專利名稱：側向約束激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及激光器，特別地涉及半導體激光器中的側向約束的改進。
帶有用于注入電流的側向約束的半導體激光器是為人熟知的。
掩埋波導型半導體激光器，也稱為掩埋異構型半導體激光器，可從例如US-A-5,227,015、US-A-5,260,230、US-A-5,398,255、US-A-5,452,315和US-A-5,470,785獲知。
脊波導型激光器和掩埋波導型激光器兩者都具有電約束和光約束的側向控制。
所謂側方向，是理解為垂直于外延生長的方向。對于豎直空穴表面發(fā)射型激光器(VCSELs-Vertical Cavity Surface Emitting Lasers)來說，側方向可以指垂直于生長方向的平面內的所有方向。對于邊緣發(fā)射型激光器(EELs-Edge Emitting Lasers)來說，側方向通常指垂直于激光傳播的方向。
另外，電側約束是指在側向對注入電流的散布的控制，而光側約束是指激光的波導側向控制。
對于脊波導型激光器，在激活區(qū)上方形成有一個脊(或臺)，毗鄰激光發(fā)射的激活區(qū)不限于側方向。電側約束通過在激活層注入電流的有限的散布而達到，原因是上述脊的寬度有限。光側約束由于脊的波導作用而達到。對于掩埋波導型激光器，激活層通過(即包括于)臺而受到側向約束。臺向外延伸地掩埋，以避免因晶體在激活發(fā)射區(qū)的空穴的不完全性而導致不良的表現。電側約束和光側約束分別由分別位于頻帶偏移和折射率的激活材料和掩埋材料的差別而獲得。
然而，對于普通的脊波導型激光器和掩埋波導型激光器，電側約束和光側約束兩者都受到同樣的設計參數即臺、激活層和掩埋材料的實際尺寸和材質的控制。
本發(fā)明的目的是分別改善電側約束特性和光側約束特性而基本上不受控制參數的影響。
此目的是這樣達到的，即在臺內設置將電流基本上在側向被阻擋而又基本上不改變激光的側向波導作用的一層或多層。
這樣，激光器的門限電流和/或總驅動電流會減小。而且，激光器的壽命會增加。例如，對于脊型激光器來說，在激活區(qū)不發(fā)射激光時，電流損失較?。欢鴮τ谘诼裥图す馄?，通常作為重新復合和分解中心的靠近臺側壁的電流也會減小。
從而，根據本發(fā)明，可獲得具有較好性能的激光器，即門限電流較低，注入效率較高，輸出功率較高，光譜控制較好，并且有改善了的長期可靠性。
以下參照附圖對本發(fā)明進行較詳細的說明。附圖中，

圖1是本發(fā)明的一個掩埋波導型激光器實施例的透視圖，及圖2是本發(fā)明的一個脊波導型激光器實施例的透視圖。
圖1是根據本發(fā)明的一個掩埋波導型半導體激光器實施例的透視圖。
按照已知的方式，此激光器包括基片10和掩埋于一電流阻擋層12中的臺結構11。
根據本發(fā)明，為了減小沿臺結構11壁的電流，就要控制臺結構11中的側向電流分布，因而帶有一個寬度小于臺結構11的縫隙14的電流阻擋層13應定位成使其縫隙14基本上處于臺結構11的中央。
在根據圖1的臺結構11中，帶有縫隙14的電流阻擋層13以間隔層16與底部激活層15隔開，電流阻擋層13上面有覆蓋層17。在本實施例中，覆蓋層17也填滿電流阻擋層13中的縫隙14。在臺結構11和電流阻擋層12上面有接觸層18。
在圖1的實施例中，帶有縫隙14的電流阻擋層13位于臺結構11中的激活層15的上方。
可以理解，對于掩埋波導型激光器來說，帶縫隙的電流阻擋層同樣可以位于臺結構的激活層的下面。事實上，激活層上方可以有一個帶縫隙的電流阻擋層，而其下面可以有另一個帶縫隙的電流阻擋層。
如上所述，帶有縫隙14的電流阻擋層13的存在以受控制的方式減小了臺壁處的電流。
利用電流阻擋層13中的縫隙14，迫使載流子的傳輸基本上側向限制在縫隙14內，如圖1中的箭頭所示。在通過縫隙14之后，載流子散布到激活層13，在該處極性相反的載流子重新復合。由于層13的電流阻擋部分部分地跨過激活層15，沿臺結構11的壁的電流會減小。這樣，門限和/或驅動電流也會減小，并且/或者激光器的可靠性會增加。
圖2是本發(fā)明的一個脊波導型半導體激光器實施例的透視圖。
如同圖1，圖2中的激光器按照已知的方式包括基片20、激活層24和臺結構21。
在圖2的實施例中，激活層24中側向電流分布的控制是通過本發(fā)明的帶有寬度小于臺結構21的縫隙23的電流阻擋層22來確定其在臺結構21中的側向散布得到改善的。電流阻擋層22定位成使其縫隙23基本上處于臺結構21的中央。
在圖2中，帶有縫隙23的電流阻擋層22以間隔層25與底部激活層24隔開。電流阻擋層22上面有覆蓋層26。在圖2的實施例中，覆蓋層26也填滿電流阻擋層22中的縫隙23。在臺結構21上面有接觸層27。
同樣，在圖2的實施例中，由層22的電流阻擋部分迫使載流子的傳輸基本上側向限制在縫隙23內，如圖2中的箭頭所示。
從而，在圖1的實施例中，帶有縫隙14的電流阻擋層13位于臺結構11內；類似地，在圖2的實施例中，帶有縫隙23的電流阻擋層22位于臺結構21內。
在所示的兩個實施例中，與已知的掩埋型激光器和脊型激光器相比，沿臺壁的電流會減小。
權利要求
1.一種帶有臺結構(11，21)的半導體激光器，其特征在于，在臺結構(11，21)內設置至少一個帶有寬度小于臺結構(11，21)的、基本上處于臺結構(11，21)中央的縫隙(14，23)的電流阻擋層(13，22)。
2.根據權利要求1的激光器，其特征在于，所述至少一個的電流阻擋層(13，22)位于激光激活層(15，24)上方。
3.根據權利要求1的激光器，其特征在于，該激光器為掩埋波導型激光器，所述至少一個的電流阻擋層位于激光激活層下面。
4.根據權利要求1的激光器，其特征在于，該激光器為掩埋波導型激光器，所述電流阻擋層位于激光激活層上方，另一個電流阻擋層位于激活層下面。
5.根據權利要求1至4的其中之一的激光器，其特征在于，設有一激活層(15，24)，該激活層和所述至少一個的電流阻擋層(13，22)之間有至少一個間隔層(16，25)。
全文摘要
在包括臺結構(11)的半導體激光器中;為了減小靠近激活發(fā)射層(15)的臺壁處的電流,通過在臺結構內設置一帶有寬度小于臺結構(11)的、處于臺結構(11)中央的縫隙(14)的電流阻擋層(13),使臺結構(11)中的側向電流分布受到控制。
文檔編號H01S5/223GK1250551SQ9880328
公開日2000年4月12日 申請日期1998年3月6日 優(yōu)先權日1997年3月14日
發(fā)明者B·斯托爾茨, U·奧蘭德爾 申請人:艾利森電話股份有限公司