DE69936488T2

DE69936488T2 - Halbleiteremissionselement und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69936488T2
Application number: DE69936488T
Authority: DE
Inventors: Hironobu Shinagawa-ku Narui; Takehiro Shinagawa-ku Taniguchi; Noriko Shinagawa-ku Ueno; Nobukata Shinagawa-ku Okano
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-06-04
Filing date: 1999-05-31
Publication date: 2008-03-20
Anticipated expiration: 2019-06-01
Also published as: JPH11354888A; US6567445B1; DE69936488D1; JP4462657B2; EP0963017A2; EP0963017A3; EP0963017B1; US6459714B1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Halbleiteremissionselement, das eine Mehrzahl von emittierenden Abschnitten auf dem gleichen Substrat umfasst, und ein Herstellungsverfahren.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Bisher sind verschiedene Arten von Vorrichtungen wie etwa eine optische Platteneinrichtung, ein Laserstrahldrucker, ein Kopierer usw. unter Verwendung einer Laserdiode (LD), die ein Halbleiteremissionselement ist, entwickelt worden. In jüngerer Zeit ist ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb und ein überlegenes Betriebsverhalten in jeder dieser Vorrichtungen untersucht worden, und die Verwendung einer Mehrzahl von Laserstrahlen wird als ein Verfahren angesehen, dies zu erreichen. Beispielsweise kann die Lesegeschwindigkeit bei einer optischen Platte auf einfache Weise schneller ausgelegt werden, indem gleichzeitig eine Mehrzahl von Spuren unter Verwendung einer Mehrzahl von Laserstrahlen gelesen werden. Dementsprechend ist die Entwicklung eines Halbleiterlasers (d.h. eines Mehrfachstrahllasers), der in der Lage ist, gleichzeitig eine Mehrzahl von Laserstrahlen zu emittieren, erforderlich geworden.
1 zeigt eine auseinandergenommene Konfiguration eines Mehrfachstrahllasers des Stands der Technik. Der Mehrfachstrahllaser umfasst vier Laseroszillatoren 120, die auf dem gleichen Substrat 111 gebildet sind, und jeweils eine Kontaktelektrode 181, die jeweils auf einer Basis 180 gebildet ist, ist elektrisch über jeweils einer Leitung 182 mit jeder Elektrode 115 verbunden. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist jeder Leitungsverbindungsabschnitt zum Verbinden einer Elektrode über jeweils eine Leitung jeweils in jeder der Leitungen 182 bereitgestellt. Jeder der Laseroszillatoren 20 ist jeweils mit einer Energiequelle (in der Figur nicht gezeigt) über jede Leitung verbunden, die jeweils mit jedem der Leitungsverbindungsabschnitte verbunden ist.
Wenn ein derartiger Mehrfachstrahllaser hergestellt wird, wird zunächst jeder der Laseroszillatoren 120 jeweils auf dem Substrat 111 gebildet. Als Nächstes wird entfernt davon jede der Kontaktelektroden 181 jeweils in der Basis 180 gebildet, bevor sie jeweils mit jedem der Laseroszillatoren 120, die auf dem Substrat 111 gebildet sind, und jeder Kontaktelektroden 181, die in der Basis 180 gebildet sind, miteinander verbunden werden. Dementsprechend tritt ein Problem bei diesem Mehrfachstrahllaser dahingehend auf, dass eine Massenproduktion schwierig ist, da eine Ausrichtung der Position jeder der Laseroszillatoren 120 und jeder der Kontaktelektroden 181 schwierig wird, wenn die Abstände zwischen jedem der Laseroszillatoren 120 äußerst eng werden. In jüngerer Zeit ist eine Idee eines Platzierens des Substrats 111 auf der Basis 180, wobei die Seite des Substrats 111 mit dem Laseroszillator zu der gegenüberliegenden Seite der Basis 180 platziert ist, in Erwägung gezogen worden. Ein Mehrfachstrahllaser kann auf einfache Weise hergestellt werden, ohne dass ein Problem hinsichtlich der Ausrichtung der Position auftritt, wenn das Substrat 111 so ausgeführt ist, dass es durch die Basis 180 gehalten wird, wie beschrieben.
Jedoch wird andererseits in einem Fall, bei dem die Seite des Substrats 111 mit dem Laseroszillator 120 zu der gegenüberliegenden Seite der Basis 180 hin platziert ist, eine Wärmestrahlung, die in jedem der Laseroszillatoren 120 erzeugt wird, ein Problem verglichen mit einem Fall des Stands der Technik. Beispielsweise kann in einem Fall, bei dem die Seite des Substrats 111 mit dem Laseroszillator 120 zu der Seite der Basis 180 hin platziert ist, wie in dem Stand der Technik, die Basis 180 ausgeführt werden, eine Abstrahlfunktion aufzuweisen, indem sie aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie etwa Aluminiumnitrid (AlN) gebildet wird, so dass die Wärme, die jedem der Laseroszillatoren 120 erzeugt wird, aktiv über die Basis 180 abgestrahlt werden kann. Im Gegensatz dazu wird in einem Fall, bei dem die Seite des Substrats 111 mit dem Laseroszillator 120 zu der gegenüberliegenden Seite der Basis 180 hin platziert wird, der Abstand zwischen dem Laseroszillator 120 und der Basis 180 größer, so dass die Abstrahlfunktion der Basis 180 nicht erwartet werden kann. Dementsprechend besteht in einem Fall, bei dem die Seite des Substrats 111 mit dem Laseroszillator 120 zu der gegenüberliegenden Seite der Basis 180 hin platziert ist, ein Problem dahingehend, dass ein Schwellenstrom jedes der Laseroszillatoren 120 erhöht ist und dass die Emissionsleistung verringert ist, außer, wenn die Abstrahlung der Wärme auf andere Art gefördert wird.
Die Erfindung ist ausgelegt, die voranstehenden Probleme zu lösen. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Halbleiteremissionselement, das auf einfache Weise hergestellt werden kann, wobei die Abstrahlung gefördert wird, und ein Herstellungsverfahren bereitzustellen.
Die US 5,307,360 offenbart eine Zeile von Halbleiterlasern. Um die Wärme, die während des Betriebs erzeugt, abzuleiten, ist diese Zeile von Lasern durch ein dickes Metallband verdrahtet, das an die Mesas gelötet ist, die die Laserkavitäten umgeben. Die andere elektrische Polarität wird durch die Halteplatte über das Substrat angelegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Halbleiteremissionselement der Erfindung umfasst: eine Basis; ein Substrat, das von der Basis gehalten wird; eine Mehrzahl von emittierenden Abschnitten, die jeweils aus einer Mehrzahl von Halbleiterschichten bestehen, die gebildet sind, indem sie auf die Seite des Substrats gegenüberliegend der Basis laminiert sind; eine Mehrzahl von ohmschen Elektroden, die jeweils auf der Seite der Mehrzahl emittierender Abschnitte gegenüberliegend dem Substrat bereitgestellt sind, die jedem der emittierenden Abschnitte entsprechen, während sie elektrisch mit jedem der emittierenden Abschnitte verbunden sind; und zumindest eine zum Abstrahlen von Wärme geeignete Schicht, die auf den ohmschen Elektroden gebildet ist, wie auch eine Mehrzahl von Energiequellen-Verbindungsabschnitten, die jeweils mit dem gleichen Material wie jede der ohmschen Elektroden auf der Seite der Mehrzahl der emittierenden Abschnitte gegenüberliegend der Seite des Substrats gebildet sind, während sie elektrisch mit jeder der ohmschen Elektroden entsprechend verbunden sind.
Ein Herstellungsverfahren für ein Halbleiteremissionselement der Erfindung weist die Schritte auf: jeweiliges Bilden einer Mehrzahl von Emissionsabschnitten, die jeweils aus einer Mehrzahl von Halbleiterschichten ausgeführt werden, die gebildet werden, indem sie auf ein Substrat laminiert werden; jeweiliges Bilden einer Mehrzahl von ohmschen Elektroden auf jedem der emittierenden Abschnitte, die elektrisch entsprechend verbunden werden; Bilden von zumindest einer Abstrahlschicht auf den ohmschen Elektroden; und Halten des Substrats durch eine Basis, indem die Basis der Seite des Substrats gegenüberliegend den emittierenden Abschnitten gegenübergestellt wird; wie auch ein Bilden einer Mehrzahl von Energiequellen-Verbindungsabschnitten mit dem gleichen Material wie jede der ohmschen Elektroden, die elektrisch mit jeder der ohmschen Elektroden entsprechend verbunden werden.
In dem Halbleiteremissionselement der Erfindung fließt ein elektrischer Strom in jedem der Emissionsabschnitte über jeweils die ohmschen Elektroden und eine Emission tritt in dem Emissionsabschnitt auf. Zu dieser Zeit tritt eine Erzeugung von Wärme in dem Emissionsabschnitt auf, die erzeugte Wärme wird jedoch aktiv durch die Abstrahlschicht abgestrahlt. Folglich wird der Einfluss durch die Erzeugung von Wärme eliminiert und eine Verschlechterung des Betriebsverhaltens des Emissionsabschnitts wird unterdrückt.
Bei einem Herstellungsverfahren für ein Halbleiteremissionselement der Erfindung werden eine Mehrzahl von Emissionsabschnitten, die jeweils aus einer Mehrzahl von Halbleiterschichten ausgeführt sind, die gebildet sind, indem sie auf ein Substrat laminiert sind, jeweils gebildet. Ferner werden eine Mehrzahl von ohmschen Elektroden jeweils auf dem Substrat jedes Emissionsabschnitts gebildet, während zumindest eine Abstrahlschicht auf dem Emissionsabschnitt gebildet wird. Ferner wird das Substrat durch eine Basis gehalten, indem die Basis ausgeführt wird, der gegenüberliegenden Seite der Emissionsabschnitte des Substrats gegenüberzustehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Querschnitt, der eine Konfiguration eines Mehrfachstrahllasers des Stands der Technik zeigt;
2 einen Querschnitt, der eine Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 eine zerlegte perspektivische Ansicht, die einen Teil des Halbleiterlasers zeigt, der in 2 gezeigt ist;
4 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur des in 2 gezeigten Halbleiterlasers zeigt;
5 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 4 folgt;
6 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 5 folgt;
7 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 6 folgt;
8 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 7 folgt;
9 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 8 folgt;
10 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 9 folgt;
11 eine perspektivische Ansicht, die ein Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
12 eine perspektivische Ansicht, die eine Prozedur zum Herstellen des Halbleiterlasers zeigt, der in 11 gezeigt ist;
13 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 12 folgt;
14 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 13 folgt;
15 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 14 folgt;
16 eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
17 eine perspektivische Ansicht, die eine Prozedur zum Herstellen des Halbleiterlasers zeigt, der in 16 gezeigt ist;
18 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 17 folgt;
19 eine perspektivische Ansicht, die eine Herstellungsprozedur zeigt, die 18 folgt;
20 eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
21 eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren im Folgenden beschrieben werden.
[Erste Ausführungsform]
2 zeigt eine teilweise Querschnittskonfiguration eines Halbleiterabschnitts, der ein Halbleiteremissionselement ist, gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 3 zeigt einen Teil des Halbleiterlasers, der in 2 gezeigt ist, indem er auseinandergenommen ist. 2 ist eine Querschnittskonfiguration, genommen entlang einer I-I-Linie, die in 3 gezeigt ist.
Der Halbleiterlaser, wie er in 2 gezeigt ist, umfasst Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d als eine Mehrzahl (in diesem Fall vier) von lichtemittierenden Abschnitten, die jeweils auf einer Flächen-(110-Ebenen-) Seite des gleichen Substrats 11 mit einer Trennungsnut 12 dazwischen platziert sind. Hier sind der Laseroszillator 20a und der Laseroszillator 20d jeweils auf der äußeren Seite der Platzierungsrichtung B platziert, und der Laseroszillator 20b ist auf der inneren Seite der Platzierungsrichtung B platziert, indem er angrenzend an den Laseroszillator 20a ist, während der Laseroszillator 20c auf der inneren Seite der Platzierungsrichtung B platziert ist, indem er angrenzend an den Laseroszillator 20d ist. Ferner ist die Platzierungsrichtung B eine Richtung vertikal zu der Resonatorrichtung A, wie in 3 gezeigt.
Die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d nehmen jeweils die Form eines Quaders an, der gebildet ist, indem die Seitenflächen der beiden Paare in der Kante in der Richtung parallel zu einer Fläche des Substrats 11 sind. Die Seitenflächen eines der Paare sind jeweils in der Kante der Resonatorrichtung A platziert, während die Flächenseiten des anderen Paars jeweils in der Kante in einer Richtung vertikal zu der Resonatorrichtung A platziert sind. Die Größe jedes der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d ist beispielsweise 500 μm in einer Länge der Resonatorrichtung A und 13 μm in der Breite in einer Richtung vertikal zu der Resonatorrichtung A. Die Abstände (d.h. eine Breite jeder Trennungsnut 12) zwischen den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d betragen beispielsweise jeweils 2 μm.
Die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d weisen wechselseitig identische Konfigurationen auf. Jede n-Typ-Ummantelungsschicht 21, jede aktive Schicht 22, jede p-Typ-Ummantelungsschicht 23 und jede Abdeckschicht 24 sind jeweils in dieser Reihenfolge von der Seite des Substrats 11 zu einer Richtung vertikal zu einer Fläche des Substrats 11 laminiert. D.h., dass die Seitenflächen der beiden Paare jedes der Oszillatoren jeweils in der Kante einer Richtung vertikal zu der Laminierungsrichtung jeder Halbleiterschicht platziert sind.
Jede der n-Typ-Ummantelungsschichten 21 ist beispielsweise 2 μm in einer Dicke in einer Richtung vertikal (einfach bezeichnet im Folgenden als eine Dicke) zu einer Fläche des Substrats 11 und jeweils aus einem n-Typ-AlGaAs-Mischkristall gebildet, in welches Silizium (Si) oder Selen (Se) als n-Typ-Verunreinigungen hinzugefügt sind. Das Mischungsverhältnis des n-Typ-AlGaAs-Mischkristalls in einem Klasse-III-chemischen Element ist beispielsweise Aluminium (Al), das 45 % beträgt (Mol %: im Folgenden gleich) und Gallium (Ga), das 55 % beträgt. Jede der aktiven Schichten 22 ist beispielsweise 80 nm in der Dicke und jeweils mit einem i-AlGaAs-Mischkristall (i zeigt, dass keine Verunreinigungen hinzugefügt sind), in welchem keine Verunreinigungen beigefügt sind. Das Mischungsverhältnis des AlGaAs-Mischkristalls in einem Klasse-III-chemischen Element ist beispielsweise Aluminium, das 14 beträgt und Gallium, das 86 beträgt.
Jede der n-Typ-Ummantelungsschichten 23 ist beispielsweise 2,5 μm in der Dicke und jeweils mit einem p-Typ-AlGaAs-Mischkristall gebildet, in welches Zink (Zn) als p-Typ-Verunreinigungen hinzugefügt sind. Das Mischungsverhältnis des n-Typ-AlGaAs-Mischkristalls ist beispielsweise Aluminium, das 45 beträgt, und Gallium, das 55 beträgt. Jede der Abdeckschichtungen 24 ist beispielsweise 0,5 μm in der Dicke und mit einem p-Typ-GaAs-Mischkristall gebildet, in welches Zink als p-Typ-Verunreinigungen hinzugefügt ist.
Eine Stromblockierungsschicht 25 ist an beiden Seiten entlang des Resonators A in einem Abschnitt jeder p-Typ-Ummantelungsschicht 23 in einer Laminierungsrichtung eingeführt. D.h., dass ein Abschnitt in einer Laminierungsrichtung jeder Breite jeder p-Typ-Ummantelungsschicht 23, die vertikal zu dem Resonator A ist, enger wird, wobei ein Stromverengungsabschnitt 23a gebildet wird. Die Breite des Stromverengungsabschnitts 23a beträgt beispielsweise 4 μm. Jede der Stromblockierungsschichten 25 ist beispielsweise 1 μm in der Dicke und ist jeweils mit n-Typ-GaAs gebildet, in welches Silizium oder Selen als n-Typ-Verunreinigungen hinzugefügt sind.
Ferner ist das Substrat 11 beispielsweise 100 μm in der Dicke und mit n-Typ-GaAs gebildet, in welches Silizium oder Selen als n-Typ-Verunreinigungen hinzugefügt sind.
Die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d umfassen auch, wie in 3 gezeigt, ein Paar von durchgehenden Randflächenfilmen 26 und 27 in einem Paar der Seitenflächen, die in der Kante der Resonator-A-Richtung angeordnet sind. Der Randflächenfilm 26 ist mit Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebildet, das eine niedrige Reflexionsrate aufweist, während der Randflächenfilm 27 durch ein alternierendes Laminieren einer Aluminiumoxidschicht und einer amorphen Siliziumschicht gebildet ist, das eine hohe Reflexionsrate aufweist. D.h., dass das Licht, das in der aktiven Schicht 22 erzeugt wird, verstärkt wird, indem es zwischen einem Paar von Randflächenfilmen 26 und 27 hin und her geht und als der Laserstrahl jeweils emittiert wird.
Eine Einbettungsschicht 12a, die beispielsweise aus einem Isolator wie etwa Polyimid ausgebildet ist, ist in jeder Trennungsnut 12 zwischen den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d gebildet. Jede der Einbettungsschichten 12a ist jeweils von der Fläche des Substrats 11 zu der Position gebildet, die den p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d entspricht, die später zu beschreiben sind. D.h., dass die Fläche auf der Seite der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c, 20d in der Position abgeflacht ist, die den p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c, 15d entspricht, die später zu beschreiben sind.
Ein Extraktionsabschnitt 13a, der gegenüberliegend dem Substrat 11 gebildet ist, ist auf der äußeren Seite des Laseroszillators 20a in einer Platzierungsrichtung B verlängert von dem Laseroszillator 20a bereitgestellt. Ferner ist, wie bei dem Laseroszillator 20a, ein Extraktionsabschnitt 13b, der auf dem Substrat 11 gebildet ist, auf der äußeren Seite des Laseroszillators 20d in einer Platzierungsrichtung B verlängert von dem Laseroszillator 20d gebildet. Die Extraktionsabschnitte 13a und 13b weisen die gleichen Konfigurationen wie jene der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d auf, außer dass sie den Stromverengungsabschnitt 23a nicht umfassen.
Die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a und 14b zum elektrischen Verbinden einer Energiequelle (in der Figur nicht gezeigt) mit den Laseroszillatoren 20a und 20b entsprechend näher an dem Extraktionsabschnitt 13a sind jeweils auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 11 des Extraktionsabschnitts 13a gebildet. Hier entspricht der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14a dem Laseroszillator 20a und der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b dem Laseroszillator 20b. Ferner sind, wie bei dem Extraktionsabschnitt 13a, die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14c und 14d zum elektrischen Verbinden der Energiequelle (in der Figur nicht gezeigt) mit den Laseroszillatoren 20c und 20d entsprechend näher an dem Extraktionsabschnitt 13b jeweils auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 11 der Extraktionsschicht 13b gebildet. Hier entspricht der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14c dem Laseroszillator 20c und der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14d dem Laseroszillator 20d.
Wie beschrieben, sind die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a, 14b, 14c und 14d jeweils in einem Umfangsbereich des Laseroszillators gebildet, so dass die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d durch einen Druck nicht beeinflusst werden, wenn jeweilige Drähte verbunden werden (in der Figur nicht gezeigt).
Die p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d als ohmsche Elektroden, die elektrisch mit den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d entsprechend verbunden sind, sind jeweils auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 11 der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d bereitgestellt. Hier entspricht die p-Seiten-Elektrode 15a dem Laseroszillator 20a, die p-Seiten-Elektrode 15b dem Laseroszillator 20b, die p-Seiten-Elektrode 15c dem Laseroszillator 20c und die p-Seiten-Elektrode 15d dem Laseroszillator 20d. Die p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d weisen jeweils eine Konfiguration auf, bei welcher beispielsweise eine Titan(Ti)-Schicht von 50 nm in der Dicke, eine Platin(Pt)-Schicht von 100 nm in der Dicke und eine Gold(Au)-Schicht von 300 nm in der Dicke von der Seite der Abdeckschicht 24 her in der Reihenfolge laminiert sind, bevor sie durch Wärmebehandlung legiert werden.
Ferner ist die p-Seiten-Elektrode 15a ausgedehnt, um den Extraktionsabschnitt 13a abzudecken, der angrenzend an den entsprechenden Laseroszillator 20a bereitgestellt ist, während sie aus dem gleichen Material wie der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14a gebildet ist, der in dem Extraktionsabschnitt 13a bereitgestellt ist. Die p-Seiten-Elektrode 15d ist, wie die p-Seiten-Elektrode 15a, ausgedehnt, den Extraktionsabschnitt 13b abzudecken, der angrenzend an den entsprechenden Laseroszillator 20d ist, wobei sie aus dem gleichen Material wie der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14d gebildet ist, der in dem Extraktionsabschnitt 13b bereitgestellt ist, d.h., dass die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a und 14d wie die p-Seiten-Elektroden 15a und 15d eine Konfiguration aufweisen, bei der beispielsweise eine Titanschicht, eine Platinschicht und eine Goldschicht von der Seite der Extraktionsabschnitte 13a und 13d in einer Reihenfolge her laminiert sind, bevor sie durch eine Wärmebehandlung legiert werden.
Eine Isolationsschicht 16a von beispielsweise 150 nm in der Dicke, die aus Isolationsmaterialen wie etwa Siliziumnitrid (Si₃N₄) ausgeführt ist, ist auf der p-Seiten-Elektrode 15a gebildet. Eine Isolationsschicht 16b, die die gleiche Konfiguration wie die Isolationsschicht 16a aufweist, ist auf der p-Seiten-Elektrode 15d ebenso gebildet. Öffnungen 16c zum Freilegen der Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a und 14d sind jeweils in den Isolationsschichten 16a und 16b gebildet.
Eine Extraktionselektrode 17a, die elektrisch mit der p-Seiten-Elektrode 15b entsprechend verbunden ist, ist auf der p-Seiten-Elektrode 15b gebildet. Die Extraktionselektrode 17a ist zu dem näheren Extraktionsabschnitt 13a hin ausgestreckt, während sie aus dem gleichen Material wie der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b gebildet ist, der in dem Extraktionsabschnitt 13a bereitgestellt ist. Der Abschnitt der Extraktionselektrode 17a, der zu dem Extraktionsabschnitt 13a hin erstreckt ist, ist jeweils mit der p-Seiten-Elektrode 15a und der Isolationsschicht 16a dazwischen gebildet.
Eine Extraktionselektrode 17b, die elektrisch mit der p-Seiten-Elektrode 15c verbunden ist, ist entsprechend, wie die p-Seiten-Elektrode 15b, auf der p-Seiten-Elektrode 15c gebildet. Die Extraktionselektrode 17b ist zu dem Extraktionsabschnitt 13b hin erstreckt, während sie aus dem gleichen Material wie der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14c gebildet ist. Der Abschnitt der Extraktionselektrode 17b, der zu dem Extraktionsabschnitt 13b hin erstreckt ist, ist jeweils mit der p-Seiten-Elektrode 15d und der Isolationsschicht 16b dazwischen gebildet.
Die Extraktionselektroden 17a und 17b sind jeweils mit Metall mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie etwa Gold gebildet und sind so dick gebildet, dass Wärme aktiv abgestrahlt werden kann. D.h., dass die Extraktionselektroden 17a und 17b eine Funktion als die Abstrahlschichten aufweisen, die die Wärme, die in jedem der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d erzeugt wird, abzustrahlen. Die Dicke der Extraktionselektrode 17a und 17b ist vorzugsweise so dick, um eine hohe Abstrahlwirkung zu erhalten. Spezifisch ist eine Dicke von 0,5 μm vorzuziehen, und noch mehr eine Dicke von 1 μm vorzuziehen.
Ferner ist die Extraktionselektrode 17a ausgeführt, die gesamte Fläche des Laseroszillators 20b mit der p-Seiten-Elektrode 15b dazwischen abzudecken, während der andere Abschnitt ausgeführt ist, die gesamte Fläche des Laseroszillators 20a mit der Isolationsschicht 16a und der p-Seiten-Elektrode 15a dazwischen abzudecken, um die Abstrahlwirkung zu verbessern. Wie die Extraktionselektrode 17a ist die Extraktionselektrode 17b ausgeführt, die gesamte Fläche des Laseroszillators 20c mit der p-Seiten-Elektrode 15c dazwischen abzudecken, während der andere Abschnitt ausgeführt ist, die gesamte Fläche des Laseroszillators 20d mit der Isolationsschicht 16b und der p-Seiten-Elektrode 15d dazwischen abzudecken.
Ferner ist der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b mit dem gleichen Material gebildet wie die Extraktionselektrode 17a, so dass sie mit einem Metall wie etwa das Gold wie die Extraktionselektrode 17a gebildet ist. Ferner ist der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14c mit dem gleichen Material wie die Extraktionselektrode 17b gebildet, so dass sie mit einem Metall wie etwa Gold wie die Extraktionselektrode 17b gebildet ist.
Der Halbleiterlaser umfasst ferner n-Seiten-Elektroden 18, die elektrisch mit jedem der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d auf einer Flächenseite verbunden sind, die der anderen Flächenseite des Substrats 11 gegenübersteht. Die n-Seiten-Elektrode 18 weist eine Konfiguration auf, bei der beispielsweise eine Legierungsschicht aus Gold und Germanium (Ge) von 150 nm in der Dicke, eine Nickel(Ni)-Schicht von 50 nm in der Dicke und eine Goldschicht von 500 nm in der Dicke von der Seite des Substrats 11 in der Reihenfolge laminiert sind, bevor sie durch eine Wärmebehandlung legiert werden.
Die n-Seiten-Elektrode 18 ist, wie in 2 gezeigt, elektrisch mit einer Kontaktelektrode 81, die in der Basis 80 gebildet ist, mit einer Adhäsionsschicht 82 dazwischen verbunden. D.h., dass der Halbleiterlaser eine Konfiguration aufweist, bei welcher das Substrat 11 durch die Basis 80 gehalten wird, und bei welcher jeder der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d jeweils auf der gegenüberliegenden Seite der Basis 80 des Substrats 11 gebildet ist. Die Basis 80 dient zum Halten des Substrats 11 und ist beispielsweise mit Aluminiumnitrid von 150 μm in der Dicke gebildet. Die Kontaktelektrode 81 ist mit Gold usw. gebildet, und die Adhäsionsschicht 82 ist mit einem Lötmittel (einer Legierung aus Blei und Zinn) gebildet.
Der Halbleiterlaser, der eine derartige Konfiguration aufweist, kann wie folgt hergestellt werden.
4 bis 10 zeigen jeweils die Herstellungsprozeduren. Zunächst wird, wie in 4 gezeigt, das Substrat 11, das mit n-Typ-GaAs von 350 μm in der Dicke gebildet ist, bereitgestellt. Ferner werden eine n-Typ-Ummantelungsschicht 21, die mit einem n-Typ-AlGaAs-Mischkristall gebildet ist, eine aktive Schicht 22, die mit einem i-AlGaAs-Mischkristall gebildet ist, und eine p-Typ-Ummantelungsschicht 23, die mit einem p-Typ-AlGaAs-Mischkristall gebildet ist, auf einer Flächen-(100-Ebenen)-Seite des Substrats 11 in der Reihenfolge durch ein MOCVD (metallorganisches chemisches Gasphasenabscheide-)-Verfahren abgeschieden.
Als Nächstes wird das n-Typ-GaAs af der p-Typ-Ummantelungsschicht 23 durch beispielsweise das MOVCD-Verfahren abgeschieden, bevor eine Stromblockierungsschicht 25 durch ein selektives Entfernen der n-Typ-GaAs-Schicht gemäß Laseroszillator-Bildungsbereichen 31a, 31b, 31c und 31d durch beispielsweise ein reaktives Ionenätz-(RIE, Reactive Ion Etching)-Verfahren entfernt wird.
Ferner sind Bildungsbereiche einer Mehrzahl von Halbleiterlasern auf einer Flächenseite des Substrats 11 vorhanden, jedoch ist ein Bereich, der einem Halbleiterlaser entspricht, dargestellt, in der Figur jeder Prozedur gezeigt zu sein (gleich in anderen Ausführungsformen). Im Übrigen schließt ein Bildungsbereich eines Halbleiterlasers die Laseroszillator-Bildungsbereiche 31a, 31b, 31c und 31d, drei Trennungsbereiche 32, die zwischen jedem der Laseroszillator-Bildungsbereiche 31a, 31b, 31c und 31d platziert sind, einen Extraktionsabschnitt-Bildungsbereich 33a, der angrenzend an die gegenüberliegende Seite des Trennungsbereichs 32 des Laseroszillator-Bildungsbereichs 31a platziert ist, und einen Extraktionsabschnitt-Bildungsbereich 33b ein, der angrenzend an die gegenüberliegende Seite des Trennungsbereichs 32 des Laseroszillator-Bildungsbereichs 31d platziert ist.
Ferner werden, wie in 5 gezeigt, ein Teil der p-Typ-Ummantelungsschicht 23, die mit einem p-Typ-AlGaAs-Mischkristall gebildet ist, und eine Abdeckschicht 24, die mit einem p-Typ-GaAs-Mischkristall gebildet ist, auf der Stromblockierungsschicht 25 und der p-Typ-Ummantelungsschicht 23 in der Reihenfolge durch beispielsweise ein MOCVD-Verfahren abgeschieden. Danach wird Zink in die Abdeckschicht 24 diffundiert, dass die Abdeckschicht 24 und die p-Seiten- Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d, die auf dieser gebildet sind, in einem Zustand eines ohmschen Kontakts sind.
Nach einem Diffundieren von Zink, wie in 6 gezeigt, wird ein Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) selektiv entsprechend jedem der Trennungsbereiche 32 auf der Abdeckschicht 24 gebildet. Ferner wird der Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) durch Verdampfen beispielsweise einer Titanschicht, einer Platinschicht und einer Goldschicht auf dem Fotoresistfilm (nicht gezeigt) in der Reihenfolge entfernt (Abhebeprozess). Dementsprechend wird die p-Seiten-Elektrode 15a entsprechend dem Extraktionsabschnitt-Bildungsbereich 33a und dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31a gebildet, die p-Seiten-Elektroden 15b und 15c werden entsprechend der Laseroszillator-Bildungsbereiche 31b und 33c gebildet, und die p-Seiten-Elektrode 15d wird entsprechend dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31d und dem Extraktionsabschnitt-Bildungsbereich 33b gebildet. Ferner wird zu dieser Zeit der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14a mit dem gleichen Material wie die p-Seiten-Elektrode 15a in einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33a gebildet, während der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14d mit dem gleichen Material wie die p-Seiten-Elektrode 15d in einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33b gebildet wird.
Danach werden, wie in 6 gezeigt, jeweils die Trennungsnuten 12, die den Trennungsbereichen 32 entsprechen, durch selektives Entfernen von jeweils der Abdeckschicht 24, der p-Typ-Ummantelungsschicht 23, der Stromblockierungsschicht 25, der aktiven Schicht 22 und der n-Typ-Ummantelungsschicht 21 durch beispielsweise ein RIE-Verfahren unter Verwendung der p-Typ-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d als eine Maske entfernt. Im Ergebnis sind die n-Typ-Ummantelungsschicht 21, die aktive Schicht 22, die p-Typ-Ummantelungsschicht 23 und die Abdeckschicht 24 jeweils gemäß der Laseroszillatorabschnitt-Bildungsbereiche 31a, 31b, 31c und 31d getrennt. Hier wird die Trennung derselben unter Verwendung der p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d direkt als eine Maske durchgeführt, so dass keine Lithografie erforderlich ist und eine Trennung mit einer hohen Präzision bei geringerem Aufwand durchgeführt werden kann. Ferner können sie natürlich durch ein selektives Bilden eines Fotorestistfilms auf jeder der p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d über Lithografie getrennt werden, ohne die p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d als eine Maske zu verwenden und unter Verwendung des Fotoresistfilms als eine Maske durch das RIE-Verfahren zu ätzen.
Nach einem Bilden jeder der Trennungsnuten 12, wie in 7 gezeigt, werden die Einbettungsschichten 12a, die beispielsweise mit Polyimid gebildet sind, jeweils in jede der Trennungsnuten 12 eingebettet. Im Ergebnis wird die Oberfläche abgeflacht. Dann wird, wie in 8 gezeigt, eine Siliziumnitridschicht über der gesamten Fläche der p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d gebildet, und die Siliziumnitridschicht wird selektiv durch beispielsweise das RIE-Verfahren entfernt. Im Ergebnis ist die Isolationsschicht 16a auf der Fläche der p-Seiten-Elektrode 15a gebildet, während die Isolationsschicht 16b auf der Fläche der p-Seiten-Elektrode 15d gebildet ist. Ferner werden zu der Zeit eines Ätzens Öffnungen 16c jeweils in einem Teil der Extraktionsabschnitt-Bildungsbereiche 33a und 33b gebildet, und die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a und 14d werden jeweils freigelegt.
Nach einem Bilden jeder der Isolationsschichten 16a und 16b, wie in 9 gezeigt, wird ein Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) selektiv entsprechend dem Trennungsbereich 32 zwischen den Laseroszillator-Bildungsbereichen 31b und 31c und den Energiequellen-Verbindungsabschnitten 14a und 14d gebildet. Ferner wird der Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) durch ein Verdampfen einer Metallschicht, die beispielsweise aus Gold ausgeführt ist, darauf entfernt (Abhebeprozess). Im Ergebnis ist eine Extraktionsschicht 17a von dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31b zu dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31a und einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildbereichs 33a gebildet, während eine Extraktionsschicht 17b von dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31c zu dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31d und einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33b gebildet ist. Ferner wird zu dieser Zeit der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b mit dem gleichen Material wie die Extraktionselektrode 17a in einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33a gebildet, während der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14c mit dem gleichen Material wie die Extraktionselektrode 17b in einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33bn gebildet wird.
Nach einem jeweiligen Bilden der Extraktionselektroden 17a und 17b, wie in 10 gezeigt ist, wird eine Flächenseite des Substrats 11 geläppt, um so ihre Dicke von beispielsweise 100 μm aufzureißen, um die Zerteilung des Substrats in der Prozedur, die später auf einfachere Weise zu beschreiben ist, zu ermöglichen. Ferner wird die n-Seiten-Elektrode 18 auf der anderen Flächenseite durch ein Verdampfen von beispielsweise einer Legierungsschicht aus Gold und Germanium, einer Nickelschicht und einer Goldschicht in der Reihenfolge gebildet. Dann werden die p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d und die n-Seiten-Elektrode 18 jeweils durch ein Anwenden einer Wärmebehandlung legiert.
Nach dem Anwenden der Wärmebehandlung wird, obwohl dies in der Figur nicht gezeigt ist, das Substrat 11 entsprechend der Bildungsbereiche jedes Halbleiterlasers ausgeführt, die jeweils in der Resonatorrichtung A und in einer Richtung vertikal zu derselben geteilt werden. Dann werden Randflächenfilme 26 und 27 gegen ein Paar der Seitenflächen, die an einer Kante der Resonatorrichtung A angeordnet sind, durch beispielsweise ein CVD-Verfahren gebildet. Nach einem jeweiligen Bilden der Randflächenfilme 26 und 27 wird das Substrat 11 auf der Basis 80 durch ein Verbinden der Kontaktelektrode 81, die in der Basis 80 gebildet ist, und der n-Seiten-Elektrode 18 durch die Adhäsionsschicht 82 bereitgestellt. Im Ergebnis kann der Halbleiterlaser, der in 2 gezeigt ist, gebildet werden.
Der Halbleiterlaser, der wie beschrieben hergestellt ist, arbeitet wie folgt.
In dem Halbleiterlaser wird, wenn die Energie der Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a, 14b, 14c, 14d und die Kontaktelektrode 81 eingeschaltet sind, eine vorbestimmte Spannung zwischen den p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c, 15d und den n-Seiten-Elektrode 18 angelegt. Als Folge fließt ein Strom in die aktive Schicht 22 der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d, so dass eine Lichtemission durch eine Elektron-Loch-Kombination jeweils auftritt. Das Licht, das in den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d erzeugt wird, wird durch ein Hin- und Herlaufen zwischen einem Paar der Randflächenfilme 26 und 27 verstärkt und wird jeweils nach außen von dem Randflächenfilm 26 emittiert.
Ferner tritt zu dieser Zeit eine Erzeugung von Wärme jeweils in den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d auf. Jedoch wird hier die erzeugte Wärme aktiv über die Extraktionselektroden 17a und 17b abgestrahlt, da die Extraktionselektrode 17a, die eine Funktion als eine Abstrahlschicht aufweist, entsprechend der Laseroszillatoren 20a und 20b bereitgestellt ist, und die Extraktionselektrode 17b, die eine Funktion als eine Abstrahlschicht aufweist, entsprechen der Laseroszillatoren 20c und 20d bereitgestellt ist. Im Ergebnis werden eine Erhöhung des Schwellenstroms und eine Verschlechterung des Beleuchtungswirkungsgrads unterdrückt.
Gemäß der Ausführungsform, wie sie beschrieben ist, kann Wärme, die in den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d erzeugt wird, aktiv über die Extraktionselektroden 17a und 17b abgestrahlt werden, da die Extraktionselektroden 17a und 17b, die eine Funktion als eine Abstrahlschicht aufweisen, bereitgestellt sind. Dementsprechend kann eine thermische Störung eliminiert werden und eine Erhöhung des Schwellenstroms und eine Verschlechterung des Beleuchtungswirkungsgrads kann auch in einem Fall unterdrückt werden, wo das Substrat 11 platziert ist, wobei die gegenüberliegende Seite der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d der Basis 80 gegenüberstehen. Als Folge wird eine Herstellung des Halbleiterlasers einfach und eine Massenproduktion wird möglich, während eine hohe Qualität für eine lange Zeitperiode aufrecht erhalten wird.
Ferner kann gemäß der Ausführungsform jede der Trennungsnuten 12 präzise mit weniger Aufwand getrennt werden, da das Ätzen unter Verwendung von jeweils der p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d als eine Maske durchgeführt wird, wenn jeweils jede der Trennungsnuten 12 durch ein selektives Entfernen der n-Typ-Ummantelungsschicht 21, der aktiven Schicht 22, der p-Typ-Ummantelungsschicht 23 und der Abdeckschicht 24 gebildet wird, die auf das Substrat 11 laminiert sind. Dementsprechend kann eine Herstellungsprozedur vereinfacht werden und die Herstellungskosten können abgesenkt werden.
[Zweite Ausführungsform]
11 zeigt eine auseinandergenommene Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Halbleiterlaser weist die gleiche Konfiguration, den gleichen Betrieb und die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform auf, außer dass er jeweils die Abstrahlschichten 49a, 49b, 49c und 49d neben den Extraktionselektroden 47a und 47b aufweist, die eine Funktion als eine Abstrahlschicht nicht aufweisen. Dementsprechend sind identischen Strukturelementen gleiche Bezugszeichen gegeben, und die detaillierte Beschreibung ist weggelassen. Ferner wird, wie in der ersten Ausführungsform, das Substrat 11 durch die Basis 80 gehalten, und die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d sind jeweils auf der gegenüberliegenden Seite (d.h. einer Fläche) der Basis 80 des Substrats 11 in dem Halbleiterlaser gebildet, jedoch ist die Basis 80 in 11 weggelassen.
Die Abstrahlschichten 49a, 49b, 49c und 49d sind jeweils gebildet, um jeden der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d auf den p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d entsprechend abzudecken. Hier entspricht die Abstrahlschicht 49a jeweils der p-Seiten-Elektrode 15a und dem Laseroszillator 20a, die Abstrahlschicht 49b jeweils der p-Seiten-Elektrode 15b und dem Laseroszillator 20b, die Abstrahlschicht 49c jeweils der p-Seiten-Elektrode 15c und dem Laseroszillator 20c, und die Abstrahlschicht 49d jeweils der p-Seiten-Elektrode 15d und dem Laseroszillator 20d.
Die Abstrahlschichten 49a, 49b, 49c und 49d sind jeweils mit Metall wie etwa Gold gebildet, das eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist, und sind elektrisch mit jeder der entsprechenden p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d verbunden. Ferner ist die Dicke der Abstrahlschichten 49a, 49b, 49c und 49d dick ausgeführt, um Wärme aktiv abzustrahlen. Die Dicke ist vorzugsweise dicker, so dass eine hohe Abstrahlwirkung erhalten werden kann. Spezifisch ist eine Dicke von 0,5 μm oder mehr vorzuziehen, und weiter noch ist 1,0 μm oder mehr vorzuziehen.
Ferner ist die Abstrahlschicht 49a ausgedehnt, den Extraktionsabschnitt 13a wie die p-Seiten-Elektrode 15a abzudecken und ist wechselseitig mit dem gleichen Material wie der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14a gebildet. Die Abstrahlschicht 49d ist ausgedehnt, den Extraktionsabschnitt 13b wie die p-Seiten-Elektrode 15d abzudecken und ist wechselseitig mit dem gleichen Material wie der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14d gebildet. D.h., dass hier die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a und 14d die gleiche Konfiguration wie die p-Seiten-Elektroden 15a, 15d und die Abstrahlschichten 49a, 49d aufweisen, die laminiert sind.
Die Extraktionselektrode 47a ist elektrisch mit der p-Seiten-Elektrode 15b über die Abstrahlschicht 49b verbunden, während ein Teil davon, der zu dem Extraktionsabschnitt 13a erstreckt ist, mit der p-Seiten-Elektrode 15a, der Abstrahlschicht 49a und der Isolationsschicht 16a dazwischen jeweils gebildet ist. Die Extraktionselektrode 47b ist, wie die Extraktionsschicht 47a elektrisch mit der p-Seiten-Elektrode 15c über die Abstrahlschicht 49c verbunden, während ein Teil davon, der zu dem Extraktionsabschnitt 13b erstreckt ist, mit der p-Seiten-Elektrode 15d, der Abstrahlschicht 49d und der Isolationsschicht 16b dazwischen jeweils gebildet ist.
Dementsprechend ist hier der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b auf dem Extraktionsabschnitt 13a mit der p-Seiten-Elektrode 15a, der Abstrahlschicht 49a und der Isolationsschicht 16a dazwischen jeweils gebildet. Der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14c ist auf dem Extraktionsabschnitt 13b mit der p-Seiten-Elektrode 15d, der Abstrahlschicht 49d und der Isolationsschicht 16b dazwischen jeweils gebildet.
Ferner weisen die Extraktionselektroden 47a und 47b nicht die Funktion als eine Abstrahlschicht auf, und deren Dicke beträgt beispielsweise 100 nm, was ausreichend ist, um ihre Leitfähigkeit aufrecht zu erhalten. Dementsprechend sind die Extraktionselektroden 47a und 47b ausgeführt, nur einen Teil der Abstrahlschichten 49a und 49d in einem Bereich, der den Laseroszillatoren 20a und 20d entspricht, mit den Isolationsschichten 16a und 16b dazwischen jeweils abzudecken, um nicht die Abstrahlwirkung der Abstrahlschichten 49a und 49d zu behindern. Die Fläche, die die Abstrahlschichten 49a und 49d in einem Bereich abdeckt, der den Laseroszillatoren 20a und 20d entspricht, ist vorzugsweise so klein wie möglich, so dass eine höhere Abstrahlwirkung erhalten werden kann.
Der Halbleiterlaser, der eine derartige Konfiguration aufweist, kann wie folgt hergestellt werden.
13 bis 15 zeigen jeweils die Herstellungsprozeduren. Zunächst werden, wie in der ersten Ausführungsform, die n-Typ-Ummantelungsschicht 21, die aktive Schicht 22, die p-Typ-Ummantelungsschicht 23, die Stromblockierungsschicht 25 und die Abdeckschicht 24 auf einer Flächen-(100-Ebenen)-Seite des Substrats 11 in der Reihenfolge gebildet, und Zink wird in die Abdeckschicht 24 diffundiert (siehe 4 und 5).
Als Nächstes wird ein Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) selektiv auf der Abdeckschicht 24 entsprechend jedem der Trennungsbereiche 32 gebildet, und es werden beispielsweise eine Titanschicht, eine Platinschicht und eine Goldschicht, die jeweils die p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d bilden, in der Reihenfolge darauf aufgedampft. Ferner wird eine Goldschicht, die jeweils die Abstrahlschichten 49a, 49b, 49c und 49d bildet, darauf aufgedampft, um so den Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) zu entfernen (Abhebeprozess).
Im Ergebnis sind, wie in 13 gezeigt, die p-Seiten-Elektrode 15a und die Abstrahlschicht 49a gebildet, indem sie entsprechend dem Extraktionsabschnitt-Bildungsbereich 33a und dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31a gebildet sind, die p-Seiten-Elektrode 15b und die Abstrahlschicht 49b sind gebildet, indem sie entsprechend dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31b laminiert sind, die p-Seiten-Elektrode 15c und die Abstrahlschicht 49c sind gebildet, indem sie entsprechend dem Laseroszillator-Bildungsbereich 33c laminiert sind, und die p-Seiten-Elektrode 15d und die Abstrahlschicht 49d sind gebildet, indem sie entsprechend dem Laseroszillator-Bildungsbereich 31d und dem Extraktionsabschnitt-Bildungsbereich 33b laminiert sind. Ferner wird zu dieser Zeit der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14a, der aus dem gleichen Material wie die p-Seiten-Elektrode 15a und die Abstrahlschicht 49a ausgeführt ist, in einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33a gebildet, während der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b, der aus dem gleichen Material wie die p-Seiten-Elektrode 15d und die Abstrahlschicht 49d ausgeführt ist, in einem Teil des Extraktionsabschnitt-Bildungsbereichs 33b gebildet wird.
Ferner werden, wie in 13 gezeigt, wie in der ersten Ausführungsform jeweils die Trennungsnuten 12 durch ein selektives Entfernen von jeweils der Abdeckschicht 24, der p-Typ-Ummantelungsschicht 23, der Stromblockierungsschicht 25, der aktiven Schicht 22 und der n-Typ-Ummantelungsschicht 21 gebildet.
Nach einem jeweiligen Bilden von jeweils den Trennungsnuten 12, wie in 14 gezeigt ist, werden, wie in der ersten Ausführungsform, die Einbettungsschichten 12a jeweils in jede der Trennungsnuten 12 eingebettet. Dann wird, wie in 15 gezeigt, wie in der ersten Ausführungsform die Isolationsschicht 16a selektiv auf der Fläche der Abstrahlschicht 49a gebildet, während die Isolationsschicht 16b auf der anderen Fläche der Abstrahlschicht 49d gebildet wird.
Nach einem jeweiligen Bilden der Isolationsschichten 16a und 16b, wie in 12 gezeigt, werden die Extraktionsabschnitte 47a und 47b selektiv wie in der ersten Ausführungsform gebildet. Zu dieser Zeit wird der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14b, der aus dem gleichen Material wie die Extraktionselektrode 47a ausgeführt ist, in einem Teil des Extraktionsabschnitts 13a gebildet, während der Energiequellen-Verbindungsabschnitt 14c, der aus dem gleichen Material wie die Extraktionselektrode 47b ausgeführt ist, in einem Teil des Extraktionsabschnitts 13b gebildet wird.
Nach einem jeweiligen Bilden der Extraktionselektroden 47a und 47b wird die andere Oberflächenseite des Substrats 11 geläppt, und die n-Seiten-Elektrode 18 wird auf der Flächenseite vor einem Anwenden der Wärmebehandlung gebildet. Dann werden die Randflächenfilme 26 und 27 jeweils durch ein Zerteilen des Substrats 11 entsprechend dem Bildungsbereich jedes der Halbleiterlaser gebildet. Nach einem jeweiligen Bilden der Randflächenfilme 26 und 27 wird das Substrat 11 auf der Basis 80 durch ein Verbinden der Kontaktelektrode 81 und der n-Seiten-Elektrode 18 mit dem Adhäsionsfilm 82 dazwischen bereitgestellt. Durch diese Prozedur ist der in 11 gezeigte Halbleiterlaser implementiert.
Wie beschrieben können gemäß der Ausführungsform die Abstrahlschichten 49a, 49b, 49c und 49d kontinuierlich mit den p-Seiten-Elektrode 15a, 15b, 15c und 15d gebildet werden, da sie ausgeführt sind, angrenzend an jede der p-Seiten- Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d bereitgestellt zu sein, um einander wechselseitig zu entsprechen. Im Ergebnis kann der Halbleiterlaser auf einfache Weise ohne zusätzliche Herstellungsprozedur zum Bilden einer Abstrahlschicht gebildet werden.
[Dritte Ausführungsform]
16 zeigt eine auseinandergenommene Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Der Halbleiterlaser weist die gleiche Konfiguration, den gleichen Betrieb und die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform auf, außer dass er eine Abstrahlschicht 59 neben den Extraktionselektroden 57a und 57b umfasst, die eine Funktion als eine Abstrahlschicht nicht aufweisen. Dementsprechend sind hier identischen Strukturelementen gleiche Bezugszeichen vorgegeben, und die detaillierte Beschreibung ist weggelassen. Ferner wird, wie in der ersten Ausführungsform, das Substrat 11 durch die Basis 80 gehalten, und die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d sind jeweils auf der gegenüberliegenden Seite (d.h. einer Fläche) der Basis 80 des Substrats 11 in dem Halbleiterlaser gebildet, jedoch ist die Basis 80 in 16 weggelassen.
Die Extraktionselektroden 57a und 57b weisen eine Funktion als eine Abstrahlschicht nicht auf, und deren Dicke beträgt beispielsweise 100 nm, was ausreichend ist, um ihre Leitfähigkeit aufrecht zu erhalten. Ferner ist es erforderlich, dass sich die Extraktionselektroden 57a und 57b zu den Energiequellen-Verbindungsabschnitten 14b und 14c mit einer Breite erstrecken, die ausreichend ist, um eine elektrische Verbindung mit den Energiequellen-Verbindungsabschnitten 14b und 14c aufrecht zu erhalten, aber es ist nicht erforderlich, die gesamte Fläche der Laseroszillatoren 20a und 20d jeweils abzudecken.
Die Abstrahlschicht 59 ist aus den Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d gebildet, um jeden von ihnen mit den p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c, 15d und den Extraktionselektroden 57a, 57b jeweils dazwischen abzudecken. Die Abstrahlschicht 59 ist mit Metall wie etwa Gold oder einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit wie etwa Aluminiumnitrid gebildet. Ferner ist sie gebildet, eine Dicke von 0,5 μm oder mehr, vorzugsweise 1 μm oder mehr aufzuweisen, um in der Lage zu sein, aktiv Wärme abzustrahlen.
Ferner wird in einem Fall, bei dem die Abstrahlschicht 59 mit einem dielektrischen Material wie etwa Metall gebildet ist, ein Isolationsfilm 56, der aus einem Isolationsmaterial wie etwa Siliziumnitrid ausgeführt ist, zwischen den Extraktionselektroden 57a, 57b und der Abstrahlschicht 59 gebildet, um so eine Isolationseigenschaft der Extraktionselektroden 57a und 57b aufrecht zu erhalten.
Der Halbleiterlaser, der eine derartige Konfiguration aufweist, kann wie folgt hergestellt werden.
17 bis 19 zeigen jeweils die Herstellungsprozeduren. Zunächst werden, wie in der ersten Ausführungsform, die n-Typ-Ummantelungsschicht 21, die aktive Schicht 21, die aktive Schicht 22, die p-Typ-Ummantelungsschicht 23, die Stromblockierungsschicht 25 und die Abdeckschicht 24 auf einer Flächen-(100-Ebenen)-Seite des Substrats in der Reihenfolge gebildet, und Zink wird in die Abdeckschicht 24 diffundiert (siehe 4 und 5). Als Nächstes werden wie in der ersten Ausführungsform jeweils die Trennungsnuten 12 durch ein selektives Bilden der p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c, 15d und der Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a, 14d auf der Abdeckschicht 24 gebildet (6). Ferner werden, wie in er ersten Ausführungsform, die Einbettungsschichten 12a jeweils in jede der Trennungsnuten 12 eingebettet (siehe 7), und die Isolationsschicht 16a wird selektiv auf der Fläche der p-Seiten-Elektrode 15a gebildet, während die Isolationsschicht 16b selektiv auf der Fläche der p-Seiten-Elektrode 15d gebildet wird (siehe 8).
Nach einem jeweiligen Bilden der Isolationsschichten 16a und 16b, wie in 17 gezeigt, werden die Extraktionselektroden 57a, 57b und die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14b, 14c jeweils wie in der ersten Ausführungsform gebildet. Dann wird, wie in 18 gezeigt, die Isolationsschicht 56, die aus Siliziumnitrid ausgeführt ist, beispielsweise durch ein CVD-Verfahren jeweils entsprechend dem Laseroszillator 20a, 20b, 20c und 20d gebildet.
Nach einem Bilden der Isolationsschicht 56 wird ein Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) entsprechend dem Bereich gebildet, der nicht durch die Isolationsschicht 56 abgedeckt ist, und der Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) wird durch ein Aufdampfen einer Metallschicht, die beispielsweise aus Gold ausgeführt ist, entfernt (Abhebeprozess). Im Ergebnis ist, wie in 19 gezeigt, eine Abstrahlschicht 59 gebildet, um jeden der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d abzudecken.
Nach einem Bilden der Abstrahlschicht 59 wird wie in der ersten Ausführungsform die andere Flächenseite des Substrats 11 geläppt, und dann wird die n-Seiten-Elektrode 18 auf der Flächenseite vor einem Anwenden der Wärmebehandlung gebildet. Dann werden die Randflächenfilme 26 und 27 jeweils durch ein Zerschneiden des Substrats 11 entsprechend dem Bildungsbereich jedes der Halbleiterlaser gebildet. Nach einem jeweiligen Bilden der Randflächenfilme 26 und 27 wird das Substrat 11 auf der Basis 80 durch ein Verbinden der Kontaktelektrode 81 und der n-Seiten-Elektrode 18 mit der Adhäsionsschicht 82 dazwischen bereitgestellt. Durch diese Prozedur ist der in 16 gezeigte Halbleiterlaser implementiert.
Wie beschrieben kann gemäß der Ausführungsform die Abstrahlwirkung auf einfache Weise und sicher erhalten werden, da die Abstrahlschicht 59 gebildet ist, jedem der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d zu entsprechen.
[Vierte Ausführungsform]
20 zeigt eine auseinandergenommene Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Der Halbleiterlaser weist die gleiche Konfiguration, den gleichen Betrieb und die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform auf, außer dass der Bereich der Laseroszillatoren 20b und 20c, die durch die Extraktionselektroden 67a und 67b abgedeckt sind, unterschiedlich ist. Ferner kann der Halbleiterlaser wie in der ersten Ausführungsform gebildet werden. Dementsprechend sind den identischen Strukturelementen gleiche Bezugszeichen vorgegeben, und die detaillierte Beschreibung ist weggelassen. Ferner wird wie in der ersten Ausführungsform das Substrat 11 durch die Basis 80 gehalten, und die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d werden jeweils auf der gegenüberliegenden Seite (d.h. einer Fläche) der Basis 80 des Substrats 11 in dem Halbleiterlaser gebildet, jedoch ist die Basis 80 in der 20 weggelassen.
Die Extraktionselektroden 67a und 67b sind nicht gebildet, um den gesamten Teil der Laseroszillatoren 20a und 20d abzudecken, sondern nur einen Teil davon, anders als in der ersten Ausführungsform. Im Ergebnis kann in der Ausführungsform die Abstrahlwirkung gemäß dem Anteil eines Abdeckens des Laseroszillators 20a und 20d erhalten werden.
[Fünfte Ausführungsform]
21 zeigt eine auseinandergenommene Konfiguration des Halbleiterlasers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Der Halbleiterlaser weist die gleiche Konfiguration, den gleichen Betrieb und die gleichen Wirkungen wie jene der ersten Ausführungsform auf, außer dass konkav-konvexe flächen 77c jeweils auf der Oberfläche der Extraktionselektrode 77a und 77b gebildet sind. Ferner kann der Halbleiterlaser wie in der ersten Ausführungsform gebildet werden. Dementsprechend sind den identischen Strukturelementen gleiche Bezugszeichen vorgegeben, und die detaillierte Beschreibung ist weggelassen. Ferner wird, wie in der ersten Ausführungsform, das Substrat 11 durch die Basis 80 gehalten, und die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d werden jeweils auf der gegenüberliegenden Seite (d.h. einer Fläche) der Basis 80 des Substrats 11 in dem Halbleiterlaser gebildet, jedoch ist die Basis in 21 weggelassen.
Die Extraktionselektroden 77a und 77b weisen eine größere Fläche auf, indem sie die konkav-konvexen Flächen 77c auf der Oberfläche gebildet aufweisen, so dass sie in der Lage sind, Wärme wirksamer abzustrahlen. Die konkav-konvexen Flächen 77c weisen eine Konfiguration auf, bei welcher eine Mehrzahl von konvexen Flächen 77d, die beispielsweise eine Breite von 2 μm verlaufend in der Resonatorrichtung A und eine Höhe von 2 μm aufweisen, in einer Richtung vertikal zu der Resonatorrichtung A in einem Intervall von 2 μm platziert sind. Ferner können die konkav-konvexen Flächen 77c nicht in der Reihenfolge platziert sein und können unregelmäßig gebildet sein. Ferner ist es zweckmäßig, die konkav-konvexen Flächen nicht auf der Oberfläche der Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14b und 14c zu bilden, die aus dem gleichen Material wie die Extraktionselektroden 77a und 77b gebildet sind, um eine Verbindung mit der Energiequelle einfacher zu machen.
Ferner können die konkav-konvexen Flächen 77c wie folgt gebildet werden. Beispielsweise wird ein Teil der Extraktionselektroden 77a und 77b durch ein Aufdampfen gebildet, und der Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) wird darauf entsprechend dem Bereich zwischen jedem der konvexen Flächen 77d gebildet. Ferner wird jede der konvexen Flächen 77d durch ein Aufdampfen gebildet, und der Fotoresistfilm (in der Figur nicht gezeigt) wird entfernt (Abhebeprozess). Im Ergebnis sind die konkav-konvexen Flächen 77c jeweils auf der Fläche der Extraktionselektroden 77a und 77b gebildet. Ferner kann der konkav-konvexe Zustand der Fläche durch Inneninjektion, Sputtern oder Ätzen nach einem Bilden der Extraktionselektroden 77a und 77b durch Aufdampfen erhalten werden.
Wie beschrieben, kann gemäß der Ausführungsform eine höhere Abstrahlwirkung erhalten werden, während eine Erhöhung in dem Schwellenstrom und eine Verschlechterung des Beleuchtungswirkungsgrads wirksamer unterdrückt werden können, da die konkav-konvexen Flächen 77c jeweils ausgeführt sind, in den Extraktionselektroden 77a und 77b bereitgestellt zu sein.
Ferner kann, obwohl hier im Detail nicht beschrieben, die Ausführungsform ebenso auf die zweiten bis vierten Ausführungsformen angewandt werden.
Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf jede der Ausführungsformen insoweit beschrieben worden, sie ist jedoch nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, sondern kann mit verschiedenen Modifikationen implementiert werden. Beispielsweise ist ein Halbleiterlaser, der vier Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d auf dem gleichen Substrat 11 aufweist, spezifisch in den ersten bis fünften Ausführungsformen beschrieben, jedoch kann die Erfindung breit auf ein Halbleiteremissionselement angewandt werden, das eine Mehrzahl von Emissionsabschnitten auf dem gleichen Substrat aufweist. Beispielsweise können, wenn mehr als vier Emissionsabschnitte bereitgestellt werden, die Extraktionselektroden wiederholt mit der Isolationsschicht dazwischen gemäß der Anzahl der Emissionsabschnitte gebildet werden. Ferner ist das Halbleiteremissionselement gemäß der ersten Ausführungsform insbesondere wirksam für den Halbleiterlaser, der drei oder mehr Laseroszillatoren auf dem gleichen Substrat umfasst.
Ferner ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen das Substrat 11 an der Basis 80 durch ein Verbinden der n-Seiten-Elektrode 18 und der Kontaktelektrode 81 bereitgestellt. Jedoch kann in der Erfindung das Substrat an der Basis 80 mit der gegenüberliegenden Seite des Emissionsabschnitts, der der Basis 80 gegenübersteht, bereitgestellt werden, aber es ist nicht erforderlich, dass er durch die Elektroden verbunden wird. Beispielsweise kann die Erfindung auf einen Fall angewandt werden, wo die n-Seiten-Elektrode und die p-Seiten-Elektrode beide auf der gegenüberliegenden Seite der Basis 80 des Substrats gebildet sind.
Ferner sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Energiequellen-Verbindungsabschnitte 14a, 14b, 14c und 14d ausgeführt, jeweils in einem Umfangsbereich des Emissionsabschnitts gebildet zu sein, jedoch können sie in einem Bereich gebildet werden, der dem Emissionsabschnitt entspricht.
Zusätzlich sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Einbettungsschichten 12a jeweils mit Isolationsmaterialien gebildet, jedoch können sie beispielsweise mit einem Halbleiter oder einem Metall mit der Isolationsschicht dazwischen gebildet werden.
Außerdem sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Einbettungsschichten 12a jeweils an dem Ort gebildet, der den p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d entspricht, jedoch können sie zumindest in einem Teil jeder Trennungsnut 12 gebildet werden.
Zusätzlich sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen Bildungsmaterialien jeder der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d jeweils unter Bezugnahme auf ein spezifisches Beispiel beschrieben, jedoch kann die Erfindung auf einen Fall angewandt werden, bei dem sie ebenso mit anderen Materialien gebildet werden. Beispielsweise kann sie auf einen Fall angewandt werden, wo das Substrat und die Ummantelungsschicht jeweils durch InP gebildet sind, während die aktive Schicht mit InGaAsP gebildet ist, oder einen Fall, bei dem das Substrat mit GaAs gebildet ist und die Ummantelungsschicht jeweils mit AlGaInP gebildet ist, während die aktive Schicht ebenso mit GaInP gebildet ist.
Ferner sind die Konfigurationen jedes der Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d jeweils unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, jedoch kann die Erfindung auf dasjenige angewandt werden, das ebenso andere Konfigurationen aufweist. Beispielsweise kann sie auf diejenigen angewandt werden, die eine Führungsschicht aufweisen, oder diejenigen, bei welchen die p-Typ-Ummantelungsschicht, die aktive Schicht und die n- Typ-Ummantelungsschicht ebenso auf das Substrat in der Reihenfolge laminiert sind.
Zusätzlich ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Halbleiterlaser, der die Laseroszillatoren 20a, 20b, 20c und 20d als den Emissionsabschnitt umfasst, spezifisch beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung breit auf ein Halbleiteremissionselement angewandt werden, das einen anderen Emissionsabschnitt umfasst. Beispielsweise kann sie auf eine lichtemittierende Diode (LED) angewandt werden.
Ferner ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen ein Fall eines Verwendens von MOCVD, wenn jede der Halbleiterschichten auf das Substrat 11 laminiert wird, spezifisch beschrieben, jedoch können andere Verfahren wie etwa ein Molekularstrahlepitaxie(-MBE)-Verfahren ebenso verwendet werden. Ferner ist ein Fall eines Verwendens des RIE-Verfahrens, wenn jede der Halbleiterschichten unter Verwendung der p-Seiten-Elektroden 15a, 15b, 15c und 15d als eine Maske selektiv entfernt wird, spezifisch beschrieben, jedoch können andere Verfahren wie etwa Trockenätzen oder Nassätzen ebenso verwendet werden.
Wie beschrieben, kann gemäß dem Halbleiteremissionselement, das in einem der Ansprüche 1 bis 11 beansprucht ist, Wärme, die in dem Emissionsabschnitt erzeugt wird, aktiv durch die Abstrahlschicht abgestrahlt werden. Im Ergebnis kann eine thermische Störung beendet werden, während eine Verschlechterung des Betriebsverhaltens des Emissionsabschnitts, die durch eine Erzeugung von Wärme beeinflusst wird, auch dann unterdrückt werden kann, wenn das Substrat auf der Basis bereitgestellt ist, wobei die gegenüberliegende Seite des Emissionsabschnitts des Substrats der Basis gegenübersteht. Dementsprechend wird eine Herstellung einfach, so dass eine Massenproduktion möglich wird, während eine hohe Qualität für eine lange Zeitperiode aufrecht erhalten wird.
Insbesondere ist gemäß dem Halbleiteremissionselement, das in Anspruch 2 beansprucht wird, die Abstrahlschicht ausgeführt, mit Metall gebildet zu sein, so dass eine hohe Abstrahlwirkung erhalten werden kann.
Ferner kann gemäß dem Halbleiteremissionselement, das in Anspruch 3 beansprucht ist, die Oberflächen-Fläche der Abstrahlschicht groß ausgeführt werden, so dass eine hohe Abstrahlwirkung erhalten werden kann, da die Abstrahlschicht ausgeführt ist, konkav-konvexe Flächen aufzuweisen.
Ferner beeinträchtigt gemäß dem Halbleiteremissionselement, das in Anspruch 5 beansprucht ist, ein negativer Einfluss den Emissionsabschnitt nicht, auch wenn Druck angelegt wird, wenn der Energiequellen-Verbindungsabschnitt mit der Energiequelle verbunden wird, da der Energiequellen-Verbindungsabschnitt ausgeführt ist, in einem Umfangsbereich der Emissionsabschnitte gebildet zu sein.
Zusätzlich kann gemäß dem Halbleiteremissionselement, das in Anspruch 7 beansprucht ist, die Abstrahlschicht auf einfache Weise ohne ein Zufügen der Herstellungsprozedur zum Bilden der Abstrahlschicht gebildet werden, da die Abstrahlschicht ausgeführt ist, eine Funktion als eine Extraktionselektrode aufzuweisen.
Ferner kann gemäß dem Halbleiteremissionselement, das in Anspruch 8 beansprucht ist, die Abstrahlschicht kontinuierlich mit einem Bilden jeder der ohmschen Elektroden gebildet werden, so dass die Abstrahlschicht auf einfache Weise ohne ein Hinzufügen der Herstellungsprozedur zum Bilden der Abstrahlschicht gebildet werden kann, da eine Mehrzahl der Abstrahlschichten ausgeführt ist, angrenzend an jede der ohmschen Elektroden entsprechend bereitgestellt zu sein.
Ferner kann gemäß dem Herstellungsverfahren für das Halbleiteremissionselement, das in einem der Ansprüche 12 bis 20 beansprucht ist, das Halbleiteremissionselement der Erfindung auf einfache Weise hergestellt werden, so dass eine Wirkung eines einfachen Implementierens des Halbleiteremissionselements erhalten werden kann, da es ausgelegt ist, die Prozedur zum Bilden der Abstrahlschicht zu dem Substrat mit jeweils dem Emissionsabschnitt dazwischen einzuschließen.
Insbesondere können gemäß dem Herstellungsverfahren für das Halbleiteremissionselement, das in Anspruch 20 beansprucht ist, die Trennungsnuten präzise mit weniger Aufwand gebildet werden, da sie ausgelegt sind, durch ein selektives Ätzen jeweils der Halbleiterschicht unter Verwendung der ohmschen Elektrode als eine Maske gebildet zu werden. Im Ergebnis kann die Herstellungsprozedur vereinfacht werden und die Herstellungskosten können verringert werden.

Claims

Halbleiter-Lichtemissionselement, umfassend: eine Basis (80); ein Substrat (11), das von der Basis (80) gehalten wird; eine Mehrzahl von emittierenden Abschnitten (20a, 20b, 20c, 20d), die jeweils aus einer Mehrzahl von Halbleiterschichten bestehen, die gebildet sind, indem sie auf die Seite des Substrats (11) gegenüberliegend der Basis (80) laminiert sind; eine Mehrzahl von ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d), die jeweils auf der Seite der Mehrzahl emittierender Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) gegenüberliegend dem Substrat bereitgestellt sind, indem sie jedem der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) entsprechen, während sie elektrisch mit jedem der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) verbunden sind, und zumindest eine zum Abstrahlen von Wärme geeignete Strahlungsschicht (17a, 17b), die auf den ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) gebildet ist, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Energiequellen-Verbindungsabschnitten (14a, 14b, 14c, 14d), die jeweils mit dem gleichen Material wie jede der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) auf der Seite der Mehrzahl der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) gegenüberliegend der Seite des Substrats (11) gebildet sind, während sie elektrisch mit jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) entsprechend verbunden sind.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsschicht (59) mit Metall gebildet ist.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsschicht (77c) konkav-konvexe Flächen aufweist.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 1, wobei jeder der Energiequellen-Verbindungsabschnitte (14a, 14b, 14c, 14d) jeweils in einem Bereich außer einem Stromverengungsabschnitt jeder der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) gebildet ist.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsschicht (17a, 17b, 67a, 67b) zumindest teilweise auf einem Teil jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) bereitgestellt ist, die bereitgestellt sind, indem sie jedem der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) entsprechen.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 5, wobei die Strahlungsschicht (67a, 67b) elektrisch mit einer der ohmschen Elektroden (15b, 15c) verbunden ist, während sie eine Funktion als eine Extraktionselektrode (67a, 67b) für die ohmsche Elektrode (15a, 15b, 15c, 15d) aufweist, um eine elektrische Verbindung mit den Energiequellen-Verbindungsabschnitten (14a, 14b, 14c, 14d) aufrechtzuerhalten.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 5, wobei eine Mehrzahl der Strahlungsschichten bereitgestellt sind, um so jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) zu entsprechen.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 5, wobei die Strahlungsschicht (49a, 49b, 49c, 49d) bereitgestellt ist, indem sie jeweils jedem der emittierenden Abschnitte (15a, 15b, 15c, 15d) entspricht.
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 8, ferner einschließend eine elektrisch isolierende Schicht (16a, 16b) zwischen der Strahlungsschicht (17a, 17b) und jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d).
Halbleiter-Emissionselement nach Anspruch 1, ferner einschließend eine Einbettungsschicht (12a) zwischen jeder der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d).
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Lichtemissionselements, einschließend die Schritte: jeweiliges Bilden einer Mehrzahl von Emissionsabschnitten (20a, 20b, 20c, 20d), die jeweils aus einer Mehrzahl von Halbleiterschichten ausgeführt werden, die gebildet werden, indem sie auf ein Substrat (11) laminiert werden; jeweiliges Bilden einer Mehrzahl von ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) auf jedem der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d), die elektrisch entsprechend verbunden sind; Bilden von zumindest einer Strahlungsschicht (17a, 17b) auf den ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d); und Halten des Substrats (11) durch eine Basis (80), indem die Basis (80) der Seite des Substrats gegenüberliegend den emittierenden Abschnitten gegenübergestellt wird; gekennzeichnet ferner durch ein Einschließen eines Schritts zum jeweiligen Bilden einer Mehrzahl von Energiequellen-Verbindungsabschnitten (14a, 14b, 14c, 14d) mit dem gleichen Material wie jede der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d), die elektrisch mit jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) entsprechend verbunden werden.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 11, wobei eine Strahlungsschicht (17a, 17b) mit Metall gebildet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 11, wobei konkav-konvexe Flächen auf der Strahlungsschicht (77c) gebildet werden.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 11, wobei jeder Energiequellen-Verbindungsabschnitt (14a, 14b, 14c, 14d) jeweils in einem Bereich außer einem Stromverengungsabschnitt jedes emittierenden Abschnitts (20a, 20b, 20c, 20d) gebildet wird.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 11, wobei eine Mehrzahl von Strahlungsschichten jeweils gebildet wird, um so jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) zu entsprechen, nachdem jede der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 11, ferner einschließend einen Schritt zum Bilden einer elektrisch isolierenden Schicht (16a, 16b), um so zumindest jede der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) nach einem jeweiligen Bilden der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) abzudecken, während eine Strahlungsschicht (59) jeweils entsprechend jeder der emittierenden Abschnitte mit der elektrisch isolierenden Schicht (16a, 16b) dazwischen gebildet wird, nachdem die elektrisch isolierende Schicht (16a, 16b) gebildet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 11, wobei der Schritt zum jeweiligen Bilden einer Mehrzahl der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) die Schritte einschließt: Laminieren einer Mehrzahl von Halbleiterschichten auf das Substrat (11); Trennen jedes der emittierenden Abschnitte (20a, 20b, 20c, 20d) durch ein Bilden einer Trennungsnut (12) durch ein selektives Entfernen von zumindest einem Teil jeder der Halbleiterschichten; und Bilden einer Einbettungsschicht (12a) in der Trennungsnut (12).
Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Emissionselements nach Anspruch 17, wobei jede der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) jeweils auf dem Substrat (11) mit jeder der Halbleiterschichten dazwischen gebildet wird, nachdem eine Mehrzahl von Halbleiterschichten auf dem Substrat (11) laminiert sind und die Trennungsnuten (12) durch ein Durchführen eines Ätzens unter Verwendung jeder der ohmschen Elektroden (15a, 15b, 15c, 15d) als eine Maske gebildet sind.