JP2000252589A - Gallium nitride semiconductor laser element and its manufacture - Google Patents

Gallium nitride semiconductor laser element and its manufacture

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JP2000252589A
JP2000252589A JP5207499A JP5207499A JP2000252589A JP 2000252589 A JP2000252589 A JP 2000252589A JP 5207499 A JP5207499 A JP 5207499A JP 5207499 A JP5207499 A JP 5207499A JP 2000252589 A JP2000252589 A JP 2000252589A
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JP
Japan
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layer
stripe
semiconductor laser
laser device
resonator
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JP5207499A
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Japanese (ja)
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Toshiyuki Okumura
敏之 奥村
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Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the yield rate of gallium nitride semiconductor laser elements of a low oscillation threshold current by making specific an angle formed by the end surface of a resonator and the direction of the current constricting stripes of an active layer, and the full width at half maximum of the intensity distribution of a laser beam in a direction parallel to the active layer respectively. SOLUTION: A crack preventing layer 3 is a ternary mixed crystal of In0.1Ga0.9N or InGaN other than this. An n-type clad layer 4 and a p-type first clad layer 11 are AlGaN ternary mixed crystals having Al composition other than Al0.1Ga0.9N. When the Al composition is larger, the energy gap difference and the refractive index difference between an active layer and a clad layer become larger, and carriers and light are effectively confined to the active layer, and an oscillation threshold current is reduced and the temperature property is improved. If stripes of ridge construction are aligned and the angle of a tilt formed by the direction of ridge stripes of each resonator and the end surface of the resonator is made to be in the extent of 90±0.1 degrees for both resonators, it is within the scope of 90±0.3 degrees in which an excellent property is shown. The yield rate can be increased by making the half value width of a laser beam intensity distribution 3 μm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
情報処理用の光源として用いられる、窒化ガリウム系半
導体レーザ素子に関する。
The present invention relates to a gallium nitride based semiconductor laser device used as a light source for optical information processing of an optical disk or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】紫外から緑色の波長領域での発光波長を
有する半導体レーザ素子(LD)の半導体材料として、
窒化ガリウム系半導体(GaInAlN)が用いられて
いる。この窒化ガリウム系半導体を用いた半導体レーザ
素子は、例えば、PROCEEDINGS of The Second Inte
rnational Conference on Nitride Semiconductors
(ICNS'97)S−1、に記載されており、その断面
図を図9に示す。図9において、201はサファイア基
板、202はGaNバッファ層、203はGaN層、2
04はSiO2膜、205はGaN層、206はn−G
aNコンタクト層、207はn−In0.1Ga0.9N層、
208はn−Al0.14Ga0.86NとGaNが交互に積層
されてなるn型クラッド層、209はn−GaNガイド
層、210はIn0.15Ga0.85N量子井戸層とIn0.02
Ga0.98N障壁層とからなる多重量子井戸構造活性層、
211はp−Al0.2Ga0.8N層、212はp−GaN
ガイド層、213はp−Al0.14Ga0.86NとGaNが
交互に積属されてなるp型クラッド層、214はp−G
aNコンタクト層、215はp側電極、216はn側電
極、217は電流狭窄用SiO2膜である。ここで、S
iO2膜204は、幅8μmのストライプ状に12μm
周期で形成されている。また、多重量子井戸構造活性層
210は、3.5nm厚のIn0.15Ga0.85N量子井戸
層が4層、10.5nm厚のIn0.02Ga0.98N障壁層
が3層の合計7層で構成され、量子井戸層と障壁層が交
互に形成されている。
2. Description of the Related Art As a semiconductor material of a semiconductor laser device (LD) having an emission wavelength in the ultraviolet to green wavelength range,
Gallium nitride based semiconductor (GaInAlN) is used. Semiconductor laser devices using this gallium nitride based semiconductor are, for example, PROCEEDINGS of The Second Inte
rnational Conference on Nitride Semiconductors
(ICNS'97) S-1, and a cross-sectional view thereof is shown in FIG. 9, 201 is a sapphire substrate, 202 is a GaN buffer layer, 203 is a GaN layer, 2
04 is a SiO 2 film, 205 is a GaN layer, 206 is n-G
aN contact layer, 207 is an n-In 0.1 Ga 0.9 N layer,
Reference numeral 208 denotes an n-type clad layer in which n-Al 0.14 Ga 0.86 N and GaN are alternately stacked, 209 denotes an n-GaN guide layer, 210 denotes an In 0.15 Ga 0.85 N quantum well layer and In 0.02
A multiple quantum well structure active layer comprising a Ga 0.98 N barrier layer,
211 is a p-Al 0.2 Ga 0.8 N layer, 212 is p-GaN
The guide layer 213 is a p-type clad layer in which p-Al 0.14 Ga 0.86 N and GaN are alternately stacked, and 214 is p-G
An aN contact layer, 215 is a p-side electrode, 216 is an n-side electrode, and 217 is a current constriction SiO 2 film. Where S
The iO 2 film 204 is 12 μm in a stripe shape having a width of 8 μm.
It is formed in a cycle. The multiple quantum well structure active layer 210 is composed of four In 0.15 Ga 0.85 N quantum well layers having a thickness of 3.5 nm, and three In 0.02 Ga 0.98 N barrier layers having a thickness of 10.5 nm, for a total of seven layers. The quantum well layers and the barrier layers are formed alternately.

【0003】この従来例の製造方法は、サファイア基板
201上にGaNバッファ層202とGaN層203を
形成後、SiO2膜204をストライプ状に形成し、そ
の上にGaN層205からp−GaNコンタクト層21
4の半導体レーザ素子構造を積層している。さらにこの
従来例では注入電流を狭窄するためにp型クラッド層2
13とp−GaNコンタクト層214はリッジストライ
プ状に形成されている。これにより電流注入されるスト
ライプ状の領域が活性領域となる。その後、ドライエッ
チング技術を用いることにより共振器端面を形成してい
る。
In this conventional manufacturing method, a GaN buffer layer 202 and a GaN layer 203 are formed on a sapphire substrate 201, and then an SiO 2 film 204 is formed in a stripe shape. Layer 21
4 are stacked. Further, in this conventional example, the p-type cladding layer 2 is formed to narrow the injection current.
13 and the p-GaN contact layer 214 are formed in a ridge stripe shape. Thus, the stripe-shaped region into which current is injected becomes an active region. After that, the end face of the resonator is formed by using a dry etching technique.

【0004】しかしながら、この従来例のようにドライ
エッチング技術を用いて共振器端面を形成する場合は、
層厚方向に対して共振器端面を正確に垂直に形成するこ
とが困難であることと、端面に凹凸ができてしまうこと
とが懸念されてきた。このような垂直性のずれや凹凸は
共振器端面での反射率を低下させるためレーザ光の損失
が増大し、発振閾値電流値を増大させてしまうという問
題があった。そこで、PROCEEDINGS of The Second
International Conference on Nitride Semiconduc
tors(ICNS’97)S−6では、エッチングにより形
成された共振器端面の層厚方向に対するチルト角度が反
射率に及ぼす影響と、端面の凹凸が全くランダムに形成
されるとした場合の凹凸の2乗平均平方根の大きさが反
射率に及ぼす影響とを算出し、レーザ発振を得るために
必要な共振器端面の要件について記載している。この中
では、層厚方向に対するチルト角度が4度以下であれ
ば、反射率の低下量を40%以下に抑えられることが示
されている。また端面の凹凸に関しては、全くランダム
に形成されるとした場合の凹凸の2乗平均平方根の大き
さが10nm以下であれば、反射率の低下量を40%以
下に抑えられることが示されている。従って、従来の窒
化ガリウム系半導体レーザ素子ではこの値を目標として
エッチング条件の選定等が行われ、反射率の低下が抑え
られてきた。
However, in the case of forming the cavity end face by using the dry etching technique as in this conventional example,
There have been concerns that it is difficult to accurately form the resonator end face perpendicular to the layer thickness direction, and that the end face may be uneven. Such a deviation or irregularity in the perpendicularity lowers the reflectance at the end face of the resonator, so that there is a problem that the loss of laser light increases and the oscillation threshold current value increases. So, PROCEEDINGS of The Second
International Conference on Nitride Semiconduc
In tors (ICNS'97) S-6, the influence of the tilt angle of the resonator end face formed by etching with respect to the layer thickness direction on the reflectivity and the unevenness when the end face unevenness is assumed to be formed completely at random. The effect of the magnitude of the root mean square on the reflectivity is calculated, and the requirements of the cavity facet necessary for obtaining laser oscillation are described. It shows that if the tilt angle with respect to the layer thickness direction is 4 degrees or less, the amount of decrease in reflectance can be suppressed to 40% or less. Further, regarding the unevenness of the end face, it is shown that if the magnitude of the root mean square of the unevenness assuming that the unevenness is formed completely at all is 10 nm or less, the decrease in the reflectance can be suppressed to 40% or less. I have. Therefore, in a conventional gallium nitride based semiconductor laser device, etching conditions are selected with this value as a target, and a decrease in reflectance has been suppressed.

【0005】一方、共振器端面を劈開により形成するこ
とも試みられており、このような半導体レーザ素子は、
Japanese Journal of Applied Physics,Vol.35,Par
t2,No.10B,pp.L1315(1996)に記載
されている。その断面図を図10に示す。図10におい
て、221は(0001)c面を表面に有するサファイ
ア基板、222はノンドープGaN層、223はn−G
aNコンタクト層、224はn−Al0.15Ga0.85Nク
ラッド層、225はノンドープGaN光ガイド層、22
6は厚さ2nmのIn0.15Ga0.85N量子井戸層が25
層と、それらを隔てる厚さ4nmのIn0.05Ga0.95
障壁層とからなる多重量子井戸構造活性層、227はp
−GaN光ガイド層、228はp−Al0.15Ga0.85
クラッド層、229はp−GaNコンタクト層、230
はp側電極、231はn側電極、232は電流狭窄用S
iO2膜、である。この従来例では注入電流を狭窄する
ためにSi02膜232にストライプを設けており、そ
の後、劈開技術を用いることにより共振器端面を形成し
ている。しかしながら、この従来例のように劈開技術を
用いて共振器端面を形成する場合でも、層厚方向に対し
て共振器端面を正確に垂直に形成することが困難である
ことが記載され、前出のPROCEEDINGS of The Second
International Conference on Nitride Semicond
uctors(ISCN'97)S−6と同様に、共振器端面の
層厚方向に対するチルト角度が反射率に及ぼす影響を算
出し、レーザ発振を得るために必要な共振器端面の要件
について記載している。この従来例では、層厚方向に対
して共振器の端面のチルト角度は約2°であり、このよ
うに層厚方向に対する共振器の端面のチルト角を小さく
することによって、反射率の低下が抑えられていること
が示されている。
On the other hand, attempts have been made to form the end face of the resonator by cleavage.
Japanese Journal of Applied Physics, Vol.35, Par
t2, No. 10B, pp. L1315 (1996). FIG. 10 shows a cross-sectional view thereof. In FIG. 10, 221 is a sapphire substrate having a (0001) c-plane on the surface, 222 is a non-doped GaN layer, and 223 is n-G
aN contact layer, 224 is an n-Al 0.15 Ga 0.85 N cladding layer, 225 is a non-doped GaN light guide layer, 22
Reference numeral 6 denotes a 25-nm thick In 0.15 Ga 0.85 N quantum well layer.
Layers and a 4 nm thick In 0.05 Ga 0.95 N separating them
The multiple quantum well structure active layer comprising a barrier layer and 227
-GaN optical guide layer, 228 is p-Al 0.15 Ga 0.85 N
A clad layer, 229 is a p-GaN contact layer, 230
Is a p-side electrode, 231 is an n-side electrode, and 232 is an S for current constriction.
iO 2 film. In this conventional example, stripes are provided on the SiO 2 film 232 to narrow the injection current, and thereafter, the end face of the resonator is formed by using a cleavage technique. However, even when the cavity facet is formed by using the cleavage technique as in this conventional example, it is described that it is difficult to form the cavity facet exactly perpendicularly to the layer thickness direction. PROCEEDINGS of The Second
International Conference on Nitride Semicond
Similarly to uctors (ISCN'97) S-6, the effect of the tilt angle of the resonator end face with respect to the layer thickness direction on the reflectance was calculated, and the requirements for the resonator end face necessary for obtaining laser oscillation were described. I have. In this conventional example, the tilt angle of the end face of the resonator with respect to the layer thickness direction is about 2 °. Thus, by reducing the tilt angle of the end face of the resonator with respect to the layer thickness direction, a decrease in reflectance is reduced. It is shown that it is suppressed.

【0006】この他、特開平10−173282号公報
では、1対の共振器端面の一方をドライエッチング技術
で形成し、もう一方を劈開技術で形成した、窒化ガリウ
ム系半導体を用いた半導体レーザ素子が記載されてい
る。
In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-173282 discloses a semiconductor laser device using a gallium nitride-based semiconductor in which one of a pair of cavity facets is formed by a dry etching technique and the other is formed by a cleavage technique. Is described.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の前
記窒化ガリウム系半導体を用いた半導体レーザ素子は次
のような問題点がある。すなわち、前記従来例のように
共振器端面の層厚方向に対するチルト角度や、端面のラ
ンダムな凹凸の2乗平均平方根の大きさを考慮しても、
本発明者らが検討を繰り返したけれども、歩留まりよく
発振閾値電流値が低いレーザ素子を得ることが困難であ
った。
However, the conventional semiconductor laser device using the gallium nitride based semiconductor has the following problems. That is, even if the tilt angle of the resonator end face with respect to the layer thickness direction and the size of the root mean square of random irregularities on the end face are taken into consideration as in the conventional example,
Although the present inventors have repeatedly studied, it has been difficult to obtain a laser element having a low oscillation threshold current value with good yield.

【0008】そこで、本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、上記窒化ガリウム系半導体レーザ
素子における課題を解決して、発振閾値電流値が低い窒
化ガリウム系半導体レーザ素子を歩留まりよく提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and solves the above-mentioned problems in the gallium nitride-based semiconductor laser device, and provides a gallium nitride-based semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with a good yield. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討を
繰り返した結果、通常の窒化ガリウム系半導体レーザ素
子では活性領域をストライプ状に形成しているが、この
ストライプの方向と共振器端面とのなす角度が、歩留ま
りよく発振閾値電流値が低いレーザ素子を得ることに大
きく影響していることを見い出した。
As a result of repeated studies, the present inventor has found that the active region is formed in a stripe shape in a normal gallium nitride based semiconductor laser device. It has been found that the angle formed by the above has a great effect on obtaining a laser device having a low oscillation threshold current value with good yield.

【0010】さらに窒化ガリウム系半導体レーザ素子の
共振器端面は、従来例で示されているような全くランダ
ムな凹凸が形成されているのではなく、およそ2μmか
ら3μmの周期を持つ周期的な凹凸ができていることを
見い出した。
Further, the cavity end face of the gallium nitride based semiconductor laser device is not formed with completely random irregularities as shown in the conventional example, but has periodic irregularities having a period of about 2 to 3 μm. Has been found.

【0011】これらの点を鑑みて、前記課題を解決する
ために、本発明に係る窒化ガリウム系半導体発光素子
は、以下の発明から構成される。
In view of these points, in order to solve the above problems, a gallium nitride based semiconductor light emitting device according to the present invention comprises the following invention.

【0012】請求項1に記載の発明は、基板上に、窒化
物半導体からなるクラッド層及び/又はガイド層に挟ま
れ、窒化物半導体からなる活性層を有し、前記活性層に
電流が狭窄されたストライプ状活性領域が設けられた半
導体レーザ素子において、前記ストライプ状活性領域の
ストライプ方向と共振器端面とのなす角度が、90度±
0.3度の範囲内であり、かつ、前記ストライプ状活性
領域における活性層と平行な方向における、レーザ光の
強度分布の半値全幅が3μm以下である、ことを特徴と
する窒化ガリウム系半導体レーザ素子である。
According to the first aspect of the present invention, an active layer made of a nitride semiconductor is sandwiched between a clad layer and / or a guide layer made of a nitride semiconductor on a substrate, and a current is confined in the active layer. In the semiconductor laser device provided with the striped active region, the angle between the stripe direction of the striped active region and the end face of the resonator is 90 degrees.
A gallium nitride based semiconductor laser, wherein the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in the direction parallel to the active layer in the stripe-shaped active region is within 0.3 ° and 3 μm or less. Element.

【0013】請求項2に記載の発明は、基板上に、窒化
物半導体からなるクラッド層及び/又はガイド層に挟ま
れ、窒化物半導体からなる活性層を有し、前記活性層に
電流が狭窄されたストライプ状活性領域が設けられた半
導体レーザ素子において、前記ストライプ状活性領域の
範囲内での共振器端面での凹凸の山と谷の差が25nm
以下である、ことを特徴とする窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子である。
According to a second aspect of the present invention, an active layer made of a nitride semiconductor is sandwiched between a clad layer and / or a guide layer made of a nitride semiconductor on a substrate, and a current is confined in the active layer. In the semiconductor laser device provided with the striped active region, the difference between the peaks and valleys of the concavo-convex on the cavity end face within the range of the stripe-shaped active region is 25 nm.
The gallium nitride based semiconductor laser device is as follows.

【0014】請求項3に記載の発明は、前記ストライプ
状活性領域における活性層と平行な方向における、レー
ザ光の強度分布の半値全幅が0.5μm以上である、こ
とを特徴とする窒化ガリウム系半導体レーザ素子であ
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the gallium nitride-based system, wherein the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser light in the direction parallel to the active layer in the stripe-shaped active region is 0.5 μm or more. It is a semiconductor laser device.

【0015】請求項4に記載の発明は、窒化物半導体か
らなるクラッド層及び/又はガイド層に挟まれた、窒化
物半導体からなる活性層を含む半導体積層構造を有する
半導体レーザ素子の製造方法において、基板上に前記窒
化物系半導体積層構造を積層してウエハーを形成する工
程と、前記ウエハーを劈開して直線状の辺を形成する工
程と、前記劈開により形成された直線状の辺に平行、又
は、垂直に、ストライプ状活性領域を形成する工程と、
前記ストライプ状活性領域のストライプ方向に対して垂
直な方向に劈開することにより共振器端面を形成する工
程と、を有することを特徴とする窒化ガリウム系半導体
レーザ素子の製造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor laser device having a semiconductor laminated structure including an active layer made of a nitride semiconductor sandwiched between a clad layer and / or a guide layer made of a nitride semiconductor. Laminating the nitride-based semiconductor laminated structure on a substrate to form a wafer, cleaving the wafer to form a linear side, and parallel to the linear side formed by the cleavage. Or, vertically, forming a stripe-shaped active region,
Forming a cavity end face by cleaving the stripe-shaped active region in a direction perpendicular to a stripe direction of the stripe-shaped active region.

【0016】本発明によれば、活性領域がストライプ状
に形成されてなる窒化ガリウム系半導体レーザ素子にお
いて、ストライプ状活性領域のストライプ方向と共振器
端面とのなすチルト角度を90度±0.3度の範囲内と
すれば、歩留まりよく発振閾値電流値の低い半導体レー
ザ素子を得ることができる。
According to the present invention, in a gallium nitride based semiconductor laser device having an active region formed in a stripe shape, the tilt angle between the stripe direction of the stripe active region and the end face of the resonator is 90 degrees ± 0.3. Within this range, a semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with good yield can be obtained.

【0017】図4に、ストライプ状活性領域100と共
振器端面101とを半導体レーザ素子の表面から見た図
を示す。ここで図4に示すようにストライプ状活性領域
100と垂直な方向にX軸をとり、このX軸と共振器端
面101とのなすチルト角度をθとすると、反射率の低
下量R/R0は、以下の式で表される。
FIG. 4 is a diagram showing the stripe-shaped active region 100 and the cavity end face 101 as viewed from the surface of the semiconductor laser device. Here, as shown in FIG. 4, the X-axis is taken in a direction perpendicular to the stripe-shaped active region 100, and assuming that the tilt angle between the X-axis and the resonator end face 101 is θ, the amount of decrease in reflectance R / R 0 Is represented by the following equation.

【0018】[0018]

【数1】 (Equation 1)

【0019】ここで、u0(x)はレーザ光の強度分布
を表す関数であり、βはこのレーザ光の伝播定数であ
る。この反射率の低下量R/R0のチルト角度θに関す
る依存性を、様々なレーザ光の強度分布の半値全幅に対
して算出した結果を図5に示す。この図5からストライ
プ状活性領域のストライプ方向と共振器端面とのなす角
度は90度から1度以内のずれでも大きく反射率が低下
することが分かる。従って、共振器端面の層厚方向に対
するチルト角度による影響よりもストライプ状活性領域
のストライプ方向と共振器端面とのなすチルト角度の方
がはるかに大きな影響があることが分かる。また図5か
ら、様々なレーザ光の強度分布の半値全幅に対しても、
チルト角度が0.3度以下であれば反射率は0になるこ
とはなく、共振器端面として機能させることが可能にな
る。
Here, u 0 (x) is a function representing the intensity distribution of the laser light, and β is the propagation constant of this laser light. FIG. 5 shows the result of calculating the dependence of the reflectivity reduction R / R 0 on the tilt angle θ with respect to the full width at half maximum of various laser light intensity distributions. It can be seen from FIG. 5 that even if the angle between the stripe direction of the stripe-shaped active region and the end face of the resonator deviates from 90 degrees to within 1 degree, the reflectance is greatly reduced. Therefore, it can be seen that the tilt angle between the stripe direction of the stripe-shaped active region and the resonator end face has a far greater effect than the tilt angle of the resonator end face with respect to the layer thickness direction. Also, from FIG. 5, for the full width at half maximum of the intensity distribution of various laser beams,
If the tilt angle is 0.3 degrees or less, the reflectivity does not become 0, and it becomes possible to function as a resonator end face.

【0020】また、図6には反射率の低下による発振閾
値電流値の変化を表すグラフ図を示す。これより反射率
0が0.5である窒化ガリウム系半導体レーザ素子の
共振端面の反射率が、共振器端面のチルトや凹凸により
低下すると、発振閾値電流値は増大し、反射率がR0
半分になれば発振閾値電流値は約2倍になることが分か
る。これより共振器端面の反射率の低下量は少なくする
ことが好ましい。本発明者はこの反射率の低下がレーザ
光の強度分布の半値全幅により大きく影響されることを
見い出した。その結果、図5から分かるように、レーザ
光の強度分布が狭いほうが反射率の低下量は抑えられ、
活性層と平行な方向におけるレーザ光の強度分布の半値
全幅は3μm以下であることが好ましい。これにより反
射率の低下量を40%以下に抑えることができ、発振閾
値電流値の低い窒化ガリウム系半導体レーザ素子を得る
ことができる。
FIG. 6 is a graph showing a change in the oscillation threshold current value due to a decrease in the reflectance. As a result, when the reflectance at the resonance end face of the gallium nitride based semiconductor laser device having the reflectance R 0 of 0.5 decreases due to the tilt or unevenness of the resonator end face, the oscillation threshold current value increases and the reflectance becomes R 0. It can be seen that the oscillation threshold current value becomes about twice as large when the value becomes half. Accordingly, it is preferable to reduce the amount of decrease in the reflectance of the end face of the resonator. The present inventor has found that this decrease in reflectivity is greatly affected by the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam. As a result, as can be seen from FIG. 5, the narrower the laser beam intensity distribution, the more the amount of decrease in reflectance is suppressed, and
The full width at half maximum of the laser light intensity distribution in the direction parallel to the active layer is preferably 3 μm or less. As a result, the amount of decrease in reflectance can be suppressed to 40% or less, and a gallium nitride based semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value can be obtained.

【0021】従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子で
は、ストライプの方向と共振器端面とのなすチルト角度
を全く考慮していなかったため、この角度が90度±
0.3度の範囲を越えて作製してしまうことがあり、こ
れが歩留まりよく発振閾値電流値が低い半導体レーザ素
子を得ることが困難になる原因となっていた。従って、
本発明を用いれば、歩留まりよく発振閾値電流値が低い
半導体レーザ素子を得ることが可能になった。
In the conventional gallium nitride based semiconductor laser device, since the tilt angle between the direction of the stripe and the end face of the resonator is not considered at all, this angle is 90 degrees ±
In some cases, the semiconductor laser device is manufactured beyond the range of 0.3 degrees, which makes it difficult to obtain a semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with good yield. Therefore,
According to the present invention, it has become possible to obtain a semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with good yield.

【0022】さらに本発明によれば、活性領域がストラ
イプ状に形成されてなる半導体レーザにおいて、前記ス
トライプ状活性領域の範囲内での共振器端面の凹凸の山
と谷の差を25nm以下とすれば、歩留まりよく発振閾
値電流値の低い半導体レーザ素子を得ることができる。
図7に、ストライプ状活性領域110と凹凸が形成され
た共振器端面111とを半導体レーザ素子を表面から見
た図を示す。
Further, according to the present invention, in a semiconductor laser having an active region formed in a stripe shape, the difference between the peaks and valleys of the concave and convex of the cavity end face within the range of the stripe active region is set to 25 nm or less. Thus, a semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with a high yield can be obtained.
FIG. 7 shows a view of the semiconductor laser device from the surface, showing the stripe-shaped active region 110 and the cavity end face 111 on which the unevenness is formed.

【0023】ここで図のようにストライプ状活性領域1
10と垂直な方向にX軸を取り、このX軸と共振器端面
111とのずれの大きさを表す関数をφ(X)とする
と、このφ(X)による反射率の低下量R/R0は、次
の式で表される。
Here, as shown in FIG.
Assuming that the X-axis is taken in a direction perpendicular to the axis 10 and the function representing the magnitude of the deviation between the X-axis and the cavity facet 111 is φ (X), the amount of decrease in reflectance R / R due to this φ (X) 0 is represented by the following equation.

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】ここで、φ(X)は周期が2μmから3μ
m程度の周期関数であり、振幅をDとする三角関数で表
す。この振幅Dの2倍が周期的な凹凸の山と谷の差を表
している。この反射率の低下量R/R0の振幅Dに関す
る依存性を算出した結果を図8に示す。このグラフ図
は、2μmから3μmの範囲内の周期の大きさでは三角
関数の周期に対してはほとんど変化せず、ほぼ同様の結
果になった。この図から分かるように、共振器端面の周
期的な凹凸は、山と谷の差を25nm以下とすれば反射
率の低下量を40%以下に抑えることができ、発振閾値
電流値の低い窒化ガリウム系半導体レーザ素子を得るこ
とができる。一方、レーザ光の強度分布の半値全幅に対
しても図8のグラフ図はほとんど変化しないが、レーザ
光の強度分布の半値全幅が非常に狭くなり、共振器端面
の凹凸の周期の4分の1程度になると、ストライプ状活
性領域のストライプ方向に対して共振器端面がチルトし
ていることになる。従って、活性層と平行な方向におけ
るレーザ光の強度分布の半値全幅は凹凸の周期の4分の
1の大きさよりも広いことが好ましい。具体的には、共
振器端面の周期的な凹凸が2μm〜3μm程度で観察さ
れているので、レーザ光の強度分布の半値全幅は0.5
μmより広いことが好ましい。
Here, φ (X) has a period of 2 μm to 3 μm.
This is a periodic function of about m, and is represented by a trigonometric function where the amplitude is D. Twice the amplitude D represents the difference between the peaks and valleys of the periodic unevenness. FIG. 8 shows the result of calculating the dependence of the reflectance reduction R / R 0 on the amplitude D. This graph shows almost the same result with respect to the period of the trigonometric function when the period is within the range of 2 μm to 3 μm. As can be seen from this figure, the periodic unevenness of the cavity end face can suppress the decrease in the reflectance to 40% or less if the difference between the peak and the valley is 25 nm or less, and reduce the oscillation threshold current value to a low value. A gallium-based semiconductor laser device can be obtained. On the other hand, the graph of FIG. 8 hardly changes even with respect to the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser light, but the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser light becomes very narrow, and the period of the unevenness of the cavity end face becomes one quarter. When the value is about 1, the resonator end face is tilted with respect to the stripe direction of the stripe-shaped active region. Therefore, it is preferable that the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in the direction parallel to the active layer is wider than a quarter of the period of the unevenness. Specifically, since periodic irregularities on the cavity end face are observed at about 2 μm to 3 μm, the full width at half maximum of the laser light intensity distribution is 0.5 μm.
It is preferably wider than μm.

【0026】さらに本発明によれば、基板の周囲の辺の
うち少なくとも1つを劈開により形成された直線状の辺
とすることにより、この直線状の辺を基準としてストラ
イプ状活性領域を形成できるので、ストライプ状活性領
域のストライプ方向と共振器端面とのなすチルト角度を
正確に制御することが可能になった。
Further, according to the present invention, at least one of the sides around the substrate is a straight side formed by cleavage, so that a stripe-shaped active region can be formed based on the straight side. Therefore, the tilt angle between the stripe direction of the stripe-shaped active region and the end face of the resonator can be accurately controlled.

【0027】以上の結果、従来は全く考慮していなかっ
たストライプ状活性領域のストライプ方向と共振器端面
とのなすチルト角度、及び、共振器端面の周期的な凹凸
の大きさ、の2点を考慮することにより、歩留まりよく
発振閾値電流値の低い窒化ガリウム系半導体レーザ素子
を提供することが可能になる。
As a result, two points, the tilt angle between the stripe direction of the stripe active region and the cavity facet, and the size of the periodic irregularities on the cavity facet, which have not been taken into consideration at all, have been considered. By taking this into consideration, it becomes possible to provide a gallium nitride based semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with good yield.

【0028】なお、ストライプ状活性領域のストライプ
方向と共振器端面とのなすチルト角度、及び、共振器端
面の周期的な凹凸の大きさ、による共振器鴇面の反射率
の低下は、前記の反射率の低下量を表す式から、レーザ
の発光波長が短いほど低下量が大きくなるので、発光波
長が400nmから500nm程度の窒化ガリウム系半
導体レーザ素子に対して、本発明が特に有効であるとい
える。
The decrease in the reflectivity of the cavity surface due to the tilt angle between the stripe direction of the stripe-shaped active region and the cavity facet and the size of the periodic irregularities on the cavity facet are caused by the above-mentioned factors. From the expression representing the amount of decrease in reflectivity, the shorter the laser emission wavelength is, the larger the decrease is, so that the present invention is particularly effective for gallium nitride based semiconductor laser devices having an emission wavelength of about 400 nm to 500 nm. I can say.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、具体例に従ってさらに詳細
に説明する。 (第1の実施例)図1は本発明の第1の実施例に係る窒
化ガリウム系半導体レーザ素子を示す断面図である。こ
の図において、1はc面を表面として有するn−GaN
基板、2はn−GaN層、3はn−In0.1Ga0.9Nク
ラック防止層、4はn−Al0.1Ga0.9Nn型クラッド
層、5はn−GaNガイド層、6は2層のIn0.15Ga
0 .85N量子井戸層と3層のIn0.03Ga0.97N障壁層と
からなる多重量子井戸構造活性層、7はAl0.2Ga0.8
N蒸発防止層、8はp−GaNガイド層、9はp−Al
0.1Ga0.9Np型第1クラッド層、10はp−In0.03
Ga0.97Nエッチストップ層、11はp−Al0.1Ga
0.9Np型第2クラッド層、12はp−GaNp型コン
タクト層、13はp側電極、14はn側電極、15は電
流狭窄のためのSiO2絶縁膜である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. (First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a gallium nitride based semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention. In this figure, 1 is n-GaN having a c-plane as a surface
Substrate, 2 n-GaN layer, 3 n-In 0.1 Ga 0.9 N anti-cracking layer, the n-Al 0.1 Ga 0.9 Nn type cladding layer 4, 5 is n-GaN guide layer, an In 0.15 of 6 2 layers Ga
An active layer having a multiple quantum well structure including a 0.85 N quantum well layer and three In 0.03 Ga 0.97 N barrier layers, and 7 is Al 0.2 Ga 0.8
N evaporation prevention layer, 8 is a p-GaN guide layer, 9 is p-Al
0.1 Ga 0.9 Np type first cladding layer, 10 is p-In 0.03
Ga 0.97 N etch stop layer, 11 is p-Al 0.1 Ga
0.9 Np-type second cladding layer, 12 is a p-GaN p-type contact layer, 13 is a p-side electrode, 14 is an n-side electrode, and 15 is a SiO 2 insulating film for current confinement.

【0030】本発明において、クラック防止層3はIn
0.1Ga0.9N以外のIn組成を持つInGaN3元混晶
でもよい。
In the present invention, the crack preventing layer 3 is made of In.
An InGaN ternary mixed crystal having an In composition other than 0.1 Ga 0.9 N may be used.

【0031】また、n型クラッド層4及びp型第1クラ
ッド層9とp型第2クラッド層11のIn組成が小さい
場合や層厚が薄い場合にはクラックが生じないこともあ
るので、特にクラック防止層3を形成しなくても構わな
い。
If the In composition of the n-type cladding layer 4, the p-type first cladding layer 9 and the p-type second cladding layer 11 is small or the layer thickness is small, cracks may not occur. The crack prevention layer 3 may not be formed.

【0032】n型クラッド層4及びp型第1クラッド層
9とp型第2クラッド層11は、Al0.1Ga0.9N以外
のAl組成を持つAlGaN3元混晶でもよい。この場
合Al組成を大きくすると活性層とクラッド層とのエネ
ルギーギャップ差及び屈折率差が大きくなり、キャリア
や光が活性層に有効に閉じ込められてさらに発振閾値電
流値の低減及び、温度特性の向上が図れる。またキャリ
アや光の閉じ込めが保持される程度でAl組成を小さく
していくと、クラッド層におけるキャリアの移動度が大
きくなるため、半導体レーザ素子の素子抵抗を小さくで
きる利点がある。さらにこれらのクラッド層は微量に他
の元素を含んだ4元以上の混晶半導体でもよく、n型ク
ラッド層4とp型第1クラッド層9とp型第2クラッド1
1とで混晶の組成が同一でなくても構わない。
The n-type cladding layer 4, the p-type first cladding layer 9, and the p-type second cladding layer 11 may be an AlGaN ternary mixed crystal having an Al composition other than Al 0.1 Ga 0.9 N. In this case, when the Al composition is increased, the energy gap difference and the refractive index difference between the active layer and the cladding layer increase, and carriers and light are effectively confined in the active layer, further reducing the oscillation threshold current value and improving the temperature characteristics. Can be achieved. Also, if the Al composition is reduced to such an extent that the confinement of carriers and light is maintained, the mobility of carriers in the cladding layer increases, and thus there is an advantage that the device resistance of the semiconductor laser device can be reduced. Furthermore, these cladding layers may be quaternary or more mixed crystal semiconductors containing trace amounts of other elements, and may include an n-type cladding layer 4, a p-type first cladding layer 9, and a p-type second cladding layer 1.
The composition of the mixed crystal does not have to be the same as that of 1.

【0033】n−GaNガイド層5とp−GaNガイド
層8は、そのエネルギーギャップが、多重量子井戸構造
活性層6を構成する量子井戸層のエネルギーギャップ
と、n型クラッド層4やp型第1クラッド層9のエネル
ギーギャップの間の値を持つような材料であればGaN
にこだわらず他の材料、例えばInGaN3元混晶、A
lGaN3元混晶、InGaAlN4元混晶等を用いて
もよい。またガイド層全体にわたってドナー又はアクセ
ブターをドーピングする必要はなく、多重量子井戸構造
活性層6側の一部のみをノンド−プとしてもよく、さら
にはガイド層全体をノンドープとしてもよい。この場
合、ガイド層に存在するキャリアが少なくなり、自由キ
ャリアによる光の吸収が低減されて、さらに発振閾値電
流が低減できるという利点がある。
The energy gap of the n-GaN guide layer 5 and the p-GaN guide layer 8 is different from the energy gap of the quantum well layer forming the multiple quantum well structure active layer 6 by the n-type cladding layer 4 and the p-type If the material has a value between the energy gaps of one clad layer 9, GaN
Any other material, for example, InGaN ternary mixed crystal, A
You may use 1GaN ternary mixed crystal, InGaAlN quaternary mixed crystal, or the like. It is not necessary to dope the entire guide layer with a donor or an acceptor, and only a part of the multiple quantum well structure active layer 6 side may be non-doped, or the entire guide layer may be non-doped. In this case, there are advantages that the number of carriers existing in the guide layer is reduced, light absorption by free carriers is reduced, and the oscillation threshold current can be further reduced.

【0034】多重量子井戸構造活性層6を構成する2層
のIn0.15Ga0.85N量子井戸層と3層のIn0.03Ga
0.97N障壁層は、必要なレーザ発振波長に応じてその組
成を設定すればよく、発振波長を長くしたい場合は量子
井戸層のIn組成を大きくし、短くしたい場合は量子井
戸層のIn組成を小さくする。また量子井戸層と障壁層
は、InGaN3元混晶に微量に他の元素を含んだ4元
以上の混晶半導体でもよい。さらに障壁層は単にGaN
を用いてもよい。さらに量子井戸層と障壁層の層数も本
実施例にこだわらず他の層数を用いてもよく、単一量子
井戸構造活性層でも構わない。
The multi-quantum well structure active layer 6 has two In 0.15 Ga 0.85 N quantum well layers and three In 0.03 Ga layers.
The composition of the 0.97 N barrier layer may be set according to the required laser oscillation wavelength. To increase the oscillation wavelength, increase the In composition of the quantum well layer, and to shorten the oscillation wavelength, increase the In composition of the quantum well layer. Make it smaller. Further, the quantum well layer and the barrier layer may be a quaternary or higher mixed crystal semiconductor containing a trace amount of another element in an InGaN ternary mixed crystal. Further, the barrier layer is simply GaN
May be used. Further, the number of layers of the quantum well layer and the barrier layer is not limited to the present embodiment, and other numbers may be used. A single quantum well structure active layer may be used.

【0035】また本実施例では、多重量子井戸構造活性
層6に接するようにAl0.2Ga0.8N蒸発防止層7を形
成している。これは多重量子井戸構造活性層6を成長し
た後にp−GaNガイド層8を成長する際に、成長温度
を上昇する必要があるが、この間に多重量子井戸構造活
性層6が蒸発してしまうことを防ぐためである。従っ
て、量子井戸層を保護するものであれば蒸発防止層7と
して用いることができ、他のAl組成を有するAlGa
N3元混晶やGaNを用いてもよい。また、この蒸発防
止層7にMgをド−ピングしてもよく、この場合はp−
GaNガイド層8やp−Al0.1Ga0.9Np型クラッド
層9から活性層6へ正孔が注入され易くなるという利点
がある。さらに、量子井戸層のIn組成が小さい場合は
蒸発防止層7を形成しなくても量子井戸層は蒸発しない
ため、特に蒸発防止膚7を形成しなくても、本実施例の
窒化ガリウム系半導体レーザ素子の特性は損なわれな
い。
In this embodiment, the Al 0.2 Ga 0.8 N evaporation preventing layer 7 is formed so as to be in contact with the multiple quantum well structure active layer 6. This is because when growing the p-GaN guide layer 8 after growing the multiple quantum well structure active layer 6, it is necessary to raise the growth temperature, but during this time the multiple quantum well structure active layer 6 evaporates. It is to prevent. Therefore, any material that protects the quantum well layer can be used as the evaporation prevention layer 7 and has a different Al composition.
N-ternary mixed crystal or GaN may be used. Further, Mg may be doped into the evaporation preventing layer 7, and in this case, p-
There is an advantage that holes are easily injected into the active layer 6 from the GaN guide layer 8 or the p-Al 0.1 Ga 0.9 Np type clad layer 9. Further, when the In composition of the quantum well layer is small, the quantum well layer does not evaporate without forming the evaporation prevention layer 7, and thus the gallium nitride based semiconductor of the present embodiment can be obtained without forming the evaporation prevention skin 7. The characteristics of the laser element are not impaired.

【0036】次に、図1を参照して上記窒化ガリウム系
半導体レーザ素子の作製方法を説明する。以下の説明で
はMOCVD法(有機金属気相成長法)を用いた場合を
示しているが、窒化ガリウム系半導体をエピタキシヤル
成長できる成長法であればよく、MBE法(分子線エピ
タキシャル成長法)やHVPE(ハイドライド気相成長
法)等の他の気相成長法を用いることもできる。
Next, a method for fabricating the gallium nitride based semiconductor laser device will be described with reference to FIG. In the following description, the case where the MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method) is used is shown, but any growth method capable of epitaxially growing a gallium nitride-based semiconductor may be used, such as MBE method (molecular beam epitaxial growth method) or HVPE. Other vapor phase growth methods such as (hydride vapor phase epitaxy) can also be used.

【0037】まず所定の成長炉内に設置された、c面を
表面として有する厚さ100μmのn−GaN基板1上
に、トリメチルガリウム(TMG)、アンモニア(NH
3)、及びシランガス(SiH4)を原料に用いて、成長
温度1050℃で厚さ3μmのSiドープn−GaN層
2を成長する。次に成長温度を750℃に下げ、TMG
とNH3とSiH4、及びトリメチルインジウム(TM
I)を原料に用いて、厚さ0.1μmのSiドープn−
In0.1Ga0.9Nクラック防止層3を成長する。次に、
再び成長温度を1050℃に上昇して、TMGとNH3
とSiH4、及びトリメチルアルミニウム(TMA)を
原料に用いて、厚さ1.0μmのSiドープn−Al
0.1Ga0.9Nn型クラッド層4を成長する。続けて、T
MAを原料から除いて、成長温度は1050℃のままで
厚さ0.1μmのSiドープn−GaNガイド層5を成
長する。
First, trimethylgallium (TMG), ammonia (NH 3), and the like were placed on a 100 μm-thick n-GaN substrate 1 having a c-plane as a surface and set in a predetermined growth furnace.
3 ) By using silane gas (SiH 4 ) as a raw material, a 3 μm-thick Si-doped n-GaN layer 2 is grown at a growth temperature of 1050 ° C. Next, the growth temperature was lowered to 750 ° C.
And NH 3 and SiH 4 , and trimethylindium (TM
I) is used as a raw material, and a Si-doped n-
The In 0.1 Ga 0.9 N crack preventing layer 3 is grown. next,
The growth temperature was raised again to 1050 ° C., and TMG and NH 3
And SiH 4 and trimethylaluminum (TMA) as raw materials and a 1.0 μm thick Si-doped n-Al
A 0.1 Ga 0.9 Nn-type clad layer 4 is grown. Then, T
Except for MA, the Si-doped n-GaN guide layer 5 having a thickness of 0.1 μm is grown at a growth temperature of 1050 ° C.

【0038】その後再び、成長温度を750℃に下げ、
TMGとNH3とTMIを原料に用いて、In0.03Ga
0.97N障壁層(厚さ5nm)、IN0.15Ga0.85N量子
井戸層(厚さ3nm)、In0.03Ga0.97N障壁層(厚
さ5nm)、IN0.15Ga0. 85N量子井戸層(厚さ3n
m)、In0.03Ga0.97N障壁層(厚さ5nm)を順次
成長することにより多重量子井戸構造活性層(トータル
の厚さ21nm)6を作製する。さらに続けてTMGと
TMAとNH3を原料に用いて、成長温度は750℃の
ままで厚さ10nmのAl0.2Ga0.8N蒸発防止層7を
成長する。
Thereafter, the growth temperature is lowered again to 750 ° C.
Using TMG, NH 3 and TMI as raw materials, In 0.03 Ga
0.97 N barrier layers (thickness 5nm), IN 0.15 Ga 0.85 N quantum well layer (thickness 3nm), In 0.03 Ga 0.97 N barrier layers (thickness 5nm), IN 0.15 Ga 0. 85 N quantum well layer (thickness 3n
m), an In 0.03 Ga 0.97 N barrier layer (thickness: 5 nm) is sequentially grown to form a multiple quantum well structure active layer (total thickness: 21 nm) 6. Subsequently, using TMG, TMA and NH 3 as raw materials, an Al 0.2 Ga 0.8 N evaporation preventing layer 7 having a thickness of 10 nm is grown at a growth temperature of 750 ° C.

【0039】次に、再び成長温度を1050℃に上昇し
て、TMGとNH3、及びシクロぺンタジエニルマグネ
シウム(Cp2Mg)を原料に用いて、厚さ0.1μm
のMgドープp−GaNガイド層8を成長する。さらに
続けてTMAを原料に加え、成長温度は1050℃のま
まで厚さ0.3μmのMgドープp−Al0.1Ga0.9
p型第1クラッド層9を成長する。次に成長温度を75
0℃に下げ、TMGとNH3とCp2Mg、及びTMIを
原料に用いて、厚さ20nmのMgドープp−In0.03
Ga0.97Nエッチストップ層10を成長する。
Next, the growth temperature was raised again to 1050 ° C., and TMG, NH 3 , and cyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) were used as raw materials, and the thickness was 0.1 μm.
The Mg-doped p-GaN guide layer 8 is grown. Subsequently, TMA was added to the raw material, and the growth temperature was kept at 1050 ° C., and the Mg-doped p-Al 0.1 Ga 0.9 N having a thickness of 0.3 μm was formed.
A p-type first cladding layer 9 is grown. Next, the growth temperature is set to 75
0 ° C., and using TMG, NH 3 , Cp 2 Mg, and TMI as raw materials, Mg-doped p-In 0.03
A Ga 0.97 N etch stop layer 10 is grown.

【0040】次に、再び成長温度を1050℃に上昇し
て、TMGとNH3とCp2Mg、及び、TMAを原料に
用いて、厚さ0.8μmのMgドープp−Al0.1Ga
0.9Np型第2クラッド層11を成長する。続けて、T
MAを原料から除いて、成長温度は1050℃のままで
厚さ0.1μmのMgドープp−GaNp型コンタクト
層12を成長して、窒化ガリウム系エピタキシャルウェ
ハーを完成する。
Next, the growth temperature was increased again to 1050 ° C., and TMG, NH 3 , Cp 2 Mg, and TMA were used as raw materials, and a 0.8 μm-thick Mg-doped p-Al 0.1 Ga
A 0.9 Np type second cladding layer 11 is grown. Then, T
The MA is removed from the raw material, and the Mg-doped p-GaN p-type contact layer 12 having a thickness of 0.1 μm is grown at a growth temperature of 1050 ° C. to complete a gallium nitride-based epitaxial wafer.

【0041】その後、この基板上に窒化物系半導体構造
が積層されたウェハーを800℃の窒素ガス雰囲気中で
アニールして、Mgドープのp型層を低抵抗化する。
Thereafter, the wafer having the nitride-based semiconductor structure laminated on the substrate is annealed in a nitrogen gas atmosphere at 800 ° C. to lower the resistance of the Mg-doped p-type layer.

【0042】続いて、このウェハーの一部を劈開して直
線状の辺Aを形成する。本実施例ではこの辺に形成され
る劈開面を(1−100)面とした。さらに、通常のフ
ォトリソグラフィーとドライエッチング技術を用いてp
−GaNp型コンタクト層12の最表面に、2μm幅の
ストライプ状にリッジ構造を形成するようにp−GaN
p型コンタクト層12とp−Al0.1Ga0.9Np型第2
クラッド層11をエッチングする。この時、エッチング
の深さがp−In0.03Ga0.97Nエッチストップ層10
に達すると、エッチング表面にIn原子が現れるため、
このIn原子を元素分析により検出した時点でエッチン
グを停止するようにして、エッチングする深さを正確に
制御できた。なおエッチストップ層10は、Al原子と
Ga原子以外の原子が検出されてエッチングを停止でき
ればよいので、他のIn組成を有するInGaN3元混
晶や、InGaAlN4元混晶でも構わない。また、エ
ッチングレートを十分に制御して所望のエッチング深さ
をエッチング時間で制御できる場合は、エッチストップ
層10は無くてもよい。
Subsequently, a part of the wafer is cleaved to form a straight side A. In the present embodiment, the cleavage plane formed on this side is (1-100) plane. Further, p is formed using ordinary photolithography and dry etching techniques.
-P-GaN so as to form a ridge structure in the form of a stripe having a width of 2 μm on the outermost surface of the p-type contact layer 12.
p-type contact layer 12 and p-Al 0.1 Ga 0.9 Np-type second
The clad layer 11 is etched. At this time, the etching depth is p-In 0.03 Ga 0.97 N etch stop layer 10.
When reaching, In atoms appear on the etched surface,
Etching was stopped when the In atoms were detected by elemental analysis, so that the etching depth could be accurately controlled. Note that the etch stop layer 10 may be an InGaN ternary mixed crystal or an InGaAlN quaternary mixed crystal having another In composition, as long as the etching can be stopped by detecting atoms other than Al atoms and Ga atoms. If the desired etching depth can be controlled by the etching time by sufficiently controlling the etching rate, the etch stop layer 10 may be omitted.

【0043】またストライプ状のリッジ構造は、この領
域にのみ電流注入される活性領域となるが、フォトリソ
グラフィーによりこのリッジ構造を形成する際には、直
線状の辺Aとリッジ構造のストライプとが垂直になるよ
うにフォトマスクのアライメントを行う。本実施例では
このリッジ構造のストライプの方向は<1−100>方
向である。このように、ウェハーの一部を劈開して直線
状の辺Aを形成しておくことにより、この辺Aを基準に
してリッジ構造のストライプをアライメントすることが
できるので、ストライプの方向を正確に劈開の方向に対
して垂直に形成することが可能になった。
The stripe-shaped ridge structure is an active region into which current is injected only in this region. When the ridge structure is formed by photolithography, the straight side A and the stripe of the ridge structure are formed. The photomask is aligned so as to be vertical. In this embodiment, the direction of the stripe of the ridge structure is the <1-100> direction. By forming a straight side A by cleaving a part of the wafer in this manner, the stripe of the ridge structure can be aligned with respect to the side A, so that the direction of the stripe can be accurately cleaved. Can be formed perpendicular to the direction.

【0044】続いて、リッジの側面とリッジ以外のp型
層表面に厚さ200nmのSiO2絶縁膜15を電流阻
止層として形成し、このSiO2絶縁膜15とp−Ga
Np型コンタクト層12の表面にニッケルと金からなる
p側電極13を形成する。さらに、このウェハーのn−
GaN基板1の裏面を通常の研磨技術により研磨してウ
ェハーの厚さを30μmとし、n−GaN基板1の裏面
にチタンとアルミニウムからなるn側電極14を形成し
て、窒化ガリウム系半導体レーザ素子ウェハーを完成す
る。
Subsequently, an SiO 2 insulating film 15 having a thickness of 200 nm is formed as a current blocking layer on the side surfaces of the ridge and on the surface of the p-type layer other than the ridge, and this SiO 2 insulating film 15 and p-Ga
A p-side electrode 13 made of nickel and gold is formed on the surface of the Np type contact layer 12. Further, the n-
The back surface of the GaN substrate 1 is polished by a normal polishing technique to reduce the thickness of the wafer to 30 μm, and the n-side electrode 14 made of titanium and aluminum is formed on the back surface of the n-GaN substrate 1. Complete the wafer.

【0045】その後、このウェハーをリッジストライプ
と垂直な方向に劈開することによりレーザの共振器端面
を形成し、リッジストライプと平行な方向にレーザ共振
器を形成する。ここでは、共振器面を形成する劈開面は
(1−100)面であり、共振器の長さを500μmと
した。本実施例ではリッジストライプをフォトリソグラ
フィーで形成する際に、劈開により形成されたウェハー
の辺Aを基準にしてリッジ構造のストライプをアライメ
ントしているので、両共振器面ともリッジストライプの
方向と共振器端面とのなすチルト角度が90度±0.1
度程度とすることができ、良好な特性を示すチルト角で
ある90度±0.3度の範囲内に入っている。
Thereafter, the wafer is cleaved in a direction perpendicular to the ridge stripe to form a laser cavity end face, and a laser resonator is formed in a direction parallel to the ridge stripe. Here, the cleavage plane forming the resonator surface was a (1-100) plane, and the length of the resonator was 500 μm. In the present embodiment, when the ridge stripe is formed by photolithography, the stripe of the ridge structure is aligned with reference to the side A of the wafer formed by cleavage, so that both resonator surfaces are aligned with the direction of the ridge stripe. 90 ° ± 0.1 tilt angle with the container end face
Degree, which is within a range of 90 degrees ± 0.3 degrees, which is a tilt angle showing good characteristics.

【0046】また、n−GaN基板の劈開面を利用して
共振器端面を形成したことにより、端面の周期的な凹凸
は低減され、凹凸の山と谷の差を測定すると1nm程度
とすることができ、25nm以下の範囲内に抑えられ
た。
Further, by forming the cavity end face using the cleavage plane of the n-GaN substrate, the periodic unevenness of the end face is reduced, and the difference between the peak and the valley of the unevenness is set to about 1 nm. And was suppressed within the range of 25 nm or less.

【0047】さらにこの共振器端面に、SiO2とTi
2が交互に各3層ずつ積層された発振波長(λ)/4
誘電体多層反射膜を形成し、共振器端面の反射率を60
%とする。
Further, SiO 2 and Ti
Oscillation wavelength (λ) / 4 in which three layers of O 2 are alternately stacked.
A dielectric multilayer reflective film is formed, and the reflectance of the cavity end face is set to 60.
%.

【0048】続いてこのレーザ素子を個々のレーザチッ
プに分割する。そして、各チップのn側電極14を接着
してステムにマウントし、ワイヤーボンディングにより
p側電極13とリード端子とを接続して窒化ガリウム系
半導体レーザ素子を完成する。
Subsequently, this laser element is divided into individual laser chips. Then, the n-side electrode 14 of each chip is bonded and mounted on the stem, and the p-side electrode 13 and the lead terminal are connected by wire bonding to complete a gallium nitride based semiconductor laser device.

【0049】このようにして作製された窒化ガリウム系
半導体レーザ素子の発振波長は410nm、発振閾値電
流値は40mAであり、良好なレーザ特性が得られた。
また1枚のウェハー内での各半導体レーザ素子チップの
特性のばらつきも小さくなり、歩留まりが向上した。こ
のように歩留まりよく、かつ、低い発振閾値電流値が得
られるのは、従来全く考慮されていなかったリッジスト
ライプの方向と共振器端面とのなす角度を90度±0.
3度の範囲内としたことと、端面の周期的な凹凸の山と
谷の差を25nm以下としたことにより、共振器端面の
反射率の低下を抑えたことによるものである。
The gallium nitride based semiconductor laser device thus manufactured had an oscillation wavelength of 410 nm and an oscillation threshold current value of 40 mA, and excellent laser characteristics were obtained.
In addition, variations in the characteristics of each semiconductor laser element chip within one wafer were reduced, and the yield was improved. Such a good yield and a low oscillation threshold current value are obtained because the angle between the direction of the ridge stripe and the end face of the resonator, which has not been considered at all, is 90 ° ± 0.
This is because the fall of the reflectance at the cavity facet was suppressed by setting the range of 3 degrees and the difference between the peaks and valleys of the periodic unevenness on the facet to 25 nm or less.

【0050】なお、本実施例の構成では、活性層と平行
な方向におけるレーザ光の強度分布の半値全幅が、2.
9μm程度となっているが、本実施例に限らず半値全幅
が、0.5μm以上3μm以下であれば、歩留まりよく
良好なレーザ特性の窒化ガリウム系半導体レーザ素子が
得られる。この活性層と平行な方向におけるレーザ光の
強度分布の半値全幅は、本実施例の場合、リッジ構造の
ストライプ幅と、p型第1クラッド層の層厚とにより決
まる。図2にp型第1クラッド層の層厚とリッジストライ
プの幅との相関によるレーザ光の強度分布の半値全幅が
3μmとなる場合を○で示す。レーザ光の強度分布の半
値全幅が図2に示される斜線部内のストライプ幅とp型
第1クラッド層の層厚であれば、活性層と平行な方向に
おけるレーザ光の強度分布の半値全幅は0.5μm以上
3μm以下とすることができる。
In the structure of this embodiment, the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in the direction parallel to the active layer is 2.
The thickness is about 9 μm, but is not limited to this embodiment, and if the full width at half maximum is 0.5 μm or more and 3 μm or less, a gallium nitride-based semiconductor laser device having good laser characteristics and good yield can be obtained. In the present embodiment, the full width at half maximum of the laser light intensity distribution in the direction parallel to the active layer is determined by the stripe width of the ridge structure and the layer thickness of the p-type first cladding layer. FIG. 2 shows a case where the full width at half maximum of the laser light intensity distribution based on the correlation between the thickness of the p-type first cladding layer and the width of the ridge stripe is 3 μm. If the full width at half maximum of the laser light intensity distribution is the stripe width in the shaded area shown in FIG. 2 and the thickness of the p-type first cladding layer, the full width at half maximum of the laser light intensity distribution in the direction parallel to the active layer is 0. It can be set to 0.5 μm or more and 3 μm or less.

【0051】この結果、歩留まりよく良好なレーザ特性
を有する窒化ガリウム系半導体レーザ素子が得ることが
できる。なお、図2のようなグラフ図は半導体レーザ素
子の構造により変化するが、反射率の低下量はレーザ光
の強度分布の半値全幅により影響されるので、構造に応
じてレーザ光の強度分布の半値全幅が0.5μm以上3
μm以下となるようにストライプ幅等を設定すればよ
い。
As a result, a gallium nitride based semiconductor laser device having good laser characteristics with good yield can be obtained. Although the graph shown in FIG. 2 changes depending on the structure of the semiconductor laser device, the amount of decrease in the reflectivity is affected by the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser light. Full width at half maximum of 0.5 μm or more 3
The stripe width or the like may be set so as to be not more than μm.

【0052】また本実施例では、ウェハーの直線状の辺
Aを(1−100)面とし、リッジストライプの方向を
この辺Aに垂直な<1−100>方向としたが、リッジ
ストライプの方向を辺Aに平行な<11−20>方向と
しても構わない。これはGaNの場合(11−20)面
でも共振器端面として使用可能な劈開面が形成できるた
めである。また、ウェハーの直線状の辺Aを(11−2
0)面とし、リッジストライプの方向をこの辺Aに垂
直、又は、平行な方向としても構わない。
In this embodiment, the straight side A of the wafer is the (1-100) plane and the direction of the ridge stripe is the <1-100> direction perpendicular to the side A, but the direction of the ridge stripe is The <11-20> direction parallel to the side A may be used. This is because in the case of GaN, a cleavage plane that can be used as a resonator end face can be formed even on the (11-20) plane. Further, the straight side A of the wafer is defined as (11-2).
0), and the direction of the ridge stripe may be perpendicular or parallel to the side A.

【0053】本実施例では、基板としてn型の窒化ガリ
ウム半導体を用いているが、p型とn型の構成を逆にし
ても構わない。さらには、電流阻止層としてはSiO2
絶縁膜15に限らず、SiN等の他の誘電体絶縁膜や、
n型の導電性や半絶縁性を有する半導体材料を用いるこ
ともできる。また活性領域を形成するためのストライプ
構造は本実施例のようなリッジ構造に限らず、リッジを
形成する際にn型層までエッチングを行う、いわゆる埋
め込み構造や、電流狭窄層を形成した後に電流注入を行
う領域のみに電流狭窄層のエッチングを行う、いわゆる
内部電流狭窄構造、等の他のストライプ構造でも構わな
い。(第2の実施例)図3は本発明の第2の実施例に係
る窒化ガリウム系半導体レーザ素子を示す断面図であ
る。この図において、21はc面を表面として有するサ
ファイア基板、22はGaNバッファ層、23はn−G
aNn型コンタクト層、24はn−In 0.1Ga0.9Nク
ラック防止層、25はn−Al0.1Ga0.9Nn型クラッ
ド層、26はn−GaNガイド層、27は2層のIn
0.15Ga0.85N量子井戸層と3層のIn0.03Ga0.97
障壁層とからなる多重量子井戸構造活性層、28はAl
0.2Ga0.8N蒸発防止層、29はp−GaNガイド層、
30はp−Al0.1Ga0.9p型第1クラッド層、31は
p−In0.03Ga0.97Nエッチストップ層、32はp−
Al0.1Ga0.9Np型第2クラッド層、33はp−Ga
Np型コンタクト層、34はp側電極、35はn側電
極、36は電流狭窄のためのSiO2絶縁膜である。
In this embodiment, an n-type gallium nitride
, But the p-type and n-type configurations are reversed.
It does not matter. Further, the current blocking layer is made of SiOTwo
Not only the insulating film 15 but also other dielectric insulating films such as SiN,
Use an n-type conductive or semi-insulating semiconductor material.
Can also be. Also stripes to form active regions
The structure is not limited to the ridge structure as in the present embodiment.
Etching is performed up to the n-type layer when forming, so-called buried
After forming the embedded structure and the current confinement layer, current injection is performed.
The current constriction layer is etched only in the region
Other stripe structures such as an internal current confinement structure may be used.
No. (Second Embodiment) FIG. 3 relates to a second embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a gallium nitride-based semiconductor laser device.
You. In this figure, reference numeral 21 denotes a substrate having a c-plane as a surface.
Fire substrate, 22: GaN buffer layer, 23: n-G
aNn type contact layer, 24 is n-In 0.1Ga0.9N
Rack prevention layer, 25 is n-Al0.1Ga0.9Nn type crack
Layer, 26 is an n-GaN guide layer, and 27 is a two-layer In layer.
0.15Ga0.85N quantum well layer and three layers of In0.03Ga0.97N
A multiple quantum well structure active layer comprising a barrier layer;
0.2Ga0.8N evaporation preventing layer, 29 is a p-GaN guide layer,
30 is p-Al0.1Ga0.9The p-type first cladding layer 31
p-In0.03Ga0.97N etch stop layer, 32 is p-
Al0.1Ga0.9Np type second cladding layer, 33 is p-Ga
Np type contact layer, 34 is p-side electrode, 35 is n-side electrode
The pole 36 is SiO for current confinement.TwoIt is an insulating film.

【0054】本発明において、GaNバッファ層22は
その上に窒化ガリウム系半導体をエピタキシャル成長さ
せることが出来るものであればGaNにこだわらず他の
材料、例えばGaNやAlGaN3元混晶を用いてもよ
い。また、n−GaNn型コンタクト層23はバッファ
層22の近傍のみをノンドープとしてドーピング量を厚
さ方向に分布を持たせても構わない。このようにノンド
ープとすることでドーピングした場合よりも結晶性が向
上し、素子の信頼性が向上するという利点がある。ただ
しノンドープとすると素子抵抗が若干高くなるが、バッ
ファ層22の近傍のみをノンドープとしておくことで、
素子抵抗を高くすることなく信頼性を向上させることが
可能である。
In the present invention, the GaN buffer layer 22 is not limited to GaN as long as a gallium nitride-based semiconductor can be epitaxially grown thereon, and other materials such as GaN or AlGaN ternary mixed crystal may be used. In addition, the n-GaN n-type contact layer 23 may have a doping amount distributed in the thickness direction by making only the vicinity of the buffer layer 22 non-doped. Such non-doping has the advantage that the crystallinity is improved as compared with the case of doping, and the reliability of the device is improved. However, when the element is non-doped, the device resistance is slightly increased. However, by making only the vicinity of the buffer layer 22 non-doped,
It is possible to improve the reliability without increasing the element resistance.

【0055】次に、図3を参照して上記窒化ガリウム系
半導体レーザ素子の作製方法を説明する。以下の説明で
はMOCVD法(有機金属気相成長法)を用いた場合を
示しているが、窒化ガリウム系半導体をエピタキシャル
成長できる成長法であればよく、MBE法(分子線エピ
タキシャル成長法)やHVPE(ハイドライド気相成長
法)等の他の気相成長法を用いることもできる。
Next, a method for fabricating the gallium nitride based semiconductor laser device will be described with reference to FIG. In the following description, the case of using the MOCVD method (metal organic chemical vapor deposition method) is shown, but any growth method capable of epitaxially growing a gallium nitride-based semiconductor may be used, such as MBE method (molecular beam epitaxial growth method) or HVPE (hydride). Other vapor phase growth methods such as vapor phase growth method) can also be used.

【0056】まず所定の成長炉内に設置された、c面を
表面として有する厚さ350μmのサファイア基板21
上に、TMGとNH3を原料に用いて、成長温度550
℃でGaNバッファ層22を35nm成長させる。次に
成長温度を1050℃まで上昇させて、TMGとN
3、及びSiH4を原料に用いて、厚さ3μmのSiド
ープn−GaNn型コンタクト層23を成長する。次に
成長温度を750℃に下げ、TMGとNH3とSiH4
及びTMIを原料に用いて、厚さ0.1μmのSiドー
プn−In0.1Ga0.9Nクラック防止層24を成長す
る。次に、再び成長温度を1050℃に上昇して、TM
GとNH3とSiH4及びTMAを原料に用いて、厚さ
1.0μmのSiドープn−Al0.1Ga0.9Nn型クラ
ッド層25を成長する。続けて、TMAを原料から除い
て、成長温度は1050℃のままで厚さ0.1μmのS
iドープn−GaNガイド層26を成長する。
First, a sapphire substrate 21 having a thickness of 350 μm and having a c-plane as a surface is set in a predetermined growth furnace.
Above, using TMG and NH 3 as raw materials, the growth temperature is 550.
A GaN buffer layer 22 is grown at 35 ° C. to a thickness of 35 nm. Next, the growth temperature is increased to 1050 ° C., and TMG and N
Using H 3 and SiH 4 as raw materials, a Si-doped n-GaN n-type contact layer 23 having a thickness of 3 μm is grown. Next, the growth temperature was lowered to 750 ° C., and TMG, NH 3 , SiH 4 ,
Then, a Si-doped n-In 0.1 Ga 0.9 N crack preventing layer 24 having a thickness of 0.1 μm is grown using TMI as a raw material. Next, the growth temperature was raised again to 1050 ° C.
Using G, NH 3 , SiH 4 and TMA as raw materials, a Si-doped n-Al 0.1 Ga 0.9 Nn-type clad layer 25 having a thickness of 1.0 μm is grown. Subsequently, the TMA was removed from the raw material, and the growth temperature was kept at 1050 ° C. and the thickness of the S
An i-doped n-GaN guide layer 26 is grown.

【0057】その後再び、成長温度を750℃に下げ、
TMGとNH3とTMIを原料に用いて、In0.03Ga
0.97N障壁層(厚さ5nm)、In0.15Ga0.85N量子
井戸層(厚さ3nm)、In0.03Ga0.97N障壁層(厚
さ5nm)、In0.15Ga0. 85N量子井戸層(厚さ3n
m)、In0.03Ga0.97N障壁層(厚さ5nm)を順次
成長することにより多重量子井戸構造活性層(トータル
の厚さ21nm)27を作成する。さらに続けてTMG
とTMAとNH3を原料に用いて、成長温度は750℃
のままで厚さ10nmのAl0.2Ga0.8N蒸発防止層2
8を成長する。
Thereafter, the growth temperature is again lowered to 750 ° C.
Using TMG, NH 3 and TMI as raw materials, In 0.03 Ga
0.97 N barrier layers (thickness 5nm), In 0.15 Ga 0.85 N quantum well layer (thickness 3nm), In 0.03 Ga 0.97 N barrier layers (thickness 5nm), In 0.15 Ga 0. 85 N quantum well layer (thickness 3n
m), an In 0.03 Ga 0.97 N barrier layer (thickness: 5 nm) is sequentially grown to form a multiple quantum well structure active layer (total thickness: 21 nm) 27. Continue to TMG
And TMA and NH 3 as raw materials, the growth temperature is 750 ° C.
10 nm thick Al 0.2 Ga 0.8 N evaporation prevention layer 2
Grow 8.

【0058】次に、再び成長温度を1050℃に上昇し
て、TMGとNH3、及びCp2Mgを原料に用いて、厚
さ0.1μmのMgドープp−GaNガイド層29を成
長する。さらに続けてTMAを原料に加え、成長温度は
1050℃のままで厚さ0.2μmのMgドープp−A
0.1Ga0.9Np型第1クラッド層30を成長する。
Next, the growth temperature is raised again to 1050 ° C., and a T-type Mg-doped p-GaN guide layer 29 having a thickness of 0.1 μm is grown using TMG, NH 3 and Cp 2 Mg as raw materials. Subsequently, TMA was added to the raw material, and the growth temperature was kept at 1050 ° C. and the Mg-doped p-A having a thickness of 0.2 μm was formed.
A l 0.1 Ga 0.9 Np type first cladding layer 30 is grown.

【0059】次に、成長温度を750℃に下げ、TMG
とNH3とCp2Mg、及びTMIを原料に用いて、厚さ
20nmのMgドープp−In0.03Ga0.97Nエッチス
トップ層31を成長する。次に、再び成長温度を105
0℃に上昇して、TMGとNH3とCp2Mg、及び、T
MAを原料に用いて、厚さ0.8μmのMgドープp−
Al0.1Ga0.9Np型第2クラッド層32を成長する。
続けて、TMAを原料から除いて、成長温度は1050
℃のままで厚さ0.1μmのMgドープp−GaNp型
コンタクト層33を成長して、窒化ガリウム系エピタキ
シャルウェハーを完成する。
Next, the growth temperature was lowered to 750 ° C.
Then, a Mg-doped p-In 0.03 Ga 0.97 N etch stop layer 31 having a thickness of 20 nm is grown using NH 3 , Cp 2 Mg, and TMI as raw materials. Next, the growth temperature is set to 105 again.
0 ° C., TMG, NH 3 , Cp 2 Mg, and T
0.8 μm thick Mg-doped p-
An Al 0.1 Ga 0.9 Np type second cladding layer 32 is grown.
Subsequently, TMA was removed from the raw material, and the growth temperature was 1050.
A Mg-doped p-GaN p-type contact layer 33 having a thickness of 0.1 μm is grown at a temperature of 0 ° C. to complete a gallium nitride-based epitaxial wafer.

【0060】その後、この基板上に窒化物半導体構造が
積層されたウェハーを800℃の窒素ガス雰囲気中でア
ニールして、Mgドープのp型層を低抵抗化する。
Thereafter, the wafer having the nitride semiconductor structure laminated on the substrate is annealed at 800 ° C. in a nitrogen gas atmosphere to lower the resistance of the Mg-doped p-type layer.

【0061】続いて、このウェハーの一部を劈開して直
線状の辺Aを形成する。本実施例ではこの辺に形成され
る劈開面をサファイア基板において(1−100)面と
した。この時GaN層においてはサファイア基板と面内
での方位が30度ずれているので(11−20)面が、
辺Aとなる。ただし、サファイア基板は堅くて劈開しに
くい場合があるので、サファイア基板21の裏面を通常
の研磨技術により研磨し、ウェハーの厚さを100μm
以下に薄くした後、このウェハーの周囲の辺のうちの一
部を劈開して直線状の辺Aを形成しても構わない。
Subsequently, a part of the wafer is cleaved to form a straight side A. In the present embodiment, the cleavage plane formed on this side is the (1-100) plane in the sapphire substrate. At this time, in the GaN layer, the (11-20) plane is shifted from the sapphire substrate by 30 degrees in the in-plane direction.
Side A. However, since the sapphire substrate may be hard and difficult to cleave, the back surface of the sapphire substrate 21 is polished by a normal polishing technique to reduce the thickness of the wafer to 100 μm.
After the thickness is reduced below, a part of the peripheral side of the wafer may be cleaved to form a linear side A.

【0062】あるいは、サファイア基板上に結晶成長さ
せた窒化ガリウム系半導体層はサファイア基板との熱歪
みにより、ウェハーの周辺部にクラックを発生すること
があるが、このクラックはGaN層において<11−2
0>方向、又は、これと±60度の方向に延びるので、
このクラックがある場合はこれを辺Aの替わりとして用
いても構わない。
Alternatively, a gallium nitride-based semiconductor layer grown on a sapphire substrate may have cracks in the peripheral portion of the wafer due to thermal strain with the sapphire substrate. 2
0> direction or ± 60 degrees from this direction,
If there is such a crack, it may be used instead of the side A.

【0063】さらに、通常のフォトリソグラフイーとド
ライエッチング技術を用いて200μm幅のストライプ
状に、p−GaNp型コンタクト層33の最表面からn
−GaNn型コンタクト層23が露出するまでエッチン
グを行ってメサ構造を作製する。ここでフォトリソグラ
フイーによりこのメサ構造を形成する際には、直線状の
辺Aとメサ構造のストライプとが垂直になるようにフォ
トマスクのアライメントを行う。本実施例ではこのリッ
ジ構造のストライプの方向はGaN層において<11−
20>方向である。
Further, using the usual photolithography and dry etching techniques, a strip of 200 μm width is formed from the outermost surface of the p-GaN p-type contact layer 33 by n.
Etching is performed until the GaN n-type contact layer 23 is exposed to form a mesa structure. Here, when this mesa structure is formed by photolithography, the photomask is aligned so that the linear side A is perpendicular to the mesa structure stripe. In the present embodiment, the direction of the stripe of the ridge structure is <11− in the GaN layer.
20> direction.

【0064】その後、通常のフォトリソグラフイーとド
ライエッチング技術を用いてp−GaNp型コンタクト
層33の最表面に、2μm幅のストライプ状にリッジ構
造を形成するようにp−GaNp型コンタクト層33と
p−Al0.1Ga0.9Np型第2クラッド層32をエッチ
ングする。この時、エッチングの深さがp−In0.03
0.97Nエッチストップ層31に達すると、エッチング
表面にIn原子が現れるため、このIn原子を元素分析
により検出した時点でエッチングを停止するようにし
て、エッチングする深さを正確に制御できた。またスト
ライプ状のリッジ構造は、この領域にのみ電流注入され
る活性領域となるが、フォトリソグラフィーによりこの
リッジ構造を形成する際には、直線状の辺Aとリッジ構
造のストライプとが垂直になるようにフォトマスクのア
ライメントを行う。
Thereafter, the p-GaN p-type contact layer 33 is formed on the outermost surface of the p-GaN p-type contact layer 33 by using ordinary photolithography and dry etching techniques so as to form a ridge structure in a stripe shape having a width of 2 μm. The p-Al 0.1 Ga 0.9 Np type second cladding layer 32 is etched. At this time, the etching depth is p-In 0.03 G
When the a 0.97 N etch stop layer 31 is reached, In atoms appear on the etched surface. Therefore, the etching is stopped when the In atoms are detected by elemental analysis, so that the etching depth can be accurately controlled. The stripe-shaped ridge structure is an active region into which current is injected only in this region. However, when this ridge structure is formed by photolithography, the straight side A and the stripe of the ridge structure are perpendicular to each other. The photomask is aligned as described above.

【0065】本実施例ではこのリッジ構造のストライプ
の方向はGaN層において<11−20>方向である。
このように、ウェハーの一部を劈開して直線状の辺Aを
形成しておくことにより、この辺Aを基準にしてリッジ
構造のストライプをアライメントすることができるの
で、ストライプの方向を正確に劈開の方向に対して垂直
に形成することが可能になった。また、本実施例では、
リッジ構造のストライプとメサ構造のストライプとが平
行に形成されている。
In this embodiment, the direction of the stripe of the ridge structure is the <11-20> direction in the GaN layer.
By forming a straight side A by cleaving a part of the wafer in this manner, the stripe of the ridge structure can be aligned with respect to the side A, so that the direction of the stripe can be accurately cleaved. Can be formed perpendicular to the direction. In this embodiment,
A stripe having a ridge structure and a stripe having a mesa structure are formed in parallel.

【0066】続いて、リッジの側面とリッジ以外のp型
層表面に厚さ200nmのSiO2絶縁膜36を電流阻
止層として形成する。さらに、このSiO2絶縁膜36
とp−GaNp型コンタクト層33の表面にニッケルと
金からなるp側電極34を形成し、エッチングにより露
出したn−GaNn型コンタクト層23の表面にチタン
とアルミニウムからなるn側電極35を形成して、窒化
ガリウム系半導体レーザ素子ウェハーを完成する。
Subsequently, a 200 nm thick SiO 2 insulating film 36 is formed as a current blocking layer on the side surfaces of the ridge and on the surface of the p-type layer other than the ridge. Further, the SiO 2 insulating film 36
A p-side electrode 34 made of nickel and gold is formed on the surface of the p-GaN p-type contact layer 33, and an n-side electrode 35 made of titanium and aluminum is formed on the surface of the n-GaN n-type contact layer 23 exposed by etching. Thus, a gallium nitride based semiconductor laser device wafer is completed.

【0067】その後、このウェハーをリッジストライプ
と垂直な方向に劈開することによりレーザの共振器端面
を形成し、リッジストライプと平行な方向にレーザ共振
器を形成する。ここでは、共振器面を形成する劈開面は
GaN層において(11−20)面であり、共振器の長
さを500μmとした。本実施例ではリッジストライプ
をフォトリソグラフイーで形成する際に、劈開により形
成されたウェハーの辺Aを基準にしてリッジ構造のスト
ライプをアライメントしているので、両共振器面ともリ
ッジストライプの方向と共振器端面とのなす角度が90
度±0.1度程度とすることができ、90度±0.3度
の範囲内に入っている。また、サファイア基板を研磨し
て50μm程度の厚さにして劈開を行い共振器端面を形
成したことにより、共振器端面の周期的な凹凸は低減さ
れ、凹凸の山と谷の差を測定すると10nm程度とする
ことができ、25nm以下の範囲内に抑えられた。ここ
で、サファイア基板の厚さを100μm程度のままで劈
開を行い共振器端面を形成すると、共振器的な凹凸は大
きくなって25nm以上になる場合があるので、このと
きは共振器端面を研磨することにより凹凸の山と谷の差
を小さくした。劈開により形成された共振器端面の周期
的な凹凸の山と谷の差が25nm以下の場合でも、さら
にこの大きさを小さくするために共振器端面を研磨して
も横わない。
Thereafter, the wafer is cleaved in a direction perpendicular to the ridge stripe to form a laser cavity end face, and a laser cavity is formed in a direction parallel to the ridge stripe. Here, the cleavage plane forming the resonator plane is the (11-20) plane in the GaN layer, and the length of the resonator is 500 μm. In this embodiment, when the ridge stripe is formed by photolithography, the stripe of the ridge structure is aligned with reference to the side A of the wafer formed by cleavage, so that both resonator surfaces are aligned with the direction of the ridge stripe. The angle between the cavity and the cavity end face is 90
The degree can be about ± 0.1 degrees, which is within the range of 90 degrees ± 0.3 degrees. In addition, the sapphire substrate was polished to a thickness of about 50 μm and cleaved to form a cavity facet, so that periodic irregularities on the cavity facet were reduced. And it was suppressed within the range of 25 nm or less. Here, if the cavity facets are formed by cleaving the sapphire substrate while keeping the thickness of the sapphire substrate at about 100 μm, the cavity-like irregularities may increase to 25 nm or more. By doing so, the difference between the peaks and valleys of the irregularities was reduced. Even if the difference between the peaks and valleys of the periodic unevenness of the cavity end face formed by cleavage is 25 nm or less, even if the cavity end face is polished to further reduce this size, it will not be flat.

【0068】さらにこの共振器端面に、SiO2とTi
2が交互に各3層ずつ積層された入/4誘電体多層反
射膜を形成し、共振器端面の反射率を60%とする。
Further, SiO 2 and Ti
A quarter-dielectric multilayer reflective film in which three layers of O 2 are alternately laminated is formed, and the reflectance of the cavity end face is set to 60%.

【0069】続いてこのレーザ素子を個々のレーザチッ
プに分割する。そして、各チップをサファイア基板21
を下にしてステムにマウントし、ワイヤーボンデイング
により各電極とリード端子とを接続して、窒化ガリウム
系半導体レーザ素子を完成する。
Subsequently, this laser element is divided into individual laser chips. Then, each chip is connected to the sapphire substrate 21.
The gallium nitride based semiconductor laser device is completed by mounting each of the electrodes and the lead terminal by wire bonding with the substrate facing downward.

【0070】このようにして作製された窒化ガリウム系
半導体レーザ素子の発振波長は410nm、発振閾値電
流値は30mAであり、良好なレーザ特性が得られた。
本実施例2では実施例1と比較して活性層と平行な方向
におけるレーザ光の強度分布の半値全幅が狭くなり、
1.8μm程度になっている。
The gallium nitride based semiconductor laser device thus manufactured had an oscillation wavelength of 410 nm and an oscillation threshold current value of 30 mA, and excellent laser characteristics were obtained.
In the second embodiment, compared to the first embodiment, the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in the direction parallel to the active layer is narrowed,
It is about 1.8 μm.

【0071】この結果、活性領域への光の閉じ込め係数
が大きくなり、発振閾値電流値が低減した。また従来の
窒化ガリウム系半導体レーザ素子と比べて1枚のウェハ
ー内での各半導体レーザ素子チップの特性のばらつきも
小さくなり、歩留まりが向上した。このように歩留まり
よく低い発振閾値電流値が得られるのは、従来全く考慮
されていなかったリッジストライプの方向と共振器端面
とのなす角度を90度±0.3度の範囲内としたこと
と、端面の周期的な凹凸の山と谷の差を25nm以下と
したことにより、共振器端面の反射率の低下を抑えたこ
とによるものである。また、本実施例では、リッジ構造
のストライプとメサ構造のストライプとが平行に形成さ
れているので、n側電極35とストライプ状の活性領域
との距離が共振器方向において一定となっている。この
結果、共振器内で一定の電圧で均一に電流注入すること
ができるため、共振器内での発光が均一になり、従来の
窒化ガリウム系半導体レーザ素子と比べて発振閾値電流
値をさらに低減することが可能になっている。
As a result, the confinement coefficient of light in the active region was increased, and the oscillation threshold current value was reduced. Further, as compared with the conventional gallium nitride based semiconductor laser device, the variation in the characteristics of each semiconductor laser device chip within one wafer was reduced, and the yield was improved. The reason why such a low oscillation threshold current value can be obtained with good yield is that the angle formed between the direction of the ridge stripe and the end face of the resonator, which has not been considered at all, is within the range of 90 ° ± 0.3 °. The reason is that the difference between the peaks and valleys of the periodic irregularities on the end face is set to 25 nm or less, thereby suppressing a decrease in the reflectivity of the end face of the resonator. Further, in this embodiment, since the stripe having the ridge structure and the stripe having the mesa structure are formed in parallel, the distance between the n-side electrode 35 and the stripe-shaped active region is constant in the resonator direction. As a result, the current can be uniformly injected at a constant voltage in the resonator, so that the light emission in the resonator becomes uniform and the oscillation threshold current value is further reduced as compared with the conventional gallium nitride based semiconductor laser device. It is possible to do.

【0072】なお、本実施例の構成では、活性層と平行
な方向におけるレーザ光の強度分布の半値全幅が、1.
8μm程度となっているが、本実施例に限らず半値全幅
が、0.5μm以上3μm以下であれば、歩留まりよく
良好なレーザ特性の窒化ガリウム系半導体レーザ素子が
得られる。この活性層と平行な方向におけるレーザ光の
強度分布の半値全幅は、第1の実施例と同様に、図2に
示される斜線部内のストライプ幅とp型第1クラッド層
の層厚であれば、活性層と平行な方向におけるレーザ光
の強度分布の半値全幅は0.5μm以上3μm以下とす
ることができる。この結果、歩留まりよく良好なレーザ
特性を有する窒化ガリウム系半導体レーザ素子が得るこ
とができる。
In the configuration of this embodiment, the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in the direction parallel to the active layer is 1.
Although it is about 8 μm, the present invention is not limited to this example, and if the full width at half maximum is 0.5 μm or more and 3 μm or less, a gallium nitride based semiconductor laser device having good laser characteristics and good yield can be obtained. As in the first embodiment, the full width at half maximum of the laser beam intensity distribution in the direction parallel to the active layer is the stripe width in the hatched portion shown in FIG. 2 and the layer thickness of the p-type first cladding layer. The full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in the direction parallel to the active layer can be 0.5 μm or more and 3 μm or less. As a result, a gallium nitride based semiconductor laser device having good laser characteristics with good yield can be obtained.

【0073】また本実施例では、ウェハーの直線状の辺
Aをサファイア基板の(1−100)面とし、リッジス
トライプの方向をこの辺Aに垂直な方向として、GaN
層の<11−20>方向としたが、リッジストライプの
方向を辺Aに平行な方向として、GaN層の<1−10
0>方向としても構わない。これはどちらの方向でも共
振器端面として使用可能なGaN層の劈開面が形成でき
るためである。また、ウェハーの直線状の辺Aをサファ
イア基板の(11−20)面とし、リッジストライプの
方向をこの辺Aに垂直、又は、平行な方向としても構わ
ない。
In this embodiment, the straight side A of the wafer is defined as the (1-100) plane of the sapphire substrate, and the direction of the ridge stripe is defined as the direction perpendicular to the side A.
Although the <11-20> direction of the GaN layer was used, the <1-10>
0> direction. This is because a cleavage plane of the GaN layer that can be used as a cavity end face can be formed in either direction. Alternatively, the straight side A of the wafer may be the (11-20) plane of the sapphire substrate, and the direction of the ridge stripe may be perpendicular or parallel to the side A.

【0074】本実施例では、サファイア基板上にまずn
型の窒化ガリウム半導体を形成した後、p型の窒化ガリ
ウム半導体を形成しているが、p型とn型の構成を逆に
しても構わない。さらには、電流阻止層としてはSiO
2絶縁膜36に限らず、SiN等の他の誘電体絶縁膜
や、n型の導電性や半絶縁性を有する半導体材料を用い
ることもできる。また活性領域を形成するためのストラ
イプ構造は本実施例のようなリッジ構造に限らず、リッ
ジを形成する際にn型層までエッチングを行う、いわゆ
る埋め込み構造や、電流狭窄層を形成した後に電流注入
を行う領域のみに電流狭窄層のエッチングを行う、いわ
ゆる内部電流狭窄構造、等の他のストライプ構造でも構
わない。
In this embodiment, first, n
After the p-type gallium nitride semiconductor is formed, the p-type gallium nitride semiconductor is formed. However, the p-type and n-type configurations may be reversed. Further, the current blocking layer is made of SiO
Not only the two insulating films 36 but also other dielectric insulating films such as SiN, or an n-type conductive or semi-insulating semiconductor material can be used. Further, the stripe structure for forming the active region is not limited to the ridge structure as in the present embodiment, and a so-called buried structure in which etching is performed up to the n-type layer when forming the ridge, or a current after forming the current confinement layer. Another stripe structure such as a so-called internal current confinement structure in which the current confinement layer is etched only in the region where the implantation is performed may be used.

【0075】さらに本実施例では、劈開によりレーザの
共振器端面を形成しているが、サファイア基板は硬くて
劈開しにくい場合があるので、ドライエッチングにより
共振器端面を形成することもできる。このとき通常のフ
ォトリソグラフイーとドライエッチング技術を用いて共
振器端面を形成するが、このフォトリソグラフイーの際
に、リッジストライプが既に形成されている場合は、こ
のリッジ構造のストライプを基準にしてドライエッチン
グ領域を垂直にアライメントすることにより、両共振器
面ともリッジストライプの方向と共振器端面とのなす角
度を90度±0.3度の範囲内に収めることが可能にな
る。また、ドライエッチングにより共振器端面を形成し
た後にリッジストライプを形成する場合は、この共振器
端面を基準にしてリッジストライプの方向を垂直にアラ
イメントすることにより、両共振器面ともリッジストラ
イプの方向と共振器端面とのなす角度を90度±0.3
度の範囲内に収めることが可能になる。また共振器端面
は、一方を劈開により形成し、他方をドライエッチング
により形成しても構わない。
Further, in this embodiment, the cavity facet of the laser is formed by cleavage. However, since the sapphire substrate may be hard and difficult to cleave, the cavity facet may be formed by dry etching. At this time, the cavity end face is formed using normal photolithography and dry etching techniques.If a ridge stripe is already formed at the time of this photolithography, the ridge structure is used as a reference. By vertically aligning the dry etching regions, it is possible to make the angle between the direction of the ridge stripe and the end face of the resonator within the range of 90 ° ± 0.3 ° on both resonator surfaces. In the case where the ridge stripe is formed after the cavity end face is formed by dry etching, by aligning the ridge stripe direction vertically with respect to the cavity end face, both cavity faces are aligned with the ridge stripe direction. 90 ° ± 0.3
It is possible to stay within the range of degrees. Further, one end of the resonator may be formed by cleavage and the other end may be formed by dry etching.

【0076】[0076]

【発明の効果】上述したように本発明による窒化ガリウ
ム系半導体レーザ素子では、ストライプ状活性領域のス
トライプ方向と共振器端面とのなす角度を90度±0.
3度の範囲内とし、このストライプ状活性領域の範囲内
での共振器端面の凹凸の山と谷の差を25nm以下とし
た。この結果、従来の窒化ガリウム系半導体レーザ素子
では全く考慮していなかった、ストライプの方向と共振
器端面とのなす角度、及び、共振器端面の周期的な凹凸
の、2点を上記範囲内とすることにより、共振器端面の
反射率の低下を抑えることができて、歩留まりよく発振
閾値電流値が低い半導体レーザ素子を得ることが可能に
なった。
As described above, in the gallium nitride based semiconductor laser device according to the present invention, the angle between the stripe direction of the stripe-shaped active region and the end face of the resonator is 90 degrees ± 0.
The difference between the peaks and valleys of the concave and convex portions of the cavity end face within the range of the stripe-shaped active region was set to 25 nm or less. As a result, two points, which were not considered at all in the conventional gallium nitride based semiconductor laser device, the angle between the direction of the stripe and the cavity facet, and the periodic irregularities on the cavity facet were within the above range. By doing so, it is possible to suppress a decrease in the reflectance of the end face of the resonator, and it is possible to obtain a semiconductor laser device having a low oscillation threshold current value with good yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体レーザ素子
を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例に係る半導体レーザ素子
の、活性層と平行な方向におけるレーザ光の強度分布の
半値全幅を0.5μm以上3μm以下とするための、ス
トライプ幅とp型第1クラッド層の層厚の範囲を示すグ
ラフ図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor laser device according to a first embodiment of the present invention, in which the full width at half maximum of the intensity distribution of laser light in a direction parallel to the active layer is set to 0.5 μm or more and 3 μm or less; FIG. 4 is a graph showing a range of a layer thickness of a mold first cladding layer.

【図3】本発明の第2の実施例に係る半導体レーザ素子
を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor laser device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】窒化ガリウム系半導体レーザ素子のストライプ
状活性領域とチルト角度θを有する共振器端面を半導体
レーザ素子上面から見た模式図である。
FIG. 4 is a schematic view of a striped active region of a gallium nitride based semiconductor laser device and a resonator end face having a tilt angle θ as viewed from above the semiconductor laser device.

【図5】反射率の低下量R/R0のチルト角度θに関す
る依存性を、様々なレーザ光の強度分布の半値全幅に対
して算出した結果を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing the result of calculating the dependence of the reflectance reduction R / R 0 on the tilt angle θ with respect to the full width at half maximum of the intensity distribution of various laser beams.

【図6】反射率の低下による発振閾値電流値の変化を表
すグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing a change in an oscillation threshold current value due to a decrease in reflectance.

【図7】窒化ガリウム系半導体レーザ素子のストライプ
状活性領域と周期的凹凸を有する共振器端面を半導体レ
ーザ素子上面から見た模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a stripe-shaped active region and a cavity end face having periodic irregularities of a gallium nitride based semiconductor laser device as viewed from above the semiconductor laser device.

【図8】反射率の低下量R/R0の山と谷の差に関する
依存性を算出した結果を示すグラフ図である。
FIG. 8 is a graph showing the result of calculating the dependence of the reflectance reduction R / R 0 on the difference between peaks and valleys.

【図9】窒化ガリウム系半導体を用いた従来の半導体レ
ーザ素子の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device using a gallium nitride-based semiconductor.

【図10】窒化ガリウム系半導体を用いた従来の半導体
レーザ素子の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor laser device using a gallium nitride-based semiconductor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n−GaN基板 2、23 n−GaNコンタクト層 3、24 n−In0.1Ga0.9Nクラック防止層 4、25 n−Al0.1Ga0.9Nn型クラッド層 5、26 n−GaNガイド層 6、27 多重量子井戸構造活性層 7、28 Al0.2Ga0.8N蒸発防止層 8、29 p−GaNガイド層 9、30 p−Al0.1Ga0.9Np型第1クラッド層 10、31 p−In0.03Ga0.97Nエッチストップ層 11、32 p−Al0.1Ga0.9Np型第2クラッド層 12、33 p−GaNp型コンタクト層 13、34 p側電極 14、35 n側電極 15、36 SiO2絶縁膜 21 サファイア基板 22 GaNバッファ層Reference Signs List 1 n-GaN substrate 2, 23 n-GaN contact layer 3, 24 n-In 0.1 Ga 0.9 N crack prevention layer 4, 25 n-Al 0.1 Ga 0.9 Nn-type clad layer 5, 26 n-GaN guide layer 6, 27 Multiple quantum well structure active layer 7, 28 Al 0.2 Ga 0.8 N evaporation preventing layer 8, 29 p-GaN guide layer 9, 30 p-Al 0.1 Ga 0.9 Np type first cladding layer 10, 31 p-In 0.03 Ga 0.97 N Etch stop layer 11, 32 p-Al 0.1 Ga 0.9 Np-type second cladding layer 12, 33 p-GaN p-type contact layer 13, 34 p-side electrode 14, 35 n-side electrode 15, 36 SiO 2 insulating film 21 sapphire substrate 22 GaN buffer layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、窒化物半導体からなるクラッ
ド層及び/又はガイド層に挟まれ、窒化物半導体からな
る活性層を有し、前記活性層に電流が狭窄されたストラ
イプ状活性領域が設けられた半導体レーザ素子におい
て、 前記ストライプ状活性領域のストライプ方向と共振器端
面とのなす角度が、90度±0.3度の範囲内であり、
かつ、前記ストライプ状活性領域における活性層と平行
な方向における、レーザ光の強度分布の半値全幅が3μ
m以下である、ことを特徴とする窒化ガリウム系半導体
レーザ素子。
1. A substrate having an active layer made of a nitride semiconductor sandwiched between a clad layer and / or a guide layer made of a nitride semiconductor on a substrate, wherein the active layer has a stripe-shaped active region in which a current is narrowed. In the provided semiconductor laser device, an angle between a stripe direction of the stripe-shaped active region and an end face of the resonator is within a range of 90 ° ± 0.3 °,
Further, the full width at half maximum of the intensity distribution of the laser beam in a direction parallel to the active layer in the stripe-shaped active region is 3 μm.
m or less, wherein the gallium nitride based semiconductor laser device is not more than m.
【請求項2】 基板上に、窒化物半導体からなるクラッ
ド層及び/又はガイド層に挟まれ、窒化物半導体からな
る活性層を有し、前記活性層に電流が狭窄されたストラ
イプ状活性領域が設けられた半導体レーザ素子におい
て、 前記ストライプ状活性領域の範囲内での共振器端面での
凹凸の山と谷の差が25nm以下である、ことを特徴と
する窒化ガリウム系半導体レーザ素子。
2. An active layer comprising a nitride semiconductor sandwiched between a cladding layer and / or a guide layer comprising a nitride semiconductor on a substrate, wherein the active layer comprises a stripe-shaped active region in which a current is confined. In the provided semiconductor laser device, the difference between the peak and the valley of the unevenness on the cavity end surface within the range of the stripe-shaped active region is 25 nm or less.
【請求項3】 前記ストライプ状活性領域における活性
層と平行な方向における、レーザ光の強度分布の半値全
幅が0.5μm以上である、ことを特徴とする請求項1
乃至2のいずれか1項に記載の窒化ガリウム系半導体レ
ーザ素子。
3. The full width at half maximum of the intensity distribution of laser light in a direction parallel to the active layer in the stripe-shaped active region is 0.5 μm or more.
3. The gallium nitride based semiconductor laser device according to any one of items 1 to 2.
【請求項4】 窒化物半導体からなるクラッド層及び/
又はガイド層に挟まれた、窒化物半導体からなる活性層
を含む窒化物系半導体積層構造を有する半導体レーザ素
子の製造方法において、 基板上に前記窒化物系半導体積層構造を積層してウエハ
ーを形成する工程と、前記ウエハーを劈開して直線状の
辺を形成する工程と、 前記劈開により形成された直線状の辺に平行、又は、垂
直に、ストライプ状活性領域を形成する工程と、 前記ストライプ状活性領域のストライプ方向に対して垂
直な方向に劈開することにより共振器端面を形成する工
程と、を有することを特徴とする窒化ガリウム系半導体
レーザ素子の製造方法。
4. A cladding layer comprising a nitride semiconductor and / or
Alternatively, in a method for manufacturing a semiconductor laser device having a nitride-based semiconductor laminated structure including an active layer made of a nitride semiconductor sandwiched between guide layers, a wafer is formed by laminating the nitride-based semiconductor laminated structure on a substrate Performing a step of cleaving the wafer to form a linear side; forming a stripe-shaped active region in parallel or perpendicular to the linear side formed by the cleaving; Forming a cavity end face by cleaving in a direction perpendicular to the stripe direction of the stripe-shaped active region.
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