JPH09116232A - 窒化物半導体レーザ素子及びその共振器の作製方法 - Google Patents
窒化物半導体レーザ素子及びその共振器の作製方法Info
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- JPH09116232A JPH09116232A JP27522095A JP27522095A JPH09116232A JP H09116232 A JPH09116232 A JP H09116232A JP 27522095 A JP27522095 A JP 27522095A JP 27522095 A JP27522095 A JP 27522095A JP H09116232 A JPH09116232 A JP H09116232A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板上に窒化物半導体がＬＤの構造となるよ
うに積層されたウェーハから、窒化物半導体の共振器の
作製方法を提供して、レーザ発振可能なレーザ素子を実
現する。 【構成】 スピネル基板上に窒化物半導体を積層した
後、その基板を切断して、その切断面を共振器とするこ
とにより、共振器面の凹凸が少なく、窒化物半導体層の
割れ、欠けの少ないレーザ素子を得る。
うに積層されたウェーハから、窒化物半導体の共振器の
作製方法を提供して、レーザ発振可能なレーザ素子を実
現する。 【構成】 スピネル基板上に窒化物半導体を積層した
後、その基板を切断して、その切断面を共振器とするこ
とにより、共振器面の凹凸が少なく、窒化物半導体層の
割れ、欠けの少ないレーザ素子を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体（ＩｎXＡ
ｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりなるレ
ーザ素子と、そのレーザ素子の共振器の作製方法に関す
る。
ｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりなるレ
ーザ素子と、そのレーザ素子の共振器の作製方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】波長５５０ｎｍ以下の発光波長を有する
短波長半導体レーザ素子の材料として、ＩｎXＡｌYＧａ
1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりなる窒化物半
導体が知られている。窒化物半導体では現在のところ発
光ダイオード（ＬＥＤ）までは実現されているが、レー
ザダイオード（ＬＤ）で発振したという報告は未だ成さ
れていない。
短波長半導体レーザ素子の材料として、ＩｎXＡｌYＧａ
1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）よりなる窒化物半
導体が知られている。窒化物半導体では現在のところ発
光ダイオード（ＬＥＤ）までは実現されているが、レー
ザダイオード（ＬＤ）で発振したという報告は未だ成さ
れていない。
【０００３】窒化物半導体よりなるＬＥＤは基本的に、
サファイア基板の上にｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラ
ッド層と、ＩｎＧａＮよりなる活性層と、ｐ型ＡｌＧａ
Ｎよりなるｐ型クラッド層とが積層されたダブルへテロ
構造を有している。
サファイア基板の上にｎ型ＡｌＧａＮよりなるｎ型クラ
ッド層と、ＩｎＧａＮよりなる活性層と、ｐ型ＡｌＧａ
Ｎよりなるｐ型クラッド層とが積層されたダブルへテロ
構造を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】窒化物半導体よりなる
ダブルへテロ構造が実現されたことにより、ＬＤの基本
的な構造が実現されたことになる。ＬＤの構造ができる
と、レーザ発振のためには、活性層の発光を素子内で共
振させるために、素子内に設けられた平行鏡に相当する
光共振器が必要である。例えばＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｌ
Ｐ等の劈開性のある半導体材料よりなる赤外、赤色半導
体レーザであれば、基板に同じく劈開性のあるＧａＡｓ
が用いられているため、ＧａＡｓの劈開性を利用して、
劈開面を共振器とすることが一般的に行われている。
ダブルへテロ構造が実現されたことにより、ＬＤの基本
的な構造が実現されたことになる。ＬＤの構造ができる
と、レーザ発振のためには、活性層の発光を素子内で共
振させるために、素子内に設けられた平行鏡に相当する
光共振器が必要である。例えばＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｌ
Ｐ等の劈開性のある半導体材料よりなる赤外、赤色半導
体レーザであれば、基板に同じく劈開性のあるＧａＡｓ
が用いられているため、ＧａＡｓの劈開性を利用して、
劈開面を共振器とすることが一般的に行われている。
【０００５】しかしながら、窒化物半導体はサファイア
という劈開性のない絶縁性基板上に積層されているた
め、ＬＤの共振器を形成することが困難であるという問
題がある。ウェーハを強制的に割って、その分割面を劈
開面のようにしても共振器とはなり難く、発振に至って
いないのが現実である。
という劈開性のない絶縁性基板上に積層されているた
め、ＬＤの共振器を形成することが困難であるという問
題がある。ウェーハを強制的に割って、その分割面を劈
開面のようにしても共振器とはなり難く、発振に至って
いないのが現実である。
【０００６】従って本発明はこのような事情を鑑みて成
されたものであって、その目的とするところは、基板上
に窒化物半導体がＬＤの構造となるように積層されたウ
ェーハから、窒化物半導体の共振器の作製方法を提供し
て、レーザ発振可能なレーザ素子を実現することにあ
る。
されたものであって、その目的とするところは、基板上
に窒化物半導体がＬＤの構造となるように積層されたウ
ェーハから、窒化物半導体の共振器の作製方法を提供し
て、レーザ発振可能なレーザ素子を実現することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物半導体レ
ーザ素子は、基板上に窒化物半導体が積層されて、対向
する窒化物半導体端面を共振器とする窒化物半導体レー
ザ素子において、前記基板がスピネルよりなり、さらに
前記共振器はスピネル基板に積層された窒化物半導体ウ
ェーハが切断された切断面であることを特徴とする。
ーザ素子は、基板上に窒化物半導体が積層されて、対向
する窒化物半導体端面を共振器とする窒化物半導体レー
ザ素子において、前記基板がスピネルよりなり、さらに
前記共振器はスピネル基板に積層された窒化物半導体ウ
ェーハが切断された切断面であることを特徴とする。
【０００８】さらにまた本発明のレーザ素子の共振器の
作製方法は、スピネル基板上に窒化物半導体を積層した
後、その基板を切断して、その切断面を共振器とするこ
とを特徴とする。なお本発明の素子及び方法において、
請求項に言う切断面とはウェーハをダイサー、レーザ等
の切断手段によりチップを切断したその切断面を指すこ
とは言うまでもなく、スクライブ等によりウェーハに一
部傷を入れて、その傷からウェーハを割る手段で切断し
た切断面も含むものとする。
作製方法は、スピネル基板上に窒化物半導体を積層した
後、その基板を切断して、その切断面を共振器とするこ
とを特徴とする。なお本発明の素子及び方法において、
請求項に言う切断面とはウェーハをダイサー、レーザ等
の切断手段によりチップを切断したその切断面を指すこ
とは言うまでもなく、スクライブ等によりウェーハに一
部傷を入れて、その傷からウェーハを割る手段で切断し
た切断面も含むものとする。
【０００９】本発明に使用するスピネルとはＭｇとＡｌ
の共酸化物であって、ＭｇＡｌ2Ｏ4を好ましく用い、窒
化物半導体を成長させるスピネルの結晶面は（１１１）
面を好ましい結晶成長面とする。
の共酸化物であって、ＭｇＡｌ2Ｏ4を好ましく用い、窒
化物半導体を成長させるスピネルの結晶面は（１１１）
面を好ましい結晶成長面とする。
【００１０】窒化物半導体を成長させるには、例えば有
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）、分子線気相成長法
（ＭＢＥ）、ガスソース分子線気相成長法（ＭＯＭＢ
Ｅ）、ハライド気相成長法（ＨＤＶＰＥ）等の気相成長
法を用いることができる。これらの成長法を用いて窒化
物半導体を成長させることによりレーザ素子を作製する
ことができる。
機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）、分子線気相成長法
（ＭＢＥ）、ガスソース分子線気相成長法（ＭＯＭＢ
Ｅ）、ハライド気相成長法（ＨＤＶＰＥ）等の気相成長
法を用いることができる。これらの成長法を用いて窒化
物半導体を成長させることによりレーザ素子を作製する
ことができる。
【００１１】レーザ素子の構造としては、前記のように
活性層をｎ型とｐ型のクラッド層で挟んだダブルへテロ
構造とすることが好ましく、特に好ましくは活性層を単
一量子井戸、又は多重量子井戸等の量子井戸構造とする
ことにより高出力なレーザ素子が実現できる。
活性層をｎ型とｐ型のクラッド層で挟んだダブルへテロ
構造とすることが好ましく、特に好ましくは活性層を単
一量子井戸、又は多重量子井戸等の量子井戸構造とする
ことにより高出力なレーザ素子が実現できる。
【００１２】ＩｎＧａＮを活性層としたレーザ素子の構
造としては例えば、ｎ−ＧａＮ（コンタクト層）／ｎ−
ＡｌＧａＮ／ｎ−ＩｎＧａＮまたはｎ−ＧａＮ／ＩｎＧ
ａＮ活性層／ｐ−ＡｌＧａＮまたはｐ−ＧａＮ／ｐ−Ａ
ｌＧａＮ／ｐ−ＧａＮ（コンタクト層）、あるいはｎ−
ＧａＮ／ｎ−ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ活性層／ｐ−Ａｌ
ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ、あるいはｎ−ＡｌＧａＮ／ｎ−Ａ
ｌＧａＮ／ｎ−ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ活性層／ｐ−Ａ
ｌＧａＮ／ｐ−ＧａＮ、あるいはｎ−ＧａＮ／ＩｎＧａ
Ｎ活性層／ｐ−ＡｌＧａＮ／ｐ−ＧａＮ、あるいはｎ−
ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ活性層／ｐ−ＧａＮ／ｐ−Ａｌ
ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ等の構造が挙げられる。ｎ、ｐクラ
ッド層の組成は活性層の発光波長、つまり活性層の組成
に応じて、活性層と屈折率差が大きくなるように設計す
ることで変更可能である。量子井戸構造となるＩｎＧａ
Ｎ活性層は井戸層の厚さが７０オングストローム以下、
障壁層の厚さは１５０オングストローム以下にすること
が望ましい。単一量子井戸構造の場合、井戸層の厚さが
７０オングストロームより厚いと出力の高い素子が得ら
れにくい傾向にある。多重量子井戸構造の場合、井戸＋
障壁＋井戸＋障壁＋井戸層の組み合わせとして、全体の
厚さを５００オングストローム以下にすると、出力の高
い素子が得られる。
造としては例えば、ｎ−ＧａＮ（コンタクト層）／ｎ−
ＡｌＧａＮ／ｎ−ＩｎＧａＮまたはｎ−ＧａＮ／ＩｎＧ
ａＮ活性層／ｐ−ＡｌＧａＮまたはｐ−ＧａＮ／ｐ−Ａ
ｌＧａＮ／ｐ−ＧａＮ（コンタクト層）、あるいはｎ−
ＧａＮ／ｎ−ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ活性層／ｐ−Ａｌ
ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ、あるいはｎ−ＡｌＧａＮ／ｎ−Ａ
ｌＧａＮ／ｎ−ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ活性層／ｐ−Ａ
ｌＧａＮ／ｐ−ＧａＮ、あるいはｎ−ＧａＮ／ＩｎＧａ
Ｎ活性層／ｐ−ＡｌＧａＮ／ｐ−ＧａＮ、あるいはｎ−
ＡｌＧａＮ／ＩｎＧａＮ活性層／ｐ−ＧａＮ／ｐ−Ａｌ
ＧａＮ／ｐ−ＧａＮ等の構造が挙げられる。ｎ、ｐクラ
ッド層の組成は活性層の発光波長、つまり活性層の組成
に応じて、活性層と屈折率差が大きくなるように設計す
ることで変更可能である。量子井戸構造となるＩｎＧａ
Ｎ活性層は井戸層の厚さが７０オングストローム以下、
障壁層の厚さは１５０オングストローム以下にすること
が望ましい。単一量子井戸構造の場合、井戸層の厚さが
７０オングストロームより厚いと出力の高い素子が得ら
れにくい傾向にある。多重量子井戸構造の場合、井戸＋
障壁＋井戸＋障壁＋井戸層の組み合わせとして、全体の
厚さを５００オングストローム以下にすると、出力の高
い素子が得られる。
【００１３】
【作用】本発明の方法では、窒化物半導体を成長させる
基板をスピネルとしている。スピネルはサファイアより
も結晶が柔らかいので、加工が容易であるという利点を
有している。しかも窒化物半導体を成長させた場合に、
その窒化物半導体の結晶性はサファイア基板に成長させ
たものとほぼ同等か、あるいはそれ以上に結晶性の良い
半導体層が得られる傾向にある。従ってレーザ素子とし
た場合に発振する可能性はサファイアに比べて高い。
基板をスピネルとしている。スピネルはサファイアより
も結晶が柔らかいので、加工が容易であるという利点を
有している。しかも窒化物半導体を成長させた場合に、
その窒化物半導体の結晶性はサファイア基板に成長させ
たものとほぼ同等か、あるいはそれ以上に結晶性の良い
半導体層が得られる傾向にある。従ってレーザ素子とし
た場合に発振する可能性はサファイアに比べて高い。
【００１４】またサファイア基板は非常に硬く、チップ
状に切断するにはダイサーで切断することはほとんど不
可能であったが、前記のようにスピネル基板は柔らかい
のでダイサーで切断するのが容易になる。しかも、ダイ
シング時の切断面に発生する窒化物半導体層の割れ、チ
ッピング（欠け）等が極端に少なくなる。さらに、窒化
物半導体を成長させていない基板側をスクライブした
後、基板をスクライブラインで割った切断面について
も、スピネルは劈開性を有しているため切断面に窒化物
半導体層の割れ、チッピング等の欠陥の発生率が非常に
少なくなり、共振器を作製する上で非常に都合がよい。
状に切断するにはダイサーで切断することはほとんど不
可能であったが、前記のようにスピネル基板は柔らかい
のでダイサーで切断するのが容易になる。しかも、ダイ
シング時の切断面に発生する窒化物半導体層の割れ、チ
ッピング（欠け）等が極端に少なくなる。さらに、窒化
物半導体を成長させていない基板側をスクライブした
後、基板をスクライブラインで割った切断面について
も、スピネルは劈開性を有しているため切断面に窒化物
半導体層の割れ、チッピング等の欠陥の発生率が非常に
少なくなり、共振器を作製する上で非常に都合がよい。
【００１５】さらに本発明の方法では、前記スピネル基
板の両切断面を研磨することにより、切断面が鏡面に近
くなり、また平行鏡に近くなって、さらに発振しやすく
なる。一方、サファイアを研磨しても平滑な面を得るこ
とは非常に難しい。これはサファイアが非常に硬いこと
による。本発明の方法で共振器となる平行鏡を形成する
には、研磨の他にドライエッチング、ウェットエッチン
グ等のエッチング手段があるが、窒化物半導体の場合、
マスク材料の選択、エッチングガスの種類等の要因によ
り、エッチングでは互いに平行で、凹凸の少ない平滑な
端面を得ることが難しい。本発明ではスピネルの研磨に
より平行鏡となる共振面の作製に成功した。
板の両切断面を研磨することにより、切断面が鏡面に近
くなり、また平行鏡に近くなって、さらに発振しやすく
なる。一方、サファイアを研磨しても平滑な面を得るこ
とは非常に難しい。これはサファイアが非常に硬いこと
による。本発明の方法で共振器となる平行鏡を形成する
には、研磨の他にドライエッチング、ウェットエッチン
グ等のエッチング手段があるが、窒化物半導体の場合、
マスク材料の選択、エッチングガスの種類等の要因によ
り、エッチングでは互いに平行で、凹凸の少ない平滑な
端面を得ることが難しい。本発明ではスピネルの研磨に
より平行鏡となる共振面の作製に成功した。
【００１６】
【実施例】以下図面を基に本発明の方法について説明す
る。図１は本発明の方法により得られたレーザ素子の形
状を示す斜視図であり、図２は図１のレーザ素子の構造
を示す模式的な断面図である。これらの素子は電極スト
ライプ型のレーザ素子を示している。
る。図１は本発明の方法により得られたレーザ素子の形
状を示す斜視図であり、図２は図１のレーザ素子の構造
を示す模式的な断面図である。これらの素子は電極スト
ライプ型のレーザ素子を示している。
【００１７】スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）の（１１１）面
を露出した２インチφの単結晶スピネル基板１の上に、
ＭＯＶＰＥ反応装置を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよ
りなるｎ型コンタクト層２を４μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａ
ｌ0.4Ｇａ0.6Ｎよりなるｎ型クラッド層３を０．５μ
ｍ、ＳｉドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなるｎ型光ガイ
ド層４を０．２μｍ、膜厚３０オングストロームの単一
量子井戸構造を有するノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎより
なる活性層５、Ｍｇドープｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎより
なるｐ型光ガイド層６を０．２μｍ、Ｍｇドープｐ型Ａ
ｌ0.4Ｇａ0.6Ｎよりなるｐ型クラッド層７を０．５μ
ｍ、順に成長させる。
を露出した２インチφの単結晶スピネル基板１の上に、
ＭＯＶＰＥ反応装置を用いて、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよ
りなるｎ型コンタクト層２を４μｍ、Ｓｉドープｎ型Ａ
ｌ0.4Ｇａ0.6Ｎよりなるｎ型クラッド層３を０．５μ
ｍ、ＳｉドープＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなるｎ型光ガイ
ド層４を０．２μｍ、膜厚３０オングストロームの単一
量子井戸構造を有するノンドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎより
なる活性層５、Ｍｇドープｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎより
なるｐ型光ガイド層６を０．２μｍ、Ｍｇドープｐ型Ａ
ｌ0.4Ｇａ0.6Ｎよりなるｐ型クラッド層７を０．５μ
ｍ、順に成長させる。
【００１８】次にウェーハを装置から取り出し、ｐ型ク
ラッド層７の表面にフォトリソグラフィー技術を用い
て、幅５μｍのストライプ状のＳｉＯ2よりなる保護膜
を成長させる。この保護膜は窒化物半導体を選択成長さ
せるための保護膜となり、保護膜除去後は活性層に電流
を集中させることができる。
ラッド層７の表面にフォトリソグラフィー技術を用い
て、幅５μｍのストライプ状のＳｉＯ2よりなる保護膜
を成長させる。この保護膜は窒化物半導体を選択成長さ
せるための保護膜となり、保護膜除去後は活性層に電流
を集中させることができる。
【００１９】次に、保護膜が形成されたウェーハを再び
反応装置に設置し、この保護膜を介して、先ほどのｐ型
クラッド層７の表面にＳｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ
型電流阻止層８を成長させる。このｎ型ＧａＮ層はｐ型
クラッド層７の表面には成長するが、前述の保護膜の表
面には成長しない。
反応装置に設置し、この保護膜を介して、先ほどのｐ型
クラッド層７の表面にＳｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ
型電流阻止層８を成長させる。このｎ型ＧａＮ層はｐ型
クラッド層７の表面には成長するが、前述の保護膜の表
面には成長しない。
【００２０】電球狭窄層８成長後、ウェーハを反応容器
から取り出し、フッ酸でＳｉＯ2保護膜を溶解除去す
る。その後ウェーハを反応容器に設置し、最後に電球狭
窄層８の上にＭｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタ
クト層９を０．５μｍ成長させる。
から取り出し、フッ酸でＳｉＯ2保護膜を溶解除去す
る。その後ウェーハを反応容器に設置し、最後に電球狭
窄層８の上にＭｇドープｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタ
クト層９を０．５μｍ成長させる。
【００２１】次に、ウェーハを反応容器より取り出した
後、ｐ型コンタクト層９の表面に再度保護膜を形成し
て、エッチング装置で窒化物半導体層をｎ型コンタクト
層２が露出するまでエッチングする。エッチングで露出
されたｎ型コンタクト層２は負電極を形成すべき面とな
り、保護膜を除去したｐ型ＧａＮ層は、正電極を形成す
べき面となる。さらにｐ型コンタクト層９のほぼ全面に
はＮｉとＡｕを含む正電極を形成し、ｎ型コンタクト層
２の表面には、ＴｉとＡｌを含むストライプ状の負電極
を形成する。本発明の方法は電極ストライプ型のレーザ
素子を作製することが望ましく、そのストライプ状電極
に対して直交する切断面を共振器とする。
後、ｐ型コンタクト層９の表面に再度保護膜を形成し
て、エッチング装置で窒化物半導体層をｎ型コンタクト
層２が露出するまでエッチングする。エッチングで露出
されたｎ型コンタクト層２は負電極を形成すべき面とな
り、保護膜を除去したｐ型ＧａＮ層は、正電極を形成す
べき面となる。さらにｐ型コンタクト層９のほぼ全面に
はＮｉとＡｕを含む正電極を形成し、ｎ型コンタクト層
２の表面には、ＴｉとＡｌを含むストライプ状の負電極
を形成する。本発明の方法は電極ストライプ型のレーザ
素子を作製することが望ましく、そのストライプ状電極
に対して直交する切断面を共振器とする。
【００２２】以上のようにして、同一面側に正と負の電
極を形成したウェーハをスクライバーに設置し、窒化物
半導体を形成していない基板面を、ストライプ電極と直
交する方向で５００μｍピッチでスクライブする。この
方向でウェーハを割った面が共振器となる。ウェーハを
ローラで押し割り、共振面が露出したバー（ber)を得
る。切断したチップの共振器面の窒化物半導体層の欠
け、割れはほとんどなく、凹凸は１００オングストロー
ム以下であり、２インチφの基板からの不良率は５％以
下であった。
極を形成したウェーハをスクライバーに設置し、窒化物
半導体を形成していない基板面を、ストライプ電極と直
交する方向で５００μｍピッチでスクライブする。この
方向でウェーハを割った面が共振器となる。ウェーハを
ローラで押し割り、共振面が露出したバー（ber)を得
る。切断したチップの共振器面の窒化物半導体層の欠
け、割れはほとんどなく、凹凸は１００オングストロー
ム以下であり、２インチφの基板からの不良率は５％以
下であった。
【００２３】次に、切断により共振面が露出された窒化
物半導体バーを研磨治具に挿着し、共振面を、アルミナ
スラリーでポリッシングして鏡面状とする。またその研
磨面と対向する面も同様にして研磨して、対向する切断
面同士を平行鏡として共振器を作製する。この研磨によ
り共振器面の凹凸は５０オングストローム以下となる。
物半導体バーを研磨治具に挿着し、共振面を、アルミナ
スラリーでポリッシングして鏡面状とする。またその研
磨面と対向する面も同様にして研磨して、対向する切断
面同士を平行鏡として共振器を作製する。この研磨によ
り共振器面の凹凸は５０オングストローム以下となる。
【００２４】研磨した半導体バーを治具からはずし、ス
パッタ装置に移送して、前述の両研磨面にＴｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3よりなる誘電体多層膜を形成する。誘電体多層膜
にはこの他Ｓｉ、ＳｉＯX等の材料が使用可能である。
これらの材料は紫外、青色領域に吸収が少なく、互いの
材料の屈折率差が大きいので、窒化物半導体を利用した
青色レーザ、紫外レーザ素子の共振器面に形成する誘電
体多層膜に適している。
パッタ装置に移送して、前述の両研磨面にＴｉＯ2、Ａ
ｌ2Ｏ3よりなる誘電体多層膜を形成する。誘電体多層膜
にはこの他Ｓｉ、ＳｉＯX等の材料が使用可能である。
これらの材料は紫外、青色領域に吸収が少なく、互いの
材料の屈折率差が大きいので、窒化物半導体を利用した
青色レーザ、紫外レーザ素子の共振器面に形成する誘電
体多層膜に適している。
【００２５】次に、共振面に誘電体多層膜を形成したバ
ーのｎ電極ピッチに沿って、基板側からダイサーでチッ
プ状に切断して３５０μｍ×５００μｍのレーザ素子と
する。切断後の素子の構造を示す断面図が図２であり、
図２の素子の形状を示す斜視図が図１である。
ーのｎ電極ピッチに沿って、基板側からダイサーでチッ
プ状に切断して３５０μｍ×５００μｍのレーザ素子と
する。切断後の素子の構造を示す断面図が図２であり、
図２の素子の形状を示す斜視図が図１である。
【００２６】以上のようにして作製した窒化物半導体レ
ーザ素子をヒートシンクに設置し、電極間に電流を流す
と、電流密度７００ｍＡ／cm2で発振出力５ｍＷ、波長
４５０ｎｍのレーザ発振が観測された。
ーザ素子をヒートシンクに設置し、電極間に電流を流す
と、電流密度７００ｍＡ／cm2で発振出力５ｍＷ、波長
４５０ｎｍのレーザ発振が観測された。
【００２７】［実施例２］実施例１においてウェーハを
バー状に切断する際、ダイサーを用いる他は同様にし
て、ウェーハを切断する。なお、ダイシングによる共振
面は窒化物半導体の欠け、割れは見られなかったが、凹
凸は１００オングストローム以上あった。この凹凸は後
の研磨により５０オングストローム以下となり、レーザ
素子とした際に、実施例１の素子と同様に電流密度７０
０ｍＡ／cm2で同一の発振を示した。
バー状に切断する際、ダイサーを用いる他は同様にし
て、ウェーハを切断する。なお、ダイシングによる共振
面は窒化物半導体の欠け、割れは見られなかったが、凹
凸は１００オングストローム以上あった。この凹凸は後
の研磨により５０オングストローム以下となり、レーザ
素子とした際に、実施例１の素子と同様に電流密度７０
０ｍＡ／cm2で同一の発振を示した。
【００２８】［実施例３］実施例１において窒化物半導
体層を成長させる際、活性層５の組成を次の通りの多重
量子井戸構造とする。まず井戸層としてＩｎ0.2Ｇａ0.8
Ｎを２０オングストローム、次に障壁層としてＩｎ0.05
Ｇａ0.0.95Ｎ層を７０オングストローム、次に井戸層＋
障壁層＋井戸層というように５層構造の総膜厚２００オ
ングストロームの活性層とする。後は実施例１と同様に
してレーザ素子を作製したところ、同じく電流密度７０
０ｍＡ／cm2で発振出力６ｍＷ、波長４４０ｎｍの発振
を示した。
体層を成長させる際、活性層５の組成を次の通りの多重
量子井戸構造とする。まず井戸層としてＩｎ0.2Ｇａ0.8
Ｎを２０オングストローム、次に障壁層としてＩｎ0.05
Ｇａ0.0.95Ｎ層を７０オングストローム、次に井戸層＋
障壁層＋井戸層というように５層構造の総膜厚２００オ
ングストロームの活性層とする。後は実施例１と同様に
してレーザ素子を作製したところ、同じく電流密度７０
０ｍＡ／cm2で発振出力６ｍＷ、波長４４０ｎｍの発振
を示した。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると共
振器面の凹凸、欠け、割れがほとんどないレーザチップ
を得ることができるので、窒化物半導体で短波長領域に
おいて初めてレーザ発振を示す素子を実現できる。短波
長レーザ素子は書き込み用、読みとり用光源として、飛
躍的に容量を増大させることができるので、その産業上
の利用価値は非常に大きい。
振器面の凹凸、欠け、割れがほとんどないレーザチップ
を得ることができるので、窒化物半導体で短波長領域に
おいて初めてレーザ発振を示す素子を実現できる。短波
長レーザ素子は書き込み用、読みとり用光源として、飛
躍的に容量を増大させることができるので、その産業上
の利用価値は非常に大きい。
【図１】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の形状を
示す斜視図。
示す斜視図。
【図２】 図１のレーザ素子の構造を示す模式的な断面
図。
図。
１・・・・スピネル基板 ２・・・・ｎ型コンタクト層 ３・・・・ｎ型クラッド層 ４・・・・ｎ型光ガイド層 ５・・・・活性層 ６・・・・ｐ型光ガイド層 ７・・・・ｐ型クラッド層 ８・・・・ｎ型電流阻止層 ９・・・・ｐ型コンタクト層
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に窒化物半導体が積層されて、対
向する窒化物半導体端面を共振器とする窒化物半導体レ
ーザ素子において、前記基板がスピネルよりなり、さら
に前記共振器はスピネル基板に積層された窒化物半導体
ウェーハが切断された切断面であることを特徴とする窒
化物半導体レーザ素子。 - 【請求項２】 前記切断面が研磨されて平滑面とされて
いることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体レ
ーザ素子。 - 【請求項３】 スピネル基板上に窒化物半導体を積層し
た後、その基板を切断して、その切断面を共振器とする
ことを特徴とする窒化物半導体レーザ素子の共振器の作
製方法。 - 【請求項４】 前記切断面を研磨して平滑にすることを
特徴とする請求項３に記載の窒化物半導体レーザ素子の
共振器の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27522095A JP3484842B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27522095A JP3484842B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09116232A true JPH09116232A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3484842B2 JP3484842B2 (ja) | 2004-01-06 |
Family
ID=17552384
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27522095A Expired - Fee Related JP3484842B2 (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | 窒化物半導体レーザ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3484842B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201823B1 (en) | 1996-12-24 | 2001-03-13 | Nec Corporation | Gallium nitride based compound semiconductor laser and method of forming the same |
| US6215803B1 (en) | 1997-05-21 | 2001-04-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device |
| JP2015122529A (ja) * | 2005-06-01 | 2015-07-02 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 発光デバイスおよびその作製方法 |
| JP2017084912A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | ウシオ電機株式会社 | 窒化物半導体レーザ装置、窒化物半導体レーザ素子、および半導体レーザ素子の製造方法 |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP27522095A patent/JP3484842B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6201823B1 (en) | 1996-12-24 | 2001-03-13 | Nec Corporation | Gallium nitride based compound semiconductor laser and method of forming the same |
| US6420198B1 (en) | 1996-12-24 | 2002-07-16 | Nec Corporation | Gallium nitride based compound semiconductor laser and method of forming the same |
| US6215803B1 (en) | 1997-05-21 | 2001-04-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Gallium nitride group compound semiconductor light-emitting device |
| KR100303963B1 (ko) * | 1997-05-21 | 2001-09-29 | 마찌다 가쯔히꼬 | 질화갈륨계화합물반도체발광소자및그제조방법 |
| US9793435B2 (en) | 2004-05-10 | 2017-10-17 | The Regents Of The University Of California | Technique for the growth and fabrication of semipolar (Ga,Al,In,B)N thin films, heterostructures, and devices |
| JP2015122529A (ja) * | 2005-06-01 | 2015-07-02 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 発光デバイスおよびその作製方法 |
| US10529892B2 (en) | 2005-06-01 | 2020-01-07 | The Regents Of The University Of California | Technique for the growth and fabrication of semipolar (Ga,Al,In,B)N thin films, heterostructures, and devices |
| JP2017084912A (ja) * | 2015-10-26 | 2017-05-18 | ウシオ電機株式会社 | 窒化物半導体レーザ装置、窒化物半導体レーザ素子、および半導体レーザ素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3484842B2 (ja) | 2004-01-06 |
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