半导体激光元件的制作方法

文档序号:20687394发布日期:2020-05-08 18:56阅读:160来源:国知局
半导体激光元件的制作方法

本公开涉及,半导体激光元件,尤其涉及具有多个发光部的阵列状的半导体激光元件。

而且,本申请是,平成28年度,国立研究开发法人新能源产业技术综合开发机构“高亮度、高效率下一代激光技术开发/面向更先进的一代加的新光源、要素技术开发/高效率加工用gan系高输出、高光束质量二极管激光的开发”委托研究的,受到产业技术力强化法第19条的适用的专利申请。



背景技术:

以往,作为瓦特级的高输出激光光源,将具有多个发光部的激光阵列部形成在单一基板上的一体的半导体激光元件为人所知。在这样的半导体激光元件中,在发光部间设置分离槽,或者,由热导率低的材料填埋分离槽,从而试图发光部间的热干涉的抑制。

例如,专利文献1公开,填埋了绝缘体的分离部被形成于发光部间的半导体激光元件。以下,对于专利文献1公开的半导体激光元件,利用附图进行简单的说明。图11是示出专利文献1公开的半导体激光元件1000的结构的截面图。

如图11示出,专利文献1公开的半导体激光元件1000具备,gaas基板1001、缓冲层1002、包层1003、活性层1004、包层1005、电流阻挡层1006、帽层1007、接触层1008、以及电极1009及1010。

在半导体激光元件1000中,设置有从接触层1008延伸到电流阻挡层1006的中途的槽。相邻的发光部间,由填埋在槽的绝缘体1011绝缘分离。

如此,在专利文献1公开的半导体激光元件1000中,使发光部间绝缘分离,从而试图减少各个发光部中流动的电流的串扰。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1:日本特开平5-235480号公报

然而,在专利文献1公开的半导体激光元件1000中,多个发光部的排列方向(即,与谐振方向垂直的方向)的尺寸大。因此,半导体激光元件1000,与具有单一的发光部的半导体激光元件相比,基板中产生的变形的影响大。据此,半导体激光元件1000的翘曲大。半导体激光元件1000的翘曲大,因此,产生多个发光部的高度的错开。起因于该高度的错开,在使来自多个发光部的激光聚光时,多个激光的耦合效率降低。也就是说,难以使来自多个发光部的光聚光于一点。



技术实现要素:

为了解决这样的问题,本公开的目的在于,减少具有多个发光部的半导体激光元件的翘曲。

为了解决所述问题,本公开涉及的半导体激光元件的一个形态,具备:基板;以及激光阵列部,具有排列配置的多个发光部,并且层叠在所述基板的上方,所述基板与所述激光阵列部的层叠体,在相对的面具备一对谐振器端面,在所述多个发光部之中的相邻的两个发光部之间,在所述一对谐振器端面的至少一方形成有从所述激光阵列部延伸到所述基板的中途的槽部。

如此,形成有从激光阵列部延伸到基板的中途的槽部,因此,变形由槽部分断。因此,能够减少在基板产生的变形。因此,能够减少基板的多个发光部的排列方向的翘曲。据此,在从多个发光部射出的激光由透镜等聚光时,能够抑制因基板的翘曲而耦合效率降低。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述激光阵列部,在所述多个发光部之中的相邻的两个发光部之间具备,在所述一对谐振器端面之间连续的分断槽,所述槽部,被形成在所述分断槽的底面。

具备这样的分断槽,因此,能够抑制多个发光部间的热干涉。并且,将槽部形成在分断槽的底面,从而与形成在分断槽以外的位置的情况相比,能够减少形成槽部时需要的蚀刻量。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述槽部的侧壁,比所述分断槽的侧壁更被配置在所述分断槽的内侧。

据此,对分断槽的底面的宽度方向的中央部分进行蚀刻,从而能够容易形成槽部。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述激光阵列部,从所述基板侧依次具备,第一导电型的第一半导体层、活性层、以及第二导电型的第二半导体层,所述第二半导体层具备,成为电流通路的多个脊条纹部、被配置在所述脊条纹部的两侧且不成为电流通路的支持部、以及使所述脊条纹部与所述支持部分离的分离槽,所述分断槽被形成在所述支持部。

如此,第二半导体层具备支持部,因此,在对半导体激光元件进行结向下安装时,能够减少因负荷集中于脊条纹部而产生的应力。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述槽部,从所述激光阵列部的上表面延伸到所述基板的中途。

据此,能够不形成分断槽而从激光阵列部的上表面直接形成槽部,因此,能够简化半导体激光元件的制造工序。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述激光阵列部,从所述基板侧依次具备,第一导电型的第一半导体层、活性层、以及第二导电型的第二半导体层,所述第二半导体层具备,成为电流通路的多个脊条纹部、被形成在所述脊条纹部的两侧且不成为电流通路的支持部、以及使所述脊条纹部与所述支持部分离的分离槽,所述槽部被形成在所述支持部。

如此,第二半导体层具备支持部,因此,在对半导体激光元件进行结向下安装时,能够减少因负荷集中于脊条纹部而产生的应力。

并且,本公开涉及的半导体激光元件的一个形态,具备:基板;以及激光阵列部,具有排列配置的多个发光部,并且层叠在所述基板的上方,所述基板与所述激光阵列部的层叠体,在相对的面具备一对谐振器端面,在所述多个发光部之中的相邻的两个发光部之间,在所述一对谐振器端面的至少一方形成有从所述基板的下表面延伸到所述基板的中途的槽部。

如此,形成有从基板的下表面延伸到基板的中途的槽部,因此,变形由槽部分断。因此,能够减少在基板产生的变形。因此,能够减少基板的多个发光部的排列方向的翘曲。据此,在从多个发光部射出的激光由透镜等聚光时,能够抑制因基板的翘曲而耦合效率降低。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述激光阵列部,在所述多个发光部之中的相邻的两个发光部之间具备,在所述一对谐振器端面之间连续的分断槽,所述槽部,被形成在所述基板的下表面的与所述分断槽相对的位置。

如此,将槽部形成在与分断槽相对的位置、即离脊条纹部比较远的位置,从而能够减少随着槽部的形成,而在脊条纹部以及其附近产生裂缝。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述激光阵列部,从所述基板侧依次具备,第一导电型的第一半导体层、活性层、以及第二导电型的第二半导体层,所述第二半导体层具备,成为电流通路的多个脊条纹部、被形成在所述脊条纹部的两侧且不成为电流通路的支持部、以及使所述脊条纹部与所述支持部分离的分离槽,所述分断槽被形成在所述支持部。

如此,第二半导体层具备支持部,因此,在对半导体激光元件进行结向下安装时,能够减少因负荷集中于脊条纹部而产生的应力。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述分断槽,从所述激光阵列部的上表面延伸到所述第一半导体层的中途。

在此情况下,能够将会成为最高温的活性层,按每脊条纹部分离,因此,能够更抑制多个脊条纹部间的热干涉。据此,能够促进从各个脊条纹部,向基板方向的热的扩散,因此,能够实现半导体激光元件的高输出化。

并且,在本公开涉及的半导体激光元件的一个形态中也可以是,所述槽部之中的所述基板的部分的深度为2.0μm以上。

据此,能够更可靠地减少基板中产生的变形。

根据本公开,能够减少具有多个发光部的半导体激光元件的翘曲。

附图说明

图1是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的结构的外观斜视图。

图2是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的结构的截面图以及平面图。

图3是示意性地示出比较例的半导体激光元件的前侧的谐振器端面的正面图。

图4是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的前侧的谐振器端面的正面图。

图5a是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第一工序的截面图。

图5b是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第二工序的截面图。

图5c是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第三工序的截面图。

图5d是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第四工序的截面图。

图5e是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第五工序的截面图。

图5f是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第六工序的截面图。

图5g是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的第七工序的截面图。

图5h是示意性地示出实施方式1涉及的半导体激光元件的制造方法的劈开工序的平面图。

图6是示意性地示出实施方式1的变形例涉及的半导体激光元件的结构的截面图以及平面图。

图7是示意性地示出实施方式2涉及的半导体激光元件的结构的截面图以及平面图。

图8是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的结构的截面图以及平面图。

图9a是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第一工序的截面图。

图9b是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第二工序的截面图。

图9c是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第三工序的截面图。

图9d是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第四工序的截面图。

图9e是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第五工序的截面图。

图9f是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第六工序的截面图。

图9g是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第七工序表的截面图。

图9h是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的第八工序的截面图。

图9i是示意性地示出实施方式3涉及的半导体激光元件的制造方法的劈开工序的平面图。

图10是实施方式4涉及的投影仪的示意图。

图11是示出专利文献1公开的半导体激光元件的结构的截面图。

具体实施方式

以下,对于本公开的实施方式,参照附图进行说明。而且,以下说明的实施方式,都示出本公开的一个具体例子。因此,以下的实施方式示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形态等是一个例子而不是限定本公开的宗旨。因此,对于以下实施方式的构成要素中的示出本公开的最上位概念的实施方案中没有记载的构成要素,作为任意的构成要素而被说明。

并且,各个图是示意图,并不一定是严密示出的图。因此,各个图中的缩尺等并不一定一致。而且,在各个图中,对实际相同的结构附上相同的符号,省略或简化重复的说明。

并且,在本说明书中,“上方”以及“下方”的术语,并不指示绝对的空间识别的上方向(铅垂上方)以及下方向(铅垂下方),而作为以层叠结构的层叠顺序为基础由相对的位置关系规定的术语利用。并且,“上方”以及“下方”的术语,不仅两个构成要素彼此隔开间隔地配置,在两个构成要素之间存在其他的构成要素的情况,也适用于以两个构成要相互接触的状态配置的情况。

(实施方式1)

说明实施方式1涉及的半导体激光元件。

[1-1.结构]

首先,对于本实施方式涉及的半导体激光元件的结构,利用附图进行说明。图1是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件10的结构的外观斜视图。图2是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件10的结构的截面图以及平面图。图2的截面图(a)示出,图1的ii-ii截面。图2的平面图(b)是,半导体激光元件10的前侧的谐振器端面140f附近的平面图。在图2的平面图(b)中,为了示出半导体激光元件10的半导体层的结构,而排除绝缘层106、p电极107以及垫电极108。

本实施方式涉及的半导体激光元件10是,具有多个发光部141的激光阵列元件。半导体激光元件10,射出红色的激光150,例如,用于投影仪用的光源。半导体激光元件10的用途,不仅限于投影仪。半导体激光元件10,例如,也可以用于激光显示器、激光打印机、激光加工等。

半导体激光元件10,如图1示出,具备基板101、以及具备排列配置的多个发光部141且在基板101的上方层叠的激光阵列部11。半导体激光元件10,如图2的截面图(a)示出,还具备配置在基板101的下表面的n电极109。

如图1示出,基板101与激光阵列部11的层叠体,在相对的面具备一对谐振器端面140f以及140r。一对谐振器端面140f以及140r分别是,半导体激光元件10的前侧以及后侧的谐振器反射镜。多个发光部141被设置在前侧的谐振器端面140f。

在本实施方式中,一对谐振器端面140f以及140r之间的距离,即谐振器长度为,1.5mm,但是,谐振器长度,不仅限于此,也可以是例如1.2mm以上、4mm以下。

如图1示出,在激光阵列部11的多个发光部141之中的相邻的两个发光部141之间,在一对谐振器端面140f以及140r的至少一方形成有从激光阵列部11延伸到基板101的中途的槽部133。

并且,在本实施方式中,激光阵列部11,在多个发光部141之中的相邻的两个发光部141之间,具备在一对谐振器端面140f以及140r之间连续的分断槽132。槽部133,如图2的截面图(a)示出,被形成在分断槽132的底面132b。并且,槽部133的侧壁133s,比分断槽132的侧壁132s更被配置在分断槽132的内侧。对于槽部133以及分断槽132的作用以及效果,在后面进行说明。

基板101是,半导体激光元件10的基材。在本实施方式中,基板101是,厚度100μm的gaas基板。而且,基板101的厚度,不仅限于100μm,也可以是例如50μm以上、120μm以下。

在图1示出的例子中,激光阵列部11具有,排列配置为一列的五个发光部141。而且,对于发光部141的个数,多个即可,按照半导体激光元件10所需要的光输出适当地决定即可。激光阵列部11,从基板101侧,依次具备第一导电型的第一半导体层、活性层103、以及第二导电型的第二半导体层。激光阵列部11还具有绝缘层106、p电极107、以及垫电极108。

第一半导体层是,第一导电型的半导体层,被配置在基板101的上方。在本实施方式中,第一半导体层包括,n侧包层102。

第二半导体层是,与第一导电型不同的第二导电型的半导体层,被配置在活性层103的上方。在本实施方式中,第二半导体层包括,p侧包层104以及p侧接触层105。

如图2示出,第二半导体层(即,p侧包层104以及p侧接触层105)具备,成为电流通路的多个脊条纹部120、以及被配置在脊条纹部120的两侧的不成为电流通路的支持部122。在本实施方式中,分断槽132,被形成在支持部122。具备这样的支持部122,据此,在对半导体激光元件10进行结向下安装时,能够减少因负荷集中于脊条纹部120而产生的应力。

在本实施方式中,脊条纹部120的宽度为,20μm。而且,脊条纹部120的宽度,不仅限于此,也可以是例如5μm以上、50μm以下。

支持部122的上表面的从基板101的高度,与脊条纹部120的上表面的从基板101的高度相等。据此,在对半导体激光元件10进行结向下安装时,能够更可靠地减少因负荷集中于脊条纹部120而产生的应力。而且,在此,支持部122的上表面的从基板101的高度,与脊条纹部120的上表面的从基板101的高度相等这记载示出的结构,不仅包括这些高度完全一致的结构,也包括这些高度大致相等的结构。例如,也包括这些高度,具有第二半导体层的厚度的10%左右以下的误差的结构。

在本实施方式中,支持部122的宽度为,115μm。而且,支持部122的宽度,不仅限于此,也可以是30μm以上、200μm以下。将该宽度设为30μm以上,据此,在对半导体激光元件10进行结向下安装时,能够可靠地减少因负荷集中于脊条纹部120而产生的应力。并且,将该宽度设为200μm以下,据此,能够减少相邻的发光部141间的距离,因此,能够容易进行从多个发光部141输出的激光的耦合。

第二半导体层还具备,使脊条纹部120与支持部122分离的分离槽131。由分离槽131,能够使电流以及光限制在脊条纹部120。在本实施方式中,分离槽131的宽度以及深度分别为,10μm以及1μm。而且,分离槽131的结构,不仅限于此。分离槽131的宽度也可以是,5μm以上、30μm以下。并且,分离槽131的深度也可以是,0.4μm以上,且不达到活性层103的深度。在第二半导体层的厚度比2.0μm大的情况下,分离槽131的深度也可以,2.0μm以下。

n侧包层102是,第一半导体层中包括的包层,在本实施方式中,由厚度2μm的n-(al0.4ga0.6)0.5in0.5p构成的层。而且,n侧包层102的结构,不仅限于此。n侧包层102的厚度也可以是,1.2μm以上,组成也可以是,n-(alxga1-x)1-yinyp(0<x<1,0<y<1)。

活性层103是,被配置在第一半导体层的上方的发光层。在本实施方式中,活性层103是,由gainp构成的阱层、以及由(al0.5ga0.5)0.5in0.5p构成的阻挡层交替层叠的量子阱活性层,具有两层的阱层。具备这样的活性层103,据此,半导体激光元件10能够,射出波长为大致660nm的红色激光。活性层103的结构,不仅限于此,由gainp构成的阱层、以及由(alxga1-x)1-yinyp(0<x<1,0<y<1)构成的阻挡层交替层叠的量子阱活性层即可。而且,活性层103也可以包括,形成在量子阱活性层的上方以及下方的至少一方的向导层。活性层103之中的成为电流通路的区域、即脊条纹部120的下方的区域发光。因此,由前侧的谐振器端面140f的活性层103的侧面之中的、脊条纹部120的下方的区域形成发光部141。

p侧包层104是,第二半导体层中包括的包层,在本实施方式中,由厚度1μm的p-(al0.4ga0.6)0.5in0.5p构成的层。而且,p侧包层104的结构,不仅限于此。p侧包层104的厚度也可以是,0.6μm以上、1.8μm以下,组成也可以是,p-(alxga1-x)1-yinyp(0<x<1,0<y<1)。

p侧接触层105是,由第二半导体层包括,被配置在p侧包层104的上方的接触层。在本实施方式中,p侧接触层105是,由厚度0.4μm的p-gaas构成的层。而且,p侧接触层105的结构,不仅限于此。p侧接触层105的厚度也可以是,0.1μm以上、0.8μm以下。

绝缘层106是,使被配置在第二半导体层的上方的垫电极108与第二半导体层之间绝缘的层。绝缘层106,也被配置在槽部133、分断槽132以及分离槽131。并且,绝缘层106,在脊条纹部120的上方,具有用于使p侧接触层105与p电极接触的开口部。而且,绝缘层106的开口部也可以具有,狭缝状的形状。在本实施方式中,绝缘层106是,由厚度700nm的sio2构成的层。而且,绝缘层106的结构,不仅限于此。绝缘层106的厚度也可以是,100nm以上、1000nm以下。

p电极107是,被配置在p侧接触层105的上方,与p侧接触层105电阻性接触的电极。p电极107,被配置在脊条纹部120的上方。也就是说,p电极107,被配置在绝缘层106的开口部。而且,p电极107也可以,还被配置在绝缘层106的上方。p电极107,在绝缘层106的开口部,与p侧接触层105接触。在本实施方式中,p电极107是,从p侧接触层105侧依次层叠cr、pt以及au的层叠膜。p电极107的结构,不仅限于此。p电极107也可以是,例如,由cr、ti、ni、pd、pt以及au的至少一个形成的单层膜或多层膜。

垫电极108是,被配置在p电极107的上方的垫状的电极。在本实施方式中,垫电极108是,从p电极107侧依次层叠ti以及au的层叠膜,被配置在脊条纹部120以及支持部122的上方。垫电极108的结构,不仅限于此。垫电极108也可以是,例如,ti、pt以及au、ni以及au等的层叠膜。

n电极109是,被配置在基板101的下方的电极。在本实施方式中,n电极109是,从基板101依次层叠augeni合金以及au的层叠膜。n电极109的结构,不仅限于此。n电极109也可以,由其他的导电材料形成。

[1-2.作用以及效果]

对于本实施方式涉及的半导体激光元件10的作用以及效果,与比较例进行比较,利用附图进行说明。图3是示意性地示出比较例的半导体激光元件900的前侧的谐振器端面940f的正面图。图4是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件10的前侧的谐振器端面的正面图。

图3示出的比较例的半导体激光元件900,与本实施方式涉及的半导体激光元件10不同之处是,不具备槽部133,其他之处为一致。

比较例的半导体激光元件900,具有排列配置的多个发光部941,因此,多个发光部941的排列方向(换句话说,与谐振方向垂直的方向)的尺寸,比具有单一发光部的半导体激光元件大。因此,在半导体激光元件900中,在基板产生的变形的影响大,如图3示出,多个发光部941的排列方向的翘曲大。

另一方面,在本实施方式涉及的半导体激光元件10中,如上所述,形成有从激光阵列部11延伸到基板101的中途的槽部133,因此,变形由槽部133分断。因此,能够减少在基板101产生的变形。因此,如图4示出,能够减少基板101的多个发光部141的排列方向的翘曲。据此,在从多个发光部141射出的激光由透镜等聚光时,能够抑制因基板101的翘曲而耦合效率降低。

并且,槽部133,被配置在一对谐振器端面140f以及140r的至少一方,因此,能够减少因第一半导体层与基板101之间的晶格常数差而产生的晶格不匹配变形、以及因热膨胀系数差而产生的热变形。因此,能够缓和活性层103的变形,能够改善半导体激光元件10的偏振光特性,实现te模式起主导作用的具有良好的偏振光比率的半导体激光元件10。

在本实施方式中,槽部133中的基板101的部分的深度为10μm,但是,该深度,不仅限于此。该深度也可以是,2.0μm以上。据此,能够可靠地获得所述效果。并且,该深度也可以,比基板101的厚度小20μm以上。基板101的厚度为,通常,50μm以上、120μm以下,因此,该深度也可以是,100μm以下。据此,能够确保基板101的强度。

并且,在本实施方式中,槽部133的谐振方向的长度为,5μm,但是,该长度,不仅限于此。该长度也可以是,1μm以上。据此,能够可靠地获得所述效果。并且,该长度也可以是,小于谐振器长度的一半。也就是说,槽部133也可以,在一对谐振器端面140f以及140r之间不连续。据此,能够确保基板101的强度。并且,该长度也可以是,30μm以下。据此,能够更可靠地确保基板101的强度。

在本实施方式中,槽部133的宽度为,10μm,但是,该宽度,不仅限于此。该宽度也可以是,1μm以上。据此,能够可靠地获得所述效果。并且,该宽度也可以是,30μm以下。据此,能够确保基板101的强度。

并且,本实施方式涉及的半导体激光元件10,在相邻的发光部141间具备,在一对谐振器端面140f以及140r之间连续的分断槽132。据此,能够抑制多个脊条纹部120间(即,多个发光部141间)的热干涉。在本实施方式中,分断槽132,从激光阵列部11的上表面,超过第二半导体层以及活性层103延伸到第一半导体层的中途。在此情况下,能够将会成为最高温的活性层103,按每脊条纹部120分离,因此,能够更抑制多个脊条纹部120间的热干涉。据此,能够促进从各个脊条纹部120,向基板101方向的热的扩散,因此,能够实现半导体激光元件10的高输出化。

并且,在本实施方式中,槽部133,被形成在分断槽132的底面132b。据此,与将槽部133形成在分断槽132以外的位置的情况相比,能够减少形成槽部133时需要的蚀刻量。

在本实施方式中,分断槽132的深度为,2.5μm,但是,不仅限于此。分断槽132的深度也可以是,2.0μm以上。据此,能够得到热干涉抑制效果。分断槽132也可以,不延伸到基板101。或者,分断槽132的深度也可以是,4.0μm以下。据此,在安装时负荷施加到半导体激光元件10的情况下,能够抑制发生裂缝。

在本实施方式中,分断槽132的宽度为,30μm,但是,不仅限于此。分断槽132的宽度也可以是,10μm以上、100μm以下。将分断槽132的宽度设为10μm以上,从而能够可靠地抑制多个脊条纹部120间的热干涉。将分断槽132的宽度设为100μm以下,从而能够减少相邻的发光部141间的距离,因此,能够容易进行从多个发光部141输出的激光的耦合。并且,能够抑制基于分断槽132的半导体激光元件10的强度的降低。

[1-3.制造方法]

对于本实施方式涉及的半导体激光元件10的制造方法,利用附图进行说明。图5a至图5g是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件10的制造方法的各个工序的截面图。图5a至图5g示出,与半导体激光元件10的图2同样的截面。图5h是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件10的制造方法的劈开工序的平面图。在图5h中,为了示出半导体激光元件10的半导体层的结构,而排除绝缘层106、p电极107以及垫电极108。

如图5a示出,首先,准备基板101,依次层叠第一半导体层、活性层103以及第二半导体层。在本实施方式中,在基板101上,依次层叠n侧包层102、活性层103、p侧包层104以及p侧接触层105。在本实施方式中,通过有机金属化学气相沉积法(mocvd),进行各个层的成膜。

接着,如图5b示出,形成分断槽132以及槽部133。具体而言,首先,在相当于相邻的发光部141的大致中间的位置,通过湿蚀刻法、干蚀刻法等形成分断槽132。分断槽132,沿着半导体激光元件10的谐振方向连续、即不中断地形成。接着,在分断槽132的底面132b,通过湿蚀刻法、干蚀刻法等形成槽部133。槽部133,被形成在相当于半导体激光元件10的谐振器端面140f以及140r的位置。在分断槽132的底面132b形成槽部133,据此,与第二半导体层的上表面形成槽部133的情况相比,能够减少蚀刻的深度,因此,能够减少槽部133的形成所需要的蚀刻量。

并且,槽部133的侧壁133s,比分断槽132的侧壁132s更被配置在分断槽132的内侧。这样的槽部133是,对分断槽132的底面132b的宽度方向的中央部分进行蚀刻来容易形成的。

接着,如图5c示出,通过湿蚀刻法、干蚀刻法等形成分离槽131。分离槽131,在相邻的每两个分断槽132之间形成两个。在第二半导体层(本实施方式中,p侧包层104以及p侧接触层105)之中,两个分离槽131之间的部分,成为脊条纹部120,分离槽131与分断槽132之间的部分,成为支持部122。

接着,如图5d示出,通过等离子cvd法等形成绝缘层106。绝缘层106,被形成在基板101的上方全面、即第二半导体层、分离槽131、分断槽132以及槽部133。

接着,如图5e示出,在绝缘层106形成开口部,在该开口部形成p电极107。首先,通过湿蚀刻法等除去绝缘层106之中的、脊条纹部120的上方的部分,从而形成开口部。据此,在开口部,p侧接触层105露出。接着,在该开口部的p侧接触层105上通过真空镀膜等形成p电极107。而且,p电极107也可以,还被形成在绝缘层106的上方。

接着,如图5f示出,在第二半导体层的上方,通过真空镀膜等形成垫电极108。在本实施方式中,以覆盖p电极107的方式,在脊条纹部120形成垫电极108。而且,如图5f示出,垫电极108也可以,还被形成在分离槽131以及支持部122的上方。

接着,如图5g示出,在基板101的下表面,通过真空镀膜等形成n电极109。n电极109,被形成在基板101的下表面之中的、相当于脊条纹部120的背侧的位置。

接着,如图5h示出,通过劈开形成谐振器端面140f以及140r。

具体而言,在相当于基板101的谐振器端面140f以及140r的位置形成作为劈开的起点的裂痕,将刀片的前端接触其裂痕,并且劈开基板101。在图5h中示出,谐振器端面140f以及140r之间的距离、即谐振器长度l。而且,在谐振器端面140f以及140r也可以,形成电介质多层膜等的反射膜。

通过以上的工序,能够制造本实施方式涉及的半导体激光元件10。而且,在所述的制造方法中,在层叠绝缘层106等之前形成了槽部133,但是,也可以在形成垫电极108以及n电极109之后,利用激光划片装置等形成槽部133。

[1-4.变形例]

说明本实施方式的变形例涉及的半导体激光元件。以上,对于半导体激光元件10,说明了利用algainp系的材料的例子,但是,本实施方式涉及的半导体激光元件的材料,不仅限于此,也可以是gan、gaas等。以下,对于本实施方式的变形例涉及的半导体激光元件,利用gan系材料的结构,以与所述半导体激光元件10的不同之处为中心,利用附图进行说明。

图6是示意性地示出本变形例涉及的半导体激光元件210的结构的截面图以及平面图。图6的截面图(a)示出,与半导体激光元件210的图2的截面图(a)同样的截面。图6的平面图(b)是,半导体激光元件210的前侧的谐振器端面240f附近的平面图。在图6的平面图(b)中,为了示出半导体激光元件210的半导体层的结构,而排除绝缘层206、p电极207以及垫电极208。

本变形例涉及的半导体激光元件210是,具有多个发光部241的激光阵列元件。半导体激光元件210,射出蓝色的激光250。

如图6示出,半导体激光元件210具备,基板201、以及具有排列配置的多个发光部241、且层叠在基板201的上方的激光阵列部211。如图6的截面图(a)示出,半导体激光元件210还具备,被配置在基板201的下表面的n电极209。

与述半导体激光元件10同样,基板201与激光阵列部211的层叠体,在相对的面具备一对谐振器端面。多个发光部241设置在前侧的谐振器端面240f。

在本变形例中,一对谐振器端面间的距离、即谐振器长度为1.2mm,但是,谐振器长度,不仅限于此,也可以是例如0.8mm以上、4mm以下。

与所述半导体激光元件10同样,在激光阵列部211的多个发光部241之中的相邻的两个发光部241之间,在一对谐振器端面的至少一方形成有从激光阵列部211延伸到基板201的中途的槽部233。

并且,激光阵列部211,在多个发光部241之中的相邻的两个发光部241之间具备,在一对谐振器端面之间连续的分断槽232,槽部233,被形成在分断槽232的底面232b。并且,槽部233的侧壁233s,比分断槽232的侧壁232s更被配置在分断槽232的内侧。

在本变形例中,分断槽232的深度为,1μm,但是,不仅限于此。分断槽232的深度也可以是,0.8μm以上。据此,得到热干涉抑制效果。分断槽232也可以,不延伸到基板201。或者,分断槽132的深度也可以是,3.0μm以下。据此,在安装时负荷施加到半导体激光元件210的情况下,能够抑制发生裂缝。

在本变形例中,分断槽232的宽度为,30μm,但是,不仅限于此。分断槽232的宽度也可以是,10μm以上、100μm以下。将分断槽232的宽度设为10μm以上,从而能够可靠地抑制多个脊条纹部220间的热干涉。将分断槽232的宽度设为100μm以下,从而能够降低相邻的发光部241间的距离,因此,能够容易实现从多个发光部241输出的激光的耦合,并且,能够降低半导体激光元件210的强度的降低。

在本变形例中,槽部233之中的基板201的部分的深度为10μm,但是,该深度,不仅限于此。该深度也可以是,2.0μm以上。并且,该深度也可以,比基板201的厚度小20μm以上。基板201的厚度为,通常,50μm以上、120μm以下,因此,该深度也可以是,100μm以下。

基板201是,厚度100μm的gan单晶基板。而且,基板201的厚度,不仅限于100μm,也可以是例如50μm以上、120μm以下。并且,形成基板201的材料,不仅限于gan单结晶,也可以是蓝宝石、sic等。

激光阵列部211,从基板201侧,依次具备第一导电型的第一半导体层、活性层203、以及第二导电型的第二半导体层。激光阵列部211还具有,绝缘层206、p电极207、以及垫电极208。

在本变形例中,第一半导体层包括,n侧包层202,第二半导体层包括,p侧包层204以及p侧接触层205。

如图6示出,第二半导体层(即,p侧包层204以及p侧接触层205)具备,成为电流通路的多个脊条纹部220、以及被配置在脊条纹部220的两侧的不成为电流通路的支持部222。在本实施方式中,分断槽232,被形成在支持部222。

支持部222的上表面的从基板201的高度,与脊条纹部220的上表面的从基板201的高度相等。

第二半导体层还具备,使脊条纹部220与支持部222分离的分离槽231。在本变形例中,分离槽231的宽度以及深度分别为,10μm以及0.5μm。而且,分离槽231的结构,不仅限于此。分离槽231的宽度也可以是,5μm以上、30μm以下。并且,分离槽231的深度,也可以是0.1μm以上,且不达到活性层203的深度。在第二半导体层的厚度比0.6μm大的情况下,分离槽231的深度也可以是,0.6μm以下。

在本变形例中,n侧包层202是,由厚度1μm的n-al0.2ga0.8n构成的层。而且,n侧包层202的结构不仅限于此。n侧包层202的厚度也可以是,0.5μm以上,组成也可以是,n-alxga1-xn(0<x<1)。

活性层203是,由in0.18ga0.82n构成的厚度5nm的阱层、以及由gan构成的厚度10nm的阻挡层交替层叠的量子阱活性层,具有两层的阱层。具备这样的活性层203,据此,半导体激光元件210能够射出,波长为大致450nm的蓝色激光。活性层203的结构,不仅限于此,由inxga1-xn(0<x<1)构成的阱层、以及由alxinyga1-x-yn(0≤x+y≤1)构成的阻挡层交替地层叠的量子阱活性层即可。而且,活性层203也可以包括,被形成量子阱活性层的上方以及下方的至少一方的向导层。活性层203之中的成为电流通路的区域、即脊条纹部220的下方的区域发光。因此,由前侧的谐振器端面240f的活性层203的侧面之中的、脊条纹部220的下方的区域形成发光部241。

p侧包层204是,第二半导体层中包括的包层,在本实施方式中,由p-al0.2ga0.8n构成的厚度3nm的层、以及由gan构成的厚度3nm的层按每100层交替层叠的超晶格层。p侧包层204的结构,不仅限于此,也可以是由alxga1-xn(0<x<1)构成的厚度0.3μm以上、1μm以下的层。

p侧接触层205是,由厚度10nm的p-gan构成的层。而且,p侧接触层205的结构,不仅限于此。p侧接触层205的厚度也可以是5nm以上。

绝缘层206是,由厚度200nm的sio2构成的层。而且,绝缘层206的结构,不仅限于此。绝缘层206的厚度也可以是,100nm以上、500nm以下。

p电极207是,从p侧接触层205侧依次层叠pd以及pt的层叠膜。p电极207的结构,不仅限于此。p电极207也可以是,例如,由cr、ti、ni、pd、pt以及au的至少一个形成的单层膜或多层膜。

垫电极208是,被配置在p电极207的上方的垫状的电极。在本实施方式中,垫电极208是,从p电极207侧依次层叠ti以及au的层叠膜,被配置在脊条纹部220以及支持部222的上方。垫电极208的结构,不仅限于此。垫电极208也可以是,例如,ti、pt以及au、ni以及au等的层叠膜。

n电极209是,从基板201侧依次层叠ti、pt以及au的层叠膜。n电极209的结构,不仅限于此。n电极209也可以是,ti以及au层叠的层叠膜。

具有如上的结构的变形例涉及的半导体激光元件210,也能够获得与所述半导体激光元件10同样的效果。并且,一般而言,在本变形例那样利用gan单晶基板的情况下,难以劈开。然而,在本变形例中,延伸到基板201的槽部233被形成在相当于半导体激光元件210的谐振器端面的位置,据此,劈开时形成的裂缝沿着槽部233,因此,能够抑制劈开位置的错开。据此,能够提高劈开成品率。

(实施方式2)

说明实施方式2涉及的半导体激光元件。本实施方式涉及的半导体激光元件,与实施方式1涉及的半导体激光元件10不同之处是,没有形成分断槽,其他之处为一致。以下,说明本实施方式涉及的半导体激光元件。

[2-1.结构]

对于本实施方式涉及的半导体激光元件的结构,利用附图进行说明。图7是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件310的结构的截面图以及平面图。图7的截面图(a)示出,与半导体激光元件310的图2的截面图(a)同样的截面。图7的平面图(b)是,半导体激光元件310的前侧的谐振器端面140f附近的平面图。在图7的平面图(b)中,为了示出半导体激光元件310的半导体层的结构,而排除绝缘层106、p电极107以及垫电极108。

如图7示出,半导体激光元件310具备,基板101、以及具有排列配置的多个发光部141、且层叠在基板101的上方的激光阵列部311。如图7的截面图(a)示出,半导体激光元件310还具备,被配置在基板101的下表面的n电极109。

基板101与激光阵列部311的层叠体,在相对的面具备一对谐振器端面。一对谐振器端面分别是,半导体激光元件310的前侧以及后侧的谐振器反射镜。多个发光部141设置在前侧的谐振器端面140f。

激光阵列部311,从基板101侧,依次具备第一导电型的第一半导体层、活性层103、以及第二导电型的第二半导体层。激光阵列部311还具有,绝缘层106、p电极107、以及垫电极108。第一半导体层包括,n侧包层102。第二半导体层包括,p侧包层104以及p侧接触层105。

而且,对于本实施方式涉及的半导体激光元件310,与实施方式1涉及的半导体激光元件10同样,利用algainp系的材料。然而,用于本实施方式涉及的半导体激光元件的材料,不仅限于此,也可以是gan、gaas等。

在本实施方式中,与实施方式1涉及的半导体激光元件10同样,第二半导体层具备,成为电流通路的多个脊条纹部120、以及被形成在脊条纹部120的两侧的不成为电流通路的支持部122。第二半导体层还具备,使脊条纹部120与支持部122分离的分离槽131。据此,在对半导体激光元件310进行结向下安装时,能够可靠地减少因负荷集中于脊条纹部120而产生的应力。

并且,如图7示出,在本实施方式涉及的半导体激光元件310中,形成有槽部333,但是,没有形成分断槽。也就是说,在本实施方式中,槽部333被形成在支持部122。在本实施方式中,槽部333,从激光阵列部311的上表面延伸到基板101的中途。槽部333的基板101的深度,与实施方式1涉及的半导体激光元件10的槽部133同样。

[2-2.作用以及效果]

说明本实施方式涉及的半导体激光元件310的作用以及效果。本实施方式涉及的半导体激光元件310的槽部333,获得与实施方式1涉及的半导体激光元件的槽部133同样的效果。也就是说,基板101的变形由分割槽部333分断。因此,能够减少基板101中产生的变形。因此,能够减少基板101的多个发光部141的排列方向的翘曲。据此,在从多个发光部141射出的激光由透镜等聚光时,能够抑制因基板101的翘曲而耦合效率降低。

并且,槽部333,被配置在一对谐振器端面的至少一方,因此,能够减少因第一半导体层与基板101之间的晶格常数差而产生的晶格不匹配变形、以及因热膨胀系数而产生的热变形。因此,能够缓和活性层103的变形,改善半导体激光元件310的偏振光特性,实现te模式起主导作用的具有良好的偏振光比率的半导体激光元件310。

并且,在本实施方式中,槽部333,从激光阵列部311的上表面延伸到基板101的中途。也就是说,不形成分断槽,而从激光阵列部311的上表面直接形成槽部333。因此,能够简化半导体激光元件310的制造工序。

[2-3.制造方法]

说明本实施方式涉及的半导体激光元件310的制造方法。在本实施方式中,不形成分断槽,因此,通过湿蚀刻法、干蚀刻法等形成从第二半导体层的上表面、即p侧接触层105的上表面延伸到基板101的中途的槽部333。其他的制造工序,与实施方式1涉及的半导体激光元件10的制造方法同样。

通过这样的制造方法,能够制造本实施方式涉及的半导体激光元件310。

(实施方式3)

说明实施方式3涉及的半导体激光元件。本实施方式涉及的半导体激光元件,与实施方式1的变形例涉及的半导体激光元件210不同之处是,从基板的下表面侧形成槽部,其他之处为一致。以下,对于本实施方式涉及的半导体激光元件,以与实施方式1的变形例涉及的半导体激光元件210不同之处为中心进行说明。

[3-1.结构]

对于本实施方式涉及的半导体激光元件的结构,利用附图进行说明。图8是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件410的结构的截面图以及平面图。图8的截面图(a)示出,与半导体激光元件410的图2的截面图(a)同样的截面。图8的平面图(b)是,半导体激光元件410的前侧的谐振器端面240f附近的平面图。在图8的平面图(b)中,为了示出半导体激光元件410的半导体层的结构,而排除绝缘层206、p电极207以及垫电极208。

如图8示出,半导体激光元件410具备,基板201、以及具有排列配置的多个发光部241、且层叠在基板201的上方的激光阵列部411。如图8的截面图(a)示出,半导体激光元件410还具备,配置在基板201的下表面的n电极209。

基板201与激光阵列部411的层叠体,在相对的面具备一对谐振器端面。一对谐振器端面分别是,半导体激光元件410的前侧以及后侧的谐振器反射镜。多个发光部241,设置在前侧的谐振器端面240f。

激光阵列部411,从基板201侧,依次具备第一导电型的第一半导体层、活性层203、以及第二导电型的第二半导体层。激光阵列部411还具有,绝缘层206、p电极207、以及垫电极208。第一半导体层包括,n侧包层202。第二半导体层包括,p侧包层204以及p侧接触层205。

如图8示出,在本实施方式涉及的半导体激光元件410中,第二半导体层具备,成为电流通路的多个脊条纹部220、以及被形成在脊条纹部220的两侧的不成为电流通路的支持部222。第二半导体层还具备,使脊条纹部220与支持部222分离的分离槽231。如此,第二半导体层具备支持部222,因此,在对半导体激光元件410进行结向下安装时,能够减少因负荷集中于脊条纹部220而产生的应力。

并且,在本实施方式涉及的半导体激光元件410中,形成有分断槽432以及槽部433。分断槽432被形成在支持部222。

从基板201的下表面侧形成槽部433。也就是说,在多个发光部241之中的相邻的两个发光部241之间,在一对谐振器端面的至少一方形成有从基板201的下表面延伸到基板201的中途的槽部433。

并且,在本实施方式中,激光阵列部411,在多个发光部241之中的相邻的两个发光部241之间具备,在一对谐振器端面之间连续的分断槽432,槽部433,被形成在基板201的下表面的与分断槽432相对的位置。

[3-2.作用以及效果]

说明本实施方式涉及的半导体激光元件410的作用以及效果。本实施方式涉及的半导体激光元件410,形成有从基板201的下表面延伸到基板201的中途的槽部433,因此,基板201的变形被分断。因此,能够减少基板201中产生的变形。因此,能够减少基板201的多个发光部241的排列方向的翘曲。据此,在从多个发光部241射出的激光由透镜等聚光时,能够抑制因基板201的翘曲而耦合效率降低。

并且,在本实施方式中,槽部433,被形成在基板201的下表面的与分断槽432相对的位置。如此,将槽部433形成在与分断槽432相对的位置、即离脊条纹部220比较远的位置,从而能够减少随着槽部433的形成,而在脊条纹部220以及其附近产生裂缝。

在本实施方式中,槽部433之中的基板201的部分的深度为70μm,但是,该深度,不仅限于此。该深度也可以是,2.0μm以上。据此,能够可靠地获得所述效果。该深度也可以是,30μm以上。据此,能够更可靠地获得所述效果。槽部433也可以达到n侧包层202。并且,该深度也可以,比基板201的厚度小20μm以上。基板201的厚度为,通常,50μm以上、120μm以下,因此,该深度也可以是,100μm以下。据此,能够确保基板201的强度。

并且,在本实施方式中,槽部433的谐振方向的长度为,5μm,但是,该长度,不仅限于此。该长度也可以是,1μm以上。据此,能够可靠地获得所述效果。并且,该长度也可以,小于谐振器长度的一半。也就是说,槽部433也可以,在一对谐振器端面之间不连续。据此,能够确保基板201的强度。并且,该长度也可以是,30μm以下。据此,能够更可靠地确保基板201的强度。

在本实施方式中,槽部433的宽度为,10μm,但是,该宽度,不仅限于此。该宽度也可以是,1μm以上。据此,能够可靠地获得所述效果。并且,该宽度也可以是,30μm以下。据此,能够确保基板201的强度。

并且,一般而言,在本实施方式涉及的半导体激光元件410那样利用gan单晶基板的情况下,难以劈开。然而,在本实施方式中,延伸到基板201的中途的槽部433,被形成在相当于半导体激光元件410的谐振器端面的位置,据此,劈开时形成的裂缝沿着槽部433,因此,能够抑制劈开位置的错开。据此,能够提高劈开成品率。

并且,本实施方式涉及的半导体激光元件410,在相邻的发光部241间具备分断槽432,因此,能够抑制多个脊条纹部220间的热干涉。在本实施方式中,分断槽432,从激光阵列部411的上表面,超过第二半导体层以及活性层203延伸到第一半导体层的中途。据此,能够将会成为最高温的活性层203,按每脊条纹部220分离,因此,能够更抑制多个脊条纹部220间的热干涉。据此,能够促进从各个脊条纹部220,向基板201方向的热的扩散,因此,能够实现半导体激光元件410的高输出化。

[3-3.制造方法]

对于本实施方式涉及的半导体激光元件410的制造方法,利用附图进行说明。图9a至图9h是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件410的制造方法的各个工序的截面图。图9a至图9h示出,与半导体激光元件410的图2同样的截面。图9i是示意性地示出本实施方式涉及的半导体激光元件410的制造方法的劈开工序的平面图。在图9i中,为了示出半导体激光元件410的半导体层的结构,而排除绝缘层206、p电极207以及垫电极208。

如图9a示出,首先,准备基板201,依次层叠第一半导体层、活性层203以及第二半导体层。在本实施方式中,在基板201上,依次层叠n侧包层202、活性层203、p侧包层204以及p侧接触层205。在本实施方式中,通过有机金属化学气相沉积法(mocvd),进行各个层的成膜。

接着,如图9b示出,形成分断槽432。具体而言,首先,在相当于相邻的发光部241的大致中间的位置通过icp(inductivecoupledplasma)型的反应性离子蚀刻等形成分断槽432。分断槽432,沿着半导体激光元件410的谐振方向连续、即不中断地被形成。

接着,如图9c示出,通过icp型的反应性离子蚀刻等形成分离槽231。按相邻的每两个分断槽432间形成两个分离槽231。第二半导体层(本实施方式中,p侧包层204以及p侧接触层205)之中的、两个分离槽231之间的部分,成为脊条纹部220,分离槽231与分断槽432之间的部分,成为支持部222。

接着,如图9d示出,通过等离子体化学汽相淀积法等形成绝缘层206。绝缘层206,被形成在基板201的上方全面、即第二半导体层、分离槽231以及分断槽432。

接着,如图9e示出,在绝缘层206形成开口部,在该开口部形成p电极207。首先,通过湿蚀刻法等除去绝缘层206之中的、脊条纹部220的上方的部分,从而形成开口部。据此,在开口部,p侧接触层205露出。接着,在该开口部的p侧接触层205上,通过真空镀膜等形成p电极207。而且,p电极207也可以,还被形成在绝缘层206的上方。

接着,如图9f示出,在第二半导体层的上方,通过真空镀膜等形成垫电极208。在本实施方式中,以覆盖p电极207的方式,在脊条纹部220形成垫电极208。而且,垫电极208,如图9f示出,也可以还被形成在分离槽231以及支持部222的上方。

接着,如图9g示出,在基板201的下表面,通过icp型的反应性离子蚀刻等形成槽部433。槽部433,被形成在相当于半导体激光元件410的谐振器端面的位置。

接着,如图9h示出,在基板201的下表面,通过真空镀膜等,形成n电极209。n电极209,被形成在基板201的下表面之中的、相当于脊条纹部220的背侧的位置。

接着,如图9i示出,通过劈开形成谐振器端面。具体而言,在相当于基板201的谐振器端面240f以及240r的位置形成作为劈开的起点的裂痕,将刀片的前端接触其裂痕,并且劈开基板201。在图9i中示出,谐振器端面240f以及240r之间的距离、即谐振器长度l。而且,也可以在谐振器端面240f以及240r,形成电介质多层膜等的反射膜。

通过以上的工序,能够制造本实施方式涉及的半导体激光元件410。而且,在所述制造方法中,在形成n电极209之前形成了槽部433,但是,也可以在形成n电极209之后,利用激光划片装置等形成槽部433。

[3-4.变形例]

说明本实施方式的变形例涉及的半导体激光元件。以上,对于半导体激光元件410,示出了利用gan系的材料射出蓝色激光250的元件,但是,用于本实施方式涉及的半导体激光元件的材料,不仅限于此。例如,也可以利用射出绿色的激光的gan系的材料、射出红色的激光的algainp系的材料、射出红外域的激光的gaas系的材料等。以下,对于本实施方式的变形例涉及的半导体激光元件,以与所述半导体激光元件410不同之处为中心利用附图,说明gan系的材料的结构。

本变形例涉及的半导体激光元件,与所述半导体激光元件410主要不同之处是,活性层的结构。本变形例涉及的半导体激光元件的活性层,由in0.3ga0.7n构成的厚度5nm的阱层、以及由gan构成的厚度10nm的阻挡层交替层叠的量子阱活性层,具有两层的阱层。具备这样的活性层,因此,本变形例涉及的半导体激光元件,能够射出波长为大致520nm的绿色激光。本变形例涉及的活性层的结构,不仅限于此,由inxga1-xn(0<x<1)构成的阱层、以及由alxinyga1-x-yn(0≤x+y≤1)构成的阻挡层交替层叠的量子阱活性层即可。

具有这样的活性层的本变形例涉及的半导体激光元件,也能够获得与所述半导体激光元件410同样的效果。

(实施方式4)

说明实施方式4涉及的投影仪。本实施方式涉及的投影仪具备,实施方式1至3以及它们的变形例涉及的半导体激光元件。以下,对于本实施方式涉及的投影仪,利用附图进行说明。

图10是本实施方式涉及的投影仪501的示意图。如图10示出,投影仪501是,利用半导体激光元件的图像显示装置的一个例子。在本实施方式的投影仪501中,对于光源,例如,利用射出红色的激光的半导体激光元件510r、射出绿色的激光的半导体激光元件510g以及射出蓝色的激光的半导体激光元件510b。例如,作为半导体激光元件510r、510g以及510b,分别利用所述实施方式1涉及的半导体激光元件10、所述实施方式3的变形例涉及的半导体激光元件、以及所述实施方式3涉及的半导体激光元件410。

投影仪501具备,透镜502r、502g及502b、反射镜503r、双色镜503g及双色镜503b、空间调制元件504、以及投射透镜505。

透镜502r、502g以及502b是,例如准直透镜,被配置在半导体激光元件510r、510g以及510b的前方。

反射镜503r,使从半导体激光元件510r射出的红色的激光反射。双色镜503g,使从半导体激光元件510g射出的绿色的激光反射,并且,使从半导体激光元件510r射出的红色的激光透过。双色镜503b,使从半导体激光元件510b射出的蓝色的激光反射,并且,使从半导体激光元件510r射出的红色的激光透过,并且,使从半导体激光元件510g射出的绿色的激光透过。

空间调制元件504,根据输入到投影仪501的输入图像信号,利用来自半导体激光元件510r的红色的激光、来自半导体激光元件510g的绿色的激光以及来自半导体激光元件510b的蓝色的激光,形成红色图像、绿色图像以及蓝色图像。对于空间调制元件504,例如,能够利用液晶面板或利用了mems(微机电系统)的dmd(数字镜器件)等。

投射透镜505,将空间调制元件504形成的图像投影到屏幕506。

在如此构成的投影仪501中,从半导体激光元件510r、510g以及510b射出的激光,分别由透镜502r、502g以及502b成为大致平行光之后,入射到反射镜503r、双色镜503g以及双色镜503b。

反射镜503r,使从半导体激光元件510r射出的红色的激光反射向45°方向。双色镜503g,使由反射镜503r反射的来自半导体激光元件510r的红色的激光透过,并且,使从半导体激光元件510g射出的绿色的激光反射向45°方向。双色镜503b,使由反射镜503r反射的来自半导体激光元件510r的红色的激光以及由双色镜503g反射的来自半导体激光元件510g的绿色的激光透过,并且,使从半导体激光元件510b射出的蓝色的激光反射向45°方向。

由反射镜503r、双色镜503g以及双色镜503b反射的、红色、绿色以及蓝色的激光,以时间分割(例如以120hz周期依次切换红→绿→蓝)入射到空间调制元件504。在此情况下,空间调制元件504,在红色的激光入射时显示红色用的图像,在绿色的激光入射时显示绿色用的图像,在蓝色的激光入射时显示蓝色用的图像。

如此,由空间调制元件504进行了空间调制的红色、绿色以及蓝色的激光,成为红色图像、绿色图像以及蓝色图像,通过投射透镜505,投影到屏幕506。在此情况下,以时间分割投影到屏幕506的红色图像、绿色图像以及蓝色图像的每一个,虽然单色,但是,高速切换,因此,由人的眼睛,该图像识别为混合的颜色的图像、即彩色图像。

以上,在本实施方式的投影仪501中,对于半导体激光元件510r、510g以及510b,利用所述实施方式以及它们的变形例涉及的半导体激光元件,因此,从多个发光部射出的激光的耦合效率高。因此,能够实现高亮度、且高精细的投影仪501。

(变形例等)

以上,对于本公开涉及的半导体激光元件,根据各个实施方式进行了说明,但是,本公开不仅限于所述各个实施方式。

例如,在所述各个实施方式以及其变形例涉及的半导体激光元件中,利用脊结构实现了电流限制,但是,用于实现电流限制的方法,不仅限于此,也可以使用电极条纹结构、埋入型结构等。

并且,在所述实施方式1、3以及其变形例涉及的半导体激光元件中,沿着谐振方向连续形成分断槽,但是,分断槽也可以不连续。也就是说,分断槽也可以,沿着谐振方向中断。

并且,对所述各个实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态,或在不脱离本公开的宗旨的范围内任意组合所述各个实施方式的构成要素以及功能来实现的形态,也包含在本公开中。

本公开的半导体激光元件,例如,能够适用于伴随有投影仪用的青紫至红色的可视域的发光的半导体激光元件等。

符号说明

10,210,310,410,510b,510g,510r,900,1000半导体激光元件

11,211,311,411激光阵列部

101,201基板

102,202n侧包层

103,203活性层

104,204p侧包层

105,205p侧接触层

106,206绝缘层

107,207p电极

108,208垫电极

109,209n电极

120,220脊条纹部

122,222支持部

131,231分离槽

132,232,432分断槽

132b,232b底面

132s,232s侧壁

133,233,333,433槽部

133s,233s侧壁

140f,140r,240f,240r,940f谐振器端面

141,241,941发光部

150,250激光

1001gaas基板

1002缓冲层

1003包层

1004活性层

1005包层

1006电流阻挡层

1007帽层

1008接触层

1009,1010电极

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