用于制造光電子半導(dǎo)體構(gòu)件的方法和光電子半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專利摘要】一種用于制造光電子半導(dǎo)體構(gòu)件(1)的方法，其具有下述步驟：在生長(zhǎng)襯底(3)上外延地生長(zhǎng)具有有源層的半導(dǎo)體層序列(2)；在半導(dǎo)體層序列(2)和生長(zhǎng)襯底(3)上成形正面小平面(4)；借助用于在制成的半導(dǎo)體構(gòu)件(1)中產(chǎn)生的輻射(R)的阻光層(5)對(duì)正面小平面(4)的一部分進(jìn)行覆層，其中阻光層(5)借助定向的覆層方法來(lái)生成并且在覆層時(shí)借助于通過(guò)生長(zhǎng)襯底(3)和/或通過(guò)至少一個(gè)遮光條(6)的遮蔽來(lái)進(jìn)行對(duì)阻光層(5)的結(jié)構(gòu)化，所述遮光條設(shè)置在生長(zhǎng)襯底(3)上和/或附近。
【專利說(shuō)明】用于制造光電子半導(dǎo)體構(gòu)件的方法和光電子半導(dǎo)體激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提出一種用于制造光電子半導(dǎo)體構(gòu)件的方法。此外，提出一種光電子半導(dǎo)體激光器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]要實(shí)現(xiàn)的目的在于，提出一種光電子半導(dǎo)體激光器，其中抑制襯底模式。
[0003]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，所述方法包括在生長(zhǎng)襯底上外延地生長(zhǎng)具有至少一個(gè)有源層的半導(dǎo)體層序列的步驟。生長(zhǎng)襯底能夠?yàn)橥该鞯?、輻射可穿透的襯底，如GaN襯底。半導(dǎo)體層序列尤其例如借助于金屬有機(jī)氣相外延、簡(jiǎn)稱MOVPE來(lái)外延地生長(zhǎng)。
[0004] 半導(dǎo)體層序列優(yōu)選基于II1-V族化合物半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料例如是氮化物化合物半導(dǎo)體材料如AlnIn1ImGamN或也是磷化物化合物半導(dǎo)體材料如AlnIni_n_mGamP或者也為砷化物化合物半導(dǎo)體材料如AIJnHiGamAs,其中分別有0≤n≤1,0 ≤m并且n+m≤ I。在此，半導(dǎo)體層序列能夠具有摻雜物以及附加的組成成分。然而，為了簡(jiǎn)單性僅說(shuō)明半導(dǎo)體層序列的晶格的主要組成成分，即Al、As、Ga、In、N或P，即使這些主要組成成分能夠部分地由少量的其他物質(zhì)替代和/或補(bǔ)充時(shí)也如此。
[0005]半導(dǎo)體層序列包括至少一個(gè)有源層，所述有源層構(gòu)建成用于產(chǎn)生電磁輻射。有源層尤其包含至少一個(gè)Pn結(jié)和/或優(yōu)選一個(gè)或多個(gè)量子阱結(jié)構(gòu)。由有源層在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的輻射尤其位于在380nm和550nm之間或在420nm和540nm之間的光譜范圍中，其中包括邊界值。
[0006]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體層序列上以及在生長(zhǎng)襯底上成形正面小平面。正面小平面的成形優(yōu)選在外延地生長(zhǎng)半導(dǎo)體層序列之后進(jìn)行。小平面尤其通過(guò)分割上面施加有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底來(lái)產(chǎn)生，例如借助于割裂。同樣可行的是，通過(guò)刻蝕產(chǎn)生小平面。此外，在生長(zhǎng)襯底上和/或在半導(dǎo)體層序列上能夠形成凸出部。
[0007]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，正面小平面構(gòu)建為用于在制成的半導(dǎo)體構(gòu)件中產(chǎn)生的輻射的主要光出射側(cè)。例如，正面小平面作為唯一側(cè)構(gòu)建成用于從光電子半導(dǎo)體構(gòu)件為應(yīng)用提供輻射。正面小平面優(yōu)選為光滑的、平坦的面。正面小平面的平均粗糙度例如為最高IOOnm或最高50nm。
[0008]根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，該方法具有用阻光層對(duì)正面小平面的一部分進(jìn)行覆層的步驟。阻光層構(gòu)建成用于阻擋在制成的半導(dǎo)體構(gòu)件中產(chǎn)生的輻射的一部分。換言之，阻光層對(duì)于在半導(dǎo)體層序列中在有源層中產(chǎn)生的輻射的至少一部分而言是不可穿透的。在有源層中廣生的福射穿過(guò)阻光層的透射率優(yōu)選為最聞80%或最聞10%或最聞1%或最聞0.2%。可行的是，阻光層對(duì)于在半導(dǎo)體構(gòu)件運(yùn)行時(shí)在有源層中產(chǎn)生的輻射而言是完全不可穿透的。
[0009] 根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，借助定向的覆層方法來(lái)產(chǎn)生阻光層。定向的表示:從特定的方向或狹窄限定的方向范圍中將形成阻光層的材料施加到正面小平面上。覆層方法例如為分子束外延(簡(jiǎn)稱為MBE)或?yàn)檎翦?。同樣地，覆層方法能夠通過(guò)離子束沉積(英語(yǔ)為1nBeam Deposition或簡(jiǎn)稱為IBD)或通過(guò)派鍍來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]與此相反，非定向的覆層方法是下述覆層方法，在所述覆層方法中，與要覆層的面的定向無(wú)關(guān)地用材料進(jìn)行覆層。不出現(xiàn)或僅出現(xiàn)相對(duì)小的方向選擇性的這種覆層方法例如是CVD、MOVPE或原子層沉積(簡(jiǎn)稱為ALD)。
[0011]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，以結(jié)構(gòu)化的方式施加阻光層。這就是說(shuō)，阻光層沒(méi)有完全地覆蓋正面小平面并且光出射側(cè)的一部分目的明確沒(méi)有用阻光層覆層。
[0012]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，借助于遮蔽對(duì)阻光層結(jié)構(gòu)化。遮蔽能夠表示:從覆層方向觀察，并不是整個(gè)正面小平面都是不可自由接近的。
[0013]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在用阻光層覆層時(shí)通過(guò)生長(zhǎng)襯底來(lái)遮蔽，在所述生長(zhǎng)襯底上生長(zhǎng)半導(dǎo)體層序列。同樣可行的是，通過(guò)遮光條來(lái)進(jìn)行遮蔽，所述遮光條設(shè)置在生長(zhǎng)襯底上和/或其旁邊。此外，在遮光條上沒(méi)有沉積具有有源層的半導(dǎo)體層序列。特別地,從遮光條中不產(chǎn)生光電子半導(dǎo)體構(gòu)件。
[0014]在方法的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述方法構(gòu)建成用于制造光電子半導(dǎo)體構(gòu)件，并且至少包括優(yōu)選以所提出的順序的下述步驟:
[0015]-在生長(zhǎng)襯底上外延地生長(zhǎng)具有至少一個(gè)有源層的半導(dǎo)體層序列，
[0016]-在半導(dǎo)體層序列和生長(zhǎng)襯底上成形正面小平面，其中正面小平面優(yōu)選構(gòu)建為用于在制成的半導(dǎo)體構(gòu)件中產(chǎn)生的輻射的主要光出射側(cè)，
[0017]-借助用于在制成的半導(dǎo)體構(gòu)件中產(chǎn)生的輻射的阻光層對(duì)正面小平面的一部分覆層，并且制成半導(dǎo)體構(gòu)件。
[0018]在此，借助定向的覆層方法來(lái)產(chǎn)生阻光層，并且在覆層時(shí)借助于通過(guò)生長(zhǎng)襯底和/或通過(guò)至少一個(gè)遮光條的遮蔽來(lái)進(jìn)行阻光層的結(jié)構(gòu)化，所述遮光條設(shè)置在生長(zhǎng)襯底上和/或其旁邊。
[0019]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，所制造的光電子半導(dǎo)體構(gòu)件為半導(dǎo)體激光器。因此，半導(dǎo)體構(gòu)件構(gòu)建成用于發(fā)射激光輻射。特別地，半導(dǎo)體激光器為邊緣發(fā)射的激光器、優(yōu)選為所謂的條形激光器(英語(yǔ)為ridge laser)。
[0020]在其載體襯底或生長(zhǎng)襯底對(duì)于激光輻射而言是透明的半導(dǎo)體激光器中，除原本的激光模式之外，能夠在襯底中傳播自發(fā)發(fā)射的光或還有散射光。在可見光譜范圍中的激光輻射中，襯底因此顯現(xiàn)成自身發(fā)光的。在襯底中引導(dǎo)的所述輻射能夠在半導(dǎo)體激光器的正面小平面上射出并且由此降低射束質(zhì)量，因?yàn)檩椛洳辉購(gòu)恼嫘∑矫嫔系奈ㄒ坏狞c(diǎn)狀的區(qū)域中射出。
[0021]特別地，當(dāng)半導(dǎo)體激光器借助于飛點(diǎn)技術(shù)用于激光投影時(shí)，襯底本身的這種發(fā)光引起投影圖像中的不期望的成像誤差。例如在投影時(shí)，能夠圍繞原本的圖像形成所謂的光暈。在需要好的射束質(zhì)量或點(diǎn)光源的另外的應(yīng)用中、例如在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，發(fā)光的襯底是不期望的。
[0022]通過(guò)將阻光層局部地施加在正面小平面上，能夠防止或很大程度地降低不期望地在襯底中引導(dǎo)的輻射的射出。由此，提高由半導(dǎo)體激光器發(fā)射的輻射的質(zhì)量。
[0023]此外，這尤其涉及下述情況:將半極化的GaN襯底用作為用于在UV中發(fā)射的或在藍(lán)色光譜范圍中或在綠色光譜范圍中發(fā)射的激光器的生長(zhǎng)襯底，或者為不具有AlGaN的激光器。在這種激光器中，舍棄了特有的包覆層并且例如基本上僅經(jīng)由InGaN層進(jìn)行構(gòu)件中的射束引導(dǎo)。因此，襯底模式會(huì)特別明顯。
[0024]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，用阻光層進(jìn)行覆層，而將帶有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底中的多個(gè)編排成條架。這表示，生長(zhǎng)襯底中的多個(gè)和/或遮光條中的多個(gè)緊密相鄰地設(shè)置，其中優(yōu)選地帶有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底的正面小平面全部指向相同的方向。在此，正面小平面尤其通過(guò)帶有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底的端側(cè)來(lái)形成。
[0025]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在至少兩個(gè)相鄰的生長(zhǎng)襯底之間不存在遮光條。特別地，在不相鄰的生長(zhǎng)襯底之間存在遮光條。這就是說(shuō)，帶有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底能夠以直接相鄰的方式設(shè)置在條架中。
[0026]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，正面小平面在用阻光層覆層時(shí)彼此平行地設(shè)置進(jìn)而指向相同的方向。此外，正面小平面在垂直于正面小平面中的一個(gè)的方向上彼此錯(cuò)開地設(shè)置。換言之，因此，具有生長(zhǎng)襯底的條架在側(cè)視圖中觀察在正面小平面上顯現(xiàn)成鋸齒狀的。
[0027]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在帶有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底中的至少兩個(gè)之間存在遮光條。優(yōu)選地，遮光條和帶有半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)襯底交替地并且交錯(cuò)地彼此緊隨。
[0028]在方法的至少一個(gè)實(shí)施形式中，在用阻光層覆層時(shí)，遮光條突出于正面小平面。換言之，因此可行的是，在側(cè)視圖中觀察，在正面小平面的一側(cè)上、優(yōu)選在兩側(cè)上存在遮光條，并且遮光條的端側(cè)相對(duì)于正面小平面從條架中伸出。
[0029]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在阻光層覆層時(shí)，覆層方向傾斜于正面小平面定向。這就是說(shuō)，覆層方向相對(duì)于正面小平面具有不等于90°的角度。由此可行的是，在用阻光層覆層時(shí)，通過(guò)遮光條或通過(guò)相鄰的生長(zhǎng)襯底進(jìn)行遮蔽。
[0030]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，至少一個(gè)或全部設(shè)置用于遮蔽的遮光條具有凸出部。凸出部?jī)?yōu)選在平行于遮光條的端側(cè)的方向上延伸。在正面小平面的俯視圖中觀察，所述正面小平面部分地由凸出部遮蓋。凸出部用于在用阻光層覆層期間進(jìn)行遮蔽?？尚械氖牵钩霾坎慌c生長(zhǎng)襯底和/或半導(dǎo)體層序列直接物理接觸。
[0031]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，在垂直于正面小平面的俯視圖中觀察，正面小平面在用阻光層覆層時(shí)不被生長(zhǎng)襯底和/或遮光條遮蓋。這就是說(shuō)，在垂直于正面小平面的方向上觀察，整個(gè)正面小平面因此是可自由接近的。
[0032]根據(jù)方法的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層通過(guò)遮蔽沿著橫向方向以結(jié)構(gòu)化的方式施力口。在此，橫向方向垂直于半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)方向并且優(yōu)選也垂直于正面小平面的垂線的方向定向。換言之，阻光層因此是二維結(jié)構(gòu)化的。那么，在橫向地在光出射區(qū)域旁邊的至少一個(gè)區(qū)域中，能夠施加阻光層的一部分。
[0033]光出射區(qū)域尤其是正面小平面上的下述區(qū)域，在所述區(qū)域中，激光輻射按照計(jì)劃離開半導(dǎo)體激光器和/或半導(dǎo)體層序列以及生長(zhǎng)襯底，例如為激光輻射的基本模式達(dá)到正面小平面的區(qū)域。光出射區(qū)域尤其通過(guò)半導(dǎo)體層序列的子地帶和/或通過(guò)生長(zhǎng)襯底在半導(dǎo)體層序列的附近的子地帶形成。
[0034]此外，提出一種光電子半導(dǎo)體激光器。例如，借助如結(jié)合上述實(shí)施形式中的一個(gè)或多個(gè)描述的方法來(lái)制造半導(dǎo)體激光器。因此，方法的特征也針對(duì)半導(dǎo)體激光器公開并且反之亦然。[0035]在半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式中，所述半導(dǎo)體激光器具有生長(zhǎng)襯底以及用于產(chǎn)生激光輻射的半導(dǎo)體層序列，其中在生長(zhǎng)襯底上產(chǎn)生半導(dǎo)體層序列。在半導(dǎo)體層序列和生長(zhǎng)襯底上的正面小平面構(gòu)建為用于在半導(dǎo)體構(gòu)件中在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的激光輻射的主要光出射側(cè)并且具有光出射區(qū)域。僅將用于激光輻射的阻光層局部地涂覆到正面小平面上。阻光層僅局部地覆蓋生長(zhǎng)襯底。光出射區(qū)域沒(méi)有由阻光層覆蓋。
[0036]替選地，可行的是，生長(zhǎng)襯底通過(guò)與生長(zhǎng)襯底不同的承載襯底來(lái)取代。
[0037]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層通過(guò)第一子層和第二子層形成或者具有這種子層，其中子層交替地彼此緊隨。子層對(duì)于激光輻射而言優(yōu)選具有不同的光學(xué)折射率。替選地或附加地可行的是，至少第一子層或至少第二子層具有對(duì)波長(zhǎng)為λ的激光輻射起吸收作用的材料。
[0038]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，由第一子層中的一個(gè)和第二子層中的一個(gè)組成的層對(duì)具有λ/2的厚度，優(yōu)選地公差最高為λ/7或最高為λ/10。波長(zhǎng)λ在此表示最高強(qiáng)度的波長(zhǎng)(英語(yǔ)為peak wavelength，峰值波長(zhǎng))。可行的是，子層分別具有λ/4的厚度，公差最高為λ/7或λ/10。在此，子層的厚度分別表示光學(xué)厚度、即用于波長(zhǎng)λ的相應(yīng)的子層的材料的折射率與幾何厚度的乘積。
[0039]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層總共包括在四個(gè)和二十個(gè)之間或在二個(gè)和十個(gè)之間或在四個(gè)和十個(gè)之間的子層或由上述數(shù)量的子層構(gòu)成，其中包括邊界值。換言之，阻光層因此具有在一對(duì)和五對(duì)之間或在二對(duì)和五對(duì)之間的子層，其中包括邊界值。
[0040]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，在半導(dǎo)體層序列的背離生長(zhǎng)襯底的一側(cè)上存在焊盤。焊盤例如由金屬材料形成并且優(yōu)選構(gòu)建成用于半導(dǎo)體層序列的電接觸。
[0041]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，焊盤和阻光層之間例如在平行于半導(dǎo)體層序列的生長(zhǎng)方向上的間距為至少0.1 μ m或至少0.5 μ m或至少I μ m或至少2 μ m。替選地或附加地，所述間距為最聞100 μ m或最聞50 μ m或最聞20 μ m或最聞10 μ m。
[0042]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層成形為介電鏡、也稱作布拉格鏡。阻光層因此包括由具有高折射率和低折射率的材料構(gòu)成的交替的層，其中層優(yōu)選分別具有大約λ/4的光學(xué)厚度或者其中兩個(gè)相鄰的層具有大約λ/2的厚度，其中相鄰的層的光學(xué)厚度此外能夠彼此相差至系數(shù)3或至系數(shù)2或至系數(shù)1.25。例如，鏡具有在6和60個(gè)之間或在8和30個(gè)之間或在16和30個(gè)之間的層，其中包括邊界值。此外，阻光層的層的材料尤其是Al、Ce、Ga、Hf、In、Mg、Nb、Rh、Sb、S1、Sn、Ta、T1、Zn、Zr的氧化物或氮化物或氮氧化物。
[0043]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層是金屬層或金屬的層堆。例如，阻光層因此具有Ti和/或Cr或者由其構(gòu)成。阻光層的厚度在此優(yōu)選為至少0.1nm或至少IOnm或至少50nm并且替選地或附加地為最高10 μ m或最高2 μ m或最高I μ m。
[0044]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層是金屬層或由其構(gòu)成，尤其是如在上面的段落中所說(shuō)明的那樣?？蛇x地，此外，在阻光層的朝向半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上存在電絕緣的和/或介電的中間層。通過(guò)這種中間層能夠避免或降低漏電流。替選地或附加地，在阻光層的背離半導(dǎo)體層序列的一側(cè)上能夠安置絕緣的和/或介電的覆蓋層，例如由氧化物或氮化物構(gòu)成的覆蓋層。能夠借助這種覆蓋層防止:在焊接半導(dǎo)體激光器時(shí)將金屬的阻光層潤(rùn)濕并且將小平面上的垂線提升。因此，尤其金屬阻光層能夠嵌在兩個(gè)電絕緣層之間。阻光層能夠直接地接觸電絕緣層中的一個(gè)或兩個(gè)。
[0045]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層由吸收激光輻射的半導(dǎo)體材料如Si或Ge成形或具有這種材料。為了調(diào)節(jié)吸收特性能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行摻雜。
[0046]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，在阻光層的背離生長(zhǎng)襯底的一側(cè)上局部地或遍布地存在用于在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的激光輻射的抗反射層。換言之，阻光層因此部分地或完全地位于抗反射層和生長(zhǎng)襯底之間。抗反射層優(yōu)選覆蓋光出射區(qū)域。
[0047]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，阻光層局部地或遍布地安置在與正面小平面相對(duì)置的后側(cè)上。特別地，阻光層在后側(cè)上安置在生長(zhǎng)襯底上。優(yōu)選地，后側(cè)上的阻光層由吸收激光輻射的材料形成或具有這種材料。
[0048]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，在后側(cè)上局部地或遍布地安置高反射層，所述高反射層成形為用于激光輻射的諧振鏡。可行的是，后側(cè)上的阻光層局部地或完全地位于高反射層和生長(zhǎng)襯底和/或半導(dǎo)體層序列之間。
[0049]根據(jù)半導(dǎo)體激光器的至少一個(gè)實(shí)施形式，所述半導(dǎo)體激光器包括至少一個(gè)監(jiān)控二極管。監(jiān)控二極管構(gòu)建成用于檢測(cè)在半導(dǎo)體層序列中產(chǎn)生的激光輻射并且用于半導(dǎo)體激光器的功率再調(diào)節(jié)。監(jiān)控二極管位于生長(zhǎng)襯底的后側(cè)上并且優(yōu)選構(gòu)建成用于檢測(cè)從生長(zhǎng)襯底中射出的輻射。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0050]下面，在參考附圖的情況下根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)闡述在此描述的方法以及在此描述的光電子半導(dǎo)體激光器。相同的附圖標(biāo)記在此在各個(gè)附圖中表示相同的元件。然而，在此，不示出符合比例的關(guān)系，更確切地說(shuō)為了更好的理解能夠夸張大地示出個(gè)別元件。
[0051]附圖示出:
[0052]圖1、2和11至14示出在此描述的光電子半導(dǎo)體激光器的實(shí)施例的示意圖，
[0053]圖3至5、9和15示出用于制造在此描述的半導(dǎo)體構(gòu)件的方法的示意圖，
[0054]圖6示出用于半導(dǎo)體激光器的常規(guī)的制造方法的示意圖，
[0055]圖7和8示出常規(guī)的半導(dǎo)體激光器的輻射發(fā)射的示意圖，和
[0056]圖10示出用于在此描述的半導(dǎo)體激光器的阻光層的示意說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0057]在圖1中示出光電子半導(dǎo)體構(gòu)件I的一個(gè)實(shí)施例的立體圖，所述光電子半導(dǎo)體構(gòu)件優(yōu)選是半導(dǎo)體激光器。在能夠?yàn)樯L(zhǎng)襯底的襯底3上安置具有用于產(chǎn)生激光輻射的有源層的半導(dǎo)體層序列2。在半導(dǎo)體層序列2的背離生長(zhǎng)襯底3的一側(cè)上存在多個(gè)焊盤10。焊盤10構(gòu)建成用于電接觸半導(dǎo)體層序列2。焊盤10優(yōu)選能夠彼此獨(dú)立地電觸發(fā)。
[0058]半導(dǎo)體層序列2的各個(gè)層、如有源層或如包覆層、波導(dǎo)層、勢(shì)壘層、電流擴(kuò)展層和/或限流層為了簡(jiǎn)化視圖而相應(yīng)地沒(méi)有繪出。
[0059]在半導(dǎo)體構(gòu)件I運(yùn)行時(shí)，在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生激光輻射R。激光輻射R在半導(dǎo)體層序列2以及生長(zhǎng)襯底3的正面小平面4上在光出射區(qū)域9中射出。光出射區(qū)域9在正面小平面4上包括優(yōu)選相應(yīng)于在半導(dǎo)體層序列2中產(chǎn)生的激光模式的出射面的區(qū)域。光出射區(qū)域9尤其剛好與后側(cè)12上的諧振鏡的所需要的區(qū)域相對(duì)置。
[0060]由于自發(fā)的發(fā)射、由于散射福射和/或因?yàn)榧す饽Ｊ降碾妶?chǎng)與襯底的疊加，福射R的原本的期望的激光模式之外的光能夠到達(dá)到生長(zhǎng)襯底3中。這些光在下面稱作襯底模式
S。如果激光輻射R為藍(lán)色的或綠色的光，那么尤其使用GaN作為生長(zhǎng)襯底3，所述生長(zhǎng)襯底對(duì)于輻射R是透明的。由此可能的是，在生長(zhǎng)襯底3中，襯底模式S的輻射基本上未受阻礙地傳播，參見圖7。所述襯底模式S與原本的激光輻射R相比在生長(zhǎng)襯底3的正面小平面4上具有相對(duì)大的面積份額。換言之，生長(zhǎng)襯底3因此顯現(xiàn)成本身發(fā)光的并且輻射質(zhì)量由于襯底模式S而變差。如果半導(dǎo)體激光器I在沒(méi)有另外的措施的情況下例如在飛點(diǎn)應(yīng)用的范圍中用于投影，那么能夠圍繞投影區(qū)域P構(gòu)成光暈H，所述光暈損害成像質(zhì)量。這在圖8中示出。
[0061]為了避免這種光暈H并且為了防止襯底模式S的光從生長(zhǎng)襯底3中射出，在正面小平面4上安置阻光層5。阻光層5對(duì)于激光輻射R的波長(zhǎng)的輻射而言至少部分是不可穿透的。換言之，通過(guò)阻光層5防止襯底模式S離開生長(zhǎng)襯底3。阻光層5沒(méi)有遍布地施加到生長(zhǎng)襯底3上。
[0062]與此不同地，替選地可行的是，阻光層5在正面小平面4上遍布地覆蓋生長(zhǎng)襯底3。同樣可行的是，半導(dǎo)體層序列2的一部分在正面小平面4上也由阻光層5遮蓋。例如，半導(dǎo)體層序列2的有源區(qū)和阻光層5之間的在平行于生長(zhǎng)方向G的方向上的間距為至少I μ m或至少2 μ m或至少5 μ m或替選地或附加地為最多70 μ m或最多20 μ m或最多10 μ m。因此，半導(dǎo)體層序列2是否部分地由阻光層5覆蓋能夠與半導(dǎo)體層序列2的厚度相關(guān)。
[0063]在圖2A和2B中以正面小平面4的俯視圖示出半導(dǎo)體激光器I的實(shí)施例。半導(dǎo)體激光器I具有半導(dǎo)體層序列2的條帶20以用于電流饋入和用于引導(dǎo)輻射R。換言之，半導(dǎo)體激光器I因此成形為所謂的條帶激光器。這種激光器也在參考文獻(xiàn)US2003/0058910A1中說(shuō)明，其公開內(nèi)容通過(guò)參考并入本文。
[0064]焊盤10和阻光層5之間的間距d例如為大約5 μ m。在此，只要阻光層5覆蓋足夠大份額的正面小平面4并且構(gòu)成為對(duì)于激光輻射5的波長(zhǎng)是不可穿透的或基本上不可穿通的或者充分地吸收這種波長(zhǎng)，那么不必要的是，阻光層5在其整個(gè)伸展之上具有精確相等的厚度或精確相同的材料組成。例如，根據(jù)制造工藝，正面小平面4的邊緣在周圍不具有阻光層5，參見圖2B。
[0065]在圖3中示出半導(dǎo)體構(gòu)件I的制造方法。遮光條6和帶有半導(dǎo)體層序列2并且可選地帶有焊盤10的生長(zhǎng)襯底3交替地設(shè)置在條架8中。遮光條6在此在生長(zhǎng)襯底的正面小平面4處突出于生長(zhǎng)襯底3。
[0066]施加在正面小平面4上的阻光層5借助定向的覆層方法來(lái)產(chǎn)生。覆層在此從覆層方向B起進(jìn)行。在垂直于正面小平面4的平面中，半導(dǎo)體層序列2的覆層方向B和生長(zhǎng)方向G之間的角度小于90°或者小于85°。由此，正面小平面4在半導(dǎo)體層序列2的附近通過(guò)遮光條6遮蔽并且在該區(qū)域中沒(méi)有涂覆阻光層5，也見圖1和2。
[0067]替選地或附加地，存在其他的可能性:在產(chǎn)生阻光層5時(shí)通過(guò)單獨(dú)的遮蔽掩膜來(lái)實(shí)現(xiàn)遮蔽，所述遮蔽掩膜位于生長(zhǎng)襯底3和覆層源之間。
[0068]在根據(jù)圖4的方法中，遮光條6分別具有凸出部7，所述凸出部在正面小平面4的俯視圖中觀察在半導(dǎo)體層序列2的附近的區(qū)域中覆蓋所述正面小平面。凸出部7在此能夠與正面小平面4接觸或者也優(yōu)選地與正面小平面4間隔開。覆層方向B在此能夠垂直于正面小平面4定向或也如在圖3中那樣傾斜于正面小平面4定向。
[0069]在根據(jù)圖5的方法的實(shí)施例中，條架8至少在生長(zhǎng)襯底3之間不具有遮光條。帶有半導(dǎo)體層序列2和可選的焊盤10的生長(zhǎng)襯底3在側(cè)視圖中觀察設(shè)置成是鋸齒狀的。換言之，正面小平面4分別彼此平行地對(duì)準(zhǔn)，然而在垂直于正面小平面4的方向上彼此錯(cuò)開。
[0070]沿著生長(zhǎng)方向G緊隨一個(gè)生長(zhǎng)襯底3的生長(zhǎng)襯底3在正面小平面4上突出于所述一個(gè)生長(zhǎng)襯底，使得確保正面小平面4在半導(dǎo)體層序列2的附近的區(qū)域處的遮蔽。在垂直于正面小平面4的平面中，半導(dǎo)體層序列2的生長(zhǎng)方向G和覆層方向B之間的角度小于90°。
[0071]與根據(jù)圖5的視圖不同的是，可選可行的是，同樣如根據(jù)圖3或4那樣，在帶有半導(dǎo)體層序列2的相鄰的生長(zhǎng)襯底3之間分別存在遮光條。
[0072]在圖6中描述常規(guī)的方法。在此，帶有半導(dǎo)體層序列2的生長(zhǎng)襯底3交替地與遮光條6組合成條架8。具有正面小平面4的生長(zhǎng)襯底3突出于遮光條6。由此確保，對(duì)整個(gè)正面小平面4覆層。因此，通過(guò)這種方法不進(jìn)行對(duì)正面小平面4的子區(qū)域的遮蔽。例如阻光層的局部的施加借助這種方法是不可能的。
[0073]在圖9中示意示出該方法的另一個(gè)實(shí)施例。根據(jù)圖9，遮光條6在橫向方向上、SP在繪圖平面中并且垂直于生長(zhǎng)方向G的方向上結(jié)構(gòu)化。遮光條6具有凸出部7。通過(guò)凸出部7僅將正面小平面4上的圍繞光出射區(qū)域9的小的區(qū)域遮蔽。由此，在橫向方向上僅生長(zhǎng)襯底3的和半導(dǎo)體層序列2的小的區(qū)域以及條帶20沒(méi)有被阻光層5覆蓋。
[0074]因此，阻光層5在橫向方向上局部地也位于光出射區(qū)域9附近。阻光層5距條帶20的間距大約例如在0.1 μ m和100 μ m之間或在0.5 μ m和50 μ m之間或在I μ m和20 μ m之間，其中包括邊界值。遮光條6以及生長(zhǎng)襯底3在根據(jù)圖9的實(shí)施例中優(yōu)選類似于根據(jù)圖4的實(shí)施例設(shè)置在條架8中。
[0075]在圖1OA中更詳細(xì)示出阻光層5。根據(jù)圖10A，阻光層具有第一子層5a和第二子層5b的兩個(gè)層對(duì)。阻光層5類似于布拉格鏡成形。優(yōu)選地，子層5a、5b具有折射率彼此不同的材料并且分別具有大約λ/4的厚度，其中λ為激光輻射R的主波長(zhǎng)。
[0076]例如，由二氧化鈦制成層5a并且由二氧化硅制成層5b。替選地可行的是，一種子層具有0.2 λ或0.4 λ的厚度并且例如由氧化鋁成形，并且另一種子層具有0.3 λ或0.6 λ的厚度并且例如由氧化鉿制成。
[0077]優(yōu)選地，第一子層或第二子層借助吸收激光輻射R的材料成形，例如由硅或鍺成形，并且另外的子層由低折射率的材料、例如二氧化硅或氧化鋁成形。由此，一方面高的反射率由于層之間的折射率差并且另一方面透射率由于另外的子層的吸收而顯著地降低。
[0078]在圖1OB中為阻光層5相對(duì)于以納米為單位的波長(zhǎng)λ繪制以百分比為單位的透射率Τ，所述阻光層具有分別由氧化鋁和硅構(gòu)成的λ/4層組成的四個(gè)層對(duì)，即阻光層總共具有八個(gè)子層。在藍(lán)色的以及綠色的光譜范圍中，這種阻光層5的透射率T低于1%。在圖1OC中，還示出透射率T與鏡對(duì)的數(shù)量N的相關(guān)性。已經(jīng)在五個(gè)鏡對(duì)、相應(yīng)于十個(gè)子層的情況下，在450nm處的透射率小于10'
[0079]可行的是，與在此描述的半導(dǎo)體器件I無(wú)關(guān)地，具有厚度大約為λ /4的子層并且具有由低折射率的材料和吸收輻射的材料構(gòu)成的層的這種阻光層也使用在其他的光電子半導(dǎo)體構(gòu)件中，例如發(fā)光二級(jí)管、熒光二極管或不同于在此所描述的半導(dǎo)體激光器、如表面發(fā)射的激光器中。此外，優(yōu)選地，這種阻光層具有在一個(gè)和五個(gè)之間的層對(duì)并且由上述材料制成，其中包括邊界值。
[0080]在圖11中示出半導(dǎo)體激光器I的另一個(gè)實(shí)施例的示意側(cè)視圖。在正面小平面4上，同樣如在后側(cè)12上，將阻光層5安置在光出射區(qū)域9之外。阻光層5包括吸收激光輻射R的材料。在整個(gè)正面小平面4之上施加抗反射層11，使得阻光層5位于生長(zhǎng)襯底3和抗反射層11之間。相應(yīng)地，在整個(gè)后側(cè)12之上施加高反射層13。通過(guò)高反射層13實(shí)現(xiàn)用于激光輻射R的諧振鏡。通過(guò)也在后側(cè)12上的這種用于吸收的阻光層5能夠尤其有效地抑制襯底模式S。
[0081]在此，抗反射層也能夠表示:層11具有比高反射層13更小的反射率。此外，可行的是，層11構(gòu)成為用于輻射R的諧振鏡。例如，層11在這種情況下對(duì)于輻射R而言具有在10%和80%之間的反射率，其中包括邊界值。
[0082]在根據(jù)圖12的實(shí)施例中，阻光層5通過(guò)也安置在后側(cè)12上的高反射層13來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，后側(cè)12上的高反射層13在側(cè)視圖中觀察僅覆蓋下述區(qū)域，所述區(qū)域與光出射區(qū)域9相對(duì)置并且需要用于支持激光輻射R的基本模式。后側(cè)12的其余的區(qū)域用抗反射層11覆
至JHL ο
[0083]此外，半導(dǎo)體構(gòu)件I包括監(jiān)控二極管14，所述監(jiān)控二極管在后側(cè)12上安置在抗反射層11的區(qū)域中。由此，散射光從生長(zhǎng)襯底3起穿過(guò)抗反射層11到達(dá)到監(jiān)控二極管14上。因此，經(jīng)由散射光能夠?qū)Π雽?dǎo)體激光器I的功率進(jìn)行再調(diào)節(jié)。通過(guò)這種監(jiān)控二極管可以有效地借助襯底模式S調(diào)節(jié)半導(dǎo)體構(gòu)件I的功率，而在正面小平面4上發(fā)射的輻射R不必用于功率再調(diào)節(jié)。
[0084]在根據(jù)圖13的實(shí)施例中，在后側(cè)12上沒(méi)有安置抗反射層11。正面小平面4上的抗反射層11連續(xù)地并且遍布地施加，并且阻光層5位于抗反射層11的背離生長(zhǎng)襯底3的一側(cè)上,也參見圖14。
[0085]這種高反射層13和/或抗反射層11也能夠存在于光電子半導(dǎo)體構(gòu)件I的全部其他的實(shí)施例中?？狗瓷鋵?1和/或高反射層13的結(jié)構(gòu)化能夠類似于阻光層5的結(jié)構(gòu)化通過(guò)結(jié)合遮蔽的定向的覆層方法來(lái)進(jìn)行。
[0086]如在圖14中示出的那樣，在半導(dǎo)體激光器I的這種設(shè)計(jì)方案中，通過(guò)借助層13的多重的鏡面化和/或設(shè)有抗反射層11，能夠目的明確地局部不同地調(diào)節(jié)后側(cè)12的以及正面小平面4的反射率，使得輻射R在正面小平面4上有效地耦合輸出，而將襯底模式S在后側(cè)12上有效地引導(dǎo)到監(jiān)控二極管14上。
[0087]在根據(jù)圖15的制造方法的實(shí)施例中，通過(guò)刻蝕產(chǎn)生正面小平面4，例如通過(guò)干法刻蝕。因此，換言之，至少在光出射側(cè)上移除半導(dǎo)體層序列2的一部分，見根據(jù)圖15A的剖面圖和根據(jù)圖15B的正視圖。替選地可行的是，沿著生長(zhǎng)方向G移除整個(gè)半導(dǎo)體層序列2和生長(zhǎng)襯底3的一部分，以便構(gòu) 成正面小平面4，見圖15C。因此，通過(guò)生長(zhǎng)襯底3本身形成凸出部7。見圖15A，凸出部7的長(zhǎng)度L優(yōu)選為至少0.1 μπι并且還優(yōu)選為最高IOOym或最1? 20 u m 或最聞 10 u rrio
[0088]此外，如果帶有半導(dǎo)體層序列2的生長(zhǎng)襯底3組合成條架8，那么通過(guò)凸出部7在產(chǎn)生阻光層時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)遮蔽，所述阻光層在圖15中沒(méi)有繪出。條架8能夠不具有遮光條，見圖15D，或者也包括遮光條8，見圖15Ε。[0089]在這里描述的發(fā)明不局限于根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行的描述。更確切地說(shuō)，本發(fā)明包括每個(gè)新特征以及特征的任意的組合，這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合自身沒(méi)有明確地在權(quán)利要求中或?qū)嵤├姓f(shuō)明時(shí)也如此。
[0090]本申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)102011054954.4的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容就此通過(guò)參考并入本文。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造光電子半導(dǎo)體構(gòu)件(I)的方法，具有下述步驟: -在生長(zhǎng)襯底(3)上外延地生長(zhǎng)具有至少一個(gè)有源層的半導(dǎo)體層序列(2)， -在所述半導(dǎo)體層序列(2)和所述生長(zhǎng)襯底(3)上成形正面小平面(4)，其中所述正面小平面(4)構(gòu)建為用于在制成的所述半導(dǎo)體構(gòu)件(I)中產(chǎn)生的輻射(R)的主要光出射側(cè)， -借助用于在制成的所述半導(dǎo)體構(gòu)件(I)中產(chǎn)生的輻射(R)的阻光層(5)對(duì)所述正面小平面(4)的一部分進(jìn)行覆層，其中所述阻光層(5)借助定向的覆層方法來(lái)生成并且在覆層時(shí)借助于通過(guò)所述生長(zhǎng)襯底(3)和/或通過(guò)至少一個(gè)遮光條(6)的遮蔽來(lái)進(jìn)行所述阻光層(5)的結(jié)構(gòu)化，所述遮光條設(shè)置在所述生長(zhǎng)襯底(3)上和/或所述生長(zhǎng)襯底(3)旁邊。
2.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中制造半導(dǎo)體激光器和/或半導(dǎo)體激光條，并且其中在將所述生長(zhǎng)襯底(3)中的多個(gè)或?qū)⑺錾L(zhǎng)襯底(3)中的多個(gè)連同所述遮光條(6)中的多個(gè)編排成條架(8)時(shí)，生成所述阻光層(6)。
3.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在至少兩個(gè)相鄰的生長(zhǎng)襯底(3)之間不存在遮光條(6)，其中所述生長(zhǎng)襯底(3)的所述正面小平面(4)彼此平行地并且在垂直于所述正面小平面(4)中的一個(gè)的方向上彼此錯(cuò)開地設(shè)置。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在用所述阻光層(5)覆層時(shí)，至少一個(gè)所述遮光條(6)突出于所述正面小平面(4)并且覆層方向(B)傾斜于所述正面小平面(4)定向。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在用所述阻光層(5)覆層時(shí)，至少一個(gè)所述遮光條(6)突出于所述正面小平面(4)并且具有凸出部(7)，其中在所述正面小平面(4)的俯視圖中觀察，所述凸出部(7)部分地覆蓋所述正面小平面(4)，并且在用所述阻光層(5)覆層時(shí)，通過(guò)所述凸出部(7)進(jìn)行遮蔽。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在用所述阻光層(5)覆層時(shí)，在垂直于所述正面小平面(4)的方向上，所述半導(dǎo)體層序列(2)在所述正面小平面(4)上的光出射區(qū)域(9)沒(méi)有被所述生長(zhǎng)襯底(3)和/或所述遮光條(6)遮蓋。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中沿著垂直于所述半導(dǎo)體層序列(2)的生長(zhǎng)方向(G)的橫向方向通過(guò)遮蔽以結(jié)構(gòu)化的方式施加所述阻光層(5)，使得所述阻光層(5)施加在橫向地位于所述光出射區(qū)域(9)的旁邊的至少一個(gè)區(qū)域中。
8.一種光電子半導(dǎo)體激光器(1)，具有 -生長(zhǎng)襯底⑶， -構(gòu)建成用于產(chǎn)生激光輻射(R)的半導(dǎo)體層序列(2)， -在所述半導(dǎo)體層序列(2)和所述生長(zhǎng)襯底(3)上的正面小平面(4)，其中所述正面小平面(4)為用于在所述半導(dǎo)體構(gòu)件(I)中產(chǎn)生的激光輻射(R)的主要光出射側(cè)并且在所述半導(dǎo)體層序列(2)上具有光出射區(qū)域(9)，和 -用于激光輻射(R)的阻光層(5)，所述阻光層在所述正面小平面(4)上至少部分地覆蓋所述生長(zhǎng)襯底(3)，使得所述光出射區(qū)域(9)沒(méi)有被所述阻光層(5)覆蓋。
9.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光電子半導(dǎo)體激光器(I)，其中所述阻光層(5)具有交替地彼此緊隨的第一子層和第二子層(5a，5b)， 其中所述子層具有λ/4的光學(xué)厚度，其中公差為最高λ/7，所述第一子層和/或第二子層(5b)包括吸收波長(zhǎng)為λ的激光輻射的材料，并且所述阻光層(5)總共包含在2個(gè)和20個(gè)之間的所述子層(5a，5b)，其中包括邊界值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的光電子半導(dǎo)體激光器(I)，其中所述光電子半導(dǎo)體激光器在所述半導(dǎo)體層序列(2)的背離所述生長(zhǎng)襯底(3)的一側(cè)上包括焊盤(10)， 其中至少在所述光出射區(qū)域(9)處在所述焊盤(10)和所述阻光層(5)之間的間距(d)在0.1 μ m和100 μ m之間，其中包括邊界值。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中的任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體激光器(1)，其中所述阻光層(5)包括半導(dǎo)體材料，所述半導(dǎo)體材料具有小于激光輻射的波長(zhǎng)λ的能帶邊緣，和/或其中所述阻光層(5)通過(guò)金屬層形成或者包括這種層。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體激光器(1)，其中在所述正面小平面(4)上在所述阻光層(5)的背離所述生長(zhǎng)襯底(3)的一側(cè)上安置用于激光輻射(R)的抗反射層(11)，其中所述抗反射層(11)覆蓋所述光出射區(qū)域(9)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體激光器(I)，其中所述阻光層(5)至少局部地也安置在與所述正面小平面(4)相對(duì)置的后側(cè)(12)上，其中在所述后側(cè)(12) 上至少局部地成形作為用于激光輻射(R)的諧振鏡的高反射層(13)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中的任一項(xiàng)所述的光電子半導(dǎo)體激光器(1)，其中在所述后側(cè)(12)上僅局部地施加所述高反射層(13)，并且在所述后側(cè)(12)上存在用于激光輻射(R)的監(jiān)控二極管(14)。
15.一種阻光層(5)，其用于具有發(fā)射波長(zhǎng)λ的光電子半導(dǎo)體激光器(I)，所述阻光層具有至少一個(gè)第一子層和至少一個(gè)第二子層(5a，5b)，其中 -所述第一子層和第二子層(5a，5b)交替地彼此緊隨， -兩個(gè)相鄰的子層(5a，5b)具有λ/2的光學(xué)厚度，其中公差為最高λ/7， -所述第二子層(5b)包括吸收所述發(fā)射波長(zhǎng)λ的材料， -所述第一子層(5a)包括對(duì)于所述發(fā)射波長(zhǎng)λ而言能穿透的材料，和 -所述阻光層(5)總共包含在2個(gè)和20個(gè)之間的所述子層(5a，5b)，其中包括邊界值。
【文檔編號(hào)】H01S5/028GK103918142SQ201280053838
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】克里斯托夫·艾克勒, 森克·陶茨 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司