半導體激光器元件及其制造方法技術(shù)

在此公開一種半導體激光器元件，其包括：位于襯底上的激光器結(jié)構(gòu)部，該激光器結(jié)構(gòu)部構(gòu)造成包括順次具有n型半導體層、活性層和p型半導體層的半導體層疊結(jié)構(gòu)、和位于所述p型半導體層的頂部上的p側(cè)電極；設(shè)置在所述半導體層疊結(jié)構(gòu)的兩對立橫向側(cè)的一對諧振器邊緣；和設(shè)置在所述激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括所述諧振器邊緣的位置的區(qū)域中的、并由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本公開具體涉及適合用作邊緣發(fā)射半導體激光器的半導體激光器元件及其制造方法。
技術(shù)介紹
半導體激光器輸出變得越高，則在諧振器的邊緣所產(chǎn)生的熱的量越大，從而可能因?qū)吘壍钠茐亩鴮е率褂脡勖^短。對邊緣的破壞發(fā)生在以下機制中。S卩，當電流被注入時，非輻射重組合電流經(jīng)由邊緣上存在的表面準位(surfacelevel)而流動。載流子密度在邊緣附近比在該激光器內(nèi)部高，因此導致大的光吸收(photoabsorption)。此光吸收產(chǎn)生熱，從而減小在主發(fā)射邊緣附近的能帶隙(bandgap energy)并且引致甚至更大的光吸收。這種正反饋過程在具有高光功率密度的主發(fā)射邊緣引起溫度的過度增加。作為一種適用于抑制以上正反饋所造成的邊緣的發(fā)熱的結(jié)構(gòu)，例如，日本專利特許公開No. Hei 10-75008 (下文稱為專利文獻I)描述了在邊緣的整個表面上形成P側(cè)電極以確保從邊緣的適當散熱。然而，專利文獻I所描述的相關(guān)技術(shù)中的該結(jié)構(gòu)引起P側(cè)電極在裂解(cleavage)期間受牽拉,從而導致邊緣上P側(cè)電極的懸垂或P側(cè)電極的剝離。在另一方面，作為一種適用于防止P側(cè)電極的懸垂和剝離的結(jié)構(gòu)，日本專利特許公開No. 2002-084036嘗試通過從邊緣向后移動P側(cè)電極來解決該問題。然而，由于以上在散熱方面的惡化的效能，從邊緣向后移動P側(cè)電極使得難以實現(xiàn)超出給定等級的高輸出。
技術(shù)實現(xiàn)思路
期望是，提供一種能夠加速從諧振器邊緣的散熱的半導體激光器元件及其制造方法。根據(jù)本公開的一種半導體激光器元件包括以下構(gòu)成部件(A)至(C)(A)位于襯底上的激光器結(jié)構(gòu)部，該激光器結(jié)構(gòu)部構(gòu)造成包括順次具有η型半導體層、活性層和P型半導體層的半導體層疊結(jié)構(gòu)、和位于P型半導體層的頂部上的P側(cè)電極；(B)設(shè)置在半導體層疊結(jié)構(gòu)的兩對立橫向側(cè)的一對諧振器邊緣；(C)設(shè)置在激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括諧振器邊緣的位置的區(qū)域中的、并由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜。這里，術(shù)語“周圍氣體”是指當半導體激光器元件在使用時的環(huán)境氣體，更具體地，指空氣或氮氣(如果氣體被密封在包裝等內(nèi))。此外，術(shù)語“非金屬材料”是指任何絕緣體和半導體。絕緣體也包括例如樹脂。在根據(jù)本公開的半導體激光器元件中，由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜形成在激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括諧振器邊緣的位置的區(qū)域中。因而，從諧振器邊緣產(chǎn)生的熱經(jīng)由這些膜而得以散失。根據(jù)本公開的半導體激光器元件的制造方法包括以下(A)至(C)(A)在襯底上形成激光器結(jié)構(gòu)部，該激光器結(jié)構(gòu)部構(gòu)造成包括順次具有η型半導體層、活性層和P型半導體層的半導體層疊結(jié)構(gòu)、和位于P型半導體層的頂部上的P側(cè)電極；(B)在激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括諧振器邊緣待形成所在位置的區(qū)域中，形成由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜；(C)在膜的形成之后，通過裂解半導體層疊結(jié)構(gòu)的兩對立橫向側(cè)從而形成一對諧振器邊緣。 在根據(jù)本公開的半導體激光器元件或其制造方法中，由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜設(shè)置在激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括諧振器邊緣的位置的區(qū)域中，因此可加速從諧振器邊緣的散熱。附圖說明圖I是示出根據(jù)本公開實施例的半導體激光器元件的構(gòu)造的透視圖；圖2Α是示出圖I所示半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖2Β是沿圖2Α中的線IIB-IIB的截面圖；圖3A、3B、3C和圖3D是按步驟順序示出圖I所示半導體激光器元件的制造方法的截面圖；圖4是示出在相關(guān)技術(shù)中半導體激光器元件存在的問題的簡圖；圖5是示出在相關(guān)技術(shù)中半導體激光器元件存在的另一問題的簡圖；圖6A是示出根據(jù)變型例I的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖6B是沿圖6A中的線VIB-VIB的截面圖；圖7A是示出圖I所示半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的示意構(gòu)造的俯視圖，并且圖7B是沿圖7A中的線VIIB-VIIB的截面圖；圖8A是示出根據(jù)變型例2的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖8B是沿圖8A中的線VIIIB-VIIIB的截面圖；圖9A是示出根據(jù)變型例3的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖9B是沿圖9A中的線IXB-IXB的截面圖；圖IOA是示出根據(jù)變型例4的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖IOB是沿圖IOA中的線XB-XB的截面圖；圖IlA是示出根據(jù)變型例5的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖IlB是沿圖IlA中的線XIB-XIB的截面圖；圖12A是示出根據(jù)變型例6的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖12B是沿圖12A中的線XIIB-XIIB的截面圖；圖13A是示出根據(jù)變型例7的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖13B是沿圖13A中的線XIIIB-XIIIB的截面圖；圖14A是示出根據(jù)變型例8的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖14B是沿圖14A中的線XIVB-XIVB的截面圖15A是示出根據(jù)變型例9的半導體激光器元件如從p側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖15B是沿圖15A中的線XVB-XVB的截面圖；和圖16A是示出根據(jù)變型例10的半導體激光器元件如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造的俯視圖，并且圖16B是沿圖16A中的線XVIB-XVIB的截面圖。具體實施例方式以下將參考附圖給出本公開優(yōu)選實施例的詳細描述。應(yīng)注意，該描述將按以下順序給出。I.實施例(非金屬膜設(shè)置在P側(cè)電極的頂側(cè)上的兩個諧振器邊緣附近的示例)2.變型例I (非金屬膜從諧振器邊緣中的一個延伸到另一個的示例)3.變型例2 (非金屬膜設(shè)置在諧振器邊緣中的一個附近的示例) 4.變型例3 (非金屬膜具有無銳角的面內(nèi)(in-plane)形狀的示例)5.變型例4 (非金屬膜具有沿面內(nèi)方向被分割的形狀的示例)6.變型例5 (非金屬膜的厚度沿面內(nèi)方向有變化的示例)7.變型例6 (非金屬膜借由粘接劑而貼附的示例)8.變型例7 (P側(cè)襯墊層和P側(cè)接觸層兩者的邊緣位于與諧振器邊緣相同位置的示例)9.變型例8 (P側(cè)襯墊層和P側(cè)接觸層兩者的邊緣位于從諧振器邊緣向后的位置的示例)10.變型例9 (P側(cè)接觸層的邊緣位于與諧振器邊緣相同的位置、P側(cè)襯墊層的邊緣位于從諧振器邊緣向后的位置、并且P側(cè)襯墊層的邊緣與非金屬膜的邊緣相隔開的示例)11.變型例10 (P側(cè)襯墊層和P側(cè)接觸層兩者的邊緣位于從諧振器邊緣向后的位置、并且P側(cè)襯墊層的邊緣與非金屬膜的邊緣相隔開的示例)圖I示出根據(jù)本公開實施例的半導體激光器元件I的總體構(gòu)造。圖2A以平面視圖示出半導體激光器元件I如從P側(cè)電極側(cè)所見的構(gòu)造。圖2B示出沿圖2A中的線IIB-IIB的截面圖。半導體激光器元件I是例如具有大約500nm或更小的、例如400nm左右的振蕩波長的藍/藍紫半導體激光器元件，該元件用于例如在個人計算機或家庭游戲機中將記錄寫到藍光盤(Blu-ray Disc，BD)或從藍光盤再現(xiàn)。該半導體激光器元件I在例如GaN所制成的襯底11的一側(cè)(頂側(cè))具有激光器結(jié)構(gòu)部2。激光器結(jié)構(gòu)部2包括半導體層疊結(jié)構(gòu)10和設(shè)置在該半導體層疊結(jié)構(gòu)10的頂部上的P側(cè)電極20。η側(cè)電極30設(shè)置在襯底11的另一側(cè)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種半導體激光器元件，包括：位于襯底上的激光器結(jié)構(gòu)部，該激光器結(jié)構(gòu)部構(gòu)造成包括：順次具有n型半導體層、活性層和p型半導體層的半導體層疊結(jié)構(gòu)、和位于所述p型半導體層的頂部上的p側(cè)電極；設(shè)置在所述半導體層疊結(jié)構(gòu)的兩對立橫向側(cè)的一對諧振器邊緣；和設(shè)置在所述激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括所述諧振器邊緣的位置的區(qū)域中的、并由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜。

【技術(shù)特征摘要】
2011.07.27 JP 2011-1641681.一種半導體激光器兀件,包括 位于襯底上的激光器結(jié)構(gòu)部，該激光器結(jié)構(gòu)部構(gòu)造成包括順次具有η型半導體層、活性層和P型半導體層的半導體層疊結(jié)構(gòu)、和位于所述P型半導體層的頂部上的P側(cè)電極；設(shè)置在所述半導體層疊結(jié)構(gòu)的兩對立橫向側(cè)的一對諧振器邊緣；和設(shè)置在所述激光器結(jié)構(gòu)部的頂側(cè)的、包括所述諧振器邊緣的位置的區(qū)域中的、并由具有比周圍氣體更高熱傳導率的非金屬材料制成的膜。2.如權(quán)利要求I所述的半導體激光器元件，其中，所述非金屬材料比所述P側(cè)電極的材料更脆。3.如權(quán)利要求I所述的半導體激光器元件，其中，所述非金屬材料比所述P側(cè)電極的材料具有更聞電阻。4.如權(quán)利要求I所述的半導體激光器元件，其中，所述非金屬材料是從AIN、SiC、金剛石和類金剛石碳的組中選擇的至少一種。5.如權(quán)利要求I所述的半導體激光器元件，其中，每一個所述膜的面內(nèi)形狀被分割成較小的部分。6.如權(quán)利要求I所述的半導體激光器元件，其中，每一個所述膜的面內(nèi)厚度有變化。7....

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：本鄉(xiāng)一泰，福元康司，
申請(專利權(quán))人：索尼公司，
類型：發(fā)明
國別省市：