DE69926856T2 - Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren - Google Patents

Lichtemittierende Halbleitervorrichtung und Herstellungsverfahren Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung und ihr Herstellungsverfahren, speziell zur Eignung für die Anwendung an einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung mit einer abgedeckten Rippenstruktur und unter Verwendung von Nitrid-III-V-Verbindungshalbleitern und bei deren Herstellung.
  • Beschreibung der einschlägigen Technik
  • Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter, die durch Galliumnitrid- (GaN) dargestellt werden, sind hoffnungsvolle Materialien von lichtemittierenden Vorrichtungen, die in der Lage sind, Licht über einen breiten Bereich von grün bis blau und weiter bis zum Ultraviolettbereich abzugeben, von elektronischen Hochfrequenzvorrichtungen und elektronischen Umweltschutzvorrichtungen, um Beispiele zu geben. Speziell seit Leuchtdioden, die Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter verwenden, in praktischen Gebrauch gebracht wurden, haben sich Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter in breitem Umfang durchgesetzt. Es wurde auch über die Realisierung von Halbleiterlasern unter Verwendung von Nitrid-III-V-Verbindungshalbleitern berichtet, und deren Anwendung bei Lichtquellen von optischen Plattenspielern wird hoffnungsvoll erwartet.
  • Es wird hier ein üblicher GaN-Verbindungshalbleiterlaser erläutert. Bei dem konventionellen GaN-Verbindungshalbleiterlaser werden nacheinander durch Niedertemperaturwachstum auf einem c-ebenen Saphirsubstrat über eine erste GaN-Pufferschicht eine GaN-Kontaktschicht vom n-Typ, eine AlGaN-Hüllschicht vom n-Typ, eine aktive Schicht, eine AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ und eine GaN-Kontaktschicht vom p-Typ aufgebracht. Die aktive Schicht hat eine Einfach-Quantenschaftsstruktur oder eine Multi-Quantenschaftsstruktur mit einer GaN-Schicht als ihre Emissionsschicht. Der oben liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ und die GaN-Kontaktschicht vom p-Typ haben eine vorbestimmte Streifengestalt, die sich in einer Richtung erstreckt. Der oben liegende Teil der GaN-Kontaktschicht vom n-Typ, die AlGaN-Hüllschicht vom n-Typ, die aktive Schicht und der unten liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ haben eine vorbestimmte Tafelgestalt, die sich parallel zur Erstreckungsrichtung des erhöhten Streifenteils erstreckt. Auf der GaN-Kontaktschicht vom p-Typ befindet sich eine p-Elektrode, wie beispielsweise eine Ni/Pt/Au-Elektrode oder eine Ni/Au-Elektrode in ohmschem Kontakt damit, und auf der GaN-Kontaktschicht vom n-Typ nahe dem Tafelabschnitt befindet sich eine n-Elektrode, wie beispielsweise eine Ti/Al/Pt/Au-Elektrode in ohmschem Kontakt damit.
  • Beim konventionellen GaN-Verbindungshalbleiterlaser des oben zusammengefassten Aufbaus sind der oben liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ und die GaN-Kontaktschicht vom p-Typ in eine erhöhte Streifengestalt gebracht, um den Stromweg zu begrenzen, um dadurch den Betriebsstrom zu verringern und Transversalmoden durch Ausnutzung eines Unterschieds im effektiven Brechungsindex zwischen dem erhöhten Streifenabschnitt und seinen benachbarten gegenüberliegenden Abschnitten zu beeinflussen.
  • Der konventionelle GaN-Verbindungshalbleiterlaser des oben beschriebenen Aufbaus wird wie folgt hergestellt. Die erste GaN-Pufferschicht wird auf dem c-ebenen Saphirsubstrat bei niedriger Temperatur durch eine chemische metallorganische Dampfabscheidung (MOCVD) aufgebaut. Anschließend werden durch MOCVD die zweite GaN-Pufferschicht, die GaN-Kontaktschicht vom n-Typ, die AlGaN-Hüllschicht vom n-Typ, die aktive Schicht, die AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ und GaN-Kontaktschicht vom p-Typ aufeinander folgend auf der ersten GaN-Pufferschicht aufgebaut.
  • Anschließend wird nach Erstellung einer vorbestimmten streifenförmigen Maske, die sich in einer Richtung auf der GaN-Kontaktschicht vom p-Typ erstreckt, ein Ätzvorgang durch reaktives Ionenätzen unter Verwendung der Maske bis zu der Tiefe ausgeführt, die eine Zwischentiefe der AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ erreicht, um den erhöhten Streifenabschnitt auszubilden. Dann wird die Maske entfernt. Anschließend wird eine vorbestimmte streifenförmige Maske, die sich in einer Richtung erstreckt, auf der GaN- Kontaktschicht vom p-Typ und auf Bereichen der GaN-Kontaktschicht vom p-Typ zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts ausgebildet, und unter Verwendung dieser Maske wird ein Ätzvorgang durch RIE bis zu der Tiefe ausgeführt, die in eine halbe Tiefe der GaN-Kontaktschicht vom n-Typ reicht, um eine Rille zu erstellen. Anschließend wird nach Entfernen der Maske die p-seitige Elektrode auf der GaN-Kontaktschicht vom p-Typ ausgebildet, und die n-seitige Elektrode wird auf der GaN-Kontaktschicht vom n-Typ ausgebildet.
  • Anschließend werden durch Spalten des Saphirsubstrats, auf dem die oben erläuterte Laserstruktur ausgebildet worden ist, in Stäbe längs der Vertikalen auf die Erstreckungsrichtung des erhöhten Streifenabschnitts oder durch Trockenätzen gegenüberliegende Hohlraumränder hergestellt. Anschließen wird jeder Stab in Chips durch Zersägen oder Ritzen unterteilt. Vermittels dieser Schritte wird der beabsichtigte GaN-Verbindungshalbleiterlaser fertig gestellt.
  • Obgleich der oben beschriebene konventionelle GaN-Verbindungshalbleiterlaser im Transversalmodus durch Ausnutzung einer Differenz des effektiven Brechungsindex zwischen dem erhöhten Streifenabschnitt und seinen gegenüberliegenden benachbarten Abschnitten beeinflusst wird, ist er nicht so gestaltet, dass eine Halbleiterschicht auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts abgedeckt ist, anders als bei einem AlGaAs-Verbindungshalbleiterlaser mit verhüllter Rippe oder ein AlGaInP-Verbindungshalberleiterlaser. Daher weist der konventionelle GaN-Verbindungshalbleiterlaser die Probleme auf, dass wegen der Schwierigkeit der Beeinflussung des transversalen Brechungsindex es schwierig ist, die Transversalmoden zu stabilisieren, und seine geringe Wärmeabgabewirkung macht es schwierig, hohe Ausgangsleistungen und eine lange Lebensdauer zu erzielen.
  • Da weiterhin der Laser die von dem erhöhten Streifenabschnitt bewirkte unebene Struktur beibehielt, bestand leicht die Gefahr, dass eine für den Kontakt dafür ausgebildete Elektrode aufgrund der Höhendifferenz bricht. Aus diesen und anderen Gründen bestand die Wahrscheinlichkeit, dass die Zuverlässigkeit des Lasers abnimmt. In Anbetracht dieser Tatsachen ist es höchst erwünscht, auch beim GaN-Halbleiterlaser eine Abdeckung auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts mit einem geeigneten Material auszuführen.
  • Ein Herstellungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist im US-Patent 5 518 954 und im US-Patent 5 029 175 beschrieben.
  • Ziele der und Übersicht über die Erfindung
  • Es ist daher ein Ziel der Erfindung, eine lichtemittierende Halbleitervorrichtung, die Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter verwendet und in der Lage ist, Transversalmoden zu stabilisieren und eine hohe Ausgangsleistung und eine lange Lebensdauer zu erzielen, und ein Herstellungsverfahren hierfür anzugeben.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Herstellungsverfahren zum Herstellen einer lichtemittierenden Halbleitervorrichtung, die einen Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter verwendet, angegeben, enthaltend die Schritte:
    Aufeinanderfolgendes Züchten einer ersten Hüllschicht eines ersten Leitungstyps, einer aktiven Schicht und einer zweiten Hüllschicht eines zweiten Leitungstyps auf einem Substrat;
    Ausbilden eines Streifenabschnitts in der zweiten Hüllschicht;
    nicht-selektives Züchten einer Abdeckschicht auf der zweiten Hüllschicht bei Anwesenheit einer Maske auf dem Streifenabschnitt; und
    selektives Entfernen der Abdeckschicht von dem Streifenabschnitt durch Ätzen unter Verwendung der Maske auf dem Streifenabschnitt als Ätzbegrenzungsschicht;
    was dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abdeckschicht selektiv vom oben genannten Streifenabschnitt entfernt wird, indem ein Unterschied in der kristallinen Eigenschaft zwischen einem Teil der Abdeckschicht, der auf der zweiten Hüllschicht gewachsen ist, und dem anderen Teil der Abdeckschicht, der auf der Maske auf dem Streifenabschnitt gewachsen ist, ausgenutzt wird.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist unter dem Gesichtspunkt der Sicherstellung einer guten Stromsperrung die Abdeckschicht typischerweise von einem ersten Leitungstyp oder undotiert. Bei der Erfindung hat unter dem Ge sichtspunkt der Sicherstellung einer guten Beeinflussung von Transversalmoden die Abdeckschicht typischerweise einen geringeren Brechungsindex, als die zweite Hüllschicht. Falls notwendig, kann jedoch die Abdeckschicht die Aufgabe haben, Licht aus der aktiven Schicht zu absorbieren.
  • Bei der vorliegenden Erfindung besteht die Abdeckschicht typischerweise aus einem Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter und vorzugsweise aus AlGaN, da sie einen Unterschied im Brechungsindex in Querrichtung erzeugen kann und den Unterschied im Brechungsindex durch Änderung der Al-Zusammensetzung leicht beeinflussen kann.
  • Bei der vorliegenden Erfindung enthält der Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter wenigstens ein Element der Gruppe III, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ga, Al, Ni, B und T1 besteht, und wenigstens N mit oder ohne As oder P als Elemente der Gruppe V. Beispiele solcher Nitrid-III-V-Verbindungshalbleiter sind GaN, AlGaN, GaInN, AlGaInN usw.
  • Bei der vorliegenden Erfindung hat die lichtemittierende Halbleitervorrichtung typischerweise eine erste Kontaktschicht vom ersten Leitungstyp zwischen der ersten Hüllschicht und dem Substrat und enthält sie eine zweite Kontaktschicht vom zweiten Leitungstyp auf der zweiten Hüllschicht. Außerdem enthält die lichtemittierende Halbleitervorrichtung vorzugsweise eine erste optische Führungsschicht zwischen der ersten Hüllschicht und der aktiven Schicht und eine zweite optische Führungsschicht zwischen der aktiven Schicht und der zweiten Hüllschicht.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist die auf dem Streifenabschnitt ausgebildete Maske jene Maske, die als Ätzmaske bei der Erstellung des Streifenabschnitts in der zweiten Hüllschicht verwendet wird. Typischerweise ist das für die Maske verwendete Material ein dielektrisches Material oder ein Isolator, spezieller Siliziumoxid (SiO2) oder Siliziumnitrid (SiN). Die Maske wird entfernt, bevor eine Elektrode in Kontakt mit der zweiten Hüllschicht oder der zweiten Kontaktschicht vom zweiten Leitungstyp darauf erstellt wird.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Verhinderung von Beschädigungen der Oberfläche der Abdeckschicht auf beiden Seiten des Streifenabschnitts beim Entfernen der Abdeckschicht von der Oberseite des Streifenabschnitts besteht bei der Erfindung eine weitere Maske mit einer Öffnung an einer dem Streifenabschnitt entsprechenden Stelle aus einer Abdeckschicht, um die Ab deckschicht selektiv von der Oberseite des Streifenabschnitts mittels Ätzung unter Verwendung der Maske auf dem Streifenabschnitt und der Maske auf der Abdeckschicht als Ätzbegrenzungsschicht zu entfernen.
  • Bei der Erfindung wird unter dem Gesichtspunkt der Sicherstellung einer guten Oberflächenglätte der Struktur die Abdeckschicht selektiv von der Oberseite des Streifenabschnitts durch Ätzung unter Verwendung einer Differenz in den kristallographischen Eigenschaften zwischen der auf der zweiten Hüllschicht aufgewachsenen Abdeckschicht und der auf der Maske auf dem Streifenabschnitt aufgewachsenen Abdeckschicht entfernt. Dieses wird durch chemisches Ätzen unter Verwendung einer Kaliumhydroxidlösung als beispielhaftes Ätzmittel erreicht. In diesem Falle wird die Kaliumhydroxidlösung vorzugsweise auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wie beispielsweise etwa 60°C.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird durch Anordnen eines Abdeckfilms auf der Abdeckschicht und durch Ausführen eines Rückätzvorgangs unter Verwendung des Abdeckfilms und der Maske auf dem Streifenabschnitt als eine Ätzbegrenzungsschicht die Abdeckschicht von dem Streifenabschnitt entfernt.
  • Da bei der Erfindung des oben beschriebenen Aufbaus die Abdeckschicht nicht-selektiv auf der zweiten Hüllschicht bei Vorhandensein der Maske auf dem Streifenabschnitt gezüchtet wird und die auf dem Streifenabschnitt befindliche Abdeckschicht durch Ätzen unter Verwendung der Maske auf dem Streifenabschnitt als Ätzbegrenzungsschicht entfernt wird, kann die Struktur, die beide Seiten des Streifenabschnitts mit der Abdeckschicht bedeckt, mit ausreichender Wiederholbarkeit und stabil hergestellt werden, wobei Materialien als Material der Abdeckschicht verwendet werden, die schwierig selektiv zu züchten sind. Daher wird der Raum zur Wahl des Materials der Abdeckschicht ausgeweitet. Da die Abdeckschicht beide Seiten des Streifenabschnitts abdeckt, werden außerdem die Beeinflussbarkeit des transversalen Brechungsindex und die Wärmeableitwirkung verbessert. Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung derselben leicht hervor, die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen zu lesen ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines GaN-Verbindungshalbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 7 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 10 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 11 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 12 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 13 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 14 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 15 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 16 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 17 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 18 ist eine Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens des GaN-Halbleiterlasers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In allen Zeichnungen, die die Ausführungsformen darstellen, sind gleiche oder äquivalente Komponenten mit gemeinsamen Bezugszeichen versehen.
  • Zunächst wird die erste Ausführungsform der Erfindung erläutert. 1 zeigt einen GaN-Verbindungshalbleiterlaser gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält der GaN-Verbindungshalbleiterlaser gemäß der ersten Ausführungsform eine GaN-Pufferschicht 3, eine GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, eine AlGaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ, eine aktive Schicht 6, eine AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und eine GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ, die nacheinander auf einem c-ebenen Saphirsubstrat 1 über eine GaN-Pufferschicht 2 durch Niedertemperaturzüchtung gestapelt sind. Die aktive Schicht 6 hat eine Einzel-Quantenschaftsstruktur oder eine Multi-Quantenschaftsstruktur mit beispielsweise einer GaInN-Schicht als ihre Emissionsschicht. Die Zusammensetzung von Elementen der Gruppe III und der Al-GaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ und der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ ist beispielsweise 8% für Al und 92% für Ga.
  • Der oben liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ haben eine vorbestimmte erhöhte Streifengestalt, die sich in einer Richtung erstreckt. Die Breite des erhöhten Streifenabschnitts (Streifenbreite) ist beispielsweise 4 μm. Beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts sind mit einer undotierten AlGaN-Abdeckschicht (Stromsperrschicht) 9 bedeckt, um ein Beispiel zu nennen, um eine Stromsperrstruktur auszubilden. Die Al-Zusammensetzung in der AlGaN-Abdeckschicht 9 ist größer bestimmt, als die Al-Zusammensetzung der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ. Daher hat die AlGaN-Abdeckschicht 9 einen niedrigeren Brechungsindex als die AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ. Die Zusammensetzung der Elemente der Gruppe III in der AlGaN-Abdeckschicht 9 ist 10% für Al und 90% für Ga, um ein Beispiel zu nennen.
  • Der oben liegende Teil der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, die AlGaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ, die aktive Schicht 6, der unten liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und die AlGaN-Abdeckschicht 9 haben eine vorbestimmte Tafelgestalt. Ein Schutzfilm (Isolierfilm) 10, beispielsweise ein SiO2-Film ist auf der AlGaN-Abdeckschicht 9, beiden Seitenflächen des Tafelabschnitts und der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ benachbart dem Tafelbereich angeordnet. Der Schutzfilm 10 hat Öffnungen 10a und 10b an Stellen, die dem erhöhten Streifenabschnitt entsprechen und dem Teil der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ benachbart dem Tafelbereich. Durch die Öffnung 10a des Schutzfilms 10 ist eine p-seitige Elektrode 11 aus Ni/Pt/Au oder Ni/Au in ohmschem Kontakt mit der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ, während eine n-seitige Elektrode 12 aus Ti/Al/Pt/Au durch die Öffnung 10b des Schutzfilms 10 in ohmschem Kontakt mit der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ ist.
  • Ein Beispiel der Dicke der entsprechenden Nitrid III-V-Verbindungshalbleiterschichten, die die Laserstruktur bilden, ist: 4,5 μm für die GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, 1,3 μm für die AlGaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ, 0,9 μm für die AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ im erhöhten Streifenabschnitt, 0,3 μm für die AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts und 0,1 μm für die GaN-Kontaktschicht 4 vom P-TYP
  • Der hier gezeigte GaN-Verbindungshalbleiterlaser ist dadurch gekennzeichnet, dass die auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts vorgesehene Abdeckschicht aus AlGaN besteht, das schwierig selektiv zu züchten ist. Die AlGaN-Abdeckschicht 9 erhält man durch nicht-selektives Züchten einer AlGaN-Schicht auf der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ bei Vorhandensein einer Maske auf dem erhöhten Streifenabschnitt, wie später erläutert, und anschließendes Entfernen der AlGaN-Schicht von der Oberseite des erhöhten Streifenabschnitts durch Ätzen unter Verwendung der Maske auf dem erhöhten Streifenabschnitt als Ätzbegrenzungsschicht.
  • In dem GaN-Halbleiterlaser des oben erläuterten Aufbaus hat die AlGaN-Abdeckschicht 9, die auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts vorgesehen ist, einen geringeren Brechungsindex, als die AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ. Daher wird im Laser ein stufenförmiges Brechungsindexprofil mit einem höheren Brechungsindex in dem dem erhöhten Streifenabschnitt entsprechenden Bereich und ein niedrigerer Brechungsindex in den Bereichen zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts aufgebaut, und der Transversalmodus wird durch Ausnutzung der Differenz im effektiven Brechungsindex beeinflusst.
  • Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren des GaN-Halbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform erläutert.
  • Zunächst wird, wie in 2 gezeigt, die GaN-Pufferschicht 2 auf dem c-ebenen Saphirsubstrat 1 durch MOCVD bei einer niedrigen Temperatur von beispielsweise um 560 °C gezüchtet. Anschließend werden nacheinander durch MOCVD die GaN-Pufferschicht 3, die GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, die AlGaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ, die aktive Schicht 6, die AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und die GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ auf der GaN-Pufferschicht 2 gezüchtet. Die Züchtungstemperatur wird auf etwa 1.000 °C in Schichten eingestellt, die kein In enthalten, nämlich in der GaN-Pufferschicht 3, der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, der AlGaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ, der AlGaN-Hüllschicht vom p-Typ und der GaN-Kontaktschicht vom p-Typ, und auf 600 °C bis 800 °C für das Wachstum der aktiven Schicht 6, die In enthält, um eine Zersetzung des InN zu verhindern.
  • Als nächstes wird, wie in 3 gezeigt, nach Ausbildung eines SiO2-Films 21 (erste Maske) von etwa 400 nm Dicke auf der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ beispielsweise durch Dampfabscheidung ein vorbestimmtes streifenförmiges Resistmuster 22 auf dem SiO2-Film 21 beispielsweise durch Lithographie ausgebildet.
  • Als nächstes wird, wie in 4 gezeigt, unter Verwendung des Resistmusters 22 als Maske der SiO2-Film 21 selektiv beispielsweise durch Trockenätzung geätzt. Für dieses Trockenätzen wird beispielsweise CF4-Gas als Ätzgas verwendet. Als Ergebnis wird der SiO2-Film in die vorbestimmte Streifengestalt gemustert, die sich in einer Richtung erstreckt. Anschließend wird das Resistmuster 22 entfernt.
  • Als nächstes wird, wie in 5 gezeigt, unter Verwendung des streifenförmigen SiO2-Films 21 als Ätzmaske eine Trockenätzung, wie beispielsweise RIE, bis zu der Tiefe ausgeführt, die eine Zwischentiefe der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ erreicht. Für dieses Trockenätzen wird beispielsweise ein chlorhaltiges Gas als Ätzgas verwendet. Als Ergebnis werden der oben liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und die GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ in ein vorbestimmtes erhöhtes Streifenmuster gebracht, das sich in einer Richtung erstreckt.
  • Als nächstes wird, wie in 6 gezeigt, bei Aufrechterhaltung des SiO2-Films 21 als Ätzmaske auf der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ auf dem erhöhten Streifenabschnitt und Einstellen der Züchtungstemperatur auf beispielsweise 720 °C die undotierte AlGaN-Abdeckschicht 9 durch MOCVD gezüchtet, um beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts abzudecken. Die AlGaN-Abdeckschicht 9 wird nicht-selektiv auf der AlGaN-Hüllschicht 7 zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts und auf dem SiO2-Film 21 gezüchtet. In diesem Falle wächst aufgrund des Einflusses von der amorphen Phase des SiO2-Films die AlGaN-Abdeckschicht 9 in einer polykristallinen Form auf dem SiO2-Film 21 auf. Die AlGaN-Abdeckschicht 9, die auf der AlGaN-Hüllschicht 7 zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts gezüchtet wird, hat eine bessere kristalline Qualität als die AlGaN-Abdeckschicht 9, die auf dem SiO2-Film 21 gezüchtet wird, weil die AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ einkristallin ist. In der ersten Ausführungsform wird die AlGaN-Abdeckschicht 9 der oben erläuterten Art auf beispielsweise 1 μm Dicke in den Bereichen zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts gezüchtet (Querschnitt A). In diesem Falle ist die Dicke der AlGaN-Abdeckschicht in dem dem erhöhten Streifen entsprechenden Bereich 1,2 μm.
  • Als nächstes wird, wie in 7 gezeigt, ein SiO2-Film 23 (zweite Maske) etwa 300 nm dick auf der AlGaN-Abdeckschicht 9 beispielsweise durch CVD ausgebildet. Der SiO2-Film 23 kann anstelle mittels CVD durch Dampfabscheidung erstellt werden.
  • Als nächstes wird, wie in 8 gezeigt, ein Resistfilm 24 in vorbestimmter Dicke auf der gesamten Oberfläche aufgebracht. Hier wird der Resistfilm 24 beispielsweise durch Schleuderbeschichtung unter einem Zustand aufgebracht, in dem die Dicke auf einem ebenen Substrat 900 nm ist. Als Folge wird die Dicke des Resistfilms 24 in Bereichen zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts (Querschnitt A) 900 mm und in dem dem erhöhten Streifenabschnitt (Querschnitt B) entsprechenden Bereich 150 mm.
  • Als nächstes wird, wie in 9 gezeigt, der Resistfilm 24 beispielsweise durch Trockenätzen in eine Tiefe von beispielsweise etwa 50 nm geätzt. Als Folge wird der Resistfilm 24 von dem erhöhten Streifenabschnitt entfernt, um die Oberfläche des SiO2-Films 23 nur in diesem Bereich freizulegen.
  • Anschließend wird, wie in 10 gezeigt, unter Verwendung des Resistfilms 2 als Maske der SiO2-Film 23 selektiv beispielsweise durch Trockenätzen weggeätzt, um eine Öffnung 23a an der Stelle des SiO2-Films 23 zu erzeugen, die dem erhöhten Streifenabschnitt entspricht. Für dieses Trockenätzen wird beispielsweise CF4-Gas als Ätzgas verwendet. Anschließend wird der auf dem Substrat verbliebene Resistfilm 24 durch Veraschung entfernt.
  • Als nächstes wird, wie in 11 gezeigt, unter Verwendung des SiO2-Films 23 auf der AlGaN-Abdeckschicht 9 als Ätzmaske die AlGaN-Abdeckschicht 9 selektiv von der Öffnung 23a durch Ätzen entfernt, bis die Oberfläche des SiO2-Films 21 freigelegt ist. Für diesen Ätzvorgang wird eine Kaliumhydroxid- (KOH-)Lösung, die auf beispielsweise 60 °C erwärmt wird, als Ätzmittel verwendet. In diesem Falle dient auf dem erhöhten Streifenabschnitt der SiO2-Film 21 als Ätzbegrenzungsschicht. Außerdem nutzt dieser Ätzvorgang eine Differenz in den kristallinen Eigenschaften zwischen der AlGaN-Abdeckschicht 9, die auf der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts gezüchtet wurde, und der AlGaN-Abdeckschicht, die auf dem SiO2-Film 21 gezüchtet wurde, aus. Wie oben erläutert, hat die AlGaN-Abdeckschicht 9, die auf der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts gezüchtet wurde, eine bessere kristalline Qualität, als die AlGaN-Abdeckschicht 9, die in polykristalliner Form auf dem SiO2-Film 21 gezüchtet wurde. Dieser Unterschied in den kristallinen Eigenschaften hat eine Differenz in der Ätzgeschwindigkeit des oben genannten Ätzmittels zur Folge, und der Ätzvorgang bricht automatisch in dem Moment ab, in welchem die AlGaN-Abdeckschicht 9 besserer kristalliner Eigenschaft freigelegt ist. Als Folge kann, wie in 11 gezeigt, die AlGaN-Abdeckschicht 9 über dem erhöhten Streifenabschnitt, d.h. auf dem SiO2-Film, selektiv entfernt werden, ohne irgendwelche Ätzrückstände nahe der Öffnung 23a des SiO2-Films 23 zurückzulassen.
  • Anschließend werden der SiO2-Film 21 und der SiO2-Film 23 durch Ätzen unter Verwendung beispielsweise von Flusssäure entfernt, um dadurch die Oberflächen der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ und der AlGaN-Abdeckschicht 9 freizulegen. Danach wird ein streifenförmiges Resistmuster (nicht dargestellt), das sich in einer Richtung erstreckt, auf der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ und der AlGaN-Abdeckschicht 9 durch Lithographie ausgebildet. Unter Verwendung des Resistmusters als Maske wird ein Trockenätzvorgang, wie RIE, bis einer Tiefe ausgeführt, die eine Zwischentiefe der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ erreicht, um eine Rille auszubilden. Für diesen Trockenätzvorgang wird beispielsweise ein Gas auf Chlorbasis als Ätzgas verwendet. Anschließend wird das Resistmuster entfernt. Als Folge sind, wie in 12 gezeigt, der oben liegende Teil der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, die AlGaN-Hüllschicht 5 vom n-Typ, die aktive Schicht 6, der unten liegende Teil der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und die AlGaN-Abdeckschicht 9 in eine Tafelgestalt gemustert, die sich parallel zur Erstreckungsrichtung des erhöhten Streifenabschnitts erstreckt.
  • Anschließend werden, wie in 1 gezeigt, nach Erstellung eines SiO2-Films einer Dicke von etwa beispielsweise 10 nm als Schutzfilm 10 auf der gesamten Oberfläche im Schutzfilm 10 Öffnungen 10a und 10b an der Stelle oberhalb des erhöhten Streifenabschnitts und an der Stelle oberhalb der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ benachbart den Tafelbereich hergestellt. Dann wird mit Hilfe einer Abhebetechnik die p-seitige Elektrode 11 auf der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ und der AlGaN-Abdeckschicht 9, die durch die Öffnung 10a des Schutzfilms 10 freigelegt ist, erstellt, und die n-seitige Elektrode 12 wird auf der GaN-Kontaktschicht 4 vom n-Typ, die durch die Öffnung 10b des Schutzfilms freigelegt ist, ausgebildet.
  • Im Anschluss daran werden Hohlraumränder durch Spalten des Saphirsubstrats 1, auf dem die durch diese Schritte gebildete Laserstruktur hergestellt wurde, in Stäbe längs einer Richtung vertikal zur Erstreckungsrichtung des erhöhten Streifenabschnitts oder durch Trockenätzung derselben erstellt. Weiter wird jeder Stab beispielsweise durch Zersägen oder Ritzen in Chips unterteilt. Als Ergebnis ist der angestrebte GaN-Verbindungshalbleiterlaser fertig gestellt.
  • Weil die AlGaN-Abdeckschicht 9 nicht-selektiv gezüchtet wird, um beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts bei Vorhandensein des SiO2-Films 21 auf dem erhöhten Streifenabschnitt zu bedecken, und die AlGaN-Abdeckschicht 9 auf dem erhöhten Streifenabschnitt durch Ätzung unter Verwendung des SiO2-Films 21 auf den erhöhten Streifenabschnitt als Ätzbegrenzungsschicht entfernt wird, kann, wie oben anhand der ersten Ausführungsform erläutert wurde, die GaN-Kontaktschicht 9 vom p-Typ auf dem erhöhten Streifenabschnitt in geeigneter Weise freigelegt werden, während AlGaN, das schwierig selektiv zu züchten ist, als Material der Abdeckschicht verwendet wird. Daher kann die Struktur, die beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts mit der AlGaN-Abdeckschicht 9 bedeckt, mit ausreichender Reproduzierbarkeit und stabil hergestellt werden. Da die AlGaN-Abdeckschicht 9 beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts bedeckt, ermöglicht außerdem ihre hohe Stromsperrwirkung eine Verminderung des Schwellenstroms und des Betriebsstroms, und die Beeinflussbarkeit des Transversalbrechungsindex und der Wärmeabgabeeffekt werden verbessert. Als Folge ist es möglich, den Transversalmodus des GaN-Halbleiterlasers zu stabilisieren und eine hohe Ausgangsleistung und eine lange Lebensdauer zu erreichen.
  • Weil der Unterschied im Transversalbrechungsindex durch Änderung der Zusammensetzung der AlGaN-Abdeckschicht 9 beeinflusst werden kann, wird zusätzlich bei der ersten Ausführungsform die Beeinflussbarkeit des Transversalmodus verbessert, und die Freiheit der Designwahl des Halbleiterlasers wird vergrößert.
  • Weiterhin, da die unebene Oberfläche aufgrund des Vorhandenseins des erhöhten Streifenabschnitts durch Abdecken beider Seiten des erhöhten Streifenabschnitts mit der AlGaN-Abdeckschicht 9 verflacht wird, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Bruch der p-seitigen Elektrode 11 auf der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ, der durch eine Höhendifferenz verursacht wird, zu vermeiden.
  • Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert. Bei einem Herstellungsverfahren eines GaN-Verbindungshalbleiterlasers gemäß der zweiten Ausführungsform in Verfolgung desgleichen Ablaufs, wie im Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiters gemäß der ersten Ausführungsform angewendet, vollzieht sich der Prozess bis zum Schritt der Ausbildung der Öffnung 23a im Bereich des SiO2-Films 23 entsprechend dem erhöhten Streifenabschnitt (siehe 10).
  • Als nächstes wird, wie in 13 gezeigt, unter Verwendung des SiO2-Films 23 auf der AlGaN-Abdeckschicht 9 als Ätzmaske die AlGaN-Abdeckschicht 9 selektiv durch Trockenätzen, beispielsweise wie RIE, entfernt, bis die Oberfläche des SiO2-Films 21 freiliegt. Für dieses Trockenätzen wird beispielsweise ein Gas auf Chlorbasis als Ätzgas verwendet. In diesem Falle dient der SiO2-Film 21 als Ätzbegrenzungsschicht auf dem erhöhten Streifenabschnitt, und der Ätzvorgang bricht automatisch ab, wenn der SiO2-Film 21 freigelegt ist. Die Ätzgeschwindigkeitsselektivität des AlGaN gegenüber dem SiO2 während dieses Trockenätzvorgangs ist etwa 8.
  • Anschließend werden der SiO2-Film 21 und der SiO2-Film 23 durch Ätzen unter Verwendung beispielsweise von Flusssäure entfernt, um die Oberflächen der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ und der AlGaN-Abdeckschicht 9 freizulegen. Falls notwendig wird anschließend eine Spültechnik, um Ätzrückstände (Grate) nahe der Öffnung 23a des SiO2-Films 23 zu entfernen und dadurch die Oberfläche der AlGaN-Abdeckschicht 9 zu spülen.
  • Dann wird in Verfolgung der gleichen Schritte wie bei dem Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers nach der ersten Ausführungsform der angestrebte GaN-Verbindungshalbleiterlaser fertiggestellt. In anderer Beziehung ist die zweite Ausführungsform die gleiche wie die erste Ausführungsform, und eine Erläuterung derselben ist hier weggelassen.
  • Die zweite Ausführungsform hat auch die gleichen Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform.
  • Als nächstes wird die dritte Ausführungsform der Erfindung erläutert. Bei einem Herstellungsverfahren eines GaN-Verbindungshalbleiterlasers gemäß der dritten Ausführungsform wird in Verfolgung desgleichen Ablaufs, wie im Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers gemäß der ersten Ausführungsform angewendet, der Herstellungsvorgang bis zum Schritt des Züchtens der AlGaN-Abdeckschicht 9 ausgeführt, um beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts zu bedecken (siehe 6).
  • Im Anschluss daran wird, wie in 14 gezeigt, ein Resistfilm 31 auf die gesamte Oberfläche bis zu einer vorbestimmten Dicke aufgebracht. In diesem Falle wird der Resistfilm 31 dick genug gemacht, um die Oberfläche im Wesentlichen eben zu machen. In diesem Beispiel wird der Resistfilm 31 beispielsweise durch Schleuderbeschichtung unter einer Bedingung aufgebracht, in der die Dicke aus einem ebenen Substrat 2 μm ist.
  • Als nächstes werden, wie in 15 gezeigt, unter Verwendung einer Rückätztechnik durch Trockenätzung, wie beispielsweise RIE, der Resistfilm 31 und die AlGaN-Abdeckschicht 9 auf der gesamten Oberfläche entfernt, bis die Oberfläche des SiO2-Films, der auf dem erhöhten Streifenabschnitt liegt, freigelegt ist. Für dieses Trockenätzen wird beispielsweise ein Gas auf Chlorbasis als Ätzgas verwendet. Das Trockenätzen wird unter einer Bedingung ausgeführt, die im Wesentlichen die Ätzrate zwischen dem Resistfilm 31 und der AlGaN-Abdeckschicht 9 ausgleicht. In diesem Falle dient der SiO2-Film 21 als Ätzbegrenzungsschicht auf dem erhöhten Streifenabschnitt. Während des Trockenätzens ist es erwünscht, dass die Oberfläche der AlGaN-Abdeckschicht 9 durch den Resistfilm 31 in Bereichen auf beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts in dem Augenblick bedeckt ist, in dem der SiO2-Film 21 freigelegt wird. Für diesen Zweck wird die AlGaN-Abdeckschicht 9 vorzugsweise in der Dicke während ihres Wachstums so gesteuert, dass das Niveau der Oberfläche der AlGaN-Abdeckschicht 9 zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts niedriger liegt, als das Niveau der Oberfläche des SiO2-Films 21.
  • Als nächstes wird, wie in 16 gezeigt, der auf dem Substrat verbliebene Resistfilm 31 beispielsweise durch Veraschung entfernt. Danach wird der SiO2-Film 21 durch Ätzen unter Verwendung beispielsweise von Flusssäure entfernt, um die Oberfläche der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ freizulegen. Falls notwendig wird anschließend eine Spültechnik angewendet, um die Oberfläche der AlGaN-Abdeckschicht 9 zu spülen.
  • Anschließend wird mit den gleichen Schritten wie beim Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers der ersten Ausführungsform fortgefahren, um den angestrebten GaN-Verbindungshalbleiterlaser fertig zu stellen. Im Falle des Herstellungsverfahrens des GaN-Verbindungshalbleiterlasers nach der dritten Ausführungsform ist die Anzahl der Schritte im Vergleich zum Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers der ersten Ausführungsform verringert, soweit es das Weglassen der Erstellung des SiO2-Films 23 auf der AlGaN-Abdeckschicht 9 und der Herstellung der Öffnung 23a im SiO2-Film 23 erlaubt. In weiterer Hinsicht ist die dritte Ausführungsform der ersten Ausführungsform gleich, und eine Erläuterung derselben unterbleibt hier.
  • Die dritte Ausführungsform verspricht die gleichen Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform.
  • Als nächstes wird die vierte Ausführungsform der Erfindung erläutert. In einem Herstellungsverfahren eines GaN-Verbindungshalbleiterlasers gemäß der vierten Ausführungsform wird in Verfolgung des gleichen Ablaufs, wie im Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiters nach der ersten Ausführungsform verwendet, der Prozess bis zum Schritt der Musterbildung des oben liegenden Teils der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ und der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ in eine vorbestimmte erhöhte Streifengestalt, die sich in eine Richtung erstreckt (siehe 4) durch Trockenätzung unter Verwendung des streifenförmigen SiO2-Films 21 als Maske ausgeführt.
  • Als nächstes wird, wie in 17 gezeigt, bei Aufrechterhaltung des SiO2-Films 21 auf der GaN-Kontaktschicht 8 vom p-Typ auf dem erhöhten Streifenabschnitt eine undotierte AlGaN-Abdeckschicht 9 gezüchtet, um beide Seiten des erhöhten Streifenabschnitts zu bedecken, und zwar durch MOCVD bei einer Züchtungstemperatur von beispielsweise 990 °C. Unter der Bedingung, dass die Wachstumsrate der AlGaN-Abdeckschicht 9 auf der AlGaN-Hüllschicht 7 vom p-Typ in den Bereichen zu beiden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts etwa doppelt so groß ist wie die Wachstumsrate der AlGaN-Abdeckschicht auf dem SiO2, das auf dem erhöhten Streifenabschnitt ausgebildet ist, wird bei der vierten Ausführungsform die AlGaN-Abdeckschicht 9 beispielsweise mit 2 μm dick in den Bereichen gezüchtet, die gegenüberliegenden Seiten des erhöhten Streifenabschnitts entsprechen (Querschnitt A), und mit 1 μm Dicke im Bereich, der dem erhöhten Streifenabschnitt entspricht (Querschnitt B).
  • Als nächstes wird, wie in 18 gezeigt, die AlGaN-Abdeckschicht 9 über der gesamten Fläche durch einen Rückätzvorgang unter Verwendung von Trockenätzen, wie beispielsweise RIE, entfernt, bis die Oberfläche des SiO2-Films 21, der sich auf dem erhöhten Streifenabschnitt befindet, freigelegt ist. Für diesen Trockenätzvorgang wird beispielsweise ein Gas auf Chlorbasis als Ätzgas verwendet. In diesem Falle dient der SiO2-Film 21 als eine Ätzbegrenzungsschicht auf dem erhöhten Streifenabschnitt.
  • Anschließend wird in Verfolgung derselben Schritte wie bei dem Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers der ersten Ausführungsform der angestrebte GaN-Verbindungshalbleiterlaser fertiggestellt. Im Falle des Herstellungsverfahrens des GaN-Verbindungshalbleiterlasers gemäß der vierten Ausführungsform ist die Anzahl der Schritte im Vergleich zum Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers der ersten Ausführungsform verringert, soweit es das Weglassen der Herstellung des SiO2-Films 23 auf der AlGaN-Abdeckschicht 9 und der Erstellung der Öffnung 23a im SiO2-Film 23 erlaubt. Auch im Vergleich zum Herstellungsverfahren des GaN-Verbindungshalbleiterlasers nach der dritten Ausführungsform ist die Anzahl der Schritte soweit verringert, wie es das Weglassen der Herstellung des Resistfilms 21 auf der AlGaN-Abdeckschicht 9 ermöglicht. In anderer Hinsicht ist die vierte Ausführungsform die gleiche wie die erste Ausführungsform, und eine Erläuterung derselben ist hier weggelassen.
  • Die vierte Ausführungsform verspricht ebenfalls die gleichen Vorteile wie jene der ersten Ausführungsform.
  • Nachdem unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen spezielle bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wor den sind, versteht sich, dass die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungsformen beschränkt ist und dass zahlreiche Veränderungen und Modifikationen daran vom Fachmann vorgenommen werden können, ohne den Umfang oder den Geist der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche bestimmt ist, zu verlassen.
  • Beispielsweise sind die numerischen Werte, Strukturen, Materialien und Prozesse, die in der Erläuterung der ersten bis vierten Ausführungsformen hervorgehoben wurden, lediglich Beispiele, und andere geeignete numerische Werte, Strukturen, Materialien und Prozesse können, falls notwendig, verwendet werden.
  • Spezieller gesagt, obgleich die ersten bis vierten Ausführungsformen eine undotierte AlGaN-Schicht als Abdeckschicht 9 verwenden, kann eine AlGaN-Abdeckschicht vom n-Typ statt der undotierten AlGaN-Abdeckschicht 9 verwendet werden. Als Material der Abdeckschicht verwendbar ist ein Material, das Licht aus der aktiven Schicht absorbiert, wie beispielsweise GaInN anstelle von AlGaN.
  • Der SiO2-Film in den ersten bis vierten Ausführungsformen kann auch durch einen SiN-Film ersetzt werden. In gleicher Weise kann der SiO2-Film 23 in der ersten Ausführungsform durch einen SiN-Film ersetzt werden.
  • Die ersten bis vierten Ausführungsformen können modifiziert werden, um einen streifenförmigen SiO2- oder SiN-Film auf der GaN-Pufferschicht 3 zu bilden und eine GaN-Schicht auf der GaN-Pufferschicht 3 durch laterales epitaxiales Wachstum ELOG (epitaxial lateral over-growth) unter Verwendung des SiO2- oder SiN-Films als Wachstumsmaske auszubilden.
  • Obgleich die ersten bis vierten Ausführungsformen anhand des Saphirsubstrats 1 als Substrat des Lasers verwendend erläutert worden sind, kann beispielsweise ein Spinellsubstrat, ein SiC-Substrat, ZnO-Substrat oder GaP-Substrat statt des Saphirsubstrats verwendet werden, falls notwendig. Ebenfalls sind Substrate verwendbar, die durch Züchten einer Nitrid III-V-Verbindungshalbleiterschicht auf jenen Substraten erstellt werden, wobei jene durch erste Züchtung einer Nitrid III-V-Verbindungshalbleiterschicht auf jenen Substraten und anschließendes Entfernen des Substrats erstellt werden, um die Nitrid III-V-Verbindungshalbleiterschicht allein zu erhalten und jene aus einem Nitrid III-V-Verbindungshalbleiter selbst, wie beispielsweise ein GaN-Substrat.
  • Die ersten bis vierten Ausführungsformen sind als die Erfindung an GaN-Verbindungshalbleiterlasern mit einer DH-Struktur (Doppelheterostruktur) angewendet beschrieben worden. Man kann aber auch sagen, dass die Erfindung auch an GaN-Halbleiterlasern anwendbar ist, die eine SCH-Struktur (separate confinement heterostructure) haben, und auch an optischen GaN-Dioden. Weiterhin kann die gleiche Technik wie die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Abdeck- und Spültechnik auch zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung eingesetzt werden, die selektiv eine Nitrid III-V-Verbindungshalbleiterschicht in einer Vertiefung abdeckt, die in einer weiteren Nitrid III-V-Verbindungshalbleiterschicht ausgebildet ist.
  • Da die Abdeckschicht nicht-selektiv auf der zweiten Hüllschicht bei Vorhandensein der Maske auf dem Streifenabschnitt gezüchtet wird und die Abdeckschicht auf dem Streifenabschnitt durch Ätzen unter Verwendung der Maske auf dem Streifenabschnitt als Ätzbegrenzungsschicht entfernt wird, kann, wie oben beschrieben, gemäß der Erfindung die Struktur, die beide Seiten des Streifenabschnitts mit der Abdeckschicht abdeckt, mit ausreichender Reproduzierbarkeit und stabil hergestellt werden, wobei Materialien als Material der Abdeckschicht Einsatz finden, die schwierig selektiv zu züchten sind. Daher ist der Raum zur Auswahl des Materials der Abdeckschicht erweitert, und AlGaN, das zum Beeinflussen des Transversalmodus optimal ist, kann ebenfalls als Material der Abdeckschicht eingesetzt werden. Da die Abdeckschicht beide Seiten des Streifenabschnitts abdeckt, sind außerdem die Beeinflussbarkeit des transversalen Brechungsindex und die Wärmeabgabewirkung verbessert, und dieses führt zu einer Stabilisierung des Transversalmodus einer Licht emittierenden Halbleitervorrichtung, die einen Nitrid III-V-Verbindungshalbleiter verwendet, wodurch eine hohe Ausgangsleistung und eine Verlängerung der Lebensdauer sichergestellt sind.

Claims (7)

  1. Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Licht emittierenden Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines Halbleiters mit einer Nitrid III-V Verbindung, das folgende Schritte aufweist: aufeinander folgendes Züchten einer ersten Hüllschicht (5) eines ersten Leitungstyps, einer aktiven Schicht (6) und einer zweiten Hüllschicht (7) eines zweiten Leitungstyps auf einem Substrat (1); Ausbilden eines Streifenabschnitts in der zweiten Hüllschicht (7); nicht-selektives Züchten einer Abdeckschicht (9) auf der zweiten Hüllschicht (7) bei Vorliegen einer Maske (21) auf dem Streifenabschnitt; und selektives Entfernen der Abdeckschicht (9) von dem Streifenabschnitt durch Ätzen unter Verwendung der Maske (21) auf dem Streifenabschnitt als Ätzbegrenzungsschicht; dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckschicht (9) selektiv vom Streifenabschnitt entfernt wird, indem ein Unterschied in der kristallinen Eigenschaft zwischen einem Teil der Abdeckschicht (9), der auf der zweiten Hüllschicht (7) gewachsen ist, und dem anderen Teil der Abdeckschicht (9), der auf der Maske auf dem Streifenabschnitt gewachsen ist, verwendet wird.
  2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Abdeckschicht (9) eine Schicht eines ersten Leitungstyps oder eine undotierte Schicht ist.
  3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Abdeckschicht (9) einen geringeren Brechungsindex besitzt als die zweite Hüllschicht (7).
  4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Abdeckschicht (9) aus einem Halbleiter mit einer Nitrid III-V Verbindung hergestellt ist.
  5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4, wobei die Abdeckschicht (9) aus AlGaN hergestellt ist.
  6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Maske (21), die auf dem Streifenabschnitt ausgebildet ist, eine Maske ist, die als Ätzmaske verwendet wird, wenn der Streifenabschnitt in der zweiten Hüllschicht (7) hergestellt wird.
  7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei eine weitere Maske (23) mit einer Öffnung (23a) in einem Bereich, der dem Streifenabschnitt entspricht, auf der Abdeckschicht (9) ausgebildet ist und die Abdeckschicht (9) selektiv von oberhalb des Streifenabschnitts durch Ätzen entfernt wird, wobei die Maske (21), die über dem Streifenabschnitt liegt, und die weitere Maske (23), die über der Abdeckschicht (9) liegt, als Ätzbegrenzungsschicht verwendet werden.
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