专利名称：激光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在层叠方向上发射激光的激光二极管。
背景技术：
与边缘发光型激光二极管(edge emitting laser diode)相比，表面发光型激光 二极管(surface emitting laser diode)具有低功耗，并且能够直接调制。因此，近年来， 表面发光型激光二极管已经被用作光通信的廉价光源。在表面发光型激光二极管中，通常，设置了通过在基板上通过依次层叠下部DBR 层、下部隔离层、有源层、上部隔离层、上部DBR层及接触层而形成的柱状台形部(columnar mesa)。在下部DBR层和上部DBR层中的一个中，设置具有电流注入区被窄化的结构的电流 窄化层，从而提高向有源层的电流注入效率，并降低阈值电流。在台形部的顶部表面和基板 的背面的每一个上，设置电极。在这种激光二极管中，在通过电流窄化层窄化了从电极注 入的电流后，电流被注入有源层，从而通过电子和空穴的重新结合来产生光发射。通过下部 DBR层和上部DBR层反射该光，并且以预定波长产生激光振荡。该光被作为激光从台形部的 顶部表面发射。在上述表面发光型激光二极管中，不容易获得具有高输出和正圆形的光束。在表 面发光型激光二极管中，电流窄化直径近似为10 μ m，大于边缘发光型激光二极管。因此， 横模的增益差很小，容易产生多模振荡。例如，为了增大光输出，当注入发光区的电流增大 时，除了正圆形的基横模之外，还振荡出环形高阶横模，光束的形状被扰乱。在表面发光型 激光二极管中，有源层的厚度近似为几十nm，有源层的发光区的直径近似为10 μ m，发光区 的体积比边缘发光型激光二极管的发光区小很多。因此，如上所述，当注入发光区的电流增 大时，发光区中局部产生的热量使光输出立刻饱和，即使当只是增大电流注入量时，也很难 获得大的光输出。因此，从过去开始已经提出了大量增大横模的增益差的措施。例如，在日本未审查 专利公开第2002-208755号中，提出减小设置在台形部顶部表面上的电极的开口直径(与 现有技术中的电极的开口直径相比)。此外，例如，在日本未审查专利公开第2004-253408 号中，提出在P侧和η侧上都逐一设置氧化窄化层来促进中间部的电流注入，从而允许容易 产生基波横牛莫 辰荡(fundamental transversemode oscillation)。
发明内容
但是，在日本未审查专利公开第2002-208755号的方法中，由于电极中的光损耗 很大，所以工艺余量很小，存在产量低的问题。在日本未审查专利公开第2004-253408号的方法中，由于双重执行了电流压缩，所以存在电阻值增大的问题。此外，在这种方法中，为了 仅通过电流压缩来获取基波横模振荡，需要将电流窄化直径减小至约5 μ m。然而，在以这种 方式减小电流窄化直径的情况下，存在由发光区中局部产生的热量引起的难以获得大的光 输出的问题。鉴于上述问题，期望提供一种能够获取具有高输出以及正圆形的光束的激光二极管。根据本发明的实施例，提供了一种激光二极管，包括以如下顺序的第一多层膜反 射镜、有源层及第二多层膜反射镜；以及第一氧化窄化层和第二氧化窄化层。与第二氧化窄 化层相比，第一氧化窄化层靠近有源层形成。第一氧化窄化层包括在平面内的中间区中的 第一未氧化区，并且包括在第一未氧化区外围的第一氧化区。同时，第二氧化窄化层包括在 面向第一未氧化区的区域中的直径小于第一未氧化区的直径的第二未氧化区，并且包括不 面向第一未氧化区的区域中的第三未氧化区。此外，第二氧化窄化层包括在第二未氧化区 和第三未氧化区外围的第二氧化区。 在根据本发明实施例的激光二极管中，在位于靠近有源层的第一氧化窄化层的中 间区中，形成具有大直径的第一未氧化区，而在位于远离有源层的第二氧化窄化层的中间 区中，形成具有小直径的第二未氧化区。从而，可以抑制高阶横模振荡，同时增加有源层的 发光区的体积。此外，在本发明的实施例中，第三未氧化区形成在不是第二氧化窄化层中的 中间区的区域中。因此，在第二氧化窄化层中，第三未氧化区可以作为电流通路，从而，可以 减小第二氧化窄化层的电阻值。根据本发明实施例的激光二极管，第一未氧化区形成在位于靠近有源层的第一氧 化窄化层中，第二未氧化区形成在位于远离有源层的第二氧化窄化层中，并且第三未氧化 区形成在不是第二氧化窄化层中的中间区的区域中。因此，可以获得具有高输出和正圆形 的光束。本发明的其它目的、特征和优点将从随后的描述中表现得更充分。
图1为根据本发明第一实施例的表面发光型激光二极管的透视图。图2为图1的激光二极管的截面图。图3为控制图1的横模的氧化窄化层的截面图。图4A和图4B为说明图1的激光二极管的制造过程的实例的截面图。图5A和图5B为说明图4A和图4B之后的步骤的截面图。图6为说明图1的激光二极管的电流通路和光场的截面图。图7为图1的激光二极管的变形实例的透视图。图8为从图7的激光二极管的箭头A-A的方向所观察的截面图。图9为从图7的激光二极管的箭头B-B的方向所观察的截面图。图10为控制图7的横模的氧化窄化层的截面图。图11为说明图7的激光二极管的电流通路和光场的截面图。图12为根据本发明第二实施例的表面发光型激光二极管的透视图。图13为从图12的激光二极管的箭头A-A的方向所观察的截面图。
图14为从图12的激光二极管的箭头B-B的方向所观察的截面图。图15为控制图12的横模的氧化窄化层的截面图。图16为说明图12的激光二极管的电流通路和光场的截面图。
具体实施例方式下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。按如下顺序进行描述1.第一实施例(图1 图6)其中在上部DBR层中设置了两层氧化窄化层的实例。其中设置了贯穿氧化窄化层的沟槽的实例。2.第一实施例的变形(图7 图11)其中在沟槽中设置桥形横梁(bridge girder)的实例。3.第二实施例(图12 图16)其中两层氧化窄化层分别设置在上部DBR层和下部DBR层中的实例。1.第一实施例图1透视地示出了根据本发明第一实施例的表面发光型激光二极管1。图2示出 了图1的激光二极管的从箭头A-A的方向所观察的截面结构的实例。图3示出了在横模调 整层19(将在随后描述)的平面内的截面结构的实例。另外，图1至图3为示意性的示图， 而实际尺寸和实际形状与示图中的尺寸和形状不同。该实施例的激光二极管1包括半导体层20，该半导体层通过在基板10的一个面上 依次层叠下部DBR层11、下部隔离层12、有源层13、上部隔离层14、上部DBR层15及接触 层16而形成。在半导体层20的上部，特别地，在部分下部DBR层11、下部隔离层12、有源 层13、上部隔离层14、上部DBR层15及接触层16中形成了柱状的台形部17。在该实施例中，下部DBR层11对应于本发明的“第一多层膜反射镜”的具体实例。 上部DBR层15对应于本发明的“第二多层膜反射镜”的具体实例。基板10例如为η型GaAs基板。η型杂质的实例包括硅(Si)或硒(Se)。半导体 层20例如由AlGaAs化合物半导体构成。术语"AlGaAs化合物半导体”表示这样的化合物 半导体，g卩，该化合物半导体至少包含短周期型周期表中的3B族元素中的铝(Al)和镓(Ga) 以及至少包含短周期型周期表中的5B族元素中的砷(As)。通过交替层叠低折射率层(图中未示出)和高折射率层(图中未示出)来形成 下部DBR层11。例如，低折射率层由厚度为λ。/如从人^为振荡波长，ηι为折射率)的η型 AlxlGa1_xlAs(0<xl<l)构成。例如，高折射率层由厚度为λ (n2为折射率)的η型 Alx2Ga1^x2As (0 < x2 < xl)构成。例如，下部隔离层12由η型Alx3Gah3As (0 < χ3 < 1)构成。例如，有源层13由未 掺杂的Alx4Gai_x4As (0 < χ4 < 1)构成。在有源层13中，面向电流注入区18Α(将在随后描 述)的区域成为发光区13Α。例如，上部隔离层14由ρ型Alx5Gai_x5AS (0 ^ χ5 < 1)构成。 P型杂质的实例包括锌(Zn)、镁(Mg)及铍(Be)。通过交替层叠低折射率层(图中未示出)和高折射率层(图中未示出)来形成上 部DBR层15。例如，低折射率层由厚度为λ0/4η3(η3为折射率)的ρ型Alx6Gai_x6As (0 < χ6 < 1)构成。例如，高折射率层由厚度为λ 0/4η4(η4为折射率)的ρ型Alx7Gai_x7As (0 < x7
5< x6)构成。例如，接触层16由ρ型Alx8Gai_x8AS (0 < x8 < 1)构成。在激光二极管1中，例如，电流窄化层18和横模调整层19设置在上部DBR层15 中。在该实施例中，电流窄化层18对应于本发明的“第一氧化窄化层”的具体实例。横模 调整层19对应于本发明的“第二氧化窄化层”的具体实例。与横模调整层19相比，电流窄化层18靠近有源层13形成。在上部DBR层15中，电 流窄化层18取代低折射率层，设置在例如，距离有源层13侧几层的低折射率层的位置处。 电流窄化层18包括电流注入区18A和电流压缩区(current constricting region) 18B。 电流注入区18A形成在平面内的中间区中。电流注入区18A具有比光透射区19A(随后将 描述)大的直径。电流压缩区18B形成在电流注入区18A的外围，S卩，在电流窄化层18的 外缘区域中。在该实施例中，电流注入区18A对应于本发明的“第一未氧化区”的具体实例。 电流压缩区18B对应于本发明的“第一氧化区”的具体实例。例如，电流注入区18A由ρ型Alx9Ga1I9As (0 < x9 ^ 1)构成。例如，电流压缩区 18B包含氧化铝(Al2O3)，并且如后所述，通过从侧面氧化包含在将被氧化的层18D中的高浓 度Al来得到该电流压缩区。因此，电流窄化层18具有窄化电流的功能。例如，电流窄化层 18可以形成在上部隔离层14中，或者可以形成在上部隔离层14与DBR层15之间。与电流窄化层18相比，横模调整层19远离有源层13形成。在上部DBR层15中， 横模调整层19取代低折射率层，设置在例如，距离电流窄化层18几层的低折射率层的位置 处。横模调整层19包括光透射区19A、电流注入区19B及光损耗区19C。在该实施例中，光 透射区19A对应于本发明的“第二未氧化区”的具体实例。电流注入区19B对应于本发明的 “第三未氧化区”的具体实例。光损耗区19C对应于本发明的“第二氧化区”的具体实例。在平面中间、并面向电流窄化层18中的电流注入区18A的区域中形成光透射区 19A。光透射区19A的直径小于电流注入区18A的直径，并且例如为5μπι或以下。在不面 向电流注入区18Α的区域中形成电流注入区19Β。电流注入区19Β具有围绕光透射区19Α 的环形形状。电流注入区19Β的面积大于光透射区19Α的面积。光损耗区19C形成在光透 射区19Α的外围和电流注入区19Β的外围。具体地，光损耗区19C形成在光透射区19Α与 沟槽30 (随后将描述)之间、沟槽30与电流注入区19Β之间及电流注入区19Β的外围上， 并且具有其中同心配置的多个圆环的形状。例如，光透射区19Α由ρ型AlxloGa1^xloAs (0 < xlO彡1)构成。例如，电流注入区 19B由ρ型AlxllGai_xllAs (0 < xll彡1)构成。电流注入区19B可以由与光透射区19A相同 的材料(相同的组分比)构成。光损耗区19C例如包含氧化铝(Al2O3),并且通过从侧面氧 化包含在将被氧化的层19D中的高浓度Al来获得光损耗区。因此，光透射区19A和光损耗 区19C具有抑制平面中间的高阶横模振荡的功能。电流注入区19B具有在平面内的外缘传 输电流的功能。即，横模调整层19抑制平面中间的高阶横模振荡，并且在平面内的外缘中 传输电流。在光透射区19A和电流注入区19B的Al组分比和电流注入区18A的Al组分比彼 此相等的情况下，优选地，横模调整层19的厚度(层叠方向上的厚度)小于电流窄化层18 的厚度。在光透射区19A和电流注入区19B的Al组分比小于电流注入区18A的Al组分比 的情况下，优选地，横模调整层19的厚度(层叠方向上的厚度)等于电流窄化层18的厚度。在该实施例中，在台形部17的上部，具体地，在上部DBR层15中，形成了沟槽30。
6沟槽30形成在不面向电流压缩区18B的区域中，具体地，在光透射区19A与电流注入区19B 之间并且在光损耗区19C中形成沟槽30。如图1和图3所示，例如，当从台形部17的顶部 表面观察时，沟槽30具有围绕电流压缩区18B(或光透射区19A)的环形形状。沟槽30形 成在光透射区19A与电流注入区19B之间，并且其底面在电流窄化层18与横模调整层19 之间。即，沟槽30贯穿横模调整层19 (光损耗区19C)，并且具有不与电流窄化层18接触的 程度的深度。在台形部17的顶部表面(接触层16的顶部表面)上，形成了环形的上部电极31， 该上部电极包括至少在面向电流注入区18A的区域中的开口(光射出口 31A)。在台形部 17的侧面和附近的表面上，形成绝缘层32。在绝缘层32中，在对应于台形部17附近的表 面上，设置了用于连接配线(图中未示出)的电极垫片33和连接部34。电极垫片33和上 部电极31通过连接部34彼此电连接。在基板10的背面上，设置了下部电极35。这里，绝缘层32例如由诸如氧化物或氮化物的绝缘材料构成。上部电极31、电极 垫片33及连接部34例如通过依次层叠钛(Ti)、钼(Pt)及金(Au)来形成，并且它们被电连 接至位于台形部17上部的接触层16。例如，下部电极35具有通过从基板10侧依次层叠金 (Au)和锗(Ge)的合金、镍(Ni)及金(Au)而得到的结构，并且被电连接至基板10。(制造方法)例如，可以以如下方法制造该实施例的激光二极管1。图4A、图4B、图5A及图5B示出了制造方法的处理顺序。另外，图4A、图4B、图5A 及图5B分别示出了通过在对应于图1的箭头A-A的线的位置处切割制造过程中的元件所 得到的截面结构。这里，例如，通过使用MOCVD (金属有机化学气相沉积)法形成在GaAs基板10上 的化合物半导体层。此时，作为用于第III-V族化合物半导体的材料，例如，使用三甲基铝 (TMA)、三甲基镓(TMG)、三甲基铟(TMIn)及砷化三氢(AsH3)。作为用于施主杂质的材料， 例如，使用H2Se。作为用于受主杂质的材料，例如，使用二甲基锌(DMZ)。具体地，首先，在基板10上依次层叠下部DBR层11、下部隔离层12、有源层13、上 部隔离层14、上部DBR层15及接触层16 (图4A)。此时，在部分上部DBR层15中，以如下 方式形成将被氧化的层18D和将被氧化的层19D，S卩，与将被氧化的层19D相比，将被氧化的 层18D更靠近有源层。将被氧化的层18D为通过在氧化处理(将在随后描述)中被氧化而变为电流窄化 层18的层，并且例如包含AlAs。将被氧化的层19D为通过在氧化处理(将在随后描述)中 被氧化而变为横模调整层19的层，并且例如包含AlAs。这里，在将被氧化的层18D的Al组 分比和将被氧化的层19D的Al组分比彼此相等的情况下，将将被氧化的层19D的厚度设定 为小于将被氧化的层18D的厚度。在将被氧化的层18D的Al组分比小于将被氧化的层19D 的Al组分比的情况下，将将被氧化的层19D的厚度设定为等于或小于将被氧化的层18D的 厚度。接下来，在接触层16的表面上，形成包括对应于在随后处理中即将形成的沟槽30 的区域的开口的光刻胶层(图中未示出)。接下来，例如，利用光刻胶层作为掩膜通过使用 反应性离子蚀刻(reactive ion etching, RIE)法选择性地去除接触层16和上部DBR层 15。此时，执行蚀刻，直至贯穿将被氧化的层19D，然后，在达到将被氧化的层18D之前停止。从而，在上部DBR层15中形成了底面在将被氧化的层18D与将被氧化的层19D之间的环形 沟槽30(图4B)。此时，将被氧化的层19D暴露在沟槽30的内壁。此后，去除光刻胶层。接下来，在接触层16的表面上，形成直径等于台形部17的直径的圆形光刻胶层 (图中未示出)。接下来，例如，利用抗蚀掩膜作为掩膜，通过使用RIE法选择性地去除下部 DBR层11、下部隔离层12、有源层13、上部隔离层14、上部DBR层15、接触层16、将被氧化的 层18D及将被氧化的层19D的一部分。从而，在圆形光刻胶层(图中未示出)正下方形成 台形部17(图5)。此时，将被氧化的层18D和将被氧化的层19D暴露在在台形部17的侧 面。此后，去除上述光刻胶层。接下来，在水蒸气气氛(atmosphere)中，以高温执行氧化处理，从台形部17的侧 面和沟槽30的内壁选择性地氧化将被氧化的层18D和将被氧化的层19D中所包含的Al。 因此，在台形部17中，将被氧化的层18D的外缘区变为绝缘层(氧化铝)，从而形成电流窄 化层18(图5B)。此外，在台形部17中，将被氧化的层19D的外缘区和将被氧化的层19D中 的沟槽30的内壁附近变为绝缘层(氧化铝)，从而形成横模调整层19 (图5B)。接下来，在整个表面上，例如，形成由诸如氧化硅(SiO2)的绝缘无机材料制成的绝 缘层32 (图中未示出)。接下来，在整个表面上形成了包括在台形部17的顶部表面上的环 形开口的光刻胶层(图中未示出)之后，例如，利用光刻胶层作为掩膜，通过使用RIE法选 择性地去除绝缘层32。因此，在即将形成上部电极31的部分中形成了开口(图中未示出)。 此后，去除光刻胶层。接下来，例如，通过使用真空蒸镀法在整个表面上层叠上述金属材料。此后，例如， 通过使用选择性地蚀刻来形成环形上部电极以填充绝缘层32的开口，并且在绝缘层32中 对应于台形部17附近的表面上形成电极垫片33。此外，在上部电极31与电极垫片33之间 形成连接部34(参照图1)。在通过适当抛光基板10的背面来调整其厚度之后，在基板10 的背面形成下部电极35(参照图1)。通过这种方式，制造该实施例的激光二极管1。接下来，参照图6，将描述该实施例的激光二极管1的操作和效果。(操作和效果)在该实施例的激光二极管1中，当在下部电极35与上部电极31之间施加预定电 压时，电流“I”经由横模调整层19中的电流注入区19B及电流窄化层18中的电流注入区 18A被注入到有源层13中，从而，通过电子和空穴的复合而发光。该光被一对下部DBR层 11和上部DBR层15反射，从而以预定波长产生激光振荡。此时，激光二极管1中的光场Li 感测横模调整层19中的光透射区19A和光损耗区19C。因此，抑制了高阶横模振荡，并且产 生基波横模振荡。结果，例如，从光发射出口 31A向外部射出正圆形光束Lo。在该实施例中，在位于有源层13附近的电流窄化层18的中间区中，形成了具有大 直径的电流注入区18A，并且在位于远离有源层13的横模调整层19的中间区中，形成了具 有小直径的光透射区19A。因此，可以抑制高阶横模振荡，同时增大有源层13的发光区13A 的体积(volume)。此外，在该实施例中，电流注入区19B形成在不是横模调整层19中的中 间区的区域中。因此，电流注入区19B可以作为横模调整层19中的电流通路，因此，可以 减小横模调整层19的电阻值。结果，可以获取具有高输出及正圆形(complete-circular shape)的光束Lo02.第一实施例的变形实例
在第一实施例中，沟槽30为环形形状，并且在上部DBR层15中，沟槽30内侧的 部分和沟槽30外侧的部分是空间隔离的。但是，例如，在上部DBR层15中，沟槽30内 侧的部分和沟槽30外侧部分可以被电连接。例如，如图7 图10所示，多个桥状横梁 (bridgegirder)36沟槽设置在30内侧，当从台形部17的顶部表面观察时，沟槽30断续地 形成在光透射区19A周围的环形区中。图7为根据该变形实例的激光二极管的透视图。图 8为从图7的激光二极管的箭头A-A的方向所观察的截面图，而图9为从图7的激光二极管 的箭头B-B方向所观察的截面图。图10为在横模调整层19的平面内的截面图。如图8中所示，例如，每个桥梁部36构成了台形部17中的上部DBR层15的一部 分和横模调整层19的一部分。每个桥梁部36在上部DBR层15中建立了沟槽30内侧的部 分17A与沟槽30外侧的部分17B之间的电连接。因此，例如，如图11所示，电流“I”不仅 流向电流注入区19B，而且流向横模调整层19中的光透射区19A，因此，可以进一步减小横 模调整层19的电阻值。3.第二实施例接下来，将描述本发明第二实施例的表面发光型激光二极管2。图12透视地示出 了激光二极管2。图13示出了从图12的激光二极管2的箭头A-A的方向所观察的截面结 构的实例。图14示出了从图12的激光二极管2的箭头B-B的方向所观察的截面结构的实 例。图15示出了在横模调整层37(随后将描述)的平面内的截面结构的实例。另外，图 12 图15为示意性示图，实际尺寸和实际形状与示图中的尺寸和形状不同。在该实施例的激光二极管2中，结构与第一实施例中的激光二极管1的结构的不 同之处在于，设置了横模调整层37来取代第一实施例的横模调整层19，并且设置了沟槽38 来取代第一实施例的沟槽30。因此，下文中，将主要描述与第一实施例的不同，并且适当地 省略与第一实施例的共同点的描述。在第一实施例中，虽然横模调整层19设置在上部DBR层15中，但是横模调整层37 设置在下部DBR层11。即，横模调整层3设置7在与设置电流窄化层18的DBR层(上部 DBR层15)不同的DBR层(下部DBR层11)中。与电流窄化层18相比，横模调整层37远离有源层13形成。横模调整层37取代 低折射率层，设置在DBR层11中位于远离电流窄化层18的低折射率层的位置处。横模调 整层37包括光透射区37A、电流注入区37B及光损耗区37C。在该实施例中，光透射区37A 对应于本发明的“第二未氧化区”的具体实例。电流注入区37B对应于本发明的“第三未氧 化区”的具体实例。光损耗区37C对应于本发明的“第二氧化区”的具体实例。光透射区37A形成在面向电流窄化层18的电流注入区18A的区域中。光透射区 37A的直径小于电流注入区18A的直径，例如为5 μ m或以下。电流注入区37B形成在不面 向电流注入区18A的区域中。电流注入区37B形成在平面中光损耗区37C的外围，其面积 大于光透射区37A的面积。光损耗区37C形成在光透射区37A的外围。具体地，光损耗区 37C形成在光透射区37A与沟槽38之间及沟槽38与电流注入区37B之间。例如，光透射区37A由η型Alxl2Ga1^xl2As (0 < χ12 ( 1)构成。例如，电流注入区 37Β由η型Alxl3Gai_xl3AS (0<χ13彡1)构成。另外，电流注入区37Β可以由与光透射区37Α 相同的材料(相同组分比)构成。例如，光损耗区37C包含氧化铝(Al2O3),并且通过从侧 面氧化包含在将被氧化的层(图中未示出)中的高浓度Al来得到光损耗区。因此，光透射
9区37A和光损耗区37C具有抑制台形部17正下方的高阶横模振荡的功能。电流注入区37B 具有在台形部17正下方的周围传输电流的功能。即，横模调整层37抑制了台形部17正下 方的高阶横模振荡，并且在台形部17正下方的外围传输电流。在光透射区37A和电流注入区37B的Al组分比和电流注入区18A的Al组分比彼 此相等的情况下，优选地，横模调整层37的厚度(层叠方向上的厚度)小于电流窄化层18 的厚度。在透射区37A和电流注入区37B的Al组分比小于电流注入区18A的Al组分比的 情况下，优选地，横模调整层37的厚度(层叠方向上的厚度)等于电流窄化层18的厚度。在该实施例中，在台形部17附近，具体地，在下部DBR层11中，形成沟槽38。沟槽 38形成在不面向电流压缩区18B的区域中，具体地，沟槽38形成在光透射区37A与电流注 入区37B之间光损耗区37C中。如图15所示，例如，当从台形部17的顶部表面观察时，沟 槽38断续形成在电流压缩区18B(或光透射区37A)周围的环形区中。沟槽38形成在光透 射区37A与电流注入区37B之间，并且例如其底面在横模调整层37与基板10之间。S卩，例 如，沟槽38贯穿横模调整层37 (光损耗区37C)，并且具有不与基板10接触的这种程度的深 度。另外，沟槽38可以具有到达基板10的深度。接下来，参照图16，将详细描述该实施例的激光二极管2的操作和效果。(操作和效果)在该实施例的激光二极管2中，当在下部电极35与上部电极31之间施加预定电 压时，电流“I”经由横模调整层37中的光透射区37A和电流注入区37B及电流窄化层18 中的电流注入区18A被注入至有源层13中，从而，通过电子与空穴的复合而发光。该光通 过一对下部DBR层11和上部DBR层15被反射，从而以预定波长产生激光振荡。此时，激光 二极管2中的光场Li感测横模调整层37中的光透射区37A和光损耗区37C。因此，抑制了 高阶横模振荡，并且生成基波横模振荡。结果，从光发射出口 31A向外部发射正圆形的光束 Lo0在该实施例中，在位于有源层13附近的电流窄化层18的中间区中，形成具有大直 径的电流注入区18A，并且在位于远离有源层13的横模调整层37中的面向电流注入区18A 的区域中，形成具有小直径的光透射区37A。因此，可以抑制高阶横模振荡，同时增大有源层 13的发光区13A的体积。此外，在该实施例中，电流注入区37B形成在不是横模调整层37 中台形部17正下方的区域中。因此，不仅光透射区37A而且电流注入区37B可以作为横模 调整层37中的电流通路，因此，可以减小横模调整层37的电阻值。结果，可以获得具有高 输出及正圆形的光束Lo。上文中，尽管已经参照多个实施例描述了本发明，但本发明不限于上述实施例，可 以进行各种变形。例如，在上述实施例中，尽管已经参照AlGaAs化合物激光二极管的实例描述了本 发明，但是本发明可应用于其它化合物激光二极管，例如，由可氧化化合物半导体所构成的
激光二极管。对于本领域的技术人员来说，可以理解的是，根据设计要求和其他因素，可以对本 发明进行各种修改、组合、再组合以及替换，只要其在所附权利要求或等同物的范围之内。
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权利要求
一种激光二极管，包括以如下顺序的第一多层膜反射镜、有源层及第二多层膜反射镜，以及第一氧化窄化层和第二氧化窄化层，其中与所述第二氧化窄化层相比，所述第一氧化窄化层靠近所述有源层形成，所述第一氧化窄化层包括平面内中间区中的第一未氧化区，并且包括在所述第一未氧化区外围的第一氧化区，并且所述第二氧化窄化层包括在面向所述第一未氧化区的区域中的直径小于所述第一未氧化区的第二未氧化区，包括在不面向所述第一未氧化区的区域中的第三未氧化区，并且包括在所述第二未氧化区和所述第三未氧化区外围的第二氧化区。
2.根据权利要求1所述的激光二极管，其中，所述第三未氧化区的面积被设定为大于 所述第二未氧化区的面积。
3.根据权利要求1所述的激光二极管，进一步包括在所述第二未氧化区与所述第三未 氧化区之间的沟槽。
4.根据权利要求3所述的激光二极管，其中，所述沟槽具有围绕所述第二未氧化区的 环形形状，或者断续地形成在围绕所述第二未氧化区的环形区中。
5.根据权利要求4所述的激光二极管，其中，所述第三未氧化区具有围绕所述第二未 氧化区的环形形状。
6.根据权利要求1所述的激光二极管，其中，所述第一氧化窄化层和所述第二氧化窄 化层形成在所述第一多层膜反射镜或所述第二多层膜反射镜中。
7.根据权利要求1所述的激光二极管，其中所述第一氧化窄化层形成在所述第一多层膜反射镜或所述第二多层膜反射镜中，并且所述第二氧化窄化层形成在所述第一多层膜反射镜和所述第二多层膜反射镜中未形 成所述第一氧化窄化层的一个中。
全文摘要
一种激光二极管，包括以如下顺序的第一多层膜反射镜、有源层及第二多层膜反射镜；以及第一氧化窄化层和第二氧化窄化层。与第二氧化窄化层相比，第一氧化窄化层靠近有源层形成，所述第一氧化窄化层包括平面内中间区的第一未氧化区，并且包括第一未氧化区外围的第一氧化区。第二氧化窄化层包括在面向第一未氧化区的区域中的直径小于所述第一未氧化区的第二未氧化区，包括在不面向第一未氧化区的区域中的第三未氧化区，并且包括在第二未氧化区和第三未氧化区外围的第二氧化区。
文档编号H01S5/183GK101950923SQ201010223179
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月2日 优先权日2009年7月10日
发明者前田修, 城岸直辉, 增井勇志, 幸田伦太郎, 荒木田孝博, 近藤幸一 申请人:索尼公司