[发明专利]发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本公开涉及发光器件及其制造方法。

背景技术

在激光源中，功率增加是一项重大任务。因此，除了激光二极管器件输出增加以外，半导体光学放大器（SOA）已被深入研究作为放大来自激光源的光的器件。如本文所使用，光学放大器指的是没有将光信号转换为电信号，直接放大光形式的光信号的放大器，以及所述光学放大器具有没有共振腔的激光结构，并且放大没有光增益的入射光。

由于光学放大器已经被开发主要用于光通信，在405nm波段的半导体光学放大器已经很少被投入实际使用。使用GaInAsP基化合物半导体并具有锥形脊条状结构的在1.5-μm波段的半导体光学放大器从例如日本未经审查的专利申请公布No.H5-067845是已知的。根据在该本专利公布中描述的技术，在半导体光学放大器中，通过在从输入侧满足单模条件的窄光波导到输出侧的光波导的锥形形状中逐步加宽光波导宽度，模场沿着光波导宽度扩大，以便增加半导体光学放大器的最高输出。

典型的激光二极管器件或典型的半导体光学放大器具有形成在底基板上的层压结构本体。在这种情况下，典型的层压结构通过按顺序从底基板层压掺以n型杂质的n型化合物半导体层（具体地，n型包覆层以及n型光导层）、活性层以及掺以p型杂质的p型化合物半导体层（具体地，p型光导层和p型包覆层）构成。

引用文献列表

专利文献

[PTL1]日本未经审查的专利申请公布No.H5-067845

发明内容

实现激光二极管器件和半导体光学放大器的输出增加的方法之一是降低光限制因子。为了降低光限制因子，如图13（A）所示，可以增加由n型化合物半导体制成的n型光导层的厚度，从而光场强度分布的峰值被从活性层移到n型光导层。结果，在高输出操作中，允许光限制因子降低，以及允许活性层周围的光密度降低；从而，允许阻止光损伤，以及具体地，在半导体光学放大器中，允许被放大光的饱和能量增加，从而实现输出增加。需要注意的是，在图13（A）中，水平轴表示n型光导层的厚度（单位：nm），以及垂直轴表示光限制因子。不过，本发明的发明人已经通过他们的研究证明，当n型光导层的厚度大于0.6μm时，从激光二极管或半导体光学放大器发出的光束的模式不是单模，如图13（B）所示。需要注意的是，在图13（B）中，水平轴表示n型光导层的厚度（单位：nm），以及垂直轴表示远场图案（FFP）的半峰全宽（FWHM），其单位是“度”。而且，从示出近场图案的图14可以看出，光束不是单模而是多波束形状。当n型化合物半导体层的厚度大于0.6μm时，光束不在单模，这是因为其被认为不满足化合物半导体层在厚度方向的单模截止条件。而且，当光束不在单模时，在使用透镜或光纤的应用中，会产生例如聚光特性退化的问题。

因此，期望提供能够发出单模光束的发光器件，例如高输出激光二极管器件或高输出半导体光学放大器及其制造方法。

根据本公开的实施方式的发光器件包括：

层压结构本体，所述层压结构本体通过在底基板上按顺序层压第一导电类型的第一化合物半导体层、由化合物半导体制成的活性层以及不同于所述第一导电类型的第二导电类型的第二化合物半导体层构成；

第二电极，形成在所述第二化合物半导体层上；以及

第一电极，被配置为电连接到所述第一化合物半导体层，

其中，所述第一化合物半导体层具有层压结构，所述层压结构从底开始按顺序包括第一包覆层和第一光导层，

所述层压结构具有脊条状结构，所述脊条状结构由第二化合物半导体层、活性层以及在第一光导层的厚度方向上的部分构成，以及

满足6×10^-7m<t₁，优选地满足8×10^-7m≤t₁，以及满足0（m）<t₁'≤0.5·t₁，优选地满足0（m）<t₁'≤0.3·t₁，其中所述第一光导层的厚度是t₁，以及所述第一光导层的构成脊条状结构的部分的厚度是t₁'。

而且，可以优选满足0.2×W<t₁<1.2×W，优选地，满足0.2×W<t₁≤W，其中，所述脊条状结构的宽度（例如，在光出射端面中的脊条状结构的宽度）是W。这也同样适用于下列实施方式。

一种根据本公开的实施方式的发光器件的第一制造方法，所述方法包括步骤：