发明名称 氮化物半导体雷射元件
摘要 一种可作为读取、写入大容量媒体之光源,而在高输出下提高横模式安定性、寿命特性之氮化物半导体雷射元件,其特征为:依序积层活性层、p侧鞘层、p侧接触层,藉自该p侧接触层予以蚀刻,在宽度1~3微米,深度达p侧鞘层膜厚0.1微米以下之位置,而在发光层以上形成条带状波导路区域。特别者,在改善远视野像之纵横比经改善之p侧导光层具有狭窄条带状突出部,且在该突出部上具有p型氮化物半导体层,该p侧导光层突出部之膜厚为1微米以下。另外p侧导光层之膜厚较n侧导光层厚。
申请公布号 TWI235501 申请公布日期 2005.07.01
申请号 TW089103882 申请日期 2000.03.04
申请人 日亚化学工业股份有限公司 发明人 小崎德也;佐野雅彦;中村修二;长滨慎一
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种氮化物半导体雷射元件,其系至少积层有活性层及在其上至少之p侧导光层、p侧鞘层、及p侧接触层,自该p侧接触层侧至上述活性层上方系经蚀刻,而配置有条带状波导路区域之实效折射率型氮化物半导体雷射元件,其中:依前述蚀刻在p侧鞘层设置有突出部,其条带宽度系狭条区域1~3微米范围;前述蚀刻深度到达p侧导光层。2.一种氮化物半导体雷射元件,其系至少积层有活性层及在其上至少之p侧导光层、p侧鞘层、及p侧接触层,自该p侧接触层侧至上述活性层上方系经蚀刻,而配置有条带状波导路区域之实效折射率型氮化物半导体雷射元件依前述蚀刻在p侧鞘层设置有突出部,其条带宽度系狭条区域1~3微米范围;前述蚀刻深度到达p侧导光层;且藉前述蚀刻所露出之条带之两侧面及在该侧面连续之氮化物半导体平面上,形成非矽氧化物之绝缘膜,且在上述绝缘膜及p侧接触层上形成p侧电极。3.根据申请专利范围第2项之氮化物半导体雷射元件,其中前述绝缘膜系选自包含钛、钒、锆、铌、铪、钽所组成之群之至少一种元素之氧化物、SiN、BN、SiC、AlN中之至少一种。4.一种氮化物半导体雷射元件,其系至少积层有活性层及在其上至少之p侧导光层、p侧鞘层、及p侧接触层,自该p侧接触层侧至上述活性层上方系经蚀刻,而配置有条带状波导路区域之实效折射率型氮化物半导体雷射元件,其中:依前述蚀刻在p侧鞘层设置有突出部,其条带宽度系狭条区域1~3微米范围;前述蚀刻深度到达p侧导光层;且前述p侧导光层为INxGa1-xN(0≦x<1),前述p侧鞘层包含AlxGa1-xN(0<x<1)。5.如申请专利范围第4项之氮化物半导体雷射元件,其中前述活性层为INGaN所构成的井层之量子井构造。6.一种氮化物半导体雷射元件,其系至少积层有活性层及在其上至少之p侧导光层、p侧鞘层、及p侧接触层,自该p侧接触层侧至上述活性层上方系经蚀刻,而配置有条带状波导路区域之实效折射率型氮化物半导体雷射元件,其中:依前述蚀刻在p侧鞘层设置有突出部,其条带宽度系狭条区域1~3微米范围;前述蚀刻深度到达p侧导光层,且蚀刻深度不超过0.7微米。7.如申请专利范围第1至6项中任一项之氮化物半导体雷射元件,其中前述突出部中的p侧导光层的膜厚为1微米以下。8.如申请专利范围第7项之氮化物半导体雷射元件,其中前述突出部中的p侧导光层的膜厚在1500(埃)以上4000(埃)以下之范围内。9.如申请专利范围第1至6项中任一项之氮化物半导体雷射元件,其中前述活性层与p侧导光层之间设置有p侧第1鞘层(包覆层)。10.如申请专利范围第1至6项中任一项之氮化物半导体雷射元件,其中前述p侧导光层中前述突出部以外的区域中的膜厚在500(埃)~1000(埃)之范围内。11.如申请专利范围第10项之氮化物半导体雷射元件,其中前述条带宽度在1.5微米以上2.5微米以下之范围内。12.如申请专利范围第10项之氮化物半导体雷射元件,其中前述条带宽度在1.2微米以上2.0微米以下之范围内。13.如申请专利范围第1至6项中任一项之氮化物半导体雷射元件,其中前述p侧导光层中突出部的高度在100(埃)以上。14.如申请专利范围第1至6项中任一项之氮化物半导体雷射元件,其中活性层之两侧至少各积层n侧、p侧导光层,且前述p侧导光层较n侧导光层的膜厚为厚。15.如申请专利范围第1至6项中任一项之氮化物半导体雷射元件,其中前述p侧导光层中突出部之高度在100(埃)以上。16.如申请专利范围第15项之氮化物半导体雷射元件,其中前述突出部中的p侧导光层的膜厚在1500(埃)以上5000(埃)以下的范围内。17.如申请专利范围16项之氮化物半导体雷射元件,其中由n测导光层及p侧导光层夹者活性层的构造所构成的波导路的膜厚的总和为5000(埃)以下。18.如申请专利范围第17项之氮化物半导体雷射元件,其中前述条带宽度在1.5微米以上2.5微米以下之范围内。图式简单说明:图1系关于在本发明之第1实施例中所示之雷射元件之模式剖面图。图2系关于在本发明之其他实施例中所示之雷射元件之模式剖面图。图3A~G系说明本发明方法之各制程之模式剖面图。图4系供比较所示之雷射元件之模式剖面图。图5系关于在本发明之一实例中雷射元件之电流-光输出特性图。图6系关于在本发明之一实例中因雷射元件劣化之驱动电流变化之示意图。图7系在本发明中条带宽度与单一横模式振荡关系之示意图。图8系在本发明中蚀刻深度与单一横模式振荡关系之示意图。图9系在本发明中蚀刻深度与驱动电流关系之示意图。图10系在本发明中蚀刻深度与元件寿命关系之示意图。图11系关于在本发明之第2实施例中所示之雷射元件之模式图。图12系在本发明之雷射元件中蚀刻深度与元件特性关系之说明图。图13系关于本发明之变形例1之雷射元件之模式剖面图。图14系关于本发明之变形例2之雷射元件之模式剖面图。图15系关于本发明之变形例3之雷射元件之模式剖面图。图16系关于本发明之变形例4、5之雷射元件之模式剖面图。图17系关于在本发明之第2实施例中所示之雷射元件之结构之模式剖面图。图18系关于在本发明之第3实施例中所示之雷射元件之结构之模式剖面图。图19A~G系本发明之第2及第3实例之雷射元件之制造方法之各制程示意模式剖面图。图20系供说明关于本发明之第3实施例中之雷射元件之模式图。
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