量子级联激光器、发光设备、制作半导体激光器的方法技术

本发明专利技术提供量子级联激光器、发光设备、制作半导体激光器的方法。量子级联激光器包括：激光器结构，所述激光器结构具有第一区、第二区和第三区，第一区具有端面；高比电阻区，所述高比电阻区被设置在第一区和第二区的主表面上；金属层，所述金属层被设置在第三区的主表面上；介电膜，所述介电膜被设置在端面和高比电阻区上；以及反射金属膜，所述反射金属膜被设置在介电膜、端面和高比电阻区上。第一至第三区被依次布置在第一轴的方向上。激光器结构具有半导体台面和半导体基部。半导体基部安装半导体台面。介电膜在第一区与第二区之间的边界处具有水平差，并且台阶在与第一轴的方向交叉的第二轴的方向上延伸。

Quantum Cascade Laser, Luminescent Device and Method of Making Semiconductor Laser

The invention provides a quantum cascade laser, a luminescent device and a method for manufacturing a semiconductor laser. Quantum cascade laser includes: laser structure, the laser structure has the first zone, the second zone and the third zone, the first zone has the end face; the high specific resistance zone, the high specific resistance zone is set on the main surface of the first zone and the second zone; the metal layer, the metal layer is set on the main surface of the third zone; and the dielectric film, the dielectric film is set on the end face and the high specific electric field. The reflective metal film is arranged on the dielectric film, the end surface and the high specific resistance region. The first to third zones are arranged in turn in the direction of the first axis. The laser structure has a semiconductor mesa and a semiconductor base. Semiconductor base mounted with semiconductor table. The dielectric film has a horizontal difference at the boundary between the first and second regions, and the step extends in the direction of the second axis intersecting with the direction of the first axis.

【技术实现步骤摘要】
量子级联激光器、发光设备、制作半导体激光器的方法
本专利技术涉及量子级联激光器、发光设备以及用于制作半导体激光器的方法。本申请要求于2017年6月19日提交的日本专利申请No.2017-119596的优先权的权益，其通过引用整体地并入在本文中。
技术介绍
ManijehRazeghi,"High-PerformanceInP-BasedMid-IRQuantumCascadeLasers",IEEEJOURNALOFSELECTEDTOPICSINQUANTUMELECTRONICS,VOL.5,NO.3,MAY/JUNE2009(在下文中被称为“非专利文献1”)公开一种量子级联激光器。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面的量子级联激光器包括：激光器结构，所述激光器结构包括第一区、第二区和第三区，第一区具有端面；高比电阻区，所述高比电阻区被设置在第一区的主表面和第二区的主表面上；金属层，所述金属层被设置在第三区的主表面上；介电膜，所述介电膜被设置在端面和高比电阻区上；以及反射金属膜，所述反射金属膜被设置在介电膜、端面和高比电阻区上。第一区、第二区和第三区被依次布置在第一轴的方向上。激光器结构包括半导体台面和半导体基部。半导体台面具有芯层，并且半导体基部用于安装半导体台面。介电膜具有在第一区与第二区之间的边界处的具有水平差的台阶。台阶在与第一轴的方向交叉的第二轴的方向上延伸。根据本专利技术的另一方面的发光设备包括：量子级联激光器；支撑基部，所述支撑基部用于安装量子级联激光器；以及焊料材料，所述焊料材料将量子级联激光器固定到支撑基部。量子级联激光器包括：激光器结构，所述激光器结构包括第一区、第二区和第三区，第一区具有端面；高比电阻区，所述高比电阻区被设置在第一区的主表面和第二区的主表面上；金属层，所述金属层被设置在第三区的主表面上；介电膜，所述介电膜被设置在端面和高比电阻区上；以及反射金属膜，所述反射金属膜被设置在介电膜、端面和高比电阻区上。第一区、第二区和第三区被依次布置在第一轴的方向上。激光器结构包括半导体台面和半导体基部。半导体台面具有芯层，并且半导体基部用于安装半导体台面。介电膜具有在第一区与第二区之间的边界处的具有水平差的台阶。台阶在与第一轴的方向交叉的第二轴的方向上延伸。根据本专利技术的再一个方面的用于制作量子级联激光器的方法包括：制备具有器件部分的排列的激光条；向激光条的端面供应用于介电绝缘体的原材料的焊剂以在端面上沉积介电绝缘体；以及在供应用于介电绝缘体的焊剂之后，向激光条的端面供应用于金属反射膜的原材料的焊剂以将金属反射膜沉积在端面上。激光条包括激光器结构和高比电阻区，并且激光器结构具有第一区、第二区、第三区和台阶。第一区具有端面，并且高比电阻区被设置在所述第一区的主表面上。器件部分中的每一个包括设置在第三区上的金属层。第一区、第二区和第三区被依次布置在第一轴的方向上并且在与第一轴的方向交叉的第二轴的方向上延伸。台阶在第二轴的方向上在第二区与第三区之间的边界上延伸。附图说明根据参考附图进行的本专利技术的优选实施例的以下详细描述，本专利技术的上述目的及其它目的、特征和优点变得更显而易见。图1是示出根据一个实施例的半导体激光器和发光设备的局部剖面示意图。图2是示出根据另一实施例的半导体激光器和发光设备的局部剖面示意图。图3A是图示根据本实施例的制作半导体激光器和发光设备的方法中的主要步骤的示意图。图3B是图示根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图3C是图示根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图4A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图4B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图4C是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图5A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图5B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图6A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图6B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图6C是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图7A是各自示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图7B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图7C是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图8A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图8B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图8C是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图9A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图9B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图9C是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图10A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图10B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图10C是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图10D是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图11A是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图11B是示出根据该实施例的方法中的主要步骤的示意图。图12A是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图12B是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图12C是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图13A是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图13B是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图13C是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图14A是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图14B是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图14C是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图14D是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图15A是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的视图。图15B是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图15C是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图16A是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图16B是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图16C是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图17A是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图17B是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图17C是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。图17D是示出根据另一个实施例的方法中的主要步骤的示意图。具体实施方式量子级联激光器在其端面上具有反射膜，并且反射膜被设置在用于量子级联激光器的导电半导体层的端面上。端面上的反射膜包括使得能实现高反射比的金属膜。将金属膜直接设置在端面上使导电半导体层在端面处短路。为了避免这种短路，可在金属膜的生长之前生长介电膜以形成复合膜。复合膜包括金属膜和位于该金属膜之下的介电膜，并且在下面的介电膜可防止端面上的导电半导体层通过金属膜短路。复合膜被设置在激光条的端面上。本专利技术人的发现揭示了各自在面上具有复合膜的一些量子级联激光器从一开始就展现泄漏电流，而其它量子级联激光器在操作期间开始示出渐增的泄漏电流。本专利技术人的观察结果示出，短路可以增加量子级联激光器的泄漏电流。本专利技术的一个方面的目的是为了提供具有可避免由其端面上的金属反射膜引起的短路的结构的量子级联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量子级联激光器，包括：激光器结构，所述激光器结构包括第一区、第二区和第三区，所述第一区具有端面；高比电阻区，所述高比电阻区被设置在所述第一区的主表面和所述第二区的主表面上；金属层，所述金属层被设置在所述第三区的主表面上；介电膜，所述介电膜被设置在所述端面和所述高比电阻区上；以及反射金属膜，所述反射金属膜被设置在所述介电膜、所述端面和所述高比电阻区上，所述第一区、所述第二区和所述第三区被依次布置在第一轴的方向上，所述激光器结构包括半导体台面和半导体基部，所述半导体台面具有芯层，并且所述半导体基部用于安装所述半导体台面，并且所述介电膜具有在所述第一区与所述第二区之间的边界处的具有水平差的台阶，所述台阶在与所述第一轴的方向交叉的第二轴的方向上延伸。

【技术特征摘要】
2017.06.19 JP 2017-1195961.一种量子级联激光器，包括：激光器结构，所述激光器结构包括第一区、第二区和第三区，所述第一区具有端面；高比电阻区，所述高比电阻区被设置在所述第一区的主表面和所述第二区的主表面上；金属层，所述金属层被设置在所述第三区的主表面上；介电膜，所述介电膜被设置在所述端面和所述高比电阻区上；以及反射金属膜，所述反射金属膜被设置在所述介电膜、所述端面和所述高比电阻区上，所述第一区、所述第二区和所述第三区被依次布置在第一轴的方向上，所述激光器结构包括半导体台面和半导体基部，所述半导体台面具有芯层，并且所述半导体基部用于安装所述半导体台面，并且所述介电膜具有在所述第一区与所述第二区之间的边界处的具有水平差的台阶，所述台阶在与所述第一轴的方向交叉的第二轴的方向上延伸。2.根据权利要求1所述的量子级联激光器，其中所述激光器结构还包括第四区，所述第一区、所述第二区、所述第三区和所述第四区被依次布置在所述第一轴的方向上，所述介电膜在所述激光器结构上具有无机绝缘膜，所述无机绝缘膜在所述第四区的主表面和所述半导体台面上具有条形开口，并且所述金属膜通过所述条形开口与所述第四区接触。3.根据权利要求2所述的量子级联激光器，其中所述无机绝缘膜被设置在所述第一区、所述第二区和所述第三区的所述主表面上，所述无机绝缘膜具有布置在所述第一轴的方向上的第一部分和第二部分，所述无机绝缘膜的所述第一部分和所述第二部分分别被设置在所述第一区的所述主表面和所述第二区的所述主表面上，所述无机绝缘膜的所述第一部分具有第一厚度，所述无机绝缘膜的所述第二部分具有与所述第一厚度不同的第二厚度，并且所述无机绝缘膜的所述第一部分和所述第二部分彼此邻接以形成所述台阶。4.根据权利要求3所述的量子级联激光器，其中所述无机绝缘膜在所述第三区的所述主表面上还具有第三部分，所述无机绝缘膜的所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分在所述第二轴的方向上延伸，所述无机绝缘膜的所述第三部分具有与所述第二厚度不同的第三厚度，并且所述无机绝缘膜的所述第二部分和所述第三部分彼此邻接以形成沟槽。5.根据权利要求2所述的量子级联激光器，其中所述高比电阻区还包括高比电阻半导体层，所述无机绝缘膜被设置在所述激光器结构与所述高比电阻半导体层之间，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉永弘幸，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP