[发明专利]半导体激光器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有发生光的激活部分和用于从发生的光得到激光 的谐振器外周部分的电流注入型半导体激光器及其制造方法，具体涉 及可使外周部分的包层和芯层的折射率差大到足够形成光子禁带 (photonick band gap)，并可降低激活部分的包层电阻，且能够较容 易地制造波长为1.3μm及1.55μm的半导体激光器的半导体激光器及 其制造方法。

背景技术

通过波分复用传送能够实现光通信的进一步高速化及大容量化， 但用于波分复用传送的光组件的主要部件即滤波器的价格很高。因 此，进行了使用能够容易地制作波导或滤波器等的光子晶体的光器件 研究。形成在二维光子晶体内且向面内方向出射光并可与光波导光耦 合的电流注入型半导体激光器，要求导光的芯层和其上下包层之间的 折射率差很大。如果折射率差小，就会光封闭能力减弱、光损耗大、 无法起到光子晶体的功能。因此，往往将包层设为低折射率的空气， 但它的散热性差且机械强度不足。

作为形成在二维光子晶体内的电流注入型半导体激光器，在发生 光的激活部分的包层中使用电流流动的半导体，在用于从发生的光得 到激光的谐振器外周部分的包层使用与芯层具有大折射率差的低折 射率的氧化层(例如：参照专利文献1：日本特开2004-296560号公 报)。此外，还有形成在二维光子晶体内的电流注入型半导体激光器 和光波导的光集成回路的报告(例如，参照专利文献2：特开2007- 194301号公报)。

以往包层使用Al(GA)As，并在外周部分中将Al(GA)As氧 化。从而，使外周部分的包层和芯层的折射率差大到足够形成光子禁 带。但是，必须通过电阻高的Al(GA)As(激活部分的包层)注入 电流。

此外，以往衬底的材料采用GaAs，激活层的材料采用GaInNAs， 因此技术上难以制造出适用于波分复用传送用光组件的波长为1.3μm 及1.55μm的半导体激光器。

此外，以往使外周部分的芯层和激活部分的p型导光层同时生长。 然后，为了电流注入而p型导光层采用了p型GaAs。因而，成为光 波导的外周部分的芯层中出现基于p的载流子的光损耗。

发明内容

本发明为了解决诸如上述的课题构思而成，其第一目的是得到可 使外周部分的包层和芯层的折射率差大到足够形成光子禁带，并可降 低激活部分的包层电阻，且能够较容易地制造波长为1.3μm及1.55μm 的半导体激光器的半导体激光器及其制造方法。

此外，本发明的第二目的是得到可减小外周部分的芯层中基于载 流子的光损耗的半导体激光器及其制造方法。

本发明的半导体激光器是在同一衬底上形成发生光的激活部分 和用于从发生的光得到激光的谐振器外周部分的半导体激光器，其 中，所述衬底为InP衬底，所述激活部分具有由AlInAs或AlGaInAs 构成的下部包层、包含由AlGaInAs或InGaAsP构成的激活层的芯层、 以及由AlInAs或AlGaInAs构成的上部包层，所述外周部分具有由将 AlInAs或AlGaInAs氧化的物质构成的第一包层、芯层、以及由将 AlInAs或AlGaInAs氧化的物质构成的第二包层，在所述外周部分形 成以规定周期排列多个空穴的二维光子晶体。对于本发明的其它特征 以下将会更加清晰。

通过本发明，可使外周部分的包层和芯层的折射率差大到足够形 成光子禁带，并可降低激活部分的包层电阻，且能够较容易地制造波 长为1.3μm及1.55μm的半导体激光器。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的半导体激光器的剖视图。

图2是用于说明本发明实施方式1的半导体激光器的制造方法的 剖视图。

图3是用于说明本发明实施方式1的半导体激光器的制造方法的 剖视图。

图4是用于说明本发明实施方式1的半导体激光器的制造方法的 剖视图。

图5是用于说明本发明实施方式1的半导体激光器的制造方法的 剖视图。

图6是通过平面波展开法绘制光子禁带的上端和下端的能量(两 条实线)、锥形光束(light cone)的能量(虚线)的光子带图。

图7是表示本发明实施方式2的半导体激光器的剖视图。

图8是用于说明本发明实施方式2的半导体激光器的制造方法的 剖视图。