CN103392275A - 光设备、光设备的制造方法以及激光组件 - Google Patents

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Abstract

光设备具备：山脊型的半导体激光元件，其形成于基板上；第一绝缘膜，其覆盖所述半导体激光元件的山脊构造的侧壁部分；第二绝缘膜，其在所述山脊构造的端部区域从所述第一绝缘膜之上覆盖所述山脊构造，且密度低于所述第一绝缘膜。优选所述第二绝缘膜的折射率小于所述第一绝缘膜的折射率。优选所述第二绝缘膜的蚀刻率高于所述第一绝缘膜的蚀刻率。由此，抑制了绝缘膜的覆盖不足。

Description

光设备、光设备的制造方法以及激光组件
技术领域
本发明涉及一种光设备、光设备的制造方法以及激光组件。
背景技术
一直以来，已知当增加山脊型半导体激光的光输出时，由于元件端面的光吸收引起的发热，该元件端面产生熔融而造成激光功能停止的光学灾变损伤(COD：Catastrophic Optical Damage)。为了进一步提高产生这种COD的山脊型半导体激光的光输出限度，已知在激光元件的光输出端面形成绝缘膜而作为电流非注入区域的方法(例如，参照专利文献1以及专利文献2)。
【在先技术文献】
【专利文献】
专利文献1：日本特开2002-261380号公报
专利文献2：日本特开2009-295761号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
但是，在激光元件的光输出端面由绝缘膜形成电流非注入区域时，由于在山脊侧壁难以形成绝缘膜，因此存在发生绝缘膜的覆盖不足从而难以形成电流非注入区域等问题。而且，由于山脊侧壁的绝缘膜形成得薄于其他区域的绝缘膜，因此一旦由绝缘膜覆盖半导体激光元件的上表面，之后通过蚀刻去除电流非注入区域以外的区域而形成电流非注入区域时，在该山脊侧壁形成的绝缘膜快于其他部分地被蚀刻，从而有时造成绝缘膜过度蚀刻而发生覆盖不足。
本发明鉴于上述的课题而完成，其目的在于，提供一种抑制绝缘膜的覆盖不足的光设备、光设备的制造方法以及激光组件。
【用于解决课题的手段】
为了解决上述课题而实现目的，本发明所涉及的光设备的特征在于，具备：山脊型的半导体激光元件，其形成于基板上；第一绝缘膜，其覆盖所述半导体激光元件的山脊构造的侧壁部分；第二绝缘膜，其在所述山脊构造的端部区域从所述第一绝缘膜之上覆盖所述山脊构造，且密度低于所述第一绝缘膜。
而且，本发明所涉及的光设备制造方法的特征在于，具备：在基板上形成具有山脊构造的山脊型半导体激光元件的激光元件形成工序；形成覆盖所述山脊型半导体激光元件的所述山脊构造的侧壁部分的第一绝缘膜的第一绝缘膜形成工序；在所述山脊构造的端部区域，从所述第一绝缘膜之上形成第二绝缘膜的第二绝缘膜形成工序。
而且，本发明所涉及的激光组件的特征在于，具备：上述发明的光设备；传送所述光设备输出的激光的光纤。
【发明效果】
根据本发明，可以起到抑制绝缘膜的覆盖不足的效果。
附图说明
图1为本发明的实施方式所涉及的光设备的立体图。
图2为本实施方式所涉及的光设备的俯视图。
图3为图2的A-A剖视图。
图4为图2的B-B剖视图。
图5为表示形成本实施方式所涉及的光设备的流程的一个示例的图。
图6为在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成了抗蚀剂的阶段的剖视图。
图7为对本实施方式所涉及的半导体激光基板进行蚀刻而形成了山脊构造的阶段的剖视图。
图8为在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成了第一绝缘膜的阶段的剖视图。
图9为将本实施方式所涉及的半导体激光基板上的抗蚀剂去除了的阶段的剖视图。
图10为在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成了第二绝缘膜以及电极的阶段的剖视图。
图11为使本实施方式所涉及的半导体激光基板与光设备分离的阶段的电流非注入区域的剖视图。
图12为使本实施方式所涉及的半导体激光基板与光设备分离的阶段的电流注入区域的剖视图。
图13为表示本实施方式所涉及的激光组件的结构例的图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明所涉及的光设备、光设备的制造方法以及激光组件的实施方式进行详细说明。另外，并非通过该实施方式对本发明进行限定。而且，在各附图中，对同一或者对应的要素适宜标注同一符号。另外，附图为示意图，需要注意各层的厚度与宽度的关系、各层的比率等有时与现实尺寸不同。附图彼此间也存在包含相互的尺寸关系或比率不同的部分的情况。
图1表示本发明的实施方式所涉及的光设备的立体图。另外，在图1中省略了电极。光设备100采取在山脊型半导体激光元件的输出端部的绝缘膜之上形成密度低于该绝缘膜的绝缘膜的构造。由此，能够防止光设备100的山脊构造的覆盖不足而形成电流非注入区域，从而能够使激光输出高输出化。光设备100具备高反射膜20、低反射膜30、光输出端面104、山脊构造110。
高反射膜20使激光反射。高反射膜20与光设备100的外部的反射部形成光共振器，并在该光共振器内使激光放大。高反射膜20以在劈开晶片而形成的端面层叠多个电介质膜的方式形成。
低反射膜30对激光的反射率低于高反射膜20，并将在共振器内共振的激光的一部分作为出射光10向外部出射。低反射膜30以在劈开晶片而形成的端面层叠多个电介质膜的方式形成。光输出端面104为形成有低反射膜30并使出射光10出射的端面。
山脊构造110采取从基板突出的凸部从光设备100的高反射膜20侧的端面延伸至光输出端面104的构造。光设备100通过该凸部注入用于激光输出的电流。山脊构造110使注入光设备100的电流沿着共振器方向窄化而形成带状。
山脊构造110具有两个侧壁部112。山脊构造110为随着在基板的厚度方向上远离基板而山脊宽度变小的正台型。取而代之，山脊构造110也可以为随着在基板的厚度方向上远离基板而山脊宽度变大的倒台型。
图2表示本实施方式所涉及的光设备的俯视图。图2为形成光设备100的上部电极前的阶段的俯视图。光设备100在形成于基板上的山脊型半导体激光元件上具备第一绝缘膜210、第二绝缘膜220、元件分离区域230、开口部240。
第一绝缘膜210覆盖半导体激光元件的山脊构造110的侧壁部112。第一绝缘膜包含氮化硅(SiN)。取而代之，第一绝缘膜210可以包含二氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)或者氧化硅(SiO2)。在本实施方式中，说明第一绝缘膜210由SiN形成的示例。SiN的密度在以低密度形成时为例如2.69g/cm3，在以高密度形成时为例如2.79g/cm3。以该低密度形成时的SiN的折射率为1.9，对BHF(缓冲氢氟酸)的蚀刻率为50nm/min。另一方面，以该高密度形成时的SiN的折射率为2.0，对BHF的蚀刻率为25nm/min。
第二绝缘膜220在山脊构造110的端部区域从第一绝缘膜210之上覆盖山脊构造110。第二绝缘膜220由密度低于第一绝缘膜210的材质形成。而且，第二绝缘膜220可以由折射率小于第一绝缘膜210的材质形成。而且，第二绝缘膜220可以由蚀刻率高于第一绝缘膜210的材质形成。
第二绝缘膜220包含氧化硅(SiO2)。取而代之，第二绝缘膜220可以包含二氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)或者氧化硅(SiO2)。此处，第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220可以由同种物质且不同组成而形成。在本实施方式中，说明第二绝缘膜220由SiO2形成的示例。SiO2的密度为例如2.20g/cm3。SiO2的折射率为1.4。对BHF的SiO2的蚀刻率为300nm/min。
元件分离区域230为从图中的C-C边界到左侧的与共振器垂直方向的一个端部的区域、以及从D-D边界到右侧的与共振器垂直方向的另一个端部的区域。元件分离区域230用于在半导体激光元件的制造阶段劈开而分离成单独的设备元件，因而在半导体表面上形成有划线。
开口部240为在山脊构造110的头顶部未形成有第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220的区域。从在开口部240上形成的电极部向开口部240注入电流。
本实施方式的光设备100采取如下的结构，即，由第一绝缘膜210覆盖除开口部240以外的基板上的区域，在此基础上由第二绝缘膜220覆盖除第一绝缘膜210露出的部分以及开口部240以外的区域。即，第一绝缘膜210在从侧壁部112至与形成基板的划线而作为半导体激光元件分离所成的端部相比靠近侧壁部112的边界的范围覆盖侧壁部112以及基板。而且，第二绝缘膜220在元件分离区域230即从作为半导体激光元件而分离的端部至边界的范围覆盖基板。
而且，第二绝缘膜220覆盖半导体激光元件的激光出射端面即光输出端面104侧以及与光输出端面104对置的形成有高反射膜20的反射端面侧的端部区域。此处，端部区域是自光输出端面104侧以及反射端面侧的端部为预先规定的长度的范围。由此，光设备100在光输出端面104侧以及反射端面侧的端部区域形成不注入驱动光设备100的电流的电流非注入区域。
图3表示图2的A-A截面。该A-A截面为光设备100的电流非注入区域的剖视图。光设备100在该电流非注入区域以通过第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220覆盖半导体激光元件300的上表面的方式形成。而且，作为一个示例，如图中的虚线所示，在光设备100的下表面以及上表面分别形成有下部电极320以及上部电极330。
作为一个示例，半导体激光元件300具备：第一导电型的半导体基板302；第一导电型的缓冲层304；第一导电型的第一包覆层306；第一导电型的第一引导层308；活性层310；第二导电型的第二引导层312；第二导电型的第二包覆层314；堆积在第二包覆层314之上的接触层316；下部电极320。在本实施方式中，使第一导电型为n型且使第二导电型为p型而进行说明，然而并不限定于此，也可以使第一导电型为p型且使第二导电型为n型。
第一导电型的半导体基板302也可以为n型GaAs基板。在半导体基板302的表面层叠形成有n型的缓冲层304、n型的第一包覆层306、n型的第一引导层308、活性层310、p型的第二引导层312、p型的第二包覆层314、p型的接触层316。在半导体基板302的背面形成有下部电极320。
在本实施方式中，半导体激光元件300具有带状的山脊构造110，且该带状的山脊构造110加工成p型的第二包覆层314的上部的层与接触层316的宽度随着远离半导体基板302而变窄的台形状。半导体激光元件300通过山脊构造110使注入活性层310的电流窄化。
n型的缓冲层304作为用于在半导体基板302上层叠结晶性良好的外延层的缓冲层而发挥功能。缓冲层304可以具有半导体基板302与第一包覆层306之间的晶格常数。n型的缓冲层304可以为n型GaAs层。
调节n型的第一包覆层306以及n型的第一引导层308的折射率与厚度以能够在层叠方向封入光。第一包覆层306的折射率小于第一引导层308的折射率。n型的第一包覆层306以及n型的第一引导层308可以包含n型AlGaAs层。在该情况下，通过使n型的第一包覆层306的Al组成大于n型的第一引导层308的Al组成，而能够使n型的第一包覆层306的折射率小于n型的第一引导层308的折射率。n型的第一包覆层306的膜厚可以为约3μm，n型的第一引导层308的膜厚可以为约400nm。
活性层310可以具有下部阻挡层310a、量子阱层310b以及上部阻挡层310c。下部阻挡层310a以及上部阻挡层310c将载流子封入量子阱层310b。下部阻挡层310a以及上部阻挡层310c可以包含不掺杂杂质的AlGaAs层。量子阱层310b可以包含不掺杂杂质的InGaAs层。
下部阻挡层310a、量子阱层310b以及上部阻挡层310c的各自的组成比与膜厚成为决定能够封入量子阱层310b的载流子的复合能的主要原因。通过该主要原因与活性层310的周围温度而大致决定该复合能即发光波长。活性层310并不限定于这种单一的量子阱构造(SQW：Single QuantumWell)，也可以为具有多个阻挡层以及多个量子阱层的多量子阱构造(MQW：Multiple Quantum Well)。
p型的第二引导层312以及p型的第二包覆层314与上述的n型的第一引导层308以及n型的第一包覆层306成对，并调节折射率与厚度以能够在层叠方向封入光。p型的第二引导层312以及p型的第二包覆层314可以包含p型AlGaAs层。
例如，通过使p型的第二包覆层314的Al组成大于p型的第二引导层312的Al组成，而使p型的第二包覆层314的折射率小于p型的第二引导层312的折射率。此处，p型的第二引导层312的膜厚可以为约400nm，p型的第二包覆层314的膜厚可以为约1μm～2μm。
第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220覆盖电流非注入区域的接触层316。由此，由于接触层316在电流非注入区域不向活性层310注入电流，因此几乎不发生活性层310中的发光复合。
在这种半导体激光元件300的上部，第一绝缘膜210形成在山脊构造110的侧壁部112和p型的第二包覆层314的表面上。而且，第一绝缘膜210不形成在元件分离区域230内的第二包覆层314的表面上。
第二绝缘膜220以覆盖第一绝缘膜210以及半导体激光元件300的上表面的方式形成。于是，电流非注入区域的光设备100在山脊构造110的侧壁部112与第二包覆层314的表面上形成有第一绝缘膜210即SiN，在第一绝缘膜210与未形成有第一绝缘膜210的半导体激光元件300的表面上作为密度低于第一绝缘膜210的材质而形成有第二绝缘膜220即SiO2。
图4表示图2的B-B截面。该B-B截面为光设备100的电流注入区域的剖视图。光设备100形成为在该电流注入区域由第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220覆盖半导体激光元件300的上表面。此处，由于半导体激光元件300与图3中说明的结构大致相同，因此省略说明。
电流注入区域的接触层316为了与在上表面形成的上部电极330电连接，而在上部掺杂有杂质。接触层316可以为p型GaAs层，所掺杂的杂质可以为锌(Zn)、镁(Mg)或者铍(Be)。作为一个示例，为了确保与上部电极330的欧姆接触，可以以Zn为约1×1019(atoms/cm3)的高浓度掺杂接触层316的上部。
在电流注入区域，第一绝缘膜210与电流非注入区域同样，形成在山脊构造110的侧壁部112和p型的第二包覆层314的表面上。而且，第一绝缘膜210不形成在元件分离区域230内的第二包覆层314的表面上。另一方面，第二绝缘膜220形成在元件分离区域230内的第二包覆层314的表面上。
这种半导体激光元件300的上部形成有第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220均不覆盖的开口部240。接触层316经由开口部240而与上部电极330欧姆接触。电流注入区域的光设备100通过从外部对上部电极330与下部电极320施加正偏压而供给电流，从而从接触层316向活性层310注入电流，并在活性层310产生发光复合。
根据上述的本实施方式的光设备100，在山脊构造110的端部区域，第二绝缘膜220从第一绝缘膜210之上覆盖山脊构造110，因此能够在激光元件的光输出端面104形成电流非注入区域。当像这样由第二绝缘膜220形成电流非注入区域时，在形成第一绝缘膜210后，暂且由第二绝缘膜220覆盖半导体激光元件300的上部。然后，保留覆盖该电流非注入区域以及元件分离区域230的第二绝缘膜220，而通过蚀刻等去除覆盖它们以外的区域的第一绝缘膜210以及开口部240的第二绝缘膜220。
此处，第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220的成膜方向与半导体激光元件300的层叠方向大致相同，即，是图3的纵向。由于山脊构造110的侧壁部112相对于该绝缘膜的成膜方向倾斜，因此在侧壁部112形成的绝缘膜的膜厚薄于在侧壁部112以外成膜的绝缘膜的膜厚。
因此，以往对第二绝缘膜220进行蚀刻时，由于在侧壁部112形成的第二绝缘膜220快于在侧壁部112以外形成的第二绝缘膜220地被去除，因此将侧壁部112的第一绝缘膜210过度蚀刻。于是，当覆盖侧壁部112的第一绝缘膜210被蚀刻时，造成山脊构造110覆盖不足而失去使电流窄化的功能，因此有时发生激光输出的降低等。而且，在这种山脊构造110中有时会从覆盖不足的部分流入电流，造成电流侵入电流非注入区域。
对此，根据本实施方式的光设备100，由于第二绝缘膜220由密度低于第一绝缘膜210的材质形成，因此与第一绝缘膜210相比容易被蚀刻，蚀刻率变高。因此，在对第二绝缘膜220进行蚀刻时，侧壁部112的第一绝缘膜210与第二绝缘膜220相比难以被蚀刻，从而能够防止山脊构造110变得覆盖不足。
而且，即便假设第一绝缘膜210被过度蚀刻，也能够直到第二绝缘膜220被去除而蚀刻结束之前，防止第一绝缘膜210被去除而成为山脊构造110变得覆盖不足的厚度。因此，光设备100能够防止山脊构造110的覆盖不足而形成电流非注入区域，从而得到高输出的激光输出。
在上述的本实施方式中，对于第二绝缘膜220由密度低于第一绝缘膜210的材质形成的情况进行了说明，不过取而代之，使第二绝缘膜220由折射率小于第一绝缘膜210的材质形成也同样能够防止山脊构造110的覆盖不足。取而代之，第二绝缘膜220可以由与第一绝缘膜210同种物质且不同组成而形成，且由蚀刻率高于第一绝缘膜210的材质形成。例如，第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220可以均由SiN形成，并且第二绝缘膜220的密度形成得低于第一绝缘膜210。
而且，取而代之，第一绝缘膜210的膜厚可以大于第二绝缘膜220的膜厚。例如，使第一绝缘膜210在半导体激光元件300上的侧壁部112以外的平坦部形成得厚于第二绝缘膜220。此处，该平坦部的第二绝缘膜220的厚度形成得小于在侧壁部112形成的第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220的厚度之和。
由此，即使进行蚀刻直到去除平坦部的第二绝缘膜220，也能够防止该平坦部的第一绝缘膜210被去除而造成半导体激光元件300露出。而且，即使通过进行蚀刻直到去除平坦部的第二绝缘膜220而造成侧壁部112上的第一绝缘膜210被过度蚀刻，也能够防止侧壁部112上的第一绝缘膜210被去除而造成半导体激光元件300露出。
于是，由于本实施方式的光设备100能够防止山脊构造110的覆盖不足，因此能够容易地控制接触层316与上部电极330的电连接，并能够以简便的制造工序容易地形成电流注入区域与电流非注入区域。而且，由于在光设备100中由与第二绝缘膜220相比难以蚀刻的材质形成侧壁部112的第一绝缘膜210，因此基于防止覆盖不足的目的也可以不形成膜厚较厚的第一绝缘膜210。由此，光设备100能够防止因绝缘膜造成的放热性的下降。
而且，第一绝缘膜210以及第二绝缘膜220的应力方向可以相反。例如，当由SiN形成第一绝缘膜210而由SiO2形成第二绝缘膜220时，在各自的膜产生的应力的方向互为反向。因此，能够防止施加在半导体激光元件300上表面的应力向一个方向集中，因而光设备100即使被施加冲击等外力也难以被破坏，从而能够提高可靠性。
在上述的本实施方式的光设备100中，对于由密度低于第一绝缘膜210的材质形成第二绝缘膜220来防止山脊构造110的覆盖不足的情况进行了说明。但是，在元件分离区域230形成这种第一绝缘膜210的光设备100有时难以使在半导体激光元件的制造阶段形成的划线的深度形成为能够劈开而分离的深度，从而有时会在元件分离阶段发生不良。
基于防止这种划线的形成不良的目的，在将元件分离区域230的第一绝缘膜210去除而使半导体激光元件300的表面露出时，在半导体激光元件300的该露出面上直接形成上部电极330。于是，当使电极与半导体直接接触时，发生电流泄漏而向活性层310供给电流，从而光设备100因使电流窄化的功能的下降等而造成激光特性恶化。
对此，在本实施方式的光设备100中，由密度低于第一绝缘膜210的材质的第二绝缘膜220覆盖从作为半导体激光元件而分离所成的端部至靠近侧壁部112的边界的元件分离区域230。由此，在光设备100中能够使在元件分离区域230的划线的深度容易地形成为能够劈开而分离的深度。因此，光设备100能够降低向半导体激光元件300的电流泄漏并且能够防止划线形成不良的发生。
图5表示形成本实施方式所涉及的光设备的流程的一个示例。而且，图6至图11表示形成本实施方式所涉及的光设备的过程的剖视图。
首先，在半导体基板上层叠缓冲层304、第一包覆层306、第一引导层308、活性层310、第二引导层312、第二包覆层314、接触层316而形成半导体激光基板600(步骤S400)。各自的层通过有机金属气相生长(MOCVD)法或者分子束外延生长(MBE)法等外延生长法依次层叠。半导体激光基板600通过劈开并进行元件分离而具备多个成为半导体激光元件300的元件区域605，从而形成多个光设备100。
接下来，在半导体激光基板600上形成作为蚀刻掩膜的抗蚀剂610(步骤S410)。此处，抗蚀剂610在半导体激光基板600的形成半导体激光元件300的每个元件区域605，形成于所形成的半导体激光元件300的表面上。抗蚀剂610可以通过光刻法等形成。图6表示在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成了抗蚀剂的阶段的剖视图。
接下来，对半导体激光基板600进行蚀刻而形成山脊构造110(步骤S420)。此处，通过保留抗蚀剂610地对半导体激光基板600进行蚀刻，从而在形成于每个元件区域605的半导体激光元件300设置山脊构造110。通过以上的步骤，能够形成在半导体基板302上具有台型的山脊构造110的山脊型的半导体激光元件300。图7表示对本实施方式所涉及的半导体激光基板进行蚀刻而形成了山脊构造的阶段的剖视图。
接下来，在半导体激光基板600上形成第一绝缘膜210(步骤S430)。保留抗蚀剂610地在山脊构造110以及山脊构造110的侧壁部112形成第一绝缘膜210，从而将山脊型的半导体激光元件300的山脊构造110的侧壁部112覆盖。第一绝缘膜210可以通过CVD(Chemical Vapor Deposition)法等形成。图8表示在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成了第一绝缘膜的阶段的剖视图。
接下来，去除半导体激光基板600上的抗蚀剂610(步骤S440)。对于半导体激光元件300，通过去除抗蚀剂610也去除了在该抗蚀剂610上形成的第一绝缘膜210的一部分，从而形成开口部240。抗蚀剂610可以通过剥离法去除。此处，将半导体激光基板600的形成于在半导体激光元件300上形成划线的元件分离区域230的第一绝缘膜210去除。
例如，当在半导体激光基板600邻接形成有多个元件区域605时，去除在元件分离区域620上形成的第一绝缘膜210。在元件分离区域620上形成的第一绝缘膜210可以通过光刻法、蚀刻以及剥离法等去除。图9表示去除了本实施方式所涉及的半导体激光基板上的抗蚀剂的阶段的剖视图。
接下来，在半导体激光基板600上形成第二绝缘膜220(步骤S450)。从第一绝缘膜210之上形成第二绝缘膜220。而且，第二绝缘膜220形成在去除了第一绝缘膜210的元件分离区域620。而且，在半导体激光元件300的激光出射端面侧以及与激光出射端面对置的反射端面侧的端部区域，从第一绝缘膜210之上形成第二绝缘膜220。由此，能够在半导体激光元件300的激光出射端面侧以及与激光出射端面对置的反射端面侧的端部区域形成电流非注入区域。第二绝缘膜220可以通过CVD法等形成。
接下来，将半导体激光基板600上的第二绝缘膜220的一部分去除(步骤S460)。即，保留覆盖电流非注入区域以及元件分离区域620的第二绝缘膜220，而通过蚀刻等去除它们以外的区域的覆盖第一绝缘膜210以及开口部240的第二绝缘膜220。图2表示在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成第二绝缘膜后将该第二绝缘膜的一部分去除了的阶段的俯视图。
接下来，在半导体激光基板600的上表面以及下表面形成电极(步骤S470)。在半导体激光基板600的下表面形成下部电极320，而在半导体激光基板600的上表面形成上部电极330。图10表示在本实施方式所涉及的半导体激光基板上形成了第二绝缘膜以及电极的阶段的电流非注入区域的剖视图。
接下来，沿划线劈开半导体激光基板600而分离成光设备100(步骤S480)。作为一个示例，在半导体激光基板600中在图10的符号E以及符号F所示的部分形成划线。图11表示将本实施方式所涉及的半导体激光基板分离成光设备的阶段的电流非注入区域的剖视图。而且，图12表示将本实施方式所涉及的半导体激光基板分离成光设备的阶段的电流注入区域的剖视图。根据上述方式，能够形成本实施方式所涉及的光设备100。
在形成上述的本实施方式所涉及的光设备100的流程中，对作为形成山脊构造110的掩膜材料而在半导体激光基板600上形成抗蚀剂610的示例进行了说明。也可以取代抗蚀剂610，而将例如SiO2或者SiN那样的氧化膜或者氮化膜等电介质膜作为掩膜材料使用。
而且，在形成本实施方式所涉及的光设备100的流程中，对通过保留抗蚀剂610地在山脊构造110以及山脊构造110的侧壁部112形成第一绝缘膜210再将该抗蚀剂610去除的剥离法来形成开口部240的示例进行了说明。取而代之，也可以通过在去除了抗蚀剂610以后形成第一绝缘膜210并利用蚀刻等去除该第一绝缘膜210的一部分而形成开口部240。即，本实施方式所涉及的光设备100在通过第二绝缘膜220形成电流非注入区域以前，形成基于第一绝缘膜210的开口部24。
由此，当形成电流非注入区域时，即使在第二绝缘膜220的边界附近产生毛刺或者剥落等情况，也可以防止对开口部240的形成造成影响。因此，在制造流程中，首先能够在晶片上的山脊构造形成均匀的开口部240，从而能够防止山脊构造110的覆盖不足等。
图13表示本实施方式所涉及的激光组件的结构例。图13表示将半导体激光组件500的筐体502切割后得到的侧面图的一个示例。在激光组件500中，搭载有本实施方式所涉及的光设备100，使光设备100的周围温度保持恒定，并使光设备100输出的激光从光纤530输出。激光组件500具备筐体502、底板部504、筒状孔部506、温度调节部510、基座部520、固定部522、光纤固定部524、光纤530、套筒部540、受光部550。
筐体502、底板部504以及筒状孔部506由金属形成。作为一个示例，由铝(Al)形成筐体502、底板部504以及筒状孔部506，并将内部密封。筐体502、底板部504以及筒状孔部506可以形成蝶型的封装体。
温度调节部510载置在底板部504上，并使温度调节部510的上表面的温度保持恒定。温度调节部510可以是使用了珀耳帖元件等的电子冷却装置。基座部520载置在温度调节部510的上表面，温度调节部510将保持恒定的温度向基座部520的上表面传递。基座部520可以由包含氮化铝(AlN)、钨铜(CuW)、Si或者金刚石的材料形成。
固定部522载置在基座部520的上表面，并将光设备100固定。固定部522使温度调节部510保持恒定的温度向光设备100传递，并使光设备100的周围温度保持恒定。固定部522可以由与基座部520同样的材料形成。
光纤固定部524载置在基座部520的上表面，并将光纤530固定。光纤固定部524可以利用树脂、低熔点玻璃或者粘接剂等固定光纤530。
光纤530从筐体502的外部经由筒状孔部506插入筐体502内。光纤530可以为图中的L所示的一端加工成非球面状而形成聚光透镜的透镜光纤，该一端固定在光设备100的光输出端面104的附近并聚集光设备100的光输出。由此，光纤530能够将光设备100的光输出向筐体502的外部传送。
套筒部540设置在筐体502与光纤530之间，并将光纤530固定在筐体502。套筒部540可以利用树脂、低熔点玻璃或者粘接剂等固定光纤530。
受光部550接收光设备100的光输出，并监测光设备100的光输出。受光部550可以设置在光设备100的高反射膜20侧。受光部550可以为光电二极管。根据上述的本实施方式所涉及的激光组件500，防止了山脊构造110的覆盖不足，且搭载了形成有电流非注入区域的光设备100，并使该光设备100的周围温度保持恒定，从而能够得到稳定而高输出的激光输出。
另外，并非通过上述实施方式对本发明进行限定。本发明也包括适宜组合上述各结构要素而构成的内容。而且，本领域技术人员能够容易地导出更多的效果及变形例。因此，本发明的更宽泛的方式并不限定于上述实施方式，而能够进行各种变更。
【产业上的可利用性】
如上所述，本发明所涉及的光设备、光设备的制造方法以及激光组件适合应用于半导体激光以及其组件。
【符号说明】
10-出射光
20-高反射膜
30-低反射膜
100-光设备
104-光输出端面
110-山脊构造
112-侧壁部
210-第一绝缘膜
220-第二绝缘膜
230-元件分离区域
240-开口部
300-半导体激光元件
302-半导体基板
304-缓冲层
306-第一包覆层
308-第一引导层
310-活性层
310a-下部阻挡层
310b-量子阱层
310c-上部阻挡层
312-第二引导层
314-第二包覆层
316-接触层
320-下部电极
330-上部电极
500-激光组件
502-筐体
504-底板部
506-筒状孔部
510-温度调节部
520-基座部
522-固定部
524-光纤固定部
530-光纤
540-套筒部
550-受光部
600-半导体激光基板
605-元件区域
610-抗蚀剂
620-元件分离区域

Claims (32)

1.一种光设备，其特征在于，具备：
山脊型的半导体激光元件，其形成于基板上；
第一绝缘膜，其覆盖所述半导体激光元件的山脊构造的侧壁部分；
第二绝缘膜，其在所述山脊构造的端部区域从所述第一绝缘膜之上覆盖所述山脊构造，且密度低于所述第一绝缘膜。
2.如权利要求1所述的光设备，其特征在于，
所述第二绝缘膜的折射率小于所述第一绝缘膜的折射率。
3.如权利要求1或2所述的光设备，其特征在于，
所述第二绝缘膜的蚀刻率高于所述第一绝缘膜的蚀刻率。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第一绝缘膜在从所述侧壁部分至比形成所述基板的划线而作为所述半导体激光元件分离所成的端部靠近所述侧壁部分的边界的范围，覆盖所述侧壁部分以及所述基板。
5.如权利要求4所述的光设备，其特征在于，
所述第二绝缘膜在从作为所述半导体激光元件而分离的所述端部至所述边界的范围覆盖所述基板。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述山脊构造为随着在所述基板的厚度方向上远离所述基板而山脊宽度变小的正台型。
7.如权利要求1至5中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述山脊构造为随着在所述基板的厚度方向上远离所述基板而山脊宽度变大的倒台型。
8.如权利要求1至7中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第二绝缘膜覆盖所述半导体激光元件的激光出射端面侧以及与所述激光出射端面对置的反射端面侧的端部区域。
9.如权利要求1至8中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第一绝缘膜以及所述第二绝缘膜的应力的方向相反。
10.如权利要求1至9中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第一绝缘膜包含氮化硅。
11.如权利要求1至10中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第二绝缘膜包含氧化硅。
12.如权利要求1至9中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第一绝缘膜以及所述第二绝缘膜由同种物质且不同组成而形成。
13.如权利要求1至12中的任意一项所述的光设备，其特征在于，
所述第一绝缘膜的膜厚大于所述第二绝缘膜的膜厚。
14.一种光设备，其特征在于，具备：
山脊型的半导体激光元件，其形成于基板上；
第一绝缘膜，其覆盖所述半导体激光元件的山脊构造的侧壁部分；
第二绝缘膜，其在所述山脊构造的端部区域从所述第一绝缘膜之上覆盖所述山脊构造，且折射率小于所述第一绝缘膜。
15.一种光设备，其特征在于，具备：
山脊型的半导体激光元件，其形成于基板上；
第一绝缘膜，其覆盖所述半导体激光元件的山脊构造的侧壁部分；
第二绝缘膜，其在所述山脊构造的端部区域从所述第一绝缘膜之上覆盖所述山脊构造，且蚀刻率高于所述第一绝缘膜。
16.一种激光组件，其特征在于，具备：
权利要求1至15中的任意一项所述的光设备；
传送所述光设备输出的激光的光纤。
17.一种光设备的制造方法，其特征在于，具备：
在基板上形成具有山脊构造的山脊型半导体激光元件的激光元件形成工序；
形成覆盖所述山脊型半导体激光元件的所述山脊构造的侧壁部分的第一绝缘膜的第一绝缘膜形成工序；
在所述山脊构造的端部区域，从所述第一绝缘膜之上形成第二绝缘膜的第二绝缘膜形成工序。
18.如权利要求17所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第一绝缘膜形成工序具有将在所述山脊构造形成的所述第一绝缘膜的一部分去除而形成开口部的开口部形成工序。
19.如权利要求17或18所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述激光元件形成工序通过形成半导体激光元件并在形成的所述半导体激光元件的表面上形成抗蚀剂再进行蚀刻，从而在所述半导体激光元件设置所述山脊构造，
所述第一绝缘膜形成工序通过以保留所述抗蚀剂的方式在所述山脊构造以及所述山脊构造的侧壁部分形成所述第一绝缘膜再将所述抗蚀剂去除，从而将在该抗蚀剂上形成的所述第一绝缘膜的一部分去除。
20.如权利要求17至19中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第一绝缘膜形成工序将形成于在所述山脊型半导体激光元件上形成划线的元件分离区域的所述第一绝缘膜去除。
21.如权利要求20所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第二绝缘膜形成工序在去除了所述第一绝缘膜的所述元件分离区域形成所述第二绝缘膜。
22.如权利要求17至21中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第二绝缘膜形成工序在所述山脊型半导体激光元件的激光出射端面侧以及与所述激光出射端面对置的反射端面侧的端部区域，从所述第一绝缘膜之上形成所述第二绝缘膜。
23.如权利要求17至22中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第二绝缘膜形成工序形成密度低于所述第一绝缘膜的所述第二绝缘膜。
24.如权利要求17至22中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第二绝缘膜形成工序形成折射率小于所述第一绝缘膜的所述第二绝缘膜。
25.如权利要求17至22中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第二绝缘膜形成工序形成蚀刻率高于所述第一绝缘膜的所述第二绝缘膜。
26.如权利要求17至25中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第二绝缘膜形成工序以与所述第一绝缘膜为同种物质且不同组成的方式形成所述第二绝缘膜。
27.如权利要求17至26中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述山脊构造为在所述基板的上方随着远离所述基板而山脊宽度变窄的正台型。
28.如权利要求17至26中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述山脊构造为在所述基板的上方随着远离所述基板而山脊宽度变宽的倒台型。
29.如权利要求17至28中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
在所述第一绝缘膜形成工序中形成氮化硅膜而作为所述第一绝缘膜。
30.如权利要求17至29中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
在所述第二绝缘膜形成工序中形成氧化硅膜而作为所述第二绝缘膜。
31.如权利要求17至30中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
所述第一绝缘膜形成工序使所述第一绝缘膜的膜厚形成得厚于所述第二绝缘膜的膜厚。
32.如权利要求17至31中的任意一项所述的光设备的制造方法，其特征在于，
形成所述第一绝缘膜而产生的应力的方向与形成所述第二绝缘膜而产生的应力的方向互为反向。
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