(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーデバイスであって、
一つの半導体チップの上に備えられ、かつ、それぞれが電気的に並列に接続された、２個と４個との間のメサと、
前記メサを電気的に駆動するように構成されているドライバと、
を含み、
前記ドライバは、前記２個と４個との間のメサに対して定められた閾値電圧を提供するように適合されており、かつ、
前記２個と４個との間のメサは、前記定められた閾値電圧の受取りに応じて、相互に同時にレーザー光を発するように構成されており、
前記メサは、それぞれに、ボトム分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）とトップＤＢＲとの間に挟まれた活性レイヤ、および閉じ込めレイヤ、を含み、
それぞれの前記メサは、７μｍと９μｍとの間の活性直径を含み、
前記活性直径は、前記閉じ込めレイヤの酸化によって決定され、
前記閉じ込めレイヤは、前記活性レイヤにおける電流を制限し、
前記レーザーデバイスは、光強度を伴うレーザー光を発するように適合されており、前記光強度は、３ｍＡと１２ｍＡとの間の電流で駆動される場合に、提供される電流に線形的に依存する、
レーザーデバイス。
【請求項２】
前記レーザーデバイスは、３個のメサを含む、
請求項１に記載のレーザーデバイス。
【請求項３】
前記レーザーデバイスは、
４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度のレーザー光を発するように適合されている、
請求項１に記載のレーザーデバイス。
【請求項４】
前記レーザーデバイスは、
４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度のレーザー光を発する場合に、１２ｍＡの電流において、１．６Ｖと２．２Ｖとの間の電圧で駆動されるように適合されている、
請求項３に記載のレーザーデバイス。
【請求項５】
前記レーザーデバイスは、
前記半導体チップの温度が６０°Ｃであるときに、４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度のレーザー光を発するように適合されている、
請求項１に記載のレーザーデバイス。
【請求項６】
前記レーザーデバイスは、
１２ｍＡの電流で駆動される場合に、
前記半導体チップの温度が６０°Ｃのときに発せられるレーザー強度から２０％より少なく外れている、光強度のレーザー光を、前記半導体チップの温度が２５°Ｃのときに発するように適合されている、
請求項５に記載のレーザーデバイス。
【請求項７】
前記半導体チップは、機能性レイヤを含み、
前記機能性レイヤは、前記レーザーデバイスを特定するためのコードを含んでいる、
請求項１に記載のレーザーデバイス。
【請求項８】
前記機能性レイヤは、前記半導体チップの金属化レイヤである、
請求項７に記載のレーザーデバイス。
【請求項９】
前記金属化レイヤは、前記半導体チップの少なくとも一つの端においてバイナリーコードを含んでいる、
請求項８に記載のレーザーデバイス。
【請求項１０】
前記メサは、前記半導体チップにわたり一様な熱分布が可能となるように、前記半導体チップ上に分散されている、
請求項１に記載のレーザーデバイス。
【請求項１１】
前記金属化レイヤは、前記半導体チップの電気的接点を含む、
請求項９に記載のレーザーデバイス。
【請求項１２】
レーザーデバイスであって、
一つの半導体チップを定めているサブストレートと、
前記一つの半導体チップにおいて前記サブストレート上に備えられている、４個より多くない複数のメサと、
前記サブストレート上に配置された金属化レイヤであり、前記半導体チップの電気的接点を含む、金属化レイヤと、
を含み、
前記複数のメサは、相互に電気的に並列に接続されており、定められた閾値電圧を相互に同時に提供されるように構成されており、かつ、前記定められた閾値電圧の受取りに応じて、前記複数のメサは、相互に同時にレーザー光を発し、
前記メサは、それぞれに、ボトム分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）とトップＤＢＲとの間に挟まれた活性レイヤ、および閉じ込めレイヤ、を含み、
それぞれの前記メサは、７μｍと９μｍとの間の活性直径を有し、
前記活性直径は、前記閉じ込めレイヤの酸化によって決定され、
前記閉じ込めレイヤは、前記活性レイヤにおける電流を制限し、
前記半導体チップの電気的接点を含む前記金属化レイヤは、また、前記レーザーデバイスを特定するためのコードも含む、
レーザーデバイス。
【請求項１３】
前記複数のメサは、３個のメサである、
請求項１２に記載のレーザーデバイス。
【請求項１４】
前記金属化レイヤは、前記半導体チップの少なくとも一つの端においてバイナリーコードを含んでいる、
請求項１２に記載のレーザーデバイス。
【請求項１５】
前記レーザーデバイスは、光強度を伴うレーザー光を発するよう適合されており、前記光強度は、３ｍＡと１２ｍＡとの間の電流で駆動される場合に、提供される電流に線形的に依存する、
請求項１２に記載のレーザーデバイス。
【請求項１６】
レーザーデバイスであって、
一つの半導体チップを定めているサブストレートと、
前記一つの半導体チップにおいて前記サブストレート上に備えられている、６個より多くない複数のメサと、
前記サブストレート上に配置された金属化レイヤであり、前記半導体チップの電気的接点を含み、さらに、前記半導体チップの少なくとも一つの端に沿って配置された数多くの異なる幅のエクステンションを含み、前記半導体チップを一意的に特定するバイナリーコードを形成している、金属化レイヤと、
を含み、
前記複数のメサは、相互に電気的に並列に接続されており、定められた閾値電圧を相互に同時に提供されるように構成されており、かつ、前記定められた閾値電圧の受取りに応じて、前記複数のメサは、相互に同時にレーザー光を発し、
前記メサは、それぞれに、ボトム分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）とトップＤＢＲとの間に挟まれた活性レイヤ、および閉じ込めレイヤ、を含み、
それぞれの前記メサは、７μｍと９μｍとの間の活性直径を有し、
前記活性直径は、前記閉じ込めレイヤの酸化によって決定され、
前記閉じ込めレイヤは、前記活性レイヤにおける電流を制限する、
レーザーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーデバイスに関する。レーザーデバイスは、特に、検出（ｓｅｎｓｉｎｇ）アプリケーションに適している。本発明は、さらに、独自のやり方で半導体チップにマーキング（ｍａｒｋｉｎｇ）する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学センサのためのレーザーデバイスは、しばしば、垂直共振器面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）を含んでいる。次の世代は、少なくとも６ｍＷの光出力強度（ｏｐｔｉｃａｌ  ｏｕｔｐｕｔ  ｐｏｗｅｒ）を必要とする。そうした高出力を伴う最先端のＶＣＳＥＬは、開口（ａｐｅｒｔｕｒｅ）の直径またはＶＣＳＥＬの活性直径（ａｃｔｉｖｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）を増加することによって具現化される（〜１４μｍ）。同時に、全体的なダイ（ｄｉｅ）のサイズは、できる限り小さいことを要し、かつ、レーザーデバイスの歩留まりは、コストターゲットを満たすように高いことが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、従って、小さいダイ又はチップサイズと高い歩留まりとの組み合わせを実現する改善されたレーザーデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様に従って、一つの半導体チップの上に２個と６個との間のメサが備えられたレーザーデバイスが提案される。メサは、電気的に並列に接続されており、定められた閾値電圧がメサに対して提供される場合に、レーザー光を発するように適合されている。レーザーデバイスは、さらに、メサを電気的に駆動するためのドライバを含み、ドライバは、定められた閾値電圧をメサに対して提供するように適合されている。
【０００５】
開口の直径が増加した唯一つのメサを含んでいるレーザーデバイスは、デバイスのサイズが小さいという利点を有している。チップ領域は、一度に製造できるウェファ毎の半導体チップの数量、従って、レーザーデバイスの価格を決定するので、サイズは最も重要なファクタである。テストは、１個のメサを用いるそうしたレーザーデバイスの品質ターゲットを満たしているウェファ毎のレーザーチップの数量を意味する生産歩留まりが不満足なものであることを示してきた。きついプロセスウィンドウ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ）のせいで成果の広がり（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｓｐｒｅａｄ）は大きい。さらなる調査は、より小さい開口部を伴う２個と６個との間のメサを備えること、従って、一つの半導体チップ上におけるメサ毎のより小さな光強度が、歩留まりを増加させ、かつ、レーザーデバイスの温度感受性をより低くできることを示してきた。メサは、動作において、全てのメサが同時に電力を提供されるように、並列に電気的に接続されている。一つの半導体チップ上の全てのメサは、このように、同時にレーザー光を発する。より低い温度感受性は、レーザーデバイス毎に唯一つのメサの場合における集中された熱放散に比べて、並行して２個から６個のメサが動作しているときの熱分布によって、引き起こされ、または、少なくとも積極的に影響され得るものである。後者の効果は、レーザーデバイスにわたり一様な熱分布が可能となるやり方で２個と６個との間のメサを分散することによって、さらに改善され得る。メサ間の距離は、半導体チップ上で利用可能な領域に関連して最大化されてよい。ダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）などのプロセスステップは、メサ間の最小距離を要求し得るものであり、従って、半導体チップの端は、利用可能な領域を制限している。チップの形式は、このように、メサの位置決めに影響し得るものである。大部分の場合には、２次の（ｑｕａｄｒａｔｉｃ）半導体チップが好まれ得る。１個のメサを用いた半導体チップは、より小さくて、より多くの半導体チップができるという事実にもかかわらず、改善された歩留まりが、増加されたメサの数量によって生じるより大きなレーザーデバイスのサイズを過度に補償している。
【０００６】
驚くことに、歩留まりが再び低下するので、６個より多くのメサを備えることは役に立たない。調査は、さらに、レーザーデバイス毎に３個のメサが、最大の歩留まりを結果として生じることを示してきた。３個のメサは、望ましくは、メサ間の距離を最大化するためにメサの中心が正三角形を形成するように、半導体チップの利用可能な領域上に配置されてよい。メサのこの構成は、半導体チップにわたり、それぞれのメサにおいて生成される熱の一様な分布を可能にし得るものである。
【０００７】
レーザーデバイスの半導体チップは、望ましくは、２５０μｍより小さい側面の長さを有する。半導体チップのサイズは、ウェファ毎のチップの数量を決定し、従って、レーザーデバイスの価格に強く影響する。できる限り小さな半導体チップを提供することが意図されている。同時に、レーザーデバイスによって発せられる必要がある、要求される光強度は増加しており、それは、チップサイズがより大きい場合に、より容易であろうことである。半導体チップの側面の長さは、２００μｍのようにさらに２５０μｍより小さくてもよい。もしくは、さらにプロセスウィンドウを減少してさらに１５０μｍより小さくてもよい。
【０００８】
レーザーデバイスは、対応するドライバと電源に接続されている場合に、４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度のレーザー光を発するように適合されている。電源は、従来のＡＣライン、バッテリー、または、レーザーデバイスおよび対応するドライバに対して電力供給することができるあらゆる他の電源であってよい。電源の種類は、アプリケーションに依存してよい。望ましくは再充電可能なバッテリーが、モバイルアプリケーションにおいては使用されてよい。例えば、携帯電話、スマートフォン、ラップトップ、等のようなモバイルデバイスにおける近傍検出のようなモバイルアプリケーションである。
【０００９】
レーザーデバイスは、望ましくは、４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度のレーザー光を発する場合に、１２ｍＡの電流において、１．６Ｖと２．２Ｖとの間の電圧で駆動されるように適合されている。レーザーデバイスは、半導体チップの温度が６０°Ｃであるときに、４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度のレーザー光を発するように適合されてよい。デバイスの温度は、しばしば動作中に６０°Ｃに達することがある。従って、品質要求を満たすためには、光強度が４ｍＷ以下に低下しないことが不可欠である。半導体チップの温度は、半導体チップのサブストレートの温度であり、かなり高いであろうレーザーの活性レイヤにおける局所的な温度ではない。
【００１０】
レーザーデバイスは、望ましくは、１２ｍＡの電流で駆動される場合に、半導体チップの温度が６０°Ｃのときに発せられるレーザー強度から２０％より少なく外れている、光強度のレーザー光を、半導体チップの温度が２５°Ｃのときに発するように適合されている。外れは、最も望ましくは、なお１０％より小さい。いくつかのアプリケーションは、既定の駆動電流において、光出力強度に係る高い温度安定性を要求する。レーザーデバイスの高い温度安定性は、駆動回路に関する要求を低減し得る。広い温度範囲にわたり要求される光強度を提供するために、追加のセンサ及び/又はフィードバックループが必要とされなくてよい。
【００１１】
レーザーデバイスは、望ましくは光強度を伴うレーザー光を発するよう適合されている。光強度は、３ｍＡと１２ｍＡとの間の電流で駆動される場合に、提供される電流に線形的に依存するものである。駆動電流からの光強度の線形的な依存性は、光出力強度のコントロールを簡素化し得る。そうした強度コントロールを要求するアプリケーションにおけるものである。
【００１２】
メサは、４ｍＷと１０ｍＷとの間の光強度を提供するために、５μｍと９μｍとの間の活性直径を含んでよい。２個から４個のメサの場合には、７μｍと９μｍとの間の活性直径が望まれ得る。それにより、最も効率的なデバイスは、８μｍの活性直径を伴うメサを含んでよい。５個から６個のメサの場合には、５μｍと７μｍとの間の活性直径が望まれ得る。メサの活性直径は、半導体チップを含むウェファのプロセスの最中に、メサの中の閉じ込めレイヤの酸化によって決定される。活性直径は、半導体チップのサブストレートに関して、ボトムとトップの分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、ＤＢＲ）の間に備えられるそれぞれのメサの中における活性レイヤの定められた領域に対する電流を制限する。
【００１３】
半導体チップは、望ましくは、レーザーデバイスを特定するためのコード（ｃｏｄｉｎｇ）を伴う機能性レイヤを含んでよい。望ましくは１５０μｍ×１５０μｍ又はより小さいサイズの小さな半導体チップの観点において、インクジェットプリントのようなよく知られた印刷技術を用いて提供される数量は、可能なものではない。機能性レイヤは、このように、それぞれのチップの識別化を可能にするコードを含んで備えられる。コードは、チップが光学的に特定され得るように、機能性レイヤにおいて提供されるバーコードであってよい。機能性レイヤは、従って、半導体チップまたはレーザーデバイスを処理した後で見えるものであることを必要とする。機能性レイヤは、望ましくは、レーザーデバイスの動作のために必要とされるレイヤのうちの一つであってよい。金属化レイヤのうちの一つは、レーザーデバイスを製造し、最終的に駆動するために必要な構成（例えば、電気的接点）の他に、バーコードのような構成が金属化レイヤの一つの端において見ることができるように、エッチされて（ｅｔｃｈｅｄ）よい。そうしたバイナリーコードは、それぞれのレーザーデバイスをトレース（ｔｒａｃｉｎｇ）できるように使用されてよい。レーザーデバイスをトレースするために使用される金属化レイヤは、例えば、接合および接触のために追加的に使用されてよい。
【００１４】
例えば、近傍検出のための光学センサは、一つまたはそれ以上の説明されたレーザーデバイスを含んでよい。個々にアドレスされ得る多数のメサを含んでいるアレイ（ａｒｒａｙ）を使用することが、印刷（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）および加熱（ｈｅａｔｉｎｇ）のような電力供給アプリケーションに対して知られている。これらのアプリケーションは、数ワットまたは数百ワットもの光またはレーザー強度を提供する高出力レーザーデバイスを必要とする。個々にアドレス可能なメサのアレイにより、発せられるレーザー強度のシンプルなスイッチングが可能になる。光学センサは、たった数ｍＷの光強度を伴うレーザー光を発する。半導体チップ毎の一つ以上のメサは望ましくないと思われるようにである。いずれにしても、２個と６個との間のメサを含んでいる。レーザーデバイスの改善した歩留まりと温度安定性により、低減されたコストにおいて近傍センサのような改善された光学センサが可能となる。
【００１５】
さらに、レーザーデバイスのための特に小さな半導体チップをマーキングする改善された方法が説明される。
【００１６】
本方法は、
−半導体チップの機能性レイヤを備えるステップと、
−一つの半導体チップが光学的な検出手段によって一意的に特定され得るように、機能性レイヤを構成するステップと、を含んでいる。
【００１７】
本方法は、半導体チップ又はレーザーデバイスの曖昧でないマーキングを可能にし得る。一つの、例えば、レーザーデバイスのトレースができるようにである。品質管理のためにトレースが必要であり得る。金属化レイヤのような、例えば、電気的な接触のために必要な機能性レイヤを構成することは、半導体チップの上面にシリアル番号を印刷するような追加の製造ステップを回避するものである。半導体チップのマーキングは、このようにして、簡素化され得る。
【００１８】
本発明の望ましい実施例は、また、従属請求項とそれぞれの独立請求項とのあらゆる組み合わせであってよいことが理解されるべきである。
【００１９】
さらなる利点が以降に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明に係るこれら及び他の態様が、以降に説明される実施例から、および、実施例を参照して明らかになろう。
【００２１】
これから本発明が、例示として、添付の図面に関する実施例に基づいて説明される。
【図１】図１は、３個のメサを含んでいる半導体チップを示している。
【図２】図２は、ＶＣＳＥＬの断面図であり、メサの中にエンベッドされた光レゾネータを示している。
【図３】図３は、半導体チップを製造するために使用されるウェファを示している。
【図４】図４は、半導体チップ上に備えられたメサの数量に応じて、２５°Ｃにおいてシミュレーションされたパフォーマンスを示している。
【図５】図５は、半導体チップ上に備えられたメサの数量に応じて、６０°Ｃにおいてシミュレーションされたパフォーマンスを示している。
【図６】図６は、１個のメサを伴う半導体チップの２５°Ｃにおける測定されたパフォーマンスを示している。
【図７】図７は、３個のメサを伴う半導体チップの２５°Ｃにおける測定されたパフォーマンスを示している。
【図８】図８は、１個のメサを伴う半導体チップの６０°Ｃにおける測定されたパフォーマンスを示している。
【図９】図９は、３個のメサを伴う半導体チップの６０°Ｃにおける測定されたパフォーマンスを示している。
【００２２】
図面において、類似の数字は、全体にわたり類似のオブジェクトを参照するものである。図面におけるオブジェクトは、必ずしも拡大縮小されることを要しない。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
これから、本発明に係る種々の実施例が、図面を用いて説明される。
【００２４】
図１は、３個のメサ１２０を含む半導体チップ１１０を示している。それぞれのメサは、光レゾネータを含んでいる。そうした光レゾネータの主要なスケッチが図２に示されている。金属化レイヤ（ｍｅｔａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）１３０が、レーザーデバイスの半導体チップ１１０と電気的に接触するための接合領域１６０が提供されるように、構成されている。さらに、接合プロセスにおいて半導体チップ１１０を整列させる（ａｌｉｇｎｉｎｇ）ために、金属化レイヤ１３０においてアライメントマークが提供されている。金属化レイヤ１３０は、さらに、数多くの異なる幅のエクステンション（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）を含むバイナリーコード１４０を上端および右端に有している。エクステンションは、それぞれの半導体チップ１１０を一意的に特定するバーコードのようなバイナリーコードを提供する。バイナリーコードは、半導体チップ１１０の光学的検査を用いて読み出すことができる。
【００２５】
図２は、ＶＣＳＥＬの断面図であり、メサ１２０のうちの一つの中にエンベッドされた光レゾネータを示している。光レゾネータは、ボトムＤＢＲ２３０とトップＤＢＲ２４０、および、ボトムＤＢＲ２３０とトップＤＢＲ２４０との間に挟まれた活性レイヤ（ａｃｔｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）２６０を含んでいる。ボトムＤＢＲ２３０は、より高い反射性（＞９９％）であり、かつ、トップＤＢＲを介してレーザー発光ができるように、トップＤＢＲ２４０は、いく分より小さな反射性（＞９５％）を有している。ＶＣＳＥＬは、このように、トップエミッタ（ｔｏｐ  ｅｍｉｔｔｅｒ）と呼ばれるものである。活性レイヤ２６０は、量子井戸（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造体を構築している数多くのレイヤを含んでいる。ボトムＤＢＲ２３０は、ＧａＡｓサブストレートのようなサブストレート上に配置されている。ＶＣＳＥＬは、ボトム電極２１０とリング電極２２０によって接触されている。ボトム電極２１０は、ボトムＤＢＲ２３０と反対のサブストレートの側面上に備えられている。リング電極２２０は、トップＤＢＲ２４０の上面に備えられている。閉じ込めレイヤ（ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｌａｙｅｒ）２５０が、活性領域を通じて、活性レイヤに係るこの事例において定められた円形領域への電流を制限するために使用される。閉じ込めレイヤ２５０は、円形穴を伴う電気的には本質的に非導電性の酸化領域を含んでいる。メサをエッチングした後、閉じ込めレイヤ２５０の側面の酸化によって処理されるものである。閉じ込めレイヤ２５０は、この事例において、活性レイヤ２６０の上面に配置されている。閉じ込めレイヤは、また、ボトムＤＢＲ２３０またはトップＤＢＲ２４０の中に配置されてもよい。レイヤの機能性に影響することがないレイヤの配置の変形が、当業者にとってよく知られている。
【００２６】
図３は、レーザーデバイスの半導体チップ１１０を製造するために使用されるウェファ３１０の主要なスケッチを示している。半導体チップ１１０は、ＵＶテープの上で切断された（ｓａｗｎ）状態で供給される。半導体チップ１１０のダイサイズ（ｄｉｅ  ｓｉｚｅ）が非常に小さく、かつ、どの半導体チップが良くてどの半導体チップが悪いのかを顧客に対して示すためにインク（ｉｎｋｉｎｇ）が使用できないので、例えば、インクを用いて悪いダイまたは半導体チップ１１０をマーキングする代わりに、電気的マッピングが使用される。リファレンスダイ３２０が、ウェファにわたり配置されている。リファレンスダイ３２０に対して整列された電気的マップによって、良い半導体チップ１１０と悪い半導体チップが検出され得るようにである。ウェファは、さらに、テスト構造体３３０を含んでいる。デバイスの酸化をモニタするための備えられるものである。テスト構造体３３０は、例えば、ウェファ上のいくつかのポジションにおけるＶＣＳＥＬのようなデバイスである。ポジションは、ちょうど完全に酸化され、または、ちょうど完全には酸化されなくてよい。例えば、０．１μｍステップで１０μｍから２２μｍの範囲にある外径を有する完全接触（ｆｕｌｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）のメサが、テスト構造体３３０として使用されてよい。２０μｍの直径を有するメサは、１０μｍのターゲット酸化幅（ｔａｒｇｅｔ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｗｉｄｔｈ）においてちょうど完全に酸化される。活性レイヤを通じて電流が流れないようにである。ターゲット酸化幅からいくらか外れる事例（例えば、実際の酸化幅が９．５μｍ）においては、２０μｍの直径を伴うメサにおいて、いくらかの電流が未だに存在する。しかし、１９μｍの直径のメサにおいては、電流が存在しない。図２に示されるメサの閉じ込めレイヤが、この場合には、完全に酸化されるであろう。テスト構造体３３０は、プロセスの中に統合される。テストのメサが、通常の接合パッド（ｂｏｎｄｐａｄ）を用いて処理され、かつ、ウェファプローバ（ｗａｆｅｒ  ｐｒｏｂｅｒ）上で１００％のＶＣＳＥＬまたは半導体チップがテストされるときと、同時に測定される。ウェファプローバ上のそれぞれのデバイスが、一秒よりずっと早く測定されるので、プロセスの中で、この時にテスト構造体３３０を測定するためには、ほんの僅かな追加の時間が必要とされるだけである。メサの閉じ込めレイヤの側面の酸化をコントロールするためのものである。
【００２７】
図４は、半導体チップ１１０の上に備えられたメサの数量に応じて、２５°Ｃにおいてシミュレーションされたパフォーマンスデータを示している。適用された電流は１２ｍＡである。ライン４１０は、半導体チップ１１０の上に備えられたメサの数量に応じて、シミュレーションされたレーザーデバイスの電圧を示している。メサの広がりの成果はノミナル値（ｎｏｍｉｎａｌ）マイナス（−）１シグマ（１Ｓｉｇｍａ）であり、メサの活性直径が名目上の活性直径よりも小さいことを意味している。ライン４２０は、ノミナル値の活性直径においてシミュレーションされた電圧を示しており、そして、ライン４３０は、ノミナル値プラス（＋）１シグマの広がりの成果においてシミュレーションされた電圧を示している。ライン４４０、４５０、および４６０は、レーザーデバイスによって発せられるそれぞれのシミュレーションされた光強度（ｏｐｔｉｃａｌ  ｐｏｗｅｒ）を示している。２５°Ｃにおいて、半導体チップ１１０の上に備えられたメサの数量に応じて、ノミナル値マイナス１シグマ、ノミナル値、およびノミナル値プラス１シグマの広がりの成果におけるものである。発せられる光強度の広がりは、半導体チップ１１０の上に２個と６個の間のメサが備えられている場合には、許容できるものである。１個のメサは、広大な広がりを生じ、そして、適用される電圧が高すぎるものである。輝度の広がりは、３個のメサが備えられる場合に最小であり、そして、６個より多くのメサが備えられる場合には再び許容できなくなる。さらに、電圧の要求が満たされなくなるように、電圧が低下する。
【００２８】
図５は、半導体チップ１１０の上に備えられたメサの数量に応じて、６０°Ｃにおいてシミュレーションされたパフォーマンスデータを示している。適用された電流は１２ｍＡである。ライン５１０は、半導体チップ１１０の上に備えられたメサの数量に応じて、シミュレーションされたレーザーデバイスの電圧を示している。メサの広がりの成果はノミナル値（ｎｏｍｉｎａｌ）マイナス（−）１シグマ（１Ｓｉｇｍａ）である。ライン５２０は、ノミナル値の活性直径においてシミュレーションされた電圧を示しており、そして、ライン５３０は、ノミナル値プラス（＋）１シグマの広がりの成果においてシミュレーションされた電圧を示している。ライン５４０、５５０、および５６０は、それぞれのシミュレーションされた光強度を示している。６０°Ｃにおいて、半導体チップ１１０の上に備えられたメサの数量に応じて、ノミナル値マイナス１シグマ、ノミナル値、およびノミナル値プラス１シグマの広がりの成果におけるものである。発せられる光強度の広がりは、半導体チップ１１０の上に２個と６個の間のメサが備えられている場合には、許容できるものである。１個のメサは、広大な広がりを生じ、そして、適用される電圧が高すぎるものである。輝度の広がりは、３個のメサが備えられる場合に最小であり、そして、６個より多くのメサが備えられる場合には再び許容できなくなる。さらに、電圧の要求が満たされなくなるように、電圧が低下する。ノミナル値プラス／マイナス（＋／−）１シグマの広がりの成果の中で半導体チップ１１０上に備えられた２個から６個のメサを伴うレーザーデバイスは、このように、２５°Ｃから６０°Ｃの温度範囲の中での品質要求を満たす。そして、また、−１０°Ｃから６０°Ｃの間の温度範囲についてもそうである。後者の温度範囲は、大部分のアプリケーションに係る温度範囲であり、そして、より低温において広がりは経験的に減少する。少なくとも−１０°Ｃのような中温（ｍｏｄｅｒａｔｅ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）におけるものである。
【００２９】
図６と図８は、２５°Ｃと６０°Ｃのそれぞれにおいて、１個のメサを含む半導体チップを用いたレーザーデバイスに係る測定された光強度および電圧を示している。適用される電流は、０ｍＡと１２ｍＡの間で変動している。２５°Ｃにおいて測定された、数個のレーザーデバイスに係る光強度対（ｖｅｒｓｕｓ）電流ライン６２０が図６に示されている。発せられる光強度は、実質的に、２ｍＡと約７ｍＡとの間の範囲において適用される電流に応じたものである。加えて、個々のデバイスに係る発せられた光強度の広がりは、約８ｍＡの適用される電流より上で増加する。この振る舞いは、さらに６０°Ｃのサブストレート温度において、より表わされる。発せられる光強度は、ライン８２０によって示されるように、１ｍＡと約６ｍＡとの間の電流範囲においてだけ、適用される電流に線形的に依存している。既に６ｍＡにおいては、発せられる光強度の広がりは増加しており、そして、２５°Ｃの広がりと比べてずっと広いものである。
【００３０】
図７と図９は、２５°Ｃと６０°Ｃのそれぞれにおいて、３個のメサを含む半導体チップを用いたレーザーデバイスに係る測定された光強度および電圧を示している。適用される電流は、０ｍＡと１２ｍＡの間で変動している。２５°Ｃにおいて測定された、数個のレーザーデバイスに係る光強度対電流ライン７２０が図６に示されている。発せられる光強度は、実質的に、２ｍＡと１２ｍＡとの間の範囲において適用される電流に応じたものである。加えて、個々のデバイスに係る発せられた光強度の広がりは、全ての電流範囲にわたって小さく、そして、閾値電流より上で増加しない。さらに、３個のメサを伴うレーザーデバイスの振る舞いは、６０°Ｃのサブストレート温度において、実質的に同一である。発せられる光強度は、２ｍＡと１２ｍＡとの間の電流範囲において、適用される電流に線形的に依存している。１０ｍＡより上の適用される電流についてだけ、発せられる光強度の最小限の広がりが観察され得る。
【００３１】
図６から図９において示された測定データは、このように、図４と図５において示されたシミュレーションデータを見事に確証している。適用される電流が１２ｍＡにおいて発せられる光強度の広がりは、３個のメサを伴う半導体チップを含むレーザーデバイスに対して、より小さい。そして、１個のメサと増加された活性直径を伴う従来の半導体チップ１１０と比較して、活性直径が、より低減されている。測定された１個のメサを伴うレーザーデバイスの大部分は、１２ｍＡと６０°Ｃのサブストレート温度において少なくとも４ｍＷの光強度を発するという仕様（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を外れてさえいる。
【００３２】
本発明は、図面または前出の記載において、その詳細が説明され記述されてきたが、そうした説明および記載は、説明的または例示的なものであり、制限的なものではないと考えられるべきである。
【００３３】
本開示を研究すれば、当業者に対しては、他の変更が明らかであろう。そうした変更は、従来技術において既に知られた他の機能を含んでよい。そして、ここにおいて既に説明された機能の代わりに、または、追加的に使用され得るものである。
【００３４】
図面、明細書、および添付の特許請求の範囲を研究すれば、当業者によって、開示された実施例に対する変形が理解され、もたらされ得る。請求項において、用語「含む（“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ“」は、他のエレメントまたはステップを排除するものではなく、不定冠詞「一つの（”ａ“または”ａｎ“）」は、複数のエレメントまたはステップを排除するものではない。異なる従属請求項においてお互いに特定の手段が引用されているという事実だけでは、これらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すものではない。
【００３５】
請求項におけるいかなる参照番号も、発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００３６】
１１０  半導体チップ
１２０  メサ
１３０  金属化レイヤ
１４０  バイナリーコード
１５０  アライメントマーク
１６０  接合領域
２１０  ボトム電極
２２０  リング電極
２３０  ボトムＤＢＲ
２４０  トップＤＢＲ
２５０  閉じ込めレイヤ
２６０  活性レイヤ
２７０  サブストレート
３１０  ウェファ
３２０  リファレンスダイ
３３０  テスト構造体
４１０  電圧ｖｓメサの数量、２５°Ｃにおいてノミナル値−シグマ
４２０  電圧ｖｓメサの数量、２５°Ｃにおいてノミナル値
４３０  電圧ｖｓメサの数量、２５°Ｃにおいてノミナル値＋シグマ
４４０  強度ｖｓメサの数量、２５°Ｃにおいてノミナル値−シグマ
４５０  強度ｖｓメサの数量、２５°Ｃにおいてノミナル値
４６０  強度ｖｓメサの数量、２５°Ｃにおいてノミナル値＋シグマ
５１０  電圧ｖｓメサの数量、６０°Ｃにおいてノミナル値−シグマ
５２０  電圧ｖｓメサの数量、６０°Ｃにおいてノミナル値
５３０  電圧ｖｓメサの数量、６０°Ｃにおいてノミナル値＋シグマ
５４０  強度ｖｓメサの数量、６０°Ｃにおいてノミナル値−シグマ
５５０  強度ｖｓメサの数量、６０°Ｃにおいてノミナル値
５６０  強度ｖｓメサの数量、６０°Ｃにおいてノミナル値＋シグマ
６１０  電圧ｖｓ電流、２５°Ｃにおいて１個のメサ
６２０  電強度ｖｓ電流、２５°Ｃにおいて１個のメサ
７１０  電圧ｖｓ電流、２５°Ｃにおいて３個のメサ
７２０  電強度ｖｓ電流、２５°Ｃにおいて３個のメサ
８１０  電圧ｖｓ電流、６０°Ｃにおいて１個のメサ
８２０  電強度ｖｓ電流、６０°Ｃにおいて１個のメサ
９１０  電圧ｖｓ電流、６０°Ｃにおいて３個のメサ
９２０  電強度ｖｓ電流、６０°Ｃにおいて３個のメサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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