专利名称：半导体发光器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光器件及其制造方法，特别地涉及具有改进的束形状的半导体发光器件及其制造方法。
背景技术：
半导体激光器和其它半导体发光器件用作例如CD(光盘)和DVD(数字通用盘)，此外，用作下一代光盘装置的光学拾取装置的光源以及各种领域中其它设备的光源。
作为上述半导体发光器件，例如由AlGaInP基材料制成的半导体激光器公开在非专利文章1中。
图1A是上述半导体激光器的剖视图。
例如，由AlGaInP层形成的n型覆层(cladding layer)111、有源层112、由AlGaInP层(113和115)形成的p型覆层117以及由GaAs层形成的p型帽层(cap layer)118通过经未示出的n型缓冲层堆叠在n型衬底110上而形成。
GaInP层的蚀刻终止层114形成在AlGaInP层113与AlGaInP层115的边界面上，从p型帽层118的表面至AlGaInP层115的部分被加工成脊(ridge)(凸起)形RD从而形成作为电流窄化结构(current narrowing structure)的条(stripe)。
电流阻挡层119形成在脊形RD的两侧，另外，p电极120形成为连接到p型帽层118且n电极121形成为连接到n型衬底110。
图1B是图1A中沿x1-x2的截面的带隙分布的视图。
其示出n型覆层111、有源层112、AlGaInP层113、蚀刻终止层114和AlGaInP层115中的每个的带隙。
例如，铝的成分比在n型覆层111中为0.65，而其在两个AlGaInP层(113和115)中为0.70，p型覆层被配置为具有比n型覆层111的带隙更高的带隙。
在上述半导体激光器中，调节激光束的纵横比(aspect ratio)且使束形状接近圆形是重要任务之一。
束形状很大程度上取决于构成半导体激光器的每层的折射率。
另一方面，在上述传统半导体激光器中，已经进行了各种尝试来改善内部量子效率且要求两泄漏电流最小化。
第一泄漏电流是横向泄漏电流ILX，其沿与图1的剖视图中的异质结平行的方向过度泄漏。第二泄漏电流是称为溢流(overflow)的纵向泄漏电流ILY，其中电子沿Y方向从有源层向p覆层泄漏。
存在通过使图1中AlGaInP层113的厚度薄来控制ILX的方法，然而，实际上难以通过控制使AlGaInP层113薄至300nm或更薄。
例如，在脊形条中心的有效折射率Neff1与脊形条外部的有效折射率Neff2的差变大，沿X方向的光限制(light confinement)强化，沿X方向在中心的光子分布最大化，电子-空穴消耗增加至供应短缺。这称为载流子的烧孔(hole-burning)，不能利用电子空穴提供光子以维持此时的模式，使得它们倾向于移到接收供应的模式。该现象导致光电转换效率的改变，光输出-电流(L-I)特性的线性变差，其作为称为扭曲(kink)的现象被观察到。
另外，在上述传统半导体激光器中，因此高温时由热电子能导致的作为纵向泄漏电流ILY的从有源层至p型覆层的电子泄漏，以及L-I特性的恶化。
作为其自然的对策，提高属于Γ-带的电子感测到的能量势垒的高度的方法以及提高覆层的p型杂质的浓度的方法是普遍的。此时，公知地，当作为重要任务(参照非专利文章1)使AlGaInP层113更薄时，属于X-带的电子群(electron group)的漂移电流(drift current)增加。
这也可以通过实验证实，且不能使AlGaInP层113很薄，使得不能使用上述控制沿X方向的泄漏电流ILX的方法。
非专利文章1Numerical Simulation of Semiconductor OptoelectronicDevices，proceedings，MD4，L39-40非专利文章2IEEE JQE，vol.38，No.3，March 2002，L285。
发明内容
本发明将要解决的问题一个将要解决的问题是在具有图1所示的配置的半导体激光器中难以改善激光束的纵横比来使其接近圆形。
解决该问题的方法本发明的半导体发光器件包括衬底；第一导电类型的第一覆层，其形成在该衬底上；有源层，其形成在该第一覆层上；以及第二导电类型的第二覆层，其形成在该有源层上，其部分具有作为电流窄化结构的脊形部分；其中该第二覆层的所述脊形部分包括在接近所述有源层的一侧且具有高带隙的第一脊形层和在远离所述有源层的一侧且具有低带隙的第二脊形层。
在上述半导体发光器件中，第一导电类型的第一覆层、有源层和具有作为电流窄化结构的脊形部分的第二导电类型的第二覆层叠置在衬底上。脊形部分的第二覆层配置为包括在接近所述有源层的一侧且具有高带隙的第一脊形层以及在远离所述有源层的一侧且具有低带隙的第二脊形层。
另外，制造本发明的半导体发光器件的方法包括通过外延生长方法，通过在衬底上叠置来形成至少第一导电类型的第一覆层、有源层和第二导电类型的第二覆层的步骤；以及在第二覆层的一部分加工作为电流窄化结构的脊形部分的步骤；其中在形成所述第二覆层的步骤中，将成为所述脊形部分的部分形成为包括在接近所述有源层的一侧且具有高带隙的第一脊形层以及在远离所述有源层的一侧且具有低带隙的第二脊形层。
在制造本发明的半导体发光器件的上述方法中，通过外延生长方法，通过在衬底上叠置来形成至少第一导电类型的第一覆层、有源层和第二导电类型的第二覆层，接着，第二覆层的一部分被加工成作为电流窄化结构的脊形部分。
这里，当形成所述第二覆层时，将成为所述脊形部分的部分形成为包括在接近所述有源层的一侧且具有高带隙的第一脊形层以及在远离所述有源层的一侧且具有低带隙的第二脊形层。
发明效果本发明的半导体发光器件具有这样的配置，即第二覆层的脊形部分包括高带隙层和低带隙层，因此，获得了第二覆层的脊形部分包括具有低折射率的层和具有高折射率的层的配置，使得影响所发射的光的束形状的折射率分布(refractive index profile)能变得可调节，且束的纵横比能够得到改善从而接近圆形。
根据制造本发明的半导体发光器件的方法，第二覆层的脊形部分形成为包括高带隙层和低带隙层，使得影响所发射的光的束形状的折射率分布能变得可调节，且束的纵横比能得到改善从而接近圆形。
图1A是根据传统示例的作为半导体发光器件的半导体激光器的剖视图，图1B是图1A中沿x1-x2的截面上的带隙分布的视图；[图2]图2A是根据本发明第一实施例的作为半导体发光器件的半导体激光器的剖视图，图2B是图2A中沿x1-x2的截面上的带隙分布；[图3]图3是示意图，用于说明在本发明第一实施例中减少漂移电子的效应；[图4]图4是示出测量示例1中的示例以及比较例的半导体激光器的阈值电流的结果的视图；[图5]图5是示出测量示例2中的示例以及比较例的半导体激光器的θ的结果的视图；[图6]图6是示出测量示例3中的示例以及比较例的半导体激光器的微分效率的结果的视图；[图7]图7是示出测量示例4中的示例以及比较例的半导体激光器的扭曲水平的结果的视图；[图8]图8是视图，其中关于远场图案的半宽θ//绘出微分系数的减小率KSEp；[图9]图9A是根据本发明第二实施例的作为半导体发光器件的半导体激光器的剖视图，图9B是示出图9A中沿x1-x2的截面上的带隙分布的视图。
附图标记说明10...n型衬底，11...n型覆层(第一覆层)，12...有源层，13...d2层，14...蚀刻终止层，15...d2′层(第一脊形层)，16...第二脊形层，17...p型覆层(第二覆层)，18...p型帽层，19...电流阻挡层，20...p电极，21...n电极，110...n型衬底，111...n型覆层，112...有源层，113...AlGaInP层p型覆层，114...蚀刻终止层，115...AlGaInP层，117...p型覆层，118...p型帽层，119...电流阻挡层，120...p电极，121...n电极。
具体实施例方式
下面，将参照
本发明的半导体发光器件的实施例。
第一实施例图2A是根据本发明的作为半导体发光器件的半导体激光器的剖视图。
例如，在n型衬底10上，由AlGaInP层形成的n型覆层(第一覆层)11、具有多量子阱结构的有源层、由AlGaInP层形成的d2层13、由GaInP层形成的蚀刻终止层14、由AlGaInP层形成的d2′层(第一脊形层)15以及由AlGaInP层形成的第二脊形层16经未示出的n型缓冲层叠置，其中从d2层13至第二脊形层16的部分成为p型覆层(第二覆层)17。另外，由GaAs层形成的p型帽层18形成在第二脊形层16上。
另外，从p型帽层18的表面至AlGaInP层15的部分被加工成脊(凸起)形RD，从而形成具有电流窄化结构的条，例如由AlInP等形成的电流阻挡层19形成在脊形RD的两侧。
另外，p电极20形成为连接到p型帽层18，n电极21形成为连接到n型衬底10。
图2B是图2A中沿x1-x2的截面上的带隙分布(bandgap profile)。
其示出n型覆层11、有源层12、d2层13、蚀刻终止层14、d2′层(第一脊形层)15以及第二脊形层16中的每个的带隙。这里带隙的高度对应于铝的成分比(composition ratio)的高度，铝的成分比越高，带隙变得越高。
例如n型覆层11的铝的成分比是0.65，而在p型覆层中，d2层13和d2′层(第一脊形层)15的铝的成分比是0.70，第二脊形层16的铝的成分比是0.65。即，在n型覆层11和p型覆层17中，分布例如为n型覆层11和第二脊形层16的带隙低且d2层13和d2′层(第一脊形层)15的带隙高。
如上所述，在本实施例的半导体激光器中，p型覆层(第二覆层)17的脊形部分(d2′层(第一脊形层)15和第二脊形层16)配置为包括在接近有源层12的一侧具有高带隙的d2′层(第一脊形层)15以及在远离有源层12的一侧具有低带隙的第二脊形层16。
另外，在p型覆层17中，d2层13和d2′层(第一脊形层)15这部分配置为具有比n型覆层11的带隙更高的带隙。
另外，铝成分比的高度对应于折射率的高度，铝成分比越高，折射率越低。因此，分布例如为n型覆层11和第二脊形层16的折射率高，d2层13和d2′层(第一脊形层)15的折射率低，即d2′层(第一脊形层)15配置为由具有与d2层13的折射率相同的折射率的层形成，d2层13作为p型覆层(第二覆层)17的除了脊形部分以外的一部分。
在根据上述实施例的作为半导体发光器件的半导体激光器中，作为向p电极20和n电极21施加预定电压的结果，具有例如650nm波段的波长的激光束从激光束发射部分沿平行于衬底的方向发射。
通过控制脊的深度和形状等，上述半导体激光器可以是折射率引导(index guide)和自脉冲(self pulsation)型等。
根据上述实施例的半导体发光器件具有这样的配置，即p型覆层(第二脊形层)的脊形部分包括高带隙层和低带隙层，因此，获得了这样的配置，即第二覆层的脊形部分包括具有低折射率的层和具有高折射率的层，使得影响所发射的光的束形状的折射率分布能变得可调节，例如相对于异质结沿垂直方向的远场图案束的半宽(half width)(θ)变小，束的纵横比能被改进从而产生接近于圆形的束图案。
在本实施例的半导体激光器中，优选地d2′层(第一脊形层)15中铝的成分比X1满足0.60≤X1≤0.70，第二脊形层16中铝的成分比X2满足X2≤X1。
通过实现该配置，具有高的铝成分比且作为p覆层(第二覆层)的除了脊形部分以外的一部分的d2层13的膜厚度能被制得薄至50到350nm，结果，沿平行于异质结的方向过度泄漏的电流ILX可被减小。
如上所述，在本实施例的配置中，由于脊部分被配置为包括作为低折射率层的d2′层(第一脊形层)15和作为高折射率层的第二脊形层16，所以即使当d2层13被制得薄为50至350nm时，半导体激光器的阈值电流(阈值载流子密度)也能被减小，曾经是问题的电子从有源层向p侧的溢流(overflow)能被抑制，微分效率(differential efficiency)和扭曲水平能被改善。
在本实施例中，为了校正d2层13的厚度，具有高Al成分(0.60≤X1≤0.70)的d2′层(第一脊形层)15被引入，且可使厚度为50至400nm厚。
理论上，从有源层12溢流的电子可经X-带穿过d2层13从而在蚀刻终止层14再加入(rejoin)，同时，借助实验，由于d2′层(第一脊形层)15的作用，阈值电流值的减小和温度特性的改善效应等被观察到。
在具有高的铝成分比的d2′层(第一脊形层)15没有形成的情况下，当旨在上述效果而使作为p覆层(第二覆层)的除了脊形部分之外的一部分的d2层13薄时，很有可能属于X带(X-band)的电子群(electron group)穿过d2层，充当漂移电子，泄漏到p型覆层且不利地导致温度特性的变差(参照非专利文章2)。
图3是用于说明本实施例中减少漂移电子的效应的示意图。
在本实施例中，p型覆层(第二覆层)17的脊形部分由具有高带隙的d2′层(第一脊形层)15和具有低带隙的第二脊形层16构成。d2′层(第一脊形层)15设置为不与SCH(分离限制异质结(Separate ConfinementHetero-structure))引导层(guide layer)即有源层12接触，d2层13和蚀刻终止层14设置在它们之间，通过实验证实，抑制漂移电子的效应随着厚度增大而增强。
在AlGaInP基高能激光器中，梯形脊形RD的下边的条宽度必须窄为2.5μm或更小从而改善扭曲水平，梯形脊形RD的剖视图显示在图2A中。然而，技术上难以使脊形竖直，当下边的条宽度变窄时，脊梯形的上边变得非常窄从而导致电阻变高的新缺点。
在根据本实施例的半导体激光器结构中，图中d2′层(第一脊形层)15具有比形成在其上方的第二脊形层16中的平均Al成分高的平均Al成分。因此，在用于制造图中的脊形的湿蚀刻步骤中，d2′层(第一脊形层)15的蚀刻速率比第二脊形层16的蚀刻速率快。
因此，在脊形RD的下部分处蚀刻进展得快，使得与制造相同上边的情况中相比，下边的条宽度能被制得窄0.2μm左右。即，与传统情况中相比脊形可以更竖直，从而扭曲水平得到改善。
根据以上原因，d2层13的膜厚度优选为50至350am左右。当其超过350nm时，沿平行于异质结的方向过度泄漏的电流ILX增加，这是不利的。
另外，d2层13和d2′层(第一脊形层)15的膜厚度之和优选为750nm或更小。当超过750nm时，束的θ下降。
另外，d2′层(第一脊形层)15的膜厚度优选为50至400nm左右。这是为了d2层13和d2′层(第一脊形层)15的膜厚度之和如上所述地不超过750nm。
具有图2所示的配置的半导体激光器通过遵循上述实施例被制造作为示例，具有图1所示的配置的半导体激光器被制造作为比较例。对所述两种半导体激光器测量阈值电流。
结果示于图4中。
在示例的半导体激光器中获得了比比较例的阈值电流低的阈值电流。
以与示例1中相同的方式，作为示例的半导体激光器和作为比较例的半导体激光器被制造，对所述两种半导体激光器观测相对于异质结沿垂直方向的远场图案并测量θ。
结果示于图5中。
在作为示例的半导体激光器中获得了比比较例的θ值小的θ值。
以与示例1中相同的方式，作为示例的半导体激光器和作为比较例的半导体激光器被制造，对所述两种半导体激光器测量微分效率。
结果示于图6中。
在作为示例的半导体激光器中获得了比比较例的微分效率大的微分效率。
以与示例1中相同的方式，作为示例的半导体激光器和作为比较例的半导体激光器被制造，对所述两种半导体激光器测量扭曲水平(100ns，70℃)。
结果示于图7中。
与比较例中的扭曲水平相比，在作为示例的半导体激光器中扭曲水平得到改善。
以与示例1中相同的方式，作为示例的半导体激光器和作为比较例的半导体激光器被制造，对所述两种半导体激光器测量L-I曲线的微分系数(differential coefficient)的减小率KSEp和作为沿X方向的光的光限制(lightconfinement)的指标的远场图案的半宽θ//。KSEp值越大，L-I的弯曲度(tortuosity)越高(扭曲上升)。
图8是视图，其中关于远场图案的半宽θ//(5mW的输出)绘出微分系数的减小率KSEp。
在比较例中，当远场图案的半宽θ//大时，扭曲与烧孔效应(hole burningeffect)一起容易地上升。
在示例中，即使当远场图案的半宽θ//变大时，扭曲水平也不下降。
这也有助于束的纵横比的改善从而如上所述产生更圆形的束图案，该优点在光盘应用中是重要的。
以与示例1中相同的方式，制造作为示例的半导体激光器和作为比较例的半导体激光器，对该两种半导体激光器测量高温运行期间的运行电流值。
与比较例的在高温运行中的运行电流值相比，作为示例的半导体激光器表现出更小的在高温运行中的运行电流值。
将说明制造根据上述实施例的半导体激光器的方法。
例如，利用外延生长方法例如有机金属气相外延生长方法(MOVPE)，未示出的缓冲层、由AlGaInP层形成的n型覆层(第一覆层)11、有源层12、由AlGaInP层形成的d2层13、由GaInP层形成的蚀刻终止层14、由AlGaInP层形成的d2′层(第一脊形层)15、由AlGaInP层形成的第二脊形层16以及由GaAs层形成的p型帽层18顺序叠置在n型衬底10上。这里，从d2层13至第二脊形层16的部分成为p型覆层(第二覆层)17。
这里，进行膜形成使得例如n型覆层11中的铝的成分比为0.65，作为p型覆层的d2层13和d2′层(第一脊形层)15的铝的成分比为0.70，第二脊形层16的铝的成分比为0.65。
即，在形成p型覆层(第二覆层)17的步骤中，具有与第二覆层的除了脊形部分以外的部分的折射率相同的折射率的层形成为d2′层(第一脊形层)15。
接着，例如AlInP等堆叠在整个表面上从而形成电流阻挡层19，且形成接触开口，使得p型帽层18被暴露。
接着，由Ti/Pt/Au等制成的p电极20被形成为连接到p型帽层18，由AuGe/Ni/Au等制成的n电极21被形成为连接到n型衬底10。
之后，通过粒化步骤(pelletizing step)，可以获得如图2A所示的所需半导体激光器。
在制造本实施例的半导体发光器件的方法中，由于第二覆层的脊形部分形成为包括具有高带隙的层和具有低带隙的层，所以获得了这样的配置，即第二覆层的脊形部分包括具有低折射率的层和具有高折射率的层，使得影响所发射的光的束形状的折射率分布能变得可调节，且束的纵横比能被改善从而接近于圆形。
在上述实施例中，说明了AlGaInP基半导体发光器件，但本实施例不限于此，且可应用于AlGaN基半导体发光器件。
层成分和配置可以与图2A中AlGaInP基例子中的那些相同。在该情况下，优选地d2′层(第一脊形层)的铝成分比X1为0.05≤X1≤0.20，且除了d2′层(第一脊形层)以外的层诸如第二脊形层的铝成分比为X2≤0.20。结果，可以获得与AlGaInP基半导体发光器件的情况中的效果相同的效果。
第二实施例图9A是根据本发明第二实施例的作为半导体发光器件的半导体激光器的剖视图。
根据本实施例的半导体激光器具有与第一实施例中的配置相同的配置。例如，在n型衬底10上，由AlGaInP层形成的n型覆层(第一覆层)11、具有多量子阱结构的有源层12、由AlGaInP层形成的d2层13、由GaInP层形成的蚀刻终止层14、由AlGaInP层形成的d2′层(第一脊形层)15以及由AlGaInP层形成的第二脊形层16经未示出的n型缓冲层叠置，其中从d2层13至第二脊形层16的部分成为p型覆层(第二覆层)17。另外，由GaAs层形成的p型帽层18形成在第二脊形层16上。
另外，从p型帽层18的表面至AlGaInP层15的部分被加工成脊(凸起)形RD，从而形成具有电流窄化结构的条，例如由AlInP等形成的电流阻挡层19形成在脊形RD的两侧。
另外，p电极20形成为连接到p型帽层18，n电极21形成为连接到n型衬底10。
图9B是图9A中沿x1-x2的截面上的带隙分布。
其示出n型覆层11、有源层12、d2层13、蚀刻终止层14、d2′层(第一脊形层)15和第二脊形层16中的每个的带隙。这里，带隙的高度对应于铝的成分比的高度，铝的成分比越高，带隙变得越高。
在本实施例的半导体激光器中，d2层13的铝成分比X0、d2′层(第一脊形层)15的铝成分比X1、以及作为除了d2′层(第一脊形层)15以外的脊形部分的第二脊形层16的铝成分比X2满足X2＜X0＜X1。使n型覆层11的铝成分比等于第二脊形层16的铝成分比。
例如，n型覆层11中的铝成分比为0.65，而在p型覆层中，d2层13中的铝成分比为0.68，d2′层(第一脊形层)15的铝成分比为0.75至0.80，第二脊形层16中的铝成分比为0.65。
即，n型覆层11和p型覆层17具有这样的分布，例如在n型覆层11和第二脊形层16中带隙低，在d2层13中带隙高，在d2′层(第一脊形层)15中带隙更高。
本实施例的半导体层配置为p型覆层(第二覆层)17的脊形部分(d2′层(第一脊形层)15和第二脊形层16)包括在接近有源层12的一侧且具有高带隙的d2′层(第一脊形层)15和在远离有源层12的一侧且具有低带隙的第二脊形层16。
另外，在p型覆层17中，d2层13和d2′层(第一脊形层)15这部分配置为具有比n型覆层11的带隙高的带隙。
另外，折射率的高度对应于铝成分比的高度，铝成分比越高，折射率变得越低。
因此，利用上述铝成分分布，在n型覆层11和p型覆层17中获得这样的折射率分布，即n型覆层11的折射率和第二脊形层16的折射率高，d2层13的折射率低，d2′层(第一脊形层)15的折射率更低。
因此，d2′层(第一脊形层)15配置为由具有比d2层13的折射率低的折射率的层形成，d2层13作为p型覆层(第二覆层)17的除了脊形部分以外的一部分。
除了上述以外，本实施例的半导体激光器与第一实施例中的基本相同。
在上述根据本实施例的作为半导体发光器件的半导体激光器中，通过向p电极20和n电极21施加预定电压，具有例如650nm波带的波长的激光束从激光发射部分沿平行于衬底的方向发射。
通过控制脊的深度和形状，上述半导体激光器可以成为折射率引导和自脉冲型等。
上述根据本实施例的半导体发光器件具有这样的配置，即p型覆层(第二覆层)的脊形部分包括高带隙层和低带隙层，因此，获得了这样的配置，即第二覆层的脊形部分包括具有低折射率的层和具有高折射率的层，使得影响所发射的光的束形状的折射率分布变得可调节，例如相对于异质结沿垂直方向的远场图案束的半宽(θ)变小，束的纵横比能被改进从而产生更圆形的束图案。
特别地，如上所述，当具有这样的折射率分布，即n型覆层11的折射率和第二脊形层16的折射率高、d2层13的折射率低、d2′层(第一脊形层)15的折射率更低时，能以更高的自由度设计沿激光器纵方向的光分布(lightdistribution)，此外，通过调节第二脊形层16的铝成分比以及d2层13和d2′层(第一脊形层)15的膜厚度并且调节d2层13和d2′层(第一脊形层)15的铝成分比，该光分布可以被优化且可以使将被发射的激光束的斑点(spot)更接近理想的圆。
在根据本实施例的半导体激光器中，以与第一实施例中相同的方式，还优选地d2层13的膜厚度为50至350nm左右，d2′层(第一脊形层)15的膜厚度为50至400nm左右，d2层13与d2′层(第一脊形层)15的膜厚度之和为750nm或更小。
根据本实施例的半导体激光器能够实现这样的配置，即d2′层(第一脊形层)15的铝成分比高于第一实施例中d2′层的铝成分比。这里，铝成分越高，加工脊形状的蚀刻速率越快，使得与第一实施例中相比当加工脊形状时，其对蚀刻终止层14的蚀刻速率比值能够增大且能够使脊形状更竖直，从而扭曲水平得到改善。另外，覆层的晶片表面上的蚀刻不均匀能被抑制。
通过形成具有比第二覆层的除了脊形部分以外的部分的折射率更低的折射率的层作为第一脊形层，能够以与第一实施例中的方式相同的方式制造根据本实施例的半导体激光器。
本发明不限于上述说明。
例如，除了AlGaInP基和AlGaN基半导体发光器件以外，本发明还可以应用于AlGaAs基半导体发光器件。
此外，在本发明的范围内可以进行各种修改。
工业实用性本发明的半导体发光器件可以应用为CD和DVD，另外，可以用作下一代光盘装置的光学拾取装置的光源以及各种领域中其它设备的光源。
本发明的制造半导体发光器件的方法可以用作制造CD和DVD的方法，另外，可以用作制造下一代光盘装置的光学拾取装置的光源及其它设备的光源的方法。
权利要求
1.一种半导体发光器件，包括衬底；第一导电类型的第一覆层，其形成在所述衬底上；有源层，其形成在所述第一覆层上；以及第二导电类型的第二覆层，其形成在所述有源层上，其部分具有作为电流窄化结构的脊形部分；其中所述第二覆层的所述脊形部分包括在接近所述有源层的一侧且具有高带隙的第一脊形层和在远离所述有源层的一侧且具有低带隙的第二脊形层。
2.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一脊形层和所述第二脊形层分别为具有高铝成分比的层和具有低铝成分比的层。
3.如权利要求2所述的半导体发光器件，其中所述第一脊形层的铝成分比X1为0.60≤X1≤0.70，且所述第二脊形层的铝成分比X2为X2≤X1。
4.如权利要求2所述的半导体发光器件，其中所述第一脊形层的铝成分比X1为0.70，且所述第二脊形层的铝成分比X2为0.65。
5.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一脊形层的膜厚度为50至400nm。
6.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分的膜厚度与所述第一脊形层的膜厚度之和为750nm或更小。
7.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中蚀刻终止层形成在所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分与所述第一脊形层的边界面上。
8.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一覆层、所述有源层和所述第二覆层由AlGaInP基材料形成。
9.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一覆层、所述有源层和所述第二覆层由AlGaN基材料形成。
10.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一脊形层由具有与所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分的折射率相等的折射率的层形成。
11.如权利要求1所述的半导体发光器件，其中所述第一脊形层由具有比所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分的折射率低的折射率的层形成。
12.如权利要求11所述的半导体发光器件，其中所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的所述部分的铝成分比为0.68，且所述第一脊形层的铝成分比为0.75至0.80。
13.一种制造半导体发光器件的方法，包括用外延生长方法通过在衬底上叠置来形成至少第一导电类型的第一覆层、有源层和第二导电类型的第二覆层的步骤；以及在所述第二覆层的部分处加工作为电流窄化结构的脊形部分的步骤；其中，在形成所述第二覆层的步骤中，将成为所述脊形部分的部分被形成为包括在接近所述有源层的一侧且具有高带隙的第一脊形层和在远离所述有源层的一侧且具有低带隙的第二脊形层。
14.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，形成具有高铝成分比的层和具有低铝成分比的层分别作为所述第一脊形层和所述第二脊形层。
15.如权利要求14所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，形成具有满足0.60≤X1≤0.70的铝成分比X1的层作为所述第一脊形层，且形成具有X2≤X1的铝成分比X2的层作为所述第二脊形层。
16.如权利要求14所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，形成具有0.70的铝成分比X1的层作为所述第一脊形层，且形成具有0.65的铝成分比X2的层作为所述第二脊形层。
17.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，所述第一脊形层形成为具有50至400nm的膜厚度。
18.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，使所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分的膜厚度与所述第一脊形层的膜厚度之和为750nm或更小。
19.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，蚀刻终止层形成在所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分与所述第一脊形层的边界面上。
20.如权利要求19所述的制造半导体发光器件的方法，其中在所述第二覆层的所述部分处加工作为所述电流窄化结构的所述脊形部分的步骤中，通过蚀刻将所述第二覆层的该部分加工成所述脊形部分，该蚀刻终止在所述蚀刻终止层。
21.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中所述第一覆层、所述有源层和所述第二覆层由AlGaInP基材料形成。
22.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中所述第一覆层、所述有源层和所述第二覆层由AlGaN基材料形成。
23.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，形成具有与所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分的折射率相同的折射率的层作为所述第一脊形层。
24.如权利要求13所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，形成具有比所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分的折射率低的折射率的层作为所述第一脊形层。
25.如权利要求24所述的制造半导体发光器件的方法，其中在形成所述第二覆层的步骤中，形成具有0.68的铝成分比的层作为所述第二覆层的除了所述脊形部分以外的部分，且形成具有0.75至0.80的铝成分比的层作为所述第一脊形层。
全文摘要
本发明提供一种半导体发光器件及其制造方法，该半导体发光器件中激光束的纵横比得到改进从而接近于圆。在衬底(10)上，第一导电类型的第一覆层(11)、有源层(12)、以及第二导电类型的第二覆层(17)分层形成，该第二覆层(17)部分地具有作为电流集聚结构的脊形RD。在脊形部分的第二覆层具有这样的结构，该结构包括在接近所述有源层的一侧的高带隙的第一脊形层(15)和在远离所述有源层的一侧的低带隙的第二脊形层(16)。该半导体发光器件通过用外延生长在衬底上分层形成第一覆层、有源层、以及第二导电类型的第二覆层，然后将第二覆层的一部分剪裁成脊形来制造。形成第二覆层使得第一脊形层和第二脊形层被包括在将具有脊形的部分中。
文档编号H01S5/323GK1842947SQ20058000092
公开日2006年10月4日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月18日
发明者内田史朗, 东条刚 申请人:索尼株式会社