[发明专利]半导体激光装置及其制造方法

说明书

[发明的详细说明]

[发明所属的技术领域]

本发明涉及半导体激光装置及其制造方法，尤其涉及用作光信息处理的半导体激光装置及其制造方法。

[现有技术]

近年来为了实现CD-R/RW的高速化，希望为此而使用的780nm波段的半导体激光器有大的输出功率。限制半导体激光器实现大输出功率的主要原因之一是半导体激光器出射端面的退化，这种退化称之为COD(破坏性光学损伤)，起因于在出射端面附近存在缺陷而引起光吸收。

为了抑制这种出射端面的COD退化，正在实现在出射端面形成无光吸收的区域，亦即带隙大的区域的窗口结构的激光器。例如，此事在Sharp技报1991年9月第50号第33～36页上作了说明。

图14是具有现有窗口结构的半导体激光器的局部斜视图。图15是示出具有现有窗口结构的半导体激光器的制造工序的半导体激光器的局部斜视图。

在图14中，代号100是半导体激光器，102是n型GaAs衬底(以下将n导电类型记作「n-」、将p导电类型记作「p-」、将本征半导体记作「i-」)。104是n-Al_0.5Ga_0.5As下包覆层，106是具有i-Al_0.1Ga_0.9As阱层的MQW有源层，108是p-Al_0.5Ga_0.5As第1上包覆层，110是n-AlGaAs电流阻挡层，112是p-AlGaAs第2上包覆层，114是p-GaAs接触层，116是其带隙比MQW有源层106大的i-Al_0.5Ga_0.5As窗口层，118是电极。

制造方法大致如下。

在图15(a)中，在n-GaAs衬底102上用外延生长法层叠下包覆层104、MQW有源层106、第1上包覆层108，在用刻蚀法留脊后，再用选择生长法形成电流阻挡层110，在脊和电流阻挡层110上形成第2上包覆层112和接触层114。这些工序的结果如图15(a)所示。

其后，将n-GaAs衬底102的背面研磨至100μm左右，将激光器端面解理，通过晶体生长形成窗口层116。这些工序的结果如图15(b)所示。

接着形成电极118，完成图14所示的半导体激光器。

[发明所要解决的课题]

现有的半导体激光器100按上述方式构成，然而，这种半导体激光器100存在的问题是，必须采取在将激光器端面解理后在解理面上生长窗口层116的窗口结构的制造方法，在解理之后形成窗口层116和电极118，因而制造工艺变得很复杂。

还有，在特许2827919号公报上，记述了下述发明：在MQW有源层上设置第1上包覆层，在第1上包覆层表面上形成离子注入掩模图形，用低能杂质注入使激光器端面附近的MQW有源层无序化，以此形成窗口结构。然而，如无法正确控制这种无序化的程度，往往会因不当的无序化程度而产生不了窗口效果，在实际使用中造成退化等问题。

本发明就是为了消除上述问题而提出的，第1个目的在于，提供COD退化的分散度小并且可靠性高的半导体激光装置，第2个目的在于，提供工序简单并且成品率高的制造方法以制造COD退化的分散度小的半导体激光装置。

[为解决课题所采取的手段]

本发明的半导体激光装置包括：第1导电类型的半导体衬底，在该半导体衬底上设置的第1导电类型的第1包覆层，在该第1包覆层上设置的量子阱结构的有源层，在该有源层上设置的第2导电类型的第1个第2包覆层，位于激光谐振腔端面附近的、包含有源层的、从第1个第2包覆层的表面将杂质掺入半导体衬底一侧的叠层内而设置的无序化区域，以及经第1个第2包覆层与该无序化区域的有源层相对、包含在第1个第2包覆层的表面上设置的第2导电类型的第2个第2包覆层、同时在谐振腔长边方向延伸的光波导，在激射波长为770～810nm的半导体激光器中，若以激发光照射无序化区域时所产生的光荧光的波长记作λdp1(nm)，以激发光照射有源层时所产生的光荧光的波长记作λap1(nm)，并将蓝移量λb1(nm)定义为λb1＝λap1-λdp1，则λb1≥20成立，由此可断定：这是通过使有源层无序化形成窗口层，使COD水平得以提高的半导体激光器。

此外，在将激光器的COD水平记作Pcod(mW)时，蓝移量λb1(nm)进而满足(Pcod-85)/5.6≤λb1≤(Pcod-135.0)/1.3，能够通过求得蓝移量λb1来预测产品的COD水平Pcod。