[发明专利]氮化物半导体激光元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有嵌入式电流缩窄构造的自激振荡型氮化物半导体激光元件。

背景技术

目前，为了蓝光盘(BLU-RAY DISC：注册商标)等影像记录再生装置的用途，针对使用了氮化物半导体的蓝紫色半导体激光元件的研究开发正在盛行。在蓝光盘等高密度光盘系统中，需要降低激光的返回光杂音。作为降低返回光杂音的方案之一，有一种使半导体激光元件自激振荡动作的方法。

为了使半导体激光元件自激振荡，提出了一种将可饱和吸收层设置在光导向层内或包覆层内等的方法。如果通过掺杂或干蚀刻等对可饱和吸收层赋予损伤，则由于载流子寿命时间实际上缩短，所以能够进行自激振荡动作(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2007-300016号公报

但是，对于在光导向层内或包覆层内等设置了可饱和吸收层的现有自激振荡型半导体激光元件而言，存在自激振荡动作因温度变化而不稳定的问题。而且，为了实现电流缩窄，一般的做法是形成脊形(ridge)构造，由于脊形构造通过干蚀刻形成，所以脊形深度容易产生偏差。脊形深度的偏差也成为自激振荡动作不稳定的主要原因。这样，现有的自激振荡型氮化物半导体激光元件在进行量产时存在很大的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，以能够实现进行稳定的自激振荡且容易制造的氮化物半导体激光元件。

为了实现上述目的，本发明对氮化物半导体激光元件采用了下述构成：电流缩窄层和开口部之间的有效折射率差、与垂直方向的光封闭率之比的值为规定值。

具体而言，例示的自激振荡型氮化物半导体激光元件具备：形成在基板上的由氮化物半导体构成的活性层；和形成在活性层上，具有使电流选择性地向活性层流动的开口部的电流缩窄层；在将开口部与电流缩窄层之间的有效折射率差设为Δn、将从活性层发出的激光之中被封闭在活性层中的激光的垂直方向的光封闭率设为Γv时，满足0.044＜Δn/Γv＜0.062的关系。

例示的自激振荡型氮化物半导体激光元件满足0.044＜Δn/Γv＜0.062的关系。在满足该条件的情况下，能够使活性层中的电流注入区域的两侧部成为适合自激振荡的尺寸的可饱和吸收区域。因此，能够实现稳定地进行自激振荡动作的氮化物半导体元件。而且，由于不需要利用干蚀刻形成脊形部，所以制造也变得容易。

在例示的自激振荡型氮化物半导体激光元件中，电流缩窄层只要是含有n型杂质且通式由Al_xGa_1-xN(0.08≤x≤0.20)表示的化合物即可。

(发明效果)

根据本发明的自激振荡型氮化物半导体激光元件，能够实现具有稳定特性的自激振荡型氮化物半导体激光元件。

附图说明

图1是对例示的自激振荡型氮化物半导体激光元件进行表示的剖视图。

图2是按工序顺序对例示的自激振荡型氮化物半导体激光元件的制造方法进行表示的剖视图。

图3是用于对有效折射率差及垂直方向的光封闭率进行说明的示意图。

图4是表示有效折射率差及垂直方向的光封闭率与自激振荡动作的关系的曲线图。

图5(a)及(b)表示了满足0.044＜Δn/Γv＜0.062的条件时的动作状态，(a)是表示光输出波形的曲线图，(b)是表示振荡光谱的曲线图。

图6(a)及(b)表示了满足0.062≤Δn/Γv的条件时的动作状态，(a)是表示光输出波形的曲线图，(b)是表示振荡光谱的曲线图。

图7(a)及(b)表示了满足0.044≥Δn/Γv的条件时的动作状态，(a)是表示光输出波形的曲线图，(b)是表示振荡光谱的曲线图。

图中：102-基板；103-n-GaN层；104-n型包覆层；105-n型导向层；106-活性层；108-第一p型导向层；109-电流缩窄层；109a-开口部；110-第二p型导向层；111-p型包覆层；112-p型接触层；113-p型电极；114-n型电极；121-发光斑点；125-可饱和吸收区域。

具体实施方式

蓝紫色半导体激光适合作为高密度光盘用的光源。但是，对盘进行再生时因来自光盘的返回光而产生的噪声会成为问题。本申请的发明者们着眼于具有嵌入式电流缩窄层的氮化物半导体激光元件，为了解决因返回光而产生的噪声等问题进行了不懈的研究。结果发现，通过满足由式(1)表示的条件，能够实现具有稳定特性的自激振荡型氮化物半导体激光元件。

0.044＜Δn/Γv＜0.062···式(1)