CN1383240A - 半导体激光器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种制造具有大的半值宽度和高的拐点电平的脊峰波导型半导体激光器的方法。首先,脊的振荡波长的有效折射率neff1和在脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn表示为Δn =neff1－neff2,脊宽度表示为W。在这种假设下,在X－Y坐标上(X轴:W,Y轴:Δn)设置下列三个关系式的常数“a”、“b”、“c”和“d”。第一关系式表示为Δn a×W+b,这里“a”和“b”是确定拐点电平的常数。第二关系式表示为W≥c，这里“c”是脊形成时的最小脊宽度确定的常数。第三个关系式表示为Δn≥d,这里“d”是通过所需的半宽度值θpara确定的常数。因此以Δn和W满足上述三个关系式(1)、(2)和(3)的方式设置下列至少其中之一,即绝缘薄膜的种类和厚度、在绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、以及上包层的位于脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度。

Description

半导体激光器及其制造方法
技术领域
本发明涉及脊峰波导(ridge-wave guide)型半导体激光器，特别是涉及具有远场图(far-field pattern)(FFP)在平行于异质结界面的方向中大的半宽度值(half-width value)θpara并在大功率工作时具有所需的激光特性的脊峰波导型半导体激光器。
背景技术
在半导体激光器中，包括长波GaAs或基于InP半导体激光器和基于短波氮化物III-V族化合物半导体激光器中，脊峰波导型半导体激光器由于易于制造等原因已经得到广泛的应用。
脊峰波导型半导体激光器是一种折射率引导型(index guided type)结构，以致上包层的上部和接触层形成为条形(stripe-shaped)脊，上包层(cladding)的脊的两侧和位于脊的两侧上的部分覆盖有绝缘层形成限流层(currentconstriction)，并在横向方向存在有效折射率差(effective refractive indexdifference)，由此实施模式控制(mode control)。
短波脊峰波导基于氮化物III-V族化合物半导体激光器(此后，称做“基于氮化物半导体激光器”)将参照图4进行描述。图4示出了基于氮化物半导体激光器的结构的剖面图。
参照图4，基于氮化物半导体激光器10基本上具有叠层结构，其中借助GaN缓冲层(未示出)在蓝宝石衬底12上叠置多层。在蓝宝石衬底12上叠置的多层是n-GaN接触层14、厚度为1.0μm的n-AlGaN(Al含量为8％)包层16、厚度为0.1μm的n-GaN光波导(optical guide)层18、三个阱层的MQW(多量子阱)有源层20、厚度为0.1μm的p-GaN光波导层22、p-(GaN：Mg/AlGaN)-SLS(超晶格应变层)包层24、以及厚度为0.1μm的p-GaN接触层26。
在这种叠层结构中，p-包层24的上部和p-接触层26形成为条形脊28。n-接触层14的上部、n-包层16、n-光导层18、MQW有源层20、p-光导层22和p-包层24的剩余层的部分24a形成为台面结构，按脊28的延伸方向相同的方向延伸。
脊28的脊宽W通常设置为1.6μm，脊高H通常设置为0.6μm，位于脊28的两侧的p一包层24的每个剩余层的部分24a的厚度T通常设置为0.15μm。
由SiO2薄膜组成的绝缘层30形成在脊28和位于脊28和p-包层24两侧的每个剩余层部分24a的两侧上。
由Pd/Pt/Au制造的多层金属薄膜组成的p-侧电极32形成在绝缘薄膜30上，以这种方式即通过在绝缘层30中形成的窗口与p-接触层26形成接触。由Ti/Pt/Au形成的多层金属薄膜组成的n-侧电极34形成在n-接触层14上。
顺便提及，随着基于氮化物半导体激光器的不断发展，需要在平行于谐振结构的异质结界面方向中提高远场图(FFP)的半值宽度(此后，称为θpara)，需要通过提高拐点电平(kink level)保持所需的光注入功率电流特性至大功率区。
例如，当用作光拾取的光源时，基于氮化物半导体激光器就需要具有与7°一样大或更大的半值宽度θpara和高至大约60mW的拐点电平。
然而，在设置基于氮化物的半导体激光器的结构要素时，例如这种脊宽度或上包层的剩余层部分的厚度，却没有建立必要而充分地满足上述严格需要的任何设计标准。
例如，因为基于氮化物半导体激光器的设计范围很窄，如果平行于异质结界面方向的椭圆光束远场图(FFP)的半值宽度θpara设置为7°或更大，那么拐点特性就会退化。因此，明确这种设计范围就变得很重要。
虽然通过基于氮化物半导体激光器的例子描述了现有技术的问题，但是比基于氮化物半导体激光器的振荡波长长的长波长脊峰波导型半导体激光器，例如，基于GaAs或InP脊峰波导型半导体激光器同样具有相同的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种脊峰波导型半导体激光器，其具有大的半值宽度θpara并保持适于大功率区所需的光注入功率电流特性，即，具有高的拐点电平，以及提供一种制造脊峰波导型半导体激光器的方法。
因此得到为解决上述问题进行的研究期间的不同实验结果，本发明人发现半值宽度θpara与脊峰波导的有效折射率差Δn具有紧密的关系，如图5所示，并且为了使半值宽度θpara大，就需要增大有效折射率差Δn。应当注意，图5中为了简化，省略了表示实验结果的标记。
如图4所示，脊峰波导的有效折射率差Δn定义为脊的振荡波长的有效折射率neff1和位于脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的差(neff1-neff2)。
然而，当有效折射率差Δn变大时，与高阶水平横向模式相对的截止脊宽度将变窄。与高阶的水平横向模式相对的截止(cut off)脊宽度意指不允许发生任何高阶的水平横向模式的脊宽度。如果脊宽度是截止脊宽度值或更大，那么水平横向模式就易于从基谐模式转换为主模式。如果发生基谐水平横向模式和高阶的水平横向模式的混合模式，如图6所示，那么在增加使光功率增大的注入电流的步骤中，拐点就发生在光注入功率电流特性中，因此就降低了大功率工作时的激光器特性。
关于上述拐点电平，本发明人进行了各种实验，并发现拐点电平与脊峰波导的有效折射率差Δn具有紧密的关系，如图5所示，并且为了使拐点电平增大，需要使有效折射率差Δn变小。应当注意，图5中不同标记示出实验结果。
基于本发明人所做的研究，因为脊峰波导型基于氮化物半导体激光器具有小的有效折射率差Δn和短的振荡波长，如图7中所示，所以与高阶的水平横向模式相对的截止脊宽度就窄。图7示出了由GaN层形成的脊的有效折射率和位于脊的两侧的每一侧上的部分的有效折射率之间的有效折射率差Δn之间的关系，在GaN层的折射率设置为2.504以及振荡波长λ设置为400nm的条件下获得该关系。
例如，当脊峰波导的有效折射率差Δn设置为0.005至0.01的范围时，为了使脊宽度保持在截止脊宽度值的范围或更小，脊宽度就需要变窄至大约1μm。
如果通过增大有效折射率差Δn使半值宽度epara变大，那么截止脊宽度就变小，结果就会降低大功率工作时的激光器特性。因此，相对于脊宽度，半值宽度增加和大功率工作时的激光器特性的提高是彼此不协调的，如图8中所示。应当注意，不同的标记例如实心圆、空心圆、实心方框和空心方框显示实验结果。
本发明人进一步进行了研究和实验，并发现所需的有效折射率差Δn，即所需的半值宽度θpara可以通过调整至少下列其中之一即电极薄膜的厚度、绝缘薄膜的种类和厚度、位于脊的两侧的每一侧的包层的部分的种类和厚度而确定。本发明人进一步发现如果半导体激光器是基于GaN半导体激光器，所需的有效折射率差Δn，即所需的半值宽度θpara可以通过调整至少下列其中之一即电极薄膜的厚度、绝缘薄膜的种类和厚度、位于脊的两侧的每一侧的包层的部分的种类和厚度、Al组分比率和AlGaN包层的厚度、GaN光导层的厚度、GaInN·MQW有源层的阱层的厚度和In组分比率、GaInN·MQW有源层的阻挡层的In组分比率而确定。
本发明人进一步发现当通过在具体范围内的脊宽度W与在具体范围内的有效折射率差Δn结合保持所需的拐点电平时脊峰波导型半导体激光器具有所需的半值宽度θpara。本发明人由此完成了本发明。
图9示出了W和Δn的各个结合，每一个可以实现一种所需的半值宽度θpara和所需的拐点电平，X-轴上绘制W(μm)，Y-轴上以0.001的比率绘制Δn，其中Δn是脊的振荡波长的有效折射率neff1和在脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn，表示为Δn＝neff1-neff2，W是脊宽度。
图9中，斜线，即Δn  a×W+b显示拐点电平。例如，斜线M为Δn-0.004×W+0.0157，其显示拐点电平为30mW。
为了实现上述目的，基于上述知识，根据本发明的第一个方案，提供一种脊峰波导型半导体激光器，包括：条纹形脊，形成在至少一个上包层的上部中；和作为限流层的绝缘薄膜，绝缘薄膜形成在脊的两个侧表面上和位于脊的两侧上的上包层的部分。在这种方法中，首先，脊的振荡波长的有效折射率neff1和在脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn表示为Δn＝neff1-neff2，脊宽度表示为W。在这种假设下，设置至少任何一个即绝缘薄膜的种类和厚度、在绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、上包层的种类、以及位于上包层的脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度，以致W和Δn的结合处于X-Y坐标上的特定Δn-W区域内，在X轴上绘制W(μm)，Y-轴上绘制Δn。定义特定的Δn-W区域以便满足下列三个关系式。第一个关系式(1)由Δn  a×W+B表示，这里“a”和“b”是确定拐点电平的常数。第二个关系式(2)由W≥c表示，这里“c”是脊形成时的最小脊宽度确定的常数。第三个关系式(3)由Δn≥d表示，这里“d”是在平行于激光器的谐振结构的异质结界面的方向的远场图的所需的半宽度值θpara确定的常数。
根据本发明，设置至少其中下列之一，即电极薄膜的厚度、绝缘薄膜的种类和厚度、位于上包层的脊的两侧的每一侧的剩余层部分的种类和厚度，以致有效折射率差Δn和脊宽度W的结合满足关系式(1)、(2)和(3)，由此调整有效折射率差Δn并设置脊宽度W，因此就能实现具有通过关系式(1)确定的所需的拐点电平和通过关系式(3)确定的所需的半值宽度θpara的半导体激光器。
为了达到上述目的，根据本发明的第二个方案，提供一种制造脊峰波导型半导体激光器的方法，该激光器具有一种结构，即至少上包层的上部形成条形脊、充当限流层的绝缘薄膜形成在脊的两侧表面上和位于脊的两个侧面的上包层上。该方法包括常数设置步骤，即假设脊的振荡波长的有效折射率neff1和在脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn表示为Δn＝neff1-neff2脊宽度表示为W；并且设置X-Y坐标上的下列三个关系式的常数“a”、“b”、“c”和“d”，在X轴上绘制W(μm)，Y-轴上绘制Δn。第一个关系式(1)由Δn  a×W+B表示，这里“a”和“b”是确定拐点电平的常数。第二个关系式(2)由W≥c表示，这里“c”是脊形成时的最小脊宽度确定的常数。第三个关系式(3)由Δn≥d表示，这里“d”是在平行于激光器的谐振结构的异质结界面的方向远场图的所需的半宽度值θpara确定的常数。
因为在常数设置步骤中设置的三个关系式中的常数“a”、“b”、“c”和“d”取决于电极薄膜的厚度、绝缘薄膜的种类和厚度、脊的高度、位于脊的两侧的每一侧上那部分上包层的种类和厚度而不同，因此它们需要进行实验确定。
更具体地，关系式(1)中的常数“a”和“b”可以通过建立Δn和拐点电平之间的关系确定，例如，通过实验，在图5的右侧示出的关系；关系式(3)中的常数“d”可以通过建立Δn和θpara之间的关系确定，例如，通过实验，在图5的左侧示出的关系。此外，关系式(2)中的常数“c”是通过脊的形成时的腐蚀步骤限定的值。
根据本发明的氮化物半导体激光器的应用及其制造方法并不限定于基于氮化物半导体激光器。根据本发明的氮化物半导体激光器及其制造方法可以应用于只要半导体激光器是脊峰波导型的基于GaAs、基于InP、基于AlGaAs、基于GaN半导体激光器，不必考虑形成振荡结构的化合物半导体层的种类和接触层的种类。
附图说明
图1示出根据实施例1的基于氮化物半导体激光器的结构剖面图；
图2示出本发明的实施例1和2以及比较实施例1和2的半值宽度θpara和拐点电平图；
图3示出根据实施例2的基于氮化物半导体激光器的结构剖面图；
图4示出典型的基于氮化物半导体激光器的结构的剖面图；
图5示出有效折射率差Δn和半值宽度θpara之间的关系以及有效折射率差Δn和拐点电平之间的关系图；
图6是说明光注入功率电流特性中的拐点的典型图；
图7示出有效折射率差Δn和截止脊宽度之间的关系图；
图8示出拐点电平和半值宽度θpara之间的关系图；
图9是确定脊宽度W和有效折射率差Δn的结合图，在X-Y坐标上其中之一能够实现所需的半值宽度θpara和所需的拐点电平，在X-轴上绘制W(μm)，在Y-轴上以0.001的比率绘制Δn。
具体实施方式
此后，将参照附图通过实施例进行本发明的优选实施例的详细描述。
实施例1
在本实施例中，本发明的半导体激光器提供一种基于氮化物III-V族化合物半导体激光器(此后，称为“基于氮化物半导体激光器”)。图1示出了根据该实施例的基于氮化物半导体激光器结构。
参照图1，根据本实施例的基于氮化物半导体激光器40具有叠层结构，其中借助GaN缓冲层(未示出)在蓝宝石衬底42上叠置多层。在蓝宝石衬底42上叠置的多层是厚度为5μm的n-Al0.05Ga0.95N接触层44、n-(GaN：Si/Al0.1Ga0.9N)-SLS包层46、厚度为0.15μm的n-GaN光波导层48、每层具有厚度为4nm的三个阱层以及每层具有10nm的四个阻挡层的GaInN.MQW有源层50、厚度为0.01μm的p-Al0.35Ga0.65N防止退化层52、厚度为0.15μm的p-GaN光波导层54、p-(GaN：Mg/Al0.11Ga0.9N)-SLS包层56以及厚度为0.015μm的p-GaN接触层58。
在这种叠层结构中，p-包层56的上部和p-接触层58形成为条形脊60。n-接触层44的上部、n-包层46、n-光波导层48、MQW有源层50、p-光波导层54以及p-包层56的两个剩余层部分56a形成为台面结构，沿脊60的延伸方向相同的方向延伸。
脊60的脊宽度W通常设置为1.6μm，脊的高度H通常设置为0.35μm，以及位于脊60的两侧上的p-包层56的每个剩余层部分56a的厚度T通常设置为0.15μm。
厚度为0.2μm的ZrO2薄膜62形成为限流层，形成在脊60的两个侧表面以及位于脊60的两侧上的p-包层56的剩余层部分56a之上。
由Ti/Au制造的多层金属薄膜组成的p-侧电极64形成在ZrO2薄膜62上，按这种方式，使得通过形成在ZrO2薄膜62中的窗口与p-接触层58形成接触。由Ti/Al制造的多层金属薄膜组成的n-侧电极66形成在n-接触层44上。
根据本实施例的基于氮化物半导体激光器40按下列方式制造。首先，脊的振荡波长的有效折射率neff1和在脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn表示为Δn＝neff1-neff2，脊宽度表示为W。在这种假设下，在X-Y坐标上设置下列三个关系式的常数“a”、“b”、“c”和“d”，在X轴上绘制W(μm)，Y-轴上以0.001的比率绘制Δn。
第一关系式表示为
Δn≤a×W+B                                  (1)
这里“a”和“b”是确定拐点电平的常数。
第二关系式表示为
W≥c                                         (2)
这里“c”是规定脊形成时的最小脊宽度的常数。
第三个关系式表示为
Δn≥d                                       (3)
这里“d”是通过所需的半宽度值θpara确定的常数。
常数“d”利用图表确定，例如图5所示，预先通过实验准备该图表。
在设置常数“a”、“b”、“c”和“d”之后，通过调整至少下列任何一个来设置有效折射率差Δn和脊宽度W，即调整电极薄膜的厚度、绝缘薄膜的种类和厚度、上包层的位于脊的两侧的每一侧上的部分的种类和厚度，在这种方式中，即Δn和W的结合满足上述三个关系式(1)、(2)和(3)。
根据本实施例的基于氮化物半导体激光器40，例如，为了将拐点电平设置为60mW或更大，同时将半值宽度θpara设置为7.5°或更大，关系式(1)中的常数“a”设置为-0.004，常数“b”设置为0.0123；关系式(2)中的常数“c”在脊的形成时限定为1.0μm；关系式(3)中的常数“d“设置为0.0056。
发明实例1
当p-包层56的剩余层部分56a的厚度T设置为0.15μm时，脊宽度W设置为1.6μm，p-(GaN：Mg/AlyGa1-yN)-SLS包层56的Al组分y设置为0.1，有效折射率差Δn就变为0.0063。因此，如图2中的字母Al所示，半值宽度θpara就变为8.7°以及拐点电平变为70mW。
本发明的实例1中激光器能够满足拐点电平为60mW或更大以及半值宽度θpara为7.5°或更大的需要。
比较实例1
当p-包层56的剩余层部分56a的厚度T设置为0.12μm时，脊宽度W设置为1.6μm，p-(GaN：Mg/AlyGa1-yN)-SLS包层56的Al组分y设置为0.1，有效折射率差Δn就变为0.0102。因此，如图2中的字母A2所示，半值宽度θpara就变得高达10.2°或更高但是拐点电平就低至20mW。
比较实例1中的激光器就不能满足拐点电平为60mW或更大以及半值宽度θpara为7.5°或更大的需要。
实施例2
在本实施例中，本发明的半导体激光器提供一种不同于实施例1的基于氮化物半导体激光器。图3示出了根据本实施例的基于氮化物半导体激光器的结构的剖面图。
参照图3，根据本实施例的基于氮化物半导体激光器70具有叠层结构，其中借助GaN缓冲层(未示出)在蓝宝石衬底72上叠置多层。在蓝宝石衬底72上叠置的多层是厚度为5μm的n-GaN接触层74、厚度为1μm的n-AlxGa1-xN包层76、厚度为0.10μm的n-GaN光波导层78、每层具有3.5nm厚度的三个阱层以及每层具有70nm的四个阻挡层的GaInN·MQW有源层80、厚度为0.01μm的p-Al0.18Ga0.82N退化防止层82、厚度为0.10μm的p-GaN光波导层84、p-(GaN：Mg/Al0.14Ga0.86N)-SLS包层86、以及厚度为0.1μm的p-GaN接触层88。
在这种叠层结构中，p-包层86的上部和p-接触层88形成为条形脊90。n-接触层74的上部、n-包层76、n-光波导层78、MQW有源层80、p-退化防止层82、p-光波导层84以及p-包层86的两个剩余层部分86a形成为台面结构，沿脊90的延伸方向相同的方向延伸。
脊90的脊宽度W通常设置为1.7μm，脊的高度H通常设置为0.35μm，以及位于p-包层86的脊90的两侧上的每个剩余层部分86a的厚度T通常设置为0.15μm。
厚度为0.2μm的SiO2薄膜92形成为限流层，形成在脊90的两个侧表面以及位于p-包层86的脊90的两侧上的剩余层部分86a之上。
由Pd/Pt/Au制造的多层金属薄膜组成的p-侧电极94形成在SiO2薄膜92上，按这种方式，使得通过形成在SiO2薄膜92中的窗口与p-接触层88形成接触。由Ti/Pt/Au制造的多层金属薄膜组成的n-侧电极96形成在n-接触层74上。
根据本实施例的基于氮化物半导体激光器70，例如，为了将拐点电平设置为60mW或更大，同时将半值宽度θpara设置为7.5°或更大，关系式(1)中的常数“a”设置为-0.004，常数“b”设置为0.0123；关系式(2)中的常数“c”在脊的形成时限定为1.0μm；关系式(3)中的常数“d“设置为0.0056。
发明实例2
当p-包层86的剩余层部分86a的厚度T设置为0.15μm时，脊宽度W设置为1.7μm，p-(GaN：Mg/AlyGa1-yN)-SLS包层86的Al组分y设置为0.05，有效折射率差Δn就变为0.0062。因此，如图2中的B1特性所示，半值宽度θpara就变为8.53°以及拐点电平变为73mW。
本发明的实例2中激光器能够满足拐点电平为60mW或更大以及半值宽度θpara为7.5°或更大的需要。
比较实例2
当p-包层86的剩余层部分86a的厚度T设置为0.15μm时，脊宽度W设置为1.7μm，p-(GaN：Mg/AlyGa1-yN)-SLS包层86的Al组分y设置为0.07，有效折射率差Δn就变为0.0081。因此，如图2中的B2特性所示，半值宽度θpara就变得高达9.3°但是拐点电平就低至33mW。
比较实例2中的激光器就不能满足拐点电平为60mW或更大以及半值宽度θpara为7.5°或更大的需要。
根据实施例1和2，通过由上包层的种类和上包层的剩余层部分的厚度作为参数确定有效折射率差Δn就很容易地设计具有所需的半值宽度θpara和所需的拐点电平同时保持具体脊宽度的基于氮化物半导体激光器。换句话说，根据这些实施例，通过利用作为设计标准的关系式(1)、(2)和(3)，就能很容易地设计出具有所需的半值宽度θpara和所需的拐点电平的基于氮化物半导体激光器。
如上所述，根据本发明，通过设置下列至少其中之一，就能很容易地设计并制造出具有所需的半值宽度θpara和所需的拐点电平的半导体激光器，即绝缘薄膜的种类和厚度、在绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、上包层的种类、以及上包层的位于脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度，以这种方式，即脊宽度W和有效折射率差Δn的结合处于特定Δn-W区域内。
本发明的制造方法可以提供适合于制造本发明的半导体激光器的设计技术。通过利用本发明的制造方法，就能很容易地设计出具有所需的例如7°或更大的半值宽度θpara和所需的拐点电平的基于氮化物III-V族化合物半导体激光器。

Claims (7)

1.一种脊峰波导型半导体激光器，包括：
条形脊，形成在至少上包层的上部分中；以及
用作限流层的绝缘薄膜，所说绝缘薄膜形成在所说脊的两个侧表面以及所说上包层的位于所说脊的两侧的部分之上；
其特征在于假定所说脊的振荡波长的有效折射率neff1和在所说脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn表示为Δn＝neff1-neff2，脊宽度表示为W。
设置以下至少其中之一，即设置所说绝缘薄膜的种类和厚度、在所说绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、所说上包层的种类、以及位于所说脊的两侧的每一侧上的所说上包层的剩余层部分的厚度，使得W和Δn的结合处于X-Y坐标轴上的特定Δn-W区域内，在X轴上绘制W(μm)，Y-轴上绘制Δn，限定所说Δn-W区域使得满足下列三个关系式：
Δn≤a×W+B                       (1)
(这里“a”和“b”是确定拐点电平的常数)，
W≥c                              (2)
(这里“c”是规定所述脊形成时的最小脊宽度的常数)，以及
Δn≥d                            (3)
(这里“d”是通过平行于所说激光器的谐荡结构的异质结界面的方向远场图所需的半宽度值θpara确定的常数)。
2.一种制造脊峰波导型半导体激光器的方法，该激光器具有一种结构，即至少上包层的上部形成在条形脊中、用作限流层的绝缘薄膜形成在所说脊的两个侧表面以及所说上包层的位于所说脊的两侧的部分之上，所说方法包括：
常数设置步骤，即假定所说脊的振荡波长的有效折射率neff1和在所说脊的两侧的每一侧上的部分的振荡波长的有效折射率neff2之间的有效折射率差Δn表示为Δn＝neff1-neff2，脊宽度表示为W，并且在X-Y坐标轴上设置下列三个关系式的常数“a”、“b”、“c”和“d”，在X轴上绘制W(μm)，Y-轴上绘制Δn，
Δn  a×W+B                        (1)
(这里“a”和“b”是确定拐点电平的常数)，
W≥c                            (2)
(这里“c”是规定脊形成时的最小脊宽度的常数)，以及
Δn≥d                          (3)
(这里“d”是通过平行于所说激光器的谐荡结构的异质结界面的方向远场图所需的半宽度值θpara确定的常数)。
3.根据权利要求2的制造脊峰波导型半导体激光器的方法，其特征在于所说关系式(1)中的所说常数“a”和“b”通过实验建立Δn和拐点电平之间的关系确定；
所说关系式(3)中的所说常数“d”通过实验建立Δn和θpara之间的关系确定；以及
所说关系式(2)中的所说常数“c”通过形成所说脊时的腐蚀步骤限定的值。
4.根据权利要求2的制造脊峰波导型半导体激光器的方法，进一步包括：
薄膜厚度等的设置步骤，以Δn和W满足所说的三个关系式(1)、(2)和(3)的方式设置所说绝缘薄膜的种类和厚度、在所说绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、所说上包层的种类、以及所说上包层的位于所说脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度中的至少一种。
5.根据权利要求3的制造脊峰波导型半导体激光器的方法，进一步包括：
薄膜厚度等的设置步骤，以Δn和W满足所说的三个关系式(1)、(2)和(3)的方式设置所说绝缘薄膜的种类和厚度、在所说绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、所说上包层的种类、以及所说上包层的位于所说脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度中的至少一种。
6.根据权利要求4的制造脊峰波导型半导体激光器的方法，其特征在于当所说脊峰波导型半导体激光器是基于GaN半导体激光器时，在所说的薄膜厚度等的设置步骤中，以Δn和W满足所说的三个关系式(1)、(2)和(3)的方式设置下列至少其中之一，即所说绝缘薄膜的种类和厚度、在所说绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、所说上包层的种类、所说上包层的位于所说脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度、AlGaN包层的Al组分比率和厚度、GaN光波导层的厚度、GaInN·多量子阱有源层的阱层的厚度和In组分比率、GaInN·多量子阱有源层的阻挡层的In组分比率。
7.根据权利要求5的制造脊峰波导型半导体激光器的方法，其特征在于当所说脊峰波导型半导体激光器是基于GaN半导体激光器时，在所说的薄膜厚度等的设置步骤中，以Δn和W满足所说的三个关系式(1)、(2)和(3)的方式设置下列至少其中之一，即所说绝缘薄膜的种类和厚度、在所说绝缘薄膜上的电极薄膜的厚度、脊高度、所说上包层的种类、所说上包层的位于所说脊的两侧的每一侧上的剩余层部分的厚度、AlGaN包层的Al组分比率和厚度、GaN光波导层的厚度、GaInN·多量子阱有源层的阱层的厚度和In组分比率、GaInN·多量子阱有源层的阻挡层的In组分比率。
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