[发明专利]发光装置及其制造方法

说明书

本申请是申请人为夏普株式会社、申请日为2008年6月13日、申请号为200810125459.9的发明申请“发光装置及其制造方法”的分案申请。

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AlN、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O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℃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。