[發明專利]半導體激光器裝置及其制造方法

無效

• 申請號: 200810213599.1
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN101394066A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 鹿島孝之;牧田幸治;吉川兼司
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01S5/40
• 分類號: H01S5/40;H01S5/323
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器裝置及其制造方法，特別涉及一種發射多種波長的激光的單片式(monolithic)半導體激光器裝置及其制造方法。

背景技術

半導體激光器裝置作為光盤裝置的拾取用光源以及用來進行光信息處理、光通信和光測量的光源已經得到應用。例如波長為780nm帶的紅外激光器裝置已被用作CD(光盤)和MD(小型光盤)進行播放和記錄的拾取用光源。此外，波長為650nm帶的紅色激光器裝置已被用作更高密度的DVD(數字視頻光盤)進行播放和記錄的拾取用光源。

另一方面，用1個驅動器處理CD、MD、DVD等多種光盤已成追求目標。在這種情況下，就要求在1個驅動器上搭載紅外激光器裝置和紅色激光器裝置。但是，最近，由于驅動器的小型化和低成本化以及光學調整甚至組裝簡化等要求，包含拾取用光源的光集成單元被要求進行進一步的簡化。因此，在同一基板上集成了波長為780nm帶的紅外激光器元件和波長為650nm帶的紅色激光器元件的雙波長半導體激光器裝置已被實用化(例如，特開2001-57462號公報。)，為光集成單元的大幅簡化作出了貢獻。

今后的光盤市場中，要求應對使用CD用紅外激光來處理在介質標簽上描繪圖畫或文字的LS(光雕)以及處理高倍速DVD。為了滿足這些要求，必須使雙波長激光達到高功率輸出。

為了使半導體激光器裝置高功率輸出，就需要抑制端面上的光損傷即COD(Catastrophic?Optical?Damage)劣化。要想抑制COD劣化，采用端面窗構造是很有效的。端面窗構造就是在激光器元件的光射出端面附近，通過將雜質擴散到活性層來平均組成化，從而擴大端面附近的執行性帶隙，抑制端面附近的光吸收。由它來阻止因光吸收而造成端面附近發熱、因發熱而造成帶隙縮小、因帶隙的縮小而進一步造成光吸收這一負的連鎖反應，抑制COD劣化。

另一方面，雙波長半導體激光器裝置的構造可大致分為：單獨制作紅外激光器元件和紅色激光器元件，安裝時進行集成的混合型；和在同一基板上制作紅外激光器元件和紅色激光器元件的單片式。從紅外激光器元件和紅色激光器元件的發光點間隔的高精度化要求和安裝成品率的觀點出發，現在單片式已經成為主流。

然而，單片式的雙波長半導體激光器裝置存在的問題是，難于最大化各激光器元件特性的問題。

為了使單片式的雙波長半導體激光器裝置達到高功率輸出，不但要實現先前所述的COD劣化對策，還必須實現高溫和高功率輸出時的穩定工作。為了在高溫和高功率輸出時進行穩定工作，降低動作電流是很重要的。為了降低動作電流，就需要抑制活性層上的載流子的溢出。

對于活性層是由AlGaAs類材料組成的紅外激光器元件，通過對包層采用帶隙較大的AlGaInP類材料，可以抑制載流子的溢出。但是，在制作端面窗構造時，如果對使用AlGaInP類材料的包層進行過度的雜質擴散，那么作為增益區域的波長與窗區域的波長之差的波長移位量就會變小。過度的雜質擴散是產生活性層上雜質累積的原因。因雜質的累積而導致活性層上產生雜質能級(level)，或者從包層向活性層混入了In，都會使端面窗區域上帶隙反而變窄。其結果，端面窗構造上的光吸收增大，紅外激光器元件的COD等特性發生惡化。

另一方面，對于活性層是由AlGaInP類材料組成的紅色激光器元件，如果對包層采用AlGaInP類，就不會發生紅外激光器元件上產生的波長移位量的下降等的問題。因此，優選盡可能對包層進行雜質擴散，加大端面窗構造。但是，如果雜質擴散超過AlGaInP類包層，達到由GaAs組成的緩沖層，就會發生漏電流，使半導體激光的特性惡化。

這樣，為了使單片式的雙波長半導體激光器裝置達到高功率輸出，就需要對紅外激光器元件和紅色激光器元件上形成端面窗構造的雜質擴散的處理分別進行優化。

另一方面，為了使單片式雙波長半導體激光器裝置降低成本，必需簡化制造工序以及提高成品率。此外，由于用來形成端面窗構造的雜質擴散工序伴有受熱歷程，所以在單獨對單片式雙波長半導體激光器裝置實行受熱歷程并制作的情況下，有可能在激光器增益部產生過度的雜質擴散，導致可靠性降低。因此，優選：力求能同時對紅外激光器元件和紅色激光器元件來穩定形成端面窗構造。此外，在單獨形成窗構造的情況下，也優選處理條件被標準化。

發明內容

本發明的目的是，力求解決上述現有問題，實現一種高功率輸出且低成本的單片式雙波長或其以上的多波長的激光器裝置。