[发明专利]半导体激光器及其制造方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2007年10月31日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-282714的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及半导体激光器的制造方法、半导体激光器、光头、光盘装置、半导体装置的制造方法以及氮化物型III-V族化合物半导体层的生长方法，尤其涉及例如具有使用氮化物型III-V族化合物半导体的端面窗结构的脊形条纹型半导体激光器以及将半导体激光器用作或用于光源的光头和光盘装置。

背景技术

为了增加半导体激光器的最大光输出，不可避免地需要引入端面窗结构，其中，为共振器的端面设置相对于来自活性层的光为透明的窗口。

在根据相关技术的GaInP红色发光半导体激光器中，以下方法是有效的：在形成激光器结构的半导体层的生长之后，将Zn原子扩散进入与作为共振器端面部分临近的半导体层中，以局部增加带隙能量，从而形成端面窗结构(例如，参照日本专利公开第2005-45009号)。

另一方面，近年来，基于氮化物型III-V族化合物半导体的半导体激光器已经被用作高密度光盘装置等中的光源。大多数氮化物型III-V族化合物半导体是在热和机械性能方面比GaInP半导体更稳定的材料。因此，在基于氮化物型III-V族化合物半导体的半导体激光器中，难以通过在GaInP红色发光半导体激光器的情况下有效的不同原子的扩散和湿蚀刻来形成端面窗结构。

鉴于此，对于基于氮化物型III-V族化合物半导体的半导体激光器，已经提出了用于形成端面窗结构的各种方法并进行了试验。现在，将描述已经提出的端面窗结构的形成方法。

提出了以下方法：在通过劈裂(cleavage)形成激光棒之后，利用由激光辐射或暴露于H₂等离子体所引起的In消除处理，通过增大共振器端面附近的带隙能量来形成端面窗结构(例如，参照日本专利公开第2006-147814号和日本专利公开第2006-147815号)。然而，为了执行这些方法，需要高真空室设施，从而导致大规模的装置和设施投资。此外，劈裂之后处理共振器端面通常遗留了关于生产率的问题。

对于以下方法已经存在许多提案：在基板上外延生长用于形成激光器结构的半导体层之后，通过反应离子蚀刻(RIE)挖掘作为共振器端面的半导体层部分，并在挖掘区域中再次外延生长具有高带隙能量的氮化物型III-V族化合物半导体层(例如，参照日本专利公开第2004-134555号、日本专利公开第2003-60298号、国际公开第03/036771号手册以及日本专利公开第2002-204036号)。然而，根据该方法，在通过RIE所挖掘的表面上会形成表面能级(level)，从而担心会在激光器操作时发生光吸收和局部热量生成。

作为另一个实例，已经提出以下方法：在设置有利用RIE或绝缘膜沉积所形成的几何台阶(step)的基板上外延生长用于形成激光器结构的半导体层，从而形成端面窗结构(例如，参照日本专利公开第2005-191588号、日本专利公开第2005-294394号、日本专利公开第2003-1 98057号以及日本专利公开第2000-196188号)。该方法针对一种现象：在激光行进方向上，带隙能量高于活性层的覆层起到端面窗结构的作用。在图49中示出了其典型实例。如图49所示，在该半导体激光器中，通过RIE图样化基板101的一个主面来设置凹部101a，随后在凹部101a上顺次生长n型半导体层102、活性层103和p型半导体层104，此后，在p型半导体层104上形成p侧电极105、绝缘电极106和衬垫(pad)电极107。换句话说，由于基板101中凹部101a的存在而导致在n型半导体层102、活性层103和p型半导体层104中生成陡峭的几何台阶，使得会在台阶附近产生光波导损失。此外，无法实现通过在共振器端面附近的活性层103中加宽带隙所获得的透明化，因此，该半导体结构不能起到有效端面结构的功能。

发明内容

如上所述，以前用于在基于氮化物型III-V族化合物半导体的半导体激光器中形成端面窗结构的方法存在很多问题。

因此，需要一种使用氮化物型III-V族化合物半导体的半导体激光器以及半导体激光器的制造方法，使得可以非常容易地形成端面窗结构，可以抑制光波导损失，并且可以限制激光器操作时由于表面能级的存在而引起的光吸收和局部热量生成。

还需要将上述优良的半导体激光器用作或用于光源的光头和光盘装置。