专利名称：单片型半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于DVD (多功能数码光盘digital versatile disk)、DVD-ROM、能够写入数据的DVD-R等DVD装置，和CD、 CD-ROM、能够写入数据的CD-R等CD装置的一体型光盘装置的拾取光源的单片 型半导体激光器。更为详细地说，涉及能够减少制造工艺工吋并且能 够高温高输出运行的结构的单片型半导体激光器。10背景技术近年来，随着在DVD和CD间具有互换性的光盘装置的普及，使 用在同一半导体基板上形成例如InGaAlP类的红色半导体激光器元件 和AlGaAs类的红外半导体激光器元件、并且以一定间隔射出双波长的15 激光的单片型半导体激光器作为光源(参照专利文献l)。如图3所示，AlGaAs类半导体激光器元件50a例如在由n型GaAs 构成的半导体基板51上形成有例如由下述各层构成的红外发光层形 成部59a，由n型AlGaAs类化合物半导体构成的n型包层52a、由 AlGaAs类化合物半导体构成的活性层53a、和由p型AlGaAs类化合20 物半导体构成的脊形的p型包层54a;在脊形的侧面部形成有由n型 GaAs构成的红外元件用的电流狭窄层55a，在其上部设置有例如由p 型GaAs构成的接触层56a。另一方面，InGaAlP类半导体激光器元件 50b在与AlGaAs类半导体激光器元件50a相同的半导体基板51上形 成有..例如由下述各层构成的红色发光层形成部59b，由n型InGaAlP25 类化合物半导体构成的n型包层52b、由InGaAlP类化合物半导体构成 的活性层53b、和由p型InGaAlP类化合物半导体构成的p型包层54b; 在脊形的侧面部形成有由与红外元件用的电流狭窄层55a相同材料的n 型GaAs构成的红色元件用的电流狭窄层55b，在其上部设置有例如由 p型GaAs构成的接触层56b。进而，在接触层56a、 56b的上部分别形30 成有p侧电极57a、 57b，在半导体基板51的背面侧形成有n侧共用电极58，两元件被电分离，成为单片型半导体激光器。专利文献h日本特开2000-11417号公报(图9) 发明内容5 在现有的结构中，使用GaAs作为红外元件用和红色元件用的电流狭窄层，并且各个电流狭窄层的带隙能量比活性层的带隙能量小。因 此，成为吸收在活性层中产生的光的复折射率波导结构，波导损失和 阈值电流变大，结果，产生不能够高输出运行，仅能作为读取用的光10 作为一直以来的写入用光源，已知开发的采用在电流狭窄层上使用带隙能量大的材料的实折射率结构的半导体激光器，并且考虑简单 地组合这些半导体激光器元件以形成单片型半导体激光器。具体而言， 考虑在AlGaAs类半导体激光器元件侧的红外元件用的电流狭窄层中 使用AlGaAs类材料.，在InGaAlP类半导体激光器元件侧的红色元件丌J15 的电流狭窄层中使用InGaAlP类材料。但是，如果简单地组合采用现有的实折射率结构的半导体激光器 元件并进行单片化，则因为AlGaAs类半导体激光器元件和InGaAlP 类半导体激光器元件的电流狭窄层使用各自不相同的材料形成，所以 必须分别结晶生长各个电流狭窄层。而且，会随之产生蚀刻等工艺工20 时增加、成品率极度下降的问题。此外，如果强制使电流狭窄层共用化，则会产生发光波长较短一 侧的发光元件的光被电流狭窄层吸收而无法实现高输出化、脊部的第 二导电型半导体层与电流狭窄层的折射率差过大而容易产生扭曲 (kink)的问题。25 本发明鉴于这种状况提出，目的在于提供一种不增加结晶生长的次数、能够高温高输出运行的单片型半导体激光器。本发明的另一 目的在于提供一种不增加结晶生长次数、能够高温 高输出运行、同时能够抑制扭曲的产生的结构的半导体激光器。本发明的单片型半导体激光器，在同一半导体基板上具有第一波30 长用半导体激光器元件和第二波长用半导体激光器元件，其特征在于 上述第一波长用半导体激光器元件具有由在上述半导体基板上叠层的第一导电型半导体层、活性层、形成有脊部的第二导电型半导体层构成的第一波长用发光层形成部；和在上述第二导电型半导体层 的脊部的侧部设置的第一波长用的第一导电型电流狭窄层，上述第二波长用半导体激光器元件具有由在上述半导体基板上 5 的未形成上述第一波长用半导体激光器元件的区域叠层的第一导电型 半导体层、活性层、形成有脊部的第二导电型半导体层构成的第二波 长用发光层形成部；和在上述第二导电型半导体层的脊部的侧部设置的第二波长用的第一导电型电流狭窄层，形成上述第--波长用的电流狭窄层和上述第二波长用的电流狭窄10 层的材料相同，并且由相比于发光波长短的上述第二波长用的半导体激光器元件的活性层具有更大的带隙能量的材料构成。具体而言，其特征在于，上述第一波长用的电流狭窄层和第二波长用的电流狭窄层由以AlzGa|-7As (0.5Sz^0.S)表示的材料构成。此 外，上述第一波长用的电流狭窄层和第二波长用的电流狭窄层由以Ina515(Ga,-xAU 0.5P (0.6^x§l)表示的材料构成。此处，In与(Ga卜xAU的混晶的比例的0.5意味着其与GaAs进 行晶格匹配的比例。而且，发明人经过积极研究后发现，在上述结构之外，通过使用 与上述电流狭窄层的折射率的差在0.1以下的材料作为形成各第二导20 电型半导体层的脊部的桐'料.，即使使用相同材料的电流狭窄层也能够 维持稳定的高输出特性。艮口，当制作在作为第一波长用的红外元件用和作为第二波长用的 红色元件用的电流狭窄层中使用相同材料的实折射率结构的单片型半 导体激光器时，根据如何选择电流狭窄层的材料，会对高温特性和高25 输出特性造成影响。例如，当使用一个半导体激光器元件的优选材料 作为另一个半导体激光器元件的电流狭窄层时，产生在一个半导体激 光器元件中能够维持高输出特性，而对另一个半导体激光器元件而言 却并非优选材料的情况，存在高输出特性、即单模振动变得困难，产 生多模振动，且高温运行特性变差的情况。30 因此，在第一波长元件用和第二波长元件用的电流狭窄层使用共用的材料的基础上，为了进一歩扩大能够用于电流狭窄层的材料的范围，本发明人进行了各种研究。从而发现，通过使用与各电流狭窄层 的折射率的差在0.1以下的材料作为与各个半导体激光器元件的电流 狭窄层邻接的脊部的第二导电型半导体层的材料，能够避免发生上述 问题，并且能够扩大作为能够高温高输出运行的电流狭窄层所能够使 5 用的材料选择的范围。因此，本发明的单片型半导体激光器，除了上述发明之外，上述 第一波长用半导体激光器元件和第二波长用半导体激光器元件的构成 上述脊部的第二导电型半导体层，分别由与第一波长用和第二波长用 的电流狭窄层的折射率的差在0.1以下的材料构成。 10 进而，上述第一波长用和第二波长用的电流狭窄层被电分离，并且由在该电流狭窄层中添加有Si的!1型半导体层构成。根据木发明，因为在第一波长元件用和比其发光波长短的第二波 长元件用的电流狭窄层中，使用相比于第二波长用半导体叠层部的活 性层的带隙能量具有更大的带隙能量的材料，所以在活性层产生的光 15 不会被各个电流狭窄层吸收，能够实现高输出运行，且因为电流狭窄 层使用相同的材料，所以能够不增加结晶生长次数、制作抑制成品率 的下降的能够高温高输出的单片型半导体激光器。此外，各个第二导电型半导体层通过使用与第-一波长元件用和第 二波长元件用的电流狭窄层的折射率的差在0.1以下的材料.，能够防止 20 伴随电流狭窄层的材料的变更而产生的一个半导体激光器元件的多模 化所导致的不能够高输出运行的问题，能够扩大电流狭窄层的材料选 择的范围，能够获得单模振动直至高温高输出的单片型半导体激光器。
25 图1是表示本发明的单片型半导体激光器的一实施方式的截面说明图。图2是表示本发明的单片型半导体激光器的详细内容的截面说明图。图3是现有的单片型半导体激光器的截面说明图。30 1半导体基板5a红外用的电流狭窄层75b红色用的电流狭窄层9a红外用发光层形成部 9b红色用发光层形成部具体实施方式
接着，参照附图对本发明的单片型半导体激光器进行说明。本发 明的单片型半导体激光器，如图l中该一实施方式的截面说明图所示，在同一半导体基板表面1上形成有AlGaAs类半导体激光器元件10a 和InGaAlP类半导体激光器元件10b，该AlGaAs类半导体激光器元件io 10a至少形成有:在半导体基板1上形成的具有第一导电型半导体层(例 如n型包层2a)、活性层3a、形成有脊部的第二导电型半导体层(例 如p型包层4a)的第一波长用(以下称为红外用或AlGaAs类)发光 层形成部9a;在脊侧部形成的红外用的电流狭窄层5a，该InGaAlP类 半导体激光器元件10b至少形成有在半导体基板1上的未形成!5 AlGaAs类半导体激光器元件10a的区域形成的具有第一导电型半导体 层(例如n型包层2b)、活性层3b、形成有脊部的第二导电型半导体 层(例如p型包层4b)的第二波长用(以下称为红色用或者InGaAlP 类)发光层形成部9b;在脊侧部形成的由与红外用的电流狭窄层5a相 同的材料构成、且相比于活性层3b的带隙能量具有更大的带隙能量的20 红色用的电流狭窄层5b。作为用于叠层这些半导体材料的半导体基板1， 一般使用能够进行 晶格匹配的GaAs基板，但是也可以使用其他化合物半导体。此外，半 导体基板1的导电型根据其与组装半导体激光器的组件的关系，在基 板侧使用期望的导电型的n型或p型中的任一个，根据该基板1的导25 电型决定被叠层的半导体层的导电型。在以下的具体例子中，说明半 导体基板l为n型的例子。在图l所示的例子中，在各个第二导电型半导体层4a、 4b的脊部 的两侦U，通过相同的材料、且相比于红色用发光层形成部9b的活性层 3b的带隙能量具有更大的带隙能量的材料，以掩埋脊部的侧部的方式30 形成有红外用和红色用的电流狭窄层5a、 5b。由此，通过使各个电流狭窄层的材料相同，如后述所示，能够同吋对电流狭窄层进行结晶生长，并且能够实现脊形成工艺的共用化、 剥离工艺的共用化，能够抑制成品率下降。此外，如果使用相比于红 色发光层形成部的活性层的带隙能量具有更大的带隙能量的材刺"则 当然具有比红外用发光层形成部的活性层的带隙能量更大的带隙能 5 量，因此不会吸收红外光、红色光中的任一个。从而，能够得到相对红外光、红色光的任一个均能够实现实折射率结构、且高温高输出特 性优异的单片型半导体激光器。为了形成红外用的电流狭窄层5a、红色用的电流狭窄层5b， 一般 主要使用AlGaAs类材料、InGaAlP类材料。此处，AIGaAs类材料是 io 指以AlzGa,.zAs (OSz^l)表示的材料，InGaAlP类材料是指以In0.5 (Ga,-xAlx) 0.5P (O^x^l)表示的桐料。上述材料是晶格常数与基板近似的材料.，结晶生长比较容易并能 够提高半导体层的品质。此外，特别是使用InGaAlP类材料，因为容 易维持电流狭窄效果所以优选。即，随着电流狭窄层中的Al的比率增 15 高，在电流狭窄层中混入包含于作为原料的有机金属的碳的比率增加、 并p型化。在形成n型电流狭窄层的情况下，如果不尽量降低A1的比 率，则由p型化导致电流狭窄效果下降、并产生漏电流等。因此，从 易于维持电流狭窄效果的观点出发，优选使用Ai的比率较少的 InGaAlP类材料。进而，在必须进一步维持可靠的电流狭窄效果、使用 20 n型的电流狭窄层的情况下，掺杂Si，则在A1的比率增大的情况下也 能够维持充分的电流狭窄效果，基于该点更为优选。而且，在p型的 情况下，通过掺杂Zn、 Mg、 Be等来获得该效果。此外，在红外用和红色用的电流狭窄层5a、 5b上，也可以进一步 叠层有由具有调整电流狭窄效果、光限制效果的作用和作为保护层的 25 作用的n型GaAs等构成的层。此外，虽然使用InGaAlP类材料、AIGaAs类材料进行说明，但在 使用它们以外的材料的情况下，只要满足上述条件即可。如图1所示，红外用发光层形成部9a、红色用发光层形成部％至 少具有第一导电型半导体层(n型包层2a、 2b)、活性层3a、 3b和形 30 成有脊部的第二导电型半导体层(p型包层4a、 4b)。一般来说，为了形成红外用发光层形成部9a，主要使用AIGaAs类桐料，为了形成红色用发光层形成部9b，主要使用InGaAlP类材料。 在红外用和红色用的发光层形成部的一部分中也可以使用其他类的材 料进行形成。此外，作为第一导电型半导体层2a、 2b，除了n型包层 之外，也可以设置缓冲层等。作为第二导电型半导体层4a、 4b，可以 5 将p型包层一分为二并在其间设置蚀刻停止层等，也可以在p型包层 上设置覆盖层等。此外，在活性层3a、 3b采用通过Zn扩散等使共振 器端面无序化的结构的情况下(具有窗结构的情况)，如果不是量子别: 结构则不会无序化，因此优选为量子阱结构，但也可以是体(buk)结 构。此外，量子阱结构既可以是单量子阱结构也可以是多量子阱结构。io 此外，在发光层形成部9a、 9b和电流狭窄层5a、 5b上，例如由p型GaAs层等形成接触层6a、 6b。 p侧电极7a、 7b是在接触层6a、 6b 的表面通过溅射、蒸镀形成Ti/Au等。此外，n侧电极8是在半导体基 板1的背面，在通过研磨等变薄之后形成Au-Ge/Ni等。在膜厚、材料 能够适当选择这一点上与现有技术相同。15 使用图2进一步详细说明上述结构。如图2所示，在n型GaAs基板1上设置有由1 1(Vm左右的n型Alz2Gai—z2As (0.4^z2^0.7， 例如z2M).5)构成的n型包层2a，并且在其上设置有通过未图示的由 Alz3Ga,.z3As( 0.04 ^ z3 S 0.2，例如z3=0.1 )构成的阱层、和由Al^Ga^As (0.1 Sz4,.5, z3<z4，例如z4-0.3 )构成的势垒层的单量子阱结20 构或者多量子阱结构形成的、整体为0.04 0.2pm左右的活性层3a。 接着，在活性层上，通过由0.05 0.5jim左右的Alz5GaNz5As (0.4^z5 ^0.7，例如z5-0.5)构成的p型第-一包层41a、由0.005 0.05|am左右 的Alz6Ga,—z6As(0^z6S0.4，例如z64.2)构成的p型蚀刻停止层42a、 由0.5 31im左右的Al"Ga,-z7As (0.4SZ7S0.7，例如7」7=0.5)构成的25 p型第二包层43a、和由0.01 0.3pm左右的p型GaAs构成的覆盖层 44a，形成由脊状的p型半导体层4a构成的红外发光层形成部9a。另一方面，在n型GaAs基板1上的未形成红外发光层形成部9a 的区域，设置有由1 101im左右的n型Ino.5 (Gai-x2Alx2) 0.5P (0,3芸x2 ^0.9，例如x2-0.7)构成的n型包层2b，并且在其上设置通过未图示30 的由Iny3(C叫.x3Alx3 Vy3P(0 Sx3 S 0.1， 0 ^y3 ^ 0.55 ，例如x3=0， y3二0.53) 构成的压縮应变阱层、和由Ino.5 (Gai_x4Alx4) a5P (0.1^x4^0.5，例如X4=0.5)构成的势垒层的单量子阱结构或多量子阱结构形成的、整体为0.04 0.2(im左右的活性层3b。接着，在活性层上，通过由0.05 0.5pn 左右的h，o.5 (Ga,-x5Ax5) 0.5P (0.3^x5^0.9，例如x5=0.7)构成的p 型第--包层41b、由0.005 0.05pm左右的Iny6 (Gai-x6Alx6) ,-y6P (0 5 ^X6^0.5， 0^y6^0.5，例如x6二0， y6=0.35)构成的p型蚀刻停止层 42a、由0.5 3pm左右的In0.5 (Ga^^Al^) 0.5P (0.3^x7^0.9，例如 x7二0.7)构成的并且形成脊状的p型第二包层43b、在其上的由0.01 0.3pm左右的p型:In().5 (Ga,^Al卜x8) lwP (0^x7^0.5，例如，x8=0) 构成的覆盖层44b，形成由脊状的p型半导体层4b构成的红色用发光io 层形成部9b。然后，在p型第二包层43a、 43b、覆盖层44a、 44b的两侧形成有 由例如0.1 3}im左右，例如0.4jim左右的添加有Si的n型的以 Alz,GamAs (0.5^z^0.8，例如zl二0.6)、 Inyl (Ga,.xlAlxl)卜〉,!P表示 的材料(0.6^x1^1， O^ylSl,例如xl=0.75， yl=0.5)构成的红外is 元件用的电流狭窄层5a、红色元件用的电流狭窄层5b。此外，在各个 电流狭窄层上设置有由0.01 3^m左右，例如0.5pm左右的n型GaAs 构成的保护层lla、 llb。进而，在覆盖层和保护层上设置有例如由0.1 10,左右的p型 GaAs构成的接触层6a、 6b,在接触层上设置有由Ti/Au等构成的p侧20 电极7a、 7b，在GaAs基板1的背面设置由Au-Ge/Nfi等构成的n侧电 极8。进而，本发明人实际尝试制作了具有上述电流狭窄层的结构的各 种单片型半导体激光器。而且，在试制过程中判明，根据电流狭窄层 的材料选择，会对高输出特性造成影响。例如作为AGaAs类高输出半25 导体激光器元件单体，在将一直以来使用为红外用的电流狭窄层5a的 材料(例如AlGaAs类材料)直接使用于红外用的电流狭窄层的情况下， AlGaAs类半导体激光器元件10a的特性当然得以维持。但是，当在红 色用的电流狭窄层5b中也使用同样的材料时，因为与现有的电流狭窄 层的材料(例如TnGaAlP类材料)不同，所以也可能产生1nGaAlP类30 半导体激光器元件10b的特性不能够维持现有的高输出特性的情况。 另一方面，例如作为InGaAlP类高输出半导体激光器单体，在直接使用一直以来使用的材料(例如InGaAlP类材料)的情况下，InGaAlP 类半导体激光器元件10b的特性得以维持，但AlGaAs类的半导体激光 器元件10a也存在脊部和电流狭窄层的折射率差变大、产生扭曲等高 输出特性变差的情况。 5 如上所述，虽然通过使电流狭窄层使用共用的材料能够实现高输出半导体激光器元件的单片化，但根据材料选择的方法的不同，存在 一个半导体激光器元件的特性不能够维持的情况，为了维持两个半导 体激光器元件的特性，必须限定使用于各个电流狭窄层的材料。因此，在红外用和红色用的电流狭窄层使用共用的材料的基础上，io 为了进一步扩大能够使用于电流狭窄层的材料的范围，本发明人进行 了各种研究。并且发现，为了防止由电流狭窄层的材料选择引起的特 性的劣化，改变寻求电流狭窄层的组成和膜厚的最佳化以维持特性的 现有想法，而固定电流狭窄层的组成和膜厚，通过使与电流狭窄层邻 接的第二导电型半导体层(构成脊部的包层)的材料根据电流狭窄层15 的折射率改变其组成，能够扩大材料选择的范围。具体而言，各种实 验的结果表明，通过使用第二导电型半导体层的折射率和上述电流狭 窄层的折射率的差在0.1以下、更优选为0.05的材料作为第二导电型 半导体层的材料，即使变更电流狭窄层的材料"也能够充分维持特性。 更具体而言，例如在将现有的InGaAlP类材料使用于红外用、红20 色用的电流狭窄层5a、 5b的情况下，因为折射率为3.24 3.30左右， 所以为了在该情况下维持高输出特性，优选使与电流狭窄层邻接的第 二导电型半导体层4a、 4b的折射率为3.29 3.39左右。此外，在将 AlGaAs类材料使用于红外用、红色用的电流狭窄层5a、 5b的情况下， 因为折射率为3.34 3.39左右，所以优选第二导电型半导体层的折射25 率为3.39 3.44左右。由此，不会损害现有的各半导体激光器元件的 特性，能够维持两半导体激光器元件的高输出特性。而且，当比较AlGaAs类半导体激光器元件10a和InGaAlP类半导 体激光器元件10b的高温高输出特性时， 一般InGaAlP类半导体激光 器元件更为困难，因此，优选InGaAlP类半导体激光器元件尽量维持30 作为现有的单体的结构。即，优选以使用InGaAJP类材料形成红外用 的电流狭窄层和红色用的电流狭窄层，改变AlGaAs类半导体激光器元件的第二导电型半导体层4a的材刺-，从而维持折射率差的方式进行设计。在上述图1和图2的结构的半导体激光器的制造中，首先，为了 在基板1上制作AlGaAs类半导体激光器元件10a，先形成包括活性层 5 3a的发光层形成部9a。例如，将n型GaAs基板1装入例如MOCVD (有机金属化学汽相生长)装置内，将反应气体的三乙基镓(TEG)、 三甲基铝(TMA)、三甲基铟(TMIn)、磷化氢(PH3)、砷化氢(AsH3)、 以及根据半导体层的导电型的，作为it型掺杂气体的SiH4、作为p型 掺杂的二甲基锌(DMZn )、双甲基环戊二烯铍(bis ■10 nethylcyclopentadienyl bery川画)(MeCp ) 2Be 、 环戊二烯基镁 (cyclopentadienyl magnesium) (Cp2Mg)等必须的材料与载气的氢(H2) 一同导入，在500 70(TC左右的条件下外延生长各半导体层，从而依 次生长n型包层2a、由多量子阱结构构成的活性层3a、 p型第一包层 41a、蚀刻停止层42a、 p型第二包层43a和覆盖层44a，形成红外用发 15 光层形成部9a。接着，使用硫酸和双氧水的混合液等蚀刻液，通过湿蚀刻等除去 在预定形成InGaAlP类半导体激光器元件10b的位置上已叠层的 AlGaAs类半导体激光器的红外用发光层形成部9a，使半导体基板]露 出。接着，再次将GaAs基板放入MOCVD装置内，为了制作InGaAlP 20 类半导体激光器元件的发光层形成部9b，依次生长n型包层2b、由多 量子阱结构构成的活性层3b、 p型第一包层41b、蚀刻停止层42b、 p 型第二包层43b和覆盖层44b，形成红色用发光层形成部9b。接着，使用盐酸等蚀刻液，通过湿蚀刻等除去叠层在红外用发光 层形成部9a上的红色用发光层形成部9b。 25 接着，在红色用发光层形成部9b的端面形成窗结构。即，因为在红色用高输出半导体激光器中，特别在端面上容易发生破坏(COD)，所 以一般采用在容易破坏的半导体激光器芯片端面形成Zn扩散区域、消 除端面的振动的结构。因此，在半导体晶片的状态下，在解理(cleavage) 成芯片的区域预先扩散Zn，进行无序化。具体而言，在红色用发光层 30 形成部9b上的解理区域，通过溅射法形成50nm左右的ZnO层等的 Zn扩散源，通过在400 70(TC下实施〗0 240分钟左右的退火，使Zn扩散源中的Zn到达活性层。其后，用氟酸等除去ZnO等。结果， 在Zn扩散区域中，活性层的量子阱结构通过Zn被无序化，带隙能量 变大，解理后在共振器端面形成Zn扩散区域，在共振器端面中，不会 吸收来自内部的光，极力地控制温度上升，-能够防止COD破坏。 5 下面，为了形成红外用发光层形成部9a、红色用发光层形成部9b、各个脊部，例如通过CVD法等形成由Si02或SiNx等构成的掩模，例 如，通过干蚀刻等选择性地蚀刻覆盖层44a、 44b，接着，依次通过酒 石酸和双氧水的混合液这样的蚀刻液蚀刻红外用发光层形成部的p型 第二包层43a、通过盐酸等蚀刻液蚀刻红色用发光层形成部的p型第二io 包层43b，从而形成凸形的脊部。而且，凸形的形成也可以是进行除去 直至到达蚀刻停止层、活性层，从而形成。此外，除去的方法除了湿 蚀刻以外，也可以是干蚀刻。如后述所述，因为红外用、红色用的电流狭窄层5a、 5b是被同时 埋入而形成的，所以在本发明的单片型半导体激光器中，脊部的形成15 也能够由一个系列的工艺进行。即，因为在使用不同的材料形成各个 电流狭窄层的情况下不能够同时埋入电流狭窄层，因此，作为埋入生 长的前一阶段，必须在分别不同的时机形成脊部。因此，脊形成工艺 必须分开进行两次，但在本发明的单片型半导体激光器中，能够在一 次连续的工艺中进行制造，而且除去伴随脊形成工艺的多余部分等的20 剥离工艺也能够一次完成。接着，在两个凸形状的窄幅部的至少侧部，同时埋入红外用和红 色用的电流狭窄层5a、 5b。电流狭窄层的埋入，例如通过利用由绝缘 膜构成的掩模的选择生长等进行。该电流狭窄层为了成为n型而掺杂 Si，此外，使用尽量降低Al的比率的InGaAlP类材料形成。而且，所25 谓选择生长是指，不在掩模上形成红外用和红色用的电流狭窄层，仅 在凸形的脊部的侧部选择性地埋入电流狭窄层的方法，通过将生长条 件，例如生长温度、压力等改变为通常的生长条件即可实现。如上所述，在本发明的单片型半导体激光器中，并非仅是组合现 有的实折射率型的高输出激光器元件，而是在保持高输出特性的同时，30 将红外用和红色用的电流狭窄层以同一材料.、且是不吸收在活性层中 产生的光的材料同时进行埋入，因此能够同吋进行选择生长，获得不增加工艺工时、能够高输出运行的单片型半导体激光器。其后，用氟酸等除去由绝缘膜构成的掩模。接着，通过例如生长GaAs接触层6a、 6b，形成AlGaAs类半导体激光器元件10a、 InGaAlP 类半导体激光器元件10b。进而，为了电分离AlGaAs类半导体激光器 5 元件10a和InGaAlP类半导体激光器元件10b，通过抗蚀剂等掩盖分离 区域以外的部分，使用盐酸、或者硫酸与双氧水的混合液等的蚀刻液 蚀刻分离区域，直至到达半导体基板。最后，例如在接触层6a、 6b的表面通过真空蒸镀等分别形成由 Au-Ge/Ni等构成的p侧电极7a、 7b，并且在半导体基板1的背面通过 io 真空蒸镀等形成由Ti/Au等构成的n侧电极8。在形成该电极后，通过 解理等使晶片芯片化，从而形成激光器芯片。工业上的可利用性本发明能够使用于DVD、 DVD-ROM、能够写入数据的DVD-R 等DVD装置，和CD、 CD-ROM、能够写入数据的CD-R等CD装置 15 的一体型光盘装置的拾取光源。
权利要求
1.一种单片型半导体激光器，在同一半导体基板上具有第一波长用半导体激光器元件和第二波长用半导体激光器元件，其特征在于所述第一波长用半导体激光器元件具有由在所述半导体基板上叠层的第一导电型半导体层、活性层、形成有脊部的第二导电型半导体层构成的第一波长用发光层形成部；和在所述第二导电型半导体层的脊部的侧部设置的第一波长用的第一导电型电流狭窄层，所述第二波长用导体激光器元件具有由在所述半导体基板上的未形成所述第一波长用半导体激光器元件的区域叠层的第一导电型半导体层、活性层、形成有脊部的第二导电型半导体层构成的第二波长用发光层形成部；和在所述第二导电型半导体层的脊部的侧部设置的第二波长用的第一导电型电流狭窄层，形成所述第一波长用的电流狭窄层和所述第二波长用的电流狭窄层的材料相同，并且由相比于发光波长短的所述第二波长用的半导体激光器元件的活性层具有更大的带隙能量的材料构成。
2. 如权利要求l所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一波长用的电流狭窄层和第二波长用的电流狭窄层由以AlzGalvAs (0.5^z^0.8)表示的材料构成。20
3. 如权利要求l所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一波长用的电流狭窄层和第二波长用的电流狭窄层由以In0.5 (Ga,-XA1X) 0.5P (0.6^x^1)表示的材料构成。25
4.如权利要求2或3所述的单片型半导体激光器，其特征在于在所述电流狭窄层上设置有由GaAs构成的保护层。
5.如权利要求l所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一波长用半导体激光器元件和第二波长用半导体激光器元 30件的构成所述脊部的第二导电型半导体层，分别由与第一波长用和第二波长用的电流狭窄层的折射率的差在0.1以下的材料构成。
6.如权利要求4所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一波长用和第二波长用的电流狭窄层被电分离，并且由在 5 该电流狭窄层中添加有Si的11型半导体层构成。
全文摘要
本发明提供一种单片型半导体激光器，在半导体基板(1)上设置有AlGaAS类半导体激光器元件(10a)和InGaAlP类半导体激光器元件(10b)，该AlGaAS类半导体激光器元件(10a)由具有n型包层(2a)、活性层(3a)和形成有脊部的p型包层(4a)的红外发光层形成部(9a)，和在脊部侧部设置的电流狭窄层(5a)构成；该InGaAlP类半导体激光器元件(10b)由具有n型包层(2b)、活性层(3b)、形成有脊部的p型包层(4b)的红色发光层形成部(9b)，和在其脊部侧部设置的电流狭窄层(5a)构成，两个元件的电流狭窄层由相同材料、且比红色发光层形成部的活性层(3b)的带隙大的带隙材料形成。结果，能够不增加结晶生长的次数、得到能够高温高输出运行的单片型半导体激光器。
文档编号H01S5/00GK101248562SQ20068003073
公开日2008年8月20日 申请日期2006年8月23日 优先权日2005年8月24日
发明者田边哲弘 申请人:罗姆股份有限公司