半导体激光元件及其制造方法与流程

本发明涉及一种半导体激光元件及其制造方法。

背景技术：

1、如今，具有氮化物半导体的半导体激光元件(以下，也称为“氮化物半导体激光元件”)可以使从紫外线区域到绿色为止的光振荡，除了光盘的光源以外，还可以用于各种各样的用途。作为这样的半导体激光元件，已知的是在基板上依次具有n侧包覆层、n侧导光层、活性层、p侧导光层、p侧包覆层的构造(例如专利文献1、2、3)。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2003-273473号公报

5、专利文献2：日本特开2014-131019号公报

6、专利文献3：国际公开第2017/017928号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、在氮化物半导体激光元件的p侧的半导体层中添加mg等p型杂质，但p型杂质产生深能级并产生光吸收。因此，p型杂质含有层中的光强度越大，则吸收损失越增大，斜率效率等效率越下降。因此，在本公开中，提出能够降低吸收损失，从而能够提高效率的半导体激光元件。

3、用于解决技术问题的手段

4、本公开的半导体激光元件的第一方式是一种半导体激光元件，其朝向上方依次具有各自由氮化物半导体构成的n侧半导体层、活性层和p侧半导体层，在所述p侧半导体层设有向上方突出的脊，

5、所述p侧半导体层具有：

6、未掺杂的第一部分，其与所述活性层的上表面相接地配置，并具有一个以上的半导体层；

7、电子屏障层，其与所述第一部分的上表面相接地配置，带隙能量比所述第一部分大，并含有p型杂质；

8、第二部分，其与所述电子屏障层的上表面相接地配置，并具有一个以上的p型半导体层，所述p型半导体层含有p型杂质；

9、所述第一部分具有：

10、未掺杂的p侧成分倾斜层，其带隙能量随着朝向上方而变大；

11、未掺杂的p侧中间层，其配置于所述p侧成分倾斜层的上方；

12、所述脊的下端位于所述p侧中间层。

13、本公开的半导体激光元件的第二方式是一种半导体激光元件，其朝向上方依次具有各自由氮化物半导体构成的n侧半导体层、活性层和p侧半导体层，在所述p侧半导体层设有向上方突出的脊，

14、所述p侧半导体层具有：

15、未掺杂的第一部分，其与所述活性层的上表面相接地配置，并具有一个以上的半导体层；

16、电子屏障层，其与所述第一部分的上表面相接地配置，带隙能量比所述第一部分大，并含有p型杂质；

17、第二部分，其与所述电子屏障层的上表面相接地配置，并具有一个以上的p型半导体层，所述p型半导体层含有p型杂质；

18、所述第二部分的厚度比所述第一部分的厚度薄，

19、所述脊的下端位于所述第一部分。

20、本公开的半导体激光元件的制造方法的第一方式具有：

21、在基板上形成n侧半导体层的工序；

22、在所述n侧半导体层上形成活性层的工序；

23、在所述活性层的上表面以不掺杂的方式形成具有一个以上的半导体层的第一部分的工序；

24、在所述第一部分的上表面以掺杂p型杂质的方式形成具有比所述第一部分的带隙能量大的带隙能量的电子屏障层的工序；

25、在所述电子屏障层的上表面形成具有一个以上的p型半导体层的第二部分的工序，所述p型半导体层以掺杂p型杂质的方式形成；

26、通过去除包括所述第一部分、所述电子屏障层和所述第二部分的p侧半导体层的一部分，从而形成向上方突出的脊的工序；

27、以不掺杂的方式形成所述第一部分的工序包括：

28、以不掺杂的方式形成带隙能量随着朝向上方而变大的p侧成分倾斜层的工序；

29、在所述p侧成分倾斜层的上方以不掺杂的方式形成p侧中间层的工序；

30、在形成所述脊的工序中，去除所述p侧半导体层的一部分，以使所述脊的下端位于所述p侧中间层。

31、本公开的半导体激光元件的制造方法的第二方式具有：

32、在基板上形成n侧半导体层的工序；

33、在所述n侧半导体层上形成活性层的工序；

34、在所述活性层的上表面以不掺杂的方式形成具有一个以上的半导体层的第一部分的工序；

35、在所述第一部分的上表面以掺杂p型杂质的方式形成具有比所述第一部分的带隙能量大的带隙能量的电子屏障层的工序；

36、在所述电子屏障层的上表面形成具有一个以上的p型半导体层的第二部分的工序，所述p型半导体层以掺杂p型杂质的方式形成；

37、通过去除包括所述第一部分、所述电子屏障层和所述第二部分的p侧半导体层的一部分，从而形成向上方突出的脊的工序；

38、在形成所述第二部分的工序中，形成具有比所述第一部分的厚度薄的厚度的所述第二部分，

39、在形成所述脊的工序中，去除所述p侧半导体层的一部分，以使所述脊的下端位于所述第一部分。

40、发明效果

41、根据这样的半导体激光元件，能够降低吸收损失，从而能够使效率提高。

技术特征：

1.一种半导体激光元件，其特征在于，该半导体激光元件朝向上方依次具有各自由氮化物半导体构成的n侧半导体层、活性层和p侧半导体层，在所述p侧半导体层设有向上方突出的脊，

2.如权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，

3.如权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，

4.如权利要求2所述的半导体激光元件，其特征在于，

5.如权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，

6.如权利要求2所述的半导体激光元件，其特征在于，

7.如权利要求3所述的半导体激光元件，其特征在于，

8.如权利要求4所述的半导体激光元件，其特征在于，

9.如权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，

10.如权利要求1所述的半导体激光元件，其特征在于，

11.如权利要求1至10中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

12.如权利要求11所述的半导体激光元件，其特征在于，

13.如权利要求11所述的半导体激光元件，其特征在于，

14.如权利要求13所述的半导体激光元件，其特征在于，

15.如权利要求13所述的半导体激光元件，其特征在于，

16.如权利要求1至10中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

17.如权利要求2所述的半导体激光元件，其特征在于，

18.如权利要求17所述的半导体激光元件，其特征在于，

19.如权利要求2所述的半导体激光元件，其特征在于，

20.如权利要求2以及17至19中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

21.如权利要求2以及17至19中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

22.如权利要求1至10中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

23.如权利要求1至10中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

24.如权利要求11所述的半导体激光元件，其特征在于，

25.如权利要求1至10中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

26.如权利要求25所述的半导体激光元件，其特征在于，

27.如权利要求26所述的半导体激光元件，其特征在于，

28.如权利要求1至10中任一项所述的半导体激光元件，其特征在于，

29.如权利要求11所述的半导体激光元件，其特征在于，

技术总结
提供半导体激光元件，能够降低吸收损失从而能够提高效率。半导体激光元件朝向上方依次具有各自由氮化物半导体构成的n侧半导体层、活性层和p侧半导体层，在p侧半导体层设有向上方突出的脊。p侧半导体层具有：未掺杂的第一部分，其与活性层的上表面相接地配置，并具有一个以上的半导体层；电子屏障层，其与第一部分的上表面相接地配置，带隙能量比第一部分大，并含有p型杂质；第二部分，其与电子屏障层的上表面相接地配置，并具有一个以上的p型半导体层，p型半导体层含有p型杂质。第一部分具有：未掺杂的p侧成分倾斜，其层带隙能量随着朝向上方而变大；未掺杂的p侧中间层，其配置于p侧成分倾斜层的上方；脊的下端位于p侧中间层。

技术研发人员：中津嘉隆
受保护的技术使用者：日亚化学工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/7/29