TW201117500A - Edge emitting semiconductor laser - Google Patents

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201117500 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 ~ 本發明係有關於一種邊射型半導體雷射。 本專利申請案主張基於德國專利申請案第10 2009 039 248. 3號之優先權，其揭露内容併入本文以供參考。 【先前技術】 一般而言，邊射型半導體雷射的電磁輻射的穩定單模 式（stable monomode)放射藉由邊射型半導體雷射的主動 區的區域中的最小可能放射面積達成。然而，半導體雷射 的小放射面積（small emission area)導致半導體材料/空 氣介面的區域中（尤其是主動區的區域中）的區域性過熱 (local heating)。此由於邊射型半導體雷射的半導體材料 對電磁輻射的吸收或再吸收所致的區域性過熱，會導致受 影響的半導體區域熔解以及破壞此製程中的半導體雷射。 一般而言，此情況稱為災變性光學損傷（catastrophic optical damage ;亦稱 COD)。 因此，有需要解決邊射型半導體雷射中的災變性光學 損傷問題，以提供高光學輸出功率以及光束品質之邊射型 半導體雷射。 【發明内容】 本發明所欲達成目的之一者在於提供適用於高光學輸 出功率之邊射型半導體雷射。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者， 該邊射型半導體雷射包括η側波導區以及p側波導區。舉 3 94958 201117500 例來5兄’半導體雷射由^生長的半導體本體形成。η側 波導區與ρ側料轉著可在半導體本㈣半導體層序列 適當處形成。於此，“ρ側及η側，，纟示具體為與其導電 性有關之“η導㈣ρ導電，，之區的半導體本㈣側波導 區及Ρ側波導區係適用於引導電磁輕射（electr〇ma聊价 radiation) ° 根據具體實施例之至少之一者，邊射型半導體雷射包 括用於產生電磁H射之主動區。.此主動區可為層（layer)， 其所放射的輻射的波長範圍從電磁輻射光譜中的紫外光到 紅外光的波長範圍。較佳者，主動區放射的輕射為從紫外 光到綠光光譜範_電魏射。絲區較佳包括卯接面 (junction)、雙異質結構、用於產生輻射之單光子井 (single qUantum well ; SQW)或多光子井（multi well ; MQW)結構。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者， 主動區設置於兩個波導區之間。較佳者，主動區在各例中 直接以兩個相對外部表面鄰接波導區，以使此兩個波導區 彼此相對且被主動區分隔。p側波導區束缚（b〇und)於主動 g的P側’且η-侧波導區束缚於主動區的n-側。主動區接 著與此兩個波導區在一起形成全波導區。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者，n 側波導區的厚度大於p侧波導區的厚度。於本文中，“厚 度”表示垂直於磊晶生長之波導區的半導體層序列的方 向。換句話說，半導體雷射的全波導區係藉由p側及η側 4 94958 201117500 波導區=不同厚度非對稱地構成。若電磁輻射由主動區 射接著η側波導區的較大厚度具有在n侧波導區中 的電磁輻賴在ρ侧波導區中多的效果。波導區的不 的具體Λ %例及其相關的不對稱波導所能達成的助益在於 在於：減少半導體雷射的半導體材料對线區放射的電磁 輻，的吸收、此外’雖料導體材料的光波與光子薄膜的 ，璺（亦稱：限制因子（ecmfinement faetor))藉由本具體 =施例中的全波導減少，但此效果由於（特別是）在p側波 區中的半導體層對電磁輻射的低度吸收而抵消。 根據具體實施例之至少之一者，此邊射型半導體雷射 具有至少一反射層於η側波導區中。較佳者，該反射層整 合成層形式或至η側波導區中的層序列，且因此被外部表 面適當處的η側波導區的其餘半導體材料包圍。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之—者， 反射層的反射係數（refractive index)小於鄰接於該反射 層的η側波導區的反射係數。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之—者， 該邊射型半導體雷射包括η側波導區及ρ侧波導區，用於 產生電磁輻射之主動區，以及η側波導區中的至少一反射 層。此外主動區設置於兩個波導區之間’而且η側波導 區的厚度大於ρ側波導區的厚度。再者，反射層的反射係 數小於鄰接於該反射層的η側波導區的反射係數。 於本例中，此處所述的邊射型半導體雷射係基於以下 的洞察，特別是：邊射型半導體雷射的電磁輻射的穩定單

Mia 5 料958 201117500 模式放射藉由邊射型半導體雷射的主動區的區域中的最小 可能放射面積達成。然而，半導體雷射的小放射面積導致 半導體材料/空氣介面的區域中（尤其是主動區的區域中） 的區域性過熱。此由於邊射型半導體雷射的半導體材料對 電磁輻射的吸收或再吸收所致的區域性過熱，會導致受影 響的半導體區域溶解以及破壞此製程十的半導體雷射。一 身又而§ ’此情況稱為災變性光學損傷（C0D)。 再者’半導體雷射的小放射面積導致低光學輸出功 率。此外’此等半導體雷射可被製造，但在其量產方面有 難度。 另一方面，邊射型半導體雷射具有較大放射面積者， 其雷射的災變性光學損傷可能較小，具有的優點為：光束 品質（beam quality)由於額外的光學模式而劣化。換句話 說’此等半導體雷射放射的電磁輻射額外地具有與基本模 式一起的較高度模式。 接著，首要為了試圖使災變性光學損傷儘可能降低’ 且次要為了提升光束品質，此處所述的邊射型半導體雷射 特別利用導入半導體雷射的n侧波導區中的至少一反射層 的觀念，其中，反射層的反射係數小於鄰接於該反射層的 η側波導區的反射係數。由於反射層的反射係數較低，η 側波導區中介面被製造在此處半導體雷射的主動區放射的 電磁輻射至少部份被全反射。有利的是，電磁輻射放射的 較高度模式並未因為反射層的反射係數的差異以及在反射 層的相關模式-選擇性（全）反射而得到支持。這導致較高度 94958 6 201117500 核式的臨界電a提问’而同時基本模式的臨界電流維持在 固疋值才奐句話說於邊射型半導體雷射操作期間，外部 通電（energlZati°n)情形時，雖㈣反射層之故較高度模 式尚未被外部施加之通電激發，但基本模式就已被激發。 有利岐，此等反射層使邊咖半導體雷射具有最高的可 i光束’換5之’最高的可能基本模式與邊射型半導 體雷射放射的電魏射蚊比。同時，Μ邊射型半導體 雷射的光束品質平均都很高，即使在大放射面積情形時亦 如此’ 里半導體雷射為可行的，舉例來說，係應用於 投影裝置或印刷技術中的資料儲存領域。 替代或額外地’本發明所提的目的亦能藉由邊射型半 導體雷射達成’其中，省卻本文所述的反射層，且另一方 面，p側波導區據有未摻雜的間隔件層（spacer、layer)。 “根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者， 半導體雷射包括p側波導區中的電子阻擋層（electr〇n blocking layer)。若外部製成半導體雷射的電性接點 (electrical contact)，電子阻擋層防止電子從半導體雷 射的η側接點穿透過主動區至㈣彳波導區或至半導體雷射 的Ρ側接點的區域。電子阻揚層因此防止半導體雷射的接 點間的電子流，結果，舉例來說，避免了半導體雷射中的 ，路Τ路或額外的漏電流。藉由電子阻擋層的方式，不只 《半‘體雷射的#命，還有光學輸丨功率也同樣地能加以 提高。 根據具體貫施例之至少之一者，邊射型半導體雷射包 •0^ 7 94958 201117500 括P側波導區中的未摻雜間隔件層，其中，未摻雜間隔件 層設置於主動區以及電子阻擋層之間。換句話說，未務雜 間隔件層將主動區以及電子阻擋層彼此分隔開。於此，‘‘未 摻雜表示間隔件層較佳者具有低於5xlOn 1/ccm之摻雜 劑濃度。由於非對稱的波導區’光學模式（如基本模式）被 引導至低吸收性的η側波導區中的較多程度（extent)，因 此減少了全波導區中的主動區放射的電磁輻射的内部吸 收。P侧波導區中的未摻雜間隔件層有利地進一步加強此 致應。有利的是，邊射型半導體雷射的光學輸出功率藉由 未#雜間隔件層而提升。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者，P 側波導區具有電子阻擋層以及未摻雜間隔件層’其中，間 搞I件層設置於主動區以及電子阻擋層之間。 若邊射型半導體雷射之至少之一者至少具有此處所述 之反射層以及此處所述之未掺雜間隔件層，關於如光束品 質及輸出功率之前述物理效應彼此互相提升以及支援。 根據具體實施例之至少之一者，η側波導區較p側波 導區厚至少1·5倍。已知的是，此各別波導區的厚度的比 值具有關於全波導區中的電磁輻射的内部吸收的減少的最 大效應。 根據具體實施例之至少之一者，反射層的半導體材料 係以AlGaN作為基礎，以及鄰接反射層的^側波導區的半 導體材料係以InGaN作為基礎。舉例來說，反射層具有1. 5% 至15%的鋁濃度，較佳為5%至9%之間的鋁濃度。藉由包含 8 94958 201117500 於反射層中的鋁，反射層與鄰接於反射層之η侧波導區之 間的介面處的反射係數激增值（j ump)可有利地加以各別·^ 定。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者， 於主動區產生的電磁te射介於4〇5nm至520nm的波長範圍 中，反射層的反射係數與鄰接於該反射層的n側波導區的 反射係數相差至少〇. 02。此反射係數的差異已經證實特別 .有利於車乂τΐι度韓射核式的抑制（suppression)。 根據具體實施例之至少之一者，反射層具有l5nm至 150nm之厚度以及1. 5%至15%之銘濃度。於所述銘濃度下 的厚度增強了模式穩定度，以及特別有效地增強較高度模 式的抑制。 根據邊射型半導體雷射的具體實施例之至少之一者， 未摻雜間隔件層具有50nm至250nm之厚度。此未摻雜間隔 件層之厚度亦已經證實特別有利於前述效應。 根據具體實施例之至少之一者，主動區放射介於 390nm至560nm範圍之電磁輻射，n側波導區具有15〇咖 至750nm之厚度’反射層具有i5nm至15〇mn之厚度以及 1. 5%至15%之鋁濃度’p側波導區具有i〇〇nm至4〇〇nm之厚 度’以及未摻雜間隔件層具有5〇111}1至25〇nm之厚度，其中， η側波導區、p側波導區以及未摻雜間隔件層於各情形下具 有至多10%之銦濃度，較佳為至多3%之銦濃度，例如至少 0. 2%之銦濃度。 此處所述邊射型半導體雷射的具體實施例的情形中所 9 94958 201117500 述的波長、厚度以及濃度相關的指示已經證實有利於物理 效應以及上揭已述及的優點，例如光束品質以及半導體雷 射的壽命。 此處所述邊射型半導體雷射係基於示範具體實施例與 相關圖式而於下更詳細地加以說明。 【實施方式】 在示範具體實施例及圖式中，相同或相同的構成元件 在各種情形下以相同的元件符號表示。所繪示的元件不應 視為真實的尺寸，而各別元件可能以擴大尺寸繪製，以提 供更清楚的瞭解。 第1A圖基於示意剖視圖顯示此處所述邊射型半導體 雷射1，該邊射型半導體雷射包括η摻雜生長基板40，其 係沿生長方向100。較佳者，生長基板40由氮化鎵形成。 半導體層序列12生長於生長基板40上。半導體層序列12 包括η摻雜層30、全波導區2以及施加於全波導區2上的 ρ摻雜層50。再者，ρ側接點60施加於半導體本體12，用 於與邊射型半導體雷射1接觸。 全波導區2由η側波導區2卜ρ側波導區22以及設置 於η側波導區及ρ側波導區21及22之間的主動區20形 成。較佳者，η側波導區具有150至750nm的厚度，本例 為600nm，其中，η側波導區21由反射層24以及直接鄰接 於反射層24的半導體層27及28形成。半導體層27及28 被反射層24互相分隔，其中，半導體層27直接鄰接於主 動區20。就此而論，可想像到全波導區2可由進一步層的 10 94958 201117500

PllC〜所形成。反射層24 層 及30以n型摻雜_雜，例如石夕雜質源子。 反射層24似A1GaN作為基礎1卜誠度較佳為介於 1.5%至15%之間的範圍。由於反射層％含鋁，反射層24 的反射係數小於層28及/或層、反射絲。因為反射係 數的差異而在介面1G_處形成反射係數的激增值―。 與㈣波導區21相同的是，Ρ側波導區係以InGaN作 為基礎H餅p-型摻雜’係將金屬材料(如鎂)導入 P側波導區22.中。再者，p側波導區22的厚度為n 至400nm，本例中為250nm。p側波導區22具有由A1GaN 形成的P摻雜電子阻擋層23。主動區2〇及電子阻擋層23 之間，未摻雜間隔件層25設置於1)侧波導區22中。就此 而論’未摻雜表示未摻雜間隔件層25的外部導入摻雜 少於5xl017 Ι/cm。未摻雜間隔件層25具有的厚度較佳為 50nm 至 250nm，本例中為 lOOnm。 在本例中’主動區20由iriGaN形成。當製成電性接點 時，邊射型半導體雷射1放射，特別是，波長範圍介於39〇nm 至560nm之間。再者，邊射型半導體雷射】具有兩面部 (facet)ll’該等面部11沿相對半導體本體12的磊晶生長 半導體層的縱向方向延伸遍及半導體雷射1的全部縱向輕 度。於本例中，“縱向”表示垂直於磊晶生長半導體層序 列。主動區20放射的電磁輻射經由面部丨丨從半導體雷射 1 耦合輸出（couple out)。 苐1B圖不思顯示沿弟1A圖纟會示的邊射型半導體雷射 94958 11 201117500 1的生長方向1 〇〇的反射係數輪庸（pr〇f i 1 e)0在n側波導 區21的區域可以看到：在層27方向上出自於反射層24 的反射係數激增值An。再者，於本例中，反射層24與層 30具有相同的反射係數。同樣地，第⑺圖繪示層26、25、 27與28具有相同的反射係數。 第2圖繪示放射圖像E，該放射圖像E顯示空間強度 分布（intensity distribution)。為此目的，舉例來說， 將放射圖像E投射在整合有座標系統的螢幕3上。強度分 布標不於座標系統中，其中，y軸與邊射型半導體雷射1 的放射方向平行，且Z軸及X軸形成與7軸垂直的平面。 於此，Z軸亦稱為“快軸”，而X軸稱為“慢軸”。可以 看到：X方向與Z方向兩者的強度分布在各種情形下具有 其最大值落在y軸的相同點。換句話說，在放射圖像/中， 強度沿遠離y軸的方向衰減。於本例中，Z方向強度圖案 L及X方向強度圖案W成於高斯形式（Gaussianfashi⑻ 中。 若在主動區m強度分布12跟2軸_交點之間 以虛線方式晝-條連接線’接著將快軸角& & 虛連接線與y車由間的失角。類似定義方式係用於慢^度 α s，a s同樣地由y軸以及Ix跟轴 / Λ孕由間的父點定義。.比值 (表示深寬比）由下列關係式得到： AR : = α『/ a s。 若相較於慢軸角度a s 射圖像E就會呈現橢圓形。 快轴角度〜料敎，則放 而，對邊射型半導體雷射1 94958 12 201117500 的放射圖像或放射特性的簡單設置而言，慢AR是重要的。 弟3A及3B圖顯示此種放射圖像的示意圖。第圖 示主動區20放射的基本模式的放射圖像，而第3β圖顯示 主動區20放射的次較高度模式。此等模式皆由主動區2〇 激發，且從半導體雷射導出。 第4圖顯不半導體雷射的電流_輸出功率特性曲線，其 中，各別光學輸出功率值的緣製對應半導體雷射的通電位 準（energization level)。第4圖繪示：達到近8〇mA的值 時，半導體雷射1幾乎不放射電磁輕射，而當電流強度超 過80mA時’半導體雷射！ “突然” _放射電磁輕射。從 該通電位準開始，於邊㈣半導體雷射晶片丨開始放射電 磁輕射’該通電位準稱為臨界電流位準u。就此而論，斜 率效率Sh定義為：

Sh :=(光學輸出功率的△)〆（△〇。 再者，模式穩定因子MSF應由下列關係式得到： MSF :次較高度模式的Ith)/(基本模式的。 丄料話說’對邊射型半導體雷射2的基本模式放射而 5 ’南MSF是重要的。 最低可能臨界電流強度Ith為所欲者，特別是對光束品 質以及基本模式的最早可能激發而言。 第5圖顯不此種邊射型半導體雷射丨。於本例中，第5 圖所示的半導體雷射1為包括繪示於第5圖之脊部150的 脊部雷射（ndge laser)。脊部雷射具有脊部寬度（响e Wldth)15卜於本例中脊部寬度為半導體雷射1的橫向裎 94958 13 201117500 度’換言之，即平行於磊晶生長的半導體層序列。第5圖 的側視圖中可看到面部1及主動區2〇。 第6A圖顯示此處所述的半導體雷射1的基本模式的放 射圖像E的示意圖。強度分布的絕對值丨丨|具有其最大值落 在主動區20的區域中，其中，主動區2〇放射的電磁輻射 的強度111隨著距主動區20的距離增大而減小。再者，從 第6A圖可清楚看到：基本模式被半導體雷射】的波導區2 所支持，以及基本模式在主動區2〇的區域中具有定義明確 的強度最大值。 第6B圖顯示次較高度模式的放射圖像e。與第6A圖 相反的是，可從中看到：次較高度模式的放射圖像E具有 “模糊狀（blur)” ，且因此在強度分布中不具有同心的最 大值（concentric maximum)。這就明確指出：邊射型半導 體雷射晶片1並不支持次較高度模式p 第7A、7B及7C圖顯示作為波導區2的厚度17〇的函 數的物理測量結果。曲線200、300及400於各情況中顯示 此處所述的不具未摻雜間隔件層及反射層的邊射型半導體 雷射的物理測量結果，而曲線21〇、310及410於各情況中 顯示此處所述的邊射型半導體雷射丨的物理測量結果。 於此，第7A圖中，曲線210顯示内部吸收α i作為全 波導區厚度170的函數。 可以看到：在全波導區厚度170(3 · d。）的情形中，内 部吸收ai幾乎已經減為約起始值的—半，該起始值係開 始於（1 · d。）左右的厚度的區域中，此處dQ表示的單 94958 14 201117500 位長度。在.（5 · d。）的全波導區厚度17〇情形中，内部吸收 棘μ已工僅約為起始值的三分之—。相較於不具反射層及未 摻雜間隔件層的半導體雷射之吸收值^的曲線2〇〇, ^。）的全波導區厚度17〇情形中的值僅只有約為四分 如第7Α圖所不，雖然在波導區中的以鎮摻雜的層 及26增加了内部吸收，但增加的厚度17〇大過此非所 :效應，使得最後增加的全波導區厚度m大幅衰減内 ^收^。應再加以注意的是：此等低内部吸收L與高 "5二效率Sh有關’其為所欲者，特別是對強力半導體雷射 而言。 第7B圖顯示此處所述的邊射型半導體雷射⑺較於不 八反射層及未摻雜半導體層的邊射型半導體雷射i而言， 子Γ係增加的，關此第7C财所示的臨界電流 強度Ith同時降低。 第8A圖顯示不具未摻雜間隔件層及反射層的邊射型 2體雷射的示範具體實施例’而第8B、8C及8D圖顯示 1處所述的邊射型半導體層1的示範具體實施例。於本例 中，+導體雷射的各別層的各別厚度標示可從第8β、％ 及8D圖中找到。 根據第8A圖之不範具體實施例以下稱為參考結 第8B、8C及8D圖之示範具體實施例稱為參考 、、。構 1_、2_ 及 3_。 圖中’第从魯沉及仙圖中緣示的結構的 各別模式穩定因子的緣製對應脊部寬度⑸。於本例 15 s' 94958 201117500 中’脊部寬度151的範圍介於1.6_至3.4_之間。可 以看到··結構2000形式的邊射型半導體雷射1形成具有最 高MSF的雷射。舉例來說，在結構2〇〇〇的脊部寬度為& 7 m情形中，其MSF大於結構3〇〇〇MSF約2· 5的因子。換 句話說’半導體雷射1的基本模式操作可最佳地藉由結構 2000達成，其係因第8C圖標示的層厚度極度地抑制較高 度模式。因此，結構2〇〇〇提供此處所示之結構的最高光束 .品質。 於第9B圖中，此處所述的半導體雷射1以結構1〇〇〇、 2000及3000之形式的各自的光學輸出功率對應外部通電 ，準而繪製。從第9B圖明顯可見：結構3〇〇〇形成具有最 高光學輸出功率的雷射’而參考結構llu以及其他兩結構 1000及2000皆具有相似的光學輸出功率值。 第9C圖顯示參考結構以及結構1〇〇〇、2〇〇〇及3〇〇〇 的各別深寬比AR。可以看到：結構⑽〇具有最低的深寬 比，其特別有利於放射圖像E的簡單設置。 綜上，可謂：結構1〇〇〇具有最低的深寬比AR，結構 =00具有最佳的光束品質，以及結構3〇〇〇具有最高的光 子輸出功率.。此欲說明：藉由波導區2的各別層厚度的各 置，雷射參數可設定至各自各別需求以及邊射型半導 肢田射1的裴置的面積上。就此而論，可想像到全波導2 中的未摻雜間隔件層25、反射層24及/或進一步層的層厚 度可耦合於主動區2〇放射的電磁輻射的波長。 第圖顯示反射層24的各別反射係數值η(χ)作為反 94958 16 201117500 射層24中铭濃度的函數。於本例中，反射係數曲線4〇〇〇、 5000及6000顯示波長4〇5nfl]、45〇而及52〇nffl的反射係數 輪廟。於銘含量〇%情形中，曲線4〇〇〇、5〇〇〇及6〇〇〇分別 具有2. 512、2. 427及2. 393之反射係數。於本例尹，該等 反射係數分別為直接鄰接於反射層24的層27及28的反射 係數。於鋁含量10%情形中，舉例來說，曲線4〇〇〇、5〇〇〇 及6000具有約2 43、2 37及2 35之反射係數。在此等鋁 濃度情形中，反射係數激增值Λη分別為第1〇圖所繪示之 值。邊射型半導體雷射1放射的390nm至56〇nm的全波長 範圍史，波長取向的反射係數激增值較佳者處於〇. 〇15 至0.2的範圍中。換句話說，反射層24與鄰接於反射層之 層27及28之間的反射係數激增值可各自隨反射層24;的 鋁濃度X改變。再者，反射層24中的鋁濃度χ與主動區 20放射的波長互相協調（coordinate)。 此處所述之本發明並不限於示範具體實施例的揭露内 容。反之，本發明包含任何新穎特徵及特徵之任何結合， 特別是包含於本專利申請專·圍中的特徵之任何^ 即使本專獅請專利範圍或^範具體實施例未明確^己載 此特徵或此結合本身，本聲明依然有效。 【圖式簡單說明】 雷射之示範具 第1A圖係為本發明所述邊射型半導體 體實施例之剖面圖； 94958 17 201117500 本導用於闡明半導體雷射及本發明所述邊射型 ; '不轉具體實施例間關係之圖形； 第3a圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述邊射 型半導體雷射之示運耵 〈不乾具體實施例間關係之圖形； 第3B圖係為甩於闡明半導體雷射及本發明 型半導體雷射以料财施·_之_;邊射 第4圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述邊射型 半導體雷射之示範具體實施例間關係之圖形； 第5圖係為本發明所述邊射型半導體雷射之 實施例之剖面圖； /第6A圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述邊射 型半導體雷射之示範具體實施例間關係之圖形； 第6B圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述邊射 型半導體雷射之示範具體實施烟關係之圖形； 第7A至7C圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述 邊射型半導體雷射之示範具體實施例間關係之圖形； 第8A至8D圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述 邊射型半導體雷射之示範具體實闕間關係之圖形； 第9A至9C圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述 邊射型半導體雷射之示範具體實施例間關係之圖形；以及 第10圖係為用於闡明半導體雷射及本發明所述邊射 型半導體雷射之示範具體實施例間關係之圖形。 【主要元件符號說明】 1 邊射型半導體雷射 94958 18 201117500 2 全波導區 11 面部 12 半導體層序列；半導體本體 20 主動區 21 η側波導區；層 22 p侧波導區 23 Ρ摻雜電子阻擋層 24 反射層 25 未摻雜間隔件層；層 26 層 27 半導體層；層 28 半導體層；層 30 層 30 η摻雜層 40 生長基板 50 Ρ摻雜層 60 ρ側接點 100 生長方向 151 脊部寬度 170 全波導區厚度 1000 參考結構 2000 爹考結構 3000 參考結構 10000 介面 19 94958

Claims (1)

1. 201117500 七、申請專利範圍： 1· 一種邊射型半導體雷射（1)，包括： π側波導區（21)和p側波導區（22); 主動區（20)，用於產生電磁輻射；以及 至少一反射層（24)，位於該n侧波導區（21)中，其 中， 該主動區（20)設置於該兩個波導區（21、22)之間， 該η側波導區（21)之厚度大於該p側波導區（22) 之厚度， 該反射層（24)之反射係數小於鄰接於該反射層（24) 之該η側波導區（21)之反射係數。 2· 一種邊射型半導體雷射（1)，包括： η側波導區（21)和ρ側波導區（22); 主動區（20)，用於產生電磁輻射； 電子阻擋層（23)，位於該ρ側波導區（22)中；以及 未摻雜間隔件層（25) ’位於該ρ側波導區（22)中， 其中， 該主動區（20)設置於該兩個波導區（21、22)之間， 該π側波導區（21)之厚度大於該p側波導區之厚 度， 該未摻雜間隔件層（25)設置於該主動區（20)和該 電子阻擋層（23)之間。 3 •如申請專利範圍第1項所述之邊射型半導體雷射（1)， >、中’該ρ侧波導區（22)具有電子阻擔層（23)和未摻雜 20 94958 201117500 間隔件層（25)，其中，該間隔件層（25)設置於該主動區 (.20)和該電子阻擋層（23)之間。 4. 如申請專利範圍第2項所述之邊射型半導體雷射（1)， 其中，該η侧波導區（21)具有至少一反射層（24)，其 中，該反射層（24)之反射係數小於鄰接於該反射層（24) 之該η侧波導區（21)之反射係數。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之邊射型半導 體雷射（1)，其中，該η侧波導區（21)較該ρ側波導區 (22)厚至少1. 5倍。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之邊射型半導 體雷射（1) ’其中’該反射層（24)的半導體材料係以 AlGaN作為基礎’且鄰接於該反射層（24)的該η側波導 區（21)的半導體材料係以InGaN作為基礎。 7. 如申請專利範圍第6項所述之邊射型半導體雷射（1)， 其中由該主動區（20)放射的電磁輕射介於.405 nm至 520 nm的波長範圍中，該反射層（24)的反射係數與鄰 接於該反射層（24)的該η側波導區（21)的反射係數相 差至少0. 02。 8. 如申請專利範圍第丨至7項中任一項所述之邊射型半導 _ ©射（1)其中’該反射層（24)具有15 nm至150 nm 之厚度以及1· 5°/。至15%之鋁濃度。 9. 如申明專利範圍第1至8項中任一項所述之邊射型半導 “、（）其中’該未推雜間隔件層（25)具有50 nm 至250 nm之厚度。 21 94958 201117500 10.如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之邊射型半導 體雷射（1)，其中， 該主動區（20)放射介於390 nm至560 nm範圍之電 磁輻射； 該η側波導區（21)具有150 nm至750 nm之厚度； 該反射層（24)具有15 nm至150 nm之厚度和1. 5% 至15%之鋁濃度； 該ρ側波導區（22)具有100 nm至400 nm之厚度； 以及 該未摻雜間隔件層（25)具有50 nm至250 nm之厚 度，其中，該η侧波導區（21)、該ρ側波導區（21)以及 該未摻雜間隔件層（25)於各情形下具有至多10%之銦 濃度。 22 94958