專利名稱：氮化物半導(dǎo)體激光器及晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其中布置即將分離的多個氮化物半導(dǎo)體激光器的晶片，以及由該晶片 獲得的氮化物半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù)：
氮化物半導(dǎo)體激光器用于藍(lán)光光盤等的記錄和播放以及其他用途，對它的研發(fā)在 積極地進(jìn)行著。例如，為了以高密度記錄信息，需要快速地開啟和關(guān)閉激光，因此激光器相 應(yīng)地以約20ns的短脈沖被驅(qū)動。在脈沖操作中，在激光器的阻抗較小時激光器表現(xiàn)出較好 的響應(yīng)的情況下，與降低激光器的電容一樣，降低驅(qū)動期間觀察到的電阻也是重要的。另一 方面，為了再現(xiàn)信息，激光器需要可靠，并且提高靜電放電耐受電壓對于激光器的可靠性是 重要的。在氮化物半導(dǎo)體激光器的制造中，層疊的激光器結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度通常通過在晶體生 長之前在基板中挖凹槽來改善(見JP2008-322786A和JP2006-190980A)。凹槽使得在其周 圍的層較厚，為了從單一基板有效獲得具有相同光學(xué)特性的激光器，用于光波導(dǎo)的脊形成 在距凹槽一距離處。也就是說，當(dāng)如圖6 (晶片100的俯視圖)所示多個器件102至104設(shè) 置在凹槽IOla和凹槽IOlb之間時，器件之一(在圖6中，器件104)就脊的設(shè)置而言總是 與剩余的器件(在圖6中，器件102和103)相反。具體地，該一個器件的脊(圖6中的脊 104a)需要形成在器件的左手側(cè)，而剩余器件的脊(圖6中的脊102a和103a)形成在器件 的右手側(cè)，反之亦然。因此，具有不同結(jié)構(gòu)的兩種器件從晶片100制造，并且需要例如在器件測試中將 彼此區(qū)分。這是因?yàn)楫?dāng)器件進(jìn)行特性測試中的發(fā)射波長等測試時，兩種器件具有不同的發(fā) 射點(diǎn)，并且光引入光纖或測試器的點(diǎn)需要相應(yīng)地變化。例如，焊墊電極形狀的差異可以用于 將一種類型與其他類型區(qū)分。在這種情況下，焊墊電極形狀的差異需要足夠大以可辨認(rèn)在 測試器或芯片安裝器中的圖像。當(dāng)具有不同結(jié)構(gòu)的器件通過它們的焊墊電極形狀而彼此區(qū)分時，器件之間焊墊電 極的形狀或者焊墊電極的面積的差異需要大到容易進(jìn)行圖像識別，如上所述。然而，從一個 結(jié)構(gòu)到另一結(jié)構(gòu)的焊墊電極面積的改變意味著從單一晶片制造不同電容的器件，從而產(chǎn)生 如下的不便。當(dāng)?shù)锇雽?dǎo)體激光器用于記錄信息時，經(jīng)常采用高頻疊加電路作為光學(xué)反饋噪 音的對策。如果使用具有不同電容的激光器，則對于每個激光器需要調(diào)節(jié)高頻疊加電路。這 引起成本的增加和產(chǎn)率的減少，因此對于實(shí)際的批量生產(chǎn)是不切實(shí)際的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于以上所述而進(jìn)行，因此本發(fā)明的目的是提供一種電容被降低以具有更 好的響應(yīng)的氮化物半導(dǎo)體激光器。本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有高的靜電放電耐受 電壓以改善可靠性的氮化物半導(dǎo)體激光器。本發(fā)明的再一個目的是提供從單一晶片收獲多個具有不同結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光器的方法，該多個具有不同結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光 器具有相同的電容并且能夠由它們的結(jié)構(gòu)在圖像上將彼此區(qū)分。為了獲得上述目標(biāo)，本發(fā)明提供一種氮化物半導(dǎo)體激光器，包括有源層；上覆 層，層疊在有源層之上；低介電常數(shù)絕緣膜，層疊在該上覆層之上；以及焊墊電極，層疊在 該低介電常數(shù)絕緣膜之上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，低介電常數(shù)絕緣膜的使用降低了氮化物半導(dǎo)體激光器的電容。在氮化物半導(dǎo)體激光器中，優(yōu)選有源層具有下墊層，每個下墊層是η型層而有源 層之上的每個層是P型層。這是因?yàn)镻型層電阻較高。在氮化物半導(dǎo)體激光器中，可以采用SiOF、SiOC和有機(jī)聚合物之一作為該低介電
常數(shù)絕緣膜。此外，本發(fā)明提供一種氮化物半導(dǎo)體激光器，包括有源層；上覆層，層疊在該有 源層之上；高介電常數(shù)絕緣膜，層疊在該上覆層之上；以及焊墊電極，層疊在該高介電常數(shù) 絕緣膜之上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，高介電常數(shù)絕緣膜的使用增加了氮化物半導(dǎo)體激光器的電容。在氮化物半導(dǎo)體激光器中，優(yōu)選有源層具有下墊層，每個下墊層是η型層，而有源 層之上的每個層是P型層。這是因?yàn)镻型層電阻更高。在氮化物半導(dǎo)體激光器中，可以采用HfO2基膜和Al2O3N基膜之一作為高介電常數(shù) 絕緣膜。此外，本發(fā)明提供一種晶片，包括即將彼此分離的多個氮化物半導(dǎo)體激光器，其中 該多個氮化物半導(dǎo)體激光器中的每個包括至少一個電隔離的焊墊電極，并且，在該多個氮 化物半導(dǎo)體激光器中，至少在結(jié)構(gòu)上彼此不同的氮化物半導(dǎo)體激光器具有相同面積的被施 加電壓的焊墊電極，并具有不同的整體焊墊電極形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，給予激光器相同面積的被施加電壓的焊墊電極使得激光器的電容均 一，并且整體的焊墊電極形狀不同使得激光器的結(jié)構(gòu)可以通過圖像辨認(rèn)而彼此區(qū)分。在該晶片中，至少一個焊墊電極通過溝槽被期望地電隔離。此外，本發(fā)明提供一種晶片，包括即將彼此分離的多個氮化物半導(dǎo)體激光器，其中 該多個氮化物半導(dǎo)體激光器中的每個具有相同面積的焊墊電極，并且包括通過降低反射率 的處理獲得的焊墊電極的表面的一部分中的低反射部，并且，在該多個氮化物半導(dǎo)體激光 器中，具有不同結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光器至少低反射部的形狀彼此不同。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，賦予激光器相同的焊墊電極面積使得激光器的電容均一，并且低反 射部的形狀差異使得激光器的結(jié)構(gòu)能夠通過圖像辨認(rèn)而被彼此區(qū)分。在晶片中，低反射部期望地由比焊墊電極的反射率低的低反射膜形成。此外，在該晶片中，低反射部可以通過粗糙化焊墊電極的表面而形成。根據(jù)本發(fā)明，氮化物半導(dǎo)體激光器的電容降低，這使得氮化物半導(dǎo)體激光器有更 好的響應(yīng)并增加高頻疊加電路的噪音降低效果。此外，根據(jù)本發(fā)明，氮化物半導(dǎo)體激光器的電容增加，這使得氮化物半導(dǎo)體激光器 有改善的靜電放電破壞閾值(靜電放電耐受電壓)和提升的可靠性。此外，根據(jù)本發(fā)明，在從單一晶片獲得不同結(jié)構(gòu)的多個氮化物半導(dǎo)體激光器中，激 光器給定均一的電容以方便高頻疊加電路的調(diào)節(jié)，因此，降低了制造成本，也使得不同結(jié)構(gòu)的激光器能夠在圖像上彼此區(qū)分。


在附圖中圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的截面圖；圖2是根據(jù)第二實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的截面圖；圖3是根據(jù)第三實(shí)施例的晶片的俯視圖；圖4是根據(jù)第四實(shí)施例的晶片的俯視圖；圖5是根據(jù)第四實(shí)施例的另一晶片的俯視圖；圖6是傳統(tǒng)晶片的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明者對氮化物半導(dǎo)體激光器的電容進(jìn)行了深入研究并得到以下認(rèn)識。 在AlGaAs基激光器和AlGaInP基激光器中，激光器的PN結(jié)面積決定電容。這就是為什么 溝槽結(jié)構(gòu)(通過在脊旁邊挖凹槽得到)或類似措施對于降低電容是必要的。在PN結(jié)中，影 響具有脊引導(dǎo)器件結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光器的是脊寬度加幾μ m與諧振器長度的乘積。 其余的是，多大的焊墊電極面積對于配線接合和焊墊電極下方的電介質(zhì)膜的介電常數(shù)和厚 度是必要的，該配線接合用于經(jīng)由接觸電極等的配線的外部電壓施加。這是因?yàn)橛糜诘锇雽?dǎo)體激光器中ρ型覆層中的AlGaN層和GaN層電阻非常 高。通常，脊引導(dǎo)激光器具有大約1至2 μ m的脊寬度并且在脊的外側(cè)通過蝕刻覆層而減薄。 脊外側(cè)的激光器厚度從有源層到覆層的頂部大約為0. 1至0. 3μπι。在脊的外側(cè)，通常沒有 形成接觸電極并且脊的側(cè)面覆蓋有在橫向引導(dǎo)光的電介質(zhì)膜，其增加了脊的外側(cè)的橫向電 阻。高電阻引起從脊施加的電壓隨著距脊的距離的增加而降低，結(jié)果沒有電壓施加到遠(yuǎn)離 脊的PN結(jié)區(qū)域。因此，沒有施加電壓的遠(yuǎn)離脊的區(qū)域不會影響激光器的電容。由Ti、Pd、Ni或Au制成的焊墊電極在電介質(zhì)膜之上，電介質(zhì)膜在PN結(jié)之上的ρ型 AlGaN、GaN或InGaN層上。焊墊電極、電介質(zhì)膜和η型電極構(gòu)成電容器。這種現(xiàn)象發(fā)生在 沒有施加電壓的遠(yuǎn)離脊的PN結(jié)區(qū)域，因?yàn)槿缟纤鲭妷弘S距脊的距離的增加而下降。當(dāng)脊附近的PN結(jié)的電容給定為Α，焊墊電極與η型(或與焊墊電極的導(dǎo)電類型相 反的導(dǎo)電類型)電極之間的電容給定為B時，激光器的電容為Α+Β。該電容關(guān)系是因?yàn)榧垢?近的電容A(包括脊)和焊墊電極與η型(或與焊墊電極的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型)電 極之間的電容B具有并聯(lián)關(guān)系。下面按順序描述本發(fā)明的四個實(shí)施例。第一實(shí)施例圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的截面圖。由10表示的氮化物半導(dǎo) 體激光器通過層疊η型電極11、η型GaN基板12、η型GaN緩沖層13、η型AlGaN覆層14、 η型GaN/InGaN光引導(dǎo)層15、非摻雜GaN/InGaN有源層16、ρ型AlGaN蒸發(fā)防止層17、ρ型 GaN或AlGaN層間層18、ρ型AlGaN覆層19、ρ型GaN接觸層20、Pd接觸電極21、低介電常 數(shù)絕緣膜22和TiAu焊墊電極23來構(gòu)建。氮化物半導(dǎo)體激光器10通過由金屬有機(jī)氣相化學(xué)沉積(下文簡寫為M0CVD)在η
5型GaN基板12上首先依次生長η型GaN緩沖層13、η型AlGaN覆層14、η型GaN/InGaN光 引導(dǎo)層15、非摻雜GaN/InGaN有源層16、p型AlGaN蒸發(fā)防止層17、p型GaN或AlGaN層間 層18、ρ型AlGaN覆層19、ρ型GaN接觸層20來制造。然后，Pd接觸電極21形成在ρ型GaN接觸層20上并通過光刻和干法蝕刻將層疊 體向下蝕刻到P型AlGaN覆層19中的一點(diǎn)，從而形成條狀圖案的脊24。構(gòu)成低介電常數(shù) 絕緣膜22的SiOF膜通過濺射形成至約IOOnm的厚度，從而覆蓋脊的側(cè)面。SiOF膜在脊24 之上的部分通過蝕刻被除去。然后形成Ti/Au焊墊電極23。N型GaN基板12的背表面被拋光減薄至約100 μ m， 然后進(jìn)行背表面處理。此后，在處理的背表面上形成Ni/Au膜等作為η型電極11。然后，層疊體沿垂直于脊24的面被解理以形成諧振器鏡面。電介質(zhì)膜(由Α1203、 SiO2或TiO2等制成)形成在解理面上。然后，層疊體在條之間被劃片并沿劃片線斷開為塊 (piece)，從而獲得期望的氮化物半導(dǎo)體激光器10。如此制造的氮化物半導(dǎo)體激光器10的電容大約為6pF，并且低于使用不同于低介 電常數(shù)絕緣膜22的絕緣膜的氮化物半導(dǎo)體激光器的電容(大約為IOpF)。結(jié)果，氮化物半 導(dǎo)體激光器10具有更好的響應(yīng)且將高頻疊加電路帶來的噪音減小效果提升到3至5mW時 噪音相對強(qiáng)度(RIN)為-125dB以下的程度(常規(guī)地，-125dB以下)。低介電常數(shù)絕緣膜22使用介電常數(shù)k值例如為5以下的低介電常數(shù)材料。盡管 SiOF膜在此處用做低介電常數(shù)絕緣膜22，但對于SiOC膜或有機(jī)聚合物膜可以獲得相同的 效果。適用于低介電常數(shù)絕緣膜22的有機(jī)聚合物例如是硼吖嗪硅(borazine-silicon)聚 合物。第二實(shí)施例圖2是根據(jù)第二實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器的截面圖。由30表示的氮化物半導(dǎo) 體激光器通過層疊η型電極31、η型GaN基板32、η型GaN緩沖層33、η型AlGaN覆層34、 η型GaN/InGaN光引導(dǎo)層35、非摻雜GaN/InGaN有源層36、ρ型GaN或AlGaN層間層37、ρ 型AlGaN蒸發(fā)防止層38、ρ型AlGaN覆層39、ρ型GaN接觸層40、Pd接觸電極41、高介電常 數(shù)絕緣膜42和Ti/Au焊墊電極43來構(gòu)建。氮化物半導(dǎo)體激光器30通過由金屬有機(jī)氣相化學(xué)沉積(下文簡寫為M0CVD)在η 型GaN基板32上首先依次生長η型GaN緩沖層33、η型AlGaN覆層34、η型GaN/InGaN光 引導(dǎo)層35、非摻雜GaN/InGaN有源層36、p型GaN或AlGaN層間層37、p型AlGaN蒸發(fā)防止 層38、ρ型AlGaN覆層39、ρ型GaN接觸層40來制造。然后，Pd接觸電極41形成在ρ型GaN接觸層40上并通過光刻和干法蝕刻將層疊 體向下蝕刻到P型AlGaN覆層39中的一點(diǎn)，從而形成條狀圖案的脊44。構(gòu)成高介電常數(shù)絕 緣膜42的HfO2膜通過濺射形成至約IOOnm的厚度，從而覆蓋脊的側(cè)面。在脊44之上的部 分HfO2膜通過蝕刻被除去。然后形成Ti/Au焊墊電極43。η型GaN基板32的背面被拋光減薄至約100 μ m，然 后進(jìn)行背表面處理。此后，在處理的背表面上形成Ni/Au膜等作為η型電極31。然后，層疊體沿垂直于脊44的面被解理以形成諧振器鏡面。電介質(zhì)膜(由Α1203、 SiO2或TiO2等制成)形成在解理面上。然后層疊體在條之間被劃片并沿劃片線斷開為塊， 從而獲得期望的氮化物半導(dǎo)體激光器30。
如此制造的氮化物半導(dǎo)體激光器30的電容大約為20pF，高于使用不同于高介電 常數(shù)絕緣膜42的絕緣膜的氮化物半導(dǎo)體激光器的電容(大約為IOpF)。結(jié)果，氮化物半導(dǎo) 體激光器30具有以下有利特性靜電放電破壞閾值(靜電放電耐受電壓)在400 μ m的諧 振器長度下改善到150V以上(常規(guī)的為70V以上)。高介電常數(shù)絕緣膜42使用介電常數(shù)k值例如為90以上的高介電常數(shù)材料。盡管 HfO2膜以上用做高介電常數(shù)絕緣膜42，但對于Al2O3N基膜可以獲得相同的效果。Al2O3N基 膜在這里是指AlON膜、AlO2N膜和Al2ON膜等。第三實(shí)施例本發(fā)明的第三實(shí)施例使用加工的基板，該加工的基板為具有在其頂面(外延面) 中形成的條形圖案的凹槽的η型GaN基板。該加工的基板通過以下方式制造，首先由濺射 蒸發(fā)在η型GaN基板的頂面上形成SiO2膜等至1 μ m的厚度，并通過通常的光刻工藝形成 條形光致抗蝕劑圖案使得光致抗蝕劑圖案在抗蝕劑開口處具有5μπι的寬度以及在條形的 中心和相鄰條形的中心之間具有400 μ m的間隔(周期)。然后，通過干法蝕刻比如反應(yīng)離子蝕刻(RIE)技術(shù)將SiO2膜和η型GaN基板蝕刻 以形成每個都具有5 μ m深度和5 μ m開口寬度的凹槽。然后SiO2膜使用蝕刻劑比如HF除 去，從而獲得加工的基板。SiO2W蒸發(fā)沉積不限于濺射蒸發(fā)，可以替代地采用電子束蒸發(fā)、等離子體CVD等。 抗蝕劑圖案的周期不限于如上所述的400 μ m，而是可以改變以適應(yīng)制造的氮化物半導(dǎo)體激 光器的寬度。用于挖凹槽的干法蝕刻可以由濕法蝕刻來替代。圖3是根據(jù)第三實(shí)施例的晶片的俯視圖。由50表示的晶片被斷開為氮化物半導(dǎo) 體激光器，每個氮化物半導(dǎo)體激光器通過層疊η型電極、加工的基板、η型GaN緩沖層、η型 AlGaN覆層、η型GaN/InGaN光引導(dǎo)層、非摻雜GaN/InGaN有源層、ρ型GaN或AlGaN層間層、 P型AlGaN蒸發(fā)防止層、ρ型AlGaN覆層、ρ型GaN接觸層、Pd接觸電極41、電介質(zhì)膜和Ti/ Mo/Au焊墊電極來構(gòu)建。氮化物半導(dǎo)體激光器10通過由金屬有機(jī)氣相化學(xué)沉積(下文簡寫為M0CVD)在加 工的基板上首先依次生長η型GaN緩沖層、η型AlGaN覆層、引導(dǎo)η型GaN/InGaN光導(dǎo)層、 非摻雜GaN/InGaN有源層、ρ型GaN或AlGaN層間層、ρ型AlGaN蒸發(fā)防止層、ρ型AlGaN覆 層、ρ型GaN接觸層來制造。然后，Pd接觸電極形成在ρ型GaN接觸層上并通過光刻和干法蝕刻將層疊體向下 蝕刻到P型AlGaN覆層中的一點(diǎn)，從而形成條狀圖案的脊。構(gòu)成電介質(zhì)膜的SiO2膜通過濺 射形成至約IOOnm的厚度，從而覆蓋脊的側(cè)面。在脊51之上的部分SiO2膜通過蝕刻被除去。然后，涂覆抗蝕劑且形成焊墊電極圖案以使光蝕刻留下不必要區(qū)域的抗蝕劑。然 后由電子束蒸發(fā)形成Ti/Mo/Au焊墊電極。焊墊電極的不必要部分通過剝離被除去以最終 獲得如圖3所示的焊墊電極52a至52g。在圖3中，三個激光器形成在一個凹槽56和另一 個凹槽56之間，其是通過在加工的基板中的凹槽上層疊各層而形成。焊墊電極52a至52g可以通過另一方法來形成通過濺射或電子束蒸發(fā)在晶片50 的整個頂面上形成Ti/Mo/Au膜，涂覆抗蝕劑、形成焊墊電極圖案以使得光蝕刻留下不必要 區(qū)域的抗蝕劑，用碘基蝕刻劑除去焊墊電極的不必要的部分。
形成在脊51上的焊墊電極52a、52d和52g為進(jìn)行配線接合的焊墊電極，也就是被 施加電壓的焊墊電極。被施加電壓的焊墊電極52a、52d和52g被設(shè)計為具有相等的面積從 而使每個激光器具有相同的電容。另一方面，焊墊電極52b、52c、52e和52f為不進(jìn)行配線接合的焊墊電極，也就是沒 有電壓施加到這些焊墊電極，并且它們沒有形成在脊51上。焊墊電極52b、52c、52e和52f 通過在焊墊電極52b、52c、52e和52f與被施加電壓的焊墊電極52a、52d和52g之間的區(qū)域 (沒有形成焊墊電極的區(qū)域)形成凹槽而被電隔離。通過將晶片斷開為塊而獲得的每個氮化物半導(dǎo)體激光器被設(shè)計為在一個器件上 的所有焊墊電極一起形成不同于另一個器件的全部焊墊電極形狀的形狀。例如，焊墊電極 52a至52c的整體形狀，焊墊電極52d至52f的整體形狀和焊墊電極52g的形狀彼此不同。這是因?yàn)楸M管器件53和54具有相同的結(jié)構(gòu)，但器件55就脊的設(shè)置而言具有相反 的結(jié)構(gòu)。具體地，器件55具有在左手側(cè)的脊，然而器件53和54具有在右手側(cè)的脊，反之亦 然。不同結(jié)構(gòu)的兩種器件的共存使得例如在器件特性測試時區(qū)分兩種器件成為必要。因?yàn)?兩種器件具有不同發(fā)射點(diǎn)，所以當(dāng)在特性測試時測試器件的發(fā)射波長等時光引入光纖或測 試器的點(diǎn)需要相應(yīng)地改變。焊墊電極形狀的差異用于通過在測試器或芯片安裝器中的圖像 辨認(rèn)來將彼此區(qū)分。因此，整體的焊墊電極形狀需要變化從而至少器件55可以與器件53和54區(qū)分 開。具有相同結(jié)構(gòu)的器件53和54不需要彼此區(qū)分，但是在圖3中，焊墊電極52b和焊墊電 極52e具有不同形狀，因此也能夠彼此區(qū)分?；氐皆鯓又圃斓锇雽?dǎo)體激光器的描述，加工的基板的背表面被拋光減薄至約 100 μ m，然后進(jìn)行背表面處理。此后，在處理的背表面上Ni/Au膜等形成為η型電極。然后，層疊體沿垂直于脊51的面解理以形成諧振器鏡面。電介質(zhì)膜(由Al203、Si02 或TiO2等制成)形成在解理面上。然后，層疊體在條之間被劃片并沿劃片線斷開為塊，從 而獲得期望的氮化物半導(dǎo)體激光器53至55。如此制造的氮化物半導(dǎo)體激光器53至55的電容為約10pF。通過這樣給定器件 53至55均一的電容，方便了高頻疊加電路的調(diào)節(jié)，并減少約10%的制造成本。通過該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，從單一晶片獲得并具有不同結(jié)構(gòu)的多個氮化物半導(dǎo)體激光 器能具有相同的電容并能夠通過圖像識別通過它們的結(jié)構(gòu)而彼此區(qū)分。第四實(shí)施例圖4是根據(jù)第四實(shí)施例的晶片的俯視圖。由60表示的晶片被斷開為氮化物半導(dǎo) 體激光器，每個氮化物半導(dǎo)體激光器通過層疊η型電極、加工的基板、η型GaN緩沖層、η型 AlGaN覆層、η型GaN/InGaN光引導(dǎo)層、非摻雜GaN/InGaN有源層、ρ型GaN或AlGaN層間層、 P型AlGaN蒸發(fā)防止層、ρ型AlGaN覆層、ρ型GaN接觸層、Pd接觸電極、電介質(zhì)膜和Ti/Mo/ Au焊墊電極來構(gòu)建。氮化物半導(dǎo)體激光器10通過由金屬有機(jī)氣相化學(xué)沉積(下文簡寫為M0CVD)在加 工的基板上首先依次生長η型GaN緩沖層、η型AlGaN覆層、η型GaN/InGaN光引導(dǎo)層、非摻 雜GaN/InGaN有源層、ρ型GaN或AlGaN層間層、ρ型AlGaN蒸發(fā)防止層、ρ型AlGaN覆層、 P型GaN接觸層來制造。然后，Pd接觸電極形成在ρ型GaN接觸層上并通過光刻和干法蝕刻將層疊體向下蝕刻到P型AlGaN覆層中的一點(diǎn)，從而形成條狀圖案的脊61。構(gòu)成電介質(zhì)膜的SiO2膜通過 濺射形成至約IOOnm的厚度，從而覆蓋脊的側(cè)面。在脊61之上的部分SiO2膜通過蝕刻被 除去。然后，構(gòu)成焊墊電極的Ti/Mo/Au膜通過濺射或電子束蒸發(fā)形成在晶片60的整個 頂面上。不具有金屬光澤的低反射膜隨后通過蒸發(fā)由SiO2形成為在圖像辨認(rèn)中不能被辨認(rèn) 的厚度?？刮g劑被涂覆到SiO2膜并形成焊墊電極圖案使得光蝕刻在必要區(qū)域留下抗蝕劑。 SiO2膜的不必要部分被比如緩沖氫氟酸的蝕刻劑除去。由此獲得了如圖4所示的焊墊電極62a至62c和低反射膜63a至63d。在圖4中， 三個激光器形成在一個凹槽64和另一個凹槽64之間，其是通過在加工的基板中的凹槽上 層疊各層而形成的。低反射膜63a至63d可以使用SiO2以外的其他材料，只要所采用的材料的反射率 低于焊墊電極62a至62c的反射率。替代低反射膜，可以采用處理以給予焊墊電極比未處 理的焊墊電極更低的反射率，比如將焊墊電極表面粗糙化的處理。焊墊電極的反射率低的 部分被稱為低反射率部分。具體地，粗糙化處理的焊墊電極表面使用蝕刻劑比如鹽酸，并在構(gòu)成焊墊電極的 Ti/Mo/Au膜通過濺射或電子束蒸發(fā)形成在晶片60的整個頂面上后在焊墊電極表面上進(jìn) 行，抗蝕劑涂覆在Ti/Mo/Au膜上，且形成焊墊電極圖案使得光蝕刻留下必要區(qū)域的抗蝕 劑。圖5是焊墊電極表面已經(jīng)被粗糙化的晶片60’。焊墊電極表面被粗糙化的部分示出為 表面處理部分65a至65d。通過將晶片斷開為塊獲得的每個氮化物半導(dǎo)體激光器被設(shè)計使得從上看焊墊電 極形狀，也就是低反射部分沒有彼此重疊的區(qū)域的形狀因每個激光器而不同。也就是說，每 個激光器的低反射部分的形狀不同。這是因?yàn)?，盡管器件66和67(66，和67，)具有相同的結(jié)構(gòu)，但器件68 (68，)就脊 的設(shè)置而言具有相反的結(jié)構(gòu)。具體地，器件55具有在左右側(cè)的脊，而器件53和54具有在 右手側(cè)的脊，或反之亦然。不同結(jié)構(gòu)的兩種器件的共存使得例如在器件特性測試中兩種器 件的區(qū)分成為必要。這是因?yàn)閮煞N器件具有不同的發(fā)射點(diǎn)，當(dāng)在特性測試中測試器件的發(fā) 射波長等時，光引入光纖或測試器的點(diǎn)需要相應(yīng)地變化。焊墊電極形狀的差異用于通過在 測試器或芯片安裝器的圖像辨認(rèn)將不同的類型區(qū)分。因此，整體焊墊電極的外觀形狀需要通過將低反射部分的形狀差異化而被改變， 從而至少可以將器件68 (68’)與器件66和67 (66’和67’)區(qū)分開來。具有相同結(jié)構(gòu)的器 件66和67 (66，和67，)不需要彼此區(qū)分，但是在圖4或5中，焊墊電極62a和焊墊電極62b 具有不同的外觀形狀，因此也可以彼此區(qū)分?；氐皆鯓又圃斓锇雽?dǎo)體激光器的描述，加工的基板的背表面被拋光減薄至約 100 μ m，然后進(jìn)行背表面處理。此后，在處理的背表面上形成Ni/Au膜等作為η型電極。然后，層疊體沿垂直于脊61的面解理以形成諧振器鏡面。電介質(zhì)膜(由Al203、Si02 或TiO2等制成)形成在解理面上。然后，層疊體在條之間被劃片并沿劃片線斷開為塊，從 而獲得期望的氮化物半導(dǎo)體激光器66至68(66’至68’)。如此制造的氮化物半導(dǎo)體激光器66至68 (66，至68，)的電容約為15pF。通過這 樣給定器件53至55均一的電容，方便了高頻疊加電路的調(diào)節(jié)，并減少約10%的制造成本。
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通過該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，從單一晶片獲得并具有不同結(jié)構(gòu)的多個氮化物半導(dǎo)體激光 器能具有相同的電容并能夠通過圖像辨認(rèn)通過它們的結(jié)構(gòu)而彼此區(qū)分。第一至第四實(shí)施例可以適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合。通過結(jié)合兩個以上的實(shí)施例，可以形成比如 一個具有低或高介電常數(shù)絕緣膜且其中焊墊電極被電隔離或低反射部分提供在焊墊電極 上的混合結(jié)構(gòu)，并且也能獲得結(jié)合使用的實(shí)施例的各種效果。根據(jù)本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體激光器適用于安裝于對比如藍(lán)光光盤的光盤進(jìn)行播 放或記錄的光盤驅(qū)動中的光學(xué)拾取器。
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權(quán)利要求
一種氮化物半導(dǎo)體激光器，包括有源層；上覆層，層疊在所述有源層之上；低介電常數(shù)絕緣膜，層疊在所述上覆層之上；以及焊墊電極，層疊在所述低介電常數(shù)絕緣膜之上。
2.如權(quán)利要求1所示的氮化物半導(dǎo)體激光器，其中所述有源層具有下墊層，每個下墊 層是η型層，而所述有源層之上的每個層是ρ型層。
3.如權(quán)利要求1所示的氮化物半導(dǎo)體激光器，所述低介電常數(shù)絕緣膜由Si0F、Si0C和 有機(jī)聚合物之一形成。
4.一種氮化物半導(dǎo)體激光器，包括 有源層；上覆層，層疊在所述有源層之上； 高介電常數(shù)絕緣膜，層疊在所述上覆層之上；以及 焊墊電極，層疊在所述高介電常數(shù)絕緣膜之上。
5.如權(quán)利要求4所述的氮化物半導(dǎo)體激光器，其中所述有源層具有下墊層，每個下墊 層是η型層，而所述有源層之上的每個層是ρ型層。
6.如權(quán)利要求4所述的氮化物半導(dǎo)體激光器，其中所述高介電常數(shù)絕緣膜包括HfO2基 膜和Al2O3N基膜之一。
7.一種晶片，包括即將彼此分離的多個氮化物半導(dǎo)體激光器，其中所述多個氮化物半導(dǎo)體激光器中的每個包括至少一個電隔離的焊墊電極，并且 在所述多個氮化物半導(dǎo)體激光器中，至少在結(jié)構(gòu)上彼此不同的氮化物半導(dǎo)體激光器具 有相同面積的被施加電壓的焊墊電極，并具有不同的整體焊墊電極形狀。
8.如權(quán)利要求7所述的晶片，至少一個焊墊電極通過溝槽被電隔離。
9.一種氮化物半導(dǎo)體激光器，通過將權(quán)利要求7所述的晶片斷開為塊而獲得。
10.一種晶片，包括即將彼此分離的多個氮化物半導(dǎo)體激光器，其中所述多個氮化物半導(dǎo)體激光器中的每個具有相同面積的焊墊電極，并且包括通過 降低反射率的處理獲得的所述焊墊電極的表面的一部分中的低反射部，并且在所述多個氮化物半導(dǎo)體激光器中，具有不同結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光器至少所述低 反射部的形狀彼此不同。
11.如權(quán)利要求10所述的晶片，其中所述低反射部包括比所述焊墊電極的反射率低的 低反射膜。
12.如權(quán)利要求10所述的晶片，所述低反射部通過粗糙化所述焊墊電極的所述表面而 形成。
13.一種氮化物半導(dǎo)體激光器，通過將權(quán)利要求10所述的晶片斷開為塊而獲得。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氮化物半導(dǎo)體激光器及晶片。該氮化物半導(dǎo)體激光器的電容減小以具有更好的響應(yīng)。氮化物半導(dǎo)體激光器包括有源層；上覆層，層疊在有源層之上；低介電常數(shù)絕緣膜，層疊在該上覆層之上；以及焊墊電極，層疊在該低介電常數(shù)絕緣膜之上。
文檔編號H01S5/30GK101938085SQ20101021968
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者川上俊之, 谷健太郎, 谷善彥 申請人:夏普株式會社