CN102934301B - Iii族氮化物半导体激光器元件的制作方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种可提高谐振镜的平坦性且可降低阈值电流的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。使基板产物(SP)的刻划槽(65a)的方向与支撑装置(71)的边缘(71b)的延伸方向一致，将基板产物(SP)设置于支撑装置(71)。以沿边缘(71b)延伸的基准线(X坐标A1、B1)为界将基板产物(SP)分为第1~第3区域(70a、70b、70c)。用支撑面(71a、71c)支撑基板产物(SP)的第1及第2区域(70a、70b)，并按压第3区域(70c)，从而进行基板产物(SP)的分离，形成另一基板产物(S P1)及激光条(LB1)。在距离支撑面(70a、70c)的边缘(70b、70d)之间的中心线(CNT)SHFT的位置，将刮刀(69)抵压到基板产物。

Description

III族氮化物半导体激光器元件的制作方法
技术领域
本发明涉及一种III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。
背景技术
非专利文献1中记载有在c面蓝宝石基板上制作的半导体激光器。通过干式蚀刻形成半导体激光器的镜面。公开了激光器的谐振镜面的显微镜照片，并且记载有其端面的粗糙度约为50nm。
非专利文献2中记载有在(11-22)面GaN基板上制作的半导体激光器。通过干式蚀刻形成半导体激光器的镜面。
非专利文献3中记载有氮化镓系半导体激光器。提出为了将m面作为解理面(cleaved facets)用于激光谐振器，而生成向基板的c轴的倾斜方向偏光的激光。该文献中具体记载了在非极性面上扩大阱宽、在半极性面上缩小阱宽。
在先技术文献
非专利文献
[非专利文献1]Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35,(1996)L74-L76
[非专利文献2]Appl.Phys.Express 1(2008)091102
[非专利文献3]Jpn.J.Appl.Phys.Vol.46,(2007)L789
发明内容
发明要解决的问题
根据氮化镓系半导体的能带结构，存在可激光振荡的若干跃迁。根据发明人的知识见解，认为在使用c轴向m轴的方向倾斜的半极性面的支撑基体的III族氮化物半导体激光器元件中，在使激光波导沿着由c轴及m轴规定的面延伸时，可降低阈值电流。在该激光波导的方向下，其中跃迁能量(导带能量与价带能量的差)最小的模式可激光振荡，在可进行该模式的振荡时，可降低阈值电流。
然而，在该激光波导的方向下，无法将c面、a面或m面等先前的解理面用于谐振镜。因此，为了制作谐振镜，而使用反应性离子蚀刻(RIE)来形成半导体层的干式蚀刻面。通过RIE法所形成的谐振镜在与激光波导的垂直性、干式蚀刻面的平坦性或离子损伤方面尚待改善。此外，当前的技术水平下用于获得良好的干式蚀刻面的工艺条件的导出成为较大的负担。
就发明人所知，至今为止，对于上述半极性面上所形成的同一III族氮化物半导体激光器元件，尚未实现向c轴的倾斜方向(OFF方向)延伸的激光波导与不使用干式蚀刻而形成的谐振镜用端面双方。
发明人进行了与本发明相关的专利申请(JP特愿2009-144442号)。
本发明鉴于上述情况而完成。本发明的目的在于提供一种III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其可提高在自六方晶系III族氮化物的c轴向m轴的方向倾斜的基板的半极性面上具有可降低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件的谐振镜的平坦性，并且可降低阈值电流。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式涉及一种III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。该方法包括如下步骤：(a)形成具有激光器构造体的基板产物，该激光器构造体含有由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的基板以及形成于上述半极性主面上的半导体区域；(b)对上述基板产物的第1面刻划，在上述第1面上形成沿着表示上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向的基准线延伸的刻划标记；(c)在形成上述刻划标记后，将上述基板产物设置于致断装置，利用上述致断装置的第1及第2支撑部分别支撑上述基板产物的第1及第2区域；以及(d)不支撑位于上述第1及第2区域之间的上述基板产物的第3区域，对准该第3区域的上述刻划标记进行按压，从而进行上述基板产物的分离，形成另一基板产物及激光条。上述基板产物的上述第3区域与上述第1及第2区域相邻，上述按压在上述基板产物的第2面进行，上述第1的支撑部的第1边缘与上述第2支撑部的第2边缘分离，上述基板产物以使上述基准线从规定上述第1边缘与上述第2边缘之间的中心的中心线分离的方式设置于支撑装置上，上述第1面为上述第2面的相反侧的面，上述半导体区域位于上述第1面与上述基板之间，上述激光条具有自上述第1面延伸至上述第2面并通过上述分离而形成的第1及第2端面，上述第1及第2端面构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器，上述基板产物含有设置于上述激光器构造体上的阳极电极及阴极电极，上述半导体区域含有由第1导电型的氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型的氮化镓系半导体构成的第2包覆层以及设置于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，上述第1包覆层、上述第2包覆层及上述活性层沿着上述半极性主面的法线轴排列，上述基板的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴相对于上述半极性主面的法线轴向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴方向以角度ALPHA倾斜，上述第1及第2端面与由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴及上述半极性主面的法线轴规定的m-n面交叉。
根据该方法，基板产物可分为分离时获得支撑的基板产物的第1及第2区域、与分离时未获支撑而被按压的基板产物的第3区域。基板产物以使上述的基准线从规定第1边缘与第2边缘的中心的中心线分离的方式设置于致断装置上。由按压产生的剪切力施加在自上述中心线分离的位置，进行该按压时，对以沿按压线的基准线为边界而区分的第3区域的2个部分施加不同的力。按压期间，弯曲力矩及剪切力作用于获得支撑的第1区域至基板产物的第3区域上的按压部之间的第1部分，此外，弯曲力矩及剪切力作用于获得支撑的第2区域至基板产物的第3区域上的按压部之间的第2部分。在通过对第1部分与第2部分的边界施加剪切力而将这些分离时，第1部分的弯曲力矩的分布与第2部分的弯曲力矩的分布不同。根据该方法，可提高III族氮化物半导体激光器元件的谐振镜的平坦性。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述角度ALPHA为45度以上80度以下或100度以上135度以下的范围。根据该制作方法，在为未达45度及超过135度的角度时，通过按压形成的端面由m面构成的可能性提高。此外，在为超过80度且未达100度的角度时，未获得所需的平坦性及垂直性。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，在将上述基板产物设置于上述致断装置上时，上述基准线与上述中心线的间隔为100μm以上。根据该方法，可减小各基板产物的合格率的差异。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，在上述第1面上，上述基准线与上述中心线的间隔LENGTH为200μm以上。根据该方法，在间隔LENGTH为200μm以上时，可提高每个基板产物的合格率。此外，在本发明的一个方式的制作方法中优选，在上述第1面上，上述基准线与上述中心线的间隔LENGTH为400μm以下的范围。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述第1边缘与上述第2边缘的间隔为1000μm以上。根据该方法，在第1边缘与第2边缘的间隔较小时，按压时施加在基板产物上的弯曲力矩会减小。因此，在对基板产物的第3区域的第1部分与第2部分的边界施加剪切力而使它们分离时，第1部分的弯曲力矩的分布与第2部分的弯曲力矩的分布的差异也减小。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述第1边缘与上述第2边缘的间隔为1500μm以下。根据该方法，在第1边缘与第2边缘的间隔为1500μm以上时，由于第1边缘与第2边缘的间隔、即基板产物的第3区域的宽度大于谐振器长度而为谐振器长度的数倍，因此有时不在所需的刻划标记的位置切断，而是在另一刻划标记的位置切断。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述刻划标记沿着由上述半极性主面的法线轴与上述a轴方向规定的a-n面，自上述第1面向上述第2面的方向延伸。根据该制作方法，沿着a-n面自第1面向第2面的方向延伸的刻划标记会引导端面的生成。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，在形成上述基板产物的上述步骤中，对上述基板实施加工以使上述基板的厚度成为50μm以上，上述加工为切片或研磨，上述第2面为通过上述加工而形成的加工面、或含有形成于上述加工面上的电极的面。根据该制作方法，若基板厚度为50μm以上，则操作变得容易，生产合格率提高。采用如此的厚度的基板时，能以良好的合格率形成具有可构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或无离子损伤的第1及第2端面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，在形成上述基板产物的上述步骤中，对上述基板实施加工以使其厚度成为160μm以下。根据该制作方法，若上述基板的厚度为160μm以下，则更加有利于获得用于激光谐振器的优质切断面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述刻划使用激光刻划器而进行，上述刻划标记含有刻划槽，上述刻划槽沿着由上述半极性主面的法线轴与上述a轴方向规定的a-n面，自上述第1面向上述第2面的方向延伸。根据该制作方法，刻划槽自第1面向基板的方向延伸。通过切断基板产物，形成另一基板产物及激光条，该切断的传播由向上述深度方向延伸的刻划槽引导。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述半极性主面为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10-1-1}面中的任一个。根据该制作方法，在这些典型的半极性面中可提供具有可构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性及垂直性的第1及第2端面。
在本发明的一个方式的制作方法中，上述半极性主面也可将自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10-1-1}面中的任一半极性面向m面方向具有-4度以上+4度以下的范围的倾斜的面作为上述主面。根据该制作方法，在自这些典型的半极性面的微倾斜面中，可提供具有可构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性及垂直性的第1及第2端面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述基板由GaN、AlGaN、AlN、InGaN及InAlGaN中的任一个构成。根据该制作方法，在使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得可用作谐振器的第1及第2端面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述第1及第2端面各自的上述活性层的端面在由上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴及m轴规定的第1平面上，相对于与上述基板的m轴正交的基准面，形成(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围的角度。根据该制作方法，关于由c轴及m轴的一方与另一方所成的角度，可合格率良好地形成具有上述垂直性的端面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述角度在与上述第1平面及上述半极性主面的法线轴正交的第2平面上为-5度以上+5度以下的范围。根据该制作方法，关于与半极性面的法线轴垂直的面所规定的角度，可合格率良好地形成上述具有垂直性的端面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述角度ALPHA为63度以上80度以下或100度以上117度以下的范围。根据该制作方法，在采用未达63度及超过117度的角度时，存在通过按压而形成的端面的一部分出现m面的可能性。此外，在采用超过80度未达100度的角度时，未获得所需的平坦性及垂直性。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，在形成上述刻划标记的上述步骤中，对上述基板产物的第1面刻划，形成向上述六方晶系III族氮化物半导体的上述a轴方向延伸的多条刻划槽，上述多条刻划槽以与上述激光谐振器的方向交叉的元件宽度的n倍(n=1、2、3、4、…)的间距排列。通过利用半极性面，可通过降低压电电场与提高发光层区域的结晶质量来提高量子效率。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述基板的厚度为50μm以上。根据该制作方法，若厚度为50μm以上，则操作变得容易，可有助于提高生产合格率。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述基板的厚度为400μm以下。根据该制作方法，可获得用于激光谐振器的切断面。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述基板由GaN、AlGaN、AlN、InGaN及InAlGaN中的任一个构成。根据该制造方法，在使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得可用作谐振器的第1及第2端面。在使用AlN基板或AlGaN基板时，可增大偏光度，此外，通过低折射率可强化光束缚。在使用InGaN基板时，可减小基板与发光层的晶格失配率，可提高结晶质量。
本发明的一个方式的制作方法可进一步具备在上述第1及第2端面的至少任一个上形成电介质多层膜的步骤。对于该III族氮化物半导体激光器元件，在断裂面上也可应用端面涂布，通过该端面涂布可调整反射率。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述活性层含有以发出波长360nm以上600nm以下的光的方式设置的发光区域。该制作方法通过利用半极性面，可获得有效地利用LED模式的偏光的III族氮化物半导体激光器元件，可获得低阈值电流。发光区域例如可为单一量子阱构造、多重量子阱构造及成块构造中的任一个。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述活性层含有以发出波长430nm以上550nm以下的光的方式设置的量子阱构造。该制作方法通过利用半极性面，可通过降低压电电场与提高发光层区域的结晶质量来提高量子效率，有利于发出波长430nm以上550nm以下的光。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，来自上述活性层的激光向上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向偏光。在该制作方法中，可实现低阈值电流的能带跃迁具有偏光性。使c轴向m轴方向倾斜的半导体激光器元件可利用该跃迁。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，该III族氮化物半导体激光器元件中的LED模式的光含有在上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向上的偏光分量I1以及在将上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴投影至主面上的方向上的偏光分量I2，上述偏光分量I1大于上述偏光分量I2。根据该制作方法，由于在c轴向m轴方向倾斜的基板主面上设置激光器构造体，因此可使用激光谐振器在LED模式下使较大发光强度的模式的光激光振荡。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述支撑基体的堆垛层错密度为1×104cm-1以下。在该堆垛层错密度下，可降低因偶发情况而有损切断面的平坦性及/或垂直性的可能性。
在本发明的一个方式的制作方法中优选，在上述第1面上，上述基准线与上述中心线的间隔相对于上述激光谐振器的长度的比例为1/3以上2/3以下的范围。此外，在本发明的一个方式的制作方法中优选，上述第1边缘与上述第2边缘的间隔相对于上述激光谐振器的长度的比例为5/3以上5/2以下的范围。
本发明的另一方式的III族氮化物半导体激光器元件具备：(a)含有由六方晶系III族氮化物半导体且具有半极性主面的支撑基体、以及设置于上述支撑基体的上述半极性主面上的半导体区域的激光器构造体；和(b)设置于上述激光器构造体的上述半导体区域上的电极。上述半导体区域含有由第1导电型的氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型的氮化镓系半导体构成的第2包覆层以及设置于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，上述第1包覆层、上述第2包覆层及上述活性层沿着上述半极性主面的法线轴排列，上述支撑基体的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴相对于上述半极性主面的法线轴向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴的方向以角度ALPHA倾斜，上述激光器构造体含有与由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴及上述半极性主面的法线轴规定的m-n面交叉的第1及第2切断面，该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器含有上述第1及第2切断面，上述激光器构造体含有第1及第2面，上述第1面为上述第2面的相反侧的面，上述第1及第2切断面分别自上述第1面的边缘延伸至上述第2面的边缘。
根据该III族氮化物半导体激光器元件，由于构成激光谐振器的第1及第2切断面与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴及法线轴规定的m-n面交叉，因此可设置向m-n面与半极性面的交叉线的方向延伸的激光波导。因此，可提供具有可实现低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件。根据发明人的实验，在通过本案的制作方法形成构成激光谐振器的第1及第2切断面时，该切断面的平坦性优异，优异的平坦性有助于降低阈值电流。
本发明的上述目的及其它目的、特征以及优点，可根据参考附图而进行的以下的本发明的优选实施方式的详细说明而更加容易地理解。
发明效果
如以上所说明，根据本发明的一个方式，提供一种在自六方晶系III族氮化物的c轴向m轴的方向倾斜的支撑基体的半极性面上具有可降低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件。此外，根据本发明的另一方式，提供一种可提高该III族氮化物半导体激光器元件的谐振镜的平坦性并且可降低阈值电流的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。
附图说明
图1是概略性地表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的构造的图。
图2是表示III族氮化物半导体激光器元件中的活性层的能带结构的图。
图3是表示III族氮化物半导体激光器元件的活性层的发光的偏光的图。
图4是表示III族氮化物半导体激光器元件的端面与活性层的m面的关系的图。
图5是表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法的主要步骤的步骤流程图。
图6是示意性地表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法的主要步骤的图。
图7是说明本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法中的切断的方法(A)的图。
图8是说明本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法中的切断的方法(B)的图。
图9是表示晶格的{20-21}面及谐振器端面的扫描型电子显微镜像的图。
图10是表示实施例所示的激光二极管的构造的图。
图11是表示通过方法(A)及方法(B)所制作的用于激光谐振器的切断面与激光条纹之间的角度的分布的图。
图12是表示GaN基板的c轴向m轴方向的倾斜角与振荡合格率的关系的图。
图13是表示基板厚度与振荡合格率的关系的图。
图14是表示所求得的偏光度ρ与阈值电流密度的关系的图。
图15是表示抵住刮刀并进行按压的按压线与支撑部(底刀)间隔的中心线CNT的距离、与谐振器合格率的关系的图。
图16是表示支撑部(底刀)间隔与谐振器合格率的关系的图。
图17是表示(20-21)面与(-101-6)面及(-1016)面的原子配置的图。
图18是表示(20-21)面与(-101-7)面及(-1017)面的原子配置的图。
图19是表示(20-21)面与(-101-8)面及(-1018)面的原子配置的图。
具体实施方式
接下来，参考附图说明本发明的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法的实施方式。在可能的情况下，对相同部分标注相同符号。
本发明的知识见解可通过参考例示所示的附图并考虑以下的详细内容而容易地理解。接下来，参考附图说明本发明的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法的实施方式。在可能的情况下，对相同部分标注相同符号。
图1是概略地表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的构造的图。III族氮化物半导体激光器元件11具有隆脊构造，但本发明的实施方式并不限定于隆脊构造。III族氮化物半导体激光器元件11具备激光器构造体13及电极15。激光器构造体13含有支撑基体17及半导体区域19。支撑基体17由六方晶系III族氮化物半导体构成，具有半极性主面17a及背面17b。半导体区域19设置于支撑基体17的半极性主面17a上。电极15设置于激光器构造体13的半导体区域19上。半导体区域19含有第1包覆层21、第2包覆层23以及活性层25。第1包覆层21由第1导电型的氮化镓系半导体构成，例如由n型AlGaN、n型InAlGaN等构成。第2包覆层23由第2导电型的氮化镓系半导体构成，例如由p型AlGaN、p型InAlGaN等构成。活性层25设置于第1包覆层21与第2包覆层23之间。活性层25含有氮化镓系半导体层，该氮化镓系半导体层例如为阱层25a。活性层25含有由氮化镓系半导体构成的势垒层25b，阱层25a及势垒层25b交替排列。阱层25a例如由InGaN等构成，势垒层25b例如由GaN、InGaN等构成。活性层25可含有以发出波长360nm以上600nm以下的光的方式设置的量子阱构造。通过利用半极性面，有利于发出波长430nm以上550nm以下的光。第1包覆层21、第2包覆层23及活性层25沿着半极性主面17a的法线轴NX排列。在III族氮化物半导体激光器元件11中，激光器构造体13含有与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴及法线轴NX规定的m-n面交叉的第1切断面27及第2切断面29。
参考图1，描绘有直角坐标系S及结晶坐标系CR。法线轴NX朝向直角坐标系S的Z轴的方向。半极性主面17a与由直角坐标系S的X轴及Y轴规定的预定平面平行地延伸。此外，图1中描绘有具代表性的c面Sc。支撑基体17的六方晶系III族氮化物半导体的c轴相对于法线轴NX向六方晶系III族氮化物半导体的m轴方向以不为0的角度ALPHA倾斜。
III族氮化物半导体激光器元件11还具备绝缘膜31。绝缘膜31覆盖激光器构造体13的半导体区域19的表面19a，半导体区域19位于绝缘膜31与支撑基体17之间。支撑基体17由六方晶系III族氮化物半导体构成。绝缘膜31具有开口31a，开口31a向半导体区域19的表面19a与上述m-n面的交叉线LIX的方向延伸，例如成为条纹形状。电极15经由开口31a而与半导体区域19的表面19a(例如第2导电型的接触层33)接触，并向上述交叉线LIX的方向延伸。在III族氮化物半导体激光器元件11中，激光波导含有第1包覆层21、第2包覆层23及活性层25，此外，向上述交叉线LIX的方向延伸。
在III族氮化物半导体激光器元件11中，第1切断面27及第2切断面29与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴及法线轴NX规定的m-n面交叉。III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器含有第1及第2切断面27、29，激光波导自第1切断面27及第2切断面29的一方向另一方延伸。激光器构造体13含有第1面13a及第2面13b，第1面13a为第2面13b的相反侧的面。第1及第2切断面27、29自第1面13a的边缘13c延伸至第2面13b的边缘13d。第1及第2切断面27、29与c面、m面或a面等先前的解理面不同。
根据该III族氮化物半导体激光器元件11，构成激光谐振器的第1及第2切断面27、29与m-n面交叉。因而，可设置向m-n面与半极性面17a的交叉线的方向延伸的激光波导。因此，III族氮化物半导体激光器元件11具有可实现低阈值电流的激光谐振器。
在III族氮化物半导体激光器元件11中，切断面27具有第1凹部40a。第1凹部40a沿着由法线轴NX与a轴的方向规定的a-n面，此外沿着III族氮化物半导体激光器元件11的侧面(不同于切断面27、29)20a，自第1面13a向第2面13b的方向延伸。该第1凹部40a通过切断而由刻划标记所形成。沿着a-n面向自第1面(外延面)13a朝向支撑基体17的方向延伸的刻划标记，引导切断的传播方向。第1凹部40a以自外延面到达支撑基体17的方式设置。此外，第1切断面27具有第2凹部40b，第2凹部40b自第1面13a向第2面13b的方向延伸。第2凹部40b沿着a-n面，此外沿着III族氮化物半导体激光器元件11的侧面(不同于切断面27、29)20b延伸。第1切断面27上出现光波导的端面(例如活性层25的端面)，在第1切断面27上，活性层25的端面位于凹部40a、40b之间。这些凹部40a、40b分别通过切断而由刻划标记所形成。沿着a-n面向自第1面(外延面)13a朝向支撑基体17的方向延伸的这些刻划标记，可引导切断的传播方向。另外，切断面29也与切断面27同样地具有凹部42a、42b。
如图1所示，III族氮化物半导体激光器元件11具有隆脊构造。关于隆脊构造，第2导电型的接触层33成为条纹形状，第2包覆层23含有覆盖基底的半导体层的平坦部，并且含有与第2导电型的接触层33同样地成为条纹形状的隆脊部。此外，III族氮化物半导体激光器元件11含有n侧光导层35及p侧光导层37。n侧光导层35含有第1部分35a及第2部分35b，n侧光导层35例如由GaN、InGaN等构成。p侧光导层37含有第1部分37a及第2部分37b，p侧光导层37例如由GaN、InGaN等构成。载流子阻挡层39设置于例如第1部分37a与第2部分37b之间。在支撑基体17的背面17b设置有另一电极41，电极41覆盖例如支撑基体17的背面17b。
图2是表示III族氮化物半导体激光器元件中的活性层的能带结构的图。图3是表示III族氮化物半导体激光器元件11中的活性层25的发光的偏光的图。图4是示意性地表示由c轴及m轴规定的剖面的图。参考图2的(a)部，在能带结构BAND的Γ点附近，可在导带与价带之间进行的跃迁有3个。A能带及B能带的能量差相对较小。由导带与A能带的跃迁Ea产生的发光向a轴方向偏光，由导带与B能带的跃迁Eb产生的发光向将c轴投影至主面上的方向偏光。关于激光振荡，跃迁Ea的阈值小于跃迁Eb的阈值。
参考图2的(b)部，表示有III族氮化物半导体激光器元件11中的LED模式的光的频谱。LED模式的光含有六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向的偏光分量I1、以及将六方晶系III族氮化物半导体的c轴投影至主面上的方向的偏光分量I2，偏光分量I1大于偏光分量I2。偏光度ρ由(I1-I2)/(I1+I2)所规定。使用该III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器，可在LED模式下使较大发光强度的模式的光激光振荡。
如图3所示，可还具备在第1及第2切断面27、29的至少一方、或各自所设置的电介质多层膜43a、43b。断裂面27、29也可应用端面涂布。通过端面涂布可调整反射率。
如图3的(b)部所示，来自活性层25的激光L向六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向偏光。在该III族氮化物半导体激光器元件11中，可实现低阈值电流的能带跃迁具有偏光性。用于激光谐振器的第1及第2切断面27、29与c面、m面或a面等先前的解理面不同。然而，第1及第2切断面27、29具有用于谐振器的作为镜面的平坦性、垂直性。因此，使用第1及第2切断面27、29与在这些切断面27、29间延伸的激光波导，可如图3的(b)部所示，利用比向将c轴投影至主面上的方向偏光的跃迁Eb的发光(I2)更强的跃迁Ea的发光(I1)，进行低阈值的激光振荡。
如图3的(a)部所示，在III族氮化物半导体激光器元件11中，第1及第2切断面27、29上各自出现支撑基体17的端面17c及半导体区域19的端面19c，端面17c及端面19c由电介质多层膜43a覆盖。支撑基体17的端面17c及活性层25的端面25c的法线向量NA与活性层25的m轴向量MA所成的角度BETA，由在III族氮化物半导体的c轴及m轴所规定的第1平面S 1上规定的分量(BETA)1、和在与第1平面S1及法线轴NX正交的第2平面S2上规定的分量(BETA)2所规定。分量(BETA)1优选在由III族氮化物半导体的c轴及m轴规定的第1平面S 1上为(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围。该角度范围在图4中表示为具代表性的m面(与m轴正交的基准面)SM与参考面FA所成的角度。为了便于理解，在图4中，自激光器构造体的内侧至外侧描绘具代表性的m面SM。参考面FA沿着活性层25的端面25c进行延伸。该III族氮化物半导体激光器元件11具有关于c轴及m轴的一方与另一方所成角度BETA满足上述垂直性的端面。此外，分量(BETA)2在第2平面S2上优选为-5度以上+5度以下的范围。在此，BETA2=(BETA)1 2+(BETA)2 2。此时，III族氮化物半导体激光器元件11的端面27、29关于在与半极性面17a的法线轴NX垂直的面上规定的角度满足上述垂直性。
再次参考图1，在III族氮化物半导体激光器元件11中，支撑基体17的厚度DSUB优选为400μm以下。通过该III族氮化物半导体激光器元件，有利于获得用于激光谐振器的优质切断面。在III族氮化物半导体激光器元件11中，支撑基体17的厚度DSUB更优选为50μm以上160μm以下。通过该III族氮化物半导体激光器元件11，更加有利于获得用于激光谐振器的优质切断面。此外，可使操作变得容易，提高生产合格率。
在III族氮化物半导体激光器元件11中，法线轴NX与六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度ALPHA优选为45度以上，此外，优选为80度以下。此外，角度ALPHA优选为100度以上，此外，优选为135度以下。未达45度及超过135度的角度下，通过按压形成的端面由m面构成的可能性提高。此外，超过80度未达100度的角度下，有无法获得所需的平坦性及垂直性的担忧。
在III族氮化物半导体激光器元件11中，法线轴NX与六方晶系III族氮化物半导体的c轴所成的角度ALPHA优选为63度以上，此外，优选为80度以下。此外，角度ALPHA优选为100度以上，此外，优选为117度以下。未达63度及超过117度的角度下，存在通过按压形成的端面的一部分出现m面的可能性。此外，超过80度未达100度的角度下，有无法获得所需的平坦性及垂直性的担忧。
半极性主面17a可为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一个。进而，自这些面以-4度以上+4度以下的范围略微倾斜的面也可用作上述主面。采用这些典型的半极性面17a时，可提供可构成该III族氮化物半导体激光器元件11的激光谐振器的程度的充分的平坦性及垂直性的第1及第2端面27、29。此外，在这些典型的面取向的角度范围中，可获得显示充分的平坦性及垂直性的端面。
在III族氮化物半导体激光器元件11中，支撑基体17的堆垛层错密度可为1×104cm-1以下。由于堆垛层错密度为1×104cm-1以下，因此，因偶发情况而有损切断面的平坦性及/或垂直性的可能性较低。支撑基板17的堆垛层错密度可通过阴极发光法观察生长前的基板而估算。阴极发光中观察由电子束激发的载流子的发光过程，若存在堆垛层错，则载流子会在其附近发生非发光再结合，因而可观察到暗线状。例如可求出此暗线的每单位长度的密度(线密度)，并将其定义为堆垛层错密度。在此，为了调查堆垛层错密度，使用非破损测定的阴极发光法，也可使用破损测定的透射型电子显微镜。在采用透射型电子显微镜时，自a轴方向观察试料剖面时，自基板朝向试料表面而向m轴方向延伸的缺陷为支撑基体所含的堆垛层错，可与阴极发光法的情形同样地求得堆垛层错的线密度。
此外，支撑基体17可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN及InAlGaN中的任一个构成。在使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得可用作谐振器的端面27、29。在使用AlN或AlGaN基板时，可增大偏光度，此外，可通过低折射率而强化光束缚。在使用InGaN基板时，可减小基板与发光层的晶格失配率，可提高结晶质量。
图5是表示本实施方式的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法的主要步骤的图。参考图6的(a)部，表示有基板51。在步骤S101中准备用于制作III族氮化物半导体激光器元件的基板51。基板51的六方晶系III族氮化物半导体的c轴(向量VC)相对于法线轴NX向六方晶系III族氮化物半导体的m轴方向(向量VM)以角度ALPHA倾斜。因此，基板51具有由六方晶系III族氮化物半导体构成的半极性主面51a。
在步骤S 102中形成基板产物SP。在图6的(a)部中，基板产物SP大致描绘为圆板形的部件，但基板产物SP的形状并不限定于此。为了获得基板产物SP，首先在步骤S103中形成激光器构造体55。激光器构造体55含有半导体区域53及基板51，在步骤S103中，半导体区域53形成于半极性主面51a上。为了形成半导体区域53，在半极性主面51a上按顺序生长第1导电型的氮化镓系半导体区域57、发光层59、及第2导电型的氮化镓系半导体区域61。氮化镓系半导体区域57例如可含有n型包覆层，氮化镓系半导体区域61例如可含有p型包覆层。发光层59设置于氮化镓系半导体区域57与氮化镓系半导体区域61之间，此外，可含有活性层、光导层及电子阻挡层等。第1导电型的氮化镓系半导体区域57、发光层59、及第2导电型的氮化镓系半导体区域61沿着半极性主面51a的法线轴NX排列。这些半导体层进行外延生长。半导体区域53上覆盖有绝缘膜54。绝缘膜54例如由硅氧化物构成。绝缘膜54具有开口54a。开口54a例如为条纹形状。
在步骤S104中，在激光器构造体55上形成阳极电极58a及阴极电极58b。此外，在基板51的背面形成电极前，对结晶生长所使用的基板的背面进行研磨，而形成所需厚度DSUB的基板产物SP。关于电极的形成，例如将阳极电极58a形成于半导体区域53上，并且将阴极电极58b形成于基板51的背面(研磨面)51b上。阳极电极58a向X轴方向延伸，阴极电极58b覆盖背面51b的整个面。通过这些步骤，可形成基板产物SP。基板产物SP含有第1面63a和位于其相反侧的第2面63b。半导体区域53位于第1面63a与基板51之间。
在步骤S105中如图6的(b)部所示，对基板产物SP的第1面63a刻划。该刻划使用激光刻划器10a进行。通过刻划形成刻划槽65a。在图6的(b)部，已形成有5条刻划槽，使用激光束LB形成刻划槽65b。刻划槽65a的长度小于由六方晶系III族氮化物半导体的a轴及法线轴NX规定的a-n面与第1面63a的交叉线AIS的长度，对交叉线AIS的一部分照射激光束LB。通过照射激光束LB，在第1面63a上形成向特定方向延伸并到达半导体区域的槽。刻划槽65a例如可形成于基板产物SP的一个边缘。刻划槽65a沿着法线轴a-n面自第1面63a向第2面63b的方向延伸。该刻划槽65a自第1面63a向朝向基板51的方向延伸。通过按压基板产物SP，由基板产物SP形成另一基板产物及激光条，该切断的传播由向上述深度方向延伸的刻划槽65a所引导。另外，在图6的(b)部，基板产物描绘为圆盘状的形状，但基板产物的形状并不限定于此。
在形成刻划槽65a后，在步骤S 106中，如图7的(a)部所示，将基板产物设置于致断装置71上，利用致断装置71的第1及第2支撑部71a、71c分别支撑基板产物SP的第1及第2区域70a、70b。第1支撑部71a的第1边缘(例如支撑面的边缘)71b与第2支撑部71c的第2边缘(例如支撑面的边缘)71d分离。在基板产物SP的第1及第2区域70a、70b之间设置有第3区域70c，致断装置71不支撑第3区域70c。在设置前，基板产物SP放置于2张具有可挠性的膜(例如可挠性膜)FLM1、FLM2之间，作为可挠性膜，例如可使用聚氯乙烯等。在图7的(a)部所示的配置中，为了将较大尺寸的基板产物SP分离而形成较小尺寸的基板产物，将刮刀69对准较大尺寸的基板产物SP的内侧的刻划槽65a。在本实施例中，第3区域73c含有2条刻划槽65a。
在图6的(c)部，已形成有激光条LB0。在步骤S107张，通过对准所需的刻划槽65a标记并进行按压而进行基板产物的分离，形成另一基板产物SP1及激光条LB1。按压使用例如刮刀69之类的致断工具进行。致断工具含有向一个方向延伸的边缘69a以及规定边缘69a的至少2个刮刀面69b、69c。此外，基板产物SP1的按压在支撑装置71上进行。支撑装置71含有支撑体71a、71c的支撑面与边缘71b、71d，支撑面在边缘71b、71d处终止。在图6的(c)部，以使逐次形成的激光条位于支撑面71a上的方式支撑基板产物。
在步骤S107中，如图6的(c)部所示，通过对该基板产物的第2面63b的按压而进行基板产物的分离，形成基板产物SP1及激光条LB1。使基板产物SP1的刻划槽65a的方向与支撑装置71的边缘71b、71d的延伸方向一致，以支撑装置71的边缘71b、71d为基准对基板产物SP定位。继而引起切断的刻划槽65a并不位于支撑面71a、71c上。
参考图7的(a)部继续说明上述分离。在该方式中，第3区域70c含有2列刻划槽65a。以沿着边缘71b、71d延伸的基准线(X坐标A1、B1)为边界，基板产物SP被分为第1区域70a、第2区域70b及第3区域70c。在基板产物SP中，第1区域70a及第2区域70b与第3区域70c相邻，第3区域70c位于第1区域70a与第2区域70b之间。
利用支撑装置71支撑第1及第2区域70a、70b，同时在不支撑第3区域70c的情况下按压第3区域70c。使致断工具的边缘69a的方向与边缘71b的延伸方向一致，自与第2面63b交叉的方向，将致断工具的边缘69a抵压到基板产物SP。交叉方向优选为与第2面63b大致垂直的方向。从而，进行基板产物SP的分离，而形成另一基板产物SP1及激光条LB1。通过抵压而如上制作的激光条LB1具有第1及第2端面67a、67b，在这些端面67a、67b上，激光波导的端面具有可应用于半导体激光器的谐振镜的程度的垂直性及平坦性。
参考图7的(a)部说明激光条的制作方法。在图7的(a)部所示的激光条的制作方法(参考为「方法A 」)中，基板产物SP由被第1及第2基准线(X坐标A1、B1)区分的3个区域70a、70b、70c构成。在该基板产物SP上形成刻划标记后，在致断装置71的支撑装置中，以不利用支撑面71a、71c支撑形成有刻划标记的面63a上的坐标(X坐标C1的附近)的面的方式进行基板产物SP的定位。基板产物SP以基准线(X坐标A1、B1)从规定第1边缘71b与第2边缘71d的中心的中心线CNT分离的方式设置于支撑装置71上。定位后，一边支撑基板产物SP的两端的区域70a、70b，一边沿着基板产物SP的中央的区域70c的按压线(X坐标C1)进行按压，从而进行基板产物SP的分离，而如图6的(c)部所示，形成另一基板产物SP1及激光条LB1。在先于上述按压的支撑时，支撑基板产物SP的区域70a、70b的同时，基板产物SP的第3区域70c未获得支撑。因此，在按压时，第3区域70c向下弯曲为凸状。
在按压时，在对准区域70c的按压线而进行按压时，根据以下说明可理解，第3区域70c以按压线为基准被分为2个部分，在该2个部分中力的分布不同。为了对其进行说明，以按压线(X坐标C1)为基准，将第3区域70c分为第1及第2部分70d、70e，第3区域70c的第1部分70d与第2部分70e及第2区域70b相邻，并位于它们之间。通过上述按压，对第1部分70e与第2部分70d的边界(按压线)施加剪切力。在按压期间，弯曲力矩及剪切力作用于获得支撑的第1区域70a至基板产物SP的第3区域70c上的按压线之间的第2部分70e，此外，弯曲力矩及剪切力作用于获得支撑的第2区域70b至基板产物SP的第3区域70c上的按压线之间的第1部分70d。第1部分70d的弯曲力矩的分布与第2部分70e的弯曲力矩的分布不同，弯曲力矩关于按压线不对称。
根据该方法，基板产物SP被分为分离时获得支撑的基板产物SP的第1及第2区域70a、70b、以及分离时未获支撑而受到按压的基板产物SP的第3区域70c。基板产物SP以上述基准线(X坐标A1、B1)从规定第1边缘71b与第2边缘71d之间的中心的中心线CNT分离的方式设置于致断装置71上。由按压产生的剪切力施加在从上述中心线CNT分离的位置的按压线(X坐标C1)上。在进行该按压时，以沿着按压线的基准线(X坐标C1)为边界而区分的第3区域70c的2个部分70d、70e被施加不同的力。第1部分70d的弯曲力矩的分布与第2部分70e的弯曲力矩的分布不同。对按压线施加剪切力，并且弯曲力矩的分布关于按压线不对称。根据该方法，可提高III族氮化物半导体激光器元件的谐振镜的平坦性。
根据该切断方法，谐振镜的平坦性获得提高，用于切断的力包括剪切力及弯曲力矩。在图7的(b)部，为了便于理解，而假设弯曲力矩在基板产物内线性变化，但弯曲力矩的变化并不限定于此。
另一方面，在图8的(a)部所示的激光条的制作方法(参考为「方法B 」)中，基板产物SP的两侧获得支撑，基板产物SP由以2个边缘71b(X坐标A2、B2)的间隔D分离的2个支撑体支撑。按压在间隔D的一半(D/2)的位置(X坐标C2)进行。如图8的(b)部所示，弯曲力矩施加在按压线(X坐标C2)CNT2的两侧，在按压线(X坐标C2)上取最大值，自该最大值向2个边缘71b(X坐标A2、B2)减少。该弯曲力矩朝向有助于切断的方向。由按压引起的基板产物的变形在施加线的位置充分大，基板产物的翘曲的方向朝下。因此，切断由弯曲力矩的极大值及剪切力产生。由图7及图8的比较可知，在2种激光条的制作时，基板产物SP内的弯曲力矩及剪切应力的分布彼此不同。
所形成的激光条LB1具有通过上述分离而形成的第1及第2端面67a、67b，端面67a、67b分别自第1面63a延伸至第2面63b。因此，端面67a、67b构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器，与XZ面交叉。该XZ面与由六方晶系III族氮化物半导体的m轴及法线轴NX规定的m-n面对应。
根据该方法，在六方晶系III族氮化物半导体的a轴的方向上对基板产物SP的第1面63a刻划后，通过按压基板产物SP的第2面63b而进行基板产物SP的分离，形成新的基板产物SP1及激光条LB1。因此，以与m-n面交叉的方式在激光条LB1上形成第1及第2端面67a、67b。通过形成该端面，可使第1及第2端面67a、67b具有可构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性及垂直性。
此外，在该方法中，所形成的激光波导向六方晶系III族氮化物的c轴的倾斜方向延伸。在不使用干式蚀刻面的情况下，形成可提供该激光波导的谐振镜端面。
根据该方法，通过切断基板产物SP，而形成新的基板产物SP1及激光条LB1。在步骤S108中重复按压而进行分离，制作多个激光条。该切断通过使用比激光条LB1的切断线BREAK短的刻划槽65a进行。
在步骤S109中，在激光条LB1的端面67a、67b上形成电介质多层膜，而形成激光条产物。在步骤S110中将该激光条产物分离为各个半导体激光器的芯片。
在本实施方式的制造方法中，角度ALPHA可为45度以上80度以下及100度以上135度以下的范围。未达45度及超过135度的角度下，通过按压形成的端面由m面构成的可能性提高。此外，超过80度未达100度的角度下，有无法获得所需的平坦性及垂直性的担忧。角度ALPHA优选为63度以上80度以下及100度以上117度以下的范围。未达45度及超过135度的角度下，存在通过按压形成的端面的一部分出现m面的可能性。此外，超过80度、未达100度的角度下，有无法获得所需的平坦性及垂直性的担忧。半极性主面51a可为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一个。进而，自这些面以-4度以上+4度以下的范围略微倾斜的面也可用作上述主面。采用这些典型的半极性面时，可提供具有可构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性及垂直性的用于激光谐振器的端面。
此外，基板51可由GaN、AlN、AlGaN、InGaN及InAlGaN中的任一个构成。在使用由这些氮化镓系半导体构成的基板时，可获得可用作激光谐振器的端面。基板51优选由GaN构成。
在形成基板产物SP的步骤S104中，结晶生长所使用的半导体基板以使基板厚度成为400μm以下的方式实施切片或研磨之类的加工，第2面63b可为通过研磨而形成的加工面。在该基板厚度下，可合格率良好地形成具有可构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器的程度的充分的平坦性、垂直性或无离子损伤的端面67a、67b。第2面63b为通过研磨而形成的研磨面，更优选为将基板厚度研磨至160μm以下。此外，为了相对容易地处理基板产物SP，基板厚度优选为50μm以上。
在本实施方式的激光器端面的制造方法中，在激光条LB1中也规定了参考图3所说明的角度BETA。在激光条LB1中，角度BETA的分量(BETA)1在由III族氮化物半导体的c轴及m轴规定的第1平面(与参考图3说明的第1平面S1对应的面)上优选为(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围。激光条LB1的端面67a、67b关于c轴及m轴的一方与另一方的角度BETA的角度分量满足上述垂直性。此外，角度BETA的分量(BETA)2在第2平面(与图3所示的第2平面S2对应的面)上优选为-5度以上+5度以下的范围。此时，激光条LB1的端面67a、67b关于在与半极性面51a的法线轴NX垂直的面上规定的角度BETA的角度分量满足上述垂直性。
端面67a、67b通过按压半极性面51a上外延生长的多个氮化镓系半导体层将其致断而形成。由于是半极性面51a上的外延膜，因此端面67a、67b并非之前用作谐振镜的c面、m面、或a面之类的低面指数的解理面。然而，在半极性面51a上的外延膜的积层的断裂中，端面67a、67b具有可用作谐振镜的平坦性及垂直性。
(实施例1)
如下准备半极性面GaN基板，观察切断面的垂直性。基板使用自通过HVPE法较厚地生长的(0001)GaN结晶块向m轴方向以75度的角度切取的{20-21}面GaN基板。GaN基板的主面经过镜面抛光，背面为经研磨抛光的梨皮面状态。基板的厚度为370μm。
在梨皮面状态的背面侧，使用金刚石笔，在将c轴投影至基板主面的方向上垂直地施加划线后，通过图7所示的方法进行按压而将基板产物分离。
图9的(a)部为自a面方向观察切断面的扫描型电子显微镜像，右侧的端面为切断面。可知切断面相对于半极性主面具有平坦性及垂直性。
利用扫描型电子显微镜观察通过断裂而形成的切断面的活性层的端面附近，结果未观察到明显的凹凸。由该情况推测活性层的端面附近的平坦性(凹凸的大小)为20nm以下。进而，切断面相对于试料表面的垂直性在-5度~+5度的范围内。
(实施例2)
在实施例1中，已知在具有半极性{20-21}面的GaN基板上与将c轴投影到基板主面的方向垂直地施加划线并进行按压而获得的切断面相对于基板主面具有平坦性及垂直性。因此，为分析该切断面的作为激光谐振器的有效性，如下所述，通过有机金属气相生长法而生长图10所示的激光二极管。原料使用三甲基镓(TMGa)、三甲基铝(TMAl)、三甲基铟(TMIn)、氨(NH3)、硅烷(SiH4)。准备基板71。基板71制作如下GaN基板，该GaN基板使用晶圆切片装置自利用HVPE法较厚生长的(0001)GaN结晶块向m轴方向以0度~90度的范围的角度进行切取，具有c轴向m轴方向的倾斜角度ALPHA为0度~90度范围的所需的倾斜角。例如当以75度的角度切取时，获得{20-21}面GaN基板，且在图7的(b)部所示的六方晶系晶格中由参照符号71a表示。
将该基板71配置于反应炉内的基座上后，以如下的生长顺序生长外延层。首先生长厚度1000nm的n型GaN72。其次，生长厚度1200nm的n型InAlGaN包覆层73。继而，生长厚度200nm的n型GaN导引层74a及厚度65nm的无掺杂InGaN导引层74b后，生长由GaN厚度15nm/InGaN厚度3nm构成的3周期MQW75。然后，生长厚度65nm的无掺杂InGaN导引层76a、厚度20nm的p型AlGaN阻挡层77a及厚度200nm的p型GaN导引层76b。继而，生长厚度400nm的p型InAlGaN包覆层77b。最后，生长厚度50nm的p型GaN接触层78。
使SiO2的绝缘膜79在接触层78上成膜后，使用光刻法通过湿式蚀刻而形成宽度10μm的条纹窗WIN。在此，以如下的2种方法形成条纹方向的接触窗。激光条纹为：(1)M方向(接触窗沿着由c轴及m轴规定的预定面的方向)；及(2)A方向:<11-20>方向。
形成条纹窗后，蒸镀由Ni/Au构成的p侧电极80a与由Ti/Al构成的焊盘电极。然后，使用金刚石研磨液研磨GaN基板(GaN晶圆)的背面，制作背面为镜面状态的基板产物。此时，使用接触式膜厚计测定基板产物的厚度。厚度的测定也可自试样剖面使用显微镜而进行。显微镜可使用光学显微镜或扫描式电子显微镜。在GaN基板(GaN晶圆)的背面(研磨面)，通过蒸镀而形成有由Ti/Al/Ti/Au构成的n侧电极80b。
针对这两种激光条纹制作谐振镜时，使用利用波长355nm的YAG激光的激光刻划器。使用激光刻划器进行断裂的情况与使用金刚石刻划的情况相比，可提高振荡芯片合格率。刻划槽的形成条件使用以下条件：激光输出为100mW，扫描速度为5mm/s。形成的刻划槽为例如长度30μm、宽度10μm、深度40μm的槽。以800μm间距通过基板的绝缘膜开口部位并对外延表面直接照射激光，从而形成刻划槽。谐振器长度为600μm。
在形成刻划标记后，使用致断装置由基板产物制作激光条。通过将刻划槽的位置对准致断刮刀的中心位置，自基板产物的基板背面抵压刮刀，而制作激光条。此时，通过以下二种方法制作激光条。
「方法A 」：一边利用致断装置的支撑台(例如底刀)支撑基板产物的两侧的外延面，一边自支撑台的边缘间的中心线分离并自基板产物的基板背面抵压刮刀的方法。
「方法B 」：一边利用致断装置的支撑台(例如底刀)支撑基板产物的两侧的外延面，一边对准支撑台的边缘间的中心线并自基板产物的基板背面抵压刮刀的方法。
在任一方法中，支撑台(底刀)的边缘间的间隔均为1000μm。
使用刮刀，通过切断而制作谐振镜。通过按压基板背面侧而使其断裂，由此制作激光条。更具体而言，对于{20-21}面的GaN基板表示结晶取向与激光器端面的关系的图是图9的(b)部与图9的(c)部。图9的(b)部中按照本实施方式朝向m轴方向的倾斜方向设置激光条纹，表示有半极性面71a以及用于激光谐振器的端面81a、81b。端面81a、81b与半极性面71a大致正交，但不同于现有的c面、m面或a面等之前的解理面。激光条纹的方向不同于图9的(c)部所示的激光条纹的方向。图9的(c)部中使激光条纹朝向a轴方向，表示有半极性面71a以及用于激光谐振器的端面81c、81d。端面81c、81d与半极性面71a大致正交，由a面构成。
对于利用上述方法(A)及方法(B)制作的激光条，使用光学显微镜测量谐振镜的角度偏离。包含多个半导体外延膜的半导体外延区域在基板产物的基板上生长。在激光振荡中，谐振器内往返的光主要在半导体外延区域中传播。因此，谐振镜的角度偏离的测量如图11的(a)部所示，可通过估测在切断面表现出的半导体外延区域的剖面的角度偏离而进行。图11的(a)部中为表示条纹波导的位置，而以虚线表示图10所示的窗WIN。图11的(b)部是表示角度偏离的分布与激光条的制作方法的关系的柱状图。横轴表示以半导体外延区域的与条纹波导的方向垂直的方向为基准的谐振镜的偏离角△θ。测定结果表示由方法(A)制作的激光条的谐振镜的角度偏离的分布中心与由方法(B)所得的激光条的角度偏离的分布相比偏离角接近0。由方法(A)及(B)制作的激光条的谐振镜的角度偏离的平均值及标准偏差为以下值。
方法平        均值(deg.)        标准偏差(deg.)
方法(A)：     0.45              0.93
方法(B)：     1.57              0.80
由该结果可知，通过利用方法(A)制作激光条，可稳定地形成角度偏离较小(偏离角分布的中心接近0)的谐振镜。纵轴表示密度，该密度由(该角度范围的计数值)/(总计数值)规定。
方法(A)
方法(B)
通过利用方法(A)制作激光条，谐振镜的角度偏离的分布向0方向偏移。由该结果可知，通过利用方法(A)制作激光条，可稳定地形成角度偏离较小的谐振镜。
图12是表示GaN基板的c轴向m轴方向的倾斜角ALPHA(OFF角)与谐振器的合格率的关系的图。本实施例中，谐振器合格率在各倾斜角下定义为(外延面内的偏离角的大小为1度以下的谐振器数)/(计测了偏离角的谐振器总数)。由图12可知，当使用倾斜角在45度至80度的范围内的半极性面时，谐振器合格率并无较大变化。
图13是表示基板厚度与谐振器合格率的关系的图。参考图13，基板产物的厚度小于50μm时，变得不易操作，因此存在激光条易破损的可能性。根据发明人的知识见解，在基板产物的厚度为50μm以上时，可无明显困难地进行操作，可通过切断而制作谐振器。基板产物的厚度为160μm以下的范围时，可制作激光条。若厚度超过150μm，则谐振器合格率开始降低。根据该实验及其它结果，基板产物的厚度优选为50μm以上150μm以下的范围。
通过真空蒸镀法，在激光条的端面涂布电介质多层膜。电介质多层膜通过将SiO2与TiO2交替积层而构成。膜厚分别在50~100nm的范围内进行调整，并设计为反射率的中心波长为500~530nm的范围。将一侧的反射面设为10周期，反射率的设计值设为约95%，将另一侧的反射面设为6周期，反射率的设计值设为约80%。
在室温下进行通电的评价。电源使用脉冲宽度为500ns、占空比为0.1%的脉冲电源，使表面电极接触探针而通电。在测定光输出时，利用光电二极管检测自激光条端面的发光，而调查电流-光输出特性(I-L特性)。在测定发光波长时，使自激光条端面的发光通入光纤，使用光谱分析仪作为检测器而测定光谱。在调查偏光状态时，通过使来自激光条的发光通过偏光板进行旋转，而调查偏光状态。在观测LED模式光时，通过将光纤配置在激光条表面侧，而测定自表面发出的光。
在所有的激光器中确认振荡后的偏光状态，结果得知向a轴方向偏光。活性层的发光区域的振荡波长为500~530nm。
在所有的激光器中测定LED模式(自然发光)的偏光状态。a轴方向的偏光分量设为I1，将m轴投影至主面的方向的偏光分量设为I2，将(I1-I2)/(I1+I2)定义为偏光度ρ。如此，调查所求得的偏光度ρ与阈值电流密度的最小值的关系，结果获得图14。由图14可知，在偏光度为正时，在(1)激光条M方向的激光器中阈值电流密度会大幅降低。即，在偏光度为正(I1>I2)且在倾斜方向设置波导时，阈值电流密度会大幅降低。
图15是表示抵住刮刀并进行按压的按压线与支撑部(底刀)间隔的中心线CNT的距离、和谐振器合格率的关系的图。在图15的(a)部，支撑装置的支撑部的间隔参考为「LENGTH」，抵住刮刀并进行按压的按压线与支撑部的间隔的中心线CNT的距离设为刮刀相对于中心线的相对移动量，以「SHFT」表示。在该实验中，支撑部的间隔固定为1000μm。如图15的(b)部所示，在0μm至400μm的范围内变更作为中心线CNT与按压线的间隔所规定的支撑部的移动量SHFT。通过以该范围的偏移施加剪切力，能够制作切断面。在中心线与按压线的间隔变得小于200μm时，存在谐振器合格率变小的倾向。认为其原因为：随着移动量接近0，激光条的制作方法接近方法(A)。在移动量为0时，合格率为29.3%。在移动量为100μm时，合格率获得改善。在该实验中，在移动量为200μm至400μm的范围时谐振器合格率较高。并且得知水准得以维持。此外，为了防止在将刮刀推入基板产物时刮刀与底刀的干涉，而将中心线与按压线的间隔设为400μm以下的范围。根据以上结果，中心线与按压线的间隔优选为200μm以上400μm以下的范围。
图16是表示支撑部的间隔与谐振器合格率的关系的图。此时，移动量SHFT固定为200μm，基板的厚度为80μm。此外，制作谐振器长度为600μm的激光条。若支撑部的间隔(LENGTH)小于1000μm，则作用于基板产物的弯曲力矩会减小，会导致激光条的制作合格率降低。在将支撑部的间隔(LENGTH)设定为大于1500μm时，在本实施例的谐振器长度为600μm的情况下，支撑部的间隔(LENGTH)内会存在3条以上的刻划槽，有时导致切断不沿着所需位置的刻划线传播，因此激光条的制作变得不稳定。其会导致激光条的制作合格率降低。在本实施例中，底刀的间隔优选为1000μm以上1500μm以下。
根据上述的实验结果及其它实验结果，在第1面63a上成为基准线的按压线与中心线CNT的间隔(图7所示的「SHFT」)、与谐振器长度LCV的比例(SHFT/LCV)优选为1/3(200μm/600μm)以上。此外，该比例(SHFT/LCV)优选为2/3(400μm/600μm)以下的范围。根据上述说明，该比例(SHFT/LCV)优选为1/3以上2/3以下的范围。此外，支撑装置71的边缘间隔(第1边缘71b与第2边缘71d的间隔LENGTH)与谐振器长度LCV的比例(LENGTH/LCV)优选为5/3(1000μm/600μm)以上。该比例(LENGTH/LCV)优选为5/2(1500μm/600μm)以下。根据上述说明，该比例(LENGTH/LCV)优选为5/3以上5/2以下的范围。
(实施例3)
在实施例2中，在具有{20-21}面的GaN基板上，生长用于半导体激光器的多张外延膜。如上所述，通过刻划槽的形成与按压，而形成光谐振器用的端面。为了找出这些端面的候补，通过计算求出与(20-21)面成90度左右的角度且与a面不同的面取向。以下的角度及面取向相对于(20-21)面具有90度左右的角度。
图17是表示(20-21)面与(-101-6)面及(-1016)面的原子配置的图。图18是表示(20-21)面与(-101-7)面及(-1017)面的原子配置的图。图19是表示(20-21)面与(-101-8)面及(-1018)面的原子配置的图。如图17~图19所示，箭头所示的局部原子配置显示出电荷呈中性的原子排列，周期性地出现电中性的原子配置。获得与生长面比较垂直的面的原因可能为：由于周期性地出现该电荷呈中性的原子排列，因此切断面的生成变得相对稳定。
通过包括上述的实施例1~实施例3的各种实验，角度ALPHA可为45度以上80度以下及100度以上135度以下的范围。为了提高振荡芯片合格率，角度ALPHA可为63度以上80度以下及100度以上117度以下的范围。典型的半极性主面可为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一个。进而，可为自这些半极性面的微倾斜面。半极性主面例如可为自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面、及{10-1-1}面中的任一面向m面方向以-4度以上+4度以下的范围倾斜的微倾斜面。
在优选实施方式中图示说明了本发明的原理，但本领域技术人员可知本发明可在不脱离其原理的情况下对配置以及细节进行变更。本发明并不限定于本实施方式中所公开的特定构成。因此，对于由权利要求及其精神的范围而来的所有修正以及变更申请专利权。
产业利用性
根据本实施方式，可提供在六方晶系III族氮化物的自c轴向m轴方向倾斜的支撑基体的半极性面上具有可降低阈值电流的激光谐振器的III族氮化物半导体激光器元件。此外，根据本实施方式，可提供能够提高该III族氮化物半导体激光器元件的谐振镜的平坦性且可降低阈值电流的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法。
符号说明
11III族氮化物半导体激光器元件
13激光器构造体
13a第1面
13b第2面
13c、13d  边缘
15电极
17支撑基体
17a半极性主面
17b支撑基体背面
17c支撑基体端面
19半导体区域
19a半导体区域表面
19c半导体区域端面
21第1包覆层
23第2包覆层
25活性层
25a阱层
25b势垒层
27、29切断面
ALPHA角度
Sc c面
NX法线轴
31绝缘膜
31a绝缘膜开口
35n侧光导层
37p侧光导层
39载流子阻挡层
41电极
43a、43b电介质多层膜
MA m轴向量
BETA角度
DSUB支撑基体厚度
51基板
51a半极性主面
SP基板产物
57氮化镓系半导体区域
59发光层
61氮化镓系半导体区域
53半导体区域
54绝缘膜
54a绝缘膜开口
55激光器构造体
58a阳极电极
58b阴极电极
63a第1面
63b第2面
10a激光刻划器
65a刻划槽
65b刻划槽
LB激光束
SP1基板产物
LB1激光条
69致断装置(刮刀)
69a边缘
69b、69c  刮刀面
71支撑装置
71a、71c支撑面
71b、71d边缘

Claims (19)

1.一种III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其包括如下步骤：
形成具有激光器构造体的基板产物，该激光器构造体含有由六方晶系III族氮化物半导体构成且具有半极性主面的基板以及形成于上述半极性主面上的半导体区域；
对上述基板产物的第1面刻划，在上述第1面上形成沿着表示上述六方晶系III族氮化物半导体的a轴方向的基准线延伸的刻划标记；
在形成上述刻划标记后，将上述基板产物设置于致断装置，利用上述致断装置的第1支撑部及第2支撑部分别支撑上述基板产物的第1及第2区域；以及
不支撑位于上述第1及第2区域之间的上述基板产物的第3区域，对准该第3区域的上述刻划标记进行按压，从而进行上述基板产物的分离，形成另一基板产物及激光条，
上述基板产物的上述第3区域与上述第1及第2区域相邻，
上述按压在上述基板产物的第2面进行，
上述第1支撑部的第1边缘与上述第2支撑部的第2边缘分离，
上述基板产物以使上述基准线从规定上述第1边缘与上述第2边缘之间的中心的中心线分离的方式设置于支撑装置上，
上述第1面为上述第2面的相反侧的面，
上述半导体区域位于上述第1面与上述基板之间，
上述激光条具有自上述第1面延伸至上述第2面并通过上述基板产物的分离而形成的第1及第2端面，
上述第1及第2端面构成该III族氮化物半导体激光器元件的激光谐振器，
上述基板产物含有设置于上述激光器构造体上的阳极电极及阴极电极，
上述半导体区域含有由第1导电型的氮化镓系半导体构成的第1包覆层、由第2导电型的氮化镓系半导体构成的第2包覆层以及设置于上述第1包覆层与上述第2包覆层之间的活性层，
上述第1包覆层、上述第2包覆层及上述活性层沿着上述半极性主面的法线轴排列，
上述基板的上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴相对于上述半极性主面的法线轴向上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴方向以角度ALPHA倾斜，
上述第1及第2端面与由上述六方晶系III族氮化物半导体的m轴及上述半极性主面的法线轴规定的m-n面交叉。
2.如权利要求1所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述角度ALPHA为45度以上80度以下或100度以上135度以下的范围。
3.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，在将上述基板产物设置于上述致断装置上时，上述基准线与上述中心线的间隔为100μm以上。
4.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，在上述第1面上，上述基准线与上述中心线的间隔为200μm以上400μm以下的范围。
5.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述第1边缘与上述第2边缘的间隔为1000μm以上1500μm以下的范围。
6.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述刻划标记沿着由上述半极性主面的法线轴与上述a轴方向所规定的a-n面，自上述第1面向上述第2面的方向延伸。
7.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，
在形成上述基板产物的上述步骤中，对上述基板实施加工以使上述基板的厚度成为50μm以上，
上述加工为切片或研磨，
上述第2面为通过上述加工而形成的加工面、或含有形成于上述加工面上的电极的面。
8.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，
上述刻划使用激光刻划器而进行，
上述刻划标记含有刻划槽，
上述刻划槽沿着由上述半极性主面的法线轴与上述a轴方向所规定的a-n面，自上述第1面向上述第2面的方向延伸。
9.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述半极性主面自{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10-1-1}面中的任一半极性面向m面方向具有-4度以上+4度以下的范围的倾斜。
10.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述半极性主面为{20-21}面、{10-11}面、{20-2-1}面及{10-1-1}面中的任一个。
11.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述基板由GaN、AlGaN、AlN、InGaN及InAlGaN中的任一个构成。
12.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述第1及第2端面各自的上述活性层的端面在由上述六方晶系III族氮化物半导体的c轴及m轴所规定的第1平面上，相对于与上述基板的m轴正交的基准面，形成(ALPHA-5)度以上(ALPHA+5)度以下的范围的角度。
13.如权利要求12所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述角度在与上述第1平面及上述半极性主面的法线轴正交的第2平面上为-5度以上+5度以下的范围。
14.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，在上述第1面上，上述激光谐振器的长度相对于上述基准线与上述中心线的间隔的比例为1/3以上2/3以下的范围。
15.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述第1边缘与上述第2边缘的间隔相对于上述激光谐振器的长度的比例为5/3以上5/2以下的范围。
16.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述基板由GaN、AlGaN、AlN、InGaN及InAlGaN中的任一个构成。
17.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述基板的厚度为50μm以上。
18.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述角度ALPHA为63度以上80度以下或100度以上117度以下的范围。
19.如权利要求1或2所述的III族氮化物半导体激光器元件的制作方法，其中，上述活性层含有以发出波长360nm以上600nm以下的光的方式设置的发光区域。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7933303B2 (en) 2009-06-17 2011-04-26 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Group-III nitride semiconductor laser device, and method for fabricating group-III nitride semiconductor laser device
JP5206699B2 (ja) * 2010-01-18 2013-06-12 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP4924681B2 (ja) * 2009-09-10 2012-04-25 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP5387302B2 (ja) * 2009-09-30 2014-01-15 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP5131266B2 (ja) * 2009-12-25 2013-01-30 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP5327154B2 (ja) * 2009-12-25 2013-10-30 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP5201129B2 (ja) * 2009-12-25 2013-06-05 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
JP5494259B2 (ja) * 2010-06-08 2014-05-14 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法
CN103187406A (zh) * 2011-12-27 2013-07-03 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构及封装方法
CN102593711B (zh) * 2012-03-21 2014-11-12 中国工程物理研究院应用电子学研究所 增强散热的半导体激光器及其制备方法
WO2018020793A1 (ja) * 2016-07-26 2018-02-01 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1755957A (zh) * 2004-02-20 2006-04-05 夏普株式会社 制作氮化物半导体发光器件的方法
CN101425484A (zh) * 2007-10-29 2009-05-06 日立电线株式会社 氮化物半导体自支撑衬底及使用该衬底的器件
CN101499621A (zh) * 2008-01-21 2009-08-05 三洋电机株式会社 半导体激光元件及其制造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000124537A (ja) * 1998-10-21 2000-04-28 Sharp Corp 半導体レーザチップの製造方法とその方法に用いられる製造装置
US9153645B2 (en) * 2005-05-17 2015-10-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Lattice-mismatched semiconductor structures with reduced dislocation defect densities and related methods for device fabrication
JP2009144442A (ja) 2007-12-14 2009-07-02 Sakato Kosakusho:Kk 鉄骨用切断機
JP5077303B2 (ja) * 2008-10-07 2012-11-21 住友電気工業株式会社 窒化ガリウム系半導体発光素子、窒化ガリウム系半導体発光素子を作製する方法、窒化ガリウム系発光ダイオード、エピタキシャルウエハ、及び窒化ガリウム系発光ダイオードを作製する方法
JP2010118401A (ja) * 2008-11-11 2010-05-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体バーを作製する方法
JP5201129B2 (ja) * 2009-12-25 2013-06-05 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子、及びｉｉｉ族窒化物半導体レーザ素子を作製する方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1755957A (zh) * 2004-02-20 2006-04-05 夏普株式会社 制作氮化物半导体发光器件的方法
CN101425484A (zh) * 2007-10-29 2009-05-06 日立电线株式会社 氮化物半导体自支撑衬底及使用该衬底的器件
CN101499621A (zh) * 2008-01-21 2009-08-05 三洋电机株式会社 半导体激光元件及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-124537A 2000.04.28

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