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CN1320712C - 半导体激光器件及其制造方法 - Google Patents

半导体激光器件及其制造方法 Download PDF

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CN1320712C CNB200410054490XA CN200410054490A CN1320712C CN 1320712 C CN1320712 C CN 1320712C CN B200410054490X A CNB200410054490X A CN B200410054490XA CN 200410054490 A CN200410054490 A CN 200410054490A CN 1320712 C CN1320712 C CN 1320712C
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Abstract

本发明公开了一种半导体激光器件及其制造方法。首先形成在n型GaAs缓冲层(22)上的第一半导体激光器(39)的n型AlGaAs包层由第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层(23)和第一n型AlxGa1-xAs(x＝0.425)包层(24)的两层结构构成。利用这种布置，在通过利用HF蚀刻位于n型GaAs缓冲层(22)侧的第二n型包层(23)而进行的去除中，因为第二n型包层(23)的Al混晶比x为0.500，所以不出现模糊，允许达到镜面蚀刻。而且借助对GaAs的选择性，蚀刻在n型GaAs缓冲层(22)处自动停止。甚至在上述情况下，由于位于AlGaAs多量子阱有源层(25)侧的第一n型包层(24)的Al混晶比x为0.425，因此通过使垂直辐射角θ1等于36度，可以提高椭圆度。

Description

半导体激光器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体激光器件及其制造方法，该半导体激光器件中在一个衬底上形成有多个不同波长的半导体激光器。
背景技术
近年来，DVD(数字化通用盘)已经广泛地开始用作能够记录/再现动态画面的光盘，且用户要求驱动单元也能够利用常规CD(微型盘)中记录的信息的记录/再现。对DVD的记录/再现需要具有发射波长在650nm波段的红光激光器件，对CD的记录/再现需要具有发射波长在780nm波段的红外激光器件。常规地，光学拾取装置由红光激光器和红外激光器分立地构成，因此很难减小拾取装置的尺寸和成本。因而需要能够以一个激光器封装产生红光和红外激光的激光器件。
作为能够以一个激光器封装产生红光和红外光激光两者的激光器件，提出了一种混合型多波长激光器件，其中红光激光器芯片和红外激光器芯片组装在一个封装中，并且还提出了一种整体型多波长激光器件，其中发射红光的激光器结构和发射红外光的激光器结构制作在一个衬底上。它们当中，对于混合型多波长激光器件来说很难改善双发光位置的精度，因为两个激光芯片组装在一个封装中。因此发光位置精度高的整体型多波长激光器件得到广泛地使用。
图9表示整体型激光器件的截面图。在图9所示的整体型激光器件(monolithic type laser device)中，第一半导体激光器17由AlGaAs基材料构成，第二半导体激光器18由AlGaInP基材料构成。该激光器件的制造方法例如在JP2000-244060A中有所公开。下面给予简要说明。
首先，如图10A所示，在n型GaAs衬底1上相继层叠n型GaAs缓冲层2、n型AlGaAs包层(cladding layer)3、有源层(发射波长为780nm的多量子阱结构)4、p型AlGaAs包层5和p型GaAs盖层6，并形成随后将成为第一半导体激光器17的半导体叠层。接下来，利用抗蚀剂膜等对将剩下作为第一半导体激光器17的区域构图，之后，通过湿蚀刻去除从p型GaAs盖层6到n型AlGaAs包层3的层，其中湿蚀刻是基于硫酸的非选择性蚀刻和基于HF的AlGaAs选择性蚀刻等，如图10B所示。
接下来，为了形成第二半导体激光器18，如图11C所示，在整个表面上依次叠置n型InGaP缓冲层8、n型AlGaInP包层9、有源层(发射波长为650nm的多量子阱结构)10、p型AlGaInP包层11和p型GaAs盖层12。接下来，用抗蚀剂膜等保护将剩下作为第二半导体激光器18的区域，之后，如图11D所示，通过蚀刻去除对第二半导体激光器18不必要的半导体叠层，该叠层叠置在第一半导体激光器17上以及位于第一和第二半导体激光器件17和18之间的元件隔离部分中。结果，第一半导体激光器17的区域与第二半导体激光器18的区域被隔开，剩下n型GaAs衬底1和n型GaAs缓冲层2。
随后，如图11E所示，通过蚀刻去除第一半导体激光器17的从p型GaAs盖层6到p型包层5的途中的层，形成条状脊结构。同样，通过蚀刻去除第二半导体激光器18的从p型GaAs盖层12到p型包层11途中的层，形成条状脊结构。接着，将n型GaAs电流限制层13叠置到整个表面上。于是，如图12F所示，通过蚀刻去除位于第一和第二半导体激光器件17和18的脊条上以及元件隔离部分中的不必要的n型GaAs电流限制层13，并且之后，在第一和第二半导体激光器件17和18的脊条以及n型GaAs电流限制层13之上延伸形成p型AuZn/Au电极14和15。另外，在n型GaAs衬底1的背面侧形成n侧AuGe/Ni电极16。
由此形成整体型激光器件，其具有由AlGaAs基材料构成的第一半导体激光器17和由AlGaInP基材料构成的第二半导体激光器18。
但是，前述常规的整体型激光器件的制造方法存在下列问题。即，为了在n型GaAs缓冲层2上叠置用于第一半导体激光器17的半导体叠层之后叠置用于第二半导体激光器18的半导体叠层，需要通过蚀刻将第一半导体激光器17的不需要的区域从用于第一半导体激光器17的半导体叠层中去除。
在上述情况下，当第一半导体激光器17由AlGaAs基材料制成时，通过借助基于HF的AlGaAs选择性蚀刻来蚀刻n型AlGaAs包层3，将n型GaAs缓冲层2暴露在表面上。但是，因为用于第二半导体激光器18的半导体叠层叠置在n型GaAs缓冲层2上，所以需要成为基础的n型GgAs缓冲层2平坦，并且需要使用HF基蚀刻剂的n型AlGaAs包层3的选择性蚀刻成为镜面蚀刻。这是因为半导体激光器通常通过在衬底上进行外延生长而形成，因此当成为基础的n型GaAs缓冲层2不平坦时，有可能因为缺陷生长而造成激光器件的可靠性降低和特性不足。
图13表示用HF蚀刻期间AlxGa1-xAs相对于Al混晶比(crystal mixtureratio)的蚀刻速率相关性。图13表示，随着Al混晶比减小蚀刻速率减小，并且当Al混晶比x降到低于0.450时蚀刻表面变得模糊，造成表面粗糙。因此，为了进行对GaAs保持选择性的镜面蚀刻，AlGaAs的Al混晶比x必需至少不小于0.450。
另一方面，半导体激光器有一种双异质(DH)结构，其中，有源层设置在低折射率的包层之间，以在高折射率的有源层中讲行光学限制。然后，在AlGaAs基材料的情况下，通过改变Al混晶比来改变折射率。而且，为了使垂直方向的辐射角(θ⊥)与激光器件匹配，调节包层3和5的Al混晶比。一般对图9所示脊条结构的p型包层5应用0.5的Al混晶比。这是因为p型包层5的Al混晶比x为0.5，易于在利用HF基蚀刻剂形成脊条结构时进行加工。
为了如上所述地使垂直方向的辐射角θ⊥与激光器件匹配，需要调节n型包层的Al混晶比。图14表示θ⊥与n型包层的Al混晶比的关系曲线。例如，如果试图达到θ⊥＝36°以提高椭圆度，则Al混晶比x变为约0.425。但当Al混晶比x落在0.450之下时，如上所述，利用HF的镜面选择性蚀刻变得困难，并且整体型半导体激光器的形成变得困难。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种半导体激光器件及其制造方法，在通过整体型多波长半导体激光器中的蚀刻去除由AlGaAs基材料构成的红外线激光器部分的不必要的部分的情况下，即使包含Al混晶比x不大于0.450的层时，其也能够容易地以HF基蚀刻剂执行镜面的AlGaAs选择性蚀刻。
为了实现上述目的，提供一种具有多个激光器结构的半导体激光器件，该多个激光器结构由生长在同一衬底上的半导体层构成并具有相互不同的发射波长，其中
至少一个激光器结构包括：
第一导电型包层、有源层和第二导电型包层，和
相对于有源层位于衬底侧的第一导电型包层包括不同成分的两层或更多层。
根据上述结构，由不同成分的两层或更多层构成形成在同一衬底上的多个激光器结构中的至少一个激光器结构中的第一导电型包层。因此，第一导电型包层可以优选地表现衬底和形成在位于一侧上的衬底上的缓冲层的特性，以及由有源层构成的激光振荡部分和位于另一侧上的第二导电型包层的特性。
在本发明的一个实施例中，所述的衬底由GaAs构成，且
至少一个激光器结构由AlGaAs基材料构成，该结构包括第一导电型包层、有源层和第二导电型包层。
根据本实施例，所述衬底由GaAs构成，并且至少一个激光器结构由AlGaAs基材料构成。因此，在去除用于形成于GaAs衬底上的激光器结构的AlGaAs基材料的无用区域的过程中，利用对GaAs具有选择性的HF选择性蚀刻AlGaAs基材料成为可能。
在本发明的一实施例中，至少一个激光器结构的第一导电型包层包括由AlGaAs基材料构成的两层或更多层，该材料由AlxGa1-xAs表示，Al混晶比假设为x(0＜x＜1)，和
两层或更多层中位置最接近衬底的层的Al混晶比x大于刚好位于该层之上的层的Al混晶比x。
根据本实施例，提高了由位置最接近衬底的AlxGa1-xAs基材料构成的第一导电型包层的蚀刻速率(etching rate)。因此，镜面蚀刻成为可能，对GaAs保持选择性。
在本发明的一实施例中，位置最接近衬底的层的Al混晶比x不小于0.45。
根据本实施例，在利用HF选择性蚀刻AlGaAs基材料时在蚀刻面上不出现表面粗糙，并且实现镜面蚀刻，该蚀刻对GaAs衬底或形成在衬底上的GaAs缓冲层具有选择性。因此，在生长用于下一激光器结构的半导体材料的过程中不出现缺陷生长，并且通过消除将要形成的激光器结构的特性缺陷来提高可靠性。
在本发明的一实施例中，位置最接近衬底的层的层厚不小于0.2μm。
根据本实施例，即使在由AlGaAs基材料制成的第一导电型包层、有源层和第二导电型包层上实现非选择性蚀刻的过程中，非选择性蚀刻剂的蚀刻速率存在变化，在第一导电型包层中也剩有后续将被选择性蚀刻的层。因此，即使用于限制光的包层的Al混晶比被随机选择，该蚀刻可以获得，且设计自由度增大。
另外，提供一种制造半导体激光器件的方法。该半导体激光器件具有多个激光器结构，该多个激光器结构由生长在同一衬底上的半导体层构成并具有相互不同的发射波长，其中所述激光器结构中的至少一个包括：第一导电型包层、有源层和第二导电型包层；以及相对于该有源层位于该衬底侧的该第一导电型包层包括不同成分的两层或更多层，其中所述衬底由GaAs构成，以及包括该第一导电型包层、该有源层和该第二导电型包层的至少一个激光器结构由AlGaAs基材料构成，且至少一个激光器结构的该第一导电型包层包括由AlGaAs基材料构成的两层或更多层，该材料由AlxGa1-xAs表示，Al混晶比假设为x(0＜x＜1)，以及所述两层或更多层中最接近该衬底设置的层的Al混晶比x大于刚好位于该层之上的层的Al混晶比x。本方法中把用于第一激光器结构的AlGaAs基材料叠置在GaAs衬底上，去除叠置的AlGaAs基材料中对第一激光器结构不必要的区域，并且在去除了AlGaAs基材料的区域中形成发射波长不同于第一激光器结构的发射波长的第二激光器结构，本方法包括步骤：
在叠置AlGaAs基材料之前，在GaAs衬底上形成第一导电型GaAs缓冲层；和
在去除形成于第一导电型GaAs缓冲层上的AlGaAs基材料中对第一激光器结构不必要的区域时，通过用HF蚀刻至由AlxGa1-xAs基材料构成的第一导电型包层中位置最接近GaAs衬底的层和第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而去除所述层。
根据上述结构，在通过用HF蚀刻位置最接近衬底的第一导电型包层而进行去除的过程中蚀刻以高蚀刻率实现，允许镜面蚀刻得以实现，保持对GaAs的选择性。因此，在生长用于下一激光器结构的半导体材料的过程中不出现缺陷生长，并且可以通过消除将要形成的激光器结构的特性缺陷而提高可靠性。
在本发明的一实施例中，在第一导电型包层中位置最接近GaAs衬底的层通过蚀刻至所述层和第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而被去除之后，通过蚀刻去除第一导电型GaAs缓冲层。
根据上述结构，可能有如氧的杂质的混合物，其降低第一导电型GaAs缓冲层的结晶度，该第一导电型GaAs缓冲层在通过蚀刻去除位置最接近衬底的第一导电型包层的过程中起蚀刻停止层的作用。因此，通过在生长用于下一激光器结构的半导体材料之前去除第一导电型GaAs缓冲层，提高了接下来将要形成的激光器结构的结晶度。
在本发明的一个实施例中，在第一导电型包层中位置最接近GaAs衬底的层通过用HF蚀刻至所述层和第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而被去除之前，用对AlGaAs基材料没有选择性的蚀刻剂实施蚀刻至位置最接近GaAs衬底的层的中途。
根据本实施例，通过非选择性蚀刻集中去除从第二导电型包层、有源层到第一导电型包层的最接近GaAs衬底的层的中途的层。
从上可见，在本发明的半导体激光器件中，由不同成分的两层或更多层构成形成于同一衬底上的至少一个激光器结构中的第一导电型包层。因此，第一导电型包层可以最佳地表现出对于衬底和形成于衬底上位于一侧的缓冲层的特性、以及对于由有源层构成的激光振荡部分和位于另一侧的第二导电型包层的特性。
具体地，在衬底由GaAs构成的情况下，包含第一导电型包层、有源层和第二导电型包层的至少一个激光器结构由AlGaAs基材料构成，并且使构成第一导电型包层的两层或更多层中位置最接近衬底的层的Al混晶比x不小于0.45，并使之高于位置正处在该层之上的层的Al混晶比，在通过蚀刻形成在GaAs衬底上的AlGaAs基材料的无用区而进行去除的过程中，可利用HF对GaAs衬底或形成在该衬底上的GaAs缓冲层实现具有选择性的镜面蚀刻。因此，可以防止生长用于下一激光器结构的半导体材料的过程中的缺陷生长，并且可以通过消除将要形成的激光器结构的特性缺陷而提高可靠性。与此相反，通过把构成第一导电型包层的两层或更多层中最接近有源层的层的Al混晶比x设置为0.425(＜0.45)并使垂直辐射角与36°匹配，可以提高椭圆度。
另外，根据本发明的半导体激光器件制造方法，在GaAs衬底上形成第一导电型GaAs缓冲层，并且在去除叠置在此第一导电型GaAs缓冲层上的用于第一激光器结构的AlGaAs基材料的无用区的过程中，通过利用HF蚀刻下述层至此层与第一导电型GaAs缓冲层之间的边界来去除此层，其中此层是由形成在第一导电型GaAs缓冲层上的AlxGa1-xAs基材料构成的第一导电型包层，且位置最接近GaAs衬底，且此层的Al混晶比x大于正好位于此层之上的层的Al混晶比。因此，可以在保持对GaAs的选择性的同时以高蚀刻速率实现镜面蚀刻。
因此，可以防止生长用于下一激光器结构的半导体材料的过程中的缺陷生长，并且可以通过消除将要形成的激光器结构的特性缺陷而提高可靠性。
另外，如果在生长用于下一激光器结构的半导体材料之前去除其中可能混合了降低结晶度的如氧的杂质的第一导电型GaAs缓冲层，则可以提高下一个要形成的激光器结构的结晶度。
即，根据本发明的前述方面中的每一个，通过该整体型多波长半导体激光器件制造方法可容易地蚀刻AlGaAs基材料，并且可以制备具有高度可靠性和稳定特性的半导体激光器件。而且，AlGaAs基激光器结构中的Al混晶比可以随意设置，并且可以提高设计的自由度。
附图说明
通过借助示例性方式给出的以下详细说明和附图，将更加全面地理解本发明，该说明和附图不是对本发明的限制，其中：
图1是示出本发明半导体激光器件的结构的截面图；
图2A和2B是图1所示半导体激光器件在其制造过程中的截面图；
图3C、3D和3E是图2B之后的制造过程中的截面图；
图4F和4G是图3E之后的制造过程中的截面图；
图5是示出本发明的不同于图1的半导体激光器件的结构的截面图；
图6A、6B和6C是图5所示的半导体激光器件在其制造过程中的截面图；
图7D、7E和7F是图6C之后的制造过程中的截面图；
图8G和8H是图7F之后的制造过程中的截面图；
图9是常规整体型半导体激光器件的截面图；
图10A和10B是图9所示常规半导体激光器件在其制造过程中的截面图；
图11C、11D和11E是图10B之后的制造过程中的截面图；
图12F是图11E之后的制造过程中的截面图；
图13是曲线图，示出用HF蚀刻期间，AlxGa1-xAs的蚀刻速率与Al混晶比的相关性；以及
图14是曲线图，示出n型包层的垂直辐射角与Al混晶比的相关性。
具体实施方式
下面根据图示的本发明的实施例详细描述本发明。
(第一实施例)
图1表示本实施例的半导体激光器件的截面图。本实施例涉及整体型双波长半导体激光器件，其中第一激光器结构由AlGaAs基红外线激光器构成，第二激光器结构由AlGaInP基红光激光器构成。图2A至4G示出本半导体激光器件在其制造过程中的截面图。下面将参考图2A至4G详细描述本实施例的整体型双波长半导体激光器件的制造方法。
首先，如图2A所示，通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)法在n型GaAs衬底21上依次叠置膜厚为0.5μm的掺Si的n型GaAs缓冲层22、膜厚度为0.2μm的第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层23、膜厚度为1.6μm的第一n型AlxGa1-xAs(x＝0.425)包层24、无掺杂的AlGaAs多量子阱有源层25、膜厚度为1.2μm的p型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层26和膜厚度为0.8μm的p型GaAs盖层27。
接下来，用抗蚀剂28等掩蔽第一激光器结构所需的区域，并通过蚀刻去除不必要的区域。首先，如图2B所示，利用对AlGaAs基材料无选择性的蚀刻剂(例如硫酸基蚀刻剂，其中硫酸∶过氧化物∶水＝1∶8∶50)，从p型GaAs盖层27到第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层23的中心附近进行蚀刻。随后，如图3C所示，通过利用HF的蚀刻去除第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层23的剩余层。
在此情况下，因为第二n型包层23的Al混晶比x为0.500，所以因HF导致的模糊不出现，并且可以实现镜面蚀刻。而且，因为HF对GaAs有选择性，所以蚀刻在n型GaAs缓冲层22处自动停止。
接下来，如图3D所示，去除抗蚀剂28，并且通过MOCVD法依次叠置膜厚度为0.25μm的n型GaAs缓冲层29、膜厚度为0.25μm的n型InGaP缓冲层30、膜厚度为1.3μm的n型AlGaInP包层31、有源层(发射波长为650nm的多量子阱结构)32、膜厚度为1.2μm的p型AlGaInP包层33和膜厚度为0.8μm的p型GaAs盖层34以作为第二激光器结构。
接下来，用抗蚀剂膜等保护第二半导体激光器结构所需的区域，之后，如图3E所示，通过蚀刻去除不必要的第二半导体激光器结构，该不必要的第二半导体激光器结构叠置在由第一激光器结构构成的第一半导体激光器39上、以及在位于第一和第二半导体激光器39和40之间的元件隔离部分中。结果，第一半导体激光器39的区域和第二半导体激光器40的区域被隔离，留下n型GaAs衬底21和n型GaAs缓冲层22。
随后，如图4F所示，通过蚀刻去除第一半导体激光器39的从p型GaAs盖层27到p型包层26的中途的层，形成条状脊结构。同样，通过蚀刻去除第二半导体激光器40的从p型GaAs盖层34到p型包层33的中途的层，形成条状脊结构。随后，在整个表面上叠置n型GaAs电流限制层35。然后，如图4G所示，通过蚀刻去除位于第一和第二半导体激光器39和40的脊条上以及元件隔离部分中的不必要的n型GaAs电流限制层35，并且之后形成在第一和第二半导体激光器39和40的脊条之上以及n型GaAs电流限制层35之上延伸的p侧AuZn/Au电极36和37。另外，在n型GaAs衬底21的背面侧形成n侧AuGe/Ni电极38。
如上所述，在本实施例中，使首先形成在n型GaAs缓冲层22上的第一半导体激光器39的n型AlGaAs包层具有双层结构，其由位于n型GaAs缓冲层22侧的第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层23和位于AlGaAs多量子阱有源层25侧的第一n型AlxGa1-xAs(x＝0.425)包层24构成。
因此，在通过利用HF蚀刻位于n型GaAs缓冲层22侧的第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层23来进行去除的过程中，因为第二n型包层23的Al混晶比x为0.500，所以不发生由于HF导致的模糊，允许达到镜面蚀刻。而且，因为HF对GaAs具有选择性，所以蚀刻可以在n型GaAs缓冲层22处自动停止。甚至在上述情况下，位于AlGaAs多量子阱有源层25侧的第一n型AlxGa1-xAs(x＝0.425)包层24的Al混晶比x为0.425，因此，通过使垂直方向上的辐射角θ⊥等于36°，可以提高激光器件的椭圆度。
此外，将第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层23的层厚度设置为0.2μm，其中该层是n型AlGaAs包层的在更接近n型GaAs衬底21一侧上的层。如上所述，通过将最接近衬底21的n型包层设置为0.2μm或更大，当从p型GaAs盖层27到第二n型AlGaAs包层23的中心附近进行蚀刻时，即时硫酸系统等非选择性蚀刻剂的蚀刻速率存在变化，随后将受到AlGaAs选择性蚀刻的第二n型AlGaAs包层23也可以剩下。
(第二实施例)
图5是本实施例的半导体激光器件的截面图。与第一实施例的情形类似，本实施例涉及一种整体型双波长半导体激光器件，其中第一激光器结构由AlGaAs基红外线激光器构成，第二激光器结构由AlGaInP基红光激光器构成。图6A至8H示出本半导体激光器件在其制造过程中的截面图。下面将参考图6A至8H详细描述本实施例的整体型双波长半导体激光器件的制造方法。
首先，如图6A所示，通过MOCVD法在n型GaAs衬底41上依次叠置膜厚度为0.5μm的掺Si的n型GaAs缓冲层42、膜厚度为0.2μm的第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层43、膜厚度为1.6μm的第一n型AlxGa1-xAs(x＝0.425)包层44、无掺杂的AlGaAs多量子阱有源层45、膜厚度为1.2μm的p型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层46和膜厚度为0.8μm的p型GaAs盖层47。
接下来，用抗蚀剂68等掩蔽第一激光器结构所需的区域，并通过蚀刻去除不必要的区域。首先，如图6B所示，通过利用对AlGaAs基材料无选择性的蚀刻剂(例如硫酸基蚀刻剂，其中硫酸∶过氧化物∶水＝1∶8∶50)，从p型GaAs盖层47到第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层43的中心附近进行蚀刻。随后，如图6C所示，通过利用HF的蚀刻，去除第二n型AlxGa1-xAs(x＝0.500)包层43的剩余层。
在此情况下，因为第二n型包层43的Al混晶比x为0.500，所以由于HF导致的模糊(cloudiness)不出现，允许实现镜面蚀刻。而且因为HF对GaAs有选择性，所以蚀刻在n型GaAs缓冲层42处自动停止。
接下来，如图7D所示，通过利用硫酸基蚀刻剂进行蚀刻，去除n型GaAs缓冲层42。n型GaAs缓冲层42中可能存在降低结晶度的如氧的杂质的混合物。因此，在再次生长第二激光器结构之前，通过借助蚀刻n型GaAs缓冲层42而进行的去除，进一步提高第二激光器结构的结晶度。
接下来，如图7E所示，去除抗蚀剂48，并且通过MOCVD法依次叠置膜厚度为0.5μm的n型GaAs缓冲层49、膜厚度为0.5μm的n型InGaP缓冲层50、膜厚度为1.3μm的n型AlGaInP包层51、有源层(发射波长为650nm的多量子阱结构)52、膜厚度为1.2μm的p型AlGaInP包层53和膜厚度为0.8μm的p型GaAs盖层54以作为第二激光器结构。
接下来，用抗蚀剂膜等保护第二半导体激光器结构所需的区域，之后，如图7F所示，通过蚀刻去除不必要的第二半导体激光器结构，该不必要的第二半导体激光器结构叠置在由第一激光器结构构成的第一半导体激光器59上以及位于第一和第二半导体激光器59和60之间的元件隔离部分中。结果，第一半导体激光器59的区域和第二半导体激光器60的区域被隔离，留下n型GaAs衬底41。
随后，如图8G所示，通过蚀刻去除第一半导体激光器59的从p型GaAs盖层47到p型包层46中途的层，形成条状脊结构。同样，通过蚀刻去除第二半导体激光器60的从p型GaAs盖层54到p型包层53中途的层，形成条状脊结构。随后，在整个表面上叠置n型GaAs电流限制层55。然后，如图8H所示，通过蚀刻去除位于第一和第二半导体激光器59和60的脊条上以及元件隔离部分中的不必要的n型GaAs电流限制层55，并且之后形成在第一和第二半导体激光器59和60的脊条之上以及n型GaAs电流限制层55之上延伸的p侧AuZn/Au电极56和57。另外，在n型GaAs衬底41的背面侧形成n侧AuGe/Ni电极58。
如上所述，在本实施例中，在制造第一实施例中的其中第一激光器结构由AlGaAs基红外线激光器构成且第二激光器结构由AlGaInP基红光激光器构成的整体型双波长半导体激光器件的过程中，通过借助用抗蚀剂48掩蔽第一激光器结构所需的区域来进行的蚀刻，去除不必要的区域，并且之后通过蚀刻去除作为蚀刻停止层的n型GaAs缓冲层42。
因此，通过在再次生长第二激光器结构之前去除其中可能混合有降低结晶度的如氧的杂质的n型GaAs缓冲层42，除第一实施例的效果外，可提高第二半导体激光器60的结晶度。
即，根据前述每个实施例，对于整体型多波长激光器件，容易蚀刻用于第一半导体激光器39和59的AlGaAs基材料，并且可以提供具有高可靠性和稳定特性的半导体激光器件。
虽然在其中同一半导体衬底上形成两个半导体激光器的示例的基础上描述了前述每个实施例，但无需说明，本发明也可应用到在同一半导体衬底上形成三个或更多个半导体激光器的情形。
此外，本发明不限于前述任一实施例，并且对于生长方法、晶体成分和导电类型的彼此的各种组合都是可以接受的。
显然，以上描述的本发明可以以多种方式变化。这样的变化被认为是不脱离本发明的实质和范围的，对于本领域的技术人员来说，所有的这些改型都将落在本发明的权利要求限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种具有多个激光器结构的半导体激光器件，该多个激光器结构由生长在同一衬底上的半导体层构成并具有相互不同的发射波长，其中
所述激光器结构中的至少一个包括：
第一导电型包层、有源层和第二导电型包层，以及
相对于该有源层位于该衬底侧的该第一导电型包层包括不同成分的两层或更多层。
2.如权利要求1所述的半导体激光器件，其中
所述衬底由GaAs构成，以及
包括该第一导电型包层、该有源层和该第二导电型包层的至少一个激光器结构由AlGaAs基材料构成。
3.如权利要求2所述的半导体激光器件，其中
至少一个激光器结构的该第一导电型包层包括由AlGaAs基材料构成的两层或更多层，该材料由AlxGa1-xAs表示，x代表Al的混晶比，其中0＜x＜1，以及
所述两层或更多层中最接近该衬底设置的层的Al混晶比x大于刚好位于该层之上的层的Al混晶比x。
4.如权利要求3所述的半导体激光器件，其中
最接近该衬底设置的该层的Al混晶比x不小于0.45。
5.如权利要求4所述的半导体激光器件，其中
最接近该衬底设置的该层的层厚不小于0.2μm。
6.一种制造如权利要求3所述的半导体激光器件的方法，其中将用于第一激光器结构的AlGaAs基材料叠置在GaAs衬底上，去除所叠置的AlGaAs基材料中对该第一激光器结构不必要的区域，并且在去除了AlGaAs基材料的该区域中形成发射波长不同于该第一激光器结构的发射波长的第二激光器结构，该方法包括步骤：
在叠置该AlGaAs基材料之前，在GaAs衬底上形成第一导电型GaAs缓冲层；以及
在去除形成于该第一导电型GaAs缓冲层上的该AlGaAs基材料中对该第一激光器结构不必要的区域时，该AlxGa1-xAs基材料构成的该第一导电型包层中最接近GaAs衬底设置的层通过用HF蚀刻至所述层和该第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而去除。
7.如权利要求6所述的制造半导体激光器件的方法，其中
在该第一导电型包层中最接近该GaAs衬底设置的该层通过蚀刻至所述层和该第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而被去除之后，通过蚀刻去除该第一导电型GaAs缓冲层。
8.如权利要求6所述的制造半导体激光器件的方法，其中
在该第一导电型包层中最接近该GaAs衬底设置的该层通过用HF蚀刻至所述层和该第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而被去除之前，用对该AlGaAs基材料没有选择性的蚀刻剂进行蚀刻至最接近该GaAs衬底设置的该层的中途。
9.如权利要求7所述的制造半导体激光器件的方法，其中
在该第一导电型包层中最接近该GaAs衬底设置的该层通过用HF蚀刻至所述层和该第一导电型GaAs缓冲层之间的边界而被去除之前，用对该AlGaAs基材料没有选择性的蚀刻剂进行蚀刻至最接近该GaAs衬底设置的该层的中途。
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