专利名称:半导体激光器及其制造方法
技术领域:
本发明涉及,例如,脊形条状半导体激光器及其制造方法。
背景技术:
传统上,半导体激光器件的制造方法如下面(1)和(2)所述。
(1)例如,专利公开1中公开的传统脊形条状半导体激光器具有图8所示的结构。
具体地说,在n-型半导体基片100上,在第一晶体生长中,n-型包覆层101、有源层102、p-型包覆层103和p-型接触层104首先按照这个顺序顺次叠加。
随后,在p-型包覆层103和p-型接触层104内形成条形脊105。然后,在第二晶体生长中,在除脊105的顶端部分之外的区域,形成电流阻挡层106。
然后,在第三晶体生长中,以如下的方式形成p-型掩埋层107,使其覆盖脊105和电流阻挡层106的整个表面。最后,在n-型半导体基片100的下侧面上形成n-型电极108,并且在p-型掩埋层107的顶部形成p-型电极109。
(2)例如,专利公开2中公开的半导体激光器是双波长半导体激光器,其中在单个半导体晶片上并排布置两个具有不同波长的半导体激光器部分。
在该半导体激光器中,在半导体基片上晶体生长包括第一半导体激光器部分(L11’,见图9,其将在下文说明)的第一多层构件,并且除了该第一多层构件之外,分配给定区域,用于形成第二半导体激光器部分(L12’,见图9,其将在下文说明)。
具体地说,在某一时刻刻蚀掉第一多层构件的一部分(在单次刻蚀期间除去),从而暴露半导体基片。然后,在如下的基片上,其上面包括第一半导体激光器部分的第一多层构件留存下来没有被刻蚀,晶体生长包括第二半导体激光器部分的第二多层构件。
然后,通过刻蚀除去在第一多层构件上形成的第二多层构件,从而形成第二半导体激光器部分,然后形成用于第一和第二半导体激光器部分的电极。
专利公开1JP-B-3075728专利公开2JP-A-2001-244569发明内容本发明待解决的问题(1)和(2)说明的半导体激光器受到如下问题(问题1和问题2)的影响。这使得难以提高半导体激光器的特性(提高器件特性)。
(问题1)在(1)所述的传统半导体激光器中,形成了p-型掩埋层107。这会不利地增加制造成本。除此之外,必须执行三次晶体生长步骤。这也会不利地增加制造处理的数目。
而且,在这种传统半导体激光器中采用了有源层向下的结向下安装(junction-down mounting)。结果,p-型掩埋层107位于有源层的散热路径上。这会不利地延长散热路径,导致散热不理想。
因此,为了解决上述传统上会遇到的问题,我们研究了一种新的结构,其中除去了该p-型掩埋层107,结果发现,当除去p-型掩埋层107,并且在脊105和电流阻挡层106上直接形成p-型电极109时,电流扩散变得不充分,特别地,条形脊的两端都不能供给足够的电流。
为了解决这种电流短缺问题,我们研究了一种结构,其中p-型电极109延伸到脊的每一端。然而,当在脊的两端进行裂切(cleavage)以形成谐振腔刻面(resonator facet)时,会产生如下的问题(缺陷)。在裂切时,由于p-型电极109的厚度,p-型电极109的一部分脱落。
如果出现这种缺陷(电极脱落),半导体激光器不能获得期望的器件特性(产生有缺陷的器件)。
(问题2)在(2)所述的传统半导体激光器中,当形成用于第二半导体激光器部分(L12’)的区域时,在某一时刻刻蚀第一多层构件(在单次刻蚀期间除去)。这种情况下,由于在单次刻蚀期间执行的除去处理,第一多层构件最上层的突起和凹陷会影响暴露的半导体基片的表面。
具体地说,第一多层构件最上层的突起和凹陷导致在半导体基片的表面上形成突起和凹陷,半导体基片的表面上的这些突起和凹陷最终会降低在该半导体基片上晶体生长的第二多层构件的结晶度(crystallinity)。
下面给出详细的说明。如图9所示,在执行晶体生长(第一晶体生长)从而形成包括第一半导体激光器部分(L11’)的第一多层构件之后,执行晶体生长(第二晶体生长),从而形成包括第二半导体激光器部分(L12’)的第二多层构件。
这种情况下,在比第一晶体生长更低的温度下执行第二晶体生长。如果在这样低的温度下执行第二晶体生长,那么最上层的结晶度(见”a”)会受到低温生长的影响,因此低于在最上层的下面形成的层的结晶度(见”b”)。
特别地,当在某一时刻刻蚀第一晶体生长层和第二晶体生长层时,在除去处理之后暴露的表面(即半导体基片)趋向于显示较差的结晶度(见”c”),因为它会继承最上层的形状。
如果在具有较差结晶度的半导体基片的表面上进行晶体生长以形成第二半导体激光器部分(L12’)时,其结晶度趋向于降低。半导体激光器部分的这种差结晶度会不利地使半导体激光器的器件特性不理想(产生有缺陷的器件)。
本发明的一个目的是提供一种半导体激光器,其通过除去p-型掩埋层等不仅能够减少部件和制造处理的数目,而且能提供令人满意的散热。
本发明的另一个目的是提供一种半导体激光器,其能够降低由于例如电极脱落或结晶度降低导致的有缺陷器件的发生率。
解决问题的方法根据本发明,半导体激光器具有在半导体基片的一个表面上形成的半导体激光器层,和分别位于半导体激光器层一侧和半导体基片一侧上的第一型电极和第二型电极,从而将半导体激光器层和半导体基片包夹在中间。这里,第一型电极包括第一电极和覆盖第一电极的第二电极。
一种用于制造这种半导体激光器的方法,也就是,第一型电极形成步骤包括形成第一电极的第一电极形成步骤和形成第二电极的第二电极形成步骤。
如上所述,将第一型电极制成具有两层结构,包括其第一电极和第二电极。这允许第一型电极具有不同的形状,例如适合于执行裂切(器件分离)操作从而形成半导体激光器的形状。
例如,当半导体激光器层具有条形且凸起的脊时,优选地,使形成的第一电极至少覆盖脊的顶部,使形成的第二电极的面积小于半导体激光器层所占据的面积。
也就是说,包括脊形成步骤,在半导体激光器层内形成条形且凸起的脊。在执行了脊形成步骤之后,执行第一电极形成步骤,从而使形成的第一电极至少覆盖脊的顶部。
然后,执行第二电极形成步骤,使形成的第二电极的面积小于半导体激光器层所占据的面积。
如此,第一电极覆盖脊顶面的整个区域。这使得有可能向脊的两个条形方向末端提供足够的电流。除此之外,还使第二电极的面积小于被半导体激光器层占据的面积。
例如,使所形成的第二电极远离半导体激光器层的边缘。也就是,在第二电极形成步骤中,所形成的第二电极远离半导体激光器层的边缘。
如此,在器件分离时形成的裂切面(裂切线)不会与第二电极重叠。这降低了第二电极由于裂切脱离第一电极的可能性。
优选地,所形成的第一电极的膜厚度小于第二电极。具体地说,优选地,第一电极的膜厚大于或等于10nm,但小于或等于30nm。
这使得有可能防止第一电极变得过厚以至于在裂切时发生脱落。
而且,当通过裂切形成器件面(裂切面)时,可以在能够抵抗脱落的第一电极上进行器件分离,因为它比第二电极足够薄。这使得有可能可靠地消除第二电极在器件分离时发生脱落的可能性。
在形成多个脊时,例如,当在单片半导体基片上形成多个均能够发射激光的半导体激光器部分时(在单片半导体激光器的实例中),优选地,所形成的第二电极的面积小于相应于每个脊的半导体激光器层所占据的面积。
也就是说,当在脊形成步骤中形成多个脊时,在第二电极形成步骤中形成的第二电极,其面积小于相应于每个脊的半导体激光器层所占据的面积。
这使得有可能获得前述的益处。
优选地,半导体激光器层具有用于使多个脊彼此分离的凹槽,并且在被该凹槽分离的每个半导体激光器层所占据的区域内形成该第一电极。
也就是说,根据本发明,用于制造半导体激光器的方法包括凹槽形成步骤,其形成用于使多个脊彼此分离的凹槽,这多个脊是通过脊形成步骤形成的。这里,在第一电极形成步骤中,在被凹槽分离的每个半导体激光器层所占据的区域内形成第一电极,其中凹槽是通过凹槽形成步骤形成的。
如此,能够防止第一电极形成于所形成的凹槽(分离凹槽)的内部。这使得不同的半导体激光器部分彼此电隔离。这可以消除由于例如短路导致的半导体激光器的器件特性降低的可能性,其中短路是由于第一电极在分离凹槽的内部形成造成的。
优选地,在本发明的半导体激光器中,使第一电极的膜厚度小于第二电极。具体地说,优选地,第一电极的膜厚度大于或等于10nm,但小于或等于30nm。
这使得有可能防止第一电极变得过厚以至于在裂切时发生脱落的可能。
优选地,第一电极形成步骤和第二电极形成步骤中的至少一个使用抬升(lift-off)来形成电极。
这是因为,使用抬升可以容易地形成具有不同膜厚度的电极,例如厚膜电极和薄膜电极。
在根据本发明的用于制造半导体激光器的方法中,用于形成其中形成有多个脊的半导体激光器层的半导体激光器层形成处理,包括多个半导体激光器部分形成步骤,用于形成相应于不同脊的半导体激光器层。
多个半导体激光器部分形成步骤的每一个都包括多个阶段的半导体晶体生长步骤,和多个用于除去在半导体晶体生长步骤的不同阶段形成的半导体激光器层的除去步骤。
例如,优选地,在不同阶段执行多个除去步骤,每一个除去步骤均除去相应的一个在半导体晶体生长步骤的不同阶段形成的半导体激光器层。
如上所述,半导体激光器层形成处理包括多个相应于不同半导体激光器层(半导体激光器部分)的半导体激光器部分形成步骤,和多个阶段的半导体晶体生长步骤,其执行用于形成每一个不同的半导体激光器部分。
也就是说,每个半导体激光器部分包括多个半导体晶体(晶体生长层)。而且,根据本发明的用于制造半导体激光器的方法包括不同的除去步骤,其相应于多个晶体生长层(即不同除去步骤的每一个只除去多个晶体生长层中相应的一个)。
例如,在单片半导体激光器中,在单片半导体基片上形成多个半导体激光器部分。正是出于这个原因,半导体激光器部分位于单片半导体基片的不同区域内。
这种情况下,在通过一个半导体激光器部分形成步骤在半导体基片上形成一个半导体激光器部分(相应于一个脊的半导体激光器层)之后,需要除去半导体激光器层相应于除所形成半导体激光器部分之外的区域(剩余区域),因为在该剩余区域上还要形成其它的半导体激光器部分。
这里,在根据本发明的半导体激光器制造方法中,已经形成的半导体激光器层在不同的阶段阶段被除去。具体地说,包含多个半导体晶体(晶体生长层)的半导体激光器层以如下的方式加以除去,即逐个地除去不同的半导体晶体。
也就是说,根据本发明的半导体激光器制造方法包括多个除去步骤,每一个步骤用于其中一个不同的晶体生长层,除去该晶体生长层,借此分不同的阶段除去半导体激光器层。
传统上,因为半导体激光器层在一次处理中被除去(例如刻蚀),半导体激光器层最上层的平面度较差(例如凸起和凹陷),导致半导体基片暴露表面的平面度降低。
然而,当像根据本发明的半导体激光器制造方法那样,分不同的阶段执行除去操作时,通过在暴露半导体基片的除去步骤之前执行的较早前的除去步骤,能够消除由于最上层的平面度较差造成的不良影响。也就是说,可以防止半导体基片直接受到例如最上层内形成的凸起和凹陷的影响。
如上所述,通过多个除去步骤,半导体基片的暴露表面可以获得非常高的平面度。这有助于提高其它半导体激光器部分中半导体激光器层的结晶度,使得有可能形成具有期望器件特性的半导体激光器。
优选地,在半导体晶体生长步骤的不同阶段,后面半导体晶体生长步骤中的晶体生长温度低于前面半导体晶体生长步骤中的晶体生长温度。
发明优点根据本发明,有可能使所制造的半导体激光器由于例如电极脱落或结晶度降低导致的有缺陷器件的发生率降低。
是本发明第一实施例的半导体激光器的透视图。
是本发明第二实施例的半导体激光器的透视图。
是本发明第三实施例的半导体激光器的透视图。
是本发明第四实施例的半导体激光器的透视图。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第一半导体晶体生长步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第一脊形成步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第二半导体晶体生长步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第一除去步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第二除去步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第三半导体晶体生长步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第三除去步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第二脊形成步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的第四半导体晶体生长步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的开口形成步骤。
是在显示根据本发明第五实施例的半导体激光器制造方法的处理图中的电极形成步骤。
是显示双波长单片半导体激光器的透视图。
是传统半导体激光器的透视图。
是显示传统半导体激光器制造方法一部分的前视图。
附图标记列表1半导体基片2n-型包覆层(半导体激光器层)3有源层(半导体激光器层)4p-型包覆层(半导体激光器层)5p-型接触层(半导体激光器层)6脊7阻挡层8p-型电极(第一型电极)9第一电极10 第二电极11 n-型电极(第二型电极)12 分离凹槽(凹槽)21 半导体基片22 多层结构(第一晶体生长层)23 n-型包覆层(半导体激光器层)24 有源层(半导体激光器层)25 p-型包覆层(半导体激光器层)26 p-型GaAs层(接触层;半导体激光器层)27 脊30 多层结构(第二晶体生长层;半导体激光器层)31 多层结构(第三晶体生长层;半导体激光器层)38 脊
42p-电极(第一型电极)43p-电极(第一型电极)44n-电极(第二型电极)LD1-5 半导体激光器L1半导体激光器部分L2半导体激光器部分L11 半导体激光器部分L12 半导体激光器部分具体实施方式
下面将参考附图对本发明的执行方法进行说明。
[半导体激光器LD1]图1是单波束半导体激光器LD1的透视图。
<第一晶体生长>
在该半导体激光器LD1中,在具有给定面积的n-型半导体基片1(也就是从半导体基片1一侧)上,n-型包覆层2、有源层3、p-型包覆层4和p-型接触层5按照这样的顺序相互叠加。
在第一晶体生长(半导体晶体生长步骤)中,n-型包覆层2、有源层3、p-型包覆层4和p-型接触层5顺次叠加。
而且,n-型包覆层2和p-型包覆层4形成双异质结构(double-hetero structure),其中有源层3被包夹在中间。也就是说,n-型包覆层2和p-型包覆层4通过将有源层3包夹在它们中间来支持它。
这种双异质结构有助于形成带隙能大于有源层3的半导体。
顺便提及,半导体激光器LD1的发光波长取决于有源层3的材料,特别是其带隙能。也就是说,通过适当地选择有源层3、其上面的n-型包覆层2和其下面的p-型包覆层4(包覆层2和4)的材料,有可能在红外到紫外的范围内选择发光波长。
如果需要,可以在半导体基片1和n-型包覆层2之间设置n-型缓冲层。另外,如果需要,可以在有源层3和位于其上面或下面的包覆层之间设置光导层。
需要注意,前述的n-型包覆层2、有源层3和p-型包覆层4均被称作“半导体激光器层”。可选择地,n-型包覆层2、有源层3、p-型包覆层4和p-型接触层5均可被称作“半导体激光器层”。
而且,用于形成半导体激光器层的处理(在本文前文称作半导体晶体生长处理)可以称作“半导体激光器层形成处理”。
<脊的形成>
在前述的第一晶体生长之后,对p-型包覆层4和p-型接触层5进行刻蚀,借此形成具有梯形截面的脊6(执行脊形成步骤)。脊6是一个条形脊,其延伸方向与光线的发射方向(光轴)相同。
在下文的说明中,脊6的条形方向称作半导体激光器(例如LD1)的“长度方向(X方向)”,与脊6的条形方向垂直的方向称作半导体激光器LB1的“宽度方向(Y方向)”。
而且,在半导体激光器LD1的四个侧面中,两个侧面A1和A2横贯脊6并用作谐振面,另外两个侧面B1和B2与脊6的条形方向平行。
<第二晶体生长>
在形成脊6之后,执行第二晶体生长(生长n-型半导体),借此形成电流阻挡层7,其不是脊6的顶表面(执行电流阻挡层形成步骤)。
电流阻挡层7使电流只通过脊6的顶表面流入有源层3。顺便提及,第一和第二晶体生长是通过使用MOCVD(金属有机化学气相沉积)机器执行的气体沉积。
<p-型电极的形成>
然后,在电流阻挡层7的顶表面上,形成p-型电极(p-电极)8(执行第一型电极形成步骤)。该p-型电极(p-电极)8包括第一电极9和第二电极10。
具体地说,在半导体激光器LD1的顶表面上形成第一电极9之后(在执行了第一电极形成步骤之后),在第一电极9上形成第二电极10(执行第二电极形成步骤)。
《第一电极》第一电极的膜厚度被设定成比第二电极10足够薄,以防止在通过裂切将器件彼此分离时,第一电极9脱离电流阻挡层9。例如,其膜厚度被设定成等于或小于1μm,优选地等于或小于100nm,更优选地为10-30nm。
优选地,第一电极9由如下电极材料形成,其能够与暴露在脊6顶表面的半导体层,即图1所示的p-型接触层5,具有良好的欧姆接触。
尽管第一电极9覆盖半导体激光器LD1顶表面的整个区域,但是它也可以以其它的方式形成,只要能够至少覆盖用作电流通路(下文有详细说明)的脊6的顶表面即可。
《第二电极》另一方面,第二电极10用原则上包含金的电极材料形成(执行第二电极形成步骤)。
所形成的第二电极10在X方向上与脊6的两端(即侧面A1和A2)相距一个给定的距离,例如10-30μm。相似地,所形成的第二电极10与侧面B1和B2相距一个给定的距离,例如10-30μm。
如上所述,所形成的第二电极10远离表面(A1,A2,B1,B2),原因如下第二电极10的膜厚度比第一电极9更厚。例如,第二电极10的膜厚度可以大于2μm。如果这种第二电极10位于器件被裂切的位置,那么有可能在裂切时(在裂切处理时)切割该电极。这可能在器件分离时会不利地导致第二电极10从第一电极9脱落。
然而,如上所述,如果用厚膜电极材料形成的第二电极远离待裂切的器件,则有可能防止厚膜电极(第二电极10)在器件分离时脱落。
<N-型电极的形成>
在半导体基片1的背侧(远离n-型包覆层2的一侧)形成n-型电极(n-电极)11。优选地,n-型电极(第二型电极)11是一种能够与半导体基片1具有良好欧姆接触的电极材料。
优选地,n-型电极11的膜厚度范围能够防止n-型电极11在通过裂切分离器件时脱离半导体基片1。更优选地,n-型电极11的膜厚度范围能够吸收由丝线键合导致的冲击。例如,膜厚度范围可以为0.5μm-2μm。
n-型电极11可以在形成p-型电极8之前或之后形成。
<器件分离>
如上所述,在形成了电极(p-型电极8和n-型电极11)之后,在晶片上沿着Y方向形成划线,然后向其施加压力,借此将晶片分成(裂切为)条(bar)。
然后,在暴露表面A1和A2上形成反射膜,之后利用划线方法或单元片切割方法沿着X方向使条形晶片彼此分离(裂切)。上述器件分离的结果是,获得了如图1所示的半导体激光器LD1。
需要注意,半导体激光器LD1被结向下安装在引线电极部分(未显示)上。更具体地说,通过导电材料将p-型电极8牢固在引线电极上。
另一方面,导体(未显示)例如键合导线,与n-型电极11相连。当在p-型电极8和n-型电极11之间施加预定电压时,使半导体激光器LD1工作,借此从直接位于脊6下面的有源层3的一部分沿着X方向发射具有预定波长的激光。
如上所述,本发明的半导体激光器LD1的结构如下。在半导体基片1的一个表面上形成半导体激光器层,分别在半导体激光器侧和半导体基片1侧上设置p-型电极8和n-型电极11,从而将半导体激光器层和半导体基片1包夹在中间。
p-型电极8包括第一电极9和覆盖第一电极9的第二电极10。
也就是说,在上述的半导体激光器LD1的制造方法中,形成p-电极8的步骤包括形成第一电极9的第一电极形成步骤和形成第二电极10的第二电极形成步骤。
特别地,当在半导体激光器层内形成条形且凸起的脊6时,所形成的第一电极9至少覆盖脊6的顶表面(特别地p-型接触层5),所形成的第二电极10的面积小于半导体激光器层所占据的面积。
也就是说,本发明的制造半导体激光器的方法包括在半导体激光器层内形成条形且凸起的脊6的脊形成步骤。在脊形成步骤之后,以如下的方式执行第一电极形成步骤,使所形成的第一电极9至少覆盖脊6的顶表面。
然后,以如下的方式执行第二电极形成步骤,使在第一电极9上形成的第二电极10的面积小于半导体激光器层所占据的面积。
这样,在本发明的半导体激光器LD1中,第一电极9覆盖脊6的顶表面的整个区域。这使得有可能向脊6的两个条形方向末端提供足够的电流。
而且,使第二电极10的面积小于半导体激光器层占据的面积。例如,使所形成的第二电极10远离半导体激光器层的边缘(面A1,A2,B1,B2)。
结果,在器件分离时形成的裂切面(裂切线(面A1,A2,B1,B2))不与第二电极10重叠。这使得有可能降低在裂切时第二电极10脱离第一电极9的可能性。
在本发明的半导体激光器LD1中,第一电极9的膜厚度小于第二电极10。这使得有可能防止在裂切时第一电极9变得过厚以至于脱落。
下面参考图2说明本发明的第二实施例。需要注意,在第一实施例中能够发现其功能等价物的构件用相同的附图标记表示,并省略其说明。在下文的说明中,只解释与第一实施例的不同之处。
本发明的第二实施例与第一实施例的不同之处在于第一电极(第一电极)9的形状。在第一实施例中,第一电极在半导体激光器LD1的整个表面上形成,包括脊6的顶表面。然而,本发明并不仅限于这种具体的形状。
例如,如图2所示,第一电极9也可以形成仅覆盖在脊6的上面,至少包括脊的顶表面。更具体地说,第一电极9也可以形成如下的形状,也就是与脊6处于同一方向的条带,其方式使得第一电极9与半导体激光器LD2的表面B1和B2相距给定的距离。
在该条形第一电极9中,其Y方向短于第二电极10的Y方向。这使得第二电极10同时覆盖第一电极9和电流阻挡层7(与其接触)。
利用该半导体激光器LD2,与上述半导体激光器LD1相同,第一电极9覆盖脊6顶表面的整个区域。这使得有可能向脊6的两个条形方向末端提供足够的电流。
而且,因为第一电极9比第二电极10足够薄,因此有可能消除第一电极9在通过裂切分离器件时脱落的可能性。
另一方面,使所形成的比第一电极9更厚的第二电极10与脊6的两个条形方向末端相距给定的距离。这使得有可能消除第二电极10在器件分离时脱落的可能性。
而且,通过将第一电极9形成为条形,有可能降低第一电极9在器件彼此分离或第二电极10抬升时脱落。
下面参考图3说明本发明的第三实施例。需要注意,在第一和第二实施例中能够发现其功能等价物的构件用相同的附图标记表示,并省略其说明。在下文的说明中,只解释与第一和第二实施例的不同之处。
本实施例与第一实施例的不同之处在于,其不是采用单波束半导体激光器(LD1),而是采用多波束半导体激光器LD3。也就是,本实施例的特征是采用了多波束(单片)半导体激光器LD3,其中在一个共用(单片)半导体基片1上形成了多个半导体激光器部分(在本实例中,是两个半导体激光器部分(L1,L2))。
半导体激光器部分L1和L2的每一个具有与第一实施例所述相同的结构。也就是,在半导体激光器LD3中,在单片半导体基片1上形成了具有如第一实施例所述结构(p-型电极8)的半导体激光器部分L1和L2。
在本实施例的实例中,形成了两个半导体激光器部分L1和L2;然而,也可能形成三个或更多个半导体激光器部分。
在半导体激光器LD3中,在半导体激光器部分L1和半导体激光器L2之间形成分离凹槽(凹槽12)(执行凹槽形成步骤)。位于半导体激光器部分L1和半导体激光器L2之间的分离凹槽12将它们彼此电隔离。
例如,该分离凹槽12是在半导体激光器部分L1和L2内形成p-型电极8和n-型电极11之前,在刻蚀经过晶体生长长成的半导体激光器层时形成的。然而,分离凹槽12的形成时间和方法并不仅限于这些特定的时间和方法(例如刻蚀)。
例如,分离凹槽12可以在形成p-型电极8和n-型电极11之前或之后,通过例如切片或激光加工,而不是刻蚀,加以形成。
顺便提及,在具有分离凹槽12的半导体激光器LD3中,需要防止第一电极9和第二电极10形成于分离凹槽12的内部。也就是,第一电极9的每一个需要在被分离凹槽12所分离的半导体激光器层中相应的一个所占据的区域内形成(以便防止短路)。
正是出于这个原因,在形成半导体激光器LD3中的第一电极9和第二电极10的处理中,通过例如抬升以选择的方式(即仅在半导体激光器部分L1和L2的上表面上)形成p-电极8(第一电极9和第二电极10)。
如上所述,在本发明的半导体激光器LD3中,即使在形成多个脊6时,也就是,在单片半导体基片1上形成多个发射激光的半导体激光器部分(L1和L2)时,形成第二电极10使其面积小于相应于每个脊6的半导体激光器层占据的面积。
也就是,当在脊形成步骤中形成多个脊6时,在第二电极形成步骤中形成第二电极10,使其面积小于被相应于每个脊6的半导体激光器层占据的面积。
如此,有可能获得前述的益处(由半导体激光器LD1和LD2获得的益处)。不必说,同样在半导体激光器LD3中,与前述的半导体激光器LD1和LD2相同,因为第一电极9覆盖脊6顶表面的整个区域,所以有可能向脊6的两个条形方向末端提供足够的电流。
与半导体激光器LD1和LD2相同,同样在半导体激光器LD3中,使第一电极9比第二电极10足够薄,并且形成比第一电极9更厚的第二电极10,使其与脊6的两个条形方向末端相距给定的距离。
这使得有可能消除第二电极10在通过裂切分离器件时脱落的可能性。
而且,本发明包括凹槽形成步骤,其中在半导体激光器层内形成分离凹槽12用于使多个脊6彼此分离,这多个脊是在脊形成步骤中形成的。除此之外,在第一电极形成步骤中,第一电极9的每一个都形成于被在凹槽形成步骤中形成的分离凹槽12分离的半导体激光器层中相应的一个所占据的区域内。
结果,可防止第一电极9形成于所形成分离凹槽12的内部。这使得半导体激光器部分(L1,L2)彼此电隔离。这可以消除由于例如第一电极9形成于分离凹槽12的内部导致的短路造成的半导体激光器的器件特性降低。
下面参考图4说明本发明的第四实施例。需要注意,在第一到第三实施例中能够发现其功能等价物的构件用相同的附图标记表示,并省略其说明。在下文的说明中,只解释与第一到第三实施例的不同之处。
本实施例与第二实施例的不同之处在于,其不是采用单波束半导体激光器(LD2),而是采用了多波束半导体激光器LD4。也就是,本实施例的特征是采用了多波束(单片)半导体激光器,其中在一个共用(单片)半导体基片1上形成了多个半导体激光器部分(在本实例中,是两个半导体激光器部分(L1,L2))。
半导体激光器部分L1和L2的每一个具有与第二实施例所述相同的结构。也就是,在半导体激光器LD4中,在单片半导体基片1上形成了具有如第二实施例所述结构(p-型电极8)的半导体激光器部分L1和L2。
在本实施例的实例中,形成了两个半导体激光器部分L1和L2;然而,也可能形成三个或更多个半导体激光器部分。
在半导体激光器LD4中,在半导体激光器部分L1和L2之间形成分离凹槽12。位于半导体激光器部分L1和半导体激光器L2之间的分离凹槽12将它们彼此电隔离。
如前所述,该分离凹槽12是在半导体激光器部分L1和L2内形成p-型电极8和n-型电极11之前,在刻蚀通过晶体生长长成的半导体激光器层时形成的。然而,分离凹槽12的形成时间和方法并不仅限于这些特定的时间和方法(例如刻蚀)。
例如,分离凹槽12可以在形成p-型电极8和n-型电极11之前或之后,通过例如切片或激光加工,而不是刻蚀,加以形成。
顺便提及,在具有分离凹槽12的半导体激光器LD4中,需要防止第一电极9和第二电极10在分离凹槽12的内部形成。正是出于这个原因,在形成半导体激光器LD4中的第一电极9和第二电极10的处理中,通过例如抬升以选择的方式(即仅在半导体激光器部分L1和L2的上表面上)形成电极(第一电极9和第二电极10)。
根据上述的半导体激光器LD4,有可能获得与通过上述半导体激光器LD1-LD3可以获得的相同的益处。
应当理解,本发明可以用任何其它的方式加以实现,而不必只是上面所特别提出的实施例,并且在本发明的范围内有可能进行各种修改。
例如,在上述的第三和第四实施例中,在半导体激光器部分L1和L2的每一个形成步骤中,第一电极9和/或第二电极10(即第一电极9和第二电极10中至少一个)使用相同的电极材料同时形成。这样,这些形成步骤可以是通用的。
第三或第四实施例可以修改为,使多个半导体激光器部分L1和L2具有不同的发光波长。也就是,可以采用具有不同发光波长的多波长多波束半导体激光器(例如,可以采用能够输出两种波长的半导体激光器)。
需要注意,即使多个半导体激光器部分L1和L2具有不同的发光波长,在半导体激光器部分L1和L2的每一个形成步骤中,第一电极9和/或第二电极10也可以如上所述地利用相同的电极材料同时地形成。
如上所述,通过利用相同的电极材料同时形成第一电极9和第二电极10,该形成步骤能够是通用的。另一方面,还可能用与半导体激光器部分L1和L2同量的不同电极材料形成第一电极9和第二电极10。
在其它实例中,不必说,能够获得与第三和第四实施例所得相同的益处。
顺便提及,在上述的半导体激光器LD1-LD4中,不必在脊6上形成掩埋层。这有助于减少部件和制造处理的数目。而且,这有助于获得具有令人满意的散热的半导体激光器。
这里,参考图5A-5F和图6G-6K说明半导体激光器LD5(见图7,其将在下文进行说明)作为前述半导体激光器的一个实例,其具有多个半导体激光器部分L11和L12,它们具有不同的发光波长。对于这些附图中不能显示的附图标记,出于方便起见,应当参考其它的附图。
具体地说,下面将对双波长半导体激光器LD5的制造过程进行说明,其具有中心波长处于红外区的第一半导体激光器和中心波长处于红色区的第二半导体激光器。
<第一晶体生长>
如图5A所示,通过MOVCD在半导体基片21上进行第一晶体生长(执行第一半导体晶体生长步骤),借此使所形成的多层结构22具有双异质结构。
该多层结构22(第一晶体生长层22;半导体激光器层)具有如下的层,它们在用例如n-型GaAs形成的半导体基片21上按照所提的顺序彼此叠加(也就是,从半导体基片21侧)用例如AlGaAs形成的n-型包覆层23,用例如AlGaAs形成的多量子阱(MQW)有源层24,和用例如AlGaAs形成的p-型包覆层25,和p-型GaAs层26。
通过随后的膜形成处理在MOCVD机器中形成具有双异质结构的多层结构22(第一晶体生长层22)。将用n-型GaAs形成的前述半导体基片1设定为具有大约100μm的膜厚度。
在该双异质结构中,n-型包覆层23和p-型包覆层25的带隙能大于有源层4的带隙能。
具体地说,n-型包覆层23和p-型包覆层25的铝组分(比例)大于有源层24,借此前者的带隙能大于后者。
选择(设定)有源层24的铝组分,使得发光峰波长(λ1)位于红外区的大约790nm附近。
优选地,在p-型包覆层25的中间某处插入薄刻蚀停止层,从而使脊27具有固定的高度。
用作刻蚀停止层的材料是例如AlGaAs,其中铝组分被设定成比p-型包覆层25足够低,或者是GaAs材料。
<形成脊(用于L11的脊)>
在第一晶体生长之后,如图5B所示,形成用于第一半导体激光器部分L11的脊27(执行第一脊形成步骤)。
脊27的形成如下。除了待通过刻蚀被除去的区域之外,给其它的区域涂覆抗蚀剂,然后在一种刻蚀剂(刻蚀溶液)中浸泡所得的产品。通过执行如上所述的刻蚀,除去在第一晶体生长中生长的一部分晶体,借此形成条形脊27。
顺便提及,通过将薄刻蚀停止层插入在p-型包覆层25的中间,有可能使脊27具有固定的高度。
<第二晶体生长>
在形成脊27之后,如图5C所示,在半导体基片21(具体地说,在双异质结构22内的p-型GaAs层26上)执行第二晶体生长(执行第二半导体晶体生长步骤)。
同第一晶体生长一样,也通过MOCVD执行第二晶体生长。
具体地说,第二晶体生长导致形成了多层结构30(第二晶体生长层30;半导体激光器层),其具有如下的层,它们在p-型GaAs层26上按照所提的顺序相互叠加用AlGaAs形成的n-型层28和用GaAs形成的n-型GaAs层29。
用AlGaAs形成的n-型层28的Al组分被设定为大于0.51的值。在该实例中,设定为0.65。上述的n-型层8和n-型层29位于脊27的两侧,并用作电流阻挡层。
在第二晶体生长中,为了抑制通过第一晶体生长形成的多层结构(双异质结构)22的晶体退化,将晶体生长温度设定得低于第一晶体生长的平均晶体生长温度(例如该晶体生长温度设定得比第一晶体生长的平均晶体生长温度低大约100℃)。
结果,第二晶体生长层(n-型层8,n-型层9)的结晶度低于第一晶体生长层22(n-型包覆层23,有源层24,p-型包覆层25,p-型GaAs层26)。也就是,在第二晶体生长层(第二晶体生长层30)的表面上形成有凸起和凹陷。
<部分除去第二晶体生长层>
在第二晶体生长之后,如图5D所示,除去位于待形成第二半导体激光器部分L12处的多层结构30(部分地除去第二晶体生长层30)(执行第一除去步骤)。
具体地说,如下地执行多层结构30的除去(部分除去)操作。除待除去区域之外,其它的区域被涂覆抗蚀剂,然后将所得到的产品浸泡在刻蚀剂内。更具体地说,首先刻蚀由GaAs形成的n-型层29,然后刻蚀由AlGaAs形成的n-型层28。
在刻蚀由GaAs形成的n-型层29时,使用磷酸刻蚀剂。另一方面,在刻蚀由AlGaAs形成的n-型层28时,使用对GaAs有选择性(即能够选择性刻蚀GaAs)的酸刻蚀剂,例如氢氯酸刻蚀剂、氢氟酸刻蚀剂或缓冲的氢氟酸刻蚀剂。
也就是说,使用不同的刻蚀剂刻蚀不同的n-型层GaAs的n-型层29和AlGaAs的n-型层28。
优选地,AlGaAs的n-型层28与下面的p-型GaAs层26(用GaAs形成的接触层26)相比具有高的刻蚀选择性,并具有提高的光学特性。正是出于这个原因,用AlGaAs形成的n-型层28的Al组分设定为大于0.51的数值。
这样,通过用一种酸刻蚀剂,例如氢氯酸刻蚀剂、氢氟酸刻蚀剂或缓冲的氢氟酸刻蚀剂,选择性除去用AlGaAs形成的n-型层28。如此,暴露出作为通过第一晶体生长形成的最上层的p-型GaAs层26(接触层26)。
p-型GaAs层26的暴露表面是通过第一晶体生长形成的,其执行温度高于第二晶体生长。结果,p-型GaAs层26的结晶度较高,因此p-型GaAs层26的暴露部分相对平坦,并且受不规则的影响较小。
<部分除去第一晶体生长层>
然后,通过使用一种通用的刻蚀剂(例如磷酸刻蚀剂),通过刻蚀除去层22(通过第一晶体生长形成的层22),其包括p-型GaAs层26,用AlGaAs形成的p-型包覆层25,用AlGaAs形成的有源层24,和用AlGaAs形成的n-型包覆层23(执行第二去除步骤)。
具体地说,如图5E所示,在某一时刻刻蚀第一晶体生长层22,直到暴露出基片21。需要注意,即使通过上述的刻蚀处理在第二晶体生长层30的表面上形成了凸起和凹陷,也能够通过较早前的刻蚀(部分除去第二晶体生长层30)消除这些凸起和凹陷的影响。
因此,待定位第二半导体激光器部分L12的区域表面(半导体基片21的表面)是平坦的。
<第三晶体生长>
然后,如图5F所示,用MOCVD在半导体基片21上执行第三晶体生长。具体地说,形成多层结构31(第三晶体生长层31;半导体激光器层),使之具有双异质结构(执行第三半导体晶体生长步骤)。
通过该第三晶体生长,在半导体基片21上,由GaInP形成的n-型层32、由AlGaInP形成的n-型包覆层33、由AlGaInP形成的多量子阱(MQW)有源层34、由AlGaInP形成的p-型包覆层35、p-型GaInP层36和p-型GaAs层37按照这样的顺序彼此叠加。
通过随后的膜形成处理在MOCVD机器内形成多层结构31(第三晶体生长层31),使之具有双异质结构。
在该双异质结构中,使n-型包覆层33和p-型包覆层35的带隙能大于有源层34,具体地说,n-型包覆层33和p-型包覆层35的Al组分(比率)大于有源层34,借此前者的带隙能大于后者。
选择有源层34的Al组分,使得发光峰波长(λ2)位于红光区的655nm附近。
优选地,在p-型包覆层35的中间某处插入薄刻蚀停止层,从而使脊38(见图6H,其将在下文说明)具有固定的高度。
用作刻蚀停止层的材料包括例如AlGaInP材料,其Al组分被设定为比p-型包覆层35的材料足够低,或GaInP材料。
<部分除去第三晶体生长层>
然后,如图6G所示,除去该第三晶体生长层31(第三晶体生长层31),但不包括用作第二半导体激光器部分L12的区域(执行第三除去步骤)。
在该除去步骤中,依次对GaAs和AlGaAs使用磷酸刻蚀剂,对AlGaInP或GaInP使用氢溴酸(HBr)和氢氯酸的混合物。
通过该除去步骤,除去位于第一半导体激光器部分L11上面的由第三晶体生长形成的层31(第三晶体生长层31)。
<形成脊(用于L12的脊)>
然后,如图6H所示,形成用于第二半导体激光器部分L12的脊38(执行第二脊形成步骤)。
脊38的形成如下。首先,除待刻蚀区域之外的区域用例如氧化硅的掩模覆盖,然后将所得的产品浸泡在刻蚀剂内。通过执行上述的刻蚀,除去通过第三晶体生长长成的晶体的一部分,借此形成条形脊38。
顺便提及,通过在p-型包覆层35的中间某处插入薄刻蚀停止层,有可能使脊38具有固定的高度。
<第四晶体生长>
在形成脊38之后,如图6I所示,在半导体基片21上(具体地说,在双异质结构31的p-型GaAs层37上),执行第四晶体生长(执行第四半导体晶体生长步骤)。
与第一到第三晶体生长一样,通过MOCVD执行第四晶体生长。
具体地说,第四晶体生长导致形成了多层结构41(第四晶体生长层41;半导体激光器层),其具有如下的层,它们在p-型GaAs层37上按照所提的顺序相互叠加由AlInP形成的n-型层39和由GaAs形成的n-型GaAs层40。
将上述的n-型层39和n-型层40定位在脊38的两侧,用作电流停止层。
在第四晶体生长中,为了抑制通过第三晶体生长形成的多层结构(双异质结构)31的晶体退化,将晶体生长温度设定得低于第三晶体生长的平均晶体生长温度(例如该晶体生长温度设定得比第三晶体生长的平均晶体生长温度低大约100℃)。
<形成开口>
接着,如图6J所示,在第一半导体激光器部分L11的脊27和第二半导体激光器部分L12的脊38的峰部分上形成电流阻挡层(n-型层39,n-型层40)中形成开口(执行开口形成步骤)。
<形成电极(N-型电极,P-型电极)>
在通过形成开口形成了至脊27和28的电流路径之后,如图6K所示,分别在第一半导体激光器部分L11和第二半导体激光器部分L12内形成p-型电极42和p-型电极43,以便覆盖开口。
此外,在半导体基片21上形成共用n-型电极44,其中在半导体基片21的上面形成有第一半导体激光器部分L11和第二半导体激光器部分L12(执行电极形成步骤)。
<器件分离(裂切处理)>
通过上述的程序,在晶片上形成了半导体激光器LD5,其每一个均具有多个半导体激光器部分(L11,L12),然后使用例如划线方法将所得的晶片分成条。
在构成谐振器的一对侧面上形成用于调节反射率的涂层,然后将所得的条分成单个的器件。这样,获得如图7透视图所示的双波长单片半导体激光器LD5。
当向p-型电极42和n-型电极44施加预定电压时,电流流过脊27的峰部分,借此从半导体激光器部分L11沿着如图7箭头所示的方向(沿着条带方向)发射波长为λ1的激光。
另一方面,当向p-型电极43和n-型电极44施加预定电压时,电流流过脊38的峰部分,借此从半导体激光器部分L12沿着如图7箭头所示的方向(沿着条带方向)发射波长为λ2的激光。
如上所述,在本发明的半导体激光器制造方法中,用于形成半导体激光器层的半导体激光器层形成处理,其中在半导体激光器层形成了多个脊27和38,包括多个半导体激光器部分形成步骤,用于形成相应于脊27和38的半导体激光器层(半导体激光器部分L11和L12)。
也就是,半导体激光器层形成处理包括用于形成半导体激光器部分L11的半导体激光器部分形成步骤,和用于形成半导体激光器部分L12的半导体激光器部分形成步骤。
每个半导体激光器部分形成步骤包括多个阶段的半导体晶体生长步骤,还包括多个除去步骤,除去通过半导体晶体生长步骤的不同阶段形成的半导体激光器层(例如第一晶体生长层22和第二晶体生长层30)。
例如,在不同的阶段执行多个除去步骤,每个除去步骤除去相应的一个通过半导体晶体生长步骤的不同阶段形成的半导体激光器层(例如第一晶体生长层22和第二晶体生长层30)。
也就是说,有多个相应于多个晶体生长层的不同除去步骤(即不同除去步骤的每一个只相应于多个晶体生长层的其中一个)。
在上述的单片半导体激光器LD5中,在单片半导体晶片21上形成多个半导体激光器部分(L11,L12)。正是出于这个原因,半导体激光器部分(L11,L12)位于单片半导体基片21上的不同区域内。
这种情况下,在通过半导体激光器部分形成步骤在半导体基片21上形成一个半导体激光器部分L11之后,需要除去与除形成了半导体激光器部分L11的区域之外的区域(剩余区域)相应的半导体激光器层,因为要在该剩余区域内形成另一个半导体激光器部分L12。
这里,在本发明的半导体激光器制造方法中,在不同的阶段除去已经形成的半导体激光器层。具体地说,以如下的方式除去包含多个半导体晶体(例如第一晶体生长层22和第二晶体生长层30)的半导体激光器层,即逐个地除去不同的半导体晶体(晶体生长层)。
也就是说,本发明的半导体激光器LD5的制造方法包括多个除去步骤,每一个晶体生长层使用一个除去步骤,用于除去晶体生长层,借此在不同阶段除去半导体激光器层。
如上所述,通过在不同阶段执行除去操作,能够通过在执行暴露出半导体基片21的除去步骤之前执行的较早前的除去步骤(第一除去步骤)消除最上层(第二晶体生长层30)平面度较差的不良影响。也就是说,可防止半导体基片21直接受到在例如最上层内形成的凸起和凹陷的影响。
通过多个除去步骤(也就是,通过第二除去步骤),半导体基片21的暴露表面可获得非常高的平面度。这有助于提高另一个半导体激光器部分L12的半导体激光器层的结晶度,使得有可能形成具有期望器件特性的半导体激光器LD5。
应当理解,本发明可以用任何其它的方式加以实现,而不必是上面作为实施例具体说明的,在本发明的范围内有可能进行各种修改。
例如,在上述第五实施例的实例中,在部分除去第二晶体生长层时,刻蚀通过第一晶体生长形成的最上层(p-型GaAs层26),直到它被暴露出来,然后部分除去第一晶体生长层。然而,本发明并不仅限于该具体过程。
例如,刻蚀可以执行到直至通过第一晶体生长形成的其中一个层(第一晶体生长层22)暴露出来为止,而不是其最上层。
也就是说,通过刻蚀第一晶体生长层22和第二晶体生长层30直到除最上层之外的由第一晶体生长形成的其中一个层暴露出来为止,可以防止第二晶体生长的影响。
通过执行如上所述的刻蚀,暴露出不规则度较小的平坦表面,然后通过刻蚀除去由第一晶体生长形成的其余晶体生长层(第一晶体生长层22的其余部分)。如此,通过刻蚀暴露出来的半导体基片21的表面的不规则度较小,因而变的平坦。
应当理解,本发明可以用任何其它的方式加以实现,而不必是上面作为实施例具体说明的,在本发明的范围内有可能进行各种修改。
例如,与第一到第四实施例中说明的p-型电极相似,在第五实施例中说明的p-型电极42和43可以具有双层结构。
工业应用性本发明可以用于如下的半导体激光器(例如,发射具有多波长的激光的半导体激光器,或包括单片半导体激光器的器件实例),它们可以用作向/从记录介质,例如CD-R/RW或DVD-R/±RW,记录/回放信息的信息记录和回放装置的光源,或者用于光通讯的光源。本发明还可以用于制造这种器件。
权利要求
1.一种半导体激光器,其具有半导体激光器层,其形成于半导体基片的表面上,并具有第一型电极和第二型电极,它们分别位于半导体激光器层一侧和半导体基片一侧,从而将该半导体激光器层和该半导体基片包夹在中间,其中第一型电极包括第一电极和覆盖该第一电极的第二电极。
2.根据权利要求1的半导体激光器,其中该半导体激光器层内有条形且凸起的脊,其中第一电极被形成为至少覆盖脊的顶部,且其中第二电极被形成为使其面积小于半导体激光器层占据的面积。
3.根据权利要求2的半导体激光器,其中第二电极被形成为远离半导体激光器层的边缘。
4.根据权利要求3的半导体激光器,其中距离半导体激光器层的边缘为大于等于10μm,但小于等于30μm。
5.根据权利要求1的半导体激光器,其中第一电极的膜厚度比第二电极的膜厚度薄。
6.根据权利要求5的半导体激光器,其中第一电极的膜厚度为大于等于10nm,但小于等于30nm。
7.根据权利要求1的半导体激光器,其中该半导体激光器层内具有多个条形且凸起的脊,其中第一电极被形成为至少覆盖每个脊的顶部,且其中第二电极被形成为使其面积小于相应于每个脊的半导体激光器层所占据的面积。
8.根据权利要求7的半导体激光器,其中该半导体激光器层具有用于使多个脊彼此分离的凹槽,且其中第一电极在由被凹槽分离的每个半导体激光器层所占据的区域内形成。
9.一种用于制造半导体激光器的方法,其中该半导体激光器具有形成于半导体基片的表面上的半导体激光器层,并具有第一型电极和第二型电极,它们分别位于半导体激光器层一侧和半导体基片一侧,从而将该半导体激光器层和该半导体基片包夹在中间,其中第一型电极包括第一电极和覆盖该第一电极的第二电极,并且其中第一电极电极形成步骤包括第一电极形成步骤,其形成第一电极,和第二电极形成步骤,其形成第二电极。
10.根据权利要求9的半导体激光器制造方法,进一步包括脊形成步骤,其在半导体激光器层内形成条形且凸起的脊,其中,在执行了脊形成步骤之后,执行第一电极形成步骤,从而形成该第一电极,使其至少覆盖脊的顶部,且其中执行第二电极形成步骤,从而在第一电极上形成该第二电极,使其面积小于半导体激光器层所占据的面积。
11.根据权利要求10的半导体激光器制造方法,其中,在第二电极形成步骤中,第二电极被形成为远离半导体激光器层的边缘。
12.根据权利要求9的半导体激光器制造方法,进一步包括脊形成步骤,其在半导体激光器层内形成多个条形且凸起的脊,其中,在执行了脊形成步骤之后,执行第一电极形成步骤,从而形成第一电极使其至少覆盖每个脊的顶部,且其中执行第二电极形成步骤,从而在第一电极上形成第二电极,使其面积小于相应于每个脊的半导体激光器层所占据的面积。
13.根据权利要求12的半导体激光器制造方法,进一步包括凹槽形成步骤,其在半导体激光器层内形成凹槽,用于将多个脊彼此电隔离,该多个脊是通过该脊形成步骤形成的,其中,在第一电极形成步骤中,第一电极在由被凹槽形成步骤中形成的凹槽分离的每个半导体激光器层所占据的区域内形成。
14.根据权利要求9的半导体激光器制造方法,其中,第一和第二电极中的至少一个是通过抬升形成的。
15.根据权利要求12的半导体激光器制造方法,其中,该半导体激光器层形成处理,其用于形成在其中形成了多个脊的半导体激光器层,包括多个半导体激光器部分形成步骤,用于形成相应于不同脊的半导体激光器层,其中该多个半导体激光器层部分的每一个都包括多个阶段的半导体晶体生长步骤,和多个除去步骤,用于除去在半导体晶体生长步骤的不同阶段形成的半导体激光器层。
16.根据权利要求15的半导体激光器制造方法,其中,该多个除去步骤在不同的阶段执行,且其中每个除去步骤除去在半导体晶体生长步骤的不同阶段形成的半导体激光器层中的相应一个。
17.根据权利要求15的半导体激光器制造方法,其中,在半导体晶体生长步骤的不同阶段,后面半导体晶体生长步骤的生长温度低于前面半导体晶体生长步骤的晶体生长温度。
18.一种脊形条状半导体激光器,包括有源层、将有源层包夹在中间的上包覆层和下包覆层、在上包覆层的一部分中形成的条形脊、和覆盖条形脊的两侧但不覆盖其顶面的电流阻挡层,其中第一电极在半导体激光器的上表面上形成,第二电极在第一电极上形成,其中第一电极被做成比第二电极薄,并且被形成为至少覆盖脊的顶面的整个区域,且其中第二电极在离开脊的条形方向两端一个给定距离的位置形成。
19.一种多波束半导体激光器,包括位于共用半导体基片上的多个脊形条状半导体激光器部分,其每一个包括有源层,将有源层包夹在中间的上、下包覆层,在上包覆层的一部分内形成的条形脊,和覆盖条形脊的两侧但不覆盖其顶面的电流阻挡层,其中第一电极在半导体激光器的上表面上形成,第二电极在第一电极上形成,其中第一电极比第二电极薄,并且至少覆盖脊顶面的整个区域,且其中第二电极在离开脊的条形方向两端一个给定距离的位置形成。
20.根据权利要求19的半导体激光器,其中,在多个半导体激光器部分之间,形成用于使半导体激光器部分彼此电隔离的凹槽,且其中该第一电极远离该凹槽。
21.一种用于制造脊形条状半导体激光器的方法,该激光器包括有源层、将有源层包夹在中间的上包覆层和下包覆层、在上包覆层的一部分中形成的条形脊、和覆盖条形脊的两侧但不覆盖其顶面的电流阻挡层,该用于制造脊形条状半导体激光器的方法包括第一电极形成步骤,用于形成第一电极,使其至少覆盖每个脊的顶表面的整个区域;第二电极形成步骤,用于在第一电极上形成第二电极;和裂切步骤,用于裂切与条形脊直角相交的半导体激光器表面,其中,在第一电极形成步骤中,第一电极被做得比第二电极薄,且其中,在第二电极形成步骤中,第二电极在与脊的两个条形方向末端相距给定距离的位置形成。
22.一种用于制造多波束半导体激光器的方法,该多波束半导体激光器包括位于共用半导体基片上的多个脊形条状半导体激光器部分,其每一个包括有源层、将有源层包夹在中间的上包覆层和下包覆层、在上包覆层的一部分中形成的条形脊、和覆盖条形脊的两侧但不覆盖其顶面的电流阻挡层,该用于制造多波束半导体激光器的方法包括第一电极形成步骤,用于形成第一电极,使其至少覆盖每个脊的顶表面的整个区域;第二电极形成步骤,用于在第一电极上形成第二电极;和裂切步骤,用于裂切与条形脊以直角相交的半导体激光器的表面,其中,在第一电极形成步骤中,第一电极被做得比第二电极薄,且其中,在第二电极形成步骤中,第二电极在与脊的两个条形方向末端相距给定距离的位置形成。
23.根据权利要求22的半导体激光器制造方法,进一步包括凹槽形成步骤,用于在多个半导体激光器部分之间形成凹槽,用于将半导体激光器部分彼此电隔离,其中,在第一电极形成步骤中,远离凹槽形成第一电极。
24.根据权利要求21的半导体激光器制造方法,其中第一电极形成步骤和第二电极形成步骤中的至少一个使用抬升法用于电极形成。
25.根据权利要求22的半导体激光器制造方法,其中在半导体基片上进行晶体生长用于形成第一半导体激光器部分,晶体生长包括第一晶体生长和第二晶体生长,其中,在留下半导体激光器部分的区域以外的另一区域中由第一和第二晶体生长所生长的晶体被除去之后,在半导体基片上进行晶体生长,用于在半导体基片的所述另一区域中形成第二半导体激光器,当在所述另一区域中由第一和第二晶体生长所生长的晶体被除去时,该半导体激光器制造方法进一步包括第二晶体生长层除去步骤,用于除去通过第二晶体生长形成的晶体,使得通过第一晶体生长所生长的晶体的层被暴露;和第一晶体生长层除去步骤,用于除去通过第一晶体生长所生长的晶体。
26.根据权利要求25的半导体激光器制造方法,其中第二晶体生长时的生长温度被设定为低于第一晶体生长时的生长温度。
全文摘要
在半导体激光器(LD1)中,在半导体基片(1)的表面上形成半导体激光器层,并且分别在半导体激光器层一侧和半导体基片(1)一侧提供p-型电极(8)和n-型电极(11),使其将半导体激光器层和半导体基片(1)包夹在中间。该p-型电极(8)包括第一电极(9)和覆盖第一电极(8)的第二电极(10)。
文档编号H01L21/306GK1934759SQ20058000839
公开日2007年3月21日 申请日期2005年3月2日 优先权日2004年3月15日
发明者田内阳三, 中岛健二, 河本清时 申请人:三洋电机株式会社, 鸟取三洋电机株式会社