[发明专利]半导体光源装置及发光元件驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体光源装置及发光元件驱动电路，该半导体光源装置及发光元件驱动电路具备有光拾取装置或是固体照明装置等所使用的氮化物半导体发光装置、特别是具备有氮化物半导体激光元件或是氮化物半导体发光二极管。

背景技术

在用来再生及记录光盘的光拾取装置所装载的半导体激光元件，由于该激光振荡(oscillation)波长愈短愈能提高光盘的记录密度，因此用蓝色到紫色的波长来振荡的氮化物半导体激光元件的开发进展，使用了该元件的光拾取装置也被实用化。并且，以紫外域振荡的氮化物半导体激光元件，能考虑应用到以紫外光来使荧光体(fluorescent material)激励(excitation)的固体照明装置，这样的固体照明装置被期待取代荧光灯。另一方面，由氮化物半导体所构成的发光二极管被用来作为蓝色或是白色的发光二极管。

如果回顾氮化物半导体发光二极管及氮化物半导体激光元件的开发史，氮化物半导体有着一个大课题是难以获得低电阻的p型结晶。众所周知地，以氮化镓(GaN)为首的氮化物半导体是结晶缺陷非常多的半导体材料，而且在未添加杂质的状态下由于结晶中所产生的氮的空穴而显示n型的导电性。并且，即使向氮化物半导体添加p型杂质也只会成为高电阻的i型，难以获得低电阻的p型结晶。

相对于此，通过把添加有p型杂质的氮化物半导体加以热处理使其为p型半导体的技术已经被开发出来(譬如参照专利文献1)。这个技术是根据以下的推测，即：在半导体中混入的氢(H)与作为p型杂质的镁(Mg)结合，Mg作为受主(acceptor)不会产生作用而成为高电阻，通过把添加了Mg的氮化镓(GaN)热处理来除去氢(H)、而让Mg作为受主正常地发挥作用来获得低电阻的p型氮化镓。这个技术被发表之后，种种的研究机关进行为了获得p型氮化物半导体的活化热处理的技术。

然而，即使采用活化热处理技术，要从p型氮化物半导体来完全除去氢(H)是困难的，而开发出一种技术是根据金属氢化物层将在氮化物半导体层中残留的残留氢拉近来促进镁(Mg)的活化(譬如参照专利文献2)。这个技术的目的特别是在提高形成欧姆电极的p型接触层的载体(carrier)浓度，采用了在由氮化物半导体构成的p型接触层和电极之间使介入有金属氢化物层的结构。通过这个金属氢化物层促进了Mg的活化，由于作为接触层能够获得足够高的载体浓度，因此能够实现接触电阻极小的欧姆接触。不过，专利文献2的发明人本身也叙述着在由这个技术形成的欧姆接触有着随时间变化欠缺稳定性的课题，作为其解决办法提出了沉积氢吸收金属之后加以除去来再次形成电极的技术(譬如参照专利文献3)。

以上，说明了p型氮化物半导体的形成方法以及作为接触层使用时的可靠性的背景技术，接着，说明有关氮化物半导体激光元件的可靠性测验的背景技术。如下的报告被提出来：对氮化物半导体激光元件进行寿命测验研究而检讨该劣化机构(deteriorationmechanism)的结果(譬如参照非专利文献1)。这个氮化物半导体激光元件有着如图11所示结构。

如图11所示，在蓝宝石衬底1101上面，根据ELO(epitaxiallateral overgrowth)技术生长由n型GaN构成的缓冲层(bufferlayer)1102。接着，在形成的缓冲层1102的上面，依序叠层由n型AlGaN构成的覆层(cladding layer)1103、由n型GaN构成的向导层(guide layer)1104、多重量子井活化层(multi-quantumwell active layer)1105、由p型AlGaN构成的溢出抑制层(overflowsuppression layer)1106、由p型GaN构成的向导层1107、由p型AlGaN/GaN构成的超晶格覆层1108、以及由p型GaN构成的接触层(contact layer)1109，来获得激光结构。

接触层1109及超晶格覆层1108用蚀刻加以图形化成为在附图前后方向延伸的条状的山脊结构，在山脊结构上面形成有具有开口部的绝缘膜1110及由Pd/Pt/Au的叠层膜构成的p侧电极1111。并且，在由缓冲层1102的蚀刻所露出的区域形成有由Ti/Pt/Au的叠层膜构成的n侧电极1112。