单片型半导体激光器的制作方法

专利名称：单片型半导体激光器的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合用于DVD (数字多用途盘digital versatile disk)、 DVD-ROM、可写入数据的DVD-R等的DVD装置与CD、 CD-ROM、 可写入数据的CD-R等的CD装置的一体型光盘装置的拾取器(pick up) 光源的单片型半导体激光器。更为详细而言，涉及能够减少制造工艺 工吋并进行高输出动作的结构的单片型半导体激光器。
背景技术：
近年来，随着在DVD与CD之间具有兼容性的光盘装置的普及， 在同一半导体基板上形成有例如InGaAlP系的半导体激光器元件和 AlGaAs系的半导体激光器元件的单片型半导体激光器被作为光源使 用(参照专利文献1)。如图3所示，AlGaAs系的半导体激光器元件50a在例如由n型 GaAs构成的半导体基板51上形成有发光层形成部59a，该发光层形成 部59a由例如由n型AlGaAs系化合物半导体构成的n型包层52a、由 AlGaAs系化合物半导体构成的活性层53a、由p型AlGaAs系化合物 半导体构成的脊形状的p型包层54a所组成，在脊形状的侧面部形成 有由n型GaAs构成的电流狭窄层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系半导体激光器元件50b 在与AlGaAs系半导体激光器元件50a相同的半导体基板51上形成有 发光层形成部59b，该发光层形成部59b由例如由n型InGaAlP系化合 物半导体构成的n型包层52b、由InGaAlP系化合物半导体构成的活性 层53b、由p型InGaAlP系化合物半导体构成的脊形状的p型包层54b 所组成，在脊形状的侧面形成有由n型GaAs构成的电流狭窄层55b， 在其上部设置有例如由p型GaAs构成的接触层56b。而且，在接触层 56a、 56b的上部分别形成有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58，两元件成为电气分离的单片型半导体激光器。[专利文献1]日本专利特开第2000-11417号公报(图9) 发明内容在现有的结构中，在AlGaAs系的半导体激光器元件的p型包层中 使用AlGaAs系化合物半导体材料，在InGaAlP系的半导体激光器元件 的p型包层中使用InGaAlP系化合物半导体层，分别通过不同的材料 而形成。因此，在想要形成各个脊部的情况下，由于脊形成工艺中使 用的对蚀刻的p型包层的蚀刻选择性、速度等各不相同，因此无法同 吋形成所希望的脊形状，而必须单独进行，存在导致工艺的工时增加， 成品率极度下降的问题。此外，近年来，在具有DVD与CD的兼容性的光盘装置中，为了 使其具有DVD-R、 CD-R等的兼容性，需要一种写入用的高输出的单 片型半导体激光器，InGaAlP系半导体激光器元件和AlGaAs系半导体 激光器元件均必须高输出化。而且， 一般作为实现高输出化的方法， 可考虑用具有比活性层的带隙能量大的带隙能量的材料形成电流狭窄 层，使之为不吸收活性层的光的实折射率结构，以实现低阈值化、高 效率化。再者，由于InGaAlP系半导体激光器元件的温度特性比AlGaAs 系半导体激光器元件差，难以实现高输出化，因该理由而采用使共振 器镜面附近的活性层无序化从而防止在共振器镜面附近产生的瞬时光 学损伤(COD损坏)的窗结构，并且，光盘侧的光学设计也采用尽量 减少InGaAlP系半导体激光器元件的光损失的结构。对应于这种将InGaAlP系半导体激光器元件的光提取效率优先的 光盘侧的光学设计，AlGaAs系半导体激光器元件必然会发生光损失， 所以必须使其比现有技术更加高输出化。因此，为了实现高输出化， AlGaAs系半导体激光器元件也考虑与InGaAlP系半导体激光器元件同 样采用窗结构。但是，在AlGaAs系半导体激光器元件与InGaAlP系半导体激光器 元件中，p型包层使用的材料不同。因此，如果想要在p型包层上部形 成ZnO等材料，并通过固相扩散使Zn扩散至到达活性层，使活性层 无序化以形成窗结构，由于p型包层中Zn扩散速度各不相同，事实上无法同时在两元件中形成所希望的窗结构。具体而言，在AlGaAs系化合物半导体层与InGaAlP系化合物半导 体层中，由于AlGaAs系半导体层中的Zn扩散速度慢，所以在为了在 由InGaAlP系化合物半导体材料构成的InGaAlP系半导体激光器元件 侧形成窗结构而使p型包层固相扩散的情况下，在AlGaAs系半导体激 光器元件侧，Zn未到达活性层，无法在AlGaAs系半导体激光器元件 形成窗结构。另一方面，如果为了使AlGaAs系半导体激光器元件的活 性层无序化而进行充分的热扩散，则相反地，InGaAlP系半导体激光器 元件侧的Zn的扩散过快，超过活性层并进一步被扩散，InGaAlP系半 导体激光器元件的特性也劣化，结果无法在InGaAlP系半导体激光器 元件与AlGaAs系半导体激光器元件两者中形成窗结构。此外，在添加Zn作为两元件的p型包层的掺杂物的情况下，在用 于形成窗结构而扩散时，作为p型掺杂物的Zn也被扩散至活性层，也 会产生无法维持所希望的元件特性的问题。本发明鉴于这种情况而产生，其目的在于提供一种实现脊形成工 艺的共通化并防止成品率下降的结构的单片型半导体激光器。本发明的另一个目的在于提供一种为了使第一波长用的半导体激 光器元件和第二波长用的半导体激光器元件均能够进行高输出动作而 两元件均具有窗结构的单片型半导体激光器。本发明的单片型半导体激光器的特征在于，包括具有由叠层在 半导体基板上的第一波长用的第一导电型包层、活性层、第二导电型 包层所组成的第一波长用的发光层形成部的第一波长用的半导体激光 器元件；和具有由叠层在上述半导体基板上的未形成上述第一半导体 激光器元件的区域的第二波长用的第一导电型包层、活性层、第二导 电型包层所组成的第二波长用的发光层形成部的第二波长用的半导体 激光器元件。形成上述第一波长用的第二导电型包层和上述第二波长 用的第二导电型包层的材料由同一材料构成。具体而言，上述第一波长用的第二导电型包层和上述第二波长用 的第二导电型包层由以AlzGai.zAs (0.4Sz^0.7)表示的材料形成，上述第一波长用的第二导电型包层和上述第二波长用的第二导电型包层 由以1%5 (Ga"AU 0.5P表示的材料(0.5^x^0.9)形成。此处，IN与(Ga^Alx)的混晶比例的0.5表示与GaAs进行晶格匹配的比例。此外，本发明的单片型半导体激光器的特征在于上述第一导电 型为n型，上述第二导电型为p型，上述第一波长用的第二导电型包 层和上述第二波长用的第二导电型包层由添加有Mg或Be的层构成， 并且，在上述第一波长用的活性层和上述第二波长用的活性层的共振 器镜面附近具有Zn扩散区域。进一步优选上述Zn扩散区域从上述叠层的半导体层的表面侧通过 固相扩散而形成。根据本发明，由于形成第一波长用的第二导电型包层和第二波长 用的第二导电型包层的材料为同一材料，所以不仅能够使脊形成工艺 共通化，还能够削减工时，并且能够抑制单片化引起的成品率下降。此外，两元件均通过添加Mg或Be而形成p型，并且使用同一材 料的包层，由此能够防止来自p型包层的p掺杂物的扩散，并且在第 一波长用的活性层和第二波长用的活性层的共振器镜面附近形成Zn扩 散区域，从而能够获得第一波长用半导体激光器元件和第二波长用半 导体激光器元件均具有窗结构的单片型半导体激光器。


图1是表示本发明的单片型半导体激光器的一个实施方式的截面 说明图。图2是表示本发明的单片型半导体激光器的一个实施方式的上面 说明图。图3是现有的单片型半导体激光器的截面说明图。 符号说明1 半导体基板4a 第一波长用的第二导电型包层 4b第二波长用的第二导电型包层 9a 第一波长用的发光层形成部 9b 第二波长用的发光层形成部 lla第一波长用的Zn扩散区域 lib第二波长用的Zn扩散区域具体实施方式
下面，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，例如如图1中其一个实施方式的截面说明 图所示，在半导体基板1上至少形成有具有第一波长(例如红外光)用的第一导电型包层2a、活性层3a、第二导电型包层4a的红外光用的 发光层形成部9a的AlGaAs系半导体激光器元件10a (以下称作红外 元件)，和在半导体基板1上的未形成红外元件10a的区域，至少形成 有具有第二波长(例如红色光)用的第一导电型包层2b、活性层3b、 第二导电型包层4b的红色光用的发光层形成部9b的InGaAlP系半导 体激光器元件10b (以下称作红色元件)，这两者形成在同一半导体基 板面1上，并且，各自的第二导电型包层4a、 4b用同一材料形成。作为用亍叠层这些半导体材料的半导体基板1， 一般使用能够获得 晶格匹配的GaAs基板，但使用其它的化合物半导体也可以。此外，半 导体基板l的导电型由与组装单片型半导体激光器的组(set)的关系， 在基板侧使用所希望的导电型的n型或p型的一种，根据该半导体基 板1的导电型，也决定叠层的半导体层的导电型。其中，如后所述， 由于形成Zn扩散产生的窗结构，由于优选第一导电型为n型，第二导 电型为p型，半导体基板1也为n型，因此在以下的具体例子中，以 半导体基板1为n型的例子进行说明。发光层形成部9a、 9b如图1所示，至少具有第一导电型包层(n 型包层2a、 2b)、活性层3a、 3b、第二导电型包层(p型包层4a、 4b)。为了形成发光层形成部9a、 9b， 一般为了使第一波长为780nm带 的波长而主要使用AlGaAs系材料，为了使第二波长为650nm带的波 长而主要使用InGaAlP系材料。在选择其它波长的情况下也可以使用 已知的材料。此处，所谓的AlGaAs系材料是指用AlzGaUzAS (C^z芸 1)表示的材料，InGaAlP系材料是指用InG.5 (GaNxAlx) Q.5P (0^x芸l) 表示的材料。第一导电型包层(n型包层2a、 2b)形成在半导体基板1上。此 外，也可以在n型包层2a、 2b与半导体基板1之间设置缓冲层等。n 型包层2a、 2b由具有比各活性层3a、 3b的带隙能量大的带隙能量的8材料构成，在使光限制(光閉c込力)、电流限制(電流閉i:込&)变得容易方面优选。此外，n型包层和p型包层的材料不必相同，但在第 二导电型包层(p型包层4a、 4b)中使用相同的材料的本发明的这种 情况下，n型包层也与其对应，使用相同的材料，在能够对活性层维持 光密度分布的对称性，并最大限度地发挥光限制效应方面优选。其中， 为了使n型化， 一般考虑添加Si或Se。活性层3a、3b形成在n型包层2a、2b上。活性层也可以是体(bulk) 结构，但在如图2所示，通过Zn扩散等，形成Zn扩散区域lla、 llb， 并且使共振器镜面附近无序化的这种结构的情况(具有窗结构的情况) 下，由于不是量子阱结构则不会无序化，因此优选量子阱结构。此外， 量子阱结构既可以是单一量子阱结构也可以是多重量子阱结构。此外， 可以根据需要设置引导层等，活性层也可以是p型、n型或者非掺杂。特别是由于红色元件比红外元件的温度特性差，难以高输出化， 在红色元件中有必要采用使共振器镜面附近的活性层无序化，以防止 在共振器镜面附近产生的瞬时光学损伤(COD损坏)的窗结构。此外， 在光盘侧的光学设计也使用尽量降低红色元件的光损失用的结构的状 况下，对应于这种光盘侧的光学设计，由于红外元件产生光损失，所 以需要比现有技术更进一步高输出化，为了高输出化，红外元件也与 红色元件相同，采用具有Zn扩散区域的窗结构，这在制作写入用单片 型半导体激光器方面优选。如图2所示，Zn扩散区域lla、 llb形成在位于实现芯片化时的共 振器镜面附近的部分。其中，图2是为实现高输出化而将本发明的单 片型半导体激光器形成为在两元件中具有Zn扩散区域的窗结构的情况 下的结构的从上面所视的说明图。Zn扩散区域lla、 llb是通过在形成 于半导体基板i的生长面侧的p型包层4a、 4b上部设置ZnO膜等，并 利用固相扩散使Zn扩散直至到达活性层3a、 3b而形成。这样，活性 层无序化，Zn扩散区域的活性层的带隙能量变得比不具有Zn扩散区 域的共振器内部的活性层的带隙能量大，能够抑制在共振器镜面附近 引起的吸收光，并且防止因共振器镜面附近的输出增大导致的COD损 坏。此外，Zn扩散区域lla、 llb只要至少形成在共振器镜面附近的活 性层的光出射部分即可，不必形成在整个共振器镜面。此外，形成在出射面侧即可，并非必要形成在相对面侧。更为具体地来讲，Zn扩散区域在从共振器镜面向共振器内部方向以5(^m左右的大小形成。若想要形成这种窗结构，如果第二导电型包层4a、 4b的材料不同， 那么Zn扩散速度各异，事实上无法在两元件中形成所希望的窗结构， 但在本发明中如后所述，由于在第二导电型包层中使用相同的材料， 因此不仅红色元件，在红外元件中也能形成所希望的窗结构。第二导电型包层(p型包层4a、 4b)在图1所示的例子中，在活 性层上形成脊型，在本发明中，红外元件用和红色元件用的第二导电 型包层由同一材料构成。具体而言，使用AlzGai.zAs (O^z^l)表示 的材料或Iny (Ga,-XA1X) WP (O^x^l, O^y^l)表示的材料。相关 材料是晶格常数与基板近似的材料，结晶生长比较容易，能够使半导 体层的品质提高。此外，如果使用具有比活性层的带隙能量还大的带 隙能量的材料，在能够形成可限制电流、光的异质结构方面优选。这样，通过使各个第二导电型包层的材料相同，那么在形成脊时 以相同的蚀刻条件进行蚀刻成为可能，既能够实现工艺的共通化、剥 离工艺的共通化，还能够抑制成品率下降。此外，在形成于半导体基 板的生长面侧的p型包层上部形成ZnO等的材料，通过固相扩散使Zn 扩散至到达活性层而形成Zn扩散区域，使活性层无序化形成窗结构的 情况下，如果第二导电型包层4a、 4b的材料不同，那么Zn扩散速度 各异，事实上无法在两元件中形成所希望的窗结构。但是，在本发明 中，由于在第二导电型包层中使用相同的材料，因此，p型包层4a、 4b中的Zn的扩散速度变得相同，即使在固相扩散的情况下，到达活性 层的时间也大致相同，不仅红色元件，在红外元件侧也能形成所希望 的窗结构。此外，如果想在两元件的第二导电型包层中使用相同的材料，在 使用MOCVD (有机金属化学气相生长)装置等使其生长的情况下， 连续形成砷系材料和磷系材料，但是在活性层附近连续形成As系材料 和P系材料在技术上困难，有可能导致特性劣化。即，在生长由砷系 材料或磷系材料构成的活性层后，如果想要生长磷系或砷系材料的P 型包层，必须将MOCVD装置内部的生长氛围从砷变更为磷，或者从 磷变更为砷。而且，如果氛围的切换不够充分，则会形成砷和磷的复合化合物，此外，相反地如果用于氛围切换的待机时间过长，那么在 切换界面容易产生结晶缺陷，活性层附近的结晶缺陷招致特性劣化。 但是，本发明的发明人通过寻求切换砷和磷氛围的时机的最佳化，回 避了这种问题。而且，在使用Zn作为两元件的p型包层4a、 4b的掺杂物的情况 下，在固相扩散时导致连p型掺杂物也被扩散至活性层，甚至存在发 生无法维持所希望的元件特性的情况，因此优选使用扩散系数小的Be 或Mg作为p型掺杂物，而不使用Zn。此外，可以将p型包层4a、 4b分别一分为二，在其之间设置蚀刻 停止层等，也可以在p型包层4a、 4b上设置覆盖层等。在这种情况下， 由于蚀刻停止层和覆盖层各自的层本身一般较薄，因此即使在红外元 件与红色元件中形成这些层的材料各异，在为形成窗结构而使Zn扩散 的这种情况下，其对扩散速度的影响也小。但是为了形成更高精度的 窗结构，优选使用同一材料。此外，基于在上述的p型包层中使用Mg 或Be的相同的理由，优选使用Be或Mg作为p型掺杂物。作为上述发光层形成部9a、 9b的具体结构，例如，作为红外元件 的发光层形成部9a，在n型GaAs基板1上设置有由1 10pm左右的 掺杂Si的n型In。.5 (Gai_x4Alx4) 0.5P (0.3^x4^0.9，例如x4=0.7)构 成的n型包层2a(也可以使用与现有相同的AlzlGai-zlAs(0.4^ zl ^ 0.7， 例如zl=0.5)，但是从与p型包层4a的对称性这一点出发优选上述材 料)，在n型包层2a上叠层有未图示的非掺杂的Alz2Gai-z2As (0.04^ z2S0.2，例如。=0.1)构成的阱层和通过与由非掺杂的Alz3Gai-z3As(0.1 Sz3S0.5，例如z3=0.3)构成的障壁层的单一或多重量子阱结构形成 且整体为0.04 0.2pm左右的活性层3a。而且，在活性层3a上形成有 由0.05 0.5pm左右的Ino.5(GaLx4Alx4)o.5P(0.3^x4^0.9，例如x4=0.7) 构成的p型第一包层41a、未图示的由0.005 0.05pm左右的Iny5 (Gai.x5Alx5) ,.y5P (0^x5^0.5， 0刍y5S0.5，例如x5:0， y5=0.35)构 成的p型蚀刻停止层、由0.5 3pm左右的In0.5 (Ga^AU) a5P (0.3 芸x6^0.9，例如x6咄.7)构成的p型第二包层42a、以及其上由0.01 0.3(im左右的未图示的Ino.5 (Gai—x7Alx7) 0.5P (0圭x7当0.5，例如x7=0) 构成的p型覆盖层，覆盖层与p型第二包层通过蚀刻被除去一部分，直至未图示的蚀刻停止层(p型第一包层41a与p型第二包层42a的边 界部)，在p型包层4a上形成脊部。另一方面，红色元件侧的发光层 形成部9b，在n型GaAs基板1上的未形成发光层形成部9a的区域， 设置有l 10pm左右的掺杂Si的n型Ino.5 (Gai—xlAlxl) 0.5P (0.3苫xl 例如xl-0.7)构成的n型包层2b，在其上部叠层有由非掺杂的 Iny2 (Ga,.x2Alx2) (0^x2^0.1， 0^y2^0.55，例如x2=0， y2=0.53) 构成的压縮应变阱层和通过由非掺杂的In。.5 (Gai.x3Alx3) Q.5P (0.1^x3 S0.5，例如x3-0.5)构成的障壁层的单一或多重量子阱结构形成且整 体为0.04 0.2pm左右的活性层3b。而且，在活性层3b上形成有使用 与红外元件相同的材料的p型第一包层41b、未图示的p型蚀刻停止层、 p型第二包层42b、未图示的p型覆盖层，p型覆盖层与p型第二包层 42b通过蚀刻被除去一部分，在p型包层4b上形成脊部。此外，作为其它的结构，n型包层2a、 2b以及活性层3a、 3b的结 构与上述相同，能够采用以下结构在活性层3a、3b上形成0.05 0.5pm 左右的Alz4Gai-z4As (0.4Sz4S0.7，例如z4i.5)构成的p型第一包层 41a、41b、0.005 0.05(im左右的Alz5Ga卜z5As(0.1Sz5^0.4，例如z5=0.2) 构成的未图示的p型蚀刻停止层、0.5 3拜左右的Alz6Gai.z6As (0.4 Sz6S0.7，例如z6-0.5)构成的p型第二包层42a、 42b、以及其上的 0.01 0.3^im左右的GaAs构成的未图示的p型覆盖层后，在p型包层 4a、 4b上形成脊部。再者，除上述这种结构的发光层形成部以外，如 果有必要，例如发光层形成部9a、 9b的一部分也可以使用其它系的材 料等。在各脊形状的第二导电型包层4a、 4b的脊侧部设置有电流狭窄层 5a、 5b。电流狭窄层是对光限制和电流限制进行调整的层，只要是能 够发挥这些作用的材料即可。但是，使其为使用具有比活性层的带隙 能量大的带隙能量的材料的所谓实折射型结构，在不吸收在活性层产 生的光而实现高输出化方面优选。此外，在采用实折射型结构的情况 下，两元件的电流狭窄层由同一材料构成，这在同时进行埋入生长能 够降低生长工艺次数的方面优选。而且，也可以在电流狭窄层5a、 5b 上叠层由具有对电流狭窄效果和光限制效应进行调整的作用以及作为 保护层的作用的GaAs等构成的层。具体而言，在p型第二包层4a、 4b、未图示的覆盖层的两侧形成有例如0.1 3iim左右，例如0.4pm左右的添加有Si的n型Al^Ga^As (0.5Sz8S0.8，例如z8^.6)、 Iny8 (Gai.x8Alx8)卜ygP (0.6^x8^1， 0 ^y8^1，例如x8=0.75， y8=0,5)构成的电流狭窄层5a、 5b。此外， 在各个电流狭窄层上设置有0.01 3,左右，例如0.5|im左右的n型 GaAs构成的未图示的保护层。在发光层形成部9a、 9b以及电流狭窄层5a、 5b上通过例如0.1 10pm左右的p型GaAs层等形成有接触层6a、 6b。 p侧电极7a、 7b在 接触层6a、 6b的表面上利用溅射或蒸镀形成有Ti/Au等。此外，n侧 电极8在半导体基板1的背面通过研磨等变薄之后，形成有Au-Ge/Ni 等。它们的膜厚或材料在能够适当选择这点上与现有技术相同。此外，本发明用图1所示的例子中p型包层具有脊形状的脊结构 进行了说明，但是，也能够适用于从二次生长型的SAS结构对半导体 激光器元件加以组合的单片型半导体激光器。在制造上述结构的半导体激光器时，首先，为了在半导体基板1 上制作红外元件10a而形成包括活性层3a的发光层形成部9a。例如， 将n型GaAs基板1放入例如MOCVD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，作为n型掺杂气体的SiH4、 作为p型掺杂物的环戊二烯基镁(cyclopentadienyl magnesium)(Cp2Mg) 等必要的材料与载气氢气(H2) —同导入，在500 70(TC左右通过外 延生长各半导体层，依次生长掺杂Si的n型包层2a、由多重量子阱结 构构成的活性层3a、掺杂Mg的p型包层4a，形成发光层形成部9a。 接着，使用抗蚀剂等对预计形成红色元件10b的地方以外的区域进行 掩盖，使用硫酸和双氧水的混合液等蚀刻液，通过湿蚀刻等除去已叠 层的红外元件的发光层形成部9a,使GaAs基板1露出。接着，在除 去抗蚀剂后，再次将GaAs基板放入MOCVD装置内，为了制作红色 元件的发光层形成部9b而依次生长掺杂Si的n型包层2b、由多重量 子阱结构构成的活性层3b、由与红外元件同一材料所构成的掺杂Mg 的p型包层4b，形成发光层形成部9b。接着，使用盐酸等蚀刻液，通 过湿蚀刻等除去叠层在发光层形成部9a上的发光层形成部9b。接着，在红外和红色元件的发光层形成部9a、 9b的共振器镜面附 近形成Zn扩散区域lla、 llb。具体而言，在发光层形成部9a、 9b上 的p型包层上的解理区域，通过溅射法形成50nm左右的ZnO层等的 Zn扩散源，在400 700。C下通过进行10 240分钟左右的退火，通过 固相扩散使Zn扩散源中的Zn到达活性层从而形成Zn扩散区域lla、 llb。其后，用氟酸等除去ZnO等。其结果是，在Zn扩散区域lla、 llb中，活性层3a、 3b的量子阱结构因Zn而无序化，带隙能量变大， 解理后在共振器镜面形成窗结构，共振器镜面附近不再吸收来自内部 的光，温度上升得到极大抑制，能够防止COD损坏。此外，由于两元 件的p型包层使用同一材料，因此，Zn扩散以相同速度进行，能够在 两元件中形成Zn扩散区域。此外，由于添加有Mg作为p型包层的掺 杂物，因此，在Zn的固相扩散的情况下，Mg也几乎不扩散，不会有 损元件特性。接着，为了形成发光层形成部9a、 9b各自的脊部，通过例如CVD 法等，形成由Si02或SiNx等构成的掩膜，通过例如干蚀刻或者如盐酸 或酒石酸与双氧水的混合液的这种蚀刻液来同时对P型第二包层4a、 4b进行蚀刻，由此形成凸形状的脊部。其中，凸形状的形成在设置有 蚀刻停止层的情况下，也可以除去至到达蚀刻停止层或活性层而形成。 如上所述，在本发明中，由于两元件的p型包层使用相同材料，由于P 型包层的蚀刻选择性、速度相同，因此，即使同时蚀刻也能获得所希 望的脊形状。接着，在两凸形状的窄幅部的至少侧部同时埋入电流狭 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膜的 选择生长等进行。其中，所谓选择生长是一种不使掩膜上形成电流狭 窄层，而仅在凸形状的脊部的侧部有选择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而达成。其后，用氟酸等除去由绝缘膜构成的掩膜。接着，通过生长例如 GaAs接触层6a、 6b，形成红外元件10a、红色元件10b。进一步为了 对红外元件10a和红色元件10b进行电气分离，利用抗蚀剂等对分离 区域以外进行掩盖，使用如盐酸或硫酸与双氧水的混合液等的蚀刻液 对分离区域进行蚀刻，直至到达GaAs基板1 。最后，例如分别通过真空蒸镀等，在接触层6a、 6b的表面分别形成由Au-Ge/Ni等构成的p侧电极7a、 7b，在半导体基板1的背面形成 由Ti/Au等构成的n侧电极8。在该电极形成后，通过以使得Zn扩散 区域lla、 llb成为共振器镜面的方式进行解理等，通过从晶片制成芯 片，由此形成激光器芯片。 产业上的可利用性本发明能够用于DVD、 DVD-ROM、可写入数据的DVD-R等的 DVD装置和CD、 CD-ROM、可写入数据的CD-R等的CD装置的一体 型光盘装置的拾取器光源。
权利要求
1.一种单片型半导体激光器，其特征在于，包括具有由叠层在半导体基板上的第一波长用的第一导电型包层、活性层、第二导电型包层所组成的第一波长用的发光层形成部的第一波长用的半导体激光器元件；和具有由叠层在所述半导体基板上的未形成所述第一半导体激光器元件的区域的第二波长用的第一导电型包层、活性层、第二导电型包层所组成的第二波长用的发光层形成部的第二半导体激光器元件，形成所述第一波长用的第二导电型包层和所述第二波长用的第二导电型包层的材料由同一材料构成。
2. 根据权利要求1所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一波长用的第二导电型包层和所述第二波长用的第二导电型包层由以AlzGaNzAs (0.4SZS0.7)表示的材料构成。
3. 根据权利要求1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第二导电型包层和所述第二波长用的第二导电型包层由以Ino.s (Ga卜xAlx) ^P表示的材料(0.5^x^0.9)构成。
4. 根据权利要求1所述的单片型半导体激光器，其特征在于所述第一导电型为n型，所述第二导电型为p型，所述第一波长 用的第二导电型包层和所述第二波长用的第二导电型包层由添加有Mg或Be的层构成，并且，在所述第一波长用的活性层和所述第二波 长用的活性层的共振器镜面附近具有Zn扩散区域。
5. 根据权利要求4所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述Zn扩散区域从所述叠层的半导体层的表面侧通过固相扩散而形成。
6. 根据权利要求1所述的单片型半导体激光器，其特征在于 形成所述第一波长用的第一导电型包层和所述第二波长用的第一导电型包层的材料由同一材料构成。
7. 根据权利要求1所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一半导体元件和第二半导体激光器元件的发光层形成部的第二导电型层分别形成为形成有脊部的脊结构，在该脊部的侧部分别 设置有第一导电型电流狭窄层，所述第一半导体元件和第二半导体元 件的所述第一导电型电流狭窄层分别比该半导体元件的活性层的带隙 能量大，并且在所述第一和第二半导体元件由相同材料构成。
8. 根据权利要求7所述的单片型半导体激光器，其特征在于 所述第一半导体元件和第二半导体激光器元件分别在发光层形成部的所述脊部的底面介入有蚀刻停止层，并且在所述脊部的表面设置 有覆盖层，所述蚀刻停止层和所述覆盖层分别在所述第一半导体元件 和第二半导体元件由相同材料构成。
全文摘要
本发明涉及单片型半导体激光器。在半导体基板(1)上至少形成有具有例如红外光用的第一导电型包层(2a)、活性层(3a)、第二导电型包层(4a)的红外光用的发光层形成部(9a)的红外元件(10a)，和至少形成有具有例如红色光用的第一导电型包层(2b)、活性层(3b)、第二导电型包层(4b)的红色光用的发光层形成部(9b)的红色元件形成在同一半导体基板面(1)上，并且，各个第二导电型包层(4a、4b)使用同一材料形成。其结果是，不仅能够将脊形成工艺共通化，而且，能够使两元件均为具有能够进行高输出动作的窗结构的结构。
文档编号H01S5/00GK101248563SQ200680030779
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