TWI246812B - Semiconductor laser device - Google Patents

Semiconductor laser device Download PDF

Info

Publication number
TWI246812B
TWI246812B TW092130413A TW92130413A TWI246812B TW I246812 B TWI246812 B TW I246812B TW 092130413 A TW092130413 A TW 092130413A TW 92130413 A TW92130413 A TW 92130413A TW I246812 B TWI246812 B TW I246812B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
semiconductor laser
laser device
cover layer
stripe
Prior art date
Application number
TW092130413A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200412698A (en
Inventor
Harumi Nishiguchi
Tetsuya Yagi
Yasuaki Yoshida
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of TW200412698A publication Critical patent/TW200412698A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI246812B publication Critical patent/TWI246812B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
    • H01S5/162—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions made by diffusion or disordening of the active layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2054—Methods of obtaining the confinement
    • H01S5/2081—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques
    • H01S5/209—Methods of obtaining the confinement using special etching techniques special etch stop layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2214—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides
    • H01S5/2216—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on oxides or nitrides nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34326—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34346—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers
    • H01S5/3436—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers based on InGa(Al)P

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

1246812 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於使用於光碟系統或通信系 導體雷射裝置。 t刀®日）亍 【先前技術】 利用具pn接合部的化合物半導體中的電子遷移 (electron migratl〇n)，而放射出雷射光的半導體雷射裝 置：在相較於固體雷射裝置或氣體雷射裝置之T，驅動電 ί ί Γ i小型、·量’因此廣泛的使用為光碟系統或光 通L系、、先寺之雷射光源。 相關半導體雷射裝置係譬如具有在由n型（以下稱 讀 n」、）GaAs所構成的基板上，依序層積著：由 所構成下覆蓋層、具多層量子井結構的主動層、由 p^lGal^iP所構成第1上覆蓋層、由p_A1GaInp與Gainp所構 成多層量子井結構的蝕刻終止層、由p-AlGalnP所構成具 條紋狀凸部的第2上覆蓋層、由p-GaAs所構成接觸層、以 及P-電極的構造（參照如專利文獻丨）。另外，第2上覆蓋層 上面’在除條紋狀凸部以外的部分處乃利用絕緣膜而覆蓋 著。 【專利文獻1】 丨 曰本專利特開平1 0 - 1 2 5 9 9 5號公報（段落[〇 〇 1 6 ]、第1 圖） 【發明内容】 【發明所欲解決的課題】 但疋’ 4如在專利文獻1中所述習知半導體雷射I置
2065-5969-PF(Nl).ptd
第5頁 1246812 五、發明說明（2) 中’因為設置由p-AlGalnP與GalnP所構成多層量子井結構 的蝕刻終止層，因此將產生發光效率降低的問題。依照本 發明者的見解，當設置相關蝕刻終止層的情況時，相較於 未設置的情況下，推測發光效率將降低約7% (參照後述第 1 0 圖）。 此乃因為若設置相關蝕刻終止層的話，應集中於於主 動層上的光分布將拓展於上覆蓋層側（參照後述第7圖）， 而在接觸層等處產生光吸收緣故所致。但是，若未設置钱 刻終止層的話，便將產生無法恰當地實施供在第2上覆蓋 層上形成條紋狀凸部的選擇性蝕刻處理之問題。 丨 一般在由p-GaAs所構成接觸層上的光吸收，係僅要將 由P-A1 Gal np所構成第2上覆蓋層增厚，俾使光分布不致到 達接觸層的話便可，便可防止與抑制此現象。但是，在具 有利用具條紋狀凸部之由p —AlGaInP所構成第2上覆蓋層/、、 與f 一側層之間的折射率差，而閉鎖雷射光的導波路機構 波導型雷射（index guide laser)中，當採用由阻 抗率較高材料構成覆蓋層之情況時，條紋狀凸 ^ ^致向輸出時的輸出特性與溫度特性惡化的不肖降 况發生。 V卜艮炀 本發明乃為解決上述習知問題者，其課題在於 半導體雷射裝置的上覆蓋層1，可毫無障礙的形成： 、、凸部’且可抑制與防止光分布朝上覆蓋層擴展，= '不致渗出於接觸層等，可降低光吸收的手段。 為解決上述課題的本發明之半導體雷射装置，係包
1246812 五、發明說明（3) =的二1動上層:二於主動層下側的下覆蓋層、位於主動層上 ,； VA' ΛΓ/Ι 1 ^" "J ^
Jr U ·+· η 日上側且具條紋狀凸部的第2上覆蓋層， Ϊ料下方形成條紋狀光導波路的半導體雷射裝置； 其特被在於：蝕刻終止層為單 ==料所形成，且具有與上述各覆蓋^ (或二層各材 ==射率大致相等的折射率。另外，當未… H! 況時，僅要將第2上覆蓋層由與上述第1上覆 二ϊ =同的材料，且具有與第1上覆蓋層折射率大致 相#折射率之材料形成的話便可 【實施方式】 以下，麥照所附圖示，具體說明本發明實施形態。 實施形熊1 一 如第1圖與第2圖所示，在半導體雷射裝置中，於實質 由n-G^As所構成基板1(以下稱「n_GaAs基板丨」）上，依序 層積著：實質由n-AlGalnP所構成下覆蓋層2(以下稱 「n-AlGalnP覆蓋層2」）、實質由A1GaInP與以丨心所構成 具多層量子井（以下稱「MQW」）結構的主動層3 (以下稱 「八1〇311^/6&11^^^¥主動層3」）、實質由1)41(^1111)所構 成第1上覆蓋層（以下稱「p-AlGalnP第1覆蓋層4」）、實質_ 由P-AlxGa^AsU係0〜1範圍内的八丨組成比）所構成單層蝕刻 終止層5(以下稱「AlxGabXAs-ESL5」）、實質由p-AlGalnP 所構成具條紋狀凸部的第2上覆蓋層7 (以下稱「p — a 1 G a I η P 第2覆盍層7」）、以及貫質由p-GaAs所構成接觸層8(以下
2065-5969-PF(Nl).ptd 第7頁 1246812 ' 1 ― .. ..- . ^ _ 五、發明說明（4) ------- 稱厂P-GaAs接觸層8」）。 立在此於p —A1GaInP第2覆蓋層7之除條紋狀凸部6之外的 冲分處，利用絕緣膜9而覆蓋著。然後，在p — GaAs接觸層8 與絕緣，9上，設置著電極1〇。此外，在n_GaAs基板丄下 面設置著η-電極14。另外，在半導體雷射裝置端面附近處 形成端面窗區域1 1。 在此半導體雷射裝置中，若對ρ—電極1〇與^電極14之 間轭加電壓’而從Ρ -電極丨〇朝η —電極1 4流通著臨限值以上 電流的話，便在條紋狀凸部6下側於 動層3附近發生射振盪，而產生雷射光丨2。此雷射光丨2係_ 在條紋狀凸部6下方，通過AlGalnP/GalnPMQW主動層3附近 所形成的條紋狀光導波路，再從端面窗區域丨丨放射出於外 面〇 在此半導體雷射裝置中，單層係由 與各覆蓋層2, 4, 7材料（a 1 Gal np)不同之材料所形成，其折 射率大致等於各覆蓋層2，4，7的折射率。若依照本發明者 見解的洁’若將ALGahAs-ESL5之A1組成比X設定在〇· 45以 上、0· 9以下的話，AlxGa卜xAs折射率將大致等於p —A1GaInP 或n-AlGalnP的折射率。所以，在此半導體雷射裝置中， 便將AlxGabxAs-ESLS的A 1組成比X設定為〇· 7。 _ 此半導體雷射裝置的各層3, 4, 5, 7之折射率n乃如下所 示：
AlGalnP/GalnPMQW 主動層 3:η = 3·65(井層） p-AlGalnP 第 1 覆蓋層 4:η = 3·39
2065-5969-PF(Nl).ptd 第8頁 1246812 五、發明說明（5)
AlxGabXAs-ESL5:n=3.38(x = 0.7) p-AlGalnP 第2 覆蓋層7:n = 3. 39 再者，習知半導體雷射裝置之由p-AlGalnP與GalnP所 構成MQW結構的蝕刻終止層折射率，大致等於主動層的 3 . 6 5程度。 第4圖與第5圖所示分別係在實施形態1的半導體雷射 裝置中，將AlxGa卜xAs-ESL5之A1組成比X設為〇· 7，並將層 厚設定為20nm之情況時，半導體雷射裝置内的能量位準與 能帶間隙能量分布（能帶構造）、及半導體雷射裝置内的雷 射光之光分布（計算結果）。 < 為求比較，第6圖與第7圖所示分別係在具備由 p-AlGalnP與GalnP所構成MQW結構之蝕刻終止層的半導體 雷射裝置中，半導體雷射裝置内的能量位準與能帶間隙能 量分布、及半導體雷射裝置内的雷射光之光分布（計算結 果）。 另外，為求參考，第8圖與第9圖所示分別係在未具備 蝕刻終止層的普通半導體雷射裝置中，半導體雷射裝置内 的能量位準與能帶間隙能量分布、及半導體雷射裝置内的 雷射光之光分布（計算結果）。 再者，第1 0圖所示係實施形態1的半導體雷射裝置 (AlGaAs-ESL)、具備蝕刻終止膜的上述習知半導體雷射裝 置（八1〇811^/〇311^-£81)、及未具備蝕刻終止層的普通半 導體雷射裝置（無ESL)之光輸出與輸入電流間之關係（pq 特性）（計算結果）。
2065-5969-PF(Nl).ptd 第9頁 1246812
由第6圖與第7圖中得知，具備由p-A1GaInp與Ga〖np所 構成MQW結構之姓刻終止層的習知半導體雷射裝置，光分 布將擴展於上覆蓋層側。相對於此，實施形態i的半導體 田射衣置丄從第4圖與第5圖所示中得知，光分布幾乎未擴 展於上覆蓋層側，如同未具備蝕刻終止層之普通半 射裝置的情況相同（參照第8圖、第9圖）。 再者，由第1 0圖中得知，實施形態i的半導體雷射裝 置^發光效率，係如同未具備蝕刻終止層之普通半導體雷 射I置的情況相同，相較於具備有由p —A1GaInp與以丨^所 構成MQW結構之蝕刻終止層的習知半導體雷射裝置之情況_ 下，，好7%。所以，實施形態！的半導體雷射裝置，將有 利於高輸出化（高功率）及高效率化。 再者’實施形態1的半導體雷射裝置之上述計算結 果’雖針對將AlxGa^As-ESL5之A1組成比X設定為〇· 7的情 況，但是若將A1組成比X設定為〇. 45(η = 3· 57程 度）〜〇· 9 (η = 3· 24程度）範圍内的話，將可獲得相同的效 果。 以下，說明此半導體雷射裝置之製造方法。在此半導 體雷射裝置之製造步驟中，首先利用M〇CVD法等結晶成長 法，在n-GaAs基板1上依序形成：n —A1GaInP覆蓋層2、 馨
AlGalnP/GalnPMQW 主動層 3、p-AlGaInP 第 1 覆蓋層 4、
AlxGa 卜 xAs-ESL5、p-AlGaInP 第 2 覆蓋層 7、及p-GaAs 接觸層 8。其次，在半導體雷射裴置端面附近，利用經擴散而 將八1〇8 111?/6&111?以(^主動層3無秩序化，而形成端面窗區
2065-5969-PF(Nl).ptd 第10頁 1246812 五、發明說明（7) * 域11。然後，採用具備由光阻或絕緣膜等所構成既定圖案 的罩幕，對p-A 1 Gal nP第2覆蓋層7施行選擇性钱刻處理 而形成條紋狀凸部6。 在此譬如使用硫酸系或鹽酸系等蝕刻液，對 ρ-A 1 Ga I ηΡ第2覆蓋層7施行選擇性蝕刻處理。此钱刻處理 係僅要到達人1^31_)^3181^5的話便停止。其次，利用照相 製版與钱刻處理，去除條紋狀凸部6上的絕緣膜9而形成開 口部。然後，形成由金等所構成ρ-電極10與〇—電極14。藉 此便完成半導體雷射裝置。 實施形態2 · 以下說明本發明實施形態2。 第3圖所示係相關本發明實施形態2的半導體雷射裝置 之光導波路附近處之立面剖視圖。如第3圖所示，在此半 導體雷射裝置中，於n —GaAs基板i上，依序層積 著：n-AlGalnP 覆蓋層 2、AlGaInP/GaInPMQW 主動層 3、 5)一人1(^11^第1覆蓋層4、實質由0-人1^31_，3(^係〇〜1範圍内 的A1組成比）所構成具備條紋狀凸部6的p_A1GaInP第2覆蓋 層13(以下稱「P-AlxGai_xAs第2覆蓋層13」）、以及p-GaAs 接觸層8。 在此於p-A lxGai_x As第2覆蓋層13之除條紋狀凸部6之外鲁 的部分處’利用絕緣膜9而覆蓋著。然後，在p — GaAs接觸 層8與=緣，9上，設置¥p—電極1〇。此外，在n_GaAs基板 1下面設置著n—電極’並在半導體雷射裝置端面附近處形 成端面窗區域（參照第1圖）。
2065-5969-PF(Nl).ptd 第11頁 1246812 五、發明說明（8) " ' " ""~ 在此實施形態2的半導體雷射裝置中，如同上述實施 形態1的半導體雷射裝置，若對p_電極10與11—電極之間施 加電壓，而從p-電極1〇朝11—電極流通著臨限值以上電流的 a舌，田射光便在條紋狀凸部β下方通過a 1 q I nP/Ga I nPMQW 主動層3附近所形成的條紋狀光導波路，從端面窗區域放 射出於外面。 在此半導體雷射裝置中，p_AlxGai xAs第2覆蓋層13係 由與p-AlGalnP第1覆盍層4材料不同之材料所形成，其折 射率大致專於p-AlGalnP第1覆蓋層4的折射率。由如同實 施形態1之情況相同的理由，若將p —AlxGai xAs第2覆蓋層13鲁 之Α1組成比χ設定在0· 45以上、〇· 9以下的話，AlxGa! xAs折 射率將大致等於p-AlGalnP或n-AlGalnP的折射率。所以， 在此半導體雷射裝置中，便將p —A “Gah As第2覆蓋層1 3的 A 1組成比X設定為0. 7。 此半導體雷射裝置的各層3, 4, 13之折射率η乃如下所 示： A IGaInP/GaInPMQW 主動層 3:n = 3.65(井層） p-AlGalnP 弟1 覆 i 層4:η = 3·39 p-AlxGa^xAs 第2 覆蓋層Ι3:η = 3· 38(χ = 0. 7) 此半導體雷射裝置乃因為p-AlxGa^As第2覆蓋層13， _ 具有如同實施形態1之情況時的p-Al Gal nP第2覆蓋層 7(η = 3·39)相同程度折射率，因此半導體雷射裝置内的光 分布，便形成與未具備钱刻終止層之普通半導體雷射裝置 情況（參照第8圖、第9圖）相同程度。所以，其發光效率亦
2065-5969-PF(Nl).ptd 第12頁 1246812 五、發明說明（9) (將成^未餘刻終止層之普通半導體雷射裝置的情況 「^^/^^^^同樣的良好今相較於具備有由口^以丨^與 3 、、 QW結構之蝕刻終止層的習知半導體雷射裝置 ί : = t 力，7/°。所以，實施形態2的半導體雷射裝 置，將有利於高輸出化及高效率化。 舜#再者，實施形態2的半導體雷射裝置，P-AlxGai_xAs第2 復蓋層1 3 ^料的p — a IG a^x a s，在相較於習知半導體雷射裝 置之上覆蓋f材料的P —AlGalnP之下，較容易提高載子濃 度。因此，藉由提高載子濃度，便可降低p-AlxGai xAs第2 覆蓋層13的條紋狀凸部6阻抗，可提高高溫時或高輸出時《 巧輸出特性。3外，實施形態2中，雖將p_A匕GahAs第2覆 蓋層13之A1組成比x設定為〇·7，但是若將M組成比X設定 為〇· 45(η = 3· 57程度）〜〇· 9(η = 3· 24程度）範圍内的話，將可 獲得相同的效果。 以下，說明實施形態2的半導體雷射裝置之製造方 法三在此半導體雷射裝置之製造步驟中，首先利用m〇cvd 法等結晶成長法，在n —GaAs基板丨上依序形成：nA1GaInp 覆蓋層2 'AlGalnP/GalnPMQW主動層3、p —人…“⑽第丨覆蓋 層4、P-AlxGai_xAs第2覆蓋層13、及p —GaAs接觸層8。其 次，在半導體雷射裝置端面附近，利用經Zn擴散而冑 · AlGaInP/GaInPMQW主動層3無秩序化，而形成端面窗區域 (參照第1圖）。然後’採用具備由光阻或絕緣膜等所構成 既定圖案的罩幕，對p-AlxGai_xAs第2覆蓋層13施行選擇性 蝕刻處理，而形成條紋狀凸部6。
1246812 五、發明說明（ίο) _ 在此譬如使用氫氟酸 ~ 覆蓋層13施行選擇性蝕刻卢'寺蝕刻〉夜，對p-A/Gai-xAs第2 p-AlGaluP第1覆蓋層4的与心理。此蝕刻處理係僅要到達 絕緣膜9。然後，利用照相^止。其次，形成氮化膜等 凸部6上的絕緣膜9而形成門衣版與蝕刻處理，去除條紋狀 成P-電極10與η-電極（參昭^口部。然後，形成由金等所構 射裝置。 、、弟1圖）。藉此便完成半導體雷 依照本發明之半導體 止層乃由與各覆蓋層材料、衣置的話，因為單層蝕刻終 覆蓋層折射率大致相裳沾4不同的材料所形成，且具有與各
2上覆蓋声上彤&玫 折射率，因此可毫無障礙的再第I 2上後盍層上形成條紋狀凸部6，且將抑制與 =弟錢 展於上覆蓋層側，光不致滲出KGaAs接觸層等處，^ = 光吸收現象。 j 4低
2065-5969-PF(Nl).ptd 1246812 圖式簡單說明 第1圖係本發明實施形態1的半導體雷射裝置之立體示 意圖，其中部分為切剖圖。 第2圖係第1圖所示半導體雷射裝置的立面剖視圖。 第3圖係本發明實施形態2的半導體雷射裝置之立面剖 視圖。 第4圖係實施形態1之半導體雷射裝置内的能量位準、 與能帶線間隙能量分布圖。 第5圖係實施形態1之半導體雷射裝置内的光分布圖。 第6圖係具備ESL之習知半導體雷射裝置内的能量位 準、與能帶線間隙能量分布圖。 _ 第7圖係具備ESL之習知半導體雷射裝置内的光分布 圖。 第8圖係未具備ESL之普通半導體雷射裝置内的能量位 準、與能帶線間隙能量分布圖。 第9圖係未具備ESL之普通半導體雷射裝置内的光分布 圖。 第1 0圖係實施形態1的半導體雷射裝置 (AlGaAs-ESL)、具備ESL之習知半導體雷射裝置 (AlGalnP/GalnP)、及未具備ESL之普通半導體雷射裝置 (無ESL)的光輸出與輸入電流間之關係（P-I特性）圖。 _ 【符號說明】 1 n-GaAs 基板 2 n-AlGalnP 覆蓋層 3 AlGalnP/GalnPMQW 主動層
2065-5969-PF(Nl).ptd 第15頁 1246812 圖式簡單說明 4 p-AlGalnP第1覆蓋層
5 AlxGa卜xAs-ESL 6 條紋狀凸部 7 p-AlGalnP第2覆蓋層 8 p-GaAs接觸層 9 絕緣膜 1 Ο P -電極 1 1 半導體雷射端面附近所設置的端面窗區域 12雷射光 13 p-AlJahAs 第2 覆蓋層 _ 1 4 η -電極
2065-5969-PF(Nl).ptd 第16頁

Claims (1)

1246812 六、申請專利範圍 1. 一種半導體雷射裝置，包括··主動層、位於主動層 下側的下覆蓋層、位於主動層上側的第1上覆蓋層、位於 第1上覆蓋層上側的餘刻終止層、及位於餘刻終止層上側 而具有條紋狀凸部的第2上覆蓋層，在上述凸部下方形成 條紋狀光導波路， 其特徵在於： 蝕刻終止層係單層，並由與上述各覆蓋層材料不同的 材料所形成，且具有與上述各覆蓋層折射率大致相等的折 射率。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體雷射裝置，其中，籲 主動層係含GalnP，上述各覆蓋層係分別含有AlGalnP，而 I虫刻終止層係含有任意A1組成比X的AlxGa^As。 3. 如申請專利範圍第2項之半導體雷射裝置，其中， 上述A 1組成比X係0 . 4 5以上。 4. 一種半導體雷射裝置，包括：主動層、位於主動層 下側的下覆蓋層、位於主動層上側的第1上覆蓋層、位於 第1上覆蓋層上側且具條紋狀凸部的第2上覆蓋層，在上述 凸部下方形成條紋狀光導波路； 其特徵在於： _ 第2上覆蓋層係由與第1上覆蓋層材料不同的材料所形_ 成，且具有與第1上覆蓋層折射率大致相等的折射率。 5. 如申請專利範圍第4項之半導體雷射裝置，其中， 主動層係含GalnP，下覆蓋層與第1上覆蓋層係分別含有 A 1 G a I η P，而第2上覆蓋層係含有任意A 1組成比X的
2065-5969-PF(Nl).ptd 第17頁 1246812
2065-5969-PF(Nl).ptd 第18頁
TW092130413A 2002-11-06 2003-10-31 Semiconductor laser device TWI246812B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002322380A JP2004158615A (ja) 2002-11-06 2002-11-06 半導体レーザ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200412698A TW200412698A (en) 2004-07-16
TWI246812B true TWI246812B (en) 2006-01-01

Family

ID=32310389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW092130413A TWI246812B (en) 2002-11-06 2003-10-31 Semiconductor laser device

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7173273B2 (zh)
JP (1) JP2004158615A (zh)
KR (2) KR100682426B1 (zh)
CN (2) CN100426608C (zh)
DE (1) DE10351394A1 (zh)
TW (1) TWI246812B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060038057A (ko) * 2004-10-29 2006-05-03 삼성전기주식회사 반도체 레이저 소자 및 그 제조 방법
DE102008014193A1 (de) 2008-03-14 2009-09-24 Universität Stuttgart Vertikal-Resonator-Laser
JP2009094548A (ja) * 2009-02-05 2009-04-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置
JP2010278136A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Sony Corp 半導体レーザ
CN106340807A (zh) * 2016-10-25 2017-01-18 山东华光光电子股份有限公司 一种用于绿光标线仪的808nm半导体激光器结构

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5357535A (en) * 1992-01-14 1994-10-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser including an aluminum-rich AlGaAs etch stopping layer
JPH06244497A (ja) * 1993-02-19 1994-09-02 Sanken Electric Co Ltd 半導体レーザ装置
JPH0730188A (ja) * 1993-07-09 1995-01-31 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JP2814931B2 (ja) * 1994-01-24 1998-10-27 日本電気株式会社 半導体レーザ及びその製造方法
JPH0936479A (ja) * 1995-07-21 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザおよびその製造方法
GB2310316A (en) * 1996-02-15 1997-08-20 Sharp Kk Semiconductor laser
JPH10125995A (ja) 1996-10-18 1998-05-15 Nec Corp 半導体レーザ装置
JPH11204834A (ja) * 1997-11-14 1999-07-30 Sony Corp 半導体発光素子の製造方法
JPH11147798A (ja) * 1997-11-14 1999-06-02 Sony Corp 結晶成長方法および半導体発光素子の製造方法
JP3753216B2 (ja) * 1997-11-25 2006-03-08 富士写真フイルム株式会社 半導体レーザ装置
JP2000031585A (ja) * 1998-07-15 2000-01-28 Rohm Co Ltd 半導体レーザ装置
US6304587B1 (en) * 1999-06-14 2001-10-16 Corning Incorporated Buried ridge semiconductor laser with aluminum-free confinement layer
JP2001053382A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ装置
JP2001223436A (ja) * 2000-02-09 2001-08-17 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ装置
JP2001177193A (ja) * 1999-12-15 2001-06-29 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体レーザ装置
EP1198042B1 (en) * 2000-10-12 2006-05-10 Fuji Photo Film Co., Ltd. Semiconductor laser device with a current non-injection region near a resonator end face, and fabrication method thereof
JP2002171028A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Nichia Chem Ind Ltd レーザ素子

Also Published As

Publication number Publication date
KR100682426B1 (ko) 2007-02-15
CN100426608C (zh) 2008-10-15
KR100895056B1 (ko) 2009-04-30
US20040108508A1 (en) 2004-06-10
DE10351394A1 (de) 2004-06-09
US7173273B2 (en) 2007-02-06
JP2004158615A (ja) 2004-06-03
KR20060112257A (ko) 2006-10-31
CN1499684A (zh) 2004-05-26
TW200412698A (en) 2004-07-16
CN1306669C (zh) 2007-03-21
KR20040040377A (ko) 2004-05-12
CN1848567A (zh) 2006-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018083896A1 (ja) 半導体素子、半導体レーザ及び半導体素子の製造方法
TW201117500A (en) Edge emitting semiconductor laser
JP2003347677A (ja) 半導体レーザ素子
TWI246812B (en) Semiconductor laser device
TW200950241A (en) Semiconductor laser
US6625190B1 (en) Semiconductor laser device having thickened impurity-doped aluminum-free optical waveguide layers
JP2007194390A (ja) 半導体発光装置の製造方法
JP2005019953A (ja) 高次モード吸収層を有する半導体レーザーダイオード
JP2002299763A (ja) 半導体レーザ素子及びその作製方法
JPS6036118B2 (ja) 半導体レ−ザ装置
KR100493638B1 (ko) 질화물 반도체 레이저 다이오드
JP3144821B2 (ja) 半導体レーザ装置
JP2009094548A (ja) 半導体レーザ装置
JP2003224334A (ja) 半導体レーザ装置
JP2002270957A (ja) 半導体レーザ素子およびその製造方法
JPH0730188A (ja) 半導体レーザ素子
JP2010045412A (ja) 半導体レーザ装置
JPH10233553A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JP2004303901A (ja) 半導体レーザ装置およびその製造方法
JPH02231784A (ja) 半導体レーザ
JPH04127595A (ja) 半導体レーザ
JPH11346026A (ja) 半導体レーザ装置
JPH01166585A (ja) 半導体レーザ装置
JP2001237487A (ja) 半導体レーザおよびその製造方法
JPH02281680A (ja) 半導体レーザ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees