TW443014B - Semiconductor light emitting device - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 Γ 44 3 0 14 a? ___Β7___ 五、發明說明（1 ) 本發明之背景： 1 ·本發明之領域’· 本發明係關於一種半導體發光裝置，尤其有關一種半 導體雷射。 2 .相關技術之說明： 圖2 8係使用所謂的埋入式脊結構之相關技術的自生 脈動式半導體雷射之構造的示例之剖面圖。 注意，在此顯示一種自生脈動式半導體雷射係由 A I GaA s系列的材料所構成之情況。 如圖2 8所示，在此自生脈動式半導體雷射1 〇中， —層η型AIGaAs被覆層12，一層AiGaAs活 性層1 3，一層P型A1 GaAs被覆層14，以及一層 p型G a A s頂蓋層1 5連續堆疊在一層η型G a A s基 體11之上。 p型A 1 G a A s被覆層1 4的頂層部分及P型 G a A s頂蓋層1 5具有伸展於一個方向的台面型條紋形 狀。 亦即，條紋部分1 6係由這些p型A I Ga A s被覆 層14的頂層部分及p型GaAs頂蓋層15所構成的。 在此條紋部分1 6的兩側部分埋有一層G a A s電流 縮狹層17，藉此形成一層GaAs電流縮狹結構。 在p型G a· As頂蓋層1 5及GaA s c電流縮狹層 1 7上提供有一個諸如例如爲T i /P t /A u電極的p 本紙張尺度適用中固困家標準（CNS)A4规格（2】0 * 297公爱） -4- (請先ra讀背面之注意事項再本頁) 訂· ;線- 443 Ο 1 4 at ___Β7___ 五、發明說明（2 ) 側電極1 8。 另一方面，在η型G a A s基體1 1的背面上提供有 一個諸如例如爲A u G e / N i / A u電極的η側電極 19° 圖2 9係圖2 8中所顯示之自生脈動式半導體雷射 1 0之折射率分布的示意圖。 在此顯示對應於圖2 8，其中光線被導引於平行自生 脈動式半導體雷射1 0之ρ η接面的方向上而後垂直於共 振器長度方向上（在本文中此方向將被稱爲橫向方向）之 區域的折射率之分布。 如圖2 9所示，自生脈動式半導體雷射1 〇在橫方向 上具有所謂折射率的階梯狀分布，其中在對應於條紋部分 1 6的部分中之折射率η 1高，而在對應於條紋部分1 6 之兩側的部分中之折射率η 2低。 藉由以此方式來改變在橫向方向上階梯中的折射率， 光線被導引於自生脈動式半導體雷射10的橫向方向上》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再"-本頁) •線 在此情況中，介在對應於條紋部分1 6的部分與對應 於其兩側部分間之折射率的差値Δη (sni — ns)被設 定爲不超過大約0 .003，並減緩在AlGaAs活性 層1 3之橫向方向上的光學限制。 如圖2 8所示，在以此方式所構成之自生脈動式半導 體雷射1 0的操作之時，光波導區2 2的寬度WP變得比 A 1 GaA s活性層1 3內之增益區2 1的寬度WG還大 ，在增益區2 1以外的光波導區2 2變成爲可飽和吸收區 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4褒格（210 X 297公釐） -5- 443014 A7 __________B7_ 五、發明說明（3 ) 2 3° --------------裝i. ί請先閱讀背面之注意事項再本頁： 在此自生脈動式半導體雷射1 0中，藉由使在橫向方 向上之折射率的改變變小來增加在橫向方向上光線的滲出 ，藉由使介於光線與A I G a A s活性層1 3內之可飽和 吸收區2 3間的交互作用變得較大來實現自生脈動。爲此 ，必須確保一充分的飽和吸收區2 3。 如上所述，自生脈動式半導體雷射1 0如圖3 0所示 具有一脊結構*其中可飽和吸收區被提供於活性層內之光 波導的兩側並致使來實現自生脈動。 在此情況中，如圖3 0所示，當藉由使由於電流的散 布所產生之活性層內的增益區（其寬度定義爲G)儘可能 地小並相反地設定光波導處尺寸（其寬度定義爲P )相對 地大來滿足P > G的關係時，此差異當作可飽和吸收區且 致使自生脈動。 線. 藉由使用波導之折射率差A η當作介於大約爲 0 . 0 0 5到0 . 0 0 1之指數波導與增益波導間的中間 波導來滿足此關係。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3 1係相關技術之增益波導式半導體雷射的結構之 示例的立體圖，圖3 2係相關技術之增益波導式半導體雷 射結構之示例的平面圖，以乃圖3 3係相關技術之增益波 導式半導體雷射的結構之示例的剖面圖。 如這些圖形中所示，此增益波導式半導體雷射3 0之 構成爲一層η型G a A s基體3 1，其上連續堆疊一層η 型A 1 GaAs被覆層32，一層A 1 GaAs活性層 -6- 本紙張尺度適用中國0家棵準（CNS>A4規格（2〗0 X 297公釐） r 448 1 4 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7_____五、發明說明（4 ) 33，一層P型AlGaAs被覆層34，以及一層P型 GaAs頂蓋層3 5 β 藉由例如Β+離子之離子植入而在此條紋部分3 6的兩 側上形成一層給定較高電阻的電流縮狹層3 7。 在ρ型G a A s頂蓋層3 5及電流縮狹層3 7上提供 有一層諸如Ti/Pt/Au電極之p型電極38。 另一方面，在η型G a A s基體3 1的背面提供有一 層諸如AuG e/N i/Au電極之η型電極3 9。 在此增益波導式半導體雷射的情況中，從實際的觀點 來看，如圖3 2所示，波導被構成爲漸細波導，其形成在 中央部分具有寬的'條紋寬度而在接近端面處變得較爲狹窄 之漸細形狀。 注意，在圖32中，L表示整個共振器長度，11表 示漸細區長度，1 3表示中央部分之寬條紋區長度，W1 表示接近端面條紋寬度，而W3表示中央部分條紋寬度。 在具有此結構之增益波導式半導體雷射3 0中，當操 作時，電流流條紋部分3 6並流入活性層3 3內，但是因 爲提供有電流縮狹層3 7 ，所以抑制電流流到活性層3 3 的兩側方向。 結果，形成具有預定寬度的發光區域並且實施雷射振 逯。 在幾乎未在橫向方向上提供任何折射率差Δη之增益 波導式半導體雷射的情況中，因爲實施垂直多模振盪|所 以相對的返回光雜訊特性良有。而且，因爲靜電耐壓高， (請先閲讀背面之注意事項再Jr.f本頁) 裝 訂· --線- 本紙張尺度適用t因國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） t 4430 1 4 A7 B7 五、發明說明（5 ) 所以有強的突破防護" 在此增益波導式半導體雷射的情況 需之雜訊位準從相對強度雜訊（R I N 說大約爲返回光線之量的1 %，而在幾 中，半導體雷射所 )之數値的觀點來 毫瓦（m W )之輸 出時爲大約—120dB到—125dB ，所以此雷射適 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 合作爲C D或其他光碟的光源。 槪述即將被本發明所解決之問題， 雷射受到下面的問題所苦。 亦即，如上所述具有設定接近〇 . △η並致使自生脈動於活性層內之側邊 式半導體雷射具有大約1 〇奇微米（# 光差及由於光學輸出而產生在遠離圖案 方向上光束展開角度Q 1 1的改變。結 用於光碟之光學系統的問題。 除此之外，在未被例舉之指數波導 況中，當使在F F Ρ之平行方向上的光 ，必須使波導模式寬度更窄，但是基本 形成爲固定的，因此必須使其在整個區 這意謂著光強度變得較高，容易發生所 )，而且C 0 D位準變得較低，因此有 穩定的頸結位準之高輸出操作的問題。 此外，因爲垂直模式變成爲單一模 返回光雜訊的影響。尤其，當在光碟中 須實施幾百兆赫（ΜΗΖ )的高頻調變 上面所述之半導體 0 0 3之折射率差 區域中的自生脈動 m )之相對大的散 (F F P )之平行 果，有難以將此應 式半導體雷射的情 束展開角度變寬時 上波導模式通常被 域上更窄。但是， 謂的孔燃燒（Η B 難以獲得具有高且 式，所以容易受到 使用此系統時，必 <爲此原因，光學 請 先 閱 讀 背 Sj 之， 注 $ 項. 再 tf 訂 本紙張尺度適用中a國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公* > -8 - 443 Ο 】4 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印契 五、發明說明（6 ) 檢拾之結構比具有增益波導式半導體雷射 此外*對於脊結構的一般結構而言，必須 生長並且增加一個電極表面平坦化製程， 負荷。 此外，在幾乎沒有折射率差Δη之增 雷射的情況中，容易發生幾十微米之大的 之平行方向的光束展開角度Ql 1之方向 常，除非採用如圖3 2中所示之漸細波導 的。 但是，漸細波導容易受到損耗的影響 適當地調整漸細部分形狀來獲得所有低雜 及單峰F F Ρ的目標。此外，在離子植入 ，折射率差Δη的控制幾乎是不可能的， 步提高其特性。 爲了修正幾十微米之大的散光差，並 地小，使用諸如斜板玻璃的散光差修正光 此之光學系統的增添需要額外的組件及調 是不希望的。 此外，也有產生其他諸如慧形像差之 因此很難說這是適合於未來的高密度光碟。 的結構 至少有 所以增 益波導 散光差 的雙峰 ，否則 更複雜。 兩個結晶 加了製程 式半導體 及F F Ρ 特性。通 是不實際 ，所以難以藉由 訊、低散光差、 法的增益波導中 因此不容易進一 且使聚 學系統 整費用 焦點足夠 ，但是如 ，所以這 像差的可能性 本發明之槪述： 本發明之目的在於提供一種半導體發光裝置，其甚至 在高輸出操作時對返回光雜訊有抗力，能夠極佳地修正或 請 先 Μ 讀 背 面之. 注 意 事 Η 頁 訂 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） -9 * 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 44 3 (j ] 4 A7 ____B7 五、發明說明（7 ) 減少散光差、及穩定的振盪。 爲了獲得上面的目的，根據本發明的第一觀點，提供 有一種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型的第一被 覆層、形成於第一被覆層上的活性層、以及一層形成於活 性層上之第二導電型的第二被覆層，其具有第二被覆層的 中間部分形成脊結構，並且包括條紋電流注入結構，其中 第二脊結構被形成於第二被覆層上在條紋部分的兩側，條 紋部分經由脊分開部分而被形成在第二被覆層上，脊分開 部分被形成具有比該脊結構的厚度還薄之在第一被覆層、 活性層、以及第二被覆層之堆疊方向上的厚度，在中間處 之波導條紋寬度係固定的，並且在垂直於脊分開部分之堆 疊方向的方向上之寬度被設定以便使介於共振器方向的中 間部分與接近端面附近之間係不同的。 根據本發明之第二觀點，提供有一種半導體發光裝置 ，其包括一層與一導電型的第一被覆層，一層形成在第一 被覆層之上的活性層，以及一層形成在活性層之上的第二 導電型之第二被覆層，其具有第二被覆層的中間部分形成 脊結構，並且包括條紋狀電流注入結構，其中第二脊結構 被形成於第二被覆層上在條紋部分的兩側，條紋部分經由 脊分開部分而被形成在第二被覆層上，脊分開部分被形成 具有比該脊結構之厚度還薄之在第一被覆層、活性層、以 及第二被覆層之堆疊方向上的厚度，在中間處之波導條紋 寬度係固定的，'並且在垂直於脊分開部分之堆疊方向的方 向上之寬度被設定以便在共振器方向中間部分係窄的，而 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- !!1!·裝 i I <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂 .線. A7 B7 443 0 1 4 五、發明說明（8 ) 且比在接近端面附近之中間部分的寬度還寬。 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 頁 根據本發明之第三觀點，提供有一種半導體發光裝置 ’其包括一層第一導電型的第一被覆層、一層形成在第一 被覆層之上的活性層、以及一層形成在活性層之上之第二 導電型的第二被覆.層，其具有第二被覆層的中間部分形成 脊結構，並且包括條紋狀電流注入結構，其中第二脊結構 被形成於第二被覆層上在條紋部分的兩側，條紋部分經由 脊分開部分而被形成在第二被覆層上，脊分開部分被形成 具有比該脊結構之厚度還薄之在第一被覆層、活性層、以 及第二被覆層之堆叠方向上的厚度，在中間處之波導條紋 寬度係固定的，並且在垂直於脊分開部分之堆疊方向的方 向上之寬度被設定以便在共振器方向的中間部分係寬的， 而且比在接近端面附近之中間部分的寬度還窄。 較佳地，在本發明的上面觀點中，至少形成脊分開部 分之第二被覆層的凹陷部分具有電流縮狹結構，其中埋有 一層第一導電型的電流縮狹層。 經濟部智慧財產局具工消費合作杜印製 此外，較佳地，一層絕緣膜被形成在至少第二被覆層 之上表面的一個部分中，除了在中間部分形成脊結構之第 二被覆層的頂面以外的部分。 另外，較佳地，一層電流注入使用頂蓋層被形成在中 間部分形成脊結構之第二被覆層的頂面上以及形成第二脊 結構之第二被覆層之頂面的一個部分中。 根據本發明之第四觀點，提供有一種雷射半導體發光 裝置，其包括一層第一導電型的第一被覆層、一層形成在 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公；S > -11 - 443 0 1 4 A7 B7 五、發明說明（9 ) 第一被覆層之上的活性層、以及一層形成在活性層上之第 二導電型的第二被覆層，其具有第二被覆層的中間部分形 成脊結構，並且包括條紋狀電流注入結構，其中波導機制 包括一指數波導區及一增益波導區，指數波導區被形成在 一個接近發光前側端面附近用來發射雷射光束的位置和一 個接近後側端面附近且具有內建的折射率差用於垂直於共 振器長度方向之橫向方向上的波導之位置的其中一個位置 處，增益波導區被形成在除了指數波導區以外且不具有內 建之折射率差的區域中。 在本發明的此項觀點中，較佳地，在指數波導區中， 增益波導機制被構成而使得折射率差在從一個與增益波導 區連接的部分到發光前側端面的範圍上逐漸增加。 此外，較佳地，指數波導機制係藉由在條紋部分的兩 側上所形成之凹槽而被構成且被形成而使得其凹槽寬度在 從一個與增益波導區連接的部分到發光前側端面的範圍上 逐漸變得較大。 較佳的替換方式，指數波導機制係藉由在條紋部分的 兩側上所形成之凹槽而被構成且被形成而使得從凹槽的底 面到活性層的距離在從一個與增益波導區連接的部分到發 光前側端面的範圔上逐漸變得較小。 較佳的替換方式，指數波導機制係藉由在條紋部分的 兩側上所形成之凹槽而被構成且被形成而使得凹槽寬度在 從一個與增益波導區連接的部分到發光前側端面的範圍上 逐漸變得較大，而後從凹槽之底面到活性層的距離在從一 <請先閱讀背面之注意事項再 I «II 本頁) 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中囲囲家標準（CNS)A4規格（2〗〇 X 297公釐〉 -12- 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 4η Ο 1 4 Α7 _ Β7 五、發明說明（10) 個與增益波導區連接的部分到發光前側端面的範圍上逐漸 變得較小。 此外，較佳地，條紋部分形成具有一寬度的漸細形狀 ，該寬度在中間部分係寬的而在接近端面附近則變窄。 較佳的替換方式，條紋部分形成示意均勻的平直形狀 遍布於其整個寬度之上。 根據本發明之第五觀點，提供有一種半導體發光裝匱 ’其包括一層第一導電型的第一被覆層，一層形成在第一 被覆層之上的活性層、以及一層形成在活性層上之第二導 電型的第二被覆層，其包括條紋狀電流注入結構，其中電 流非注入部分被形成在條紋部分的中間區域處。 根據本發明之第六觀點，提供有一種半導體發光裝置 ，其包括一層第一導電型的第一被覆層、一層形成在第一 被覆層之上的活性層、以及一層形成在活性層之上且包括 條紋狀電流注入結構之第二導電型的第二被覆層，更包括 在相對於光學限制模式中在第一被覆層、活性層、以及第 二被覆層之堆叠方向上之活性層爲非對稱的位置處吸收光 的諸層。 較佳地，在本發明的此項觀點中，最好吸收光之諸層 爲形成在相對於第一導電型之第一被覆層及第二導電型之 第二被覆層中的活性層爲非對稱的位置處之第一及第二吸 收層》 此外，較佳地，提供具有形成在前側表面區域中之第 一被覆層的半導體基體及形成在第二被覆層上之頂蓋層， 本紙張尺度適用中國a家標準（CNS)A4规格（210 X 297公爱） -13- ilili* 裝 i — (請先Mtl背面之注意事項再本頁) •&J. -線· 經濟部智慧財產局貝工消f合作社印製 _ B7____五、發明說明（11) 並且其中第一及第二被覆層的厚度被設定其値而使得至少 在垂直方向上光學限制模式的邊線到達半導體基體及頂蓋 層’而且半導體基體與頂蓋層爲吸收光之層》 根據本發明’例如’在一種自生脈動式半導體雷射的 情況中’其中在中間的波導條紋寬度爲固定的，並且在垂 直於脊分開部分之堆疊方向之方向的寬度在共振器方向的 中間部分被設定爲窄的而且寬於在接近端面附近之中間部 分的寬度’在橫向方向上光的開展變得大於第二被覆層的 條紋寬度。亦即，在中間波導部分處，光開展於橫向方向 上’但是電流保持和原來一樣的狹窄，因此可充分獲得有 效於脈動的可飽和和吸收區。藉此，一種光被聚焦或好像 具有所謂的指數波導且不再產生脈動的狀態不會發生，而 且脈動被穩定持續地產生。 另一方面，在接近端面附近，光模式被聚焦在中間並 且有效折射率差Δη變得較大，因此結果變成接近指數型 波導的結果。藉此，散光差被修正，而且F F Ρ之平行方 向的光束展開角度〇 1 1被開展^ 此外，在一種半導體雷射的情況中，其中在中間的波 導條紋寬度爲固定的，並且在垂直於脊分開部分之堆疊方 向之方向的寬度在共振器方向的中間部分被設定爲窄的而 且寬於在接近端面附近之中間部分的寬度，波導模式在中 間部分變窄而在接近端面附近變寬。 在一種致使在端面處大的性能變差之材料或者具有高 端面光學密度的高輸出雷射中，必須降低端面之光學密度 (請先W讀背面之-;i意事項再 裝--- 一^本頁) 訂.. 線. 本紙張尺度適用中國园家標準（CNS)A4規格（210 X 297公* ) -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 443014 A7 ___B7_五、發明說明（12) 以確保其可靠度。 爲此，一種向外展開的結構已經被使用，其中條紋寬 度在接近端面附近增加，但是獲得一種相等於此的效果而 同時藉由本結構來保持平直條紋的形狀和原來一樣則變得 可能。 此外，根據本發明，因爲有一種波導機制，其中指數 波導區被連接至增益波導區，所以散光差被減小而同時獲 致增益波導之垂直模式性質的良好使用，亦即，同時確保 抵抗返回光之低雜訊特性和原來一樣的強，而且聚焦點系 統變小。 除此之外，因爲本發明被設計而使得折射率差在從一 個與增益波導區連接的部分至指數波導區中發光前側端面 的範圍上逐漸增加，增益波導區之波導表面，亦即彎曲的 波表面，逐漸改變成指數波導區中的平面波表面，波表面 被溫和地改變，並且散光差被修正在雷射之內而同時減少 能量損耗。 此外，根據本發明，在一種半導體雷射中，其中電流 非注入部分被形成在條紋部分的中間區域，波導損耗在電 流非注入部分形成於其中之條紋部分的中間區域變大。 如上所述，因爲波導表面將會相對於光的前進方向而 被彎曲，所以延遲發生在介於具有大損耗之條紋中間部分 與此條紋的兩側部分之間。 除此之外，在提供有光吸收層的半導體雷射中，在垂 直方向上的波表面從凹陷的波表面被修正至凸出的波表面 <請先閲讀背面之注意事項再一3本頁) 裝 訂· •線. 本紙張尺度適用中國困家揉準（CNS)A4规格（210 297公* > _ 15 ’ 4430 1 4 A7 ____B7_ 五、發明說明（13) 〇 (請先閱讀背面之注意事項再〆· 1本頁) 附圖之簡略說明： 本發明的這些及其他目的及其他特色將從下面參照伴 隨之圖形所給予之較佳實施例的說明而變得更加明顯，其 中： 圖1係根據本發明之第一實施例之半導體雷射的平面 I cal · 圖， 圖2係沿著圖1中直線A-A所截取之剖面圖； 圖3係沿著圖1中直線B — B所截取之剖面圖； 圖4係根據本發明之第二實施例之半導體雷射的剖面 圖； 圖5係沿著圖4中直線A — A所截取之剖面圖： 圖6係根據本發明之第三實施例之半導體雷射的剖面 圖； 圖7係根據本發明之第四實施例之半導體雷射的平面 Ϊ P f · 圖* 經濟部智慧財走局員工消费合作社印製 圖8係沿著圖7中直線A—A所截取之剖面圖： 圖9係根據本發明之第五實施例之半導體雷射的立體 圖； 圖10係根據本發明之第五實施例之半導體雷射的平 面圖； 圖1 1係沿·著圖1 0中直線A — A所截取之剖面圖； gjl 2係混合波導之增益波指數及波導表面之改變的狀 本紙張尺度適用中國因家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16· 443 Ο 1 4 Α7 Β7 五、發明說明（14) 態圖： 圖1 3Α到1 3D係用來說明增益波導部分與指數波 導部分之連接部分的結構之圖形： 圖14係說明根據第五實施例用來產生半導體雷射之 方法的圖形； _ 圖15係根據本發明之第六實施例之半導體雷射的平 面圖； 圖16係根據本發明之第七實施例之半導體雷射的平 面圖； 圖17係根據本發明之第八實施例之半導體雷射的平 面圖； 圖18係根據本發明之第九實施例之半導體雷射的平 面圖； 圖19係根據本發明之第十實施例之半導體雷射的立 體圖； 圖2 0係根據本發明之第十實施例之半導體雷射的平 面圖； 圖2 1係沿著圖2 0中直線Α — Α所截取之剖面圖； 圖2 2係根據本發明之第十一實施例之半導體雷射的 平面圖； 圖2 3係根據本發明之第十二實施例之半導體雷射的 平面圖· 圖2 4係根據本發明之第十三實施例之半導體雷射的 立體圖； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公爱） I S I 之-注 意 h 頁 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- 443014 A7 B7 五、發明說明（15) 圖2 5係用來說明根據本發明之第十三實施例之波表 面修正機制的圖式； 圖2 6係根據本發明之第十四實施例之半導體雷射的 立體圖： 圖2 7 A及2 7 B係用來說明根據本發明之第十四實 施例之波表面修正機制的圖形： 圖2 8係顯示相關技術之自生脈動式半導體雷射之結 構示例的剖面圖； 圖2 9係顯示於圖2 8中之自生脈動式半導體雷射之 折射率分布的示意圖表： 圖3 0係介於相關技術之自生脈動式半導體雷射的增 益寬度與光點寬度間之關係的示意圖； 圖31係相關技術之增益波導區半導體雷射之結構示 例的立體圖； 圖3 2係相關技術之增益波導區半導體雷射之結構示 例的平面圖；以及 圖3 3係相關技術之增益波導區半導體雷射之結構示 例的剖面圖。 主要元件對照表 請 先 JW 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 η 頁 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 1 0 :自生脈動式半導體雷射 1 1 :η型G a A s基體 1 2 :η型A 1 G 3 A s被覆層 1 3 ：A 1 G a A S活性層 本紙張尺度適用中國®家標準<CNS)A4規格（210 X 297公簸〉 -18- 4 4 3 Ο 1 4 Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _Β7__五、發明說明（16) 14 : p型AIGaAs被覆層 1 5 : P型GaAs頂蓋層 1 6 :條紋部分 1 7 : G a A s電流縮狹層 1 8 : P側電極 1 9 : η側電極 2 1 :增益區 2 2 :光波導區 2 3 :可飽和吸收區 3 0 :增益波導式半導體雷射 31:η型GaAs基體 32:η型AIGaAs被覆層 33 :AlGaAs活性層 34 :p型AIGaAs被覆層 35 : P型GaAs頂蓋層 3 6 :條紋部分 3 7 :電流縮狹層 3 8 : p型電極 3 9 : η型電極 1 0 0 :自生脈動式半導體雷射 101 : η型GaAs基體 102 : η型AIGaAs被覆層 1 0 3 : A 1 G a A s 活性層 104 :p型AIGaAs被覆層 請先Μ讀背面之ii意事項再，?^本頁) 裝 訂 -線 本纸張尺度適用宁國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 443 Ο 1 4 Α7 ____Β7__五、發明說明（17) 105 : P型GaAs頂蓋層 1 0 6 :條紋部分 107 : η型GaAs電流縮狹層1 0 8 : ρ側電極 1 0 9 : η側電極 1 1 0 :中間脊部分 1 1 1 :脊部分 1 1 2 _·脊部分1 2 0 :絕緣膜 1 3 0 :電流注入部分 2 0 0 :增益波導式半導體雷射 201:η型GaAs基體 202:η型AlGaAs被覆層 2 0 3 : A 1 G a A s 活性層 204 :ρ型A I GaAs被覆層 205 : p型GaAs頂蓋層 2 0 6 :條紋部分 2 0 7 :電流縮狹層 2 ◦ 8 : ρ側電極 2 0 9 : η側電極 2 1 0 :楔形凹槽 2 1 1 :楔形凹槽 3 0 0 :增益波導式半導體雷射 301 : η型GaAs基體 (請先閱讀背面之注意事項再〆 本頁) '5J· 本^張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公) . 2〇 - f，443 Ο 1 4 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _B7___五、發明說明（18) 302:η型AlGaAs被覆層 303:AlGaAs活性層 304 : p型AlGaAs被覆層 305 : p型GaAs頂蓋層 3 0 6 :條紋部分 3 0 7 :電流縮狹層 3 0 8 : p側電極 3 0 9 : η側電極 3 1 0 :電流非注入部分 3 0 6 a :條紋部分 310a，310b :電流非注入部分 3 1 1 : Y型波導 3 1 2 : Y型波導 4 0 0 :增益波導式半導體雷射 401:η型GaAs基體 402:η型AlGaAs被覆層 403 :AlGaAs 活性層 4〇4:p型AlGaAs被覆層 405 : p型GaAs頂蓋層 4 0 6 :條紋部分 4 0 7 :電流縮狹層 4 ◦ 8 : p側電極 4 0 9 : η側電極 4 1 0 : η側光吸收層 <請先閲讀背面之注意^項再 -裝--- 本頁) 訂： 線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210x297公釐> -21 - 0 J 4 Α7 __ Β7 五、發明說明（19) 4 1 1 : ρ側光吸收層 較佳實施例之說明 1第一實施例 圖1係根據本發明之第一實施例之半導體雷射的平面 圖，圖2係沿著圖1之直線Α - Α所取下的剖面圖，而圖 3係沿著圖1之直線B—B所取下的剖面圖。 注意，在此顯示一種自自生脈動式半導體雷射的情況 ，其中可飽和吸收區被形成在活性層的兩側，而活性層則 被構成於由A 1 G a A s系列材料所做成之雷射共振器內 〇 如此圖形中所示，此自生脈動式半導體雷射100包括 -層η型（第一導電型）GaAs基體101，一層ΓΊ型AIGaAs 被覆層（第一被覆層）102，一層AlGaAs活性層 103，一層ρ型（第二導電型）AlGaAs被覆層（. 第二被覆層）104，以及一層P型GaAs頂蓋層 1 0 5連續堆叠在η型G a A s基體1 〇 1上。 P型A 1 GaA s被覆層1 0 4頂層及ρ型GaAs 頂蓋層1 0 5具有伸展於一個方向的台面型條紋形狀。 亦即，條紋部分1 06係由P型A 1 GaAs被覆層 1 04的頂蓋層與ρ型GaAs頂蓋層1 05所構成的。 η型G a A s電流縮狹層1 0 7被埋在此條紋部分 1 0 6的兩側部分，藉此而形成電流縮狹結構。 在P型GaA s頂蓋層1 0 5及η型G aA s電流縮 (請先閲讀背面之注$項 -·1 H I · I - T項再垓^本頁： --線· 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS>A4說格（210 * 297公« > -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 44301 4 A7______B7五、發明說明（20) 狹層1 07上提供有一個例如爲τ i/P t/Au電極的 P側電極1 〇 8。 另一方面，在η型GaAs基體1〇1的背面上提供 有一個側如AnGe/N i/Au電極的η側電極1 〇 9 〇 通常的脊結構具有一單峰結構，其中僅中央波導部分 上升’但是如圖1到圖3所示，自生脈動式半導體雷射 1 〇 0被構成爲具有雙峰結構之所謂的W型脊形狀，其中 兩個部分上升。 除此之外，其被構成而使得條紋部分1 〇 6之中央處 的波導條紋寬度固定，在脊與脊間之被覆層凹陷部分的寬 度’亦即埋在電流縮狹層1 0 7之Ρ型A 1 G a A s被覆 層1 0 4中之最深部分寬度不固定，但是具有較窄部分不 均勻（在此第一實施例中，共振器中央部分被形成狹窄） 〇 尤其，在自生脈動式半導體雷射1 〇 〇中，台面形底 側部分的條紋寬度W1被設定爲4微米（或者少於 4微米，位於條紋部分1 〇 6的中央部分在脊與脊間之凹 陷部分的寬度（脊分開部分的寬度：以下被稱爲脊分開寬 度）W2被設定爲例如5微米或者少於5微米，而接近端 面側之脊分開寬度W2’被設定爲寬於中央部分的脊分開 寬度W 2。 當在條紋部分1 0 6之中央部分的脊分開寬度W2被 設定爲大約5微米或者少於5微米時，其變得幾乎和中央 (請先Μ讀背面之注項再 '裝! 本頁) =°· --線 本紙張尺度適用尹國國家標準<CNS)A4规格（210 X 297公爱） -23 - ^ 443014 · A7 ____B7___ 五、發明說明（21 > 請 先 Μ 讀 背 面 之 注 意 事 項 脊部分1 1 0的條紋寬度W1相等（大約4微米，注意， 在圖2及圖3中，爲了使波導模式寬度等等的說明淸晰， W1被顯示大於W2)，而且波導模式的邊緣開始影響到 兩側上之形成脊部分1 1 1及1 1 2的折射率部分。 當展現如此之狀態時，有效的折射率差Δη變小且波 導模式傾向於變得較寬。 訂 以此方式，藉由脊分開寬度W 2的控制，折射率差 △ η的控制變成可能，而脊分開寬度W2可以藉由容易的 蝕刻製程來形成。在共振器方向上自由地改變波導狀態的 能力使得改變波導模式而沒有改變條紋部分1 0 6之中央 部分的形狀成爲可能，亦即，同時保持電流分布狹窄且均 勻如同原來的樣子- 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 此外，爲了穩定地產生脈動，介於A 1 G a A s活性 層1 0 3與P型A 1 G a A s被覆層1 0 4之電流縮狹層 1 0 7間的厚度d被設定作例如d<4 0 0毫微米（nm) ，最好是d$3 5 0毫微米或者使得電流不會散布在活性層 的橫向方向上，光點被擴展，使其間的差値變得較大|而 且確保一寬廣的可飽和吸收區域。 除此之外，介在對應於條紋部分1 0 6之部分與對應 於其兩側之部分間的折射率差値Δη ( = nl — n2)被 設定爲大約0 003或者低於0 . 003，並且減緩在 A 1 G a A s活性層1 〇 3之橫向方向上的光學限制。 自生脈動式半導體雷射1 0 0之製造係如下。 首先，在η型Ga A s基體1 〇 1上，藉由例如金屬 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS>A4規格（2〗0 X 297公釐） -24 * 443 Ο 14 Α7 ________Β7___ 五、發明說明（22) 有機化學氣相沈積（MO C VD )製程來連續地生長η型 AIGaAs被覆層1〇2、AIGaAs活性層、Ρ型 A丨GaA s被覆層1 〇4、以及P型A 1 GaAs頂蓋 層。 接著，預定形狀的抗蝕圖案被形成在P型G a A s頂 蓋層1 0 6上，然後此抗蝕圖案被用來當作蝕刻遮罩以便 藉由溼式蝕刻製程使用溴酸系列的蝕刻液或同類之物來蝕 刻P型GaAs頂蓋層1 05及P型A I GaAs被覆層 104到達p型A iGaAs被覆層1 04之厚度方向上 的預定深度，使得中央脊部分1 1 0及兩個側邊脊部分（ 第二脊結構）111，112被構成，而且介於兩個側邊 脊部分111 ， 112與中央脊部分110間之其中p型 A 1 G a A s被覆層1 0 4之厚度係薄的區域之厚度（脊 分開厚度）在中間部分係狹窄的，但是在接近端面處變寬 〇 因爲如此，所以P型A 1 GaAs被覆層1 04的頂 層部分與p型G a A s頂蓋層1 〇 5被形成爲伸展於一個 方向之條紋形狀的圖案，亦即，形成條紋部分1 〇 6。 接著，藉由被用來當作蝕刻遮罩之蝕刻圖案作爲生長 遮罩’ η型G a A s電流縮狹層1 〇 7被形成在條紋部分 1 0 6的兩側部分。 接著，被用來當作生長遮罩的蝕刻圖案被去除，然後 P側電極1 0 8被形成在p型G a A s頂蓋層1 〇 5與η 型GaAs電流縮狹層107上。 本紙張尺度適用中困0家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再矽^-本頁) 訂· _線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印數 ^43014 A7 ___B7 五、發明說明（23) 自生脈動式半導體雷射1 0 0完成了藉由上面而被製 造。 接著，將說明藉由上面之組態的操作， 在自生脈動式半導體雷射1 0 0之操作的時候，電流 流經條紋部分1 0 6，但是在此情況中，介於 A 1 GaA s活性層1 〇 3與P型A 1 GaAs被覆層 1 0 4之電流縮狹層1 0 7間的厚度d被設定爲4 0 0毫 微米或者少於4 0 0毫微米之足夠小的値，在橫向方向上 電流的散布被抑制到大約p型A 1 G a A s被覆層1 〇 4 的條紋寬度W 1。 另一方面’在條紋部分1 0 6之中央部分（共振器中 央部分）的脊間凹陷部分寬度（脊分開寬度）W2被設定 爲例如5微米或者少於5微米，接近端面側之脊分開寬度 W 2 1被設定寬於在中央部分的脊分開寬度W2，介在對 應於條紋部分1 0 6的部分與對應於其兩側的部分間之折 射率差Δη被設定爲大約〇 . 003或者小於0 . 003 ，並且減緩在A 1 GaA s活性層1 〇 3之橫向方向上的 光學限制。 如上所述，在中央波導部分中，在橫向方向上光線的 展開變得大約P型A 1 G a A s被覆層1 0 4的條紋寬度 W1 ，亦即，在中央波導部分中，光線展開在橫向方向上 ，但是電流維持和原來一樣的狹窄，所以能夠獲得充分有 效於脈動的可飽和吸收區域。因爲如此，所以不會發生光 線被聚焦或所謂的指數波導與脈動不再被產生的狀態，而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- !1!111 裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再本頁) -SJ. -線‘ 4430 1 4 A7 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 _______B7五、發明說明（24) 且脈動被穩定連續地產生。 另一方面，在靠近端面處，光模式聚焦於中心，並且 有效的折射率差Δη變大’因此變得接近指數型波導。亦 即’因爲其變得接***面波波導’所以散光差變得難以發 生，散光差被修正’並且F F Ρ之平行方向的光束展開角 度Q 1 1被開展。 如上所述，根據第一實施例，在自生脈動式半導體雷 射1 0 0中’條紋部分1 〇 6之中央的波導條紋寬度是固 定的’在條紋部分1 〇 6的中央部分（共振器中央部分） 之脊間凹陷部分寬度（脊分開寬度）W2被設定爲窄，靠 近端面側的脊分開寬度W2，被設定寬於在中央部分的脊 分開寬度W2 ’介在對應於條紋部分1 〇 6的部分與對應 於其兩側的部分間之折射率差△ η被設定爲大約 0 0〇3或者小於0 . 003，而且減緩在 A 1 G a A s活性餍1 〇 3之橫向方向上的光學限制。因 此’條紋中央部分的波導模式被橫向伸展，並且除此之外 ，電流能夠被固定在狹窄區域中。 如上所述·有可能在活性層內之橫向區域中形成可飽 和吸收區並且穩定地產生脈動。 關於散光差，使接近端面的折射率差大而致使用作指 數波導狀波導，因此，散光差可以被引向接近零。此外， 將模式固定在此端面致使藉由輸出來抑制F F P之平行方 向之光束展開角度Ql1的改變。 結果，會有雷射能夠被應用在光碟的光學系統且相容 (請先Μ讀背面之注意事項再 •裝i I 本頁) ij· -線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（2】0 X 297公釐） -27- 443 0 】4 A7 B7 五、發明說明（25〉 性高的優點。 (請先閱讀背面之注意事項再〆¥本頁) 除此之外，可以藉由類似於平常製程之非常容易的製 程來形成雷射。 注意，在第一實施例中，藉由拿A 1 G a A s/ G a A s系列之自生脈動式半導體雷射當作示例來做說明 ，但是本發明可以被應用在諸如A 1 G a I η P/

GalnP、 AlGaN/InGaN、以及 Z nMg S S e /Z n S雷射等各種的雷射係自不待言的 〇 第二實施例 圖4係根據本發明之第二實施例之半導體雷射的平面 圖’而圖5係沿著圖4中直線A - A所截取的剖面圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第二實施例與第一實施例之不同處在於，代替形成電 流縮狹層當作埋入層，一絕緣膜120，例如3丨〇2或 S i 3N4，被堆疊在從構成脊分開部分的凹槽部分到兩側 被覆層1 0 4的頂面的範圍之上，該脊分開部分具有藉由 蝕刻所形成之W —脊的形狀，亦即，一個在兩側脊部分 111及112與中央的脊部分11〇及其側壁部分間之 P型A 1 GaA s被覆層1 〇4的厚度係薄的區域。 在此情況中’會有可以同時實施磊晶生長的優點以及 能夠形成具有少量損耗之真實指數波導類型的優點。 在此情況中’藉由台面型蝕刻而沒有使用離子植入等 方法之波導的形成從製程的觀點來看係容易且方便的。除 -28- 本紙張尺度適用中囲困家樣準（CNS>A4邋格（210 X 297公« ) (443 0 J 4 A7 ___B7 五、發明說明（26) 此之外，內建小的（弱的）折射率差（Δη )可以藉由介 於Ρ型A 1 G a A s被覆層1 0 4之絕緣膜1 2 0與活性 層1 0 3間的厚度（1來控制’因此’特性的改善成爲可能

Q 舉例來說，藉.由給定比第一實施例稍微大的折射率差 ，有可能減少臨界電流、降低散光差、產生脈動等等。 第三實施例 . 圖6係根據本發明之第三實施例之半導體雷射的平面 圖。 第三實施例與第一及第二實施例的不同處在於採取相 反於所謂的軸向調變之形狀的形狀之調變結構。 尤其，其變成一種結構，其中條紋部分之中央的波導 條紋寬度爲固定的，但是在條紋中央部分（共振器中央部 分）之脊間凹陷部分寬度（脊分開寬度）被致使寬的，而 在接近端面處則被致使窄的。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 ---!!裝 i — (請先閱讀背面之注意事項再ill本頁) -線· 在如此之結構的情況中1如圖形中所示1波導模式在 中央部分變窄而在接近端面處變寬。 在致使於端面處有大的特性變差之材料與具有高端面 光學密度的高輸出雷射方面|必須被端面的光學密度降低 以確保可靠度。 爲此，已經使用一種所謂的向外展開之結構，其中條 紋寬度被擴展於接近端面處，但是藉由本結構來獲得相等 於此之效果而同時保持和以前一樣之直條紋的形狀變成可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4规格（210 X 297公釐） •29- 443 0 1 4 A7 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 __B7五、發明說明（27) 會巨。 第四實施例 圖7係根據本發明之第四實施例之半導體雷射的平面 圖，而圖8係沿著圖7中直線A — A所截取的剖面圖。 第四實施例與第二實施例的不同處在於諸如S i 〇2或 S i 3N4之絕緣膜1 2 0被形成在兩側脊部分1 1 1及 1 1 2的外側部分，此絕緣膜並不是形成在從凹槽部分到 兩側被覆層1 0 4之頂面的一個部分之範圍上，此凹槽部 分構成具有藉由蝕刻所形成之W_脊的形狀，亦即，一個 區域，其中p型A 1 G a A s被覆層1 〇 4的厚度在介於 兩側脊部分1 1 1及1 1 2與在中央處的脊部分1 1 0及 其側壁部分間係薄的，頂蓋層（接觸層）105被形成在 被覆層1 0 4之頂面的一個部分中，並且如圖7所示，不 僅在條紋部分1 0 6，而且在W —脊兩側部分提供有所謂 的電流注入部分1 3 0。 第四實施例係根據一種完全和脈動之槪念相反的槪念 ，但是致使在光學模式之區域中的增益儘可能的均一則有 利於抑制F F P的孔燃燒（Η B )及穩定性。 此外，如在第四實施例中具有寬增益區的結構顯著地 進一步減少波導損耗且提高微分效率。 本結構係一種能讓年效電流通過的雷射，因此臨界電 流變高，但是有能夠獲得例如微分效率的改善及F F Ρ的 穩定性之功效的優點。 (請先閱讀背面之注意事項再矽駟本頁) ii_ -線. 本紙張尺度適用中國理家標準（CNS)A4说格（210 X 297公爱） -30- 經濟部智慧財產局MK工消費合作社印製 ·、443〇l4 at ___ B7 五、發明說明（28) 注意，上面所述之結構可以普遍應用於所有類型的半 導體雷射。除此之外，不需要使調變結構在共振器的前面 與後面之間成對稱，而且，也不需要使調變結構對稱於兩 側，甚至在如此之對稱型式中可以獲得類似於先前所述的 功效。 特別是，在使用一種經常在紅系統雷射中所使用之 0 F F角度基體的雷射中，脊狀變得對稱，因此有一種情 況，如果調變結構對應於此而被致使對稱，則其係有效的 第五實施例 圖9係根據本發明之第五實施例之半導體雷射的立體 圖，圖1 0係根據本發明之第五實施例之半導體雷射的平 面圖，而圖1 1係沿著圖1 0中直線A - A所截取之剖面 圖ύ 注意，在此顯示一種所謂的漸細條紋型增益波導式半 導體雷射，其中在波導機制中不具有折射率差之條紋部分 具有漸細的形狀，其中接近半導體雷射之發光前側端面的 部分被致使由A 1 G a A s系列材料所構成的指數波導結 構。 如圖形中所示，此增益波導式半導體雷射2 0 0包括 一層η型GaAs基體201 ，而一層η型AlGaAs 被覆層202、一層活性層203、一層P型 A 1 GaA s被覆層204、以及一層P型GaA s頂蓋 — — lllli— · I I (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂-· -線. 本紙張尺度適用中國0家標準（CNS>A4规格（210 X 297公釐〉 -31 -

‘I ^43qj4 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7____五、發明說明（29) 層20 5則連續埋疊在η型GaA s基體20 1之上。 此半導體雷射具有伸展於一個方向的條紋部分2 0 6 〇 藉由例如B+離子之離子植入法而在此條紋部分2 0 6 的兩側部分形成具有高電阻之電流縮狹層2 0 7。 在p型G a A s頂蓋層2 0 5及電流縮狹層2 0 7之 上提供有一個諸如T i/p t/Au電極的p側電極 2 0 8 〇 另一方面，在η型G a A s基體2 0 1的背面之上提 供有一個諸如AuGe/N i/Au電極的η側電極 2 0 9° 注意到在根據第五實施例之半導體雷射2 0 0中，η 型AlGaAs被覆層202、 AlGaAs活性層 203、以及p型AlGaAs被覆層204等部分之化 合物的比例被設定以便成爲例如對於η型被覆層2 0 2及 Ρ型被覆層2 0 4而言爲A 1 o.sG ao.sA s ，而對於 活性層2 0 3而言爲A 1 〇.i2G a ο.ββΑ s。 除此之外，在半導體雷射2 0 0的情況中，基本的雷 射結構主要是增益波導式半導體雷射的雷射結構，因此如 圖1 0所示，波導被構成爲形成漸細形狀的漸細波導，其 中條紋寬度在中央部分變寬，但是在接近端面處則變窄。 注意，在圖10中，L表示整個共振器長度，W1表 示接近端面處的條紋寬度，而W3表示中央部分的條紋寬 度。 (請先Μ讀背面之注意事項再 本頁) 裝 -SJ· -丨線- 本紙張尺度適用中國a家揉準（CNS)A4规格（210 X 297公釐> -32- 443 0 1 4 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（30) 在本半導體雷射2 0 0，爲了使指數波導之散光差特 性減少至幾微米之內而同時達到增益波導之垂直模式性質 特性的良好使用，楔形凹槽2 1 0及2 1 1被形成在接近 前側端面（發光端面）F T之條紋部分2 0 6的兩側’並 且構成指數波導區（IDA)。 亦即，在本半導體雷射2 0 0中的波導機制係藉由接 近前側端面之指數波導區I DA及一增益波導區GN A而 被構成，增益波導區GNA被連接至此並且到達一後側端 面R T。 以此方式，第五實施例中的波導機制被建構成指數波 導在接近前側端面處被連接（加進）到具有增益波導結構 的半導體雷射，但是當此二者被單純地連接時，因爲增益 波導與指數波導不同的特性和諸如反射或散射發生時的損 耗，所以變得很難平順地傅送能量於介在他們之間的連接 部分。 因此，在第五實施例的波導機制中，指數波導區 I D A的脊結構被構成爲楔形凹槽以便平順地連接增益波 導和指數波導，連同他們不同的特性。 下面將詳細說明此結構，包括其連接機制。 如圖1 2所示，在增益波導區GNA中，波導表面被 彎曲，這是由於散光差，必須將如此之彎曲的波平面轉變 成爲指數波導區IDA的平面波表面而免於散光差的憂慮 ，但是當單純地連接他們時，因爲固有的波表面狀態彼此 不同，所以平順地轉變波表面變得不可能。 (請先閱讀背面之注意事項再好知本頁)

_裝 WH

Ms - -,線- 本紙張尺度適用中國國家株準（CNS>A4規格（210 * 297公釐） -33- 443014 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（31) 爲此，在連接部分發生反射或散射，並且產生能量損 耗。 爲了解決此問題，並不是運用一種簡單的脊結構，而 是運用一種近似的W型脊結構，其中凹槽2 1 0及2 1 1 被形成在條紋部分2 0 6之接近前側端面F T的兩側。 在凹槽210及211中，如圖13所示，藉由使介 於活性層與凹槽底之面間的距離d 2稍微大於介在增益波 導區GNA與指數波導區IDA之間的連接部分並且使凹 槽寬度W2變窄，致使橫向方向（垂直於共振器長度方向 的方向）的有效折射率差Λη稍微變小，而且與增益波導 區GNA之折射率差（η = 0 )的差被致使爲小。 然後，藉由逐漸改變距離d 2稍微變得愈小及凹槽寬 度W2稍微變得愈寬，愈接近前側端面FT |折射率差 △ η增加並且接近最終之指數波導的數値，亦即大約爲 0.01° 藉由如此做，構成被達成而使得波表面平順地改變， 並且散光差可以被修正到雷射之內而同時減少能量損耗。 接近整個端面之脊結構中的主要參數爲端面的條紋寬 度W1 ，凹槽寬度W2，介活性層與凹槽底面之間的距離 d 2以及從增益到指數之轉變區長度L f ，如圖9及圖 1 0所示。 下面將針對設定條件來做說明。 端面之條紋:寬度W 1必須不被做得太寬而使得高階模 式被截止。 !1!!裝 i I (請先閱讀背面之注意事項再ijll本頁) 訂： 線· 本紙張尺度適用中國囲家標準（CNS)A4规格<210 X 297公釐） -34- 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（32) 此外，因爲條紋寬度是決定F F P之平行方向的光束 展開角度Q 1 1的主要因素，所以決定條紋寬度以便滿足 規格，條紋寬度可能和端面處之平常的指數波導相等，並 且被設定爲大約2到4微米。 此寬度隨著增.益波導而在連接部分變得較寬，並且被 設定爲大約6到8微米，這是一個槪略和寬的寬度條紋部 分之寬度W3相同的數値。 注意到需要在純增益波導式半導體雷射中的漸細條紋 結構並非總是需要在如同在本實施例中之所謂的混合波導 cjir 〇 如果凹槽寬度W 2係寬的，則有效的折射率差△ η能 夠被致使大的。從指數波導的波導狀態中橫向模式展開的 程度來看，如果此凹槽寬度W2爲大約5微米或者大於5 微米，則能夠獲得實際上足夠的折射率差，而且此凹槽作 爲一指數波導。 凹槽寬度W 2在遠離端面之位置處被致使窄的並且被 連接至增益波導，因爲可以獲得改變成增益波導的平順改 變在0SW2S5微米的範圍之內。 注意此改變也可以被致使線性。 又，介於活性層與凹槽底面間之距離d 2的値使折射 率差Δη改變，距離d 2愈大，折射率差Δη愈小。 如上所述*效果被顯現在一區域內，其中小的折射率 差係必要的，其不能夠僅藉由凹槽寬度W2的改變來做硏 究0 "!|丨丨II丨丨·丨I <請先閱讀背面之注意事項再：Γλ本頁) 訂. 線 本紙張尺度適用中國0家櫟準（CNS>A4規格（210 X 297公*) • 35 - Α7 443 Ο 1 4 Β7__ 五、發明說明（33) 如同簡單的結構，距離d 2可以是固定的，但是希望 在凹槽寬度W2變成零之後，距離d 2逐漸增加，以便使 得和增益波導的連接平順。 如果從增益到指數之轉變區域長度L f太短，則在轉 變處之損耗增加。 一般而言，損耗可以被忽略，只要滿足下面被用來當 作漸細條紋結構的關係：

Lf>W3 (WS/Wl-li/Sin'Mnl/ η 2 ) 在此，η 1表示波導之外側部分的折射率，η 2表示 波導內部的折射率，W1表示端面的條紋寬度，而W3表 示增益波導區的條紋寬度》 本條件係獲得在波導內部所產生之光滿足全反射條件 的要求。 當作代表性質，如果W3 = 8微米，W1 = 4微米， n2 = 3 . 5，以 R、nl = 3 . 465，則 Lf 變得大 於1 2微米。通常，可以看到幾十微米的L f係令人滿意 的。 爲了從增益波導到指數波導平順的改變，有可能以例 如下面的方式來製作具有如此楔形凹槽之如此的脊結構。 舉例來說，藉由透過平版刻法來形成對應於該凹槽的 窗口（開口）與透過化學蝕刻來形成脊凹槽，形成具有良 好的可複製性之所需結構係可能的。 圖14中顯示製作的特別方法。 本紙張尺度通用争國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公* > -------------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再Jit本頁) 訂- --線· 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 -36- I 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 443 Ο 1 4 Α7 _____Β7 五、發明說明（34) 窗口藉由微影步驟而被打開於一個部分中’在此部分 中，脊凹槽被蝕刻於晶圓狀態時，並且此部分被蝕刻。 接著，藉由***來形成端面部分。 在前側端面的區域中足以形成指數波導機制’因此所 蝕刻之脊部分可以時時被形成。 因爲脊可以以此方式很容易地藉由晶圓製程而被形成 在所想要的部分，所以相較於平常增益波導•在降低製造 良率之複雜步驟的數目上沒有增加。 如上所述，根據第五實施例，凹槽2 1 0及2 1 1被 形成在接近條紋部分2 0 6之前側端面F Τ的兩側處，凹 槽210及211使得介於活性層與凹槽底面間之距離 d 2稍微大於介在增益波導區GNA與指數波導區I DA 間的連接部分，並且使得凹槽寬度W2變得較窄而使得橫 向方向（垂直於共振器長度方向的方向）的有效折射率差 △ η稍微變得較小，使得與增益波導區GNA (n = 〇) 之折射率差的差變小，並且逐漸改變距離d 2而變得稍微 小以及逐漸改變凹槽寬度W2而變得稍微寬，愈接近前側 端面FT，折射率差Δη被致使增加至接近指數波導的最 終値，亦即大約0.01 ，波表面平順地改變，並且在雷 射的內部，散光差可以被修正而同時減少能量損耗。 亦即，指數波導的散光差特性能夠被減少到幾微米之 內而同時達成增益波導之垂直多模性質特性的良好使用。 也就是說，聚焦點系統可以被致使小的而同時確保防 止反回光之低雜訊特性。 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -!!! -裝 i I {請先閱讀背面之注意事項再isi·本頁) 訂.. --線· -37- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 443 Οί4 Α7 _Β7 五、發明說明（35) 如此所述，當雷射被用作光碟裝置的光源時，能夠實 現比在此以前的抖動還好的低抖動。 除此之外，根據本發明之結構能夠被實現而同時對製 作平常之增益波導式半導體雷射的製程幾乎沒有增加任何 的製程負荷。於是，會有一個優點在於能夠預期有可以和 相關技術之產品之製造良率相比的製造良率或者由於特性 之改善所產生之製造良率的進一步改善，所以能夠實現高 品質及低成本。 此外，能夠提高平常之增益波導式半導體雷射的臨界 値及微分效率並且可以改善可靠度。_ 第六實施例 圖15係根據本發明之第六實施例之半導體雷射的平 面圖。 第六實施例與第五實施例之不同處在於從增益到指數 之轉變區域長度Lf (指數波導區IDA)被設定爲更長 〇 以此方式，當指數波導區I DA被設定爲稍微較長時 ，指數波導的特性強烈地表現爲雷射特性。 亦即，散光差變得更小而且加強垂直單模特性。 爲此，從純指數波導式半導體雷射的雜訊中減少量子 雜訊，但是雷射對抗返回光雜訊則變得稍弱。 注意，如果轉變區域長度L f係短的，則增益波導狀 本質被加強。 --------- 裝 i 1 <請先閱讀背面之注意事項本頁) 訂·· .線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210x297公嫠〉 -38 - A7 __B7_____ 五、發明說明（36) 藉由調整此根據雷射之應用目的的長度，能夠實現最 佳特性。 第七實施例 圖1 6係根據本發明之第七實施例之半導體雷射的平 面圖； 第七實施例和第六實施例的不同處在於非不是採取漸 細條紋，而是採取直條紋= 在增益波導中具有相對窄寬度之直條紋的優點爲可以 很容易地獲得垂直模式、散光差小、頸結位準升高、 F F P之平行方向的光束展開角度Q 1 1被擴展等等，但 是也有諸如臨界電流I t h的增加及微分效率的減少等缺 點。 但是，在本發明的裝置中，因爲在端面附近的脊結構 被引進，所以能夠減少波導損耗，並且減緩臨界電流 I t 11的增加及微分效率的減少而使得上面的缺點可以被 解決。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 注意在第五、第六、及第七實施例中，係拿指數波導 區被提供在發光前側端面處的情況作爲示例來做說明，但 是本發明並不限定於此，也有可能提供指數波導區在接近 後側端面附近或者在前側端面及後側端面兩者的附近，在 這些情況中也能夠獲得類似於第五、第六、第七實施例所 獲得的效果。 -39 - 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4flt格<210x297公釐> 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 44301 4 A7 _B7____ 五、發明說明（37) 第八實施例 圖1 7係根據本發明之第八實施例之半導體雷射的平 面圖； 第八實施例與第五實施例的不同處在於指數波導區 I D A並不是被形成在到達發光端面處，而是被配置在介 於共振器的中央與前側端面FT間之中間區域中，並且接 近發光端面之位置再次作爲增益波導區GN A。 如同在第五實施例中，並指數波導區I DA被形成到 達發光端面時，橫向方向的波導由於指數波導結構的存在 而變得接***面波的波導。 但是，關於垂直方向，橫向方向的指數波導區被感受 爲光的損耗（散射）區，於是在接近端面附近容易產生強 的凹陷彎曲。 因此，在第八實施例中，指數波導區I DA被稍微偏 移到波導的內部，此內部指數波導區I DA被致使作爲主 動橫向模式濂波器，並且這被用來當作橫向方向的橫向模 式決定區。 由於如此，當不僅爲接近端面附近，而且爲整個共振 器考慮垂直方向模式時，活性層部分不會變成大的損耗區 ，並且凹陷彎曲被減小。 第九實施例 圖1 8係根‘據本發明之第九實施例之半導體雷射的平 面圖。 _!!!1_ 裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再1:3本頁> 訂- --線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210x 297公釐） •40- 443 0 1 4 A7 ____B7 五、發明說明（38) 第九實施例與第八實施例的不同處在於介在指數波導 區I D A與發光端面間的增益波導區被致使直條紋結構。 藉由採取如此的組態，會有損耗可以被減少而且垂直 方向之波表面的成形效果可以被顯現等優點。 第十實施例 圖19係根據本發明之第十實施例之增益波導式半導 體雷射的立體圖，圖2 0係根據本發明之第十實施例之增 益波導式半導體雷射的平面圖，而圖2 1係沿著圖1 9中 直線A_A所截取的剖面圖。 如圖形中所示，此增益波導式半導體雷射3 0 0包括 —層η型GaAs基體30 1 ，而一層η型A 1 GaAs 被覆層302、一層AlGaAs活性層303、一層p 型AlGaAs被覆層304、以及一層p型GaAs頂 蓋層3 0 5則連續堆叠在η型Ga A s基體3 0 1之上。 此半導體雷射具有伸展於一個方向的條紋部分3 0 6 一層具有藉由例如B +離子之離子植入法所升高之電阻 的電流縮狹層3 0 7被形成在此條紋部分3 0 6的兩側部 分。 在P型G a A s頂蓋層3 0 5及電流縮狹層3 0 7之 上提供有一個諸如T i/P t/Au電極的p側電極 3 0 8° 另一方面，在η型G a A s基體3 0 1的背面之上提 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公« > (請先Μ讀背面之注意事項再， 裝·！ W本頁) I線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -41 - 4 4 3 C 1 4 A7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 B7____五、發明說明（39) 供有一個諸如A u G e/N i /A u電極的η側電極 3 0 9 ° 注意到在根據第十實施例之半導體雷射3 0 Ο中’ η 型AlGaAs被覆層302' AlGaAs活性層 303、以及P型A IGaAs被覆層304等部分之化 合物的比例被設定以便成爲例如對於η型被覆層3 0 2及 ρ型被覆層304而言爲Alo.sGao.sAs ’而對於 活性層3 0 3而言爲A 1 Q.12G aa.seA s。 除此之外，在半導體雷射3 0 0的情況中，基本的雷 射結構主要是增益波導式半導體雷射的雷射結構，因此如 圖2 0中所示，波導被構成爲形成漸細形狀的漸細波導， 其中條紋寬度在中間部分變寬，但是在接近端面附近則變 窄。 在第十實施例中，具有漸細條紋結構之增益波導式半 導體雷射3 0 0被構成而使得如圖2 0所示，具有預定寬 度之電流非注入部分3 1 0被形成在條紋部分的中間區域 中之共振器長度方向的預定長度上，而且在橫向方向上波 表面之凸出彎曲的角度可以被修正到小的角度。 注意電流非注入部分3 1 0被提供在凹陷狀態中，其 中例如P型G a A s頂蓋層3 0 5及p型電極3 0 8未被 形成。 下面，參照圖2 0將藉由，提供電流非注入部分 310在條紋部分的中間區域中來對波表面修正操作做說 明。 (請先閲讀背面之注意事項再釺^-本頁) 裝 訂· ，線 本纸張尺度適用中因囲家標準（CNS)A4規格（210 * 297公嫠> •42-

I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印®# A7 ______B7_____ 五、發明說明（40) 由於波表面相位的延遲I波表面彎曲發生在有波導損 耗的位置。 在本半導體雷射3 0 0中，在電流非注入部分3 1 0 被形成於其中之條紋部分3 0 6的中間區域中，波導損耗 變大。 如上所述，如圖2 0所示，在本半導體雷射3 0 0中 ，波導表面將會造成一延遲在條紋中間部分與條紋末端部 分之間，而在該條紋中間部分的損耗係大的，並且相對於 光的前進方向上彎曲。 當此來到端面附近時，兩個末端部分的延遲部分被漸 細結構的效果所切斷，並且展現一種所謂的凹陷彎曲的波 表面，其中僅剩下中間部分的延遲。 另一方面|除非有關垂直方向做了某些事情，否則將 維持凹陷彎曲的波表面。 如上所述，凹陷彎曲的波表面展現在垂直及橫向二個 方向上，並且前進於散光差之消除的方向上。 根據第十實施例，在具有漸細條紋結構的增益波導式 半導體雷射3 0 0中，具有預定寬度之電流非注入部分 3 1 0被提供於條紋部分的中間區域中之共振器長度方向 的預定長度上，於是橫向方向上的波表面可以從凸出狀態 修正到凹陷狀態，並且因此散光差能夠做良好的修正》 第十一實施例 圖2 2係根據本發明之第十一實施例之半導體雷射的 -I!-------- 裝 i — <請先閱讀背面之注意事項再irw本頁) ij. 線. 本紙張尺度適用中0國家櫟準<CNS)A4規格<210 X 297公釐） -43 - 經濟部智辣財產局BK工消費合作杜印製 4430 14 A7 ___m_ 五、發明說明（41 ) 平面圖。 第十一實施例與第十實施例之不同處在於用來致使條 紋之中間部分的波導損耗之電流非注入部分3 1 〇 a並非 被提供在共振器長度方向的中間部分，而是在前側端面側

D 注意，介於所謂的波表面彎曲控制區與包含電流非注 入部分3 1 0 a的發光端面FT間之條紋部分3 0 6 a被 形成在漸細狀態下，其中愈接近端面側，其寬度逐漸變得 愈小。

根據如此之組態，可以進一步有效地修正波表面彎曲 並且介於波表面彎曲控制區與發光端面F T間之漸細部分 作爲用來調整NF P的波導區域。由於如此，維持F F P 之特別平行方向的光束展開角度Q 1 1之値適當變成可育g 〇 第十二實施例 圖2 3係根據本發明之第十二實施例之半導體雷射的 平面圖。 第十二實施例與第十一實施例之不同處在於用來致使 條紋之中間部分的波導損耗之電流非注入部分3 1 0 b ， 並非被提供在共振器長度方向的中間部分，而是被岔開以 便分岔且開展成Y型波導到前側端面側，並且沒有形成介 於波表面彎曲控制區與包含電流非注入部分3 1 0 b之發 光端面FT間的逐漸彎細部分，而且Y型波導之端面 ------------裝'-- <請先閱讀背面之注意事項再—W本頁) 訂-- --線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -44 - 443 Ο 1 ^ Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（42) 311及312被用來當作發光表面。 根據第十二實施例，波表面之凹陷狀態彎曲的效果可 以被大大地顯現出。 注意，NF Ρ容易變形，但是雷射對於不會造成在諸 如條碼閱讀器或雷射印表機等之應用上的問題之應用而言 係有效的。 第十三窗施例 圖2 4係根據本發明之第十三實施例之半導體雷射的 立體圖。 如圖形中所示，此增益波導式半導體雷射4 0 0包括 一層η型GaAs基體401 ，而一層η型AlGaAs 被覆層402，一層AlGaAs活性層403 ，一層ρ 型A丨GaAs被覆層404，以及一層p型GaAs頂 蓋層405則連續堆疊在η型GaAs基體401之上。 此半導體雷射具有伸展一個方向的條紋部分4 0 6。 在此條紋部分4 0 6的兩側部分形成一層具有藉由例 如B <離子之離子植入法所升高之電阻的電流縮狹層4 0 7 〇 在P型G a A s頂蓋層4 0 5及電流縮狹層4 0 7上 提供有諸如T i/P t/Au電極之P側電極408。 另一方面，在η型G a A s基體4 0 1的背面上提供 有諸如AuGe/Ni/Au電極之η側電極409。 在根據第十三實施例之半導體雷射4 0 0中，當修正 !!-裝·！ <請先ΙΗ讀背面之注意事項再本頁) ij- -線 本紙張尺度適用+國國家標準（CNS>A4规格（2]0 X 297公釐） -45- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 443014 A7 _B7 五、發明說明（43) 垂直方向上的凹陷曲線成爲凸出曲線時，爲了形成對稱於 光學模式之邊緣部分的垂直方向上之損耗，用來吸收活性 層4 0 3中之光的一層η側光吸收層4 1 0及一層P側光 吸收層4 1 1被形成於將活性層4 0 3夾在其間之η型 A 1 GaAs被覆層402與ρ型A 1 GaAs被覆層 4 0 4中的對稱位置處。 注意，η側光吸收層4 1 0被形成作爲具有低於η型 A 1 GaAs被覆層402之Α1的比例之A 1 GaAs 層。 類似地，P側光吸收層4 1 1被形成作爲具有低於ρ 型A 1 GaAs被覆層404之A1的比例之 A 1 G a A s 層。 在本半導體雷射4 0 ◦中，因爲如圖2 5所示，由於 η型光吸收層410及ρ型光吸收層411之損耗的效果 導致波表面延遲於這些光吸收層4 1 0及4 1 1中，所以 凹陷的波表面變成接近於平面的波表面，而且當損耗變得 更大時，凹陷的波表面變成凸出的曲線。 根據第十三實施例，藉由實施如上所述形成的波表面 ，能夠形成接近於橫向方向波表面曲線的曲線，而且可以 去除散光差。 第+四實施例 圖2 6係根據本發明之第十四實施例之半導體雷射的 立體圖》 --------------裝--- <請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂- --線. 本紙張尺度適用中a Β家楳準（CNS)A4现格（210 X 297公釐〉 -46 - 4430 1 ^ A7 ____W___ 五、發明說明（44) in — — —------裝--- (請先閲讀背面之注意事項再rw本頁) 第十四實施例與第十三實施例之不同處在於代替提供 光吸收層，η型GaAs基體40 1及p型GaAs頂蓋 層4 0 5被構成以便作爲光吸收層。 在平常的增益波導式半導體雷射中，如圖2 7 B所示 ，爲了防止在這些犀中的光吸收及減少損耗，η型 A 1 GaA s被覆層402及ρ型A 1 GaA s被覆層 4 0 4被形成爲足夠地厚，使得垂直方向光學限制模式之 邊緣的部分不會到達η型G a A s基體4 0 1及ρ型 GaAs頂蓋層405。 相反於此，第十四實施例被構成以便形成薄的η型 A 1 GaAs被覆層402及ρ型A 1 GaAs被覆層 4 0 4 ，所以垂直方向光學限制模式之邊緣的部分到達η 型GaAs基體40 1及ρ型GaAs頂蓋層405。 .線 由於如此，能夠獲得一種與由第十三實施例所獲得之 效果相等的效果，而且垂直方向的波表面可以從凹陷的曲 線修正到凸出的曲線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述，槪述本發明之效果，根據本發明，能夠獲 得下面的效果《 1)指數波導式半導體雷射的情況 因爲只在接近端面附近，光學模式可以被致使窄的， 所以F F P之平行方向的光束展開角度Q 1 1可以被開展 。除此之外，在中間波導區域處，因爲光學模式仍然和原 來一樣的寬，所以會有不容易發生孔燃燒（HB )並且很 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0*297公爱） -47- • 443 Ο Μ Α7 ___Β7_五、發明說明（45) 容易獲得具有高頸結位準之穩定的高輸出操作的優點 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印數 2)自生脈動式半導體雷射的情況 條紋中間部分的波導模式被橫向地開展，而且除此之 外’電流能夠維持在狹窄的區域中，於是，可飽和吸收區 被形成在活性層內的橫向區域中，並且脈動可以被穩定地 感應而生。 此外’關於散光差，藉由使接近端面附近之有效折射 率差Δη大，能夠獲得像波導之指數波導，因此能夠使散 光差接近零。除此之外，將模式固定在此端面處亦使其可 能藉由輸出來抑制F F Ρ之平行方向的光束展開角度 Q 1 1的改變。 結果’會有其能夠被應用於光碟之光學系統以及相容 性係高的等優點。 3 )增益波導式半導體雷射的情況 如果脊分開寬度被設定爲小以便致使幾乎沒有在自生 脈動式半導體雷射上於中間部分的段落中所述及之折射率 差1則能夠很容易地構成一種雷射，其中中間係增益波導 並且端面部分爲指數波導，而且能夠實現具有低散光差及 單峰F F Ρ特性之多模增益波導雷射。除此之外，因爲折 射率差能夠被控制，所以會有產生脈動或者使得可飽和吸 收區產生脈動也成爲可能的優點。 此外，能夠實現一種向外展開型式，並且也可以涉及 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再

Η 頁I 訂 線 本紙張尺度適用Ψ國國家櫺準（CNS)A4規格（210 X 297公m -48 * A7 B7 r 443 0 t 4 五、發明說明（46) 高輸出。 此外，根據本發明的半導體雷射，其中接近前側端面 附近的部分被用來當作指數波導並且剩餘的部分被用來當 作增益波導，指數波導的散光差特性可以被降低到幾微米 之內而同時達成增益波導之垂直多模性質特性的良好使用 ，並且可以使聚焦點系統係小的而同時確保對抗返回光之 低雜訊特性和原來一樣的強* 如上所述，當雷射被用來當作光碟裝置之光源時，能 夠實現比在此以前還好的低抖動。 此外，根據本發明之結構可以被實現而同時對平常的 增益波導式半導體雷射之製程幾乎沒有給予任何其他的製 負荷。於是，會有一種可以和相關技術之產品的製造良率 相比的製造良率或者由於特性之改善所獲得之良率的進一 步改善能夠被預期，並且高品質低成本可以被實現。 除此之外，可以提高平常的增益波導式半導體雷射之 臨界値及微分效率並且能夠改善可靠度。 當已經參照爲了例舉之目的所挑選之特別實施例來說 明本發明的同時|習於此技者可以達成年數的變型而沒有 違反本發明之基本槪念和範疇應該係明顯的" 請 先 閱 讀 背 面 注 意 事 項

I 經濟郤智慧財產局員工，消費合作社印製 本紙張尺度適用中Η Η家標準（CNSXA4規格（210x297公釐） -49-

Claims (1)

1. 443〇 4 A8 B8 DS 六、申請專利範圍 1 . 一種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型的 第一被覆層，一層形成在第一被覆層之上的活性層、以及 一層形成在活性層上之第二導電型的第二被覆層，其具有 形成脊結構之第二被覆層的中間部分，並且包括條紋狀電 流注入結構，其中： 第二脊結構被形成於第二被覆層上在條紋部分的兩側 ’該條紋部分經由脊分開部分而被形成在第二被覆層上， 該脊分開部分被形成具有比該脊結構之厚度還薄的第一被 覆層、活性層、以及第二被覆層之堆疊方向的厚度， 中間的波導條紋寬度係固定的，以及 在垂直於脊分開部分之堆疊方向的方向上之寬度被設 定以使在介於共振器方向之中間部分與接近端面附近之間 係不同的。 2 _如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中 至少形成該脊分開部分之第二被覆層的凹陷部分具有電流 縮狹結構，而第一導電型之電流縮狹層被埋入於其中。 3 ·如申請專利範圍第1項之半導體發光裝置，其中 (請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) - t- Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 分的 部外 個以 - 面 的頂 面的 表層 上覆 之被 層二 覆第 被之 二構 第結 少脊 至之 在分 成部 形間 被中 膜成 緣形 絕了 層除 分 RH 音 中構 其結 ， 脊 置之 裝分 光部 發間 體中 導成 半形 之在 項成 1 形 第被 圍層 範蓋 利頂 專用 請使 申入 如注 .流 4 電 層 覆 被二 第 之 構 結 脊二 第 成 形 在 及 以。 上中 面分 頂部 之個 層一 覆的 被面 二頂 第之 的層 本紙張尺度逋用中國國家#率（CNS ) A4ft格（210X297公釐） -50- D8 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第3項之半導體發光裝置’其中 一層電流注入使用頂蓋層被形成在形成中間部分之脊結構 的第二被覆層之頂面上以及在形成第二脊結構之第二被覆 層之頂面的一個部分中。 6 .—種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型的 第一被覆層，一層形成在第一被覆層之上的活性層、以及 一層形成在活性層上之第二導電型的第二被覆層，其具有 形成脊結構之第二被覆層的中間部分，並且包括條紋狀電 流注入結構，其中： 第二脊結構被形成於第二被覆層上在條紋部分的兩側 ，該條紋部分經由脊分開部分而被形成在第二被覆層上， 該脊分開部分被形成具有比該脊結構之厚度還薄的第一被 覆層、活性層、以及第二被覆層之堆疊方向的厚度， 中間的波導條紋寬度係固定的，以及 在垂直於脊分開部分之堆叠方向的方向上之寬度被設 定以便在介於共振器方向之中間部分爲窄的並且寬於在接 近端面附近之中間部分的寬度。 7 . —種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型的 第一被覆層，一層形成在第一被覆層之上的活性層、以及 一層形成在活性層上之第二導電型的第二被覆層，其具有 形成脊結構之第二被覆層的中間部分，並且包括條紋狀電 流注入結構，其中： 第二脊結構被形成於第二被覆層上在條紋部分的兩側 ，該條紋部分經由脊分開部分而被形成在第二被覆層上| 本紙張尺度逋用中B國家揉率（CNS )八4现格（210X297公釐） n^i In {請先閱讀背面之注意事項再填寫本f) 訂 戈^· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -51 - 44301 4 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 夂、申請專利範圍 該脊分開部分被形成具有比該脊結構之厚度還薄的第一被 覆層，活性層、以及第二被覆層之堆疊方向的厚度， 中間的波導條紋寬度係固定的|以及 在垂直於脊分開部分之堆疊方向的方向上之寬度被設 定以便在共振器方向之中間部分爲寬的並且窄於在接近端 面附近之中間部分的寬度。 8 . —種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型的 第一被覆層，一層形成在第一被覆層之上的活性層、以及 一層形成在活性層上之第二導電型的第二被覆層，其具有 形成脊結構之第二被覆層的中間部分|並且包括條紋狀電 流注入結構，其中： 波導機制包括一指數波導區及一增益波導區，該指數 波導區被形成在一個接近發光前側端面附近用來發射雷射 光束的位置和一個接近後側端面附近且具有內建之折射率 差用於垂直於共振器長度方向之橫向方向上的波導之位置 的其中一個位置處，該增益波導區則被形成在除了該指數 波導區以外且不具有內建之折射率差的區域中。 9 .如申請專利範圍第8項之半導體發光裝置，其中 ，在該指數波導區中*指數波導機制被構成而使得折射率 差在從一個與增益波導區連接的部分到發光前側端面的範 圍上逐漸增加。 1 0 .如申請專利範圍第9項之半導體發光裝匱，其 中該指數波導機制係藉由在條紋部分的兩側上所形成之凹 槽而被構成且被形成而使得其凹槽寬度在從一個與增益波 (請先»讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 *"Η· -Γ! 本紙張尺度適用中·_家標準（CNS ) 210X297公羞） 443 0 " AS Β8 C8 D8 六、申請專利範園 導區連接的部分到發光前側端面的範圍上逐漸變得較大。 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁} 1 1 .如申請專利範圍第9項之半導體發光裝置，其 中該指數波導機制係藉由在條紋部分的兩側上所形成之凹 槽而被構成且被形成而使得從凹槽之底面到活性層的距離 在從一個與增益波.導區連接的部分到發光前側端面的範圍 上逐漸變得較小" 1 2 .如申請專利範圍第9項之半導體發光裝置，其 中該指數波導機制係藉由在條紋部分的兩側上所形成之凹 槽而被構成且被形成而使得凹槽寬度在從一個與增益波導 區連接的部分到發光前側端面的範圍上逐漸變得較大，而 且 從凹槽之底面到活性層的距離在從一個與增益波導區 連接的部分到發光前側端面的範圍上逐漸變得較小。 1 3 ·如申請專利範圍第8項之半導體發光裝置1其 中該條紋部分形成具有一寬度的漸細形狀，該寬度在中間 部分係寬的而在接近端面附近則變窄。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 4 .如申請專利範圍第9項之半導體發光裝置，其 中該條紋部分形成具有一寬度的漸細形狀，該寬度在中間 部分係寬的而在接近端面附近則變窄。 1 5 .如申請專利範圍第1 0項之半導體發光裝置， 其中該條紋部分形成具有一寬度的漸細形狀’該寬度在中 間部分係寬的而在接近端面附近則變窄。 1 6 ·如申請專利範圍第1 1項之半導體發光裝置’ 其中該條紋部分形成具有一寬度的漸細形狀’該寬度在中 -53- 本纸張尺度逋用中國家輮準（CNS ) A4规格ί 210X297公釐） If 44.：；： , ' .： A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 間部分係寬的而在接近端面附近則變窄。 1 7 .如申請專利範圍第1 2項之半導體發光裝置’ 其中該條紋部分形成具有一寬度的漸細形狀，該寬度在中 間部分係寬的而在接近端面附近則變窄。 1 8 .如申請專利範圍第8項之半導體發光裝置，其 中該條紋部分形成示意均勻的平直形狀遍布於其整個寬度 之上。 1 9 .如申請專利範圍第9項之半導體發光裝置，其 中該條紋部分形成示意均勻的平直形狀遍布於其整個寬度 之上- 2 0 .如申請專利範圍第1 0項之半導體發光裝置’ 其中該條紋部分形成示意均勻的平直形狀遍布於其整個寬 度之上。 21如申請專利範圍第11項之半導體發光裝置’ 其中該條紋部分形成示意均勻的平直形狀遍布於其整個寬 度之上。 2 2 .如申請專利範圍第1 2項之半導體發光裝置1 其中該條紋部分形成示意均勻的平直形狀遍布於其整個寬 度之上β 2 3·.—種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型 的第一被覆層，一層形成在第一被覆層之上的活性層、以 及一層形成在活性層上且包括條紋狀電流注入結構之第二 導電型的第二被覆層，其中： 電流非注入部分被形成在條紋部分的中間區域。 (請先S讀背面之注ί項再填窝本頁) -br. 訂 r·^, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中«國家橾率{ CNS ) Α4规格{ 210X297公釐） .54- λ 4 4 ϊ ί- C8 Dg 六、申請專利範圍 2 4 . —種半導體發光裝置，其包括一層第一導電型 的第一被覆層，一層形成在第一被覆層之上的活性層、以 及一層形成在活性層上且包括條紋狀電流注入結構之第二 導電型的第二被覆層， 更包括在相對於光學限制模式中在第一被覆層、活性 層、以及第二被覆層之堆疊方向上之活性層爲非對稱的位 置處吸收光的諸層。 2 5 .如申請專利範圍第2 4項之半導體發光裝置， 其中該等吸收光之諸層爲形成在相對於第一導電型之第一 被覆層以及第二導電型之第二被覆層中的活性層爲非對稱 之位置處的第一及第二吸收層》 2 6 .如申請專利範圍第2 4項之半導體發光裝置， 更包括： —半導體基體，其具有形成在前側表面區域中的第一 被覆層；以及 一頂蓋層，其形成在第二被覆層之上，並且其中 第一及第二被覆層的厚度被設定其値而使得至少在垂 直方向上光學限制模式的邊緣到達半導體基體及頂蓋層， 而且該半導體基體及該頂蓋層爲該等吸收光之層。 * ^ϋ. n^i n (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 'U! 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 — I 本紙張尺度遑用辛國两家#率（CNS ) A4洗格U丨0X297公釐） -55-