TWI239129B - Multiple wavelength semiconductor laser and manufacturing method thereof - Google Patents

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1239129 九、發明說明： 【相關專利申請案之交又參考】 本文件係基於2003年4月24日於曰本專利局提出申請之 第JP 2003-1 1 963 m日本優先文件，該文件之全文以引用的 方式併入本文中。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種多波長半導體雷射及一種製造該雷射 之方法，該多波長半導體雷射整體具有複數個具有不同波 長的邊緣發射型雷射器件，具體而言，本發明係關於-種 具有一共用低反射膜的多波長半導體雷射及一種製造該雷 射之方法，其中該共用低反射膜具有一適合邊緣發射型半 導體雷射為、件之不同波長的期望反射率。 【先前技術】 倘使於一邊緣發射型半導體雷射器件内增加一注入電流 且提问一光輸出功率，當該光輸出功率超過一特定位準 時，即會發生光輸出功率突然下降之現象。此現象係由一 半V體雷射為件之一光發射邊緣上發生的一毀滅性光損傷 (COD)所致。據說該毀滅性光損傷（c〇D)之發生係源於以下 機理。 換3之，倘若輸入一電流，會有一非複合電流藉由一高 密度面態勢（face state)流動於該半導體雷射器件之一光發 射邊緣占。藉此，該光發射邊緣附近的一載體密度將低於 雷射内部的載體密度。因此，光即會被吸收。光吸收會産 生熱。藉此’光發射邊緣附近之溫度將昇高，使得光發射 9i347.doc 1239129 邊緣附近的帶隙能量降低，並將導致光的進一步吸收。籍 由該正回饋迴路，該光發射邊緣之溫度將急遽攀昇，且最 終導致遠光發射邊緣鎔化。隨之，該雷射振盪停止。此外， 據說光吸收會因光發射邊緣之氧化及發生諸如一空位之點 缺陷而增加。 藉此’為防止發生該毁滅性光損傷（C〇D)，通常將一低 反射膜塗佈於該光發射邊緣上，使得雷射光儘可能多地發 射至外部。 …一 .^ 7 …〜鬥时，系巳I， 發出一種記錄及複製資料之裝置，該裝置可記錄及複製名 來於具有不同波長帶（例如，65〇奈米及78〇奈米）的兩種光畜 錄介質間的資料。 該記錄及復制裝置具有一單晶片雙波長之半導體雷射， 其整體具有- 650奈米波帶之半導體雷射元件及一 78 波帶之半導體雷射元件。 ' 為防止發生毀滅性光損傷(c〇D) ’若將不同類型的 射膜設置於該雙波長半導體雷射的各半導體雷射器件之 發射邊緣上’則形成該低反射膜之製程變得複雜。換言之 若設置-共用低反射膜’則其應具有足夠低的反射二’ 適於- 650奈米光波帶亦適於—78()奈米光波帶。 因此，將適於單波長之技術摩 何I用方；一雙波長半導體雷射 之低反谢膜難以達成—既滴於 ...,, 风既適於一 650奈米光波帶亦 780奈米光波帶的有效低反射膜。 、 為解決此問題，一 is M 』丄 畸 相關的技術參考案（例如’第 91347.doc 1239129 200 u230495號曰本專利公開申請案）揭示：複數個具有相同 類型且具有-大體相同膜厚度之單層反射膜形成於半導體 雷射器件之純射邊緣上，而在該等半導體雷射器件中複 數個具有不同振i波長之雷射共振器皆設置於—個基板 上。 具體而言，於該具有650奈米及78〇奈米波長帶之雙波長 半導體雷射中，分別設置一具有約1.66折射率及約47〇奈米 膜厚度之铭膜作為一用於使該65〇奈米雷射能夠產生較高 輪出之反射膜及一具有約丨.66折射率及約39〇奈米膜厚度 之鋁膜作為一用於使該650奈米波長帶雷射能夠產生較^ 輸出之反射膜。換言之，該相關技術參考案業已提議，藉 由在該共振器之邊緣上形成由一種材料製造的複數個膜來 控制該等邊緣處用於不同振盪波長之反射率。 [專利文獻1 ] 第2001-230495號之日本專利公開申請案（參照圖丨）。 然而，依據該先前相關之技術參考案，可藉由稍加改變 此等相同介電材料之膜厚度來控制適於各個波長的低反射 膜之反射率。籍此，倘若將此等膜之厚度設定在一預定範 圍内，則用於各波長之反射率亦被無條件界定。因此，獨 立控制用於各波長之反射率甚爲困難。 倘使將一雙波長半導體雷射的一低反射膜之膜厚度設定 為1 50秦—米，則其中一個波長之反射率約為丨〇%，而另一波 長之反射率約為25%。相應地，在各個波長帶需要此等低 反射率的狀況下，倘若試圖將此等反射膜規定為同一厚 9l347.doc 1239129 度，則不同波長帶的反射率組合會限制在—狹窄範圍内。 因此，難以達成一具有一預定雷射特微之多波長半導體雷 射。 【發明内容】 馨於上述情況’業内希望提供-種多波長半導體雷射， 其具有-設置於光發射輕±的共用減㈣，該共用低 反射膜具有適於各個半導體雷射器件之振盪波長的預定反 射率。 因此，本發明之第—態樣為—多波長半導體雷射，其整 體具有複數個具有不同波長之邊緣發射型半導體雷射器 件。該雷射包括-多層共用低反射膜，其為一由向外依次 形成的-第-介電膜、一第二介電膜及一第三介電膜組成 的三層介電膜。該低反射膜以同一厚度形成於複數個邊緣 ，射型半導體雷射器件之光發射邊緣上。在該雷射内，該 第二介電膜之折射率大於該第一介電膜之折射率及該第三 介電膜之折射率。 依據本發明’由於該共用反射型多層膜作為一由設置於 各個半導體雷射器件之光發射邊緣上的第—介電膜、第二 介電膜及第三介電膜組成的三層介電膜係設置於各個半導 體雷射器件之光反射邊緣上，且設置於光反射邊緣上的該 共用低反射多層膜之厚度皆相同，故此，可輕易實施一用 於製造該^低反射膜之製程。 適當設定每個介電膜的组合物及膜厚度易於設計出一丘 用低反射多層膜’其具有爲每一半導體雷射器件之振盈波 91347.dcc 1239129 長所需的反射率。例如，依據本發明，適當選擇第一至第 三介電膜的類型(組合物)及厚度可使每—振遭波長用光反 射邊緣的反射率達到丨5 %或更低。 各半導體雷射器件的振1波長之反射率不必完全相同。 相反’可給各半導體雷射器件之振盪波長設定不同的反射 率。例如，可將一5%反射率設定用於一半導體雷射器件， 而將- 10%反射率設定用於另外一半導體雷射器件。 此外，由於第二介電膜的折射率大於第—介電膜之反射 率及弟三介電膜之反射率，故致使第一介電膜與第二介電 膜之間介面之反射率及第二介電膜與第三介電膜之間介面 之反射率降低，從而能夠降低該三層介電膜的有效反射率。 依據本發明，於該多波長半導體雷射内，可以選擇該第 =介電膜及該第二介電膜之厚度。此後，藉由第三介電膜 厚度之1數即可計算出該適於各半導體雷射元件之振盈 Μ的—層；|電之反射率。由Λ ’即可獲得該第三介電 朕之厚度與該三層電介膜之反射率之間的關係。 隨之，基於該第三介電膜之厚度與該三層介電膜之反射 率之間的關係’選擇該第三介電膜之厚度以使該適於複數 個半導體雷射器件之振盛波長的三層介電膜之反射率變為 預定值。 ° 該介電膜之組合物未有限制。另外，該第一至第三介電 膜之^物亦無需彼此相異。第一介電膜之組合物亦可应 組合物相同。可分別選擇-Al2〇3膜、_SlNx 月吴S〖〇2膜、一 SlC膜、一 A1N膜及一 GaN膜作爲第一介 91347.doc 1239129 電膜至第三介電膜。 :複數個邊緣發射型半導體雷射之結構及振i波長亦無 限心遠複數個邊緣發射型半導體雷射器件之振邊波長可 方、一例如，一 650奈米波長帶、一 780奈米波長帶及_ 85〇 不米波長帶中擇其—。於該實例中，該65G奈米波長帶範圍 自j45奈米波長至—665奈米波長；該780奈米帶範圍自一 70不米波長至一 790奈米波長；及該85〇奈米帶範圍自一 830奈米波長至一 860奈米波長。 然娜基板及形成於其上並構成該共振器結構之複合半導 月丑層知用何種組合物，^可應用本發明。例如，本發明適 用於一具有例如複數個仏心型、A1GaAs型或A1Gainp型半 導體雷射器件之多波長半導體雷射。 此外，然論一雷射條係何種結構，例如一埋設式（buned 以⑽或空氣脊式（airridgetype)，皆可應用本發明。 本毛明之第二態樣為一種用於製造一多波長半導體雷射 之方法，該半導體雷射整體具有：複數個具有不同波長的 彖^射型半導體雷射器件、—形成於—晶圓上的共振哭 f:、經切割之晶圓、-成形之雷射棒、-設置在暴露二 :田射棒之一切割琢面（cleaved facet)上的複數個邊緣發射 型+導體雷射器件之光發射邊緣上的共用低反射膜。該方 :包：如下步驟··⑴選擇-第-介電膜和-第三介電膜， =:擇一其折射率大於該第一介電膜之折射率及該第三 =電膜之折射率的介電膜作為一第二介電膜，以便將由該 第"$月果、第二介電膜及第2彳電膜組成之三層介電膜 91347.doc -10- 1239129 設置為該共用低反射膜；⑺確定該第一介電膜 膜之膜厚度；⑺藉由該第三介電膜之一膜厚度泉數 該^於複數個邊緣發射型半導體雷射器件之振盘波長的Γ 層"Μ*膜之反射率，以禪輿媒兮穿— 又付心二介電膜之膜厚度與該 二層"電膜之反射率之間的關係；及⑷依據該第三介電膜 ^厚度與該三層介電膜之反射率之間的關係'，選擇該第 二"電膜之膜厚度，以使該適於複數個邊緣發射型半導體 雷射益件之振蘯波長的三層介電膜之反射率變爲一預定值 或更小。 ;本毛月之方法中’係、依據藉由習知之經驗及試驗獲得 的資料選擇及設定介電膜的類型和膜厚度。通常，為獲得 良好的介電膜，需將該第一及第二介電膜之膜厚度分別設 定為20奈米或更大及1〇〇奈米或更小值。 倘若於步驟（3)中獲得的第三介電膜之膜厚度與該三層 介電膜之反射率之間的關係在步驟⑷中不能滿足適於該振 I波長的反射率之預定值或更小值’則該方法應進一步包 括：步驟（5)，即返回至步驟⑺並測定該第一介電膜之膜厚 度和該第二介電膜之膜厚度中至少任意一膜厚度的另一 值；及步驟⑹’即前進至步驟（3)和步驟⑷並重複步驟⑺ 至步驟⑷之循環直到選擇出該第三介電膜之膜厚度，使適 於该振盪波長之反射率滿足該預定值或更小值。 倘狩第三介電膜之膜厚度與該三層介電膜之反射率之 間的關係在步驟⑹中不能滿足適於該振盈波長的反射率之 預定值或更小值，該方法應進—步包括步驟⑺，即返回至 91347.doc 1239129 y馬+ (1) 〜刀—個介電一 .# ^ 、作Α该二層介電膜中第一介命 胰至第三介電膜中至少 _、， ^ ；, ^ 循環。 一亚重複該步驟（2)至步驟（4)之 倘若該第三介電膜之膜厚产 間的關係在步驟⑺中不能： “ I ^之反射平々 卜月b /兩足適於該振湯古 預定值或更小值，該方法應進—步^^長的反射率々 步驟⑴’選擇另—個介電 = 即返回3 膜至第三介電膜中至少任立：…層介電膜中第-介1 之楯環。 以-亚重複步驟(2)至步驟(4 如上戶“’於本發明之方法中，由於該第—㈣ 度係用作變數，故存在許多變數。— 藉/ :為母一半導體雷射元件配置—具有一最佳反射㈣ 低反射膜。換言之，藉由重複上 ^ 體雷射器件之振盛波長設叶…可為每個半導 射膜。 長…具有-所希望反射率的低反 於本發明之方法中，藉由—習知方法，諸如-㈣法， 一化學汽體沈積法（C VD),哎_兩 ^屯子束（EB)蒸發法來製造該 …電膜；其中以賤射法為最佳，此乃因其可精 密控制膜厚度。 j ^ 依據本發明，一共用低反射多層獏設置於各半導體雷射 為件之先發射邊緣上。該共用低反射多層膜為—三層介電 膜’其純—第—介電膜、—第二介電膜及-第三介電膜 其中該第二介電膜之折射率大於^介電膜及第三介電膜 之折射率。倘使每一介電莫 电胰之組合物及膜厚度皆適當設 91 347.doc -12- 1239129 定，即可輕易地設計一共用低反射膜，其具有一爲每一半 導體雷射器件之振邊波長所需的反射率。 依據本發明，由於設置於多波長半導體雷射内的適於各 半導體雷射器件之振盪波長的反射率可於一寬範圍内實施 組合，故可依據各半導體雷射器件之雷射特徵來控制該等 反射率。 此外，只要依據本發明之規定可滿足該第二介電膜之折 射率與該第一及第三介電膜之折射率之間的關係，即可使 用各種類型之介電膜材料。藉此，可輕易地設計及製造— 低反射膜。 本發明之方法可達成一種用於製造一本發明之多波長半 導體雷射之方法。 藉由仔細閱讀以下圖式、詳細闡述及隨附申請專利範 圍’^^此項技藝者會明瞭本發明之其它主要特點及優點。 【貫施方式】 :^ '、、、ik附圖式詳細闡述本發明之實施例。 (第一實施例-多波長半導體雷射） 。亥弟1施例為一本發明之多波長半導體雷射之實例。 圖1為一剖面圖，其顯示依據該第-實施例設置於一多波長 =體雷射之光發射邊緣及後邊緣上的—低反㈣和—高 反射膜之結構。 射如—多波長半導體雷射為一多波長半導體雷 、 、 具有650奈米振盪波長之第一邊緣發射型丘# 器結構12(苐—主诣㈣ 、豕k与丁土，、振 V肢雷射π件）及具有78〇奈米振盪波長之 9l347.doc 1239129 第一这緣每射型共振杰結構丨4(第二半導體雷射元件）。該第 一共振器結構〖2及該第二共振器結構14藉由一隔離區丨丨設 置於一共用基板（未圖示）上。圖丨將一多波長半導體雷射顯 示為一自材料晶圓上切割製成的雷射棒。在圖1中，左側邊 緣為光發射邊緣。 於該第一共振器結構12及該第二共振器結構14之光發射 邊緣上，設置有一低反射膜22。該低反射膜22為一三層介 電膜，其依次向外由一 60奈米之第一八卜^膜16、一 Μ奈米 之丁⑴〗膜18及一 140奈米之第二八12〇3膜2〇組成。 T!〇2膜18設置為第二介電膜。該丁1〇2膜18具有一2•⑻之折 射率。如本發明所規定，該丁 1〇2膜丨8之折射率大於作為第 一介電膜的第一八丨2〇3膜16之折射率和作為第三介電膜的 第二Ah〇3膜20之折射率。該第二八丨2〇3膜2〇之折射率為 1.65 〇 於該光發射邊緣之對置側上，需設置一高反射膜。該高 反射版為四層胺，其由交替佈置的兩層八丨2〇3膜24和兩層 a-Si膜26組成。對於作為65〇奈米與78〇奈米之中間值的一約 為720奈米之波長，該八丨力^膜24和該心^膜％分別呈有— 又Μη,膜厚度（其巾又為72〇奈米且^代表該Ai2〇3膜^折射 率）和—λ/4η2膜厚度（其中λ為72〇奈米且n2代表該狂⑶膜 之折射率）。該高反射膜28之反射率為95%。 圖2顯—示第—實施例中該第二Ah〇3膜20之膜厚度與該三 層”讀之反射率之間的關係，自圖2中可清楚瞭解，由於 低反射膜22係“上述方式構建Μ，故職反射膜22具 9! 347.doc 1239129 另9%之低反射率，不僅迥於65〇奈米振盪波長且亦適於 780奈米振盈波長。 .圖2為-曲線圖，其係於該第—ai办膜μ之膜厚度和該 T i〇2膜丨8之膜厚廣公g，丨机$也< Λ + t 子度刀別a又疋為6〇奈米和“奈米之情形下， 藉由第二Al2Q3膜2G之—膜厚度參數來顯示該既適於㈣奈 米亦適於780奈米波長的三層介電膜之反射率。 假設如同上述低反射膜7 7，Δ彳^ 久耵胰"A12〇3膜16和1^〇2膜18之膜厚 度係分別設定為60奈米和55奈米，且假設不同於低反射膜 22,該第二八丨2〇3膜2〇係設定為1〇〇奈米’則自圖^斤示曲線 圖中’可獲仟-二層介電膜作為該低反射膜，其具有一適 於- 650奈米波長的19%反射率或適於一 78〇奈米波長的 2 5 %反射率。 此外，假設如同上述低反射膜22,八12〇3膜16和丁1〇2膜18 之膜厚度分別設定為6G奈米和55奈米’及假設不同於低反 射膜22,該第二糾2〇3膜2〇設定為175奈米，則自圖2所示曲 泉圖中，可後付一二層介電膜作為該低反射膜，其具有一 適於— 650奈米波長的25%反射率或適於—谓奈米波長的 2%反射率。 (第二實施例-多波長半導體雷射） 本發明之第二實施例為本發明之一多波長半導體雷射的 另一實例。圖3為一剖面圖，其顯示依據該第二實施例設置 於5玄多波長半導體雷射之光發射邊緣和後邊緣上的一低反 射膜和一高反射膜之結構。 如同第-實施例’ 一第二實施例之多波長半導體雷射38 91347.doc 1239129 為此一多波長半導體雷射：其具有一 650奈米振盘波長之第 迻 '彖毛射型共振益結構1 2 (第一半導體雷射元件）及具有 780奈米振盪波長之第二邊緣發射型共振器結構1 4(第二 半導體雷射元件）。該第一共振器結構12及該第二共振器結 構14藉由一隔離區u設置於一共用基板（未圖示）上。除設置 於光發射邊緣上的低反射膜結搆外，該多波長半導體雷射 38之結構與第—實施例之多波長半導體雷射結構相同。 方、。亥第共振益結構1 2和該第二共振器結構丨4之光反射 邊、.彖上α又置有一低反射膜3 6。該低反射膜3 6為_三層介 電膜，其由向外依次形成的一3〇奈米第一八12〇3膜16、一55 奈米ΙΟ〗膜32及一 1〇〇奈米第二八12〇3膜34組成。 於該光發射邊緣之對置側上，設置有—高反射膜2δ。該 高反射膜28為—四層膜’其由交替形成的兩層Al2〇3膜24和 兩層a-SU莫26組成。對於作為65〇奈米和78〇奈米之中間值的 一約為720奈米之波長，該八12〇3膜24和該心膜⑽別具有 一 λ/4η|膜厚度（其巾又為720奈米且η,代表該Al2〇3膜之折 射率）和—λ /4Π2膜厚度（其中又為720奈米且n2代表該a_Si 膜之折射率）。該高反射膜28之反射率為93%。 圖4顯示於該第二Αΐ2〇·34之膜厚度和該三層介電膜之 反射率之間的關係，自圖4中可清楚瞭解，該低反射膜％ 具有-跳低反射率’其不僅適於㈣奈米之振堡波長且亦 適於7 8 A奈米之振盪波長。 圖4為一曲線圖，其係於該第一八12〇3膜16之膜厚度和該 丁1〇2膜18之膜厚度分別設定為3()奈米和5q奈米之情形下， 91347.doc 1239129

藉由該第二Al2〇3膜34之一腺戶 A 勝各度芩數來顯示該適於65〇奈 米和780奈米波長的三層介電膜之反射率。 假設如同上述低反射膜36， S Ai2〇3fe J〇和該乃⑴膜32之 膜厚度分別設定為30奈米和5〇太丰 R γ 丁不⑽奈未，且假設不同於該低反 射膜36，該第二Α12〇3膜34設定Α 又疋马150奈未，則自圖4所示曲 線圖中，可獲得一三層介雷腔你炎 "兒胰作為该低反射膜，其具有一 適於一 650奈米波長的ρ/哎# 4更小之反射率或適於一 780奈 米波長的約8 %之反射率。 此外’假設如同上述低；5身+ Β替7 Α ,χν. I低反射胰36，該Α12〇3膜30和該Tl〇2 膜32之膜厚度分別設定為％夸乎和 不木和50奈未，且假設不同於 該低反射膜36,該第二八12〇3膜34設定為奈米，則自_ 所示曲線圖I可獲得—三層介電膜作為該低反射膜，其 具有一適於一 650奈米波長的約8%之反射率或適於一 78〇 奈米波長的約3 %之反射率。 (第三實施例-用於製造多波長半導體雷射之方法） 本發明之第三實施例係一種用於製造第一實施例之多波 長半導體雷射的方法。圖5Α和圖5；8為剖面圖，纟以兩個製 造步驟顯示該第一實施例之多波長半導體雷射。圖6為一流 程圖，其顯不依據該第三實施例設定該低反射膜結構之步 驟。 於一用於製造一多波長半導體雷射之習知方法中，例 如，第纯01-244572號曰本專利公開申請案中所揭示的一種 製造方法，需在一晶圓上形成一具有一 65〇奈米振盪波長的 第一邊緣發射型共振器結構12及一具有一 78〇奈米振盡波 91347.doc 1239129

、、、CT 長的第二邊緣發射型共振 此後’切割其上已形成有該第—邊緣發射型共振器 12及該第二邊緣發射型共振器結構14的晶圓。如圖 示，此形成一雷射棒40。 厅 依據該第三實施例，_共用低反射膜設置於該第 發射型共振器結構12和該第二邊緣發射型共振器結構= 光發射邊緣上。該低反射膜為一由一第_介電膜… 7丨電膜及一第三介電膜組成的三層膜。 如圖6所示，共用低反射臈係一由該第一介電膜、第二八 電膜及第三介電膜組成的三層介電膜；為設置該共用低= 射膜，於Sl步驟中’選擇第一和第三介電臈。然後，選 一折射率大於該第-介電膜之折射率和該第三介電膜之折 射率的-介電膜作為該第二介電膜。例如，' •膜、-S札膜、一 Tl〇2膜、一 _膜、—沉膜二 撕作為該介電膜。在選擇該第二介電膜時，應選擇— ^射^大於該第一介電膜之折射率及該第三介電膜之折射 電膜。該介電膜的類型和膜厚度係依據藉由經驗、 5式驗等獲得的資料來選擇和設定。 ^據該第三實施例’選擇HA;膜作為該第—介電膜即 第一 A1203㈣，選擇_TiQ2膜作為該第二介電膜即一抓 膜8I&擇另_Α1Λ膜作為該第三介電膜即第二办膜 20 〇 、 其,’在1步驟中，確定該第一八丨2〇3膜16和該抓㈣ 之朕尽度。該第-和第二介電膜之膜厚度較佳應設定為20 9I347.doc -18 - 1239129 奈米或更大或1〇〇奉半忠舌f ▲ 不未或更小。依據該第三實施例，該第一

Al203fe 16和該 Tl〇2膜 18之 又刀別叹疋為60奈米和55 奈米。 一 此後，在33步驟中，藉由該第二^〇3膜2〇之一膜厚度來 數’:异該三層介電膜適於650奈米和谓奈米波長之反射 率。藉由该计异結果，即可汾智 , ^ P j、、日衣—如圖7所示顯示該第二

Al2〇3膜20之膜厚度與該三層介 电膝之反射率之間關係的 曲線圖（此曲線圖與圖2相同）。 此後，在S4步驟中，依據圖7所示曲線圖，可獲得該第二 A1203膜20之膜厚纟，其具有一既適於65〇奈米亦適於谓奈 米波長的15%或更小之反射率。於圖7中可以清晰看出，如 圖7中"A，，所示，兼適於兩個波長且反射率為15%或更小的 該第二Α!2〇3膜20之膜厚度介於125奈米至i乃奈米範圍 内。依據該第三實施例，若將該第二八12〇3膜2〇之膜厚=設 定為140奈米，即可設計一具有約1〇%反射率且既適於“ο 奈米亦適於780奈米波長之低反射膜。 倘若该第二Α1；ζ〇3膜20之膜厚度和該三層介電膜之反射 率之間的關係在S4步驟中不能滿足適於每一振盖波長的該 反射率之預定值’則該流程返回至I步驟。在1步驟中， 至少重新設定該第一 Ah〇3膜16和該卩仏膜18之膜厚度中 的一個。在S3步驟中，計算該三層介電膜之反射率。在心 步驟中—設定具有一 1 5%或更小反射率且適於65〇奈米和 780奈米波長的該第二Ah〇3膜20之膜厚度。 倘若該第二Ah〇3膜20之膜厚度與該三層介電膜之反射 9i347.doc 1239129 率之間的關係不能滿足適於每一振盪波長的該反射率之預 疋值’该流程返回至s!步驟。在s 1步驟中，重新選擇該第 一介電膜至該第三介電膜。並重複自s丨步驟至S4步驟之循 環，直到獲得該折射率之預定值。 此後’如圖5B所示，於一藉由暴露一邊緣反射型共振器 結構12和一邊緣發射型共振器結構14之光發射邊緣而獲得 的一雷射棒40之切割琢面上，藉由cvd方法依次構置該60 奈米之第一 Ah〇3膜16、該55奈米之丁1〇2膜18及該14〇奈米 之第二Al2〇3膜20。由此，即可形成一低反射膜22。 在位於光發射邊緣對置側之後邊緣處的切割琢面上，藉 由CVD方法形成一由交替分層疊加的兩層Al2〇3膜24和兩 層a-Si膜26組成的四層膜。該ai2〇3膜24之每一層皆具有_ λ 膜厚度（其中λ為72〇奈米且…代表該Abo]膜之折射 率）。该a-Si膜26之每一層皆具有一又/如2膜厚度（其中又為 720奈米且η2代表該a-S;[膜之折射率）。由此，即可形成一高 反射膜。 隨之，即可製造

,、/、 /*3 口X 於該光發射邊緣上的低反射膜且具有一期望的低反射率 依據該第三實施例，由於可用於設計低反射膜的變數 量增加，使用一三層介電膜作爲一低反射膜。因此，適 設定該等變數能夠容易地於一寬範圍内設計一低反射膜 一絕對後和反射率之一狀態。 依據上述實施例，本文以一 Al2〇3/Ti〇2/A12〇3之結構竹 實例說明一介電膜材料之組合。但是，只要選擇一其奶 91347.doc -20- 1239129 率大於該第一 料作為該第二 之材料。 介電膜和該第三介電膜之折射率的介電膜材 介電膜，即可任意選擇該第一至第三介電膜 另外，依據上述實施例，本文以650奈米和78〇奈米作為 :例况明一半導體雷射元件之振盪波長。但是，依據本發 明，此等振盪波長不受限制。依據配置於該多波長半導體 雷射内每一半導體雷射元件之特徵，可選擇能滿足所需反 射率的低反射膜結構。 上文係闡釋本發明之原理。因此，請註意：儘管本文中 未予明確闡釋或顯示，然熟悉此項技藝者將能夠構想處體 現本發明之原理並歸屬於隨附申請專利範圍之精神和範嘴 内的各種修改。 【圖式簡單說明】 藉由結合隨附圖式閱讀下述詳細闡述，將會更全面理解 本發明’圖式中，相同之參照編號代表相同之元件，其中： 圖1為一剖面圖，其顯示依據一第一實施例設置於一多波 長半導體雷射之光發射邊緣及後邊緣上的一低反射膜及一 高反射膜之結構。 圖2為一曲線圖，其顯示該第一實施例中適於650奈米和 7 80奈米波長的一第二ai2〇3膜之膜厚度與一三層介電膜之 反射率之間的關係。 圖3 ——名丨面圖，其顯示依據一第二實施例設置於一多波長 半導體雷射之光發射邊緣及後邊緣上的一低反射膜及一高 反射膜之結構。 9 1347.doc 1239129 圖4為一曲線圖，其顯示該第二實施例肀適於650奈米和 78〇奈米波長的一第二八丨2〇3膜之膜厚度與/三層介電膜之 反射率之間的關係。 圖5 A及5B皆為剖面圖，其顯示於兩個製造步驟中的本發 明之多波長半導體雷射。 圖6為一流程圖，其顯示在本發明之第三實施例的一方法 中設定一低反射膜結構之步驟；及 圖7為一曲線圖，其顯示該第二八丨2…膜之一膜厚度範 圍，該第二Al2〇3膜之反射率在圖2所示曲線圖中爲15%或更小。 【主要元件符號說明】 10 多波長半導體雷射 11 隔離區 12 第一邊緣發射型共振器結 射元件） 14 第二邊緣發射型共振器結 射元件） 16 第一 Al2〇3膜 18 丁1〇2膜 20 第二Al2〇3膜 22 低反射膜 24 Al2〇3膜 26 - a-Si 膜 28 高反射膜 30 弟一 Al；2〇3膜 91347.doc -22- 體雷 導體雷 1239129 32 Ti02膜 34 第二Α12〇3膜 36 低反射膜 38 多波長半導體雷射 40 雷射棒

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Claims (1)

1239129 十、申請專利範圍： 種夕波長半導體雷射，其整體具有複數個具有不同波 長的邊緣發射型半導體雷射器件，其中·· 帝/、用低反射多層膜係—由朝外依次形成的一第一介 :蜞一弟二介電膜及一第三介電膜組成的三層介電 月萬’ a亥形成爲具有相同莫 〜 、另相u腰y予度的共用低反射膜設置於該 複數個邊緣發射型半導體雷射器件之光發射琢面上，及 該第二介電膜之折射率係大於該第一介電膜之折射率 和該第三介電膜之折射率。 2 ·如申凊專利範圍第1項之多、、古i ^ 步貝1夕〆皮長+導體雷射，其中·· 該第一介電膜至該第二 + ^ 弟一"电胰之每一個皆為一 ai，〇3 、- SrNx膜、一 Sl0遵、_ " 其令之_。 - 、一 A1N膜及-GaNw 3.如申請專利範圍第1項之多波長半導體雷射，其t: 違複數個邊緣發射型半導體雷 一㈣奈米波長帶、—7 MA波長 中任音之 不未皮長帶及一 85〇奈米波長 4.如申請專利範圍第2項之多波長半導體雷射， 一㈣奈米波長帶、- 78Q+ A皮長 令任意之—。 不未波長帶及-850奈米波長 5. :種用製造-多波長半導體雷射之方法 導體雷射整體具有複數個具。…皮長· 導體雷射器件，該方法包括下:：波長之邊緣發射型」 匕估下列步驟： 9I347.doc 1239129 在藉切割一其上形成右一 , 有共振器結構的晶圓形成一雷 射棒時及在該暴露於該 " ^ , 射棒之一切割琢面上的複數個 邊緣發射型半導體雷射哭 σσ牛的一光發射琢面上設置一此 用低反射膜時： 、 ,,. ,’丨电膠和一第三介電膜，然後選擇一 射率大於該第一介電胺 、折射率和該第三介電膜之折 率的一介電膜作為一第-八 八#- 弟—"电膜，以便設置一由該第 亥弟-"電膜及該第三介電膜組成的三層介 昇作為该共用低反射膜； ⑺確定該第-介電膜和該第二介電膜的膜厚度； 皇“(3)藉由該第三介電膜的-膜厚度參數，計算適於該複 口邊、’彖^射型半導體雷射器件之振盪波長 電膜之反射率，以便择、曰3 一 層 I侍。亥弟二介電膜之膜厚度與該三 層介電膜之反射率之間的關係；及 (4)依據該第三介電膜之膜厚度與該三層介電膜之反射 率之間的關係’選擇該第三介電膜之膜厚度，以使適於 該複數個邊緣發射型半導體雷射器件之振盈波長的該三 s "屯犋之反射率滿足一預定值或更小值。

如申請專利範圍第5項之用於製造該多波長半導體雷射 之方法，其中： 步驟（1)包括一選擇一 Αία;膜、一 SlNx膜、—Sl〇7膜、 、一 A1N膜或一 GaN膜作爲該第一介電膜至該第 三介電膜中各介電膜之步驟。 如申請專利範圍第5項之用於製造該多波長半導體雷射 ()1347.doc 1239129 該複數個邊緣發射型半導體雷射器件之振i (550奈米波長帶、一 78〇奈 任意之—。 丁'未波長f及— “Ο奈米波長帶中 8. 如申請專利範圍第5項之用於製造該 之方法’其進一步包括下列步驟： 〜一 倘若於該步驟（3)中獲得的該第三 三層介電膜之反射率之門^ 、厚度與該 適η箄捉… 的關係於該步驟(4)中不能滿足 寺振遭波長的該反射率之該預定值或更小值， (5)返回該步驟（2)並確定至八干 和兮筮-人+ 〜弟"电膜之膜厚度 弟一叫1電膜之膜厚度其中之-的另-值，及 步和該步驟⑷並重複該步驟⑺至該 二直到所選擇的該第三介電膜的膜厚产能 值。 ！波長的该反射率滿足該預定值或更小 9. 如申請專利範圍第8項之用 之大本甘 、衣以邊^波長半導體雷射 之方法，其進一步包括下列步驟： 倘若該第三介電膜之 之間的關係在該步糊中：Γ 層介電膜之反射率 节反射车η 能滿足適於該等振蘯波長的 垓反射率之該預定值或更小值， (7)返回該步驟（丨），選擇另_ 電膜i 人 1包胺作馬至少該三層介 複二=厂，電膜至該第三介電膜中任意之-，並重 旻q γ ~(2)至該步驟（4)之循環。 10·如申請專利範圍第9項之用於 、衣k β亥夕波長半導體雷射 9l347.doc 1239129 之方法，其進一步包括下列步驟： 倘若該第三介電膜之膜厚度與該三層介電膜之反射率 之間的關係於該步驟（7)中不能滿足適於該等振盪波長的 該反射率之該預定值或更小值， (8)返回該步驟（1)，選擇另一介電膜作爲至少該三層介 電膜之該第一介電膜至該第三介電膜中任意之一，並重 複該步驟（2)至該步驟（4)之循環。

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