CN1677779A - 集成型半导体激光元件及其制造方法 - Google Patents

集成型半导体激光元件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1677779A
CN1677779A CNA2005100084756A CN200510008475A CN1677779A CN 1677779 A CN1677779 A CN 1677779A CN A2005100084756 A CNA2005100084756 A CN A2005100084756A CN 200510008475 A CN200510008475 A CN 200510008475A CN 1677779 A CN1677779 A CN 1677779A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor laser
face
laser device
coated film
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100084756A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100524986C (zh
Inventor
野村康彦
别所靖之
畑雅幸
山口勤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN1677779A publication Critical patent/CN1677779A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100524986C publication Critical patent/CN100524986C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031Edge-emitting structures
    • H01S5/4043Edge-emitting structures with vertically stacked active layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/0201Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
    • H01S5/0202Cleaving
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0233Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/0234Up-side down mountings, e.g. Flip-chip, epi-side down mountings or junction down mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0235Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237Fixing laser chips on mounts by soldering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/028Coatings ; Treatment of the laser facets, e.g. etching, passivation layers or reflecting layers
    • H01S5/0287Facet reflectivity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1039Details on the cavity length
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/1082Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/2004Confining in the direction perpendicular to the layer structure
    • H01S5/2009Confining in the direction perpendicular to the layer structure by using electron barrier layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2206Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials
    • H01S5/221Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials containing aluminium
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/2205Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
    • H01S5/2218Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties
    • H01S5/222Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers having special optical properties having a refractive index lower than that of the cladding layers or outer guiding layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/20Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
    • H01S5/22Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
    • H01S5/223Buried stripe structure
    • H01S5/2231Buried stripe structure with inner confining structure only between the active layer and the upper electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34326Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on InGa(Al)P, e.g. red laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34333Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/30Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/34Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
    • H01S5/343Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/34346Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers
    • H01S5/3436Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser characterised by the materials of the barrier layers based on InGa(Al)P
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4087Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar emitting more than one wavelength

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

提高集成GaN类半导体激光元件与GaP类半导体激光元件的集成型半导体激光元件的激光特性,并实现长寿命化。在接合形成于GaN基板的由氮化物类半导体激光器结构组成的LD1晶片与形成于GaAs基板的由镓磷类半导体激光器结构组成的LD1晶片与形成于GaAs基板的由镓磷类半导体激光器结构组成的LD2晶片的接合工序前,通过蚀刻加工形成氮化物类半导体激光器结构的共振器端面。镓磷类半导体激光器结构的共振器端面在接合工序后通过剪切加工形成。氮化物类半导体激光元件的共振器端面与镓磷类半导体激光元件的共振器端面在共振器的延长方向错位的状态下接合。

Description

集成型半导体激光元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及集成型半导体激光元件及其制造方法,特别是,涉及能够低阈值振荡、高输出动作,且长寿命的集成型半导体激光元件,及其制造方法。
背景技术
近年来,以红色激光器为光源的DVD-ROM、-RAM、-RW、-R等大容量光盘系统正在迅速地扩大市场。进而,对Blu-ray或HD-DVD等以蓝紫色激光器为光源的下一代超大容量光盘系统的期待高涨,其开发正日益盛行。在这些光盘系统中与上一代光盘系统的互换性的确保是重要的。也就是说,在DVD中与CD的互换性,此外,在Blu-ray或HD-DVD中与DVD或CD的互换性成为必要。为此,不同波长(400nm带、650nm带、780nm带)的激光器是必不可少的。
这种互换性,虽然可以通过在一个系统内针对各个波长构筑各个不同光学系统来确保,但是这使成本增高。因此,为了简化光学系统,实现低成本化,从一个元件能够射出不同波长的激光的集成型半导体激光二极管(LD)引人注目。
作为集成型半导体激光器,例如,在特开2002-118331号公报中公开了由AlGaInN类(氮化镓类)材料组成的400nm带激光器与由AlGaInP类(镓磷类)材料组成的650nm带激光器所接合的集成型半导体激光器。关于这种以外的集成型半导体激光器,在以下进行说明。
图1是由AlGaInN类(氮化镓类)材料组成的400nm带激光器与由AlGaInP类(镓磷类)材料组成的650nm带激光器所接合的集成型半导体激光器的俯视图。
在此一元件中,在蓝宝石基板3301上叠层氮化镓类半导体层而成的400nm带半导体激光元件LD 3310与在GaAs基板3321上叠层镓磷类半导体层而成的650nm带半导体激光元件LD 3330,经由由金属等导电性材料组成的接合材料3341接合。LD3310和LD3330是例如脊形波导型。
图2是图1中所示的LD 3310的Y-Z剖视图。LD 3310在蓝宝石基板3301上叠层n侧接触层3401、n侧包敷层3402、发光层3403、p侧包敷层3404和p侧接触层3405而成。这些各层3401~3405由氮化镓类半导体组成。p侧接触层3405和p侧包敷层3404的一部分区域被去除到p侧包敷层3404的中途,形成脊部。而且,在前述脊部的侧面和p侧包敷层3404上形成具有电流阻挡层的功能的介电体膜3406。进而,在前述脊部上,形成p侧欧姆电极3311与p侧衬垫(pad)电极3312。此外,在LD 3310上,在一部分区域去除到n侧接触层3401的中途而成的n侧电极形成区域上,形成n侧欧姆电极3351与n侧衬垫电极3352。
另一方面,图3是图1中所示的LD 3330的Y-Z剖视图。LD 3330在GaAs基板3321上叠层n侧包敷层3501、发光层3502、p侧包敷层3503和p侧接触层3504而成。这些各层3501~3504由镓磷类半导体组成。p侧接触层3504和p侧包敷层3503的一部分区域去除到p侧包敷层3503的中途,形成脊部。而且,在前述脊部的侧面和p侧包敷层3503上形成具有电流阻挡层的功能的介电体膜3505。进而,在前述脊部上,形成p侧欧姆电极3331与p侧衬垫电极3332。此外,在GaAs基板3321的背面上形成n侧欧姆电极3361与n侧衬垫电极3362。
这些LD 3310与LD 3330经由接合材料3341接合,制作图1中所示的集成型半导体激光元件。这里,各自的p侧衬垫电极3312、3332因为靠导电性的接合材料3341连接而成为同电位,LD 3310的p侧衬垫电极3312被用作共用电极。而且,通过电流流过p侧衬垫电极3312与n侧衬垫电极3352间使LD 3310动作,射出400nm带激光。此外,通过电流流过p侧衬垫电极3312与n侧衬垫电极3362间使LD 3330动作,射出650nm带激光。
可是,因为在使LD 3310的脊部延长的方向与LD 3330的脊部延长的方向正确地与结晶学上的方位一致的同时接合LD3310和LD3330是困难的,故在同时形成它们的共振器面的现有的方法中,在双方的元件中形成平坦的共振器面是极其困难的。因而,如果如图1中所示按照构成LD 3330的半导体的晶体解理面形成共振器面,则在LD 3310的共振器面上出现起因于凹凸的多个条纹。下面,参照图4~图9,示出现有的集成型半导体激光器的制造过程之一例,借此就这一点详细地进行说明。
首先,如图4中所示,在蓝宝石基板3301上叠层氮化镓类半导体各层3401~3405。接着如图5中所示,用通常的光刻技术与蚀刻技术,形成条状的脊部3701,并且在想要的区域上形成介电体膜3406、p侧欧姆电极3311和p侧衬垫电极3312。
另一方面,如图6中所示,在GaAs基板3321上叠层镓磷类半导体各层3501~3504。接着如图7中所示,用通常的光刻技术与蚀刻技术,形成条状的脊部3901,并且在想要的区域上形成介电体膜3505、p侧欧姆电极3331和p侧衬垫电极3332。
而且,如图8中所示,p侧衬垫电极3312、3332相对,用接合材料3341,接合各自的晶片。此时,接合成使相互的条状的脊部延长方向正确地平行是困难的。此一情形示于图9的示意的平面图。如图所示,因为相互的脊部(3701和3901)的延长方向从平行位置错位,故产生Δθ的误差(角度位错)。也就是说,成为结晶学上的方位相互错位。因而,进行这种接合后,如果例如从晶体解理面形成共振器,则在双方的元件上得到平坦的晶体解理面是不可能的。结果,在图1中所示的现有的集成型半导体激光元件中,在一方的元件(LD 3310)的共振器面上发生凹凸。
这样一来,在现有的集成型半导体激光元件中,在集成化后的整个元件中,形成成为理想的平坦的共振器面是极其困难的。如果在共振器面上发生凹凸则因为在元件内波导的光发生散射,故激光振荡变得困难,这招致阈值电流的增大。此外,存在着因凹凸使端面上的非发光中心增加,端面上的光吸收增加的危险。结果,存在着端面劣化,高输出动作变得困难的危险。进而,这些因素对激光元件的寿命有不良影响。
此外,在图1中所示的前述集成型半导体激光元件中,AlGaInN类激光器与AlGaInP类激光器相互对着接合。因为AlGaInN类材料与AlGaInP类材料的热膨胀系数大不相同,而且,具有不同的结晶结构(AlGaInN类材料具有纤维锌矿结构,AlGaInP类材料具有闪锌矿结构),存在着因驱动一方的激光器时的发热,在另一方的激光器中产生很大变形的危险。结果,存在着对这些激光器的寿命有不良影响的危险。
发明内容
本发明是鉴于这种问题而成,其目的在于提供一种能够低阈值振荡、高输出动作,且寿命长的集成型半导体激光元件及其制造方法。
上述目的可以这样来实现,即共振器长相互不同的第一半导体激光元件与第二半导体激光元件大致平行于共振器延长方向,而且,激光的射出端面与反射端面的至少一方在上述延长方向上以错位的状态接合。
如果用这种构成,则因为一方的激光元件的共振器长比另一方的激光元件的共振器要短,故在接合部处,在具有前述短的共振器的激光元件的共振器端面附近有空隙。结果,即使因驱动另一方的激光元件而产生温度上升,也可以大幅度地抑制赋予前述具有短的共振器长的激光元件的变形。
此外,通过像这样使第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的共振器长相互不同,在接合它们而成的集成型半导体激光元件中,即使因驱动一方的激光元件而产生温度上升,也因为温度上升最显著的端面的位置不在同一面上,故可以大幅度地抑制赋予另一方的元件的变形。结果,可以大幅度地改善集成型半导体激光元件的寿命。
此外,上述目的可以这样来实现,即在包括第一基板上形成多个第一半导体激光器结构而形成第一晶片的第一晶片形成工序、在第二基板上形成多个第二半导体激光器结构而形成第二晶片的第二晶片形成工序的集成型半导体激光元件的制造方法中,在接合前述第一晶片与前述第二晶片的接合工序之前,设置在前述第一晶片的第一半导体激光器结构中形成激光射出侧和反射侧的至少一个共振器端面的共振器端面形成工序。
如果用这种方法,则由于可以在接合晶片之前使第一半导体激光元件用共振器端面符合构成第一半导体激光器结构的结晶方位而形成激光的射出侧和反射侧中的至少一方的共振器端面,所以可以得到具有平坦的共振器端面的第一半导体激光元件。结果,可以把第一半导体激光元件制造成能够低阈值振荡、高输出动作,且长寿命的集成型半导体激光元件。
此外,前述第一和第二半导体激光元件的射出端面为错位的状态。
如果用这种构成,则由于在一方的半导体激光元件驱动时,从温度上升最显著的激光射出侧的共振器端面向另一方的半导体激光元件的射出侧的共振器端面的热传导受到抑制所以可以大幅度地改善集成型半导体激光元件的寿命。
此外,前述共振器的反射端面也在上述延长方向上以错位的状态下接合。
如果用这种构成,则由于在一方的半导体激光元件驱动时,从激光射出侧的共振器端面的下一温度上升显著的激光反射侧的共振器端面向另一方的半导体激光元件的激光反射侧的共振器端面的热传导受到抑制,所以可以大幅度地改善集成型半导体激光元件的寿命。
此外,前述第一半导体激光元件与前述第二半导体激光元件的半导体材料不同。
如果用这种构成,则在第一半导体激光元件与第二半导体激光元件由不同的半导体材料来构成的场合,因为热膨胀系数相互不同,故如果因驱动一方的半导体激光元件而产生温度上升,则存在着给予另一方的元件很大变形的危险。即使在这种场合,如果用本发明则因为温度上升最显著的端面的位置不在相互同一面上,故前述变形抑制效果变得更显著。结果,集成型半导体激光元件的寿命改善效果变得更加显著。
此外,前述第一半导体激光元件与前述第二半导体激光元件具有不同的结晶结构。
如果用这种构成,则虽然在第一半导体激光元件与第二半导体激光元件具有不同的结晶结构的场合,存在着产生更大变形的危险,但是如果用本发明则因为温度上升最显著的端面的位置不在相互同一面上,故前述变形抑制效果变得更显著。结果,集成型半导体激光元件的寿命改善效果变得更显著。
此外,前述第一半导体激光元件或前述第二半导体激光元件的任一个为氮化物类半导体。
如果用这种构成,则因为氮化物类半导体具有与具有闪锌矿结构的镓砷类、镓磷类、铟磷类等其他半导体激光器不同的纤维锌矿结构,故在通过接合把含有氮化物类半导体激光器的半导体激光器与其他半导体激光器集成化的场合,容易发生变形。因而,在这种场合,本发明的前述变形抑制效果可以更显著地取得。结果,集成型半导体激光元件的寿命改善效果变得更显著。特别是,沿c轴方向((0001)结晶面)叠层的氮化物类半导体激光器在所谓压电电场的导致变形的电场内,因电场而在元件内部具有电子与空穴在空间上容易分离的性质。因此,发光再接合变得难以发生。如果通过驱动与氮化物类半导体激光器一同集成化的另一方的激光元件而产生温度上升,则存在着赋予氮化物类半导体激光元件很大的变形的危险。结果存在着压电电场增大,发光再接合变得更加难以发生的危险。即使在这种场合,如果用本发明则因为温度上升最显著的端面的位置不在相互同一面上,故前述变形抑制效果可以更显著地取得。结果,除了集成型半导体激光元件的寿命改善效果变得更加显著外,可以防止阈值电流的增大或发光效率的降低等元件特性的劣化。
此外,前述第一半导体激光元件由氮化物类半导体组成,在前述第一半导体激光元件的射出端面上按顺序形成第一涂敷(coat)膜与第二涂敷膜,在前述第二半导体激光元件的射出端面上仅形成第二涂敷膜。
如果用这种构成,则由于可以把对第一半导体激光元件与第二半导体激光元件的共振器面的涂敷膜分别设定成最佳的反射率,所以可以使集成化的各个元件的特性最佳。
此外,在前述共振器端面形成工序中所形成的至少一个共振器端面为激光射出侧的共振器端面。
如果用这种构成,则由于可以高精度地加工第一半导体激光元件中最要求平坦性的激光射出侧的共振器端面,所以可以得到激光特性优良的集成型半导体激光元件。
此外,在前述共振器端面形成工序中,通过蚀刻形成共振器端面。
如果用这种方法,则如果通过蚀刻形成共振器端面,则可以容易地形成平坦的共振器端面。
此外,在前述共振器端面形成工序之后在前述接合工序之前,设置在所形成的共振器端面上形成第一涂敷膜的第一涂敷膜形成工序,在前述接合工序之后,
设置第二涂敷膜形成工序,在前述第一涂敷膜上与前述第二晶片的第二半导体激光器结构中所形成的共振器端面上形成第二涂敷膜。
如果用这种方法,则由于预先在第一半导体激光元件上形成涂敷膜,所以可以与对第二半导体激光元件的共振器端面的涂敷膜形成独立地控制反射率。结果,第一半导体激光元件与第二半导体激光元件可以分别设定成最佳的反射率。
此外,前述第一基板与第二基板具有不同的材料或不同的面方位。
在这种场合,阈值电流的降低、光输出的增大效果可以更显著地取得。
此外,前述第一半导体激光器结构与第二半导体激光器结构由不同的半导体材料组成。
在这种场合,阈值电流的降低、光输出的增大效果可以更显著地取得。
此外,在前述接合工序之后进行设在第一和第二半导体激光元件上的n侧欧姆电极与n侧衬垫电极的电极形成工序,在电极形成工序之前,设置与前述第一和第二半导体激光器结构所形成的面反对面的研磨工序。
如果用这种方法,则由于接合后的晶片一方比第一晶片和第二晶片单独地研磨更具有厚度,具有强度,所以防止研磨引起的破损,可以提高制品成品率。
附图说明
图1是现有的由氮化镓类材料与镓磷类材料组成的半导体激光元件的俯视图。
图2是图1的由氮化镓类材料组成的半导体激光元件的剖视图。
图3是图1的由镓磷类材料组成的半导体激光元件的剖视图。
图4是说明现有的集成型半导体激光元件的制造方法的工序图(之一)。
图5是说明现有的集成型半导体激光元件的制造方法的工序图(之二)。
图6是说明现有的集成型半导体激光元件的制造方法的工序图(之三)。
图7是说明现有的集成型半导体激光元件的制造方法的工序图(之四)。
图8是说明现有的集成型半导体激光元件的制造方法的工序图(之五)。
图9是说明现有的集成型半导体激光元件的制造方法的工序图(之六)。
图10是表示根据本发明的集成型半导体激光元件的第一实施方式的结构的示意的俯视图。
图11是上述第一实施方式的示意的剖视图。
图12是图10、图11的集成型半导体激光元件的俯视图。
图13是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD1晶片的制造方法的工序图(之一)。
图14是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD1晶片的制造方法的工序图(之二)。
图15是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD1晶片的制造方法的工序图(之三)。
图16是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD1晶片的制造方法的工序图(之四)。
图17是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD1晶片的制造方法的工序图(之五)。
图18是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD1晶片的制造方法的工序图(之六)。
图19(a)~(c)是形成上述实施方式LD1的共振器端面的工序图。
图20是上述实施方式的LD1晶片的剖视图。
图21是上述实施方式的LD1晶片的俯视图。
图22是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD2晶片的制造方法的工序图(之一)。
图23是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD2晶片的制造方法的工序图(之二)。
图24是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD2晶片的制造方法的工序图(之三)。
图25是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD2晶片的制造方法的工序图(之四)。
图26是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD2晶片的制造方法的工序图(之五)。
图27是说明上述实施方式的集成型半导体激光元件的LD2晶片的制造方法的工序图(之六)。
图28是说明上述实施方式的LD1晶片与LD2晶片的接合工序的剖视图。
图29是上述实施方式的集成型半导体激光元件的分离工序的工序图(之一)。
图30是上述实施方式的集成型半导体激光元件的分离工序的工序图(之二)。
图31是根据本发明的集成型半导体激光元件的第二实施方式中的LD1的形成对共振器端面的第一端面涂敷膜的工序图(之一)。
图32是根据本发明的集成型半导体激光元件的第二实施方式中的LD1的形成对共振器端面的第一端面涂敷膜的工序图(之二)。
图33是根据本发明的集成型半导体激光元件的第二实施方式中的LD1的形成对共振器端面的第一端面涂敷膜的工序图(之三)。
图34是上述实施方式中的在LD1的第一端面涂敷膜上形成第二端面涂敷膜的工序图(之一)。
图35是上述实施方式中的在LD1的第一端面涂敷膜上形成第二端面涂敷膜的工序图(之二)。
图36是上述实施方式中的对LD2的形成对共振器端面的第二涂敷膜的工序图。
图37是根据本发明的集成型半导体激光元件的第3实施方式中的LD1和LD2的形成n型欧姆电极、n型衬垫电极的工序图(之一)。
图38是根据本发明的集成型半导体激光元件的第3实施方式中的LD1和LD2的形成n型欧姆电极、n型衬垫电极的工序图(之二)。
图39是根据本发明的集成型半导体激光元件的第3实施方式中的LD1和LD2的形成n型欧姆电极、n型衬垫电极的工序图(之三)。
图40是根据本发明的集成型半导体激光元件的第3实施方式中的LD1和LD2的形成n型欧姆电极、n型衬垫电极的工序图(之四)。
图41是根据本发明的集成型半导体激光元件的第3实施方式中的LD1和LD2的形成n型欧姆电极、n型衬垫电极的工序图(之五)。
具体实施方式
下面,用附图就根据本发明的集成型半导体激光元件的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图10是表示根据本发明的集成型半导体激光元件的第一实施方式的结构的示意的俯视图。图11是其示意的剖视图。此一集成型半导体激光元件是由氮化镓类半导体组成的400nm带半导体激光元件LD1与由镓磷类半导体组成的650nm带半导体激光元件LD2靠接合材料100接合、集成化而成。
LD1具有如下的结构。在厚度大约70μm的n型GaN(0001)基板101上形成具有大约1μm的膜厚的由Al0.01Ga0.99N组成的无掺杂的n型层102。在n型层102上形成具有大约1μm的膜厚的由Al0.07Ga0.93N组成的n型包敷(clad)层103。在n型包敷层103上形成由具有多重量子阱(MQW)结构的MQW活性层与光导层以及载流子阻挡层组成的发光层104。此一发光层104具有由具有大约3.5nm的膜厚的由无掺杂的InxGal-xN组成的三个量子阱层与具有大约20nm的膜厚的由无掺杂的InyGal-yN组成的三个量子壁垒层交互叠层而成的MQW活性层。这里,x>y,x=0.15,y=0.05。
在此一MQW活性层的上面,按顺序形成具有大约0.1μm的膜厚的由无掺杂的In0.01Ga0.99N组成p侧光导层与具有大约20nm的膜厚的由Mg掺杂的Al0.25Ga0.75N组成的p侧载流子阻挡层。此外,在MQW活性层下面,形成由无掺杂的Al0.25Ga0.75N组成的n侧载流子阻挡层,这些氮化镓类半导体各层构成发光层104。
在发光层104上,形成具有突出部的由Mg掺杂的Al0.07Ga0.93N组成的p型包敷层105。此一p型包敷层105的突出部106的膜厚为大约0.4μm,突出部106以外的区域的膜厚为大约0.05μm。
在p型包敷层105的突出部106的上面上,形成具有大约3nm的膜厚的由In0.01Ga0.99N组成p侧接触层107。由p型包敷层105的突出部106和p侧接触层107来构成脊部108。这里,脊部108的宽度为大约1.5μm。
在脊部108的侧面与p型包敷层105的平坦部的上面上形成由大约0.2μm的SiO2组成的介电体膜109。此一介电体膜109具有作为电流仅注入脊部108,并且控制元件的横向折射率差的电流阻挡层的功能。
此外,在脊部108的上面上,也就是,在p侧接触层107的上面上,从下层向上层,具有大约1nm的厚度的Pt层、具有大约100nm的厚度的Pd层、具有大约240nm的厚度的Au层、具有大约240nm的厚度的Ni层组成的p侧欧姆电极110形成为条状(细长状)。此外,在p侧欧姆电极110的上面和介电体膜109的上面上,以与p侧欧姆电极110的上面接触的方式,从下层向上层,形成由具有大约100nm的厚度的Ti层、具有大约150nm的厚度的Pt层、和具有大约3μm的厚度的Au层组成的p侧衬垫电极111。
此外,在n型GaN基板101的背面上,按从靠近n型GaN基板101的背面的顺序,形成由具有大约6nm的厚度的Al层、具有大约2nm的厚度的Si层、具有大约10nm的厚度的Ni层、和具有大约100nm的厚度的Au层组成的n侧欧姆电极112(在图10中省略)。在n侧欧姆电极112的背面上,按从靠近n侧欧姆电极112的顺序,形成由具有大约10nm的厚度的Ni层、和具有大约700nm的厚度的Au层组成的n侧衬垫电极113(在图10中省略)。
另一方面,图10和图11中所示的LD2具有如下的结构。在厚度大约100μm的n型GaAs(001)基板201上形成具有大约1μm的厚度的由(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5组成的n型包敷层203。再者,虽然在本实施方式中,直接在基板上形成n型包敷层203,但是也可以经由由n型GaAs,或n型GaInP等组成的缓冲层形成n型包敷层203。
在n型包敷层203上,形成具有由MQW结构的MQW活性层与光导层组成的发光层204。此一发光层204具有由具有大约5nm的膜厚的由(AlaGa1-a)0.5In0.5P组成的三个量子阱层与具有大约5nm的膜厚的由(AlbGa1-b)0.5In0.5P组成的四个量子壁垒层交互叠层而成的MQW活性层。这里,a<b,a=0,b=0.5。
在此一MQW活性层的上面,形成具有大约60nm的膜厚的由无掺杂的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P组成的p侧光导层。此外,在MQW活性层下面,形成具有大约60nm的膜厚的由无掺杂的(Al0.5Ga0.5)0.5In0.5P组成的p侧光导层,这些镓磷类半导体各层构成发光层204。
在发光层204上,形成具有突出部的由Mg掺杂的(Al0.7Ga0.3)0.5In0.5P组成的p型包敷层205。此一p型包敷层205的突出部206的膜厚为大约1.2μm,突出部206以外的区域的膜厚为大约0.2μm。
在p型包敷层205的突出部206的上面上,形成具有大约0.3μm的膜厚的由GaAs组成p侧接触层207。由p型包敷层205的突出部206和p侧接触层207来构成脊部208。这里,脊部208的宽度为大约2.0μm。
在脊部208的侧面与p型包敷层205的平坦部的上面上形成由大约0.2μm的SiO2组成的介电体膜209。此一介电体膜209具有作为电流仅注入脊部208,并且控制元件的横向折射率差的电流阻挡层的功能。
此外,在脊部208的上面上,也就是,在p侧接触层207的上面上,由Au与Zn组成的p侧欧姆电极210形成为条状(细长状)。此外,在p侧欧姆电极210的上面和介电体膜209的上面上,以与p侧欧姆电极210的上面接触的方式从下层向上层,形成由具有大约100nm的厚度的Ti层、具有大约150nm的厚度的Pt层、和具有大约3μm的厚度的Au层组成的p侧衬垫电极211。
此外,在n型GaAs基板201的背面上,形成由Au与Ge组成的n侧欧姆电极212(在图10中省略)。在n侧欧姆电极212的背面上,按从靠近n侧欧姆电极212的顺序,形成由具有大约10nm的厚度的Ni层、和具有大约700nm的厚度的Au层组成的n侧衬垫电极213(在图10中省略)。
再者,上述上层、上面等描述,相对晶片接合前,把从基板向半导体侧的方向定义成‘上’。(‘下’与此相反)。此外,所谓背面,定义成同样对晶片接合前的基板,与叠层半导体层的(结晶生长的)方向相反侧的面。
图12是图10和图11中所示的集成型半导体激光元件的俯视图。为了图的简化,仅把在以下的说明中必要的部分赋予与图10及图11同一标号并用虚线示出。
LD1的共振器端面301、302在晶片接合前从上面侧用光刻技术与干蚀刻技术相对GaN基板101表面大致垂直地形成。这里,所谓共振器端面301、302是指光被闭入而往复运动的区间的端面。干蚀刻技术可以利用例如用Cl2气体的RIE(Reactive Ion Etching)法。此时的共振器长(一对共振器端面301、302间的距离)为大约600μm。此时,脊部108的延长方向(与p侧欧姆电极110的延长方向一致),通过光刻技术,可以几乎与GaN基板101的结晶学的面方位一致。进而,由于可以以此一脊部108的延长方向为基准形成共振器端面301、302,所以可以与想要的结晶学上的方位一致地形成共振器端面301、302。结果,可以得到平坦的共振器端面301、302。
另一方面,LD2的共振器端面311、312,在接合相互的晶片后,通过劈开所接合的晶片来形成。这里,在此一接合中,可以用例如由Au与Sn组成的焊锡作为接合材料100。再者,LD2的共振器长为大约800μm。
LD2的脊部208的延长方向(与p侧欧姆电极210的延长方向一致),通过光刻技术,可以几乎与GaAs基板201的结晶学上的面方位一致。此外,由于可以在前述晶体解理面处,以此一脊部208的延长方向为基准形成共振器端面311、312,所以可以在与想要的结晶学上的方位一致地形成共振器端面311、312。结果,可以得到平坦的共振器端面311、312。
LD1与LD2如图12中所示,LD1的共振器端面301与LD2的共振器端面311在共振器延长方向上仅位错距离t1,LD1的共振器端面302与LD2的共振器端面312仅在共振器延长方向上位错距离t2地接合。此外,在本实施方式中,LD1与LD2接合成距离t1与距离t2都等于100μm。
这样一来,如果用本发明,则由于把以各基板101、102的结晶学上的方位为基准形成有LD1与LD2的共振器端面301、302、311、312的脊部108、208的延长方向作为基准,可以独立地控制,所以在晶片接合工序中,即使产生角度错位,也可以分别与想要的结晶学上的方位一致地形成共振器端面301、302、311、312。
因而,共振器端面301、302、311、312的平坦性提高,可以谋求阈值电流的降低、光输出的增大、元件的长寿命化。
此外,图10、图11和图12中所示的第一实施方式产生的集成型半导体激光元件中,集成化具有纤维锌矿结构的氮化镓类半导体激光元件LD1与具有闪锌矿结构的镓磷类半导体激光器LD2。而且,如图10的俯视图和图12中所示,LD1的共振器长比LD2的共振器长要短,在LD1的共振器端面310、302附近分别有空隙部303、304。
这里,例如在驱动LD2的场合LD2的发光层204的温度上升。特别是,在共振器端面311、312附近,因为光密度高,故温度上升是显著的。与此一发热同时,LD2热膨胀。此外,发生的热量经由脊部208、p侧接触层207、p侧欧姆电极210、p侧衬垫电极211和接合材料100传递到LD1。结果,LD1的元件温度上升,并且LD1也热膨胀。这里,虽然因为氮化镓类材料与镓磷类材料如上所述结晶结构不同,此外,热膨胀系数也大不相同,故存在着LD1中发生变形的危险,但是因为在LD1的共振器端面301、302附近有空隙部303、304,故加在LD1上的变形量比起集成化共振器长相同的半导体激光元件的现有的集成型半导体激光元件(在共振器端面附近没有空隙部)来可以大幅度地降低。结果,可以大幅度地改善LD1的元件寿命。
此外,因为LD1的共振器端面301、302与LD2的共振器端面311、312不在同一面上,故在驱动一方的元件时从该元件的温度最高的共振器端面热传递到另一方的元件的共振器端面变得很难。结果,可以大幅度地改善LD1的元件寿命。
特别是,由于在本实施方式中,LD1的氮化物类半导体各层102~105、107在c轴方向((0001)结晶面)上叠层,所以本来就内在有称为压电电场的变形导致的电场,因此具有由该电场而使电子与空穴容易空间上分离的性质。因此,成为发光再接合不容易发生的状态。进而,如上所述,在发生驱动LD2引起的温度上升的场合,存在着引起LD1中更多的变形的危险。但是,因为LD2的温度上升最显著的共振器端面311、312的位置与LD1的共振器端面301、302的位置相互不在同一面上,故LD1的变形量比起共振器端面在同一面上的现有的集成型半导体激光元件来可以大幅度地降低。结果,除了集成型半导体激光元件的寿命改善效果更加显著外,可以防止阈值电流的增大或发光效率的降低等元件特性的劣化。
接下来,用图13至图30,说明本实施方式中的集成型半导体激光元件的制造方法。
首先,如图13中所示,在厚度约400μm的GaN(0001)基板101上,通过例如MOCVD(金属有机化学气相沉积)法使氮化镓类半导体各层102~105、107生长。接着,如图14中所示在接触层107上例如通过真空蒸镀法形成p侧欧姆电极110。
在p侧欧姆电极110的几乎整个面上形成SiO2层后,如图15中所示,用通常的光刻法形成沿(1-100)方向延伸的条状的由SiO2层组成的掩模601。
然后,如图16中所示,通过例如用Cl2气体的RIE法,进行蚀刻,形成脊部108。进而,通过例如氟酸类蚀刻暂时去除此一SiO2掩模后,在晶片的几乎整个面上形成SiO2膜(未画出)。然后,通过去除位于脊部上方的部分的SiO2膜,如图17中所示,形成由SiO2组成的介电体膜109。
然后,如图18中所示,形成p侧衬垫电极111以覆盖由SiO2组成的介电体膜109的开口部后,研磨GaN基板101的背面侧,在此一背面上形成n侧欧姆电极112和n侧衬垫电极113。
图19(a)~(c)是表示蚀刻进行的端面形成的工序的图,是俯视图(b)及其A-A′剖视图(a)与B-B′剖视图(c)。形成具有用来形成共振器端面的矩形区域的开口部1000的由SiO2组成的端面形成用掩模1001,以此作为掩模,通过用例如Cl2气体的RIE法,进行蚀刻达到n型层102的上面,借此形成共振器端面。这里,由于矩形的开口部1000可以以脊部108延长的方向((1-100)结晶面)为基准进行对准,所以可以形成与结晶学上的方位一致的共振器端面。此外,虽然在本实施方式中,达到n型层102的上面地进行蚀刻,但是为了形成共振器端面,只要蚀刻到n侧包敷层103的中途就可以了。但是,由于n侧包敷层103的Al组成,比n型层102的高,所以像本实施方式这样,形成达到Al组成低于n侧包敷层103的n型层102的上面的共振器端面为优选。
图20是像这样所制造的LD1晶片的从对应于图10的俯视图的x轴方向的方向看的剖视图,图21是LD1晶片的俯视图。
图22~图27是用来说明LD2晶片的制造过程的图,除了以下方面外与LD1同样地制造。也就是说,在研磨厚度大约400μm的GaAs基板201的背面后,除规定的区域外形成LD2的n侧欧姆电极212和n侧衬垫电极213。
这样一来,所制造的LD1晶片和LD2晶片的接合工序说明于下。
首先,如图28中所示p侧衬垫电极111和211相互相向地用接合材料100接合。在本实施方式中,作为接合材料用AuSn合金来接合。在此一工序中,可以用其他金属材料,或Ag糊剂等含有导电性材料的糊剂,进而,可以用导电性树脂等。此外,也可以在p侧衬垫电极111和211相互相向地使LD1晶片与LD2晶片接触的状态下,在氢气环境,或者氮气或氩气等非活性气体环境,进而含有氧气的环境中通过加热进行接合。
接着如图29中所示,在LD2的n侧衬垫电极213的与GaAs基板201相反侧的面上形成由SiO2组成的掩模2001。
然后,以此为掩模,例如,通过依次用王水、氨与过氧化氢的混合液、氟酸类蚀刻剂,从GaAs基板201的背面侧蚀刻GaAs基板201、半导体各层203~205、207、介电体膜209、接合材料100,如图30中所示形成直到LD1的p侧衬垫电极111的开口部2100。像这样接合有LD1与LD2的晶片,分离成各含有一个LD1与LD2的元件,可以得到图10~图12中所示的集成型半导体激光元件。
(第二实施方式)
用图31~图36说明第二实施方式。在本实施方式中,分别独立地优化LD1与LD2的激光射出侧端面(‘射出端面’)的反射率。图31是表示接着图19(a)~(c)中所示的在LD1上形成开口部1000,露出共振器端面的工序之后,形成第一端面涂敷膜的工序的图。此一图,是对应于图19(c)的剖视图。
形成LD1的射出侧共振器端面2201后,用例如氟酸类蚀刻剂去除共振器端面形成用SiO2掩模2202(图32)。再者,射出侧共振器端面2201是‘半导体激光元件的射出端面’之一例。然后,如图33中所示,此一第一端面涂敷膜2401在共振器端面上成为膜厚大约73nm。从LD1晶片的上面侧通过例如等离子体CVD法堆积由SiO2膜组成的第一端面涂敷膜2401。
接着,如图34中所示,用例如氟酸类蚀刻剂去除第一端面涂敷膜2401的规定区域,从而露出LD1的p侧衬垫电极111。
进而,如图30中所示,接合LD1晶片与LD2晶片,通过蚀刻从LD2晶片的GaAs基板侧设置开口部2100后,通过在图34中的单点划线所示的位置处劈开,得到含有多个集成型半导体激光元件的条。
然后,如图35中所示,从LD1的激光射出侧共振器端面2201侧(LD1的前端面),通过例如真空蒸气沉积法堆积膜厚110nm的由SiO2组成的第二端面涂敷膜2601。结果,在LD1的前端面上所形成的SiO2的总膜厚成为183nm,此时的反射率可以成为大约7%。
另一方面,如图36中所示,因为在此时的LD2的前端面上,仅堆积了膜厚110nm的由SiO2组成的第二端面涂敷膜2601,故LD2的前端面的反射率也可以成为与LD1几乎相同的大约7%。
这里,因为在现有的方法中,在通过劈开集成化各个激光元件的晶片所得到的条的前端面上对LD1与LD2同时施以同一的端面涂敷膜(在本实施方式中,对应于第二涂敷膜),故对各个元件施以最佳的端面覆盖是困难的。例如,在对应于本实施方式的场合,在劈开后从由110nm的SiO2组成的端面涂敷膜同时堆积于LD1的前端面和LD2的前端面。因而,LD2的前端面的反射率成为大约7%,另一方面,LD1中的前端面的反射率成为大约12.3%,提高来自LD1的射出光变得困难。
在本实施方式中,如上所述由于LD1也好LD2也好可以把前端面的反射率作成大约7%,所以可以在各自的激光器上施以最佳的端面覆盖,每个元件高输出动作都变得容易。
再者,虽然在本实施方式中,第一端面涂敷膜2401与第二端面涂敷膜2601全都由SiO2来构成,但是可也以由不同的材料来构成这些的材料。这样一来,通过用不同的材料来构成第一端面涂敷膜2401与第二端面涂敷膜2601,可以更容易地使各个激光元件的前端面的反射率优化。例如,在LD1的前端面上作为第一端面涂敷膜施以膜厚105nm的SiO2组成的端面覆盖,从LD1晶片与LD2晶片接合后形成的条的前端面侧堆积膜厚77nm的Al2O3,借此可以使LD1和LD2的前端面的反射率全都成为大约7%。
再者,就反射侧共振器端面(后端面)即‘反射端面’而言也是与本实施方式同样可以在LD1与LD2的后端面上同样地分别控制端面涂敷膜的膜厚而形成。
在后端面的涂敷膜上,例如,可以使用交互叠层Al2O3层与无定形硅层的多层膜、交互叠层SiO2层与SiN层的多层膜、交互叠层SiO2层与TiO2层的多层膜。通过此一膜厚的控制,可独立地控制LD1与LD2的反射率。
(第3实施方式)
虽然在上述第一、二实施方式中,如图28中所示,示出通过研磨等减薄LD1个LD2的各基板背面,在基板侧形成n侧欧姆电极、n侧衬垫电极后,接合相互的晶片(LD1晶片与LD2晶片)的例子,但是在本实施方式中,与此不同,在接合相互的晶片后,通过研磨等减薄该晶片的基板,在基板背面上形成n侧欧姆电极、n侧衬垫电极。
图37~图41是用来说明此一过程的示意的剖视图。
图37是接合前的LD1晶片,直到图17中所示的工序,与第一实施方式完全同样地制造,然后覆盖介电体膜109的开口部地在p侧欧姆电极110上形成p侧衬垫电极111,借此来制作。
图38是接合前的LD2晶片,直到图26中所示的工序,与第一实施方式完全同样地制造,然后覆盖介电体膜209的开口部地在p侧欧姆电极210上形成p侧衬垫电极211,借此来制造。
然后,p侧衬垫电极111和211相互相向地相互接合图37和图38的晶片。此一接合工序,与第一实施方式同样,作为接合材料用AuSn合金来接合。此外,可以用其他金属材料,或Ag糊剂等含有导电性材料的糊剂,进而,可以用导电性树脂等。此外,也可以在p侧衬垫电极111和211相互相向地使LD1晶片与LD2晶片接触的状态下,在氢气环境,或者氮气或氩气等非活性气体环境,进而含有氧气的环境中通过加热进行接合。
所接合的LD2晶片接着研磨基板201的背面侧(与接合面反对侧),或者通过湿蚀刻等使基板厚度减薄到大约80μm。然后如图39中所示在LD2晶片的基板201的背面上形成在LD1的p侧衬垫电极111的上方有开口部的SiO2掩模3001。进而,与第一、二实施方式同样,以此为掩模,例如,通过依次用王水、氨与过氧化氢的混合液,氟酸类蚀刻剂,从GaAs基板201的背面侧蚀刻GaAs基板201、半导体各层203~205、207、介电体膜209、接合材料100,与图30同样地形成直到LD1的p侧衬垫电极111的开口部。然后,去除SiO2掩模3001,如图40中所示,在LD2的GaAs基板201的背面上的规定的区域上依次形成n侧欧姆电极212与n侧衬垫电极213。
在下一道工序中,从LD1晶片的GaN基板101的背面侧通过研磨或蚀刻等使基板厚度减薄到大约60μm,如图41中所示,在LD1晶片的基板背面上依次形成n侧欧姆电极112与n侧衬垫电极113。
像这样LD1与LD2所接合的晶片,被每个元件各含有一个LD1与LD2地元件分离,可以得到图10~图12中所示的集成型半导体激光元件。
在第一、二实施方式中,由于在通过研磨、蚀刻等把LD1晶片和LD2晶片薄膜化后进行接合工序,所以如果过分减薄前述LD1和LD2晶片则在此一接合工序中存在着晶片变得容易破裂这样的问题。另一方面,在本实施方式中,由于在接合LD1晶片和LD2晶片后进行通过基板的研磨、蚀刻等的薄膜化工序,所以比起第一、二实施方式来可以设定得薄些。
此外,由于在本实施方式的接合工序中,作为LD1的基板用透明的GaN基板101,而且在接合工序中,在LD1晶片背面上不形成n侧欧姆电极和n侧衬垫电极,所以可以从GaN基板101背面侧通过半导体各层102~105、107、介电体膜109,观察LD1晶片的p侧欧姆电极110和p侧衬垫电极111。因而从GaN基板101背面侧通过半导体各层102~105、107、介电体膜109,可以确认LD1晶片的脊部108也就是发光区域。
除此之外,通过用透明的材料作为接合材料100,从LD1晶片的基板101背面侧通过半导体各层102~105、107、介电体膜109可以观察LD2晶片的p侧衬垫电极211的位置。因而,从LD1晶片的基板101背面侧通过半导体各层可以确认LD2晶片的脊部208也就是发光区域。
或者,不是在LD1晶片和LD2晶片的接合面上的整个面上,而是仅在一部分区域上预先形成接合材料,借此从LD1晶片的基板101背面侧通过半导体各层102~105、107、介电体膜109可以确认LD2晶片的p侧衬垫电极211的位置,也就是LD2晶片的发光区域。具体地说,例如,使AuSu合金几乎与LD1晶片的p侧衬垫电极111和LD2晶片的p侧衬垫电极211的形成区域一致,在这些电极上预先形成就可以了。
进而,由于在例如在p侧衬垫电极111和211相互相向地使LD1晶片与LD2晶片接触的状态下,在氢气环境,或者氮气或氩气等非活性气体环境,进而含有氧气的气氛中通过加热进行接合的场合,不用接合材料,所以从LD1晶片的基板101背面侧通过半导体各层102~105、107、介电体膜109可以确认LD2晶片的p侧衬垫电极211的位置,也就是LD2晶片的发光区域。
以上的结果,由于在本实施方式中,可以一边从LD1晶片的基板101侧确认LD1晶片的脊部108也就是发光区域与LD2晶片的脊部208也就是发光区域,一边接合相互的晶片,所以可以容易地且高精度地控制相互的激光元件的发光点位置,或共振器方向。结果,可以得到发光点位置被高精度地控制的集成型半导体激光元件。
再者,这次公开的各实施方式,在所有方面都是举例表示,不应看成限制性的。本发明的范围,不是上述实施方式的说明而由权利要求书表示,进而包括在与权利要求书均等的意义和范围内的所有的变更。
再者,虽然在上述第一~三实施方式中,在通过接合第一元件(LD1)与第二元件(LD2)而集成化的集成型半导体激光元件中,示出通过蚀刻形成第一元件(LD1)的两方的共振器端面的例子,但是即使通过蚀刻等仅形成第一元件(LD1)的一方的共振器端面,例如激光射出侧的端面(‘射出端面’),进而一方的共振器端面(后端面“反射端面”)在与第二元件(LD2晶片)接合后,通过例如劈开与第二元件(LD2)的共振器端面同时形成也可以得到上述同样的效果。但是,在此一场合,因为与激光射出侧相反的端面(‘反射端面’)存在着从结晶学上的方位错位的危险,故比起各实施方式来,存在着第一元件(LD1)的特性稍稍恶化的危险。但是,即使在此一场合,由于因激光元件的驱动而成为最高温的是射出侧端面(‘射出端面’),所以因射出侧端面(‘射出端面’)的位置相互错位,对各半导体元件的寿命等的影响减小。
虽然在上述第一实施方式中,作为LD1形成用基板用GaN基板101,但是不限于此,也可以用InGaN、AlGaN、AlGaInN的各基板,或者,在这些中掺杂B的一般形式AlGaInBN的基板。进而,例如,也可以用ZrB2基板等基板。由于ZrB2与GaN晶格常数接近,所以可以形成结晶性良好的氮化镓类半导体。进而,用蓝宝石基板也是可能的。但是,在此一场合,由于在氮化镓类半导体与蓝宝石基板之间容易得到平坦的共振器面的结晶轴位错30′,所以在脊部的延长方向上容易产生位错,故比起其他基板来,存在着特性变差的危险。
此外,虽然在上述第一实施方式中,把GaN基板101和GaAs基板201保留到最终元件结构,但是也可以在接合相互的晶片后,完全去除一方的基板,本发明在这种场合也是有效的。
进而,虽然在上述第一、二实施方式中,氮化物类半导体的各层在氮化物类半导体的(0001)面上叠层,但是本发明不限于此,也可以在氮化物类半导体的其他方向上叠层。例如,也可以在氮化物类半导体的(1-100)或(11-20)面等的(H、K、-H-K、0)面上叠层氮化物类半导体的各层。在此一场合,由于在发光层上不发生压电电场,所以可以提高发光层的发光效率。
此外,虽然在上述第一、二实施方式中,示出用MQW结构作为发光层的例子,但是即使发光层是没有量子效应的厚膜的单层或者单一量子阱结构也有同样的效果。
根据本发明的集成型半导体激光元件及其制造方法,作为现有的CD或DVD的下一代的Blu-ray或HD-DVD等大容量光盘系统的传感器装置,通过其高性能化与长寿命化而被应用。

Claims (20)

1.一种集成型半导体激光元件,其特征在于,具有以下的结构:
共振器长相互不同的第一半导体激光元件与第二半导体激光元件,在共振器延长方向大致平行,而且激光的射出端面和反射端面的至少一方在所述延长方向上以错位的状态下接合。
2.根据权利要求1所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述第一和第二半导体激光元件的射出端面为错位的状态。
3.根据权利要求2所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述共振器的反射端面也在所述延长方向上以错位的状态接合。
4.根据权利要求3所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件的半导体材料不同。
5.根据权利要求4所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件具有不同的结晶结构。
6.根据权利要求5所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件由氮化物类半导体组成,
在所述第一半导体激光元件的射出端面依次形成第一涂敷膜与第二涂敷膜,在所述第二半导体激光元件的射出端面形成第二涂敷膜。
7.根据权利要求2所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件的半导体材料不同。
8.根据权利要求1所述的集成型半导体激光元件,其特征在于,
所述第一半导体激光元件与所述第二半导体激光元件的半导体材料不同。
9.一种集成型半导体激光元件的制造方法,具有在第一基板上形成多个第一半导体激光器结构而形成第一晶片的第一晶片形成工序、和在第二基板上形成多个第二半导体激光器结构而形成第二晶片的第二晶片形成工序,其特征在于,包括以下的工序:
接合工序,接合所述第一晶片与所述第二晶片;
共振器端面形成工序,在所述第一晶片的第一半导体激光器结构上形成激光的射出侧和反射侧的至少一个共振器端面;
其中,共振器端面形成工序在所述接合工序之前进行。
10.根据权利要求9所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
在所述共振器端面形成工序中所形成的至少一个共振器端面是激光射出侧的共振器端面。
11.根据权利要求10所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
在所述共振器端面形成工序中,通过蚀刻形成共振器端面。
12.根据权利要求11所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,还进一步包括以下工序:
第一涂敷膜形成工序,在所形成的共振器端面上形成第一涂敷膜;
这里,第一涂敷膜形成工序在所述共振器端面形成工序之后所述接合工序之前进行;
第二涂敷膜形成工序,在所述第一涂敷膜上与所述第二晶片的第二半导体激光器结构上所形成的共振器端面上形成第二涂敷膜;
这里,第二涂敷膜形成工序在所述接合工序之后进行。
13.根据权利要求12所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
所述第一基板与第二基板具有不同的材料或不同的面方位。
14.根据权利要求13所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
所述第一半导体激光器结构与所述第二半导体激光器结构由不同的半导体材料组成。
15.根据权利要求11所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
所述第一基板与第二基板具有不同的材料或不同的面方位。
16.根据权利要求10所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,还进一步包括以下工序:
第一涂敷膜形成工序,在所形成的共振器端面上形成第一涂敷膜;
这里,第一涂敷膜形成工序在所述共振器端面形成工序之后所述接合工序之前进行;
第二涂敷膜形成工序,在所述第一涂敷膜上与所述第二晶片的第二半导体激光器结构上所形成的共振器端面上形成第二涂敷膜;
这里,第二涂敷膜形成工序在所述接合工序之后进行。
17.根据权利要求10所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
所述第一基板与第二基板具有不同的材料或不同的面方位。
18.根据权利要求9所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,还进一步包括以下的工序:
电极形成工序,形成设在第一和第二半导体激光元件上的n侧欧姆电极与n侧衬垫电极;
这里,电极形成工序在所述接合工序之后进行,
研磨工序,研磨形成有所述第一和第二基板的半导体激光器结构的面的反对面;
这里,研磨工序在所述电极形成工序之前进行。
19.根据权利要求9所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,还进一步包括以下工序:
第一涂敷膜形成工序,在所形成的共振器端面上形成第一涂敷膜;
这里,第一涂敷膜形成工序在所述共振器端面形成工序之后所述接合工序之前进行;
第二涂敷膜形成工序,在所述第一涂敷膜上与所述第二晶片的第二半导体激光器结构上所形成的共振器端面上形成第二涂敷膜;
这里,第二涂敷膜形成工序在所述接合工序之后进行。
20.根据权利要求9所述的集成型半导体激光元件的制造方法,其特征在于,
所述第一基板与第二基板具有不同的材料或不同的面方位。
CNB2005100084756A 2004-03-30 2005-02-21 集成型半导体激光元件及其制造方法 Expired - Fee Related CN100524986C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004100318A JP4671617B2 (ja) 2004-03-30 2004-03-30 集積型半導体レーザ素子
JP2004100318 2004-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1677779A true CN1677779A (zh) 2005-10-05
CN100524986C CN100524986C (zh) 2009-08-05

Family

ID=35050152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100084756A Expired - Fee Related CN100524986C (zh) 2004-03-30 2005-02-21 集成型半导体激光元件及其制造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7769069B2 (zh)
JP (1) JP4671617B2 (zh)
CN (1) CN100524986C (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326240A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 帕洛阿尔托研究中心公司 合并第三反射器的表面发射激光器
CN104836118A (zh) * 2013-10-18 2015-08-12 天空激光二极管有限公司 具有限制区域的含镓和氮的激光装置
US10367334B2 (en) 2014-02-10 2019-07-30 Soraa Laser Diode, Inc. Manufacturable laser diode
US10439364B2 (en) 2013-10-18 2019-10-08 Soraa Laser Diode, Inc. Manufacturable laser diode formed on c-plane gallium and nitrogen material
US10658810B2 (en) 2014-02-10 2020-05-19 Soraa Laser Diode, Inc. Method for manufacturing gallium and nitrogen bearing laser devices with improved usage of substrate material
US10749315B2 (en) 2014-02-10 2020-08-18 Soraa Laser Diode, Inc. Manufacturable RGB laser diode source
US11658456B2 (en) 2014-02-10 2023-05-23 Kyocera Sld Laser, Inc. Manufacturable multi-emitter laser diode

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100074289A1 (en) * 2005-09-15 2010-03-25 Nec Corporation Semiconductor light emitting element
WO2008100505A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-21 The Regents Of The University Of California Optimization of laser bar orientation for nonpolar and semipolar (ga,ai,in,b)n diode lasers
US9407068B2 (en) * 2007-02-20 2016-08-02 California Institute Of Technology Integrated broadband quantum cascade laser
JP2009158647A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Sharp Corp 窒化物系半導体レーザ素子およびその製造方法
US8247886B1 (en) 2009-03-09 2012-08-21 Soraa, Inc. Polarization direction of optical devices using selected spatial configurations
JP5004989B2 (ja) * 2009-03-27 2012-08-22 シャープ株式会社 窒化物半導体発光素子及びその製造方法、並びに、半導体光学装置
JP4927121B2 (ja) * 2009-05-29 2012-05-09 シャープ株式会社 窒化物半導体ウェハ、窒化物半導体素子および窒化物半導体素子の製造方法
US20110001126A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor chip, method of fabrication thereof, and semiconductor device
US20110042646A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor wafer, nitride semiconductor chip, method of manufacture thereof, and semiconductor device
US9000466B1 (en) 2010-08-23 2015-04-07 Soraa, Inc. Methods and devices for light extraction from a group III-nitride volumetric LED using surface and sidewall roughening
US9583678B2 (en) 2009-09-18 2017-02-28 Soraa, Inc. High-performance LED fabrication
US7965752B1 (en) * 2009-11-30 2011-06-21 Corning Incorporated Native green laser semiconductor devices
US10147850B1 (en) 2010-02-03 2018-12-04 Soraa, Inc. System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures
US9450143B2 (en) 2010-06-18 2016-09-20 Soraa, Inc. Gallium and nitrogen containing triangular or diamond-shaped configuration for optical devices
JP5343984B2 (ja) * 2011-01-17 2013-11-13 株式会社デンソー 化合物半導体基板およびその製造方法
US8786053B2 (en) 2011-01-24 2014-07-22 Soraa, Inc. Gallium-nitride-on-handle substrate materials and devices and method of manufacture
US9287684B2 (en) * 2011-04-04 2016-03-15 Soraa Laser Diode, Inc. Laser package having multiple emitters with color wheel
US8686431B2 (en) 2011-08-22 2014-04-01 Soraa, Inc. Gallium and nitrogen containing trilateral configuration for optical devices
CN103733308B (zh) * 2011-09-05 2016-08-17 日本电信电话株式会社 氮化物半导体结构以及其制作方法
US9124062B2 (en) 2012-03-22 2015-09-01 Palo Alto Research Center Incorporated Optically pumped surface emitting lasers incorporating high reflectivity/bandwidth limited reflector
US9112332B2 (en) 2012-06-14 2015-08-18 Palo Alto Research Center Incorporated Electron beam pumped vertical cavity surface emitting laser
US9978904B2 (en) * 2012-10-16 2018-05-22 Soraa, Inc. Indium gallium nitride light emitting devices
US9761763B2 (en) 2012-12-21 2017-09-12 Soraa, Inc. Dense-luminescent-materials-coated violet LEDs
US9419189B1 (en) 2013-11-04 2016-08-16 Soraa, Inc. Small LED source with high brightness and high efficiency
JP7207365B2 (ja) * 2019-06-19 2023-01-18 株式会社デンソー 半導体レーザ光源モジュール、半導体レーザ装置
DE102020125510A1 (de) 2020-09-30 2022-03-31 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung derselben
DE102021120778A1 (de) 2021-08-10 2023-02-16 Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. Laserkomponente und Laserbauteil

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5060237A (en) * 1990-12-24 1991-10-22 Eastman Kodak Company Multi-beam laser diode array
US5228050A (en) * 1992-02-03 1993-07-13 Gte Laboratories Incorporated Integrated multiple-wavelength laser array
US5585957A (en) * 1993-03-25 1996-12-17 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Method for producing various semiconductor optical devices of differing optical characteristics
US5402436A (en) 1993-12-29 1995-03-28 Xerox Corporation Nonmonolithic array structure of multiple beam diode lasers
JPH07307520A (ja) * 1994-05-10 1995-11-21 Mitsubishi Electric Corp スタック型半導体レーザ装置の組立て方法
JPH11112091A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Victor Co Of Japan Ltd 半導体レーザ装置
US5987043A (en) * 1997-11-12 1999-11-16 Opto Power Corp. Laser diode arrays with offset components
US6144683A (en) * 1998-01-07 2000-11-07 Xerox Corporation Red, infrared, and blue stacked laser diode array by wafer fusion
US6136623A (en) * 1998-05-06 2000-10-24 Xerox Corporation Multiple wavelength laser arrays by flip-chip bonding
JP2001044560A (ja) * 1999-08-03 2001-02-16 Sony Corp 半導体発光素子
JP2001230501A (ja) * 2000-02-15 2001-08-24 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 半導体レーザ光源装置の製造方法
JP2002118331A (ja) 2000-10-06 2002-04-19 Toshiba Corp 集積型半導体発光装置及びその製造方法
JP3859069B2 (ja) * 2000-11-21 2006-12-20 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP2002232061A (ja) * 2001-02-01 2002-08-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体レーザ装置の製造方法および半導体レーザ装置
JP4075324B2 (ja) * 2001-05-10 2008-04-16 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
US20030007257A1 (en) * 2001-07-06 2003-01-09 Bell Bernard W. Facial contact lens system for laser diode
JP2002270968A (ja) * 2002-02-13 2002-09-20 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体レーザ素子の製造方法
JP3928583B2 (ja) * 2003-05-06 2007-06-13 ソニー株式会社 発光装置の製造方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326240A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 帕洛阿尔托研究中心公司 合并第三反射器的表面发射激光器
CN103326240B (zh) * 2012-03-22 2018-09-18 帕洛阿尔托研究中心公司 合并第三反射器的表面发射激光器
CN104836118A (zh) * 2013-10-18 2015-08-12 天空激光二极管有限公司 具有限制区域的含镓和氮的激光装置
US10439364B2 (en) 2013-10-18 2019-10-08 Soraa Laser Diode, Inc. Manufacturable laser diode formed on c-plane gallium and nitrogen material
US10367334B2 (en) 2014-02-10 2019-07-30 Soraa Laser Diode, Inc. Manufacturable laser diode
US10658810B2 (en) 2014-02-10 2020-05-19 Soraa Laser Diode, Inc. Method for manufacturing gallium and nitrogen bearing laser devices with improved usage of substrate material
US10749315B2 (en) 2014-02-10 2020-08-18 Soraa Laser Diode, Inc. Manufacturable RGB laser diode source
US11088505B2 (en) 2014-02-10 2021-08-10 Kyocera Sld Laser, Inc. Method for manufacturing gallium and nitrogen bearing laser devices with improved usage of substrate material
US11139637B2 (en) 2014-02-10 2021-10-05 Kyocera Sld Laser, Inc. Manufacturable RGB laser diode source and system
US11658456B2 (en) 2014-02-10 2023-05-23 Kyocera Sld Laser, Inc. Manufacturable multi-emitter laser diode
US11705689B2 (en) 2014-02-10 2023-07-18 Kyocera Sld Laser, Inc. Gallium and nitrogen bearing dies with improved usage of substrate material
US11710944B2 (en) 2014-02-10 2023-07-25 Kyocera Sld Laser, Inc. Manufacturable RGB laser diode source and system

Also Published As

Publication number Publication date
CN100524986C (zh) 2009-08-05
US20050232327A1 (en) 2005-10-20
JP2005286213A (ja) 2005-10-13
US7769069B2 (en) 2010-08-03
JP4671617B2 (ja) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1677779A (zh) 集成型半导体激光元件及其制造方法
CN1272886C (zh) 脊形波导型半导体激光器
CN1254893C (zh) 半导体激光器元件及其制造方法
CN1677780A (zh) 半导体激光器装置和它的制造方法
CN2717023Y (zh) 氮化物半导体元件
CN1236535C (zh) 氮化物半导体元件
CN100352042C (zh) 封装件及其制造方法
CN1645695A (zh) 集成半导体发光元件及其制造方法
JP3525061B2 (ja) 半導体発光素子の製造方法
JP4346598B2 (ja) 化合物半導体素子及びその製造方法
US8691602B2 (en) Method for producing semiconductor light-emitting chip
US20090315045A1 (en) Integrated semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
US8711893B2 (en) Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component
CN1476108A (zh) 半导体发光元件,其制造方法及安装方法
CN1707890A (zh) 氮化物半导体发光元件
CN1667847A (zh) 氮化物系半导体发光元件
CN1534841A (zh) 半导体激光器元件及其制造方法
CN1776927A (zh) 半导体发光元件
CN1578029A (zh) 具有电流狭窄层的氮化物半导体激光器元件及其制造方法
CN1874022A (zh) 发光二极管、集成发光二极管、其制法、生长方法、光源单元装置、背光装置、显示器和电子器件
CN1309127C (zh) 包括多个激光振荡部的单片多波长激光元件及其制造方法
US8268659B2 (en) Edge-emitting semiconductor laser chip
CN1761079A (zh) 光发射装置和光发射元件
CN101030696A (zh) 半导体激光元件和半导体激光装置
CN1697273A (zh) 半导体器件及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090805

Termination date: 20140221