CN109309340B - 用于制造多个激光二极管的方法和激光二极管 - Google Patents

用于制造多个激光二极管的方法和激光二极管 Download PDF

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Abstract

提出一种用于制造多个激光二极管(1)的方法，具有如下方法步骤：在复合件(20)中提供多个激光棒(2)，其中激光棒(2)分别包括多个彼此并排设置的激光二极管元件(3)，并且激光二极管元件(3)具有共同的衬底(4)和各一个设置在衬底(4)上的半导体层序列(5)，并且分别在两个相邻的激光棒之间伸展的纵向分离线(y‑y’)处分割复合件(20)，致使构成要制造的激光二极管(1)的激光器棱面(1C)；在至少一个纵向分离线(y‑y’)处结构化复合件(20)，其中在纵向分离线(y‑y’)处将应变的补偿层(8)施加到半导体层序列(5)上，和/或至少部分地移除半导体层序列。此外提出一种激光二极管(1)，所述激光二极管能借助该方法制造。

Description

用于制造多个激光二极管的方法和激光二极管
技术领域
提出一种用于制造多个激光二极管的方法。特别地，将激光二极管从多个在复合件中存在的激光棒中分割。此外，提出一种激光二极管，所述激光二极管能够借助该方法制造。
背景技术
用于分割设置在复合件中的激光棒的可行的方法是折断激光棒。在此，将复合件优选有针对性地在为激光棒使用的材料的晶体平面处折断，以便由此构成要产生的激光二极管的激光器棱面。理想地，折断面是原子级光滑的，以便具有适合于激光器运行的小的粗糙度和足够的光学反射性。
然而，激光器棱面的构成为技术上的挑战，因为不同的因素、即例如折断工艺的类型、引入的刻痕处的折断的发动以及激光棒复合件的全局的和局部的应力关系影响激光器棱面的质量。例如，在应力关系不利的情况下，在激光器棱面处能够形成晶体损伤，所述晶体损伤一方面使反射率变差并且引起较小的光产率，并且另一方面为质量风险，因为所述晶体损伤会导致自发失效。然而，激光棒复合件的基础结构变化不能够容易地执行，因为所述变化一方面能够损害折断，并且另一方面能够损坏完成的激光二极管的功能。
发明内容
本申请的目的是：提出一种用于制造多个激光二极管的改进的方法。所述目的还通过具有本发明的特征的制造方法来实现。
本申请的另一目的在于，提出一种具有改进的质量的激光二极管。所述目的通过具有本发明的特征的激光二极管来实现。
制造方法和激光二极管的有利的改进形式是下面描述的主题。
根据至少一个实施方式，用于制造多个激光二极管的方法具有如下方法步骤：
-在复合件中提供多个激光棒，其中激光棒分别包括多个彼此并排设置的激光二极管元件，并且激光二极管元件具有共同的衬底和各一个设置在衬底上的半导体层序列，并且其中分别在两个相邻的激光棒之间伸展的纵向分离线处分割复合件，引起构成要制造的激光二极管的激光器棱面，
-在至少一个纵向分离线处结构化复合件。
在此，以所提出的顺序执行上面提出的方法步骤。
在此，能够根据不同的方案进行结构化。根据第一方案，在纵向分离线处将应变的补偿层施加到半导体层序列上。补偿层能够具有压缩的或拉伸的应变。特别地，拉伸应变的补偿层施加到半导体层序列上。补偿层的应变例如能够通过适当地选择工艺参数、即例如工艺温度和/或适当地选择补偿层的化学组分来有针对性地设定。借助于有针对性应变的补偿层，能够改变净应变，这就是说分别改变在复合件中出现的应变的总和。在没有补偿层的情况下，复合件与具有补偿层的情况相比典型地具有更小的拉伸净应变。拉伸净应变尤其有利地作用于分割工艺，并且引起激光器棱面的改善的质量。
根据第二方案，将激光器二极管的半导体层序列在纵向分离线处至少部分地移除。特别地，在此，移除半导体层序列的高度应变的区域，优选高度掺杂的p型区域，使得尤其降低复合件抵抗弯曲的强度进而阻力。优选地，移除通过刻蚀工艺、如湿化学刻蚀或干刻蚀进行。
根据第三方案，在纵向分离线处至少部分地移除半导体层序列，并且将补偿层施加到半导体层序列上。即将第一和第二方案组合，其中与第一方案相比补偿层的较小的应变或与第二方案相比半导体层序列的较少的剥离就足以改进方法。
通过所提出的措施，能够正面地影响复合件中的应力关系。有利地，所述措施能够在接近制造方法结束时执行，使得尽可能少地干预常规的激光器设计。
在复合件中提供多个激光棒优选包括提供衬底以及半导体层序列，所述半导体层序列包括多个半导体层。半导体层序列优选结构化成，使得能够为每个激光器二极管分配一个半导体层序列。
半导体层序列尤其包括至少一个适合于产生电磁辐射的有源区。半导体层序列的层优选包含至少一个III/V族半导体材料，例如出自如下材料体系的材料：InxGayAl1-x-yP、InxGayAl1-x-yN或InxGayAl1-x-yAs，其中分别有0≤x,y≤1并且x+y≤1。III/V族半导体材料尤其适合于在紫外光谱范围(InxGayAl1-x-yN)、经由可见光谱范围(尤其对于蓝色至绿色辐射为InxGayAl1-x-yN，尤其对于黄色至红色辐射为InxGayAl1-x-yP)直至红外光谱范围(InxGayAl1-x-yAs)中产生辐射。衬底例如为生长衬底，在所述生长衬底上逐层地依次生长半导体层序列。
半导体层序列的有源区优选具有用于产生辐射的pn结，双异质结构，单量子系统结构(SQW)或多量子系统结构(MQW)。术语量子系统结构在本申请的范围中尤其包括如下结构，在所述结构中，载流子通过封入(限域)经受多个能量状态的量子化。特别地，术语量子系统结构不包含关于量子化的维度的说明。因此，所述术语还包括量子阱、量子线和量子点和这些结构的任意组合。
此外，半导体层序列尤其具有n型半导体区域和p型半导体区域，其中有源区设置在其之间。n型半导体区域、有源区和p型半导体区域能够分别具有一个或多个层。可行的是：n型半导体区域、有源区和p型半导体区域包含一个或多个未掺杂的层。
纵向分离线优选沿着各个激光棒定向，尤其平行于各个激光棒的定向。优选地，在纵向分离线处和在横向于纵向分离线伸展的横向分离线处将复合件分割成多个激光二极管。在方法的一个优选的设计方案中，通过在纵向和横向分离线处折断来分割复合件。
将“激光器棱面”当前可分别理解为激光二极管元件的边界面、尤其侧面，所述边界面在完成的激光二极管中形成光学谐振器的一部分。在此，激光器棱面的特征在于：所述激光器棱面光滑地构成。“光滑地”在此尤其表示：激光器棱面的表面粗糙度显著小于由激光二极管在运行时产生的光的波长，优选小于波长的一半，尤其优选小于波长的四分之一。
在方法的一个优选的设计方案中，激光二极管元件在第一主面处分别构成有接触区域、尤其p型传导的接触区域。此外，激光二极管元件在第一主面处能够构成有联接层，其中优选接触区域施加在联接层的背离半导体层序列的一侧上。在完成的激光二极管中，接触区域用作为电联接区域。在此，联接层尤其设置用于：改进接触区域和半导体层序列之间的电接触。
此外，激光二极管元件能够在与第一主面相对置的第二主面处分别构成有另一接触区域，尤其n型传导的接触区域。在完成的激光二极管中，另一接触区域用作为另一电联接区域。适合于接触区域和联接层的材料是导电材料、优选纯金属或金属化合物。
在一个有利的改进形式中，两个在纵向分离线处直接相邻的激光二极管元件的接触区域通过中间空间彼此分开。替选地，两个在纵向分离线处直接相邻的激光二极管元件的接触区域连续地、即连通地构成。特别地，中间空间具有在0μm和200μm之间(包括200μm)、尤其在0μm和150μm之间(包括150μm)的宽度。同样地，两个在纵向分离线处直接相邻的激光二极管元件的联接层也能够通过中间空间彼此分开，或者连续地构成。在此，中间空间具有在0μm和200μm之间(包括200μm)、尤其在0μm和150μm之间(包括150μm)的宽度。在此，宽度表示在平行于横向分离线的方向上的最大横向扩展。例如，补偿层能够分别伸入到两个联接层之间的中间空间中。
根据方法的至少一个实施方式，将补偿层在施加接触区域之前施加到联接层或半导体层序列上。因此，用于应变控制的措施在接近制造方法结束时执行，使得可在现有的激光器设计方面执行尽可能少的变化。例如，补偿层能够沿着纵向分离线条形地且无中断地施加到半导体层序列上。特别地，补偿层在相应的接触区域之下延伸，即在半导体层序列和接触区域之间延伸。
在方法的一个优选的设计方案中，补偿层由无机材料形成。适当的材料例如是半导体氧化物或金属氧化物以及半导体氮化物或金属氮化物的化学计量的或非化学计量的组分。在此，例如考虑氮化硅，氧化硅，氧化锆，氧化钽，氧化铝，氧化钛或氮化钛钨。还可以考虑无机碳化合物如DLC(“diamond-like carbon，类金刚石碳”)或碳化硅作为用于补偿层的材料。此外，如Ti、Pt、Au或Rh的纯金属适合作为用于补偿层的材料。
优选地，补偿层构成有在20nm和4000nm之间、优选在50nm和800nm之间的厚度，其中包括极限值。厚度在此表示补偿层垂直于其主延伸平面的最大扩展。此外，补偿层能够构成有在2μm和100μm之间的宽度，其中包括极限值。宽度在此表示补偿层在平行于横向分离线的方向上的最大横向扩展。
根据方法的至少一个实施方式，激光二极管元件的半导体层序列分别构成有脊形结构。在此，脊形结构尤其通过半导体层序列的隆起的区域形成并且具有主延伸方向，所述主延伸方向尤其平行于横向分离线伸展。完成的激光二极管优选为所谓的脊形波导激光二极管，其中脊形结构对发射的光起横向波导的作用。
根据方法的第二方案的至少一个设计方案，通过移除半导体层序列在要产生的激光器棱面的区域中制造凹处。凹处优选设置在脊形结构的侧向。然而，凹处也能够延伸直至脊形结构中。例如，半导体层序列能够沿着纵向分离线在脊形结构之间条形地结构化，尤其刻蚀。条形结构化的区域的宽度能够在5μm和250μm之间，其中包括边界值，所述区域能够分成多个凹处。条形结构化的区域的深度能够在1nm和250nm之间，其中包括边界值。深度在此表示从半导体层序列的背离衬底的表面开始的沿负竖直方向的最大扩展。竖直方向在此垂直于如下平面伸展，在所述平面中设置有纵向分离线和横向分离线。优选地，结构化的区域或凹处沿负竖直方向不延伸至衬底，而是终止于半导体层序列中。
在凹处的区域中，半导体层序列具有减小的厚度。优选地，凹处横向地、即在平行于如下平面的方向上最多部分地通过半导体层序列限界，在所述平面中设置有纵向分离线和横向分离线。特别地，凹处在一侧是敞开的。
在方法的第三方案中，补偿层优选在凹处中施加到半导体层序列上。
下面，描述激光二极管的不同的实施方式，所述激光二极管尤其根据上述方法之一制造。这就是说，全部针对方法公开的特征也针对激光二极管以及激光棒和由激光棒构成的复合件公开，并且反之亦然。
根据激光二极管的至少一个实施方式，所述激光二极管包括半导体本体，所述半导体本体具有衬底和设置在衬底上的半导体层序列，所述半导体层序列包括适合于产生电磁辐射的有源区。在此，半导体本体具有第一主面和与第一主面相对置的第二主面和至少一个第一和第二激光器棱面，所述激光器棱面分别横向于第一和第二主面设置。“横向”表示：激光器棱面的各自的法向量不平行于第一和/或第二主面的法向量伸展。优选地，激光器棱面分别对半导体本体在横向方向上限界。横向方向设置在如下平面中，所述平面尤其平行于衬底的主延伸平面设置。第一主面优选为半导体层序列的表面，所述表面对半导体本体在有源区的背离衬底的一侧上限界。除了激光器棱面之外，半导体本体能够具有其他的侧面，所述侧面分别横向于第一和第二主面设置。
有利地，激光二极管具有至少一个结构化的棱面区域，所述棱面区域处于第一主面和两个激光器棱面中的至少一个激光器棱面之间的过渡部处。由于结构化的棱面区域，激光器棱面至少近似光滑地构成进而具有高的光学反射率。
在一个优选的设计方案中，结构化的棱面区域条形地构成。结构化的棱面区域能够平行于半导体本体的棱边延伸，所述棱边处于第一主面和激光器棱面之间的过渡部处。结构化的棱面区域尤其具有在1μm和50μm之间的宽度，其中包括边界值。
半导体本体的第一和/或第二主面能够是由多个子面组成的面。例如，子面能够是平坦的面，其中尤其两个彼此邻接的子面的面法线彼此横向地、即非平行地伸展。在一个优选的设计方案中，激光二极管具有脊形结构。所述脊形结构尤其设置在第一主面上，使得半导体层序列的第一主面是由多个子面组成的面。
激光二极管优选为边发射器。在此，在运行时，激光辐射在激光器棱面处平行于激光器棱面的法向量发射。
根据激光二极管的第一方案，结构化的棱面区域具有应变的补偿层。结构化的棱面区域尤其由补偿层构成。在一个优选的设计方案中，脊形结构由补偿层包覆。换言之，补偿层在脊形结构之上延伸。
根据激光二极管的第二方案，结构化的棱面区域具有凹处。尤其地，结构化的棱面区域由凹处构成。在凹处的区域中，半导体层序列优选具有减小的厚度。在此，凹处的深度尤其对应于对凹处限界的侧面的最短的竖直扩展。
在一个优选的设计方案中，凹处延伸直至脊形结构中。
根据激光二极管的第三方案，结构化的棱面区域具有应变的补偿层和凹处。在此，补偿层能够在凹处的区域中设置在半导体层序列上并且还延伸直至脊形结构或超过脊形结构。如已经在上文中提出，在第三方案中，与第一方案相比应变程度更低的补偿层或与第二方案相比更小深度的凹处有助于改善激光器棱面的质量。
根据至少一个实施方式，激光二极管具有钝化层。钝化层尤其是横向波导的一部分。适合于钝化层的材料是弱导电的或不导电的材料，尤其氧化硅或氮化硅。优选地，钝化层设置在补偿层和半导体层序列之间，使得引导的光基本上不进入到补偿层中。补偿层的结构特性借此能够尤其在折射率和吸收特性方面独立地选择。优选地，补偿层比钝化层更强地应变。
根据至少一个实施方式，结构化的棱面区域由激光二极管的接触区域至少部分地覆盖。在此，棱面区域与接触区域的横向叠加能够在0和125μm之间。在此，横向叠加表示区域的横向扩展，在所述区域中结构化的棱面区域由接触区域超出。
附图说明
从对图1A至5B的阐述中得出方法以及激光二极管的其他的优点、有利的实施方式和改进形式。
附图示出：
图1A示出激光二极管元件或激光二极管的实施方式的示意横截面图，并且图1B示出根据第一方案的激光棒复合件的实施方式的示意俯视图，
图2A示出激光棒复合件的实施方式的示意俯视图，并且图2B至2F示出根据第一方案的复合件的实施方式的示意横截面图，
图3A示出激光二极管元件或激光二极管的实施方式的示意侧视图，并且图3B示出根据第二方案的激光棒复合件的实施方式的示意俯视图，
图4A示出激光棒复合件的实施方式的示意俯视图，并且图4B至4E示出根据第二方案的复合件的实施方式的示意横截面图，
图5A示出激光器元件或激光二极管的实施方式的示意侧视图，并且图5B示出根据第三方案的激光棒复合件的实施方式的示意俯视图。
具体实施方式
结合图1A至2F描述根据上述第一方案的方法、复合件以及激光二极管的不同的设计方案。图1B示出复合件20的示意俯视图，所述复合件具有激光棒2。复合件20完全能够具有多于所示出的两个激光棒2。激光棒2分别具有多个彼此并排设置的激光二极管元件3，所述激光二极管元件的数量能够与所示出的不同。图1A示出激光二极管元件3沿着在图1B中示出的线A-B的横截面图。分割的激光二极管元件3同时为激光二极管1。
在用于制造如在图1A中示出的多个激光二极管1的方法的一个实施方式中，首先提供由激光棒2构成的复合件20。在此，激光棒2分别包括多个彼此并排设置的激光二极管元件3，所述激光二极管元件具有共同的衬底4和各一个设置在衬底4上的半导体层序列5(参见图1A)。激光二极管元件3的半导体层序列5分别构成有脊形结构11。在此，脊形结构11尤其通过半导体层序列5的隆起的区域形成并且具有主延伸方向，所述主延伸方向横向于、尤其垂直于纵向分离线y-y’伸展。完成的激光二极管1尤其为所谓的脊形波导激光二极管，其中脊形结构11对发射的光起横向波导的作用。
在提供复合件20之后，在纵向分离线y-y’处进行复合件20的结构化，即改变结构，其中在纵向分离线y-y’处将应变的补偿层8施加到半导体层序列5上。将补偿层8沿着纵向分离线y-y’、尤其相对于纵向分离线y-y’轴对称地条形地并且优选无中断地施加到半导体层序列5上。
补偿层8设置用于：克服在复合件20中出现的应变，使得能够改进在纵向分离线y-y’处的分割工艺。
特别地，补偿层8构成有拉伸的应变。补偿层8的应变例如能够通过适当地选择工艺参数、如工艺温度和/或适当地选择补偿层8的化学组分、例如通过补偿层8的非化学计量的组分来有针对性地设定。
补偿层8优选构成有在20nm和4000nm之间、优选在50nm和800nm之间的厚度D，其中包括极限值。厚度D在此表示补偿层8垂直于其主延伸平面的最大扩展。此外，补偿层8能够构成有在2μm到100μm之间的宽度W，其中包括极限值。宽度W在此表示补偿层8在平行于横向分离线x-x’的方向上的最大横向扩展。特别地，补偿层8由无机材料形成。适当的材料例如是半导体氧化物或金属氧化物以及半导体氮化物或金属氮化物的化学计量的或非化学计量的组分。在此，例如考虑氮化硅，氧化硅，氧化锆，氧化钽，氧化铝，氧化钛或氮化钛钨。还可以考虑无机的碳化合物，如DLC(“diamond-like carbon，类金刚石碳”)或碳化硅作为用于补偿层8的材料。此外，如Ti、Pt、Au或Rh的纯金属适合作为用于补偿层8的材料。
在另一方法步骤中，将接触区域10施加到激光二极管元件3的半导体层序列5上。所述接触区域10尤其设置成，使得其部分地覆盖补偿层8。补偿层8与接触区域10的横向叠加U在此能够在0和100μm之间(包括100μm)，尤其在0和50μm之间(包括50μm)。在完成的激光二极管1中，接触区域10用作为电联接区域。此外，激光二极管元件3能够在与第一主面相对置的第二主面处分别构成有另一接触区域18。在完成的激光二极管1中，另一接触区域18用作为另一电联接区域。适合于接触区域10、18的材料是导电材料、优选纯金属或金属化合物。
在接触区域10和半导体层序列5之间能够设置联接层9。在完成的激光二极管1中，联接层9尤其设置用于，改进接触区域10和半导体层序列5之间的电接触。适合于联接层9的材料是导电材料、优选纯金属或金属化合物。
分别在两个相邻的激光棒2之间伸展的纵向分离线y-y’处将复合件20分割成多个激光棒2。此外，在两个相邻的激光二极管元件3之间伸展的横向分离线x-x’处将分开的激光棒2分割成多个激光二极管1，所述横向分离方向横向于、尤其垂直于纵向分离线y-y’伸展。复合件20在其背离衬底3的主面上有利地沿着纵向分离线y-y’具有分离部位14A。此外，复合件20能够沿着横向分离线x-x’具有分离部位14B。分离部位14A、14B尤其为复合件20中的加深部，所述加深部能够实现有针对性的分割。特别地，通过在纵向和横向分离线y-y’、x-x’处折断来分割复合件20，其中分离部位14A、14B用作为预折断部位。
通过分别在两个相邻的激光棒2之间伸展的纵向分离线y-y’处分割复合件20，在激光二极管元件3处分别构成激光二极管1的激光器棱面1C。
例如借助如结合图1B描述的方法制造的、如在图1A中示出的激光二极管1包括半导体本体7，所述半导体本体具有衬底4和设置在衬底4上的半导体层序列5，所述半导体层序列包括适合于产生电磁辐射的有源区6。此外，半导体层序列5尤其具有n型半导体区域5A和p型半导体区域5B，其中有源区6设置在其之间。此外，半导体本体7具有第一主面1A和与第一主面1A相对置的第二主面1B和至少一个第一和第二激光器棱面1C，所述激光器棱面分别尽可能地横向于第一和第二主面1A、1B设置。“横向”表示：激光器棱面1C各自的法向量不平行于第一和/或第二主面1A、1B的法向量伸展。优选地，激光器棱面1C分别对半导体本体7在横向方向上限界。横向方向L横向于、尤其垂直于竖直方向V伸展，在所述竖直方向上，半导体层序列5设置在衬底4上。第一主面1A优选为半导体层序列5的表面，所述表面对半导体本体7在有源区6的背离衬底4的一侧上限界。除了激光器棱面1C之外，半导体本体7能够具有其他的侧面1D，所述侧面分别尽可能地横向于第一和第二主面1A、1B设置。
激光二极管1具有一个或多个结构化的棱面区域15，所述棱面区域处于第一主面1A和两个激光器棱面1C中的至少一个激光器棱面之间的过渡部处。由于结构化的棱面区域15，激光器棱面1C至少近似光滑地构成。在图1A中示出的激光二极管1中，结构化的棱面区域15由应变的补偿层8构成。
结构化的棱面区域15条形地构成，并且平行于半导体本体7的如下棱边延伸，所述棱边处于第一主面1A和激光器棱面1C之间的过渡部处。结构化的棱面区域15尤其具有在1μm和50μm之间的宽度，其中包括边界值。
半导体本体7的第一和/或第二主面1A、1B能够是由多个子面组成的面。例如，子面能够是平坦的面，其中尤其两个彼此邻接的子面的面法线彼此横向地、即非平行地伸展。激光二极管1具有脊形结构11。所述脊形结构设置在第一主面1A上，使得第一主面1A是由多个子面组成的面。脊形结构11由补偿层8包覆。换言之，补偿层8在脊形结构11之上延伸。
激光二极管1具有钝化层16。钝化层16是横向波导的一部分。钝化层16设置在补偿层8和半导体层序列5之间，使得引导的光基本上不进入到补偿层8中。补偿层8的结构特性借此能够尤其在折射率和吸收特性方面独立地选择。
激光二极管1优选为边发射器。在此，在运行时，激光辐射在激光器棱面1C处平行于激光器棱面1C的法向量发射。
在图2B至2F中示意地示出复合件20的不同实施例的沿着在图2A中示出的线A-B的横截面的局部图。
在图2B至2D中示出的实施例中，两个在纵向分离线y-y’处直接相邻的激光二极管元件3的接触区域10通过中间空间12彼此分开。特别地，中间空间12具有大于0μm和最高200μm、尤其最高150μm的宽度W。同样地，两个在纵向分离线y-y’处直接相邻的激光二极管元件3的联接层9也能够通过中间空间17彼此分开(参见图2C和2D)，但是或者连续地构成(参见图2B)。在此，中间空间17能够具有在0μm和200μm之间(包括200μm)、尤其在0μm和150μm之间(包括150μm)的宽度W。在此，补偿层8尤其在两个联接层9之间伸入到中间空间17中。
如在图2E和2F中示出，替选地，两个在纵向分离线y-y’处直接相邻的激光二极管元件3的接触区域10连续地、即连通地构成。在此，两个在纵向分离线y-y’处直接相邻的激光二极管元件3的联接层9能够通过中间空间17彼此分开(参见图2F)，或连续地构成(参见图2E)，其中所述中间空间具有在0μm和200μm之间(包括200μm)、尤其在0μm和150μm之间(包括150μm)的宽度W。
结合图3A至4E描述根据上述第二方案的方法、复合件以及激光二极管的不同的设计方案。图3B示出复合件20的示意俯视图，所述复合件具有激光棒2。激光棒2分别具有多个彼此并排设置的激光二极管元件3。图3A示出激光二极管元件3的沿着在图3B中示出的线A-B的横截面图。分割的激光二极管元件3同时为激光二极管1。
在用于制造如在图3A中示出的多个激光二极管1的方法的一个实施方式中，首先提供由激光棒2构成的复合件20。在此，激光棒2分别包括多个彼此并排设置的激光二极管元件3，所述激光二极管元件具有共同的衬底4和各一个设置在衬底4上的半导体层序列5(参见图3A)。激光二极管元件3的半导体层序列5分别构成有脊形结构11。在此，脊形结构11尤其通过半导体层序列5的隆起的区域形成并且具有主延伸方向，所述主延伸方向横向于、尤其垂直于纵向分离线y-y’伸展。完成的激光二极管1尤其为所谓的脊形波导二极管，其中脊形结构11为发射的光起横向波导的作用。
在提供复合件20之后，在纵向分离线y-y’处进行复合件20的结构化，即改变结构，其中在纵向分离线y-y’处移除激光二极管元件3的半导体层序列5。特别地，在此，移除半导体层序列5的高度应变的区域，优选高度掺杂的p型区域，使得尤其降低复合件20抵抗弯曲的强度进而阻力。在此，半导体层序列5能够移除直至衬底4。优选地，移除通过刻蚀工艺、如湿化学刻蚀或干刻蚀进行。复合件20沿着纵向分离线y-y’分别在两个脊形结构11之间条形地结构化。由此，在激光二极管元件3的半导体层序列5中形成凹处13，所述凹处设置在要产生的激光器棱面1C的区域中。在所示出的实施例中，凹处13分别设置在脊形结构11的侧向。然而凹处13也能够延伸直至脊形结构11中。
条形结构化的区域的宽度W能够在5μm到250μm之间，其中包括边界值。条形结构化的区域的深度T能够在1nm和250nm之间，其中包括边界值(参见图4B至4D)。深度T在此表示从半导体层序列5的背离衬底4的表面开始沿负竖直方向的最大扩展。优选地，凹处13沿负竖直方向不延伸直至衬底，而是终止于半导体层序列5中。
在另一方法步骤中，将接触区域10施加到激光二极管元件3的半导体层序列5上。接触区域10能够分别延伸直至凹处13中。凹处13与接触区域10的横向叠加U在此能够在0μm和125μm之间(包括125μm)。在完成的激光二极管1中，接触区域10用作为电联接区域。此外，激光二极管元件3能够在与第一主面相对置的第二主面处分别构成有另一接触区域18。在完成的激光二极管1中，另一接触区域18用作为另一电联接区域。适合于接触区域10、18的材料是导电材料、优选纯金属或金属化合物。
在接触区域10和半导体层序列4之间能够分别设置联接层9。在完成的激光二极管1中，联接层9尤其设置用于，改进接触区域10和半导体层序列4之间的电接触。适合于联接层9的材料是导电材料、优选纯金属或金属化合物。
分别在两个相邻的激光棒2之间伸展的纵向分离线y-y’处将复合件20分割成多个激光棒2。此外，在两个相邻的激光二极管元件3之间伸展的横向分离线x-x’处将分开的激光棒2分割成多个激光二极管1，所述横向分离线横向于、尤其垂直于纵向分离线y-y’伸展。复合件20在其背离衬底3的主面上有利地沿着纵向分离线y-y’具有分离部位14A。此外，复合件20沿着横向分离线x-x’能够具有分离部位14B。分离部位14A、14B尤其为复合件20中的加深部，所述加深部能够实现有针对性的分割。特别地，通过在纵向和横向分离线y-y’、x-x’处折断来分割复合件20，其中分离部位14A、14B用作为预折断部位。
通过分别在两个相邻的激光棒2之间伸展的纵向分离线y-y’处分割复合件20，在激光二极管元件3处分别构成激光二极管1的激光器棱面1C。
例如借助如结合图3B描述的方法制造的、如在图3A中示出的激光二极管1包括半导体本体7，所述半导体本体具有衬底4和设置在衬底4上的半导体层序列5，所述半导体层序列包括适合于产生电磁辐射的有源区6。此外，半导体层序列5尤其具有n型半导体区域5A和p型半导体区域5B，其中有源区6设置在其之间。此外，半导体本体7具有第一主面1A和与第一主面1A相对置的第二主面1B和至少一个第一和第二激光器棱面1C，所述激光器棱面分别横向于第一和第二主面1A、1B设置。优选地，激光器棱面1C分别对半导体本体7在横向方向L上限界。除了激光器棱面1C之外，半导体本体7能够具有其他的侧面1D，所述侧面分别横向于激光器棱面1C设置。
激光二极管1具有一个或多个结构化的棱面区域15，所述棱面区域处于第一主面1A和两个激光器棱面1C中的至少一个激光器棱面之间的过渡部处。由于结构化的棱面区域15，激光器棱面1C至少近似光滑地构成。在图3A中示出的激光二极管1中，结构化的棱面区域15由凹处13构成。结构化的棱面区域15尤其具有在3μm和125μm之间的宽度，其中包括边界值。结构化的棱面区域13设置在脊形结构11的侧向，并且在沿着脊形结构11设置的区域中分别用于半导体层序列5中的阶梯部。
半导体本体7的第一和/或第二主面1A、1B能够是由多个子面组成的面。例如，子面能够是平坦的面，其中尤其两个彼此邻接的子面的面法线彼此横向地、即非平行地伸展。激光二极管1具有脊形结构11。所述脊形结构设置在第一主面1A上，使得第一主面1A是由多个子面组成的面。
激光二极管1具有钝化层16。钝化层16是横向波导的一部分。钝化层16设置在接触区域10和半导体层序列5之间。半导体层序列5在凹处15中由钝化层16覆盖。
激光二极管1优选为边发射器。在此，在运行时，激光辐射在激光器棱面1C处平行于激光器棱面1C的法向量发射。
在图4B至4D中示意地示出复合件20的不同实施例的沿着在图4A中绘出的线A-B的横截面的局部图。此外，图4E示出沿着在图4A中绘出的线C-D的示意横截面的局部图。
在图4B和4C中示出的实施例中，两个在纵向分离线y-y’处直接相邻的激光二极管元件3的接触区域10通过中间空间12彼此分开。中间空间12的宽度W能够比结构化的区域的宽度更小(图4B)或更大(图4C)，所述结构化的区域具有多个凹处13。换言之，接触区域10能够延伸直至凹处13中(参见图4B)。图4D示出另一实施例，其中接触区域10连续地构成并且延伸直至凹处13中。
如图4B至4E说明，联接层9仅设置在脊形结构11上，然而不设置在凹处13的区域中。
结合图5A和5B描述根据上述第三方案的方法、复合件以及激光二极管。图5B示出复合件20的示意俯视图，所述复合件具有激光棒2。图5A示出激光二极管元件3的沿着在图5B中示出的线A-B的横截面。分割的激光二极管元件3同时为激光二极管1。
在用于制造如在图5A中示出的多个激光二极管1的方法的一个实施方式中，首先提供由激光棒2构成的复合件20。在此，激光棒2分别包括多个彼此并排设置的激光二极管元件3，所述激光二极管元件具有共同的衬底4和各一个设置在衬底4上的半导体层序列5(参见图5A)。激光二极管元件3的半导体层序列5分别构成有脊形结构11。在此，脊形结构11尤其通过半导体层序列5的隆起的区域形成并且具有主延伸方向，所述主延伸方向横向于、尤其垂直于纵向分离线y-y’伸展。完成的激光二极管1尤其为所谓的脊形波导二极管，其中脊形结构11对发射的光起横向波导的作用。
在提供复合件20之后，在纵向分离线y-y’处进行复合件20的结构化，即改变结构。在此，首先，在纵向分离线y-y’处移除激光二极管元件3的半导体层序列5。移除优选借助根据如结合图3A至4E描述的第二方案的方法进行。特别地，将复合件20沿着纵向分离线y-y’分别在两个脊形结构11之间条形地结构化。由此，在激光二极管元件3的半导体层序列5中形成凹处13，所述凹处设置在要产生的激光器棱面1C的区域中。随后，将补偿层8施加到半导体层序列5上。补偿层8的施加优选借助根据如结合图1A至2F描述的第一方案的方法进行。
将补偿层8沿着纵向分离线y-y’、尤其相对于纵向分离线y-y’轴对称地条形地并且优选无中断地施加到半导体层序列5上。在此，补偿层8优选设置在脊形结构11上和设置在凹处13中。
凹处13和补偿层8的结构特性尤其对应于根据第一和第二方案的实施例。
在另一方法步骤中，将如已经结合第一和第二方法方案描述的接触区域10以及联接层和钝化层9、16施加到半导体层序列5上。
有利地，在第三方案中，与第一方案相比，补偿层8的更小的应变对于改进方法是足够的，或者与第二方案相比，半导体层序列5的更小的剥离对于改进方法是足够的。
例如借助如结合图5B描述的方法制造的、如在图5A中示出的激光二极管1包括半导体本体7，所述半导体本体具有衬底4和设置在衬底4上的半导体层序列5，所述半导体层序列包括适合于产生电磁辐射的有源区6。此外，半导体层序列5尤其具有n型半导体区域5A和p型半导体区域5B，其中有源区6设置在其之间。此外，半导体本体7具有第一主面1A和与第一主面1A相对置的第二主面1B和至少一个第一和第二激光器棱面1C，所述激光器棱面分别横向于第一和第二主面1A、1B设置。优选地，激光器棱面1C分别在横向方向上对半导体本体7限界。第一主面1A优选为半导体层序列5的表面，所述表面对半导体本体7在有源区6的背离衬底4的一侧上限界。除了激光器棱面1C之外，半导体本体7能够具有其他的侧面1D，所述侧面分别横向于激光器棱面1C设置。
激光二极管1具有一个或多个结构化的棱面区域15，所述棱面区域处于第一主面1A和两个激光器棱面1C中的至少一个激光器棱面之间的过渡部处。由于结构化的棱面区域15，激光器棱面1C至少近似光滑地构成。在图5A中示出的激光二极管1中，结构化的棱面区域15分别具有半导体层序列5中的凹处13和设置在半导体层序列5上的补偿层8。结构化的棱面区域15尤其具有在1μm和125μm之间的宽度，其中包括边界值。结构化的棱面区域13设置在脊形结构11的侧向以及脊形结构11上，其中在脊形结构11上设置有补偿层8并且在脊形结构11的侧向设置有凹处13。
激光二极管1具有钝化层16。钝化层16是横向波导的一部分。钝化层16设置在接触区域10和半导体层序列5之间。尤其，半导体层序列5在凹处13中由钝化层16和联接层8覆盖。
激光二极管1优选为边发射器。在此，在运行时，激光辐射在激光器棱面1C处平行于激光器棱面1C的法向量发射。
本发明并不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括任意新的特征以及特征的任意组合，这尤其包含实施例中的特征的任意组合，即使这些特征或这些组合本身没有明确地在实施例中说明的情况下也同样如此。
本申请要求德国专利申请102017117135.5的优先权，其公开内容通过参考并入本文。
附图标记列表
1 激光二极管
1A 第一主面
1B 第二主面
1C 激光器棱面
1D 侧面
2 激光棒
3 激光二极管元件
4 衬底
5 半导体层序列
5A、5B 半导体区域
6 有源区
7 半导体本体
8 补偿层
9 联接层
10 接触区域
11 脊形结构
12、17 中间空间
13 凹处
14A、14B 分离部位
15 结构化的棱面区域
16 钝化层
18 另一接触区域
20 激光棒复合件
D 厚度
L 横向方向
T 深度
U 横向叠加
V 竖直方向
W 宽度
X-X’ 横向分离线
Y-Y’ 纵向分离线

Claims (15)

1.一种用于制造多个激光二极管(1)的方法，所述方法具有如下方法步骤：
-在复合件(20)中提供多个激光棒(2)，其中所述激光棒(2)分别包括多个彼此并排设置的激光二极管元件(3)，并且所述激光二极管元件(3)具有共同的衬底(4)和各一个设置在所述衬底(4)上的半导体层序列(5)，并且其中分别在纵向分离线(y-y’)处分割所述复合件(20)，致使构成要制造的所述激光二极管(1)的激光器棱面(1C)，其中所述纵向分离线在两个相邻的激光棒(2)之间伸展，
-在至少一个纵向分离线(y-y’)处结构化所述复合件(20)，其中在所述纵向分离线(y-y’)处将应变的补偿层(8)施加到所述半导体层序列(5)上，和/或至少部分地移除所述半导体层序列(5)，
其中通过移除所述半导体层序列(5)，在要产生的所述激光器棱面(1C)的区域中制造凹处(13)，并且所述激光二极管元件(3)在第一主面(1A)处分别构成有接触区域(10)，其中所述接触区域(10)分别延伸直至所述凹处(13)中。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中将所述激光二极管元件(3)在第一主面处分别构成有接触区域(10)和联接层(9)，并且将所述接触区域(10)施加在所述联接层(9)的背离所述半导体层序列(5)的一侧上，并且两个在纵向分离线(y-y’)处直接相邻的激光二极管元件(3)的所述接触区域(10)和/或联接层(9)通过中间空间(12，17)彼此分开，或者连续地构成。
3.根据权利要求2所述的方法，
其中将所述补偿层(8)在施加所述接触区域(10)之前施加到所述联接层(9)上。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，
其中所述补偿层(8)分别伸入到两个联接层(9)之间的中间空间(17)中。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述补偿层(8)由无机材料形成。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其中将所述补偿层(8)沿着所述纵向分离线(y-y’)条形地并且无中断地施加到所述半导体层序列(5)上。
7.根据权利要求1或2所述的方法，
其中将所述激光二极管元件(3)的所述半导体层序列(5)分别构成有脊形结构(11)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
其中将所述补偿层(8)在所述凹处(13)中施加到所述半导体层序列(5)上。
9.根据权利要求1或2所述的方法，
其中通过在所述纵向分离线(y-y’)和横向于所述纵向分离线(y-y’)伸展的横向分离线(x-x’)处折断所述复合件(20)，将所述复合件(20)分割成多个激光二极管(1)。
10.一种激光二极管(1)，所述激光二极管包括：
-半导体本体(7)，所述半导体本体具有衬底(4)和设置在所述衬底(4)上的半导体层序列(5)，所述半导体层序列包括适合于产生电磁辐射的有源区(6)，其中所述半导体本体(7)具有第一主面(1A)和与所述第一主面(1A)相对置的第二主面(1B)和至少一个第一和第二激光器棱面(1C)，所述激光器棱面分别横向于所述第一和第二主面(1A，1B)设置，和
-至少一个结构化的棱面区域(15)，所述棱面区域处于所述第一主面(1A)和两个所述激光器棱面(1C)中的至少一个激光器棱面之间的过渡部处，其中结构化的所述棱面区域(15)具有应变的补偿层(8)和/或凹处(13)，并且其中所述激光二极管在所述第一主面(1A)处具有接触区域(10)，所述接触区域延伸直至所述凹处(13)中。
11.根据权利要求10所述的激光二极管(1)，
所述激光二极管具有脊形结构(11)，所述脊形结构由所述补偿层(8)包覆。
12.根据权利要求10或11所述的激光二极管(1)，
所述激光二极管具有脊形结构(11)，其中所述凹处(13)延伸直至所述脊形结构(11)中。
13.根据权利要求10或11所述的激光二极管(1)，
所述激光二极管(1)具有钝化层(16)，所述钝化层设置在所述补偿层(8)和所述半导体层序列(5)之间。
14.根据权利要求10或11所述的激光二极管(1)，
所述激光二极管(1)具有接触区域(10)，其中结构化的所述棱面区域(15)由所述接触区域(10)至少部分地覆盖。
15.根据权利要求10或11所述的激光二极管(1)，其中所述补偿层(8)是拉伸应变的。
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