專利名稱：半導(dǎo)體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用于光盤系統(tǒng)或光通信等的半導(dǎo)體激光器，特別涉及脊形構(gòu)造的分立及單塊半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器具有如下結(jié)構(gòu)采用等效折射率較小的溝道(溝)部夾持脊，并采用等效折射率較大的層夾持溝道部。
而且，現(xiàn)有的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器采用10μm的寬度構(gòu)成脊側(cè)面的溝部，該溝部通過干法蝕刻和濕法腐蝕除去半導(dǎo)體膜而形成。
從具有上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器射出的激光的遠(yuǎn)場圖樣(farfield pattern)為橢圓形，活性層垂直方向的遠(yuǎn)場圖樣的擴(kuò)展較大，而活性層水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的擴(kuò)展較小。
現(xiàn)有的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器中，會發(fā)生水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心和形狀隨著光輸出的變化而變化，存在著不能得到穩(wěn)定的成品率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種半導(dǎo)體激光器，其射出水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度不隨光輸出的變化而發(fā)生變化且形狀穩(wěn)定的激光。
本發(fā)明第1技術(shù)方案所述的發(fā)明涉及這樣一種雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器，以等效折射率比上述脊小的溝道部夾持脊，并采用與上述溝道部相比等效折射率較大的層夾持上述溝道部而構(gòu)成，其特征在于當(dāng)上述溝道部的寬度滿足以下條件時，
E＝Acos(ux)(x≤T/2)...(1)E＝Acos(uT/2)exp(-w(|x|-T/2))(x≥T/2)...(2)u2+w2＝(n12-n22)(2π/λ)2T2...(3)w＝u·tan(u)...(4)其中，E為電場A為規(guī)定的系數(shù)X為距離上述脊中心的距離T為上述脊的寬度n1為上述脊的等效折射率n2為上述溝道部的等效折射率λ為上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長Wc為上述溝道部的寬度X＝T/2+Wc中的電場E2與由式(1)到式(4)計算出的X＝0時的電場E1之比E2/E1滿足0.0001≤E2/E1≤0.01...(5)本發(fā)明第2技術(shù)特征所述的發(fā)明涉及一種采用等效折射率比上述脊小的溝道部夾持脊而構(gòu)成的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器，其特征在于從上述脊的端部離開規(guī)定間距，在上述脊的兩側(cè)配置了吸收激光的激光吸收區(qū)域。
本發(fā)明第3技術(shù)特征所記載的發(fā)明涉及一種采用等效折射率比上述脊小的溝道部夾持脊，并采用等效折射率比上述溝道部大的層夾持上述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器，其特征在于上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)，上述雙溝道型脊形構(gòu)造的溝道部的寬度處于大于5μm而小于10μm的狹窄范圍內(nèi)。
本發(fā)明第4技術(shù)特征所記載的發(fā)明涉及一種采用等效折射率比上述脊小的溝道部夾持脊，并采用等效折射率比上述溝道部大的層夾持上述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器，其特征在于上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm的范圍內(nèi)，上述雙溝道型脊形構(gòu)造的溝道部的寬度處于大于5μm而小于10μm的狹窄范圍內(nèi)。
本發(fā)明第5技術(shù)特征所記載的發(fā)明涉及一種采用等效折射率比上述脊小的溝道部央持脊，并采用等效折射率比上述溝道部大的層夾持上述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器，其特征在于上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm的范圍內(nèi)，上述雙溝道型脊形構(gòu)造的溝道部的寬度處于大于等于0.7μm而小于等于5.0μm的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明第1技術(shù)特征所述的發(fā)明，確定溝道部的寬度使式(5)成立。而且，在溝道部的外側(cè)存在等效折射率比溝道部的等效折射率大的層。因此，在式(5)成立的狀態(tài)下，由于分布在從溝道部向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨光輸出的變化而變化且形狀穩(wěn)定的激光。
根據(jù)本發(fā)明第2技術(shù)特征所述的發(fā)明，激光吸收區(qū)域離開脊的端部規(guī)定間隔而配置。因此，由于分布在從溝道部向外側(cè)的光被激光吸收區(qū)域吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化且形狀穩(wěn)定的激光。
根據(jù)本發(fā)明第3技術(shù)特征的發(fā)明，對于振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器，由于分布在從溝道向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化且形狀穩(wěn)定的激光。
根據(jù)本發(fā)明第4技術(shù)特征所述的發(fā)明，對于振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm的范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器，由于分布在從溝道向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化且形狀穩(wěn)定的激光。
根據(jù)本發(fā)明第5技術(shù)特征所記載的發(fā)明，對于振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm的范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器，由于分布在從溝道向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨光輸出的變化而發(fā)生變化且形狀穩(wěn)定的激光。


圖1表示實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2表示實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體激光器的A-A線剖面圖。
圖3所示為實(shí)施方式1所涉及的半導(dǎo)體激光器的剖面的電場分布圖。
圖4所示為相對于實(shí)施方式1的半導(dǎo)體激光器的不同構(gòu)造參數(shù)組，脊中央部的電場大小與溝端部的電場大小為規(guī)定比率之距離的圖。
圖5表示在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體激光器中，水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的計算結(jié)果的圖。
圖6表示在實(shí)施方式1的半導(dǎo)體激光器中，水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的實(shí)測值的圖。
圖7表示在現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光器中，水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的實(shí)測值的圖。
圖8表示實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖9表示實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖10表示實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖11表示實(shí)施方式8所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖12表示實(shí)施方式9所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖13表示實(shí)施方式10所涉及的半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的立體圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示本實(shí)施方式所涉及的、振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器13的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2表示圖1的A-A線剖面圖。
本實(shí)施方式中的半導(dǎo)體激光器是一種夾持脊6而形成2個溝(溝道)部15的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器。
在圖1中，n型(n-)GaAs襯底1的上方形成n-AlGaInP下覆蓋層2。在n-AlGaInP下覆蓋層2上形成多重量子阱構(gòu)造的活性層3(以下，稱為MQW活性層)，其中，該多重量子阱構(gòu)造的活性層3是將GaInP作為阱層、將AlGaInP作為阻擋層。
在活性層3上順次形成p型(p-)AlGaInP第1上覆蓋層4、蝕刻阻擋層5。在蝕刻阻擋層5上形成線狀的脊6。并且，相隔形成于脊6兩側(cè)的2個溝部15，沿脊6形成線狀的p-AlGaInP第2上覆蓋層7。
然后，在脊6和p-AlGaInP第2上覆蓋層7的上表面形成p-GaAs接觸層8，在其上部形成絕緣膜9。在絕緣膜9上形成由金屬薄膜和鍍金層構(gòu)成的p電極10。而且，脊6上的絕緣膜9被開口，p電極10和p-GaAs接觸層8電連接。
在半導(dǎo)體激光器13的端面附近設(shè)置了窗區(qū)域11。并且，在n-GaAs襯底1的背面形成n電極12。此外，14表示激光。
在上述例子中，AlGaInP的組成準(zhǔn)確地由(AlxGa1-x)0.5In0.5P來表示。而且，n-AlGaInP下覆蓋層2的組成比X為0.5～0.7、p-AlGaInP第1上覆蓋層4的組成比X為0.5～0.7、p-AlGaInP第2上覆蓋層7的組成比X為0.5～0.7。
各層的厚度，n-AlGaInP下覆蓋層2為1.5～4μm、p-AlGaInP第1上覆蓋層4為0.1～1μm，p-AlGaInP第2上覆蓋層7為0.5～2μm。而且，各層的載流子濃度，n-AlGaInP下覆蓋層2的載流子濃度為0.3～2.0×1018cm-3、p-AlGaInP第1上覆蓋層4的載流子濃度為0.3～2.0×1018cm-3、p-AlGaInP第2上覆蓋層7的載流子濃度為0.3～2.0×1018cm-3。
其次，對本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的制造方法進(jìn)行說明。首先，利用MOCVD法等結(jié)晶生長法順次在n-GaAs襯底1上形成n-AlGaInP下覆蓋層2、MQW活性層3、p-AlGaInP第1上覆蓋層4、蝕刻阻擋層5、p-AlGaInP第2上覆蓋層7、p-GaAs接觸層8。
繼而，在端面附近通過Zn擴(kuò)散等使MQW活性層3無序化，從而形成窗區(qū)域11。接著，將抗蝕劑或絕緣膜作為掩膜通過干法蝕刻以及采用硫酸或鹽酸系蝕刻液，對p-AlGaInP第2上覆蓋層7進(jìn)行選擇性蝕刻，從而形成脊6和溝部15。這時，通過采用硫酸等適當(dāng)?shù)奈g刻液，自動地在蝕刻阻擋層5停止蝕刻。
繼而，在整個表面形成氮化膜等絕緣膜9，通過光刻在脊6的上表面形成開口部，并形成金屬薄膜和鍍金層構(gòu)成的p電極10。
圖3是與圖2對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的概要圖以及表示該結(jié)構(gòu)的折射率分布和電場分布的圖。圖3上一級的圖是圖2所示結(jié)構(gòu)的概要圖。而且，下一級所示的圖表示與上級的概要圖相對應(yīng)的折射率分布和電場分布。
這里，橫軸X表示離開脊6中心的距離。而且，n1是脊6的等效折射率、n2是溝15的等效折射率。此外，T是脊6的寬度、Wc是溝部15的寬度。
當(dāng)圖3所示的折射率分布近似為沒有損失的3層導(dǎo)波路時，基本模式的電場分布(E)一般由下述的式(1)和(2)給出(參考末松安晴編著的“半導(dǎo)體激光器和光集成電路”，歐姆社，3.2章，P54-55)。
E＝Acos(ux) (x≤T/2) ...(1)E＝Acos(uT/2)exp(-w(|x|-T/2)) (x≥T/2)...(2)這里，u和w是由下式(3)和(4)定義的值。
u2+w2＝(n12-n22)(2π/λ)2T2...(3)w＝u·tan(u) ...(4)此外，A為規(guī)定的系數(shù)，λ為激光的振蕩波長。
本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器中，設(shè)定構(gòu)造參數(shù)，從而將近似為無損失的3層導(dǎo)波路應(yīng)用于雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器時得到的、脊6中央的電場大小(E1)和距離脊6中心距離為T/2+Wc的溝部15端部的電場大小(E2)滿足下式(5)0.0001≤E2/E1≤0.01...(5)圖4表示式(5)所示范圍的電場比率成立的對離開脊6中央的距離X進(jìn)行計算的結(jié)果。當(dāng)E2/E1滿足式(5)時，可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨光輸出的變化而變化且形狀穩(wěn)定的激光。此外，圖4中的Δn表示n1-n2的值。
另外，按照頻帶的不同滿足式(5)的溝部15的寬度Wc，在振蕩波長大于等于601nm而小于等于700nm的半導(dǎo)體激光器中，處于5μm＜Wc＜10μm的范圍內(nèi)比較合適，但處于4.3μm≤Wc ≤9.0μm的范圍內(nèi)更合適，如果處于4.7μm≤Wc≤8.0μm的范圍內(nèi)則更好。雖然在振蕩波長大于等于701nm而小于等于900nm的半導(dǎo)體激光器中，處于5μm＜Wc＜10μm的范圍內(nèi)比較合適，但處于5.2μm≤Wc≤9.8μm的范圍內(nèi)更合適。而且，在振蕩波長大于等于330nm而小于等于600nm的半導(dǎo)體激光器中，處于0.7μm≤Wc≤5.0μm的范圍內(nèi)比較合適，但處于1.7μm≤Wc≤5.0μm的范圍內(nèi)更合適，如果處于2.2μm≤Wc≤4.2μm的范圍內(nèi)則更好。
圖5示出在振蕩波長大于等于601nm而小于等于700nm、溝部15的寬度Wc為7μm的半導(dǎo)體激光器中，水平方向的遠(yuǎn)場圖樣(FFPX)的仿真的計算結(jié)果。再者，圖6示出實(shí)際制作的半導(dǎo)體激光器的水平方向的遠(yuǎn)場圖形的例子。圖7示出在振蕩波長大于等于601nm而小于等于700nm、溝部15的寬度Wc為10μm的現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光器的遠(yuǎn)場圖樣的例子。
從圖5到圖7可知，通過在本實(shí)施方式所示的范圍內(nèi)設(shè)計溝部15的寬度，從而水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的形狀比現(xiàn)有技術(shù)有了明顯的改進(jìn)，并且遠(yuǎn)場圖樣的中心非常穩(wěn)定。
如以上所說明的那樣，設(shè)定本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的溝部15的寬度，使其滿足式(5)。此外，如本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器那樣，在雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器中，在溝部15的外側(cè)存在等效折射率比溝部15的等效折射率大的層。
因此，在式(5)成立的狀態(tài)下，由于分布在從溝部15向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨著光輸出的變化而變化且形狀穩(wěn)定的激光。
另外，由于分布在從溝部15向外側(cè)的光的吸收量較少，故不會發(fā)生其他的激光特性變差。
還有，在本實(shí)施方式中，示出了振蕩波長大于等于601nm而小于等于700nm范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器，但是，其他振蕩波長的半導(dǎo)體激光器的光分布亦可滿足式(5)，再者，并未限定脊6和溝部15的形狀，其可以為垂直形狀或傾斜形狀。
即使上述情形，由于分布在從溝部15向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，亦可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨著光輸出的變化而變化且形狀穩(wěn)定的激光。
實(shí)施例2圖8是本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面的立體圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)，與圖1所示的半導(dǎo)體激光器不同，其為不具有雙溝道的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器。與圖1和圖2所加的標(biāo)記為相同標(biāo)記之處表示相同或與其相當(dāng)?shù)牟糠帧Ｔ儆?，在圖8中，省略p電極10等與本實(shí)施方式的說明關(guān)系不緊密的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器相隔大于5μm而小于10μm的較小間隔d從脊6的端部配置作為激光吸收區(qū)域16的非晶硅層。
通過采用非晶硅吸收分布于激光吸收區(qū)域的光，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束的形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨光輸出的變化而發(fā)生變化的元件。
實(shí)施方式3圖9表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面的立體圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)，與圖1所示的半導(dǎo)體激光器不同，其為不具有雙溝道的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器。
在脊6的兩側(cè)，相隔大于5μm而小于10μm的較小間隔d配置了作為激光吸收區(qū)域16的質(zhì)子(離子)注入?yún)^(qū)域。由于質(zhì)子注入?yún)^(qū)域是非增益區(qū)域，故作為激光吸收區(qū)域工作。
因此，通過吸收分布在激光吸收區(qū)域的光，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的元件。
實(shí)施方式4圖10為本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面的立體圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)，與圖1所示的半導(dǎo)體激光器不同，其為不具有雙溝道的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器。
在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器中，通過Zn擴(kuò)散將作為激光吸收區(qū)域16的大于等于1×1018cm-3的高濃度雜質(zhì)區(qū)域，相隔大于5μm而小于10μm的間隔d配置在脊6的兩側(cè)。
借助于高濃度雜質(zhì)區(qū)域的自由載流子來吸收分布在激光吸收區(qū)域的光，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的元件。
實(shí)施方式5在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器中，在具有與實(shí)施方式2到4類似結(jié)構(gòu)的、振蕩波長大于等于701nm而小于等于900nm的半導(dǎo)體激光器中，從脊6的端部相隔大于5μm而小于10μm的間隔d配置激光吸收區(qū)域16。
通過按照上述那樣配置激光吸收區(qū)域16，從而即使在振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器中，亦可以使伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并且能夠獲得水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的半導(dǎo)體激光器。
實(shí)施方式6本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器涉及一種具有與實(shí)施方式2至4相類似的結(jié)構(gòu)、振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器，其中，從脊6的端部相隔大于等于0.7μm而小于等于5.0μm的間隔d配置激光吸收區(qū)域16。
此外，本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器中，襯底1由n型GaN構(gòu)成、下覆蓋層2由n型AlGaN構(gòu)成、活性層3由InGaN多重量子阱層構(gòu)成、第1上覆蓋層由p型AlxGa1-XN構(gòu)成、第2上覆蓋層由p型AlYGa1-YN構(gòu)成、接觸層由p型GaN構(gòu)成。
通過按照上述那樣配置激光吸收區(qū)域，從而即使在振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm范圍內(nèi)的半導(dǎo)體激光器中，亦可以使伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并且可獲得水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的半導(dǎo)體激光器。
實(shí)施方式7本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器涉及這樣一種半導(dǎo)體激光器，在實(shí)施方式2～6所示的半導(dǎo)體激光器中，僅在窗區(qū)域11(參照圖1)等的芯片端面部形成激光吸收區(qū)域16。
其結(jié)果，能夠降低用于形成激光吸收區(qū)域16的成本。
實(shí)施方式8圖11表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面的立體圖。振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm范圍內(nèi)，其為與圖1相同的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器的情形。
在圖11中，與圖1和圖2標(biāo)記相同之處表示相同或與其相當(dāng)?shù)牟糠?。將作為激光吸收區(qū)域16的非晶硅層相隔大于5μm而小于10μm的較小間隔d配置在溝15的寬度Wc大于等于10μm的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器的脊6的兩側(cè)。
因而，通過吸收分布于激光吸收區(qū)域16的光，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的半導(dǎo)體激光器。
實(shí)施方式9圖12是本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面的立體圖。振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm范圍內(nèi)，其為與圖1相同的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器的情形。
作為激光吸收區(qū)域16的質(zhì)子注入?yún)^(qū)域，相隔大于5μm而小于10μm的較小間隔d形成在溝15的寬度Wc大于等于10μm的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器的脊6的兩側(cè)。由于質(zhì)子注入?yún)^(qū)域?yàn)榉窃鲆鎱^(qū)域，故作為激光吸收區(qū)域16工作。
因而，通過吸收分布于激光吸收區(qū)域16的光，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的元件。
實(shí)施方式10圖13表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器的剖面的立體圖。本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器，其振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm范圍內(nèi)，其為與圖1相同的雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器的情形。
在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器中，通過Zn擴(kuò)散將大于等于1×1018cm-3的作為激光吸收區(qū)域16的高濃度雜質(zhì)區(qū)域，相隔大于5μm而小于10μm的間隔d配置在溝15的寬度Wc大于等于10μm的脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器的脊6的兩側(cè)。
其結(jié)果，借助于Zn擴(kuò)散區(qū)域的自由載流子來吸收分布在激光吸收區(qū)域16的光，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的半導(dǎo)體激光器。
實(shí)施方式11本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器涉及一種振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm范圍內(nèi)且與實(shí)施方式8到10具有相似結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器，其中，從脊6的端部相隔大于5μm而小于10μm的較小間隔d配置了激光吸收區(qū)域16。
由于具有上述結(jié)構(gòu)，從而伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出的變化而發(fā)生變化的元件。
實(shí)施方式12本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器涉及一種振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm范圍內(nèi)且與實(shí)施方式8到10具有相似結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器，其中，從脊6的端部相隔大于等于0.7μm而小于等于5.0μm的間隔d配置了激光吸收區(qū)域16。
其結(jié)果，伴隨光輸出變化的水平方向的放射光束的形狀穩(wěn)定下來，并可制作出水平方向的光束中心不隨著光輸出變化而發(fā)生變化的半導(dǎo)體激光器。
實(shí)施方式13本實(shí)施方式的半導(dǎo)體激光器涉及實(shí)施方式8到12的半導(dǎo)體激光器，其中，僅在形成了窗區(qū)域11(參照圖11)等的芯片端面部形成激光吸收區(qū)域16。
其結(jié)果，能夠抑制制造成本。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器，其為以等效折射率比所述脊小的溝道部夾持脊，并以等效折射率比所述溝道部大的層夾持所述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造，其特征在于當(dāng)所述溝道部的寬度滿足下述條件時，E＝A cos(ux)(x≤T/2)…(1)E＝A cos(uT/2)exp(-w(|x|-T/2))(x≥T/2)…(2)u2+w2＝(n12-n22)(2π/λ)2T2…(3)w＝u tan(u)…(4)其中，E為電場A為規(guī)定的系數(shù)X為距離上述脊中心的距離T為上述脊的寬度n1為上述脊的等效折射率n2為上述溝道部的等效折射率λ為上述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長Wc為上述溝道部的寬度X＝T/2+Wc中的電場E2與由式(1)到式(4)計算出的X＝0時的電場E1之比E2/E1滿足0.0001≤E2/E1≤0.01…(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm范圍內(nèi)，所述溝道部的寬度處于大于5μm而小于10μm的較窄范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm范圍內(nèi)，所述溝道部的寬度處于大于5μm而小于10μm的較窄范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm范圍內(nèi)，所述溝道部的寬度處于大于等于0.7μm而小于等于5.0μm的范圍內(nèi)。
5.一種半導(dǎo)體激光器，其為以等效折射率比所述脊小的溝道部夾持脊而構(gòu)成的脊形構(gòu)造，其特征在于從所述脊的端部相隔規(guī)定間隔，將吸收激光的激光吸收區(qū)域配置在所述脊的兩側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm范圍內(nèi)，所述規(guī)定間隔大于等于5μm而小于等于10μm。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm的范圍內(nèi)，所述規(guī)定間隔大于等于5μm而小于等于10μm。
8.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm的范圍內(nèi)，所述規(guī)定間隔大于等于0.7μm而小于等于5.0μm。
9.如權(quán)利要求5至8中任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體激光器，其為以等效折射率比所述溝道部大的層夾持所述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造，其特征在于所述溝道部的寬度大于等于10μm。
10.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于僅在芯片端面部形成所述激光吸收區(qū)域。
11.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述激光吸收區(qū)域是非晶硅層。
12.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述激光吸收區(qū)域通過離子注入而形成。
13.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體激光器，其特征在于所述激光吸收區(qū)域通過Zn擴(kuò)散而形成。
14.一種半導(dǎo)體激光器，其為以等效折射率比所述脊小的溝道部夾持脊，并以等效折射率比所述溝道部大的層夾持所述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于601nm而小于等于700nm的范圍內(nèi)，所述雙溝道型脊形構(gòu)造的溝道部的寬度處于大于5μm而小于10μm的狹窄范圍內(nèi)。
15.一種半導(dǎo)體激光器，其為以等效折射率比所述脊小的溝道部夾持脊，并以等效折射率比所述溝道部大的層夾持所述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于701nm而小于等于900nm范圍內(nèi)，所述雙溝道型脊形構(gòu)造的溝道部的寬度處于大于5μm而小于10μm的狹窄范圍內(nèi)。
16.一種半導(dǎo)體激光器，其為以等效折射率比所述脊小的溝道部夾持脊，并以等效折射率比所述溝道部大的層夾持所述溝道部而構(gòu)成的雙溝道型脊形構(gòu)造，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的振蕩波長處于大于等于330nm而小于等于600nm的范圍內(nèi)，所述雙溝道型脊形構(gòu)造的溝道部的寬度處于大于等于0.7μm而小于等于5.0μm的范圍內(nèi)。
全文摘要
提供一種半導(dǎo)體激光器，射出水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨光輸出變化而變化且形狀穩(wěn)定的激光。設(shè)定溝部(15)的寬度，以便使脊(6)中央部的電場大小E1與溝部(15)端部的電場大小E2的比率E1/E2大于0.0001而小于0.01。在雙溝道型脊形構(gòu)造的半導(dǎo)體激光器中，溝部(15)的外側(cè)存在等效折射率大于溝部(15)的等效折射率的層。因而，由于分布在從溝部(15)向外側(cè)的光被半導(dǎo)體吸收，故可獲得水平方向的遠(yuǎn)場圖樣的強(qiáng)度中心不隨光輸出的變化而變化且形狀穩(wěn)定的激光。
文檔編號H01S5/22GK1783605SQ20051011947
公開日2006年6月7日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者山口勉, 西田武弘, 西口晴美, 多田仁史, 吉田保明 申請人:三菱電機(jī)株式會社