[发明专利]半导体激光装置

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及一种使用了III族氮化物半导体即氮化镓(GaN)系化合物半导体的半导体激光装置。

背景技术

[0002]半导体激光装置由于具有小尺寸、廉价及大功率等优点，因而除了用于通信及光盘等信息通信技术(IT技术)以外，还被应用于医疗领域及照明领域等广泛的技术领域中。近年来，特别展开了对用于蓝光(Blu-ray)光盘等的能够输出波长为405nm的激光的GaN系半导体激光装置的开发。还有，用于激光显示器及液晶显示装置的背光源的能够输出波长为450nm～470nm的纯蓝色激光的GaN系半导体激光装置的开发正得到推进。

[0003]当用于光盘时，要求这些GaN系半导体激光装置实现大功率化以便进行高速且多层记录，还有，当用于显示器及背光源时，要求该GaN系半导体激光装置实现大功率化以便获得高亮度。为了使半导体激光装置实现大功率化，格外重要的是要抑制被称作端面劣化的劣化模式，端面劣化指的是生成激光的谐振器的光射出端面由于激光而劣化。

[0004]下面，对端面劣化进行说明。

[0005]因为构成半导体激光装置的谐振器端面、特别是光射出端面的原子与构成在该谐振器端面上形成为膜状的涂层材料的原子或在激光装置周围存在的大气原子之间发生化学反应，所以在光射出端面上，结晶的不完全性增大，这便成为吸收激光的原因。若在光射出端面结晶的不完全性增大，则光吸收量增加，所吸收的光的大部分转换成热能，从而使该端面的温度上升。温度上升将招致半导体的带隙收缩，为此出现了光吸收量进一步增加而致使温度上升的正反馈(positive feedback)。该正反馈的结果是，不久端面的结晶熔解，即产生被称作灾变性光学损伤(Catastrophic Optical Damage：COD)的缺陷。

[0006]以往，为了克服端面劣化，在砷化镓(GaAs)系半导体激光装置中采用了端面窗结构。端面窗结构指的是使活性层的光射出端面附近的禁带宽度大于谐振器的其它区域的禁带宽度的结构。为此，光射出端面附近的光吸收量减少，该光射出端面的发热量降低，因此能够抑制端面劣化。

[0007]在以往的GaAs系半导体激光装置中，为了形成端面窗结构，利用了通过离子注入或杂质扩散使活性层无序化的技术(参照例如专利文献1及专利文献2)。

[0008]例如，当使用离子注入法时，向活性层及其附近注入离子后，再进行热处理。由于所注入的离子及伴随注入而产生的缺陷的热扩散，使构成禁带宽度小的活性层的半导体材料与其周边的禁带宽度大的区域的半导体材料混杂起来，从而实现了无序化。其结果是，因为与注入前相比活性层的禁带宽度增大，所以激光的吸收量减少。还有，当使用杂质扩散法时，使设在端面窗部上侧的扩散常数大的金属杂质等产生热扩散。已进行热扩散的杂质使活性层无序化，因而该活性层的禁带宽度变大，而光吸收量减少。

专利文献1：日本公开特许公报特开昭63-164288号公报

专利文献2：日本公开特许公报特开昭63-196088号公报

-发明所要解决的技术问题-

[0009]但是，在GaN系半导体激光装置中，GaN结晶的键合牢固，而注入离子或杂质的扩散常数小，因此存在很难用离子注入法或杂质扩散法形成端面窗结构的问题。由此，在GaN系半导体激光装置中，具有端面窗结构的激光结构并未付诸于实际应用。

发明内容

[0010]本发明是解决所述以往问题的发明，其目的在于：在由GaN系半导体构成的半导体激光装置中不使用离子注入或杂质扩散就能够实现端面窗结构，从而能够防止端面劣化。

-用以解决技术问题的技术方案-

[0011]为了实现所述目的，本发明将半导体激光装置构成为：在包含激光结构的由III族氮化物半导体形成的叠层结构体的一部分中至少在光射出端面的附近且在波导路的侧方，设置台阶区域(steppedregion)。

[0012]本申请发明人进行多方研究讨论的结果是取得了下述见解，即：若在基板的一部分设置了台阶区域后再使包含激光结构的GaN系半导体生长，则活性层中台阶区域的附近区域的禁带宽度与远离台阶区域的区域的禁带宽度不同。由于在该禁带宽度大的区域设置激光装置的光射出端面，所以能够形成具有光射出端面的禁带宽度大的端面窗结构的GaN系半导体激光装置。

[0013]本发明是由该见解而获得的，具体来说是通过下述结构实现的。