JP2000114663A - Ｉｉｉ 族窒化物レーザーダイオードおよびその製造方法 - Google Patents
Ｉｉｉ 族窒化物レーザーダイオードおよびその製造方法Info
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- JP2000114663A JP2000114663A JP10284061A JP28406198A JP2000114663A JP 2000114663 A JP2000114663 A JP 2000114663A JP 10284061 A JP10284061 A JP 10284061A JP 28406198 A JP28406198 A JP 28406198A JP 2000114663 A JP2000114663 A JP 2000114663A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｓｉ基板上の結晶性の良いエピタキシャル膜か
らなるレーザー発振開始電流の小さく、歩留まりの良い
III 族窒化物レーザーダイオードとその製造方法を提供
する。 【解決手段】Ｓｉ基板１上にＡｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ
（但し、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるIII 族
窒化物半導体２〜７が積層されてなり、２つの互いに平
行な劈開面をレーザー共振器面とし、レーザー共振器面
の法線に平行なストライプ状の電流路を形成している電
流狭窄層Ｎ１を有するＬＤにおいて、前記電流狭窄層を
基板とIII 族窒化物膜の間に、またはIII 族窒化物膜の
間のいずれかに形成した絶縁膜とする。この絶縁膜はＥ
ＬＯマスクを兼用している。
らなるレーザー発振開始電流の小さく、歩留まりの良い
III 族窒化物レーザーダイオードとその製造方法を提供
する。 【解決手段】Ｓｉ基板１上にＡｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ
（但し、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるIII 族
窒化物半導体２〜７が積層されてなり、２つの互いに平
行な劈開面をレーザー共振器面とし、レーザー共振器面
の法線に平行なストライプ状の電流路を形成している電
流狭窄層Ｎ１を有するＬＤにおいて、前記電流狭窄層を
基板とIII 族窒化物膜の間に、またはIII 族窒化物膜の
間のいずれかに形成した絶縁膜とする。この絶縁膜はＥ
ＬＯマスクを兼用している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａｌx Ｇａy Ｉｎ
1-x-y ＮからなるIII 族窒化物レーザーダイオードに関
する。
1-x-y ＮからなるIII 族窒化物レーザーダイオードに関
する。
【０００２】
【従来の技術】直接遷移で、しかも光学エネルギーギャ
ップが１．９〜６．２ｅＶの範囲で制御可能なＡｌx Ｇ
ａy Ｉｎ1-x-y Ｎ系材料を使ったレーザーダイオードや
発光ダイオードが試作されている。Ａｌx Ｇａy Ｉｎ
1-x-y Ｎ系材料はウルツ鉱型構造であるため、同じ結晶
構造の良質で大型の基板結晶が得られておらず、格子定
数や熱膨張係数の異なる基板上にヘテロエピタキシャル
成長を行わなけらばならない。これまでに、基板として
サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）、炭化けい素（ＳｉＣ）もし
くはシリコン（Ｓｉ）などが使われている。そして、シ
リコン（Ｓｉ）やマグネシウム（Ｍｇ）を添加すること
によってｎ型やp 型の荷電子抑制や、ＡｌxＧａy Ｉｎ
1-x-y Ｎのｘやｙの値すなわち組成を変化させることで
光学エネルギーギャップの抑制が実現されている。
ップが１．９〜６．２ｅＶの範囲で制御可能なＡｌx Ｇ
ａy Ｉｎ1-x-y Ｎ系材料を使ったレーザーダイオードや
発光ダイオードが試作されている。Ａｌx Ｇａy Ｉｎ
1-x-y Ｎ系材料はウルツ鉱型構造であるため、同じ結晶
構造の良質で大型の基板結晶が得られておらず、格子定
数や熱膨張係数の異なる基板上にヘテロエピタキシャル
成長を行わなけらばならない。これまでに、基板として
サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 ）、炭化けい素（ＳｉＣ）もし
くはシリコン（Ｓｉ）などが使われている。そして、シ
リコン（Ｓｉ）やマグネシウム（Ｍｇ）を添加すること
によってｎ型やp 型の荷電子抑制や、ＡｌxＧａy Ｉｎ
1-x-y Ｎのｘやｙの値すなわち組成を変化させることで
光学エネルギーギャップの抑制が実現されている。
【０００３】このような各種基板の中で、サファイアは
導電性の基板が得られておらず、また劈開面もサファイ
ア上のＧａＮと異なるために、III 族窒化物レーザーダ
イオード（以下ＬＤ）を作製する際に、共振器端面が劈
開により形成できない。そのためドライエッチングによ
り共振器端面を形成するが、量産性および素子寿命に大
きな問題を生じていた。またＳｉＣを基板に用いる場合
はＳｉＣ基板が高価であり、サファイア基板の時と同様
に劈開面がＳｉＣ上のＧａＮと異なるために同様な問題
を抱えている。
導電性の基板が得られておらず、また劈開面もサファイ
ア上のＧａＮと異なるために、III 族窒化物レーザーダ
イオード（以下ＬＤ）を作製する際に、共振器端面が劈
開により形成できない。そのためドライエッチングによ
り共振器端面を形成するが、量産性および素子寿命に大
きな問題を生じていた。またＳｉＣを基板に用いる場合
はＳｉＣ基板が高価であり、サファイア基板の時と同様
に劈開面がＳｉＣ上のＧａＮと異なるために同様な問題
を抱えている。
【０００４】それに対しＳｉ基板を用いれば、基板の劈
開により劈開面を共振器端面とすることができ、また基
板は導電性であり、さらに安価で供給が可能であるため
工業的に優れている。図３は従来のＳｉ基板上のＧａＮ
系半導体を用いたレーザーダイオードの断面図である。
Ｓｉ基板１の基板面は(1,1,1) 面であり、III 族窒化物
半導体層を有機金属気相成長（以下ＭＯＣＶＤ）させて
ある。基板側より順次、ｎ型ＧａＮからなる低温成長の
バッファ層２、高温成長のｎ型ＧａＮからなるコンタク
ト層３およびｎ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなるクラッド
層４、低温成長のＩｎ0.2 Ｇａ 0.8 Ｎからなる活性層
５、高温成長のｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなるクラッ
ド層６、ｐ型ＧａＮからなるコンタクト層７である。コ
ンタクト層７の上には活性層５の一部に電流が集中して
流れるように、スパッタ成膜されたＳｉＯ2 層をパター
ニングしたストライプ状の間隔の電流狭窄層Ｎを形成さ
れている。そして、ストライプと電流狭窄層Ｎ上にスパ
ッタ成膜されたＮｉ／Ｍｏ／Ａｕからなるｐ側電極８、
基板１の裏側にＴｉ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電極９が
形成されている。
開により劈開面を共振器端面とすることができ、また基
板は導電性であり、さらに安価で供給が可能であるため
工業的に優れている。図３は従来のＳｉ基板上のＧａＮ
系半導体を用いたレーザーダイオードの断面図である。
Ｓｉ基板１の基板面は(1,1,1) 面であり、III 族窒化物
半導体層を有機金属気相成長（以下ＭＯＣＶＤ）させて
ある。基板側より順次、ｎ型ＧａＮからなる低温成長の
バッファ層２、高温成長のｎ型ＧａＮからなるコンタク
ト層３およびｎ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなるクラッド
層４、低温成長のＩｎ0.2 Ｇａ 0.8 Ｎからなる活性層
５、高温成長のｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなるクラッ
ド層６、ｐ型ＧａＮからなるコンタクト層７である。コ
ンタクト層７の上には活性層５の一部に電流が集中して
流れるように、スパッタ成膜されたＳｉＯ2 層をパター
ニングしたストライプ状の間隔の電流狭窄層Ｎを形成さ
れている。そして、ストライプと電流狭窄層Ｎ上にスパ
ッタ成膜されたＮｉ／Ｍｏ／Ａｕからなるｐ側電極８、
基板１の裏側にＴｉ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側電極９が
形成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｓｉ基板上に
ＧａＮ系エピタキシャル成長を行う場合には、以下に述
べる原因によりエピタキシャル層の厚みを１μm 以上に
すると割れが生じてしまう。Ｓｉの格子定数は０．５４
３１nmなので、Ｓｉ(1,1,1) 面上での原子間隔は０．３
８４０nm（０．５４３１／√２）となる。これに対し
て、ＧａＮの格子定数は０．３１８９nmであり、格子間
隔はＧａＮの方が狭く、約１７％の格子不整合が存在
し、Ｓｉ(1,1,1) 面上に成長したＧａＮには引っ張り応
力が発生する。
ＧａＮ系エピタキシャル成長を行う場合には、以下に述
べる原因によりエピタキシャル層の厚みを１μm 以上に
すると割れが生じてしまう。Ｓｉの格子定数は０．５４
３１nmなので、Ｓｉ(1,1,1) 面上での原子間隔は０．３
８４０nm（０．５４３１／√２）となる。これに対し
て、ＧａＮの格子定数は０．３１８９nmであり、格子間
隔はＧａＮの方が狭く、約１７％の格子不整合が存在
し、Ｓｉ(1,1,1) 面上に成長したＧａＮには引っ張り応
力が発生する。
【０００６】一方、線膨張係数はＳｉが２．６×１０-6
Ｋ-1であるのに対して、ＧａＮでは５．６×１０-6Ｋ-1
と大きく、温度を下げるとＧａＮの収縮の方が大きく、
成長温度から室温に降温する際にＧａＮに引っ張り応力
が発生する。このため、Ｓｉ基板上のＧａＮ系半導体を
用いたレーザーダイオードのＧａＮ系半導体の全体の厚
みは１μm 以下に制限されていた。ところが良質の結晶
性を得るためには少なくとも５μm 以上の膜厚が必要で
あり、薄いＧａＮ系半導体では結晶性が劣るためにレー
ザー発振不良が多発し、歩留まりが低かった。
Ｋ-1であるのに対して、ＧａＮでは５．６×１０-6Ｋ-1
と大きく、温度を下げるとＧａＮの収縮の方が大きく、
成長温度から室温に降温する際にＧａＮに引っ張り応力
が発生する。このため、Ｓｉ基板上のＧａＮ系半導体を
用いたレーザーダイオードのＧａＮ系半導体の全体の厚
みは１μm 以下に制限されていた。ところが良質の結晶
性を得るためには少なくとも５μm 以上の膜厚が必要で
あり、薄いＧａＮ系半導体では結晶性が劣るためにレー
ザー発振不良が多発し、歩留まりが低かった。
【０００７】このような結晶の性質に根ざす問題を解決
するために、ＥＬＯ（epitaxy of lateral over growt
h）と呼ばれるエピタキシャル成長法が知られている。
これは、エピタキシャル層と同種のまたは異種の基板上
に、エピタキシャル成長のできない材質のマスクを形成
しておきその上から再度エピタキシャル成長を行うと、
マスクに覆われていない部分に選択エピタキシャル成長
した結晶がマスク上にも横方向に成長するものである。
サファイア基板上に厚いIII 族窒化物層を成膜出来るこ
とは知られているが、Ｓｉ基板の場合は知られていな
い。
するために、ＥＬＯ（epitaxy of lateral over growt
h）と呼ばれるエピタキシャル成長法が知られている。
これは、エピタキシャル層と同種のまたは異種の基板上
に、エピタキシャル成長のできない材質のマスクを形成
しておきその上から再度エピタキシャル成長を行うと、
マスクに覆われていない部分に選択エピタキシャル成長
した結晶がマスク上にも横方向に成長するものである。
サファイア基板上に厚いIII 族窒化物層を成膜出来るこ
とは知られているが、Ｓｉ基板の場合は知られていな
い。
【０００８】本発明の目的は、Ｓｉ基板上の十分に厚
く、結晶性のよいＧａＮ系半導体を用いた、レーザー発
振開始電流の小さく、歩留まりの良いレーザーダイオー
ドとその製造方法を提供することにある。
く、結晶性のよいＧａＮ系半導体を用いた、レーザー発
振開始電流の小さく、歩留まりの良いレーザーダイオー
ドとその製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、Ｓｉ基板上にＡｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ( 但し、０
≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるIII 族窒化物半導
体が積層されてなり、２つの互いに平行な劈開面をレー
ザー共振器面とし、レーザー共振器面の法線に平行なス
トライプ状の電流路を形成している電流狭窄層を有する
ＬＤにおいて、前記電流狭窄層は基板とIII 族窒化物膜
の間に、またはIII 族窒化物膜の間のいずれかに形成さ
れた絶縁膜であることとする。
め、Ｓｉ基板上にＡｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ( 但し、０
≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるIII 族窒化物半導
体が積層されてなり、２つの互いに平行な劈開面をレー
ザー共振器面とし、レーザー共振器面の法線に平行なス
トライプ状の電流路を形成している電流狭窄層を有する
ＬＤにおいて、前記電流狭窄層は基板とIII 族窒化物膜
の間に、またはIII 族窒化物膜の間のいずれかに形成さ
れた絶縁膜であることとする。
【００１０】前記III 族窒化物ＬＤはさらに絶縁膜から
なる他の電流狭窄層をIII 族窒化物層の外側に有し、各
電流狭窄層の電流路の中心線は基板面に垂直な同一平面
内にあると良い。前記絶縁膜は酸化ケイ素であると良
い。上記のＳｉ基板を用いたIII 族窒化物ＬＤの製造方
法において、前記基板上に直接、または前記基板上に成
膜したIII 族窒化物膜の上に、前記電流狭窄層を形成し
た後、さらにIII 族窒化物膜を電流狭窄層を覆って積層
すると良い。
なる他の電流狭窄層をIII 族窒化物層の外側に有し、各
電流狭窄層の電流路の中心線は基板面に垂直な同一平面
内にあると良い。前記絶縁膜は酸化ケイ素であると良
い。上記のＳｉ基板を用いたIII 族窒化物ＬＤの製造方
法において、前記基板上に直接、または前記基板上に成
膜したIII 族窒化物膜の上に、前記電流狭窄層を形成し
た後、さらにIII 族窒化物膜を電流狭窄層を覆って積層
すると良い。
【００１１】本発明によれば、酸化ケイ素などの絶縁膜
からなる電流狭窄層を半導体中に有するので、これをＥ
ＬＯ用マスクとして利用することができるようになり、
電流狭窄層より後のIII 族窒化物膜を５μm 以上に厚く
成膜でき、そのIII 族窒化物膜の結晶性は向上し、発振
開始電流の小さいＬＤを得ることが期待できる。また、
電流狭窄層を２つ有するので、ＥＬＯ用マスク兼用の電
流狭窄層が電流路を除いたＬＤチップ面を完全に覆わな
くても電流狭窄は十分に行われ、ＥＬＯの距離（すなわ
ちマスク幅）を狭くでき、より結晶性の良いIII 族窒化
物膜を得ることが期待できる。
からなる電流狭窄層を半導体中に有するので、これをＥ
ＬＯ用マスクとして利用することができるようになり、
電流狭窄層より後のIII 族窒化物膜を５μm 以上に厚く
成膜でき、そのIII 族窒化物膜の結晶性は向上し、発振
開始電流の小さいＬＤを得ることが期待できる。また、
電流狭窄層を２つ有するので、ＥＬＯ用マスク兼用の電
流狭窄層が電流路を除いたＬＤチップ面を完全に覆わな
くても電流狭窄は十分に行われ、ＥＬＯの距離（すなわ
ちマスク幅）を狭くでき、より結晶性の良いIII 族窒化
物膜を得ることが期待できる。
【００１２】本発明に係る製造方法によれば、Ｓｉ基板
上にIII 族窒化物半導体膜を十分厚く結晶性の良いエピ
タキシャル成長を行うことができ、また、ＥＬＯ用マス
ク兼用の電流狭窄層のみの場合は、他の電流狭窄層用の
マスク合わせをする必要はなく工程は簡便となり、製造
方法歩留りの向上が期待できる。
上にIII 族窒化物半導体膜を十分厚く結晶性の良いエピ
タキシャル成長を行うことができ、また、ＥＬＯ用マス
ク兼用の電流狭窄層のみの場合は、他の電流狭窄層用の
マスク合わせをする必要はなく工程は簡便となり、製造
方法歩留りの向上が期待できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】上記ＥＬＯを次のようにＳｉ基板
に適用することができる。 実施例１ 図２は本発明に係る実施例のレーザーダイオードの断面
図である。(1,1,1) 面のＳｉ基板１に、先ず、ＧａＮ低
温バッファ層２およびｎ型ＧａＮコンタクト層３を５０
０nm成長させる。次に成膜装置より取出し、スパッタに
よりウェハ全面に厚さ５０nmのＳｉＯ2 膜を成膜させた
後、フォトリソグラフィにより幅５０μm 、間隔４μm
（この間隔をＥＬＯ用ストライプということにする）の
短冊上のマスクを全面に形成する。そして、再度ＭＯＣ
ＶＤ装置にウェハを搬入し厚さ１μm 以上、例えば５μ
m のｎ型コンタクト層３を成長することができた。
に適用することができる。 実施例１ 図２は本発明に係る実施例のレーザーダイオードの断面
図である。(1,1,1) 面のＳｉ基板１に、先ず、ＧａＮ低
温バッファ層２およびｎ型ＧａＮコンタクト層３を５０
０nm成長させる。次に成膜装置より取出し、スパッタに
よりウェハ全面に厚さ５０nmのＳｉＯ2 膜を成膜させた
後、フォトリソグラフィにより幅５０μm 、間隔４μm
（この間隔をＥＬＯ用ストライプということにする）の
短冊上のマスクを全面に形成する。そして、再度ＭＯＣ
ＶＤ装置にウェハを搬入し厚さ１μm 以上、例えば５μ
m のｎ型コンタクト層３を成長することができた。
【００１４】そして、ｎ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなる
厚さ３００nmのｎクラッド層４を成長する。次に７００
℃まで降温し、Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなる厚さ４０nm
の活性層５を成長する。ついで再び１０５０℃まで昇温
し、ｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなる厚さ３００nmのｐ
クラッド層６、ｐ型ＧａＮからなるｐコンタクト層７を
順に成長させる。ここでＭＯＣＶＤ装置から取り出し、
活性層５の一部に電流が集中して流れるように、ＳｉＯ
2 膜をスパッタにより成膜し、フォトリソグラフィーに
より幅２９６μm 、間隔４μm （この間隔を電流路スト
ライプということにする、またＥＬＯ用ストライプとは
平行である））の短冊状の電流狭窄層Ｎを形成した。次
にＮｉ（２００nm）／Ｍｏ（５０nm）／Ａｕ（３００n
m）からなるオーミックなｐ側電極８をＳｉＯ2 上から
スパッタによって形成し、その後基板１の裏側を機械的
に研磨し、Ｔｉ（１００nm）／Ｎｉ（５００nm）／Ａｕ
（２００nm）からなるｎ側電極９を形成した。
厚さ３００nmのｎクラッド層４を成長する。次に７００
℃まで降温し、Ｉｎ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなる厚さ４０nm
の活性層５を成長する。ついで再び１０５０℃まで昇温
し、ｐ型Ａｌ0.2 Ｇａ0.8 Ｎからなる厚さ３００nmのｐ
クラッド層６、ｐ型ＧａＮからなるｐコンタクト層７を
順に成長させる。ここでＭＯＣＶＤ装置から取り出し、
活性層５の一部に電流が集中して流れるように、ＳｉＯ
2 膜をスパッタにより成膜し、フォトリソグラフィーに
より幅２９６μm 、間隔４μm （この間隔を電流路スト
ライプということにする、またＥＬＯ用ストライプとは
平行である））の短冊状の電流狭窄層Ｎを形成した。次
にＮｉ（２００nm）／Ｍｏ（５０nm）／Ａｕ（３００n
m）からなるオーミックなｐ側電極８をＳｉＯ2 上から
スパッタによって形成し、その後基板１の裏側を機械的
に研磨し、Ｔｉ（１００nm）／Ｎｉ（５００nm）／Ａｕ
（２００nm）からなるｎ側電極９を形成した。
【００１５】次に電流狭窄層Ｎの長手方向に垂直に劈開
して共振器端面を２面とするバーを形成してから、これ
をスクライブしてチップ化することにより電流路ストラ
イプが中央にくるように幅２００μm のＬＤチップを作
製した。このようにして製造したＬＤをランダムに１０
０個組立、電流を流してＩ−Ｌ特性を測定したところ４
６個がレーザー発振した。しかしウェハーのばらつきが
大きく発振開始電流は５０mAから２５０mAと幅広くかっ
た。
して共振器端面を２面とするバーを形成してから、これ
をスクライブしてチップ化することにより電流路ストラ
イプが中央にくるように幅２００μm のＬＤチップを作
製した。このようにして製造したＬＤをランダムに１０
０個組立、電流を流してＩ−Ｌ特性を測定したところ４
６個がレーザー発振した。しかしウェハーのばらつきが
大きく発振開始電流は５０mAから２５０mAと幅広くかっ
た。
【００１６】そこで、それぞれのＬＤチップの共振器端
面をＳＥＭで観察したところ、ＥＬＯ用ストライプと電
流路ストライプが基板面に垂直な同一平面上にある場合
は発振開始電流が小さく、ＥＬＯ用ストライプが電流狭
窄用ストライプからはずれている場合は発振開始電流が
大きいことがわかった。この結果はＥＬＯ用マスクが電
流狭窄層として作用していること、と同時にＥＬＯ用マ
スクが電流路ストライプに対応しない部分を全て覆って
いなくともレーザー発振できることを示している。すな
わち、ＥＬＯが素早く行われるようにＥＬＯ用マスクの
幅を上記の部分より狭くしてもよいことを示している。 実施例２ 実施例１のように、ＥＬＯ用ストライプと電流狭窄用ス
トライプを同一線上に配置して製造することが重要であ
るが、エピタキシャル成長後の表面が平坦であるため、
その位置合わせは困難であったが、本実施例はその対策
として考案されたものである。
面をＳＥＭで観察したところ、ＥＬＯ用ストライプと電
流路ストライプが基板面に垂直な同一平面上にある場合
は発振開始電流が小さく、ＥＬＯ用ストライプが電流狭
窄用ストライプからはずれている場合は発振開始電流が
大きいことがわかった。この結果はＥＬＯ用マスクが電
流狭窄層として作用していること、と同時にＥＬＯ用マ
スクが電流路ストライプに対応しない部分を全て覆って
いなくともレーザー発振できることを示している。すな
わち、ＥＬＯが素早く行われるようにＥＬＯ用マスクの
幅を上記の部分より狭くしてもよいことを示している。 実施例２ 実施例１のように、ＥＬＯ用ストライプと電流狭窄用ス
トライプを同一線上に配置して製造することが重要であ
るが、エピタキシャル成長後の表面が平坦であるため、
その位置合わせは困難であったが、本実施例はその対策
として考案されたものである。
【００１７】図１は本発明に係る他の実施例のレーザー
ダイオードの断面図である。実施例１における電流狭窄
層Ｎはなく、ＥＬＯ用ストライプの両側に２個形成され
ているＥＬＯ用マスクが電流狭窄層Ｎ１とされている。
同じ層の符号は同じである。製造工程はＥＬＯ用マスク
の配列方法が異なるだけであるからその他の製造工程の
記述を省略する。
ダイオードの断面図である。実施例１における電流狭窄
層Ｎはなく、ＥＬＯ用ストライプの両側に２個形成され
ているＥＬＯ用マスクが電流狭窄層Ｎ１とされている。
同じ層の符号は同じである。製造工程はＥＬＯ用マスク
の配列方法が異なるだけであるからその他の製造工程の
記述を省略する。
【００１８】まず、ｎ型Ｓｉ基板上にｎコンタクト層３
まで成長したウェハをＭＯＣＶＤ装置から取出し、ウェ
ハ全面にスパッタによりで厚さ５０nmのＳｉＯ2 膜を成
膜した。そして、ウェハ全面に、幅２９６μm の短冊状
のマスクを間隔４μm で配列した。以降、実施例１と同
じく、ＥＬＯによるｎコンタクト層からｐコンタクト層
までのＬＤ層構成を形成し。ｐコンタクト層全面にｐ側
電極を形成し、Ｓｉ基板にｎ側電極を形成した後、へき
開し、幅３００μm のチップ化を行いＬＤチップを作製
した。
まで成長したウェハをＭＯＣＶＤ装置から取出し、ウェ
ハ全面にスパッタによりで厚さ５０nmのＳｉＯ2 膜を成
膜した。そして、ウェハ全面に、幅２９６μm の短冊状
のマスクを間隔４μm で配列した。以降、実施例１と同
じく、ＥＬＯによるｎコンタクト層からｐコンタクト層
までのＬＤ層構成を形成し。ｐコンタクト層全面にｐ側
電極を形成し、Ｓｉ基板にｎ側電極を形成した後、へき
開し、幅３００μm のチップ化を行いＬＤチップを作製
した。
【００１９】このようにして製造した１枚のウェハーか
らランダムに選択した１００個のＬＤチップを組立、電
流を流してＩ−Ｌ特性を測定したところ５８個がＬＤ発
振した。しかもウェハー間のばらつきはなく発振開始電
流のＬＯＴ間のばらつきは４７mA±３mAと本発明を用い
ることにより、ばらつきを小さくできた。このＥＬＯ用
マスクを電流狭窄層との兼用は、厚くて結晶性のよいＥ
ＬＯされたIII 族窒化物層による発振開始電流の低減
と、ばらつきの低減をもたらした。また、ＥＬＯ用マス
クと電流狭窄層用マスクとの位置合わせを不要としたの
で、製造工程は簡便となり、製造歩留りは向上した。 比較例 図３に示した薄いコンタクト層を形成し、ｎ型コンタク
ト層３以降のIII 族窒化物層は実施例に同じとし、ｎ型
コンタクト層７上に電流狭窄層Ｎを備えたＬＤチップを
製造し、ランダムに１００個組立て、Ｉ−Ｌ特性を測定
したところ５個しかレーザー発振する素子は得られなか
った。
らランダムに選択した１００個のＬＤチップを組立、電
流を流してＩ−Ｌ特性を測定したところ５８個がＬＤ発
振した。しかもウェハー間のばらつきはなく発振開始電
流のＬＯＴ間のばらつきは４７mA±３mAと本発明を用い
ることにより、ばらつきを小さくできた。このＥＬＯ用
マスクを電流狭窄層との兼用は、厚くて結晶性のよいＥ
ＬＯされたIII 族窒化物層による発振開始電流の低減
と、ばらつきの低減をもたらした。また、ＥＬＯ用マス
クと電流狭窄層用マスクとの位置合わせを不要としたの
で、製造工程は簡便となり、製造歩留りは向上した。 比較例 図３に示した薄いコンタクト層を形成し、ｎ型コンタク
ト層３以降のIII 族窒化物層は実施例に同じとし、ｎ型
コンタクト層７上に電流狭窄層Ｎを備えたＬＤチップを
製造し、ランダムに１００個組立て、Ｉ−Ｌ特性を測定
したところ５個しかレーザー発振する素子は得られなか
った。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、Ｓｉ基板上にＡｌx Ｇ
ａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（但し、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦
１）からなるIII 族窒化物半導体が積層されてなり、２
つの互いに平行な劈開面をレーザー共振器面とし、レー
ザー共振器面の法線に平行なストライプ状の電流路を形
成している電流狭窄層を有するＬＤにおいて、前記電流
狭窄層を基板とIII 族窒化物膜の間に、またはIII 族窒
化物膜の間のいずれかに形成した絶縁膜としたため、こ
れをＥＬＯ用マスクとして利用することができるように
なり、電流狭窄層より後のIII 族窒化物膜を５μm 以上
に厚く成膜でき、そのIII 族窒化物膜の結晶性は向上
し、発振開始電流の小さいＬＤを得ることができるよう
になる。
ａy Ｉｎ1-x-y Ｎ（但し、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦
１）からなるIII 族窒化物半導体が積層されてなり、２
つの互いに平行な劈開面をレーザー共振器面とし、レー
ザー共振器面の法線に平行なストライプ状の電流路を形
成している電流狭窄層を有するＬＤにおいて、前記電流
狭窄層を基板とIII 族窒化物膜の間に、またはIII 族窒
化物膜の間のいずれかに形成した絶縁膜としたため、こ
れをＥＬＯ用マスクとして利用することができるように
なり、電流狭窄層より後のIII 族窒化物膜を５μm 以上
に厚く成膜でき、そのIII 族窒化物膜の結晶性は向上
し、発振開始電流の小さいＬＤを得ることができるよう
になる。
【００２１】また、電流狭窄層を２つ有するので、ＥＬ
Ｏ用マスク兼用の電流狭窄層が電流路を除いたＬＤチッ
プ面を完全に覆わなくても電流狭窄は十分に行われ、Ｅ
ＬＯの距離（すなわちマスク幅）を狭くできより結晶性
の良いIII 族窒化物膜を得ることができる。本発明に係
る製造方法によれば、Ｓｉ基板上にIII 族窒化物半導体
膜を十分厚く結晶性の良いエピタキシャル成長を行うこ
とができ、また、ＥＬＯ用マスク兼用の電流狭窄層のみ
の場合は、他の電流狭窄層用のマスク合わせをする必要
はなく工程は簡便となり、製造方法歩留りは向上する。
Ｏ用マスク兼用の電流狭窄層が電流路を除いたＬＤチッ
プ面を完全に覆わなくても電流狭窄は十分に行われ、Ｅ
ＬＯの距離（すなわちマスク幅）を狭くできより結晶性
の良いIII 族窒化物膜を得ることができる。本発明に係
る製造方法によれば、Ｓｉ基板上にIII 族窒化物半導体
膜を十分厚く結晶性の良いエピタキシャル成長を行うこ
とができ、また、ＥＬＯ用マスク兼用の電流狭窄層のみ
の場合は、他の電流狭窄層用のマスク合わせをする必要
はなく工程は簡便となり、製造方法歩留りは向上する。
【図１】本発明に係る他の実施例のレーザーダイオード
の断面図
の断面図
【図２】本発明に係る実施例のレーザーダイオードの断
面図
面図
【図３】従来のＳｉ基板上のＧａＮ系半導体を用いたレ
ーザーダイオードの断面図
ーザーダイオードの断面図
１ Ｓｉ基板 ２ ｎ型バッファ層 ３ ｎ型コンタクト層 ４ ｎ型クラッド層 ５ 活性層 ６ ｐ型クラッド層 ７ ｐ型コンタクト層 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極 Ｎ III 族窒化物膜の外側の電流狭窄層 Ｎ１ 電流狭窄層／ＥＬＯ用マスク
Claims (4)
- 【請求項１】Ｓｉ基板上にＡｌx Ｇａy Ｉｎ1-x-y Ｎ(
但し、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）からなるIII 族窒
化物半導体が積層されてなり、２つの互いに平行な劈開
面をレーザー共振器面とし、レーザー共振器面の法線に
平行なストライプ状の電流路を形成している電流狭窄層
を有するレーザーダイオード（以下ＬＤと記す）におい
て、前記電流狭窄層は基板とIII 族窒化物膜の間に、ま
たはIII 族窒化物膜の間のいずれかに形成された絶縁膜
であることを特徴とするIII 族窒化物レーザーダイオー
ド。 - 【請求項２】前記III 族窒化物レーザーダイオードはさ
らに絶縁膜からなる他の電流狭窄層をIII 族窒化物層の
外側に有し、各電流狭窄層の電流路の中心線は基板面に
垂直な同一平面内にあることを特徴とする請求項１に記
載のIII 族窒化物レーザーダイオード。 - 【請求項３】前記絶縁膜は酸化ケイ素であることを特徴
とする請求項１または２に記載のIII 族窒化物レーザー
ダイオード。 - 【請求項４】請求項１ないし３に記載のＳｉ基板を用い
たIII 族窒化物レーザーダイオードの製造方法におい
て、前記基板上に直接、または前記基板上に成膜したII
I 族窒化物膜の上に、前記電流狭窄層を形成した後、さ
らにIII 族窒化物膜を電流狭窄層を覆って積層すること
を特徴とするIII 族窒化物レーザーダイオードの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10284061A JP2000114663A (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | Ｉｉｉ 族窒化物レーザーダイオードおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10284061A JP2000114663A (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | Ｉｉｉ 族窒化物レーザーダイオードおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000114663A true JP2000114663A (ja) | 2000-04-21 |
Family
ID=17673794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10284061A Pending JP2000114663A (ja) | 1998-10-06 | 1998-10-06 | Ｉｉｉ 族窒化物レーザーダイオードおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000114663A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291930A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
| US6716655B2 (en) | 2001-06-05 | 2004-04-06 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor element and method for producing the same |
-
1998
- 1998-10-06 JP JP10284061A patent/JP2000114663A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001291930A (ja) * | 2000-04-06 | 2001-10-19 | Mitsubishi Chemicals Corp | 半導体光デバイス装置 |
| US6716655B2 (en) | 2001-06-05 | 2004-04-06 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor element and method for producing the same |
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