[发明专利]半导体激光器装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器装置及其制造方法，特别涉及一种发射多种波长的激光的单片式(monolithic)半导体激光器装置及其制造方法。

背景技术

半导体激光器装置作为光盘装置的拾取用光源以及用来进行光信息处理、光通信和光测量的光源已经得到应用。例如波长为780nm带的红外激光器装置已被用作CD(光盘)和MD(小型光盘)进行播放和记录的拾取用光源。此外，波长为650nm带的红色激光器装置已被用作更高密度的DVD(数字视频光盘)进行播放和记录的拾取用光源。

另一方面，用1个驱动器处理CD、MD、DVD等多种光盘已成追求目标。在这种情况下，就要求在1个驱动器上搭载红外激光器装置和红色激光器装置。但是，最近，由于驱动器的小型化和低成本化以及光学调整甚至组装简化等要求，包含拾取用光源的光集成单元被要求进行进一步的简化。因此，在同一基板上集成了波长为780nm带的红外激光器元件和波长为650nm带的红色激光器元件的双波长半导体激光器装置已被实用化(例如，特开2001-57462号公报。)，为光集成单元的大幅简化作出了贡献。

今后的光盘市场中，要求应对使用CD用红外激光来处理在介质标签上描绘图画或文字的LS(光雕)以及处理高倍速DVD。为了满足这些要求，必须使双波长激光达到高功率输出。

为了使半导体激光器装置高功率输出，就需要抑制端面上的光损伤即COD(Catastrophic Optical Damage)劣化。要想抑制COD劣化，采用端面窗构造是很有效的。端面窗构造就是在激光器元件的光射出端面附近，通过将杂质扩散到活性层来平均组成化，从而扩大端面附近的执行性带隙，抑制端面附近的光吸收。由它来阻止因光吸收而造成端面附近发热、因发热而造成带隙缩小、因带隙的缩小而进一步造成光吸收这一负的连锁反应，抑制COD劣化。

另一方面，双波长半导体激光器装置的构造可大致分为：单独制作红外激光器元件和红色激光器元件，安装时进行集成的混合型；和在同一基板上制作红外激光器元件和红色激光器元件的单片式。从红外激光器元件和红色激光器元件的发光点间隔的高精度化要求和安装成品率的观点出发，现在单片式已经成为主流。

然而，单片式的双波长半导体激光器装置存在的问题是，难于最大化各激光器元件特性的问题。

为了使单片式的双波长半导体激光器装置达到高功率输出，不但要实现先前所述的COD劣化对策，还必须实现高温和高功率输出时的稳定工作。为了在高温和高功率输出时进行稳定工作，降低动作电流是很重要的。为了降低动作电流，就需要抑制活性层上的载流子的溢出。

对于活性层是由AlGaAs类材料组成的红外激光器元件，通过对包层采用带隙较大的AlGaInP类材料，可以抑制载流子的溢出。但是，在制作端面窗构造时，如果对使用AlGaInP类材料的包层进行过度的杂质扩散，那么作为增益区域的波长与窗区域的波长之差的波长移位量就会变小。过度的杂质扩散是产生活性层上杂质累积的原因。因杂质的累积而导致活性层上产生杂质能级(level)，或者从包层向活性层混入了In，都会使端面窗区域上带隙反而变窄。其结果，端面窗构造上的光吸收增大，红外激光器元件的COD等特性发生恶化。

另一方面，对于活性层是由AlGaInP类材料组成的红色激光器元件，如果对包层采用AlGaInP类，就不会发生红外激光器元件上产生的波长移位量的下降等的问题。因此，优选尽可能对包层进行杂质扩散，加大端面窗构造。但是，如果杂质扩散超过AlGaInP类包层，达到由GaAs组成的缓冲层，就会发生漏电流，使半导体激光的特性恶化。

这样，为了使单片式的双波长半导体激光器装置达到高功率输出，就需要对红外激光器元件和红色激光器元件上形成端面窗构造的杂质扩散的处理分别进行优化。

另一方面，为了使单片式双波长半导体激光器装置降低成本，必需简化制造工序以及提高成品率。此外，由于用来形成端面窗构造的杂质扩散工序伴有受热历程，所以在单独对单片式双波长半导体激光器装置实行受热历程并制作的情况下，有可能在激光器增益部产生过度的杂质扩散，导致可靠性降低。因此，优选：力求能同时对红外激光器元件和红色激光器元件来稳定形成端面窗构造。此外，在单独形成窗构造的情况下，也优选处理条件被标准化。

发明内容

本发明的目的是，力求解决上述现有问题，实现一种高功率输出且低成本的单片式双波长或其以上的多波长的激光器装置。