专利名称：半导体激光器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及激光器及其制造方法，具体涉及到电流限制效应高、泄漏电流小、且温度特性良好的高输出半导体激光器，更特别涉及用于诸如可重写型光盘之类的信息处理装置的光源、以及用于投影仪的光源和一般用途以及诸如焊接机之类的工业设备的光源的高输出半导体激光器，及其制造方法。
背景技术：
近年来，作为诸如DVD(数字化视频光盘)之类的可重写型光盘的信息处理装置的光源，由AlGaInP基化合物半导体的叠层结构构成的600nm波段高输出半导体激光器已投入实际使用。
特别是，借助于充分利用600nm波段具有红色可见波长的特点，大面积型600nm波段的高输出半导体激光器将用于工业设备、位置控制设备、医疗设备、投影仪等的光源。采用高输出半导体激光器的激光焊接机，激光加工机等也将得到应用。
将来，在这些应用中，预计会要求更高的输出。为了得到更高的输出，降低阈值电流是有效的。因此，希望开发具有电流限制结构来降低阈值电流和提高光输出效率，且进一步降低泄漏电流并呈现良好的温度特性的半导体激光器。
而且，在用于这些用途的半导体激光器中，为了控制激光的束斑形状，重要的是将激光有效地限制成条形区。
特别是，其中用来引导光的有源层的条形宽度为几十μm到几百μm的大面积型高输出半导体激光器，由于其特点而被用于固体激光器激发的光源，或采用SHG晶体的波长转换光源等。根据用途，上述的大面积型高输出半导体激光器要求通过微透镜来收集光。因此，为了得到更高的光收集效率，需要呈现其在横向方向中陡峭的顶部帽形状的NFP(近场模式)的高输出半导体激光器。
常规的第一半导体激光器此处，参照
图11，来解释常规典型的埋置脊型增益引导结构的AlGaInP基600nm波段红色半导体激光器(以下称为常规的第一半导体激光器)的构造。图11是剖面图，示出了常规第一半导体激光器的构造。
如图11所示，常规第一半导体激光器500包括叠层结构，此叠层结构包括依次生长在n型GaAs衬底501上的缓冲层502、由n-AlGaIn制成的n型包层503、具有至少一个量子阱结构的由Al2Ga1-2InP制成的SCH超晶格有源层504、由p-AlGaInP制成的第一p型包层505、由GaInP制成的腐蚀停止层506、由p-AlGaInP制成的第二p型包层507、由GaInP制成的保护层508、以及p-GaAs接触层509。
缓冲层502是由n-GaAs层或n-GaInP层至少其中之一组成的缓冲层。
在此叠层结构中，p-AlGaInP第二包层507、GaInP保护层508、以及p-GaAs接触层509形成为条形脊，并除了脊顶部表面之外，在脊侧面和脊侧翼上的GaInP腐蚀停止层506上，涂敷由n-GaAs制成的电流阻挡层510。
p侧电极511形成在p-GaAs接触层509和n-GaAs电流阻挡层510上，且n侧电极512形成在n型GaAs衬底501的背面上。
下面参照图12A-12F来描述上述常规第一半导体激光器的制造方法。图12A-12F分别是根据常规方法制造常规第一半导体激光器500时各个步骤的剖面图。
首先，如图12A所示，在第一外延生长步骤中，诸如MOVPE(金属有机汽相外延)方法、MOCVD(金属有机化学汽相淀积)方法之类的金属有机汽相生长方法，用来依次地在n-GaAs衬底501上外延地生长缓冲层502、n-AlGaInP的n型包层503、GaInP超晶格有源层504、p-AlGaInP第一p型包层505、GaInP腐蚀停止层506、p-AlGaInP第二包层507、GaInP保护层508、以及p-GaAs接触层509，从而形成具有双异质结构的叠层本体。
在外延生长中，作为掺杂剂，Si和Se用于n侧，而Zn、Mg、Be等用于p侧。
接着，如图12B所示，例如用等离子体CVD方法，SiO2膜513’形成在所形成的叠层本体的p-GaAs接触层509上。
接着，如图12C所示，抗蚀剂膜形成在SiO2膜513’上，并通过光刻腐蚀图形化，从而形成条形抗蚀剂掩模514。然后，抗蚀剂掩模514用作掩模，SiO2膜513’被腐蚀，从而形成条形SiO2膜513。
接着如图12D所示，此条形SiO2膜513用作掩模，p-GaAs接触层509、GaInP保护层508、以及p-AlGaInP第二包层507被腐蚀，并被加工成条形脊。
当p-GaAs接触层509被腐蚀时，能够选择性地去除其的腐蚀剂，例如磷酸基腐蚀剂，被用来进行湿法腐蚀。在此腐蚀时，由于提供了GaInP保护层508，故腐蚀过程停止于此，且由于p-AlGaInP第二包层507未被暴露于空气中，故其不被氧化。
然后，在腐蚀GaInP保护层508的过程中，执行采用例如盐酸基腐蚀剂的湿法腐蚀。此时，若腐蚀执行的时间比所需的时间更长，则甚至p-AlGaInP第二包层507和GaInP腐蚀停止层506也被腐蚀。于是要求控制腐蚀时间。当GaInP保护层508被腐蚀时，p-GaAs接触层509两侧翼上的p-AlGaInP第二包层507同时也被或多或少腐蚀。但其并未达到GaInP腐蚀停止层506。
接着，例如用硫酸基腐蚀剂，对腐蚀GaInP保护层508时留下的p-AlGaInP第二包层507进行腐蚀。由于提供了GaInP腐蚀停止层506，故当GaInP腐蚀停止层506被暴露时，此腐蚀就被停止。
接着，此方法的流程进行到第二外延生长步骤。在第二外延生长步骤中，如图12E所示，条形SiO2膜513用作选择性生长掩模，并使用诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法，在斜脊侧面和脊侧翼上的GaInP腐蚀停止层506上外延生长n-GaAs电流阻挡层510。
接着，腐蚀并去除条形SiO2膜513。
最后，如图12F所示，p侧电极511形成在p-GaAs接触层509和n-GaAs电流阻挡层510上，且n-GaAs衬底501的背面被抛光并调整到预定的衬底厚度。然后，n侧电极512形成在背面上。结果，就有可能得到具有图11所示叠层结构的激光器的半导体晶片。
接着，此激光器的半导体晶片在脊条方向和垂直方向上被解理。结果就有可能制造具有一对谐振器反射表面的半导体激光器500。
由于采用了上述脊结构，故n-GaAs电流阻挡层510能够有效地进行p-AlGaInP第二包层507的电流阻挡功能，从p侧电极511注入的电流从而被n-GaAs电流阻挡层510缩窄并流入到有源层504中。若等于或大于阈值电流的电流流动，则电子和空穴被有效地复合，从而激光发生振荡。
顺便说一下，上述采用n-GaAs电流阻挡层510的电流限制结构的使用，光学上增大了半导体激光器的光损耗，结果导致振荡阈值电流增大的问题。
亦即，n-GaAs电流阻挡层510的折射率大于p-AlGaInP第一和第二包层505、507的折射率。于是，虽然光不被脊形p-AlGaInP第二包层507吸收，但其被p-AlGaInP第二包层507的脊侧翼的n-GaAs电流阻挡层510吸收。
结果，有源层504产生的光呈现其流出到p-AlGaInP第二包层507中、且当其接近n-GaAs电流阻挡层510时被推回的运动。于是，在n-GaAs电流阻挡层510中，有效折射率在横向延伸区中变低。亦即，由于沿有源层504的横向方向上引入了折射率差别，故实现了折射率光波导。
因此，在采用n-GaAs电流阻挡层的结构中，n-GaAs电流阻挡层510中发生的光吸收引起了激光振荡的光损耗，其导致阈值电流增大的问题。
常规的第二半导体激光器因此，为了得到半导体激光器的低阈值电流，Ryuji Kobayashi在1994年国际半导体激光器会议文集第243页中提出了一种方法，此方法采用有效折射率光波导，亦即有效折射率光波导型的半导体激光器(以下称为常规第二半导体激光器)，其中，在图13中提供了n-AlInP层来代替n-GaAs电流阻挡层510作为电流阻挡层。
此处，参照图13，来解释常规第二半导体激光器的构造。图13是剖面图，示出了常规第二半导体激光器的构造。
如图13所示，常规第二半导体激光器400包括叠层结构，此叠层结构包括依次生长在n型GaAs衬底401上的n-GaAs缓冲层406、n-AlGaInP包层402、MQW有源层401、p-AlGaInP包层403、以及p-GaInP盖帽层404。
在此叠层结构中，p-AlGaInP包层403以及p-GaInP盖帽层404的上层被加工成条形脊。脊侧面和脊侧翼的p-AlGaInP包层403的下层被涂敷以被AlInP电流阻挡层407和n-GaAs电流阻挡层408的叠层结构，且进一步埋置有p-GaAs接触层409。
分别地，p侧电极412形成在p-GaAs接触层409上，且n侧电极411形成在n型GaAs衬底410的背面上。
在常规第二半导体激光器400中，形成在脊侧面和脊侧翼的p-AlGaInP包层403上的AlInP电流阻挡层407用作电流阻挡层，且同时通过与p-AlGaInP包层403的折射率差别而用作横向光限制层。
在此半导体激光器400中，AlInP的折射率低于AlGaInP包层的折射率，从而不存在光吸收。于是确认内部损耗小，能够降低振荡阈值电流，从而提高光输出效率。
日本专利申请公开No.2001-185818还提出了另一种使用n-AlInP作为电流阻挡层的例子。根据此例子，在第一外延生长步骤中，不生长p-AlGaInP包层403，而是首先生长n-AlInP电流阻挡层407。
接着，n-AlInP电流阻挡层407被腐蚀，以便形成为具有条形脊的形状，并在第二外延生长步骤中生长p-AlGaInP包层403。用这种方式来完成此方法。
常规的第三半导体激光器如图14所示，在日本专利申请公开No.Hei-5-299767中，还提出了一种使用n-AlInP作为电流阻挡层的半导体激光器(以下称为常规第三半导体激光器)。
如图14所示，此半导体激光器200包括叠层结构，此叠层结构包括依次生长在n-GaAs衬底201上的n-GaAs缓冲层202、n-AlGaInP包层203、GaInP有源层204、p-AlGaInP第一光学引导层205、p-GaInP第二光学引导层206、n-AlInP电流阻挡层207、以及GaInP保护层208。
在此叠层结构中，用腐蚀工艺，在GaInP保护层208和n-AlInP电流阻挡层207中形成倒梯形沟槽207a，并埋置有p-AlGaInP包层209。然后，p-GaAs接触层210被层叠在p-AlGaInP包层209上。
在此常规第三半导体激光器200中，由于在条形内部n-AlInP电流阻挡层207的折射率小于p-AlGaInP包层209的折射率，故激光由于此折射率差别而被有效地限制在条形内部。
而且，由于n-AlInP电流阻挡层207的带隙明显地大于有源层204的带隙，故不存在电流阻挡层引起的激光的光吸收。于是，能够大幅度降低光波导的损耗，从而降低阈值电流。
根据上述公报，还描述了在半导体激光器200中，由于n-AlInP电流阻挡层207的Al组分被设定为高于p-AlGaInP包层209的Al组分(最大条件中的AlInP)，故能够得到实际的折射率波导结构，从而大幅度降低波导的损耗。
但包括上述常规第二和第三半导体激光器的常规高输出半导体激光器存在着下列问题。
常规第二半导体激光器的问题常规第二半导体激光器400的第一个问题是，当诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法被用来在脊侧面和脊侧翼上重新生长AlInP电流阻挡层时，由于AlInP的晶格常数在脊侧翼的平坦部分与脊侧面的倾斜部分之间非常不同，故在AlInP电流阻挡层中诱发晶体畸变。因此，在激光器特性和可靠性中诱发不利的效应。
重新生长时出现晶体畸变是因为在AlInP电流阻挡层的金属有机汽相生长时，AlInP的晶格常数在脊侧翼的平坦部分与脊侧面的倾斜部分之间非常不同引起了彼此不同的二种或更多种晶面形成在生长表面上，从而使原材料种类发生分凝。在彼此不同的二种或更多种晶面上，Al和In的扩散系数分别在晶面之间彼此不同，Al和In进入晶体的容易程度在晶面之间不同，其导致原材料种类的分凝。
因此，其中n-AlInP层被提供在脊侧面和脊侧翼上作为电流阻挡层的常规第二半导体激光器400，被认为不适合于用于要求诸如对于短波长激光器的高温工作特性、或对于高输出激光器的高温高输出特性之类的严格工作性能的用途。
常规第二半导体激光器的第二个问题是，由于用作电流阻挡层的AlInP的热导率劣于GaAs，故有源层中电流产生的无法被转换成光的热，无法被有效地释放，半导体激光器的温度特性因而很差。
作为一个优点，由于常规第二半导体激光器采用其折射率小于p-AlGaInP第一和第二包层的n-AlInP作为电流阻挡层，故降低了p-AlGaInP第一包层中的光吸收，并降低了波导路径损耗，这使得能够得到低的阈值电流和高的光功率效率。这是由n-AlInP电流阻挡层的Al组分高于p-AlGaInP这一事实所引起的。
随着Al组分变得更高，AlGaInP基材料呈现更低的折射率。于是，若采用Al组分高于p-AlGaInP包层的AlGaInP基材料来代替AlInP作为电流阻挡层，则可望得到同样的效果。
常规第三半导体激光器的问题由于常规第三半导体激光器200具有这样的激光器结构，其中条形沟槽形成在n-AlInP电流阻挡层207中，且沟槽被包层掩埋，故由于在n-AlInP电流阻挡层207被腐蚀形成沟槽时的工艺问题，而存在着难以得到所期望的激光器特性的问题。
亦即，在常规第三半导体激光器200的制造过程中，在n-AlInP电流阻挡层207中开出条形沟槽之后，进行包层209的重新生长。但电流阻挡层207是具有高的Al组分的晶体层。于是，若通过腐蚀而被暴露于空气，则晶体表面立即被氧化。结果就难以重新生长晶体特性良好的包层209晶体。顺便说一下，在半导体激光器200中，暴露于空气的电流阻挡层的膜厚度在一侧上变成0.4μm米或更厚。
结果，当半导体激光器200工作时，在包层209与其表面被氧化的电流阻挡层207之间的边界平面上就诱发大量界面态。由于这些界面态，恐怕就可能产生泄漏电流。
而且，在半导体激光器200的制造工艺中，当在n-AlInP电流阻挡层207中开出条形沟槽时，为了选择性地腐蚀具有高的Al组分的电流阻挡层而使用了诸如浓硫酸之类的腐蚀剂。
但若选择比设定得过高，则需要长的时间来腐蚀GaInP保护层208。相反，若选择比设定得低，则存在着GaInP第二光学引导层206被腐蚀的问题。因此，难以设定腐蚀条件以保持选择性，从而难以控制腐蚀量，引起工艺中的变化。
除了常规的第一到第三半导体激光器之外，在日本专利申请公开No.Hei-5-21896中，提出了有效地采用可能具有最大势垒差别的AlInP作为包层，以便减小阈值电流，并用气体源MBE方法执行杂质掺杂，作为难以在诸如AlInP之类的具有大的Al组分比的AlGaInP基化合物半导体层上执行高浓度掺杂这一事实的解决手段。
但上述公报仅仅说明了掺杂手段，仅仅指出了对于电流限制作用采用SiO2绝缘膜的方法，并未讨论折射率波导。但在此结构中，难以充分进行横向模式的光限制控制，因而不可能得到折射率波导。
如从上述情况的解释可见，若利用高Al组分的AlGaInP层作为包层来得到折射率波导，则希望采用更高Al组分比率的n-AlGaInP层用于电流阻挡层。
但若高Al组分比率的n-AlGaInP层被用作电流阻挡层，由于p-AlGaInP包层的Al组分变高，更难以提高p-AlGaInP包层与AlGaInP电流阻挡层之间的折射率差别。于是，由于有效折射率变低，光限制就变弱。
另一方面，若AlInP被用作p包层，则实际上难以选择Al组分比AlInP更高的材料作为电流阻挡层，因而出现几乎没有折射率差别的问题。
而且，即使能够得到对高Al组分的AlGaInP的掺杂优化，如上所述，腐蚀高Al组分的AlGaInP也是困难的，从而可能不存在能够对条形脊形成进行腐蚀控制的工艺。
简而言之，在诸如AlGaInP和AlInP的高Al组分比率的AlGaInP基化合物半导体层的腐蚀过程中，腐蚀速率是非常快的。于是，当包层的膜厚度薄时，如上所述，腐蚀的控制是困难的。亦即，难以控制腐蚀深度以便腐蚀成能够控制折射率差别的形状。因此，形成形状良好的脊以及形成脊条形用于p包层的第二外延选择生长，是很困难的。
例如，在采用n-GaAs电流阻挡层的埋置脊型增益波导结构中，引导机制是根据电流阻挡层与有源层之间的纵向距离产生光来确定的。于是，为了得到有效的电流限制作用和高的折射率差别，就必须充分减小此距离。
这不局限于采用n-GaAs电流阻挡层的埋置脊型的增益波导结构。要得到有效的电流限制作用和高的折射率差别，就要求对用于包层和电流阻挡层中的高Al组分比率的AlGaInP基化合物半导体层的腐蚀进行控制。但腐蚀控制实际上是困难的。
再次解释一下，在具有埋置脊型DH(双异质)结构的600nm波段红色半导体激光器中，能够充分限制光和有效限制电流的脊结构的形成，是最重要的问题之一。为此，当腐蚀和加工脊时，必须进行准确的腐蚀控制。
而且，在大面积型高输出半导体激光器中，由于条形的宽度从几十μm变成几百μm，故希望其NFP呈现陡峭顶部帽形的横向多模轮廓。为此目的，从有源层到电流阻挡层的距离必须为足够小的值。
但在常规半导体激光器中，难以充分地减小从有源层到电流阻挡层的距离。于是，难以得到良好的引导机制。
而且，横向光限制变弱。结果，即使电流限制作用的效率变得更差，NFP轮廓也变成钟形的高斯型，光收集效率更差，导致不良的激光器。
考虑到上述常规技术的各种问题，提出了本发明。困此，本发明的目的是提供一种高光输出的半导体激光装置，其解决了上述各种问题，且电流限制效果高、泄漏电流小、以及温度性能良好，并呈现低的阈值电流，且能够有效地将激光限制到条形区域，光束轮廓良好，效率高。
发明的公开为了达到上述目的，根据本发明的半导体激光器(以下称为第一发明)的特征在于包括在第一导电类型半导体衬底上，依次具有至少第一导电类型的AlInP包层、AlGaInP基超晶格有源层部分、以及第二导电类型AlInP包层的叠层结构；以及借助于将叠层结构中由第二导电类型的化合物半导体层制成的上部形成为条形脊而构成的电流限制结构，其中，由金属膜制成的第二导电侧上的电极延伸在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且直接覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层，且脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度。
在第一发明的优选实施方案中，用作腐蚀停止层的AlGaInP基化合物半导体层延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且由金属膜制成的第二导电侧电极，穿过AlGaInP基化合物半导体层，延伸在脊顶部表面上、脊侧面上、以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且穿过AlGaInP基化合物半导体层，覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层。
当第一导电类型是n型时，根据第一发明的半导体激光器包括在n型半导体衬底上，具有至少AlGaInP基超晶格有源层部分、将超晶格有源层置于其间的n-AlInP包层、以及p-AlInP包层的叠层结构；借助于将叠层结构中由p型化合物半导体层制成的上部形成为条形脊而构成的电流限制结构，由金属膜制成的p侧电极延伸在脊顶部表面上、脊侧面上、以及脊侧翼的p-AlInP包层上，且直接覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的p-AlInP包层，且脊顶部表面的p型化合物半导体层的载流子浓度高于p-AlInP包层的载流子浓度。
而且，当AlGaInP基化合物半导体层延伸在脊侧翼的p-AlInP包层上作为腐蚀停止层时，由金属膜制成的p侧电极穿过AlGaInP基化合物半导体层延伸在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的p-AlInP包层上，且直接覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的AlGaInP基化合物半导体层，且脊顶部表面的p型化合物半导体层的载流子浓度高于p-AlInP包层的载流子浓度。
在第一发明中，利用可能与AlGaInP基超晶格有源层部分具有很大带隙差别的AlInP作为包层，从而提高势垒差别，得到了半导体激光器，其中降低了注入载流子的过流，泄漏电流小，阈值电流低，且温度性能良好。
而且，在第一发明中，借助于使脊顶部表面的第二导电类型或p型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型或p型p-AlInP包层的载流子浓度，在脊顶部表面上形成了欧姆结，并在脊侧翼上形成了肖特基结。
由于构造为致使p侧电极直接覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的化合物半导体层，并致使肖特基结形成在脊侧翼上，故进行电流限制作用以便仅仅脊区用作电流路由，且从有源层部分流出的光被p侧电极的边界平面反射，从而将激光限制到条形区域，因而降低了光损耗。
亦即，能够得到有效的电流限制作用以及将激光有效地限制到条形区域，从而得到光输出效率高的半导体激光器。特别是，借助于将第一发明应用于大面积型高输出半导体激光器，其中，光被引导到超晶格有源层部分的条形宽度，亦即脊的条形宽度为10μm或以上，例如10mW或以上的高输出半导体激光器，则有可能得到光收集效率良好的半导体激光器，其中，NFP的横向多模轮廓呈现陡峭的顶部帽形样式。
在第一发明的优选实施方案中，超晶格有源层部分构造成SCH(分隔限制异质结构)结构，此结构由夹在势垒层和光学引导层之间的至少一个量子阱层组成，且存在着下列关系，其中量子阱层为AlxGa1-xInP(0≤x＜1)，势垒层为AlyGa1-yInP(0＜y≤1)，且Al组分为(x＜y)。
超晶格有源层部分可以是单量子阱结构或具有多个量子阱结构的多量子阱结构。在单量子阱结构中，超晶格有源层部分构造成由单层量子阱层和将量子阱层置于之间的光学引导层组成的量子阱结构。而且，在多量子阱结构中，超晶格有源层部分构造成由夹在势垒层与光学引导层之间的多层量子阱层组成的量子阱结构。
在第一实施方案的具体实施方案中，此叠层结构是借助于在n-GaAs衬底上依次地层叠下列层而构成的叠层结构由至少一层n-GaAs层或n-GaInP层组成的缓冲层；由n-AlInP制成的n型包层；AlGaInP基超晶格有源层部分；由p-AlInP制成的第一p型包层；由GaInP制成的腐蚀停止层；由p-AlInP制成的第二p型包层；由GaInP制成的保护层；以及由p-GaAs制成的接触层，且在此叠层结构中，p-AlInP第二p型包层和p-GaAs接触层被加工成条形脊。
而且，诸如下面的第二和第三发明，SiO2、AlN等的绝缘膜可以形成在脊侧面和脊侧翼的化合物半导体层上，且p侧电极然后可以形成在由绝缘膜暴露的脊顶部表面上以及脊侧面和脊侧翼的绝缘膜上。结果，有可能提高泄漏电流的抑制效果，并在安装半导体激光器时改善安装控制性能以及热辐射性能等。
总之，根据本发明的另一种半导体激光器(以下称为第二发明)的特征在于包括在第一导电类型半导体衬底上，依次具有至少第一导电类型的AlInP包层、AlGaInP基超晶格有源层部分、以及第二导电类型的AlInP包层的叠层结构；以及借助于将叠层结构中由第二导电类型的化合物半导体层制成的上部形成为条形脊而构成的电流限制结构，其中，绝缘膜延伸在脊侧面上和脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，以便以条形样式暴露脊顶部表面，由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在由绝缘膜暴露的脊顶部表面，并进一步穿过绝缘膜延伸在脊侧面上以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度。
而且，根据本发明的再一种半导体激光器(以下称为第三发明)的特征在于包括在第一导电类型半导体衬底上，依次具有至少第一导电类型的AlInP包层、AlGaInP基超晶格有源层部分、以及第二导电类型的AlInP包层的叠层结构；以及借助于将叠层结构中由第二导电类型的化合物半导体层制成的上部形成为条形脊而构成的电流限制结构，其中，绝缘膜延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，以便以条形样式暴露脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近的第二导电类型AlInP包层，由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在由绝缘膜暴露的脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近的第二导电类型AlInP包层上，并穿过绝缘膜进一步延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度。
在第二和第三发明中，绝缘膜的膜厚度从0.05μm到2.00μm。例如，SiO2、SiN、AlN等被用作绝缘膜。
根据第二和第三发明的半导体激光器的优选实施方案相似于根据第一发明的半导体激光器。
在根据第一至第三发明的半导体激光器中，优选地，脊的条宽度为10μm或以上。而且，优选地，脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度至少高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度的10倍。
根据第一至第三发明的半导体激光器可以不是器件个体，而可以是具有排列成阵列形状或堆叠形状样式的半导体激光器阵列或半导体激光器堆。
根据本发明的半导体激光器的制造方法(以下称为第一发明方法)是一种制造根据第一发明的半导体激光器的方法，且其特征在于具有下列步骤在n-GaAs衬底上依次地外延生长由至少n-GaAs层或n-GaInP层之一组成的缓冲层、由n-AlInP制成的n型包层、超晶格有源层部分、由p-AlInP制成的第一p型包层、由GaInP制成的腐蚀停止层、由p-AlInP制成的第二p型包层、由GaInP制成的保护层、以及由p-GaAs制成的接触层的步骤；将p-GaAs接触层腐蚀加工成条形样式的步骤；借助于用条形p-GaAs接触层作为腐蚀掩模，对GaInP保护层和p-AlInP第二p型包层进行腐蚀而加工成条形脊，并暴露脊侧翼上的GaInP腐蚀停止层的步骤；以及形成金属膜，构成脊顶部表面的p-GaAs接触层上、脊侧翼的GaInP腐蚀停止层脊侧面上的p侧电极的步骤。
第一发明方法的优点是不需要第二外延生长步骤，因为p侧电极直接形成在脊顶部表面上、脊侧面上、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层上，而无需在形成脊之后在脊侧翼上重新生长化合物半导体层。
在第一发明方法的优选实施方案中，腐蚀和加工由GaInP制成的保护层和由p-AlInP制成的第二p型包层的步骤使用了湿法腐蚀方法，其使用乙酸∶过氧化氢∶盐酸来进行腐蚀。
在采用AlInP包层的激光器结构中，由于Al的反应性通常很高，故难以形成形状良好的条形脊。但执行采用乙酸∶过氧化氢∶盐酸的腐蚀剂的湿法腐蚀，使得能够形成具有良好重复性的所需形状的脊。
而且，在第一发明方法中，当形成条形脊时加入到腐蚀剂的过氧化氢被期望调节到不降低效果的最佳量的程度。若过氧化氢变少，则作为氧化剂的效果也变弱。而且，可能无法控制去除残留在GaInP保护层上的As的时间，其使腐蚀时间发生变化，从而无法实现重复性良好的工艺。
根据本发明的另一种半导体激光器的制造方法(以下称为第二发明方法)，是一种制造根据第二发明的半导体激光器的方法，且其特征在于具有下列步骤在n-GaAs衬底上依次外延生长由至少n-GaAs层或n-GaInP层之一组成的缓冲层、由n-AlInP制成的n型包层、超晶格有源层部分、由p-AlInP制成的第一p型包层、由GaInP制成的腐蚀停止层、由p-AlInP制成的第二p型包层、由GaInP制成的保护层、以及由p-GaAs制成的接触层的步骤；将p-GaAs接触层腐蚀加工成条形样式的步骤；借助于用条形p-GaAs接触层作为腐蚀掩模，对GaInP保护层和p-AlInP第二p型包层进行腐蚀而加工成条形脊，并暴露脊侧翼上的GaInP腐蚀停止层的步骤；以及在衬底的整个表面上形成绝缘膜的步骤；以条形样式腐蚀绝缘膜并暴露脊顶部表面的步骤；以及形成金属膜，构成穿过绝缘膜，在脊顶部表面的p-GaAs接触层上、以及进一步在脊侧面上和脊侧翼的GaInP腐蚀停止层上的p侧电极的步骤。
而且，当制造根据第三发明的半导体激光器时，在第二发明方法中，腐蚀绝缘膜和暴露脊顶部表面的步骤还暴露了脊侧面和脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层，且形成p侧电极的步骤在暴露的脊顶部表面的p-GaAs接触层、脊侧面、以及脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层上形成了构成p侧电极的金属膜，还穿过绝缘膜在脊侧翼的GaInP腐蚀停止层上形成。如上所述，根据第一发明，这具有超晶格有源层部分被夹在n-AlInP包层与p-AlInP第一包层之间，且p侧电极直接覆盖脊顶部表面、斜脊侧面、以及脊侧翼的化合物半导体层的构造。结果，根据本发明的半导体激光器能够得到高光输出效率的半导体激光器，它具有电流限制效果高的结构，且泄漏电流小、温度性能良好、且泄漏电流低，并能够有效地将激光限制到条形区，且光束轮廓良好。
而且，根据第一发明方法，得到了制造根据第一发明的半导体激光器的优选制造方法。总之，第一发明方法的优点是不需要第二外延生长步骤，因为p侧电极直接形成在脊侧翼的GaInP腐蚀停止层、脊侧面、以及脊顶部表面上，而无需在形成脊之后在脊侧翼上重新生长化合物半导体层。
根据第二和第三发明，除了第一发明的效果之外，有可能因而提高抑制泄漏电流的效果，并改善安装半导体激光器时的安装控制性能、和热辐射性能等。
而且，根据第二发明方法，其具有相似于第一发明方法的效果，并得到了制造根据第二和第三发明的半导体激光器的优选制造方法。
附图的简要说明图1是剖面图，示出了第一实施方案的半导体激光器的构造；图2A-2F分别是根据第二实施方案的方法制造半导体激光器时各个步骤的剖面图；图3是光输出-电流特性的曲线图；图4是特性温度的曲线图；图5是NFP的曲线图；图6是剖面图，示出了参考例子中的增益波导型半导体激光器的叠层结构；图7是剖面图，示出了第三实施方案的半导体激光器的构造；图8A-8C分别是根据第四实施方案的方法制造半导体激光器时主要步骤的剖面图；图9是剖面图，示出了第五实施方案的半导体激光器的构造；图10A-10C分别是根据第六实施方案的方法制造半导体激光器时主要步骤的剖面图；图11是剖面图，示出了常规第一半导体激光器的构造；图12A-12F分别是制造常规第一半导体激光器时各个步骤的剖面图；图13是剖面图，示出了常规第二半导体激光器的构造；以及图14是剖面图，示出了常规第三半导体激光器的构造。
实施发明的最佳模式下面参照附图，基于实施例来详细描述本发明。顺便说一下，为了容易理解本发明，举例说明了在下面的实施方案中描述的膜形成方法、化合物半导体层的组分和膜厚度、脊宽度、工艺条件等。
(第一实施方案)半导体激光器的实施方案此实施方案是根据第一本发明的半导体激光器的一个例子，图1是剖面图，示出了此实施方案中的半导体激光器的构造。
如图1所示，此实施方案中的半导体激光器100包括叠层结构，此叠层结构为依次生长在n-GaAs衬底101上的缓冲层102、由n-Al0.5In0.5P制成的包层103、超晶格有源层部分104、由p-Al0.5In0.5P制成的第一包层105、由GaInP制成的腐蚀停止层106、由p-Al0.5In0.5P制成的第二包层107、由GaInP制成的保护层108、以及由p-GaAs制成的接触层109。
缓冲层102是由至少n-GaAs层或n-GaInP层之一组成的缓冲层。
在此叠层结构中，p-AlInP第二包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109被加工成其脊宽度为60μm的条形脊。
p侧电极111被直接涂敷并形成在斜脊侧面和脊侧翼、以及脊顶部表面的GaInP腐蚀停止层106上，n侧电极112形成在n-GaAs衬底101的背面上。
超晶格有源层部分104构造成SCH(分隔限制异质结构)结构，此结构由至少一个夹在势垒层和光学引导层之间的量子阱层组成。此量子阱层由AlxGa1-xInP(0＜x≤1，在此实施方案中x＝0)制成，势垒层和光学引导层由AlyGa1-yInP(0＜y≤1，在此实施方案中y＝0.6)制成，且Al组分的关系为(x＜y)。
在此实施方案中，超晶格有源层部分104形成为SQW(单量子阱)结构。
在本实施方案的半导体激光器100中，关于各个化合物半导体层的膜厚度，缓冲层102的膜厚度为0.03μm，n-AlInPn型包层103的膜厚度为2.00μm，而关于SCH超晶格有源层部分104的膜厚度，光学引导层为0.12μm，量子阱层为12nm，p-AlInP第一p型包层105的层厚度为0.40μm，GaInP腐蚀停止层106的层厚度为15nm，p-AlInP第二p型包层107的层厚度为1.6μm，GaInP保护层108的层厚度为30nm，p-GaAs接触层109的层厚度为0.26μm。
而且，脊顶部表面的p-GaAs接触层109的载流子浓度为2-3×1019cm-3，高于p-AlInP第一p型包层105和p-AlInP第二p型包层107d的1-2×1018cm-3的载流子浓度。
p侧电极111构造成多层膜，其中，具有0.05μm层厚度的Ti膜、0.1μm的Pt膜、以及0.2μm的Au膜被淀积在p-GaAs接触层109上。
如上所述，借助于设定p-AlInP第一p型包层105、GaInP腐蚀停止层106、p-AlInP第二p型包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109的层厚度，脊的高度变成1.89μm。
由于上述构造，在本实施方案中的半导体激光器100中，注入到p-GaAs接触层109中的电流被电流缩窄在形成为条形脊的p-AlInP第二p型包层107的区域中，并被送到超晶格有源层部分104，从而产生激光振荡。
在本实施方案的半导体激光器100中，实现了有效的电流限制作用，从超晶格有源层部分104流出的光被p侧电极111的边界平面反射。结果，降低了光损耗，其使激光能够被有效地限制在条形区内部。
虽然p侧电极111也被蒸镀在脊侧翼和脊侧面上的GaInP腐蚀停止层106上，但在此结平面上的p型掺杂剂浓度低，导致肖特基结，致使电流不流动。电流从p侧电极111注入，并穿过其中脊顶部表面上的p型掺杂剂浓度高的p-GaAs接触层109的区域流动，并到达超晶格有源层部分104。
以这种方式，本实施方案的半导体激光器100被构造成使其具有电流限制效果高的结构，致使从超晶格有源层部分104泄露的光被p侧电极111与GaInP腐蚀停止层106之间的边界平面反射，并致使光损耗因而被降低，其使激光能够被有效地限制在条形区内部。
顺便说一下，在本实施方案中，超晶格有源层部分104被定义为SQW(单量子阱)结构，且关于SCH有源层结构的层厚度，光学引导层为0.12μm，而量子阱层为12nm。但只要满足垂直辐射角特性等的规格，即使MQW也是可以的，且其它的层结构设计也是可以的。
(第二实施方案)
半导体激光器的制造方法的实施方案本实施方案是根据第一发明方法的半导体激光器制造方法被用来制造上述半导体激光器100的实施方案的一个例子。图2A-2F分别是根据本实施方案的方法制造上述半导体激光器100时各步骤的剖面图。
在本实施方案中，首先如图2A所示，诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法被用来在n-GaAs衬底101上依次外延生长缓冲层102、n-AlInP的n型包层103、超晶格有源层部分104、p-AlInP第一p型包层105、GaInP腐蚀停止层106、p-AlInP第二p型包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109，从而形成具有双异质结构的叠层本体。
缓冲层102由n-GaAs层和n-GaInP层的至少其中一层组成。
此时，作为掺杂剂，Si和Se被用于n侧，而Zn、Mg、Be等被用于p侧。
接着，如图2B所示，抗蚀剂膜形成在所形成的叠层本体的p-GaAs接触层109上，并通过光刻腐蚀图形化，从而形成条形抗蚀剂掩模110。
接着，如图2C所示，利用上述抗蚀剂掩模110，p-GaAs接触层109被腐蚀并加工成条形脊，且GaInP保护层108被暴露。在腐蚀过程中，能够选择性地去除p-GaAs的腐蚀剂，例如磷酸基腐蚀剂被用来进行腐蚀。
由于磷酸基腐蚀剂被用来腐蚀p-GaAs接触层109，故腐蚀过程在GaInP保护层108中停止，p-AlInP第二p型包层107从而不被暴露于空气中。于是其不被氧化。
接着，如图2D所示，GaInP保护层108和p-AlInP第二p型包层107被腐蚀。例如使用盐酸基腐蚀剂作为腐蚀剂。
此时，若腐蚀执行的时间比所需的时间更长，则腐蚀过程引起GaInP腐蚀停止层106被穿透。于是要求控制腐蚀时间。本实施方案使用了具有组分(体积比)为乙酸(99.5％或以上)∶过氧化氢(31％)∶盐酸(36％)＝100∶1∶10的腐蚀剂，且进行3分钟30秒的腐蚀。在此腐蚀中，未进行搅拌。
当叠层本体被浸入腐蚀剂的时刻，GaInP保护层108被迅速地去除，然后开始对p-AlInP第二p型包层107的腐蚀。
AlInP的腐蚀速度比作为保护层108的GaInP更快。但由于未进行搅拌，故腐蚀剂的渗透小，且腐蚀速度随时间而变得更慢。在经过预定时间之后，当GaInP腐蚀停止层106开始暴露时，晶片表面上的表面腐蚀剂浓度很小。于是呈现选择性。
而且，在腐蚀过程中，由于脊侧面附近中存在着p-GaAs接触层109和抗蚀剂掩模110，故腐蚀剂的渗透变得显著，腐蚀因而比其它平坦部分更快。
因此，在脊附近中，p-AlInP第二p型包层107被去除，从而暴露GaInP腐蚀停止层106。相反，p-AlInP第二p型包层107保留在远离脊的区域上。但仅仅在脊附近区域中实现电流限制作用和光限制。于是，即使p-AlInP第二p型包层107保留在远离脊的区域上，也不存在激光特性出现问题的情况。
而且，在腐蚀过程中，在腐蚀开始经过大约2分钟之后，抗蚀剂掩模110开始被腐蚀剂侵蚀。但由于不被腐蚀剂侵蚀的p-GaAs接触层109代替了抗蚀剂掩模110起掩模的作用，故不存在腐蚀控制的问题。
接着，如图2E所示，条形抗蚀剂掩模110被去除，从而暴露p-GaAs接触层109。
接着，如图2F所示，Ti/Pt/Au多层膜被蒸镀在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106的整个表面上，从而形成p侧电极111。在n-GaAs衬底101的背面被抛光并调整到预定衬底厚度之后，n侧电极112形成在衬底背面上。结果，有可能得到具有图1所示结构的激光器的半导体晶片。
接着，借助于在脊条方向和垂直方向中解理此激光器的半导体晶片，有可能制造具有一对谐振器反射表面的半导体激光器100。
此实施方案采用了由乙酸∶过氧化氢∶盐酸组成的腐蚀剂，并进行了湿法腐蚀，结果形成了脊。于是，上述腐蚀机制的作用使脊形状的控制更容易。
而且，由于本实施方案不要求第二外延生长步骤，故工艺简单。
顺便说一下，在本实施方案的半导体激光器100中，各个化合物半导体层用诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法来生长。但其并不限于此。也可以用例如MBE(分子束外延)方法等来形成膜。
而且，本实施方案被设计成p-AlInP第一p型包层105的层厚度为0.40μm，GaInP腐蚀停止层106的层厚度为15nm，而p-AlInP第二p型包层107的层厚度为1.6μm。但在设计横向辐射角特性等中，可以设计任何层结构。
顺便说一下，若在设计横向辐射角特性等中采用不同于本实施方案的包层结构，则在工艺方面显然可以改变乙酸∶过氧化氢∶盐酸的浓度和腐蚀时间，以便使腐蚀控制更容易。
而且，在本实施方案中，当GaInP腐蚀停止层106被暴露时，腐蚀停止。然后，在其顶部表面上，p侧电极111被蒸镀在脊顶部表面、脊侧面，以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106的整个表面上。但可以被构造成在p-AlInP第二包层107被腐蚀之后，GaInP腐蚀停止层106进一步被去除，且p-AlInP第一包层105被暴露，并在其上形成p侧电极111。
为了评估根据本实施方案的方法制造的单条的半导体激光器100，测量了光输出-电流特性、特性温度、以及NFP，分别得到了图3的曲线(1)、图4的曲线(1)、以及图5的曲线(1)。
在图4中，水平轴表示温度，垂直轴表示Ith(Ta)/Ith(10℃)。Ith(Ta)是测量温度为Ta℃时刻的振荡阈值电流，而Ith(10℃)是测量温度为10℃时刻的振荡阈值电流。T0是T0＝(T2-T1)/1n(I2/I1)所表示的特性温度。
图3的曲线(2)是其中AlGaInP用作包层的上述常规第一半导体激光器500的光输出-电流特性。如从图3可见，本实施方案的半导体激光器100表现了良好的光输出-电流特性，与其中AlGaInP用作包层的半导体激光器相比，其阈值电流低。
而且，图4的曲线(2)是其中AlGaInP用作包层的上述常规第一半导体激光器500的温度特性。如从图3可见，在本实施方案的半导体激光器100中，与其中AlGaInP用作包层的半导体激光器相比，其To值高，且温度特性良好。
而且，图5的曲线(2)是作为参考例所制造的增益引导型半导体激光器的NFP的测量结果。此参考例的半导体激光器是具有图6所示叠层结构的增益引导型半导体激光器。除了SiO2膜113之外，各个化合物半导体层以及p侧电极的膜厚度和组分与半导体激光器100的相等。
如从图5可见，本实施方案中的半导体激光器100的NFP表现为陡峭而良好的顶部帽型的NFP。另一方面，参考例的半导体激光器的NFP表现多模特性，作为高输出半导体激光器是不利的。
(第三实施方案)半导体激光器的实施方案此实施方案是根据第二发明的半导体激光器实施例的一个例子，图7是剖面图，示出了此实施方案的半导体激光器的构造。
如图7所示，此实施方案中的半导体激光器600的构造与第一实施方案中的半导体激光器100的构造相同，除了脊侧面和脊侧翼包含绝缘膜，且p侧电极除了延伸到脊顶部表面还穿过绝缘膜延伸到脊侧面和脊侧翼。在图7所示的各个部分中，相同的参考符号赋予与图1相同的各个部分。
总之，此实施方案中的半导体激光器600包括叠层结构，此叠层结构包括依次生长在n-GaAs衬底101上的缓冲层102、由n-Al0.5In0.5P制成的包层103、超晶格有源层部分104、由p-Al0.5In0.5P制成的第一包层105、由GaInP制成的腐蚀停止层106、由p-Al0.5In0.5P制成的第二包层107、由GaInP制成的保护层108、以及由p-GaAs制成的接触层109，与第一实施方案中的半导体激光器100相似。
缓冲层102是由n-GaAs层或n-GaInP层至少之一组成的缓冲层。
在此叠层结构中，p-AlInP第二包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109被加工成其脊宽度为60μm的条形脊。
与第一实施方案中的半导体激光器100不同，在本实施方案的半导体激光器600中，膜厚度为0.25μm的绝缘膜602形成在除了脊顶部表面之外的脊侧面和脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106上，p-GaAs接触层109从而通过脊顶部表面的开口被暴露。例如，SiO2、SiN、AlN之类被用作绝缘膜602。
p侧电极604通过绝缘膜602的开口形成在p-GaAs接触层109上，并通过绝缘膜602进一步形成在脊侧面和脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106上。
而且，n侧电极112形成在n-GaAs衬底101的背面上。
超晶格有源层部分104被构造成SCH(分隔限制异质结构)结构，此结构由夹在势垒层和光学引导层之间的量子阱层的至少其中一层组成。此量子阱层由AlxGa1-xInP(0＜x≤1，在此实施方案中x＝0)制成，势垒层和光学引导层由AlyGa1-yInP(0＜y≤1，在此实施方案中y＝0.6)制成，且Al组分的关系为(x＜y)。
在此实施方案中，超晶格有源层部分104形成为SQW(单量子阱)结构。
在本实施方案的半导体激光器600中，关于各个化合物半导体层的膜厚度，缓冲层102的膜厚度为0.03μm，n-AlInPn型包层103的膜厚度为2.00μm，而关于SCH超晶格有源层部分104的膜厚度，光学引导层为0.12μm，量子阱层为12nm，p-AlInP第一p型包层105的层厚度为0.40μm，GaInP腐蚀停止层106的层厚度为15nm，p-AlInP第二p型包层107的层厚度为1.6μm，GaInP保护层108的层厚度为30nm，p-GaAs接触层109的层厚度为0.26μm。
而且，脊顶部表面的p-GaAs接触层109的载流子浓度为2-3×1019cm-3，高于p-AlInP第一p型包层105和p-AlInP第二p型包层107的1-2×1018cm-3的载流子浓度。
而且，p侧电极111构造成多层膜，其中，层厚度为0.05μm的Ti膜、0.1μm的Pt膜、以及0.2μm的Au膜被淀积在绝缘膜602和p-GaAs接触层109上。
如上所述，借助于设定p-AlInP第一p型包层105、GaInP腐蚀停止层106、p-AlInP第二p型包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109的层厚度，脊的高度变成1.89μm。
由于上述构造，在本实施方案中的半导体激光器600中，注入到p-GaAs接触层109中的电流被电流所窄在形成为条形脊的p-AlInP第二p型包层107的区域中，并被送到超晶格有源层部分104，从而产生激光振荡。
在本实施方案的半导体激光器600中，实现了有效的电流限制作用，从超晶格有源层部分104流出的光被p侧电极111的边界平面反射。结果，降低了光损耗，使激光能够被有效地限制在条形区内部。
虽然p侧电极111除了通过绝缘膜602插入之外还被蒸镀在脊侧面和脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106上，但在此结平面上的p型掺杂剂的浓度低，导致肖特基结，致使电流不流动。电流从p侧电极111注入，并穿过其中脊顶部表面的p型掺杂剂浓度高的p-GaAs接触层109的区域流动，并到达超晶格有源层部分104。
以这种方式，本实施方案的半导体激光器600被设计成其结构的电流限制效果高，从超晶格有源层部分104流出的光被p侧电极111与GaInP腐蚀停止层106之间的边界平面反射，光损耗因而被降低，其使激光能够被有效地限制在条形区内部。
而且，在本实施方案中，由于提供了绝缘膜602，故有可能提高泄漏电流的抑制效果，并改善安装半导体激光器时的安装控制特性以及热辐射特性等。
顺便说一下，在本实施方案中，超晶格有源层部分104被定义为SQW(单量子阱)结构，且关于SCH有源层结构的层厚度，光学引导层为0.12μm，而量子阱层为12nm。但只要满足垂直辐射角特性之类的规格，即使MQW也是可以的，且其它的层结构也是可以的。
(第四实施方案)半导体激光器的制造方法的实施方案本实施方案是根据第二发明方法的半导体激光器制造方法被用来制造上述半导体激光器600的实施方案的一个例子。图8A-8C分别是根据本实施方案的方法制造上述半导体激光器600的各步骤的剖面图。在图8A-8C所示的各个部分中，相同的参考符号赋予与图2A-2F相同的部分。
在本实施方案中，首先，与第二实施方案相似，诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法被用来在n-GaAs衬底101上依次外延生长缓冲层102、n-AlInP的n型包层103、超晶格有源层部分104、p-AlInP第一p型包层105、GaInP腐蚀停止层106、p-AlInP第二p型包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109，从而产生具有双异质结构的叠层本体。
缓冲层102由n-GaAs层或n-GaInP层至少其中一层组成。
此时，作为掺杂剂，Si和Se被用于n侧，而Zn、Mg、Be等被用于p侧。
接着，抗蚀剂膜形成在所形成的叠层本体的p-GaAs接触层109上，并通过光刻腐蚀图形化，从而形成条形抗蚀剂掩模110(参见图2B)。然后，利用上述抗蚀剂掩模110，p-GaAs接触层109被腐蚀并加工成条形脊，且GaInP保护层108被暴露。在腐蚀过程中，能够选择性地去除p-GaAs的腐蚀剂，例如磷酸基腐蚀剂被用来进行腐蚀。
由于磷酸基腐蚀剂被用来腐蚀p-GaAs接触层109，故腐蚀过程在GaInP保护层108中停止，p-AlInP第二p型包层107从而不被暴露于空气中。于是其不被氧化。
接着，GaInP保护层108和p-AlInP第二p型包层107被腐蚀。例如使用盐酸基腐蚀剂作为腐蚀剂。
此时，若腐蚀执行的时间比所需的时间更长，则腐蚀过程引起GaInP腐蚀停止层106被穿透。于是要求控制腐蚀时间。本实施方案使用了具有组分(体积比)为乙酸(99.5％或以上)∶过氧化氢(31％)∶盐酸(36％)＝100∶1∶10的腐蚀剂，且进行3分钟30秒的腐蚀。在此腐蚀中，未进行搅拌。
在叠层本体被浸入腐蚀剂的时刻，GaInP保护层108被迅速地去除，然后开始对p-AlInP第二p型包层107的腐蚀。
AlInP的腐蚀速度高于作为保护层108的GaInP。但由于未进行搅拌，故腐蚀剂的渗透小，且腐蚀速度随腐蚀时间而变慢。在经过预定时间之后，当GaInP腐蚀停止层106开始暴露时，晶片表面上的表面腐蚀剂浓度很小。于是呈现出选择性。
而且，在腐蚀过程中，由于脊侧面附近中存在着p-GaAs接触层109和抗蚀剂掩模110，故腐蚀剂的渗透变得显著，腐蚀比其它平坦部分更快。
因此，在脊附近，p-AlInP第二p型包层107被去除，从而暴露GaInP腐蚀停止层106。相反，p-AlInP第二p型包层107保留在远离脊的区域上。但仅仅在脊附近区域中实现电流限制作用和光限制。于是，即使p-AlInP第二p型包层107保留在远离脊的区域上，也不存在激光特性出现问题的情况。
而且，在腐蚀过程中，在腐蚀开始经过大约2分钟之后，抗蚀剂掩模110开始被腐蚀剂侵蚀。但由于不被腐蚀剂侵蚀的p-GaAs接触层109代替了抗蚀剂掩模110起掩模的作用，故不存在腐蚀控制的问题。
接着，如图8A所示，与第一实施方案的半导体激光器100相似，条形抗蚀剂掩模110被去除，从而暴露p-GaAs接触层109。
接着，如图8B所示，绝缘膜602形成在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106的整个表面上。
接着，如图8C所示，脊顶部表面的绝缘膜602被腐蚀，从而暴露p-GaAs接触层109。随后，Ti/Pt/Au多层膜被蒸镀在脊顶部表面的p-GaAs接触层109的整个表面上以及脊侧面和脊侧翼的绝缘膜602上，从而形成p侧电极604。
在n-GaAs衬底101的背面被抛光并调整到预定衬底厚度之后，n侧电极112形成在衬底背面上。结果，有可能得到具有图7所示结构的激光器的半导体晶片。
接着，借助于在脊条方向和垂直方向中解理此激光器的半导体晶片，有可能制造具有一对谐振器反射表面的半导体激光器600。
此实施方案采用了由乙酸∶过氧化氢∶盐酸组成的腐蚀剂，并进行了湿法腐蚀，且形成了脊。于是，上述腐蚀机制的作用使脊形状的控制更容易。
而且，由于本实施方案不要求第二外延生长步骤，故工艺简单。
顺便说一下，在本实施方案的半导体激光器600中，各个化合物半导体层用诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法来外延生长。但不局限于此。也可以用例如MBE(分子束外延)方法等来形成膜。
而且，本实施方案被设计成p-AlInP第一p型包层105的层厚度为0.40μm，GaInP腐蚀停止层106的层厚度为15nm，而p-AlInP第二p型包层107的层厚度为1.6μm。但在设计横向辐射角特性等中，可以设计任何层结构。
顺便说一下，若在设计横向辐射角特性等中采用不同于本实施方案的包层结构，则对于工艺显然可以改变乙酸∶过氧化氢∶盐酸的浓度和腐蚀时间，以便使腐蚀控制更容易。
而且，在本实施方案中，当GaInP腐蚀停止层106被暴露时，腐蚀停止。然后，在其顶部表面上，p侧电极111被蒸镀在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106的整个表面上。但可以构造成在p-AlInP第二包层107被腐蚀之后，GaInP腐蚀停止层106被进一步去除，且p-AlInP第一包层105被暴露，并在其上形成绝缘膜602。
(第五实施方案)半导体激光器的实施方案此实施方案是根据第三发明的半导体激光器的实施方案的一个例子，图9是剖面图，示出了此实施方案中的半导体激光器的构造。
此实施方案中的半导体激光器700的构造与第三实施方案中的半导体激光器600的构造相同，除了仅仅脊侧面包含绝缘膜、且穿过绝缘膜提供部分p侧电极之外。在图9所示的各个部分中，相同的参考符号被赋予与图7相同的部分。
总之，此实施方案中的半导体激光器700包括叠层结构，此叠层结构为依次生长在n-GaAs衬底101上的缓冲层102、由n-Al0.5In0.5P制成的包层103、超晶格有源层部分104、由p-Al0.5In0.5P制成的第一包层105、由GaInP制成的腐蚀停止层106、由p-Al0.5In0.5P制成的第二包层107、由GaInP制成的保护层108、以及由p-GaAs制成的接触层109，与第六实施方案中的半导体激光器600相似。
缓冲层102是由n-GaAs层或n-GaInP层至少其中之一组成的缓冲层。
在此叠层结构中，p-AlInP第二包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109被加工成其脊宽度为60μm的条形脊。
而且，脊顶部表面的p-GaAs接触层109的载流子浓度为2-3×1019cm-3，高于p-AlInP第一p型包层105和p-AlInP第二p型包层107的1-2×1018cm-3的载流子浓度。
与第三实施方案中的半导体激光器600不同，在本实施方案的半导体激光器700中，绝缘膜702仅仅形成在与脊底部端分隔开的区域中的GaInP腐蚀停止层106上，而不形成在脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近上。然后其作为开口，使脊顶部表面的p-GaAs接触层109以及脊侧面和脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层106以条形样式被暴露。绝缘膜702的膜厚度为0.25μm。例如，SiO2、SiN、AlN之类被用作绝缘膜702。
p侧电极704形成在由绝缘膜702的开口暴露的p-GaAs接触层109上，以及在脊侧面和脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层106上，还穿过绝缘膜602形成在脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106上。
而且，n侧电极112形成在n-GaAs衬底101的背面上。
在本实施方案中，除了第一实施方案中的半导体激光器100的效果之外，由于提供了绝缘膜702，故有可能提高泄漏电流的抑制效应，并改善安装半导体激光器时的安装控制特性以及热辐射特性等。
(第六实施方案)半导体激光器的制造方法的实施方案本实施方案是根据第二发明方法的半导体激光器制造方法被用来制造上述半导体激光器700的实施方案的一个例子。图10A-10C分别是根据本实施方案的方法制造上述半导体激光器700时的主要步骤的剖面图。在图10A-10C所示的各个部分中，相同的参考符号赋予与图8A-8C相同的部分。
在本实施方案中，首先，与第四实施方案相似，诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法被用来在n-GaAs衬底101上依次外延生长缓冲层102、由n-AlInP制成的n型包层103、超晶格有源层部分104、p-AlInP第一p型包层105、GaInP腐蚀停止层106、p-AlInP第二p型包层107、GaInP保护层108、以及p-GaAs接触层109，从而形成具有双异质结构的叠层本体。
缓冲层102由n-GaAs层或n-GaInP层至少其中一层组成。
此时，作为掺杂剂，Si和Se用于n侧，而Zn、Mg、Be等用于p侧。
接着，抗蚀剂膜形成在所形成的叠层本体的p-GaAs接触层109上，并通过光刻腐蚀图形化，从而形成条形抗蚀剂掩模110(参见图2B)。然后，利用上述抗蚀剂掩模110，p-GaAs接触层109被腐蚀并加工成条形脊，且GaInP保护层108被暴露。在腐蚀过程中，能够选择性地去除p-GaAs的腐蚀剂，例如磷酸基腐蚀剂被用来进行腐蚀。
由于磷酸基腐蚀剂被用来腐蚀p-GaAs接触层109，故腐蚀过程在GaInP保护层108中停止，p-AlInP第二p型包层107不被暴露于空气中。于是其不被氧化。
接着，GaInP保护层108和p-AlInP第二p型包层107被腐蚀。例如使用盐酸基腐蚀剂作为腐蚀剂。
此时，若腐蚀执行的时间比所需的时间更长，则腐蚀过程引起GaInP腐蚀停止层106被穿透。于是要求控制腐蚀时间。本实施方案使用了具有组分(体积比)为乙酸(99.5％或以上)∶过氧化氢(31％)∶盐酸(36％)＝100∶1∶10的腐蚀剂，且进行3分钟30秒的腐蚀。在此腐蚀中，未进行搅拌。
在叠层本体被浸入腐蚀剂的时刻，GaInP保护层108被迅速地去除，然后开始对p-AlInP第二p型包层107的腐蚀。
AlInP的腐蚀速度高于作为保护层108的GaInP。但由于未进行搅拌，故腐蚀剂的渗透很小，且腐蚀速度随腐蚀时间而变慢。在经过预定时间之后，当GaInP腐蚀停止层106开始暴露时，晶片表面上的表面腐蚀剂浓度很小。于是呈现出选择性。
而且，在腐蚀过程中，由于脊侧面附近中存在着p-GaAs接触层109和抗蚀剂掩模110，故腐蚀剂的渗透变得显著，腐蚀比其它平坦部分更快。
因此，在脊附近中，p-AlInP第二p型包层107被去除，从而暴露GaInP腐蚀停止层106。相反，p-AlInP第二p型包层107保留在远离脊的区域上。但仅仅在脊附近区域中实现电流限制作用和光限制。于是，即使p-AlInP第二p型包层107保留在远离脊的区域上，也不存在激光特性出现问题的情况。
而且，在腐蚀过程中，在腐蚀开始经过大约2分钟之后，抗蚀剂掩模110开始被腐蚀剂侵蚀。但由于不被腐蚀剂侵蚀的p-GaAs接触层109代替了抗蚀剂掩模110起掩模的作用，故不存在腐蚀控制的问题。
接着，与第六实施方案的半导体激光器600相似，条形抗蚀剂掩模110被去除，从而暴露p-GaAs接触层109(参见图8A)。
接着，如图10A所示，绝缘膜702形成在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106的整个表面上。
接着，如图10B所示，脊顶部表面、脊侧面、脊底部端附近的绝缘膜702被腐蚀并去除，从而暴露脊顶部表面的p-GaAs接触层109以及脊侧面和脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层106。
随后，如图10C所示，Ti/Pt/Au多层膜被蒸镀在脊顶部表面的p-GaAs接触层109上、暴露在脊侧面和脊底部端附近上的GaInP腐蚀停止层106上、以及脊侧翼的绝缘膜702的整个表面上，并形成p侧电极704。
在n-GaAs衬底101的背面被抛光并调整到预定衬底厚度之后，n侧电极112形成在衬底背面上。结果，有可能得到具有图9所示结构的激光器的半导体晶片。
接着，借助于在脊条方向和垂直方向中解理激光器的半导体晶片，有可能制造具有一对谐振器反射表面的半导体激光器700。
此实施方案采用了由乙酸∶过氧化氢∶盐酸组成的腐蚀剂，并进行了湿法腐蚀，且形成了脊。于是，上述腐蚀机制的作用使脊形状的控制更容易。
而且，由于本实施方案不要求第二外延生长步骤，故工艺简单。
顺便说一下，在本实施方案中的半导体激光器600中，各个化合物半导体层用诸如MOVPE方法、MOCVD方法之类的金属有机汽相生长方法来外延生长。但其不局限于此。也可以用例如MBE(分子束外延)方法等来形成膜。
而且，本实施方案被设计成p-AlInP第一p型包层105的层厚度为0.40μm，GaInP腐蚀停止层106的层厚度为15nm，而p-AlInP第二p型包层107的层厚度为1.6μm。但在设计横向辐射角特性等中，可以设计任何层结构。
顺便说一下，若在设计横向辐射角特性等中采用不同于本实施方案的包层结构，则对于工艺显然可以改变乙酸∶过氧化氢∶盐酸的浓度和腐蚀时间，以便使腐蚀控制更容易。
而且，在本实施方案中，当GaInP腐蚀停止层106被暴露时，腐蚀停止。然后，在其顶部表面上，p侧电极111被蒸镀在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层106的整个表面上。但其可以构造成在p-AlInP第二包层107被腐蚀之后，GaInP腐蚀停止层106被进一步去除，且p-AlInP第一包层105被暴露，并在其上形成绝缘膜602。
工业应用性第一至第三发明也能够应用于其中半导体激光器以阵列方式或堆方式排列的半导体激光器阵列或半导体激光器堆。
权利要求
1.一种半导体激光器，其特征在于包含在第一导电类型半导体衬底上，依次具有至少具有第一导电类型的AlInP包层、AlGaInP基超晶格有源层部分、以及第二导电类型AlInP包层的叠层结构；以及电流限制结构，借助于将叠层结构中由第二导电类型化合物半导体层制成的上部形成为条形脊而构成；其中，由金属膜制成的第二导电侧上的电极延伸在脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且直接覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及脊侧翼的第二导电类型AlInP包层；且脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度。
2.根据权利要求1的半导体激光器，其特征在于用作腐蚀停止层的AlGaInP基化合物半导体层延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在脊顶部表面、脊侧面、以及AlGaInP基化合物半导体层上，且直接覆盖脊顶部表面、脊侧面、以及AlGaInP基化合物半导体层。
3.根据权利要求1或2的半导体激光器，其特征在于，第一导电类型是n型，第二导电类型是p型，且第二导电侧电极是p侧电极。
4.根据权利要求3的半导体激光器，其特征在于，脊的条宽度为10μm或以上。
5.根据权利要求4的半导体激光器，其特征在于叠层结构是借助于在n-GaAs衬底上依次层叠下列各层而构成的叠层结构由n-GaAs层或n-GaInP层中至少一层组成的缓冲层；由n-AlInP制成的n型包层；AlGaInP基超晶格有源层部分；由p-AlInP制成的第一p型包层；由GaInP制成的腐蚀停止层；由p-AlInP制成的第二p型包层；由GaInP制成的保护层；以及由p-GaAs制成的接触层，且在此叠层结构中，p-AlInP第二p型包层和p-GaAs接触层被加工成条形脊，从而构成电流限制结构。
6.根据权利要求5的半导体激光器，其特征在于，超晶格有源层部分被构造成SCH(分隔限制异质结构)结构，此结构由夹在势垒层和光学引导层之间的至少一个量子阱层组成，且存在着下列关系，其中量子阱层为AlxGa1-xInP(0≤x＜1)，势垒层为AlyGa1-yInP(0＜y≤1)，且Al组分为(x＜y)。
7.根据权利要求6的半导体激光器，其特征在于，超晶格有源层部分被构造成由夹在势垒层与光学引导层之间的多层量子阱层组成的多量子阱结构。
8.一种半导体激光器，其特征在于包含在第一导电类型半导体衬底上，依次具有至少第一导电类型的AlInP包层、AlGaInP基超晶格有源层部分、以及第二导电类型AlInP包层的叠层结构；以及电流限制结构，借助于将叠层结构中由第二导电类型的化合物半导体层组成的上部形成为条形脊而构成，其中，绝缘膜延伸在脊侧面和脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，以便以条形样式暴露脊顶部表面，由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在由绝缘膜暴露的脊顶部表面上，并进一步穿过绝缘膜延伸在脊侧面和脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度。
9.根据权利要求8的半导体激光器，其特征在于用作腐蚀停止层的AlGaInP基化合物半导体层延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上；绝缘膜延伸在脊侧面和脊侧翼的AlGaInP基化合物半导体层上，以便暴露脊顶部表面；且由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在由绝缘膜暴露的脊顶部表面上，并进一步穿过绝缘膜延伸在脊侧面和脊侧翼的AlGaInP基化合物半导体层上。
10.根据权利要求8或9的半导体激光器，其特征在于，第一导电类型是n型，第二导电类型是p型，且第二导电侧电极是p侧电极。
11.根据权利要求10的半导体激光器，其特征在于，脊的条宽度为10μm或以上。
12.根据权利要求11的半导体激光器，其特征在于叠层结构是借助于在n-GaAs衬底上依次层叠下列各层而构成的叠层结构由n-GaAs层或n-GaInP层中至少一层组成的缓冲层；由n-AlInP制成的n型包层；AlGaInP基超晶格有源层部分；由p-AlInP制成的第一p型包层；由GaInP制成的腐蚀停止层；由p-AlInP制成的第二p型包层；由GaInP制成的保护层；以及由p-GaAs制成的接触层；且在此叠层结构中，p-AlInP第二p型包层和p-GaAs接触层被加工成条形脊，从而构成电流限制结构。
13.根据权利要求12的半导体激光器，其特征在于，超晶格有源层部分被构造成SCH(分隔限制异质结构)结构，此结构由夹在势垒层和光学引导层之间的至少一个量子阱层组成，且存在着下列关系，其中量子阱层为AlxGa1-xInP(0≤x＜1)，势垒层为AlyGa1-yInP(0＜y≤1)，且Al组分为(x＜y)。
14.根据权利要求13的半导体激光器，其特征在于，超晶格有源层部分被构造成由夹在势垒层与光学引导层之间的多层量子阱层组成的多量子阱结构。
15.一种半导体激光器，其特征在于包含在第一导电类型半导体衬底上，依次具有至少第一导电类型的AlInP包层、AlGaInP基超晶格有源层部分、以及第二导电类型AlInP包层的叠层结构；以及电流限制结构，借助于将叠层结构中由第二导电类型的化合物半导体层制成的上部形成为条形脊而构成，其中，绝缘膜延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，以便以条形样式暴露脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近的第二导电类型AlInP包层，由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在由绝缘膜暴露的脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近的第二导电类型AlInP包层上，并进一步穿过绝缘膜延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上，且脊顶部表面的第二导电类型化合物半导体层的载流子浓度高于第二导电类型AlInP包层的载流子浓度。
16.根据权利要求15的半导体激光器，其特征在于用作腐蚀停止层的AlGaInP基化合物半导体层延伸在脊侧翼的第二导电类型AlInP包层上；绝缘膜延伸在脊侧翼的AlGaInP基化合物半导体层上，以便暴露脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近的AlGaInP基化合物半导体层；且由金属膜制成的第二导电侧电极延伸在由绝缘膜暴露的脊顶部表面、脊侧面、以及脊底部端附近的AlGaInP基化合物半导体层上，并进一步穿过绝缘膜延伸在脊侧翼的AlGaInP基化合物半导体层上。
17.根据权利要求15或16的半导体激光器，其特征在于，第一导电类型是n型，第二导电类型是p型，且第二导电侧电极是p侧电极。
18.根据权利要求17的半导体激光器，其特征在于，脊的条宽度为10μm或以上。
19.根据权利要求18的半导体激光器，其特征在于，叠层结构是借助于在n-GaAs衬底上依次层叠下列各层而构成的叠层结构由n-GaAs层或n-GaInP层中至少一层组成的缓冲层；由n-AlInP制成的n型包层；AlGaInP基超晶格有源层部分；由p-AlInP制成的第一p型包层；由GaInP制成的腐蚀停止层；由p-AlInP制成的第二p型包层；由GaInP制成的保护层；以及由p-GaAs制成的接触层，且在此叠层结构中，p-AlInP第二p型包层和p-GaAs接触层被加工成条形脊，从而构成电流限制结构。
20.根据权利要求19的半导体激光器，其特征在于，超晶格有源层部分被构造成SCH(分隔限制异质结构)结构，此结构由夹在势垒层和光学引导层之间的至少一个量子阱层组成，且存在着下列关系，其中量子阱层为AlxGa1-xInP(0≤x＜1)，势垒层为AlyGa1-yInP(0＜y≤1)，且Al组分为(x＜y)。
21.根据权利要求20的半导体激光器，其特征在于，超晶格有源层部分被构造成由夹在势垒层与光学引导层之间的多层量子阱层组成的多量子阱结构。
22.一种半导体激光器的制造方法，且其特征在于包含下列步骤在n-GaAs衬底上依次外延生长由n-GaAs层或n-GaInP层中至少之一制成的缓冲层、由n-AlInP制成的n型包层、超晶格有源层部分、由p-AlInP制成的第一p型包层、由GaInP制成的腐蚀停止层、由p-AlInP制成的第二p型包层、由GaInP制成的保护层、以及由p-GaAs制成的接触层的步骤；将p-GaAs接触层腐蚀加工成条形样式的步骤；借助于用条形p-GaAs接触层作为腐蚀掩模，对GaInP保护层和p-AlInP第二p型包层进行腐蚀而加工成条形脊，并暴露脊侧翼上的GaInP腐蚀停止层的步骤；以及形成在脊顶部表面的p-GaAs接触层、脊侧面、以及脊侧翼的GaInP腐蚀停止层上构成p侧电极的金属膜的步骤。
23.根据权利要求22的半导体激光器的制造方法，其特征在于，腐蚀GaInP保护层和p-AlInP第二p型包层的步骤使用了湿法腐蚀方法，其使用乙酸∶过氧化氢∶盐酸来进行腐蚀。
24.根据权利要求22或23的半导体激光器的制造方法，其特征在于，p型化合物半导体层被n型化合物半导体层代替，且n型化合物半导体层被p型化合物半导体层代替，亦即，它们分别被相反的导电类型代替。
25.一种半导体激光器的制造方法，且其特征在于包含下列步骤在n-GaAs衬底上依次外延生长由n-GaAs层或n-GaInP层中至少之一组成的缓冲层、由n-AlInP制成的n型包层、超晶格有源层部分、由p-AlInP制成的第一p型包层、由GaInP制成的腐蚀停止层、由p-AlInP制成的第二p型包层、由GaInP制成的保护层、以及由p-GaAs制成的接触层的步骤；将p-GaAs接触层腐蚀加工成条形样式的步骤；借助于用条形p-GaAs接触层作为腐蚀掩模，对GaInP保护层和p-AlInP第二p型包层进行腐蚀而加工成条形脊，并暴露脊侧翼上的GaInP腐蚀停止层的步骤；在衬底的整个表面上形成绝缘膜的步骤；以条形样式腐蚀绝缘膜并暴露脊顶部表面的步骤；以及形成在脊顶部表面的p-GaAs接触层上、以及进一步穿过绝缘膜在脊侧面和脊侧翼的GaInP腐蚀停止层上构成p侧电极的金属膜的步骤。
26.根据权利要求25的半导体激光器的制造方法，且其特征在于腐蚀绝缘膜并暴露脊顶部表面的步骤进一步暴露了脊侧面和脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层；且形成p侧电极的步骤形成了金属膜，在暴露的脊顶部表面的p-GaAs接触层、脊侧面、以及脊底部端附近的GaInP腐蚀停止层上构成了p侧电极，并进一步穿过绝缘膜而形成在脊侧翼的GaInP腐蚀停止层上。
27.根据权利要求25或26的半导体激光器的制造方法，其特征在于，腐蚀GaInP保护层和p-AlInP第二p型包层的步骤使用了湿法腐蚀方法，其使用乙酸∶过氧化氢∶盐酸来进行腐蚀。
28.根据权利要求27的半导体激光器的制造方法，其特征在于，p型化合物半导体层被n型化合物半导体层代替，且n型化合物半导体层被p型化合物半导体层代替，亦即，它们分别被相反的导电类型代替。
全文摘要
一种光输出效率高的半导体激光器元件，具有电流限制效率高、泄漏电流小、且温度特性良好，呈现低阈值电流，能够有效地将激光束限制在条形区内，且具有良好的光束轮廓。此半导体激光器元件(100)具有叠层结构，此叠层结构包含n－AlInP包层(103)、超晶格有源层(104)、p－AlInP第一包层(105)、GaInP腐蚀停止层(106)、以及形成在各层上且加工成条形脊形式的p－AlInP第二包层(107)、GaInP保护层(108)、p－GaAs接触层(109)。p侧电极(111)形成并直接覆盖在脊的顶部表面、脊侧面、以及脊侧面上的腐蚀停止层上。由n－AlInP包层和p－AlInP第一包层将超晶格有源层夹在之间，能够提高与有源层的能带隙差别。
文档编号H01S5/343GK1610995SQ0380182
公开日2005年4月27日 申请日期2003年9月19日 优先权日2002年9月20日
发明者佐藤典文, 今西大介 申请人:索尼株式会社