专利名称：半导体激光器、其安装方法、安装其的结构和光盘系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体激光器、一种半导体激光器的安装方法、安装有半导体激光器的结构和光盘系统，其适合应用于氮化物型III-V族化合物半导体的半导体激光器和使用该半导体激光器作为光源的光盘系统。
背景技术：
图8显示了根据相关技术使用GaN衬底的GaN基半导体激光器。如图8所示，在该GaN基半导体激光器中，在n型GaN衬底101上依次层叠n型AlGaN覆层102、n型GaN光波导层103、未掺杂Ga1-xInxN(阱层)/Ga1-yInyN(势垒层，x＞y)多量子阱结构的有源层104、p型GaN光波导层105、p型GaN/AlGaN超晶格覆层106和p型GaN接触层107。p型GaN/AlGaN超晶格覆层106和p型GaN接触层107的上部提供有在一个方向上直线延伸的脊108。形成绝缘层109来在脊108的侧表面上和p型GaN/AlGaN超晶格覆层106的那些位于脊108的外侧的部分上延伸。在脊108上形成p侧电极110以与p型GaN接触层107电接触。另外，形成焊盘电极111以与p侧电极110电接触从而覆盖p侧电极110和绝缘层109。另一方面，形成n侧电极112以与n型GaN衬底101的背侧电接触。
例如在日本专利公开No.2003-124572中公开了使用GaN衬底的半导体激光器。
将描述上述的GaN半导体激光器的安装方法。如图9A(顶平面图)所示，由Sn或比如AgSn和AuSn的Sn混晶金属组成的焊料202在矩形底座201的上表面上形成为条形式，如此设置GaN基半导体激光器芯片203从而其脊108位于条形式焊料202上，且在焊料202被熔融的条件下将压力施加到GaN基半导体激光器芯片203，从而将GaN基半导体激光器芯片203安装到底座201上。然后，如图9B所示(从背侧端表面所观察的侧视图)，形成于底座201的周边部分上的条形式结合焊盘204和GaN基半导体激光器芯片203的n侧电极112通过引线205彼此结合。底座201在其上在形成有结合焊盘204的区域的相对侧的区域中提供有另一条形式的结合焊盘206。在底座201的两个角部分上分别设置用于定位GaN基半导体激光器芯片203和底座201的图像识别图案207和208。
发明内容
但是，根据相关技术的上述的GaN基半导体激光器具有在焊盘电极111和与其相对的n侧电极112之间的高静电电容和不良的高频特性的问题，且具有比如容易产生电流泄漏和介质击穿的进一步的问题，且在以所谓的p向下方式安装半导体激光器的情况下它们更加显著。
另外，如图9C所示(侧视图)，当实际上在底座201上安装GaN基半导体激光器芯片203时施加压力时，焊料202会侧向流出且成为突出。通常，突出部分202a的高度为约30μm。在图9D中显示了如从背侧端表面所观察的该情况的侧视图。如图9C和9D所示，突出部分202a可能与背侧端表面接触，造成在p侧和n侧之间容易产生电流泄漏或介质击穿。
因此，存在对于其中在焊盘电极和与其相对的电极之间的静电电容小的半导体激光器的需要，所述半导体激光器具有良好的高频特性且可以防止由于电流泄漏或介质击穿引起的缺陷的发生；存在对于安装半导体激光器的方法的需要，通过所述方法可以良好地安装所述半导体激光器，而没有电流泄漏或介质击穿的发生；存在对于包括通过所述方法安装的所述半导体激光器的半导体激光器安装的结构的需求。
而且，存在对于使用所述半导体激光器作为光源的光盘系统的需求。
根据本发明的实施例，提供有一种半导体激光器，包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；以及形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方。
根据本发明的另一实施例，提供有一种在底座上安装半导体激光器的方法，所述半导体激光器包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧上的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；以及形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面之上；且所述半导体激光器通过焊接安装于所述底座上，焊接时如此决定焊料的图案，使得在所述半导体激光器的脊的延伸线上没有焊料，且如此进行定位使得所述半导体激光器的前侧的端表面突出到底座的外侧。
根据本发明的进一步的实施例，提供有一种安装有半导体激光器的结构，所述结构包括安装于底座上的半导体激光器，所述半导体激光器包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方；且所述半导体激光器通过焊接安装于所述底座上，在焊接时如此决定焊料的图案，使得在所述半导体激光器的脊的延伸线上没有焊料，且如此进行定位使得所述半导体激光器的前侧的端表面突出到底座的外侧。
根据本发明的又一实施例，提供有一种使用半导体激光器作为光源的光盘系统，所述半导体激光器包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；以及形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方。
在根据本发明的半导体激光器、安装半导体激光器的方法、安装有半导体激光器的结构以及光盘系统中，绝缘膜可以基本由电绝缘或电阻足够高的任何材料形成。但是，就半导体激光器的静电电容的减小而言，优选使用具有低介电常数的材料来形成绝缘膜。绝缘膜可以具有单层结构或多层结构。在绝缘膜具有两层结构的情形，上层优选地由对于在振荡波长处的光具有高吸收系数的膜构成；例如，在激光束的波长处在紫外波段的情形，优选地使用未掺杂的Si膜来构成上层。另外，位于凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘膜的那些部分的厚度和第二导电型侧上的电极的厚度之间的差别通常在从50nm到1μm的范围中选择。相似地，位于凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面和位于脊的上表面上的焊盘电极的该部分的上表面之间的高度差别通常在从50nm到1μm的范围中选择。
衬底通常为导电衬底。第一覆层、有源层、第二覆层和接触层通常由氮化物基III-V族化合物半导体组成。在该情形下，衬底通常为氮化物基III-V族化合物半导体衬底。氮化物基III-V族化合物半导体最通常由AlxByGa1-x-y-zInzAsuN1-u-vPv(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤u≤1，0≤v≤1，0≤x+y+z＜1，且0≤u+v＜1)组成，更具体而言由AlxByGa1-x-y-zInzN(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1且0≤x+y+z＜1)组成，且通常由AlxGa1-x-zInzN(其中，0≤x≤1，0≤z≤1)组成。最通常地，衬底为GaN衬底。通常地，第一导电型侧上的电极形成于导电衬底的背侧。
光盘系统包括仅用于再现(读)的光盘系统、仅用于记录(写)的光盘系统、和能够复制和记录的光盘系统。
在根据如上配置的本发明的半导体激光器、安装半导体激光器的方法、安装有半导体激光器的结构和光盘系统中，绝缘膜形成于脊的侧表面上、凹槽的内部、和所述凹槽的外侧上的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧上的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度，由此可以设置焊盘电极和形成于衬底的背侧的电极之间的距离至少部分地长于相关技术中的距离。此外，位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方，使得在将半导体激光器以焊盘电极向下安装于底座上的情形下，负载施加到位于凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面上，且很少有负载施加到位于脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上。
根据本发明，可以设置焊盘电极和形成于衬底的背侧上的电极之间的距离至少部分地长于相关技术的距离。这使得可以减小焊盘电极和形成于衬底的背侧的电极之间的静电电容，由此提高高频特性，且防止电流泄漏或介质击穿的发生。另外，在将该半导体激光器安装于底座的情形下，可以保证在脊上不施加负载，使得可以防止半导体激光器中的失效的产生。另外，使用该半导体激光器作为光源使得可以实现高性能的光盘系统。
图1是显示根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器的截面图；图2是显示根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器的静电电容的测量结果的示意图；图3是显示根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器的电阻的测量结果的示意图；图4是显示根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器的正向介质击穿(forward dielectric breakdown)测试的结果的示意图；图5是显示将根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器粘结到底座上的粘结强度的测量结果的示意图；图6A到6D分别是GaN基半导体激光器的顶视图、从后侧面所观察的GaN基半导体激光器的侧视图、从横向侧所观察的GaN基半导体激光器的侧视图和从背侧所观察的GaN基半导体激光器的侧视图，用于示出根据本发明的第二实施例的安装GaN基半导体激光器的方法；图7是显示根据本发明的第二实施例的其上安装有GaN基半导体激光器的底座结合到热沉上的示意图；图8是显示根据相关技术的GaN基半导体激光器的截面图；以及图9A到9D分别是GaN基半导体激光器的顶视图、从后侧面所观察的GaN基半导体激光器的侧视图、从横向侧所观察的GaN基半导体激光器的侧视图和从背侧所观察的GaN基半导体激光器的侧视图，用于示出根据相关技术的安装GaN基半导体激光器的方法。
具体实施例方式
现在，将在以下参考附图描述本发明的一些实施例。顺便提及，在示出所述实施例的所有视图和简图中，通过相同的标记指示相同或相应的部分。
图1显示根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器。
如图1所示，在GaN基半导体激光器中，在n型GaN衬底1上依次层叠n型AlGaN覆层2、n型GaN光波导层3、未掺杂的Ga1-xInxN(阱层)/Ga1-yInyN(势垒层，x＞y)多量子阱结构的有源层4、p型GaN光波导层5、p型GaN/AlGaN超晶格覆层6和p型GaN接触层7。p型GaN/AlGaN超晶格覆层6和p型GaN接触层7提供有在一个方向上直线延伸的脊8。凹槽9和10分别形成于脊8的两侧。由例如SiO2膜和其上的未掺杂的Si膜组成的绝缘层11形成于脊8的侧表面上、凹槽9和10的内部，以及凹槽9和10的外侧的p型GaN接触层7的那些部分上。p侧电极12形成于脊8上，与p型GaN接触层7电接触。另外，形成焊盘电极13以覆盖p侧电极12和绝缘层11，与p侧电极12电接触。另一方面，n侧电极14形成于n型GaN衬底1的背侧上，与n型GaN衬底1电接触。
这里，构成激光器结构的GaN基半导体层的例子如下n型AlGaN覆层2为1200nm、n型GaN光波导层3为12nm，有源层4的阱层为3.5nm(阱的数量为3)，有源层4的势垒层为7nm，p型GaN光波导层5为12.3nm，且p型GaN/AlGaN超晶格覆层6为400nm。此外，n型AlGaN覆层2中的Al含量为例如0.05，且p型GaN/AlGaN超晶格覆层6的AlGaN层中的Al含量为例如0.08。
另外，令位于凹槽9和10的外侧的平坦部分上的绝缘膜11的那些部分的厚度为h1，且令位于凹槽9和10的底部分上的绝缘膜11的那些部分的厚度为h2，则例如200nm≤h2或150nm≤h2或50nm≤h2，且h2≤h1。此外，令p侧电极12的厚度为h3，且令位于两侧的焊盘电极13的那些平坦部分的上表面和位于p侧电极12上的焊盘电极13的平坦部分的上表面之间的高度差为h4，则h4＞h3，且50nm≤h4≤1μm或100nm≤h4≤0.5μm。另外，令位于凹槽9和10的上侧的焊盘电极13的那些凹入部分的宽度分别为W1和W2，且令位于脊8的上侧的焊盘电极13的平坦部分的宽度为W3，则W1、W2≤250μm或W1、W2≤100μm或W1、W2≤20μm，且W3≤100μm、W3≤30μm或W3≤10μm。
现在，将在下描述制造该GaN基半导体激光器的方法。
首先，通过例如金属有机化学气相沉积(MOCVD)工艺等在n型GaN衬底1上依次外延生长n型AlGaN覆层2、n型GaN光波导层3、有源层4、p型GaN光波导层5、p型GaN/AlGaN超晶格覆层6和p型GaN接触层7。接下来，在整个表面上形成绝缘膜(未显示)，诸如SiO2膜，且然后通过蚀刻将绝缘膜构图为预定的形状。随后，通过使用绝缘膜作为蚀刻掩模的干法蚀刻，诸如反应离子蚀刻(RIE)，进行蚀刻到p型GaN/AlGaN超晶格覆层6的厚度方向上的中间深度来形成凹槽9和10，由此形成脊8。接下来，在按原样留下作为蚀刻掩模使用的绝缘膜的同时，例如在整个表面上依次形成SiO2膜和未掺杂的Si膜，且然后选择性地蚀刻掉脊8的上侧的这些膜。结果，形成绝缘膜11，其在凹槽9和10的区域中的厚度为h2且在凹槽9和10的外侧的区域中的厚度为h1(≥h2)。随后，在脊8上形成p侧电极12，且进一步在其上形成焊盘电极13。接下来，从其背侧抛光n型GaN衬底1，由此将n型GaN衬底1减薄到预定的厚度。随后，在n型GaN衬底1的背侧上形成n侧电极14。以该方式，生产出图1所示的GaN基半导体激光器。
图2显示了根据第一实施例的GaN基半导体激光器中的焊盘电极13和n侧电极14之间的静电电容C的测量结果。在图2中，为了比较，也显示了图8中所示的根据相关技术的GaN基半导体激光器中的焊盘电极111和n侧电极112之间的静电电容C的测量结果。图2显示了在根据第一实施例的GaN基半导体激光器中，与根据相关技术的GaN基半导体激光器相比，电容器的静电电容C被减小了一半。
图3显示了根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器中焊盘电极13和n侧电极14之间的电阻R的测量结果。在图3中，为了比较，也显示了图8所示的根据相关技术的GaN基半导体激光器的焊盘电极111和n侧电极112之间的电阻R的测量结果。从图3可见根据第一实施例的GaN基半导体激光器的电阻R基本等于根据相关技术的GaN基半导体激光器的电阻R。
图4显示通过在根据本发明的第一实施例的GaN基半导体激光器中的焊盘电极13和n侧电极14之间施加正向电压从而进行的介质击穿测试的结果。应注意到绝缘膜11由两层形成，即，SiO2膜和其上的未掺杂的Si膜，且h1＝400nm，h2＝200nm。在图4中，为了比较，还显示了通过在根据相关技术的GaN基半导体激光器中的焊盘电极11和p侧电极112之间施加正向电压从而进行的介质击穿测试的结果。应注意到绝缘膜109由两层形成，即，SiO2膜和其上的未掺杂的Si膜，且绝缘膜109具有200nm的厚度。从图4可见根据第一实施例的GaN基半导体激光器的耐受电压与根据相关技术的GaN基半导体激光器的耐受电极相比被增加了不小于30V。
图5是在将根据第一实施例的GaN基半导体激光器以焊盘电极13向下即所谓的p向下模式安装到底座上的情形下，相对于静电电容C绘制的粘结强度示意图。在图5中，为了比较，还绘制了在将根据相关技术的GaN基半导体激光器以焊盘电极111向下安装到底座上的情形中粘结强度相对于静电电容C的图。图5显示了在根据第一实施例的GaN基半导体激光器中，当焊盘电极13的面积为0.147mm2时，粘结强度高至860g，且静电电容C小至20pF。另一方面，在根据相关技术的GaN基半导体激光器中，当焊盘电极111的面积为0.066mm2时，静电电容C低至20pF，但粘结强度低至360g；当焊盘电极111的面积为0.147mm2时，粘结强度低至600g，且静电电容C大至45pF。
因此，根据第一实施例，可以获得如下的各种优点。因为通过在p型GaN/AlGaN超晶格覆层6和p型GaN接触层7的上部分中形成凹槽9和10从而形成脊8，脊8两侧的凹槽9和10的外侧的平部分与脊8在相同的高度。另外，可以将绝缘膜11的厚度h1和h2设置高于相关技术，且具体而言，可以将在焊盘电极13延伸的两个端部分的区域中的绝缘膜11的厚度h1设置远大于相关技术的厚度，使得可以扩大焊盘电极13和n侧电极14之间的距离，由此可以减小其之间的静电电容C，如图2所示。此外，在该情形下，焊盘电极13和n侧电极14之间的电阻R保持不变，如图3所示，使得容易进行GaN基半导体激光器和其驱动电路之间的调整。具体而言，当GaN基半导体激光器中的静电电容C和电阻R是半导体激光器和驱动电路之间的调整的重要因素时，因为可以在不改变电阻R的情况下调整静电电容C所以容易实现所述调整。另外，因为可以扩大焊盘电极13和n侧电极14之间的距离，即使在如图4所示的将GaN基半导体激光器以p向下方式安装到底座上的情况中也不容易发生电流泄漏和介质击穿。此外，因为位于凹槽9和10的外侧的区域中的焊盘电极13的那些部分的上表面设置得高于位于脊8的上侧的焊盘电极13的部分的上表面，所以在以p向下方式将GaN基半导体激光器安装到底座上的情况中，负载被施加到焊盘电极13的较高的上表面上。因此，可以将施加到脊8上的负载减小到极低的水平。另外，在保持静电电容C不变的情况下，与相关技术比较，可以扩大焊盘电极13的面积。因此，可以在以p向下模式将GaN基半导体激光器安装到底座上的情形中提高粘结强度，如图5所示。另外，在为形成脊8而执行的干法蚀刻期间，被蚀刻的表面可能会粗糙化，且由于所述的粗糙化可能会从形成于表面的突出部分开始发生介质击穿。但是，因为可以仅通过形成凹槽9和10来形成脊8，蚀刻区域远小于相关技术的蚀刻区域，使得介质击穿不容易发生，其是有优势的。
这样，可以实现高性能GaN基半导体激光器，且通过将所述GaN基半导体激光器安装到底座上，可以实现高度可靠的安装有GaN基半导体激光器的结构。GaN基半导体激光器和安装有GaN基半导体激光器的结构例如适于作为光盘系统中光拾取的光源。
接下来，将在以下描述本发明的第二实施例。在第二实施例中，将描述根据第一实施例的GaN基半导体激光器的安装方法。
在第二实施例中，如图6A(顶视图)所示，由例如Sn组成的焊料52以由小宽度部分和大宽度部分构成的L形状形成于例如由AlN组成的矩形底座51的上表面上。定位GaN基半导体激光器芯片53使得脊8位于焊料的大宽度部分上，且在熔融焊料52的条件下，将压力施加到GaN基半导体激光器芯片53，从而安装GaN基半导体激光器芯片53。焊料52的总体长度例如为800到900μm，小宽度部分的长度例如为280到320μm，大宽度部分的长度例如为480到620μm，小宽度部分的宽度例如为90到100μm，大宽度部分的宽度例如为170到180μm。在该情况中，将焊料52的小宽度部分的一个侧表面和GaN基半导体激光器芯片53的脊8之间的距离L1设置在0μm＜L1≤100μm，或0μm＜L1≤200μm，或0μm＜L1≤300μm的范围内，且具体而言例如在25到35μm的范围内。在该情形下，在脊8的延长线上没有焊料52。另外，将底座51的一侧表面和GaN基半导体激光器芯片53的前侧端面之间的距离Lf设置在0μm＜Lf≤50μm，或0μm＜Lf≤100μm，或0μm＜Lf≤200μm的范围内。另外，将焊料52的大宽度部分的一端表面和GaN基半导体激光器芯片53的背侧端面之间的距离Lr设置在0μm＜Lr≤50μm，或0μm＜Lr≤100μm，或0μm＜Lr≤200μm的范围内。然后，如图6B(从背侧端表面所观察的侧视图)所示，形成于底座51的周边部分的条形结合焊盘54和GaN基半导体激光器芯片53的n侧电极14通过引线55来彼此结合。在形成结合焊盘54的区域的相对侧的区域中的周边部分上形成另一条形结合焊盘56。结合焊盘54和GaN基半导体激光器芯片53的n侧电极14通过引线55来彼此结合。结合焊盘54和56由例如Au组成。用于定位GaN基半导体激光器芯片53和底座51的图像识别图案57和58形成于底座51的两个角区域。
如图7所示，通过使用焊料60将以上的在其上具有GaN基半导体激光器芯片53的底座51结合到热沉59。
根据该第二实施例，除了由于使用根据第一实施例的GaN基半导体激光器的优点之外，可以获得以下的优点。如图6C(侧视图)所示，当在安装GaN基半导体激光器芯片53时将压力施加到底座51上时，焊料52会流出来形成突出部分。但是，在该实施例的情形中，焊料52的小宽度部分的一侧表面和GaN基半导体激光器芯片53的脊8通过距离L1从彼此隔开，在脊8的延长线上没有焊料52，且焊料52的大宽度部分的一端表面和GaN基半导体激光器芯片53的背侧端表面也通过距离Lr从彼此隔开，使得突出部分52a不形成于脊8的附近而是形成于从脊8充分隔开的位置，如图6D所示。因此，p侧和n侧之间的电流泄漏或介质击穿不容易从突出部分52a产生。另外，因为GaN基半导体激光器芯片53的前侧端表面通过距离Lf从底座51的一例表面突出，不会因为从前侧端表面输出的激光束被底座51反射的过程而产生光量损失和弥散光的问题。此外，因为焊料52没有形成于GaN基半导体激光器芯片53的背侧端面的背侧上，用于监测从背侧端面输出的激光束的发光二极管可以设置到底座51的该部分上。
虽然在以上已经具体描述了本发明的实施例，本发明不限于以上的实施例或受实施例的限制，且基于本发明的技术的各种改进是可能的。
例如，在以上的实施例中提及的数值、结构、衬底、工艺等仅为例子，如需要还可以采用不同于那些上述的数值、结构、衬底、工艺等来执行本发明。
本发明包含于2004年11月1日提交到日本专利局的日本专利申请2004-318096的主题，在此将其全文引入以作参考。
权利要求
1.一种半导体激光器，包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的所述接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；且形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述第一覆层、所述有源层、所述第二覆层和所述接触层包括氮化物基III-V族化合物半导体。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述衬底是导电半导体衬底。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述衬底包括氮化物基III-V族化合物半导体。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述衬底是GaN衬底。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器，其中，所述第一导电型侧上的电极形成于所述衬底的背侧上。
7.一种在底座上安装半导体激光器的方法，所述半导体激光器包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方；且所述半导体激光器通过焊接安装于所述底座上，在焊接时如此决定焊料的图案，使得在所述半导体激光器的脊的延伸线上没有所述焊料，且如此进行定位使得所述半导体激光器的前侧的端表面突出到所述底座的外侧。
8.一种安装有半导体激光器的结构，所述结构包括安装于底座上的半导体激光器，所述半导体激光器包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方；且所述半导体激光器通过焊接安装于所述底座上，在焊接时如此决定焊料的图案，使得在所述半导体激光器的脊的延伸线上没有所述焊料，且如此进行定位使得所述半导体激光器的前侧的端表面突出到所述底座的外侧。
9.一种使用半导体激光器作为光源的光盘系统，所述半导体激光器包括衬底；在所述衬底上的第一导电型的第一覆层；在所述第一覆层上的有源层；在所述有源层上的第二导电型的第二覆层；以及在所述第二覆层上的第二导电型的接触层，其中，所述第二覆层和所述接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在所述脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于所述脊的侧表面上、所述凹槽的内部上，以及所述凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于所述凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于所述第二导电型侧上的电极的厚度；且形成焊盘电极来覆盖所述第二导电型侧上的电极且延伸到所述凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于所述凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置于位于所述脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面上方。
全文摘要
本发明涉及一种半导体激光器及其安装方法、安装的结构和光盘系统，所述半导体激光器特征在于，第二覆层和接触层的上部分提供有一对彼此平行且有预定间距的凹槽以在其间形成脊；在脊上形成所述第二导电型侧上的电极；绝缘层设置于脊的侧表面上、凹槽的内部上，以及凹槽的外侧的区域中的接触层上，且位于凹槽的外侧的区域中的接触层上的绝缘层的那些部分的厚度至少大于第二导电型侧上的电极的厚度；以及形成焊盘电极来覆盖第二导电型侧上的电极且延伸到凹槽的外侧的区域的上表面上的绝缘层上，且位于凹槽的外侧的区域的上表面上的焊盘电极的那些部分的上表面设置得高于位于脊的上表面上的焊盘电极的部分的上表面。
文档编号H01S5/323GK1770577SQ20051011927
公开日2006年5月10日 申请日期2005年11月1日 优先权日2004年11月1日
发明者谷口学, 竹谷元伸, 藤本强, 池田昌夫, 桥津敏宏 申请人:索尼株式会社