TW550868B

TW550868B - Semiconductor laser with lateral light confinement by polygonal surface optical grating resonator

Info

Publication number: TW550868B
Application number: TW091118599A
Authority: TW
Inventors: Wang-Nan Wang; Yury Georgievich Shreter; Yury Toomasovich Rebane
Original assignee: Arima Optoelectronics Corp
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2003-09-01
Also published as: CN1440095A; US6577661B1; CN1246943C

Description

550868 五、發明說明（1) 發明之領域本發明係關於一種半導體雷射二極體（s e m i c ο n d u c t 〇 r laser)，特別是一種具有側向光學腔（lateral optical cavity)之半導體雷射二極體，而該側向光學腔的材料係以I I I - V及I I — V I半導體化合物或其合金為基礎。背景說明半導體雷射二極體具有各種形狀的側向雷射腔 (lateral laser cavity)，例如微圓盤形（micro-disc)、等邊三角形、微弧形環（micro-arc-ring)、三角脊形 (triangular ridge)、L狀脊形（L-shape ridge)、U狀脊形（U-shape ridge)、以及弓形（bow-tie)等，可參考中國大陸專利第CN 1 2 6 7 1 0 6號。在這些雷射二極體中，各種形狀的表面平台結構 (surface mesa structure Μ系用作俏J 向光侷 P 艮(lateral light confinement)。然而，平台結構側邊的光學反射對波長並不靈敏，這使得表面平台結構光學共振腔對不同的側向光學模式沒有選擇性，以及妨礙半導體雷射二極體的製作，其中該半導體雷射二極體係可操作在單一光學模式（single mode)或

550868 五、發明說明（2) 受控的多重光學模式（controlled multiple mode regime)。同時，許多應用需要半導體雷射二極體的單一光學模式操作或受控的多重光學模式操作。本發明之半導體雷射二極體具有多角形表面光柵共振器（polygonal surface optical grating resonator, PGR)H ^供側向侷限光線（lateral confinement of light)’其可允許預定光學模式的選擇性激發（seiective exci tat ion)，而該預定光學模式乃是因應各種應用（如CD 或DVD讀寫頭、高品質印表機等產品）的需求。而PGR也允許半導體雷射二極體操作於受控的多重波長，此係因應電通訊（telec〇mmunicat i〇n)目的之需求。發明概述本發作在單一明的目的是提供一種半導體雷射二極體光學模式或受控的多重波長模式。其可操發明之詳細說明本發明掐述一具有多角形表面光柵共振器（pGR)之半

第6頁 550868 五、發明說明（3) 導體雷射二極體，而圖一所示係為一 PGR半導體雷射二極體之主要結構示意圖。如圖一所示，一 PGR半導體雷射二極體包含有一下接觸（lower contact)l、一導電基底2、一下接觸層（lower contact layer)3、一下光波導鏡 (lower wave-guiding mirror)4、一高折射率半導體光波導層(high-index semiconductor wave-guiding layer)5、一上光波導鏡（upper wave-guiding mirror)6、一上接觸層(upper contact layer)7、一上接觸（upper contact)8、以及一 PGR 9。其中，下接觸1係連接至下導電基底2，下接觸層3及上接觸層7均係由摻雜半導體所構成，下光波導鏡4以及上光波導鏡6均係由一低折射率半導體包覆層（low-index semiconductor cladding 1 aye r)或超晶格（super lattice )材料所構成，上接觸8係由一薄金屬層所構成，而PGR 9則具有複數個多角形光栅。製作各該多角形光柵的方法，可以在未沈積上接觸8 之前，直接利用浮雕蝕刻於雷射二極體表面定義出各該多角形光柵之圖案，或者利用沉積以及微影製程在雷射二極體表面上形成由金屬或介電材料所構成之條狀結構。此外’光波導層5内另包含有一由雙異質結構（d〇uble heterc^structure)、單一量子井（single quantum wen) 或多重量子井所構成（multiple quantum we 1 Is)之活性層 (active layer)。PGR半導體雷射二極體之活性層係可由 I I I - V族半導體雙異質結構、I I — v I族半導體雙異質結構、

550868 五、發明說明（4) 單一量子井、多重量子井或如英國專利第GB 235232 6號所揭露之不對稱共振遂穿結構（current asymmetric resonance tunneling structure)戶斤構成〇如圖一所示，光線在雷射二極體内係如標號丨〇所示路徑行進，當入射光線與光栅的夾角為布拉格角（Bragg angle)0 1 1時，雷射二極體會產生有效光反射（ef fective light reflection)，而當所有光栅之布拉格角之和等於2 7Γ時，則雷射二極體可產生側向光侷限〇aterai Hght conf inement)。此外，光線可沿多個方向12自雷射二極體輸出’並利用其中部分輸出方向來偵測光線能量（light power monitoring)0 請參考圖二與圖三，其係為具有三個光栅之基本型導體雷射二極體所產生之侷限光線示意圖，其中圖二所示侷限光線係為光強度在三角形中心點為零之情形，而圖三所示侷限光線則為光強度在三角形中心點具有最大值之情形。一般而言，PGR半導體雷射二極體之光學腔（〇pticai cavity)係由側向光波導層5以及pGR 9所組成。其中側向光波導層5係用來提供垂直光侷限（vertical c〇nfinement light)，可由I II-V族半導體異質結構、n_VI族半導體異貝結構、雙異質結構、漸進折射率結構

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(index-graded 構所構成。PGR confinement of 的方法如前所述積等方法。 structure)、超晶袼結構或其他光波導結 9係用來提供側向光侷限（lateral 1 igh〇並且選擇光學模式，而形成pGR 9 ’可利用浮雕钱刻或金屬/介電條狀結構光學模式之選擇主要係因為光柵僅能於入射光線與光冊之夾角為布拉格角0時，才能產生有效的光反射（如圖一所示），其關係式為： 2dsin0 - Νλ /η (1) 其中d係表示表面光柵之間距（per丨〇d )，Ν係為一自然數並代表反射之次序（order of reflection)，λ係表示光線的波長，η則係表示光線在多層半導體結構中側向行進時之等效折射率（effective refraction index)。光線在多角形表面光栅共振器產生有效側向侷限 (effective lateral confinement )必須滿足下列條件： (2) Έθί = π ί=1 其中Ρ係表示PGR 9内之表面光柵數目，而0則係表

第9頁 550868 五、發明說明（6) 示標號為i的表面光柵的布拉格角。對於波長為1的特定光學模式而言，方程式（2 )將改寫如下： J]sinA(NiA/2din)= π μ I 〇；其中d與N係分別表示標號為i的表面光柵之間距以及反射次序。在特定光學模式下，則PGR 9内之波長為1的光線可以根據上述方程式（3 )求出適當的d i值。對於等邊三角形PGR而言，方程式（3)可被改寫如下： d = NXjSn ( 4 ) 對於正方形PGR而言，方程式（3)可被改寫如下： d = Νλ/^ίϊη ( 5 ) 對於等邊六角形PGR而言，方程式（3)可被改寫如下：

第10頁 550868 發明說明（7) d = NXfyi ( β ) 由方程式（4 )到方程式（β )可知，表面光柵於進行第_ 次反射後（N = l)之波長與進行第二次反射後（N = 2)之波長相差約2倍。而由於此一差異相當地高，因此可輕易地根據光學增益（opt i cal gain)值來尋找合適之光譜，以使pGR 雷射二極體操作在單一之光學模式下。如圖六所示，在光柵的數目趨近於無限多的極限情況下時，PGR變成一具有多重光學模式的圓形光栅共振器 (circular optical grating resonator)。對一個預定的光學模式而言，該圓形光栅共振器可添加一個小小的不對稱（a s y m m e t r y )，例如於該圓形光栅共振器内產生一個橢圓變形（elliptical distortion)，以使其操作於單一光學模式，如圖七所示。此外，在平台結構型（mesa-structure)之半導體雷射二極體中，由表面光柵所反射的光線可與由平台側邊所產生的全反射（total reflection)光線相結合。

如圖八所示，圖八係為一形成於一導電基底上之平台結構型PGR半導體雷射二極體的示意圖。該平台結構型pGR

第11頁 550868 五、發明說明（8) 半導體雷射二極體包含有一下接觸1、一連接至下接觸1之導電基底2、一下接觸層3、一下光波導鏡4、一咼折射率半導體光波導層5、一上光波導鏡6、一上接觸層7、一上接觸8以及一平台結構P G R 1 3，而平台結構P ^尺1 3可用來結合由表面光柵9反射之光線與由平台結構側邊1 4產生之全反射光線。其中，下接觸層3與上接觸層7均是由摻雜半導體所構成，下光波導鏡4與上光波導鏡6均是由低折射率半導體包覆層或超晶格材料所構成’上接觸8是由薄金屬層所構成。而PGR 9則是在形成上接觸8之前’在平台結構 1 3的上表面上進行浮雕蝕刻，或是利用沈積以及微影方法於平台結構1 3的上表面上形成金屬/介電之條狀結構，以定義出PGR 9之圖案。此外，光波導層5内另包含一由雙異質結構、單一量子井或多重量子井所構成之活性層。係如標號1 0所示，且光並利用部分之輸出方向雷射二極體内之光線行進路捏線可依照不同的輸出方向1 2輪丨^ 1 2來偵測光線能量。 ’ 如圖九所7F圖九係為—形成於一絕緣基材 (insulating substrate)上之瓜 y 二極體的示意圖。圖九中之平型PGR半導體雷射極體所具有的元件係與圖八所=里PGR半導體雷射二雷射二極體大致相同。唯一不Ξ = ΐ台結構型PGR半導體係沈積在PGR平台結構1 3周圍的车、疋，圖九中的下電極1 干體結構表面上。

550868 五、發明說明（9) 角R L G 格Ρ 拉構布結為厶口角平夾時的此：柵且件光，條與生列光發下射合σι足入才滿當射將反式光模 0時，一個有效的 1 3内之一預定光學

Ssir (7) 其中P係表示表面光栅的數目，R係表示平台結構中的反射頂點（r e f 1 e c t i n g a p e X )的數目，（^則係表示第i個反射頂點的角度。當平台結構在P = R=1的情況時（如圖十與圖十一所示），方程式（7)的右邊等於〇，可得到相對應的光栅間距 d的表示如下： d = Νλ /2ns i (8) 3 0°時，方程式（8)則變成： d = λ / η (9) 當Ν= 1，且ρ 4 5°時，方程式（8 )則變成：

第13頁 550868 五、發明說明（ίο) d = xj 4in (10) 當N=1，且p = 60°時，方程式（8)則變成： d = Xj ( 1 1 ) 當N=1，且p = 90°時，方程式（8)則變成·· d = λ /2n (12) 而根據方程式（1 )至（12)即可設計PGR雷射二極體之操作模式，例如單一光學模式或受控的多重波長模式。一般而言，單一光學模式的PGR雷射二極體大多應用於CD或DVD 讀寫頭，以及高品質雷射印表機等產品，而多重波長模式的PGR雷射二極體則多應用於電通訊（telecommunication) 領域。相較於習知的平台結構或脊形光學腔（ridge optical cavity)共振器（resonator)，本發明所提供之PGR半導體雷射二極體可以有效整合表面光柵製程與平面半導體技術，進而簡化製程。

第14頁 550868 五、發明說明（11) 本5兄明書將利用下列實施例說明本發明之技術特徵，以期能更詳盡地解釋本發明。實施例一：圖二與圖三是實施例一中的具有三個光柵的三角形 PGR半導體雷射二極體之示意圖，且該三個光柵所產生之光線的波長範圍係在70 0nm- 1 0 0 0nm。 A—角形PGR半導體雷射二極體包含有一下電極1以導通_砷=鎵（11〜(^^)基底2、一下接觸層3、一下光波導鏡4、一咼折射率A1GaAs二維光波導層5、一上光波導鏡 Z。皮t接層/、一上接觸8、以及一具有三個光柵的PGR 。/、 ’·里石申化鎵基底2的表面方向（surface plane 〇rientat1〇n)為（111)，下接觸層3是由N型砷化鎵所構了 ΐί 4是由低折射率_ A1GaAs包覆層或_ = 料所構成，上光波導鏡6是由低折射率P型

AlGaAs包覆層或ρ型A1GaAs超晶格材料所構成，上是由P型AlGaAs所構成，上接觸8是由薄金曰7 PGR9内的三個光栅則是經由在表面上 ^ ，成而由沈積以及微影製程於表面上形成金= 經結構而得。王屬次，丨電材料之條狀光波導層5包含一活性層，該活性層係由

550868 五、發明說明（12)

InGaAs/GaAl As雙異質結構、InGaAs/GaAl As單一量子井、 InGaAs/GaAlAs多重量子井、或揭露於英國專利第 GB235232 6號中的不對稱共振遂穿結構（current asymmetric resonance tunneling structure)戶斤構成〇此外’光線路徑係如標號1 〇所示，而光線輸出方向係如標號1 2所不。實施例二：圖四是實施例二中的具有四個光柵的方形PGR半導體雷射二極體之示意圖，且該四個光栅所產生之光線的波長範圍係在 700nin-lOOOnm。该方形PGR半導體雷射二極體包含有一下電極1以導通 N型砷化鎵基底2、一下接觸層3、一下光波導鏡4、一高折射率AlGaAs二維光波導層5、一上光波導鏡6、一上接觸層 7、—一上接觸8以及一具有四個光柵的pGR 9。其中，N型砷化鎵基底2的表面方向為（〇〇1)，下接觸層3是由_砷化鎵所構成，下光波導鏡4是由低折射率\型A1GaAs包覆層或N 型A 1 GaAs超晶格材料所構成，上光波導鏡6是由低折射率p 型AlGaAs包覆層或p型A 1GaAs超晶袼材料所構成，上接觸層7是由P型AlGaAs所構成，上接觸8是由薄金屬層所構成，而PGR9内的四個光柵則是經由在表面上進行浮雕蝕

第16頁 550868 五、發明說明（13) 刻、或經由沈積以及微影製程於表面上形成金屬或介電材料之條狀結構而得。光波導層5包含一活性層，該活性層係由 InGaAs/GaAl As雙異質結構、lnGaAs/GaAl As單一量子井、 InGaAs/GaAlAs多重量子井、或揭露於英國專利第 GB235232 6號中的不對稱共振遂穿結構（current asymmetric resonance tunneling structure)所構成。此外’光線路徑係如標號1 〇所示，而光線輸出方向係如標號1 2所示。實施例三：圖六是實施例三中的具有一圓形光柵共振器的單一模式PGR半導體雷射二極體之示意圖，且該圓形光柵共振器、具有一橢圓變形’而其所產生之光線的波長範圍係在 1 3 0 0 nm或 1 5 5 0 nm 〇該單一模式PGR半導體雷射二極體包含有一下電極m 導通N型磷化銦（η-InP)基底2、一下接觸層3、一下光波導鏡4、一高折射率InGa As P二維光波導層5、一上光波導鏡 6、一上接觸層7、一上接觸8以及一具有橢圓光柵的pGf 9。其中’了接觸層3是由N型磷化銦所構成，下光波導鏡2

第17頁 550868 五、發明說明（14) · -- ^由低折射率N型InP包覆層、賭InGaAsP/InGaAsP超晶秸、N型AlInGaAs/AlInGaAs超晶袼A1GaAs包覆層、或 N型AlGaAs超晶格材料所構成，上光波導鏡6是由低折射率P型InP包覆層或p型inGaAsP超晶袼所構成，上接觸層7 是由P型InP所構成，上接觸8是由薄金屬層所構成，而 PGR9内的橢圓光栅則是經由在表面上進行浮雕蝕刻、或經由沈積以及微影製程於表面上形成金屬或介電材料之條結構而得。 / 光波導層5包含一活性層，該活性層係由 11^3八3?/11^3八3?雙異質結構、111(^^?/111(^^1)單一量子井、11^8人3?/111〇8人3?多重量子井或揭露於英國專利第 GB235232 虎中的不對稱共振遂穿結構 asymmetric resonance tunneling structure)所構成〇此外，光線路徑係如標號1 0所示，而光線輸出方向係如標號1 2所示。 “ 實施例四：圖五是實施例四中的具有六個光栅的六角形p G R半導體雷射二極體之示意圖，且該六個光柵所產生之光線的波長範圍係在400nm-600nm。

550868 五、發明說明（15) 該六角形PGR半導體雷射二極體包含有一下電極1以導通N型碳化石夕（η - S i C )基底2、一 N型G a N下接觸層3位於碳化石夕基底2之上、一下光波導鏡4、一高折射率inGa N二維光波導層5、一上光波導鏡6、一上接觸層7、一上接觸8以及一具有橢圓光栅的PGR 9。其中，N型GaN下接觸層3的表面方向為（0001)，下光波導鏡4是由低折射率N型A IGaN包覆層或N型A 1 G a N超晶格材料所構成’上光波導鏡6是由低折射率P型A IGaN包覆層或P型A IGaN超晶格所構成，上接觸層 7是由P型A 1 GaN超晶格所構成，上接觸8是由薄金屬層所構成，而PGR9内的六個光柵則是經由在表面上進行浮雕蝕刻、或經由沈積以及微影製程於表面上形成金屬或介電材料之條狀結構而得。光波導層5包含一活性層，該活性層係由 InGaN/InGaAIN雙異質結構、InGaN/InGaA1N單一量子井、 InGaN/InGaAIN多重量子井、或揭露於英國專利第 GB235232 6號中的不對稱共振遂穿結構（current asymmetric resonance tunneling structure)所構成。此外’光線路控係如標號丨〇所示，而光線輸出方向係如標號1 2所示。實施例五：

第19頁 550868 五、發明說明（16) 圖十是實施例五中的具有P = R=1的平台結構型pGR半導體雷射二極體之示意圖，該平台結構型PGR半導體雷射二 ί ϊ ί ?成於一導體基底上，並且其所產生之光線田的波一長 ί巳圍係在 400nm-600nm。夕該平台結構型PGR半導體雷射二極體之主要架構係以平ρΛ結構設於一半導體晶片表面，該平台結構型丰導體雷射二極體包含有一下電極！以導通_碳化矽基底2、一 N型GaN下接觸層3位於碳化矽基底2之上、一下，波導鏡4、一高折射率InGaN二維光波導層5、一上光波 =，6、一上接觸層7、一上接觸8以及光栅9。其中，n型 aN下接觸層3的表面方向為（〇〇〇丨），下光波導 Ϊΐ型二二^包覆層或_ A1GaN超晶格材料所構成，上柊材疋/低折射率嗖A1GaN包覆層或嗖A1GaN超晶雕蝕刻、或經由沈穑^η ) f且疋經由在表面上進行浮電材料之條狀結構^及微影製程於表面上形成金屬或介光波導層5包含一. InGaN/InGaAl N雙異質 InGaN/InGaAIN多重量 GB235232 6號中的不對活性層，該活性層係由子井結構、InGaN/InGaAIN單一量子井、或揭露於英國專利第稱共振遂穿結構（current 550868 五、發明說明（17) asymmetric resonance tunneling structure)所構成〇此外’光線路径係如標號1 〇所不’而光線輸出方向係如標號1 2所示。實施例六：圖十一是實施例六中的具有p = R=1的平台結構pGR半導體雷射二極體之示意圖，該平台結構型pGR半導體雷射一極體係形成於一絕緣基底上，且其所產生//線的^長範圍係在 400nm-600nm。該平台結構型PGR半導體雷射二極體之主要架構係以一多角#形^平台結構設於一半導體晶片表面，該平台結構型 PGR半導體雷射二極體包含有一下電極丨沈積於多角形平台結構13周圍2半導體結構表面上、一絕緣藍寶石、Γ — N型GaN下接觸層3位於藍寶石基底2 f、一上光波導於\鏡4、一高折射率InGaN二維光波導層 9。其中，N型GaN下接觸上一上接觸8、以及光栅導鏡4是由低折射率_ 表/Λ向為（0 0 0 1 )’下光波料所構*，上光波導鏡型A1GaN超晶格材型A1GaN超晶格材料所構t由，;射率鸣A1GaN包覆層或P P型A1GaN超晶格材^所所構構\，上卜接^層7是由P型UGaN層或丁十所構成，上接觸8是由薄金屬層所構

第21頁 550868

五、發明說明（18) 成表面上ί -雕二付分万程式…⑴，並且是經由在形成金屬或介電材料之條狀結構而得。 ι#於表面上光波導層5包含一活性層，該活性層係由 InGaN/InGaAlN雙異質結構、InGaN/InGaA1N單一

InGaN/InGaAIN多重量子井、或揭露於英國專利第、 GB235232 6號中的不對稱共振遂穿結構（current asymmetric resonance tunneling structure)所構成以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明太專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專灸明芸玆阁卞不』之涵

第22頁 550868 圖式簡單說明圖示之簡單說明圖一係為一 PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖二係為具有三個光栅之PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖三顯示光線路徑穿過具有三個光柵之PGR半導體雷射二極體的中心點之示意圖。圖四係為具有四個光拇之P G R半導體雷射二極體之不意圖。圖五係為具有六個光柵之PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖六係為具有圓形光柵共振器之PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖七係為具有圓形光柵共振器之PGR半導體雷射二極體之示意圖，且該圓形光柵共振器具有一橢圓形變形，使其可操作於單一光學模式。圖八係為一平台形結構PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖八係為一平台形結構PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖九係為一形成於一絕緣基材（i n s u 1 a t i n g substrate)上之平台結構型PGR半導體雷射二極體的示意圖。圖十是實施例五中的具有P = R=1的平台結構型PG R半導

第23頁 550868 圖式簡單說明體雷射二極體之示意圖。圖十一是實施例六中的具有P = R = 1的平台結構PGR半導體雷射二極體之示意圖。圖示之符號說明 1 下接觸 2 基底 3 下接觸層 4 下光波導鏡 5 向折射率半導體光波導層 6 上光波導鏡 7 上接觸層 8 上接觸 9 多角型表面光拇共振器（PGR) 10 光線路徑 Θ、 11 布拉格角 12 光輸出方向 13 PGR平台結構 14 平台結構側邊

第24頁

Claims

550868 六、申請專利範圍 1· 一種具有光侷限（light confinement)之半導體雷射二極體，其包含：一下接觸；一光波導層設於該下接觸之上，用於垂直光侷限 (vertical light confinement); 一表面光柵共振器（surface optical grating r e s ο n a t o r )設於該光波導層之上，用於側向光偈限 (lateral light confinement);以及一上接觸設於該表面光栅共振器之上。 2 · 如申請專利範圍第1項之半導體雷射二極體，其中該光波導層另包含一活性層。 3 ·如申請專利範圍第1項之半導體雷射二極體，其中令亥光波導層係由一 I I I -V族半導體異質結構、一丨丨族半"導體異質結構、一雙異質結構、一漸進折射率結構、 (index-graded structure)或一超晶格結構材料所構成。 4·如申請專利範圍第2項之半導體雷射二極體，i中兮活性層係由一 in-V族半導體雙異質結構、一丨丨族丰" 體雙異質結構、一單一量子井、一多重量子井或一不對^ 共振遂穿結構（current asymmetric resc)nanee tunneling structure)材料所構成〇

550868 六、申請專利範圍 ------ 5 ·如申請專利範圍第1項之主表面光柵共振器係由複數個朵¥體雷射二極體，其中該含一多角形、圓形或橢圓形ί ί所構成，且各該光栅係包、办狀。 6 · 如申請專利範圍第1頂之、# 士 t t ^ t .. 乐貝之半導體雷射二極體，其中該表面光柵共振1§具有一平台έ士―彳 X _ 口、、° 攝（mesa-structure)，且該平台結構包含有複數個光柵，以使光線得以從各該光栅以及該平台形結構之側邊反射。 7· 一種具有光侷限（light confinement)之半導體雷射二極體，其包含：一下電極，藉以導電一基底；一下接觸層設於該下電極之上；一下光波導鏡設於該下接觸層之上一光波導層設於該下光波導鏡之上一上光波導鏡設於該光波導層之上一上接觸層設於該上光波導鏡之上；一表面光柵共振器設於該上接觸層之上；以及一上接觸設於該表面光栅共振器之上。 8. 如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該光波導層另包含一活性層。 9. 如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該

第26頁 550868 六、申請專利範圍 ^底係為一 N型砷化鎵（GaAs)、一 N型磷化銦（inp)、一 N型奴化矽（SiC)或一絕緣藍寳石（insulating sapphire)。 1 0.如申请專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該下接觸層係由N型砷化鎵、n型磷化銦、频氮化鎵（GaN)所構成0 11 ·如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該下光波導鏡係由一低折射率N型A IGaAs包覆層、一 N型 AlGaAs超晶格、一低折射率n型inp包覆層、一 N型 InGaAsP/InGaAsP超晶格、一 N型 AlInGaAs超晶格 AlGaAs包覆層、一 N型A IGa As超晶格、一低折射率_ A 1GaN包覆層或一 N型A 1 GaN超晶格材料所構成。 1 2 ·如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該光波導層係為一高折射率A 1 G a A s二維光波導層、一高折射率I n G a A s P一維光波導層或一高折射率I n G a N二維光波導層0 1 3 ·如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該上光波導鏡係由一低折射率P型A IGa As包覆層、p型A1GaAs 超晶格、一低折射率P型I nP包覆層、P型I nGaAsP超晶格、一低折射率P型A 1 GaN包覆層或P型A 1 GaN超晶格材料所構成0

第27頁 550868 六、申請專利範圍 1 4.如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該上接觸層係由P型AlGaAs、P型InP、P型AlGaN或P型AlGaN 超晶格材料所構成。 1 5 ·如申請專利範圍第8項之半導體雷射二極體，其中該活性層係由一1!^^3/〇3人1八5雙異質結構、一 InGaAs/GaAlAs單一量子井、一 InGaAs/GaAlAs 多重量子井、一不對稱共振遂穿結構（current asymmetric resonance tunneling structure)、一 InGaAsP/InGaAsP 雙異質結構、一11^8六3?/111〇3人3?單一量子井、一 InGaAsP/InGaAsP多重量子井、一 GaAsSb/GaAlAs雙異質結構、一 InGaAsN/GaAl As雙異質結構、一 GaAsSb/GaAlAs 單一量子井、一 InGaAsN/GaAlAs單一量子井、一 GaAsSb/GaAlAs多重量子井、一 InGaAsN/GaAlAs多重量子井、一111〇8\/11^&八1\雙異質結構、一11^31^/11^3八1牌一量子井或一 InGaN/InGaAIN多重量子井所構成。 1 6 ·如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該表面光栅共振器係包含複數個光栅，且各該光柵包含一多角形、圓形或橢圓形之形狀並係經由浮雕蝕刻或結合沈積與微影製程所形成，以使各該光栅得以產生波長為 400-600nm、700-1000nm、1300nm、或 1550nm之光線。

第28頁 550868 六、申請專利範圍 1 7.如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該表面光栅共振器具有一平台結構，且該平台結構包含有複數個光栅，以使光線得以從各該光栅以及該平台結構之側邊反射，並且產生波長為400-600nm之光線。 1 8.如申請專利範圍第7項之半導體雷射二極體，其中該上接觸係由一薄金屬層所構成。

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