CN1921247A - 激光二极管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于激光二极管及其制作方法的。依据本发明的实施例的激光二极管及其制作方法，在背梁(Ridge)的两个侧面上形成管沟(Trench)。然后，使激光二极管的表面的深度与背梁(Ridge)相同，并使它变得像背梁(Ridge)一样的平坦。这样，就可以使在制作过程中所产生的机械性的冲击力和压力分散，从而可以使对背梁的损伤达到最小化。这是本发明所具有的一个良好效果。另外，依据本发明的实施例的激光二极管及其制作方法，还可以对背梁进行保护，以提高元件的发生及吸收率，从而可以有效地对装配工序进行改善。这是本发明所具有的另外一个良好效果。同时，依据本发明的实施例的激光二极管及其制作方法，在对元件进行装配时，还可以使元件与更加宽大的面积均匀地进行接触，这样就可以有效地将设备所产生的热量散发出去，从而就可以提高元件的使用寿命。这是本发明所具有的另外一个良好效果。
Description
【技术领域】
本发明是关于激光二极管及其制作方法。具体地说，就是关于在背梁(Ridge)的两个侧面上形成管沟(Trench)。然后，使激光二极管的表面的深度与背梁(Ridge)相同，并使它变得像背梁(Ridge)一样的平坦。这样，就可以使在制作过程中所产生的机械性的冲击力和压力分散，从而可以使对背梁的损伤达到最小化。本发明就是关于上述激光二极管及其制作方法。
【背景技术】
最近，随着与氮化物(Nitride)半导体相关的技术的快速发展，其应用领域也越来越广泛。同时，与之相应的使用市场也正在急速增加。
以氮化物半导体为基础制作的元件中，有一种是比较具有代表性，那就是青色激光二极管。现在，人们已经运用这种技术研发出了一种具有大容量的信息存储装置和用于高解像度激光印刷的光源。
对于这种青色激光二极管来说，在前几年的时间里，它与发光二极管一样，虽然在经历了几年时间的广泛研究开发活动之后，其技术的发展已经达到相当高的水平。但是，仍然没有一家企业能够生产出一种产品，在保证其元件的特性的均匀性降低的同时，也使其吸收率下降，这就是当时的实际情况。
图1是概略地表示普通的青色激光二极管的结构截面图。从图中可以看出，在天蓝色的基板10上依次叠加设置了以下组件：缓冲层11，N-GaN层12，N-AlGaN覆盖层13，N-GaN波纹导向层14，InGaN活性层15，P-GaN波纹导向层16，以及P-AlGaN覆盖层17。然后，从上述P-AlGaN覆盖层17开始，直到上述N-GaN层12的一部分为止，对台式晶体管(Mesa)进行蚀刻，这样，就能使上述N-GaN层12的一部分露出出来。然后，再将上述P-AlGaN覆盖层17的上端的一部分除去，然后，从上述除去的P-AlGaN覆盖层的上面开始形成一个露出的背梁17a在上述背梁的上部形成一个P-GaN层18。然后，为了使在上述背梁的上部形成的P-GaN层的上部和上述N-GaN层12的一部分的上面露出出来，而在前面形成一个介质膜19。然后，形成一个将上述露出的P-GaN层的上部包裹起来的P-电极22。同时，形成一个将上述露出的N-GaN层12的上部包裹起来的N-电极21。
在这里，如图1所示，在上述P-AlGaN覆盖层17的上部，在上述N-GaN层12的上部和在上述台式晶体管被蚀刻的侧面均形成有上述介质膜19。
上述介质膜的作用是对消除泄露电流的钝化(Passivation)和横向模式(Transverse Mode)进行控制的。
如上所述，这种依据传统技术的激光二极管其背梁形成一个比较突出的结构，在制作过程中，就会对背梁产生很多的冲击力。这样，背梁就很容易受到损害。在这种情况下，不论限界电流(Ith)是否增加，发射激光(Lasing)的动作都不可能进行。
特别是，如图2所示，在解理面的形成或者是碎片分离的雕合过程中，将制作激光二极管的二胶片50翻转过来，然后通过雕合端正进行加工。这样，所有机械性的压力就都会集中在突出形成的背梁51上。在这种情况下，背梁51就非常容易受到损伤。
图3是表示依据传统的技术的激光二极管的装配状态截面图。参照图3可以看出，为了将激光二极管55进行装配，在作为散热媒介的散热器70上利用焊料31，32将N电极21和P-电极限2进行连接。在这种情况下，在将其与散热器进行连接时，就不能使所有的电极与散热器非常平整地连接起来，而只能够使其与突出的背梁部分相结合。
因此，由元件内产生的所有热量就不能够通过前表面有效地散发出去，而只能够通过比较窄的背梁将所产生的热量散发出去，这样，就会降低元件使用的安全性和可信度。这是它所存在的问题。
【发明内容】
因此，本发明就是为解决上述问题而研发的。本发明的目的在于为用户提供一种激光二极管及其制作方法。也就是说，在背梁(Ridge)的两个侧面上形成管沟(Trench)。然后，使激光二极管的表面的深度与背梁(Ridge)相同，并使它变得像背梁(Ridge)一样的平坦。这样，就可以使在制作过程中所产生的机械性的冲击力和压力分散，从而可以使对背梁的损伤达到最小化。本发明就是关于上述激光二极管及其制作方法的。
本发明的另外一个目的在于为用户提供一种激光二极管及其制作方法，即使背梁和管沟之间突出出来，这样可以对背梁进行保护。同时可以提高元件的性能和吸收率，而能够有效改善装配工序。同时，在进行装配的过程中，就能够使各个元件均匀地与更大的面积相接触，这样就能够使元件内部所产生的热量有效地散发出去，从而能够提高元件的使用寿命。
为了实现本发明的上述目的，依据本发明的理想实施例具有以下的特征：即在上述基板的上部依次将N-GaN层，N-覆盖层，N-波纹导向层，活性层，P-波纹导向层，以及P-覆盖层和P-GaN进行叠加设置。然后，通过与上述N-GaN层连接的N-电极和与P-GaN层连接的P-电极输入的电流而使活性层发出光源。这就是依据本发明的激光二极管的特性。
在将上述P-GaN和P-覆盖层除去之后，就形成一组相互隔离的管沟(Trench)。
然后，在上述管沟(Trench)之间形成一个背梁(Ridge)。
然后，为了使上述背梁的一部分的上面露出出来，而在上述管沟(Trench)和P-GaN层的前面形成一个介质膜。
然后，P-电极就将露出的背梁的上面和介质膜的一部分包裹起来。
如上所述，为了实现本发明的上述目的，依据本发明的理想实施例具有由以下几个步骤构成的特征：即在上述基板的上部依次将缓冲层，N-GaN层，N-AlGaN覆盖层，N-GaN波纹导向层，InGaN活性层，P-GaN波纹导向层，以及P-AlGaN覆盖层，以及P-GaN层进行叠加设置的步骤；
将上述P-GaN层和P-AlGaN覆盖层除去之后，形成相互间隔的一组管沟(Trench)。然后，在管沟之间形成背梁(Ridge)的步骤；
从上述P-AlGaN覆盖层到上述N-GaN层的一部分为止，对台式晶体管(Mesa)进行蚀刻。然后，使上述N-GaN层的一部分露出出来的步骤；
然后，为了使上述背梁的上面和上述经过台式晶体管蚀刻后的N-GaN层的一部分的上面露出出来，而在前面形成介质膜的步骤；
然后，形成将上述露出的背梁的上面和介质膜的一部分包裹起来的P-电极。同时，形成将上述露出的N-GaN层的上面包裹起来的N-电极的步骤。
为了实现本发明的上述目的，依据本发明的理想实施例还具有由以下几个步骤构成的特征：即在导电性基板上形成激光二极管的EP结构的步骤；
然后，在上述激光二极管的EP结构上，形成相互间隔的一组管沟(Trench)。然后，在管沟之间形成背梁(Ridge)的步骤；
然后，为了使上述背梁的上面露出出来，而在前面形成介质膜的步骤；
然后，形成将上述露出的背梁的上面和管沟包裹起来的P-电极，同时在上述导电性基反的下面形成N-电极的步骤。
如上所述，依据本发明的实施例的激光二极管及其制作方法，在背梁(Ridge)的两个侧面上形成管沟(Trench)。然后，使激光二极管的表面的深度与背梁(Ridge)相同，并使它变得像背梁(Ridge)一样的平坦。这样，就可以使在制作过程中所产生的机械性的冲击力和压力分散，从而可以使对背梁的损伤达到最小化。这是本发明所具有的一个良好效果。
另外，依据本发明的实施例的激光二极管及其制作方法，还可以对背梁进行保护，以提高元件的发生及吸收率，从而可以有效地对装配工序进行改善。这是本发明所具有的另外一个良好效果。
同时，依据本发明的实施例的激光二极管及其制作方法，在对元件进行装配时，还可以使元件与更加宽大的面积均匀地进行接触，这样就可以有效地将设备所产生的热量散发出去，从而就可以提高元件的使用寿命。这是本发明所具有的另外一个良好效果。
【附图说明】
图1是概略地表示普通的青色激光二极管的结构示意图。
图2是概略地表示通过依据传统的技术的激光二极管在制作的干胶片上进行雕合过程的状态截面图。
图3是表示依据传统的技术的激光二极管的装配状态截面图。
图4a至图4e是表示依据本发明的第一个实施例的激光二极管的制作工序图。
图5是表示依据本发明的第二个实施例的激光二极管的截面图。
图6是表示依据本发明对管沟的宽度和长度进行概略地说明的示意图。
【具体实施方式】
下面，将参照附图对依据本发明的理想实施例进行详细的说明。
图4a至图4e是表示依据本发明的第一个实施例的激光二极管的制作工序图。首先，如图4a所示，在基板110的上部按照一定的顺序依次叠加设置了以下组件：即缓冲层111，N-GaN层112，N-AlGaN覆盖层113，N-GaN波纹导向层114，InGaN活性层115，P-GaN波纹导向层116，P-AlGaN覆盖层117，以及P-GaN层118。
然后，在将上述P-GaN层118和P-AlGaN覆盖层117除去之后，形成相互间隔的一组管沟(Trench)121，122。然后，在管沟之间形成背梁(Ridge)125(如图4b所示)。
在这里，上述管沟(Trench)121，122的深度为‘d’。在依据本发明的实施例中，比较理想的情况就是‘d’满足以下条件：0.1μm≤d≤5μm。
然后，图6所示，上述管沟(Trench)121，122是成直四角形的形状。上述管沟(Trench)121，122的宽度为“W”，其长度为“L”。在依据本发明的实施例中，比较理想的情况就是其宽度‘W’和长度“L”分别满足以下条件：1μm≤W≤500μm；100μm≤L≤1000μm。
然后，从上述P-AlGaN覆盖层117开始，直到N-GaN层112的一部分为止，对台式晶体管进行蚀刻(Mesa)。然后，使上述N-GaN层112的一部分露出出来(如图4c所示)。
然后，为了使上述背梁125的上面和上述对台式晶体管进行蚀刻之后形成的N-GaN层112的一部分的上面露出出来，而在前面形成介质膜130(如图4d所示)。
最后，形成将上述露出的背梁125的上面和介质膜130的一部分包裹起来的P-电极151。同时，形成将上述露出的N-GaN层112的上面包裹起来的N-电极152(如图4e所示)
图5是表示依据本发明的第二个实施例的激光二极管的截面图。参照图5可以看出，在上述导电性基板120的上部按照一定的顺序依次叠加设置了以下组件：即缓冲层211，N-GaN层212，N-AlGaN覆盖层213，N-GaN波纹导向层214，InGaN活性层215，P-GaN波纹导向层216，P-AlGaN覆盖层217，以及P-GaN层218。然后，在将上述P-GaN层218和P-AlGaN覆盖层217除去之后，形成相互间隔的一组管沟(Trench)221，222。然后，再在上述管沟(Trench)221，222之间形成背梁(Ridge)225。然后，为了使上述背梁(Ridge)225上面露出出来，而在前面形成介质膜230。然后，形成将上述露出的背梁(Ridge)225的上面和上述介质膜230的一部分包裹起来的P-电极251。同时，在上述导电性基板210的下面形成N-电极252。
因此，在依据本发明的第2实施例中，在导电性基板上形成了激光二极管的EP结构。同时，在上述激光二极管的EP结构上形成了一组相互间隔的管沟(Trench)。然后，在上述管沟的内部形成了背梁(Ridge)。
然后，为了使上述背梁的上面露出出来，而在前面形成介质膜。然后，形成将上述露出的背梁的上面和管沟包裹起来的P-电极。同时，在上述导电性基板的下面形成N-电极。
通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。
因此，本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1、激光二极管及其制作方法，包括：
在上述基板的上部依次将N-GaN层，N-覆盖层，N-波纹导向层，活性层，P-波纹导向层，以及P-覆盖层和P-GaN进行叠加设置；
通过与上述N-GaN层连接的N-电极和与P-GaN层连接的P-电极输入的电流而使活性层发出光源；
在将上述P-GaN和P-覆盖层除去之后，就形成一组相互隔离的管沟(Trench)；
在上述管沟(Trench)之间形成一个背梁(Ridge)；
为了使上述背梁的一部分的上面露出出来，而在上述管沟(Trench)和P-GaN层的前面形成一个介质膜；
P-电极就将露出的背梁的上面和介质膜的一部分包裹起来。
2、如权利要求项1所述的激光二极管及其制作方法，其特征在于，上述管沟的深度‘d’满足以下条件：0.1μm≤d≤5μm。
3、如权利要求项1或2所述的激光二极管及其制作方法，其特征在于，上述管沟的宽度‘W’和长度‘L’分别满足以下条件：
1μm≤W≤500μm；100μm≤L≤1000μm。
4、依据本发明的激光二极管及其制作方法，包括：
在上述基板的上部依次将缓冲层，N-GaN层，N-AlGaN覆盖层，N-GaN波纹导向层，InGaN活性层，P-GaN波纹导向层，以及P-AlGaN覆盖层，以及P-GaN层进行叠加设置的步骤；
将上述P-GaN层和P-AlGaN覆盖层除去之后，形成相互间隔的一组管沟(Trench)。然后，在管沟之间形成背梁(Ridge)的步骤；
从上述P-AlGaN覆盖层到上述N-GaN层的一部分为止，对台式晶体管(Mesa)进行蚀刻，然后，使上述N-GaN层的一部分露出出来的步骤；
为了使上述背梁的上面和上述经过台式晶体管蚀刻后的N-GaN层的一部分的上面露出出来，而在前面形成介质膜的步骤；
形成将上述露出的背梁的上面和介质膜的一部分包裹起来的P-电极，同时，形成将上述露出的N-GaN层的上面包裹起来的N-电极的步骤。
5、激光二极管及其制作方法，包括：
在导电性基板上形成激光二极管的EP结构的步骤；
然后，在上述激光二极管的EP结构上，形成相互间隔的一组管沟(Trench)；
然后，在管沟之间形成背梁(Ridge)的步骤；
然后，为了使上述背梁的上面露出出来，而在前面形成介质膜的步骤；
然后，形成将上述露出的背梁的上面和管沟包裹起来的P-电极，同时在上述导电性基反的下面形成N-电极的步骤。
6、如权利要求项5所述的激光二极管及其制作方法，其特征在于，
在上述导电性基板上形成激光二极管的EP结构的步骤中，在上述导电性基板的上部按照一定的顺序依次叠加设置了以下组件：即缓冲层，N-GaN层，N-AlGaN覆盖层，N-GaN波纹导向层，InGaN活性层，P-GaN波纹导向层，P-AlGaN覆盖层和P-GaN层。
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|---|---|---|---|
| CN 200510029035 CN1921247A (zh) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | 激光二极管及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 200510029035 CN1921247A (zh) | 2005-08-24 | 2005-08-24 | 激光二极管及其制作方法 |
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| CN1921247A true CN1921247A (zh) | 2007-02-28 |
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| CN (1) | CN1921247A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101938084A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 索尼公司 | 激光器二极管 |
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2005
- 2005-08-24 CN CN 200510029035 patent/CN1921247A/zh active Pending
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| CN101938084A (zh) * | 2009-06-30 | 2011-01-05 | 索尼公司 | 激光器二极管 |
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