CN101034727A - 氮化物半导体发光器件 - Google Patents

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Abstract

一种氮化物半导体发光器件包括形成在发光部分的氮化铝或氧氮化铝的第一涂膜和形成在第一涂膜上的氧化铝的第二涂膜。第二涂膜的厚度至少为80nm并且至多为1000nm。这里，第一涂膜的厚度优选至少为6nm并且至多为200nm。

Description

氮化物半导体发光器件
此非临时申请基于2006年3月8日和2007年1月29日提交日本专利局的日本专利申请号2006-062636和2007-017547，其全部内容通过引用而结合于此。
技术领域
本发明涉及一种氮化物半导体发光器件，并且更具体而言涉及一种在高功率驱动时具有改善的可靠性的氮化物半导体发光器件。
背景技术
在半导体发光器件中，将半导体激光器用作光源，用于光记录介质例如CD(光盘)、DVD(数字多用途光盘)或者蓝光光盘的信号读出和写入。当半导体激光器用作写入的光源时，需要更高功率的半导体激光器，因为多层介质的速度增加和容量增加。因此，对于红外、红、蓝等的每一个波长，已经开发了适于高功率的氮化物半导体激光器并且现在仍在开发之中。
最近，已经进行了研究与开发，以试图将半导体激光器用作不同于光记录介质的信号读出和写入光源的磷光体(phosphor)的激发光源，并且试图将半导体激光器用作照明。甚至在将半导体激光器用作照明的情况下，更高功率的半导体激光器对实现半导体激光器的更高效率和更高功率是重要的。
已知由在发光侧的小平面上的发光部分的退化导致的不良可靠性为实现半导体激光器的更高功率中的大问题。这通常称作COD(灾变性光学损伤(Catastrophic Optical Damage))，它是其中发光部分热熔化从而引起发射停止的现象。COD发生时的光功率称为COD水平。COD发生的理由是所述发光部分变成其中吸收激光的吸收区域。认为非辐射复合能级可归因于所述吸收区域。
为了改善COD水平，通常，由加宽透射激光的发光部分的带隙形成窗结构，或者将在发光侧的小平面用介电膜涂敷用于保护(参见，例如，日本专利公开号2002-237648和2002-335053)。
发明内容
图13显示当老化试验进行时的老化时间和驱动电流之间的关系，在所述的老化试验中，常规氮化物半导体激光器是在70℃的温度环境CW(连续波)驱动的，以连续发射光功率为100mW的高功率激光。这里，经过数十小时的老化时间后，驱动电流值变成0，这显示激光发射在那个时间点停止。
发现其中激光发射停止的氮化物半导体激光器的发光部分具有孔，所述的孔可能是发光部分熔化时产生的，并且应当理解所述发光部分的退化引起发射停止。在常规氮化物半导体激光器的发光侧的小平面上形成厚度为50nm的由氮化铝(Al)制成的涂膜。
在高功率驱动时，由于所述发光部分的退化而减小的可靠性的问题对于氮化物半导体激光器不是唯一的，而对于氮化物半导体发光二极管器件是共同的。
因此本发明的一个目的是提供一种在高功率驱动时具有改善的可靠性的氮化物半导体发光器件。
本发明提供一种氮化物半导体发光器件，所述氮化物半导体发光器件包括在发光部分形成的氮化铝或氧氮化铝的第一涂膜和在第一涂膜上形成的氧化铝的第二涂膜。第二涂膜的厚度至少为80nm并且至多为1000nm。
优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第一涂膜的厚度至少为6nm并且至多为200nm。
优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第一涂膜的厚度至少为12nm并且至多为200nm。
优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第一涂膜的厚度至少为50nm并且至多为200nm。
更优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第二涂膜的厚度至少为130nm并且至多为1000nm。
更优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第二涂膜的厚度至少为150nm并且至多为1000nm。
最优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第二涂膜的厚度至少为160nm并且至多为1000nm。
优选地，在根据本发明的氮化物半导体发光器件中，第一涂膜由氧氮化铝制成，并且第一涂膜的氧含量至多为20原子％。
根据本发明，可以提供在高功率驱动时具有改善可靠性的氮化物半导体发光器件。
当连同附图采用时从下列本发明的详细说明，本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点将变得更显而易见。
附图说明
图1是示意性显示根据本发明第一个实施方案的氮化物半导体激光器的横截面图。
图2是示意性显示图1中显示的本发明第一实施方案的氮化物半导体激光器在空腔长度上的侧视图
图3示意性显示一种示例性ECR溅射装置的构造。
图4显示第一实施方案中氮化物半导体激光器在高功率驱动中老化试验的结果。
图5显示为比较而制作的氮化物半导体激光器在高功率驱动中老化试验的结果。
图6显示为比较而制作的氮化物半导体激光器在低功率驱动中老化试验的结果。
图7显示为比较而制作的氮化物半导体激光器在高功率驱动中老化试验的结果。
图8显示为了所制造的氮化物半导体激光器在高功率驱动中老化试验结果，所述的氮化物半导体激光器包括在发光侧的小平面上的厚度固定在6nm的氧氮化铝膜和在所述氧氮化铝膜上形成的具有多种厚度的氧化铝膜。
图9显示所制造的氮化物半导体激光器在高功率驱动中老化试验结果，所述的氮化物半导体激光器包括在发光侧的小平面上的具有多种厚度的氧氮化铝膜和在所述氧氮化铝膜上形成的具有厚度固定在80nm的氧化铝膜。
图10显示根据第二实施方案的氮化物半导体激光器在高功率驱动中的老化试验结果。
图11显示根据第三实施方案的氮化物半导体激光器在高功率驱动中的老化试验结果。
图12显示根据第四实施方案的氮化物半导体激光器在高功率驱动中的老化试验结果。
图13显示常规氮化物半导体激光器在高功率驱动中的老化试验结果。
图14显示根据第五实施方案的氮化物半导体激光器在高功率驱动中的老化试验结果。
图15显示根据第六实施方案的氮化物半导体激光器在高功率驱动中的老化试验结果。
具体实施方式
在下面，将描述本发明的实施方案。应当注意，在本发明附图中，相同的参考符号表示相同或相应部分。
作为详细研究的结果，本发明的发明人已经发现通过在氮化物半导体发光器件发光部分上形成由氮化铝或氧氮化铝制成的第一涂膜并且在所述第一涂膜上形成由氧化铝制成的厚度为80nm或更厚的第二涂膜，可以充分改善氮化物半导体发光器件在高功率驱动时的可靠性。因而完成了本发明。
本发明的发明人还发现：如果所述第二涂膜的厚度是130nm或更厚，则氮化物半导体发光器件在高功率驱动时的可靠性可以得到更大地改善。
本发明的发明人还发现：如果所述第二涂膜的厚度是150nm或更厚，则氮化物半导体发光器件在高功率驱动时的可靠性可以得到进一步改善。
本发明的发明人还发现：如果所述第二涂膜的厚度是160nm或更厚，则氮化物半导体发光器件在高功率驱动时的可靠性可以得到显著地改善。
另外，作为详细研究的结果，本发明的发明人发现：当由氮化铝或氧氮化铝制成的第一涂膜的厚度被设定到6nm或更厚，12nm或更厚，50nm或更厚时，氮化物半导体发光器件在高功率驱动时的可靠性趋于得到改善。因此，由氮化铝或氧氮化铝制成的第一涂膜的厚度优选是6nm或更厚，更优选是12nm或更厚，并且还更优选是50nm或更厚。
如果第一涂膜太厚，第一涂膜容易剥离。因此，第一涂膜的厚度优选是200nm或更薄。另一方面，即使第二层膜厚，第二层膜也不容易剥离。然而，考虑到生产率，将第二涂膜的厚度设定到1000nm或更薄。
在第一涂膜是由氧氮化铝制成的情况下，如果第一涂膜的氧含量高于构成第一涂膜的总原子的20原子％，则实际上，类似于由氧化铝制成的膜直接形成在氮化物半导体发光器件的发光部分的情况，高功率驱动时的可靠性不能得到充分改善。因此，由氧氮化铝制成的第一涂膜的氧含量优选是构成第一涂膜的总原子的20原子％或更低。
这里，本发明的氮化物半导体发光器件包括，例如，氮化物半导体激光器、氮化物半导体发光二极管器件等。此外，本发明的氮化物半导体发光器件指包括衬底上形成的活性层和覆盖层的半导体发光器件，所述衬底由包括50质量％或更多的化合物的材料形成，所述的化合物由至少一种第3族元素和作为第5族元素的氮构成，所述第3族元素选自：铝、铟和镓。
第一实施方案
图1是示意性显示本实施方案中的氮化物半导体激光器的横截面图。这里，将本实施方案中的氮化物半导体激光器10配置成包括由n-型GaN制成的厚度为0.2μm的缓冲层21、由n-型Al0.06Ga0.94N制成的厚度为2.3μm的n-型覆盖层22、由n-型GaN制成的厚度为0.02μm的n-型导向层23、由4nm厚的InGaN和8nm厚的GaN制成的量子阱活性层24、由GaN制成的厚度为70nm的保护层25、由p-型Al0.3Ga0.7N制成的厚度为20nm的p-型电流阻挡层26、由p-型Al0.05Ga0.95N制成的厚度为0.5μm的p-型覆盖层27、以及由p-型GaN制成的厚度为0.1μm的p-型接触层28，将它们以这个顺序从半导体衬底11层叠在由n-型GaN制成的半导体衬底11上。这里，将每一个上述层中的厚度和混合晶体比适当调整，并且与本发明的实质无关。例如，根据多量子阱活性层24的混合晶体比，将本实施方案中氮化物半导体激光器10发射的激光的波长适当在370nm-470nm的范围内调整。在本实施方案中，将发射的激光波长调整到405nm。多量子阱活性层24也可以以至少0.01原子％和至多10原子％包括至少一种第5族元素例如As或P。
以部分除去p-型覆盖层27和p-型接触层28以便条纹状脊条纹部分13在空腔长度方向上延伸的方式，形成本实施方案中的氮化物半导体激光器10。这里，例如，脊条纹部分13的条纹宽度约为1.2-2.4μm，典型地约为1.5μm。本发明也可适用于大面积类型的氮化物半导体激光器，用在条纹宽度为数十μm的照明中。另外，将由Mo层和Au层的多层制成的p-电极14提供在p-型接触层28的表面上。将由SiO2层和TiO2层的多层制成的绝缘膜12提供在不包括脊条纹部分13形成部位的部位处的p-电极14下。另外，在半导体衬底11与层叠上述氮化物半导体层的一侧相反的表面上形成由Hf层和Al层的多层制成的n-电极15。
图2是示意性显示图1中显示的本实施方案中的氮化物半导体激光器在空腔长度方向上的侧视图。这里，可以形成用作本实施方案中的氮化物半导体激光器10的发光部分的在光反射侧的小平面17和在发光侧的小平面16，例如，如下：将通过在上述半导体衬底上顺序层叠上述氮化物半导体层例如缓冲层，形成脊条纹部分，其后形成绝缘膜而形成的晶片，利用金刚石尖通过如划片和断裂这样的技术解理p-电极和n-电极。通过这种解理形成的解理表面是如图2中所示的互相平行的小平面16和小平面17。
然后，将厚度为6nm的氧氮化铝膜31作为第一涂膜形成在发光侧的小平面16上，并且厚度为80nm的氧化铝膜32作为第二涂膜形成在氧氮化铝膜31上，其中反射率为7％。
另一方面，厚度为6nm的氧氮化铝膜33形成在光反射侧的小平面17上。厚度为80nm的氧化铝膜34形成在氧氮化铝膜33上。通过层叠四对71nm厚的氧化硅膜和46nm厚的二氧化钛膜(从所述氧化硅膜开始层叠)，其后在最外表面上形成厚度为142nm的氧化硅膜，将反射率为95％或更高的高反射膜35形成在氧化铝膜34上。
上述的氧氮化铝膜31、氧化铝膜32、氧氮化铝膜33、氧化铝膜34、和高反射膜35的每一个，例如，可以通过如下描述的ECR(电子回旋共振)溅射形成，或者可以通过任何其它溅射，EB(电子束)蒸发、CVD(化学气相沉积)等形成。
图3示意性显示一种显示性ECR溅射装置的构造。这里，ECR溅射装置40主要由沉积炉50和等离子体产生室60形成。沉积炉50提供有气体入口51和气体出口56。在沉积炉50中安装靶52、用于加热的加热器53、样品台54和开闭器55。将如上所述解理后的样品66放在样品台54上。这里，将样品66以容许膜沉积在小平面16或小平面17上的方向附在固定器(未显示)。真空泵(未显示)也附在气体出口56以容许沉积炉50中的气体从那里排出。将RF电源57另外连接到靶52。
此外，等离子体产生室60提供有气体入口61和微波导入口62。将微波导入窗63和磁性线圈64安装在等离子体产生室60中。然后，将从微波导入口62导入的微波65通过微波导入窗63导入，以便从气体入口61导入的气体产生等离子体。
利用具有这种构造的ECR溅射装置40，如图2中所示，将厚度为6nm的氧氮化铝膜31首先形成在发光侧的小平面16上，然后将厚度为80nm的氧化铝膜32随后形成在氧氮化铝膜31上。
具体而言，首先，将氮气以5.5sccm的流速导入到沉积炉50中，将氧气以1.5sccm的流速导入，并且将氩气以20.0sccm的流速导入，以便有效产生等离子体以提高沉积速率。然后，将500W的RF功率施加到靶52，用于溅射由铝制成的靶52，并且施加产生等离子体所必需的500W的微波功率。然后，可以在1.7/秒的沉积速率下形成具有对于波长为405nm的光的折射率为2.1的氧含量为20原子％的氧氮化铝膜31。氧氮化铝膜31中包括的铝、氮和氧的各自含量(原子％)可以通过例如AES(俄歇电子能谱法)测量。TEM-EDX(透射电子显微法-能量色散X射线光谱法)也是可用的。
然后，停止氮气的导入，以6.6sccm的流速导入氧气，并且以40.0sccm的流速导入氩气。将500W的RF功率施加到靶52，用于溅射由铝制成的靶52，并且施加用于产生等离子体所必需的500W的微波功率。因而，可以以3.0/秒的沉积速率形成氧化铝膜32。
在形成氧氮化铝膜31之前，优选通过例如在至少100℃并且至多500℃的温度下在所述沉积装置中将小平面16加热，而除去附在小平面16上的氧化物膜或杂质用于清洁。然而，在本发明中可以不进行这样的清洁。备选地，可以在氧氮化铝膜31形成之前通过用氩或氮等离子体辐照小平面16，而清洁小平面16。然而，在本发明中可以不进行这样的清洁。在氧氮化铝膜31形成之前加热小平面16时可以施加等离子体辐照。至于如上所述的等离子体辐照，例如，也可以施加氩等离子体，其后接着施加氮等离子体。可以以相反的顺序施加等离子体。除了氩和氮，例如，可以使用稀有气体诸如氦、氖、氙或氪。这里，也可以在例如至少100℃并且至多为500℃的温度下加热时，形成形成在小平面16上的氧氮化铝膜31。然而，在本发明中，可以在不加热的情况下，形成氧氮化铝膜31。
在本发明中，可以以与形成氧氮化物膜方法不同的方法在氧氮化铝膜31上形成的氧化物膜。例如，在通过ECR溅射形成氧氮化铝膜31之后，可以通过EB(电子束)蒸发等形成氧化铝膜32。
其后，在如上所述的氧氮化铝膜31和氧化铝膜32形成后，将氧氮化铝膜33、氧化铝膜34和高反射膜35以这个顺序通过上述的ECR溅射等形成在光反射侧的小平面17上。优选地，在这些膜形成之前，也进行通过加热的清洁和/或通过等离子体辐照的清洁。
这里，在作为在发光侧的小平面一部分的发光部分中退化是显著的，而与发光侧相比，在光密度低的光反射侧的小平面中退化通常是不显著的。因此，在本发明中，不限制在光反射侧的小平面上形成的膜的构造，并且在光反射侧的小平面上可以不形成膜。
此外，可以在发光侧的小平面上和在光反射侧的小表面上形成上述膜后，可以进行加热处理。因而，可以预期的通过所述加热处理除去上述膜中含有的水分并改善膜的品质。可以通过用加热器、紫外激光辐照等的加热，进行所述加热处理。
如此，将氧氮化铝膜31和氧化铝膜32以这个顺序形成在上述样品的发光侧的小平面16上，并且将氧氮化铝膜33、氧化铝膜34和高反射膜35以这个顺序形成在光反射侧的小平面17上。其后将所述样品分成小片，产生氮化物半导体激光器。
现在，将这个实施方案中得到的氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动以100mW的光功率进行连续发射激光，以这样一种方式进行老化试验。结果显示在图4中。如图4中所示，对于本实施方案的氮化物半导体激光器，即使经过500小时后，进行老化试验的全部七个氮化物半导体激光器也在不停止激光发射的情况下被驱动。
为了比较，类似于本实施方案制造氮化物半导体激光器，不同之处在于：将在发光侧的氧化铝膜32和在光反射侧的氧化铝膜34的各自厚度设定在40nm。然后，类似于本实施方案中的氮化物半导体激光器，对于得到用于比较的氮化物半导体激光器进行老化试验。结果表示在图5中。如图5中所示，对于用于比较的氮化物半导体激光器，进行老化试验的全部六个氮化物半导体激光器在60小时内停止发射。发现这些停止发射的氮化物半导体激光器的发光侧的小平面具有看来是由热熔化产生的孔。
另外，为了比较，类似于本实施方案制造氮化物半导体激光器，不同之处在于：将在发光侧的氧氮化铝膜31和在光反射侧的氧氮化铝膜33的各自厚度设定在3nm。然后，将得到的用于比较的氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动以65mW的光功率进行连续发射低功率激光，以这样一种方式进行老化试验。结果显示在图6中。如图6中所示，对于用于比较的氮化物半导体激光器，进行老化试验的全部十个氮化物半导体激光器正常驱动而没有停止发射，直到400小时。
然而，将这个氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动以100mW的光功率进行连续发射高功率激光，以这样一种方式进行老化试验时，如图7中所示，进行老化试验的全部七个氮化物半导体激光器在20小时内停止发射。发现这些停止发射的氮化物半导体激光器的发光部分具有看来是由热熔化产生的孔。
另一方面，对于本实施方案中的氮化物半导体激光器，在上述老化试验进行500小时后，也检查了发光部分的退化。这里，没有发现退化。
因此，发现用CW驱动和光功率约为65mW的低功率，即使在发光侧的氧氮化铝膜31的厚度薄至3nm，也可以实现充分的长期可靠性，而用CW驱动和光功率约为100mW的高功率，不能实现长期可靠性。
这里，对于用于比较的氮化物半导体激光器，在用CW驱动和光功率为65mW的低功率的老化试验中实现了长期可靠性，因为氧氮化铝膜可以作为粘合层起作用并且很好地粘合到在发光侧的小平面上。然而，用CW驱动在光功率为100mW的高功率驱动时，所述氧氮化铝膜仅作为粘合层起作用是不够的。
基于上述，将氧氮化铝膜31的厚度设定在6nm并且将氧化铝膜的厚度设定在80nm，以便在高功率驱动时，可以减少由所述发光部分的退化引起的不良可靠性的可能性，并且可以改善在高功率驱动时的长期可靠性。
换言之，使在所述发光部分形成的氧氮化铝膜31和氧化铝膜32足够厚，以便可以实现在高功率驱动时的长期可靠性，所述的长期可靠性在这些膜薄时不足。
现在，为了确定在高功率驱动时实现长期可靠性所必需的厚度，用多种厚度的氧氮化铝膜31和氧化铝膜32进行老化试验。
图8显示当氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动以光功率为100mW的功率进行连续发射高功率激光时，氧化铝膜32的厚度和500小时后正常驱动的氮化物半导体激光器比例之间的关系，其中将形成在本实施方案中发光侧的小平面上的氧氮化铝膜31的厚度固定在6nm并且改变在氧氮化铝膜31上形成的氧化铝膜32的厚度。
如图8中所示，发现在发光侧的小平面上的氧氮化铝膜31的厚度是6nm的情况下，如果在氧氮化铝膜31上形成的氧化铝膜32的厚度是80nm或更厚，则即使在高功率驱动时，也实现了长期可靠性。
接着，当100mW光功率的高功率激光在70℃的温度环境中用CW驱动连续发射500小时时，比较COD水平，其中氧化铝膜32厚度设定在80nm、160nm和240nm。作为结果，对于各自厚度的五个氮化物半导体激光器的平均COD水平如下。当氧化铝膜32的厚度是80nm时，平均COD水平是258mW。当所述厚度是160nm时，平均COD水平是340mW。当所述厚度是240nm时，平均COD水平是346mW。因此，确定氧化铝膜32的厚度优选为80nm或更厚，并且更优选160nm或更厚。
现在，图9显示当氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动以光功率为100mW的功率进行连续发射高功率激光时，氧氮化铝膜31的厚度和500小时后正常驱动的氮化物半导体激光器比例之间的关系，其中改变形成在本实施方案中发光侧的小平面上的氧氮化铝膜31的厚度，并且将在氧氮化铝膜31上形成的氧化铝膜32的厚度固定在80nm。
如图9中所示，发现在发光侧的小平面上的氧化铝膜32厚度是80nm的情况下，当氧氮化铝膜31的厚度设定在6nm或更厚时，即使在高功率驱动时，也实现了长期可靠性。
接着，当100mW光功率的高功率激光在70℃的温度环境中用CW驱动连续发射500小时时，比较COD水平，其中将氧氮化铝膜31厚度设定在6nm、12nm和50nm。作为结果，对于各自厚度的五个氮化物半导体激光器的平均COD水平如下。当氧氮化铝膜31的厚度是6nm时，平均COD水平是258mW。当所述厚度是12nm时，平均COD水平是356mW。当所述厚度是50nm时，平均COD水平是487mW。因此，确定氧氮化铝膜31的厚度优选为6nm或更厚，更优选12nm或更厚，并且还更优选50nm或更厚。
考虑到上述结果，可以理解当氧氮化铝膜31的厚度是6nm或更厚并且形成在其上的氧化铝膜32的厚度是80nm或更厚时，即使在高功率驱动时，也可以在发光部分不退化的情况下实现长期可靠性。
第二实施方案
本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与第一实施方案中氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于：改变在发光侧和光反射侧的小平面上形成的膜的相应构造并且将发射的激光波长设定在410nm。
这里，在本实施方案中的氮化物半导体激光器中，在发光侧和光反射侧的小平面上形成各自厚度为6nm的相应氮化铝膜，并且在所述氮化铝膜的每一个上形成厚度为80nm的氧化铝膜。这里，将在发光侧的反射率设定到7％。通过ECR溅射形成氮化铝膜和氧化铝膜。具体而言，在不导入在第一实施方案中为了形成氧氮化铝膜而导入的氧气的情况下进行沉积。此外，可以通过多种溅射，MBE(分子束外延)等形成氮化铝膜。在光反射侧的小平面上，在氧化铝膜上形成具有与第一实施方案相同构造的高反射膜。
对于本实施方案中的氮化物半导体激光器，在与第一实施方案相同的方法和相同的条件下进行老化试验。结果显示在图10中。如图10中所示，观察到进行老化试验的本实施方案中的全部十四个氮化物半导体激光器在不停止激光发射的情况下甚至经过200小时后还被驱动，并且发现实现了高功率驱动时的长期可靠性。
第三实施方案
本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与第一实施方案中氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于：改变在发光侧和光反射侧的小平面上形成的膜的相应构造并且将发射的激光波长设定在400nm。
这里，在本实施方案中的氮化物半导体激光器中，在发光侧和光反射侧的小平面上形成各自厚度为12nm的相应氧氮化铝膜，并且在所述氧氮化铝膜的每一个上形成厚度为80nm的氧化铝膜。这里，将在发光侧的反射率设定到10％。在所述光反射侧的小平面上，在氧化铝膜上形成具有与第一实施方案的那种相同构造的高反射膜。
对于本实施方案中的氮化物半导体激光器，在与第一实施方案相同的方法和相同的条件下进行老化试验。结果显示在图11中。如图11中所示，观察到进行老化试验的本实施方案中的全部五个氮化物半导体激光器在不停止激光发射的情况下甚至经过800小时后还被驱动，并且发现实现了高功率驱动时的长期可靠性。
第四实施方案
本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与第一实施方案中氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于：改变在发光侧和光反射侧的小平面上形成的膜的相应构造并且将发射的激光波长设定在390nm。
这里，在本实施方案中的氮化物半导体激光器中，在发光侧和光反射侧的小平面上形成各自厚度为50nm的相应氧氮化铝膜，并且在所述氧氮化铝膜的每一个上形成厚度为160nm的氧化铝膜。这里，在发光侧的反射率为6％。在所述光反射侧的小平面上，在氧化铝膜上形成具有与第一实施方案的那种相同构造的高反射膜。
对于本实施方案中的氮化物半导体激光器，在与第一实施方案相同的方法和相同的条件下进行老化试验。结果显示在图12中。如图12中所示，观察到进行老化试验的本实施方案中的全部八个氮化物半导体激光器在不停止激光发射的情况下甚至经过1000小时后还被驱动，并且发现实现了高功率驱动时的长期可靠性。
应当注意虽然在上述描述中，对于氮化物半导体激光器已经检验了高功率驱动时的可靠性，但是当在发光表面上形成如上所述的第一涂膜和第二涂膜作为氮化物半导体二极管器件的发光部分时，也可以产生类似于上述的结果。
第五实施方案
本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与第一实施方案中氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于：改变在发光侧和光反射侧的小平面上形成的膜的相应构造。
这里，在本实施方案中的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面上形成厚度为20nm的氧氮化铝膜，并且在所述氧氮化铝膜上形成厚度为150nm的氧化铝膜。这里，在发光侧的小平面上形成的膜的反射率为5％。
另一方面，在光反射侧的小平面上形成厚度为20nm的氧氮化铝膜，在所述氧氮化铝膜上形成厚度为110nm的氧氮化铝膜，并且在所述氧氮化铝膜上层叠四对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为46nm的二氧化钛膜(从氧化硅膜开始层叠)，其后在最外表面上形成厚度为142nm的氧化硅膜。在光反射侧的小平面上形成的膜的反射率是95％或更高。
这里，通过ECR溅射形成氧氮化铝膜和氧化铝膜中的每一个。
将本实施方案中的氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动进行连续发射100mW的光功率的高功率激光，以这样一种方式进行类似于第一实施方案的老化试验。结果显示在图14中。如图14中所示，观察到进行老化试验的本实施方案中的全部四个氮化物半导体激光器在不停止激光发射的情况下甚至经过2500小时后还被驱动，并且发现实现了高功率驱动时的长期可靠性。
另外，当本实施方案中的氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动进行连续发射100mW的光功率的高功率激光500小时时，测量COD水平。作为结果，五个氮化物半导体激光器的平均COD水平是338mW。
如第一实施方案中所述，当在发光侧的小平面上的氧氮化铝膜上的氧化铝膜的厚度是80nm时，平均COD水平是258mW，当它是160nm时，平均COD水平是340mW，并且当它是240nm时，平均COD水平是346mW。因此，可以说，当在发光侧的小平面上的氧氮化铝膜上的氧化铝膜的厚度是150nm或更厚时，相比于当它是80nm时，可以大大改善高功率驱动时的长期可靠性。
第六实施方案
本实施方案中的氮化物半导体激光器具有与第一实施方案中氮化物半导体激光器类似的构造，不同之处在于：改变在发光侧和光反射侧的小平面上形成的膜的相应构造。
这里，在本实施方案中的氮化物半导体激光器中，在发光侧的小平面上形成厚度为20nm的氧氮化铝膜，并且在所述氧氮化铝膜上形成厚度为130nm的氧化铝膜。这里，在发光侧的小平面上形成的膜的反射率为12.5％。
另一方面，在光反射侧的小平面上形成厚度为20nm的氧氮化铝膜，在所述氧氮化铝膜上形成厚度为110nm的氧氮化铝膜，并且在所述氧氮化铝膜上层叠四对厚度为71nm的氧化硅膜和厚度为46nm的二氧化钛膜(从氧化硅膜开始层叠)，其后在最外表面上形成厚度为142nm的氧化硅膜。在光反射侧的小平面上形成的膜的反射率是95％或更高。
这里，通过ECR溅射形成氧氮化铝膜和氧化铝膜中的每一个。
将本实施方案中的氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动进行连续发射100mW的光功率的高功率激光，以这样一种方式进行类似于第一实施方案的老化试验。结果显示在图15中。如图15中所示，观察到进行老化试验的本实施方案中的全部八个氮化物半导体激光器在不停止激光发射的情况下甚至经过1200小时后还被驱动，并且发现实现了高功率驱动时的长期可靠性。
另外，当本实施方案中的氮化物半导体激光器在70℃的温度环境中用CW驱动进行连续发射100mW的光功率的高功率激光500小时时，测量COD水平。作为结果，五个氮化物半导体激光器的平均COD水平是320mW。
如第一实施方案中所述，当在发光侧的小平面上的氧氮化铝膜上的氧化铝膜的厚度是80nm时，平均COD水平是258mW，当它是130nm时，平均COD水平是338mW，当它是160nm时，平均COD水平是340mW，并且当它是240nm时，平均COD水平是346mW。因此，可以说，当在发光侧的小平面上的氧氮化铝膜上的氧化铝膜的厚度是130nm或更厚时，相比于当它是80nm时，可以大大改善高功率驱动时的长期可靠性。
本发明是可例如应用于发射波长在紫外至绿色区域的光的氮化物半导体激光器，以及应用于照明中使用的大面积类型氮化物半导体激光器，其中条纹宽度为数十μm。
尽管详细描述并且举例说明了本发明，但是显然应理解本发明只是说明性和示例性的，并且不认为是限制性的，本发明的精神和范围只受到后附权利要求条款的限制。

Claims (8)

1.一种氮化物半导体发光器件，所述氮化物半导体发光器件包括形成在发光部分的氮化铝或氧氮化铝的第一涂膜和形成在所述第一涂膜上的氧化铝的第二涂膜。所述第二涂膜的厚度至少为80nm并且至多为1000nm。
2.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第一涂膜的厚度至少为6nm并且至多为200nm。
3.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第一涂膜的厚度至少为12nm并且至多为200nm。
4.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第一涂膜的厚度至少为50nm并且至多为200nm。
5.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第二涂膜的厚度至少为130nm并且至多为1000mm。
6.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第二涂膜的厚度至少为150nm并且至多为1000nm。
7.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第二涂膜的厚度至少为160nm并且至多为1000nm。
8.根据权利要求1的氮化物半导体发光器件，其中所述第一涂膜由氧氮化铝制成，并且所述第一涂膜的氧含量至多为20原子％。
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