[发明专利]半导体激光器元件及其制造方法

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

即，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（surface level）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.Hei10-75008（下文称为专利文献1）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1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。

发明内容

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1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2A是示出图1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2B是沿图2A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1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1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1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；