[发明专利]半导体激光器

说明书

本发明的半导体激光器(50)具备窗结构部(8)，其包含电阻形成得比活性层4的比前端面(14)和后端面(15)侧的端面区域靠内侧的部分低的低电阻活性层(4a)，将接触层(7)的前端面(14)侧的端部设为接触层前端，将接触层(7)的后端面(15)侧的端部设为接触层后端，接触层前端与前端面(14)之间的激光进行往复的光往复方向的长度(L1)为比前端面侧窗结构部长度(Lw)长10μm以上的长度、且为比前端面(14)与接触层后端之间的光往复方向的长度短的长度，背面侧电极(11)的前端面(14)侧的端部与前端面(14)之间的光往复方向的长度(L2)为半导体基板(1)的基板厚度的1.2倍以上、且为比前端面(14)与背面侧电极(11)的后端面(15)侧的端部之间的光往复方向的长度短的长度。

技术领域

本申请涉及半导体激光器。

背景技术

使用了半导体激光器的光源与其他光源相比较，具有小型、色彩再现性良好、功率消耗低以及高亮度之类的优点，被用作投影仪、电影院等投射型显示器用的光源。该半导体激光器的寿命主要由被称为COD劣化(Catastrophic Optical Mirror Damage，端面光学损伤)的劣化、和被称为Slow劣化(缓慢劣化)的劣化决定。其中，COD劣化的产生原因如下。

在激光器端面中，由于存在悬空键等，而在原本的带隙的能量区域内存在界面能级(Interface state)。界面附近的活性层的带隙由于以被其拖动的形式弯曲，因此变得比其他部分小。这意味着激光的吸收变大，因该激光的吸收而使激光器端面附近的温度上升。由于激光器端面附近的温度上升，使带隙进一步变小，由此进一步步入激光的吸收增大之类的正反馈过程，最终激光器端面熔化。

在半导体激光器中，为了缓和这样的问题，大多采用例如专利文献1那样被称为窗结构的结构。该窗结构是扩大激光器端面附近的带隙的方法之一，通过抑制激光器端面的吸收，使COD劣化不易产生。这里，在红色半导体激光器的情况下，如专利文献1那样，已知通过使锌(Zn)等杂质扩散于激光器端面，来混合激光的活性层附近的原子，而扩大带隙的方法。

激光器端面的光吸收与COD劣化的产生有很大关系。然而，在具备形成有窗结构的窗结构部的半导体激光器中，由Zn的扩散等引起的窗结构部的电阻变小，因此存在由于在窗结构部中流动的电流引起的发热使激光器端面的温度上升而带隙变小的情况。特别是，在通过杂质扩散来形成窗结构部的情况下，由于在窗结构部存在1×10 ¹⁸cm^-3以上程度的杂质、由于杂质扩散而活性层的带隙变小由此窗结构部的顺方向电压比其他部分小等，所以在窗结构部中流动的电流变大。因由该电流引起的焦耳热和经由杂质能级的非发光复合，而窗结构部中的发热变大，容易产生COD劣化。

在专利文献2中，作为抑制成为COD劣化的原因的由在激光器端面附近中流动的电流引起的发热的方法，提出了使在半导体基板的表面侧形成于比活性层靠上层的位置的表面侧电极亦即p电极和接触层从激光器端面分离，而形成电流非注入区域的方法。专利文献2的半导体激光器在去除激光器端面侧的表面侧电极和接触层而得的包覆层的表面形成有SiO₂膜(绝缘膜)。

专利文献1：日本特开平5-218593号公报(图3)

专利文献2：日本特开2002-164617号公报(0013段、0024段、图1)

专利文献2的半导体激光器虽然是不具有窗结构部的结构，但通过降低激光器端面的电流值来实现抑制COD劣化的产生。这里，考虑在具备使用了杂质扩散的窗结构部的半导体激光器中，使表面侧电极和接触层从激光器端面分离，在去除了激光器端面侧的表面侧电极和接触层而得的包覆层的表面形成有绝缘膜的情况。在p电极与接触层相接的区域，将最接近激光器端面的点和激光器端面的长度称为表面侧电极后退量，将在去除了激光器端面侧的表面侧电极和接触层而得的包覆层的表面形成有绝缘膜的区域称为接触层非形成区域。