CN111937260A - 半导体激光器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

具有：有源层脊(6)，其在n型InP衬底(1)之上依次层叠了n型包覆层(2)、有源层(3)、第一p型包覆层(4)、第二n型阻挡层(5)，有源层脊(6)是从比有源层(3)低的位置凸出而形成的；填埋层(7)，其将有源层脊(6)的两侧填埋至比有源层(3)高的位置；第一n型阻挡层(8)，其在有源层脊(6)的两侧层叠于填埋层(7)的表面侧；以及第二p型包覆层(10)，其对有源层脊(6)的端部以及第一n型阻挡层(8)进行填埋，在处于有源层脊(6)顶部的第二n型阻挡层(5)的中央设置使空穴电流通过的电流狭窄窗(9)。

Description

半导体激光器及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有半绝缘性填埋阻挡层的半导体激光器及其制造方法。
背景技术
就现有的半导体激光器而言，设为如下结构，即，通过半绝缘性InP层和其之上的n型InP阻挡层将在n型InP衬底之上依次层叠了n型InP包覆层、有源层、第一p型InP包覆层而成的脊条构造的侧面填埋，并且，通过第二p型InP包覆层将脊条构造、半绝缘性InP层以及其之上的n型InP阻挡层填埋层填埋(例如，参照专利文献1)。
如果电流流过该半导体激光器，则从第二p型InP包覆层供给空穴，该空穴向n型InP衬底方向流动。此时，空穴的一部分被位于第二p型InP包覆层与n型InP阻挡层的界面处的势垒阻挡，沿着n型InP阻挡层向在脊条内存在的有源层方向流动。在有源层，从n型InP包覆层供给的电子与从第二p型InP包覆层供给的空穴复合，能够得到光输出以及增益。为了高输出化，缩短n型InP阻挡层与有源层之间的距离(空穴泄漏通道宽度)、高效地将空穴注入至有源层是有效的。
例如，在专利文献2中，在通过半绝缘性InP填埋层以及n型InP阻挡层填埋了脊条的侧面之后，对脊条两侧的p型InP包覆层进行蚀刻，然后再次生长出n型InP阻挡层，由此，使空穴泄漏通道宽度变窄，抑制无助于发光的空穴泄漏。
专利文献1：日本特开2017-108061号公报(第0014～0018段，图5)
专利文献2：日本特开2011-249766号公报(第0020～0027段，图2以及图3)
发明内容
就专利文献1的半导体激光器而言，在电流流过半导体激光器时，被n型InP阻挡层阻挡的空穴在从第一p型InP包覆层向有源层流动期间，产生横向的扩散。因此，存在如下问题，即，空穴的一部分不被注入至有源层，无助于发光的无用的空穴漏电流增加。另外，就要解决专利文献1的课题的专利文献2的半导体激光器而言，存在如下问题，即，必须分两次使n型InP阻挡层进行晶体生长，产生生产工序数的增加以及制造成本的增加。
本申请公开了用于解决上述课题的技术，其目的在于提供一种无需使晶体生长次数增加，可通过抑制空穴漏电流来实现高输出化的半导体激光器以及其制造方法。
本申请所公开的半导体激光器的特征在于，具有：脊，其包含在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层、第二n型阻挡层得到的半导体层，该脊是从比所述有源层靠近所述n型衬底的位置凸出而形成的；填埋层，其将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；第一n型阻挡层，其在所述脊的两侧层叠于所述填埋层的表面侧；以及第二p型包覆层，其对所述脊的顶部以及所述第一n型阻挡层进行填埋，在处于所述脊的顶部的所述第二n型阻挡层的中央，设置有使空穴电流通过的电流狭窄窗。
另外，本申请所公开的半导体激光器的特征在于，具有：脊，其在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层，该脊是从比所述有源层靠近所述n型衬底的位置凸出而形成的；填埋层，其将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；第一n型阻挡层，其在所述脊的两侧层叠于所述填埋层的表面侧；第二p型包覆层，其对所述脊的顶部以及所述第一n型阻挡层进行填埋；以及电流狭窄窗，其在处于所述脊的顶部的所述第一p型包覆层的中央，使空穴电流通过，所述电流狭窄窗是通过使所述第一p型包覆层的与除了所述电流狭窄窗以外的区域对应的区域绝缘化而形成的。
本申请所公开的半导体激光器的制造方法的特征在于，包含以下工序：在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层、第二n型阻挡层后，将两侧蚀刻至比所述有源层靠近所述n型衬底的位置而形成脊；通过填埋层将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；使第一n型阻挡层在所述填埋层之上生长；以及在所述脊的顶部的第二n型阻挡层的中央设置电流狭窄窗。
另外，本申请所公开的半导体激光器的制造方法的特征在于，包含以下工序：在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层、第二n型阻挡层后，在第二n型阻挡层的中央设置电流狭窄窗；将两侧蚀刻至比所述有源层靠近所述n型衬底的位置，以所述电流狭窄窗位于中央的方式形成脊；通过填埋层将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；以及使第一n型阻挡层在所述填埋层之上生长。
发明的效果
根据本申请，由于在脊的顶部设置了使空穴电流通过的电流狭窄窗，所以能够得到无需增加晶体生长次数即可制造，可通过抑制空穴漏电流来实现高输出化的半导体激光器。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的结构的剖面图。
图2是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的其他结构的剖面图。
图3是对实施方式1所涉及的半导体激光器与现有的半导体激光器的电流-光输出特性进行了对比的图。
图4是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的有源层的横向的增益分布的计算结果的图。
图5是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的制造工序的图。
图6是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的其他制造工序的图。
图7是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的其他结构的剖面图。
图8是表示实施方式2所涉及的半导体激光器的结构的剖面图。
图9是表示实施方式3所涉及的半导体激光器的结构的剖面图。
图10是表示实施方式4所涉及的半导体激光器的结构的剖面图。
图11是用于说明实施方式4所涉及的半导体激光器的制造方法的剖面图。
图12是表示实施方式5所涉及的半导体激光器的结构的剖面图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是表示实施方式1的半导体激光器101的结构的剖面图。如图1所示，半导体激光器101具有设置了有源层脊6的构造，该有源层脊6是在n型InP衬底1之上依次层叠了n型包覆层2、有源层3、第一p型包覆层4、第二n型阻挡层5而成的。有源层脊6的侧面被填埋层7填埋至比有源层3高的位置，在填埋层7之上设置有第一n型阻挡层8。并且，有源层脊6、填埋层7以及第一n型阻挡层8被第二p型包覆层10填埋。在n型InP衬底1之下以及第二p型包覆层10之上设置有电极11。
n型InP衬底1是以(001)面为主面的掺杂了4.0×1018cm-3的S的衬底。n型包覆层2在n型InP衬底1之上由掺杂了4.0×1018cm-3的S的厚度0.3μm的InP构成。有源层3由包含多量子阱的AlGaInAs类或者InGaAsP类材料构成。第一p型包覆层4由掺杂了1.0×1018cm-3的Zn的厚度0.1μm的InP构成。第二n型阻挡层5由掺杂了7.0×1018cm-3的S的厚度0.1μm的InP构成。有源层脊6的宽度通常为0.8～1.4μm左右，但不限于该范围。
填埋层7由掺杂了5.0×1016cm-3的半绝缘性材料即Fe的InP构成。第一n型阻挡层8在填埋层7之上由掺杂了7.0×1018cm-3的S的厚度0.4μm的InP构成。此外，填埋层7也可以是掺杂了Ti、Co、Ru等其他材料的InP这样的其他半绝缘性材料。另外，填埋层7也可以通过与杂质浓度或者导电类型不同的其他半导体层的组合而构成。
在有源层脊6的上部中央(顶部中央)，存在被第二n型阻挡层5夹着的宽度0.7μm的区域，即电流狭窄窗9。电流狭窄窗9的宽度通常为0.5～1.0μm左右，但只要比有源层脊6的宽度窄即可，不限于该范围。另外，位于电流狭窄窗9两侧的第二n型阻挡层5的侧面也可以不与n型InP衬底1垂直，例如也可以是图2那样的斜面。
构成电流狭窄窗9的孔形状的底面在有源层脊6的上部中央，设置于比第二n型阻挡层5低但比有源层3高的位置的范围。并且，构成电流狭窄窗9的孔形状与有源层脊6、填埋层7以及第一n型阻挡层8一起被第二p型包覆层10填埋，该第二p型包覆层10由掺杂了3.0×1018cm-3的Zn的厚度2.0μm的InP构成。n型InP衬底1之下以及第二p型包覆层10之上的电极11由Au、Ge、Zn、Pt、Ti等金属构成。
半导体激光器101的前端面和后端面由通过解理形成的(110)面来形成谐振器。通过电流注入而在有源层得到的发光在谐振器内被放大，产生激光振荡。谐振器长度大多设为150μm至300μm，但并不限于该范围。
如果从上下的电极11进行电流注入，则分别从n型InP衬底1以及n型包覆层2供给电子，从第一p型包覆层4以及第二p型包覆层10供给空穴。从第二p型包覆层10供给的空穴向n型InP衬底1的方向流出。其中一部分空穴被在第二p型包覆层10与第一n型阻挡层8的界面处或者第二p型包覆层10与第二n型阻挡层5的界面处存在的势垒阻挡。
如上所述被阻挡的空穴电流从第一n型阻挡层8和第二n型阻挡层5之间、或者电流狭窄窗9通过，向n型InP衬底1的方向流动。此时，第一n型阻挡层8和第二n型阻挡层5小于或等于0.4μm，比电流狭窄窗9的宽度窄，并且与电阻比p型InP层高的填埋层7相接，因此与电流狭窄窗9之间相比电阻更高。因此，空穴电流容易从电阻更低的电流狭窄窗9通过。
从电流狭窄窗9通过后的空穴电流在直至通过第一p型包覆层4而注入至有源层为止的期间产生横向的扩散(图1所示的空穴电流的流动A)。但是，由于电流狭窄窗9的宽度比有源层脊6的宽度窄，所以横向扩散的空穴也能够注入至有源层3。作为结果，与不具有第二n型阻挡层5的现有构造相比，能够提高空穴注入效率。
图3是表示实施方式1所涉及的半导体激光器101的电流特性的图。在图3中，横轴表示供给至半导体激光器的电流，纵轴表示半导体激光器的输出功率。此外，将工作温度设为95℃，电流-光输出特性是通过计算求出的。如图3所示，半导体激光器101的电流特性B与现有的半导体激光器的电流特性C相比，即使在流过了相同电流的情况下也能够得到高的光输出。这是由于提高了针对半导体激光器101的有源层的空穴电流注入效率。
图4是表示实施方式1所涉及的半导体激光器101的有源层3的横向的增益分布的计算结果的图。在图4中，横轴表示从有源层脊中央起的横向的距离，纵轴表示增益。Xa对应于有源层脊的侧面。此外，是将工作温度设为95℃，以电流值60mA工作时的计算结果。如图4所示，就现有的半导体激光器的增益E而言，有源层脊的侧面侧的增益变得更大，与此相对，就半导体激光器101的增益D而言，整个有源层的增益分布接近均匀。如果像上述那样增益分布是均匀的，则激光振荡所需的载流子注入量在整个有源层也是均匀的。因此，例如，在通过电流注入量进行了强度调制的情况下，时间波动(抖动)变小，在调制信号波形的传输中起到有利的作用。
半导体激光器101的增益分布形状能够如下进行说明。通常的以单一模式振荡的半导体激光器的光强度分布在有源层中央(x＝0)最强，随着远离中央而逐渐变弱。因此，光密度高的有源层中央比有源层端部容易引起受激发射，空穴密度容易减小。因此，就专利文献1所示的半导体激光器而言，空穴被大致均匀地注入，有源层中央的空穴密度降低，因此有源层中央的增益降低。
另一方面，就专利文献2所示的半导体激光器而言，由于在有源层之上存在比有源层宽度窄的电流狭窄窗，所以成为有源层中央的空穴密度容易变高的构造。因此，即使有源层中央的空穴密度因载流子吸收而降低，其结果，也比专利文献1所示的半导体激光器更能使整个有源层的空穴密度变均匀，所以增益分布也容易变均匀。
就实施方式1所涉及的半导体激光器101而言，除了得到这些效果之外，不需要如专利文献2所示的半导体激光器那样分两次使n型阻挡层生长。因此，不需要增加晶体生长次数，能够改善半导体激光器的特性而不会引起生产率的降低以及制造成本的增加。
接着，基于图5说明实施方式1所涉及的半导体激光器101的制造方法。图5是表示实施方式1所涉及的半导体激光器101的制造工序的剖面图。
首先，如图5(a)所示，在n型InP衬底1之上依次层叠了n型包覆层2、有源层3、第一p型包覆层4、第二n型阻挡层5之后，以有源层脊6的宽度对SiO2掩模12进行成膜，使用SiO2掩模12蚀刻至n型InP衬底1的中途，形成有源层脊6。此外，这里蚀刻是进行至n型InP衬底1的中途，但只要是比有源层低的位置即可。
接着，如图5(b)所示，通过填埋层7和第一n型阻挡层8填埋有源层脊6的两侧，形成电流狭窄构造。
接着，如图5(c)所示，在使用缓冲氢氟酸或者氢氟酸去除了SiO2掩模12之后，对SiO2掩模13进行成膜，在SiO2掩模13，通过蚀刻在与有源层脊6的上部中央对应的位置处形成电流狭窄窗9所用的孔，使用开有该孔的SiO2掩模13，在有源层脊6的上部中央形成电流狭窄窗9。此时，构成电流狭窄窗9的孔形状的底面在有源层脊6的上部中央，在从第二n型阻挡层5的背面至比有源层3高的位置的范围形成。
接着，如图5(d)所示，在使用缓冲氢氟酸或者氢氟酸去除了SiO2掩模13之后，通过第二p型包覆层10对有源层脊6的上部以及构成电流狭窄窗9的孔形状进行填埋。最后，通过在n型InP衬底1之下以及第二p型包覆层10之上形成电极11，从而完成图1所示的半导体激光器101。
另外，在上述实施方式1中，先通过蚀刻形成有源层脊6之后再形成了电流狭窄窗9，但也可以先形成电流狭窄窗9之后再形成有源层脊6。图6是基于图6说明实施方式1所涉及的半导体激光器101的其他制造方法的图。图6是表示实施方式1所涉及的半导体激光器101的其他制造工序的剖面图。
首先，如图6(a)所示，在n型InP衬底1之上依次层叠了n型包覆层2、有源层3、第一p型包覆层4、第二n型阻挡层5之后，对SiO2掩模12进行成膜，在SiO2掩模12，通过蚀刻在与成为有源层脊6的上部中央对应的位置处形成电流狭窄窗9所用的孔，使用开有该孔的SiO2掩模12，在有源层脊6的上部中央形成电流狭窄窗9。此时，构成电流狭窄窗9的孔形状的底面在有源层脊6的上部中央，在从第二n型阻挡层5的背面至比有源层3高的位置的范围形成。
接着，如图6(b)所示，在使用缓冲氢氟酸或者氢氟酸去除了SiO2掩模12之后，以有源层脊6的宽度在第二n型阻挡层5之上对SiO2掩模12进行成膜，使用该掩模蚀刻至n型InP衬底1的中途，形成有源层脊6。此外，这里蚀刻是进行至n型InP衬底1的中途，但只要是比有源层低的位置即可。
然后，如图6(c)所示，通过填埋层7和第一n型阻挡层8填埋有源层脊6的两侧来形成电流狭窄构造。
接着，如图6(d)所示，在使用缓冲氢氟酸或者氢氟酸去除了SiO2掩模13之后，通过第二p型包覆层10填埋有源层脊6的上部以及电流狭窄窗9。最后，通过在n型InP衬底1之下以及第二p型包覆层10之上形成电极11，从而完成图1所示的半导体激光器101。
如上所述，根据本实施方式1所涉及的半导体激光器101，具有：有源层脊6，其在n型InP衬底1之上依次层叠了n型包覆层2、有源层3、第一p型包覆层4、第二n型阻挡层5，是从比有源层3低的位置(靠近n型InP衬底1的位置)凸出而形成的；填埋层7，其将有源层脊6的两侧填埋至比有源层3高的位置；第一n型阻挡层8，其在有源层脊6的两侧层叠于填埋层7的表面侧；以及第二p型包覆层10，其将有源层脊6的顶部以及第一n型阻挡层8填埋，在处于有源层脊6顶部的第二n型阻挡层5的中央，设置有使空穴电流通过的电流狭窄窗9，因此，能够得到无需增加晶体生长次数即可制造，可通过抑制空穴漏电流来实现高输出化的半导体激光器。
此外，在实施方式1中，设为在第一n型阻挡层8与第二n型阻挡层5之间夹着高电阻的填埋层7的结构，但不限于此。也可以如图7所示，设为在第一n型阻挡层8与第二n型阻挡层5之间没有夹着填埋层7，第一n型阻挡层8与第二n型阻挡层5接触的结构。
在该结构中，在进行了电流注入的情况下，从第二p型包覆层10供给的空穴在第二p型包覆层10与第一n型阻挡层8的界面处或者第二p型包覆层10与第二n型阻挡层5的界面处被势垒阻挡。如上所述，被阻挡的空穴电流从电流狭窄窗9通过而注入至有源层3。因此，与上述实施方式1不同，能够抑制从第一n型阻挡层8与第二n型阻挡层5之间通过而流入至填埋层7的空穴漏电流。由此，与上述实施方式1相比，针对有源层的空穴注入效率提高，能够使激光器进一步高输出化。
实施方式2.
在实施方式1中，使用了被第二n型阻挡层5夹着的电流狭窄窗9，但在实施方式2中，说明了省略第二n型阻挡层5的形成，通过在第一p型包覆层4设置绝缘区域来形成电流狭窄窗的情况。
图8是表示实施方式2的半导体激光器102的结构的剖面图。如图8所示，在实施方式2中，电流狭窄窗9通过在有源层脊6的上部的第一p型包覆层4的两端以及存在于有源层脊6与第一n型阻挡层8之间的填埋层7设置绝缘区域14而形成，该有源层脊6依次层叠了n型包覆层2、有源层3、第一p型包覆层4。关于半导体激光器102的其他结构，与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
在实施方式2中，绝缘区域14例如以如下方式制作。在通过填埋层7和第一n型阻挡层8填埋了有源层脊6的侧面之后，在有源层脊6的上部的第一p型包覆层4的中央，在与成为电流狭窄窗9的位置对应的位置处形成使用了SiO2的掩模，从其上注入质子。由此，除了SiO2掩模正下方以外的第一p型包覆层4被绝缘化。另一方面，由于SiO2掩模的正下方仍是第一p型包覆层4，所以作为电流狭窄窗9起作用。除了电流狭窄窗9的形成以外，半导体激光器102的制造方法与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
如上所述，根据本实施方式2所涉及的半导体激光器102，由于电流狭窄窗9是通过使第一p型包覆层4的与除了电流狭窄窗9之外的区域对应的区域绝缘化而形成的，所以能够得到与实施方式1相同的效果，并且由于无需对台阶进行填埋就能够制作电流狭窄窗，所以能够得到第二p型包覆层的最表面的平坦度优异的半导体激光器。
实施方式3.
在实施方式2中，使有源层脊6的上部的第一p型包覆层4的两端绝缘化而形成了电流狭窄窗9，但在实施方式3中，对通过在第二n型阻挡层设置p型掺杂剂的扩散区域而形成电流狭窄窗的情况进行说明。
图9是表示实施方式3的半导体激光器103的结构的剖面图。如图9所示，在实施方式3中，电流狭窄窗9通过在有源层脊6的上部的第二n型阻挡层5的中央设置例如由Zn形成的p型掺杂剂的扩散区域15而形成。半导体激光器103的其他结构与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
在实施方式3中，扩散区域15例如以如下方式制作。在第二n型块5之上使用光致抗蚀剂在中央进行了孔形状的图案化之后，在其之上通过溅射法对ZnO进行成膜，通过剥离去除除了成为扩散区域的位置以外的ZnO和抗蚀层。然后，通过进行退火，能够仅在第二n型阻挡层5的中央形成p型掺杂剂扩散区域15。就制作的顺序而言，可以先形成有源层脊6，也可以在形成p型掺杂剂扩散区域15之后形成有源层脊6，哪一种都可以。除了电流狭窄窗9的形成以外，半导体激光器103的制造方法与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
如上所述，根据本实施方式3所涉及的半导体激光器103，由于电流狭窄窗9是在第二n型阻挡层5的与上述电流狭窄窗对应的区域使p型掺杂剂扩散而形成的，因此能够得到与实施方式1同样的效果，并且由于无需对台阶进行填埋就能够制作电流狭窄窗，因此能够得到第二p型包覆层的最表面的平坦性优异的半导体激光器。
实施方式4.
在实施方式1中，在第二n型阻挡层5形成了孔形状的电流狭窄窗9，但在实施方式4中，对形成了第三p型包覆层16的情况进行说明，该第三p型包覆层16将设置有电流狭窄窗9的第二n型阻挡层5覆盖。
图10是表示实施方式4的半导体激光器104的结构的剖面图。如图10所示，在实施方式4中，设置有电流狭窄窗9的第二n型阻挡层5被第三p型包覆层16覆盖，该第三p型包覆层16由掺杂了3.0×1018cm-3的Zn的厚度0.1μm的InP构成。关于半导体激光器104的其他结构，与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
在实施方式4中，将第二n型阻挡层5覆盖的第三p型包覆层16例如以如下方式制作。图11是形成第二p型包覆层10之前的半导体激光器104的剖面图。如图11所示，在将第三p型包覆层16层叠于第二n型阻挡层5之上后，形成成为电流狭窄窗9的孔。接着，如果在形成第二p型包覆层10时，在MOCVD的晶体生长炉内使炉内温度升温至500℃左右，则如图10所示的电流狭窄窗9的两壁部分的半导体层由于传质(mass transport)而变形。此时，在有源层脊6的最上部为第二n型阻挡层5的情况下，有可能出现以下状况，即，崩散的n型InP流入至电流狭窄窗9内以及第一p型包覆层4之上，堵塞向有源层3的空穴电流注入通道。因此，如实施方式4所示，在有源层脊6的最上部是第三p型包覆层16的情况下，即使流入至电流狭窄窗内，由于是具有与将电流狭窄窗填埋的第二p型包覆层10相同极性的p型InP，因此也不会堵塞空穴电流注入通道。除了电流狭窄窗9的形成之外，半导体激光器104的制造方法与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
如上所述，根据本实施方式4所涉及的半导体激光器104，由于设置有电流狭窄窗9的第二n型阻挡层5被第三p型包覆层16覆盖，所以能够得到不会堵塞空穴电流注入通道、电流特性优异的半导体激光器。
实施方式5.
在实施方式1中，通过第二p型包覆层10将电流狭窄窗9填埋，但在实施方式5中，对填埋第四p型包覆层17的情况进行说明。
图12是表示实施方式5的半导体激光器105的结构的剖面图。如图12所示，在实施方式5中，电流狭窄窗9被载流子浓度比第二p型包覆层10高的第四p型包覆层17填埋。例如，第四p型包覆层17是掺杂了3.0×1018cm-3的Zn的厚度0.2μm的p型InP，第二p型包覆层10是掺杂了1.0×1018cm-3的Zn的厚度1.8μm的p型InP。半导体激光器105的其他结构与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
在实施方式5中，在通过第四p型包覆层17将被第二n型阻挡层5夹着的电流狭窄窗9填埋之后，使载流子浓度比第四p型包覆层17低的第二p型包覆层10进行晶体生长。除了填埋第四p型包覆层17的工序以外，半导体激光器105的制造方法与实施方式1的半导体激光器101相同，省略其说明。
具有电流狭窄窗9的半导体激光器存在如下问题，即，与没有电流狭窄窗9的半导体激光器相比，电流流过的区域的剖面积小，因此元件电阻变高。为了解决该问题，可以提高对电流狭窄窗9进行填埋的第二p型包覆层的载流子浓度，降低电流流过的区域的电阻。但是，如果提高载流子浓度，则光的吸收损失大，会使光输出降低。因此，必须使从有源层产生的光尽量不泄漏至载流子浓度高的半导体层。在实施方式5中，仅使对电流狭窄窗9进行填埋的第四p型包覆层的载流子浓度高，使其之上的第二p型包覆层的载流子浓度低于第四p型包覆层，由此，兼顾元件电阻的降低和光吸收损失的抑制。
如上所述，根据本实施方式5所涉及的半导体激光器104，由于使第二p型包覆层10的载流子浓度低于对电流狭窄窗9进行填埋的第四p型包覆层17，因此与实施方式1的半导体激光器相比，能够使光吸收损失降低，因此具有降低阈值电流、提高光输出的效果。
虽然本申请记载了各种例示性实施方式以及实施例，但是在一个或者多个实施方式中记载的各种特征、方案以及功能不限于向特定的实施方式的应用，而是能够单独地或者以各种组合应用于实施方式。因此，在本申请说明书所公开的技术范围内能够想到未例示的无数变形例。例如，包含对至少一个结构要素进行变形、追加或者省略的情况，还包含提取至少一个结构要素而与其他实施方式的结构要素进行组合的情况。
标号的说明
1n型InP衬底，2n型包覆层，3有源层，4第一p型包覆层，5第二n型阻挡层，6有源层脊，7填埋层，8第一n型阻挡层，9电流狭窄窗，10第二p型包覆层。

Claims (11)

1.一种半导体激光器，其特征在于，具有：
脊，其在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层、第二n型阻挡层，该脊是从比所述有源层靠近所述n型衬底的位置凸出而形成的；
填埋层，其将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；
第一n型阻挡层，其在所述脊的两侧层叠于所述填埋层的表面侧；以及
第二p型包覆层，其对所述脊的顶部以及所述第一n型阻挡层进行填埋，
在处于所述脊的顶部的所述第二n型阻挡层的中央，设置有使空穴电流通过的电流狭窄窗。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，
所述电流狭窄窗由孔形状构成，所述孔形状被所述第二p型包覆层填埋。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器，其特征在于，
所述孔形状不仅在处于所述脊的顶部的所述第二n型阻挡层形成，而是在直至所述有源层为止的范围形成。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于，
所述电流狭窄窗是通过使p型掺杂剂在所述第二n型阻挡层的与所述电流狭窄窗对应的区域扩散而形成的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体激光器，其特征在于，
所述电流狭窄窗的所述第二n型阻挡层被第三p型包覆层覆盖。
6.根据权利要求1或3所述的半导体激光器，其特征在于，
所述电流狭窄窗被载流子浓度比所述第二p型包覆层高的第四p型包覆层填埋。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体激光器，其特征在于，
所述第一n型阻挡层与所述第二n型阻挡层接触。
8.一种半导体激光器，其特征在于，具有：
脊，其在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层，该脊是从比所述有源层靠近所述n型衬底的位置凸出而形成的；
填埋层，其将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；
第一n型阻挡层，其在所述脊的两侧层叠于所述填埋层的表面侧；
第二p型包覆层，其对所述脊的顶部以及所述第一n型阻挡层进行填埋；以及
电流狭窄窗，其在处于所述脊的顶部的所述第一p型包覆层的中央，使空穴电流通过，
所述电流狭窄窗是通过使所述第一p型包覆层的与除了所述电流狭窄窗以外的区域对应的区域绝缘化而形成的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体激光器，其特征在于，
所述n型衬底是InP衬底，所述填埋层是Fe掺杂InP层或者Ru掺杂InP层。
10.一种半导体激光器的制造方法，其特征在于，包含以下工序：
在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层、第二n型阻挡层后，将两侧蚀刻至比所述有源层靠近所述n型衬底的位置而形成脊；
通过填埋层将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；
使第一n型阻挡层在所述填埋层之上生长；以及
在所述脊的顶部的第二n型阻挡层的中央设置电流狭窄窗。
11.一种半导体激光器的制造方法，其特征在于，包含以下工序：
在n型衬底之上依次层叠了n型包覆层、有源层、第一p型包覆层、第二n型阻挡层后，在第二n型阻挡层的中央设置电流狭窄窗；
将两侧蚀刻至比所述有源层靠近所述n型衬底的位置，以所述电流狭窄窗位于中央的方式形成脊；
通过填埋层将所述脊的两侧填埋至比所述有源层高的位置；以及
使第一n型阻挡层在所述填埋层之上生长。
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