半导体激光器元件及其制造方法技术

在此公开一种半导体激光器元件，其包括：位于衬底上的激光器结构部，该激光器结构部构造成包括顺次具有n型半导体层、活性层和p型半导体层的半导体层叠结构、和位于所述p型半导体层的顶部上的p侧电极；设置在所述半导体层叠结构的两对立横向侧的一对谐振器边缘；和设置在所述激光器结构部的顶侧的、包括所述谐振器边缘的位置的区域中的、并由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜。

【技术实现步骤摘要】
本公开具体涉及适合用作边缘发射半导体激光器的半导体激光器元件及其制造方法。
技术介绍
半导体激光器输出变得越高，则在谐振器的边缘所产生的热的量越大，从而可能因对边缘的破坏而导致使用寿命较短。对边缘的破坏发生在以下机制中。S卩，当电流被注入时，非辐射重组合电流经由边缘上存在的表面准位(surfacelevel)而流动。载流子密度在边缘附近比在该激光器内部高，因此导致大的光吸收(photoabsorption)。此光吸收产生热，从而减小在主发射边缘附近的能带隙(bandgap energy)并且引致甚至更大的光吸收。这种正反馈过程在具有高光功率密度的主发射边缘引起温度的过度增加。作为一种适用于抑制以上正反馈所造成的边缘的发热的结构，例如，日本专利特许公开No. Hei 10-75008 (下文称为专利文献I)描述了在边缘的整个表面上形成P侧电极以确保从边缘的适当散热。然而，专利文献I所描述的相关技术中的该结构引起P侧电极在裂解(cleavage)期间受牵拉,从而导致边缘上P侧电极的悬垂或P侧电极的剥离。在另一方面，作为一种适用于防止P侧电极的悬垂和剥离的结构，日本专利特许公开No. 2002-084036尝试通过从边缘向后移动P侧电极来解决该问题。然而，由于以上在散热方面的恶化的效能，从边缘向后移动P侧电极使得难以实现超出给定等级的高输出。
技术实现思路
期望是，提供一种能够加速从谐振器边缘的散热的半导体激光器元件及其制造方法。根据本公开的一种半导体激光器元件包括以下构成部件(A)至(C)(A)位于衬底上的激光器结构部，该激光器结构部构造成包括顺次具有η型半导体层、活性层和P型半导体层的半导体层叠结构、和位于P型半导体层的顶部上的P侧电极；(B)设置在半导体层叠结构的两对立横向侧的一对谐振器边缘；(C)设置在激光器结构部的顶侧的、包括谐振器边缘的位置的区域中的、并由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜。这里，术语“周围气体”是指当半导体激光器元件在使用时的环境气体，更具体地，指空气或氮气(如果气体被密封在包装等内)。此外，术语“非金属材料”是指任何绝缘体和半导体。绝缘体也包括例如树脂。在根据本公开的半导体激光器元件中，由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜形成在激光器结构部的顶侧的、包括谐振器边缘的位置的区域中。因而，从谐振器边缘产生的热经由这些膜而得以散失。根据本公开的半导体激光器元件的制造方法包括以下(A)至(C)(A)在衬底上形成激光器结构部，该激光器结构部构造成包括顺次具有η型半导体层、活性层和P型半导体层的半导体层叠结构、和位于P型半导体层的顶部上的P侧电极；(B)在激光器结构部的顶侧的、包括谐振器边缘待形成所在位置的区域中，形成由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜；(C)在膜的形成之后，通过裂解半导体层叠结构的两对立横向侧从而形成一对谐振器边缘。 在根据本公开的半导体激光器元件或其制造方法中，由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜设置在激光器结构部的顶侧的、包括谐振器边缘的位置的区域中，因此可加速从谐振器边缘的散热。附图说明图I是示出根据本公开实施例的半导体激光器元件的构造的透视图；图2Α是示出图I所示半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图2Β是沿图2Α中的线IIB-IIB的截面图；图3A、3B、3C和图3D是按步骤顺序示出图I所示半导体激光器元件的制造方法的截面图；图4是示出在相关技术中半导体激光器元件存在的问题的简图；图5是示出在相关技术中半导体激光器元件存在的另一问题的简图；图6A是示出根据变型例I的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图6B是沿图6A中的线VIB-VIB的截面图；图7A是示出图I所示半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的示意构造的俯视图，并且图7B是沿图7A中的线VIIB-VIIB的截面图；图8A是示出根据变型例2的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图8B是沿图8A中的线VIIIB-VIIIB的截面图；图9A是示出根据变型例3的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图9B是沿图9A中的线IXB-IXB的截面图；图IOA是示出根据变型例4的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图IOB是沿图IOA中的线XB-XB的截面图；图IlA是示出根据变型例5的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图IlB是沿图IlA中的线XIB-XIB的截面图；图12A是示出根据变型例6的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图12B是沿图12A中的线XIIB-XIIB的截面图；图13A是示出根据变型例7的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图13B是沿图13A中的线XIIIB-XIIIB的截面图；图14A是示出根据变型例8的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图14B是沿图14A中的线XIVB-XIVB的截面图15A是示出根据变型例9的半导体激光器元件如从p侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图15B是沿图15A中的线XVB-XVB的截面图；和图16A是示出根据变型例10的半导体激光器元件如从P侧电极侧所见的构造的俯视图，并且图16B是沿图16A中的线XVIB-XVIB的截面图。具体实施例方式以下将参考附图给出本公开优选实施例的详细描述。应注意，该描述将按以下顺序给出。I.实施例(非金属膜设置在P侧电极的顶侧上的两个谐振器边缘附近的示例)2.变型例I (非金属膜从谐振器边缘中的一个延伸到另一个的示例)3.变型例2 (非金属膜设置在谐振器边缘中的一个附近的示例) 4.变型例3 (非金属膜具有无锐角的面内(in-plane)形状的示例)5.变型例4 (非金属膜具有沿面内方向被分割的形状的示例)6.变型例5 (非金属膜的厚度沿面内方向有变化的示例)7.变型例6 (非金属膜借由粘接剂而贴附的示例)8.变型例7 (P侧衬垫层和P侧接触层两者的边缘位于与谐振器边缘相同位置的示例)9.变型例8 (P侧衬垫层和P侧接触层两者的边缘位于从谐振器边缘向后的位置的示例)10.变型例9 (P侧接触层的边缘位于与谐振器边缘相同的位置、P侧衬垫层的边缘位于从谐振器边缘向后的位置、并且P侧衬垫层的边缘与非金属膜的边缘相隔开的示例)11.变型例10 (P侧衬垫层和P侧接触层两者的边缘位于从谐振器边缘向后的位置、并且P侧衬垫层的边缘与非金属膜的边缘相隔开的示例)图I示出根据本公开实施例的半导体激光器元件I的总体构造。图2A以平面视图示出半导体激光器元件I如从P侧电极侧所见的构造。图2B示出沿图2A中的线IIB-IIB的截面图。半导体激光器元件I是例如具有大约500nm或更小的、例如400nm左右的振荡波长的蓝/蓝紫半导体激光器元件，该元件用于例如在个人计算机或家庭游戏机中将记录写到蓝光盘(Blu-ray Disc，BD)或从蓝光盘再现。该半导体激光器元件I在例如GaN所制成的衬底11的一侧(顶侧)具有激光器结构部2。激光器结构部2包括半导体层叠结构10和设置在该半导体层叠结构10的顶部上的P侧电极20。η侧电极30设置在衬底11的另一侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器元件，包括：位于衬底上的激光器结构部，该激光器结构部构造成包括：顺次具有n型半导体层、活性层和p型半导体层的半导体层叠结构、和位于所述p型半导体层的顶部上的p侧电极；设置在所述半导体层叠结构的两对立横向侧的一对谐振器边缘；和设置在所述激光器结构部的顶侧的、包括所述谐振器边缘的位置的区域中的、并由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜。

【技术特征摘要】
2011.07.27 JP 2011-1641681.一种半导体激光器兀件,包括 位于衬底上的激光器结构部，该激光器结构部构造成包括顺次具有η型半导体层、活性层和P型半导体层的半导体层叠结构、和位于所述P型半导体层的顶部上的P侧电极；设置在所述半导体层叠结构的两对立横向侧的一对谐振器边缘；和设置在所述激光器结构部的顶侧的、包括所述谐振器边缘的位置的区域中的、并由具有比周围气体更高热传导率的非金属材料制成的膜。2.如权利要求I所述的半导体激光器元件，其中，所述非金属材料比所述P侧电极的材料更脆。3.如权利要求I所述的半导体激光器元件，其中，所述非金属材料比所述P侧电极的材料具有更闻电阻。4.如权利要求I所述的半导体激光器元件，其中，所述非金属材料是从AIN、SiC、金刚石和类金刚石碳的组中选择的至少一种。5.如权利要求I所述的半导体激光器元件，其中，每一个所述膜的面内形状被分割成较小的部分。6.如权利要求I所述的半导体激光器元件，其中，每一个所述膜的面内厚度有变化。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：本乡一泰，福元康司，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：