[發(fā)明專(zhuān)利]面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010506998.4
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102447220A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 玉貫岳正
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新科實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01S5/183
• 分類(lèi)號(hào): H01S5/183;H01S5/06;H01S5/20
• 代理公司: 廣州三環(huán)專(zhuān)利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于半導(dǎo)體激光器，尤其涉及面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器。同時(shí)涉及面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器的制造方法。

背景技術(shù)

隨著電子機(jī)器的發(fā)達(dá)，該電子機(jī)器的高頻化，以及信號(hào)的高速傳送化也在不斷進(jìn)步。因此，面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器(VCSEL：Vertical-cavity-surface-emitting-laser)作為各種電子機(jī)器的信號(hào)光源，對(duì)其高頻化，高速傳送化的要求也隨之在提高，亟待一種可高速變頻的VCSEL。

然而，在含有VCSEL的光學(xué)裝置中，光學(xué)波導(dǎo)，射束分離器以及衍射光柵作為構(gòu)成要素，其透光性和光反射性依存于偏振方向。因此，把VCSEL利用在光學(xué)裝置中的時(shí)候，對(duì)VCSEL的偏振方向的控制非常重要。但是，一直以來(lái)，由于VCSEL對(duì)偏光為各向同性結(jié)構(gòu)，因此存在難以控制偏振方向的問(wèn)題。

對(duì)此，為了控制VCSEL的激光的偏振方向，作為付與活性層各向異性的應(yīng)力的技術(shù)，有專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)的技術(shù)。在該VCSEL的臺(tái)面部分周?chē)纬捎杏墒够钚詫影l(fā)生變形的金屬構(gòu)成的變形附加部。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平11-330630號(hào)公報(bào)

但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)的VCSEL所具備的變形附加部，由大面積的金屬所構(gòu)成，因此與用于安裝的電極之間的電容C為，C＝ε·S/d(ε：電容率，S：電極面積，d：電極間隔)。因此，相關(guān)的電容C由于S：面積大，會(huì)產(chǎn)生該電容C變大的問(wèn)題。因此，VCSEL無(wú)法追隨電流的變化，不利于高速變頻。

發(fā)明內(nèi)容

因此，作為上述的課題，本發(fā)明的目的為提供一個(gè)可高速變頻，且可穩(wěn)定地對(duì)激光的偏振方向進(jìn)行控制的面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器。

為了達(dá)到以上目的，作為本發(fā)明的一種形態(tài)，相對(duì)于半導(dǎo)體基板的基板面垂直方向地射出激光的面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器具有，由所述半導(dǎo)體基板，形成在該半導(dǎo)體基板上方的下部鏡面層，形成在該下部鏡面層上方的活性層，以及形成在該活性層上方的包含酸化層的上部鏡面層層積而形成的，在高度方向上從特定位置往上方有一部分形成臺(tái)面狀的共振器；

覆蓋所述共振器臺(tái)面部的側(cè)面及該共振器的非臺(tái)面部上方的絕緣層；

各自配線(xiàn)在所述上部鏡面層上方及所述半導(dǎo)體基板下方的各電極，且形成在所述共振器的所述臺(tái)面部側(cè)面的所述絕緣層的一部分的厚度，沿著該臺(tái)面部的高度方向同等地與其他部分更厚。

另外，在所述面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器中，形成在所述共振器的所述臺(tái)面部側(cè)面的所述絕緣層中，通過(guò)該共振器的所述臺(tái)面部的中心且相互垂直的4個(gè)方向中位于特定方向的部分的厚度，比位于其他方向的部分更厚。

另外，在所述面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器中，形成在所述共振器的所述臺(tái)面部側(cè)面的所述絕緣層，在特定的高度位置上其外周與內(nèi)周形成偏心的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上述發(fā)明，首先，在共振器的臺(tái)面部周?chē)m然形成有絕緣層，但是其中一部分的厚度沿其高度方向同等地比其他部分更厚。于是，面發(fā)光型激光器的完成品受制造過(guò)程中加熱工序的影響，在共振器與絕緣層之間產(chǎn)生熱膨脹不均勻收縮，從而處于帶有機(jī)械應(yīng)力的狀態(tài)。于是，由于臺(tái)面部周?chē)慕^緣層的厚度根據(jù)其位置不同而有所差異，處于內(nèi)在機(jī)械應(yīng)力的狀態(tài)，因此對(duì)活性層會(huì)施加各向異性的力。因此，可以對(duì)發(fā)射出的機(jī)關(guān)的偏振方向進(jìn)行穩(wěn)定的控制。此外，由于使用絕緣層作為付與活性層各向異性的力的部件，因此可以把電容抑制在較低水平，從而適合進(jìn)行高速變頻。

另外，所述面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器中，形成在所述共振器的所述臺(tái)面部側(cè)面的所述絕緣層中，比其他部分更厚的部分的厚度，比形成在所述非臺(tái)面部表面的所述絕緣層更厚。

據(jù)此，可以使機(jī)械應(yīng)力集中在含有活性層與氧化層的共振器上而不向半導(dǎo)體基板分散。因此，由于對(duì)活性層會(huì)更進(jìn)一步地集中施加各向異性的力，從而可激光的偏振方向進(jìn)行更穩(wěn)定的控制。

另外，在所述面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器中，所述共振器的所述臺(tái)面部至少含有所述活性層。更進(jìn)一步地，在所述面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器中，所述共振器的所述臺(tái)面部包含有所述下部鏡面層，及所述半導(dǎo)體基板的一部分。

據(jù)此，會(huì)對(duì)臺(tái)面部的活性層更集中地施加各向異性的力。特別地，通過(guò)對(duì)下部鏡面層也施加機(jī)械壓力，可更進(jìn)一步地對(duì)活性層集中地施加各向異性的力。從而可對(duì)激光的偏振方向進(jìn)行更穩(wěn)定的控制。

另外，在所述面發(fā)光型半導(dǎo)體激光器中，形成所述共振器的所述臺(tái)面部后，在該共振器的層積面相對(duì)于蒸鍍材料或者濺射標(biāo)靶非平行地配置的狀態(tài)下，對(duì)其進(jìn)行蒸鍍或?yàn)R鍍，從而形成所述絕緣層。