[发明专利]氮化物半导体激光器芯片及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物半导体激光器芯片及其制造方法，具体地，本发明涉及脊波导型氮化物半导体激光器芯片及其制造方法。

背景技术

作为用作诸如半导体激光器芯片和发光二极管(LED)芯片的短波长发光芯片的发光芯片的材料，已经研究和开发了诸如GaN的氮化物半导体材料。通常，采用氮化物半导体材料的GaN基半导体激光器芯片的结构为：有源层中包括InGaN层，并且这样的激光器芯片已经实际上用作光盘装置中用于数据读取的光源。

光盘装置等中所用的氮化物半导体激光器芯片通常具有脊部，该脊部用于将光限制在水平方向上，并且该脊部形成为具有实折射率引导结构(realindex guide structure)，其中脊部埋在诸如SiO₂膜的绝缘膜下。

这里，已知的是，在半导体激光器芯片中，以提高光输出为目的增加电流注入量不仅导致半导体激光器芯片以基谐模振荡(光激射(1ase))，而且导致半导体激光器芯片以高阶模振荡。为此，在传统的氮化物半导体激光器芯片中，为了抑制高阶模以及其他目的，脊部设计为具有小到约1.5μm的脊宽度。

为了进一步抑制高阶模，在其他传统上提出的半导体激光器芯片中，光吸收层形成为与氮化物半导体层接触。这样的氮化物半导体激光器芯片公开在例如特开平11-186650号公报、特开2002-270967号公报、特开2005-223148号公报和特开2008-91910号公报中。

在光盘装置中，激光照射在盘上，并且反射光被光接收元件接收，从而读出所记录的信息。这里，因为某种原因，反射光会返回到半导体激光器芯片。如果这种返回的光进入有源层，则半导体激光器芯片将变得不稳定，而导致光强的波动和其他不便，从而产生噪声。为此，在光盘应用中采用半导体激光器芯片的情况下，作为克服噪声的措施它们利用高频重叠电路被驱动。

然而，不利地，对于上述传统的氮化物半导体激光器芯片，因为它们具有高的装置阻抗，所以除非充分地应用高频重叠，否则光盘装置不能适当地运行。因此，所需要的高频重叠电路为能以高频和大振幅驱动半导体激光器芯片的高频重叠电路，并且因此很昂贵。不便地，这使得难以降低成本。而且，传统氮化物半导体激光器芯片的高装置阻抗需要高的运行电压，因此不利地导致高的电功耗。

另一方面，在某些传统上提出的氮化物半导体激光器芯片中，为了减小运行电压，电极形成为覆盖脊部的顶表面和侧壁。这样的氮化物半导体激光器芯片公开在例如特开2010-34246号公报中。在该氮化物半导体激光器芯片中，电极形成为与脊部的侧壁电接触，而不与在脊部的侧底部的半导体层接触。对于该结构，由氮化物半导体层的自发极化和压电极化产生的电荷被消除，并且降低了运行电压。特开2010-34246号公报还公开了脊部的脊宽度被给定为大于1.5μm的结构。

然而，对于上述特开2010-34246号公报中公开的结构，它当然能够减小运行电压，但是不利的是，难以抑制高阶模。具体地，在增加脊宽度的情况下，可能产生高阶模，这不利地倾向于导致劣化的装置特性和低的可靠性。

发明内容

已经进行本发明以克服上面讨论的不便，并且本发明的目标是提供以降低的电功耗运行且有助于实现成本降低的氮化物半导体激光器芯片，并且提供其制造方法。

本发明的另一个目标是提供具有改善的装置特性和高可靠性的氮化物半导体激光器芯片，并且提供其制造方法。

为了实现上述目标，根据本发明的一个方面，氮化物半导体激光器芯片包括：有源层，由氮化物半导体形成；氮化物半导体层，形成在有源层之上；脊部，形成在氮化物半导体层的一部分中；以及导电膜，具有光吸收特性，并且在氮化物半导体层之上至少形成在脊部的外侧区域中。这里，脊部的脊宽度为2μm以上且6μm以下。

在根据第一方面的氮化物半导体激光器芯片中，如上所述，通过至少在氮化物半导体层之上脊部的外侧区域中形成具有光吸收特性的导电膜，由于导电膜的光吸收，能够抑制高阶模。这使得能够在抑制高阶模的同时增加脊部的脊宽度。

而且，根据第一方面，通过给定脊部的脊宽度为2μm以上且6μm以下，能够减小装置阻抗。因此，在氮化物半导体激光器芯片用在光盘装置中的情况下，能够减小光盘装置运行期间(在再现操作期间)的阻抗。因此，在半导体激光器芯片利用高频重叠电路驱动的情况下，能够使高频重叠的应用更容易，因此能够利用便宜的高频重叠电路驱动。因此，通过利用便宜的高频重叠电路，能够实现成本降低。

而且，通过减小装置阻抗，也能够减小运行电压，并且使得能够减小电功耗。