发明名称 氮化物系半导体雷射元件及其制造方法
摘要 本发明之氮化物系半导体雷射元件10包含依序堆叠有第一接触层14、第一覆盖层16、活性层20、第二覆盖层24、第二接触层26及第二电极30之构造,第二覆盖层24包含下层24A及上层24B,第一覆盖层14、活性层20及第二覆盖层之下层24A包含台面构造,第二覆盖层之上层24B及第二接触层26包含脊构造,相当于台面构造之顶面之第二覆盖层之下层24A部分之上,形成有覆盖第二覆盖层之上层24B两侧面各自的至少一部分的绝缘层40,且自绝缘层40之顶面至第二电极30之顶面,整个形成有具备与台面构造之宽度实质上相同宽度之金属层42。
申请公布号 TWI269507 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW091104049 申请日期 2002.03.05
申请人 新力股份有限公司 发明人 山口 恭司;小林 高志;小林 俊雅;喜 悟;富冈 聪;安斋 信一;东条 刚
分类号 H01S5/343(2006.01) 主分类号 H01S5/343(2006.01)
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 1.一种氮化物系半导体雷射元件,其特征为包含:(A)形成于基板上的第一接触层;(B)形成于第一接触层上的第一电极;(C)形成于第一接触层上的第一覆盖层;(D)形成于第一覆盖层上的活性层;(E)形成于活性层上的第二覆盖层;(F)形成于第二覆盖层上的第二接触层;及(G)形成于第二接触层上的第二电极;第二覆盖层包含下层及上层;第一接触层、第一覆盖层、活性层、第二覆盖层及第二接触层包含氮化物化合物半导体层;第一覆盖层、活性层及第二覆盖层的下层包含台面构造;第二覆盖层之上层及第二接触层包含宽度比台面构造窄的脊构造;第二接触层与第二电极之界面,第二电极具有与第二接触层实质上相同的宽度;相当于台面构造之顶面之第二覆盖层的下层部分上,形成有被覆第二覆盖层上层两侧面各自之至少一部分的绝缘层;且自绝缘层顶面至第二电极顶面,全面形成有具有与台面构造之宽度实质上相同宽度的金属层。2.如申请专利范围第1项之氮化物系半导体雷射元件,其中于第一接触层的表面及自台面构造之侧面至金属层顶面全面形成有保护膜,在形成于第一接触层表面之保护膜的一部分上形成有第一开口部,在露出于该第一开口部底部之第一接触层上形成有第一电极,第一电极上形成有第一焊垫电极,于第二电极上之金属层上的保护膜部分形成有第二开口部,露出之金属层的部分形成有第二焊垫电极。3.如申请专利范围第1项之氮化物系半导体雷射元件,其中绝缘层至少分别被覆第二覆盖层之上层的两侧面。4.如申请专利范围第1项之氮化物系半导体雷射元件,其中相当于台面构造顶面之第二覆盖层之下层部分上所形成之绝缘层的部分厚度为510-8m至310-7m。5.如申请专利范围第1项之氮化物系半导体雷射元件,其中若第二覆盖层总厚度为TTOTAL,第二覆盖层之上层厚度为TUPPER时,满足0.4TTOTAL≦TUPPER≦0.9TTOTAL。6.如申请专利范围第5项之氮化物系半导体雷射元件,其中相当于台面构造之顶面之第二覆盖层之下层部分上所形成之绝缘层部分的厚度为TINSL时,满足0.05TUPPERTINSL。7.如申请专利范围第1项之氮化物系半导体雷射元件,其中绝缘层包含自氧化矽、氮化矽(SiNx)、氮化铝、三氧化二铝、五氧化二钽及氧化锆构成群选出之至少一种材料。8.如申请专利范围第1项之氮化物系半导体雷射元件,其中第二电极具有包含自钯、铂、镍及金构成群选出之至少一种金属的单层构造或多层构造,金属层具有包含自铂、钛及镍构成群选出之至少一种金属的单层构造或多层构造。9.一种氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其特征为包含:(A)形成于基板上的第一接触层;(B)形成于第一接触层上的第一电极;(C)形成于第一接触层上的第一覆盖层;(D)形成于第一覆盖层上的活性层;(E)形成于活性层上的第二覆盖层;(F)形成于第二覆盖层上的第二接触层;及(G)形成于第二接触层上的第二电极;第二覆盖层包含下层及上层;第一接触层、第一覆盖层、活性层、第二覆盖层及第二接触层包含氮化物化合物半导体层;第一覆盖层、活性层及第二覆盖层的下层包含台面构造;第二覆盖层之上层及第二接触层具有宽度比台面构造窄的脊构造;第二接触层与第二电极之界面,第二电极具有与第二接触层实质上相同的宽度;相当于台面构造之顶面之第二覆盖层的下层部分上,形成有覆盖第二覆盖层上层两侧面分别之至少一部分的绝缘层;且自绝缘层顶面至第二电极顶面,全面形成有具有与台面构造之宽度实质上相同宽度的金属层;且包含:(a)于基板上依序堆积第一接触层、第一覆盖层、活性层、第二覆盖层及第二接触层后,在第二接触层上形成具有与须形成之第二接触层实质上相同宽度之第二电极的步骤;(b)将第二电极作为蚀刻用掩模,蚀刻第二接触层,再于在厚度方向部分蚀刻第二覆盖层,形成包含脊构造之第二接触层及第二覆盖层的上层,同时于第二覆盖层上层的两侧形成具有顶面露出部分之第二覆盖层之下层的步骤;(c)于未形成第二覆盖层上层之第二覆盖层的下层部分上,形成覆盖第二覆盖层上层两侧面各自之至少一部分,且第二电极之顶面成露出状态之绝缘层的步骤;(d)自绝缘层上至第二电极之顶面,全面形成具有与须形成之台面构造宽度实质上相同宽度之金属层的步骤;及(e)将金属层作为蚀刻用掩模,至少蚀刻绝缘层、第二覆盖层之下层、活性层及第一覆盖层以形成台面构造的步骤。10.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中系于前述步骤(e)之后,继续于第一接触层表面及自台面构造之侧面至金属层顶面,全面形成保护膜,而后,进一步包含:于第一接触层表面所形成之保护膜的一部分上形成第一开口部;于露出之第一接触层上形成第一电极;于第一电极上形成第一焊垫电极;于第二电极上之金属层上的保护膜上形成第二开口部;及在露出之金属层部分形成第二焊垫电极的步骤。11.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中绝缘层至少分别覆盖第二覆盖层之上层的两侧面;前述步骤(c)中,未形成第二覆盖层之上层之第二覆盖层之下层部分上至少形成分别被覆第二覆盖层之上层两侧面的绝缘层。12.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中于前述步骤(c)中,为使全面形成绝缘层后,第二电极之上方变薄,且未设第二覆盖层之上层之第二覆盖层之下层部分的上方变厚,系在绝缘层上形成光阻膜,继续蚀刻光阻膜及至少第二电极上的绝缘层,至少使第二电极之顶面露出。13.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中相当于台面构造顶面之第二覆盖层之下层部分上所形成之绝缘层的部分之厚度为510-8m至310-7m。14.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中若第二覆盖层总厚度为TTOTAL,第二覆盖层之上层厚度为TUPPER时,满足0.4TTOTAL≦TUPPER≦0.9TTOTAL。15.如申请专利范围第14项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中相当于台面构造之顶面之第二覆盖层之下层部分上所形成之绝缘层部分的厚度为TINSL时,满足0.05TUPPER≦TINSL。16.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中绝缘层包含自氧化矽、氮化矽(SiNx)、氮化铝、三氧化二铝、五氧化二钽及氧化锆构成群选出之至少一种材料。17.如申请专利范围第9项之氮化物系半导体雷射元件之制造方法,其中第二电极具有包含自钯、铂、镍及金构成群选出之至少一种金属的单层构造或多层构造,金属层具有包含自铂、钛及镍构成群选出之至少一种金属的单层构造或多层构造。图式简单说明:图1系第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件的一部分模型剖面图。图2系放大第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之一部分构成要素的模型剖面图。图3之(A)及(B)系用于说明第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之制造方法之基板等的一部分模型剖面图。图4之(A)及(B)系继续图3之(B),用于说明第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之制造方法之基板等的一部分模型剖面图。图5之(A)及(B)系继续图4之(B),用于说明第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之制造方法之基板等的一部分模型剖面图。图6之(A)及(B)系继续图5之(B),用于说明第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之制造方法之基板等的一部分模型剖面图。图7之(A)及(B)系继续图6之(B),用于说明第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之制造方法之基板等的一部分模型剖面图。图8系继续图7之(B),用于说明第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件之制造方法之基板等的一部分模型剖面图。图9之(A)及(B)系第一种实施例之氮化物系半导体雷射元件类似例的一部分模型剖面图。图10系先前之氮化物系半导体雷射元件的一部分模型剖面图。
地址 日本