，在从光源201a、201b和201c发射出的RGB颜色的光束分别通过光束形成光学系统202a、202b和202c之后，光束分别入射在相应的液晶面板203a、203b和203c上，并且被空间调制成RGB的图像信息。随后，RGB图像信息被十字棱镜204合成，然后通过投射透镜205投射在投射屏幕206上。
(激光照射设备)
图14是示出了根据本发明的实施方式的半导体激光器器件3被应用于激光加工设备(作为激光照射设备的一个实施例)的光源的一个应用实施例的示意性透视图。在本实施方式的激光照射设备300中，从光源301发射出的激光束304通过光学系统302被在工件303的表面上合成在一起，从而进行加工。因为具有大宽度脊的大面积半导体激光器的近场图案(NFP)是矩形的，所以在工件303的表面上合成的光束图案也具有矩形形状。因此，在加工矩形和/或线形的情况下，光束使用效率被提高。此外，除了激光加工之外，此激光照射设备300还可以应用于表面改性和探测。
到目前为止，虽然已经参照一些实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此，并且可以进行各种修改。例如，在上述实施方式中描述的各个层的材料和厚度或上述的成膜方法和成膜条件不限于此，并且也可以使用其它材料和厚度，或者其它成膜方法和成膜条件。
此外，在上述实施方式中，虽然具体描述了半导体激光器元件1、半导体激光器阵列2和半导体激光器器件3的结构，但是在一些情况下，可以不形成上述层中的一些，和/或还可以形成其它的层。
在此，在上述实施方式中，虽然利用AlGaInP基化合物半导体激光器作为实例描述了本发明，但是本发明也可以应用于其它化合物半导体激光器，作为其它的化合物半导体激光器，可以举出红外半导体激光器，诸如GaInAsP基激光器；氮化镓半导体激光器，诸如GaInN基或AlGaInN基激光器；以及包含Be，Zn，Mg，Cd，S，Se和Te中的至少两者的组合的II-VI半导体激光器。此外，本发明也可以应用于振荡波长不限于可见波段的半导体激光器，诸如AlGaAs基、InGaAs基、InP基以及GaInAsNP基激光器。特别地，因为第三半导体层50中的导电类型可以被制成为n型的或非掺杂型的，所以当本发明被应用于难以获得p型导体的材料系统(诸如II-VI化合物半导体)时，第三半导体层50可以被用作与电流注入不相关的光波导结构，因此，本发明可以被应用于例如绿色激光技术。
此外，在上述的实施方式中，利用具有折射率波导结构(index guidcstructure)作为实例描述了本发明，但是，本发明不限于此，并且也可以应用于具有其它结构(诸如增益波导结构)的半导体激光器。
本申请包含与在2009年1月22日递交给日本专利局的日本在先专利申请JP 2009-011989中公开的相关的主题，其全部内容通过引用被结合于此。
本领域的技术人员应该理解，只要在权利要求及其等同方案的范围内，可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和替换。

Claims (9)

1.一种半导体激光器元件，包括：
第一半导体层；
具有电流注入区域的有源层；
第二半导体层；
第三半导体层；以及
用于将电流注入所述有源层中的电极，
其中，所述第一半导体层、所述有源层、所述第二半导体层以及所述第三半导体层被依次层叠在衬底上，
所述第一半导体层具有电流约束层，所述电流约束层约束所述有源层的所述电流注入区域，
所述第三半导体层形成在所述第二半导体层的上表面上对应于所述有源层的所述电流注入区域的区域中，
所述电极形成在所述第二半导体层的所述上表面上除所述第三半导体层的区域以外的区域中。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器元件，
其中，所述衬底和所述第一半导体层分别具有n型导电类型，所述第二半导体层具有p型导电类型，所述第三半导体层具有n型导电类型。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器元件，
其中，所述第三半导体层是非掺杂层。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器元件，
其中，所述衬底和所述第一半导体层分别具有n型导电类型，所述第二半导体层具有p型导电类型，所述第三半导体层具有使n型层和非掺杂层从所述第二半导体层一侧起被依次层叠的层叠结构。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的半导体激光器元件，
其中，所述第三半导体层被形成为具有与所述电流注入区域的形状对应的带状形状，
在有源层中产生的光沿与所述第一半导体层、所述有源层、所述第二半导体层和所述第三半导体层的层叠方向垂直的方向发射。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的半导体激光器元件，
其中，所述第一半导体层包括DBR层，
所述第三半导体层是圆柱形DBR层，
在所述有源层中产生的光沿垂直于所述第三半导体层的上表面的方向发射。
7.一种半导体激光器器件，包括：
半导体激光器元件；以及
支撑部件，
其中，所述半导体激光器元件包括：
第一半导体层；
具有电流注入区域的有源层；
第二半导体层；
第三半导体层；以及
用于将电流注入所述有源层中的电极，
其中，所述第一半导体层、所述有源层、所述第二半导体层以及所述第三半导体层被依次层叠在衬底上，
所述第一半导体层具有电流约束层，所述电流约束层约束所述有源层的所述电流注入区域，
所述第三半导体层形成在所述第二半导体层的上表面上对应于所述有源层的所述电流注入区域的区域中，
所述电极形成在所述第二半导体层的所述上表面上除所述第三半导体层的区域以外的区域中，
所述第三半导体层和所述支撑部件由置于其间的焊料层彼此结合。
8.根据权利要求7所述的半导体激光器器件，
其中，所述半导体激光器元件还包括所述第三半导体层上的、由与所述电极的材料相同的材料形成的金属膜。
9.根据权利要求7所述的半导体激光器器件，
其中，所述半导体激光器元件还包括处于所述第三半导体层上的电介质多层膜。
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