分离半导体激光二极管的方法技术

本发明专利技术公开了一种分离半导体激光二极管的方法。在该方法中，在一衬底上形成ｎ型化合物半导体层。在ｎ型化合物半导体层上形成具有ｎ型化合物半导体层的多个半导体激光二极管，使得半导体激光二极管的激光发射区彼此相连。在半导体激光二极管和用于彼此连接半导体激光二极管的激光发射区周围，去除ｎ型化合物半导体层和形成半导体激光二极管的材料层。在半导体激光二极管之间的衬底背部形成垂直横穿激光发射区的基础切割线。沿各基础切割线彼此分离半导体激光二极管。于是，可以获得垂直于有源层的且具有清洁表面的激光发射面。此外，在分离半导体激光二极管的工艺中可将故障减至最小。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造半导体激光二极管的方法，更具体地，涉及一种，通过该方法可保护垂直于激光振荡层并具有清洁表面的激光发射面。
技术介绍
随着对高密度信息写入的需求的增加，对发射可见光谱中的光的半导体发光二极管(LED)的需要也在增加。结果，在可见光谱中发射激光的各种类型的半导体激光二极管(以下称为“LD”)得以出现。其中，III-V族氮化物半导体LD因为其直接转移方法和其可能的兰色激光振荡而吸引了特别的注意，在该方法中，激光振荡的几率较高。通常，为了制造具有低阈值电压和高功率的半导体LD，必须切割半导体LD以使半导体LD的激光发射面垂直于振荡层并具有清洁的表面。在切割半导体LD的过程中，激光的亮度极大地降低，并且如果激光发射面不垂直于振荡层且具有粗糙的表面，则激光在激光发射面上散射。在这种情况下，半导体LD的临界电流和临界电压都有所增加。根据现有技术的与半导体LD的上述切割相关的半导体LD分离方法将参照图1和2说明。在兰宝石衬底2上顺序形成n型GaN基化合物半导体层4、其中产生激光的GaN基有源层6、以及p型GaN基化合物半导体层8。预定的蚀刻工艺形成多个半导体LD、一支撑体12以及一n型电极部分14，其中每个半导体LD具有形成有p型电极16的隆脊区10，该n型电极部分14中形成有p型电极16和n型电极18。在兰宝石衬底2的部分底面上刻划出分离半导体LD所需的基本切割线。更确切地，沿着用于以金刚石尖分割半导体LD的潜在分割线L刻划基础切割线。通过利用陶瓷刀具在潜在分割线L上方的隆脊区10上施加压力，形成如图2所示的具有激光发射面20的半导体LD 22。在根据现有技术的半导体LD分离方法中，N电极和P电极之间的台阶较高，且压力必须施加的潜在分隔线L上方的隆脊区10上，以切割厚n型化合物半导体层、发射激光的有源层和p型化合物半导体层。此时，激光发射面未沿兰宝石衬底的主晶面形成，但化合物半导体层通常沿形成在兰宝石衬底的化合物半导体层的主晶面切割。当兰宝石衬底上的半导体LD沿不同于兰宝石衬底主晶面的晶面切割时，振荡器的长度被改变，且激光发射面不垂直于必须发射激光的方向。结果，激光发射减少，且分离半导体LD的工艺产量随半导体LD的再生产率的降低而减小。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种分离半导体LD的方法，通过该方法，半导体LD可通过施加较小的力而切割，可以获得垂直于激光发射方向且具有清洁表面的激光发射面，且半导体LD的再生产率可提高。因此，为了实现以上目的，提供一种。在一衬底上形成n型化合物半导体层。具有n型化合物半导体层的多个半导体激光二极管形成在n型化合物半导体层上，使得半导体激光二极管的激光发射区彼此相连。在半导体激光二极管和用于彼此连接半导体激光二极管的激光发射区周围，去除n型化合物半导体层和形成半导体激光二极管的材料层。垂直横穿激光发射区的基础切割线形成在半导体激光二极管之间的衬底背部。半导体激光二极管沿各基础切割线彼此分离。在形成多个半导体激光二极管时，形成多个包括隆脊部分和p型化合物半导体层的半导体激光二极管，该隆脊部分在n型化合物半导体层上在激光发射方向上具有长条形状，该p型化合物半导体层在该隆脊部分的隆脊上具有p型电极。在形成多个半导体激光二极管时，形成多个半导体激光二极管，该半导体激光二极管在n型化合物半导体层的邻近隆脊部分的预定区域上具有n型电极。在形成多个半导体激光二极管时，在隔开p型化合物半导体层的隆脊部分的预定区域上形成具有支撑体的多个半导体激光二极管，该支撑体用于释放封装半导体激光二极管时产生的应力。有源层为InxAlyGa1-x-yN层，其中0≤x≤1，0≤y≤1且x+y≤1或具有多个量子阱结构的InxAlyGa1-x-yN层。在去除n型化合物半导体层和形成半导体激光二极管的材料层时，首先在多个半导体激光二极管形成过程中所获得的合成结构上形成掩膜，该掩膜覆盖多个半导体激光二极管和用以将多个半导体激光二极管在沿激光发射的方向上彼此连接的部分。接着，其实形成有掩膜的合成结构被蚀刻直到暴露出衬底，这时掩膜被去除。利用本专利技术，可以获得半导体LD的激光发射面，该发射面垂直于激光发射方向并具有清洁的表面。结果，半导体LD的再生产率提高，这明显降低了分离半导体LD的重复工艺中在衬底切割面的相反方向上切割半导体LD的激光发射面的频率。也即，在分离半导体LD的工艺中，故障可减至最小。附图说明通过参照附图详细说明本专利技术的优选实施例，本专利技术的以上目的和优点将变得清晰，其中图1是说明根据现有技术的半导体LD分离方法的半导体LD平面视图；图2是说明根据现有技术的半导体LD分离方法的半导体LD透视图；图3至7是顺序说明根据本专利技术的半导体LD分离方法的基本概念的透视图；图8至10是分别说明根据图3至7的基本概念的本专利技术实施例的半导体LD分离方法步骤的透视图(图8)和平面图(图9和10)；以及图11是一隆脊型半导体LD的透视图，该半导体LD根据本专利技术实施例的半导体LD分离方法分离。具体实施例方式以下，根据本专利技术实施例的半导体LD分离方法将参照附图描述。为了清晰起见，附图中，层或区的厚度被放大。图3至7是说明根据本专利技术的半导体LD分离方法的步骤的透视图。参见图3，在衬底40上形成n型化合物半导体层42。在n型化合物半导体层42上形成多个半导体LD44、一n型电极、一激光振荡层和一p型电极，每个LD包括n型化合物半导体层42。在发射激光的方向46上，彼此连接半导体LD44的激光发射部分，更具体地连接激光振荡区。此处，优选的是，如果可能，用于将邻近的半导体LD44彼此连接的连接部分50形成来垂直于衬底40的主晶面。为了方便起见，垂直贯穿连接部分50的潜在线52被认为是确定了衬底40的主晶面。半导体LD44和连接部分50用掩模图案M覆盖，如图4所示。将掩模图案M用作蚀刻掩模来蚀刻n型化合物半导体层42的暴露部分42a直至衬底40露出。优选的是，蚀刻为各向异性干法蚀刻。去除掩模图案M。结果，如图5所示，仅多个半导体LD44和连接部分50保留在衬底40上。如图6所示，利用金刚石尖在衬底40的底面上形成基础切割线54以垂直于连接部分50并横穿半导体LD44。如图7所示，通过在与基础切割线54相对的连接部分50的区域中在线上施加预定力56，将邻近的半导体LD44彼此分离。此处，连接部分50的厚度远小于衬底40的厚度，且连接部分50的宽度W因蚀刻变得远窄于衬底40的宽度。于是，通过施加较小的力，半导体LD44可彼此均匀地分离，n型化合物半导体层42的连接部分50在与衬底40的主晶面52相同的方向上得以切割。结果，半导体LD44的切割面的方向(即穿过其而发射激光的激光发射面的方向)等于衬底40的主晶面52。通过这些步骤可获得具有垂直于激光发射方向并具有清洁表面的激光发射面的半导体LD。将描述一种分离隆脊型半导体LD的方法，半导体LD的上述分离方法将用于该LD。图8至10是分别说明其上具有隆脊部分的半导体LD的分离方法的步骤的透视图和平面图。参照图8，在衬底70上顺序形成n型GaN基化合物半导体层72、发射激光的GaN基有源层74、以及p型GaN基化合物半导体层76。优选的是，衬底70包括兰宝石。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离半导体激光二极管的方法，该方法包括： （ａ）在一衬底上形成ｎ型化合物半导体层； （ｂ）在ｎ型化合物半导体层上形成具有ｎ型化合物半导体层的多个半导体激光二极管，使得半导体激光二极管的激光发射区彼此相连； （ｃ）在半导体激光二极管和用于彼此连接半导体激光二极管的激光发射区周围，去除ｎ型化合物半导体层和形成半导体激光二极管的材料层； （ｄ）在半导体激光二极管之间的衬底背部形成垂直横穿激光发射区的基础切割线；以及 （ｅ）沿各基础切割线彼此分离半导体激光二极管。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔光基，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]