TWI257751B - Semiconductor laser device - Google Patents

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Description

1257751 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本舍明係關於半導辦帝射駐 ^ 執行高輸出動作的半導體;射裝置1別係具備散熱體立 【先前技術】 大哭I ^ = I Λ處理用光源或光通信的信號源、或光纖放 大為之激發光源用的半導辦帝 乂尤飘 作。此外，在冬裝置，乃要求高輸出動 α!Μ!〇：：； ί "^^ 缺1evel)與降低寬深比（咐⑻rati。）乃屬不可或 習知半導體雷射裝置的週知例， 路的半導體雷射中，藉由將 y /、脊形導波 從主動層觀之呈非對Ui方向的折射率分布設計成 模式之發生，•此便可施；高產2結原因的高階 ,..,^ j阿迷勤作’此外，將下霜嘗層 折射率設為大於上霜萏声4 度分布在*叙“層折率，且將所導波之光的光強 布於下f芸曰11，位移於基板側而形成大部分的光分 如參照二：二！二結果便形成降低寬深比的構造(例 ^ 忒1段落編號[〇〇17]、及第2圖）。 靠散：ί邊導體ΐ射裝置的週知例，有揭示藉由在 箏灼Ρ覆盍層上設置高折射率波導層，而將光分布 =巧覆蓋，，藉此降低主動層附近的光密 又n —于拍傷）此階，達高功率化的構造（例如參 第6頁 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 1257751 五、發明說明（2) 只?、專利文獻2段落編號[〇 〇 1 4 ]、及第1圖）。 再者，其他半導體雷射裝置的週知例，有揭示執行短 波長振盪的AlGalnP等4次元系半導體雷射之主動層，所 接設置的覆蓋中至少其中-者，由3元素系混晶（例如、 AllnP及GalnP)的各薄層半導體，週期積層所形成超晶格 構造4 7L素系覆蓋層構成，藉此降低混晶的次元，而減少 此晶中因無序所產生的散亂情況，《高熱傳率的構造（例 如參照專利文獻3段落[〇011]〜[〇〇13]、及第j圖）。 【專利文獻1】日本專利特開平丨號公報 【專利文獻2】曰本專利特開平7-381 93號公報 【專利文獻3】曰本專利特開平7 —17〇〇17號公報 【發明内容】 (發明欲解決之課題） 但是，因為在執行高輸出動作的半導體雷射裝置中， 如何將雷射晶片上所產生的熱有效的傳導於散熱體，乃屬 重要課題，因此不僅提昇扭結能階與降低寬深比，而且供 將產生熱傳導於散熱體用之構成半導體雷射的材料熱傳率 分布，將成為重要課題。 一 此外’半導體雷射中所使用的化合物半導體，組成將 密切關聯於折射率，且亦密切關聯熱傳率。 例如依照A. Afromowitz，n Thermal conductivity of Ga卜xAlxAs all〇ySn，J· Appl· Phys·，Vol.44，Νο·3， March 1 973，ρρ·1 292-1 294 的話，當 AlGaAs 的情況時，隨 1257751 III· 一 五、發明說明（3) A1組成比接近〇· 5，埶 ί成不利於熱移往散孰體之i的折射率之設 提供縮小垂直光束擴束角，減小古心，第1目的在於 情況，且藉由將對散熱體側的熱g J織^作時的端面劣化 動作時之可靠性的半導體雷射裝置。父，而提高高輸出 (供解決課題之手段） 本發明的半導體雷射裝置係包括·旦一 體；配設於此散熱體的主面上， 一主面的散熱 向之第i主面，及與此第U面相對3==熱體主面相對 型第1半導體層；配設於此第!半導體層：第=”導電 有與第1半導體第2主面相對向之第]曰 上’具 相對向之第2主面的主動層；以及第西；：2與此第1主面 面上，具有與主動層第2主面相對^此^動層的第2主 ,^ - τ句之第1主面，及鱼i卜篦 1主面相對向之第2主面的第2導電型 =弟 主動層第1主面與第1半導體層第工 ―'，/、中， 率，係較低於主動層第2主面與第2本 0 ^效折射 ΛΑ 士 乐Z +導體層第2主面之閽 = 且主動層第1主面與第1半導體層第心 之間的熱電㉟’係較小於主動層第2主面與第2 面 2主面之間的熱電阻。 版增弟 (發明之效果） 2118.6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第8頁 1257751 五、發明說明（4) &丰雷射裝置ί精由將主動層靠散熱體邊 ϊίίυ 率’設定為較小於非靠散熱體邊的半 —體層有效折射率’便可使光強度分布朝主動層非靠散執 體邊擴大，縮小寬深比’減小垂直光束擴束角，俾確保-良 好ίίΐί動作，同時藉由將配設於主動層靠散熱體邊的 半導體層熱電⑯，設定為較小於配設在主動層#靠散執體 邊的半導體層熱電阻，藉此便可形成對散熱體側的良好執 傳導。 ” 【實施方式】 實施形態1 第^圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置示 意圖。第2圖所示係本發明半導體雷射裝置的半導體層折 射率分布示意圖。 曰 在本實施形態1中，針對包括實施形態2以下之實施形 態在内的基本構造進行說明。 在第1圖中，半導體雷射裝置1〇係由散熱體的散熱座 1 2，及配设於此散熱座1 2上的半導體雷射元件1 3所構成。 半導體雷射兀件13係包夾著主動層14，積層著半導體層16 與半導體層1 8。在主動層1 4靠散熱座丨2邊的背後側配設半 導體層16 ’且在主動層14靠散熱座12邊配設半導體層18。 半導體層16係由距鄰接主動層ι4的第1層起，至離散 熱座1 2最遠的第11層所構成，第}層層厚為tal，熱傳率為 Aal，折射率nal，…，第η-1層層厚為tan-1，熱傳率為
第9頁 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 1257751 五、發明說明（5)
Aan~l ，折射率nan-4，第η ®展声批乂击方从 μ，折射率nan。 弟n層層异為tan，熱傳率為几 至離：Πί?層系由距鄰接主動層14的第1層起， # * 1 7m :遇的第m層所構成，第1層層厚為tbl，孰 =卜折射率nbl，…，第Η層層厚_…熱 Λ , h： / ，折射率nbm_1，第m層層厚為tbm，熱傳率 為Abm，折射率nbin。 #、丨哥平 $夕卜’在各層t ’將靠散熱體邊的主面設 :面面相對向的主面(即，非靠散熱體邊)的 導體ί=16Λ第n層係例如第2半導體的P-覆蓋層’半 導體層1—8中第m層係例如第！半導體的n_覆蓋層。 娃，貫施形態1的半導體層16與半導體層18之構造，係 構成付合下述2個條件（1)與（2)的狀態。即， °)半導體層18的熱傳導，較佳於半導體層16的熱傳 ^ ° (2)半導體層18的有效折射率（effective index) ’較低於半導體層16的有效折射率。 換句話說，條件（1)係當熱電阻與各層層厚成正比， 並與熱傳率成反比之時’便依式（丨）所示。即， tal/ Aal+ta2/ Aa2+ ... + tan-l/ λ an-1+tan/ Aan > tbl/ Aab + tb2/ Ab2+-. + tbm-l/ Abm-l+tbm/ Abm … 再者，條件2係依如下述規定。 現在將各層中的最低折射率設gnmin，將各層折射率
五、發明說明（6) 分布n(x)依第2圖所示折射率分布定義。 在此，t係設定為各層層厚的丨/2。例如，、_ · 第1層將成為ΐ = ，n(x)=nbl。 半導體層18 正規化 然後，有效折射率便可近似於正規化頰 頻率V可近似如式（2 )。即， 平 V = (2 η/ λ ) [n(x)2-nmin2 ]1/21 =^(2 tc / λ)[2πιίπχ Δ η ]1/21 …（2) 其中，△r^nUPnmin，λ係振盪波長。 結 所以，各層的有效折射率便由[△ η ρ,2賦 果’條件（2)便由式（3)所示。 、玫 [Anal ]1/2tal + [ Δ na2 ]1/2 ta2+··· +[ δ nan-1]1/2 tan~l + [ Anan]1/2tan>[ Anbl]1/2tbl + [ ^ nb2]1/2tb2+…+ [ Δη1)ΐη-l]i/Hbm-1 + [ ···〇) 如上述，本發明實施形態1的半導體雷射裝置，乃因 為相對主動層配設於靠散熱體邊的半導體層有效折射率 (即，主動層第1主面與半導體層18中第m層的第1主面之間 的有效折射率），構成較低於相對主動層配設於靠散熱體 邊之背後側的半導體層有效折射率（即，主動層第2主面與 半導體層1 6中第η層的第2主面之間的有效折射率），因此 半導體雷射的光強度分布，便將擴大於配設在主動層靠散 熱體邊的月後側之半導體層。即，藉由擴大光束，而降低 光密度’且南輸出時較不易發生端面劣化情況，可進行高 輸出動作’且因為垂直光束擴束角將縮小，因此便可縮小 寬深比。
第11頁 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 1257751 五、發明說明（7) 再者，配設於主動層靠散熱體邊的半導體層熱電阻 (即，主動層第1主面與半導體層18中第m層的第1主面之間 的熱電阻），將較小於配設在主動層靠散熱體邊之背後側 的半導體層熱電阻（即，主動層第2主面與半導體層μ中第 η層的第2主面之間的熱電阻），便可輕易的將主動層附近 所發生的半導體雷射產生熱，傳導於散熱體。 所以’便可構成能施行局輸出動作，且可輕易的將隨 高輸出動作所產生的產生熱’傳導於散熱體的半導體雷射 裝置。因而，便可提供高輸出動作可靠性較高的半導體雷 射0 另外，從實施形態2起乃屬於根據此實施形態1的基本 思考方式，更具體構成的實施形態。 實施形悲2 第3圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置立 體示意圖。第4圖所示係第3圖的IV-IV截面之半導體雷射 裝置切剖圖。 從實施形態2至實施形態5 ’係以當作振盪波長81〇ηπι 附近之固體雷射，如金屬熔接或切斷中所使用YAG雷射的 激發用光源使用之半導體雷射裝置為例，進行$明' 在第3圖中，半導體雷射裝置20係由半導體^雷射元件 22，及散熱體的CuW散熱座24所形成。斜線部分乃施行 電流狹窄的質子植入區域26，此第3圖的斜線;八並| = 刹視部分。被質子植入區域26所包夹的部分係°電刀流流通”區 域的帶狀區，帶狀區寬度係S。此外，此半暮/ 體雷射兀件
1257751 五、發明說明（8) 22係雷射共振器長度L，雷射元件寬度w。 例如，在此實施形態2中，雷射共振器長度L = 1 〇 〇 〇 a m，雷射元件寬度W = 20 0 ，帶狀區寬度S = 60 /zm。此外， 散熱座24厚度為〇. 3mm。 在第4圖中，半導體雷射元件22係配設有n-GaAs基板 28，以及在此n-GaAs基板28表面上，從靠n-GaAs基板28邊 起，依序配設第1半導體層的n-AlGaAs覆蓋層30(A1組成比 χ = 0·90，層厚t = 1.5/zm) '第3半導體層的無摻雜AlGaAs波 導層32(A1組成比χ = 〇·40，層厚t = 94nm)、AlGaAs主動層 34(A1組成比χ = 〇·1〇，層厚t = 16nm)、第4半導體層的無摻 雜AlGaAs波導層36(A1組成比χ = 0·40，層厚t = 94nm)、第2 半導體層的p-AlGaAs覆蓋層38(A1組成比x = 0.55，層厚 t = 1. 5 // m)、及p-GaAs 接觸層 40 〇 供將電流狹窄用的質子植入區域2 6係在元件寬度中央 處騰出電流流動區域的帶狀區而配設於二侧，在質子植入 區域26的深度方向，從p-GaAs接觸層40表面，施行質子植 入到達p-AlGaAs覆蓋層38厚度的中間程度。 然後，在p-GaAs接觸層40表面上配設p電極42。 再者，在n-GaAs基板28背面側形成η電極44，在此η電 極44表面上配設層厚約3/zm的鍍金層46，此鍍金層46與散 熱座2 4係利用銲錫而黏著。 此實施形態2係n-GaAs基板28相對於AlGaAs主動層 34，配設於靠散熱座24邊的上接面（j —UP)組裝。 其次，針對此實施形態2的半導體雷射動作進行說
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第13頁 1257751 五、發明說明（9) 明0 依照H· C· Causery Jr·，D· D· Shell, and Μ· B. Panish，"Refractive index of AlxGapxAs between 1· 2 and 1.8eVn, Appl. Phys. Lett., Vol. 24,No. 2, 15 January 1 974，ρρ·63 - 6 5的話，AlGaAs系材料的折射率將 隨A1組成比的增加而單調的減少，折射率η(χ)相對於μ組 成比可表為式（4 )。 ' n(x) = 3. 590-0· 710x-0.091 X2 …（4)
因為半導體雷射裝置20的n-A1 GaAs覆蓋層30之A1組成 比係x = 0.90，p-AlGaAs覆蓋層38的A1組成比係χ = 0·55，因 此若從式（4)計算折射率的話，n —a 1 GaAs覆蓋層30的折射 率為3.0 25 ’p-AlGaAs覆蓋層38的折射率為3.227。
所以’包夾著AlGaAs主動層34的無摻雜A1GaAs波導層 32與無摻雜AlGaAs波導層36，若考慮折射率、層厚均呈對 稱構造的話，位於AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後側 的無摻雜AlGaAs波導層36與p_AlGaAs覆蓋層38之有效折射 率，因為將較高於位於AlGaAs主動層34靠散熱座24邊的1 掺雜AlGaAs波導層32與n-AlGaAs覆蓋層30的有效折射率， 因此，光強度分布便將朝靠散熱座24邊之背後側的 P - AlGaAs覆蓋層38側擴大。 所以’因為垂直光束擴束角0 v將縮小，水平光束擴 束角0 h並無特別變化，因此垂直光束擴束角0 v相對於水 平光束擴束角0 h之比的寬深比將縮小。 再者，因為近場發光圖形（Near Field Pattern:NFP)
1257751 發明說明（10) "~" ----一 ---- =ω '與光束擴束角之間具有反比關係’因此若垂 ^擴束角0 ν縮小的話，近場發光圖形的光束直徑將 二，而降低光密度，所以，高輸出時的端面劣化情況將 減>、，可提高高輪出動作中的雷射二（以下稱「LD 之可靠性。 再者’若光強度分布朝靠散熱座24邊的背後侧之 P - AlGaAs覆蓋層38侧擴大的話，因n —A1GaAs覆蓋層3〇所引 起的自由載子吸收將降低，藉由減少光吸收，便可提升斜 率效率，可施行高輸出動作。 此外’依照上述Af r〇mowi tz論文的話，隨A1組成比從 〇起增加直到0 · 5附近為止，熱電阻將單調的增加，旦隨a ! 組成比攸0 · 5附近起更加增加的話，熱電阻將單調的減 少〇 在半導體雷射裝置20中，得知因為A IGaAs主動層34靠 散熱座24邊的n-AlGaAs覆蓋層30之A1組成比x = 0.90，而位 於AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後側的p-AlGaAs覆蓋 層38，A1組成比為χ = 〇·55，因而p-AlGaAs覆蓋層38熱傳率 將較低於η-AlGaAs覆蓋層30熱傳率。 依照W. B· Joice and R· W· Dixon，"Thermal resistance of heterostructure lasers", J. Appl.
Phys·，ν〇1·46，No.2，February 1 975，ρρ·855-862 的話， 便可計算半導體雷射的熱電阻。 若根據此計算半導體雷射裝置20熱電阻的話，便為 21. 54 °C/W 〇
1257751 五、發明說明（Η) 為求比較，將靠散熱座24邊的n-AlGaAs覆蓋層之A1組 成比’與p_AlGaAs覆蓋層38之A1組成比，均相同的設為 X - 〇·55 ’當然亦將層厚設為如同]^AiGaAs覆蓋層3〇層厚 t = 1.5/zm，其他規格均如同半導體雷射裝置2〇，並計算熱 電阻的話，此對稱折射率構造的比較例1之熱電阻便為2 i 90 〇C/W。 ’ 所以，此實施形態的半導體雷射裝置2 〇，在相較於 P^lGaAs覆蓋層與n-AlGaAs覆蓋層之A1組成比為相同的比 較例1之情況下，可達降低熱電阻約丨.6 %。 變化例1 第5圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。因為第5圖基本上乃如同第2圖所示構造，因 而第5圖的切剖位置亦是第3圖的〗v —〗v剖面。另外，在各 圖中，相同元件符號係指相同或相當。 第5圖所示半導體雷射裝置5〇不同於半導體雷射裝置 20之點，在於n-AlGaAs覆蓋層30a係A1組成比為x = 〇.9〇， 層厚設為t = 0· 4 /zm，p-AlGaAs覆蓋層38a係A1組成比為 x = 0.55，層厚設為t = 2.0#m。半導體雷射裝置5〇的其他構 造均如同半導體雷射裝置2〇。 八 在半導體雷射裝置20中，及在半導體雷射裝置5〇中， 均疋因為在A IGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後侧的 p-AlGaAs覆蓋層38與p-AlGaAs覆蓋層38a折射率，較高於 AlGaAs主動層34靠散熱座24邊的η-AlGaAs覆蓋層30與"； η-A IGaAs覆蓋層3〇a折射率，因此光強度分布將形成朝靠
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第16頁 1257751 五、發明說明（12) 放熱座24邊的背後側之P-AlGaAs覆蓋層38與p-AlGaAs覆蓋 層3 8 a侧擴大。 ^所以’即便AlGaAs主動層34靠散熱座24邊的n-AlGaAs $覆盍層層厚稍微變薄，仍不致受n-GaAs基板28的光學影 # °所以’在半導體雷射裝置5〇中，n —AlGaAs覆蓋層 便在維持著將A1組成比設為χ = 〇 · g 〇的情況下，將層厚設為 t = 〇 · 4 /z m。 ” ，者’光強度分布呈擴大的p —AlGaAs覆蓋層38a則在 維持著A1組成比&χ = 0·55之情況下，為求降低p —接觸 層40的光學影響，便將層厚增厚達t = 2.0/zm。 半導體雷射裝置50係如同半導體雷射裝置2〇， n-AlGaAs覆蓋層3〇a熱傳率較高於p —AiGaAs覆蓋層38&熱傳 率。而且，在半導體雷射裝置5〇中，因為n —A1GaAs覆蓋層 3〇a層厚，較薄於半導體雷射裝置“的^MGaAs覆蓋層⑽曰 層厚，從AiGaAs主動層34距離散熱座24間的距離較短"，因 此便將使對散熱座的熱傳導變容易，便可提高散熱效果。 半導體雷射裝置5 0的熱電阻約2 1 · 11 °c /W，相較於比 較例1的熱電阻之下，降低約3· 6%，相較於半導體雷射壯 置20的熱電阻之下，降低約2· 〇%。 田’衣 如上述，使實施形態的半導體雷射裝置，藉由將 AiGaAs主動層靠散熱體邊所配設的n —A1GaAs覆蓋層熱傳 導，设為較優於在AIGaAs主動層靠散熱體邊之背後側所配 没的p-AlGaAs覆蓋層熱傳導，便可輕易的將半導體雷射的 產生熱傳導於散熱體，且在將A1GaAs主動層靠散熱^邊所 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第17頁 <1 1257751 五、發明說明（13) -- 配設的n-AlGaAs覆蓋層折射率，設為較低於在A1GaAs主動 層靠散熱體邊之背後侧所配設的p —A1GaAs覆蓋層折射率， 因此半導體雷射的光強度分布便將朝靠散熱體邊之背後侧 所配汉的p-AlGaAs覆盍層侧擴大，而縮小寬深比，且藉由 擴大光束直徑，而降低光密度，在高輸出時便不易發生端 面劣化情況，可施行高輸出動作。 再者，降低因η-AlGaAs覆蓋層所引起的自由載子吸 收，藉由降低光吸收，便可提昇斜率效率，可施行高輸出 再者，因為光強度分布係形成朝靠散熱體邊之背後側 的P-AlGaAs覆蓋層側擴大，因而可將靠散熱座邊的 n AlGaAs覆盖層層厚變薄，可使對散熱座的熱傳導變為更 容易，可提高散熱效果。 所以，可構成能施行高輸出動作，且可輕易的將隨高 别出動作所產生的產生熱，冑導於散熱體的半導體雷射裝 *而且，可提供咼輸出動作可靠性較高的半導體雷射。 一 ：6圖所不係本發明一貫施形態的半導體雷射裝置立 射置σΐ]視圖。 W盥t ^ 6上中’半導體雷射裝置54係由半導體雷射元件 5 6與散熱座2 4所構成。 τ = 1 η 2如在此貫_施形態3中，亦是雷射共振器長度 ，雷射π件寬度W = 200 //m，帶狀區寬度s = 6〇 #
1257751 五、發明說明（14) m。此外，散熱座24厚度為〇. 3mm。 在第7圖中，半導體雷射元件56係配設有n-GaAs基板 28 ’以及在此n —GaAs基板28表面上，從靠n-GaAs基板28邊 起，依序配設第2半導體層的n-AlGaAs覆蓋層58(A1組成比 χ = 0·55，層厚t = 1.5#m)、第4半導體層的無摻雜AlGaAs波 導層32(A1組成比χ = 0·40，層厚t = 94nm)、AlGaAs主動層 3 4(A1組成比χ = 〇· 1〇，層厚t = 16nm)、第4半導體層的無摻 雜AlGaAs波導層36(A1組成比x = 〇.40，層厚t = 94nm)、第1 半導體層的p-AlGaAs覆蓋層60(A1組成比χ = 0·9，層厚t = l. 5 /zm)、及p-GaAs接觸層40。供將電流狹窄用的質子植入 區域2 6係在元件寬度中央處騰出電流流動區域的帶狀區而 配設於二侧，在質子植入區域26的深度方向，從p_GaAs接 觸層40表面，施行質子植入到達p —A1GaAs覆蓋層6〇厚度的 中間程度。 然後’在p-GaAs接觸層40表面上配設p電極42，在此p 電極42表面上配設層厚約3 的鍍金層46，此鍍金層46與 散熱座24係利用銲錫而黏著。 再者，在n-GaAs基板28背面側形成η電極44。 此實施形態3係n-GaAs基板28上所形成的磊晶成長 層，配設於靠散熱座24邊的下接面（J-DOWN)組裝。 其次’針對此實施形態3的半導體雷射動作進行說 明。 因為半導體雷射裝置54的p-Al GaAs覆蓋層60之A1組成 比係χ = 0·90，n-AlGaAs覆蓋層58的A1組成比係x = 0,55，因
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 1257751 五、發明說明（15) Ϊ ί f η式⑷計算折射率的話，P_AlGaAS覆蓋層60的折射 率為3.025，n-AlGaAs覆蓋層58的折射率為3 227。 所以，包夾著AlGaAs主動層34的無摻雜A1GaAs波導 32與無摻雜“以杬波導層36，若考慮折射率、層厚均 稱構造的話，位於A1GaAs主動層34靠散熱座24邊之背後 的無摻雜AlGaAs波導層32與η-AlGaAs覆蓋層58之有效折射 率，因為將較高於位於AlGaAs主動層34靠散熱座24邊的盔 摻雜AlGaAs波導層36與p_A1GaAs覆蓋層6〇的有效折射率*'，、、 因此，光強度分布便將朝AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之 背後側的n-AlGaAs覆蓋層58側擴大。 所以’因為垂直光束擴束角0 v將縮小，因此寬深比 將縮小。 再者’因為近場發光圖形（NFP)光束直徑將擴大，而 降低光密度，所以，高輸出時的端面劣化情況將減少，可 提高高輸出動作中的LD可靠性。 在半導體雷射裝置54中，得知因為AlGaAs主動層34靠 散熱座24邊的p-AlGaAs覆蓋層60之A1組成比χ = 0·90，而位 於AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後側的n-AlGaAs覆蓋 層58 ’ A1組成比為叉=0· 55，因而n —A1GaAs覆蓋層58熱傳率 將較低於p-AlGaAs覆蓋層60熱傳率。 若計算半導體雷射裝置54熱電阻的話，便為9. 06 t /W 〇 為求比較，將靠散熱座24邊的p-AlGaAs覆蓋層之A1組 成比’與n-AlGaAs覆蓋層58之A1組成比，均相同的設為
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第20頁 1257751 五、發明說明（16) 胃：亦將層厚設為如同P-AlGaAs覆蓋層6〇异 ，其他規格均如同半導體雷射裝置54，並匕 電阻的話，此對稱折射率構 I计异熱 9· 54 °c/w。 町千偁仏的比較例2之熱電阻便為 所以，此實施形態的半導體雷射裝置54 p-MGaAS覆蓋層與卜A1GaAs覆蓋 === 較例2之情況下，可達降低熱電阻約5 〇%。成匕為相同的比 變化例2 第8圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射傲 化例剖視圖。因為第8圖基本上乃如同第6圖所示構造二 而第8^圖的切剖位置亦是如同第6圖的VII—νΐί剖面。 第8圖所示半導體雷射裝置7〇不同於半導體雷射裝置 54之點’在於p-AlGaAs覆蓋層60a係A1組成比為χ = 0·9〇， 層厚設為t = 0.4/zm，n —AlGaAs覆蓋層58a係Α1組成比為 X二0. 55，層厚設為t = 2· 〇 。半導體雷射裝置7〇的其他構 造均如同半導體雷射裝置54。 在半導體雷射裝置54中，及在半導體雷射裝置7〇中， 均是因為在AIGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後側的 η - AlGaAs覆蓋層58與n-AlGaAs覆蓋層58a折射率，較高於 AlGaAs主動層34靠散熱座24邊的P-AlGaAs覆蓋層60與 p-AlGaAs覆蓋層60a折射率，因此光強度分布將形成朝靠 散熱座24邊的背後側之n-AlGaAs覆蓋層58與n-AlGaAs覆蓋 層58a側擴大。所以，即便靠散熱座24邊的p-AlGaAs覆蓋 層60層厚稍微變薄，仍不致受p-GaAs接觸層40的光學影
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第21頁 1257751 '^---- 五、發明說明（17) 響。所以，在半導體雷射裝置7〇中，p_AlGaAs覆蓋層6〇a 更在維持著將A1組成比為x = 0. 9〇的情況下，將層厚減薄至 t = 〇· 4 “m 〇 ，者，光強度分布呈擴大的^A1GaAs覆蓋層58a則在 ^持著A1組成比為χ = 〇· 55之情況下，為求降低n-GaAs基板 28的光學影響，便將層厚增厚達t = 2 〇 。 半導體雷射裝置70係如同半導體雷射裝置54， P，AlGaAs覆蓋層60a熱傳率較高於n —A1GaAs覆蓋層58a熱傳 率。而且，在半導體雷射裝置7〇中，因為p — A1GaAs覆蓋層 6〇a^層厚，較薄於半導體雷射裝置54的？ —A1GaAs覆蓋層“曰 層厚，從AlGaAs主動層34距離散熱座24間的距離較短，因 此便將使對散熱座的熱傳導變容易，便可提高散熱效果。 半導體雷射裝置7 0的熱電阻約8 · 3 8 °C /W，相較於比輕 例2的熱電阻之下，降低約12」％，相較於半導體雷射= 54的熱電阻之下，降低約7. 5%。 、罝 變化例3 第9圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置 化例剖視圖。因為第9圖基本上乃如同第6圖所示構造，”因 而第9圖的切剖位置亦是如同第6圖的v〗丨_v n剖面。 第9圖所示半導體雷射裝置74不同於半導體雷射裝置 54之點，在於n-AlGaAs覆蓋層58b係A1組成比為x = 0.^， 層厚設為t = 1.5/zm，藉此便將^A1GaAs覆蓋層58b與 p - AlGaAs覆盍層60設為相同的A1組成比、相同層厚，且 同於AIGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後侧的無摻雜 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第22頁 1257751 五、發明說明（18) --
AlGaAs波導層32(A1組成比χ = 〇·4〇，層厚t = 94nm)。半導體 雷射裝置7 4的其他構造均如同半導體雷射梦i 5 4。 ' 在此半導體雷射請4中+ = P-AlGaAs覆蓋層60具有相同的折射率，但是因為配設於 AlGaAs主動層34靠散熱座24邊的無摻雜AiGaAs波導層 36b ’較低於AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後侧的無 摻雜AlGaAs波導層32折射率，因此光強度分布將形成朝 AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後側的無摻雜A1GaA^ 導層32側擴大。 此外’相關熱傳率’因為配設於A1 a A s主動層3 4靠散 熱座24邊的無摻雜AlGaAs波導層36b熱傳率，較高於 AlGaAs主動層34靠散熱座24邊之背後側的無摻雜A1GaAs波 導層32熱傳率，因此在A1GaAs主動層34附近所產生的熱， 便容易傳導於散熱座24，使散熱變良好。 μ 因為此半‘體雷射裝置γ 4亦是雷射共振器長度L=i〇〇〇 ，/雷射元件寬度w = 2〇〇以瓜，帶狀區寬度s = 6〇 “瓜，所 以’從AlGaAs主動層34至散熱座24間的熱電阻便為約9〇4 °C/W，相較於比較例2熱電阻9· 54 cc/w之下，降低 · 5· 2%。 ' 變化例4 第1 0圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例，視圖。因為第丨〇圖基本上乃如同第6圖所示構造， 因而，10圖的切剖位置亦是如同第6圖的VII-VII剖面。 第10圖所示半導體雷射裝置76不同於半導體雷射裝置
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之點’在於半導體雷射裝置54為由p-AlGaAs覆蓋層60 — 曰所構成’相對於此，半導體雷射裝置76則具備有靠近 P —GaAs接觸層4〇邊的p —A1GaAs第1覆蓋層78a(Ai組成比 X 〇· 55 ’層厚ΐ = 0· 3 、與靠近無摻雜AlGaAs波導層36 、的P-AlGaAs第2覆蓋層78b(Al組成比χ = 〇·9，層厚t = 0.2 //m)。半導體雷射裝置76的其他構造均如同體雷射裝 置54 〇 在此半導體雷射裝置76中，因為p-AlGaAs第2覆蓋層 折射率，較低覆蓋層58折射率，因此光強
度分布便將朝靠散熱座24邊之背後側的無摻雜AlGaAs波導 層3 2侧擴大。 此外’相關熱傳率，因為配設於AlGaAs主動層34靠散 熱座24邊的p - A1GaAs第2覆蓋層78b熱傳率，較高於A1GaAs 主動層34靠散熱座24邊之背後側的n-AlGaAs覆蓋層58熱傳 率’且靠散熱座24邊所配設的p-AlGaAs第2覆蓋層78b與 P-AlGaAs第1覆蓋層78a之層厚總計，較薄於n-AlGaAs覆蓋 層58層厚，所以在AlGaAs主動層34附近所產生的熱，便容 易傳導於散熱座24，使散熱變良好。 因為此半導體雷射裝置74亦是雷射共振器長度l = 1 〇〇〇 Am ’雷射元件寬度w = 2〇〇 ，帶狀區寬度S = 60 /ζιη，所 以’從AlGaAs主動層34至散熱座24間的熱電阻便為約9. 44 °C/W，相較於比較例2熱電阻9. 54 °C/W之下，降低約1%。 如上述，使實施形態的半導體雷射裝置，藉由將 AlGaAs主動層靠散熱體邊所配設的p-AlGaAs層折射率，設
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第24頁 1257751 五、發明說明（20) 為較低於在A1 GaAs主動層靠散熱體邊之背後側所配設的 η-A IGaAs層折射率，因此半導體雷射的光強度分布便將朝 靠散熱體邊之背後側所配設的n_Al GaAs層擴大，且藉由擴 大光束直徑而降低光密度，在高輸出時便不易發生端面劣 化情況，可施行高輸出動作，而且寬深比將變小，同時將 A IGaAs主動層靠散熱體邊所配設的p-A IGaAs層熱傳導，設 為較優於在A 1 Ga As主動層靠散熱體邊之背後側所配設的 n-A IGaAs層熱傳導，藉此便可輕易的將半導體雷射的產生 熱傳導於散熱體。 再者，因為光強度分布 的n-AlGaAs覆蓋層側擴大， P-A IGaAs覆蓋層層厚變薄， 容易，可提高散熱效果。 所以’可構成能施行高 輸出動作所產生的產生熱， 置。而且，可提供高輸出動 實施形態4 係形成朝靠散熱體邊之背後侧 因而可將靠散熱座邊的 可使對散熱座的熱傳導變為更 輸出動作’且可輕易的將隨高 傳導於散熱體的半導體雷射裝 作可罪性較高的半導體雷射。 第11 體示意圖 圖所示係本發明_ 實施形態的半導體雷射裝置立 此實施形態4的半導體雷射裝 圖所示，此實施形態的半導體 土本構造亦疋如同弟3 再者，此實施形態的半導體 ®1 τ丄v v m * 亍导骽田射裝置，亦是屬於上接 侧波導層分別具備2層之事項，曰乃、〜’就15側波導層與n 射F詈，篦立丨/ 乃不同於第3圖的半導體雷 射巧第，的切剖位置亦是同為
2118-6515-PF(N3)；Ahddub.ptd 第25頁 1257751 五、發明說明（21) 面（J-UP)組裝。 再者，此實施形態的半導體雷射裝置，覆蓋層係由含 A1的AlGaAs或AlGalnP所構成，其他層（主動層、波導層、 接觸層、基板等）則為實質未含A1的無a 1構造。 在第11圖中’半導體雷射裝置8 〇係由半導體雷射元件 2 2與散熱座2 4所形成。半導體雷射裝置8 〇亦是例如雷射共 振器長度L = 1 0 00 /zm，雷射元件寬度w = 20 0 /zm，帶狀區寬 度3 = 60//111。此外，散熱座24厚度為〇.3111111。 半導體雷射元件22係配設有n-GaAs基板28，以及在此 n-GaAs基板28表面上’從靠n-GaAs基板28邊起，依序配設 11-八16&人3覆蓋層30(人1組成比5^0.90，層厚七=1.5//111)、無
摻雜InGaP波導層82(Ga組成比y = 0.51，層厚t = 120nm)、無 摻雜InGaAsP波導層84(Ga組成比y = 〇· 63，As組成比 ζ = 0·25，層厚 t = 20nm)、InGaAsP 主動層 86(Ga 組成比 y = 0.87，As 組成比 ζ = 0·74，層厚 t = 16nm)、無摻雜 lnGaAsP 波導層88(Ga組成比y = 0.63，As組成比ζ = 0·25，層厚 t = 20nm)、無摻雜I nGaP波導層9Ο (Ga組成比y = 〇. 5 1，層厚 t = 120nm)、p-AlGaAs 覆蓋層 38(A1 組成比 χ = 0· 55，層厚 t = l. 5 /z m)、及p-GaAs接觸層40。供將電流狹窄用的質子 植入區域2 6係在元件寬度中央處騰出電流流動區域的帶狀 區而配設於二側，在質子植入區域2 6的深度方向，從 P - GaAs接觸層40表面，施行質子植入到達p-AlGaAs覆蓋層 38厚度的中間程度。另外，在p-GaAs接觸層40表面上配設 P電極4 2。
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第26頁 1257751 i、發明說明（22) 再者’在n-GaAs基板28背面側形成η電極44，在此η電 極表面上配設層厚約3//[11的鍍金層46，此鍍金層46與散熱 座2 4係利用銲錫而黏著。 此實施形態4係n-GaAs基板28配設於靠散熱座24邊的 上接面（J-UP)組裝。 在此半導體雷射裝置80中，包夾著InGaAsP主動層86 的無摻雜InGaP波導層82與無摻雜InGaAsP波導層84、及無 換雜InGaAsP波導層88與無摻雜InGaP波導層90，係形成材 料構造與層厚呈對稱構造。所以，因為半導體雷射裝置8〇 的n-AlGaAs覆蓋層30之A1组成比係χ = 0· 90，p-AlGaAs覆蓋 層38的A1組成比係χ = 〇· 55，因此若從式（4)計算折射率的 話’n-AlGaAs覆蓋層30的折射率為3·025，p-AlGaAs覆蓋 層38的折射率為3.227。 所以’若考慮無摻雜InGaP波導層82、無摻雜InGaAsP 波導層84、InGaAsP主動層86、無摻雜InGaAsP波導層88、 無掺雜InGaP波導層90係包夹著InGaAsP主動層86，且折射 率與層厚均呈對稱構造之事的話，位於InGaAsP主動層86 靠散熱座24邊之背後侧的無摻雜InGaAsP波導層88、無掺 雜InGaP波導層90、及p —AlGaAs覆蓋層38之有效折射率， 因為將較高於位於InGaAsP主動層86靠散熱座24邊的無摻 雜InGaP波導層82、無摻雜InGaAsP波導層84、及n-AlGaAs 覆盍層3 0的有效折射率，因此，光強度分布便將朝靠散熱 座2 4邊之背後側的p — a 1 (j a a s覆蓋層3 8側擴大。 所以’因為垂直光束擴束角0 v將縮小，寬深比將縮
211B-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第27頁 1257751 五、發明說明（23) 小0 、> α再者’因為若垂直光束擴束角0 V縮小的話，近場發 光Τ形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出時 的^面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的可靠 性。 再者’若光強度分布朝靠散熱座24邊之背後側的 Ρ 一 AlGaAs覆蓋層38側擴大的話，因n-AlGaAs覆蓋層30所引 起的自由載子吸收將降低，藉由減少光吸收，便可提升斜 率效率，可施行高輸出動作。 在半導體雷射裝置80中，因為in(；a A sP主動層86靠散 熱座24邊的n-AlGaAs覆蓋層30之“組成比χ = 〇·9〇，而位於 InGaAsP主動層86靠散熱座24邊之背後側的p — AlGaAs覆蓋 層38’A1組成比為χ = 〇·55，因而p — AiGaAs覆蓋層38熱傳率 將較低於n-AlGaAs覆蓋層30熱傳率。所以，在丨“^“主 動層86附近所產生的熱，便將容易傳導於散熱座24而構成 優越的散熱構造。 變化例5 第1 2圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。第12圖的切剖位置亦是第3圖的ly-IV剖面。 第1 2圖所示半導體雷射裝置96不同於半導體雷射裝置 80之點，在於inGaAsP主動層86，以及包夾著InGaAsp主動 層86的無摻雜InGaP波導層82與無摻雜丨“以#波導層84、 及無摻雜InGaAsP波導層88與無摻.InGap波導層9〇，係材 料構造與層厚均設為如同半導體雷射裝置8〇，且n —A1GaAs
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覆蓋層3〇umi組成比為2=0.90，層厚設為t=〇 4 P-AlGaAs覆蓋層38a係A1組成比為x = 〇. 55，層λ Α △所二，^半導體雷射裝置96中’將如同變化例1，因 為n-AlGaAs覆盍層30a層厚，較薄於半導體雷射裝置8〇 ^AlGaAs覆蓋層30層厚，從InGaAsP主動層86距離散熱座 24間的距離較短，因此便將使對散熱座的熱傳導變容易， 便可提高散熱效果。 變化例6 第1 3圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。第13圖的切剖位置亦是第3圖的IV-R剖面。 在第13圖中’半導體雷射裝置1〇〇係由半導體雷射元 件2 2與散熱座2 4所構成。半導體雷射裝置丨〇 〇亦是例如雷 射共振器長度L = 1 000 //π!，雷射元件寬度w = 2〇〇 ，帶狀 區寬度S = 60 /zm。此外，散熱座24厚度為〇3fflm。 半導體雷射裝置1〇〇不同於半導體雷射裝置8〇之點， 在於半導體雷射裝置80係配設著n-aIGaAs覆蓋層30與 P-AlGaAs覆蓋層38，相對於此，半導體雷射裝置1〇()則配 5又著n-AlGalnP覆盍層ΐ〇2(Α1組成比1 = 0.36、Ga組成比 m = 0· 15、In 組成比η = 〇· 49，層厚設為 t = 、及 P-AlGalnP覆蓋層104(A1組成比1 = 〇· 255、Ga組成比 m = 0.255、In組成比n = 〇.49 ’層厚設為t = 。其他構 造則如同半導體雷射裝置80。
1257751 五、發明說明（25) 在此半導體雷射裝置100中，無摻雜111(^卩波導層82、 無摻雜InGaAsP波導層84、11^&人3?主動層86、無摻雜 InGaAsP波導層88、及無摻雜inGap波導層90，係包夹著 InGaAsP主動層86，且材料構造與層厚係呈對稱構造狀 態。 依 feH· Tanaka， Y. Kawamura， and H· Asahi， ,f Refractive indices of In0i49Ga0 51.xAlxP lattice matched to GaAs丨'，J· App. Phys·, Vol· 59，Νο·3，1 February 1986，ρρ·985-986 的話，在AlGalnP 中，若A1 組 成比增加的話，折射率將降低。 所以’在半導體雷射裝置1〇〇中，n_A1GaInP覆蓋層 102的A1組成比為ΐ = 〇· 36，p-AlGalnP覆蓋層104的A1組成 比為1 = 0. 255。因此，p-a 1 Gal nP覆蓋層1 04折射率將較高 於n-AlGalnP覆蓋層1〇2折射率。 所以，無摻雜1nGaP波導層82、無摻雜InGaAsP波導層 84、InGaAsP主動層86、無摻雜InGaAsP波導層88、及無摻 雜InGaP波導層90，若考慮包夾著InGaAsP主動層86，且材 料構ie與層厚形成對稱構造的話，位於ingaAsp主動層80 罪政熱座2 4邊之背後側的無摻雜I n Q a a s p波導層8 8、無摻 雜InGaP波導層90、及p-AlGalnP覆蓋層104之有效折射 率，將較高於在InGaAsP主動層86靠散熱座24邊所配設的 無摻雜InGaP波導層82、無摻雜InGaAsP波導層84、及 n-AlGalnP覆蓋層1〇2之有效折射率。 因而，光強度分布便將朝靠散熱座24邊之背後侧的
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p-AlGalnP覆蓋層i〇4側擴大。 所以，因為垂直光束擴束角0 v將縮小，寬深比將縮 小 〇 再者，因為若垂直光束擴束角0 V縮小的話，近場發 光圖形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出時 的端面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的L])可靠 性。 再者，♦光強度分布朝靠散熱座2 4邊之背後側的 p-AlGalnP覆蓋層1〇4側擴大的話，因n-AlGaInP覆蓋層102 所引起的自由載子吸收將降低，藉由減少光吸收，便可提 升斜率效率，可施行高輸出動作。 再者，依照H· Fujii，Y· Ueno，and K. Endo， Effect of thermal resistiveity on the catastrophic optical damage power density of AlGalnP laser diodes", Appl. Phys. Lett. Vol. 62, no· 17， 26 April 1 993 的話，在 AlGalnP 中，若A1 組成比 增加的話，熱傳率將提高。 在半導體雷射裝置100中，n-AlGalnP覆蓋層102的A1 組成比為1 = 0. 36，p-AlGalnP覆蓋層104的A1組成比為1 = 0. 255。因此，在InGaAsP主動層86靠散熱座24邊所配設的 η - AlGalnP覆蓋層102熱傳率，便將較高於在InGaAsP主動 層86靠散熱座24邊之背後側所配設的p-AlGalnP覆蓋層104 熱傳率。所以，在InGaAsP主動層8 6附近所產生的熱，便 將容易傳導於散熱座2 4而構成優越的散熱構造。
1257751 五、發明說明（27) 變化例7 μ第14圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。第14圖的切剖位置亦是第3圖的iy_IV剖面。 第1 4圖所示半導體雷射裝置丨丨〇不於 置100之點，在於W主動層86,以及包爽著InGaAsP ^動層86的無摻^nGaP波導層82與無推雜論…波導層 84、及無摻.InGaAsP波導層88與無摻雜丨^訏波導層9〇， 係材料構造與層厚均設為如同半導體雷射裝置1〇〇，且 n-AlGalnP覆蓋層l〇2a係“組成比為1 = 〇36、以組成比為 m = 0. 255、In 組成比為m = 〇. 49，層厚設為t = 〇. 4 ， P-AlGalnP覆蓋層l〇4a係A1組成比為ι = 0. 255、Ga組成比為 m = 0.255、In組成比為m = 〇.49，層厚設為卜2 〇 “η。此 外’半導體雷射裝置110的其他構造均如同.半導體雷射事 置 100。 " 所以，在半導體雷射裝置110中，將如同變化例1相同 的理由’因為n-AlGalnP覆蓋層102a層厚，較薄於半導體 雷射裝置100的n-AlGaInP覆蓋層102層厚，從InGaAsP主動 層8 6距離散熱座2 4間的距離較短，因此便將使對散熱座的 熱傳導變容易，便可提高散熱效果。
如上述’此實施形態的半導體雷射裝置中，覆蓋層係 由含A1的AlGaAs 'AlGalnP所構成，而其他的層（主動層、 波導層、接觸層、基板等）則屬於實質未含A1的無A1構造 的半導體雷射裝置中，將具備有如同實施形態2相同的效 果0
1257751 五、發明說明（28) 實施形態5 第1 5圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置剖 視圖。 ^此貫_施形態5的半導體雷射裝置基本構造，亦是如同 第6圖所不構造，在此實施形態的半導體雷射裝置中，僅p 側波導層與n側波導層分別具有2層之事項，不同於第6圖 所不半導體雷射裝置，且第丨5圖的切剖位置亦是與第6圖 之V11 -VI I剖面為相同切剖位置。 再者’此實施形態的半導體雷射裝置，亦是屬於下接 面（J-DOWN)組裝。 再者’此實施形態的半導體雷射裝置，覆蓋層係由含 A1的AlGaAs或AlGalnP所構成，其他層（主動層、波導層、 接觸層、基板等）則為實質未含A丨的無A丨構造。 在第15圖中’半導體雷射裝置114係由半導體雷射元 件56與散熱座24所形成。半導體雷射裝置114亦是例如雷 射共振器長度L= 1 00 0 /zm，雷射元件寬度ff = 2〇〇 ，帶狀 區寬度S = 60 。此外，散熱座24厚度為〇. 3mm。 半導體雷射裝置114之半導體雷射元件56係配設有 n-GaAs基板28，以及在此n —GaAs基板28表面上，從靠 η-GaAs基板28邊起，依序配設第2半導體層的n —A1GaAs覆 盍層58(A1組成比χ = 0·55，層厚t = 1.5/zm)、無摻雜InGaP 波導層82(Ga組成比y = 0.5l，層厚t = 120nm)、無摻雜 InGaAsP波導層84(Ga組成比y = 〇.63，As組成比ζ = 〇·25，層 厚 t = 20nm)、InGaAsP 主動層 86(Ga 組成比 y = 0,87，As 組成
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第 33 頁 1257751 五、發明說明（29) 比ζ = 0·74，層厚t = l6nm)、無摻雜InGaAsp波導層88((^组 成比y = (K 63，As組成比ζ = 0·25，層厚t = 2〇nm)、無摻雜 InGaP波導層90(Ga組成比y = 0.51，層厚t = 12〇nm)、第㈠ 導體層的p-AlGaAs覆蓋層60(A1組成比χ = 〇· 9，層厚t = i· 5 /zm)、及p-GaAs 接觸層 40。 · 供將電流狹窄用的質子植入區域26係在元件寬度中央 處騰出電流流動區域的帶狀區而配設於二側，在質子植又 區域26的课度方向，從p —GaAs接觸層4〇表面，施行質子植 入到達p-AlGaAs覆蓋層60厚度的中間程度。 、 另外，在p-GaAs接觸層40表面上配設p電極42，在此p 電極42表面上配設層厚約3 # m的鍍金層46，此鍍金層與 散熱座2 4係利用銲錫而黏著。 ” 在此半導體雷射裝置114中，無摻雜111(^?波導層82與 無摻雜InGaAsP波導層84、及無摻雜InGaAsp波導層“與^ 摻雜InGaP波導層90，係包夾著InGaAsP主動層86且材料構 成與層厚形成對稱構造。 所以，因為半導體雷射裝置114的11-41(^^覆蓋層58 之A1組成比係x = 0· 55，p —A1GaAs覆蓋層6〇的^組成比係 χ = 0· 9，因此若從式（4)計算折射率的話，n —A1GaAs覆蓋層 58折射率為3.227，p-AlGaAs覆蓋層60折射率為3.025。 、省所以，若考慮無摻雜InGaP波導層82與無摻雜InGaAsP 波‘層84、及無摻雜inGaAsp波導層88與無掺雜^以？波導 層90係包夾著inGaAsp主動層86，且折射率與層厚均呈對 稱構造之事的話，位於InGaAsP主動層86靠散熱座24邊之 第34頁 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 1257751 五、發明說明（30)" ' -- 背後侧的無掺雜InGaP波導層82、無摻雜111(^^{)波導層 84、及n-AlGaAs覆蓋層58之有效折射率，因為將較高二位 於無摻雜InGaAsP波導層84靠散熱座24邊的無摻雜InGaAsp 波導層88、無摻雜InGaP波導層9〇、及卜^以虹覆蓋層6〇 的有效折射率，因此，光強度分布便將朝靠散熱座24邊之 背後側的n-AlGaAs覆蓋層58側擴大。所以，因為垂亩朵走 擴束角θν將縮小，寬深比將縮小。 因為孟直先束 再者，因為若垂直光束擴束角0 ν縮小的話，近場發 光圖形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出時
的端面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的LD 性。 土此外，在半導體雷射裝置114中，因為InGaAsp主動層 86靠散熱座24邊的p-AlGaAs覆蓋層60之A1組成比χ = 〇· 90， 而位於InGaAsP主動層86靠散熱座24邊之背後側的 ^AlGaAs覆蓋層58，^組成比為χ=〇·55，因而η —Αΐ{^“覆 盍層58熱傳率將較低於p —A1GaAs覆蓋層6〇熱傳率。所以， 在InGaAsP主動層86附近所產生的熱，便將容易傳導於散 熱座24而構成優越的散熱構造。 變化例8 第1、6圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。第1 6圖的切剖位置亦是如同第6圖之v丨丨—v j工 J面的相同切剖位置。此變化例8的半導體雷射裝置亦是 屬於下接面（J-DOWN)組裝。 第16圖所示半導體雷射裝置12〇不同於半導體雷射裝
1257751 五、發明說明（31) 置U4之點，在於jnGaAsP主動層86，以及包夾著InGaAsP 主動層86的無摻雜InGaP波導層82與無摻雜inGaAsP波導層 W、及無掺雜inGaAsP波導層88與無摻雜inGaP波導層90， 係材料構造與層厚均設為如同半導體雷射裝置8〇，且 卜AlGaAs覆蓋層60a係A1組成比為x = 〇. 90，層厚設為t = 〇· 4 ’n —A1GaAs覆蓋層58^Μ1組成比為又^ ^，層厚設為 t = 2· 0 am。此外，半導體雷射裝置12〇的其他構造均如同 半導體雷射裝置114 〇 、 所以’在半導體雷射裝置1 2 0中，將如同變化例2，因
為P AlGaAs覆蓋層60a層厚’較薄於半導體雷射裝置114的 卜AlGaAs覆蓋層60層厚，從A1GaAs主動層34距離散熱座24 門的距離較短，因此對散熱座的熱傳導將較半導體雷射裝 置11 4更為容易，便可提高散熱效果。 變化例9 第17圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 匕例剖視圖。第1 7圖的切剖位置亦是如同第6圖的v丨卜v工j 剖面。
f弟17圖半導體雷射裝置124係由半導體雷射元 熱座24所構成。半導體雷射裝置124亦是例如雷 器長度1^_〇心，雷射元件寬度w=2GMm，帶狀 見度S = 6〇以"1。此外，散熱座24厚度為0.3襲。 於：：體雷射裝置124不同於半導體雷射裝置ιΐ4之點， Γγ A導ΐ ί射裝置114係配設著“1GaAs覆蓋層60與 a s是蓋層58，相對於此，半導體雷射裝置124則配
1257751 五、發明說明（32) —' 設著n-AlGalnP覆蓋層126(A1組成比1 = 〇· 255、Ga組成比 mO.255、In組成比η = 〇·49，層厚設為七=1.5#111)、及 P-AlGalnP覆蓋層128(Α1組成比1 = 0. 36、Ga組成比 m = 〇· 15、In組成比η = 〇·49，層厚設為t = 1· 5 。其他構 造則如同半導體雷射裝置11 4。 在此半導體雷射裝置124中，無摻雜inGaP波導層82與 無摻雜InGaAsP波導層84、及無摻雜InGaAsP波導層88與無 摻雜InGaP波導層90，係包失著inGaAsP主動層86，且材^ 構造與層厚係呈對稱構造狀態。 因為在AlGalnP中，若A1組成比增加的話，折射率將 降低，因此，n-A1 Gal nP覆蓋層126折射率將較高於 P - AlGalnP覆蓋層128折射率。所以，無摻雜丨“#波導層 82與無摻雜InGaAsP波導層84、及無掺雜in(jaAsP波導層88 與無摻雜InGaP波導層90，若考慮包夾著in(jaAsP主動層 86 ’且材料構造與層厚形成對稱構造的話，位於InGa/sp 主動層86靠散熱座24邊之背後側的無摻雜InGaP波導層 82、無摻雜InGaAsP波導層84、及n-AlGalnP覆蓋層126之 有效折射率’將較南於在InGaAsP主動層μ靠散熱座24邊 所配設的無摻雜InGaAsP波導層88、無摻雜in(；ap波導層 90、及p-AlGalnP覆蓋層128之有效折射率。 所以’光強度分布便將朝靠散熱座2 4邊之背後側的 η-A1 Gal nP覆蓋層126侧擴大。因此，垂直光束擴束角 將縮小，寬深比將縮小。
1257751 五、發明說明（33) 再者，因為若垂直光束擴束角（9 v縮小的話，近場發 光圖形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出時 的端面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的可靠 性。 再者’因為在AIGalnP中，若A 1組成比增加的話，熱 傳率將提高’因此，在InGaAsP主動層86靠散熱座24邊所 配設的p-AlGalnP覆蓋層128熱傳率，便將較高於在 InGaAsP主動層86靠散熱座24邊之背後侧所配設的 η - AlGalnP覆盍層126熱傳率。所以，在inGaAsp主動層86 附近所產生的熱，便將容易傳導於散熱座2 4而構成優越的 散熱構造。 變化例1 0 第1 8圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。第1 8圖的切剖位置亦是如同第6圖中v 11 _ v 11 剖面為相同切剖位置。 第1 8圖所示半導體雷射裝置i 3 〇不同於半導體雷射裝 置124之點，在於InGaAsP主動層86，以及包夾著InGaAsp 主動層86的無摻雜InGaP波導層82與無摻雜InGaAsp波導層 84、及無摻雜InGaAsP波導層88與無摻.InGap波導層9〇 : 係材料構造與層厚均設為如同半導體雷射裝置124，且 P-AlGalnP覆蓋層128a係A1組成比為1 = 〇·36、“組成比為 m = 0· 15、In組成比gm = 〇· 49，層厚設為·^〇, 4以瓜， n-AlGalnP覆蓋層1 26a係人1組成比為1 = 〇 25 5、（^組成比 m = (K 255、In組成比*ffl = (K49，層厚設為t = 2 Q 。此…
1257751 五、發明說明（34) — 外’半導體雷射裝置130的其他構造均如同半導體雷射事 置124 。 、 所以，在半導體雷射裝置丨3〇中，將如同變化例2相同 的理由，因為p-A1 GalnP覆蓋層128a層厚，較薄於半導體 雷射裝置124的p-AlGalnP覆蓋層128層厚，從InGaAsP主動 層86距離散熱座24間的距離較短，因此便將使對散熱座的 熱傳導變容易，便可提高散熱效果。 如上述，此實施形態的半導體雷射裝置中，覆蓋層係 由含A1的AlGaAs、AlGalnP所構成，而其他的層（主動層' 波導層、接觸層、基板等）則屬於實質未含^^丨的無A1構造 的半導體雷射裝置中，將具備有如同實施形態3相同的效 果。 實施形態6 第1 9圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置剖 視圖。 在第19圖中，半導體雷射裝置134係具有振盪波長約 65Onm之脊形導波路構造的紅色半導體雷射裝置，由半導 體雷射元件1 3 6與散熱座2 4所構成。 在第19圖中，半導體雷射元件136係配設有n-GaAs基 板28 ’以及在此n —GaAs基板28表面上，從靠n-GaAs基板28 邊起，依序配設第2半導體層的n-AlGalnP覆蓋層138(A1組 成比x = 0.31，Ga組成比m = 0.20，In組成比η = 0·49，層厚 t = 2.0#m)、第4半導體層的無摻雜A1GaInP波導層14〇(Α1 組成比χ = 〇·23，Ga組成比m = 0.28，Ιη組成比η = 0·49，層厚
m
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第39頁 1257751 五、發明說明（35) t = 100nm)、無摻雜壓縮應變GalnP主動層142(Ga組成比 m = 0· 44，In組成比η = 0· 56，層厚t=l〇nm)、第3半導體層的 無摻雜AlGalnP波導層144U1組成比χ = 〇· 23，Ga組成比 m-0.28，In組成比η = 0· 49，層厚t=l〇〇nm)、第1半導體層 的p-AlGalnP覆蓋層146(A1組成比χ = 〇· 36，Ga組成比 m-0·15，In 組成比η = 0· 49，層厚t=l.〇 /zm)、及p-GaAs 接 觸層148 〇 Ρ- AlGalnP覆蓋層146與p-GaAs接觸層148係形成脊形 導波路，在此脊形導波路頂部具有開口 15〇的絕緣膜152， 係形成於ρ-GaAs接觸層148表面上。在此開口 1 5〇與絕緣膜 1 52上配設著ρ電極42，在n-GaAs基板28背面侧配設著n電 極44。在ρ電極42表面上配設著鍍金層46，隔著此鍍金層 46將半導體雷射元件136利用銲錫接合於散熱座24。 此實施形態的半導體雷射裝置丨34亦是採取下接面 (J-DOWN)組裝，但是，亦可為上接面（J-Up)組裝。 在半導體雷射裝置134中，因為n-A1GaInP覆蓋層138 折射率，較高於p-AlGalnP覆蓋層146折射率，因而，無摻 雜壓縮應變GalnP主動層142，靠散熱座24邊之背後側所配 設的無摻雜AlGalnP波導層140與n-AlGalnP覆蓋層138之有 f折射率，將較高於在無摻雜壓縮應變以匕？主動層142， 靠散熱座24邊所配設的無摻雜AlGalnP波導層144與 P - AlGalnP覆蓋層146之有效折射率，所以，光強^分布便 主要朝靠散熱座24邊之背後侧所配設的n —A1GaInp覆蓋層 138側擴大。所以，因為垂直光東擴束角將縮小，水平
1257751 五、發明說明（36) 光束擴束角並無特別變化，因此垂直光束擴束角相 對於水平光束擴束角0 h之比的寬深比將縮小。 再者’因為若垂直光束擴束角0 V縮小的話，近場發 光圖形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出時 的端面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的^可靠 性。 因為A 1 GaInP的熱傳率係隨a 1組成比的增加而增大， 因此，在靠散熱座24邊所配設的p —a 1 GalnP覆蓋層146熱傳 率’便將較南於在罪散熱座2 4邊之背後侧所配設的 n-AlGalnP覆蓋層138熱傳率，在無摻雜壓縮應變 動層142附近所產生的熱，便將容易傳導於散熱座24而構 成優越的散熱構造。 此外’光強度分布將形成主要朝靠散熱座24邊的背後 側’所配没n-A1 GalnP覆蓋層138侧擴大的狀態。所以，即 便將靠散熱座24邊所配設的p-AiGaInP覆蓋層146層厚減薄 至1.0/zm ’仍不致受p-(^aAs接觸層148的光學影響。此 外’在光強度分布擴大之一邊所配設的n —A1 GaInP覆蓋層 138，為求降低n-GaAs基板28的光學影響，便將層厚增加 為2.0//m。所以’從無摻雜壓縮應變(jainp主動層142距離 散熱座2 4間的距離較短，因此便將更加提高散熱效果。 變化例11 第2 0圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變 化例剖視圖。 、 在第20圖中，半導體雷射裝置156不同於半導體雷射 2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第41頁 1257751 五、發明說明（37) 裝置134之點，如下述。 在半導體雷射裝置134中，將n-AlGalnP覆蓋層138與 p-A1 GalnP覆蓋層146，設定為非對稱於無摻雜壓縮應變 G a I η P主動層1 4 2的非對稱構造’將無換雜a 1 a I η P波導層 140與無摻雜A1 GalηΡ波導層144，設為相同材料構造且相 同層厚，且相對於無摻雜壓縮應變Galηρ主動層142之下， 將波導層設為對稱構造。 但是，在此半導體雷射裝置156中，則將n — A1GaInP覆 蓋層138與P-AlGalnP覆蓋層146，設定為非對稱於無摻雜 壓縮應變GalnP主動層142的構造，將無摻雜A1GaInP波導 層140與無摻雜AlGalnP波導層144a，設定為對稱於無摻雜 壓縮應變GalnP主動層142的非對稱構造。 換句話說，將無摻雜AlGainP波導層144a設定為A1组 成比χ = 0·25，Ga組成比m=：(K26，In組成比n = 〇49，層厚 t = 7Onm 〇 9 置156便可較半導體雷射裝置ι34 藉此，半導體雷射裝 發揮更佳的散熱效果。 另外，此變化例雖波導層與覆蓋層均設為非對稱 造’但是即便將覆蓋層設為對稱構造，僅將波導層設
對稱構造，當然亦可獲得相對應的散熱效果。 變化例1 2 弟2 1圖所不係本發明一 化例剖視圖。 在第21圖中，半導體雷 實施形態的半導體雷射裝置變 射裝置160係具有振盪波長約
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第42頁 1257751
14㈣㈣之脊形導波路構造的半導體雷射裝置，由半導體雷 射元件162與散熱座24所構成。 在第21圖中，半導體雷射元件162係配設有卜基板 164以及在此n〜InP基板164表面上，從靠η—ιηρ基板164 邊起，依序配設第2半導體層的n —AiGaAsp覆蓋層166(帶隙 波長入g = 〇.99#m，層厚t = 2 〇//m)、第4半導體層的無摻 雜AlGaAsP波導層168(帶隙波長Ag = 1〇8 ，層厚 t = 150nm)、無摻雜InGaAsP主動層17〇(帶隙波長Ag = i 48 /zm層厚t = l〇nm)、第3半導體層的無摻雜InGaAsp波導層 172(帶隙波長又g==1· 〇8 ，層厚t = 15〇nm)、第丨半導體層 的p-InP，蓋層174(層厚1: = 10^)、及p—InP接觸層176。 P-Ι^Ρ覆蓋層174與p-InP接觸層176係形成脊形導波路，在 此脊形頂部具有開口150的絕緣膜152，係形成於p—Inp接 觸層176表面上。在此開口 15〇與絕緣膜152上配設著p電極 42，在η-InP基板164背面側配設著n電極44。在p電極42表 面上配设著鏡金層46，隔著此鍍金層46將半導體雷射元件 162利用鲜錫接合於散熱座24。 在半導體雷射裝置160中，因為n-AiGaAsP覆蓋層166 折射率，較高於p-InP覆蓋層174折射率。所以，無摻雜 I n G a A s P主動層1 7 〇靠散熱座2 4邊之背後侧，所配設的無摻 雜AiGaAsP波導層168與n-AiGaAsP覆蓋層166之有效折射 率’將較高於在無摻雜InGaAsP主動層170靠散熱座24邊， 所配設的無摻雜InGaAsP波導層172與p-InP覆蓋層1?4之有 效折射率，所以，光強度分布便主要朝靠散熱座24邊之背
1257751 五、發明說明（39) -~~ 後側所配設的n-AlGaAsP覆蓋層166側擴大。所以，因 直光束擴束角0 v將縮小，水平光束擴束角0 h並無特別 化，因此垂直光束擴束角0 v相對於水平光束擴束角0之 比的寬深比將縮小。 ^ 再者’因為若垂直光束擴束角0 v縮小的話，近場發 光圖形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出^時 的端面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的LD可、 性。 熱傳率係靠散熱座24邊所配設2次元組成的p—InP覆蓋 層1 74熱傳率，較高於在靠散熱座24邊之背後侧所配設4次 元組成n-AIGaAsP覆蓋層166的熱傳率，因此，在無摻雜人 InGaAsP主動層170附近所產生的熱，便將容易傳導於散熱 座24而構成優越的散熱構造。
此外，光強度分布將形成主要朝靠散熱座24邊的背後 侧’所配没n_ A IGaAsP覆蓋層1 66側擴大的狀態。而且，接 觸層亦為p- I nP，因此，即便將靠散熱座24邊所配設的 P - I η P覆盖層174層厚減薄至1·〇#ιη，仍不致受p—inP接觸 層176的光學影響。此外’在光強度分布擴大之一邊所配 設的n-AlGaAsP覆蓋層166，為求降低η -1 nP基板164的光學 影響，便將層厚增加為2. 0 。所以，從無摻雜InGaAsP 主動層1 7 0距離散熱座2 4間的距離較短，因此便將更加提 高散熱效果。 變化例1 3 第2 2圖所示係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第44頁 1257751 五、發明説明（40) 化例刹視圖。 在第22圖中，半導體雷射裝置180係具有振盪波長約 41 Onm之脊形導波路構造的半導體雷射裝置，由半導體雷 射元件182與散熱座24所構成。 在第22圖中’半導體雷射元件182係配設有〇 —GaN基板 184 ’以及在此n-GaN基板184表面上，從靠n-GaN基板184 邊起’依序配設第2半導體層的n —A1GaN覆蓋層186(A1組成 比x = 0. 9 ’層厚t = 2· 0 /zm)、第4半導體層的無摻雜GaN波導 層188(層厚t = 150nm)、無摻雜inGaN主動層19〇(In組成比 η = 〇·1’層厚t = l〇nm)、第3半導體層的無摻雜GaN波導層 192(層厚t = l〇〇nm)、第！半導體層的p_A1GaN覆蓋層194(A1 組成比χ = 0· 4，層厚t = l· 〇 vm)、及p — Ga接觸層196。 p-AlGaN覆蓋層194與p-Ga接觸層196係形成脊形導波 路’在此導波路脊形頂部具有開口丨5〇的絕緣膜丨52，係形 成於ρ-Ga接觸層1 96表面上。在此開口丨5〇與絕緣膜丨52上 配设著P電極42，在n-GaN基板184背面側配設著n電極44。 在p電極42表面上配設著鍍金層46，隔著此鍍金層46將半 導體雷射元件182利用銲錫接合於散熱座24。 在f導體雷射裝置18〇中，n_A1GaN覆蓋層186折射 率，較高於p-AlGaN覆蓋層194折射率。 所以，在無摻雜InGaN主動層丨9〇靠散熱座24邊之背 側，所配設的無摻雜GaN波導層188與11 —A1GaN覆蓋層186之 有效折射率，將較高於在無摻雜InGaN主動層19〇靠散熱座 24邊，所配設的無摻雜GaN波導層192與贮αι(^ν覆蓋層丨以
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第45頁 1257751
之有效折射率 此 "卞，巧从，尤强沒妒邛使主要朝靠散熱座24邊 之月後侧所配設的n-A IGaN覆蓋層186側擴大。所以，因為 ，直光束擴束角0V將縮小，水平光束擴束角^匕並無特別 變化，因此垂直光束擴束角0¥相對於水平光束擴束角 之比的寬深比將縮小。 再者’因為若垂直光束擴束角縮小的話，近場發 光圖形的光束直徑將擴大而降低光密度，所以，高輸出X時 的端面劣化情況將減少，可提高高輸出動作中的LD可靠 性。
熱傳率係靠散熱座24邊所配設的ρ-AlGaN覆蓋層1 94熱 傳率，較高於在靠散熱座24邊之背後側所配設的n — A1GaN 覆蓋層186熱傳率，因此，在無掺雜InGaN主動層190附近 所產生的熱，便將容易潮散熱座24移動而構成優越的散熱 構造。
此外，光強度分布將形成主要朝無掺雜InGaN主動層 190靠散熱座24邊的背後側，所配設n-AlGaN覆蓋層186側 擴大的狀態。所以，即便將在無摻雜I nGaN主動層1 9 0靠散 熱座24邊，所配設的p-AIGaN覆蓋層194層厚減薄至1.0# m，仍不致受p-Ga接觸層196的光學影響。此外，在光強度 分布擴大之一邊所配設的n-A IGaN覆蓋層186，為求降低 n-GaN基板184的光學影響’便將層厚增加為2.0 //m。所 以，從無摻雜InGaN主動層190距離散熱座24間的距離較 短，因此便將更加提高散熱效果。 如上述，在此實施形態的半導體雷射裝置，乃具有脊
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第46頁 I257751 五、發明說明（42) ' 形導波路構造的半導體雷射裝置，具備有如同實施形態3 相同的效果。 另外，在上述實施形態中所記載的材料、半導體雷射 構造、各層組成比、及層厚等，均僅為一例而已，並不僅 限於此。 再者，在上述實施形態中，主動層雖例示其中一之的 單層量子井構造，惟並不僅限於此，即便多層量子井構造 亦可達相同的效果。 再者，在上述所記載的實施形態中，電流狹窄構造雖 例不藉由質子植入而實施的寬面積雷射，惟並不僅限於 此’即便利用絕緣膜所形成電流狹窄構造的絕緣膜帶狀雷 射，亦可達相同的效果。 再者，導波路構造雖以脊形導波路構造為例進行說 明’惟並不僅限於此，亦可為埋藏構造或埋藏脊形構造。 (產業上可利用性） 、 如上述’本發明的半導體雷射裝置係適用於固體雷射 激發用等，要求高輸出動作的半導體雷射裝置。
1257751 圖式簡單說明 【圖示簡單說明】 第1圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置示意 圖。 第2圖係本發明半導體雷射裝置的半導體層之折射率 分布示意圖。 第3圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置立體示 意圖。 第4圖係第3圖中IV-IV截面的半導體雷射裝置剖視 圖。 第5圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第6圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置立體示 意圖。 第7圖係第6圖中V 11 -V11截面的半導體雷射裝置剖視 圖。 第8圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第9圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第1 0圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第11圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置剖視 圖。 第1 2圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第48頁 1257751 圖式簡單說明 剖視圖。 第1 3圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第1 4圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第15圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置剖視 圖。 第1 6圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第1 7圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第1 8圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第1 9圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置剖視 圖。 第2 0圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第2 1圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 第22圖係本發明一實施形態的半導體雷射裝置變化例 剖視圖。 【主要元件符號說明】 1 0〜半導體雷射裝置； 1 2〜散熱座；
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第49頁 1257751
13〜半導體雷射元件； 16〜半導體層； 20〜半導體雷射裝置； 24〜散熱座； 28〜n-GaAs基板； 32〜無摻雜AlGaAs波導層 36〜無摻雜AlGaAs波導層 36b〜無摻雜AlGaAs波導層 38a〜p-AlGaAs覆蓋層； 4 2〜p電極； 46〜鍍金層； 54〜半導體雷射裝置； 58〜n-AlGaAs覆蓋層； 58b〜η-AlGaAs覆蓋層； 60a〜p-AlGaAs覆蓋層； 74〜半導體雷射裝置； 78a〜p-AlGaAs第1覆蓋層 78b〜p-AlGaAs第2覆蓋層 84〜無摻雜InGaAsP波導層 88〜無摻雜InGaAsP波導層 9 6〜半導體雷射裝置； 102〜n-AlGalnP 覆蓋層； 104〜p-AlGalnP 覆蓋層； 110〜半導體雷射裝置； 1 4〜主動層； 18〜半導體層； 22〜半導體雷射元件； 26〜質子植入區域； 30〜n-AlGaAs覆蓋層； 3〇8〜11-人1〇&人3覆蓋層； 34〜A1 GaAs主動層； ;38〜p-AlGaAs覆蓋層； 40〜p-GaAs接觸層； 4 4〜η電極； 5〇〜半導體雷射裝置； 56〜半導體雷射元件； 58a〜η-AlGaAs覆蓋層； 60〜p-AlGaAs覆蓋層； 70〜半導體雷射裝置； 76〜半導體雷射裝置； ;80〜半導體雷射裝置； ;82〜無摻雜inGap波導層； ;8 6〜I nGaAsP主動層； ;9〇〜無摻雜InGaP波導層； 100〜半導體雷射裝置； 102a〜n-AlGalnP 覆蓋層； l〇4a〜p-AlGalnP 覆蓋層； 114〜半導體雷射裝置；
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第50頁 1257751 圖式簡單說明 120〜半導體雷射裝置 126〜n-AlGalnP覆蓋層 128〜p-AlGalnP覆蓋層 130〜半導體雷射裝置 136〜半導體雷射元件 146〜p-AlGalnP覆蓋層 124〜半導體雷射裝置； 126a〜n-AlGalnP 覆蓋層 128a〜p-AlGalnP 覆蓋層 13 4〜半導體雷射裝置； 138〜n_AlGaInP 覆蓋層； 1 48〜p-GaAs接觸層； 1 5 2〜絕緣膜； 16 0〜半導體雷射裝置 1 6 4〜η- I nP基板； 174〜p - InP覆蓋層； 180〜半導體雷射裝置 184〜n-GaN基板； 188〜無摻雜GaN波導層 192〜無摻雜GaN波導層 196〜p-Ga接觸層； 1 5 0〜開口； 156〜半導體雷射裝置； 162〜半導體雷射元件；
166〜n-AlGaAsP 覆蓋層； 176〜P-InP接觸層； 182〜半導體雷射元件； 186〜n-AlGaN覆蓋層； 190〜無摻雜InGaN主動層； 194〜p-AlGaN覆蓋層；
140〜無摻雜AlGalnP波導層 144〜無摻雜AlGalnP波導層 168〜無摻雜AlGaAsP波導層 170〜無摻雜InGaAsP主動層 172〜無摻雜InGaAsP波導層 144a〜無摻雜AlGalnP波導層； 142〜無摻雜壓縮應變Ga InP主動層
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第51頁

Claims (1)

1257751 六、申請專利範圍 1· 一種半導體雷射裝置，包括： 散熱體，具有一主面； 第1導電型第1半導體層，配設於該散熱體的主面上， 具有與該散熱體主面相對向的第1主面，及與該第1主面相 對向的第2主面； 主動層，配設於該第1半導體層的第2主面上，具有與 該第1半導體第2主面相對向的第1主面，及與該第1主面相 對向的第2主面；以及 第2導電型第2半導體層，配設於該主動層的第2主面 上’具有與該主動層第2主面相對向的第1主面，及與該第 1主面相對向的第2主面； 其特徵在於： 該主動層第1主面與該第1半導體層第1主面之間的有 效折射率’係較低於該主動層第2主面與該第2半導體層第 2主面之間的有效折射率，且該主動層第1主面與該第1半 導體層第1主面之間的熱電阻，係較小於該主動層第2主面 與該第2半導體層第2主面之間的熱電阻。 产2·、如申請專利範圍第1項之半導體雷射裝置，其中， 該第1半/導體層係具有熱傳率；U、折射率nl及層厚tl，該 主動層係具有折射率na，該第2半導體層係具有熱傳率入 2、折射率n2及層厚t2，且設定為na>n2>nl， >tl/ λ 1。 3·如申請專利範圍第1或2項之半導體雷射裝置，立 中在該第1半導體層與主動層之間，更設有折射率η3、
2118-6515-PF(N3);Ahddub.ptd 第52頁 1257751 六、申請專利範圍 層/t3的無摻雜第3半導體層，而在該第2半 -田主動層之間’更設有折射率n4、熱傳率λ 4及層 厚Ϊ4的無摻雜第4半導體層， 旅設定為na>n3、na>n4、 且ΐ4/ A4>t3/ λ3 〇 4· 一種半導體雷射裝置，包括·· 散熱體，具有一主面； 第1導電型第1半導體層，配設於該散熱體的主面上； 單層或複數層第3半導體層，配設於該第1半導體層 上；
主動層，配設於該第3半導體層上’ 單層或複數層第4半導體層，配設於該主動層上；以 及 第2導電型第2半導體層，配設於該第1半導體層上； 其特徵在於： 由該第1半導體層與第3半導體層所決定的熱電阻，係 較小於由該第4半導體層與第2半導體層所決定的熱電阻， 且由該第1半導體層與第3半導體層所決定的有效折射率， 係較低於由該第4半導體層與第2半導體層所決定的有效折 射率。 5 ·如申請專利範圍第1項之半導體雷射裝置，其中， 該第1半導體層與第2半導體層，係由各自的折射率nl或折 射率η 2，隨折射率減少而增加熱傳率之區域的材料所構 成0
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