发光装置及其制造方法

专利名称：发光装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及发光装置及其制造方法，更具体地，涉及以氮化物半导体激光器装置 为典型的具有短发光波长的半导体发光装置及其制造方法。
背景技术：
由于氮化物半导体的能带结构和化学稳定性，期望氮化物半导体(例如包括A1N、 GaN或InN等，或者包括它们的固溶体比如AlGaN或InGaN等。在本申请中它们统称为氮化 物半导体)用作发光装置或者功率器件的材料，并且这些氮化物半导体应用于信息记录设 备的光源也引起了人们的注意，这些氮化物半导体是III族元素Al、Ga或In等和V族元素 N的化合物。通过解理和分割通过在基板上层叠氮化物半导体层和电极形成的晶片，来获得由 这样的氮化物半导体制成并且用于激光器装置的激光器芯片。而且，在通过解理晶片获得 的端部表面上，特别是在发光侧端部表面上，形成保护膜(低反射率膜)，该保护膜具有对 于光透明的材料(例如，SiO2或者Al2O3等)的单层，或者通过组合这样的单层所获得的数 量较少的多层。另一方面，在相对于该发光侧端部表面的端部表面上形成大反射率的保护 膜(高反射率膜)，该大反射率的保护膜包括Al2O3和Ta2O5等的多层叠层。对于如此形成 的保护膜，反射率调整为允许有效的发光，并且防止由例如氧化等化学反应引起的端部表 面的性质的改变。然而，存在这样的问题，保护膜在其上附着并聚集污染物，并且在发射具有500nm 或者更短的短波长光的发光装置中这样的问题尤其显著。该问题是这样引起的，存在于发 光装置的芯片附近的具有Si和0组合的硅氧烷和碳氢化合物等被从芯片发射的短波长光 聚合，并且附着并聚集在保护膜上，这对采用上述氮化物半导体并且发射短波长光的发光 装置也是一个问题。基于图9所示激光器芯片的示意性侧视图来说明芯片在其上附着和聚集的污染 物的问题。图9所示激光器芯片100具有上述的作为保护膜的低反射率膜101和高反射膜 102，并且从有源层103在激光器芯片100发光侧上的端部表面处发射的光穿过低反射率膜 101行进，且朝向由虚线所示的基本上垂直于端部表面的方向。此时，污染物104与发射的 光反应，附着并聚集在低反射率膜上以吸收所发射的光。因此，必须增加驱动电流来保持光 的发射量。驱动电流的这种增加缩短了装置的寿命，并且带来发光装置运行的不稳定性。作为这样的具体示例，在图10中图解了具有图9所示的激光器芯片100的激光器 装置的性能测试结果。图10是当在具有405nm振荡波长的激光器装置的连续振荡中控制驱 动电流使得光输出保持在15mW且温度为75°C时的图表。如图10所示，因为在振荡开始后大气中的污染物104逐渐附着和聚集得很厚，所以驱动电流随着驱动时间的流逝而增加。具体地讲，在运行开始后，电流值约为60mA，但是在500小时的驱动时间时增加到约150mA， 即超过两倍。除此之外，驱动电流以几十毫安为单位上下波动，并且驱动运行不稳定。为了避免这样的问题，以罐式封装(can package)作为示例，已经提出了通过用罩气密密封芯片并且控制气密密封的气氛来抑制污染物的入侵(见专利文献1)。除此之外， 也已经提出了在气密密封前通过等离子体清洗去除污染物的方法，以及在气密密封的封装 中设置的吸附剂的辅助下吸附污染物来去除污染物的方法(见专利文献2和3)。[专利文献 1] JP-A-2004-289010[专利文献 2]JP-A-2004_040051[专利文献 3]JP-A-2004-014820然而，这些方法不仅要求对气密密封的气氛严格控制，而且要求对气密密封结构 的严格控制，这使得发光装置的体积变大。因此，由于发光装置的体积大，难于在用于信息 记录设备的光源中采用该装置，该光源典型地为用于压缩盘(CD)和数字通用盘(DVD)的光 学拾波器(optical pickup)。尽管不需要气密密封的具有架式封装(frame package)的发 光装置可以易于应用到光学拾波器，但是如图9所示随着工作时间流逝污染物104附着和 聚集，这缩短了装置的寿命并导致装置的不稳定运行。此外，即使对于其中气密密封芯片的封装类型，由于在封装中需要采用有机粘合 齐U，例如Ag膏、硅基或者环氧基粘合剂，这些粘合剂的组分也挥发并且变为污染物。通过在 气密密封前用等离子体等的照射去除污染物，或者通过在具有-15°C的露点或者更低温度 的干燥空气中进行气密密封，能够在一定程度上防止污染物附着和聚集，但是因为需要等 离子体照射和对于密封的气氛的严格控制，所以制造工艺变得麻烦。另外，因为污染物由于 在装置的运行期间产生的热而挥发进入密封的气氛，所以难于完全防止污染物的附着和聚 集。除此之外，因为用于确认是否确实进行了气密密封的过程是必要的，并且因为确实没有 气密密封的发光装置必须作为废品抛弃，所以降低了产量。

发明内容
为了克服上述的传统问题，本发明的目的之一是提供这样的发光装置，该发光装 置减少附着和聚集在芯片上的污染物，寿命长且运行稳定，不需要气密密封的结构，且使得 气密密封容易而不需要严格的控制；本发明还提供制造该装置的方法。为了实现上述目的，根据本发明一个方面的发光装置包括芯片，用于发光；和光吸收膜，形成在来自该芯片的光发射通过的端部表面的最外表面上，以吸收部 分所发射的光。根据本发明一个方面的发光装置的制造方法包括下面的步骤第一步骤，其中在作为来自激光器芯片的激光发射通过的端部表面的部分上形成 保护膜，以保护该端部表面；以及第二步骤，其中在第一步骤后，在保护膜的表面上形成光吸收膜，以吸收部分从激 光器芯片发射的激光。除此之外，根据本发明另一方面的发光装置包括激光器芯片，用于发光；
金属膜，由金属制造并且形成在该芯片的端部表面的最外表面上，来自该芯片的 光发射通过该端部表面。根据本发明的结构，因为光吸收膜形成在光发射通过的端部上以吸收哪分所发射 的光，所以可以抑制污染物附着和聚集在光吸收膜上，即抑制污染物附着和聚集在来自发 光装置的光发射通过的端部上。因此，能够防止由这样的污染物的附着和聚集造成的所发 射光的光输出的减少。此外，因为不必增加驱动电流来保持光输出，所以可以延长发光装置 的寿命。


图1是根据本发明实施例的激光器芯片的示意性侧视图；图2是展示根据本发明实施例的激光器装置性能测试结果的图表；图3是具有AlN膜的激光器芯片的示意性侧视图；图4是展示具有图3所示激光器芯片的激光器装置的性能测试结果的图表；图5A是根据本发明第一实施例的激光器芯片的示意性透视图；图5B是根据本发明第一实施例的激光器芯片的示意性侧视图；图6是根据本发明第一实施例的激光器装置的示意性透视图；图7是根据本发明第二实施例的激光器装置的示意性透视图；图8是根据本发明第三实施例的激光器装置的示意性透视图；图9是传统激光器芯片的示意性侧视图；图10是展示传统激光器装置性能测试结果的图表；图11是根据本发明第十三实施例的激光器芯片的示意性透视图；图12是展示根据本发明第十三实施例的激光器芯片截面的显微照片。
具体实施例方式在下文，将基于图1至8描述本发明的实施例。首先描述本发明的基本结构，然后 描述各种实施例。基本结构使用图1来说明本发明的基本结构。图1是展示根据本发明的激光器 芯片的结构示例的示意性侧视图，并且对应于展示传统激光器芯片结构的图9。如图1所示，在本发明中，低反射率膜3形成在激光器芯片1的发光侧的端部表面 上，通过该激光器芯片1的有源层2发射激光，并且高反射率膜4形成在相对于发光侧端部 表面的端部表面上，特别地，光吸收膜5形成在形成于发光侧的端部表面上的低反射率膜3 的表面上。传统地，为了不减少发光量，仅有由对于光透明的材料制造的低反射率膜3形成 在发光侧的端部表面上。然而，在本发明中，由对所发射的光不透明的材料制造的光吸收膜 5形成在低反射率膜3的表面上。例如，能够用作光吸收膜5的膜如下包含金(Au)、钼(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、锇 (Os)、钌(Ru)或钯(Pd)等的金属膜；包含铝(Al)、钛(Ti)、锆(&)、钇(Y)、硅(Si)、铌 (Nb)、铪(Hf)、钨(W)或钽(Ta)等的氮化物的氮化物膜；以及贫氧膜(oxygen depleted film)，该贫氧膜是铝(Al)、钛(Ti)、锆(Zr)M (Y)、硅(Si)、铌(Nb)、铪(Hf)、钨(W)或钽 (Ta)等的氧化物并且它组分在从其化学计量组分到其中氧变少的组分的方向上偏离。
接下来，使用图2说明具有形成有光吸收膜5的激光器芯片的激光器装置的操作 示例。图2是展示具有图1所示结构的激光器芯片1的激光器装置的性能测试结果的图表， 并且对应于展示传统激光器装置的性能测试结果的图10。除此之外，图2是在这样情况下 的图表，其中在大气气氛中在具有405nm的振荡波长的激光器装置的连续振荡中控制驱动 电流使得光输出保持在20mW并且温度为75°C，这里激光器芯片没有气密密封。如图2所示，通过在低反射率膜3的表面上形成光吸收膜5，可以抑制随驱动时间 流逝的驱动电流的增加，并且也能够稳定驱动电流。在此实施例中，尽管将光输出设定为比 图10中的大15mW的条件从而使得污染物的反应容易，但是从振荡开始驱动电流没有多大 波动，即是恒定的并且稳定在约80mA。
这可以理解为，部分所发射的光由光吸收膜5吸收，且由此而产生热，而污染物由 于热而再次蒸发，或者防止它们聚集，因此抑制了污染物的附着和聚集。由于抑制污染物的 附着和聚集，即使激光器装置在长时间驱动后，也能够防止由于光量的减少引起的驱动电 流的增加，并且延长激光器装置的寿命。除此之外，通过在激光器芯片1中形成光吸收膜5，即使以各种封装安装而没有气 密密封，也能够抑制由于驱动时间的流逝所引起的驱动电流的增加。而且，也可以封装发射 短波长光的激光器装置而没有气密密封，且因此激光器装置可以制造得紧凑。此外，即使采 用需要气密密封的封装，因为对于密封条件例如露点等的严格控制是不必要的，所以能够 易于制造激光器装置。在稍后说明的实施例中，详细描述了形成有光吸收膜5的激光器芯片的具体结构 和效果。另外，上述光吸收膜5的材料为示例，并且其它的材料可以用于光吸收膜5。而且， 光吸收膜5可以是多层膜。本发明可以应用于发射短波长光的普通发光装置，并且除了激光器芯 片1之外，也可以应用到发光装置的芯片，例如，发光二极管或者超辐射发光二极管 (superluminescence diode)等。此外，当应用到激光器芯片时，本发明不仅可以应用到如 上所述的从端部表面(其垂直于基板上每层的生长表面)发光的边发射激光器芯片，而且 可以应用到从表面(其平行于基板上每层的生长表面)发射光的面发射激光器芯片。在边 发射激光器芯片和面发射激光器芯片二者的情况下，通过在发射光的端部的最外表面上形 成光吸收膜5，能够防止污染物附着和聚集在最外表面上。本发明也可以应用到具有多个装置并且发射短波长光的芯片。例如，可以应用于 全息激光器装置(hologram laser device)，该全息激光器装置具有激光器芯片以及光学 装置例如全息装置和光接收装置等，或者，可以应用到这样的芯片，该芯片用于由发射短波 长的光的芯片和荧光板构成并发射如白光的具有多个波长的光的发光装置。除了氮化物半导体外，本发明可以应用到由发射短波长光的材料制造的发光装 置。例如，本发明可以应用到由ZnSe基或者ZnO基材料制造的发光装置。另外，例如AlN膜等的六角形系统的半导体膜可以直接形成在端部表面上。关于 这样的结构，可以获得这样的效果，附着保护膜以防止剥离，而且因为端部表面由保护膜的 紧密附着而安全地保护端部表面，所以在高输出时装置的运行变得稳定。采用图4中的图 表来描述这些效果。图4展示了具有激光器芯片30的激光器装置的性能测试结果，该芯片 30具有这样的结构，其中图3所示的AlN膜32形成在发光侧的端部表面上，然后由Al2O3制造的低反射率膜33形成在膜32上。图4是在这样情况下的图表，在大气气氛中在具有 437nm的振荡波长的激光器装置的连续振荡中控制驱动电流以将光输出保持在15mW和温 度为75°C，而没有气密密封。如图4所示，图3所示的端部表面上形成有AlN膜的激光器芯片30能够稳定运行 超过1000小时，即使在15mW的光输出下驱动电流超过150mA时也没有被损坏。因为该激光 器芯片30没有提供如图1所示的光吸收膜5以区别于本发明的效果，所以驱动电流随着驱 动时间的流逝而增加。具体地讲，在振荡开始后的500小时内，驱动电流增加了 30mA的量。 然而，如果根据本发明的光吸收膜5形成在图3所示的结构中低反射率膜33的表面上，则 能够防止驱动电流随着驱动时间的流逝而增加，如图2所示。而且，当发光装置构造为使得如图1所示的高反射率膜4的反射率较低以让少量 的光通过高反射率膜4发射，并且驱动电流通过反馈基于所发射的该少量的光的控制信号 控制，光吸收膜5可以形成在高反射率膜4的表面上。关于这样的结构，因为防止了污染物在高反射率膜4的表面上附着和聚集，所以可以精确地进行产生控制信号的光输出。因此，可以防止对于通过高反射率高膜4发射的 弱光是由于来自发光装置的弱输出光的误解，即使这是因为污染物的附着和聚集，并且因 此防止过量的大电流提供到发光装置。在金属膜用作光吸收膜5的情况下，如果金属膜直接形成在端部表面上，则电流 经由金属膜分流，并且不能流入有源层。除此之外，无论该膜是否由金属制造，从光吸收膜5 产生的热都可能损坏端部表面，并且因此光吸收膜5靠近端部表面形成不是优选的。而且， 因为污染物聚集的地方是保护膜3、4的表面，所以光吸收膜5优选形成在保护膜的表面附 近而不是端部表面的附近，以防止更多污染物的附着和聚集。实施例接下来，说明具有上述基本结构的本发明的实施例。每个实施例仅为示 例，并且本发明可以具有任何结构，只要如上所述光吸收膜形成在发射光的端部的最外表 面上。第一实施例首先，使用图5A和5B描述第一实施例。图5A是展示根据第一实施例 的激光器芯片的结构示例的示意性透视图。图5B是根据第一实施例的激光器芯片的结构 示例的示意性截面图。如图5A的透视图所示，根据本实施例的激光器芯片10具有缓冲层 12，层叠在η型GaN基板11上，并且由厚度为0.2μπι的η型GaN组成；η型外覆层13，层叠在 缓冲层12上，并且由厚度为2. 3μπι的η型Alatl6Gaa94N组成；η型引导层(guide layer) 14, 层叠在η型外覆层13上，并且由厚度为20nm的η型GaN组成；多量子阱有源层15，由在η 型引导层上交替层叠为GaN/InGaN/GaN/InGaN/GaN/InGaN/GaN的厚度为4nm的InGaN和厚 度为8nm的GaN组成；保护层16，层叠在多量子阱有源层15上，并且由厚度为70nm的GaN 组成；电流阻挡层17，层叠在保护层16上，并且由厚度为20nm的ρ型Ala3Gaa7N组成；ρ型 外覆层18，层叠在电流阻挡层17上，并且由ρ型Alatl5Gaa95N组成，该ρ型外覆层18的上部 具有在给定方向上延伸的条形；以及P型接触层19，层叠在ρ型外覆层18的条形部分上， 并且由厚度为0. 1 μ m的ρ型GaN组成。这些层12至19通过外延生长连续形成在基板11上。由ρ型接触层19和部分ρ 型外覆层18构成的条形脊条20这样形成，通过外延生长连续形成包括ρ型接触层19的层 12至19的每一个，然后通过蚀刻去除ρ型外覆层18和ρ型接触层19。根据本实施例的激光器芯片10具有405nm的振荡波长，并且脊条的宽度为1.2μ m至2.4 μ m，例如约1. 5 μ m。 在用于照明等的大面积激光器中，脊条的宽度可以为3 μ m至50 μ m。除此之外，如图5A所 示，脊条20可以具有台形(mesa shape)。激光器芯片10具有绝缘膜21，由Si02/Ti02组成，并且形成为填充脊条20的两 侧；P电极22，由Pd/Mo/Au组成，并且形成在脊条20和绝缘膜上；以及η电极23，由Hf/Al 组成，并且形成在与基板11形成有缓冲层12的表面相反的表面上。如稍后所说明的，在基本上垂直于脊条20延伸的方向的表面(表面A和B)上形 成保护膜和形成于保护膜上的光吸收膜。在本实施例中，如图1所示，低反射率膜3和光吸 收膜5形成在用作发光端部表面的表面A上，并且高反射率膜4形成在表面B上。这些设置在激光器芯片10中的氮化物半导体层12至19可以用例如金属有机化 学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)或氢化物气相外延(HVPE)等的工艺层叠。绝缘膜 21和保护膜3、4可以用例如磁控溅射或者电子回旋共振(ECR)溅射等的各种溅射工艺或者 等离子体增强化学气相沉积(PECVD)形成。金属膜比如电极21、22可以用例如电子束(EB) 蒸发或者电阻加热蒸发等的各种蒸发法或者前述的各种溅射工艺形成。光吸收膜5可以用 根据光吸收膜所采用材料的种类选自这些工艺的一种形成。保护膜和光吸收膜的结构如图5B的侧视图所示。如图5B所示，下述膜依如下的 顺序形成在表面A上作为低反射率膜3 氮氧化铝(AlOxNh (其中，0 < χ < 1))膜3a、氮化 硅(SiN)膜3b和氧化铝(Al2O3)膜3c,并且AlOxN1-X膜3a的厚度为20nm, SiN膜3b的厚度 为200nm，而Al2O3膜3c的厚度为140nm。光吸收膜5由钯(Pd)组成并且厚度为3. 5nm。另一方面，高反射率膜4依如下的顺序形成在表面B上=AlOxN^膜4a、SiN膜4b 和四组膜，每组膜都由二氧化硅(SiO2)膜4c和氧化钛(TiO2)膜4d组成。此外，SiO2膜如 形成在第四TiO2膜4d上。Α10Λ_Χ膜4a的厚度为20nm，SiN膜4b的厚度为80nm，每组的 SiO2膜4c的厚度为71nm，而TiO2膜4d的厚度为46nm，并且形成在第四TiO2膜4d上的SiO2 膜4e的厚度为142nm。这里，作为形成保护膜3、4和光吸收膜5的示例，说明这样的情况，其中ECR溅射 用于保护膜3、4，而EB蒸发用于光吸收膜5。首先，为了在发光侧的端部表面上形成低反射 率膜3，通过解理晶片获得的条(bar)被插入ECR溅射设备的膜形成腔中。这里，一个条具 有彼此整体连接的如图5所示的多个激光器芯片10，并且多个激光器芯片10在基本上垂直 于脊延伸方向的方向的线上彼此连接，其表面A彼此对齐(align)，并且表面B也是这样。 该条分割组分离的芯片以获得激光器芯片10。该条可以在形成保护膜前分割。在该条插入ECR溅射设备之后，氮气以5. 2ccm的流速引入，而氧气也以0. Iccm 的流速引入。而且，为了产生等离子体，氩气以20.0ccm的流速引入。除此之外，500W的 射频(RF)功率施加到Al靶，并且施加500W的微波功率以产生氩等离子体，并且因此形成 AlOxN1-X膜3a，其中χ可以通过适当改变氮气和氧气的流速来控制。接下来，靶换为Si，并且氮气以5ccm的流速引入以形成SiN膜3b。而且，靶再次 换为Al，并且氧气以5. 8ccm的流速引入以形成Al2O3膜3c。此时，还以20. Occm的流速引 入氩气，500W的RF功率施加到Si和Al靶，并且施加500W的微波功率以产生氩等离子体。然后，其上形成有低反射率膜3的条从ECR溅射设备取出，并且由Pd组成的光吸 收膜5在约150°C的温度下在EB蒸发设备中形成。替代EB蒸发设备，可以采用ECR溅射设备在低反射率膜3上连续形成光吸收膜5。相类似地，形成高反射率膜4。具体地讲，采用ECR溅射设备，连续形成AlOxNh膜 4a、SiN膜4b、四组SiO2膜4c和TiO2膜4d、SiO2膜4e。然后，分割其上形成有保护膜3、4 和光吸收膜5的条以获得图5所示的激光器芯片。接下来，说明安装有如此获得的激光器芯片10的激光器装置的示例。在本实施例 中，采用图6说明芯片安装在没有气密密封的架式封装中的情况。图6是本实施例中的激 光器装置的示意性透视图。如图6所示，本实施例中的激光器装置60具有激光器芯片10 ；子固定架 (sub-mount) 61，在其上固定芯片10 ；框架62，在其上固定子固定架61 ；成对的散热鳍63， 整体地以框架62的两个端部提供；引线插脚(lead pin) 64,电源通过引线插脚提供到激光 器芯片10 ；以及树脂模65，整体地支持引线插脚64a至64c。
子固定架61、框架62和散热鳍63由例如铜或者铁等金属材料制成，并且由激光器 芯片10产生的热经由子固定架61传导到框架62和散热鳍63以被辐射。在本实施例中， 布置了三个引线插脚64a至64c 中心引线插脚64b连接到框架62，而两端的两个引线插脚 64a和64c由树脂模65固定以与框架2整体地形成。而且，通过用于说明本发明基本结构的图2中的图表展示了连续振荡的驱动测试 的结果，在该驱动测试中电源提供到如此构造的激光器芯片60。即使激光器芯片60没有气 密密封，也能防止随驱动时间的流逝的驱动电流的增加引起的污染物的附着和聚集、短的 装置寿命和不稳定的装置运行。在本实施例中，因为气密密封激光器芯片10的结构不是必要的，所以激光器装置 60可以制造得紧凑。因此，激光器装置60可以易于应用到用于信息记录设备的光源，典型 地为⑶和DVD的光学拾波器。第二实施例接下来，采用图7说明第二实施例。在本实施例中，激光器芯片安装 在需要气密密封的罐式封装中，并且图7是根据本实施例的激光器装置的透视图。本实施 例中所采用的激光器芯片IOa的结构几乎与第一实施例中的图5所示结构相同，不同之处 在于，高反射率膜4的反射率为70%至80%，即进行了设计修改以使构成高反射率膜4的 膜的数量小于图5所示激光器芯片10，并且改变高反射率膜4的一个或多个膜的厚度。在本实施例中，光吸收膜不仅形成在低反射率膜上，而且形成在高反射率膜上。该 膜与第一实施例相类似由Pd组成，并且厚度为4nm。如图7所示，根据本实施例的激光器装置70具有激光器芯片IOa ；子固定架71， 在其上固定激光器芯片IOa;块体部分(block portion)72，在其上固定子固定架71 ；光敏 二极管73，接受经由激光器芯片IOa的高反射率膜侧发射的光以产生控制信号；插脚75a， 经由配线74a电连接到光敏二极管73 ；插脚75b，经由配线74b电连接到激光器芯片IOa ； 芯座(stem) 76，块体部分72和光敏二极管73安装在芯座的一个表面上，并且通过芯座的一 个表面和芯座的另一个相对表面布置插脚75b和75a ；插脚75c，连接到芯座76的另一个表 面，以用作光敏二极管73和激光器芯片IOa的公共电极；盖(cap) 77，连接到芯座76的一 个表面用于气密密封；以及玻璃窗口 78，设置在盖77中，并且经由激光器芯片IOa的低反 射率膜发射的光穿过该玻璃窗口。块体部分72和芯座76彼此整体地形成，并且由例如铜 或者铁等金属材料制成。除此之外，盖77和插脚75a至75c也由金属材料制成。
在该结构中，激光器芯片IOa和子固定架71的连接采用焊料进行，子固定架71和 块体部分72的连接以及光敏二极管73和芯座76的连接用Ag膏进行，并且它们电连接。因 为Ag膏包含有机粘合剂，所以尽管通过将盖77连接到芯座76进行气密密封，但是有机物 质仍悬浮在密封气氛中。而且，在传统激光器装置的结构中，为了减轻有机物质变成污染物 并且附着和聚集在激光器芯片发光侧的端部表面上的问题，要严格控制要密封的干燥空气 的露点(dew point)(例如_35°C或更低)。然而，因为在其中光吸收膜形成在激光器芯片IOa的保护膜的表面上的本实施例 的结构中，即使有机物质悬浮在密封气氛中，它们也被防止如上所述成为污染物并且附着 和聚集。因此，可以气密密封而不严格控制密封气氛并抑制有机物质的蒸气压。因此，可以 简化生产工艺。另外，即使不仅采用Ag膏而且采用其它有机粘合剂例如环氧基或者硅基粘 合剂等，也防止污染物的附着和聚集，并且可以保证封装内部的设计自由度的程度。
在本实施例中，光敏二极管73接受通过激光器芯片IOa的高反射膜侧发射的光以 产生控制信号，并且将其反馈到激光器装置70的驱动设备(未示出)。因此，污染物也可能 附着和聚集在高反射率侧上，但是在本实施例中，因为光吸收膜也形成在高反射率膜的表 面上，所以防止污染物的附着和聚集。因此，由光敏二极管73接受的光不受污染物的影响，并且防止错误的控制信号反 馈到驱动设备。特别是，可以防止对通过高反射率膜发射的弱光是由激光器装置70的弱输 出引起的误解，即使这是由于污染物的附着和聚集，并且因此防止过大的电流提供到激光 器装置70。在图7所示的激光器装置70的结构中，激光器芯片IOa与子固定架71、子固定架 71与块体部分72彼此直接地电连接。然而，激光器芯片IOa和块体部分72可以经由配线 彼此电连接。除此之外，对于子固定架71和芯座76的连接以及光敏二极管73和芯座76的连 接，可以采用焊料来代替Ag膏。在这样的结构中，传统上，因为没有包含在Ag膏中的有机粘 合剂挥发的考虑，所以能够获得这样的结果，即不必控制密封气氛中有机粘合剂的蒸气压， 并且气密密封的干燥空气的露点能够宽松控制(即，_15°C或更低)。相反，在本发明的结构中，因为使得对于露点自身的控制变得根本不必要，所以即 使与如本实施例一样采用焊料代替Ag膏的情况相比，也可以显著地简化生产工艺。除此之 夕卜，无论是否采用Ag膏，如果盖77和芯座76的气密密封(例如焊接)不充分，则不能获得 稳定运行，因此，即使在该实施例中，也需要确认步骤来确认是否充分气密密封，并且产量 低。然而，根据本发明的结构，即使气密密封不充分，也能防止污染物的附着和聚集，消除了 确认步骤并且增加产量。第三实施例接下来，采用图8说明第三实施例。在本实施例中，与第一实施例中 的激光器芯片10相同的激光器芯片10安装在需要气密密封的高热负载(high heat load, HHL)封装中。图8是本实施例中的激光器装置的示意性透视图。该HHL封装是用于照明等 的允许瓦特级高输出的封装。如图8所示，本实施例中的激光器装置80具有多个激光器芯片10 ；子固定架81， 在其上固定激光器芯片；散热器(heat spreader) 82，在其上固定子固定架81并且辐射热 量；配线板83，提供有配线，电源经由该配线提供到布置在封装中的部件，例如激光器芯片10等；主体部分84，其中固定散热器81、配线板及其它部件；引线插脚85，穿透主体部分84 以电连接到布置在主体部分84中的装置；盖86，连接到主体部分84以气密密封；玻璃窗口 87，提供在盖86中，并且经由激光器芯片10的低反射率膜发射的光穿过该玻璃窗口。在激光器装置80中，有时布置其它配线、用于监测主体部分内部温度的热敏电阻 器、用于降低温度的珀耳帖(Peltier)装置和用于监测发光量的光敏二极管，但是为了易 于说明在图8中没有示出这些构件。多个引线插脚85对应于它们各自的装置和激光器芯 片10，并且电源经由对应于装置的每个引线插脚提供到每个装置以运行该装置。除此之外， 根据内部温度和光输出获得的控制信号也经由这些引线插脚输出，并且反馈到激光器装置 80的驱动设备(未示出)。
在激光器装置80的这样的结构中，因为多个装置需要固定到主体上，有很多要粘 合的地方，且因此需要大量的粘合剂。另外，因为内部配线覆盖有乙烯基化合物(vinyl)，即 有机物质，所以有很多污染物源。盖86和主体部分84由例如铜或铁等的金属制造，并且盖86和主体部分84的连 接用焊接或者低温焊进行。然而，HHL封装与第二实施例中描述的罐式封装相比难于连接， 并且经常发生不良密封，且降低产量。当用低温焊料进行连接时，因为包含在低温焊料中并 且去除连接表面上的金属氧化物膜以清洗连接表面的焊剂包含松香，即有机物质，这也产 生污染物。然而，在本实施例中，即使在光吸收膜形成在激光器芯片10的保护膜表面上的结 构中，即使有机物质悬浮在内部或者连接不良，也防止污染物附着和聚集，并且能够运行该 装置运行而没有麻烦。具体地讲，能够防止由盖86和主体部分84的不充分连接引起的不 良密封造成的降低的产量，并且也能够防止由激光器芯片上污染物的附着和聚集引起的驱 动电流增加和装置的不稳定运行。如在第二实施例中，当光敏二极管设置在封装中以接受通过激光器芯片的高反射 率膜侧的光时，激光器芯片可以如第二实施例来构造。具体地讲，高反射率膜的反射率可以 制造为70 %至80 %，并且光吸收膜可以形成在高反射率膜的表面上。与上述的HHL封装相类似，在例如光学拾波器等的信息记录设备的光源中使用的 全息激光器装置也具有这样的结构，其中除了激光器芯片，还包含多个装置(光学装置例 如用于检测信号的光敏二极管，或全息图装置等)。然而，还是在这样的装置中，可以采用 光吸收膜形成在保护膜上的激光器芯片。而且，能够防止由不良气密密封引起的产量的降 低，并且能够防止由激光器芯片上的污染物的附着和聚集引起的驱动电流的增加和装置的 不稳定运行。第四实施例在第一至第三实施例中，主要说明了芯片和封装的结构示例。然而， 在下面的第四至第十三实施例中，说明形成在激光器芯片的发光侧端部表面上的低反射率 膜和光吸收膜的结构示例。在下文，只说明低反射率膜和光吸收膜的结构。芯片、高反射率 膜和封装可以具有任何结构。除此之外，膜的组合仅为示例，并且其它的组合也可以带来本 发明的效果。在第四实施例中，形成在发光侧的表面上的低反射率膜通过依如下顺序形成下面 的膜来制造在端部表面上的氮化铝(AlN)膜/氮化硅(SiN)膜/氧化铝(Al2O3)膜。在组 成低反射率膜的最上面的Al2O3膜上形成金(Au)膜作为光吸收膜。AlN膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为300nm，Al2O3膜的厚度为80nm，而Au膜的厚度为4. 5nm。形成在发光侧的端部表面上的AlN膜紧密粘合到构成芯片的氮化物半导体和构 成低反射率膜的其它膜。因此，通过形成AlN膜，能够防止低反射率膜剥离端部表面并增加 产量。此外，通过紧密粘结发光侧的端部表面和AlN膜，能够防止在端部表面上发生例如氧 化等反应，并且因此抑制由该反应引起的端部表面的性质变化。因为通过防止端部表面的 性质变化而抑制了端部表面上非辐射复合的发生，所以防止了由于非辐射复合的迅速增加 产生热由熔化的端部表面引起的严重光学损坏(catastrophic optical damage，COD)的发 生，并且因此使得装置的稳定运行成为可能。AlOxNh也与AlN膜具有相同的特性，并且通 过使用由该材料组成的膜能够获得相同的效果。
此外，因为SiN膜具有小的热膨胀系数，所以即使形成产生热的光吸收膜，也能保 持保护膜的结构。除此之外，SiN膜具有优良的耐潮性(resistanceto moisture)，它也能 防止端部表面的性质由端部表面中水含量改变。因此，能够获得稳定的运行(特别是，在恒 定光输出下，防止随着驱动时间的流逝驱动电流的增加)。氮氧化硅(Si0xNh(其中，0<x < 1))也与SiN具有相同的特性，并且通过使用由该材料组成的膜能够获得相同的效果。而 且，优选采用这样的结构，其中在发光表面侧的端部表面上SiN或者SiOxNh与AlOxNh或 者AlN —起使用，具体地讲，SiOxN1-X或者SiN夹置在光吸收膜和AlOxNh之间，或者在光吸 收膜和AlN之间，这是因为这能够获得更稳定的装置运行。这里，可以采用这样的双层结构，其中SiOxNh或者SiN直接形成在半导体的端部 表面上，并且光吸收膜进一步形成在SiOxNh或者SiN上。而且，其它的膜比如氧化膜(例 如，氧化铝、氧化硅或者氧化钛等)和氮化膜(例如，氮化铝、氮化硅或者氮化钛等)可以形 成在半导体和SiOxNh之间，或者半导体和SiN之间。另外，其它的膜比如氧化膜或者氮化 膜等可以形成在SiOxNh和光吸收膜之间，或者SiN和光吸收膜之间。如上所述，SiOxN1-X或 者SiN优选夹置在半导体的端部表面和最外面的光吸收膜之间，这是因为此时改善了在非 气密封装中成为问题的对水含量的耐潮性和作为污染物之一的Si系物质的聚集。通过在低发射率膜表面上形成Au膜作为光吸收膜，能够防止污染物在低反射膜 和光吸收膜上附着和聚集。因此，可以获得防止随驱动时间的流逝驱动电流的增加和装置 的不稳定运行的效果。如上所述，通过形成保护膜和光吸收膜，即使在大气气氛中驱动，激 光器装置也具有长寿命，并且可以稳定运行。即使在Au膜的厚度改变为lnm、2nm和7nm时，也可以获得与上述相同的效果。第五实施例在第五实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的材料 与第四实施例的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下面的膜在端部 表面上的AlN膜/SiN膜/Al2O3膜。钼(Pt)膜形成在组成低反射率膜的最上面的Al2O3膜 上作为光吸收膜。AlN膜的厚度为6nm，SiN膜的厚度为lOOnm，Al2O3膜的厚度为200nm，而 Pt膜的厚度为4nm。通过上述的低反射率膜和由Pt组成的光吸收膜的结构，与第一至第四实施例一 样，能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止在低反射率膜和光吸收膜上附 着和聚集污染物而获得效果。除此之外，在本实施例中，即使在AlN膜和SiN膜制造成比第 四实施例中的薄时，也可以获得相同的效果。即使在Pt膜的厚度即光吸收膜改变到lnm、2nm和8nm时，也可以获得与上述相同的效果。第六实施例在第六实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的材料 与第四和第五实施例中的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下面的 膜在端部表面上的AlN膜/SiN膜/Al2O3膜。在本实施例中，钛(Ti)膜形成在构成低反 射率膜的最上面的Al2O3膜上，并且金(Au)膜进一步形成在Ti膜上，这给出了 Ti膜和Au 膜的多层膜作为光吸收膜。AlN膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为300nm，Al2O3膜的厚度为 80nm, Ti膜的厚度为1. 5nm,而Au膜的厚度为2. 5nm。通过低反射率膜和包括多层膜的光吸收膜的上述结构，与第一至第五实施例一 样，能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止污染物在低反射率膜和光吸收 膜上附着和聚集而获得效果。
在本实施例中，光吸收膜由Ti膜和Au膜的多层膜构成。然而，Au膜可以用与Au 膜具有相同厚度的Pt膜取代。在此情况下，也可以获得相同的效果。第七实施例在第七实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的材料 与第四至第六实施例的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下面的膜 在端部表面上的AlN膜/SiN膜/Al2O3膜。在本实施例中，钼(Mo)膜形成在组成低反射率 膜的最上面的Al2O3膜上作为光吸收膜。AlN膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为300nm，Al2O3 膜的厚度为80nm，而Mo膜的厚度为4. Onm。通过低反射率膜和包括Mo膜的光吸收膜的上述结构，与第一至第六实施例一样， 能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止污染物在低反射率膜和光吸收膜 上附着和聚集而获得效果。即使在Mo膜即光吸收膜的厚度改变到lnm、2nm和12nm时，也可以获得与上述相 同的效果。第八实施例在第八实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的材料 与第四至第七实施例中的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下面的 膜在端部表面上的AlN膜/SiN膜/Al2O3膜。在本实施例中，钼(Mo)膜形成在构成低反 射率膜的最上面的Al2O3膜上，并且金(Au)膜进一步形成在Mo膜上，这给出了 Mo膜和Au 膜的多层膜作为光吸收膜。AlN膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为300nm，Al2O3膜的厚度为 80nm, Mo膜的厚度为1. 5nm, Au膜的厚度为2. 5nm。通过低反射率膜和包括多层膜的光吸收膜的上述结构，与第一至第七实施例一 样，能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止污染物在低反射率膜和光吸收 膜上附着和聚集而获得效果。在本实施例中，光吸收膜由Mo膜和Au膜的多层膜组成。然而，Au膜可以用与Au 膜具有相同厚度的Pt膜取代。在此情况下，也可以获得相同的效果。第九实施例在第九实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的材料 与第四至第八实施例中的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下面的 膜在端部表面上的AlN膜/SiN膜/Al2O3膜。在本实施例中，铝(Al)膜形成在组成低反射 率膜的最上面的Al2O3膜上作为光吸收膜。AlN膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为300nm， Al2O3膜的厚度为80nm，Al膜的厚度为4. Onm。通过低反射率膜和由Al构成的光吸收膜的上述结构，与第一至第八实施例一样，能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止污染物在低反射率膜和光吸收膜 上附着和聚集而获得效果。第十实施例在第十实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的材料 与第四至第九实施例中的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下面的 膜在端部表面上的AlN膜/SiN膜/Al2O3膜。在本实施例中，以AlOx (0 < χ < 1.5)表示 的贫氧(oxygen-cbpleted)铝膜，即氧化铝的贫氧膜用作光吸收膜，该光吸收膜在构成低 反射率膜的最上面的Al2O3膜上，这里AlOx是化合物，其组分在Al 0 = 2 3的化学计量 组分到氧量变小的组分的方向上偏离。AlN膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为300nm，Al2O3 膜的厚度为80nm，AlOx膜的厚度为60nm。如上所述，Al2O3对激光基本上是透明的。然而，因为贫氧膜例如AlOx等很好地吸收光，所以这样的膜可以用作光吸收膜。在AlOx膜的制造工艺中，例如，当使用ECR溅射设备时，通过降低形成Al2O3膜的 氧的流速(例如5.8ccm)到例如4. 3ccm，可以易于获得AlOx膜。其它的条件例如氩气的流 速和提供的电源等可以与第一实施例中描述的那些相同，即氩气的流速可以是20ccm，施加 到Al靶的RF功率可以是500W，产生等离子体的微波功率可以是500W。通过低反射率膜和由AlOx膜构成的光吸收膜的上述结构，与第一至第九实施例一 样，能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止污染物在低反射率膜和光吸收 膜上附着和聚集而获得效果。而且，因为由AlOx膜吸收的光量可以通过组分中的χ值和膜厚来控制，所以它可 以比仅通过金属膜等控制光吸收量的光吸收膜被更严格地调整。例如，在光吸收希望抑制 到一定限度的情况下，当使用金属膜时，必须选择膜形成方法和膜形成条件以形成薄且均 勻的膜。然而，当使用AlOx膜时，即使是厚膜，也能够改变χ值到接近1. 5的值，并且易于 调整光的吸收。当采用溅射设备时，因为低反射率膜和光吸收膜都可以仅通过设定Al靶和Si靶 并且通过适当改变氩、氧和氮每种气体的流速来形成，所以能够以连续的工艺形成膜。代替采用AlOx作为光吸收膜，可以采用以SiOx (0 <x<2)表示的贫氧氧化硅膜 (例如，厚度为8nm)，其中SiOx是化合物，其组分在Si 0=1 2的化学计量组分到氧 量变小的组分的方向上偏离。如上所述，即使在采用SiOx膜时，也可以获得与采用AlOxW 情况中相同的效果。代替采用贫氧膜，可以采用以AlNx (0 < χ < 1)表示的贫氮氮化铝膜或者以SiNx (0 <x< 1.33...)表示的贫氮氮化硅膜，其中AlNx是化合物，其组分在Al N = 1 1的化 学计量组分到氮量变小的组分的方向上偏离，而SiNx是化合物，其组分在Si N= 3 4 的化学计量组分到氮量变小的组分的方向上偏离。AlN仅吸收少量所发射的光。然而，通过采用贫氮膜，能够与采用贫氧膜的第十实 施例一样增加光吸收量，并且能够用作光吸收膜。在采用溅射设备的情况下，通过使氮气的 流速低于形成AlN膜的流速，可以易于形成贫氮膜。SiN是贫氮而光吸收量小的状态。因 此，当SiNx用作光吸收膜时，优选使χ值较小。而且，与贫氧膜相类似，因为由AlNx或者SiNx的贫氮膜吸收的光量可以由组分中 的X值和膜厚控制，所以可以比光吸收量仅通过金属膜等的厚度控制的光吸收膜被更严格地调整。甚至在形成两种光吸收膜中，当采用溅射设备时，因为低反射率膜和光吸收膜二者 可以仅通过设定A1靶和Si靶并且通过合适地改变氩、氧和氮每种气体的流速形成，所以能 够以连续的工艺形成膜。第十一实施例在第十一实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的 材料与第四至第十实施例中的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成下 面的膜在端部表面上的A1N膜/SiN膜/A1203膜。在本实施例中，氮化钛(TiN)膜形成在 组成低反射率膜的最上面的膜的A1203膜上作为光吸收膜。A1N膜的厚度为20nm，SiN膜的 厚度为300nm，A1203膜的厚度为80nm，TiN膜的厚度为20nm。溅射工艺也可以用于形成TiN膜。在上述的ECR溅射设备中，TiN膜可以通过引 入氮和氩气以及采用Ti靶的溅射可以易于形成。关于低反射率膜和由TiN膜构成的光吸收膜的上述结构，与第一至第十实施例一 样，能够通过紧密粘合低反射率膜到端部表面并且通过防止污染物在低反射率膜和光吸收 膜上附着和聚集而获得效果。不限于TiN膜、上述的A1NX膜和SiNx膜，即甚至其它金属(例如，锆(&)、钇(Y)、 铌(Nb)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)等)的氮化物也能吸收发射的光，并且可以用作光吸收膜。 另外，这些膜可以用作贫氮膜。第十二实施例在第十二实施例中，形成在发光侧的端部表面上的低反射率膜的 材料与第四至第十一实施例中的相同。具体地讲，在发光侧的端部表面上依如下顺序形成 下面的膜在端部表面上的A1N膜/SiN膜/A1203膜。在本实施例中，氧化钯膜用作组成低 反射率膜的最上面的膜的A1203膜上的光吸收膜。A1N膜的厚度为20nm，SiN膜的厚度为 300nm, A1203膜的厚度为80nm，氧化钯膜的厚度为3nm。作为形成氧化钯膜的方法，例如，可以采用这样的方法，其中在Pd金属膜形成后， 将其用在等离子体产生设备中的氧等离子体氧化，以形成氧化钯膜。也可以通过采用氧化 钯靶并且进行蒸发和溅射形成氧化钯膜。除此之外，也可以在引入氧的同时形成膜，并且也 可以在该膜形成后采用氧等离子体进行氧化。氧化钯膜的厚度t期望在Onm < t彡lOOnm的范围。如果大于lOOnm，则吸收光的 百分比增加，并且光提取效率衰减。更期望的范围是Onm < t < 50nm,并且更期望的范围是 Onm < t ^ lOnm。仅粘附很少的光吸收膜就可以带来效果。在上述实施例中，氧化钯用作光吸收膜。然而，也可以采用金属例如铑(Rh)、铱 (Ir)、锇(Os)或钌(Ru)等的氧化物。另外，可以组合多个这些金属的氧化物。第十三实施例在第十三实施例中，通过从发光侧的端部表面开始依如下顺序形 成下面的膜来制造低反射率膜AlOJh膜/SiN膜。钯(Pd)膜用作光吸收膜，以形成在SiN 膜的表面上，该SiN膜是构成低反射率膜的最上面的膜。A10xNh膜的厚度为20nm，SiN膜 的厚度为160nm，而Pd膜的厚度为5nm。该激光器芯片如图11所示。图11是根据第十三 实施例的激光器芯片的示意性透视图，并且展示了形成光吸收膜的一侧的示意性放大图。如图11所示，在根据本实施例的激光器芯片11中，形成在低反射率膜111表面上 的光吸收膜112部分地凝集(点化，dotting)。作为点化的方法，例如有驱动激光器装置的 方法。当驱动激光器装置以进行振荡时，部分发射的激光由构成光吸收膜112的钯吸收，并 且部分光吸收膜产生热。光吸收膜被所产生的热点化，并且如图11所示，能够获得光吸收膜被部分点化的激光器芯片110。点化主要发生在激光穿过的区域。在该区域中，因为光吸收膜112被激光充分加 热，所以促进了点化，并且光吸收膜112被点化为团粒(lump)，因此获得光吸收膜点112b。 除此之外，在形成光吸收膜点112b的区域中，因为组成光吸收膜112的钯在形成光吸收膜 点112b时凝集，所以光吸收膜112变为不连续的(厚度为0的部分出现)。在该不连续的 区域112a中，部分SiN膜即低反射率膜111的最上面的膜被暴露。另一方面，在除了不连续 区域112a外的连续区域112c中，光吸收膜112是连续膜，并且低反射率膜111没有暴露。光吸收膜112的点化可以在以30mW、25°C的光输出的连续振荡下进行约两个小 时。采用图12来说明以20mW、25°C连续驱动约1000小时的点化的激光器芯片110的性能 测试的结果。图12是在透射电子显微镜(TEM)下拍摄的显微照片，并且展示了根据本发明 第十三实施例的激光器芯片110的截面。具体地讲，图12展示了沿着图11所示激光器芯 片110的A-A面剖取的截面。如图12所示，厚度为20nm的AlC^h膜111a形成在氮化物半导体113的发光侧 的端部表面上，并且厚度为160nm的SiN膜111b进一步形成在膜111a的上表面上。此外， 由钯组成并且厚度为5nm的光吸收膜112形成在SiN膜111b的上表面上。光吸收膜112 包括在其区域中具有光吸收膜点112b的不连续区域112a和连续区域112c。光吸收膜点 112b的尺寸取决于形成的光吸收膜112的厚度和并且落入约0. 5nm至约50nm的范围内。即使在驱动如图12所示的光吸收膜112被部分点化的激光器芯片110时，也防止 污染物附着和聚集在激光器芯片110的端部表面上。换言之，即使光吸收膜112不是连续 层而具有不连续的团粒，也可以防止污染物附着和聚集在端部表面上。另外，在本实施例中，当形成光吸收膜点112b时，组成光吸收膜112的部分金属 (在本实施例中的钯)从光吸收膜点112b的围绕区域消失(厚度为0)。因此，激光器驱动 时的斜率效率(slop efficiency)可能提高，而驱动电流可以降低。除此之外，如在本实施例中，当用发射的激光进行点化时，光穿过的部分可以肯定 和容易地点化。在本实施例中，作为点化方法，采用以发射的激光进行凝集的方法。然而，可以采 用整个激光器芯片110被加热来进行点化的方法。在此情况下，与图11和12所示的结构 不同，不连续区域112a延伸整个光吸收膜112。然而，即使在此情况下，如在上述每个实施 例一样，能够获得防止污染物附着和聚集的效果。可以通过从外部给光吸收膜112施加能量如光或者热等进行点化。在此情况下， 不连续区域112a可以形成在任何位置。点化可以在形成光吸收膜112时进行。换言之，可 以进行膜的形成，同时进行凝集。除此之外，为了进行点化，可以采用任何方法，其中至少部 分光吸收膜112，尤其是至少部分发射的激光穿过的区域最终被点化以成为不连续的。即使光吸收膜112不提供有不连续区域112a，也可以获得本实施例的效果。例如， 可以采用这样的结构，其中光吸收膜112具有连续层，并且类似光吸收膜点112b的团粒制 作在连续层的表面上。即使在这样的结构中，因为如果连续层充分薄则抑制光吸收，所以驱 动电流降低的效果如在形成上述不连区域112a的情况一样被获得。另外，即使在不连续层 被制作得充分薄时，因为形成了由光吸收膜112的材料组成的团粒，所以该团粒可以防止 污染物的附着和聚集。
光吸收膜112的厚度、所用材料的种类和基体(base)层的种类等可以适当选择，以控制点的尺寸等。在本实施例中，钯用作点化的金属。然而，可以采用金(Au)、钼(Pt)、 铑(Rh)、铱(Ir)、锇(0s)或钌(Ru)等。修改在上述的第一至第十三实施例中，尽管由几种膜构成低反射率膜，但是它可 以用一种膜形成。除此之外，作为保护膜，可以采用这样的膜，该膜由包含选自Al、Si、Hf、 Ti、Nb、Ta、W和Y中的至少一种元素的氧化物组成，由包含Al或者Si等的氮化物组成，或 者由包含A1或者Si等的氮氧化物组成。在第四至第十三实施例中，只描述了低反射率膜侧的结构。然而，在部分光也通过 高反射率膜发射的情况下，光吸收膜可以形成在高反射率膜上。通过采用这样的结构，能够 防止污染物附着和聚集在高反射膜侧。增强粘合力的膜例如A1N膜或者A10xNh膜等可以 作为部分高反射率膜直接形成在形成高反射率膜的端部表面上。此外，高反射率膜可以设 置有SiN膜或者SiCPh膜等。而且，在形成光吸收膜并且保护膜形成有包含SiN或者SiOJh等的膜的结构中， 因为能够减少驱动电流的增加，所以保护膜优选设置有由这样的材料组成的膜。尤其是在 采用厚度为大于20nm的SiOxNh膜的情况下，可以获得抑制驱动电流增加的效果。因此， SiOJh膜的优选厚度为大于20nm，更优选大于80nm。除此之外，所希望的是，光吸收膜的厚度t的范围为Onm < ≤tlOOnm。如果其大 于lOOnm，则吸收光的百分比增加，并且光提取率衰减。更期望的范围为Onm < t≤50nm, 并且进一步期望的范围为Onm < t≤lOnm。仅粘附很少的光吸收膜就可以带来效果。此外，作为光吸收膜的材料，优选采用Au、Pt、Rh、Ir、Pd、Os或Ru等，这是因为作 为污染物之一的Si系化合物的附着系数(collectioncoefficient)很低，并且这样的化合 物难以聚集。与上述的第六和第八实施例一样，当光吸收膜用两层或者多层膜形成时，这样 的金属组成的膜优选用作最外层膜，这是因为获得了抑制污染物附着和聚集的效果。光吸收膜可以有两种或多种金属制造，或者可以是几种膜的组合的多层膜，比如 金属膜和氮化物膜的组合，氮化物膜和贫氧膜的组合等。本发明涉及半导体发光装置和制造半导体发光装置的方法，更具体地，涉及发射 短波长光的氮化物半导体激光器装置，典型地为具有附着和聚集例如氧化硅等的污染物的 发光部分的半导体发光装置及其制造方法。
权利要求
一种激光器装置，包括激光器芯片，具有谐振腔端部表面；和光吸收膜，形成在来自该芯片的光发射通过的端部表面的最外表面上，以吸收部分所发射的光。
2.根据权利要求1所述的激光器装置，包括该芯片不被气密密封的结构。
3.根据权利要求2所述的激光器装置， 其中该芯片设置在架式封装中。
4.根据权利要求1所述的激光器装置，包括该芯片气密密封在高热负载封装中的结构。
5.根据权利要求4所述的激光器装置，其中该芯片与包含有机物质的粘合剂一起气密密封。
6.根据权利要求1所述的激光器装置，还包括保护膜，形成在来自该芯片的光发射通过的该芯片的端部表面上，以保护该端部表面，其中该光吸收膜形成在该保护膜的表面上。
7.根据权利要求6所述的激光器装置，其中该保护膜具有由包含选自铝、钛、钇、硅、铌、铪和钽所构成的组中至少一种元素的 氧化物构成的氧化膜。
8.根据权利要求6所述的激光器装置，其中该保护膜具有包含铝的氮化物、硅的氮化物、铝的氮氧化物和硅的氮氧化物中至 少一种化合物的膜。
9.根据权利要求1所述的激光器装置，其中该芯片包括由氮化物半导体构成的层。
10.一种发光装置，包括 芯片，用于发光；和光吸收膜，形成在来自该芯片的光发射通过的端部表面的最外表面上，以吸收部分所 发射的光，其中该光吸收膜由氧化钯构成。
11.根据权利要求10所述的发光装置，包括该芯片不被气密密封的结构。
12.根据权利要求11所述的发光装置，包括该芯片设置在架式封装中的结构。
13.一种制造激光器装置的方法，包括步骤第一步骤，其中在来自激光器芯片的激光发射通过的谐振腔端部表面上形成保护膜， 以保护该谐振腔端部表面；以及第二步骤，其中在该第一步骤之后，在该保护膜的表面上形成光吸收膜，以吸收部分从 该激光器芯片发射的激光。
14.根据权利要求13所述的制造激光器装置的方法，还包括第三步骤，其中安装该激 光器芯片而没有气密密封。
全文摘要
本发明公开了一种发光装置及其制造方法。该发光装置包括激光器芯片，具有谐振腔端部表面；和光吸收膜，形成在来自该芯片的光发射通过的端部表面的最外表面上，以吸收部分所发射的光。通过形成该光吸收膜，抑制了由与所发射的光反应引起的污染物的附着和聚集。
文档编号H01S5/028GK101847824SQ201010173999
公开日2010年9月29日 申请日期2008年6月13日 优先权日2007年6月13日
发明者川口佳伸, 神川刚 申请人:夏普株式会社