CN1244973C - 半导体激光器件 - Google Patents

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Abstract

半导体激光器件，具有：第一电极；设置在所述第一电极上的第一导电类型的衬底；第一导电类型的第一包覆层；位于所述第一包覆层上的有源层；位于所述有源层上的与第一导电类型不同的第二导电类型的第二包覆层；绝缘体层；部分设置于所述绝缘体层上的与所述第二包覆层的第一部分电气连接的第二电极，其特征在于，第一和第二包覆层由AlGaInP制成，其中绝缘体层覆盖第二包覆层的第二部分但不覆盖第二包覆层的第一部分，第二包覆层的第一部分比第二部分厚，且位于两个所述第二包覆层的第二部分之间，所述绝缘体层具有导热率和厚度，所述绝缘体层的层厚倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。

Description

半导体激光器件
技术领域
本发明涉及具备有多段层厚的包覆层的半导体激光器件，特别是涉及脊形波导型半导体激光器件。
现有技术
已经开发出具有各种结构的半导体激光器件。特别是已经开发出构成具有用于封闭与有源层的层平行的横向光的折射率结构的沟道波导的类型。其中，有在包覆层设置比周围突出的脊形部位(凸部)，仅在该脊形部位注入电流的脊形波导型半导体激光器件。
利用图7到图9来说明这种脊形波导型半导体激光器件。如图7和图8所示，半导体激光器件60的结构包括，第一电极56a、在该第一电极56a上顺序层叠的n型GaAs衬底51、n型AlGaInP第一包覆层52、具有多重量子阱(MQW)结构的有源层53、具有凸部58的p型AlGaInP第二包覆层54、p型GaAs接触层57，通过该接触层57与第二包覆层54的凸部58的顶部电气连接的第二电极56b。而且，绝缘体层55由层厚100nm的氮化硅SiN层构成，覆盖p型AlGaInP包覆层54的凸部58的顶部以外的部分。第一和第二电极56a、56b由金Au等金属构成。并且，在半导体激光器件60的端面附近，设置通过锌(Zn)的扩散使多重量子阱MQW结构的有源层53无序化所得的端面窗区59。通过这个端面窗区59向外部输出激光62。
图9展示了在已有的脊形波导型半导体激光器件的pn结的平行方向的远视场图像(x轴向的远视场图像：FFPx)的光输出依赖性。如图9所示，远视场图像FFPx的半值宽度随着光输出的增大而变大。5mW输出时与50mW输出时(作为40mW的远视场图像与60mW的远视场图像的平均值计算)的远视场图像FFPx之差(以下简记为ΔFFPx)较大，约为2°。在这种光输出变化的情况下，远视场图像的光强度的半值宽度差ΔFFPx如果较大，则在实用上存在DVD-R装置等应用装置的光学设计变得复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体激光器件，即使在光输出变化的情况下，远视场图像FFPx的光强度半值宽度之差ΔFFPx也无大变化。
根据本发明的半导体激光器件，具有：第一电极；设置在所述第一电极上的第一导电类型的衬底；第一导电类型的第一包覆层；位于所述第一包覆层上的有源层；位于所述有源层上的与第一导电类型不同的第二导电类型的第二包覆层；绝缘体层；部分设置于所述绝缘体层上的与所述第二包覆层的第一部分电气连接的第二电极，
其特征在于，所述第一包覆层由AlGaInP制成，所述第二包覆层由AlGaInP制成，其中所述绝缘体层覆盖所述第二包覆层的第二部分，但是不覆盖所述第二包覆层的第一部分，所述第二包覆层的第一部分比所述第二包覆层的第二部分厚，所述第二包覆层的第一部分位于两个所述第二包覆层的第二部分之间，所述绝缘体层具有导热率并且在所述第二包覆层的第二部分上具有厚度，所述绝缘体层的层厚的倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。
而且，根据本发明的半导体激光器件，是所述的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层的层厚的倒数与导热率之积不大于8×107W/(m2·K)。
再有，根据本发明的半导体激光器件，是所述的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层由导热率在5W/(m·K)以下的材料构成。
并且，根据本发明的半导体激光器件，是所述的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层由层厚比100nm更厚的氮化硅构成。
而且，根据本发明的半导体激光器件，是所述的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层由层叠的多个绝缘体层构成。
进一步，根据本发明的半导体激光器件，是所述的半导体激光器件，所述绝缘体层具有：覆盖所述第二包覆层的第二部分，但是不覆盖所述第二包覆层的第一部分，并且层厚的倒数与导热率之积为AW/(m2·K)的氮化硅层构成的第一层；
覆盖于所述氮化硅层上，并且层厚的倒数与导热率之积为BW/(m2·K)的第二层；
其中，(A×B)/(A+B)的值小于4×108W/(m2·K)。
根据本发明的半导体激光器件，所述第一和第二包覆层由AlGaInP制成，覆盖第二包覆层的第二部分的绝缘体层的层厚倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。因此，半导体激光器件工作时，在以第二包覆层的层厚相对较厚的第一部分为顶部的凸部产生的热量滞留在有源层内。结果，即使在光输出变化时，也可以抑制凸部的内外、即带状凸部两侧的温度梯度的变化。因此，即使光输出增大，对激光提供横向光封闭的带状凸部两侧的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小，可以获得例如与参考例的情形相比约为1/3的ΔFFPx的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件，绝缘体层的层厚倒数与导热率之积小于8×107W/(m2·K)。结果，即使在光输出变化时，也可以进一步抑制凸部的内外、即带状凸部两侧的温度梯度的变化。这样，可以获得即使在光输出变化时其远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件，绝缘体层由导热率在5W/(m·K)以下的材料构成。由此，可使层厚倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。这样，可以获得即使在光输出变化时其远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件，绝缘体层由层厚比100nm更厚的氮化硅层构成。由此，即使在采用具有大的导热率的氮化硅层的情形，也可使层厚倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。这样，可以获得即使在光输出变化时其远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件，绝缘体层由层叠的多个绝缘体层构成。通过由多个绝缘体层构成绝缘体层，可以获得能抑制施加于绝缘体层的热应力，同时在加工中不发生膜剥离的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件，绝缘体层具有：覆盖所述第二包覆层的第二部分，但是不覆盖所述第二包覆层的第一部分、并且层厚倒数与导热率之积为AW/(m2·K)的氮化硅层构成的第一层，和覆盖在所述氮化硅层上、并且层厚倒数与导热率之积为BW/(m2·K)的第二层。而且，(A×B)/(A+B)的值小于4×108W/(m2·K)。利用所述第一层可以获得良好的覆盖性，即使在光输出变化时，也可以抑制凸部的内外、即带状凸部8两侧的温度梯度的变化。这样，可以获得即使在光输出变化时其远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件的制造方法，在第二包覆层的第二部分，通过热CVD法形成由氮化硅层构成的第一绝缘体层，在该第一绝缘体层上形成第二绝缘体层。由此，可以通过成膜温度高的热CVD法形成覆盖性良好的第一绝缘体层。而且，通过由多个绝缘体层构成绝缘体层，可以获得能抑制施加于绝缘体层的热应力，同时在加工中不发生膜剥离的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件的制造方法，通过成膜温度比热CVD法低的等离子体CVD法形成第二绝缘体层。这样，可以获得能抑制施加于绝缘体层的热应力，同时在加工中不发生膜剥离的半导体激光器件。
根据本发明的半导体激光器件的制造方法，通过成膜温度比热CVD法低的溅射法形成第二绝缘体层。这样，可以获得能抑制施加于绝缘体层的热应力，同时处理中不发生膜剥离的半导体激光器件。
附图的简要说明
图1是根据本发明的实施例1的半导体激光器件的带有部分剖面的透视图。
图2是沿图1的线A-A’的脊形部中央的剖面图。
图3是展示与参考例的半导体激光器件的有源层的层平行的方向(x轴方向)的温度梯度的曲线图。
图4是表示与本发明实施例1的半导体激光器件的有源层的层平行的方向(x轴方向)的温度梯度的曲线图。
图5是根据本发明的实施例7的半导体激光器件的脊形部中央的剖面图。
图6是根据本发明的实施例12的半导体激光器件的脊形部中央结构的透视剖面图。
图7是已有的半导体激光器件的透视图。
图8是沿图7的线B-B’的脊形部中央的剖面图。
图9是展示已有的半导体激光器件的远视场图像的光输出依赖性的曲线图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明实施例的半导体激光器件进行说明。其中，对图面中实质相同的部件采用同一标号。
实施例1
利用图1和图2对根据本发明实施例1的半导体激光器件进行说明。图1是该半导体激光器件10的透视图，图2是沿图1的线A-A’的垂直于激光输出方向的剖面图，是后述的凸部8附近的放大图。如图1和图2所示，该半导体激光器件10具有：第一电极6a，在该第一电极6a上顺层叠的第一导电类型衬底1，第一导电类型的第一包覆层2，有源层3，具有多段层厚、并且在中央部位有以层厚相对厚的第一部分作为顶部的凸部8的第二导电类型的第二包覆层4，覆盖第二包覆层4的第二部分的绝缘体层5，通过第二包覆层4的第一部分电气连接的第二电极6b。第一导电类型的衬底1是n型GaAs衬底1。第一导电类型的第一包覆层2是n型AlGaInP包覆层。有源层3具有多重量子阱(multiple quantum wells：MQW)结构。第二包覆层4是p型AlGaInP包覆层。第二包覆层4有多段层厚，例如有以层厚相对厚的第一部分作为顶部的凸部8、和层厚相对薄的第二部分。而且，在凸部8的顶部设置与第二电极6b连接的p型GaAs接触层7。并且，覆盖第二包覆层4的第二部分形成绝缘体层5。由此，第二电极6b通过接触层7与第二包覆层4电气连接。这样，利用使电流注入限定在凸部8的顶部的条带结构，实现宽度方向的光封闭。而且，该绝缘体层5的层厚d的倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。第一和第二电极6a、6b由金Au等金属构成。
如图1所示，在该半导体激光器件10的端面设置端面窗区9。通过在半导体激光器件的端面附近扩散锌Zn，使多重量子阱MQW结构的有源层3无序化，从而获得端面窗区9。
该半导体激光器件的绝缘体层5的层厚d的倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。具体地讲，绝缘体层5的层厚d的倒数与导热率之积取5×105W/(m2·K)。由此，即使在光输出变化的情形，也可以抑制远视场图像FFPx的光强度半值宽度之差ΔFFPx。
以下，说明即使在该半导体激光器件的光输出变化的情形，也可以抑制ΔFFPx的作用。首先，本发明人对光输出变化的情形下远视场图像FFPx变化的原因进行了研究。该半导体激光器件中，具有在第二包覆层4上设置凸部8的脊形结构，基本上产生横向模式的振荡。该凸部的宽度是距中心部位大约±1.3μm。远视场图像FFPx实质上决定于在x轴方向距凸部8的中央部5μm左右范围的折射率分布。这种情况下，折射率分布的形状本身对远视场图像FFPx有影响。并且，带状的凸部8的内外、即凸部8的两侧的折射率差(Δn)有助于产生的激光12的宽度方向的封闭，对远视场图像FFPx有大的影响。这里，带状凸部8的两侧是指对应于凸部8的两侧竖直部分、遍及上部包覆层4、有源层3、下部包覆层2的深度方向的区域。在满足高阶模式截止条件的范围内，Δn越大远视场图像FFPx就越大。一般来讲，温度越高半导体的折射率就越大。因此，凸部8的内外、即带状凸部8的两侧各自的温度差、即温度梯度如果增大，则认为折射率差就大，远视场图像FFPx也大。
这里，作为参考例，研究了采用层厚100nm的氮化硅SiN层作为绝缘体层的半导体激光器件。该绝缘体层所用的氮化硅SiN层的导热率较大，约为40W/(m·K)。因此，认为在半导体激光器件工作时，第二包覆层的凸部所产生的热量通过绝缘体层有效地向外部(例如第二电极)传导。图3中展示的是已有的半导体激光器件工作时、在垂直于激光输出方向的、并且与有源层3的层平行的方向的温度分布的计算结果曲线。该图3中，x轴的原点在图1中位于有源层3的中央部位。而且，光输出0mW意味着施加振荡阈值电流Ith的情形。光输出如果变化，则在凸部内外、即带状凸部两侧分别产生大的温度差、即大的温度梯度。该参考例的半导体激光器件中，光输出为0mW时，凸部(脊形部)中央部位与在x轴方向距该中央部位5μm位置的温度差(以下简称为ΔT)是1.0℃。另一方面，光输出为60mW时的ΔT是2.0℃，存在1.0℃的温差。而且，凸部8内外(x轴方向约1.5～5μm)、即带状凸部8两侧的温度梯度，在光输出为0mW时为0.5℃/μm，在60mW时大幅度地改变到1.5℃/μm。因此，如果光输出增大，温度升高，同时温度梯度增大，则认为凸部8的两侧的折射率差(以下简称为Δn)增大。因此，由于近视场图像(NFP)变小，所以远视场图像(FFPx)变大。
图4中展示的是根据实施例1的半导体激光器件工作时、在垂直于激光输出方向的、并且与有源层3的层平行的方向的温度分布的计算结果曲线。如图4所示，在该半导体激光器件10中，光输出为0mW时的温度差ΔT是0.6℃，60mW时的温度差ΔT是1.3℃，温度差小，为0.7℃。因此，认为半导体激光器件工作时在凸部8产生的热量滞留在有源层3内。结果，如图4所示，带状凸部8两侧(图4中1.5～5μm的区域)的温度梯度变小。而且，光输出为0mW时(施加振荡阈值电流)温度梯度是0.3℃/μm，60mW时是0.4℃/μm。这样，即使在光输出变化的情形，也可以抑制带状凸部8两侧的温度梯度的变化。因此，即使光输出变化，提供激光12的横向光封闭的凸部8的内外、即带状凸部8两侧的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使在光输出变化时其远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。通过计算，可使远视场图像的光强度半值宽度的光输出差ΔFFPx，降低到上述参考例的半导体激光器件的远视场图像的光强度半值宽度的光输出差ΔFFPx的大约1/3。
以下，说明该半导体激光器件的制造方法。通过以下各工序制造该半导体激光器件。
(a)制备n型GaAs衬底1。
(b)在所述n型GaAs衬底1上形成n型AlGaInP包覆层2。
(c)在所述n型AlGaInP包覆层2上形成具有多重量子阱结构MQW的有源层3。
(d)在所述多重量子阱结构MQW的有源层3上形成p型AlGaInP包覆层4和p型GaAs接触层7。
(e)通过腐蚀部分去除所述p型AlGaInP包覆层4和p型GaAs接触层7，形成带状凸部8。
(f)在所述凸部8的侧面形成其层厚倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)的绝缘体层5。
(g)去除所述凸部8顶部的绝缘体层5。
(h)形成与所述凸部8顶部的p型GaAs接触层7连接的第二电极6b。
(i)在所述n型GaAs衬底1的另一面形成第一电极6a。
通过以上工序制成半导体激光器件。
实施例2
说明根据本发明实施例2的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层5是层厚100nm的氧化硅(以下简称为SiOx)。由于SiOx层的导热率是1W/(m·K)左右，所以绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积是1×107W/(m2·K)，可以实现比已有例的值4×108W/(m2·K)更加充分小的值。结果，凸部8两侧的温度梯度变小，同时即使光输出变化时也可以抑制温度梯度变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小，可以获得例如与参考例的情形相比约为1/3的ΔFFPx的半导体激光器件。
实施例3
说明根据本发明实施例3的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层5是层厚100nm的聚酰亚胺树脂。由于聚酰亚胺树脂的导热率是2W/(m·K)左右，所以绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积是2×107W/(m2·K)，可以实现比已有例的值4×108W/(m2·K)更加充分小的值。结果，带状凸部8两侧的温度梯度变小，同时即使光输出变化时也可以抑制温度梯度变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
实施例4
说明根据本发明实施例4的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层5是层厚100nm的苯并环丁烯树脂(BCB树脂)。由于苯并环丁烯树脂的导热率是2W/(m·K)左右，所以绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积是2×107W/(m2·K)，可以实现比已有例的值4×108W/(m2·K)更加充分小的值。结果，带状凸部8两侧的温度梯度变小，同时即使光输出变化时也可以抑制温度梯度变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
实施例5
说明根据本发明实施例5的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层5是采用旋涂法形成的层厚100nm的磷玻璃层。由于磷玻璃的导热率是1W/(m·K)左右，所以绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积是1×107W/(m2·K)，可以实现比已有例的值4×108W/(m2·K)更加充分小的值。结果，带状凸部8两侧的温度梯度变小，同时即使光输出变化时也可以抑制温度梯度变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
实施例6
说明根据本发明实施例6的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层5是层厚500nm的氮化硅SiN层。氮化硅SiN层的导热率是40W/(m·K)左右。但是，由于层厚设定为500nm，所以绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积是8×107W/(m2·K)，可以实现比已有例的值4×108W/(m2·K)更加充分小的值。结果，凸部8两侧的温度梯度变小，同时即使光输出变化时也可以抑制温度梯度变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像的光强度半值宽度变化量ΔFFPx也较小的半导体激光器件。
实施例7
采用图5对根据本发明的半导体激光器件进行说明。如图5所示，该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层5是由多个绝缘体层5a、5b构成。具体地讲，该多个绝缘体层由层厚100nm的氮化硅SiN层5a和层厚400nm的氮化硅SiN层5b构成，氮化硅SiN层5a通过热化学气相淀积(CVD)形成，覆盖p型AlGaInP包覆层4的凸部8的侧面，氮化硅SiN层5b通过等离子体CVD形成。氮化硅SiN层5a、5b的导热率是40W/(m·K)左右。但是，由于层厚设定为厚500nm，所以绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积是8×107W/(m2·K)，可以实现比已有例的值4×108W/(m2·K)更加充分小的值。结果，凸部8两侧的温度梯度变小，同时即使光输出变化时也可以抑制温度梯度变化。因此，即使光输出增大，对半导体激光12提供横向光封闭的凸部8的内外、即带状凸部8两侧的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。通过计算，即使在光输出变化时，也可使远视场图像的光强度半值宽度的差ΔFFPx降低到上述参考例的半导体激光器件的远视场图像光强度半值宽度差ΔFFPx的大约1/3。
以下，说明该半导体激光器件的制造方法。通过以下各工序制造该半导体激光器件10。
(a)制备n型GaAs衬底1。
(b)在所述n型GaAs衬底1上形成n型AlGaInP第一包覆层2。
(c)在所述n型AlGaInP第一包覆层2上形成具有多重量子阱结构的有源层3。
(d)在所述多重量子阱结构的有源层3上形成p型AlGaInP第二包覆层4和p型GaAs接触层7。
(e)通过腐蚀部分去除所述p型AlGaInP第二包覆层4和p型GaAs接触层7，形成带状凸部8。
(f)在所述凸部8的侧面，通过热CVD法形成层厚100nm的氮化硅SiN层5a。
(g)在所述氮化硅层5a上通过等离子体CVD法成层厚400nm的氮化硅SiN层5b。
(h)去除所述凸部8顶部的氮化硅层5a、5b。
(i)形成通过所述凸部8顶部的接触层7与第二包覆层4连接的第二电极6b。
(j)在所述n型GaAs衬底1的另一面形成第一电极6a。
该半导体激光器件的制造工序中，层叠两层构成绝缘体层5。首先，通过覆盖性良好但成膜温度为700℃左右高的热CVD法，形成第一层的氮化硅层5a。然后，通过覆盖性差的成膜温度为300℃左右低的等离子体CVD法，形成第二层的氮化硅层5b。一般来讲，采用热CVD法，如果层厚超过150nm左右，则因热应力而经常出现膜剥离，所以超过上述层厚的厚膜成膜困难。在该制造工序中，采用热CVD法先形成100nm左右的氮化硅层5a，获得良好的覆盖性。之后，采用等离子体CVD法可以形成层厚400nm的厚膜。这样，可以获得能抑制施加于绝缘体层5的热应力，同时在加工中不发生膜剥离的半导体激光器件。
实施例8
说明根据本发明实施例8的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例7的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层中的第二层5b是采用溅射法形成的400nm的氮化硅SiN层。亦即，绝缘体层5由氮化硅SiN层5a和氮化硅SiN层5b构成，氮化硅SiN层5a是采用覆盖性良好但成膜温度为700℃左右高的热CVD法形成的，而氮化硅SiN层5b是采用覆盖性差的成膜温度可以为室温的等离子体CVD法形成的。这样，可以减少施加在绝缘体层5的热应力，能够获得在加工中不产生膜剥离的半导体激光器件。而且，采用热CVD法，一般来讲，层厚超过150nm的厚膜，由于热应力而经常产生膜剥离，所以难以形成。
实施例9
说明根据本发明实施例9的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例7的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层中的第二层是层厚100nm的SiO层。由于SiO的导热率在1W/(m·K)左右，所以第二层5b的层厚倒数与导热率之积B是107W/(m2·K)。另一方面，第一层5a的层厚倒数与导热率之积A是4×108W/(m2·K)。这样，由第一层5a和第二层5b形成的绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积，采用上述A、B表示为(A×B)/(A+B)。(A×B)/(A+B)的值为9.8×106W/(m2·K)，能够实现比已有例的值4×108W/(m2·K)充分小的值。结果，可以减小带状凸部8两侧的温度梯度，即使在光输出变化的情形也能抑制温度梯度的变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光12提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的光输出变化也较小的半导体激光器件。
实施例10
说明根据本发明实施例10的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例7的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层中的第二层是采用等离子体CVD形成的层厚100nm的氮氧化硅层(SiON层：氮含量20％)。SiON层的导热率因氮含量而变化，但是直到氮含量在20％左右都与SiO层基本相同，为1W/(m·K)左右。第二层5b的层厚倒数与导热率之积B是107W/(m2·K)，第一层5a的层厚倒数与导热率之积A是4×108W/(m2·K)。由第一层5a和第二层5b形成的绝缘体层5的层厚倒数与导热率之积，采用上述A、B表示为(A×B)/(A+B)。(A×B)/(A+B)的值为9.8×106W/(m2·K)，能够实现比已有例的值4×108W/(m2·K)充分小的值。结果，可以减小带状凸部8两侧的温度梯度，同时即使在光输出变化的情形也能抑制温度梯度的变化。因此，即使光输出增大，对在凸部8内外形成的半导体激光12提供横向光封闭的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
而且，绝缘体层5由氮化硅SiN层5a和SiON层5b构成，氮化硅SiN层5a是采用覆盖性良好但成膜温度为700℃左右高的热CVD法形成的，而氮氧化硅SiON层5b是采用覆盖性差的可以在300℃左右成膜的等离子体CVD法形成的。这样，可以获得能减少施加在绝缘体层5的热应力，同时在加工中不产生膜剥离的半导体激光器件。
实施例11
说明根据本发明实施例11的半导体激光器件。该半导体激光器件与实施例10的半导体激光器件相比，不同点在于绝缘体层中的第二层是采用溅射法形成的层厚100nm的氮氧化硅层5b(SiON层：氮含量20％)。亦即，绝缘体层5由氮化硅SiN层5a和氮氧化硅SiON层5b构成，氮化硅SiN层5a是采用覆盖性良好但成膜温度为700℃左右高的热CVD法形成的，而氮氧化硅SiON层5b是采用覆盖性差的可以在室温成膜的溅射法形成的。因此，可以减少施加在绝缘体层5的热应力，能够获得处理中不产生膜剥离的半导体激光器件。
实施例12
采用图6对根据本发明实施例12的半导体激光器件进行说明。如图6所示，该半导体激光器件与实施例1的半导体激光器件相比，不同点在于仅在包覆层4的凸部8的顶部设置第二电极6b。而且，不同点还有在第二电极6b与焊盘16之间设置桥接部14。这样，由于仅在凸部8的顶部设置第二电极6b，所以抑制了从凸部8通过绝缘体层5向外的热传导，即使光输出变化时也能抑制温度梯度的变化。因此，即使光输出增大，带状凸部8两侧的折射率差(Δn)基本也不变化，近视场图像NFP基本也不变化。这样，可以获得即使光输出变化时远视场图像FFPx的变化也较小的半导体激光器件。
采用图6对该半导体激光器件中仅在凸部8顶部设置第二电极6b的作用进行了说明。半导体激光器件10工作时，凸部8产生的热量从接触层7或绝缘体层5通过第二电极6b向外传导。另一方面，由于第二电极6b仅设置在有限的部分，所以从凸部8向外的热扩散较为平缓。结果，带状凸部8两侧的温度梯度较小。而且，即使光输出变化时温度梯度也无大的变化。
而且，该半导体激光器件中，在上面设置与外部电极(未图示)连接用的焊盘16。该焊盘16通过桥接部14与第二电极6b连接。由此，与外部电极连接时过大的热量不会到达凸部8。该桥接部14也可以与第二电极6b同时形成。而且该桥接部14并不限于图6所示例子，例如也可以是从第二电极6b空间连接到焊盘16的桥接结构。

Claims (6)

1.一种半导体激光器件，具有：
第一电极；
设置在所述第一电极上的第一导电类型的衬底；
第一导电类型的第一包覆层；
位于所述第一包覆层上的有源层；
位于所述有源层上的与第一导电类型不同的第二导电类型的第二包覆层；
绝缘体层；
部分设置于所述绝缘体层上的与所述第二包覆层的第一部分电气连接的第二电极，
其特征在于，所述第一包覆层由AlGaInP制成，所述第二包覆层由AlGaInP制成，其中所述绝缘体层覆盖所述第二包覆层的第二部分，但是不覆盖所述第二包覆层的第一部分，所述第二包覆层的第一部分比所述第二包覆层的第二部分厚，所述第二包覆层的第一部分位于两个所述第二包覆层的第二部分之间，所述绝缘体层具有导热率并且在所述第二包覆层的第二部分上具有厚度，所述绝缘体层的层厚的倒数与导热率之积小于4×108W/(m2·K)。
2.根据权利要求1的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层的层厚的倒数与导热率之积不大于8×107W/(m2·K)。
3.根据权利要求1的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层由导热率在5W/(m·K)以下的材料构成。
4.根据权利要求1的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层由层厚比100nm更厚的氮化硅构成。
5.根据权利要求1的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层由层叠的多个绝缘体层构成。
6.根据权利要求5的半导体激光器件，其特征在于，所述绝缘体层具有：覆盖所述第二包覆层的第二部分，但是不覆盖所述第二包覆层的第一部分，并且层厚的倒数与导热率之积为A W/(m2·K)的氮化硅层构成的第一层；设置于所述氮化硅层上，并且层厚的倒数与导热率之积为B W/(m2·K)的第二层；其中，(A×B)/(A+B)的值小于4×108W/(m2·K)。
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