CN112640233B - 半导体激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体激光器(50)具备窗结构部(8)，其包含电阻形成得比活性层4的比前端面(14)和后端面(15)侧的端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层(4a)，将接触层(7)的前端面(14)侧的端部设为接触层前端，将接触层(7)的后端面(15)侧的端部设为接触层后端，接触层前端与前端面(14)之间的激光进行往复的光往复方向的长度(L1)为比前端面侧窗结构部长度(Lw)长10μm以上的长度、且为比前端面(14)与接触层后端之间的光往复方向的长度短的长度，背面侧电极(11)的前端面(14)侧的端部与前端面(14)之间的光往复方向的长度(L2)为半导体基板(1)的基板厚度的1.2倍以上、且为比前端面(14)与背面侧电极(11)的后端面(15)侧的端部之间的光往复方向的长度短的长度。

Description

半导体激光器
技术领域
本申请涉及半导体激光器。
背景技术
使用了半导体激光器的光源与其他光源相比较，具有小型、色彩再现性良好、功率消耗低以及高亮度之类的优点，被用作投影仪、电影院等投射型显示器用的光源。该半导体激光器的寿命主要由被称为COD劣化(Catastrophic Optical Mirror Damage，端面光学损伤)的劣化、和被称为Slow劣化(缓慢劣化)的劣化决定。其中，COD劣化的产生原因如下。
在激光器端面中，由于存在悬空键等，而在原本的带隙的能量区域内存在界面能级(Interface state)。界面附近的活性层的带隙由于以被其拖动的形式弯曲，因此变得比其他部分小。这意味着激光的吸收变大，因该激光的吸收而使激光器端面附近的温度上升。由于激光器端面附近的温度上升，使带隙进一步变小，由此进一步步入激光的吸收增大之类的正反馈过程，最终激光器端面熔化。
在半导体激光器中，为了缓和这样的问题，大多采用例如专利文献1那样被称为窗结构的结构。该窗结构是扩大激光器端面附近的带隙的方法之一，通过抑制激光器端面的吸收，使COD劣化不易产生。这里，在红色半导体激光器的情况下，如专利文献1那样，已知通过使锌(Zn)等杂质扩散于激光器端面，来混合激光的活性层附近的原子，而扩大带隙的方法。
激光器端面的光吸收与COD劣化的产生有很大关系。然而，在具备形成有窗结构的窗结构部的半导体激光器中，由Zn的扩散等引起的窗结构部的电阻变小，因此存在由于在窗结构部中流动的电流引起的发热使激光器端面的温度上升而带隙变小的情况。特别是，在通过杂质扩散来形成窗结构部的情况下，由于在窗结构部存在1×10 18cm-3以上程度的杂质、由于杂质扩散而活性层的带隙变小由此窗结构部的顺方向电压比其他部分小等，所以在窗结构部中流动的电流变大。因由该电流引起的焦耳热和经由杂质能级的非发光复合，而窗结构部中的发热变大，容易产生COD劣化。
在专利文献2中，作为抑制成为COD劣化的原因的由在激光器端面附近中流动的电流引起的发热的方法，提出了使在半导体基板的表面侧形成于比活性层靠上层的位置的表面侧电极亦即p电极和接触层从激光器端面分离，而形成电流非注入区域的方法。专利文献2的半导体激光器在去除激光器端面侧的表面侧电极和接触层而得的包覆层的表面形成有SiO2膜(绝缘膜)。
专利文献1：日本特开平5-218593号公报(图3)
专利文献2：日本特开2002-164617号公报(0013段、0024段、图1)
专利文献2的半导体激光器虽然是不具有窗结构部的结构，但通过降低激光器端面的电流值来实现抑制COD劣化的产生。这里，考虑在具备使用了杂质扩散的窗结构部的半导体激光器中，使表面侧电极和接触层从激光器端面分离，在去除了激光器端面侧的表面侧电极和接触层而得的包覆层的表面形成有绝缘膜的情况。在p电极与接触层相接的区域，将最接近激光器端面的点和激光器端面的长度称为表面侧电极后退量，将在去除了激光器端面侧的表面侧电极和接触层而得的包覆层的表面形成有绝缘膜的区域称为接触层非形成区域。
在专利文献1的具备使用了杂质扩散的窗结构部的半导体激光器中，通过使窗结构部的距激光器端面的宽度小于表面侧电极后退量，从而能够抑制在激光器端面附近流动的电流。另一方面，由于抑制激光器端面附近的被绝缘膜覆盖的整个区域的电流，所以在不是窗结构部的激光振荡区域中，产生电流密度比其他激光振荡区域小的部分。这是因为，活性层中的电流密度在形成有窗结构部和接触层的区域变大，但在激光振荡区域中的接触层非形成区域中电流注入量减小，而使活性层中的电流密度变小。该电流密度小的部分的活性层介质增益比其他电流密度高的部分的增益小，因此产生由振荡阈值的增大或阈值载流子密度增大引起的载流子溢出(carrier overflow)导致的温度特性的恶化等问题。根据情况，增益成为0以下即成为光吸收区域，引起大幅度的特性恶化、微分效率降低等。
发明内容
本申请说明书中公开的技术的目的在于，获得一种抑制特性恶化并且在至少一方的激光器端面侧具备提高COD耐性的窗结构部的半导体激光器。
本申请说明书中公开的一个例子的半导体激光器是输出激光的半导体激光器，该半导体激光器具备：半导体基板；活性层，其经由第一包覆层形成于半导体基板的表面侧；表面侧电极，其经由第二包覆层以及接触层形成于活性层的与半导体基板相反的一侧亦即表面侧；以及背面侧电极，其形成于半导体基板的背面侧。半导体激光器在激光进行往复来共振的前端面和后端面侧的端面区域具备窗结构部，该窗结构部包含电阻形成得比活性层的比端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层，将接触层的前端面侧的端部设为接触层前端，将接触层的后端面侧的端部设为接触层后端，输出激光的前端面侧的接触层前端与前端面之间的激光进行往复的光往复方向的长度为，比前端面侧的窗结构部的边界与前端面之间的光往复方向的长度亦即前端面侧窗结构部长度长10μm以上的长度、且为比前端面与接触层后端之间的光往复方向的长度短的长度。背面侧电极的前端面侧的端部与前端面之间的光往复方向的长度为，半导体基板的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比前端面与背面侧电极的后端面侧的端部之间的光往复方向的长度短的长度。
在本申请说明书中公开的一个例子的半导体激光器中，接触层前端与前端面之间的激光进行往复的光往复方向的长度为，比前端面侧窗结构部长度长10μm以上的长度，背面侧电极的前端面侧的端部与前端面之间的光往复方向的长度为半导体基板的基板厚度的1.2倍以上，因此能够抑制特性恶化并且提高前端面侧的窗结构部的COD耐性。
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剖面结构的图。
图2是表示图1的半导体激光器的COD劣化等级的图。
图3是表示图1的半导体激光器的光输出的图。
图4是表示图1的半导体激光器的电流的图。
图5是表示图1的半导体激光器的电流密度的图。
图6是表示比较例1的半导体激光器的剖面结构的图。
图7是表示图6的半导体激光器的电流密度的图。
图8是表示比较例2的半导体激光器的剖面结构的图。
图9是表示图8的半导体激光器的电流密度的图。
图10是表示图8的半导体激光器的COD劣化等级的图。
图11是表示图8的半导体激光器的光输出的图。
图12是表示比较例3的半导体激光器的剖面结构的图。
图13是表示图12的半导体激光器的COD劣化等级的图。
图14是表示实施方式2所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。
图15是表示实施方式3所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。
图16是表示实施方式4所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示实施方式1所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。图2是表示图1的半导体激光器的COD劣化等级的图，图3是表示图1的半导体激光器的光输出的图。图4是表示图1的半导体激光器的电流的图，图5是表示图1的半导体激光器的电流密度的图。实施方式1的半导体激光器50具备激光在前端面14与后端面15间往复地共振的共振器结构。在图1中，示出了实施方式1的半导体激光器50的激光所往复的方向即共振器方向(x方向)和与该方向垂直的方向(z方向)的剖面结构。半导体激光器50具有n型的GaAs的半导体基板1，在该半导体基板1的表面由n型的AlInP构成的第一包覆层2以与半导体基板1直接接合的方式形成。在该第一包覆层2的表面(与半导体基板1相反侧的面)形成有由无掺杂的AlInP构成的第一光引导层3，在第一光引导层3的表面形成有由无掺杂的GaInP构成的活性层4。在活性层4的表面形成有由无掺杂的AlGaInP构成的第二光引导层5，在第二光引导层5的表面形成有由p型的AlInP构成的第二包覆层6，并且在第二包覆层6的表面形成有由p型的GaAs构成的接触层7。第一包覆层2、第一光引导层3、第二光引导层5以及第二包覆层6由AlGaInP系材料构成。
半导体基板1的厚度(基板厚度)例如为100μm。第一包覆层2的厚度为1.0μm程度，其载流子浓度为1.0×1018cm-3程度。第一光引导层3和第二光引导层5的厚度为0.1μm程度，活性层4的厚度为8～20nm程度。第二包覆层6的厚度为1.0μm程度，其载流子浓度为1.0×1018cm-3程度。接触层7的厚度为0.02μm程度，其载流子浓度为1.0～2.0×1019cm-3程度。
在前端面14向内侧的区域和从后端面15向内侧的区域，形成有由于Zn的扩散而带隙扩大的窗结构部8。从前端面14向后端面15的方向为x方向，从半导体基板1向活性层4的方向为z方向，与x方向和z方向垂直的方向为y方向。窗结构部8的在光往复的方向(x方向)的长度亦即窗结构部长度Lw为15μm。光往复的方向还适当称为光往复方向。在窗结构部8和第二包覆层6的窗结构部8侧的表面形成有用于使电流不注入的SiN的绝缘膜9，在绝缘膜9的表面和接触层7的表面形成有表面侧电极10。在半导体基板1的背面形成有背面侧电极11。对作为半导体激光器50的解理端面的前端面14、后端面15中的取出激光(输出激光)的前端面14侧，实施由电介质的单层或多层膜形成的低反射的覆盖膜12。另外，在半导体激光器50的后端面15侧形成有由电介质的多层膜形成的高反射的覆盖膜13。此外，绝缘膜9在与光往复方向(x方向)垂直的方向亦即与图1的纸面垂直的方向(y方向)上形成到台面条(mesa stripe)等发光条的端部为止。
依次层叠第一包覆层2、第一光引导层3、活性层4、第二光引导层5、第二包覆层6以及接触层7。形成第一包覆层2、第一光引导层3、活性层4、第二光引导层5、第二包覆层6以及接触层7的工序分别为第一包覆层形成工序、第一光引导层形成工序、活性层形成工序、第二光引导层形成工序、第二包覆层形成工序以及接触层形成工序。在接触层形成工序后，通过后述的窗结构部形成工序在半导体激光器50的前端面14侧的区域和半导体激光器50的后端面15侧的区域形成窗结构部8。在窗结构部形成工序后，通过绝缘膜形成工序形成绝缘膜9。在绝缘膜形成工序后，通过表面侧电极形成工序形成表面侧电极10，通过背面侧电极工序形成背面侧电极11。在表面侧电极形成工序和背面侧电极工序后，将半导体激光器50分别独立地分离，执行在作为解理端面的前端面14和后端面15分别形成覆盖膜12、13的端面覆盖工序。
表面侧电极10构成为，与接触层7相接的一侧的相反侧即外向面侧(半导体激光器50的表面侧)的光往复方向的长度(x方向的长度)比与接触层7相接的一侧即内向面侧的光往复方向的长度长。绝缘膜9的从前端面14到内侧的端面为止的长度和绝缘膜9的从后端面15到内侧的端面为止的长度均为L1。在图1中，仅在前端面14侧记载有L1，省略了后端面15的绝缘膜9的从后端面15到内侧的端面为止的长度L1。该长度L1等于：表面侧电极10的在与接触层7相接的一侧即内向面侧半导体激光器50的激光器端面(前端面14或后端面15)侧的端部与该激光器端面(前端面14或后端面15)之间的长度。该长度L1是表面侧电极10不经由接触层7与第二包覆层6接触的前端面14或后端面15侧的区域中的光往复方向的长度，也是从前端面14或后端面15向内侧后退的长度(表面侧电极后退量)。长度L1适当称为表面侧电极后退量L1。若将接触层7中的前端面14侧的端部设为接触层前端，将接触层7中的后端面15侧的端部设为接触层后端，则长度L1也是接触层前端与前端面14之间的激光进行往复的光往复方向上的长度、或接触层后端与后端面15之间的光往复方向上的长度。在图1中示出了表面侧电极后退量L1为25μm以上，比窗结构部长度Lw长10μm以上的例子。此外，在图1中，仅在前端面14侧记载有窗结构部长度Lw和后述的背面侧电极后退量L2，省略了后端面15侧的窗结构部长度Lw和背面侧电极后退量L2。
对形成窗结构部8的窗结构部形成工序进行说明。首先，在依次形成有第一包覆层2、第一光引导层3、活性层4、第二光引导层5以及第二包覆层6的晶片整个表面，形成防止Zn的扩散的Zn扩散防止膜。通过蚀刻去除该Zn扩散防止膜中的形成窗结构部8的端部区域，将该Zn扩散防止膜作为掩膜，通过蚀刻去除接触层7的形成窗结构部8的端部区域。Zn扩散防止膜能够使用SiO2或SiN等绝缘膜。这里，之所以去除接触层7的形成窗结构部8的端部区域，是因为Zn的扩散速度在接触层7内非常慢，所以在存在接触层7的情况下难以形成窗结构部8。其后，在晶片整个表面形成成为Zn的扩散源的ZnO膜。其后，通过热退火，至少使Zn扩散至活性层4，使活性层4混晶化，形成包含被混晶化的活性层即窗结构部活性层4a在内的窗结构部8。窗结构部活性层4a含有Zn，是电阻形成得比活性层4的比前端面14和后端面15侧的端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层。此时的热退火条件例如为620℃、30分钟。在图1中，示出了窗结构部8还形成于第一包覆层2、半导体基板1的例子。
接下来，通过蚀刻将ZnO膜和Zn扩散防止膜全部去除，窗结构部形成工序结束。在窗结构部形成工序后，执行上述的绝缘膜形成工序、表面侧电极形成工序、背面侧电极工序以及端面覆盖工序。
在表面侧电极形成工序中，在接触层7和绝缘膜9的表面形成表面侧电极10，通过绝缘膜9的开口将接触层7与表面侧电极10进行低电阻接合。表面侧电极10通过层叠Ti、Pt、Au等薄膜而成，表面侧电极10的总厚度为0.05～1.0μm。
其后，在背面侧电极工序中，通过研磨将GaAs的半导体基板1的背面设为所希望的厚度，并将背面侧电极11与研磨后的背面接合。其后，使用离子研磨(ion milling)等对背面侧电极11进行蚀刻，使得背面侧电极11的端部与激光器端面间的长度亦即背面侧电极后退量L2为120μm以上。
背面侧电极11通过层叠Ti、Pt、Au等薄膜而成，背面侧电极11的总厚度为0.05～1.0μm。在端面覆盖工序中，将背面侧电极工序结束后的分离前的各半导体激光器以共振器长成为1.5mm的方式解理，并在前端面14形成反射率10％的覆盖膜12，在后端面15形成反射率90％的覆盖膜13。
接下来，对实施方式1的半导体激光器50的作用进行说明。在图2中示出了实施方式1的半导体激光器50的COD劣化等级。横轴为背面侧电极后退量L2，纵轴为COD劣化等级[W]。COD劣化等级是表示COD耐性的指标，由在实施长期通电前的发光点宽度75μm的半导体激光器中逐渐流动电流时产生COD劣化的时刻的光输出来定义。在图2中，示出了表面侧电极后退量L1为15μm、25μm、50μm的例子。在表面侧电极后退量L1为15μm，即窗结构部8的窗结构部长度Lw与表面侧电极后退量L1相同的情况下，即使增大背面侧电极后退量L2，COD劣化等级也几乎没有变化。即，在窗结构部8的窗结构部长度Lw与表面侧电极后退量L1相同的情况下，COD劣化等级几乎没有改善。另一方面，在将表面侧电极后退量L1设为25μm或50μm的情况下，将背面侧电极后退量L2设为120μm以上，由此COD劣化等级值增大，确认出COD劣化等级大幅度的改善。
在图3示出了对在测定图2的COD劣化等级时以45℃、1.5A的供给电流工作的情况下的光输出进行评价的结果。横轴为背面侧电极后退量L2，纵轴为半导体激光器50的光输出[W]。在表面侧电极后退量L1为15μm、25μm、50μm中的任一种情况下，都不能确认出大的光输出的降低，而得到良好的结果。
与比较例进行比较对实施方式1的半导体激光器50的作用进行说明。图6是表示比较例1的半导体激光器的剖面结构的图，图7是表示图6的半导体激光器的电流密度的图。图8是表示比较例2的半导体激光器的剖面结构的图，图9是表示图8的半导体激光器的电流密度的图。图10是表示图8的半导体激光器的COD劣化等级的图，图11是表示图8的半导体激光器的光输出的图。图12是表示比较例3的半导体激光器的剖面结构的图，图13是表示图12的半导体激光器的COD劣化等级的图。图6、图8的半导体激光器60是背面侧电极111从前端面114形成到后端面115为止的红色半导体激光器的例子。图12的半导体激光器60是背面侧电极111形成为从前端面114和后端面115缩短背面侧电极后退量L4的红色半导体激光器的例子。图7示出了比较例1的半导体激光器60中的活性层104位置的电流密度，图9示出了比较例2的半导体激光器60中的活性层104位置的电流密度。
在图6、图8以及图12中示出了各比较例的半导体激光器60的在共振器方向(x方向)和与其垂直的方向(z方向)上的剖面结构。图6所示的比较例1的半导体激光器60具有n型的GaAs的半导体基板101，在半导体基板101表面依次层叠有n型的AlInP的第一包覆层102、无掺杂的AlGaInP的第一光引导层103、无掺杂的GaInP的活性层104、无掺杂的AlGaInP的第二光引导层105、p型的AlInP的第二包覆层106以及p型的GaAs的接触层107。第一包覆层102、第一光引导层103、第二光引导层105、第二包覆层106由AlGaInP系材料构成。在从前端面114向内侧的区域、和从后端面115向内侧的区域形成有由于Zn的扩散而带隙扩大的窗结构部108。在窗结构部108的表面形成有用于使电流不注入的SiN的绝缘膜109，在绝缘膜109的表面和接触层107的表面形成有表面侧电极110。在半导体基板101的背面形成有背面侧电极111。从前端面114向后端面115的方向为x方向，从半导体基板101向活性层104的方向为z方向，与x方向和z方向垂直的方向为y方向。
对于由Zn的扩散而形成的窗结构部108的结晶表面，由于实施Zn的扩散而容易产生结晶的粗糙。并且，窗结构部108的活性层104a比活性层104电阻低，窗结构部108与比窗结构部108靠内侧的激光振荡区域相比电阻低。通过在该窗结构部108的表面形成SiN的绝缘膜109，使表面侧电极110与窗结构部108不直接接触。此外，绝缘膜109在与光往复方向(x方向)垂直的方向亦即与图6的纸面垂直的方向(y方向)上，形成到台面条等发光条的端部为止。
对作为半导体激光器60的解理端面的前端面114、后端面115中的取出激光(输出激光)的前端面114侧，实施由电介质的单层或多层膜形成的低反射的覆盖膜112。另外，在半导体激光器60的后端面115侧形成有由电介质的多层膜形成的高反射的覆盖膜113。比较例1的半导体激光器60是绝缘膜109的从前端面114到内侧的端面为止的x方向的长度、和绝缘膜109的从后端面115到内侧的端面为止的x方向的长度亦即表面侧电极后退量L3与窗结构部长度Lw相等的例子。x方向位置xa表示前端面114的x方向位置，x方向位置xb表示窗结构部108和绝缘膜109的内侧的端部。x方向位置xd表示后端面115的x方向位置，x方向位置xc表示窗结构部108和绝缘膜109的内侧的端部。前端面114侧的窗结构部108的窗结构部长度Lw为从x方向位置xa到x方向位置xb为止的长度。后端面115侧的窗结构部108的窗结构部长度Lw是从x方向位置xc到x方向位置xd为止的长度。此外，x方向位置xb、xc还是窗结构部108和比窗结构部108靠内侧的激光振荡区域的边界。在图6中，仅在前端面114侧记载有表面侧电极后退量L3和窗结构部长度Lw，省略了后端面115侧的表面侧电极后退量L3和窗结构部长度Lw。
如图7所示，从x方向位置xa到x方向位置xb为止的前端面114侧的x方向区域、和从x方向位置xc到x方向位置xd为止的后端面115侧的x方向区域亦即窗结构部108、与从x方向位置xb到x方向位置xc为止的其他区域(其他激光振荡区域)相比，电流密度特性32的电流密度高。在图7中，横轴为x方向位置，纵轴为电流密度。由该图7可知，窗结构部108成为与窗结构部108以外的其他区域相比电流容易流动的结构。此外，图6所示的电流Ia、Ib、Ic是各x方向位置的电流。在窗结构部108中，从表面侧电极110向背面侧电极111流动的电流Ia是电流值比其他电流Ib、Ic大的电流，因此用粗箭头表示。
比较例1的半导体激光器60包含低电阻的活性层104a，由于在电阻比内侧的激光振荡区域低的窗结构部108中流动的电流所引起的发热，激光器端面的温度上升，带隙变小。如背景技术中说明的那样，由于在活性层104中的Zn扩散的活性层104a，即窗结构部108的活性层104a中，带隙变得比窗结构部108以外的活性层104小，所以窗结构部108的顺方向电压变得比其他部分小，由此在窗结构部108中流动的电流(电流Ia)变大。由该电流Ia引起的焦耳热和经由杂质能级的非发光复合，使窗结构部108中的发热变大，而容易产生COD劣化。
在图8示出应用了抑制该COD劣化的方法的一个例子的比较例2的半导体激光器60。图8所示的比较例2的半导体激光器60与比较例1的半导体激光器60的不同点在于，窗结构部108的从激光器端面(前端面114、后端面115)起的宽度，即窗结构部长度Lw比绝缘膜109的x方向的长度亦即表面侧电极后退量L3短。x方向位置xe表示从绝缘膜109的前端面114向内侧的端部的x方向位置，x方向位置xf表示从绝缘膜109的后端面115向内侧的端部的x方向位置。如图9所示，对于比较例2的半导体激光器60的电流密度特性33而言，从x方向位置xa到x方向位置xb为止的区域和从x方向位置xc到x方向位置xd为止的区域的窗结构部108中的电流密度，比比较例1的半导体激光器60的电流密度特性32小。由此可知，比较例2的半导体激光器60与比较例1的半导体激光器60相比，能够抑制在前端面114、后端面115的激光器端面附近流动的电流。在图9中，横轴为x方向位置，纵轴为电流密度。此外，图8所示的电流Ia、Ib、Id、Ie、If是各x方向位置的电流。在窗结构部108中，从表面侧电极110向背面侧电极111流动的电流Ia、和在比接触层107的端部的x方向位置亦即x方向位置xe靠内侧的位置从表面侧电极110向背面侧电极111流动的电流Ib是电流值比其他电流Id、Ie、If大的电流，用粗箭头表示。另外，从窗结构部108的端部的x方向位置亦即x方向位置xb到x方向位置xe为止的区域所记载的电流Id、Ie、If的电流值为Id＜Ie＜If，改变箭头的粗细而记载。
另一方面，比较例2的半导体激光器60由于抑制激光器端面附近中的由绝缘膜109覆盖的整个区域的电流，所以在不是窗结构部108的激光振荡区域中的从x方向位置xb到x方向位置xe为止的区域、和从x方向位置xf到x方向位置xc为止的区域中，产生电流密度小于从x方向位置xe到x方向位置xf为止的激光振荡区域的部分。这是因为，活性层104中的电流密度在形成有窗结构部108和接触层107的区域变大，但在从x方向位置xb到x方向位置xe为止的区域和从x方向位置xf到x方向位置xc为止的区域亦即激光振荡区域的接触层非形成区域中，来自接触层107的电流注入量减少，由此活性层104中的电流密度变小。该电流密度小的部分的活性层介质增益比其他电流密度高的部分的增益小，因此产生由振荡阈值的增大或阈值载流子密度增大引起的载流子溢出过程导致的温度特性的恶化等问题。根据情况，增益成为0以下即成为光吸收区域，引起大幅度的特性恶化、微分效率降低等。
在图10中示出了比较例2的半导体激光器60的COD劣化等级。横轴为表面侧电极后退量L3，纵轴为COD劣化等级[W]。在图10中示出了窗结构部长度Lw为15μm的情况。在图11中示出了评价比较例2的半导体激光器60的光输出的结果。光输出的评价条件与实施方式1的半导体激光器50的评价条件相同。横轴为表面侧电极后退量L3，纵轴为半导体激光器60的光输出[W]。在专利文献2中记载有表面侧电极后退量L3优选为5μm至50μm。然而，专利文献2的实施例虽然形成有与接触层非形成区域相当的电流非注入区域，但为使用GaN材料而不具有窗结构部的结构，与比较例2的半导体激光器60的结构不同。比较例2的半导体激光器60与专利文献2的实施例不同，可知若表面侧电极后退量L3不在100μm以上，则COD劣化等级没有增大，即没有改善。
对于在表面侧电极后退量L3为100μm以上时可观察到COD劣化等级的改善效果的理由认为是，如图9那样，包含窗结构部108的激光器端面附近的电流密度变低，其结果抑制了发热。然而，如图11那样，可知表面侧电极后退量L3越大，光输出越降低。认为这是因为，如上所述，在窗结构部108以外的接触层非形成区域(激光振荡区域的接触层非形成区域)中电流密度变小。并且，比较例2的半导体激光器60由于在接触层非形成区域的部分中流动的电流几乎全部从接触层107的端部供给，所以还存在电流在接触层107的端部集中，容易产生接触层107的端部的劣化的问题点。
如图10、图11所示，可知在比较例2的半导体激光器60中，COD劣化等级的提高效果和光输出的降低防止效果是完全的折衷的关系。在由于Zn的扩散等形成的窗结构部108的电阻变小的结构中，电流容易在窗结构部108中流动，因此若不使表面侧电极后退量L3比较大，则不能得到COD劣化等级的改善效果，认为由于比较大的表面侧电极后退量L3，容易产生光输出降低的问题。
比较例2的半导体激光器60是降低比较例1的半导体激光器60中的激光器端面(前端面114、后端面115)附近的电流密度的一个例子，但产生光输出降低的问题等。因此，为了避免比较例2的问题点，考虑与比较例2不同的方法。例如，在专利6210186号的实施方式1中示出有如下内容：在集成有半导体激光器和光波导路的光半导体元件中，使通常形成于激光区域和波导区域的与背面侧电极相当的n电极端从激光区域和波导区域的接合部向激光区域侧移动来缩小n电极的区域，由此激光区域的接合部附近的电流密度降低。发明人认为，与专利6210186号相同，在比较例1的半导体激光器60中通过使背面侧电极111从激光器端面(前端面114、后端面115)分离，也有可能降低激光器端面附近的电流密度。
在图12中示出了比较例3的半导体激光器60的剖面结构，在图13中示出了比较例3的半导体激光器60的COD劣化等级。比较例3的半导体激光器60与比较例1的半导体激光器60的不同点在于，具备将背面侧电极111的端部从激光器端面(前端面114、后端面115)向内侧移动的背面侧电极111。x方向位置xg表示背面侧电极111的前端面114侧的端部的x方向位置，x方向位置xh表示背面侧电极111的后端面115侧的端部的x方向位置。背面侧电极111的端部与激光器端面(前端面114、后端面115)之间的长度为背面侧电极后退量L4。在图12中，仅在前端面114侧记载有表面侧电极后退量L3、背面侧电极后退量L4以及窗结构部长度Lw，省略了后端面115侧的表面侧电极后退量L3、背面侧电极后退量L4以及窗结构部长度Lw。从x方向位置xa到x方向位置xg为止的长度为背面侧电极后退量L4，从x方向位置xh到x方向位置xd为止的长度为背面侧电极后退量L4。
图13表示在表面侧电极后退量L3为15μm，窗结构部长度Lw为15μm的情况下，背面侧电极后退量L4与COD劣化等级的关系。在图13中，横轴为背面侧电极后退量L4，纵轴为COD劣化等级[W]。如图13所示，可知即使增大背面侧电极后退量L4，COD劣化等级也几乎没有改善。其原因在于，由于接触层107的端部接近窗结构部108，所以即使将背面侧电极111的端部从激光器端面分离，电流也大量向窗结构部108流动。
这样确认出，在窗结构部108的电阻低的情况下，不管是比较例2的使半导体激光器60所示的表面侧电极110从激光器端面分离的方法，还是比较例3的使半导体激光器60所示的背面侧电极111从激光器端面分离的方法，均难以不使半导体激光器的特性恶化地提高COD劣化等级。
如图2、图3所示，实施方式1的半导体激光器50与比较例1～3的半导体激光器60不同，能够不使半导体激光器的特性恶化地提高COD劣化等级。在比较例2的半导体激光器60中，在仅使表面侧电极110与接触层107接触的部分中最接近激光器端面的位置(称为表面侧电流注入位置)从激光器端面分离的情况下，如图10、图11那样，若直到改善COD劣化等级为止增大表面侧电极后退量L3，则产生光输出降低的副作用。与此相对，在实施方式1的半导体激光器50中，若使背面侧电极后退量L2大于120μm，则如图2、图3那样表面侧电极后退量L1大于15μm的情况下，能够改善COD劣化等级、且维持光输出没有大幅度降低的半导体激光器的特性。
比较例3的半导体激光器60即使仅使背面侧电极111从激光器端面分离，如图13那样也没有观察到COD改善效果。与此相对，实施方式1的半导体激光器50使背面侧电极11从激光器端面分离，并且使表面侧电极10从激光器端面分离，即，使表面侧电流注入位置从激光器端面分离，由此能够维持光输出没有大幅度降低的良好的半导体激光器的特性并且得到COD改善效果。
使用图4、图5考察实施方式1的半导体激光器50得到图2、图3的结果的理由。图4示出了实施方式1的半导体激光器50中的前端面附近的电流分布，图5示出了实施方式1的半导体激光器50中的活性层4位置的电流密度。在图5中，横轴为x方向位置，纵轴为电流密度。x方向位置x0表示前端面14的x方向位置，x方向位置x1表示窗结构部8的从前端面14向内侧的端部的x方向位置，x方向位置x2表示绝缘膜9的从前端面14向内侧的端部的x方向位置，x方向位置x3是表示背面侧电极11的前端面14侧的端部的x方向位置。x方向位置x7表示后端面15的x方向位置，x方向位置x6表示窗结构部8的从后端面15向内侧的端部的x方向位置，x方向位置x5表示绝缘膜9的从后端面15向内侧的端部的x方向位置，x方向位置x4表示背面侧电极11的后端面15侧的端部的x方向位置。
从表面侧电极10与接触层7接触的部分流动的电流I1、I2、I3、I4向背面侧电极11流动，随着接近背面侧电极11，而欲向共振器的中心方向(x方向位置x3与x方向位置x4的中心方向)流动。因此，在窗结构部8中流动的电流I1比背面侧电极11形成至激光器端面为止的情况(参照比较例2)少。在此基础上，由于表面侧电流注入位置(x方向位置x2、x5)从窗结构部8分离，由此能够进一步降低在窗结构部8中流动的电流。图4所示的电流I1、I2、I3、I4为各x方向位置的电流。电流I1、I2、I3、I4的电流值成为I2＜I1＜I3＜I4，电流值最小的电流I2的箭头记载得细。
实施方式1的半导体激光器50构成为表面侧电流注入位置和背面侧电极11的端部同时从激光器端面分离，由此与如比较例2那样仅表面侧电流注入位置从激光器端面分离的情况相比，能够大幅度地减小COD劣化等级开始得到改善的表面侧电极后退量L1。具体而言，在比较例2中，COD劣化等级开始得到改善的表面侧电极后退量L3为100μm，相对于此，在实施方式1的半导体激光器50中，表面侧电极后退量L1在超过15μm至25μm之间开始改善COD劣化等级。其结果，如图5所示，对于实施方式1的半导体激光器50中的电流密度特性31而言，能够减小窗结构部8以外的活性层区域中的电流密度变小的区域的宽度，即从x方向位置x1到x方向位置x2为止的区域的宽度和从x方向位置x5到x方向位置x6为止的区域的宽度。实施方式1的半导体激光器50由于窗结构部8以外的活性层区域中的电流密度变小的区域的宽度小，因此与比较例2的半导体激光器60不同，能够降低光输出降低的负面影响。
另外，对于实施方式1的半导体激光器50而言，能够使表面侧电极后退量L1比比较例2小、和通过使背面侧电极11的端部从激光器端面分离使电流向共振器的中心方向流动，由此缓和表面侧电流注入位置附近的电流集中。由此，实施方式1的半导体激光器50的窗结构部活性层4a的局部发热被大幅缓和，不易产生由局部发热引起的内部劣化。
这里，对于背面侧电极后退量L2而言，为了避免由于背面侧电极例如落在解理位置而在解理时出现背面侧电极的剥离等问题，存在从激光器端面分离数十μm的情况，但由图2的结果可知，这样不能得到COD改善效果。
实施方式1的半导体激光器50在图1中示出了将窗结构部长度Lw设为15μm，使表面侧电极后退量L1比窗结构部长度Lw长10μm以上的例子，但表示优选的表面侧电极后退量L1。由以上实验结果和说明可知，为了抑制在窗结构部8中流动的电流，优选为使表面侧电流注入位置从窗结构部8的端部(x方向位置x1、x6)分离10μm以上。即，表面侧电极后退量L1优选为比窗结构部长度Lw长10μm以上。因此，在窗结构部长度Lw为25μm的情况下，表面侧电流注入位置优选为距端面35μm以上，即表面侧电极后退量L1优选为35μm以上。
另外，实施方式1的半导体激光器50中的决定背面侧电极11的端部位置的背面侧电极后退量L2优选为120μm以上。但是，在n型的GaAs的半导体基板1的基板厚度厚的情况下，半导体基板1内的横向电阻(x方向电阻)变小。因此，在n型的GaAs的半导体基板1的基板厚度厚的情况下，优选为将决定背面侧电极11的端部位置的背面侧电极后退量L2设为与背面侧电极后退量L2与基板厚度的比率A相同的比率的长度以上。若将基板厚度设为T，则比率A为L2/T。在实施方式1的半导体激光器50中，优选为半导体基板1的基板厚度为100μm，背面侧电极后退量L2为120μm以上，因此优选比率A为1.2，即背面侧电极后退量L2为基板厚度T的1.2倍以上。例如，在将基板厚度T设为120μm的情况下，可以说优选背面侧电极后退量L2为144μm，背面侧电极11的端部(x方向位置x3)从激光器端面(x方向位置x0)分离144μm以上。
此外，示出了在激光器端面的前端面14和后端面15侧，表面侧电流注入位置(x方向位置x2、x5)比窗结构部8的端部(x方向位置x1、x6)还从激光器端面分离的半导体激光器的例子。在通常的半导体激光器中，为了仅从前端面14侧取出光，一般用低反射的覆盖膜12涂敷前端面14侧，用高反射的覆盖膜13涂敷后端面15侧，除此之外也存在从前端面14和后端面15这两端面取出光的情况。因此，也可以构成为，根据半导体激光器的激光的输出值等，而在半导体激光器的输出激光的前端面14和主要反射激光的后端面15中的仅一方，使表面侧电流注入位置(x方向位置x2或x5)比窗结构部8的端部(x方向位置x1或x6)还从激光器端面分离。在激光器端面的前端面14侧，表面侧电流注入位置(x方向位置x2)比窗结构部8的端部(x方向位置x1)还从激光器端面分离的情况下，能够抑制特性恶化并且提高激光器端面的前端面14的COD耐性。另外，在激光器端面的后端面15侧，表面侧电流注入位置(x方向位置x5)比窗结构部8的端部(x方向位置x6)还从激光器端面分离的情况下，能够抑制特性恶化并且提高激光器端面的后端面15的COD耐性。即使构成为在前端面14侧和后端面15侧中的仅一方，表面侧电流注入位置(x方向位置x2或x5)比窗结构部8的端部(x方向位置x1或x6)还从激光器端面分离，也可得到与图2、图3所示的评价结果相同的结果。
此外，在使用了通信用激光器所使用的InGaAsP系材料的半导体激光器中，有的半导体激光器具有由于在对激光器端面部的外延层(epitaxial layer)进行蚀刻后用InP材料等埋入而导致激光器端面部的波导路(活性层)消失的结构(以下，称为半导体激光器X)。虽然存在将这样的端面结构称为窗结构的情况，但在这样的结构的情况下，InP埋入部的电阻比除此之外的部分大。即InP埋入部的电流值比除此之外的部分小。本申请说明书所公开的一个例子的半导体激光器示出了用于解决在激光器端面的窗结构部分的电阻比其他部分低的情况下产生的问题的方法，在不具有这样的特征的半导体激光器X那样的结构中，即使采用由表面侧电极后退量L1、背面侧电极后退量L2决定的表面侧电极10、背面侧电极11，也不能起到本申请说明书中公开的一个例子的半导体激光器的效果。
如以上这样，实施方式1的半导体激光器50是输出激光的半导体激光器，该半导体激光器具备：半导体基板1；活性层4，其经由第一包覆层2形成于半导体基板1的表面侧；表面侧电极10，其经由第二包覆层6、接触层7形成于活性层4的与半导体基板1相反的一侧亦即表面侧；以及背面侧电极11，其形成于半导体基板1的背面侧。实施方式1的半导体激光器50在激光进行往复来共振的前端面14和后端面15侧的端面区域具备窗结构部8，该窗结构部8包含电阻形成得比活性层4的比端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层(窗结构部活性层4a)，将接触层7的前端面14侧的端部设为接触层前端，将接触层7的后端面15侧的端部设为接触层后端，输出激光的前端面14侧的接触层前端与前端面14之间的激光进行往复的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为比前端面14侧的窗结构部8的边界与前端面14之间的光往复方向的长度亦即前端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)长10μm以上的长度、且为比前端面14与接触层后端之间的光往复方向的长度短的长度。背面侧电极11的前端面14侧的端部与前端面14之间的光往复方向的长度(背面侧电极后退量L2)为半导体基板1的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比前端面14与背面侧电极11的后端面15侧的端部之间的光往复方向的长度短的长度。根据这样的结构，在实施方式1的半导体激光器50中，接触层前端与前端面14之间的激光进行往复的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为比前端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)长10μm以上的长度，背面侧电极11的前端面14侧的端部与前端面14之间的光往复方向的长度(背面侧电极后退量L2)为半导体基板1的基板厚度的1.2倍以上，因此能够抑制特性恶化并且提高前端面侧的窗结构部的COD耐性。
另外，实施方式1的半导体激光器50是输出激光的半导体激光器，该半导体激光器具备：半导体基板1；活性层4，其经由第一包覆层2形成于半导体基板1的表面侧；表面侧电极10，其经由第二包覆层6、接触层7形成于与活性层4的半导体基板1相反的一侧亦即表面侧；以及背面侧电极11，其形成于半导体基板1的背面侧。实施方式1的半导体激光器50在激光进行往复来共振的前端面14和后端面15侧的端面区域具备窗结构部8，该窗结构部8包含电阻形成得比活性层4的比端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层(窗结构部活性层4a)，将接触层7的前端面14侧的端部设为接触层前端，将接触层7的后端面15侧的端部设为接触层后端，与输出激光的前端面14侧相反的一侧的接触层后端与后端面15之间的激光进行往复的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为比后端面15侧的窗结构部8的边界与后端面15之间的光往复方向的长度亦即后端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)长10μm以上的长度、且为比后端面15与接触层前端之间的光往复方向的长度短的长度。背面侧电极11的后端面15侧的端部与后端面15之间的光往复方向的长度(背面侧电极后退量L2)为半导体基板1的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比后端面15和背面侧电极11的前端面14侧的端部之间的光往复方向的长度短的长度。根据这样的结构，在实施方式1的半导体激光器50中，接触层后端与后端面15之间的激光进行往复的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为比后端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)长10μm以上的长度，背面侧电极11的后端面15侧的端部与后端面15之间的光往复方向的长度(背面侧电极后退量L2)为半导体基板1的基板厚度的1.2倍以上，因此能够抑制特性恶化并且提高后端面侧的窗结构部的COD耐性。
实施方式2
在实施方式1中，示出了在激光器端面的前端面14和后端面15侧，表面侧电流注入位置(x方向位置x2、x5)比窗结构部8的端部(x方向位置x1、x6)还从激光器端面分离的例子。在通常的半导体激光器中，为了仅从前端面14侧取出光，一般用低反射的覆盖膜12涂敷前端面14侧，用高反射的覆盖膜13涂敷后端面15侧。在该情况下，先产生COD劣化的是前端面14侧，因此也可以将形成为使表面侧电流注入位置比窗结构部8的端部(x方向位置x1)还从激光器端面分离的绝缘膜9仅应用于前端面14侧。
图14是表示实施方式2所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。实施方式2的半导体激光器50与实施方式1的半导体激光器50的不同点在于，前端面14侧的表面侧电极后退量L1f比窗结构部长度Lw长，后端面15侧的表面侧电极后退量L1b与窗结构部长度Lw相同。表面侧电极后退量L1f为从激光器端面的前端面14到绝缘膜9的内侧的端部为止的长度，表面侧电极后退量L1b为从激光器端面的后端面15到绝缘膜9的内侧的端部为止的长度。表面侧电极后退量L1f如实施方式1中说明的那样，优选为比窗结构部长度Lw长10μm以上。背面侧电极后退量L2如实施方式1中说明的那样，优选为半导体基板1的基板厚度T的1.2倍。实施方式2的半导体激光器50，由于前端面14侧的表面侧电极后退量L1f比窗结构部长度Lw长10μm以上，至少前端面14侧的背面侧电极后退量L2为半导体基板1的基板厚度T的1.2倍以上，因此能够抑制特性恶化并且提高COD耐性。实施方式2的半导体激光器50由于从中央部到前端面14侧的结构与实施方式1的半导体激光器50相同，因此能够起到与实施方式1的半导体激光器50相同的效果。
如以上那样，实施方式2的半导体激光器50是输出激光的半导体激光器，该半导体激光器具备：半导体基板1；活性层4，其经由第一包覆层2形成于半导体基板1的表面侧；表面侧电极10，其经由第二包覆层6、接触层7形成于与活性层4的半导体基板1相反的一侧亦即表面侧；以及背面侧电极11，其形成于半导体基板1的背面侧。实施方式2的半导体激光器50在激光进行往复来共振的前端面14和后端面15侧的端面区域具备窗结构部，该窗结构部包含电阻形成得比活性层4的比端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层(窗结构部活性层4a)，将接触层7的前端面14侧的端部设为接触层前端，将接触层7的后端面15侧的端部设为接触层后端，输出激光的前端面14侧的接触层前端和前端面14之间的激光进行往复的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为与前端面14侧的窗结构部8的边界和前端面14之间的光往复方向的长度亦即前端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)相比长10μm以上的长度、且为比前端面14和接触层后端之间的光往复方向的长度短的长度，接触层后端和后端面15之间的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为后端面15侧的窗结构部8的边界和后端面15之间的光往复方向的长度亦即后端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)以上的长度、且为比后端面15和接触层前端之间的光往复方向的长度短的长度。背面侧电极11的前端面14侧的端部和前端面14之间的光往复方向的长度(背面侧电极后退量L2)为半导体基板1的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比前端面14和背面侧电极11的后端面15侧的端部之间的光往复方向的长度短的长度。根据这样的结构，在实施方式2的半导体激光器50中，接触层前端与前端面14之间的激光进行往复的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为比前端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)长10μm以上的长度，接触层后端与后端面15之间的光往复方向的长度(表面侧电极后退量L1)为后端面侧窗结构部长度(窗结构部长度Lw)以上的长度，背面侧电极11的前端面14侧的端部与前端面14之间的光往复方向的长度(背面侧电极后退量L2)为半导体基板1的基板厚度的1.2倍以上，因此能够抑制特性恶化并且提高COD耐性。
实施方式3
实施方式1和2示出了半导体基板1为n型的半导体基板，并且夹着无掺杂的第一光引导层3、活性层4以及第二光引导层5的与半导体基板1相反侧的半导体层为p型的半导体层的结构的例子。但是，也可以与此相反，半导体基板1为p型的半导体基板，夹着无掺杂的第一光引导层3、活性层4以及第二光引导层5的与半导体基板1相反侧的半导体层为n型的半导体层。在该情况下，也能够抑制特性恶化并且提高至少一方的激光器端面侧的窗结构部的COD耐性。
图15是表示实施方式3所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。实施方式3的半导体激光器50与实施方式1的半导体激光器50的不同点在于，夹着无掺杂的第一光引导层3、活性层4以及第二光引导层5的半导体材料的导电型发生了反转。实施方式3的半导体激光器50具有p型的GaAs的半导体基板41，在该半导体基板41的表面，由p型的AlInP构成的第一包覆层42以与半导体基板41直接接合的方式形成。在该第一包覆层42的表面(与半导体基板41相反一侧的面)形成有由无掺杂的AlInP构成的第一光引导层3，在第一光引导层3的表面形成有无掺杂的GaInP构成的活性层4。在活性层4的表面形成有由无掺杂的AlGaInP构成的第二光引导层5。在第二光引导层5的表面形成有由n型的AlInP构成的第二包覆层46，进而在第二包覆层46的表面形成有由n型的GaAs构成的接触层47。第一包覆层42、第一光引导层3、第二光引导层5以及第二包覆层46由AlGaInP系材料构成。
半导体基板41的厚度(基板厚度)例如为100μm。第一包覆层42的厚度为1.0μm程度，其载流子浓度为1.0×1018cm-3程度。第一光引导层3和第二光引导层5的厚度为0.1μm程度，活性层4的厚度为8～20nm程度。第二包覆层46的厚度为1.0μm程度，其载流子浓度为1.0×1018cm-3程度。接触层47的厚度为0.02μm程度，其载流子浓度为1.0～2.0×1019cm-3程度。其他结构与实施方式1的半导体激光器50相同。
实施方式3的半导体激光器50虽然半导体材料的导电型与实施方式1不同，但其他部分由于具备与实施方式1的半导体激光器50相同的结构，因此起到与实施方式1的半导体激光器50相同的效果。此外，在图15中，示出了与实施方式1的半导体激光器50相同的结构的例子。但是，在图14所示的实施方式2的半导体激光器50的结构中，也可以使半导体材料的导电型反转。
实施方式4
在实施方式1～3中，示出使用了Zn的扩散的窗结构部8的例子。使用了Zn的扩散的窗结构部8由于与比窗结构部8靠内侧的部分相比电阻低，因此窗结构部8并不局限于使用了Zn的扩散的窗结构，只要为低电阻即可。图16是表示实施方式4所涉及的半导体激光器的剖面结构的图。实施方式4的半导体激光器50与实施方式1的半导体激光器50的不同点在于，窗结构部具备通过使用Si注入等而使电阻比窗结构部以外的区域低的窗结构部48。在形成窗结构部48的窗结构部形成工序中，从接触层7侧对Si离子等进行离子注入。在通过离子注入来注入Si离子等的情况下，在形成注入区域被开口的SiO2或SiN等绝缘膜后进行离子注入。在进行离子注入时，不需要去除形成窗结构部48的区域的接触层7，但在形成表面侧电极10前去除形成窗结构部48的区域的接触层7。窗结构部48的窗结构部活性层4a含有Si，是电阻形成得比活性层4的比前端面14和后端面15侧的端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层。
实施方式4的半导体激光器50虽然低电阻的窗结构部48中的杂质与实施方式1不同，但其他部分由于具备与实施方式1的半导体激光器50相同的结构，因此起到与实施方式1的半导体激光器50相同的效果。此外，在图16中，示出了与实施方式1的半导体激光器50相同的结构的例子。但是，低电阻的窗结构部48也能够应用于实施方式2和3的半导体激光器50的结构。
此外，实施方式1～4的半导体激光器50也可以使用比较例所示的半导体材料。使用了比较例所示的半导体材料的实施方式3的半导体激光器50是夹着无掺杂的GaInP的活性层的半导体材料的导电型反转而成的。使用了比较例所示的半导体材料的实施方式1～4的半导体激光器50至少在前端面14侧和后端面15中的一方，表面侧电极后退量L1比窗结构部长度Lw长10μm以上，背面侧电极后退量L2为半导体基板1的基板厚度T的1.2倍以上，因此能够抑制特性恶化并且提高至少一方的激光器端面侧的窗结构部的COD耐性。
此外，在实施方式1～4中，虽然以前端面14侧的窗结构部长度Lw等于后端面15侧的窗结构部长度Lw的例子进行了说明，但前端面14侧的窗结构部长度Lw与后端面15侧的窗结构部长度Lw也可以为不同的长度。虽然以前端面14侧的背面侧电极后退量L2等于后端面15侧的背面侧电极后退量L2的例子进行了说明，但前端面14侧的背面侧电极后退量L2与后端面15侧的背面侧电极后退量L2也可以为不同的长度。另外，在实施方式1、3、4中，虽然以前端面14侧的表面侧电极后退量L1等于后端面15侧的表面侧电极后退量L1的例子进行了说明，但前端面14侧的表面侧电极后退量L1与后端面15侧的表面侧电极后退量L1也可以为不同的长度。
此外，本申请记载有各种例示的实施方式和实施例，但一个、或多个实施方式所记载的各种特征、形态以及功能并不限定于特定的实施方式的应用，可以单独、或以各种组合的方式应用于实施方式。因此，可以想到未例示的无数的变形例包含在本申请说明书中公开的技术的范围内。例如，包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加或省略的情况、还包含至少提取一个构成要素并与其他实施方式的构成要素组合的情况。
附图标记说明
1...半导体基板；2...第一包覆层；4...活性层；4a...窗结构部活性层(低电阻活性层)；6...第二包覆层；7...接触层；8...窗结构部；10...表面侧电极；11...背面侧电极；12...覆盖膜；13...覆盖膜；14...前端面；15...后端面；50...半导体激光器；L1、L1f、L1b...表面侧电极后退量；L2...背面侧电极后退量；Lw...窗结构部长度。

Claims (16)

1.一种半导体激光器，是输出激光的半导体激光器，该半导体激光器具备：半导体基板；活性层，其经由第一包覆层形成于所述半导体基板的表面侧；表面侧电极，其经由第二包覆层以及接触层形成于所述活性层的与所述半导体基板相反的一侧亦即表面侧；以及背面侧电极，其形成于所述半导体基板的背面侧，
其中，
在所述激光进行往复来共振的前端面和后端面侧的端面区域具备窗结构部，该窗结构部包含电阻形成得比所述活性层的比所述端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层，
将所述接触层的所述前端面侧的端部设为接触层前端，将所述接触层的所述后端面侧的端部设为接触层后端，
输出所述激光的所述前端面侧的所述接触层前端与所述前端面之间的所述激光进行往复的光往复方向的长度为，比所述前端面侧的所述窗结构部的边界与所述前端面之间的所述光往复方向的长度亦即前端面侧窗结构部长度长10μm以上的长度、且为比所述前端面与所述接触层后端之间的所述光往复方向的长度短的长度，
所述背面侧电极的所述前端面侧的端部与所述前端面之间的所述光往复方向的长度为，所述半导体基板的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比所述前端面与所述背面侧电极的所述后端面侧的端部之间的所述光往复方向的长度短的长度。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，
所述接触层后端与所述后端面之间的所述光往复方向的长度为，所述后端面侧的所述窗结构部的边界与所述后端面之间的所述光往复方向的长度亦即后端面侧窗结构部长度以上的长度、且为比所述后端面与所述接触层前端之间的所述光往复方向的长度短的长度，
所述背面侧电极的所述后端面侧的端部与所述后端面之间的所述光往复方向的长度为，所述半导体基板的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比所述后端面与所述背面侧电极的所述前端面侧的端部之间的所述光往复方向的长度短的长度。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器，其中，
所述接触层后端与所述后端面之间的所述光往复方向的长度为，比所述后端面侧的所述窗结构部的边界与所述后端面之间的所述光往复方向的长度亦即所述后端面侧窗结构部长度长10μm以上的长度、且为比所述后端面与所述接触层前端之间的所述光往复方向的长度短的长度。
4.根据权利要求1或2所述的半导体激光器，其中，
在所述前端面和所述后端面形成有覆盖所述窗结构部的覆盖膜，
所述前端面侧的覆盖膜比所述后端面侧的覆盖膜反射率低。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述窗结构部含有Zn。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述窗结构部含有Si。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述第一包覆层和所述第二包覆层由AlGaInP系材料构成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述半导体基板和所述第一包覆层的导电型为n型，
所述第二包覆层和所述接触层的导电型为p型。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述半导体基板和所述第一包覆层的导电型为p型，
所述第二包覆层和所述接触层的导电型为n型。
10.一种半导体激光器，是输出激光的半导体激光器，该半导体激光器具备：半导体基板；活性层，其经由第一包覆层形成于所述半导体基板的表面侧；表面侧电极，其经由第二包覆层以及接触层形成于所述活性层的与所述半导体基板相反的一侧亦即表面侧；以及背面侧电极，其形成于所述半导体基板的背面侧，
其中，
在所述激光进行往复来共振的前端面和后端面侧的端面区域具备窗结构部，该窗结构部包含电阻形成得比所述活性层的比所述端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层，
将所述接触层的所述前端面侧的端部设为接触层前端，将所述接触层的所述后端面侧的端部设为接触层后端，
与输出所述激光的所述前端面相反的一侧的所述接触层后端与所述后端面之间的所述激光进行往复的光往复方向的长度为，比所述后端面侧的所述窗结构部的边界与所述后端面之间的所述光往复方向的长度亦即后端面侧窗结构部长度长10μm以上的长度、且为比所述后端面和所述接触层前端之间的所述光往复方向的长度短的长度，
所述背面侧电极的所述后端面侧的端部与所述后端面之间的所述光往复方向的长度为，所述半导体基板的基板厚度的1.2倍以上的长度、且为比所述后端面与所述背面侧电极的所述前端面侧的端部之间的所述光往复方向的长度短的长度。
11.根据权利要求10所述的半导体激光器，其中，
在所述前端面和所述后端面形成有覆盖所述窗结构部的覆盖膜，
所述前端面侧的覆盖膜比所述后端面侧的覆盖膜反射率低。
12.根据权利要求10或11所述的半导体激光器，其中，
所述窗结构部含有Zn。
13.根据权利要求10或11所述的半导体激光器，其中，
所述窗结构部含有Si。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述第一包覆层和所述第二包覆层由AlGaInP系材料构成。
15.根据权利要求10～14中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述半导体基板和所述第一包覆层的导电型为n型，
所述第二包覆层和所述接触层的导电型为p型。
16.根据权利要求10～14中任一项所述的半导体激光器，其中，
所述半导体基板和所述第一包覆层的导电型为p型，
所述第二包覆层和所述接触层的导电型为n型。
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