[发明专利]半导体激光器及其制造方法

说明书

本发明涉及一种在光盘装置中用作光源的半导体激光器，并涉及这种半导体激光器的制造方法。

近年来，已经发展了用于数字化视频光盘(DVD)和其它这类媒体的光盘驱动器。作为现行的半导体激光器，这种设备主要采用的是AlGaInP型的半导体激光器，这种半导体激光器发射短波激光作为其光源。

在AlGaInP型的半导体激光器领域中，人们更多关注的是由RISA(真实折射率确定的自对准结构)型激光器所表现出的有利特性。例如，这些特性已由Osamu Imafuji等人在“Electronics Letters”第33卷(1997年)的1223页中描述过。

图7示出一种RISA型激光器的截面图。在下文的描述中的“上面”和“下面”是指当图7是在垂直位置时的结构。所示的RISA型激光器具有n-型GaAs(GaAs)基片1，其上按照如下的顺序连续形成一个n-型GaAs缓冲层2、一个由(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP(这里x＝0.7，y＝0.5)制成的n-型覆层3、一个活性层4、一个由(Al_xGa_1-x)_yIn_1-yP(这里x＝0.7，y＝0.5)制成的p-型覆层基底层5和一个由AlInP制成的电流阻挡层6。接着在电流阻挡层6的条形部分上进行蚀刻。在此层上面，按如下的顺序形成一个p-型掩埋覆层7、一个由Ga_0.5In_0.5P制成的欧姆接触层8和一个由p-型GaAs制成的顶层9。在顶层9上形成一个p-型电极10，并且在n-型GaAs基片1的背面上形成一个n-型电极11。必需注意的是，这里所述的材料仅仅是举例，因此可以采用材料的其它化合物。

如图7所示，覆盖在电流阻挡层6上的p-型掩埋覆层7是掩埋在形成在结构中心的槽中的。这就产生电流集聚效应，由此在p-型掩埋覆层7的顶部和底部之间的电流流动会变窄。在n-型覆层3、p-型覆层基底层5和p-型掩埋覆层7之内的光受到了限制。这种结构的电流的集聚效应和光源受限的结果理想地表示采用相对较低的操作电流能够产生出激光。

图8所示为制造上述类型的激光器的工序步骤。采用金属有机汽相外延法(MOVPE)连续形成从n-型GaAs缓冲层2到顶层9的每一层。更详细地，在n-型GaAs基片1上连续形成直到电流阻挡层6的每一层(步骤1)。一旦形成了电流阻挡层6，通过蚀刻电流阻挡层6的一中心部分形成条纹。在形成p-型掩埋包层7之前，需要从由n-型GaAs基片1到电流阻挡层6形成的多层结构的表面上清除不洁杂质(其主要为在蚀刻工序步骤后残留的蚀刻溶液)。通过热清洗步骤清除这些杂质，在该步骤中在接近该层的晶体生长温度的高温(通常700℃或更高)对多层结构进行加热(步骤2)。为防止磷从对层结构的表面蒸发，在这一步骤中加入磷的化合物比如三氢化磷(PH3)或类似物。通过这种方式在有磷的化合物的情况下进行清洗。此后采用MOVPE形成其余的层，形成电极后就结束制造过程(步骤3)。

然而，为提高光盘装置(在其内采用上述激光器)的性能，比较理想的是进一步提高激光器的特性，比如降低激光器的阈电流(参见OpticalDevice Dictionary第8页)。

本发明的第一个目的是提供一种耐久的半导体激光器，其具有改善的激光器特性，比如降低了的阈电流。

本发明的第二个目的是提供一种制造方法，它能够有效地制造一种耐久的半导体激光器，并且该半导体激光器具有改善的激光器特性，比如降低了的阈电流。

为达到上述发明目的，本发明人研究了在已有技术中描述的半导体激光器的制造方法，并且试图找到能够被改进的关键点。结果，本发明人发现当将热清洗作为上述半导体激光器的制造方法的一部分被执行时，在电流阻挡层和p-型覆层基底层之间的结合处的水平方向上会发生侵蚀，并在电流阻挡层上产生了凹面。如果嵌入电流阻挡层并且在具有凹面的这种状态中重构，则在一定的区域不发生晶体生长，如图7所示，在结构中将留下孔穴12。虽然这些孔穴12可能很小，但他们形成在沿着p-型覆层基底层5和电流阻挡层6之间的交界面上，并且引起在半导体激光器中的波导损耗。这就恶化了半导体激光器的特性(比如提高了阈电流)，由此难以实现一个理想的半导体激光器。