專利名稱：脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到半導(dǎo)體激光二極管及其制作方法，更確切地講，涉及到脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管及其制作方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器廣泛地用于通訊領(lǐng)域如光通訊，或如CD播放器(CDP)、DVD播放器(DVDP)之類的設(shè)備作為傳輸數(shù)據(jù)或讀寫數(shù)據(jù)的工具。
如上所述，由于各種原因半導(dǎo)體激光器得到了廣泛應(yīng)用，尤其是，例如它有能力將激光器特性保持在適當(dāng)?shù)挠邢蘅臻g中，這就使之能小型化，更重要的是它具有產(chǎn)生激光振蕩的小臨界電流值。
由于能使用半導(dǎo)體激光器的工業(yè)領(lǐng)域增多，對半導(dǎo)體激光器的需要增大，具有小臨界電流值的半導(dǎo)體激光器也就有了良好的銷路。
因此，已開發(fā)了或已在開發(fā)降低臨界電流值的半導(dǎo)體激光器。圖1表示上述半導(dǎo)體激光器的一個實(shí)例，圖中表示帶有脊形波導(dǎo)以降低激光振蕩臨界電流值的常規(guī)半導(dǎo)體激光二極管。
參見圖1，在藍(lán)寶石襯底10上有一n-GaN層12。n-GaN層12可分為第一區(qū)R1和第二區(qū)R2。在第一區(qū)R1上相繼形成n-AlGaN/GaN層24、n-GaN波導(dǎo)層26、有源層(InGaN層)28、p-GaN波導(dǎo)層30和p-AlGaN/GaN層32。n-AlGaN/GaN層24和p-AlGaN/GaN層32的折射率低于n-GaN波導(dǎo)層26和p-GaN波導(dǎo)層30。而n-GaN波導(dǎo)層26和p-GaN波導(dǎo)層30的折射率也低于有源層28。p-AlGaN/GaN層32有一脊形部分，其中間的上部是突起的。突起部分的側(cè)面與其周圍的表面是垂直的，突起部分的上表面是平的且與側(cè)面垂直。電流流過p-AlGaN/GaN層32的寬度受突起部分的限制。因此，確定了有源層28中激光振蕩的諧振區(qū)。在p-AlGaN/GaN層32突起部分的頂部形成有p-GaN層34。p-AlGaN/GaN層32暴露出來的整個表面覆蓋有保護(hù)層36。p-GaN層34的兩端，除了作為電流通道的中間部分外，與保護(hù)層36接觸。在保護(hù)層36上制作p型電極38，它與p-GaN層34露出的整個表面接觸。
比第一區(qū)R1低的n-GaN層12的第二區(qū)R2上做有n型電極40。
如上所述，在常規(guī)的激光二極管中，諧振寬度受脊形結(jié)構(gòu)的限制，使得激光振蕩的臨界電流值低于非脊形結(jié)構(gòu)。然而，如圖2所示，在制作脊形時因淺腐蝕而使脊形部分的高度做得較低時，p-AlGaN/GaN層32的電阻和p-GaN層34的電阻大大增加，流過p-GaN層34的電流在到達(dá)有源層28前在脊形寬度上散開。結(jié)果，諧振區(qū)A1變寬，使得激光振蕩的臨界電流值增大。另一方面，如圖3所示，當(dāng)制作脊形時因深腐蝕而使脊形較高及脊形周圍的p-AlGaN/GaN層32較薄時，可防止電流分散，但是在激光振蕩期間脊形下面的部分也是光波導(dǎo)的一部分。這就會發(fā)生光損失，因而臨界電流值增大。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管，設(shè)計(jì)增大諧振寬度而保持臨界電流值不變，并防止在常規(guī)的脊形結(jié)構(gòu)中因脊形下面的部分在諧振時包括在光波導(dǎo)中而發(fā)生的光損失。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制作半導(dǎo)體激光二極管的方法。
為達(dá)到第一個目的，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體激光二極管，其脊形突起部分垂直于有源層，有源層做在發(fā)生受激發(fā)射的第一和第二材料層中，第一和第二材料層分別制作在有源層的上面和下面，其折射率比有源層低，半導(dǎo)體激光二極管經(jīng)脊形部分與一個電極接觸，脊形的側(cè)面做成至少有不同梯度的兩部分。脊形靠近有源層的部分隨接近有源層而變寬。寬度向有源層方向增加的脊形部分C2，與寬度恒定的脊形部分C1之比，C2/C1，不大于2/1，優(yōu)選地為1/2或1/3。發(fā)生受激發(fā)射的第一材料層包括在襯底上形成的第一化合物半導(dǎo)體層；在第一化合物半導(dǎo)體層上形成的第一包層；以及在第一包層上形成的第一波導(dǎo)層，第一波導(dǎo)層的折射率大于第一包層。發(fā)生受激發(fā)射的第二材料層包括在有源層上形成的第二波導(dǎo)層；在第二波導(dǎo)層上形成的第二包層，第二包層的折射率小于第二波導(dǎo)層并包含脊形部分；在整個脊形的上表面上形成第二化合物半導(dǎo)體層。在第一化合物半導(dǎo)體層上制作電極，其極性不同于制作在脊形上者。高阻寶石襯底是由碳化硅SiC制成的。
為達(dá)到第二個目的，本發(fā)明提供了一種制作半導(dǎo)體激光二極管的方法，在這種半導(dǎo)體激光二極管中，垂直于有源層的脊形突起部分制作在發(fā)射激光的第一和第二材料層中，第一和第二材料層分別制作在有源層的上面和下面，其折射率低于有源層，脊形部分與一個電極與相連，脊形的側(cè)面做成至少有不同梯度的兩部分。脊形靠近有源層的部分其寬度隨接近有源層而增大。脊形部分被制作成使其寬度向有源層方向逐漸增加的部分C2與寬度恒定部分C1之比，C2/C1，不大于2/1。更優(yōu)選地，脊形部分被制作成使比值C2/C1，即寬度向有源層方向逐漸增加的部分C2與寬度恒定部分C1之比為1/2或1/3。脊形部分按照如下步驟制成在第一材料層上制作用于形成脊形的掩模圖形；用掩模圖形做腐蝕掩模來腐蝕第二材料層，直至第二材料層達(dá)到預(yù)定厚度；除去掩模圖形。在這里，是將離子束以預(yù)定的角度斜射到第二材料層上來進(jìn)行腐蝕的。斜射角度為10～70°，優(yōu)選地為30°。在襯底上形成第一化合物半導(dǎo)體層。在第一化合物半導(dǎo)體層上形成第一包層。在第一包層上形成第一波導(dǎo)層，其折射率大于第一包層。發(fā)生受激發(fā)射的第二材料層按照如下步驟制成在有源層上形成第二波導(dǎo)層；在第二波導(dǎo)層上形成第二包層，其折射率小于第二波導(dǎo)層并包含脊形部分；在脊形部分的整個上表面上形成第二化合物半導(dǎo)體層。在第一化合物半導(dǎo)體層上制作與有源層隔離的電極，其極性不同于制作在脊形上的電極。在襯底的底面上制作電極，其極性不同于制作在脊形上的電極。
在本發(fā)明的脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管中，脊形部分被制成寬度恒定的部分及與之相連的寬度向有源層方向增大的部分。這樣，就防止了因電流分散而致諧振寬度增大，也防止了在常規(guī)脊形結(jié)構(gòu)中因脊形下面的部分包含在光波導(dǎo)中而在諧振期間發(fā)生的光損失。因此，可進(jìn)一步降低激光振蕩的臨界電流值。


參照附圖對一優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述可以更明顯地看到本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中圖1為常規(guī)脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管的剖面圖；圖2和3為常規(guī)脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管的剖面圖，表示產(chǎn)生的問題；圖4為本發(fā)明一個實(shí)施方案的脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管的剖面圖；圖5為圖4的脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管的剖面圖，表示半導(dǎo)體激光二極管的激射特性；圖6為常規(guī)脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管和本發(fā)明脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管的電學(xué)性質(zhì)圖；圖7～11為說明圖4所示脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管制作方法的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見附圖詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施方案的脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管和制作這種半導(dǎo)體激光二極管的方法。為了清楚起見，圖中各層或區(qū)域的厚度被夸大了。
首先，參照圖4～6描述本發(fā)明一個實(shí)施方案的脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管。參見圖4，在高阻襯底40上形成第一化合物半導(dǎo)體層42。高阻襯底40為藍(lán)寶石襯底。優(yōu)選地，第一化合物半導(dǎo)體層42為直接躍遷型半導(dǎo)體層，為GaN基的III-V族氮化物半導(dǎo)體層。更優(yōu)選地，第一化合物半導(dǎo)體層42為n-GaN層。第一化合物半導(dǎo)體層42可為能發(fā)射激光的不同的III-V族化合物半導(dǎo)體層。由于不必限制躍遷的類型，第一化合物半導(dǎo)體層42可為包括在上述這組化合物半導(dǎo)體層中的間接躍遷型材料層。第一化合物半導(dǎo)體層42的一部分被腐蝕至預(yù)定的深度，在腐蝕區(qū)上制作導(dǎo)電層55。導(dǎo)電層55用作n型電極。第一化合物半導(dǎo)體層42的其余部分與腐蝕部分有一臺階差，其上形成有第一包層44。優(yōu)選地，第一包層44為具有預(yù)定折射率的n-AlGaN/GaN層。然而，第一包層44可為發(fā)生受激發(fā)射的不同的化合物制成的半導(dǎo)體層。在第一包層44上形成諧振層46。實(shí)際發(fā)生受激發(fā)射的諧振層46是由第一波導(dǎo)層46a、有源層46b和第二波導(dǎo)層46c組成的，它們相繼形成在第一包層44上。第一和第二波導(dǎo)層46a和46c的折射率低于有源層46b，且優(yōu)選地為GaN基的III-V族化合物半導(dǎo)體層。更優(yōu)選地，第一和第二波導(dǎo)層46a和46c為n-GaN和p-GaN。有源層46b可為能發(fā)生受激發(fā)射的任何材料層。然而優(yōu)選的是，有源層46b為這樣的材料層，使得激光器具有低臨界電流值并可得到穩(wěn)定的水平模式特性。更優(yōu)選地，有源層46b由含預(yù)定百分比鋁的AlGaN制成。在諧振層46上形成第二包層48，其折射率低于第二波導(dǎo)層46c，在垂直于諧振層46表面的方向上第二包層48有一脊形突起。在突起上面形成有第二化合物半導(dǎo)體層50。除了注入的導(dǎo)電雜質(zhì)不同外，第二包層48與第一包層44是相同的。于是，如果第一包層44為n型的化合物半導(dǎo)體層，則第二包層48，如上所述，為摻有p型導(dǎo)電雜質(zhì)但具有與第一包層44相同特性的化合物半導(dǎo)體層。如果第一包層44為p型化合物半導(dǎo)體層，第二包層48則為摻有n型導(dǎo)電雜質(zhì)但具有與第一包層44相同特性的化合物半導(dǎo)體層。這個規(guī)則也適用于第二化合物半導(dǎo)體層50。于是，如果第二化合物半導(dǎo)體層50為p型化合物半導(dǎo)體層，第一化合物半導(dǎo)體層42則為摻有n型導(dǎo)電雜質(zhì)但具有與第二化合物半導(dǎo)體層50相同特性的化合物半導(dǎo)體層。脊形部分至少有兩個側(cè)面，每個側(cè)面有變化的梯度，亦即為圓形。例如，脊形部分是由兩部分組成的，即在帶有有源層的諧振層46方向上具有第一梯度的第一部分C1和梯度不同于第一部分C1的第二部分C2。第一部分C1的側(cè)面理想地與有源層表面完全垂直，但在制作期間可不完全垂直于有源層表面。在第二部分C2兩側(cè)有一斜坡B。在脊形部分，寬度向有源層方向增大的部分C2與寬度恒定部分C1的比值C2/C1可為2/1的極大值。然而，優(yōu)選的比值C2/C1為1/2或1/3，并可低達(dá)1/10。第一和第二部分是連貫的。在第二包層48第一部分C1的整個上表面上形成第二化合物半導(dǎo)體層50。
優(yōu)選地，第一部分C1始于第二包層48脊形的上表面。然而，在此說明書中，按照制作工藝特性，脊形是在淀積了第二化合物半導(dǎo)體層50后制作的，為了方便起見，將第二化合物半導(dǎo)體層50考慮作脊形的一部分，而將第一部分C1考慮作始于第二化合物半導(dǎo)體層50的表面。第二化合物半導(dǎo)體層50包含在脊形部分中絲毫不改變激光二極管的特性。
第二包層48的上表面蓋有保護(hù)層52，它在第二化合物半導(dǎo)體層50兩端上延伸預(yù)定的距離，因而與第二化合物半導(dǎo)體層50對稱地接觸。在保護(hù)層52上制作與第二化合物半導(dǎo)體層50的一部分接觸的導(dǎo)電層54。導(dǎo)電層54為p型電極。
此時，盡管圖中未示出，也可這樣來設(shè)計(jì)激光二極管，使得脊形部分具有上述的特性，而電極分別做在諧振層46的上面和下面，彼此相對。例如，高阻襯底40可替換為碳化硅(SiC)，n型電極可做在高阻襯底40的底面上，與p型電極相對。
參見圖5，在本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體激光二極管中，脊形部分與第二包層48的水平區(qū)域間不是以直角相接，而是有平緩斜坡。這樣，脊形部分的第一部分C1就防止了經(jīng)脊形部分上表面的第二化合物半導(dǎo)體層注入電流的分散。這樣，如可由近場圖形A3看到的，諧振寬度W被限制為脊形寬度，并且也防止了因常規(guī)脊形結(jié)構(gòu)中脊形下面的部分在諧振期間包含在光波導(dǎo)中而發(fā)生的光損失。
按照這些特性，也可預(yù)言本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體激光二極管的臨界電流值比常規(guī)的半導(dǎo)體激光二極管降低。由圖6可以證實(shí)這一預(yù)言。
圖6表示如上所述的本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體激光二極管和圖1的常規(guī)半導(dǎo)體激光二極管的臨界電流值曲線。在圖6中，第一條曲線G1表示本發(fā)明激光二極管的臨界電流值，曲線G2表示常規(guī)激光二極管的臨界電流值。
參照第一和第二條曲線G1和G2，可以看到，在常規(guī)激光二極管中約在250mA處開始有效的激光振蕩，而在本發(fā)明的半導(dǎo)體激光二極管中則在75mA處開始有效的激光振蕩。
因此，本發(fā)明實(shí)施方案的激光二極管具有上述的優(yōu)點(diǎn)，也具有比常規(guī)激光二極管低得多的臨界電流值。
現(xiàn)在描述上述本發(fā)明實(shí)施方案的半導(dǎo)體激光二極管的制作方法。參見圖7，在高阻襯底40上形成發(fā)生受激發(fā)射的第一材料層42和44、諧振層46、以及發(fā)生受激發(fā)射的第二材料層48和50。優(yōu)選地，高阻襯底40為藍(lán)寶石襯底，第一材料層42和44是在高阻襯底40上相繼形成的第一化合物半導(dǎo)體層42和第一包層44。優(yōu)選地，第一化合物半導(dǎo)體層42由III-V族化合物，例如，直接躍遷的GaN基氮化物半導(dǎo)體層制成。例如，第一化合物半導(dǎo)體層42由n-GaN制成是優(yōu)選的。優(yōu)選地，第一包層44由n-AlGaN/GaN制成。諧振層46是在第一包層44上相繼形成第一波導(dǎo)層46a、有源層46b和第二波導(dǎo)層46c來得到的。優(yōu)選地，第一和第二波導(dǎo)層46a和46c為摻相反導(dǎo)電類型雜質(zhì)的化合物半導(dǎo)體層，其折射率高于第一包層44、低于有源層46b。例如，第一波導(dǎo)層46a由n-GaN制成，第二波導(dǎo)層46c由p-GaN制成是優(yōu)選的。有源層46b為可發(fā)生受激發(fā)射的III-V族化合物半導(dǎo)體層或是將預(yù)定的有源材料添加至III-V族化合物半導(dǎo)體中的化合物半導(dǎo)體層。優(yōu)選地，有源層46b為含預(yù)定百分比鋁的GaN基III-V族氮化物化合物半導(dǎo)體層。例如，有源層46b由AlGaN制成是優(yōu)選的用于激光振蕩的第二材料層48和50是在諧振層46上相繼形成第二包層48和第二化合物半導(dǎo)體層50而成的，其折射率都低于第二波導(dǎo)層46c。第二包層48是與第一包層相同的化合物半導(dǎo)體層，除了注入的導(dǎo)電雜質(zhì)類型不同外。例如，第二包層48由p-AlGaN/GaN制成是優(yōu)選的。優(yōu)選地，第二化合物半導(dǎo)體層50除了摻以不同導(dǎo)電類型的雜質(zhì)外與第一化合物半導(dǎo)體層相同。這樣，第二化合物半導(dǎo)體層50由p-GaN制成是優(yōu)選的。
接下來，在第二化合物半導(dǎo)體層50的整個表面上制作掩模層(未示出)，然后刻圖形制成掩模圖形M，它蓋住第二化合物半導(dǎo)體層50的預(yù)定區(qū)域，露出其余區(qū)域。掩模圖形M可為軟掩模圖形，例如光敏膜圖形，也可為硬掩模圖形，例如鉬(Mo)圖形或氧化硅膜(SiO2)圖形。在第二化合物半導(dǎo)體層50和第二包層48相繼進(jìn)行腐蝕時，此掩模圖形M用做腐蝕掩模。優(yōu)選地，對第二化合物半導(dǎo)體層50和第二包層48進(jìn)行干法腐蝕。更優(yōu)選地，將腐蝕離子束I以預(yù)定的角度(θ)斜射到第二化合物半導(dǎo)體層50的表面上來腐蝕第二化合物半導(dǎo)體層50和第二包層48。優(yōu)選地，腐蝕離子束I的斜射角為10～70°，更優(yōu)選地，為30°角?？刂聘g裝置的位置或控制片臺的位置可得到這樣的斜射條件。在這樣的斜射條件下進(jìn)行腐蝕，直至腐蝕掉第二化合物半導(dǎo)體層50的露出部分以及使第二包層48的露出部分達(dá)到預(yù)定厚度。此后，去掉掩模M。由于除了被掩模圖形M蓋住的部分外第二包層48被腐蝕至預(yù)定深度，在去掉掩模圖形M后，第二包層48被掩模圖形M蓋住的部分就成為突起狀，如圖8所示。用這種辦法，第二包層48被制成具有一個垂直于諧振層46表面的突起部分的脊形波導(dǎo)，其上形成有第二化合物半導(dǎo)體層50。
參見圖8，第二包層48的突起部分，即脊形部分做成側(cè)面具有第一梯度的第一部分C1以及側(cè)面具有第二梯度的第二部分，第二梯度的角度不同于第一部分。優(yōu)選地，第二部分C2做成其寬度隨接近諧振層46而增大。優(yōu)選地，對第二包層48進(jìn)行腐蝕，使得第二部分C2與第一部分C1之比，C2/C1，不大于2/1。這樣，雖然可將脊形做成比值C2/C1為1/1，但將脊形的比值C2/C1做成1/2或1/3是更優(yōu)選的。由于第二部分C2的上述特性，第二部分C2的側(cè)面有一平緩的斜坡B，第一部分C1經(jīng)其與第二包層48的水平區(qū)域相連。
因?yàn)槠骄彽男逼翨是斜射腐蝕特有的，射到脊形側(cè)面的離子束在碰到脊形側(cè)面后有一些被反射，而與離脊形遠(yuǎn)一些的第二包層48的表面部分碰撞。因此，第二包層48離脊形遠(yuǎn)一些的部分比其離脊形近的部分腐蝕得快，使得脊形部分具有上述的特征。
參見圖9，在第二包層48中設(shè)有包含脊形部分的第一區(qū)R1和不包含脊形部分的第二區(qū)R2。這樣的分區(qū)也適用于第二包層48下面的材料層，如第一化合物半導(dǎo)體層42。接下來，在整個第二包層48表面制作光敏膜(未示出)，使其厚度足以覆蓋脊形部分，然后刻圖形，形成露出第二區(qū)R2的光敏膜圖形56。用光敏膜圖形56作腐蝕掩模，相繼腐蝕第二包層的第二區(qū)R2以及其下的材料層。此處，進(jìn)行腐蝕直至腐蝕去第一化合物半導(dǎo)體層42的一部分，相當(dāng)于其第二區(qū)R2具有預(yù)定的厚度。此后，除去光敏圖形56。這樣，如圖10所示，在第二區(qū)R2中，在第一化合物半導(dǎo)體層42上相繼形成的材料層被除去，第一化合物半導(dǎo)體層42的第二區(qū)也被腐蝕至預(yù)定的厚度，使得在第一化合物半導(dǎo)體層42的第一區(qū)和第二區(qū)R2間形成一臺階差。然后，如圖11所示，在第二包層48上制作保護(hù)膜52，使之延伸至第二化合物半導(dǎo)體層50的某些表面區(qū)域，并與第二化合物半導(dǎo)體層50對稱地接觸。在第一化合物半導(dǎo)體層42的腐蝕區(qū)上也制作有與諧振層46隔離的導(dǎo)電層55。導(dǎo)電層54用作p型電極，它與形成在諧振層46上的發(fā)生受激發(fā)射的材料層48和50接觸。導(dǎo)電層55用作n型電極，它與形成在高阻襯底40與諧振層46之間的發(fā)生受激發(fā)射的材料層42和44接觸。
雖然圖中未示出，電極可分別制作在諧振層的上面和下面。例如，可用碳化硅SiC替換高阻襯底材料40，對于這種情形，作為n型電極的導(dǎo)電層55可制作在SiC襯底的底面上。
雖然已參照特定的實(shí)施方案對本發(fā)明做了描述，此實(shí)施方案必須不被解釋為限制本發(fā)明的范圍，而只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例。因此，一個本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯然可對上述實(shí)施方案做出各種修改而沒有背離本發(fā)明的構(gòu)思與范圍。例如，可改變發(fā)生受激發(fā)射的諧振層或材料層的結(jié)構(gòu)而仍然保持脊形的上述特性。本發(fā)明的構(gòu)思也可用于各種激光二極管，如增益波導(dǎo)激光二極管或折射率波導(dǎo)激光二極管。
如上所述，在本發(fā)明的脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管中，脊形部分做成寬度均勻的部分和寬度向有源層增大的部分，這兩部分是相連的。這樣就防止了因電流的分散而使諧振寬度增大，也防止了在常規(guī)脊形結(jié)構(gòu)中因脊形下面的部分也包含在光波導(dǎo)中而在諧振期間產(chǎn)生的光損失。因此，可進(jìn)一步降低激光振蕩的臨界電流值。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光二極管，其垂直于有源層的脊形突起部分制作在發(fā)生受激發(fā)射的第一和第二材料層之一上，第一和第二材料層分別形成在有源層的上面和下面，其折射率低于有源層，半導(dǎo)體激光二極管經(jīng)脊形部分與一個電極接觸，脊形部分的側(cè)面至少做成不同梯度的兩部分。
2.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，脊形靠近有源層的部分隨接近有源層而變寬。
3.權(quán)利要求2的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，脊形寬度向有源層增大的部分C2與寬度恒定部分C1之比，C2/C1，不大于2/1。
4.權(quán)利要求3的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，脊形寬度向有源層增大的部分C2與寬度恒定部分C1之比，C2/C1，為1/2。
5.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，發(fā)生受激發(fā)射的第一材料層包括在襯底上形成的第一化合物半導(dǎo)體層；在第一化合物半導(dǎo)體層上形成的第一包層；在第一包層上形成的第一波導(dǎo)層，第一波導(dǎo)層的折射率大于第一包層的折射率。
6.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，發(fā)生受激發(fā)射的第二材料層包括在有源層上形成的第二波導(dǎo)層；在第二波導(dǎo)層上形成的第二包層，第二包層的折射率小于第二波導(dǎo)層的折射率，并包含脊形部分；在脊形部分的整個上表面上形成的第二化合物半導(dǎo)體層。
7.權(quán)利要求5的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，在第一化合物半導(dǎo)體層上制作的電極，其極性不同于制作在脊形部分上的電極。
8.權(quán)利要求5的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，在襯底的底面上制作的電極，其極性不同于制作在脊形部分上的電極。
9.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，襯底為高阻藍(lán)寶石襯底。
10.權(quán)利要求5或8的半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于，襯底由碳化硅SiC或氮化鎵GaN制成。
11.一種制作半導(dǎo)體激光二極管的方法，在半導(dǎo)體激光二極管，其特征在于其垂直于有源層的脊形突起部分制作在發(fā)射激光的第一和第二材料層之一上，第一和第二材料層分別形成在有源層的上面和下面，其折射率低于有源層的折射率，一個電極與脊形部分相連，其中脊形部分的側(cè)面至少做成不同梯度的兩部分。
12.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，脊形靠近有源層的部分C2隨接近有源層而變寬。
13.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，脊形部分被做成使脊形寬度向有源層逐漸增大的部分C2與寬度恒定部分C1之比，C2/C1，不大于2/1。
14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于，脊形部分被做成使脊形寬度向有源層逐漸增大的部分C2與寬度恒定部分C1之比，C2/C1，為1/2。
15.權(quán)利要求11的方法，其特征在于，脊形部分按照以下步驟制作在第一材料層上制作形成脊形的掩模圖形；用此掩模圖形作腐蝕掩模來腐蝕第二材料層，直至第二材料層達(dá)到預(yù)定厚度；除去掩模圖形，其中第二材料層的腐蝕是將離子束以預(yù)定的角度斜射至第二材料層表面來進(jìn)行的。
16.權(quán)利要求15的方法，其特征在于，斜射角為10～70°，優(yōu)選地為30°。
17.權(quán)利要求11的方法，還包括在襯底上形成第一化合物半導(dǎo)體層；在第一化合物半導(dǎo)體層上形成第一包層；在第一包層上形成第一波導(dǎo)層，第一波導(dǎo)層的折射率大于第一包層的折射率。
18.權(quán)利要求11或15的方法，其特征在于，發(fā)生受激發(fā)射的第二材料層按照以下步驟制作在有源層上形成第二波導(dǎo)層；在第二波導(dǎo)層上形成第二包層，第二包層的折射率小于第二波導(dǎo)層的折射率，并包含脊形部分；在脊形的整個上表面上形成第二化合物半導(dǎo)體層。
19.權(quán)利要求17的方法，其特征在于，在第一化合物半導(dǎo)體層上制作與有源層隔離的電極，其極性不同于制作在脊形部分上的電極。
20.權(quán)利要求17的方法，其特征在于，在襯底的底面制作電極，其極性不同于制作在脊形部分上的電極。
全文摘要
提供了一種脊形波導(dǎo)半導(dǎo)體激光二極管及其制作方法。在半導(dǎo)體激光二極管中,其垂直于有源層的脊形突起部分制作在發(fā)生受激發(fā)射的第一和第二材料層之一上,第一和第二材料層分別形成在有源層的上面和下面,其折射率低于有源層,半導(dǎo)體激光二極管經(jīng)脊形部分與一個電極接觸,其中的脊形部分的側(cè)面至少做成不同梯度的兩部分。
文檔編號H01S5/323GK1360377SQ0112456
公開日2002年7月24日 申請日期2001年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
發(fā)明者郭準(zhǔn)燮, 趙濟(jì)熙 申請人:三星電機(jī)株式會社