TWI824201B - 半導體雷射元件 - Google Patents

Abstract

本發明的課題係提供雷射構造的適用範圍廣，也確保充分之放熱性的半導體雷射元件。 解決手段的半導體雷射元件，係具備：層積依序包含p型半導體層、活性層、及n型半導體層的複數半導體層的半導體層積體、留下前述p型半導體層的與前述活性層側相反側的全區域中，沿著前述活性層之光線的振盪方向延伸且可注入載子的注入範圍，層積於該相反側的絕緣層、對於前述p型半導體層歐姆接觸，分別連接於前述注入範圍，至少在該注入範圍內相互隔離於前述振盪方向，包含主電極與和該注入範圍的連接面積比該主電極小的副電極的複數第1p側電極、及連接於前述複數第1p側電極個別，對於前述p型半導體層非歐姆接觸的第2p側電極。

Description

半導體雷射元件

本發明係關於半導體雷射元件。

近年來，作為曝光機及3D印表機用的雷射光源，氮化物半導體雷射的應用有所進展。又，氮化物半導體雷射係由於具有裝置的小型化、削減成本、高性能化等的優點，被要求高輸出化。

但是，半導體雷射元件之射出端面的附近係劈裂時的缺陷發生及能帶隙的微縮等所致之光吸收大，伴隨高輸出化而在射出端面附近的溫度上升成為問題。亦即，在端面的溫度上升係成為「端面結晶部的溶解所致之急遽的元件劣化(以下稱為COD)」及「大電流區域中雷射的輸出急遽下降的問題(以下稱為I-L急下降)」的原因，變成在實現大輸出且高信賴的半導體雷射元件之前提上的重要課題。

以抑制前述的COD及I-L急下降作為目的，例如於專利文獻1揭示利用將射出側的p側歐姆電極寬度設為充分比元件中央部的p側歐姆電極寬度還細，以抑制射出側之端面附近的發熱的技術。 又，於專利文獻2揭示利用以p側肖特基電極覆蓋p側歐姆電極來改善放熱性，以抑制COD的技術。

又，於專利文獻3揭示利用將端面附近的p側電極寬度設為充分比元件中央部的p側電極還寬來改善端面附近的放熱性，以抑制COD的技術。

又，於專利文獻4揭示利用在端面附近設置與片狀電極相同材料且電性分離放熱層，來改善放熱性，以抑制COD的技術。 進而，於專利文獻5揭示利用在端面附近設置由AlN或Si所成的熱傳導性膜，來改善放熱性，以抑制COD的技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本專利第6160141號公報 [專利文獻2] 日本特開2003-31894號公報 [專利文獻3] 日本特開2010-114202號公報 [專利文獻4] 日本特開2011-258883號公報 [專利文獻5] 日本特開2010-41035號公報

[發明所欲解決之課題]

在前述專利文獻1所記載的技術中，射出側的p側歐姆電極寬度需要充分比元件中央部的p側歐姆電極寬度還細。例如在單模雷射等條狀平台寬度為例如2μm以下的細雷射構造時，在技術上難以於該條狀平台上高良率地形成更細的電極。所以，前述專利文獻1所記載的技術係限定可適用的雷射構造。

又，在專利文獻2所記載的技術中，放熱性相依於p側肖特基電極的熱傳導率等，故伴隨因為雷射的高輸出而在端面的發熱逐漸變大，有難以確保充分的放熱性的狀況。 進而，即使在專利文獻3、專利文獻4、專利文獻5所記載的技術中，因為與專利文獻2同樣的理由，有難以確保充分的放熱性的狀況。

因此，本發明的課題係提供雷射構造的適用範圍廣，尤其在端面附近也可確保充分的放熱性，或抑制發熱的半導體雷射元件。 [用以解決課題之手段]

為了解決前述課題，本發明的半導體雷射元件之一樣態，係具備：半導體層積體，係層積依序包含p型半導體層、活性層、及n型半導體層的複數半導體層；絕緣層，係留下前述p型半導體層的與前述活性層側相反側的全區域中，沿著前述活性層之光線的振盪方向延伸且可注入載子的注入範圍，層積於該相反側；複數第1p側電極，係對於前述p型半導體層歐姆接觸，分別連接於前述注入範圍，至少在該注入範圍內相互隔離於前述振盪方向，包含主電極與和該注入範圍的連接面積比該主電極小的副電極；及第2p側電極，係連接於前述複數第1p側電極個別，對於前述p型半導體層非歐姆接觸。

依據此種半導體雷射元件，藉由從主電極分離副電極的構造，抑制端部之發熱，也確保充分的放熱性，結果，可抑制COD及I-L急下降。又，前述半導體雷射元件的構造可適用於包含條狀平台寬度細之雷射構造等的廣範圍的雷射構造。

於前述半導體雷射元件中，前述第2p側電極，係到達前述相反側的全區域中前述振盪方向的端部，且在該端部中最外側表面不是Au為佳。在此種理想構造中，在半導體雷射元件的製造時即使有端部劈裂之狀況也可防止端面的Au垂落。

於端部最外側表面不是Au的前述構造中，前述第2p側電極，係在前述端部中最外側表面的焊料濕潤性比其他部分差更佳。在此種理想構造中，在所謂向下接合安裝時，可抑制端面之對於焊料的進出。

又，於端部最外側表面不是Au的前述構造中，前述第2p側電極，係至少重疊於前述第1p側電極的部分中最外側表面為Au為佳。在此種理想構造中，藉由最外側表面的Au來促進放熱。

於前述半導體雷射元件中，前述注入範圍中未與前述第1p側電極接觸的非注入區域的前述振盪方向之合計長度，係相對於前述半導體雷射元件的光共振器之該振盪方向的全長為1成以下為佳。或者，前述注入範圍中未與前述第1p側電極接觸的非注入區域的總面積，相對於該注入範圍的總面積為1成以下也佳。 於雷射震盪中不會成為增益的部分相對於整體超過1成的話，則增益不足，有阻礙半導體雷射元件的高輸出化之虞。 於前述半導體雷射元件中，前述複數第1p側電極，係延伸至前述注入範圍外，在該注入範圍外相互連接亦可。

又，於前述半導體雷射元件中，前述複數第1p側電極，係於與前述振盪方向相交的寬度方向中比前述注入範圍的兩緣部的間隔還小，且並未到達任一緣部為佳。藉由此種構造，可抑制空間燒洞(Spatial hole burning)，所以，雷射的振盪模式會穩定。

又，於前述半導體雷射元件中，前述副電極的形狀，係前述振盪方向之長度在與前述振盪方向相交的寬度方向的中央部中比端部還長的形狀為佳。藉由此種構造，注入範圍的中央部之載子密度比端部還高，故半導體雷射元件之橫向振模容易穩定在單模。 [發明的效果]

依據本發明的半導體雷射元件，雷射構造的適用範圍廣，也確保充分之放熱性，或抑制發熱。

以下，依據圖面來說明本發明的實施形態。

以下所說明的實施形態係作為本發明的實現手段之一例，應根據適用本發明之裝置的構造及各種條件來適當修正或變更者，本發明並不限定於以下的實施形態。又，於以下所說明的圖式中，針對相同或功能相同的構成要素，即使不同實施形態中也附加相同符號，省略重複的說明。進而，各圖式係在與以下的說明一併參照時易於理解地揭示的示意圖，不一定是以一定的比例的縮尺來描繪。 ＜第1實施形態＞

圖1～圖6係揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的圖。圖1揭示俯視圖，圖2揭示沿著光學共振器的縱剖面圖，圖3揭示A-A剖面圖，圖4揭示B-B剖面圖，圖5揭示C-C剖面圖，圖6揭示D-D剖面圖。

半導體雷射元件100係具有依序層積之n型半導體層101、活性層102、p型半導體層103，該等各層係例如由氮化物半導體所成。再者，該等各層係作為內部構造，具有層積複數層的層構造。半導體雷射元件100是折射率波導型雷射時，作為n型半導體層101的層構造，例如，採用層積基板與被覆層與導件層的層構造，作為p型半導體層103的層構造，例如，採用層積導引層與被覆層與接觸層的層構造。

以下有將合併n型半導體層101與活性層102與p型半導體層103的層積體中層積層的方向，稱為層積方向之狀況。亦即，層積方向係俯視圖中之垂直於紙面的方向，縱剖面圖、A-A剖面圖、B-B剖面圖、C-C剖面圖、及D-D剖面圖中之上下方向。又，在以下的說明中，有將層積方向中之從n型半導體層101側朝向p型半導體層103側的方向，無關於重力方向稱為「上」，將其相反方向，無關於重力方向稱為「下」之狀況。

半導體雷射元件100係具有延伸於俯視圖中之左右方向的形狀，在該方向的兩端中光線被反射，構成光學共振器。半導體雷射元件100中之光線的射出側係例如圖1的左側方向，光學共振器的長度係例如800μm。光學共振器係沿著半導體雷射元件100延伸的方向延伸，以下有將光學共振器延伸的方向稱為共振方向之狀況。亦即，共振方向係俯視圖及縱剖面圖中之左右方向，A-A剖面圖、B-B剖面圖、C-C剖面圖、及D-D剖面圖中之垂直於紙面的方向。

在第1實施形態的半導體雷射元件100中，於p型半導體層103的上部，形成朝活性層102的相反側突出於層積方向，並且延伸於共振方向之形狀的條狀平台103a。條狀平台103a的寬度係在本實施形態中為例如2μm，於挾持條狀平台103a的兩側形成絕緣層120。以下將絕緣層120挾持條狀平台103a的方向稱為寬度方向之狀況。亦即，寬度方向係俯視圖中之上下方向，縱剖面圖中之垂直於紙面的方向，A-A剖面圖、B-B剖面圖、C-C剖面圖、及D-D剖面圖中之左右方向。又，有將寬度方向中之尺寸單稱為「寬度」之狀況。

第1實施形態的半導體雷射元件100係具有形成於p型半導體層103及絕緣層120上，於寬度方向跨越條狀平台103a上的複數第1電極111。該第1電極111係與p型半導體層103歐姆連接的電極。第1電極111係作為一例，具有層積複數金屬材料的層構造。作為第1電極111之層構造，例如採用由下依序層積Pd、Ti、Pt、Au的層構造。在該層構造中，雖然最下層的Pd實現與p型半導體層103的歐姆連接，但是，Pd對於絕緣層120接著性低。

複數第1電極111中主電極111m係延伸於共振方向的大電極，複數第1電極111中副電極111s係於共振方向中，與主電極111m隔開並且副電極111s彼此也隔開之小於主電極111m的小電極。在本實施形態中，形成複數副電極111s，各副電極111s係寬度方向較長之長方形狀的電極。

再者，在本實施形態中，形成複數個副電極111s，但是，副電極111s係僅形成1個亦可。又，在本實施形態中，副電極111s形成於光線的射出端側，但是，副電極111s係形成於兩端個別亦可。圖1所示的副電極111s係對於寬度為2m以下之細的條狀平台103a也容易形成。

第1實施形態的半導體雷射元件100係於第1電極111上更具有第2電極112。該第2電極112係比第1電極111更寬廣地散布於共振方向及寬度方向，強力附著於絕緣層120，抑制第1電極111的剝離。第2電極112係對於p型半導體層103為非歐姆接觸。

第2電極112也作為一例，具有層積複數金屬材料的層構造。作為第2電極112之層構造，例如採用由下依序層積Ti、Pt、Au的層構造。在該層構造中，最下層的Ti實現對於絕緣層120的強力接著，最上層的Au促進放熱。第2電極112中在共振方向的端部112a中，最上層的Au剝離而Pt露出。端部112a係例如從半導體雷射元件100的端面到20μm為止的範圍。

藉由剝離Au，在半導體雷射元件100的製造時，即使端面劈裂之狀況中，也可抑制Au的膜垂落於端面導致短路或遮蔽射出光等的問題。又，藉由露出Pt，即使在藉由所謂向下接合安裝，半導體雷射元件100的上面焊接於副保持座之狀況中，端部112a也焊料濕潤性低。因此，可抑制焊料繞到半導體雷射元件100的端面導致短路或遮蔽射出光等的問題。

於n型半導體層101下形成有n側電極113。藉由對合併第1電極111與第2電極112的p側電極與n側電極113之間施加電壓，於活性層102流通電流而發光。在此，關於p型半導體層103的上面中未被絕緣層120覆蓋的範圍(亦即在本實施形態中為條狀平台103a的上面)，藉由形成第1電極111而成為可進行載子的注入之處。在以下的說明中，有將該處稱為載子注入範圍之狀況。

即使在載子注入範圍即條狀平台103a的範圍內，對於未形成第1電極111的部分也不會注入載子，僅對形成第1電極111而與第1電極111接觸的部分注入載子。又，第2電極112係對於p型半導體層103為非歐姆接觸，故即使第2電極112與載子注入範圍接觸，也不會會注入載子。複數第1電極111係形成於從半導體雷射元件100的兩端(亦即光學共振器的兩端)隔開例如10μm的距離的範圍。所以，光學共振器的兩端個別之10μm的區域係成為不注入載子的非注入區域。

流通於活性層102的電流係僅流通於活性層102中適合於載子注入範圍與第1電極111接觸之部分的區域，該區域成為可放大光線的增益區域130。在該增益區域130放大，在共振方向的兩端反射重複往返的光線成為雷射光，從半導體雷射元件100射出。

關於複數第1電極111，成為在載子注入範圍內相互隔開的配置，第1電極111的相互間係成為不注入載子的非注入區域。因此，如圖1所示，成為增益區域130也在共振方向中分成複數個，在增益區域130中發生的熱的放熱性高的構造。又，利用增益區域130分成複數個，也可抑制發熱本身。結果，在半導體雷射元件100中，可抑制COD及I-L急下降。

在此，針對半導體雷射元件100中實現良好的特性的第1電極111彼此的間隔進行檢討。第1電極111彼此的間隔增加的話放熱性會提升，但另一方面，非注入區域的大小也會增大，非注入區域過大的話，有導致半導體雷射元件100的特性惡化之虞。又，非注入區域的存在對半導體雷射元件100的特性的影響係非注入區域1處的大小，非注入區域的大小的總合更有貢獻。因此，本案發明者們係針對圖1～圖6所示之構造的半導體雷射元件100，進行第1電極111彼此的間隔不同之各種試驗，測定輸出特性。 圖7係揭示非注入區域的大小與半導體雷射元件的輸出特性的關係的圖表。

圖7的橫軸係以共振方向的長度的合計(以下簡稱為「電極間非注入長度」)來表示位於複數第1電極111相互間之非注入區域的大小。又，圖7的縱軸係表示左側的軸在發生COD或I-L急下降時的輸入電流值(以下簡稱為「急下降發生電流值」)，右側的軸表示輸入1A的電流時的光輸出(以下簡稱為「1A光輸出」)。又，於圖7的圖表中，以圓形記號表示急下降發生電流值，以×記號表示1A光輸出。但是，左側的軸上所示之圓形記號與×記號係第1電極111僅主電極111m而未具有副電極111s的比較例之值。

急下降發生電流值可確認到即使在電極間非注入長度為10μm之較短的分離間隔之狀況中也比比較例更提升。急下降發生電流值係隨著電極間非注入長度增加而逐漸上升。 另一方面，1A光輸出係電極間非注入長度增加的話會逐漸降低，電極間非注入長度超過60μm的話，1A光輸出的降低的比例會變大。 如此，位於第1電極111相互間的電極間非注入長度超過60μm的話，半導體雷射元件100的輸出特性會明顯降低。

在此所示之半導體雷射元件100的輸出特性可說是光學共振器之振盪特性的一種。然後，光學共振器之振盪特性係預測是相依於對於光學共振器的全長之非注入區域的比例。前述圖表揭示輸出特性的半導體雷射元件100之光學共振器的全長係為800μm，於光學共振器的兩端個別存在10μm的非注入區域，所以，根據圖7所示的圖表，可理解相較於光學共振器的全長之非注入區域的比例超過1成的話，輸出特性會明顯降低。反過來說，相較於光學共振器的全長之非注入區域的比例是1成以下的話，可一邊抑制在非注入區域的光損失所致之光輸出的降低，一邊提升急下降發生電流值。 ＜第2實施形態＞

圖8～圖12係揭示本發明的半導體雷射元件之第2實施形態的圖。圖8揭示俯視圖，圖9揭示沿著光學共振器的縱剖面圖，圖10揭示A-A剖面圖，圖11揭示B-B剖面圖，圖12揭示E-E剖面圖。

第2實施形態的半導體雷射元件200係相較於第1實施形態的半導體雷射元件100，條狀平台103a的寬度較寬，例如為20μm。又，共振器的長度係例如1000μm。

在第2實施形態的半導體雷射元件200中，不同於第1實施形態的半導體雷射元件100，第1電極111容納於比條狀平台103a的寬度更內側，任一第1電極111都未到達條狀平台103a的緣部。又，第1電極111彼此寬度一致。

在第2實施形態的半導體雷射元件200中，第1電極111的寬度比條狀平台103a的寬度窄，所以，超過第1電極111的寬度的區域成為不注入載子的非注入區域。

增益區域的寬度也比條狀平台103a的寬度窄。在條狀平台103a的寬度較寬廣時，利用增益區域比條狀平台103a窄，如以下所說明般，實現振盪模式(水平橫向振模)的穩定化。 圖13係揭示比較例之振盪模式的圖，圖14係揭示第2實施形態的半導體雷射元件之振盪模式的圖。

在此，作為比較例，設想於寬度為20μm的條狀平台103a上，充滿條狀平台103a的寬度地形成第1電極111的半導體雷射元件。

圖13及圖14的橫軸係表示比較例及第2實施形態的半導體雷射元件之寬度方向的位置，縱軸係表示活性層102之載子密度與光子密度。

比較例的狀況中，振盪開始時如圖13中虛線所示，在對應條狀平台103a的載子注入範圍的全寬中成為幾乎均等的載子密度，光線進行振盪。此時振盪之光線的模式之光密度係例如圖13中虛線所示般，在中央部成為高密度。在光線的模式之光密度高的區域中會消費更多所注入的載子，故會發生在載子注入範圍內產生局部性載子密度降低的區域之一種的空間燒洞。結果，在圖13所示範例中如實線所示般，在寬度方向的兩端部中載子密度變高。光線放大係在相對地載子密度高的區域中變強，所以，載子密度從圖13中虛線所示的狀態變化成實線所示的狀態的話，振盪模式係轉移至在相對地載子密度高之寬度方向的兩端部中發生光子密度的尖峰之圖13中實線所示的模式。

該模式持續一定時間的話，在載子注入範圍的兩端部中會消費比中央部更多的載子，故回到虛線所示之載子密度，振盪模式成為在中央部中光密度高的模式。此種模式的轉移在比較例中重複進行，振盪模式會不穩定。尤其，在具有寬度比載子擴散長度還寬之載子注入範圍的雷射構造之狀況中，因為光線的振盪模式不穩定，會發生對光-電流特性的扭結及相依於驅動條件之遠視野像的變化等，所以，無法獲得實用上理想的特性。

相對於此，在第2實施形態的半導體雷射元件中，第1電極111比載子注入範圍窄，於載子注入範圍之寬度方向的兩端部並未形成第1電極111。藉此，如圖14中虛線所示般，從振盪開始時，在載子注入範圍的兩端部中載子密度幾乎為零，於載子注入範圍之寬度方向的中央部產生載子密度的尖峰。

結果，振盪模式係成為在載子注入範圍的中央部中光子密度為高密度的模式。然後，該模式持續之狀況中，也如實線所示般，雖然中央部的載子密度及光子密度會減少，但在中央部與兩端部中不會發生載子密度的逆轉及光子密度的逆轉。所以，可抑制如比較例般的空間燒洞，振盪模式會穩定。 以下，回到圖8～圖12繼續說明。

在第2實施形態的半導體雷射元件200中，也與第1實施形態的半導體雷射元件100相同，作為第1電極111，形成主電極111m及副電極111s，各副電極111s係寬度方向較長之長方形狀的電極。在第2實施形態的半導體雷射元件200中，複數第1電極111相互間也隔開於共振方向，故第1電極111的相互間成為不注入載子的非注入區域，如圖9所示，增益區域130也在共振方向中分成複數個。因此，實現高放熱性，也抑制發熱，抑制COD及I-L急下降。

又，第2實施形態的半導體雷射元件200也與第1實施形態的半導體雷射元件100相同，於第1電極111上更具有第2電極112。又，第2電極112中在共振方向的端部112a中，最上層的Au剝離而Pt露出。在第2實施形態中，端部112a係例如從半導體雷射元件200的端面到10μm為止的範圍，端部112a並未到達第1電極111。亦即，在第2電極112中重疊於第1電極111的部分中，都是最上層成為Au。在最上層為Au的部分中，藉由Au促進放熱，故藉由重疊於第1電極111之部分的最上層為Au，伴隨光放大的熱可有效率地放熱結果，可謀求更進一步抑制COD及I-L急下降。 ＜第3實施形態＞

圖15～圖19係揭示本發明的半導體雷射元件之第3實施形態的圖。圖15揭示俯視圖，圖16揭示沿著光學共振器的縱剖面圖，圖17揭示A-A剖面圖，圖18揭示B-B剖面圖，圖19揭示E-E剖面圖。

第3實施形態的半導體雷射元件300係相較於第1實施形態的半導體雷射元件100及第2實施形態的半導體雷射元件200，條狀平台103a的寬度較寬，例如為40μm。又，共振器的長度係例如1200μm。 第3實施形態的半導體雷射元件300也形成複數第1電極111，於第1電極111上更形成第2電極112。

在第3實施形態中，不同於第1及第2實施形態，第2電極112並未到達半導體雷射元件300之共振方向的端部。第2電極112中在共振方向的端部112a中，最上層的Au剝離而Pt露出。在第3實施形態中，第2電極112的端部112a係於共振方向例如10μm的範圍。

在第3實施形態的半導體雷射元件300中，也與第1及第2實施形態相同，作為第1電極111，形成主電極111m及副電極111s，但不同於第1及第2實施形態，複數第1電極111個別之寬度並未一致，副電極111s的寬度係比主電極111m的寬度還窄。又，相對於主電極111m比條狀平台103a的寬度更寬廣地擴散，副電極111s係容納於比條狀平台103a的寬度更內側。

如此，主電極111m與副電極111s中寬度不同，故在第3實施形態的半導體雷射元件300中，對應主電極111m的增益區域130係擴散到條狀平台103a的寬度(亦即載子注入範圍的寬度)，但是，對應副電極111s的增益區域130係比條狀平台103a的寬度還窄。

進而，在第3實施形態的半導體雷射元件300中，副電極111s的形狀並不是長方形狀，成為橢圓形狀或凸透鏡形狀。亦即，副電極111s的形狀係共振方向的長度在寬度方向的中央部較長，在端部較短的形狀。

此種由主電極111m與副電極111s所成之第3實施形態的第1電極111之狀況中，第1電極111相互間也隔開於共振方向，成為不注入載子的非注入區域，增益區域130在共振方向中分成複數個。所以，第3實施形態的半導體雷射元件300也具有高放熱性，也可抑制發熱，且抑制COD及I-L急下降。

再者，如第3實施形態的半導體雷射元件300，共振方向之副電極111s的長度因應寬度方向的位置而不同之狀況中，作為影響半導體雷射元件300的輸出特性之非注入區域的比例，不是以長度而是以面積來測量為佳。亦即，為了於半導體雷射元件300中獲得良好的輸出特性，相對於注入範圍的總面積，非注入區域的總面積為1成以下為佳。

又，藉由利用如上所述之主電極111m及副電極111s來形成增益區域130，如以下所說明般，可實現振盪模式(水平橫向振模)的穩定化。 圖20係揭示第3實施形態的半導體雷射元件之振盪模式的圖。 圖20的橫軸係表示第3實施形態的半導體雷射元件之寬度方向的位置，縱軸係表示活性層102之載子密度與光子密度。

在第3實施形態的半導體雷射元件300中，藉由寬度廣的主電極111m，對於載子注入範圍的全寬幾乎均等地供給載子。另一方面，藉由寬度窄的副電極111s，對於載子注入範圍的中央部集中供給載子。結果，如虛線所示般，涵蓋載子注入範圍的全寬產生一定程度以上的載子密度，並且於載子注入範圍之寬度方向的中央部產生載子密度的高尖峰。結果，振盪模式係成為在載子注入範圍的中央部中光子密度高的模式。

又，持續該模式時，如實線所示般，雖然中央部的載子密度減少，但涵蓋載子注入範圍的全寬載子密度大約減少到一定程度為止的話，會與副電極111s所致之供給產生均衡，讓減少停止。然後，光子密度係如實線所示般維持在載子注入範圍的中央部中高的模式。亦即，第3實施形態的狀況中也可抑制如圖13所示的空間燒洞，振盪模式會穩定。

此外，即使在對應主電極111m的區域中發生光的水平橫向振模的不穩定性，於放大的過程中發光光線係經常通過對應副電極111s的區域，所以，會作用於抑制了光線的水平橫向振模的不穩定性的方向。 ＜第4實施形態＞

圖21～圖24係揭示本發明的半導體雷射元件之第4實施形態的圖。圖21揭示俯視圖，圖22揭示沿著光學共振器的縱剖面圖，圖23揭示A-A剖面圖，圖24揭示B-B剖面圖。 在第4實施形態的半導體雷射元件400中，條狀平台103a的寬度例如為50μm，共振器的長度例如為1500μm。

第4實施形態的半導體雷射元件400也與第1實施形態的半導體雷射元件100相同，在條狀平台103a上形成分成複數個的第1電極111。又，第1電極111係包含在條狀平台103a上之共振方向的長度較長的主電極111m，與共振方向的長度較短的副電極111s，主電極111m及副電極111s係延伸至條狀平台103a的外部。

在第4實施形態的半導體雷射元件400中，不同於第1實施形態的半導體雷射元件100，主電極111m及副電極111s在條狀平台103a的外部中藉由橋接部111i。於橋接部111i上，更形成有第2電極112。

即使在條狀平台103a的外部連接，在條狀平台103a上，主電極111m及副電極111s也隔開於共振方向，第1電極111的相互間成為不注入載子的非注入區域，所以，如圖22所示，增益區域130也在共振方向中分成複數個。結果，第4實施形態的半導體雷射元件400也具有高放熱性，也可抑制發熱，且抑制COD及I-L急下降。 ＜第5實施形態＞

圖25～圖28係揭示本發明的半導體雷射元件之第5實施形態的圖。圖25揭示俯視圖，圖26揭示沿著光學共振器的縱剖面圖，圖27揭示A-A剖面圖，圖28揭示B-B剖面圖。

在第5實施形態的半導體雷射元件500中，共振器的長度例如為800μm。又，在第5實施形態中並未形成條狀平台，p型半導體層103的上面中，未被絕緣層120覆蓋的部分成為載子注入範圍103b。載子注入範圍103b的寬度係例如為100μm之較大的寬度。

第5實施形態的半導體雷射元件500也與第1實施形態的半導體雷射元件100相同，成為形成具有寬度比載子注入範圍103b的寬度寬的複數第1電極111，在載子注入範圍103b內相互隔開的配置。作為第1電極111，形成共振方向的長度較長的主電極111m，與共振方向的長度較短的副電極111s。第1電極111的相互間係成為未注入載子的非注入區域，所以，如圖26所示，增益區域130在共振方向中分成複數個，在增益區域130中發生的熱的放熱性高，也可抑制發熱的構造。結果，在半導體雷射元件500中，可抑制COD及I-L急下降。

又，複數第1電極111係涵蓋寬度寬廣的載子注入範圍103b的全寬成為均等的構造，往返於光學共振器的光線係通過寬度寬廣的載子注入範圍103b的任何處都會放大，沒有發生損失之處。因此，在第5實施形態的半導體雷射元件500中，代替水平橫向振模不穩定化，任一模式都被放大，整體來說可獲得穩定的高輸出。

再者，在前述說明的各實施形態中，已揭示實現提升放熱性與抑制發熱雙方的範例，但是，本發明的半導體雷射元件作為僅實現提升放熱性與抑制發熱之一方者亦可。

100,200,300,400,500:半導體雷射元件 101:n型半導體層 102:活性層 103:p型半導體層 103a:條狀平台 103b:載子注入範圍 111:第1電極 111m:主電極 111s:副電極 111i:橋接部 112:第2電極 112a:端部 113:n側電極 120:絕緣層 130:增益區域

[圖1]揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的俯視圖。 [圖2]揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的縱剖面圖。 [圖3]揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的A-A剖面圖。 [圖4]揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的B-B剖面圖。 [圖5]揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的C-C剖面圖。 [圖6]揭示本發明的半導體雷射元件之第1實施形態的D-D剖面圖。 [圖7]揭示非注入區域的大小與半導體雷射元件的輸出特性之關係的圖表。 [圖8]揭示本發明的半導體雷射元件之第2實施形態的俯視圖。 [圖9]揭示本發明的半導體雷射元件之第2實施形態的縱剖面圖。 [圖10]揭示本發明的半導體雷射元件之第2實施形態的A-A剖面圖。 [圖11]揭示本發明的半導體雷射元件之第2實施形態的B-B剖面圖。 [圖12]揭示本發明的半導體雷射元件之第2實施形態的E-E剖面圖。 [圖13]揭示比較例之振盪模式的圖。 [圖14]揭示第2實施形態的半導體雷射元件之振盪模式的圖。 [圖15]揭示本發明的半導體雷射元件之第3實施形態的俯視圖。 [圖16]揭示本發明的半導體雷射元件之第3實施形態的縱剖面圖。 [圖17]揭示本發明的半導體雷射元件之第3實施形態的A-A剖面圖。 [圖18]揭示本發明的半導體雷射元件之第3實施形態的B-B剖面圖。 [圖19]揭示本發明的半導體雷射元件之第3實施形態的E-E剖面圖。 [圖20]揭示第3實施形態的半導體雷射元件之振盪模式的圖。 [圖21]揭示本發明的半導體雷射元件之第4實施形態的俯視圖。 [圖22]揭示本發明的半導體雷射元件之第4實施形態的縱剖面圖。 [圖23]揭示本發明的半導體雷射元件之第4實施形態的A-A剖面圖。 [圖24]揭示本發明的半導體雷射元件之第4實施形態的B-B剖面圖。 [圖25]揭示本發明的半導體雷射元件之第5實施形態的俯視圖。 [圖26]揭示本發明的半導體雷射元件之第5實施形態的縱剖面圖。 [圖27]揭示本發明的半導體雷射元件之第5實施形態的A-A剖面圖。 [圖28]揭示本發明的半導體雷射元件之第5實施形態的B-B剖面圖。

100:半導體雷射元件

103a:條狀平台

111:第1電極

111m:主電極

111s:副電極

112:第2電極

112a:端部

120:絕緣層

Claims (8)

1. 一種半導體雷射元件，其特徵為具備：半導體層積體，係層積依序包含第1導電型半導體層、活性層、及不同於第1導電型之第2導電型半導體層的複數半導體層；絕緣層，係留下前述第1導電型半導體層的與前述活性層側相反側的全區域中，沿著前述活性層之光線的振盪方向延伸且可注入載子的注入範圍，層積於該相反側；複數第1電極，係對於前述第1導電型半導體層歐姆接觸，分別連接於前述注入範圍，至少在該注入範圍內相互隔離於前述振盪方向，包含主電極與和該注入範圍的連接面積比該主電極小的副電極；及第2電極，係連接於前述複數第1電極個別，對於前述第1導電型半導體層非歐姆接觸；前述第1導電型半導體係p型半導體，前述第2導電型半導體係n型半導體；前述第1電極係為第1p側電極；前述第2電極係為第2p側電極；前述第2p側電極，係在前述振盪方向的端部中最外側表面的焊料濕潤性比其他部分差。
2. 如請求項1所記載之半導體雷射元件，其中，前述第2p側電極，係到達前述相反側的全區域中前述振盪方向的端部，且在該端部中最外側表面不是Au。
3. 如請求項2所記載之半導體雷射元件，其中，前述第2p側電極，係至少重疊於前述第1p側電極的部分中最外側表面為Au。
4. 如請求項1所記載之半導體雷射元件，其中，前述注入範圍中未與前述第1p側電極接觸的非注入區域的前述振盪方向之合計長度，係相對於前述半導體雷射元件的光共振器之該振盪方向的全長為1成以下。
5. 如請求項1所記載之半導體雷射元件，其中，前述注入範圍中未與前述第1p側電極接觸的非注入區域的總面積，相對於該注入範圍的總面積為1成以下。
6. 如請求項1所記載之半導體雷射元件，其中，前述複數第1p側電極，係延伸至前述注入範圍外，在該注入範圍外相互連接。
7. 如請求項1所記載之半導體雷射元件，其中，前述複數第1p側電極，係於與前述振盪方向相交的寬度方向中比前述注入範圍的兩緣部的間隔還小，且並未到達任一緣部。
8. 如請求項1所記載之半導體雷射元件，其中， 前述副電極的形狀，係前述振盪方向之長度在與前述振盪方向相交的寬度方向的中央部中比端部還長的形狀。

Images