專利名稱：半導(dǎo)體激光器的制作方法
半導(dǎo)體激光器本發(fā)明申請(qǐng)涉及一種半導(dǎo)體激光器以及一種用于制造半導(dǎo)體激光器的方法。在制造基于氮化物化合物半導(dǎo)體的半導(dǎo)體激光器時(shí)，對(duì)于高的晶體質(zhì)量所需要的高端生長(zhǎng)襯底也是相當(dāng)大的成本要素。本發(fā)明申請(qǐng)所基于的目的在于提出一種半導(dǎo)體激光器，所述半導(dǎo)體激光器具有高的質(zhì)量并且同時(shí)能夠低成本地制造。此外，將提出用于制造這樣的半導(dǎo)體激光器的方法。所述目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的主題實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
在一種實(shí)施形式中，半導(dǎo)體激光器具有帶有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域的半導(dǎo)體本體；和橋狀區(qū)域(stegfiirmigen Bereich)。橋狀區(qū)域具有沿著發(fā)射方向延伸的縱軸線，其中縱軸線以相對(duì)于半導(dǎo)體本體的沿發(fā)射方向延伸的中軸線在橫向上偏移的方式延伸。橫向在此理解為在半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層的平面中垂直于發(fā)射方向延伸的方向。若有疑問(wèn)，請(qǐng)將中軸線理解為如下軸線，所述軸線相對(duì)于分別在橫向上界定半導(dǎo)體本體的兩個(gè)側(cè)面而言居中地延伸，即與這兩個(gè)側(cè)面等距地延伸。換言之，橋狀區(qū)域在橫向上距這兩個(gè)側(cè)面之一比距另一側(cè)面距離大。若有疑問(wèn)，請(qǐng)將橋狀區(qū)域的縱軸線理解為如下軸線，所述軸線穿過(guò)橋狀區(qū)域的重心沿發(fā)射方向延伸。半導(dǎo)體本體的中軸線和橋狀區(qū)域的縱軸線優(yōu)選地平行或至少基本上彼此平行地延伸，但是由于在橫向上的偏移而并不重合。帶有偏移的裝置在該情況下理解為縱軸線與中軸線的有針對(duì)性的間隔。與其相反，僅由制造公差引起的在縱軸線與中軸線之間的距離、例如由于在光刻結(jié)構(gòu)化時(shí)的對(duì)齊不精確性造成的距離并不理解為本發(fā)明意義下的偏移。在一種擴(kuò)展方案中，橋狀區(qū)域在半導(dǎo)體本體中構(gòu)成。因此，橋狀區(qū)域能夠用于半導(dǎo)體本體內(nèi)部的波導(dǎo)。此外優(yōu)選的是有源區(qū)域至少局部地設(shè)置在橋狀區(qū)域中。在所述情況下，橋狀區(qū)域的側(cè)面將有源區(qū)域在橫向上界定。與之不同的是，然而有源區(qū)域也能夠在豎直方向上、即在垂直于半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層序列的主延伸平面延伸的方向上與橋狀區(qū)域相間隔。在替選的擴(kuò)展方案中，橋狀區(qū)域在尤其預(yù)制的半導(dǎo)體本體上構(gòu)成。例如，橋狀區(qū)域能夠借助于接觸層構(gòu)成。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，半導(dǎo)體本體在橫向上具有位錯(cuò)梯度。這就是說(shuō)，半導(dǎo)體本體的位錯(cuò)密度是不均勻的，并且位錯(cuò)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分布在橫向上變化。這樣的位錯(cuò)梯度特別是能夠在將生長(zhǎng)襯底用于半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層時(shí)出現(xiàn)，所述生長(zhǎng)襯底自身具有不均勻的位錯(cuò)密度。此外，優(yōu)選的是橋狀區(qū)域的縱軸線設(shè)置在中軸線的位錯(cuò)密度較小的側(cè)上。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)的是在半導(dǎo)體本體工作時(shí)，輻射相對(duì)于半導(dǎo)體本體的橫向主要在如下區(qū)域中產(chǎn)生，在所述區(qū)域中位錯(cuò)密度低并且因此有源區(qū)域的晶體質(zhì)量高。對(duì)于發(fā)射在藍(lán)色光譜范圍中的輻射的激光器的研究示出了，位錯(cuò)密度越低，則激光器的使用壽命越長(zhǎng)。通過(guò)所描述的橋狀區(qū)域相對(duì)于位錯(cuò)密度分布的布置可以提高半導(dǎo)體激光器的使用壽命。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，橋狀區(qū)域的縱軸線以相對(duì)于半導(dǎo)體本體的中軸線偏移至少10 μ m、優(yōu)選至少20 μ m、例如30 μ m或更多的方式來(lái)設(shè)置。在中軸線和縱軸線之間的偏移越大，則在半導(dǎo)體本體上的橋狀區(qū)域的一側(cè)有更多位置可用。此外優(yōu)選的是，橋狀區(qū)域的縱軸線以在橫向上相對(duì)于半導(dǎo)體本體的中軸線偏移半導(dǎo)體本體的伸展的至少O. 05倍、優(yōu)選至少O. I倍的方式來(lái)設(shè)置。在另一優(yōu)選擴(kuò)展方案中，在半導(dǎo)體本體上設(shè)置有接觸層。接觸層特別是設(shè)置用于從朝向橋狀區(qū)域的上側(cè)的側(cè)起外部電接觸有源區(qū)域。接觸層能夠此外也構(gòu)造為多層的。接觸層優(yōu)選地在橋狀區(qū)域旁側(cè)形成接觸面。接觸面的伸展在橫向上優(yōu)選至少局部地為半導(dǎo)體本體的伸展的至少O. 3倍、特別優(yōu)選至少O. 4倍。因此，在橋狀區(qū)域的側(cè)上有比 較大的接觸面可用，所述接觸面例如能夠借助于引線鍵合連接被從外部電接觸。當(dāng)半導(dǎo)體本體的寬度，即在橫向上的伸展為大約250 μ m時(shí)，那么例如能夠?qū)崿F(xiàn)的是接觸面具有80 μ m或更大、優(yōu)選100 μ m或更大的寬度，使得例如以50 μ m至80 μ m之間的鍵合球直徑進(jìn)行的引線鍵合連接部能夠簡(jiǎn)化地以至接片區(qū)域距離足夠大的方式來(lái)構(gòu)成。因此，減少了在引線鍵合連接部的制造中損害橋狀區(qū)域的危險(xiǎn)以及對(duì)引線鍵合方法的精確性的要求。換言之，橋狀區(qū)域的縱軸線的偏移使得在橋狀區(qū)域的一側(cè)上有在橫向上展寬的接觸面可用，而對(duì)此無(wú)需擴(kuò)大半導(dǎo)體本體的伸展。于是可以將各個(gè)半導(dǎo)體本體對(duì)生長(zhǎng)襯底的占據(jù)保持為很小，使得在生長(zhǎng)襯底上可以構(gòu)成更多的半導(dǎo)體本體，然而其中保證半導(dǎo)體本體具有高的晶體質(zhì)量并且同時(shí)可以良好地從外部來(lái)電接觸。半導(dǎo)體本體、特別是有源區(qū)域優(yōu)選基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料?！盎诘锘衔锇雽?dǎo)體材料”在本上下文中意味著，有源的外延層序列或其中至少一個(gè)層包括氮化物-ΙΙΙ/ν族化合物半導(dǎo)體材料，優(yōu)選地包括AlxInyGa^yN,其中O < X < 1，0 < y < I和x+y < I。在此，所述材料不強(qiáng)制地具有根據(jù)上述公式的在數(shù)學(xué)上精確的組成。更確切地說(shuō)，其能夠具有一種或多種摻雜物以及附加的組成部分，其基本上不改變AlxInyGa1^N材料的典型物理特性。然而為了簡(jiǎn)單性，上述公式只包含晶格(Al、Ga、In、N)的重要組成部分，即使所述組成部分能夠部分地通過(guò)少量的其他材料替代。借助基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體激光器，能夠產(chǎn)生從紫外經(jīng)由藍(lán)色直到綠色光譜范圍的輻射。但是顯而易見(jiàn)地，其他半導(dǎo)體材料、特別是其他化合物半導(dǎo)體材料、例如AlxInyGa1IyAs,其中1,0 ^ y ^ I和x+y ( I,能夠用于產(chǎn)生在紅色或紅外光譜范圍內(nèi)的輻射。根據(jù)一種實(shí)施形式，在制造多個(gè)半導(dǎo)體本體的方法中，提供有具有大量器件區(qū)域的支承體，所述器件區(qū)域通過(guò)分離線彼此分開(kāi)。在所述支承體上、例如在生長(zhǎng)襯底上沉積具有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域的半導(dǎo)體層序列，優(yōu)選地外延地、例如借助于MBE (分子束外延法)或MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相淀積)進(jìn)行沉積。多個(gè)橋狀區(qū)域由半導(dǎo)體層序列構(gòu)造，使得在兩條相鄰的分離線之間在垂直于分離線延伸的方向上并排構(gòu)造第一橋狀區(qū)域和第二橋狀區(qū)域。橋狀區(qū)域中的至少一個(gè)距在兩條相鄰分離線之間延伸的中線比距鄰接該橋狀區(qū)域的分離線更近地設(shè)置。半導(dǎo)體層序列分割為多個(gè)半導(dǎo)體本體，所述半導(dǎo)體本體各自具有至少一個(gè)橋狀區(qū)域。優(yōu)選地，分離線沿著支承體的如下區(qū)域延伸，與在分離線之間延伸的區(qū)域相比，在所述區(qū)域中位錯(cuò)密度有所提高。相應(yīng)地，中線居中地延伸、即等距地在如下區(qū)域中的分離線之間延伸，在所述區(qū)域中位錯(cuò)密度低，并且因此晶體質(zhì)量高。因此，支承體能夠構(gòu)造為使得在橫向上，位錯(cuò)密度從中線朝著分離線增加。也就是說(shuō)，以中線為出發(fā)點(diǎn)，位錯(cuò)密度朝著兩條分離線增加。換言之，在分離線區(qū)域中的位錯(cuò)密度比在中線區(qū)域中的位錯(cuò)密度更高。在另一優(yōu)選擴(kuò)展方案中，支承體基于氮化鎵(GaN)。例如在文獻(xiàn)US 6，812，496B2中描述了如下氮化鎵襯底，其具有高位錯(cuò)密度的條形區(qū)域(即沿著分離線延伸的區(qū)域)和在其之間延伸的低位錯(cuò)密度的區(qū)域(即沿著中線延伸的區(qū)域)，所述文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容包括在現(xiàn)有發(fā)明申請(qǐng)中。分割優(yōu)選沿著分離線和沿著中線實(shí)現(xiàn)，即也在第一橋狀區(qū)域和第二橋狀區(qū)域之間。借助于在兩條相鄰分離線之間的兩個(gè)橋狀區(qū)域的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)在襯底尺寸相同情況下，能夠在襯底上構(gòu)成特別大量的半導(dǎo)體器件、特別是半導(dǎo)體激光器。由此，與其中在制造時(shí)在橫向上僅從兩條相鄰分離線之間出現(xiàn)一個(gè)半導(dǎo)體本體的布置相比，制造成本降低。此外，通過(guò)趨近于中線地布置至少一個(gè)橋狀區(qū)域的方式保證了，橋狀區(qū)域構(gòu)成在襯底上高晶體質(zhì)量的區(qū)域中。優(yōu)選地，兩個(gè)橋狀區(qū)域距中線比距相應(yīng)的最鄰近的分離線更近地設(shè)置。第一橋狀區(qū)域和第二橋狀區(qū)域越接近中線地設(shè)置，那么晶體質(zhì)量在橋狀區(qū)域的區(qū)域中能夠越高。特別是具有第一橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體和具有第二橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體能夠相對(duì)于其基本形狀彼此對(duì)稱地構(gòu)造。在擴(kuò)展方案變形中，中線形成對(duì)稱軸線，使得半導(dǎo)體本體，即具有第一橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體和具有第二橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體彼此軸線對(duì)稱。在替選的擴(kuò)展方案變形中，半導(dǎo)體本體設(shè)置為彼此點(diǎn)對(duì)稱的，其中對(duì)稱點(diǎn)優(yōu)選位于中線上。在位錯(cuò)密度從中線起朝著分離線增大的襯底的情況下，兩個(gè)橋狀區(qū)域能夠分別在低位錯(cuò)密度的區(qū)域中構(gòu)成。優(yōu)選地，第一橋狀區(qū)域和/或第二橋狀區(qū)域距中線比距最鄰近的分離線近至少10 μ m、優(yōu)選至少20 μ m地來(lái)設(shè)置。在優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，接觸層構(gòu)成在半導(dǎo)體層序列上，使得橋狀區(qū)域分別在背離中線的側(cè)上配設(shè)有設(shè)置用于外部電連接的接觸面。所描述的方法具有的結(jié)果是在襯底上同時(shí)構(gòu)成兩個(gè)半導(dǎo)體本體類型，即具有第一橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體和具有第二橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體。這與半導(dǎo)體技術(shù)中常見(jiàn)的方法矛盾，在這些常見(jiàn)方法中，在襯底、尤其生長(zhǎng)襯底上總是設(shè)置周期性模式，在該模式中僅相同類型的器件構(gòu)成為矩陣布置，使得在分割后所有在此產(chǎn)生的器件均具有相同結(jié)構(gòu)。
然而，這表明出，盡管所不希望地構(gòu)成至少兩個(gè)不同的半導(dǎo)體本體類型，但是借助將橋狀區(qū)域相對(duì)于半導(dǎo)體本體的中軸線不對(duì)稱地設(shè)置，能夠改進(jìn)制造方法，因?yàn)橐运龇绞侥軌蚩傆?jì)成本低地制造具有高晶體質(zhì)量和由此引起的高使用壽命的半導(dǎo)體本體，此外，所述半導(dǎo)體本體能夠特別簡(jiǎn)單地從外部電接觸。此外，各個(gè)半導(dǎo)體本體在工作中具有相對(duì)于使用壽命和發(fā)射功率的比較小的差別，因?yàn)闃驙顓^(qū)域分別在半導(dǎo)體材料的具有類似位錯(cuò)密度的區(qū)域中構(gòu)成。在一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，接觸層構(gòu)成為使得能夠以光學(xué)方式區(qū)分具有第一橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體與具有第二橋狀區(qū)域的半導(dǎo)體本體。以這種方式保證了能夠?qū)⒉煌雽?dǎo)體本體可靠且能關(guān)聯(lián)明確地輸送給接下來(lái)的制造步驟。在一種優(yōu)選的改進(jìn)方案中，半導(dǎo)體本體借助于自動(dòng)光學(xué)識(shí)別來(lái)彼此區(qū)分，使得盡管有兩個(gè)半導(dǎo)體本體類型，但是仍能夠在下面的步驟中以高自動(dòng)化程度來(lái)實(shí)現(xiàn)制造方法。在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，接觸面的伸展為兩條分離線之間的距離的至少20%。以 這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)，制造的半導(dǎo)體本體能夠簡(jiǎn)單地從外部電接觸。同時(shí)由于橋狀區(qū)域不對(duì)稱的設(shè)置，接觸面只覆蓋襯底的位錯(cuò)密度比較高的區(qū)域。描述的方法特別適合用于制造上文中較早描述的半導(dǎo)體激光器，使得與方法相關(guān)聯(lián)所描述的特征也能夠適用于半導(dǎo)體激光器，并且反之亦然。其他擴(kuò)展方案和適宜性從下面結(jié)合附圖的實(shí)施例描述中得出。附圖示出圖IA和IB示出半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例的示意性俯視圖(

圖1B)和相關(guān)剖面圖(圖1A);和圖2A至2D示出制造方法的實(shí)施例，借助于示意性在剖面圖中示出的中間步驟(圖2A至2C)和在圖2D中的俯視圖。相同的、同類的或起同作用的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。附圖分別是示意性示圖，并且因此不一定合乎比例。更確切地說(shuō)，為了清晰性，比較小的元件和特別是層厚度能夠夸大地示出。半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例以示意性俯視圖在圖IB中示出，并且以沿著線AA’的相關(guān)剖面視圖在圖IA中示出，其中半導(dǎo)體激光器構(gòu)成為脊波導(dǎo)幾何形狀的邊發(fā)射激光器(脊波導(dǎo)激光器(ridge waveguide laser))。半導(dǎo)體激光器I具有半導(dǎo)體本體2。半導(dǎo)體本體2包括半導(dǎo)體層序列，所述半導(dǎo)體層序列具有用于產(chǎn)生輻射而設(shè)置的有源區(qū)域20、第一半導(dǎo)體層21和第二半導(dǎo)體層22。半導(dǎo)體層序列形成半導(dǎo)體本體。半導(dǎo)體本體2設(shè)置在支承體5上。支承體5例如能夠是用于半導(dǎo)體本體2的半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底。適合用作生長(zhǎng)襯底的例如是基于氮化鎵的生長(zhǎng)襯底、特別是如下襯底，在所述襯底中具有特別低的位錯(cuò)密度的區(qū)域設(shè)置在較高位錯(cuò)密度的條形構(gòu)成的區(qū)域之間。但是，與此不同的是支承體5能夠也與生長(zhǎng)襯底不同。在所述情況下，支承體不需要滿足對(duì)于生長(zhǎng)襯底的晶體質(zhì)量的高要求，而是更確切地說(shuō)能夠?qū)⑺鲋С畜w相對(duì)于例如為導(dǎo)熱性、熱膨脹或低成本的可用性的其他特性來(lái)選出。在所述情況下，支承體5能夠機(jī)械穩(wěn)定半導(dǎo)體本體2，使得不再需要生長(zhǎng)襯底，并且因此能夠?qū)⑺錾L(zhǎng)襯底移除。第一半導(dǎo)體層21和第二半導(dǎo)體層22適當(dāng)?shù)鼐哂斜舜瞬煌膶?dǎo)電類型。例如，第一半導(dǎo)體層能夠構(gòu)造為P導(dǎo)電的和第二半導(dǎo)體層構(gòu)造為η導(dǎo)電的，或反之。第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層優(yōu)選構(gòu)成為多層的。特別是第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層分別在朝向有源區(qū)域20的側(cè)上具有波導(dǎo)層，并且在波導(dǎo)層的背離有源區(qū)域的側(cè)上具有包層。在所述情況下，包層適當(dāng)?shù)鼐哂斜炔▽?dǎo)層小的折射率，使得在有源區(qū)域20中產(chǎn)生的輻射在波導(dǎo)層內(nèi)部引導(dǎo)。為了簡(jiǎn)化地示出，并未在附圖中明確示出包層和波導(dǎo)層。半導(dǎo)體本體2具有第一側(cè)面15和第二側(cè)面16，所述第一側(cè)面和所述第二側(cè)面在橫向上界定半導(dǎo)體本體。半導(dǎo)體本體的中軸線25在所述側(cè)面之間居中地延伸。半導(dǎo)體本體2在縱向上具有輻射穿透面10和與輻射穿透面相對(duì)置的背側(cè)11。輻射穿透面和背側(cè)形成諧振器，使得在有源區(qū)域20中在工作時(shí)能夠產(chǎn)生相干輻射，其中發(fā)射方向垂直或基本上垂直于輻射穿透面延伸。為了影響反射性，輻射穿透面和背側(cè)能夠設(shè)有涂層(在附圖中未明確示出)。優(yōu)選地，在背側(cè)上的反射性比在輻射穿透面上的反射性更高。此外，半導(dǎo)體本體2具有帶有沿發(fā)射方向延伸的縱軸線30的橋狀區(qū)域3，其中借助于橋狀區(qū)域構(gòu)成脊波導(dǎo)，所述脊波導(dǎo)設(shè)置用于在橫向上導(dǎo)引在有源區(qū)域中產(chǎn)生的相干輻 射?？v軸線相對(duì)于半導(dǎo)體本體2的中軸線25偏移地設(shè)置，使得中軸線距第一側(cè)面15比距第二側(cè)面16更近地設(shè)置。箭頭9圖解了位錯(cuò)密度梯度的走向，其中位錯(cuò)密度沿箭頭方向減小。這意味著，橋狀區(qū)域3在半導(dǎo)體本體2的位錯(cuò)密度最小的區(qū)域中構(gòu)成。因此，半導(dǎo)體本體的晶體質(zhì)量在這樣的如下區(qū)域中為最高，所述區(qū)域?qū)τ谠诎雽?dǎo)體激光器工作時(shí)產(chǎn)生輻射是決定性的。橋狀區(qū)域的縱軸線相對(duì)于半導(dǎo)體本體2的中軸線偏移優(yōu)選至少10 μ m、特別優(yōu)選至少20 μ m、例如30 μ m或更多地設(shè)置。以這種方式保證了，橋狀區(qū)域3具有比較高的晶體質(zhì)量。在半導(dǎo)體本體2上構(gòu)成接觸層4。接觸層4用于從橋狀區(qū)域3的上側(cè)35起外部電接觸有源區(qū)域2，例如借助于弓I線鍵合來(lái)電接觸。在支承體5的背離半導(dǎo)體本體2的側(cè)上構(gòu)造有另一接觸層45，所述接觸層經(jīng)由支承體5與第二半導(dǎo)體層22導(dǎo)電地連接。在半導(dǎo)體激光器I工作時(shí)，借助于接觸層4和另一接觸層45能夠在半導(dǎo)體激光器I工作時(shí)從不同的側(cè)將載流子注入有源區(qū)域20中，并且在那里在發(fā)射輻射的情況下復(fù)合。此外，在接觸層4和半導(dǎo)體本體2之間局部地構(gòu)成絕緣層6，所述絕緣層避免了有源區(qū)域的電短路。在橋狀區(qū)域3的上側(cè)35上，絕緣層6具有凹部65，在所述凹部中接觸層4鄰接第一半導(dǎo)體層21，并且建立了由橋狀區(qū)域的上側(cè)35到半導(dǎo)體本體的導(dǎo)電連接。在橋狀區(qū)域3的旁側(cè)，接觸層4形成接觸面40，所述接觸面設(shè)置用于借助于鍵合線來(lái)進(jìn)行的外部接觸。接觸層4和/或其他接觸層45優(yōu)選包含例如為金、鎳、鈦、鉬、銠、鈀、銀、鋁或鉻的金屬，或者包含具有至少一種上述金屬的金屬合金。接觸層也能夠構(gòu)成為多層的。有源區(qū)域基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料，并且設(shè)置用于在紫外的、藍(lán)色的或綠色的光譜范圍中的產(chǎn)物。顯而易見(jiàn)地，也能夠使用另一半導(dǎo)體材料、特別是III/V化合物半導(dǎo)體材料、例如InGaAlAs或InGaAlP。接觸面40在橫向上的伸展優(yōu)選為半導(dǎo)體本體2的伸展的至少O. 3倍、特別優(yōu)選至少O. 4倍。以這種方式保證了，半導(dǎo)體本體能夠以簡(jiǎn)單的方式從背離支承體5的側(cè)來(lái)電接觸。例如，當(dāng)半導(dǎo)體本體2寬度為200 μ m時(shí)，接觸面在橫向上的伸展例如具有80 μ m或更大、例如105μπι的寬度。這樣保證了，半導(dǎo)體本體能夠以簡(jiǎn)單的和可靠的方式借助于引線鍵合來(lái)電接觸。與此不同的是，在橋狀區(qū)域?qū)ΨQ的設(shè)置下，當(dāng)半導(dǎo)體本體的寬度只有200 μ m時(shí)可能存在的危險(xiǎn)是引線鍵合連接部離橋狀區(qū)域太近，并且在制造引線鍵合連接部時(shí)，橋狀區(qū)域可能被損傷或甚至被損毀借助在圖2A和2C中以示意性剖面圖示出的中間步驟和圖2D中俯視圖示出制造方法的一個(gè)實(shí)施例。如在圖2A中示出，提供作為支承體5的襯底，所述襯底具有條形的結(jié)構(gòu)化部。兩條相鄰的、彼此平行延伸的分離線7之間的距離能夠是100 μ m和600 μ m之間，優(yōu)選在200 μ m和500 μ m之間，例如400 μ m。為了簡(jiǎn)化地示出，在附圖中分別只示出支承體5的在兩條相鄰的分離線7之間延伸的區(qū)域。在支承體5的上表面上，分離線7形成條形的圖案，其中沿著分離線的缺陷密度比在分離線之間的缺陷密度高。為了圖解，此外在附圖中示出中線8，所述中線8以在分離線7之間一半的距離平行于所述分離線延伸。箭頭9圖解了位錯(cuò)密度的梯度，其從中線8朝著分離線7增加，使得在圍繞中線的區(qū)域中，支承體的晶體質(zhì)量總是為最高。在支承體5上，具有有源區(qū)域20、第一半導(dǎo)體層21和第二半導(dǎo)體層22的半導(dǎo)體層序列200外延地沉積,例如借助于MBE或MOCVD來(lái)沉積。半導(dǎo)體層序列200結(jié)構(gòu)化為使得橋狀區(qū)域3構(gòu)成，所述區(qū)域在支承體上的俯視圖中具有平行于分離線7延伸的縱軸線30 (圖2B)。結(jié)構(gòu)化能夠例如借助于濕化學(xué)的或干化學(xué)刻蝕實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)化在此實(shí)現(xiàn)為，在兩條相鄰的分離線7之間，在橫向上并排構(gòu)成第一橋狀區(qū)域31和第二橋狀區(qū)域32。橋狀區(qū)域31、32分別距中線8比距相應(yīng)最鄰近的分離線7更近地來(lái)設(shè)置。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)，兩個(gè)橋狀區(qū)域鄰近中線地設(shè)置，并且能夠因此具有高的晶體質(zhì)量。此外，具有第一橋狀區(qū)域31的半導(dǎo)體本體2和具有第二橋狀區(qū)域32的半導(dǎo)體本體相對(duì)于中線軸對(duì)稱地構(gòu)成。由此，在之后沿著分離線7和中線8進(jìn)行分割時(shí)，從晶圓復(fù)合物中產(chǎn)生兩種不同的半導(dǎo)體類型，其中沿發(fā)射方向看，在具有第一橋狀區(qū)域31的半導(dǎo)體本體中，該橋狀區(qū)域相對(duì)中軸線25向右偏移，并且第二橋狀區(qū)域32相對(duì)中軸線25向左偏移(圖2D)。而在將橋狀區(qū)域常規(guī)地設(shè)置在半導(dǎo)體本體中間時(shí)，即在半導(dǎo)體本體中軸線和橋狀區(qū)域的縱軸線之間沒(méi)有偏移時(shí)，橋狀區(qū)域接近分離線地延伸，并且因此具有降低的晶體質(zhì)量。如在圖2C中所示，在結(jié)構(gòu)化的半導(dǎo)體層序列200上構(gòu)成絕緣層6，所述絕緣層在橋狀區(qū)域31、32的上側(cè)上分別具有凹部65。絕緣層特別是設(shè)置用于將有源區(qū)域20對(duì)于電短路進(jìn)行保護(hù)。用作絕緣層的材料適合的例如是例如為氮化硅的氮化物，或者例如為氧化鈦或氧化硅的氧化物，或者例如為氮氧化硅的氮氧化物。接下來(lái)，在半導(dǎo)體層序列200上將接觸層4沉積，所述接觸層通過(guò)凹部65在橋狀區(qū)域31、32的區(qū)域中構(gòu)成到第一半導(dǎo)體層21的電接觸部。
因此，在第一橋狀區(qū)域31和第二橋狀區(qū)域32的旁側(cè)產(chǎn)生第一接觸面41或者第二接觸面42，所述第一接觸面和第二接觸面設(shè)置用于半導(dǎo)體激光器的外部電接觸。接觸面在橫向上的伸展優(yōu)選為至少在兩條相鄰的分離線之間的距離的至少20%。此外，在支承體5的背離半導(dǎo)體層序列200的側(cè)上沉積有另一接觸層45，所述接觸層用于下側(cè)的外部電接觸。接觸層4和/或另一接觸層45的沉積例如能夠借助于濺射或蒸鍍實(shí)現(xiàn)。此外，所述接觸層和/或所述另一接觸層也能夠構(gòu)造為多層的。在垂直于分離線7分割之后可以進(jìn)行輻射穿透面10的和背側(cè)11的涂層。這特別是能夠在半導(dǎo)體本體沿著分離線7和沿著中線8分割之前執(zhí)行。為了制造半導(dǎo)體激光器，支承體沿著分離線7和中線8分割。在分割結(jié)束之后，相應(yīng)地，半導(dǎo)體本體2的第一側(cè)面15沿著中線8延伸，并且第二側(cè)面16沿著分離線7延伸。 所述分割特別是能夠機(jī)械地、例如借助于分裂、斷開(kāi)、刻刮或鋸割、化學(xué)地，例如借助于濕化學(xué)或干化學(xué)刻蝕、和/或借助于相干輻射、例如激光輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)。如在圖2D中示出的，具有第一橋狀區(qū)域31的半導(dǎo)體本體和具有第二橋狀區(qū)域32的半導(dǎo)體本體在其基本形狀方面除了橋狀區(qū)域的偏移布置之外區(qū)別還在于，朝著輻射穿透面10看去，接觸面41或42設(shè)置在橋狀區(qū)域的不同側(cè)上。此外，接觸面42具有標(biāo)記420，借助所述標(biāo)記，在分割之后，半導(dǎo)體本體2能夠簡(jiǎn)化地彼此區(qū)分，例如借助于自動(dòng)光學(xué)識(shí)別來(lái)區(qū)分。這樣能夠保證的是，能夠可靠且自動(dòng)化地將半導(dǎo)體本體輸送給下面的制造步驟。借助于接觸層的區(qū)分是特別有利的，因?yàn)榻佑|層由于其典型的金屬表面提供與半導(dǎo)體激光器的剩余表面的強(qiáng)烈對(duì)比。所述標(biāo)記在所述實(shí)施例中只示例地實(shí)現(xiàn)為如下區(qū)域，在所述區(qū)域中第二接觸面42的尺寸比第一接觸面41的尺寸小。與之不同的也可以構(gòu)成其他類類型的標(biāo)記，其中標(biāo)記也能夠構(gòu)成為在半導(dǎo)體本體上單獨(dú)的區(qū)域，所述區(qū)域不必也用于半導(dǎo)體本體2的電接觸。例如，標(biāo)記420能夠也以字符的形式、例如數(shù)字和/或字母的形式，在半導(dǎo)體本體2上構(gòu)成,所述標(biāo)記與接觸面40相間隔。在描述的實(shí)施例中，只示例性地示出橋狀區(qū)域3，在所述區(qū)域中有源區(qū)域20構(gòu)成在橋狀區(qū)域中。與之不同的是，橋狀區(qū)域3也能夠構(gòu)成為使得在結(jié)構(gòu)化中不切開(kāi)有源區(qū)域20，使得僅第一半導(dǎo)體層21形成橋狀區(qū)域。在所述情況下也能夠棄用絕緣層6。此外也可能的是將橋狀區(qū)域在半導(dǎo)體本體外部構(gòu)成，例如以接觸層4的條形區(qū)域的形式構(gòu)成。此外，與描述的實(shí)施例不同的是，具有第一橋狀區(qū)域31的半導(dǎo)體本體2和具有第二橋狀區(qū)域32的半導(dǎo)體本體也能夠構(gòu)成為彼此點(diǎn)對(duì)稱的，特別是具有在中線8上的對(duì)稱點(diǎn)。因此能夠?qū)崿F(xiàn)的是，在支承體分割時(shí)，產(chǎn)生同類的半導(dǎo)體激光器。在所述情況下，具有第一橋狀區(qū)域31的半導(dǎo)體本體的輻射穿透面和具有第二橋狀區(qū)域32的半導(dǎo)體本體的輻射穿透面在沿著中線8分割之前處于不同的側(cè)。因此，優(yōu)選地在分割半導(dǎo)體本體之后，實(shí)現(xiàn)輻射穿透面10的和背側(cè)11的涂層，使得背側(cè)能夠分別具有比輻射穿透面高的反射率。本專利申請(qǐng)要求要求德國(guó)專利申請(qǐng)10 2009 058 345. 9的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容在此以參引的方式并入本文。
本發(fā)明不局限于借助于所述實(shí)施例的說(shuō)明。相反，本發(fā)明包括任意新的特征以及特征的任意組合，這特別是包括在權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使所述特征或者所述組合本身在權(quán)利要求中或?qū)嵤├袥](méi)有明確地說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體激光器(1)，所述半導(dǎo)體激光器具有帶有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域(20)的半導(dǎo)體本體(2);和橋狀區(qū)域(3)，其中所述橋狀區(qū)域具有沿著發(fā)射方向延伸的縱軸線(35)，并且其中所述縱軸線相對(duì)于所述半導(dǎo)體本體的沿發(fā)射方向延伸的中軸線(25)以在橫向上偏移的方式設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體激光器，其中所述半導(dǎo)體本體在橫向上具有位錯(cuò)密度梯度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的半導(dǎo)體激光器，其中所述橋狀區(qū)域的所述縱軸線設(shè)置在所述中軸線的位錯(cuò)密度較小的側(cè)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的半導(dǎo)體激光器，其中所述橋狀區(qū)域的所述縱軸線設(shè)置為相對(duì)于所述半導(dǎo)體本體的所述中軸線偏移至少10 μ m、優(yōu)選至少20 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的半導(dǎo)體激光器，其中在所述半導(dǎo)體本體上設(shè)置有接觸層(4)，所述接觸層設(shè)置用于從朝向所述橋狀區(qū)域的上側(cè)的側(cè)起外部電接觸所述有源區(qū)域，其中所述接觸層在所述橋狀區(qū)域的側(cè)上形成接觸面(40)，所述接觸面的伸展在橫向上至少局部地為所述半導(dǎo)體本體的伸展的至少O. 4倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的半導(dǎo)體激光器，其中所述有源區(qū)域基于氮化物化合物半導(dǎo)體材料。
7.用于制造多個(gè)半導(dǎo)體本體的方法，具有下述步驟 a)提供具有大量器件區(qū)域的支承體(5)，所述器件區(qū)域通過(guò)分離線(7)彼此分開(kāi)。
b)沉積具有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域(20)的半導(dǎo)體層序列(200)； c)從所述半導(dǎo)體層序列中構(gòu)成多個(gè)橋狀區(qū)域(3)，使得在兩條相鄰的分離線之間在垂直于分離線延伸的方向上并排構(gòu)成第一橋狀區(qū)域(31)和第二橋狀區(qū)域(32)，其中所述橋狀區(qū)域中的至少一個(gè)距在相鄰的所述分離線之間延伸的中線(8)比距最鄰近該橋狀區(qū)域的分離線更近；以及 d)將所述半導(dǎo)體層序列分割為多個(gè)半導(dǎo)體本體(2)，所述半導(dǎo)體本體分別具有至少一個(gè)橋狀區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法， 其中兩個(gè)橋狀區(qū)域距所述中線比距相應(yīng)最鄰近的分離線更近。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法， 其中所述支承體的位錯(cuò)密度從所述中線起朝著所述分離線增大，并且所述分割沿著所述分離線和沿著所述中線來(lái)進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法， 其中接觸層(4)構(gòu)成在所述半導(dǎo)體層序列上，使得所述橋狀區(qū)域分別在背離所述中線的側(cè)上配設(shè)有設(shè)置用于外部電接觸的接觸面(40 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法， 其中所述接觸層構(gòu)成為，使得能夠以光學(xué)方式將具有第一所述橋狀區(qū)域的所述半導(dǎo)體本體與具有第二所述橋狀區(qū)域的所述半導(dǎo)體本體相區(qū)分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法， 其中借助自動(dòng)光學(xué)識(shí)別將具有第一所述橋狀區(qū)域的所述半導(dǎo)體本體與具有第二所述橋狀區(qū)域的所述半導(dǎo)體本體相區(qū)分。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12之一所述的方法，其中所述接觸面的伸展為兩條所述分離線之間的距離的至少20%。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13之一所述的方法，其中所述支承體基于GaN。
15.根據(jù)權(quán)利要求7至14之一所述的方法，其中制造根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的半導(dǎo)體激光器。
全文摘要
提出了一種半導(dǎo)體激光器(1)，所述半導(dǎo)體激光器具有帶有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域(20)的半導(dǎo)體本體(2)；和橋狀區(qū)域(3)。橋狀區(qū)域具有沿著發(fā)射方向延伸的縱軸線(30)，所述縱軸線以相對(duì)于半導(dǎo)體本體的沿發(fā)射方向延伸的中軸線(25)沿橫向偏移的方式設(shè)置。此外，提出了一種用于制造半導(dǎo)體激光器的方法。
文檔編號(hào)H01S5/02GK102668277SQ201080057349
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月15日
發(fā)明者迪米特里·迪尼, 馬克·希爾加利斯 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司