[發明專利]半導體激光裝置及其制造方法、光傳輸模塊和光盤設備

有效

• 申請號: 200710096023.7
• 申請日: 2007-04-10
• 公開（公告）號: CN101055970A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 蛭川秀一;岸本克彥
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/10;H01S5/343
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陶鳳波

技術領域

本發明涉及在高功率輸出時能穩定工作的半導體激光裝置及其制造方法，并涉及使用該半導體激光裝置的光傳輸模塊和光盤設備。

背景技術

在廣泛用于光盤設備、光通信設備等的光源的半導體激光裝置中，由于對更高工作速度的光盤設備、光通信設備等的需求日益增加，對更高功率輸出的半導體激光裝置的需求也日益增加。在獲得半導體激光裝置的更高功率輸出時，在作為激光發射面的諧振腔端面的COD(災變光學損傷)退化成為主要關心的問題，并對高功率工作的長期可靠性存在顯著影響。該COD退化被認為是由于下述機制所致。更具體而言，因為在諧振器端面由于雜質等而存在大量表面態，所以載流子通過這些表面態被吸收而引起非輻射復合電流流過，因此局部地導致溫度上升。該溫度上升減小了諧振器端面附近的帶隙，并且另外增大了對激光的吸收且因此增大了端面溫度。這種正反饋的重復導致諧振腔端面的熔化并停止振蕩。

作為解決該問題的方法之一，日本專利公開No.10-209562揭示了如下的半導體裝置及其制作方法。圖24所示的半導體激光裝置按照下述方式制造。首先，n-GaAs緩沖層502、n-AlGaAs下覆層503、AlGaAs下引導層504、通過交替層疊InGaAs阱層(兩層)和GaAs壘層(三層)而形成的量子阱層505、AlGaAs上引導層506、p-AlGaAs上覆層507、p-GaAs蓋層508通過金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)方法連續地層疊在n-GaAs襯底501上。

接著，通過一般的光刻步驟和蝕刻步驟制作由SiO₂形成的條形掩模(未示出)。使用該條形掩模，p-GaAs蓋層508和p-AlGaAs上覆層507被部分蝕刻以形成脊形條部。

接著，以該條為掩模通過選擇性生長技術，在具有n-AlGaAs電流阻擋層509和n-GaAs電流阻擋層510的該條部的側部上連續執行掩埋晶體生長。接著，在除去該條掩模之后，結晶生長p-GaAs蓋層511。最后，p側電極(未示出)沉積在p-GaAs蓋層511的上表面上，n側電極(未示出)沉積在n-GaAs襯底501的背面(與其上層疊了各個前述半導體層的表面相對的表面)上。

得到的層疊結構整體解理成寬度為諧振腔長度的棒形，且低反射膜和高反射膜(未示出)分別生長在兩個暴露的解理面上。該棒隨后劃分成芯片，由此完成半導體激光裝置的制作。

在該半導體激光裝置制造方法中，解理成如上所述的棒形是在超高真空中執行。這是因為，與在空氣中解理相比，在由解理暴露的諧振腔端面的例如氧化物膜的雜質層的產生可以有效地得到抑制。這種情況下，由諧振腔端面處的雜質層的界面狀態引起的光吸收可以減小，使得在端面的COD退化可以得到抑制。因此認為可以得到能夠在高功率輸出時穩定工作的半導體激光器。

此外，日本專利公開No.10-084162揭示了一種制造半導體激光裝置的方法，其包括除去諧振腔端面的雜質的步驟。在日本專利公開No.10-084162中，首先，如圖25、26所示，經過晶體生長和電極形成的半導體晶片530被解理，得到具有諧振腔端面531的激光器棒532。接著，如圖27所示，上述激光器棒532置于具有等離子體發生設備533的真空容器534內，由解理暴露的諧振腔端面531受到Ar等離子體535輻射。隨后，在真空容器534中，反射膜形成于諧振腔端面上。結果，附著在諧振腔端面531上的濕氣被除去，因此可以減少由于濕氣引起的端面處的缺陷。因此認為可以得到COD水平提高的能夠高功率工作的半導體激光裝置。

然而，在如日本專利公開No.10-209562所揭示的半導體激光裝置制造方法中，由于解理成棒形需要在超高真空中執行，因此制造設備必然復雜，而且產率降低。另一方面，在如日本專利公開No.10-084162所揭示的半導體激光裝置制造方法中，由解理得到的諧振腔端面上的濕氣可以被除去。然而，半導體晶體在諧振腔端面受等離子體輻射而損傷，由此形成損傷導致的界面狀態。因此，通過減少諧振腔的端面處的缺陷而改善COD水平不一定能實現，且穩定的高功率工作不一定能實現。

發明內容

本發明進行來旨在解決上述問題。本發明的目標是提供一種在高輸出功率時能夠穩定工作的半導體激光裝置以及以簡單的工序獲得該半導體激光裝置的半導體激光裝置制造方法，并提供使用該半導體激光裝置的光傳輸模塊和光盤設備。