专利名称：半导体激光器设备及其制造方法
背景技术：
本发明涉及一种半导体激光器设备及其制造方法；在该设备中一个半导体衬底上制作有多个半导体激光器。
近些年来，光盘已得到普及，其记录格式已有许多变更。当用光学方法读取不同标准的光盘时，需要不同标准的半导体激光器。例如，为了读取CD(只读光盘)和DVD(数字化通用光盘)这两种型光盘，需要发射波长大约为780nm的红外线激光器和发射波长大约为650nm的红色激光器。
在以上的情况中，要求半导体激光器设备能够在一个组件中发射两种波长的激光光线，用于对拾波器进行缩小化并降低拾波器的成本。
而且，要求半导体激光器设备能够在一个组件中发射两种波长的两种激光光线，或者，要求半导体激光器设备能够为激光打印机和记录-再现型光盘(除光盘以外)的即使在相同波长上为低输出和高输出发射两种型激光光线。另外，也可以考虑波长相同的两束相同的输出的激光器。
为了满足这些要求，已开发了在一个半导体衬底上提供两个半导体激光器的技术。但是，当在单个半导体衬底上制作两种不同特征的半导体激光器时，经常无法通过一次晶体成长来制作该设备。相应地，本申请者已提议在单部分导体衬底上多次执行晶体成长的方法，尽管还不知道该方法(即，该方法不是原先的技术)。也就是说，该方法具有一些过程首先在半导体衬底上生长一个激光器结构；局部地对第一次用结晶方法(crystallinically)生长的激光器结构进行蚀刻，用于暴露半导体衬底；其后，用结晶方法生长第二次被叠加于其上的另一个激光器结构，并除去随后在前面所生长的激光器结构上形成的激光器结构的那个部分。
图3A、3B和3C~3G表现了一种半导体激光器设备的剖面，在该半导体激光器设备中，基于AlGaAs的半导体激光器和基于AlGaInP的半导体激光器这两种半导体激光器被生长在GaAs衬底上。首先，如图3A所示，基于AlGaAs的半导体激光器9被生长在n型GaAs衬底1上，基于AlGaAs的半导体激光器9由n型GaAs缓冲层2、n型AlGaAs第一包覆层3、AlGaAs第一导向体层4、多量子井活性层5、AlGaAs第二导向体层6、p型AlGaAs第二包覆层7和p型GaAs接触层(涂有锌)8构成。然后，如图3A右手侧的部分中所示，通过蚀刻来除去基于AlGaAs的半导体激光器9的部分区域，直到暴露n型GaAs衬底1为止。
随后，如图3B中所示，基于AlGaInP的半导体激光器18被生长在整个表面上，基于AlGaInP的半导体激光器18由n型GaAs缓冲层11、n型AlGaInP第一包覆层12、AlGaInP第一导向体层13、多个量子井活性层14、AlGaInP第二导向体层15、p型AlGaInP第二包覆层16和p型GaAs接触层17构成。
接下来，如图3C所示，通过蚀刻来除去被叠加在前面所形成的基于AlGaAs的半导体激光器9上的随后形成的基于AlGaInP的半导体激光器18的区域。此外，除去位于n型GaAs衬底1上的基于AlGaAs的半导体激光器9与基于AlGaInP的半导体激光器18之间的边界部分，直到暴露n型GaAs衬底1为止，从而制成一种半导体激光器设备，在该半导体激光器设备中，基于AlGaAs的半导体激光器9和基于AlGaInP的半导体激光器18被并置在n型GaAs衬底1上。
随后，如图3D所示，通过蚀刻来分别全部和部分地除去基于AlGaAs的半导体激光器9的p型GaAs接触层8和p型AlGaAs第二包覆层7，以便只留下规定宽度的中心部分，从而在该中心部分中形成条纹状的隆起部分10。同时，通过蚀刻来分别全部和部分地除去基于AlGaInP的半导体激光器18的p型GaAs接触层17和p型AlGaInP第二包覆层16，从而在中心部分中形成条纹状的隆起部分20。
随后，如图3E所示，n型GaAs电流收缩层21被生长在整个基于AlGaAs的半导体激光器9和基于AlGaInP的半导体激光器18之上。随后，如图3F所示，通过蚀刻来除去位于隆起部分10和20的上部的n型GaAs电流收缩层21的一个不必要的部分以及元素隔离部分22，以便电流只在隆起部分10和20中流动。
随后，如图3G所示，在基于AlGaAs的半导体激光器9的整个表面上形成p型AuZn/Au电极23。同时，在基于AlGaInP的半导体激光器18的整个表面上形成p型AuZn/Au电极24。此外，在n型GaAs衬底1的整个后表面上形成n型AuGe/Ni电极25。
这样，如图3G所示，形成了一种半导体激光器器件，在该半导体激光器器件中，在一个n型GaAs衬底1上提供基于AlGaAs的半导体激光器9和基于AlGaInP的半导体激光器18这两种半导体激光器。
但是，用于在单个半导体衬底上多次执行晶体生长的前述半导体激光器设备制造方法有以下各种问题。也就是说，如图3E所示，在整个基于AlGaAs的半导体激光器9和基于AlGaInP的半导体激光器18上生长n型GaAs电流收缩层21，所以，还在隆起部分10和20上制作n型GaAs电流收缩层21。因此，要求除去被制作在隆起部分10和20上的n型GaAs电流收缩层21，以便电流在隆起部分20和21中流动。通过用保护层保护除所暴露的隆起部分10和20的上部以及元素隔离部分22以外的各个部分，并通过只蚀刻所暴露的隆起部分10和20的上部以及元素隔离部分22，来执行上述情况中的除去任务。
但是，如图4A、4B和4C所示，被形成在隆起部分10和20(由位于图中的基于AlGaAs的半导体激光器9侧边上的隆起部分10表示)上的不必要的n型GaAs电流收缩层21按梯形的形状生长，这个形状将概略地将隆起部分10和20的上表面的宽度作为底部，并且，该梯形的高度随着n型GaAs电流收缩层21的厚度的增加而增加，并具有接近于三角形的形状。
所以，当如图5A和5B所示通过蚀刻来除去形状接近于三角形的这个不必要的n型GaAs电流收缩层21(由隆起部分10代表)时，由于蚀刻的进展约略均匀，因此，要求实现更深入的蚀刻，以便完全暴露隆起部分10和20的上表面。所以，在沿隆起部分10的上表面的边缘部分伸展并如图5A所示那样薄的n型GaAs电流收缩层21的那个部分中，蚀刻如图5B所示那样向下达到p型第二包覆层7，并且，隆起部分10的p型第二包覆层7被不利地暴露。虽然未示出，但是，隆起部分20的p型第二包覆层16的情况也会如此。
然后，暴露用于发射激光的活性层的邻域，并且，激光的界限变得不稳定。而且，激光特征也会退化。将要注意，参考数字26表示图5A和5B中的保护层。
所以，当对不必要的n型GaAs电流收缩层21进行蚀刻时，要求既不暴露p型第二包覆层7也不暴露p型第二包覆层16，所以，蚀刻要求先进的可控制性。另外，当多个半导体激光器被整体地制作在单部分导体衬底上时，要求同时控制多个隆起部分的蚀刻，并且，这使蚀刻不必要的n型GaAs电流收缩层21更加困难。
针对前述问题的一个对策是可以考虑一种方法，该方法用于减小将要被生长的n型GaAs电流收缩层21的薄膜厚度，以便如图6A所示将隆起部分10和20上的n型GaAs电流收缩层21的梯形高度压低(只示出隆起部分10，隆起部分20的情况也会如此)。但是，随着n型GaAs电流收缩层21的薄膜厚度的减小，电流会从隆起部分10和20中泄漏出去，从而不利地放松了电流界限效应。在以上的情况中，泄漏电流增加，从而使可靠性退化，进一步导致无法获得激光器振荡。
而且，如图6B所示，情况可能会是由于在制作隆起部分10的过程中的蚀刻期间，p型GaAs接触层8与p型第二包覆层7的组成成分之间有差别，因此，在p型GaAs接触层8上生成屋檐状的突起(见图3D)。如果在此情形中用MBE(分子束外延)方法来薄薄地形成n型GaAs电流收缩层21，那么，如图6B所示，不在p型GaAs接触层8的凸出边缘的后表面侧边上生长n型GaAs电流收缩层21。在以上的情况中，存在一个问题构成隆起部分10的p型GaAs接触层8和p型第二包覆层7的侧表面不被n型GaAs电流收缩层21覆盖，并且，类似于图5B中的情况，p型第二包覆层7被不利地暴露。虽然未示出，但是，在半导体激光器18的隆起部分20、p型第二包覆层16和p型GaAs接触层17方面，存在类似的问题。
发明概述相应地，本发明的目的是提供一种具有多个半导体激光器的半导体激光器设备，可以稳定、容易地制作这多个半导体激光器，而不会放松电流界限效应或暴露第二包覆层。
为了实现上述目的，本发明提供了一种半导体激光器设备，在该半导体激光器设备中，多个半导体激光器被并置在半导体衬底上，这些半导体激光器每个包括活性层；被布置在该活性层的两侧上的第一包覆层和第二包覆层；以及，位于第二包覆层上的接触层，其中，第二包覆层和接触层的一部分构成隆起部分，以及，半导体激光器设备包括光界限层，在除每个第二包覆层的隆起部分的上表面以外的区域中提供该光界限层，该光界限层的折射率不同于第二包覆层的折射率；以及，
在光界限层上所提供的电介质薄膜。
根据上述构造，光界限层(在除隆起部分的上表面以外的区域中被提供，其折射率不同于第二包覆层的折射率)起到了作为将光限制在第二包覆层中的横向模式控制层的作用。而且，被层压在光界限层上的电介质薄膜用作使除隆起部分以外的各个部分中没有电流流动的电流收缩层。所以，在光界限层(不被要求用作电流收缩层)可以在用作横向模式控制层的范围以内制作得较薄。
所以，被形成在隆起部分上的光界限层变得约略平坦，除去隆起部分上的不必要的光界限层的过程中的蚀刻因而变得容易。结果，不需要执行深入蚀刻，这防止了隆起部分的侧面的第二包覆层的暴露，并稳定地实现了将光限制在第二包覆层中。
而且，在一个实施例中，电介质薄膜用作电流收缩层，该电流收缩层使除隆起部分以外的各个部分中没有电流流动。
根据这个实施例，电介质薄膜用作使除隆起部分以外的各个部分中没有电流流动的电流收缩层。所以，在光界限层在可以用作横向模式控制层的范围以内，可以使该层作得较薄；并且，可以在隆起部分上将光界限层制作得约略平坦。
在一个实施例中，电介质薄膜是绝缘薄膜。
根据这个实施例，电介质薄膜是绝缘薄膜。所以，电介质薄膜用作使除隆起部分以外的各个部分中没有电流流动的电流收缩层。
在一个实施例中，电介质薄膜的薄膜厚度不超过0.5μm。
根据这个实施例，因此，通过在除去隆起部分上的不必要的光界限层的过程中进行蚀刻，来容易地除去电介质薄膜(其薄膜厚度不超过0.5μm)。另外，允许电介质薄膜具有充分的热散逸。
在一个实施例中，光界限层的传导类型与第二包覆层的传导类型相反。
根据这个实施例，光界限层的传导类型与第二包覆层的传导类型相反。所以，进一步改善关于隆起部分的电流限制效应，并可以获得进一步被稳定的光发射。
在一个实施例中，光界限层是高电阻层，它具有不小于1×102·cm的电阻值。
根据这个实施例，光界限层由高电阻层构成。所以，进一步改善关于隆起部分的电流限制效应，并可以获得进一步被稳定的光发射。
在一个实施例中，光界限层用作损失导向体，该损失导向体从活性层吸收光并将光限制在第二包覆层中。
根据这个实施例，光界限层用作吸收光的损失导向体。所以，在活性层中发生有效的折射率差。所以，通过控制除隆起部分以外的第二包覆层的那个部分的层厚度，该设备可以用作所谓的自激振荡激光器。
在一个实施例中，光界限层的薄膜厚度不超过2μm。
根据这个实施例，光界限层的薄膜厚度不超过2μm。所以，形成在隆起部分上的光界限层变得约略平坦，并且，通过蚀刻，可以容易地除去隆起部分上的不必要的光界限层。
另外，在制作前述发明的半导体激光器设备的过程中，本发明的半导体激光器设备制造方法采用CVD(化学气相沉积)方法将电介质层生长在隆起部分的侧面上以及隆起部分的横斜突起(凸出的边缘)的后表面上。
根据上述构造，在制作上述发明的半导体激光器设备的过程中，也可以可靠、容易地将电介质薄膜生长在隆起部分的侧面上和隆起部分的凸出边缘的后表面上。所以，第二包覆层得到可靠的保护，在发射激光的活性层的邻域中没有留出第二包覆层的被暴露的部分，并且，可以稳定地实现第二包覆层中的激光界限。这样，可以防止激光器特征退化。
附图简述通过下文提供的详细描述和附图，将会更完全地理解本发明。这些附图只是以说明性的方式被提供，因此对本发明没有限制的作用。在这些附图中
图1A、1B和1C~1J是制造过程中的本发明的半导体激光器设备的截面视图；图2A、2B、2C和2D是一种半导激光器设备的截面视图，该半导体激光器设备不同于制造过程中的图1A、1B和1C~1J中的半导体激光器设备；图3A、3B和3C~3G是一种半导体激光器设备的截面视图，在该半导体激光器设备中，在制造过程中，两个半导体激光器被制作在衬底上；图4A、4B和4C是表示其中生长图3E中的电流收缩层的各种情形的视图；图5A和5B是表示其中对如图4A、4B和4C所示被生长的电流收缩层进行蚀刻的情形的视图；以及，图6A和6B是在图3F中薄薄地形成电流收缩层的情况的问题的说明性视图。
较佳发明的详细描述以下将根据附图中所示的各个实施例来详细地描述本发明。
(第一实施例)图1A、1B和1C~1J是制造过程中的本第一实施例的半导体激光器设备的截面视图。将参照图1A、1B和1C~1J来描述本半导体激光器设备的制造方法。
首先，如图1A所示，n型GaAs缓冲层32、n型AlGaAs第一包覆层33、AlGaAs第一导向体层34、多量子井活性层35、AlGaAs第二导向体层36、p型AlGaAs第二包覆层37和p型GaAs接触层(涂有锌)38通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)被接连生长在n型GaAs衬底31上，从而作为半导体激光器的一个例子形成了基于AlGaAs的半导体激光器39。这样，实现了第一次晶体生长。
接下来，如图1B所示，通过蚀刻来除去基于AlGaAs的半导体激光器39的部分区域。接下来，如图C所示，n型GaAs缓冲层41、n型AlGaInP第一包覆层42、AlGaInP第一导向体层43、多量子井活性层44、AlGaInP第二导向体层45、p型AlGaInP第二包覆层46和p型GaAs接触层47通过MOCVD被接连生长在整个表面上，从而作为半导体激光器的一个例子形成了基于AlGaInP的半导体激光器48。这样，实现了第二次晶体生长。
虽然各个层被描绘成按直角弯曲以便在边界处垂直地延伸，该边界处于图1C中被生长在n型GaAs衬底31上的基于AlGaInP的半导体激光器48与被生长在基于AlGaAs的半导体激光器39上的基于AlGaInP的半导体激光器48之间，但是，各个层实际上的形成过程应画成平缓的曲线。
接下来，如图1D所示，被叠加在前面所制作的基于AlGaAs的半导体激光器39上的随后制作的基于AlGaInP的半导体激光器48的区域以及位于n型GaAs衬底31上的基于AlGaAs的半导体激光器39与基于AlGaInP的半导体激光器48之间的边界区域49被除去，直到暴露n型GaAs衬底31为止，以便制成一种半导体激光器设备，在该半导体激光器设备中，基于AlGaAs的半导体激光器39和基于AlGaInP的半导体激光器48被并置在n型GaAs衬底31上。
随后，如图1E所示，通过蚀刻来分别全部和部分地除去基于AlGaAs的半导体激光器39的p型GaAs接触层38和p型AlGaAs第二包覆层37，以便留出规定宽度的中心部分，从而在中心部分中制成条纹状的隆起部分50。同时，通过蚀刻来全部和部分地除去基于AlGaInP的半导体激光器48的p型GaAs接触层47和p型AlGaInP第二包覆层46，留出规定宽度的中心部分，从而在中心部分中制成条纹状的隆起部分51。
接下来，如图1F所示，光界限层通过MOCVD或MBE方法被制作在包括边界区域49的整个表面上，该光界限层由一种半导体构成，该半导体的折射率不同于p型第二包覆层37和46的折射率。在本实施例中，n型GaAs层52被制成光界限层，该光界限层的折射率不同于p型第二包覆层37和46的折射率。在以上的情况中，n型GaAs层52生长成厚度不超过2μm(最好是大约0.5μm)的层，以便随后可通过蚀刻来被容易地除去。虽然光界限层由本第一实施例中的n型GaAs层52构成，但是，该层也可以由具有不小于1×102·cm的高电阻值的GaAs层构成。
随后，如图1G所示，通过PCVD(等离子体激活化学气相沉积)方法，在n型GaAs层52的整个表面上制作SiN薄膜53(作为电介质薄膜的一个例子)。在以上的情况中，SiN薄膜53的薄膜厚度不超过大约0.5μm，因为热散逸随着该薄膜厚度的增加而减少。虽然电介质薄膜由本第一实施例中的SiN薄膜构成，但是，即使该层由用SiO、AlO或类似物制成的绝缘薄膜构成，也可以获得类似的效果。
接下来，如图1H所示，不包括隆起部分50和51以及位于基于AlGaAs的半导体激光器39与基于AlGaInP的半导体激光器48之间的边界区域49的各个区域受到保护层54的保护。然后，如图1I所示，通过蚀刻来除去被制作在隆起部分50和51以及边界区域49上的不必要的SiN薄膜53和不必要的n型GaAs层52。
在以上的情况中，如上文所述，薄薄地形成n型GaAs层52和SiN薄膜53，使它们的厚度分别是大约0.5μm和不超过0.5μm。所以，通过蚀刻，可以容易地除去在隆起部分50和51上约略平坦的n型GaAs层52和SiN薄膜53。
光界限层(n型GaAs层52)用作将光限制在第二包覆层37和46中的横向模式控制层，该光界限层由半导体构成，该半导体的折射率不同于p型第二包覆层37和46的折射率。而且，电介质薄膜(SiN薄膜53)用作使除隆起部分50和51以外的各个部分中没有电流流动的电流收缩层。所以，在保证光界限功能的范围以内，可以薄薄地形成n型GaAs层52，n型GaAs层52的折射率不同于p型第二包覆层37和46的折射率；并且，可以容易地实现蚀刻，用于除去隆起部分50和51上的不必要的n型GaAs层52。
接下来，如图1J所示，分别在基于AlGaAs的半导体激光器39的隆起部分50和基于AlGaInP的半导体激光器48的隆起部分51上制作p型AuZn/Au电极55和56。此外，在n型GaAs衬底31的整个后表面上制作n型AuGe/Ni电极57。
这样，如图1J所示，制作了一种半导体激光器设备，在该半导体激光器设备中，基于AlGaAs的半导体激光器39和基于AlGaInP的半导体激光器48这两种半导体激光器被集成在一个n型GaAs衬底31上。
由于n型GaAs层52用作吸收光的损失导向体，因此，也可以通过控制除隆起部分50和51以外的p型第二包覆层37和46的层厚度，来提供所谓的自激振荡激光器。
如上所述，在本第一实施例中，在基于AlGaAs的半导体激光器39和基于AlGaInP的半导体激光器48上形成隆起部分50和51；其后，将n型GaAs层52制作成具有不超过2μm(最好是大约0.5μm)的薄膜厚度，n型GaAs层52是光界限层，其折射率不同于p型第二包覆层37和46的折射率。所以，n型GaAs层52在隆起部分50和51上约略平坦，并能够通过蚀刻被容易地除去。所以，不要求前述深入蚀刻，并可以防止暴露隆起部分50和51的p型第二包覆层37和46以及p型GaAs接触层38和47。
结果，可以稳定地实现将光限制在第二包覆层37和46中，并可以防止激光器特征退化。
但是，如果薄薄地形成n型GaAs层52，那么，可减少作为电流收缩层的功能。相应地，通过将SiN薄膜53在n型GaAs层52上形成为电介质薄膜，可以加强电流收缩功能。
利用以上的布置，可以稳定、容易地形成具有两个半导体激光器的半导体激光器设备，这两个半导体激光器有效地执行电流限制，并且，其中既不暴露第二包覆层37也不暴露第二包覆层46。
在以上的情况中，光界限层是n型GaAs层52，其传导类型与p型第二包覆层37和46的传导类型相反；该光界限层的折射率不同于p型第二包覆层37和46的折射率。所以，进一步改善了将电流限制在隆起部分50和51中的效果，并可以获得进一步被稳定的光发射。
也可以用具有不小于1×102·cm的高电阻值的GaAs层来构成光界限层。在以上的情况中，进一步改善了将电流限制在隆起部分50和51中的效果，并可以获得进一步被稳定的光发射。
(第二实施例)本第二实施例涉及在构成半导体激光器的隆起部分的p型GaAs接触层上制作凸出边缘的情况。图2A、2B、2C和2D表现了制造过程中的本第二实施例的半导体激光器设备的剖面。将参照图2A、2B、2C和2D来描述本半导体激光器设备的制造方法。
首先，类似于第一实施例的图1A~1E，通过在单个n型GaAs衬底61上两次执行晶体生长，来形成基于AlGaAs的半导体激光器64和基于AlGaInP的半导体激光器67；并且，在半导体激光器64和67上制作隆起部分68和69。在以上的情况中，如果半导体激光器64、67的p型第二包覆层62、65与p型GaAs接触层63、66之间存在蚀刻比率差异，则将凸出的边缘制成隆起部分68和69的p型GaAs接触层63和66上的横斜突起。这样，提供了图2A中的情形。
根据p型第二包覆层62、65与p型GaAs接触层63、66之间的蚀刻比率差异，来生成隆起部分68和69的凸出边缘；所以，不可避免地会或多或少生成凸出的边缘。尤其当较长时间实行湿蚀时，形成的凸出边缘更加显著。
接下来，如图2B所示，用MBE方法在包括边界区域70(位于基于AlGaAs的半导体激光器64与基于AlGaInP的半导体激光器67之间)的整个表面上形成光界限层，该光界限层的折射率不同于p型第二包覆层62和65的折射率。在本第二实施例中，将n型GaAs层71制成其折射率不同于p型第二包覆层62和65的折射率的光界限层。在以上的情况中被生长的n型GaAs层71的层厚度不超过大约0.5μm，以便随后可以通过蚀刻来容易地除去该层。MBE方法具有高方向性，无法用n型GaAs层71完全覆盖位于凸出的边缘和p型GaAs接触层63、66所遮蔽的侧面上的p型第二包覆层62和65。所以，实际上暴露发光部分的邻域，并且，激光器特征退化。
相应地，如图2C所示，通过PCVD(等离子体化学气相沉积)，将SiN薄膜72制成包括边界区域70的整个表面上的电介质薄膜的一个例子。以上情况中的SiN薄膜72的薄膜厚度不超过大约0.5μm，因为热散逸随着该厚度的增加而减少。利用这种布置，位于隆起部分68和69的侧面上的p型第二包覆层62和65的暴露的表面被完全覆盖。特别是，各种CVD方法(例如，PCVD方法)将在气相状态中形成薄膜，所以，也可以在凸出边缘的后表面上可靠地制成薄膜。
接下来，不包括隆起部分68和69以及位于基于AlGaAs的半导体激光器64与基于AlGaInP的半导体激光器67之间的边界区域70的区域得到保护层(未示出)的保护。然后，如图2D所示，通过蚀刻来除去被制作在隆起部分68和69以及边界区域70上的不必要的SiN薄膜72和n型GaAs层71。
在以上的情况中，如上所述，将n型GaAs层71和SiN薄膜72稀疏地制成具有不超过0.5μm的厚度。由于这个原因，可以通过蚀刻来容易地除去在隆起部分68和69上约略平坦的n型GaAs层71和SiN薄膜72。另外，用SiN薄膜72完全覆盖位于隆起部分68和69的侧面上的p型第二包覆层62和65的表面。
随后，类似于第一实施例的图1J，在基于AlGaAs的半导体激光器64的隆起部分68上并在基于AlGaInP的半导体激光器67的隆起部分69上制作p型电极(未示出)。此外，在n型GaAs衬底61的整个后表面上制作n型电极(未示出)。
这样，制作了一种半导体激光器设备，其中，基于AlGaAs的半导体激光器64和基于AlGaInP的半导体激光器67这两种半导体激光器被集成在一个n型GaAs衬底61上。
如上所述，在本第二实施例中，分别在基于AlGaAs的半导体激光器64和基于AlGaInP的半导体激光器67上形成隆起部分68和69；其后，将n型GaAs层71形成具有不超过大约0.5μm的薄膜厚度，n型GaAs层71是由一种半导体构成的光界限层，该半导体的折射率不同于第二包覆层62和65的折射率。所以，可以通过蚀刻来容易地除去在隆起部分68和69上约略平坦的n型GaAs层71。
但是，如果薄薄地形成n型GaAs层71，那么，可减少电流收缩层的功能。另外，如果在隆起部分68和69的p型GaAs接触层63和66中形成凸出的边缘，那么，没有用n型GaAs层71完全覆盖凸出的边缘所遮蔽的隆起部分68和69的侧表面的p型第二包覆层62和65。相应地，通过用PCVD在n型GaAs层71上形成作为电介质薄膜的SiN薄膜72，来完全覆盖隆起部分68和69的被暴露的侧面，并加强电流收缩功能。
利用这种布置，可以稳定、容易地制作一种半导体激光器设备，该半导体激光器设备具有两个半导体激光器，这两个半导体激光器能够稳定地将光限制到第二包覆层62和65中，能够防止激光器特征的退化并有效地执行电流限制。
已根据在一个同样的半导体衬底上制作两个半导体激光器的例子，描述了前述的每个实施例。但是，无须说本发明可以被应用于在一个同样的半导体衬底上制作三个或更多半导体激光器的情况。
而且，本发明不局限于前述两个实施例中的任何一个实施例，并且也可以采用生长方法、晶体合成和传导型各种组合。
从上文中显而易见，在本发明的半导体激光器设备中，其折射率不同于第二包覆层的折射率的光界限层和电介质薄膜被接连层压在一些区域中，这些区域处于被并置在半导体衬底上的多个半导体激光器的第二包覆层的上侧边上，并且不包括隆起部分的上表面。所以，光界限层用作用于将光限制在包覆层中的横向模式控制层。另外，电介质薄膜用作使除隆起部分以外的各个部分中没有电流流动的电流收缩层。
相应地，不需要将光界限层用作电流收缩层；并且，在光界限层可以用作横向模式控制层的范围以内，可以使光界限层作得薄些。所以，被制作在隆起部分上的光界限层变得约略平坦，并且，可以通过蚀刻来容易地除去隆起部分上的不必要的光界限层。结果，可以防止因深入蚀刻而造成的隆起部分的侧面上的第二包覆层暴露，并可以稳定地实现将光限制在第二包覆层中。
而且，本发明的半导体激光器设备制造方法通过制造前述发明的半导体激光器设备的过程中的CVD，还将电介质薄膜生长在隆起部分的侧面和隆起部分的横斜突起(凸出的边缘)的后表面上。所以，即使没有用光界限层完全覆盖隆起部分的侧面和隆起部分的凸出边缘的后表面，也可以可靠地保护第二包覆层。
相应地，在所制作的半导体激光器设备中，第二包覆层的部分没有向发射激光的活性层的邻域暴露，并且，可以稳定地实现将激光限制在第二包覆层中。结果，可以获得稳定的激光器特征。
本发明如此被加以描述；将会显而易见，相同的内容可以有许多变化方式。这类变化不会被视作脱离本发明的精神和范围；精通该技术领域的人将会明白的所有这类修改意在被包括在以下的权利要求书的范围以内。
权利要求
1.一种半导体激光器设备，其中，多个半导体激光器被并置在半导体衬底上，其特征在于这些半导体激光器每个都包括活性层；被布置在该活性层的两侧上的第一包覆层和第二包覆层；以及，位于第二包覆层上的接触层，其中，第二包覆层和接触层的一部分构成隆起部分，以及，该半导体激光器设备包括光界限层，在除每个第二包覆层每层的隆起部分的上表面以外的区域中提供该光界限层，该光界限层的折射率不同于第二包覆层的折射率；以及，在该光界限层上所提供的电介质薄膜。
2.如权利要求1中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，电介质薄膜用作使除隆起部分以外的各个部分中没有电流流动的电流收缩层。
3.如权利要求2中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，电介质薄膜是绝缘薄膜。
4.如权利要求1中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，电介质薄膜的薄膜厚度不超过0.5μm。
5.如权利要求1中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，光界限层的传导类型与第二包覆层的传导类型相反。
6.如权利要求1中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，光界限层是具有不小于1×102·cm的电阻值的高电阻层。
7.如权利要求1中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，光界限层用作从活性层吸收光并将光限制在第二包覆层中的损失导向体。
8.如权利要求1中所声明的半导体激光器设备，其特征在于其中，光界限层的薄膜厚度不超过2μm。
9.一种用于制造权利要求1中所声明的半导体激光器设备的方法，其特征在于包括以下步骤利用化学气相沉积方法，将电介质层生长在隆起部分的侧面上和隆起部分的横斜突起的后表面上。
全文摘要
在两个半导体激光器的隆起部分的整个表面上形成光界限层，使其具有不超过2μm(大约0.5μm)的小的薄膜厚度；该光界限层由一种半导体构成，该半导体的折射率不同于p型第二包覆层的折射率。这样，隆起部分上的光界限层变得约略平坦，以便可以通过蚀刻来被容易地除去。结果，防止了因深入蚀刻而造成的隆起部分的p型第二包覆层的暴露，从而允许稳定地实现将光限制到p型包覆层中。电介质薄膜被形成在光界限层上，并加强了因光界限层的厚度减小而损失的电流收缩功能。
文档编号H01S5/22GK1501557SQ20031011636
公开日2004年6月2日 申请日期2003年11月18日 优先权日2002年11月18日
发明者上田祯亮, 介, 宫嵜启介, 和田一彦, 彦, 毅, 辰巳正毅, 司, 森本泰司 申请人:夏普株式会社