專利名稱：用于激光器應(yīng)用的使用gan襯底的光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)裝置和相關(guān)方法。更具體地，本發(fā)明提供一種利用非極性含鎵襯底(例如，GaN, MN、InN, InGaN, AlGaN, AlInGaN,等等)發(fā)射電磁輻射的方法和裝置。僅通過(guò)實(shí)例，本發(fā)明可應(yīng)用于光學(xué)裝置、激光器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、光電化學(xué)分解水制氫、光檢測(cè)器、集成電路、晶體管、以及其它裝置。
背景技術(shù)：
在19世紀(jì)末期，托馬斯愛(ài)迪生發(fā)明了燈泡。傳統(tǒng)燈泡(通常叫做“愛(ài)迪生燈泡”) 已經(jīng)在包括照明和顯示的多種應(yīng)用場(chǎng)合中使用了 100多年。傳統(tǒng)燈泡使用封閉在密封于底座中的玻璃燈泡中的鎢絲，底座被擰入插口中。插口與AC電源或DC電源接合。一般地，可在住宅、建筑物、戶外照明、以及其它需要光或顯示的區(qū)域中找到傳統(tǒng)燈泡。遺憾地，傳統(tǒng)的愛(ài)迪生燈泡存在一些缺點(diǎn) 傳統(tǒng)燈泡效率低。用于傳統(tǒng)燈泡的能量中超過(guò)90%的能量作為熱能而不是作為光能而消散。·傳統(tǒng)燈泡并不像其應(yīng)該的那樣可靠，經(jīng)常由于燈絲元件的熱膨脹和收縮而出現(xiàn)故障。 傳統(tǒng)燈泡在較寬的光譜范圍內(nèi)發(fā)光，其中大部分光譜并不會(huì)產(chǎn)生明亮的照明，并且，由于人眼的光譜敏感性，并不會(huì)察覺(jué)到大部分光譜。·傳統(tǒng)燈泡在所有方向上發(fā)光，并且，對(duì)于需要強(qiáng)方向性或聚焦的應(yīng)用場(chǎng)合(例如，投影儀、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或?qū)Ｓ谜彰?并不理想。在1960年，Theodore H. Maiman在Malibu的Hughes (休斯)研究實(shí)驗(yàn)室中首先展示了激光器。此激光器利用固態(tài)閃光燈泵浦(pumped)人造紅寶石晶體產(chǎn)生694nm的紅色激光。直到1964年，William Bridges在Hughes Aircraft利用叫做氬離子激光器的氣體激光器設(shè)計(jì)展示了藍(lán)色和綠色激光輸出。氬離子激光器利用惰性氣體作為激活媒質(zhì)，并產(chǎn)生包括 351nm、454. 6nm、457. 9nm、465. 8nm、476. 5nm、488. 0nm、496. 5nm、501. 7nm、514. 5nm 和528. 7nm的UV、藍(lán)色和綠色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光輸出。氬離子激光器具有用窄光譜輸出產(chǎn)生高度定向且聚焦的光的益處，但是，這些激光器的效率、尺寸、重量和成本并不令人滿意。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)出對(duì)于紅色和紅外波長(zhǎng)的更有效的燈泵浦固態(tài)激光器設(shè)計(jì)，但是，這些技術(shù)對(duì)于藍(lán)色和綠色激光器以及藍(lán)色激光器仍存在挑戰(zhàn)。結(jié)果，在紅外區(qū)中開(kāi)發(fā)出了燈泵浦固態(tài)激光器，并且，利用具有非線性光學(xué)特征的專用晶體將輸出波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光。綠色燈泵浦固態(tài)激光器具有3個(gè)階段對(duì)燈供電，燈激勵(lì)發(fā)出1064nm激光的增益晶體，1064nm進(jìn)入轉(zhuǎn)換成532nm可見(jiàn)光的頻率轉(zhuǎn)換晶體。所得到的綠色和藍(lán)色激光器叫做“具有二次諧波產(chǎn)生的燈泵浦固態(tài)激光器”(具有SHG的LPSS)，并且，比氬離子氣體激光器更有效，但是，在專業(yè)科學(xué)和醫(yī)療應(yīng)用場(chǎng)合之外的廣泛應(yīng)用中仍然效率低、巨大、昂貴、 易碎。另外，在固態(tài)激光器中使用的增益晶體典型地具有能量?jī)?chǔ)存特性，這使得激光器難以在高速下調(diào)制，從而限制了更廣泛的應(yīng)用。為了提高這些可見(jiàn)光激光器的效率，利用了高功率二極管(或半導(dǎo)體)激光器。這些“具有SHG的二極管泵浦固態(tài)激光器”(具有SHG的DPSS)具有3個(gè)階段對(duì)808nm的二極管激光器供電，808nm激勵(lì)發(fā)出1064nm激光的增益晶體，1064nm進(jìn)入轉(zhuǎn)換成532nm可見(jiàn)光的頻率轉(zhuǎn)換晶體。DPSS激光器技術(shù)延長(zhǎng)了 LPSS激光器的使用壽命并提高了其效率，并由此在更高端的專門的工業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)應(yīng)用場(chǎng)合中進(jìn)一步商業(yè)化。然而，對(duì)二極管泵浦的改變?cè)黾恿讼到y(tǒng)成本并需要精確的溫度控制，使得激光器具有非常大的尺寸和功率消耗。然而，該技術(shù)并未解決能量?jī)?chǔ)存特性，使得激光器難以在高速下調(diào)制。隨著高功率激光二極管的發(fā)展且開(kāi)發(fā)出新的專門SHG晶體，可以直接轉(zhuǎn)換紅外二極管激光器的輸出，以產(chǎn)生藍(lán)色和綠色激光輸出。這些“直接倍頻的二極管激光器”或SHG 二極管激光器具有2個(gè)階段對(duì)1064nm的半導(dǎo)體激光器供電，1064nm進(jìn)入轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)的 532nm綠光的頻率轉(zhuǎn)換晶體。這些激光器設(shè)計(jì)意味著，與DPSS-SHG激光器相比，改進(jìn)了效率、成本和尺寸，但是，所需的專業(yè)二極管和晶體使得這具有挑戰(zhàn)性。另外，雖然二極管-SHG 激光器具有直接調(diào)制的益處，但是，它們對(duì)溫度非常敏感，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供通常涉及光學(xué)裝置的技術(shù)。更具體地，本發(fā)明提供一種利用非極性或半極性含鎵襯底(例如，GaN、麗、InN, InGaN、AWaN、AlInGaN,等等)發(fā)射電磁輻射的方法和裝置。在特定實(shí)施方式中，電磁輻射具有405nm、450nm、485nm、500nm、520nm的波長(zhǎng)。本發(fā)明可應(yīng)用于光學(xué)裝置、激光器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、光電化學(xué)分解水制氫、光檢測(cè)器、 集成電路、晶體管、以及其它裝置。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，提供一種光學(xué)裝置，其包括具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域(其特征在于，朝著(000-1)具有大約-2度至大約2度以及朝著(11-20)具有小于大約0.5度的取向)的氮化鎵襯底構(gòu)件。晶體狀表面的特征可表現(xiàn)為誤切(miscut)，并且不包括零度的切割取向。該裝置還具有被形成為覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域的特征在于基本上平行于c方向的腔體取向(cavity orientation)，激光條紋區(qū)域具有第一端和第二端。該裝置包括設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第一端上的第一解理(cleaved) c面刻面(facet)。第一解理c面刻面優(yōu)選地包括激光劃刻區(qū)域。該裝置還具有設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第二端上的第二解理c面刻面。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，第二解理c面刻面的特征在于也包括激光劃刻區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，光學(xué)裝置包括具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域(其特征在于， 朝著c面具有大約-17度至大約17度的取向)的氮化鎵襯底構(gòu)件。晶體狀表面的特征可表現(xiàn)為誤切，并且不包括零度的切割取向。該裝置還具有被形成為覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分或替代地覆蓋半極性晶體狀取向表面區(qū)域的激光條紋區(qū)域。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域具有第一端和第二端。該裝置包括設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第一端上的第一解理面刻面。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，第一解理面刻面的特征在于激光劃刻區(qū)域。該裝置還具有設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第二端上的第二解理面刻面。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，第二解理面刻面的特征在于激光劃刻區(qū)域。在一個(gè)替代的特定實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種形成光學(xué)裝置的方法。該方法包括提供具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域(其特征在于，朝著(000-1)具有大約-2度至大約 2度以及朝著(11-20)具有小于大約0.5度的取向)的氮化鎵襯底構(gòu)件。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，晶體狀表面的特征可表現(xiàn)為誤切，并且不包括零度的切割方向。該裝置還具有被形成為覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域。該方法包括形成覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域的特征在于基本上平行于c方向的腔體取向。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域具有第一端和第二端。該方法優(yōu)選地形成一對(duì)解理刻面，包括設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第一端上的第一解理c面刻面和設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第二端上的第二解理c面刻面。在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明包括一種在其它含鎵和氮的襯底取向上構(gòu)造的裝置和方法。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，將含鎵和氮的襯底構(gòu)造在包括120-21}晶體取向的一族平面上。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，{20-21}朝著c面(0001)與m面偏離14. 9度。作為一個(gè)實(shí)例，誤切或切下角度是朝著c面距離m面+/-17度，或者替代地，大約在{20-21}晶體取向平面處。作為另一實(shí)例，本裝置包括在c方向的投影中取向的激光條紋，c方向垂直于a 方向(或者替代地位于m面上，將其構(gòu)造在c方向上)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，解理刻面將是含鎵和氮的面(例如，GaN面)，其距離與c方向的投影正交的方向+/-15度(或者替代地，對(duì)于m面激光器，其是c面)。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。利用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的益處。特別地，本發(fā)明能夠得到一種用于激光器應(yīng)用的節(jié)省成本的光學(xué)裝置。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，可以相對(duì)簡(jiǎn)單且節(jié)省成本的方式制造本光學(xué)裝置。根據(jù)實(shí)施方式的不同，可利用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的傳統(tǒng)材料和/ 或方法來(lái)制造本裝置和方法。本激光器裝置使用能夠?qū)崿F(xiàn)具有大約400nm和405nm(其中， 也可更大)波長(zhǎng)的激光的非極性氮化鎵材料。在其它實(shí)施方式中，該裝置和方法可實(shí)現(xiàn)大約500nm(以及更大地，包括520nm)的波長(zhǎng)。根據(jù)實(shí)施方式的不同，可實(shí)現(xiàn)這些益處中的一個(gè)或多個(gè)?？梢栽诒菊f(shuō)明書(shū)中，更具體地在下面，描述這些以及其它益處。本發(fā)明在已知的工藝技術(shù)情況中實(shí)現(xiàn)這些以及其它益處。然而，通過(guò)參考說(shuō)明書(shū)的后面的部分以及附圖，可實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的制造于非極性襯底上的激光器裝置的簡(jiǎn)化透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的制造于非極性襯底上的激光器裝置的詳細(xì)橫截面圖；圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的激光器裝置的c方向解理刻面的橫截面視圖照片；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的激光器裝置的頂視圖；圖5至圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的激光器裝置的簡(jiǎn)化后端(backend)處理方法；以及圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的激光器裝置的簡(jiǎn)化圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，提供通常涉及光學(xué)裝置的技術(shù)。更具體地，本發(fā)明提供一種利用非極性或半極性含鎵襯底(例如，GaN、麗、InN, InGaN、AWaN、AlInGaN,等等)發(fā)射電磁輻射的方法和裝置。僅通過(guò)實(shí)例，本發(fā)明可應(yīng)用于光學(xué)裝置、激光器、發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池、光電化學(xué)分解水制氫、光檢測(cè)器、集成電路、晶體管、以及其它裝置。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的制造于非極性襯底上的激光器裝置100的簡(jiǎn)化透視圖。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。如所示出的，該光學(xué)裝置包括具有非極性晶體狀表面區(qū)域(其特征在于，朝著(000-1)具有大約-2度至大約2度以及朝著(11-20)具有小于大約0.5度的取向)的氮化鎵襯底構(gòu)件101。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，氮化鎵襯底構(gòu)件是塊狀GaN襯底(其特征在于，具有非極性晶體狀表面區(qū)域)，但是也可以是其它的襯底。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，塊狀氮化物GaN襯底包含氮，并具有低于IO5CnT2的表面位錯(cuò)密度。氮化物晶體或晶圓可包含AlxInyGai_x_yN，其中，0 ^ x,y,x+y ^ 1。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，氮化物晶體包含GaN。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，GaN襯底在相對(duì)于表面基本上正交或傾斜的方向上具有濃度在大約IO5CnT2和大約IO8CnT2之間的穿透位錯(cuò)(threading dislocation)。 位錯(cuò)的正交或傾斜取向的結(jié)果是，表面位錯(cuò)密度低于大約105cnT2。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該裝置具有被形成為覆蓋非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域的特征在于腔體取向基本上平行于c方向。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域具有第一端107和第二端109。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該裝置具有設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第一端上的第一解理c面刻面以及設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第二端上的第二解理c面刻面。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，第一解理C刻面基本上平行于第二解理C刻面。在每個(gè)解理表面上形成有鏡面。第一解理C刻面包括第一鏡面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，通過(guò)劃刻和折斷工藝來(lái)提供第一鏡面。劃刻工藝可使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，例如，鉆石劃刻或激光劃刻或其組合。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，第一鏡面包括反射涂層。從二氧化硅、二氧化鉿、二氧化鈦鉭五氧化鋯 (titaniatantalum pentoxidezirconia)，包括其組合等等中選擇反射涂層。根據(jù)實(shí)施方式的不同，第一鏡面還可包括抗反射涂層。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。而且，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，第二解理c刻面包括第二鏡面。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，通過(guò)劃刻和折斷工藝來(lái)提供第二鏡面。優(yōu)選地，劃刻是鉆石劃刻或激光劃刻，等等。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，第二鏡面包括反射涂層，例如，二氧化硅、二氧化鉿、二氧化鈦、鉭、五氧化物、氧化鋯，其組合，等等。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，第二鏡面包括抗反射涂層。當(dāng)然， 可存在其它的變型、修改和替代。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋具有長(zhǎng)度和寬度。長(zhǎng)度的范圍從大約50微米至大約3000微米。條紋還具有范圍從大約0. 5微米至大約50微米的寬度，但也可以是其它尺寸。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，在尺寸方面，寬度基本上是恒定的，但也可能存在微小的變化。通常用本領(lǐng)域中通常使用的掩模和蝕刻工藝來(lái)形成寬度和長(zhǎng)度。在本說(shuō)明書(shū)中，更具體地在下面，可找到本裝置的其它細(xì)節(jié)。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該裝置的特征還在于，自發(fā)發(fā)出的光在基本上垂直于c 方向的方向上偏振。也就是說(shuō)，該裝置用作激光器，等等。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，自發(fā)發(fā)出的光的特征在于，垂直于c方向的偏振比大于0. 1至大約1。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，自發(fā)發(fā)出的光的特征在于，波長(zhǎng)范圍從大約405nm開(kāi)始以產(chǎn)生藍(lán)色發(fā)光、綠色發(fā)光等等。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，自發(fā)發(fā)出的光高度偏振，并且，其特征在于大于0.4的偏振比。當(dāng)然，在本說(shuō)明書(shū)中，更具體地在下面，可找到激光器裝置的其它細(xì)節(jié)。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的制造于非極性襯底上的激光器裝置200的詳細(xì)橫截面圖。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。如所示出的，該激光器裝置包括氮化鎵襯底203， 其具有下層η型金屬后側(cè)接觸區(qū)域201。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該金屬后側(cè)接觸區(qū)域由適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，例如，下面提到的那些材料以及其他材料。在本說(shuō)明書(shū)中，更具體地在下面， 可找到接觸區(qū)域的其它細(xì)節(jié)。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該裝置還具有上層η型氮化鎵層205、有源區(qū)域207、被構(gòu)造為激光條紋區(qū)域209的上層ρ型氮化鎵層。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，至少利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)的外延沉積技術(shù)、分子束外延、或其它適于GaN生長(zhǎng)的外延生長(zhǎng)技術(shù)來(lái)形成這些區(qū)域中的每一個(gè)。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，外延層是覆蓋η型氮化鎵層的高質(zhì)量外延層。在一些實(shí)施方式中，例如，用Si或0摻雜該高質(zhì)量層，以形成η型材料，摻雜劑濃度在大約IO16CnT3至IO2tlCnT3之間。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，將η型ΑΜη^ ^Ν層沉積在襯底上，其中，0彡u，ν, u+v彡1。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，載體濃度可介于大約IO16CnT3至102°cm_3之間的范圍內(nèi)。 可利用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)或分子束外延(MBE)來(lái)進(jìn)行沉積。當(dāng)然，可存在其它變型、修改和替代。作為一個(gè)實(shí)例，將塊狀GaN襯底放置在MOCVD反應(yīng)器中的基座上。在封閉、抽空反應(yīng)器以及將反應(yīng)器回填(或使用負(fù)載鎖定結(jié)構(gòu))至大氣壓之后，在有含氮?dú)怏w的情況下，將基座加熱至大約1000°c至大約1200°C之間的溫度。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，在流動(dòng)的氨的情況下，將基座加熱至大約1100°C。在運(yùn)載氣體中，以大約1至50標(biāo)準(zhǔn)立方厘米每分鐘 (sccm)之間的總流速開(kāi)始含鎵有機(jī)金屬前體(precursor)(例如，三甲基鎵(TMG)或三乙基鎵(TEG))的流動(dòng)。運(yùn)載氣體可包括氫氣、氦氣、氮?dú)饣驓鍤?。V族前體(氨)的流速與III 族前體(三甲基鎵、三乙基鎵、三甲基銦、三甲基鋁)的流速之比在大約2000至大約12000 之間。在運(yùn)載氣體中開(kāi)始乙硅烷的流動(dòng)，具有大約0. 1至IOsccm之間的總流速。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋區(qū)域由ρ型氮化鎵層209制成。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，通過(guò)從干蝕刻或濕蝕刻中選擇的蝕刻工藝來(lái)提供激光條紋。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，蝕刻工藝是干式的，但也可以是其它的。作為一個(gè)實(shí)例，干蝕刻工藝是利用含氯物質(zhì)的感應(yīng)耦合工藝或利用類似化學(xué)物的反應(yīng)離子蝕刻工藝。同樣，作為一個(gè)實(shí)例，含氯物質(zhì)通常從氯氣等中得到。該裝置還具有上層介電區(qū)域，其露出213接觸區(qū)域。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，介電區(qū)域是例如二氧化硅的氧化物或者氮化硅，但也可以是其它的。接觸區(qū)域與上面的金屬層215接合。上面的金屬層是包含金和鉬(Pt/Au)的多層結(jié)構(gòu)，但也可以是其它的。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。
在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該激光器裝置具有有源區(qū)域207。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，有源區(qū)域可包括1個(gè)至20個(gè)量子阱區(qū)域。作為一個(gè)實(shí)例，在將η型ΑΜηρ^Ν層沉積預(yù)定的時(shí)間周期以達(dá)到預(yù)定厚度之后，沉積有源層。有源層可包括單個(gè)量子阱或多個(gè)量子阱，具有1至20個(gè)量子阱。量子阱可包括hGaN阱和GaN阻擋層。在其它實(shí)施方式中， 講層和阻擋層分別包括 AlwInxGai_w_xN 和 AlyInz(iai_y_zN，其中，0 彡 w，x，y，z，w+x，y+z 彡 1，其中，w < u，y和/或χ > v，z，使得阱層的帶隙小于阻擋層和η型層的帶隙。阱層和阻擋層均可具有大約Inm至大約40nm之間的厚度。在另一實(shí)施方式中，有源層包括雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)， 具有由GaN或AlyInfa1TzN層包圍的大約IOnm至IOOnm厚的InGaN或AlJnfamN層，其中，w < u，y和/或χ > v，ζ。有源層的組成和結(jié)構(gòu)被選擇為在預(yù)先選擇的波長(zhǎng)提供光發(fā)射?？墒褂性磳硬粨诫s(或不是有意地?fù)诫s)，或者可以是η型或ρ型摻雜。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在一個(gè)特定實(shí)施方 式中，有源區(qū)域還可包括電子阻擋(blocking)區(qū)域以及單獨(dú)限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)(s印arate confinement hetercostructure)。在一些實(shí)施方式中，優(yōu)選地沉積電子阻擋層。電子阻擋層可包括AlsInt(iai_s_tN，其中，0 ( s，t，s+t ( 1，具有比有源層更高的帶隙，并可以是P型摻雜。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，電子阻擋層包括AlGaN。在另一實(shí)施方式中，電子阻擋層包括AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，包括交替的AWaN層和GaN層，每層具有大約0. 2nm至大約5nm之間的厚度。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。如所提到的，將ρ型氮化鎵結(jié)構(gòu)(其可以是ρ型摻雜的AlJnrGa^N，其中，0 ( q, r，q+r彡1)層沉積在有源層上方。ρ型層可摻雜有Mg，摻雜至大約IO16CnT3至IO22CnT3之間的水平，并可具有大約5nm和大約IOOOnm之間的厚度。最外面的1至50nm的ρ型層可比其他的層摻雜得更重，以使得能夠改進(jìn)電接觸。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，通過(guò)從干蝕刻或濕蝕刻中選擇的蝕刻工藝來(lái)提供激光條紋。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，蝕刻工藝是干式的，但也可以是其它的。該裝置還具有上層介電區(qū)域，其露出213接觸區(qū)域。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，介電區(qū)域是例如二氧化硅的氧化物，但也可以是其它的。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。 在一個(gè)特定實(shí)施方式中，金屬接觸由適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。反射電接觸可包含銀、金、 鋁、鎳、鉬、銠、鈀、鉻等中的至少一種?？衫脽嵴舭l(fā)、電子束蒸發(fā)、電鍍、濺射或其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)沉積電接觸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，電接觸用作光學(xué)裝置的P型電極。在另一實(shí)施方式中，電接觸用作光學(xué)裝置的η型電極。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在本說(shuō)明書(shū)中，更具體地在下面，可找到解理刻面的其它細(xì)節(jié)。圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的激光器裝置的c方向解理刻面的橫截面視圖照片。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。如所示出的，c方向解理刻面是平滑的，并提供適當(dāng)?shù)溺R面。在下面提供激光器裝置的頂視圖的細(xì)節(jié)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的激光器裝置的頂視圖。該圖僅是一個(gè)實(shí)例， 在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。如所示出的，在c方向上構(gòu)造激光條紋，其具有垂直于c方向的投影。如所示出的，氮化鎵襯底的頂視圖是根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式的微小誤切或切下(off-cut)的表面區(qū)域取向。
可以如下所述地概括一種處理根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的激光器裝置的方法，還可見(jiàn)圖5 1.開(kāi)始；2.提供包括具有脊部的激光器裝置的處理襯底；3.使襯底從后側(cè)變薄；4.形成后側(cè)η接觸；5.劃刻圖案，以便分離以條狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造的激光器裝置；6.折斷所劃刻的圖案，以形成多個(gè)條狀結(jié)構(gòu)；7.堆疊條狀結(jié)構(gòu)；8.涂覆條狀結(jié)構(gòu)；9.將條狀結(jié)構(gòu)分成各個(gè)具有激光器裝置的芯片；以及10.根據(jù)需要執(zhí)行其它步驟。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，以上順序的步驟用來(lái)由襯底結(jié)構(gòu)在芯片上形成各個(gè)激光器裝置。在一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法包括，位于構(gòu)造于非極性氮化鎵襯底材料上的脊?fàn)罴す馄餮b置中的基本上彼此平行且面向彼此的解理刻面。根據(jù)實(shí)施方式的不同，在不背離這里的權(quán)利要求的范圍的前提下，可組合或省去一個(gè)或多個(gè)這些步驟，或者可增加其它步驟。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在本說(shuō)明書(shū)中， 更具體地在下面，提供此方法的其它細(xì)節(jié)。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的襯底變薄工藝的簡(jiǎn)化圖。該圖僅是一個(gè)例證，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法以包括激光器裝置以及優(yōu)選地包括脊?fàn)罴す馄餮b置的氮化鎵襯底材料開(kāi)始，但也可以是其它的。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，襯底已經(jīng)經(jīng)歷前側(cè)處理。在已經(jīng)完成前側(cè)處理之后，將一個(gè)或多個(gè)GaN襯底安裝在藍(lán)寶石載體晶圓或其它適當(dāng)?shù)臉?gòu)件上。作為一個(gè)實(shí)例，該方法使用晶鍵(cryStalbOnd)509，其是傳統(tǒng)安裝的熱塑性塑料。熱塑性塑料可在丙酮或其它適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙?。?dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，將載圓晶片安裝至研磨夾具。這種研磨夾具的一個(gè)實(shí)例由英國(guó)的Logitech公司或其它廠商制造。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，在研磨處理期間，研磨夾具幫助保持襯底的平面性。作為一個(gè)實(shí)例，襯底的起始厚度是 325 μ m+/"20 μ m,但也可以是其它厚度。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法將襯底研磨或變薄至70至80 μ m的厚度，但也可以更薄或稍厚。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，用研磨板來(lái)構(gòu)造研磨夾具，研磨板通常由適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?，例如，被?gòu)造為具有小于5μπι的平直度的鑄鐵，但也可以是其它的。優(yōu)選地， 該方法使用研磨漿料(其是1份碳化硅(SiC)和10份水)，但也可以是其它變型。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，SiC粗砂的尺寸大約是5 μ m。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，研磨板的速度在大約10轉(zhuǎn)每分鐘是適當(dāng)?shù)?。另外，根?jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，該方法可調(diào)節(jié)研磨夾具的向下的壓力，以達(dá)到期望的研磨速度，例如，2-3 μ m/min或者更大或稍小。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，本方法包括研磨處理，其可能在GaN材料中產(chǎn)生表面損壞而導(dǎo)致產(chǎn)生中等級(jí)別的陷阱(trap)，等等。中等級(jí)別的陷阱可產(chǎn)生具有肖特基特性的接觸。因此，根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，本方法包括一個(gè)或多個(gè)拋光處理，使得去除具有損壞的 ΙΟμπι材料。作為一個(gè)實(shí)例，該方法使用羅門哈斯的Politex 拋光墊，但也可以是其它的，將該拋光墊膠粘在不銹鋼板上。一種拋光方案是Eminess技術(shù)公司制造的 Ultrasol300K，但也可以是其它的。Ultra-Sol 300K是具有特殊設(shè)計(jì)的堿性分散性的高純度硅膠漿料。其包含70nm的硅膠并具有10. 6的PH值。固體含量是30% (按重量)。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，研磨板的速度是70rpm，并施加研磨夾具的整個(gè)重量。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法包括大約 2μπι/小時(shí)的拋光速度，但也可以是其它的。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)用于m面GaN襯底材料的高質(zhì)量η型接觸的方法。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法提供粗糙的接觸以實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臍W姆接觸。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，粗糙度導(dǎo)致其它晶面的暴露，這會(huì)產(chǎn)生良好的接觸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本方法包括紋理粗糙的研磨表面，以暴露不止一個(gè)或多個(gè)不同的晶面。在其它實(shí)施方式中，可在研磨之后進(jìn)行蝕刻，例如，干蝕刻和/或濕蝕刻。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，蝕刻去除了襯底損壞，然而，可能無(wú)法使表面像拋光那樣平。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。圖7是示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的后側(cè)η接觸方法的簡(jiǎn)化圖。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、 修改和替代。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，在完成變薄處理之后，該方法在襯底的后側(cè)上形成 η接觸。此時(shí)，仍將變薄的襯底安裝并保持在藍(lán)寶石晶圓上。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，為了效率和處理，對(duì)變薄的襯底進(jìn)行“批量處理”。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，使用批量處理的方法幫助防止與處理非常薄(60-80um)的襯底相關(guān)的任何損壞。作為一個(gè)實(shí)例，后側(cè)接觸包括大約300 A的Al/ 3000 A的Au或其它適當(dāng)?shù)牟牧稀?在一個(gè)特定實(shí)施方式中，接觸是由電子束蒸發(fā)或其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)沉積的金屬堆。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，在金屬堆沉積之前，該方法包括使用濕蝕刻，例如，氫氟酸濕蝕刻，以去除表面上的任何氧化物。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，優(yōu)選地，在金屬堆形成之后，不對(duì)金屬堆退火或使其經(jīng)歷高溫處理。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。圖8是示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的劃刻和折斷操作的簡(jiǎn)化圖。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、 修改和替代。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，在形成η接觸之后，將襯底從藍(lán)寶石載體晶圓拆下， 并將其在丙酮和異丙醇中清洗。然后，根據(jù)實(shí)施方式的不同，將襯底安裝在聚氯乙烯絕緣帶上，以進(jìn)行劃刻和折斷處理。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述帶在激光條上不會(huì)留下任何殘留物，激光條基本上沒(méi)有這種殘留物，所述殘留物本質(zhì)上通常是聚合物或微粒。接下來(lái)，該方法包括一個(gè)或多個(gè)劃刻工藝。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法包括使襯底受到激光，以形成圖案。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，構(gòu)造圖案，以形成用于一個(gè)或多個(gè)脊?fàn)罴す馄鞯囊粚?duì)刻面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，這對(duì)刻面面向彼此，并彼此平行地對(duì)準(zhǔn)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法使用UV(355nm)激光器來(lái)劃刻激光條。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，將激光器構(gòu)造在系統(tǒng)上，這允許在一個(gè)或多個(gè)不同的圖案和輪廓中構(gòu)造精確的劃刻線。 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)應(yīng)用的不同，可在后側(cè)、前側(cè)或這兩側(cè)上執(zhí)行劃刻。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法使用后側(cè)劃刻，等等。通過(guò)后側(cè)劃刻，該方法優(yōu)選地在GaN襯底的后側(cè)上形成垂直于激光條的連續(xù)的線劃刻。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，劃刻通常是15至20 μ m深或其它適當(dāng)?shù)纳疃取?yōu)選地，后側(cè)劃刻會(huì)是有利的。也就是說(shuō)，劃刻過(guò)程并不取決于激光條或其它類似圖案的間距。因此，根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，后側(cè)劃刻可在每個(gè)襯底上產(chǎn)生更高密度的激光條。然而，在一個(gè)特定實(shí)施方式中，后側(cè)劃刻可能在一個(gè)或多個(gè)刻面上產(chǎn)生所述帶的殘余物。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，后側(cè)劃刻通常需要襯底在所述帶上面向下。通過(guò)前側(cè)劃刻，襯底的后側(cè)與所述帶接觸。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本方法使用便于形成清潔刻面的前側(cè)劃刻。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，優(yōu)選地使用前側(cè)劃刻工藝。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法包括劃刻圖案，以產(chǎn)生具有最小刻面粗糙度或其它缺陷的筆直解理。以下提供劃刻的其它細(xì)節(jié)。劃刻圖案激光掩模的間距是大約200 μ m，但也可以是其它的。該方法使用 170 μ m的劃刻，對(duì)于200 μ m的間距具有30 μ m的虛線(dash)。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，使劃刻長(zhǎng)度最大化或增加，同時(shí)保持激光器的熱影響區(qū)域遠(yuǎn)離對(duì)熱敏感的激光器脊部。劃刻輪廓鋸齒輪廓通常產(chǎn)生最小的刻面粗糙度。相信，鋸齒輪廓形狀在材料中產(chǎn)生非常高的應(yīng)力集中，這導(dǎo)致解理更容易和/或更有效地?cái)U(kuò)展。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，本方法提供適于制造本激光器裝置的劃刻。作為一個(gè)實(shí)例，圖9示出與(1)后側(cè)劃刻處理以及(2)前側(cè)劃刻處理相關(guān)的襯底材料的橫截面。當(dāng)然， 可存在其它的變型、修改和替代?，F(xiàn)在參考圖10，該方法包括折斷工藝，以形成多個(gè)條狀結(jié)構(gòu)。該圖僅是一個(gè)實(shí)例， 在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在劃刻GaN襯底之后，該方法使用折斷器將襯底解理成條。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，折斷器具有帶有900 μ m的間隙間隔的金屬支撐部。將襯底定位在支撐部上，使得劃刻線位于中心。然后，一適當(dāng)?shù)丶怃J的陶瓷刀片在劃刻線上直接施加壓力，這導(dǎo)致襯底沿著劃刻線解理。圖11是示出根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的堆疊和涂覆工藝的簡(jiǎn)化圖。同樣，該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在解理之后，將這些條堆疊在固定設(shè)備中，該固定設(shè)備允許涂覆彼此平行地對(duì)準(zhǔn)并面向彼此的前刻面和后刻面。可從任何適當(dāng)?shù)牡头瓷渎试O(shè)計(jì)(AR設(shè)計(jì))中選擇前刻面涂覆薄膜。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，AR設(shè)計(jì)包括覆蓋有一薄層HfO2的四分之一波長(zhǎng)的Al2O3涂層。Al2O3涂層是堅(jiān)固的電介質(zhì)，并且，HfO2密度大，這幫助環(huán)境地鈍化并調(diào)節(jié)前刻面的反射率。優(yōu)選地，通過(guò)電子束蒸發(fā)來(lái)沉積這些涂覆薄膜。在一個(gè)特定實(shí)施方式中， 后刻面涂覆有高反射率HR設(shè)計(jì)。HR設(shè)計(jì)包括四分之一波長(zhǎng)的幾對(duì)Si02/Hf02。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，可使用大約6-7對(duì)來(lái)達(dá)到超過(guò)99%的反射率。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法使用被構(gòu)造為用于不破壞真空地沉積每個(gè)刻面的適當(dāng)?shù)某练e系統(tǒng)。該沉積系統(tǒng)包括具有足夠高度和空間體積的圓頂結(jié)構(gòu)。根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，該系統(tǒng)允許多個(gè)被構(gòu)造于固定設(shè)備中的多個(gè)條從一側(cè)翻轉(zhuǎn)至另一側(cè)并暴露后刻面和前刻面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法允許首先沉積后刻面，重新構(gòu)造條狀固定設(shè)備以暴露前刻面，然后不破壞真空地沉積前刻面。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，該方法允許不破壞真空地將一個(gè)或多個(gè)薄膜沉積在前側(cè)和后側(cè)上，以節(jié)省時(shí)間并提高效率。其它實(shí)施方式會(huì)破壞真空。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。圖12示出根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式的將單個(gè)條引導(dǎo)至多個(gè)晶片中的方法。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在已經(jīng)涂覆條的刻面之后，該方法包括，在晶片單個(gè)化之前測(cè)試條形式的激光器裝置。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，該方法通過(guò)執(zhí)行劃刻和折斷工藝來(lái)將條單個(gè)化 (類似于刻面解理)。優(yōu)選地，根據(jù)一個(gè)特定實(shí)施方式，該方法在激光條的頂側(cè)上形成淺的連續(xù)線劃刻。每個(gè)晶片的寬度大約是200μπι，這可將支撐間隙減小至300μπι左右。在這些條已經(jīng)解理成單個(gè)晶片之后，使帶膨脹，并將每個(gè)晶片從帶上剝離。接下來(lái)，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，該方法對(duì)每個(gè)晶片執(zhí)行封裝操作。實(shí)例圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)例的激光器裝置的簡(jiǎn)化圖。該圖僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在此實(shí)例中，光學(xué)裝置包括具有非極性晶體狀表面區(qū)域(其特征在于，朝著(000-1)具有大約1度以及朝著(11-20)具有小于大約0. 3度的取向)的氮化鎵襯底構(gòu)件。塊狀氮化物GaN襯底包含氮，并具有低于lE-6cm_2的表面位錯(cuò)密度和小于0. 2nm的表面粗糙度。該裝置具有被形成為覆蓋非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域。 該激光條紋區(qū)域的特征在于腔體取向基本上平行于c方向，并具有第一端和第二端。該裝置具有設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第一端上的第一解理c面刻面以及設(shè)置于激光條紋區(qū)域的第二端上的第二解理c面刻面。第一解理c刻面基本上平行于第二解理c刻面。在每個(gè)解理表面上形成有鏡面。第一解理c刻面包括第一鏡面。通過(guò)劃刻和折斷工藝來(lái)提供第一鏡面，例如這里描述的工藝。第一鏡面包括反射涂層，其是氧化鋁和二氧化鉿。第二解理c刻面包括第二鏡面。通過(guò)劃刻和折斷工藝來(lái)提供第二鏡面，例如這里描述的工藝。第二鏡面包括反射涂層，例如，二氧化硅和二氧化鉿。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，激光條紋具有長(zhǎng)度和寬度。長(zhǎng)度是400至IOOOym,寬度是1.4至4μπι。在尺寸上寬度基本是恒定的。如所示出的，該裝置的特征還在于，自發(fā)發(fā)出的光在基本上垂直于c方向的方向上偏振。也就是說(shuō)，該裝置用作激光器。自發(fā)發(fā)出的光的特征在于垂直于c方向的偏振比。 還如所示出的，自發(fā)發(fā)出的光的特征在于大約405nm的波長(zhǎng)，以產(chǎn)生藍(lán)紫色發(fā)光。其它參數(shù)包括功率cw > 350mff ；Ith < 35mA ；SE > 1.0W/A;以及在To-56頭部上的封裝。如所示出的，該圖示出了大約25°C時(shí)的主題激光器裝置的功率和電流的關(guān)系。另外，對(duì)于主題激光器裝置，波長(zhǎng)在大約405nm示出。同樣，本裝置僅是一個(gè)實(shí)例，在此不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到其它變型、修改和替代。在其它實(shí)施方式中，本發(fā)明包括一種在其它含鎵和氮的襯底取向上構(gòu)造的裝置和方法。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，將含鎵和氮的襯底構(gòu)造在包括120-21}晶體取向的一族平面上。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，{20-21}朝著c面(0001)與m面偏離14. 9度。作為一個(gè)實(shí)例，誤切或切下角度是朝著C面距離m面+/-17度，或者替代地，大約在{20-21}晶體取向平面處。作為另一實(shí)例，本裝置包括在c方向的投影中取向的激光條紋，c方向垂直于a 方向(或者替代地位于m面上，將其構(gòu)造在c方向上)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，解理刻面將是含鎵和氮的面(例如，GaN面)，其距離與c方向的投影正交的方向+/-5度(或者替代地，對(duì)于m面激光器，其是c面)。當(dāng)然，可存在其它的變型、修改和替代。
雖然以上是對(duì)特定實(shí)施方式的全部描述，但是，可使用各種修改、替代結(jié)構(gòu)和等同物。因此，不應(yīng)將以上描述和說(shuō)明看作是限制由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)裝置，包括氮化鎵襯底構(gòu)件，具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域，其特征在于，朝著(000-1)具有大約-2度至大約2度以及朝著(11-20)具有小于大約0. 5度的取向；激光條紋區(qū)域，被形成為覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分，所述激光條紋區(qū)域的特征在于基本上平行于c方向的腔體取向，所述激光條紋區(qū)域具有第一端和第二端；第一解理c面刻面，設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第一端上；以及第二解理c面刻面，設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第二端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一解理c刻面基板平行于所述第二解理c 刻面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一解理c刻面包括第一鏡面，其特征在于激光劃刻區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，從所述氮化鎵襯底構(gòu)件的前側(cè)或后側(cè)通過(guò)劃刻和折斷工藝來(lái)提供所述第一鏡面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述第一鏡面包括反射涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，從二氧化硅、二氧化鉿和二氧化鈦中選擇所述反射涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述第一鏡面包括抗反射涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第二解理m刻面包括第二鏡面，其特征在于激光劃刻區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，通過(guò)劃刻和折斷工藝來(lái)提供所述第二鏡面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第二鏡面包括反射涂層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中，從二氧化硅、二氧化鉿和二氧化鈦中選擇所述反射涂層。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述第二鏡面包括抗反射涂層。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，長(zhǎng)度的范圍從大約100微米至大約2000微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括范圍從大約1微米至大約15微米的寬度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括自發(fā)發(fā)出的光，所述自發(fā)發(fā)出的光垂直于 c方向偏振。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括其特征在于波長(zhǎng)范圍從大約385nm至大約 420nm的自發(fā)發(fā)出的光。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括其特征在于波長(zhǎng)范圍從大約420nm至大約 460nm的自發(fā)發(fā)出的光。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括其特征在于波長(zhǎng)范圍從大約460nm至大約 500nm的自發(fā)發(fā)出的光。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括其特征在于波長(zhǎng)范圍從大約500nm至大約 550nm的自發(fā)發(fā)出的光。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，通過(guò)從干蝕刻或濕蝕刻中選擇的蝕刻工藝來(lái)提供所述激光條紋。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括覆蓋所述氮化鎵襯底構(gòu)件的后側(cè)的η型金屬區(qū)域和覆蓋所述激光條紋的上部的上層P型金屬區(qū)域。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述激光條紋包括暴露所述激光條紋的上部的上層介電層。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包括覆蓋所述表面區(qū)域的η型氮化鎵區(qū)域、覆蓋所述η型氮化鎵區(qū)域的有源區(qū)域、以及覆蓋所述有源區(qū)域的激光條紋區(qū)域。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述有源區(qū)域包括1個(gè)至20個(gè)量子阱區(qū)域，所述1個(gè)至20個(gè)量子阱區(qū)域的特征在于10埃至大約40埃的厚度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述有源區(qū)域包括1個(gè)至20個(gè)量子阱區(qū)域，所述1個(gè)至20個(gè)量子阱區(qū)域的特征在于40埃至大約80埃的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述有源區(qū)域包括電子阻擋區(qū)域。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述有源區(qū)域的特征在于單獨(dú)限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
28.一種形成光學(xué)裝置的方法，包括提供具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域的氮化鎵襯底構(gòu)件，其特征在于，朝著(000-1)具有大約-2度至大約2度以及朝著(11-20)具有小于大約0. 5度的取向；形成覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域，所述激光條紋區(qū)域的特征在于基本上平行于c方向的腔體取向，所述激光條紋區(qū)域具有第一端和第二端； 以及形成一對(duì)解理刻面，包括設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第一端上的第一解理c面刻面和設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第二端上的第二解理c面刻面。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，形成一對(duì)解理刻面包括，單獨(dú)地形成所述第一解理c面刻面和形成所述第二解理c面刻面。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，進(jìn)一步包括涂覆所述第一解理c面刻面并涂覆所述第二 c面刻面。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中，在單個(gè)化處理之前，形成所述一對(duì)解理面刻
32.一種光學(xué)裝置，包括氮化鎵襯底構(gòu)件，具有大體的m面非極性晶體狀表面區(qū)域，其特征在于，朝著(000-1) 具有大約-2度至大約2度以及朝著(11-20)具有小于大約0.5度的切下取向，所述切下取向不包括朝著(000-1)的零度和朝著(11-200)的零度，所述m面非極性晶體狀表面區(qū)域的特征在于具有第一晶體質(zhì)量的切下取向，并且m面非極性晶體狀表面區(qū)域的特征在于具有第二晶體質(zhì)量的非切下取向，所述第一晶體質(zhì)量高于所述第二晶體質(zhì)量；激光條紋區(qū)域，被形成為覆蓋所述m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分，所述激光條紋區(qū)域的特征在于基本上平行于c方向的腔體取向，所述激光條紋區(qū)域具有第一端和Λ-Λ- ~·上山弟一兄而；第一解理c面刻面，設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第一端上；以及第二解理c面刻面，設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第二端上。
33.一種光學(xué)裝置，包括氮化鎵襯底構(gòu)件，具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域，其特征在于，朝著c面具有大約-17度至大約17度的切下取向；激光條紋區(qū)域，被形成為覆蓋所述m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分，所述激光條紋區(qū)域具有第一端和第二端；第一解理刻面，設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第一端上；以及第二解理刻面，設(shè)置于所述激光條紋區(qū)域的第二端上。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的裝置，其中，由切下構(gòu)造的所述m面晶體狀取向表面區(qū)域是 {20-21}面。
全文摘要
光學(xué)裝置包括具有m面非極性晶體狀表面區(qū)域的氮化鎵襯底構(gòu)件，其特征在于，朝著(000-1)具有大約-2度至大約2度以及朝著(11-20)具有小于大約0.5度的取向。該裝置還具有被形成為覆蓋m面非極性晶體狀取向表面區(qū)域的一部分的激光條紋區(qū)域。在激光條紋區(qū)域的一端上設(shè)置第一解理c面刻面，并在激光條紋區(qū)域的另一端上設(shè)置第二解理c面刻面。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102396083SQ201080016546
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月13日
發(fā)明者丹尼爾·F·費(fèi)澤爾, 尼古拉斯·J·普菲斯特爾, 拉賈特·薩爾馬, 詹姆斯·W·拉林 申請(qǐng)人:天空公司