專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，更具體地說(shuō)，涉及一種其中集 成多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光元件的集成半導(dǎo)體激光器設(shè)備。
背景技術(shù)：
其中集成400-nm能帶GaN (氮化鎵)-系藍(lán)-紫色激光器和650-11111 AlGalnP (鋁鎵銦熒光粉)-系紅色激光器或780-11111 AlGaAs (鋁鎵砷) -系紅外激光器的兩波長(zhǎng)或者三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器被認(rèn)為將是下一代高 密度光盤如HD-DVD或藍(lán)光盤的光源的主流，理由是通過使用它，可以 減小部件數(shù)目和縮小尺寸，以及可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)抬取器的低成本。在專利文獻(xiàn)l中描述了這種多波長(zhǎng)激光器。專利文獻(xiàn)l描述了一種 兩波長(zhǎng)激光器，其中發(fā)射650nm波長(zhǎng)光的激光器元件和發(fā)射780nm波長(zhǎng) 光的激光器元件由它們的陽(yáng)極側(cè)電極連接。據(jù)公開，利用該結(jié)構(gòu)，可 以互相靠近地設(shè)置發(fā)光點(diǎn)。根據(jù)該文獻(xiàn)，設(shè)備結(jié)構(gòu)被簡(jiǎn)化，以便可以 實(shí)現(xiàn)其微型化。至于構(gòu)成多波長(zhǎng)激光器的每個(gè)激光器，AlGalnp-系紅色激光器通 過增加空腔長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)高輸出功率，從而提高照射性能，這是由于該激 光器的熱傳導(dǎo)率是低的。結(jié)果，如非專利文獻(xiàn)l所述，在用于16X寫的 脈沖-操作240mW激光器中，空腔長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)l，500/mi。在適于寫入兩層 磁盤的高輸出功率激光器中，認(rèn)為對(duì)于更高的光輸出，空腔長(zhǎng)度被進(jìn) 一步增加。另一方面，GaN-系藍(lán)-紫色激光器因?yàn)槠涓邿釋?dǎo)率，可以利用相對(duì) 較短的空腔長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)高輸出功率。例如，在非專利文獻(xiàn)2中報(bào)道了具有600/xm空腔長(zhǎng)度的200mW (CW (連續(xù)波)工作)的GaN-系藍(lán)-紫色激 光器的高輸出功率特性。[專利文獻(xiàn)l]日本特開專利公告號(hào)ll-l 12091[專利文獻(xiàn)2]日本特開專利公告號(hào)61-280693[非專利文獻(xiàn)l]Shinichi Agatsuma and seven others, "Monolithic Dual-Wavelength Lasers for CD-R/DVD ± RW/R/RW"， 19th IEEE International Semiconductor Laser Conference, September 2004, Conference Digest, pp. 123—124[非專禾U文獻(xiàn)2] Masao Ikeda and seven others, "High-power GaN-based semiconductor lasers" physica Status Solidi (c) , 2004， Vol.1, No.6， pp.1461-1467[非專利文獻(xiàn)3] Shiro Uchida and eight others, "Recent Prgress in High-Power Blue-Violet Lasers", IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2003， Vol.9， No.5, pp. 1252-1259[非專禾'J文獻(xiàn)4] Tetsuya Yagi and seven others, "High-Power High-Efficiency 660-nm Laser Diodes for DVD-R/RW"， IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2003， Vol.9， No.5, pp.1260-1264發(fā)明內(nèi)容在兩波長(zhǎng)或三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中，考慮到激光器的上述性能， 考慮在作為熱沉的GaN-系藍(lán)-紫色激光器上集成高-輸出功率AlGaInP-系紅色激光器和高-輸出功率AlGaAs-系紅外激光器的結(jié)構(gòu)。在制造這種 兩波長(zhǎng)或三波長(zhǎng)激光器的情況下，為了保證照射性能，根據(jù)AlGaInP-系紅色激光器和AlGaAs-系紅外激光器的空腔長(zhǎng)度，必須保證GaN-系藍(lán) -紫色激光器的襯底的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度。由此，GaN-系藍(lán)-紫色激 光器的空腔長(zhǎng)度變長(zhǎng)。例如，在集成16X寫AlGalnP-系紅色激光器(例 如，具有l(wèi),500/mi的空腔長(zhǎng)度)和32X寫AlGaAs-系紅外激光器(例如， 具有900/mi的空腔長(zhǎng)度)的情況下，該GaN-系藍(lán)-紫色激光器具有 1，500/mi或更長(zhǎng)的空腔長(zhǎng)度。但是，GaN-系藍(lán)-紫色激光器的內(nèi)部損耗約為10至30cm—1，大于 AlGalnP-系紅色激光器的內(nèi)部損耗(5cm"以下的內(nèi)部損耗)(非專利 文獻(xiàn)3和4)。因此，由于斜率效率的降低，亦即，外微分量子效率的 降低，關(guān)注GaN-系藍(lán)-紫色激光器的空腔長(zhǎng)度的增加導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電流的增 加。GaN-系藍(lán)-紫色激光器被制造在具有10S至10、m—2的位錯(cuò)密度的 GaN襯底上或在藍(lán)寶石襯底上生長(zhǎng)的橫向生長(zhǎng)GaN層上。上述非專利文 獻(xiàn)2描述了GaN襯底中的位錯(cuò)或橫向生長(zhǎng)GaN層涉及元件壽命。因此注 意到，當(dāng)GaN-系藍(lán)-紫色激光器中增加空腔長(zhǎng)度時(shí)，作為發(fā)光單元的波 導(dǎo)管中包括的位錯(cuò)數(shù)目增加，以及可靠性退化。目前，在具有超過700/mi 的空腔長(zhǎng)度的元件中沒有優(yōu)異的可靠性的實(shí)際報(bào)道。鑒于該情況，完成本發(fā)明，以及本發(fā)明提供了一種改進(jìn)多波長(zhǎng)半 導(dǎo)體激光器的激光器性能和可靠性的技術(shù)，在該半導(dǎo)體激光器中，集 成了多個(gè)半導(dǎo)體激光器。根據(jù)本發(fā)明，提供一種包括至少兩個(gè)激光器結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光元 件，該兩個(gè)激光器結(jié)構(gòu)發(fā)射彼此具有不同波長(zhǎng)的激光束，該半導(dǎo)體發(fā) 光元件包括第一襯底；布置在第一襯底的預(yù)定表面上的第二襯底； 設(shè)置在第一襯底的多個(gè)表面之一上并包括第一有源層的第一激光器結(jié) 構(gòu)；以及設(shè)置在第二襯底的多個(gè)表面之一上并包括第二有源層的第二 激光器結(jié)構(gòu)。設(shè)置該第一和第二激光器結(jié)構(gòu)使得它們的空腔長(zhǎng)度方向 幾乎彼此平行，以及該第一激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度短于第二激光器結(jié) 構(gòu)的空腔長(zhǎng)度。在本發(fā)明中，該激光器結(jié)構(gòu)指通過覆層(clad)和由該覆層夾持的 層構(gòu)成的層疊體，并包括有源層。根據(jù)本發(fā)明，該第二襯底被布置在 第一襯底的表面之一上。因此，通過使用第一襯底作為熱沉，可以改進(jìn)第二激光器結(jié)構(gòu)的照射性能。該第一激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度短于第 二激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度。因此，在保證第一襯底的尺寸為可以足夠 地保證第二激光器的照射性能的情況下，也可以抑制伴隨第一激光器 結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度增加的激光器性能和可靠性的退化。因此，在包括互 相不同的波長(zhǎng)的第一和第二激光器結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)中，可以提高激光器性 能和可靠性。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，當(dāng)?shù)谝患す馄鹘Y(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度是 Ll，第二激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度是L2，以及第一襯底的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度是LO時(shí)，可以滿足LKL2且L0可以等于或大于L2。亦即，可 以使得第一襯底的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度等于或大于在第一襯底的預(yù) 定表面上集成的第二激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度。通過采用LO等于或大于 L2的設(shè)置，可以進(jìn)一步改進(jìn)第二激光器結(jié)構(gòu)的照射性能。LO等于或大 于L2的狀態(tài)表示長(zhǎng)度L0被確保為第二激光器結(jié)構(gòu)的照射性能被充分地 保證的程度的狀態(tài)，例如，L0是L2的90y?；蚋?。在本發(fā)明中，L0可以大于L1 (L0〉L1)。亦即，第一襯底的空腔 長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度可以長(zhǎng)于在第一襯底的多個(gè)表面之一上設(shè)置的第一 激光器結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。例如，與第一襯底的端面相比較，第一激光器結(jié) 構(gòu)的后端面或前端面退卻到第一襯底的內(nèi)側(cè)。以此方式，第一襯底可 以更有效地用作熱沉，以及使得第一激光器結(jié)構(gòu)的激光震蕩所必需的 空腔長(zhǎng)度短于第一襯底的長(zhǎng)度。因此，可以更充分地保證更高效率、 低驅(qū)動(dòng)電流以及更高可靠性。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一激光器結(jié)構(gòu)的前端面和第二 激光器結(jié)構(gòu)的前端面可以與第一襯底的相同端面齊平。利用該結(jié)構(gòu)， 可以在改進(jìn)第二激光器結(jié)構(gòu)的照射性能的同時(shí)，總體上使半導(dǎo)體發(fā)光 元件小型化。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，通過刻蝕除去部分第一有源層，可以形成第一激光器結(jié)構(gòu)的前端面或后端面，從而退卻到第一襯底的 內(nèi)側(cè)。以此方式，可以提高第一激光器結(jié)構(gòu)的前端面或后端面的制造 穩(wěn)定性。利用端面位置的可控性的改善，可以抑制制造過程中第一激 光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度的變化。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一激光器結(jié)構(gòu)可以是GaN-系 (based)激光器，第二激光器結(jié)構(gòu)可以是AlGalnP-系、AlGaAs-系、 GalnAs-系、AlGalnAs-系、InGaAsP-系、InGaAsN-系或InGaAsNSb-系激光器。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一激光器結(jié)構(gòu)可以是包括 脊形上覆層的GaN-系激光器。本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器可以是，例如，其中集成藍(lán)-紫色激光器和 紅色激光器的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器或其中集成藍(lán)-紫色激光器、紅色激 光器和紅外激光器的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器。例如，兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光 器具有其中在GaN基藍(lán)-紫色激光器上集成AlGalnP基紅色激光器或 AlGaAs-系紅外激光器的設(shè)置。例如，三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器具有其中在 GaN基藍(lán)-紫色激光器上集成AlGalnP基紅色激光器和AlGaAs-系紅外激 光器的設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明，可以改進(jìn)構(gòu)成多波長(zhǎng)激光器的每個(gè)激光器 結(jié)構(gòu)的激光器性能和可靠性。更具體地說(shuō)，通過設(shè)置GaN-系藍(lán)-紫色激光器的第一襯底的長(zhǎng)度等 于或長(zhǎng)于GaN-系藍(lán)-紫色激光器上集成的AlGalnP基紅色激光器或 AlGaAs-系紅外激光器的第二襯底的長(zhǎng)度，可以保證該集成的AlGaInP-系紅色激光器或AlGaAs-系紅外激光器的照射性能?？梢詫?shí)現(xiàn)等于單體 的高輸出功率特性。另一方面，在該GaN-系藍(lán)-紫色激光器中，通過干 法刻蝕等形成端面，使得激光振蕩所需的空腔長(zhǎng)度短于第二襯底的空 腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度。結(jié)果，波導(dǎo)損耗被減小，以及從襯底傳播到波 導(dǎo)管條紋的位錯(cuò)數(shù)目減小，可以實(shí)現(xiàn)具有高效率、低驅(qū)動(dòng)電流和高可 靠性的激光器振蕩。在本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第一襯底可以是諸如GaN襯底或 AlGaN襯底的III族氮化物半導(dǎo)體的襯底。利用該設(shè)置，可以充分地保證 第一襯底的熱傳導(dǎo)率，以及可以改進(jìn)第二激光器結(jié)構(gòu)的照射性能。如上所述，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)多波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的激光器性 能和可靠性的技術(shù)，在該多波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中，集成了多個(gè)半導(dǎo)體 激光器。


圖l示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。 圖2是圖1的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的剖面圖。圖3示出了制造圖l的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的GaN-系藍(lán)紫色激光 器的工藝視圖。圖4示出了制造圖l的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的GaN-系藍(lán)紫色激光 器的工藝視圖。圖5示出了制造圖l的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的AlGalnP-系紅色激光器的工藝的剖面圖。圖6示出了制造圖l的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的AlGalnP-系紅色激光器的工藝的剖面圖。圖7示出了其中裝配圖1的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的封裝結(jié)構(gòu)的視圖。圖8示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。 圖9示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。 圖10示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖ll示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖12示出了用于圖ll的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的GaN-系藍(lán)紫色激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖13示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖14示出了根據(jù)本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖15是圖14的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的剖面圖。圖16示出了圖14的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的GaN-系藍(lán)紫色激光器 的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖17示出了制造圖14的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的AlGalnP-系紅外 激光器的工藝的剖面圖。圖18示出了其中裝配圖14的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的封裝結(jié)構(gòu)的 視圖。圖19示出了根據(jù)本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。圖20示出了根據(jù)本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將通過參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，例如，關(guān)于在GaN-系 藍(lán)紫色激光器的襯底上集成振蕩具有不同波長(zhǎng)的激光束的其他激光器 的情況。在所有圖中，相同參考數(shù)字表示共同的元件，以及下面將不 重復(fù)描述。在下面的實(shí)施例中，將描述每個(gè)半導(dǎo)體激光器的芯片長(zhǎng)度 對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體激光器的襯底長(zhǎng)度的情況。第一實(shí)施例圖l是根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的鳥瞰圖。圖2是垂直 于空腔方向切割的圖l所示的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的剖面圖。兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l是包括至少兩個(gè)激光器結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光 元件，該至少兩個(gè)激光器結(jié)構(gòu)振蕩具有不同波長(zhǎng)的激光束。兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l包括第一襯底(n-型GaN襯底101)、布置在 n-型GaN襯底101的預(yù)定表面上的第二襯底(n-型GaAs襯底201)、布置在n-型GaN襯底101的表面之一上并包括第一有源層(多量子阱有源層 105)的第一激光器結(jié)構(gòu)(藍(lán)紫色激光器IOO)和布置在n-型GaAs襯底 201的表面之一上并包括第二有源層(多量子阱有源層205)的第二激 光器結(jié)構(gòu)(紅色激光器200)。具有長(zhǎng)空腔長(zhǎng)度的AlGalnP-系紅色激光 器200被集成在具有短空腔長(zhǎng)度的GaN-系藍(lán)-紫色激光器100上，亦即， 在n-型GaN襯底101上。相對(duì)于n-型GaN襯底101 ，多量子阱有源層105 和205被設(shè)置在相同側(cè)上。紅色激光器200被布置在藍(lán)-紫色激光器100 一側(cè)上。設(shè)置藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光器200使得它們的空腔長(zhǎng)度方 向幾乎互相平行。藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度短于紅色激光器200的 空腔長(zhǎng)度。當(dāng)藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)l，紅色激光器200的空腔長(zhǎng) 度設(shè)為L(zhǎng)2，以及n-型GaN襯底100的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度是L0時(shí)，Ll 小于L2 (LKL2) ， L0等于或大于L2，以及n-型GaN襯底101的長(zhǎng)度被 確定為充分地保證紅色激光器200的照射性能的程度。在兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體 激光器1中，LO大于Li (L0〉L1)。藍(lán)-紫色激光器100的熱傳導(dǎo)率高于紅色激光器200的熱傳導(dǎo)率。激 光器結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)率是激光器結(jié)構(gòu)中的襯底上形成的半導(dǎo)體層的熱傳導(dǎo)率，例如，是由覆層和被該覆層夾持的有源層構(gòu)成的層疊體的熱導(dǎo) 率。紅色激光器200經(jīng)由預(yù)定層連接到n-型GaN襯底101。例如，紅色激 光器200通過熱粘合劑粘附到n-型GaN襯底101。紅色激光器200p-側(cè)面 向下與藍(lán)紫色激光器100的p-側(cè)面熔融鍵合。當(dāng)構(gòu)成紅色激光器200的層 當(dāng)中具有最高熱電阻的p-型覆層207 (p-型(Al0.7Ga0.3) 0.47ino.53P層)的 側(cè)面面對(duì)n-型GaN襯底101時(shí)，可以進(jìn)一步增加紅色激光器200的照射性 能。在紅色激光器200中，p-型覆層207的熱電阻是高的。通過經(jīng)由預(yù)定層將p-型覆層207的整個(gè)表面粘結(jié)到n-型GaN襯底101的預(yù)定表面，改進(jìn) 照射性能。在藍(lán)-紫色激光器100的前和后端面當(dāng)中，通過刻蝕形成后端面 123。通過刻蝕除去部分多量子阱有源層105，形成藍(lán)-紫色激光器100 的后端面123，以便從n-型GaN襯底101的端面退卻到n-型GaN襯底101 的內(nèi)部，以及從紅色激光器200的后端面223退卻到n-型GaN襯底101的內(nèi)部。另一方面，關(guān)于激光器的前端面，藍(lán)-紫色激光器100的前端面124 和紅色激光器200的前端面224與n-型GaN襯底101的相同端面齊平。藍(lán)-紫色激光器100的平面形狀是矩形，藍(lán)-紫色激光器100的表面之 一具有通過刻蝕除去部分多量子阱有源層105的區(qū)域。多量子阱有源層 105的平面形狀幾乎是L形。在多量子阱有源層105沒有被除去的區(qū)域 中，在n-型GaN襯底101的表面之一上布置紅色激光器200。利用該布局， 多量子阱有源層105被除去的n-型GaN襯底101上的區(qū)域可以用作照射區(qū)，以便可以提高整個(gè)元件的照射性能。由于通過其中除去了多量子 阱有源層105的區(qū)域的外緣指定了藍(lán)-紫色激光器100的后端面123，因此 根據(jù)藍(lán)-紫色激光器100的種類，藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度可以被設(shè) 置為預(yù)定長(zhǎng)度。藍(lán)-紫色激光器100是包括脊型上覆層(p-型覆層108)的GaN-系激 光器。藍(lán)-紫色激光器100的芯片，在此情況下，n-型GaN襯底101具有， 例如，400/mi的寬度和l，600Mm的長(zhǎng)度。在上述和下面的實(shí)施例中，芯 片的寬度指在與波導(dǎo)管方向(空腔長(zhǎng)度方向)截面的方向上的襯底長(zhǎng) 度，以及芯片的長(zhǎng)度指在平行于波導(dǎo)管方向的方向上的襯底長(zhǎng)度。在藍(lán)-紫色激光器100中，刻蝕后端面，以除去不必要的發(fā)光層， 以便空腔長(zhǎng)度變?yōu)?00jum。在藍(lán)-紫色激光器100中，具有10%反射率的低反射覆層(未示出)被應(yīng)用于發(fā)射光的前端面124。具有90%的反射 率的高反射覆層(未示出)被應(yīng)用于藍(lán)-紫色激光器100的后端面123。藍(lán)-紫色激光器100具有在CW操作下能發(fā)射例如200mW或更高的 高光輸出功率的結(jié)構(gòu)。紅色激光器200是包括脊型上覆層(p-型覆層207)的AlGalnP-系激 光器。紅色激光器200的芯片，在此情況下，n-型GaAs襯底201具有， 例如，250/rni的寬度和l，500/xm的長(zhǎng)度。在紅色激光器200中，具有7%的反射率的低反射覆層被應(yīng)用于發(fā) 射光的前端面224。具有95%的反射率的高反射覆層被應(yīng)用于紅色激光 器200的后端面223。紅色激光器200具有在脈沖操作(例如，30ns的脈沖寬度和30。/。的 占空比)中能發(fā)射例如240m W或更高的光輸出的結(jié)構(gòu)。在下文中將參考圖2更具體地描述藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光 器200的結(jié)構(gòu)。在藍(lán)-紫色激光器100中，在n-型GaN襯底101 (例如，約100/mi的 厚度，n=3~1018cm—3)上，層疊n-型緩沖層102 (例如，n-型GaN層，1/mi 的厚度，n=l~1018cm—3) 、 n-型覆層103 (例如，n-型ALo.o7Gao.93N層， 1.3Mm的厚度，n=7~1017cm-3) 、 n-側(cè)光學(xué)限制層104 (例如，n-型GaN 層，50nm的厚度，n=5~1017cm-3)、由ln(uGao.9N阱(例如，3.5nm的厚 度)和ln。.。2Gao.9sN阻擋層(例如，8.5nm的厚度)制成的多量子阱有源 層105、 p-側(cè)光學(xué)限制層106 (例如，GaN層，80nm的厚度)、用作電 子上溢防止層的p-型上溢保護(hù)層107 (例如，p-型Al(u6Gao.s4N層，10nm 的厚度，p=5~1017cm-3) 、 p-型覆層108 (例如，p-型AlGaN層，500nm 的厚度，p=7~1017cm—3)以及p-型接觸層109 (例如，p-型GaN層，100nm的厚度，p=l~10lscm—3)。在該說(shuō)明書中，"n="和"p="分別表示層 中的n-型載流子(電子)和p-型載體(空穴)的濃度。對(duì)于橫向模式控制，p-型覆層108在厚度方向上被刻蝕至某種程 度，由此形成脊121。 p-型接觸層109被設(shè)置在脊121的頂點(diǎn)，亦即，在 p-型覆層108的頂表面上。此外，在脊121的外部層疊覆蓋p-型覆層108 的側(cè)面和底部的氧化硅膜IIO。p-型接觸層109設(shè)置有從接觸層側(cè)面依次由鈀/鉑/金(Pd/Pt/Au)制 成的p-側(cè)電極lll。在n-型GaN襯底101的背面上，形成從襯底側(cè)面依次 由鈦/鉑/金(Ti/Pt/Au)構(gòu)成的n-側(cè)電極112。另一方面，在紅色激光器200中，在n-型GaAs襯底201 (例如，約 120/wn的厚度，11=2 1018(^1-3)上，層疊n-型緩沖層202 (例如，n-型GaAs 層，500nm的厚度，n=l~1018cnT3) 、 n-型覆層203 (例如,n-型(Al0.7Ga0.3) (U7lno.53P層，2/mi的厚度，n=8~1017cm—3) 、 n-側(cè)光學(xué)限制層204 (例如， (Al0.5Ga0.5) 0.47in。.53P層，30nm的厚度)、由GalnP阱和AlGalnP阻擋 層制成的多量子阱有源層205、p-側(cè)光學(xué)限制層206(例如，(ALQ.5Ga{).5) 0.47ina53P層，30nm的厚度)、p-型覆層207(例如'p-型(Al0.7Gao.3)o.47In0.53P 層，1.5/mi的厚度，p=8~1017ci^3)以及p-型接觸層208 (例如，p-型GaAs 層、400nm的厚度，以及p-5 10"cm—3)。在紅色激光器200中，對(duì)于橫向模式控制，在厚度方向上，p-型覆 層207被刻蝕至某種程度，由此形成脊221。 p-型接觸層208被設(shè)置在脊 121的頂點(diǎn)，亦即，設(shè)置在p-型覆層207的下表面上。此外，在脊221的 外部層疊覆蓋p-型覆層207的側(cè)面和底部的氧化硅膜209。p-型接觸層208設(shè)置有從接觸層側(cè)面依次由Ti/Pt/Au制成的p-側(cè)電 極210。在n-型GaAs襯底201的背面上，形成從襯底側(cè)面依次由金鍺/鎳/ 金(AuGe/Ni/Au)構(gòu)成的n-側(cè)電極211。紅色激光器200經(jīng)由由金(Au)和錫(Sn)制成的熔合材料113p-側(cè)面向下地與藍(lán)-紫色激光器100上的p-側(cè)面熔融-鍵合。藍(lán)-紫色激光器 100和紅色激光器200的發(fā)光點(diǎn)之間的間隔越短，對(duì)于光學(xué)拾取器的光 軸的調(diào)整越有利。因此，優(yōu)選地調(diào)整每個(gè)激光器的芯片中的脊的形成 位置，以便使發(fā)光點(diǎn)盡可能靠近。
接下來(lái)，將描述制造兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的方法。圖3至6示出了 制造兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的方法的視圖。圖3 (a)至3 (c)和圖4 (a) 和4 (b)示出了GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的制造工藝的視圖。圖5 (a) 和5 (b)和圖6 (a)禾卩6 (b)示出了AlGalnP-系紅色激光器200的制造 工藝的剖面圖。
首先，參考圖3 (a)至3 (c)和圖4 (a)和4 (b)，將描述GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的制造工藝。在該制造工藝中，通過干法刻蝕形成 后端面123和通過分割形成取得光的前端面124。
在具有例如約400/mi厚度的n-型GaN襯底101上，順序地生長(zhǎng)n-型 緩沖層102， n-型覆層103， n-側(cè)光學(xué)限制層104,多量子阱有源層105， 光學(xué)限制層106,亦即，非摻雜p-側(cè)GaN層，p-型AlGaN電子阻擋層107、 p-型覆層108以及p-型接觸層109 (圖3 (a))。在圖3 (b)和3 (c)中，
有些生長(zhǎng)層沒有被示出。
對(duì)于晶體生長(zhǎng)，例如，使用金屬-有機(jī)汽相處延(MOVPE)方法。 作為材料，例如，使用三甲基鋁(TMA1)、三甲基鎵(TMGa)、三 乙基鎵(TEGa)、三甲基銦(TMIn)以及氨(NH3)。作為n-型和p-型摻雜劑，例如，使用硅(Si)和鎂(Mg)。作為材料，例如，使用 硅烷(SiH4)禾口二茂基鎂(Cp2Mg， cyclopentadiethyl magnesium) 。 j乍 為載體氣體，根據(jù)每個(gè)生長(zhǎng)層的成分，使用氫氣或氮?dú)?。此后，通過干法刻蝕形成藍(lán)-紫色激光器100的后端面123。首先，
通過使用諸如熱化學(xué)氣相淀積(熱CVD)、等離子體CVD、濺射或電 子束淀積的方法，淀積氧化硅膜114。通過使用諸如接觸曝光的步進(jìn)器 或光刻，通過刻蝕有選擇地除去氧化硅膜114中的預(yù)定區(qū)。在刻蝕之后， 氧化硅膜114的平面形狀是，例如，L形。使用氧化硅膜114作為掩模， 通過干法刻蝕除去生長(zhǎng)層至n-型GaN襯底lOl，由此減小生長(zhǎng)層長(zhǎng)度(圖 3 (b))。如圖3 (b)所示，該刻蝕側(cè)面變?yōu)樗{(lán)-紫色激光器100的后端 面123。因此希望盡可能平滑地刻蝕該側(cè)面，以便變?yōu)樵谄矫娣较虼怪?于襯底。
隨后，形成脊121。首先，在p-型接觸層19上形成具有1.5/mi寬度 的條紋形氧化硅膜115。氧化硅膜115形成為在通過如上所述的工藝減 小層長(zhǎng)度的區(qū)域中在空腔長(zhǎng)度方向上延伸，參考圖3 (b)。如下形成 氧化硅膜115。在氧化硅膜114被除去之后，再次淀積另一氧化硅膜并 允許通過光刻有選擇地僅僅留在預(yù)定區(qū)域中。另外，代替形成另一氧 化硅膜的方法，在圖3 (b)所示的工藝之后，可以通過光刻，以預(yù)定 形狀進(jìn)一步處理氧化硅膜114。
使用氧化硅膜115作為掩模，通過干法刻蝕刻蝕部分p-型接觸層 109和p-型覆層108，由此形成脊121 (圖3 (c))。
然后，形成p-側(cè)電極lll。首先，條紋形氧化硅膜115被除去。在 n-型GaN襯底101的整個(gè)表面上再次淀積另一氧化硅膜110。通過刻蝕除 去脊頂部上的氧化硅膜IIO，以露出p-型接觸層109。在p-型接觸層109 上，淀積構(gòu)成p-側(cè)電極lll的金屬膜(圖4 (a))。
為了便于分割，n-型GaN襯底101被拋光，以減小厚度至，例如， 約100/mi。磨光面經(jīng)歷清洗工序。此后，形成與磨光面接觸并覆蓋該表 面的n-側(cè)電極112 (圖4 (b))。接下來(lái)，對(duì)于端面覆層，該晶片被劈 開，以便脊121如同肋條一樣被并排地布置。在此情況下在遠(yuǎn)離通過干法刻蝕600/mi形成的后端面123的位置的位置中，該晶片被劈開，由此 形成前端面124。結(jié)果，GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度變?yōu)?600拜。相對(duì)側(cè)面也被劈開，以便芯片的長(zhǎng)度，亦即，n-型GaN襯底101的 空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度變?yōu)閘,600Mm。具有10%的反射率的低反射覆層 被應(yīng)用于前端面124，以及具有90%的反射率的高反射覆層被應(yīng)用于后 端面123。作為覆層材料當(dāng)中具有低折射率的材料，例如，使用氧化鋁、 氧化硅、氮化鋁、氟化鎂或氟化鈣。作為覆層材料中的具有高折射率 的材料，例如，使用氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿等。最后，執(zhí)行分割， 以將其中多個(gè)脊121如同肋條一樣互相平行布置的晶片分為多個(gè)芯片。 通過上述過程，獲得藍(lán)-紫色激光器100。參考圖5 (a) 、 5 (b) 、 6 (a)以及6 (b)，將描述制造AlGaInP-系紅色激光器200的工藝。首先，在具有約350/mi厚度的n-型GaAs襯底201上，順序地晶體生 長(zhǎng)n-型GaAs 202、 n-型覆層203、 n-側(cè)光學(xué)限制層204 (例如，AlGalnP 層)、多量子阱有源層205、 p-側(cè)光學(xué)限制層206 (例如，AlGalnP層)、 p-型覆層207以及p-型接觸層208 (圖5 (a))。對(duì)于晶體生長(zhǎng)，例如，使用MOVPE方法。作為材料，例如，使用 TMA1、 TEGa、 TMIn、砷化氫(AsH3)或磷化氫(PH3)。作為n-型和 p-型摻雜劑，例如，分別使用Si和鋅(Zn)。作為材料，例如，使用乙 硅垸(Si2H6)和二乙基鋅(DEZn)。作為載體氣體，例如，使用氫氣。隨后，形成脊221。首先，通過使用熱CVD方法、等離子體CVD 方法、濺射方法、電子束淀積方法等，淀積氧化硅膜212。通過使用步 進(jìn)器或諸如接觸曝光的光刻，有選擇地除去氧化硅膜212中的預(yù)定區(qū) 域，以在空腔長(zhǎng)度方向中延伸的條紋形狀并具有1.5/mi寬度，處理氧化硅膜212。使用氧化硅膜212作為掩模，通過干法刻蝕等有選擇地除去部分p-型接觸層208和p-型覆層207，由此形成脊221 (圖5 (b))。接下來(lái)，形成p-側(cè)電極210。首先，條紋形氧化硅膜212被除去。 此后，再次淀積另一氧化硅膜209。通過刻蝕除去脊頂部上的氧化硅膜 209，以露出p-型接觸層208。在p-型接觸層208上，構(gòu)成p-側(cè)電極210的 金屬膜被淀積(圖6 (a))。為了便于分割，n-型GaAs襯底201被拋光，以減小該厚度至，例如， 約120/mi。磨光面經(jīng)受清洗工序。在此之后，形成與磨光面接觸并覆蓋 該表面的n-側(cè)電極211 (圖6 (b))。接下來(lái)，對(duì)于端面覆層，執(zhí)行分 割，以便空腔長(zhǎng)度變?yōu)閘,500/mi。具有7%的反射率的低反射覆層被應(yīng)用 于前端面224，以及具有95%的反射率的高反射膜被應(yīng)用于后端面223。 最后，執(zhí)行分割，以將其中多個(gè)脊221如同肋條一樣互相平行布置的晶 片分為多個(gè)芯片。通過上述過程，獲得紅色激光器200。紅色激光器200采用窗口結(jié)構(gòu)和非電流注入結(jié)構(gòu)，以防止端面損壞。以此方式獲得的紅色激光器200通過使用熔合材料113p側(cè)面向下 地與藍(lán)-紫色激光器100的p側(cè)面熔融鍵合，如圖2所示。結(jié)果，獲得圖l 所示的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l?，F(xiàn)在將描述包括兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的封裝。圖7示出了在具有 5.6mm直徑的封裝中裝配的本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的狀態(tài)的 鳥瞰圖。封裝的本體10的材料是，例如，鐵。支撐部件11和聯(lián)通線12， 13 和14的材料是，例如，銅。用金涂敷每個(gè)本體IO、支撐部件ll和聯(lián)通 線的表面。每個(gè)聯(lián)通線12和13經(jīng)由由陶瓷等制成的絕緣體15粘接到本體10。以此方式，聯(lián)通線和本體10互相絕緣。聯(lián)通線14被連接到本體10和被電連接到支撐部件ll。兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l中的藍(lán)-紫色激光器100的n-側(cè)電極112的表 面經(jīng)由熔合材料16熔融鍵合到支撐部件11。作為熔融材料16，例如， 使用具有低熔點(diǎn)的金錫、鉛錫等。此外，藍(lán)-紫色激光器100的聯(lián)通線12 和p-側(cè)電極lll經(jīng)由金線17互相鍵合。紅色激光器200的聯(lián)通線13和11-側(cè)電極211經(jīng)由金線17互相鍵合。在本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l中，當(dāng)正電壓被施加到聯(lián)通線 12和負(fù)電壓被施加到聯(lián)通線14時(shí)，藍(lán)-紫色激光器100執(zhí)行激光振蕩。當(dāng) 正電壓被施加到聯(lián)通線12和負(fù)電壓被施加到聯(lián)通線13時(shí)，紅色激光器 200執(zhí)行激光振蕩。在其中集成藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光器200的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體 激光器1中，起熱沉作用的GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的芯片長(zhǎng)度等于或 長(zhǎng)于AlGalnP-系紅色激光器200的芯片長(zhǎng)度，AlGalnP-系紅色激光器200 的芯片被熔融鍵合到藍(lán)-紫色激光器100的芯片。因此，通過紅色激光器 200的芯片產(chǎn)生的熱量經(jīng)由藍(lán)-紫色激光器100從支撐部件ll有效地散 逸。因此，具有l(wèi)，500/mi的長(zhǎng)空腔長(zhǎng)度的紅色激光器200的照射性能被 保證，以及可以實(shí)現(xiàn)高輸出功率特性。在背景技術(shù)中描述的專利文獻(xiàn)l中，在將具有780nm波長(zhǎng)的半導(dǎo)體 發(fā)光元件鍵合到具有650mn波長(zhǎng)的半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)中，通過調(diào)整 半導(dǎo)體發(fā)光元件的前端面的位置，以偏移后端面，保證鍵合面積。但 是，在該結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的每個(gè)空腔長(zhǎng)度等于襯底的長(zhǎng)度并 取決于襯底長(zhǎng)度的而確定半導(dǎo)體發(fā)光元件的每個(gè)空腔長(zhǎng)度。由于此， 在對(duì)于具有大面積的襯底使用GaN-系藍(lán)-紫色激光器等的情況下，空腔長(zhǎng)度增加。因此，注意不可能充分地保證藍(lán)-紫色激光器的激光器性能 和可靠性。相反地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在藍(lán)-紫色激光器100中，盡管芯 片的長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)l,600Mm，但是通過干法刻蝕形成后端面123，以便空腔 長(zhǎng)度變?yōu)?00/mi。通過干法刻蝕等形成后端面123，以便激光振蕩所必 需的空腔長(zhǎng)度短于芯片的長(zhǎng)度，減小波導(dǎo)損耗，減少?gòu)膎-型GaN襯底101 傳播到波導(dǎo)管條紋的位錯(cuò)數(shù)目，可以實(shí)現(xiàn)具有高效率的激光振蕩、低 驅(qū)動(dòng)電流以及高可靠性。因此，可以實(shí)現(xiàn)等于具有600/mi空腔長(zhǎng)度的普 通GaN-系藍(lán)-紫外光激光器的激光器性能和可靠性。如上所述，通過兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l，實(shí)現(xiàn)保證熱導(dǎo)率和空腔長(zhǎng) 度的平衡以及具有優(yōu)良的激光器性能和可靠性的集成激光器。由于在本實(shí)施例中通過刻蝕形成藍(lán)-紫色激光器100的后端面123， 后端面123形成有優(yōu)良的可控性，以及在制造時(shí)，藍(lán)-紫外光激光器100 中的空腔長(zhǎng)度中的變化可以被極好地抑制。盡管技術(shù)領(lǐng)域不同，但是專利文獻(xiàn)2描述了通過相同刻蝕工序單片 地形成兩個(gè)激光器的刻蝕鏡面的技術(shù)，以及使鏡面的位置不同于空腔 長(zhǎng)度方向。在此情況下，必須由可以通過相同刻蝕工序刻蝕的材料構(gòu) 成兩個(gè)激光器。相反地，在本實(shí)施例中，在不同的襯底形成半導(dǎo)體激光器，以及 襯底之一被鍵合到其它襯底。因此，可以根據(jù)該半導(dǎo)體激光器的性能， 更靈活地設(shè)計(jì)端面的位置和空腔長(zhǎng)度，以及可以穩(wěn)定地制造半導(dǎo)體激 光器。在GaN-系藍(lán)-紫色激光器100中，設(shè)置其中形成多量子阱有源層 105的區(qū)域和其中多量子阱有源層105被除去的缺少區(qū)。在其中形成多 量子阱有源層105的區(qū)域中布置紅色激光器200。因此，該缺少區(qū)可以 被有效地用作藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光器200的照射區(qū)。在兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l中，藍(lán)-紫色激光器100的前端面124和紅 色激光器200的前端面224與n-型GaN襯底101的相同端面齊平。該端面 被設(shè)置在相同直線上。因此，來(lái)自藍(lán)-紫色激光器100的發(fā)射光和來(lái)自紅 色激光器200的發(fā)射光的焦點(diǎn)位于相同平面中。因此，可以簡(jiǎn)化光接收 系統(tǒng)的器件結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了GaN-系藍(lán)-紫色激光器lOO和AlGaInP-系紅色激光器200被集成的情況。n-型GaN襯底101上集成的激光器結(jié)構(gòu) 不局限于AlGaTnP系統(tǒng)。例如，可以使用AlGaAs-系、GalnAs-系、 AlGalnAs-系、InGaAsP-系、InGaAsN-系或InGaAsNSb-系激光器。更具體地說(shuō)，可以使用其中代替AlGalnP-系紅色激光器200，集成 AlGaAs-系紅外激光器的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器。在此情況下，由于 AlGaAs的熱導(dǎo)率高于AlGalnP的熱導(dǎo)率，在空腔長(zhǎng)度是例如900/mi且短 于AlGalnP基激光器的空腔長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)中，可以執(zhí)行例如脈沖操作(脈 沖寬度50ns，占空比50%) 200mW。因此，GaN-系藍(lán)-紫色激光器 IOO的芯片長(zhǎng)度，亦即，n-型GaN襯底101的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度可以 被減少到900/mi或更長(zhǎng)。在此情況下，在n-型GaN襯底101上也集成 AlGaAs-系紅外激光器，以及可以充分地保證照射性能。在本實(shí)施例中，已經(jīng)描述了兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的情況，其中 GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的波導(dǎo)管方向(空腔長(zhǎng)度方向)中的芯片長(zhǎng) 度是l,600/mi并長(zhǎng)于被熔融鍵合到該芯片的AlGalnP-系紅色激光器200 的芯片長(zhǎng)度。更具體地說(shuō)，已經(jīng)描述了紅色激光器200的芯片長(zhǎng)度等于 波導(dǎo)管的長(zhǎng)度和空腔長(zhǎng)度且是l,500/mi的情況。但是，只要可以充分地保證紅色激光器200的照射性能，本發(fā)明不 局限于L0大于L2的結(jié)構(gòu)，而是可以采用L0等于L2的結(jié)構(gòu)。另外，可以 使用具有相對(duì)關(guān)系(L(KL2)的嚴(yán)格長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)。從更可靠地獲得照射性能的觀點(diǎn)，n-型GaN襯底lOl的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度可以被設(shè)為n-型GaAs襯底201的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度的90。/。或更多，優(yōu)選地，95% 或更多。更具體地說(shuō)，11-型0&>^襯底101的長(zhǎng)度可以被設(shè)為1,500/1111和11-型GaAs襯底201的長(zhǎng)度可以被設(shè)為l,520/mi。在此情況下，當(dāng)在藍(lán)-紫色 激光器100的芯片上集成紅色激光器200時(shí)，紅色激光器200的前端面?zhèn)?的10/mi和后端面?zhèn)鹊?0/mi離開藍(lán)-紫色激光器100的芯片一段距離。在 這種結(jié)構(gòu)中，由于紅色激光器200的大部分襯底201與藍(lán)紫色激光器100 接觸，保證不足以引起實(shí)際問題的照射性能。在此情況下，芯片的長(zhǎng) 度也被認(rèn)為是相同的。紅色激光器200的后端面223的位置和n-型GaN襯底101的端面的位 置可以互相一致，以及藍(lán)紫色激光器100的前端面124和紅色激光器200 的前端面124可以與n-型GaN襯底101的相同端面一致。該結(jié)構(gòu)可以被表 示為L(zhǎng)042。以此方式，在保證紅色激光器200的足夠照射性能的同時(shí)， 可以使兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l總體上小型化。在下面，將主要描述不同于第一實(shí)施例的點(diǎn)。第二實(shí)施例圖8示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。 兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例中的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體 激光器的基本結(jié)構(gòu)，但是以下點(diǎn)是不同的。在通過干法刻蝕形成藍(lán)-紫 色激光器100的后端面123的時(shí)候，形成反射鏡116，其面對(duì)后端面123 的表面相對(duì)于后端面以45。傾斜。在圖8中，通過在除去多量子阱有源層105的區(qū)域中，在n-型GaN 襯底101的表面之一上設(shè)置反射鏡116，多量子阱有源層105被除去的區(qū) 域可以被有效地使用。從藍(lán)紫色激光器100的后端面123發(fā)射的光被反 射鏡116反射，從芯片的側(cè)面消失，并被光接收元件(未示出)接收。 該光可以被用作激光器工作的監(jiān)視光。第三實(shí)施例圖9示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器3的結(jié)構(gòu)的鳥瞰 圖。該兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例中的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l的基本結(jié)構(gòu)，以及在GaN基藍(lán)-紫色激光器100的芯片上 集成AlGalnP基紅色激光器200。不同于第一實(shí)施例的是在用于形成后 端面123刻蝕的區(qū)域中，在n-型GaN襯底101上形成藍(lán)-紫色激光器100的 n-側(cè)電極112，而不在n-型GaN襯底101的后側(cè)面上。利用這種結(jié)構(gòu)，通過對(duì)于p-側(cè)電極11 l和n-側(cè)電極l 12使用相同的電 極材料(例如，Ti/Pt/Au)，可以同時(shí)形成p-側(cè)電極lll和n-側(cè)電極112。 結(jié)果，可以減小電極形成工序的數(shù)目。此外，可以有效地使用在n-型 GaN襯底101的表面之一上除去多量子阱有源層105的區(qū)域。此外，在p-側(cè)電極111的材料和n-側(cè)電極112的材料不同的情況下， 可以任意地選擇制造順序。結(jié)果，存在最小化接觸電阻如合金參數(shù)的 最佳工序可以被應(yīng)用于每個(gè)電極的優(yōu)點(diǎn)。在參考圖3描述的工序中，首 先形成脊側(cè)面上的電極(在圖3的情況下，p-側(cè)電極lll)。以此方式， 可以在拋光襯底之前，形成諸如氧化硅膜110的淀積和構(gòu)圖的所需工序 的脊側(cè)面上的電極。因此，可以提高制造穩(wěn)定性。本實(shí)施例具有另一優(yōu)點(diǎn)。在將藍(lán)-紫色激光器100裝配到封裝中的 時(shí)候，通過電隔離支撐部件ll或經(jīng)由半絕緣子安裝如氮化鋁的熱沉， 將藍(lán)-紫色激光器100熔融鍵合到支撐部件11，藍(lán)-紫色激光器100可以是電浮置的。第四實(shí)施例圖10示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰 圖。該兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例中的兩波長(zhǎng) 半導(dǎo)體激光器l的基本結(jié)構(gòu)，以及AlGalnP-系紅色激光器200 p-側(cè)面向下地與GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的芯片上的p-側(cè)面集成。在圖10中，不 同于第一實(shí)施例的點(diǎn)是通過干法刻蝕形成藍(lán)-紫色激光器100的前端面 124和后端面123。與前端面224相比，前端面124退卻到n-型GaN襯底101的內(nèi)部。利用該結(jié)構(gòu)，通過刻蝕工序確定空腔長(zhǎng)度。因此，在將晶片分為 芯片的過程中，沒有必要嚴(yán)格地控制空腔長(zhǎng)度。由于藍(lán)-紫色激光器100 的GaN襯底是非常硬的，在拋光之后晶片厚度不均勻或分割條件差的情 況下，在分割面中形成瑕疵(臺(tái)階)被關(guān)注。相反，在本實(shí)施例中， 沒有這種關(guān)注。可以通過刻蝕進(jìn)一步提高藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度 上的可控性。在n-型GaN襯底101的端面表面123和前端面124中設(shè)置多量子阱有 源層105被除去的區(qū)域。因此，兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器l中的照射性變化 可以被抑制。第五實(shí)施例圖ll示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰 圖。圖12是用于圖ll的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中的GaN-系藍(lán)-紫色激光器 IOO的結(jié)構(gòu)的鳥瞰圖。該兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例中的兩波長(zhǎng) 半導(dǎo)體激光器l的基本結(jié)構(gòu)，以及AlGalnP-系紅色激光器200經(jīng)由熔融材 料113 p-側(cè)面向下地與GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的芯片上的p-側(cè)面集 成。在圖11中，不同于第一實(shí)施例的點(diǎn)是紅色激光器200被直接熔融鍵 合在藍(lán)-紫色激光器100的脊波導(dǎo)管上面(圖12中的脊121)。如圖12所示，在襯底表面的中心區(qū)域中不存在多量子阱有源層 105，以及該不存在區(qū)域的平面形狀幾乎是矩形。在n-型GaN襯底101 的表面之一中，藍(lán)-紫色激光器100的后端面123上及周圍的多量子阱有源層105被除去。在空腔長(zhǎng)度方向上，從藍(lán)紫色激光器100的后端面123向后除去多量子阱有源層105，以便在空腔長(zhǎng)度方向上與藍(lán)紫色激光器ioo分開。通過將紅色激光器200熔融鍵合到正好在脊121上面的位置，藍(lán)紫 色激光器100和紅色激光器200之間的發(fā)光點(diǎn)間隔被縮短。因此，從調(diào) 整光學(xué)拾取器的光軸的觀點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)是非常有利的。此外，在圖12中，為了將藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度設(shè)置為 600/mi，使用第一實(shí)施例中描述的方法，通過刻蝕形成后端面123。在 圖12中，將被刻蝕的區(qū)域具有約20/mi的寬度和約l()Atm的長(zhǎng)度，且比第 一實(shí)施例中的區(qū)域更窄。結(jié)果，可以保證正好在脊121上面熔融鍵合的 紅色激光器200的照射性能。因此，可以獲得更優(yōu)異的輸出特性。第六實(shí)施例圖13示出了根據(jù)本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)的鳥瞰 圖。兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例中的兩波長(zhǎng)半 導(dǎo)體激光器l的基本結(jié)構(gòu)。紅色激光器200經(jīng)由熔融材料p-側(cè)面向下地與 藍(lán)紫色激光器100的芯片上的p-側(cè)面熔融鍵合。藍(lán)-紫色激光器100和紅 色激光器200具有與第四實(shí)施例中使用的激光器相同的結(jié)構(gòu)。不同于第 四實(shí)施例的點(diǎn)是多量子阱有源層105和205被設(shè)置在n-型GaN襯底101的 不同側(cè)面上。具體地說(shuō)，紅色激光器200被熔融鍵合到藍(lán)-紫色激光器100 的襯底的后側(cè)面。由于n-型GaN襯底101的后側(cè)面是平坦的，通過將紅色激光器200 熔融鍵合到后側(cè)面，整個(gè)芯片可以被鍵合到藍(lán)-紫色激光器100，在紅色 激光器200的脊中沒有引起大的變形。因此，可以抑制裝配過程中的成 品率降低。在將本實(shí)施例的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器裝配到封裝中的情況下，藍(lán)-紫色激光器IOO p-側(cè)面向下地被裝配到例如具有5.6mm直徑的封裝中， 如圖5所示。在此情況下，激光器被直接熔融鍵合到支撐部件ll或經(jīng)由 子安裝被熔融鍵合到支撐部件ll。因此，有藍(lán)-紫色激光器100的照射性 能改進(jìn)和與第四實(shí)施例的情況相比較改進(jìn)高輸出功率特性和溫度特性 的優(yōu)點(diǎn)。在上述實(shí)施例中，描述了兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的情況。本發(fā)明的 實(shí)施例不局限于兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的情況，而是也可以被應(yīng)用于其 中在藍(lán)紫色激光器100的芯片上鍵合n片第二、第三、...、第(n+l)個(gè) 半導(dǎo)體激光器(n=l， 2， 3,...)，在此情況下，在n-型GaN襯底101 上的集成半導(dǎo)體激光器。當(dāng)集成的(n+l)半導(dǎo)體激光器的空腔長(zhǎng)度被 設(shè)為L(zhǎng) (n+l)時(shí)，LO等于或大于L (n+l)。下面將描述三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例。第七實(shí)施例圖14示出了根據(jù)本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2的結(jié)構(gòu)的鳥瞰 圖。圖15是圖14所示的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2的剖面圖。圖16是圖15的 三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2的藍(lán)-紫色激光器100的鳥瞰圖。三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2包括在第三半導(dǎo)體襯底(n-型GaAs襯底301) 的表面之一上設(shè)置的第三有源層(多量子阱有源層305)，以及包括具 有L3的空腔長(zhǎng)度的第三激光器結(jié)構(gòu)(紅外激光器300)。紅色激光器200 和紅外激光器300被設(shè)置在n-型GaN襯底101的相同側(cè)面上。具體地說(shuō)， AlGaInP-系紅色激光器200和AlGaAs-系紅外激光器3 00被集成在GaN-系藍(lán)-紫色激光器100的芯片上。紅色激光器200和紅外激光器300都^ 側(cè)面向下地與藍(lán)紫色激光器100的p-側(cè)面熔融鍵合。紅色激光器200、藍(lán) -紫色激光器100以及紅外激光器300被依次并排地設(shè)置，以便它們的空 腔長(zhǎng)度方向互相平行。藍(lán)-紫色激光器100的芯片具有，例如，400]um的寬度和l，600Mm的 長(zhǎng)度。在藍(lán)-紫色激光器100中，通過刻蝕形成后端面123，以便空腔長(zhǎng) 度變?yōu)?00/im (圖16)。通過刻蝕，除去多余的發(fā)光層。多量子阱有源 層105的平面形狀幾乎是U形。在藍(lán)-紫色激光器100中，具有10%反射率 的低反射覆層(未示出)被應(yīng)用于發(fā)射光的前端面124。具有90%的反 射率的高反射覆層被應(yīng)用于后端面123 (圖16所示)。如圖15所示，藍(lán)-紫色激光器100的層疊結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例的 層疊結(jié)構(gòu)(圖2)。但是，在圖15中，與圖2的情況不同，幾乎在芯片 的中心形成藍(lán)-紫色激光器100的脊結(jié)構(gòu)(脊121)。紅色激光器200的發(fā) 光點(diǎn)和紅外激光器300的發(fā)光點(diǎn)相對(duì)于作為中心的藍(lán)-紫色激光器100的 發(fā)光點(diǎn)被對(duì)稱地雙向設(shè)置。紅色激光器200的結(jié)構(gòu)類似于第一實(shí)施例的元件的結(jié)構(gòu)，以及紅色 激光器200的芯片具有例如150/mi的寬度和l，500/mi的長(zhǎng)度。在紅色激光 器200中，具有7%的反射率的低反射覆層被應(yīng)用于發(fā)射光的前端面224。 具有95%的反射率的高反射覆層被應(yīng)用于后端面223。紅外激光器300的芯片具有例如150/mi的寬度和900/mi的長(zhǎng)度。在 紅外激光器300中，具有5%的反射率的低反射覆層被應(yīng)用于發(fā)射光的前 端面324。具有95%的反射率的高反射覆層被應(yīng)用于后端面323。如圖15所示，在紅外激光器300中，在n-型GaAs襯底301 (例如， 約120/mi的厚度，n二2 10"cm-3)上層疊n-型緩沖層302(例如，n-型GaAs 層，1/xm的厚度，n=l~1018cm-3) 、 n-型覆層303 (例如，n-型Alo.5Gao.sAs 層，2.2/mi的厚度，i^7 10ncm-3)、n-側(cè)光學(xué)限制層304(例如，Alo.3Gao.7As 層，10nm的厚度)、通過AlGaAs阱和AlGaAs阻擋層制成的多量子阱有 源層305、 p-側(cè)光學(xué)限制層306 (例如，Alo.3Ga(uAs層，10nm的厚度)、 p-型覆層307 (例如，p-型Alo.5Gao.5As層，1.8/mi的厚度，p=7~1017cm—3) 以及p-型接觸層308 (例如，p-型GaAs層，400nm的厚度，以及在紅外激光器300中，對(duì)于橫向模式控制，通過在厚度方向上刻蝕， 除去部分p-型接觸層308和p-型覆層307，由此形成脊321。此外，用n-型AlGaAs電流阻擋層309 (例如，1/mi的厚度，n=7~1017cm—3)和n-型 GaAs電流阻擋層310(例如，800nm的厚度，n-=l~1018cm'3)掩埋脊321 。 在p-型接觸層308上，形成從接觸層側(cè)面依次由Ti/Pt/Au制成的p-側(cè)電極 311。在n-型GaAs襯底301上，形成由AuGe/Ni/Au構(gòu)成的n-側(cè)電極312。 以類似于紅色激光器200的方式，紅外激光器300 p-側(cè)面向下地經(jīng)由由 Au和Sn制成的熔融材料113被熔融鍵合在藍(lán)-紫色激光器100上。接下來(lái)，將描述制造三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2的方法。通過使用第一 實(shí)施例中描述的方法可以獲得藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光器200。例如，通過以下過程獲得紅外激光器300。圖17 (a)至17 (c)和 圖18 (a)和18 (b)示出了制造紅外激光器300的方法的剖面圖。首先，在n-型GaAs襯底301上，順序地生長(zhǎng)n-型緩沖層302、 n-型 覆層303、 n-側(cè)光學(xué)限制層304、多量子阱有源層305、 p-側(cè)光學(xué)限制層 306、 p-型覆層307以及p-型接觸層308 (圖17 (a))。對(duì)于晶體生長(zhǎng)，例如，使用MOVPE方法。作為該材料，例如，使 用TMA1、 TMGa、 TEGa和AsH3。作為n-型和p-型摻雜劑，例如，分別 使用硅(Si)和鋅(Zn)。作為材料，例如，使用Si2H6和二甲鋅(DMZn)。 作為載體氣體，例如，使用氫氣。隨后，形成脊321。首先，在p-型接觸層308上淀積氧化硅膜313。 通過使用光刻有選擇地除去氧化硅膜313中的預(yù)定區(qū)域，以具有1.5/mi 寬度的條紋形狀，處理氧化硅膜313。使用氧化硅膜313作為掩模，執(zhí) 行干法刻蝕，以刻蝕p-型接觸層308至p-型覆層307中的某些中點(diǎn)，由此形成脊321 (圖17 (b))。通過，例如，選擇性MOVPE方法，形成n-型AlGaAs電流阻擋層309 和n-型GaAs電流阻擋層310，以掩埋脊321 (圖17 (c))。隨后，形成p-側(cè)電極311。首先，除去條紋狀氧化硅膜313，以露 出p-型接觸層308。在p-型接觸層308的表面上，淀積p-側(cè)電極311 (圖 18 (a))。為了便于分割，拋光n-型GaAs襯底301，以減小該厚度至 例如，約120/xm。該磨光面被輕微刻蝕，在此之后，在該磨光面上形成 n-側(cè)電極312 (圖18 (b))。接下來(lái)，對(duì)于端面覆層，執(zhí)行分割，以便空腔長(zhǎng)度變?yōu)?00/mi。 具有5%的反射率的低反射覆層被應(yīng)用于前端面324，以及具有95%的反 射率的高反射膜被應(yīng)用于后端面323。最后，執(zhí)行分割，以將其中多個(gè) 脊321如同肋條一樣互相平行布置的晶片分為多個(gè)芯片。通過上述過 程，獲得紅外激光器300。以此方式獲得的紅外激光器300和紅色激光器200 p-側(cè)面向下地與 圖16中所示的藍(lán)-紫色激光器100的p-側(cè)面熔融-鍵合，通過使用熔融材 料113。結(jié)果，獲得圖14和15所示的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2?，F(xiàn)在將描述包括三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2的封裝。圖19示出了在具有 5.6mm直徑的封裝中裝配的本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2的狀態(tài)的 鳥瞰圖。封裝的本體10的材料是例如，鐵。支撐部件11和聯(lián)通線18、 19、 20和21的材料是例如，銅。用金涂敷每個(gè)本體IO、支撐部件ll以及聯(lián) 通線18、 19、 20和21的表面。每個(gè)聯(lián)通線18、 19和20經(jīng)由由陶瓷等制成的絕緣體15粘接到本體10。以此方式，聯(lián)通線和本體10互相可靠地絕緣。聯(lián)通線21被連接到本體10并被電連接到支撐部件11。三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2中的藍(lán)-紫色激光器200的n-側(cè)電極222的表 面經(jīng)由熔合材料26熔融鍵合到支撐部件11。熔融材料的例子是具有低 熔點(diǎn)的金錫和鉛錫。此外，藍(lán)-紫色激光器100的聯(lián)通線18和p-側(cè)電極lll經(jīng)由金線17互 相鍵合。紅色激光器200的聯(lián)通線19和n-側(cè)電極211經(jīng)由金線17互相鍵 合。紅外激光器300的聯(lián)通線20和n-側(cè)電極312經(jīng)由金線17互相鍵合。在本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2中，當(dāng)正電壓被施加到聯(lián)通線 18且負(fù)電壓被施加到聯(lián)通線21時(shí)，藍(lán)-紫色激光器100執(zhí)行激光振蕩。當(dāng) 正電壓被施加到聯(lián)通線18且負(fù)電壓被施加到聯(lián)通線19時(shí)，紅色激光器 200執(zhí)行激光振蕩。當(dāng)正電壓被施加到聯(lián)通線18且負(fù)電壓被施加到聯(lián)通 線20時(shí)，紅外激光器300執(zhí)行激光振蕩。在三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2中，紅色激光器200和紅外激光器300被制 造為單個(gè)元件并集成在藍(lán)-紫色激光器100上。因此，可以獨(dú)立地集成具 有適于目標(biāo)光輸出功率的最佳空腔長(zhǎng)度的元件。在三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2中，GaN-系藍(lán)-紫色激光器lOO的n-型GaN-系襯底101的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度等于或長(zhǎng)于n-型GaAs襯底201的長(zhǎng) 度和其上設(shè)置AlGaAs-系紅外激光器300的紅外激光器300的長(zhǎng)度，其中 在n-型GaAs襯底201上設(shè)置集成在n-型GaN襯底101上的AlGalnP-系紅 色激光器200。因此，改進(jìn)n-型GaN襯底101上集成的紅色激光器200和 紅外激光器300的照射性能，以及可以實(shí)現(xiàn)等于每個(gè)紅色激光器200和 紅外激光器300的高輸出功率特性。在GaN-系藍(lán)-紫色激光器100中，通過干法刻蝕等形成后端面123。 激光器振蕩需要的空腔長(zhǎng)度短于n-型GaN襯底101的長(zhǎng)度和紅色激光器 200和紅外激光器300的每一個(gè)的空腔長(zhǎng)度。結(jié)果，可以減小波導(dǎo)損耗。 此外，從n-型GaN襯底101傳播到波導(dǎo)管條紋的位錯(cuò)的數(shù)目可以被減小。 因此，可以實(shí)現(xiàn)具有高效率、低驅(qū)動(dòng)電流和高可靠性的激光振蕩。在本實(shí)施例中，描述了其上集成GaN-系藍(lán)-紫色激光器lOO、 AlGalnP-系紅色激光器200和AlGaAs-系紅外激光器300的三波長(zhǎng)激光 器的情況。集成具有相同波長(zhǎng)的多個(gè)半導(dǎo)體激光器的組合也是可能的。 這種結(jié)構(gòu)的具體例子是在GaN-系藍(lán)-紫色激光器100上集成具有長(zhǎng)空腔 長(zhǎng)度的只寫AlGalnP-系高-輸出功率紅色激光器和具有短空腔長(zhǎng)度的只 讀AlGalnP-系低-輸出功率激光器的結(jié)構(gòu)。第八實(shí)施例圖20示出了根據(jù)本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器布局的剖面圖。 圖20所示的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器包括在n-型GaAs襯底401的表面之一 中設(shè)置的多量子阱有源層305和具有L3的空腔長(zhǎng)度的紅外激光器300。 紅色激光器200和紅外激光器300被設(shè)置在n-型GaN襯底201的相同側(cè)面 上。三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的基本結(jié)構(gòu)類似于第七實(shí)施例中的三波長(zhǎng)半 導(dǎo)體激光器2的基本結(jié)構(gòu)。在GaN-系藍(lán)紫色激光器100的芯片上， AlGalnP-系紅色激光器200和AlGaAs-系紅外激光器300經(jīng)由熔融材料 113被熔融鍵合，它們的p側(cè)面向下。不同于第七實(shí)施例的點(diǎn)是使用單 片兩波長(zhǎng)激光器400，其中在單個(gè)n-型GaAs襯底401上制造AlGalnP-系 紅色激光器200和AlGaAs-系紅外激光器300。在本實(shí)施例的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器中，通過使用單片兩波長(zhǎng)激光 器400，僅執(zhí)行激光器之間的一次熔融鍵合是足夠的。亦即，具有可以 通過發(fā)光點(diǎn)間隔的單獨(dú)控制決定三波長(zhǎng)的發(fā)光點(diǎn)間隔的優(yōu)點(diǎn)。該原因是，在單片兩波長(zhǎng)激光器中，容易通過制造工藝來(lái)確定發(fā)光點(diǎn)間隔。在使用單片兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的情況下，通常使用施加正電壓的n-型GaAs襯底401。為了分開地驅(qū)動(dòng)紅色激光器200和紅外激光器 300，必須電分開p-側(cè)電極。因此，在本實(shí)施例的藍(lán)-紫色激光器100中， 圖2中的p-側(cè)電極lll被分為p-側(cè)電極117和兩個(gè)p-側(cè)電極118。藍(lán)-紫色激 光器100的另一結(jié)構(gòu)類似于第七實(shí)施例中描述的藍(lán)-紫色激光器的結(jié)構(gòu) (圖14至16)。在圖20所示的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器2中，當(dāng)正電壓被施加到p-側(cè)電 極117且負(fù)電壓被施加到n-側(cè)電極112時(shí)，藍(lán)-紫色激光器100執(zhí)行激光振 蕩。當(dāng)正電壓被施加到p-側(cè)電極210且負(fù)電壓被施加到n-側(cè)電極402時(shí)， 紅色激光器200執(zhí)行激光振蕩。當(dāng)正電壓被施加到p-側(cè)電極311且負(fù)電壓 被施加到n-側(cè)電極402時(shí)，紅外激光器300執(zhí)行激光振蕩。上面已將參考附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例。它們是本發(fā)明的 例子以及也可以采用除上述結(jié)構(gòu)以外的各種結(jié)構(gòu)。例如，盡管在上述實(shí)施例中，n-型襯底被用作每個(gè)半導(dǎo)體激光器 的襯底，但是可以使用不同導(dǎo)電類型的襯底或高阻襯底。在此情況下， 可以適當(dāng)?shù)夭捎脴O性被反向的結(jié)構(gòu)和表面電極結(jié)構(gòu)。此外，代替n-型 GaN襯底lOl，可以使用其它III-族氮化物如AlGaN襯底的半導(dǎo)體襯底。在第一至第六實(shí)施例中，描述了其中在GaN-系藍(lán)-紫色激光器芯片 上集成AlGalnP-系紅色激光器的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器的情況。也可以采 用其中代替紅色激光器集成AlGaAs-系紅外激光器或其它波長(zhǎng)帶的激 光器的兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器。在第七和第八實(shí)施例中，描述了其中在GaN-系藍(lán)-紫色激光器芯片 上集成AlGalnP-系紅外激光器和AlGaAs-系紅外激光器的三波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器為例子。也可以集成ZnMgSSe-系藍(lán)-綠色激光器或在InP襯底 上制造的具有長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍的激光器。因此，通過集成各種波長(zhǎng)的激光 器，可以獲得各種多波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器。
權(quán)利要求
1.一種包括至少兩個(gè)激光器結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，該至少兩個(gè)激光器結(jié)構(gòu)發(fā)射彼此具有不同波長(zhǎng)的激光束，該半導(dǎo)體發(fā)光元件包括第一襯底；布置在所述第一襯底的預(yù)定表面上的第二襯底；設(shè)置在所述第一襯底的多個(gè)表面之一上并包括第一有源層的第一激光器結(jié)構(gòu)；以及設(shè)置在所述第二襯底的多個(gè)表面之一上并包括第二有源層的第二激光器結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置該第一和第二激光器結(jié)構(gòu)使得它們的空腔長(zhǎng)度方向幾乎彼此平行，以及所述第一激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度短于所述第二激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，當(dāng)所述第一激光器結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度是L1，所述第二激光器 結(jié)構(gòu)的空腔長(zhǎng)度是L2，以及所述第一襯底的空腔長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度是 L0時(shí)，滿足LKL2，以及L0等于或大于L2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，與所述第一襯底的端面相比較，所述第一激光器結(jié)構(gòu)的前 端面或后端面退卻到所述第 一 襯底的內(nèi)側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，通過刻蝕除去部分所述第一有源層，形成所述第一激光器 結(jié)構(gòu)的前端面或后端面退卻到所述第一襯底的內(nèi)側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，所述第一激光器結(jié)構(gòu)是GaN-系激光器，以及 所述第二激光器結(jié)構(gòu)是AlGalnP-系、AlGaAs-系、GalnAs-系、 AlGalnAs-系、InGaAsP-系、InGaAsN-系或InGaAsNSb-系激光器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，所述第一激光器結(jié)構(gòu)是包括脊形上覆層的GaN-系激光器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件， 其中，所述第一襯底是III族氮化物半導(dǎo)體的襯底。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7的任意一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中，所述第一激光器結(jié)構(gòu)的前端面和所述第二激光器結(jié)構(gòu)的前 端面與所述第一襯底的相同端面齊平。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光元件。兩波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器1包括n-型GaN襯底101、布置在n-型GaN襯底101的預(yù)定表面上的n-型GaAs襯底201、設(shè)置在n-型GaN襯底101的表面之一上并包括多量子阱有源層105的藍(lán)-紫色激光器100，以及設(shè)置在n-型GaAs201的表面之一上并包括多量子阱有源層205的紅色激光器200。藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光器200發(fā)射具有彼此不同波長(zhǎng)的激光束。設(shè)置藍(lán)-紫色激光器100和紅色激光器200使得它們的空腔長(zhǎng)度方向幾乎彼此平行。藍(lán)-紫色激光器100的空腔長(zhǎng)度短于紅色激光器200的空腔長(zhǎng)度。
文檔編號(hào)H01S5/40GK101223679SQ20068002595
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月15日
發(fā)明者小林隆二, 菅生繁男 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社