CN1839524A - 半导体激光装置的制造方法 - Google Patents

半导体激光装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1839524A
CN1839524A CNA2004800241801A CN200480024180A CN1839524A CN 1839524 A CN1839524 A CN 1839524A CN A2004800241801 A CNA2004800241801 A CN A2004800241801A CN 200480024180 A CN200480024180 A CN 200480024180A CN 1839524 A CN1839524 A CN 1839524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polylayer forest
supporting substrate
laser
adhesive linkage
light
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.)
Pending
Application number
CNA2004800241801A
Other languages
English (en)
Inventor
宫地护
木村义则
竹间清文
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.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
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 Pioneer Corp filed Critical Pioneer Corp
Publication of CN1839524A publication Critical patent/CN1839524A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • 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
    • H01S5/0206Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0215Bonding to the substrate
    • H01S5/0216Bonding to the substrate using an intermediate compound, e.g. a glue or solder
    • 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
    • H01S5/0206Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
    • H01S5/0217Removal of the substrate
    • 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
    • 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

Abstract

一种多波长半导体激光装置的制造方法。其具有良好的批量生产性。首先制成在半导体基板(SUB1)上形成有由多层体构成的第1激光谐振部(1a)和金属粘接层的第1中间生成体,以及在支撑基板上形成有比第1激光谐振部(1a)小的由多层体构成的第2激光谐振部(2a)和与其邻接的槽,并且形成有由金属构成的粘接层的第2中间生成体,然后使波导路(1b、2b)接近,使第1、第2中间生成体的粘接层彼此熔接,生成一体化的粘接层(CNT),在将第1、第2激光谐振部(1a、2a)固定粘接后,将支撑基板从第2激光谐振部(2a)剥离,使粘接层(CNT)的一部分露出,从而制造出以该露出的粘接层为共用电极的半导体激光装置。

Description

半导体激光装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种发射不同波长的多个激光的半导体激光装置的制造方法。
背景技术
随着数字播放和宽带的普及,目前已经迎来了大量的数字内容溢满家庭等的时代,要求信息记录的进一步高密度化。在光盘存储系统中,高密度化已经从使用波长780nm的光的容量为700MB的CD(Compact Disc)发展到使用波长650nm的光的容量为4.7GB的DVD(Digital Versatile Disc)。尤其在最近,容量超过20GB的光盘系统已经实现使用波长405nm的光。
在这种高密度记录系统中,需要保持与此前已经广泛普及的DVD的兼容性,所以拾波器中也需要一并设置波长为650nm的激光器。
在对应多个波长的拾波器中,为了做到小型化、轻量化,期望着两波长的集成激光器,但在实现波长405nm频带的激光器的GaN系列半导体和实现波长650nm频带的激光器的AlGaInP系列半导体中,物性差异很大,不能在同一基板上进行单片集成。因此,提出了使用混和结构的两波长集成激光器(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
专利文献1的两波长集成激光器是通过把具有第1基板的发射短波长(例如波长405nm频带)的激光的第1发光元件、和具有第2基板的发射长波长(例如波长650nm频带)的激光的第2发光元件重叠安装在支撑基板(所谓sub mount)上,实现混和结构的半导体激光装置。
此处,第1发光元件在支撑基板上被安装成使发光部位于第1基板的支撑基板侧,再将第2发光元件在第1发光元件上安装成使发光部位于第2基板的第1发光元件侧。
专利文献2公开的混和结构的半导体激光装置是采用把第2激光部的n电极和p电极分别通过熔接金属焊接在第1激光部的p电极和n电极上,构成电连接后,再将第1激光部侧的基板除去的结构,由此来实现在第1激光部和第2激光部发射波长不同的激光。
专利文献3公开的混和结构的半导体激光装置是通过直接粘贴第1半导体发光元件和第2半导体发光元件,来实现混和结构的半导体激光装置。此处,为了从该粘贴面侧供给电流,通过对一方的半导体发光元件进行局部蚀刻,使接触层露出,从该接触层注入电流。
专利文献1  特开2001-230502号公报
专利文献2  特开2000-252593号公报
专利文献3  特开2002-118331号公报
但是,专利文献1的半导体激光装置如上所述,在支撑基板上重叠安装第1发光元件和第2发光元件,但这种结构为了可以向第1发光元件和第2发光元件的叠合面注入电流,在将其分别制作成独立的半导体芯片后,必须在支撑基板上重叠安装已芯片化的第1发光元件和第2发光元件。在把两波长集成激光器用作光盘的拾波器用光源时,需要高精度(±1μm以下)控制这两个发光点间隔,在将芯片位置对准时很难高精度控制发光点间隔和发射方向。并且,由于需要对所有每个芯片进行定位,所以生产效率低。
另外,专利文献1的半导体激光装置将第1发光元件的发光部接近安装在支撑基板上,将第2发光元件的发光部接近安装在第1发光元件的第1基板上。
但是,这种结构在第1发光元件和第2发光元件之间设有厚度较大的第1基板,如上述的专利文献1所述,该第1基板(GaN基板)通常具有约100μm的厚度,所以存在的问题是,第1发光元件的发光部(发光点的位置)与第2发光元件的发光部(发光点的位置)距离较大。
因此,例如通过在拾波器上设置这种半导体激光装置来进行信息记录或信息播放时,如果使第1发光部的发射位置(发光点的位置)的光轴对准构成拾波器的光学系统的光轴,则第2发光部的发射位置从光学系统的光轴偏离较大,成为发生像差等的原因。
由于这种光轴偏离造成的恶劣影响,虽然可以通过向光拾波器追加棱镜等光学元件可以解决,但是将会产生部件数目、成本增加等问题。
在专利文献2的半导体激光装置中,第1激光部的p、n电极和第2激光部的n、p电极通过熔接金属分别构成电连接,如果为了使第1激光部发光而通过熔接金属沿顺方向向第1激光部供给驱动电力,则第2激光部成为反偏压状态,而如果为了使第2激光部发光而通过熔接金属沿顺方向向第2激光部供给驱动电力,则第1激光部成为反偏压状态。
因此,如果使第1激光部或第2激光部中的一方发光,则在另一方的激光部产生反偏压,产生反方向耐压或反方向泄漏电流的问题。
在专利文献3的半导体激光装置中,由于是通过直接粘贴第1半导体发光元件和第2半导体发光元件来进行两个半导体激光器的集成,所以在至少任一方的表面具有凹凸的半导体发光元件(例如脊带型半导体激光)的情况下,不能粘贴接近发光点一侧的彼此表面,不能减小发光点间隔。另外,在专利文献3的半导体激光装置中,在粘贴两个激光晶片后,虽然通过对AlGaInP系统激光器侧并包括GaAs基板在内进行局部蚀刻,使GaAs接触层露出,但由于在蚀刻前的状态下位于接触层正上方的电流狭窄层也是GaAs,所以在GaAs接触层停止蚀刻是非常困难的。另外,为了从粘贴面侧供给电流,需要使电流从面内方向流过接触层,但是由于接触层由GaAs等半导体构成,所以存在着电流的流入路径中的电阻大的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述以往的问题而提出的,其目的在于提供一种发射波长不同的多个激光,并且发光点间隔小、电特性良好且机械精度高的半导体激光装置的制造方法。
并且,本发明的目的在于提供一种能够以良好的批量生产性制造发射波长不同的多个激光,发光点间隔小、电特性良好且机械精度高的半导体激光装置的制造方法。
为了达到上述目的,本发明之一是发射波长不同的多个激光的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,具有:第1工序,在半导体基板上制作第1中间生成体,包括形成具有用于形成第1激光谐振部的半导体的第1多层体的步骤;第2工序,在支撑基板上制作第2中间生成体,包括形成由用于形成第2激光谐振部的半导体构成的第2多层体的步骤、和在所述第2多层体上形成槽的步骤;第3工序,通过将所述第1中间生成体的所述第1多层体侧的表面和所述第2中间生成体的所述第2多层体侧的表面通过导电性粘接层进行固定粘接,而制成粘合体;第4工序,从所述粘合体的所述支撑基板侧向所述第2多层体照射光,将所述支撑基板和所述第2多层体分离。
本发明之二是根据本发明之一的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述光是透过所述支撑基板并被在所述支撑基板的界面附近的所述第2多层体吸收的光。
本发明之三是发射波长不同的多个激光的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,具有:第1工序,在半导体基板上制作第1中间生成体,包括形成具有用于形成第1激光谐振部的半导体的第1多层体的步骤;第2工序,在支撑基板上制作第2中间生成体,包括形成至少包括光吸收层的层的步骤、在所述光吸收层上形成由用于形成第2激光谐振部的半导体构成的第2多层体的步骤、和在所述第2多层体上形成槽的步骤;第3工序,通过将所述第1中间生成体的所述第1多层体侧的表面和所述第2中间生成体的所述第2多层体侧的表面通过导电性粘接层进行固定粘接,而制成粘合体;第4工序,通过从所述粘合体的所述支撑基板侧向所述光吸收层照射光,将所述光吸收层分解,并沿着所述分解后的光吸收层至少将所述支撑基板剥离。
本发明之四是根据本发明之三的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,在所述第2工序中,使形成的所述槽的深度比从所述第2多层体的表面到所述光吸收层的深度深。
本发明之五是根据本发明之三或四的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述光是透过所述支撑基板并被所述光吸收层吸收的光。
本发明之六是根据本发明之一~五中任一项的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述第1工序或所述第2工序的至少一工序包括:在所述第1中间生成体的所述第1多层体侧的表面或所述第2中间生成体的所述第2多层体侧的表面的至少一表面上形成所述粘接层的工序。
本发明之七是根据本发明之一~六中任一项的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述第1多层体具有包括V族元素的砷(As)、磷(P)、锑(Sb)中任一个的III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体,所述第2多层体具有由氮(N)构成V族元素的氮化物系列III-V族化合物半导体。
本发明之八是根据本发明之一~七中任一项的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述粘接层是金属。
附图说明
图1是表示根据第一实施方式制作的半导体激光装置的结构的示意图。
图2是表示第一实施方式的半导体激光装置的制造方法的示意图。
图3是表示根据第二实施方式制作的半导体激光装置的结构及其制造方法的示意图。
图4是表示根据第一实施例制作的半导体激光装置的结构的示意图。
图5是表示第一实施例的半导体激光装置的制造方法的示意图。
图6是进一步表示图4所示半导体激光装置的制造方法的示意图。
图7是进一步表示图4所示半导体激光装置的制造方法的示意图。
图8是表示第二实施例的半导体激光装置的制造方法的示意图。
图9是进一步表示第二实施例的半导体激光装置的制造方法的示意图。
图10是进一步表示第二实施例的半导体激光装置的制造方法的示意图。
图中:LD-半导体激光装置;1a-第1激光谐振部;2a-第2激光谐振部;X1a-第1多层体;Y2a-第2多层体;SUB1-半导体基板;SUB2-支撑基板;CNT1、CNT2、CNT-粘接层;R-槽;STP-光吸收层。
具体实施方式
以下,参照附图说明作为实施发明的最佳方式的第一、第二
实施方式。
(第一实施方式)
参照图1和图2说明第一实施方式。图1是表示根据本实施方式的制造方法制作的半导体激光装置的外部结构的立体图,图2是表示本实施方式的半导体激光装置的制造方法的示意图。
在图1中,根据本实施方式制作的半导体激光装置LD具有发射波长不同的激光的第1发光元件1和第2发光元件2,通过由金属构成的粘接层CNT的熔接等,将第1、第2发光元件1、2固定粘接为一体。
第1发光元件1具有:由III-V族化合物半导体(例如GaAs)构成的半导体基板SUB1;在半导体基板SUB1上利用由III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体构成的第1多层体形成的第1激光谐振部1a;形成在第1激光谐振部1a的半导体基板SUB1的相反侧表面的带状波导路1b;绝缘覆盖除波导路1b以外的区域的绝缘膜1c;与波导路1b电连接并且形成于绝缘膜1c上的整个表面的欧姆电极层1d;以及形成于半导体基板SUB1的背面的欧姆电极层P1,从第1激光谐振部1a发射规定波长的激光。
第2发光元件2具有:利用由V族元素是氮(N)的氮化物系列III-V族化合物半导体构成的第2多层体形成的第2激光谐振部2a;形成在第2激光谐振部2a的粘接层CNT侧表面的带状波导路2b;绝缘覆盖除波导路2b以外的至少面对CNT侧的区域的绝缘膜2c;与波导路2b电连接并且形成于面对绝缘膜2c的CNT侧的区域的欧姆电极层2d;以及形成于第2激光谐振部2a表面上的欧姆电极层P2,从第2激光谐振部2a发射规定波长的激光。
并且,如后述的制造方法中的说明所述,预先制作用于形成第1发光元件的晶片状中间生成体100、和用于形成第2发光元件2的晶片状中间生成体200,将形成于中间生成体100的欧姆电极层1d和形成于中间生成体200的欧姆电极层2d利用粘接层CNT固定粘接,制作中间生成体100、200为一体的粘合体,然后通过对该粘合体实施规定的加工将其劈开,使第1发光元件1的占有面积大于第2发光元件2的形成区域(换言之,第2发光元件2小于第1发光元件1),而且在第1发光元件1上整面形成粘接层CNT,从而形成在第2发光元件2的形成区域以外的区域露出,并且所露出的粘接层CNT发挥共用阳极作用的半导体激光装置LD。
另外,在第1激光谐振部1a利用所述第1多层体构成双重异质结构(DH),其具有由III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体构成的变形量子井形结构的活性层和夹持该活性层而叠层的包覆层,并且在波导路1b的纵长方向两侧,利用将第1激光谐振部1a劈开形成的劈开面构成激光谐振腔。
在第2激光谐振部2a利用所述第2多层体构成双重异质结构(DH),其具有由氮化物系列III-V族化合物半导体构成的多重量子井形结构的活性层和夹持该活性层而叠层的包覆层,并且在波导路2b的纵长方向两侧,利用将第2激光谐振部2a劈开形成的劈开面构成激光谐振腔。
在具有这种结构的半导体激光装置LD中,向粘接层CNT的露出部Pc和欧姆电极层P1之间供给驱动电流,该驱动电流通过波导路1b流入第1激光谐振部1a中的上述活性层并产生光,该光在上述的激光谐振腔内感应载波再结合并进行感应放出,由此从形成于第1激光谐振部1a的劈开面发射规定波长(例如650nm)的激光。
并且,向粘接层CNT的露出部Pc和欧姆电极层P2之间供给驱动电流,该驱动电流通过波导路2b流入第2激光谐振部2a中的上述活性层并产生光,该光在上述的激光谐振腔内感应载波再结合并进行感应放出,由此从形成于第2激光谐振部2a的劈开面发射规定波长(例如405nm)的激光。
下面,参照图2说明该半导体激光装置LD的制造方法。该图(a)表示第1中间生成体100的制作工序及结构的示意立体图,该图(b)表示第2中间生成体200的制作工序及结构的示意立体图,该图(c)~(f)表示利用中间生成体100、200制造半导体激光装置LD的工序的示意立体图。在图2(a)~(f)中,利用同一符号表示和图1相同或相当的部分。
图2(a)所示的第1中间生成体100,在由III-V族化合物半导体(例如GaAs)构成的晶片状的半导体基板SUB1上,形成具有由III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体构成的双重异质结构的第1多层体X1a后,隔开规定的间距间隔形成带状的多个脊形波导路1b,然后利用绝缘膜1c绝缘覆盖多层体X1a的波导路1b以外的区域,在绝缘膜1c上形成电连接波导路1b的欧姆电极层1d,再形成由金属构成的粘接层CNT1,由此完成制作。
图2(b)所示的第2中间生成体200,在作为支撑基板SUB2的蓝宝石基板上,形成具有由氮化物系列III-V族化合物半导体构成的双重异质结构的第2多层体Y2a后,隔开规定的间距间隔形成带状的多个脊形波导路2b,然后把多层体Y2a的各波导路2b之间的规定区域蚀刻到规定深度,从而加工成具有多个台部和槽R邻接的结构的多层体Y2a,再利用绝缘膜2c覆盖多层体Y2a的各波导路2b以外的区域,然后顺序形成电连接波导路2b的欧姆电极层2d和粘接层CNT2,由此完成制作。
另外,第1中间生成体100的脊形波导路1b的间距间隔和第2中间生成体200的脊形波导路2b的间距间隔均形成为相等的间距间隔。
然后,如图2(c)所示,使形成于第1、第2中间生成体100、200的脊形波导路1b、2b相对着,使粘接层CNT1、CNT2紧密粘接,使紧密粘接部分的粘接层CNT1、CNT2彼此熔接,从而形成图1所示的成为一体的粘接层CNT,制作出中间生成体100、200为一体的粘合体。
此处,如图2(b)所示,在利用脊形结构的波导路形成多层体Y2a的波导路2b的情况下,在粘接层CNT2的表面产生凹凸,但如图2(c)所示,利用金属的熔接使粘接层CNT1、CNT2粘合,所以可以不受上述凹凸的影响,使波导路1b、2b以最佳间隔接近并定位。
然后,如图2(d)所示,照射透过支撑基板SUB2的规定波长(例如360nm以下)的激光。
这样,激光在支撑基板SUB2中几乎不被吸收地透过,被多层体Y2a以微小的渗透深度吸收。另外,在支撑基板SUB2和多层体Y2a之间具有较大的晶格不匹配,所以在多层体Y2a中与支撑基板SUB2接合的部分(以下称为“接合部附近的部分”)存在极多的结晶缺陷。因此,在多层体Y2a的接合部附近的部分中,激光几乎全被变换为热量,该接合部附近的部分被急剧高温加热而分解。并且,由于预先形成有槽R,所以面对槽R的多层体Y2a的较薄部分受到气体的压力而崩落等,以槽R为边界划分形成多个多层体Y2a。
然后,以规定的温度加热粘合体,降低划分形成的各多层体Y2a和支撑基板SUB2的接合面的结合力,在该状态下将支撑基板SUB2剥离,从而使各多层体Y2a的表面和面对槽R的粘接层CNT露出。
然后,将露出的各多层体Y2a的表面和粘接层CNT的表面清洗后,如图2(e)所示,分别在半导体基板SUB1的整个背面形成欧姆电极层P1,在各多层体Y2a的表面形成欧姆电极层P2。
然后,如图2(f)所示,沿着与波导路1b、2b的纵长方向正交的方向将第1、第2中间生成体100、200整体劈开,在与波导路1b、2b的纵长方向平行的方向将槽R的部分劈开,由此完成图1所示的各个半导体激光装置LD。
如上所述,根据本实施方式的制造方法和利用该制造方法制作的半导体激光装置LD,利用粘接层CNT使可以形成多个第1、第2发光元件1、2的中间生成体100、200以所谓晶片状态粘贴,然后通过劈开完成各个半导体激光装置LD,所以通过一次粘贴即可进行波导路1b和2b的高精度定位及第1、第2发光元件1、2的发光点间隔的最佳控制,可以实现批量生产性的提高。
另外,粘贴在粘接层CNT上的第1、第2发光元件1、2的欧姆电极层1d、2d均成为p侧电极,所以粘接层CNT起到通过欧姆电极层1d、2d向第1、第2激光谐振部1a、2a供给正偏压的驱动电流的共用阳极的作用。因此,例如在驱动用电流源和粘接层CNT之间仅连接一个开关元件,通过该开关元件可以向第1、第2激光谐振部1a、2a供给驱动电流等,可以简化驱动电路的结构。
并且,如果仅向粘接层CNT和欧姆电极层P1之间供给驱动电流,则仅使第1发光元件1发光,如果仅向粘接层CNT和欧姆电极层P2之间供给驱动电流,则仅使第2发光元件2发光,如果向粘接层CNT和欧姆电极层P1之间、及粘接层CNT和欧姆电极层P2之间同时供给驱动电流,则可以使第1、第2发光元件1、2同时发光,所以能够提供多种使用方式。
并且,在特开2000-252593号公报记载的多波长型半导体激光中,如果驱动一方的激光元件,则另一方的激光元件成为反偏压,所以考虑到反方向耐压,不能以大电流进行驱动,而且由于也存在反方向泄漏电流,所以具有消耗电力变大的问题,但是在根据本实施方式制作的半导体激光装置LD中,如上所述,向粘接层CNT和欧姆电极层P1之间、或粘接层CNT和欧姆电极层P2之间分别独立供给驱动电流,因此可以使第1、第2发光元件1、2独立发光。因此,根据按照本实施方式制作的半导体激光装置LD,可以分别用大电流驱动第1、第2发光元件1、2,并且没有反方向泄漏电流的问题,所以能够降低消耗电力。
另外,在制作工序中,通过将形成于第1、第2中间生成体100、200的粘接层CNT1、CNT2粘贴成一体的粘接层CNT,将第1、第2中间生成体100、200固定粘接成一体,形成具有带状脊形结构的波导路1b、2b,即使欧姆电极层1d、2d的各自表面产生凹凸,也能容易缩小波导路1b、2b的相对间隔来进行粘贴。因此,可以实现发光点间隔非常小、并且成品率高的半导体激光装置。
并且,在制造工序中,如图2(b)所示,在第2中间生成体200侧预先形成槽R,所以如图2(c)所示,粘贴第1、第2中间生成体100、200的粘接层CNT1、CNT2时,第1中间生成体100侧的粘接层CNT1面对着槽R露出。因此,例如在将上述支撑基板SUB2剥离后,即使对各个半导体激光装置不实施任何加工处理,仅通过剥离支撑基板SUB2,即可容易使粘接层CNT1作为共用阳极露出,可以实现制造工序的简化等。
另外,在以上说明的本实施方式的半导体激光装置的制造方法中,在第1中间生成体100形成粘接层CNT1,在第2中间生成体200形成粘接层CNT2,将粘接层CNT1、粘接层CNT2粘接,固定粘接第1、第2中间生成体100、200,但不限于该制造方法,也可以在第1中间生成体100或第2中间生成体200的任一方形成粘接层,通过该粘接层固定粘接第1中间生成体100和第2中间生成体200。
并且,作为支撑基板SUB2,说明了使用蓝宝石基板的情况,但也可以使用AlN基板、SiC基板、AlGaN基板。
(第2实施方式)
下面,参照图3说明第2实施方式。图3是表示本实施方式的制造方法的示意图,用同一符号表示和图2相同或相当的部分。
根据本实施方式制造的半导体激光装置基本上具有和图1所示半导体激光装置相同的结构。但是,如以下所述,制造方法不同。
即,说明本制造方法,首先预先制作图3(a)、(b)所示的第1中间生成体100和第2中间生成体200。此处,图3(a)所示的第1中间生成体100制作成与图2(a)所示的中间生成体100相同的结构。
关于图3(b)所示的第2中间生成体200,和图2(b)所示的中间生成体200不同,在支撑基板SUB2和用于形成第2激光谐振部2a的多层体Y2a之间,预先形成后述的吸收在剥离支撑基板SUB2时照射的激光的光吸收层STP。
具体而言,在图3(b)中,在支撑基板SUB2上叠层例如由n型GaN等构成的基底层2ab和例如由InGaN等构成的光吸收层STP,在该光吸收层STP上形成具有由氮化物系列III-V族化合物半导体构成的双重异质结构的多层体Y2a,在多层体Y2a上以和第1中间生成体100的波导路1b相同的间距间隔形成带状的多个波导路2b。然后,蚀刻多层体Y2a的各波导路2b之间的规定区域直到至少到达基底层2ab的深度,从而形成多个槽R,同时将多层体Y2a划分为多个。然后,在波导路2b以外的表面区域形成绝缘膜2c后,在波导路2b和绝缘膜2c的整个表面形成欧姆电极层2d,电连接欧姆电极2d和波导路2b,再在欧姆电极层2d上形成粘接层CNT2,由此制作图3(b)所示的第2中间生成体200。
然后,如图3(c)所示,使形成于第1、第2中间生成体100、200上的波导路1b、2b相对向,紧密接触粘接层CNT1、CNT2,使紧密接触的部分的粘接层CNT1、CNT2彼此熔接并形成一体的粘接层CNT,由此制作成将第1、第2中间生成体100、200固定粘接成一体的粘合体。
然后,如图3(d)所示,从支撑基板SUB2的背面侧照射透过支撑基板SUB2和基底层2ab的规定波长的激光。由此,激光透过支撑基板SUB2和基底层2ab到达光吸收层STP,利用激光将光吸收层STP加热并分解,降低基底层2ab和第2激光谐振部2a之间的结合力。
因此,以光吸收层STP为边界,从多层体Y2a剥离支撑基板SUB2,由此使基底层2ab、形成于槽R的粘接层CNT2、欧姆电极层2d和绝缘膜2c随着支撑基板SUB2被去除,使各多层体Y2a的表面和面对槽R的粘接层CNT露出。
然后,如图3(e)所示,在半导体基板SUB1的整个背面形成欧姆电极层P1、在各多层体Y2a的表面形成欧姆电极层P2后,如图3(f)所示,通过沿着与波导路1b、2b的纵长方向正交的方向将第1、第2中间生成体100、200整体劈开,并且在与波导路1b、2b的纵长方向平行的方向将槽R的部分劈开,由此完成如图1所示的各个半导体激光装置LD。
如上所述,根据本实施方式的制造方法和利用该制造方法制作的半导体激光装置LD,除可以获得和上述实施方式1相同的效果外,在制造工序中,在第2中间生成体200侧预先形成光吸收层STP,从支撑基板SUB2的背面侧照射规定波长的激光,使光吸收层STP分解,所以能够将基底层2ab和支撑基板SUB2一起去除。
由此,提高光在多层体Y2a中的活性层和引导层中的封闭性,提高激光的发射光束的品质。
并且,从支撑基板SUB2的背面侧照射的激光使用透过基底层2ab的激光,所以支撑基板SUB2可以使用和基底层2ab相同的材料,例如GaN。因此,可以形成更高品质的多层体Y2a。
并且,在图3(b)所示的第2中间生成体200预先形成槽R时,调整槽R的深度,以使从支撑基板SUB2到槽R的底面的厚度小于从支撑基板SUB2到光吸收层STP的厚度,从通过该槽R而变薄的基底层2ab的部分预先去除光吸收层STP。因此,在从支撑基板SUB2的背面侧进行的规定波长的激光照射及支撑基板SUB2的剥离工序中,可以在不使槽R的基底层2ab破碎等的情况下,使面对槽R的粘接层CNT1露出,所以能够获得可以实现成品率的提高等效果。
另外,在以上说明的第2实施方式的半导体激光装置的制造方法中,在支撑基板SUB2和光吸收层STP之间形成基底层2ab,但也可以不形成基底层2ab,而在支撑基板SUB2上直接形成光吸收层STP。根据这种制造方法,也可以制作成和图1所示结构相同的半导体激光装置。
但是,如果在支撑基板SUB2和光吸收层STP之间形成基底层2ab,可以形成结晶缺陷少的高品质的多层体Y2a,所以优选在支撑基板SUB2和光吸收层STP之间形成基底层2ab。
并且,在以上说明的第2实施方式的半导体激光装置的制造方法中,在第1中间生成体100形成粘接层CNT1,在第2中间生成体200形成粘接层CNT2,将粘接层CNT1、CNT2粘接,制作固定粘接第1、第2中间生成体100、200的粘合体,但不限于该制造方法,也可以在第1中间生成体100和第2中间生成体200中的任一方形成粘接层,通过该粘接层来固定粘接第1中间生成体100和第2中间生成体200。
(实施例1)
下面,参照图4~图7说明第1实施方式的具体的实施例。图4表示根据本实施例制作的半导体激光器的结构的示意剖面图,图5~图7表示本实施例的半导体激光装置的制造方法的示意图。并且,在图4~图7中,用相同符号表示和图1及图2相同或相当的部分。
在图4中,根据本实施例制作的半导体激光装置LD具备:具有形成于半导体基板SUB1上的第1激光谐振部1a的第1发光元件1;和具有第2激光谐振部2a的第2发光元件2,第1、第2发光元件1、2通过由熔接金属(例如Sn)构成的粘接层CNT固定粘接成一体。
第1激光谐振部1a具有叠层在由III-V族化合物半导体(在本实施例中为GaAs)构成的半导体基板SUB1上的n型缓冲层1aa、n型包覆层1ab、n型引导层1ac、具有变形量子井形结构的活性层1ad、p型引导层1ae、p型包覆层1af、在形成于p型包覆层1af的脊形波导路1b的顶部上形成的p型通电层1ag和p型接触层1ah。
并且,在除p型接触层1ah以外的p型包覆层1af的区域形成绝缘膜1c,同时电连接p型接触层1ah的欧姆电极层1d形成在绝缘膜1c上,另外在半导体基板SUB1的背面形成欧姆电极层P1。
第2激光谐振部2a由多层体形成,该多层体具有n型基底层2ab、n型包覆层2ac、n型引导层2ad、具有多重量子井形结构的活性层2ae、电子屏蔽层2af、p型引导层2ag、p型包覆层2ah、在形成于p型包覆层2ah的波导路2b的顶部上形成的p型接触层2ai。
并且,在除p型接触层2ai以外的p型包覆层2ah的区域形成绝缘膜2c,同时电连接p型接触层2ai的欧姆电极层2d形成在绝缘膜1c上,另外在n型基底层2ab的表面形成欧姆电极层P2。
并且,第1激光谐振部1a侧的欧姆电极层1d和第2激光谐振部2a侧的欧姆电极层2d通过由熔接金属构成的粘接层CNT固定粘接,使第1、第2发光元件1、2成为一体,并且使第1发光元件1的占有面积大于第2发光元件2的形成区域,而且在第1发光元件1上整面形成粘接层CNT,从而形成具有在第2发光元件2的形成区域以外的区域露出,并且所露出的粘接层CNT发挥共用阳极作用的结构的半导体激光装置LD。
下面,参照图5~图7说明本半导体激光装置LD的制造方法。另外,图5(a)表示第1中间生成体100的制作工序的示意剖面图,图5(b)~(d)表示第2中间生成体200的制作工序的示意剖面图,图6(a)~(c)和图7(a)(b)是表示利用第1、第2中间生成体100、200制造该半导体激光装置LD的工序的剖面图和立体图。
根据图5(a)说明第1中间生成体100的制作工序,利用MOCVD法等在由晶片状GaAs(001)基板构成的半导体基板SUB1上,以约0.5μm的厚度叠层由搀杂硅(Si)的n型化的n型GaAs构成的缓冲层1aa,然后以约1.2μm的厚度叠层由n型Al0.35Ga0.15In0.5P构成的n型包覆层1ab,然后以约0.05μm的厚度叠层由AlGaInP构成的引导层1ac,然后以约数十nm的厚度叠层由GaInP和AlGaInP构成的具有变形量子井形结构的活性层1ad;然后以约0.05μm的厚度叠层由AlGaInP构成的引导层1ae,然后以约1.2μm的厚度叠层由搀杂锌(Zn)的p型化的Al0.35Ga0.15In0.5P构成的p型包覆层1af,然后以约0.05μm的厚度叠层由p型Ga0.5In0.49P构成的p型通电层1ag,然后以约0.2μm的厚度叠层由p型GaAs构成的p型接触层1ah,形成由AlGaInP系列半导体构成的多层体X1a。
然后,将用于形成波导路1b的规定区域掩盖,从p型接触层1ah侧进行湿式蚀刻,并蚀刻成使p型包覆层1af的厚度约为0.2μm,在由AlGaInP系列半导体构成的多层体X1a上形成具有沿着<110>方向的带状脊形结构的多个波导路1b。
然后,在形成于各波导路1b上的除p型接触层1ah以外的p型包覆层1af的区域形成由SiO2构成的绝缘膜1c后,在p型接触层1ah和绝缘膜1c的整个表面以约200nm的厚度形成由铬(Cr)或金(Au)或者它们的叠层构成的欧姆电极层1c,使p型接触层1ah和欧姆电极层1c电连接,然后在欧姆电极层1c整面形成作为熔接金属的由锡(Sn)构成的粘接层CNT1,由此制作成第1中间生成体100。
下面,根据图5(b)~(d)说明第2中间生成体200的制作工序,在由蓝宝石基板构成的支撑基板SUB2上,利用MOCVD法等叠层组分和膜厚等不同的由GaN系列半导体构成的多个半导体薄膜,从而形成具有多重量子井形结构的活性层和包覆层的由GaN系列半导体构成的多层体Y2a。
具体而言,在蓝宝石(0001)基板SUB2上,以约数十nm的厚度叠层由GaN或AlN构成的n型缓冲层2aa,然后以约5~15μm的厚度叠层由搀杂硅(Si)的n型化的n型GaN构成的n型基底层2ab,然后以约0.8μm的厚度叠层由n型Al0.08Ga0.92N构成的n型包覆层2ac,然后以约0.2μm的厚度叠层由n型GaN构成的n型引导层2ad,然后约数十nm的厚度叠层由组分不同的InxGa-xN(其中,0≤x)、例如In0.08Ga0.92N和In0.01Ga0.99N构成的具有井形层和屏蔽层的多重量子井形结构的活性层2ae,然后以约0.02μm的厚度叠层由Al0.2Ga0.8N构成的电子屏蔽层2af,然后以约0.2μm的厚度叠层由搀杂镁(Mg)的p型化的p型GaN构成的p型引导层2ag,然后以约0.4μm的厚度叠层由p型Al0.08Ga0.92N构成的p型包覆层2ah,然后以约0.1μm的厚度形成由p型GaN构成的p型接触层2ai,形成由GaN系列半导体构成的多层体Y2a。
然后,利用反应性离子蚀刻(RIE),蚀刻除用于形成带状波导路2b的区域以外的多层体Y2a,并蚀刻成使p型包覆层2ah的厚度约为0.05μm,形成具有沿着<11-20>方向的带状脊形结构的多个波导路2b。
然后,将多层体Y2a的各波导路2b之间的规定区域蚀刻到约5μm的深度,形成图5(c)所示的到达n型基底层2ab的槽R后,在除p型接触层2ai以外的区域形成由SiO2构成的绝缘膜2c,进行绝缘覆盖。
然后,如图5(d)所示,在p型接触层2ai和绝缘膜2c的整个表面以约200nm的厚度形成由钯(Pd)或金(Au)或者它们的叠层构成的欧姆电极层2d,使欧姆电极层2d和p型接触层2ah电连接,然后在欧姆电极层2d整面形成作为熔接金属的由金(Au)构成的粘接层CNT2,由此制作第2中间生成体200。
然后,根据图6和图7所示的工序,利用预先制作的中间生成体100、200制造本半导体激光装置LD。
首先,如图6(a)所示,使形成于第1、第2中间生成体100、200的波导路1b、2b相对向,紧密接触粘接层CNT1、CNT2。此处,使粘接层CNT1、CNT2紧密粘接,以使由AlGaInP系列半导体构成的多层体X1a的劈开面(110)和由GaN系列半导体构成的多层体Y2a的劈开面(1-100)一致,而且使由AlGaInP系列半导体构成的多层体X1a的波导路1b和由GaN系列半导体构成的多层体Y2a的波导路2b接近。
然后,在约300℃的成形气体氛围中,将第1、第2中间生成体100、200整体加热,使粘接层CNT1、CNT2的紧密粘接的部分熔接,形成一体化的粘接层CNT。
然后,如图6(b)所示,从支撑基板SUB2的背面侧照射波长为360nm以下的激光。更优选用规定的聚光透镜聚焦YAG激光的4倍波(波长266nm),使形成为高能量的光,为了便于说明,按照多个箭头所示,从支撑基板SUB2的背面侧照射。
波长266nm的激光在支撑基板(蓝宝石基板)SUB2中几乎不被吸收地透过,被GaN以微小的渗透深度吸收。另外,在支撑基板SUB2和GaN之间具有较大的晶格不匹配,所以在GaN的接合部附近部分存在极多的结晶缺陷。因此,所吸收的光在GaN的接合部附近部分几乎全被变换为热量,该接合部附近的部分的GaN被急剧高温加热,分解成金属砷和氮气。
并且,由于预先形成有槽R,所以槽R中由GaN系列半导体构成的多层体Y2a的较薄部分受到上述气体的压力而崩落等,以槽R为边界划分形成多个由GaN系列半导体构成的多层体Y2a。
然后,如图6(c)所示,将第1、第2中间生成体100、200整体加热为比砷的熔点温度高的约40℃,将支撑基板SUB2从各多层体Y2a剥离。
即,在从支撑基板SUB2的背面侧照射上述的高能量光的阶段,多层体Y2a和支撑基板SUB2处于通过金属砷形成的薄弱结合状态,所以通过在比砷的熔点温度高的约40℃温度下进行整体加热,使该结合状态更加薄弱,将支撑基板SUB2从各多层体Y2a剥离。
这样剥离支撑基板SUB2时,如图6(c)所示,各多层体Y2a的表面和面对槽R的粘接层CNT露出。
然后,在纯水中进行超声波清洗,去除上述的崩落等部分后,在稀盐酸中浸泡约3分钟,由此去除残留在各多层体Y2a的露出表面上的金属砷。
然后,如图7(a)所示,通过蒸镀等在各多层体Y2a的表面(n型GaN面)形成由钛(Ti)或Au或者它们的叠层构成的欧姆电极层P2,在n型GaAs基板SUB1的背面形成由AuGe合金(金和锗的合金)构成的欧姆电极层P1。
然后,如图7(b)所示,沿着由GaN系列半导体构成的多层体Y2a的劈开面即(1-100)面,劈开图7(a)所示的一体化的中间生成体100、200,形成激光谐振腔,然后在槽R的部分在与激光谐振腔面垂直的方向进行二次劈开,如图4所示,完成具有下述结构的各个半导体激光装置LD的制造,即,具有发出不同波长的激光的第1、第2发光元件1a、2a,并且第1发光元件1的占有面积大于第2发光元件2的形成区域,而且粘接层CNT从第1、第2发光元件1、2露出并延伸,从而发挥共用阳极的作用。
根据本实施例制作的半导体激光装置LD,向发挥上述的共用阳极的作用的粘接层CNT的露出部分和欧姆电极层P1之间供给驱动电流时,从形成于第1激光谐振部1a的激光谐振腔的劈开面发射波长650nm的激光,向粘接层CNT的露出部分和欧姆电极层P2之间供给驱动电流时,从形成于第2激光谐振部2a的激光谐振腔的劈开面发射波长405nm的激光。
并且,利用由熔接金属构成的粘接层CNT1、CNT2将第1、第2激光谐振部1a、2a熔接,所以能够使波导路1b、2b以极其狭小的间隔接近,可以提供发光点间隔极小的半导体激光装置LD。
并且,如图5(d)所示,在第2中间生成体200的制作工序中,在完成时预先形成作为第2激光谐振部2a的台状多层体Y2a部分和邻接该台状多层体Y2a的槽R,所以在利用粘接层CNT1、CNT2使第1、第2中间生成体100、200熔接后,如图6(b)、(c)所示,仅通过照射规定波长的激光将支撑基板SUB2剥离,即可使粘接层CNT的面对槽R的部分露出。
因此,假设未形成槽R,在利用粘接层CNT1、CNT2使第1、第2中间生成体100、200熔接后,照射规定波长的激光将支撑基板SUB2剥离时,为了把熔接后的粘接层CNT用作电极,例如需要蚀刻多层体Y2a侧,使粘接层CNT部分露出等极其困难的处理工序,如果根据本实施例的制造方法,则可以极其容易地使粘接层CNT部分露出,能够实现成品率的提高、批量生产性的提高等。
并且,如图6(b)的示意图所示,在从支撑基板SUB2的背面侧照射规定波长的激光时崩落的多层体Y2a的部分变薄,所以能够降低施加给被划分成多个的各多层体Y2a的机械损伤。
这样,通过在第2中间生成体200预先形成槽R,可以获得更多的效果。
另外,在本实施例中,波导路1b、2b为脊形波导路,但不限于此,也可以是其他结构。
并且,说明了用蓝宝石基板作为支撑基板SUB2的情况,但也可以使用AlN基板、SiC基板、AlGaN基板。
并且,作为绝缘膜1c、2c,也可以利用SiO2、ZrO2、AlN等绝缘材料适当形成。
并且,作为熔接金属CNT1、CNT2,也可以适当将Au、In、Pd进行组合而形成。
下面,参照图8~图10说明第2实施方式的具体的实施例。另外,图8(a)表示第1中间生成体100的制作工序的示意剖面图,图8(b)~(d)表示第2中间生成体200的制作工序的示意剖面图,图9(a)~(c)和图10(a)(b)表示利用第1、第2中间生成体100、200制造半导体激光装置LD的工序的剖面图和立体图。在图8~图10中,利用同一符号表示和图4及图5~图7相同或相当的部分。
根据本实施例制作的半导体激光装置LD,其基本结构和根据图5~图7所示的实施例制作的半导体激光装置相同。但是,如以下所述,制造方法不同。
即,说明本实施例的半导体激光装置LD的制造方法,首先,预先制作图8(a)所示的第1中间生成体100和图8(d)所示的第2中间生成体200。此处,把图8(a)所示的第1中间生成体100制作成和图5(a)所示的中间生成体100相同的结构。
另一方面,说明第2中间生成体200的制作工序,在由蓝宝石基板构成的支撑基板SUB2上,利用MOCVD法等叠层由n型GaN或AlN构成的n型缓冲层2aa和由n型GaN构成的n型基底层2ab及由InGaN构成的光吸收层STP,在该光吸收层STP上叠层组分和膜厚等不同的由GaN系列半导体构成的多个半导体薄膜,从而形成具有上述的多重量子井形结构的活性层和包覆层的由GaN系列半导体构成的多层体Y2a。
具体而言,在GaN(0001)基板SUB2上,以约数十nm的厚度叠层由GaN或AlN构成的n型缓冲层2aa,然后以约5~15μm的厚度叠层由搀杂硅(Si)的n型化的n型GaN构成的n型基底层2ab,然后作为非发光性再结合中心,叠层由搀杂碳(C)的In0.5Ga0.5N构成的光吸收层STP,然后以约0.8μm的厚度叠层由n型Al0.08Ga0.92N构成的n型包覆层2ac,然后以约0.2μm的厚度叠层由n型GaN构成的n型引导层2ad,然后以约数十nm的厚度叠层由组分不同的InxGa-xN(其中,0≤x)、例如In0.08Ga0.92N和In0.01Ga0.99N构成的具有井形层和屏蔽层的多重量子井形结构的活性层2ae,然后以约0.02μm的厚度叠层由Al0.2Ga0.8N构成的电子屏蔽层2af,然后以约0.2μm的厚度叠层由搀杂镁(Mg)的p型化的p型GaN构成的p型引导层2ag,然后以约0.4μm的厚度叠层由p型Al0.08Ga0.92N构成的p型包覆层2ah,然后以约0.1μm的厚度形成由p型GaN构成的p型接触层2ai,形成由GaN系列半导体构成的多层体Y2a。
然后,利用反应性离子蚀刻(RIE),蚀刻除用于形成带状波导路2b的区域以外的多层体Y2a,并蚀刻成使p型包覆层2ah的厚度约为0.05μm,形成具有沿着<1-100>方向的带状脊形结构的多个波导路2b。
然后,通过蚀刻多层体Y2a的各波导路2b之间的规定区域,如图8(c)所示那样,形成光吸收层STP被去除而到达n型基底层2ab的槽R,然后在除p型接触层2ai以外的区域形成由SiO2构成的绝缘膜2c,进行绝缘覆盖。
然后,如图8(d)所示,在p型接触层2ai和绝缘膜2c的整个表面以约200nm的厚度形成由钯(Pd)或金(Au)或者它们的叠层构成的欧姆电极层2d,使p型接触层1ah和欧姆电极层1c电连接,然后在欧姆电极层2d整面形成作为熔接金属的由金(Au)构成的粘接层CNT2,由此制作出第2中间生成体200。
然后,根据图9和图10所示的工序,利用预先制作的中间生成体100、200制造半导体激光装置LD。
首先,如图9(a)所示,使形成于第1、第2中间生成体100、200上的波导路1b、2b相对向地紧密接触粘接层CNT1、CNT2。此处,使粘接层CNT1、CNT2紧密粘接,以使由AlGaInP系列半导体构成的多层体X1a的劈开面(110)和由GaN系列半导体构成的多层体Y2a的劈开面(1-100)一致,而且使多层体X1a的波导路1b和多层体Y2a的波导路2b接近。
然后,在约300℃的成形气体氛围中,将第1、第2中间生成体100、200整体加热,使粘接层CNT1、CNT2的紧密粘接的部分熔接,形成一体化的粘接层CNT。
然后,如图9(b)所示,利用规定的聚光透镜聚焦YAG激光的2倍波(波长532nm),形成高能量的光,为了便于说明,按照多个箭头所示,从支撑基板SUB2的背面侧照射。
波长532nm的激光透过支撑基板SUB2和缓冲层2aa及n型基底层2ab到达光吸收层STP,利用激光将光吸收层STP加热分解,由此降低n型基底层2ab和各多层体Y2a之间的结合力。
此处,如图9(c)所示,以光吸收层STP为边界剥离支撑基板SUB2,从而使缓冲层2aa和n型基底层2ab、及槽R中的粘接层CNT2和欧姆电极层2d和绝缘膜2c随着支撑基板SUB2被去除,使各多层体Y2a的表面和面对槽R的粘接层CNT露出。
然后,如图10(a)所示,通过蒸镀等在各多层体Y2a的表面(n型GaN面)形成由钛(Ti)或Au或者它们的叠层构成的欧姆电极层P2,在n型GaAs基板SUB1的背面形成由AuGe合金(金和锗的合金)构成的欧姆电极层P1。
然后,如图10(b)所示,沿着由GaN系列半导体构成的多层体Y2a的劈开面即(1-100)面,劈开图10(a)所示的一体化的中间生成体100、200,形成激光谐振腔,然后在槽R的部分在与激光谐振腔面垂直的方向进行二次劈开,由此完成具有基本和图4所示相同的结构的各个半导体激光装置LD。
根据以上说明的本实施例的制造方法和利用该制造方法制作的半导体激光装置LD,除可以获得和上述第1实施方式相同的效果外,在制造工序中,在第2中间生成体200侧预先形成光吸收层STP,从支撑基板SUB2的背面侧照射规定波长的激光,使光吸收层STP分解,所以能够将基底层2ab和支撑基板SUB2一起去除。
由此,可提高光在多层体Y2a中的活性层和引导层的封闭性,提高激光的发射品质。
并且,由于从支撑基板SUB2的背面侧照射的激光使用透过基底层2ab的激光,所以支撑基板SUB2可以使用和基底层2ab相同的材料,例如GaN。因此,可以形成更高品质的多层体Y2a。
并且,在图8(d)所示的第2中间生成体200预先形成槽R时,调整槽R的深度,使从支撑基板SUB2到槽R的底面的厚度小于从支撑基板SUB2到光吸收层STP的厚度,通过该槽R从变薄的基底层2ab的部分预先去除光吸收层STP。因此,在从支撑基板SUB2的背面侧进行的规定波长的激光的照射和支撑基板SUB2的剥离工序中,可以在不使槽R的基底层2ab破碎等的情况下使面对槽R的粘接层CNT露出,所以能够获得提高成品率等的效果。
另外,在本实施例中,波导路1b、2b为脊形波导路,但不限于此,也可以是其他结构。
并且,说明了用GaN基板作为支撑基板SUB2的情况,但也可以使用蓝宝石基板、AlN基板、SiC基板、AlGaN基板。
并且,作为绝缘膜1c、2c,也可以利用SiO2、ZrO2、AlN等绝缘材料适当形成。
并且,作为熔接金属CNT1、CNT2,也可以适当将Au、In、Pd进行组合而形成。

Claims (8)

1.一种发射不同波长的多个激光的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,包括:
第1工序,在半导体基板上制作第1中间生成体,其中包括形成具有用于形成第1激光谐振部的半导体的第1多层体的步骤;
第2工序,在支撑基板上制作第2中间生成体,其中包括形成由用于形成第2激光谐振部的半导体构成的第2多层体的步骤和在所述第2多层体上形成槽的步骤;
第3工序,通过将所述第1中间生成体的所述第1多层体侧的表面和所述第2中间生成体的所述第2多层体侧的表面通过导电性粘接层进行固定粘接,制成粘合体;
第4工序,通过从所述粘合体的所述支撑基板侧向所述第2多层体照射光,将所述支撑基板和所述第2多层体分离。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述光是透过所述支撑基板并被在所述支撑基板的界面附近的所述第2多层体吸收的光。
3.一种发射不同波长的多个激光的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,包括:
第1工序,在半导体基板上制作第1中间生成体,其中包括形成具有用于形成第1激光谐振部的半导体的第1多层体的步骤;
第2工序,在支撑基板上制作第2中间生成体,其中包括形成至少包括光吸收层的层的步骤、在所述光吸收层上形成由用于形成第2激光谐振部的半导体构成的第2多层体的步骤、和在所述第2多层体上形成槽的步骤;
第3工序,通过将所述第1中间生成体的所述第1多层体侧的表面和所述第2中间生成体的所述第2多层体侧的表面通过导电性粘接层进行固定粘接,而制成粘合体;
第4工序,通过从所述粘合体的所述支撑基板侧向所述光吸收层照射光,将所述光吸收层分解,并沿着所述分解后的光吸收层至少将所述支撑基板剥离。
4.根据权利要求3所述的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,在所述第2工序中,使形成的所述槽的深度比从所述第2多层体的表面到所述光吸收层的深度深。
5.根据权利要求3或4所述的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述光是透过所述支撑基板并被所述光吸收层吸收的光。
6.根据权利要求1~5中任意一项所述的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述第1工序或所述第2工序的至少一工序中包括:在所述第1中间生成体的所述第1多层体侧的表面或所述第2中间生成体的所述第2多层体侧的表面的至少一面上形成所述粘接层的工序。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述第1多层体具有,包括作为V族元素的砷(As)、磷(P)、锑(Sb)中任一个的III-V族化合物半导体或II-VI族化合物半导体,
所述第2多层体具有由氮(N)构成V族元素的氮化物系列III-V族化合物半导体。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的半导体激光装置的制造方法,其特征在于,所述粘接层是金属。
CNA2004800241801A 2003-12-05 2004-09-27 半导体激光装置的制造方法 Pending CN1839524A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP407965/2003 2003-12-05
JP2003407965 2003-12-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1839524A true CN1839524A (zh) 2006-09-27

Family

ID=34650327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004800241801A Pending CN1839524A (zh) 2003-12-05 2004-09-27 半导体激光装置的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20070099321A1 (zh)
JP (1) JPWO2005055383A1 (zh)
KR (1) KR20060127845A (zh)
CN (1) CN1839524A (zh)
TW (1) TW200522461A (zh)
WO (1) WO2005055383A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101276990B (zh) * 2007-03-30 2012-02-01 三洋电机株式会社 半导体激光元件及其制造方法
CN102593711A (zh) * 2012-03-21 2012-07-18 中国工程物理研究院应用电子学研究所 增强散热的半导体激光器及其制备方法
CN104981889A (zh) * 2013-03-14 2015-10-14 富士电机株式会社 半导体器件的制造方法
CN109326959A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 山东华光光电子股份有限公司 一种双波长半导体激光器芯片结构

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4556591B2 (ja) * 2004-09-27 2010-10-06 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ装置
US20080303033A1 (en) * 2007-06-05 2008-12-11 Cree, Inc. Formation of nitride-based optoelectronic and electronic device structures on lattice-matched substrates
DE102008006988A1 (de) * 2008-01-31 2009-08-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102008019268A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
US8064492B2 (en) * 2009-01-26 2011-11-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor laser device, semiconductor laser device and light apparatus
FR2953328B1 (fr) * 2009-12-01 2012-03-30 S O I Tec Silicon On Insulator Tech Heterostructure pour composants electroniques de puissance, composants optoelectroniques ou photovoltaiques
KR101781438B1 (ko) * 2011-06-14 2017-09-25 삼성전자주식회사 반도체 발광소자의 제조방법
JP2015012044A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 株式会社東芝 半導体発光素子
KR102563570B1 (ko) * 2018-10-24 2023-08-04 삼성전자주식회사 반도체 레이저 장치
WO2020096950A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 The Regents Of The University Of California Heterogeneously integrated indium gallium nitride on silicon photonic integrated circuits

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910004265B1 (ko) * 1987-03-26 1991-06-25 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼 반도체 레이저 장치와 그 제조 방법 및 그것을 사용한 광 헤드
US5086431A (en) * 1990-12-21 1992-02-04 Santa Barbara Research Center Increased intensity laser diode source configuration
JPH11112091A (ja) * 1997-09-30 1999-04-23 Victor Co Of Japan Ltd 半導体レーザ装置
JP3685306B2 (ja) * 1999-03-03 2005-08-17 パイオニア株式会社 2波長半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2001119104A (ja) * 1999-10-21 2001-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体の製造方法
JP2001223442A (ja) * 2000-02-10 2001-08-17 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光源ユニットおよび光ピックアップ装置
JP3486900B2 (ja) * 2000-02-15 2004-01-13 ソニー株式会社 発光装置およびそれを用いた光装置
JP2001339121A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Sharp Corp 窒化物半導体発光素子とそれを含む光学装置
JP2002217499A (ja) * 2001-01-19 2002-08-02 Sharp Corp 半導体レーザ素子、その製造方法、およびそれを用いた光ピックアップ
US7180100B2 (en) * 2001-03-27 2007-02-20 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor light-emitting device, surface-emission laser diode, and production apparatus thereof, production method, optical module and optical telecommunication system
JP2002299739A (ja) * 2001-04-02 2002-10-11 Pioneer Electronic Corp 窒化物半導体レーザ素子及びその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101276990B (zh) * 2007-03-30 2012-02-01 三洋电机株式会社 半导体激光元件及其制造方法
CN102593711A (zh) * 2012-03-21 2012-07-18 中国工程物理研究院应用电子学研究所 增强散热的半导体激光器及其制备方法
CN102593711B (zh) * 2012-03-21 2014-11-12 中国工程物理研究院应用电子学研究所 增强散热的半导体激光器及其制备方法
CN104981889A (zh) * 2013-03-14 2015-10-14 富士电机株式会社 半导体器件的制造方法
CN104981889B (zh) * 2013-03-14 2017-03-08 富士电机株式会社 半导体器件的制造方法
CN109326959A (zh) * 2017-08-01 2019-02-12 山东华光光电子股份有限公司 一种双波长半导体激光器芯片结构

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005055383A1 (ja) 2005-06-16
JPWO2005055383A1 (ja) 2007-12-06
US20070099321A1 (en) 2007-05-03
KR20060127845A (ko) 2006-12-13
TW200522461A (en) 2005-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1645695A (zh) 集成半导体发光元件及其制造方法
CN1677780A (zh) 半导体激光器装置和它的制造方法
TWI233216B (en) Semiconductor element and method for producing the same
CN1839524A (zh) 半导体激光装置的制造方法
CN1249528C (zh) 复合波激光光源及曝光装置
CN2724266Y (zh) 半导体激光器元件
CN1279667C (zh) 光抽运的表面发射半导体激光器件及其制造方法
JP3525061B2 (ja) 半導体発光素子の製造方法
CN1677779A (zh) 集成型半导体激光元件及其制造方法
CN1779973A (zh) 发光器件
CN1943086A (zh) 半导体发光元件及其制造方法
JP2004031526A (ja) 3族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
CN1652364A (zh) 氮化物系发光元件及其制造方法
CN1501187A (zh) 具有半导体薄膜的半导体装置
CN102203966A (zh) 半导体发光元件的制造方法
CN1534638A (zh) 半导体激光器装置及其制造方法
CN1610197A (zh) 半导体激光器件
CN1522459A (zh) 光电子器件集成
CN101064412A (zh) 半导体激光装置及其制作方法
CN101030696A (zh) 半导体激光元件和半导体激光装置
JP2004228290A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法
CN1846314A (zh) 半导体受光元件及其制造方法
CN1871755A (zh) 半导体激光装置及制造方法
CN1309126C (zh) 制造半导体激光装置的方法
CN1168078C (zh) 用于光头设备的基片单元的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication