反應器(或者使用負載制動(load lock)配置)關(guān)閉、撤出以及回填到大氣壓力之后，在存在含氮氣體的條件下，將基座加熱到在大約900到大約1200攝氏度之間的溫度。例如，載體可為氫或氮等。在實施方式中，在流動的氨下，將基座加熱到大約1100攝氏度。含鎵的金屬有機前體(例如，三甲基鎵(TMG)或三乙基鎵(TEG))通過在每分鐘大約I和50標準立方厘米(sccm)之間的總速率在運載氣體(carrier gas)中開始流動。運載氣體可包括氫、氦、氮或氬。在生長期間，V族前體(例如，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)的流速的比率在大約2000與大約12000之間。乙硅烷在運載氣體中以在大約0.1與1sccm之間的總流速開始流動。
[0037]在實施方式中，激光條帶區(qū)由P型氮化鎵層211制成。在實施方式中，由選自干蝕刻或濕蝕刻的蝕刻工序設置激光條帶。在實施方式中，蝕刻工序是干的，但是可為其他工序。例如，除了其他技術(shù)，干蝕刻工序是使用含氯物種的電感耦合等離子體工序或使用相似的化學反應的反應離子蝕刻工序或ICP和RIE的組合。再例如，含氯種類通常源自氯氣等。該設備還具有包括213接觸區(qū)的上層介電區(qū)，該區(qū)優(yōu)選地為p++氮化鎵區(qū)。在實施方式中，介電區(qū)是諸如二氧化硅的氧化物或氮化硅，但是可為其他，例如，在本說明書中更詳細地并且在下面更特別地描述的那些。接觸區(qū)與上層金屬層215耦接。上層金屬層是包含金和鉑(Ni/Au)的多層結(jié)構(gòu)，但是可為金和鈕(Pd/Au)、金、鈦和鈕(Pd/Ti/Au)或者金和镲(Pt/Au)的其他結(jié)構(gòu)。在替代性實施方式中，金屬層包括使用合適的技術(shù)形成的Pd/Au。在實施方式中，通過電子束沉積、濺射或任何相似的技術(shù)來形成Ni/Au。厚度包括厚度范圍從大約50到大約10nm的镲材料以及厚度范圍從大約100埃到大約1_3微米的金材料。
[0038]在實施方式中，激光設備具有有源區(qū)207。根據(jù)一個或多個實施方式，有源區(qū)可包括I個到20個量子阱區(qū)。例如，為了實現(xiàn)預定的厚度，在將η型AluInvGa1IvN層沉積預定的時間段之后，沉積有源層。有源層可包括單個量子阱或多個量子阱(具有1-20個量子阱)。優(yōu)選地，有源層可包括大約3-9個量子阱或者更優(yōu)選地包括4-7個量子阱或其他數(shù)量的量子阱。量子阱可包括InGaN阱和GaN阻擋層。在其他實施方式中，阱層和阻擋層分別包括AlwInxGa1^xN 和 AlyInzGa卜y_zN，其中，O ^ W、x、y、z、w+x、y+z ^ 1，其中，w〈u、y 和 / 或 x>v、z，從而阱層的帶隙(bandgap)小于阻擋層和η型層的帶隙。阱層和阻擋層均可具有在大約Inm與大約40nm之間的厚度。在實施方式中，每個厚度優(yōu)選地為2nm_8nm。在實施方式中，除此之外，每個阱層可具有大約4nm到7nm的厚度，并且每個阻擋層可具有大約2nm到大約5nm的厚度。
[0039]在實施方式中，有源區(qū)還可包括電子阻擋區(qū)以及分別限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)。在實施方式中，分別限制異質(zhì)結(jié)構(gòu)(SCH)可包括AlInGaN或優(yōu)選地包括InGaN，但是可為其他材料。根據(jù)實施方式，SCH通常包括中間指數(shù)在包覆層與發(fā)光有源層之間的材料，以便改善在激光設備的有源區(qū)內(nèi)的光學模式的限制。在一個或多個實施方式中，SCH層在有源區(qū)之上和之下具有優(yōu)選的厚度、雜質(zhì)以及配置，以限制光學模式。根據(jù)該實施方式，可不同地或者相同地配置上部和下部SCH。根據(jù)實施方式，電子阻擋區(qū)可在位于有源區(qū)之上的SCH的任一側(cè)或兩側(cè)上。
[0040]如上所述，在有源層之上沉積P型氮化鎵結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可為P型摻雜的AlqIr^Ga1HN層，其中，O彡q、r、q+r彡I。p型層可摻雜有Mg，摻雜到介于大約116CnT3與1022cm_3之間的程度，并且可具有在大約5nm與大約1500nm之間的厚度。p型層的最外層的5nm到70nm可比該層的剩余部分更大量地摻雜，以便實現(xiàn)改善的電氣接觸。在實施方式中，通過選自干蝕刻或濕蝕刻的蝕刻工序設置激光條帶。在實施方式中，蝕刻工序是干的，但是可為其他工序。該設備還具有包括213接觸區(qū)的上層介電區(qū)。在實施方式中，介電區(qū)是諸如二氧化硅的氧化物，但是可為其他物質(zhì)。
[0041]在實施方式中，金屬接觸由合適的材料制成。電氣接觸可包括銀、金、鋁、鎳、鉑、銠、鈀、鉻等中的至少一個?？赏ㄟ^熱蒸發(fā)、電子束蒸發(fā)、電鍍、濺射或另一種合適的技術(shù)來沉積電氣接觸。在實施方式中，電氣接觸用作光學設備的P型電極。在另一個實施方式中，電氣接觸用作光學設備的η型電極。當然，可具有其他變化、修改以及替換物。
[0042]圖2為與短腔激光二極管一起示出的傳統(tǒng)激光二極管的實例。圖2示出了傳統(tǒng)平面GaN LD對比短腔GaN LD的實例頂部視圖圖示，其是具有在450至600 μ m范圍內(nèi)的腔長度的傳統(tǒng)平面GaN LD與具有50 μπι至300 μπι的腔長度的短腔GaN LD的實例頂部視圖圖示。如圖所示，雖然可具有變化，但是短腔激光二極管短得多并且具有50微米到300微米的腔長度。
[0043]對于緊湊的、低功率、高容量的消費者應用程序，例如，嵌入微型投影、眼鏡或頭戴式顯示器，并且甚至進入低功率RGB指示器應用程序內(nèi)，成本是關(guān)鍵的市場驅(qū)動因素。在傳統(tǒng)的激光構(gòu)造中，腔尺寸的減小將通過相同的因素縮小所需要的芯片面積，因此，通過相似的因素，促使降低芯片成本。例如，通過將芯片尺寸從傳統(tǒng)設計的500um縮小到50um，芯片面積減小10倍，能夠使每個晶片生成10倍以上的芯片。
[0044]在實例中，提供高調(diào)制速率操作的短腔、低閾值電流、高效率的紅色、綠色以及藍色激光二極管實現(xiàn)RGB模塊的獨特的封裝選擇。在圖3中，我們呈現(xiàn)了其中R-G-B激光芯片全部安裝在相同底座上的傳統(tǒng)TO-Can型封裝件。短的和低功耗芯片可允許在最小的T0-can(例如，T038)中的布置，以便以相同的外形實現(xiàn)通常容納單色激光二極管的RGB激光模塊。圖4示出了 RGB TO can短LD光學器件和準直光束。圖4示出了用于使用光學器件(optics)準直光束并且隨后空間地組合來自TO-Can封裝型的光束的一個實施方式。TO-Can封裝件通常由銅和/或鋼構(gòu)成。
[0045]在更先進的封裝配置中，RGB激光光源可裝配為非標準外形。通過短腔芯片，可使載置臺非常微小。例如，如果芯片的腔長度是150um并且寬度是150um，那么載置臺的長度可小于0.5mm并且寬度可小于1mm，或者根據(jù)芯片定位的空間限制，甚至更小。在另一個實施方式中，每個R-G-B芯片可安裝在其自身的載置臺上，然后，安裝在共同的平臺或背板上。在這種實施方式中，空間要求與一個共同的載置臺實施方式的空間要求相似。用于安裝和組合R-G-B激光芯片的載置臺、基板以及平臺的構(gòu)造材料可選自陶瓷(例如，AlN或BeO)、金屬(例如，銅、鋼或鋁)、硅或者甚至利用合適的性能和電氣配置設計的塑料化合物。
[0046]除了在載置臺、基板和/或共同的平臺上安裝激光芯片，以便實現(xiàn)具有單個組合的紅色、綠色以及藍色輸出光束的RGB模塊，這三個激光中的每個的輸出還必須被光束成形并且被準直。存在很多做到這一點的方式，包括諸如快軸準直透鏡、慢軸準直透鏡的透鏡，諸如衍射或全息器件的單個非球面、球面或更復雜的光學器件。還可使用微透鏡陣列或波導(2D或3D)來進行光束成形。這種光學器件的對準是關(guān)鍵，這是因為這些光學器件必須精確地定位并且可為模塊組裝成本的最昂貴的方面。可在工作臺上或者使用微型集成機械致動器(例如，MEMS)技術(shù)被動地(將透鏡落在圖案化的“母板”上)或者主動地進行透鏡對準。
[0047]在光學對準以進行準直和光束成形之后，激光光束必須進行組合。有幾種方法來組合光束。不同顏色的光束可在自由空間內(nèi)組合，其中光束被布置成任何期望的圖案(線形、三角形、矩形以及圓形(如果大于3…))。在另一種方法中，光纖耦合可用于組合光束，其中，每個單革激光被光纖耦合，然后，所有光纖組合在一起、捆綁、融合在一起或者使用商用組合器組合。
[0048]圖5為尺寸為3mmX 3mmX0.