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CN101064412A - 半导体激光装置及其制作方法 - Google Patents

半导体激光装置及其制作方法 Download PDF

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CN101064412A
CN101064412A CNA2006101637173A CN200610163717A CN101064412A CN 101064412 A CN101064412 A CN 101064412A CN A2006101637173 A CNA2006101637173 A CN A2006101637173A CN 200610163717 A CN200610163717 A CN 200610163717A CN 101064412 A CN101064412 A CN 101064412A
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semiconductor laser
laser device
guided wave
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CNA2006101637173A
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鹿岛孝之
牧田幸治
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种能够实现高成品率的单片型多波长半导体激光装置及其制作方法。红外激光元件(110)和红色激光元件(120)形成在同一个衬底(101)上。各激光元件(110及120)分别包括由n型包层(103、113)、活性层(104、114)及p型第一包层(105、115)按照上述顺序叠层而成的双重异质结构，以及包含在p型第二包层(107、117)和其上面设置的p型接触层(109、209)的山脊状导波路(150、160)。在各山脊状导波路(150、160)的两侧侧壁及其周围形成了电流阻挡层(132)，并在电流阻挡层(132)上形成了漏电防止层(133)。

Description

半导体激光装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种半导体激光装置及其制作方法，特别是关于由振荡波长互不相同的多个半导体激光元件构成的具有单片结构的多波长型半导体激光装置及其制作方法。
背景技术
近年来，在以录像播放机为首的各个领域中，大存储容量为特征的光信息记录再生用数码影象光盘(DVD)驱动器正在迅速普及。还有，现在迫切期望的是也可以用相同的器件对于以往所使用的光盘(CD)、可记录光盘(CD-R)、可删除重写光盘(CD-RW)进行读取。为此，作为用于数码影象光盘或光盘记录·再生用的拾光头的光源，是可同时并用数码影象光盘用650纳米波长的红色半导体激光元件和光盘用780纳米波长的红外半导体激光元件。
伴随着计算机等信息处理器件的小型化，有必要使数码影象光盘等记录·再生装置向小型化及薄型化方向发展。为了实现此目的，拾光头的小型化及薄型化是必不可少的。对于实现拾光头的小型化及薄型化，减少光学部件简化装置是有效的，作为此实施方法之一，可列举出对红色半导体激光元件和红外半导体激光元件进行集成的示例。
近年来，实现了使红色半导体激光元件和红外半导体激光元件集成在同一个半导体衬底上的单片型双波长半导体激光装置。由此，因为多个半导体激光元件不仅能够汇集在一个部件上，而且准直仪镜头和光束分裂器等光学部件能够在红色半导体激光元件和红外半导体激光元件中共用，所以能够实现装置的小型化·薄型化。
在此单片型双波长半导体激光装置中，要求进一步提高光输出功率及实现低成本化。关于低成本化，则要求结构的简单化和芯片成品率的提高。
然而，单片型半导体激光元件的制作过程，相比以往发射单一激光束的激光元件的制作过程而言呈现复杂化趋势，从而实现结构的简单化及高成品化已成为一个课题。近年来，如专利文献1所揭示的那样，在单片型双波长激光元件中也实现了不伴随埋入生长的激光元件。
图10(a)、图10(b)、图11(a)、图11(b)、图12(a)及图12(b)，是表示专利文献1所揭示的以往的半导体激光装置制作方法各个工序的剖面图。
首先，如图10(a)所示，在n型衬底301上，利用金属有机物化学气相淀积法(MOCVD＝Metal Organic Chemical Vapor Deposition)依次形成n型缓冲层302、n型包层303、活性层304、p型第一包层305、p型蚀刻停止层306、p型第二包层307、p型中间层308及p型接触层309。
其次，如图10(b)所示，利用光微影技术及湿蚀刻技术将在图10(a)所示的工序里形成的叠层半导体结构中位于红色激光元件形成区域的部分去除，由此形成红外激光元件用叠层半导体结构310。
然后，如图11(a)所示，在包括红外激光元件用叠层半导体结构310上面的n型衬底301上，利用金属有机物化学气相淀积法依次形成n型缓冲层312、n型包层313、活性层314、p型第一包层315、p型蚀刻停止层316、p型第二包层317、p型中间层318及p型接触层319。
其次，如图11(b)所示，利用光微影技术及湿蚀刻技术将在图11(a)所示的工序里形成的叠层半导体结构中位于红外激光元件形成区域的部分去除，由此形成红色激光元件用叠层半导体结构320。此时，为了分离红外激光元件和红色激光元件，在红外激光元件用叠层半导体结构310和红色激光元件用叠层半导体结构320之间形成分离沟槽330。还有，此时分别在各叠层半导体结构310和320与衬底端部之间也形成了沟槽(以下，包括该沟槽总称为分离沟槽330)。
然后，分别在红外激光元件用叠层半导体结构310及红色激光元件用叠层半导体结构320之上形成二氧化硅(SiO2)膜(省略图示)后，通过利用光微影技术及干蚀刻技术将该二氧化硅膜制成图案，从而形成了掩模图案(省略图示)，且此掩模图案将分别位于红外激光元件及红色激光元件中的条形山脊状导波路形成区域及其两侧的支撑部形成区域覆盖住。紧接着，通过利用该掩模图案，对红外激光元件的p型接触层309、p型中间层308和p型第二包层307、以及红色激光元件的p型接触层319、p型中间层318和p型第二包层317进行蚀刻，上述蚀刻分别进行到p型蚀刻停止层306及p型蚀刻停止层316为止，从而如图12(a)所示，形成了红外激光元件的山脊状导波路350、位于其两侧的支撑部351和352、以及红色激光元件的山脊状导波路360、位于其两侧的支撑部361和362。
然后，如图12(b)所示，在n型衬底301的整个面上形成了电流阻挡层332以后，利用光微影及蚀刻技术，将电流阻挡层332中形成于各山脊状导波路350及360之上的部分去除的同时，将电流阻挡层332中形成于分离沟槽330的部分去除。在图12(b)所示的工序中，通过在各山脊状导波路350及360的两侧设置支撑部351和352以及支撑部361和362，从而能够使在光微影工序中形成于各山脊状导波路350及360周围的抗蚀膜的膜厚保持均匀，所以能够使电流阻挡层332的加工精度得以提高。
最后，在形成了各叠层半导体结构310及320的n型衬底301的表面形成了p侧电极的同时，在n型衬底301的背面形成了n侧电极，但这在图示上被省略了。
(专利文献1)专利公开2005-268475号公报
(发明所要解决的课题)
然而，如上所述，利用专利文献1所揭示的方法制作单片型双波长半导体激光装置时，难以确保高成品率。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于：提供一种能够实现高成品率的单片型多波长半导体激光装置及其制作方法。
(解决课题的方法)
为了实现上述目的，本申请的发明者们，对于利用专利文献1所揭示的方法制作单片型双波长半导体激光装置时成品率低的原因进行探讨的结果，得出了以下的结论。
在制作单片型双波长半导体激光装置的时候，使红外激光元件用半导体层及红色激光元件用半导体层分别进行结晶生长时有时会出现杂质性微粒。在此，结晶生长过程中出现的微粒数随着时间的推移有增加的倾向，并且抑制微粒的产生是很困难的。还有，为了实现激光元件的高输出功率化，半导体层的生长膜的厚度有变厚的倾向，其结果是微粒出现的机率也随之增加。
在结晶生长过程中出现的微粒的大小有时会达到与半导体层生长膜的厚度相同的程度，此时因为半导体层形成后出现的高低起伏也将变大，所以在加工过程中的光微影工序里该高低起伏将无法完全被抗蚀掩模所遮盖。其结果是，微粒只要被蚀刻而去除了的话，由于浸入到该去除部位的蚀刻剂，半导体层也被蚀刻去除的可能性将升高。特别是半导体层被蚀刻直至露出衬底时，由于该蚀刻，在半导体层产生的空洞内将隔着n型电流阻挡层直接形成p侧电极，所以该p侧电极和n型衬底背面的n侧电极之间发生短路不良现象的结果是，造成成品率的下降。
图13(a)所显示的是以往的半导体激光装置的制作方法中在图10(a)所示的半导体层形成工序里红外激光元件形成区域出现了微粒350以后，在光微影工序中形成了抗蚀膜图案351后的图例。如图13(a)所示，抗蚀膜图案351，无法将红外激光元件形成区域中出现了微粒350的部分遮盖住。
还有，图13(b)所显示的是以往的半导体激光装置的制作方法中在图10(b)所示的红外激光元件用叠层半导体结构310的形成工序里，图13(a)所示的微粒350被蚀刻去除后的图例。如图13(b)所示，由于在微粒350被去除的部位浸入的蚀刻剂，叠层半导体结构310也被蚀刻去除，其结果是产生了到达n型衬底301的空洞352。在此，在该空洞内形成n型电流阻挡层332[参照图12(b)]，并在紧贴着它的上面形成了p侧电极时，该p侧电极和n型衬底301背面的n侧电极之间将发生短路的不良现象。
根据以上的结论，本申请的发明者们所想到的发明是：通过在电流阻挡层上形成漏电防止层这一结构，防止因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，由此用低成本可使单片型多波长半导体激光装置的成品率得以提高。
具体来说，本发明所涉及的第一半导体激光装置是，发射第一波长激光的第一半导体激光元件和发射第二波长激光的第二半导体激光元件形成在同一个衬底上而构成的单片型半导体激光装置，上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件分别包括双重异质结构和山脊状导波路，且此双重异质结构是至少由第一导电型包层、活性层及第二导电型包层按照上述顺序叠层而成的，并且此山脊状导波路包含在上述第二导电型包层的至少上部和其上面设置的接触层，此外上述各山脊状导波路的两侧侧壁及其周围形成了第一导电型的电流阻挡层，并在上述电流阻挡层之上形成了漏电防止层。
根据本发明的第一半导体激光装置，因为在山脊状导波路的两侧侧壁及其周围形成的电流阻挡层上形成了漏电防止层，所以即使由于在成为激光元件的半导体层的结晶生长过程中出现的微粒在多次蚀刻经历中被蚀刻而导致在半导体层产生了空洞时，也能够在该空洞内形成漏电防止层。因此，假设该空洞到达衬底时，即使在该空洞内形成电流阻挡层，且随后形成了衬底表面一侧电极的情况下，因为衬底表面一侧的电极和电流阻挡层之间由于漏电防止层是相互绝缘的，所以能够防止衬底表面一侧的电极和衬底背面一侧的电极之间发生短路的不良现象。也就是，根据本发明的半导体激光装置，通过在电流阻挡层上形成漏电防止层这一简单的结构，能够防止因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，所以能够实现用低成本实现高成品率的单片型多波长半导体激光装置。
还有，根据本发明的第一半导体激光装置，即使在上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件中的至少一个半导体激光元件的上述双重异质结构中，产生了至少到达上述活性层的空洞时，特别是该空洞到达上述衬底时，也能够获得上述效果。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述漏电防止层的厚度只要在0.1微米以上，就能够确实地获得上述效果。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述漏电防止层只要是由硅(Si)、氮化硅(SiN)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、五氧化二钽(Ta2O5)、氧化铌(NbO)或氢化非晶硅构成的单层膜或者由两层以上的上述单层膜叠层而成的多层膜，就能够确实地获得上述效果。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述漏电防止层，只要沉积在上述电流阻挡层中除了形成在上述各山脊状导波路两侧侧壁上以外的其他部分上，特别是上述漏电防止层，只要沉积在上述电流阻挡层中距离上述各山脊状导波路1微米以上的部分之上，就能够减少漏电防止层对于电流阻挡层的应力，由此能够防止激光元件可靠性的劣化。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述漏电防止层，只要也形成在使上述第一半导体激光元件和上述第二半导体激光元件分离的沟槽中，即使在激光元件形成后焊锡流入该沟槽时，因为该沟槽被漏电防止层覆盖，所以能够防止激光元件的特性劣化。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述漏电防止层的电阻率，只要在3.0×103欧姆·米(Ω·m)以上，就能够确实地获得本发明的效果，即能够防止因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述电流阻挡层只要是由半导体层构成的话，与使用了电介质膜的情况相比能够确保工作时的放热性。此时，上述电流阻挡层，只要是由n型半导体层和p型半导体层相互交替一个循环以上叠层而成的多层膜构成的话，就能够更加显著地发挥本发明的漏电防止层所起到的效果。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自所包含的上述第一导电型包层及上述第二导电型包层只要是由包含相同元素的材料构成的话，因为能够共用的流程工序的增加，因此能够简化制作方法。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自所包含的上述第一导电型包层及上述第二导电型包层只要是由含有磷的材料构成的话，与在具有砷(As)系列的活性层中使用一般的砷系列包层的情况相比，能够增加禁带的宽度。为此，因为能够增大对于载流子的束缚效果，所以可以实现温度特性的提高。
在本发明的第一半导体激光装置中，上述的第一波长激光可以是红外激光，上述的第二波长激光可以是红色激光。
本发明所涉及的第二半导体激光装置是，发射第一波长激光的第一半导体激光元件和发射第二波长激光的第二半导体激光元件形成在同一个衬底上而构成的单片型半导体激光装置，上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件分别包括双重异质结构和山脊状导波路及支撑部，且此双重异质结构是至少由第一导电型包层、活性层及第二导电型包层按照上述顺序叠层而成的，而此山脊状导波路包含在上述第二导电型包层的至少上部和其上面设置的接触层，并且此支撑部是由上述第二导电型包层的至少上部构成且在上述山脊状导波路的两侧按照所规定的间隔设置而成的，此外在上述各山脊状导波路的两侧侧壁、上述各支撑部中位于上述各山脊状导波路一侧的侧壁、以及上述各山脊状导波路和上述各支撑部之间形成了第一导电型的电流阻挡层，并在上述电流阻挡层之上形成了漏电防止层。
根据本发明的第二半导体激光装置，能够获得和本发明的第一半导体激光装置相同的效果。
本发明所涉及的半导体激光装置的制作方法包括：工序(a)，在衬底上的第一半导体激光元件区域里，形成至少由第一的第一导电型包层、第一活性层和第一的第二导电型包层及第一的第二导电型接触层按照上述顺序叠层而成的第一叠层半导体结构；工序(b)，在上述衬底上的第二半导体激光元件区域里，形成至少由第二的第一导电型包层、第二活性层和第二的第二导电型包层及第二的第二导电型接触层按照上述顺序叠层而成的第二叠层半导体结构；工序(c)，将上述第一的第二导电型包层的至少上部及上述第一的第二导电型接触层制成图案，形成第一山脊状导波路的同时，将上述第二的第二导电型包层的至少上部及上述第二的第二导电型接触层制成图案，形成第二山脊状导波路；工序(d)，在上述第一山脊状导波路的两侧侧壁及其周围以及上述第二山脊状导波路的两侧侧壁及其周围形成电流阻挡层；工序(e)，在上述电流阻挡层上形成漏电防止层。
根据本发明的半导体激光装置的制作方法，因为在各激光元件的山脊状导波路的两侧侧壁及其周围形成的电流阻挡层上形成了漏电防止层，所以即使由于在成为激光元件的半导体层的结晶生长过程中出现的微粒在多次蚀刻经历中被蚀刻而导致在半导体层产生了空洞时，也能够在该空洞内形成漏电防止层。因此，假设该空洞到达衬底时，即使在该空洞内形成电流阻挡层，且随后形成了衬底表面一侧电极的情况下，因为衬底表面一侧的电极和电流阻挡层之间由于漏电防止层是相互绝缘的，所以能够防止衬底表面一侧的电极和衬底背面一侧的电极之间发生短路的不良现象。也就是，根据本发明的半导体激光装置的制作方法，通过在电流阻挡层上形成漏电防止层这一简单的结构，能够防止因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，所以能够实现用低成本实现高成品率的单片型多波长半导体激光装置。
在本发明的半导体激光装置的制作方法中，上述工序(c)最好包括下记工序，即在上述第一山脊状导波路的两侧形成由上述第一的第二导电型包层的至少上部构成的第一支撑部的同时，在上述第二山脊状导波路的两侧形成由上述第二的第二导电型包层的至少上部构成的第二支撑部。这样一来，因为在形成电流阻挡层的光微影工序中各山脊状导波路的周围所形成的抗蚀膜的膜厚能够保持均匀，所以可以使电流阻挡层的加工精度得以提高。还有，此时在上述工序(d)之前，最好还包括工序(f)，此工序(f)将除去位于上述第一半导体激光元件的共振器端面附近的上述第一山脊状导波路中的上述第一的第二导电型接触层、和在上述第一支撑部上形成的上述第一的第二导电型接触层、以及位于上述第二半导体激光元件的共振器端面附近的上述第二山脊状导波路中的上述第二的第二导电型接触层、和在上述第二支撑部上形成的上述第二的第二导电型接触层。这样一来，通过除去各激光元件的共振器端面附近的第二导电型接触层，从而能够防止在激光振动时因各激光元件的共振器端面发热而造成激光元件的损坏。还有，通过除去在各激光元件的支撑部上形成的第二导电型接触层，从而能够使下一步工序中在各激光元件的支撑部上生长的电流阻挡层保持良好的结晶性能。
在本发明的半导体激光装置的制作方法中，上述工序(e)之后，只要还包括将上述漏电防止层中至少形成在上述第一山脊状导波路两侧侧壁及上述第二山脊状导波路两侧侧壁的部分除去的工序(g)，特别是在上述工序(g)中，上述漏电防止层，只要在下记范围中被去除，即从上述第一山脊状导波路及上述第二山脊状导波路各自的边缘开始到距此1微米以上的地方为止，就能够减轻漏电防止层对于电流阻挡层的应力，由此能够防止激光元件可靠性的劣化。
在本发明的半导体激光装置的制作方法中，上述工序(g)里，最好将在上述漏电防止层中位于上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自的共振器端面附近的部分除去。这样一来，能够容易进行用以形成各激光元件共振器端面的切开。还有，此时在上述工序(g)中，上述漏电防止层，只要在下记范围中被去除，即从上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自的共振器端面开始到距此5微米以上且在20微米以下的地方为止，就能够既得到上述效果，即能够容易地进行切开，又可以确实地获得本发明的效果即能够防止因在结晶生长过程中所出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象。
本发明的半导体激光装置的制作方法中，在上述工序(e)里，上述漏电防止层只要还形成在上述第一叠层半导体结构和上述第二叠层半导体结构之间的沟槽中，即使在激光元件形成后有焊锡流入该沟槽时，因为该沟槽被漏电防止层覆盖，所以能够防止激光元件的特性劣化。
(发明的效果)
根据本发明，因为通过在电流阻挡层上形成漏电防止层这一简单的结构，能够防止因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，所以能够实现用低成本实现高成品率的单片型多波长半导体激光装置。
附图说明
图1是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置结构的立体图。
图2(a)是图1中A-A′线的剖面图，图2(b)是图1中B-B′线的剖面图。
图3(a)及图3(b)是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法各工序的剖面图。
图4是显示本发明一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法中的一个工序的剖面图。
图5(a)及图5(b)是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法各工序的剖面图。
图6(a)是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法的一个工序的增益区域的剖面图，图6(b)是显示该工序的共振器端面附近的剖面图。
图7(a)是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法的一个工序的增益区域的剖面图，图7(b)是显示该工序的共振器端面附近的剖面图。
图8(a)是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法的一个工序的增益区域的剖面图，图8(b)是显示该工序的共振器端面附近的剖面图。
图9(a)是显示本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置制作方法的一个工序的增益区域的剖面图，图9(b)是显示该工序的共振器端面附近的剖面图。
图10(a)及图10(b)是显示以往的半导体激光装置制作方法各工序的剖面图。
图11(a)及图11(b)是显示以往的半导体激光装置制作方法各工序的剖面图。
图12(a)及图12(b)是显示以往的半导体激光装置制作方法各工序的剖面图。
图13(a)及图13(b)是为了说明在以往的半导体激光装置制作方法中存在的问题点的图示。
(符号说明)
101、201             衬底
102、202             n型缓冲层
103、203             n型包层
104、204             活性层
105、205             p型第一包层
106、206             蚀刻停止层
107、207             p型第二包层
108、208             p型中间层
109、209             p型接触层
110、210             红外激光元件
112、212             n型缓冲层
113、213             n型包层
114、214             活性层
115、215             p型第一包层
116、216             蚀刻停止层
117、217             p型第二包层
118、218             p型中间层
119、219             p型接触层
120、220             红色激光元件
130、230             分离沟槽
131、231             空洞
132、232             电流阻挡层
133、233             漏电防止层
150、250             山脊状导波路
151、152、251、252   支撑部
160、260             脊状导波路
161、162、261、262   支撑部
具体实施方式
下面，关于本发明的一个实施例所涉及的半导体激光装置，具体来讲是关于单片型的双波长半导体激光装置及其制作方法，在参照附图的同时，加以说明。
(双波长半导体激光装置的结构)
图1是显示本实施例所涉及的半导体激光装置结构的立体图，图2(a)是图1中A-A′线的剖面图(横切因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而产生的空洞的剖面图)，图2(b)是图1中B-B′线的剖面图(没有横切上述空洞的剖面图)。
如图1及图2(a)、图2(b)所示，本实施例的单片型双波长半导体激光装置，在例如由n型砷化镓(GaAs)构成的衬底101上具有红外激光元件110和红色激光元件120，各激光元件的结构如下所述。
首先，红外激光元件110具有按照例如金属有机物化学气相淀积法在衬底101上依次叠层而成的下记结构，即在衬底101上，依次叠层由例如n型砷化镓构成的n型缓冲层102、由例如n型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的n型包层103、由例如砷化镓层和砷化铝镓(AlGaAs)层叠层而成的活性层104、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第一包层105、由例如p型磷化镓铟(GaInP)构成的蚀刻停止层106、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第二包层107、由例如p型磷化镓铟构成的p型中间层108及由例如p型砷化镓构成的p型接触层109。
在此，n型包层103、活性层104及p型第一包层105构成双重异质结构。还有，p型第二包层107、p型中间层108及p型接触层109，作为旨在实现水平横向闭光及电流狭窄化的山脊状导波路150被加工成台地型的条形形状。还有，在山脊状导波路150的两侧距离所规定的间隔，设置有由被制成图案的p型第二包层107及p型中间层108构成的支撑部151及152。
另一方面，红色激光元件120具有按照例如金属有机物化学气相淀积法在衬底101上依次叠层而成的下记结构，即在衬底101上，依次叠层由例如n型砷化镓构成的n型缓冲层112、由例如n型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的n型包层113、由例如磷化镓铟层和磷化铝镓铟(AlGaInP)层叠层而成的活性层114、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第一包层115、由例如p型磷化镓铟构成的蚀刻停止层116、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第二包层117、由例如p型磷化镓铟构成的p型中间层118及由例如p型砷化镓构成的p型接触层119。
在此，n型包层113、活性层114及p型第一包层115构成双重异质结构。还有，p型第二包层117、p型中间层118及p型接触层119，作为旨在实现水平横向闭光及电流狭窄化的山脊状导波路160被加工成台地型的条形形状。还有，在山脊状导波路160的两侧距离所规定的间隔，设置有由被制成图案的p型第二包层117及p型中间层118构成的支撑部161及162。
再者，在红外激光元件110和红色激光元件120之间，形成了到达衬底101的分离沟槽130，由此红外激光元件110和红色激光元件120之间是电绝缘的。还有，分别在红外激光元件110及红色激光元件120和衬底端部之间，也形成了到达衬底101的沟槽(以下，包括该沟槽总称为分离沟槽130)。
还有，如图1及图2(a)所示，因为在形成红外激光元件110及红色激光元件120的结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻，而导致在各激光元件110及120中产生了多个空洞131。各空洞131，是由于蚀刻进行到比例如活性层104及114靠下的下侧而产生的。
还有，如图1及图2(a)、图2(b)所示，山脊状导波路150及160的两侧侧壁、支撑部151、152、161和162的上表面及山脊状导波路一侧的侧壁、分别位于山脊状导波路150和支撑部151及152之间的蚀刻停止层106、以及分别位于山脊状导波路160和支撑部161及162之间的蚀刻停止层116，被电流阻挡层132所覆盖。换言之，分别在山脊状导波路150和160的上表面以及分离沟槽130及其附近的电流阻挡层132通过蚀刻被除去。在此，如图2(a)所示，电流阻挡层132也形成在位于其形成区域内的空洞131的内部。
再者，分别在支撑部151及152中p型接触层109通过蚀刻被全部除去的同时，分别在支撑部161及162中p型接触层119也通过蚀刻被全部除去。还有，如图1所示，在红外激光元件110的山脊状导波路150处，共振器端面附近的p型接触层109通过蚀刻被除去的同时，在红色激光元件120的山脊状导波路160处，共振器端面附近的p型接触层119也通过蚀刻被除去。再者，如图1所示，在共振器端面附近的山脊状导波路150的p型接触层109被除去的部分上，以及在共振器端面附近的山脊状导波路160的p型接触层119被除去的部分上形成了电流阻挡层132。在此，所谓共振器端面，是指山脊状导波路150及160延伸方向上的激光元件端面。
本实施例的特征，是如图1及图2(a)、图2(b)所示，在电流阻挡层132上形成了由例如电介质膜构成的漏电防止层133。并且，漏电防止层133，也形成在没有形成电流阻挡层132的分离沟槽130及其附近。还有，共振器端面附近的漏电防止层133通过蚀刻被除去。换言之，共振器端面附近的电流阻挡层132是露出的，没有被漏电防止层133所覆盖。
根据上述本实施例的特征，如图2(a)所示，在漏电防止层133的形成区域中空洞131内也形成了漏电防止层133。
并且，在本实施例中，作为漏电防止层133，使用了例如厚度为0.4微米的二氧化硅膜。
关于以上所述的通过在空洞131内形成漏电防止层133而获得的效果，还有共振器端面附近的p型接触层109及119以及漏电防止层133通过蚀刻被除去而获得的效果等，将在以下所述的本实施例半导体激光装置的制作方法中加以说明。
(双波长半导体激光装置的制作方法)
图3(a)、图3(b)、图4、图5(a)、图5(b)、图6(a)、图6(b)、图7(a)、图7(b)、图8(a)、图8(b)、图9(a)以及图9(b)是显示本实施例所涉及的半导体激光装置制作方法各工序的剖面图。并且，虽然截止到图5(b)所示的工序为止，在共振器端面附近和其他区域(以下，称为增益区域)之间的剖面结构中没有产生差异，但因为在这以后的工序中产生了差异，所以在表示时将显示该各工序的剖面图分成共振器端面附近和增益区域。也就是，图6(a)、图7(a)、图8(a)及图9(a)分别表示的是增益区域的剖面结构，图6(b)、图7(b)、图8(b)及图9(b)分别表示的是与图6(a)、图7(a)、图8(a)及图9(a)相对应的共振器端面附近的剖面结构。
首先，如图3(a)所示，利用例如金属有机物化学气相淀积法在由例如n型砷化镓构成的n型衬底201上，依次形成由例如n型砷化镓构成的n型缓冲层202、由例如n型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的n型包层203、由例如砷化镓层和砷化铝镓层叠层而成的活性层204、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第一包层205、由例如p型磷化镓铟构成的蚀刻停止层206、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第二包层207、由例如p型磷化镓铟构成的p型中间层208及由例如p型砷化镓构成的p型接触层209。
并且，在本实施例中，各包层203、205及207中的(AlxGa1-x)yIn1-yP的组成设定为x＝0.7、y＝0.5。
其次，如图3(b)所示，利用光微影技术及湿蚀刻技术将在图3(a)所示的工序里形成的叠层半导体结构中位于红色激光元件形成区域的部分去除，由此形成红外激光元件用叠层半导体结构210。在此，通过在含有磷(P)的半导体层的蚀刻中使用盐酸系列蚀刻剂的同时，在含有砷(As)的半导体层的蚀刻中使用硫酸系列蚀刻剂，从而使蚀刻选择性得以提高，由此进行了蚀刻，且此蚀刻直到n型衬底201中位于红色激光元件形成区域的部分露出为止。
并且，在图3(a)所示的工序中，在例如n型缓冲层202或者n型包层203等的结晶生长过程中附着了大小为5微米以上的微粒时，在图3(b)所示的工序或者那之后的工序中光微影工序所形成的抗蚀掩模有时不能将红外激光元件形成区域中出现了微粒的部分覆盖住。这种情况下，微粒由于在图3(b)所示的工序或者那之后的工序中的蚀刻而被去除，且由于浸入到该去除部位的蚀刻剂，红外激光元件用叠层半导体结构210也被蚀刻去除的结果是，产生了具有壁面的空洞，且此壁面具有蚀刻面方位，并且此空洞的深度到达例如n型缓冲层202或者n型衬底201。也就是，在微粒具有不能被抗蚀掩模所覆盖的大小时，就会产生该空洞。
其次，如图4所示，利用例如金属有机物化学气相淀积法在红色激光元件形成区域的n型衬底201的露出表面上以及红外激光元件用叠层半导体结构210之上，依次形成由例如n型砷化镓构成的n型缓冲层212、由例如n型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的n型包层213、由例如磷化镓铟层和磷化铝镓铟层叠层而成的活性层214、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第一包层215、由例如p型磷化镓铟构成的蚀刻停止层216、由例如p型(AlxGa1-x)yIn1-yP(0＜x＜1、0＜y＜1)构成的p型第二包层217、由例如p型磷化镓铟构成的p型中间层218及由例如p型砷化镓构成的p型接触层219。
并且，在本实施例中，各包层213、215及217中的(AlxGa1-x)yIn1-yP的组成设定为x＝0.7、y＝0.5。
其次，如图5(a)所示，利用光微影技术及湿蚀刻技术将在图4所示的工序里形成的叠层半导体结构中位于红外激光元件形成区域的部分(也就是形成在红外激光元件用叠层半导体结构210之上的部分)去除，由此形成红色激光元件用叠层半导体结构220。在此，因为构成红色激光元件用叠层半导体结构220的各半导体层，是含有磷及砷的半导体层，所以作为蚀刻剂使用了盐酸系列蚀刻剂及硫酸系列蚀刻剂。还有，此时为了使红外激光元件110和红色激光元件120之间实现电绝缘，在红外激光元件用叠层半导体结构210和红色激光元件用叠层半导体结构220之间形成了分离沟槽230。还有，此时分别在各叠层半导体结构210及220和衬底端部之间也形成了沟槽(以下，包括该沟槽总称为分离沟槽230)。
并且，在图4所示的工序中，在例如n型缓冲层212或者n型包层213等的结晶生长过程中附着了大小为5微米以上的微粒时，在图5(a)所示的工序或者那之后的工序中光微影工序所形成的抗蚀掩模有时不能将红色激光元件形成区域中出现了微粒的部分覆盖住。这种情况下，微粒由于在图5(a)所示的工序或者那之后的工序中的蚀刻而被去除，且由于浸入到该去除部位的蚀刻剂红色激光元件用叠层半导体结构220也被蚀刻去除的结果是，产生了具有壁面的空洞，且此壁面具有蚀刻面方位，并且此空洞的深度到达例如n型缓冲层212或者n型衬底201。也就是，在微粒具有不能被抗蚀掩模所覆盖的大小时，就会产生该空洞。
还有，如上所述，在图5(a)所示的工序中，通过蚀刻将图4所示的工序里形成的叠层半导体结构中形成在红外激光元件用叠层半导体结构210之上的部分去除时，为了不使红外激光元件用叠层半导体结构210被蚀刻，将使用选择性高的蚀刻剂。然而，到进行该蚀刻时为止在红外激光元件用叠层半导体结构210中存在例如5微米以上大小的微粒时该微粒只要通过上述蚀刻被除去，由于浸入到该去除部位的蚀刻剂，用和红色激光元件用叠层半导体结构220相同材料构成的红外激光元件用叠层半导体结构210也被蚀刻去除。其结果是，如图5(a)所示，在红外激光元件用叠层半导体结构210中产生了具有壁面的空洞231，且此壁面具有蚀刻面方位，并且此空洞231的深度到达例如n型衬底201。
其次，分别在红外激光元件用叠层半导体结构210及红色激光元件用叠层半导体结构220之上形成了例如二氧化硅膜(省略图示)后，通过利用光微影技术及干蚀刻技术将该二氧化硅膜制成图案，从而形成了掩模图案(省略图示)，且此掩模图案将分别位于红外激光元件110及红色激光元件120的条形山脊状导波路形成区域及其两侧的支撑部形成区域覆盖住。紧接着，通过利用该掩模图案，对红外激光元件的p型接触层209、p型中间层208及p型第二包层207、以及红色激光元件的p型接触层219、p型中间层218和p型第二包层217进行蚀刻，上述蚀刻分别进行到p型蚀刻停止层206及p型蚀刻停止层216为止，从而如图5(b)所示，形成了红外激光元件的山脊状导波路250、位于其两侧的支撑部251和252、以及红色激光元件的山脊状导波路260、位于其两侧的支撑部261和262。
并且，在本实施例中，同时采用了使用例如感应结合型等离子体或者反应性离子等离子体的干蚀刻和湿蚀刻来实施图5(b)所示的蚀刻工序。
其次，如增益区域剖面图的图6(a)及共振器端面附近剖面图的图6(b)所示，利用光微影技术及湿蚀刻技术，将分别位于整个支撑部251和252及山脊状导波路250共振器端面附近部分的上述二氧化硅膜及p型接触层209除去的同时，将分别位于整个支撑部261和262及山脊状导波路260共振器端面附近部分的上述二氧化硅膜及p型接触层219除去。并且，对位于山脊状导波路250及260共振器端面附近部分的上述二氧化硅膜及p型接触层209及219的去除，将在从共振器端面开始沿共振器方向(山脊状导波路250及260延伸的方向)在例如20微米的范围进行。还有，关于上述二氧化硅膜用例如氟酸系列的蚀刻剂去除，关于p型接触层209及219用例如硫酸系列的蚀刻剂去除。
在本实施例中，如图6(b)所示，除去共振器端面附近的p型接触层209及219，是为了防止在激光振动时因共振器端面发热而造成的激光元件的损坏，只要考虑到形成共振器端面的切开精度，则有必要从共振器端面开始沿共振器方向在至少5微米的范围除去p型接触层209及219。然而，只要将p型接触层209及219过多去除的话，因电阻增大则有可能引起激光元件电流-光学输出特性的阈值等的变动。因此，为了抑制这种特性变动，对p型接触层209及219进行去除的宽度最好限制在从共振器端面开始沿共振器方向延伸的80微米以内的范围。
还有，在本实施例中，如图6(a)及图6(b)所示，在整个支撑部251及252上去除p型接触层209及219，是由于下记原因。也就是，在下一步工序中，使成为电流阻挡层的n型磷化铝铟层生长在构成p型接触层209及219的p型砷化镓上时，该电流阻挡层的结晶性能将出现劣化，并导致表面形态的恶化。其结果是，因为在将该电流阻挡层制成图案的光微影工序中调整精度的下降，所以为了防止此问题将在整个支撑部251及252上去除p型接触层209及219。
其次，如增益区域剖面图的图7(a)及共振器端面附近剖面图的图7(b)所示，将残留在山脊状导波路250及260的增益部分的二氧化硅膜(省略图示)用作掩模，在整个n型衬底201上，使由例如n型磷化铝铟层和p型砷化镓层叠层而成的电流阻挡层232有选择地生长。此时，如上所述，因为在山脊状导波路250及260共振器端面附近部分除去了上述由二氧化硅膜构成的掩模，所以如图7(b)所示，在山脊状导波路250及260的共振器端面附近部分之上形成了电流阻挡层232。还有，此时如图7(a)所示，电流阻挡层232也形成在位于其形成区域内的空洞231的内部。
紧接着，用例如氟酸系列的蚀刻剂，将残留在山脊状导波路250及260增益部分的二氧化硅膜进行去除。
其次，如增益区域剖面图的图8(a)及共振器端面附近剖面图的图8(b)所示，利用光微影及蚀刻，将电流阻挡层232中形成在分离沟槽230(包括装置两端的沟槽)及其附近的部分进行去除。在此，在去除构成电流阻挡层232的n型磷化铝铟层及p型砷化镓层时使用例如盐酸系列的蚀刻剂及硫酸系列的蚀刻剂。
其次，如增益区域剖面图的图9(a)及共振器端面附近剖面图的图9(b)所示，在包括电流阻挡层232上面的整个n型衬底201上形成由例如厚度为0.4微米的二氧化硅膜构成的漏电防止层233。紧接着，利用光微影及蚀刻，除去分别在山脊状导波路250及260的上面和它们的附近形成的漏电防止层233，以及在共振器端面附近部分形成的漏电防止层233。换言之，山脊状导波路250及260的附近以及共振器端面附近的电流阻挡层232是裸露的，并没有被漏电防止层233覆盖住。在此，除去构成漏电防止层233的二氧化硅膜时使用了例如氟酸系列的蚀刻剂。还有，对于分别在山脊状导波路250及260的上面以及它们的附近形成的漏电防止层233的去除，是在下记范围进行的，即从山脊状导波路250及260各自的边缘开始向两侧延伸的例如5微米的范围。然而，为了分别在支撑部251和252以及支撑部261和262的上面残留有漏电防止层233进行了漏电防止层233的图案制作。还有，对于在共振器端面附近部分形成的漏电防止层233的去除，是在从共振器端面开始沿共振器方向延伸例如5微米的范围进行的。
再者，本实施例中，如图9(a)所示，在漏电防止层233的形成区域，在没有形成电流阻挡层232的分离沟槽230及其附近也形成了漏电防止层233，同时在形成了电流阻挡层232的空洞231内也形成了漏电防止层233。
最后，在形成了各叠层半导体结构210及220的n型衬底201的表面形成了p侧电极的同时，在n型衬底201的背面形成了n侧电极，但这在图示上被省略了。
如上所述，根据本实施例，在经历了多次蚀刻后形成于同一个衬底上的单片型多波长激光装置中，能够获得以下的效果。也就是，因为在山脊状导波路250及260的两侧侧壁及其周围等形成的电流阻挡层232上形成了漏电防止层233，所以即使由于在成为各激光元件的半导体层的结晶生长过程中出现的微粒在多次蚀刻经历中被蚀刻而导致在半导体层产生了空洞231时，也能够在该空洞231内形成漏电防止层233。因此，假设该空洞231到达衬底201时，即使在该空洞231内形成电流阻挡层232，且随后形成了衬底表面一侧电极(p侧电极)的情况下，因为该衬底表面一侧的电极和电流阻挡层232之间由于漏电防止层233是相互绝缘的，所以能够防止在衬底表面一侧的电极和衬底背面一侧的电极(n侧电极)之间发生短路的不良现象。也就是，根据本实施例的半导体激光装置，通过在电流阻挡层232上形成漏电防止层233这一简单的结构，能够防止因在结晶生长过程中出现的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，所以能够实现用低成本实现高成品率的单片型多波长半导体激光装置。
再者，在本实施例中，为了用漏电防止层233将具有与各激光元件高度大致相同深度的空洞231内很好地覆盖住，从而获得上述效果，在电流阻挡层232上形成的漏电防止层233的厚度，最好至少在0.1微米以上。然而，为了抑制漏电防止层233对于电流阻挡层232应力的增大，漏电防止层233的厚度最好在5微米以下。
还有，在本实施例中，作为漏电防止层233使用了二氧化硅膜，然而只要使衬底表面一侧的电极和电流阻挡层232之间形成良好的电绝缘从而能够获得上述效果，漏电防止层233的材料并没有被特别限定。具体来说，作为漏电防止层233，能够使用具有例如3.0×103欧姆·米以上电阻率的由硅、氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、五氧化二钽、氧化铌或氢化非晶硅构成的单层膜或者由两层以上的上述单层膜叠层而成的多层膜等。
还有，在本实施例中，作为电流阻挡层232，使用了n型磷化铝铟层和p型砷化镓层的叠层体，也可以用例如n型磷化铝铟层和p型砷化镓层及n型砷化镓层的叠层体来取代它。
还有，本实施例中，在从山脊状导波路250及260各自的边缘开始向两侧(分别沿着支撑部251、252、261及262的方向)延伸例如5微米的范围，对漏电防止层233进行了去除。也就是，为了减低漏电防止层233对于电流阻挡层232的应力从而防止各激光元件可靠性的劣化，至少有必要将分别在山脊状导波路250及260的上表面及两侧侧壁的漏电防止层233进行去除，最好应在下记范围去除漏电防止层233，即从山脊状导波路250及260各自的边缘开始向两侧延伸至少1微米的范围。然而，为了确实地获得本实施例的效果，即能够防止因在结晶生长过程中随意生成的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，所去除的漏电防止层233不应该超过下记范围，即从山脊状导波路250及260各自的边缘开始向两侧延伸10微米的这一范围。
还有，在本实施例中，去除了形成于共振器端面附近部分的漏电防止层233，由此能够容易地进行形成各激光元件共振器端面的切开。还有，在本实施例中对于形成在共振器端面附近部分的漏电防止层233的去除，是在从共振器端面开始沿共振器方向延伸5微米的范围进行的。也就是，为了确实地获得上述效果，即能够容易地进行切开，应该在下记范围去除漏电防止层233，即从共振器端面(在切开前将准确形成共振器端面的位置)开始沿共振器方向至少延伸5微米的范围。然而，为了确实地获得本实施例的效果，即能够防止因在结晶生长过程中随意生成的微粒被蚀刻而导致的短路不良现象，所去除的漏电防止层233不应该超过下记范围，即从共振器端面(同上)开始沿共振器方向延伸20微米的这一范围。
还有，本实施例中，在漏电防止层233的形成区域，在没有形成电流阻挡层232的分离沟槽230及其附近也形成了漏电防止层233，由此，能够获得下记效果。也就是，即使在各激光元件形成后焊锡流入分离沟槽230时，因为分离沟槽230已被漏电防止层233覆盖，所以能够防止各激光元件的特性劣化。
还有，在本实施例中，作为用于红外激光元件的各包层203、205及207以及用于红色激光元件的各包层213、215及217，使用了磷化铝镓铟系列材料，也可以用砷化镓系列材料来取代它。
(产业上的利用可能性)
如上所述，本发明是关于由振荡波长互不相同的多个半导体激光元件构成的具有单片结构的多波长型半导体激光装置及其制作方法，特别是在适用于记录用光盘装置等的情况时，能够防止将红外激光元件及红色激光元件形成在单片上时因经历的蚀刻而导致在激光元件内部产生的到达衬底的空洞所引起的短路不良现象，由此能够实现低成本及高成品率，所以是非常有用的。

Claims (24)

1.一种半导体激光装置，是发射第一波长激光的第一半导体激光元件和发射第二波长激光的第二半导体激光元件形成在同一个衬底上而构成的单片型半导体激光装置，其特征在于：
上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件分别包括：
双重异质结构，是至少由第一导电型包层、活性层及第二导电型包层按照上述顺序叠层而成的，和
山脊状导波路，包含在上述第二导电型包层的至少上部和它的上面设置的接触层；此外，
上述各山脊状导波路的两侧侧壁及它的周围形成了第一导电型的电流阻挡层，并且
在上述电流阻挡层之上形成了漏电防止层。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
在上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件中的至少一个半导体激光元件的上述双重异质结构中，产生了至少到达上述活性层的空洞。
3.根据权利要求2所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述空洞到达了上述衬底。
4.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述漏电防止层的厚度在0.1微米以上。
5.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述漏电防止层是由硅、氮化硅、二氧化硅、二氧化钛、五氧化二钽、氧化铌或氢化非晶硅构成的单层膜或者由两层以上的上述单层膜叠层而成的多层膜。
6.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述漏电防止层，沉积在上述电流阻挡层中除了形成在上述各山脊状导波路两侧侧壁上以外的其他部分上。
7.根据权利要求6所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述漏电防止层，沉积在上述电流阻挡层中距离上述各山脊状导波路1微米以上的部分上。
8.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述漏电防止层，也形成在使上述第一半导体激光元件和上述第二半导体激光元件分离的沟槽中。
9.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述漏电防止层的电阻率，在3.0×103欧姆·米以上。
10.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述电流阻挡层是由半导体层构成的。
11.根据权利要求10所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述电流阻挡层，是由n型半导体层和p型半导体层相互交替一个循环以上叠层而成的多层膜构成的。
12.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自所包含的上述第一导电型包层及上述第二导电型包层是由包含相同元素的材料构成的。
13.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自所包含的上述第一导电型包层及上述第二导电型包层是由含有磷的材料构成的。
14.根据权利要求1～13中的任意一项所述的半导体激光装置，其特征在于：
上述第一波长的激光是红外激光，
上述第二波长的激光是红色激光。
15.一种半导体激光装置，是发射第一波长激光的第一半导体激光元件和发射第二波长激光的第二半导体激光元件形成在同一个衬底上而构成的单片型半导体激光装置，其特征在于：
上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件分别包括：
双重异质结构，是至少由第一导电型包层、活性层及第二导电型包层按照上述顺序叠层而成的，和
山脊状导波路，包含在上述第二导电型包层的至少上部和它的上面设置的接触层，和
支撑部，是由上述第二导电型包层的至少上部构成且在上述山脊状导波路的两侧按照所规定的间隔设置而成的；此外，
在上述各山脊状导波路的两侧侧壁、上述各支撑部中位于上述各山脊状导波路一侧的侧壁、以及上述各山脊状导波路和上述各支撑部之间形成了第一导电型的电流阻挡层，并且
在上述电流阻挡层之上形成了漏电防止层。
16.根据权利要求15所述的半导体激光装置，其特征在于：
在上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件中的至少一个半导体激光元件的上述双重异质结构中，产生了至少到达上述活性层的空洞。
17.一种半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
包括：
工序a，在衬底上的第一半导体激光元件区域里，形成至少由第一的第一导电型包层、第一活性层和第一的第二导电型包层及第一的第二导电型接触层按照上述顺序叠层而成的第一叠层半导体结构，
工序b，在上述衬底上的第二半导体激光元件区域里，形成至少由第二的第一导电型包层、第二活性层和第二的第二导电型包层及第二的第二导电型接触层按照上述顺序叠层而成的第二叠层半导体结构，
工序c，将上述第一的第二导电型包层的至少上部及上述第一的第二导电型接触层制成图案，形成第一山脊状导波路的同时，将上述第二的第二导电型包层的至少上部及上述第二的第二导电型接触层制成图案，形成第二山脊状导波路，
工序d，在上述第一山脊状导波路的两侧侧壁及它的周围以及上述第二山脊状导波路的两侧侧壁及它的周围形成电流阻挡层，
工序e，在上述电流阻挡层上形成漏电防止层。
18.根据权利要求17所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
上述工序c，包含下记工序，即在上述第一山脊状导波路的两侧形成由上述第一的第二导电型包层的至少上部构成的第一支撑部的同时，在上述第二山脊状导波路的两侧形成由上述第二的第二导电型包层的至少上部构成的第二支撑部的工序。
19.根据权利要求18所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
在上述工序d之前，还包括工序f，此工序f将除去位于上述第一半导体激光元件的共振器端面附近的上述第一山脊状导波路中的上述第一的第二导电型接触层、和在上述第一支撑部上形成的上述第一的第二导电型接触层、以及位于上述第二半导体激光元件的共振器端面附近的上述第二山脊状导波路中的上述第二的第二导电型接触层、和在上述第二支撑部上形成的上述第二的第二导电型接触层。
20.根据权利要求17所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
上述工序e之后，还包括工序g，此工序g将上述漏电防止层中至少形成在上述第一山脊状导波路两侧侧壁及上述第二山脊状导波路两侧侧壁的部分除去。
21.根据权利要求20所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
在上述工序g中，上述漏电防止层，在下记范围中被去除，即从上述第一山脊状导波路及上述第二山脊状导波路各自的边缘开始到距此1微米以上的地方为止。
22.根据权利要求20所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
上述工序g里，将在上述漏电防止层中位于上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自的共振器端面附近的部分除去。
23.根据权利要求22所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
在上述工序g中，上述漏电防止层，在下记范围中被去除，即从上述第一半导体激光元件及上述第二半导体激光元件各自的共振器端面开始到距此5微米以上并在20微米以下的地方为止。
24.根据权利要求17～23中的任意一项所述的半导体激光装置的制作方法，其特征在于：
上述工序e中，上述漏电防止层，还形成在上述第一叠层半导体结构和上述第二叠层半导体结构之间的沟槽中。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956647A (zh) * 2014-05-16 2014-07-30 深圳清华大学研究院 半导体激光芯片及其制造方法
CN107171180A (zh) * 2016-03-07 2017-09-15 晶元光电股份有限公司 发光元件
CN107959225A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 激光器的制造方法
CN110061414A (zh) * 2019-04-02 2019-07-26 苏州长光华芯光电技术有限公司 一种半导体激光器芯片
CN111276867A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 中国科学院半导体研究所 单片集成双波长半导体激光器及其制备方法
CN111313233A (zh) * 2020-03-04 2020-06-19 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种激光器及其制造方法与应用

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101005812B1 (ko) * 2008-12-10 2011-01-05 주식회사 옵토웰 수직공진 표면발광레이저
JP5959484B2 (ja) * 2013-08-23 2016-08-02 ウシオオプトセミコンダクター株式会社 半導体レーザ素子、及び半導体レーザ装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5858788A (ja) * 1981-10-05 1983-04-07 Fujitsu Ltd 半導体発光装置の製造方法
US6614821B1 (en) * 1999-08-04 2003-09-02 Ricoh Company, Ltd. Laser diode and semiconductor light-emitting device producing visible-wavelength radiation
JP2002261379A (ja) * 2001-03-02 2002-09-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体デバイスおよびそれを応用した光半導体デバイス
JP2006310413A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置
KR101100425B1 (ko) * 2005-05-07 2011-12-30 삼성전자주식회사 반도체 레이저 다이오드 및 그 제조방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103956647A (zh) * 2014-05-16 2014-07-30 深圳清华大学研究院 半导体激光芯片及其制造方法
CN107171180A (zh) * 2016-03-07 2017-09-15 晶元光电股份有限公司 发光元件
CN107959225A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 激光器的制造方法
CN111276867A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 中国科学院半导体研究所 单片集成双波长半导体激光器及其制备方法
CN111276867B (zh) * 2018-12-05 2021-01-29 中国科学院半导体研究所 单片集成双波长半导体激光器及其制备方法
CN110061414A (zh) * 2019-04-02 2019-07-26 苏州长光华芯光电技术有限公司 一种半导体激光器芯片
CN111313233A (zh) * 2020-03-04 2020-06-19 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种激光器及其制造方法与应用
CN111313233B (zh) * 2020-03-04 2021-07-27 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种激光器及其制造方法与应用

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