CN101656399B - 多束激光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供多束激光二极管，该多束激光二极管在结下组装的情况下能够改善散热特性。对激光二极管元件的突出条分别提供接触电极，并且提供焊盘电极并避开突出条和接触电极。接触电极和焊盘电极通过配线电极连接，并且接触电极覆盖有第一绝缘膜。由此，能够实现电连接而不直接将接触电极与焊料层接合。在第一绝缘膜上提供由金属构成的导热层，导热层与焊料层接合，并且由此甚至在结下组装的情况下也能够改善散热特性。

Description

多束激光二极管
技术领域
本发明涉及从一个发光装置辐射多束激光的多束激光二极管。
背景技术
在多束激光二极管中，所希望的是有利于散热的结下(junction-down)组装。然而，在光束间隔很小的情况下，电极的宽度和焊料层的宽度变得很小，并且由于下述原因难于实现结下组装。就是说，在结下组装中，在元件侧提供条状的接触电极，并且在基台(支撑)侧提供与元件侧类似的条状的焊料层。通过将接触电极与焊料层接合，获得电接触。在该方法中，根据焊料接合的安装精度，例如，存在下面的问题：1、泄漏；2、散热特性下降；以及3、给条施加不均匀的焊料接合应力。
“1、泄漏”产生于在接合中焊料延伸到相邻的接触电极的情况。随着节距的变小或者光束数量的变大，这样的泄漏变为很大的缺点。“2、散热特性下降”由光束间焊料接合的差别引起。由于电极的宽度和焊料层的宽度变得较小，安装精度的公差范围变得很小。因此，即使安装位置略微移位，与焊料的接合状态根据每个像素而不同。“3、给条施加不均匀的焊料接合应力”也由安装位置移位引起。如果焊料接合而相对于条留下位移，则给条施加不均的接合应力，这影响偏振特性和可靠性。
为了解决前述缺点，例如，在日本未审查专利申请公开No.2000-269601中，揭示了下面的结构。在该结构中，在结下组装的情况下，通过在多束激光二极管设备的发光元件之间提供高电阻隔离区域，防止了因层间绝缘膜在接合中的损坏引起的发光元件之间的短路。此外，例如，在日本未审查专利申请公开No.2006-24665中，揭示了下面的结构。在该结构中，在结下组装的状态下，在覆盖条的第一电极上形成绝缘膜，在绝缘膜中提供的开口中形成第二电极，并且由此第一电极和第二电极电连接，而第二电极通过焊料接合到基台。
发明内容
然而，在日本未审查专利申请公开No.2000-269601应用于结下组装的情况下，焊料层和条上的电极没有接合，并且存在散热特性下降的问题，留下了改进的空间。此外，在日本未审查专利申请公开No.2006-24665中，存在给条施加焊料接合应力的缺点，这影响偏振特性，并且必须保证高精确的安装位置精度。
考虑到这样的缺点，在本发明中，所希望的是提供这样的多束激光二极管，其在结下组装的情况下能够改善散热特性。
根据本发明的实施例，所提供的多束激光二极管包括下面的成分A至F：
A：激光二极管元件，具有多个突出条；
B：接触电极，分别提供给多个突出条；
C：多个焊盘电极，提供在该激光二极管元件的形成该多个突出条的面上并避开该多个突出条；
D：配线电极，将该接触电极连接到该多个焊盘电极的一个或多个；
E：第一绝缘膜，在该接触电极上；以及
F：导热层，由提供在该第一绝缘膜上的金属构成。
在该多束激光二极管中，接触电极通过配线电极连接到焊盘电极，并且覆盖有第一绝缘膜。因此，接触电极通过焊盘电极和配线电极驱动，而不直接将接触电极与焊料层接合。此外，在第一绝缘膜上提供由金属构成的导热层。因此，激光二极管元件中产生的热通过导热层释放到焊料层和支撑。
根据本发明实施例的多束激光二极管，接触电极通过配线电极连接到焊盘电极，并且覆盖有第一绝缘膜。因此，能够实现电连接而不直接将接触电极与焊料层接合。此外，在第一绝缘膜上提供由金属构成的导热层。因此，通过将导热层接合到焊料层，在结下组装的情况下，能够改善散热特性。
本发明其它的和进一步的目标、特征和优点将通过下面的描述而变得更加明显易懂。
附图说明
图1是图解根据本发明第一实施例的多束激光二极管结构的截面图；
图2是图解图1所示的多束激光二极管从形成突出条的面一侧观察的结构平面图；
图3A是沿着图2的IIIA-IIIA线剖取的截面图，而图3B是沿着图2的IIIB-IIIB线剖取的截面图；
图4是图解图1所示支撑从形成焊料层的面一侧观察的结构平面图；
图5是图解图1所示激光二极管元件的示例的截面图；
图6是图解制造图2至图4所示多束激光二极管的方法流程的流程图；
图7是图解按照步骤顺序制造图6所示多束激光二极管方法的平面图；
图8是图解图7所示步骤的后续步骤的平面图；
图9是图解图8所示步骤的后续步骤的平面图；
图10是图解图9所示步骤的后续步骤的平面图；
图11是图解图10所示步骤的后续步骤的平面图；
图12是图解图11所示步骤的后续步骤的平面图；
图13是图解图12所示步骤的后续步骤的平面图；
图14是图解根据本发明第二实施例的多束激光二极管结构的截面图；
图15是图解图14所示多束激光二极管从形成突出条的面一侧观察的结构平面图；
图16A是沿着图15的XVIA-XVIA线剖取的截面图，图16B是沿着图15的XVIB-XVIB线剖取的截面图，而图16C是沿着图15的XVIC-XVIC线剖取的截面图；
图17是图解图14所示支撑从形成焊料层的面一侧观察的结构平面图；
图18是图解制造图15至17所示多束激光二极管的方法流程的流程图；
图19是图解按照步骤顺序制造图18所示多束激光二极管方法的平面图；
图20是图解图19所示步骤的后续步骤的平面图；
图21是图解图20所示步骤的后续步骤的平面图；
图22是图解图21所示步骤的后续步骤的平面图；
图23是图解图22所示步骤的后续步骤的平面图；
图24是图解图23所示步骤的后续步骤的平面图；
图25是图解图24所示步骤的后续步骤的平面图；
图26是图解图25所示步骤的后续步骤的平面图；
图27是图解图26所示步骤的后续步骤的平面图；
图28是图解图27所示步骤的后续步骤的平面图；
图29是图解根据本发明第三实施例的多束激光二极管从形成突出条的面一侧观察的结构平面图；
图30A是沿着图29的XXXA-XXXA线剖取的截面图，图30B是沿着图29的XXXB-XXXB线剖取的截面图，而图30C是沿着图29的XXXC-XXXC线剖取的截面图；
图31是图解制造图29和图30所示多束激光二极管方法流程的流程图；
图32是图解按照步骤顺序制造图31所示多束激光二极管方法的平面图；
图33是图解图32所示步骤的后续步骤的平面图；
图34是图解图33所示步骤的后续步骤的平面图；
图35是图解图34所示步骤的后续步骤的平面图；
图36是图解图35所示步骤的后续步骤的平面图；
图37是图解图36所示步骤的后续步骤的平面图；
图38是图解图37所示步骤的后续步骤的平面图；以及
图39是图解图38所示步骤的后续步骤的平面图。
具体实施方式
下面，将参考附图详细描述本发明的实施例。以下面的顺序给出描述。
1、第一实施例(两束激光器)
2、第二实施例(四束激光器：第二绝缘膜提供在接触电极和配线电极之间情况的示例)
3、第三实施例(四束激光器：配线电极形成在高电阻区域中情况的示例)
1、第一实施例
多束激光二极管的结构
图1图解了根据本发明第一实施例的多束激光二极管的纵向截面结构。多束激光二极管用作例如打印机等的光源。例如，多束激光二极管具有多束激光二极管元件10，其中两个突出条(条)11A和11B形成在一个面上。突出条(条)11A和11B的长度(谐振器长度)例如约为400μm至500μm。在形成突出条11A和11B的面相对于支撑(基台)20的结下状态下，激光二极管元件10通过焊料层30连接到支撑20。
图2图解了图1所示多束激光二极管从形成突出条11A和11B的面看的平面结构。图3A图解了沿着图2的IIIA-IIIA线剖取的截面结构，而图3B图解了沿着图2的IIIB-IIIB线剖取的截面结构。
例如，激光二极管元件10在形成突出条11A和11B的面上具有接触电极12A和12B和焊盘电极13A和13B。为突出条11A和11B分别提供接触电极12A和12B。同样，避开突出条11A和11B和接触电极12A和12B而设置焊盘电极13A和13B。接触电极12A和焊盘电极13A通过配线电极14A连接。接触电极12B和焊盘电极13B通过配线电极14B连接。第一绝缘膜15形成在接触电极12A和12B上。由金属制作的导热层16提供在第一绝缘膜15上。由此，在多束激光二极管中，在结下组装的情况下，能够改善散热特性。
接触电极12A和12B具有这样的结构，其中，例如，依次层叠在层叠方向上的厚度(在下文简称为“厚度”)为50nm的钛(Ti)层、厚度为100nm的铂(Pt)层和厚度为300nm的金(Au)层。
焊盘电极13A和13B具有层叠结构，例如由下焊盘电极131和上焊盘电极132构造。下焊盘电极131具有这样的结构，其中，例如，依次层叠厚度为50nm的钛(Ti)层、厚度为100nm的铂(Pt)层和厚度为300nm的金(Au)层。上焊盘电极132例如由厚度为3μm的镀金层构造。
配线电极14A和14B具有这样的结构，其中，例如，依次层叠厚度为50nm的钛(Ti)层、厚度为100nm的铂(Pt)层和厚度为300nm的金(Au)层。
第一绝缘膜15通过避免接触电极12A和12B直接与焊料层30接合而旨在降低施加给突出条11A和11B的焊接接合应力。第一绝缘膜15的厚度例如优选约为100nm。由于第一绝缘膜15比较薄，更能够改善散热特性。第一绝缘膜15由例如选自由AlN、SiC、金刚石、BN、SiO2和SiN组成的组的一种或者多种构造。
导热层16具有层叠结构，例如，由下导热层161和上导热层162构成。下导热层161具有这样的结构，其中，例如，依次层叠厚度为50nm的钛(Ti)层、厚度为100nm的铂(Pt)层和厚度为300nm的金(Au)层。上导热层162例如由厚度为3μm的镀金层构成。
接触电极12A和12B、焊盘电极13A和13B的下焊盘电极131和配线电极14A和14B具有相同的层叠结构，并且在后述的制造步骤中以相同的步骤形成。此外，焊盘电极13A和13B的上焊盘电极132和导热层16的上导热层162由相同的镀金层构成，并且在后述的制造步骤中以相同的步骤形成。
在焊盘电极13A和13B以及导热层16上，还可以形成另一个金属层17(图2中没有示出，参考图13)。金属层17在使由金属镀层构成的上焊盘电极132/上导热层162和焊料层30合金化后通过均匀成分旨在防止焊料层30的熔点变化和改善润湿特性。金属层17的组成材料和层叠结构不作特别限定，只要与由金属镀层构成的上焊盘电极132和上导热层162不发生反应。例如，金属层17可以具有这样的结构，其中，例如，依次层叠厚度为50nm的钛(Ti)层、厚度为100nm的铂(Pt)层和厚度为300nm的金(Au)层。
接触电极12A和12B优选相对于突出条11A和11B具有对称的宽度。通过提供接触电极12A和12B，能够减少施加给突出条11A和11B的应力。
第一绝缘膜15和导热层16的优选宽度大于突出条11A和11B的宽度和接触电极12A和12B的宽度。具体地讲，第一绝缘膜15和导热层16的优选宽度能够覆盖整个突出条11A和11B和整个接触电极12A和12B。由此，施加给各突出条11A和11B的导热层16和焊料层30之间接合应力能够均匀和减少。
图4图解了支撑20从形成焊料层30的面一侧看的结构。支撑20例如由AlN构成，并且布置在封装上(未示出)。焊料层30提供在支撑20和焊盘电极13A和13B之间以及支撑20和导热层16之间。焊料层30例如由金(Au)-锡(Sn)焊料构成。
激光二极管元件的结构示例
图5图解了图1所示激光二极管元件10的示例。激光二极管元件10具有这样的结构，其中，例如，在基板111的一个面一侧，依次层叠n型覆层112、第一引导层(first guiding layer)113、有源层114、第二引导层115、第一p型覆层116、蚀刻停止层117、第二p型覆层118和p侧接触层119。基板111例如具有110μm的层叠方向上的厚度(在下文简称为厚度)。基板111由掺杂有诸如硅(Si)或硒(Se)的n型杂质的n型GaAs构成。
n型覆层112例如具有2.0μm的厚度，并且由掺杂有诸如硅或硒的n型杂质的n型Al0.5In0.5P混合晶体构成。
第一引导层113例如具有120nm的厚度，并且由Al0.3Ga0.2In0.5P混合晶体构成。第一引导层113可以不必包含杂质，或者可以掺杂有诸如硅或硒的n型杂质。
有源层114例如具有12nm的厚度，并且由GaInP混合晶体构成。包含在有源层114中的铟的成分例如优选为0.2至0.8，并且更优选约为0.5，由此能够制作以GaAs作为基板111部件的晶格匹配。
第二引导层115例如具有120nm的厚度，并且由Al0.3Ga0.2In0.5P混合晶体构成。第二引导层115可以不必包含杂质，或者可以掺杂有诸如锌(Zn)或镁(Mg)的p型杂质。
第一p型覆层116例如具有0.4μm的厚度，并且由掺杂有诸如锌或镁的p型杂质的p型Al0.5In0.5P混合晶体构成。蚀刻停止层117旨在在后述制造步骤中抑制第一p型覆层116厚度的变化。蚀刻停止层117例如具有15nm的厚度，并且由掺杂有诸如锌或镁的p型杂质的p型GaInP构成。第二p型覆层118例如具有1.6μm的厚度，并且由掺杂有诸如锌或镁的p型杂质的p型Al0.5In0.5P混合晶体构成。P侧接触层119例如具有0.3μm的厚度，并且由掺杂有诸如锌或镁的p型杂质的p型GaAs构成。
如上所述，第二p型覆层118和p侧接触层119以狭窄的条状延伸(在图5中，条状延伸在垂直于页面的方向上)，它们对应于前述的突出条11A和11B。突出条11A和11B限制有源层114的电流注入区域。有源层114对应于突出条11A和11B的部分是电流注入区域。
在p侧接触层119上，前述的接触电极12A和12B形成有之间的绝缘层123，该绝缘层123例如由二氧化硅(SiO2)或者氮化硅(SiN)构成。同样，在基板111的后面上，形成n侧电极124。n侧电极124具有这样的结构，其中，例如，依次层叠AuGe:Ni和金(Au)，通过热处理使其合金化。n侧电极124电连接到基板111。
在激光二极管元件10中，例如，在突出条11A和11B的长度方向上彼此相对的一对侧面为谐振器端面。在该对谐振器端面上，分别形成一对反射器膜(未示出)。关于该对反射器膜，一个反射器膜具有调低的反射率，另一个反射器膜具有调高的反射率。由此，有源层114中产生的光穿梭于该对反射器膜之间而被放大，并且从反射器膜之一发射为激光束。
制造多束激光二极管的方法
多束激光二极管例如可以如下制造。
图6图解了制造图2至图5所示多束激光二极管方法的流程。图7至图13图解了按照步骤顺序制造多束激光二极管的方法。首先，例如，制备由GaAs构成的基板111。在基板111的表面上，例如通过MOCVD(金属有机化学气相沉积)法，依次生长具有前述厚度并且由前述材料构造的n型覆层112、第一引导层113、有源层114、第二引导层115、第一p型覆层116、蚀刻停止层117、第二p型覆层118和p侧接触层119。
接下来，执行利用蚀刻停止层117的蚀刻，并且选择性去除p侧接触层119和第二p型覆层118的一部分，以获得如图5和图7所示的狭窄条形的突出条11A和11B。随后，如图5所示，在突出条11A和11B的两侧，例如，通过CVD(化学气相沉积)法形成由前述材料构成的绝缘层123。在绝缘层123中，提供对应于突出条11A和11B的开口。
之后，如图8所示，在突出条11A和11B上，形成具有前述厚度并且由前述材料构成的接触电极12A和12B。另外，避开突出条11A和11B而形成焊盘电极13A和13B的下焊盘电极131。接触电极12A和12B和焊盘电极13A和13B的下焊盘电极131通过配线电极14A和14B连接(步骤S101)。
在形成接触电极12A和12B、焊盘电极13A和13B以及配线电极14A和14B后，如图9所示，在整个区域上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的第一绝缘膜15(步骤S102)。
在形成第一绝缘膜15后，如图10所示，选择性去除焊盘电极13A和13B上的第一绝缘膜15，以提供接触孔15A(步骤S103)。由此，第一绝缘膜15形成在接触电极12A和12B上。
在第一绝缘膜15中提供接触孔15A后，如图11所示，在第一绝缘膜15上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的下导热层161(步骤S104)。
在形成下导热层161后，如图12所示，在焊盘电极13A和13B的下焊盘电极131和下导热层161上分别形成由具有前述厚度的金属镀层构成的上焊盘电极132和上导热层162(步骤S105)。由此，避开突出条11A和11B而形成焊盘电极13A和13B，并且在第一绝缘膜15上形成导热层16。
在形成上焊盘电极132和上导热层162后，如图13所示，在上焊盘电极132和上导热层162上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的金属层17(步骤S106)。
在形成金属层17后，例如，研磨和抛光基板111的后面侧以降低基板111的厚度到例如约100μm(步骤S107)，并且在基板111的后面上形成由前述材料构成的n侧电极124(步骤S108)。之后，基板111调整到给定的尺寸，并且在相对的一对谐振器端面上形成反射器膜(未示出)。
随后，制备由前述材料构成的支撑20。如图4所示，在支撑20的一个面上形成由前述材料构成的焊料层30。之后，以形成激光二极管元件10的突出条11A和11B的面相对于支撑20的结下状态，通过焊料层30将激光二极管元件10连接到支撑20。从而，完成了图1所示的多束激光二极管。
在多束激光二极管中，在给n侧电极124和接触电极12A和12B之间施加给定电压的状态下，电流注入有源层114中，并且通过电子-空穴复合而发光。光被该对反射器膜反射，穿梭于反射器膜之间，产生激光振荡，并且作为激光束辐射到外部。在该实施例中，接触电极12A和12B通过配线电极14A和14B连接到焊盘电极13A和13B，并且覆盖有第一绝缘膜15。因此，接触电极12A和12B没有直接与焊料层30接合，并且通过焊盘电极13A和13B和配线电极14A和14B驱动。此外，在第一绝缘膜15上提供由金属构成的导热层16。因此，激光二极管元件10中产生的热通过导热层16释放到焊料层30和支撑20。
此外，通过在接触电极12A和12B上提供第一绝缘膜15，减少了通过提供接触点击12A和12B产生的施加到突出条11A和11B的应力和施加到突出条11A和11B的导热层16和焊料层30之间的接合应力。因此，减少了在偏振特性和可靠性上的影响。
特别是，接触电极12A和12B相对于突出条11A和11B具有对称的宽度。因此，通过提供接触电极12A和12B，进一步减少施加给突出条11A和11B的应力。
如上所述，在该实施例中，接触电极12A和12B通过配线电极14A和14B连接到焊盘电极13A和13B，并且覆盖有第一绝缘膜15。因此，能够实现电连接而不直接将接触电极12A和12B与焊料层30接合。此外，由金属构成的导热层16提供在第一绝缘膜15上。因此，通过将导热层16与焊料层30接合，在结下组装的情况下，能够改善散热特性。
此外，通过在接触电极12A和12B上提供第一绝缘膜15，能够减少通过提供接触电极12A和12B产生的施加到突出条11A和11B的应力和施加到突出条11A和11B的导热层16和焊料层30之间的接合应力。因此，能够减小对偏振特性和可靠性的影响。
2、第二实施例
多束激光二极管的结构
图14图解了根据本发明第二实施例的多束激光二极管的纵向截面结构。该多束激光二极管与第一实施例的多束激光二极管在结构上不同之处在于：四个突出条11A、11B、11C和11D形成在该激光二极管元件10中。因此，对于对应的元件采用相同的参考标号给出描述。
图15图解了图14所示多束激光二极管从形成突出条11A至11D的面一侧观察的平面结构。图16A图解了沿着图15的XVIA-XVIA线剖取的截面结构，图16B图解了沿着图15的XVIB-XVIB线剖取的截面结构，而图16C图解了沿着图15的XVIC-XVIC线剖取的截面结构。
以与第一实施例相同的方式构造激光二极管元件10和突出条11A至11D。
四个接触电极12A、12B、12C和12D和四个焊盘电极13A、13B、13C和13D提供在形成激光二极管元件10的形成突出条11A至11D的面上。接触电极12A至12D和焊盘电极13A至13D分别通过配线电极14A、14B、14C和14D连接。
与第一实施例一样，接触电极12A至12D相对于突出条11A至11D具有对称的宽度。通过提供接触电极12A至12D，能够减少施加到突出条11A至11D的应力。
配线电极14B将接触电极12B连接到焊盘电极13B，跳过接触电极12A。配线电极14B通过第二绝缘膜18与接触电极12A绝缘。配线电极14C将接触电极12C连接到焊盘电极13C，跳过接触电极12D。配线电极14C通过第二绝缘膜18与接触电极12D绝缘。由此，在该实施例中，即使四个突出条11A至11D形成在激光二极管元件10中，接触电极12A至12D也能够通过配线电极14A至14D连接到焊盘电极13A至13D，而不直接将接触电极12A至12D与焊料层30接合。
以与第一实施例相同的方式构造第一绝缘膜15、导热层16和金属层17。
第二绝缘膜18优选例如约为100nm厚。由于第二绝缘膜18很薄，能够更加改善散热特性。此外，第二绝缘膜18优选例如由选自由AlN、SiC、金刚石、BN、SiO2和SiN组成的组中的一种或者多种构成。
图17图解了支撑20从形成焊料层30的面一侧观察的结构。焊料层30提供在支撑20与焊盘电极13A至13D之间和支撑20与导热层16之间。
制造多束激光二极管的方法
多束激光二极管例如可以如下制造。
图18图解了制造图15至17所示多束激光二极管方法的流程。图19至图28图解了按照步骤顺序制造多束激光二极管的方法。首先，如图19所示，具有四个突出条11A至11D的激光二极管元件10以与第一实施例相同的方式通过图5和图7所示的步骤形成。
接下来，如图20所示，在突出条11A至11D上，形成具有前述厚度并且由前述材料构成的接触电极12A至12D。另外，避开突出条11A至11D而形成焊盘电极13A和13D的下焊盘电极131。接触电极12A和12D以及焊盘电极13A和13B的下焊盘电极131通过配线电极14A和14D连接(步骤S201)。
随后，如图21所示，在整个区域上形成具有前述厚度和由前述材料构成的第二绝缘膜18(步骤S202)。
之后，如图22所示，选择性去除第二绝缘膜18以提供接触孔18A(步骤S203)。由此，在配线电极14B和14C要形成在接触电极12A和12D上的位置形成第二绝缘膜18。
在第二绝缘膜18中提供接触孔18A后，如图23所示，避开突出条11A至11D而形成焊盘电极13B和13C的下焊盘电极131。接触电极12B和12C以及焊盘电极13B和13C的下焊盘电极131通过配线电极14B和14C连接(步骤S204)。此时，配线电极14B和14C形成在第二绝缘膜18上，并且由此配线电极14B和14C与接触电极12A和12D通过第二绝缘膜18绝缘。
随后，如图24所示，在整个区域上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的第一绝缘膜15(步骤S205)。
之后，如图25所示，选择性去除焊盘电极13A至13D上的第一绝缘膜15以提供接触孔15A(步骤S206)。由此，在接触电极12A至12D上形成第一绝缘膜15。
在形成第一绝缘膜15后，如图26所示，在第一绝缘膜15上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的下导热层161(步骤S207)。
在形成下导热层161后，如图27所示，在焊盘电极13A至13D的下焊盘电极131和下导热层161上分别形成由具有前述厚度的金属镀层构成的上焊盘电极132和上导热层162(步骤S208)。由此，避开突出条11A至11D而形成焊盘电极13A至13D，并且在第一绝缘膜15上形成导热层16。
在形成上焊盘电极132和上导热层162后，如图28所示，在上焊盘电极132和上导热层162上形成具有上述厚度并且由前述材料构成的金属层17(步骤S209)。
在形成金属层17后，例如，研磨和抛光基板111的后面侧，以降低基板111的厚度到例如约100μm(步骤S210)，并且由前述材料构成的n侧电极124形成在基板111的后面上(步骤S211)。之后，基板111调整到给定的尺寸，并且在相对的一对谐振器端面上形成反射器膜(未示出)。
随后，制备由前述材料构成的支撑20。如图17所示，在支撑20的一个面上形成由前述材料构成的焊料层30。之后，以形成激光二极管元件10的突出条11A和11B的面相对于支撑20的结下状态，通过焊料层将激光二极管元件10与支撑20接合。从而，完成了图14所示的多束激光二极管。
在多束激光二极管中，在n侧电极124和接触电极12A至12D之间施加给定电压的情况下，以与第一实施例相同的方式产生激光振荡。在该实施例中，通过第二绝缘膜18使配线电极14B和14C与接触电极12A和12D绝缘。因此，即使四个突出条11A至11D形成在激光二极管元件10中，也通过焊盘电极13A至13D和配线电极14A至14D驱动接触电极12A至12D，而不直接将接触电极12A至12D与焊料层30接合。
此外，在第一绝缘膜15上提供由金属构成的导热层16。因此，通过导热层16将激光二极管元件10中产生的热释放到焊料层30和支撑20。
此外，通过在接触电极12A至12D上提供第一绝缘膜15，减少了通过提供接触电极12A至12D产生的施加到突出条11A至11D的应力以及施加到突出条11A至11D的导热层16和焊料层30之间的接合应力。因此，减少了对偏振特性和可靠性的影响。
特别是，接触电极12A至12D相对于突出条11A至11D具有对称的宽度。因此，通过提供接触电极12A至12D，进一步减少了施加到突出条11A至11D的应力。
如上所述，在该实施例中，通过第二绝缘膜18将配线电极14B和14C与接触电极12A和12D绝缘。因此，即使在激光二极管元件10形成四个突出条11A至11D，也能够电连接而不直接将接触电极12A至12D与焊料层30接合。此外，在第一绝缘膜15上提供由金属构成的导热层16。因此，通过将导热层16与焊料层30接合，在结下组装的情况下，能够改善散热特性。
此外，通过在接触电极12A和12B上提供第一绝缘膜15，能够减少通过提供接触电极12A和12B产生的施加到突出条11A和11B的应力以及施加到各突出条11A和11B的导热层16与焊料层30之间的接合应力。因此，能够减少对偏振特性和可靠性的影响。
3、第三实施例
多束激光二极管的结构
图29图解了根据本发明第三实施例的多束激光二极管从形成突出条11A至11D的面一侧观察的平面结构。图30A图解了沿着图29的XXXA-XXXA线剖取的截面结构，图30B图解了沿着图29的XXXB-XXXB线剖取的截面结构，而图30C图解了沿着图29的XXXC-XXXC线剖取的截面结构。该多束激光二极管在结构上与第二实施例的多束激光二极管不同之处在于：配线电极14B和14C形成在激光二极管元件10的高电阻区域125中。因此，对于对应的元件采用相同的参考标号给出描述。
除了形成提供有离子注入和去除p侧接触层119中一者或两者的高电阻区域125外，以与第一实施例相同的方式构造激光二极管元件10。高电阻区域125优选提供在例如后端面中。
以与第一实施例相同的方式构造突出条11A至11D、接触电极12A至12D和焊盘电极13A至13D。
接触电极12A至12D与第一实施例一样优选相对于突出条11A至11D具有对称的宽度。通过提供接触电极12A至12D，能够减少施加到突出条11A至11D的应力。
配线电极14B将接触电极12B连接到焊盘电极13B，跳过接触电极12A。配线电极14C将接触电极12C连接到焊盘电极13C，跳过接触电极12D。配线电极14B和14C提供在激光二极管元件10的高电阻区域125中。由此，在该实施例中，即使四个突出条11A至11D形成在激光二极管元件10中，接触电极12A至12D也能够通过配线电极14A至14D连接到焊盘电极13A至13D，而不直接将接触电极12A至12D与焊料层30接合。此外，在该实施例中，第二绝缘膜18可以不是必须的，并且因此能够简化制造步骤。
以与第一实施例相同的方式构造第一绝缘膜15、导热层16和金属层17。以与第二实施例相同的方式构造支撑20和焊料层30。
制造多束激光二极管的方法
多束激光二极管例如可以如下制造。
图31图解了制造图29和图30所示的多束激光二极管的方法流程。图32至图39图解了按照步骤顺序制造多束激光二极管的方法。首先，如图32所示，以与第一实施例相同的方式，通过图5和图7所示的步骤形成具有四个突出条11A至11D的激光二极管元件10。此时，通过提供离子注入和去除p侧接触层119中一者或两者在后端面上形成高电阻区域125。
接下来，如图33所示，在突出条11A至11D上，形成具有前述厚度并且由前述材料构成的接触电极12A至12D。另外，避开突出条11A至11D而形成焊盘电极13A和13D的下焊盘电极131。接触电极12A和12D和焊盘电极13A和13D的下焊盘电极131通过配线电极14A和14D连接(步骤S301)。
随后，如图34所示，避开突出条11A至11D而形成焊盘电极13B和13C的下焊盘电极131。接触孔12B和12C以及焊盘电极13B和13C的下焊盘电极131通过配线电极14B和14C连接(步骤S302)。此时，在激光二极管元件10的后端面上，配线电极14B和14C形成在高电阻区域125中。
之后，如图35所示，在整个区域上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的第一绝缘膜15(步骤S303)。
之后，如图36所示，选择性去除焊盘电极13A至13D上的第一绝缘膜15，以提供接触孔15A(步骤S304)。由此，在接触电极12A至12D上形成第一绝缘膜15。
在形成第一绝缘膜15后，如图37所示，在第一绝缘膜15上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的下导热层161(步骤S305)。
在形成下导热层161后，如图38所示，在焊盘电极13A至13D的下焊盘电极131和下导热层161上分别形成由具有前述厚度的金属镀层构成的上焊盘电极132和上导热层162(步骤S306)。由此，避开突出条11A至11D而形成焊盘电极13A至13D，并且在第一绝缘膜15上形成导热层16。
在形成上焊盘电极132和上导热层162后，如图39所示，在上焊盘电极132和上导热层162上形成具有前述厚度并且由前述材料构成的金属层17(步骤S307)。
在形成金属层17后，例如，研磨和抛光基板111的后面侧，以减少基板111的厚度到例如约100μm(步骤S308)，并且在基板111的后面上形成由前述材料构成的n侧电极124(步骤S309)。之后，基板111调整到给定的尺寸，并且在相对的一对谐振器端面上形成反射器膜(未示出)。
随后，制备由前述材料构成的支撑20。如图17所示，在支撑20的一个面上形成由前述材料构成的焊料层30。之后，以形成激光二极管元件10的突出条11A和11B的面相对于支撑20的结下状态，通过焊料层30将激光二极管元件10与支撑20接合。从而，完成了该实施例的多束激光二极管。
在该多束激光二极管中，在n侧电极124和接触电极12A至12D之间施加给定电压的情况下，以与第一实施例相同的方式产生激光振荡。在该实施例中，配线电极14B和14C形成在激光二极管元件10的高电阻区域125中。因此，即使四个突出条11A至11D形成在激光二极管元件10中，也通过焊盘电极13A至13D和配线电极14A至14D驱动接触电极12A至12D，而不直接将接触电极12A至12D与焊料层30接合。
此外，在第一绝缘膜15上提供由金属构成的导热层16。因此，通过导热层16将激光二极管元件10中产生的热释放到焊料层30。
此外，通过在接触电极12A至12D上提供第一绝缘膜15，减少了通过提供接触电极12A至12D产生的施加到突出条11A至11D的应力以及施加到突出条11A至11D的导热层16与焊料层30之间的接合应力。因此，减少了对偏振特性和可靠性的影响。
特别是，接触电极12A至12D相对于突出条11A至11D具有对称的宽度。因此，通过提供接触电极12A至12D，进一步减少了施加到突出条11A至11D的应力。
如上所述，在该实施例中，配线电极14B和14C形成在激光二极管元件10的高电阻区域125中。因此，即使四个突出条11A至11D形成在激光二极管元件10中，也能够实现电连接而不直接将接触电极12A至12D与焊料层30接合。此外，在第一绝缘膜15上提供由金属构成的导热层16。因此，通过将导热层16接合到焊料层30，在结下组装的情况下，能够改善散热特性。
此外，通过在接触电极12A和12B上提供第一绝缘膜15，能够减少通过提供接触电极12A和12B产生的施加到突出条11A和11B的应力以及施加到各突出条11A和11B的导热层16和焊料层30之间的接合应力。因此，能够减少对偏振特性和可靠性的影响。
此前已经参考实施例对本发明给出了描述。然而，本发明不限于前述实施例，而是可以进行各种修改。例如，在前述实施例中，已经对激光二极管元件10具有两个或者四个突出条(11A至11D)的情况进行了描述。然而，突出条11A至11D的数量，也就是光束数量不限于诸如两个或者四个的偶数，而可以是诸如三个或者五个的奇数。此外，突出条11A至11D的数量可以不必与焊盘电极13A至13D的数量相同。例如，在突出条的数量小于焊盘电极的数量的情况下，可以提供不与任何接触电极接触的虚设(dummy)焊盘电极。此外，在焊盘电极的数量大于突出条的数量的情况下，一个接触电极可以连接到两个或者更多个焊盘电极。
此外，在前述实施例中，作为示例已经给出多束激光二极管的描述。然而，本发明能够应用于多波长激光器。
此外，在前述实施例中，已经给出一个接触电极和一个焊盘电极通过一个配线电极连接的情况的描述。然而，配线电极的数量可以是多个。
另外，各层的材料与厚度、膜形成方法和膜形成条件等不限于前述实施例中描述的情况，而是可以采用其它的材料、其它的厚度、其它的膜形成方法和其它的膜形成条件。例如，在前述实施例中，已经给出n型覆层112和p侧接触层119通过MOCVD法形成的情况的描述。然而，n型覆层112和p侧接触层119可以通过诸如MOVPE法的其它的有机金属气相生长法形成，或者可以通过MBE(分子束外延)法等形成。
此外，例如，在前述实施例中，已经具体地给出了激光二极管元件结构的描述。然而，不必提供所有的层，而且还可以提供其它的层。
另外，本发明不仅可以应用于AlGaInP红激光器，而且可以应用于高输出的激光器、其它振荡波长的激光器或者由其它材料构成的激光器。
本申请包含2008年8月22日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP2008-214701中揭示的相关主题，因此，将其全部内容引用参考于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在权利要求或其等同特征的范围内，根据设计需要和其它因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims (14)

1.一种多束激光二极管，包括：
激光二极管元件，具有多个突出条；
接触电极，分别提供给该多个突出条；
多个焊盘电极，提供在该激光二极管元件的形成有该多个突出条的面上并避开该多个突出条；
配线电极，将该接触电极连接到该多个焊盘电极的一个或多个；
第一绝缘膜，在该接触电极上；以及
导热层，由提供在该第一绝缘膜上的金属构成。
2.根据权利要求1所述的多束激光二极管，其中该第一绝缘膜由选自由AlN、SiC、金刚石、BN、SiO2和SiN组成的组中的一种或者多种构成。
3.根据权利要求2所述的多束激光二极管，其中该接触电极相对于该突出条具有对称的宽度。
4.根据权利要求3所述的多束激光二极管，其中该配线电极将该接触电极连接到该多个焊盘电极的一个或者多个而跳过其它的接触电极，并且该其它的接触电极通过第二绝缘膜与该配线电极绝缘。
5.根据权利要求4所述的多束激光二极管，其中该第二绝缘膜由选自由AlN、SiC、金刚石、BN、SiO2和SiN组成的组中的一种或者多种构成。
6.根据权利要求3所述的多束激光二极管，其中该配线电极将该接触电极连接到该多个焊盘电极的一个或者多个而跳过其它的接触电极，并且该配线电极形成在该激光二极管元件中的高电阻区域中，该高电阻区域是提供有离子注入和去除p侧接触层中的一者或两者的区域。
7.根据权利要求3所述的多束激光二极管，包括：
支撑；以及
焊料层，在该支撑与该焊盘电极之间以及该支撑与该导热层之间。
8.根据权利要求2所述的多束激光二极管，包括：
支撑；以及
焊料层，在该支撑与该焊盘电极之间以及该支撑与该导热层之间。
9.根据权利要求1所述的多束激光二极管，其中该接触电极相对于该突出条具有对称的宽度。
10.根据权利要求9所述的多束激光二极管，其中该配线电极将该接触电极连接到该多个焊盘电极的一个或者多个而跳过其它的接触电极，所述其它的接触电极通过第二绝缘膜与该配线电极绝缘。
11.根据权利要求10所述的多束激光二极管，其中该第二绝缘膜由选自由AlN、SiC、金刚石、BN、SiO2和SiN组成的组中的一种或者多种构成。
12.根据权利要求9所述的多束激光二极管，其中该配线电极将该接触电极连接到该多个焊盘电极的一个或者多个而跳过其它的接触电极，并且该配线电极形成在该激光二极管元件中的高电阻区域中，该高电阻区域是提供有离子注入和去除p侧接触层中的一者或二者的区域。
13.根据权利要求9所述的多束激光二极管，包括：
支撑；以及
焊料层，在该支撑与该焊盘电极之间以及该支撑与该导热层之间。
14.根据权利要求1所述的多束激光二极管，包括：
支撑；以及
焊料层，在该支撑与该焊盘电极之间以及该支撑与该导热层之间。
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