专利名称：半导体激光器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及在射出激光的前端面形成镀(coding)膜的GaN类的 半导体激光器，特别是将镀膜的反射率设定在3~13%的范围内，并 防止镀膜剥离，且可确保半导体激光器的可靠性的半导体激光器。
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背景技术：
半导体激光器广泛用于光盘系统或光通信等领域，且近年^f吏用射
出蓝色激光的GaN类的半导体激光器。半导体激光器具有射出激光的 前端面和与前端面相对的后端面。还有，为了达到减少半导体激光器 的工作电流、防止回返光、高输出化等，而在前端面和后端面形成了 15 镀膜。
一般，要求高输出的半导体激光器，在前端面形成反射率低的镀 膜，在后端面形成反射率高的镀膜。后端面的镀膜的反射率通常在60% 以上，优选80%以上。另一方面，前端面的反射率并非越低就越好， 要根据半导体激光器所要求的特性而设定。例如，与光纤光栅一起使
20 用的用于激励光纤放大器的半导体激光器中设定为0.01 ~3°/。左右，通 常的高输出半导体激光器中设定为3~7%左右，需要应对回返光的场 合设定反射率为7~ 13°/。左右。
图9是使用了单层的六1203膜的镀膜的反射率对膜厚依存性的示 图。例如为了使反射率达到10%左右而将Al203膜的膜厚作成91.5nm
25 的场合，实际的反射率成为9.91°/。，可将反射率设定在目标3-13% 的范围内。这时，若八1203膜的膜厚有±5%的偏差，则反射率会在最 小值7.72%与最大值12.03%之间大幅波动。为了抑制该反射率的波动，
在反射率的拐点附近设定膜厚即可。但是，在Al203膜的场合，拐点上的反射率在1%以下，跳出了 3 ~ 13%的范围。
图IO是使用了单层的丁3205膜的镀膜的反射率对膜厚依存性的示 图。在Ta20s膜的场合，拐点上的反射率在10%左右。因而，如果在 前端面的镀膜上采用单层的Ta20s膜，就能抑制反射率的波动，同时 5 将反射率设定在3 ~ 13%的范围内。
另外，还提出了镀膜采用两层膜的技术(例如，参照专利文献1: 日本特开2000 - 22269号公报)。
丁3205膜与GaN基板的密合性差，因此镀膜采用单层的1&205膜 时，存在镀膜剥离的问题。另外，在专利文献1中，没有记载使与 10GaN基板相接的膜的密合性良好，并将反射率设定在3 ~ 13%范围内 的两层膜的组合。
另外，图ll是在GaN类的半导体激光器的前端面上，作为镀膜 形成了单层的A1203膜时反射率的波长依存性与界面附近的电场分布 的示图。八1203膜的膜厚为90nm，反射率为9.3%。由该图可知，在半 15导体激光器与镀膜的界面上电场强度增大。因此，界面附近的结晶劣 化，并损害半导体激光器的可靠性。
另外，图12、图13是在GaAs类的半导体激光器的前端面上， 作为镀膜形成了八1203膜与Ta205膜这两层膜时反射率的波长依存性 与界面附近的电场分布的示图。图12中，八1203膜的膜厚为200nm， 20 了3205膜的膜厚为78nm，反射率为0.66%。图13中，八1203膜的膜厚 为250nm, 丁3205膜的膜厚为30nm，反射率为0.49%。另外，图14 是在GaAs类的半导体激光器的前端面上，作为镀膜形成了 SisN4膜和
图。Si3N4膜的膜厚为78.6nm, Si02膜的膜厚为220nm,反射率为 250.52%。由这些图可知，有时界面上的电场强度变大。因此，界面附 近的结晶劣化，并损害半导体激光器的可靠性。
另外，GaAs或InP的折射率在3.5以上，因此GaAs类或InP类 的半导体激光器中，即使调整两层膜的各自膜厚也不能将镀膜的反射
5率设定在3 ~ 13%的范围内。
发明内容
本发明鉴于上述问题构思而成，其目的在于得到将镀膜的反射率 5设定在3~ 13%的范围内，并防止镀膜剥离，且可确保半导体激光器 的可靠性的半导体激光器。
本发明的半导体激光器是在射出激光的前端面形成了镀膜的 GaN类的半导体激光器，镀膜包括与前端面相接的第一绝缘膜和形成 在第一绝缘膜上的第二绝缘膜，对于半导体激光器的激光波长人，第 10 —绝缘膜和第二绝缘膜的光学膜厚之和为A/4的奇数倍，第一绝缘膜 对GaN的密合性强于第二绝缘膜，第一绝缘膜的折射率为1.9以下， 第二绝缘膜的折射率为2~2.3。关于本发明的其它特征，将在以下说 明中更加清晰。 (发明效果)
15 依据本发明，能够将镀膜的反射率设定在3~13%的范围内，并
防止镀膜剥离，且可确保半导体激光器的可靠性。
图1是表示本发明实施方式1的半导体激光器的透视图。 20 图2是表示本发明实施方式1的半导体激光器的剖一见图。
图3是本发明实施方式1的半导体激光器中镀膜的反射率对波长 依存性与界面附近的电场分布的示图。
图4是本发明实施方式1的半导体激光器中镀膜的反射率对波长 依存性与界面附近的电场分布的示图。 25 图5是本发明实施方式1的半导体激光器中镀膜的反射率对波长
依存性与界面附近的电场分布的示图。
图6是本发明实施方式1的半导体激光器中镀膜的反射率对波长 依存性与界面附近的电场分布的示图。10
15
20
25
图7是表示本发明实施方式2的半导体激光器的剖视图。 图8是本发明实施方式2的半导体激光器中镀膜的反射率对波长 依存性与界面附近的电场分布的示图。
图9是使用了单层的八1203膜的镀膜的反射率对膜厚依存性的示图。
图IO是使用了单层的丁3205膜的镀膜的反射率对膜厚依存性的示图。
图ll是在GaN类的半导体激光器的前端面上，作为镀膜形成了 单层的A1203膜时反射率对波长依存性与界面附近的电场分布的示 图。
图12是在GaAs类的半导体激光器的前端面上，作为镀膜形成了 A1203膜和Ta205膜这两层膜时反射率对波长依存性与界面附近的电 场分布的示图。
图13是在GaAs类的半导体激光器的前端面上，作为镀膜形成了 A1203膜和Ta205膜这两层膜时反射率对波长依存性与界面附近的电 场分布的示图。
图14是在GaAs类的半导体激光器的前端面上，作为镀膜形成了 Si3N4膜和Si02膜这两层膜时反射率对波长依存性与界面附近的电场 分布的示图。
(符号说明)
8 前端面
10 镀膜
10a八1203膜(第一绝缘膜) 10b Ta20J莫(第二绝缘膜) 10c SisN4膜(第一绝缘膜) 10d SiCM莫(第二绝缘膜)
具体实施方式
实施方式1
图1是表示本发明实施方式1的半导体激光器的透^L图，图2是 剖视图。该半导体激光器是射出蓝色激光的GaN类的半导体激光器。
在GaN基板1上，依次层叠n型包覆层2、活性层3、 p型包覆 5 层4。其上形成脊型的p电极5。在GaN基板1的背面形成了 n电极 6。通过这些GaN基板l、 n型包覆层2、活性层3、 p型包^隻层4、 p 电极5以及n电极6，沿着激光的行进方向构成谐振器。该谐振器的 一个端部是射出激光的前端面8,另一端部是后端面9。
在使上述半导体激光器工作时，对p电极5施加正电场，对n电 10 极6施加负电场。从而，孔穴从p型包覆层4注入到活性层3，电子 从n型包覆层2注入到活性层3。这些孔穴和电子耦合，在活性层3 中发生激光7。激光7在活性层3中沿着谐振器行进，从前端面8侧 放射。
另外，在前端面8形成有镀膜10，在后端面9形成有镀膜11。镀 15 膜10包括与前端面8相接的八1203膜10a (第一绝缘膜)和在A1203 膜10a上形成的丁3205膜10b (第二绝缘膜)。八1203膜10a和Ta205 膜10b例如通过电子回旋加速器谐振源(Electron Cyclotron Resonance)的、减射法或化学气相生长(Chemical Vapor Deposition) 法等来形成。
20 另一方面，镀膜11例如是层叠Si02膜和Ta20s膜的多层膜。该
镀膜11具有大致90%的高反射率，反射率比镀膜10高。从而，能够 抑制来自后端面9的激光损耗，因此从前端面8能够得到高达50mW 以上的光^T出。
图3 ~图6是本发明实施方式1的半导体激光器中镀膜的反射率 25 对波长依存性与界面附近的电场分布的示图。图3中，八1203膜10a 为123nm, 丁3205膜10b为46nm,反射率为10.7%。图4中，A1203 膜10a为144.5nm， 丁3205膜10b为23.5nm,反射率为5.0%。图5中， 八1203膜10a为5nm， 丁3205膜10b为36nm，反射率为9.9%。图6中，八1203膜10a为19nm， 丁&205膜10b为22nm,反射率为5.0%。
对于半导体激光器的激光波长人，将八1203膜10a和Ta20s膜10b
的光学膜厚之和，在图3、图4中设为X/4x3,在图5、图6中设为X/4。
如此通过将人1203膜10a和Ta2CM莫10b的光学膜厚之和设为A74的奇 5数倍，在半导体激光器与镀膜10的界面上电场强度变小。因而，能
够防止界面附近的结晶劣化，可确保半导体激光器的可靠性。
另夕卜，八1203膜10a对GaN的密合性强于丁3205膜10b。因此能够
防止镀膜IO的剥离。
另外，八1203膜10a的折射率为1.9以下，丁3205膜10b的折射率 10为2~2.3。从而，通过调整八1203膜10a的膜厚和丁&205膜10b的膜
厚，对GaN类半导体激光器，能够将镀膜10的反射率设定在目标3 ~
13%的范围内。
另夕卜，八1203膜10a是化学计量成分的氧化膜，因此光吸收少。因 而，能够防止在半导体激光器与镀膜10的界面附近的结晶劣化，可 15 确保半导体激光器的可靠性。
还有，可使用Si02膜来代替八1203膜10a。另外，可使用由Nb205、 HfD2、 Zr02、 Y203、 A1N、 SiN的任意材料构成的膜，取代Ta205膜 10b。
实施方式2
20 图7是表示本发明实施方式2的半导体激光器的剖视图。镀膜10
包括与前端面8相接的SisN4膜10c (第一绝缘膜)和在Si美膜10c 上形成的Si02膜10d (第二绝缘膜)。其它结构与实施方式l相同。
图8是本发明实施方式2的半导体激光器中镀膜的反射率对波长 依存性与界面附近的电场分布的示图。SisN4膜10c为48.6nm, Si02
25 膜10d为135.8nm,反射率为7.4%。通过将SisN4膜10c和Si02膜10d 的光学膜厚之和设为V4的奇数倍，在半导体激光器与镀膜10的界面 上电场强度变小，因此能够防止界面附近的结晶劣化，可确保半导体 激光器的可靠性。
9另外，Si3NJ莫10c的折射率为2-2.3, Si02膜10d的折射率为 1.9以下。从而，通过调整Si3NJ莫10c的膜厚和SiOJ菱10d的膜厚， 对GaN类半导体激光器，能够将镀膜10的反射率设定在目标3 ~ 13% 的范围内。
另外，SisN4膜10c是氮化膜，对GaN的密合性强。因此，能够 防止镀膜10的剥离。
还有，可使用A1N膜来取代SisN4膜10c。另外，可使用A1203 膜来取代&02膜10d。另外，通过从化学计量成分改变Si3NU膜10c 的Si和N的成分比，能够Y吏折射率改变一点。
权利要求
1.一种在射出激光的前端面形成了镀膜的GaN类的半导体激光器，其特征在于所述镀膜包括与所述前端面相接的第一绝缘膜和在所述第一绝缘膜上形成的第二绝缘膜，对于所述半导体激光器的激光波长λ，所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜的光学膜厚之和为λ/4的奇数倍，所述第一绝缘膜对GaN的密合性强于所述第二绝缘膜，所述第一绝缘膜的折射率为1.9以下，所述第二绝缘膜的折射率为2～2.3。
2. 如权利要求1所述的半导体激光器，其特征在于所述第一 绝缘膜为化学计量成分的氧化膜。
3. 如权利要求1或2所述的半导体激光器，其特征在于所述 15第一绝缘膜的材料为入1203或Si02。
4. 如权利要求1或2所述的半导体激光器，其特征在于所述 第二绝缘膜的材料是Ta20s、 Nb205、 Hf02、 Zr02、 Y203、 A1N、 SiN 中的任意种。
5. —种在射出激光的前端面形成了镀膜的GaN类的半导体激 20 光器，其特征在于所述镀膜包括与所述前端面相接的第 一绝缘膜和在所述第 一绝 缘膜上形成的第二绝缘膜，对于所述半导体激光器的激光波长X，所述第一绝缘膜和所述第 二绝缘膜的光学膜厚之和为人/4的奇数倍， 25 所述第 一绝缘膜为氮化膜，所述第一绝缘膜的折射率为2-2.3，所述第二绝缘膜的折射率为1.9以下。
6. 如权利要求5所述的半导体激光器，其特征在于所述第一绝缘膜的材料为A1N或SiN。
7.如权利要求5或6所述的半导体激光器，其特征在于所述 第二绝缘膜的材料是人1203或Si02。
全文摘要
本发明得到将镀膜的反射率设定在3～13％的范围内，并防止镀膜剥离，且可确保半导体激光器的可靠性的半导体激光器。在射出激光的前端面形成了镀膜的GaN类的半导体激光器中，镀膜包括与前端面相接的第一绝缘膜和形成在第一绝缘膜上的第二绝缘膜，对于半导体激光器的激光波长λ，第一绝缘膜和第二绝缘膜的光学膜厚之和为λ/4的奇数倍，第一绝缘膜对GaN的密合性强于第二绝缘膜，第一绝缘膜的折射率为1.9以下，第二绝缘膜的折射率为2～2.3。
文档编号H01S5/00GK101494358SQ200910002480
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月22日 优先权日2008年1月22日
发明者中川康幸, 蔵本恭介 申请人:三菱电机株式会社